JP4034389B2

JP4034389B2 - ３相ハイブリッド型ステッピングモータ

Info

Publication number: JP4034389B2
Application number: JP29189497A
Authority: JP
Inventors: 博文里見
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JPH11136923A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子に放射状に９個の固定子磁極を有する３相ハイブリッド型ステッピングモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の３相ハイブリッド型ステッピングモータとしては、例えば、図８の固定子の断面図および図９の概略縦断面図に示すものが知られている。
図８および図９において、Ｐ１ないしＰ６は、固定子１の鉄心９に、放射状に等ピッチに配置された６個の固定子磁極であり、３は、該固定子磁極Ｐ１ないしＰ６の内周面にそれぞれ配設された固定子極歯、Ｗ１ないしＷ６は、前記固定子磁極Ｐ１ないしＰ６のそれぞれに巻装された巻線である。
【０００３】
回転子２は、該固定子１内に軸７により回動自在に支持されるとともに、前記固定子磁極Ｐ１ないしＰ６と空隙を介して対向する外周面に、５０個の回転子極歯４が形成された回転子鉄心５，５と、前記回転子極歯ピッチが１／２互いにずれて配置された前記回転子鉄心５，５に挟持され、軸７方向に磁化されたリング状の永久磁石６とを有する。
【０００４】
そして、前記固定子１は、前記巻線Ｗ１とＷ４が同極性となるように結線されて第I 相を、巻線Ｗ２とＷ５が同極性に結線されて第II相を、巻線Ｗ３とＷ６が同様に結線されて第III 相を構成し、３相巻線を形成している。この種のステッピングモータのステップ角は、３６０／（２×相数×回転子極歯数）度であるから、相数３、回転子極歯数５０を代入すると基本ステップ角は１．２度となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８および図９に示す前記従来の３相ハイブリッド型ステッピングモータにあっては、以下のような問題点があった。
（１）固定子磁極あたりの巻線の巻数が多くなるため、インダクタンスが大きくなる。
（２）コイルエンドが高くなるため、薄型化を考えた場合、不利になる。
【０００６】
（３）固定子磁極あたりの固定子極歯の数が多いため、固定子磁極の幅やバックヨークの幅などを太くする必要があり、有効巻線スペースが狭くなり、高トルク化を考えた場合、不利になる。
（４）巻線電流による磁束の影響が大きいため、スロット開口部にホール素子などの磁気センサを設置できない。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、従来のものよりも、固定子磁極巻線のインダクタンスが低く、かつ高速性に優れるとともに、薄型化にも適する３相ハイブリッド型ステッピングモータを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、固定子のスロット開口部に、磁気センサの設置が可能な３相ハイブリッド型ステッピングモータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の３相ステッピングモータの構成は、固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１ないしＰ９と、該固定子磁極に各別に巻装された９個の巻線Ｗ１ないしＷ９とを有し、回転子は、該固定子内に軸により回動自在に支持されるとともに、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回転子極歯をそれぞれ有し、かつ軸方向に配置される２つの回転子鉄心と、該２つの回転子鉄心に挟持され、軸方向に磁化された永久磁石とを有する３相ハイブリッド型ステッピングモータにおいて、次のとおりである。
【００１０】
（１）前記回転子極歯は、回動方向に沿ってＺ＝６ａ＋３ｂ＋２個またはＺ＝６ａ＋３ｂ＋４個（ただし、ａ、ｂは１以上の整数）、形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有するとともに、該固定子極歯の歯数は全て偶数個、または奇数個であり、互いに隣接する前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は、前記回転子極歯の歯数が、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋２個のときは１２０（３ａ＋１）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなり、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋４個のときは１２０（３ａ＋２）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなるとともに、２つおきに配置される３個の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８，またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は互いに１２０度であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて、１つの相を構成することを特徴とする。
【００１１】
（２）前記回転子極歯は、回動方向に沿ってＺ＝６ａ＋３ｂ＋５個またはＺ＝６ａ＋３ｂ＋１個（ただし、ａ、ｂは１以上の整数）、形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は、前記回転子極歯の歯数が、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋５個のときは６０（６ａ＋５）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなり、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋１個のときは６０（６ａ＋１）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなるとともに、２つおきに配置される３個の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８，またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は互いに１２０度であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極の固定子極歯の歯数がそれぞれ偶数個の場合には、前記２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極の固定子極歯の歯数が奇数個であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極の固定子極歯の歯数がそれぞれ奇数個の場合には、前記２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極の固定子極歯の歯数が偶数個であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて、１つの相を構成することを特徴とする。
【００１２】
（３）前記（１）または（２）において、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす前記固定子磁極間の開口部に、前記回転子表面の磁気的変化を検出する磁気センサが配設されることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、以上のように構成されているので、固定子磁極あたりの巻数を少なくでき、その巻線のインダクタンスを小さくすることができる。このため、前記ステッピングモータの薄型化が期待できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。
（第１実施例）
図１ないし図３は、本発明の第１実施例で、請求項１に係る３相ステッピングモータＭ１の実施例を示す。
図１は、前記ステッピングモータＭ１の固定子１および回転子２を、回転軸７に垂直な面で切断した断面図、図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、３相を構成する固定子磁極の巻線の結線例を示す図、図３はトルクベクトル図である。
【００１５】
図１において、該３相ステッピングモータＭ１は、固定子１と、該固定子１の軸心に、回転軸７とともに、回動自在に配設さた回転子２とからなる。該固定子１の鉄心１０には、内側に向かって放射状に配設された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に、順にかつ各別に９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９が巻装されており、該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ４個の固定子極歯３が配設されている。
【００１６】
また、前記回転子２の鉄心５、５には、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９と空隙を介して対向する外周面に、回動方向（周方向）に沿って５０個（Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋２において、ａ＝５、ｂ＝６とした場合）の回転子極歯４が形成されており、その回転子極歯ピッチ角度τ_Rは、３６０／Ｚ＝３６０／５０＝７．２度である。該回転子２の縦断面図は、図９のものと同じであり、軸方向に磁化された永久磁石６が、前記２つの回転子鉄心５、５に挟持されている。
【００１７】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の磁気的中心線、すなわち該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯３または固定子極歯群の中心のなす角度は、３８．４度（１２０（３ａ＋１）／Ｚにおいて、ａ＝５、Ｚ＝５０）の箇所が６箇所と、４３．２度（３６０ｂ／Ｚにおいて、ｂ＝６，Ｚ＝５０）の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９磁気的中心線のなす角度は、互いに１２０度となっている。
【００１８】
前記角度３８．４度は、前記回転子極歯ピッチ角度τ_Rを単位とすると、（５＋２／６）τ_Rであり、前記角度４３．２度は、６τ_Rであるから、図１の状態における前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯３と、前記回転子鉄心５の外周に設けられた前記回転子極歯４とのずれ角は、前記回転子極歯ピッチ角度τ_R（電気角３６０度）を単位とすれば、それぞれ（０／６）τ_R、（２／６）τ_R、（２／６）τ_R、（４／６）τ_R、（０／６）τ_R、（０／６）τ_R、（２／６）τ_R、（４／６）τ_R、（４／６）τ_Rである。ここで、（０／６）τ_Rは、ずれ角０度を意味し、固定子極歯３と回転子極歯４とは丁度対向していることを意味している。同様に、（２／６）τ_Rは回転子磁極ピッチτ_Rの２／６、すなわち電気角で３６０゜×２／６＝１２０度、（４／６）τ_Rは同様に電気角で２４０゜のずれ角をもって対向していることを意味している。
【００１９】
したがって、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、巻線Ｗ１、巻線Ｗ５、巻線Ｗ６が互いに同極性になるように結線して第Ａ相とし、巻線Ｗ７、巻線Ｗ２、巻線Ｗ３が互いに同極性になるように結線して第Ｂ相とし、巻線Ｗ４、巻線Ｗ８、巻線Ｗ９が互いに同極性になるように結線して第Ｃ相とすると、第Ａ相（巻線Ｗ１，Ｗ５，Ｗ６）、第Ｂ相（巻線Ｗ７，Ｗ２，Ｗ３）および第Ｃ相（巻線Ｗ４，Ｗ８，Ｗ９）に、それぞれ正方向電流を流したときに発生するトルクベクトルＴＡ，ＴＢ，ＴＣは、前記ずれ角の関係から図３に示すように、電気角で１２０゜ずつの位相をもつことになる。
【００２０】
また、前記とは逆方向に電流を流したときに発生するルクベクトルは、前記トルクベクトルＴＡ，ＴＢ，ＴＣに対し、それぞれ電気角で１８０度の位相差をもつベクトル−ＴＡ，−ＴＢ，−ＴＣとなる。このため、両者を交互に組み合わせることにより、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転するトルクベクトルＴＡ，−ＴＣ，ＴＢ，−ＴＡ，ＴＣ，−ＴＢを発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０度（機械角で６０／Ｚ＝６０／５０、すなわち１．２度）ずつ回転することとなり、基本ステップ角１．２度の３相ハイブリッド型ステッピングモータが構成できる。
【００２１】
図２（ａ）および図２（ｂ）では、各相を構成する３つの巻線の結線方法として、直列接続の例を示しているが、図２（ｃ）のように互いに隣合う巻線を並列接続し、残りの巻線をこれと直列接続することも可能である。この場合、巻線Ｗ１の巻数をＮ１、巻線抵抗をＲ１、巻線Ｗ５とＷ６の巻数をＮ２、巻線抵抗をＲ２とし、これらの関係を任意に設定することもできる。
通常、３相ステッピングモータの各相は、図２（ｂ）に示すようにスター結線されるため、該モータとしてのリード線は３本となる。もちろん、デルタ結線も可能である。
【００２２】
（第２実施例）
図４および図５は、本発明の第２実施例で、請求項１に係る３相ハイブリッド型ステッピングモータＭ２の実施例を示す。
図４は、前記ステッピングモータＭ２の固定子１および回転子２を、回転軸７の垂直な面で切断した横断面図、図５は、３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図の例である。図１および図２と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。２０は、固定子鉄心である。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面には、それぞれ９個の固定子極歯３が配設されている。
【００２３】
また、前記回転子２の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と対向する外周面には、回転方向に沿って、極歯数１００個（Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋４において、ａ＝１０、ｂ＝１２とした場合）の回転子磁極４が、形成されている。
【００２４】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は、３８．４度（１２０（３ａ＋２）／Ｚにおいて、ａ＝１０、Ｚ＝１００）の箇所が６箇所と、４３．２度（３６０ｂ／Ｚにおいて、ｂ＝１２，Ｚ＝１００）の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は、互いに１２０度となっている。
【００２５】
この場合の回転子極歯ピッチτ_Rは、τ_R＝３６０／Ｚ＝３６０／１００より、τ_R＝３．６度であるから、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の磁気的中心線のなす角度３８．４度は、前記回転子極歯ピッチτ_Rを単位とすると、（１０＋４／６）τ_Rであり、前記角度４３．２度は１２τ_Rである。
【００２６】
したがって、図４の状態における、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯３と回転子極歯４とのずれ角は、前記回転子極歯ピッチτ_Rを単位とすれば、それぞれ（０／６）τ_R、（４／６）τ_R、（４／６）τ_R、（２／６）τ_R、（０／６）τ_R、（０／６）τ_R、（４／６）τ_R、（２／６）τ_R、（２／６）τ_Rである。
【００２７】
したがって、図５に示すように、巻線Ｗ１、巻線Ｗ５、巻線Ｗ６が互いに同極性になるように結線して第Ａ相とし、巻線Ｗ４、巻線Ｗ８、巻線Ｗ９が互いに同極性になるように結線して第Ｂ相とし、巻線Ｗ７、巻線Ｗ２、巻線Ｗ３が互いに同極性になるように結線して第Ｃ相とすることにより、前記第１実施例の図３と同様に、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転するトルクベクトルＴＡ，−ＴＣ，ＴＢ，−ＴＡ，ＴＣ，−ＴＢを発生することができる。このとき前記回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０／１００、すなわち０．６度）ずつ回転することとなり、基本ステップ角０，６度の３相ハイブリッド型ステッピングモータが構成できる。
【００２８】
（第３実施例）
図６は、本発明の第３実施例で、請求項２に係る３相ステッピングモータＭ３の実施例を示す。
図６は、前記ステッピングモータＭ３の固定子１および回転子２を、回転軸７の垂直な面で切断した断面図で、図１と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。３０は、固定子鉄心である。
【００２９】
回転子２の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９と対向する外周面には、回動方向に沿って、極歯数が５０個（Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋５において、ａ＝５、ｂ＝５の場合）の回転子磁極４があり、互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は、４２度（６０（６ａ＋５）／Ｚにおいて、ａ＝５、Ｚ＝５０）の箇所が６箇所と、３６度（３６０ｂ／Ｚにおいて、ｂ＝５，Ｚ＝５０）の箇所が３箇所となっている。
【００３０】
また、３６度をなす前記固定子磁極Ｐ２とＰ３、Ｐ５とＰ６、Ｐ８とＰ９の固定子極歯３の数は、それぞれ４個であり全て偶数、前記固定子磁極Ｐ２とＰ３に対し等角度位置にある固定子磁極Ｐ７と、前記固定子磁極Ｐ５とＰ６に対し等角度位置にある固定子磁極Ｐ１と、前記固定子磁極Ｐ８とＰ９に対し等角度位置にある固定子磁極Ｐ４の固定子極歯３の数は、それぞれ５個であり全て奇数となっている。
【００３１】
したがって、前記角度４２度は、前記回転子極歯ピッチ角度τ_Rを単位とすると、（５＋５／６）τ_Rとなるが、これらは、前記固定子極歯３の歯数が偶数の磁極と、奇数の磁極との磁気的中心線のなす角度、すなわち固定子極歯３の歯底部の中心線と歯先部の中心線とのなす角度であるから、該歯先部の中心線同士のなす角度は、（５＋５／６）τ_R−τ_R／２＝（５＋２／６）τ_Rとなる。
【００３２】
また、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度１２０度は、不変であるから、前記角度３６度は、３６＋τ_R、すなわち６τ_Rとなり、前記固定子極歯３と前記回転子極歯４とのずれ角の関係は、前記第１実施例と同一となることが分かる。
【００３３】
本実施例と、前記第１実施例との違いは、１相あたりの固定子極歯数で、第１実施例の場合が１２個であるのに対し、本実施例の場合は１３個となっている。
一般に、固定子極歯数は、できるだけ多くした方が大きなトルクが得られるので、本実施例の方がトルク的に有利といえる。
【００３４】
（第４実施例）
図７は、本発明の第４実施例で、請求項３に係る３相ハイブリッド型ステッピングモータＭ４の実施例を示す。
図７は、前記ステッピングモータＭ４の固定子１および回転子２を、回転軸７の垂直な面で切断した横断面図、図１と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図７は、図１における前記固定子磁極Ｐ５とＰ６との間の開口部に、磁気センサＳ１を、前記固定子磁極Ｐ２とＰ３との間の開口部に、磁気センサＳ２を、前記固定子磁極Ｐ８とＰ９との間の開口部に、磁気センサＳ３をそれぞれ配設して、３相ブラシレス（３相ステッピングモータモータの変形の一種）を構成するものである。
【００３６】
該磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれ両側の前記固定子磁極Ｐ５とＰ６、Ｐ２とＰ３、Ｐ８とＰ９は、常に同極性に励磁されるため、磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が配設されているスロット内の巻線には、常に向きの異なる電流が流れることになり、電流による磁束は、互いに打ち消し合う関係となるので、該磁気センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、該巻線電流による磁束の影響を受けにくいという効果が得られる。
【００３７】
以上の４つの実施例では、前記固定子磁極の機械的中心線、すなわち該磁極の巻線部の中心線と、前記固定子磁極の磁気的中心線とを一致させているため、前記固定子磁極の機械的中心線も、前記実施例のそれぞれに記載（請求項に記載）の角度配置となっているが、該固定子磁極の機械的中心線は均等配置とし、前記固定子磁極の磁気的中心線のみを前記実施例のそれぞれに記載（請求項に記載）の角度配置としても、もちろんよい。
【００３８】
なお、本発明の技術は前記実施例における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
また、本実施の形態においては、固定子の内側に回転子がある構成を示したが、固定子の外側に回転子がある構成ももちろん可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の３相ステッピングモータによれば、回転子の極歯は、回動方向に沿ってＺ＝６ａ＋３ｂ＋２個またはＺ＝６ａ＋３ｂ＋４個（ただし、ａ、ｂは１以上の整数）、形成されており、固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有するとともに、該固定子極歯の歯数は全て偶数個、または奇数個であり、互いに隣接する前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は、前記回転子極歯の歯数が、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋２個のときは１２０（３ａ＋１）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなり、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋４個のときは１２０（３ａ＋２）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなるとともに、２つおきに配置される３個の前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は互いに１２０度であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて、１つの相を構成するので、前記固定子磁極あたりの巻線の巻数を少なくすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。また、該固定子磁極あたりの巻線の巻数を少なくなることにより、コイルエンドも低くなり、モータの薄型化に有利となる。
【００４０】
さらに、隣接する２つの固定子磁極と、該２つの磁極から等角度位置にある磁極とで１つの相を形成し、各磁極を同極性に励磁するようにしているため、前記隣接する磁極間の開口部に、磁気センサを配設しても巻線電流による磁束の影響をうけにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の３相ハイブリッド型ステッピングモータの第１実施例を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、図１の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線例を示す図である。
【図３】図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）の結線による３相のトルクベクトル図である。
【図４】本発明の３相ハイブリッド型ステッピングモータの第２実施例を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）および図（ｂ）は、図４の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図である。
【図６】本発明の３相ハイブリッド型ステッピングモータの第３実施例を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図７】本発明の３相ハイブリッド型ステッピングモータの第４実施例を示し、その固定子と回転子との相互関係と、磁気センサが配設される位置を示す断面図である。
【図８】従来の３相ハイブリッド型ステッピングモータの固定子と回転子を、回転軸に垂直な面で切断した断面図である。
【図９】図８の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１固定子
２回転子
３固定子極歯
４回転子極歯
５回転子鉄心
６永久磁石
７軸
９，１０，２０，３０固定子鉄心
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４３相ステッピングモータ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９固定子磁極
ＴＡ，ＴＢ，ＴＣトルクベクトル
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９巻線
τ_R 回転子磁極ピッチ

Claims

固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１ないしＰ９と、該固定子磁極に各別に巻装された９個の巻線Ｗ１ないしＷ９とを有し、回転子は、該固定子内に軸により回動自在に支持されるとともに、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回転子極歯をそれぞれ有し、かつ軸方向に配置される２つの回転子鉄心と、該２つの回転子鉄心に挟持され、軸方向に磁化された永久磁石とを有する３相ハイブリッド型ステッピングモータにおいて、
前記回転子極歯は、回動方向に沿ってＺ＝６ａ＋３ｂ＋２個またはＺ＝６ａ＋３ｂ＋４個（ただし、ａ、ｂは１以上の整数）、形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有するとともに、該固定子極歯の歯数は全て偶数個、または奇数個であり、互いに隣接する前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は、前記回転子極歯の歯数が、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋２個のときは１２０（３ａ＋１）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなり、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋４個のときは１２０（３ａ＋２）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなるとともに、２つおきに配置される３個の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８，またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は互いに１２０度であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて、１つの相を構成することを特徴とする３相ハイブリッド型ステッピングモータ。
固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１ないしＰ９と、該固定子磁極に各別に巻装された９個の巻線Ｗ１ないしＷ９とを有し、回転子は、該固定子内に軸により回動自在に支持されるとともに、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回転子極歯をそれぞれ有し、かつ軸方向に配置される２つの回転子鉄心と、該２つの回転子鉄心に挟持され、軸方向に磁化された永久磁石とを有する３相ハイブリッド型ステッピングモータにおいて、
前記回転子極歯は、回動方向に沿ってＺ＝６ａ＋３ｂ＋５個またはＺ＝６ａ＋３ｂ＋１個（ただし、ａ、ｂは１以上の整数）、形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する前記固定子磁極の磁気的中心線のなす角度は、前記回転子極歯の歯数が、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋５個のときは６０（６ａ＋５）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなり、Ｚ＝６ａ＋３ｂ＋１個のときは６０（６ａ＋１）／Ｚ度である箇所が６箇所と、３６０ｂ／Ｚ度である箇所が３箇所とからなるとともに、２つおきに配置される３個の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８，またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９の磁気的中心線のなす角度は互いに１２０度であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極の固定子極歯の歯数がそれぞれ偶数個の場合には、前記２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極の固定子極歯の歯数が奇数個であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極の固定子極歯の歯数がそれぞれ奇数個の場合には、前記２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極の固定子極歯の歯数が偶数個であり、前記３６０ｂ／Ｚ度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて、１つの相を構成することを特徴とする３相ハイブリッド型ステッピングモータ。
前記３６０ｂ／Ｚ度をなす前記固定子磁極間の開口部に、前記回転子表面の磁気的変化を検出する磁気センサが配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３相ハイブリッド型ステッピングモータ。
ータ。