JPH03235652A - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JPH03235652A JPH03235652A JP2843190A JP2843190A JPH03235652A JP H03235652 A JPH03235652 A JP H03235652A JP 2843190 A JP2843190 A JP 2843190A JP 2843190 A JP2843190 A JP 2843190A JP H03235652 A JPH03235652 A JP H03235652A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- phase
- stator
- pole teeth
- stepping motor
- Prior art date
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- Granted
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は極数の多い大量力のロボット等に適用可能な６
相のステッピングモータに関するものである。
相のステッピングモータに関するものである。
［従来の技術］
従来のステッピングモータとしては、２相形のものが主
流を占めており、その構造は、第６図に示すように構成
されていた。
流を占めており、その構造は、第６図に示すように構成
されていた。
同図において、１は固定子ハウジング、２は固定子鉄心
で、これは磁極２−１〜２−８を構成している。２−１
０は各磁極の外周に形成されな極歯である。３は固定子
巻線で、前記各磁極に３−１〜３−８で示すように巻か
れている。これら固定子鉄心２゜固定子巻線３で■定子
Ｓが構成される。
で、これは磁極２−１〜２−８を構成している。２−１
０は各磁極の外周に形成されな極歯である。３は固定子
巻線で、前記各磁極に３−１〜３−８で示すように巻か
れている。これら固定子鉄心２゜固定子巻線３で■定子
Ｓが構成される。
４．４′はエンドブラケット、５．５’は軸受である。
６は回転子軸、７，８は夫々回転子磁極、 ７−１０と
８−１０は夫々上記回転子磁極７．８の外周に形成され
た極歯、９は永久磁石で、これら６〜９で回転子Ｒが構
成される。
８−１０は夫々上記回転子磁極７．８の外周に形成され
た極歯、９は永久磁石で、これら６〜９で回転子Ｒが構
成される。
ところで、ステッピングモータの性能を示す指数中１重
要なものとしてステップ角θ３がある。
要なものとしてステップ角θ３がある。
通常ステップ角θ３は固定子巻線の相数Ｐと回転子磁極
に設けた極歯数Ｚにより決定されθ、＝１８０°／Ｐ
−Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）と表さ
れている。
に設けた極歯数Ｚにより決定されθ、＝１８０°／Ｐ
−Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）と表さ
れている。
ここで１Ｐは回転子Ｆｉｉ極の相数、Ｚは１＠の磁極に
設けられた極歯の数を示す。
設けられた極歯の数を示す。
［発明が解決しようとする課題］
（１）式で示されたステップ角θ３は、ＩＭの巻線に順
次通電した場合の１相励磁の場合に得られる角度で、そ
のステッピングモータの固有のものである。
次通電した場合の１相励磁の場合に得られる角度で、そ
のステッピングモータの固有のものである。
ステップ角θ８を小さくすると１分解度の高いステッピ
ングモータが得られ、制御性能を高くすることができる
ので種々の実施例がある。
ングモータが得られ、制御性能を高くすることができる
ので種々の実施例がある。
（１）式は分母の相数Ｐと極歯数２を多くするとθ８が
小さくなることを示している。
小さくなることを示している。
従来の２相形の永久磁石型ステッピングモータのステッ
プ角は θＳ＝ １８０／２Ｚ となり１微小角とす
るにはＺを大、従ってロータ歯巾を小さくせねばならな
いが、これには工作技術上の制約から限界があった。
プ角は θＳ＝ １８０／２Ｚ となり１微小角とす
るにはＺを大、従ってロータ歯巾を小さくせねばならな
いが、これには工作技術上の制約から限界があった。
一方、４相、５相というように相数Ｐを増加することも
考えられるが、この場合には駆動回路のスイッチ数が増
加し１回路が複雑かつ高価になるという問題があった。
考えられるが、この場合には駆動回路のスイッチ数が増
加し１回路が複雑かつ高価になるという問題があった。
本発明は従来のものの上述した課題を解決するようにし
たハイブリッド形の６相のステッピングモータを提供す
ることを目的とする。
たハイブリッド形の６相のステッピングモータを提供す
ることを目的とする。
Ｃ課題を解決するための手段］
本発明の６相のステッピングモータは１円環状ヨークに
夫々巻線を巻装した複数の磁極を植設しこの磁極の先端
に夫々複数の極歯を設けた固定子と、この固定子の極歯
と空隙を介して対向し１その外周に複数の極歯を設けた
複数の回転子磁極の面に永久磁石を挟持し１回転子軸と
一体的に固着した回転子とを有するステッピングモータ
において、前記固定子に６相の巻線含装着し、がっ９回
転子磁極の外周に設けた極歯の数２が Ｚ＝ｍ （１２ｎ＋１ ）または Ｚ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１） となるようにと構成される。（但しｍ、ｎは共に正の整
数とする） ［実施例］ 以下第１図〜第５図に示す第１および第２の各実施例に
基き本発明を具体的に説明する。
夫々巻線を巻装した複数の磁極を植設しこの磁極の先端
に夫々複数の極歯を設けた固定子と、この固定子の極歯
と空隙を介して対向し１その外周に複数の極歯を設けた
複数の回転子磁極の面に永久磁石を挟持し１回転子軸と
一体的に固着した回転子とを有するステッピングモータ
において、前記固定子に６相の巻線含装着し、がっ９回
転子磁極の外周に設けた極歯の数２が Ｚ＝ｍ （１２ｎ＋１ ）または Ｚ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１） となるようにと構成される。（但しｍ、ｎは共に正の整
数とする） ［実施例］ 以下第１図〜第５図に示す第１および第２の各実施例に
基き本発明を具体的に説明する。
本発明の実施例としては、６相のハイブリッド形ステッ
ピングモータの場合について説明する。
ピングモータの場合について説明する。
本発明のステッピングモータの回転子Ｒは従来例の２相
のステッピングモータの回転子Ｒと同様永久磁石７を中
間にして回転子磁極８，９で挟むように構成し、各磁（
至）の極歯も形成されるが、その図示は省略する。なお
、極歯の歯数Ｚの設定については後述する。
のステッピングモータの回転子Ｒと同様永久磁石７を中
間にして回転子磁極８，９で挟むように構成し、各磁（
至）の極歯も形成されるが、その図示は省略する。なお
、極歯の歯数Ｚの設定については後述する。
ａ、第１の実施例
第１図は第１の実施例の固定子Ｓと回転子Ｒの配置を示
すためにＡ相分、Ｂ相分のみを取り比して描いた展開図
である。
すためにＡ相分、Ｂ相分のみを取り比して描いた展開図
である。
第１の実施例は、同図に示すように固定予測。
回転子側のｌ相（たどえばＡ相）の極歯が対向する位置
にあるとき、２相目（Ｂ相）は回転子の極歯がステップ
角θ、たけ左方位置となる場合である。
にあるとき、２相目（Ｂ相）は回転子の極歯がステップ
角θ、たけ左方位置となる場合である。
このなめに固定子側磁極の極間ピッチを３６０°／１２
ｍに、また１回転子側磁極の極間ピンチを（３６０°／
Ｚ）Ｘｎ となるように構成している。
ｍに、また１回転子側磁極の極間ピンチを（３６０°／
Ｚ）Ｘｎ となるように構成している。
ここで、Ｚは回転子の極歯数１ｍおよびｎは夫々正の整
数である。
数である。
第１の実施例では、上記の構成から、ステップ角θＳに
ついて次の関係式が成立する。即ちθ、＝ ３６０／
１２ｍ −（３６０／ Ｚ ）Ｘ ｎ ・・・・・（１
）θ、＝３０／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・自・
・・・・・（２＞（１）、（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ ＜１２ｎ＋１ ）・・・・・・・・・・・・・
・（３〉のようになる。
ついて次の関係式が成立する。即ちθ、＝ ３６０／
１２ｍ −（３６０／ Ｚ ）Ｘ ｎ ・・・・・（１
）θ、＝３０／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・自・
・・・・・（２＞（１）、（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ ＜１２ｎ＋１ ）・・・・・・・・・・・・・
・（３〉のようになる。
本実施例の場合、第２相目（Ｂ相）が励磁されたときに
１回転子の進む方向を第１図中に太い矢印（右方）で示
している。
１回転子の進む方向を第１図中に太い矢印（右方）で示
している。
この第１の実施例の場合で、ｎ＝１〜１０ｍ＝１〜３．
したがって、 ｐ＝１２〜３６のときのＺと０３とを求
めると、第２図の図表に示すようになる。
したがって、 ｐ＝１２〜３６のときのＺと０３とを求
めると、第２図の図表に示すようになる。
ｂ 第２の実施例
第２の実施例の固定子磁極および回転子磁極の展開図を
第３図に示す。
第３図に示す。
第２の実施例は、同図に示すように固定子側回転子側の
１相（たとえば２人相）の極歯が対向する位置にあるど
きに、２相目の固定子磁極に対向する回転子の極歯は右
方位置にステップ角θ５だけずれた位！にあるものと１
左方位宜に１１０３だけずれた位！にある場合である。
１相（たとえば２人相）の極歯が対向する位置にあるど
きに、２相目の固定子磁極に対向する回転子の極歯は右
方位置にステップ角θ５だけずれた位！にあるものと１
左方位宜に１１０３だけずれた位！にある場合である。
このため、第２の実施例では第３図に示すように、固定
子側の極歯間ピッチは３６０°／１２ｍ に保持した
まま、また２回転子側磁極のピッチは図示のようにＡ、
Ｂ相間は３６０°／Ｚ（ｎｌ）Ｂ、Ｃ相間は３６０°／
Ｚとなるように配置したものである。
子側の極歯間ピッチは３６０°／１２ｍ に保持した
まま、また２回転子側磁極のピッチは図示のようにＡ、
Ｂ相間は３６０°／Ｚ（ｎｌ）Ｂ、Ｃ相間は３６０°／
Ｚとなるように配置したものである。
この第２の実施例の場合、上記構成からステップ角θ３
について次の関係式が成立する、即ち１１０ｓ−３６０
／１２ｍ （３６０／ Ｚ ）Ｘ ｎ ＝＝・（４
）θ、＝３０／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（２）（４） 、 （２）式からＺを
求めるどＺ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１）・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）となる。
について次の関係式が成立する、即ち１１０ｓ−３６０
／１２ｍ （３６０／ Ｚ ）Ｘ ｎ ＝＝・（４
）θ、＝３０／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（２）（４） 、 （２）式からＺを
求めるどＺ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１）・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）となる。
本実施例の場合、第２相目（Ｂ相）が励磁されたときの
回転子の進む方向は、第３図に太い矢印で示す方向（左
方）となり、第１の実施例の場合とは逆向きとなる。
回転子の進む方向は、第３図に太い矢印で示す方向（左
方）となり、第１の実施例の場合とは逆向きとなる。
第２の実施例の場合で、ｎ＝１〜６．ｍ＝１〜３したが
って、ｐ＝１２〜３６のときの２と０３を求めると第４
区の図表に示すようになる。
って、ｐ＝１２〜３６のときの２と０３を求めると第４
区の図表に示すようになる。
［作用］
本発明の６相のステッピングモータは上述した（３）式
または（５）式の条件 即ち、 Ｚ＝ｍ （１２ｎ＋１ ）・・・・・・・・
・・・・（３）または Ｚ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１＞
・・・・・・・・・・・・（５）のいずれかの条件を満
足する回転子の極歯数Ｚを有する永久磁石型回転子と固
定子鉄心に６相の巻線を装着することにより、必要な微
小なステップ角θ８で回転するものである。
または（５）式の条件 即ち、 Ｚ＝ｍ （１２ｎ＋１ ）・・・・・・・・
・・・・（３）または Ｚ ＝ｍ （１２ｎ ＋１１＞
・・・・・・・・・・・・（５）のいずれかの条件を満
足する回転子の極歯数Ｚを有する永久磁石型回転子と固
定子鉄心に６相の巻線を装着することにより、必要な微
小なステップ角θ８で回転するものである。
第５図は本発明の６相のステッピングモータの動作原理
を示すものである。
を示すものである。
即ち、同口（イ）はＡ相〜Ｆ相巻線を励磁するためのパ
ルスの発生順序を示すパルスシーケンステーブル、同図
（ロ）は同図（イ）によってＡ相〜Ｆ相巻線の励磁用パ
ルス波形を示すパルスシゲンス、また。同図（ハ）はｍ
＝１ 、 ｐ＝１２の場合における各相の固定子１回転
子の励磁により生ずるＮ、Ｓ極性の推移を示す図である
。
ルスの発生順序を示すパルスシーケンステーブル、同図
（ロ）は同図（イ）によってＡ相〜Ｆ相巻線の励磁用パ
ルス波形を示すパルスシゲンス、また。同図（ハ）はｍ
＝１ 、 ｐ＝１２の場合における各相の固定子１回転
子の励磁により生ずるＮ、Ｓ極性の推移を示す図である
。
なお、第２図、第４図を参照することにより本発明の構
成とすることにより微小で、実用的なステップ角のステ
ッピングモータが得られることが理解できる。
成とすることにより微小で、実用的なステップ角のステ
ッピングモータが得られることが理解できる。
「発明の効果」
本発明のステッピングモータは２回転子の極歯数ＺをＺ
＝ｍ （Ｌ２ｎ＋１ ）またはＺ ＝ｍ （１２ｎ ＋
１１）とすることにより６相のハイブリッド形のステッ
ピングモータを実現したものであり９次のような優れた
効果を有する。
＝ｍ （Ｌ２ｎ＋１ ）またはＺ ＝ｍ （１２ｎ ＋
１１）とすることにより６相のハイブリッド形のステッ
ピングモータを実現したものであり９次のような優れた
効果を有する。
０回転子の極歯の数を多く設けなくても、従来の２相等
のものに比べて微小のステップ角が得られる。
のものに比べて微小のステップ角が得られる。
■市販のハイブリッド形の多相のステッピングモタは５
相までであり４本発明で６相のハイブリッド形のステッ
ピングモータが始めて実現できた。
相までであり４本発明で６相のハイブリッド形のステッ
ピングモータが始めて実現できた。
しかも、微小の実用的なステップ角が得られるので、低
振動で７高精度の位置決めができるため、ロボット等の
多くの用途に適用可能である。
振動で７高精度の位置決めができるため、ロボット等の
多くの用途に適用可能である。
第１図〜第２図は夫々本発明の第１の実施例を示すもの
で、その内、第１図は固定子と回転子の配置の第１例を
示す磁極の部分展開図、第２ノはｎ、ｍ＜ｐ）の変化に
対する回転子の極歯数Ｚとステップ角θ１の関係を示す
図表である。 第３図〜第４図は本発明の第２の実施例を示すもので１
その内、第３図は固定子と回転子の配置の第２例を示す
磁極の部分展開図、第４図はｎｍ（ｐ）の変化に対する
回転子の極歯数Ｚとステップ角θ３の関係を示す図表で
ある。 第５図は本発明のステッピングモータの動作原理を示す
もので、その内、同図（イ）は各相のパルスシーケンス
テーブルを、（ロ）は各相のパルスシーケンスを、また
（ハ）各相の固定子１回転子の極性の推移を示す説明図
である。 また、第６図は従来例を示すもので、その内聞図（イ）
は縦断正面図、同図（ロ）は（イ）のＡ−Ａ’断面図で
ある。 Ｓ：固定子 Ｒ：回転子
で、その内、第１図は固定子と回転子の配置の第１例を
示す磁極の部分展開図、第２ノはｎ、ｍ＜ｐ）の変化に
対する回転子の極歯数Ｚとステップ角θ１の関係を示す
図表である。 第３図〜第４図は本発明の第２の実施例を示すもので１
その内、第３図は固定子と回転子の配置の第２例を示す
磁極の部分展開図、第４図はｎｍ（ｐ）の変化に対する
回転子の極歯数Ｚとステップ角θ３の関係を示す図表で
ある。 第５図は本発明のステッピングモータの動作原理を示す
もので、その内、同図（イ）は各相のパルスシーケンス
テーブルを、（ロ）は各相のパルスシーケンスを、また
（ハ）各相の固定子１回転子の極性の推移を示す説明図
である。 また、第６図は従来例を示すもので、その内聞図（イ）
は縦断正面図、同図（ロ）は（イ）のＡ−Ａ’断面図で
ある。 Ｓ：固定子 Ｒ：回転子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 円環状ヨークに夫々巻線を巻装した複数の 磁極を植設し、この磁極の先端に夫々複数の極歯を設け
た固定子と、この固定子の極歯と空隙を介して対向し、
その外周に複数の極歯を設けた複数の回転子磁極の間に
永久磁石を挟持し、回転子軸と一体的に固着した回転子
とを有するステッピングモータにおいて、前記固定子に
６相の巻線を装着し、かつ、回転子磁極の外周に設けた
極歯の数Ｚが Ｚ＝ｍ（１２ｎ＋１）または Ｚ＝ｍ（１２ｎ＋１１） となるように構成したことを特徴とするステッピングモ
ータ。（但しｍ、ｎは共に正の整数とする）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028431A JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028431A JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235652A true JPH03235652A (ja) | 1991-10-21 |
| JP2687029B2 JP2687029B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=12248474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2028431A Expired - Fee Related JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687029B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186160A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Japan Servo Co Ltd | 永久磁石形ステッピングモータ |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2028431A patent/JP2687029B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186160A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Japan Servo Co Ltd | 永久磁石形ステッピングモータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2687029B2 (ja) | 1997-12-08 |
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