JPH0795756A - 3相pm型ステッピングモータ - Google Patents

3相pm型ステッピングモータ

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Publication number
JPH0795756A
JPH0795756A JP25525893A JP25525893A JPH0795756A JP H0795756 A JPH0795756 A JP H0795756A JP 25525893 A JP25525893 A JP 25525893A JP 25525893 A JP25525893 A JP 25525893A JP H0795756 A JPH0795756 A JP H0795756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
pole
phase
stepping motor
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP25525893A
Other languages
English (en)
Inventor
Koki Isozaki
弘毅 礒崎
Naoji Sato
尚次 佐藤
Yuichi Tsuda
裕一 津田
Naoyuki Kanamori
直之 金森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Advanced Motor Corp
Original Assignee
Nidec Servo Corp
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Publication date
Application filed by Nidec Servo Corp filed Critical Nidec Servo Corp
Priority to JP25525893A priority Critical patent/JPH0795756A/ja
Publication of JPH0795756A publication Critical patent/JPH0795756A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ステータヨークの極歯数に
比べてステップ角を小さくできる3相PM型ステッピン
グモータを得るにある。 【構成】 1個のロータに軸方向に3個のステータを対
向配置し、各ステータにおいては異極となるくし歯状の
極歯を円周方向に互いにτs /3(τs は極歯ピッチ)
だけずらし、各ステータ間では同じくτs /3だけ順次
にずらし、かつτs がτR (τR はロータの磁極ピッ
チ)に等しくなるようにした3相PM型ステッピングモ
ータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリンター,高速FA
X,PPC用複写機等のOA機器用として好適な3相P
M型ステッピングモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は従来の単相PM型ステッピング
モータの断面図を示し、1はその外周面にNS磁極を円
周方向に向かって交互に形成した筒状のロータ、2はそ
の回転軸、3はその内周面が上記ロータ1の外周面に間
隙を介して対向するよう配置したリング状のステータ、
4はこのステータ3を構成するステータコイル、5は同
じくステータヨーク、6a,6bはこのステータヨーク
5に固定したモータ取付板、7a,7bはそれぞれこの
取付板6a,6bに設けた上記回転軸2支承用の軸受で
ある。
【0003】図14は上記ステータ3の詳細を示し、上
記ステータヨーク5は、上記ステータコイルの内周面に
沿ってそれぞれ軸方向に延びるくし歯状の極歯8a,8
bを設けたリング状の一方及び他方のヨーク素子9a,
9bにより形成され、上記極歯8a,8bは互いに交互
に円周方向にずれて隣接されるよう配置されている。
【0004】また、上記ステータコイル4は上記一方及
び他方のヨーク素子9a,9b並びに極歯8a,8bに
より取り囲まれるリング状のボビン10と、このボビン
10に巻かれたリング状コイル11とより成る。
【0005】図15は従来の2相PM型ステッピングモ
ータの断面図を示し、この場合にはステータ3は軸方向
に重ねた第1,第2のステータ部3a,3bにより構成
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記のよ
うな単相PM型ステッピングモータでは、そのステータ
が1個のみである為、モータの回転方向を定めるにはス
テータの極歯と、ロータの磁極間の磁気パーミアンスや
位相を回転方向が定まるようにずらすか、または機械的
方法を用いており、高速回転や高トルクを必要とされる
機器には不向きであった。
【0007】また、これらの問題を解決する為開発され
た2相PM型ステッピングモータによれば、トルク及び
高速性を大幅に改善できるが、次のような問題がある。
【0008】コイルに対するリード線の本数が4本と
多く、また駆動回路に使用するトランジスタは最低8個
必要である。
【0009】トルクリプルが大きい為振動が大きい。
【0010】ステップ角を小さくとる場合多数の極歯
を形成しなければならず工作上問題がある。
【0011】微小ステップ角で高トルクのものは得に
くい。
【0012】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の3相PM型ステ
ッピングモータは、外周面に円周方向に沿ってNS磁極
を交互に形成したロータと、このロータの外周面にその
内周面を対向せしめたステータとより成り、上記ステー
タは互いに軸方向に重ね合わせた3個の第1〜第3ステ
ータ部により形成され、上記各ステータ部は、ステータ
コイルと、このステータコイルをその両側から挾持する
一方及び他方のヨーク素子と、これらヨーク素子から上
記ステータコイルの内周面に沿ってそれぞれ軸方向に延
びる互いに円周方向に離間したくし歯状の一方及び他方
の極歯とにより形成され、上記一方及び他方の極歯ピッ
チをそれぞれτS ,ロータの磁極ピッチをτR ,ステッ
プ角をθS とした場合、各ステータ部において、上記他
方の極歯が一方の極歯よりτS /3だけ円周方向の一方
にずれており、上記第2,第3ステータ部の極歯はそれ
ぞれ上記第1,第2ステータ部の極歯より同じくτS
3だけずれており、τS はτR に等しく、θS がτR
6であることを特徴とする。
【0014】また、本発明の3相PM型ステッピングモ
ータは、上記第1〜第3ステータ部のステータコイルが
3端子結合され、6個のトランジスタより成る駆動回路
によって上記3個のステータコイルのうちの2個が同時
にバイポーラ駆動されることを特徴とする。
【0015】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
【0016】本発明においては図1及び図2に示すよう
に、ステータ3を互いに軸方向に重ねた3個の第1〜第
3のステータ部3a〜3cにより構成し、この第1〜第
3のステータ部3a〜3cの各くし歯状の極歯8a,8
bとロータ1の外周面上のN,S磁極との関係位置を図
3に示すように定める。なお、12はモータケースであ
る。
【0017】すなわち、一方または他方のヨーク素子9
a及び9bの極歯8a,8bの極歯ピッチをそれぞれτ
s とした場合、上記各ステータ部3a〜3cにおいて上
記他方の極歯8bを上記一方の極歯8aから円周方向の
一方にτs /3だけずらし、第2ステータ部3bの一方
の極歯8aを上記第1ステータ部3aの他方の極歯8b
から同じくτs /3だけずらし、第3ステータ部3cの
一方の極歯8aを上記第2ステータ部3bの他方の極歯
8bから同じくτs /3だけずらし、上記第1ステータ
部3aの一方の第2の極歯8aを上記第3のステータ部
3cの他方の極歯8bから同じくτs /3だけずらすよ
うにする。
【0018】また、ロータ1のN極及びS極のピッチを
それぞれτR とした場合、τR =τs とし、従ってN極
とこれに隣接するS極間の間隔がτs /3+τR /6と
なるようにする。
【0019】上記の構成より成る本発明の3相PM型ス
テッピングモータの動作を以下説明する。
【0020】図4はモノファイラ巻きとしたステータコ
イル4a〜4cとその6本の外部リード線を示し、図5
は6個のPNPトランジスタと6個のNPNトランジス
タとを用いたこれらステータコイル4a〜4cの駆動回
路図、図6は本発明の3相PM型ステッピングモータの
動作を単純化して説明するため、図5の駆動回路を用
い、励磁信号〜でステータコイル4a〜4cを順次
バイポーラ駆動した場合の説明図である。
【0021】図7のステップ1は、第1ステータ部3a
の一方の極歯が総てN,他方の極歯が総てSとなるよう
ステータコイル4aのみに電流を流した場合であり、ロ
ータ1の磁極Nは極歯Sに吸引され、磁極Sは極歯Nに
吸引され図のように整列した状態になる。
【0022】次に第2ステータ部3bの一方の極歯が
S,他方の極歯がNとなるようにステータコイル4bに
電流を流すと、ロータ1の磁極N,Sはそれぞれ極歯
S,Nに吸引され移動し、整列する(ステップ2)。こ
の時ロータの磁極はτR /6移動したことになる。
【0023】次に第3ステータ部3cの一方の極歯が
N,他方の極歯がSとなるようにステータコイル4cに
電流を流すと、ロータ1の磁極N,Sはそれぞれ極歯
S,Nに吸引され1ステップ移動し整列する(ステップ
3)。
【0024】図7に示すようにステップ4,ステップ
5,ステップ6ではそれぞれステータコイル4a〜4c
に流す電流の向きを逆とする。このようにすれば、ロー
タ1は矢印に示すように移動しステップ7でステップ1
にもどる。この時のステップ角θs はτR /6となる。
【0025】図8〜図11は本発明の3相PM型ステッ
ピングモータの具体的な動作説明図である。
【0026】本発明においては図8に示すようにステー
タコイル4a〜4cを星型に接続して外部リード線を3
本ならしめ、この各リード線を図9に示すように電源間
に直列接続されたPNPトランジスタとNPNトランジ
スタ間にそれぞれ接続し、このステータコイル駆動回路
に図10に示すような励磁信号〜を加えて第1〜第
3ステータコイル4a〜4cをバイポーラ駆動せしめ
る。
【0027】すなわち、図11に示すようにステップ1
では、第1ステータ部3aの一方の極歯と第2ステータ
部3bの他方の極歯が総てN,第1ステータ部3aの他
方の極歯と第2ステータ部3bの一方の極歯が総てSと
なり、ステップ2では、第2のステータ部3bの一方の
極歯と第3のステータ部3cの他方の極歯が総てS,第
2のステータ部3bの他方の極歯と第3のステータ部3
cの一方の極歯が総てNとなり、ステップ3では、第3
のステータ部3cの一方の極歯と第1のステータ部3a
の他方の極歯の総てがN,第3のステータ部3cの他方
の極歯と第1のステータ3aの一方の極歯が総てSとな
るようにする。
【0028】なお、ステップ4〜6では各ステータコイ
ル4a〜4cに流れる電流の向きを逆となし、ステップ
1〜3の場合とN,Sを反転せしめる。ステップ7では
ステップ1に戻るようにする。
【0029】この実施例におけるステップ角θs はτR
/6となる。
【0030】図12はロータ1の磁極数Pと、ロータ1
の磁極ピッチτR と、ステップ角θs との関係を示す。
【0031】
【発明の効果】本発明の3相PM型ステッピングモータ
によれば下記のような効果が得られる。
【0032】従来の2相PM型ステッピングモータで
は、リード線を4本、駆動回路のトランジスタは8個必
要としたのに対し本発明のものでは、3相により駆動で
きる為、リード線を3本、トランジスタも6個で済むた
め、駆動回路の構成が大幅に簡略化でき安価にできる。
【0033】トルクリプルは従来の2相PM型ステッ
ピングモータに比べ1/2となり振動が改善される。
【0034】同一ステップ角の場合2相PM型ステッ
ピングモータに対し、極歯幅を広くとれるので、従来の
同形状のモータに対し、トルクが20%以上改善され
る。
【0035】ロータの磁極数が同一の場合、2相PM
型ステッピングモータに比較し、より微小なステップ角
を得ることができる。
【0036】巻線のインピーダンスを大きくすれば、
3相交流モータとして使用可能である。
【0037】回転子の位置検出手段を設けることによ
りブラシレスモータとしても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の3相PM型ステッピングモータの断面
図である。
【図2】本発明の3相PM型ステッピングモータの分解
斜視図である。
【図3】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータ部とロータの展開図である。
【図4】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイルの説明図で
ある。
【図5】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイル駆動回路図
である。
【図6】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイルの励磁シー
ケンス図である。
【図7】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータ部の極歯とロータ
の磁極の展開図である。
【図8】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータコイルの説明図である。
【図9】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータコイル駆動回路図である。
【図10】本発明の3相PM型ステッピングモータのス
テータコイルの励磁シーケンス図である。
【図11】本発明の3相PM型ステッピングモータの動
作を説明するためのステータ部の極歯とロータの磁極の
展開図である。
【図12】ロータの磁極数Pと、ロータの磁極ピッチτ
R と、ステップ角θs との関係を表す説明図である。
【図13】従来の単相PM型ステッピングモータの断面
図である。
【図14】図13のモータのステータ部の分解図であ
る。
【図15】従来の2相PM型ステッピングモータの断面
図である。
【符号の説明】
1 ロータ 2 回転軸 3 ステータ 3a ステータ部 3b ステータ部 3c ステータ部 4 ステータコイル 4a ステータコイル 4b ステータコイル 4c ステータコイル 5 ステータヨーク 6a モータ取付板 6b モータ取付板 7a 軸受 7b 軸受 8a 極歯 8b 極歯 9a ヨーク素子 9b ヨーク素子 10 ボビン 11 リング状コイル 12 モータケース
フロントページの続き (72)発明者 金森 直之 群馬県桐生市相生町3−93 日本サーボ株 式会社桐生工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面に円周方向に沿ってNS磁極を交
    互に形成したロータと、このロータの外周面にその内周
    面を対向せしめたステータとより成り、上記ステータは
    互いに軸方向に重ね合わせた3個の第1〜第3ステータ
    部により形成され、上記各ステータ部は、ステータコイ
    ルと、このステータコイルをその両側から挾持する一方
    及び他方のヨーク素子と、これらヨーク素子から上記ス
    テータコイルの内周面に沿ってそれぞれ軸方向に延びる
    互いに円周方向に離間したくし歯状の一方及び他方の極
    歯とにより形成され、上記一方及び他方の極歯ピッチを
    それぞれτS ,ロータの磁極ピッチをτR ,ステップ角
    をθS とした場合、各ステータ部において、上記他方の
    極歯が一方の極歯よりτS /3だけ円周方向の一方にず
    れており、上記第2,第3ステータ部の極歯はそれぞれ
    上記第1,第2ステータ部の極歯より同じくτS /3だ
    けずれており、τS はτR に等しく、θSがτR /6で
    あることを特徴とする3相PM型ステッピングモータ。
  2. 【請求項2】 上記第1〜第3ステータ部のステータコ
    イルが3端子結合され、6個のトランジスタより成る駆
    動回路によって上記3個のステータコイルのうちの2個
    が同時にバイポーラ駆動されることを特徴とする請求項
    1記載の3相PM型ステッピングモータ。
JP25525893A 1993-09-20 1993-09-20 3相pm型ステッピングモータ Pending JPH0795756A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25525893A JPH0795756A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 3相pm型ステッピングモータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25525893A JPH0795756A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 3相pm型ステッピングモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0795756A true JPH0795756A (ja) 1995-04-07

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ID=17276252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25525893A Pending JPH0795756A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 3相pm型ステッピングモータ

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JP (1) JPH0795756A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7105974B2 (en) 2003-11-07 2006-09-12 Denso Corporation AC motor having stator windings formed as loop coils, and control apparatus for the motor
US8190032B2 (en) 2006-06-19 2012-05-29 Fujitsu Limited Optical signal processing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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