JPS61191257A

JPS61191257A - 多極ステツピングモータ

Info

Publication number: JPS61191257A
Application number: JP61024904A
Authority: JP
Inventors: テツド　テー　リン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1986-08-25
Also published as: US4638195A

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はステップ精度と応答を改善する多極ステッピン
グモータに関するものである。

［従来技術］一般に、Ｍ個の磁極を有する多極ステッピングモータは
磁極歯の間隔が一様にされており、次式の関係が成立し
ている。

Ｍ＝Ｋ・（位相の数）・・・・・・（１）（１周期のス
テップ数）／Ｍ＝に−・・・・・・（２）ここで、Ｋ、
に−は１以上の整数であり、これは特に低インダクタン
スを必要とＪる速いステップ応答のモータの場合重要と
なっている。磁極の数を倍にした場合、同じ保持トルク
を維持するには位相インダクタンスが半分になる。

［発明が解決しようとする問題点］一般に、このようなモータは単相操作と比較して２相操
作でより高いトルクを得るために巻線構造を利用してお
り、これは２相モードでの磁極路を狭くしている。そし
て、このようなモータは例えば単相と２相とを交互にパ
オン′°させるような１／２ステップ操作の開本質的に
ステップ精度上の問題が生ずる。

この問題を解決するにはステッピングモータの制御回路
に補償回路を組み込むことが可能である。しかし、この
Ｊ：うなステッピングモータを作るには一致して同じ量
の誤差を有するモータを製造することもＩＩ　Ｌいｂの
である。

［問題点を解決するための手段］本発明はハイブリット型ステッピングモータの場合ロー
タとして永久磁石を、可変リラクタンス型ステッピング
モータの場合ロータとして磁化可能な軟鉄材を各々用い
、Ｍ個のステータ主磁極を各々２個の主磁極を有するよ
うＭ／２グループに分配し、前記各主磁極に１個以上の
１！極歯を形成すると共に、前記主磁極に均一にステー
タ巻線を巻装することを特徴とするものであり、ステッ
プ粘度を改良すると共に、高いステッピング周波数でら
応答可能な多極ステッピングモータを提供づることを目
的とする。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の実施例を訂述する。第１
図はハイブリット型のステッピングモータ、第３図は可
変リラクタンス型のステッピングモータを示しており、
ステータは巻装されて放射状に配置する１６個の主磁極
゛１から成り、主磁ｌｉ１には１個以上の磁極歯２が形
成されている。このステータ本体は打ち抜きや焼き付け
されたシート又は板によって作られている。

第１図又は第３図の実施例において、ステッピングモー
タはＭ／２グループに分割されて巻装しているステータ
を具備し、各グループは２個の主磁極１を有じ、各グル
ープにおける２個の主磁極１のステータ巻線は互いに異
なる方向に巻装されて接続している。本発明の実施例に
よれば、これは直列接続によって達成されている。

通常のハイブリット型ステッピングモータの場合、ロー
タは軸方向に磁化された永久磁石から成る。軟磁性材か
ら成り円周上に多数の突極を有するキャップ又はシュー
３は永久磁石の磁力線を生じる。第２図に示されている
ように、２個のキャップ又はシュー３の突極４は１個の
歯を１／２に分割することによって互いに円周上にオフ
セラ１へされている。

可変リラクタンス型ステッピングモータの場合、ロータ
は磁化されていない。このロータは円周上に多数の歯を
有する磁化可能な軟鉄材から成り、磁化されたステータ
歯に吸引さパれる。第４図に示すように、ロータの歯４
はステータの主磁極５の磁化された磁極歯６に対向配設
して磁化される。

本発明の一実施態様によれは゛、モータの構造上次のこ
とが重要となる。すなわち、第１図のハイブリット型の
場合、ステータの磁極歯２は α＝２・（２’ｎ＋１）・ｔ・・・・・・（３）β′（
２ｍ＋１）・ｔ・・・・・・（４）なる関係が成立する
よう配置される。

一方、第３図の可変リラクタンス型の場合磁極１ｉｉ６
は −〇　　− α′−４・　ｎ′　・ｔ　・・・・・・　（５）β′＝
（２ｍ′＋１＞　　・ｔ　・・・・・・　（６）なる関
係が成立するように配置される。ここで、ｍ、＋１．　
　Ｉｌｌ”、　　ｎ”は１以上の整数、ｔはステップ角
度、α、α′は１つのグループ内における隣接する主磁
極の磁極歯間の角度、β、β′は隣接するグループにお
ける隣接する磁極歯間の角度である。

ステータ巻線５０．６０も本発明の重要な構成の１つで
ある。第５図はハイブリット型、第７図は可変リラクタ
ンス型のステッピングモータを各々示しており、例えば
１０〜２５及び３０〜４５の図番で示すように、巻線５
０．６０は同一グループ内の各々２個の主磁極が直列に
接続されかつ異なる１１極牲を有するよう反対方向に巻
装されている。１／２ステツプの系列が巻線Ｆ１．Ｆ２
で各々第６図及び第８図に示されている。尚、第６図の
ｉは１．２．３゜４、第８図のｉは１，２を示す。この
結宋から第９図（Ａ）、（Ｂ）及び第１０図（Ａ）。

（Ｂ）に示されているように、１４１相の’　ＯＮ　”
又は２相の’　ＯＮ　”に関係なく同じ磁束路が形成さ
れる。尚、第９図はハイブリット型、第１０図は可変リ
ラクタンス型を各々示している。

このように、モータを異なる方向に２相モードから単相
モードにステップしても、ハイブリット型の場合第９図
の（Δ）から（Ｂ）と（Ｃ＞から（Ｂ）とを比較し、可
変リラクタンス型の場合Ｍ２Ｏ図の（Ａ）から（［３）
と（Ｃ）から（Ｂ）とを比較しても何ら違いはない。

第１１図は第６図に対応しており、スイッチＳ１から８
８はステッピングモータの８ステツプに対応した位置に
示されている。同様に第１２図は第８図に対応している
。

本発明の実施例はｔ　＝１．８°とする１６（阪を示し
ており、一般には８極又は４０極のものが使用されてい
る。４０極モータは通常の使用としてはモータの大きさ
が実用的でない。従−〇　　一つて、８極のモータが１．８°のステッピングモータと
して共有できる。

一般に、位相抵抗やトルクの値を同じようにするには１
６極モータにおける主磁極の巻線の巻数Ｎ（１６）は８
極モータにおける巻線Ｎ（８）の半分にならなければな
らない。Ｋ極　メモータにおけるコイルのインダクタン
スＬＫはコイルの巻数の二乗にほぼ比例する。

すなわち、１−に　（１６）　ｃＸ：（Ｎ　（１６）　
）　２ＬＫ　（８）ｃｃ　（Ｎ　（８））’ である。

従って、直列にｎ個のインダクタンスＬＫを接続してい
る回路の等価インダクタンスしは１−一　Σ　ＬＫＫ＝ｌとなる。１６極ハイブリツト型モータの場合、１相当り
の一紺の数は８極であり、８極ハイブリツト型モータの
場合、それは４極である。

従って、Ｌ（１６）＝Σ　ＬＫ　（１６）　＝８１Ｋ　（１６）
　ｃｃＫ＝１８　（Ｎ　（１６）　）　２Ｕ（８）−ΣＩＫ（８）−４１に（８）ヱに二１４　（Ｎ　（８）　）２となる。Ｎ’＜８）　＝２Ｎ　（１６）であることか−
ら１　　（８）主２１（１６）となる。

このＪ：うに、１６極モータにおける位相インダクタン
スＬ（１６）は８極モータにおける位相インダクタンス
Ｌ（８）の約半分となる。

従って、本発明によるモータは通常のステッピングモー
タよりも高いステッピング周波数で応答できる。

以上本発明の一実施例を２１述したが、本発明の要旨の
範囲内で適宜変形可能である。実施例における各ＩＩｉ
変数は任意に設定でき、例えば磁極数Ｍが変ればステッ
プ角度ｔも変わる。

［発明の効果］以上詳述したＪ：うに本発明によればハイブリット型ス
テッピングモータの場合永久磁石によるロータを、可変
リラクタンス型ステッピングモータの場合磁化可能な軟
鉄材によるロータを各々有し、Ｍ個の主ｍｔｔｉを各々
２個の主磁極を有するようＭ／２グループに分配したス
テータと、前記主ｗＪ１ｉｉに形成された７個以上の磁
極歯と、前記主磁極に均一に巻装されたステータ巻線と
から構成されることにより、ステップ精度を改良し、か
つ高いステッピング周波数で応答可ＯＬな多極ステッピ
ングモータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すハイブリット型ステッピ
ングモータのステータの断面図、第２図は同ステータの
要部を示す断面図、第３図は可変リラクタンス型ステッ
ピングモータのステータの断面図、第４図は同ステータ
の要部を示づ゛断面図、第５図は第１図のステータの巻
線を示す回路図、第６図は第５図の巻線にＪ：る１１極
性を示す図表、第７図は第３図のステータの巻線を示す
回路図、第８図は第７図の巻線による磁極性を示す図表
、第９図（Ａ）、（Ｂ）＋’　（Ｃ）はハイブリット型
ステッピングモータの各ステップを示す説明図、第１０
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は可変リラクタンス型ステッ
ピングモータの各ステップを示す説明図、第１１図（Ａ
）、（Ｂ）。（Ｃ）、（Ｄ＞、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）。（Ｈ）は第６図に従つ″Ｃ磁化された第１図におけ・る
ステータとロータの関係を示覆説明図、第１２図（Ａ）
、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）。（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）は第８図に従って磁化
された第３図におけるステータとロータの関係を示す説
明図である。１．５・・・主磁極　　２．６・・・磁極歯３．７・・
・シュー　　４．８・・・突極５０、６０・・・ステー
タ巻線

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハイブリット型ステッピングモータの場合永久磁
石によるロータを、可変リラクタンス型ステツピングモ
ータの場合磁化可能な軟鉄材によるロータを各々有し、
Ｍ個の主磁極を各々２個の主磁極を有するようＭ／２グ
ループに分配したステータと、前記主磁極に形成された
１個以上の磁極歯と、前記主磁極に均一に巻装されたス
テータ巻線とから構成されることを特徴とする多極ステ
ッピングモータ。
（２）前記グループ内の隣接する前記主磁極の磁極歯間
の角度をα又はα′とし、隣接する前記グループにおけ
る前記磁極歯間の角度をβ又はβ′とした時、前記磁極
歯は、ハイブリット型ステッピングモータの場合 α＝２・（２ｎ＋１）・ｔ β＝（２ｍ＋１）・ｔ可変リラクタンス型ステッピングモータの場合 α′＝４・ｎ′・ｔ β′＝（２ｍ′＋１）・ｔとなる関係に配置されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の多極ステッピングモータ。（但し、ｍ，ｍ′，ｎ，ｎ′は１以上の整数、ｔはステ
ップ角度である。）
（３）前記グループ内の２個の主磁極のステータ巻線は
前記主磁極が異極性に磁化されるよう巻装されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多極ステッピン
グモータ。