JPS61244257A - ステツピングモ−タ - Google Patents

ステツピングモ−タ

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Publication number
JPS61244257A
JPS61244257A JP8460485A JP8460485A JPS61244257A JP S61244257 A JPS61244257 A JP S61244257A JP 8460485 A JP8460485 A JP 8460485A JP 8460485 A JP8460485 A JP 8460485A JP S61244257 A JPS61244257 A JP S61244257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
windings
rotor
stepping motor
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8460485A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Sakamoto
正文 坂本
Hajime Iwasaki
肇 岩崎
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
Japan Servo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Servo Corp filed Critical Japan Servo Corp
Priority to JP8460485A priority Critical patent/JPS61244257A/ja
Publication of JPS61244257A publication Critical patent/JPS61244257A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/22Damping units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はステッピングモータ、特に2相励磁バイポーラ
−駆動に適するステッピングモータに関するもので、こ
の種ステッピングモータは主として電子計算機の周辺機
器の駆動等に利用される。
〔従来技術〕
第4図(a)、 (b)は従来より実施されて居るステ
ッピングモータの説明用断面図及び側面図を示し、1は
固定子鉄芯、2は固定子巻線、3.3はエンドブラケッ
ト、4.4は軸受、5は回転子軸、6.7はこの回転子
軸5に固定された回転子ボール、8はこの回転子ボール
6.7によって狭持された軸方向にN極S極を着磁した
永久磁石である。固定子鉄芯1は円環状のヨーク1−O
と該ヨークの内側に放射状に植設された4n個、例えば
8個の磁極1−1〜1−8とより成り、各磁極には例え
ば8個の固定子巻線2−1〜2−8が巻装され各磁極の
先端には極歯が設けられている。
回転子ボール6と7の夫々の外周には前記固定子鉄芯の
極歯の幅と等しい幅の極歯がほぼ等ピッチで設けられ、
回転子ボール6.7の夫々に設けられた極歯は互に1/
2ピツチづらせて配設されている。
以下各磁極に巻装された固定子巻線のうち5図(a)に
示すように互に奇数番号のものと偶数番号のものを夫々
直列に接続し、その通電端子A、B、C,Dを介して第
5図(b)に示すシーケンスに従って通電する2相励磁
のバイポーラ駆動式で動作させる実施例について説明す
る。
全通電端子A、B、C,Dに第5図(blのシーケンス
の第1ステートに従って通電した時の固定子鉄芯A部分
及びB部分と回転子ボール6.7の夫々の極歯の相関関
係を第6図(a)の展開図に示す。
同図(a)では巻i%I2−1.2−5.2−2゜2−
6がS極を、又巻線2−3.2−4.2−7.2−8が
N極を発生するように励磁され、固定子磁極1−1.1
−2.1−5.1−6のA側では回転子ボールの極歯と
の間に吸引力が作用し、夫々対応する極歯とは極歯幅の
3/4だけ重なっており固定子磁極1−3と1−7.1
−4と1−8のB側も同じように吸引力が作用し回転子
ボールの極歯と極歯幅の3/4だけ重なっている。
そして上記磁極1−1と1−2.1−3と1−4.1−
5と1−6・・・・・と順次隣接した磁極の吸引力が左
右の回転方向に付いて平衡し第6図(alの位置に静止
している。
次に第5図01))のシーケンスのステート2に移り端
子A、Bの通電方向を逆転させると、固定子磁極1−1
と1−5がA側で反発、B側で吸引作用が働き磁極1−
7と1−3がA側で吸引、B側で反発作用が働き回転子
を右の方向に回転させる回転力が作用し、磁極1=2.
1−4.1−6.1−8に作用する右方向の回転力と合
成されて回転子を回転させ、回転子が極歯の1/2幅だ
け(回転子極歯の配役ピッチの1/4)右方向に回転し
第6図(b)の位置で静止する。即ち第6図(′b)の
位置では磁極1−2と1−3.1−6と1−7がA側で
吸引しB側では磁極1−4と1−5. 1−8.と1−
1とが夫々反発して夫々左右の回転力が平衡しているか
らである。
同様に第5図(blのシーケンスの第3ステートでは端
子C,Dの通電方向を逆転させる事に依り回転子極歯の
1/2幅だけ更に右の方向に回転させ第6図(C1の位
置に静止させる。
以上説明した2相励磁バイポーラ駆動方式に於いては常
に全巻線を励磁して居り発生する回転力が大きいので多
くの用途に使用されているが、回転子の振動が大きく従
って騒音が大きいという欠点があった。
尚前記の展開図に於いては説明の便宜上固定子磁極1個
には1個の極歯を設け、回転子ボールの極歯の数もこれ
に合せて減少しであるが、極歯の数を増加してもその動
作は同様である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記の従来技術に依るステッピングモー
タの2相励磁バイポーラ駆動方式に於る回転子の振動に
因る騒音を低減せしめたステッピングモータを得るにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明のステッピングモータは円環状ヨーク内側に放射
状にほぼ等ピッチで4の倍数の磁極を植設し該磁極に夫
々巻線を巻装しかつ該磁極の先端に極歯を設けた固定子
と、該固定子の極歯と空隙を介して対向配設されたその
外側に極歯を等ピッチに配設した2個の回転子ボール及
びこれによって狭持された軸方向にN極S極を着磁した
永久磁石とを有する回転子とより成り、上記固定子磁極
に巻装した複数個の巻線のうち中心に対し対称の位置に
ある巻線を夫々直列に接続して1相を形成した4n相ス
テッピングモータに於て、第1相と該第1相と電気角で
直角の位置にある第3相の夫々の巻線を直列に接続し、
第1相と電気角で45度の位置にある第2相と該第2相
と直角の位置にある第4相の夫々の巻線を直列接続し、
第1相と第3相との接続点と第2相と第4相との接続点
とを電気的に接続した事を特徴とする。
〔発明の実施例〕
本発明に於いては第1図に示すように奇数番号の固定子
巻線2−1.2−5.2−7゜2−3の直列回路の中間
点Pと偶数番号の固定子巻線2−2.2−6.2−8.
2−4の直列回路の中間接続点Qの間をジャンパー線J
で電気的に接続する。尚該接続点は外部回路とは接続し
ない。
以下第2図(a)〜(C)に示す2相励磁バイポーラ駆
動方式の通電制御回路によって本発明に成るステッピン
グモータの動作を説明する。
第2図(a)はステッピングモータの巻線通電を直接制
御するスイッチ回路、第2図(b)は該スイッチ回路を
制御するシーケンス回路、第2図(C)は該シーケンス
回路の出力を示すタイミングチャートである。第2図(
alでQl−Q8はスイッチ用トランジスタ、D1〜D
8は上記トランジスタのエミッターコレクタ間に接続し
た保護用ダイオード、r1〜r8はトランジスタQ1.
Q4.Q5.QBのベース電流の供給回路となる抵抗で
ある。
第2図中)に示すシーケンス回路は単列パルスの入力量
を受けて第2図(C)のタイミングチャートで示すパル
スa w dを出力し、該出力がスイッチ回路のトラン
ジスタQ2.Q3゜Q6.Q7の夫々のベースに加えら
れる。
第2図(blのシーケンス回路の出力が第2図(C)の
第一ステートの状態であると出力すとdがHレベルにあ
りトランジスタQ3とQ7が共にONとなり従ってトラ
ンジスタQ1とQ5のベースがLレベルとなって共にO
Nとなり巻線端子にはA−B、C→Dと通電され第6図
(alの展開図の状態になる。次にシーケンス回路の入
力端子に次のパルスiが入り出力すがLに出力aがHに
トランジスタQ1とQ3がOFFとなりQ2とQ4とが
ONとなって巻線端子A、Bの電流が逆転してA−Bと
なる。この際に巻線端子AとBにはA側をHレベルとす
る逆起電EOが発生するがONL。
ているトランジスタとOFFしているトランジスタの保
護ダイオードを通じて電流が流れ消滅する。
一方回転子の動作は第6図(a)の展開図の状態から直
ちに第6図(blの状態に移行するのではなく回転子の
慣性によって第3図(a)に示すように第6図(b)で
示した静止点より右の方向に行き過ぎ、更に左の方向に
戻るという振動を繰り返し振幅が減衰しながら静止点に
安定するものである。この様な回転子の振動によりステ
ッピングモータは特有の騒音を発生する。回転子の振動
に依って固定子巻線と鎖交する磁束が変化して固定子巻
線には誘起電圧が発生するが巻線端子A、Bには巻線2
丁1と2−5の誘起電圧の方向と巻線2−7と2−3の
誘起電圧の発生方向が逆極性となるから見掛は上発生し
ない事になる。
また、巻線端子C,Dに於いても同じである。
然しなから本発明においては巻線の中間接続点PとQと
をジャンパー線Jで接続しているので上記の回転子の振
動によって各巻線に発生した誘起電圧によって上記ジャ
ンパー線を介して両方の巻線間に電流がながれる。
即ちシーケンスが第2ステートになりトランジスタQ2
.Q4.Q5.Q7がONであるとし、今回転子が次の
静止点で静止せず同じ方向に運動を続けているものとす
ると、各巻線にはA、 P間ではAが(+) 、 P、
 B間ではBが(+) 、 C,Q間ではCが(−)。
Q、  D間ではDが(−)という誘起電圧が発生する
その結果P、A間の誘起電圧とQ、  D間の誘起電圧
によりA→Q2→D7→D−Q−Pという経路で電流が
流れる。又P、B間の誘起電圧C,Q間の誘起電圧によ
りB−D4−Q5−C−Q→Pという経路で電流がなが
れる。上記の電流の方向はA、pr’at電流はA−P
となって主電流A−Bの方向と一致するがP、  B間
電流はP→Bとなって主電流A−Bと逆方向となる。又
、C,Qとなって主電流C−Dの方向と一致し、Q、D
間電流はQ←Dとなって主電流C−Dと逆方向となる。
上記の中間接続点P、Q間のジャンパー線Jを通じて流
れる電流が主電流と一致した方向に流れる巻線と逆方向
に流れる巻線では、逆方向に流れる巻線に依って発生す
る回転力の減少の方が一致した方向に流れる巻線に依っ
て発生する回転力の増加より少し大きいので、結果とし
て制動力が作用して回転子の行き過花減少させる効果が
ある。
そしてこの効果は回転子の速度が速いほど発生する誘起
電圧が大きいので回転子の最初の行き過ぎを減少させる
効果が顕著である。
即ち第3図(a)、 (b)はステッピングモータを第
2図(a)、 (b)に示した2相励磁バイポーラ駆動
方式で運転した時の回転子の動作を測定したオフシログ
ラムで横軸に時間を、縦軸に回転角度を表示したもので
、第3図(a)は巻線の中間点P、 Q間を接続してい
ない従来技術によるステッピングモータの場合、第3図
(b)は本発明による巻線の中間点P、 Q間を接続し
たステッピングモータのもので従来の場合に比し本発明
の場合の方が1ステツプ角を歩進させた時の最初の行き
過ぎ角が明らかに小さくなる。この結果本発明によるス
テッピングモータは従来技術によるステッピングモータ
と較べ騒音レベルが10dBも低下させることができる
。又、回転子の行き過ぎが減少した結果回転力が増加す
る。
上記の実施例は固定子の磁極が8個で巻線数が8個の4
相ステッピングモータについて説明したが、磁極数が8
個で巻線数が16個の8相型、又は磁極数が16個、巻
線数16個の8相型の場合でも同じように実施できる。
〔発明の効果〕
上記のように本発明によれば4の倍数の巻線を備えたス
テッピングモータに於て2組の巻線の夫々の中間接続点
の間を接続するだけで外部回路と接続することな〈従来
と同じ通電興御回路による騒動方式で運転し、騒動レベ
ルを10dBも低下させると共に回転力(ダイナミック
トルク)を増加せしめるという大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ステッピングモータの固定巻線の接続状
態説明図、第2図(a)はステッピングモータの巻線通
電を直接制御するスイッチ回路、第2図(b)は該スイ
ッチ回路を制御するシーケンス回路、第2図(C)は該
シーケンス回路の出力を示すタイミングチャート、第3
図(a)、 (b)は回転子の動作を示すオフシログラ
ム、第4図(a)、 (b)は従来より実施されて居る
ステッピングモータの説明用断面図及び側面図、第5図
(al、 (b)はその固定巻線の接続状態説明図、及
びその通電シーケンス説明図、第6図ta)〜(C)は
固定子極歯と回転子ボール極歯の関係を示す展開図であ
る。 1・・・固定子鉄芯、2・・・固定子巻線、3・・・3
エンドブラケツト、4・・・軸受5・・・回転子軸、6
,7回転子ボール、8・・・永久磁石。 + 31!I(0) +40(0)       +40(b)+30(b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円環状ヨーク内側に放射状にほぼ等ピッチで4の
    倍数の磁極を植設し該磁極に夫々巻線を巻装しかつ該磁
    極の先端に極歯を設けた固定子と、該固定子の極歯と空
    隙を介して対向配設されたその外側に極歯を等ピッチに
    配設した2個の回転子ポール及びこれによって狭持され
    た軸方向にN極S極を着磁した永久磁石とを有する回転
    子とより成り、上記固定子磁極に巻装した複数個の巻線
    のうち中心に対し対称の位置にある巻線を夫々直列に接
    続して1相を形成した4n相ステッピングモータに於て
    、第1相と該第1相と電気閣角で直角の位置にある第3
    相の夫々の巻線を直列に接続し、第1相と電気角で45
    度の位置にある第2相と該第2相と直角の位置にある第
    4相の夫々の巻線を直列接続し、第1相と第3相との接
    続点と第2相と第4相との接続点とを電気的に接続した
    事を特徴とするステッピングモータ。
  2. (2)4n相ステッピングモータを第1相と第2相とを
    同時に又は第3相と第4相とを同時に其の通電方向を反
    転させる2相バイポーラ駆動方式で駆動させる事を特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のステッピングモータ
JP8460485A 1985-04-22 1985-04-22 ステツピングモ−タ Pending JPS61244257A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8460485A JPS61244257A (ja) 1985-04-22 1985-04-22 ステツピングモ−タ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8460485A JPS61244257A (ja) 1985-04-22 1985-04-22 ステツピングモ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61244257A true JPS61244257A (ja) 1986-10-30

Family

ID=13835285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8460485A Pending JPS61244257A (ja) 1985-04-22 1985-04-22 ステツピングモ−タ

Country Status (1)

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JP (1) JPS61244257A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0771066A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-02 Emerson Electric Co. Rotor position sensing in a dynamoelectric machine using coupling between machine coils
US6169644B1 (en) 1998-09-10 2001-01-02 Mitsushita Denki Kabushiki Kaisha Read/write device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0771066A1 (en) * 1995-10-27 1997-05-02 Emerson Electric Co. Rotor position sensing in a dynamoelectric machine using coupling between machine coils
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