JP2002272081A - ハイブリッド形ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】磁極数を増大しないで多相化を可能とし、複雑
な制御回路を要することなく高分解能で高精度のハイブ
リッド形ステッピングモータを構成する。 【解決手段】固定子Ｓ１の各磁極３ａ１〜３ａ６は隣接
する磁極を交互に、磁極形状に対して線対称の半部と、
固定子に形成した極歯の１／４ピッチ一定方向に変位し
た半部とが交差するように軸方向に配列し、各磁極に形
成した極歯に対応する極歯１０ａ１を形成した第１の回
転子磁極１０Ａ１と、永久磁石９を介してこの回転子磁
極１０Ａ１と同一形状に形成した第２の回転子磁極１０
Ｂ１を１／２ピッチ変位して固定した第１の単位回転子
ＲＡ１を固定子Ｓ１の半分に対応させ、この第１の単位
回転子ＲＡ１と同一形状の第２の単位回転子ＲＢ１を第
１の単位回転子ＲＡ１と極歯形成ピッチの１／４変位さ
せて固定子Ｓ１の他の半分に対応させる。その際、回転
子の極歯数Ｚを６ｎ＋１又は６ｎ＋２（ｎは１以上の整
数）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の構造に係
り、特にプリンタ、高速ファックス、ＰＰＣ用複写機用
等の高速運転で精密な位置決め機能等を必要とするＯＡ
機器に最適な高分解能で高精度のインナロータ形又はア
ウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石形ステッピングモータに可変リ
ラクタンス形ステッピングモータの構造を組み合わせた
ハイブリッド形ステッピングモータは、高精度、高トル
ク、小ステップ角が得られるが、例えば従来のインナロ
ータ形ハイブリッド形ステッピングモータ（以下モータ
と略称する）は図３５、図３６に示すような構造をして
いる。即ち、図３５は従来のこの種のモータの一例の縦
断正面図を示し、図３６は図３５のＸ−Ｘ′断面図を示
している。図３５、図３６において、２１は円筒状のケ
ーシングであって、ケーシング２１は磁性体によって成
型した固定子鉄心２２と一体に結合されている。固定子
鉄心２２の内方向には、このモータの構造特性に対応し
た所定数の磁極２３が等しい間隔で求心状に形成されて
いる。各磁極２３には磁極２３夫々を磁化するための巻
線２４が嵌合されている。また、各磁極２３の先端部に
は、このモータの構造特性に対応した数の極歯２３ａが
等しい間隔で形成されている。一般に、固定子鉄心２２
と磁極２３とは一枚の磁性体板からプレスの打ち抜きに
より成型し、成型板を所定枚数積層し、巻線２４を嵌合
して固定子を形成している。

【０００３】ケーシング２１の両端には、エンドプレー
ト２５、２６が一体に結合されている。エンドプレート
２５、２６の中央部には夫々に軸受２７ａ、２７ｂが嵌
合され、１対の軸受２７ａ、２７ｂは回転子軸２８を回
転自在に支承している。回転子軸２８には、軸方向に着
磁された永久磁石２９が嵌合し、固定されている。永久
磁石２９は円盤状の２個の回転子磁極３０Ａ、３０Ｂに
よって挟持されている。回転子磁極３０Ａと３０Ｂ夫々
の外周には、固定子の磁極２３に形成した極歯２３ａの
形状と間隔に対応させた形状と間隔で極歯３０ａを形成
しており、第１の回転子磁極３０Ａの極歯３０ａと第２
の回転子磁極３０Ｂの極歯３０ａとは１／２ピッチ回転
偏位して結合されている。一般に、回転子の磁極も１枚
の磁性体板からプレスの打ち抜きにより成型し、成型板
を所定枚数積層して回転子を形成している。上述の構成
のモータは固定子の巻線２４に順次所定の順序で通電す
ることによって、固定子の各極歯２３ａが順次回転磁化
される。従って、この固定子の各極歯２３ａと永久磁石
２９によって磁化されている回転子の各極歯３０ａとの
相互作用により、固定子の各磁化される極歯２３ａの変
動につれて回転子は回転し、また、停止する。モータの
相数等の条件によって、上述した固定子の磁極２３の数
と極歯２３ａの数及び回転子の極歯３０ａの数は変化す
る。

【０００４】図３７は従来の６相モータの巻線をモノフ
ァイラ（ユニファイラ）巻にし、１２本のリード線を引
き出した結線例を示している。同図の上部に付した番号
は固定子の所定の磁極巻線を１Ｅとし、順次隣の磁極巻
線に対して数値を１ずつ上げながら２４Ｅまでの番号を
付したものである。このモータに対する励磁電流は、図
３７に示すように磁極巻線１Ｅ、１３Ｅを同相に、７
Ｅ、１９Ｅは逆相になるように直列接続した引出線Ａ、
Ａ′間、磁極巻線２Ｅ、１４Ｅを同相に、８Ｅ、２０Ｅ
は逆相になるように直列接続した引出線Ｂ、Ｂ′間、磁
極巻線３Ｅ、１５Ｅは同相に、磁極巻線９Ｅ、２１Ｅは
逆相になるように直列接続した引出線Ｃ、Ｃ′間、磁極
巻線４Ｅ、１６Ｅを同相に、１０Ｅ、２２Ｅは逆相にな
るように直列接続した引出線Ｄ、Ｄ′間、磁極巻線５
Ｅ、１７Ｅを同相に、１１Ｅ、２３Ｅは逆相になるよう
に直列接続した引出線Ｅ、Ｅ′間、磁極巻線６Ｅ、１８
Ｅを同相に、１２Ｅ、２４Ｅは逆相になるように直列接
続した引出線Ｆ、Ｆ′間に夫々図３８に示すように順次
印加される。図３８は、図３７に示した結線における１
相励磁の場合の励磁シーケンス例を示している。図３８
において、縦方向には励磁電流を流入させる図３７に示
した引出線の符号を示し、上部の横方向には励磁ステッ
プを示している。

【０００５】同図に示す各横方向の欄に示す上側の矩形
は、その引出線に対して所定方向に電流を流すことを示
し、下側の矩形は、その引出線の上記とは反対方向に電
流を流すことを示している。同図において、図３７に示
した引出線Ａから引出線Ａ′に向けて電流を流す状態を
ステップ１とすると、次のステップ２には、引出線Ｂか
ら引出線Ｂ′に向けて電流を流すようにする。以下順次
ステップ６まで電流を流し、ステップ７においては引出
線Ａ′から引出線Ａの方向に電流を流す。以下順次同様
に各引出線に電流を供給して固定子の各磁極を励磁す
る。従って、各固定子の磁極に順次現れる磁気極性が変
動し、対応する回転子の磁極（極歯）を吸引するので、
モータの回転子軸２８は回転する。

【０００６】また、図３９は従来構造の１０相モータの
巻線をモノファイラ（ユニファイラ）巻にした状態の結
線例を、図４０は図３９に示す１０相モータのモノファ
イラ巻きでの１相励磁の場合の励磁シーケンス例を示し
ている。読み方は前述した図３７、図３８と同一であ
る。上述したステッピングモータの基本特性であるステ
ップ角θ_Sは、下記（１）式によって決定される。 θ_S＝１８０°／（Ｍ×Ｚ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） 但し、（１）式に示すＭは固定子の相数、Ｚは回転子の
極歯の数である。

【０００７】上述したインナロータ形モータは、回転子
（ロータ）がモータの中心にあって固定子がその周囲に
構成されている。これに対して、アウタロータ形モータ
は固定子をモータの中心に配置し、回転子（ロータ）を
その周囲に構成させており、そのために回転機構等の構
造は異なるが、トルクを発生する基本構成はインナロー
タ形モータと同様である。このアウタロータ形モータに
関し、上述したインナロータ形の図３５及び図３６に対
応する具体的構成は図４１（縦断正面図）、図４２（図
４１のＸ−Ｘ´断面図）に示す通りである。図４１及び
図４２において、１０１は固定子支持体で、筒状をな
し、図示しない固定部材に支持される。１０２は固定子
鉄心で、前記固定子支持体１０１に固定され、周囲に複
数個の固定子磁極１０２ａを備えている。この固定子磁
極１０２ａの外周面には極歯１０２ｂが形成されてい
る。１０３は巻線で、各磁極１０２ａには巻線１０３が
巻回される。なお、図４２では、この巻線１０３を象徴
化して表示され、各巻線に示した符号×と符号・につい
ては、符号×は紙面の上方から下方に、符号・は紙面の
下方から上方に向けて電流を流すという意味で示してい
る。１０４は回転子ケーシングで、環状部１０４ａと側
平面部１０４ｂから形成されている。１０５は回転子軸
で、前記回転子ケーシング１０４の側平面部１０４ｂの
内方中心部に一端が固定され、軸受１０６を介して前記
固定子支持体１０１の内周面に回転自在に支持される。
１０７は永久磁石で、両側面にそれぞれ回転子磁極１０
８ａ、１０８ｂを接合し、この回転子磁極１０８ａ、１
０８ｂの内周面には、上記固定子磁極１０２ａの極歯１
０２ｂに対向する位置にそれぞれ１／２ピッチ位相を異
にする極歯１０８ｃ、１０８ｄが形成されている。な
お、以下の説明においてはインナロータ形モータにおい
て各種実施の形態を説明し、アウタロータ形モータにつ
いては、上述の説明に準じて実施可能につきその説明を
省略する。

【０００８】シンクロナスインダクションモータについ
ては、米国特許第３２０６６２３号公報に開示のものが
ある。同公報に記載のシンクロナスインダクションモー
タは、巻線を嵌合し、先端部に等間隔で極歯を設けた磁
極を、内部に向けて求心状に形成した環状の電極構造体
である２個の同一構造である固定子と、軸方向に着磁し
た永久磁石及びこの永久磁石の両側において、外周に等
間隔で極歯を設けたエンドキャップ（磁極板）を回転子
軸に設け、相互の磁気的結合を遮蔽した２個の同一構造
の回転子とを対向して構成し、さらに永久磁石の両側に
形成したエンドキャップ（磁極板）同士の極歯の相互位
置関係は極歯の１／２ピッチ相当をずらしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した、ステップ角
θ_Sは１相の巻線に順次通電し励磁した場合に得られる
回転角度であって、そのモータの構造によって決定され
る。従って、分解能が高く制御性能の良いモータを得よ
うとすると、ステップ角を微小にすることが必要であ
る。ところで、上述のような、従来の構成によるモータ
（ハイブリッド形ステッピングモータ）のステップ角θ
_Sは、前述したように（１）式によって示されるので、
ステップ角θ_Sを小さくしようとすると、相数Ｍを多く
するか、回転子の極歯の数Ｚを多くしなければならな
い。例えば、極歯の数を５０とすると、２相のモータ
（ハイブリッド形ステッピングモータ）の場合のステッ
プ角θ_Sは、上記（１）式からθ_S＝１８０°／２×５０
＝１．８°となり、３相のモータの場合のステップ角θ
_Sは、θ_S＝１８０°／３×５０＝１．２°となり、５相
のモータの場合のステップ角は、θ_S＝１８０°／５×
５０＝０．７２°となる。

【００１０】ところで、回転子は一般に前述したように
プレスの打ち抜きにより成型しているので、回転子の極
歯数はプレス型の精度能力等の工作技術によって決ま
る。従って、極歯の数は無制限に多くすることはでき
ず、１００枚位が上限である。また、相数を多くした場
合、６相モータを得るには２４極の固定子磁極、１０相
モータを得るには４０極の固定子磁極が夫々必要とな
る。このように磁極が多くなると必然的にスロット面積
が小さくなるので、小型のモータを得るには巻線の断面
積、即ち、銅量が多くとれないという問題があるほか、
巻線工程に複雑な作業を必要とすると共に加工工数が多
くなって製造原価が高くつくという問題があった。その
ために、５相モータが小型ハイブリッド形ステッピング
モータの実用上の限界であった。従って分解能は、５相
モータで極歯の数を１００とした場合の前述した（１）
式により下記演算によって得られるように、ステップ角
θ_Sは０．３６度が限界であった。 θ_S＝１８０°／５×１００＝０．３６°

【００１１】上述した０．３６度以上の分解能を得るに
は、マイクロステップ駆動を行う必要がある。しかしな
がら、マイクロステップ駆動によると、回転子の静止位
置は各相に流す電流の相対値で決まるため、各巻線に供
給する電流値のばらつき、スイッチング素子の特性のば
らつき等によって、分解能の精度向上は困難であった。
また、マイクロステップ駆動のためには、複雑な駆動回
路が必要であって高価になるという問題があった。ま
た、米国特許第３２０６６２３号公報に開示のものは、
図３５、図３６によって、前述した従来のステッピング
モータと類似構造をした２組の同一構造の固定子と回転
子とを単に軸方向に連結したシンクロナスインダクショ
ンモータであって、従来のシンクロナスインダクション
モータよりも大なるトルク（２倍のトルク）を得ようと
するものである。本技術を適用したモータはステッピン
グモータと同様にパルス電源による駆動も可能である
が、分解能が低く精度の良い回転を得ることはできな
い。上述した従来の技術の説明ではインナロータ形ハイ
ブリッド形ステッピングモータの構造例によって、その
問題点について説明したが、アウタロータ形ハイブリッ
ド形ステッピングモータについても、同様の問題点が存
在する。更に、従来のインナロータ形又はアウタロータ
形のハイブリット形ステッピングモータは、回転子の極
歯数を如何に決定するかの適切な演算式がなく、製作し
たモータのうちいくつかは所望の特性が得られず歩留ま
りの点において不充分であった。本発明は従来のものの
上記課題（問題点）を解決し、磁極数を増大しないで多
相化を可能にし、よって、回転子の極歯数を、固定子の
特定の相数及び磁極数に応じて特定な関係式に保つこと
を条件に、モータのサイズを大きくすることなく、ま
た、複雑な駆動回路を形成しないで、高分解能で高精度
のモータ（ステッピングモータ）を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に基づくハイブリ
ッド形ステッピングモータは、請求項１に記載のもので
は、環状磁性体の内周面から円中心に向く求心状に等ピ
ッチで植設される６ｍ個の固定子磁極を備え、該固定子
磁極は夫々の先端内周面に複数個等ピッチで形成された
極歯を有し、該夫々の固定子磁極に励磁巻線が装着され
ている固定子と、 前記固定子磁極の極歯を形成してい
る内周面と空隙を介して回転自在に軸支され、前記固定
子側極歯に対応する回転子側極歯を有する２つの回転子
磁極と、該２つの回転子磁極に挟持され、軸方向に着磁
された円環状永久磁石とを有する回転子とを備えるイン
ナロータ形ハイブリット形ステッピングモータにおい
て、前記固定子磁極は、夫々の先端内周面に形成された
極歯が磁極形状に対して線対称となる第１の磁極と、該
第１の磁極と同数且つ同配設ピッチで該ピッチの１／４
だけ磁極先端内周面における同一周方向に偏位して極歯
が形成される第２の磁極とを周方向に交互に備え、前記
第１及び第２の磁極を備える固定子は軸方向に２分され
て第１の固定子部及び第２の固定子部をなし、前記第１
及び第２の固定子部において、夫々の前記第１の磁極と
第２の磁極とが軸方向に連設するように構成され、前記
回転子は、夫々前記第１及び第２の固定子部の極歯を形
成している内周面に空隙を介して対向する第１及び第２
の回転子部を有し、該２つの回転子部は何れも、軸方向
に着磁された永久磁石を介して同軸状に連設される第１
及び第２の２つの回転子磁極を備え、該２つの回転子磁
極がいずれも外周面に前記固定子側極歯数に対応する数
の回転子側極歯を有し、双方の回転子側極歯が互いに回
転子側極歯の配設ピッチの１／２だけ偏位するように形
成されており、該２つの回転子部が、互いに前記回転子
側極歯配設ピッチの１／４偏位して非磁性体部材を介し
て軸方向に連設され、夫々前記第１及び第２の２つの固
定子部と空隙を介して対向するように構成され、回転子
側極歯数Ｚが、下記（２）式を満足するように構成され
る６相６ｍ極のインナロータ形ハイブリット形ステッピ
ングモータとなるように構成した。 Ｚ＝ｍ（６ｎ＋１）もしくはＺ＝ｍ（６ｎ＋２）・・・（２） 但しｍ＝≧１、ｎ＝≧１の整数とする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の発明の６相６ｍ極に代え１０相１０ｍ極と
し、回転子側極歯数Ｚが下記（３）式を満足するように
インナロータ形ハイブリット形ステッピングモータとな
るように構成した。 Ｚ＝ｍ（１０ｎ＋２）もしくはＺ＝ｍ（１０ｎ＋３）・・・（３） 但し、ｍ＝≧１、ｎ＝≧１整数とする。また、請求項
３、４に記載のアウタロータ形ハイブリット形ステッピ
ングモータは、夫々請求項１、２に記載のインナロータ
形ハイブリット形ステッピングモータの回転子を円筒状
の固定子の外方に配する構成とした。

【００１４】また、請求項５に記載のインナロータ形又
はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ
は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインナロータ形
又はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ
において、各固定子は所定形状寸法の磁極の先端部に、
該磁極形状に対して線対称に極歯を形成したｈ／２個の
磁極と、前記線対称に極歯を形成した磁極の極歯配設ピ
ッチの１／４だけ同一周方向に偏位させて極歯を形成し
たｈ／２個の磁極を交互に形成した磁性体板を所定枚数
積層し、さらに前記磁性体板と同一形状に形成した磁性
体板を１８０°／ｈ回転偏位して所定枚数積層して各積
層体を固定し、巻線を巻き回して構成した。但し、ｈは
６ｍ、１０ｍの何れかの値とし、ｍは１以上の整数とす
る。

【００１５】さらに、請求項６に記載のインナロータ形
又はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ
は、請求項１乃至５のいずれかに記載のインナロータ形
又はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ
において、固定子の極歯形成ピッチτＳと回転子の極歯
形成ピッチτＲとを下式（４）式の関係を満足するよう
に形成した。 ０．７５τＲ≦τＳ≦１．２５τＲ ・・・・・・・・・・・・・（４）

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。各実施形態の構成図において、従
来の技術で図３５、３６によって示したものと相当の構
成要素は同一の符号を使用し、その詳細な説明は省略す
る。 実施の形態１：図１は本発明に基づき形成した６相６極
モータ（インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモ
ータ）の縦断正面図を、図２は図１のＸ−Ｘ′断面を示
している。図１、図２において、１は円筒状のケーシン
グであって、その内周面に固定子Ｓ₁の固定子鉄心２を
一体的に結合している。固定子Ｓ₁は固定子鉄心２部の
内方向に、このモータの構造特性に対応した６個の磁極
３ａ₁〜３ａ₆が等しい間隔角度で求心状に形成されてい
て、各磁極３ａ ₁〜３ａ₆には詳細を後述するように電流
を流して所定の方向に順次磁化するための巻線４ａ₁〜
４ａ₆ が巻き回されている。図２において、各巻線４ａ
₁〜４ａ₆は象徴化して表示され、各巻線に示した符号×
と符号・については、符号×は紙面の上方から下方に、
符号・は紙面の下方から上方に向けて電流を流すという
意味で示している。また、各磁極３ａ₁〜３ａ₆の先端部
には詳細を後述するように、磁極の中心線に対して線対
称に設けた極歯３ｋ₁と同一方向に極歯ピッチの１／４
偏位させて形成させた極歯３ｋ₁とが軸方向にほぼ２分
して形成され、６個の磁極の内１個おきの３個の磁極３
ａ₁、３ａ₃、３ａ₅と他の１個おきの３個の磁極３ａ₂、
３ａ ₄、３ａ₆とは夫々同一形状であるが、隣接する磁極
相互には２種の磁極の配設側を交差させている。上述し
た磁極及び極歯の各間隔角度は、所定の半径上では、そ
の円周面におけるピッチに比例する。円形モータの場
合、寸法間隔は計測する半径の位置で変化するが、角度
は変化しないので、以降磁極の間隔等の表示は角度によ
って行い、間隔をピッチと称して説明する。

【００１７】ケーシング１の両端にはエンドプレート
５、６が一体に結合されている。エンドプレート５、６
の中央部には夫々に軸受７ａ、７ｂが嵌合され、１対の
軸受７ａ、７ｂは回転子軸８を回転自在に支承してい
る。回転子軸８には、固定子の半分に対向させた位置に
固定子Ｓ₁の内面との間に所定間隙をあけて第１の単位
回転子ＲＡ₁が結合されており、固定子の他の半分に対
向させた位置に固定子Ｓ₁の内面との間に所定間隙をあ
けて第２の単位回転子ＲＢ₁が結合されている。上述し
た第１の単位回転子ＲＡ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁との
間には所定幅の環状に形成した非磁性体１１を介在させ
ている。第１の単位回転子ＲＡ₁及び第２の単位回転子
ＲＢ₁は同一構造であって、２個の回転子磁極１０Ａ₁、
１０Ｂ₁が夫々回転子軸８の軸方向に着磁された永久磁
石９を挟持し固定されている。２個の回転子磁極１０Ａ
₁と１０Ｂ₁夫々の外周には固定子の各磁極に形成した極
歯３ｋ₁の形状とピッチに対応させた所定の形状とピッ
チで極歯１０ａ₁を形成している。後述するように、第
１の回転子磁極１０Ａ₁の極歯１０ａ₁と第２の回転子磁
極１０Ｂ₁の極歯１０ａ₁とは極歯１０ａ₁を形成したピ
ッチの１／２偏位させて結合させ、第１の単位回転子Ｒ
Ａ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁とは、極歯１０ａ₁を形成
するピッチの１／４偏位して結合されている。

【００１８】次に、図３を参照して固定子の作成方法の
例を説明する。固定子は環状の固定子鉄心２の内部に、
先端部に所定数の極歯３ｋ₁を等ピッチτＳ₁で磁極の中
心線に対して線対称に形成した同一形状の磁極Ｐ
_1-Aと、先端部に磁極Ｐ_1-Aと同一形状で同一個数の極歯
３ｋ₁を等ピッチτＳ₁で極歯ピッチの１／４、即ち、τ
Ｓ₁／４だけ極歯３ｋ₁を形成している円周に沿う一定方
向に偏位させて形成した同一形状の磁極Ｐ_1-Bとを交互
に各３個、総計で６個求心状に形成した磁性材板（以下
固定子鉄板と称す）ＳＰ₁を所定枚数極歯が重なるよう
に積層して固定子Ｓ₁の片側半分を構成する。従って、
上述した相互に隣接する磁極Ｐ_1-Aと磁極Ｐ_1-Bとの間隔
角度θＳ₁は３６０°／６、即ち６０度に形成されてい
る。次に、上記の構成体に対して磁極のピッチ、即ち６
０度回転偏位させて、上述と同一形状に形成した固定子
鉄板ＳＰ₁を上記と同枚数、又はほぼ同枚数、極歯が重
なるように積層して固定子Ｓ₁の残り片側半分を構成す
る。固定子Ｓ₁は前述したように非磁性体１１を挟んで
形成した２個の単位回転子ＲＡ₁、ＲＢ₁に対向させるよ
うに形成するので、各単位回転子ＲＡ₁、ＲＢ₁が夫々確
実に固定子Ｓ₁の片側半分に対向するように構成できる
なら、半分ずつを同一枚数にする必要はない。夫々の固
定子鉄板ＳＰ₁はプレスによる打ち抜き加工によって作
成すれば良く、各回転子を構成する回転子磁極１０
Ａ₁、１０Ｂ₁も所定形状の磁性材板をプレスによって打
ち抜いた後、所定枚数重ねて構成すれば良い。

【００１９】上述の方法によって形成された固定子の磁
極部の構造を、図４（Ａ）、（Ｂ）によって説明する。
図４（Ａ）には固定子Ｓ₁を形成する所定の磁極３ａ₁、
３ａ₃、３ａ₅の内の一つを示し、図４（Ｂ）には図４
（Ａ）に示した磁極３ａ₁、３ａ₃、３ａ₅の内の一つに
隣接した磁極３ａ₂、３ａ₄、３ａ₆の内の一つを示して
いる。固定子Ｓ₁は前述したように形成しているので、
図４（Ａ）に示す固定子Ｓ₁の各磁極３ａ₁〜３ａ₆は、
所定数の極歯３ｋ₁を磁極に対して線対称に備えた半分
Ｐ_1-Aと同一個数の極歯３ｋ₁を、極歯ピッチの１／４だ
け固定子極歯３ｋ₁が形成されている円周面において同
一方向に偏位させて備えた半分Ｐ_1-Bによって形成され
ている。即ち、磁極のＰ_1-A部には極歯が磁極に対して
対称に、磁極のＰ_1-B部には極歯が磁極に対して非対称
に形成されている。一方、図４（Ｂ）に示す磁極は図４
（Ａ）に示した磁極とは反対側に磁極に対して線対称に
所定数の極歯３ｋ₁を備え、他の半分には極歯３ｋ₁を極
歯ピッチの１／４偏位されて備えている。

【００２０】図５は回転子の極歯１０ａ₁の位置関係を
拡大して示している。図５に示した条件においては、永
久磁石９の着磁方向によって、第１の単位回転子ＲＡ₁
の第１の回転子磁極１０Ａ₁の極歯１０ａ₁と第２の単位
回転子ＲＢ₁の第１の回転子磁極１０Ａ₁の極歯１０ａ₁
とはＮ極に、第１の単位回転子ＲＡ₁の第２の回転子磁
極１０Ｂ₁の極歯１０ａ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁の第
２の回転子磁極１０Ｂ₁の極歯１０ａ₁とはＳ極に着磁さ
れている。各磁極に設けた極歯１０ａ₁のピッチは同一
であるが、このピッチをτＲ₁とすると、第１の回転子
磁極１０Ａ₁の極歯１０ａ₁と第２の回転子磁極１０Ｂ₁
の極歯１０ａ₁との間の間隔角度は、第１の単位回転子
ＲＡ₁と第２の単位回転子ＲＢ ₁ともτＲ₁／２、第１の
単位回転子ＲＡ₁の第１の回転子磁極１０Ａ₁の極歯１０
ａ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁の第１の回転子磁極１０Ａ
₁の極歯１０ａ₁との間隔角度及び第１の単位回転子ＲＡ
₁の第２の回転子磁極１０Ｂ₁の極歯１０ａ₁と第２の単
位回転子ＲＢ₁の第２の回転子磁極１０Ｂ₁の極歯１０ａ
₁との間隔角度はいずれもτＲ₁／４に形成する。

【００２１】図６、図７、図８の各図には、本モータを
構成する固定子と回転子夫々の極歯の前述した（４）式
に示した相互関係を分解して示している。即ち、図６は
固定子の極歯３ｋ₁の形成ピッチτＳ₁と回転子の極歯１
０ａ₁の形成ピッチが下記の（4-1）式 τＲ₁＝τＳ₁・・・（４−１） によって示される条件の場合、固定子の極歯３ｋ₁と回
転子の極歯１０ａ₁の相関は次のように表される。 θＳ₁＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1 ／４±α_1-1・・・・・・・・・・・・（5-1） 但し、θＳ₁は固定子ピッチ角度を、τＲ_1-1は回転子の
極歯ピッチを、α_1-1は固定子の極歯３ｋ₁と回転子の極
歯１０ａ₁とのズレ角度を、ｎは１以上の整数を夫々示
す。

【００２２】ところで、６相６極の場合は１２ステップ
で回転子磁極が１ピッチ移動するので隣接した固定子磁
極（図では３ａ_1-2）に対するズレはα_1-1＝（１／１
２）τＲ_1-1でなければならない。また固定子極数は６
極であるのでθｓ₁＝２π／６と表される。従って（4-
1）式は ２π／６＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1／４±τＲ_1-1／１２・・・・・・（5-2） ここで、τＲ_1-1はロータの磁極のピッチであるからτ
Ｒ_1-1＝２π／Ｚと表せる。但し、Ｚは回転子の極歯数
を示している。従って、 2π／６＝ｎ（２π／Ｚ）＋（１／４）（２π／Ｚ）±（１／１２）（２π／ Ｚ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（5-3） の関係が得られる。今、（5-3）式を整理すると、 Ｚ＝６ｎ＋１又は６ｎ＋２・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ （5-4） なお、（5-4）式は（２）式においてｍ＝１に相当す
る。の関係が得られる。

【００２３】同様に６相１２極の場合は、極歯の位置関
係は図６と同じであるが固定子の磁極位置はθＳ₁＝２
π／１２ と表せる。従って６相１２極の場合は、 ２π／１２＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1／４±τＲ_1-1／１２・・・・・・・（6-1） の関係が得られる。ここでτＲ_1-1＝２π／Ｚと表せる
ので 、 Ｚ＝１２ｎ＋２又はＺ＝１２ｎ＋４ ・・・・・・・・・・・・・・（6-2） の関係が得られる。なお、（6-2）式は（２）式におい
てｍ＝２に相当する。同様に１０相１０極の場合は、図
６の磁極位置θs₁をθs₁＝２π／１０に置きかえること
により求められる。また、１０相の場合２０ステップで
回転子磁極が１ピッチ移動するのでα_1-1＝τＲ_1-1／２
０と表される。従って、 ２π／１０＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1／４±τＲ_1-1／２０・・・・・・・（7-1） の関係が得られる。ここでτＲ_1-1＝２π／Ｚと表され
るので Ｚ＝１０ｎ＋２又はＺ=１０ｎ＋３ ・・・・・・・・・・・・・・（7-2） の関係が得られる。なお、（7-2）式は（３）式におい
てｍ＝１に相当する。

【００２４】同様に１０相２０極の場合は、図６の磁極
位置θｓ₁をθs₁＝２π／２０と置きかえることにより
求められる。また、２０ステップで回転子磁極が１ピッ
チ移動するのでα_1-1＝τＲ_1-1／２０である。従って、 ２π／２０＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1／４±τＲ_1-1／２０・・・・・・・（8-1） ここでτＲ_1-1＝２π／Ｚと表されるので Ｚ＝２０ｎ＋４又はＺ＝２０ｎ＋６・・・・・・・・・・・・・・（8-2） の関係が得られる。なお、（8-2）式は（３）式におい
てｍ＝２に相当する。

【００２５】図７は固定子の極歯の形成ピッチτＳ₁と
回転子の極歯の形成ピッチτＲ₁とが下記（4-2）式によ
って示される条件の場合、図８は固定子の極歯の形成ピ
ッチτＳ₁と回転子の極歯の形成ピッチτＲ₁とが（4-
3）式によって示される条件の場合を示している。 τＲ₁＝τＳ₁・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（4-1） ０．７５τＲ₁≦τＳ₁＜τＲ₁ ・・・・・・・・・・・・・・・・（4-2） τＲ₁＜τＳ₁≦１．２５τＲ₁ ・・・・・・・・・・・・・・・・（4-3） 図６、図７、図８の各図において、３ａ_1-1は固定子Ｓ₁
を形成する磁極部３ａ ₁、３ａ₃、３ａ₅の内の所定の一
つの極歯が線対称に形成されている磁極部で、３ｂ_1-1
は極歯が非対称に形成されている磁極部、３ａ_1-2は上
記の磁極部に隣接する磁極部３ａ₂、３ａ₄、３ａ₆の内
の所定の一つの極歯線対称部、３ｂ_1-2は極歯非対称部
を夫々示している。

【００２６】前述したように、非対称に形成された極歯
は対称に形成された極歯に対して極歯ピッチの１／４偏
位しており、第１の単位回転子の極歯と第２の単位回転
子の極歯とは極歯ピッチの１／４偏位しているので、図
から明らかなように、固定子磁極の極歯と回転子の極歯
との関係位置はいずれの半分においても等しくなる。例
えば、図６において、磁極部３ａ_1-1の極歯が第１の単
位回転子ＲＡ_1-1の第１の回転子磁極１０Ａ_1-1の極歯に
対向しているタイミングには、同じ磁極の磁極部３ｂ
_1-1の極歯が第２の単位回転子ＲＢ_1-1の第１の回転子磁
極１０Ａ_1-1の極歯に対向する。上述した（4-1）式の条
件における状態を示す図６において、１０Ａ_1-1は第１
の単位回転子ＲＡ_1-1及び第２の単位回転子ＲＢ_1-1夫々
の第１の回転子磁極、１０Ｂ_1-1は第１の単位回転子Ｒ
Ａ_1-1及び第２の単位回転子ＲＢ_1-1夫々の第２の回転子
磁極を示していて、Ｎは永久磁石９によってＮ極に着磁
された極歯、Ｓは永久磁石９によってＳ極に着磁された
極歯を夫々示している。θＳ₁は固定子の磁極のピッ
チ、τＳ₁は固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲ_1-1
は回転子の極歯のピッチを示している。この場合は、τ
Ｓ₁＝τＲ_1-1となる。また、α_1-1は固定子の所定の磁
極の極歯と回転子の極歯の位置が一致した状態で、隣接
する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との間隔角度を
示している。従って、本実施の形態に示す６相６極モー
タの固定子の磁極のピッチθＳ₁は、３６０°／６であ
り、（5-4）式で示したように下記（９）式で示される
条件の場合、α_1-1はτＲ_1-1／１２になる。 Ｚ_1-1＝６ｎ＋１ もしくはＺ_1-1＝６ｎ＋２・・・・・・・・・・（９） 但し、Ｚ_1-1は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００２７】図７は、６相６極の場合における（4-2）
式の条件における状態を示す図で、同図において、１０
Ａ_1-2は第１の単位回転子ＲＡ_1-2及び第２の単位回転子
ＲＢ _1-2夫々の第１の回転子磁極、１０Ｂ_1-2は第１の単
位回転子ＲＡ_1-2及び第２の単位回転子ＲＢ_1-2夫々の第
２の回転子磁極を示していて、Ｎは永久磁石９によって
Ｎ極に着磁された極歯、Ｓは永久磁石９によってＳ極に
着磁された極歯を夫々示している。固定子は図６と同一
条件なのでθＳ₁は固定子の磁極のピッチ、τＳ₁は固定
子の極歯のピッチを夫々示し、τＲ_1-2は回転子の極歯
のピッチを示している。この場合、τＳ₁＜τＲ_1-2とな
る。また、α_1-2は固定子の所定の磁極の極歯と回転子
の極歯の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極
の上記と相当する位置の極歯と回転子の極歯との間隔角
度を示している。従って、本実施の形態に示す６相６極
モータの固定子の磁極のピッチθＳ₁は、３６０°／６
であり、（5-4）式で示したように下記（１０）式で示
される条件の場合、α_1-2はτＲ_1-2／１２になる。 Ｚ_1-2＝６ｎ＋１ もしくはＺ_1-2＝６ｎ＋２・・・・・・・・・・（１０） 但し、Ｚ_1-2は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００２８】図８は、６相６極の場合における（4-3）
式の条件における状態を示す図で、同図において、１０
Ａ_1-3は第１の単位回転子ＲＡ_1-3及び第２の単位回転子
ＲＢ _1-3夫々の第１の回転子磁極、１０Ｂ_1-3は第１の単
位回転子ＲＡ_1-3及び第２の単位回転子ＲＢ_1-3夫々の第
２の回転子磁極を示していて、Ｎは永久磁石９によって
Ｎ極に着磁された極歯、Ｓは永久磁石９によってＳ極に
着磁された極歯を夫々示している。固定子は図６と同一
条件なのでθＳ₁は固定子の磁極のピッチ、τＳ₁は固定
子の極歯のピッチを夫々示し、τＲ_1-3は回転子の極歯
のピッチを示している。この場合は、τＳ₁＞τＲ_1-3と
なる。また、α_1-3は固定子の所定の磁極の極歯と回転
子の極歯の位置が一致した状態で、隣接する固定子の上
記と相当する位置の極歯と回転子の極歯との間隔角度を
示している。従って、本実施の形態に示す６相６極モー
タの固定子の磁極のピッチθＳ₁は、３６０°／６であ
り、（4-1）式で示したように下記（１１）式で示され
る条件の場合、α_1-3はτＲ_1-3／１２になる。 Ｚ_1-3＝６ｎ＋１もしくはＺ_1-3＝６ｎ＋２・・・・・・・・・・（１１） 但し、Ｚ_1-3は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００２９】図９に示す表１は、本実施の形態のモータ
において、上述したｎを１から変化させた条件における
各回転子磁極の極歯の歯数（Ｚで示す）と、このモータ
のステップ角との関係を示す図表である。同図におい
て、歯数Ｚが６ｎ＋１の場合と６ｎ＋２の場合におい
て、夫々ｎを１から順次増加した場合のステップ角を縦
方向に示している。

【００３０】図１０は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。同図において、Ａ、
Ａ′は巻線４ａ₁の引出線、Ｄ、Ｄ′は巻線４ａ₂の引出
線、Ｂ、Ｂ′は巻線４ａ₃の引出線、Ｅ、Ｅ′は巻線４
ａ₄の引出線、Ｃ、Ｃ′は巻線４ａ₅の引出線、Ｆ、Ｆ′
は巻線４ａ₆の各引出線であって、これらの各端子に駆
動用の励磁電流出力回路が接続される。

【００３１】次に、上述した構成のモータの駆動作用を
図１１、図１２によって説明する。図１１において、横
軸には動作ステップの流れ（シーケンス）をステップ１
からステップ１５まで示し、ステップ１６以降の図示を
省略している。縦方向には前述した各引出線（Ａ、Ａ′
〜Ｆ、Ｆ′）を示し、各引出線を示す横軸には、各ステ
ップに対応させてパルス電流を供給するタイミングを四
辺形で示している。各引出線（Ａ、Ａ′〜Ｆ、Ｆ′）を
示す横線の上側に記す四辺形は、例えば引出線Ａから引
出線Ａ′へ、各引出線を示す横線の下側に記す四辺形
は、逆に、引出線Ａ′から引出線Ａへ電流を流すことを
示している。即ち、図１１に示すように、各引出線に順
次パルス電流を流すことによって、このモータは前述し
たステップ角（１／１２ピッチ）ずつ回転する。

【００３２】図１２は上述した実施の形態に基づくモー
タの前述した（4-1）式に記した条件である固定子の極
歯のピッチτＳ₁と回転子の極歯のピッチτＲ₁が等しい
場合の固定子と回転子との位置関係を示す展開図で、横
方向には左から右に向けて順次固定子の磁極部３ａ₁、
３ａ₂、３ａ₃、３ａ₄、３ａ₅、３ａ₆及び３ａ₁を再度示
している。図１２は縦方向には、図１１に示したステッ
プに対応してステップ１からステップ４までを示し、ス
テップ５以降は図示を省略している。各ステップには、
図６に示した磁極を備えた固定子全体を展開して示して
いて、上段から、各磁極の片半分部、即ち、３ａ_1-1、
３ｂ_1-2、３ａ_1-3、３ｂ_1-4、３ａ_1-5、３ｂ_1-6、３ａ
_1-1、第１の単位回転子ＲＡ₁の第１の回転子磁極１０Ａ
₁、第１の単位回転子ＲＡ₁の第２の回転子磁極１０
Ｂ₁、上述した各磁極の他の片半分部、即ち、３ｂ_1-1、
３ａ_1-2、３ｂ_1-3、３ａ_1-4、３ｂ_1-5、３ａ_1-6、３ｂ
_1-1、第２の単位回転子ＲＢ₁の第１の回転子磁極１０Ａ
₁、第２の単位回転子ＲＢ₁の第２の回転子磁極１０Ｂ₁
を示している。上述した３ａ_1-1乃至３ａ_1-6は極歯が磁
極に対して線対称に配設された磁極部３ｂ_1-1乃至３ｂ
_1-6は極歯が磁極に対して非線対称に配設された磁極部
である。また、Ｎは、Ｎ極に着磁された極歯、Ｓは、Ｓ
極に着磁された極歯を夫々示していて、モータの回転状
況を示すために、回転子の所定の極歯の極性Ｎを○で囲
んで示している。

【００３３】今、図１１に示したように、ステップ１に
おいて、引出線Ａから引出線Ａ′に向けて電流を流す
と、固定子の磁極３ａ₁がＳ極に励磁される。従って、
第１の単位回転子ＲＡ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁両方の
第１の回転子磁極１０Ａ₁の近接する磁極であるＮ極の
極歯が吸引される。ステップ１においては、固定子の極
歯と回転子の極歯との間の関係位置は下記のようにな
る。即ち、固定子の磁極３ａ₁に隣接する磁極３ａ₂の極
歯と近接する回転子のＮ極の極歯との間隔角度α_2-1は
τＲ₁／１２、固定子の磁極３ａ₂に隣接する磁極３ａ₃
の極歯と近接する回転子のＳ極の極歯との間隔角度α
_3-1は２τＲ₁／１２、固定子の磁極３ａ₃に隣接する磁
極３ａ₄の極歯と近接する回転子のＳ極の極歯との間隔
角度α_4-1は３τＲ₁／１２、固定子の磁極３ａ₄に隣接
する磁極３ａ₅の極歯と近接する回転子のＮ極の極歯と
の間隔角度α_5-1は４τＲ₁／１２、固定子の磁極３ａ₅
に隣接する磁極３ａ₆の極歯と近接する回転子のＮ極の
極歯との間隔角度α_6-1は５τＲ₁／１２、固定子の磁極
３ａ₆に隣接する磁極３ａ₁の極歯と近接する回転子のＳ
極の極歯との間隔角度α_7-1は６τＲ₁／１２である。ス
テップ２以降においては、ステップ１で励磁した磁極３
ａ₁と励磁する磁極以外の図示は省略する。

【００３４】ステップ２において、引出線Ｄから引出線
Ｄ′に向けて電流を流すと、固定子の磁極３ａ₂がＳ極
に励磁される。従って、第１の回転子磁極１０Ａ₁と第
２の単位回転子ＲＢ₁の両方の第１の回転子磁極１０Ａ₁
の近接する磁極であるＮ極の極歯が吸引される。ステッ
プ１で固定子の磁極３ａ₁に吸引されていた第１の単位
回転子ＲＡ₁の第１の回転子磁極１０Ａ₁の所定の極歯と
固定子の磁極３ａ₁の対応した極歯との間隔角度βはτ
Ｒ₁／１２になる。このτＲ₁／１２がステップ角であ
る。

【００３５】ステップ３において、引出線Ｂ′から引出
線Ｂに向けて電流を流すと、固定子の磁極３ａ₃はＮ極
に励磁される。従って、第１の単位回転子ＲＡ₁と第２
の単位回転子ＲＢ₁の両方の第２の回転子磁極１０Ｂ₁の
モータが、さらに１ステップ角回転するので、ステッ
プ１で固定子の磁極３ａ₁に吸引されていた第１の単位
回転子ＲＡ₁の第１の回転子磁極１０Ａ₁と固定子の磁極
３ａ₁との間隔角度βは２τＲ₁／１２になる。ステップ
４において、引出線Ｅ′から引出線Ｅに向けて電流を流
すと、固定子の磁極３ａ₄はＮ極に励磁される。従っ
て、第１の単位回転子ＲＡ₁と第２の単位回転子ＲＢ₁の
両方の第２の回転子磁極１０Ｂ₁のＳ極である極歯が吸
引される。モータが、さらに１ステップ角回転するの
で、ステップ１で固定子の磁極３ａ ₁に吸引されていた
第１の単位回転子ＲＡ₁の第１の回転子磁極１０Ａ₁の所
定の極歯と固定子の磁極３ａ₁に対応した極歯との間隔
角度βは３τＲ₁／１２になる。即ち、ステップが進む
ごとにステップ角τＲ₁／１２ずつ回転する。以降、上
述と同様に、図１１に示したステップを循環し繰り返す
ことによってモータはステップ角であるτＲ₁／１２ず
つ回転を継続する。

【００３６】実施の形態２：次に、本発明を６相１２極
モータ（インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモ
ータ）に適用した実施の形態２を図１３乃至図１９によ
って実施の形態１をも参照して説明する。各図におい
て、実施の形態１で示した要素機能に相当する要素機能
は同一符号を付すか符号のサフィックスを変えて記し、
詳細説明は省略する。図１３は６相１２極モータの縦断
正面図、図１４は図１３のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１３、図１４において、Ｓ₂は固定子であって、固定
子鉄心２の内方向に１２個の磁極３ｂ₁乃至３ｂ₁₂が等
しい角度間隔で求心状に形成されていて、実施の形態１
同様、各磁極は交互に極歯の形成位置を交差させてい
る。即ち、各磁極の先端部には、所定の数の極歯３ｋ₂
が等しいピッチで形成されていて、磁極３ｂ₁、３ｂ₃、
３ｂ₅、３ｂ₇、３ｂ₉、３ｂ₁₁には、極歯を磁極に対し
て線対称に設けた半分と非対称に設けた半分を軸方向に
形成し、磁極３ｂ₂、３ｂ₄、３ｂ₆、３ｂ₈、３ｂ₁₀、３
ｂ₁₂には、上記の磁極とは反対並びに磁極に対して線対
称に設けた半分と非対称に設けた半分を設けている。上
記各磁極には巻線４ｂ₁乃至４ｂ₁₂が巻き回されてい
る。

【００３７】回転子軸８には、固定子Ｓ₂の内面との間
に所定間隙をあけて第１の単位回転子ＲＡ₂が結合され
ており、固定子Ｓ₂の他の半分に対向させた位置に固定
子Ｓ₂の内面との間に所定間隙をあけて第２の単位回転
子ＲＢ₂が結合されている。上述した第１の単位回転子
ＲＡ₂と第２の単位回転子ＲＢ₂との間には所定幅の環状
に形成した非磁性体１１を介在させている。第１の単位
回転子ＲＡ₂及び第２の単位回転子ＲＢ₂は同一構造であ
って、２個の回転子磁極１０Ａ₂、１０Ｂ₂が夫々回転子
軸８の軸方向に着磁された永久磁石９を挟持し固定され
ている。２個の回転子磁極１０Ａ₂と１０Ｂ₂夫々の外周
には、固定子の各磁極に形成した極歯３ｋ₂の形状とピ
ッチに対応させた所定の形状とピッチで極歯１０ａ₂を
形成している。各極歯１０ａ₂の位置関係は、実施の形
態１と同様、また、後述するように、第１の回転子磁極
１０Ａ₂の極歯１０ａ₂と第２の回転子磁極１０Ｂ₂の極
歯１０ａ₂とは、極歯１０ａ₂を形成したピッチの１／２
偏位させて結合させ、第１の単位回転子ＲＡ₂と第２の
単位回転子ＲＢ₂とは、極歯１０ａ₂を形成したピッチの
１／４偏位して結合されている。

【００３８】次に、図１５、図１６を参照して固定子の
作成方法の例を説明する。図１５に示すように、固定子
は環状の固定子鉄心２の内部に、先端部に所定数の極歯
３ｋ₂を等ピッチτＳ₂で磁極の中心線に対して線対称に
形成した同一形状の磁極Ｐ_2-Aと、先端部に磁極Ｐ_2-Aと
同一形状同一個数の極歯３ｋ₂を等ピッチτＳ₂で極歯ピ
ッチの１／４、即ち、τＳ₂／４偏位させて形成した同
一形状の磁極Ｐ_2-Bとを交互に各６個、総計で１２個求
心状に形成した磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＳＰ
₂を所定枚数極歯が重なるように積層して固定子Ｓ₂の片
側半分を構成する。従って、上述した相互に隣接する磁
極Ｐ_2-Aと磁極Ｐ_2-Bとの間隔角度θＳ₂は３６０°／１
２ 即ち３０度に形成されている。次に、上記の構成体
に対して磁極のピッチ、即ち３０度回転し偏位させて、
上述と同一形状に形成した固定子鉄板ＳＰ₂を上記と同
枚数、又はほぼ同枚数、極歯が重なるように積層して固
定子Ｓ₂の残り片側半分を構成する。上述した固定子Ｓ₂
は非磁性体１１を挟んで形成した２個の単位回転子に対
向させるように形成するので、各単位回転子が夫々確実
に固定子の片半分に対向するように構成できるなら、半
分ずつを同一枚数にする必要はない。夫々の固定子鉄板
はプレスによる打ち抜き加工によって作成すれば良く、
各回転子を構成する回転子磁極も所定形状の磁性材板を
プレスによって打ち抜いた後所定枚数重ねて構成すれば
良い。

【００３９】上述の方法によって形成された固定子の磁
極部の構造を図１６（Ａ）、（Ｂ）に示している。即
ち、図１６（Ａ）には図１４に示す固定子Ｓ₂を形成す
る極歯が対称位置に配置された所定の磁極３ｂ₁、３
ｂ₃、３ｂ₅、３ｂ₇、３ｂ₉、３ｂ₁₁の内の一つ例えば３
ｂ₁を示し、図１６（Ｂ）には図１６（Ａ）に示す、前
記磁極の内の一つに隣接し極歯が非対称に配置された磁
極３ｂ₂、３ｂ₄、３ｂ₆、３ｂ₈、３ｂ₁₀、３ｂ₁₂の内の
一つ例えば３ｂ₂を示している。固定子Ｓ₂は実施の形態
１同様、図１６（Ａ）に示す固定子Ｓ₂の各磁極は、所
定数の極歯３ｋ₂を磁極に対して線対称に設けた半分Ｐ
_2-Aと極歯３ｋ₂を極歯ピッチの１／４偏位させて磁極に
対して非対称に設けた半分Ｐ_2-Bとによって形成されて
いる。一方、図１６（Ｂ）に示す磁極は、磁極に対して
線対称に極歯３ｋ₂を設けた半分Ｐ_2-Aと、磁極を極歯ピ
ッチの１／４偏位させて非対称に設けた半分Ｐ_2-Bを図
１６（Ａ）に示した磁極とは反対側に形成している。

【００４０】図１７は回転子を形成する各回転子磁極の
極歯の関係を拡大して示している。図１７においては、
永久磁石９の着磁方向によって、第１の単位回転子ＲＡ
₂の第１の回転子磁極１０Ａ₂の極歯１０ａ₂と第２の単
位回転子ＲＢ₂の第１の回転子磁極１０Ａ₂の極歯１０ａ
₂とはＮ極に、第１の単位回転子ＲＡ₂の第２の回転子磁
極１０Ｂ₂の極歯１０ａ₂と第２の単位回転子ＲＢ₂の第
２の回転子磁極１０Ｂ₂の極歯１０ａ₂とはＳ極に着磁さ
れている。また、各回転子の磁極に設けた極歯１０ａ₂
のピッチをτＲ₂とすると、第１の回転子磁極１０Ａ₂の
極歯１０ａ₂と第２の回転子磁極１０Ｂ₂の極歯１０ａ₂
との間の間隔角度はτＲ₂／２、第１の単位回転子ＲＡ₂
の第１の回転子磁極１０Ａ₂の極歯１０ａ₂と第２の単位
回転子ＲＢ₂の第１の回転子磁極１０Ａ₂の極歯１０ａ₂
との間隔角度、及び第１の単位回転子ＲＡ₂の第２の回
転子磁極１０Ｂ₂の極歯１０ａ₂と第２の単位回転子ＲＢ
₂の第２の回転子磁極１０Ｂ₂の極歯１０ａ₂との間隔角
度は、いずれもτＲ₂／４に形成する。

【００４１】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態１に示した（4-1）式、（4-2）式、（4-
3）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τＲ₁を
τＲ₂に、符号τＳ₁をτＳ₂に変換させた下記（12-1）
式、（12-2）式、（12-3）式夫々の条件において、図
６、図７、図８を参照して固定子の磁極に形成する極歯
と回転子磁極に形成する極歯との関係が示される。 τＲ₂＝τＳ₂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（12-1） ０．７５τＲ₂≦τＳ₂＜τＲ₂ ・・・・・・・・・・・・・・（12-2） τＲ₂＜τＳ₂≦１．２５τＲ₂ ・・・・・・・・・・・・・・（12-3）

【００４２】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態１について図６、図７、図８によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
６、図７、図８に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部３ａ_1-1、３ａ_1-2を夫々３ａ_2-1、３ａ_2-2
に、極歯非対称部３ｂ_1-1、３ｂ_1-2を夫々３ｂ_2-1、３
ｂ_2-2に、固定子の磁極のピッチθＳ₁＝３６０°／６を
θＳ₂＝３６０°／１２に、固定子の極歯のピッチτＳ₁
をτＳ₂に、第１の単位回転子ＲＡ_1-1、ＲＡ_1-2、ＲＡ
_1-3を夫々ＲＡ_2-1、ＲＡ_2-2、ＲＡ_2-3に、第２の単位回
転子ＲＢ₁をＲＢ₂に、第１の回転子磁極１０Ａ_1-1、１
０Ａ_1-2、１０Ａ_1-3を夫々１０Ａ_2-1、１０Ａ_2-2、１０
Ａ_2-3に、回転子の極歯のピッチτＲ_1-1、τＲ_1-2、τ
Ｒ_1-3を夫々、τＲ_2-1、τＲ_2-2、τＲ_2-3に、固定子の
所定の磁極の極歯と回転子の極歯の位置が一致した状態
で、隣接する固定子の極歯と回転子の極歯との間隔角度
α_{1- 1}、α_1-2、α_1-3をα_2-1、α_2-2、α_2-3に、夫々置
換することによって、そのまま利用できる。

【００４３】本実施の形態に示す６相１２極モータにお
いては、固定子の極歯と回転子の極歯とのピッチの関係
が（12-1）式で示される場合、回転子磁極の極歯の数を
（２）式において、ｍ＝２とした下記（１３）式で示さ
れる条件を満足させると、固定子の所定の磁極で、この
磁極の極歯と回転子の極歯とを一致させた場合に隣接す
る固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との間の間隔角度
α_2-1はτＲ_2-1／１２になる。 Ｚ_2-1＝１２ｎ＋２ もしくはＺ_2-1＝１２ｎ＋４・・・・・・（１３） 但し、Ｚ_2-1は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。また、固定子の極歯と
回転子の極歯とのピッチの関係が（12-2）式で示される
場合、回転子磁極の極歯の数を（２）式においてｍ＝２
とした下記（１４）式で示される条件を満足させると、
固定子の所定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯
とを一致させた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回
転子の極歯との間の間隔角度α_2-2はτＲ_2-2／１２にな
る。 Ｚ_2-2＝１２ｎ＋２ もしくはＺ_2-2＝１２ｎ＋４・・・・・・・・・（１４） 但し、Ｚ_2-2は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００４４】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が（12-3）式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を（２）式においてｍ＝２とした、下記（１
５）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の
磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致させた
場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との
間の間隔角度α_2-3はτＲ_2-3／１２になる。 Ｚ_2-3＝１２ｎ＋２ もしくはＺ_2-3＝１２ｎ＋４・・・・・・（１５） 但し、Ｚ_2-3は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００４５】図１８に示す表２に、本実施の形態のモー
タにおいて、上述したｎを１から変化させた条件におけ
る各回転子磁極の極歯の歯数（Ｚで記す）と、このモー
タのステップ角との関係を示している。即ち、歯数Ｚが
１２ｎ＋２の場合と１２ｎ＋４の場合において、夫々ｎ
を１から順次増加した場合のステップ角を縦方向に示し
ている。図１９は、本実施の形態におけるモノファイラ
巻線の接続状態を示している。図１９において、Ａ、
Ａ′は巻線４ｂ₁と巻線４ｂ₇とを直列接続した回路の引
出線、以下、同様にＤ、Ｄ′は巻線４ｂ₂と巻線４ｂ₈と
を、Ｂ、Ｂ′は巻線４ｂ₃と巻線４ｂ₉とを、Ｅ、Ｅ′は
巻線４ｂ₄と巻線４ｂ₁₀とを、Ｃ、Ｃ′は巻線４ｂ ₅と巻
線４ｂ₁₁とを、Ｆ、Ｆ′は巻線４ｂ₆と巻線４ｂ₁₂とを
夫々直列接続した回路の引出線であって、これらの各端
子に駆動用のパルス出力回路が接続される。

【００４６】上述した構成のモータの駆動は、実施の形
態１で図１１によって示したフローと同一のフローによ
って実行される。従って、その動作は実施の形態１の説
明で図１２に示した展開図に上述した段落３３乃至４４
の説明を参照して固定子の磁極を６極分追加し、回転子
の磁極の位置を固定子の磁極の位置に対応させて記載す
ることによって同様に示され、図１１に示したフローに
従って、各引出線に順次パルス電流を供給するごとにス
テップ角であるτＲ₂／１２ずつ歩進し回転を継続す
る。

【００４７】実施の形態３：次に、本発明を１０相１０
極モータ（インナロータ形ハイブリッド形ステッピング
モータ）に適用した実施の形態を図２０乃至図２７によ
って説明する。実施の形態１、実施の形態２で６相６極
モータ又は６相１２極モータについて説明した内容を１
０相１０極モータに転換して容易に理解できる事項につ
いては、その図示説明は省略する。また、実施の形態１
で示した要素機能に相当する要素機能は同一符号を付す
か符号のサフィックスを変えて示し、詳細説明は省略す
る。動作については、例えば、各巻線に対する駆動電流
の印加による働き等は磁極を展開した図６、図７、図８
等を参照し、磁極や極歯のピッチ等に対応させてステッ
プ角の違いを理解すれば良い。

【００４８】図２０は１０相１０極モータの縦断正面
図、図２１は図２０のＸ−Ｘ′断面を示している。図２
０、図２１において、Ｓ₃は後述する磁極の回転子軸方
向の１／２、又はほぼ１／２の幅単位で極歯を極歯形成
ピッチの１／４偏位させた固定子である。固定子Ｓ₃は
固定子鉄心２の内方向に１０個の磁極３ｃ₁乃至３ｃ₁₀
が等しい角度間隔で求心状に形成されていて、各磁極は
交互に極歯の形成位置を交差させている。即ち、各磁極
の先端部には所定の数の極歯３ｋ₃が等しいピッチで形
成されていて、磁極３ｃ₁、３ｃ₃、３ｃ₅、３ｃ₇、３ｃ
₉には、極歯を磁極に対して線対称に設けた半分と非対
称に設けた半分を軸方向に形成し、磁極３ｃ₂、３ｃ₄、
３ｃ₆、３ｃ₈、３ｃ₁₀には、上記の磁極とは反対並びに
磁極に対して線対称に設けた半分と非対称に設けた半分
を設けている。なお、上記各磁極には、巻線４ｃ₁乃至
４ｃ₁₀が巻き回されている。

【００４９】回転子軸８には、固定子Ｓ₃の内面との間
に所定間隙をあけて第１の単位回転子ＲＡ₃が結合され
ており、固定子Ｓ₃の他の半分に対向させた位置に固定
子Ｓ₃の内面との間に所定間隙をあけて第２の単位回転
子ＲＢ₃が結合されている。上述した第１の単位回転子
ＲＡ₃と第２の単位回転子ＲＢ₃との間には所定幅の環状
に形成した非磁性体１１を介在させている。第１の単位
回転子ＲＡ₃及び第２の単位回転子ＲＢ₃は同一構造であ
って、２個の回転子磁極１０Ａ₃、１０Ｂ₃が夫々回転子
軸８の軸方向に着磁された永久磁石９を挟持し、固定さ
れている。２個の回転子磁極１０Ａ₃と１０Ｂ₃夫々の外
周には、固定子の各磁極に形成した極歯３ｋ₃の形状と
ピッチに対応させた所定の形状とピッチで極歯１０ａ₃
を形成している。各極歯１０ａ₃の位置関係は、後述す
るように第１の回転子磁極１０Ａ₃の極歯１０ａ₃と第２
の回転子磁極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃とは、極歯１０ａ ₃
を形成したピッチの１／２偏位させて結合させ、第１の
単位回転子ＲＡ₃と第２の単位回転子ＲＢ₃とは、極歯１
０ａ₃を形成したピッチの１／４偏位して結合されてい
る。

【００５０】図２２によって、１０相１０極モータに適
用する固定子の作成方法の例を説明する。固定子は環状
の固定子鉄心２の内部に、先端部に所定数の極歯３ｋ₃
を等ピッチτＳ₃で磁極の中心線に対して線対称に形成
した同一形状の磁極Ｐ_3-Aと、先端部に磁極Ｐ_3-Aと同一
形状、同一個数の極歯３ｋ₃を等τＳ₃ピッチで極歯ピッ
チの１／４即ち、τＳ₃／４偏位させて形成した同一形
状の磁極Ｐ_3-Bとを交互に各５個、総計で１０個求心状
に形成した磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＳＰ₃を
所定枚数極歯が重なるように積層して固定子Ｓ₃の片側
半分を構成する。従って、上述した相互に隣接する磁極
Ｐ_3-Aと磁極Ｐ_3-Bとの間隔角度θＳ₃は３６０°／１０
即ち３６度に形成されている。次に、上記の構成体に
対して磁極のピッチ、即ち３６度回転し偏位させて、上
述と同一形状に形成した固定子鉄板ＳＰ₃を上記と同枚
数、又はほぼ同枚数、極歯が重なるように積層して固定
子Ｓ₃の残り片側半分を構成する。固定子Ｓ₃は実施の形
態１又は実施の形態２同様、また、後述するように非磁
性体１１を挟んで形成した２個の単位回転子に対向させ
るように形成するので、各単位回転子が夫々確実に固定
子の片半分に対向するように構成できるなら、半分ずつ
を同一枚数にする必要はない。夫々の固定子鉄板はプレ
スによる打ち抜き加工によって作成すれば良く、各回転
子を構成する回転子磁極も所定形状の磁性材板をプレス
によって打ち抜いた後所定枚数重ねて構成すれば良い。

【００５１】上述の方法によって形成された固定子の磁
極部の構造は、図２３（Ａ）、（Ｂ）のように構成され
ている。即ち、図２３（Ａ）に示す固定子Ｓ₃の磁極
は、所定数の極歯３ｋ₃を磁極に対して線対称に設けた
半分Ｐ_3-Aと極歯３ｋ₃を極歯ピッチの１／４偏位させ磁
極に対して非対称に設けた半分Ｐ_3-Bとによって形成さ
れている。一方、同図（Ｂ）に示す磁極は、磁極に対し
て線対称に極歯３ｋ₃を設けた半分Ｐ_3-Aと、磁極を極歯
ピッチの１／４偏位させて非対称に設けた半分Ｐ_3-Bを
同図（Ａ）に示した磁極とは反対側に形成している。

【００５２】図２４は回転子を形成する各回転子磁極の
極歯の関係を拡大して示している。図２４においては、
永久磁石９の着磁方向によって、第１の単位回転子ＲＡ
₃の第１の回転子磁極１０Ａ₃の極歯１０ａ₃と第２の単
位回転子ＲＢ₃の第１の回転子磁極１０Ａ₃の極歯１０ａ
₃とはＮ極に、第１の単位回転子ＲＡ₃の第２の回転子磁
極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃と第２の単位回転子ＲＢ₃の第
２の回転子磁極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃とはＳ極に着磁さ
れている。また、各回転子の磁極に設けた極歯１０ａ₃
のピッチをτＲ₃とすると、第１の回転子磁極１０Ａ₃の
極歯１０ａ₃と第２の回転子磁極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃
との間の間隔角度はτＲ₃／２、第１の単位回転子ＲＡ₃
の第１の回転子磁極１０Ａ₃の極歯１０ａ₃と第２の単位
回転子ＲＢ₃の第１の回転子磁極１０Ａ₃の極歯１０ａ₃
との間隔角度、及び第１の単位回転子ＲＡ₃の第２の回
転子磁極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃と第２の単位回転子ＲＢ
₃の第２の回転子磁極１０Ｂ₃の極歯１０ａ₃との間隔角
度は、いずれもτＲ₃／４に形成する。

【００５３】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態１に示した（4-1）式、（4-2）式、（4-
3）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τＲ₁を
τＲ₃に、符号τＳ₁をτＳ₃に変換させた下記（16-1）
式、（16-2）式、（16-3）式夫々の条件において、図
６、図７、図８を参照して固定子の磁極に形成する極歯
と回転子磁極に形成する極歯との関係が示される。 τＲ₃＝τＳ₃・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（16-1） ０．７５τＲ₃≦τＳ₃＜τＲ₃ ・・・・・・・・・・・・・（16-2） τＲ₃＜τＳ₃≦１．２５τＲ₃ ・・・・・・・・・・・・・（16-3）

【００５４】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態１について図６、図７、図８によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
６、図７、図８に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部３ａ_1-1、３ａ_1-2を夫々３ａ_3-1、３ａ_3-2
に、極歯非対称部３ｂ_1-1、３ｂ_1-2を夫々３ｂ_3-1、３
ｂ_3-2に、固定子の磁極のピッチθＳ₁＝３６０°／６を
θＳ₃＝３６０°／１０に、固定子の極歯のピッチτＳ₁
をτＳ₃に、第１の単位回転子ＲＡ_1-1、ＲＡ_1-2、ＲＡ
_1-3を夫々ＲＡ_3-1、ＲＡ_3-2、ＲＡ_3-3に、第２の単位回
転子ＲＢ₁をＲＢ₃に、第１の回転子磁極１０Ａ_1-1、１
０Ａ_1-2、１０Ａ_1-3を夫々１０Ａ_3-1、１０Ａ_3-2、１０
Ａ_3-3に、回転子の極歯のピッチτＲ_1-1、τＲ_1-2、τ
Ｒ_1-3を夫々、τＲ_3-1、τＲ_3-2、τＲ_3-3に、固定子の
所定の磁極の極歯と回転子の極歯の位置が一致した状態
で、隣接する固定子の極歯と回転子の極歯との間隔角度
α_{1- 1}、α_1-2、α_1-3をα_3-1、α_3-2、α_3-3に、夫々置
換することによって、そのまま利用できる。

【００５５】本実施の形態に示す１０相１０極モータに
おいては、固定子の極歯と回転子の極歯とのピッチの関
係が（16-1）式で示される場合、回転子磁極の極歯の数
を（３）式においてｍ＝１で示したように、下記（１
７）式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁
極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致させた場
合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との間
の間隔角度α_3-1はτＲ_{3 -1}／２０になる。 Ｚ_3-1＝１０ｎ＋２ もしくはＺ_3-1＝１０ｎ＋３・・・・・（１７） 但し、Ｚ_3-1は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００５６】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が（16-2）式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を（３）式においてｍ＝１で示したように、下
記（１８）式で示される条件を満足させると固定子の所
定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致さ
せた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯
との間の間隔角度α_3-2はτＲ_3-2／２０になる。 Ｚ_3-2＝１０ｎ+２ もしくはＺ_3-2＝１０ｎ＋３・・・・・・・（１８） 但し、Ｚ_3-2は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００５７】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が（16-3）式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を（３）式においてｍ＝１で示したように、下
記（１９）式で示される条件を満足させると、固定子の
所定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致
させた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極
歯との間の間隔角度α_3-3はτＲ_3-3／２０になる。 Ｚ_3-3=１０ｎ＋２ もしくはＺ_3-3＝１０ｎ＋３・・・・・・・（１９） 但し、Ｚ_3-3は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００５８】図２５に示す表３は、本実施の形態のモー
タにおいて、上述したｎを１から変化させた条件におけ
る各回転子磁極の極歯の歯数（Ｚと記す）と、このモー
タのステップ角との関係例を示している。即ち、歯数Ｚ
が１０ｎ＋２の場合と１０ｎ＋３の場合において、夫々
ｎを１から順次増加した場合のステップ角を縦方向に示
している。

【００５９】図２６は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。図２６において、
Ａ、Ａ′は巻線４ｃ₁の引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４ｃ₂の
引出線、Ｂ、Ｂ′は巻線４ｃ₃の引出線、Ｇ、Ｇ′は巻
線４ｃ₄の引出線、Ｃ、Ｃ′は巻線４ｃ₅の引出線、Ｈ、
Ｈ′は巻線４ｃ₆の引出線、Ｄ、Ｄ′は巻線４ｃ₇の引出
線、Ｉ、Ｉ′は巻線４ｃ₈の引出線、Ｅ、Ｅ′は巻線４
ｃ₉の引出線、Ｊ、Ｊ′は巻線４ｃ₁₀の引出線であっ
て、これらの各端子に駆動用の励磁電流出力回路が接続
される。

【００６０】上述した構成のモータの駆動は実施の形態
１、実施の形態２において、図１１によって示したフロ
ーと同様、図２７に示すフローによって実行される。図
２７において、横軸には動作ステップの流れ（シーケン
ス）をステップ１からステップ２２までを示し、ステッ
プ２３以降の図示を省略している。縦方向には前述した
各引出線を示し、各引出線を示す横軸には各ステップに
対応させてパルス電流を供給するタイミングを四辺形で
示している。各引出線を示す横線の上側に示す四辺形
は、例えば引出線Ａから引出線Ａ′へ電流を流し、各引
出線を示す横線の下側に示す四辺形は、引出線Ａ′から
引出線Ａへ電流を流すことを示している。従って、図２
７に示すように各引出線に順次パルス電流を流すことに
よって、このモータは前述したステップ角ずつ歩進し回
転する。即ち、その動作は実施の形態１の説明で図１２
に示した展開図を、上述した段落４６乃至５８の説明を
参照して固定子の磁極を１０極に変換し、回転子の磁極
の位置を固定子の磁極の位置に対応させて記載すること
によって同様に示され、図２７に示したフローに従っ
て、各引出線に順次パルス電流を供給するごとにステッ
プ角であるτＲ₃／２０ずつ回転を継続し、２０パルス
で極歯１ピッチ分回転する。

【００６１】実施の形態４：次に、本発明を１０相２０
極モータ（インナロータ形ハイブリッド形ステッピング
モータ）に適用した実施の形態を図２８乃至図３４によ
って説明する。実施の形態１乃至実施の形態３で６相６
極モータ、６相１２極モータ、１０相１０極モータにつ
いて説明した内容を１０相２０極モータに転換し、容易
に理解できる事項は、その図示説明は省略する。動作に
ついては、例えば各巻線に対する駆動電流の供給による
働き等は磁極を展開した図６、図７、図８等を参照し、
磁極や極歯のピッチ等に対応させてステップ角の違いを
理解すれば良い。また、各図については、実施の形態１
の構成要素と対応する構成要素は同一の符号を使用する
かサフィックスを変えて示し、説明は省略する。

【００６２】図２８は１０相２０極モータの縦断正面
図、図２９は図２８のＸ−Ｘ′断面を示している。図２
８、図２９において、Ｓ₄ は固定子であって、固定子鉄
心２の内方向に２０個の磁極３ｄ₁乃至３ｄ₂₀が等しい
角度間隔で求心状に形成されていて、各磁極は交互に極
歯の形成形状を交差させている。即ち、各磁極の先端部
には所定の数の極歯３ｋ₄が等しいピッチで形成されて
いて、磁極３ｄ₁、３ｄ₃、３ｄ₅、３ｄ₇、３ｄ₉、３ｄ
₁₁、３ｄ₁₃、３ｄ₁₅、３ｄ₁₇、３ｄ₁₉には、極歯を磁極
に対して線対称に設けた半分と非対称に設けた半分を軸
方向同一側に形成し、磁極３ｄ₂、３ｄ₄、３ｄ₆、３
ｄ₈、３ｄ₁₀、３ｄ₁₂、３ｄ₁₄、３ｄ₁₆、３ｄ₁₈、３ｄ
₂₀には、上記の磁極とは軸の反対方向側に磁極に対して
線対称に設けた半分と非対称に設けた半分を設けてい
る。上記各磁極には、巻線４ｄ₁乃至４ｄ₂₀が夫々巻き
回されている。また、各磁極の先端部には、このモータ
の構造特性に対応した数の極歯３ｋ₄が等しい角度間隔
で形成されている。

【００６３】回転子軸８には、固定子Ｓ₄の内面との間
に所定間隙をあけて第１の単位回転子ＲＡ₄が結合され
ており、固定子Ｓ₄の他の半分に対向させた位置に固定
子Ｓ₄の内面との間に所定間隙をあけて第２の単位回転
子ＲＢ₄が結合されている。上述した第１の単位回転子
ＲＡ₄と第２の単位回転子ＲＢ₄との間には所定幅の環状
形状に形成した非磁性体１１を介在させている。第１の
単位回転子ＲＡ₄及び第２の単位回転子ＲＢ₄は同一構造
であって、２個の回転子磁極１０Ａ₄、１０Ｂ₄が夫々回
転子軸８の軸方向に着磁された永久磁石９を挟持し、固
定されている。２個の回転子磁極１０Ａ₄と１０Ｂ₄夫々
の外周には、固定子の各磁極に形成した極歯３ｋ₄の形
状とピッチに対応させた所定の形状とピッチで極歯１０
ａ₄を形成している。各極歯１０ａ₄の位置関係は後述す
るように、第１の回転子磁極１０Ａ₄の極歯１０ａ₄と第
２の回転子磁極１０Ｂ₄の極歯１０ａ₄とは、極歯１０ａ
₄を形成したピッチの１／２偏位させて結合させ、第１
の単位回転子ＲＡ₄と第２の単位回転子ＲＢ₄とは、極歯
１０ａ₄を形成したピッチの１／４偏位して結合されて
いる。

【００６４】図３０によって、１０相２０極モータに適
用する固定子の作成方法の例を説明する。固定子は環状
の固定子鉄心２の内部に、先端部に所定数の極歯３ｋ₄
を等ピッチτＳ₄で磁極の中心線に対して線対称に形成
した同一形状の磁極Ｐ_4-Aと、先端部に磁極Ｐ_4-Aと同一
形状、同一個数の極歯３ｋ₄を等ピッチτＳ₄で磁極ピッ
チの１／４、即ち、τＳ₄／４偏位させて形成した同一
形状の磁極Ｐ_4-Bとを交互に各１０個、総計で２０個求
心状に形成した磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＳＰ
₄を所定枚数極歯が重なるように積層して固定子Ｓ₄の片
側半分を構成する。従って、上述した相互に隣接する磁
極Ｐ_4-Aと磁極Ｐ_4-Bとの角度間隔θＳ₄は３６０°／２
０ 即ち１８度に形成されている。次に、上記の構成体
に対して磁極のピッチ、即ち１８度回転偏位させて、上
述と同一形状に形成した固定子鉄板ＳＰ₄を上記と同枚
数、又はほぼ同一枚数極歯が重なるように積層して固定
子Ｓ₄の残り片側半分を構成する。固定子Ｓ₄は、非磁性
体１１を挟んで形成した２個の単位回転子ＲＡ₄、ＲＢ₄
に対向させるように形成するので、各単位回転子が夫々
確実に固定子の片半分に対向するように構成できるな
ら、半分ずつを同一枚数にする必要はない。夫々の固定
子鉄板はプレスによる打ち抜き加工によって作成すれば
良く、各回転子を構成する回転子磁極も所定形状の磁性
材板をプレスによって打ち抜いた後所定枚数重ねて構成
すれば良い。

【００６５】固定子の磁極部の構造は実施の形態１乃至
実施の形態３で示した図５、図１７、図２１同様、図３
１に示すように構成されている。即ち、図３１（Ａ）に
示す固定子Ｓ₄の磁極は所定数の極歯３ｋ₄を磁極に対し
て線対称に設けた半分Ｐ_4-Aと極歯３ｋ₄を極歯のピッチ
１／４偏位させて磁極に対して非対称に設けた半分Ｐ
_4-Bとによって形成されている。一方、図３１（Ｂ）に
示す磁極は、磁極に対して線対称に極歯３ｋ₄を設けた
半分Ｐ_4-Aと、磁極を極歯ピッチの１／４偏位させて非
対称に設けた半分Ｐ_4-Bを図３１（Ａ）に示した磁極と
は反対側に形成している。

【００６６】図３２には、回転子を形成する各回転子磁
極の極歯の関係を拡大して示している。図３２におい
て、永久磁石９の着磁方向によって、第１の単位回転子
ＲＡ₄の第１の回転子磁極１０Ａ₄の極歯１０ａ₄と第２
の単位回転子ＲＢ₄の第１の回転子磁極１０Ａ₄の極歯１
０ａ₄とはＮ極に、第１の単位回転子ＲＡ₄の第２の回転
子磁極１０Ｂ₄の極歯１０ａ₄と第２の単位回転子ＲＢ₄
の第２の回転子磁極１０Ｂ₄の極歯１０ａ₄とはＳ極に着
磁されている。また、各回転子の磁極に設けた極歯１０
ａ₄のピッチをτＲ₄とすると、第１の回転子磁極１０Ａ
₄の極歯１０ａ₄と第２の回転子磁極１０Ｂ₄の極歯１０
ａ₄との間の間隔角度はτＲ₄／２、第１の単位回転子Ｒ
Ａ₄の第１の回転子磁極１０Ａ₄の極歯１０ａ₄と第２の
単位回転子ＲＢ₄の第１の回転子磁極１０Ａ₄の極歯１０
ａ₄との間隔角度、及び第１の単位回転子ＲＡ₄の第２の
回転子磁極１０Ｂ₄の極歯１０ａ₄と第２の単位回転子Ｒ
Ｂ₄の第２の回転子磁極１０Ｂ₄の極歯１０ａ₄との間隔
角度は、いずれもτＲ₄／４に形成する。

【００６７】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態１に示した、（4-1）式、（4-2）式、
（4-3）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τ
Ｒ₁をτＲ₄に、符号τＳ₁をτＳ₄に変換させた下記（20
-1）式、（20-2）式、（20-3）式夫々の条件において、
図６、図７、図８を参照して固定子の磁極に形成する極
歯と回転子磁極に形成する極歯との関係が示される。 τＲ₄＝τＳ₄・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（20-1） ０．７５τＲ₄≦τＳ₄＜τＲ₄ ・・・・・・・・・・・・・（20-2） τＲ₄＜τＳ₄≦１．２５τＲ₄ ・・・・・・・・・・・・・（20-3）

【００６８】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態１について図６、図７、図８によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
６、図７、図８に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部３ａ_1-1、３ａ_1-2を夫々３ａ_4-1、３ａ_4-2
に、極歯非対称部３ｂ_1-1、３ｂ_1-2を夫々３ｂ_4-1、３
ｂ_4-2に、固定子の磁極のピッチθＳ₁＝３６０°／６を
θＳ₄＝３６０°／２０に、固定子の極歯のピッチτＳ₁
をτＳ₄に、第１の単位回転子ＲＡ_1-1、ＲＡ_1-2、ＲＡ
_1-3を夫々ＲＡ_4-1、ＲＡ_4-2、ＲＡ_4-3に、第２の単位回
転子ＲＢ_1-1、ＲＢ_1-2、ＲＢ_1-3を夫々ＲＢ_4-1、ＲＢ
_4-2、ＲＢ_4-3に、第１の回転子磁極１０Ａ_{1 -1}、１０Ａ
_1-2、１０Ａ_1-3を夫々１０Ａ_4-1、１０Ａ_4-2、１０Ａ
_4-3に、回転子の極歯のピッチτＲ_1-1、τＲ_1-2、τＲ
_1-3、を夫々、τＲ_4-1、τＲ_4-2、τＲ_{4 -3}に、固定子の
所定の磁極の極歯と回転子の極歯の位置が一致した状態
で、隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との間
隔角度α_1-1、α_1-2、α_1-3をα_{4 -1}、α_4-2、α_4-3に、
夫々置換することによって、そのまま利用できる。

【００６９】本実施の形態に示す１０相２０極モータに
おいては、固定子の極歯と回転子の極歯とのピッチの関
係が（20-1）式で示される場合、回転子磁極の極歯の数
を（３）式においてｍ＝２で示したように、下記（２
１）式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁
極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致させた場
合に、隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との
間の間隔角度α_4-1はτＲ_4-1／２０になる。 Ｚ_4-1＝２０ｎ＋４ もしくはＺ_4-1＝２０ｎ＋６・・・・・・（２１） 但し、Ｚ_4-1は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００７０】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が（20-2）式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を（３）式においてｍ＝２で示したように、下
記（２２）式で示される条件を満足させると固定子の所
定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致さ
せた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯
との間の間隔角度α_4-2はτＲ_4-2／２０になる。 Ｚ_4-2＝２０ｎ＋４ もしくはＺ_4-2＝２０ｎ＋６・・・・・・（２２） 但し、Ｚ_4-2は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００７１】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が（20-3）式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を（３）式においてｍ＝２で示したように、下
記（２３）式で示される条件を満足させると固定子の所
定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の極歯とを一致さ
せた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯
との間の間隔角度α_4-3はτＲ_4-3／２０になる。 Ｚ_4-3＝２０ｎ＋４ もしくはＺ_4-3＝２０ｎ＋６・・・・・・（２３） 但し、Ｚ_4-3は各回転子磁極の極歯の数、ｎは１に等し
いか１よりも大なる整数である。

【００７２】図３３に示す表４は、本実施の形態のモー
タにおいて、上述したｎを１から変化させた条件におけ
る各回転子磁極の極歯の歯数（Ｚで記す）と、このモー
タのステップ角との関係例を示している。即ち、歯数Ｚ
が２０ｎ＋４の場合と２０ｎ＋６の場合において、夫々
ｎを１から順次増加した場合のステップ角を縦方向に示
している。

【００７３】図３４は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。図３４において、
Ａ、Ａ′は巻線４ｄ₁と巻線４ｄ₁₁を直列接続した回路
の引出線、以下、同様にＦ、Ｆ′は巻線４ｄ₂と巻線４
ｄ₁₂を、Ｂ、Ｂ′は巻線４ｄ₃と巻線４ｄ₁₃を、Ｇ、
Ｇ′は巻線４ｄ₄と巻線４ｄ₁₄をＣ、Ｃ′は巻線４ｄ₅と
巻線４ｄ₁₅を、Ｈ、Ｈ′は巻線４ｄ₆と巻線４ｄ₁₆を、
Ｄ、Ｄ′は巻線４ｄ₇と巻線４ｄ₁₇を、Ｉ、Ｉ′は巻線
４ｄ₈と巻線４ｄ₁₈を、Ｅ、Ｅ′は巻線４ｄ₉と巻線４ｄ
₁₉を、Ｊ、Ｊ′は巻線４ｄ₁₀と巻線４ｄ₂₀を夫々直列接
続した回路の引出線であって、これらの各端子に駆動用
の励磁電流出力回路が接続される。

【００７４】上述した構成のモータの駆動は実施の形態
３において示したフローと同様、図２７に示したフロー
によって実行される。即ち、その動作は実施の形態１の
説明で図１２に示した展開図を、前述した本実施の形態
の構成と働きの説明を参照して固定子の磁極を２０極に
変換し、回転子の磁極の位置を固定子の磁極の位置に対
応させて記載することによって同様に示され、図２７に
示すフローに従って、各引出線に順次パルス電流を供給
するごとにステップ角であるτＲ₄／２０ずつ回転を継
続し、２０パルスで極歯１ピッチ分回転する。

【００７５】実施の形態５：上述した実施の形態１乃至
実施の形態４においては、夫々本発明の技術思想をイン
ナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用し
た例を説明したが、アウタロータ形ハイブリッド形ステ
ッピングモータに対しても同一の技術思想を適用するこ
とができる。即ち、詳細な図示説明は省略するが、実施
の形態１乃至実施の形態４で説明したインナロータ形ハ
イブリッド形ステッピングモータにおける固定子鉄心を
形成する環状磁性体の内面から円中心に向けて求心状に
等ピッチで、６ｍ個又は１０ｍ個（ｍは１以上の整数）
の磁極を設けた固定子の磁極を、固定子鉄心を形成する
円筒面から放射状に形成する。即ち、この磁極は磁極形
状に対して線対称に極歯を形成した単位磁極と磁極の極
歯配設ピッチの１／４偏位させて極歯を形成した単位磁
極とを交互に交差して各磁極を形成し、各磁極に励磁用
巻線を巻き回して固定子を構成する。この固定子の外周
面との間に所定間隙を設けて固定子の極歯数に対応する
数の極歯を同心的求心状に形成した第１の回転子磁極
と、第１の回転子磁極と同一形状に形成した第２の回転
子磁極とを相互に極歯形成ピッチの１／２回転偏位し永
久磁石を介して固定した第１の単位回転子を前記した固
定子の半分の幅に対応させ、第１の単位回転子と同一形
状の第２の単位回転子を非磁性体を介し、第１の単位回
転子に対して極歯形成ピッチの１／４回転偏位した環状
の回転子にすれば良い。

【００７６】上述の実施の形態は本発明の技術思想を実
現する一例を示したものであって、そのモータの用途と
用途に対応した回転速度や所望されるトルク、状況に適
した電源条件等に対応して適切に応用改変しても良いこ
とは当然である。例えば、実施の形態の説明では、６相
６極、６相１２極、１０相１０極、１０相２０極の場合
について説明したが、６相６ｍ極又は１０相１０ｍ極で
あって前述した（２）（３）各式の何れかを満足し、ま
た、固定子の極歯形成ピッチと回転子の極歯形成ピッチ
とは前述した（４）式の関係を満足するようにすれば良
い。磁極の製造方法も上述した形状が得られれば任意の
手段で成形させれば良い。

【００７７】

【発明の効果】本発明に基づくインナロータ形又はアウ
タロータ形ハイブリッド形ステッピングモータは上述の
ように構成し作動するようにしたので、固定子の極数を
増やすことなく高分解能を有する優れた効果を有する。
以下、この効果を請求項毎に具体的に述べる。 （１）請求項１の発明によると、６相６ｍ極（ｍ≧１の
整数）のインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモ
ータの製作に当り回転子の極歯数Ｚがｍ（６ｎ＋１）又
はｍ（６ｎ＋２）に定めることにより、６相モータとし
ての正常な動作が得られ、不良製品発生の大きな原因が
回避され製品の歩留まりの向上を図ることができる。 （２）請求項２の発明によると、１０相１０ｍ極（ｍ≧
１の整数）のインナロータ形ハイブリッド形ステッピン
グモータの製作に当り回転子の極歯数Ｚがｍ（１０ｎ＋
２）又はｍ（１０ｎ＋３）に定めることにより、１０相
モータとしての正常な動作が得られ、不良製品発生の大
きな原因が回避され製品の歩留まりの向上を図ることが
できる。 （３）請求項３の発明によると、６相６ｍ極（ｍ≧１の
整数）のアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモ
ータの製作に当り回転子の極歯数Ｚがｍ（６ｎ＋１）又
はｍ（６ｎ＋２）に定めることにより、６相モータとし
ての正常な動作が得られ、不良製品発生の大きな原因が
回避され製品の歩留まりの向上を図ることができる。 （４）請求項４の発明によると、１０相１０ｍ極（ｍ≧
１の整数）のアウタロータ形ハイブリッド形ステッピン
グモータの製作に当り回転子の極歯数Ｚがｍ（１０ｎ＋
２）又はｍ（１０ｎ＋３）に定めることにより、１０相
モータとしての正常な動作が得られ、不良製品発生の大
きな原因が回避され製品の歩留まりの向上を図ることが
できる。 （５）請求項５の発明によると、請求項１〜４の発明に
おいて、インナロータ形又はアウタロータ形ステッピン
グモータの各磁極を軸方向の半分は磁極形状が線対称と
なり、残りの半分が非対称となる対を円周方向に交互に
交差させて形成される特殊構成の磁極を、同一形状の一
種類の磁性体板を１／４ピッチだけピッチを変えて交互
に積層して組立てればよいから、渦電流損を軽減できる
固定子磁極を備えたステッピングモータの製作工数を大
幅に軽減させることができる。 （６）請求項６の発明によると、請求項１〜５の発明に
おいて、インナロータ形又はアウタロータ形ステッピン
グモータが適正な動作を行うことができる固定子の極歯
形成ピッチと回転子の極歯形成ピッチとの誤差の許容範
囲を明確化できる。 （７）なお、本発明の構成の場合、コイルを複数相励磁
する場合、従来構造の駆動回路に対して、駆動回路を構
成するトランジスタの数を半減させることができる。即
ち、６相モータの場合、従来構造ではトランジスタが２
４個必要であったが、本発明構造にすると、トランジス
タを１２個に低減できる。また、１０相モータの場合に
は、従来構造ではトランジスタが４０個必要であった
が、本発明構造にすると、トランジスタを２０個に低減
できる。さらに、磁極数を少なくすることができる。例
えば、従来構造では、６相モータでは、２４個の固定子
磁極が必要であったが、本発明構造では６乃至１２極の
固定子で実現できる。１０相ステッピングモータでは従
来構造の４０個の固定子磁極が１０乃至２０個の固定子
磁極で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術思想に基づき形成した実施の形態
１（６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピン
グモータ）の縦断正面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ′断面図である。

【図３】実施の形態１の固定子を形成する磁性材板（固
定子鉄板）の形状を説明する平面図である。

【図４】実施の形態１の固定子の磁極先端部形状を説明
するもので、同図（Ａ）は所定の磁極部の斜視図、同図
（Ｂ）は同図（Ａ）に示す磁極部に隣接する磁極部の斜
視図である。

【図５】実施の形態１における回転子を構成する単位回
転子の４個の磁極に設けた極歯の関係を拡大して示して
いる回転子先端部の拡大側面概要図である。

【図６】実施の形態１において、固定子の極歯のピッチ
（間隔角度）と回転子の極歯のピッチ（間隔角度）が等
しい場合における固定子の極歯と回転子の極歯との位置
関係を説明する固定子と回転子の極歯部の展開説明図で
ある。

【図７】実施の形態１において、固定子の極歯のピッチ
（間隔角度）が回転子の極歯のピッチ（間隔角度）より
も小さく、且つ、回転子のピッチ極歯の（間隔角度）の
０．７５倍に等しいか、より大なる場合における固定子
の極歯と回転子の極歯との位置関係を説明する固定子と
回転子の極歯部の展開説明図である。

【図８】実施の形態１において、固定子の極歯のピッチ
（間隔角度）が回転子の極歯のピッチ（間隔角度）より
も大きく、且つ、回転子の極歯のピッチ（間隔角度）の
１．２５倍より小さい場合における固定子の極歯と回転
子の極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の極歯
部の展開説明図である。

【図９】同図に示す表１は実施の形態１のステッピング
モータにおいて、回転子の極歯数とステップ角との関係
を表１として示した図表である。

【図１０】実施の形態１におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。

【図１１】実施の形態１、実施の形態２のバイポーラ駆
動における１相励磁の場合の励磁シーケンス図である。

【図１２】実施の形態１の固定子の極歯のピッチ（間隔
角度）と回転子の極歯のピッチ（間隔角度）が等しい場
合において、図１１に示す励磁シーケンスによる実行時
における固定子の極歯と回転子の極歯との位置関係を説
明する固定子と回転子の極歯部の展開説明図である。

【図１３】本発明の実施の形態２（６相１２極インナロ
ータ形ハイブリッド形ステッピングモータ）の縦断正面
図である。

【図１４】図１３のＸ−Ｘ′断面図である。

【図１５】実施の形態２の固定子を形成する磁性材板
（固定子鉄板）の形状を説明する平面図である。

【図１６】実施の形態２における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図（Ａ）は所定の磁極部の斜視
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示す磁極部に隣接する磁
極部の斜視図である。

【図１７】実施の形態２の回転子を構成する単位回転子
の４個の磁極に設けた極歯の関係を拡大して示している
回転子先端部の拡大側面概要図である。

【図１８】同図に示す表２は実施の形態２のステッピン
グモータにおいて、回転子の極歯数とステップ角との関
係を表２として示した図表である。

【図１９】実施の形態２におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。

【図２０】本発明の技術思想に基づき形成した実施の形
態３（１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステ
ッピングモータ）の縦断正面図である。

【図２１】図２０のＸ−Ｘ′断面図である。

【図２２】実施の形態３の固定子を形成する磁性材板
（固定子鉄板）の形状を説明する平面図である。

【図２３】実施の形態３における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図（Ａ）は所定の磁極部の斜視
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示す磁極部に隣接する磁
極部の斜視図である。

【図２４】実施の形態３の回転子を構成する２個の単位
磁極に設けた極歯の関係を拡大して示している回転子先
端部の拡大側面概要図である。

【図２５】同図に示す表３は実施の形態３のステッピン
グモータにおいて、回転子の極歯数とステップ角との関
係を表３として示した図表である。

【図２６】実施の形態３におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。

【図２７】実施の形態３、実施の形態４のバイポーラ駆
動における１相励磁の場合の励磁シーケンス図である。

【図２８】本発明の実施の形態４（１０相２０極インナ
ロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ）の縦断正
面図である。

【図２９】図２８のＸ−Ｘ′断面図である。

【図３０】実施の形態４の固定子を形成する磁性材板
（固定子鉄板）の形状を説明する平面図である。

【図３１】実施の形態４における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図（Ａ）には所定の磁極部の斜
視図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示す磁極部に隣接する
磁極部の斜視図である。

【図３２】実施の形態４の回転子を構成する２個の単位
磁極に設けた極歯の位置関係を拡大して示している回転
子先端部の拡大側面概要図である。

【図３３】同図に示す表４は実施の形態４のステッピン
グモータにおいて、回転子の極歯数とステップ角との関
係を表４として示した図表である。

【図３４】実施の形態４におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。

【図３５】従来のインナロータ形ハイブリッド形ステッ
ピングモータの縦断正面図である。

【図３６】図３５のＸ−Ｘ′断面図である。

【図３７】従来構造のインナロータ形６相ステッピング
モータのモノファイラ巻きでの結線図である。

【図３８】従来構造のインナロータ形６相ステッピング
モータのモノファイラ巻きでの１相励磁の場合の励磁シ
ーケンス図である。

【図３９】従来構造のインナロータ形１０相ステッピン
グモータのモノファイラ巻きでの結線図である。

【図４０】従来構造のインナロータ形１０相ステッピン
グモータのモノファイラ巻きでの１相励磁の場合の励磁
シーケンス図である。

【図４１】従来構造のアウタロータ形ハイブリット形ス
テッピングモータの縦断正面図である。

【図４２】図４１のＸ−Ｘ′断面図である。

【符号の説明】

２：固定子鉄心 ３ａ₁〜３ａ₆、３ｂ₁〜３ｂ₁₂、３ｃ₁〜３ｃ₁₀、３ｄ₁
〜３ｄ₂₀：固定子の磁極 ３ｋ₁〜３ｋ₄：固定子の極歯 ３ａ_1-1〜３ａ_1-6：固定子の対称磁極部 ３ｂ_1-1〜３ｂ_1-6：固定子の非対称磁極部 ４ａ₁〜４ａ₆、４ｂ₁〜４ｂ₁₂、４ｃ₁〜４ｃ₁₀、４ｄ₁
〜４ｄ₂₀：巻線 ８：回転子軸 ９：永久磁石 １０Ａ₁、１０Ａ_1-1〜１０Ａ_1-3、１０Ｂ₁、１０Ｂ_1-1
〜１０Ｂ_1-3、１０Ａ₂、１０Ｂ₂、１０Ａ₃、１０Ｂ₃、
１０Ａ₄、１０Ｂ₄：回転子磁極 １０ａ₁〜１０ａ₄：回転子の極歯 １１：非磁性体 Ａ、Ａ′乃至Ｊ、Ｊ′：巻線の引出線 Ｐ_1-A、Ｐ_2-A、Ｐ_3-A、Ｐ_4-A；固定子磁極の極歯対称分 Ｐ_1-B、Ｐ_2-B、Ｐ_3-B、Ｐ_4-B；固定子磁極の極歯非対称
分 ＲＡ₁〜ＲＡ₄、ＲＢ₁〜ＲＢ₄：単位回転子 Ｓ₁〜Ｓ₄：固定子 ＳＰ₁〜ＳＰ₄：磁性材板（固定子鉄板） α_1-1、α_1-2、α_1-3、α_2-1、α_3-1、α_4-1、α_5-1、
α_6-1、α_7-1：固定子の極歯と回転子の極歯との間隔角
度 β：ステップ角とその倍数 θＳ₁〜θＳ₄：固定子の磁極間ピッチ（間隔角度） τＲ₁、τＲ_1-1、τＲ_1-2、τＲ_1-3、τＲ₂、τＲ₃、τ
Ｒ₄：回転子の極歯間ピッチ（間隔角度） τＳ₁〜τＳ₄：固定子の磁極の極歯間ピッチ（間隔角
度）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．
２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】図６、図７、図８の各図には、本モータを
構成する固定子と回転子夫々の極歯の前述した（４）式
に示した相互関係を分解して示している。即ち、図６は
固定子の極歯３ｋ₁の形成ピッチτＳ₁と回転子の極歯１
０ａ₁の形成ピッチが下記の（4-1）式 τＲ₁＝τＳ₁・・・(4-1) によって示される条件の場合、固定子の極歯３ｋ₁と回
転子の極歯１０ａ₁の相関は次のように表される。 θＳ₁＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1 ／４±α_1-1・・・・・・・・・・・・（5-1） 但し、θＳ₁は固定子ピッチ角度を、τＲ_1-1は回転子の
極歯ピッチを、α_1-1は固定子の極歯３ｋ₁と回転子の極
歯１０ａ₁とのズレ角度を、ｎは１以上の整数を夫々示
す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】ところで、６相６極の場合は１２ステップ
で回転子磁極が１ピッチ移動するので隣接した固定子磁
極（図では３ａ_1-2）に対するズレはα_1-1＝（１／１
２）τＲ_1-1でなければならない。また固定子極数は６
極であるのでθｓ₁＝２π／６と表される。従って（5-
1）式は ２π／６＝ｎτＲ_1-1＋τＲ_1-1／４±τＲ_1-1／１２・・・・・・（5-2） ここで、τＲ_1-1はロータの磁極のピッチであるからτ
Ｒ_1-1＝２π／Ｚと表せる。但し、Ｚは回転子の極歯数
を示している。従って、 2π／６＝ｎ（２π／Ｚ）＋（１／４）（２π／Ｚ）±（１／１２）（２π／ Ｚ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（5-3） の関係が得られる。今、（5-3）式を整理すると、 Ｚ＝６ｎ＋１又は６ｎ＋２・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ （5-4） なお、（5-4）式は（２）式においてｍ＝１に相当す
る。の関係が得られる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２０】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３５】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状磁性体の内周面から円中心に向く求
   心状に等ピッチで植設される６ｍ個の固定子磁極を備
   え、該固定子磁極は夫々の先端内周面に複数個等ピッチ
   で形成された極歯を有し、該夫々の固定子磁極に励磁巻
   線が装着されている固定子と、 前記固定子磁極の極歯を形成している内周面と空隙を介
   して回転自在に軸支され、前記固定子側極歯に対応する
   回転子側極歯を有する２つの回転子磁極と、該２つの回
   転子磁極に挟持され、軸方向に着磁された円環状永久磁
   石とを有する回転子とを備えるインナロータ形ハイブリ
   ッド形ステッピングモータにおいて、 前記固定子磁極は、夫々の先端内周面に形成された極歯
   が磁極形状に対して線対称となる第１の磁極と、該第１
   の磁極と同数且つ同配設ピッチで該ピッチの１／４だけ
   磁極先端内周面における同一周方向に偏位して極歯が形
   成される第２の磁極とを周方向に交互に備え、前記第１
   及び第２の磁極を備える固定子は軸方向に２分されて第
   １の固定子部及び第２の固定子部をなし、前記第１及び
   第２の固定子部において、夫々の前記第１の磁極と第２
   の磁極とが軸方向に連設するように構成され、 前記回転子は、夫々前記第１及び第２の固定子部の極歯
   を形成している内周面に空隙を介して対向する第１及び
   第２の回転子部を有し、該２つの回転子部は何れも、軸
   方向に着磁された永久磁石を介して同軸状に連設される
   第１及び第２の２つの回転子磁極を備え、該２つの回転
   子磁極がいずれも外周面に前記固定子側極歯数に対応す
   る数の回転子側極歯を有し、双方の回転子側極歯が互い
   に回転子側極歯の配設ピッチの１／２だけ偏位するよう
   に形成されており、該２つの回転子部が、互いに前記回
   転子側極歯配設ピッチの１／４偏位して非磁性体部材を
   介して軸方向に連設され、夫々前記第１及び第２の２つ
   の固定子部と空隙を介して対向するように構成され、 回転子側極歯数Ｚが、下式の関係を満足するように構成
   される６相６ｍ極のインナロータ形ハイブリッド形ステ
   ッピングモータ。 Ｚ＝ｍ（６ｎ＋１）もしくは Ｚ＝ｍ（６ｎ＋２） 但し、ｍ≧１、ｎ≧１の整数とする。
2. 【請求項２】 環状磁性体の内周面から円中心に向く求
   心状に等ピッチで植設される１０ｍ個の固定子磁極を備
   え、該固定子磁極は夫々の先端内周面に複数個等ピッチ
   で形成された極歯を有し、該夫々の固定子磁極に励磁巻
   線が装着されている固定子と、 前記固定子磁極の極歯を形成している内周面と空隙を介
   して回転自在に軸支され、前記固定子側極歯に対応する
   回転子側極歯を有する２つの回転子磁極と、該２つの回
   転子磁極に挟持され、軸方向に着磁された円環状永久磁
   石とを有する回転子とを備えるインナロータ形ハイブリ
   ット形ステッピングモータにおいて、 前記固定子磁極は、夫々の先端内周面に形成された極歯
   が磁極形状に対して線対称となる第１の磁極と、該第１
   の磁極と同数且つ同配設ピッチで該ピッチの１／４だけ
   磁極先端内周面における同一周方向に偏位して極歯が形
   成される第２の磁極とを周方向に交互に備え、前記第１
   及び第２の磁極を備える固定子は軸方向に２分されて第
   １の固定子部及び第２の固定子部をなし、前記第１及び
   第２の固定子部において、夫々の前記第１の磁極と第２
   の磁極とが軸方向に連設するように構成され、 前記回転子は、夫々前記第１及び第２の固定子部の極歯
   を形成している内周面に空隙を介して対向する第１及び
   第２の回転子部を有し、該２つの回転子部は何れも、軸
   方向に着磁された永久磁石を介して同軸状に連設される
   第１及び第２の２つの回転子磁極を備え、該２つの回転
   子磁極がいずれも外周面に前記固定子側極歯数に対応す
   る数の回転子側極歯を有し、双方の回転子側極歯が互い
   に回転子側極歯の配設ピッチの１／２だけ偏位するよう
   に形成されており、該２つの回転子部が、互いに前記回
   転子側極歯配設ピッチの１／４偏位して非磁性体部材を
   介して軸方向に連設され、夫々前記第１及び第２の２つ
   の固定子部と空隙を介して対向するように構成され、 回転子側極歯数Ｚが、下式の関係を満足するように構成
   される１０相１０ｍ極のインナロータ形ハイブリッド形
   ステッピングモータ。 Ｚ＝ｍ（１０ｎ＋２）もしくは Ｚ＝ｍ（１０ｎ＋３） 但し、ｍ≧１、ｎ≧１の整数とする。
3. 【請求項３】 円筒状磁性体の円筒面から放射状に等ピ
   ッチで植設される６ｍ個の固定子磁極を備え、該固定子
   磁極は夫々の先端外周面に複数個等ピッチで形成された
   極歯を有し、該夫々の固定子磁極に励磁巻線が装着され
   ている固定子と、 前記固定子磁極の極歯を形成している外周面と空隙を介
   して回転自在に軸支され、前記固定子側極歯に対応する
   回転子側極歯を有する２つの回転子磁極と、該２つの回
   転子磁極に挟持され、軸方向に着磁された円環状永久磁
   石とを有する回転子とを備えるアウタロータ形ハイブリ
   ッド形ステッピングモータにおいて、 前記固定子磁極は、夫々の先端外周面に形成された極歯
   が磁極形状に対して線対称となる第１の磁極と、該第１
   の磁極と同数且つ同配設ピッチで該ピッチの１／４だけ
   磁極先端外周面における同一周方向に偏位して極歯が形
   成される第２の磁極とを周方向に交互に備え、前記第１
   及び第２の磁極を備える固定子は軸方向に２分されて第
   １の固定子部及び第２の固定子部をなし、前記第１及び
   第２の固定子部において、夫々の前記第１の磁極と第２
   の磁極とが軸方向に連設するように構成され、 前記回転子は、夫々前記第１及び第２の固定子部の極歯
   を形成している外周面に空隙を介して対向する第１及び
   第２の回転子部を有し、該２つの回転子部は何れも、軸
   方向に着磁された永久磁石を介して同軸状に連設される
   第１及び第２の２つの回転子磁極を備え、該２つの回転
   子磁極がいずれも内周面に前記固定子側極歯数に対応す
   る数の回転子側極歯を有し、双方の回転子側極歯が互い
   に回転子側極歯の配設ピッチの１／２だけ偏位するよう
   に形成されており、該２つの回転子部が、互いに前記回
   転子側極歯配設ピッチの１／４偏位して非磁性体部材を
   介して軸方向に連設され、夫々前記第１及び第２の２つ
   の固定子部と空隙を介して対向するように構成され、 回転子側極歯数Ｚが、下式の関係を満足するように構成
   される６相６ｍ極のアウタロータ形ハイブリッド形ステ
   ッピングモータ。 Ｚ＝ｍ（６ｎ＋１）もしくは Ｚ＝ｍ（６ｎ＋２） 但し、ｍ≧１、ｎ≧１の整数とする。
4. 【請求項４】 円筒状磁性体の円筒面から放射状に等ピ
   ッチで植設される１０ｍ個の固定子磁極を備え、該固定
   子磁極は夫々の先端外周面に複数個等ピッチで形成され
   た極歯を有し、該夫々の固定子磁極に励磁巻線が装着さ
   れている固定子と、 前記固定子磁極の極歯を形成している外周面と空隙を介
   して回転自在に軸支され、前記固定子側極歯に対応する
   回転子側極歯を有する２つの回転子磁極と、該２つの回
   転子磁極に挟持され、軸方向に着磁された円環状永久磁
   石とを有する回転子とを備えるアウタロータ形ハイブリ
   ッド形ステッピングモータにおいて、 前記固定子磁極は、夫々の先端外周面に形成された極歯
   が磁極形状に対して線対称となる第１の磁極と、該第１
   の磁極と同数且つ同配設ピッチで該ピッチの１／４だけ
   磁極先端外周面における同一周方向に偏位して極歯が形
   成される第２の磁極とを周方向に交互に備え、前記第１
   及び第２の磁極を備える固定子は軸方向に２分されて第
   １の固定子部及び第２の固定子部をなし、前記第１及び
   第２の固定子部において、夫々の前記第１の磁極と第２
   の磁極とが軸方向に連設するように構成され、 前記回転子は、夫々前記第１及び第２の固定子部の極歯
   を形成している外周面に空隙を介して対向する第１及び
   第２の回転子部を有し、該２つの回転子部は何れも、軸
   方向に着磁された永久磁石を介して同軸状に連設される
   第１及び第２の２つの回転子磁極を備え、該２つの回転
   子磁極がいずれも内周面に前記固定子側極歯数に対応す
   る数の回転子側極歯を有し、双方の回転子側極歯が互い
   に回転子側極歯の配設ピッチの１／２だけ偏位するよう
   に形成されており、該２つの回転子部が、互いに前記回
   転子側極歯配設ピッチの１／４偏位して非磁性体部材を
   介して軸方向に連設され、夫々前記第１及び第２の２つ
   の固定子部と空隙を介して対向するように構成され、 回転子側極歯数Ｚが、下式の関係を満足するように構成
   される１０相１０ｍ極のアウタロータ形ハイブリッド形
   ステッピングモータ。 Ｚ＝ｍ（１０ｎ＋２）もしくは Ｚ＝ｍ（１０ｎ＋３） 但し、ｍ≧１、ｎ≧１の整数とする。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
   ナロータ形又はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピ
   ングモータにおいて、各固定子は所定形状寸法の磁極の
   先端部に、該磁極形状に対して線対称に極歯を形成した
   ｈ／２個の磁極と、前記線対称に極歯を形成した磁極の
   極歯配設ピッチの１／４だけ磁極先端周面における同一
   周方向に偏位させて極歯を形成したｈ／２個の磁極を交
   互に形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに前記磁
   性体板と同一形状に形成した磁性体板を１８０°／ｈ回
   転偏位して所定枚数積層して各積層体を固定し、巻線を
   巻き回して構成したインナロータ形又はアウタロータ形
   ハイブリッド形ステッピングモータ。但し、ｈは６ｍ、
   １０ｍ、の何れかの値とし、ｍは１以上の整数とする。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
   ナロータ形又はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピ
   ングモータにおいて、固定子の極歯形成ピッチτＳと回
   転子の極歯形成ピッチτＲとを下式の関係を満足するよ
   うに形成したインナロータ形又はアウタロータ形ハイブ
   リッド形ステッピングモータ。 ０．７５τＲ≦τＳ≦１．２５τＲ