JP3187639B2 - 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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- JP3187639B2 JP3187639B2 JP00495994A JP495994A JP3187639B2 JP 3187639 B2 JP3187639 B2 JP 3187639B2 JP 00495994 A JP00495994 A JP 00495994A JP 495994 A JP495994 A JP 495994A JP 3187639 B2 JP3187639 B2 JP 3187639B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータに関
し、特に永久磁石を用いて高トルク密度化を図ったステ
ッピングモータに関する。
し、特に永久磁石を用いて高トルク密度化を図ったステ
ッピングモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ロボットや工作機械の高速化、位
置制御の高精度化、さらには力制御等の高機能化への要
求が高まっている。そこで、ロボット等の駆動方式とし
て、いわゆるダイレクト・ドライブ（ＤＤ）方式が注目
されており、ＤＤモータの小型、軽量化が図られている
とともに、さらなる高トルク密度化等の性能の向上が鋭
意検討されている。
置制御の高精度化、さらには力制御等の高機能化への要
求が高まっている。そこで、ロボット等の駆動方式とし
て、いわゆるダイレクト・ドライブ（ＤＤ）方式が注目
されており、ＤＤモータの小型、軽量化が図られている
とともに、さらなる高トルク密度化等の性能の向上が鋭
意検討されている。
【０００３】図１１には、例えば制御用モータ技術活用
マニュアル（東芝・小型モータ研究会著、昭和６２年２
月２５日発行）やステッピングモータ活用技術（海老原
・岩佐著、昭和５９年８月２５日発行）等に示されてい
る、既に実用化され種々の用途に用いられているＶＲ型
ステッピングモータの動作原理が示されている。ＶＲ型
ステッピングモータでは、固定子（ステータ）１０の歯
と移動子（ロータ）１２の小歯が互いに近づく時に固定
子１０の磁極が励磁され、固定子１０と移動子１２の小
歯間に作用する磁気吸引力により図中矢印方向にトルク
が発生する。このトルクにより移動子１２は移動し、移
動子１２がロータの場合には回転することになる。一
方、固定子１０の歯と移動子１２の小歯が互いに離れる
時には固定子１０の磁極は励磁されず、トルクは発生し
ない。
マニュアル（東芝・小型モータ研究会著、昭和６２年２
月２５日発行）やステッピングモータ活用技術（海老原
・岩佐著、昭和５９年８月２５日発行）等に示されてい
る、既に実用化され種々の用途に用いられているＶＲ型
ステッピングモータの動作原理が示されている。ＶＲ型
ステッピングモータでは、固定子（ステータ）１０の歯
と移動子（ロータ）１２の小歯が互いに近づく時に固定
子１０の磁極が励磁され、固定子１０と移動子１２の小
歯間に作用する磁気吸引力により図中矢印方向にトルク
が発生する。このトルクにより移動子１２は移動し、移
動子１２がロータの場合には回転することになる。一
方、固定子１０の歯と移動子１２の小歯が互いに離れる
時には固定子１０の磁極は励磁されず、トルクは発生し
ない。
【０００４】図１２には従来の４相ＶＲ型ステッピング
モータの励磁の様子が示されている。図において、横軸
は変位を表し、縦軸は静トルクを表している。ある相
（例えばφ１）が励磁されて移動子との間に磁気吸引力
が生じてトルクが発生するが、他の相（例えばφ３）で
は励磁されると逆向きの力が発生してしまうため励磁は
休止される。従って、移動子の変位がどのようなもので
あっても、全ての相を同時に励磁することはなく、固定
子の全ての磁極がトルク発生に寄与することもない。
モータの励磁の様子が示されている。図において、横軸
は変位を表し、縦軸は静トルクを表している。ある相
（例えばφ１）が励磁されて移動子との間に磁気吸引力
が生じてトルクが発生するが、他の相（例えばφ３）で
は励磁されると逆向きの力が発生してしまうため励磁は
休止される。従って、移動子の変位がどのようなもので
あっても、全ての相を同時に励磁することはなく、固定
子の全ての磁極がトルク発生に寄与することもない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のＶ
Ｒ型ステッピングモータでは、固定子１０の全磁極が同
時に励磁されることはなく、従って全ての磁極が同時に
トルク発生に寄与していないので、高いトルク密度を得
ることは困難であった。
Ｒ型ステッピングモータでは、固定子１０の全磁極が同
時に励磁されることはなく、従って全ての磁極が同時に
トルク発生に寄与していないので、高いトルク密度を得
ることは困難であった。
【０００６】もちろん、磁束遮断特性の改善や歯幅の微
小化、エアギャップの微小化等によりある程度の高トル
ク化を図ることは可能であるが、最近のロボット等の高
機能化に伴い要求されるトルク密度も高いものとなり、
従来のステッピングモータでは未だ十分なトルク密度が
得られない問題があった。
小化、エアギャップの微小化等によりある程度の高トル
ク化を図ることは可能であるが、最近のロボット等の高
機能化に伴い要求されるトルク密度も高いものとなり、
従来のステッピングモータでは未だ十分なトルク密度が
得られない問題があった。
【０００７】本発明は上記従来のステッピングモータの
有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高
トルク密度を有するステッピングを提供することにあ
る。
有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高
トルク密度を有するステッピングを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のステッピングモータは、歯を有する
固定子及び前記歯に対向する小歯を有する移動子を備え
たステッピングモータであって、前記移動子の小歯間
に、前記固定子に対向する側が同一磁極となるように永
久磁石を配置し、前記固定子は前記歯に磁極を有し、隣
同士の磁極は互いに異極でそのピッチが前記移動子の小
歯に対して１／２歯ピッチずれて配置されて前記隣同士
の磁極の一方の磁極と前記永久磁石との間に磁気吸引力
が生じるとともに他方の磁極と前記小歯との間に磁気吸
引力が生じ、前記隣同士の磁極を組として、隣同士の組
はそのピッチが前記移動子の小歯に対して１／４歯ピッ
チずれて少なくとも４組配置されて４相構成をなし、前
記固定子の磁極と小歯間及び前記固定子の磁極と前記永
久磁石間の磁気相互作用により前記移動子を移動させる
ことを特徴とする。
に、請求項１記載のステッピングモータは、歯を有する
固定子及び前記歯に対向する小歯を有する移動子を備え
たステッピングモータであって、前記移動子の小歯間
に、前記固定子に対向する側が同一磁極となるように永
久磁石を配置し、前記固定子は前記歯に磁極を有し、隣
同士の磁極は互いに異極でそのピッチが前記移動子の小
歯に対して１／２歯ピッチずれて配置されて前記隣同士
の磁極の一方の磁極と前記永久磁石との間に磁気吸引力
が生じるとともに他方の磁極と前記小歯との間に磁気吸
引力が生じ、前記隣同士の磁極を組として、隣同士の組
はそのピッチが前記移動子の小歯に対して１／４歯ピッ
チずれて少なくとも４組配置されて４相構成をなし、前
記固定子の磁極と小歯間及び前記固定子の磁極と前記永
久磁石間の磁気相互作用により前記移動子を移動させる
ことを特徴とする。
【０００９】さらに、上記目的を達成するために、請求
項２記載のステッピングモータは、請求項１記載のステ
ッピングモータであって、前記固定子の全ての組を同時
に励磁し、前記固定子の組を構成する一方の磁極により
移動子の小歯の吸引と永久磁石の反発を生ぜしめ、他方
の磁極により永久磁石の吸引を生ぜしめることを特徴と
する。
項２記載のステッピングモータは、請求項１記載のステ
ッピングモータであって、前記固定子の全ての組を同時
に励磁し、前記固定子の組を構成する一方の磁極により
移動子の小歯の吸引と永久磁石の反発を生ぜしめ、他方
の磁極により永久磁石の吸引を生ぜしめることを特徴と
する。
【００１０】
【作用】このように、本発明のステッピングモータは、
従来のステッピングモータのように固定子と移動子の間
の磁気吸引力のみを利用してトルクを発生させるのでは
なく、この磁気吸引力に加え、移動子に設けられた永久
磁石との間に作用する磁気反発力及び磁気吸引力をも利
用してトルクを発生させるものである。
従来のステッピングモータのように固定子と移動子の間
の磁気吸引力のみを利用してトルクを発生させるのでは
なく、この磁気吸引力に加え、移動子に設けられた永久
磁石との間に作用する磁気反発力及び磁気吸引力をも利
用してトルクを発生させるものである。
【００１１】図１には本発明のステッピングモータの動
作原理が示されている。従来のＶＲ型ステッピングモー
タと同様に固定子１０及び移動子１２が設けられるが、
本発明ではＶＲ型のスロット部に相当する移動子１２の
小歯間に永久磁石１８が配置される。固定子１０の隣合
った磁極は組をなし、移動子１２の小歯に対し１／２ピ
ッチすれて配置される。この配置において、組を構成す
る片方の磁極では移動子１２の鉄心を磁気吸引するとと
もに、磁極の磁力線と永久磁石１８との磁力線との間に
磁気反発が生じ、磁気吸引力と磁気反発力によりトルク
が発生する。また、組を構成するもう片方の磁極では、
永久磁石１８との間に磁気吸引力が生じ、トルクが発生
する。このように、本発明における固定子の磁極は移動
子１２の鉄心と永久磁石を交互に磁気吸引することにな
り、従って、いずれかを磁気吸引した後は極性を変えて
もう片方を磁気吸引する必要があり、交流電流により、
固定子の全ての磁極を同時に励磁してトルクを発生させ
ることが可能となる。
作原理が示されている。従来のＶＲ型ステッピングモー
タと同様に固定子１０及び移動子１２が設けられるが、
本発明ではＶＲ型のスロット部に相当する移動子１２の
小歯間に永久磁石１８が配置される。固定子１０の隣合
った磁極は組をなし、移動子１２の小歯に対し１／２ピ
ッチすれて配置される。この配置において、組を構成す
る片方の磁極では移動子１２の鉄心を磁気吸引するとと
もに、磁極の磁力線と永久磁石１８との磁力線との間に
磁気反発が生じ、磁気吸引力と磁気反発力によりトルク
が発生する。また、組を構成するもう片方の磁極では、
永久磁石１８との間に磁気吸引力が生じ、トルクが発生
する。このように、本発明における固定子の磁極は移動
子１２の鉄心と永久磁石を交互に磁気吸引することにな
り、従って、いずれかを磁気吸引した後は極性を変えて
もう片方を磁気吸引する必要があり、交流電流により、
固定子の全ての磁極を同時に励磁してトルクを発生させ
ることが可能となる。
【００１２】一例として、図２には本発明のステッピン
グモータで固定子の隣同士の組を移動子の小歯に対して
１／４ピッチずれて配置した４相構成の場合の励磁の様
子が示されている。前述したように、本発明では固定子
の１相を構成する磁極はいずれかを磁気吸引した後は極
性を変えてもう片方を磁気吸引するので、４相のうち２
相、すなわち１相と３相を同時に励磁し、さらに２相と
４相を同時に励磁する必要がある。従って、結局４相φ
１，φ２，φ３，φ４の全て、すなわち固定子の全ての
磁極が励磁することになり、これらがすべてトルク発生
に寄与することになる。
グモータで固定子の隣同士の組を移動子の小歯に対して
１／４ピッチずれて配置した４相構成の場合の励磁の様
子が示されている。前述したように、本発明では固定子
の１相を構成する磁極はいずれかを磁気吸引した後は極
性を変えてもう片方を磁気吸引するので、４相のうち２
相、すなわち１相と３相を同時に励磁し、さらに２相と
４相を同時に励磁する必要がある。従って、結局４相φ
１，φ２，φ３，φ４の全て、すなわち固定子の全ての
磁極が励磁することになり、これらがすべてトルク発生
に寄与することになる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】図３には本実施例におけるステッピングモ
ータのラジアル方向の断面図が示されている。本実施例
のステッピングモータは２ステータ１ロータタイプであ
り、固定子としてアウトステータ１０ａ、インステータ
１０ｂが設けられ、移動子としてロータ１２が設けられ
ている。アウトステータ１０ａ間及びインステータ１０
ｂ間にはそれぞれコイル１４ａ、１４ｂが設けられ、こ
れらのコイルに交流電流を供給することによりアウトス
テータ１０ａ及びインステータ１０ｂは励磁される。コ
イル１４ａ、１４ｂとロータ１２との間は樹脂部１６
ａ、１６ｂで絶縁されている。
ータのラジアル方向の断面図が示されている。本実施例
のステッピングモータは２ステータ１ロータタイプであ
り、固定子としてアウトステータ１０ａ、インステータ
１０ｂが設けられ、移動子としてロータ１２が設けられ
ている。アウトステータ１０ａ間及びインステータ１０
ｂ間にはそれぞれコイル１４ａ、１４ｂが設けられ、こ
れらのコイルに交流電流を供給することによりアウトス
テータ１０ａ及びインステータ１０ｂは励磁される。コ
イル１４ａ、１４ｂとロータ１２との間は樹脂部１６
ａ、１６ｂで絶縁されている。
【００１５】また、本実施例においては、アウトステー
タ１０ａ及びインステータ１０ｂには１磁極あたり３つ
の歯が形成されており、一方ロータ１２には５８の小歯
が形成されている。磁極の配置は、ロータ１２の小歯に
対して１／２ピッチずれた隣同士の２つの極を１組と
し、隣同士の組はロータ１２の小歯に対して１／４ピッ
チずれた配置をなして隣合った４組で４相を構成し、こ
れら２セット８組１６極でステータ１０ａ、１０ｂの磁
極を構成する配置である。そして、ロータ１２の小歯間
には、強度の点から２（ｍｍ）角以上のサイズのネオジ
ウム−鉄−ほう素永久磁石１８が配置されている。な
お、各部のディメンションは、図４に示されるように、
外径１２０（ｍｍ）、内径３８（ｍｍ）、エアギャップ
３０（μｍ）である。
タ１０ａ及びインステータ１０ｂには１磁極あたり３つ
の歯が形成されており、一方ロータ１２には５８の小歯
が形成されている。磁極の配置は、ロータ１２の小歯に
対して１／２ピッチずれた隣同士の２つの極を１組と
し、隣同士の組はロータ１２の小歯に対して１／４ピッ
チずれた配置をなして隣合った４組で４相を構成し、こ
れら２セット８組１６極でステータ１０ａ、１０ｂの磁
極を構成する配置である。そして、ロータ１２の小歯間
には、強度の点から２（ｍｍ）角以上のサイズのネオジ
ウム−鉄−ほう素永久磁石１８が配置されている。な
お、各部のディメンションは、図４に示されるように、
外径１２０（ｍｍ）、内径３８（ｍｍ）、エアギャップ
３０（μｍ）である。
【００１６】本実施例におけるステッピングモータは以
上のような構成を有しており、前述した図２に示される
ようにバイポーラ４相励磁によりステータ１０ａ，１０
ｂを励磁し、ロータ１２を回転駆動する。すなわち、ア
ウトステータ１０ａ及びインステータ１０ｂのφ１及び
φ３を同時に励磁し、さらにφ２及びφ４を同時に励磁
することによりステータ１０ａ、１０ｂの全ての磁極を
励磁し、ステータ１０ａ、１０ｂとロータ１２の鉄心間
に作用する従来の磁気吸引力に加え、永久磁石１８との
間に作用する磁気反発力によりトルクを発生させて駆動
する。
上のような構成を有しており、前述した図２に示される
ようにバイポーラ４相励磁によりステータ１０ａ，１０
ｂを励磁し、ロータ１２を回転駆動する。すなわち、ア
ウトステータ１０ａ及びインステータ１０ｂのφ１及び
φ３を同時に励磁し、さらにφ２及びφ４を同時に励磁
することによりステータ１０ａ、１０ｂの全ての磁極を
励磁し、ステータ１０ａ、１０ｂとロータ１２の鉄心間
に作用する従来の磁気吸引力に加え、永久磁石１８との
間に作用する磁気反発力によりトルクを発生させて駆動
する。
【００１７】ここで、本願出願人は、このようなステッ
ピングモータを設計するに当たり、有限積分方程式法
（ＭＡＧＮＡ／ＦＩＭ）を用いて２次元静磁場解析を行
い、最高トルクを出力し得る、歯ピッチに対するステー
タ歯幅及びロータ歯幅を算出している。以下にその概要
を示す。
ピングモータを設計するに当たり、有限積分方程式法
（ＭＡＧＮＡ／ＦＩＭ）を用いて２次元静磁場解析を行
い、最高トルクを出力し得る、歯ピッチに対するステー
タ歯幅及びロータ歯幅を算出している。以下にその概要
を示す。
【００１８】図５には解析に用いられたステータ１０と
ロータ１２のモデルが示されている。歯ピッチをλ、ス
テータ歯幅をＴｓ、ロータ歯幅をＴｒ、エアギャップを
ｇで表している。境界条件としては、４極リニアモデル
の解析により、磁力線が１つの相の２極で循環し、隣の
相にはほとんど漏れないことから、１つの相の２極で解
析し、境界は固定境界（ベクトルポテンシャルが０）と
した。なお、要素数は６３２２であり、コイルの電流密
度は７．５Ｅ＋６（Ａ／ｍ2 ）である。そして、歯ピッ
チに対するステータ歯幅、ロータ歯幅の割合を変化さ
せ、トルクが最高となるときの値を解析した。
ロータ１２のモデルが示されている。歯ピッチをλ、ス
テータ歯幅をＴｓ、ロータ歯幅をＴｒ、エアギャップを
ｇで表している。境界条件としては、４極リニアモデル
の解析により、磁力線が１つの相の２極で循環し、隣の
相にはほとんど漏れないことから、１つの相の２極で解
析し、境界は固定境界（ベクトルポテンシャルが０）と
した。なお、要素数は６３２２であり、コイルの電流密
度は７．５Ｅ＋６（Ａ／ｍ2 ）である。そして、歯ピッ
チに対するステータ歯幅、ロータ歯幅の割合を変化さ
せ、トルクが最高となるときの値を解析した。
【００１９】（ａ）まず、ステータ歯幅Ｔｓと歯ピッチ
λの比とロータ歯幅Ｔｒと歯ピッチλの比を等しいと
し、その値を変化させた。この時、ロータの歯幅／歯ピ
ッチが０．４１５のところでトルクがピークとなった。
λの比とロータ歯幅Ｔｒと歯ピッチλの比を等しいと
し、その値を変化させた。この時、ロータの歯幅／歯ピ
ッチが０．４１５のところでトルクがピークとなった。
【００２０】（ｂ）次に、ロータの歯幅／歯ピッチを
０．４１５に固定してステータの歯幅Ｔｓを変化させ
た。この時、ステータの歯幅／歯ピッチが約０．２５の
ところでトルクがピークとなった。
０．４１５に固定してステータの歯幅Ｔｓを変化させ
た。この時、ステータの歯幅／歯ピッチが約０．２５の
ところでトルクがピークとなった。
【００２１】（ｃ）次に、ステータの歯幅／歯ピッチを
０．２５に固定してロータの歯幅Ｔｒを変化させた。こ
の時、ロータの歯幅／歯ピッチが約０．４５のところで
トルクがピークとなった。
０．２５に固定してロータの歯幅Ｔｒを変化させた。こ
の時、ロータの歯幅／歯ピッチが約０．４５のところで
トルクがピークとなった。
【００２２】（ｄ）次に、ロータの歯幅／歯ピッチを
０．４５に固定して再びステータの歯幅Ｔｓを変化させ
た。この時、ステータの歯幅／歯ピッチが約０．２７５
のところでトルクがピークとなった。
０．４５に固定して再びステータの歯幅Ｔｓを変化させ
た。この時、ステータの歯幅／歯ピッチが約０．２７５
のところでトルクがピークとなった。
【００２３】以上の解析結果より、ロータの歯幅／歯ピ
ッチが０．４５、ステータの歯幅／歯ピッチが０．２７
５のときにトルクが最高となることが分かった。
ッチが０．４５、ステータの歯幅／歯ピッチが０．２７
５のときにトルクが最高となることが分かった。
【００２４】図６には上記条件、すなわち、Ｔｓ／λ＝
０．２７５、Ｔｒ／λ＝０．４５におけるロータ変位に
伴うトルク脈動を解析した結果が示されている。図にお
いて、横軸はロータ変位角（ｄｅｇ）を表し、縦軸はト
ルク（Ｎ・ｍ）を表している。図中破線は２相毎のトル
クを示しており、実線はそれらの合成トルク、すなわち
出力トルクを示している。実際にモータから取り出すこ
とができる最大トルクは合成トルクの谷の値以下である
ので、Ｔｓ／λ＝０．２７５、Ｔｒ／λ＝０．４５の条
件でトルクが３６．４（Ｎ・ｍ）となる解析結果が得ら
れた。
０．２７５、Ｔｒ／λ＝０．４５におけるロータ変位に
伴うトルク脈動を解析した結果が示されている。図にお
いて、横軸はロータ変位角（ｄｅｇ）を表し、縦軸はト
ルク（Ｎ・ｍ）を表している。図中破線は２相毎のトル
クを示しており、実線はそれらの合成トルク、すなわち
出力トルクを示している。実際にモータから取り出すこ
とができる最大トルクは合成トルクの谷の値以下である
ので、Ｔｓ／λ＝０．２７５、Ｔｒ／λ＝０．４５の条
件でトルクが３６．４（Ｎ・ｍ）となる解析結果が得ら
れた。
【００２５】なお、この値は同じ大きさ、同じ固定子端
数、同じ励磁電流のＶＲ型ステッピングモータに比べ
て、４．１倍のトルクとなっており、極めて高いトルク
密度が得られている。また、本実施例のステッピングモ
ータの重量は約５Ｋｇ程度であり、従ってトルク重量比
は７．３（Ｎ・ｍ／Ｋｇ）となる。
数、同じ励磁電流のＶＲ型ステッピングモータに比べ
て、４．１倍のトルクとなっており、極めて高いトルク
密度が得られている。また、本実施例のステッピングモ
ータの重量は約５Ｋｇ程度であり、従ってトルク重量比
は７．３（Ｎ・ｍ／Ｋｇ）となる。
【００２６】なお、本実施例では２ステータ１ロータタ
イプのステッピングモータの場合について説明したが、
本発明はもちろんこれに限定されるものではなく、例え
ば図７に示されるアウトステータのみのインナーロータ
タイプ、図８に示されるインステータのみのアウターロ
ータタイプに適当することができ、さらには図９、図１
０に示されるように移動子がロータではなくフォーサ２
０である２ステータ１フォーサリニアタイプ、１ステー
タ１フォーサリニアタイプにも適用できることは言うま
でもない。また、固定子相数が４相の場合について説明
したが、２相、３相、５相、それ以上の相数でも実現可
能である。
イプのステッピングモータの場合について説明したが、
本発明はもちろんこれに限定されるものではなく、例え
ば図７に示されるアウトステータのみのインナーロータ
タイプ、図８に示されるインステータのみのアウターロ
ータタイプに適当することができ、さらには図９、図１
０に示されるように移動子がロータではなくフォーサ２
０である２ステータ１フォーサリニアタイプ、１ステー
タ１フォーサリニアタイプにも適用できることは言うま
でもない。また、固定子相数が４相の場合について説明
したが、２相、３相、５相、それ以上の相数でも実現可
能である。
【００２７】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本実施例には特許請求の範囲に記載された技術事項
以外に以下のような実施態様が含まれることを付記して
おく。（１）請求項１または請求項２記載のステッピン
グモータにおいて、前記移動子の歯幅／歯ピッチが０．
４５、前記固定子の歯幅／歯ピッチが０．２７５である
ことを特徴とするステッピングモータ。
が、本実施例には特許請求の範囲に記載された技術事項
以外に以下のような実施態様が含まれることを付記して
おく。（１）請求項１または請求項２記載のステッピン
グモータにおいて、前記移動子の歯幅／歯ピッチが０．
４５、前記固定子の歯幅／歯ピッチが０．２７５である
ことを特徴とするステッピングモータ。
【００２８】（２）請求項１または請求項２記載のステ
ッピングモータにおいて、前記移動子はロータまたはフ
ォーサであることを特徴とするステッピングモータ。
ッピングモータにおいて、前記移動子はロータまたはフ
ォーサであることを特徴とするステッピングモータ。
【００２９】（３）請求項１または請求項２記載のステ
ッピングモータにおいて、前記固定子の隣同士の組は移
動子の小歯に対して１／４歯ピッチずれて配置され、隣
合った４組で４相を構成することを特徴とするステッピ
ングモータ。
ッピングモータにおいて、前記固定子の隣同士の組は移
動子の小歯に対して１／４歯ピッチずれて配置され、隣
合った４組で４相を構成することを特徴とするステッピ
ングモータ。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
２記載のステップモータによれば、従来のステッピング
モータに比べ極めて高いトルク密度を得ることができ
る。
２記載のステップモータによれば、従来のステッピング
モータに比べ極めて高いトルク密度を得ることができ
る。
【図１】本発明のステッピングモータの動作原理を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明のステッピングモータの励磁状況を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の実施例のラジアル方向の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施例のディメンション説明図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例の解析モデル説明図である。
【図６】本発明の実施例の解析結果を示すグラフ図であ
る。
る。
【図７】本発明の他の実施例（インナーロータタイプ）
の断面図である。
の断面図である。
【図８】本発明の他の実施例（アウターロータタイプ）
の断面図である。
の断面図である。
【図９】本発明の他の実施例（リニアタイプ）の説明図
である。
である。
【図１０】本発明の他の実施例（リニアタイプ）の説明
図である。
図である。
【図１１】従来のＶＲ型ステッピングモータの動作原理
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１２】従来のＶＲ型ステッピングモータの励磁状況
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１０、１０ａ、１０ｂ 固定子（ステータ） １２、１２ａ、１２ｂ 移動子（ロータ） １８ 永久磁石 ２０ 移動子（フォーサ）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−203556（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203557（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 37/02
Claims (2)
- 【請求項１】 歯を有する固定子及び前記歯に対向する
小歯を有する移動子を備えたステッピングモータであっ
て、 前記移動子の小歯間に、前記固定子に対向する側が同一
磁極となるように永久磁石を配置し、 前記固定子は前記歯に磁極を有し、隣同士の磁極は互い
に異極でそのピッチが前記移動子の小歯に対して１／２
歯ピッチずれて配置されて前記隣同士の磁極の一方の磁
極と前記永久磁石との間に磁気吸引力が生じるとともに
他方の磁極と前記小歯との間に磁気吸引力が生じ、 前記隣同士の磁極を組として、隣同士の組はそのピッチ
が前記移動子の小歯に対して１／４歯ピッチずれて少な
くとも４組配置されて４相構成をなし、 前記固定子の磁極と小歯間及び前記固定子の磁極と前記
永久磁石間の磁気相互作用により前記移動子を移動させ
ることを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータであ
って、 前記固定子の全ての組を同時に励磁し、 前記固定子の組を構成する一方の磁極により移動子の小
歯の吸引と永久磁石の反発を生ぜしめ、他方の磁極によ
り永久磁石の吸引を生ぜしめることを特徴とするステッ
ピングモータ。
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|---|---|---|---|
| JP00495994A JP3187639B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00495994A JP3187639B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07213044A JPH07213044A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3187639B2 true JP3187639B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=11598127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00495994A Expired - Fee Related JP3187639B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3187639B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101604890A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 通用电气公司 | 高转矩密度电机 |
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-
1994
- 1994-01-21 JP JP00495994A patent/JP3187639B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101604890A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 通用电气公司 | 高转矩密度电机 |
| CN101604890B (zh) * | 2008-06-12 | 2015-06-17 | 通用电气公司 | 经过允许更高转矩密度的转子的改进定子磁通模式的电机 |
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| JPH07213044A (ja) | 1995-08-11 |
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