JPH0152991B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0152991B2 JPH0152991B2 JP23893383A JP23893383A JPH0152991B2 JP H0152991 B2 JPH0152991 B2 JP H0152991B2 JP 23893383 A JP23893383 A JP 23893383A JP 23893383 A JP23893383 A JP 23893383A JP H0152991 B2 JPH0152991 B2 JP H0152991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- pole
- excitation
- rotor
- magnetic poles
- 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.)
- Expired
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 241000052343 Dares Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K37/18—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures of homopolar type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、コイル構成と励磁駆動方法を改良し
たハイブリツド形ステツピングモータに関する。
たハイブリツド形ステツピングモータに関する。
従来ハイブリツド形ステツピングモータで100
ステツプ／回の４磁極タイプや200ステツプ／回
の８磁極タイプは何れの場合も各コイル構成はバ
イフアイラ巻きを行い、各コイルを接続して同一
コイルには一方向の電流のみを流すというユニポ
ーラ励磁駆動をしている。これは、モノフアイラ
巻きのユニポーラ励磁駆動とすると、次の欠点を
有するためである。
ステツプ／回の４磁極タイプや200ステツプ／回
の８磁極タイプは何れの場合も各コイル構成はバ
イフアイラ巻きを行い、各コイルを接続して同一
コイルには一方向の電流のみを流すというユニポ
ーラ励磁駆動をしている。これは、モノフアイラ
巻きのユニポーラ励磁駆動とすると、次の欠点を
有するためである。
即ち各相の極性が一方だけとなり、それが消え
たり現れたりすることとなり、これは直流の磁界
と交番磁界が重なつて存在していることに等価で
あり、この直流磁界がトルクの発生に寄与しない
ばかりか逆にブレーキ作用を示し特性が悪化する
こととなる。一方これを避けるためにモノフアイ
ラ巻きのバイポーラ励磁も考えられるが、トラン
ジツータの数が相数の少くとも２倍になる等コス
トが高くなつてしまう。そのため上記のようにハ
イブリツト形ステツピングモータにおいて各磁極
の極性を交番変化させようとするとバイフアイラ
巻きのユニポーラ励磁駆動となるが、４磁極、８
磁極共に偏平化した場合、巻線スペースが少なく
なつて特性が出しにくくなり、巻線の太さが細く
なつて巻線作業がむずかしくなる等の欠点があ
り、更に偏平化した12磁極タイプにする場合は、
各磁極にバイフアイラ巻きを行うと、コイル数が
多くなり過ぎて、各コイルの接続において始端、
終端の数が多くなるので線処理がむずかしくなる
と共に巻線量が少なくなつて特性が出ない欠点が
ある。
たり現れたりすることとなり、これは直流の磁界
と交番磁界が重なつて存在していることに等価で
あり、この直流磁界がトルクの発生に寄与しない
ばかりか逆にブレーキ作用を示し特性が悪化する
こととなる。一方これを避けるためにモノフアイ
ラ巻きのバイポーラ励磁も考えられるが、トラン
ジツータの数が相数の少くとも２倍になる等コス
トが高くなつてしまう。そのため上記のようにハ
イブリツト形ステツピングモータにおいて各磁極
の極性を交番変化させようとするとバイフアイラ
巻きのユニポーラ励磁駆動となるが、４磁極、８
磁極共に偏平化した場合、巻線スペースが少なく
なつて特性が出しにくくなり、巻線の太さが細く
なつて巻線作業がむずかしくなる等の欠点があ
り、更に偏平化した12磁極タイプにする場合は、
各磁極にバイフアイラ巻きを行うと、コイル数が
多くなり過ぎて、各コイルの接続において始端、
終端の数が多くなるので線処理がむずかしくなる
と共に巻線量が少なくなつて特性が出ない欠点が
ある。
本発明は上述したハイブリツド形ステツピング
モータの常識を打ち破つたものであり、ハイブリ
ツド形ステツピングモータにおいてはロータ又は
ステータが上下で半ピツチずれていることを利用
し、トルクが大でかつ薄形を可能にした全く新規
なハイブリツド形ステツピングモータを提案する
ことである。
モータの常識を打ち破つたものであり、ハイブリ
ツド形ステツピングモータにおいてはロータ又は
ステータが上下で半ピツチずれていることを利用
し、トルクが大でかつ薄形を可能にした全く新規
なハイブリツド形ステツピングモータを提案する
ことである。
本発明の特徴は、コイル構成をモノフアイラ巻
きでかつ４相とし、一方磁極数を４の整数倍とし
ユニポーラ励磁駆動で磁極を常に同極に順次励磁
したことにある。
きでかつ４相とし、一方磁極数を４の整数倍とし
ユニポーラ励磁駆動で磁極を常に同極に順次励磁
したことにある。
以下、図示の実施例で本発明を説明する。第１
図、第２図でハイブリツド形ステツピングモータ
は円筒状ケース１の中に４相の励磁コイル２，
３，４，５が各３組み捲回されたステータコア６
が嵌合固定されると共に印刷基板７がステータコ
アに添設固定され、ケースの上下に軸受１０，１
０が固定された蓋１１，１１が固定されて軸受に
ロータ軸１２が軸承され、ロータ軸にロータのコ
ア８とマグネツト１３とコア９が固定されてい
る。
図、第２図でハイブリツド形ステツピングモータ
は円筒状ケース１の中に４相の励磁コイル２，
３，４，５が各３組み捲回されたステータコア６
が嵌合固定されると共に印刷基板７がステータコ
アに添設固定され、ケースの上下に軸受１０，１
０が固定された蓋１１，１１が固定されて軸受に
ロータ軸１２が軸承され、ロータ軸にロータのコ
ア８とマグネツト１３とコア９が固定されてい
る。
上記励磁コイル２，３，４，５はモノフアイラ
巻きされて第２図、第３図のように励磁コイル
２，２′，２″が直列に結線されるように上記印刷
基板７のパターンに半田付接続され、他の励磁コ
イル３，４，５についても同様に接続されると共
に各励磁コイル２，３，４，５の列は一端が接続
されてコモン端子１４が、各列の他端に給電端子
１５，１６，１７，１８が設けられている。
巻きされて第２図、第３図のように励磁コイル
２，２′，２″が直列に結線されるように上記印刷
基板７のパターンに半田付接続され、他の励磁コ
イル３，４，５についても同様に接続されると共
に各励磁コイル２，３，４，５の列は一端が接続
されてコモン端子１４が、各列の他端に給電端子
１５，１６，１７，１８が設けられている。
上記ステータコア６は12個の磁極ａ，ｂ，ｃ，
〜ｊ，ｋ，ｍで形成されると共に図では１個の磁
極に２個の極歯が形成されている。
〜ｊ，ｋ，ｍで形成されると共に図では１個の磁
極に２個の極歯が形成されている。
上記ロータのコア８，９は第２図のように例え
ば全周に50個の極歯が形成され、コア８と９は第
４図のように半ピツチ位相をずらしてロータ軸12
に固定されている。
ば全周に50個の極歯が形成され、コア８と９は第
４図のように半ピツチ位相をずらしてロータ軸12
に固定されている。
上記励磁コイルが励磁される時は、ユニポーラ
励磁で励磁コイル２，３，４，５の各列に順次切
換えて給電が行われ、第２図、第４図で磁極ｂ，
ｆ，ｊが励磁コイル３，３′，３″でＮ極に励磁さ
れる時磁極ｂ，ｆ，ｊから出る磁束φは第４図イ
の実線のように励磁されない他の磁極ａ，ｃ，
ｄ，…に流れ込んで他の磁極は仮のＳ極として作
用し、一方ロータのコア８側がＳ極、コア９側が
Ｎ極とするとマグネツト１３の磁束は破線で示す
ように各磁極に流れ込む。
励磁で励磁コイル２，３，４，５の各列に順次切
換えて給電が行われ、第２図、第４図で磁極ｂ，
ｆ，ｊが励磁コイル３，３′，３″でＮ極に励磁さ
れる時磁極ｂ，ｆ，ｊから出る磁束φは第４図イ
の実線のように励磁されない他の磁極ａ，ｃ，
ｄ，…に流れ込んで他の磁極は仮のＳ極として作
用し、一方ロータのコア８側がＳ極、コア９側が
Ｎ極とするとマグネツト１３の磁束は破線で示す
ように各磁極に流れ込む。
上記ロータの回転動作は、今ステータの極歯と
ロータの極歯が第４図イのような位置関係にある
時、励磁コイル３の列が給電されて磁極ｂがＮ極
に励磁されると、コア８側において、巻線電流に
よる磁界だけの回転トルクは磁極ｂでは磁力線が
〓方向であるのに対して右端の磁極ｄでは磁力線
が〓方向となり、互いに打ち消し合つてこれらに
よる回転トルクは発生しない。
ロータの極歯が第４図イのような位置関係にある
時、励磁コイル３の列が給電されて磁極ｂがＮ極
に励磁されると、コア８側において、巻線電流に
よる磁界だけの回転トルクは磁極ｂでは磁力線が
〓方向であるのに対して右端の磁極ｄでは磁力線
が〓方向となり、互いに打ち消し合つてこれらに
よる回転トルクは発生しない。
又、マグネツト１３だけによる回転トルクは同
様に発生しない。
様に発生しない。
しかし、巻線電流による磁界とマグネツトの磁
界とが作用し合うと、磁極ｂで両磁界が強め合う
結果左方向に回転トルクがコア８に発生し、他の
磁極については打ち消し合つて右方向への回転ト
ルクは小さくなり、その結果コア８は左方向に推
進される。
界とが作用し合うと、磁極ｂで両磁界が強め合う
結果左方向に回転トルクがコア８に発生し、他の
磁極については打ち消し合つて右方向への回転ト
ルクは小さくなり、その結果コア８は左方向に推
進される。
コア９側についても磁極ｄにおいて左方向の回
転トルクが発生し、他の磁極では打ち消し合うの
でコア９は左方向に推進されてロータは左方向に
１／４歯ピツチ進行したところで回転トルクは０と
なり安定点が得られる。即ち、仮思想の部分でも
トルクが発生するのであり、そのトルクをロータ
の回転に利用しているのである。
転トルクが発生し、他の磁極では打ち消し合うの
でコア９は左方向に推進されてロータは左方向に
１／４歯ピツチ進行したところで回転トルクは０と
なり安定点が得られる。即ち、仮思想の部分でも
トルクが発生するのであり、そのトルクをロータ
の回転に利用しているのである。
又、第４図ロのように磁極ｃの励磁コイル４の
列が給電されて磁極ｃがＮ極に励磁されると、上
記図イ同様に磁極ｃに対向するコア８の極歯に左
方向の回転トルクが、磁極ａに対向するコア９の
極歯に左方向の回転トルクが発生してロータが左
方向に1/4歯ピツチ進行したところで回転トルク
は０となり安定点が得られる。
列が給電されて磁極ｃがＮ極に励磁されると、上
記図イ同様に磁極ｃに対向するコア８の極歯に左
方向の回転トルクが、磁極ａに対向するコア９の
極歯に左方向の回転トルクが発生してロータが左
方向に1/4歯ピツチ進行したところで回転トルク
は０となり安定点が得られる。
更に第４図ハのように磁極ｄの励磁コイル５の
列が給電されて磁極ｄがＮ極に励磁されると、上
記図イ同様に磁極ｄに対向するコア８の極歯に左
方向の回転トルクが、磁極ｂに対向するコア９の
極歯に左方向の回転トルクが発生してロータが左
方向に1/4歯ピツチ進行したところで回転トルク
は０となり安定点が得られる。
列が給電されて磁極ｄがＮ極に励磁されると、上
記図イ同様に磁極ｄに対向するコア８の極歯に左
方向の回転トルクが、磁極ｂに対向するコア９の
極歯に左方向の回転トルクが発生してロータが左
方向に1/4歯ピツチ進行したところで回転トルク
は０となり安定点が得られる。
上記のようにハイブリツド形ステツピングモー
タが構成されると、コイル構成をモノフアイラ巻
きに出来てモータが偏平化されてもコイル巻線ス
ペースが取れて充分な巻線が出来てモータの特性
を損うことがないと共に、磁極が12磁極以上の場
合で巻線の始端、終端の数が多くなつても結線作
業が容易になり、磁極を常に同極に順次励磁して
他の磁極を仮の異極とすることによりロータが回
転方向に一層回転させられ、磁極数を４の整数倍
の12磁極とする時は励磁が３方向で行われるので
角度精度がよい。
タが構成されると、コイル構成をモノフアイラ巻
きに出来てモータが偏平化されてもコイル巻線ス
ペースが取れて充分な巻線が出来てモータの特性
を損うことがないと共に、磁極が12磁極以上の場
合で巻線の始端、終端の数が多くなつても結線作
業が容易になり、磁極を常に同極に順次励磁して
他の磁極を仮の異極とすることによりロータが回
転方向に一層回転させられ、磁極数を４の整数倍
の12磁極とする時は励磁が３方向で行われるので
角度精度がよい。
上記説明では磁極数を12磁極で述べたが他の４
の整数倍で構成してもよい。
の整数倍で構成してもよい。
又、磁極を励磁コイルでＮ極に励磁するように
述べたが、Ｓ極の励磁して励磁しない他の磁極を
仮のＮ極にしてもよい。
述べたが、Ｓ極の励磁して励磁しない他の磁極を
仮のＮ極にしてもよい。
更に上記説明ではロータのコア８と９を半ピツ
チ位相をずらしてロータ軸に固定するように述べ
たが、コア８と９を同位相にロータ軸に固定し、
コア８と９が夫々対向するステータコア６の各磁
極の上側と下側を半ピツチずらしてもよい。
チ位相をずらしてロータ軸に固定するように述べ
たが、コア８と９を同位相にロータ軸に固定し、
コア８と９が夫々対向するステータコア６の各磁
極の上側と下側を半ピツチずらしてもよい。
本発明は、モノフアイラ巻きのユニポーラ励磁
駆動でありながら４相かつ磁極を４の整数倍と
し、磁極を順次同極に励磁したことにより、励磁
極と反対の磁極となる仮想極とロータ間で常にト
ルクが発生し、回転性、制動性が良くなる。更に
仮想極の発生は各磁極を交番磁極とし、従来存在
するとされていた直流磁界の発生を阻止する役割
を果しており、モータの特性を悪化させることは
ない。更にコイル構成をモノフアイラ巻きにした
ので巻線量が充分に取れ薄形化してもモータの特
性を出すことが出来ると共に巻線の始端、終端の
線処理が容易となる。換言すれば、本発明は、当
業者にとつてハイブリツド形ステツピングモータ
ではタブーとされていたモノフアイラ巻きユニポ
ーラ励磁駆動にあえて取り組み、仮想極の発生を
発見し、その仮想極をうまく利用するには４相で
かつ磁極を順次励磁していくモータが良いことに
たどりつき、従来思つてもいなかつた、薄形でか
つトルクや精度の良いハイブリツド形ステツピン
グモータを得ることができたものである。
駆動でありながら４相かつ磁極を４の整数倍と
し、磁極を順次同極に励磁したことにより、励磁
極と反対の磁極となる仮想極とロータ間で常にト
ルクが発生し、回転性、制動性が良くなる。更に
仮想極の発生は各磁極を交番磁極とし、従来存在
するとされていた直流磁界の発生を阻止する役割
を果しており、モータの特性を悪化させることは
ない。更にコイル構成をモノフアイラ巻きにした
ので巻線量が充分に取れ薄形化してもモータの特
性を出すことが出来ると共に巻線の始端、終端の
線処理が容易となる。換言すれば、本発明は、当
業者にとつてハイブリツド形ステツピングモータ
ではタブーとされていたモノフアイラ巻きユニポ
ーラ励磁駆動にあえて取り組み、仮想極の発生を
発見し、その仮想極をうまく利用するには４相で
かつ磁極を順次励磁していくモータが良いことに
たどりつき、従来思つてもいなかつた、薄形でか
つトルクや精度の良いハイブリツド形ステツピン
グモータを得ることができたものである。
第１図は本発明ハイブリツド形ステツピングモ
ータの断面側面図、第２図はステータコアとロー
タコアと励磁コイルを示す平面図、第３図は励磁
コイルの結線図、第４図は極歯を展開した動作説
明図である。 ２，３，４，５……励磁コイル、６……ステー
タコア、ａ，ｂ，〜ｊ，ｋ，ｍ……磁極、８，９
……ロータコア。
ータの断面側面図、第２図はステータコアとロー
タコアと励磁コイルを示す平面図、第３図は励磁
コイルの結線図、第４図は極歯を展開した動作説
明図である。 ２，３，４，５……励磁コイル、６……ステー
タコア、ａ，ｂ，〜ｊ，ｋ，ｍ……磁極、８，９
……ロータコア。
Claims (1)
- １ コイル構成をモノフアイラ巻きでかつ４相と
し、一方磁極数を４の整数倍としユニポーラ励磁
駆動で磁極を常に同極に順次励磁したことを特徴
とするハイブリツド形ステツピングモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23893383A JPS60131067A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ハイブリツド形ステツピングモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23893383A JPS60131067A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ハイブリツド形ステツピングモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131067A JPS60131067A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH0152991B2 true JPH0152991B2 (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=17037432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23893383A Granted JPS60131067A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | ハイブリツド形ステツピングモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131067A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910475A (en) * | 1989-03-28 | 1990-03-20 | Linex Technology Corporation | Pole grouping for stepping motor |
| EP1290774B1 (de) * | 2000-05-05 | 2005-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Unipolar-transversalflussmaschine |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP23893383A patent/JPS60131067A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131067A (ja) | 1985-07-12 |
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