JPH0216679B2 - - Google Patents
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- JPH0216679B2 JPH0216679B2 JP56041004A JP4100481A JPH0216679B2 JP H0216679 B2 JPH0216679 B2 JP H0216679B2 JP 56041004 A JP56041004 A JP 56041004A JP 4100481 A JP4100481 A JP 4100481A JP H0216679 B2 JPH0216679 B2 JP H0216679B2
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- Japan
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- coil
- magnetic pole
- rotor
- step motor
- coils
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- 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
- H02K37/16—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 having horseshoe armature cores
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は量産に適した両回転ステツプモータの
構造、並びに駆動法に関する。
構造、並びに駆動法に関する。
ステツプモータは一般にデジタル機器の出力装
置としての周途が多いが、高速応答性を要求され
たり、また高信頼性が要求されるために、その装
置は複雑、高価、大型であつた。ところが近年マ
イクロコンピユータの急速な普及に併つて、民生
品レベルでのデジタル機器の応用範囲が拡大しそ
の出力装置としてのステツプモータの超小型化、
低価格化が必要となつてきた。
置としての周途が多いが、高速応答性を要求され
たり、また高信頼性が要求されるために、その装
置は複雑、高価、大型であつた。ところが近年マ
イクロコンピユータの急速な普及に併つて、民生
品レベルでのデジタル機器の応用範囲が拡大しそ
の出力装置としてのステツプモータの超小型化、
低価格化が必要となつてきた。
本発明はこの様な背景に基づいて、量産性に富
んだ両回転ステツプモータを堤供する事を目的と
したものである。
んだ両回転ステツプモータを堤供する事を目的と
したものである。
以下本発明を図面に従つて詳細に説明する。
第１図は本発明によるステツプモータの模式図
である。ロータ４は円筒形磁石であり径方向に２
極に着磁されている。ステータは主磁極１，２副
磁極３からなり、副磁極３のロータ対向角αは主
磁極１および２のロータ対向角より小さい。
である。ロータ４は円筒形磁石であり径方向に２
極に着磁されている。ステータは主磁極１，２副
磁極３からなり、副磁極３のロータ対向角αは主
磁極１および２のロータ対向角より小さい。
コイルは５と６の２つあり、コイル５は主磁極
２と副磁極３に、コイル６は主磁極１と副磁極３
にそれぞれ磁気的に接続されている。２つのコイ
ル５，６の巻線両端７，８，９，１０は全て駆動
回路に接続される。
２と副磁極３に、コイル６は主磁極１と副磁極３
にそれぞれ磁気的に接続されている。２つのコイ
ル５，６の巻線両端７，８，９，１０は全て駆動
回路に接続される。
第２図は非駆動時におけるロータ４の回転角θ
とポテンジヤルエネルギを示すグラフである。仮
に副磁極３がなく、主磁極１，２がそれぞれ180゜
のロータ対向角を有していた場合には破線１１で
示した様なほぼ正弦波形状を有したポテンシヤル
エネルギ曲線となる。副磁極３がある場合にはロ
ータ回転角90゜と270゜にあるポテンシヤルエネル
ギのピーク値を下げる様に働く。しかし副磁極３
のロータ対向角αと、ロータ４と副磁極３のギヤ
ツプを適当に設計する事により実線１２の様な正
弦波形状を大きく乱さないポテンシヤルエネルギ
曲線を得る事が可能である。
とポテンジヤルエネルギを示すグラフである。仮
に副磁極３がなく、主磁極１，２がそれぞれ180゜
のロータ対向角を有していた場合には破線１１で
示した様なほぼ正弦波形状を有したポテンシヤル
エネルギ曲線となる。副磁極３がある場合にはロ
ータ回転角90゜と270゜にあるポテンシヤルエネル
ギのピーク値を下げる様に働く。しかし副磁極３
のロータ対向角αと、ロータ４と副磁極３のギヤ
ツプを適当に設計する事により実線１２の様な正
弦波形状を大きく乱さないポテンシヤルエネルギ
曲線を得る事が可能である。
ロータ４の安定位置は、この様なポテンシヤル
エネルギ曲線の場合、約90度と約270度である。
第３図、第４図ａ，ｂ，ｃ、第５図ａ，ｂ，ｃ，
ｄにより、本発明によるステツプモータの駆動法
を説明する。
エネルギ曲線の場合、約90度と約270度である。
第３図、第４図ａ，ｂ，ｃ、第５図ａ，ｂ，ｃ，
ｄにより、本発明によるステツプモータの駆動法
を説明する。
第３図は駆動回路の一実施例である。インバー
タ１４，１５，１６，１７は電子回路１３により
発生される駆動パルス波形を電力に変換しコイル
５，６に印加する。第４図ａはコイル５，６の端
子８，７，１０，９に印加される電圧波形の一例
であり、ｂはその場合の端子７，９を基準にした
端子８，１０の電圧波形である。以降ｂの形式で
駆動パルス波形を図示する。第４図ｂは右回転の
場合の、ｃは左回転の場合の駆動パルスである。
タ１４，１５，１６，１７は電子回路１３により
発生される駆動パルス波形を電力に変換しコイル
５，６に印加する。第４図ａはコイル５，６の端
子８，７，１０，９に印加される電圧波形の一例
であり、ｂはその場合の端子７，９を基準にした
端子８，１０の電圧波形である。以降ｂの形式で
駆動パルス波形を図示する。第４図ｂは右回転の
場合の、ｃは左回転の場合の駆動パルスである。
次に第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄにより動作を説明す
る。第５図ａは第４図ｂのコイル５の駆動パルス
だけが立ち上つている前置パルス２４の時点での
状態である。この時点では主磁極１と副磁極３が
Ｓ極、主磁極２がＮ極となるのでロータ４は右回
転方向（時計回り方向）に回転をはじめる。第５
図ｂはコイル５，６とも駆動パルスが印加されて
いる本駆動パルス２５の時点である。この時点で
は主磁極１にＳ極、主磁極２にＮ極が現われ、副
磁極３には強い磁極は現らわれないのでロータ４
は更に回転を続け１ステツプ（180゜）の回転を終
了する。
る。第５図ａは第４図ｂのコイル５の駆動パルス
だけが立ち上つている前置パルス２４の時点での
状態である。この時点では主磁極１と副磁極３が
Ｓ極、主磁極２がＮ極となるのでロータ４は右回
転方向（時計回り方向）に回転をはじめる。第５
図ｂはコイル５，６とも駆動パルスが印加されて
いる本駆動パルス２５の時点である。この時点で
は主磁極１にＳ極、主磁極２にＮ極が現われ、副
磁極３には強い磁極は現らわれないのでロータ４
は更に回転を続け１ステツプ（180゜）の回転を終
了する。
この状態から更に１ステツプ右回転させるには
第４図ｂの様に駆動パルスの極性を反転して印加
すれば良い。
第４図ｂの様に駆動パルスの極性を反転して印加
すれば良い。
第５図ｃ，ｄは左回転（反時計方向）駆動の列
である。駆動パルス波形は第４図ｃである。この
場合には前置パルス２６によつてコイル６が先に
励磁されロータ４は反時計方向に回転させる。
である。駆動パルス波形は第４図ｃである。この
場合には前置パルス２６によつてコイル６が先に
励磁されロータ４は反時計方向に回転させる。
この様に前置パルスをいづれか一方のコイルに
印加する事により回転方向を決定する事ができ
る。
印加する事により回転方向を決定する事ができ
る。
第６図は駆動回路を工夫した実施例である。
特にIC内に駆動用インバータ２９，３０，３
１を構成する場合、IC内に占める駆動用インバ
ータの面積を小さくできるのでこの様な接続が有
利である。この例ではコイル５の端子８はインバ
ータ２９にコイル６の端子９はインバータ３１
に、そしてコイル５の端子７とコイル６の端子１
０とは共にインバータ３０に接続していて共通端
子となつている。
１を構成する場合、IC内に占める駆動用インバ
ータの面積を小さくできるのでこの様な接続が有
利である。この例ではコイル５の端子８はインバ
ータ２９にコイル６の端子９はインバータ３１
に、そしてコイル５の端子７とコイル６の端子１
０とは共にインバータ３０に接続していて共通端
子となつている。
電子回路２８の中に適当な論理回路を設ける事
によつて、コイル５，６に第４図ｂ，ｃに示した
様な右回転駆動パルス波形ならびに左回転パルス
波形を得る事ができる。第７図ａ，ｂに駆動用イ
ンバータ２９，３０，３１の出力８，７，１０，
９の電圧波形と、コイル５，６に印加される駆動
パルス波形の一例を示す。
によつて、コイル５，６に第４図ｂ，ｃに示した
様な右回転駆動パルス波形ならびに左回転パルス
波形を得る事ができる。第７図ａ，ｂに駆動用イ
ンバータ２９，３０，３１の出力８，７，１０，
９の電圧波形と、コイル５，６に印加される駆動
パルス波形の一例を示す。
次に駆動回路の他の例を示す。前述の駆動回路
では本駆動パルス印加時には２つのコイルが並列
に駆動されるので特に電池を電源として駆動する
場合には供給可能電力の大きさからコイル設計上
の制限となるが、次の例では本駆動パルス印加時
には２つのコイルを直列に接続して駆動するので
電池を電源とした小型携帯機器への応用に最適で
ある。
では本駆動パルス印加時には２つのコイルが並列
に駆動されるので特に電池を電源として駆動する
場合には供給可能電力の大きさからコイル設計上
の制限となるが、次の例では本駆動パルス印加時
には２つのコイルを直列に接続して駆動するので
電池を電源とした小型携帯機器への応用に最適で
ある。
第８図はこの様な駆動回路の実施例である。
この例では電子回路４０、駆動用インバータ４
１，４２，４５はＣ−MOSICで構成されていて、
その中のインバータ４５だけはＰ−チヤネルゲー
ト４３とＮ−チヤネルゲート４４のゲート入力が
分離されている。従つてゲート４３とゲート４４
の両方ともOFFとする事により出力を高インピ
−ダンス状態とする事ができる。第９図はこの駆
動法を示す模式図である。この例では３つの駆動
用インバータ４１，４５，４２の出力を、Ｈ，
Ｌ，ならびに高インピ−ダンス状態Ｘで表わして
いる。第９図ａは非駆動時、第９図ｂ，ｃは右回
転駆動時の前置パルスと本駆動パルス印加時の状
態を示す。第９図ｄ，ｅも右回転駆動であり第９
図ｂ，ｃと極性が反転した状態を示す。
１，４２，４５はＣ−MOSICで構成されていて、
その中のインバータ４５だけはＰ−チヤネルゲー
ト４３とＮ−チヤネルゲート４４のゲート入力が
分離されている。従つてゲート４３とゲート４４
の両方ともOFFとする事により出力を高インピ
−ダンス状態とする事ができる。第９図はこの駆
動法を示す模式図である。この例では３つの駆動
用インバータ４１，４５，４２の出力を、Ｈ，
Ｌ，ならびに高インピ−ダンス状態Ｘで表わして
いる。第９図ａは非駆動時、第９図ｂ，ｃは右回
転駆動時の前置パルスと本駆動パルス印加時の状
態を示す。第９図ｄ，ｅも右回転駆動であり第９
図ｂ，ｃと極性が反転した状態を示す。
第９図ｆ，ｇ，ｈ，ｉは左回転駆動時の前置パ
ルス、本駆動パルス、並びに極性が反転した場合
の前置パルス、本駆動パルス印加時の状態を示
す。
ルス、本駆動パルス、並びに極性が反転した場合
の前置パルス、本駆動パルス印加時の状態を示
す。
次に第１０図に本発明による両回転ステツプモ
ータの具体的実施例を示す。
ータの具体的実施例を示す。
コイル部は高透磁率材により一体に形成された
磁心５０の２ケ所に巻線部５１，５２が設けられ
た構造である。２つの巻線部５１，５２の間に導
電パターン５４を有するリード基板５３が配置さ
れていて、これに巻線の端末が接続れている。
磁心５０の２ケ所に巻線部５１，５２が設けられ
た構造である。２つの巻線部５１，５２の間に導
電パターン５４を有するリード基板５３が配置さ
れていて、これに巻線の端末が接続れている。
ステータ部５５は一対の主磁極６０，６１と副
磁極６２が可飽和狭部５６，５７，５８によつて
接続された一体構造となつている。可飽和狭部は
モータ駆動時には磁気飽和してステータ部は磁気
的に分離した３つの磁極として機能する。
磁極６２が可飽和狭部５６，５７，５８によつて
接続された一体構造となつている。可飽和狭部は
モータ駆動時には磁気飽和してステータ部は磁気
的に分離した３つの磁極として機能する。
ロータ部は径方向に２極に着磁された永久磁石
５８と回転力を取り出すためのカナ部５９により
構成され上下に設けられたホゾ部６３，６４を軸
支される。ステータ部とコイル部は３ケ所のネジ
穴６０，６１，６２でネジ締めされる事により磁
気的に結合され、さらにネジ穴６１では駆動回路
からの端末を有するリード基板とコイルリード基
板５３が対向してネジ締めされ電気的に接続され
る。
５８と回転力を取り出すためのカナ部５９により
構成され上下に設けられたホゾ部６３，６４を軸
支される。ステータ部とコイル部は３ケ所のネジ
穴６０，６１，６２でネジ締めされる事により磁
気的に結合され、さらにネジ穴６１では駆動回路
からの端末を有するリード基板とコイルリード基
板５３が対向してネジ締めされ電気的に接続され
る。
この様な両回転ステツプモータの製造技術は、
電子時計用ステツプモータによつて確立されてい
て、磁石材にサマリウムコバルトを用い、また磁
心、ステータにパーマロイ材を用いて、ロータ径
１〜２mm、モータの平面形状１cm×５mm、厚さ２
mm程度の大きさで容易に大量生産可能である。
電子時計用ステツプモータによつて確立されてい
て、磁石材にサマリウムコバルトを用い、また磁
心、ステータにパーマロイ材を用いて、ロータ径
１〜２mm、モータの平面形状１cm×５mm、厚さ２
mm程度の大きさで容易に大量生産可能である。
以上の様に本発明によれば小型携帯機器に適し
た両回転ステツプモータが容易に実現でき工業的
効果は多大である。
た両回転ステツプモータが容易に実現でき工業的
効果は多大である。
第１図は本発明による両回転ステツプモータの
模式図、第２図はロータ回転角とポテンシヤルエ
ネルギの関係を示すグラフ、第３図は駆動回路の
一例、第４図ａ，ｂ，ｃはコイルの端子電圧波形
と駆動電圧波形の一例、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは
両回転ステツプモータの動作説明図、第６図、第
７図ａ，ｂは他の駆動回路の例とコイルの端子電
圧波形と駆動電圧波形の一例、第８図、第９図ａ
からｉは更に他の駆動回路の一例と駆動方法の説
明図、第１０図は両回転ステツプモータの具体的
実施例である。 １，２……主磁極、３……副磁極、４……ロー
タ、５，６……コイル、１３，２８，４０……電
子回路、１４，１５，１６，１７，２９，３０，
３１，４１，４２，４５……駆動用インバータ、
２４，２６……前置パルス、２５，２７……本駆
動パルス、５０……磁心、５１，５２……巻線
部、６０，６１……主磁極、６２……副磁極、５
６，５７，５８……可飽和狭部、５８……ロー
タ。
模式図、第２図はロータ回転角とポテンシヤルエ
ネルギの関係を示すグラフ、第３図は駆動回路の
一例、第４図ａ，ｂ，ｃはコイルの端子電圧波形
と駆動電圧波形の一例、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは
両回転ステツプモータの動作説明図、第６図、第
７図ａ，ｂは他の駆動回路の例とコイルの端子電
圧波形と駆動電圧波形の一例、第８図、第９図ａ
からｉは更に他の駆動回路の一例と駆動方法の説
明図、第１０図は両回転ステツプモータの具体的
実施例である。 １，２……主磁極、３……副磁極、４……ロー
タ、５，６……コイル、１３，２８，４０……電
子回路、１４，１５，１６，１７，２９，３０，
３１，４１，４２，４５……駆動用インバータ、
２４，２６……前置パルス、２５，２７……本駆
動パルス、５０……磁心、５１，５２……巻線
部、６０，６１……主磁極、６２……副磁極、５
６，５７，５８……可飽和狭部、５８……ロー
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 径方向に少なくとも２極以上に磁化されたロ
ータ、該ロータを介して対向して設けられる一対
の主磁極、前記ロータに対する磁力の強さが該主
磁極よりも小さく該主磁極に対して略直角に設け
られる副磁極、前記主磁極の一つと該副磁極に磁
気的に結合する第１のコイル、該第１のコイルの
一端にその一端が接続され前記主磁極の他の一つ
と前記副磁極に磁気的に係合する第２のコイルか
ら成るステツプモータと、前記第１のコイルと第
２のコイルの互いに接続された共通の一端か、そ
れぞれの他の一端のうちのいずれかに接続され外
部からの制御により高抵抗状態となる手段と、前
記第１のコイルと第２のコイルの残りの２端と前
記高抵抗となる手段に接続し、前記第１のコイル
と第２のコイルに印加する電圧を制御することに
より前記第１および第２のコイルのいずれか一方
に電流を流し、続けて前記高抵抗となる手段を制
御し前記一方のコイルに流した電流により生じる
磁束の向きと同方向の磁束が発生するように前記
第１および第２のコイルの両方に直列に電流を流
して前記ロータを回転させる駆動回路を備えたこ
とを特徴とする両回転ステツプモータ。 ２ 前記主磁極と副磁極は可飽和挟部を介して一
体に形成される特許請求の範囲第１項記載の両回
転ステツプモータ。 ３ 前記第１および第２のコイルの磁心は共通に
形成される特許請求の範囲第１項記載の両回転ス
テツプモータ。 ４ 前記副磁極のロータ対向面積は前記主磁極の
ロータ対向面積よりも小さい特許請求の範囲第１
項記載の両回転ステツプモータ。 ５ 前記副磁極とロータ間の距離は前記主磁極と
ロータ間の距離よりも大きい特許請求の範囲第１
項記載の両回転ステツプモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100481A JPS57156662A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Super-miniaturized two-way rotation stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100481A JPS57156662A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Super-miniaturized two-way rotation stepping motor |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29055188A Division JPH01157294A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 両回転ステップモータの駆動方法 |
| JP29055088A Division JPH01259794A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 両回転ステップモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57156662A JPS57156662A (en) | 1982-09-28 |
| JPH0216679B2 true JPH0216679B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=12596248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4100481A Granted JPS57156662A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Super-miniaturized two-way rotation stepping motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57156662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016104660A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | シチズンホールディングス株式会社 | ２コイルステップモータ用駆動回路 |
| US10545459B2 (en) | 2015-09-09 | 2020-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Drive circuit for two-coil step motor, two-coil step motor, and electronic watch using these |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731093B1 (en) * | 2002-02-28 | 2004-05-04 | Timex Group B.V. | 2-step bi-directional stepping motor |
| JP7455503B2 (ja) | 2018-07-12 | 2024-03-26 | セイコーインスツル株式会社 | モータ駆動装置およびモータ制御方法 |
| JP7295650B2 (ja) * | 2019-02-06 | 2023-06-21 | セイコーインスツル株式会社 | 時計およびモータ制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822938B2 (ja) * | 1977-06-21 | 1983-05-12 | 株式会社精工舎 | 可逆回転モ−タ |
| CH625646A5 (en) * | 1979-07-06 | 1981-09-30 | Ebauches Sa | Electromagnetic motor with two directions of rotation |
-
1981
- 1981-03-20 JP JP4100481A patent/JPS57156662A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016104660A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | シチズンホールディングス株式会社 | ２コイルステップモータ用駆動回路 |
| US10197972B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-02-05 | Citizen Watch Co., Ltd. | Drive circuit for two-coil step motor |
| US10545459B2 (en) | 2015-09-09 | 2020-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Drive circuit for two-coil step motor, two-coil step motor, and electronic watch using these |
| US11086273B2 (en) | 2015-09-09 | 2021-08-10 | Citizen Watch Co., Ltd. | Drive circuit for two-coil step motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57156662A (en) | 1982-09-28 |
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