JPH02168842A - 4-phase hybrid stepping motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To facilitate setting of step angle by setting the number of pole teeth formed in the magnetic pole of rotor for a stepping motor to a multiple of 30 thereby setting the step angle to an integer. CONSTITUTION:When the number Z of pole teeth of the rotor for a stepping motor is set to a multiple of 30, Z=30m (m is a positive integer). Step angle thetaS for four-phase motor can be determined according to formula (1) and a practical integer step angle thetaS can be obtained. By such arrangement, step angle thetaS of a stepping motor to be employed for indexing or divider driving can be set easily.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明はインデックスやデバイダ−等の端数のないステ
ップ角を必要とする用途に好適な４相ハイブリッド形ス
テツピングモータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a four-phase hybrid stepping motor suitable for applications such as indexes and dividers that require a step angle with no fraction.

［従来の技術］ 従来のハイブリッド形ステッピングモータとしては２相
が主流を占めており、たとえば第４図のように構成され
ている。[Prior Art] Conventional hybrid stepping motors are mainly two-phase motors, and are configured as shown in FIG. 4, for example.

同図において、１は固定子ハウジング、２は固定子鉄心
で、これは磁極２−１〜２−８を構成されている。In the figure, 1 is a stator housing, and 2 is a stator core, which constitutes magnetic poles 2-1 to 2-8.

２−１０は各磁極の内周に形成された極歯である。2-10 are pole teeth formed on the inner periphery of each magnetic pole.

３は固定子巻線で、前記各磁極に３−１〜３−８で示す
ように巻かれている。3 is a stator winding, which is wound around each of the magnetic poles as shown at 3-1 to 3-8.

これら固定子鉄心２．固定子巻線３で固定子Ｓが構成さ
れる。These stator cores2. A stator S is composed of the stator winding 3.

４．４′はエンＩ・ブラケット、５，５”は軸受である
。4.4' is an en-I bracket, and 5.5'' is a bearing.

６は回転子軸、７，８はそれぞれ回転子磁極７−１０と
８−１０はそれぞれ回転子磁極７．８の外周に形成され
た極歯、９は永久磁石である。6 is a rotor shaft, 7 and 8 are rotor magnetic poles 7-10 and 8-10, respectively, are pole teeth formed on the outer periphery of the rotor magnetic pole 7.8, and 9 is a permanent magnet.

これら６〜９で回転子Ｒが構成される。These 6 to 9 constitute a rotor R.

［発明が解決しようとする課題］ ステッピングモータのステップ角θ５は、固定子巻線の
相数Ｐと回転子磁極に設けた極歯数Ｚによって　（１）
式のように定められ。[Problem to be Solved by the Invention] The step angle θ5 of the stepping motor is determined by the number of phases P of the stator winding and the number Z of pole teeth provided on the rotor magnetic poles (1)
Established like a formula.

θｌ］−１８０／ＰＺ（度）・・・・（１）ところでフ
インデックスやデバイダ−駆動用に使用されるステッピ
ングモータでは、その機械の性質」二から、ステップ角
を端数のない割り切れる数値にする必要があるか、たと
えば、０，２〜１．５度といった微小角を設定すること
は（１）式から判るように可成り困難であった。θl] - 180/PZ (degrees)... (1) By the way, for stepping motors used to drive indexes and dividers, the step angle is set to a divisible number with no fractions due to the mechanical properties of the motor. As can be seen from equation (1), it is quite difficult to set a small angle of, for example, 0.2 to 1.5 degrees.

本発明はこのような従来のものの課題を解決するように
した４相ハイブリッド形ステッピングモータを提供する
ことを目的とする。An object of the present invention is to provide a four-phase hybrid stepping motor that solves the problems of the conventional stepping motor.

［課題を解決するための手段］ 本発明は基本的には当該ステッピングモータの回転子磁
極の極歯数を３０の倍数に設定しな４相ハイブリッド形
ステツピンクモータに関する。[Means for Solving the Problems] The present invention basically relates to a four-phase hybrid stepping motor in which the number of pole teeth of the rotor magnetic poles of the stepping motor is not set to a multiple of 30.

また、さらに、当該ステッピングモータの固定子の磁極
数を１６個設け７この固定子磁極の各磁極の配設角度を α−２２，５（：ｌ；６／Ｚ） β−２２，５（］±１０／Ｚ） の条件を満足する２種類の角度α、βによってα、α１
β、α、α、β、α、βの順序の角度となるように１８
０度の区間に配置される８個の磁極を配分して形成し、
これと点対称となるように他方の８個の磁極も同様に配
列するように構成した４相ハイブリッド形ステツピング
モータに関するものである。Furthermore, the number of magnetic poles of the stator of the stepping motor is 16, and the arrangement angle of each magnetic pole of the stator magnetic poles is α-22,5 (: l; 6/Z) β-22,5 (] α, α1 by two types of angles α and β that satisfy the condition of ±10/Z)
18 so that the angle is in the order β, α, α, β, α, β
It is formed by distributing eight magnetic poles arranged in the 0 degree section,
The present invention relates to a four-phase hybrid stepping motor in which the other eight magnetic poles are arranged in a similar manner so as to be symmetrical with this.

［実施例］ 以下第１図〜第２図に示ず一実施例について本発明を具
体的に説明する。[Example] The present invention will be specifically described below with reference to an example not shown in FIGS. 1 and 2.

第１図は本発明を適用した４相のハイブリット形ステッ
ピングモータの固定子を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a stator of a four-phase hybrid stepping motor to which the present invention is applied.

本発明者はこれまでの各種ステッピングモータの設計の
経験を活かして考察している過程で１本発明の基本的な
技術思想として１回転子磁極の極歯数Ｚを３０の倍数即
ち Ｚ＝３０ｍ・・・・・　・・　　（２）（ｍは正の整数
ン としたとき７ステツプ角θ８は４相だからθ、＝４５／
Ｚ（度）　・・　・（３）で定まるため、第２図示の第
１表に示すような実用性のある割り切れるステップ角が
得られることを発明した。The inventor of the present invention made use of his experience in designing various stepping motors in the process of considering the basic technical idea of the present invention, and determined that the number of pole teeth Z of one rotor magnetic pole is a multiple of 30, that is, Z = 30 m.・・・・・・ (2) (When m is a positive integer, 7 step angle θ8 is 4 phases, so θ, = 45/
Since it is determined by Z (degrees)... (3), it was invented that a practical and divisible step angle as shown in Table 1 shown in Figure 2 can be obtained.

また、さらにこの技術思想を基礎にして、各種用途に適
用するステッピングモータとしての適正な微小角を得る
ようにするため、固定子は１６極とし、４相巻線を施し
、１６極の磁極の満足すべき配設のための次の条件を考
えた。即ち。Furthermore, based on this technical concept, in order to obtain an appropriate small angle for a stepping motor that can be applied to various applications, the stator is made with 16 poles, 4-phase winding is applied, and the 16 magnetic poles are The following conditions for a satisfactory arrangement were considered. That is.

α−２２，５（１１６／Ｚ）・・・・（４）β−２２，
５（１±１０／Ｚ）・・・（５）の条件を満足する２種
類の角度α、βによって第１図示のように 一 α、α、β、α、α、β、α、βの順序の角度となるよ
うに固定子の１８０度の区間に配置される８個の磁極を
配分して形成し、これと点対称となるように他方の８個
の磁極も同様に配列するように構成するものである。α-22,5 (116/Z)...(4) β-22,
5(1±10/Z)...By using two types of angles α and β that satisfy the condition (5), one α, α, β, α, α, β, α, β can be calculated as shown in the first diagram. Eight magnetic poles are distributed and formed in a 180 degree section of the stator so that the angle is in the order, and the other eight magnetic poles are similarly arranged so as to be symmetrical with this. It consists of

１、作用コ 本発明のステッピングモータは上記のように構成され、
固定子巻線に対し４相の電力を供給して励磁すると、前
記（２）式で決まるステップ角θＢでステップ駆動され
る。1. Function The stepping motor of the present invention is constructed as described above,
When four-phase power is supplied to the stator windings to excite them, the stator windings are driven in steps at a step angle θB determined by the above equation (2).

参考迄に、］６極のハイブリッド形ステッピンクモータ
に本発明を適用し ｍ＝　４．　Ｚ＝　１２０．θ、＝＝　０．３７５度と
した場合の設計例を示すと、第３図示の第２表に示すよ
うになる。For reference, the present invention is applied to a 6-pole hybrid stepping motor with m=4. Z=120. A design example in the case where θ==0.375 degrees is shown in Table 2 shown in the third diagram.

同図第２表において、各記号は次の内容を表わすもので
ある。In Table 2 of the same figure, each symbol represents the following content.

ｎ：　１６個の各磁極の番号 Ｐ：３６０度を　１６等分した歯の部分でないコイルの
巻かれるスロワｌ〜を構成する部分の角変位置 Ａ・各１６極の先端の歯の位置であり、各１６極の例え
ば、同１番目の歯間の角度位置Ａ　：Ａに対応するもう
１つの位置例 ＡＩ、−Ａ、、−１→α−２１．３７５度β＝　２４．
３７５度 Ａ、−Ａ、、→α−２３．６２５度 β＝　２０．６２５度 同図表から分かる通り、微小角０．３７５度におけるス
テッピングモータをその適用用途に応じて各種の設計条
件中から最適のものを選択すれば良く、可成りその設計
条件に自由度があることが示されている。n: Number of each of the 16 magnetic poles P: Angular displacement position A of the part constituting the thrower l~ around which the coil is wound, which is not the part of the teeth that is obtained by dividing 360 degrees into 16 equal parts. It is the position of the tooth at the tip of each of the 16 poles. , For example, the angular position A between the first tooth of each of the 16 poles: Another position example AI corresponding to A, -A, -1→α-21.375 degrees β=24.
375 degrees A, -A, , → α - 23.625 degrees β = 20.625 degrees As can be seen from the same chart, the stepping motor at a minute angle of 0.375 degrees is optimized from among various design conditions depending on its application. It has been shown that there is a considerable degree of freedom in the design conditions.

［発明の効果］ 本発明の４相ハイブリッド形ステツピングモータは、基
本的には回転子磁極の極歯を３０の倍数となるよう設定
することであり、さらに、これに実用性を持たせるため
に、上記のように固定子磁極を１６極とし、その各磁極
の配設角度を２種類の角度α２βで定まる特定の条件を
満足するように構成したものであり１次のような優れた
効果を有する。[Effects of the Invention] The four-phase hybrid stepping motor of the present invention basically sets the pole teeth of the rotor magnetic poles to be a multiple of 30, and furthermore, in order to make this practical, In addition, as mentioned above, the stator magnetic poles are 16 poles, and the arrangement angle of each magnetic pole is configured to satisfy specific conditions determined by two types of angles α2β, and it has excellent effects such as the first order. has.

■実用的な１割り切れる数値となるステップ角の設定が
容易にできるため、インデックスやデバイダ−の用途に
使用されるステッピングモータの設計・製作が容易とな
った。■Since it is easy to set the step angle to a practical value that is divisible by 1, it has become easier to design and manufacture stepping motors used for index and divider applications.

■小型な構成で、微小となるステップ角を製作できる。■With a compact configuration, minute step angles can be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、この
内、第１図は固定子磁極の配設条件を示す縦断側面図、
第２図は回転子磁極の極歯数とステップ角の関係を示す
図表（第１表）、第３図はｍ＝　４．２＝　１２０　　
θＩｌ＝　０．３７５度とした場合の本発明ステッピン
グモータの設計条件を示す図表（第２表）である。 又　第４図は従来例を示すもので、その内（イ）は縦断
正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ＠面図である。 Ｓ：固定子 １０−１．１（１２゜ ：固定子磁極1 to 3 show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a vertical side view showing the arrangement conditions of stator magnetic poles;
Figure 2 is a chart (Table 1) showing the relationship between the number of pole teeth of the rotor magnetic poles and the step angle, and Figure 3 is m = 4.2 = 120.
It is a chart (Table 2) showing the design conditions of the stepping motor of the present invention when θIl = 0.375 degrees. Further, FIG. 4 shows a conventional example, in which (A) is a longitudinal sectional front view, and (B) is an A-A @ side view of (A). S: Stator 10-1.1 (12°: Stator magnetic pole

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] １．当該ステッピングモータの回転子磁極に形成する極
歯を３０の倍数に設定するようにしたことを特徴とする
４相ハイブリッド形ステッピングモータ。1. A four-phase hybrid stepping motor characterized in that the pole teeth formed on the rotor magnetic poles of the stepping motor are set to be a multiple of 30. ２．当該ステッピングモータの固定子の磁極数を１６個
設け， この固定子磁極の各磁極の配設角度を α＝２２．５（１±６／Ｚ） β＝２２．５（１±１０／Ｚ） の条件を満足する２種類の角度α，βによって，α，α
，β，α，α，β，α，βの順序の角度となるように１
８０度の区間に配置される８個の磁極を配分して形成し
，これと点対称となるように他方の８個の磁極も同様に
配列するように構成した請求項１記載の４相ハイブリッ
ド形ステッピングモータ。2. The number of magnetic poles of the stator of the stepping motor is 16, and the arrangement angle of each magnetic pole of this stator magnetic pole is α=22.5 (1±6/Z) β=22.5 (1±10/Z) By two types of angles α and β that satisfy the condition, α, α
, β, α, α, β, α, β so that the angles are in the order 1
The four-phase hybrid according to claim 1, wherein the four-phase hybrid is formed by distributing eight magnetic poles arranged in an 80-degree interval, and the other eight magnetic poles are arranged in the same way so as to be point symmetrical with this. type stepping motor.