(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状磁性体の内面から円中心に向け求心状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、該磁極の内、交互に形成された半数の夫々の先端部には軸方向の厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、上記第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極の夫々の先端部には軸方向の厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を上記第１の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成して、軸受に回転自在に支承した回転軸に固定した第１の回転子磁極と、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を前記第２の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成し、かつ、前記第１の回転子磁極とは相互に同極同士の極に対して１／４ピッチずらして前記回転軸に固定した第２の回転子磁極とを備えて構成したことを特徴とするインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
【請求項２】
円筒状磁性体の円筒外面から放射状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、該磁極の内、交互に形成された半数の夫々の先端部には軸方向の厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、上記第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極の夫々の先端部には軸方向の厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を上記第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成して、軸受に回転自在に支承した回転軸に固定した第１の回転子磁極と、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を前記第２の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成し、かつ、前記第１の回転子磁極とは相互に同極同士の極に対して１／４ピッチずらして前記回転軸に固定した第２の回転子磁極とを備えて構成したことを特徴とするアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
【請求項３】
請求項１記載のインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、前記固定子の磁極の数を６個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した６相６極のインナロータ形又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
Ｚ＝３ｎ±１
但し、ｎ≧１の整数である。
【請求項４】
請求項１記載のインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相永久磁石形ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、前記固定子の磁極の数を１２個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した６相１２極のインナロータ形又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
Ｚ＝６ｎ±４
但し、ｎ≧１の整数である。
【請求項５】
請求項１記載のインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相永久磁石形ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、前記固定子の磁極の数を１０個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した１０相１０極のインナロータ形又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
Ｚ＝５ｎ±２
但し、ｎ≧１の整数である。
【請求項６】
請求項１記載のインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相永久磁石形ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、前記固定子の磁極の数を２０個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した１０相２０極のインナロータ形又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
Ｚ＝１０ｎ±４
但し、ｎ≧１の整数である。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載のインナロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、環状部から求心状又は円筒状部から放射状に目的極数の所定形状に形成した磁極形成部の１個おき交互に、該磁極形成部の先端部に少なくとも１以上の極歯を形成した円板状磁性体板を所定枚数積層して第１の固定子部の鉄心を形成し、さらに、前記磁性体板と同一形状に形成した磁性体板を磁極形成ピッチ回転偏位して所定枚数積層して第２の固定子部の鉄心を形成し、各積層体を固定し、巻線を巻き回して固定子に構成したインナロータ形又はアウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータの構造に係り、特に、プリンター、高速ファックス、ＰＰＣ用複写機用等のように高速運転され、精密な位置決めを必要とするＯＡ機器等に最適な、高分解能を有するインナロータ形又はアウタロータ形永久磁石形ステッピングモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の用途に用いられる従来の永久磁石形ステッピングモータとしては図３３に示すように回転子の周囲に永久磁石をＮ極、Ｓ極交互に着磁した永久磁石形ステッピングモータ（以下モータと略称する）としてのクローポール形モータがある。
図３３において、３０は、回転子で回転軸３１と一体に構成され、表面に軸方向に着磁した同一幅の永久磁石３２が表面Ｎ極（Ｎと記載）と表面Ｓ極（Ｓと記載）を交互に所定数装着されている。
また、３３は固定子の一部を切り取って展開して示したものである。固定子３３は第１の単位固定子３３Ａ、第２の単位固定子３３Ｂの２個の単位固定子によって構成されている。各単位固定子３３Ａ、３３Ｂは同一構造であって、夫々両側を櫛歯状極歯３４ａ、３４ｂに形成した磁性鉄板３４によって回転子３０の周囲を所定間隙設けて巻き回した巻線３５Ａ、３５Ｂを覆っている。
【０００３】
上述の構造において、巻線３５Ａ、３５Ｂに所定方向に電流を流すと、この電流を流した単位固定子の櫛歯状極歯３４ａと３４ｂは、その電流方向によってＮ極又はＳ極に励磁されて磁極を形成する。従って、第１の単位固定子３３Ａと第２の単位固定子３３Ｂの巻線３５Ａ、３５Ｂに所定のステップに従ってパルス電流を供給することによって回転磁界が形成され、この回転磁界に吸引されて回転子の永久磁石３２が回転する。従って、このモータは回転し、また停止する。
【０００４】
図３４は、別の構造のモータのケーシングを除いて正面から見た構造を示している。
図３４において、４０はモータの回転子で回転軸４１と一体に構成され、直径方向に着磁した永久磁石４２を回転子４０の両端をＮ極（Ｎと記載）とＳ極（Ｓと記載）にして１組装着している。同図には永久磁石を１組のみ図示しているが、後述する固定子の極数に対応して所定数形成する場合がある。
また、４３ａ乃至４３ｄは夫々固定子の磁極であって、円筒状のバックヨーク４４の内部に求心状に形成され、各磁極４３ａ乃至４３ｄには夫々巻線４５ａ乃至４５ｄが巻き回されている。
なお、固定子の磁極４３ａ乃至４３ｄと回転子４０に形成した永久磁石の外周との間には所定の間隙を設けている。
【０００５】
上述の構造において、巻線４５ａ乃至４５ｄに所定方向に電流を流すと、この電流を流した巻線４５ａ乃至４５ｄを巻き回した磁極４３ａ乃至４３ｄの回転子４０に面した面には、電流を流した方向に対応した磁性でＮ極又はＳ極が形成される。従って、各巻線４５ａ乃至４５ｄに所定のシーケンスに従ってパルス電流を供給することによって回転磁界が形成され、この回転磁界に吸引されて回転子４０の永久磁石４２が回転する。従って、このモータは回転し、また停止する。この構造のモータが所定の巻線に１回電流を流すことによって回転子４０が回転するステップ角θＳは、固定子巻線の相数と回転子４０の永久磁石の対数によって（１）式のように表わされる。
θＳ＝３６０°／（Ｍ×２Ｚ）・・・・・・・・・・（１）
但し、Ｍは固定子の相数、Ｚは永久磁石の対数を示している。
従って、例えば図３４に示した構造では永久磁石対数Ｚ＝１であって、巻線を２組（２相）に構成するとＭ＝２になるので、ステップ角θＳは、
θＳ＝３６０°／（Ｍ×２Ｚ）＝９０°
となる。
【０００６】
図３５は従来の６相２４極モータにおけるモノファイラ巻きでの結線例を示している。即ち、１乃至２４は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示し、巻線１と巻線１３は同一方向に結線し、巻線７と巻線１９は逆方向に結線して端子Ａ、Ａ′に接続している。同様に、巻線２と巻線１４は同一方向に、巻線８と巻線２０は逆方向に結線して端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線１５は同一方向に、巻線９と巻線２１は逆方向に結線して端子Ｃ、Ｃ′に接続し、巻線４と巻線１６は同一方向に、巻線１０と巻線２２は逆方向に結線して端子Ｄ、Ｄ′に接続し、巻線５と巻線１７は同一方向に、巻線１１と巻線２３は逆方向に結線して端子Ｅ、Ｅ′に接続し、巻線６と巻線１８は同一方向に、巻線１２と巻線２４は逆方向に結線して端子Ｆ、Ｆ′に接続している。
【０００７】
図３６は図３５に示したような結線における６相モータの１相励磁における励磁シーケンス例を示している。
図３６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。
縦方向は前述した各引出線を順次記し、各引出線を記す横軸には、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。
同図に示す各四辺形において、各引出線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′へ電流を流すことを示し、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３６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θＳずつ回転する。
【０００８】
図３７は従来の２０相４０極モータにおけるモノファイラ巻きでの結線例を示している。即ち、１乃至４０は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示し、巻線１と巻線２１を直列結線した回路は端子Ａ、Ａ′に接続している。また、巻線２と巻線２２を直列結線した回路は端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線２３を直列結線した回路は端子Ｃ、Ｃ′に接続し、以降同様に２個ずつの巻線を直列結線した回路が夫々Ｄ、Ｄ′乃至Ｔ、Ｔ′に接続している。
【０００９】
図３８は図３７に示したような結線における２０相モータの１相励磁における励磁シーケンス例を示している。
図３８において、横軸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２１まで示し、ステップ２２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順次記し、各引出線を記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。
同図に示す各四辺形において、各引出線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′へ電流を流すことを示し、また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３８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、モータは前述したように、このモータの構成で定まるステップ角θＳに基づいて回転する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したステップ角θＳ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θＳを微小にすることが必要であり、上述した以外にも相数や極数の設定及び永久磁石の構成等に各種の手段が講じられている。
ところで、上述の如き従来の構成によるモータのステップ角θＳ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θＳを小さくしようとすると、相数Ｍを多くするか、永久磁石の対数Ｚを多くしなければならない。
例えば、回転子の永久磁石の対数を１２にすると、従来の２相形モータでは、上記（１）式から
θＳ＝３６０°／（２×２×１２）＝７．５°になる。
ところで、回転子の永久磁石の対数は、永久磁石を回転子の外周面に着磁するための着磁ヨークの制約等から限界があり、無制限に対数を多くすることができない。
一般に、モータの外径が６０の場合は永久磁石の対数は５０が限度であった。
【００１１】
また、永久磁石の対数を多く設けた回転子を使用した多相モータでは、固定子の磁極数を多くしなければならない。
例えば、６相モータの場合は２４極の固定子、１０相モータの場合は４０極の固定子が必要になる。そのため、図３５、図３７に示したように巻線の数が多くなるので接続が複雑になる等の原因でコストアップになるという問題があった。そのため、現実には永久磁石の対数を多くしたステップ角の小さいモータは製品化されていないという問題があった。
本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決し、永久磁石の対数を多く設けた回転子を使用した多相モータの、ステップ角が小さくできるようにして高分解能で、高精度の多相永久磁石形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】
上記課題を解決するために、本発明に基づくインナロータ形永久磁石形ステッピングモータは、環状磁性体の内面から円中心に向け求心状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、これらの磁極の内、交互に形成された半数の夫々の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記と同数の極歯を等ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を第１の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成して、軸受に回転自在に支承した回転軸に固定した第１の回転子磁極と、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を第２の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成し、かつ、第１の回転子磁極とは相互に同極同士の極に対して１／４ピッチずらして前記回転軸に固定した第２の回転子磁極とを備えて構成した。
【００１３】
また、アウタロータ形多相永久磁石形ステッピングモータは、円筒状磁性体の円筒外面から放射状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上複数の磁極を形成し、これらの磁極の内、交互に形成された半数の夫々先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記と同数の極歯を等ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を第１の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成して、軸受に回転自在に支承した回転軸に固定した第１の回転子磁極と、軸方向に着磁した２Ｚ個の永久磁石を第２の固定子部の極歯前面との間に所定間隙を設け対応させてＮ極Ｓ極を交互に円筒状に構成し、かつ、第１の回転子磁極とは相互に同極同士の極に対して１／４ピッチずらして前記回転軸に固定した第２の回転子磁極とを備えて構成した。
【００１４】
さらに、６極６相のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータは、固定子の磁極の数を６個に形成し、回転子の永久磁石対数Ｚを、下記（２）式の関係を満足するように形成するのが望ましい。同様に、６相１２極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータは、固定子の磁極の数を１２個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下記（３）式の関係を満足するように形成するのが、また、１０相１０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータは、固定子の磁極の数を１０個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下記（４）式の関係を満足するように形成するのが、また、１０相２０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータは、固定子の磁極の数を２０個に形成し、各回転子磁極の永久磁石対数Ｚを、下記（５）式の関係を満足するように形成するのが夫々望ましい。
Ｚ＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｚ＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｚ＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｚ＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
但し、上記（２）式乃至（５）式において、ｎはｎ≧１の整数である。
【００１５】
この場合、上述した固定子は、求心状又は放射状に形成した磁極形成部の１個おきに極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに上述の磁性体板と同一形状に形成した磁性体板を磁極形成ピッチ回転させ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するのが望ましい。
【００１６】
即ち、下記条項を満足するように構成する。
▲１▼固定子の巻線の相数は６又は１０とする。
▲２▼回転子は２個の円筒状に形成した単位回転子によって構成し、各単位回転子は外周面にＺ個のＮ極とＺ個のＳ極を交互に軸方向に着磁し、夫々の単位回転子は同極同士の極に対して１／４ピッチ偏位させて構成する。
▲３▼固定子は環状のヨーク内周に求心状に、又は円筒状のヨークの外周に放射状に所定個（Ｑ個）の磁極を形成し、各隣接する磁極は交互に軸方向左右の厚みの半分の極歯を欠如させるようにする。
▲４▼固定子の磁心は磁極形成部一つおきの先端部に極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに、この磁性体板と同一形状に形成した磁性体板を磁極形成ピッチ回転させて所定枚数積層して、各積層体を固定して構成する。
▲５▼上記のＱ＝６で６相巻線の場合は上記（２）式を満足させる。
▲６▼上記のＱ＝１２で６相巻線の場合は上記（３）式を満足させる。
▲７▼上記のＱ＝１０で１０相巻線の場合は上記（４）式を満足させる。
▲８▼上記のＱ＝２０で１０相巻線の場合は上記（５）式を満足させる。
▲９▼上記の条件はアウタロータ形モータ、インナロータ形モータの双方に適用させる。
【００１７】
上述のように構成すると、インナロータ形でもアウタロータ形でも製作が可能であって、固定子の磁極の数を増大することなく多相ステッピングモータとしての機能が発揮される。
従って、小型で精度の良い高分解能のステッピングモータが得られる。
また、製作コストを低減でき、さらに、回転子の永久磁石対数（回転子の磁極対数に対応する）を多く備えなくても、２相、３相、５相モータに比べて微小ステップのステッピングモータが得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図示する第１乃至第５の発明の実施の形態によって、本発明を詳細に説明する。
実施の形態１：
図１は本発明に基づき構成した６相６極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータの縦断正面図、図２には図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、ケーシング１は内部に固定子ＳＡの環状に形成されたヨーク部２でケーシング１と一体に結合されている。
固定子ＳＡはヨーク部２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θＡで求心状に形成されている。
各磁極には詳細を後述するように、パルス電流を流して所定の方向に順次磁化するための励磁用巻線４Ａ１〜４Ａ６（図１には代表して符号４Ａで示す）が巻き回されている。
固定子ＳＡは、図１に示すように軸方向に第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２の２部によって構成している。
第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２夫々の幅は、このステッピングモータの構造等に対応して、夫々が正しく１／２に構成しても、詳細を後述するように回転子の構造に対応してステッピングモータとして機能が得られれば若干の偏差があっても良い。
また、各磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５及び３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の先端部には、このモータの構造特性に対応した少なくとも１以上の数の極歯３Ａａが図３に示すように軸方向のほぼ１／２ずつ交互に夫々等しい間隔角度で形成されている。
【００１９】
図３は、固定子磁極の先端部の形状を示すもので、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の１つ、例えば磁極３Ａ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には上述した偶数番目の磁極３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の１つ、例えば磁極３Ａ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ａ１の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ１の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠いている。
また、同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ａ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した、磁極３Ａ２の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ２の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠くように形成している。
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。
また、上述した各磁極に付した符号の末尾の番号は、説明の便宜上特定の磁極から順次付けたものであって、どの磁極から番号をつけても良いことは当然である。
【００２０】
図１、図２に戻り、ケーシング１の両端にはエンドカバー５、６が一体に結合されている。
エンドカバー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は回転軸８を回転自在に支承している。
回転軸８には、固定子ＳＡの半分である第１の固定子部ＳＡ１に対向させた位置に固定子ＳＡ１に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隙をあけて第１の単位回転子ＲＡＡを結合しており、固定子ＳＡの他の半分である第２の固定子部ＳＡ２に対向させた位置に固定子ＳＡ２に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隙をあけて第２の単位回転子ＲＡＢを結合している。
第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢは同一構造である。
第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢには、夫々回転軸８の表面に保持材９を介して磁性体で形成したバックヨーク１０を固定し、バックヨーク１０の表面には、前述した固定子ＳＡ２に形成した極歯３Ａａの数とピッチに対応した対数の回転軸８の軸方向に着磁した永久磁石１１Ａを表面がＮ極Ｓ極交互に整列するようにして固定している。
第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石１１Ａと第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石１１Ａとは詳細を後述するように同極同士の極に対して１／４ピッチ偏位させて構成されている。
【００２１】
次に、図４を参照して固定子ＳＡを構成する固定子鉄心の製作方法の一例を説明する。
図４は固定子鉄心を構成するための磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＰＡを示している。即ち、固定子鉄板ＰＡは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＡａを設けた同一形状の磁極部ＰＡ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＡ２とを交互に各３個、総計で６個求心状に形成している。
従って、相互に隣接する磁極部ＰＡ１と磁極部ＰＡ２との間隔角度θＡは３６０°／６  即ち６０°に形成されている。
図４に示す形状の固定子鉄板ＰＡを所定枚数極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち第１の固定子部ＳＡ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の形成体に対して磁極部のピッチ、即ち６０°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ＰＡを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち第２の固定子部ＳＡ２を構成する鉄心を形成する。
従って、このように形成した固定子鉄心は、図３によって述べたように構成される。固定子鉄板ＰＡは磁性材板からプレスによる打ち抜き加工によって製作すれば良い。
【００２２】
図５は第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石１１Ａと第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石１１Ａとの位置関係を示している。
図５において、ＲＡＡ′は第１の単位回転子ＲＡＡを展開した一部を、ＲＡＢ′は第１の単位回転子ＲＡＡに並列して構成される第２の単位回転子ＲＡＢを展開した一部を夫々示している。
図５に示すＮは各単位回転子に形成した永久磁石（図１、図２に示した符号１１Ａ）の固定子側に形成されるＮ極、Ｓは各単位回転子に形成した永久磁石の固定子側に形成されるＳ極を夫々示している。
即ち、第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石１１Ａと第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石１１Ａとは同極同士の極に対して１／４ピッチ偏位させて構成されているので、図５に示すように、各単位回転子に形成する永久磁石の同極間のピッチ（角度）をτＲＡとすると、例えば、第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石のＮ極と第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石Ｎ極との偏位角度は、τＲＡ／４になる。
上述した各単位回転子に形成する永久磁石の対数をＺとすると、永久磁石の同極間のピッチτＲＡは（６）式によって示される。
τＲＡ＝３６０°／Ｚ・・・・・・・・・・・（６）
【００２３】
上述した固定子の極歯と回転子の永久磁石対との相互位置関係を、固定子の磁極と回転子の永久磁石部を展開して示している図６によって説明する。
即ち、図６（Ａ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の永久磁石の同極間のピッチτＲＡ１との関係が下記（７）式によって示される条件の場合である。同様に、同図（Ｂ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の永久磁石の同極間のピッチτＲＡ２との関係が下記（８）式によって示される条件の場合を、同図（Ｃ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の永久磁石の同極間のピッチτＲＡ３との関係が下記（９）式によって示される条件の場合を夫々示している。
τＲＡ＝τＳＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
０．７５τＲＡ≦τＳＡ＜τＲＡ・・・・・・・・・・・・（８）
τＲＡ＜τＳＡ≦１．２５τＲＡ・・・・・・・・・・・・（９）
図６の各図において、θＡは固定子の磁極間のピッチ、３Ａｂ１は固定子ＳＡを形成する磁極部３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の内の所定の一つの極歯存在部で３Ａｃ１は極歯非存在部、３Ａｂ２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存在部、３Ａｃ２は極歯非存在部を夫々示している。
また、ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３は夫々第１の単位回転子で、Ｎは永久磁石のＮ極、ＳはＳ極を示し、ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３は夫々第２の単位回転子で、Ｎは永久磁石のＮ極、ＳはＳ極を示している。
【００２４】
上述した（７）式の条件における状態を示す図６（Ａ）において、τＳＡは固定子の極歯のピッチを示し、τＲＡ１は各単位回転子の永久磁石の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ１は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極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θＡは３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１０）式で示される条件の場合、間隔角度αＡ１は（τＲＡ１）／１２になる。
ＺＡ１＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
但し、ＺＡ１は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２５】
また、（８）式の条件における状態を示す図６（Ｂ）においては、固定子は図６（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ２は各単位回転子の永久磁石の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ２は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１１）式で示される条件の場合、αＡ２は（τＲＡ２）／１２になる。
ＺＡ２＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
但し、ＺＡ２は各単位回転子の永久磁石磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２６】
また、（９）式の条件における状態を示す図６（Ｃ）においては、固定子は図６（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ３は各単位回転子の永久磁石の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ３は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１２）式で示される条件の場合、αＡ３は（τＲＡ３）／１２になる。
ＺＡ３＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１２）
但し、ＺＡ３は各単位回転子の永久磁石磁極の対数、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の永久磁石の対数（Ｚで示す）と、このモータのステップ角との関係を示している。
【００２８】
図８は本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。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４Ａ４の引出線、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ａ５の引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ａ６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。
【００２９】
次に、上述した構成のモータの駆動動作を図９、図１０によって説明する。  図９は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を示し、図示したステップに従ってモータの駆動が実行される。
同図において、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を順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、下側に示す四辺形は、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９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回転する。
【００３０】
図１０は上述した実施の形態に基づくモータの、前述した（７）式に記した条件である固定子の極歯のピッチτＳＡと回転子の永久磁石の同一極間のピッチτＲＡが等しい場合の、固定子と回転子との位置関係を展開して示していて、横方向には左から右に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。
縦方向には、図９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、固定子の磁極全体図に拡大して示し、上段から各磁極の片半分部である第１の固定子部ＳＡ１、第１の単位回転子ＲＡＡ１、各磁極の他の片半分部である第２の固定子部ＳＡ２、第２の単位回転子ＲＡＢ１の順で示している。
従って、上段に示した第１の固定子部ＳＡ１は左から各磁極の極歯の存在部と極歯を欠いた部分が３Ａｂ１、３Ａｃ２、３Ａｂ３、３Ａｃ４、３Ａｂ５、３Ａｃ６、３Ａｂ１の順で示される。また、その下段に示した第２の固定子部ＳＡ２は左から各磁極の極歯を欠いた部分と極歯の存在部が３Ａｃ１、３Ａｂ２、３Ａｃ３、３Ａｂ４、３Ａｃ５、３Ａｂ６、３Ａｃ１の順で示される。
また、各単位回転子に示したＮは永久磁石の固定子側がＮ極に着磁された磁極部、Ｓは永久磁石の固定子側がＳ極に着磁された磁極部を夫々示し、モータの回転状況を示すために第１の単位回転子の所定の極歯Ｎを丸で囲んで示している。また、固定子の磁極に記したＮは夫々の磁極に巻き回した巻線に励磁電流を流すことによってＮ極に着磁された極歯、Ｓは同様に巻線に励磁電流を流すことによってＳ極に着磁された極歯を夫々示している。
【００３１】
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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の永久磁石のＮ極が吸引される。
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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ２に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の永久磁石のＮ極が吸引される。
従って、ステップ１からステップ２に進むことによって、回転子は段落番号
【００２４】で示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ２の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ角（τＲＡ１）／１２回転する。
【００３２】
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がＮ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ３に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の永久磁石のＳ極が吸引される。
第１の単位回転子の永久磁石と第２の単位回転子の永久磁石とは１／４ピッチ偏位させているので、ステップ２からステップ３に進むことによって、回転子は上記の間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ３の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の２倍角度２×（τＲＡ１）／１２回転する。
【００３３】
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がＮ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ４に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の永久磁石のＳ極が吸引される。
従って、ステップ３からステップ４に進むことによって、回転子は上記の間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ４の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の３倍角度３×（τＲＡ１）／１２回転する。
【００３４】
以下、図９に示した順序を繰り返して励磁用巻線に励磁電流を供給することによって、モータはステップ角である（τＲＡ１）／１２ずつ回転を継続する。（８）式、（９）式の条件に対しても上記と同様に説明ができる。
【００３５】
実施の形態２：
次に、本発明を６相１２極のインナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した実施の形態２を図１１乃至図１７によって説明する。
なお、実施の形態１（６相６極モータ）について説明した内容を、本実施の形態２における６相１２極モータに転換し、容易に理解できる事項である構造や動作については、その図示説明は省略する。また、実施の形態１で示した要素機能と同等の要素機能は同一の符号を使用し、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して詳細説明は省略する。
図１１は６相１２極モータの縦断正面図、図１２は図１１のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１１、図１２において、ＳＢは後述するように磁極の回転軸方向の１／２又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯を形成した固定子である。
固定子ＳＢは環状のヨーク部２の内方向に１２個の磁極３Ｂ１〜３Ｂ１２が等しい角度間隔で求心状に形成され、各磁極は交互に形成位置を交差させて少なくとも１以上の数の極歯３Ｂａを形成している。
即ち、磁極３Ｂ１、３Ｂ３、３Ｂ５、３Ｂ７、３Ｂ９、３Ｂ１１には同一側である第１の固定子部ＳＢ１に極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ２、３Ｂ４、３Ｂ６、３Ｂ８、３Ｂ１０、３Ｂ１２には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＢ２に極歯３Ｂａを設けている。
各磁極には巻線４Ｂ１乃至４Ｂ１２が巻き回されている。
上述した各磁極に設けた符号末尾の番号は固定子のどの磁極を基準にして定めるようにしても良いことは当然である。
【００３６】
図１３は固定子ＳＢの磁極部の構造を示すもので、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ｂ１、３Ｂ３等の内の１つ、例えば磁極３Ｂ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には上述した偶数番目の磁極３Ｂ２、３Ｂ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｂ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
なお、図１３に示す磁極部は図３に示す実施の形態１の磁極部と同等に構成すれば良い。
【００３７】
次に、図１４を参照して固定子ＳＢを構成する固定子鉄心の製作方法の例を説明する。
同図に示すように、本実施の形態の場合では、固定子鉄板ＰＢは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＢａを設けた同一形状の磁極部ＰＢ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＢ２とを交互に各６個、総計で１２個求心状に形成している。
従って、相互に隣接する磁極部ＰＢ１と磁極部ＰＢ２との間隔角度θＢは３６０°／１２  即ち３０°に形成し、固定子鉄板ＰＢを所定枚数極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＢ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、即ち３０°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ＰＢを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち第２の固定子部ＳＢ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００３８】
回転軸８は固定子ＳＢの半分である第１の固定子部ＳＢ１に対向させた位置に、固定子ＳＢ１に形成した極歯３Ｂａの表面との間に所定間隙をあけて第１の単位回転子ＲＢＡを結合しており、固定子ＳＢの他の半分である第２の固定子部ＳＢ２に対向させた位置に固定子ＳＢ２に形成した極歯３Ｂａの表面との間に所定間隙をあけて第２の単位回転子ＲＢＢを結合している。
第１の単位回転子ＲＢＡ及び第２の単位回転子ＲＢＢは同一構造であって、表面に装着した永久磁石１１Ｂの対数以外の構造は実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００３９】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、実施の形態１に示した（７）式、（８）式、（９）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τＲＡをτＲＢに、符号τＳＡをτＳＢに変換させた下記（１３）式、（１４）式、（１５）式夫々の条件において、図６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永久磁石対との関係が示される。
τＲＢ＝τＳＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
０．７５τＲＢ≦τＳＢ＜τＲＢ・・・・・・・・・・・（１４）
τＲＢ＜τＳＢ≦１．２５τＲＢ・・・・・・・・・・・（１５）
【００４０】
即ち、固定子の極歯と回転子の永久磁石対との相互位置関係は実施の形態１について、図６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に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｂｂ１、３Ｂｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｂｃ１、３Ｂｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＢ＝３６０°／１２に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＢに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＢＡ１、ＲＢＡ２、ＲＢＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＢＢ１、ＲＢＢ２、ＲＢＢ３に、回転子の永久磁石のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＢ１、τＲＢ２、τＲＢ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＢ１、αＢ２、αＢ３に夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００４１】
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永久磁石の磁極のピッチの関係が（１３）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（３）式で示したように下記（１６）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ１は（τＲＢ１）／１２になる。
ＺＢ１＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６）
但し、ＺＢ１は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４２】
また、固定子の極歯と回転子の永久磁石の磁極のピッチの関係が（１４）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（３）式で示したように下記（１７）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ２は（τＲＢ２）／１２になる。
ＺＢ２＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７）
但し、ＺＢ２は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４３】
また、固定子の極歯と回転子の永久磁石の磁極のピッチの関係が（１５）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（３）式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の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ３は（τＲＢ３）／１２になる。
ＺＢ３＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１８）
但し、ＺＢ３は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４４】
図１５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永久磁石の磁極の対数（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。
【００４５】
図１６は本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。
図１６において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｂ１と巻線４Ｂ７とを直列結線した回路の引出線、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｂ２と巻線４Ｂ８とを直列結線した回路の引出線、以下、同様に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４Ｂ５と巻線４Ｂ１１とを、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｂ６と巻線４Ｂ１２とを直列結線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において、図９によって示したフローと同様、図１７に示す１相励磁の場合の励磁シーケンスのステップに従ってバイポーラ駆動される。
図１７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までを示し、ステップ１６以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に示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。
従って、図１７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回転する。
即ち、その動作は、例えば実施の形態１の説明で図１０に示した展開図に上述した段落番号３５乃至４５の説明を参照して固定子の磁極を６極分追加し、回転子の永久磁石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１７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（τＲＢ１）／１２ずつ歩進して回転を継続し、１２パルスで極歯１ピッチ分回転する。
【００４７】
実施の形態３：
次に、本発明を１０相１０極タインナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した実施の形態３を図１８乃至図２４によって説明する。
なお、実施の形態１及び２を参照する場合は、６相６極モータ及び６相１２極モータについて説明した内容を１０相１０極モータに転換し容易に理解できる事項である構造や動作については、その図示説明は省略する。
また、実施の形態１で示した要素機能と同等の要素機能は同一の符号、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記し、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等を参照し、磁極や磁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１８は１０相１０極モータの縦断正面図を、図１９は図１８のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１８、図１９において、ＳＣは後述するように磁極の回転軸方向の１／２又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯を形成した固定子である。
固定子ＳＣは環状のヨーク部２の内方向に１０個の磁極３Ｃ１〜３Ｃ１０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少なくとも１以上の数の極歯３Ｃａを設けている。
即ち、磁極３Ｃ１、３Ｃ３、３Ｃ５、３Ｃ７、３Ｃ９には同一側である第１の固定子部ＳＣ１に極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ２、３Ｃ４、３Ｃ６、３Ｃ８、３Ｃ１０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＣ２に極歯３Ｃａを設けている。
上記各磁極には、巻線４Ｃ１〜４Ｃ１０が巻き回されている。
上述した各磁極に付した符号の末尾の番号は実施の形態１及び２と同様、固定子のどの磁極を基準にして定めるようにしても良いことは当然である。
【００４９】
図２０に固定子ＳＣの磁極部の構造を示している。即ち、図２０において、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ｃ１、３Ｃ３等の内の１つ、例えば磁極３Ｃ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には前述した偶数番目の磁極３Ｃ２、３Ｃ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｃ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
【００５０】
図２１は本実施の形態の固定子鉄心の製作方法を示すものである。
同図において、ＰＣは固定子鉄板、ＰＣａは極歯、ＰＣ１及びＰＣ２は磁極部で、固定子鉄板ＰＣは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＣａを設けた同一形状の磁極部ＰＣ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＣ２とを交互に各５個、総計で１０個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＣ１と磁極部ＰＣ２との間隔角度θＣは３６０°／１０  即ち３６°に形成した上、固定子鉄板ＰＣを所定枚数極歯ＰＣａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＣ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、即ち３６°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ＰＣを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＣａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち第２の固定子部ＳＣ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００５１】
回転軸８には、実施の形態１及び２と同様、第１の単位回転子ＲＣＡと第２の単位回転子ＲＣＢが結合されている。
第１の単位回転子ＲＣＡ及び第２の単位回転子ＲＣＢは同一構造であって、表面に装着した永久磁石１１Ｃの対数以外の構造は実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００５２】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、実施の形態１に示した（７）式、（８）式、（９）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τＲＡをτＲＣに、符号τＳＡをτＳＣに変換させた下記（１９）式、（２０）式、（２１）式夫々の条件において、図６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永久磁石対との関係が示される。
τＲＣ＝τＳＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１９）
０．７５τＲＣ≦τＳＣ＜τＲＣ・・・・・・・・・・・（２０）
τＲＣ＜τＳＣ≦１．２５τＲＣ・・・・・・・・・・・（２１）
【００５３】
即ち、固定子の極歯と回転子の永久磁石対との相互位置関係は実施の形態１について図６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に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｃｂ１、３Ｃｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｃｃ１、３Ｃｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＣ＝３６０°／１０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＣに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＣＡ１、ＲＣＡ２、ＲＣＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＣＢ１、ＲＣＢ２、ＲＣＢ３に、回転子の永久磁石のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＣ１、τＲＣ２、τＲＣ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＣ１、αＣ２、αＣ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００５４】
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永久磁石の磁極のピッチの関係が（１９）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（４）式で示したように、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の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ１は（τＲＣ１）／２０になる。  ＺＣ１＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２２）
但し、ＺＣ１は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００５５】
また、固定子の極歯と回転子の永久磁石の磁極のピッチの関係が（２０）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（４）式で示したように、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の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ２は（τＲＣ２）／２０になる。
ＺＣ２＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２３）
但し、ＺＣ２は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、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永久磁石の磁極の回転子のピッチの関係が（２１）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（４）式で示したように、下記（２４）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ３は（τＲＣ３）／２０になる。
ＺＣ３＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２４）
但し、ＺＣ３は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００５７】
図２２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。
【００５８】
図２３は本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。
同図において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｃ１の引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｃ２の引出線、以下、同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｃ３の、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｃ４の、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｃ５の、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｃ６の、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｃ７の、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｃ８の、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｃ９の、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パルス出力回路が接続される。
【００５９】
本実施の形態におけるモータの駆動は、図２４に示す１相励磁の場合の励磁シーケンスのステップに従ってバイポーラ駆動される。
図２４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順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に記す四辺形は、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２４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、本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、例えば実施の形態１の説明で図１０に示した展開図を、上
述した段落番号
【００４７】乃至
【００５８】における説明を参照して固定子の磁極を１０極に変換し、回転子の永久磁石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２４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（τＲＣ１）／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。
【００６０】
実施の形態４：
次に、本発明を１０相２０極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した実施の形態４を図２５乃至図３１によって説明する。
この場合、実施の形態１（６相６極）、実施の形態３（１０相１０極モータ）で説明した内容等を本実施の形態の１０相２０極モータに転換して容易に理解できる事項である構造や動作については、その図示説明は省略する。
また、実施の形態１で示した要素機能と同等の要素機能は同一の符号、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して、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等を参照し、磁極や磁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。
【００６１】
図２５は１０相２０極モータの縦断正面図を、図２６は図２５のＸ−Ｘ′断面を示している。
図２５、図２６において、ＳＤは磁極の回転軸方向の１／２又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯を形成した固定子である。
固定子ＳＤはヨーク部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、形成位置を交差させて少なくとも１以上の数の極歯３Ｄａを形成している。
即ち、磁極３Ｄ１、３Ｄ３、３Ｄ５、３Ｄ７、３Ｄ９、３Ｄ１１、３Ｄ１３、３Ｄ１５、３Ｄ１７、３Ｄ１９には同一側である第１の固定子部ＳＤ１に極歯を設け、磁極３Ｄ２、３Ｄ４、３Ｄ６、３Ｄ８、３Ｄ１０、３Ｄ１２、３Ｄ１４、３Ｄ１６、３Ｄ１８、３Ｄ２０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＤ２に極歯を設けている。
上記の各磁極には実施の形態１と同様、巻線４Ｄ１乃至４Ｄ２０が巻き回されている。
上記した各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１乃至実施の形態３と同様、固定子の磁極のどこを基準にして定めるようにしても良いことは当然である。
【００６２】
図２７に固定子ＳＤの磁極部の構造を示している。即ち、図２７において、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ｄ１、３Ｄ３等の内の１つ、例えば磁極３Ｄ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には前述した偶数番目の磁極３Ｄ２、３Ｄ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｄ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
【００６３】
次に、図２８を参照して本実施の形態の固定子ＳＤを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
同図において、ＰＤは固定子鉄板、ＰＤａは極歯で、固定子鉄板ＰＤは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＤａを設けた同一形状の磁極部ＰＤ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＤ２とを交互に各１０個、総計で２０個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＤ１と磁極部ＰＤ２との間隔角度θＤは３６０°／２０  即ち１８°に形成した上、固定子鉄板ＰＤを所定枚数極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＤ１を構成する鉄心を形成する。次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、即ち１８°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ＰＤを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＤ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００６４】
回転軸８には、実施の形態１乃至実施の形態３と同様、第１の単位回転子ＲＤＡと第２の単位回転子ＲＤＢが結合されている。
なお、第１の単位回転子ＲＤＡ及び第２の単位回転子ＲＤＢは同一構造であって表面に装着した永久磁石１１Ｄの対数以外の構造は実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００６５】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、実施の形態１に示した（７）式、（８）式、（９）式に対して本実施の形態を対応させて、符号τＲＡをτＲＤに、符号τＳＡをτＳＤに変換させた下記（２５）式、（２６）式、（２７）式夫々の条件において、図６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永久磁石対との関係が示される。
τＲＤ＝τＳＤ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２５）
０．７５τＲＤ≦τＳＤ＜τＲＤ・・・・・・・・・・・（２６）
τＲＤ＜τＳＤ≦１．２５τＲＤ・・・・・・・・・・・（２７）
【００６６】
即ち、固定子の極歯と回転子の永久磁石対との相互位置関係は実施の形態１について図６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に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｄｂ１、３Ｄｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｄｃ１、３Ｄｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＤ＝３６０°／２０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＤに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＤＡ１、ＲＤＡ２、ＲＤＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＤＢ１、ＲＤＢ２、ＲＤＢ３に、回転子の永久磁石のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＤ１、τＲＤ２、τＲＤ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＤ１、αＤ２、αＤ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００６７】
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永久磁石の磁極のピッチの関係が（２５）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（５）式で示したように、下記（２８）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ１は（τＲＤ１）／２０になる。  ＺＤ１＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２８）
但し、ＺＤ１は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６８】
また、固定子の極歯と回転子の永久磁石の磁極のピッチの関係が（２６）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（５）式で示したように、下記（２９）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ２は（τＲＤ２）／２０になる。
ＺＤ２＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２９）
但し、ＺＤ２は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６９】
また、固定子の極歯と回転子の永久磁石の磁極の回転子のピッチの関係が（２７）式で示される場合、回転子の永久磁石の磁極の対数を（５）式で示したように、下記（３０）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の永久磁石の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の永久磁石の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ３は（τＲＤ３）／２０になる。
ＺＤ３＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（３０）
但し、ＺＤ３は各単位回転子の永久磁石の磁極の対数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７０】
図２９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。
【００７１】
図３０は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。図３０において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｄ１と巻線４Ｄ１１とを直列結線した引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｄ２と巻線４Ｄ１２とを直列結線した引出線、以下、同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｄ３と巻線４Ｄ１３とを、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｄ４と巻線４Ｄ１４とを、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｄ５と巻線４Ｄ１５とを、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｄ６と巻線４Ｄ１６とを、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｄ７と巻線４Ｄ１７とを、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｄ８と巻線４Ｄ１８とを、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｄ９と巻線４Ｄ１９とを、Ｊ、Ｊ′は巻線４Ｄ１０と巻線４Ｄ２０とを直列結線した引出線であって、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。
【００７２】
本実施の形態におけるモータの駆動は、図３１に示す１相励磁の場合の励磁シーケンスのステップに従ってバイポーラ駆動される。
図３１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順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、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３１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、本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、例えば実施の形態１の説明で図１０に示した展開図を、上述した段落番号【００６０】乃至【００７１】における説明を参照して固定子の磁極を２０極に変換し、回転子の永久磁石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３１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（τＲＤ１）／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。
【００７３】
実施の形態５：
前述した実施の形態１乃至実施の形態４の各実施の形態では本発明の技術思想を夫々インナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した例について説明した。
本実施の形態は、本発明の技術思想をアウタロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した例を示すもので、以下、図３２によって説明する。
図３２は、前述した実施の形態１乃至４の説明に使用した図１、図１１、図１８及び図２５に対応しており、６極、１０極、１２極及び２０極等の極数の違いに対しては、インナロータ形モータについての各実施の形態を参照すれば、その極数の違いに基づく構造と特性の違いを容易に理解できるので、相数と極数は限定しないでインナロータ形モータとの違いを主体にしてアウタロータ形モータの構造を説明して機能の説明は省略する。
即ち、相数や極数の異なった各種のアウタロータ形モータについては、後述する固定子と回転子との相互位置の違いに基づく構造の違いを考慮して前述した各インナロータ形モータの実施の形態を参照すれば良い。従って、本実施の形態の説明では実施の形態１乃至実施の形態４で示した固定子の磁極の数に基づく構造の違いを説明する図２、図１２、図１９、図２６等のＸ−Ｘ′断面図の図示説明等は省略する。
【００７４】
図３２において、固定子ＳＫは円筒状に形成した保持材２０の外周に沿って形成されている。固定子ＳＫには等ピッチで、前述したインナロータ形モ−タに形成した磁極と類似形状の磁極２１が放射状に、そのモータの極数だけの数形成されている。
即ち、本実施の形態における磁極は、実施の形態１乃至４で説明したインナロータ形のモータの磁極が円筒状の内面に求心状に形成されていたのに対して、同一構成の磁極が円筒状の外面に放射状に形成されている。
即ち、各磁極２１は回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で１個おきの各磁極に少なくとも１以上の極歯２１ａを等ピッチで形成した第１の固定子部ＳＫ１と、この第１の固定子部ＳＫ１の極歯２１ａを形成した残りの１／２、又は、ほぼ１／２の幅で少なくとも１以上の磁極２１ａを形成した第１の固定子部ＳＫ１の磁極２１ａを形成した残りの磁極である第２の固定子部ＳＫ２によって構成されている。即ち、第１の固定子部の磁極と第２の固定子部の磁極とは交互に極歯の形成位置を交差させている。
各磁極２１には、励磁用巻線２２が巻き回されている。
【００７５】
円筒状に形成した固定子ＳＫの中心部に図示しない軸受けで回転自在に回転軸２３が支承されている。回転軸２３の片方の端部近傍に固定した垂直保持材２４には円筒状保持材２５が固定子ＳＫの表面を平行に覆うように形成されている。円筒状保持材２５の内面には、第１の固定子部ＳＫ１に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙をもうけて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の永久磁石２６がＮ極、Ｓ極交互に夫々バックヨーク２７を介して固定されて、第１の単位回転子ＲＫＡを形成している。また、第２の固定子部ＳＫ２に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙をもうけて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の永久磁石２６がＮ極、Ｓ極交互に夫々バックヨーク２７を介して固定されて、第２の単位回転子ＲＫＢを形成している。第１の単位回転子に装着した永久磁石と第２の単位回転子に装着した永久磁石とは、前述したインナロータ形モータと同様、夫々の同一極間のピッチの１／４回転し偏位されている。
従って、インナロータ形モータ同様、固定子の磁極に巻き回した巻線に順次電流を供給することによってインナロータ形モータ同様、その磁極の構成等の条件に従った特性で回転する。
即ち、本実施の形態に示す構造においても、実施の形態１乃至４の夫々に示したように、用途と必要特性に対応させ磁極と相数を設定して作動させることができる。
また、本実施の形態の固定子は、実施の形態１乃至４で説明したインナロータ形のモータの固定子に準じて構成すれば良い。
【００７６】
上述の各実施の形態は、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、固定子の鉄心は前述したように磁性材板を積層するのではなく、所定の形状に圧粉鉄心を焼結する等、適切な形成手段を使用しても良い等の各種の変形が考えられる。
【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永久磁石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、次のような優れた効果を有する。
▲１▼従来のインナロータ形又はアウタロータ形いずれの多相形ハイブリッド形ステッピングモータを得るにも、相数に対応する多数の固定子磁極が必要であったが、従来よりも大幅に減少させた少数の磁極で実現できるようになった。
▲２▼例えば、６相ステッピングモータには２４個の固定子磁極が必要であったが、６乃至１２個の固定子磁極で実現できるようになった。
▲３▼１０相ステッピングモータには４０個の固定子磁極が必要であったが、１０乃至２０個の固定子磁極で実現できるようになった。
▲４▼固定子磁極の数を減らすことができたので、多相ステッピングモータでありながら、その小型化が可能になった。
▲５▼固定子磁極の数を減らすことができたので、巻線の数が少なくなるので巻線の加工費が大幅に削減できる。
▲６▼上述の結果、従来製作困難であった多相ステッピングモータが安い価格で実現できる。
▲７▼上述のような固定子磁極の少ない多相ステッピングモータの実現が可能になったので、回転子の永久磁石対のピッチを小さくして多数設けなくても従来市販されている２相乃至５相ステッピングンモータよりも微少なステップ角が得られるようになった。
▲８▼微少なステップ角が得られるので、ステッピングモータの分解能が向上される。
▲９▼分解能の向上によって精度の良い回転制御が実現され、従来サーボモータに頼る必要のあった回転システムに対するステッピングモータの適用を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の６相６極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２】図１に示す６相６極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図３】実施の形態１における固定子の磁極先端部形状を説明する斜視図で、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４】実施の形態１における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５】実施の形態１における回転子を構成する２個の単位回転子相互の永久磁石の極性関係を示している回転子表面を拡大した概要展開図である。
【図６】実施の形態１における固定子の極歯と回転子の永久磁石の極性との位置関係を説明する展開説明図で、同図（Ａ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の永久磁石の磁極のピッチ（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永久磁石との位置関係を説明する固定子の磁極と回転子の永久磁石の展開図、同図（Ｂ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の永久磁石の磁極のピッチ（間隔角度）よりも小さく、かつ、回転子の永久磁石の磁極のピッチ（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永久磁石との位置関係を説明する固定子の磁極と回転子の永久磁石の展開図、同図（Ｃ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の永久磁石の磁極のピッチ（間隔角度）よりも大きく、かつ、回転子の永久磁石の磁極のピッチ（間隔角度）の１．２５倍に等しいか、より小さい場合における固定子の極歯と回転子の永久磁石との位置関係を説明する固定子の磁極と回転子の永久磁石の展開図である。
【図７】実施の形態１のステッピングモータにおいて、回転子の永久磁石の対数とステップ角との関係を示す図表である。
【図８】実施の形態１におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図９】実施の形態１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１０】実施の形態１における固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の永久磁石対のピッチ（間隔角度）が等しい場合において、図９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永久磁石の磁極との位置関係を説明する固定子の磁極と回転子の永久磁石の展開説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の６相１２極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１２】図１１に示す６相１２極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図１３】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斜視図で、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１４】実施の形態２における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１５】実施の形態２のステッピングモータにおいて、回転子の永久磁石の対数とステップ角との関係を示す図表である。
【図１６】実施の形態２におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図１７】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１８】本発明の実施の形態３の１０相１０極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１９】図１８に示す１０相１０極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２０】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斜視図で、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２１】実施の形態３における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２２】実施の形態３のステッピングモータにおいて、回転子の永久磁石の対数とステップ角との関係を示す図表である。
【図２３】実施の形態３におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図２４】実施の形態３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２５】本発明の実施の形態４の１０相２０極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２６】図２５に示す１０相２０極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２７】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斜視図で、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２８】実施の形態４における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２９】実施の形態４のステッピングモータにおいて、回転子の永久磁石の対数とステップ角との関係を示す図表である。
【図３０】実施の形態４におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図３１】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３２】本発明の実施の形態５のアウタロータ形永久磁石形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図３３】従来のクローポール形ハイブリッド形ステッピングモータ例の一部展開図である。
【図３４】従来のインナロータ形永久磁石形ステッピングモータ例の内部構造を示す正面図である。
【図３５】従来構造のインナロータ形６相２４極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３６】従来構造のインナロータ形６相ステッピングモータ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３７】従来構造のインナロータ形２０相４０極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２０相ステッピングモータ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。
【符号の説明】
２：ヨーク
３Ａ１〜３Ａ６、３Ｂ１〜３Ｂ１２、３Ｃ１〜３Ｃ１０、３Ｄ１〜３Ｄ２０、２１：固定子の磁極
３Ａａ、３Ｂａ、３Ｃａ、３Ｄａ、２１ａ：固定子の極歯
３Ａｂ、３Ａｂ１、３Ａｂ２、３Ｂｂ、３Ｃｂ、３Ｄｂ：固定子磁極の極歯存在部
３Ａｃ、３Ａｃ１、３Ａｃ２、３Ｂｃ、３Ｃｃ、３Ｄｃ：固定子磁極の極歯  非存在部
４Ａ１〜４Ａ６、４Ｂ１〜４Ｂ１２、４Ｃ１〜４Ｃ１０、４Ｄ１〜４Ｄ２０、２２：巻線
８、２３：回転軸
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、２６：永久磁石
Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′、Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′、Ｇ、Ｇ′、Ｈ、Ｈ′、Ｉ、Ｉ′、Ｊ、Ｊ′、：巻線の引出線
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ：磁性材板（固定子鉄板）
ＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１；磁性材板（固定子鉄板）の極歯存在部
ＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２；磁性材板（固定子鉄板）の極歯非在部
ＰＡａ、ＰＢａ、ＰＣａ、ＰＤａ；磁性材板（固定子鉄板）の極歯
ＲＡＡ、ＲＡＢ、ＲＢＡ、ＲＢＢ、ＲＣＡ、ＲＣＢ、ＲＤＡ、ＲＤＢ、ＲＫＡ、ＲＫＢ：単位回転子
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＫ：固定子
ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１、ＳＤ１、ＳＫ１：第１の固定子部
ＳＡ２、ＳＢ２、ＳＣ２、ＳＤ２、ＳＫ２：第２の固定子部
τＲＡ、τＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３：回転子の永久磁石同極間のピッチ（間隔角度）
τＳＡ：固定子磁極の極歯間のピッチ（間隔角度）
αＡ１、αＡ２、αＡ３：固定子の極歯と回転子の永久磁石の所定極との間隔角度
θＡ、θＢ、θＣ、θＤ：固定子の磁極間ピッチ（間隔角度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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