(57)【要約】      （修正有）【課題】二重回転子ステッピング・モーターを提供する。【解決手段】ステッピング・モーター１０は、反対方向に回転する２つの回転子１２、１３を含み、これらの回転子の１つ１３と固定子１１の間で小さい幅の運動を生ずる。前記第１回転子１２は、第１ピッチｐ１で分布される第１群の歯１２１および第２ピッチｐ２で分布される第２群の歯１２２を含んでいる。前記固定子１１は、前記ピッチｐ１で分布される複数ａ個の歯を含み、第３のピッチで分布され、かつ、前記第１群の前記歯１２１と連携することができるＮ個の固定子接点１１１〜１１４を含んでいる。前記第２回転子１３は、前記ピッチｐ２で分布される複数ｂ個の歯を含み、第４のピッチで分布され、かつ、前記第１回転子の前記第２群の前記歯１２２と連携することができるＮ個の回転子接点１３１〜１３４を含んでいる。【選択図】図１
2014117151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・  Ｎ個の固定子接点（１１１〜１１４、３１１〜３１４）を含む固定子（１１、３１）であって、ここでＮは３以上の整数である固定子（１１、３１）と、
・  軸（Ｘ、Ｙ）の周りで前記固定子（１１、３１）に対して運動することができる第１回転子（１２、３２）であって、第１のピッチｐ１で分布される第１群の歯（１２１）および第２のピッチｐ２で分布される第２群の歯（１２２）を含む第１回転子（１２、３２）と、
・  前記軸（Ｘ、Ｙ）の周りで前記第１回転子（１２、３２）に対して運動することができる第２回転子（１３、３３）であって、Ｎ個の回転子接点（１３１〜１３４、３１１〜３１４）を含む第２回転子（１３、３３）と
を含むステッピング・モーターであって、ただし、前記Ｎ個の固定子接点（１１１〜１１４、３１１〜３１４）は、ピッチｐ１で分布される複数ａ個の歯を含み、ここでａは整数であり、前記Ｎ個の固定子接点（１１１〜１１４、３１１〜３１４）は、前記固定子（１１、３１）の上にｐ１（ａ＋１／Ｎ）に等しい第３のピッチで分布され、前記第１群の前記歯（１２１）は、前記固定子接点（１１１〜１１４、３１１〜３１４）の１つと個別に整列されることができ、１つの整列から次の整列への移行は、前記第１回転子（１２、３２）の前記固定子（１１、３１）に対する第１の方向（Ｓ１）への前記ピッチｐ１／Ｎだけの移動を引き起こし、前記Ｎ個の回転子接点（１３１〜１３４、３１１〜３１４）は前記ピッチｐ２で分布される複数ｂ個の歯を含み、ここでｂは整数であり、前記Ｎ個の回転子接点（１３１〜１３４、３１１〜３１４）は、前記第２回転子（１３、３３）の上にｐ２（ｂ＋１／Ｎ）に等しい第４のピッチで分布され、かつ、前記第２群の前記歯（１２２）の１つと個別に整列されることができ、１つの整列から次の整列への前記移行は前記第２回転子（１３、３３）の前記第１回転子（１２、３２）に対する前記第１方向と反対の第２の方向（Ｓ２）への前記ピッチｐ２／Ｎだけの移動を引き起こすものとする、ステッピング・モーター。
【請求項２】
前記第３ピッチおよび前記第４ピッチが同一の値を有し、かつ、前記固定子（３１）、前記第１回転子（３２）および前記第２回転子（３３）間の前記運動が軸（Ｙ）の周りの回転運動である請求項１に記載のステッピング・モーター。
【請求項３】
各固定子接点（３１１〜３１４）が前記ピッチｐ１で歯の刻まれている内部表面をもつ第１リング部（３１Ａ）含み、前記リング部の前記歯が前記第１回転子（３２）の第１群の歯（３２６）と整列させられ得る請求項２に記載のステッピング・モーター。
【請求項４】
各固定子接点（３１１〜３１４）が前記ピッチｐ１で歯の刻まれている内部表面をもつ第２リング部（３１Ｂ）を含み、前記第２リング部（３１Ｂ）が前記軸（Ｙ）の周りに前記第１リング部（３１Ａ）に対して対称に配置されており、前記第２リング部（３１Ｂ）の前記歯が前記第１回転子（３２）の前記第１群の前記歯（３２６）と整列させられ得る請求項３に記載のステッピング・モーター。
【請求項５】
前記第１回転子（３２）および前記第２回転子（３３）が、それぞれ、前記軸（Ｙ）に沿って分布され、かつ、相互に電磁的に隔離されているＮ個の同心リング（３２１〜３２４、３３１〜３３４）を有し、前記第１リング部（３１Ａ）と前記第２リング部（３１Ｂ）との間に磁界が流れるようにするために各固定子接点（３１１〜３１４）の前記第１および第２リング部（３１Ａ、３１Ｂ）が前記第１回転子（３２）の前記リング（３２１〜３２４）の１つおよび前記第２回転子（３３）の前記リング（３３１〜３３４）の１つと整列される請求項４に記載のステッピング・モーター。
【請求項６】
前記第１回転子（３２）が前記軸（Ｙ）の周りに一体として回転する２つの部分（３２Ａ、３２Ｂ）を含み、その各部分が前記軸（Ｙ）に沿って分布され、かつ、相互に電磁的に隔離されているＮ個の同心リング（３２１〜３２４）を有し、各リングの外部表面が前記ピッチｐ１で分布され、かつ、種々のリング間で整列される歯を含み、各リングの内部表面が前記ピッチｐ２で分布され、かつ、種々のリング間で整列される歯を含み、前記第２回転子（３３）が前記軸（Ｙ）の周りに一体として回転する２つの部分（３３Ａ、３３Ｂ）を含み、前記第２回転子の各部分が前記Ｙ軸に沿って分布され、かつ、相互に電磁的に隔離されているＮ個の同心リング（３３１〜３３４）を含み、各リングの外部表面がピッチ前記ｐ２で分布され、かつ、相手リングの歯から前記ピッチｐ’２だけずらされている歯を含み、前記第１回転子（３２）の各リング（３２１〜３２４）が前記第２回転子（３３）の前記リング（３３１〜３３４）の１つと整列される請求項２に記載のステッピング・モーター。
【請求項７】
各固定子接点（３１１〜３１４）が４個の同心リング部（３１Ａ〜３１Ｄ）を含み、各リング部が前記ピッチｐ１で刻まれた歯を有し、各固定子接点において、前記第１リング部（３１Ａ）および前記第２リング部（３１Ｂ）が前記軸（Ｙ）の周りに対称に配置され、かつ、前記第１回転子（３２）の前記第１部分（３２Ａ）の前記リング（３２１〜３２４）の１つおよび前記第２回転子（３３）の前記第１部分（３３Ａ）の前記リング（３３１〜３３４）の１つと連携し、前記第３リング部（３１Ｂ）および前記第４リング部（３１Ｄ）が前記軸（Ｙ）の周りに対称に配置され、かつ、前記第１回転子（３２）の前記第２部分（３２Ｂ）の前記リング（３２１〜３２４）の１つおよび前記第２回転子（３３）の前記第２部分（３３Ｂ）の前記リング（３３１〜３３４）の１つと連携する請求項６に記載のステッピング・モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密機械作動装置の分野に属する。それは、高精度ステッピング・モーターに関しており、特に人工衛星の作動機構において使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星は、一般的に多数の作動装置を必要とする。これらの装置は、特に、パネル板を保管形態から展開形態に展開すること、照準機構を種々の方向に向けること、またはミラーなどの光学装置の要素を作動することに役立つであろう。一般的に、宇宙空間では、電力消費、信頼性、重量および寸法に関して制約が課される。また、作動装置は、高い精度を要求される場合が多い。それは、回転モーターの場合、小さい角分解能を意味する。ステッピング・モーターは、大気圏・宇宙空間応用における作動装置として一般的に使用される。特に、この型のモーターは、低摩擦、消費電力なしの位置保持の可能性、および制御の単純性など、多数の長所を有している。特に、特定の位置を保持するために自動制御を必要としない。ステッピング・モーターは、１度の数十分の一に達する小さい角分解能も有している。しかし、モーターの寸法および質量の増大には、角分解能の低下が伴う。また、より小さい角分解能が必要になることもあろう。１つの解決策は、ステッピング・モーターの出力に機械的減速歯車を追加することである。しかし、減速歯車の導入は、それに伴う摩擦によるエネルギー効率の低下および重量と寸法の増大を引き起こす。別の解決策は、ステッピング・モーターのマイクロステップ制御を行うことである。この解決策は、より高価な電子機器を必要とし、かつ、電源供給なしで保持トルクを維持することを可能にしない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの目的は、とりわけ、単純な機械設計および単純な電子制御、限定された寸法、および電力消費なしに位置を保持する可能性をもつ一方、非常に小さい角分解能を与えるステッピング・モーターを提案することにより前述の欠点のすべてまたは一部を除くことである。これを目的として、本発明の主題は、差動運動を行う二重回転子ステッピング・モーターである。より具体的には、本発明の主題は、以下を含むステッピング・モーターである：
・  Ｎ個の固定子接点を含む固定子（ここでＮは３以上の整数である）、
・  軸の周りで固定子に対して運動することができる第１回転子（この第１回転子は、第１ピッチｐ１で分布されている第１群の歯および第２ピッチｐ２で分布されている第２群の歯を含む）、および
・  前記軸の周りで第１回転子に対して運動することができる第２回転子（この第２回転子はＮ個の回転子接点を含む）。
Ｎ個の固定子接点は、ピッチｐ１で分布されている複数ａ個の歯を含み（ａは整数である）、Ｎ個の固定子接点は、ｐ１（ａ＋１／Ｎ）に等しい第３ピッチで固定子上に分布されており、第１群の歯は、固定子接点の１つと個別に整列させることができ、１つの整列から次の整列への移行は第１回転子の固定子に関する第１方向へのピッチｐ１／Ｎだけの運動を引き起こし、Ｎ個の回転子接点は、ピッチｐ２で分布されている複数ｂ個の歯を含み（ここでｂは整数である）、Ｎ個の回転子接点は、第２ローター上にｐ２（ｂ＋１／Ｎ）に等しい第４のピッチで分布されており、かつ、第２群の歯の１つと個別に整列させることができ、１つの整列から次の整列への移行は第２回転子の第１回転子に関する第２方向（第１方向と反対の方向）へのピッチｐ２／Ｎだけの運動を引き起こす。
【０００４】
１つの特定の実施形態によると、固定子、第１回転子および第２回転子間の運動は、軸の周りの回転運動である。
【０００５】
各固定子接点は、ピッチｐ１により歯が刻まれている内部表面をもつ第１リング部を含むことができ、このリング部の歯は、第１回転子の第１群の歯と整列させることができる。各固定子接点は、ピッチｐ１により歯が刻まれている内部表面をもつ第２リング部分も含むことができ、この第２リング部は軸の周りに第１リング部に対して対称的に配置されており、第２リング部の歯は第１回転子の第１群の歯と整列させることができる。したがって、第１回転子および第２回転子は、それぞれ、軸に沿って分布され、かつ、お互いに電磁的に隔離されているＮ個の同心リングをもつことができ、各固定子接点の第１および第２リング部は第１回転子のリングの１つおよび第２回転子のリングの１つと整列されており、それにより磁界が第１リング部と第２リング部との間に流れることができるようになっている。
【０００６】
１つの特定の実施形態によると、第１回転子は、軸の周りに一体として回転する２つの部分を含んでおり、各部分は、軸に沿って分布され、かつ、お互いに電磁的に隔離されているＮ個の同心リングを有している。各リングの外部表面は、ピッチｐ１で分布され、種々のリング間で整列される歯を有している。各リングの内部表面は、ピッチｐ２で分布され、種々のリング間で整列される歯を有している。第２回転子は、軸の周りに一体として回転する２つの部分を含んでおり、第２回転子の各部分は、軸に沿って分布され、かつ、お互いに電磁的に隔離されているＮ個の同心リングを有している。各リングの外部表面は、ピッチｐ２で分布され、かつ、相手リングの歯に対してピッチｐ’２だけずれている歯を含んでいる。第１回転子の各リングは、第２回転子のリングの１つと整列されている。
【０００７】
さらに、各固定子接点は４個の同心リング部を含むことができ、各リング部にはピッチｐ１で歯が刻まれている。各固定子接点において、第１リング部および第２リング部は軸の周りに対称に配置され、かつ、第１回転子の第１部分のリングの１つおよび第２回転子の第１部分のリングの１つと連携する。第３リング部および第４リング部は軸の周りに対称に配置され、かつ、第１回転子の第２部分のリングの１つおよび第２回転子の第２部分のリングの１つと連携する。
【０００８】
本発明は、特に、ステッピング・モーターの全ピッチ制御を可能とし、前記ステッピング・モーターが２つの連続する給電段階間で第２回転子と固定子間の非常に小さい角運動を行うという長所を有している。
【０００９】
本発明は、添付図面を参照して行われる以下の記述の読了により、よりよく理解され、かつ、その長所が明らかになるであろう。添付図面の内容は、次のとおりある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、単純化されたブロック・ダイアグラムの形態で、本発明によるステッピング・モーターの第１例を示している。
【図２−６】図２〜６は、図１のステッピング・モーターの種々の給電段階中の作動を示す。
【図７】図７は、本発明によるステッピング・モーターの第２例を示している。
【図８−９】図８および９は、それぞれ、図７のステッピング・モーターの固定子の透視図および断面図を示す。
【図１０】図１０は、図７のステッピング・モーターの中間回転子の一部分を示す。
【図１１】図１１は、図７のステッピング・モーターの中心回転子の一部分を示す。
【図１２】図１２は、図７のステッピング・モーターの作動の長手方向断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、単純化されたブロック・ダイアグラムの形態で、本発明によるステッピング・モーターの第１例を示している。ここで示したモーターは、リニア・モーターの形式である。しかし、それは、平坦展開型の回転モーターとすることもできる。図１に示したステッピング・モーター１０は、固定子１１、第１回転子１２および永久電磁石１４をもつ第２回転子１３を含む。固定子１１は、４個の固定子接点１１１〜１１４を有している。各固定子接点１１１〜１１４は、ピッチｐ１だけお互いに離隔されている２個の歯１１５および磁界を生成するために電流を供給され得るコイル１１６を含んでいる。固定子接点１１１〜１１４は、固定子１１の上にピッチｐ１（２＋１／Ｎ）で分布されている。より具体的には、これらの固定子接点は、固定子接点１１１〜１１４の歯１１５の１つが隣接固定子接点から距離ｐ’１に位置を占めるように配置される。ピッチｐ’１は、ピッチｐ１および固定子接点の数Ｎの関数として決定される。それは、（１＋１／Ｎ）．ｐ１、すなわち、図１の例では、（１＋１／４）．ｐ１に等しい。中間回転子とも呼ばれる第１回転子１２は、軸Ｘに沿って固定子１１とスライド接続している（または回転モーターの場合には軸Ｘに垂直な軸の周りに旋回接続している）。スライド接続は、広い意味に理解するべきである。すなわち、この接続は、軸Ｘ沿いの並進運動において少なくとも１つの自由度をもたなければならない。中間回転子１２は、ピッチｐ１で分布され、かつ、固定子接点１１１〜１１４の歯１１５の反対側に位置している第１群の歯１２１を含んでいる。ピッチｐ１とｐ’１間の差異のために、固定子接点１１１〜１１４のすべての歯１１５を同時に中間回転子１２の歯１２１と整列させることは不可能である。モーターの各ステップにおいて、２つの歯１２１が固定子接点１１１〜１１４の１つの歯１１５と整列される。中間回転子１２もピッチｐ１とは異なるピッチｐ２で分布されている第２群の歯１２２を含んでいる。中心回転子とも呼ばれる第２回転子１３は、軸Ｘに沿って中間回転子１２とスライド接続している（または回転モーターの場合には旋回接続）。したがって、それは、固定子１１ともスライド接続している。中心回転子１３は、歯１３５の４群１３１〜１３４を含んでいる。これらは、固定子接点１１１〜１１４との類推から回転子接点と呼ばれる。一般的に、中心回転子１３は、Ｎ個の回転子接点、すなわち固定子接点と同数の回転子接点を含んでいる。各回転子接点１３１〜１３４は、ピッチｐ２だけお互いに離隔されている２個の歯１３５を含んでいる。回転子接点１３１〜１３４は、ピッチｐ２（２＋１／Ｎ）で分布されている。より具体的には、これらの回転子接点は、回転子接点１３１〜１３４の歯１３５の１つが隣接回転子接点から距離ｐ’２の位置を占めるように配置される。ピッチｐ’２は、ピッチｐ２と回転子接点および固定子接点の個数Ｎの関数として決定される。それは、（１＋１／Ｎ）．ｐ２、すなわち、図１の例では、（１＋１／４）．ｐ２に等しい。ピッチｐ２とｐ’２間の差異のために、回転子接点１３１〜１３４のすべての歯１３５を中間回転子１２の歯１２２と同時に整列させることは不可能である。モーターの各ステップにおいて、２つの歯１２２が回転子接点１３１〜１３４の１つの歯１３５と整列される。永久電磁石１４は中心回転子１３に取り付けられており、それにより固定子接点１１１〜１１４と回転子接点１３１〜１３４との間に磁流の流れを生成または強化する。
【００１２】
図２〜６は、図１に概略を示したステッピング・モーター１０の連続給電段階中の作動を説明する。１つの段階は、固定子接点１１１〜１１４の１つのコイル１１６が給電される期間に対応する。コイルそれ自身も「段階」と呼ばれることがある。各段階中、中間回転子１２および中心回転子１３は、固定子接点１１１〜１１４の１つと対応回転子接点１３１〜１３４間の磁気抵抗を最小にするように位置付けられる。図２は、第１段階中、具体的には固定子接点１１１のコイル１１６が給電される時点における固定子１１、中間回転子１２および中心回転子１３のそれぞれの位置を示す。固定子接点１１１と回転子接点１３１間の磁気抵抗を最小化するために、中間回転子１２の２つの歯１２１は、固定子接点１１１の歯１１５と整列され、かつ、中間回転子１２の２つの歯１２２は回転子接点１３１の歯１３５と整列される。したがって、固定子接点１１１と回転子接点１３１との間に生成される磁界２０は、最強となる。
【００１３】
図３は、第２段階中、すなわち、第２固定子接点１１２のコイル１１６が給電されるときのステッピング・モーター１０を示す。第１段階中の中間回転子１２および中心回転子１３の位置が点線で示されている。固定子接点１１２と回転子接点１３２間の磁気抵抗を最小化するために、中間回転子１２の２つの歯１２１は、固定子接点１１２の歯１１５と整列され、かつ、中間回転子１２の２つの歯１２２は回転子接点１３２の歯１３５と整列される。従来的に、固定子接点１１１の歯１１５と中間回転子１２の歯１２１間の最初の整列から固定子接点１１２の歯１１５と中間回転子１２の歯１２１間の２回目の整列への移行は、中間回転子１２を固定子１１に対してｐ１／Ｎに等しい距離ｄ１、すなわち、この場合、ｐ１／４だけ移動させる。同様に、中間回転子１２の歯１２２と回転子接点１３１の歯１３５間の最初の整列から中間回転子１２の歯１２２と回転子接点１３２の歯１３５間の２回目の整列への移行は、中間回転子１３を中間回転子１２に対してｐ２／Ｎに等しい距離ｄ２、すなわち、この場合、ｐ２／４だけ移動させる。ピッチｐ１とｐ２ピッチ間の差異が比較的小さいため、中間回転子１２は第１の方向Ｓ１に駆動され、かつ、中心回転子１３は第１の方向と反対の第２の方向Ｓ２に駆動される。したがって、その結果の中心回転子１３の固定子１１に対する運動は、２つの相対的運動のそれぞれより小さい。中心回転子１３が固定子１１に対して移動する距離ｄ３は、距離（ｄ２−ｄ１）、すなわち、（ｐ２−ｐ１）／Ｎに等しい。距離ｄ３は、ピッチｐ１およびｐ２の適切な値を選ぶことにより、希望どおりに小さくなるように選択することができるということになる。
【００１４】
図４は、第３段階中、すなわち、第３固定子接点１１３のコイル１１６が給電されるときのステッピング・モーター１０を示す。中間回転子１２および中心回転子１３は、再び、それらが第１段階中に占めていた位置に点線で示されている。この第３段階中、中間回転子１２の歯１２１と整列されるのは固定子接点１１３の歯１１５であり、また、中間回転子１２の歯１２２と整列されるのは回転子接点１３３の歯１３５である。第２段階の整列から第３段階の整列への移行は、再び中間回転子１２を固定子１１に対して距離ｄ１だけＳ１の方向に移動させ、かつ、再び中心回転子１３を中間回転子１２に対して距離ｄ２だけＳ２の方向に移動させる。中心回転子１３は、したがって、第１段階以降、２．（ｄ２−ｄ１）に等しい移動を経験したことになる。
【００１５】
図５は、第４段階中、すなわち、第４固定子接点１１４のコイル１１６が給電されるときのステッピング・モーター１０を示す。この段階では、固定子接点１１４の歯１１５は中間回転子１２の歯１２１と整列され、また、回転子接点１３４の歯１３５は中間回転子１２の歯１２２と整列される。第３段階の整列から第４段階の整列への移行は、再び中間回転子１２を固定子１１に対して距離ｄ１だけＳ１の方向に移動させ、かつ、再び中心回転子１３を中間回転子１２に対して距離ｄ２だけＳ２の方向に移動させる。中心回転子１３は、したがって、第１段階以降、３．（ｄ２−ｄ１）に等しい移動を経験したことになる。
【００１６】
図６は、第５段階中のステッピング・モーター１０を示す。この段階は、事実、第１固定子接点１１１のコイルが給電される第１段階に対応する。第１段階の場合と同じ整列が行われる。したがって、第１段階から第５段階への連続する移行は、中間回転子１２を固定子１１に対して距離ｐ１（すなわち４．ｄ１）だけＳ１の方向に移動させ、かつ、中心回転子１３を中間回転子１２に対して距離ｐ２（すなわち４．ｄ２）だけＳ２の方向に移動させた。その結果、中心回転子１３の固定子１１に対する運動は、ｐ２−ｐ１に等しい。
【００１７】
図１のステッピング・モーターの例示実施形態は、一般化することができる。特に、前述したように、本発明は、回転ステッピング・モーターに応用できる。このような場合、回転子の運動は回転運動であり、かつ、問題のピッチは角ピッチである。さらに、４に等しい回転子接点および固定子接点の個数Ｎを検討した。しかし、数Ｎは、３以上の任意の整数値をとることができる。一般的に、各固定子接点および各回転子接点は、１つ以上の歯を含むことができる。各固定子接点の歯の個数を表す整数をａとすると、固定子接点は、固定子の上にｐ１（ａ＋１／Ｎ）に等しいピッチで分布される。同様に、各回転子接点の歯の個数を表す整数をｂとすると、回転子接点は、回転子の上にｐ２（ｂ＋１／Ｎ）に等しいピッチで分布される。好ましくは、回転子接点と固定子接点は、同数の歯を含む。接点が複数の歯を含む場合、これらの歯は、それが、それぞれ、固定子接点または回転子接点のいずれであるかに従って、ピッチｐ１またはｐ２で分布される。固定子接点の複数の歯の最後に配置される各歯は、隣接固定子接点の歯の１つから距離ｐ’１に位置しなければならない。同様に、回転子接点の複数の歯の最後に配置される各歯は、隣接回転子接点の歯の１つから距離ｐ’２に位置しなければならない。ピッチｐ’１およびｐ’２は、それぞれ、（１＋１／Ｎ）．ｐ１および（１＋１／Ｎ）．ｐ２に等しい値として示された。しかし、中間回転子および中心回転子の歯の周期性のために、これらのピッチは、それぞれ、ｐ１／Ｎおよびｐ２／Ｎにも等しくすることもできる。固定子、中間回転子および中心回転子の歯は、図１〜６において三角形の形状で大まかに示されている。しかし、本発明の範囲内において、その他の形状の歯も使用することができる。より一般的に、これらの歯は、他の場所の磁気抵抗より弱い磁気抵抗をもつ場所を生成することができる任意の手段により置き換え得る。特に、相異なる電磁特性をもつ材料を使用することができる。一例として、ピッチｐ２は、ピッチｐ１の１．１倍に等しい値とすることができる。ピッチｐ１とｐ２間の差異は、固定子と中心回転子間の望ましい角分解能に応じて適合させることができる。
【００１８】
図７は、本発明によるステッピング・モーターの第２の例示実施形態を示す。この場合、それは、可変磁気抵抗および多段回転子をもつ回転ステッピング・モーターである。ステッピング・モーター３０は、固定子３１、中間回転子３２および永久電磁石３４をもつ中心回転子３３を含んでいる。永久電磁石３４は、中心回転子３３に固定されている。回転子３２および３３は、軸Ｙの周りに固定子３１と旋回接続されている。
【００１９】
図８および９は、それぞれ、図７のモーター３０の固定子３１を透視図およびＹ軸沿いの断面図で示している。固定子３１は、４個の固定子接点３１１、３１２、３１３および３１４を含んでいる。各固定子接点３１１〜３１４は、それぞれ、４個のリング部３１１Ａ〜３１１Ｄ、３１２Ａ〜３１２Ｄ、３１３Ａ〜３１３Ｄ、３１４Ａ〜３１４Ｄを有している。これらのリング部は、総称的に３１Ａ〜３１Ｄと表示することにする。各リング部３１Ｃは、対応するリング部３１ＡからＹ軸に沿って並進的にずれている。リング部３１Ｂおよび３１Ｄは、それぞれ、各リング部３１Ａおよび３１Ｃと対向するように配置されている。各リング部には、同一ピッチｐ１で歯が刻まれている。リング部３１２Ａの歯は、リング部３１１Ａの歯からピッチｐ’１だけ角度的にずれている。ピッチｐ’１は、１／４．ｐ１に等しい。より一般的には、角度のずれは、１／Ｎ．ｐ１に等しい。ここでＮは、固定子接点の個数である。同様に、リング部３１３Ａおよび３１４Ａの歯は、それぞれ、リング部３１２Ａおよび３１３Ａの歯からピッチｐ’１だけ角度的にずれている。同じことがリング部３１１Ｂ〜３１４Ｂ、３１１Ｃ〜３１４Ｃ、および３１１Ｄ〜３１４Ｄに当てはまる。リング部３１Ａの歯は、それぞれのリング部３１Ｃの歯と整列され、また、リング部３１Ｂの歯はリング部３１Ｄの歯と整列される。固定子は、対で給電される８個のコイル３１６も含んでいる。第１のコイル３１６は、リング部３１１Ａおよび３１１Ｃへの給電を可能にする。第２のコイル３１６は、リング部３１１Ｂおよび３１１Ｄへの給電を可能にする。同様に、残りの６個のコイルは、リング部３１２Ａと３１２Ｃ、３１２Ｂと３１２Ｄ、３１３Ａと３１３Ｃ、３１３Ｂと３１３Ｄ、３１４Ａと３１４Ｃ、および３１４Ｂと３１４Ｄへの個別給電を可能にする。
【００２０】
図１０は、中間回転子３２の部分３２Ａの透視図を示す。部分３２Ａは、Ｙ軸に沿って分布され、Ｙ軸の周りに一体として回転する４個の同心リング（段３２１〜３２４と呼ぶ）を含んでいる。部分３２Ａの段数は、固定子接点の個数Ｎに等しい。段３２１〜３２４は、スペーサ３２５により相互に電磁的に隔離されている。各リング３２１〜３２４の外部表面は、ピッチｐ１で分布されている一連の歯３２６を有している。各段３２１〜３２４の歯３２６は、相手段の歯と整列される。各リング３２１〜３２４の内部表面は、ピッチｐ２で分布されている一連の歯３２７を有している。各段３２１〜３２４の歯３２７は、相手段の歯と整列される。中間回転子３２は、軸Ｙの周りに一体として回転する２つの部分３２Ａおよび３２Ｂを含んでいる。部分３２Ｂ（示されていない）は、部分３２Ａと同じである。部分３２Ａはリング部３１Ａおよび３１Ｂと整列され、また、部分３２Ｂはリング部３１Ｃおよび３１Ｄと整列されている。より具体的には部分３２Ａの段３２１〜３２４は、それぞれ、リング部３１１Ａと３１１Ｂ、３１２Ａと３１２Ｂ、３１３Ａと３１３Ｂ、および３１４Ａと３１４Ｂの反対側に配置されている。部分３２Ｂの段３２１〜３２４は、それぞれ、リング部３１１Ｃと３１１Ｄ、３１２Ｃと３１２Ｄ、３１３Ｃと３１３Ｄ、および３１４Ｃと３１４Ｄの反対側に配置されている。中間回転子３２の寸法は、歯３２６がリング部３１Ａ〜３１Ｄの歯と連携できるよう定められる。
【００２１】
図１１は、中心回転子３３の部分３３Ａの透視図を示す。部分３３Ａは、Ｙ軸に沿って分布され、Ｙ軸の周りに一体として回転する４個の同心リング（段３３１〜３３４と呼ぶ）を含んでいる。より一般的には、部分３３Ａは、固定子接点の個数Ｎと同数の段を含んでいる。段３３１〜３３４は、スペーサ３３５により相互に電磁的に隔離されている。各リング３３１〜３３４の外部表面は、ピッチｐ２で分布されている一連の歯３３６を有している。各段３３１〜３３４の歯３３６は、１／４．ｐ２、より一般的には１／Ｎ．ｐ２に等しいピッチｐ’２だけずらされている。中心回転子は、軸Ｙの周りに一体として回転する２つの部分３３Ａおよび３３Ｂを含んでいる。部分３３Ｂ（示されていない）は、部分３３Ａと同じである。部分３３Ａは中間回転子３２の部分３２Ａと整列され、また、部分３３Ｂは中間回転子３２の部分３２Ｂと整列される。中心回転子３３の寸法は、歯３３６が中間回転子３２の歯３２７と連携できるように定められる。したがって、ステッピング・モーター３０は、図１〜６において説明したステッピング・モーター１０と同様に作動する。
【００２２】
図１２は、第３給電段階におけるステッピング・モーター３０の作動を説明する軸Ｙ沿いの長手方向断面図を示す。この段階中、リング部３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃおよび３１３Ｄの歯は、中間回転子３２の２つの部分３２Ａおよび３２Ｂのリング群３２３の歯３２６と整列される。さらに、これらの同一リング群３２３の歯３２７は、中心回転子３３の２つの部分３３Ａおよび３３Ｂのリング群３３３の歯３３６と整列される。したがって力線４１および４２は、固定子３１，中間回転子３２，中心回転子３３と永久電磁石３４との間に流れることができる。
【００２３】
図１２を観察することにより、本発明の範囲から逸脱せずにステッピング・モーター３０が変更できることが分かるであろう。たとえば、中間回転子３２および中心回転子３３は、Ｎ段からなる単一の部分のみをもつことができ、また、固定子３１は、８個のリング部３１Ａおよび３１Ｂのみをもつことができる。したがって、力線は、リング部３１Ａと３１Ｂとの間に生成される。対照的に、ステッピング・モーターがリング部３１Ａと３１Ｃ、または３１Ｂと３１Ｄのみをもつことも可能である。したがって、中間回転子３２と中心回転子３３の２つ部分は、必須である。さらに、段および固定子接点の個数Ｎは、３以上の任意の整数値をもつことができる。さらに、歯の形状は、図７〜１１に示したものと異なる形状とすることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  モーター
１１  固定子
１２  第１回転子
１３  第２回転子
１４  永久電磁石
２０  磁界
３０  モーター
３１  固定子
３１Ａ  リング部
３１Ｂ  リング部
３１Ｃ  リング部
３１Ｄ  リング部
３２  中間回転子
３２Ａ  部分
３２Ｂ  部分
３３  中心回転子
３３Ａ  部分
３３Ｂ  部分
１１１〜１１４  固定子接点
１２１  歯
１２２  歯
３１１〜３１４  固定子接点
３２６  歯
【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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【外国語明細書】
2014117151000001.pdf