(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、円筒状に磁極をＮ、Ｓ交互に同極のピッチをτＲに形成して回転軸によって回転自在に構成した単位回転子と、夫々がコイルを巻回した夫々の間隔が等しく１８０度／ｍに分割されて形成された２ｍ個のヨークの両端で直角に結合した２枚の磁性体板の内、第１の磁性体板には、相互に磁気的に絶縁するか磁気的に飽和するようにして、夫々が櫛歯状に等ピッチで形成した所定数の極歯で形成すると共に、前記ヨークに対応する位置を中心にほぼ１８０度／ｍのピッチで形成され、隣接する極歯群の極歯は１８０度／ｍピッチに対して順次２τＲ／４だけ回転偏位して構成した２ｍ個の極歯群を前記回転子に面して円弧状に形成し、第２の磁性体板は前記第１の磁性体板と同様に形成した２ｍ個の極歯群を前記第１の磁性体板に形成した極歯群とは極歯ピッチの１／２偏位させて相互に対向し、回転子に対して同一面で相互に間隙を隔てて隣接するように構成した単位固定子とにより構成した単位構成を、上記単位回転子同士は同極同士のピッチをτＲ／４偏位するように回転軸を結合し、上記単位固定子同士は９０度／ｍだけ回転偏位して軸方向に結合したことを特徴とするインナーロータ形又はアウターロータ形４相永久磁石形ステッピングモータ。但し、ｍは１又は２の整数である。
【請求項２】
多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、円筒状に磁極をＮ、Ｓ交互に同極のピッチをτＲに形成して回転軸によって回転自在に構成した単位回転子と、夫々がコイルを巻回した夫々の間隔が等しく１２０度／ｍに分割されて形成された３ｍ個のヨークの両端で直角に結合した２枚の磁性体板の内、第１の磁性体板には、相互に磁気的に絶縁するか磁気的に飽和するようにして、夫々が櫛歯状に等ピッチで形成した所定数の極歯で形成すると共に、前記ヨークに対応する位置を中心にほぼ１２０度／ｍのピッチで形成され、隣接する極歯群の極歯は１２０度／ｍピッチに対して順次２τＲ／６だけ回転偏位して構成した３ｍ個の極歯群を前記回転子に面して円弧状に形成し、第２の磁性体板は前記第１の磁性体板と同様に形成した３ｍ個の極歯群を前記第１の磁性体板に形成した極歯群とは極歯ピッチの１／２偏位させて相互に対向し、回転子に対して同一面で相互に間隙を隔てて隣接するように構成した単位固定子とにより構成した単位構成を、上記単位回転子同士は同極同士のピッチをτＲ／４偏位するように回転軸を結合し、上記単位固定子同士は６０度／ｍだけ回転偏位して軸方向に結合したことを特徴とするインナーロータ形又はアウターロータ形６相永久磁石形ステッピングモータ。但し、ｍは１又は２の整数である。
【請求項３】
多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、円筒状に磁極をＮ、Ｓ交互に同極のピッチをτＲに形成して回転軸によって回転自在に構成した単位回転子と、夫々がコイルを巻回した夫々の間隔が等しく９０度／ｍに分割されて形成された４ｍ個のヨークの両端で直角に結合した２枚の磁性体板の内、第１の磁性体板には、相互に磁気的に絶縁するか磁気的に飽和するようにして、夫々が櫛歯状に等ピッチで形成した所定数の極歯で形成すると共に、前記ヨークに対応する位置を中心にほぼ９０度／ｍのピッチで形成され、隣接する極歯群の極歯は９０度／ｍピッチに対して順次２τＲ／８だけ回転偏位して構成した４ｍ個の極歯群を前記回転子に面して円弧状に形成し、第２の磁性体板は前記第１の磁性体板と同様に形成した４ｍ個の極歯群を前記第１の磁性体板に形成した極歯群とは極歯ピッチの１／２偏位させて相互に対向し、回転子に対して同一面で相互に間隙を隔てて隣接するように構成した単位固定子とにより構成した単位構成を、上記単位回転子同士は同極同士のピッチをτＲ／４偏位するように回転軸を結合し、上記単位固定子同士は４５度／ｍだけ回転偏位して軸方向に結合したことを特徴とするインナーロータ形又はアウターロータ形８相永久磁石形ステッピングモータ。但し、ｍは１又は２の整数である。
【請求項４】
多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、円筒状に磁極をＮ、Ｓ交互に同極のピッチをτＲに形成して回転軸によって回転自在に構成した単位回転子と、夫々がコイルを巻回した夫々の間隔が等しく７２度／ｍに分割されて形成された５ｍ個のヨークの両端で直角に結合した２枚の磁性体板の内、第１の磁性体板には、相互に磁気的に絶縁するか磁気的に飽和するようにして、夫々が櫛歯状に等ピッチで形成した所定数の極歯で形成すると共に、前記ヨークに対応する位置を中心にほぼ７２度／ｍのピッチで形成され、隣接する極歯群の極歯は７２度／ｍピッチに対して順次２τＲ／１０だけ回転偏位して構成した５ｍ個の極歯群を前記回転子に面して円弧状に形成し、第２の磁性体板は前記第１の磁性体板と同様に形成した５ｍ個の極歯群を前記第１の磁性体板に形成した極歯群とは極歯ピッチの１／２偏位させて相互に対向し、回転子に対して同一面で相互に間隙を隔てて隣接するように構成した単位固定子とにより構成した単位構成を、上記単位回転子同士は同極同士のピッチをτＲ／４偏位するように回転軸を結合し、上記単位固定子同士は３６度／ｍだけ回転偏位して軸方向に結合したことを特徴とするインナーロータ形又はアウターロータ形１０相永久磁石形ステッピングモータ。但し、ｍは１又は２の整数である。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の回転子は、回転軸に平行に着磁した永久磁石をＮ極、Ｓ極交互に同一極のピッチをτＲで回転軸に対して平行に外周を円筒状に形成した第１の単位回転子と該第１の単位回転子と同一構成の第２の単位回転子を非磁性体を介して相互に磁極をτＲ／４だけ回転偏位して結合して成るインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の上記回転子は、軸方向に着磁した永久磁石の両端で直角に結合した２枚の磁性体板の外周部の夫々を櫛歯状にピッチτＲで磁極を設けて回転軸に対して平行に形成すると共に、相互に１／２ピッチだけ回転偏位して対向し嵌合させて円筒状に形成して成る第１の回転子と、該第１の単位回転子と同一構成の第２の単位回転子を非磁性体を介して相互に磁極をτＲ／４だけ回転偏位して結合して成るインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の各単位回転子の極対数をＰとし、各単位固定子の同一極性を形成する極歯のピッチをθ度とした時、下記（１）式を満足するようにしたインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータ。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の上記回転子は、軸方向に着磁した永久磁石の両端で直角に結合した２枚の磁性体板の外周部の夫々を折り曲げてＺ枚の櫛歯状の極歯を設け、該極歯を回転軸に対して平行に形成すると共に、相互に１／２ピッチ回転偏位して対向して円筒状に形成して成る第１の回転子と、該第１の回転子と同一構成の第２の単位回転子とを非磁性体を介して相互に磁極ピッチを１／４回転偏位して結合して成り、上記各単位固定子の同一極性を形成する極歯ピッチをθ度とした時、下記（２）式を満足するようにしたインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータ。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、下記の順位で各コイルを励磁するようにしたインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータ。
ステップ１：所定の単位固定子の所定コイルに所定方向に電流を流す。
ステップ２：ステップ１とは別の単位固定子のステップ１で電流を流したコイル
に対応するコイルに所定方向に電流を流す。
ステップ３：ステップ１で電流を流したコイルに隣接するコイルに逆方向に電流
を流す。
ステップ４：ステップ２で電流を流したコイルに隣接するコイルに逆方向に電流
を流す。
ステップ５：以降、上記ステップに従い、２個の単位固定子を交互に夫々の単位
固定子における隣接するコイルに順次逆方向に電流を流す。
【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、高速ファックス、ＰＰＣ用複写機用等の高速運転で精密な位置決め機能等を必要とするＯＡ機器等に最適な高分解能のインナーロータ形又はアウターロータ形多相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】
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）の一例であるクローポール形モータは、例えば図２０、図２１に示すように構成されている。
図２０は、縦続形の２相クローポール形ステッピングモータを示している。
即ち、図２０（Ａ）は２相クローポール形ステッピングモータの一部断面を示し、１００ＡはＡ相構成部、１００ＢはＢ相構成部である。夫々の構成部において、１０１は固定子であって、ボビンに巻いた環状コイル１０２を囲んで構成した鉄板１０３の内部に櫛歯状の極歯１０３ａ、１０３ｂをプレス加工で形成して固定子極としている。
また、回転軸２００には回転子２０１が結合されている。図２０（Ａ）において、回転子２０１は固定子１０１に形成した極歯１０３ａ、１０３ｂをさらに取り除いて示している。
回転子２０１には、固定子磁極に対向させて所定間隙を設けてＮ極の２０１ＮとＳ極の２０１Ｓを交互に着磁した円筒状の磁極部を形成している。
図２０（Ｂ）は上記の固定子磁極を展開して示し、同一相に形成され励磁時に、同一磁極に成る極歯のピッチθ１は機械角で３０度（電気角で３６０度）、Ａ相とＢ相との偏位Δθは機械角で７．５度である。
【０００３】
図２１は図２０とは別の構造である分布形のクローポール形ステッピングモータの構造を示している。
図２１（Ａ）は、分布形の２相クローポール形ステッピングモータの固定子を示し、磁性鉄板１１０Ａと１１０Ｂの間に回転子（図示せず）に面して極歯１１０ａと１１０ｂが相互に対向し間隙を設けて同一面と成るようにしている。
また、磁性鉄板１１０Ａと１１０Ｂの間には４本のヨーク１１１ａ〜１１１ｄが等間隔で形成され、ヨーク１１１ａにはコイル１１２ａが、ヨーク１１１ｂにはコイル１１２ｂが、ヨーク１１１ｃにはコイル１１２ｃが、ヨーク１１１ｄにはコイル１１２ｄが夫々巻回され、コイル１１２ａとコイル１１２ｃに電流を供給することによって第１相の磁界が形成され、コイル１１２ｂとコイル１１２ｄに電流を供給することによって第２相の磁界が形成される。
図２１（Ｂ）は回転子を示し、回転軸１２０に回転子１２１が固定されており、回転子１２１にはＮ極１２１ＮとＳ極１２１Ｓの永久磁石磁極を交互に並列して固定している。
即ち、図２１に示す２相クローポール形ステッピングモータは、図２０に示した２相クローポール形ステッピングモータが各相を縦方向に構成したのに対して、各相を同一平面上に形成している。
【０００４】
ステッピングモータの基本特性であるステップ角θｓは固定子巻線の相数Ｍと回転子の極対数Ｐによって（３）式に示すように決定される。
θｓ（度）＝［３６０／（Ｍ×２Ｐ）］（度）・・・・・・・・・・（３）
即ち、ステッピングモータは１つの駆動パルスが入力するたびに、固定子の相数Ｍと回転子の極対数Ｐによって定まる角度θｓで回転する。
【０００５】
【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、分解度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（３）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を大にするか、回転子の極対数Ｐを大にしなければならない。
例えば、回転子の永久磁石の対数（極対数）を１２にすると、従来の２相形モータでは、上記（３）式から
θｓ＝３６０°／（２×２×１２）＝７．５°となる。
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に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。
【０００６】
また、多相化、即ち、（３）式に示したＭを大きくすることによってステップ角θｓを小さくすることも可能だが、多相化の場合、図２０に示したような縦続形のクローポール形ステッピングモータは図から明らかなように、環状コイルを縦に結合する必要がある。
即ち、例えば、３相モータの場合は３個のコイル、４相モータの場合は４個のコイル、５相モータの場合は５個のコイルを夫々縦に結合するので、縦方向の寸法、即ち、軸方向の寸法が長くなり、構造も複雑になるため、３相以上の縦続形のクローポール形ステッピングモータはほとんど製品化されない。
また、図２１に示したような分布形のクローポール形のステッピングモータの場合は、図２１から明らかなように、相数を増す場合は平面上に環状コイルを総数に対応して同一円周上に並べる必要がある。
従って、モータの直径が規定されると、環状コイルの直径も制限されるので、銅量を多く取れないという問題が発生し、４相以上の分布形のクローポール形ステッピングモータは製品化されていなかった。
本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決し、薄形形状であって、しかも、多相モータのステップ角を小さくできるようにして、高分解能で高精度のモータ（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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータにおいて、インナーロータ形又はアウターロータ形４相永久磁石形ステッピングモータは、次の条件を満足するように構成した。
▲１▼円筒状に磁極をＮ、Ｓ交互に同極のピッチをτＲに形成して回転軸によって回転自在に構成した単位回転子。
▲２▼夫々がコイルを巻回した夫々の間隔が等しく１８０度／ｍに分割されて形成された２ｍ個のヨークの両端で直角に結合した２枚の磁性体板を設ける。
▲３▼この２枚の磁性体板の内、第１の磁性体板には、相互に磁気的に絶縁するか磁気的に飽和するようにする。
▲４▼また、夫々が櫛歯状に等ピッチで形成した所定数の極歯で形成すると共に、ヨークに対応する位置を中心にほぼ１８０度／ｍのピッチで形成され、隣接する極歯群の極歯は１８０度／ｍピッチに対して順次２τＲ／４だけ回転偏位して構成した２ｍ個の極歯群を前記回転子に面して円弧状に形成する。
▲５▼また、第２の磁性体板は前記第１の磁性体板と同様に形成した２ｍ個の極歯群を前記第１の磁性体板に形成した極歯群とは１／２ピッチ偏位させて相互に対向させる。
▲６▼回転子に対して同一面で相互に間隙を隔てて隣接するように構成した単位固定子とにより構成した単位構成を、上記単位回転子同士は同極同士のピッチをτＲ／４偏位するように回転軸を結合し、上記単位固定子同士は９０度／ｍだけ回転偏位して軸方向に結合するようにする。
【０００８】
次に、６相永久磁石形ステッピングモータの場合には、上記４相のものの条件を、次のように変更するように構成される。
ａ．上記▲２▼の分割の角度を１２０度／ｍとし、ヨークの数は３ｍ個とする。
ｂ．上記▲４▼のピッチは１２０度／ｍに形成し、２τＲ／６だけ回転偏位する３ｍ個の極歯群とする。
ｃ．上記▲６▼の単位回転子同士は６０度／ｍだけ回転偏位させる。
【０００９】
次に、８相永久磁石形ステッピングモータの場合には、上記４相のものの条件を、次のように変更するように構成される。
ａ．上記▲２▼の分割の角度を９０度／ｍとし、ヨークの数は４ｍ個とする。
ｂ．上記▲４▼のピッチは９０度／ｍに形成し、２τＲ／８だけ回転偏位する４ｍ  個の極歯群とする。
ｃ．上記▲６▼の単位回転子同士は４５度／ｍだけ回転偏位させる。
【００１０】
次に、１０相永久磁石形ステッピングモータの場合には、上記４相のものの条件を、次のように変更するように構成される。
ａ．上記▲２▼の分割の角度を７２度／ｍとし、ヨークの数は５ｍ個とする。
ｂ．上記▲４▼のピッチは７２度／ｍに形成し、２τＲ／１０だけ回転偏位する５ｍ個の極歯群とする。
ｃ．上記▲６▼の単位回転子同士は３６度／ｍだけ回転偏位させる。
【００１１】
以上いずれの相数に対しても、ｍは１又は２の整数である。
さらに、上記の各相数の構成における回転子は、回転軸に平行に着磁した永久磁石をＮ極、Ｓ極交互に同一極のピッチをτＲで回転軸に対して、平行に外周を円筒状に形成した第１の単位回転子と該第１の単位回転子と同一構成の第２の単位回転子を非磁性体を介して相互に磁極をτＲ／４だけ回転偏位して結合して構成するのが望ましい。
上記の回転子は、軸方向に着磁した永久磁石の両端で直角に結合した２枚の磁性体板の外周部の夫々を櫛歯状にピッチτＲで磁極を設けて回転軸に対して平行に形成すると共に、相互に１／２ピッチ回転偏位して対向し嵌合させて円筒状に形成して成る第１の回転子と、該第１の単位回転子と同一構成の第２の単位回転子とを非磁性体を介して相互に磁極をτＲ／４だけ回転偏位して結合するようにしても良い。
【００１２】
上述した各単位回転子の極対数をＰとし、各単位固定子の同一極性を形成する極歯のピッチをθ度とした時、
次の（１）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
上記の回転子は軸方向に着磁した永久磁石の両端で直角に結合した２枚の磁性体板の外周部の夫々はＺ枚の櫛歯状の極歯を設けて回転軸に対して平行に形成すると共に、相互に１／２ピッチ回転偏位して対向して円筒状に形成して成る第１の回転子とこの第１の回転子と同一構成の第２の単位回転子とを非磁性体を介して相互に磁極ピッチを１／４回転偏位して結合して構成し、上記の各単位固定子の同一極性を形成する極歯ピッチをθ度とした時、
次の（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
【００１３】
さらに、上記構成のインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータにおいて、２個の単位固定子を交互に夫々の単位固定子における隣接するコイルに順次逆方向に電流を流すのが望ましい。
【００１４】
本発明に基づくインナーロータ形又はアウターロータ形の４相又は６相又は８相又は１０相永久磁石形ステッピングモータを上記のように構成し、また、励磁することによって、薄形で高分解能、高トルクの多相永久磁石形ステッピングモータが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータの構成を図を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に基づいて構成した各相数の永久磁石形ステッピングモータ（以下モ−タと略称する）の構造を説明する概念構造を示す縦断正面図である。
図１において、１Ｐはケーシングで、回転軸２Ｐが軸受３Ｐによってケーシングに回転自在に保持されている。
また、１０ＰＡはモータを構成する第１の単位モータの固定子（以降第１の単位固定子と称す）であって、１０ＰＢはモータを構成する第２の単位モータの固定子（以降第２の単位固定子と称す）である。第１の単位固定子１０ＰＡ、第２の単位固定子１０ＰＢは、いずれもケーシング１Ｐに固定されている。
回転軸２Ｐには、第１の単位固定子１０ＰＡに対向する位置に第１の回転子２０ＰＡが所定のギャップを設けて固定され、第２の単位固定子１０ＰＢに対向する位置に第２の回転子２０ＰＢが所定のギャップを設けて固定されている。
図２はアウターロータ形のモータの概念構造の縦断正面図である。
図２において、１Ｑはケーシングで、回転軸２Ｑが軸受３Ｑによってケーシングに回転自在に保持されている。  また、１０ＱＡはモータを構成する第１の単位固定子、１０ＱＢはモータを構成する第２の単位固定子である。第１の単位固定子１０ＱＡ、第２の単位固定子１０ＱＢはいずれもケーシング１Ｑに固定されている。
回転軸２Ｑには、第１の単位固定子１０ＱＡに対向する位置に第１の回転子２０ＱＡが所定のギャップを設けて固定され、第２の単位固定子１０ＱＢに対向する位置に第２の回転子２０ＱＢが所定のギャップを設けて固定されている。
【００１６】
第１の実施の形態：
図３乃至図６によって、本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータの代表的一例であるインナーロータ形６相クローポール形モータ（永久磁石形ステッピングモータ）について説明する。
図３は固定子の斜視図で、ケーシング（図示せず）に対する固定手段等の図示は省略している。
図３において、１０Ａは第１の単位固定子、１０Ｂは第２の単位固定子である。第１の単位固定子１０Ａと第２の単位固定子１０Ｂは図示のように、ほぼ同一構造のものを背中合わせにし、相互に６０度／ｍだけ回転偏位させて固定している。但し、ｍは、このモータの仕様によって定まる１又は２の整数である。
【００１７】
第１の単位固定子１０Ａ、第２の単位固定子１０Ｂにおいて、１１及び１２は磁性体板を形成しており、いずれも内部はほぼ等間隔で３箇所に設けた所定幅の範囲１１ａ１〜１１ａ３部及び１２ａ１〜１２ａ３部を除き、所定の同一ピッチで櫛歯状の所定数の極歯１１ｂ及び１２ｂを相互に対向するように折り曲げて、横方向に交互に所定幅の間隙をもって噛み合うように形成している。即ち、夫々の単位固定子において、第１の磁性体板１１は上述したように３箇所の１１ａ１〜１１ａ３部を除いて夫々が所定数の極歯１１ｂで形成した極歯群１１ｃ１〜１１ｃ３を第２の磁性体板１２に向けて形成しており、第２の磁性体板１２は、第１の磁性体板１１に形成した極歯のピッチの１／２偏位した位置に対向させて形成した極歯１２ｂで極歯群１２ｃ１〜１２ｃ３を形成している。
また、第１の磁性体板１１は、極歯を設けていない３箇所１１ａ１〜１１ａ３部を必要強度の最低限度に狭くして磁気的に飽和するように形成している。
第１の磁性体板１１と第２の磁性体板１２とは、夫々極歯群１１ｃ１〜１１ｃ３を形成した箇所でヨーク１３ａ１〜１３ａ３で結合し、各ヨークの夫々にコイル１３ｂ１〜１３ｂ３を巻回している。
即ち、ヨーク及びヨーク位置に対応する極歯群、磁性体板の狭隘部は１２０／ｍのピッチ（図はｍ＝１）を基準にして形成されている。
同図では各コイルを簡略化して示し接続線の図示は省略している。また、上記各符号に対応する要素の内、隠れた箇所の図示は省略されている。
即ち、このモータの固定子は上述したように夫々を構成した第１の単位固定子１０Ａと第２の単位固定子１０Ｂを主体構造として構成されている。
【００１８】
次に、上述した固定子に対応する回転子の構造を図４（Ａ）、（Ｂ）によって説明する。
回転子の斜視図を示す図４（Ａ）において、２は回転軸で、２０Ａ１、２０Ｂ１は夫々単位回転子である。各単位回転子は表面をＮ極とＳ極の夫々が回転軸方向に長く形成した永久磁石を交互に表面円筒状に並べて形成しており、各単位回転子に形成した磁極のピッチは各単位固定子に形成した極歯のピッチと対応して設定される。
同図において、Ｎは磁極のＮ極を、ＳはＳ極を夫々示している。
また、第１の単位回転子２０Ａ１に形成した磁極と第２の単位回転子２０Ｂ１に形成した磁極とは相互に１／２ピッチ偏位して固定されている。
即ち、このモータの回転子は上述したように第１の単位回転子２０Ａ１と第２の単位回転子２０Ｂ１を主体構造として構成されている。
図４（Ｂ）は上述した回転子を展開した状況の一部を示していて、２０Ａ１は第１の単位回転子、２０Ｂ１は第２の単位回転子であり、Ｎは磁極のＮ極、Ｓは磁極のＳ極である。
即ち、図４（Ｂ）に示すように同一の単位回転子における同極間のピッチ角度はτＲ、異なる単位回転子間における同極間のピッチ角度はτＲ／４である。
上述の構造で、モータが組み立てられると、第１の単位回転子２０Ａ１は第１の単位固定子１０Ａと対向する位置に所定間隔を開けて構成され、第２の単位回転子２０Ｂ１は第２の単位固定子１０Ｂと対向する位置に所定間隔を隔てて構成される。
【００１９】
次に、各単位固定子に形成した極歯と各単位回転子に形成した磁極との位置関係を図５によって説明する。
図５は上述した固定子と回転子を展開した状況の一部を示していて、１０Ａは第１の単位固定子、１０Ｂは第２の単位固定子、２０Ａ１は第１の単位回転子、２０Ｂ１は２の単位回転子である。
第１の単位固定子１０Ａと第２の単位固定子１０Ｂとは同一構成を成していて、Ｕ１は第１の極歯群１１ｃ１の中心部を示し、Ｕ２は隣接する第２の極歯群１１ｃ２の中心部を示している。また、１１ｂ、１２ｂは図２によって示したように相対向する極歯であって、そのピッチ角度をθで示している。
固定子の極歯のピッチ角度θは、単位回転子の磁極の対数をＰとした場合に、下記（１）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
また、第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群１１ｃ２の中心部Ｕ２との間隔角度は〔（１２０／ｍ）−（２τＲ／６）〕（度）である。
なお、以下の説明では式（１）、（２）での記載では角度は符号（°）で示すが、説明文では（度）の記載を省略する。
また、第２の単位固定子１０Ｂも第１の単位固定子１０Ａと同一構成をなしているが、第２の単位固定子１０Ｂの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１は第１の単位固定子１０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群１１ｃ２の中心部Ｕ２との中間部に位置させているので、第２の単位固定子１０Ｂの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１は、第１の単位固定子１０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１とは、角度〔（６０／ｍ）−（τＲ／６）〕偏位して固定している。
従って、第１の単位固定子１０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１に第１の単位回転子２０Ａ１の所定極の中心部を合わせた場合、第２の単位固定子１０Ｂの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１と、前記の第１の単位固定子１０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１に合わせた第１の単位回転子２０Ａ１の所定極に対応する第２の単位回転子２０Ｂ１の同一極の中心部とは角度（τＲ／１２）偏位している。
従って、また、第２の単位固定子１０Ｂの第２の極歯群１１ｃ２の中心部Ｕ２は第１の単位固定子１０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１から、角度〔（６０／ｍ）＋（１２０／ｍ）−（３τＲ／６）〕偏位して固定されている。
以下、図示しない第１の単位固定子１０Ａの第３の極歯群の中心部と第２の単位固定子１０Ｂの第３の極歯群の中心部の位置関係等も、上述した各単位固定子の第２の極歯群を第１の極歯群に見直すことによって上述と同様に理解される。
【００２０】
次に、上述の構成における作動状態、即ち、各単位固定子のコイルに駆動電流を供給する励磁シーケンスを図６によって説明する。
図６において、縦方向には上から第１の単位固定子１０Ａの第１のコイル１３ｂ１、第２のコイル１３ｂ２、第３のコイル１３ｂ３，第２の単位固定子１０Ｂの第１のコイル１３ｂ１、第２のコイル１３ｂ２、第３のコイル１３ｂ３を示し、横軸には励磁ステップを示している。
また、各縦軸には各コイルに流れる電流の状態を示したが、その場合、中心線の上側に、このコイルの所定方向に電流を流した状態を、また中心線の下側には上記とは逆方向に電流を流した状態を示している。
即ち、ステップ１で第１の単位固定子１０Ａの所定コイルである第１のコイル１３ｂ１に所定方向に電流を流し、次のステップ２では、第２の単位固定子１０Ｂの第１のコイル１３ｂ１に同一方向に電流を流す。
ステップ３で、第１の単位固定子１０Ａのコイル１３ｂ２にステップ１とは逆方向に電流を流す。
次のステップ４では、第２の固定子１０Ｂのコイル１３ｂ２にステップ２とは逆方向に電流を流す。
以下、図に示すように各ステップで、第１、第２の各単位固定子のコイルを交互に隣接するコイルを逆方向の励磁を継続することによって、このモータはモータのステップ角と電流を切り替え流す速度によってきまる回転速度で回転する。
【００２１】
第２の実施の形態：
次に、第１の実施の形態で説明した固定子と同一構造で回転子をクローポール形にした実施の形態を図７（Ａ）、同図（Ｂ）によって説明する。
図７（Ａ）は前述した図４（Ａ）に対応して示した斜視図であって、２が回転軸、２０Ａ２は第１の単位回転子、２０Ｂ２は第２の単位回転子である。
第１の単位回転子２０Ａ２と第２の単位回転子２０Ｂ２は同一構造である。夫々の単位回転子において、２１は第１の磁性体板、２２は第２の磁性体板で、夫々端部には所定の等ピッチτＲで櫛歯状の所定数の極歯２１ａ、２２ａを夫々折り曲げている。また、第１の磁性体板２１と第２の磁性体板２２も同一構造である。第１の磁性体板２１の極歯２１ａと第２の磁性体板２２の極歯２２ａとは１／２ピッチ偏位させて相互に噛み合わせ、所定間隔を隔てて対向し中間に永久磁石（図示せず）を回転軸方向に異極を向けて挟み込み固定している。
従って、同図においては、第１の磁性体板２１の極歯２１ａはＮ極に、第２の磁性体板２２の極歯２２ａはＳ極に着磁されている。
上述のように構成した回転子を展開した状況の一部を図７（Ｂ）に示してる。２０Ａ２は第１の単位回転子、２０Ｂ２は第２の単位回転子で、同図に示すＮは永久磁石（図示せず）によってＮ極が現れる極歯、Ｓは永久磁石（図示せず）によってＳ極が現れる極歯である。
従って、同極同士のピッチがτＲで、第１の単位回転子２０Ａ２と第２の単位回転子２０Ｂ２の同極同士はτＲ／４偏位している。
【００２２】
上述した回転子の構造において、第１の実施の形態に示した固定子と同一構造の固定子に対応させると、例えば、図４（Ｂ）に示した永久磁石で構成したＳ極と、図７（Ｂ）に示す内部に構成した永久磁石によって現れる極歯のＳ極が対応し、また、同様に図４（Ｂ）に示したＮ極と、図７（Ｂ）に示すＮ極が対応していて、同一ピッチτＲである。従って、第１の実施の形態と同様に作動する。
この第２の実施の形態においては、固定子（図示せず）の極歯のピッチ角度がθで、各単位回転子の磁性体板に設けた極歯の数をＺとした場合に、下記（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・・（２）
従って、第１の実施の形態と同様に作動する。
【００２３】
第３の実施の形態：
次に、第１の実施の形態で説明した固定子と同一構造で回転子をクローポール形にした第２の実施の形態で示した構造とは異なった第３の実施の形態を図８（Ａ）、（Ｂ）によって説明する。
図８（Ａ）は斜視図であって、２が回転軸、２０Ａ３は第１の単位回転子、２０Ｂ３は第２の単位回転子である。
第１の単位回転子２０Ａ３と第２の単位回転子２０Ｂ３は同一構造である。
夫々の単位回転子において、２３は第１の磁性体板、２４は第２の磁性体板で夫々端部には所定の同一ピッチτＲで櫛歯状の所定数の極歯２３ａ、２４ａを夫々折り曲げている。また、第１の磁性体板２３と第２の磁性体板２４は同一構造で、第１の磁性体板２３の極歯２３ａと第２の磁性体板２４の極歯２４ａとは相互に１／２ピッチ偏位させ、所定間隔を開けて対向し中間に永久磁石（図示せず）を回転軸方向に異極を向けて挟み込み固定している。
従って、同図においては、第１の磁性体板２３の極歯２３ａはＮ極に、第２の磁性体板２４の極歯２４ａはＳ極に着磁されている。
上述のように構成した回転子を展開した状況の一部を図８（Ｂ）に示し、２０Ａ３は第１の単位回転子、２０Ｂ３は第２の単位回転子である。同図に示すＮは永久磁石（図示せず）によってＮ極が現れる極歯、Ｓは永久磁石（図示せず）によってＳ極が現れる極歯である。
従って、同極同士のピッチがτＲであって、第１の単位回転子２０Ａ３と第２の単位回転子２０Ｂ３の同極同士はτＲ／４偏位している。
【００２４】
上述した回転子の構造において、第１の実施の形態に示した固定子と同一構造の固定子に対応させると、例えば、図４（Ｂ）に示した永久磁石で構成したＳ極と、図８（Ｂ）に示す内部に構成した永久磁石によって現れる極歯のＳ極が対応し、また同様に、図４（Ｂ）のＮ極と、図８（Ｂ）のＮ極が対応していて、同一ピッチτＲである。従って、第１の実施の形態と同様に作動する。
この第３の実施の形態においても、固定子（図示せず）の極歯のピッチ角度がθで、各磁性体板に設けた極歯の数をＺとした場合に、下記（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
【００２５】
第４の実施の形態：
次に、第１の実施の形態で説明したインナーロータ形６相クローポール形モータと同一構成のアウターロータ形モータについて、図９、図１０を参照して説明する。
図９は固定子、図１０は回転子を示している。
図９において、１０Ａ４は第１の単位固定子、１０Ｂ４は第２の単位固定子である。第１の単位固定子１０Ａ４と第２の単位固定子１０Ｂ４は、同図から明らかなように、ほぼ同一構造のものを背中合わせにし、相互に６０度／ｍ回転偏位させて固定している。但し、ｍは、このモータの仕様によって定まる１又は２の整数である。
【００２６】
第１の単位固定子１０Ａ４、第２の単位固定子１０Ｂ４において、１５及び１６は磁性体板を形成しており、いずれも周辺部はほぼ等間隔で３箇所に設けた所定幅の範囲１５ａ１〜１５ａ３部及び１６ａ１〜１６ａ３部を除き、所定の同一ピッチで櫛歯状の所定数の極歯１５ｂ及び１６ｂを相互に対向するように折り曲げ交互に噛み合うように所定間隙を設けて形成している。
即ち、第１の磁性体板１５は３箇所の１５ａ１〜１５ａ３部を除いて夫々が所定数の極歯１５ｂで形成した極歯群１５ｃ１〜１５ｃ３を第２の磁性体板１６に向けて形成しており、第２の磁性体板１６は、第１の磁性体板１５に形成した極歯１５ｂのピッチの１／２偏位した位置に対向させて形成した極歯１６ｂで極歯群１６ｃ１〜１６ｃ３を形成している。
また、第１の磁性体板１５は、いずれも極歯を設けない３箇所１５ａ１〜１５ａ３部を強度的に保持できる最低限度に狭く形成している。
第１の磁性体板１５と第２の磁性体板１６とは、夫々極歯を形成した箇所でヨーク１７ａ１〜１７ａ３で結合し、各ヨーク１７ａ１〜１７ａ３は夫々コイル１７ｂ１〜１７ｂ３を巻き回している。
同図では各コイル１７ｂ１〜１７ｂ３を簡略化して示し、接続線の図示は省略している。
即ち、このモータの固定子は上述したように第１の単位固定子１０Ａ４と第２の単位固定子１０Ｂ４を主体構造として構成されている。
【００２７】
次に、上述した固定子に対応する回転子の構造例を図１０によって説明する。
図１０において、２は回転軸、２０Ａ４、２０Ｂ４は夫々単位回転子である。各単位回転子は内表面をＮ極とＳ極の夫々が回転軸方向に長く形成した永久磁石を交互に円環状に並べて形成しており、各単位回転子に形成した磁極のピッチは各単位固定子に形成した極歯のピッチと対応して設定される。
同図に示したＮは磁極のＮ極を、ＳはＳ極を夫々示している。
また、第１の単位回転子２０Ａ４に形成した磁極と第２の単位回転子２０Ｂ４に形成した磁極とは相互に１／２ピッチ偏位して固定されている。
即ち、このモータの回転子は第１の単位回転子２０Ａ４と第２の単位回転子２０Ｂ４とを主体構造として構成されている。
上述の構造で、モータが組み立てられると、第１の単位回転子２０Ａ４は第１の単位固定子１０Ａ４に対向する位置に所定間隔を開けて構成され、第２の単位回転子２０Ｂ４は第１の単位固定子１０Ｂ４と対向する位置に所定間隔を開けて構成される。
上述した構造で、第１の実施の形態で図６によって示したステップで駆動することによってインナーロータ形のものと同様に回転する。
【００２８】
第５の実施の形態：
図１１乃至図１３によって、本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータの１例であるインナーロータ形４相クローポール形モータ（永久磁石形ステッピングモータ）について説明する。
本形のモータの回転子の構造は、第１乃至第３の実施の形態で説明した回転子の構造で、磁極又は極歯のピッチを固定子の極歯のピッチに対応させて設定すれば良いので回転子の構造説明は省略する。また、アウターロータ形については、前述した図２及び第４の実施例と、以下に説明するインナーロータ形モータの構造を参照すれば容易に理解できるのでアウターロータ形モータの説明も省略する。
図１１は固定子の斜視図であって、ケーシング（図示せず）に対する固定手段及び後述する各符号に対応する要素の内、隠れた箇所の図示は省略している。
図１１において、３０Ａは第１の単位固定子、３０Ｂは第２の単位固定子である。第１の単位固定子３０Ａと第２の単位固定子３０Ｂは同図から明らかなように、ほぼ同一構造のものを背中合わせにし、相互に９０°／ｍ回転偏位させて固定している。但し、ｍは、このモータの仕様によって定まる１又は２の整数であって、同図ではｍ＝１の場合を示している。
【００２９】
第１の単位固定子３０Ａ、第２の単位固定子３０Ｂにおいて、３１及び３２は磁性体板を形成しており、いずれも内部はほぼ等間隔で２箇所に設けた所定幅の範囲３１ａ１、３１ａ２部及び３２ａ１、３２ａ２部を除き、所定の同一ピッチで櫛歯状の所定数の極歯３１ｂ及び３２ｂを相互に対向するように折り曲げ交互に横方向に噛み合うように形成している。
即ち、第１の磁性体板３１は上述したように２箇所の３１ａ１、３１ａ２部を除いて夫々が所定数の極歯３１ｂで形成した極歯群３１ｃ１、３１ｃ２を第２の磁性体板３２に向けて形成しており、第２の磁性体板３２は第１の磁性体板３１に形成した極歯のピッチの１／２偏位した位置に対向させて形成した極歯３２ｂで極歯群３２ｃ１、３２ｃ２を形成している。
また、第１の磁性体板３１はいずれも、極歯を設けない２箇所３１ａ１、３１ａ２を磁気的に飽和するように強度的に保持できる最低限度に狭く形成している。第１の磁性体板３１と第２の磁性体板３２とは、夫々極歯群３１ｃ１、３１ｃ２を形成した箇所でヨーク３３ａ１、３３ａ２で結合し、各ヨーク３３ａ１、３３ａ２には夫々コイル３３ｂ１、３３ｂ２を巻き回している。但し、各コイル３３ｂ１、３３ｂ２は簡略化して示し、接続線の図示は省略している。
ヨーク及びヨーク位置に対応する極歯群、磁性体板の狭隘部は１８０／ｍのピッチ（図はｍ＝１）を基準に形成されている。
即ち、このモータの固定子は上述したように第１の単位固定子３０Ａと第２の単位固定子３０Ｂとを主体構造として構成されている。
【００３０】
次に、上述した各単位固定子に形成した極歯と各単位回転子に形成した磁極との位置関係を図１２によって説明する。
図１２は上述した固定子と回転子を展開した状況の一部を示していて、３０Ａは第１の単位固定子、３０Ｂは第２の単位固定子、４０Ａは第１の単位回転子、４０Ｂは第２の単位回転子である。
第１の単位固定子３０Ａと第２の単位固定子３０Ｂとは同一構成をなしていて、Ｕ１は第１の極歯群３１ｃ１の中心部を示しＵ２は隣接する第２の極歯群３１ｃ２の中心部を示している。また、３１ｂ、３２ｂは図１１によって示したように相対向する極歯であって、夫々のピッチ角度をθで示している。
第１の実施の形態で説明した構造の回転子を使用した場合は、固定子の極歯のピッチ角度θは、単位回転子の磁極の対数をＰとした場合に、前述した下記（１）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
また、第２又は第３の実施の形態で説明した構造の回転子を使用した場合は、固定子の極歯のピッチ角度がθで、各磁性体板に設けた極歯の数をＺとした場合に、下記（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
また、回転子の同一磁極（又は同一磁極に成る極歯間の）ピッチをτＲとすると、固定子の第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群３１ｃ２の中心部Ｕ２との間隔角度は〔（１８０／ｍ）−（２τＲ／４）〕である。
また、第２の単位固定子３０Ｂも第１の単位固定子３０Ａと同一構成をなしているが、第２の単位固定子３０Ｂの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１は第１の単位固定子３０Ａの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群３１ｃ２の中心部Ｕ２との中間部に位置させているので、第２の単位固定子３０Ｂの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１は、第１の単位固定子３０Ａの第１の極歯群１１ｃ１の中心部Ｕ１とは、（９０／ｍ−τＲ／４）偏位して固定している。
従って、第１の単位固定子３０Ａの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１に第１の回転子４０Ａ１の所定極の中心部を合わせた場合、第２の単位固定子３０Ｂの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１と、前記の第１の単位固定子３０Ａの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１に合わせた第１の回転子４０Ａの所定極に対応する第２の回転子４０Ｂの同一極の中心部とは（τＲ／８）偏位している。
従って、また、第２の単位固定子３０Ｂの第２の極歯群３１ｃ２の中心部Ｕ２は第１の単位固定子３０Ａの第１の極歯群３１ｃ１の中心部Ｕ１から、〔（９０／ｍ）＋（１８０／ｍ）−（３τＲ／４）〕偏位して固定されている。
【００３１】
次に、上述の構造における作動状態、即ち、各固定子のコイルに駆動電流を供給する励磁シーケンスを図１３によって説明する。
図１３において、縦方向には、上から第１の単位固定子３０Ａの第１のコイル３３ｂ１、第２のコイル３３ｂ２、第２の単位固定子３０Ｂの第１のコイル３３ｂ１、第２のコイル３３ｂ２を示し、横軸には励磁ステップを示している。
又、各縦方向に示した各コイルの横方向の中心線の上側は、このコイルの所定方向に電流を流した状態、中心線の下側は、このコイルに対して上記とは逆方向に電流を流した状態を示している。
即ち、ステップ１で第１の固定子３０Ａの第１のコイル３３ｂ１に所定方向に電流を流すと、次のステップ２で第２の固定子３０Ｂの第１のコイル３３ｂ１に同一方向に電流を流す。次にステップ３で第１の固定子３０Ａの第２のコイル３３ｂ２にステップ１とは逆方向に、という順で電流を供給することによって、このモータは、モータのステップ角と電流を切り替え流す速度によってきまる回転速度で回転する。
【００３２】
第６の実施の形態：
図１４乃至図１６によって、本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータの１例であるインナーロータ形８相クローポール形モータ（永久磁石形ステッピングモータ）について説明する。
本形のモータの回転子の構造は、第１乃至第３の実施の形態で説明した回転子の構造に、磁極又は極歯のピッチを固定子の極歯のピッチに対応させて設定すれば良いので回転子の構造説明は省略する。又、アウターロータ形については、前述した図２及び第４の実施の形態と、以下に説明するインナーロータ形モータの構造を参照すれば容易に理解できるのでアウターロータ形モータの説明も省略する。
図１４は固定子の斜視図で、ケーシング（図示せず）に対する固定手段及び後述する各符号に対応する要素の内、隠れた箇所の図示は省略している。
図１４において、５０Ａは第１の単位固定子、５０Ｂは第２の単位固定子である。第１の単位固定子５０Ａと第２の単位固定子５０Ｂは、同図から明らかなように、ほぼ同一構造のものを背中合わせにし、相互に４５°／ｍ回転偏位させて固定している。但し、ｍは、このモータの仕様によって定まる１又は２の整数であって、同図ではｍ＝１の場合を示している。
【００３３】
第１の単位固定子５０Ａ、第２の単位固定子５０Ｂにおいて、５１及び５２は磁性体板を形成しており、いずれも内部はほぼ等間隔で４箇所に設けた所定幅の範囲５１ａ１〜５１ａ４部と５２ａ１〜５２ａ４部を除き、所定の同一ピッチで櫛歯状の所定数の極歯５１ｂ及び５２ｂを相互に対向するように折り曲げ交互に横方向に噛み合うように形成している。
即ち、第１の磁性体板５１は上述したように４箇所の５１ａ１〜５１ａ４部を除いて夫々が所定数の極歯５１ｂで形成した極歯群５１ｃ１〜５１ｃ４を第２の磁性体板５２に向けて形成しており、第２の磁性体板５２は、第１の磁性体板５１に形成した極歯のピッチの１／２偏位した位置に対向させて形成した極歯５２ｂで極歯群５２ｃ１〜５２ｃ４を形成している。
また、第１の磁性体板５１には、極歯を設けない４箇所５１ａ１〜５１ａ４部は磁気的に飽和するように強度上の最低限度に狭く形成している。
第１の磁性体板５１と第２の磁性体板５２とは、夫々極歯群５１ｃ１〜５１ｃ４を形成した箇所でヨーク５３ａ１〜５３ａ４で結合し、各ヨーク５３ａ１〜５３ａ４には夫々コイル５３ｂ１〜５３ｂ４を巻き回している。但し、各コイルを簡略化して示し接続線の図示は省略している。
ヨーク及びヨーク位置に対応する極歯群、磁性体板の狭隘部は９０／ｍのピッチ（図はｍ＝１）を基準に形成されている。
即ち、このモータの固定子は上述したように第１の単位固定子５０Ａと第２の単位固定子５０Ｂを主体構造として構成されている。
【００３４】
次に、上述した各単位固定子に形成した極歯と各単位回転子に形成した磁極との位置関係を図１５によって説明する。
図１５は上述した固定子と回転子を展開した状況の一部を示し、５０Ａは第１の単位固定子、５０Ｂは第２の単位固定子、６０Ａは第１の単位回転子、６０Ｂは第２の単位回転子である。
第１の単位固定子５０Ａと第２の単位固定子５０Ｂとは同一構成をなし、Ｕ１は第１の極歯群５１ｃ１の中心部を示しＵ２は隣接する第２の極歯群５１ｃ２の中心部を示している。また、５１ｂ、５２ｂは図１４によって示したように相対向する極歯であって、そのピッチ角度をθで示している。
本場合も、第１の実施の形態で説明した構造の回転子を使用した場合は、固定子の極歯のピッチ角度θは、単位回転子の磁極の対数をＰとした場合に、下記（１）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
また、第２又は第３の実施の形態で説明した構造の回転子を使用した場合は、固定子（図示せず）の極歯のピッチ角度がθで、各磁性体板に設けた極歯の数をＺとした場合に、下記（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
また、回転子の同一磁極（又は同一磁極に成る極歯間の）ピッチをτＲとすると、固定子の第１の極歯群５１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群５１ｃ２の中心部Ｕ２との間隔角度は〔（９０／ｍ）−（２τＲ／８）〕であり、同様に第２の極歯群５１ｃ２の中心部Ｕ２と、図示しない第３の極歯群との間、第３の極歯群の中心部と、図示しない第４の極歯群との間も〔（９０／ｍ）−（２τＲ／８）〕である。従って、第１の単位固定子５０Ａの第１の極歯群５１ｃ１の中心部Ｕ１に第１の回転子６０Ａ１の所定極の中心部を同一位置に合わせた場合、第２の単位固定子５０Ｂの第１の極歯群５１ｃ１の中心部Ｕ１と、第１の単位固定子５０Ａの第１の極歯群５１ｃ１の中心部Ｕ１に合わせた第１の回転子６０Ａ１の所定極に対応する同一極の中心部とは（τＲ／１６）偏位している。
従って、また、第２の単位固定子５０Ｂの第２の極歯群５１ｃ２の中心部Ｕ２は第１の単位固定子５０Ａの第１の極歯群５１ｃ１の中心部Ｕ１から、〔（４５／ｍ）＋（９０／ｍ）−（３τＲ／８）〕偏位して固定されている。
以下、図示しない第１の単位固定子５０Ａの第３、第４の極歯群の中心部と第２の単位固定子５０Ｂの第３、第４の極歯群の中心部の位置関係等も、上述した各単位固定子の第２の極歯群を第１の極歯群に見直すこと等によって上述と同様に理解される。
【００３５】
次に、上述の構成における作動状態、即ち、各固定子のコイルに駆動電流を供給する励磁シーケンスを図１６によって説明する。
図１６において、縦方向には上から第１の単位固定子５０Ａの第１のコイル５３ｂ１、第２のコイル５３ｂ２、第３のコイル５３ｂ３、第４のコイル５３ｂ４、第２の単位固定子５０Ｂの第１のコイル５３ｂ１、第２のコイル５３ｂ２、第３のコイル５３ｂ３、第４のコイル５３ｂ４を示し、横軸には励磁ステップを示している。
また、各縦軸方向には各コイルの電流状態を示すが、中心線の上側は、このコイルの所定方向に電流を流した状態、中心線の下側は、このコイルに対して上記とは逆方向に電流を流した状態を示している。
即ち、ステップ１で第１の単位固定子５０Ａの第１のコイル５３ｂ１に所定方向に電流を流すと、次のステップ２で第２の単位固定子５０Ｂの第１のコイル５３ｂ１に同一方向に、次のステップ３で第１の固定子５０Ａの第２のコイル５３ｂ２にステップ１とは逆方向に、という順で電流を供給することによって、このモータはモータのステップ角と電流を切り替え流す速度によってきまる回転速度で回転する。
【００３６】
第７の実施の形態：
図１７乃至図１９によって、本発明に基づく多相永久磁石形ステッピングモータの１例であるインナーロータ形１０相クローポール形モータ（永久磁石形ステッピングモータ）について説明する。
本形のモータの回転子の構造は、第１乃至第３の実施の形態で説明した回転子の構造に、磁極又は極歯のピッチを固定子の極歯のピッチに対応させて設定すれば良いので回転子の構造説明は省略する。また、アウターロータ形については、前述した図２及び第４の実施の形態と、以下に説明するインナーロータ形モータの構造を参照すれば容易に理解できるので、アウターロータ形モータの説明も省略する。
図１７は固定子の斜視図で、ケーシング（図示せず）に対する固定手段及び後述する各符号に対応する要素の内、隠れた箇所の図示は省略している。
図１７において、７０Ａは第１の単位固定子、７０Ｂは第２の単位固定子である。第１の単位固定子７０Ａと第２の単位固定子７０Ｂは、同図から明らかなように、ほぼ同一構造のものを背中合わせにし、相互に３６°／ｍ回転偏位させて固定している。但し、ｍは、このモータの仕様によって定まる１又は２の整数であって、同図ではｍ＝１の場合を示している。
【００３７】
第１の単位固定子７０Ａ、第２の単位固定子７０Ｂにおいて、７１及び７２は磁性体板を形成し、いずれも内部はほぼ等間隔で５箇所に設けた所定幅の範囲７１ａ１〜７１ａ５部と７２ａ１〜７２ａ５部を除き、所定の同一ピッチで櫛歯状の所定数の極歯７１ｂ及び７２ｂを相互に対向するように折り曲げ交互に横方向に噛み合うように形成している。
即ち、第１の磁性体板７１は上述したように５箇所の７１ａ１〜７１ａ５部を除いて、夫々が所定数の極歯７１ｂで形成した極歯群７１ｃ１〜７１ｃ５を第２の磁性体板７２に向けて形成しており、第２の磁性体板７２は第１の磁性体板７１に形成した極歯のピッチの１／２偏位した位置に対向させて形成した極歯７２ｂで極歯群７２ｃ１〜７２ｃ５を形成している。
また、第１の磁性体板７１は、いずれも極歯を設けない５箇所７１ａ１〜７１ａ５部を強度的に保持できる最低限度に狭く形成している。
第１の磁性体板７１と第２の磁性体板７２とは、夫々極歯群７１ｃ１〜７１ｃ５を形成した箇所でヨーク７３ａ１〜７３ａ５で結合し、各ヨーク７３ａ１〜７３ａ５には夫々コイル７３ｂ１〜７３ｂ５を巻回している。但し、上記各コイルを簡略化して示し、接続線の図示は省略している。
上記のヨーク及びヨーク位置に対応する極歯群、磁性体板の狭隘部は７２／ｍのピッチ（図はｍ＝１）を基準に形成されている。
即ち、このモータの固定子は上述したように第１の単位固定子７０Ａと第２の単位固定子７０Ｂを主体構造として構成されている。
【００３８】
次に、上述した各単位固定子に形成した極歯と各単位回転子に形成した磁極との位置関係を図１８によって説明する。
図１８は上述した固定子と回転子を展開した状況の一部を示していて、７０Ａは第１の単位固定子、７０Ｂは第２の単位固定子、８０Ａは第１の単位回転子、８０Ｂは２の単位回転子である。
第１の単位固定子７０Ａと第２の単位固定子７０Ｂとは同一構成を成していて、Ｕ１は第１の極歯群７１ｃ１の中心部を示しＵ２は隣接する第２の極歯群７１ｃ２の中心部を示している。また、７１ｂ、７２ｂは図１４によって示したように相対向する極歯であって、夫々のピッチ角度をθで示している。
この場合も、第１の実施の形態で説明した構造に回転子を使用した場合は、固定子の極歯のピッチ角度θは、単位回転子の磁極の対数をＰとした場合に、下記（１）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｐ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｐ−２）・・・・・・・・（１）
また、第２又は第３の実施の形態で説明した構造の回転子を使用した場合は、固定子の極歯のピッチ角度がθで、各磁性体板に設けた極歯の数をＺとした場合に、下記（２）式を満足するのが望ましい。
３６０°／（Ｚ＋２）≦θ≦３６０°／（Ｚ−２）・・・・・・・・（２）
また、回転子の同一磁極（又は同一磁極に成る極歯間の）ピッチをτＲとすると、第１の極歯群７１ｃ１の中心部Ｕ１と第２の極歯群７１ｃ２の中心部Ｕ２との間隔角度は〔（７２／ｍ）−（２τＲ／１０）〕であって、同様に図示しないその他の各極歯群中心部間の間隔各度も〔（７２／ｍ）−（２τＲ／１０）〕であり、従って、第１の単位固定子７０Ａの第１の極歯群７１ｃ１の中心部Ｕ１に第１の回転子８０Ａの所定極の中心部を合わせた場合、第２の単位固定子７０Ｂの第１の極歯群７１ｃ１の中心部Ｕ１と、前記の第１の単位固定子７０Ａの第１の極歯群７１ｃ１の中心部Ｕ１に合わせた第１の回転子８０Ａの所定極に対応する同一極の中心部とは（τＲ／２０）偏位している。
従って、また、第２の単位固定子７０Ｂの第２の極歯群７１ｃ２の中心部Ｕ２は第１の単位固定子７０Ａの第１の極歯群７１ｃ１の中心部Ｕ１から、〔（３６／ｍ）＋（７２／ｍ）−（３τＲ／１０）〕偏位して固定されている。
以下、図示しない第１の単位固定子７０Ａの第３、第４、第５の極歯群の中心部と第２の単位固定子７０Ｂの第３、第４、第５の極歯群の中心部等の位置関係も、上述した各単位固定子の第２の極歯群を第１の極歯群に見直すこと等によって上述と同様に理解される。
【００３９】
次に、上述の構成における作動状態、即ち、各固定子のコイルに駆動電流を供給する励磁シーケンスを図１９によって説明する。
図１９において、縦軸方向には、上から第１の固定子７０Ａの第１のコイル７３ｂ１〜第５のコイル７３ｂ５、第２の固定子７０Ｂの第１のコイル７３ｂ１〜第５のコイル７３ｂ５を示し、横軸には励磁ステップを示している。
また、各縦軸方向は電流の状態を示し、中心線の上側は、このコイルの所定方向に電流を流した状態、中心線の下側は、このコイルに対して上記とは逆方向に電流を流した状態を示している。
即ち、ステップ１で第１の固定子７０Ａの第１のコイル７３ｂ１に所定方向に電流を流すと、ステップ２で第２の固定子７０Ｂの第１のコイル７３ｂ１に同一方向に、ステップ３で第１の固定子７０Ａの第２のコイル７３ｂ２にステップ１とは逆方向に、という順で電流を供給することによって、このモータはモータのステップ角と電流を切り替える速度によってきまる回転速度で回転する。
【００４０】
上述した各実施の形態は本発明に基づく構成と働きの例を説明したものであって、上述した本発明の技術思想を応用して、上述以外の構造のステッピングモータにも適用できることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に基づくインナーロータ形又はアウター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、また励磁するようにしたので、次のような優れた効果を有する。
（１）従来のインナーロータ形又はアウターロータ形の多相形永久磁石形ステッピングモータでは、相数に対応して多数の固定子磁極が必要であったが、本発明のものでは従来よりも半分の磁極で実現できるようになった。
（２）例えば、３ｍ個のコイル若しくは５ｍ個のコイルを備えたモータを６相又は１０相モータとして機能することができる。
（３）従って、縦続形クローポール形の場合のように軸方向に固定子の相を増やす必要がなく、小型に構成できる。
（４）また、分布形のように多相化による銅量の減少でトルクが低下することを防止できる。
（５）単位固定子の極歯のピッチ角度θと単位回転子の磁極の対数との関係が前記（１）式を満足するようにし、又は単位固定子の極歯のピッチ角度θと単位回転子の各磁性体板の極歯の数の関係が前記（２）式を満足するように形成すると、コキングトルクが小さくなり、マイクロステップで動作させる場合に滑らかな回転が得られる。
（６）従って、薄形で高分解能、高トルクのステッピングモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の技術思想に基づき形成した多相インナーロータ形永久磁石形ステッピングモータの縦断正面図である。
【図２】本発明の技術思想に基づき形成した多相アウターロータ形永久磁石形ステッピングモータの縦断正面図である。
【図３】第１の実施の形態に適用する固定子を形成する斜視図である。
【図４】第１の実施の形態に適用する回転子の構造を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は磁極の展開図である。
【図５】第１の実施の形態に適用する固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図６】第１の実施の形態を説明する６相ステッピングモータの励磁シーケンス図である。
【図７】第２の実施の形態を説明する回転子の構造を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は磁極の展開図である。
【図８】第３の実施の形態を説明する回転子の構造を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は磁極の展開図である。
【図９】第４の実施の形態に適用するアウターロータ形永久磁石形ステッピングモータの固定子の構造を示す斜視図である。
【図１０】第４の実施の形態に適用する回転子の構造を示す斜視図である。
【図１１】第５の実施の形態に適用するインナーロータ形４相ステッピングモータの固定子の構造を示す斜視図である。
【図１２】第５の実施の形態に適用する固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図１３】第５の実施の形態を説明する４相ステッピングモータの励磁シーケンス図である。
【図１４】第６の実施の形態に適用するインナーロータ形８相永久磁石形ステッピングモータの固定子の構造を示す斜視図である。
【図１５】第６の実施の形態に適用する固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図１６】第６の実施の形態を説明する８相ステッピングモータの励磁シーケンス図である。
【図１７】第７の実施の形態に適用するインナーロータ形１０相永久磁石形ステッピングモータの固定子の構造を示す斜視図である。
【図１８】第７の実施の形態に適用する固定子と回転子との位置関係を示す展開図である。
【図１９】第７の実施の形態を説明する１０相ステッピングモータの励磁シーケンス図である。
【図２０】従来の縦続形の２相クローポール形ステッピングモータを示しており、同図（Ａ）は一部を切り欠いて示す斜視図、同図（Ｂ）は固定子極歯の一部展開図である。
【図２１】従来の分布形の２相クローポール形ステッピングモータの固定子を示しており、同図（Ａ）は固定子の構造を示す斜視図、同図（Ｂ）は回転子の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：ケーシング
２、２Ｐ、２Ｑ：回転軸
１０Ａ、１０Ｂ、１０ＰＡ、１０ＰＢ、１０ＱＡ、１０ＱＢ、１０Ａ４、１０Ｂ４、３０Ａ、３０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂ、７０Ａ、７０Ｂ：単位固定子
２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３、２０Ｂ１、２０Ｂ２、２０Ｂ３、２０ＰＡ、２０ＰＢ、２０ＱＡ、２０ＱＢ、２０Ａ４、２０Ｂ４、４０Ａ、４０Ｂ、６０Ａ、６０Ｂ、８０Ａ、８０Ｂ：単位回転子
１１、１５、３１、５１、７１：固定子の磁性体板
１２、１６、３２、５２、７２：固定子の磁性体板
１１ａ１〜１１ａ３、１５ａ１〜１５ａ３、３１ａ１〜３１ａ２、５１ａ１〜５１ａ４、７１ａ１〜７１ａ５：磁性体板の狭隘部
１１ｂ、１２ｂ、１５ｂ、１６ｂ、３１ｂ、３２ｂ、５１ｂ、５２ｂ、７１ｂ、７２ｂ：固定子の極歯
１１ｃ１〜１１ｃ３、１２ｃ１〜１２ｃ３、１５ｃ１〜１５ｃ３、１６ｃ１〜１６ｃ３、３１ｃ１〜３１ｃ２、３２ｃ１〜３２ｃ２、５１ｃ１〜５１ｃ４、５２ｃ１〜５２ｃ４、７１ｃ１〜７１ｃ５、７２ｃ１〜７２ｃ５：極歯群
１３ａ１〜１３ａ３、１７ａ１〜１７ａ３、３３ａ１〜３３ａ２、５３ａ１〜５３ａ４、７３ａ１〜７３ａ５：ヨーク
１３ｂ１〜１３ｂ３、１７ｂ１〜１７ｂ３、３３ｂ１〜３３ｂ２、５３ｂ１〜５３ｂ４、７３ｂ１〜７３ｂ５：コイル  ２１、２２、２３、２４：磁性体板
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ：回転子の極歯
Ｎ：永久磁石のＮ極及び極歯に現れるＮ極
Ｐ：単位回転子の磁極の対数
Ｓ：永久磁石のＳ極及び極歯に現れるＳ極
Ｚ：磁性体板に設けた極歯の数
τＲ：回転子の同極間のピッチ角度
θ：固定子の同極が現れる極歯間のピッチ角度
【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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