(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極に、順にかつ各別に巻装された９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９を有し、回転子は、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回動方向に沿って極対数Ｐ＝９ｎ＋７、またはＰ＝９ｎ＋２（ただし、ｎは１以上の整数）の回転子磁極が形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する固定子磁極の前記固定子極歯または固定子極歯群の中心のなす角度は、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７のときはｋ＝４ｎ＋３、Ｐ＝９ｎ＋２のときはｋ＝４ｎ＋１としたとき、１２０（３ｋ／Ｐ−１）度である箇所が６箇所と、１２０（３−６ｋ／Ｐ）度である箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度であり、前記１２０（３−６ｋ／Ｐ）度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて１つの相を構成することを特徴とする３相ステッピングモータ。
【請求項２】
固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極に、順にかつ各別に巻装された９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９を有し、回転子は、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回動方向に沿って極対数Ｐ＝９ｎ＋７、またはＰ＝９ｎ＋２（ただし、ｎは１以上の整数）の回転子磁極が形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する固定子磁極の前記固定子極歯または固定子極歯群の中心のなす角度は、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７のときはｋ＝４ｎ＋３、Ｐ＝９ｎ＋２のときはｋ＝４ｎ＋１としたとき、１２０（１−１．５ｋ／Ｐ）度である箇所が６箇所と、１２０（３ｋ／Ｐ−１）度である箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度であり、前記１２０（３ｋ／Ｐ−１）度をなす２つの磁極から等角度位置にある第１の磁極と、該第１の磁極から両方向に１８０ｋ／Ｐ度の位置にある第２、第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が、前記第２、第３の磁極の巻線は互いに同極性に、第１の磁極の巻線は前記２つの巻線とは逆極性になるように結線されて１つの相を構成することを特徴とする３相ステッピングモータ。
【請求項３】
前記回転子は極対数２５の回転子磁極を有するとともに、前記固定子磁極はそれぞれ３個の固定子極歯を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３相ステッピングモータ。
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、固定子に放射状に９個の固定子磁極を有する３相ステッピングモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の３相ステッピングモータで、回転子磁極に、多極（複数極）着磁された円筒状の永久磁石を使用したモータとしては、例えば、図１２のモータ断面図に示すものが知られている。
図１２において、該３相ステッピングモータＭの固定子１は、放射状に等ピッチで配置された６個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６と、該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ６に、順にかつ各別に６個の巻線Ｗ１，Ｗ２，‥‥‥Ｗ６が巻装されている。回転子２は、回転軸３とともに、前記固定子１の軸心に回動自在に配設されており、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ６と空隙を介して対向する該回転子２の外周面には、回動方向（周方向）に沿って極対数１６、すなわち、Ｎ極、Ｓ極が交互に３２極の回転子磁極５ａが、着磁、形成された円筒状の永久磁石５が配設されている。また、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ６の前記回転子２と対向する面には固定子小歯４が配設されている。
【０００３】
そして、前記巻線Ｗ１と巻線Ｗ４とが同極性になるように結線されて第I 相を構成し、巻線Ｗ２と巻線Ｗ５とが同様に結線されて第II相を構成し、巻線Ｗ３と巻線Ｗ６とが同様に結線されて第III 相を構成して、３相巻線を形成している。
このため、前記ステッピングモータＭの基本ステップ角は、３６０°／（２×相数×極対数）であるから、相数３、極対数１６の場合の基本ステップ角は、３．７５°となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示す前記従来の３相ステッピングモータＭにおいては、以下のような問題点があった。
（１）  固定子磁極あたりの巻線の巻数が多くなるため、インダクタンスが大きくなる。
（２）  コイルエンドが高くなるため、薄型化を考えた場合、不利になる。
【０００５】
（３）  固定子磁極あたりの固定子極歯の数が多いため、固定子磁極の幅やバックヨークの幅などを太くする必要があり、有効巻線スペースが狭くなり、高トルク化を考えた場合、不利になる。
（４）  固定子磁極数が６の場合、可能な回転子極数は１２ｎ±４（ただし、ｎは１以上の正の整数）であるため、極数５０（極対数２５）が構成できない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、従来のものよりも、固定子磁極巻線のインダクタンスが低く、かつ高速性に優れるとともに、薄型化にも適する３相ステッピングモータを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、回転子磁極の極対数を２５に構成することが可能な３相ステッピングモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の３相ステッピングモータの構成は、次のとおりである。
【０００９】
（１）  固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極に、順にかつ各別に巻装された９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９を有し、回転子は、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回動方向に沿って極対数Ｐ＝９ｎ＋７、またはＰ＝９ｎ＋２（ただし、ｎは１以上の整数）の回転子磁極が形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する固定子磁極の前記固定子極歯または固定子極歯群の中心のなす角度は、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７のときはｋ＝４ｎ＋３、Ｐ＝９ｎ＋２のときはｋ＝４ｎ＋１としたとき、１２０（３ｋ／Ｐ−１）度である箇所が６箇所と、１２０（３−６ｋ／Ｐ）度である箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度であり、前記１２０（３−６ｋ／Ｐ）度をなす第１、第２の磁極と、該２つの磁極に対し等角度位置にある第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が同極性になるように結線されて１つの相を構成することを特徴とする。
【００１０】
（２）  固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極に、順にかつ各別に巻装された９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９を有し、回転子は、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回動方向に沿って極対数Ｐ＝９ｎ＋７、またはＰ＝９ｎ＋２（ただし、ｎは１以上の整数）の回転子磁極が形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する固定子磁極の前記固定子極歯または固定子極歯群の中心のなす角度は、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７のときはｋ＝４ｎ＋３、Ｐ＝９ｎ＋２のときはｋ＝４ｎ＋１としたとき、１２０（１−１．５ｋ／Ｐ）度である箇所が６箇所と、１２０（３ｋ／Ｐ−１）度である箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度であり、前記１２０（３ｋ／Ｐ−１）度をなす２つの磁極から等角度位置にある第１の磁極と、該第１の磁極から両方向に１８０ｋ／Ｐ度の位置にある第２、第３の磁極とに、それぞれ巻装された３個の巻線が、前記第２、第３の磁極の巻線は互いに同極性に、第１の磁極の巻線は前記２つの巻線とは逆極性になるように結線されて１つの相を構成することを特徴とする。
【００１１】
（３）  前記（１）または（２）において、前記回転子は極対数２５の回転子磁極を有するとともに、前記固定子磁極はそれぞれ３個の固定子極歯を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、以上のように構成されているので、固定子磁極あたりの巻数を少なくでき、その巻線のインダクタンスを小さくすることができる。このため、前記ステッピングモータの薄型化が期待できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。
（実施例１の１）
図１ないし図３は、本発明の実施例１の１で、請求項１に係る３相ステッピングモータＭ１の実施例を示す。
図１は、前記ステッピングモータＭ１の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図、図２は３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図、図３はトルクベクトル図である。
【００１４】
図１において、該３相ステッピングモータＭ１は、固定子１と、該固定子１の軸心に、回転軸３とともに、回動自在に配設さた回転子２とからなる。該固定子１は、内側に向かって放射状に配設された９個の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と、該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に、順にかつ各別に９個の巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９が巻装されており、該固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ２個の固定子極歯４が配設されている。
【００１５】
回転子２は、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９と空隙を介して対向する外周面に、回動方向（周方向）に沿って極対数１６（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７の式で、ｎ＝１とした場合、Ｐ＝１６）の回転子磁極５ａで、Ｎ極、Ｓ極が交互に３２極の回転子磁極５ａが、回動方向または半径方向に着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００１６】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心のなす角度は、３７．５゜、すなわち、ｎ＝１より前記ｋ＝４ｎ＋３＝７、したがって、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×７／１６）−１｝＝３７．５゜の箇所が６箇所と、４５゜、すなわち、１２０（３−６ｋ／Ｐ）＝１２０｛３−（６×７／１６）｝＝４５゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯４群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００１７】
ここで、前記回転子２の互いに隣接する前記回転子磁極５ａ，５ａのＮ極−Ｎ極間、またはＳ極−Ｓ極間のなす角度（電気角で３６０゜）を回転子磁極ピッチτR とすると、τR ＝３６０゜／Ｐより、τR ＝２２．５゜である。
前記固定子極歯４群の中心のなす角度３７．５゜は、前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１０／６）τR 、すなわち（１＋４／６）τR であり、角度４５゜は２τR である。
【００１８】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図１によりそれぞれ（０／６）τR 、（４／６）τR 、（４／６）τR 、（２／６）τR 、（０／６）τR 、（０／６）τR 、（４／６）τR 、（２／６）τR 、（２／６）τR である。ここで、（０／６）τR は、ずれ角０゜を意味し、固定子極歯４と回転子２のＳ極とは丁度対向していることを意味している。同様に、（４／６）τR は回転子磁極ピッチτR の４／６、すなわち電気角で３６０゜×４／６＝２４０゜、（２／６）τR は同様に電気角で１２０゜のずれ角をもって対向していることを意味している。
【００１９】
したがって、図２に示すように、巻線Ｗ１、巻線Ｗ５、巻線Ｗ６が互いに同極性になるように結線して第I 相とし、巻線Ｗ４、巻線Ｗ８、巻線Ｗ９が互いに同極性になるように結線して第II相とし、巻線Ｗ７、巻線Ｗ２、巻線Ｗ３が互いに同極性になるように結線して第III 相とすると、第I 相（巻線Ｗ１，Ｗ５，Ｗ６）、第II相（巻線Ｗ４，Ｗ８，Ｗ９）および第III 相（巻線Ｗ７，Ｗ２，Ｗ３）に、それぞれ正方向電流を流したときに発生する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ(II)，Ｔ(III) は、前記ずれ角の関係から図３に示すように、電気角で１２０゜ずつの位相をもつことになる。
【００２０】
また、前記とは逆方向に電流を流したときに発生する合成トルクベクトルＴ′(I) ，Ｔ′(II)，Ｔ′(III) は、前記合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ(II)，Ｔ(III) に対し、それぞれ電気角で１８０゜の位相差をもつベクトルとなる。このため、両者を交互に組み合わせることにより、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ′(III) ，Ｔ(II)，Ｔ′(I) ，Ｔ(III) ，Ｔ′(II)を発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０゜／Ｐ＝６０゜／１６、すなわち３．７５゜）ずつ回転することとなり、基本ステップ角３．７５゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００２１】
（実施例１の２）
図４および図５は、本発明の実施例１の２で、請求項１に係る３相ステッピングモータＭ２の実施例を示す。
図４は、前記ステッピングモータＭ２の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図、図５は３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図で、図１および図２と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ２個の固定子極歯４が配設されている。
【００２２】
回転子２の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と対向する外周面には、回転方向に沿って、極対数２０（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋２の式で、ｎ＝２とした場合、Ｐ＝２０）の回転子磁極５ａが、前記第１実施例と同様に、着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００２３】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心をのなす角度は、４２゜、すなわち、ｎ＝２よりｋ＝４ｎ＋１＝９、したがって、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×９／２０）−１｝＝４２゜の箇所が６箇所と、３６゜、すなわち、１２０（３−６ｋ／Ｐ）＝１２０｛３−（６×９／２０）｝＝３６゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯４または極歯４群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００２４】
この場合の回転子磁極ピッチτR は、τR ＝３６０゜／Ｐ＝３６０／２０より、τR ＝１８゜であるから、前記固定子極歯４群の中心をのなす前記角度４２゜は  前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１４／６）τR 、すなわち（２＋２／６）τR であり、前記角度３６゜は２τR である。
【００２５】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図４によりそれぞれ（０／６）τR 、（２／６）τR 、（２／６）τR 、（４／６）τR 、（０／６）τR 、（０／６）τR 、（２／６）τR 、（４／６）τR 、（４／６）τR である。ここで、（０／６）τR は、ずれ角０゜を意味し、固定子小歯４と回転子２のＳ極とは丁度対向していることを意味し、（２／６）τR は、すなわち電気角で３６０゜×２／６＝１２０゜のずれ角をもって対向していることを意味している。
【００２６】
したがって、図５に示すように、巻線Ｗ１、巻線Ｗ５、巻線Ｗ６が互いに同極性になるように結線して第I 相とし、巻線Ｗ７、巻線Ｗ２、巻線Ｗ３が互いに同極性になるように結線して第II相とし、巻線Ｗ４、巻線Ｗ８、巻線Ｗ９が互いに同極性になるように結線して第III 相とすることにより、前記第１実施例と同様に、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ′(III) ，Ｔ(II)，Ｔ′(I) ，Ｔ(III) ，Ｔ′(II)を発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０゜／Ｐ＝６０゜／２０、すなわち３゜）ずつ回転することとなり、基本ステップ角３゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００２７】
（実施例１の３）
図６は、本発明の実施例１の３で、請求項１に係る３相ステッピングモータＭ３の実施例を示す。
図６は、前記ステッピングモータＭ３の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図で、図１と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ３個の固定子極歯４が配設されている。
【００２８】
回転子２の前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９と対向する外周面には、回動方向に沿って、極対数２５（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７の式で、ｎ＝２とした場合、Ｐ＝２５）の回転子磁極５ａが、前記第１実施例と同様に、着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００２９】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心をのなす角度は、３８．４゜、すなわち、ｎ＝２よりｋ＝４ｎ＋３＝１１、したがって、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×１１／２５）−１｝＝３８．４゜の箇所が６箇所と、４３．２゜、すなわち、１２０（３−６ｋ／Ｐ）＝１２０｛３−（６×１１／２５）｝＝４３．２゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００３０】
この場合の回転子磁極ピッチτR は、τR ＝３６０゜／Ｐ＝３６０／２５より、τR ＝１４．４゜であるから、前記固定子極歯４群の中心をのなす前記角度３８．４゜は  前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１６／６）τR 、すなわち（２＋４／６）τR であり、前記角度４３．２゜は３τR である。
【００３１】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図６によりそれぞれ（０／６）τR 、（４／６）τR 、（４／６）τR 、（２／６）τR 、（０／６）τR 、（０／６）τR 、（４／６）τR 、（２／６）τR 、（２／６）τR であり、前記実施例１の１の場合と同じになる。したがって、この場合の結線図は図２と同一になり、基本ステップ角は、６０／２５＝２．４゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００３２】
（実施例２の１）
図７および図８は、本発明の実施例２の１で、請求項２に係る３相ステッピングモータＭ４の実施例を示す。
図７は、前記ステッピングモータＭ４の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図、図８は３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図で、図１および図２と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ２個の固定子極歯４が配設されている。
【００３３】
回転子２の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と対向する外周面には、回転方向に沿って、極対数１６（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７の式で、ｎ＝１とした場合、Ｐ＝１６）の回転子磁極５ａが、前記実施例１の１と同様に、着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００３４】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心をのなす角度は、４１．２５゜、すなわち、ｎ＝１よりｋ＝４ｎ＋３＝７、したがって、１２０（１−１．５ｋ／Ｐ）＝１２０｛１−（１．５×７／１６）｝＝４１．２５゜の箇所が６箇所と、３７．５゜、すなわち、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×７／１６）−１｝＝３７．５゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００３５】
この場合の回転子磁極ピッチτR は、τR ＝３６０゜／Ｐ＝３６０／１６より、τR ＝２２．５゜であるから、前記固定子極歯４群の中心をのなす前記角度４１．２５゜は  前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１１／６）τR 、すなわち（１＋５／６）τR であり、前記角度３７．５゜は（１＋４／６）τR である。
【００３６】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図７によりそれぞれ（０／６）τR 、（５／６）τR 、（３／６）τR 、（２／６）τR 、（１／６）τR 、（５／６）τR 、（４／６）τR 、（３／６）τR 、（１／６）τR となる。
【００３７】
したがって、図８に示すように、巻線Ｗ３と巻線Ｗ８とが互いに同極性に、巻線Ｗ１が前記２つの巻線Ｗ３，Ｗ８とは逆極性になるように結線して第I 相とし、巻線Ｗ６と巻線Ｗ２とが互いに同極性に、巻線Ｗ４が前記２つの巻線Ｗ６，Ｗ２とは逆極性になるように結線して第II相とし、巻線Ｗ９と巻線Ｗ５とが互いに同極性に、巻線Ｗ７が前記２つの巻線Ｗ９，Ｗ５とは逆極性になるように結線して第III 相とすることにより、実施例１の１と同様に、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ′(III) ，Ｔ(II)，Ｔ′(I) ，Ｔ(III) ，Ｔ′(II)を発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０゜／Ｐ＝６０゜／１６、すなわち３．７５゜）ずつ回転することとなり、基本ステップ角３．７５゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００３８】
（実施例２の２）
図９および図１０は、本発明の実施例２の２で、請求項２に係る３相ステッピングモータＭ５の実施例を示す。
図９は、前記ステッピングモータＭ５の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図、図１０は３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図で、図１および図２と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ２個の固定子極歯４が配設されている。
【００３９】
回転子２の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と対向する外周面には、回転方向に沿って、極対数２０（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋２の式で、ｎ＝２とした場合、Ｐ＝２０）の回転子磁極５ａが、前記第実施例１の２と同様に、着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００４０】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心をのなす角度は、３９゜、すなわち、ｎ＝２よりｋ＝４ｎ＋１＝９、したがって、１２０（１−１．５ｋ／Ｐ）＝１２０｛１−（１．５×９／２０）｝＝３９゜の箇所が６箇所と、４２゜、すなわち、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×９／２０）−１｝＝４２゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯４または極歯４群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００４１】
この場合の回転子磁極ピッチτR は、τR ＝３６０゜／Ｐ＝３６０／２０より、τR ＝１８゜であるから、前記固定子極歯４群の中心をのなす前記角度３９゜は  前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１３／６）τR 、すなわち（２＋１／６）τR であり、前記角度４２゜は（２＋２／６）τR である。
【００４２】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図９によりそれぞれ（０／６）τR 、（１／６）τR 、（３／６）τR 、（４／６）τR 、（５／６）τR 、（１／６）τR 、（２／６）τR 、（３／６）τR 、（５／６）τR となる。
【００４３】
したがって、図１０に示すように、巻線Ｗ３と巻線Ｗ８とが互いに同極性に、巻線Ｗ１が前記２つの巻線Ｗ３，Ｗ８とは逆極性になるように結線して第I 相とし、巻線Ｗ９と巻線Ｗ５とが互いに同極性に、巻線Ｗ７が前記２つの巻線Ｗ９，Ｗ５とは逆極性になるように結線して第II相とし、巻線Ｗ６と巻線Ｗ２とが互いに同極性に、巻線Ｗ４が前記２つの巻線Ｗ６，Ｗ２とは逆極性になるように結線して第III 相とすることにより、実施例１の１と同様に、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ′(III) ，Ｔ(II)，Ｔ′(I) ，Ｔ(III) ，Ｔ′(II)を発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０゜／Ｐ＝６０゜／２０、すなわち３゜）ずつ回転することとなり、基本ステップ角３゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００４４】
（実施例２の３）
図１１は、本発明の実施例２の３で、請求項２に係る３相ステッピングモータＭ６の実施例を示す。
図１１は、前記ステッピングモータＭ６の固定子１および回転子２を、回転軸３の垂直な面で切断した断面図で、図１と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
各固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の前記回転子２と対向する面に、それぞれ３個の固定子極歯４が配設されている。
【００４５】
回転子２の固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９と対向する外周面には、回転方向に沿って、極対数２５（すなわち、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７の式で、ｎ＝２とした場合、Ｐ＝２５）の回転子磁極５ａが、前記第実施例１の３と同様に、着磁、形成された円筒状の永久磁石５となって配設されている。
【００４６】
互いに隣接する前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９に配設された固定子極歯４群の中心をのなす角度は、４０．８゜、すなわち、ｎ＝２よりｋ＝４ｎ＋３＝１１、したがって、１２０（１−１．５ｋ／Ｐ）＝１２０｛１−（１．５×１１／２５）｝＝４０．８゜の箇所が６箇所と、３８．４゜、すなわち、１２０（３ｋ／Ｐ−１）＝１２０｛（３×１１／２５）−１｝＝３８．４゜の箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７、またはＰ２，Ｐ５，Ｐ８、またはＰ３，Ｐ６，Ｐ９に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度となっている。
【００４７】
この場合の回転子磁極ピッチτR は、τR ＝３６０゜／Ｐ＝３６０／２５より、τR ＝１４．４゜であるから、前記固定子極歯４群の中心をのなす前記角度４０．８゜は  前記回転子磁極ピッチτR を単位とすると、（１７／６）τR 、すなわち（２＋５／６）τR であり、前記角度３８．４゜は（２＋４／６）τR である。
【００４８】
したがって、前記固定子磁極Ｐ１，Ｐ２，‥‥‥Ｐ９の内周面に設けられたそれぞれの前記固定子極歯４と回転子２のＳ極とのずれ角は、固定子磁極Ｐ１を基準にすると、図１１によりそれぞれ（０／６）τR 、（５／６）τR 、（３／６）τR 、（２／６）τR 、（１／６）τR 、（５／６）τR 、（４／６）τR 、（３／６）τR 、（１／６）τR となり、前記実施例２の１と同一になる。
したがって、結線図は図８と同一となり、実施例１の１と同様に、電気角で６０゜ずつ一定方向に回転する合成トルクベクトルＴ(I) ，Ｔ′(III) ，Ｔ(II)，Ｔ′(I) ，Ｔ(III) ，Ｔ′(II)を発生することができる。このとき回転子２は、電気角で６０゜（機械角で６０゜／Ｐ＝６０゜／２５、すなわち２．４゜）ずつ回転することとなり、基本ステップ角２．４゜の３相ステッピングモータが構成できる。
【００４９】
なお、本発明の技術は前記実施例に限定されるものではなく、例えば、固定子磁極巻線の結線方法は、３個の巻線の直列結線ではなく並列結線でも、勿論可能である。また、図２や図５の結線図において、例えば巻線Ｗ５とＷ６とを並列接続し、巻線Ｗ１を直列接続するということも可能である。
また、図２、図５、図８および図１０の結線図においては、固定子の各相の磁極巻線の結線方法がポイントであるため、第I 相巻線、第II相巻線および第III 相巻線を、それぞれ独立して示しているが、実際に使用する場合には、これらはスター結線、またはデルタ結線されることは当然である。
また、固定子磁極に複数個配設された固定子極歯の配設ピッチτS は、断面図では全て回転子磁極ピッチτR と同一になっているが、バーニアピッチ（τS ≠τR ）とすることも勿論可能である。
【００５０】
本実施例では、固定子磁極は均等配置で固定子極歯群の中心のなす角度を所定の角度配置にしているため、固定子磁極の中心と固定子極歯群の中心とは必ずしも一致していないが、固定子磁極を所定の角度配置とし、固定子極歯群の中心と磁極の中心とを一致させることも可能である。
また、前記回転子磁極は、円筒状永久磁石の多極着磁ではなく、棒状永久磁石を２Ｐ個、その長手方向を軸方向にしながら、円筒状に形成して構成することも勿論可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の３相ステッピングモータによれば、固定子は、放射状に配置された９個の固定子磁極と、該固定子磁極に、順にかつ各別に巻装された９個の巻線を有し、回転子は、前記固定子磁極と空隙を介して対向する面に、回動方向に沿って極対数Ｐ＝９ｎ＋７、またはＰ＝９ｎ＋２（ただし、ｎは１以上の整数）の回転子磁極が形成されており、前記固定子磁極の前記回転子と対向する面には１個以上の固定子極歯を有し、互いに隣接する固定子磁極の前記固定子極歯または固定子極歯群の中心のなす角度は、前記極対数Ｐ＝９ｎ＋７のときはｋ＝４ｎ＋３、Ｐ＝９ｎ＋２のときはｋ＝４ｎ＋１としたとき、所定式による角度である箇所が６箇所と、他の所定式による角度である箇所が３箇所であるとともに、２つおきに配置された３個の前記磁極に配設された前記極歯または極歯群の中心のなす角度は互いに１２０度であり、前記他の所定式による角度を基になす第１、第２、第３の磁極に、それぞれ巻装された３個の巻線が所定の極性になるように結線されて１つの相を構成するので、固定子磁極あたりの巻線の巻数を少なくすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。また、固定子磁極あたりの巻線の巻数を少なくなることにより、コイルエンドも低くなり、モータの薄型化に有利となる。
【００５２】
さらに、特定の極対数（Ｐ＝１６）の場合において、固定子磁極あたりの極歯数が従来の３（図１２）に対し、２（図１）とすることができ、磁極幅およびバックヨークの幅を２／３にすることが可能となる。
また、図６および図１１に示すように、極対数２５の３相ステッピングモータを構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の３相ステッピングモータの実施例１の１を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図２】図１の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図である。
【図３】図２の結線による３相のトルクベクトル図である。
【図４】本発明の３相ステッピングモータの実施例１の２を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図５】図４の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図である。
【図６】本発明の３相ステッピングモータの実施例１の３を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図７】本発明の３相ステッピングモータの実施例２の１を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図８】図７の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図である。
【図９】本発明の３相ステッピングモータの実施例２の２を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図１０】図９の３相を構成する固定子磁極の巻線の結線図である。
【図１１】本発明の３相ステッピングモータの実施例２の３を示し、その固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【図１２】従来の３相ステッピングモータの固定子と回転子との相互関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１  固定子
２  回転子
３  回転軸
４  固定子極歯
５  永久磁石
５ａ  回転子磁極
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６  ３相ステッピングモータ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，‥‥‥Ｐ８，Ｐ９  固定子磁極
Ｔ(I) ，Ｔ(II)，Ｔ(III)   トルクベクトル
Ｔ′(I) ，Ｔ′(II)，Ｔ′(III)   トルクベクトル
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，‥‥‥Ｗ８，Ｗ９  巻線
τR   回転子磁極ピッチ
【図１】
0003982875.tif 000002
【図２】
0003982875.tif 000003
【図３】
0003982875.tif 000004
【図４】
0003982875.tif 000005
【図５】
0003982875.tif 000006
【図６】
0003982875.tif 000007
【図７】
0003982875.tif 000008
【図８】
0003982875.tif 000009
【図９】
0003982875.tif 000010
【図１０】
0003982875.tif 000011
【図１１】
0003982875.tif 000012
【図１２】
0003982875.tif 000013