步進電機、使用它的列印裝置、送紙裝置及印表機的製作方法

2023-06-02 03:31:31 1

專利名稱：步進電機、使用它的列印裝置、送紙裝置及印表機的製作方法
技術領域：
本發明涉及能降低振動及噪聲的步進電機、使用它的列印裝置和送紙裝置及印表機。
背景技術：
近年來，與所輸入的電脈衝對應地輸出機構角度的步進電機被廣泛用作印表機、掃描器及傳真機等複印機的送紙及磁頭驅動、磁鼓驅動等的動力。
尤其在要求高轉矩和高精度的設備中，對電動機不勵磁而由永久磁體來形成磁通的混合型步進電機的採用十分顯著。這是因為，若採用這種步進電機，做成小型就可有效獲得輸出高轉矩的動力，並且因高速，不需要位置傳感器/編碼器，因而控制方便，人們歡迎這些優點的緣故。
例如，圖29所示為示出步進電機的定子及轉子的基本構成的剖視圖。該步進電機包括具有多個定子極21的定子2及與這些定子極21夾有磁隙地配置的轉子3，在轉子3上以一定間距設有轉子極齒31，並在各定子極21上設有與轉子極齒31相對的定子極齒22，對配置在各定子極21上的定子線圈4分別進行勵磁，輸出軸5就會產生轉矩。
此外，近年來，隨著設備的高速化及高精度化，因步進電機特有的止動轉矩引起的電動機驅動時的振動及噪聲成了問題，如何降低該振動及噪聲成為重要課題。
作為其措施，以往採用的方法是將定子極齒的間距設定得與轉子極齒的間距不同，來降低止動轉矩所含高次諧波。
一般情況下，設轉子極齒的間距為PR、定子極齒的間距為PS、定子極齒的個數為m時，已知若有如下關係PS＝PR{1±1/(m·ν)}則含有ν次的多個高次諧波被降低，這樣的構成例如也被採用於日本發明專利公告1994年第14779號等所公開的步進電機。
這種結構為，如果使定子極齒的間距PS相對轉子極齒的間距PR偏置即更窄或更寬{PR/(m·ν)}，則由於各定子極齒所產生的止動轉矩的相位適當錯開，因而特定高次諧波相互抵消。
例如圖30為示出傳統步進電機中的轉子極齒31的間距P1和定子極齒22的間距P2的說明圖。
在該圖中，一個定子極21上設有6個定子極齒22，定子極齒22的間距PS為了降低3次高次諧波而設定為比轉子極齒31的間距PR要窄(或寬)(PR/18)。此外，由該結構降低的高次諧波不僅是3次高次諧波，而且是3的倍數次即6、9、12次高次諧波等。
用圖30所示那樣的有6個定子極的定子和38個轉子極齒的轉子實際組成三相電動機，並測定其止動轉矩特性，獲得圖31所示的結果。
再試製多個電動機並重複進行這樣的測定，並就它們的止動轉矩特性，對高次諧波的次數進行頻率解析，獲得圖32所示的結果。
此外，對此用定子極齒的間距與轉子極齒的間距相同的定子做成同樣的結構及進行同樣的頻率解析，獲得如圖33及圖34所示的結果。
再對這些結果進行比較可以確認，將定子極齒的間距設定為如圖30所示那樣的，顯著降低了6次高次諧波及12次高次諧波。
另外在這些圖中，1次、2次高次諧波的差異可認為是因定子及轉子的尺寸誤差及轉軸的偏心等引起的。
然而，對於如上所述的步進電機，各次數的高次諧波的振幅分別越接近0gcm，振動及噪聲就越小。
此外，因為相位不同的各定子極產生的高次諧波相互減弱或相互增強，故特別成問題的止動轉矩的次數由其相數及定子極數來決定。
這一點，如果是三相電動機，則因為4次高次諧波因三相結構的配置而消除，故特別成問題的是6次高次諧波，如上所述的定子極齒間距的設定是與這樣的條件對應來進行的。
但是，實際上要利用這樣的結構來實現充分的靜音性是非常困難的。
具體是，要利用相間及定子極間的配置來獲得效果時，對電動機零部件製造及裝配工序中的精度要求極嚴，因此會因為極小的尺寸誤差而不能獲得充分的效果。
這從在圖31至圖34中，在理論上應該比6次高次諧波不成問題的4次高次諧波卻高振幅出現這一點也得到確認。
因此，鑑於以上所述存在的問題，本發明的目的在於，提供一種能高效降低止動轉矩的高次諧波、能獲得更安靜平滑的旋轉的步進電機。
然而，如上所述，步進電機驅動時，通過降低或消去止動轉矩來降低不必要的振動及噪聲。
所謂該止動轉矩，是通過在轉子上設置永久磁體等來使定子在對定子線圈等不進行勵磁的情況下也保持在一定位置上的轉矩，這與用所謂的硬挺性(stiffness)特性表示的那樣的靜止轉矩有所區別。
在圖29所示的定子2及轉子3的情況下，在轉子3的必要部位配置有永久磁體，止動轉矩存在於定子極21的各定子極齒22與轉子3的轉子極齒31之間，作為電動機整體，是將各極齒間存在的止動轉矩合成後的狀態。即，呈相對周向相位不同的定子極齒22與轉子極齒31之間產生的止動轉矩相互抵消的結構。
上述的止動轉矩在一個定子極齒中，雖然可以用與轉子極齒的間距相同周期的正弦波形來表示，但實際上因為還含有其高次諧波成分，所以如圖35所示，呈現存在畸變的複雜的波形。
這樣的高次諧波成分因為妨礙轉子的平滑旋轉，所以會引起電動機驅動時的不必要的振動及噪聲。
尤其是在傳統上，如日本發明專利公開1997年第308213號公報所公開的那樣，也有一種通過適當設定各極齒間距，用成對的定子極齒來相互抵消特定高次諧波的結構，此情況下，因為容易受到因轉子對定子的偏心及傾斜等引起的磁不平衡的影響，所以不能說是滿意的。
即，因為定子極齒與轉子極齒之間的磁隙長度通常為數十μ，非常狹，所以由於轉子的偏心及傾斜等，雙方極齒的高次諧波的大小會產生差異，故這樣的相互抵消就不完全。
此外，在《磁阻電動機極形狀及轉矩特性》日本電氣學會迴轉機研究會RM-95-55中有如下記載將轉子的齒幅比定子的齒幅狹或寬時的電感分布進行比較，取這兩個的中間來看，電感的空間分布有時非常接近正弦波，所以也可以考慮將齒幅不同的轉子層疊起來。但因為其構成不明確，離實際應用相當遠，並且也未解決如上所述的因轉子的偏心及傾斜等引起的不良情況。
因此，鑑於以上存在的問題，本發明的目的在於，提供一種能降低止動轉矩引起的不必要振動及噪聲的步進電機。
然而，圖36示出了傳統的二相混合型步進電機極齒配置的展開圖。在定子極21上配置有6個極齒，其間距都相等為4θs(其中θs為基本步進角)。但步進電機由於其動作原理會伴隨產生振動及噪聲。這是因為，由於永久磁體的磁動勢，會有對轉子的轉角周期性發生的止動轉矩。因此，為了降低振動及噪聲，正在考慮提高構成電動機的零部件的精度及該零部件的裝配精度的技術。此外，為了降低止動轉矩的高次諧波成分，也在設法使定子極的極齒的間距偏置。
圖37為示出在傳統混合型步進電機中，極齒間距偏置時的、極齒位置關係的展開圖。圖37的電動機的極齒，兩個極齒22c和22d不偏離將定子極21的6個極齒22等間距配置的位置，而兩個極齒22a、22b向前進方向偏置，兩個極齒22e、22f向延遲方向偏置。另外，在圖37中，前進方向為右方向。
圖38示出了表示此時轉矩的各次數分量的曲線。圖38示出了在圖37所示那樣的將極齒偏置的電動機中，極齒的偏置與本電動機的轉矩的各次數分量的關係。其中，將極齒離開等間距配置的位置偏置的偏置量(機械角)表示為α，偏置間距表示為dt，基本步進角表示為θs，則有下式(1)的關係。
α＝dt·4θs……(1)此外，轉矩的ν次分量T(ν)由下式獲得。T=k|t=1nsin((m+dt2))|]]>其中，kν為ν次高次諧波係數，θm為表示極齒位置的電氣角，n為各定子極的極齒數，在此，n＝6。dt為偏置間距，為了簡化，將與ν無關的各係數全部設定為1。
從圖38可知如下內容。轉矩的高次諧波分量與dp一起振動性增減。因此，通過選擇適當的dp的值，能使轉矩的高次諧波分量比任何齒均未偏置時要少。尤其是從電動機整體來看，原理上成為止動轉矩出現的分量是2PKe次(其中，P為步進電機的相數，Ke為正整數)的高次諧波分量，除此之外的分量相互抵消而不出現。因此，如果在二相電動機中設定dP＝0.063、0.083、0.167、0.188中的任一個，就能使4次分量為0，能降低止動轉矩。然而，作為主轉矩的基本波(1次)分量隨著dP的增加而減少。因此，dP儘量選小的值為宜。即，要使4次分量為0，dP＝0.063為宜。但即使在此時，基本波分量也下降至88％。在此未考慮材料的非線形性。
還有，用考慮了材料的非線形性對該現象進行解析的圖39進行說明。圖39是用計算機對電動機的定子極21a和轉子極齒31解析出的磁通走向。圖39所示為將定子極的極齒22等間距配置的電動機的例子，其中(a)表示轉子的極齒31與定子的極齒22的中心一致的極齒相互相對的情況，(b)表示轉子自此轉動1/2間距後，極齒相互不相對的情況。在此，電動機的主轉矩與磁體產生的磁通之中與定子線圈交鏈的有效磁通成比例。此外，有效磁通用(a)的極齒相互相對時的磁通與(b)的極齒相互不相對時的磁通之差來表示。因此，(a)與(b)的磁通之差越大，電動機的主轉矩也越大。
下面，圖40示出如圖37所示將極齒偏置的電動機的例子。與圖39一樣，(a)表示轉子的極齒31與定子的極齒22的中心一致的極齒相互相對的情況，(b)表示轉子自此轉動1/2間距後，極齒相互不相對的情況。在圖40中，由於間距偏置的極齒的影響，在(a)中磁通較難通過，在(b)中磁通較易通過。因此，與將極齒等間距配置的電動機(圖39)相比，(a)與(b)的磁通之差較小，降低至88％。這主要表現為主轉矩的減小。
如上所述，如果要降低止動轉矩，就會導致主轉矩的下降，就存在不能獲得足以實際應用的轉矩的問題。
因此，本發明的目的在於，提供一種定子極具有多個極齒的步進電機，使其某極齒的間距偏置，有效降低止動轉矩的高次諧波分量，來抑制動作時的振動及噪聲，同時能抑制轉矩基本波(1次)分量的下降，改善轉矩性能的混合型步進電機。
發明的公開本申請權利要求1記載的發明是一種步進電機，具有有多個定子極的定子和相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述轉子以一定間距P1設有轉子極齒，並在所述定子極設有與所述轉子極齒相對的定子極齒，並且，所述定子極設有由m個所述定子極齒組成的齒組n組，所述齒組中的所述定子極齒的間距P2與上述P1有如下關係P2≠P1並且所述齒組的間距P3存在如下關係P3≠m·P1P3≠m·P2其中，P1、P2及P3為電氣角，m及n為2以上的整數。
這樣，本發明的步進電機通過使齒組內的定子極齒的間距P2與轉子極齒的間距P1不同來降低高次諧波，並且也利用齒組間距P3來降低高次諧波，因此，能降低更多次數的高次諧波。以下對該思考方法進行說明。
首先，因為在定子極的齒組內，定子極齒的間距P2與轉子極齒的間距P1不相同，所以與該偏置對應次數的高次諧波被降低。
另外，m個定子極齒組成的1組的齒組可以假定為與m個轉子極齒對應的1個極齒。因此，因為齒組的間距P3與m個轉子極齒的間距m P1不相等，所以與該偏置對應次數的高次諧波也被降低。
此外，如果齒組的間距P3是齒組內的定子極齒的間距P2的m倍，則定子極齒的間距在多個齒組中都是一定的，就會失去齒組與齒組之間的分界，所以使齒組的間距P3與齒組內的定子極齒的間距P2的m倍不相等。
這樣，若採用本發明的步進電機，因為一個定子極能降低更多次數的高次諧波，所以能有效降低高次諧波，能獲得更安靜平滑的旋轉。
此外，本申請權利要求2記載的發明，是在權利要求1中還具有如下構成的步進電機所述齒組內的所述定子極齒的間距P2符合下式P2＝P1{1±i/(m·ν)}並且所述齒組的間距P3符合下式P3＝P1{m±i』/(n·ν』)}其中，ν及ν』為被降低的主要高次諧波的次數，i為非m的倍數的正整數，i』為非n的倍數的正整數。
一般情況下，如果轉子極齒的間距PR與定子極齒的間距PS存在PS＝PR{1±1/(m·ν)}的關係，則已知包括ν次的多個高次諧波被降低。
此外，因為各次高次諧波可以分別用規定周期的正弦波表示，所以這樣的定子極齒的偏置應該也可以是{PR/(m·ν)}的i倍(i為非m倍數的正整數)。
因此，在本發明中，將根據此的構成概括成了權利要求1的構成。
即，因為如果齒組內的定子極齒的間距P2相對轉子極齒的間距P1存在下式關係P2＝P1{1±i/(m·ν)}所以含有ν次的多個高次諧波被降低。
此外，齒組的間距P3相對m個轉子極齒的間距m·P1若存在下式關係P3＝m·P1{1±i』/(n·ν』)}則含有ν次的多個高次諧波被降低，但此時，齒組產生的高次諧波可以分解到m個定子極齒的每一個，所以，對m個轉子極齒的齒組間距的偏置也可以是(1/m)。
因此，該式就變為P3＝m·P1{1±i』/n·ν』·m)}P3＝P1(m±i』/n·ν』)}這樣，若採用本發明的步進電機，就能降低含有ν及ν』次的多個高次諧波。
假定是降低4次及6次的高次諧波，則在這些式子中代入ν＝4、ν』＝6或者ν＝6、ν』＝4，就可設定齒組內的定子極齒間距P2及齒組間距P3。
又，此時，i及i』的值可以任意設定。
另外，本申請權利要求3記載的發明是在權利要求1或者權利要求2的步進電機中，所述步進電機，至少4次及6次的高次諧波被降低了的三相電動機。
這樣，若採用本發明的步進電機，因為在權利要求1或者權利要求2中，步進電機是至少被降低了4次高次諧波和6次高次諧波的三相電動機，所以，一個定子極能降低4次高次諧波和6次高次諧波。
即，傳統上，若是三相電動機，被認為特別成問題的是6次高次諧波，定子極齒間距的設定是與這樣的條件對應進行的，然而在實際上，要通過相間及定子極間的配置來獲得效果，對電動機零部件製造及裝配工序中的精度的制約就極嚴，要實現充分的靜音性是非常困難的，但在本發明中，因為一個定子極中能降低4次高次諧波和6次高次諧波，所以能迴避這樣的問題。
此外，本申請權利要求4記載的發明是一種三相步進電機，具有有多個定子極的定子和相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述轉子以一定間距PR設有轉子極齒，並在所述定子極設有與所述轉子極齒相對的定子極齒，並且，所述定子極設有m個所述定子極齒，所述定子極齒的間距PS存在下式關係PS＝PR{1±i/(m·4)}並且存在下式關係PS＝PR{1±i』/(m·6)}其中，i及i』為非m倍數的正整數。
這樣，若採用本發明的步進電機，可降低4次高次諧波，同時也可降低6次高次諧波。
即，當所降低的高次諧波為ν時，存在如下關係即可，PS＝PR{1±i/(m·ν)}所以，將ν＝4代入，就可求出能降低4次高次諧波的關係。
此外，從該關係算出的定子極齒的間距PS也具有下式的關係即PS＝PR{1±i』/(m·6)}時，因為也能降低6次高次諧波，所以，通過適當設定i及i』，就可求出能降低4次高次諧波及6次高次諧波的關係。
又，i及i』根據上述式子，為i/(m·4)＝i』/(m·6)i/2 ＝ i』/3可以用滿足該關係的值任意設定。
本申請權利要求5記載的發明是一種步進電機，具有有多個定子極的定子及相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述多個定子極設有定子極齒，所述轉子設有轉子極齒，並且，所述轉子具有所述轉子極齒的相位不同的兩個轉子鐵心部，所述定子及所述一個轉子鐵心部以及所述定子及所述另一個轉子鐵心部沿所述轉子的轉軸方向，有所述定子極齒與所述轉子極齒之一或雙方的齒寬不同的多個層。
這樣，若採用本發明的步進電機，轉子具有轉子極齒的相位相異的兩個轉子鐵心部，定子及一個轉子鐵心部以及定子及另一個轉子鐵心部沿所述轉子的轉軸方向，具有所述定子極齒與所述轉子極齒之一或雙方的齒寬不同的多個層，所以，在一個定子極齒與一個轉子鐵心部的轉子極齒，以及一個定子極齒與另一轉子鐵心部的轉子極齒之間產生的止動轉矩的波形通過將各層中的止動轉矩合成，從而分別近似正弦波，因此，由於這些止動轉矩正確抵消，可降低止動轉矩引起的不必要的振動及噪聲。
尤其是在傳統上，也有通過適當設定各極齒的間距，用成對的定子極齒相互抵消高次諧波這樣構成的步進電機，但在此情況下，容易受到因轉子對定子的偏心或傾倒等引起的磁不平衡，不能充分抵消，而在本發明中，這樣的止動轉矩的波形通過各層中的止動轉矩的合成而近似正弦波，所以，可以避免因轉子對定子發生偏心或傾倒等引起的磁不平衡的影響，因此能抑制止動轉矩不必要的增大。
本申請權利要求6記載的發明是在權利要求5的步進電機中，所述齒寬不同的多個層由至少3個層構成。
這樣，若採用本發明的步進電機，齒寬不同的多個層至少由3層構成，所以，一個定子極齒中的止動轉矩更近似於正弦波。
本申請權利要求7記載的發明是在權利要求6的步進電機中，所述轉子極齒的齒寬比沿所述轉子的轉軸方向是一樣的，並且所述定子及所述轉子鐵心部具有所述定子極齒的齒寬比與所述轉子極齒的齒寬比的平均為0.25-0.29的層、0.33-0.35的層、0.40-0.42的層。
通過實驗已確認，如本發明的步進電機那樣，如果轉子極齒的齒寬比沿轉子的轉軸方向是一樣的，並且定子及轉子鐵心部具有定子極齒的齒寬比與所述轉子極齒的齒寬比的平均為0.25-0.29的層、0.33-0.35的層、0.40-0.42的層，則止動轉矩所含的高次諧波分量的比例可以較小。即，用這些範圍設定齒寬比，就能可靠降低因高次諧波引起的止動轉矩的波形的畸變。
本申請權利要求8記載的發明是在權利要求5至7中的任一權利要求的步進電機中，所述定子及所述兩個轉子鐵心部中的所述齒寬不同的多個層向著所述轉子的轉軸方向對稱設置。
邊樣，若採用本發明的步進電機，因為定子及兩個轉子鐵心部中的齒寬不同的多個層向著轉子的轉軸方向對稱設置，所以，可保證轉子支承的穩定性。
即，如果層疊齒寬不同的層，則電動機驅動時各層會產生不同的轉矩，故轉子的支承平衡有可能惡化，但在本發明中，可以避免發生這樣的事態。
本申請權利要求9記載的發明是在權利要求1至4中的任一權利要求的步進電機中，所述定子極的極齒之中，至少一個極齒形成有傾斜部分。
還有，本申請權利要求10記載的發明是在權利要求5至8中的任一權利要求的步進電機中，將定子極的極齒之中的至少一個極齒偏置配置，使極齒的間距與其它的不同，並切除偏置的極齒之中的至少一個極齒的頂端而形成傾斜部分，使極齒的形狀與其它極齒不相同。
如果這樣設定極齒的形狀，通過改變磁通通過的容易程度，就能增加轉矩的基本波(1次)分量。因此，能有效降低止動轉矩的高次諧波分量，抑制動作時的振動及噪聲，並能抑制主轉矩的減少，所以，能改善轉矩性能。
在此，若使極齒的形狀不相同，磁隙磁導會發生變化，但通過與此相當地增大齒寬，就能使磁隙磁導保持一定。但是，使形狀不相同的極齒與未使形狀不相同的極齒的齒根寬度不相同。
在此，本申請權利要求11記載的發明是在權利要求10的步進電機中，切除未偏置的極齒的頂端，形成傾斜部分，將齒根的寬度全部設定為相同。
即使這樣設定極齒的形狀，也能增加轉矩的基本波(1次)分量。其結果，能抑制動作時的振動及噪聲，並能改善轉矩性能。
本申請權利要求12記載的發明是在權利要求1至11的任一權利要求中，將所述步進電機使用於列印頭的驅動電動機的列印裝置。
此外，本申請權利要求13記載的發明是在權利要求1至11的任一權利要求中，將所述步進電機使用於送紙輥的驅動電動機的送紙裝置。
還有，本申請權利要求14記載的發明是使用了所述權利要求12或13記載的裝置的印表機。
本申請的步進電機因為能獲得更安靜平滑的旋轉，且定位精度也高，所以，適用於辦公設備尤其是印表機的列印裝置及送紙裝置。
附圖的簡單說明圖1涉及本發明的具體例子，是示出步進電機的側面剖視圖。
圖2涉及本發明的具體例子，是示出轉子極齒及定子極齒的說明圖。
圖3涉及本發明的具體例子，是示出轉子極齒及定子極齒的說明圖。
圖4涉及本發明的具體例子，是示出止動轉矩的測定結果的模式圖。
圖5涉及本發明的具體例子，是示出對高次諧波的次數進行頻率解析的結果的模式圖。
圖6涉及本發明的具體例子，是示出轉子極齒及定子極齒的說明圖。
圖7涉及本發明的具體例子，是示出止動轉矩的測定結果的模式圖。
圖8涉及本發明的具體例子，是示出對高次諧波的次數進行頻率解析的結果的模式圖。
圖9涉及本發明的具體例子，是示出轉子極齒及定子極齒的說明。
圖10涉及本發明的具體例子，是示出止動轉矩的測定結果的模式圖。
圖11涉及本發明的具體例子，是示出對高次諧波的次數進行頻率解析的結果的模式圖。
圖12涉及本發明的具體例子，是示出步進電機的剖視圖。
圖13涉及本發明的具體例子，其中(A)是示出第1層中的定子及轉子的剖視圖，(B)是示出第2層中的定子及轉子的剖視圖，(C)是示出第3層中的定子及轉子的剖視圖。
圖14涉及本發明的具體例子，是關於一個定子極齒，示出在第1層產生的止動轉矩特性的圖。
圖15涉及本發明的具體例子，是關於一個定子極齒，示出在第2層產生的止動轉矩特性的圖。
圖16涉及本發明的具體例子，是關於一個定子極齒，示出在第3層產生的止動轉矩特性的圖。
圖17涉及本發明的具體例子，是示出在一個定子極齒與一個轉子鐵心部的轉子極齒之間所產生的止動轉矩特性的圖。
圖18涉及本發明的具體例子，是示出在第1層中，止動轉矩所含高次諧波分量的比例的圖。
圖19涉及本發明的具體例子，是示出在第2層中，止動轉矩所含高次諧波分量的比例的圖。
圖20涉及本發明的具體例子，是示出在第3層中，止動轉矩所含高次諧波分量的比例的圖。
圖21涉及本發明的具體例子，是示出隨著偏心發生的步進電機整體的止動轉矩的變化的圖。
圖22為示出本發明的電動機的、極齒的相互位置關係和形狀的展開圖。
圖23為對本發明的電動機的、磁通的走向進行解析的圖。
圖24為示出本發明其它具體例子中的電動機的、極齒的相互位置關係和形狀的展開圖。
圖25為示出本發明其它具體例子中的電動機的、極齒的相互位置關係和形狀的展開圖。
圖26為對本發明其它具體例子中的電動機的、磁通走向進行解析的圖。
圖27為示出將本發明的步進電機使用於印表機的列印頭驅動的狀態的立體圖。
圖28為示出將本發明的步進電機使用於印表機的送紙輥驅動的狀態的立體圖。
圖29涉及傳統例子，是示出定子及轉子的基本構成的橫剖視圖。
圖30涉及傳統例子，是示出轉子極齒及定子極齒的說明圖。
圖31涉及傳統例子，是示出止動轉矩的測定結果的模式圖。
圖32涉及傳統例子，是示出對高次諧波的次數進行頻率解析的結果的模式圖。
圖33涉及傳統例子，是示出止動轉矩的測定結果的模式圖。
圖34涉及傳統例子，是示出對高次諧波的次數進行頻率解析的結果的模式圖。
圖35涉及傳統例子，是示出在一個定子極齒與轉子極齒之間產生的止動轉矩特性的圖。
圖36為示出傳統電動機的極齒的相互位置關係與形狀的展開圖。
圖37為示出另一傳統電動機的極齒的相互位置關係與形狀的展開圖。
圖38為示出傳統的電動機的極齒的偏置與轉矩之關係的曲線圖。
圖39為對傳統電動機的磁通走向進行解析的圖。
圖40為對傳統的其它電動機的磁通走向進行解析的圖。
實施發明的最佳形態以下參照附圖，詳細說明本發明的具體例子。
如圖1和圖2所示，本例的步進電機1為三相電動機，其形成為圓筒狀，並在其內側具有以規定間隔設有6個定子極21的定子2、配置在定子2內部的轉子3、分別配置在所述多個定子極21上的定子線圈4、轉子3的轉軸即輸出軸5以及配置在轉子3的必要部位的圓盤狀的永久磁體6，通過對各定子線圈4分別進行勵磁，輸出軸5中就產生轉矩。圖中的7為輸出軸5的軸承，8為保持定子2及軸承7的託架。
此外，在定子極21的頂端，以規定間隔設有定子極齒22，在轉子3的外周，以規定間隔設有轉子極齒31。另外，關於定子極齒22及轉子極齒31的基本構成是與上述的圖29所述的相同的，故標上相同的符號，省略


。
如這些圖所示，在本例的轉子3上，以一定的間距P1設有26個轉子極齒31。
另外，在各定子極21上，分別設有2組由2個定子極齒22組成的齒組23，各齒組23中的定子極齒22的間距P2設定為P1(1-1/12)，齒組23的間距P3設定為P1(2-1/8)。在此，P1、P2及P3為電氣角。
即，為了降低4次高次諧波及6次高次諧波，將m＝2、n＝2、ν＝6、ν』＝4及任意的值即i＝1、i』＝1代入上述的式中，就可求出下式P2＝P1{1-1/(2×6)}P2＝P1(1-1/12)並可求出下式P3＝P1{2-1/(2×4)}P3＝P1(2-1/8)此外，因為m·P2＝P1(2-1/6)所以，式P3≠m·P2成立。
另外，轉子極齒31的間距P1、齒組23內的定子極齒22的間距P2及齒組23的間距P3在圖2中是按它們的凹凸示出的，但也可以如圖3所示，從相鄰的轉子極齒31、定子極齒22或齒組23的中心至中心來表示。
對本例的步進電機1的止動轉矩特性進行測定，獲得如圖4所示的結果。
再試製多個電動機，重複進行如上所述的測定，對這些止動轉矩特性進行高次諧波次數的頻率解析，獲得如圖5所示的結果。
將圖3及圖4所示的本例結果與定子極齒的間距與轉子極齒的間距相等的傳統三相電動機獲得的結果(參照圖33及圖34)進行比較，可確認4次高次諧波、6次高次諧波及其它高次諧波顯著降低了。
此外，將本例的結果與根據PS＝PR{1±1/(m·ν)}的關係設定定子極齒的間距的傳統三相電動機的結果(參照圖31及圖32)進行比較，可以確認尤其是4次高次諧波顯著降低了。
如上所述，若採用本例的步進電機，因為在一個定子極中能降低更多次數的高次諧波，所以能有效降低高次諧波，獲得更安靜平滑的旋轉。
即在傳統上，若是三相電動機，一般認為特別成問題的是6次高次諧波，定子極齒的間距的設定是與這樣的條件對應來進行的，但在實際上，要通過相間及定子極間的配置來獲得效果時，對電動機零部件製造及裝配工序中的精度要求極嚴，要實現充分的靜音是非常困難的，但在本例中，因為在一個定子極中降低了4次高次諧波和6次高次諧波，所以能避免這樣的問題。
接著對本發明另一具體例，用圖6至圖8進行說明。
在本例的情況下，使用以一定的間距P1有38個轉子極齒31的轉子3，並且在定子極21上，設有2組由3個定子極齒22組成的齒組23，通過設定齒組23內的定子極齒22的間距P2和齒組23的間距P3，來降低高次諧波。另外，關於其它的構成，因為與前述的具體例一樣，故在相同的部位標上相同的符號，並省略對其的說明。
在本例中，為了降低4次高次諧波及6次高次諧波，將m＝3、n＝2、ν＝4、ν』＝6及任意的值即i＝1、i』＝1代入上述的式中，就可求出下式P2 ＝ P1{1-1/(3×4)}P2＝P1(1-1/12)並可求出下式
P3＝P1{3-1/(2×6)}P3＝P1(3-1/12)此外，因為m·P2＝P1(3-1/4)所以，式P3≠m·P2成立。
關於本例的電動機，對止動轉矩特性進行測定，獲得如圖7所示的結果。
再試製多個電動機，重複進行如上所述的測定，並對這些止動轉矩特性進行高次諧波次數的頻率解析，獲得如圖8所示的結果。
如這些圖所示，本例的情況下，也可確認4次高次諧波、6次高次諧波及其它高次諧波顯著降低了。
再使用圖9至圖11，對本發明的其它具體例子進行說明。
本例的步進電機是使用有32個轉子極齒31的轉子3和有6個定子極21的定子2的三相結構的步進電機，在各定子極21上分別設有5個定子極齒22。
在本例的情況下，定子極齒22的間距PS相對轉子極齒31的間距PR，用下式關係進行設定；PS＝PR(1-1/10)即，要降低4次高次諧波和6次高次諧波，只要存在下式的關係即可，即PS＝PR{1±i/(m·4)}，並且，PS＝PR{1±i』/(m·6)}因此，將m＝5、i＝2、i＝3代入這些式子，就可求出上述的關係。
另外在此，i及i』為非5的倍數的正整數，並滿足i./2＝i』/3的關係。
對本例的裝置測定止動轉矩特性，獲得如圖10所示的結果。
再試製多個電動機並重複進行這樣的測定，並就它們的止動轉矩特性，對高次諧波的次數進行頻率解析，獲得如圖11所示的結果。
將圖10及圖11所示的本例的結果與定子極齒的間距與轉子極齒的間距相等的傳統三相電動機的結果(參照圖33及圖34)進行比較，可確認4次高次諧波、6次高次諧波及其它高次諧波顯著降低了。
此外，若將本例的結果與根據PS＝PR{1±1/(m·ν)}的關係設定定子極齒的間距的傳統三相電動機的結果(參照圖31及圖32)進行比較，可以確認尤其是4次高次諧波顯著降低了。
如上所述，若採用本例的三相步進電機，則在一個定子極中能降低4次高次諧波並能降低6次高次諧波。
接著參照附圖，詳細說明本發明的其它具體例子。
如圖12及圖13所示，本例的步進電機1形成為圓筒狀，並且與前例的步進電機一樣，在其內側具有以規定間隔有多個定子極21的定子2、配置在定子2內部的轉子3、分別配置在所述多個定子極21上的定子線圈4、轉子3的轉軸即輸出軸5，以及配置在轉子3的必要部位的圓盤狀的永久磁體6，通過對各定子線圈4分別進行勵磁，輸出軸5中就產生轉矩。圖中的7為輸出軸5的軸承，8為保持定子2及軸承7的託架。
此外，在各定子極21的頂端以規定間隔設有定子極齒22，在轉子3的外周，以規定的間隔設有轉子極齒31。另外，關於與上述的圖29相同之點，標上相同的符號，省略附圖。
本例的轉子3具有轉子極齒31的相位不同的兩個轉子鐵心部3a、3b。
還有，定子2及一個轉子鐵心部3a、以及定子2及另一轉子鐵心部3b，分別沿轉子3的轉軸方向有定子極齒22的齒寬不同的第1層A、第2層B及第3層C。
即，轉子極齒31的齒寬在整個轉子3的轉軸方向是一致的，而定子極齒22的齒寬在第1層A比轉子極齒31大，在第2層B與轉子極齒31基本相同，在第3層C比轉子極齒31小。
在一個定子極齒22與一個轉子鐵心部3a的轉子極齒31之間，或者在一個定子極齒22與另一轉子鐵心部3b的轉子極齒31之間，第1層A、第2層B、第3層C產生的止動轉矩如圖14至圖16所示，呈互相不同的波形。
因此，在它們之間產生的止動轉矩的波形是第1層A、第2層B及第3層C產生的止動轉矩的波形的合成，如圖17所示，是比這些各層產生的止動轉矩的波形更近似於正弦波的波形。
其結果是，作為步進電機1整體，在相對周向相位各異的定子極齒22與轉子極齒31之間產生的止動轉矩相互正確抵消，電動機驅動時，止動轉矩引起的不必要的振動及噪聲可降低。
此外在本例中，在定子2及兩個轉子鐵心部3a、3b中，各層是按第1層A、第2層B、第3層C、第3層C、第2層B、第1層A的次序設置的(參照圖12)。另外，永久磁體6夾插在兩轉子鐵心部3a、3b之間。
即，因為兩個轉子鐵心部3a、3b上，對稱地設有齒寬不同的多個層，所以，可確保轉子3的支承穩定性。
另外，關於產生在各層不同的波形的止動轉矩這一點上，除了如上所述使定子極齒22的齒寬不同之外，也可以使轉子極齒31的齒寬不同，還可以使這雙方的齒寬不同。
此外，各層的厚度在本例中是均等的，但也可以根據分別產生的止動轉矩的波形及大小適當設定。
圖18至圖20為示出在一個定子極齒的止動轉矩中所含的高次諧波分量的比例的圖。
在本例中，定子極齒22的齒寬比和轉子極齒31的齒寬比的平均，設定為在第1層A為0.25，第2層B為0.33，第3層為0.42，在此，通過在各層改變齒寬比的平均，來計測止動轉矩所含2次高次諧波分量至4次高次諧波分量的比例。
又，所謂齒寬比是將定子極齒22或轉子極齒31的齒寬除以其極齒間距的值，是極齒在轉子3的轉軸周圍所佔的比例。另外，這些齒寬及間距用對轉子3的轉軸周圍的角度來表示。
即，轉子極齒31的齒寬比在轉子3的整個轉軸方向為0.34，而轉子極齒22的齒寬比，在第1層A為0.16，第2層B為0.32，第3層C為0.50，這些圖所示的是，關於這樣構成的定子2及轉子3，通過改變定子極齒22的齒寬比，在改變了第1層的齒寬比的平均的情況下(參照圖18)，同樣在改變了第2層的齒寬比的平均的情況下(參照圖19)，及同樣在改變了第3層的齒寬比的情況下(參照圖20)，2次高次諧波分量至4次高次諧波分量的比例。
如這些圖所示，止動轉矩所含2次高次諧波至4次高次諧波分量的比例因定子極齒22的齒寬比和轉子極齒31的齒寬比的平均而變化，該齒寬比的平均如果在第1層A為0.25-0.29，在第2層B為0.33-0.35，在第3層C為0.40-0.42，則該比例大致在10％以下，可使高次諧波的主分量較小，能降低止動轉矩的波形畸變。
此外，對於轉子極齒31的齒寬比在轉子3的整個轉軸方向為0.32的情況也進行了同樣的測定，結果是，止動轉矩所含2次高次諧波至4次高次諧波分量的比例，當各層的定子極齒22的齒寬比和轉子極齒31的齒寬比的平均與上述一樣，在第1層A為0.25-0.29，在第2層B為0.33-0.35，在第3層C為0.40-0.42的範圍時，則可以確認，該比例大致在10％以下。
如上所述，止動轉矩中的高次諧波的影響，通過用這樣的範圍設定齒寬比就可降低。
此外，圖21所示為隨著輸出軸5的偏心而發生的步進電機1的整體的止動轉矩最大值的變化。
在該圖中，白點所圖示的是，通過適當設定各極齒的間距，心偏置為0mm狀態下止動轉矩的最大值與本例基本相等的傳統例的值。其定子極齒及轉子極齒的齒寬沿定子的轉軸方向是相同的。
將它們進行比較可以確認，在本例的情況下，隨著心偏置發生的止動轉矩的增大被降低了。
這是因為，在傳統的情況下，是利用成對的定子極齒相互抵消高次諧波的構成，所以，容易受到因轉子對定子的偏心及傾倒等引起的磁不平衡的影響，而在本例的情況下，通過合成各層中的止動轉矩，使一個定子極齒22與轉子鐵心部3a(或3b)的轉子極齒31之間產生的止動轉矩的波形近似於正弦波，所以，可以避免因轉子3對定子2的偏心及傾倒等引起的磁不平衡的影響。
另外，在更有效降低高次諧波方面，除了在定子極齒22和轉子極齒31之一或雙方設置齒寬不同的層之外，還可以適當設定定子極齒22的間距。
如以上說明所述，若採用本例的步進電機，因為轉子具有轉子極齒的相位不同的兩個轉子鐵心部，定子及一個轉子鐵心部以及定子及另一轉子鐵心部沿所述轉子的轉軸方向具有所述定子極齒和所述轉子極齒之一或雙方的齒寬不同的多個層，所以，通過合成各層中的止動轉矩，可以使在一個定子極齒與一轉子鐵心部的轉子極齒以及在一個定子極齒與另一轉子鐵心部的轉子極齒之間產生的止動轉矩的波形分別近似於正弦波，其結果，通過正確地相互抵消它們的止動轉矩，可以降低因止動轉矩引起的不必要的振動及噪聲。
尤其是，雖然在傳統上，也有通過適當設定各極齒間距，利用成對的定子極齒來相互抵消高次諧波的裝置，但在此情況下，容易受到因轉子對定子的偏心及傾倒等引起的磁不平衡的影響，抵消是不充分的，與此相對照，在本例中，這樣的止動轉矩的波形通過各層中的止動轉矩的合成而近似於正弦波，所以，可以避免因轉子對定子偏心及傾倒等導致的磁不平衡的影響，其結果是抑制了止動轉矩不必要的增大。
此外，若採用本例的步進電機，因為齒寬不同的多個層至少由3個層構成，所以，可以使一個定子極齒中的止動轉矩更近似於正弦波。
此外，若採用本例的步進電機，因為轉子極齒的齒寬比在轉子的整個轉軸方向是一樣的，並且，定子及轉子鐵心部具有定子極齒的齒寬比和所述轉子極齒的齒寬比的平均為0.25-0.29的層、0.33-0.35的層、0.40-0.42的層，所以，能使止動轉矩所含高次諧波分量的比例減小。即，如果將齒寬比設定在這些範圍，就能可靠降低因高次諧波導致的止動轉矩波形的畸變。
此外，若採用本例的步進電機，因為定子及兩個轉子鐵心部中的齒寬不同的多個層是向著轉子的轉軸方向對稱設置的，所以，能確保轉子的支承穩定性。
即，如果層疊齒寬不同的層，則電動機驅動時各層會產生不同的轉矩，所以轉子的支承平衡有可能惡化，但在本例中，可以避免發生這樣的事態。
接著說明本發明其它的具體例子。在此，以二相混合型步進電機為例進行說明。
圖22為取了二相混合型步進電機的定子極21之一，並將極齒22的相互位置關係及形狀展開示出的圖。又，在二相混合型步進電機中，多個定子極21為形成為等間隔而轉動規定角度形成的。其結果是，相對轉子的N側極齒，當A相定子極2a的極齒22的相位一致時，B相定子極的極齒22偏置極齒的1/4間距。另外，相對轉子的S側極齒，A相定子極2a的極齒22偏置2/4間距，B相定子極的極齒22偏置3/4間距。因此，步進電機通過勵磁，可以分別按極齒的1/4間距進行轉動控制。
因此，一般情況下，如果設P為步進電機的相數，N為轉子的極齒數，則可以以步進數2PN、基本步進角θs進行控制。其中，基本步進角θs由下述式(2)表示θs＝360°/(2PN) ……(2)
在本具體例中，N＝50，轉子的外徑為φ25mm。
在圖22中，電動機的極齒形成的位置為，各定子極21的6個極齒22中，兩個極齒22c、22d不偏離等間距(4θs)配置的位置，兩個極齒22a、22b向前進方向偏置，兩個極齒22e、22f向延遲方向偏置。因此，轉矩的4次分量為0，可以降低止動轉矩的高次諧波分量。另外，圖22中的前進方向為右方向。
並且，向前進方向偏置的兩個極齒切除了前進方向側(右側)的頂端，設有傾斜部分25。另外，向延遲方向偏置的兩個極齒切除了延遲方向側(左側)的頂端，設有傾斜部分。即，雙方都切除了偏置方向側的頂端，設有傾斜部分。
另外，各極齒部分的磁隙磁導由於極齒上形成了傾斜部分而發生變化，其結果是磁中心位置移動。其方向是與為了降低止動轉矩而將間距偏置的方向相反的一側。因此，按其移動量增加了各極齒的偏置量。
在此，磁隙磁導和磁中心位置如下求出。首先，在轉子的極齒與定子的極齒相互相對的情況下，將欲求出磁導部分的磁隙劃分成微小區間。再算出每一區間極齒間的距離即磁隙部的磁路長度，換算成磁導。然後，在劃分後的區間全體對磁導進行積分，作為磁隙磁導。然後是磁中心位置，假定在某位置將極齒沿周向一分為二，將劃分後的各磁隙磁導相等的位置作為磁中心位置。
還有，如上所述，各極齒部分的磁隙磁導因極齒上形成傾斜部分而下降。因此，按與此相當的量增加齒寬，補充下降的量，使磁隙磁導保持一定。另外此時，極齒的磁中心位置也由於齒寬增加，而向著與為了降低止動轉矩而將間距偏置的方向相反的一側移動，因此，按該移動量使各極齒的間距進一步偏置。具體是，本實施例的極齒的偏置量α』與傳統例的極齒的偏置量α之間存在下式(3)的關係α』＝α+(因極齒上形成傾斜部分引起的磁中心位置的偏移量)+(因齒寬增加引起的磁中心位置的偏移量) ……(3)另外，圖22中的間距偏置的極齒上標註的中心線表示幾何學的中心位置，並不是磁中心位置。另外在本實施例中，作為較佳例，傾斜部分25的尺寸(圖22中的a、b)以及與極齒22c的齒寬T的關係用下式(4)、(5)的關係式進行設定，a為0.35mm，b為0.53mm。
a＝0.7×T ……(4)b＝1.5×a ……(5)這樣，本具體例的極齒的磁中心位置與傳統例的極齒的中心位置相等。極齒部分的磁隙磁導同樣也與傳統例的相等。這樣的結果是，能夠實現當初的目的即降低止動轉矩的高次諧波分量，抑制電動機的振動及噪聲。而且，能增加轉矩的基本波(1次)分量。示出該情況的是圖23。圖23是使用計算機，對電動機的定子極21a和轉子極齒31，考慮了材料的非線形性，進行磁通走向解析的圖。圖23為本具體例的電動機的例子，其中(a)表示轉子的極齒31與定子的極齒22d的中心一致、極齒相互相對時的情況，(b)表示轉子自此轉動1/2間距、極齒相互不相對的情況。與傳統的、極齒22上未形成有傾斜部分的電動機(圖40)相比，極齒相互相對時的磁通基本相等。而極齒相互不相對時磁通較難通過。其結果是，(a)與(b)的磁通之差變大。將此與將極齒22等間距配置的電動機(圖39)進行比較，(a)與(b)的磁通之差，傳統的下降至88％，但在本具體例中，其下降控制在91％。即，通過切除極齒的頂端，形成傾斜部分，轉矩改善3％。
另外，在本具體例中，間距偏置的4片極齒全部形成有傾斜部分，但設置傾斜部分的極齒的片數不受此限，也可以是任意的數。例如，圖24示出了在間距偏置的4片極齒之中僅2片極齒22a、22f沒有傾斜部分的例子。在該例子中，(a)與(b)的磁通之差也僅下降至90％，通過切除極齒頂端而形成傾斜部分，轉矩得到改善。
此外在本具體例中，頂端設有傾斜部分的極齒的齒根的寬度比其它的要大，這並非是僅僅使齒寬不同。這是因為，本發明的特點還在於，尤其在極齒相互不相對的情況下，能增加磁隙部的磁路長度，因此能增加轉矩的基本波(1次)分量。另外，正因為頂端設有傾斜部分，故齒根寬度不減小，因此與傳統的相比，也不會發生飽和增加這樣的不良情況。
圖25涉及本發明的其它具體例子，是抽取二相混合型步進電機的定子極21之一，將極齒22的相互位置關係及形狀展開示出的圖。圖25的電動機的極齒與前例一樣，將各定子極21的6個極齒22配置為，其中兩個極齒22c、22d不偏離等間距(4θs)配置的位置，兩個極齒22a、22b向前進方向偏置，兩個極齒22e、22f向延遲方向偏置。另外，在圖25中，前進方向也為右方向。
並且，向前進方向或延遲方向偏置的極齒都切除了偏置方向側的頂端，設有傾斜部分。此外，各極齒的磁中心位置由於極齒上形成了傾斜部分，故向與間距偏置的方向相反的一側移動。因此，各極齒的偏置量增加了該移動量。還有，各極齒的部分磁隙磁導因極齒形成傾斜部分而下降。因此，增加與此相當量的齒寬，補充下降的量，使磁隙磁導保持一定。在此，極齒的磁中心位置與由於增加齒寬而向與間距偏置的方向相反的一側移動。因此，各極齒的間距進一步偏置了該移動量。
還有，在本例的電動機中，未偏置的極齒22c、22d也切除了頂端，設有傾斜部分25，並將齒根的寬度W設定為全部相同。但是，因為未偏置的極齒22c、22d切除了其兩端來設置傾斜部分25，故磁中心位置不移動。另外，在本具體例中，作為較佳例，齒根的寬度W的尺寸為0.73mm。
由此，在本具體例中，也能實現當初的目的即降低止動轉矩的高次諧波分量，抑制電動機的振動和噪聲。而且，能增加轉矩的基本波(1次)分量。示出該情況的是圖26。圖26為本電動機的例子，其中(a)表示轉子的極齒31與定子的極齒22d的中心一致，極齒相互相對的情況，(b)表示轉子自此轉動1/2間距、極齒相互不相對的情況。與傳統的、在極齒22上未形成有傾斜部分的電動機(圖40)進行比較可知，極齒相互相對時的磁通基本相等，但極齒相互不相對時磁通較難通過。其結果，(a)與(b)的磁通之差增大。將此與將極齒22等間距配置的電動機(圖39)進行比較，(a)與(b)的磁通之差僅下降至90％。即，無論齒根寬度是否設定為相同，通過切除極齒的頂端，形成傾斜部分，就能改善轉矩。
此外，在上述的具體例中，以二相混合型步進電機為對象進行了說明，但並不限於二相，一般同樣也能應用於P相的步進電機。另外，極齒的頂端是直線狀切除的，但並不受此限制，例如曲線狀、圓弧狀切除也能獲得同樣的效果。
圖27為用上述的步進電機1驅動印表機10的列印頭11的圖，在步進電機1的輸出軸5上固定著皮帶輪12，在另一方設置從動輪13，在這兩個皮帶輪之間卷繞有固定著列印頭11的傳送皮帶14，構成列印裝置。各例的步進電機1能有效降低高次諧波，進而能獲得更安靜平滑的旋轉，同時定位精度也提高，所以對於印表機的驅動列印頭的列印裝置用的電動機是非常合適的。
圖28為用上述的步進電機1驅動印表機10的送紙輥15的圖，在步進電機1的輸出軸5上固定齒輪16，通過傳遞齒輪17，將驅動力傳遞給送紙輥15。在該送紙裝置的情況下，步進電機1也能有效降低高次諧波，進而獲得更安靜平滑的旋轉，並且定位精度也提高，所以，非常適合於印表機的驅動送紙輥的送紙裝置用的電動機。
產業上利用的可能性本發明的步進電機可獲得更安靜平滑的旋轉，定位精度也提高，所以，非常適合於辦公設備尤其是印表機的各種驅動電動機。
權利要求
1.一種步進電機，具有有多個定子極的定子和相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述轉子以一定間距P1設有轉子極齒，並在所述定子極設有與所述轉子極齒相對的定子極齒，其特徵在於，所述定子極設有由m個所述定子極齒組成的齒組n個組，所述齒組中的所述定子極齒的間距P2與存在如下關係P2≠P1並且所述齒組的間距P3存在如下關係P3≠m·P1P3≠m·P2其中，P1、P2及P3為電氣角，m及n為2以上的整數。
2.根據權利要求1所述的步進電機，其特徵在於，所述齒組內的所述定子極齒的間距P2存在如下關係P2＝P1{1±i/(m·ν)}並且所述齒組的間距P3存在如下關係P3＝P1{m±i』/(n·ν』)}其中，ν及ν』為被降低的主要高次諧波的次數，i為非m的倍數的正整數，i』為非n的倍數的正整數。
3.根據權利要求1或2所述的步進電機，其特徵在於，所述步進電機為至少4次高次諧波及6次高次諧波被降低了的三相電動機。
4.一種三相步進電機，具有有多個定子極的定子和相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述轉子以一定間距PR設有轉子極齒，並在所述定子極設有與所述轉子極齒相對的定子極齒，其特徵在於，所述定子極設有m個所述定子極齒，所述定子極齒的間距PS存在下式關係PS＝PR{1±i/(m·4)}並且存在下式關係PS＝PR{1±i』/(m·6)}其中，i及i』為非m的倍數的正整數。
5.一種步進電機，具有有多個定子極的定子及相對所述定子極夾著磁隙配置的轉子，所述多個定子極設有定子極齒，所述轉子設有轉子極齒，其特徵在於，所述轉子具有所述轉子極齒的相位不同的兩個轉子鐵心部，所述定子及所述一個轉子鐵心部以及所述定子及所述另一個轉子鐵心部沿所述轉子的轉軸方向，有所述定子極齒與所述轉子極齒之一或雙方的齒寬不同的多個層。
6.根據權利要求5所述的步進電機，其特徵在於，所述齒寬不同的多個層至少由3個層構成。
7.根據權利要求6所述的步進電機，其特徵在於，所述轉子極齒的齒寬比沿所述轉子的轉軸方向是一樣的，並且所述定子及所述轉子鐵心部具有所述定子極齒的齒寬比與所述轉子極齒的齒寬比的平均為0.25-0.29的層、0.33-0.35的層、0.40-0.42的層。
8.根據權利要求5至7中的任一項所述的步進電機，其特徵在於，所述定子及所述兩個轉子鐵心部中的所述齒寬不同的多個層向著所述轉子的轉軸方向對稱設置。
9.根據權利要求1至4中的任一項所述的步進電機，其特徵在於，所述定子極的極齒之中，至少一個極齒形成有傾斜部分。
10.根據權利要求5至8中的任一項所述的步進電機，其特徵在於，所述定子極的極齒之中的至少一個極齒偏置配置，使極齒的間距與其它的不同，並且偏置極齒之中的至少一個極齒形成有傾斜部分。
11.根據權利要求10所述的步進電機，其特徵在於，在上述偏置的極齒上形成傾斜部分，並在未偏置的極齒上也形成傾斜部分。
12.根據權利要求1至11中的任一項所述的步進電機，其特徵在於，將所述步進電機使用於列印頭的驅動電動機。
13.根據權利要求1至11中的任一項所述的步進電機，其特徵在於，將所述步進電機使用於送紙輥的驅動電動機。
14.一種印表機，其特徵在於，該印表機使用所述權利要求12或13記載的裝置。
全文摘要
一種步進電機(1),其在轉子(3)上以一定的間距(P1)設有轉子極齒(31),在定子極(21)上設有與轉子極齒(31)相對的定子極齒(22),並且在定子極(21)上設有n組的由m個定子極齒(22)組成的齒組(23),所述齒組(23)中的定子極齒(22)的間距P2存在P2≠P1的關係,同時,齒組(23)的間距P3存在P3≠m·P1、P3≠m·P2的關係(其中,P1、P2及P3為電氣角,m及n為2以上的整數),以及,降低了4次高次諧波和6次高次諧波的三相步進電機。
文檔編號H02K37/12GK1262807SQ99800348
公開日2000年8月9日 申請日期1999年3月25日 優先權日1998年3月26日
發明者池上昭彥, 小池良和 申請人:精工愛普生株式會社