ステッピングモーター

ステッピングモーター(Stepper motor)は、ドライバを介して直流のパルス電圧を印加して駆動するモーターである。したがってパルスモーター(Pulse motor)ともいわれる。簡単な回路構成で、正確な位置決め制御を実現できるので、装置の位置決めを行う場合などによく使われる。

特徴

Permanent Magnet Type （PM型：永久磁石形）: 回転子として、円周上にNSNS…と交互に着磁した磁性体を使用する。安価であるが、着磁間隔を細かくすることに限界があるので、ステップ角度は小さくできない。
Variable Reluctance Type （VR型：歯車状鉄心形）: 回転子として、歯車状の鉄心を使用する。ステップ角度を小さくできるが、トルクがやや低い。
Hybrid Type （HB型：複合形）: PM型とVR型の特徴を併せ持った構造である。PM型の場合は円周方向に着磁するが、HB型では軸方向に着磁した磁石を使用し、磁極側を二枚の歯車状鉄心で挟み込む。この時、N極側とS極側の歯の凸凹が逆になるようにする。

ステッピングモーターは、固定子に複数の巻線を用意しておき、電流を流す巻線を切り替えることによって動作させる。巻線構成としては二相（二組の巻線）のものが一般的であるが、三相、五相といったものもある。

PM型の簡略化したモデルを例にとって、動作原理を説明する。

以上のように、ステップ1から8を繰り返すことによって、一定の方向に回転する。

ステッピングモーターの動作原理
ステップ	端子1 巻き線A	端子2 巻き線A	端子1 巻き線B	端子2 巻き線B
ステップ1	+Vcc	-Vcc
ステップ2	+Vcc	-Vcc	+Vcc	-Vcc
ステップ3			+Vcc	-Vcc
ステップ4	-Vcc	+Vcc	+Vcc	-Vcc
ステップ5	-Vcc	+Vcc
ステップ6	-Vcc	+Vcc	-Vcc	+Vcc
ステップ7			-Vcc	+Vcc
ステップ8	+Vcc	-Vcc	-Vcc	+Vcc

各駆動方式の波形

ステッピングモーターは、巻線への電流の与え方を変えることにより、特性を変えることができる。二相型のモーターについて以下に述べる。

一相励磁: 常に巻線一相のみに電流を流す。位置決め精度は良いが、減衰運動が残りやすい。
二相励磁: 二相に電流を流す。一相励磁の約2倍の出力トルクが得られる。
一-二相励磁: 一相と二相を交互に切り替えて電流を流す。一相励磁・二相励磁の場合のステップ角度の半分にすることができるので、滑らかな回転を得られる。前のセクションの説明図では、一-二相励磁を使っている。
マイクロステップ駆動(バーニア駆動): 巻線への電流を単純なON/OFFではなく、二つの巻線の電流比率を細かく変えていくことで、より細かいステップ角度を得る手法。

一般的な回転形のモーターの他に、直進形のモーター（リニアステッピング）も存在する。

産業用途

コンピューター用途

古い磁気ディスク装置等のヘッド移動用トラッキングモーター

現在の製品はリニアモーターを埋め込みサーボで制御している。

一般家庭用途

航空機用途

自動車用途

デジタルカメラ

レンズの移動に主にステッピングモーターが使用されている。ただし、携帯電話内蔵カメラのような小型のカメラモジュールではサイズの関係からリニアモーターが採用されていることも多い。

パチンコ、パチスロ・スロット

回転軸を指定された角度で停止させることが可能なことから、パチンコ、パチスロ機やスロットマシンのリールに使用されている。