JPS62196060A - Stepping motor - Google Patents

Stepping motor

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JPS62196060A
JPS62196060A JP3686786A JP3686786A JPS62196060A JP S62196060 A JPS62196060 A JP S62196060A JP 3686786 A JP3686786 A JP 3686786A JP 3686786 A JP3686786 A JP 3686786A JP S62196060 A JPS62196060 A JP S62196060A
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JP
Japan
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magnetic pole
teeth
stepping motor
core
rotor
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Application number
JP3686786A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Yamamoto
信弘 山本
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To increase the number of steps by one rotational frequency, by combining two magnetic pole plates provided alternately with connected sections with a plurality of teeth at an equal pitch and elimination sections with a plurality of eliminated teeth, with each other, to form a magnetic pole core. CONSTITUTION:A stepping motor in two-phase system is composed of a housing, a stator core, a rotor, and the like. Four respective magnetic pole plates 33-36 composing the stator core are formed to be arranged, alternately with elimination sections 41 eliminating three teeth from a plurality of teeth arranged at equal intervals on the inner periphery, and with connected sections 40 with two teeth 37 left. The magnetic pole plates 33, 34 are phase-shifted by 5/2 pitch to be combined with each other so that the connected sections 40 may be respectively inserted into the elimination sections 41. Then, in comparison with the width of the teeth, the pitch between the teeth can be diminished, and the step angle can be diminished.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータに関し、特にステップ角を
極力小さくすることができる磁極構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a stepping motor, and particularly to a magnetic pole structure that can minimize the step angle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

Iio図は従来の2相方式のステッピングモータを示す
断面図、第11図は分解斜視図である。
Figure Iio is a sectional view showing a conventional two-phase stepping motor, and Figure 11 is an exploded perspective view.

ハウジング1に固着された軸受2.3にロータ軸4が回
転自在に支承されている。ロータ軸4にはヤンタピース
5を介して円筒形の磁石6が固着され、ロータ7をMI
!成している。磁石6はその側周表面が軸方向には一様
に、周方向にはN&、S極が交番する様に着磁され、ロ
ータフの磁極をなしている。
A rotor shaft 4 is rotatably supported by a bearing 2.3 fixed to the housing 1. A cylindrical magnet 6 is fixed to the rotor shaft 4 via a Yanta piece 5, and the rotor 7 is
! has been completed. The side circumferential surface of the magnet 6 is magnetized uniformly in the axial direction and with N&S poles alternating in the circumferential direction, forming rotor-tough magnetic poles.

ステータ8は、ロータ7を巻回するドーナッツ状のコイ
ル9が薄板で形成されたステータコア10により包まれ
てなるコイルユニット11を2段積重ねて構成される。
The stator 8 is constructed by stacking two coil units 11 in which a donut-shaped coil 9, which is wound around the rotor 7, is wrapped in a stator core 10 formed of a thin plate.

2段積重ねるのは2相方式であるからである。12はコ
イルボビン、13はリード線である。
This is because the two-stage stacking is a two-phase system. 12 is a coil bobbin, and 13 is a lead wire.

第12図及びWSi2図は、ステータコア10を構成す
る磁極板15を示す平面図及び側面図である。磁極板1
5は、薄板をプレス加工して形成され、円筒状に配置さ
れた多数本の櫛状の歯16を有している。2枚の磁極板
15を対向させ、それぞれの@16が互いに相手の歯1
6と歯16の間の溝g17に入り込む様に組み合されて
ステータコア10を構成して(する、対向して組み合さ
れたtl[16はコイル9に上りそれぞれN極又はS極
に励磁されるステータ8の磁極をなす。
12 and WSi2 are a plan view and a side view showing the magnetic pole plate 15 constituting the stator core 10. FIG. Magnetic pole plate 1
5 is formed by pressing a thin plate, and has a large number of comb-shaped teeth 16 arranged in a cylindrical shape. Two magnetic pole plates 15 are placed opposite each other, and each @16 is connected to the other tooth 1.
6 and the teeth 16 are assembled to form the stator core 10 so as to fit into the groove g17. It forms the magnetic pole of the stator 8.

以上のvliを有する従来のステッピングモータの間′
8点について説明する。
Between conventional stepper motors with vli of more than
Eight points will be explained.

ステッピングモータのステップ角を小さくしようとする
と磁極の数を多くしなければならず、磁極を構成する磁
極板15の歯16の数を多くしなければならない。しか
し、プレス加工により形成される@16の幅は板厚によ
る制限を受け、一般に磁極板15の板厚以下の幅に形成
することは困難である。また、歯16と歯16との間の
溝部17には対向する磁極板15の歯16が入り込むだ
めの幅を確保することが必要である。それ故、磁極@1
5に形成することができる歯16の数は、歯16が配列
される円周の内径即ちステータの内径により制約を受け
る。このため、ステップ角を小さくするとステッピング
モータの外径が大きくなってしまうという問題点があっ
た。
In order to reduce the step angle of the stepping motor, the number of magnetic poles must be increased, and the number of teeth 16 on the magnetic pole plates 15 that constitute the magnetic poles must be increased. However, the width of @16 formed by press working is limited by the plate thickness, and it is generally difficult to form it to a width less than the plate thickness of the magnetic pole plate 15. Further, it is necessary to ensure a width in which the teeth 16 of the opposing magnetic pole plates 15 fit into the groove portion 17 between the teeth 16 . Therefore, magnetic pole @1
The number of teeth 16 that can be formed on the stator 5 is limited by the inner diameter of the circumference on which the teeth 16 are arranged, that is, the inner diameter of the stator. For this reason, there is a problem in that when the step angle is made small, the outer diameter of the stepping motor becomes large.

また、ロータフの円筒形磁石6においても、径に比較し
てステップ角が小さくなると磁石6の側周の着磁のピッ
チが細かくなり、磁石6の表面付近しか磁化できなくな
るため磁石の体積利用効率が低下し、磁力が低下してス
テッピングモータのトルクが低下してしまうという問題
点もあった。
In addition, even in the case of Rotoruf's cylindrical magnet 6, when the step angle becomes smaller compared to the diameter, the pitch of magnetization on the side circumference of the magnet 6 becomes finer, and only the vicinity of the surface of the magnet 6 can be magnetized, resulting in the volume utilization efficiency of the magnet. There was also a problem that the torque of the stepping motor decreased due to a decrease in magnetic force.

これらの要因により従来のステッピングモータでは、た
とえば外径401のものでは1回転入テップ数が96ス
テツプ(ステップ角3.75°)程度が実用的な@界で
あった。
Due to these factors, for conventional stepping motors, for example, those with an outer diameter of 401 mm, the number of steps per revolution is approximately 96 steps (step angle 3.75 degrees).

しかし、近年、軽景化、構造の単純化の要請から減速機
を用いずステッピングモータにより直接駆動することが
多くなり、小径のステッピングモータにおいても小ステ
ップ角化、高トルク化が課題になってきた。
However, in recent years, due to demands for lighter weight and simpler structures, direct drive has become common with stepping motors without the use of reduction gears, and smaller step angles and higher torque have become issues even for small-diameter stepping motors. Ta.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、外径を大さくすることなくステップ角を小さくし
、1回転ステップ数を多くすることができるステッピン
グモータを提供することを目的とする。
The present invention was made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stepping motor that can reduce the step angle and increase the number of steps per rotation without increasing the outer diameter. shall be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため第1の発明では、円周上から軸方向に突出した
多数本の歯を有する2枚の磁極板を、互いに歯の突出す
る方向が逆になるように対向して組み合せ、その歯を磁
極とする磁極コアを備えるステッピングモータであって
、前記磁極板は、複数本の歯が等ピッチで配列された連
続部と、同じ等ピッチの複数本の歯が欠落させられた欠
落部とを交互に有し、上記2枚の磁極板を、互いに前記
連続部が対向する磁極板の前記欠落部に入り込む様に組
み合せた第1の磁極コアを備えることを特徴とするステ
ッピングモータがvLo(される。
For this reason, in the first invention, two magnetic pole plates having a large number of teeth protruding from the circumference in the axial direction are combined so as to face each other so that the directions in which the teeth protrude are opposite to each other, and the teeth are A stepping motor is provided with a magnetic pole core serving as a magnetic pole, and the magnetic pole plate has a continuous portion in which a plurality of teeth are arranged at an equal pitch, and a missing portion in which a plurality of teeth at the same pitch are missing. A stepping motor characterized in that it has a first magnetic pole core which has the two magnetic pole plates alternately and is combined with the two magnetic pole plates so that the continuous portions thereof enter into the missing portions of the opposing magnetic pole plates. Ru.

また、第2の発明では、円周上から軸方向に突出した多
数本の歯を有する2枚の磁極板を、互いに歯の突出する
方向が逆になるように対向して組み合せ、その歯を磁極
とする磁極コアを備えるステッピングモータであって、
前記磁極板は、多数本の歯が全周に渡り等ピッチで配列
され、上記2枚の磁極板を、互いに歯の先端が対向する
磁極板の歯と歯の間の溝部に対向し、かつ、歯が対向す
る前記溝部に入り込まない様に組み合せたttS2の磁
極コアを罰えることを特徴とするステッピングモータが
提供される。
Further, in the second invention, two magnetic pole plates each having a large number of teeth protruding from the circumference in the axial direction are combined to face each other so that the directions in which the teeth protrude are opposite to each other, and the teeth are A stepping motor comprising a magnetic pole core serving as a magnetic pole,
The magnetic pole plate has a large number of teeth arranged at equal pitches over the entire circumference, and the two magnetic pole plates are arranged so that the tips of the teeth face each other in grooves between the teeth of the magnetic pole plates, and , there is provided a stepping motor characterized in that the combined magnetic pole cores of ttS2 are prevented from entering the opposing grooves.

〔作用〕[Effect]

wSlの発明の構成によれば、対向する磁極板の歯は互
いに相手の欠落部に入り込むため、連続する歯と歯の間
の溝部には歯が入り込むだけの幅を確保する必要がなく
、溝部の幅に比較して歯の幅を大きくとることができる
。それ故、磁極板の板厚により制限される歯の幅に比較
して歯と歯のピッチを小さくすることができ、ステップ
角を小さくすることができる。
According to the configuration of the wSl invention, since the teeth of the opposing magnetic pole plates fit into the missing parts of each other, there is no need to ensure a width sufficient for the teeth to fit into the grooves between successive teeth, and the grooves The width of the teeth can be made larger compared to the width of the tooth. Therefore, the pitch between the teeth can be made smaller compared to the width of the teeth which is limited by the thickness of the magnetic pole plate, and the step angle can be made smaller.

@2の発明の構成によれば、対向する磁極板の歯は互い
に対向する溝部に入り込まないため、溝部の幅に比較し
て歯の幅を大きくとることができる。それ故、歯の幅に
比較して歯と歯のピッチを小さくすることができ、ステ
ップ角を小さく −t−ることができる。
According to the configuration of the invention @2, the teeth of the opposing magnetic pole plates do not enter into the grooves that face each other, so the width of the teeth can be made larger than the width of the grooves. Therefore, the pitch between the teeth can be made smaller compared to the width of the teeth, and the step angle -t- can be made smaller.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

tIS1図は本発明に係る2相方式のステッピングモー
タを示す断面図、ff12図はステータコアの展開図、
第3図はa−タコ7の展開図である0本実施例ではステ
ータコアに第1の発明が、ロータコアに第2の発明がそ
れぞれ適用されている。
Figure tIS1 is a sectional view showing a two-phase stepping motor according to the present invention, Figure ff12 is a developed view of the stator core,
FIG. 3 is a developed view of the a-tacho 7. In this embodiment, the first invention is applied to the stator core, and the second invention is applied to the rotor core.

ハウジング1に固着された軸受2.3にロータ軸4が回
転自在に支承されている。ロータ軸4には円筒板形状を
し厚さ方向(軸方向)に−・様に着磁された2枚の磁石
21,22が固着されている。
A rotor shaft 4 is rotatably supported by a bearing 2.3 fixed to the housing 1. Two magnets 21 and 22 are fixed to the rotor shaft 4 in the shape of a cylindrical plate and magnetized in the direction of the thickness (in the axial direction).

各磁石21.22は、それぞれ2枚の磁極板23.24
及び25.26により挾着されている。磁極板23〜2
6は磁性体からなる薄板をプレス加工して形成された同
一形状を有するもので、外周部が打ち抜かれ軸方向に突
出して折り曲げられて形成された多数本の歯27を外周
上に有している。
Each magnet 21.22 has two magnetic pole plates 23.24 respectively.
and 25.26. Magnetic pole plate 23-2
6 has the same shape formed by pressing a thin plate made of magnetic material, and has a large number of teeth 27 on the outer periphery, which are formed by punching out the outer periphery and bending them to protrude in the axial direction. There is.

磁石21を挾着する2枚の磁極板23.24は、互いに
@27の突出する方向が逆になるように対向して組み合
され、磁極板23の歯27をN極の磁極、磁極板24の
1li27をS極の磁極とする磁極コアをなしている、
磁石22を挾着する2枚の磁極板25.26も、同様に
組み合されそれぞれの歯27を磁極とする磁極コアをな
す。ロータ軸4、磁石21.22及び4枚の!極板23
〜26にてロータを構成している。
The two magnetic pole plates 23 and 24 that clamp the magnet 21 are assembled facing each other so that the protruding directions of @27 are opposite to each other, and the teeth 27 of the magnetic pole plate 23 are connected to the N pole and the magnetic pole plate. It forms a magnetic pole core with 1li27 of 24 as the S pole,
The two magnetic pole plates 25 and 26 that clamp the magnet 22 are also combined in the same way to form a magnetic pole core with each tooth 27 serving as a magnetic pole. Rotor shaft 4, magnets 21, 22 and 4 pieces! Pole plate 23
~26 constitute the rotor.

第3図はロータコアを構成する4枚の磁極板23〜26
の展開図である。
Figure 3 shows the four magnetic pole plates 23 to 26 that make up the rotor core.
FIG.

各磁極@23〜26の′tlJ27は等ピッチで円周上
に配列され、歯27の幅は歯と歯の間の溝部28の幅と
大略等しく形I!!、されている。磁極板23と対向す
る磁極板24とは、その位相が172ピツチだけずらし
て組み合され、互いに歯27の先端Mmu 281.:
対向し、カッ、歯27がm[128に入り込まない様に
組み合されている。磁極板23.24からなる磁極コア
と、磁極板25.26からなる磁極コアとは全く同じ位
相に組み合されている。a−夕の磁極コアは第2の磁極
コアをなす。
The 'tlJ27 of each magnetic pole @23 to 26 are arranged on the circumference at equal pitches, and the width of the teeth 27 is approximately equal to the width of the groove 28 between the teeth. ! , has been. The magnetic pole plate 23 and the opposing magnetic pole plate 24 are assembled with their phases shifted by 172 pitches, and the tips of the teeth 27 Mmu 281. :
The opposing teeth 27 are assembled so that they do not enter m[128]. The magnetic pole core consisting of the magnetic pole plates 23 and 24 and the magnetic pole core consisting of the magnetic pole plates 25 and 26 are combined in exactly the same phase. The a-evening magnetic pole core forms the second magnetic pole core.

再び第1図を参照し説明する。ステータはドーナッツ状
をした2つのフィル31.32を有する。
This will be explained with reference to FIG. 1 again. The stator has two donut-shaped fills 31,32.

フィルポビン12に収容された各コイル31.32は、
それぞれ2枚の磁極板33.34及び35.36により
挾持されている。各磁極板33〜36は、磁性体からな
る薄板をプレス加工して形成された同一形状を有するも
ので、内周部が打ち抜かれ軸方向に突出して折り曲げら
れて形m%れた多数本のl!137を内周上に有してい
る。2枚の磁極@33.34が互いに歯37の突出する
方向が逆になるように対向して組合され、それぞれの歯
37を磁極とするコイル31の磁極コアをなしている。
Each coil 31, 32 housed in the fillobin 12 is
They are held between two magnetic pole plates 33, 34 and 35, 36, respectively. Each of the magnetic pole plates 33 to 36 has the same shape and is formed by pressing a thin plate made of a magnetic material, and is formed by punching out the inner periphery, protruding in the axial direction, and bending it into a large number of shapes. l! 137 on the inner circumference. Two magnetic poles @33 and 34 are combined to face each other so that the protruding directions of the teeth 37 are opposite to each other, and form a magnetic pole core of the coil 31 with each tooth 37 serving as a magnetic pole.

磁極板35.36も同様に組み合され、コイル32の磁
極コアをな°忙。フィルボビン12に巻かれた2組のコ
イル31.32及び4枚の磁極板33〜36にてステー
タを構成している。
The magnetic pole plates 35 and 36 are similarly assembled and serve as the magnetic pole core of the coil 32. Two sets of coils 31 and 32 wound around the fill bobbin 12 and four magnetic pole plates 33 to 36 constitute a stator.

第2図はステータコアを構成する4枚の磁極板33〜3
6の展開図である。
Figure 2 shows four magnetic pole plates 33 to 3 that make up the stator core.
6 is a developed view of No. 6.

各磁極板33〜36は、2枚の歯37からなるX!!絞
部襠部403枚の歯が欠FAさせられた欠落部41とを
交互に有する。113ち、各磁極板33〜36は、内周
上に等間隔に配列された多数本の歯から3本の歯を欠落
させた欠落部41と2本の歯37を残した連続部40と
を交互に配列した形状を有する。$37のピッチはロー
タの磁極板23〜26の歯27のピッチと等しい、また
、1ll137の幅は歯と歯の間のm部38の幅と大略
等しく形r!Lされている。
Each magnetic pole plate 33-36 consists of two teeth 37. ! The drawing part gusset part 403 teeth alternately have missing parts 41 where FA has been performed. 113, each of the magnetic pole plates 33 to 36 has a missing part 41 in which three teeth are missing from a large number of teeth arranged at equal intervals on the inner periphery, and a continuous part 40 in which two teeth 37 are left. It has a shape in which these are arranged alternately. The pitch of $37 is equal to the pitch of the teeth 27 of the magnetic pole plates 23 to 26 of the rotor, and the width of 1ll137 is approximately equal to the width of the m portion 38 between the teeth. It is L.

磁極板33と磁極板34とは互いに位相が572ピツチ
だけずらして組み合され、互いに連続部40が相手の欠
落部40に入り込む様に組み合されている。磁極板33
と磁極板34とは位相が572ピツチずれているのであ
るから、互いに位相が172ピツチだけずれていること
と等価である。
The magnetic pole plates 33 and 34 are assembled with their phases shifted by 572 pitches from each other, and are assembled so that the continuous portion 40 enters into the missing portion 40 of the other. Magnetic pole plate 33
Since the phases of and the magnetic pole plate 34 are shifted by 572 pitches, this is equivalent to a mutual phase shift of 172 pitches.

@極板33.34は、コイル31の励磁電流の方向によ
りそれぞれN極又はS極に励磁される。
The @polar plates 33 and 34 are each excited to the N pole or the S pole depending on the direction of the excitation current of the coil 31.

磁極板33.34からなるコイル31の磁極コアと、磁
極板35.36からなるコイル32の磁極コアとは、そ
の位相が174ピツチだけずらして組み介され、ステー
タコアを構成している。ステータの磁極コアはrjSl
の磁極コアをなす。
The magnetic pole core of the coil 31 consisting of the magnetic pole plates 33 and 34 and the magnetic pole core of the coil 32 consisting of the magnetic pole plates 35 and 36 are assembled with their phases shifted by 174 pitches to form a stator core. The magnetic pole core of the stator is rjSl
It forms the magnetic pole core of.

以上の構成に基さ作動について説明する。The operation based on the above configuration will be explained.

71′14図乃至第9図はロータコアと又テータコアの
相対的な位置を示す展開図であり、ロータ側からステー
タ側を見た図である。
71'14 to 9 are developed views showing the relative positions of the rotor core and the theta core, and are views seen from the rotor side to the stator side.

ロータコアをなす4枚の磁極板23.24.25.26
は、磁石21.22によりそれぞれ磁極板23.25は
N極に、磁極板24.26はS極に常時励磁されている
6ステータコアをなす4枚の磁極板33.34.35.
36は、コイル31.32の励磁電流の方向によりN極
又はS極に励磁される。
Four magnetic pole plates forming the rotor core 23.24.25.26
Is the magnet 21.22, each of which is a magnetic pole board, and the magnetic pole board 24.26, which is constantly exciting in the S pole, has a 6 -status core 33.34.35.
36 is excited to the north pole or the south pole depending on the direction of the exciting current of the coils 31 and 32.

まず、第4図に示す様に、ロータの磁極板26の歯がス
テータの磁極板35の歯と重り合う位置にいるとする。
First, as shown in FIG. 4, assume that the teeth of the magnetic pole plate 26 of the rotor are in a position where they overlap the teeth of the magnetic pole plate 35 of the stator.

この位置でコイル31のみを正方向に通電すると、図示
の様に磁極[33はN極に、磁極板34はS極に励磁さ
れる。そして、S極に励磁されたステータの磁極板34
の歯61.62(以後ステータの歯と称する)にロータ
の磁極板23の歯51.52が吸引され、磁極板24の
歯56.57(以後U−タの歯と称する)が反発される
。共にロータを図面左方向に移動させる力である。*た
、N極に励磁されたステータの1!+03.64に、ロ
ータの歯53.54が反発され、ロータの歯59.60
が吸引され、ロータを図面左方向に移動させる力を発生
する。ステータの極性の異なる歯と歯の開に位置するロ
ータの歯58.55には殆んど力が作用しない、このよ
うにして、ロータには図面左方向にトルクが働き、ロー
タは1/4ピツチ移動してtjIS図に示す位置に進む
When only the coil 31 is energized in the positive direction at this position, the magnetic pole [33 is excited to the north pole and the magnetic pole plate 34 is excited to the south pole, as shown in the figure. Then, the magnetic pole plate 34 of the stator is excited to the S pole.
The teeth 51, 52 of the magnetic pole plate 23 of the rotor are attracted to the teeth 61, 62 (hereinafter referred to as stator teeth) of the rotor, and the teeth 56, 57 of the magnetic pole plate 24 (hereinafter referred to as U-tor teeth) are repelled. . Both are forces that move the rotor to the left in the drawing. *1 of the stator excited to the N pole! At +03.64, rotor tooth 53.54 is repelled and rotor tooth 59.60
is attracted, generating a force that moves the rotor to the left in the drawing. Almost no force acts on the stator teeth with different polarities and the rotor teeth 58 and 55 located at the gap between the teeth.In this way, torque acts on the rotor in the left direction in the drawing, and the rotor becomes 1/4 Pitch move to the position shown in the tjIS diagram.

第5図の位置で、コイル31の通電を止め、コイル32
のみ逆方向にiIり電すると、磁極板35はS極に、磁
極板36はN極に動磁される。そして、S極に励磁され
たステータの歯81.82に、ロータの歯71.72が
吸引され、ロータの$76.77が反発される。NMi
l、に励磁されたステータの@83.84に、ロータノ
歯73.74が反発され、ロータの歯79.80が吸引
される。上記の吸引力及び反発力はいずれもロータを図
面左方向に進める方向に働き、ロータは1/4ピツチ移
動して第6図に示す位置に進む。
At the position shown in Fig. 5, the coil 31 is de-energized and the coil 32
When only the current is applied in the opposite direction, the magnetic pole plate 35 is magnetized to the S pole, and the magnetic pole plate 36 is magnetized to the N pole. Then, the teeth 71.72 of the rotor are attracted to the teeth 81.82 of the stator excited to the S pole, and the $76.77 of the rotor is repelled. NMi
The rotor teeth 73.74 are repelled by the stator's magnetized stator @83.84, and the rotor teeth 79.80 are attracted. Both the above-mentioned attractive force and repulsive force act in a direction to advance the rotor to the left in the drawing, and the rotor moves by 1/4 pitch to the position shown in FIG.

第6図の位置では、コイル32の通電を止め、フィル3
1のみ逆方向に通電することにより磁極板33はS極に
、磁極1234はN極に励磁され、ロータは図面左方向
にトルクを受け1/4ピツチ移動してf!S7図に示す
位置に進む。
In the position shown in FIG. 6, the coil 32 is de-energized and the filter 3
By energizing only 1 in the opposite direction, the magnetic pole plate 33 is excited to the S pole and the magnetic pole 1234 is excited to the N pole, and the rotor receives torque to the left in the drawing and moves by 1/4 pitch to f! S7 Proceed to the position shown in Figure.

tJS7図の位置では、コイル31の通電を止め、コイ
ル32のみ正方向に通電することにより磁極板35はN
極に、磁極板36はS極に励磁され、ロータは図面左方
向にトルクを受け1/4ピツチ移動して第8図に示す位
置に進む。
tJS7 In the position shown in the figure, the magnetic pole plate 35 is in the N
At this point, the magnetic pole plate 36 is energized to the S pole, and the rotor receives a torque to the left in the drawing and moves 1/4 pitch to the position shown in FIG.

第8図の位置で、そのままコイル31の通電を続けると
、ステータの歯81.82及び83.84とロータの歯
77.78及び74.75との吸引力と、ステータの歯
81.82とロータの歯71.72.73との反発力の
平衡及びステータの歯83.84とロータの歯79.8
0.86との反発力の平衡により、保持トルクが発生す
る。
If the coil 31 continues to be energized in the position shown in FIG. Balance of repulsive force with rotor teeth 71, 72, 73 and stator teeth 83.84 and rotor teeth 79.8
A holding torque is generated by the balance of the repulsive force with 0.86.

また、第8図に示す位置は第4図に示す位置と等価であ
る。このようにして、コイル31.32の励磁電流を切
換ることによりロータを174ピツチずつ移動させるこ
とができる。
Further, the position shown in FIG. 8 is equivalent to the position shown in FIG. 4. In this way, the rotor can be moved by 174 pitches by switching the excitation currents of the coils 31 and 32.

上記の説明では、説明を簡単にするためコイル31.3
2をsMJづつ通電することとしたが、2つのコイル3
1.32を共に通電する2相励磁方式としても、第9図
に示す様に、ロータの平衡位ff1(停止位ff1)が
178ピツチずれるだけであり、作動は同じである。
In the above explanation, coil 31.3 is used to simplify the explanation.
2 to sMJ at a time, but the two coils 3
Even if the two-phase excitation method is used in which both 1.32 and 1.32 are energized, the rotor's equilibrium position ff1 (stop position ff1) is only shifted by 178 pitches, as shown in FIG. 9, and the operation is the same.

以上説明した様に、?!!127.37のピッチの17
4をステップ角としてロータを回転させることができる
。ステップ角が磁極板の歯のピッチの1/4であること
は従来と同じであるが、従来に比べて磁極板の歯のピッ
チを小さくすることができるから、ステップ角を小さく
することができる。
As explained above? ! ! 17 with a pitch of 127.37
The rotor can be rotated with a step angle of 4. The step angle is 1/4 of the pitch of the teeth of the magnetic pole plate, which is the same as before, but since the pitch of the teeth of the magnetic pole plate can be made smaller than before, the step angle can be made smaller. .

従来のステッピングモータでは外径401のものでは1
回転ステップ数が96ステツプのものが限界であったが
、本実施例によれば200ステ、プのものが容易に可能
になった。
A conventional stepping motor with an outer diameter of 401
The maximum number of rotation steps was 96 steps, but according to this embodiment, a rotation step number of 200 steps has become easily possible.

また、ステータの磁極板に欠g部41を設けるためトル
クが低下するかに思われるが、実験によると従来のもの
以上のトルクを確保することができた。これは、歯のピ
ッチを小さくしたことにより歯の総数が従来のものと余
り変りなくなったためと、ロータの磁石が表面着磁では
なく軸方向に一様に着磁すればよくなったので磁石効率
が上り、ロータからの磁束が強くなったためと考えられ
る。
Furthermore, although it seems that the torque would be reduced because the missing portion 41 is provided on the stator's magnetic pole plate, according to experiments, it was possible to secure more torque than the conventional one. This is because the total number of teeth is not much different from the conventional one due to the small pitch of the teeth, and the magnet efficiency is improved because the rotor magnet only needs to be magnetized uniformly in the axial direction instead of surface magnetization. This is thought to be due to the increase in magnetic flux from the rotor.

従来の96ステツプのものと、本実施例による200ス
テツプのものとのトルクの比を概算的に検討すると、欠
落部41により歯が5本の内3本が欠落させられたこと
による係数275、歯の幅は従来と概略同じであること
による係数1、歯の数の増加による係数50/24 、
それに磁石効率による係数を考えると、トルク比は、 215 X I X 50/24 X(磁石効率)とな
り、大略同等のトルクが確保できることが理解できる。
When we roughly examine the torque ratio between the conventional 96-step tooth and the 200-step tooth according to this embodiment, we find that the coefficient is 275, which is due to the fact that three of the five teeth are missing due to the missing portion 41. A coefficient of 1 is due to the fact that the width of the teeth is approximately the same as before, and a coefficient of 50/24 is due to an increase in the number of teeth.
Considering the coefficient due to magnet efficiency, the torque ratio becomes 215 X I X 50/24 X (magnet efficiency), and it can be understood that approximately the same torque can be secured.

以上説明した本実施例は次の利点を有する。This embodiment described above has the following advantages.

(1) ステータの磁極板の遅統部40の歯37の数は
、欠落部41で欠落させられた歯の数より1本だけ少な
い、このため、磁極コアを構成する2枚の磁極板33.
34を互いに歯37の中心位置を相対的に172ピツチ
だけずらして連続s4oが相手の欠落部41に入り込む
様に1み介せることが容易にでき、がっ、磁極を構成す
る歯の数の減少を少なくすることかでか、トルクをげ保
することができるという利、αがある。
(1) The number of teeth 37 in the delay part 40 of the stator magnetic pole plate is one less than the number of teeth missing in the missing part 41. Therefore, the two magnetic pole plates 33 constituting the magnetic pole core are ..
34 can be easily interposed by shifting the center positions of the teeth 37 by 172 pitches relative to each other so that the continuous s4o enters the missing part 41 of the other, which reduces the number of teeth constituting the magnetic pole. There is an advantage α in that the torque can be maintained by reducing the decrease.

(2) ステータ及びロータの磁極板の歯27.37の
幅は、歯と歯の間のm部28.38の幅と大略等しい、
このため、歯27.37を磁極として形成される磁束分
布が比較的滑らかな変化を示し、トルク変動が比較的小
さいという利、αがある。
(2) The width of the teeth 27.37 of the stator and rotor magnetic pole plates is approximately equal to the width of the m portion 28.38 between the teeth.
Therefore, there is an advantage α that the magnetic flux distribution formed by using the teeth 27, 37 as magnetic poles exhibits relatively smooth changes, and torque fluctuations are relatively small.

また、歯27.37の幅が余りに狭いと磁束が減少し、
トルクが減少する。逆に歯27.37の幅が溝部28.
38の幅に比べて余り大きいと、磁束のギャップでの空
間分布が不均衡になり、かえってトルクが減少する。そ
れ故、トルクを確保できる利点もある、 (3) ロータにも磁極コアを用いている。即ち、軸方
向に着磁された磁石21を櫛状の歯27を有する2枚の
磁極板23.24で挾着し、歯27を磁極としている。
Also, if the width of the teeth 27.37 is too narrow, the magnetic flux will decrease,
Torque decreases. Conversely, the width of the tooth 27.37 is the width of the groove 28.37.
If the width is too large compared to the width of 38, the spatial distribution of magnetic flux in the gap becomes unbalanced, and the torque decreases on the contrary. Therefore, it has the advantage of being able to secure torque. (3) A magnetic pole core is also used for the rotor. That is, a magnet 21 magnetized in the axial direction is held between two magnetic pole plates 23 and 24 having comb-shaped teeth 27, with the teeth 27 serving as magnetic poles.

このため、ロータの磁石は、側周表面に細いピッチで着
磁する必要はなく、軸方向(厚さ方向)に一様に着磁す
ればよいから、磁石の利用効率が高くなり、ロータの磁
極からの磁束を強(シてトルクを^めることがでさると
いう利点がある。
For this reason, the rotor magnets do not need to be magnetized at narrow pitches on the side circumferential surface, but only need to be magnetized uniformly in the axial direction (thickness direction), increasing the efficiency of magnet use and It has the advantage of increasing the torque by strengthening the magnetic flux from the magnetic poles.

前記実施例では、ステータの磁極板33.34の連a部
40の歯の数を2本、欠落部41で欠落させた歯の数を
3本としたが、たとえば2!!続部を4本、欠落部を5
本とするなど、任意の本数にしてもよいことは勿論であ
る。
In the embodiment described above, the number of teeth in the chain a section 40 of the magnetic pole plates 33 and 34 of the stator was two, and the number of teeth missing in the missing portion 41 was three, but for example, 2! ! 4 continuations, 5 missing parts
Of course, any number of books may be used, such as books.

また、ステータに用いた磁極コアと、ロータに用いた磁
極コアとは互いに交換することができる。
Further, the magnetic pole core used in the stator and the magnetic pole core used in the rotor can be exchanged with each other.

即ち、ロータに連続部と欠落部を有する第1の磁極コア
を用い、ステータに歯が等ピッチで配列されたjQ2の
磁極コアを用いても同様の効果を得ることができる。
That is, the same effect can be obtained by using a first magnetic pole core having a continuous portion and a missing portion in the rotor, and using a jQ2 magnetic pole core in which teeth are arranged at an equal pitch in the stator.

また、ステータにのみ第1又はtIS2の磁極コアを用
い、ロータは磁極コアを用いず円筒形磁石の側周に表面
着磁してもステップ角を小さくすることが可能である。
Furthermore, it is possible to reduce the step angle by using the first or tIS2 magnetic pole core only in the stator and by surface magnetizing the side circumference of the cylindrical magnet without using a magnetic pole core in the rotor.

しかし、小ステップ角のものでは磁石の利用効率が下り
トルクが低下する京で不利である。
However, with a small step angle, the efficiency of magnet use is low and the torque is reduced, which is disadvantageous.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、上記の構成を有し磁極板
の板厚により制限される歯の幅に比較して歯と歯のピッ
チを小さくすることがでトるから、ステッピングモータ
の外径を大軽くすることなくステップ角を小さくするこ
とができるという優れた効果がある。また、波及的な効
果として、ステ7プ角に比べてロータの外径を小さくで
終るから、ロータの慣性モーメントを小さくすることが
でか、ステータコイルの自己インダクタンスも小さくす
ることができる。このため、ステッピングモータの応答
性を高め高速運転を可能にするという効果がある。
As explained above, the present invention has the above configuration and can reduce the pitch between the teeth compared to the width of the teeth which is limited by the thickness of the magnetic pole plate. This has the excellent effect of being able to reduce the step angle without significantly reducing the diameter. Furthermore, as a ripple effect, since the outer diameter of the rotor is made smaller than the step angle, the moment of inertia of the rotor can be reduced, and the self-inductance of the stator coil can also be reduced. This has the effect of increasing the responsiveness of the stepping motor and enabling high-speed operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第9図は本発明の一実施例を示し、第1図は
本発明に係るステッピングモータの断面図、Pt52図
はステータコアの展開図、第3図はロータコアのIJL
閏図、第4図乃至第9図は作動を説明するステータコア
及びロータコアの展開図であり、tIS10図乃至第1
3図は従来の入チッピングモータを示し、第10図は断
面図、第11図は要部の分解斜視図、912図はステー
タコアをなす磁極板の平面図、第13図は側面図である
。 4・・・ロータ軸、6・・・磁石、9・・・コイル、1
5・・・磁極板、16・・・歯、17・・・溝部、21
.22・・・磁石、23.24.25.26・・・ロー
タの磁極板、27・・・歯、28・・・m部、31.3
2・・・コイル、33.34.35.36・・・ステー
タの磁極板、37・・・歯、38・・・溝部、40・・
・連続部、41・・・欠落部。 代理人  弁理士  後 藤 勇 作 第10図 第11図
1 to 9 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of a stepping motor according to the present invention, Pt52 is a developed view of a stator core, and FIG. 3 is an IJL of a rotor core.
The leap diagram and FIGS. 4 to 9 are developed views of the stator core and rotor core to explain the operation, and tIS 10 to 1
3 shows a conventional chipping motor, FIG. 10 is a sectional view, FIG. 11 is an exploded perspective view of the main parts, FIG. 912 is a plan view of a magnetic pole plate forming a stator core, and FIG. 13 is a side view. 4... Rotor shaft, 6... Magnet, 9... Coil, 1
5... Magnetic pole plate, 16... Teeth, 17... Groove, 21
.. 22...Magnet, 23.24.25.26...Rotor magnetic pole plate, 27...Teeth, 28...m part, 31.3
2... Coil, 33.34.35.36... Stator magnetic pole plate, 37... Teeth, 38... Groove, 40...
・Continuous part, 41... Missing part. Agent Patent Attorney Isamu Goto Figure 10 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 円周上から軸方向に突出した多数本の歯を有する2
枚の磁極板を、互いに歯の突出する方向が逆になるよう
に対向して組み合せ、その歯を磁極とする磁極コアを備
えるステッピングモータであって、 前記磁極板は、複数本の歯が等ピッチで配列された連続
部と、同じ等ピッチの複数本の歯が欠落させられた欠落
部とを交互に有し、 上記2枚の磁極板を、互いに前記連続部が対向する磁極
板の前記欠落部に入り込む様に組み合せた第1の磁極コ
アを備えることを特徴とするステッピングモータ。 2 前記磁極板の前記各連続都の歯の数は、前記各欠落
部で欠落させられた歯の数より1本だけ少ないことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のステッピングモー
タ。 3 前記磁極板の歯の幅は、前記連続部の歯と歯の間の
構部の幅に大略等しいことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のステッピングモータ。 4 前記第1の磁極コアは、ステータの磁極コアとして
用いられ、前記2枚の磁極板に挟持されるコイルを備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のステッ
ピングモータ。 5 前記第1の磁極コアは、ロータの磁極コアとして用
いられ、前記2枚の磁極板に挾着される軸方向に着磁さ
れた磁石を備えることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のステッピングモータ。 6 円周上から軸方向に突出した多数本の歯を有する2
枚の磁極板を、互いに歯の突出する方向が逆になるよう
に対向して組み合せ、その歯を磁極とする磁極コアを備
えるステツピングモータであって、 前記磁極板は、多数本の歯が全周に渡り等ピッチで配列
され 上記2枚の磁極板を、互いに歯の先端が対向する磁極板
の歯と歯の間の溝部に対向し、かつ、歯が対向する前記
溝部に入り込まない様に組み合せた第2の磁極コアを備
えることを特徴とするステッピングモータ。 7 前記磁極板の歯の幅は、前記溝部の幅に大略等しい
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のステッピ
ングモータ。 8 前記第2の磁極コアは、ステータの磁極コアとして
用いられ、前記2枚の磁極板に挾持されるコイルを備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のステッ
ピングモータ。 9 前記第2の磁極コアは、ロータの磁極コアとして用
いられ、前記2枚の磁極板に挾持される軸方向に着磁さ
れた磁石を備えることを特徴とする特許請求の範囲第6
項記載のステッピングモータ。
[Claims] 1. Having a large number of teeth protruding from the circumference in the axial direction. 2.
A stepping motor is provided with a magnetic pole core in which two magnetic pole plates are combined to face each other so that the protruding directions of the teeth are opposite to each other, and the teeth serve as magnetic poles. The two magnetic pole plates have continuous parts arranged at a pitch and missing parts in which a plurality of teeth of the same pitch are missing, and the two magnetic pole plates are arranged in the same manner as the continuous parts of the magnetic pole plates that face each other. A stepping motor characterized by comprising first magnetic pole cores that are combined so as to fit into the missing portion. 2. The stepping motor according to claim 1, wherein the number of teeth in each continuous position of the magnetic pole plate is one less than the number of teeth missing in each of the missing portions. 3. The stepping motor according to claim 1, wherein the width of the teeth of the magnetic pole plate is approximately equal to the width of the structure between the teeth of the continuous portion. 4. The stepping motor according to claim 1, wherein the first magnetic pole core is used as a magnetic pole core of a stator and includes a coil sandwiched between the two magnetic pole plates. 5. Claim 1, wherein the first magnetic pole core is used as a magnetic pole core of a rotor, and includes an axially magnetized magnet that is clamped between the two magnetic pole plates.
Stepping motor described in section. 6 2 with multiple teeth protruding from the circumference in the axial direction
A stepping motor is provided with a magnetic pole core in which two magnetic pole plates are assembled facing each other so that the protruding directions of the teeth are opposite to each other, and the teeth serve as magnetic poles, the magnetic pole plate having a large number of teeth. The two magnetic pole plates arranged at equal pitches over the entire circumference are arranged so that the tips of the teeth face the grooves between the teeth of the opposing magnetic pole plates, and the teeth do not enter the grooves facing each other. A stepping motor comprising a second magnetic pole core combined with a second magnetic pole core. 7. The stepping motor according to claim 6, wherein the width of the teeth of the magnetic pole plate is approximately equal to the width of the groove. 8. The stepping motor according to claim 6, wherein the second magnetic pole core is used as a magnetic pole core of a stator and includes a coil sandwiched between the two magnetic pole plates. 9. Claim 6, wherein the second magnetic pole core is used as a magnetic pole core of a rotor, and includes an axially magnetized magnet held between the two magnetic pole plates.
Stepping motor described in section.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01190249A (en) * 1988-01-26 1989-07-31 Seiko Epson Corp Stepping motor
JPH023181U (en) * 1988-06-14 1990-01-10
JP2006149053A (en) * 2004-11-18 2006-06-08 Okuma Corp Synchronous motor

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