JPS6331455A - Motor - Google Patents

Motor

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JPS6331455A
JPS6331455A JP17260386A JP17260386A JPS6331455A JP S6331455 A JPS6331455 A JP S6331455A JP 17260386 A JP17260386 A JP 17260386A JP 17260386 A JP17260386 A JP 17260386A JP S6331455 A JPS6331455 A JP S6331455A
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JP
Japan
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stator
rotor
torque
motor
poles
Prior art date
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Pending
Application number
JP17260386A
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Japanese (ja)
Inventor
Taku Goto
卓 後藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS6331455A publication Critical patent/JPS6331455A/en
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce variations in torque and speed of a motor by unequally setting the circumferential pitch of the stator poles for a motor. CONSTITUTION:A rotor 3 having an output shaft 2 is rotatably supported in a cylindrical stator unit 1, and a flange 4 is secured to the unit 1. The unit 1 is formed by bonding two stators 5 disposed adjacently in the direction of the shaft 2, and composed of outer and inner stators 6 and 7 and coils 8. A plurality of outer and inner stator poles 9, 10 projecting axially are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheries of the stators 6 and 7. Further, the rotor 3 is formed in a permanent magnet type, and a plurality of poles N, S are arranged in the circumferential direction. In this case, a plurality of poles of the rotor 3 are disposed at an equal interval (equal pitch) in the circumferential direction, and stators 5 are arranged at an unequal interval (unequal pitch) in the circumferential direction. Thus, the cogging torque of the whole motor can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は磁路を形成するステータポールを有するステー
タと永久磁石式のロータとを備えたモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a motor equipped with a stator having stator poles forming a magnetic path and a permanent magnet rotor.

[従来技術〕 この種のモータにはステッピングモータや同期モータ等
があり、ステッピングモータの場合、複数の励磁相(励
磁コイル)を有するステークの極歯(ステータポール)
とロータの[Iiとを対峙させ、各励磁相に一定の順序
でパルスを人力することによりロータを所定方向に一定
角度づつ回転させるよう構成されている。
[Prior art] This type of motor includes stepping motors, synchronous motors, etc. In the case of stepping motors, pole teeth (stator poles) of a stake have multiple excitation phases (excitation coils).
and [Ii of the rotor, and by manually applying pulses to each excitation phase in a fixed order, the rotor is rotated by a fixed angle in a predetermined direction.

したがって、ロータの初期位置からの回転角度は人力パ
ルスの数に比例するものであり、この人力パルスによっ
てステッピングモータの回転位置が制御される。
Therefore, the rotation angle of the rotor from its initial position is proportional to the number of human power pulses, and the rotational position of the stepping motor is controlled by these human power pulses.

また、このステッピングモータは、コイルで励磁される
複数の極I!i(ステータポール)を有するステータ内
に複数の磁極を有するロータを軸支して構成されるもの
であり、大別すると、ロータの周面に突極を設けるVR
(可変レラクタンス)型、ロータに永久磁石を用いるP
M(永久磁石)型、およびVR型およびPM型を組合わ
せた型式のハイブリッドPM型に分類することができ、
本発明は特にPM型ステッピングモータに通用するのに
々子連である。
Moreover, this stepping motor has multiple poles I! excited by the coil! It consists of a rotor with multiple magnetic poles supported in a stator with i (stator poles), and can be roughly divided into VR with salient poles on the circumferential surface of the rotor.
(variable reluctance) type, P uses a permanent magnet in the rotor
It can be classified into M (permanent magnet) type, and hybrid PM type which is a combination of VR type and PM type.
The present invention is particularly applicable to PM type stepping motors.

前記PN2型のステッピングモータは、円周方向に配置
された複数のステータポール(ステーク極歯)を有しか
つ各ステータポールに磁束を発生させるよう巻回したコ
イルを備えたステータと、外ステータの内周面に対向す
る外周面に複数の磁極を有する永久磁石式のロータとで
構成される。
The PN2 type stepping motor has a stator having a plurality of stator poles (stake pole teeth) arranged in the circumferential direction and a coil wound around each stator pole to generate magnetic flux, and an outer stator. It is composed of a permanent magnet type rotor having a plurality of magnetic poles on the outer peripheral surface opposite to the inner peripheral surface.

ところで、この種のモータの運転に際し、ある一定速度
(一定パルス周期入力)まで加速して一定パルス周期入
力で持続回転させる時には、各励磁相を正のトルク範囲
で順次切換えて加速し、−定パルス周期入力領域では各
、励磁相の正負のトルクをバランスさせるように切換え
トルク積分値を零にして定速駆動状態を生じさせている
By the way, when operating this type of motor, when accelerating to a certain speed (constant pulse period input) and making it continue to rotate with a constant pulse period input, each excitation phase is sequentially switched in the positive torque range to accelerate and then -constant In the pulse period input region, the switching torque integral value is set to zero to create a constant speed drive state so as to balance the positive and negative torques of the excitation phases.

この定速駆動状態では、定速といはいってもパルス周期
ごとにトルクの正負変動による速度変動が生じている。
In this constant speed drive state, even though the speed is constant, speed fluctuations occur due to positive and negative fluctuations in torque at every pulse period.

一方、従来のこの種のモータにおいては、前記ステータ
ポールの円周ピッチおよび前記ロータの磁極の円周ピッ
チはいずれも等ピッチにされ、その位置関係から回転時
の角度−トルク特性(θ−T特性)がほぼ正弦状の波形
の繰り返しであるため、トルク零点近傍でのトルク曲線
の伊斜が大きく正負のトルクによって生じる速度変動が
大きがった。
On the other hand, in a conventional motor of this type, the circumferential pitch of the stator poles and the circumferential pitch of the magnetic poles of the rotor are both set to the same pitch, and based on their positional relationship, the angle-torque characteristic (θ-T Since the characteristic (characteristic) is a repeating approximately sinusoidal waveform, the slope of the torque curve near the torque zero point is large, and the speed fluctuations caused by positive and negative torques are large.

また、ロータの着磁磁極ピッチとステータポールの歯ピ
ッチとが全ての相において同一であるため、常に多くの
着磁磁極およびステータポールが互いに対向する位置関
係を占めることになり、残留トルク(コギングトルクま
たはディテントトルク)がきわめて大きくなる傾向があ
った。
Furthermore, since the rotor's magnetized magnetic pole pitch and the stator pole tooth pitch are the same for all phases, many magnetized magnetic poles and stator poles always occupy positions facing each other, resulting in residual torque (cogging). torque or detent torque) tended to be extremely large.

したがって、従来のモータにあっては、上記トルク零点
近傍での大きな速度変動並びに大きな残留トルクの存在
により、滑らかな回転が妨げられ、負荷の運動が不安定
になったり騒音が発生するなどの問題があった。
Therefore, in conventional motors, large speed fluctuations near the torque zero point and the presence of large residual torque prevent smooth rotation, leading to problems such as unstable load motion and noise generation. was there.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、モータの残留トルクを低減させるとともに定速回転時
のトルク変動や速度変動を低減させることにより安定的
に円滑に作動するモータを提供することである。
An object of the present invention is to provide a motor that can solve the problems of the prior art and operates stably and smoothly by reducing residual torque of the motor and reducing torque fluctuations and speed fluctuations during constant speed rotation. It is to be.

〔目的達成のための手段〕[Means to achieve the purpose]

本発明は、円周方向に配置された複数のステークポール
を有しかつ各ステータポールに磁束を発生させるよう巻
回されたコ゛イルを備えたステータと、該ステータの内
周面に対向する外周面に複数の磁極を有する永久磁石式
のロータとで構成されるモータにおいて、前記ステータ
に配置されるステークポールの円周ピッチを不等ピッチ
にすることにより、上記目的を達成するものである。
The present invention provides a stator having a plurality of stake poles arranged in the circumferential direction and a coil wound around each stator pole to generate magnetic flux, and an outer circumferential surface facing the inner circumferential surface of the stator. In a motor comprising a permanent magnet type rotor having a plurality of magnetic poles, the above object is achieved by making the circumferential pitch of the stake poles disposed on the stator uneven.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

第1図は本発明を適用するのに好適なPM型ステッピン
グモータを示し、第2図は第1図中の外ステータを、第
3図は第1図中のロータをそれぞれ示す。
FIG. 1 shows a PM type stepping motor suitable for applying the present invention, FIG. 2 shows the outer stator in FIG. 1, and FIG. 3 shows the rotor in FIG. 1.

第1図において、円筒状のステータユニット1の内部に
は出力軸2を有するロータ3が回転自在に軸支され、該
ステータユニット1の一端にはモータ取付は用のフラン
ジ4が固定されている。
In FIG. 1, a rotor 3 having an output shaft 2 is rotatably supported inside a cylindrical stator unit 1, and a flange 4 for mounting a motor is fixed to one end of the stator unit 1. .

前記ステータユニット1は出力軸2方向に隣接配置され
た2個のステーク5.5を接合した分割構造をしている
。各ステータ5.5は類似の構造を有しており、それぞ
れ、外ステータ6、内ステータ7およびコイル8を組付
けて構成されている。
The stator unit 1 has a divided structure in which two stakes 5.5 which are arranged adjacent to each other in the direction of the output shaft 2 are joined together. Each stator 5.5 has a similar structure and is constructed by assembling an outer stator 6, an inner stator 7 and a coil 8, respectively.

前記外ステータ6の内周部には、第2図に示すごとく、
円周方向の所定間隔位置で軸方向に突出する複数の外ス
テータポール9が形成されており、前記内ステータ7の
内周部には、前記各外ステータポール9に対し所定隙間
をもって凹凸対向するよう軸方向に突出する複数の内ス
テークボール10が形成されている。
As shown in FIG. 2, the inner circumferential portion of the outer stator 6 has:
A plurality of outer stator poles 9 that protrude in the axial direction are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the inner circumferential portion of the inner stator 7 has unevenness facing each of the outer stator poles 9 with a predetermined gap. A plurality of inner stake balls 10 are formed that protrude in the axial direction.

前記コイル8は、複数の励磁相を形成するよう前記外、
内ステータポール9.10に巻回され、各ステークポー
ル9.10に所定の順次で磁束を発生させるよう装着さ
れている。
The coil 8 is arranged so as to form a plurality of excitation phases.
It is wound around the inner stator poles 9.10 and attached to each stake pole 9.10 so as to generate magnetic flux in a predetermined sequence.

前記ロータ3は永久磁石式のロータであり、その外周面
すなわち前記ステータ5.5の内径と所定の隙間で対向
する外周面には、第3図に示すごとく、円、開方向に複
数の@極(N極、S極)N、Sが配列されている。
The rotor 3 is a permanent magnet type rotor, and its outer circumferential surface, that is, the outer circumferential surface facing the inner diameter of the stator 5.5 with a predetermined gap, has a plurality of circles in the opening direction, as shown in FIG. Poles (N pole, S pole) N and S are arranged.

以上のように、一対のステータ5.5内に永久磁石のロ
ータ3を回転自在に軸支し、各ステータに巻回した複数
のコイル(励磁相)8を所定のタイミングで1次励磁す
ることにより、出力軸2を所望の方向に所望の速度で回
転させるよう構成されている。
As described above, the permanent magnet rotor 3 is rotatably supported within a pair of stators 5.5, and the plurality of coils (excitation phase) 8 wound around each stator are primarily excited at a predetermined timing. Accordingly, the output shaft 2 is configured to rotate in a desired direction at a desired speed.

なお、各ステータ5.5は例えばiA坂のプレス成形お
よび深絞り加工等で成形することができる。
Note that each stator 5.5 can be formed by, for example, iA slope press forming, deep drawing, or the like.

上E P M 型ステッピングモータを所望のパルスタ
イミングで次々と駆動するためには、例えば、以下に説
明するような駆動制御が必要である。
In order to drive the upper EPM type stepping motor one after another at desired pulse timing, for example, drive control as described below is required.

第4図は4相ステツピングモータにおけるバイファイラ
巻線を施した励磁相を示し、第4図中、番号11.12
.13.14はそれぞれ第1相、第2相、第3相、第4
相の巻線コイルを示し、番号15.16.17.18は
それぞれの相の駆動用トランジスタを示す。
Figure 4 shows the excitation phase with bifilar winding in a 4-phase stepping motor, with numbers 11 and 12 in Figure 4.
.. 13.14 are the 1st phase, 2nd phase, 3rd phase, and 4th phase, respectively.
The phase winding coils are shown, and numbers 15, 16, 17, and 18 indicate the driving transistors of each phase.

第4図において、制御回路(図示せず)からの駆動指令
信号を各駆動用トランジスタ15.16.17.18の
ベースに所定のタイミングおよび所定の順次で印加する
ことにより、対応する巻線コイル11.12.13.1
4に駆動電圧VDが印加される。
In FIG. 4, by applying a drive command signal from a control circuit (not shown) to the base of each drive transistor 15, 16, 17, and 18 at a predetermined timing and in a predetermined sequence, the corresponding wire-wound coil is 11.12.13.1
Driving voltage VD is applied to 4.

第5図(A)および(B)は、2−2相励磁および1−
1相励はの場合の前記該1相〜第4相の駆動指令信号の
タイムチャートを例示する。
Figures 5(A) and (B) show 2-2 phase excitation and 1-
A time chart of the drive command signals of the first to fourth phases in the case of one-phase excitation is illustrated.

第6図は前記1−1相励磁および前記2−2 +U励磁
により発生する角度−トルク特性(θ−T特性)を例示
する。
FIG. 6 illustrates the angle-torque characteristics (θ-T characteristics) generated by the 1-1 phase excitation and the 2-2 +U excitation.

第6図において、符号I、■、■、■はそれぞれ第1相
、第2相、第3相、第4ト目の巻線コイルのみを励磁し
た1−1相励磁のθ−T特性を示し、I IIは第1相
の巻線コイルおよび第2相の巻線コイルを同時に励磁し
た2−2相励磁のθ−T特性を示す。
In Fig. 6, symbols I, ■, ■, and ■ indicate the θ-T characteristics of 1-1 phase excitation in which only the first, second, third, and fourth winding coils are excited, respectively. , and III indicates the θ-T characteristic of 2-2 phase excitation in which the first phase winding coil and the second phase winding coil are excited simultaneously.

2−2相励磁は1−1相励磁において2つの相づつ同時
に励磁する場合に相当し、したがって、In曲線は1曲
線と■曲線との和で表すことができる。
2-2 phase excitation corresponds to the case where two phases are simultaneously excited in 1-1 phase excitation, and therefore, the In curve can be expressed as the sum of the 1 curve and the ■ curve.

なお、第6図のグラフには、2−2相励磁についてはI
nのθ−T特性のみが示されている。
In addition, in the graph of FIG. 6, for 2-2 phase excitation, I
Only the θ-T characteristics of n are shown.

第7図(A)および(B)は、第6図中の1−1相励磁
でモータを駆動しである一定速度(一定パルス周期入力
)まで加速し、次いでこの一定速度に維持して回転させ
る場合の作動状態を例示する図であり、第7図(A)は
時間経過に対するロータの速度特性を示し、第7図(B
)はその時のθ−T特性と相切換えタイミングを示す。
Figures 7 (A) and (B) show that the motor is driven by the 1-1 phase excitation in Figure 6, accelerates to a certain speed (constant pulse cycle input), and then maintains this constant speed and rotates. FIG. 7(A) shows the speed characteristics of the rotor over time, and FIG. 7(B)
) indicates the θ-T characteristic and phase switching timing at that time.

第7図(B)に示すごとく、切換時刻1=0、tl、t
2で順次相■−相■−相■と切換えることにより正のト
ルクを加えて加速し、一定パルス周期入力領域では正負
のトルク(第7図(B)中の斜線部)が互いに相殺され
てバランスするよう制御しいわゆる定速駆動状態が維持
されている。
As shown in FIG. 7(B), switching time 1=0, tl, t
2, by sequentially switching from phase ■ - phase ■ - phase ■, positive torque is applied to accelerate, and in the constant pulse period input region, the positive and negative torques (hatched area in Fig. 7 (B)) cancel each other out. A so-called constant-speed drive state is maintained by controlling the motor to maintain balance.

このようなステッピングモータの駆動においては、第7
図(A)、(B)から明らかなごとく、定速とは称して
も実際には切換えタイミングt3、L4−・−−一−−
・・ごとに若干の速度変動dωが生している。
In driving such a stepping motor, the seventh
As is clear from the diagrams (A) and (B), even though it is called constant speed, the actual switching timing is t3, L4-------
... A slight speed fluctuation dω occurs.

然して、従来のPM型ステノビングモモーにあっては、
第8図の展開模式図に示すごとく、ステータ5.5の各
ステータポール9.10は円周方向に等ピッチ間隔で配
置され、また、ロータ3の磁極N、Sも円周方向に等ピ
ッチ間隔たて配列されていたので、それらの位置関係か
ら、θ−T特性がほぼ正弦波状波形の繰返しであるため
、トルク零点近傍のトルク変化率が大きく、正負のトル
ク変動により生しる速度変動も大きな値になっていた。
However, in the conventional PM type stenobing momo,
As shown in the developed schematic diagram of FIG. 8, the stator poles 9.10 of the stator 5.5 are arranged at equal pitches in the circumferential direction, and the magnetic poles N and S of the rotor 3 are also arranged at equal pitches in the circumferential direction. Because they were arranged at intervals, the θ-T characteristic is a repeating almost sinusoidal waveform due to their positional relationship, so the rate of torque change near the torque zero point is large, and speed fluctuations caused by positive and negative torque fluctuations. was also a large value.

さらに、第8図のステータポール部およびロータ部の展
開模式図から明らかなごとく、ステータポール9.1o
の歯ピッチとロータ3の着磁磁手函ピッチとは全ての相
が同一であるために、常に多くの着磁磁極およびステー
クボールが互いに対向する位置関係を占めることになり
、残留)〜ルク(コギングトルクまたはディテントトル
ク)がきわめて大きくなる仰向があった。
Furthermore, as is clear from the developed schematic diagram of the stator pole portion and rotor portion in FIG. 8, the stator pole 9.1o
Since the tooth pitch of the rotor 3 and the magnetizing hand box pitch of the rotor 3 are the same for all phases, many magnetized magnetic poles and stake balls always occupy positions facing each other, and the residual There was a supine position in which the cogging torque or detent torque was extremely large.

なぞ3、第1図および第8図に示すごとく一対のステー
ク5.5を設け、各ステークの残留トルクの位相および
振巾を正負対称形に選定することにより、モータの残留
トルクを零にすることも考えられるが、実際には、以下
りこ説明する残留トルク発生のメカニズムから明らかな
どとぐ、単に一対のステータ5.5を設けるだけでは残
留トルクを低減させることは困難である。
Riddle 3: By providing a pair of stakes 5.5 as shown in Figures 1 and 8, and selecting the phase and amplitude of the residual torque of each stake to be symmetrical in positive and negative, the residual torque of the motor can be reduced to zero. However, in reality, it is difficult to reduce the residual torque simply by providing a pair of stators 5.5, which is obvious from the mechanism of residual torque generation described below.

まず、第8図のようにロータ3の着磁ピッチおよびステ
ータ5.5の割り出し角度ともに等ピッチで配列した時
の各ステーク5.5における残留トルクは第9面中の曲
線A、Bのように表される。
First, when the magnetization pitch of the rotor 3 and the indexing angle of the stator 5.5 are arranged at equal pitches as shown in Fig. 8, the residual torque at each stake 5.5 is as shown by curves A and B in the ninth plane. is expressed in

ところで、モータ全体に出現する残留トルクは一方のス
テータ5から発生する残留トルクAと他方のステーク5
から発生する残留トルクBとの和であり、両方のステー
タ5.5が全く均一に構成されていわば、残留トルクA
と残留トルクBとは互いに打消されモータ全体に出現す
る残留トルクは零になるはずである。
By the way, the residual torque that appears in the entire motor is the residual torque A generated from one stator 5 and the other stator 5.
If both stators 5.5 are configured completely uniformly, the residual torque A is the sum of the residual torque B generated from
and residual torque B cancel each other out, and the residual torque appearing in the entire motor should become zero.

しかし、通常では、ロータ3の着磁誤差や加工精度など
何らかのアンバランスが発生することは避けられず、第
10図(A)および(B)のように各ステータ5.5の
残留トルクA、Bのアンバランスによりその和としての
残留トルクXおよびYが発生する。
However, normally, it is unavoidable that some kind of imbalance occurs such as magnetization error or machining accuracy of the rotor 3, and as shown in FIGS. 10(A) and (B), the residual torque A of each stator 5.5, Due to the unbalance of B, residual torques X and Y are generated as the sum thereof.

なお、第10図(A)は両方のステーク5.5の残留ト
ルクA、Bの位相が同じである場合を示し、第10図(
B)は残留トルクA、Bの振巾および位相が異なる場合
を示す。
In addition, FIG. 10(A) shows the case where the phases of the residual torques A and B of both stakes 5.5 are the same, and FIG.
B) shows a case where the amplitudes and phases of the residual torques A and B are different.

このように、従来のPM型ステッピングモータにあって
は、一対のステータ5.5を互いに対称に配置したとし
ても、残留トルクを低減することは事実上不可能であり
、モータ回転の不円滑あるいは負荷運転の不安定化や騒
音発生の原因になっていた。
As described above, in the conventional PM type stepping motor, even if the pair of stators 5.5 are arranged symmetrically, it is virtually impossible to reduce the residual torque, and the motor rotation may become unsmooth or This caused load operation to become unstable and noise to be generated.

第11図は本発明によるP〜丁丁型スワンピングモータ
ステータポール部およびロータ部の展開横弐図である。
FIG. 11 is an exploded side view of the stator pole section and rotor section of the P-cho type swamping motor according to the present invention.

第11図は複数の外ステータポール9および内ステータ
ポール10を互いにffi合い状態で対向させた構造を
有するステータ5を軸方向に2間接合配列して第1図の
ようなステータユニット1を構成する場合を例示する。
FIG. 11 shows a stator unit 1 as shown in FIG. 1 in which two stators 5 having a structure in which a plurality of outer stator poles 9 and inner stator poles 10 are opposed to each other in an ffi state are arranged in the axial direction. Here is an example of a case where

ステータユニット1の内径内には、円周方向所定間隔で
複数の着磁磁極N、Sが交互に形成されたロータ3が回
転自在に軸支されている。
A rotor 3, in which a plurality of magnetized magnetic poles N and S are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, is rotatably supported within the inner diameter of the stator unit 1.

然して、本発明によれば、第11図に示すごとく、ロー
タ3の複数の@h (N、S)は円周方向に等間隔(等
ピッチ)で配置されているのに対し、各ステータ5.5
は円周方向に不等間隔(不等ピッチ)で配列されている
According to the present invention, as shown in FIG. .5
are arranged at irregular intervals (unequal pitch) in the circumferential direction.

このステークボール9.10の不等ピッチ配置としては
、例えば、各間隔が等測的に正弦波状に大小に変化する
ような配置、あるいは各間隔が順次等比級数的または等
左縁数的に大小に変化するような配置などが採用される
The unequal pitch arrangement of the stake balls 9.10 may be, for example, an arrangement in which each interval changes in size equimetrically in a sinusoidal manner, or an arrangement in which each interval is sequentially arranged in a geometric series or isomarginal manner. An arrangement that varies in size is adopted.

第12図はステータ5の外ステータ6または内ステータ
7におけるステータポールと(n−1)番目の着磁VA
極との間の間隔n1の変化特性を例示する。
FIG. 12 shows the stator pole in the outer stator 6 or inner stator 7 of the stator 5 and the (n-1)th magnetized VA.
The change characteristics of the distance n1 between the poles will be illustrated.

以上説明したように、ステータ5.5の各ステータポー
ル9.10を円周方向に不等ピッチで配置することによ
り、同−相内においても、互いに対向するロータ3の着
磁磁極N、Sとステークボール9.10との対の数を大
幅に減少させることができ、モータ全体の残留トルク 
(コギングトルク)も大幅に軽減させることができた。
As explained above, by arranging the stator poles 9.10 of the stator 5.5 at unequal pitches in the circumferential direction, even within the same phase, the magnetized magnetic poles N and S of the rotor 3 are opposed to each other. and the number of pairs of stake balls 9.10 can be significantly reduced, and the residual torque of the entire motor
(Cogging torque) was also able to be significantly reduced.

例えば、第10図(A)および(B)に示すごトく一対
のステータ5.5のアンバランスやロータ3の着磁誤差
などにより残留トルクX、Yが発生する場合は、各種の
誤差を見込んで予めステータポール9.10の円周ピッ
チ(位相)をズラしておくことにより、モータ全体の残
留トルクを零にしたり大幅に低減させるなど一層効果的
に低減させることができた。
For example, if residual torques X and Y are generated due to the unbalance of the pair of stators 5.5 or the magnetization error of the rotor 3 shown in Fig. 10 (A) and (B), various errors may be generated. By taking this into account and shifting the circumferential pitch (phase) of the stator poles 9 and 10 in advance, it was possible to reduce the residual torque of the entire motor more effectively, such as to zero or to significantly reduce it.

すなわち、ステータ5.5やロータ3の寸法や組立て上
の誤差のパターンに合せてステークボール9.10のピ
ッチ等を設定することにより残留トルクを効果的に低減
させることができる。
That is, the residual torque can be effectively reduced by setting the pitch of the stake balls 9.10 in accordance with the dimensions of the stator 5.5 and the rotor 3 and the pattern of assembly errors.

例えば、第10図(B)のように両ステーク5.5の残
留トルクA、Bの振巾および位相が異なる場合には、予
め第10図(B)中の二点鎖線Zで示すように予ステー
タポール9.10ビノチヲ変化させておけば残留トルク
を効果的に大幅低減することができる。
For example, when the amplitude and phase of the residual torques A and B of both stakes 5.5 are different as shown in FIG. 10(B), If the pre-stator poles are changed by 9.10 degrees, the residual torque can be effectively and significantly reduced.

また、ステータポール9.10円周方向に不等ピッチで
配置することにより、θ−T特性も、第13図に示すご
とく、トルク零の近傍での傾斜が小さくかつ正負のトル
ク値が小さな痩せた波形の特i生曲線になる。
In addition, by arranging the stator poles 9 and 10 at uneven pitches in the circumferential direction, the θ-T characteristic has a small slope near zero torque and small positive and negative torque values, as shown in Figure 13. It becomes a characteristic curve of the waveform.

このため、定速回転時すなわち一定パルス周明大力時に
生じるトルク変動や速度変動もきわめて小さな値に抑え
ることができた。
Therefore, torque fluctuations and speed fluctuations that occur during constant speed rotation, that is, during constant pulse rotation and high force, can be suppressed to extremely small values.

なお、以上の説明では本発明をステンビングモータに適
用する場合を例示したが、本発明は正弦波の2相電流に
よって駆動される周期モータ、あるいは、前述の回転型
モータを直線状に展開したりニアモータ等にも同様に適
用することができる。
In the above explanation, the case where the present invention is applied to a stevening motor has been exemplified, but the present invention can also be applied to a periodic motor driven by a two-phase sinusoidal current, or a linear motor developed from the above-mentioned rotary motor. It can be similarly applied to near motors, etc.

また、ステータポール9.10の歯形形状は、第11図
に示すような直方形のみならず、第14図(A)に示す
ような台形、第14図(B)に示すような凸変曲翼形、
さらには第14図(C)のように厚さを変化させた形状
など、種々の形状を採用することができる。
Furthermore, the tooth shape of the stator poles 9 and 10 is not only rectangular as shown in FIG. 11, but also trapezoidal as shown in FIG. 14(A), convex inflection as shown in FIG. 14(B), etc. airfoil,
Furthermore, various shapes can be adopted, such as a shape in which the thickness is changed as shown in FIG. 14(C).

〔効果〕〔effect〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、ステ
ークボールの円周ピッチを不等ピッチにするという簡単
な構成により、定速回転時のモータの残留トルク、1−
ルク変動および速度変動を制御することができ、安定し
た駆動が可能な回転式モータが得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the residual torque of the motor when rotating at a constant speed is reduced by 1-
A rotary motor that can control torque fluctuations and speed fluctuations and that can be driven stably can be obtained.

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

第1図は本発明を適用するのに好適なPM型スステンピ
ングモータ一部破断斜視図、第2図は第1図中のスター
タの部分斜視図、第3図は第1図中のロータの斜視図、
第4図は第1図のステンビングモークの励磁相を示す回
路図、第5図(A)および(B)はそれぞれ2−2相励
磁および1−1相励磁の駆動指令信号のタイミングチャ
ート、第6図は第5図(A)および(B)の各相励磁に
よって得られる角度−トルク (θ−T)特性を例示す
るグラフ、第7図(A)および(B)は1−1相励磁に
おいて一定速度まで加速する場合のロータ速度およびト
ルクの値を例示するグラフ、第8図は従来のステソピン
グモークのステータポール部およびロータ磁極部の展開
模式図、第9図は一対のステータのボール割り出しピッ
チおよびロータの磁極ピッチとも等ピッチで配列したと
きの各ステータの残留トルクを例示するグラフ、第10
図(A)および(B)はそれぞれ一対のステータの残留
トルクのアンバランスにより生じろモータの残留トルク
を例示するグラフ、第11図は本発明によるモータのス
テータポール部およびロータ磁極部の展開模式図、第1
2図は第11図のステータポールのピッチ(間隔)変化
特性を例示するグラフ、第13図は第11図のモータの
角度−トルク(θ−T)特性を例示するグラフ、第14
図(A)〜(C)はそれぞれステータポールの歯形形状
を例示する模式図である。 1−−−−・−ステータユニット、2−−−−・−出力
軸、3−〜−−−−−−−−−ロータ、5 、 5−−
−−−・ステーク、8−・−・・−−コイル、9.10
・・−・−・−・−ステークボール、を−・−・−・時
間、θ−−−−−−・−・・−角度、ω−−− ロータ
回転速度、T=−・−一−−−トルク、X 、 Y−−
−−−一残留トルク。 代理人 弁理士  大 音 康 毅 第3区 第4図 第5図 (A) 茅4@  −口−1−ニー 第6図 第11図
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a PM type steel stamping motor suitable for applying the present invention, FIG. 2 is a partial perspective view of the starter in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial perspective view of the rotor in FIG. 1. A perspective view of
FIG. 4 is a circuit diagram showing the excitation phase of the stevening moke in FIG. 1, FIGS. 5(A) and (B) are timing charts of drive command signals for 2-2 phase excitation and 1-1 phase excitation, respectively; Figure 6 is a graph illustrating the angle-torque (θ-T) characteristics obtained by excitation of each phase in Figures 5 (A) and (B), and Figures 7 (A) and (B) are 1-1 phase graphs. A graph illustrating the rotor speed and torque values when accelerating to a constant speed during excitation, Fig. 8 is a schematic diagram of the development of the stator pole part and rotor magnetic pole part of a conventional stethoping moke, and Fig. 9 is a diagram of a pair of stators. 10th graph illustrating the residual torque of each stator when the ball indexing pitch and the rotor magnetic pole pitch are arranged at equal pitches.
Figures (A) and (B) are graphs each illustrating the residual torque of the motor caused by the unbalance of the residual torque of a pair of stators, and Figure 11 is a schematic diagram of the development of the stator pole portion and rotor magnetic pole portion of the motor according to the present invention. Figure, 1st
2 is a graph illustrating the pitch (spacing) change characteristics of the stator poles in FIG. 11, FIG. 13 is a graph illustrating the angle-torque (θ-T) characteristics of the motor in FIG. 11, and FIG.
Figures (A) to (C) are schematic diagrams each illustrating the tooth shape of the stator pole. 1------ Stator unit, 2------- Output shaft, 3--------- Rotor, 5, 5--
---・Stake, 8-・-・・--Coil, 9.10
・・−・−・−・−Stake ball, −・−・−・Time, θ−−−−−−・−・・−Angle, ω−−− Rotor rotation speed, T=−・−1− --Torque, X, Y--
---Residual torque. Agent Patent Attorney Yasushi Ooto 3rd Ward Figure 4 Figure 5 (A) Kaya 4 @ -guchi-1-nee Figure 6 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円周方向に配置された複数のステータポールを有
しかつ各ステータポールに磁束を発生させるよう巻回し
たコイルを備えたステータと、該ステータの内周面に対
向する外周面に複数の磁極を有する永久磁石式のロータ
とで構成されるモータにおいて、前記ステータに配置さ
れるステータポールの円周ピッチを不等ピッチにするこ
とを特徴とするモータ。
(1) A stator that has a plurality of stator poles arranged in the circumferential direction and a coil wound around each stator pole to generate magnetic flux, and a plurality of stator poles on the outer circumferential surface opposite to the inner circumferential surface of the stator. 1. A motor comprising a permanent magnet rotor having magnetic poles, characterized in that the circumferential pitches of stator poles arranged on the stator are unequal pitches.
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