JP2005102408A - 外転型ハイブリッドステッピングモータ - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、HB型ステッピングモータの最適設計パラメータを新しい指標、特に小型、高出力、高分解能化できる外転型HB型ステッピングモータの最適設計パラメータの新指標を決定可能な外転型ハイブリッドステッッピングモータを提供することにある。
【解決手段】
歯のピッチをτ,歯幅をTw(歯幅比Tw/τ)としたとき、Tw/τ=0.3の場合に、磁石の残留磁束密度Brと磁石の表面積Aから総磁束量を計算し回転子の小歯表面積Atで割って求めたギャップ平均磁束密度Brが1.6〜1.8Tのとき最大のトルクとなる。小歯表面積Atは小歯幅Twと小歯枚数Nrと積厚Lとの積で表せ、最適な積厚Lが一意に決まる。また、歯幅比が異なる場合のギャップ磁束密度Brは次の値が最適値となる。Tw/τ=0.35:1.4〜1.5T,Tw/τ=0.4:1.2〜1.4T,Tw/τ=0.45:1.0〜1.2T。平均磁束密度をBg、磁石の軸方向表面積をA,ギャップ部直径をD,積厚をLとした場合に、下記式の 係数kが0.56〜0.66(1/T)の範囲となるように積厚Lとギャップ磁束密度Brを決定する。
D・L/A=k・Br [k=1/(π・Bg・Tw/τ)]
【選択図】 図1
Description
T ∝ Nr・Um・AC・Bg・L・P1/P0 …(式1)
式1をもとにして、決められたモータ体格内、材料特性の範囲内でトルクTが大きくなるように、ロータの歯数Nr,磁石の起磁力Um,巻線の巻数AC,ギャップ平均磁束密度Bg,軸方向積厚L,パーミアンス比P1/P0を決めている。
このことを言い換えると、ギャップの平均磁束密度をBg、磁石の軸方向表面積をA,ギャップ部直径をD,積厚をLとした場合に、式2の係数kが0.56〜0.66(1/T)の範囲となるように積厚LとBrのを決定することになる。
式3により、回転子小歯極数Nrを増加するほど基本ステップ角θSが小さくなり、高分解能になることがわかる。しかし、一般的なステッピングモータは小歯の加工限界から、50枚歯が主流である。加工限界とは、電磁鋼板等の磁性体をプレス加工で製作するが、その加工可能な微小幅は、現在のところ板厚の80%程度が限界といわれている。一般的には、0.5mm厚みの板が主流であるため、その幅は0.4mmとなる。薄めの電磁鋼板を採用した場合、その板厚が0.35mmであるから、その場合の加工限界幅は、0.28mmとなる。加工限界幅が決まるとギャップ直径による歯数が決まる。0.35mmの電磁鋼板を使用した場合のギャップ直径と歯数の関係を図3に示す。
Bg=Br・A/(π・D・L・Tw/τ) …(式4)
式4を変形すると式5が得られる。
式5の係数k を式6とすると、
k=1/(π・Bg・Tw/τ)Br …(式6)
各々の最適値の平均磁束密度Bgは、積厚Lや、外直径D、磁石4の残留磁束密度Brに依存せず、Tw/τによってある範囲になる。その関係は、歯幅比Tw/τが小さくなるとギャップ平均磁束密度Bgが小さくなるという関係になる。
Claims (6)
- 磁石をステータまたはロータ側の軸方向断面に有し、前記ステータと前記ロータとのギャップの内側部にステータコアとそのコアに巻装されたステータ巻線を配置し、前記ロータを前記ギャップ外側に配置した構造の外転型ハイブリッドステッピングモータにおいて、前記磁石の軸方向断面積をA,ギャップ部直径をD,軸方向積厚をL,前記磁石の残留磁束密度をBrとした場合に、
D・L/A=k・r
の式の係数kが0.56〜0.66(1/T)の範囲となるように軸方向積厚Lと残留磁束密度Brを決定することを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータ。 - 磁石をステータまたはロータ側の軸方向断面に有し、前記ステータと前記ロータとのギャップの内側部にステータコアとそのコアに巻装されたステータ巻線を配置し、前記ロータを前記ギャップ外側に配置した構造の外転型ハイブリッドステッピングモータにおいて、前記磁石の軸方向断面積をA,前記磁石の残留磁束密度をBrとしたとき、前記磁石の軸方向表面から出る磁束の総和をA・Brと計算し、その値を前記ロータの小歯極先端の断面積で割った値をギャップの平均磁束密度をBg,歯のピッチをτ,歯幅をTwとした場合に
k=1/(π・Bg・Tw/τ)
の式の係数kが0.56〜0.66(1/T)の範囲となるように平均磁束密度Bg,歯のピッチτ,歯幅Twを設定することを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータ。 - 磁石をステータまたはロータ側の軸方向断面に有し、前記ステータと前記ロータとのギャップの内側部にステータコアとそのコアに巻装されたステータ巻線を配置し、前記ロータを前記ギャップ外側に配置した構造の外転型ハイブリッドステッッピングモータにおいて、使用する電磁鋼板の板厚をt,ギャップ部の直径をD,前記ロータの小歯歯数をNrとしたときの関係を、
Nr=α・π・D/t
の式で表したときの係数αが0.3〜0.56の関係にあることを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータ。 - 磁石をステータまたはロータ側の軸方向断面に有し、前記ステータと前記ロータとのギャップの内側部にステータコアとそのコアに巻装されたステータ巻線を配置し、前記ロータをギャップ外側に配置した構造の外転型ハイブリッドステッピングモータにおいて、使用する電磁鋼板の板厚をt,ギャップ部の直径をD,ロータの小歯歯数をNrとしたときの関係を
Nr=α・π・D/t
の式で表したときの係数αが0.3〜0.56とし、かつ請求項1における係数kの関係を有することを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータ。 - 外側に複数の磁極歯を有するステータと、前記ステータの外側に回転可能に支持され、前記ステータの磁極歯に対向する複数の磁極歯を備えるロータとを備え、前記ステータ又は前記ロータには巻線が配置され、前記ステータには軸方向に着磁された永久磁石を有し、前記永久磁石の残留磁束密度が、0.3(T)〜0.45(T)であることを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータ。
- ハイブリッドステッピングモータを駆動源として使用する情報機器であって、磁石をステータまたはロータ側の軸方向断面に有し、前記ステータと前記ロータとのギャップの内側部にステータコアとそのコアに巻装されたステータ巻線を配置し、ロータをギャップ外側に配置した構造の外転型ハイブリッドステッピングモータの、前記磁石の軸方向断面積をA,ギャップ部直径をD,軸方向積厚をL,前記磁石の残留磁束密度をBrとした場合に、
D・L/A=k・Br
の式の係数kが0.56〜0.66(1/T)の範囲となるように軸方向積厚Lと残留磁束密度Brが決定されたことを特徴とする外転型ハイブリッドステッピングモータを駆動源として備える情報機器。
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Family Cites Families (8)
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---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007089304A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Japan Servo Co Ltd | 永久磁石式回転電機 |
JP2007259687A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Japan Servo Co Ltd | ステッピングモータ |
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