JP2006288065A - Stepping motor - Google Patents

Stepping motor Download PDF

Info

Publication number
JP2006288065A
JP2006288065A JP2005104002A JP2005104002A JP2006288065A JP 2006288065 A JP2006288065 A JP 2006288065A JP 2005104002 A JP2005104002 A JP 2005104002A JP 2005104002 A JP2005104002 A JP 2005104002A JP 2006288065 A JP2006288065 A JP 2006288065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
stator
permanent magnet
rotor
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005104002A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Terao
博明 寺尾
Kozo Tada
耕三 多田
Kazumi Musha
和美 武者
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Miyota Co Ltd
Original Assignee
Citizen Miyota Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Miyota Co Ltd filed Critical Citizen Miyota Co Ltd
Priority to JP2005104002A priority Critical patent/JP2006288065A/en
Publication of JP2006288065A publication Critical patent/JP2006288065A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a small stepping motor which can be processed and assembled easily and producing a large output torque. <P>SOLUTION: The stepping motor comprises a rotor 13 having a permanent magnet 12 magnetized with multi-poles in the thrust direction and secured to a rotating shaft 11, bearings 14 and 15 for supporting the rotor 13 rotatably, a housing 16 for securing the bearings 14 and 15 while keeping at predetermined positions and formed to surround the rotor, and stators 17-20 having a U-shaped core wound with a coil and fixed to the bearings 14 and 15. The stators are provided, respectively, with a protrusion at the distal end of the core and arranged to be inserted with the rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はステッピングモータに関するものである。   The present invention relates to a stepping motor.

従来のステッピングモータの構成を図10に示す。
図10は従来のクローポール式PM型ステッピングモータで一部を破断して示した斜視図である。
The configuration of a conventional stepping motor is shown in FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional claw-pole PM type stepping motor with a part broken away.

ステッピングモータ50は、永久磁石54、A相スタック51、B相スタック52から構成されている。永久磁石54はN極とS極とがロータの径(ラジアル)方向外側に向けて交互に配置された複数の磁性体53から構成されたものである。   The stepping motor 50 includes a permanent magnet 54, an A-phase stack 51, and a B-phase stack 52. The permanent magnet 54 is composed of a plurality of magnetic bodies 53 in which N poles and S poles are alternately arranged outward in the radial direction of the rotor.

A相スタック51は、上側ポール51a、下側ポール51b、コイル51cで形成されている。また、B相スタック52も同様に、図示されていない上側ポール、下側ポール52b、コイル52cで形成されている。尚、A相スタックとB相スタックは1/4ポールピッチずらして配置されている。   The A-phase stack 51 is composed of an upper pole 51a, a lower pole 51b, and a coil 51c. Similarly, the B-phase stack 52 is formed of an upper pole, a lower pole 52b, and a coil 52c which are not shown. The A-phase stack and the B-phase stack are arranged with a ¼ pole pitch shifted.

このように構成されたステッピングモータにおいては、コイルの巻線長さが巻数に比べ長くなる。それに伴いコイルの抵抗が大きくなり、流れる電流が小さくなる。また、永久磁石の外側にコイルが配置されるため、巻数に対して半径が大きくなってしまう。小型化する上で、半径を小さくすると巻数が少なくなる。コイルの起磁力はコイルに流れる電流と巻数の積で表されるため、小型化すると十分な起磁力が得られず、出力も小さくなってしまう。   In the stepping motor configured as described above, the winding length of the coil is longer than the number of turns. Along with this, the resistance of the coil increases and the flowing current decreases. Moreover, since a coil is arrange | positioned on the outer side of a permanent magnet, a radius will become large with respect to the number of turns. In reducing the size, the number of turns decreases as the radius decreases. Since the magnetomotive force of the coil is expressed by the product of the current flowing through the coil and the number of turns, if the size is reduced, a sufficient magnetomotive force cannot be obtained and the output is also reduced.

また、板金プレスでA相スタック51、B相スタック52が形成されるが、複雑なポール形状を作るのに複雑な金型が必要とされる。   In addition, the A-phase stack 51 and the B-phase stack 52 are formed by a sheet metal press, but a complicated mold is required to form a complicated pole shape.

特許文献1には従来のステッピングモータの説明と、さらにラジアル方向を小さくしたステッピングモータの例が開示されている。   Patent Document 1 discloses a description of a conventional stepping motor and an example of a stepping motor in which the radial direction is further reduced.

また、非特許文献1には、様々なタイプのステッピングモータの説明が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses various types of stepping motors.

特開2002−34227号公報JP 2002-34227 A 見城尚志、菅原晟著 「ステッピング・モータとマイコン制御」総合電子出版 2000年第三版Naoshi Mijo, Atsushi Sugawara “Stepping Motor and Microcomputer Control” General Electronic Publishing 2000 3rd Edition

従来のステッピングモータでは、永久磁石の外側に回転軸に関して同心円状にコイルが配置されるため、巻数に対してコイルの長さが長くなる。それに従い、コイルの抵抗が増え、電流が流れにくくなり、小型になると十分な起磁力がえられない。   In the conventional stepping motor, since the coil is concentrically arranged with respect to the rotation axis outside the permanent magnet, the length of the coil becomes longer with respect to the number of turns. Accordingly, the resistance of the coil increases, the current does not flow easily, and a sufficient magnetomotive force cannot be obtained when the size is reduced.

また、各スタックを形成するために複雑な金型が必要になる。さらに小型化する上では漏れ磁束を少なくし、効率よく集中的に永久磁石表面に磁束を集めることが大切である。   In addition, a complicated mold is required to form each stack. In order to further reduce the size, it is important to reduce the leakage flux and concentrate the flux on the surface of the permanent magnet efficiently and intensively.

本発明は前記課題を解決しようとするものであって、小型で高出力、かつ加工組立も容易な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 has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stepping motor that is small in size, high in output, and easy to process and assemble.

少なくとも、回転軸方向に多極着磁された永久磁石を回転軸に固定したロータと、該ロータを軸支する軸受と、該軸受を所定の位置に保って固定し、且つ、ロータを囲むように形成されたハウジングと、コ字型コアにコイルを巻いたステータとを有し、該ステータが前記永久磁石を挟み込む様に配置されて成るステッピングモータであって、前記コ字型コア先端部に凸部が形成されているステッピングモータとする。   A rotor having at least a permanent magnet magnetized in the direction of the rotation axis fixed to the rotation axis, a bearing supporting the rotor, and fixing the bearing in a predetermined position, and surrounding the rotor A stepping motor having a housing with a coil wound around a U-shaped core, the stator being arranged so as to sandwich the permanent magnet, at the tip of the U-shaped core The stepping motor is provided with a convex portion.

2個の前記ステータでステータ対が構成され、該ステータ対のコ字型コア先端部が前記永久磁石の1つの磁極エリア上に配置されて成るステッピングモータとする。   A stator pair is formed by the two stators, and a U-shaped core tip portion of the stator pair is disposed on one magnetic pole area of the permanent magnet.

前記ステータ対のコ字型コア先端部と対向し、前記永久磁石の平面上で回転軸中心を通る直線と軸対称に配置されるもう一組のステータ対を設けたステッピングモータとする。   The stepping motor is provided with another pair of stators that are opposed to the leading ends of the U-shaped cores of the stator pair and are arranged symmetrically with respect to a straight line passing through the rotation axis center on the plane of the permanent magnet.

本発明のステッピングモータは、コアにコイルを巻くことで、巻数に対して、コイル長さを小さくできるため、抵抗値が小さくなる。そのため流すことのできる電流の大きさを大きくとれ、大きな起磁力を得ることができる。さらにステータの先端に凸部を設けることで凸部から集中的に磁束が流れることになるので高出力を得られる。コアは、コ字状であるため、複雑な金型を用いないで形成することができる。   In the stepping motor of the present invention, since the coil length can be reduced with respect to the number of turns by winding the coil around the core, the resistance value is reduced. Therefore, the magnitude of the current that can be flowed can be increased, and a large magnetomotive force can be obtained. Further, by providing a convex portion at the tip of the stator, magnetic flux flows intensively from the convex portion, so that high output can be obtained. Since the core is U-shaped, it can be formed without using a complicated mold.

また、ステータ対を1つの磁極エリア上に配置することで、コイルの発生する起磁力による磁束は1つの磁極エリアに集中し、漏れ磁束が減る。さらに前述したステータの先端凸部に磁束が集中することで、発生した磁束がより効率よく回転力に変換される。   Further, by arranging the stator pair on one magnetic pole area, the magnetic flux generated by the magnetomotive force generated by the coil is concentrated on one magnetic pole area, and the leakage magnetic flux is reduced. Furthermore, since the magnetic flux concentrates on the above-described convex portion at the front end of the stator, the generated magnetic flux is more efficiently converted into a rotational force.

前記ステータ対のコ字型コア先端部と対向し、前記永久磁石の平面上で回転軸中心を通る直線と軸対称に配置されるもう一組のステータ対を設けたので、ステップ角精度が向上する。   Step angle accuracy is improved by providing another pair of stators facing the U-shaped core tip of the stator pair and arranged symmetrically with the straight line passing through the rotation axis center on the plane of the permanent magnet. To do.

図1は本発明のステッピングモータの第一実施例を示す分解斜視図、図2は本発明のステッピングモータの第一実施例を示す斜視図、図3は本発明のステッピングモータの第一実施例を示す上面図、図4は図3に示すA−Aで切断した正面断面図、図5は本発明のステッピングモータの永久磁石とステータの位置関係を示した上面図、図6は本発明のステッピングモータの第一実施例で、コアの正面図である。
以下、図を参照し、本発明の第一実施例について詳細に説明する。
1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the stepping motor of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the first embodiment of the stepping motor of the present invention, and FIG. 3 is a first embodiment of the stepping motor of the present invention. 4 is a front sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3, FIG. 5 is a top view showing the positional relationship between the permanent magnet and the stator of the stepping motor of the present invention, and FIG. It is a front view of a core in the first embodiment of the stepping motor.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、ステッピングモータ10の構成について説明する。
回転軸11には両端部を半球面状に加工された球面部11a、11bが形成されている。また、後述する永久磁石12と所定の位置を保って固定するためのフランジ部11c、スラスト方向を所定の隙間を持って位置決めする端面部11dが形成されている。材質は、非磁性体(SUS303)を用いている。
First, the configuration of the stepping motor 10 will be described.
The rotating shaft 11 is formed with spherical portions 11a and 11b whose both ends are processed into a hemispherical shape. In addition, a flange portion 11c for fixing the permanent magnet 12 to be described later while maintaining a predetermined position, and an end surface portion 11d for positioning the thrust direction with a predetermined gap are formed. The material is a non-magnetic material (SUS303).

円筒形状の永久磁石12は中心軸に孔12aが形成され、スラスト方向に等角度間隔に4極着磁されている。着磁数は4極に限定されるものではなく、着磁可能な範囲で増やしてもよい。材質は希土類磁石(たとえばネオジ)を用いている。   The cylindrical permanent magnet 12 has a hole 12a formed in the central axis and is magnetized with four poles at equal angular intervals in the thrust direction. The number of magnetization is not limited to 4 poles, and may be increased within a possible range of magnetization. The material is a rare earth magnet (for example, neodymium).

前記永久磁石12の孔12aに回転軸11の球面部11b側の軸を挿入し、フランジ部11cに突き当ててスラスト方向の位置決めをする。固定は、ボンド磁石の場合は、孔12aと係合する回転軸の軸径よりやや小さくして軽圧入後、接着固定する。焼結磁石の場合は割れやすいため、孔12aの径を回転軸11よりやや大きく形成し、ジグ等によりラジアル方向の位置決め後、接着固定する。回転軸11に永久磁石12が取り付けられロータ13となる。   The shaft on the spherical surface portion 11b side of the rotating shaft 11 is inserted into the hole 12a of the permanent magnet 12, and abuts against the flange portion 11c to perform positioning in the thrust direction. In the case of a bonded magnet, the fixing is performed by slightly pressing the shaft diameter of the rotating shaft engaged with the hole 12a and lightly press-fitting and then fixing. In the case of a sintered magnet, since it is easy to break, the diameter of the hole 12a is formed to be slightly larger than that of the rotating shaft 11, and after being positioned in the radial direction with a jig or the like, it is bonded and fixed. A permanent magnet 12 is attached to the rotating shaft 11 to form a rotor 13.

前記ロータ13は、スラスト方向とラジアル方向を支える軸受14、15によって軸支される。また2つの軸受14、15はハウジング16により、スラスト方向、ラジアル方向を所定の位置に位置決めされる。   The rotor 13 is supported by bearings 14 and 15 that support the thrust direction and the radial direction. The two bearings 14 and 15 are positioned by the housing 16 at predetermined positions in the thrust direction and the radial direction.

前記軸受14には4つのスリット14a、14b、14c、14dが設けられている。スリット14aと14d、スリット14bと14cが略ハ字型に構成され対をなす。さらにスリット14aと14d、スリット14bと14cは、それぞれ永久磁石12の1つの磁極エリア(1/4円)上に配置される構成である(図5)。軸受凹部14eはロータ13をスラスト方向に軸支する端面部14gとラジアル方向に軸支する側面部14fで構成される(図4)。ハウジング16と所定の位置を保つようにラジアル方向位置決め部14h、スラスト方向位置決めフランジ部14iが設けられている。   The bearing 14 is provided with four slits 14a, 14b, 14c, and 14d. The slits 14a and 14d and the slits 14b and 14c are formed in a substantially letter C shape and form a pair. Furthermore, the slits 14a and 14d and the slits 14b and 14c are each arranged on one magnetic pole area (1/4 circle) of the permanent magnet 12 (FIG. 5). The bearing recess 14e includes an end surface portion 14g that supports the rotor 13 in the thrust direction and a side surface portion 14f that supports the rotor 13 in the radial direction (FIG. 4). A radial direction positioning portion 14h and a thrust direction positioning flange portion 14i are provided so as to maintain a predetermined position with the housing 16.

前記軸受15には、前記軸受14と同じ角度位置にスリット15a、15b、15c、15dが設けられている。スリット15aと15d、スリット15bと15cが略ハ字型に構成され対をなす。軸受部15eはロータ13をスラスト方向に軸支する端面部15gとラジアル方向に軸支する貫通孔15fで構成される(図4)。ハウジング16と所定の位置を保つようにラジアル方向位置決め部15h、スラスト方向位置決めフランジ部15iが設けられている。軸受14,15の材質は非磁性体の軸受材(真鍮、または樹脂)を用いている。   The bearing 15 is provided with slits 15 a, 15 b, 15 c, 15 d at the same angular positions as the bearing 14. The slits 15a and 15d and the slits 15b and 15c are formed in a substantially C shape and make a pair. The bearing portion 15e includes an end face portion 15g that pivotally supports the rotor 13 in the thrust direction and a through hole 15f that pivotally supports the rotor 13 in the radial direction (FIG. 4). A radial direction positioning portion 15h and a thrust direction positioning flange portion 15i are provided so as to maintain a predetermined position with the housing 16. The bearings 14 and 15 are made of a non-magnetic bearing material (brass or resin).

ハウジング16は中空円筒形をしており、両端面の軸受14,15に対応する位置にスリット16a〜16dが設けられている。ハウジング16および軸受14,15のスリットに後述するステータが差し込まれて固定される。中空円筒の内部にロータ13が納められ、外部より保護される。中空円筒内径は、軸受のラジアル方向位置決め部14h、15hの外径としっくり嵌合する大きさに形成されている。材質は非磁性体(アルミニウム)を用いている。   The housing 16 has a hollow cylindrical shape, and slits 16a to 16d are provided at positions corresponding to the bearings 14 and 15 on both end faces. A stator, which will be described later, is inserted into and fixed to the slits of the housing 16 and the bearings 14 and 15. The rotor 13 is housed inside the hollow cylinder and is protected from the outside. The inner diameter of the hollow cylinder is formed so as to fit closely with the outer diameter of the radial positioning portions 14h and 15h of the bearing. The material is a non-magnetic material (aluminum).

ステータ17はコア17aにコイル17bが巻かれて形成されている。略コ字型のコア17aは先端に凸部17cが2箇所設けられている。コイル17bは2つの凸部17cの間の長さに巻かれるため、コイルの巻かれない部分に斜面部17dを設けることでコアの断面積を増やし、磁束が飽和しにくくなるように形成されている(図6)。コア材には一般的に軟磁性体が用いられる(たとえば、パーマロイ、純鉄)。所定の性能を引き出すため、加工後熱処理が施される。   The stator 17 is formed by winding a coil 17b around a core 17a. The substantially U-shaped core 17a is provided with two convex portions 17c at the tip. Since the coil 17b is wound to a length between the two convex portions 17c, the slope portion 17d is provided in a portion where the coil is not wound so that the cross-sectional area of the core is increased and the magnetic flux is not easily saturated. (Fig. 6). A soft magnetic material is generally used for the core material (for example, permalloy, pure iron). In order to bring out a predetermined performance, a post-processing heat treatment is performed.

コイルは、通常ボビンに巻かれたものをコアに取り付けるのが一般的であるが、さらに小型化を図るため本発明の実施例ではボビンを介さずにコイルを巻いた。コアに直接コイルを巻くと、断線や断線による短絡が起きる可能性がある。それを防ぐため、コアに薄い絶縁テープを巻いたり、あるいはワニスを塗布したあとにコイルを巻くと良い。   In general, a coil wound around a bobbin is generally attached to a core. However, in order to further reduce the size, the coil is wound without using a bobbin in the embodiment of the present invention. If a coil is wound directly around the core, there is a possibility that disconnection or a short circuit due to disconnection may occur. To prevent this, it is better to wind a thin insulating tape around the core, or wind a coil after applying varnish.

同様にしてステータ18はコア18aにコイル18bが、ステータ19はコア19aにコイル19bが、ステータ20はコア20aにコイル20bが巻かれて形成されており、コア18a、19a、20aの先端部には凸部18c、19c、20cが形成されている。(いずれもステータ17と同形状である。)前記ステータ17と前記ステータ20で1対のステータを構成し、前記ステータ18と前記ステータ19で1対のステータが構成されている。それぞれは、前記永久磁石12の中心軸を通る直線と軸対称に配置されている。   Similarly, the stator 18 is formed by winding the coil 18b on the core 18a, the stator 19 is formed by winding the coil 19b on the core 19a, and the stator 20 is formed by winding the coil 20b on the core 20a, and is formed at the tip of the cores 18a, 19a, 20a. Are formed with convex portions 18c, 19c, and 20c. (Both have the same shape as the stator 17) The stator 17 and the stator 20 constitute a pair of stators, and the stator 18 and the stator 19 constitute a pair of stators. Each of them is arranged symmetrically with a straight line passing through the central axis of the permanent magnet 12.

続いて、組立手順について説明する。
軸受14のラジアル方向位置決め部14hをハウジング16に挿入し、スラスト方向位置決めフランジ部14iに突き当てる。そのあとハウジング16と軸受14のスリットを所定の位置に合わせ固定する。固定は接着剤を用いている。
Next, the assembly procedure will be described.
The radial positioning portion 14h of the bearing 14 is inserted into the housing 16 and abuts against the thrust positioning flange 14i. Thereafter, the slits of the housing 16 and the bearing 14 are aligned and fixed at predetermined positions. Fixing uses an adhesive.

次に、ロータ13の球面部11b側を軸受凹部14eに挿入する。ロータ13の球面部11a側に軸受15の貫通孔15eを挿通させながら、軸受15のラジアル方向位置決め部15hをハウジング16に挿入し、スラスト方向位置決めフランジ部15iにつき当てる。そのあとハウジング16と軸受15のスリットを所定の位置に合わせて固定する。固定は接着剤を用いている。   Next, the spherical portion 11b side of the rotor 13 is inserted into the bearing recess 14e. The radial direction positioning portion 15h of the bearing 15 is inserted into the housing 16 while being inserted into the through hole 15e of the bearing 15 on the spherical surface portion 11a side of the rotor 13, and abuts against the thrust direction positioning flange portion 15i. Thereafter, the slits of the housing 16 and the bearing 15 are fixed to a predetermined position. Fixing uses an adhesive.

軸受14、15、ハウジング16によりロータ13は回動自在に軸支されることになる。スラスト方向は端面部14g、15gにより規制され、ロータと所定のクリアランスを保っている。   The rotor 13 is rotatably supported by the bearings 14 and 15 and the housing 16. The thrust direction is regulated by the end face portions 14g and 15g, and maintains a predetermined clearance from the rotor.

次に、軸受に形成されているスリットに、ステータを差し込み固定する。スリット14aと15aにステータ17を突き当たるまで差し込む。同様にしてスリット14bと15bにステータ18を、スリット14cと15cにステータ19を、スリット14dと15dにステータ20を、突き当たるまで差し込む。これにより、ラジアル方向の位置決めがなされる。スリット14a(15a)と14d(15d)、スリット14b(15b)と14c(15c)は1つの磁極エリア(1/4円)上に配置されるため、該スリットに差し込み固定されるステータは、前記ステータ17と前記ステータ20が1つの磁極エリア上に配置され、前記ステータ18と前記ステータ19が1つの磁極エリア上に配置されることとなるので、磁束漏れが少なくなり、効率的に磁力が出力トルクに変換される。また、ステータの先端に設けられた凸部が、永久磁石を挟み込むように配置されるため、さらに、効率的に磁力が出力トルクに変換される。スラスト方向は図示しないジグを用いて位置決めし、永久磁石と所定の隙間を保って固定される。固定には接着剤を用いている。   Next, the stator is inserted and fixed in a slit formed in the bearing. Insert the stator 17 until it hits the slits 14a and 15a. Similarly, the stator 18 is inserted into the slits 14b and 15b, the stator 19 is inserted into the slits 14c and 15c, and the stator 20 is inserted into the slits 14d and 15d until they are in contact with each other. Thereby, positioning in the radial direction is performed. Since the slits 14a (15a) and 14d (15d) and the slits 14b (15b) and 14c (15c) are arranged on one magnetic pole area (1/4 circle), the stator inserted and fixed to the slit is Since the stator 17 and the stator 20 are arranged on one magnetic pole area, and the stator 18 and the stator 19 are arranged on one magnetic pole area, magnetic flux leakage is reduced and magnetic force is efficiently output. Converted to torque. Moreover, since the convex part provided in the front-end | tip of a stator is arrange | positioned so that a permanent magnet may be inserted | pinched, magnetic force is converted into output torque more efficiently. The thrust direction is positioned using a jig (not shown), and fixed with a predetermined gap from the permanent magnet. An adhesive is used for fixing.

次に配線をする。配線は、ステータ17と19、18と20を結線し、さらに励磁したとき同極になるように配線する。(たとえば、軸受15側から見て、ステータ17がN極に励磁される場合、ステータ19も同じくN極になるように配線する。)配線は、直列、並列の2種類があるが、各ステータに発生する磁力を均一化にするには、各コイルに流れる電流を等しくできる直列が好ましい。   Next, wiring. The wiring is made so that the stators 17 and 19 and 18 and 20 are connected to have the same polarity when further excited. (For example, when the stator 17 is excited to the N pole as viewed from the bearing 15 side, the stator 19 is also wired to have the N pole.) There are two types of wiring, series and parallel. In order to make the magnetic force generated in the coil uniform, a series that can equalize the currents flowing in the coils is preferable.

続いて、動作について説明する。
小型ステッピングモータでは2相励磁、1−2相励磁のような励磁方法が一般的である。本発明の一実施例もこれらの励磁方法で回転させることが可能である。ここでは2相励磁を例にとって説明をする。図9は本発明のステッピングモータの軸受15側から見た回転原理図で、時計方向への回転を説明する図である。わかりやすくするためS極を黒塗りで表示する。また、図中の永久磁石12上の○印は、説明上、回転位置を認識するためのものとして示した。
Subsequently, the operation will be described.
In small stepping motors, excitation methods such as two-phase excitation and 1-2 phase excitation are common. One embodiment of the present invention can also be rotated by these excitation methods. Here, description will be made taking two-phase excitation as an example. FIG. 9 is a view illustrating the rotation principle of the stepping motor according to the present invention as viewed from the bearing 15 side, and illustrates the clockwise rotation. The S pole is displayed in black for easy understanding. Further, the circles on the permanent magnet 12 in the figure are shown for the purpose of recognizing the rotational position for the sake of explanation.

まず、すべてのステータをS極に励滋する。すると図の位置に永久磁石12が回転後静止する。((1))   First, all the stators are excited to the S pole. Then, the permanent magnet 12 stops at the position shown in FIG. ((1))

次にステータ18と20の磁極を反転しN極に励磁する。すると発生した磁力により永久磁石12に時計方向の回転モーメントが発生し、45゜時計方向に回転して静止する。((2))   Next, the magnetic poles of the stators 18 and 20 are reversed and excited to the N pole. Then, a clockwise rotational moment is generated in the permanent magnet 12 by the generated magnetic force, and the permanent magnet 12 rotates 45 degrees clockwise and stops. ((2))

次にステータ17と19の磁極を反転しN極に励磁する。発生した磁力により永久磁石12に時計方向の回転モーメントが発生し45゜時計方向に回転して静止する。((3))   Next, the magnetic poles of the stators 17 and 19 are reversed and excited to the N pole. Due to the generated magnetic force, a clockwise rotational moment is generated in the permanent magnet 12, and the permanent magnet 12 rotates 45 ° clockwise and stops. ((3))

次にステータ18と20の磁極を反転しS極に励磁する。すると発生した磁力により永久磁石12に時計方向の回転モーメントが発生し、45゜時計方向に回転して静止する。((4))   Next, the magnetic poles of the stators 18 and 20 are reversed and excited to the S pole. Then, a clockwise rotational moment is generated in the permanent magnet 12 by the generated magnetic force, and the permanent magnet 12 rotates 45 degrees clockwise and stops. ((4))

次にステータ17と19の磁極を反転しS極に励磁する。発生した磁力により永久磁石12に時計方向の回転モーメントが発生し45゜時計方向に回転して静止する。((5))
ここで、ロータ13は180゜回転することになる。磁極を変えるのを1ステップとすると8ステップで1回転する事になる。反時計方向に回転する場合は、磁極の反転する順番を逆にすればよいことは言うまでもない。
Next, the magnetic poles of the stators 17 and 19 are reversed and excited to the S pole. Due to the generated magnetic force, a clockwise rotational moment is generated in the permanent magnet 12, and the permanent magnet 12 rotates 45 ° clockwise and stops. ((5))
Here, the rotor 13 rotates 180 °. If changing the magnetic pole is one step, one rotation is made in eight steps. Needless to say, when rotating counterclockwise, the order in which the magnetic poles are reversed may be reversed.

続いて、本発明のステッピングモータの第二実施例について説明する。
図7は本発明のステッピングモータの第二実施例で上面図、図8は、本発明のステッピングモータのコアの正面図である。第二実施例では第一実施例と構成の異なる部分について説明する。組立方法、配線、回転原理は第一実施例と同じであるので省略する。
Subsequently, a second embodiment of the stepping motor of the present invention will be described.
FIG. 7 is a top view of a second embodiment of the stepping motor of the present invention, and FIG. 8 is a front view of the core of the stepping motor of the present invention. In the second embodiment, a different part from the first embodiment will be described. Since the assembly method, wiring, and rotation principle are the same as those in the first embodiment, they are omitted.

第二実施例では、コ字型のコア21aの先端近傍に半円状の切り欠き部21cが設けられている。これにより先端部には凸部が形成されることになる(図8)。コア21aに図示しないコイルが巻かれ、ステータ21が構成される。半円状の切り欠き部21cを設けることで凸部を形成しているため、コイルの巻数を増やすことができ、起磁力を大きくすることができる。   In the second embodiment, a semicircular cutout 21c is provided near the tip of the U-shaped core 21a. As a result, a convex portion is formed at the tip (FIG. 8). A coil (not shown) is wound around the core 21a to form the stator 21. Since the convex portion is formed by providing the semicircular cutout portion 21c, the number of turns of the coil can be increased and the magnetomotive force can be increased.

4個のステータ21は図7のごとく、回転軸中心を通り、垂直に交わる直線(X軸、Y軸)に関して軸対称に配置されている。Y軸を分割線として見て左右に一対のステータが配置される構成である。本構成によれば、回転角度の精度がさらに上がることになる。   As shown in FIG. 7, the four stators 21 are arranged symmetrically about a straight line (X axis, Y axis) that passes through the center of the rotation axis and intersects vertically. This is a configuration in which a pair of stators are arranged on the left and right when the Y axis is viewed as a dividing line. According to this configuration, the accuracy of the rotation angle is further improved.

ステータの形状と配置に関しては前述した実施例に限るものではなく、ステータ21を第一実施例のような配置で用いてもよい。また、ステータ17、18、19、20を第二実施例のように配置してもよい。   The shape and arrangement of the stator are not limited to the above-described embodiments, and the stator 21 may be used in the arrangement as in the first embodiment. Further, the stators 17, 18, 19, and 20 may be arranged as in the second embodiment.

本発明のステッピングモータの第一実施例を示す分解斜視図1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a stepping motor according to the present invention. 本発明のステッピングモータの第一実施例を示す斜視図The perspective view which shows 1st Example of the stepping motor of this invention 本発明のステッピングモータの第一実施例を示す上面図The top view which shows the 1st Example of the stepping motor of this invention 図3に示すA−Aで切断した正面断面図Front sectional view cut along A-A shown in FIG. 本発明のステッピングモータの永久磁石とステータの位置関係を示した上面図The top view which showed the positional relationship of the permanent magnet and stator of the stepping motor of this invention 本発明のステッピングモータの第一実施例で、コアの正面図The front view of a core in the first embodiment of the stepping motor of the present invention 本発明のステッピングモータの第二実施例で上面図Top view in the second embodiment of the stepping motor of the present invention 本発明のステッピングモータのコアの正面図Front view of the core of the stepping motor of the present invention 本発明のステッピングモータの軸受側から見た回転原理図で、時計方向への回転を説明する図FIG. 6 is a diagram illustrating the rotation in the clockwise direction, as viewed from the bearing side of the stepping motor of the present invention. 従来のクローポール式PM型ステッピングモータで一部を破断して示した斜視図The perspective view which fractured | ruptured and showed one part with the conventional claw pole type PM type stepping motor

符号の説明Explanation of symbols

10 ステッピングモータ
11 回転軸
11a 球面部
11b 球面部
11c フランジ部
11d 端面部
12 永久磁石
12a 孔
13 ロータ
14 軸受
14a スリット
14b スリット
14c スリット
14d スリット
14e 軸受凹部
14f 側面部
14g 端面部
14h ラジアル方向位置決め部
14i スラスト方向位置決めフランジ部
15 軸受
15a スリット
15b スリット
15c スリット
15d スリット
15e 貫通孔
15f 軸受部
15g 端面部
15h ラジアル方向位置決め部
15i スラスト方向位置決め部
16 ハウジング
16a スリット
16b スリット
16c スリット
16d スリット
17 ステータ
17a コア
17b コイル
17c 凸部
17d 斜面部
18 ステータ
18a コア
18b コイル
18c 凸部
19 ステータ
19a コア
19b コイル
19c 凸部
20 ステータ
20a コア
20b コイル
20c 凸部
21 ステータ
21a コア
21c 切り欠き部
50 ステッピングモータ
51 A相スタック
51a 上側ポール
51b 下側ポール
51c コイル
52 B相スタック
52b 下側ポール
52c コイル
53 複数の磁性体
54 永久磁石
10 Stepping motor 11 Rotating shaft 11a Spherical surface portion 11b Spherical surface portion 11c Flange portion 11d End surface portion 12 Permanent magnet 12a Hole 13 Rotor 14 Bearing 14a Slit 14b Slit 14c Slit 14d Slit 14e Bearing concave portion 14f Side surface portion 14g End surface portion 14h Radial direction positioning portion 14i Thrust direction positioning flange portion 15 Bearing 15a Slit 15b Slit 15c Slit 15d Slit 15e Through hole 15f Bearing portion 15g End surface portion 15h Radial direction positioning portion 15i Thrust direction positioning portion 16 Housing 16a Slit 16b Slit 16c Slit 16d Slit 17 Stator 17a Core 17b Coil 17c Convex part 17d Slope part 18 Stator 18a Core 18b Coil 18c Convex part 19 Stator 19a Core 19b Ile 19c Convex 20 Stator 20a Core 20b Coil 20c Convex 21 Stator 21a Core 21c Notch 50 Stepping motor 51 A phase stack 51a Upper pole 51b Lower pole 51c Coil 52 B phase stack 52b Lower pole 52c Coil 53 Multiple Magnetic body 54 Permanent magnet

Claims (3)

少なくとも、
回転軸方向に多極着磁された永久磁石を回転軸に固定したロータと、
該ロータを軸支する軸受と、
該軸受を所定の位置に保って固定し、且つ、ロータを囲むように形成されたハウジングと、
コ字型コアにコイルを巻いたステータとを有し、
該ステータが前記永久磁石を挟み込む様に配置されて成るステッピングモータであって、
前記コ字型コア先端部に凸部が形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
at least,
A rotor in which a multi-pole magnetized permanent magnet is fixed to the rotation axis;
A bearing that pivotally supports the rotor;
A housing formed to hold the bearing in place and to surround the rotor;
And a stator with a coil wound around a U-shaped core,
A stepping motor in which the stator is arranged so as to sandwich the permanent magnet,
A stepping motor characterized in that a convex portion is formed at the tip of the U-shaped core.
2個の前記ステータでステータ対が構成され、該ステータ対のコ字型コア先端部が前記永久磁石の1つの磁極エリア上に配置されて成ることを特徴とする請求項1記載のステッピングモータ。   2. The stepping motor according to claim 1, wherein a stator pair is constituted by the two stators, and a U-shaped core tip portion of the stator pair is disposed on one magnetic pole area of the permanent magnet. 前記ステータ対のコ字型コア先端部と対向し、前記永久磁石の平面上で回転軸中心を通る直線と軸対称に配置されるもう一組のステータ対を設けたことを特徴とする請求項2記載のステッピングモータ。   The stator pair is provided with another pair of stators that are opposed to the leading ends of the U-shaped cores of the stator pair and are arranged in axial symmetry with a straight line passing through the center of the rotation axis on the plane of the permanent magnet. 2. The stepping motor according to 2.
JP2005104002A 2005-03-31 2005-03-31 Stepping motor Pending JP2006288065A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104002A JP2006288065A (en) 2005-03-31 2005-03-31 Stepping motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104002A JP2006288065A (en) 2005-03-31 2005-03-31 Stepping motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006288065A true JP2006288065A (en) 2006-10-19

Family

ID=37409394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005104002A Pending JP2006288065A (en) 2005-03-31 2005-03-31 Stepping motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006288065A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101903645B1 (en) 2017-04-20 2018-11-22 전진영 Half turn step motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101903645B1 (en) 2017-04-20 2018-11-22 전진영 Half turn step motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012228104A (en) Permanent magnet-embedded motor
JP2006191789A (en) Motor
EP3261219A1 (en) Synchronous reluctance motor
EP2690753A2 (en) Electric motor
JPH09163710A (en) Motor structure
US20090021095A1 (en) Rotary electric machine
JP2005094901A (en) Brushless motor
JP2004032861A (en) Stepping motor
JP2006288065A (en) Stepping motor
US20070262660A1 (en) Stepping motor
JP4816679B2 (en) Axial gap motor structure
JP2006288066A (en) Stepping motor
JP2006288063A (en) Stepping motor
JP2006288064A (en) Stepping motor
JP5144923B2 (en) Rotating electric machine
JP4272075B2 (en) Stepping motor
JP5230303B2 (en) Stepping motor
JP2004072917A (en) Hybrid type stepping motor, method for assembling the same and optical apparatus
JP2005245162A (en) Hybrid type stepping motor
JP2003009499A (en) Motor structure of claw pole type stepping motor
JP2007143253A (en) Stepping motor
KR20170047563A (en) The stator improving the asymmetry of magnetic flux density in the unipolar type and step motor comprising the same
JP2023179026A (en) Magnetization yoke and rotary electric machine
JP3109022B2 (en) Inductor type electric motor
KR100431414B1 (en) Step motor