JP2007124848A - ステッピングモータのステータ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、角形のバックヨークによりステータ鉄心を形成したステッピングモータのステータ構造を提供する。
【解決手段】 本発明は、角形のバックヨークにA相、B相からなる複数の極歯を形成したステッピングモータのステータ構造において、前記バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯2aを、中心線Oより一定の角度ずつずらせて形成したことにある。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明は、角形のバックヨークにA相、B相からなる複数の極歯を形成したステッピングモータのステータ構造において、前記バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯2aを、中心線Oより一定の角度ずつずらせて形成したことにある。
【選択図】 図1
Description
本発明は、角形のバックヨークによりステータ鉄心を形成したステッピングモータのステータ構造に関する。
図6は角形のバックヨークによりステータ鉄心を形成した、いわゆる角型2相ステッピングモータのステータ構造を示す断面図である。この場合、バックヨーク、いわゆるステータヨーク100に設けられた極歯(極)101の極数は8である。
通常、4極ずつ、各相が、90°の位相差をもって配置され、A相の極歯配置は0°、90°、 180°、270°となり、B相は45°、135°、225°、315°となっている。
A相とB相が逆の場合もある。
特開平11−178308号公報
通常、4極ずつ、各相が、90°の位相差をもって配置され、A相の極歯配置は0°、90°、 180°、270°となり、B相は45°、135°、225°、315°となっている。
A相とB相が逆の場合もある。
しかしながら、このような従来の角型2相ステッピングモータのステータ構造にあっては、A相とB相のバックヨークも含む極の形状が異なり、磁路となる電磁鋼板のわずかな形状差によって発生する磁力線の分布に差が生じていたため、鉄心磁束密度が高くなる設計をすればするほどA相とB相の発生トルクに差が生じるという課題があった。
また、A相とB相で剛性が異なるため、内径加工する際、B相内径はよく削れるが、A相は外側にゆがんで寸法どおり削りにくい。加工後ゆがみがなくなり内側に戻ってきてしまう。その結果、図7に示すとおり、B相の極歯101bの内径寸法よりA相の極歯101aの内径寸法の方がわずかに小さくなってA相の極歯101aとロータ102とのギャップδ1がB相の極歯101bとロータ102とのギャップδ2より狭くなり(δ1<δ2)発生トルクが大きくなっていたため、A相とB相の発生トルクに差が生じるという課題があった。
上記要因で生じたA相とB相のトルク差は、モータ回転中、トルクムラとして発生し、トルクムラの周波数と、モータの発生トルクと慣性モーメントによって決定される軸振動の周波数が共振することによって、モータの振動特性を悪化させる要因となっていた。また、A相とB相のトルク差によって、トルクベクトルの軌跡が楕円となり、中心から見た分割が不均一となるため、モータ停止時の角度精度を悪化させる要因となっていた。
本発明は、上記課題を解決し、角形のバックヨークによりステータ鉄心を形成したステッピングモータのステータ構造を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、角形のバックヨークにA相、B相からなる複数の極歯を形成したステッピングモータのステータ構造において、前記バックヨークを含む極歯の形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯を、中心線より一定の角度ずつずらせて形成したことにある。
また、前記極歯の極数を8極として、該極歯の配置をバックヨークの中心線より順次22.5°ずつ回転させた位置に配置したことにある。
また、前記極歯の極数を8極として、該極歯の配置をバックヨークの中心線より順次22.5°ずつ回転させた位置に配置したことにある。
本発明は、A相とB相のバックヨークの形状を対称にでき、また内径加工の歪み量を均等にすることができる。
A相B相発生トルクのばらつきが小さくなり、このことが原因で発生していた振動は低減され、角度精度は向上する。
また、A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
A相B相発生トルクのばらつきが小さくなり、このことが原因で発生していた振動は低減され、角度精度は向上する。
また、A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1は、2相ステッピングモータのステータを示したもので、このステータ1は、内側に向かって放射状に等ピッチで配設された8個の磁極P1ないしP8が形成されるものである。これら磁極P1ないしP8には、それぞれA相、B相を形成する相巻線が施される。
このステータ1は、例えば電磁鋼板で、角形に形成したバックヨーク2に、磁極P1ないしP8を形成する8個の極歯2aを形成したもので、この極歯2aの位置がバックヨーク2の中心線Oより左右の極歯2aが対称になるように、円周方向にθ°(22.5度)ずつずらせて形成されている。角形に形成したバックヨーク2は、バックヨーク2の形状が円形以外の角部を有する形状で、基本形状が四角形等の形状の角形であれば、角を落としたもの、角を凹ませたもの、角に丸みを持たせたものを含むものである。
上記極歯2aは、それぞれ先端の内周面側に、複数個の固定子小歯2bが形成されている。
したがって、4極ずつあるA相、B相の磁極P1ないしP8は、90°の位相差をもって配置され、A相の極歯配置は22.5°、112.5°、 202.5°、292.5°となり、B相は67.5°、157.5°、247.5°、337.5°となっている。
図1は、2相ステッピングモータのステータを示したもので、このステータ1は、内側に向かって放射状に等ピッチで配設された8個の磁極P1ないしP8が形成されるものである。これら磁極P1ないしP8には、それぞれA相、B相を形成する相巻線が施される。
このステータ1は、例えば電磁鋼板で、角形に形成したバックヨーク2に、磁極P1ないしP8を形成する8個の極歯2aを形成したもので、この極歯2aの位置がバックヨーク2の中心線Oより左右の極歯2aが対称になるように、円周方向にθ°(22.5度)ずつずらせて形成されている。角形に形成したバックヨーク2は、バックヨーク2の形状が円形以外の角部を有する形状で、基本形状が四角形等の形状の角形であれば、角を落としたもの、角を凹ませたもの、角に丸みを持たせたものを含むものである。
上記極歯2aは、それぞれ先端の内周面側に、複数個の固定子小歯2bが形成されている。
したがって、4極ずつあるA相、B相の磁極P1ないしP8は、90°の位相差をもって配置され、A相の極歯配置は22.5°、112.5°、 202.5°、292.5°となり、B相は67.5°、157.5°、247.5°、337.5°となっている。
上記実施の形態によれば、ステータ1の、A相、B相を構成するバックヨーク2を含む極歯2aの形状が中心線に対して対称となる。これにより、A相またはB相の発生トルクのばらつきが小さくなり、このことが原因で発生していた振動は低減され、角度精度は向上する。
A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
また、バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相、B相で対称となり、磁路となる電磁鋼板のわずかな形状差によって発生する磁力線の分布に差がなくなる。鉄心磁束密度が高くなる設計をしてもA相とB相の発生トルクに差が生じない。
さらに、A相とB相の剛性が等しくなるため、内径加工時のギャップのばらつきがA相、B相均等に発生するため、A相、B相のトルク差とならない。
A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
また、バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相、B相で対称となり、磁路となる電磁鋼板のわずかな形状差によって発生する磁力線の分布に差がなくなる。鉄心磁束密度が高くなる設計をしてもA相とB相の発生トルクに差が生じない。
さらに、A相とB相の剛性が等しくなるため、内径加工時のギャップのばらつきがA相、B相均等に発生するため、A相、B相のトルク差とならない。
図2は、A相とB相のトルク差によって発生するモータ回転中の振動(回転速度振動)の、従来例と本発明との比較である。A相とB相のトルク差によって発生する振動は100r/min近傍で顕著となる為、この近傍に現れている振動差が従来例と本発明との差を表す。本発明品での振動は、従来例での振動に比べ半分程度に低減されている。
図3ないし図5は、本願発明が適用可能な ステータの変形例の形状を示す。
図3は、正方形の4つの角部10aに凹み11を形成したバックヨーク12を用いたステータ10で、角部10aに、ねじ貫通孔がないタイプのステータ10である。ステータ10には8個の極歯13が設けられている。この極13を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
図4は、外形がほぼ完全な正方形のステータ20である。この場合も、ステータ20の8個の極歯21を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
図5は、角に丸みを持たせて、図4の角(かど)を取ったような形状のステータ30である。この場合も、ステータ30の8個の極歯31を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
以上に示したように、本願発明は、様々な形状のステータに適用が可能である。
図3は、正方形の4つの角部10aに凹み11を形成したバックヨーク12を用いたステータ10で、角部10aに、ねじ貫通孔がないタイプのステータ10である。ステータ10には8個の極歯13が設けられている。この極13を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
図4は、外形がほぼ完全な正方形のステータ20である。この場合も、ステータ20の8個の極歯21を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
図5は、角に丸みを持たせて、図4の角(かど)を取ったような形状のステータ30である。この場合も、ステータ30の8個の極歯31を円周方向に22.5度ずらせることにより上記図1の実施例と同様の構造にすることができる。
以上に示したように、本願発明は、様々な形状のステータに適用が可能である。
上記実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯2aを、中心線より一定の角度ずつずらせて形成したので、バックヨーク2を含めた極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となることから、A相とB相の発生トルクのばらつきが小さくなり、このことが原因で発生していた振動は低減され、角度精度は向上する。また、上記の実施の形態によると、従来、バックヨークを含む極歯の形状が非対称に形成されていたことから、A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
バックヨーク2を含む極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯2aを、中心線より一定の角度ずつずらせて形成したので、バックヨーク2を含めた極歯2aの形状がA相とB相が互いに対称となることから、A相とB相の発生トルクのばらつきが小さくなり、このことが原因で発生していた振動は低減され、角度精度は向上する。また、上記の実施の形態によると、従来、バックヨークを含む極歯の形状が非対称に形成されていたことから、A相・B相の磁力差によって発生していたコギングトルクも低減され、低コギング化も達成される。
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、ステータ1は、8個の極歯2aの場合について説明したが、対称に配置できるものであれば、極歯の数に限定されるものではない。例えば、16個の極歯の場合には、円周方向に11.25度ずつ極歯をずらせてステータを形成すればよい。等、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施し得ることは言うまでもない。
1 ステータ
2 バックヨーク
2a 極歯
P1〜P8 磁極
2 バックヨーク
2a 極歯
P1〜P8 磁極
Claims (2)
- 角形のバックヨークにA相、B相からなる複数の極歯を形成したステッピングモータのステータ構造において、前記バックヨークを含む極歯の形状がA相とB相が互いに対称となるように、前記極歯を、中心線より一定の角度ずつずらせて形成したことを特徴とするステッピングモータのステータ構造。
- 前記極歯の極数を8極として、該極歯の配置をバックヨークの中心線より順次22.5°回転させた位置に配置することを特徴とする請求項1に記載のステッピングモータのステータ構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005316151A JP2007124848A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | ステッピングモータのステータ構造 |
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Publications (1)
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Family
ID=38148067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005316151A Pending JP2007124848A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | ステッピングモータのステータ構造 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014069288A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 日本電産サーボ株式会社 | インナーロータ型モータ |
CN109038877A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 发那科株式会社 | 马达 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000197335A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Seiko Epson Corp | ステッピングモ―タ |
-
2005
- 2005-10-31 JP JP2005316151A patent/JP2007124848A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000197335A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Seiko Epson Corp | ステッピングモ―タ |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014069288A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 日本電産サーボ株式会社 | インナーロータ型モータ |
JP2014090541A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Nidec Servo Corp | インナーロータ型モータ |
CN109038877A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 发那科株式会社 | 马达 |
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