JP2010017017A - 有限角モータ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の有限角モータは、電磁鋼板により固定子が構成されるので、保磁力が大きくなり、前記可動子が往復運動される際に残留磁気の影響により所望の磁束が得られず、駆動トルクにバラツキが生じてしまう。
【解決手段】本発明による有限角モータは、固定子が鉄及びニッケルの合金からなるパーマロイで構成されており、この固定子の保磁力ＣＦが１０Ａ／ｍまで抑えられている。すなわち、固定子のヒステリシスループの幅は狭く、電流の向きが切り換えられた場合に磁束密度Ｂが感度良く変化される。
【選択図】図４

Description

本発明は、有限角モータに関し、特に、パーマロイにより固定子を構成することで、固定子の保磁力を小さくでき、可動子が往復運動する際の駆動トルクのバラツキを低減できるようにするための新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種の有限角モータとしては、例えば特許文献１等に示されている有限角モータが用いられている。このような有限角モータでは、固定子に設けられたコイルと、可動子に設けられた永久磁石との間で発生する反発力により、前記可動子が駆動軸を中心に所定の有限角で駆動される。すなわち、有限角モータでは、コイルに流れる電流の向きが順方向と逆方向とで交互に切り換えられることで、前記可動子が往復運動される。

特開２００２−３３５６６３号公報

ここで、前記固定子は磁性体により構成されるので、前記固定子の磁気特性にはヒステリシスループが存在する。一般的に、上記のような従来の有限角モータでは、電磁鋼板により固定子が構成されるので、保磁力が５０Ａ／ｍと大きくなり、前記ヒステリシスループに広がりが生じる。このため、前記可動子が往復運動される際に、残留磁気の影響により所望の磁束が得られず、駆動トルクにバラツキが生じてしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、固定子の保磁力を小さくでき、可動子が往復運動する際の駆動トルクのバラツキを低減できる有限角モータを提供することである。

本発明に係る有限角モータは、互いに間隔を置いて配置された複数の磁極を有する固定子と、前記磁極間のスロットに配設されたコイルと、前記磁極の先端部に対向し、駆動軸を中心に回動可能な可動子と、前記可動子に設けられた永久磁石とを備え、前記コイルと前記永久磁石との間に発生する反発力によって、前記可動子が前記駆動軸を中心に所定の有限角で駆動される有限角モータであって、前記固定子がパーマロイにより構成されている。
また、前記固定子の保磁力が１０Ａ／ｍとされている。

本発明の有限角モータによれば、前記固定子がパーマロイにより構成され、前記固定子の保磁力が１０Ａ／ｍとされているので、電磁鋼板により固定子を構成する場合に比べて固定子の保磁力を小さくでき、可動子が往復運動する際の駆動トルクのバラツキを低減できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による有限角モータを示す正面図であり、図２は図１の有限角モータを示す側面図であり、図３は図２の有限角モータを示す上面図である。図において、有限角モータは、固定子１０、コイル１５、及び可動子２０により構成されている。前記固定子１０には、板状の固定子基部１１が設けられており、この固定子基部１１の基部端面１１ａからは第１磁極１２と一対の第２磁極１３とが内方へ突出されている。前記第１磁極１２は前記固定子基部１１の幅方向Ａに沿う中央に配置されており、前記各第２磁極１３は前記第１磁極１２の両側に配置されている。具体的には、前記各第２磁極１３は、前記固定子基部１１の両側の側端部１１ｂに配設されている。

前記第１磁極１２と前記各第２磁極１３との間にはスロットが設けられており、このスロットにはコイル１５が配設されている。すなわち、図３に示すように、コイル１５の中心孔１５ａに前記第１磁極１２が挿通されており、コイル１５の両側に前記各第２磁極１３が接している。なお、この実施の形態では、前記コイル１５は例えば自動巻線機等により前記第１磁極１２に巻回されたものである。

図１に戻り、前記第１磁極１２及び前記各第２磁極１３は第１及び第２先端部１６，１７を有している。前記第１先端部１６には、この第１先端部１６の両側面から前記各第２磁極１３に向かって突出する第１縁部１６ａが設けられており、前記各第２先端部１７には、各第２先端部１７の内側面から前記第１磁極１２に向かって突出する第２縁部１７ａがそれぞれ設けられている。第１及び第２先端部１６，１７の端面には、円弧状の固定子側曲面１８が形成されている。なお、前記各第２先端部１７の第２先端部１７の外側面は平面状に形成されている。

前記可動子２０は、前記固定子１０に対向して配置されており、扇状の可動子基部２１と永久磁石２２とにより構成されている。前記可動子基部２１は、前記固定子側曲面１８に対向する円弧状の可動子側曲面２３を有しており、駆動軸２４を中心に回動可能に設けられている。前記永久磁石２２は、可動子基部２１の内面すなわち可動子側曲面２３に貼り付けられており、具体的には、互いに異なる極が前記固定子側曲面１８に対向するように配置された一対の磁石片により構成されている。

前記コイル１５に通電されると、前記コイル１５と前記永久磁石２２との間に反発力が発生し、この反発力によって、前記可動子基部２１が前記駆動軸２４を中心に駆動される。すなわち、前記コイル１５に流れる電流の向きが順方向と逆方向とで交互に切り換えられることで、前記可動子２０が往復運動される。

次に、図４は、図１の固定子１０の磁気特性を示す説明図である。なお、図４において実線で示すヒステリシスループが固定子１０の磁気特性を示すものであり、点線で示すヒステリシスループは従来の有限角モータにおける固定子の磁気特性を示している。ここで、従来の有限角モータにおける固定子は、電磁鋼板により構成されているので、従来の固定子の保磁力ＣＦｐは図４に示すように５０Ａ／ｍ程度である。このため、電磁鋼板により固定子が構成されると、電流の向きが切り換えられた場合でも磁束密度Ｂが高い状態で保持され、コイル１５に供給される電流値によっては、残留磁気の影響により所望の磁束を得られない。

これに対して、この実施の形態の固定子１０は、鉄及びニッケルの合金からなるパーマロイで構成されており、この固定子１０の保磁力ＣＦは１０Ａ／ｍまで抑えられている。すなわち、この実施の形態の固定子１０のヒステリシスループの幅は狭く、電流の向きが切り換えられた場合に磁束密度Ｂが感度良く変化される。これにより、従来構成の問題点、すなわち、コイル１５に供給する電流の向きを切り換えた場合に、残留磁気の影響により所望の磁束を得られないという問題点を解消でき、前記可動子２０が往復運動する際の駆動トルクのバラツキを低減できる。

本発明の実施の形態１による有限角モータを示す正面図である。 図１の有限角モータを示す側面図である。 図３は図２の有限角モータを示す上面図である。 図１の固定子１０の磁気特性を示す説明図である。

符号の説明

１０ 固定子
１２，１３ 第１及び第２磁極
１５ コイル
１６，１７ 第１及び第２先端部
２０ 可動子
２２ 永久磁石
２４ 駆動軸
ＣＦ 保磁力

Claims (2)

1. 互いに間隔を置いて配置された複数の磁極（１２，１３）を有する固定子（１０）と、前記磁極（１２，１３）間のスロットに配設されたコイル（１５）と、前記磁極（１２，１３）の先端部（１６，１７）に対向し、駆動軸（２４）を中心に回動可能な可動子（２０）と、前記可動子（２０）に設けられた永久磁石（２２）とを備え、前記コイル（１５）と前記永久磁石（２２）との間に発生する反発力によって、前記可動子（２０）が前記駆動軸（２４）を中心に所定の有限角で駆動される有限角モータであって、
   前記固定子（１０）がパーマロイにより構成されていることを特徴とする有限角モータ。
2. 前記固定子（１０）の保磁力（ＣＦ）が１０Ａ／ｍとされていることを特徴とする請求項１記載の有限角モータ。

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