JP2017153278A - Hybrid stepping motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド型ステッピングモータに関し、特に、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計るための新規な改良に関する。 The present invention relates to a hybrid stepping motor, and more particularly to a novel improvement for improving torque by providing an annular magnet on each outer surface of a hybrid annular rotor core.
従来、用いられていたこの種のハイブリッド型ステッピングモータとしては、数多くの文献が開示されており、その中から、例えば、特許文献1,2,3の構成を挙げることができる。
すなわち、特許文献1の図示しない回転電機の図2においては、一対のロータヨーク間に永久磁石が挟持され、各ロータヨークにはケーシングが接近して配設されている。
また、特許文献2のステッピングモータの図2においては、一対のロータヨーク間に永久磁石が挟持されているのみである。
また、特許文献3のハイブリッド型ステッピングモータの図1においては、前述の特許文献1の構成と同等である。
また、本発明における図2は、前述のハイブリッド型ステッピングモータの実際に使用されている構成の断面斜視図を示している。
すなわち、図2において断面箱状をなすケーシング1の内壁1aには、ステータ巻線2を有する輪状ステータ3が設けられており、前記輪状ステータ3の内側には、回転軸4に設けられたロータ受け5が回転自在に配設されている。
A number of documents have been disclosed as this type of hybrid type stepping motor that has been used in the past, and examples thereof include the configurations of
That is, in FIG. 2 of a rotating electric machine (not shown) of Patent Document 1, a permanent magnet is sandwiched between a pair of rotor yokes, and a casing is disposed close to each rotor yoke.
Moreover, in FIG. 2 of the stepping motor of
Moreover, in FIG. 1 of the hybrid type stepping motor of patent document 3, it is equivalent to the structure of the above-mentioned patent document 1. FIG.
Further, FIG. 2 in the present invention shows a cross-sectional perspective view of a configuration actually used in the above-described hybrid type stepping motor.
That is, a ring-shaped stator 3 having a stator winding 2 is provided on an inner wall 1a of a casing 1 having a box shape in FIG. 2, and a rotor provided on a rotating shaft 4 is provided inside the ring-shaped stator 3. A
前記ロータ受け5の外周5aには、一対の第1、第2輪状ロータコア6,7及び前記各輪状ロータコア6,7間に挟持された第1輪状マグネット8が設けられることによって、ハイブリッド型ステッピングモータ10が構成されている。
A hybrid stepping motor is provided by providing a pair of first and second
従来のハイブリッド型ステッピングモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
一般に、前述の特許文献1〜3のような扁平ハイブリッド型ステッピングモータは、制限された厚さの中で要求トルクを実現させることが重要である。
モータトルクに関する諸要素はあるが、ロータ・ステータに於いては相互で生成するギャップの断面積を増加させることがトルク増加に対する改善となる。
ロータ・ステータ構造を見た場合、ステータはコイルエンドが必要となるため、積層厚はそれほど大にできないという問題がある。ロータ側としてはギャップ断面積を増やすべく積層厚を増やしても、コア間に挟むマグネット厚の分はギャップ断面積が削られてしまい、結果的に断面積は増えない。
現行、すなわち、従来の厚さのマグネット厚を薄くとして断面積を増やした場合、マグネット起磁力による動作点が移動してしまうため、トルクアップさせることはできない。
本願においては、ここにおいて挟まれるマグネット厚を薄くした状態においても、起磁力を保持する手法が必要となる。
ロータ外側はステータコイルエンドにおけるデットスペースとなるため、ここにマグネットを追加することが可能である。マグネット追加かつ各輪状ロータコア6,14を介して対向配置とすることにより、ロータコア上に従来同等のギャップ磁束密度を実現させることが可能となるため、結果としてギャップ断面積増となることでトルク向上が可能となる。
Since the conventional hybrid stepping motor is configured as described above, the following problems exist.
In general, it is important for flat hybrid stepping motors such as those in Patent Documents 1 to 3 described above to achieve the required torque within a limited thickness.
Although there are various factors related to the motor torque, in the rotor-stator, increasing the cross-sectional area of the mutually generated gap is an improvement over the torque increase.
When the rotor-stator structure is viewed, the stator needs a coil end, and therefore there is a problem that the lamination thickness cannot be increased so much. On the rotor side, even if the lamination thickness is increased to increase the gap cross-sectional area, the gap cross-sectional area is cut by the magnet thickness sandwiched between the cores, and as a result, the cross-sectional area does not increase.
When the cross-sectional area is increased by reducing the magnet thickness of the conventional thickness, that is, the conventional thickness, the operating point due to the magnet magnetomotive force moves, so that the torque cannot be increased.
In the present application, a method for maintaining magnetomotive force is required even in a state where the thickness of the magnet sandwiched here is reduced.
Since the outside of the rotor becomes a dead space at the stator coil end, a magnet can be added here. By adding magnets and arranging them opposite each other via the ring-
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、輪状ステータを有するケーシングに設けられた一対の軸受間に回転自在に設けられたロータ受けと、前記ロータ受けの外周に設けられた一対の輪状ロータコアと、前記各輪状ロータコア間に設けられた第1輪状マグネットと、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、前記各輪状ロータコアの各外面には、第2、第3輪状マグネットが設けられている構成であり、また、前記各輪状マグネットは、前記各輪状ロータコアを介して各磁極が対向配置されている構成であり、また、前記ケーシング の内壁に形成された一対の段部は、前記第2、第3輪状マグネットの内径面よりも内側に配設されている構成であり、また、前記第1輪状マグネットの厚さtは、従来厚さの1/2とした構成である。 A hybrid stepping motor according to the present invention includes a rotor receiver rotatably provided between a pair of bearings provided in a casing having an annular stator, a pair of annular rotor cores provided on an outer periphery of the rotor receiver, In a hybrid stepping motor provided with a first annular magnet provided between annular rotor cores, each outer surface of each annular rotor core is provided with second and third annular magnets, and Each of the ring magnets has a configuration in which the magnetic poles face each other through the ring rotor cores, and the pair of step portions formed on the inner wall of the casing includes the second and third ring magnets. Further, the thickness t of the first annular magnet is ½ of the conventional thickness. This is the configuration.
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輪状ステータを有するケーシングに設けられた一対の軸受間に回転自在に設けられたロータ受けと、前記ロータ受けの外周に設けられた一対の輪状ロータコアと、前記各輪状ロータコア間に設けられた第1輪状マグネットと、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、前記各輪状ロータコアの各外面には、第2、第3輪状マグネットが設けられていることにより、前記ロータコア上に従来同等のギャップ磁束密度を実現させることが可能となるため、結果としてギャップ断面積増となることで、トルクアップが可能となる。
また、前記各輪状マグネットは、前記各輪状ロータコアを介して各磁極が対向配置されている構成からなることにより、各ロータコアに磁束を集中させることができる。
また、前記ケーシング の内壁に形成された一対の段部は、前記第2、第3輪状マグネットの内径面よりも内側に配設されている構成としたことにより、前記第2、第3輪状マグネットを各ロータコアに取付ける空隙を形成することができる。
また、前記第1輪状マグネットの厚さtは従来厚さの1/2としたことにより、各ロータコアの外面に第2、第3輪状マグネットを取付けるための前述の空隙を設けることが可能となった。
Since the hybrid stepping motor according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, a rotor receiver provided rotatably between a pair of bearings provided in a casing having a ring-shaped stator, a pair of ring-shaped rotor cores provided on the outer periphery of the rotor receiver, and provided between the ring-shaped rotor cores. In the hybrid stepping motor including the first annular magnet, second and third annular magnets are provided on the outer surfaces of the annular rotor cores, so that a gap magnetic flux density equivalent to the conventional one is provided on the rotor core. Therefore, torque can be increased by increasing the gap cross-sectional area as a result.
Moreover, each said ring-shaped magnet can concentrate a magnetic flux on each rotor core by comprising the structure by which each magnetic pole is opposingly arranged through each said ring-shaped rotor core.
Further, the pair of stepped portions formed on the inner wall of the casing is arranged on the inner side of the inner diameter surface of the second and third ring magnets, thereby the second and third ring magnets. Can be formed in each rotor core.
In addition, since the thickness t of the first ring-shaped magnet is ½ of the conventional thickness, it is possible to provide the above-described gap for mounting the second and third ring-shaped magnets on the outer surface of each rotor core. It was.
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計ることである。 The hybrid stepping motor according to the present invention is to improve torque by providing a ring magnet on each outer surface of a hybrid ring rotor core.
以下、図面と共に本発明によるハイブリッド型ステッピングモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号1で示されるものは、断面で箱形をなすケーシングであり、このケーシング1の内壁1aには、ステータ巻線2を有する輪状ステータ3が設けられている。
A preferred embodiment of a hybrid stepping motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is demonstrated to the part which is the same as that of a prior art example, or an equivalent part.
In FIG. 1, a reference numeral 1 denotes a casing having a box shape in cross section, and an annular wall 3 having a stator winding 2 is provided on an inner wall 1 a of the casing 1.
前記ケーシング1の中心に設けられた一対の軸受11,12には、ロータ受け5を有する回転軸4が設けられ、前記ロータ受け5の外周5aには、第1、第2輪状ロータコア6,14がその間に第1輪状マグネット8を挟持した状態で設けられている。
前記第1輪状ロータコア6の外面6aには、第2輪状マグネット15が設けられ、前記第2輪状ロータコア14の外面14aには、第3輪状マグネット16が設けられている。
A pair of bearings 11, 12 provided at the center of the casing 1 is provided with a rotating shaft 4 having a
A second
前記ケーシング1の内壁1aには、前記第2、第3輪状マグネット15,16の各内径面15a,16aよりも内側において、一対の第1段部20及び第2段部21が形成されていることにより、前記第1、第2輪状ロータコア6,14の各外面6a,14aと前記ケーシング1との間に、第1、第2空隙22,23が形成されていることにより、前記各輪状マグネット15,16を前記各外面6a,14aに容易に取付けることが極めて容易となる。
A pair of
図3は、前記第1輪状マグネット8の厚さが例えば1mmの従来厚さからなる従来構成(A)のハイブリッド型ステッピングモータ10に対して、前記第1輪状マグネット8の厚さtを前記従来厚さtの半分とし、前述のように、第2、第3輪状マグネット15,16を有する本発明構成(B)を示している。従って、本発明構成(B)の方が従来構成(A)に対してギャップ断面積の増加(約15%)で得られることが確認できた。
FIG. 3 shows the thickness t of the first
前述のギャップ断面積の増加による本発明のハイブリッド型ステッピングモータのトルク向上は、各輪状マグネット8,15,16が、各輪状ロータコア6,14を介して、各磁極S,Nが図3の(B)のように、対向配置されているように着磁されていることにより、前述の断面積増が約15%増となることに基づき、トルク向上も同等程度と考えられ、トルク特性において、約15%程度のトルク向上が得られた。
従って、図4にも示されるように、従来、1.5A/相で実現したトルク特性を1.3A/相で実現させることができた。
The increase in torque of the hybrid stepping motor of the present invention by increasing the gap cross-sectional area described above is that each of the
Therefore, as shown in FIG. 4, the torque characteristics that have been conventionally achieved at 1.5 A / phase can be realized at 1.3 A / phase.
次に、本発明によるハイブリッド型ステッピングモータの要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、輪状ステータ3を有するケーシング1に設けられた一対の軸受11,12間に回転自在に設けられたロータ受け5と、前記ロータ受け5の外周5aに設けられた一対の輪状ロータコア6,14と、前記各輪状ロータコア6,14間に設けられた第1輪状マグネット8と、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、
前記各輪状ロータコア6,14の各外面6a,14aには、第2、第3輪状マグネット15,16が設けられている構成であり、また、
前記各輪状マグネット8,15,16は、前記各輪状ロータコア6,14を介して各磁極S,Nが対向配置されている構成であり、また、
前記ケーシング1の内壁1aに形成された一対の段部20,21は、前記第2、第3輪状マグネット15,16の内径面15a,16aよりも内側に配設されている構成であり、また、
前記第1輪状マグネット8の厚さtは、従来厚さの1/2とした構成である。
尚、従来厚さは、改良する前のステッピングモータに用いられている第1輪状マグネット8の厚さのことである。
Next, the gist of the hybrid stepping motor according to the present invention is as follows.
That is, a
Second outer and third
Each of the ring-
The pair of
The thickness t of the first
Note that the conventional thickness is the thickness of the first
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計ることができ、ケーシングの外形を変えることなく、大トルク型のステッピングモータを得ることができる。 The hybrid type stepping motor according to the present invention can improve torque by providing a ring-shaped magnet on each outer surface of the hybrid-type ring-shaped rotor core, and obtain a large torque type stepping motor without changing the outer shape of the casing. Can do.
1 ケーシング
1a 内壁
2 ステータ巻線
3 輪状ステータ
4 回転軸
5 ロータ受け
6 第1輪状ロータコア
8 第1輪状マグネット
10 ハイブリッド型ステッピングモータ
11,12 軸受
14 第2輪状ロータコア
15 第2輪状マグネット
15a 内径面
16 第3輪状マグネット
16a 内径面
20 第1段部
21 第2段部
22,23 第1、第2空隙
t 厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing
Claims (4)
前記各輪状ロータコア(6,14)の各外面(6a,14a)には、第2、第3輪状マグネット(15,16)が設けられていることを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。 A rotor receiver (5) rotatably provided between a pair of bearings (11, 12) provided on a casing (1) having an annular stator (3), and an outer periphery (5a) of the rotor receiver (5) In a hybrid stepping motor comprising a pair of annular rotor cores (6, 14) provided and a first annular magnet (8) provided between the annular rotor cores (6, 14),
A hybrid stepping motor characterized in that second and third annular magnets (15, 16) are provided on the outer surfaces (6a, 14a) of the annular rotor cores (6, 14).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016034144A JP2017153278A (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Hybrid stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016034144A JP2017153278A (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Hybrid stepping motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2016034144A Pending JP2017153278A (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Hybrid stepping motor |
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2016
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