JP2601462Y2 - ステップモータのロータ構造 - Google Patents
ステップモータのロータ構造Info
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- JP2601462Y2 JP2601462Y2 JP1993025654U JP2565493U JP2601462Y2 JP 2601462 Y2 JP2601462 Y2 JP 2601462Y2 JP 1993025654 U JP1993025654 U JP 1993025654U JP 2565493 U JP2565493 U JP 2565493U JP 2601462 Y2 JP2601462 Y2 JP 2601462Y2
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- Japan
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- permanent magnet
- rotor
- magnet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案はステップモータのロータ
構造に係わり、特にロータの改良、ステップモータの特
性改善に関するものである。
構造に係わり、特にロータの改良、ステップモータの特
性改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のステップモータで永久磁石を射出
成形で製作するロータにおいて、磁気回路の改善や、ロ
ータの慣性モ−メントを低減し高速応答性の改善を目的
したロータ構造は図３に示すものが知られている。図３
に示すシャフト１、磁石スペーサ２、永久磁石３が構成
され、永久磁石３は中央部にリング状にへこみ形状の段
部を有し、ステータブロックＡ５とステータブロックＢ
６にそれぞれに対応（図１参照）し、向い合い独立した
磁気回路を形成する構造になっている。加えて中央部の
永久磁石を除去することでロータの慣性モ−メントを低
減し、高速応答性の改善を行っている。
成形で製作するロータにおいて、磁気回路の改善や、ロ
ータの慣性モ−メントを低減し高速応答性の改善を目的
したロータ構造は図３に示すものが知られている。図３
に示すシャフト１、磁石スペーサ２、永久磁石３が構成
され、永久磁石３は中央部にリング状にへこみ形状の段
部を有し、ステータブロックＡ５とステータブロックＢ
６にそれぞれに対応（図１参照）し、向い合い独立した
磁気回路を形成する構造になっている。加えて中央部の
永久磁石を除去することでロータの慣性モ−メントを低
減し、高速応答性の改善を行っている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来のロ
ータ構造は、永久磁石の長手方向中央部にへこみの段部
を有しているため、永久磁石の射出成形には工夫が必要
になる。永久磁石部３の成形のために金型はシャフト１
の軸芯方向に縦断させた割型が必要である。射出成形
後、割型を開くことで製品を取り出すことが可能になる
金型構造が必要である。金型を割型にすることは金型構
造が複雑になる上に、金型部品点数が増大すると共に、
製品精度確保のため金型製作において、高い精度が要求
され、金型製作費用が増大し、その結果部品コストさら
に製品単価に大きな影響がでている。
ータ構造は、永久磁石の長手方向中央部にへこみの段部
を有しているため、永久磁石の射出成形には工夫が必要
になる。永久磁石部３の成形のために金型はシャフト１
の軸芯方向に縦断させた割型が必要である。射出成形
後、割型を開くことで製品を取り出すことが可能になる
金型構造が必要である。金型を割型にすることは金型構
造が複雑になる上に、金型部品点数が増大すると共に、
製品精度確保のため金型製作において、高い精度が要求
され、金型製作費用が増大し、その結果部品コストさら
に製品単価に大きな影響がでている。
【０００４】一方、ロータの製品精度を見た場合、割型
であることから型の合わせ面のずれや、射出成形数の増
大に伴う金型摩耗によるバリの突起ができ易い、という
問題が起こっている。これらの割型の合わせずれや、バ
リはシャフト１に対する永久磁石３の外径振れとして発
生し、ロータ形状精度は良く出来ない。ロータの形状精
度を良く保つためには、射出成形金型のメンテを頻繁に
行わなければならず、これも部品コスト高の要因ともな
っている。
であることから型の合わせ面のずれや、射出成形数の増
大に伴う金型摩耗によるバリの突起ができ易い、という
問題が起こっている。これらの割型の合わせずれや、バ
リはシャフト１に対する永久磁石３の外径振れとして発
生し、ロータ形状精度は良く出来ない。ロータの形状精
度を良く保つためには、射出成形金型のメンテを頻繁に
行わなければならず、これも部品コスト高の要因ともな
っている。
【０００５】ステップモータにおいて最大静止トルクを
大きくするためには、コイル仕様が一定の場合、すなわ
ち、コイル抵抗値が限定され、コイルの巻線スペースの
関係から、巻線仕様の線径と巻数が決められた時は、一
般的にはステータとロータのギャップを小さくすること
が採用されている。しかし従来構造におけるロータでは
振れが大きく、ギャップを小さくすると最悪の場合はス
テータに接触し、摩擦トルクの影響で動トルクの出力減
少や、静止角度誤差の増大でステップモータの働きを失
ってしまう。従ってステータとロータのギャップを小さ
くするのに限界が出て最大静止トルクを大きく出来な
い。また、永久磁石３にバリ等の小さな突起が存在して
いるとステップモータ組立の際、欠けが起こり内部への
異物混入で引掛かりが発生し、特性の劣化、信頼性の低
下、騒音の増加等の危険性がある。
大きくするためには、コイル仕様が一定の場合、すなわ
ち、コイル抵抗値が限定され、コイルの巻線スペースの
関係から、巻線仕様の線径と巻数が決められた時は、一
般的にはステータとロータのギャップを小さくすること
が採用されている。しかし従来構造におけるロータでは
振れが大きく、ギャップを小さくすると最悪の場合はス
テータに接触し、摩擦トルクの影響で動トルクの出力減
少や、静止角度誤差の増大でステップモータの働きを失
ってしまう。従ってステータとロータのギャップを小さ
くするのに限界が出て最大静止トルクを大きく出来な
い。また、永久磁石３にバリ等の小さな突起が存在して
いるとステップモータ組立の際、欠けが起こり内部への
異物混入で引掛かりが発生し、特性の劣化、信頼性の低
下、騒音の増加等の危険性がある。
【０００６】以上の欠点の対策には永久磁石３の外径を
ストレートに射出成形し、２次加工で中央部の永久磁石
３を切削し、削除する方法も行われている。しかし、２
次加工という余分な工程のため、コストの増大が伴なっ
てしまう。また永久磁石は射出成形のために含有されて
いるプラスチックが、磁石粒子を覆っている状態になっ
ているが、切削することで磁石粒子は裸の状態になり、
耐食性が低下する欠点もある。耐食性を維持するために
はコーティングの処理が必要で、コスト増大になってい
る、などの課題がある。
ストレートに射出成形し、２次加工で中央部の永久磁石
３を切削し、削除する方法も行われている。しかし、２
次加工という余分な工程のため、コストの増大が伴なっ
てしまう。また永久磁石は射出成形のために含有されて
いるプラスチックが、磁石粒子を覆っている状態になっ
ているが、切削することで磁石粒子は裸の状態になり、
耐食性が低下する欠点もある。耐食性を維持するために
はコーティングの処理が必要で、コスト増大になってい
る、などの課題がある。
【０００７】本考案の目的は上記課題を解決し最大静止
トルク、及び、高速応答性の良いステップモータを安価
に提供することにある。
トルク、及び、高速応答性の良いステップモータを安価
に提供することにある。
【０００８】上記、目的を達成するための本考案のステ
ップモータのロータ構造は、シャフトと磁石スペーサと
外周に多極着磁された永久磁石とからなり、該磁石スペ
ーサの外周部に前記永久磁石が射出成形により形成さ
れ、外周が円筒形ストレートであるロータと、２個の励
磁コイルによって起磁力を受けるステータヨーク４個か
らなるステップモータのロータ構造において、該磁石ス
ペーサの外周中央にリング状の段部を有し、該段部によ
って段部外形と永久磁石の外径との残厚が０．３ｍｍ〜
０．６ｍｍであることを特徴とする。
ップモータのロータ構造は、シャフトと磁石スペーサと
外周に多極着磁された永久磁石とからなり、該磁石スペ
ーサの外周部に前記永久磁石が射出成形により形成さ
れ、外周が円筒形ストレートであるロータと、２個の励
磁コイルによって起磁力を受けるステータヨーク４個か
らなるステップモータのロータ構造において、該磁石ス
ペーサの外周中央にリング状の段部を有し、該段部によ
って段部外形と永久磁石の外径との残厚が０．３ｍｍ〜
０．６ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【実施例】以下本考案の実施例を図面に基づいて詳述す
る。図１は本考案によるロータ構造を用いたステップモ
ータの実施例の断面図であり、シャフト１に固定された
磁石スペ−サ２には、外周の軸芯方向中央部に突形状の
段部４が設けられており、該磁石スペーサ２の外周部に
は、永久磁石３が射出成形によって作られている。永久
磁石には射出成形用のプラスチックが含有されたネオジ
ウムプラスチックマグネットを用い、磁石スペーサ２に
は比重の小さいプラスチックの成形体を用いた。磁石ス
ペ−サ３の長手方向中央部にあたる永久磁石３の一部は
他のロータとしての主要部分よりも材料肉厚は薄くなっ
ている。磁石スペ−サ２の中央部のリング状突形状段部
の長さは、ステップモータの中央部に挿入されるステー
タヨーク７，７を２枚重ねたベース部の厚み、１．２ｍ
ｍに等しく成形している。
る。図１は本考案によるロータ構造を用いたステップモ
ータの実施例の断面図であり、シャフト１に固定された
磁石スペ−サ２には、外周の軸芯方向中央部に突形状の
段部４が設けられており、該磁石スペーサ２の外周部に
は、永久磁石３が射出成形によって作られている。永久
磁石には射出成形用のプラスチックが含有されたネオジ
ウムプラスチックマグネットを用い、磁石スペーサ２に
は比重の小さいプラスチックの成形体を用いた。磁石ス
ペ−サ３の長手方向中央部にあたる永久磁石３の一部は
他のロータとしての主要部分よりも材料肉厚は薄くなっ
ている。磁石スペ−サ２の中央部のリング状突形状段部
の長さは、ステップモータの中央部に挿入されるステー
タヨーク７，７を２枚重ねたベース部の厚み、１．２ｍ
ｍに等しく成形している。
【００１１】また、永久磁石３の中央部の材料厚さは磁
石粒子が通過可能で、しかも、永久磁石３の形状精度が
高く保たれ、磁石の表面磁束密度が均一になるのに必要
な寸法、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍとした。０．３ｍｍ以
下では射出成形の時、充填不足が生じ、また０．６ｍｍ
以上では慣性モーメントの低減が計れないので、本考案
の高速応答性の改善目的が果たせなかった。
石粒子が通過可能で、しかも、永久磁石３の形状精度が
高く保たれ、磁石の表面磁束密度が均一になるのに必要
な寸法、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍとした。０．３ｍｍ以
下では射出成形の時、充填不足が生じ、また０．６ｍｍ
以上では慣性モーメントの低減が計れないので、本考案
の高速応答性の改善目的が果たせなかった。
【００１２】ロータの外径、すなわち永久磁石３の外径
はストレ−トにしているため、射出成形の金型は複雑構
造を有する割型を必要とせず、金型部品点数が少ないこ
ともあり、容易に、そして安価に金型製作ができ、寸法
精度の高いロータを製作することができた。従来のロー
タではシャフト１に対する永久磁石３の外径振れは、金
型合わせずれや、バリのため２０μｍ以下を得るのが困
難であったが、本考案によれば、金型構造の容易さから
形状精度は高くなり、振れ２０μｍ以下を十分得ること
ができた。
はストレ−トにしているため、射出成形の金型は複雑構
造を有する割型を必要とせず、金型部品点数が少ないこ
ともあり、容易に、そして安価に金型製作ができ、寸法
精度の高いロータを製作することができた。従来のロー
タではシャフト１に対する永久磁石３の外径振れは、金
型合わせずれや、バリのため２０μｍ以下を得るのが困
難であったが、本考案によれば、金型構造の容易さから
形状精度は高くなり、振れ２０μｍ以下を十分得ること
ができた。
【００１３】また、磁石スペーサに段部のないストレー
ト形状のロータと比較すると、磁石スペーサ２の中央段
部の体積分が永久磁石３から入れ替わったことになり、
永久磁石３と磁石スペーサ２の比重差分がロータの慣性
モーメントの低減になり、高速応答性の良いステップモ
ータにすることができた。
ト形状のロータと比較すると、磁石スペーサ２の中央段
部の体積分が永久磁石３から入れ替わったことになり、
永久磁石３と磁石スペーサ２の比重差分がロータの慣性
モーメントの低減になり、高速応答性の良いステップモ
ータにすることができた。
【００１４】さらに、磁気回路はステータブロックＡ
５、ステータブロックＢ６間で各々独立しているのがス
テップモータの特性上有利であることが知られている。
本考案は永久磁石３の中央部を薄肉にしているため、中
央部の磁石表面磁束密度は小さく、ステータブロックＡ
５、ステータブロックＢ６が各々構成する磁気回路に影
響を与えることはなくステップモータの特性上、不都合
な点は現れなかった。
５、ステータブロックＢ６間で各々独立しているのがス
テップモータの特性上有利であることが知られている。
本考案は永久磁石３の中央部を薄肉にしているため、中
央部の磁石表面磁束密度は小さく、ステータブロックＡ
５、ステータブロックＢ６が各々構成する磁気回路に影
響を与えることはなくステップモータの特性上、不都合
な点は現れなかった。
【００１５】ロータの形状精度の良いものが得られたた
め、ステータとロータのエアーギャップを従来の０．１
８ｍｍから０．１３ｍｍまで小さくすることができ、最
大静止トルクは、印加電圧４．５Ｖにおいて１７ｇ−ｃ
ｍ（エアーギャップ０．１８ｍｍ）から２０ｇ−ｃｍ
（エアーギャップ０．１３ｍｍ）と１２％アップの改善
ができ、しかも最大自起動周波数は従来に比較して遜色
のない特性が得られた。
め、ステータとロータのエアーギャップを従来の０．１
８ｍｍから０．１３ｍｍまで小さくすることができ、最
大静止トルクは、印加電圧４．５Ｖにおいて１７ｇ−ｃ
ｍ（エアーギャップ０．１８ｍｍ）から２０ｇ−ｃｍ
（エアーギャップ０．１３ｍｍ）と１２％アップの改善
ができ、しかも最大自起動周波数は従来に比較して遜色
のない特性が得られた。
【００１６】さらに、波及効果として、磁石スペ−サ２
にはリング状突形状が成形されているため、磁石スペー
サ２と永久磁石３の固定力は、本考案の構造上、信頼性
の高いものとして得られた。
にはリング状突形状が成形されているため、磁石スペー
サ２と永久磁石３の固定力は、本考案の構造上、信頼性
の高いものとして得られた。
【００１７】
【考案の効果】上記のごとく本考案によれば、形状精度
の高いロータが得られる。ステータとロータのエアーギ
ャップを小さくすることによって、最大静止トルク特性
を大きく改善が可能である。低慣性モーメントロータを
実現したことによる高速応答性能の改善が可能である。
さらに磁石スペーサにはリング状突形状が形成されてい
るために磁石スペーサと永久磁石の密着性における耐衝
撃性等の信頼性が向上する。さらにはロータ製造コスト
を安価にすることができ、併せてステップモータ特性の
改善とを可能にできたものである。
の高いロータが得られる。ステータとロータのエアーギ
ャップを小さくすることによって、最大静止トルク特性
を大きく改善が可能である。低慣性モーメントロータを
実現したことによる高速応答性能の改善が可能である。
さらに磁石スペーサにはリング状突形状が形成されてい
るために磁石スペーサと永久磁石の密着性における耐衝
撃性等の信頼性が向上する。さらにはロータ製造コスト
を安価にすることができ、併せてステップモータ特性の
改善とを可能にできたものである。
【図１】本考案の実施例を示すステップモータの断面図
である。
である。
【図２】本考案の実施例を示すロータの断面図である。
【図３】従来例のステップモータの断面図である。
１ シャフト ２ 磁石スペーサ ３ 永久磁石 ４ 突形状の段部 ５ ステータブロックＡ ６ ステータブロックＢ ７ ステータヨーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 37/10 - 37/20 H02K 1/27 501
Claims (1)
- 【請求項１】 シャフトと磁石スペーサと外周に多極着
磁された永久磁石とからなり、該磁石スペーサの外周部
に前記永久磁石が射出成形により形成され、外周が円筒
形ストレートであるロータと、２個の励磁コイルによっ
て起磁力を受けるステータヨーク４個からなるステップ
モータのロータ構造において、 該磁石スペーサの外周中央にリング状の段部を有し、該
段部によって段部外形と永久磁石の外径との残厚が０．
３ｍｍ〜０．６ｍｍであることを特徴とするステップモ
ータのロータ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993025654U JP2601462Y2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | ステップモータのロータ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993025654U JP2601462Y2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | ステップモータのロータ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0680378U JPH0680378U (ja) | 1994-11-08 |
| JP2601462Y2 true JP2601462Y2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12171811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993025654U Expired - Fee Related JP2601462Y2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | ステップモータのロータ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601462Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4222310B2 (ja) * | 2005-01-13 | 2009-02-12 | 三菱マテリアルシ−エムアイ株式会社 | ステッピングモータ |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP1993025654U patent/JP2601462Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680378U (ja) | 1994-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |