JP2657659B2 - 磁気センサを内蔵したハイブリッド型ステッピングモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気センサーを内蔵したハイブリッド型ス
テッピングモータに関わるものである。

（従来技術） 第５図から第10図により従来技術の内容・構成を説明
する。

周知の通り、ステッピングモータはオープンループで
の制御が可能であるため、簡単な制御装置により高精度
の制御ができる特徴があり近年多用されてきているが、
階動動作が故にその動作状態は、他の回転機に比較して
振動が大きく停止時のダンピングが悪く、従って高速動
作には不利であると云う問題を抱えており、この問題を
解決するため内部に装着したり外部に直結する形で回転
子の位置検出器を設け、該検出信号によりクローズドル
ープを形成しダンピングの改善を図る事も行われてい
る。

第５図は上記ダンピング改善用の位置検出器として、
磁気センサーを内蔵したハイブリッド型ステッピングモ
ータの例の断面図で、該例は２個の函体１に挟持された
固定子２と、その内周面に前記函体１と一体を成す軸受
箱に装着される軸受４で回転自在に軸支される回転子３
とより成り、該回転子３は軸３−３に軸方向にN,Sと着
磁された円板状永久磁石３−２と、これを挟持する２個
の回転子ヨーク３−１と共に、磁気センサー５を作動す
る為の磁気付勢用の円板状永久磁石７をも固着配設して
いる。

該付勢用永久磁石７は、第６図に示す様に円周に沿っ
てその平面に、回転子ヨークの外周に設けられた極歯の
数と同数か比例する数のN,S極が着磁されている。

該例では、２個の函体の内前記付勢用永久磁石６と対
向する側の函体１′は、第９図に示すように磁性体の一
体成型か、第10に示すように非磁性体で形成してその内
周面に磁性体薄板の成型体１−１を固着するごとき構造
となっており、その内周面に設けられた軸受け箱１−２
の先端部に磁気センサー５が固着配設される、函体１′
が磁気センサー５に作用する磁束を増加させる磁気回路
を構成している。

又、第７図と第８図で別の例を示すが、第７図に固定
子鉄芯２−１及び回転子鉄芯３−１の正面部分図で示す
如く、通常の構成では固定子ヨーク全周に均等もしくは
略均等に配設された固定子磁極２−10のいずれもが、そ
の先端に固定子側極歯２−11を形成配置しており該固定
子側極歯２−11は、夫々小空隙を介して対向している回
転子側極歯３−11との作用で回転トルクの発生に寄与す
るものであるが、第８図に同じく両方の鉄芯２−1,3−
１の部分正面図で示す如く固定子鉄芯２−１の、該例で
は８個の磁極２−10のうちの一箇所だけ前記極歯２−11
を除去した磁極２−10′とし、そこに磁気センサー５を
配設する手段も知られている。該手段では磁気センサー
を作動する磁束は、回転子側極歯３−11の一部を介し
て、回転子３の永久磁石３−２により与えられるもの
で、前記例の様に付勢用永久磁石７を必要とはしない
が、固定子側極歯２−11の一部（該例では磁極８個のう
ちの１個）が除去されている事から、回転トルクの低下
を来す。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、磁気センサーの付勢用永久磁石として専用
の永久磁石を使用したり、磁気センサーの装着がトルク
の低下を伴う様な事の無いハイブリッド型ステッピング
モータを得るにある。

（２）発明の構成 （問題点を解決する為の手段） 本発明の磁気センサーを内蔵したハイブリッド型ステ
ッピングモータは、前記回転子ヨークを磁性体薄板の円
板の外周に複数の極歯を形成したもを複数積層して構成
し、前記函体のの軸受け箱の先端に設けられた磁気セン
サーに対向する側の薄板に前記磁気センサーに対向する
位置に前記回転子ヨークの外周に設けられた極歯と同数
か比例した数の小窓を形成するように構成される。

（作用） 前述の様な構成においては、磁気センサーを回転子の
位置検出器として機能させる為に、回転子の円板状永久
磁石の漏洩磁束を利用するので、磁気センサーの装着に
際し付勢用永久磁石として専用の永久磁石の採用を不要
とするほか、磁気センサーの装着によるトルクの減少を
防止出来るごとき作用効果をもたらす。

（実施例） 以下図面によって、本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明に成るハイブリッド型ステッピングモータの
例の断面図で、固定子２と、これを挟持する２個の函体
１と、前記固定子２の内周面に小空隙を介して回転自在
に軸支される回転子３を備え少なくとも一部が磁性体よ
り成る一方の函体１′に一体的に形成された軸受箱の先
端部に磁気センサー５を装着る点は、前述従来技術の例
と変わりは無いが、回転子ヨーク３−１は第２図に示す
ように磁性体薄板を積層して構成され、該磁性体薄板は
第３図に示す如き回転子鉄芯A3−４と、少なくも１枚の
第４図に示す如く回転子鉄芯B3−５との積層により構成
される。

第３図に示す如き回転子鉄芯B3−５との積層により構
成される。

第３図に示される回転子鉄芯A3−４と第４図に示され
る回転子鉄芯Ｂ−５には其の外周に等間隔に極歯３−11
が設けられると共に、第４図に示される回転子鉄芯B3−
５には磁気センサー５と対向する位置に、外周に設けら
れた極歯３−11と同数か比例した数の小窓３−13が形成
されている。第２図に例示するように回転子ヨーク３−
１は複数の回転子鉄心３−４と、一枚の回転子鉄心３−
５の積層して構成されており、第１図に示すように回転
子ヨーク３−１の側面に配置される回転子鉄心３−５に
形成される小窓３−13は、対向配置される磁気センサー
５に対し回転動作の際に磁束の変化を与える働きをする
もので、一般的に小窓３−13の面積は当該磁気センサー
５の実質面積以上の寸法で、隣接する２個の小窓３−13
が同時に当該磁気センサー５に対向しないようにしてあ
る。

上記の如く、小窓３−13は、回転子３の永久磁石３−
２から付勢される回転子ヨーク３−１側面への漏洩磁束
に対し、回転子の回転により磁気抵抗の変化を与えるも
のであり、この磁束の変化が前述磁気センサー５に作用
して回転信号を得るものである。

この漏洩磁束は微弱なものであるからこの磁束の変化
を検出するための磁気センサー５は、少なくもその一部
が磁性体部材で構成された函体１′に一体に設けられた
軸受け箱の先端に設け、磁気センサー５に作用する磁束
を増加させるようにしてある従来技術を用いてその効果
を高めている。

（３）発明の効果 本発明に成る磁気センサーを内蔵したハイブリッド型
ステッピングモータは、上記の様な構成であるので磁気
センサー専用の永久磁石が不要でありコスト的に有利で
あるほか、出力（トルク）を犠牲にすること無く高精度
の検出信号を得ることが出来る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に成るハイブリッド型ステッピングモ
ータの例の断面図、第２図は回転子ヨークの断面図
（ａ）と正面図（ｂ）第３図と第４図は同本発明の積層
する回転子鉄芯ＡとＢの正面図（ａ）と断面図（ｂ）、
第５図は従来構成のハイブリッド型ステッピングモータ
の例の断面図、第６図は同磁気センサー付勢用永久磁石
の例の正面図、第７図は通常のステッピングモータの固
定子鉄芯と回転子鉄芯の部分図、第８図は同従来技術の
磁気センサーを内蔵する例の固定子鉄芯と回転子鉄芯の
部分図、第９図と第10図は同磁気センサーを取付ける側
の函体の断面図である。 符号の説明 1,1′……函体、１−１……磁性体薄板成型体、２……
固定子、２−１……固定子鉄芯、２−10,2−10′……固
定子磁極、２−11……固定子側極歯、３……回転子、３
−１……回転子ヨーク、３−11……回転子外周の極歯、
３−13……小窓、３−２……回転子永久磁石、３−３…
…回転子軸、３−４……回転子鉄芯Ａ、３−５……回転
子鉄芯Ｂ、４……軸受、５……磁気センサー、７……磁
気センサー付勢用永久磁石。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その先端に極歯を形成した複数の磁極を有
   し該磁極に巻線を巻装した固定子と、該固定子の内周面
   に小空隙を介して回転自在に軸支され、軸方向に磁化さ
   れた円板状永久磁石と、これを挟持するごとく固着配設
   されその外周面に複数の極歯を備えた複数の回転子ヨー
   クとより成る回転子と、少なくもその一部が磁性体部材
   で構成された函体で、該函体内周面に形成された軸受箱
   の先端部に回転子の側面に対向して前記回転子の転回動
   作を検出する磁気センサーを配設したハイブリッド型ス
   テッピングモータにおいて、 回転子ヨークは磁性体薄板の積層で構成され、磁気セン
   サーと対向する側の薄板には、磁気センサーと対向する
   部位に、その外周に設けられた極歯の数と同数又は比例
   した数の小窓を等ピッチに形成したこと、を特徴とする
   ハイブリッド型ステッピングモータ。