JP3322910B2 - Stepping motor - Google Patents

Stepping motor

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JP3322910B2
JP3322910B2 JP22764492A JP22764492A JP3322910B2 JP 3322910 B2 JP3322910 B2 JP 3322910B2 JP 22764492 A JP22764492 A JP 22764492A JP 22764492 A JP22764492 A JP 22764492A JP 3322910 B2 JP3322910 B2 JP 3322910B2
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rotor
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勇 竹原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、軸方向にステータと
ロータのトルク発生空隙部を有するステッピングモータ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor having a torque generating gap between a stator and a rotor in an axial direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のOA機器・民生機器及び生産用機
械等に使用されるステッピングモータは、送り・位置決
め用モータとして、数多く使われてきた。図10が、従
来のステッピングモータの側断面図である。
2. Description of the Related Art Many stepping motors used in conventional OA equipment, consumer equipment, production machines, and the like have been used as feed / positioning motors. FIG. 10 is a side sectional view of a conventional stepping motor.

【0003】ボビン101にステータコイル5が同心状
に巻回され、ボビン101はステータヨーク6を2個で
軸方向両側から挟持固定し、且つステータヨーク6には
ボビン101の内径面円周方向にステータヨーク歯6a
と6bが交互に配置され、ケース1にステータヨーク歯
6aまたは6bと一体のステータヨーク6が固定され、
ステータ2が構成されている。
[0003] A stator coil 5 is concentrically wound around a bobbin 101. The bobbin 101 holds two stator yokes 6 between both sides in the axial direction and is fixed to the stator yoke 6 in the circumferential direction of the inner diameter surface of the bobbin 101. Stator yoke teeth 6a
And 6b are arranged alternately, and the stator yoke 6 integral with the stator yoke teeth 6a or 6b is fixed to the case 1,
The stator 2 is configured.

【0004】尚、ステータヨーク歯6aと6b及びロー
タ磁石11は図10の中で、破断面で各々が図示されて
いる。2組のケース1の一方はフランジ15と軸受8が
固定され、他方のケース1はもう1個の軸受8が固定さ
れている。ロータ9は、ロータ軸10にロータ磁石11
が固定され、ステータ2のステータヨーク6aと放射状
の空隙部を構成し、軸受8で両支持されている。ステー
タコイル5には、ステッピングモータ特有の入力周波数
に従って所定のシーケンスで電流が供給される。
[0004] The stator yoke teeth 6a and 6b and the rotor magnet 11 are each shown by a broken surface in FIG. One of the two cases 1 has a flange 15 and a bearing 8 fixed thereto, and the other case 1 has another bearing 8 fixed thereto. The rotor 9 has a rotor magnet 11 attached to a rotor shaft 10.
Are fixed, form a radial gap with the stator yoke 6 a of the stator 2, and are both supported by bearings 8. Current is supplied to the stator coil 5 in a predetermined sequence according to an input frequency specific to the stepping motor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のステッ
ピングモータモータでは、下記の課題があった。 (1)モータの直径に対して軸方向に長いステッピング
モータを作る場合、従来の方法ではステータヨークが一
体金型成形になっていたので、ステータヨークの打ち抜
き金型が製作困難で、細長いステッピングモータが出来
なかった。
However, the conventional stepping motor has the following problems. (1) When making a stepping motor that is long in the axial direction with respect to the diameter of the motor, in the conventional method, the stator yoke is formed by integral molding, so it is difficult to manufacture a punching die for the stator yoke. Could not be done.

【0006】(2)特にモータ直径が小さく、軸方向に
長いステッピングモータを作る場合、ステップ角の小さ
いモータ、つまり多極のステッピングモータを作るのが
困難であった。 (3)ステッピングモータの重要機能であるステップ角
は小さいほど特性向上につながるが、その実現のために
は、ロータ磁石を多極着磁にしなければならないが、特
に直径が小さいロータ磁石はラジアル(放射方向)着磁
でもアキシアル(軸方向)着磁でも多極化着磁が非常に
困難である。
(2) Particularly when making a stepping motor having a small motor diameter and a long axial direction, it is difficult to make a motor having a small step angle, that is, a multi-pole stepping motor. (3) The smaller the step angle, which is an important function of the stepping motor, is, the more the characteristics are improved. In order to realize this, the rotor magnet must be magnetized in multiple poles. It is very difficult to perform multi-polarization magnetization in both (radiation) magnetization and axial (axial) magnetization.

【0007】そこで、この発明の目的は、径小・細長
で、ロータとステータの多極化を実現することにより、
微少ステップ角で高性能のステッピングモータを得るこ
とである。
Accordingly, an object of the present invention is to realize a multi-pole rotor and stator having a small diameter and an elongated shape,
An object is to obtain a high-performance stepping motor with a small step angle.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、軸方向にステータとロータのトルク発
生空隙部を有するステッピングモータにおいて、軸方向
に同心円状に巻回したステータコイルと、ステータコイ
ルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カバーの軸方
向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心円状に同じ
極性からなる複数個のステータヨーク歯を配置し、軸方
向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁石の軸方向
の少なくとも一つの面には、ステータヨーク歯に対向し
て軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数個のロータ
ヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数個有する構
成とした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a stepping motor having a torque generating gap between a stator and a rotor in an axial direction, wherein a stator coil wound concentrically in an axial direction is provided. An insulating cover in which the stator coil is electrically insulated and fixed, and a plurality of stator yoke teeth having the same polarity are arranged concentrically in the axial direction on at least one surface in the axial direction of the insulating cover, and the unipole is mounted in the axial direction. At least one surface of the magnetized permanent magnet and the permanent magnet in the axial direction is provided with a plurality of torque-generating gaps in which a plurality of rotor yoke teeth having the same polarity are arranged concentrically in the axial direction facing the stator yoke teeth. It had the composition which has two pieces.

【0009】[0009]

【作用】上記のように構成された軸方向にステータとロ
ータのトルク発生空隙部を複数個有するステッピングモ
ータにおいては、ステータコイルの入力端子にステッピ
ングモータ特有の入力周波数に従って所定のシーケンス
で電流を流すと、軸方向複数個の空隙部で所定の回転方
向にトルクが発生することにより、ロータ軸が回転す
る。
In the stepping motor constructed as described above and having a plurality of axially generated torque generating gaps between the stator and the rotor, a current flows through the input terminal of the stator coil in a predetermined sequence in accordance with the input frequency specific to the stepping motor. Then, a torque is generated in a predetermined rotation direction in the plurality of gaps in the axial direction, so that the rotor shaft rotates.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。 (実施例1)図1は、本発明のステッピングモータの実
施例1の側断面図である。ケース1に取付用フランジ1
5が固定され、軸受8が2個ケース1の両端に固定され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a side sectional view of a stepping motor according to a first embodiment of the present invention. Mounting flange 1 on case 1
5 are fixed, and two bearings 8 are fixed to both ends of the case 1.

【0011】ステータ2は、軸方向に巻回されたステー
タコイル5が絶縁カバー4で絶縁固定され、絶縁カバー
4の軸方向の一方の面には、ステータリターンヨーク7
が固定され、軸方向反対側の面にはステータヨーク6が
固定されている。ステータヨーク6の図5に示されるス
テータヨーク歯6aが軸方向の空隙部を挟んで、ロータ
ヨーク12の図4に示すロータヨーク歯12aと磁気的
に対向している。
The stator 2 has a stator coil 5 wound in the axial direction and insulated and fixed by an insulating cover 4. One surface of the insulating cover 4 in the axial direction is provided with a stator return yoke 7.
Are fixed, and the stator yoke 6 is fixed to the surface on the opposite side in the axial direction. The stator yoke teeth 6a of the stator yoke 6 shown in FIG. 5 are magnetically opposed to the rotor yoke teeth 12a of the rotor yoke 12 shown in FIG.

【0012】同様にして、磁気的に対向するステータヨ
ーク歯6bとロータヨーク歯12bとの軸方向の空隙部
は、ロータ9の軸方向反対側にも設けられている。ロー
タ9は、ロータ軸10に固定されたロータ磁石11の両
側軸方向に、ロータヨーク歯12a及び12bとが軸方
向の空隙部を挟んで、軸方向両側のステータヨーク歯6
a及び6bと磁気的にそれぞれ対向して、且つロータ軸
10は軸受8に軸方向両側2ヶ所で固定されている。ケ
ース1の軸方向両側の内周面に固定されているステータ
2は、フレキシブル基板3で2相に結線されてモータ外
部に引き出されている電流供給用端子を有する。
Similarly, a gap in the axial direction between the magnetically opposed stator yoke teeth 6b and the rotor yoke teeth 12b is provided on the opposite side of the rotor 9 in the axial direction. The rotor 9 has stator yoke teeth 6 on both sides in the axial direction, with rotor yoke teeth 12a and 12b sandwiching an axial gap in both axial directions of the rotor magnet 11 fixed to the rotor shaft 10.
The rotor shaft 10 is fixed to the bearing 8 at two locations on both sides in the axial direction. The stator 2 fixed to the inner circumferential surfaces on both axial sides of the case 1 has current supply terminals that are connected in two phases by a flexible substrate 3 and are drawn out of the motor.

【0013】図2は、本発明のステッピングモータの実
施例1の図1を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石11は軸方
向に、一方の面はN極にもう一方の面はS極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク12がロータ磁
石11の軸方向両側に固定され、ロータヨーク12の一
部であるロータヨーク歯12a及び12bが突極構造で
軸方向両側に配置され、且つロータヨーク歯12a及び
12bはそれぞれ軸方向片側で同極になっている。ロー
タヨーク歯12aと12b及びステータヨーク歯6aと
6bの位置関係は次のようになる。
FIG. 2 is an exploded view of FIG. 1 of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention, in which the entire motor is viewed from the center of the shaft toward the outside in the radial direction. The rotor magnet 11 is magnetized and magnetized in the axial direction, with one surface being N-pole and the other surface being S-pole. The rotor yoke 12 is fixed on both axial sides of the rotor magnet 11, the rotor yoke teeth 12a and 12b, which are part of the rotor yoke 12, are arranged on both axial sides in a salient pole structure, and the rotor yoke teeth 12a and 12b are each on one axial side. It is the same pole. The positional relationship between the rotor yoke teeth 12a and 12b and the stator yoke teeth 6a and 6b is as follows.

【0014】図2に示すロータヨーク歯12aと12b
及びステータヨーク歯6aと6bの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをtとした場合、ロ
ータヨーク歯12aと12bの位置関係は歯の中心間の
ピッチがt/2ずれている。ステータヨーク歯6aと6
bの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりステー
タヨーク歯6aと6bは機械的に同位相の関係にある。
The rotor yoke teeth 12a and 12b shown in FIG.
When the pitch between the centers of the yoke teeth of the stator yoke teeth 6a and 6b and the center without the yoke teeth is t, the positional relationship between the rotor yoke teeth 12a and 12b is such that the pitch between the centers of the teeth is shifted by t / 2. I have. Stator yoke teeth 6a and 6
The positional relationship of b is such that the pitch between the centers of the teeth is zero, that is, the stator yoke teeth 6a and 6b are mechanically in phase.

【0015】図3(a)〜(d)は、本発明のステッピ
ングモータの実施例1のステップ動作の概念図である。
図3(a)は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ステータヨーク歯6aと6bは同位相で、
ロータヨーク歯12aと12bは、図2で説明したよう
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをtとした場合、ロータヨーク歯12aと12bの位
置関係は歯の中心間のピッチがt/2ずれている。
FIGS. 3A to 3D are conceptual diagrams of the step operation of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows a state in which power is supplied by an input pulse from a non-power supply state. The stator yoke teeth 6a and 6b are in phase,
When the pitch between the centers of the respective yoke teeth and the centers without the yoke teeth is represented by t as described in FIG. 2, the positional relationship between the rotor yoke teeth 12a and 12b is the pitch between the center of the teeth. Are shifted by t / 2.

【0016】無通電の時のステータ2とロータ9の位置
関係は、ステータヨーク歯6aとロータヨーク歯12a
の中心間のピッチがt/4ずれていて、この状態でステ
ータ2に対してロータ9が安定した位置でとまってい
る。また、ロータ9のロータヨーク歯12aはN極、ロ
ータヨーク歯12bはS極の極性に磁化されている。
The positional relationship between the stator 2 and the rotor 9 when no power is supplied is determined by the stator yoke teeth 6a and the rotor yoke teeth 12a.
Are shifted by t / 4, and in this state, the rotor 9 stops at a stable position with respect to the stator 2. The rotor yoke teeth 12a of the rotor 9 are magnetized to have the N pole, and the rotor yoke teeth 12b are magnetized to have the S pole.

【0017】次に、外部からの入力パルスにより通電し
た時、ステータ2のステータヨーク歯6a及び6bは共
にS極に励磁されれば、ロータヨーク歯12aはステー
タヨーク6aに吸引され、ロータヨーク歯12bはステ
ータヨーク歯6bと反発し、結果的にロータ9は図面右
方向に進む。
Next, when the stator yoke teeth 6a and 6b of the stator 2 are both excited to the S pole when an electric current is applied by an external input pulse, the rotor yoke teeth 12a are attracted to the stator yoke 6a, and the rotor yoke teeth 12b are The rotor 9 repels the stator yoke teeth 6b, and consequently the rotor 9 advances rightward in the drawing.

【0018】図3(b)は、ロータ9が図3(a)から
t/2ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯6aがS極及びステータヨーク歯6bがS極の状
態では図3(b)の位置でロータ9はホールド状態にな
る。これは、ロータ歯12aとステータ歯6aの吸引の
磁気応力とロータ歯12bとステータ歯6bの反発の磁
気応力は等価だからである。磁極と磁極が空隙を挟んで
対向したときの磁気応力の強さは、磁極どうしの空隙を
挟んだ対向面積と磁極どうしの中心間距離(位相差)の
積に比例する。
FIG. 3B shows a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by t / 2 pitches from FIG. 3A. When the stator yoke teeth 6a have the S pole and the stator yoke teeth 6b have the S pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. This is because the magnetic stress of attraction between the rotor teeth 12a and the stator teeth 6a and the repulsive magnetic stress of the rotor teeth 12b and the stator teeth 6b are equivalent. The magnitude of the magnetic stress when the magnetic poles face each other across the gap is proportional to the product of the area between the magnetic poles across the gap and the center-to-center distance (phase difference) between the magnetic poles.

【0019】次に、ステータ2のステータヨーク歯6a
をS極からN極に励磁すると、ロータヨーク歯12aの
N極はステータヨーク歯6aに対して反発となり、ロー
タ9は図面右方向に進む。図3(c)は、ロータ9が図
3(a)からtピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯6aがN極及びステータヨーク歯6bが
S極の状態では図3(c)の位置でロータ9はホールド
状態になる。これは、図3(b)で説明した理由のとお
りである。
Next, the stator yoke teeth 6a of the stator 2
Is excited from the S pole to the N pole, the N pole of the rotor yoke teeth 12a repels the stator yoke teeth 6a, and the rotor 9 advances rightward in the drawing. FIG. 3C shows a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by t pitches from FIG. 3A. When the stator yoke teeth 6a are N-pole and the stator yoke teeth 6b are S-pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. This is for the reason described with reference to FIG.

【0020】次に、ステータ2のステータヨーク歯6b
をS極からN極に励磁すると、ロータヨーク歯12bの
S極はステータヨーク歯6bに対して吸引となり、ロー
タ9は図面右方向に進む。図3(d)は、ロータ9が図
3(a)から3t/2ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯6aがN極及びステータヨーク歯
6bがN極の状態では図3(d)の位置でロータ9はホ
ールド状態になる。これは、図3(b)で説明した理由
のとおりである。
Next, the stator yoke teeth 6b of the stator 2
Is excited from the S pole to the N pole, the S pole of the rotor yoke teeth 12b is attracted to the stator yoke teeth 6b, and the rotor 9 moves rightward in the drawing. FIG. 3D shows a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by 3t / 2 pitches from FIG. 3A. When the stator yoke teeth 6a have the N pole and the stator yoke teeth 6b have the N pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. This is for the reason described with reference to FIG.

【0021】次に、ステータ2のステータヨーク歯6a
をN極からS極に励磁すると、ロータヨーク歯12aの
N極はステータヨーク歯6aに対して吸引となり、ロー
タ9は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図
3(b)から図3(d)(ステップ1からステップ3)
と同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
Next, the stator yoke teeth 6a of the stator 2
Is excited from the N pole to the S pole, the N pole of the rotor yoke teeth 12a is attracted to the stator yoke teeth 6a, and the rotor 9 advances rightward in the drawing. Hereinafter, according to the input pulse, FIG. 3B to FIG. 3D (Step 1 to Step 3)
The same operation as described above is repeated, and step driving is performed.

【0022】尚、本発明の実施例1では、ステータヨー
ク歯6aと6bは同位相で、ロータヨーク歯12aと1
2bの位相差をt/2ピッチにしてあるが、ステータヨ
ーク歯6aと6bの位相差をt/2ピッチにして、ロー
タヨーク歯12aと12bを同位相にしても、同様のス
テップ駆動は可能である。
In the first embodiment of the present invention, the stator yoke teeth 6a and 6b have the same phase, and the rotor yoke teeth 12a and
Although the phase difference of 2b is set to t / 2 pitch, the same step drive is possible even if the phase difference of stator yoke teeth 6a and 6b is set to t / 2 pitch and rotor yoke teeth 12a and 12b are in phase. is there.

【0023】図4は、本発明のステッピングモータの実
施例1のローター9の斜視図である。ロータ9は、ロー
タ軸10にロータ磁石11が固定され、ロータ磁石11
の軸方向両側の面にはロータヨーク12が2個固定さ
れ、ロータヨーク歯12aが突極構造の磁性材で、ロー
タ軸10を中心にして放射状にロータ磁石11の外径方
向に複数個延びている。2個のロータヨーク12のロー
タヨーク歯12a、12bの数は両側で同じである。
FIG. 4 is a perspective view of the rotor 9 of the first embodiment of the stepping motor according to the present invention. The rotor 9 has a rotor magnet 11 fixed to a rotor shaft 10,
Two rotor yokes 12 are fixed to both surfaces in the axial direction, and rotor yoke teeth 12a are magnetic materials having a salient pole structure, and a plurality of rotor yokes 12 extend radially around the rotor shaft 10 in the radial direction of the rotor magnet 11. . The number of rotor yoke teeth 12a, 12b of the two rotor yokes 12 is the same on both sides.

【0024】図5は、本発明のステッピングモータの実
施例1のステータ2の斜視図である。ステータ2は、ス
テータコイル5が軸方向に巻回され、絶縁カバー4で絶
縁固定され、図面裏側の面にはステータリターンヨーク
7が固定され、図面表側の面にはステータヨーク6が固
定されている。ステータヨーク6からは、ステータヨー
ク歯6aが突極構造の磁性材で、ステータ2の中心に向
かって放射状に複数個延びている。図1では、図5のス
テータ2がロータヨーク12とステータヨーク6と空隙
を挟んで対向して2個配置されている。2個のステータ
ヨーク6のステータヨーク歯6aと6bの数は両側で同
じである。
FIG. 5 is a perspective view of the stator 2 of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention. In the stator 2, a stator coil 5 is wound in the axial direction, is insulated and fixed by an insulating cover 4, a stator return yoke 7 is fixed to a surface on the back side of the drawing, and a stator yoke 6 is fixed to a surface on the drawing front side. I have. From the stator yoke 6, a plurality of stator yoke teeth 6a are made of a magnetic material having a salient pole structure and extend radially toward the center of the stator 2. In FIG. 1, two stators 2 shown in FIG. 5 are arranged to face the rotor yoke 12 and the stator yoke 6 with a gap therebetween. The number of stator yoke teeth 6a and 6b of the two stator yokes 6 is the same on both sides.

【0025】図6は、本発明のステッピングモータの実
施例1のステータ2のステータリターンヨーク7を見た
斜視図である。ステータ2のステータリターンヨーク7
は、磁気回路上のリターンヨークなので、単にリング状
で磁性材料になっていればよい。
FIG. 6 is a perspective view showing the stator return yoke 7 of the stator 2 according to the first embodiment of the stepping motor of the present invention. Stator return yoke 7 of stator 2
Is a return yoke on a magnetic circuit, so it is sufficient if it is simply a ring-shaped magnetic material.

【0026】(実施例2)図7は、本発明のステッピン
グモータの実施例2側断面図である。ケース1に取付用
フランジ15が固定され、軸受8が2個ケース1の両端
に固定されている。ステータ2は、軸方向に巻回された
ステータコイル5が絶縁カバー4で絶縁固定され、ステ
ータリターンヨーク7を真ん中に挟んで軸方向両側に2
個固定され、更に軸方向両側の面にはステータヨーク6
が固定されている。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a side sectional view showing Embodiment 2 of a stepping motor according to the present invention. The mounting flange 15 is fixed to the case 1, and two bearings 8 are fixed to both ends of the case 1. The stator 2 includes a stator coil 5 wound in the axial direction, insulated and fixed by an insulating cover 4, and a stator return yoke 7 in the middle, and
And the stator yoke 6 is provided on both sides in the axial direction.
Has been fixed.

【0027】ステータヨーク6は、本発明の第一実施例
の図5に示すようなステータヨーク歯6aが軸方向の空
隙部を挟んで、ロータヨーク12の本発明の第一実施例
の図4に示すようなロータヨーク歯12aと磁気的に対
向している。同様にして、磁気的に対向するステータヨ
ーク歯6aとロータヨーク歯12aとの軸方向の空隙部
は、ステータ2の軸方向反対側にも設けられている。ロ
ータ9は、ロータ軸10に固定されたロータ磁石11の
両側軸方向に、ロータヨーク歯12aが軸方向の空隙部
を挟んで、軸方向両側のステータヨーク6aと磁気的に
2箇所で対向して、且つロータ軸10は軸受8に軸方向
両側2箇所で固定されている。ケース1の軸方向両側の
内周面に固定されているステータ2は、フレキシブル基
板3で2相に結線されてモータ外部に引き出されている
電流供給用端子を有する。
The stator yoke 6 has a stator yoke tooth 6a as shown in FIG. 5 of the first embodiment of the present invention. It is magnetically opposed to the rotor yoke teeth 12a as shown. Similarly, an axial gap between the magnetically opposed stator yoke teeth 6a and the rotor yoke teeth 12a is provided on the opposite side of the stator 2 in the axial direction. In the rotor 9, the rotor yoke teeth 12 a are magnetically opposed to the stator yokes 6 a on both sides in the axial direction in two axial directions on both sides of the rotor magnet 11 fixed to the rotor shaft 10, with a gap in the axial direction interposed therebetween. Further, the rotor shaft 10 is fixed to the bearing 8 at two locations on both sides in the axial direction. The stator 2 fixed to the inner circumferential surfaces on both axial sides of the case 1 has current supply terminals that are connected in two phases by a flexible substrate 3 and are drawn out of the motor.

【0028】図8は、本発明のステッピングモータの実
施例2の図7を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石11は軸方
向に、一方の面はN極にもう一方の面はS極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク12がロータ磁
石11の軸方向一方の面に固定され、ロータ磁石11の
軸方向もう一方の面にはロータリターンヨーク13が固
定されている。ロータヨーク12の一部であるロータヨ
ーク歯12aは突極構造の磁性材料で、軸方向にステー
タヨーク歯6aと空隙を挟んでステータ2の両側に配置
され、且つロータヨーク歯12aは軸方向片側で同極に
なっている。ロータヨーク歯12aと12b及びステー
タヨーク歯6aと6bの位置関係は次のようになる。
FIG. 8 is a developed view of FIG. 7 of the stepping motor according to the second embodiment of the present invention as viewed from the center of the shaft toward the radially outward side of the entire motor. The rotor magnet 11 is magnetized and magnetized in the axial direction, with one surface being N-pole and the other surface being S-pole. A rotor yoke 12 is fixed to one surface of the rotor magnet 11 in the axial direction, and a rotor return yoke 13 is fixed to the other surface of the rotor magnet 11 in the axial direction. The rotor yoke teeth 12a, which are a part of the rotor yoke 12, are made of a magnetic material having a salient pole structure, and are axially arranged on both sides of the stator 2 with a gap between the stator yoke teeth 6a and the rotor yoke teeth 12a having the same pole on one axial side. It has become. The positional relationship between the rotor yoke teeth 12a and 12b and the stator yoke teeth 6a and 6b is as follows.

【0029】図8に示すロータヨーク歯12aと12b
及びステータヨーク歯6aと6bの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをtとした場合、ス
テータヨーク歯6aと6bの位置関係は歯の中心間のピ
ッチがt/2ずれている。ロータヨーク歯12aと12
bの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりロータ
ヨーク歯12aと12bは機械的に同位相の関係にあ
る。
The rotor yoke teeth 12a and 12b shown in FIG.
When the pitch between the center of each of the yoke teeth 6a and 6b and the center without the yoke teeth is t, the positional relationship between the stator yoke teeth 6a and 6b is such that the pitch between the centers of the teeth is shifted by t / 2. ing. Rotor yoke teeth 12a and 12
As for the positional relationship b, the pitch between the centers of the teeth is zero, that is, the rotor yoke teeth 12a and 12b are mechanically in phase.

【0030】図9(a)〜(d)は、本発明のステッピ
ングモータの実施例2のステップ動作の概念図である。
図9(a)は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ロータヨーク歯12aと12bは同位相
で、ステータヨーク歯6aと6bは、図8で説明した様
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをtとした場合、ステータヨーク歯6aと6bの位置
関係は歯の中心間のピッチがt/2ずれている。無通電
の時のステータ2とロータ9の位置関係は、ステータヨ
ーク歯6aとロータヨーク歯12aの中心間のピッチが
t/4ずれていて、この状態でステータ2に対してロー
タ9が安定した位置でとまっている。また、ロータ9の
ロータヨーク歯12aはN極、ロータヨーク歯12bは
N極の極性に磁化されている。
FIGS. 9A to 9D are conceptual diagrams of the step operation of the stepping motor according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9A shows a state in which power is supplied by an input pulse from a non-power supply state. The rotor yoke teeth 12a and 12b have the same phase, and the stator yoke teeth 6a and 6b have the stator yoke teeth 6a when the pitch between the centers of the respective yoke teeth and the center without the yoke teeth is t as described in FIG. And 6b, the pitch between the centers of the teeth is shifted by t / 2. The positional relationship between the stator 2 and the rotor 9 when no power is supplied is such that the pitch between the centers of the stator yoke teeth 6a and the rotor yoke teeth 12a is shifted by t / 4, and the rotor 9 is stable with respect to the stator 2 in this state. Stopped at. The rotor yoke teeth 12a of the rotor 9 are magnetized to have the N pole, and the rotor yoke teeth 12b are magnetized to have the N pole.

【0031】次に、外部からの入力パルスにより通電し
た時、ステータ2のステータヨーク歯6aはN極及びス
テータヨーク歯6bはS極に励磁されれば、ロータヨー
ク歯12aはステータヨーク歯6aと反発し、ロータヨ
ーク歯12bはステータヨーク歯6bに吸引され、結果
的にロータ9は図面右方向に進む。
Next, when the stator yoke teeth 6a of the stator 2 are energized to the N-pole and the stator yoke teeth 6b to the S-pole when energized by an external input pulse, the rotor yoke teeth 12a repel the stator yoke teeth 6a. Then, the rotor yoke teeth 12b are attracted to the stator yoke teeth 6b, and as a result, the rotor 9 advances rightward in the drawing.

【0032】図9(b)は、ロータ9が図9(a)から
t/2ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯6aがN極及びステータヨーク歯6bがS極の状
態では図9(b)の位置でロータ9はホールド状態にな
る。これは、本発明の実施例1で、ロータ9がホールド
状態になる理由を説明してある。
FIG. 9B shows a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by t / 2 pitches from FIG. 9A. When the stator yoke teeth 6a have the N pole and the stator yoke teeth 6b have the S pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. 9B. This explains the reason why the rotor 9 enters the hold state in the first embodiment of the present invention.

【0033】次に、ステータ2のステータヨーク歯6b
をS極からN極に励磁すると、ロータヨーク歯12bの
N極はステータヨーク歯6bに対して反発となり、ロー
タ9は図面右方向に進む。図9(c)は、ロータ9が図
9(a)からtピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯6aがN極及びステータヨーク歯6bが
N極の状態では図9(c)の位置でロータ9はホールド
状態になる。
Next, the stator yoke teeth 6b of the stator 2
Is excited from the S pole to the N pole, the N pole of the rotor yoke teeth 12b repels the stator yoke teeth 6b, and the rotor 9 moves rightward in the drawing. FIG. 9C illustrates a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by t pitches from FIG. 9A. When the stator yoke teeth 6a have the N pole and the stator yoke teeth 6b have the N pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. 9C.

【0034】次に、ステータ2のステータヨーク歯6a
をN極からS極に励磁すると、ロータヨーク歯12aの
N極はステータヨーク歯6aに対して吸引となり、ロー
タ9は図面右方向に進む。図9(d)は、ロータ9が図
9(a)から3t/2ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯6aがS極及びステータヨーク歯
6bがN極の状態では図9(d)の位置でロータ9はホ
ールド状態になる。
Next, the stator yoke teeth 6a of the stator 2
Is excited from the N pole to the S pole, the N pole of the rotor yoke teeth 12a is attracted to the stator yoke teeth 6a, and the rotor 9 advances rightward in the drawing. FIG. 9D shows a state in which the rotor 9 advances rightward in the drawing by 3t / 2 pitches from FIG. 9A. When the stator yoke teeth 6a have the S pole and the stator yoke teeth 6b have the N pole, the rotor 9 is in the hold state at the position shown in FIG. 9D.

【0035】次に、ステータ2のステータヨーク歯6b
をN極からS極に励磁すると、ロータヨーク歯12bの
N極はステータヨーク歯6bに対して吸引され、ロータ
9は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図9
(b)から図9(d)(ステップ1からステップ3)と
同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
Next, the stator yoke teeth 6b of the stator 2
Is excited from the N pole to the S pole, the N pole of the rotor yoke teeth 12b is attracted to the stator yoke teeth 6b, and the rotor 9 moves rightward in the drawing. In the following, according to the input pulse, FIG.
Steps (b) to (d) of FIG. 9 (steps 1 to 3) are repeated to perform step driving.

【0036】尚、本発明の実施例2では、ロータヨーク
歯12aと12bは同位相で、ステータ歯6aと6bの
位相差をt/2ピッチにしてあるが、ロータヨーク歯1
2aと12bの位相差をt/2ピッチにして、ステータ
歯6aと6bを同位相にしても、同様のステップ駆動は
可能である。
In the second embodiment of the present invention, the rotor yoke teeth 12a and 12b have the same phase and the phase difference between the stator teeth 6a and 6b is t / 2 pitch.
The same step driving is possible even when the phase difference between 2a and 12b is set to t / 2 pitch and the stator teeth 6a and 6b are set to the same phase.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明は、軸方向にステータとロータ
のトルク発生空隙部を有するステッピングモータにおい
て、軸方向に同心円状に巻回したステータコイルと、ス
テータコイルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カ
バーの軸方向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心
円状に同じ極性からなる複数個のステータヨーク歯を配
置し、軸方向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁
石の軸方向の少なくとも一つの面には、ステータヨーク
歯に対向して軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数
個のロータヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数
個有する構造としたので下記の効果を有する。
According to the present invention, there is provided a stepping motor having a torque generating gap between a stator and a rotor in an axial direction, a stator coil wound concentrically in an axial direction, an insulating cover in which the stator coil is electrically insulated and fixed, On at least one surface of the insulating cover in the axial direction, a plurality of stator yoke teeth having the same polarity are arranged concentrically in the axial direction, and a permanent magnet uniaxially magnetized in the axial direction and a permanent magnet in the axial direction of the permanent magnet are arranged. At least one surface has a structure having a plurality of torque generating gaps in which a plurality of rotor yoke teeth having the same polarity are arranged concentrically in the axial direction in opposition to the stator yoke teeth, so that the following effects are obtained.

【0038】(1)モータの軸方向のロータとステータ
の空隙部を複数段設ける事によって、モータの直径に対
して軸方向により細長いステッピングモータを作る事が
できる。 (2)ステップ角の小さいモータ、つまり多極のステッ
ピングモータを作る事が出来る。
(1) By providing a plurality of gaps between the rotor and the stator in the axial direction of the motor, a stepping motor elongated in the axial direction with respect to the diameter of the motor can be manufactured. (2) A motor having a small step angle, that is, a multi-pole stepping motor can be manufactured.

【0039】(3)ロータとステータの多極化が可能と
なり、微少ステップ角で最大自起動周波数の高いステッ
ピングモータを作る事ができる。 (4)細長いステッピングモータなので、ロータイナー
シャを小さくする事ができるので、低振動で高応答のス
テッピングモータを作る事ができる。
(3) The number of poles of the rotor and the stator can be increased, and a stepping motor having a small step angle and a high maximum starting frequency can be manufactured. (4) Since it is an elongated stepping motor, the rotor inertia can be reduced, so that a stepping motor with low vibration and high response can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のステッピングモータの実施例1の側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a stepping motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明のステッピングモータの実施例1の図1
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
FIG. 2 is a view showing a stepping motor according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a development view of the entire motor inside from the center of the shaft toward the outside in the radial direction.

【図3】(a)〜(d)は本発明のステッピングモータ
の実施例1のステップ動作の概念図である。
FIGS. 3A to 3D are conceptual diagrams of a step operation of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明のステッピングモータの実施例1のロー
ター9の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a rotor 9 of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明のステッピングモータの実施例1のステ
ータ9の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a stator 9 of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明のステッピングモータの実施例1のステ
ータ9のステータリターンヨーク7を見た斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view of a stator return yoke 7 of the stator 9 according to the first embodiment of the stepping motor of the present invention.

【図7】本発明のステッピングモータの実施例2の側断
面図である。
FIG. 7 is a side sectional view of a stepping motor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明のステッピングモータの実施例2の図7
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
FIG. 8 shows a stepping motor according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a development view of the entire motor inside from the center of the shaft toward the outside in the radial direction.

【図9】(a)〜(d)は本発明のステッピングモータ
の実施例2のステップ動作の概念図である。
FIGS. 9A to 9D are conceptual diagrams of a step operation of the stepping motor according to the second embodiment of the present invention.

【図10】従来のステッピングモータの側断面図であ
る。
FIG. 10 is a side sectional view of a conventional stepping motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケース 2 ステータ 3 フレキシブル基板 4 絶縁カバー 5 ステータコイル 6 ステータヨーク 6a、6b ステータヨーク歯 7 ステータリターンヨーク 8 軸受 9 ロータ 10 ロータ軸 11 ロータ磁石 12 ロータヨーク 12a、12b ロータヨーク歯 13 ロータリターンヨーク 14 カンザ 15 フランジ 101 ボビン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Stator 3 Flexible board 4 Insulation cover 5 Stator coil 6 Stator yoke 6a, 6b Stator yoke tooth 7 Stator return yoke 8 Bearing 9 Rotor 10 Rotor shaft 11 Rotor magnet 12 Rotor yoke 12a, 12b Rotor yoke tooth 13 Rotor return yoke 14 Kanza 15 Flange 101 bobbin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 37/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 37/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軸方向に同心円状に巻回したステータコ
イルと、前記ステータコイルを電気絶縁固定した絶縁カ
バーと、前記絶縁カバーの前記軸方向の一つの面設けら
れた前記軸方向に同心円状の同じ極性からなる複数個の
ステータヨーク歯とから成るステータを配置すると共
に、 前記軸方向にユニポール着磁した永久磁石と、前記永久
磁石の前記軸方向の一つの面に設けられ、かつ前記ステ
ータヨーク歯に対向する前記軸方向に同心円状の同じ極
性からなる複数個のロータヨーク歯とから成るロータと
を配置し、 前記軸方向に前記ステータと前記ロータとのトルク発生
空隙部を複数個有することを特徴とするステッピングモ
ータ。
1. A stator coil wound concentrically in an axial direction, an insulating cover in which the stator coil is electrically insulated and fixed, and an axially concentric circular shape provided on one surface of the insulating cover in the axial direction. A stator having a plurality of stator yoke teeth having the same polarity, a permanent magnet unipolarly magnetized in the axial direction, and a stator provided on one surface of the permanent magnet in the axial direction; and A rotor comprising a plurality of rotor yoke teeth concentric in the axial direction and having the same polarity facing the yoke teeth is disposed, and a plurality of torque generating gaps between the stator and the rotor are provided in the axial direction. A stepping motor.
【請求項2】 請求項1記載のステッピングモータであ2. The stepping motor according to claim 1, wherein
って、What 前記ロータの両端に前記トルク発生空隙部を介して前記At both ends of the rotor through the torque generating gap,
ステータが配置されていることを特徴とするステッピンSteppin, wherein a stator is arranged
グモータ。Gmorta.
【請求項3】 請求項1記載のステッピングモータであ3. The stepping motor according to claim 1, wherein
って、What 前記ステータの両端に前記トルク発生空隙部を介して前At both ends of the stator through the torque generating gap
記ロータが配置されていることを特徴とするステッピンStepping, wherein the rotor is arranged.
グモータ。Gmorta.
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