JP3432295B2 - Linear / rotary combined stepping motor - Google Patents
Linear / rotary combined stepping motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、リニア・ロータリ複合
型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 linear rotary composite type stepping motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種のモータとしては、米国特
許第5,093,596号公報(発明の名称:結合型リ
ニア・ロータリ直接駆動ステップモータ)に円筒状の3
相VR型リニアパルスモータ部分と、ハイブリッド型3
相ロータリステップモータ部分またはVR型3相ロータ
リステップモータ部分とを軸方向に並べて配置し、それ
ぞれ出力軸を共通にしてひとつのハウジング内に収容し
たものが開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a motor of this type, a cylindrical three motor is used in U.S. Pat. No. 5,093,596 (Title of the invention: Combined linear rotary direct drive step motor).
Phase VR type linear pulse motor part and hybrid type 3
It is disclosed that a phase rotary step motor part or a VR type three-phase rotary step motor part is arranged side by side in the axial direction, and the output shafts are commonly housed in one housing.
【0003】しかしながら、これらは次のような欠点が
あった。However, these have the following drawbacks.
【0004】(1) 前記リニアモータ部とロータリモ
ータ部を軸方向にならべて配置するため、軸方向の長さ
が長くなる。(1) Since the linear motor portion and the rotary motor portion are arranged side by side in the axial direction, the length in the axial direction becomes long.
【0005】(2) 前記リニアモータ部の固定子は、
固定子鉄板とスペーサ鉄板とを交互に積層した構成とな
っており、固定子鉄心の製作にあたっては、2種類の鉄
板を交互に積層しなければならず、また、前記固定子鉄
板は各突極の先端部をひとつおきに曲げ加工しなければ
ならず、容易に固定子鉄心を製作することができない。(2) The stator of the linear motor section is
The stator iron plates and the spacer iron plates are alternately laminated, and when manufacturing the stator core, two types of iron plates must be alternately laminated, and the stator iron plates are each salient poles. It is necessary to bend every other tip of the stator, so that the stator core cannot be easily manufactured.
【0006】(3) 鉄板の種類として、前記ロータリ
モータ部の固定子鉄板と、リニアモータ部の固定子鉄板
およびスペーサ鉄板の3種類が必要になる。(3) Three types of iron plates are required: the stator iron plate of the rotary motor part, the stator iron plate of the linear motor part, and the spacer iron plate.
【0007】(4) リニアモータ部の固定子と前記ロ
ータリモータ部の固定子の2個が必要であり、巻線・結
線作業を別々に行った後、前記2つの固定子を軸方向に
組み合わせる必要があるためモータ全体の組立作業性が
悪い。(4) Two stators of the linear motor section and the stator of the rotary motor section are required, and after the winding and connecting work are performed separately, the two stators are combined in the axial direction. Since it is necessary, the workability of assembling the entire motor is poor.
【0008】このため、これらの欠点を解消するリニア
・ロータリ複合型ステッピングモータが、本発明者によ
ってすでに提案されており、次のように開示されてい
る。For this reason, a linear rotary composite type stepping motor which solves these drawbacks has been already proposed by the present inventor and is disclosed as follows.
【0009】すなわち、内側に向かって放射状に配設さ
れた複数個の突極であって、該突極は、その内周面に、
軸方向に複数個の第1の固定子小歯が形成された突極
と、円周方向に複数個の第2の固定子小歯が形成された
突極との2種類を備えた固定子鉄心を有する固定子と、
該固定子内に軸方向に移動自在で、しかも回転方向にも
回動自在に支持されるとともに、その外周面に前記第
1,第2の固定子小歯に対向して軸方向および円周方向
にそれぞれ等ピッチで複数個の移動子小歯が形成された
移動子鉄心を有する移動子とを備えてなるリニア・ロー
タリ複合型ステッピングモータであり、更に次のとおり
である。That is, there are a plurality of salient poles radially arranged toward the inside, and the salient poles are provided on the inner peripheral surface thereof.
A stator having two types of salient poles having a plurality of first stator small teeth formed in the axial direction and salient poles having a plurality of second stator small teeth formed in the circumferential direction. A stator having an iron core,
The stator is movably supported in the axial direction and rotatably in the rotation direction, and has an outer peripheral surface facing the first and second stator small teeth in the axial direction and the circumference. A linear-rotary composite stepping motor comprising a mover having a mover iron core in which a plurality of mover small teeth are formed at equal pitches in each direction, and is as follows.
【0010】前記固定子鉄心は、前記突極の内周面に軸
方向に前記第1の固定子小歯を形成させるために、該小
歯の歯先部を形成する突極部と歯底部を形成する突極部
とが所定配置された固定子鉄板を、相数、突極数および
前記所定配置で決まる所定角度で回転積層することによ
り形成されるようにしている。(特願平5ー290176号)In order to form the first stator small teeth on the inner peripheral surface of the salient pole in the axial direction, the stator core has a salient pole portion and a tooth bottom portion forming a tooth tip portion of the small tooth. And a salient pole portion forming a stator iron plate, which are arranged in a predetermined manner, are rotationally laminated at a predetermined angle determined by the number of phases, the number of salient poles, and the predetermined arrangement. (Japanese Patent Application No. 5-290176)
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成のリニア・ロータリ複合型ステッピングモータの場
合、次のような問題点があった。However, the linear rotary composite type stepping motor having the above structure has the following problems.
【0012】(1) 移動子鉄心の外周面には、前記第
1、第2の固定子小歯に対向して軸方向および円周方向
にそれぞれ等ピッチで複数個の移動子小歯が形成される
構成のため、前記移動子鉄心を2種類の移動子鉄板の積
層以外の方法、例えば切削加工などの機械加工で製作し
ようとした場合には加工が難しい。(1) On the outer peripheral surface of the mover iron core, a plurality of mover small teeth are formed facing the first and second stator small teeth at equal pitches in the axial direction and the circumferential direction, respectively. Due to this structure, it is difficult to manufacture the mover core by a method other than stacking two types of mover iron plates, for example, by machining such as cutting.
【0013】(2) 移動子鉄心の軸方向の長さをリニ
アモータ部とロータリモータ部とに分けて考えた場合、
前記移動子小歯は軸方向および円周方向に均等に配設さ
れているため、ほぼ同じ長さに設定されていることにな
る。すなわち、移動子のリニアモータ部とロータリモー
タ部の割合を任意に設定できない。(2) When the axial length of the mover core is divided into the linear motor portion and the rotary motor portion,
Since the mover small teeth are evenly arranged in the axial direction and the circumferential direction, they are set to have substantially the same length. That is, the ratio of the linear motor section to the rotary motor section of the mover cannot be set arbitrarily.
【0014】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、前記固定子鉄板を共通
化できるとともに、移動子のリニアモータ部とロータリ
モータ部の割合を任意に設定でき、かつモータ全体の組
立作業性の優れたリニア・ロータリ複合型ステッピング
モータを提供することにある。The present invention has been made in view of the above points.
The purpose is to eliminate the above-mentioned problems, to make the stator iron plate common, and to set the ratio of the linear motor part and the rotary motor part of the mover arbitrarily, and to make the linear motor excellent in assembly workability of the entire motor. It is to provide a rotary composite type stepping motor.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
の本発明の構成は、内側に向かって放射状に配設された
複数個の突極であって、該突極は、その内周面に、軸方
向に複数個の第1の固定子小歯が形成された突極と、円
周方向に複数個の第2の固定子小歯が形成された突極と
の2種類を備えた固定子鉄心を有する固定子と、該固定
子内に軸により、軸方向に移動自在で、しかも回転方向
にも回動自在に支持されるとともに、軸方向に配設され
た複数個の移動子鉄心であって、その外周面に、前記第
1の固定子小歯に対向して軸方向に等ピッチで複数個の
第1の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄心と、前
記第2の固定子小歯に対向して円周方向に等ピッチで複
数個の第2の移動子小歯が形成された第2の移動子鉄心
との2種類を有する移動子とを備えてなるリニア・ロー
タリ複合型ステッピングモータであり、更に次のとおり
である。The structure of the present invention for solving the above-mentioned problems is a plurality of salient poles arranged radially inward, and the salient poles have inner circumferential surfaces. And a salient pole having a plurality of first stator small teeth formed in the axial direction and a salient pole having a plurality of second stator small teeth formed in the circumferential direction. A stator having a stator iron core, and a plurality of movers axially movable and axially supported by a shaft in the stator and arranged in the axial direction. A first mover iron core, which is an iron core and has a plurality of first mover small teeth formed on the outer peripheral surface thereof so as to face the first stator small teeth at an equal pitch in the axial direction, There are two types: a second stator core in which a plurality of second stator small teeth are formed at equal pitches in the circumferential direction facing the second stator small teeth. A combined linear-rotary stepping motor comprising a movable element, is as further described below.
【0016】前記固定子鉄心は、リニアモータ部の相数
をmとするとき、軸方向には歯ピッチcmt0の前記第
1の固定子小歯が形成されるとともに、前記第1の固定
子小歯が形成されるckm個の前記固定子突極間では、
ある突極の前記第1の固定子小歯を基準とした場合、他
の前記突極の前記第1の固定子小歯は前記移動子の移動
方向に(d/2m)cmt0のずれが生じるcm個の前
記突極を1組とする突極組がk組形成されるリニア・ロ
ータリ複合型ステッピングモータである。[0016] Before SL stator core, when the number of phases of a linear motor portion is m, with axially said first stator teeth of the tooth pitch cmt 0 is formed, the first fixed between ckm number of said stator salient poles child small teeth are formed,
If relative to the first stator teeth of a certain salient pole, is the first stator teeth of other of said salient poles deviation of (d / 2m) cmt 0 in the movement direction of the mover A linear roll is formed in which k sets of salient poles, each of which is one of the generated cm salient poles, are formed .
It is a rotary composite type stepping motor .
【0017】ただし、cはmが奇数のときはc=1、m
が偶数のときはc=2であり、t 0 は鉄板の板厚、kは
1以上の整数、dは1≦d≦2m−1を満足する(cm
−1)個の互いに異なる整数とする。 However, c is c = 1, m when m is an odd number.
Is an even number, c = 2, t 0 is the thickness of the iron plate, and k is
An integer of 1 or more, d satisfies 1 ≦ d ≦ 2m−1 (cm
-1) Let them be different integers.
【0018】前記固定子は、mをリニアモータ部および
ロータリモータ部のそれぞれの相数、kを1以上の整数
とするとき、内側に向かって等ピッチ角度で配設された
2km個の前記突極を有し、前記突極は軸方向に前記第
1の固定子小歯が形成された突極と、円周方向に前記第
2の固定子小歯が形成された突極とが交互に配置された
固定子鉄心と、軸方向には前記第1の固定子小歯の歯ピ
ッチに対応した歯ピッチで複数個の前記第1の移動子小
歯が形成された前記第1の移動子鉄心と、円周方向には
Zr個の前記第2の移動子小歯が形成された前記第2の
移動子鉄心と、一対の前記第1、第2の移動子鉄心の中
間に挟持され、軸方向に着磁された永久磁石とを備え、
前記永久磁石によりN極およびS極に磁化される前記第
1および第2の移動子鉄心はそれぞれ同数であるととも
に、前記第2の移動子小歯の歯数Zrは、次の関係を満
足するように構成されたリニア・ロータリ複合型ステッ
ピングモータである。 In the stator, m is a linear motor unit and
Number of each phase of rotary motor part, k is an integer of 1 or more
When, and arranged at an equal pitch angle toward the inside
It has 2 km of the salient poles, and the salient poles are axially aligned with the first pole.
No. 1 stator salient pole is formed, and
Two stator small teeth and salient poles formed with them were arranged alternately
The stator iron core and the tooth pin of the first stator small tooth in the axial direction.
A plurality of the first moving elements with a tooth pitch corresponding to the switch.
In the circumferential direction, the first mover iron core with teeth is formed.
Zr number of the second mover small teeth formed on the second
Inside the mover core and the pair of first and second mover cores
And a permanent magnet that is sandwiched between and magnetized in the axial direction,
The first magnet which is magnetized to the N pole and the S pole by the permanent magnet
The number of the first and second moving iron cores is the same, and
In addition, the number of teeth Zr of the second mover small teeth satisfies the following relationship.
Combined linear / rotary composite step
It is a ping motor.
【0019】Zr=k(mb+a)、ただし、bは1以
上の整数、aはmが偶数のとき1≦a<2mを満足する
奇数であり、mが奇数のとき1≦a<mまたはm≦a<
2mを満足する整数である。 Zr = k (mb + a), where b is 1 or less
The above integer, a satisfies 1 ≦ a <2m when m is an even number
It is an odd number, and when m is an odd number, 1 ≦ a <m or m ≦ a <
It is an integer that satisfies 2 m.
【0020】前記移動子が、リニアモータ用としての1
個の前記第1の移動子鉄心と、ロータリモータ用として
の1個の前記第2の移動子鉄心とを一体的に形成した移
動子鉄心2組を一対の移動子鉄心とし、該一対の移動子
鉄心を、前記移動子の軸方向の中心に対して上下方向に
対称的に前記軸に配設するとともに、該一対の移動子鉄
心間に挟持され軸方向に着磁された永久磁石を配設して
なるリニア・ロータリ複合型ステッピングモータであ
る。 The moving element is for a linear motor.
For the first mover iron core and a rotary motor
Of one of the second mover iron cores
Two pairs of moving element cores are used as a pair of moving element cores, and the pair of moving elements
Move the iron core vertically with respect to the axial center of the mover.
The pair of mover irons are arranged symmetrically with respect to the shaft.
A permanent magnet is sandwiched between the cores and magnetized in the axial direction.
It is a linear rotary compound type stepping motor
It
【0021】前記固定子は、mをリニアモータ部の相
数、nをロータリモータ部の相数とするとき、内側に向
かって配設された2(m+n)個の前記突極を有し、前
記突極は軸方向に前記第1の固定子小歯が形成された相
隣り合う2個の突極よりなる突極対がm組と、円周方向
に前記第2の固定子小歯が形成された相隣り合う2個の
突極よりなる突極対がn組とからなる固定子鉄心を有す
るリニア・ロータリ複合型ステッピングモータである。 In the stator, m is the phase of the linear motor unit.
Number, n is the number of phases of the rotary motor,
Having 2 (m + n) salient poles previously arranged,
The salient pole is a phase in which the first stator small teeth are formed in the axial direction.
Circumferential direction with m pairs of salient pole pairs consisting of two adjacent salient poles
The two adjacent stator small teeth are formed on the two adjacent
It has a stator core consisting of n pairs of salient pole pairs consisting of salient poles.
This is a linear / rotary combined stepping motor.
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【作用】前記のように構成されたリニア・ロータリ複合
型ステッピングモータは、外周面に軸方向に等ピッチで
複数個の第1の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄
心と、円周方向に等ピッチで第2の移動子小歯が形成さ
れた第2の移動子鉄心の2種類を有する構成、またはひ
とつの移動子鉄心に、軸方向に等ピッチで複数個の第1
の移動子小歯が形成された部分と、円周方向に等ピッチ
で複数個の第2の移動子小歯が形成された部分を軸方向
に配設した構成であるので、切削加工などの機械加工に
よる製作が容易になるとともに、前記2種類の移動子鉄
心の長さ、または前記2種類の部分の長さを任意に設定
することができる。換言すれば、移動子のリニアモータ
部とロータリモータ部の割合を任意に設定することがで
きる。The linear / rotary composite type stepping motor configured as described above has a first mover iron core having a plurality of first mover small teeth formed on the outer peripheral surface at equal pitches in the axial direction, A configuration having two types of second mover cores in which second mover small teeth are formed at equal pitches in the circumferential direction, or one mover core has a plurality of first mover cores at equal pitches in the axial direction.
Since the portion in which the mover small teeth are formed and the portion in which the plurality of second mover small teeth are formed at the same pitch in the circumferential direction are arranged in the axial direction, the cutting work, etc. Manufacturing by machining is facilitated, and the lengths of the two types of mover iron cores or the lengths of the two types of portions can be arbitrarily set. In other words, the ratio of the linear motor section to the rotary motor section of the mover can be set arbitrarily.
【0025】[0025]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図1は、本発明のリニア・
ロータリ複合型ステッピングモータの一実施例を示す縦
断面図、図2および図3は、図1のそれぞれII−II線お
よびIII-III 線による横断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the linear
FIG. 2 and FIG. 3 are longitudinal sectional views showing an embodiment of a rotary composite type stepping motor, and FIG. 2 and FIG. 3 are transverse sectional views taken along line II-II and line III-III of FIG. 1, respectively.
【0026】本実施例のステッピングモータは、相数
m、整数k、b、aの各数値が、m=5、k=1、b=
14、a=2、したがって突極数2km=10、移動子
の円周方向の小歯数Zr=k(mb+a)=72であ
る。In the stepping motor of this embodiment, the number of phases m and the numerical values of integers k, b and a are m = 5, k = 1, b =
14, a = 2, so the number of salient poles is 2 km = 10, and the number of small teeth Zr = k (mb + a) = 72 of the moving element in the circumferential direction.
【0027】図1ないし図3において、固定子1の固定
子鉄心10に内側に向かって放射状に配設された10個
の突極11,12,13,14,15,16,17,1
8,19,20のうち、突極11,13,15,17,
19の内周面には軸方向に複数の第1の固定子小歯24
(歯先部24a,歯底部24b)が等ピッチで形成され
ており、突極12,14,16,18,20の内周面に
は円周方向に複数の第2の固定子小歯25(歯先部25
a,歯先部25b)が等ピッチで形成されている。ま
た、前記突極11,12,13,……20にはそれぞれ
固定子巻線W1,W2,W3,……W10が各別に巻回
されている。1 to 3, ten salient poles 11, 12, 13, 14, 15, 15, 16, 17, 1 radially arranged inwardly on the stator core 10 of the stator 1 are shown in FIGS.
Of the 8, 19, 20 salient poles 11, 13, 15, 17,
A plurality of first stator small teeth 24 are axially formed on the inner peripheral surface of 19.
A plurality of second stator small teeth 25 are circumferentially formed on the inner peripheral surfaces of the salient poles 12, 14, 16, 18, and 20 (tooth tips 24a, tooth bottoms 24b) at equal pitches. (Tooth tip 25
a, the tooth tips 25b) are formed at equal pitches. Further, stator windings W1, W2, W3, ... W10 are separately wound around the salient poles 11, 12, 13 ,.
【0028】固定子1は、エンドブラケット3と4によ
り、図示しないねじ等でねじ止めすることにより支持さ
れる。他方、固定子1内にある移動子2は、前記エンド
ブラケット3と4により、軸受5,6を介して軸方向に
移動自在に、そして回転方向にも回動自在に支持され
る。そして、該移動子2には、軸21上に、軸方向に等
ピッチで複数個の第1の移動子小歯27(歯先部27
a,歯先部27b)が形成されたリニアモータ用第1の
移動子鉄心22aと、円周方向に等ピッチでZr個の第
2の移動子小歯28(歯先部28a,歯先部28b)が
形成されたロータリモータ用第2の移動子鉄心22cと
が一体的に形成された鉄心と、同様に、他の前記第1、
第2移動子鉄心22bと22dとが一体的に形成された
鉄心とを一対とし、該一対の鉄心を対称的に配設、固着
するとともに、該一対の鉄心の中間に挟持され、かつ軸
方向に着磁されたリング状の永久磁石23が配設、固着
されている。The stator 1 is supported by the end brackets 3 and 4 by being screwed with screws (not shown). On the other hand, the mover 2 in the stator 1 is supported by the end brackets 3 and 4 via the bearings 5 and 6 so as to be movable in the axial direction and also rotatable in the rotating direction. The moving element 2 includes a plurality of first moving element small teeth 27 (tooth tips 27 on the shaft 21 at equal pitches in the axial direction).
a, a first mover iron core 22a for a linear motor in which tooth tips 27b) are formed, and Zr second mover small teeth 28 (tooth tips 28a, tooth tips) at equal pitches in the circumferential direction. 28b) is formed integrally with the second mover iron core 22c for a rotary motor, and the other first,
A pair of second moving iron cores 22b and 22d are integrally formed, and the pair of iron cores are symmetrically arranged and fixed, and are sandwiched between the pair of iron cores in the axial direction. A magnetized ring-shaped permanent magnet 23 is disposed and fixed.
【0029】すなわち、前記第1の移動子鉄心22a,
22bの外周面には、前記第1の固定子小歯24に対向
して軸方向に等ピッチで、複数個の前記第1の移動子小
歯27(歯先部27a,歯先部27b)が形成されてお
り、前記第2の移動子鉄心22c,22dの外周面に
は、前記第2の固定子小歯25に対向して円周方向に等
ピッチで、Zr個の前記第2の移動子小歯28(歯先部
28a,歯先部28b)が形成されている。このため、
前記第1、第2の移動子鉄心22a,22cまたは他の
前記第1、第2の移動子鉄心22b,22dは、それぞ
れひとつの移動子鉄心に形成してもよいし、別個に形成
した鉄心を接着などにより一体的に形成してもよい。That is, the first mover iron core 22a,
On the outer peripheral surface of 22b, a plurality of first mover small teeth 27 (tooth tip portion 27a, tooth tip portion 27b) are arranged at an equal pitch in the axial direction facing the first stator tooth teeth 24. Are formed on the outer peripheral surfaces of the second mover iron cores 22c and 22d so as to face the second stator small teeth 25 at equal pitches in the circumferential direction, and Zr second second stator cores 22c and 22d are formed. The mover small teeth 28 (tips 28a, 28b) are formed. For this reason,
The first and second mover iron cores 22a and 22c or the other first and second mover iron cores 22b and 22d may be respectively formed in one mover iron core or separately formed iron cores. May be integrally formed by adhesion or the like.
【0030】図4は、移動子鉄心の前記第1、第2の移
動子鉄心22a,22bと22c,22dの外周面に形
成されている第1、第2の移動子小歯27と28の様子
(形状)を固定子1の側からみた展開図であり、ハッチ
ングのある部分が歯先部27aと28a、ハッチングの
ない部分が歯底部27bと28bを示す。前記第2の移
動子小歯28の円周方向の歯ピッチ角度τは、τ=(3
60/Zr)度であり、前記永久磁石23を挟んで対向
している2個の前記第2の移動子鉄心22cと22dと
の間では、円周方向に互いにτ/2ずらして組み合わせ
てある。FIG. 4 shows the first and second mover small teeth 27 and 28 formed on the outer peripheral surfaces of the first and second mover cores 22a, 22b and 22c, 22d of the mover core. It is a development view of the state (shape) as seen from the side of the stator 1. Hatched portions show tooth tips 27a and 28a, and unhatched portions show tooth bottoms 27b and 28b. The tooth pitch angle τ in the circumferential direction of the second movable child teeth 28 is τ = (3
60 / Zr), and the two second mover iron cores 22c and 22d facing each other with the permanent magnet 23 sandwiched therebetween are combined by being displaced from each other by τ / 2 in the circumferential direction. .
【0031】また、前記移動子2に配設された前記永久
磁石23の軸方向の長さは、図1から分かるように、前
記第1の移動子鉄心22aに配設された第1の移動子小
歯27と他の前記第1の移動子鉄心22bに配設された
第1の移動子小歯27とが互いに軸方向に歯ピッチτ0
の1/2ずれるように設定されている。すなわち、前記
第1の移動子鉄心22aに配設された第1の移動子小歯
27の歯先部27aが前記固定子小歯24の歯先部24
aと対向しているとき、他の前記第1の移動子鉄心22
bに配設された前記第1の移動子小歯27の歯先部27
aは前記固定子小歯24の歯底部24bと対向してい
る。As can be seen from FIG. 1, the axial length of the permanent magnet 23 arranged on the moving element 2 is the first movement provided on the first moving element core 22a. The child small teeth 27 and the first mover small teeth 27 arranged on the other first mover iron core 22b are axially tooth pitch τ 0.
It is set to deviate by 1/2. That is, the addendum portions 27a of the first mover small teeth 27 disposed on the first mover iron core 22a are replaced by the addendum portions 24 of the stator small teeth 24.
When facing the a, the other first moving iron core 22
tooth tip portion 27 of the first movable child small tooth 27 disposed at b.
The a is opposed to the tooth bottom portion 24b of the stator small tooth 24.
【0032】図5は、移動子2の鉄心の形状を示す斜視
図である。すなわち、円周方向に前記第2の移動子小歯
28が形成された前記第2の移動子鉄心22c,22d
と軸方向に前記第1の移動子小歯27が形成された前記
第1の移動子鉄心22a,22bとが軸方向に配設され
ている。FIG. 5 is a perspective view showing the shape of the iron core of the mover 2. That is, the second mover iron cores 22c, 22d in which the second mover small teeth 28 are formed in the circumferential direction.
And the first mover iron cores 22a and 22b formed with the first mover small teeth 27 in the axial direction are arranged in the axial direction.
【0033】図6は、移動子2の鉄心の他の例を示す縦
断面図である。図6において、軸方向に複数個の前記第
1の移動子小歯27がそれぞれ形成された2個の前記第
1の移動子鉄心22a,22bと、前記2個の第1の移
動子鉄心22a,22b間に挟持され、軸方向に着磁さ
れた永久磁石23aとでリニアモータ用移動子部を構成
するとともに、円周方向に複数個の前記第2の移動子小
歯28がそれぞれ形成された2個の前記第2の移動子鉄
心22c,22dと、前記2個の第2の移動子鉄心22
c,22d間に挟持され、軸方向に着磁された永久磁石
23bとでロータリモータ用移動子部を構成している。
そして前記リニアモータ用移動子部とロータリモータ用
移動子部は、前記軸21上に配設、固着されるととも
に、非磁性材からなるスペーサ29を挟んで前記軸21
上に配設されている。FIG. 6 is a vertical sectional view showing another example of the iron core of the moving element 2. In FIG. 6, two first mover iron cores 22a, 22b each having a plurality of first mover small teeth 27 formed in the axial direction, and two first mover iron cores 22a , 22b, and a permanent magnet 23a magnetized in the axial direction constitutes a linear motor moving part, and a plurality of second moving small teeth 28 are formed in the circumferential direction. Two second mover iron cores 22c and 22d, and two second mover iron cores 22
The rotary motor moving part is constituted by the permanent magnet 23b which is sandwiched between c and 22d and is magnetized in the axial direction.
The linear motor moving element and the rotary motor moving element are arranged and fixed on the shaft 21, and the shaft 21 is sandwiched by a spacer 29 made of a non-magnetic material.
It is located above.
【0034】図7(a)および図7(b)は、前記固定
子鉄心10を形成する固定子鉄板30の一例を示したも
ので、図7(b)は図7(a)のA部の拡大図である。
図7(a)において、固定子鉄板30の突極部P5とP
9とは内半径寸法の小さい突極部であり、軸方向の第1
の固定子小歯24の歯先部24aを形成する突極部であ
る。また、突極部P1とP3とP7とは、内半径寸法の
大きい突極部であり、軸方向の第1の固定子小歯24の
歯底部24bを形成する突極部である。突極部P2,P
4,P6,P8,P10は円周方向の第2の固定子小歯
25を形成する突極部であり、該各突極部P2,P4,
P6,P8,P10の中心線は円周方向に(360/k
m)度、すなわち72度の等ピッチで配設され、そして
該各突極部にはそれぞれ6枚の第2の固定子小歯25
が、各突極部の中心線に対して対称的に配設されてい
る。FIGS. 7 (a) and 7 (b) show an example of the stator iron plate 30 forming the stator core 10. FIG. 7 (b) is a portion A of FIG. 7 (a). FIG.
In FIG. 7A, the salient pole portions P5 and P of the stator iron plate 30 are
Reference numeral 9 is a salient pole portion having a small inner radius, which is the first axial portion.
3 is a salient pole portion forming a tooth tip portion 24a of the stator small tooth 24 of FIG. The salient pole portions P1, P3, and P7 are salient pole portions having a large inner radius dimension, and are salient pole portions forming the tooth bottom portion 24b of the first stator small tooth 24 in the axial direction. Salient poles P2, P
4, P6, P8, and P10 are salient pole portions forming the second stator small teeth 25 in the circumferential direction, and each salient pole portion P2, P4,
The center lines of P6, P8, and P10 are circumferential (360 / k
m), i.e., 72 degrees, at equal pitches, and each of the salient pole portions has six second stator small teeth 25.
Are arranged symmetrically with respect to the center line of each salient pole portion.
【0035】図8は、前記固定子鉄板30を、1枚ごと
に前記突極部P2,P4,P6,P8,P10の等ピッ
チ角度(72度)の2倍、すなわち144度ずつ回転し
ながら積層したときに形成される突極11,12,1
3,……20の第1および第2の固定子小歯24,25
の様子(形状)を移動子2側からみた展開図である。ハ
ッチングのある部分が歯先部24aおよび25a、ハッ
チングのない部分が歯底部24b,25bを示す。FIG. 8 shows that each stator iron plate 30 is rotated twice, that is, twice the equal pitch angle (72 degrees) of the salient pole portions P2, P4, P6, P8 and P10, that is, 144 degrees each. Salient poles 11, 12, 1 formed when laminated
3, ... 20 first and second stator teeth 24, 25
3 is a development view of the state (shape) of FIG. The hatched portions indicate the tooth tips 24a and 25a, and the non-hatched portions indicate the tooth bottom portions 24b, 25b.
【0036】ところで、前記移動子2の前記第2の移動
子鉄心22c,22dの円周方向の移動子小歯数Zr
が、Zr=k(mb+a)、ただしbは1以上の整数、
aは、mが偶数のとき1≦a<2mを満足する奇数であ
り、mが奇数のとき1≦a<mまたはm<a<2mを満
足する整数とするという条件を満足する場合には、円周
方向に第2の固定子小歯25を有する固定子鉄板30の
突極部P2,P4,P6,P8,P10は、前記のよう
に均等配置できるため、72度の整数倍の角度で回転積
層が可能となる。By the way, the number of small teeth Zr of the mover 2 in the circumferential direction of the second mover iron cores 22c and 22d is Zr.
Is Zr = k (mb + a), where b is an integer of 1 or more,
a is an odd number that satisfies 1 ≦ a <2m when m is an even number, and is an integer that satisfies 1 ≦ a <m or m <a <2m when m is an odd number. , The salient pole portions P2, P4, P6, P8, P10 of the stator iron plate 30 having the second stator small teeth 25 in the circumferential direction can be evenly arranged as described above, and therefore the angle is an integral multiple of 72 degrees. With this, rotary lamination becomes possible.
【0037】そして、突極12の第2の固定子小歯25
が円周方向の移動子小歯26と丁度対向しているとき、
突極14の第2の固定子小歯25は移動子小歯26に対
し歯ピッチτの2/5ずれており、突極16の第2の固
定子小歯25は歯ピッチτの4/5ずれており、突極1
8の第2の固定子小歯25は歯ピッチτの6/5すなわ
ち1/5ずれており、突極20の第2の固定子小歯25
は歯ピッチτの8/5すなわち3/5ずれている。した
がって、図9のように固定子巻線W2をA相、固定子巻
線W8をB相、固定子巻線W4をC相、固定子巻線W1
0をD相、固定子巻線W6をE相とすることにより、基
本ステップ角は歯ピッチτの1/10度、すなわち0.
5度のロータリ5相ステッピングモータを構成できる。Then, the second stator small teeth 25 of the salient pole 12
Is exactly opposite to the rotor small tooth 26 in the circumferential direction,
The second stator small teeth 25 of the salient poles 14 are offset by 2/5 of the tooth pitch τ with respect to the mover small teeth 26, and the second stator small teeth 25 of the salient poles 16 are 4 / of the tooth pitch τ. 5 offset, salient pole 1
The second stator small tooth 25 of No. 8 is displaced by 6/5 of the tooth pitch τ, that is, 1/5, and the second stator small tooth 25 of the salient pole 20 is
Is 8/5 of the tooth pitch τ, that is, 3/5. Therefore, as shown in FIG. 9, the stator winding W2 is the A phase, the stator winding W8 is the B phase, the stator winding W4 is the C phase, and the stator winding W1.
0 is the D phase and the stator winding W6 is the E phase, the basic step angle is 1/10 of the tooth pitch τ, that is, 0.
A 5-degree rotary 5-phase stepping motor can be constructed.
【0038】また、前記固定子鉄板30の厚さをt0 と
し、該鉄板30を前記のように144度で回転積層する
ことにより、図8のとおり、各固定子突極11,13,
15,17,19には軸方向の歯ピッチがm・t0 すな
わち5t0 、歯先部24aの歯厚が2t0 の軸方向の第
1の固定子小歯24が形成される。しかも突極11を基
準にしたとき、突極13の該第1の固定子小歯24のず
れは歯ピッチの2/5、突極15の該小歯24のずれは
歯ピッチの4/5、突極17の該小歯24のずれは歯ピ
ッチの6/5すなわち1/5、突極19の該小歯24の
ずれは歯ピッチの8/5すなわち3/5である。したが
って、図9のように固定子巻線W1をA相、固定子巻線
W7をB相、固定子巻線W3をC相、固定子巻線W9を
D相、固定子巻線W5をE相とすることにより、基本移
動量t0 /2のリニア5相ステッピングモータを構成で
きる。Further, the thickness of the stator iron plate 30 is set to t 0 , and the iron plates 30 are rotationally laminated at 144 degrees as described above, so that the stator salient poles 11, 13,
15, 17, 19 are formed with first axial stator small teeth 24 having an axial tooth pitch of m · t 0, that is, 5t 0 and a tooth tip 24a having a tooth thickness of 2t 0 . Moreover, when the salient pole 11 is used as a reference, the deviation of the first stator small teeth 24 of the salient pole 13 is 2/5 of the tooth pitch, and the deviation of the small tooth 24 of the salient pole 15 is 4/5 of the tooth pitch. The shift of the small teeth 24 of the salient pole 17 is 6/5, that is, 1/5 of the tooth pitch, and the shift of the small teeth 24 of the salient pole 19 is 8/5, that is, 3/5 of the tooth pitch. Therefore, as shown in FIG. 9, the stator winding W1 is A phase, the stator winding W7 is B phase, the stator winding W3 is C phase, the stator winding W9 is D phase, and the stator winding W5 is E. with phase, it can be constructed of a basic amount of movement t 0/2 linear five-phase stepping motor.
【0039】したがって、リニア・ロータリ複合型5相
ステッピングモータが構成でき、それぞれを個別に駆動
制御することができる。Therefore, a linear / rotary composite type five-phase stepping motor can be constructed, and each of them can be individually driven and controlled.
【0040】また、前記固定子鉄心10は、前記固定子
鉄板30を144度回転積層する代りに、次のようにし
て形成することもできる。すなわち、図10(a)〜
(e)は、前記固定子鉄心10の軸方向に第1の固定子
小歯24が形成される突極部P1,P3,P5,P7,
P9を有する固定子鉄板30a,30b,30c,30
d,30eの例を示したものである。ここで、突極部P
2,P4,P6,P8,P10には、それぞれ円周方向
に第2の固定子小歯25が形成されている。図10
(a)〜(e)において、固定子鉄板30a,30b,
……30eの前記各突極部P1,P3,P5,P7,P
9の先端は、図示しない打抜金型に内蔵され、かつ前記
各突極部P1,P3,……P9ごとに出没可能に設けら
れた可動パンチにより、鉄板の打ち抜きごとに図10の
(a),(b),(c),(d),(e),(a),
(b),(c)……に示す形状になるよう、周期的に繰
返す順序に従って打ち抜かれ、前記各突極部P1,P
3,……P9の先端に、前記第1の固定子小歯24の歯
先部24aまたは歯底部24bを形成する。Further, the stator core 10 may be formed as follows instead of the stator iron plates 30 being rotationally laminated by 144 degrees. That is, FIG.
(E) shows salient pole portions P1, P3, P5, P7, in which the first stator small teeth 24 are formed in the axial direction of the stator core 10.
Stator iron plates 30a, 30b, 30c, 30 having P9
3 shows an example of d and 30e. Here, the salient pole portion P
Second stator small teeth 25 are formed in the circumferential direction on each of P2, P4, P6, P8, and P10. Figure 10
In (a) to (e), the stator iron plates 30a, 30b,
... 30e of the salient pole portions P1, P3, P5, P7, P
The tip of 9 is built into a punching die (not shown), and a movable punch provided so as to be retractable for each salient pole portion P1, P3 ,. ), (B), (c), (d), (e), (a),
(B), (c) ... Punched in a cyclically repeating order so as to have the shape shown in FIG.
3, ... A tip portion 24a or a tooth bottom portion 24b of the first stator small tooth 24 is formed at the tip of P9.
【0041】図10(a)に示す固定子鉄板30aは、
その突極部P5,P9に関係する可動パンチ5,9を不
作動状態とし、他の突極部P1,P3,P7に関係する
可動パンチ1,3,7を作動状態として打ち抜かれた場
合であり、突極部P5,P9の先端に歯先部24aを形
成するもので、突極部P1,P3,P7の先端に歯底部
24bを形成するものである。The stator iron plate 30a shown in FIG.
When the movable punches 5 and 9 related to the salient pole portions P5 and P9 are inactivated and the movable punches 1, 3 and 7 related to the other salient pole portions P1, P3 and P7 are activated and punched out. The tooth tips 24a are formed at the tips of the salient poles P5, P9, and the tooth bottoms 24b are formed at the tips of the salient poles P1, P3, P7.
【0042】図10(b)に示す固定子鉄板30bは、
その突極部P1,P5に関係する可動パンチ1,5を不
作動状態とし、他の突極部P3,P7,P9に関係する
可動パンチ3,7,9を作動状態として打ち抜かれた場
合であり、突極部P1,P5の先端に歯先部24aを形
成するもので、突極部P3,P7,P9の先端に歯底部
24bを形成するものである。The stator iron plate 30b shown in FIG. 10 (b) is
When the movable punches 1 and 5 related to the salient pole portions P1 and P5 are inactivated and the movable punches 3 and 7 and 9 related to the other salient pole portions P3, P7 and P9 are activated and punched out. The tooth tips 24a are formed at the tips of the salient poles P1 and P5, and the tooth bottoms 24b are formed at the tips of the salient poles P3, P7, and P9.
【0043】以下、同様にして、図10(c)、図10
(d)、図10(e)に示す固定子鉄板30c、30
d、30eは、同図のとおり、それぞれの突極部P1,
P3,……P9に関係する可動パンチ1,3,……9を
選択的に不作動状態または作動状態として打ち抜かれ、
それぞれの突極部P1,P3,……P9の先端に、所定
の歯先部24aまたは歯底部24bを形成する。Thereafter, similarly, FIG. 10 (c) and FIG.
(D), stator iron plates 30c, 30 shown in FIG. 10 (e)
d and 30e are the salient pole portions P1 and P1 as shown in FIG.
The movable punches 1, 3, ... 9 related to P3, ... P9 are selectively punched out as inactive or active,
A predetermined tooth tip portion 24a or tooth bottom portion 24b is formed at the tip of each salient pole portion P1, P3, ... P9.
【0044】従って、前記固定子鉄心10を形成すると
きには、打ち抜かれた前記固定子鉄板30a,30b,
30c,30d,30eの順に積層することにより、1
ピッチ分の第1の固定子小歯24を各突極部P1,P
3,……P9の先端に形成することができる。Therefore, when the stator core 10 is formed, the stamped stator iron plates 30a, 30b,
By stacking 30c, 30d, and 30e in this order, 1
The first stator small teeth 24 corresponding to the pitch are attached to the salient pole portions P1, P
3, ... Can be formed at the tip of P9.
【0045】次いで、図11ないし図13は、前記固定
子鉄板10を形成するため、前記固定子鉄板30a,3
0b,30c,30d,30eを打抜金型で打ち抜き、
それを順次積層する手順を説明する。Next, referring to FIG. 11 to FIG. 13, the stator iron plates 30a, 3a are formed to form the stator iron plate 10.
0b, 30c, 30d, 30e are punched with a punching die,
The procedure of sequentially stacking the layers will be described.
【0046】図11は、打抜金型の可動パンチを制御す
る構成図である。同図において、前記固定子鉄心10を
形成する固定子鉄板30の前記各突極部P1,P2,P
5……P9の先端に、前記第1の固定子小歯24の歯先
部24aまたは歯底部24bを形成するように、打抜金
型31に内蔵され、かつ前記各突極部P1,P3,P5
……P9ごとに出没可能、すなわち突出、復帰可能に設
けられた可動パンチ1,3,5,……9が、パンチ制御
装置32により、図12に示す順番で選択的に各ソレノ
イドを駆動して、出没制御される。なお、32aは接続
電線である。FIG. 11 is a block diagram for controlling the movable punch of the punching die. In the figure, the salient pole portions P1, P2, P of the stator iron plate 30 forming the stator core 10 are formed.
5 ... It is built in the punching die 31 so as to form the tooth tip portion 24a or the tooth bottom portion 24b of the first stator small tooth 24 at the tip of P9, and each salient pole portion P1, P3. , P5
... The movable punches 1, 3, 5, ... 9 provided so that they can be projected and retracted for each P9, that is, can be projected and returned, selectively drive each solenoid in the order shown in FIG. The appearance is controlled. In addition, 32a is a connection electric wire.
【0047】図12は、各固定子鉄板30a,30b,
30c,30d,30eの打ち抜き積層する順番と、前
記可動パンチ1,3,5,……9の制御状態との関係を
示す図表であり、同図の各可動パンチ1,3,5,……
9の作動について、●印は歯底部24bを形成するため
のパンチ作動状態(出)を示し、○印は歯先部24aを
形成するためのパンチ不作動状態(没)を示す。FIG. 12 shows the stator iron plates 30a, 30b,
9 is a table showing the relationship between the order of punching and stacking 30c, 30d, 30e and the control state of the movable punches 1, 3, 5, ... 9;
Regarding the operation of No. 9, the ● mark shows the punching operation state (out) for forming the tooth bottom portion 24b, and the ○ mark shows the punching operation state (depression) for forming the tooth tip portion 24a.
【0048】図13は、前記各可動パンチ1,3,5,
……9のうちのひとつである可動パンチ33の制御状態
を分かりやすく示すための説明図であり、図13(a)
はその作動状態(出)、図13(b)はその不作動状態
(没)を示す。図13において、可動パンチ33は、前
記打抜金型31内に同図で上下方向に移動可能に配設さ
れるとともに、その上面にカム33aが形成されてお
り、ソレノイド34の附勢により同図で右方向に駆動さ
れるカム部材35と当接している。FIG. 13 shows each of the movable punches 1, 3, 5,
...... It is an explanatory view for clearly showing the control state of the movable punch 33 which is one of 9 and FIG.
Shows its operating state (out), and FIG. 13 (b) shows its inactive state (since). In FIG. 13, the movable punch 33 is arranged in the punching die 31 so as to be movable in the vertical direction in the figure, and a cam 33 a is formed on the upper surface of the movable punch 33. It is in contact with a cam member 35 that is driven to the right in the figure.
【0049】前記パンチ制御装置32からON信号が、
前記ソレノイド34に入力されると、該ソレノイド34
は附勢されて前記カム部材35を右方向に駆動する。前
記カム部材35の駆動により、該カム部材35と前記可
動パンチ33のカム33aのそれぞれ山同士が当接する
と、該可動パンチ33は前記打抜金型31の面から突出
して、図13(a)に示す作動状態になる。The ON signal from the punch controller 32 is
When input to the solenoid 34, the solenoid 34
Is urged to drive the cam member 35 to the right. When the cam member 35 and the cam 33a of the movable punch 33 are brought into contact with each other by the driving of the cam member 35, the movable punch 33 projects from the surface of the punching die 31 and is moved as shown in FIG. ) The operating state becomes as shown in.
【0050】また、前記パンチ制御装置からOFF信号
が前記ソレノイド34に入力されると、該ソレノイド3
4は消勢されて、前記カム部材35は図示しない復帰手
段により、左方向に復帰する。前記カム部材35の復帰
により、両カムの山同士が外れ、該可動パンチ33は図
示しない復帰手段により、前記打抜金型31の面から引
き込んで、図13(b)に示す不作動状態になる。When an OFF signal is input from the punch controller to the solenoid 34, the solenoid 3
4 is deenergized, and the cam member 35 is returned to the left by the returning means (not shown). When the cam member 35 returns, the ridges of the two cams are disengaged, and the movable punch 33 is pulled in from the surface of the punching die 31 by a return means (not shown) to the inoperative state shown in FIG. 13 (b). Become.
【0051】前記固定子鉄心10は、以上のようにし
て、打ち抜かれた各固定子鉄板30a,30b,30
c,30d,30eを、図12に示す積層順番に従っ
て、順次積層し形成することができる。The stator core 10 has the stator iron plates 30a, 30b, 30 punched out as described above.
c, 30d, and 30e can be sequentially laminated and formed according to the laminating order shown in FIG.
【0052】次に、本発明のリニア・ロータリ複合型ス
テッピングモータの他の実施例で、前記固定子鉄心10
を形成する固定子鉄板40の一例を図14に示す。図1
4において、該固定子鉄板40は、リニアモータ部の相
数m=2、ロータリモータ部の相数n=2であり、2
(m+n)=8個の突極部P41,P42,P43,…
…P48が45度の等ピッチ角度で配設されている。Next, in another embodiment of the linear rotary composite type stepping motor of the present invention, the stator core 10 will be described.
FIG. 14 shows an example of the stator iron plate 40 that forms the. Figure 1
4, the stator iron plate 40 has a phase number m = 2 of the linear motor part and a phase number n = 2 of the rotary motor part.
(M + n) = 8 salient pole portions P41, P42, P43, ...
... P48 are arranged at an equal pitch angle of 45 degrees.
【0053】該固定子鉄板40において、前記突極部P
41とP42、P45とP46とは、それぞれ対をなす
突極部であって、円周方向に第2の固定子小歯25が形
成された突極部を形成し、前記突極部P43とP44、
P47とP48はそれぞれ対をなす突極部であって、軸
方向に第1の固定子小歯24が形成された突極部を形成
する。突極部P41とP42に形成された第2の固定子
小歯25の中心のなす角度は46.8度であり、突極部
P42とP45に形成された第2の固定子小歯25の中
心のなす角度は131.4度である。また突極部P45
とP46に形成された第2の固定子小歯25の中心のな
す角度は46.8度である。また、図示していない第2
の移動子鉄心の周方向に配設された移動子小歯数Zrは
50である。In the stator iron plate 40, the salient pole portion P
41 and P42 and P45 and P46 are salient pole portions that form a pair, respectively, and form salient pole portions in which the second stator small teeth 25 are formed in the circumferential direction, and the salient pole portions P43 and P44,
P47 and P48 are salient pole portions that form a pair, and form salient pole portions in which the first stator small teeth 24 are formed in the axial direction. The angle formed by the centers of the second stator small teeth 25 formed on the salient pole portions P41 and P42 is 46.8 degrees, and the angle of the second stator small teeth 25 formed on the salient pole portions P42 and P45 is small. The angle formed by the centers is 131.4 degrees. Also, salient pole P45
And the angle formed by the centers of the second stator small teeth 25 formed on P46 is 46.8 degrees. Also, the second not shown
The number of small teeth Zr of the mover arranged in the circumferential direction of the mover iron core is 50.
【0054】したがって、突極部P41の第2の固定子
小歯25と移動子2の第2の移動子鉄心の小歯28とが
ちょうど対向しているとすると、突極部P42の小歯2
5と第2の移動子鉄心の小歯28とは歯ピッチ(7.2
度)の2/4ずれており、突極部P41とP42とに巻
回された固定子巻線に通電したとき、互いに異極性とな
るように結線して一相を構成することができる。また、
突極部P45の小歯25と第2の移動子鉄心の小歯28
とは歯ピッチの1/4ずれており、突極部P46の小歯
25と第2の移動子鉄心のの小歯28とは歯ピッチの3
/4ずれており、突極部P45とP46の小歯25の間
のずれは歯ピッチの2/4となっている。したがって、
突極部P45とP46とに巻回された固定子巻線に通電
したとき、互いに異極性となるように結線して一相を構
成し、移動子の構成を図1、図4のようにすることによ
り基本ステップ角1.8度の2相ハイブリッド型ロータ
リステッピングモータを構成できる。Therefore, assuming that the second stator small teeth 25 of the salient pole portion P41 and the small teeth 28 of the second stator core of the movable body 2 are exactly opposite to each other, the small teeth of the salient pole portion P42. Two
5 and the small teeth 28 of the second mover iron core have a tooth pitch (7.2
1/4 degree), and when the stator windings wound around the salient pole portions P41 and P42 are energized, they can be connected so as to have mutually different polarities to form one phase. Also,
Small teeth 25 of salient pole portion P45 and small teeth 28 of the second mover iron core
Is shifted by 1/4 of the tooth pitch, and the small tooth 25 of the salient pole portion P46 and the small tooth 28 of the second mover iron core have a tooth pitch of 3
/ 4, and the deviation between the small teeth 25 of the salient pole portions P45 and P46 is 2/4 of the tooth pitch. Therefore,
When the stator windings wound around the salient pole portions P45 and P46 are energized, they are connected so as to have polarities different from each other to form one phase, and the mover is configured as shown in FIGS. By doing so, a two-phase hybrid rotary stepping motor having a basic step angle of 1.8 degrees can be constructed.
【0055】図15は、前記固定子鉄板40の突極部P
43,P44,P47,P48の先端部を、該固定子鉄
板40の打ち抜き時に周期的に歯先部24aを形成する
突極部または歯先部24bを形成する突極部となるよう
に、打抜金型に内蔵された前記各突極部P43,P4
4,P47,P48に対応する可動パンチを、パンチと
して作動する状態またはパンチとして作動しない状態と
なるように、パンチ制御装置32により、制御しながら
打ち抜き積層したときに形成される突極41,42,4
3,……48の第1,第2の固定子小歯24,25の様
子(形状)を移動子2側からみたものである。FIG. 15 shows the salient pole portion P of the stator iron plate 40.
The tip portions of 43, P44, P47, and P48 are punched so as to become a salient pole portion that periodically forms a tooth tip portion 24a or a salient pole portion that forms a tooth tip portion 24b when the stator iron plate 40 is punched. Each salient pole portion P43, P4 built in the die
The salient poles 41 and 42 formed when punching and stacking the movable punches corresponding to 4, P47, and P48 under the control of the punch control device 32 so as to be in a state of operating as a punch or a state of not operating as a punch. , 4
3, the appearance (shape) of the first and second stator small teeth 24, 25 of the stator 48 is seen from the side of the mover 2.
【0056】ハッチングのある部分がそれぞれの歯先部
24aおよび25a、ハッチングのない部分がそれぞれ
の歯底部24bおよび25bを示す。前記固定子鉄板4
0の厚さをt0 とし、前記のように積層することによ
り、各固定子突極43,44,47,48には軸方向に
歯ピッチが2mt0 すなわち4t0 、歯厚が2t0 の軸
方向の第1の固定子小歯24が形成される。しかも、突
極43を基準としたとき、突極44の該小歯24のずれ
は歯ピッチの2/4、突極47の該小歯のずれは1/
4、突極48の該小歯24のずれは歯ピッチの3/4で
ある。したがって、図16のように固定子巻線W41,
W42,W43,……W48を結線することにより、基
本移動量t0 の2相ハイブリッド型リニアステッピング
モータを構成できる。The hatched portions indicate the respective tooth top portions 24a and 25a, and the unhatched portions indicate the respective tooth bottom portions 24b and 25b. The stator iron plate 4
By setting the thickness of 0 as t 0 and stacking as described above, the stator salient poles 43, 44, 47, 48 have a tooth pitch of 2 mt 0 in the axial direction, that is, 4 t 0 , and a tooth thickness of 2 t 0 . Axial first stator tines 24 are formed. Moreover, when the salient pole 43 is used as a reference, the deviation of the small tooth 24 of the salient pole 44 is 2/4 of the tooth pitch, and the deviation of the small tooth of the salient pole 47 is 1 /.
4. The deviation of the small teeth 24 of the salient pole 48 is 3/4 of the tooth pitch. Therefore, as shown in FIG. 16, the stator winding W41,
By connecting W42, W43, ... W48, a two-phase hybrid linear stepping motor having a basic movement amount t 0 can be constructed.
【0057】前記のとおり、本実施例において2相リニ
ア・ロータリ複合型ステッピングモータを構成すること
ができる。そして、前記のように隣接する突極41,4
2;43,44;45,46;47,48でそれぞれ1
相を構成することにより、各相の磁気回路を独立させる
ことが可能となると同時に、リニアモータ部とロータリ
モータ部の磁気回路も互いに独立させることができ、相
巻線間の結合を小さくすることができる。As described above, the two-phase linear rotary compound type stepping motor can be constructed in this embodiment. Then, as described above, the adjacent salient poles 41, 4
2; 43, 44; 45, 46; 47, 48 respectively 1
By configuring the phases, the magnetic circuits of each phase can be made independent, and at the same time, the magnetic circuits of the linear motor part and the rotary motor part can be made independent of each other, and the coupling between the phase windings can be reduced. You can
【0058】前記2つの実施例はハイブリッド型ステッ
ピングモータについてであるが、本発明はVR型ステッ
ピングモータについても同様に実施することが可能であ
る。なお、本発明の技術は前記実施例における技術に限
定されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手
段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲
内において種々の変更,付加が可能である。Although the above-mentioned two embodiments are for the hybrid type stepping motor, the present invention can be similarly applied to the VR type stepping motor. The technique of the present invention is not limited to the technique in the above-described embodiment, and may be implemented by means of another aspect having the same function. Further, the technique of the present invention may be modified in various ways within the scope of the above configuration. Can be added.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のリニア・ロータリ複合型ステッピングモータによれ
ば、請求項1、2および3については、固定子側に、内
側に向かって放射状に配設された複数個の突極であっ
て、該突極は、その内周面に、軸方向に複数個の第1の
固定子小歯が形成された突極と、円周方向に複数個の第
2の固定子小歯が形成された突極との2種類を備えた固
定子鉄心を有する固定子と、移動子側に、前記固定子内
に軸により、軸方向に移動自在で、しかも回転方向にも
回動自在に支持されるとともに、軸方向に配設された複
数個の移動子鉄心であって、その外周面に、前記第1の
固定子小歯に対向して軸方向に等ピッチで複数個の第1
の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄心と、前記第
2の固定子小歯に対向して円周方向に等ピッチで複数個
の第2の移動子小歯が形成された第2の移動子鉄心との
2種類を有する移動子とを備えているので、それぞれの
固定子鉄板を共通化できるとともに、前記移動子のリニ
アモータ部とロータリモータ部の割合を任意に設定でき
る。As is apparent from the above description, according to the linear rotary composite type stepping motor of the present invention, in claims 1, 2 and 3, the stator side is internally
Is a plurality of salient poles that are arranged radially toward the side.
The salient pole has a plurality of first axially arranged inner circumferential surfaces.
A salient pole with small stator teeth and a plurality of first teeth in the circumferential direction.
2 types of stator stator teeth and salient poles
Inside the stator with the stator having a stadium core and the mover side
The shaft allows it to move in the axial direction and also in the rotational direction.
It is rotatably supported and is mounted in the axial direction.
Several mover iron cores, the outer peripheral surface of which is provided with the first
A plurality of first teeth facing the stator teeth and having an equal pitch in the axial direction.
A first mover iron core on which the mover small teeth are formed;
A plurality of stator small teeth facing each other at equal pitch in the circumferential direction.
Of the second mover core on which the second mover small teeth of
Since it has a mover having two types,
With a stator iron plate can be made common, it can be arbitrarily set the percentage of the linear motor portion and the rotary motor of the mover.
【0060】そのため、全請求項について、前記ステッ
ピングモータ全体の組立作業性が向上するという効果を
奏する。 Therefore, for all claims, the step
The effect that the assembly workability of the entire ping motor is improved
Play.
【0061】[0061]
【図1】本発明のリニア・ロータリ複合型ステッピング
モータの一実施例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a linear / rotary composite type stepping motor of the present invention.
【図2】図1のII−II線による横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
【図3】図1のIII-III 線による横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図4】移動子の外周面に形成された第1、第2の移動
子小歯を固定子側から見た展開図である。FIG. 4 is a development view of first and second movable child teeth formed on the outer peripheral surface of the movable member as viewed from the stator side.
【図5】移動子の鉄心の形状を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a shape of an iron core of a moving element.
【図6】移動子鉄心の他の例を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view showing another example of a mover core.
【図7】固定子鉄心を形成する固定子鉄板の図で、図7
(a)はその平面図、図7(b)は図7(a)のなかの
A部の拡大図である。7 is a diagram of a stator iron plate forming a stator core, and FIG.
7A is a plan view thereof, and FIG. 7B is an enlarged view of a portion A in FIG. 7A.
【図8】図7の固定子鉄板を144度回転積層したと
き、または図10の固定子鉄板を図12に示す積層順番
で順次積層したときに形成される第1,第2の固定子小
歯を移動子側から見た展開図である。8 is a first and second small stator formed when the stator iron plates of FIG. 7 are rotationally laminated by 144 degrees or the stator iron plates of FIG. 10 are sequentially laminated in the laminating order shown in FIG. It is the development view which saw the tooth from the mover side.
【図9】図8における5相リニア・ロータリ複合型ステ
ッピングモータの固定子巻線の結線図である。9 is a connection diagram of a stator winding of the 5-phase linear rotary composite type stepping motor in FIG.
【図10】固定子鉄心を形成する各固定子鉄板の平面図
で、図10(a),図10(b),図10(c),図1
0(d)および図10(e)は、各突極部の先端に、固
定子小歯を形成する歯先部または歯底部が形成された例
を示す図である。FIG. 10 is a plan view of each stator iron plate forming the stator core, and includes FIGS. 10 (a), 10 (b), 10 (c), and FIG.
FIG. 0 (d) and FIG. 10 (e) are diagrams showing an example in which a tooth tip portion or a tooth bottom portion forming a stator small tooth is formed at the tip of each salient pole portion.
【図11】固定子鉄板の打抜金型に内蔵される可動パン
チを制御する構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram for controlling a movable punch built in a die for punching a stator iron plate.
【図12】図11の制御に使用される固定子鉄板の打ち
抜き積層順番と、各可動パンチの制御状態との関係を示
す図表である。FIG. 12 is a chart showing the relationship between the punching stacking order of the stator iron plates used for the control of FIG. 11 and the control state of each movable punch.
【図13】打抜金型に内蔵される可動パンチの制御状態
を示す説明図で、図13(a)はその作動状態図、図1
3(b)はその不作動状態図である。FIG. 13 is an explanatory view showing a control state of a movable punch incorporated in a punching die, FIG. 13 (a) is an operation state diagram thereof, and FIG.
3 (b) is a diagram of the inoperative state.
【図14】本発明の他の実施例を示す、固定子鉄心を形
成する固定子鉄板の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a stator iron plate forming a stator core according to another embodiment of the present invention.
【図15】図14の固定子鉄板を、各突極部ごとに可動
パンチが内蔵された打抜金型により、可動パンチを出没
制御しながら所定の順番で打ち抜き、積層したときに形
成される第1,第2の固定子小歯を移動子側から見た展
開図である。FIG. 15 is formed when the stator iron plate of FIG. 14 is punched and laminated in a predetermined order while the movable punch is controlled to move in and out by a punching die having a movable punch built in for each salient pole portion. It is the development view which looked at the 1st and 2nd stator small teeth from the mover side.
【図16】図15における2相リニア・ロータリ複合型
ステッピングモータの固定子巻線の結線図である。16 is a wiring diagram of a stator winding of the two-phase linear / rotary composite type stepping motor in FIG.
【符号の説明】
1 固定子
2 移動子
10 固定子鉄心
11,12,13,……20,41,42,43,……
48 突極
21 軸
22a,22b 第1の移動子鉄心
22c,22d 第2の移動子鉄心
23,23a,23b 永久磁石
24 第1の固定子小歯
24a,25a,27a,28a 歯先部
24b,25b,27b,28b 歯底部
25 第2の固定子小歯
27 第1の移動子小歯
28 第2の移動子小歯
30,30a,30b,……30e,40 固定子鉄板
P11,P12,P13,……P20,P41,P4
2,P43,……P48突極部
W1,W2,W3,……W10 固定子巻線[Explanation of symbols] 1 stator 2 mover 10 stator cores 11, 12, 13, ... 20, 41, 42, 43, ...
48 salient pole 21 shafts 22a, 22b first mover iron cores 22c, 22d second mover iron cores 23, 23a, 23b permanent magnet 24 first stator small teeth 24a, 25a, 27a, 28a tooth tip 24b, 25b, 27b, 28b Bottom part 25 Second stator small tooth 27 First mover small tooth 28 Second mover small tooth 30, 30a, 30b, ... 30e, 40 Stator iron plates P11, P12, P13 , ... P20, P41, P4
2, P43, ... P48 Salient pole portion W1, W2, W3, ... W10 Stator winding
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−161008(JP,A) 特開 平4−229063(JP,A) 特開 昭64−19959(JP,A) 特開 昭58−108948(JP,A) 特開 昭63−228945(JP,A) 特開 平7−143722(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 41/00 H02K 37/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-54-161008 (JP, A) JP-A-4-229063 (JP, A) JP-A 64-19959 (JP, A) JP-A 58- 108948 (JP, A) JP 63-228945 (JP, A) JP 7-143722 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 41/00 H02K 37 / 00
Claims (4)
個の突極であって、該突極は、その内周面に、軸方向に
複数個の第1の固定子小歯が形成された突極と、円周方
向に複数個の第2の固定子小歯が形成された突極との2
種類を備えた固定子鉄心を有する固定子と、該固定子内
に軸により、軸方向に移動自在で、しかも回転方向にも
回動自在に支持されるとともに、軸方向に配設された複
数個の移動子鉄心であって、その外周面に、前記第1の
固定子小歯に対向して軸方向に等ピッチで複数個の第1
の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄心と、前記第
2の固定子小歯に対向して円周方向に等ピッチで複数個
の第2の移動子小歯が形成された第2の移動子鉄心との
2種類を有する移動子とを備えてなり、 前記固定子鉄心は、リニアモータ部の相数をmとすると
き、軸方向には歯ピッチcmt0の前記第1の固定子小
歯が形成されるとともに、前記第1の固定子小歯が形成
されるckm個の前記固定子突極間では、ある突極の前
記第1の固定子小歯を基準とした場合、他の前記突極の
前記第1の固定子小歯は前記移動子の移動方向に(d/
2m)cmt0のずれが生じるcm個の前記突極を1組
とする突極組がk組形成されることを特徴とするリニア
・ロータリ複合型ステッピングモータ。ただし、cはm
が奇数のときはc=1、mが偶数のときはc=2であ
り、t0は鉄板の板厚、kは1以上の整数、dは1≦d
≦2m−1を満足する(cm−1)個の互いに異なる整
数とする1. A plurality of salient poles radially arranged toward the inside, the salient poles having a plurality of first stator small teeth formed in the axial direction on the inner peripheral surface thereof. 2 and a salient pole formed with a plurality of second stator small teeth in the circumferential direction.
A stator having a stator core of various types, and a plurality of axially-movable, axially-movable, and axially-supported stators. A plurality of first moving iron cores, and a plurality of first moving iron cores facing the first stator small teeth on the outer peripheral surface thereof at equal pitches in the axial direction.
And a plurality of second mover small teeth are formed at equal pitches in the circumferential direction so as to face the first mover iron core on which the mover small teeth are formed and the second stator small teeth. and a mover having two second mover iron cores, the stator core, when the number of phases of a linear motor portion is m, axially said first tooth pitch cmt 0 with small teeth are formed in the stator, in the inter first ckm number of the stator salient poles of stator teeth are formed, relative to the first stator teeth of a certain salient pole case, the first stator teeth of other of said salient pole in the movement direction of the mover (d /
2m) A linear-rotary composite type stepping motor characterized in that k sets of salient poles, each of which is a cm number of salient poles in which a shift of cmt 0 occurs, are formed. However, c is m
Is an odd number, c = 1, and m is an even number, c = 2, t 0 is the thickness of the iron plate, k is an integer of 1 or more, and d is 1 ≦ d.
Let (cm-1) be different integers that satisfy ≤2m-1.
個の突極であって、該突極は、その内周面に、軸方向に
複数個の第1の固定子小歯が形成された突極と、円周方
向に複数個の第2の固定子小歯が形成された突極との2
種類を備えた固定子鉄心を有する固定子と、該固定子内
に軸により、軸方向に移動自在で、しかも回転方向にも
回動自在に支持されるとともに、軸方向に配設された複
数個の移動子鉄心であって、その外周面に、前記第1の
固定子小歯に対向して軸方向に等ピッチで複数個の第1
の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄心と、前記第
2の固定子小歯に対向して円周方向に等ピッチで複数個
の第2の移動子小歯が形成された第2の移動子鉄心との
2種類を有する移動子とを備えてなり、前記固定子は、mをリニアモータ部およびロータリモー
タ部のそれぞれの相数、kを1以上の整数とするとき、
内側に向かって等ピッチ角度で配設された2km個の前
記突極を有し、前記突極は軸方向に前記第1の固定子小
歯が形成された突極と、円周方向に前記第2の固定子小
歯が形成された突極とが交互に配置された固定子鉄心
と、軸方向には前記第1の固定子小歯の歯ピッチに対応
した歯ピッチで複数個の前記第1の移動子小歯が形成さ
れた前記第1の移動子鉄心と、円周方向にはZr個の前
記第2の移動子小歯が形成された前記第2の移動子鉄心
と、一対の前記第1、第2の移動子鉄心の中間に挟持さ
れ、軸方向に着磁された永久磁石とを備え、前記永久磁
石によりN極およびS極に磁化される前記第1および第
2の移動子鉄心はそれぞれ同数であるとともに、前記第
2の移動子小歯の歯数Zrは、次の関係を満足するよう
に構成されたことを特徴とするリニア・ロータリ複合型
ステッピングモータ。 Zr=k(mb+a)、ただし、
bは1以上の整数、aはmが偶数のとき1≦a<2mを
満足する奇数であり、mが奇数のとき1≦a<mまたは
m≦a<2mを満足する整数 2. A plurality of salient poles radially arranged toward the inside, the salient poles having a plurality of first stator small teeth formed in the axial direction on the inner peripheral surface thereof. 2 and a salient pole formed with a plurality of second stator small teeth in the circumferential direction.
A stator having a stator core of various types, and a plurality of axially-movable, axially-movable, and axially-supported stators. A plurality of first moving iron cores, and a plurality of first moving iron cores facing the first stator small teeth on the outer peripheral surface thereof at equal pitches in the axial direction.
And a plurality of second mover small teeth are formed at equal pitches in the circumferential direction so as to face the first mover iron core on which the mover small teeth are formed and the second stator small teeth. A second mover iron core and a mover having two types, wherein the stator is a linear motor unit and a rotary motor.
When the phase number of each part, k is an integer of 1 or more,
2km fronts arranged at equal pitches toward the inside
A salient pole, and the salient pole is axially aligned with the first stator small
A salient pole having teeth formed thereon and the second stator small in the circumferential direction.
Stator core with teeth and salient poles arranged alternately
And the axial direction corresponds to the tooth pitch of the first stator small teeth
A plurality of the first mover small teeth are formed with a tooth pitch
And the Zr fronts in the circumferential direction.
The second mover iron core having second mover small teeth formed thereon.
And sandwiched between the pair of first and second mover iron cores.
And a permanent magnet that is magnetized in the axial direction.
The first and the first magnetized by the stone to the north pole and the south pole
The number of the two mover iron cores is the same, and
The number of teeth Zr of the two moving small teeth should satisfy the following relation.
Combined linear / rotary type
Stepping motor. Zr = k (mb + a), where
b is an integer of 1 or more, and a is 1 ≦ a <2m when m is an even number.
It is a satisfying odd number, and when m is an odd number, 1 ≦ a <m or
An integer that satisfies m ≦ a <2m
1個の前記第1の移動子鉄心と、ロータリモータ用とし
ての1個の前記第2の移動子鉄心とを一体的に形成した
移動子鉄心2組を一対の移動子鉄心とし、該一対の移動
子鉄心を、前記移動子の軸方向の中心に対して上下方向
に対称的に前記軸に配設するとともに、該一対の移動子
鉄心間に挟持され軸方向に着磁された永久磁石を配設し
てなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
のリニア・ロータリ複合型ステッピングモータ。3. The moving element is for a linear motor.
For one of the first mover iron core and rotary motor
All one of the second mover cores is integrally formed
Two sets of mover cores are used as a pair of mover cores
Move the child iron core vertically with respect to the axial center of the mover.
And the pair of moving elements are arranged symmetrically with respect to the axis.
A permanent magnet that is sandwiched between iron cores and magnetized in the axial direction is installed.
Claim 1 or claim 2 characterized in that
The combined linear-rotary stepping motor.
個の突極であって、該突極は、その内周面に、軸方向に
複数個の第1の固定子小歯が形成された突極と、円周方
向に複数個の第2の固定子小歯が形成された突極との2
種類を備えた固定子鉄心を有する固定子と、該固定子内
に軸により、軸方向に移動自在で、しかも回転方向にも
回動自在に支持されるとともに、軸方向に配設された複
数個の移動子鉄心であって、その外周面に、前記第1の
固定子小歯に対向して軸方向に等ピッチで複数個の第1
の移動子小歯が形成された第1の移動子鉄心と、前記第
2の固定子小歯に対向して円周方向に等ピッチで複数個
の第2の移動子小歯が形成された第2の移動子鉄心との
2種類を有する移動子とを備えてなり、 前記固定子は、mをリニアモータ部の相数、nをロータ
リモータ部の相数とするとき、内側に向かって配設され
た2(m+n)個の前記突極を有し、前記突極は軸方向
に前記第1の固定子小歯が形成された相隣り合う2個の
突極よりなる突極対がm組と、円周方向に前記第2の固
定子小歯が形成された相隣り合う2個の突極よりなる突
極対がn組とからなる固定子鉄心を有することを特徴と
するリニア・ロータリ複合型ステッピングモータ。 4. A plurality of members arranged radially inwardly.
A plurality of salient poles, the salient poles being provided on the inner peripheral surface thereof in the axial direction.
A salient pole formed with a plurality of first stator small teeth and a circumferential direction
2 with a salient pole on which a plurality of second stator small teeth are formed
A stator having a stator core of various types, and inside the stator
The shaft allows it to move in the axial direction and also in the rotational direction.
It is rotatably supported and is mounted in the axial direction.
Several mover iron cores, the outer peripheral surface of which is provided with the first
A plurality of first teeth facing the stator teeth and having an equal pitch in the axial direction.
A first mover iron core on which the mover small teeth are formed;
A plurality of stator small teeth facing each other at equal pitch in the circumferential direction.
Of the second mover core on which the second mover small teeth of
A stator having two types, wherein the stator is the number of phases of the linear motor unit, and n is a rotor.
When setting the number of phases of the remotor,
2 (m + n) salient poles, and the salient poles are in the axial direction.
The two adjacent ones on which the first stator teeth are formed
There are m pairs of salient poles consisting of salient poles, and the second fixed pair in the circumferential direction.
A protrusion consisting of two adjacent salient poles with small teeth
The pole pair has a stator core consisting of n pairs.
Linear rotary compound type stepping motor.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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