JP3593321B2 - ステッピングモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来のハイブリッド型ステッピングモータを示す概略半断面図である。図に示すように、ケース1に軸受3を介して回転軸2が回転可能に支持され、回転軸2に着磁された回転子4が取り付けられ、ケース1に矩形的な歯型を有する固定子ヨーク5が取り付けられ、固定子ヨーク5に固定子巻線6が設けられ、固定子巻線6にモータ制御装置7が接続されている。
【0003】
このステッピングモータにおいては、モータ制御装置7により固定子巻線6の励磁切替えを行なうことにより、回転軸2にたとえば1.8°のステップ回転を行なわせる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなステッピングモータにおいては、回転軸2がステップ回転を行なうから、回転軸2の回転が脈動的なものとなり、回転軸2の回転速度変動や振動が発生する。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生する。
【0005】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、回転速度変動や振動が発生するのを防止することができるステッピングモータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、ケースにステッピングモータ本体の回転軸を回転可能に支持し、上記回転軸にヒステリシスブレーキの回転子を取り付け、上記ケースに上記ヒステリシスブレーキの固定子ヨークを取り付け、上記ヒステリシスブレーキの上記回転子および上記固定子ヨークを上記ステッピングモータ本体の回転子および固定子ヨークよりも上記回転軸の半径方向の内側に配置する。
【0007】
この場合、上記ヒステリシスブレーキの上記固定子ヨークに固定子巻線を設け、上記固定子巻線にブレーキ制御装置を接続してもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は参考例のステッピングモータを示す概略半断面図である。図に示すように、ケース11に軸受13を介して回転軸12が回転可能に支持され、回転軸12に着磁された回転子14が取り付けられ、ケース11に矩形的な歯型を有する固定子ヨーク15が取り付けられ、固定子ヨーク15に固定子巻線16が設けられ、回転軸12、回転子14、固定子ヨーク15、固定子巻線16等によりハイブリッド型ステッピングモータ本体17が構成されている。また、回転軸12に回転子18が取り付けられ、ケース11に固定子ヨーク19が取り付けられ、固定子ヨーク19に固定子巻線20が設けられ、回転子18、固定子ヨーク19、固定子巻線20等によりヒステリシスブレーキ21が構成され、ヒステリシスブレーキ21はステッピングモータ本体17の回転軸12に接続されている。また、固定子巻線16にモータ制御装置22が接続され、固定子巻線20にブレーキ制御装置23が接続され、ブレーキ制御装置23はモータ制御装置22により制御される。
【0009】
このステッピングモータにおいては、ブレーキ制御装置23により固定子巻線20に所定の電流を流したときには、電流に比例したブレーキ力が回転軸12に作用するから、回転軸12の回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ21はコギングが少ないから、回転軸12が高速で回転しているときにも低速で回転しているときにも、安定したブレーキ力を発生することができるから、回転軸12の回転速度変動や振動の発生を有効に防止することができる。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ21の固定子ヨーク19に固定子巻線20が設けられ、固定子巻線20にブレーキ制御装置23が接続されているから、回転軸12の回転速度変動や振動の発生をさらに有効に防止することができる。
【0010】
図2はステッピングモータの回転軸の回転角変化を示すグラフであり、(a)は従来のステッピングモータの回転軸の回転角変化を示し、(b)は図1に示したステッピングモータの回転軸12の回転角変化を示し、(c)は図1に示したステッピングモータの固定子巻線20に流した電流を示す。このグラフから明らかなように、従来のステッピングモータにおいては、オーバシュート、アンダシュートを繰り返してセトリングするが、図1に示したステッピングモータにおいては、オーバシュート、アンダシュートが小さくなっている。
【0011】
また、図3はステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示すグラフであり、(a)は従来のステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示し、(b)は図1に示したステッピングモータの回転軸12の回転速度変化を示し、(c)は図1に示したステッピングモータの固定子巻線20に流した電流を示す。このグラフから明らかなように、従来のステッピングモータにおいては、回転軸の回転速度の変化が大きいが、図1に示したステッピングモータにおいては、回転軸12の回転速度の変化が小さい。
【0012】
図4は本発明に係るステッピングモータを示す概略断面図である。図に示すように、ケース31に軸受33を介して回転軸32が回転可能に支持され、回転軸32に着磁された回転子34が取り付けられ、ケース31にくし歯状のクローポールを有する固定子ヨーク35が取り付けられ、固定子ヨーク35に固定子巻線36が設けられ、回転軸32、回転子34、固定子ヨーク35、固定子巻線36等によりパーマネントマグネット型ステッピングモータ本体37が構成されている。また、回転軸32に回転子38が取り付けられ、ケース31に固定子ヨーク39が取り付けられ、固定子ヨーク39に固定子巻線40が設けられ、回転子38、固定子ヨーク39、固定子巻線40等によりヒステリシスブレーキ41が構成され、回転子38および固定子ヨーク39は回転子34および固定子ヨーク35よりも回転軸32の半径方向の内側に配置されている。また、ヒステリシスブレーキ41の固定子ヨーク39はステッピングモータ本体37の固定子ヨーク35に固定され、ヒステリシスブレーキ41の回転子38はステッピングモータ本体37の回転子34に固定されて、ヒステリシスブレーキ41はステッピングモータ本体37に固定され、ヒステリシスブレーキ41は実質上ステッピングモータ本体37の回転軸32に接続されている。また、固定子巻線36にモータ制御装置42が接続され、固定子巻線40にブレーキ制御装置43が接続され、ブレーキ制御装置43はモータ制御装置42により制御される。
【0013】
このステッピングモータにおいては、ブレーキ制御装置43により固定子巻線40に所定の電流を流したときには、電流に比例したブレーキ力が回転軸32に作用するから、回転軸32の回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ41の固定子ヨーク39に固定子巻線40が設けられ、固定子巻線40にブレーキ制御装置43が接続されているから、回転軸32の回転速度変動や振動の発生をさらに有効に防止することができる。
【0014】
なお、上述実施の形態においては、固定子巻線40を有するヒステリシスブレーキ41を用いたが、永久磁石式の固定子ヨークを有するヒステリシスブレーキを用いてもよい。また、上述実施の形態においては、ブレーキ制御装置43をモータ制御装置42により制御したが、ステッピングモータ本体の固定子巻線に流す電流を単独で制御するブレーキ制御装置を用いてもよい。また、上述実施の形態においては、モータ制御装置42とブレーキ制御装置43とを設けたが、1つの制御装置によりステッピングモータ本体とヒステリシスブレーキとを制御してもよい。また、上述においては、図2(c)、図3(c)に示すように固定子巻線20に電流を流したが、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に正弦波状等の電流を流してもよい。すなわち、ステッピングモータ本体の回転速度変動や振動の状態に応じて、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に流す電流の大きさ、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に電流を流すタイミング等を変化させることにより、ヒステリシスブレーキの固定子巻線の励磁量、励磁パターン、励磁タイミング等を変化させてもよい。
【0015】
【発明の効果】
本発明に係るステッピングモータにおいては、ブレーキ力をステッピングモータ本体の回転軸に作用させることができるから、回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。
【0016】
また、ヒステリシスブレーキの固定子ヨークに固定子巻線を設け、固定子巻線にブレーキ制御装置を接続したときには、回転速度変動や振動が発生するのをさらに有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例のステッピングモータを示す概略半断面図である。
【図2】ステッピングモータの回転軸の回転角変化を示すグラフである。
【図3】ステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示すグラフである。
【図4】本発明に係るステッピングモータを示す概略断面図である。
【図5】従来のハイブリッド型ステッピングモータを示す概略半断面図である。
【符号の説明】
12…回転軸
17…ステッピングモータ本体
20…固定子巻線
21…ヒステリシスブレーキ
23…ブレーキ制御装置
32…回転軸
37…ステッピングモータ本体
40…固定子巻線
41…ヒステリシスブレーキ
43…ブレーキ制御装置
Claims (2)
- ケースにステッピングモータ本体の回転軸を回転可能に支持し、上記回転軸にヒステリシスブレーキの回転子を取り付け、上記ケースに上記ヒステリシスブレーキの固定子ヨークを取り付け、上記ヒステリシスブレーキの上記回転子および上記固定子ヨークを上記ステッピングモータ本体の回転子および固定子ヨークよりも上記回転軸の半径方向の内側に配置したことを特徴とするステッピングモータ。
- 上記ヒステリシスブレーキの上記固定子ヨークに固定子巻線を設け、上記固定子巻線にブレーキ制御装置を接続したことを特徴とする請求項1に記載のステッピングモータ。
Priority Applications (1)
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JP2001142675A JP3593321B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP2002345228A JP2002345228A (ja) | 2002-11-29 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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JP5200544B2 (ja) * | 2008-01-04 | 2013-06-05 | 株式会社リコー | 回転速度制御装置、回転速度制御方法、像担持体装置及び画像形成装置 |
-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001142675A patent/JP3593321B2/ja not_active Expired - Fee Related
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