JPH01136551A

JPH01136551A - 単相ステッパモータ

Info

Publication number: JPH01136551A
Application number: JP29404187A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Muramatsu; 村松　久仁昭; Takayasu Uchiyama; 内山　隆康
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1989-05-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、小型のステッパモータに関し、特に、単相
のコイルを３頃方向励磁→無励磁→逆方向励磁→無励磁
と順次切り替えることでロータを回転させる方式の単相
ステッパモータの改良に関する。

（従来の技術）従来、この種の単相ステッパモータは、円周方向にＮ極
とＳ′ｑ！ｌとを交互に着磁した多極の円筒形永久磁石
をロータとし、これの周囲に多数の磁極片を有するステ
ータを配置した構成となっている。

そして、ステータの磁極片の形状を工夫し、ステータの
コイルを順方向で励磁したときと逆方向で励磁したとき
と無励磁のときとで永久磁石の位置が少しづつかわるよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述した従来の構成では、上記磁極片を
有するステータのヨークか三次元的に非常に複雑な形状
となるため、その設計が大変であるばかりでなく磁性板
の簡単なプレス加工でステータのヨークを製作すること
かできない。従って、この種のステッパモータを安価に
量産することができなかった。また、ヨークの複雑な形
状がモータの小型化・薄型化の障害にもなっていた。

この発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは＃ｉ造を単純化し、使用
するヨークを磁性板のプレス加工で簡単に作成でき、し
かも小型化・薄型化も容易に実現できるようにした単相
ステッパモータを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記した目的を達成するなめ、本発明にかかる単相ステ
ッパモータでは、以下の単相コイルを順方向→無励磁→
逆方向励磁→無励磁と順次切換えることでロータを回転
させる方式のもので、以下の各構成（イ）〜（ハ）を備
えるようにした。

すなわち、（イ）ロータは、円周方向に交互にＮ極とＳ
極とが交互に着磁した円筒形永久磁石と、この永久磁石
の中心に取付けた回転軸とを有する。

（ロ）ステータは、単相のコイルとクローポール型ヨー
クとからなり、このコイルを励磁したとき上記ヨークに
形成された磁極片に円周方向に交互にならんが磁界がで
きる。

（ハ）上記ステータに補助リングが配設され、その補助
リングは、磁性体からなり内周部に所定数の凸歯が形成
され、かつ、その凸歯が上記ヨークの磁極片と位相をず
らして配置され、無励磁のときに永久磁石の磁極と凸歯
が引き合うようになっている。

（作　用）先ず、コイルを順方向に励磁し、ヨークの磁極片と永久
磁石の磁極とを対向させる。

次にコイルを無励磁にし、永久磁石からの磁界のみにす
ると、永久磁石の磁極は最も磁気抵抗の小さい、補助リ
ングを通る磁路を形成しようとする。すなわち、ロータ
が所定方向に回転し永久磁石の磁極が補助リングの凸歯
と対向する。

次に、コイルを逆方向に励磁すると、ヨークの＝　　３
　− 磁極片の極性は順方向のときとは逆になり、対向する永
久磁石の磁極も反対の極性となるように、さらにロータ
が所定方向に回転する。

次に再びコイルを無励磁にすると上記したのと同様の原
理によりロータが回転する。

以下、上記工程を繰り返すことによりモータが回転する
。

（実　雄　例）以下、本考案の好適な実施例について添付図面を参照に
して説明する。

まず、第１図に基づいて単相ステッパモータの基本構成
について説明すると、ロータ１０と、このロータ１０が
装着されるステータとを備え、前記ロータ１０は、円周
方向にＮ極とＳ極とを交互に着磁した多極の円筒形永久
磁石１１と、この永久磁石の軸方向中心位置に貫通状態
で取り付けられた回転軸１２とから構成されている。

一方ステータのヨークは、大略つぼ型の第１のヨーク部
品２１と、これの開目端部に組み合わされるドーナッツ
板型の第２のヨーク部品２２とからなり、これら第１．
第２のヨーク部品２１，２２とで作られるドーナッツ状
空間内にコイル２３が収納されるようになっている。

また、第１のヨーク部品２１の内筒面に当たる部分には
４個の磁極片２１ａが９０度間隔で形成されている。同
様に第２のヨーク部品２２にも筒状の包絡面をなす４個
の磁極片２２ａが９０度間隔で形成されている。そして
、第１．第２のヨーク部品２１．２２とを正しく組み合
わせた状態では、両磁極片２１ａ、２２ａとが円周方向
に交互に４５度間隔で配列される。この両磁極片２１ａ
。

２２ａの配列によっていわゆるクローポール型のヨーク
が形成されている。そして、このクローポール型のヨー
クの内方に上記したロータ１０が配置されるのである。

さらに、第１．第２のヨーク部品２１．２２には、それ
ぞれ前フランジ２４及び後フランジ２５が接合されてお
り、ロータ１０の回転軸１２が軸受け２４ａ、２５ａに
挿通されて支持される。

さらにまた、本発明では、第２のヨーク部品２２と後フ
ランジ２５との間に磁性体からなる補助リング２６が配
設されている。この補助リングは第２図に示すように、
略ドーナッツ状からなり、内周部に複数の凸１２６ａが
中心に向かって一体的に突出形成された４１ｉ造からな
っている。また、この凸歯２６ａの数は、ロータ１０の
永久磁石１１の磁極の数をｎとしたときにａＸｎ個或い
は０７８個（但しａは整数）となるようにされ、かつ、
等間隔に形成されている。さらに、このように形成され
た補助リング２６の凸歯２６ａと第１．第２のヨーク２
１．２２の磁極片２１　ａ　＋　２２　ａとの位相がず
れるように配置されている。

次に、上記のように構成されたステッパモータについて
、その動作を第３図にしたがって説明する。

まず、コイル２３を順方向（■方向）に励磁すると、ク
ローポール型ヨークの磁極片２１．　ａがＳ極、磁極片
２２ａかＮ′ｌｆｆ１となる。このときコイル２３によ
る磁界と永久磁石１１による磁界との両方が作用し、永
久磁石１１のＮｉが磁極片２１ａと対向し、Ｓ極が磁極
片２２ａと対向する（図中（イ））。より厳密には磁極
片２１ａの幅中心線上に永久磁石１１のＮ極の幅中心線
がほぼ一致する。また、磁極片２２ａと永久磁石１１の
Ｓ極とも同様である。

次にコイル２３を無励磁にする。このとき永久磁石１１
よりの磁界のみが働きく。すると永久磁石１１から生じ
た磁界は一番磁気抵抗の小さな磁路を形成するような位
置で静止するため、磁路長の短くなる補助リング２６を
通るような磁路が形成される。すなわち、永久磁石１１
の磁極が補助リング２６の凸歯２６ａと対向する位置で
静止される。そして、磁極片２１ａ、ｂと凸歯２６ａと
はその位相をずらせて配置しているため、そのずれた分
だけロータ１０か少し右回転する（図中（ロ））。

次にコイル２３を逆方向（■方向）に励磁する。

すると、上記した順方向の励磁とは逆にタローボール型
ヨークの磁極片２１ａがＮ極となり、磁極片２２ａがＳ
極となる。従って、永久磁石１１のＮ極が磁極片２２ａ
に、Ｓ極が磁極片２１ａに対向するようにロータ１０が
さらに右回転するく図中（ハ））。

次にコイル２３を再び無励磁にすると、上記したのと同
様の原理によってロータ１０がさらに少しだけ右回転す
る（図中（ニ））。以上でロータ１０がクローポール型
ヨークの磁極配列の半ピツチだけ回転したことになる。

以下、順方向励磁→無励磁→逆方向励磁→無励磁を繰り
返すことにより右側にステップ回転する。

また、上記した補助リング２６の厚さを変えることによ
り、無励磁状態のときにロータを回転させる残留トルク
を調節することができ、モータのトルクを比較的広くか
つ大きな範囲で設定することができる。

（発明の効果）以上のように、本発明に係るステッパモータでは、磁性
体からなり内部に凸歯が形成された補助リングをヨーク
の磁極片と位相をずらして配置したので、クローポール
型ヨークの磁極片を略板状の単純な形状とすることがで
き、周知のような磁性板のプレス加工で簡単に製作する
ことができる。

従って、この種のステッパモータを安価に量産すること
ができる。

また、モータの構造が単純なので小型化・薄型化も容易
に行うことができる。

しかも、モータのトルクを比較的容易に増加させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるステッパモータの分解
斜視図、第２図は補助リングを示す平面図、第３図はモ
ータの動作を示す説明図である。１０・・・ロータ　　　　　１１・・・永久磁石１２・
・・回転軸　　　　　２０・・・ステータ２１・・・第
１のヨーク部品２１ａ・・・磁極片２２・・・第２のヨ
ーク部品２２ａ・・・磁極片２３・・・コイル　　　　
　２６・・・補助リング２６ａ・・・凸歯

Claims

【特許請求の範囲】　以下の単相コイルを順方向→無励磁→逆方向励磁→無
励磁と順次切換えることでロータを回転させる方式のも
ので、以下の各構成（イ）〜（ハ）を備えたことを特徴
とする単相ステッパモータ。（イ）ロータは、円周方向
に交互にＮ極とＳ極とが交互に着磁した円筒形永久磁石
と、この永久磁石の中心に取付けた回転軸とを有する。（ロ）ステータは、単相のコイルとクローポール型ヨー
クとからなり、このコイルを励磁したとき上記ヨークに
形成された磁極片に円周方向に交互にならんだ磁界がで
きる。（ハ）上記ステータに補助リングが配設され、その補助
リングは、磁性体からなり内周部に所定数の凸歯が形成
され、かつ、その凸歯が上記ヨークの磁極片と位相をず
らして配置され、無励磁のときに永久磁石の磁極と凸歯
が引き合うようになっている。