JPH01160343A - ステッピングモータ - Google Patents

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 本発明は、主にＯＡ、産業分野における機器に使用され
る小型、微小ステップ角のステッピングモータに関する
ものである。

従来の技術 近年、ステッピングモータは、小型、薄型かつ高精度微
小ステップ角の性能が要望されている。

以下図面を参照しながら、従来のステッピングモータに
ついて説明する。

第５図は従来のステッピングモータの部品構成を示す分
解斜視図である。

固定子ヨーク１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂは夫々、
ステップ角の４倍の角度の間隔で磁極歯１８ａ、１８ｂ
、１９ａ、１９ｂが設けられており、それら４つの磁極
歯１８ａ、１８ｂ、１９ａ。

１９ｂは互いにステップ角の角度だけ位相がずらしであ
る。

固定子巻線３．４はそれぞれ固定子ヨーク１６ａ。

１６ｂ、１７ａ、１７ｂの歯の外周に固定されており、
電流を流すことにより、固定子ヨーク１６ａ。

１６ｂ、１７ａ、１７ｂの各磁極歯に所定の磁界が発生
する。ロータはロータマグネット５とシャフト８から構
成されている。ロータマグネット５は円筒型であり、外
周はステップ数に応じて分極されて磁化されている。な
お、第５図において、１，２はカバー、９は軸受、１０
．１１は固定子巻線３，４が巻回されるコイルボビンで
ある。

以上の構成のステッピングモータにおいて、固定子巻線
３，４に電流を流すことによって固定子ヨーク１６ａ、
１６ｂ、１７ａ、１７ｂの磁極歯１８ａ、１８ｂ、１９
ａ、１９ｂに発生した磁界と、ロータマグネット５の磁
化された磁界の吸引。

反発作用により、トルクが発生する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来例のような構造において、微小ステ
ップ角化を図ろうとした場合、以下に述べる問題点が起
こって（る。

従来例のような構造の固定子ヨークにおいては前記した
通りに、ステップ数に応じた磁極歯が必要である。その
ため微小ステップ角化しようと思えば、磁極歯数は多（
なり、磁極歯の幅は細くなる。

固定子ヨーク内径をｒとし、ステップ数をｎとすると、
固定子ヨークの一磁極歯輻Ｑは、Ｑｏｃｍで表される。

ここでモータを小型化し、ステップ角度を小さくすると
、磁極歯の幅Ｑは小さくなり、機械的精度及び機械的強
度が問題となる。一方、機械的強度向上のために固定子
ヨークの板厚を大きくした場合、磁極歯の断面は、ブレ
とパリによって機械的精度が悪くなり、モータの特性が
低下する。以上のように、従来の構造におけ。・１＼１
１゛１か−）微小ステップ角のステッピングモータを作
成することは困難な問題を有している。

本発明は上記問題点に対し、ステップ角度の微小化２高
精度および小型化が容易に実現できるステッピングモー
タを提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のステッピングモー
タは、１周のステップをｎとした時、１つの固定子ヨー
クのくし歯状磁極歯数ｍは、もち、そのくし歯状磁極歯
は更に、４周期ごとにに回、ステップ角に応じた角度幅
で分割された磁極歯凸部を有する固定子ヨークを、他の
同様の構造とした固定子ヨークの磁極歯凸部と、互いに
１ステツプ角ずつずらした位置に配置し、それらの外周
に２組の固定子巻線を備え、円筒型で、外周がステップ
数だけ磁化されたロータマグネットを備えたロータによ
り構成されるものである。

作用 本発明は上記した構成によって、固定子ヨークの磁極歯
に用いられた凸状部が、従来の磁極歯１つと等価となる
。

そして、ステップ角は、固定子ヨークの磁極歯数によっ
て決まるため、ステップ角度の微小化が必要であれば固
定子ヨークの磁極歯の凸状の間隔を狭めてやれば良（な
る。そのため、従来例のように、固定子の磁極歯そのも
のを細（する必要はなく、精度も良く、機械的強度も心
配がいらな（なることから、ステップ角度誤差の少ない
微小ステップ角可能なステッピングモータとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例のステッピングモータについて
、図面を参照しながら説明する。

第２図は本発明のｋを２とした時の一実施例におけるス
テッピングモータの固定子部の分解斜視図である。同図
において、固定子ヨーク６ａは円筒形状で、かつ、その
内周面側には、周方向に配列するステップ角の４倍の間
隔の凸部１４ａを有するくし歯状磁極歯１２ａを備えて
いる。上記固定子ヨーク６ａとともに閉磁路を構成する
固定子ヨーク６ｂには、前記同様のくし歯状磁極歯１２
ｂ。

凸部１４ｂを備えている。上記固定子ヨーク６ａと６ｂ
とは各（し歯状磁極歯１２ａと１２ｂとが入り組むごと
（重ね合わせて構成されている。また、環状固定子巻線
３はコイルボビン１１に巻回されて、前記固定子ヨーク
６ａと６ｂとの間に挟まれて装着されている。一方、固
定子ヨーク７ａは前記固定子ヨーク６ａと同様に円筒形
状でかっ、その内周面側に、周方向に配列するステップ
角の４倍の間隔をもって凸部を有するくし歯状磁極歯１
３ａを備えている。上記固定子ヨーク７ａとともに閉磁
路を構成する固定子ヨーク７ｂには、前記固定子ヨーク
６ｂ同様のくし歯状磁極歯１３ｂを備えている。一方、
固定子巻線４は、コイルボビン１０に巻回され、前記固
定子ヨーク７ａと７ｂとの間にはさまれて装着されてい
る。なお、くし歯状磁極歯１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１
３ｂ及びそれの凸部１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂの
位置関係及び動作を次に説明する。

第１図に同実施例の固定子ヨーク部を示し、第３図には
固定子ヨーク６　ａ　、６　ｂ　＊　７　ａ　＋　７　
ｂの磁極構成図を示す。また、第４図において同実施例
の固定子部と回転子部の要部断面図を示す。なお、図中
の角度は電気角で示している。くし歯状磁極歯１２ａの
凸部１４ａと、（し歯状磁極歯１３ａの凸部１５ａとは
電気角で９０°、また、（し歯状磁極歯１２ａの凸部１
４ａと、くし歯状磁極歯１３ｂの凸部１５ｂとは２７０
”、つまり＝９０°ずらせて配置している。ステップ動
作を簡単に説明すると、固定子巻線３を励磁すれば、磁
極歯の凸部１４ａ、１４ｂはそれぞれＮ、Ｓ極となり、
このＮ、Ｓ極に対応した位置にロータマグネットを吸引
させる。この状態から次の相の固定子巻線４へ切換えて
励磁すれば、磁極歯の凸部１４ａ、１４ｂは消磁し、磁
極歯の凸部１５ａ。

１５ｂがそれぞれＮ、Ｓ極となり、このＮ、Ｓ極に対応
した位置にロータマグネット５を吸引させることにより
、ロータが変位し、これらの繰り返しにより、ステップ
状に回転する。

発明の効果 以上の様に、固定子ヨークは、１周のステップ数をｎと
した時、１つの固定子ヨークのくし歯状磁極歯数ｍが、 ｍ　＝　−（ｋ　：　２以上の整数）で表される数を４
に 有し、そのくし歯状磁極歯が更に４周期ごとにに回、ス
テップ角に応じた角度幅で分割された磁極歯凸部を設け
たものである。そして、その周囲に巻回される固定子巻
線を有し、外周に沿ってステップ数だけ分極して磁化さ
れたロータマグネットを持つロータを組合わせることに
よって、ステップ角の微小化が可能となる。また、機械
的強度及び機械的精度も向上するため、停止位置精度の
向上が図れ、モータの小型化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である固定子ヨークの斜視図
、第２図は本発明の実施例におけるステッピングモータ
の固定子部の分解斜視図、第３図は同実施例の固定子ヨ
ークの磁極構成図、第４図は同実施例のロータマグネッ
トと固定子ヨークの要部断面図、第５図は従来の例のス
テッピングモータの分解斜視図である。 ３．４・・・・・・固定子巻線、５・・・・・・ロータ
マグネット、６ａ、６ｂ、７　ａ、７ｂ・”−固定子ヨ
ーク、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・・・（Ｌ
歯状磁極歯、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ・”・・
・磁極歯凸部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名ｃ′Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １周におけるステップ数をｎとした時、１つの固定子ヨ
   ークのくし歯状磁極歯数ｍは、 ▲数式、化学式、表等があります▼（ｋ：２以上の整数
   ）で表わされる数を有し、そのくし歯状磁極歯は更に、
   ４周期ごとにｋ回、ステップ角に応じた角度幅で分割さ
   れた磁極歯凸部を有する固定子ヨークと、軸方向に同心
   状に配備した環状固定子巻線と、上記固定子ヨークのく
   し歯状磁極歯と空隙を介して対向配置されたロータマグ
   ネットを有するロータとを備えたステッピングモータ。