JPH0134553Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は電動機のインダクタ固定構造に係り、
詳しくはステツプモータ等の二相構成の電動機に
おいて、インダクタ相互間の電気角が確実に、か
つ精度よく得ることができるものである。 従来のステツプモータにあつては、回転子軸に
インダクタを固定する場合、治工具を使用してい
たが、インダクタ相互間の電気角を精度よく得る
ことが困難で、１ステツプ動作量の誤差が大きく
なる等の問題があつた。 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、インダクタ相互間の電気
角が確実、かつ精度よく得ることができる電動機
のインダクタ固定機構を提供することである。 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。 第１図、第２図中符号１，１′は軟質磁性体か
らなる円盤状のインダクタで、その外周端部と中
心孔１ａ，１a′の内周端部には、同部分を同じ方
向に折り曲げて外周壁部２，２′と内周壁部３，
３′とが形成されている。 外周壁部２，２′と内周壁部３，３′との間の平
面部には、切欠部４，４′が複数個（図面では16
個）周方向に所定の間隔をおいて形成され、これ
ら切欠部４，４′により１対の磁極歯５ａ，５ｂ，
５a′，５b′が複数組（図面では８組）形成されて
いる。 内周壁部３，３′の内周面には、各磁極歯５ａ，
５a′に対応して軸線方向に延びる凹部３ａ，３
a′が形成されている。これら凹部３ａ，３a′は、
それぞれ各磁極歯５，５′の中心軸ｌ，l′上に位
置している。 一方、上述のインダクタ１，１′が固定される
回転子軸７（第３図参照）のボス部８の軸線方向
両端部の外周面には、それぞれ軸線方向に延びる
凸部９，１０が周方向に複数個（図面では４個ず
つ、合計８個）所定の間隔をおいて形成されてい
る。凸部９，１０と凹部３ａ，３a′とは互いに隙
間なく係合するように設定されている。凸部９と
凸部１０とはボス部８の周方向において11.25゜ず
れて配置されていて（第４図ａ，ｂ参照）、凸部
９に係合してボス部８に固定される一方のインダ
クタ１の磁極歯５ａ，５ｂ（第１相）と凸部１０
に係合してボス部８に固定される他方のインダク
タ１′の磁極歯５a′，５b′（第２相）との間に電気
角で90゜のずれが生じるようになつている。なお、
１対の磁極歯５ａ，５ｂを６組形成した場合に
は、凸部９と凸部１０を15゜ずれて配置して、こ
れにより第１相と第２相との間に90゜の電気角を
もたせることができる。 したがつて、インダクタ１，１′の凹部３ａ，
３a′をボス部８の凸部９，１０に係合させるだけ
で、インダクタ１，１′を回転子軸７に相互に90゜
の電気角をもつて固定することができる。 第５図は、上述のインダクタ固定構造を使用し
たステツプモータの断面図で、図中符号１１は、
軟質磁性材からなるケースで、このケース１１内
に上述の回転子軸７が軸受１２，１２′を介して
回転自在に装備されている。回転子軸７のボス部
８には、上述のようにしてインダクタ１，１′が
90゜の電気角をもつて固定されている。 １３，１３′は環状励磁コイルで、ケース１１
内に回転子軸７に対し同心的に固定されている。 １４は環状の永久磁石で、インダクタ１，１′
間に位置してケース１１に適宜部材を介して固定
され、その表裏両面にはＮ極、Ｓ極が周方向に交
互に着磁されている。 なお、第５図中１５は動力伝達ギヤ、１６，１
６′は中央継鉄、１７，１７′はワツシヤ、１８，
１８′は環状励磁コイル１３，１３′のコード、１
９，１９′はブツシユである。 第６図は、第５図に示すステツプモータの結線
図で、環状励磁コイル１３，１３′にはそれぞれ
中間タツプ１３ａ〜１３ｃ、１３a′〜１３c′が設
けられ、実質的に４個の励磁コイルとなつてい
る。そしてこの環状励磁コイル１３、環状励磁コ
イル１３′のタツプ間への入力は駆動装置２１に
よつて選択され、その駆動装置２１には電源２
２、制御信号２３が入るようになつている。そし
てこの駆動装置２１は制御信号２３によつて第７
図に示すような励磁パルス電圧を環状励磁コイル
１３、環状励磁コイル１３′に印加するようにな
つている。第７図においては環状励磁コイル１
３のタツプ１３ａ−１３ｂ間に、は同コイル１
３のタツプ１３ｂ−１３ｃ間にまたは環状励磁
コイル１３′のタツプ１３a′−１３b′間に、は
同コイル１３′のタツプ１３b′−１３c′間に、そ
れぞれ印加されるパルス電圧波形である。そして
このようにパルス電圧が、環状励磁コイル１３、
環状励磁コイル１３′に加えられると、インダク
タ１、インダクタ１′の磁極歯５ａ，５ｂ，５a′，
５b′には第１表のような極性が現われる。尚この
第１表は正のパルス電圧が加わつた場合であり、
負のパルス電圧の場合は逆になる。

【表】 第７図において、動作領域を横軸にとり、動作
変化を行なう時点をア点、イ点、ウ点及びエ点と
し、動作領域をア−イ領域、イ−ウ領域、ウ−エ
領域及びエ−ア′領域とし、励磁コイルの動作及
び磁極歯の磁化状態を、第１表を基本と考えると
第２表に示すようになる。例えば、第７図ア−イ
の領域では；環状励磁コイル１３のタツプ１３ｂ
−１３ａ間には、ア点において正のパルス電圧が
加わり、インダクタ１の磁極歯５ａはＮ極に、５
ｂはＳ極に磁化される。また環状励磁コイル１
３′のタツプ１３b′−１３c′には既に正のパルス
電圧が加わつているためインダクタ１′の磁極歯
５a′はＳ極に、５b′はＮ極に励磁されているが、
イ点において解磁される。また、第７図イ−ウの
領域では；環状コイル１３のタツプ１３ｂ−１３
ａ間には、既にア点で励磁されており、この状態
はウ点まで続く。また環状コイル１３′のタツプ
１３b′−１３a′間には新たに正のパルス電圧が加
わり、インダクタ１′の磁極歯１３a′はＮ極に、
１３b′はＳ極に励磁される。 第２表に示すように４個の励磁コイルの内２個
の励磁コイルは常に励磁された状態となる。そし
て以上の動作が繰返されてインダクタ１、インダ
クタ１′は回転を続ける。

【表】 以上のようにして磁化されるインダクタ１′、
インダクタ１′の磁極歯５ａ，５ｂ，５a′，５
b′の回転動作状態を、第８図イ〜ホの動作図と、
第７図のパルス電圧及び第２表の磁極歯の磁化状
態を参照して詳説すると次のようになる。 第８図イは第７図のア点の前状態を示してお
り、インダクタ１の磁極歯５ａはＳ極、５ｂはＮ
極に、またインダクタ１′の磁極歯５a′はＳ極に、
５b′はＮ極に磁化されている。この状態ではイン
ダクタ１の磁極歯５ａ，５ｂは右方向に反撥力、
吸引力を受け、またインダクタ１′の磁極歯５a′，
５b′は左方向に反撥力、吸引力を受けている。従
つて回転子軸７のボス部８に固着されているイン
ダクタ１，１′は、いずれの方向にも回転し得ず、
力学的安定状態を保持し、回転子軸７は停止して
いる。 第７図ア−イの領域では；ア時点で環状励磁コ
イル１３はタツプ１３ｂ−１３ａ間に、また環状
励磁コイル１３′はタツプ１３b′−１３c′間に引
続きパルス電圧が加わるため、第８図イにおい
て、インダクタ１の磁極歯５ａ，５ｂは（ ）内
の極性に変る。従つてインダクタ１は永久磁石１
４との吸引により、またインダクタ１′は反撥に
より、左方向に回転（歩進）して極角度の1/2回
転した力学的安定点に達し、平衡して第８図ロの
位置で停止する。 第７図イ−ウの領域では；イ時点で環状コイル
１３′のタツプ１３b′−１３c′間へのパルス電圧
が断たれ、タツプ１３b′−１３a′間に、また環状
コイル１３のタツプ１３ｂ−１３ａ間には引続き
パルス電圧が加わるため、インダクタ１′の磁極
歯５a′，５b′は第８図ロの（ ）内の極性に変
る。従つてインダクタ１は永久磁石１４との吸引
力により、またインダクタ１′は反撥力により左
方向に回転して、更に極角度の1/2回転した力学
的安定点に達し、平衡して第８図ハの状態で停止
する。 第７図ウ−エの領域では；ウ時点で環状励磁コ
イル１３のタツプ１３ｂ−１３ａ間へのパルス電
圧が断たれ、タツプ１３ｂ−１３ｃ間に、また環
状励磁コイル１３′のタツプ１３b′−１３a′には
引続きパルス電圧が加わるため、インダクタ１の
磁極歯５ａ，５ｂは第８図ハの（ ）内の極性に
変る。従つてインダクタ１は永久磁石１４との反
撥力により、またインダクタ１′は吸引力により
左方向に回転して、更に極角度の1/2回転した力
学的安定点に達し、平衡して第８図ニの状態で停
止する。 第７図エ−ア′の領域でも同様の作用で、イン
ダクタ１′の極性が第８図ニの（ ）内の極性に
変り、更に極角度の1/2回転した力学的安定点に
達し、平衡して第８図ホの状態で停止する。以下
同様の作用により、極角度の1/2ずつ左方向に歩
進していく。 一方回転子の歩進を右方向に行なうには、第６
図の環状励磁コイル１３のタツプ１３ｂ−１３ａ
間に第７図のパルス電圧を、タツプ１３ｂ−１
３ｃ間にパルス電圧を、また環状励磁コイル１
３′のタツプ１３b′−１３a′間にはパルス電圧
を、タツプ１３b′−１３c′間にはパルス電圧を
印加する。この時の励磁、磁化動作状態を第３表
に、インダクタの動作状態を第９図イ〜ホに示
す。

【表】 上述のステツプモータによれば、インダクタ１
とインダクタ１′との相互の電気角が凸部９，１
０と凹部３ａ，３a′との係合を介して正確に設定
できるため、始動、停止時に動作遅れが生じな
い。また、インダクタ１，１′のすべての歩進動
作は、駆動装置２１が入力信号２３を受ける毎に
４個の励磁コイルにパルス電圧を配分して行なわ
れる。従つて入力信号２３は必ずしも正弦波交流
または連続パルスのように規則正しい信号である
必要はなく、時には連続的に、且つ速く、時には
間欠的に、且つ遅くなるような信号入力であつて
も、信号入力数に応じてインダクタを歩進し、一
定角度を任意時間保つことが可能である。 なお、上記実施例では、磁極歯５ａ，５ｂを８
組設け、凸部９，１０の機械角を11.25゜ずらして
90゜の電気角を得た場合を示したが、これには限
定されない。また、凸部９，１０間の機械角を変
えることにより、90゜以外の電気角を得ることも
できる。また、ステツプモータ以外に例えばリバ
ーシブルシンクロナスモータのインダクタ固定構
造にも適用できることは勿論である。 以上説明したように本考案の電動機のインダク
タ固定構造によれば、インダクタに設けた係合部
（凹部）と回転子軸に設けた被係合部（凸部）と
の係合を介してインダクタ相互間に所定の電気角
をもたせることができるので、治工具を使用しな
くてもすみ、電気角の設定が確実、かつ正確に行
なえて、１ステツプ動作量の誤差を非常に小さく
することができる。また、作業性が向上してコス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のインダクタ固定構造に使用さ
れるインダクタの一例を示す平面図、第２図は第
１図の−線矢視断面図、第３図は回転子軸の
一例を示す斜視図、第４図Ａ，Ｂは回転子軸の端
面図、第５図はステツプモータに適用した例を示
す断面図、第６図は同結線図、第７図はステツプ
モータへの入力信号波形図、第８図、第９図はス
テツプモータの動作説明図である。 １，１′……インダクタ、３ａ，３a′……係合
部（凹部）、７……回転子軸、９，１０……被係
合部（凸部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転子軸に複数個のインダクタを相互に所定の
   電気角をもつように固定してなる電動機のインダ
   クタ固定構造において、前記複数個のインダクタ
   にそれぞれ係合部を設け、また前記回転子軸に各
   インダクタと対応して係合部に係合する被係合部
   を設け、かつこれら被係合部を各インダクタの相
   互間に所定の電気角をもつように配置してなるこ
   とを特徴とする電動機のインダクタ固定構造。