JPH0156627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信頼性を必要とする積算距離計等に
使用されるPM型ステツピングモータの回転子の
改良に関するものである。

第１図は、従来のPM型ステツピングモータの
構造を示す斜視図である。第２図は第１図のステ
ツピングモータの回転子の断面図である。両図に
おいて１は固定子、２は永久磁石、３は非磁性体
（Al、Bs、プラスチツク等）からなるブツシユ、
４はシヤフト、５は回転子である。一般に、、上
記永久磁石２は、円周方向に多極着磁を施した円
筒状永久磁石（一般にフエライト磁石）である。
例えば外周面に６極対称着磁を施した永久磁石２
を備えた回転子５は固定子１の磁極が交互に逆極
性となるように、励磁コイルが励磁されるごとに
30度ずつステツプ回転する。

この種のステツピングモータは、第３図に示す
ように跳躍的かつ振動的な回転を行う。その為ス
テツピングモータを駆動させる制御回路等に特別
な手段を溝じないかぎり、第３図に示すようなオ
ーバーシユートを減少させることができず、安定
性に乏しいという欠点があつた。

本発明は上記のような従来の欠点を除去するた
めになされたもので、円筒状永久磁石と回転軸と
の間に回転軸と同心にかつそれに対して回転自在
な円筒状半硬質磁石を介装することによりステツ
プ動作が安定なステツピングモータを提供するこ
とを目的としている。

以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第４図に本発明に係るステツピングモータの回転
子の断面図を示す。同図において６は少くとも外
周面に多極着磁を施した円筒状の永久磁石（フエ
ライト系ボンド磁石）、７は永久磁石６を支持す
るシヤフトである。永久磁石６とシヤフト７は接
着等により固定してもよいが、永久磁石６を例え
ば射出成形の手法により製作する場合には、イン
サート成形を行なつて永久磁石６とシヤフト７を
一体化してもよい。８は円筒状の半硬質磁石であ
り、上端が密閉されたパイプ状のブツシユ９に固
定されている。ブツシユ９の上端内面とシヤフト
７の先端との間には球状体１０が介装されてお
り、半硬質磁石８は永久磁石６の内側において回
転自在な慣性体を構成している。なお球状体１０
としては、例えば玉軸受用鋼球を使用すればよ
い。

次に上記構成を有する回転子を組込んだステツ
ピングモータ（第１図）の動作について説明す
る。励磁コイルにパルス電圧を印加すると、コイ
ルの励磁により固定子が駆動極となり、固定子１
と回転子５の間に発生する衝撃的な電磁力によつ
て永久磁石６の回転によつて、永久磁石６と慣性
体である半硬質磁石８との間の磁束が変化し、こ
れにより永久磁石６の回転速度に応じた磁気制動
力が永久磁石６と半硬質磁石７との間に発生し、
永久磁石６に作用する衝撃的な回転力が抑制され
て、永久磁石６は穏やかに回転を始める。永久磁
石６は初めの位置から30度の位置まで回転し、そ
の位置を中心に減衰振動を始めるが、この場合に
も上述の場合と同様に永久磁石６の回転速度に応
じた制動力が永久磁石６と半硬質磁石７との間に
発生し、振動が速やかに減衰して永久磁石は速や
かに停止する。すなわち、本発明においては、半
硬質磁石７がいわゆるヒスブレーキの役目をする
ことになる。

次に具体例について説明する。

第４図において、永久磁石６として外径21mm〓、
内径16mm〓、軸方向長さ16mmの寸法を有し、外周
に６極対称着磁を施したフエライト系ボンド磁石
（日立金属製KPM−３）を用い、又半硬質磁石７
として外径15.2mm〓、内径6.6mm〓、軸方向長さ13.5
mmの寸法を有し、Brが7500GでHcが80Oeのアル
ニコ焼結磁石を用いて回転子を製作した。この回
転子を組込んだステツピングモータを用いて、４
相１励磁方式において12Vパルス電圧を１パルス
入力した場合のモータの応答特性を測定した。そ
の結果は第５図に示す通りである。

第５図から、同様な励磁方式において従来の回
転子を用いたステツピングモータの応答特性（第
３図）に比べてオーバーシユートやアンダーシユ
ートがほとんど表われず、ステツプ動作が安定
し、振動の少ないステツピングモータを得られる
ことが分かる。

上記の実施例においては、円筒状永久磁石とし
てその肉厚を薄くすることが容易なフエライト系
ボンド磁石を使用し、永久磁石内周面に発生する
漏れ磁束を利用したものある。本発明においては
円筒状永久磁石の肉厚が薄いほど（内径／外径が
約0.7以上）上記のような効果が顕著に表われる。
また本発明者等の検討によれば、肉厚を薄くする
ことが比較的困難なフエライト磁石等の焼結磁石
を本発明の回転子に使用する場合、円筒状永久磁
石の外周に着磁を行うと同様に内周にも着磁する
ことにより、上記と同様な効果が得られことが見
出された。

以上に記述の如く、本発明のPM型ステツピン
グモータ用回転子は表面に複数個の磁極を有する
円筒状永久磁石に、回転軸を固定し、前記円筒状
永久磁石と前記回転軸との間に円筒状半硬質磁石
を含む慣性体を、前記回転軸と同心にかつ、それ
に対して回転自在に介装することにより、従来の
PM型ステツピングモータが有していた安定性に
乏しいステツプ動作という欠点を除去することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のPM型ステツピングモータの一
部を示す斜視図、第２図は第１図のステツピング
モータの回転子の断面図、第３図は第１図のステ
ツピングモータの停止時における振動減衰の変化
を示す図、第４図は本発明のステツピングモータ
用回転子の一実施例を示す断面図、第５図は本発
明の回転子を組込んだステツピングモータの停止
時における振動減衰の変化を示す図である。 ５：回転子、６：永久磁石、７：シヤフト、
８：半硬質磁石、９：ブツシユ、１０：球状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に複数個の磁極を有する円筒状永久磁石
   に回転軸を固定し、前記円筒状永久磁石と前記固
   定軸との間にリング状半硬質磁石を同心状に配置
   すると共に前記円筒状永久磁石の内周面と前記リ
   ング状半硬質磁石の外周面とを回転自在に対向せ
   しめ、前記リング状半硬質磁石の内周面に一方の
   端部が密閉されたパイプ状ブツシユを固定し、前
   記パイプ状ブツシユの前記一方の端部の内面と前
   記回転軸との間に球状体を介装して前記半硬質磁
   石を前記円筒状永久磁石に対して回転自在に支承
   したことを特徴とするステツピングモータ用回転
   子。 ２ 円筒上永久磁石としてフエライト系ボンド磁
   石を用いる特許請求の範囲第１項記載のステツピ
   ングモータ用回転子。