JPH025673Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ロータがロータ軸方向に着磁さ
れ、そのロータの上下面磁極のいずれか一方ある
いはその両者と対向してステータを配置するステ
ツプモータにおいて、そのロータを所定方向に回
転させるため、前記ステータに対してロータ位置
を回転方向にシフトさせるステツプモータのロー
タシフト構造に関する。

第１図は、ロータがロータ軸方向に着磁され、
そのロータの上下面磁極と対向して上下ステータ
を配置するステツプモータである。

第１図中符号１で示すものは、ロータである。
ロータ１は、ロータ軸１ａを中心として回転す
る。そのロータ１の外周には、ロータ軸１ａを中
心とする円周位置に等間隔にそのロータ軸１ａと
平行な方向に交互にNS逆向きとなる如く２（2n
＋１）（ｎは正の整数）極着磁される。したがつ
て、ロータ１の上下面にはNS交互の磁極が360/2
（2n＋１）度毎に設けられ、その上下面の磁極の
ずれは360/2（2n＋１）度である。そのようなロ
ータ１のロータ軸１ａ方向上方には、１対の板状
の上ステータ２ａ，３ａがロータ１の上面と平行
に並べて設けられる。それらの上ステータ２ａ，
３ａは、２つの駆動用スリツトa₁，a₂で対向す
る。それらの駆動用スリツトa₁，a₂は、ロータ軸
１ａを通る一直線ｌ上に位置し、それぞれ上述し
たロータ１の異なる上面磁極と順次対応するよう
になつている。他方、ロータ１のロータ軸１ａ方
向下方には、１対の板状の下ステータ２ｂ，３ｂ
がロータ１の下面と平行に並べて設けられ、上ス
テータ２ａ，３ａとともにステータＳを形成す
る。下ステータ２ｂ，３ｂは、２つの駆動用スリ
ツトb₁，b₂で対向する。それらの駆動用スリツト
b₁，b₂は、ロータ軸１ａを通る直線ｍ上に位置
し、それぞれロータ１の異なる下面磁極と順次対
応するようになつている。直線ｍは、上述した上
ステータ２ａ，３ａの駆動用スリツトa₁，a₂が配
される直線ｌから360/2（2n＋１）度ずれてい
る。故に、例えば上ステータ２ａ，３ａの駆動用
スリツトa₁がＮ極と対応するとき、別の駆動用ス
リツトa₂はＳ極と対応する。このとき、下ステー
タ２ｂ，３ｂの駆動用スリツトb₁はＮ極と対応
し、別の駆動用スリツトb₂はＳ極と対応するよう
になつている。第１図中符号４で示すものは、駆
動コイルである。駆動コイル４は、それぞれの上
下ステータ２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂと磁気的に結
合され、交番駆動パルスが加わると、それらの上
下ステータ２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂに交互にNS
の極性を発生させ、上下ステータの４つの駆動用
スリツトa₁，a₂，b₁，b₂でロータ磁極を吸引反発
して、ロータ１を１極毎に間欠的に回転させる。

上述したようなステツプモータにおいて、いま
ロータ１の磁極数を６極とすると、上下ステータ
２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂに対するロータ１の安定
位置からロータ１が回転した角度θとロータ１に
働くトルクＴとは第２図に示す関係にある。第２
図中実線で示す曲線は静止トルク、一点鎖線で示
す曲線は駆動トルク、そして点線で示す曲線はそ
れらの合成トルクである。この第２図から判る通
り、θが０・60度、すなわちロータ１が安定位置
にあるとき、駆動コイル４に駆動パルスが送出さ
れたとしても、ロータ１には駆動トルクが作用せ
ず、ロータ１は明らかに回転しない。

そこで、従来は適宜手段により上下ステータ２
ａ，３ａ，２ｂ，３ｂに対するロータ１の安定位
置を回転方向にシフトさせ、ロータ１が安定位置
にあるとき、駆動コイル４に駆動パルスが送出さ
れると、ロータ１に駆動トルクが作用し、ロータ
１が回転するように工夫されていた。

この考案の目的は、そのようなロータシフト構
造を提供せんとするものである。

そして、この考案によるロータシフト構造は、
上述したようなステツプモータにおいて、ｋが０
か正の整数であるとき、δ≒（ｋ＋1/4）×
360゜／２（2n＋１）の関係にあるそのδ分だけ上下ス
テ ータの駆動用スリツトからロータの回転方向にず
らしてシフト用スリツトをシフトステータに設
け、そのシフトステータを前記ステータの内面に
密着固定することを特徴とするものである。

以下、図面に示すこの考案の実施例に基づき、
この考案を詳述する。

第３図および第４図は、この考案の一実施例を
示し、第１図に示すと同様なステツプモータで、
ロータ１１がロータ軸１１ａ方向に６極着磁さ
れ、そのロータ１１の上下面磁極と対向して上下
ステータ１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂが配置
される。そして、１対の上ステータ１２ａ，１３
ａは、ロータ軸１１ａを通る直線ｌ上に位置する
駆動用スリツトa₁，a₂で対向する。他方、１対の
下ステータ１２，１３ｂは、ロータ軸１１ａを通
る別の直線ｍ上に位置する駆動用スリツトb₁，b₂
で対向する。それらの直線ｌ，ｍは60度ずれてい
る。しかし、第３図および第４図に示すステツプ
モータでは、第１図に示すステツプモータと異な
り、上ステータ１２ａ，１３ａの内面（ロータ側
面の面）にシフト用スリツトc₁，c₂を設けたシフ
トステータ１５を密着固定する。また、下ステー
タ１２ｂ，１３ｂにもその内面（ロータ側の面）
にシフト用スリツトd₁，d₂を設けたシフトステー
タ１６を密着固定する。それらのシフトステータ
１５，１６は薄板で作られ、その中央部に上下ス
テータ１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂに明けた
孔１７，１８と同径の孔１９，２０を設け、この
孔１９，２０の周縁からシフトステータ１５，１
６の板厚より十分大きいシフト用スリツトc₁，
c₂，d₁，d₂を設けて一体にしたものである。そし
て、それらのシフト用スリツトc₁，c₂は、ロータ
軸１１ａを通る直線ｐ上に位置し、シフト用スリ
ツトd₁，d₂はロータ軸１１ａを通る別の直線ｑ上
に位置する。それらの直線ｐ，ｑは、上述した直
線ｌ，ｍからロータ１１の回転方向（図中時計方
向）に角度δだけずれていて、このδの値は約75
度である。

第３図および第４図に示すステツプモータにお
いて、仮に上下ステータがシフトステータ１５，
１６を有しないとき上下ステータに対するロータ
１１の安定位置からの回転角度をθとし、シフト
用スリツトc₁，c₂，d₁，d₂を設けることにより上
下ステータに対しロータ１１が角度ηだけシフト
したとすると、そのときのロータ１１の回転角度
θとロータ１１に働くトルクＴとの関係は第５図
に示す如くとなる。第５図中実線で示す曲線は静
止トルク、一点鎖線で示す曲線は駆動トルク、そ
して点線で示す曲線はそれらの合成トルクであ
る。この第５図から判る通り、θがシフト角η、
すなわちロータ１１が安定位置にあるとき、駆動
コイル１４に駆動パルスが送出されるとロータ１
１に駆動トルクが作用し、ロータ１１は明らかに
回転する。

なお、叙述したシフト用ステータ１５，１６に
高い初期透磁率でかつ低い飽和磁束密度の材料、
たとえば約78％のNiを含むNi−Fe合金を用いれ
ば、駆動用スリツトa₁，a₂，b₁，b₂部では磁束が
飽和しやすく、有効に駆動用の漏れ磁束を引き出
せる。また、上下ステータ１２ａ，１２ｂ，１３
ａ，１３ｂに飽和磁束密度の高い材料、たとえば
約45％のNiを含むNi−Fe合金を用いれば、ステ
ータの断面積が小さくても駆動コイル１４からは
大きな磁束を伝達できるものである。

また、上記実施例においては、シフトステータ
１５，１６を上下ステータ１２ａ，１２ｂ，１３
ａ，１３ｂの内側（ロータ側）に密着固定した
が、上ステータまたは下ステータのいずれか一方
を用い、その内側にシフトステータを密着固定し
てステータを形成してもよい。

以上説明したようなこの考案によるロータシフ
ト構造は、ロータの安定位置が自動的に回転方向
にシフトされるので調整が不要になる利点があ
る。

しかし、この考案によれば、シフト用ステータ
を別体に設けることによつてプレス加工による製
作が可能になるのでシフト用スリツトの位置およ
び巾を独立して適正化でき、高性能のステツプモ
ータが得られる効果を生じるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、駆動用スリツトのみを有するステツ
プモータの平面図である。第２図は、第１図に示
すステツプモータにおけるロータの回転角θとロ
ータの受けるトルクＴとの関係図である。第３図
は、この考案の一実施例を示し、この考案による
ロータシフト構造を有するステツプモータの平面
図である。第４図は第３図の−線断面図であ
る。第５図は、第３図に示すステツプモータにお
けるロータの回転角θとロータの受けるトルクＴ
との関係図である。 １１……ロータ、１１ａ……ロータ軸、a₁，
a₂，b₁，b₂……駆動用スリツト、１２ａ，１３ａ
……上ステータ、１２ｂ，１３ｂ……下ステー
タ、１４……駆動コイル、１５，１６……シフト
ステータ、c₁，c₂，d₁，d₂……シフト用スリツ
ト、ｌ，ｍ……直線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ロータとステータとシフトステータと駆動コイ
   ルとを有し、 前記ロータは、磁極を有し、 各磁極は、ロータ軸を中心とする円周位置に配
   置され、等間隔に２（2n＋１）（ｎは正の整数）
   極着磁され、前記ロータ軸と平行な方向に交互に
   NS逆向きであり、 前記ステータは、上ステータと下ステータのい
   ずれか一方または双方を有し、 前記上ステータは、前記ロータの前記ロータ軸
   方向上方に配置され、かつそのロータの上面と平
   行に配置され、駆動用スリツトを有し、 その駆動用スリツトは、前記ロータ軸を通る一
   直線上に２つ配され、それぞれ前記ロータの異な
   る上面磁極と対応し、 前記下ステータは、前記ロータの前記ロータ軸
   方向下方に配置され、かつそのロータの下面と平
   行に配置され、駆動用スリツトを有し、 その駆動用スリツトは、前記ロータ軸を通る一
   直線上に２つ配され、それぞれ前記ロータの異な
   る下面磁極と対応し、 前記上ステータと前記下ステータの双方を有す
   るときは、それらの前記駆動用スリツトは互いに
   ３６０／２（2n＋１）度ずれ、 前記シフトステータは、前記ステータの内面に
   密着固定され、シフト用スリツトを有し、 そのシフト用スリツトは、前記ステータの駆動
   用スリツトから前記ロータの回転方向にずれ、 前記駆動コイルは、前記ステータと磁気的に結
   合され、交番駆動パルスを受け、前記ステータに
   交互にNSの磁極を発生させて前記ロータを回転
   する、 ステツプモータのロータシフト構造。