JPH03203539A - 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、ハイブリット型ステッピングモークに関する
ちのである。

（従来の技術） ＯＡ用、ＦＡ用等の精密制御機器の駆動機構部のアクチ
ュエータとして、小型かつ軽量であるモータ、すなわち
高出力密度（モーフトルク／モータ重量）のモータの開
発が要望されている。

従来より、このようなアクチュエータとしてハイブリッ
ト型ステッピンプモークが広く用いられている。このモ
ータは、軸方向に磁化された円盤状永久６Ｒ石を一対の
ロータ鉄心で挟み、各ロータ鉄心に１／２ピッチ位相が
ずれたロータ歯を形成し、ステータ磁極を周期的に励磁
するようにしたちのである。この形式のモータでは、ロ
ータ鉄心とステータ極との空隙に対向する面（空隙面）
に多数の歯（誘導子）を有するから、ロータ位置による
磁気抵抗の変化に伴って空隙磁束密度が変化する。この
ため磁気エネルギーが変化してトルクを生しるちのであ
る。この場合、モータを高出力密度化するためには、空
隙長を狭くしたり、磁気装荷および電気装荷を大きくす
ることが考えられる。しかしこのようにすると、鉄心歯
部が磁気飽和したり、歯側面へ磁束が漏れるためにトル
ク増加が困難になり、モータは大型化するという問題が
生じる。

そこで出願人は、ロータ歯間およびステータ歯間の溝に
棒状永久磁石を固定することを提案した。これは円盤状
永久磁石によりロータ鉄心の表面に生じる主磁束を、径
方向に着ｍされた棒状永久磁石によって打消し、歯溝底
や歯側面への漏れ磁束を強制的に抑制するちのである。

第５〜８図はこの既提案のモータを示すちのである。す
なわち第５図はその径方向断面図、第６図は軸方向断面
図、第７Ａ、７Ｂ図は第６図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線
断面における磁極の展開図、第８図はロータの斜視図で
ある。

これらの図で符号１０はロータであり、ロータ軸１２と
、円盤状永久磁石１４と、一対のロータ鉄心１６　（１
６ａ、１６ｂ）と、両ロータ鉄心１６の外周面に形成さ
れたロータ歯１８　（１８ａ、１８ｂ）間の溝２０に固
定された棒状永久磁石２２　（２２ａ、２２ｂ）とを有
する。円盤状永久磁石１４は第５図に示すように軸方向
に磁化され、また各ロータ鉄心１６のロータ歯１８ａと
１８ｂとは、第６Ａ図と第６Ｂ図を比較することにより
解るように、１／２ピッチ位相がずれている。棒状永久
磁石２２は径方向に着磁され、その極性は円盤状永久磁
石１４による主磁束を打消す方向となっている。

２４はステータであり、周方向に等間隔に突設されたス
テータ極２６の内周面には、各ロータ鉄心１６ａ、１６
ｂに対向する軸方向のステータ歯２８　（２８ａ、２８
ｂ）が形成され、ステータ歯２８間の溝には棒状永久磁
石３２　（３２ａ、３２ｂ）が固定されている。ここに
棒状永久磁石３２は各ロータ鉄心１６ａ、１６ｂの棒状
永久磁石２２ａ、２２ｂと径方向に同じ極性に磁化され
ている。３４は各ステータ極２６に巻かれた巻線である
。

このような構成の既提案のモータにおいて、棒状永久磁
石２２は第７図に示すようにロータ溝２０ａに挿入し、
接着剤で固着していた。ステータ２４側の棒状永久磁石
３２も全く同様に接着固定していた。

しかしロータの棒状永久磁石２２の幅と厚さは０．５〜
２ｍｍ程度と相当に小さく、しかち衝撃により破損しや
すいため、その固着の歩留まりが悪いという問題があっ
た。特に予め着磁した棒状永久磁石２２をロータ１０に
固着する場合には、棒状永久磁石２２の極性が円盤状永
久磁石１４と反対であるために、挿入時に反発力を受け
、作業性が悪く磁石２２を一層破損し易くなる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたちのであり、ロ
ータ歯あるいはステータ歯に固定する棒状永久磁石の取
付は作業を不要にしてその生産性と歩留まりを向上させ
ることができるステッピングモータを提供することを第
１の目的とする。

またこのステッピングモータに用いる棒状永久磁石の成
形方法を提供することを第２の目的と１する。

（発明の構成） 本発明によれば第１の目的は、軸方向に磁化された円盤
状永久磁石を挟む一対の各ロータ鉄心に、互いに１／２
ピッチ位相がずれたロータ歯を形成する一方、各ロータ
歯間およびステータ歯間の溝に径方向に着磁した棒状永
久磁石を固定したハイブリット型ステッピングモータに
おいて、前記ロータ歯間およびステータ歯間の少なくと
６方に固定される棒状永久磁石は、プラスチック磁石に
より形成されていることを特徴とするステッピングモー
タにより達成される（請求項（１））。

ここにプラスチック磁石として、ラバー磁石を用い（請
求項（２）　）　、これをシート状としてロータ歯間ま
たはステータ歯間に圧入したり（請求項（３）　）　、
これを円筒状にしてちよい（請求項（４））。

また第２の目的は、ロータ鉄心またはステータ極には、
空隙面を研磨することによりロータ歯またはステータ歯
を形成する多数の小孔が形成され、これらの小孔にプラ
スチック磁石をインサトモールドした後空隙面を研磨す
ることを特徴とする請求項（１１のステッピングモータ
に用いる棒状永久磁石の成形方法により達成される。

（実施例） 第１図１ま本発明の一実施例に用いるシート状のラバー
磁石の斜視図、第２図は同じく円筒状のラバー磁石の斜
視図、第３図はこれらを装着したロータ歯及びステータ
歯の展開図である。

第１図のシート状のラバー磁石１００は、ラバーに粉状
の永久磁石を分散させたものであり、ステー２歯２８の
形状に一致させたスリット２８Ａが切り抜かれている。

第２図の円筒状のラバー磁石１０２は、この第１図のち
のを円筒状にしてステータ２４の全てのステータ歯２８
の数に等しいスリット２８Ｂを形成したものである。

これらのラバー磁石１００．１０２は、ステータ歯２８
にスリット２８Ａ、２８Ｂを位置合せしてステータ歯２
８に押し込むことにより第３図に示すようにステータ２
４に固定される。

また同様にロータ鉄心１６のロータ歯１８の形状に一致
させたスリットを形成したシート状あるいは円筒状のラ
バー磁石１０４をロータ鉄心１６に固定することができ
る。

第４Ａ図と第４Ｂ図は棒状永久磁石の成形方法の他の実
施例を示す図である。この実施例に用いるロータ鉄心１
６とステータ極２６には、これらが対向する間隙面を研
磨することにより、ロータ歯１８またはステータ歯２８
を生成するように多数の小孔１０６．１０８が形成され
ている。これらの小社１０６，１０８にはプラスチック
磁石１１０．１１２例えばエポキシレジンに永久磁石の
粉末を分散させちのを充填して硬化させる。そしてその
後、このロータ鉄心１６およびステータ極２６をその間
隙面側から第４Ａ図にａ、ｂで示す厚さだけ研磨し、硬
化したプラスチック磁石１１０．１１２を間隙面側に露
出させる。この結果第４Ｂ図に示すように棒状永久磁石
が形成される。

以上の実施例ではラバー磁石１００．１０２、プラスチ
ック磁石１１０．１１２はステータとロータの両方に固
定されているが、本発明はこれらのいずれか一方に適用
したものも含む。

なおプラスチック磁石は、ロータあるいはステータに固
定する前に着磁しておいてもよいし、固定後に着磁して
ちまい。

（発明の効果） 請求項（１１に記載の発明は以上のように、プラスチッ
ク磁石をロータ歯あるいはステータ歯の間に固定するこ
とにより棒状永久磁石とするものであるから、棒状永久
磁石の固定が容易になり、生産性が向上し歩留まりも向
上する。すなわち本発明の第１の目的が達成される。こ
こにプラスチック磁石をシート状あるいは円筒状のラバ
ー磁石で形成し、これらにロータ歯あるいはステータ歯
の形状のスリットを形成しておいてロータあるいはステ
ータに固定するようにすれば（請求項（２）、（３）　
、　　（４）　）　、ラバー磁石の弾性を利用して簡単
に固定でき組立作業性は更に向上する。

ここにロータあるいはステータには、間隙面を研磨する
ことによりロータ歯あるいはステータ歯が形成される小
孔を設けておき、この小孔にプラスチック磁石を装填し
て硬化させた後、間隙面を研磨してプラスチック磁石を
露出させることにより棒状永久磁石を形成してもよい（
請求項（５））。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に用いるシート状のラバー磁
石の斜視図、第２図は同じく円筒状のラバー磁石の斜視
図、第３図はこれらを装着したロータ歯及びステータ歯
の展開図、第４Ａ図と第４Ｂ図は棒状永久磁石の成形方
法の他の実施例を示す図である。また第５〜８図はこの
既提案のモータを示すものであり、第５図はその径方向
断面図、第６図は軸方向断面図、第７Ａ、７Ｂ図は第６
図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面における磁極の展開図
、第８図はロータの斜視図である６１４・・・円盤状永
久磁石、１６・・・ロータ鉄心、１８・・・ロータ歯、
　　２２・・・棒状永久磁石、２４・・・ステータ、　
２８・・・ステータ歯、１００・・・シート状ラバー磁
石、 １０２・・・円筒状ラバー磁石、 １０６．１０８・・・小孔、 １１０．１１２・・・プラスチック磁石。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に磁化された円盤状永久磁石を挟む一対の
   各ロータ鉄心に、互いに１／２ピッチ位相がずれたロー
   タ歯を形成する一方、各ロータ歯間およびステータ歯間
   の溝に径方向に着磁した棒状永久磁石を固定したハイブ
   リット型ステッピングモータにおいて、 前記ロータ歯間およびステータ歯間の少なくとも一方に
   固定される棒状永久磁石は、プラスチック磁石により形
   成されていることを特徴とするステッピングモータ。
2. （２）プラスチック磁石はラバー磁石である請求項（１
   ）のステッピングモータ。
3. （３）ラバー磁石は、ロータ歯またはステータ歯の形状
   に切り抜いたシート状に形成され、ロータ歯間またはス
   テータ歯間に圧入されて固定されている請求項（２）の
   ステッピングモータ。
4. （４）シート状のラバー磁石は、円筒状に作られてロー
   タ歯間またはステータ歯間に圧入されて固定されている
   請求項（３）のステッピングモータ。
5. （５）ロータ鉄心またはステータ極には、空隙面を研磨
   することによりロータ歯またはステータ歯を形成する多
   数の小孔が形成され、これらの小孔にプラスチック磁石
   をインサートモールドした後空隙面を研磨することを特
   徴とする請求項（１）のステッピングモータに用いる棒
   状永久磁石の成形方法。