JPH03203557A - ステッピングモータの着磁方法 - 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、ロータ歯間に棒状永久磁石を固定してトルク
を増大させたハイブリッド型ステッピングモータのロー
タの着磁方法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（モータトルク／モー２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
ド型ステッピンブモータ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磁石を一対のロ
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じるものである
。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
向に着磁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ものである。

第４〜７図はこの既提案のモータを示すものである。す
なわち第４図はその径方向断面図、第５図は軸方向断面
図、第６Ａ、６Ｂ図は第５図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線
断面における磁極の展開図、第７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
テーク極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と径方向に同し極性に磁化され
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、しかも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。またロ
ータはその組立て後にロータ鉄心の外周を研磨して精度
を高くすることが必要であり、このような研磨加工を行
うと棒状永久磁石の研磨粉がロータに付着してしまい、
モータ組立て後に軸受などに侵入して軸受などを傷める
という問題もあった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ロ
ータ歯の棒状永久磁石の取付は作業性がよく、またこの
棒状永久磁石を破損しにくくなり、さらにロータ組立て
後にロータ鉄心を研磨加工しても研磨粉が容易に除去で
きてこの研磨粉が軸受などを傷める恐れがなくなるよう
にしたステッピングモータの着磁方法を提供することを
目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、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ド型ステッピングモータにお
いて、前記円盤状永久磁石を低保磁力の磁石で、また棒
状永久磁石を高保磁力の磁石で形成し、これら両磁石を
未＠磁の状態でロータを組立てた後、前記棒状永久磁石
を着磁し、その後円盤状永久磁石を着磁することを特徴
とするステッピングモータの着磁方法により達成される
。

（実施例） 第１図は本発明に係るロータの未着磁状態の軸方向断面
図、第２図は棒状永久磁石の着磁方法を示す図であり、
その第２Ａ図はその一部の拡大図である。また第３図は
円盤状永久磁石の着磁方法を示す図である。

ここにロータ１０は、第７図に示す従来のものと同様に
、ロータ軸１２、円盤状永久磁石１４、ロータ鉄心１６
　（１６ａ、１６ｂ）を備える。棒状永久磁石２２　（
２２ａ、２２ｂ）は、希土類等の高保磁力の磁石材料で
作られ、円盤状永久磁石１４はこの棒状永久磁石２２よ
りも十分に保磁力の小さい磁石材料で作られている。こ
れら棒状永久磁石２２と円盤状永久磁石１４とは、未着
磁の状態で第１図のように組立てられ、さらにロータ鉄
心１６の外周が研削加工される。永久磁石２２．１４は
未着磁なので、加工時にこれらが吸引されたり反発した
りすることがなく、固着作業が容易に行える。また研削
するときに棒状永久磁石２２の研磨粉が生じるが、この
研磨粉は磁化してないから、容易にロータ１０から分離
して除去することができる。

このように組み上ったロータ１０は、第２図のような着
磁器１００によってその棒状永久磁石２２の部分が着磁
される。すなわち着磁器１００は、棒状永久磁石２２に
対向する中央磁極１０２と、これを挟み棒状永久磁石２
２の両側のロータ歯１８．１８に対向する磁極１０４．
１０４を有し、これらの磁極１０２．１０４はコイル１
０６によって棒状永久磁石２２の極性に応じて例えば第
２．２Ａ図のように励磁される。このように棒状永久磁
石２２を１つづつ磁化し、ロータ１０を１ピツチづつ回
転させつつ全ての棒状永久磁石２２を磁化する。このロ
ータ１０は次に円筒状に巻いたコイル１０８の中に入れ
られて、円盤状永久磁石１４に着磁される。すなわち、
この時の磁束密度は着磁器１００による磁束密度よりち
小さく、棒状永久磁石２２の磁化に影響を与えないよう
に設定される。このコイル１０８により円盤状永久磁石
１４は第３図のように磁化される。

（発明の効果） ４゜ 本発明は以上のように、棒状永久磁石および円盤状永久
磁石を磁化する前にロータを組立て、また必要に応じて
研削加工を行い、その後まず高保磁力の磁性材料で作ら
れた棒状永久磁石を磁化し、その後低保磁力の磁性材料
で作られた円盤状永久磁石を磁化するから、ロータの組
立て時には磁石による反発力や吸引力が発生せず、棒状
永久磁石の取付は固定作業が簡単になる。また取付は時
の破損が起りにくくなるから歩留まりも向上する。さら
にロータの研削加工に伴って生じる研磨粉も容易に除去
できるから、この研磨粉が残って軸受などを傷める恐れ
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロータの未着磁状態の軸方向断面
図、第２図は棒状永久磁石の着磁方法を示す図であり、
その第２Ａ図はその一部の拡大図である。また第３図は
円盤状永久磁石の着磁方法を示す図である。第４〜７図
はこの既提案のモータを示すちのであり、第４図はその
径方向断面図、第５図は軸方向断面図、第６Ａ、６Ｂ図
は第５図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面における磁極の
展開図、第７図はロータの斜視図である。 １０・・・ロータ、 １４・・・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、 １００・・・着磁器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　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
   ド型ステッピングモータにおいて、 前記円盤状永久磁石を低保磁力の磁石で、また棒状永久
   磁石を高保磁力の磁石で形成し、これら両磁石を未着磁
   の状態でロータを組立てた後、前記棒状永久磁石を着磁
   し、その後円盤状永久磁石を着磁することを特徴とする
   ステッピングモータの着磁方法。