JPH04185271A - Pm type stepping motor - Google Patents

Pm type stepping motor

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Publication number
JPH04185271A
JPH04185271A JP31735490A JP31735490A JPH04185271A JP H04185271 A JPH04185271 A JP H04185271A JP 31735490 A JP31735490 A JP 31735490A JP 31735490 A JP31735490 A JP 31735490A JP H04185271 A JPH04185271 A JP H04185271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole teeth
phase excitation
rotor
yoke
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31735490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Soda
操田 浩之
Katsuhisa Mizumoto
水本 勝久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP31735490A priority Critical patent/JPH04185271A/en
Publication of JPH04185271A publication Critical patent/JPH04185271A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the angular precision of the 1-2 phase excitation of a PM type stepping motor by arranging the constitution such that a slight air gap is provided between an outer yoke and a frame, and that the magnetic pole teeth of the outer yoke are arranged at the position being slid a little from the middle to the pole teeth of the inner yoke. CONSTITUTION:Though two-phase excitation and one-phase excitation changes over alternately, the static position of the rotor 11 of two-phase excitation is in the middle of the standstill position of the one-phase excitation, and the in one-phase excitation, the pole teeth being excited in S poles and the pole teeth being excited in N poles by the coil 10 of only the first phase are balanced with the N poles and the S poles of a rotor 11, whereby holding torque is gotten. Hereupon, in case of one-phase excitation, the region where the standstill position of the rotor 11 becomes unstable exists in the oblique line part. Therefore, the standstill position is not stabled and is slid a little. This slippage can be made small by providing an air gap between the outer yoke 8 and the frame 2 and sliding the pole teeth to the pole teeth of the inner yoke 7.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特にOA分野やAV分野に使用されるPM型
ステッピングモータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a PM type stepping motor used particularly in the OA field and AV field.

従来の技術 近年のOA機器におけるステッピングモータの役割は、
プリンター、FAX、FDDなとではなくてはならない
ほど重要なものとなっている。
Conventional technology The role of stepping motors in recent office automation equipment is as follows:
It has become so important that printers, faxes, and FDDs are indispensable.

以下、図面を参照しながら従来のPM型ステッピングモ
ータの一例について説明する。
An example of a conventional PM stepping motor will be described below with reference to the drawings.

第4図は従来のステッピングモータの構造図である。P
M型ステッピングモータは2組のステータヨークを有し
、1組のステータヨークはそれぞれ内ヨーク4,7.コ
イルボビン5,9.外ヨーク3.8で構成されている。
FIG. 4 is a structural diagram of a conventional stepping motor. P
The M-type stepping motor has two sets of stator yokes, each of which has inner yokes 4, 7, . Coil bobbin 5, 9. It consists of an outer yoke 3.8.

1はシャフト、2はフレーム、6,10はコイル、11
はロータ、12はブラケットである。
1 is the shaft, 2 is the frame, 6, 10 is the coil, 11
is a rotor, and 12 is a bracket.

内ヨークと外ヨークの極歯の関係は一方の極歯の中間に
他方の極歯が挟まれた構造になっており、また、各ステ
ータの組は極歯が電気的に90“(内ヨークの極歯ピッ
チの1/4)ずれるような構造になっている。このずれ
と、各コイルの励磁電流の向きを切り替えることにより
、ロータに着磁されたN極とS極が励磁されたヨークの
極歯のS極とN極との間に働く力によって回転力を得て
いる。これは1相励磁の場合であり、2相励磁の場合で
はロータの静止位置は2つのN極に励磁された極歯の中
間にロータのS極が釣りあうように静止する。
The relationship between the pole teeth of the inner yoke and the outer yoke is such that one pole tooth is sandwiched between the other pole teeth, and the pole teeth of each stator set are electrically 90" (inner yoke The structure is such that the pole tooth pitch of the rotor is shifted by 1/4).By adjusting this shift and switching the direction of the excitation current of each coil, the N pole and S pole magnetized on the rotor are The rotational force is obtained by the force acting between the S and N poles of the pole teeth.This is in the case of one-phase excitation, and in the case of two-phase excitation, the rotor's rest position is excited by the two N poles. The rotor comes to rest so that the S pole of the rotor is balanced between the pole teeth.

発明が解決しようとする課題 このような従来のPM型ステッピングモータのヨーク極
歯の構造では、1相励磁と2相励磁を切り替えて駆動す
る1−2相励磁駆動において1相だけ励磁した状態では
ロータ静止位置が不安定になり、2相励磁したときの静
止位置の中間で静止せず、わずかにずれるという現象が
生じるため角度精度が悪くなっていた。
Problems to be Solved by the Invention In the structure of the yoke pole teeth of such a conventional PM stepping motor, in the 1-2 phase excitation drive that switches between 1-phase excitation and 2-phase excitation, when only one phase is excited, The rotor resting position becomes unstable, and the rotor does not come to rest in the middle of the resting position when two-phase excitation is performed, but rather shifts slightly, resulting in poor angular accuracy.

本発明は上記課題を解決するもので、PM型ステッピン
グモータの1−2相励磁の角度精度を改善することを目
的としている。
The present invention solves the above problems and aims to improve the angular accuracy of 1-2 phase excitation of a PM stepping motor.

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、外ヨークとフレー
ムにわずかにエアギャップを設け、かつ、前記内ヨーク
の極歯に対し外ヨークの極歯が中間よりわずかにずらし
た位置に配した構造にしたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a slight air gap between the outer yoke and the frame, and the pole teeth of the outer yoke are slightly smaller than the middle with respect to the pole teeth of the inner yoke. It has a structure in which it is placed in a shifted position.

作用 本発明は上記した構成により、1相励磁のロータの静止
位置を2相励磁のロータの静止位置の中間からのずれを
小さくすることができるので、1−2相励磁の角度精度
を向上することができる。
Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention can reduce the deviation of the static position of the rotor in 1-phase excitation from the middle of the static position of the rotor in 2-phase excitation, thereby improving the angular accuracy of 1-2 phase excitation. be able to.

実施例 以下、本発明の一実施例について第1図及び第2図を参
照しながら説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図に示すように、内ヨーク4.7の極歯と外ヨーク
3,8の極歯は互い違いの関係、すなわち内ヨーク4,
7の極歯の中間に外ヨーク3,8の極歯が位置している
。また、内ヨーク4,7同士の極歯は互いに1/4ピツ
チずれている。このずれは電気角で90°、機械角では
そのステッピングモータの1相励磁で回転するステップ
角に相当する。
As shown in FIG. 1, the pole teeth of the inner yokes 4.7 and the pole teeth of the outer yokes 3, 8 are in a staggered relationship, that is, the inner yokes 4.
The pole teeth of the outer yokes 3 and 8 are located between the pole teeth of the outer yokes 3 and 8. Furthermore, the pole teeth of the inner yokes 4 and 7 are shifted from each other by 1/4 pitch. This deviation corresponds to 90 degrees in electrical angle, and corresponds to the step angle of rotation by one-phase excitation of the stepping motor in mechanical angle.

本発明のステッピングモータでは2組のステータヨーク
のそれぞれの外ヨーク3.8とフレームの間にエアギャ
ップを設け(第2図〉、かつ、外ヨーク3,8の極歯を
内ヨーク4,7の極歯に対し、外ヨーク3では内ヨーク
Aと接している内ヨークBの方向aに、外ヨーク8では
内ヨークAの方向aに極歯をすべてずらした構造を採っ
ている(第1図)。
In the stepping motor of the present invention, an air gap is provided between the outer yokes 3.8 of each of the two sets of stator yokes and the frame (Fig. 2), and the pole teeth of the outer yokes 3, 8 are connected to the inner yokes 4, 7. The outer yoke 3 has a structure in which all the pole teeth are shifted in the direction a of the inner yoke B that is in contact with the inner yoke A, and the outer yoke 8 has a structure in which all the pole teeth are shifted in the direction a of the inner yoke A (first figure).

上記構成において動作を説明すると、1−2相励磁では
2相励磁と1相励磁が交互に切り替わるが、2相励磁の
ロータの静止位置は1相励磁の静止位置の中間にあり、
第1相のコイルによって励磁された極歯と第2相のコイ
ルによって励磁された極歯との吸引力により静止状態の
トルクすなわちホールディングトルクを得る。一方、1
相励磁では第1相のみ(または第2相のみ)のコイルに
よってS極に励磁された極歯とN極に励磁された極歯が
ロータのN極とS極に釣りあってホールディングトルク
を得ている。ここで、1相励磁の場合は第1図に示すよ
うに斜線部分にロータの静止位置が不安定になる領域が
ある。そのため1相励磁でのロータの静止位置は安定せ
ずわずかにずれる。これを上記方法すなわち外ヨークと
フレームにエアギャップを設け、かつ、内ヨークの極歯
に対し外ヨークの極歯をずらすことによってこのずれを
小さくすることができる。
To explain the operation in the above configuration, in 1-2 phase excitation, 2-phase excitation and 1-phase excitation are alternately switched, but the resting position of the rotor in 2-phase excitation is between the resting position in 1-phase excitation,
A static torque, that is, a holding torque, is obtained by the attractive force between the pole teeth excited by the first phase coil and the pole teeth excited by the second phase coil. On the other hand, 1
In phase excitation, the pole teeth excited to the S pole and the pole teeth excited to the N pole by the coil of the first phase only (or only the second phase) balance the N and S poles of the rotor to obtain holding torque. ing. Here, in the case of one-phase excitation, as shown in FIG. 1, there is a region in the shaded area where the static position of the rotor becomes unstable. Therefore, the static position of the rotor during one-phase excitation is not stable and shifts slightly. This deviation can be reduced by the method described above, that is, by providing an air gap between the outer yoke and the frame and by shifting the pole teeth of the outer yoke with respect to the pole teeth of the inner yoke.

この理由としては一方のヨークを励磁することにより隣
接する内ヨークもわずかに励磁されるが、内ヨーク同士
は1/4ピツチずれているためそれに応じた力がロータ
に生じ、その結果1相励磁でのロータの静止位置がわず
かにずれてしまい角度精度が悪化する。そこで外ヨーク
をずらすことによりこの力をキャンセルさせ、結果的に
1−2相励磁の角度精度を向上させることができる。
The reason for this is that when one yoke is excited, the adjacent inner yoke is also slightly excited, but since the inner yokes are shifted by 1/4 pitch, a corresponding force is generated on the rotor, resulting in one-phase excitation. The resting position of the rotor will shift slightly and the angular accuracy will deteriorate. Therefore, by shifting the outer yoke, this force can be canceled, and as a result, the angular accuracy of 1-2 phase excitation can be improved.

実際には、この外ヨークの極歯のずらす量というのはあ
る規則性を持っていることが実験で確認された。実験結
果を第3図に示す。ここで極歯のずらし量を横軸に、1
−2相励磁の角度精度を縦軸にグラフを描(と第3図と
なる。また角度精度はグラフより外ヨークの極歯が内ヨ
ークの中間にあるよりaの方向にずらした方が角度精度
が良くなる傾向があることがわかる。そして最も角度精
度が良くなるのは7.5°ステツプのモータで約0.4
°であった。また極歯をずらすことにより改善されるの
は、ロータの回転方向がcw、ccwの双方向であるこ
とが実験により確認できた。
In reality, experiments have confirmed that the amount by which the pole teeth of the outer yoke are shifted has a certain regularity. The experimental results are shown in Figure 3. Here, the amount of shift of the pole teeth is expressed as 1 on the horizontal axis.
-Draw a graph with the angular accuracy of two-phase excitation on the vertical axis (and it will be shown in Figure 3.) Also, from the graph, the angular accuracy is better when the pole teeth of the outer yoke are shifted in the direction of a than when they are in the middle of the inner yoke. It can be seen that the accuracy tends to improve.The angular accuracy is the best with a 7.5° step motor at approximately 0.4
It was °. Furthermore, it was confirmed through experiments that shifting the pole teeth improves the rotation direction of the rotor in both cw and ccw directions.

cw、ccwともに改善されるということから1相励磁
でのロータの静止位置が2相励磁のロータの静止位置の
中間になっていることが推定できる。
Since both cw and ccw are improved, it can be inferred that the resting position of the rotor under one-phase excitation is intermediate between the resting position of the rotor under two-phase excitation.

さらに極歯を角度精度が向上する方向にずらすことによ
りデイテントトルクも小さくなった。また、極歯をある
程度以上ずらすと逆に角度精度が悪化することも確認で
きた。さらにこの極歯をずらす量はステップ角3.75
°のモータでは約0.2°であり7.5°ステツプの半
分となる、また角度精度とデイテントトルク以外の緒特
性にはほとんど変化は見られなかった。
Furthermore, by shifting the pole teeth in a direction that improves angular accuracy, detent torque was also reduced. It was also confirmed that angular accuracy deteriorates when the pole teeth are shifted beyond a certain degree. Furthermore, the amount by which this pole tooth is shifted is a step angle of 3.75.
In the case of a motor of 1.5°, the step is approximately 0.2°, which is half of the 7.5° step, and there was almost no change in the motor characteristics other than angular accuracy and detent torque.

また、この極歯のずれた状態はステッピングモータを外
部から別のモータで回すことにより第1相と第2相に誘
起する誘起電圧の位相差からも推定できる。実験によれ
ば、ステッピングモータを外部から一定の速度でそのモ
ータを第1相から第2相に励磁したときに回転する方向
とは逆の方向に回したときに、第1相に発生する誘起電
圧と同じく第2相に発生する誘起電圧の周期(秒)を両
者の位相差(秒)で割った値が3.85前後になった時
、1−2相励磁の静止角度精度がもっとも良(なること
を確認した。ただし、この極歯をずらすことにより角度
精度が向上するのは外ヨークとフレームの間にエアギャ
ップが設けである場合に限られた。
Further, this state of deviation of the pole teeth can also be estimated from the phase difference between the induced voltages induced in the first phase and the second phase by rotating the stepping motor from the outside with another motor. According to experiments, when a stepping motor is externally excited at a constant speed from the first phase to the second phase, the induction occurs in the first phase when the motor is rotated in the opposite direction to the direction in which it rotates. As with voltage, when the period (seconds) of the induced voltage generated in the second phase divided by the phase difference (seconds) between the two is around 3.85, the static angle accuracy of 1-2 phase excitation is best. (It was confirmed that this was true. However, the angular accuracy was improved by shifting the pole teeth only when there was an air gap between the outer yoke and the frame.

このように本発明の実施例のヨーク極歯構造を持つステ
ッピングモータによれば、1相励磁でのロータが2相励
磁でのロータの静止位置の中間からのずれを小さ(する
ことができるので1−2相励磁の角度精度を改善するこ
とができる。さらにその状態はモータを分解することな
く誘起電圧を調べることにより確認できる。
As described above, according to the stepping motor having the yoke pole tooth structure according to the embodiment of the present invention, the deviation of the rotor from the intermediate position of the rotor in one-phase excitation and the rest position of the rotor in two-phase excitation can be reduced. The angular accuracy of 1-2 phase excitation can be improved.Furthermore, the condition can be confirmed by examining the induced voltage without disassembling the motor.

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば1相
励磁でのロータの静止位置が2相励磁のロータの静止位
置の中間になるので1−2相励磁の角度精度を改善する
ことができる。なお、本検査方法を用いればモータの1
−2相励磁の角度精度を短時間で推定することができる
Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, according to the present invention, the resting position of the rotor in one-phase excitation is in the middle of the resting position of the rotor in two-phase excitation, so the angular accuracy of one-two phase excitation can be improved. It can be improved. In addition, if this inspection method is used, 1 of the motor
- The angular accuracy of two-phase excitation can be estimated in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のステータヨークの極歯のず
らし方を説明する図、第2図は本発明のモータの構造図
、第3図は極歯をずらすことにより角度精度が改善でき
ることを示した実験結果を示す図、第4図は従来のステ
ッピングモータの構造図である。 1・・・・・・シャフト、2・・・・・・フレーム、3
,8・・・・・・外ヨーク、4,7・・・・・・内ヨー
ク、5,9・・・・・・コイルボビン、6,10・・・
・・・コイル、11・・・・・・ロータ、12・・・・
・・ブラケット。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 はが2名第2図 第4図
Fig. 1 is a diagram explaining how to shift the pole teeth of the stator yoke according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a structural diagram of the motor of the present invention, and Fig. 3 shows that angular accuracy is improved by shifting the pole teeth. FIG. 4 is a structural diagram of a conventional stepping motor, which shows experimental results showing what can be done. 1...Shaft, 2...Frame, 3
, 8... Outer yoke, 4, 7... Inner yoke, 5, 9... Coil bobbin, 6, 10...
... Coil, 11 ... Rotor, 12 ...
··bracket. Name of agent: Patent attorney Haruaki Ogata (2 persons) Figure 2 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] カップ型の構造を持つフレーム、2組のステータヨーク
、2個のコイルボビン、1個の多極着磁されたロータマ
グネット、そしてブラケットからなるPM型ステッピン
グモータであって、前記ステータヨークの外ヨークの外
形がフレームに対しわずかにエアギャップが生じるよう
な構造にし、かつ外ヨークの極歯を内ヨークの極歯に対
し一定方向にずらした構造を持つPM型ステッピングモ
ータ。
A PM stepping motor consisting of a frame with a cup-shaped structure, two sets of stator yokes, two coil bobbins, one multi-pole magnetized rotor magnet, and a bracket, the outer yoke of the stator yoke being A PM stepping motor has an outer shape that creates a slight air gap with the frame, and has a structure in which the pole teeth of the outer yoke are shifted in a certain direction with respect to the pole teeth of the inner yoke.
JP31735490A 1990-11-20 1990-11-20 Pm type stepping motor Pending JPH04185271A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31735490A JPH04185271A (en) 1990-11-20 1990-11-20 Pm type stepping motor

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JP (1) JPH04185271A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060800A (en) * 1995-07-12 2000-05-09 Minebea Co., Ltd. Motor structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060800A (en) * 1995-07-12 2000-05-09 Minebea Co., Ltd. Motor structure

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