JPH04275053A - 静止保持トルク機構付モータ - Google Patents
静止保持トルク機構付モータInfo
- Publication number
- JPH04275053A JPH04275053A JP3489891A JP3489891A JPH04275053A JP H04275053 A JPH04275053 A JP H04275053A JP 3489891 A JP3489891 A JP 3489891A JP 3489891 A JP3489891 A JP 3489891A JP H04275053 A JPH04275053 A JP H04275053A
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- Japan
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- rotor
- stator
- motor
- teeth
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- Pending
Links
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静止時に外部からのエネ
ルギ入力無しに保持トルクを有するモータに関する。
ルギ入力無しに保持トルクを有するモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の誘導モータ、同期モータ等は電流
が流れなくなる無電源状態になると、本質的に静止保持
トルクを持たないため、出力軸はフリーの状態となって
いる。
が流れなくなる無電源状態になると、本質的に静止保持
トルクを持たないため、出力軸はフリーの状態となって
いる。
【０００３】一部のモータには出力軸（８）に電磁ブレ
ーキ（９）を組み込んだ構成のものがあり、図４に示す
ように電磁ブレーキ（９）は無通電の時はバネ（１０）
により固定ディスク（１１）を回転ディスク（１２）に
押しつけて摩擦力により軸を保持し、巻線（１３）に通
電し、バネ（１０）の力と逆方向に固定ディスクを磁気
吸引し、回転ディスク（１２）をフリーとする。
ーキ（９）を組み込んだ構成のものがあり、図４に示す
ように電磁ブレーキ（９）は無通電の時はバネ（１０）
により固定ディスク（１１）を回転ディスク（１２）に
押しつけて摩擦力により軸を保持し、巻線（１３）に通
電し、バネ（１０）の力と逆方向に固定ディスクを磁気
吸引し、回転ディスク（１２）をフリーとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＯＡ・ＦＡ等の分野で
主に用いられる制御用モータは駆動と指令回転位置での
静止を繰り返して、モータ軸に結合された制御機械の作
業機能部を任意の設定位置に動作させる。
主に用いられる制御用モータは駆動と指令回転位置での
静止を繰り返して、モータ軸に結合された制御機械の作
業機能部を任意の設定位置に動作させる。
【０００５】しかし、従来のモータは無通電では静止保
持トルクを持たないため停電や装置の停止時にモータの
電源を切ると機械の自重や外部からの小さな力が加わっ
た時に作業機能部の位置が設定した位置から大きく動く
ことにより以前の位置が判らなくなる。さらには、作業
機能部が重力や外部の力により加速して他の物に衝突・
破損の事故が生じる。
持トルクを持たないため停電や装置の停止時にモータの
電源を切ると機械の自重や外部からの小さな力が加わっ
た時に作業機能部の位置が設定した位置から大きく動く
ことにより以前の位置が判らなくなる。さらには、作業
機能部が重力や外部の力により加速して他の物に衝突・
破損の事故が生じる。
【０００６】一部のモータにはモータ軸に電磁ブレーキ
を組み込んだ構成のものがあるが、モータ全体が大型化
したり、電磁ブレーキは接触時摩擦力によりトルクを発
生するためディスクの摩耗を生じることから経年変化に
よる保持トルクの低下対策等のメンテナンスを必要とす
る。
を組み込んだ構成のものがあるが、モータ全体が大型化
したり、電磁ブレーキは接触時摩擦力によりトルクを発
生するためディスクの摩耗を生じることから経年変化に
よる保持トルクの低下対策等のメンテナンスを必要とす
る。
【０００７】また、電磁ブレーキは耐環境性が悪く、真
空装置等に使用するとディスクの摩耗による粉塵が問題
となり、高温や真空（宇宙）ではディスクの材質変化を
きたし、信頼性が問題となる。この他にも、モータ自身
に保持トルクを有する特殊モータとしてハイブリット形
ステッピングモータがあるが、保持トルクとしてはあま
り大きくない。本発明は静止時に外部からのエネルギ入
力無しに非接触で保持トルクを有するモータを提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
空装置等に使用するとディスクの摩耗による粉塵が問題
となり、高温や真空（宇宙）ではディスクの材質変化を
きたし、信頼性が問題となる。この他にも、モータ自身
に保持トルクを有する特殊モータとしてハイブリット形
ステッピングモータがあるが、保持トルクとしてはあま
り大きくない。本発明は静止時に外部からのエネルギ入
力無しに非接触で保持トルクを有するモータを提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては固定子鉄心の内周方向空隙面に複
数個の固定子歯を形成した固定子と、前記固定子歯と対
向する回転子鉄心の外周方向空隙面に複数個の回転子歯
を形成し、さらに空隙磁束を発生する永久磁石を設けた
回転子から構成された非接触・無電源で静止保持トルク
を有する機構部を備えた構成とする。
に、本発明においては固定子鉄心の内周方向空隙面に複
数個の固定子歯を形成した固定子と、前記固定子歯と対
向する回転子鉄心の外周方向空隙面に複数個の回転子歯
を形成し、さらに空隙磁束を発生する永久磁石を設けた
回転子から構成された非接触・無電源で静止保持トルク
を有する機構部を備えた構成とする。
【０００９】
【作用】本発明においては静止保持トルクを有する機構
部の固定子と回転子の空隙面には複数個の歯を有するた
め空隙部の磁気抵抗は歯の回転位置により変化する。従
って、回転子にある永久磁石の磁束により生じる空隙磁
気エネルギが回転子回転位置により変化して空隙エネル
ギの最小点である固定子歯と回転子歯が互いに対向する
安定位置に落ち着くようなリラクタンストルクである静
止トルクが発生する。このためある程度の外力がモータ
出力軸に作用しても静止保持トルクを有する機構部によ
りモータ出力軸は保持される。
部の固定子と回転子の空隙面には複数個の歯を有するた
め空隙部の磁気抵抗は歯の回転位置により変化する。従
って、回転子にある永久磁石の磁束により生じる空隙磁
気エネルギが回転子回転位置により変化して空隙エネル
ギの最小点である固定子歯と回転子歯が互いに対向する
安定位置に落ち着くようなリラクタンストルクである静
止トルクが発生する。このためある程度の外力がモータ
出力軸に作用しても静止保持トルクを有する機構部によ
りモータ出力軸は保持される。
【００１０】また、固定子と回転子は空隙を介して磁気
吸引力によりトルクを発生しているので非接触で静止保
持トルクを得ることができるのでメンテナンスフリーを
実現できる。
吸引力によりトルクを発生しているので非接触で静止保
持トルクを得ることができるのでメンテナンスフリーを
実現できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例を示す縦断面図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
明する。図１は、本発明の一実施例を示す縦断面図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
【００１２】図１、図２に示すように静止保持トルクを
有する機構部（１）は以下の構成からなる。固定子は、
内周方向空隙面に等ピッチの複数個の固定子歯（４）を
全周に形成した固定子鉄心（３）から成る。回転子は、
前記固定子歯（４）と対向する外周方向空隙面に固定子
歯（４）と同ピッチの複数個の回転子歯（６）を全周に
形成した回転子鉄心（５）を２個有し、この前記の２個
の回転子鉄心（５）にて円盤状の永久磁石（７）を挟み
込んだ構造からなる。さらに円盤状永久磁石（７）は出
力軸方向（８）に磁化されて固定子と回転子間の空隙部
に磁束を発生する。本実施例のモータ全体構造としては
出力軸（８）を共通とし、上記の静止保持トルクを有す
る機構部（１）を同期モータ、誘導モータ、ステッピン
グモータ等のモータ内部に組み込んだ構成からなるモー
タである。本実施例の作用は以下のようになる。
有する機構部（１）は以下の構成からなる。固定子は、
内周方向空隙面に等ピッチの複数個の固定子歯（４）を
全周に形成した固定子鉄心（３）から成る。回転子は、
前記固定子歯（４）と対向する外周方向空隙面に固定子
歯（４）と同ピッチの複数個の回転子歯（６）を全周に
形成した回転子鉄心（５）を２個有し、この前記の２個
の回転子鉄心（５）にて円盤状の永久磁石（７）を挟み
込んだ構造からなる。さらに円盤状永久磁石（７）は出
力軸方向（８）に磁化されて固定子と回転子間の空隙部
に磁束を発生する。本実施例のモータ全体構造としては
出力軸（８）を共通とし、上記の静止保持トルクを有す
る機構部（１）を同期モータ、誘導モータ、ステッピン
グモータ等のモータ内部に組み込んだ構成からなるモー
タである。本実施例の作用は以下のようになる。
【００１３】図１の静止保持トルクを有する機構部（１
）に永久磁石（７）による磁束のループを示しており、
回転子の円盤状永久磁石（７）により発生した磁束は軸
方向に片側の回転子鉄心（５）を通った後、径方向に回
転子鉄心歯（６）、空隙部、固定子鉄心歯（４）の順に
通り、次に軸方向に固定子鉄心（３）を貫いた後、前記
と逆の順に固定子歯（４）、もう一つの回転子歯（６）
、回転子鉄心（５）、円盤状永久磁石（７）を通り、磁
束のループを形成する。
）に永久磁石（７）による磁束のループを示しており、
回転子の円盤状永久磁石（７）により発生した磁束は軸
方向に片側の回転子鉄心（５）を通った後、径方向に回
転子鉄心歯（６）、空隙部、固定子鉄心歯（４）の順に
通り、次に軸方向に固定子鉄心（３）を貫いた後、前記
と逆の順に固定子歯（４）、もう一つの回転子歯（６）
、回転子鉄心（５）、円盤状永久磁石（７）を通り、磁
束のループを形成する。
【００１４】次に静止トルク作用について述べる。静止
保持トルクを有する機構部（１）は固定子と回転子の空
隙面には複数個の歯（４）（６）を有するため空隙部の
磁気抵抗は歯の回転位置により変化する。従って、前記
した回転子の円盤状永久磁石（７）の磁束により生じる
空隙部の磁気エネルギも回転子回転位置により変化する
ことになる。そして、図３に示すように回転子自身は、
空隙エネルギの最小点である固定子歯（４）と回転子歯
（６）が互いに対向する安定位置に戻ろうとするリラク
タンストルクである静止トルクが発生する。以上より、
ある程度の外力がモータ出力軸（８）に作用しても静止
保持トルクを有する機構部（１）によりモータ出力軸（
８）は保持される。
保持トルクを有する機構部（１）は固定子と回転子の空
隙面には複数個の歯（４）（６）を有するため空隙部の
磁気抵抗は歯の回転位置により変化する。従って、前記
した回転子の円盤状永久磁石（７）の磁束により生じる
空隙部の磁気エネルギも回転子回転位置により変化する
ことになる。そして、図３に示すように回転子自身は、
空隙エネルギの最小点である固定子歯（４）と回転子歯
（６）が互いに対向する安定位置に戻ろうとするリラク
タンストルクである静止トルクが発生する。以上より、
ある程度の外力がモータ出力軸（８）に作用しても静止
保持トルクを有する機構部（１）によりモータ出力軸（
８）は保持される。
【００１５】また、固定子と回転子は空隙を介して磁気
吸引力によりトルクを発生しているので非接触で静止保
持トルクを得ることができるのでメンテナンスフリーを
実現できる。尚、本発明は、上記した実施例に限定され
るものではなく、他の実施例では下記のような例がある
。
吸引力によりトルクを発生しているので非接触で静止保
持トルクを得ることができるのでメンテナンスフリーを
実現できる。尚、本発明は、上記した実施例に限定され
るものではなく、他の実施例では下記のような例がある
。
【００１６】本実施例では静止保持トルクを有する機構
部（１）は、永久磁石（７）は回転子に設けられている
が、逆に固定子鉄心部（３）を２分割にして固定子鉄心
間（３）に永久磁石（７）を配置しても同様である。ま
た、本実施例では静止保持トルクを有する機構部（１０
）は、径方向空隙構成であるが、軸方向空隙構成として
も同様である。
部（１）は、永久磁石（７）は回転子に設けられている
が、逆に固定子鉄心部（３）を２分割にして固定子鉄心
間（３）に永久磁石（７）を配置しても同様である。ま
た、本実施例では静止保持トルクを有する機構部（１０
）は、径方向空隙構成であるが、軸方向空隙構成として
も同様である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
ンテナンス・フリーで静止時に外部からエネルギ入力無
しに非接触で保持トルクを有する静止保持トルク機構付
モータを提供することができる。
ンテナンス・フリーで静止時に外部からエネルギ入力無
しに非接触で保持トルクを有する静止保持トルク機構付
モータを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すシャフト軸方向断面図
。
。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った径方向断面図。
【図３】本発明の静止保持トルクを発生する機構部に於
ける静止トルク対回転子回転角度特性を示す図。
ける静止トルク対回転子回転角度特性を示す図。
【図４】従来の保持トルク機構を持たせたモータに使用
する電磁ブレーキを示す図。
する電磁ブレーキを示す図。
１…静止保持トルク機構
２…モータ動作部 ３…固定子鉄心
４…固定子歯５…回転子鉄心
６…回転子歯７…円盤状
永久磁石 ８…出
力軸９…電磁ブレーキ
１０…バネ１１…固定ディスク
１２…回転ディスク １３…巻線
２…モータ動作部 ３…固定子鉄心
４…固定子歯５…回転子鉄心
６…回転子歯７…円盤状
永久磁石 ８…出
力軸９…電磁ブレーキ
１０…バネ１１…固定ディスク
１２…回転ディスク １３…巻線
Claims (1)
- 【請求項１】 固定子鉄心の内周方向空隙面に複数個
の固定子歯を形成した固定子と、前記固定子歯と対向す
る回転子鉄心の外周方向空隙面に回転子歯を形成すると
ともに空隙磁束を発生する永久磁石を設けた回転子から
構成された非接触・無電源で静止保持トルクを有する機
構部を備えたことを特徴とする静止保持トルク機構付モ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3489891A JPH04275053A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 静止保持トルク機構付モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3489891A JPH04275053A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 静止保持トルク機構付モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275053A true JPH04275053A (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=12427004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3489891A Pending JPH04275053A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 静止保持トルク機構付モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04275053A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015089327A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | ミネベア株式会社 | アウターロータ型ブラシレスモータ |
| JP2016052181A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | ミネベア株式会社 | ブラシレスモータ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795175A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-12 | Toshiba Corp | Stepped motor |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP3489891A patent/JPH04275053A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795175A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-12 | Toshiba Corp | Stepped motor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015089327A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | ミネベア株式会社 | アウターロータ型ブラシレスモータ |
| US9948151B2 (en) | 2013-09-26 | 2018-04-17 | Minebea Co., Ltd. | Outer rotor type brushless motor |
| US10734851B2 (en) | 2013-09-26 | 2020-08-04 | Minebea Mitsumi Inc. | Outer rotor type brushless motor |
| JP2016052181A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | ミネベア株式会社 | ブラシレスモータ |
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