JPH05168214A - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JPH05168214A JPH05168214A JP3352478A JP35247891A JPH05168214A JP H05168214 A JPH05168214 A JP H05168214A JP 3352478 A JP3352478 A JP 3352478A JP 35247891 A JP35247891 A JP 35247891A JP H05168214 A JPH05168214 A JP H05168214A
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- Japan
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- stator
- rotor
- stepping motor
- outer diameter
- inner diameter
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K37/18—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures of homopolar type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハイブリット形ステッピングモータの固定子
外径寸法から、本来発生されるべき最大トルクを得る。 【構成】 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設され
た回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向する
ように配設された複数の突極を有する固定子とを備えて
成るハイブリッド形のステッピングモータ２１におい
て、前記回転子２３から最大トルクを発生させるため、
前記固定子２２の外径Ｄo に対する内径Ｄi の比を、２
相の場合で０．６２〜０．６４、５相の場合で０．６０
５〜０．６２５にする。
外径寸法から、本来発生されるべき最大トルクを得る。 【構成】 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設され
た回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向する
ように配設された複数の突極を有する固定子とを備えて
成るハイブリッド形のステッピングモータ２１におい
て、前記回転子２３から最大トルクを発生させるため、
前記固定子２２の外径Ｄo に対する内径Ｄi の比を、２
相の場合で０．６２〜０．６４、５相の場合で０．６０
５〜０．６２５にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド形ステッ
ピングモータに関し、特にその固定子の改良に関する。
ピングモータに関し、特にその固定子の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のステッピングモータの構
造としては、例えば図５の断面図及び図６の固定子、回
転子の相互関係図に示すものがある。同図において、ハ
イブリッド形の例えば２相ステッピングモータ１は固定
子２と回転子３とから構成される。固定子２の固定子極
２ａには複数の小歯２ｂを有すると共に、回転子３の外
周にも多数の小歯３ａが設けられている。しかも該回転
子３には、出力軸４の軸方向に磁化させた永久磁石５を
組み込み、その外側に前記多数の歯をそれぞれ有する鉄
心６，７がある。鉄心６はＮ極、鉄心７はＳ極に磁化さ
れ、お互いの歯は半ピッチ（電気的に１８０°）ずれて
いる。
造としては、例えば図５の断面図及び図６の固定子、回
転子の相互関係図に示すものがある。同図において、ハ
イブリッド形の例えば２相ステッピングモータ１は固定
子２と回転子３とから構成される。固定子２の固定子極
２ａには複数の小歯２ｂを有すると共に、回転子３の外
周にも多数の小歯３ａが設けられている。しかも該回転
子３には、出力軸４の軸方向に磁化させた永久磁石５を
組み込み、その外側に前記多数の歯をそれぞれ有する鉄
心６，７がある。鉄心６はＮ極、鉄心７はＳ極に磁化さ
れ、お互いの歯は半ピッチ（電気的に１８０°）ずれて
いる。
【０００３】前記固定子２には、ブラケット８，９およ
びモータ巻線（図では２相、バイファーラ巻線）１０の
ほか、前記回転子３を回転自在に軸承する軸受１１，１
２が、前記ブラケット８，９に配設され、ねじ類により
組み立てられている。更に、回転子３の出力軸４は、一
方の軸受１２とブラケット９を貫通して外部に突出し、
前記モータ１が発生する所定のステップ角で機械的動力
を出力する。
びモータ巻線（図では２相、バイファーラ巻線）１０の
ほか、前記回転子３を回転自在に軸承する軸受１１，１
２が、前記ブラケット８，９に配設され、ねじ類により
組み立てられている。更に、回転子３の出力軸４は、一
方の軸受１２とブラケット９を貫通して外部に突出し、
前記モータ１が発生する所定のステップ角で機械的動力
を出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のステッピングモータ１にあっては、前記固定
子２の外径に対する内径の比（以下、単に内外径比とい
う）が、０．５強（詳しくは約０．５３）となっていた
ため、前記ステッピングモータ１は、その外径寸法から
みて、本来発生されるべき最大トルクが、前記回転子か
ら得られないという問題点があった。
うな従来のステッピングモータ１にあっては、前記固定
子２の外径に対する内径の比（以下、単に内外径比とい
う）が、０．５強（詳しくは約０．５３）となっていた
ため、前記ステッピングモータ１は、その外径寸法から
みて、本来発生されるべき最大トルクが、前記回転子か
ら得られないという問題点があった。
【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は前記問題点を解消し、その固定子外径寸
法から、本来発生されるべき最大トルクが得られるよう
なハイブリッド形のステッピングモータを提供すること
にある。
で、その目的は前記問題点を解消し、その固定子外径寸
法から、本来発生されるべき最大トルクが得られるよう
なハイブリッド形のステッピングモータを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的は達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。 （１） 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設された
回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向するよ
うに配設された複数の突極を有する固定子とを備えて成
るハイブリッド形の２相ステッピングモータにおいて、
前記回転子から最大トルクを発生させるため、前記固定
子の外径に対する内径の比を０．６２〜０．６４にした
ことを特徴とする。
の本発明の構成は、次のとおりである。 （１） 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設された
回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向するよ
うに配設された複数の突極を有する固定子とを備えて成
るハイブリッド形の２相ステッピングモータにおいて、
前記回転子から最大トルクを発生させるため、前記固定
子の外径に対する内径の比を０．６２〜０．６４にした
ことを特徴とする。
【０００７】（２） 前記ハイブリッド形の５相ステッ
ピングモータにおいて、同様のため、前記固定子の内外
径比を０．６０５〜０．６２５にしたことを特徴とす
る。
ピングモータにおいて、同様のため、前記固定子の内外
径比を０．６０５〜０．６２５にしたことを特徴とす
る。
【０００８】
【作 用】通常、モータの発生トルクは、主極を通過す
る磁束φと巻線起磁力（ＡＴ）との積で与えられる。ハ
イブリッド形ステッピングモータにおいては、固定子の
内径をＤi とすると、磁束φは内径Ｄi に比例し、巻線
起磁力（ＡＴ）は巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）の平方根に比
例する。ここで巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）は前記内径Ｄi
の関数で示される。従って、前記ステッピングモータの
発生トルクＴは、 Ｔ∝φ（ＡＴ）∝Ｄi （√Ｓ（Ｄi ）……………… （１） で表わされる。
る磁束φと巻線起磁力（ＡＴ）との積で与えられる。ハ
イブリッド形ステッピングモータにおいては、固定子の
内径をＤi とすると、磁束φは内径Ｄi に比例し、巻線
起磁力（ＡＴ）は巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）の平方根に比
例する。ここで巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）は前記内径Ｄi
の関数で示される。従って、前記ステッピングモータの
発生トルクＴは、 Ｔ∝φ（ＡＴ）∝Ｄi （√Ｓ（Ｄi ）……………… （１） で表わされる。
【０００９】今、前記ステッピングモータの発生トルク
Ｔが最大になるための固定子内径Ｄi は、前記（１）式
をＤi について微分したものを零にする。ｄＴ／ｄＤi
＝０の解として与えられる。すなわち、ｄＴ／ｄＤi ＝
０である。この式は、 Ｓ（Ｄi ）＋Ｄi ｛ｄＳ（Ｄi ）／ｄＤi ｝＝０……（２） と表わされる。
Ｔが最大になるための固定子内径Ｄi は、前記（１）式
をＤi について微分したものを零にする。ｄＴ／ｄＤi
＝０の解として与えられる。すなわち、ｄＴ／ｄＤi ＝
０である。この式は、 Ｓ（Ｄi ）＋Ｄi ｛ｄＳ（Ｄi ）／ｄＤi ｝＝０……（２） と表わされる。
【００１０】前記（２）式から最大トルクを与える該固
定子内径Ｄi を求めて、該固定子の内外径比を最適比に
しているので、前記各ステッピングモータの固定子外径
寸法からみて、本来発生されるべき最大トルクを、該各
モータの回転子から得ることができる。また、前記固定
子外径寸法が与えられたとき、最大トルクが得られる固
定子内径を、容易に決定できる。
定子内径Ｄi を求めて、該固定子の内外径比を最適比に
しているので、前記各ステッピングモータの固定子外径
寸法からみて、本来発生されるべき最大トルクを、該各
モータの回転子から得ることができる。また、前記固定
子外径寸法が与えられたとき、最大トルクが得られる固
定子内径を、容易に決定できる。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は本発明のステッピン
グモータの一実施例を示す固定子、回転子の相互関係図
である。図１において、図６と同一部材には同一符号を
付して説明を省略する。
を例示的に詳しく説明する。図１は本発明のステッピン
グモータの一実施例を示す固定子、回転子の相互関係図
である。図１において、図６と同一部材には同一符号を
付して説明を省略する。
【００１２】図１において、ハイブリッド形ステッピン
グモータ２１は固定子２２と回転子２３とから構成され
ており、固定子２２の固定子極２２ａには複数の小歯２
２ｂを有するとともに、回転子２３の外周にも多数の小
歯２３ａが設けられている。また、同図のなかで、Ｄi
は固定子２２の内径、Ｄo はその外径を示す。
グモータ２１は固定子２２と回転子２３とから構成され
ており、固定子２２の固定子極２２ａには複数の小歯２
２ｂを有するとともに、回転子２３の外周にも多数の小
歯２３ａが設けられている。また、同図のなかで、Ｄi
は固定子２２の内径、Ｄo はその外径を示す。
【００１３】図２は前記（２）式に基づいて、固定子外
径Ｄo を５６．４ｍｍとして、その内径Ｄi を変化させ
たときの発生するトルクの変化を示すグラフで、図中の
実線は数値計算による結果を示し、黒点は試作ステッピ
ングモータにより確認された実測値である。この図か
ら、最大トルクを発生させる同内径Ｄi の最適値の存在
が確認された。
径Ｄo を５６．４ｍｍとして、その内径Ｄi を変化させ
たときの発生するトルクの変化を示すグラフで、図中の
実線は数値計算による結果を示し、黒点は試作ステッピ
ングモータにより確認された実測値である。この図か
ら、最大トルクを発生させる同内径Ｄi の最適値の存在
が確認された。
【００１４】次いで、固定子外径Ｄo に対して、最大ト
ルクを発生する同内径Ｄi を求め、その内外径比を求め
た結果を、２相の場合を図３に、５相の場合を図４にそ
れぞれ示す。
ルクを発生する同内径Ｄi を求め、その内外径比を求め
た結果を、２相の場合を図３に、５相の場合を図４にそ
れぞれ示す。
【００１５】図３及び図４を基に、前記回転子２３から
最大トルクを発生させるための前記固定子２２の内外径
比については、２相の場合では０．６３±０．０１、５
相の場合では０．６１５±０．０１が、それぞれ最適内
外径比であることがわかる。
最大トルクを発生させるための前記固定子２２の内外径
比については、２相の場合では０．６３±０．０１、５
相の場合では０．６１５±０．０１が、それぞれ最適内
外径比であることがわかる。
【００１６】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
ステッピングモータによれば、ハイブリッド形ステッピ
ングモータにおいて、その固定子の内外径比を、それぞ
れ、２相の場合では０．６２〜０．６４、５相の場合で
は０．６０５〜０．６２５にしたので、該モータの固定
子外径寸法から本来発生されるべき最大トルクを、該モ
ータの回転子から得ることができるとともに、与えられ
た前記外径寸法から最大トルクが得られる固定子内径を
容易に決定することができる。
ステッピングモータによれば、ハイブリッド形ステッピ
ングモータにおいて、その固定子の内外径比を、それぞ
れ、２相の場合では０．６２〜０．６４、５相の場合で
は０．６０５〜０．６２５にしたので、該モータの固定
子外径寸法から本来発生されるべき最大トルクを、該モ
ータの回転子から得ることができるとともに、与えられ
た前記外径寸法から最大トルクが得られる固定子内径を
容易に決定することができる。
【図１】本発明のステッピングモータの一実施例を示す
固定子、回転子の相互関係を示す図である。
固定子、回転子の相互関係を示す図である。
【図２】固定子外径を一定にしたときの固定子内径と発
生トルクとの関係を示す図である。
生トルクとの関係を示す図である。
【図３】本実施例で、２相ステッピングモータにおける
固定子外径と最適内外径比の関係を示す図である。
固定子外径と最適内外径比の関係を示す図である。
【図４】本実施例で、５相ステッピングモータにおける
固定子外径と最適内外径比の関係を示す図である。
固定子外径と最適内外径比の関係を示す図である。
【図５】従来のハイブリッド形ステッピングモータの構
造を示す一部断面図である。
造を示す一部断面図である。
【図６】図５におけるステッピングモータの固定子、回
転子の相互関係を示す図である。
転子の相互関係を示す図である。
２１ ステッピングモータ ２２ 固定子 ２３ 回転子 Ｄo 固定子の外径 Ｄi 固定子の内径
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【作 用】通常、モータの発生トルクは、主極を通過す
る磁束φと巻線起磁力（ＡＴ）との積で与えられる。ハ
イブリッド形ステッピングモータにおいては、固定子の
内径をＤi とすると、磁束φは内径Ｄi に比例し、巻線
起磁力（ＡＴ）は巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）の平方根に比
例する。ここで巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）は前記内径Ｄi
の関数で示される。従って、前記ステッピングモータの
発生トルクＴは、
る磁束φと巻線起磁力（ＡＴ）との積で与えられる。ハ
イブリッド形ステッピングモータにおいては、固定子の
内径をＤi とすると、磁束φは内径Ｄi に比例し、巻線
起磁力（ＡＴ）は巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）の平方根に比
例する。ここで巻線可能面積Ｓ（Ｄi ）は前記内径Ｄi
の関数で示される。従って、前記ステッピングモータの
発生トルクＴは、
【数１】 で表わされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】今、前記ステッピングモータの発生トルク
Ｔが最大になるための固定子内径Ｄi は、前記（１）式
をＤi について微分したものを零にする。ｄＴ／ｄＤi
＝０の解として与えられる。すなわち、ｄＴ／ｄＤi ＝
０である。この式は、
Ｔが最大になるための固定子内径Ｄi は、前記（１）式
をＤi について微分したものを零にする。ｄＴ／ｄＤi
＝０の解として与えられる。すなわち、ｄＴ／ｄＤi ＝
０である。この式は、
【数２】 と表わされる。
Claims (2)
- 【請求項１】 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設
された回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向
するように配設された複数の突極を有する固定子とを備
えて成るハイブリッド形の２相ステッピングモータにお
いて、 前記回転子から最大トルクを発生させるため、前記固定
子の外径に対する内径の比を０．６２〜０．６４にした
ことを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項２】 外周面に複数の小歯極が等ピッチで配設
された回転子と、該回転子の外周面と空隙を介して対向
するように配設された複数の突極を有する固定子とを備
えて成るハイブリッド形の５相ステッピングモータにお
いて、 前記回転子から最大トルクを発生させるため、前記固定
子の外径に対する内径の比を０．６０５〜０．６２５に
したことを特徴とするステッピングモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352478A JP2599061B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ステッピングモータ |
| US07/914,461 US5283486A (en) | 1991-12-13 | 1992-07-17 | Stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352478A JP2599061B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168214A true JPH05168214A (ja) | 1993-07-02 |
| JP2599061B2 JP2599061B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=18424347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3352478A Expired - Lifetime JP2599061B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | ステッピングモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5283486A (ja) |
| JP (1) | JP2599061B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012044826A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Minebea Motor Manufacturing Corp | ハイブリッド型ステッピングモータ |
| WO2013094659A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 日本電産サーボ株式会社 | インナーロータ型モータ |
| US9172293B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-10-27 | Minebea Co., Ltd. | Hybrid stepping motor |
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| CN108809041A (zh) * | 2017-05-04 | 2018-11-13 | 上海鸣志电器股份有限公司 | 一种步进电机 |
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| DE19757451A1 (de) * | 1997-12-23 | 1999-06-24 | Asea Brown Boveri | Stator-Blechkörper für eine elektrische Maschine |
| US6057613A (en) * | 1998-02-04 | 2000-05-02 | Pacific Scientific Company | Hybrid stepper motor having optimized torque density |
| BR9804426A (pt) * | 1998-10-16 | 2000-05-16 | Elevadores Atlas S A | Máquina elétrica de relutância subsìncrona. |
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-
1991
- 1991-12-13 JP JP3352478A patent/JP2599061B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-17 US US07/914,461 patent/US5283486A/en not_active Expired - Lifetime
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