JPH0584181U - パルスモ−タの磁極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次側磁束発生部または二次側磁性体の表面
に設けた溝部に永久磁石を挿入する構造のパルスモータ
において，永久磁石挿入の加工組立てを容易にするとと
もにパルスモータの特性精度を高める。 【構成】 二次側磁性体２０の両端面に永久磁石２２ａ
₁の挿入深さを規定するプレート２３Ａ，２３Ｂを装着
した。また，図示しないが，二次側磁性体を積層した複
数の磁性体板で構成した場合磁性体板の所定枚数間隔で
永久磁石の挿入深さを規制するプレートを複数枚設ける
ようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はパルスモータの磁極構造に係り，特に加工組立てを容易にすると共 に，その特性精度を高めることができる磁極先端部に永久磁石を挿入したパルス モータの磁極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のようにパルスモータは入力パルス信号に応じ個々のパルス信号に対応す る所定ステップ量ずつ回転または直線運動をするモータであって，所定量回転ま たは移動させたい場合，計測することなく所定量の回転または移動を可能にする オープンループ制御系等の駆動用に使用されている。 パルスモータは一般に，特定方向に向けて連続的に歯部を形成した二次側磁性 体と，該二次側磁性体に形成した歯部に対向して等間隔に歯部を備え，二次側磁 性体に対向する歯部の反対側に永久磁石を装着形成した磁性体にコイルを巻回し た一次側磁束発生部とからなっていて，上記二次側磁性体または一次側磁束発生 部のいずれか一方を固定し他方を前記特定方向に相対運動をするように構成され ている。 近時，前記歯部における歯と歯の間隙をなす溝部に永久磁石を挿入することに よって駆動トルクを倍増することのできるパルスモータが提案されている。 このようなパルスモータの一例は図４に示すような構造をなしている。 図４はパルスモータを側面からみてケースを除去した構造を示していて，６０ は円筒状の二次側磁性体であり，内周面に等間隔に歯部６１ａ₁，６１ａ₂，・・・・・・ と溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，・・・・・・が交互に形成された磁性体部材６１と，各溝 部６１ｂ₁，６１ｂ₁，・・・・・・に，隣合うもの同志の両極が互いに逆極性となるよ うに各々挿入配置された永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・・・・・とから構成されてい る。 二次側磁性体先端と所定間隙をもって形成した一次側磁束発生部５０はＡ相磁 極５１Ａ₁ ，Ｂ相磁極５１Ｂ₁ ，Ｃ相磁極５１ Ｃ₁ と−Ａ相磁極５１Ａ₂ ，− Ｂ相磁極５１Ｂ₂ ，−Ｃ相磁極５１Ｃ₂のそれぞれ突出部によって形成された磁 性体部材５１と，これらの突出部をなす磁極５１Ａ₁ 〜５１Ｃ₁；５１Ａ₂〜５１ Ｃ₂ に各々巻回されたコイル５２Ａ₁〜５２Ｃ₁；５２Ａ₂〜５２Ｃ₂とから構成さ れてシャフト５５に固定されている。 以上の構成においてシャフト５５を固定して各コイル５２Ａ₁ 〜５２Ｃ₂ に所 定の条件に従って順次パルス電流を供給するとこのパルスモータの二次側磁性体 ６０は上記パルス電流の供給を切替える方向と速度に従って，その方向と速度で 回転する。逆に二次側磁性体６０を固定してシャフト５５を回転自在に軸支し， スリップリング等の手段によってコイル５２Ａ₁〜５２Ｃ₁；５２Ａ₂〜５２Ｃ₂ に所定条件に従って順次パルス電流を供給するとこのパルスモータの一次側磁束 発生部に固定されたシャフト５５は，上記パルス電流の供給を切替える方向と速 度に従って，その方向と速度で回転する。 上述した二次側磁性体６０における歯部６１ａ₁，６１ａ₂，・・・・・・と溝部６１ ｂ₁，６１ｂ₂，・・・・・・に挿入配置された永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・・・・・の構 造は図５に示したような構造をなしている。 図５は，永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，６２ａ₃，・・を挿入する前の二次側磁 性体６０の一部を側面からみた状況を示した斜視図である。図５において６１ａ ₁ ，６１ａ₂，６１ａ₃・・は歯部，６１ｂ₁，６１ｂ₂，６１ｂ₃・・は溝部であっ て，溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，６１ｂ₃・・・の底には加工の関係で曲線部６１ｒ₁ ，６１ｒ₂，６１ｒ₃，・・・が存在している。 また，永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，６２ａ₃，６２ａ₄，・・・は，永久磁石６ ２ａ₁，６２ａ₂について代表的に示すように，歯部６１ａ₁を介して連続してい る溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，・・に対してＳ極とＮ極が相互に隣り合って向かい合 うように装着される。即ち，各永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・をそれぞれ矢印 の方向に移動し溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，・・に６２Ａに示すように挿入固定する ことによって二次側磁性体６０を形成させる。 永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・の一端には前記溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，・・ の底に存在する曲線部６１ｒ₁，６１₂，・・に嵌まり込むように曲面６２ｒが面 取りによって形成されている。 永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・の二次側磁性体６０の円周面６１ｃ側の６２ ｂ₁，６２ｂ₂，・・は点線で示す６２Ａのように二次側磁性体６０の円周面６１ ｃから突出しないように挿入されている。 一次側磁性体に対向する１次側磁束発生部の表面に設けた溝部に永久磁石を挿 入する構造の場合にも上述と同様の類似した手段がとられる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで，上述したような構造の二次側磁性体であると，各溝部６１ｂ₁，６ １ｂ₂，・・・に挿入した永久磁石６２ａ₁，６２ａ₂，・・の表面６２ｂは，二 次側磁性体６０の円周面６１ｃから突出すると一次側磁束発生部５０の表面に接 触し破損する恐れがあるので，図５の６２Ａに示すように二次側磁性体６０の円 周面６１ｃから突出しないようにする必要がある。 そのために，前記溝部６１ｂ₁，６１ｂ₂，・・の底に存在する曲線部６１ｒ₁ ，６１ｒ₂，・・に嵌まり込むように面取り加工して曲面６２ｒを形成させる必 要がある。曲面６２ｒの面取り加工が不足して両者の曲面に誤差があると，永久 磁石の面６２ｂが二次側磁性体６０の円周面６１ｃから突出して一次側磁束発生 部５０の表面に接触し破損する恐れがあるという問題があり，逆に曲面６２ｒの 面取り加工が過ぎて永久磁石の面６２ｂが二次側磁性体６０の円周面６１ｃから 入り過ぎると，このパルスモータのトルクが低下するという問題があった。 また，上述のように精度の必要な加工を行うということは加工工数を増加して パルスモータの製造コストを引上げていた。 二次側磁性体に対向する一次側磁束発生部の表面に設けた溝部に永久磁石を挿 入する構造の場合にも同様の問題があった。 本考案は上記従来の問題点を解決して，加工組立てを容易にするとともにパル スモータの特性精度を高めることを目的（課題）としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案に基づくパルスモータの磁極構造においては ，特定方向に沿って等間隔に歯部と溝部とを形成しこの溝部に隣合うもの同志の 磁極が互いに逆方向となるように各々永久磁石を挿入して形成した二次側磁性体 と，この二次側磁性体に形成した歯部に対向し等間隔に歯部を備えて形成した磁 性体にコイルを巻回して形成した一次側磁束発生部とからなり，これら二次側磁 性体と一次側磁束発生部とが上記特定方向に相対運動をするように構成したパル スモータにおいて，二次側磁性体の両端面に前記溝底部よりも所定長高く形成し たプレートを装着し，このプレート先端によって前記永久磁石の挿入深さを規定 するように構成した。また，二次側磁性体を積層した複数の磁性体板で構成した 場合磁性体板の所定枚数間隔で溝底部よりも所定長高く形成したプレートを設け ，このプレート先端によって前記永久磁石の挿入深さを規定するように構成した 。また，一次側磁束発生部の歯部間隙の溝部に永久磁石を挿入した構造のパルス モータにおいては，一次側磁束発生部の両端面にプレートを装着し，このプレー ト先端によって永久磁石の挿入深さを規定するように構成した。また，一次側磁 性体を積層した複数の磁性体板で構成した場合磁性体板の所定枚数間隔で溝底部 よりも所定長高く形成したプレートを設け，このプレート先端によって永久磁石 の挿入深さを規定するように構成した。

【０００５】

【作用】

本考案によるパルスモータの磁極構成は上述のように構成したので，二次側磁 性体の歯部間隙の溝部に永久磁石を挿入した構造のパルスモータにおいては，二 次側磁性体の両端面にプレートを装着した場合は，永久磁石の面取り加工をしな くても二次側磁性体の溝部の底に存在する曲線形状に関係なくプレートの先端に よって永久磁石の装着位置を規制できるので永久磁石の表面位置を二次側磁性体 の表面に対して適切な位置に保持できる。また，二次側磁性体を構成する積層し た複数の磁性体板の所定枚数の間隔をおいて溝底部よりも所定長高く形成したプ レートを設けた場合は，二次側磁性体の幅が広く複数個の永久磁石を並べて挿入 する場合にも，永久磁石相互を固定する必要なく，また，永久磁石の面取りをし なくても溝部の底に存在する曲線形状に関係なくプレートの先端によって永久磁 石の装着位置を規定できるので永久磁石の表面位置を二次側磁性体の表面に対し て適切な位置に保持できる。 一次側磁束発生部の歯部間隙の溝部に永久磁石を挿入した構造のパルスモータ においては，一次側磁束発生部の両端面にプレートを装着した場合には，永久磁 石の面取りをしなくても一次側磁性体の溝部の底に存在する曲線形状に関係なく プレートの先端によって永久磁石の装着位置を規定できるので永久磁石の表面位 置を一次側磁束発生部の表面に対して適切な位置に保持できる。また，一次側磁 性体を構成する積層した複数の磁性体板の所定枚数の間隔をおいて溝底部よりも 所定長高く形成したプレートを設けた場合は，一次側磁束発生部の幅が広く複数 個の永久磁石を並べて挿入する場合にも，永久磁石相互を固定する必要なく，ま た，永久磁石の面取りをしなくても溝部の底に存在する曲線形状に関係なくプレ ートの先端によって永久磁石の装着位置を規定できるので永久磁石の表面位置を 一次側磁束発生部の表面に対して適切な位置に保持できる。

【０００６】

【実施例】

本考案によるパルスモータの磁極構成の実施例を図１〜図３を参照して詳細に 説明する。 実施例１： 図１は，従来の技術において図４によって説明したパルスモータに適用した例 を示していて，図４に示した断面円形のパルスモータを直径にそい軸方向に二次 側磁性体部の溝部で切断した断面図における周辺部の一次側磁束発生部と二次側 磁性体部を示している。 図１において，１０は一次側磁束発生部，２０は二次側磁性体である。 一次側磁束発生部１０において１１は磁性体板を積層した一次側磁性体部材で あって，図４によって前述したように二次側磁性体に面する側は二次側磁性体に 形成した歯の形状に対応して所定間隔形状の歯部を形成している（図示せず）。 １２は一次側磁性体部材１１に巻回したコイルである。 二次側磁磁性体２０において２１は磁性体板を積層した二次側磁性体部材であ って，図４によって前述したように一次側磁束発生部に面する側は一次側磁性体 部材１１に形成した歯の形状に対応して所定間隔形状の歯部を形成していて各歯 と歯の間隙の溝部には後述するように永久磁石２２ａ₁，２２ａ₂，・・を挿入し 固定している。２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ永久磁石２２ａ₁，２２ａ₂，・・の挿 入位置を規制するためのプレート（スペーサ）である。

【０００７】 図２は図１におけるＡ部を拡大し側面から見た状況の斜視図である。 図２において，２０は二次側磁性体であって２１は磁性体板を積層した二次側 磁性体部材で先端部に歯部２１ａ₁，２１ａ₂，・・・・・・と溝部２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・・・・・ が形成されている。また，磁性体板を積層した２次側磁性体部材２１の両 側にはプレート２３Ａ，２３Ｂ（図２には片方のプレ−ト２３Ｂのみ図示）が二 次側磁性体部材２１の積層と一体になりプレート２３Ａ，２３Ｂの各先端面は溝 部２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・の底よりも所定長高く固定している。 二次側磁性体部材２１とプレート２３Ａ，２３Ｂとは積層し固定した後二次側 磁性体部材２１の内径とプレート２３Ａ，２３Ｂの内径とを所定精度の寸法に加 工する。 即ち，各プレート２３Ａ，２３Ｂの内径は図５によって説明したような溝底部 の曲面よりも高い位置に設定される。 また，図２において，２２ａ₁，２２ａ₂，・・・・・・は永久磁石で，これらはそれ ぞれ所定寸法の立方体に成型され，上記二次側磁性体部材２１の各溝部２１ｂ₁ ，２１ｂ₂，・・に挿入する前の永久磁石を示していて，各隣合った永久磁石同 志は交互にＮ極，Ｓ極が逆に配列され，矢印に示すように各永久磁石２２ａ₁， ２２ａ₂，・・はそれぞれ溝部２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・に挿入される。この溝部 ２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・に挿入された永久磁石の一面２２ａの両端部はプレート ２３Ａ，２３Ｂの先端部２３ａに接触し固定されるので，溝部２１ｂ₁，２１ｂ₂ ，・・に挿入された永久磁石２２ａ₁，２２ａ₂，・・の挿入深さはプレート２３ Ａ，２３Ｂの先端２３ａによって溝部２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・の底形状の曲面に 関係なく設定される。なお，永久磁石２２ａ₁，２２ａ₂，・・の寸法は予め設定 され所定精度で成型されているので，これらの各永久磁石２２ａ₁，２２ａ₂，・ ・は従来のように面取り加工をする必要なしにそれらの永久磁石の面２２ｂは２ 次側磁性体部材２１の表面２１ｃより突出することなく，適切な位置となるよう 規制される。

【０００８】 実施例２： 次に実施例２の構成を図３によって説明する。 図３は，上述した図１と同様従来の技術において図４によって説明したパルス モータに適用した例を示していて，図４に示した断面円形のパルスモータを直径 にそい軸方向に二次側磁性体部の溝部で切断した断面図における周辺部の一次側 磁束発生部と二次側磁性体を示している。 図３において，３０は一次側磁束発生部，４０は二次側磁性体である。 一次側磁束発生部３０において３１は磁性体板を積層した一次側磁性体部材で あって，図４によって前述したように，二次側磁性体４０に面する側は二次側磁 性体部材４１に形成した歯の形状に対応して所定間隔形状の歯部を形成している （図示せず）。３２は一次側磁性体部材３１に巻回したコイルである。 二次側磁磁性体４０において４１は磁性体板を積層した二次側磁性体部材であ って，所定枚数積層した間に４枚のプレート４３Ａ〜４３Ｄを挟込み，各プレー ト４３Ａ〜４３Ｄの先端面は二次側磁性体部材の溝部底よりも所定長高く固定し ている。 二次側磁性体部材４１と各プレート４３Ａ〜４３Ｄとは積層し固定した後に二 次側磁性体部材４１の内径と各プレート４３Ａ〜４３Ｄの内径とを所定精度の寸 法に加工する。 即ち，プレート４３Ａ〜４３Ｄの内径は図５によって説明したような溝底部の 曲面よりも高い位置に設定される。 図４によって前述したように，二次側磁性体部材４１の一次側磁束発生部３０ に面する側は一次側磁性体部材３１に形成した歯の形状に対応して所定間隔形状 の歯部を形成していて各歯と歯の間隙の溝部には２個の永久磁石４２を挿入し固 定している。 即ち，前述した４枚のプレート４３Ａ〜４３Ｄの挟み込む位置は２個の永久磁 石４２Ａ，４２Ｂそれぞれの両端に近い位置を保持するように適切に設定されて いる。 従って，本実施例の場合は，軸方向に長い場合に効果的で，２個の永久磁石４ ２Ａ，４２Ｂは従来のように面取をする必要なしに，それらの永久磁石の二次側 磁性体部材４１の表面から突出することなく，適切な位置に定まる。

【０００９】 実施例３： 上述した実施例１は，二次側磁性体部材に設けた溝部に永久磁石を挿入する例 について説明したが，磁性体板を積層した一次側磁性体部材の両側にプレートを 当てて固定し，一次側磁性体部材に設けた各溝部に永久磁石をこのプレートによ って位置決めし挿入するようにしても良い。

【００１０】 実施例４： 上述した実施例２は，二次側磁性体部に設けた溝部に永久磁石を挿入する例に ついて説明したが，一次側磁束発生部の磁性体板を積層する所定枚数めに順次４ 枚のプレートを挟み込んで固定し，一次側磁性体部材に設けた各溝部に２個づつ の永久磁石を並べてこのプレートによって位置決めし，挿入するようにしても良 い。

【００１１】 上述した説明は本考案の４つの実施例を示したものであって，本考案の技術思 想を用いてその他適切に応用改変することができる。例えば，上述した実施例２ ，実施例４においては，各溝部に２個づつの永久磁石を並べて挿入し，各２枚ず つ計４枚のプレートによってこれら永久磁石の位置決めをするように説明したが ，永久磁石の材質と必要なパルスモータの関係で２個以上の永久磁石を必要とす る場合には各永久磁石の位置決めを可能にする枚数のプレートを適切な位置に挟 み込むようにすれば良い。 また，本考案は実施例によって説明した以外の構造形式のパルスモータであっ ても，また，磁性体部材の材質等に関係なく，磁極に永久磁石を挿入した構造の パルスモータには適用することができる。

【００１２】

【考案の効果】

本考案は上述の実施例のように構成することによって下記に記すような優れた 効果を有する。 磁性体部材の先端と永久磁石の先端との位置関係が治具，加工を必要とせず容 易確実に精度良く設定される。 磁性体部材の先端と永久磁石の先端との位置関係が精度良く設定されるのでパ ルスモータの特性向上が図れる。 磁性体部材の先端と永久磁石の先端との位置関係が精度良く設定されるので永 久磁石の先端が破壊する恐れがない。 永久磁石の面取り加工が不要になったので加工コストの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１による磁極構造の一例を説明
する図４によって説明する断面円形のパルスモータを直
径にそい軸方向に二次側磁性体部材の溝部で切断した断
面における周辺部の一次側磁束発生部と二次側磁性体を
示している要部縦断正面図である。

【図２】図１に示す二次側磁性体の溝部とこの溝部に挿
入する永久磁石の一部を示す拡大して示した斜視図であ
る。

【図３】本考案の実施例２による磁極構造の一例を説明
する図４によって説明する断面円形のパルスモータを直
径にそい軸方向に二次側磁性体部材の溝部で切断した断
面における周辺部の一次側磁束発生部と二次側磁性体を
示している断面図である。

【図４】本考案による磁極構造を適用する従来例のパル
スモータの筺体を除いて示す正面図である。

【図５】図４に示す従来例のパルスモータの問題点を示
すために描いた二次側磁性体の溝部とこの溝部に挿入す
る永久磁石の一部を示す拡大立体視図である。

【符号の説明】

１０，３０：一１次側磁束発生部 １１，３１：一１次側磁性体部材 ２０，４０：二次側磁性体 ２１，４１：二次側磁性体部材 ２１ａ₁，２１ａ₂，・・・；４１ａ：二次側磁性体部材
の歯部 ２１ｂ₁，２１ｂ₂，・・・；４１ｂ：二次側磁性体部材
の歯部 ２２ａ₁，２２ａ₂，・・，４２Ａ，４２Ｂ：永久磁石 ２３Ａ，２３Ｂ；４３Ａ〜４３Ｄ：プレート

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定方向に沿って等間隔に歯部と溝部と
   を形成しこの溝部に隣合うもの同志の磁極が互いに逆方
   向となるように各々永久磁石を挿入して成る二次側磁性
   体と，この二次側磁性体先端との間に所定間隙を設けて
   構成し前記二次側磁性体に形成した歯部に対向して等間
   隔に歯部を備え等間隔所定幅に形成した突出部にコイル
   を巻回した磁性体部材により構成した一次側磁束発生部
   とから成り，前記二次側磁性体と一次側磁束発生部とが
   前記特定方向に相対運動をなすように構成したパルスモ
   ータにおいて，前記二次側磁性体の両端面に前記溝底部
   よりも所定長高く形成したプレートを装着し，このプレ
   ート先端によって前記永久磁石の挿入深さを規制するよ
   う構成したことを特徴とするパルスモータの磁極構造。
2. 【請求項２】 特定方向に沿って等間隔に歯部と溝部と
   を形成しこの溝部に隣合うもの同志の磁極が互いに逆方
   向となるように各々永久磁石を挿入し複数の磁性体板を
   積層して成る二次側磁性体と，この二次側磁性体先端と
   の間に所定間隙を設けて構成し前記二次側磁性体に形成
   した歯部に対向して等間隔に歯部を備え等間隔所定幅に
   形成した突出部にコイルを巻回した磁性体部材により構
   成した一次側磁束発生部とから成り，前記二次側磁性体
   と一次側磁束発生部とが前記特定方向に相対運動をなす
   ように構成したパルスモータにおいて，前記二次側磁性
   体を構成する積層した複数の磁性体板の所定枚数の間隔
   をおいて前記溝底部よりも所定長高く形成した複数のプ
   レートを設け，このプレート先端によって前記永久磁石
   の挿入深さを規制するように構成したことを特徴とする
   パルスモータの磁極構造。
3. 【請求項３】 特定方向に沿って等間隔に歯部を形成し
   た二次側磁性体と，等間隔所定幅に形成し前記二次側磁
   性体先端との間に所定間隙を設けて構成した突出部先端
   に前記二次側磁性体に形成した歯部に対向して等間隔に
   歯部と溝部とを形成し該溝部に隣合うもの同志の磁極が
   互いに逆方向となるように各々永久磁石を挿入した磁性
   体部材の前記突出部にコイルを巻回した一次側磁束発生
   部とから成り，前記二次側磁性体と一次側磁束発生部と
   が前記特定方向に相対運動をなすように構成したパルス
   モータにおいて，前記一次側磁束発生部のコイル先端の
   両端面に前記溝底部よりも所定長高く形成したプレート
   を装着し，このプレート先端によって前記永久磁石の挿
   入深さを規定するように構成したことを特徴とするパル
   スモータの磁極構造。
4. 【請求項４】 特定方向に沿って等間隔に歯部を形成し
   た二次側磁性体と，等間隔所定幅に形成し前記二次側磁
   性体先端との間に所定間隙を設けて構成した突出部先端
   に前記二次側磁性体に形成した歯部に対向して等間隔に
   歯部と溝部とを形成し，この溝部に隣合うもの同志の磁
   極が互いに逆方向となるように各々永久磁石を挿入した
   複数の磁性体板を積層してなる磁性体の前記突出部にコ
   イルを巻回した一次側磁束発生部とから成り，前記二次
   側磁性体と一次側磁束発生部とが前記特定方向に相対運
   動をなすように構成したパルスモータにおいて，前記一
   次側磁性体を構成する積層した複数の磁性体板の所定枚
   数の間隔をおいて前記溝底部よりも所定長高く形成した
   複数のプレートを設け，このプレート先端によって前記
   永久磁石の挿入深さを規定するように構成したことを特
   徴とするパルスモータの磁極構造。