JPH06101917B2 - ステツプモ−タの位相調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、多数の歯が形成された磁性材料製回転子ヨー
クを円筒状永久磁石の両端にそれぞれ固定して回転子を
構成し、該各ヨークを含んで２個の磁気回路を構成し、
かつ該両磁気回路が所定の位相差を有するようにしたス
テップモータの位相調整方法に関する。

［背景技術］ この種のステップモータにおいては、多極化を図るにつ
れ、固定子の歯の加工や固定子と回転子間の空隙量の精
度維持あるいは２個の磁気回路間の位相差の精度維持が
困難になる。

本願出願人は、特願昭60-165450において、固定子の歯
を内周面に歯が形成されたパイプ状素材を切削加工した
ものを用いることにより、固定子の歯の加工や固定子と
回転子間の空隙量の精度維持が容易になるステップモー
タを提案した。

しかしながらこのものにあっても、２個の磁気回路間の
位相差の精度維持には、関連部材を高精度に維持するこ
とに頼っていた。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであってその目
的とするところは、２個の磁気回路間の位相差の精度維
持が容易に、しかも確実に行なえるステップモータの位
相調整方法の提供にある。

［発明の開示］ 本発明のステップモータの位相調整方法は、回転子と上
下固定子と２個の中間板と第1,第２コイルを基本構成要
素とし、回転子と固定子と中間板とコイルとで第１、第
２の磁気回路を構成し、かつ両磁気回路間の磁極子の歯
が所定ピッチずらされるステップオータにおいて、回転
子を含まない第1,第２の磁気回路を別個に構成する第１
段階と、該第１段階の両磁気回路を回転子が回転可能な
状態に重合させる第２段階と、回転子の回転子軸を強制
的に定速回転させ各磁気回路のコイルに発生する誘起電
圧波形を検出する第３段階と、該第３段階の２個の誘起
電圧波形が所定の位相差となるよう第1,第２の磁気回路
を周方向に相対的に変位させる第４段階と、該第４段階
の状態において第1,第２の磁気回路を結合する第５段階
からなるもので、これにより２個の磁気回路間の位相差
の精度維持が容易に、しかも確実に行なえるようにした
ものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第10図に基づいて説
明する。

第５図乃至第10図は、本発明に係るステップモータを示
す。

１は回転子で、軸方向の一端側がＮ極に他端側がＳ極に
着磁された円筒状永久磁石２と、外周面に同一ピッチで
歯（実施例では50歯）を形成した２個の磁性材料製回転
子ヨーク3,4と、回転子軸５からなり、永久磁石２の両
端に回転子ヨーク3,4の各歯3a,4aが第７図の如く、互い
に所定ピッチ、例えば1/2ピッチ（電気角180°）だけず
れるよう配置し、これらが回転子軸５に一体的に固定さ
れるものである。

6,7は全体的にはカップ状（有底円筒状）をなす一対の
上下固定子で、底部中央に貫通孔6a,7aし、これを塞ぐ
とともに軸受8,9を固着した軸受取付板10,11を取着して
いる。10a,11aは調整用孔で、軸受取付板10,11の直径が
小さい場合は上下固定子6,7に設けてもよい。また、周
壁端面の均等４箇所に所定深さの検出切欠き6b,7bが、
適宜１箇所にリード線挿通孔6c,7cがそれぞれ形成され
る。

12、13は中央に貫通孔12a,13aを有し、全体的には円板
状をなす中間板で、外周の均等４箇所に係止突起12b,13
bが形成され、これが係止切欠き6b,7bに係止されること
により固定子6,7の周壁端面と磁気結合する。従って、
回転子１はその回転子軸５が上下固定子6,7の軸受8,9に
て回転可能に支持される。

上記上下固定子6,7及び中間板12,13には、回転子ヨーク
3,4の歯3a,4aと同一ピッチの歯を数個ずつ（例えば３
個）有しかつそれぞれの回転子ヨーク3,4の歯に対し小
間隙を介して対向する所定数の磁極子を設け、これら磁
極子が回転方向に相互に所定角度ずらして設けられる。
具体的にはまず、第８図の如く、回転子ヨーク3,4の歯3
a,4aと同一ピッチの歯を内周面に形成したパイプ状素材
14を引抜きあるいは鍛造にて製作する。次いで、パイプ
状素材14を基部15aがつながった状態に、すなわち基部1
5aを除いた部分では数枚ずつの歯15bを有して角磁極子1
5cが例えば６個に分離するよう切削加工して磁極子環状
体15とする。そして、上下固定子及び上下中間板の各貫
通孔6a,7a,12a,13aに基部15aを圧入する。これにより、
上固定子６と上中間板12に圧入された磁極子15cは交互
に入り込んだ状態でしかも回転方向には1/2ピッチ（電
気角180°）ずれた位置関係とする。下固定子７と下中
間板13に圧入された磁極子15cも同様である。16,17は上
下固定子6,7と中間板12,13にて形成される２個の空間に
巻装された第1,第２コイルである。

しかして、回転子ヨーク３側の回転子１と磁極子環状体
15を含む上固定子６と磁極子環状体15を含む上中間板12
と第１コイル16とで第１の磁気回路M1が、回転子ヨーク
４側の回転子１と磁極子環状体15を含む下固定子７と磁
極子環状体15を含む下中間板13と第２コイル17とで第２
の磁気回路M2がそれぞれ構成される。そして、両磁気回
路M1,M2間の磁極子15cの歯15bが所定ピッチ、例えば1/4
ピッチ（電気角90°）ずらされるのである。

かかるステップモータは、第1,第２コイル16,17に１相
励磁あるいは２相励磁を行うことにより回転子１を1/4
ピッチずつ歩進回転させる。

次に、第１図乃至第４図に位相調整方法を示す。

第２図は、本発明の位相調整方法の原理を示すもので、
サーボモータを含み位相調整を行うステップモータが装
着される位相調整装置本体21のサーボモータが、サーボ
モータ駆動電源手段31により一定速度で回転し、これに
よってステップモータが強制駆動され、その際にステッ
プモータの第1,第２コイル16,17に発生する誘起電圧の
波形をオシロスコープ32で検出表示し、そして２個の誘
起電圧波形が所定の位相差となるよう調整するのであ
る。

第１図は、位相調整装置本体21の概略構造を示すもの
で、回転子１の回転子軸５を強制的に定速回転させるた
めのサーボモータ22には、その出力軸の一端には回転子
軸５を連結するための連結具23が、他端にははずみ車24
がそれぞれ取着される。固定側取付台25には調整用孔は
11aに嵌合する位置決めピン25aが、可動側取付台26には
調整用孔10aに嵌合する位置決めピン26aがそれぞれ設け
られる。可動台27は、垂直ガイド部28に上下方向移動可
能に装着され、その先端部に上記可動側取付台26が回動
可能状態で保持される。29は回動側取付台26を微少回転
させるためのつまみである。

位相調整は、次のようにして行う。まず、第１段階とし
て、第３図のように、回転子１を含まない第1,第２の磁
気回路M1,M2を別個に構成する。

第２段階として、第１図のように、位相調整装置本体21
上に第１段階の両磁気回路M1,M2を回転子１が回転可能
な状態に重合装着する。すなわち、装置本体21の可動側
取付台26が上方位置にある状態で、第１の磁気回路M1、
つまり下側軸受取付板11の調整用孔11aと位置決めピン2
5aとを嵌合させるのである。そして可動側取付台26を下
方位置に下降させ、上側軸受取付板10の調整用孔10aと
位置決めピン26aとを嵌合させる。

第３段階として、回転子軸５と連結具23を連結された
後、サーボモータ22を駆動して回転子軸５を強制的に定
速回転させ、これにより第1,第２コイル16,17に発生す
る誘起電圧の波形をオシロスコープ32で検出表示させ
る。この場合、例えば第４図（ａ）のように２個の誘起
電圧波形は1/4ピッチ（電気角90°）より小さい位相差
であったとする。

第４段階として、上記２個の誘起電圧波形が所定の位相
差、すなわち第４図（ｂ）のように1/4ピッチ（電気角9
0°）となるよう、つまみ29にて可動側取付台26、すな
わち第１の磁気回路M1を周方向に微少回動させる。

最終第５段階として、上記状態の両磁気回路M1,M2を溶
接等により固定結合する。

なお、本発明に係るステップモータは、実施例において
説明したものに限られるものではなく、例えば磁極子を
固定子又は中間板のいずれかにそれと一体的に折曲形成
してもよく、要するに２個の磁気回路が周方向に所定ピ
ッチずらされるものであれば適用可能である。

［発明の効果］ 本発明のステップモータの位相調整方法によれば、２個
の磁気回路を別個に構成しておき、これらの周方向の相
対的なずれ具合をその誘起電圧波形の位相差としてオシ
ロスコープで確認して両磁気回路間を所定ピッチずらせ
るので、２個の磁気回路間の位相差の精度維持が容易
に、しかも確実に行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第10図は、本発明の一実施例を示すもので、 第１図は、位相調整装置本体にステップモータを装着し
た状態の縦断面図、 第２図は、位相調整方法の原理図、 第３図（ａ）（ｂ）は、第1,第２磁気回路の断面図、 第４図（ａ）（ｂ）は、誘起電圧の波形図、 第５図は、ステップモータの縦断面図、 第６図は、その分解斜視図、 第７図は、回転子ヨークの歯の位置関係を示す要部展開
図、 第８図は、パイプ状素材の一部を切欠いた斜視図、 第９図は、上固定子と磁極子環状対の分解斜視図、 第10図は、磁極子の展開図。 １……回転子、５……回転子軸、６……上固定子、７…
…下固定子、10a,11a……調整用孔、12……上中間板、1
3……下中間板、15……磁極子環状体、15c……磁極子、
16……第１コイル、17……第２コイル、21……位相調整
装置本体、22……サーボモータ、23……連結具、24……
はずみ車、25……固定側取付台、26……可動側取付台、
25a,26a……位置決めピン、27……可動台、28……垂直
ガイド部、29……つまみ、31……サーボモータ駆動電源
手段、32……オシロスコープ、M1,M2……第1,第２の磁
気回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向の一端側がＮ極に他端側がＳ極に着
   磁された円筒状永久磁石の両端に、外周面に同一ピッチ
   で歯を形成した２個の磁性材料製回転子ヨークを互いに
   所定ピッチずれるよう配置し、これらが回転子軸に一体
   的に固定された回転子と、 全体的にはカップ状をなし、前記回転子ヨークの歯と同
   一ピッチの歯を有しかつそれぞれの回転子ヨークの歯に
   対し小間隙を介して対向する所定数の磁極子を設け、し
   かも前記回転子を回転可能に支持する上下固定子と、 全体的には円板状をなして前記両固定子の周壁端面に磁
   気結合し、前記回転子ヨークの歯と同一ピッチの歯を有
   しかつ該両回転子ヨークの歯に対し小間隙を介して対向
   する所定数の磁極子を設けた中間板と、 前記上下固定子と中間板にて形成される２個の空間に巻
   装された第1,第２コイルとよりなり、 前記回転子と固定子と中間板とコイルとで第1,第２の磁
   気回路を構成し、かつ両磁気回路間の磁極子の歯が所定
   ピッチずらされるステップモータにおいて、 前記回転子を含まない第1,第２の磁気回路を別個に構成
   する第１段階と、 前記第１段階の両磁気回路を回転子が回転可能な状態に
   重合させる第２段階と、 前記回転子の回転子軸を強制的に定速回転させ各磁気回
   路のコイルに発生する誘起電圧波形を検出する第３段階
   と、 前記第３段階の２個の誘起電圧波形が所定の位相差とな
   るよう第1,第２の磁気回路を周方向に相対的に変位させ
   る第４段階と、 前記第４段階の状態において第1,第２の磁気回路を結合
   する第５段階からなるステップモータの位相調整方法。