JPH06105526A - Ｐｍ型ステッピングモータ - Google Patents
Ｐｍ型ステッピングモータInfo
- Publication number
- JPH06105526A JPH06105526A JP24818192A JP24818192A JPH06105526A JP H06105526 A JPH06105526 A JP H06105526A JP 24818192 A JP24818192 A JP 24818192A JP 24818192 A JP24818192 A JP 24818192A JP H06105526 A JPH06105526 A JP H06105526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- motor
- outer diameter
- magnet
- yoke
- 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
Links
Landscapes
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＭ型ステッピングモータのロータの動きを
なめらかにするため、ディテントトルクを小さくする。 【構成】 ＰＭ型ステッピングモータのモータのステー
タヨークの外径をかえずにステータヨークの内径を小さ
くし、又、ロータのマグネットの外径を小さくしロータ
のマグネットの外径φｄとステータヨークの外径φＤの
比をφｄ÷φＤ＜０．４となる大きさに設定することを
特徴とする。
なめらかにするため、ディテントトルクを小さくする。 【構成】 ＰＭ型ステッピングモータのモータのステー
タヨークの外径をかえずにステータヨークの内径を小さ
くし、又、ロータのマグネットの外径を小さくしロータ
のマグネットの外径φｄとステータヨークの外径φＤの
比をφｄ÷φＤ＜０．４となる大きさに設定することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明に係るＰＭ型ステッピング
モータは、プリンタ，プロッタ，タイプライタを始めと
するＯＡ機器や、ＶＴＲカメラなどの光学機器、又、車
載用などに広く用いられるＰＭ型ステッピングモータに
関する。
モータは、プリンタ，プロッタ，タイプライタを始めと
するＯＡ機器や、ＶＴＲカメラなどの光学機器、又、車
載用などに広く用いられるＰＭ型ステッピングモータに
関する。
【０００２】
【従来の技術】上述の様な機器・用途に用いられている
ＰＭ型ステッピングモータは、その大半がインナーロー
タ型である。
ＰＭ型ステッピングモータは、その大半がインナーロー
タ型である。
【０００３】インナーロータ型のＰＭ型ステッピングモ
ータは、ロータシャフトの外周近傍に円筒形状をしたマ
グネットを１個ないし複数個使用してロータを構成し、
ロータを回転自在に支持する軸受、又は軸受部を固着支
持するステータヨーク、又は取付板・カバーといった部
品がロータの外周部に配設される。ここで、外部より通
電されるステータコイルにより、励磁されるステータヨ
ークとロータのマグネットとの磁気吸引力のバランスに
よりロータは回転したり静止したりするが、磁気バラン
スを安定化させるため及びモータの発生トルクをある程
度大きくとりたいために、ヨーク外径寸法φＤとロータ
マグネットの外径寸法φｄとの間には一定の比率が設け
られていた。それは、φｄ÷φＤ≧０．４である。これ
を実現するための部品が加工、すなわちステータヨーク
の内径に配設されたヨーク極歯の加工は容易であり、
又、ロータ外径もある程度大きいため、希土類等の高保
持力の性能をもつマグネットであっても容易に着磁する
ことができた。
ータは、ロータシャフトの外周近傍に円筒形状をしたマ
グネットを１個ないし複数個使用してロータを構成し、
ロータを回転自在に支持する軸受、又は軸受部を固着支
持するステータヨーク、又は取付板・カバーといった部
品がロータの外周部に配設される。ここで、外部より通
電されるステータコイルにより、励磁されるステータヨ
ークとロータのマグネットとの磁気吸引力のバランスに
よりロータは回転したり静止したりするが、磁気バラン
スを安定化させるため及びモータの発生トルクをある程
度大きくとりたいために、ヨーク外径寸法φＤとロータ
マグネットの外径寸法φｄとの間には一定の比率が設け
られていた。それは、φｄ÷φＤ≧０．４である。これ
を実現するための部品が加工、すなわちステータヨーク
の内径に配設されたヨーク極歯の加工は容易であり、
又、ロータ外径もある程度大きいため、希土類等の高保
持力の性能をもつマグネットであっても容易に着磁する
ことができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の様に、ロ
ータ外径やヨーク内径がヨーク外径に比べある程度大き
い場合には、ホールディングトルクが大きく得られる反
面、ディテントトルクも大きくなる。モータの出力トル
クを大きくとろうとする場合には、外部より投入する入
力を増やしたり、ロータマグネットの表面磁束密度をあ
げるなどの方法が考えられるが、省消費電力でロータを
なめらかに回転しようとすれば、上述の方法は適当とは
いえないものである。更に、本発明が述べようとしてい
るＰＭ型ステッピングモータにおいては、特にモータの
性質上、ロータシャフトの回転角度精度を上げるがため
にモータを駆動したときに、オーバーシュート・アンダ
ーシュートがなかなか減衰せず振動の大きなモータとな
る傾向にあった。しかし、こうしたＰＭ型ステッピング
モータを回転角度精度は劣化させることなくなめらかに
回転する用途が増え、上述の様な振動を抑える手法が、
例えばマイクロステップ駆動といった制御側での対策が
提案されてきてはいるが、モータ側で対応がとられてい
ないのが現状である。
ータ外径やヨーク内径がヨーク外径に比べある程度大き
い場合には、ホールディングトルクが大きく得られる反
面、ディテントトルクも大きくなる。モータの出力トル
クを大きくとろうとする場合には、外部より投入する入
力を増やしたり、ロータマグネットの表面磁束密度をあ
げるなどの方法が考えられるが、省消費電力でロータを
なめらかに回転しようとすれば、上述の方法は適当とは
いえないものである。更に、本発明が述べようとしてい
るＰＭ型ステッピングモータにおいては、特にモータの
性質上、ロータシャフトの回転角度精度を上げるがため
にモータを駆動したときに、オーバーシュート・アンダ
ーシュートがなかなか減衰せず振動の大きなモータとな
る傾向にあった。しかし、こうしたＰＭ型ステッピング
モータを回転角度精度は劣化させることなくなめらかに
回転する用途が増え、上述の様な振動を抑える手法が、
例えばマイクロステップ駆動といった制御側での対策が
提案されてきてはいるが、モータ側で対応がとられてい
ないのが現状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、モータの振動を
抑える手段を述べるにあたり、振動の発生する原因を考
えてみる。
抑える手段を述べるにあたり、振動の発生する原因を考
えてみる。
【０００６】ステッピングモータから振動が発生する原
因は、主にコイルに通電することによりロータが駆動さ
れる起磁力によるものである（参照図６）。ここでは、
コイルに通電する入力レベルが矩形波でありコイルの起
磁力は正弦波となるが、仮に４相モータをＡ相・Ｂ相の
２相励磁しようとしたときに、コイルに正弦波入力を９
０度位相をずらし入力すれば、コイルの起磁力による出
力トルクは一定の値を示すはずである（参照図７）。し
かし、本特許で述べている一般のＰＭ型ステッピングモ
ータでは、一定の値を示さずディテントトルクの影響を
まともにうけた波うった値を示す。これが従来ぬぐいき
れなかったモータの振動である。
因は、主にコイルに通電することによりロータが駆動さ
れる起磁力によるものである（参照図６）。ここでは、
コイルに通電する入力レベルが矩形波でありコイルの起
磁力は正弦波となるが、仮に４相モータをＡ相・Ｂ相の
２相励磁しようとしたときに、コイルに正弦波入力を９
０度位相をずらし入力すれば、コイルの起磁力による出
力トルクは一定の値を示すはずである（参照図７）。し
かし、本特許で述べている一般のＰＭ型ステッピングモ
ータでは、一定の値を示さずディテントトルクの影響を
まともにうけた波うった値を示す。これが従来ぬぐいき
れなかったモータの振動である。
【０００７】そこで、本発明の目的はこのディテントト
ルクによる振動を微小に抑えることを目的とし、その方
策としてステータヨークの外径寸法φＤに対するロータ
のマグネットの外径寸法φｄの比をφｄ÷φＤ＜０．４
となるように設定することを提案するものである。
ルクによる振動を微小に抑えることを目的とし、その方
策としてステータヨークの外径寸法φＤに対するロータ
のマグネットの外径寸法φｄの比をφｄ÷φＤ＜０．４
となるように設定することを提案するものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の詳細を実施例にそって説明す
る。
る。
【０００９】図１は、本発明のＰＭ型ステッピングモー
タの第１の実施例を示す縦断面図である。
タの第１の実施例を示す縦断面図である。
【００１０】ロータ１は、円筒形状からなるマグネット
２を支持する継鉄３及びシャフト４からなり、取付板５
及びカバー６に固着支持された軸受７の内周とシャフト
４とが回転自在に支持されている。外周が略円筒形状か
らなるステータヨーク８及びステータヨーク９は、その
内部にリング状のコイル１０をボビン１１に周回した通
電部を配し、取付板５及びカバー６とともにモータの外
観を呈す。
２を支持する継鉄３及びシャフト４からなり、取付板５
及びカバー６に固着支持された軸受７の内周とシャフト
４とが回転自在に支持されている。外周が略円筒形状か
らなるステータヨーク８及びステータヨーク９は、その
内部にリング状のコイル１０をボビン１１に周回した通
電部を配し、取付板５及びカバー６とともにモータの外
観を呈す。
【００１１】ここで、ロータ１のマグネット２の外径寸
法をφｄとし、モータのステータヨーク８及びステータ
ヨーク９の外径をφＤとするとφｄ÷φＤ＜０．４であ
る。更に、詳細に比を述べるとφｄ÷φＤ＝０．３及び
０．２５のものを実験的に確認した。
法をφｄとし、モータのステータヨーク８及びステータ
ヨーク９の外径をφＤとするとφｄ÷φＤ＜０．４であ
る。更に、詳細に比を述べるとφｄ÷φＤ＝０．３及び
０．２５のものを実験的に確認した。
【００１２】図２は、マグネット２の外径φｄとモータ
のステータヨーク８及び９の外径一覧を示す図である。
ここで、φｄ÷φＤ＝０．４の線が１２であり従来モー
タは○印で示す如くφｄ÷φＤ≧０．４であり、本発明
のモータはφｄ÷ｄＤ＜０．４である。
のステータヨーク８及び９の外径一覧を示す図である。
ここで、φｄ÷φＤ＝０．４の線が１２であり従来モー
タは○印で示す如くφｄ÷φＤ≧０．４であり、本発明
のモータはφｄ÷ｄＤ＜０．４である。
【００１３】図３は、ディテントトルクＴD の大きさを
示す図である。ディテントトルクＴD をロータを回転し
たときの回転角とともに表現すると、従来モータは実線
１３の様に大きく波うつが、本発明のモータは破線１４
の如くうねりが小さくディテントトルクＴD の変動が小
さいことを裏付けている。
示す図である。ディテントトルクＴD をロータを回転し
たときの回転角とともに表現すると、従来モータは実線
１３の様に大きく波うつが、本発明のモータは破線１４
の如くうねりが小さくディテントトルクＴD の変動が小
さいことを裏付けている。
【００１４】図４は、ホールディングトルクＴH の大き
さを示す図である。ホールディングトルクＴH をロータ
を回転をしたときの回転角とともに表現すると、従来の
モータは実線１５の様にホールディングトルクＴH の落
ち込み部１６及び１７がある。これに対して本発明のモ
ータは、破線１８の様にホールディングトルクの落ち込
み部がなく、おおむね正弦波に近い波形を示す。ここ
で、従来モータ及び本発明のモータはそれぞれ同様の励
磁方式で計測したが、本発明のモータはロータ１のマグ
ネット外径φｄが従来モータのそれより小さいため、ホ
ールディングトルクＴH の大きさも小さめである。しか
し、コイル１０の体積は従来モータに比べて本発明モー
タの方が大きいため、ディテントトルクＴD による影響
をうけにくいホールディングトルクＴH を得ることがで
きたものである。
さを示す図である。ホールディングトルクＴH をロータ
を回転をしたときの回転角とともに表現すると、従来の
モータは実線１５の様にホールディングトルクＴH の落
ち込み部１６及び１７がある。これに対して本発明のモ
ータは、破線１８の様にホールディングトルクの落ち込
み部がなく、おおむね正弦波に近い波形を示す。ここ
で、従来モータ及び本発明のモータはそれぞれ同様の励
磁方式で計測したが、本発明のモータはロータ１のマグ
ネット外径φｄが従来モータのそれより小さいため、ホ
ールディングトルクＴH の大きさも小さめである。しか
し、コイル１０の体積は従来モータに比べて本発明モー
タの方が大きいため、ディテントトルクＴD による影響
をうけにくいホールディングトルクＴH を得ることがで
きたものである。
【００１５】図５は、本発明のＰＭ型ステッピングモー
タの第２の実施例を示す縦断面図である。
タの第２の実施例を示す縦断面図である。
【００１６】本発明のモータは、第１の実施例のモータ
と全体構成はおおむね同様であるが、大きな特徴として
ロータ１９のマグネット２０を同筒状ではあるが２個使
用し継鉄２１に固着し、シャフト４とともに構成されて
いるところにある。
と全体構成はおおむね同様であるが、大きな特徴として
ロータ１９のマグネット２０を同筒状ではあるが２個使
用し継鉄２１に固着し、シャフト４とともに構成されて
いるところにある。
【００１７】本構成であれば、第１の実施例と同様にロ
ータ１９のマグネット２０の外径φｄとモータのステー
タヨーク８及びステータヨーク９の外径φＤとの比は、
φｄ÷φＤ＜０．４でありディテントトルクＴD ・ディ
テントトルクＴH とも第１の実施例と同様の傾向にあ
る。更に、ディテントトルクＴD は第１の実施例より更
に小さくすることができたため、ホールディングトルク
ＴH の波形は第１の実施例に比べ更に正弦波に近い波形
が得られた。
ータ１９のマグネット２０の外径φｄとモータのステー
タヨーク８及びステータヨーク９の外径φＤとの比は、
φｄ÷φＤ＜０．４でありディテントトルクＴD ・ディ
テントトルクＴH とも第１の実施例と同様の傾向にあ
る。更に、ディテントトルクＴD は第１の実施例より更
に小さくすることができたため、ホールディングトルク
ＴH の波形は第１の実施例に比べ更に正弦波に近い波形
が得られた。
【００１８】本発明においてはロータの継鉄を設けた
が、継鉄が無い形状であっても構成可能である。
が、継鉄が無い形状であっても構成可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、以下の様な大きな効果
が得られた。
が得られた。
【００２０】ロータのマグネットの外径φｄとステー
タヨークの外径φＤとの比がφｄ÷φＤ＜０．４となっ
たとき、ディテントトルクが大幅に小さくなり、又、コ
イル体積が大きくとれることからホールディングトルク
が大きくとれるため、モータを駆動したときのロータの
回転が非常になめらかになり発生トルクが安定して得ら
れる。
タヨークの外径φＤとの比がφｄ÷φＤ＜０．４となっ
たとき、ディテントトルクが大幅に小さくなり、又、コ
イル体積が大きくとれることからホールディングトルク
が大きくとれるため、モータを駆動したときのロータの
回転が非常になめらかになり発生トルクが安定して得ら
れる。
【００２１】ロータの回転がなめらかになることによ
り、ロータの振動が小さくなり、ひいてはモータとして
の振動低減がはかれた。
り、ロータの振動が小さくなり、ひいてはモータとして
の振動低減がはかれた。
【００２２】従来モータでは共振周波数において大き
く振動していたモータは、本発明により共振周波数を移
動することができるとともに共振する振幅が小さくな
り、共振しにくいモータが得られた。
く振動していたモータは、本発明により共振周波数を移
動することができるとともに共振する振幅が小さくな
り、共振しにくいモータが得られた。
【００２３】本発明ではディテントトルクを従来モー
タより大幅に小さくすることができたため、ステッピン
グモータの静止角度精度が向上した。特にマイクロステ
ップ駆動をした場合、従来モータではディテントトルク
の影響で進み角に大きなばらつきがあったが、本発明の
モータではほぼ一定の進み角度を得ることができ、特に
マグネットの外径を小さくする程その傾向が増した。
タより大幅に小さくすることができたため、ステッピン
グモータの静止角度精度が向上した。特にマイクロステ
ップ駆動をした場合、従来モータではディテントトルク
の影響で進み角に大きなばらつきがあったが、本発明の
モータではほぼ一定の進み角度を得ることができ、特に
マグネットの外径を小さくする程その傾向が増した。
【００２４】ロータのマグネットの外径を小さくする
ことにより、コイル体積を大きくすることが可能とな
り、コイル巻線仕様の自由度が高まり得られるモータ性
能の幅が広がった。特に応答周波数が高まり、高速回転
に適する傾向が高まった。
ことにより、コイル体積を大きくすることが可能とな
り、コイル巻線仕様の自由度が高まり得られるモータ性
能の幅が広がった。特に応答周波数が高まり、高速回転
に適する傾向が高まった。
【図１】本発明のＰＭ型ステッピングモータの第１の実
施例を示す縦断面図。
施例を示す縦断面図。
【図２】マグネットの外径φｄとモータのステータヨー
クの外径の一覧を示す図。
クの外径の一覧を示す図。
【図３】ディテントトルクＴD の大きさを示す図。
【図４】ホールディングトルクＴH の大きさを示す図。
【図５】本発明のＰＭ型ステッピングモータの第２の実
施例を示す縦断面図。
施例を示す縦断面図。
【図６】コイル励磁タイミングとコイル起磁力を示す
図。
図。
【図７】４相モータの２相励磁をしたときのコイルの励
磁タイミングとコイル起磁力を示す図。
磁タイミングとコイル起磁力を示す図。
１，１９ ロータ ２，２０ マグネット ３，２１ 継鉄 ４ シャフト ５ 取付板 ６ カバー ７ 軸受 ８，９ ステータヨーク １０ コイル １１ ボビン １２ 線 １３ 実線 １４ 破線 １５ 実線 １６，１７ 落ち込み部 １８ 破線
Claims (2)
- 【請求項１】円筒形状からなるマグネットをローターに
用いたインナーローター型のＰＭ型ステッピングモータ
において、ステータヨークの外径寸法φＤに対するロー
タのマグネットの外径寸法φｄの比がφｄ÷φＤ＜０．
４となる比率を有することを特徴とするＰＭ型ステッピ
ングモータ。 - 【請求項２】円筒形状からなるマグネットを複数個ロー
タにもちいたことを特徴とする請求項１記載のＰＭ型ス
テッピングモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818192A JPH06105526A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｐｍ型ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818192A JPH06105526A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｐｍ型ステッピングモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105526A true JPH06105526A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17174408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24818192A Pending JPH06105526A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Ｐｍ型ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105526A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809438B2 (en) * | 2001-05-31 | 2004-10-26 | Minebea Co., Ltd. | Permanent magnet stepping motor having pole teeth misaligned by an electrical angle |
| JP2008160958A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Minebea Co Ltd | ステッピングモータ |
| JPWO2009069383A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2011-04-07 | 株式会社東京マイクロ | モータ |
| US8896164B2 (en) | 2011-10-18 | 2014-11-25 | Minebea Co., Ltd. | Permanent-magnet stepping motor |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP24818192A patent/JPH06105526A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809438B2 (en) * | 2001-05-31 | 2004-10-26 | Minebea Co., Ltd. | Permanent magnet stepping motor having pole teeth misaligned by an electrical angle |
| JP2008160958A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Minebea Co Ltd | ステッピングモータ |
| JPWO2009069383A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2011-04-07 | 株式会社東京マイクロ | モータ |
| US8896164B2 (en) | 2011-10-18 | 2014-11-25 | Minebea Co., Ltd. | Permanent-magnet stepping motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0614514A (ja) | 永久磁石式ステッピングモ−タ | |
| US6713936B2 (en) | Stepping motor | |
| JP3084220B2 (ja) | ハイブリッド型ステップモータ | |
| JP2000139047A (ja) | 永久磁石形電動機 | |
| JP2003070223A (ja) | ステッピングモータ | |
| JPH06105526A (ja) | Ｐｍ型ステッピングモータ | |
| US6665102B2 (en) | Galvanometer-type scanner | |
| JPH08126279A (ja) | ブラシレスｄｃモータ | |
| US20030107274A1 (en) | Stepping motor | |
| JPH09200987A (ja) | モータ | |
| JP3590121B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
| JP2695613B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
| JP3466706B2 (ja) | ブラシレスモータ及びその回転制御方法 | |
| JP3633965B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
| JP4541939B2 (ja) | 電磁アクチュエータおよびこれを備えた駆動装置 | |
| JPH0956121A (ja) | 電動機 | |
| JP2017005995A (ja) | ステッピングモータ、レンズ装置、および、撮像装置 | |
| JP3414780B2 (ja) | ステッピングモータ | |
| JPH0678506A (ja) | ラジアル型アウターロータ方式ブラシレスモータ | |
| JPH05344791A (ja) | ステッピングモータの駆動方法 | |
| JP2895853B2 (ja) | 回転多面鏡駆動装置 | |
| JP2000032707A (ja) | 振動モータ | |
| JPH06327218A (ja) | ステッピングモータ | |
| JPH07336989A (ja) | ３相クローポール式永久磁石型回転電機 | |
| JPH07245930A (ja) | Ｐｍ型ステッピングモータ |