JPH0622397B2 - 永久磁石形ステツピングモ−タ - Google Patents
永久磁石形ステツピングモ−タInfo
- Publication number
- JPH0622397B2 JPH0622397B2 JP4273086A JP4273086A JPH0622397B2 JP H0622397 B2 JPH0622397 B2 JP H0622397B2 JP 4273086 A JP4273086 A JP 4273086A JP 4273086 A JP4273086 A JP 4273086A JP H0622397 B2 JPH0622397 B2 JP H0622397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- rotor
- pole
- stepping motor
- magnetic pole
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） レアアース、フェライト、ネオジ鉄などの保磁力の強い
永久磁石を回転子に用いており、とくに永久磁石磁極の
起磁力方向が可動子移動方向と平行になる構造をもつ永
久磁石形ステッピングモータに関する。
永久磁石を回転子に用いており、とくに永久磁石磁極の
起磁力方向が可動子移動方向と平行になる構造をもつ永
久磁石形ステッピングモータに関する。
（従来の技術） この種の一つの従来例として第７図（ａ）にステッピン
グモータの原理を表わす斜視図を示す。
グモータの原理を表わす斜視図を示す。
７１はレアアース永久磁石ディスクロータで、円板状に
Ｎ極、Ｓ極が相互に固着され、かつ回転軸７２に直交し
て支持固定され、図示しない支承手段で回転自在であ
る。なお各磁極の厚み方向の側面に付した矢印は起磁力
方向を表わす。
Ｎ極、Ｓ極が相互に固着され、かつ回転軸７２に直交し
て支持固定され、図示しない支承手段で回転自在であ
る。なお各磁極の厚み方向の側面に付した矢印は起磁力
方向を表わす。
７３は磁性体からなる電磁石の磁極を形成し、７４は交
流の励磁電流を流すコイルである。
流の励磁電流を流すコイルである。
これの回転説明図を第７図（ｂ）に示す。
つまり、永久磁石７１の等価電流ｉ、ディスクロータの
形成する導体長（直径×π）ｌと、電磁石７３，７４の
発生する磁界Ｂにより Ｂｌｉ の推力がロータに生起し、回転する。
形成する導体長（直径×π）ｌと、電磁石７３，７４の
発生する磁界Ｂにより Ｂｌｉ の推力がロータに生起し、回転する。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、この従来例は、ロータディスクのレアアース
永久磁石の各磁極が垂直磁極形なので、磁石の製造に困
難性があり、特性のよい磁石が得られにくい欠点があ
る。
永久磁石の各磁極が垂直磁極形なので、磁石の製造に困
難性があり、特性のよい磁石が得られにくい欠点があ
る。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、 円周方向に所定ピッチで扇形状にＮ，Ｓ極を交互に着磁
した円板状の永久磁石で形成され、この永久磁石の中心
部を回転軸に直交して固着した多極回転子と、 この多極回転子の側面に、空隙を介し、対向させた磁極
歯と、この磁極歯に磁極を生起させる電磁コイルとをそ
なえた固定子よりなる永久磁石形ステッピングモータに
おいて、 前記電磁コイルを卷回した相数個の電磁石と、この電磁
石の回転子対向面に、前記多極回転子の永久磁石の極対
ピッチで設けた磁極歯とで１組の固定子を構成し、この
固定子を１対、前記多極回転子の両側に、対向する磁極
歯同士が永久磁石の極ピッチだけずれるように配置した
ことを特徴とする永久磁石形ステッピングモータであ
り、さらには、前記多極回転子に対向させて配置する固
定子の一方を、磁極歯とヨークとで構成し、電磁コイル
レスにした上記記載の永久磁石形ステッピングモータで
ある。
した円板状の永久磁石で形成され、この永久磁石の中心
部を回転軸に直交して固着した多極回転子と、 この多極回転子の側面に、空隙を介し、対向させた磁極
歯と、この磁極歯に磁極を生起させる電磁コイルとをそ
なえた固定子よりなる永久磁石形ステッピングモータに
おいて、 前記電磁コイルを卷回した相数個の電磁石と、この電磁
石の回転子対向面に、前記多極回転子の永久磁石の極対
ピッチで設けた磁極歯とで１組の固定子を構成し、この
固定子を１対、前記多極回転子の両側に、対向する磁極
歯同士が永久磁石の極ピッチだけずれるように配置した
ことを特徴とする永久磁石形ステッピングモータであ
り、さらには、前記多極回転子に対向させて配置する固
定子の一方を、磁極歯とヨークとで構成し、電磁コイル
レスにした上記記載の永久磁石形ステッピングモータで
ある。
（作 用） 回転子永久磁石の等価のループ電流ｉｆが流れていると
考えられ、永久磁石の保持力をＨｃで極ピッチをτｐと
するとｉｆ＝Ｈｃτｐであり、固定子電磁石を励磁した
とき歯頭近くの空隙磁界がＢｔ、溝の開口部空隙磁界が
Ｂｓになったとすると、力ｆは、 ｆ＝（Ｂｔ−Ｂｓ）ｉｆ・ｌ と表わせる。
考えられ、永久磁石の保持力をＨｃで極ピッチをτｐと
するとｉｆ＝Ｈｃτｐであり、固定子電磁石を励磁した
とき歯頭近くの空隙磁界がＢｔ、溝の開口部空隙磁界が
Ｂｓになったとすると、力ｆは、 ｆ＝（Ｂｔ−Ｂｓ）ｉｆ・ｌ と表わせる。
ｌは歯の奥行方向の長さで、かつＢｔ＞Ｂｓであるか
ら、力ｆが生ずる。
ら、力ｆが生ずる。
（実施例） 本発明の原理を表わす一実施例の説明図を第１図に示
し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は円板回転子の平面図、
（ｃ）はこのモータを回転円周方向にそって切った断面
図である。
し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は円板回転子の平面図、
（ｃ）はこのモータを回転円周方向にそって切った断面
図である。
本発明では、その回転子１は薄い円板状の永久磁石で、
磁化容易軸は円周方向とし、円周方向にそって一定のピ
ッチで一対のＮ極、Ｓ極と交互に扇状に隣接して多極着
磁されている。この回転子１を形成する永久磁石の中心
部は回転軸２に直交して固着され、回転軸２は回転自在
に支承してある。
磁化容易軸は円周方向とし、円周方向にそって一定のピ
ッチで一対のＮ極、Ｓ極と交互に扇状に隣接して多極着
磁されている。この回転子１を形成する永久磁石の中心
部は回転軸２に直交して固着され、回転軸２は回転自在
に支承してある。
固定子３は円板回転子１の両側に配置され、交替磁束を
発生する２組の多相電磁石から成り、回転子１に対向す
る空隙面には、永久磁石１の極対ピッチに等しいピッチ
の誘導子歯３ａを有している。
発生する２組の多相電磁石から成り、回転子１に対向す
る空隙面には、永久磁石１の極対ピッチに等しいピッチ
の誘導子歯３ａを有している。
一方の誘導子歯３ａの中心は、円板回転子１を挟んで対
向する他方の誘導子歯３ａの溝３ｂの中心に一致するよ
うに配置されている。
向する他方の誘導子歯３ａの溝３ｂの中心に一致するよ
うに配置されている。
円板回転子の両側に対向して配設され、固定子３を形成
する継鉄とそれに巻回された電磁コイル４でつくる電磁
石で１相分を構成し、ｎ相［ｎは自然数］であればｎ対
の電磁石を互いに歯ピッチの１／ｎずつずらせた位置に
配置する。
する継鉄とそれに巻回された電磁コイル４でつくる電磁
石で１相分を構成し、ｎ相［ｎは自然数］であればｎ対
の電磁石を互いに歯ピッチの１／ｎずつずらせた位置に
配置する。
なお、電磁石は対向する誘導子歯の一方の側に電磁コイ
ルを卷回すればよい。
ルを卷回すればよい。
このようにして、固定子３は電磁コイルのｎ相の交替磁
束を受けて磁界を作り、円板回転子１を同期励磁駆動す
る永久磁石形ステッピングモータが構成される。
束を受けて磁界を作り、円板回転子１を同期励磁駆動す
る永久磁石形ステッピングモータが構成される。
第２図は本発明の他の実施例の構成を表わし、（ａ）は
上半分の軸方向側断面図、（ｂ）は電磁石の平断面図で
ある。
上半分の軸方向側断面図、（ｂ）は電磁石の平断面図で
ある。
この他の実施例は、３６極２相のモータで、固定子３は
（ｂ）に示す８個の溝（スロット）３ｂをもつ電磁石２
対（ＬとＲ）より成る。
（ｂ）に示す８個の溝（スロット）３ｂをもつ電磁石２
対（ＬとＲ）より成る。
８個の磁極（電磁石）には回転子１に対向する空隙面に
は、それぞれ２個ずつの誘導子の歯３ａを有するので、
全部で１６個の歯を持つ。
は、それぞれ２個ずつの誘導子の歯３ａを有するので、
全部で１６個の歯を持つ。
永久磁石１の円板状回転子は３６極に着磁されており、
固定子３はフレーム５の内側に固定装着され、回転軸２
はフレーム５に支持された軸受６により回転自在に支承
される。
固定子３はフレーム５の内側に固定装着され、回転軸２
はフレーム５に支持された軸受６により回転自在に支承
される。
ここで、本発明におけるトルク発生の原理を第３図によ
り説明する。
り説明する。
第２図の他の実施例に対応すれば、固定子鉄心Ｒは回転
子１の反対側にある固定子鉄心Ｌに対して１／３２回転
捩って配置してある。
子１の反対側にある固定子鉄心Ｌに対して１／３２回転
捩って配置してある。
永久磁石１の各磁極は等価ループ電流が×と・で図示す
るように流れていると考えて良い。
るように流れていると考えて良い。
磁石１の保磁力をＨｃ、極ピッチτｐとすると、ループ
電流ｉｆは、 ｉｆ＝Ｈｃτｐ （１式） と表わせる。
電流ｉｆは、 ｉｆ＝Ｈｃτｐ （１式） と表わせる。
ここで固定子電磁石（固定子鉄心３，電磁コイル４）を
励磁したとき３ｂの開口部空隙磁界がＢｔ，溝３ｂの開
口部空隙磁界がＢｓになったとすると、力ｆは はｆ＝（Ｂｔ−Ｂｓ）ｉｆ・ｌ （２式） と示される。
励磁したとき３ｂの開口部空隙磁界がＢｔ，溝３ｂの開
口部空隙磁界がＢｓになったとすると、力ｆは はｆ＝（Ｂｔ−Ｂｓ）ｉｆ・ｌ （２式） と示される。
ただし、ｌは歯の奥行方向長さである。
Ｂｔ＞Ｂｓであるから、この場合右方向に力ｆが生ず
る。回転子１は右方向にτｐ／２だけ動くと、電機子起
磁力μａと永久磁石起磁力μｆは、 μｆ＝Ｈｃτｐ （３式） が完全に直列になり、磁束最大となって力は平衡に達す
る。
る。回転子１は右方向にτｐ／２だけ動くと、電機子起
磁力μａと永久磁石起磁力μｆは、 μｆ＝Ｈｃτｐ （３式） が完全に直列になり、磁束最大となって力は平衡に達す
る。
本発明の別の実施例における上半分を断面で表わした側
面図を第４図に示す。
面図を第４図に示す。
これは回転子を永久磁石１によりカップ状に形成して、
ラジアルギャップのステッピングモータにしている。
ラジアルギャップのステッピングモータにしている。
第５図は、本発明の第４の実施例の側断面図である。こ
の実施例は回転子をリニアに展開して可動子（永久磁
石）１とし、リニアモータを構成する。
の実施例は回転子をリニアに展開して可動子（永久磁
石）１とし、リニアモータを構成する。
本発明の第５の実施例として、永久磁石１の両側に電磁
コイル４を配設しないで、片側だけとし、片側はコイル
４なしの歯とヨークだけの鉄心３にしてもよい。例えば
第５図がそれを表わす。
コイル４を配設しないで、片側だけとし、片側はコイル
４なしの歯とヨークだけの鉄心３にしてもよい。例えば
第５図がそれを表わす。
さらに、第６図は本発明の第５の実施例の構造図を示
し、（ａ）は正断面図、（ｂ）は一方の固定子電磁石の
平断面図、（ｃ）は他方の固定子の１相分の平断面図、
（ｄ）は可動子永久磁石の平断面図である。
し、（ａ）は正断面図、（ｂ）は一方の固定子電磁石の
平断面図、（ｃ）は他方の固定子の１相分の平断面図、
（ｄ）は可動子永久磁石の平断面図である。
これは第６図（ａ）に表わすように、電磁石の磁束の流
れがつくる平面と可動子１の移動方向が平行でなく、直
交する実施例である。
れがつくる平面と可動子１の移動方向が平行でなく、直
交する実施例である。
（発明の効果） かくして本発明は、 従来のハイブリッド形ステッピングモータに比べる
と、電機子のインダクタンスが数分の１になるので、ト
ルクの線形範囲が広く、 また、従来のステッピングモータに対して、永久磁石
の厚みが大きくても、トルクが大きくできるので、永久
磁石の製造が容易であり、 永久磁石のプレス方向と直角方向に磁化容易軸をもた
せれば良いので、特性のよい永久磁石ができ、 永久磁石磁極の起磁力方向が可動子の進行方向と平行
になる永久磁石形ステッピングモータが実現され、 多くの可能性をもつといえる。
と、電機子のインダクタンスが数分の１になるので、ト
ルクの線形範囲が広く、 また、従来のステッピングモータに対して、永久磁石
の厚みが大きくても、トルクが大きくできるので、永久
磁石の製造が容易であり、 永久磁石のプレス方向と直角方向に磁化容易軸をもた
せれば良いので、特性のよい永久磁石ができ、 永久磁石磁極の起磁力方向が可動子の進行方向と平行
になる永久磁石形ステッピングモータが実現され、 多くの可能性をもつといえる。
第１図は本発明の一実施例の構造図、第２図は本発明の
他の実施例の上半分側面図、固定子平断面図、第３図は
本発明の原理図、第４図は本発明の別の実施例の上半分
側断面図、第５図は本発明の第４の実施例の側断面図、
第６図は本発明の第５の実施例の正面図，電磁石の平断
面図，誘導子歯１相分平断面図，可動子永久磁石平面
図、第７図は従来例の説明図である。 １……永久磁石（回転子，可動子）、２……回転軸、３
……固定子鉄心３ａは歯をなし３ｂは歯と歯の間の溝、
４……電磁コイル、５……フレーム、６……軸受。
他の実施例の上半分側面図、固定子平断面図、第３図は
本発明の原理図、第４図は本発明の別の実施例の上半分
側断面図、第５図は本発明の第４の実施例の側断面図、
第６図は本発明の第５の実施例の正面図，電磁石の平断
面図，誘導子歯１相分平断面図，可動子永久磁石平面
図、第７図は従来例の説明図である。 １……永久磁石（回転子，可動子）、２……回転軸、３
……固定子鉄心３ａは歯をなし３ｂは歯と歯の間の溝、
４……電磁コイル、５……フレーム、６……軸受。
Claims (2)
- 【請求項１】円周方向に所定ピッチで扇形状にＮ，Ｓ極
を交互に着磁した円板状の永久磁石で形成され、この永
久磁石の中心部を回転軸に直交して固着した多極回転子
と、 この多極回転子の側面に、空隙を介し、対向させた磁極
歯と、この磁極歯に磁極を生起させる電磁コイルとをそ
なえた固定子よりなる永久磁石形ステッピングモータに
おいて、 前記電磁コイルを卷回した相数個の電磁石と、この電磁
石の回転子対向面に、前記多極回転子の永久磁石の極対
ピッチで設けた磁極歯とで１組の固定子を構成し、この
固定子を１対、前記多極回転子の両側に、対向する磁極
歯同士が永久磁石の極ピッチだけずれるように配置した
ことを特徴とする永久磁石形ステッピングモータ。 - 【請求項２】前記多極回転子に対向させて配置する固定
子の一方を、磁極歯とヨークとで構成し、電磁コイルレ
スにした特許請求の範囲第１項記載の永久磁石形ステッ
ピングモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273086A JPH0622397B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 永久磁石形ステツピングモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273086A JPH0622397B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 永久磁石形ステツピングモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62201053A JPS62201053A (ja) | 1987-09-04 |
| JPH0622397B2 true JPH0622397B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=12644167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4273086A Expired - Lifetime JPH0622397B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 永久磁石形ステツピングモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622397B2 (ja) |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP4273086A patent/JPH0622397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62201053A (ja) | 1987-09-04 |
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