JPH0631377U

JPH0631377U - Ｐｍ型ステップモータ

Info

Publication number: JPH0631377U
Application number: JP6653592U
Authority: JP
Inventors: 芳幸有木; 敦雄吉山
Original assignee: Jeco Corp
Current assignee: Jeco Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-22
Anticipated expiration: 2007-09-24
Also published as: JP2573866Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】各種アクチュエータの駆動源として用いられ
るＰＭ型ステップモータに関し、小型で、かつ発熱量は
小さいまま、高いトルクが得られるＰＭ型ステップモー
タを提供することを目的とする。【構成】極歯部１６ａ-1〜１６ｄ-1とヨーク本体１６
ａ-2〜１６ｄ-2との距離を互いに隣り合う極歯部１６ａ
-1〜１６ｄ-1間のギャップより大きくとることにより、
漏れ磁束を発生させずに極歯部１６ａ-1〜１６ｄ-1の長
さを大きくし、互いに隣り合う極歯部１６ａ-1〜１６ｄ
-1間のラップ長Ｃを大きくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＰＭ型ステップモータに係り、特に各種アクチュエータの駆動源として用いられるＰＭ型ステップモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５に従来の断面図を示す。ＰＭ型ステップモータは外周多極着磁された回転子１とエアーギャップを介してステータヨーク２ａ〜２ｄ本体２ａ-2〜２ｄ-2に一体的に形成された極歯部２ａ-1〜２ｄ-1が対向して配設されている。

【０００３】ステータヨーク２ａ，ステータヨーク２ｂ間及びステータヨーク２ｃ，ステータヨーク２ｄ間の極歯部２ａ-1，２ｂ-1及び２ｃ-1，２ｄ-1の外側に巻き方向が互いに逆となるように２つの巻線３ａ，３ｂが巻回される。巻線３ａ，３ｂには交互に一定方向の電流を流すことにより極歯部２ａ-1〜２ｄ-1の極性を順次変化させ、回転子１を回転させる。このときに発生する回転子１の上下動を押さえるため円錐コイルバネ４によって下方向に回転子１を押圧し、回転子１に一体的に設けられている軸５の先端をケース６に固定されているブッシュ７によって受けている。

【０００４】尚、軸５を支持するための軸受８は、取り付け板９に固定されている。

【０００５】ここで、従来のステータヨーク２ａ〜２ｄの極歯部２ａ-1〜２ｄ-1の高さは磁束の損失を小さくするために磁束が互いに隣り合う極歯部間を流れるようにするため、図６に示すように極歯部間のエアギャップＡ＜極歯部とヨーク本体との間のエアギャップＢの関係となる様に設定されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、従来のＰＭ型ステップモータではステータヨーク２ａ〜２ｄに設けられている極歯部２ａ-1〜２ｄ-1の高さは、図５に示す様に極歯部間のエアギャップＡ＜極歯部とヨーク本体との間のエアギャップＢの関係となる様に設定されていたため、ラップ寸法Ｃを大きくできず巻線３ａ，３ｂに電流を流すことにより発生する磁界を有効に活用できなくなり、従って高い出力トルクが得られなくなる。また、逆に高いトルクを得るためには巻線３ａ，３ｂに流す電流値を高くしなければならず、これにより、巻線３ａ，３ｂからの発熱が大きくなってしまう等の問題点があった。さらに、高い出力トルクを得るためにはラップ寸法Ｃを大きくすればよいのであるが、従来の構成のままラップ寸法Ｃを大きくするには極歯の高さを高くする必要があるため、モータの高さが高くなりモータスペースが大きくなってしまう等の問題点があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で、かつ、発熱が小さいまま、高トルクが得られるＰＭ型ステップモータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外周が多極着磁されたロータ部と、該ロータ部外周に対向して設けられ、ステータヨーク本体より延出した極歯部を有する複数のステータヨークが極歯部が互いに一定の極歯部間ギャップを持って噛合し、極歯部を巻線により励磁して該ロータ部を回転させるステータ部とを有するＰＭ型ステップモータにおいて、前記複数のステータヨークは互いに噛合した際に互いの前記ステータヨーク本体と前記極歯部とのギャップを前記極歯部間ギャップより大きくなるように設定すると共に、前記極歯部の歯長を前記複数のステータヨークのうち前記極歯部が互いに噛合するステータヨーク間の間隔以上の長さに設定してなるＰＭ型ステップモータ。

【０００９】

【作用】

一般にロータ部と極歯間に作用する力Ｆは

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、μ₀は空気の透磁率〔Ｈ／ｍ〕，ｘはロータ部の着磁極中心と極歯部中心との変位〔ｍ〕，Ｈは磁界の強さ〔Ａ／ｍ〕，Ｖは空隙の体積〔ｍ³〕を示す。

【００１２】また、空隙の体積ＶはＶ＝（極歯間ギャップ）×（ラップ寸法）×（ロータ部と極歯部との間のギャップ）で決定されている。

【００１３】このため、ラップ寸法が大きくなることにより空隙の体積Ｖが大きくなり、ロータ部に作用する力Ｆを大きくすることができる。

【００１４】本考案ではヨーク本体とそれに噛合する極歯部との間のギャップは極歯部間のギャップより大きく設定されているため、極歯部の長さを長くしても漏れ磁束が発生しない。

【００１５】このため、極歯部の長さを磁束の損失なく長くでき、これにより、互いに噛合する極歯部のラップ寸法を大きくでき、出力トルクを大きくできる。

【００１６】

【実施例】

図１は本考案の一実施例の概略構成図を示す。同図中、１１は回転子を示す。回転子１１は回転軸１１ａ及びロータマグネット１１ｂより構成されている。ロータマグネット１１ｂの外周表面は一定のピッチで多極着磁され、ロータマグネット１１ｂの回転中心には回転軸１１ａが固定される。

【００１７】回転軸１１ａは保持板１２に固定された軸受１３及びケース１４に固定された軸受１５により回転自在に保持され、保持板１２及びケース１４により形成される収納部内に保持される。このとき、軸受１３とロータマグネット１１ｂとの間には円錐コイルバネ１５が挿入され、回転子１１のガタツキを防止している。

【００１８】１６はステータ部で、ステータ部１６は夫々複数の極歯部を有する４枚のステータヨーク１６ａ〜１６ｄ及び、コイル１８ａ，１８ｂよりなる。

【００１９】図２にステータヨーク１６ａ〜１６ｄの平面図、図３にステータヨークの側面図を示す。

【００２０】ステータヨーク１６ａ〜１６ｄは略円環状をなす本体１６ａ-2〜１６ｄ-2と、円環内周部に一体的に切起こされた複数の極歯部１６ａ-1〜１６ｄ-1とより構成されている。ステータヨーク１６ａとステータヨーク１６ｂとはステータヨーク１６ａの極歯部１６ａ-1とステータヨーク１６ｂの極歯部１６ｂ-1とが互いにギャップＡを持って噛合するように係合され、同様に、ステータヨーク１６ｃとステータヨーク１６ｄとはステータヨーク１６ｃの極歯部１６ｃ-1とステータヨーク１６ｄの極歯部１６ｄ-1とが互いにギャップＡを持って噛合するように係合される。

【００２１】また、ヨーク本体１６ａ-1〜１６ｄ-1には極歯部１６ａ-2〜１６ｄ-2間に逃げ部１６ａ-3〜１６ｄ-3が形成されていて、互いに噛合するステータヨーク１６ａ〜１６ｄの極歯部１６ａ-2〜１６ｄ-2と逃げ寸法Ｂだけ離間する構成とされている。ここで、ＢはＢ＞Ａに設定されていて、磁束が互いに隣り合う極歯部間で、流れる構成とする。

【００２２】４枚のヨーク１６ａ〜１６ｄは樹脂等よりなるステータモールド部１７により一体的にインサート成形される。ステータモールド部１７の一部には複数の端子１９が圧入固定され、端子１９の一端はコイル１８ａ，１８ｂと接続され、他端は外部回路と接続される。コイル１８ａ，１８ｂには外部回路から端子１７を介してパルス信号が供給される。コイル１８ａ，１８ｂは供給されたパルス信号に応じて磁界を発生し、ヨーク１６ａ〜１６ｄの極歯部１６ａ-2〜１６ｄ-2を磁極とする。ヨーク１６ａ〜１６ｄの極歯部１６ａ-2〜１６ｄ-2が磁極とされるとロータマグネット１１ｂはこの磁極により吸引、反発され、ロータ部１１を回転駆動する。

【００２３】このように、Ｂ＞Ａとすることにより極歯部１６-2のラップ寸法Ｃを互いに噛合するステータヨークの本体間の間隔までとすることができる。これは極歯部１６ａ-2〜１６ｄ-2間で磁束を流すことができるため、磁束の損失がないためである。

【００２４】回転子１１と極歯間の作用力Ｆは一般に

【００２５】

【数２】

【００２６】ここで、μ₀：空気の透磁率〔Ｈ／ｍ〕←→ｘ：回転子の極センターと極歯の極センターの変位、Ｈ：磁界の強さ〔Ａ／ｍ〕，Ｖ：空隙の体積〔ｍ³〕，このように作用力Ｆは空隙の体積に比例するため空隙の体積Ｖを大きくすることにより作用力Ｆを大きくできる。また、空隙の体積Ｖは一般にＶ＝Ａ（極歯部間のエアギャップ）×Ｃ（ラップ寸法）×（回転子と極歯部との間のエアギャップ）で求められる。このため、極歯のラップ寸法Ｃを長くすることにより出力トルクを大きくできる。

【００２７】図２に本実施例の入力パルス信号の周波数に対する出力トルクの特性図を示す。同図中、実線は従来の特性、破線は本実施例の特性を示す。図２に示すようにラップ長Ｃが長くなった分従来の特性に比べて、全周波数にわたって出力トルクがアップしていることがわかる。

【００２８】以上のように本実施例ではラップ寸法Ｃをモータの寸法を大きくすることなく長くすることができるため、モータサイズはそのままで、発熱等を伴わず、トルクの向上が計れる。

【００２９】

【考案の効果】

上述の如く、本考案によれば、極歯を従来の寸法のままで長くすることができるため、出力トルクを高くできる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の断面図である。

【図２】本考案の一実施例の要部の平面図である。

【図３】本考案の一実施例の要部の側面図である。

【図４】本考案の一実施例の出力トルク特性図である。

【図５】従来の一例の断面図である。

【図６】従来の一例の要部の側面図である。

【符号の説明】

１１ロータ部１１ａ回転軸１１ｂロータマグネット１６ステータ部１６ａ〜１６ｄステータヨーク１６ａ-1〜１６ｄ-1 極歯部１７端子１８ａ，１８ｂ巻線

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外周が多極着磁されたロータ部と、該ロ
ータ部外周に対向して設けられ、ステータヨーク本体よ
り延出した極歯部を有する複数のステータヨークが該極
歯部が互いに一定の極歯部間ギャップを持って噛合し、
該極歯部を巻線により励磁して該ロータ部を回転させる
ステータ部とを有するＰＭ型ステップモータにおいて、前記複数のステータヨークは互いに噛合した際に互いの
前記ステータヨーク本体と前記極歯部とのギャップを前
記極歯部間ギャップより大きくなるように設定すると共
に、前記極歯部の歯長を前記複数のステータヨークのう
ち前記極歯部が互いに噛合するステータヨーク間の間隔
以上の長さに設定してなるＰＭ型ステップモータ。