JPH0638488A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般，産業用機械の３相ステッピングモータ
において、トルク特性を重要視するあまり角度精度を犠
牲にするといった問題点を解決し、トルク特性ともに角
度精度の優れた３相ステッピングモータを提供すること
を目的とする。 【構成】 ステータコア１の極歯幅４の極歯ピッチ５に
対する割合、すなわちステータコア極歯デューティと、
ロータコア２の極歯幅６の極歯ピッチ７に対する割合、
すなわちロータコア極歯デューティとをともに４２％〜
４８％の割合とすることにより、トルク特性と角度精度
のともに優れた３相ステッピングモータが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般，産業用に使用され
るステッピングモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般，産業用機械の小型軽量化，
高効率化，静音化，省エネルギー省資源化等に伴い、こ
れら機械のアクチュエータとして用いられているステッ
ピングモータについても同様の要望がある。ステッピン
グモータはトルク特性とともに角度精度も要求される場
合が多い。ＯＡ用ステッピングモータでは角度精度を重
要視する傾向が強く、一般，産業用機械の制御用ステッ
ピングモータでは、トルク特性を重要視する傾向にあ
る。しかし、一般，産業用機械の制御用ステッピングモ
ータにおいても、トルク特性とともに角度精度を重要視
する用途のものが技術の発達とともに要求されているこ
とも事実である。

【０００３】ここで、従来の３相ステッピングモータの
コアの極歯について図４，図５を参照しながら説明す
る。図５は従来の３相ステッピングモータの断面図で、
２１はステータコア、２２はロータコアを示す。Ｘ−Ｘ
´断面におけるコア極歯部２３の拡大図を図５に示す。
図５において２４はステータコア２１の一主突極、２５
はステータコア極歯幅、２６はステータコア極歯ピッチ
を表している。また、ロータコア２２も同様に２７はロ
ータコア極歯幅、２８はロータコア極歯ピッチを示して
いる。

【０００４】コア極歯幅２５，２７をコア極歯ピッチ２
６，２８でそれぞれ除したものが極歯ピッチに対する極
歯幅の割合、すなわちデューティである。この値をほぼ
５０％の値としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、トルク特性を重視していたため極歯デュ
ーティをほぼ５０％としていたが、角度精度が特に良い
というものではなかった。

【０００６】しかし、一般，産業用機械のステッピング
モータのうち、トルク特性とさらに角度精度も重要視す
るものについては、この両者を満足しなければならない
という問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、トルク特性と角度精度のともに優れた３相ステッピ
ング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】この目的を解決するため
本発明のステッピングモータは、ステータコアとロータ
コアの極歯幅がともに、極歯ピッチに対して４２％〜４
８％の割合となるステータコアとロータコアの構成を有
している。

【０００９】

【作用】この構成によって、トルク特性と角度精度のと
もに優れた３相ステッピングモータを成立することがで
きるものである。

【００１０】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例につい
て図１を参照しながら説明する。

【００１１】従来例に示した図４のＸ−Ｘ´断面におけ
るコア極歯部２３の拡大図と同様の位置における本実施
例のステータコアとロータコアの極歯拡大図を図１に示
す。１はステータコア、２はロータコア、そして３はス
テータコアの主突極を表す。

【００１２】本実施例のステータコアは主突極３の数が
６の６突極のステータコアである。４はステータコアの
極歯幅、５は同ピッチ、６はロータコアの極歯幅、７は
同ピッチを示している。ここで、前述の極歯ピッチに対
する極歯幅の割合、すなわち極歯デューティをステータ
コア、ロータコアともに４５％としている。

【００１３】本実施例の効果を図２を参照して説明す
る。図２はコア極歯デューティを従来の値である５０％
〜３５％の範囲で変化をさせた場合のトルク特性と角度
精度を図２の（ａ），（ｂ）に示している。

【００１４】図２の（ａ）は、ステータコアの極歯デュ
ーティが従来の５０％の時にロータコアの極歯デューテ
ィを従来の５０％〜３５％とした場合（Ａ）と、ステー
タコアの極歯デューティが４５％の時にロータコアの極
歯デューティ従来の５０％〜３５％とした場合（Ｂ）の
トルク特性図である。なお、本図には２種類の駆動周波
数におけるトルクを示している。駆動周波数が小さい、
すなわち速度の遅い方のトルクを（Ａ１），（Ｂ１）
で、駆動周波数の大きい、すなわち速度の大きい方のト
ルクを（Ａ２），（Ｂ２）で示している。

【００１５】図２の（ａ）よりステータコアの極歯デュ
ーティが従来の５０％の時（Ａ）に着目すると、Ａ１，
Ａ２ともにロータコア極歯デューティの減少にともない
トルクは減少する傾向にあり、ロータコア極歯デューテ
ィの減少によりトルク特性は悪化していることがわか
る。

【００１６】ステータコアの極歯デューティが４５％の
時（Ｂ）では、ロータコア極歯デューティが４５％以下
の場合には、ロータコア極歯デューティの減少により
（Ａ）同様にトルク特性は悪化しているが、ロータコア
極歯デューティ４５％の場合は５０％と比較して（Ｂ
２）に示されるようにトルクが大きく向上する傾向がみ
られる。

【００１７】図２の（ｂ）には、ステータコアの極歯デ
ューティが従来の５０％の時にロータコアの極歯デュー
ティを従来の５０％〜３５％とした場合（Ａ）と、ステ
ータコアの極歯デューティが４５％の時にロータコアの
極歯デューティ従来の５０％〜３５％とした場合（Ｂ）
の角度精度を（Ａ３），（Ｂ３）で示している。本図は
基本ステップ角をａ０とし、ステップ角の最大値と最小
値を図示している。

【００１８】ロータコア極歯デューティの減少により、
（Ａ３），（Ｂ３）で示したステップ角の最大値と最小
値の間のバラツキが減少し角度精度の向上がみられる。

【００１９】ただし、（Ａ３）で示したステータコアの
極歯デューティが従来の５０％の場合（Ａ）よりも、
（Ｂ３）で示したステータコアの極歯デューティが４５
％の場合（Ｂ）の方がロータコア極歯デューティにかか
わらず角度精度が優れている。

【００２０】この結果、従来のステータコア極歯デュー
ティ５０％，ロータコア極歯デューティ５０％では、ト
ルク特性を重視するあまり角度精度があまり良いもので
はなかったが、ステータコア極歯デューティ４５％とロ
ータコア極歯デューティ４５％の組合わせは従来のもの
と比較して、トルク特性，角度精度がともに向上し優れ
ている。

【００２１】以上のように本実施例の６突極ステータコ
アの３相ステッピングモータによれば、ステータコアの
極歯デューティとロータコアの極歯デューティをともに
４５％とすることによりトルク特性と角度精度のともに
優れたものを提供することができる。

【００２２】（実施例２）実施例１のステータコアと同
じサイズの、主突極の数が９の９突極ステータコアの３
相ステッピングモータの実施例を示す。実施例１と同様
に、極歯デューティをステータコア，ロータコアともに
４５％としている。

【００２３】ここで、ステータコア極歯デューティとロ
ータコア極歯デューティがともに従来の５０％のもの
（Ｃ）と、実施例１で効果が明らかであったともに４５
％のもの（Ｄ）のトルク特性を図３の（ａ）に示す。図
２同様に、本図には２種類の駆動周波数におけるトルク
を示している。（Ｃ１），（Ｄ１）は駆動周波数が小さ
い、すなわち速度の遅い方のトルクを（Ｃ２），（Ｄ
２）は駆動周波数の大きい、すなわち速度の大きい方の
トルクを示している。本実施例においては、駆動周波数
が大きい（Ｃ２），（Ｄ２）ではほぼ同等のトルク値で
あるが、駆動周波数が小さい（Ｃ１），（Ｄ１）で、大
きな差異がみられ、極歯デューティ４５％の（Ｄ１）で
は、従来の５０％のもの（Ｃ１）と比較してトルク値が
大きくなっている。

【００２４】図３の（ｂ）には、極歯デューティが従来
の５０％のものと４５％のものの角度精度をそれぞれ
（Ｃ３），（Ｄ３）に示す。本図は基本ステップ角をａ
１とし、ステップ角の最大値と最小値を図示している。
極歯デューティが４５％（Ｄ３）は、従来の５０％（Ｃ
３）のものと比較してステップ角の最大値と最小値の間
のバラツキが減少し角度精度の向上がみられる。

【００２５】実施例１と同様に図３の（ａ），（ｂ）よ
り明らかなように、ステータコア極歯デューティ４５％
とロータコア極歯デューティ４５％の組合わせのもの
が、従来のステータコア極歯デューティ５０％，ロータ
コア極歯デューティ５０％のものと比較して、トルク特
性と角度精度のともに向上し優れている。

【００２６】従って、本実施例の９突極ステータコアの
３相ステッピングモータにおいても、ステータコアの極
歯デューティとロータコアの極歯デューティをともに４
５％とすることによりトルク特性と角度精度のともに優
れたものを提供することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、ステータコアと
ロータコアの極歯ピッチに対する極歯幅の割合、すなわ
ち極歯デューティがともに４２％〜４８％の割合とする
ことにより、トルク特性と角度精度のともに優れた３相
ステッピングモータを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるステッピングモータ
のステータコアとロータコア極歯の拡大図

【図２】（ａ）は第１の実施例における効果の説明のた
めのトルク特性図 （ｂ）は同角度精度図

【図３】（ａ）は第２の実施例における効果の説明のた
めのトルク特性図 （ｂ）は同角度精度図

【図４】従来の３相ステッピングモータの断面図

【図５】図４のＸ−Ｘ´断面におけるステータコアとロ
ータコア極歯の拡大図

【符号の説明】

１ ステータコア ２ ロータコア ３ 主突極 ４ ステータコア極歯幅 ５ ステータコア極歯ピッチ ６ ロータコア極歯幅 ７ ロータコア極歯ピッチ ２１ 従来のステータコア ２２ 従来のロータコア ２３ Ｘ−Ｘ´断面におけるコア極歯部 ２４ 主突極 ２５ 従来のステータコア極歯幅 ２６ ステータコア極歯ピッチ ２７ 従来のロータコア極歯幅 ２８ ロータコア極歯ピッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータコアとロータコアの極歯幅がとも
   に、極歯ピッチに対して４２％〜４８％の割合であるこ
   とを特徴とするステッピングモータ。