JPH09200987A - Motor - Google Patents
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- JPH09200987A JPH09200987A JP8007840A JP784096A JPH09200987A JP H09200987 A JPH09200987 A JP H09200987A JP 8007840 A JP8007840 A JP 8007840A JP 784096 A JP784096 A JP 784096A JP H09200987 A JPH09200987 A JP H09200987A
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Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータを高トルク
化する技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of increasing the torque of a motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、マグネットを用いたいわゆるPM
型モータにおいては、例えば図11に示すような構成の
ものがある。すなわち図11において1は全体としてP
M型モータを示し、ステータ部2のハウジング3にベア
リング6を介して鉄系金属等の高透磁率材で形成された
回転軸11が回転自在に枢支されている。2. Description of the Related Art Conventionally, so-called PM using a magnet
Some mold motors have a structure as shown in FIG. 11, for example. That is, in FIG. 11, 1 is P as a whole.
An M-type motor is shown, in which a rotating shaft 11 formed of a high magnetic permeability material such as iron-based metal is rotatably supported by a housing 3 of a stator portion 2 via a bearing 6.
【0003】回転軸11には高透磁率材でなるマグネッ
ト保持部材13を介して円筒形状のマグネット12が固
定され、回転軸11と一体に回転し得るようになされて
いる。またハウジング3の内側面には積層鉄心4が設け
られ、この積層鉄心4に巻線5が巻回されてコイル7が
形成されている。コイル7は所定の間隙を隔ててマグネ
ット12の外周面に対向するように配置されている。A cylindrical magnet 12 is fixed to the rotating shaft 11 via a magnet holding member 13 made of a material having a high magnetic permeability so that it can rotate integrally with the rotating shaft 11. A laminated iron core 4 is provided on the inner side surface of the housing 3, and a winding 5 is wound around the laminated iron core 4 to form a coil 7. The coil 7 is arranged so as to face the outer peripheral surface of the magnet 12 with a predetermined gap.
【0004】従ってマグネット12、マグネット保持部
材13、回転軸11、ハウジング3及びコイル7を介し
て磁路を形成し、所定のタイミングで励磁コイルを切り
換えて行くことにより各励磁コイルに順次発生する磁界
によってマグネット12及び回転軸11から構成される
ロータ部8を回転駆動することができる。Therefore, a magnetic path is formed through the magnet 12, the magnet holding member 13, the rotary shaft 11, the housing 3 and the coil 7, and the exciting coil is switched at a predetermined timing to sequentially generate a magnetic field in each exciting coil. Thus, the rotor portion 8 including the magnet 12 and the rotating shaft 11 can be driven to rotate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
モータを高トルクで回転駆動するには各コイル7を構成
する巻線5の線径を太くして流れる電流を多くする必要
がある。ところが線径を太くすると、限られたスペース
で巻回する巻線の巻回数を少なくしなければならず、こ
の結果巻回数に反比例してロータ部8の回転数が大きく
なることを避け得ず、高トルク化に伴って回転速度が上
がることを避け得ない問題があった。By the way, in order to rotationally drive the motor having such a structure with a high torque, it is necessary to increase the wire diameter of the winding wire 5 constituting each coil 7 to increase the current flowing therethrough. However, if the wire diameter is made thicker, the number of windings of the winding wound in a limited space must be reduced, and as a result, the number of rotations of the rotor portion 8 is inevitably increased in inverse proportion to the number of windings. However, there is an unavoidable problem that the rotation speed increases as the torque increases.
【0006】この問題点を解決するための一つの方法と
して、ロータ部8の径(すなわちマグネット保持部材1
3及びマグネット12の径)を大きくすることにより回
転中心から力の作用点までの距離を大きくして回転軸に
発生する出力トルクを大きくする方法が考えられる。As one method for solving this problem, the diameter of the rotor portion 8 (that is, the magnet holding member 1)
3 and the diameter of the magnet 12), the distance from the center of rotation to the point of action of force can be increased to increase the output torque generated on the rotating shaft.
【0007】ところが一般にロータ部8は鉄系金属等の
比較的重量の大きな高透磁率材によって形成され、それ
自体が磁路の一部を形成するようになされており、この
ロータ部8の径を大きくすると、慣性が大きくなり始動
時の立ち上がりが遅くなる等制御性が悪くなる問題があ
り、解決策としては未だ不十分であった。However, in general, the rotor portion 8 is made of a material having a relatively high weight such as a ferrous metal and having a high magnetic permeability, and the rotor portion 8 itself forms a part of a magnetic path. However, if the value is increased, there is a problem that the controllability is deteriorated, such as the inertia is increased and the start-up is delayed at the start, and the solution is still insufficient.
【0008】また鉄片をロータとし、ロータ歯及びステ
ータ歯を形成してロータをステップ動作させるステッピ
ングモータにおいては、ロータの径を大きくして高トル
ク化しようとすると、ロータの慣性が大きくなって所定
のステップ数で性格にロータを停止させることが困難と
なり制御性が悪くなることを避け得ない問題があった。Further, in a stepping motor in which an iron piece is used as a rotor and rotor teeth and stator teeth are formed to perform a step operation of the rotor, when the rotor diameter is increased to increase the torque, the inertia of the rotor increases and a predetermined value is obtained. There is an unavoidable problem in that it is difficult to stop the rotor with the number of steps and the controllability deteriorates.
【0009】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、高トルクで低速回転し得る制御性の良いモータを提
案しようとするものである。The present invention has been made in consideration of the above points, and it is an object of the present invention to propose a motor which can rotate at high speed and low speed and has good controllability.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係るモータは、次のような手段を採用す
る。In order to solve the above problems, the motor according to the present invention employs the following means.
【0011】即ち、請求項1では、ステータ及びロータ
から構成されるモータにおいて、前記ロータの一部また
は全部を軽量材で形成する。That is, according to the first aspect of the invention, in the motor including the stator and the rotor, a part or the whole of the rotor is formed of a lightweight material.
【0012】この手段では、ロータを軽量材で形成する
ことにより、ロータの重量を低減することができ、トル
クを発生させるための力の作用点を回転中心から遠ざけ
てもロータの慣性が大きくなることを有効に回避するこ
とができる。従って制御性を損なうことなくモータのト
ルクを高めることができる。According to this means, the weight of the rotor can be reduced by forming the rotor with a lightweight material, and the inertia of the rotor becomes large even if the point of action of the force for generating the torque is moved away from the center of rotation. It can be effectively avoided. Therefore, the torque of the motor can be increased without impairing the controllability.
【0013】また請求項2では、請求項1のモータにお
いて、前記軽量材は軽合金とする。According to a second aspect, in the motor according to the first aspect, the lightweight material is a light alloy.
【0014】また請求項3では、請求項1のモータにお
いて、前記軽量材は樹脂材とする。According to a third aspect of the present invention, in the motor of the first aspect, the lightweight material is a resin material.
【0015】また請求項4では、請求項1のモータにお
いて、前記ロータは回転軸及びマグネット保持手段を有
し、上記回転軸及び上記マグネット保持手段が前記軽量
材で形成される。According to a fourth aspect of the present invention, in the motor of the first aspect, the rotor has a rotating shaft and a magnet holding means, and the rotating shaft and the magnet holding means are formed of the lightweight material.
【0016】また請求項5では、請求項1のモータにお
いて、前記ロータはマグネット保持手段を有し、このマ
グネット保持手段が前記軽量材で形成される。According to a fifth aspect of the invention, in the motor of the first aspect, the rotor has magnet holding means, and the magnet holding means is formed of the lightweight material.
【0017】また請求項6では、マグネットが設けられ
たロータを有するモータにおいて、前記ロータは、スラ
スト方向に厚みを有し前記マグネットを保持する板状の
マグネット保持手段を備える。According to a sixth aspect of the present invention, in a motor having a rotor provided with a magnet, the rotor has a plate-shaped magnet holding means having a thickness in a thrust direction and holding the magnet.
【0018】この手段では、ロータにおいて薄板状のマ
グネット保持手段を回転軸に対してフランジ形状に形成
することにより、ロータの重量を低減することができ、
トルクを発生させるための力の作用点を回転中心から遠
ざけてもロータの慣性が大きくなることを有効に回避す
ることができる。従って制御性を損なうことなくモータ
のトルクを高めることができる。According to this means, the weight of the rotor can be reduced by forming the thin plate-shaped magnet holding means in the rotor in a flange shape with respect to the rotating shaft.
It is possible to effectively prevent the inertia of the rotor from increasing even if the action point of the force for generating the torque is moved away from the center of rotation. Therefore, the torque of the motor can be increased without impairing the controllability.
【0019】また請求項7では、請求項6のモータにお
いて、前記ロータは、1つの前記マグネット保持手段を
有しこのマグネット保持手段によって前記マグネットを
回転中心に対して同心円状に配列する。According to a seventh aspect of the invention, in the motor of the sixth aspect, the rotor has one of the magnet holding means, and the magnet holding means arranges the magnets concentrically with respect to a rotation center.
【0020】また請求項8では、請求項6のモータにお
いて、前記モータはコイルが設けられたステータを有
し、前記ロータは、2つの前記マグネット保持手段を有
しこれら2つのマグネット保持手段は前記ステータのコ
イルをスラスト方向から所定の間隙を隔てて挟み込む。According to claim 8, in the motor of claim 6, the motor has a stator provided with a coil, the rotor has two magnet holding means, and the two magnet holding means are the magnet holding means. The coil of the stator is sandwiched with a predetermined gap from the thrust direction.
【0021】また請求項9では、請求項6のモータにお
いて、前記マグネット保持手段は、前記回転中心からの
距離が大きくなるにしたがって厚みが小さくなる支持部
と、前記支持部によって支持されるマグネット保持部と
を備える。According to a ninth aspect of the present invention, in the motor of the sixth aspect, the magnet holding means has a support portion whose thickness decreases as the distance from the rotation center increases, and a magnet holding portion supported by the support portion. And a section.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るモータの実施
の形態を図1〜図10に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a motor according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0023】図1において20は全体としてモータを示
し、ステータ部21は高透磁率材で形成されたハウジン
グ22にベアリング保持部材23を介してベアリング2
4が保持されている。このベアリング24によってロー
タ部30の回転軸31がステータ部21に対して回転自
在に枢支される。In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a motor as a whole, and a stator portion 21 has a housing 22 made of a high magnetic permeability material, a bearing holding member 23, and a bearing 2
4 is held. The bearing 24 rotatably supports the rotating shaft 31 of the rotor portion 30 with respect to the stator portion 21.
【0024】回転軸31は例えばジュラルミン等の軽合
金材料で形成され、その周側面からフランジ32が回転
軸31と同材料で一体に形成されている。このフランジ
32は回転軸31の中心からの距離が大きくなるに従っ
てその厚みが小さくなる支持部32Aとこの支持部32
Aによって回転軸31に支持される薄板状のマグネット
保持部32Bから構成される。The rotary shaft 31 is formed of a light alloy material such as duralumin, and the flange 32 is integrally formed of the same material as the rotary shaft 31 from the peripheral side surface thereof. The flange 32 has a supporting portion 32A and a thickness of the supporting portion 32A that decreases as the distance from the center of the rotating shaft 31 increases.
It is composed of a thin plate-shaped magnet holding portion 32B supported by the rotating shaft 31 by A.
【0025】マグネット保持部32Bには図2及び図3
に示すように、複数のマグネットM1〜Mx(この実施
の形態の場合、例えば24個のマグネットM1〜M2
4)が回転軸31の回転中心を中心とする同心円状に配
列されている。また図1に示すようにステータ21側の
ハウジング22内にはコイルボビン25に導電線を巻回
した複数のコイルLU1〜LUx,LL1〜LLxから
なるコイル郡LU及びLLがフランジ32のマグネット
保持部32Bを僅かな間隙を隔てて挟むようにカシメ部
32によってハウジング22側に固定されている。The magnet holding portion 32B is shown in FIGS.
, A plurality of magnets M1 to Mx (in this embodiment, for example, 24 magnets M1 to M2
4) are arranged concentrically around the rotation center of the rotation shaft 31. Further, as shown in FIG. 1, in the housing 22 on the stator 21 side, a coil group LU and LL composed of a plurality of coils LU1 to LUx and LL1 to LLx in which conductive wires are wound around a coil bobbin 25 are magnet holding portions 32B of a flange 32. Is fixed to the housing 22 side by the caulking portion 32 so as to sandwich it with a slight gap.
【0026】コイル郡LUは図4に示すように、回転軸
31の回転中心を中心とするとともにマグネットM1〜
M24の配列の場合と同様の半径を有する同心円状に例
えば20個のコイルLU1〜LU20が配列されてい
る。As shown in FIG. 4, the coil group LU is centered on the rotation center of the rotation shaft 31 and the magnets M1 to M1.
For example, 20 coils LU1 to LU20 are arranged in a concentric circle shape having the same radius as in the case of the arrangement of M24.
【0027】またコイル郡LL(図1)も同様にして、
回転軸31の回転中心を中心とするとともにマグネット
M1〜M24の配列の場合と同様の半径を有する同心円
状に例えば20個のコイルLL1〜LL20が配列され
ている。The coil group LL (FIG. 1) is also similarly processed.
For example, 20 coils LL1 to LL20 are arranged concentrically around the rotation center of the rotation shaft 31 and having the same radius as in the case of the arrangement of the magnets M1 to M24.
【0028】コイル郡LUを構成する各コイルLU1〜
LU20はそれぞれ中心に鉄心CU1〜CU20を有
し、またコイル郡LLを構成する各コイルLL1〜LL
20も同様にそれぞれ中心に鉄心CL1〜CL20を有
する。Each coil LU1 to LU constituting the coil group LU1
The LU 20 has iron cores CU1 to CU20 in the center, and the coils LL1 to LL that form the coil group LL.
Similarly, 20 has iron cores CL1 to CL20 at the centers thereof.
【0029】コイル郡LUを構成するコイルLU1〜L
U20の各鉄心CU1〜CU20は、コイル郡LLを構
成するコイルLL1〜LL20の各鉄心CL1〜CL2
0に対してそれぞれ所定の間隙を隔てて対向するように
配置されており、この間隙にはマグネット保持部32B
に保持されたマグネットM1〜M24が各鉄心に対して
僅かな間隙を隔てて回転自在に配置されている。Coils LU1 to L constituting the coil group LU
The iron cores CU1 to CU20 of U20 are the iron cores CL1 to CL2 of the coils LL1 to LL20 forming the coil group LL.
0 are arranged so as to face each other with a predetermined gap therebetween, and the magnet holding portion 32B is placed in this gap.
The magnets M1 to M24 held by are rotatably arranged with a slight gap from each iron core.
【0030】従って例えば第1のコイルLU1及びLL
1に駆動電流を通電すると、鉄心CU1及びCL1には
それぞれ図1に示すような磁極が生じ、これにより鉄心
CL1、ハウジング22、鉄心CU1及びマグネットM
1によって磁路が形成される。Thus, for example, the first coils LU1 and LL
When a drive current is applied to the cores 1, magnetic poles as shown in FIG. 1 are generated in the iron cores CU1 and CL1, respectively, whereby the iron core CL1, the housing 22, the iron core CU1 and the magnet M are generated.
1 forms a magnetic path.
【0031】ここで図5は各コイル及びマグネットの配
置状態を平面状に表したもので、第1番目のコイルCU
1及びCL1の間に第1番目のマグネットM1が対向
し、第6番目のコイルCU6及びCL6の間に第7番目
のマグネットM7が対向し、第11番目のコイルCU1
1及びCL11の間に第13番目のマグネットM13が
対向し、さらに第16番目のコイルCU16及びCL1
6の間に第19番目のマグネットM19が対向する。FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of the coils and magnets. The first coil CU is shown in FIG.
1st magnet M1 is opposed between 1 and CL1, 7th magnet M7 is opposed between 6th coil CU6 and CL6, 11th coil CU1
The 13th magnet M13 faces between 1 and CL 11, and the 16th coil CU 16 and CL 1
The sixteenth magnet M19 opposes between the six magnets.
【0032】このようにそれぞれ対向して対をなすコイ
ル(LUx,LLx)を一組として配置された20組の
コイルに対して24個のマグネットM1〜M24のうち
常に4個のマグネットが対向するようになされている。As described above, four magnets of the 24 magnets M1 to M24 are always opposed to the 20 sets of coils arranged as a pair of coils (LUx, LLx) facing each other. It is done like this.
【0033】かかる構成のモータ20を駆動する回路を
図6に示す。すなわち図6において40はモータ駆動回
路を示し、電源Eから電源供給される駆動部42はモー
タ20の各コイルに対して順次所定のタイミングで駆動
電流IDを供給することによりモータ20を回転させ
る。FIG. 6 shows a circuit for driving the motor 20 having such a structure. That is, reference numeral 40 in FIG. 6 denotes a motor drive circuit, and the drive unit 42 which is supplied with power from the power supply E rotates the motor 20 by sequentially supplying the drive current ID to each coil of the motor 20 at a predetermined timing.
【0034】すなわち図7はモータ駆動回路40によっ
てモータ20を回転させる場合の励磁コイルの番号及び
通電順序を表すもので、1回目の励磁(一次励磁)にお
いてモータ駆動回路40は第1番目のコイルLU1,L
L1と第6番目のコイルLU6,LL6と第11番目の
コイルLU11,LL11と第16番目のコイルLU1
6,LL16とに駆動電流を通電することによりこれら
4組のコイルを励磁する。That is, FIG. 7 shows the numbers of the excitation coils and the energization sequence when the motor 20 is rotated by the motor drive circuit 40. In the first excitation (primary excitation), the motor drive circuit 40 shows the first coil. LU1, L
L1 and the sixth coil LU6, LL6 and the eleventh coil LU11, LL11 and the sixteenth coil LU1
The four sets of coils are excited by supplying a drive current to 6 and LL16.
【0035】このとき図5に示すように第1番目のマグ
ネットM1と第7番目のマグネットM7と第13番目の
マグネットM13と第19番目のマグネットM19が各
励磁コイルに対向する位置まで移動する。At this time, as shown in FIG. 5, the first magnet M1, the seventh magnet M7, the thirteenth magnet M13, and the nineteenth magnet M19 move to positions facing the respective exciting coils.
【0036】これに続く2回目の励磁(二次励磁)にお
いてモータ駆動回路40は第2番目のコイルLU2,L
L2と第7番目のコイルLU7,LL7と第12番目の
コイルLU12,LL12と第17番目のコイルLU1
7,LL17とに駆動電流を通電することによりこれら
4組のコイルを励磁する。In the subsequent second excitation (secondary excitation), the motor drive circuit 40 drives the second coils LU2, L.
L2 and the seventh coil LU7, LL7 and the twelfth coil LU12, LL12 and the seventeenth coil LU1
The four sets of coils are excited by supplying a drive current to 7 and LL17.
【0037】このとき図8に示すように第2番目のマグ
ネットM2が励磁コイルLU2及びLL2に対向する位
置まで移動し、第8番目のマグネットM8が励磁コイル
LU7及びLL7に対向する位置まで移動し、第14番
目のマグネットM14が励磁コイルLU12及びLL1
2に対向する位置まで移動し、第20番目のマグネット
M20が励磁コイルLU17及びLL17に対向する位
置まで移動する。At this time, as shown in FIG. 8, the second magnet M2 moves to a position facing the exciting coils LU2 and LL2, and the eighth magnet M8 moves to a position facing the exciting coils LU7 and LL7. , The 14th magnet M14 is the exciting coils LU12 and LL1.
2, and the 20th magnet M20 moves to a position facing the exciting coils LU17 and LL17.
【0038】これに続く3回目の励磁(三次励磁)にお
いてモータ駆動回路40は第3番目のコイルLU3,L
L3と第8番目のコイルLU8,LL8と第13番目の
コイルLU13,LL13と第18番目のコイルLU1
8,LL18とに駆動電流を通電することによりこれら
4組のコイルを励磁する。In the subsequent third excitation (third excitation), the motor drive circuit 40 causes the third coil LU3, L3.
L3 and the eighth coil LU8, LL8 and the thirteenth coil LU13, LL13 and the eighteenth coil LU1
The four sets of coils are excited by supplying a drive current to 8 and LL18.
【0039】このとき図9に示すように第3番目のマグ
ネットM3が励磁コイルLU3及びLL3に対向する位
置まで移動し、第9番目のマグネットM9が励磁コイル
LU8及びLL8に対向する位置まで移動し、第15番
目のマグネットM15が励磁コイルLU13及びLL1
3に対向する位置まで移動し、第21番目のマグネット
M21が励磁コイルLU18及びLL18に対向する位
置まで移動する。At this time, as shown in FIG. 9, the third magnet M3 moves to a position facing the exciting coils LU3 and LL3, and the ninth magnet M9 moves to a position facing the exciting coils LU8 and LL8. , The fifteenth magnet M15 is the exciting coils LU13 and LL1.
3, the 21st magnet M21 moves to a position facing the exciting coils LU18 and LL18.
【0040】さらに続く四次励磁、五次励磁、……、に
おいて順次4組の励磁コイルを移動して行くことによ
り、マグネットM1〜M24を保持したマグネット保持
部32Bが回転し、これによりこのマグネット保持部3
2Bと一体に形成された回転軸31を回転させることが
できる。By further moving four sets of exciting coils successively in the subsequent fourth-order excitation, fifth-order excitation, ..., The magnet holding portion 32B holding the magnets M1 to M24 is rotated, which causes the magnets. Holding part 3
The rotating shaft 31 formed integrally with 2B can be rotated.
【0041】因みに、図2に示すようにロータ部30の
支持部32Aには複数の貫通孔36が形成され、図1に
示す発光部35Aからの光が貫通孔36を介して受光部
35Bで受光されるようになされている。Incidentally, as shown in FIG. 2, a plurality of through holes 36 are formed in the supporting portion 32A of the rotor portion 30, and the light from the light emitting portion 35A shown in FIG. It is designed to receive light.
【0042】従って発光部35Aからの光は、ロータ部
30の回転によって貫通孔36を通過したときだけ受光
部35Bで受光されることにより、ロータ部30の回転
速度に応じた周波数の出力を得ることができ、これによ
って回転速度、停止位置等の制御をすることができる。Therefore, the light from the light emitting portion 35A is received by the light receiving portion 35B only when it passes through the through hole 36 due to the rotation of the rotor portion 30, and thereby an output having a frequency corresponding to the rotation speed of the rotor portion 30 is obtained. It is possible to control the rotation speed, the stop position and the like.
【0043】以上の構成において、モータ20はコイル
LUx、LLxとマグネットMxと高透磁率材で形成さ
れたハウジング22とによって磁路が形成される構成を
有し、ロータ部30において磁路を形成する部品はマグ
ネットMxだけとなる。In the above configuration, the motor 20 has a configuration in which a magnetic path is formed by the coils LUx, LLx, the magnet Mx, and the housing 22 formed of a high magnetic permeability material, and the magnetic path is formed in the rotor portion 30. Only the magnet Mx is used as a component.
【0044】従ってこのロータ部30(すなわち回転軸
31及びこの回転軸31に対して一体に形成されたマグ
ネット保持部32B)を重量の重い高透磁率材で形成す
る必要がなく、例えばジュラルミン等の軽合金で形成す
ることによりロータ部30の重量を一段と軽量化するこ
とができ、この分ロータ部30の慣性を小さくすること
ができる。Therefore, it is not necessary to form the rotor portion 30 (that is, the rotating shaft 31 and the magnet holding portion 32B integrally formed with the rotating shaft 31) with a heavy and high magnetic permeability material. By forming the rotor portion 30 with a light alloy, the weight of the rotor portion 30 can be further reduced, and the inertia of the rotor portion 30 can be reduced accordingly.
【0045】またロータ部30に形成されたマグネット
保持部32Bを薄板状に形成することにより、ロータ部
30のなかで最も回転中心からの距離が大きなマグネッ
ト保持部32Bの重量を小さくすることができ、この分
ロータ部30の慣性を小さくすることができる。Further, by forming the magnet holding portion 32B formed in the rotor portion 30 into a thin plate shape, the weight of the magnet holding portion 32B having the largest distance from the rotation center in the rotor portion 30 can be reduced. Therefore, the inertia of the rotor unit 30 can be reduced accordingly.
【0046】従ってロータ部30を回転駆動するための
駆動力が発生する作用点(マグネットM1〜M24の配
列位置)を回転軸31の回転中心から遠ざけても、起動
時における回転速度の立ち上がりが遅くなるといった制
御性の低下が生じない。Therefore, even if the point of action (arrangement position of the magnets M1 to M24) where the driving force for rotationally driving the rotor portion 30 is generated is moved away from the rotation center of the rotation shaft 31, the rotation speed rises slowly at startup. There is no reduction in controllability.
【0047】従ってマグネットM1〜M24を回転軸3
1の回転中心から遠ざけて配列することにより、ロータ
部30を回転駆動する際に制御性の低下を招くことな
く、回転軸31の出力トルクを一段と大きくすることが
できる。Therefore, the magnets M1 to M24 are connected to the rotary shaft 3
By arranging the rotor 1 away from the center of rotation, the output torque of the rotary shaft 31 can be further increased without lowering the controllability when the rotor unit 30 is rotationally driven.
【0048】因みに薄板状に形成されたマグネット保持
部32Bは、回転軸31の回転中心に向かって次第に肉
厚となる支持部32Aによって回転軸31に支持されて
いることにより、回転軸31と平行なスラスト方向に対
する撓みを十分に小さくすることができる。従ってマグ
ネット保持部32B(すなわちマグネットMx)とこの
マグネットMxを挟むように配置されたコイルLUx、
LLxの鉄心CUx、CLxとの間隙を十分に小さくす
ることができ、この分回転軸31の出力トルクを大きく
することができる。Incidentally, the magnet holding portion 32B formed in a thin plate is parallel to the rotating shaft 31 because it is supported by the rotating shaft 31 by the supporting portion 32A which gradually becomes thicker toward the center of rotation of the rotating shaft 31. The flexure in various thrust directions can be sufficiently reduced. Therefore, the magnet holding portion 32B (that is, the magnet Mx) and the coil LUx arranged so as to sandwich the magnet Mx,
The gap between the LLx and the iron cores CUx and CLx can be made sufficiently small, and the output torque of the rotating shaft 31 can be increased accordingly.
【0049】また本発明によるモータ20は、従来の手
法としてコイルに対する電流量を多くしてトルクを大き
くする方法に代えて回転中心から力の作用点(マグネッ
ト及びコイルの配列位置)までの距離を大きくして回転
軸31に生じるトルクを大きくする方法を用いているこ
とにより、高トルク化に伴って回転速度が不必要に高く
なることを回避することができる。Further, in the motor 20 according to the present invention, the distance from the center of rotation to the point of action of force (arrangement position of magnet and coil) is replaced with the conventional method of increasing the amount of current to the coil to increase the torque. By using the method of increasing the torque generated in the rotary shaft 31 by increasing the torque, it is possible to prevent the rotation speed from unnecessarily increasing as the torque increases.
【0050】またマグネットを上下から挟んで対をなす
20組のコイルのうち常に4組のコイルを励磁しながら
ロータ部30を回転駆動することにより、1組のコイル
を順次励磁しながら回転駆動する場合に比べて4倍のト
ルクを発生させることができる。かくして以上の構成に
よれば、高トルクで低速回転し得る制御性の良いモータ
20を得ることができる。In addition, the rotor portion 30 is rotationally driven while always exciting four sets of 20 coils forming a pair with the magnet sandwiched from above and below, so that one set of coils is sequentially driven while being rotationally driven. It is possible to generate a torque that is four times that of the case. Thus, according to the above configuration, it is possible to obtain the motor 20 which can rotate at a low speed with a high torque and has good controllability.
【0051】なお上述の実施の形態においては、ロータ
部30をジュラルミン等のアルミニウム系の軽合金で形
成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
例えばエレクトロン等のマグネシウム系の軽合金、また
は軽量樹脂材等他の種々の軽量材を用いても上述の場合
と同様の効果を得ることができる。In the above-described embodiment, the case where the rotor portion 30 is formed of an aluminum-based light alloy such as duralumin has been described, but the present invention is not limited to this.
For example, a magnesium-based light alloy such as electron or various other lightweight materials such as a lightweight resin material can be used to obtain the same effect as the above case.
【0052】また上述の実施の形態においては、24個
のマグネットM1〜M24と20組のコイルLU1〜L
U20,LL1〜LL20を用いた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、他の種々の個数を適用する
ことができる。Further, in the above embodiment, 24 magnets M1 to M24 and 20 sets of coils LU1 to L are provided.
The case of using U20 and LL1 to LL20 has been described, but the present invention is not limited to this, and various other numbers can be applied.
【0053】また上述の実施の形態においては、回転軸
31の回転中心からの距離が大きくなるに従って厚みが
小さくなる支持部32Aによってマグネット保持部32
Bを支持する場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、回転軸31及びマグネット保持部32B間におい
て一定の厚みを有する支持部を形成したり、または段差
を設けた支持部を形成するようにしても良い。Further, in the above-described embodiment, the magnet holding portion 32 is provided by the support portion 32A whose thickness becomes smaller as the distance from the rotation center of the rotary shaft 31 becomes larger.
Although the case of supporting B has been described, the present invention is not limited to this, and a supporting portion having a constant thickness is formed between the rotating shaft 31 and the magnet holding portion 32B, or a supporting portion having a step is formed. You may do it.
【0054】また上述の実施の形態においては、マグネ
ットMxを1組のコイルLUx、LLxで挟む構成のモ
ータ20について述べたが、本発明はこれに限らず、1
つのコイルを2つのマグネットで挟む構成にしても良
い。In the above embodiment, the motor 20 having the structure in which the magnet Mx is sandwiched by the pair of coils LUx and LLx has been described, but the present invention is not limited to this.
A configuration may be used in which one coil is sandwiched by two magnets.
【0055】すなわち図10において50は他の実施の
形態によるモータを示し、ステータ部51はハウジング
52及び円盤形状のコイル保持部56が一体形成され、
このコイル保持部56にベアリング57A及び57Bを
介してロータ部60が回転自在に枢支されている。That is, in FIG. 10, reference numeral 50 denotes a motor according to another embodiment, in which a stator portion 51 is integrally formed with a housing 52 and a disk-shaped coil holding portion 56,
A rotor portion 60 is rotatably supported by the coil holding portion 56 via bearings 57A and 57B.
【0056】ロータ部60は例えばジュラルミン等の軽
合金で形成された回転軸65及びこの回転軸65に2つ
のフランジ61及び62が同一材料で一体に形成されて
いる。各フランジ61及び62はステータ部51のコイ
ル保持部56を所定の間隙を隔てて挟み込むように配置
されている。In the rotor portion 60, for example, a rotary shaft 65 made of a light alloy such as duralumin, and two flanges 61 and 62 are integrally formed on the rotary shaft 65 with the same material. The flanges 61 and 62 are arranged so as to sandwich the coil holding portion 56 of the stator portion 51 with a predetermined gap.
【0057】またステータ部51のコイル保持部56に
は積層鉄心54に巻線53を巻回してなる複数のコイル
59が回転軸65の回転中心を中心とする同心円状に配
置されており、各コイル59の上面及び下面側にはそれ
ぞれフランジ61及び62に対向するようにステータ側
極歯55A及び55Bが設けられている。In the coil holding portion 56 of the stator portion 51, a plurality of coils 59 formed by winding the winding wire 53 around the laminated iron core 54 are arranged concentrically around the rotation center of the rotary shaft 65. Stator-side pole teeth 55A and 55B are provided on the upper and lower surfaces of the coil 59 so as to face the flanges 61 and 62, respectively.
【0058】またロータ部60のフランジ61及び62
においては、ステータ側に設けられたステータ側極歯5
5A及び55Bに対向する位置にそれぞれロータ側極歯
63A及び63Bが設けられている。また各ロータ側極
歯63A及び63BにはマグネットMA及びMBが固定
されており、これによりマグネットMA、ロータ側極歯
63A、ステータ側極歯55A、コイル59、ステータ
側極歯55B、ロータ側極歯63B及びマグネットMB
間で磁路が形成される。従って各コイル59に所定のタ
イミングで駆動電流を通電することにより、フランジ6
1,62及び回転軸65からなるロータ部60を回転駆
動することができる。Further, the flanges 61 and 62 of the rotor portion 60
In, the stator side pole teeth 5 provided on the stator side
Rotor-side pole teeth 63A and 63B are provided at positions facing 5A and 55B, respectively. Further, magnets MA and MB are fixed to the rotor side pole teeth 63A and 63B, respectively, so that the magnet MA, the rotor side pole teeth 63A, the stator side pole teeth 55A, the coil 59, the stator side pole teeth 55B, and the rotor side poles. Tooth 63B and magnet MB
A magnetic path is formed between them. Therefore, by supplying a drive current to each coil 59 at a predetermined timing, the flange 6
The rotor unit 60 including the rotary shafts 1, 62 and the rotary shaft 65 can be rotationally driven.
【0059】このモータ50においても、図1について
上述したモータ20と同様にしてロータ部60が軽合金
等の軽量材で形成されているとともに、薄板状のフラン
ジ61及び62にマグネットMA及びMBを配置するこ
とにより、ロータ部60を一段と軽量化することがで
き、フランジ61及び62の径を大きくしてマグネット
MA及びMBを回転中心から遠ざけて配置しても、ロー
タ部60の慣性が大きくなることを回避することができ
る。従って高トルクで低速回転する制御性の良いモータ
50を得ることができる。Also in this motor 50, the rotor portion 60 is formed of a lightweight material such as a light alloy as in the motor 20 described above with reference to FIG. 1, and the magnets MA and MB are attached to the thin plate-shaped flanges 61 and 62. By arranging the rotor unit 60, the rotor unit 60 can be further reduced in weight, and even if the magnets MA and MB are arranged away from the center of rotation by increasing the diameters of the flanges 61 and 62, the inertia of the rotor unit 60 increases. You can avoid that. Therefore, it is possible to obtain the motor 50 having a high torque and rotating at a low speed and having a good controllability.
【0060】因みに回転軸65の中心にはタップが形成
され、種々の部材を螺合して回転出力を伝達することが
できる。またステータ部51のハウジング52の外周面
には固定用のタップ58が形成され、フレーム等種々の
固定対象物にモータ50をねじ止めすることができる。Incidentally, a tap is formed at the center of the rotary shaft 65, and various members can be screwed together to transmit the rotary output. Further, a fixing tap 58 is formed on the outer peripheral surface of the housing 52 of the stator portion 51, so that the motor 50 can be screwed to various fixing objects such as a frame.
【0061】また上述の実施の形態においては、支持部
32Aに複数の貫通孔36を形成した場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えばマグネット保持部
32Bの一部等、他の位置に形成しても良く、この場合
貫通孔の位置に合わせて発光部及び受光部を配置すれば
良い。また貫通孔36に代えて反射板又はマグネットを
用いて検出光を反射させたり又は磁気センサによってロ
ータ部30の回転状態を検出するようにしても良い。In the above-described embodiment, the case where the plurality of through holes 36 are formed in the support portion 32A has been described. However, the present invention is not limited to this, and other portions such as a part of the magnet holding portion 32B may be used. It may be formed at a position, and in this case, the light emitting portion and the light receiving portion may be arranged according to the position of the through hole. Further, instead of the through hole 36, a reflecting plate or a magnet may be used to reflect the detection light, or the magnetic sensor may detect the rotation state of the rotor unit 30.
【0062】また上述の実施の形態においては、マグネ
ット保持部32Bを1対のコイルLUx,LLxによっ
て挟む構成とした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、一方のコイルLUx又はLLxをマグネット
保持部32Bに対向させるだけの構成としても良い。Further, in the above-described embodiment, the case where the magnet holding portion 32B is sandwiched by the pair of coils LUx and LLx has been described, but the present invention is not limited to this, and one coil LUx or LLx may be used. The configuration may be such that it only faces the magnet holding portion 32B.
【0063】[0063]
【発明の効果】上述のように本発明に係るモータは、ロ
ータ部において薄板状のマグネット保持部を回転軸に対
してフランジ形状に形成することにより、ロータ部の重
量を低減することができ、トルクを発生させるための力
の作用点を回転中心から遠ざけてもロータ部の慣性が大
きくなることを有効に回避することができる。従って制
御性を損なうことなくモータのトルクを高めることがで
きる。またロータ部を軽量材で形成することにより、ロ
ータ部の重量を低減することができ、トルクを発生させ
るための力の作用点を回転中心から遠ざけてもロータ部
の慣性が大きくなることを有効に回避することができ
る。従って制御性を損なうことなくモータのトルクを高
めることができる。さらにロータ部の回転中心から力の
作用点までの距離を大きくしてモータのトルクを高める
ことにより、不必要に回転速度が大きくなることを回避
することができる。As described above, in the motor according to the present invention, the weight of the rotor portion can be reduced by forming the thin plate-shaped magnet holding portion in the rotor portion into the flange shape with respect to the rotating shaft. Even if the action point of the force for generating the torque is moved away from the center of rotation, the inertia of the rotor portion can be effectively prevented from increasing. Therefore, the torque of the motor can be increased without impairing the controllability. Also, by forming the rotor part with a lightweight material, it is possible to reduce the weight of the rotor part, and it is effective that the inertia of the rotor part increases even if the point of action of the force for generating torque is moved away from the center of rotation. Can be avoided. Therefore, the torque of the motor can be increased without impairing the controllability. Further, by increasing the distance from the rotation center of the rotor portion to the point of action of force to increase the torque of the motor, it is possible to avoid an unnecessary increase in rotation speed.
【図1】本発明によるモータの一実施の形態を示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a motor according to the present invention.
【図2】本発明によるロータ部の一実施の形態を示す斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a rotor unit according to the present invention.
【図3】本発明によるロータ部の一実施の形態を示す平
面図である。FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of a rotor unit according to the present invention.
【図4】本発明によるステータ部のコイルの配列状態を
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an arrangement state of coils of a stator unit according to the present invention.
【図5】コイル及びマグネットの配列状態を示す略線図
である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an arrangement state of coils and magnets.
【図6】モータ駆動回路を示す接続図である。FIG. 6 is a connection diagram showing a motor drive circuit.
【図7】コイルの励磁方法を示す図表である。FIG. 7 is a chart showing a method of exciting a coil.
【図8】コイル及びマグネットの配列状態を示す略線図
である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an arrangement state of coils and magnets.
【図9】コイル及びマグネットの配列状態を示す略線図
である。FIG. 9 is a schematic diagram showing an arrangement state of coils and magnets.
【図10】本発明による他の実施の形態を示す断面図で
ある。FIG. 10 is a sectional view showing another embodiment according to the present invention.
【図11】従来のモータを示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a conventional motor.
20 モータ 21 ステータ部 22 ハウジング 30 ロータ部 31 回転軸 32 フランジ部 32A 支持部 32B マグネット保持部 LUx,LLx コイル Mx マグネット 20 Motor 21 Stator Part 22 Housing 30 Rotor Part 31 Rotating Shaft 32 Flange Part 32A Support Part 32B Magnet Holding Part LUx, LLx Coil Mx Magnet
Claims (9)
タにおいて、 前記ロータの一部または全部を軽量材で形成したことを
特徴とするモータ。1. A motor comprising a stator and a rotor, wherein the rotor is partially or wholly made of a lightweight material.
記回転軸及び上記マグネット保持手段が前記軽量材で形
成されることを特徴とするモータ。4. The motor according to claim 1, wherein the rotor has a rotating shaft and a magnet holding unit, and the rotating shaft and the magnet holding unit are formed of the lightweight material.
ト保持手段が前記軽量材で形成されることを特徴とする
モータ。5. The motor according to claim 1, wherein the rotor has magnet holding means, and the magnet holding means is formed of the lightweight material.
モータにおいて、 前記ロータは、スラスト方向に厚みを有し前記マグネッ
トを保持する板状のマグネット保持手段を具えることを
特徴とするモータ。6. A motor having a rotor provided with a magnet, wherein the rotor has a plate-like magnet holding means having a thickness in a thrust direction and holding the magnet.
のマグネット保持手段によって前記マグネットを回転中
心に対して同心円状に配列したことを特徴とするモー
タ。7. The motor according to claim 6, wherein the rotor has one magnet holding means, and the magnets are arranged concentrically with respect to a rotation center by the magnet holding means.
れら2つのマグネット保持手段は前記ステータのコイル
をスラスト方向から所定の間隙を隔てて挟み込むことを
特徴とするモータ。8. The motor according to claim 6, wherein the motor has a stator provided with a coil, the rotor has two magnet holding means, and the two magnet holding means have coils of the stator. A motor characterized by being sandwiched with a predetermined gap from the thrust direction.
が小さくなる支持部と、 前記支持部によって支持されるマグネット保持部とを具
えることを特徴とするモータ。9. The motor according to claim 6, wherein the magnet holding means includes a support portion whose thickness decreases as the distance from the rotation center increases, and a magnet holding portion supported by the support portion. A motor that features
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8007840A JPH09200987A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8007840A JPH09200987A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09200987A true JPH09200987A (en) | 1997-07-31 |
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ID=11676814
Family Applications (1)
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JP8007840A Withdrawn JPH09200987A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Motor |
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