JPH10136633A - ステップモータ - Google Patents
ステップモータInfo
- Publication number
- JPH10136633A JPH10136633A JP29065196A JP29065196A JPH10136633A JP H10136633 A JPH10136633 A JP H10136633A JP 29065196 A JP29065196 A JP 29065196A JP 29065196 A JP29065196 A JP 29065196A JP H10136633 A JPH10136633 A JP H10136633A
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- JP
- Japan
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- stator
- core
- rotor
- magnetic
- step motor
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ステップモータがそれ自身で駆動方法を切り換
える手段をもち、その手段により容易に２種類以上の駆
動方法のできるステップモータを提供することを目的と
する。 【解決手段】界磁用永久磁石回転子と前記回転子を包囲
するように配置された軟磁性材料よりなる固定子より構
成されるステップモータにおいて、前記固定子が前記回
転子軸方向に２組以上の磁気回路を有し、前記回転子が
前記固定子が有する磁気回路を任意に切り替える手段を
有するように構成する。
える手段をもち、その手段により容易に２種類以上の駆
動方法のできるステップモータを提供することを目的と
する。 【解決手段】界磁用永久磁石回転子と前記回転子を包囲
するように配置された軟磁性材料よりなる固定子より構
成されるステップモータにおいて、前記固定子が前記回
転子軸方向に２組以上の磁気回路を有し、前記回転子が
前記固定子が有する磁気回路を任意に切り替える手段を
有するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータ、
特に時計駆動に用いるのに適したステップモータに関す
るものである。
特に時計駆動に用いるのに適したステップモータに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ステップモータにおいて可変
速運転をする場合には、駆動側で入力パルスの周波数を
変化させる方法あるいは負荷側のギアで減速比を変化さ
せる方法により実現をしてきた。
速運転をする場合には、駆動側で入力パルスの周波数を
変化させる方法あるいは負荷側のギアで減速比を変化さ
せる方法により実現をしてきた。
【０００３】時計駆動用ステップモータでは通常、回転
子が回転を始める初期段階にだけコイルに入力パルスを
印可し、後は回転子の慣性を利用してロータを回転さ
せ、入力パルス印可直後に、コイルを短絡しロータの回
転によって発生する誘導起電流を電磁ブレーキとして制
動を行うという、回転、停止を繰り返す間欠的な駆動方
法を用いている。このような駆動方法の場合、電磁力に
より回転子を止めるのではなく、無励磁状態で回転子を
磁気的な安定位置に停止させる必要があるため、ポテン
シャルエネルギーの変化より生ずるコギングトルクを大
きくする必要がある。
子が回転を始める初期段階にだけコイルに入力パルスを
印可し、後は回転子の慣性を利用してロータを回転さ
せ、入力パルス印可直後に、コイルを短絡しロータの回
転によって発生する誘導起電流を電磁ブレーキとして制
動を行うという、回転、停止を繰り返す間欠的な駆動方
法を用いている。このような駆動方法の場合、電磁力に
より回転子を止めるのではなく、無励磁状態で回転子を
磁気的な安定位置に停止させる必要があるため、ポテン
シャルエネルギーの変化より生ずるコギングトルクを大
きくする必要がある。
【０００４】一方、時計の時刻合わせなどのように負荷
側が高速で回転することが要求される場合には、回転、
停止を繰り返すような間欠的な駆動方法を用いる必要が
なく、なるべく回転むらが少なくなるように外部からの
負荷要因であるコギングトルクをなるべく小さくする必
要がある。
側が高速で回転することが要求される場合には、回転、
停止を繰り返すような間欠的な駆動方法を用いる必要が
なく、なるべく回転むらが少なくなるように外部からの
負荷要因であるコギングトルクをなるべく小さくする必
要がある。
【０００５】このように駆動方法により異なる磁気回路
の構成を要求されるステップモータを可変速運転する場
合には、前記にあげたような通常のステップモータで採
用されているような入力パルスの周波数をあげる方法、
あるいは、負荷側の減速比を変える方法などにより単純
に実現することは難しい。
の構成を要求されるステップモータを可変速運転する場
合には、前記にあげたような通常のステップモータで採
用されているような入力パルスの周波数をあげる方法、
あるいは、負荷側の減速比を変える方法などにより単純
に実現することは難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで請求項１および
請求項２の発明は、ステップモータがそれ自身で駆動方
法を切り換える手段をもち、その手段により容易に２種
類以上の駆動方法のできるステップモータを提供するこ
とを目的とする。
請求項２の発明は、ステップモータがそれ自身で駆動方
法を切り換える手段をもち、その手段により容易に２種
類以上の駆動方法のできるステップモータを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】請求項３の発明は、駆動方法の一つとし
て、ステップ間欠駆動を行なうことができるステップモ
ータを提供することを目的とする。
て、ステップ間欠駆動を行なうことができるステップモ
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】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、界磁用永久磁石回転子と前
記回転子を包囲するように配置された軟磁性材料よりな
る固定子より構成されるステップモータにおいて、前記
固定子が前記回転子軸方向に２組以上の磁気回路を有
し、前記回転子が前記固定子に対して回転子軸方向に移
動することにより、前記固定子が有する磁気回路を任意
に切り替える手段を有することを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、界磁用永久磁石回転子と前
記回転子を包囲するように配置された軟磁性材料よりな
る固定子より構成されるステップモータにおいて、前記
固定子が前記回転子軸方向に２組以上の磁気回路を有
し、前記回転子が前記固定子に対して回転子軸方向に移
動することにより、前記固定子が有する磁気回路を任意
に切り替える手段を有することを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、界磁用永久磁石回
転子と前記回転子を包囲するように配置された軟磁性材
料よりなる固定子より構成されるステップモータにおい
て、前記固定子が前記回転子軸方向に２組以上の磁気回
路を有し、前記固定子が前記回転子に対して回転子軸方
向に移動することにより、前記固定子が有する磁気回路
を任意に切り替える手段を有することを特徴とする。
転子と前記回転子を包囲するように配置された軟磁性材
料よりなる固定子より構成されるステップモータにおい
て、前記固定子が前記回転子軸方向に２組以上の磁気回
路を有し、前記固定子が前記回転子に対して回転子軸方
向に移動することにより、前記固定子が有する磁気回路
を任意に切り替える手段を有することを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、磁気回路のうち少
なくとも１つが、固定子の磁極部内周部に切り欠きまた
は切り溝または突極部による磁気抵抗極大部を設けたこ
とを特徴とする。
なくとも１つが、固定子の磁極部内周部に切り欠きまた
は切り溝または突極部による磁気抵抗極大部を設けたこ
とを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、図面に基づいて説明する。
を、図面に基づいて説明する。
【００１２】各図面において、図１はステップモータの
固定子の斜視図であり、第２図はステップモータの縦断
面拡大図、第３図および第５図は実施の形態を示す固定
子コア磁極部拡大図であり、第４図および第６図は各々
異なった実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図であ
る。
固定子の斜視図であり、第２図はステップモータの縦断
面拡大図、第３図および第５図は実施の形態を示す固定
子コア磁極部拡大図であり、第４図および第６図は各々
異なった実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図であ
る。
【００１３】まず、第１図において、本発明のステップ
モータの固定子について説明をする。
モータの固定子について説明をする。
【００１４】ステップモータの固定子４０は軟磁性体よ
りなる第１の磁気回路を構成する第１のコア１１と第２
の磁気回路を構成する第２のコア１２を張り合わせるよ
うな形態で固着されている。各コアには、回転子を挿入
するための穴１４が開いている。そして、巻き線１３が
２つのコアを共有するように巻かれている。
りなる第１の磁気回路を構成する第１のコア１１と第２
の磁気回路を構成する第２のコア１２を張り合わせるよ
うな形態で固着されている。各コアには、回転子を挿入
するための穴１４が開いている。そして、巻き線１３が
２つのコアを共有するように巻かれている。
【００１５】つぎに、第２図において、本発明の前記固
定子と回転子を含めた構成の詳細について説明する。
定子と回転子を含めた構成の詳細について説明する。
【００１６】第１のコア１１と第２のコア１２の穴１４
には、固定子４０と回転子４３の同軸度を確保するため
に非磁性体の位置決め用円筒４８が挿入され、この位置
決め円筒４８は上フランジ５０と下フランジ５１で上下
から挟まれ固定されている。
には、固定子４０と回転子４３の同軸度を確保するため
に非磁性体の位置決め用円筒４８が挿入され、この位置
決め円筒４８は上フランジ５０と下フランジ５１で上下
から挟まれ固定されている。
【００１７】位置決め用円筒４８の内周上部に上ベアリ
ング受け４１が挿入されており、内周下部にバネ４６を
介して下フランジ５１に接続された下ベアリング受け４
２が挿入されている。これらベアリング受け４１，４２
は位置決め円筒４８の内周面を上下に移動することがで
きる。
ング受け４１が挿入されており、内周下部にバネ４６を
介して下フランジ５１に接続された下ベアリング受け４
２が挿入されている。これらベアリング受け４１，４２
は位置決め円筒４８の内周面を上下に移動することがで
きる。
【００１８】上部ベアリング受け４１の中央部には軸受
け４４が、下部ベアリング受け４２の中央部には軸受け
４５が装着されており、それら軸受け４４，４５は回転
軸４７を回転可能に支持している。回転子４３は半径方
向に平行着磁された永久磁石より構成され、回転子４３
中央部の穴を介して回転軸４７と固着されている。
け４４が、下部ベアリング受け４２の中央部には軸受け
４５が装着されており、それら軸受け４４，４５は回転
軸４７を回転可能に支持している。回転子４３は半径方
向に平行着磁された永久磁石より構成され、回転子４３
中央部の穴を介して回転軸４７と固着されている。
【００１９】つぎにこのような実施の形態の動作につい
て説明をする。
て説明をする。
【００２０】通常、下ベアリング受け４２は下フランジ
５１に接続されているバネ４６により最上部に押し付け
られるため、回転子４３は第１のコア１１とギャップを
介して対向する。ここで、回転子４３からの磁束がギャ
ップを介して対向する第１のコア１１に流れるという第
１の磁気回路構成を実現する。
５１に接続されているバネ４６により最上部に押し付け
られるため、回転子４３は第１のコア１１とギャップを
介して対向する。ここで、回転子４３からの磁束がギャ
ップを介して対向する第１のコア１１に流れるという第
１の磁気回路構成を実現する。
【００２１】一方、スイッチ４９を押し込むことにより
上ベアリング受け４１は下方に移動し、回転軸４７およ
び回転子４３も移動する。その結果回転子４３は第２の
コア１２とギャップを介して対向することになる。
上ベアリング受け４１は下方に移動し、回転軸４７およ
び回転子４３も移動する。その結果回転子４３は第２の
コア１２とギャップを介して対向することになる。
【００２２】ここで、回転子４３からの磁束がギャップ
を介して対向する第２のコア１２に流れるという第２の
磁気回路構成を実現する。
を介して対向する第２のコア１２に流れるという第２の
磁気回路構成を実現する。
【００２３】つぎに、駆動方法の一例として、ステップ
間欠駆動と高速回転駆動の２つの駆動方法を実現するこ
とができるステップモータについて説明する。
間欠駆動と高速回転駆動の２つの駆動方法を実現するこ
とができるステップモータについて説明する。
【００２４】まず、通常の第１の磁気回路にてステップ
間欠駆動をする場合、第１のコア１１としては、図５に
示すような形状の磁極部を持つコア７１を採用する。コ
ア７１は板状の軟磁性材料よりなり、回転子を挿入する
ための穴のため２つの磁極部７３に分離される。その磁
極部７３の内周には切り欠き７４を設けてあるため、無
励磁状態で磁気抵抗極大部が生じることになる。回転子
４３は永久磁石よりなる磁性体であるため、回転子４３
は磁気抵抗極大部を避ける位置すなわち磁気抵抗極小部
で確実に停止することになる。
間欠駆動をする場合、第１のコア１１としては、図５に
示すような形状の磁極部を持つコア７１を採用する。コ
ア７１は板状の軟磁性材料よりなり、回転子を挿入する
ための穴のため２つの磁極部７３に分離される。その磁
極部７３の内周には切り欠き７４を設けてあるため、無
励磁状態で磁気抵抗極大部が生じることになる。回転子
４３は永久磁石よりなる磁性体であるため、回転子４３
は磁気抵抗極大部を避ける位置すなわち磁気抵抗極小部
で確実に停止することになる。
【００２５】したがって、ステップ間欠駆動を行なう場
合に、回転子停止状態で電磁力により回転子を止める必
要がないため、低消費電力な駆動を実現できる。
合に、回転子停止状態で電磁力により回転子を止める必
要がないため、低消費電力な駆動を実現できる。
【００２６】つぎに、スイッチ４９を押して、第２の磁
気回路にて高速回転駆動を実現する場合、第２のコア１
２としては、図３に示すような形状の磁極部を持つコア
６１を採用する。コア６１は板状の軟磁性材料よりな
り、回転子を挿入するための穴のため２つの磁極部６３
に分離される。磁極部６３の内周部には磁気抵抗を極端
に変化させる要因がないため、前記第１のコア７１を含
む磁気回路で現れるような回転子停止位置がはっきりと
現われることがない。そのため、磁気エネルギーの変化
に伴い生じるコギングトルクの大きさも小さくなる。
気回路にて高速回転駆動を実現する場合、第２のコア１
２としては、図３に示すような形状の磁極部を持つコア
６１を採用する。コア６１は板状の軟磁性材料よりな
り、回転子を挿入するための穴のため２つの磁極部６３
に分離される。磁極部６３の内周部には磁気抵抗を極端
に変化させる要因がないため、前記第１のコア７１を含
む磁気回路で現れるような回転子停止位置がはっきりと
現われることがない。そのため、磁気エネルギーの変化
に伴い生じるコギングトルクの大きさも小さくなる。
【００２７】したがって、高速回転駆動をするような場
合に、ステップ毎に停止する要因が少なくなるため回転
速度変動が少ない駆動を実現できる。
合に、ステップ毎に停止する要因が少なくなるため回転
速度変動が少ない駆動を実現できる。
【００２８】なお、本実施例では第１のコアの形態とし
て、図３に示すようにコア６１の磁極部６３をブリッジ
部６２で接続したコアを採用しているが、図４に示すよ
うにコア６６の磁極部６８をブリッジ空隙６７として切
断して形成したコアを採用しても、同一の機能を満足す
る。
て、図３に示すようにコア６１の磁極部６３をブリッジ
部６２で接続したコアを採用しているが、図４に示すよ
うにコア６６の磁極部６８をブリッジ空隙６７として切
断して形成したコアを採用しても、同一の機能を満足す
る。
【００２９】また、本実施例では第２のコアの形態とし
て、図５に示すようにコア７１の磁極部７３の内周に切
り欠き７４を設けることにより磁気抵抗極大部を形成し
たコアを採用しているが、図６に示すようにコア７６の
磁極部７８の内周に突極部７９を設けることにより磁気
抵抗極大部を形成したコアを採用することもできる。
て、図５に示すようにコア７１の磁極部７３の内周に切
り欠き７４を設けることにより磁気抵抗極大部を形成し
たコアを採用しているが、図６に示すようにコア７６の
磁極部７８の内周に突極部７９を設けることにより磁気
抵抗極大部を形成したコアを採用することもできる。
【００３０】本実施の形態については、磁気回路を切り
換える手段として固定子に対して回転子を上下に移動す
る場合を説明をしてきたが、回転子に対して固定子を移
動する場合にも全く同一の機能を満足する。
換える手段として固定子に対して回転子を上下に移動す
る場合を説明をしてきたが、回転子に対して固定子を移
動する場合にも全く同一の機能を満足する。
【００３１】
【発明の効果】本発明の請求項１および請求項２のステ
ップモータは、ステップモータがそれ自身で駆動方法を
切り換える手段をもち、その手段により容易に２種類以
上の駆動方法できるという効果がある。
ップモータは、ステップモータがそれ自身で駆動方法を
切り換える手段をもち、その手段により容易に２種類以
上の駆動方法できるという効果がある。
【００３２】また、本発明の請求項３のステップモータ
は、駆動方法の一つとして、ステップ間欠駆動を行なう
ことができるという効果がある。
は、駆動方法の一つとして、ステップ間欠駆動を行なう
ことができるという効果がある。
【図１】ステップモータの固定子の斜視図。
【図２】ステップモータの縦断面拡大図。
【図３】実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図。
【図４】他の実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図。
【図５】実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図。
【図６】他の実施の形態を示す固定子コア磁極拡大図。
１１…第１のコア １２…第２のコア １３…巻き線 １４…穴 ４０…固定子 ４１…上ベアリング受け ４２…下ベアリング受け ４３…回転子 ４４…軸受け ４５…軸受け ４６…バネ ４７…回転軸 ４８…位置決め用円筒 ４９…スイッチ ５０…上フランジ ５１…下フランジ ６１…コア ６２…ブリッジ部 ６３…磁極部 ６６…コア ６７…ブリッジ空隙 ６８…磁極部 ７１…コア ７２…ブリッジ部 ７３…磁極部 ７４…切り欠き ７６…コア ７７…ブリッジ部 ７８…磁極部 ７９…突極部
Claims (3)
- 【請求項１】界磁用永久磁石回転子と前記回転子を包囲
するように配置された軟磁性材料よりなる固定子より構
成されるステップモータにおいて、前記固定子が前記回
転子軸方向に２組以上の磁気回路を有し、前記回転子が
前記固定子に対して回転子軸方向に移動することによ
り、前記固定子が有する磁気回路を任意に切り替える手
段を有することを特徴とするステップモータ。 - 【請求項２】界磁用永久磁石回転子と前記回転子を包囲
するように配置された軟磁性材料よりなる固定子より構
成されるステップモータにおいて、前記固定子が前記回
転子軸方向に２組以上の磁気回路を有し、前記固定子が
前記回転子に対して回転子軸方向に移動することによ
り、前記固定子が有する磁気回路を任意に切り替える手
段を有することを特徴とする請求項１記載のステップモ
ータ。 - 【請求項３】磁気回路のうち少なくとも１つが、固定子
の磁極部内周部に切り欠きまたは切り溝または突極部に
よる磁気抵抗極大部を設けたことを特徴とする請求項１
または２記載のステップモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065196A JPH10136633A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ステップモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065196A JPH10136633A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ステップモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136633A true JPH10136633A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17758736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29065196A Withdrawn JPH10136633A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ステップモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10136633A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6973010B1 (en) | 1999-08-26 | 2005-12-06 | Seiko Epson Corporation | Timepiece device |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29065196A patent/JPH10136633A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6973010B1 (en) | 1999-08-26 | 2005-12-06 | Seiko Epson Corporation | Timepiece device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |