JPS5818471Y2 - パルスモ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はパルスモータのステータに半硬質磁性材料を
用いることによって低消費電力化を図ったパルスモータ
に関する。

従来公知のパルスモータはロータをステップ回転させる
ためには、少なくとも１ステップ回転動作が終るまでコ
イルを励磁し続けなければならない。

またロータを停止させておく場合でも相当の保持力を発
生させるためには、コイルの励磁を切ることはできず、
従って消費電力が比較的大きい欠点がある。

本考案は上記の欠点を除去するためになされたものでス
テータに半硬質磁性材料を用いて、この半硬質磁性材料
の磁化、反転に要する時間だけコイルを励磁することに
より、低消費電力化を期するパルスモータを提供するも
のである。

次に図面に基づいてこの考案パルスモータの実施例につ
いて説明する。

第１図はその一実施例の縦断面図を示すものであり、１
は非磁性体よりなる円筒状のケース、１−１はそのカバ
ーを示す。

２゜３．４はそれぞれケース１内壁に固着された円筒状
の磁性体から戒るヨーク片であり、それらの内周端部に
はそれぞれ所定回転ピッチを保った磁極歯２ａ ：２ｂ
、３ａ ：３ｂ、４ａ ：４ｂが設けられており、これ
らの歯は軸方向に一直線となるよう並設されている。

５は半硬質磁性材料よりなる軸である。

６，７．８はそれぞれ軸５にかぶせた半硬質磁性材料か
ら成る管であり、さらにその上にはそれぞれコイル９，
１０．１１が巻かれている。

１２，１３．１４は管６．７．８の上、下端部に密着す
るように設けたリング状磁性体から成るヨークであり、
その外周部の１２ ａ 、１２ ｂ 、１３ ａ 、１
３ ｂ 、１４ ａ 、１４ ｂはヨーク片２．３．４
の磁極歯２ａ〜４ｂに対応した位置に設けた同様の磁極
歯で、さらにこれらのヨーク１２，１３゜１４はスペー
サ１５とともに軸５上にたとえば一直線に配設、固着さ
れている。

各ヨークの歯は第１図のような３相パルスモータの例で
は１２ ａ 、１２ ｂに対して１３ ａ 、１３ ｂ
は所定回転ピッチの士、１４ａ、１４ｂは所定回転ピッ
チのＴとそれぞれ回転方向にずらしてとりつけられてい
る。

第２図は半硬質磁性材料から戒る管６，７．８と半硬質
磁性材料よりなる軸５のヨーク１２，１３．１４のそれ
ぞれにはさまれた部分のＢ−Ｈ曲線を示す。

曲線１６は前者のＢ−Ｈ曲線であり、１７は後者のＢ−
Ｈ曲線を示す。

一般的にこのような保持力の異なる二種類の半硬質磁性
材料を複合した場合その合成したＢ−Ｈ曲線は１８のよ
うに、２種類のＢＨ曲線１６．１７のほぼ沖間的な値を
取り、磁束密度の非飽和領域において平坦な部分をもつ
ものとなる。

いま第１図の軸５に垂直な面において、半硬質磁性材料
の管６，７．８の断面積と軸５の断面積とを残留磁束が
等しくなるように設定することにより、第２図の如く非
飽和領域の平坦部は磁束密度Ｂが零の位置に来る。

すなわち２種類のＢ−Ｈ曲線１６．１７における残留磁
束密度に逆比例した断面積に管６，７．８と軸５との断
面積を設定することによって第２図のＢ−Ｈ曲線となる
。

このような構成のパルスモータにおいてまず第１図に示
すようにあらかじめ軸５のヨーク１２，１３．１４には
さまれた部分はコイル９，１０．１１に電流を流して同
一方向（第１図では右向き）に磁化しておく。

管６，７．８の初期磁化方向は右向き、左向きどちらで
もよくもちろん消磁状態でもかまわない。

次にコイル９に第２図における磁束密度Ｂが十分飽和す
る大きさの正の電流パルスＰ（第２図における■Ｈの方
向を正とする）を加えて、同時にコイル１０．１１には
第２図における磁束ＢがＯになる大きさの負の電流パル
スＭを加えた時、すなわち第２図においてコイル９にＰ
点までの大きさの電流パルスを、コイル１０．１１にＭ
点までの大きさの負の電流パルスを加えた時、半硬質磁
性材料よりなる軸５および管６の残留磁束の方向は同方
向となりヨーク１２にはこれらの残留磁束の和の磁束Ｂ
５が通り、ヨーク１３．１４を通る磁束ＢＤはそれぞれ
半硬質磁性材料より成る軸５と管７，８の残留磁束の方
向が逆となるために相殺され０となる。

これは負パルスにより半硬質磁性材料から戊る管７，８
のみが反転磁化され軸５は反転しないために、軸５の残
留磁束がヨーク１３．１４を通らずにそれぞれ管７，８
を通ることによる。

従ってこの時磁極歯２ａ：２ｂ、１２ａ：１２ｂ間に働
く回転力は、ヨーク片２とヨーク１２の分だけである。

次にコイル１０を同様に正パルス、他のコイルを負パル
スで励磁した場合、回転力はヨーク片３とヨーク１３に
働くものだけとなり、ケース１は磁極歯のピッチの士だ
け回転することになる。

このようにコイル９，１０．１１を順次正のパルスで励
磁し同時に残りの二つのコイルを負のパルスで逆励磁す
ることにより、ケース１は順次回転動作を続けることに
なる。

この場合励磁の順序を逆にすれば回転方向も逆になるこ
とは従来のものど同じである。

なお、上述のコイル励磁方法を一つのコイルを正のパル
ス、他の二つを負のパルスとしたが第３図に示すように
各巻線を３分割し３つのコイルに配分してそれぞれ軸方
向に直列に接続し、たとえば一つの巻線■にパルスを加
えた時部分コイル９ａによる磁化の方向と大きさを第２
図のＰ点になるようにした時、部分コイル１０ａ、ｌｌ
ａはそれぞれ部分コイル９ａと巻方向を反対方向に、巻
数を小さくして、部分コイル１０ａ、ｌｌａによる磁化
方向と大きさを第２図Ｍ点におくものである。

同様の関係を部分コイル１０ ｂと９ｂ・１１ ｂ、１
１ Ｃと９Ｃ０１０Ｃにも適用すると巻線Ｉ、ＩＩ、Ｉ
ＩＩに順次同方向人力パルスを加えることによりケース
１を１ステップごと回転させることかで゛きる。

以上説明したように本考案に係るパルスモータによれば
コイルを励磁する時間は半硬質磁性材料が磁化９反転す
る時間のみでよく、この時間は一般に非常に短いもので
あるから消費電力はごくわずかでよいことになり、しか
もロータが停止中にも保持力が得られるものである。

すなわち本考案に係るパルスモータによればコイルを励
磁する時間は半硬質磁性材料が磁化、反転する時間のみ
でよく、この時間はたとえば半硬質磁性材料を使った電
子交換機用通話路スイッチでは駆動パルス幅は０．２〜
０．７ミリセコンドであり、これは従来のパルスモータ
の駆動周期（大部分は数ミリセコンドであり、駆動周波
数に換算して数１００パルスパーセコンドが実用的な値
である）にくらべて小さい。

本考案のパルスモータも半硬質磁性材料の保持力Ｈｃは
小さい方が１００〜２００程度のものであり、駆動パル
ス幅は数１００マイクロセコンドで十分である。

また本考案のパルスモータはロータが停止しているとき
、コイルの励磁が無くても半硬質磁性材料の残留磁束の
ために保持力が得られるものである。

一般にパルスモータはパルスモータであるが故に間けつ
動作が主であるから本考案のパルスモータによれば駆動
周波数が小さいほど、またロータが停止している時間が
長いほど消費電力は小さくなる。

さらに軸５と管６，７．８をヒステリシス特性の異なる
半硬質磁性材料で形成したことにより負電流パルスＭの
大きさのバラツキを吸収できるので、コイルの製作や電
源を含めた駆動回路が精度的に簡単になる。

なお、半硬質磁性材料よりなる軸５は一度磁化させれば
以後は反転することがないから永久磁石を使っても同様
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるパルスモータによる一実施例の縦
断面図、第２図は本考案パルスモータの励磁コイルによ
るＢ−Ｈ曲線の特性例、第３図は他の実施例におけるパ
ルスモータの励磁方法を示す図である。 １・・・・・・ケース、２，３．４・・・・・・ヨーク
片、２ａ、２ｂ、３ａ 、３ ｂ 、４ ａ 、４ ｂ
・・・・・・磁極歯、５・・・・・・軸、６，７．８・
・・・・・管、９，１０．１１・・・・・・コイル、１
２，１３．１４・・・・・・ヨーク、１２ａ 、１２
ｂ 、１３ ａ 、１３ ｂ 、１４ ａ 、１４ ｂ
・−・−・−ヨークの磁極歯、１５・・・・・・スペー
サ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外周部に所定ピッチをもった磁極歯をもつ一対のリング
   状のヨークおよびこのヨーク間に密着させた半硬質磁性
   材料から成る管ならびに鉄管の上に巻装したコイルを、
   前記管とは異なるヒステリシス特性を持つ半硬質磁性材
   料よりなる軸に、前記ヨークの磁極歯の所定ピッチのｌ
   ／ｎ（ｎはモータの相数）ずつ各々回転方向にずらして
   複数組配設し、順次前記一つのコイルを正のパルスＰで
   励磁すると同時に他のコイルは負のパルスＭで励磁する
   ことにより、前記軸の半径方向に前記ヨークの磁極歯と
   相対向する磁極歯をもつヨーク片が複数個固着されたケ
   ースを回転させることを特徴とするパルスモータ。