JPS6043061A - 永久磁石モ−タ - Google Patents
永久磁石モ−タInfo
- Publication number
- JPS6043061A JPS6043061A JP15074583A JP15074583A JPS6043061A JP S6043061 A JPS6043061 A JP S6043061A JP 15074583 A JP15074583 A JP 15074583A JP 15074583 A JP15074583 A JP 15074583A JP S6043061 A JPS6043061 A JP S6043061A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic poles
- tooth
- permanent magnet
- poles
- toothed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く分野〉
本発明は永久磁石モータに係り、特に製造性を向上した
有極パルスモータ、いわゆるハイブリ。
有極パルスモータ、いわゆるハイブリ。
ト型パルスモータの構造に関する。
〈従来技術と背景〉
従来より有極のパルスモータは高トルクで高分解能であ
る特性を買われて各種分野で利用されている。しかし、
性能的には発生トルクあたりの重量が未だ大きいことが
自走式のキャリヤーの動力や、ロボ７）の組込駆動源と
して考える場合やや不満であった。例えば第１図にこう
した従来のモータの代表的構成を示すものであり、円板
状の永久磁石ｌの両端面にほぼ等しい外歯外径の外歯磁
極を形成した回転子２と、該回転子の外歯磁極と対向す
る位相の異なる２対の磁路ループを形成するための２対
の内歯磁極を有する固定子３を有し、該固定子側にコイ
ルを組込んだものであるが回転子の外径に比してコイル
組込路を形成するため固定子側の磁路ループ長が長く、
したがって高透磁性の磁路形成材（通常はシリコン鉄等
）が多く必要で形状も大きく、重量も大きくなっている
。またこうした構成のモーターのコイルは製造的に見て
成形してものを挿入するにしても、直接巻き込むにして
も図の様な内歯磁極の間を通して作業せねばならずきわ
めて作業性がわるく、かつ、固定子の空げき部に−ばい
にコイルを巻くことは不可能に近く、これが上記磁路上
をさらに長くする要因を成しており結果的には形状を大
型化し、重量を増すこととなっていた。
る特性を買われて各種分野で利用されている。しかし、
性能的には発生トルクあたりの重量が未だ大きいことが
自走式のキャリヤーの動力や、ロボ７）の組込駆動源と
して考える場合やや不満であった。例えば第１図にこう
した従来のモータの代表的構成を示すものであり、円板
状の永久磁石ｌの両端面にほぼ等しい外歯外径の外歯磁
極を形成した回転子２と、該回転子の外歯磁極と対向す
る位相の異なる２対の磁路ループを形成するための２対
の内歯磁極を有する固定子３を有し、該固定子側にコイ
ルを組込んだものであるが回転子の外径に比してコイル
組込路を形成するため固定子側の磁路ループ長が長く、
したがって高透磁性の磁路形成材（通常はシリコン鉄等
）が多く必要で形状も大きく、重量も大きくなっている
。またこうした構成のモーターのコイルは製造的に見て
成形してものを挿入するにしても、直接巻き込むにして
も図の様な内歯磁極の間を通して作業せねばならずきわ
めて作業性がわるく、かつ、固定子の空げき部に−ばい
にコイルを巻くことは不可能に近く、これが上記磁路上
をさらに長くする要因を成しており結果的には形状を大
型化し、重量を増すこととなっていた。
〈目的と特徴〉
本発明の目的は上記にかんがみ磁路ループを極限近くま
で短くし、かつ上記のごとき特殊な巻線作業を廃して重
量あたりトルク（馬力）にすぐれ、かつ生産性にもすぐ
れたモータの構造を提供することにある。
で短くし、かつ上記のごとき特殊な巻線作業を廃して重
量あたりトルク（馬力）にすぐれ、かつ生産性にもすぐ
れたモータの構造を提供することにある。
そして本発明の特徴は上記目的を達成するため軸方向に
磁化された円板状の永久磁石の両端面に夫々、高透磁率
材料より成りほぼ円板状であって夫々、径方向外周に歯
形を形成して成る第１および第２の歯形磁極を、上記永
久磁石と同軸に夫々端面を当接して形成し、さらに夫々
の外端面に上記歯形磁極より小径の高透磁性材料よりな
る円筒状のくびれ部を形成し、該くびれ部のさらに外側
に上記歯形磁極と対を成す第３と第４の歯型磁極を形成
し、上記各くびれ部の外径と歯型磁極の端面に遊合する
有孔円板状の固定コイルを夫々有し”Ｃ成る回転子組立
体と、該回転子組立体を組込む円筒状の孔を有し線孔の
少くとも上記歯形磁極と軸方向で対向する部分に上記歯
型と対向する内歯歯型磁極を有する固定子により磁気回
路を形成して成り、上記夫々の固定コイルの外径は上記
固定子の孔部に挿入固定可能な寸法に構成するとともに
上記第１と第２の歯型磁極と夫々の対向する内歯歯型磁
極との間の回転方向で云う対向位相と、第１と第３．第
２と第４の歯型磁極の対向位相を夫々９０°、１８０°
、１８０°に形成すること、さらには上記固定子の内歯
磁極を形成する溝のいくつかを特に深く形成する一方、
上記固定コイルの外周に凸部を形成し、該凸部と係合さ
せて固定するとともに上記特に深い溝を利用してコイル
引出線を収容して成ること、また上記第３および第４の
歯型磁極が上記固定コイルを組込む前は分離可能に形成
されていることを特徴とするものである。
磁化された円板状の永久磁石の両端面に夫々、高透磁率
材料より成りほぼ円板状であって夫々、径方向外周に歯
形を形成して成る第１および第２の歯形磁極を、上記永
久磁石と同軸に夫々端面を当接して形成し、さらに夫々
の外端面に上記歯形磁極より小径の高透磁性材料よりな
る円筒状のくびれ部を形成し、該くびれ部のさらに外側
に上記歯形磁極と対を成す第３と第４の歯型磁極を形成
し、上記各くびれ部の外径と歯型磁極の端面に遊合する
有孔円板状の固定コイルを夫々有し”Ｃ成る回転子組立
体と、該回転子組立体を組込む円筒状の孔を有し線孔の
少くとも上記歯形磁極と軸方向で対向する部分に上記歯
型と対向する内歯歯型磁極を有する固定子により磁気回
路を形成して成り、上記夫々の固定コイルの外径は上記
固定子の孔部に挿入固定可能な寸法に構成するとともに
上記第１と第２の歯型磁極と夫々の対向する内歯歯型磁
極との間の回転方向で云う対向位相と、第１と第３．第
２と第４の歯型磁極の対向位相を夫々９０°、１８０°
、１８０°に形成すること、さらには上記固定子の内歯
磁極を形成する溝のいくつかを特に深く形成する一方、
上記固定コイルの外周に凸部を形成し、該凸部と係合さ
せて固定するとともに上記特に深い溝を利用してコイル
引出線を収容して成ること、また上記第３および第４の
歯型磁極が上記固定コイルを組込む前は分離可能に形成
されていることを特徴とするものである。
〈実施例〉
第２図は本発明の一実施例であり、図中５は内歯磁極を
形成した封筒状の固定子で、５ａは軸方向に平行に形成
された内歯磁極の歯、６．は円板状の永久磁石７と８が
回転子側の外歯磁極、９と１０が駆動用コイル、１１が
回転子の軸構造であり。
形成した封筒状の固定子で、５ａは軸方向に平行に形成
された内歯磁極の歯、６．は円板状の永久磁石７と８が
回転子側の外歯磁極、９と１０が駆動用コイル、１１が
回転子の軸構造であり。
７ａ、７ｂが第１と第３の外出磁極、８ａ、８ｂが第２
と第４の外歯磁極に対応し図でも明らかな様に内外の磁
極の対向位相は、７ａ、７ｂ問および８ａ、ａｂ間で１
８０’ （由由対向と山谷対向）７ａと８ａ間で９０°
ずれさせてあり、永久磁石は軸方向に着磁され、駆動用
コイル９と１０により形成される磁路ループは夫々回転
子側のくびれ部７’ｃ、８ｃを経由して外歯５ａ、７ａ
、７ｃ。
と第４の外歯磁極に対応し図でも明らかな様に内外の磁
極の対向位相は、７ａ、７ｂ問および８ａ、ａｂ間で１
８０’ （由由対向と山谷対向）７ａと８ａ間で９０°
ずれさせてあり、永久磁石は軸方向に着磁され、駆動用
コイル９と１０により形成される磁路ループは夫々回転
子側のくびれ部７’ｃ、８ｃを経由して外歯５ａ、７ａ
、７ｃ。
７−ｂ、外歯５ａ、、８ａ、８ｃ、８ｂ、 と云うきわ
めて短いループを形成しており、また、７の群と８の群
の・間も永久磁石６．７の群、外歯５ａ（固定子）８の
群、をめぐる短いループで形成されてによって形成され
る磁気回路の動作磁束密度は、現今の希土類磁石を用い
ても通常０，８テスラ程度が経済的な設計点であるのに
対し、磁極、磁路の形成材である高透磁率材料は例えば
シリコン鉄でも優に２倍以上の磁束を通し得るのでくび
れ部の様な構造に磁路断面をしぼっても動作磁束量を通
ずには充分であり、その意味で余分の部分を除いてそれ
によって生じた空間にコイルを存在させている。なお、
このコイルは円筒状にまきつけてゆく最も曹通のも−の
であるから従来例の様にどうしても残るむだなすきまも
少なく、しがもボビンを用いるにせよ、モールドアッセ
ンブリで作るにせよ、きわめて作業性よく形成出来る。
めて短いループを形成しており、また、７の群と８の群
の・間も永久磁石６．７の群、外歯５ａ（固定子）８の
群、をめぐる短いループで形成されてによって形成され
る磁気回路の動作磁束密度は、現今の希土類磁石を用い
ても通常０，８テスラ程度が経済的な設計点であるのに
対し、磁極、磁路の形成材である高透磁率材料は例えば
シリコン鉄でも優に２倍以上の磁束を通し得るのでくび
れ部の様な構造に磁路断面をしぼっても動作磁束量を通
ずには充分であり、その意味で余分の部分を除いてそれ
によって生じた空間にコイルを存在させている。なお、
このコイルは円筒状にまきつけてゆく最も曹通のも−の
であるから従来例の様にどうしても残るむだなすきまも
少なく、しがもボビンを用いるにせよ、モールドアッセ
ンブリで作るにせよ、きわめて作業性よく形成出来る。
また、すきまなく、小さな遊合クリアランスで対向して
いるため見かけよりは熱の放散が良いし、磁路ループが
きわめて短いので所要磁束を発生させるために必要なア
ンペアターンも小さくてすむし、こうした構成の円筒状
のコイルは基本的にＧＣ（コイル定りが大きく取れるの
でアンペアターン当りの発熱でも有利である。
いるため見かけよりは熱の放散が良いし、磁路ループが
きわめて短いので所要磁束を発生させるために必要なア
ンペアターンも小さくてすむし、こうした構成の円筒状
のコイルは基本的にＧＣ（コイル定りが大きく取れるの
でアンペアターン当りの発熱でも有利である。
すなわち、コイルの有効性は文献「Ｓｗｉ ｔｃｈｉｎ
ｇＲｅｌａｙ ＤｅｓｔｇｎＪ ＋ Ｐ、Ｌ、Ｐｅａｋ
＆ Ｊ、Ｎ、Ｗａｇｎｅｒ’５Ｖａｎ Ｎｏ５ｔｒａ
ｎｄ、にも紹介されている様、目掛の大きさでなく、コ
イル定数Ｇｃ （Ｇｃ＝Ｎ” ／Ｒ）によフて評価され
るべきものである。（ただしＮは巻線回数、Ｒばコイル
抵抗）そして、アンペアターンＮｌはＮ Ｉ ＝−１”
ＭτＴＷａ〒Ｔである。
ｇＲｅｌａｙ ＤｅｓｔｇｎＪ ＋ Ｐ、Ｌ、Ｐｅａｋ
＆ Ｊ、Ｎ、Ｗａｇｎｅｒ’５Ｖａｎ Ｎｏ５ｔｒａ
ｎｄ、にも紹介されている様、目掛の大きさでなく、コ
イル定数Ｇｃ （Ｇｃ＝Ｎ” ／Ｒ）によフて評価され
るべきものである。（ただしＮは巻線回数、Ｒばコイル
抵抗）そして、アンペアターンＮｌはＮ Ｉ ＝−１”
ＭτＴＷａ〒Ｔである。
但しｅは巻線の断面当り充てん率、ｅはコイルの軸方向
長さ、ρは比抵抗、ｄは等価コイル内径で円形のときは
そのままの値、角形のときは周長ρ・をπでわった値と
なるが、本例における円形と従来例における角形では正
方形の場合での比較でも１３％は角形の方が大きく、長
方形になればそれ以上になる。なおｈは巻厚である。
長さ、ρは比抵抗、ｄは等価コイル内径で円形のときは
そのままの値、角形のときは周長ρ・をπでわった値と
なるが、本例における円形と従来例における角形では正
方形の場合での比較でも１３％は角形の方が大きく、長
方形になればそれ以上になる。なおｈは巻厚である。
こうした評価法で見ると本例の様なコイルは無理なくき
れいにならべて巻けるので８が大きく取れるし、円形で
あるのでｄが小さく結果としてＧＣが大きく取れること
は明らかである。
れいにならべて巻けるので８が大きく取れるし、円形で
あるのでｄが小さく結果としてＧＣが大きく取れること
は明らかである。
したがって、比較１．釣手さな空げ′きに組込まれてて
いるわりには発熱も少く、放熱も、わるくはない。
いるわりには発熱も少く、放熱も、わるくはない。
また外側をまわる磁路ループが短いので外側磁路を形成
する固定子は最小限の断面積×長さで形成出来るので小
型化、軽量化に有効である（回転）の歯型磁極の外径が
大きく対向部がモータ外形に近いところに形成されるた
め、外形のねりにはトルク発生半径が大きく大トルクを
発生するため、あるいは歯数をふやして高分解能のもの
を設計するのに有利である。
する固定子は最小限の断面積×長さで形成出来るので小
型化、軽量化に有効である（回転）の歯型磁極の外径が
大きく対向部がモータ外形に近いところに形成されるた
め、外形のねりにはトルク発生半径が大きく大トルクを
発生するため、あるいは歯数をふやして高分解能のもの
を設計するのに有利である。
なお、この構造を実用するにあたって解決せねばならな
い製造技術上のもんだいがいくつか存在するがその一つ
は回転子をどうやって固定子に組込み可能とするか、な
かんずくコイルを固定子側にどうやって位置出し固定す
るか、引出線の処理はどうするか。といった問題である
。
い製造技術上のもんだいがいくつか存在するがその一つ
は回転子をどうやって固定子に組込み可能とするか、な
かんずくコイルを固定子側にどうやって位置出し固定す
るか、引出線の処理はどうするか。といった問題である
。
第３図は本発明の一実施例の説明図でこうした課題を解
決するために取られた構造の説明図である。
決するために取られた構造の説明図である。
そして図において第２図と異るのは固定子５の外型が一
部余肉をもつ様４角断面に形成されている点と余肉のつ
いている部分の内歯歯形の溝部が図では４本特に深く形
成されている点、まだその溝の少くとも１本が外側まで
開口されコイルを軸方向で位置決めするに便ならしめて
いる蕉、コイル成形され表面絶縁され、引出線が付けら
れたモールドコイル組立体であって内歯磁極の山部の内
周と嵌合する外径部とこれより突出し上記特に深くした
溝部と嵌合する日出線引出し部を有している点である。
部余肉をもつ様４角断面に形成されている点と余肉のつ
いている部分の内歯歯形の溝部が図では４本特に深く形
成されている点、まだその溝の少くとも１本が外側まで
開口されコイルを軸方向で位置決めするに便ならしめて
いる蕉、コイル成形され表面絶縁され、引出線が付けら
れたモールドコイル組立体であって内歯磁極の山部の内
周と嵌合する外径部とこれより突出し上記特に深くした
溝部と嵌合する日出線引出し部を有している点である。
そしてこうした構成にしておけば引出し線を付けた回転
子組立体を固定子に対して一方向から挿入し、挿入後コ
イルが回転子と軸方向でせり合わない様外部から軸方向
の位置決め、あるいは調整を行い接着剤等で開口部・で
′固定することにより容易に組立てられる゛構造であり
、引出線もフランジ側だけで処理出来るのできわめて作
業性が良い。なおコイルの芯方向の位置出しはコイル外
周と内歯磁極の山部との間の嵌合で行うものとする。
子組立体を固定子に対して一方向から挿入し、挿入後コ
イルが回転子と軸方向でせり合わない様外部から軸方向
の位置決め、あるいは調整を行い接着剤等で開口部・で
′固定することにより容易に組立てられる゛構造であり
、引出線もフランジ側だけで処理出来るのできわめて作
業性が良い。なおコイルの芯方向の位置出しはコイル外
周と内歯磁極の山部との間の嵌合で行うものとする。
そしてこうして形成されるモータは小型軽量、高トルク
であって、かつ製造性も良い。
であって、かつ製造性も良い。
なお補足するなら外歯磁極の一方が最後に組込固定可能
な構造としておき、コイルはあらかじめ巻線したものを
モールドアンセンブリの形で組立体として用意したもの
を軸方向から挿入したあと、もう一方の外歯磁極を回転
方向の位相を決めて軸方向に圧入することで容易に実現
出来る。また内歯は本例の様に７の群と８の群を１／４
位相１９０° １ずらす構成では同相となり引抜材がつ
かえる。
な構造としておき、コイルはあらかじめ巻線したものを
モールドアンセンブリの形で組立体として用意したもの
を軸方向から挿入したあと、もう一方の外歯磁極を回転
方向の位相を決めて軸方向に圧入することで容易に実現
出来る。また内歯は本例の様に７の群と８の群を１／４
位相１９０° １ずらす構成では同相となり引抜材がつ
かえる。
以上説明した様に本発明によれば、小型軽量の高トルク
モータをきわめて経済的に提供出来る。
モータをきわめて経済的に提供出来る。
第１図は従来のモータ構造例の説明図、第２図と第３図
は゛本発明の一実施例の説明図。 図中１と６は永久磁石、２は回転子、３と５は固定子、
４はコイル、９と１０もコイル、５ａは内歯磁極の歯、
７と８は外歯磁極、１１は軸構造。 １２はベアリング、１３はフランジ。 第 ＋ｌｆｆ１ ／ｌ 悌２犯 ｑ、／θ 寥３功
は゛本発明の一実施例の説明図。 図中１と６は永久磁石、２は回転子、３と５は固定子、
４はコイル、９と１０もコイル、５ａは内歯磁極の歯、
７と８は外歯磁極、１１は軸構造。 １２はベアリング、１３はフランジ。 第 ＋ｌｆｆ１ ／ｌ 悌２犯 ｑ、／θ 寥３功
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）軸方向に磁化された円板状の永久離合の両端面に夫
々、高透磁率材料より成りほぼ円板状であって夫々、径
方向外周に歯形を形成して成る第１および第２の歯形磁
極を、上記永久磁石と同軸に夫々端面を当接して形成し
、さらに夫々の外端面に上記歯形磁極より小径の高透磁
性材料よりなる円筒状のくびれ部を形成し、該くびれ部
のさらに外側に上記歯形磁極と対を成す第３と第４の歯
型磁極を形成し、上記各くびれ部の外径と歯型磁極の端
面に遊合する有孔円板状の固定コイルを夫々有して成る
回転子組立体と、該回転子組立体を組込む円筒状の孔を
有し該孔払少くとも上記歯形磁極と軸方向で対向する部
分に上記歯型と対向する内歯歯型磁極を有する固定子に
より磁気回路を形成して成るモータであって上記夫々の
固定コイルの外径は上記固定子の孔部に挿入固定可能な
寸法に構成するとともに上記第１と第２の歯形磁極と夫
々の対向する内歯歯型磁極との間の回転方向で云う対向
位相と、第１と第３．第２と第４の歯型磁極の対向位相
を夫々９０°、１８０°、１８０’に形成して成る永久
磁石モータの構成。 ２）上記固定子の内歯磁極を形成する溝のいくつかを特
に深く形成する一方、上記固定コイルの外周に凸部を形
成し、該凸部と係合さ〜Ｕで固定するとともに上記特に
深い溝を利用してコイル引出線を収容して成ること特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の永久磁石モータの構
成。 ３）上記第３および第４の歯型磁極が上記固定コイルを
組込む前は分離可能に形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の永久磁石モータ
の構成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15074583A JPS6043061A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 永久磁石モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15074583A JPS6043061A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 永久磁石モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043061A true JPS6043061A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15503486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15074583A Pending JPS6043061A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 永久磁石モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043061A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0514176A2 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | Shinko Electric Co. Ltd. | Rotary pulse motor |
| EP0758814A1 (en) * | 1995-08-16 | 1997-02-19 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid stepping motor |
| EP0817360A2 (en) * | 1996-07-05 | 1998-01-07 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid type stepping motor |
-
1983
- 1983-08-18 JP JP15074583A patent/JPS6043061A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0514176A2 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | Shinko Electric Co. Ltd. | Rotary pulse motor |
| EP0758814A1 (en) * | 1995-08-16 | 1997-02-19 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid stepping motor |
| EP0817360A2 (en) * | 1996-07-05 | 1998-01-07 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid type stepping motor |
| EP0817360A3 (en) * | 1996-07-05 | 1999-06-30 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid type stepping motor |
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