JPS61502232A - ステツピングモ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ステッピングモータ 技術分野 本発明は電動機、特にステッピングモータに関する。

背景技術 一′般的にステッピングモータは、内向きに突出し周上に間隔をおいて配設され 軸方向に延在するステータ（固定子）の歯と相互作用をする、外向きに突出し周 上に間隔をおいて配設され軸方向に延在するロータ歯を有するロー・夕（回転子 ）を含む。ステータ歯は、周上に間隔をおいて配設され内向に突出し軸方向に延 在するステータ極の上に組を作る。一つの極の丘の該ステータ歯は対向するロー タ歯と一直線をなし、他方隣接する極のトの歯はロータ歯と部分的に一直線から 外れ、その次に同上で間隔をおいている極・の上のステータ歯は対向するロータ 歯の間の谷と一直線をなすようＧご、ステータ極のとに設けられている。いわゆ るハイブリッド型モータにおいては、ロータは軸か向に一直線である２部分を含 み、一方の部分の歯は他方の部分の谷と一直線になっている。２０一タ部分の間 の永久磁石は、その部分を反対の極性に磁化する。適宜励磁されるステータ極上 のコイルが、ロータを回転させるようにステータとロータ歯の間の相互作用を惹 起する。

いわゆる可変リラクタンスステンビングモータにおいては、ロータ歯を有するロ ータは軟磁性物質で作られる。ステータコイルは、ロータが歩道的に動くように 回転基を形成する。上記モータは効率において限界が有り、さらに他の欠点を有 する。

上記モータの効率を上昇させ、そしてモータから発生するノイズ等の欠点を減少 させる試みが、ステータ歯のピンチをロータ歯のピンチと異ならせることにより 行なわれている。またトルクを増加するための試みが、より強力な永久磁石で磁 場を強くすることにより行なわれている。さらにステータ巻線の励磁についての 種々の技術に努力が向けられている。しかしながら、上記モータから得られる基 本的なパワーと効率には限界があった。

本発明の目的は、今までのモータの欠点を克服することにある。

本発明の他の目的は、所与のコイル電流に対してより大きいトルクを有する、改 良されたモータを提供することにある。

発明の開示 本発明の一形態は、ステータ部材とロータ部材を有するモータにおいて、一方ま たは両方の該部材の上の歯に隣接する空間または歯の間の空間の中に磁性物質を 置き、そしてこの磁性物質を他方の部材上の対応する部分からの磁束に対して逆 になるように配向させることにより、上記目的の全てまたは一部が解決された。

本発明の他の好ましいが基本的ではない形態においては、永久磁化された物質の 性質およびサイズは、それの磁束が隣接するロータ歯の磁束より大きくなるよう に選定される。

本発明の他の形態においては、磁性物質は、軸方向に磁化したロータを有するモ ータのステータ歯に隣接しであるいはステータ歯の間に配置される。

本発明の他の形態においては、磁性物質は軸方向に磁化したステータを有するモ ータのロータ歯に隣接しであるいロータ歯の間に配置される。

さらに他の形態においては、磁性物質はステータ歯とロータ歯に隣接しであるい はその間に配置される。

本発明の他の形態においては、磁性物質はステータ歯に隣接しであるいはそのス テータ歯の間に、または単体ロータの歯に隣接しであるいはその歯の間に配置さ れ、かつロータ歯の間の磁性物質はステータ歯の間の物質と協調するように極性 が与えられている、すなわち磁石の北極が南極に面している。

本発明の他の形態においては、各歯の間の物質の半径は少な（とも同上の幅の０ ．５倍である。

本発明の他の形態においては、磁性物質は希土類コバルトである、さらに詳しく 言うとその物質はサマリニーム・コバルトである。

本発明のさらに他の形態においては、その物質器よネオジミウム・硼素・鉄の合 金である。

本発明さらに他の形態においては、永久磁石物質器よロータまたはステータの歯 の間に、またはりニアモータの両部材の間に配置される。

本発明の他の形態においては、永久磁石番よ傾斜した歯を有するモータに対して 用いられる。

本発明のこれらの形態は請求の範囲の中に指摘されている６本発明の他の目的お よび利点は、添付の図面を参照する以下の詳細な説明から明らかとなるであろう 。

図面の簡単な説明 第１図はモータシステムのブロックダイヤグラムである。

第２図は本発明の実施例の断面図である。

第３図は第２図の３−３断面図である。

第４図は第２図と第３図のステータの極を励磁するＢ様を概念的に示す。

第５図は第２図と第３の一部の磁化を図示する断面図である。

第６図は本発明の実施例である他のモータの半径方向断面図である。

第７図は第６図の７−７断面図である。

第８図は本発明の他の実施例である。

第９図は第２図ないし第７図のモータの、生成されたトルクを電流を変数として 図示するグラフである。

第１０図は第１図ないし第９図のモータの生成トルクを、所与の電流において、 スピー・ドを変数として示すグラフである。

第１ｊ図と第１２図は本発明の実施例であるリニアモータの概念的表現である。

第１３図ないし第１５図は本発明の他の実施例の部分を図示する。

第１６図と第１７図は本発明の実施例であるリニアモータの概念的表現である。

好ましい実施例の説明 第１図においてドライバー〇は外部の源（図示せず）から制御パルスを受け、モ ータＭを駆動する。ドライバー・は外部の回転方向信号をも受ける、この信号は ドライバーＤに一方の方向に又は他の方向に回転することを指示する。

第２図と第３図に、モータＭがさらに詳しく表わされている。第２図と第３図に おいて、ロータ１ｏは参照番号】４で概念的に示されているハウジングの中に設 けられたステータ１２の中で回転する。巻線以外についでは、このモータは慣用 のものである。軸Ｉ６はハウジングから突出し、ロー・−タ】０の中で回るよう にロータ１ｏにキー止めされている。図示されていない適当な軸受が、ロータ１ ０と軸１６をハウジング１４の中で回転でき不ように支える。

第３図に明確に図示されているように、ロータ１０は永久磁石２４と磁石２４を その軸端において包み、前ロータ部と後ロータ部を形成する、２個の帽子状の口 ・−ラ極金輸２８□３０を備える。極金輪２８と３０は、Ｎ晴さのためにロータ 部とも呼ぶ。第２図にさらに詳しく示されているように、ロータ部２８は半径方 向外側向きに突出する５０個の周上に間をおいて設けられた歯３６を有する。

もちろん図示の歯の数は例示に過ぎない。本発明の他の実施例においては、極金 輸は他の歯数、例えば４０゜４８、を使う。図示の例においては、歯の角度ピッ チあるいは周上のピッチ、すなわち隣接するロー・７歯３６の対応点の間の角度 間隔は７．２度である。第３図から容易に確かめることができるように、ロータ 部２８全体は永久磁石２４によって磁化され北極に磁化している。図示されてい ないが、歯３６はロータ部２８の全周のまわりに間隔をあけて配設されている。

歯はロータの軸方向に沿って縦方向に延在する。

ロータ部３０はロータ部２８と同一である、そして外向きで周上に間隔をおいて 配設された半径方向の歯３８をを有する。しかしながらロータ部３０は、ロータ 歯が角度において１７２歯ピンチだけずれて軸１６に取付けられあるいはキー付 けされている、これ故軸方向から見ると歯３６の中間に見える。これは第２図の ロータの左側部分に非常にくわしく示されている。ロータ３６の後にありその間 から突出しているロータ歯３８は、簡単のために・ロータの残りの部分について は図示されていない。しかし実際はこの部分においてもロータ歯２８の後にロー タ歯が存在することを理解すべきである。

第２図に示されているように、８個の角度的に変位した極４０．４２．４４．４ ６．４８．５０．５２．５４が共通の外接ステータ部５６から内向に突出し、ス テータ１２を形成する。極は、口・−夕１０を超えてステータ１２の全軸長にわ たって縦方向に延在する。５個のステータ極の歯またはステータ歯５８は、各種 ４ｏないし５４の内側半径方向終端を形成する。極の歯はロータと同心である仮 想的円筒面上で、かつロータ歯３６．３８かられずかに離して形成される。図示 の実施例においては、極の歯のピッチしピンチを有する。この実施例においては 、ロータ歯のピッチとステータ歯のピンチは同一である。他の場合にはこれらは 異なる。極４ｏないし５４およびそれぞれの歯５８は、２つの互いに反対側の極 （例えば極４ｏと極４８）は一方の極金輪上のロータ歯に直接対向し、他方それ から９０度の位置にある極４４と５２は同じ極金輸の歯３６とは完全に位置がず れるように、角度的に配置されている。残りの４５度の角度に配向する極４２． ４６．５０゜５４上の歯は、同じ位置において同じ極金輪のロータ歯３６の角度 配位が９０度電気角と２７０度電気角だけ位相がずれるように、角度的に配置さ れている。

極の歯５８は、ロータ軸と平行にロータの一方の端がら他端まで縦方向に延在す る。これ故、極５２と４４との上の歯５８がロータ部２８の歯３６に対して一直 線から外れ１８０度電気角である時は、ロータ部３０の上の歯３８に対しては完 全に一直線になっている。同時に極４０と４８の上の歯５８は、歯３８に対して 完全に一直線から外れている。

ステータコイル６０は、極４０から５４までを、順々にロータ回転を起こさせる ように磁化する。ステータコイル６０の詳細およびステータの配置が概念的に第 ４図に図示されている。ここにおいて、８個のコイルがそれぞれ巻線８２．８４ ．８６．８８．９０．９２．８４．９６で形成され、それぞれは８個の位相Ｐ１ ないしＰ８を表わす。

典型的な従来技術によるモータにおいては、極は磁化されていない（０）か、北 極（Ｎ）または南極（Ｓ）を作るために磁化されているかであって、一つの極か ら周上の隣接する極に移るに従ってＳ−０−Ｎ−０−３−０−Ｎ−０の順で磁化 されている。ドライバーは次のパルスに応答して、同じ極について磁化の順を０ −３−Ｏ−Ｎ−０−３−０−Ｎに変え、その次のパルスに応答して順をＮ−０− ３−Ｏ−Ｎ−０−３−０゜そして０−Ｎ−０−５−Ｏ−Ｎ−３−−−−−−−− −ｅｔｃに変える。この結果ロータはロータ歯のピッチの１７４だけ、すなわち 隣接するロータ歯の各対応する位置の間の角度間隔の１７４だけ、各パルスに応 答して回転する。したがって各パルスは磁化ベク）・ルを４５６だけ動かし、ロ ータはロータ歯ヒツチの１７４だけ動くことになる。このロータ歯ピッチの）／ ４のことを、８極モータの１０−タステツプという。

上記極の極性は、ステータ極のまわりのコイルの電流の極性を電気的に反転させ る第４図に示されている回路を用いても、同一の励磁に応答して反対の極性が得 られるように結合と巻線方向が配置されている２個の巻線で各ステータ極を囲み 、その巻線をスイッチで切替えることによ、っても、得ることができる。

巻線駆動の典型的手段および異なる巻線配置は公知であるつこれらは、例えばこ の出願の出願人と同一の者に譲渡されたジオーン・Ｈ・フィールド氏の米国特許 ４，２５５．６９６号に開示されている。

本発明に係るモータのステータ歯の間の谷は、高残留磁気物質例えばサマリュー ムコバルト（ＳｍＣｏｓ）でうめられている。本発明の他の実施例においては、 希土類コバルトまたはネオジミウム硼素鉄合金またはフェライトまたはアルニコ が使われる。既知の磁性希土類物質の中にはＮｄとＳｎ＋が含まれる。ステータ 歯の中の磁石は第５図に示すように磁化される。モータは以上説明したものと同 一に、または他の２相ハブリツドステンビングモータと同様に、巻線が巻かれま た駆動される。

磁性物質１１０．１２０の効果は、隣接するロータ歯から磁束をしりぞけ、これ により隣接するロータ歯からの磁束を隣接するステータ歯と相互作用させるため に集中させることにある。第２図の極４０から４８に対して示されているように 、ステータの谷の中の磁性物質１．１０の内側の表面は北極である。反対側のロ ータ歯もまた磁石２４の磁化によって北極である。このようにして、磁性物質１ １０は、歯３６からの磁束をしりぞける傾向があり、磁束を歯５８の中に集中さ せる。

最初のパルスの間、極４０．４８の歯５８がコイル６０によって南極に磁化され 、極４４．５２の歯が北極に磁化され、残りの極４２．４６．５０．５４の歯が 磁化されていないとすると、磁性物質１１０の効果によって歯３６が一番強く極 ４０と４８の歯５日に引かれる。これは保持トルクを増大する、すなわちロータ １０が特定の角度位置に停止する傾向が増大する。極４４．５２の歯の北極に磁 化することは、歯５８と磁性物質１１０によって、ステータ極４４とロータ部２ ８の完全な反発を惹起する。このようにしてロータの磁束は最も近い例えば南極 である歯の方向に向けられる、南極である歯は極を遠ざける。本発明の一実施例 においては、図示のように極性が与えられた永久磁石物質１１０が、これと似た 結果を与える。しかし好ましい実施例においては、ステータ歯の谷の中の磁性物 質１１０．１２０からの磁束は、反対側のロータの歯からの磁束より大である。

ドライバー〇が、極４２．５４上の歯を南極にし、極４６゜５４上の歯を北極に し、残りの極を励磁しないときは、磁性物質１１０の上の北極の面は磁石１ｏ上 の歯３６からの北極磁束を極４２．５４の中の歯５８に向けて集中し、極４６と ５４の中に反撥力を生じさせ、さらに励磁されていない極の中にも反撥力を生じ させる。極４２と５０の歯におけるこの磁束の細い流れは、ロータ１０をロータ の中の歯３６と極４２と５０の中の歯が一直線になるように引きつげる。上記配 置が起ったときに、次のパルスが極４４と５２の歯５８を南極にすると、極４４ と５２の配置は前のパルスの際に極４２と５０において起ったものと同一のもの になる。これによりロータ１０を時計方向にさらに引きつけることになる。以後 に続くパルスは次々にロータ１゜を時計方向に引きつける。換言すると、極の励 磁が４０から５４ニ移るとともに、Ｓ−０−Ｎ−０−３−０−Ｎ−０から０−３ −Ｏ−Ｎ−０−３−０−Ｎ　ニ、そしてさらニＮ−０−Ｓ−０−Ｎ−０−３−０ に、さらに０−Ｎ−０−５−Ｏ−Ｎ−０−３ｅｔｃ　と変化する。

ロータの反対側端部においては、歯３８は歯のピッチの１／２だけ歯３６からず れている。これ故、極４ｏと４８の歯５８が歯３６に直接対向するとき、極５２ と４４の歯５８はステータ部３０の上の歯３８に対向する。したがって、ロータ の後部の極４４と５２によるロータの回転の効果は、ロータの前部の極４０と４ ８の効果と同一である。一般的に言って、ロータ部２８（例えば極４２と５σ） に対するステータ極の効果は、それから９０度の極（例えばロータ部３０の極４ ６と５４）に対する効果と同一である。

２相を基礎として極を、Ｓ−５−Ｎ−Ｎ−５−Ｓ−Ｎ−Ｎ。

Ｎ−Ｓ−３−Ｎ−Ｎ−３−５−Ｎ、　Ｎ−Ｎ−３−５−Ｎ−Ｎ−３−３，ｅｔｃ 　と励磁することも知られている。この型の励磁は良く知られており、本発明は この励磁を用いても動作させることができる。

モータの動作は、磁性挿入＠ＩＪ１１０を用いないモータの動作と同一である。

他面、磁性挿入物は、同一電流を流したとき磁性挿入物を用いない同型モータに 比しトルクを実質的に改善する。−例によると、磁性挿入物を有するときのトル クは、同一定格電流を流したときの挿入物を用いない同型のモータより約５０％ も高かった。

本発明が依拠する理論は特許性判断の目的のためには不必要であると考えられる が、次のことを付言する。

本発明によって与えられる改良は、付加された永久磁石が従来技術によるモータ の各パルスにおける特定の極位置において起ると考えられる負のトルク成分に打 勝ち、同じパルスにおいて起ると考えられる正のトルクを強めるからであると思 われる。

第６図と第７図は本発明の他の実施例を示す。この場合、モータは可変リラクタ ンスモータの型式であって、ロータ１０はモータの前部から後部まで軟磁性物質 １３０から成る。軟磁性物質は薄板形状とすることができる。ロータ１３０は、 第２図の歯３６に対応する歯１３６を含む。歯１３６の間に位置する物は、磁性 挿入物である。これはロータの前部から後部まで延在し図示のように磁化してい る、すなわち北極は外側周辺部にあり、南極は歯１３６の間の谷のくぼみに近い 。

第６図における極４０から５４までと巻線６０は、第２図のそれらに対応する。

ステー・７歯５８の間の谷は図示のように磁化した磁性挿入物で充填されている 、すなわち南極は歯の頂上に向かい、北極は谷のくぼみに向かう。ステータの磁 性挿入物１４０がロータの磁性挿入物と一直線になると磁場は互いに強め合う、 すなわち北極は南極に対向する。このように、ステータ歯の谷から出発してロー タ歯の谷に終る半径方向に沿って、磁極はＮ　−Ｓ　−Ｎ、、、　Ｓの順に移る 。本発明の他の実施例においでは、磁極は５−Ｎ−５−Ｎの順に移る。いずれの 場合にも、これらの磁化はロータとステータの前部から、ロータとステークの後 部まで縦方向に延在する。

第６図に示された位置においては、極４０と４８の磁性挿入物１４０は、反対側 のロータ部分における磁性挿入物１３８の磁化を強める。他方、極４４と５２の 谷の中の磁性挿入物１４０は反対側のロータ部分の歯に対向する。

橿４２と５０の磁性挿入物は、ロータを時計方向に動かす方向に、ロータ磁性挿 入物１３８を引きつける。そして極４６と５４の中の対応する磁性挿入物は、ロ ータに反時計方向運動をもたらす。

動作時に巻線６０は、ロータのまわりに回転磁場を形成するように励磁される。

例えば、１個目のパルスの間は橿４０から５４までに極性５−Ｎ−Ｎ−３−３− Ｎ−Ｎ−３を、次のパルスの間は極４０から５４までに極性Ｓ−３−Ｎ−Ｎ−５ −Ｓ−Ｎ−Ｎを、その次のパルスの間は極４０から５４までに極性Ｎ−５−５− Ｎ−Ｎ−Ｓ−５−Ｎを作るように、ステータの歯５８は巻線６０の励磁によって 極性が与えられる。最初のパルスの時、極４０の歯５８にＳ極が現れることは極 ４０の内側周辺表面を完全にＳ極にし、これは極４８の南極についても同じであ る。これによって、極４０における磁性挿入物１３８と１４０によって作られる 協働磁場の保持効果が減少する。同時に、極４２と５０の歯の北極に磁化するこ とは、ロータ１０の歯を引き・つけそして極４２と５０における磁性挿入物１３ ８と１４０が一直線になることを助ける、この結果ロータ１０を時計方向に引き つける。極４４と５２における北極極性の歯は隣接するロータ歯を引き寄せそし て時計方向のトルクを強める、この時、極４６と５４の南極は極の内側周辺を完 全に南極にする。次のパルスの期間中に極４０から５４までそれぞれがＳ、５− Ｎ−Ｎ−５−５−Ｎ−Ｎに磁化することは同様の効果を有する、ただしくロータ をさらに時計方向に動かすとき）それに続く極は時計方向に位置する極である。

本発明は、第２図と第３図のモータを用いて、ステータ極の歯の間の谷の中とロ ータ歯の間の谷の中に磁性挿入物を設けることによっても実施することができる 。この実施例・は第９図に示されている。

磁性挿入物１１０．１３８．１４０の物質はサマリニーム・コバルトであること が好ましい。本発明の他の実施例においては、物質はネオジミューム・ボロン・ 鉄合金である。勿論、アルニコのような物質を使うこともできる。なおサマリニ ーム・コバルトとはＳｍＣｏ５を意味する。しかしながらＳ＠ｇＣｏ＋、をも意 味する。

磁性挿入物１１０．１３８．１４０は材料を粉末にし、それをプレス成形し、そ れを焼結し、そして谷の中にそれを接着材で固定することが好ましい。

第１図ないし第８図のモータにおいて、磁性挿入物１１０、１３８として用いら れる永久磁石物質の保磁力と、磁性挿入物１１０．１３８の周辺幅に対する軸方 向深さの比として要求される値の間には、ある関係がある。大きい保磁力を有す る磁性物質は、最適動作のための幅に対する深さの比（幅深比）として要求され る値が小さい。低い保磁力を有する物質は、その比として要求される値が大きい 。逆に言うと、大きい幅深比を有するモータは低い保磁力の物質で動作させるこ とができ、小さい幅深比を有するモータは高い保磁力の物質を必要とする。

下表は、種々の物質に対する好ましい幅深比と保磁力の範囲を示す。図中の幅は 周上の幅を、深さは軸方向の深さを示し、保磁力はエールステッド（０ｅｒｓ　 ｔｅｄ）を単位とする。

ようなハイプリントモータと、同じ寸法、同じ重さ。

同じ電気的入力において、動作に少なくとも有意な改善が見られるために必要と される範囲を示す、有意な改善とは、同じ寸法、同じ重さ、同電流による励磁の 従来技術によるハイブリッド（例えば軸方向に磁化したロータを有する）モータ に対してトルクが２０％以上増大することと定義されている。

第９図と第１０図は、従来技術および第２図、第３図第６図、第９図に係る実施 例によって作られたモータの動作特性を示すグラフである。第９図は、定格電流 に対するモータの保持トルクを比較する。第１０図は、単位時間当りのステップ （フル・ステップ）数が、定格電流５．８２アンペアのもとてほぼ同一の３５ボ ルトのパイポーラチョンパで駆動されたモータの保持トルク（オンス・インチ） に比較されている。保持トルクはブレ・−キを用いて、停止前の最大トルクを測 定すること起：より測定された。ステッピングトルクと保持トルクの間に線形関 係が存在する、すなわちステ・ノビングトルクは保持トルクの０．７０７倍に等 しい。

第９図と第１０図において、曲線Ａは普通の従来技術によるハイブリッドモータ 、例えばサマリューム・コバル）Ｃ３ｗＣｏｓ）永久磁石挿入物を有さない第２ 図と第３図に図示されたハイブリッドモータの動作を表わす。

曲線ＢはＳ　ｍ　Ｌ　ｏ　ｓ永久磁石挿入物を用いる第２図と第３図の本発明の 実施例に対応するモータの動作を表わす。

曲線Ｃは、ロータ歯とステータ歯の谷にＳｍＣｏ、磁性挿入物を有するハイブリ ッドモータを用いる実施例の動作を表わす。曲線りは第６図と第７図のモータを 使用しステータ歯どロータ歯の谷の中にサマリューム・コバルト磁性挿入物を設 けた。すなわち軸方向に一直線になっているロータ歯を有し、ロータ部分の前部 と後部の間に磁石を有しないモータに対応ずｉモータ動作を表わす。非常に高速 である場合を除いて、本発明の実施例のモータの保持トルク、そしてこれ故モー クのステッピングトルクは従来技術によるモータに比較して著しく大きいことが 見られる。

第６図と第７図のモータにおいては、モータの最初のパルスの方向が回転の方向 を決定することを理解しなければならない。

本発明はりニアモータにおいても実施することができる。そのような１）：、− アモータが第１０図に図示されている。第１０図のステータの極の歯の谷は図示 のように磁化した磁性’！！７１質を含む。第１１図のりニアモータは第２図と 第３図に対応し、ロータの物質が磁化されている。

第１２図は第６図と第７図のモータに対応するりニアモータであり、ロータは軟 磁性物質で作られている。

本発明の実施例においては、永久磁石はステータ掻の終極の歯に隣接して置（こ ともできる。これは第１３図に図示されている。この場合、ステータ極は一本の 歯だけを有し、磁性物質は隣接する単一の歯によって保持されている。これは第 １４図に図示されている。これらのステータ歯は、図示の他の実施例のモータに おいても使用することができる。

本発明は回転軸に対して平行である歯を有するステータおよびロータばかりでな く、第１５図に図示されているように歯のピンチの数分の一部いている歯を存す るステータおよびロータにも適用することができる。

傾いた歯はロータの回転を円滑にするという効果を有する。

第９図と第１０図に関してサマリューム・コバルトとはＳｍＣｏ５を意味する。

しかし本発明はその高い保磁力ゆえにＳｍ２Ｃｏ＋？を使用することを予期して いる。これ故すマリューム・コバルトという語は、第１図から第８図までについ てはＳｓ＋Ｃｏ５　とＳｗｚＣｏ＋ｆｆの両方を予定している。

ステッピングトルクは永年にわたってすでに存在している、゛そしてトルク出力 を増加させる種々の試みがなされている。本発明は、同じ重量５寸法、電力入力 において、従来技術による装置より可成の増大を提供する。

本発明の実施例が詳細にわたって説明されたが、本発明の技術的範囲から逸脱す ることなく、他のＢ様で実施できることは、この技術の専門家にとっては明白で あろう。

本発明の実施例においては、硬永久磁石物質を熱可塑性プラスチック、熱硬化プ ラスチック（ｔｈｅｒｍｏ−ｓｅｔｔｉｎｇ　ｐｌａｓｔｉｃＬ　その他の分散 母材の中に分散させ、歯の間のステータ大またはロータ大の中に適宜こすり付け る。磁性物質はその後に磁化される。

本発明のさらに他の実施例においては、ステータの中の極の構造は、第１６図に 図示された形状を有する。

この図は、ロータ１０の一部と第２図の極４０から５４までに対応するステータ １６０の単一ステータ極を図示する。

ステータとその極は独立の薄板で形成されており、その薄板は適宜に穴１６２が パンチ加工されている。その穴は薄板が積層されると一直線になり、そして磁性 物質の棒１６４が開孔部に置かれ、そして引き続いて磁化される。この構造にお いてステータ歯は、棒１６４の間部分と棒１６４の外側に隣接する角部１６８に 対応する。

この構造においてステータの全ての極は第１６図に図示する構造に従って作られ ることが好ましい。

本発明のさらに他の実施例においては、薄板を積層する前にプラスチック磁性物 質がぬり付けられ、乾燥される。磁性物質はその後に磁化される。

本発明の他の実施例は、薄板を積層し、磁性物質を磁化させる前に、−直線にな っている穴の中に磁性物質をぬり付けることを含む。

本発明のさらに他の実施例においては、ロータ歯と磁石が、第６図と第７図の構 造に代え第１６図に図示たものと同等に形成される。第１７図は、ロータもステ ータもそれぞれ歯の間に磁性物質を含む第６図と第７図の原理を用いたモータの 一部を図示する。第１７図において、ステータ１６９は第１６図のステータ１６ ０に対応する。ロータ１７０は、磁性物質または磁性挿入物１７４の間の空間の 中に形成された「歯」１７４を含む。第１６図と第１７図において、磁性物質は 図示のように半径方向に磁化する。

Ｆｆ６．４ ＦＩＧ、ＩＩ Ｆｆ−Ｇ、Ｉ２ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１３ 持１（口Ｈｂ　１−５０２２漏　（１０）

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータと、該ステータ上の複数の極と、各極のための巻線と、該極の上 の少なくとも１本の複数の、間隔をおいて配設されたステータ歯と、該ステータ に対して回転可能であり、上記ステータ極の歯にすれちがう第１の方向に沿って ロータが運動するために配置されている複数のロータ歯を有し、該ロータ歯と該 ステータ歯がロータとステータの相対運動の径路に沿っておよび運動の径路を横 切る深さ方向で間隔を形成しているロータと、複数のロータ歯または複数のステ ータ歯に隣接して位置し、間隔の深さ方向に磁化している、複数の永久磁性挿入 物を備えることを特徴とするステッピングモータ。
2. （２）上記挿入物がステータ歯に隣接する空間の中に位置することを特徴とする 請求の範囲第１項記載のモータ。
3. （３）上記挿入物がロータ歯に隣接する空間の中に位置することを特徴とする請 求の範囲第１項記載のモータ。
4. （４）上記挿入物がロータ歯とステータ歯に隣接する空間の中に位置することを 特徴とする請求の範囲第１項記載のモータ。
5. （５）上記ロータ歯が運動経路と深さ方向に対してほぼ横方向に延在することを 特徴とする請求の範囲第１項記載のモータ。
6. （６）上記ロータ歯が、運動経路の方向に対して横方向に、歯のピッチの数分の １だけ傾いていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のモータ。
7. （７）上記永久磁性挿入物がサマリューム・コバルトを含むことを特徴とする請 求の範囲第１項記載のモータ。
8. （８）上記永久磁性挿入物がネオジミューム・ボロン合金を含むことを特徴とす る請求の範囲第１項記載のモータ。
9. （９）上記ロータ歯が運動経路と深さ方向に対して横方向に延在することを特徴 とする請求の範囲第２項記載のモータ。
10. （１０）上記ロータ歯が、運動経路の方向に対して横方向に、歯のピッチの数分 の１だけ傾いていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のモータ。
11. （１１）上記磁性挿入物がサマリューム・コバルトを含むことを特徴とする請求 の範囲第９項記載のモータ。
12. （１２）上記ロータ歯が運動経路と深さ方向に対して横方向に延在することを特 徴とする請求の範囲第１０項記載のモータ。
13. （１３）上記磁性挿入物がネオジミューム・ボロン合金を含むことを特徴とする 請求の範囲第９項記載のモータ。
14. （１４）上記磁性挿入物がネオジミューム・ボロン合金を含むことを特赦とする 請求の範囲第１０項記載のモータ。
15. （１５）上記ロータが線状であり、上記極が線状に配置されていることを特徴と する請求の範囲第１項記載のモータ。
16. （１６）上記ロータが上記ステータの軸のまわりで回転することを特徴とする請 求の範囲第１項記載のモータ。
17. （１７）上記ロータが上記ステータの軸のまわりで回転することを特徴とする請 求の範囲第２項記載のモータ。
18. （１８）上記ロータが上記ステータの軸のまわりで回転することを特徴とする請 求の範囲第３項記載のモータ。
19. （１９）上記ロータ歯が、軸方向に延在し互いに半径方向に変位しかつ反対方向 に磁化している２つの組に分割され、上記ステータ歯が、それぞれが上記組の一 つに対向する部分に分割され、上記組の一方の中の上記挿入物は深さに沿って一 方向に磁化し、上記組の他方の中の上記挿入物は深さに沿って反対向きに磁化し ていることを特徴とする請求の範囲第１６項記載のモータ。
20. （２０）磁化したロータ歯の組に対向する上記挿入物のそれぞれの磁極が上記挿 入物に対向するロータ歯の組と同一に極性が与えられていることを特徴とする請 求の範囲第１９項記載のモータ。
21. （２１）上記ロータ歯が、軸方向に延在し互いに半径方向に変しかつ反対方向に 磁化している２つの組に分割され、上記ステータ歯が、それぞれが上記組の一つ に対向する部分に分割され、上記組の一方の中の上記挿入物は深さに沿って一方 向に磁化し、上記組の他方の中の上記挿入物は深さに沿って反対向きに磁化して いることを特徴とする請求の範囲第２項記載のモータ。
22. （２２）上記ロータ歯が、軸方向に延在し互いに半径方向に変位しかつ反対方向 に磁化している２つの組に分割され、上記ステータ歯が、それぞれ上記組の一つ に対向する部分に分割され上記組の一方の中の上記挿入物は深さに沿って一方向 に磁化、上記組の他方の中の上記押入物は深さに沿って反対向きに磁化している ことを特徴とする請求の範囲第５項記載のモータ。
23. （２３）磁化したロータ歯の組に対向する上記挿入物のそれぞれの上記磁極が、 上記挿入物に対向するロータ歯の組と同一に極性が与えられていることを特徴と する請求の範囲第２項記載のモータ。
24. （２４）磁化したロータ歯の組に対向する上記挿入物のそれぞれの上記磁極が、 上記挿入物に対向するロータ歯の組と同ーに極性が与えられていることを特徴と する請求の範囲第３項記載のモータ。
25. （２５）上記ステータの谷の中の上記挿入物と上記ロータの谷の中の上記押入物 が、ロータの上記押入物がステータの上記押入物に対向するとき、対向する極の 磁化が逆極性となるように極性が与えられていることを特徴とする請求の範囲第 １６項記載のモータ。
26. （２６）上記押入物の保磁力と寸法が、同ー寸法，重量，電力入力のハイブリッ ドモータの動作を有意に改善するに足るだけの大きさを有することを特徴とする 請求の範囲第１項記載のモータ。
27. （２７）ステータと、該ステータに対して運動可能であり、該ステータに対向す る表面を有する移動子と、ロータに対向しかつ励磁できる表面を有する復数の極 と、各極のための巻線と、該極の表面にあり軟磁性物質からなり間をおいて設け られた少なくとも１個以上の複数のステータ部と、複数の移動子部または複数の ステータ部に隣接して位置し、かつ空間の深さ方向に極性が与えられている複数 の永久に磁化した挿入物を備え、上記移動子が、ステータに対向する表面にあり そして上記ステータ極のステータ部とすれちがう第１の方向に沿って運動するよ うに位置する、軟磁性物質からなりかつ間をおいて配置された複数の移動子部を 有し、上記移動部と上記ステータ部が、移動子部とステータ部の相対運動の経路 と運動の経路に対して横方向である深さ方向に沿って空間を形成することを特徴 とするステッピングモータ。
28. （２８）上記ステータの空間が、移動子の運動方向と空間の深さに対して横方向 の複数の穴を有し、上記挿入物が上記穴の中に取付けられることを特徴とする請 求の範囲第２７項記載のモータ。
29. （２９）上記移動子が、その中に磁性挿入物を有する複数の品を備えることを特 徴とする請求の範囲第２８項記載のモータ。
30. （３０）上記移動子がロータであることを特徴とする請求の範囲第２７項記載の モータ。