JPS6216056A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＰＭ（永久磁石）型ステッピングモータに関
し、更に詳しくは、そのロータが厚み方向に２極着磁さ
れたリング状永久磁石と、その両側に結合一体化された
歯付き磁極片とから構成されるステッピングモータに関
する。

［従来の技術］ ロータ回転軸を中心とする円筒面上で等間隔で軸方向に
突設される多数の磁極歯を有するステータヨークを一対
、ロータ回転軸上でそれらの磁極歯が互いに食い違い合
うように相対向する如（配置し、それらステータヨーク
間にトロイダルコアを介在させた構造のステータ・ユニ
ットを２組、それらの磁極歯が互いに電気位相角が９０
度ずれた状態で固定保持してステータを構成し、酸ステ
ータの内部で永久磁石ロータを回転自在に軸支した構造
のＰＭ型ステフピングモータは従来公知である。

この種のモータにおいて用いられているロー夕は、リン
グ状もしくは円筒状の永久磁石を半径方向に多極着磁し
て回転軸に固定した構造である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って従来のステッピングモータでは着磁の分割数によ
りステップ数が決められるため、特に外径が小さい場合
にはステップ数を多くすることが非常に困難であった。

また径方向に多極着磁するため、使用する永久磁石は薄
肉円筒状であり、専らフェライｌ−［石が用いられてい
た。希土Ｒ磁石は極めて高性能であるから特に小型化す
る上では存効であるが、脆弱で破損し易いため複雑な形
状に成形焼結することが困難であるため、使用出来なか
ったからである。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、磁石形状が極めて単純であるため高性能の希土類磁石
を使用することが可能であるし、また外径が小さい場合
にも多ステップ化が容易に実現できるような構造のステ
ッピングモータを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、ト
ロイダルコイルを用いるＰＭ型ステッピングモータのス
テータを利用し、ロータとして、ステータの内部中央に
位置し厚み方向に２極着磁したリング状永久磁石の両面
に、ステータ磁極歯と対向するような極歯を有する磁極
片を結合一体化した構造にしたものである。

ここで用いるリング状永久磁石としては、フェライト磁
石等でもよいが、形状が単純であるため希土類磁石を用
いることが可能である。

［作用コ 厚み方向に２極着磁したリング状永久磁石によって、そ
の両面に配置された極歯を有する磁極片は、一方がＮ極
、他方がＳＪｉとなる。磁極は極歯の部分に生し、ステ
ータ側コイルへの電流の向きとタイミングに応してステ
ータ磁極歯に生じる磁掻とロータ極歯に生じる磁掻との
相互作用によって吸引・反発作用が働き、ロータに回転
トルクを与えることができる。

磁極片は通常、高透磁率磁性金属で構成され、極歯は機
械研削によって容易に形成できるから、該極歯はロータ
の外径が小さくなってもがなり細かく多数設けることが
でき、またステータ側の磁極歯も同様に細かくできるか
ら、モータのステップ数を非常に多くすることが可能と
なる。

また前記のように希土Ｍ　ｉｆｆ石等を利用することが
できるから、それによって大幅なモータ特性の向上を実
現することができる。

［実施例］ 第１図は本発明にかかるステッピングモータの一実施例
を示す分解斜視図であり、第２図はそれに組み込まれる
ロータの正面図、第３図はその側面図である。ステータ
は、ロータ回転軸上に並設した２＆Ｉｌのステータ・ユ
ニットからなる。各ステータ・ユニットは、ロータ回転
軸を中心とする円筒面上で等間隔で軸方向に突出する多
数（この実施例では５本）の磁極歯１ｏを有する内側ス
テータヨーク１２と、外周部の径の大きさを除いてほぼ
同様の形状をなす外側ステータヨーク１４と、それら内
側ステータヨーク１２と外側ステータヨーク１４との間
に介装されるトロイダルコイル１６とを備えている。

これら両ステータヨーク１２．１４は、それらの磁極歯
１０が互いに食い違い合うように組み合わせられ、リン
グ状をなす外周部が嵌合して磁気回路が接続されるよう
に組み立てられる。

両ステータ・ユニー／　トは、それらの磁極歯が互いに
電気位相角が９０度ずれた状態で結合保持される。そし
て一方の外側ステータヨークには取り付は用のフランジ
１８が固着され、その中心に軸受２０が固設される。ま
た同様に他方の外側ステータヨークにもカバープレート
２２が取り付けられ、その中心に軸受２４が囲設される
。

このようなステータの内部で回転自在に軸支される永久
磁石ロータ２６は、厚み方向に２極着磁されたリング状
永久磁石２８と、ステータ６ｆｆ　４Ｍ歯１０と対向す
るような５個の極歯３ｏを有する磁極片３２を前記リン
グ状永久磁石２８の両面に配置し、中心に回転軸３４を
挿通して接着剤等により結合一体化した構造をなす。

ロータ２６の磁極片３２に形成される極歯３０の形成個
数は、内側ステータヨーク１２もしくは外側ステータヨ
ーク１４に形成する磁極歯１０の形成個数と同一であり
、かつ等間隔で配設される。そしてリング状永久磁石２
８を挟んで両磁極片の極歯が互いに１８０度位相が異な
るようにずらせた状態で固定される。

使用する永久磁石２日は、図面から明らかなように単純
なリング形状であり、しかも厚み方向に２極着磁された
構成であるから、焼結型希土類磁石等のように高性能で
はあるが複雑な形状に成形焼結するのが困難な性質を有
する磁石でも充分使用することが可能である。勿論、従
来から多用さているフェライト磁石を用いることもでき
る。

第２図に示すように、リング状磁石２８として図面左側
がＮ極、右側がＳｉに着磁したちのとすると、図面左側
の６ｆｆ極片がＮ極に、右側の磁極片がＳ極になり、磁
極は極歯の部分に現れる。トロイダルコイル１６への通
電のタイミングとその向きを制御することによって、外
側ステータヨーク１４と内側ステータヨーク１２の磁極
歯１０に現れる磁極をＮ極あるいはＳ極に自由に切り換
えることができ、ステータ磁極歯１０に現れた磁極とロ
ータ極歯に生じている磁極との磁気的な吸引・反発作用
により、ロータに円周方向の回転トルクを発生させるこ
とができる。従って従来同様、コイル１６に流れる電流
の制御により、ロータ２６を所定の方向に所定のステッ
プ数だけ回転させたり、あるいは連続的にパルスを供給
すれば所定の回転速度で回転駆動させることが可能であ
る。

上記の実施例の説明から明らかなように、本発明にがか
るモータではステータ側の磁極歯数の細分化とロータ側
の極歯数の細分化とが容易であるからモータ外径が非常
に小さくても多ステップ化できる構造である。従って、
このステッピングモータは、例えば近年益々小型化が進
んでいるフロッピーディスク装置の磁気ヘッド・アクチ
ュエータ用などに好適である。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにＰＭ型ステンビングモータのロー
タとして、厚み方向に２極着磁したリング状の永久磁石
とその両側に配置される歯付き磁極片からなるロータを
用いており、磁極片に形成する極歯は機械加工によって
非常に細かくすることができるし、またステータ側の磁
極歯もかなり細かく形成できるから、特に外径が小さい
場合にも比較的容易に多ステップ化できる点で極めて優
れた効果を有するものである。

また本発明は非常に単純な形状のリング状永久磁石を用
い、また着磁も厚み方向への２極着磁であるから高い寸
法精度が要求されず、従来構造のモータでは使用が困難
であった希土類磁石でも容易に適用することができるた
め、その優れた磁石特性を利用してモータ性能を向上し
モータの小型化を図ることができる効果を有する。

更に本発明は、従来のＰＭ型スステンピングモータ同様
、ステータ例の構造は比較的簡単であり、コイルもトロ
イダル巻きしたコイルを組み込むだけで済むから、組み
立てが容易で量産性に冨む等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステッピングモータの一実施例を
示す分解斜視図、第２図はそれに組み込まれるロータの
正面図、第３図はその側面図である。 １０・・・磁極歯、１２・・・内側ステータヨーク、１
４・・・外側ステータヨーク、１６・・・トロイダルコ
イル、２６・・・ロータ、２８・・・リング状永久磁石
、３０・・・極歯、３２・・・磁極片。 特許出願人　　富士電気化学株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 ２゜ 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　ロータ回転軸を中心とする円筒面上で互いに食い
   違い合うように等間隔をおいて突設される多数の磁極歯
   を有する一対のステータヨークと、該ステータヨーク間
   に介装されるトロイダルコイルとからなるステータ・ユ
   ニットを２組並設し、それらの内部で永久磁石ロータが
   回転自在に軸支されるステッピングモータにおいて、前
   記ロータは、並設されたステータ・ユニットの内部中央
   に位置し厚み方向に２極着磁されたリング状永久磁石と
   、前記ステータ磁極歯と対向するような極歯を有する磁
   極片を前記リング状永久磁石の両面に結合一体化した構
   造をなすことを特徴とするステッピングモータ。
2. ２．　リング状永久磁石が希土類磁石である特許請求の
   範囲第１項記載のステッピングモータ。