JPS62185552A

JPS62185552A - 複合型ステツピングモ−タ

Info

Publication number: JPS62185552A
Application number: JP2767986A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ozawa; 正小澤
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1987-08-13

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】滝−架上の利用ザこの発明は、回転子の外周および固定子の内周に多数の
歯が切られており、かつ、回転子には軸方向に磁化され
たマグネットが組み込まれている複合型ステッピングモ
ータに関するものである。

従−敦皮権従来の複合型ステッピングモータ１を第５図ないし第７
図に示しである。図中２は回転軸で、軸受３，３を介し
てフレーム４，４に軸支されており、この回転軸２の略
中央部にマグネツ１へ５が嵌着されている。また、この
マグネット５を挾んでロータコア６ａ、６ｂが回転軸２
に嵌着されている。

ロータコア６ａ、６ｂの外周面には適宜枚数の歯７ａ。

７ａ・・・および歯７ｂ、　７ｂ・・・が形成されてお
り、ロータコア６ａに形成された歯７ａ、　７ａ・・・
とロータコア６ｂに形成された歯７ｂ、　７ｂ・とは略
１／２ピツチずれていると共に、ロータコア６ａとロー
タコア６ｂはマグネット５によって異った極性を帯びて
いる。

一方、」１記マグネット５およびロータコア６ａ。

６ｂからなる回転子を囲むようにステータコア８が配設
されており、このステータコア８のポール８１〜８８に
ステータコイル９，９・・が回転軸２の軸方向に捲回さ
れている。ボール数は８極として、各ポールを第６図に
示すように８１〜８８で示す。また、ステータコア８の
内周面には、眞記ロータコア６ａ。

６ｂの外周面に形成された歯７ａ、７ａ・・・または歯
７ｂ。

７ｂ・と適宜に対向し得る適宜枚数の歯１０．１０　　
が形成されている。このステータコア８は、プレス加工
された鉄板を所定の厚さまで積層するか、あるいは焼結
金属で加工することにより製作されている。なお、上記
ステータコア８およびステータコイル９により固定子が
構成されている。

そして、固定子の励磁位置を順次回転させると、ステー
タコイル９による磁界とマグネット５による磁界との作
用により、ステータコア８の歯１０゜１０・・・とロー
タコア６ａの歯７ａ、７ａ・・・またはロータコア６ｂ
の歯７ｂ、　７ｂ・・とが引き合い、回転子が所定の角
度ずつ回転することになるのである。

発明が鮪しＶ者シし火で１Ａ１聞」【弘５上述した従来
の複合型ステッピングモータでは、回転軸２と直角方向
の固定子の断面形状が第６図に示すような形状であり、
回転子の回転が、各ポール８１〜８８の励磁状態の変更
によりロータコア６ａ。

６ｂの歯７ａ、７ａ・・・および歯７ｂ、　７ｂ・・・
とステータコア８の歯］、０．１．０・・・の対向位置
が変更されることにより行われるため、次のような問題
があった。

いま、マグネッ１〜５によってロータコア６ａはＮ極の
、ロータコア６ｂはＳ極の磁性を帯びており、また、−
相励磁の場合、励磁状態によりポール８１゜８５はＳ極
の、ポール８３．８７はＮ極の磁性を帯びているとする
。ロータコア６ａの歯７ａ、　７ａ・・とポール８１、
８５の歯１０．１０・・・とは、ロータコア６ａの極性
とポール８１．８５の極性によって引き合うため、第７
図に示すように、それらの先端面同士が全面で対向する
ことになる。この際、モータのトルクに寄与する磁路は
、第７図」−矢標Ｐ方向で示すように、ロータコア６ａ
の歯７ａ、７ａ・・の先端面からポール８１の歯１．０
．１．０・・の先端面に至る経路によるものである。し
かし、歯７ａ、７ａ・・・と歯１．０．　］、０・・・
の先端面とが対向した状態にあっても、第７図に示すよ
うに、歯７ａ、７ａ　　の先端面から歯１０．１．０・
・の歯底１１．．１１・・に直接至る磁路も構成されて
しまうことになる。

この歯底１．１．１１・・に直接至る磁路は、モータの
トルクに寄与しないいわゆる磁気漏洩している磁路であ
り、これが存しているため、モータ効率の低下、トルク
の減少を生じていた。

目　　　的− 上記の問題に鑑み、この発明の目的は、磁気漏洩となる
磁路が生じるのを極力防止して、効率を向上させた複合
型ステッピングモータを提供することである。

泄用博を解決す４人−（ガも医そして、上記の目的を達成するため、この発明に係る複
合型ステッピングモータは、回転軸にマグネットが嵌着
され、このマグネットを挾んで外周面に適宜数の歯が形
成されたロータコアが同じく回転軸に嵌着されて回転子
が構成され、適宜数のポールを有し、該ポールにステー
タコイルが捲＝４− 回されると共に、該ポールの内周面に適宜数の歯が形成
された固定子が上記回転子を囲むように配設された複合
型ステッピングモータにおいて、上記それぞれのロータ
コアに対向するそれぞれのポールの歯間部に、内周面側
が該ロータコアが帯びている極性と同極の極性を帯びた
ステータマグネットを埋設したことを特徴とし、上記ス
テータマグネットをプラスチックマグネットとしてポー
ルと一体的に成形したことも特徴としている。

作−１− 上記ステータマグネットとこれに対向したロータコアと
は同極の磁性を帯びているので、反発する。

失−１以下、図示した好ましい実施例に基いて、この発明に係
る複合型ステッピングモータ２０を具体的に説明する。

図中２１は回転軸で、軸受２２．２２を介してフレーム
２３．２３に軸支されており、この回転軸２１の略中央
部にマグネット２４が嵌着されている。また、このマグ
ネット２４を挾んでロータコア２５．２６が回転軸２１
に嵌着されている。ロータコア２５．２６の外周面には
適宜枚数の歯２７．２７・・・および歯２８．２８・・
が形成されており、ロータコア２５に形成された歯２７
゜２７・・・とロータコア２６に形成された歯２８．２
８　　とは略１／２ピツチずれていると共に、ロータコ
ア２５とロータコア２６とはマグネッ１〜２４によって
異なった極性を帯びている。

一方、上記マグネット２４およびロータコア２５゜２６
からなる回転子を囲むようにステータコア３０が配設さ
れており、このステータコア３０のポール３１〜３８に
ステータコイル３９．３９・・・が回転軸２１の軸方向
に捲回されている。本実施例では、ポール数は８極とし
て、各ポールを第２図に示すように３１〜３８で示す。

また、ステータコア３０の内周面には、前記ロータコア
２５．２６の外周面に形成された歯２７゜２７・または
歯２８．２８・・と適宜に対向し得る適宜枚数の歯４０
．４０・・・が形成されている。すなわち、このステー
タコア３０は、第２図に示すように、環状をした周壁部
４２の適宜位置にステータヨーク４３゜４３・が該周壁
部４２の半径方向内方に指向して突出して形成され、こ
のステータヨーク４３．４３・・・の先端部が回転軸２
１を中心とした円周に沿って幅広とされ各ポール３１〜
３８が形成されており、このポール３１〜３８の内周面
に上記歯４０．４０・・・が形成されているのである。

なお、このステータコア３０は、プレス加工された鉄板
を所定の厚さまで積層することにより製作されている。

そして、ステータコア３０に形成された歯４０．４０・
・・の間の空間部であってロータコア２５．２６にそれ
ぞれ対向する位置にステータマグネット４４．４４・・
・が埋設されている。このステータマグネット４４゜４
４・・の極性は、該ステータマグネッｈ４４，４４・・
の内周側が、これらが対向しているロータコア２５゜２
６の極性と同じになるようにしである。すなわち、第１
図に示すように、ロータコア２５がＮ極の、ロータコア
２６がＳ極の磁性を帯びているとすると、ロータコア２
５に対向するステータマグネット４４ａ。

４４ａ・・・の内周側はＮ極、ロータコア２６に対向す
るステータマグネット４４ｂ、　４４ｂ・・・の内周側
はＳ極の磁性を帯びているのである。

また、上記ステータマグネット４４．４４・にはプラス
チックマグネットを使用することができ、これを使用す
る場合には、歯４０．４０・・・が形成されたロータコ
ア２５．２６の内側にプラスチックマグネットの素材を
モール１クシた後に、適宜内径に研削し着磁すればよい
。

以」二により構成されるこの発明に係る複合型ステッピ
ングモータ２０の実施例について、その動作を以下に説
明する。

いま、マグネット２４によりロータコア２５がＮ極の、
ロータコア２６がＳ極の磁性を帯びており、−相励磁の
場合、励磁の状態によって、ポール３１゜３５がＳ極に
、ポール３３．３７がＮ極になっているとする。この状
態にあっては、ロータコア２５について見てみると、ロ
ータコア２５の歯２７．２７・・・の先端面はポール３
１．３５の歯４０．４０・の先端面と略全面で対向して
いるが、ポール３２．３４．３６．３８の歯４０゜４０
・・・の先端面に対しては略１／２ピツチずれて対向し
ポール３３．３７の歯４０．４０・・・とは全く対向し
ていない。また、この状態にあっては、モータのトルク
に寄与する磁路は、ロータコア２５からステータコア３
０のポール３１、ステータヨーク４３、周壁部４２、ポ
ール３５を通ってロータコア２６に至る経路で構成され
る。そして、ロータコア２５の歯２７．２７・・とポー
ル３１の歯４０．４０・・・どの間の磁路は、第３図上
矢標Ｑ方向で示すように、歯２７．２７・・・の先端面
から歯４０．４０・・の先端面を通過するもので、また
、歯４０．４０・・・の間の空間部には、内周側がロー
タコア２５のＮ極と同じＮ極のステータマグネット４４
ａ。

４４ａ・・・が埋設されているので、これらが反発し合
って歯２７．２７・・・の先端面から歯４０．４０・・
・の歯底に至る磁路は構成されない。

そして、次に励磁の状態が、ポール３２．３６がＳ極に
、ポール３４．３８がＮ極になると、ロータコア２５は
Ｎ極であるからポール３２．３６と引き合い、ロータコ
ア２５の歯２７．２７・・の先端面は該ポール３２゜３
６の歯４０．４０・・・の先端面と略全面で対向するこ
とになり、ポール３１．３３．３５．３７の歯４０．４
０・・・の先端面とは略１／２ピツチずれて対向し、ポ
ール３４゜３８の歯４０．４０・・・とは全く対向しな
くなる。このように励磁状態を順次変更することにより
回転子が回転することになるのである。

第４図に示す実施例では、ポール３１〜３８の、回転子
のマグネット２４に対向した部位を、回転軸２１を中心
とした円周に沿って切り欠いた切欠部４１゜４１・・・
が形成されている。

モータが回転するためには、前述のように、ロータコア
２５からステータコア３０のポール３１、ステータヨー
ク４３、周壁部４２およびポール３５を通ってロータコ
ア２６に至る磁路が構成されるが、ロータコア２５から
ポール３１を通り直接ロータコア２６に至る磁路も構成
されてしまう。この単一のポール３１を通る磁路は、ト
ルクには寄与しない磁路であって磁気漏洩している磁路
といえる。しかし、第４図に示すように、ポール３１〜
３８に切欠部４１．４１・・・が形成されていると、ポ
ール３１〜３８の断面積が小さくなって、ポール３１〜
３８の」１下間の磁気抵抗が大きくなり、単一のポール
３１〜３８を経る磁路の磁束は小さくなり、従ってトル
クに寄与しない磁気漏洩しＣいる磁路が構成されにくく
なる。

効果以上説明したようにこの発明に係る複合型ステッピング
モータは、回転軸にマグネッ１−が嵌着され、このマグ
ネットを挾んで外周面に適宜数の歯が形成されたロータ
コアが同じく回転軸に嵌着されて回転子が構成され、適
宜数のポールを有し、該ポールにステータコイルが捲回
されると共に、該ポールの内周面に適宜数の歯が形成さ
れた固定子が上記回転子を囲むように配設された複合型
ステッピングモータにおいて、上記それぞれのロータコ
アに対向するそれぞれのポールの歯間部に、内周面側が
該ロータコアが帯びている極性と同極の極性を帯びたス
テータマグネットを埋設した構成としたから、次に述べ
る効果を有する。

上記ポールの歯間部に埋設されたステータマグネットと
ロータコアとが反発するから、ロータコアの歯の先端面
からステータコアの歯底に至るモータのトルクに寄与し
ない磁路は構成されない。

したがって、モータの効率の上昇とトルクの増大を図る
ことができる。しかも、ステータマグネットをステータ
の歯間部に埋設するという簡単な構成でよく、実用性の
高い効果を有する。

また、プラスチックマグネットを使用したものにあって
は、ステータコアにモールドした後研削することにより
加工が容易であると共に、ステータコア内面のパリやカ
エリ等を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図にこの発明に係る複合型ステッピン
グモータの−の実施例を示してあり、第１図は回転軸の
軸方向であって第２図上！−１線に沿って切断して示す
断面図、第２図は第１図上Ｕ−ＩＴ線に沿って切断した
固定子の断面図、第３図は第２図と同様に切断して拡大
した回転子と固定子との関係を示す断面図である。第４
図は、他の実施例の第１図に相当する断面図である。第５図ないし第７図は従来の複合型ステッピングモータ
を示すもので、第５図は第１図に相当する断面図、第６
図は第５図上ＶＩ−Ｖｌ線に沿って示す第２図に相当す
る断面図、第７図は第３図に相当する回転子と固定子と
の関係を示す断面図である。２１・・・回転軸　　　　　　２４・・・マグネット２
５．２６・・・ロータコア　　３０・・・ステータコア
３１〜３８・・・ポール　　　　３９・・・ステータコ
イル４１・・・切欠部４４ａ、４４ｂ・・・ステータマグネット第１図２１−−−一回中＝単＄　　　　　　　　　２４−−−
−マワ゛ネット２５．２６−−−ローＪ運ア　　　　　
　３０−〜−−ステータコ了３１〜３８−−ホＯ−ル　
　　　　　　　　３９〜−−−ステータコイル４ｌ−−
−−ｔｌ’Ｒ”ａｌＳ　　　　　　　　　４４ａ、４４
ｂ−−ステータマワ゛ネ＋ｙト第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸にマグネットが嵌着され、このマグネット
を挾んで外周面に適宜数の歯が形成されたロータコアが
同じく回転軸に嵌着されて回転子が構成され、適宜数の
ポールを有し、該ポールにステータコイルが捲回される
と共に、該ポールの内周面に適宜数の歯が形成された固
定子が上記回転子を囲むように配設された複合型ステッ
ピングモータにおいて、上記それぞれのロータコアに対向するそれぞれのポール
の歯間部に、内周面側が該ロータコアが帯びている極性
と同極の極性を帯びたステータマグネットを埋設したこ
とを特徴とする複合型ステッピングモータ。
（２）上記ステータマグネットをプラスチックマグネッ
トとしてポールと一体的に成形したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の複合型ステッピングモータ。