JPS62296758A - ステツプモ−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】 ３発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステップ駆動させるモータ即ちステップモー
タに関するものである。

〔従来の技術〕

ステップモータは大別して １、ＰＭ型スステップモー タ、　　ＨＢ型スステップモー タ　　ｙ　□　？！−１ｆ　ｗ　＋−，プエーｈ０３種
類に分類される。

第２図にＰＭ型スステップモータ断面部分図を示す。磁
石４は多極に着磁されている。クシ歯１は周期的に配列
され、上下から交互に組み合わされている。ロータは芯
５．フロータ６及び磁石４からなる。このロータは、コ
イル２により誘起される磁束と磁石４との作用により間
けつ的に回転できる。

コイル２に流れる電流の周波数は、従来５００Ｈｚ以下
が多かったが、近時ＩＫＨｚ以上での動作が蜜求される
ようになってきた。

モー・夕は回転するとコイルに逆起電力が生じ、モータ
の回転数は電圧で定められた一定値より大きくなれない
。このことは、電圧を高くすると角速度を高めることが
できる。しかし角速度を速めると磁束の時間変化率が大
きくなり、ヒステリシス損、渦電流損と残留損を考慮す
る必蒙がある。

ヒステリシス損は、低磁界の場合磁束密度Ｂの３乗と周
波数ｆの積に即ちＢ１１に比例する。

渦電流損Ｐａは、板状磁性体の場合 Ｐｅ＝＝？Ｃ”δ２Ｂ２ｅＢ　　　ＣＷｍ−３：］（６
ρ） δ；厚さ〔、、） ρ：比抵抗〔Ω汽〕 で表わされる。

３番目の残留損は粘性及び共鳴に基づく損失である。

ステップモータの磁気回路は、高磁界中の場合がほとん
どであり、ヒステリシス損は前記と差が生じ、ｌｅｉｎ
ｍｅｔｚにより Ｐｈ＝７７Ｂ”°’ｔ　　Ｃｗｍ−３：］で表わされる
ので、全エネルギー損ＰはＰ＋ηＢ　１．６　ｆ＋　ｅ
Ｂ　２　ｆ！となる。

磁束密度Ｂを低くするとモータのトルクが小さくなるの
で、Ｂを一定として駆動周波数を高めると助成からＰは
大略ｆ２に比例して大きくなることが判かる。

このようなことから、同波数をＩ　ＫＨｚ以上にすると
全エネルギー損は大きくなり、モータの出力が低下する
とともに、全エネルギー損が熱に変換されるため急激な
温度上昇が生じ、モータの駆動が困難となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、高周波駆動時のエ
ネルギー損なかでも渦電流損を減少させモータの出力低
下と発熱を押えることにある。従って、本発明の目的は
、高周波特性を改良することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

ヒステリシス損及び残留損は材質及び内部歪の状態によ
ってほぼ決まる。本願は、強磁性材料の組成及び熱処理
条件を改良し前記目的を達成するものではない。本願の
手段は強磁性材料の寸法形状を改良即ち粉末状にし、強
磁性材料内で発生する渦電流損をなくシシかもそれらを
樹脂ボンドすることによって電気絶縁性を高めることに
ある。

強磁性粉末と樹脂との濡れ性を高めるための表面処理及
び強磁性粉末の表面絶縁性を高める表面処理も本発明の
手段の一部を構成する。又クシ歯又はヨークを作成する
方法として、射出成形、圧縮成形及び、押出成形も本願
の手段の一部を構成する〔作用〕 強磁性体の渦電流損は、前記した如く、板厚の２乗（同
様に粉末の直径の２乗）と印加周波数の２乗に比例する
。

ＰＭ型スステップモータ用いられているクシ歯及びヨー
ク材料の板厚は大略１ｍ前後でありこれを０．１ｍｍ前
後の直径の粉末祝金材料にすれば渦電流損は従来の１０
−６程度に減少する。

〔実施例〕

実施例１゜ 平均粒径が２００μのアトマイズト鉄粉をシランカップ
リング処理し十分乾燥し加熱しその密着性を向上させた
後、１０ｖ／。（体ｆＡ％）のエボキＳ／ｌ＃ｊＩＩ”
、し爪＋ｉ！＋ＩＴＴリーー４ＳＬ／ｆｉ電；＋ユ＋−
Ｔｊｎ傘り１．・−一部・・フ＝、この顆粒をプレス型
内に充填し１）る−の圧力でプレスし、除材後１５０℃
でキュアーする。このようにしてできたクシ歯とヨーク
を第２図の通り組立てる。第２図は本願になるステップ
モータの大略半分を示しており、ハウジング及びベアリ
ング等が欠けている。

モータの寸法はφ４２　ｒｔａｎ　Ｘ　２２　ｒａｎ　
＊ステップ数は４８ステップ／１回転である。

第１図に２４ｖ駆動の場合のパルスレートドトルク図を
示す。１は本発明になるものであり、２は従来のもので
、プルアウトトルクを示す。低パルスレート領域では従
来のものより劣るが、高パルスレート領域では極めて優
れていることが判がる。

実施例２ 平均粒径が１００μの還元鉄粉をチタネート処理した後
、４０ｖ／。のナイロン１２と混練し、このペレットを
用いて射出成形によりクシ歯又はヨークを作る。パルス
レー）　Ｏｐｐθの時のトルクはＡＥＱ−、＋ｌ１ｌｂ
ｊｔ＋ｌｆｉＲｍＡｐＸル’？１−−１−１→’）Ｑｎ
ｌ’１ｐＰＳである高パルスレート領域が少々ではある
が実施例１より改、善されている。しかし従来のステッ
プモータと比較すれば、画期的に優れていることが判か
る。

実施倒置 平均粒径が５０μのアトマイズド：Ｆ　ｅ　−Ｓ　ｉ　
（３％Ｓｉ）粉末をクロム酸処理又は酸化処理した後、
ｐｐ８樹脂（３５ｖ／。〕と混練したペレットを用いて
磁場をかけなから押出成形し、クシ歯又はヨークを作る
。パルスレートＯｐｐｓの時のトルクは８０　？　ｃｍ
、ＩＩｋ大駆動駆動パルスレート５００ｐｐ８である。

実施例４゜ 材料の組成、粉末の粒径、樹脂の体積％及び磁場掛けの
有無に対するモータ特性の一覧を第１表に示す。

本題において強磁性体は、純鉄、低合金鋼、軟ｂｖ　、
　ｉｘｍ　、　ハーマロイ、パーメンジュール、フェラ
イト等をさす、接合材は、エポキシ、ポリエステル、ナ
イロン、ＰＰＳ、フェノール、ポリビニル、合成ゴム、
メラミン、ユリア等の樹脂、ガラス、セラミックス等を
さす。

〔発明の効果〕

クシ歯とヨークの一部又は全体に粉末状強磁性体と樹脂
又はセラミックスからなる複合材料を用いることにより
、Ｐ　Ｍ　（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　）型
ステップモータは、うず電流損の減少により、高周波領
域の実効透磁率が向上し、プルアウトの最大パルスレー
トが１８００〜２３５０　ＰＰ５（ＰｕｌｓＰｅｒ　５
ｅｃｏｎｄ　）　　と従来の６２０　ＰＰＳ　　より２
倍以上向上している。

このことにより、ステップモータの高速駆動と高帯域駆
動が可能となる。具体的には、プリンタ、タイプライタ
、ワープロ、ファクシミリ、ロボット、自動車用として
の新たな用途が拓ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になるＰＭ副スステップ一タのトルク
−パル久レート曲線図である。１は試料磁２のモータで
あり、２は従来のステップモータの図。 第２図は為本発明になるＰＭ型スステップモータ断面図
である。１はクシ歯、２はコイル、３は田−り、４は磁
石、５はロータ芯、６はロータ体の図。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 ４１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　クシ歯及びヨークの一部又は全体が粉末状強磁性体と
   接合材との複合材料からなることを特徴とするステップ
   モータ。