JPS63121466A

JPS63121466A - ステツピングモ−タ

Info

Publication number: JPS63121466A
Application number: JP26401086A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Yamazaki; 靖久山崎
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1988-05-25

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〕本発明はロータの回転運動を〇−夕を支持した出力軸の
直線運動に変換するステッピングモータに関する。

〔従来の技術〕

ロータの回転運動をロータを支持した出力軸の直線運動
に変換するステッピングモータは、本出願人により開発
されたものであって、特願昭６０−１３７６３号として
既に出願済みである。このモータは、ロータの外周にＳ
極とＮ極とをスパイラル状の配置にして交互に設け、こ
のロータを収納するステータはその内面に＠線が巻付け
られる複数の突極を有し、これら突極に上記ステータの
軸方向に沿って等間隔に設けられた多数の磁極端のピッ
チを、上記スパイラル状配置のスパイラル方向に沿って
隣合うＳ極とＮ極との間のロータ軸方向に沿うピッチの
整数倍とし、かつ、上記ロ−タを支持した出力軸を回転
自在に支持する軸受に、上記出力軸を軸方向摺動自在に
貫通させたものである。

このようなステッピングモータは、突極に巻かれた巻線
の励磁を順番に切換えることにより、突極の磁８ｉ端と
ロータの磁極との磁気吸引作用で、ロータが１ステップ
回転する毎に、ロータのスパイラル方向に沿う異極間の
ロータ軸方向に沿うピッチと同じ量だけ、ロータを軸方
向に移動さぜることができるから、従来のりニヤステッ
ピングモータに比較して、応答性およびダンピング特性
を向上できる利点がある。

そして、この種のステッピングモータにおいて、磁極端
を備える突極が内面に突設されたステータのステータコ
アは、その全体が磁性金属材料で形成された一体物であ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、励磁に伴うステータの突極とこれに対応する
ロータの磁極との磁気吸引作用は、第６図中矢印に示す
ように、ステータａの突極すの磁極端Ｃを通って、この
磁極端Ｃに対向するロータｄの磁極（Ｎ極およびＳ極）
を介して、上記突極Ｃに隣接する他の突極Ｃを通って、
この他の突極Ｃからステータａの環状部を介して元の突
極ｃに戻る閏ループの磁束の流れによって生じる。

しかし、従来のステッピングモータは、そのステータの
突極が磁性金属材料製の一体物であるから、上記磁束の
分布が第６図に示す平面的な閉ループに限らず、ステー
タの軸方向に沿っても分布してしまうものであった。こ
のような磁束の軸方向への漏れによって、上記閉ループ
のみを形成することができず、その漏れ分に応じてトル
クが減少するという問題があった。しかも、ステータの
多数の突極が一体物となっている従来の構成においては
、複数の突極を削り出して形成するステータの加工が面
倒であるという問題もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ロータの回転運動を、このロータを支持した
出力軸の直線運動に変換できるようにしたステッピング
モータに適用されるものであって、ステータおよびロー
タのうち少なくともステータを、先端部が磁極端となる
突極相当部を環状部の内面に一体に突設してなる多数枚
の磁性板と、これら磁性板間に夫々介装された非磁性体
製の板状スペーサとを備えて形成したことを特徴とする
。

〔作用〕

本発明において、そのステータは、先端部が磁極端とな
る突極相当部を環状部の内面に一体に突設してなる多数
枚の磁性板と、多数枚の非磁性体製の板状スペーサとを
交互に積層固定することにより形成できるから、各磁性
板およびスペーサを容易に機械加工でき、製造性を向上
できる。そして、このような組立てにより各磁性板間に
は夫々非磁性体製の板状スペーサが介装されるから、各
スペーサがステータの軸方向に沿う磁気回路を遮断して
、ステータの軸方向に沿う磁束の漏れを防止する。これ
により、ステータにおける磁性板の突極相当部先端の磁
極端を通って、この磁極端に対向するロータの磁極（Ｎ
？！！およびＳ極）を介して、上記突極に隣接する他の
突極を通って、この他の突極から磁性板の環状部を介し
て元の突極に戻る閉ループを流れる磁束の量を増加でき
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第３図を参照して
説明する。

第１図および第２図中１はロータで、２はロータ１を収
納したステータである。

ステータ２は、第２図に示すようにステータ支持体例え
ば本実施例ではステータ２の両端部に夫々嵌着して設け
られた一対の軸受ブラケット３で挟持されている。これ
ら軸受ブラケット３の中心部内側には軸受４が夫々取付
けられている。

各軸受４は、ステータ２の中心軸線上に軸線を一致させ
て設けられる出力軸５を回転自在に支持している。出力
軸５は軸受４を軸方向摺動自在に貫通しており、その一
方の突出軸端部５ａには負荷が接続されている。

なお、第２図に例示したステッピングモータは、磁気記
憶装置のシーク動作用の動力として使用されている。そ
の関係で、軸端部５ａに設けた凹溝５ｂに軸受６を介し
て負荷、つまり磁気ヘッド７を先端に設けたヘッド支持
体８が取付けられている。ヘッド支持体８は、その一部
が上記軸端部５ａ（ｌｔｌの軸受ブラケット３に固定さ
れたガイド９に摺動自在に嵌合され、磁気ヘッド７を磁
気ディスクに１０沿わせてその径方向に往復動させるよ
うになっている。

上記ロータ１は出力軸５に支持されている。そして、ロ
ータ１は略円柱状をなしており、その外周部には例えば
１ターンのスパイラル状をなす着磁帯域１１が例えば４
列９０°間隔で設けられている。これら着磁帯域１１は
、Ｓ極とＮ極とをスパイラル方向に沿って交互に設けて
形成されている。

上記ステータ２のコアは略円筒状であって、ロータ１よ
りも長く形成されており、その内面には複数例えば八つ
の突極１２が、ステータ２の軸線を中心とする放射方向
に沿って一体に突設されている。さらにステータ２のス
テータコアの構成について詳しく説明すれば、ステータ
コアは多数枚の磁性板１３と板状スペーサ１４とを備え
て、これらを交互に積層固定することによって、各磁性
板１３間に夫々スペーサ１４を介装して構成されている
。なお、積層された磁性板１３とスペーサ１４とは接着
材を介して互いに固定される。

そして、第３図に示すように磁性板１３は、先端部が電
極端１５となる八つの突極相当部１２ａを環状部１６の
内面に一体に突設して形成されている。また、板状スペ
ーサ１４は合成樹脂や非鉄金属等の非磁性体製であって
、磁性板１３と略同様な構造をなしている。したがって
、以上のような組立てにより各磁性板１３の磁極端１５
はステータ２の軸方向に沿って等間隔毎に設けられてい
る。そして、互いに隣合う磁極端１５同志のピッチは第
１図に示す寸法ΔＸの整数倍に定められているとともに
、その関係でスペーサ１４の板厚は上記ΔＸの整数倍に
なっており、設定されるΔＸの大きさに応じて少なくと
も一枚のスペーサ１４が磁性板１３間に介装されるよう
になっている。

なお、上記ΔＸは上記ロータ１においてスパイラル方向
に沿って隣合うＳ極とＮ極間のロータ軸方向に沿うピッ
チである。また、以上の構成のステータコアにおける八
つの突極１２には巻１１１１７゜１８が交互に巻付けら
れている。

上記構成のステッピングモータの巻線１７゜１８はバイ
ポーラ駆動方式またはユニポーラ駆動方式により励磁さ
れる。その励磁する相を順番に切換えることにより、励
磁された相とロータ１の極との間の磁気吸引作用で、ロ
ータ１の極が上記励磁された相の磁極端１５に対向され
るから、それによってロータ１があるステップ角度回転
される。そして、このようにしてロータ１が１ステップ
回転する度に、ロータ１は上記の磁気的な吸引作用によ
り、ロータ外周の着磁帯域１１のスパイラル方向に沿っ
て隣合う異極間のロータ軸方向に沿うピッチΔＸと同じ
間軸方向に移動される。すなわち、以上のようにしてロ
ータ１はその回転とともに軸方向に移動されるから、こ
のロータ１を支持した出力軸５が直線運動して、磁気デ
ィスク１０に対して磁気ヘッド７をシーク動作させるこ
とができる。

このような動作における上記磁気吸引作用は、以下の磁
束の流れによってなされる。つまり、磁束は、ステータ
コアにおける磁性板１３の突極相当部１２ａ先端の磁極
端１５を通って、この磁極端１５゜に対向するロータ１
の磁極（Ｎ極およびＳ極）を介して、上記突極相当部１
２ａに隣接する他の突極相当部１２ａを通ってから、こ
れら隣接した両突極相当部１２ａ間に環状部１６部分を
介して元に戻る閉ループを形成して流れる。

ところで、各磁性板１３間に夫々非磁性体製の板状スペ
ーサ１４が介装され、これらスペーサ１４はステータ２
の軸方向に沿う磁気回路を遮断して、ステータ２の軸方
向に沿う磁束の漏れを防止するから、上記閉ループを流
れる磁束の巳を増加できる。したがって、モータのトル
クを増加させることができる。

しかも、ステータ１のステータコアは、先端部が磁極端
１５となる突極相当部１２ａを環状部１６の内面に一体
に突設してなる多数枚の磁性板１３と、多数枚の非磁性
体製の板状スペーサ１４とを交互に積層固定することに
より形成できるから、各磁性板１３およびスペーサ１４
を容易に機械加工でき、製造性を向上できる。

また、本発明は第４図および第５図に示すようなロータ
１を使用して実施してもよい。このロータ１は、多数枚
の磁性板２０と、これら磁性板２０間に夫々介装された
非磁性体製の板状スペーサ２１とを備えるとともに、上
記磁性板２０を第５図に示すように周部に所定間隔で設
けた凹部２０ａに第４図に示すように磁極となる磁石片
２２を夫々嵌合しかつ接着固定して設けて形成されてい
る。なお、各凹部２０ａに嵌着される磁石片２２はロー
タ１の外周部にＳ極とＮ極とが交互に設けられるように
してスパイラル状に配設されていることは勿論である。

このような構成のロータ１を上記一実施例に示したステ
ータと組合わせて使用する場合には、このロータ１にお
いてもその軸方向に沿う磁束の漏れを板状スペーサ２１
によって遮断できるから、より一部ロータのトルクを向
上させることができる。

なお、上記各実施例は夫々以上のように構成したが、本
発明においてスパイラルはロータに対して２ターン以上
設けてもよいとともに、本発明のモータは既述の磁気記
憶装置用としてだけでなく種々の用途に適用できる。そ
の他、本発明の実施に当っては、発明の要旨に反しない
限り、ステータ、突極、磁極端、巻線、磁性板、スペー
サ、ロータ、出力軸、軸受等の具体的な構造、形状、配
置、および材質等は、上記各実施例に制約されることな
く、種々の態様に構成して実施できることは勿論である
。

（発明の効果）上記特許請求の範囲に記載の構成を要旨とする本発明に
よれば、ステータの軸方向に沿う磁気回路を板状スペー
サで遮断するから、トルクを向上することができるとと
もに、これら板状スペーサと多数枚の磁性板を交互に積
層固定することによってステータを組立てたから、その
加工が容易であるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
一部を断面した要部の斜視図、第２図は負荷とともに示
す全体の略縦断側面図、第３図は磁性板の斜視図である
。第４図および第５図はロータの他の実施態様を示し、
第４図は斜視図、第５図はロータの磁性板の斜視図であ
る。第６図はステータとロータとの間の磁束の流れを説
明するための図である。１・・・ロータ、２・・・ステータ、４・・・軸受、５
・・・出力軸、１２・・・突極、１３・・・磁性板、１
４・・・スペーサ、１２ａ・・・突極相当部、１５・・
・磁極端、１６・・・環状部、１７．１８・・・巻線、
２０・・・磁性板、２１・・・スペーサ。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１・・ロータ　
　　２・・ステータ　　　　４．、、Ｎ受　　５　　出
力軸１２・・・失報し　　　１３・・・刀龜姓抜　　　
１４　ス公−丈　　１５・・石鑞極均１６・環状−Ｉｌ
ｌ　　　１７．１８・・・惑線第１図第２図第３図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

ロータの外周にＳ極とＮ極とをスパイラル状の配置にし
て交互に設け、上記ロータを支持した出力軸を回転自在
に支持する軸受に、上記出力軸を軸方向摺動自在に貫通
させるとともに、上記ロータを収納するステータはその
内面に巻線が巻付けられる複数の突極を有し、これら突
極に上記ステータの軸方向に沿って等間隔に設けられた
多数の互いに隣合う磁極端のピッチを、上記スパイラル
状配置のスパイラル方向に沿つて隣合うＳ極とＮ極との
間のロータ軸方向に沿うピッチの整数倍として、上記ロ
ータの回転運動を上記出力軸の直線運動に変換するステ
ッピングモータにおいて、上記ステータおよびロータの
うち少なくともステータを、先端部が上記磁極端となる
突極相当部を環状部の内面に一体に突設してなる多数枚
の磁性板と、これら磁性板間に夫々介装された非磁性体
製の板状スペーサとを備えて形成したことを特徴とする
ステッピングモータ。