JPS63209461A - 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】 〔技術分野〕 この発明は、ステップモータに関する。

〔背景技術〕

第６図および第７図に従来のステップモータ（１２極、
２相ステツプモータ）をあられす。これらの図にみるよ
うに、このステップモータは、対立する磁極を周方向に
交互に多数配列してなる円板状磁石（磁極部）２２を有
するロータ２と、位相がずれて励磁される複数個のコイ
ル（Ａ相側コイル３４とＢ相開コイル３５）とを備えて
いる。

円板状磁石２２のロータ軸方向両側には、この円板状磁
石２２に対してそれぞれ一定の間隔を置いて対向ステー
タ４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂ群が周方向に多数配
列されている。コイル３４゜３５は、多数個のステータ
片（ヨーク）４ａ、４ｂにそれぞれ巻回されている。ス
テータ片（ヨーク”）４ａ、４ｂの一部は、前記対向ス
テータ４１ａ、　　４　ｌ　ｂ、　　５１　ａ、　　５
　ｌ　ｂの一方のステータ（第１ステータ）４１ａ、４
１ｂとなっている。すなわち、Ａ相側コイル３４がステ
ータ片４ａに巻回されていて、ステータ片４ａがＡ相側
ステータ片、第１ステータ４１ａ群がＡ相側第１ステー
タ群となっており、Ｂ相開コイル３５がステータ片４ｂ
に巻回されていて、ステータ片４ｂがＢ相開ステータ片
、第１ステータ４１ｂ群がＢ相開第１ステータ群となっ
ている０両図中、１はハウジング、５は他方のステータ
（第２ステータ）５１ａ、５１ｂ群を有するステータブ
ロックである。

このステップモータは、以上のように構成されていて、
各コイル３４．３５の励磁により対向ステータ４１　ａ
、　　４　ｌ　ｂ、　　５１　ａ、　　５　ｌ　ｂ群が
極性を帯びることによってロータ２が回転するようにな
っている。

第８図にみるように、３０極、２相ステツプモータの場
合、Ａ相側コイル３４とＢ相開コイル３５とは電気角で
π／２の位相ずれで励磁されるので、Ａ相側第１ステー
タ４１ａ群とＢ相開第１ステータ４１ｂ群とは周方向に
電気角でπ／２ずれて配列される。以下、πは電気角を
あられす。すなわち、Ａ相側第１ステータ４１ａ群とＢ
相開第１ステータ４１ｂ群とは、２πＸｎ（ｎは自然数
）±（π／２）離れている。したがって、隣合うＡ相開
ステータ片４ａとＢ相開ステータ片４ｂとの間隔、つま
り、隣合うＡ相側コイル３４とＢ相開コイル３５との間
隔を機械角で９０°とすることができる（３０極である
ので、２π＝３６０゜／１５＝２４°、π／２＝６°、
ｎ＝４とすると、２π×４−（π／２）＝９０°となる
）。隣合うＡ相側コイル３４とＢ相開コイル３５との間
隔を９０°とすることができるので、隣合う２つのコイ
ル間隔を等しくでき、各コイルを周方向に等配すること
ができる。なお、同じ相の第１ステータ同士は、２ｍπ
（ｍは０または自然数）の間隔で配置される。

ところが、第７図にみるように、１２極、２相ステツプ
モータの場合、π＝３０°であるため、隣合うＡ相側第
１ステータ４１ａとＢ相開第１ステータ４１ｂとの間隔
が４５°と７５°になり、したがって、隣合うＡ相側コ
イル３４とＢ相開コイル３５との間隔も４５°と７５°
となって、隣合う２つのコイル間隔が不均一となる。そ
のため、各コイルの巻き数が狭い間隔に支配され、ハウ
ジングｌ内のコイルスペースに非効率的部分が生じる。

このように、従来のステップモータは、極数（ステップ
角度）によっては、隣合う２つのコイル間隔に大小がで
き、各コイルの巻き数を等しくするために小さなスペー
スに合わせたコイルしか作成できなかった。そのため、
高トルクのものとすることができなかった。

〔発明の目的〕

以上の事情に鑑みて、この発明は、対向ステータ群が周
方向に不均一な間隔で配列されるものであっても、高ト
ルクとすることができるステップモータを提供すること
を目的としている。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、対立する磁極を
周方向に交互に多数配列してなる磁極部を有するロータ
と、位相がずれて励磁される複数個のコイルと、前記ロ
ータ磁極部のロータ軸方向両側にこのロータ磁極部に対
してそれぞれ一定の間隔を置いて周方向に多数配列され
た対向ステータ群とを備え、それぞれその一部が対向ス
テータの一方のステータとなっている多数個のヨークが
周方向に配列されており、これら多数個のヨークに前記
複数個のコイルが巻回されていて、前記各コイルの励磁
により前記対向ステータ群が極性を帯びることによって
前記ロータが回転するようになっているステップモータ
において、前記多数個のヨークは、ステータ部分では各
コイルの位相ずれに対応して周方向にずれているが、コ
イル巻同部分では周方向に等間層で配置されるように、
その少なくとも数個が屈曲されていることを特徴とする
ステップモータをその要旨としている。

以下に、この発明を、その一実施例をあられす図面を参
照しながら詳しく説明する。

第１図および第２図はこの発明にかかるステップモータ
の一実施例をあられしている。これらの図にみるように
、このステップモータは、カップ状のハウジング１と、
ロータ２と、円筒状のコイルブロック３と、多数個のス
テータ片（ヨーク）４ａ、４ｂと、ステータブロック５
とを備えている。ハウジング１は、磁性材料で作られ、
その底面にステータ片４ａ、４ｂを嵌入する孔１）が放
射状に形成されている。その底面中央には、軸受６が圧
入されて固定されている。ハウジング１の開口部周縁に
は、フランジ１２が形成されている。ロータ２は、ロー
タ軸２１と円板状磁石（磁極部）２２とを有している０
円板状値石２２は、ロータ軸２１に通され、ブツシュ２
３．２４によってロータ軸２１に固定されている０円板
状値石２２の周縁部は、その両面（円板の上下面）に一
定の間隔で規則的にＮ、　Ｓ極が交互にあられれるよう
に着磁されている。コイルブロック３は、それぞれコイ
ル３４．３５が巻回された６個のコイル枠３１が組み合
わされて構成されていて、ハウジング１内に収納されて
いる。コイル３４とコイル３５とは、交互にコイル枠３
１に巻回されていて、それぞれハウジング１内で電気的
に接続されており、互いに位相のずれたパルスが印加さ
れ、位相がずれて励磁されるようになっている。つまり
、コイル３４がＡ相側コイル、コイル３５がＢ相開コイ
ルとなっている。各コイル枠３１には、ステータ片４ａ
、４ｂを挿通する孔３３が形成されている。

ステータ片４ａ、４ｂは、その一端部４１ａ。

４１ｂが拡げられているとともに、一端部４１ａ、４１
ｂと他端部４２ａ、４２ｂとの間で両者が互いに周方向
にずれるように屈曲されている。この屈曲は、後述する
ように、一端部４１８．４１ｂでは各コイル３４，３５
．の位相ずれに対応して周方向にずれているが、コイル
巻回部分では周方向に等間隔で配置されるようになされ
ている。このステータ片４ａ、４ｂは、他端部４２ａ、
４２ｂ側から前記コイル枠３１の孔３３に挿通されてい
て、コイル３４．３５に囲まれている。すなわち、コイ
ル３４．３５がコイル枠３１を介してステータ片４ａ、
４ｂに巻回された状態となっていて、Ａ相側コイル３４
が巻回されたステータ片４ａがＡ相側ステータ片、Ｂ相
開コイル３５が巻回されたステータ片４ｂがＢ相開ステ
ータ片となっている。ステータ片４ａ、４ｂの他端部４
２ａ。

４２ｂはハウジング１の孔１）に嵌め込まれている。ス
テータ片４ａ、４ｂは、すべてのステータ片の一端部４
１ａ、４１ｂ側の端面が同じ高さとなるように治具で受
けた状態でかしめまたは接着によりハウジング１の底面
に固定されている。前記のように、ステシタ片４ａ、４
ｂの一端部４１ａ、４１ｂが拡げられているため、ステ
ータ片４ａ、４ｂをハウジング１に固定した後には、コ
イルブロック３が浮き上がらないようになる。

ステータブロック５は、ハウジング１の内周面に設けら
れた突起１３に載置されていて、ハウジング１の開口部
を塞いでいる。ステータブロック５の下面には、凸部５
１２．５１ｂが放射状に多数設けられている。この凸部
５１ａ、５１ｂとステータ片４ａ、４ｂの一端部４１８
．４１ｂとは、向かい合わされているとともにハウジン
グ１およびステータブロック５を介して磁気的につなが
れていて、コイル３４．３５の励磁により異なる極性を
帯びるようになっている。ステータブロック５の中央に
は、軸受７が圧入されて固定されている。ロータ２は、
そのロータ軸２１が軸受６゜７に通されて軸支されるこ
とにより、軸回りに回転可能なようになっている。ロー
タ２の円板状磁石２２は、ステータ片４ａ、４ｂの一端
部４１ａ、４１ｂとステータブロック５の凸部５１ａ、
５１ｂとの間に、これらとそれぞれ一定の間隔Ｇ。

Ｇ′を置くようにして配置されている。すなわち、多数
個のステータ片４ａ、４ｂの一端部４１ａ、４１ｂとス
テータブロック５の多数個の凸部５１ａ、５１ｂとは、
ロータ２の円板状磁石２２を挟んで対向する対向ステー
タ群となっていて、Ａ相側コイル３４の励磁により帯磁
される多数個のステータ片４ａの一端部４１ａおよびス
テータブロック５の多数個の凸部５１ａがＡ相側第１ス
テータ群およびＡ相側第２ステータ群、Ｂ相開コイル３
５の励磁により帯磁される多数個のステータ片４ｂの一
端部４１ｂおよびステータブロック５の多数個の凸部５
１ｂがＢ相側第１ステータ群およびＢ相側第２ステータ
群となっている。ハウジング開口部周壁の一部には、切
り欠き１４が形成されていて、この切り欠き１４からコ
イル３４゜３５のリード線３６が外部へ引き出されるよ
うになっている。

第３図は、ハウジング１にコイルブロック３およびステ
ータ片４ａ、４ｂを取り付けた状態を上方からみてあら
れしている。図にみるように、Ａ相側第１ステータ４１
ａとＢ相側第１ステータ４１ｂとの間隔は、１２極ステ
ツプモータであるので、前にも述べたように、４５°と
７５°になっている。ところが、Ａ相開ステータ片４ａ
およびＢ相開ステータ片４ｂが、第１ステータ４１ａ。

４１ｂと他端部４２ａ、４２ｂとが互いに周方向にずれ
るように屈曲されていて、その屈曲が、第１ステータ４
１ａ、４１ｂ部分では各コイル３４．３５の位相ずれに
対応して周方向にずれているが、コイル３４．３５が巻
回される部分では周方向に等間隔で配置されるようにな
されている。そのため、コイル巻回部分では、Ａ相開ス
テータ片４ａとＢ相開ステータ片４ｂとの間隔は、６０
゜となっている。したがって、Ａ相開ステータ片４ａお
よびＢ相開ステータ片４ｂのそれぞれに巻回されるコイ
ル３４．３５も６０°の間隔で等間隔配置されることと
なる。このように、コイル３４．３５を等間隔で配置で
きるので、ハウジングｌ内のコイルスペースが有効的に
利用でき、コイルの巻き数を最大限に増やすことができ
て、高トルクを有するステップモータとすることができ
るのである。

第４図は、ロータと対向ステータ群との関係を２極のス
テップモータで示した原理図であり、コイル３４に第５
図（ａ）のような矩形波パルスを印加し、コイル３５に
第５図（ｂ）のような位相がπ／２ずれた矩形波パルス
を印加することによって、ロータ２は、回転するように
なっている。たとえば、１２極の場合は、■ステップで
１５°、１周期で１５°Ｘ４工６０°回転する。

この発明にかかるステップモータは、前記実施例に限定
されない。前記実施例では、コイルの数がＡ相側、Ｂ相
開ともに３個ずつのものがあられされていたが、それよ
りも少なくされていてもよい。ステータ片（ヨーク）は
、前記実施例のごとくＡ相側、Ｂ相開とも屈曲されてい
てもよいし、一方の相開のみ屈曲されていてもよい。相
数は２相に限られるものではない。極数も１２極に限ら
れるものではない。

〔発明の効果〕

以上にみてきたように、この発明にかかるステップモー
タは、多数個のヨークが、ステータ部分では各コイルの
位相ずれに対応して周方向にずれているが、コイル巻同
部分では周方向に等間隔で配置されるように、その少な
くとも数個が屈曲されていることを特徴としているため
、対向ステータ群が周方向に不均一な間隔で配列される
ものであっても、隣合う２つのコイル間隔を等しくでき
、各コイルを周方向に等配することができて、コイルス
ペースを有効的に利用できる。したがって、コイルの巻
き数がステータ間の狭い間隔に支配されることがなく、
コイルの巻き数を最大限に増やすことができ、高トルク
のステップモータとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるステップモータの一実施例を
あられす分解斜視図、第２図は前記実施例の縦断面図、
第３図は前記実施例のハウジングにコイルブロックおよ
びステータ片を取り付けた状態をあられす平面図、第４
図はロータとステータの関係を２極のステップモータで
示した原理図、第５図（ａ）、　（ｂ）は異なるコイル
に印加されるパルスをあられす波形図、第６図は従来の
１２極、２相ステツプモータをあられす縦断面図、第７
図はそのステップモータのハウジングにコイルブロック
およびステータ片を取り付けた状態をあられす平面図、
第８図は３０極、２相ステツプモータのハウジングにコ
イルブロックおよびステータ片を取り付けた状態をあら
れす平面図である。 ２・・・ロータ　４・・・ステータ片（ヨーク）２．２
・・・円板状磁石（磁極部）３４．３５・・・コイル４
１ａ、４１ｂ・・・ステータ片の一端部（対向ステータ
の一方）　　　５１ａ、５１ｂ・・・ステータブロック
の凸部（対向ステータの他方） 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第２図 第４図 第５図 匹 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　対立する磁極を周方向に交互に多数配列してな
   る磁極部を有するロータと、位相がずれて励磁される複
   数個のコイルと、前記ロータ磁極部のロータ軸方向両側
   にこのロータ磁極部に対してそれぞれ一定の間隔を置い
   て周方向に多数配列された対向ステータ群とを備え、そ
   れぞれその一部が対向ステータの一方のステータとなっ
   ている多数個のヨークが周方向に配列されており、これ
   ら多数個のヨークに前記複数個のコイルが巻回されてい
   て、前記各コイルの励磁により前記対向ステータ群が極
   性を帯びることによって前記ロータが回転するようにな
   っているステップモータにおいて、前記多数個のヨーク
   は、ステータ部分では各コイルの位相ずれに対応して周
   方向にずれているが、コイル巻回部分では周方向に等間
   隔で配置されるように、その少なくとも数個が屈曲され
   ていることを特徴とするステップモータ。