JPS6339451A - 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】 本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。

（産業上の利用分野）　この発明は電気パルス信号を機
械的断続のステップ動作に変換するようにしたステッピ
ングモータに関するものである。

（従来の技術）　従来のステッピングモータにあって、
二つの環状のコイルを同軸１−に並置すると共にそれら
の内周側に多数の極歯を備えさ二、更にその内側にロー
タを備えさせたものは、ロータの直径がその外側のコイ
ルの存在によって比較的小さな寸法に制限を受けるとい
う問題点があった。

このことは、ロータの周長が短く制限を受ける為、そこ
に配列できる磁極の数が少なく、その結果ロータの３６
０°１回転の内のステップ餞が少なくて粗い制御しかで
きないという悩みがあった。又上記のようにロータの直
径が小さいということは、上記極歯と上記磁極との間で
生した力がロータの回動軸に取出される場合、回動軸に
は比較的小さなトルクしか得ることができないという悩
みもあった。

（発明が解決しようとする問題点）　この発明は上記従
来の問題点を除き、ロータの直径を：２イルによる制限
を受けることなく大きくすることができ、その結果ステ
ップ送りの細かな制御が可能でし７かも回動輪には大き
なトルクを得ることができろ３１）にしたステッピング
モータを提供しようとするものである。

ｉＪ　＋りＭ発明の構成は次のｉ…りである。

（問題点を解決する為の手段）　本願発明ＬＪ：　＋ｉ
ｉｔ記請求の範囲記載の通りの手段を講したものであっ
゛（ぞの作用は次の通りである。

（１’ｌ用）　　パルス信号か二つのコイルの夫々に加
えら才′するとＩｌ＋＝夕の◇：；１而に対向さセた多
数の極歯か人々磁化されろ。そしてそのＬｉｌ化された
極歯と１ｉｔ−タ・″端面の磁極との仔り気菌な吸引力
及び反発力によりＩＩ−夕が回動力向にステップ送りさ
れる。

（実施例）以］パ本願の実施例を示す図面について説明
する。第１図乃♀第４図において、ｌは中空のろ一−ス
で、合成樹脂等の非磁性Ｈ料で形成しである。２は収納
用の空間で、円筒状になっている。

、’ｉ　＋：ｌ’、　Ｉｓ’ｊ置決凹部、４（１１該モ
ータをイ［意の機械に取イ・Ｉむ）るｙ：、　ｏ）ｌｙ
イ・１部を示す。

次ζこ５ε３１第１ステータ、６し」第２ステータ、７
はＩＩ−夕を大々小ず。二−記載１ステータ５において
、１０は鉄心で、含油Ｃｄ性祠で形成しである。１１．
１２（Ｊ１ト付部、１３は軸受孔を示す。＋　４　信１
鉄心１０のり（周側に配設した環状のコイルを示ず。ご
れにおい−（，１５はボビン、１６は銅線を用いて構成
された巻）ｊｉｊ、１７は巻線１６の外周側を保護する
為の絶縁テープ、１８は巻線１６に連なるり二−線を夫
々示す。次に２０は外ヨークを示し、付性＋Ａ料例えば
鉄＋Ｉｍを打ら抜き及びプレス成形することによって形
成さ才１ている。このヨーク２０において、２日１ｔコ
ーク基板で、＋トＨ孔２２　磁化（−ｔ　部］　］　ニ
ＩＭ　合すセタｉ＆　＋ｌゴ・１部１１０）Ｏ；ｉｉ縁
をかしめることにより鉄心Ｉｎ乙、Ｚ固定１．７ある。

２３は極歯で、その先端部２３ａは図示される３１、う
に内方へ折り曲げられている。２４に＋位置決片を夫々
示す。次に２５は内ヨークで、夕）ヨーク２０と同様に
形成され止付部１２に同様に止（＝ＩむＪられている。

ごのヨーク２５において、２６はヨーク基＋Ｊｉ、２７
は重石１孔、２８は極歯を夫々示す。Ｉ−記載１ヨーク
２０におりる極歯２３と内ヨーク２５におｉＪる極歯２
８と（、（、夫々の先端部２３ａ、２８ａが上記１″１
−夕７のＭｉｉｉ　’Ｉｆｆ！　７　ａにおいて後述の
磁極が並設された部分と対向し、かつロータ７の軸線を
中心とする円周１−に交互に並ふようにイＩ’ｔ　：ｆ
＋’決めされている。又そわらの極歯２３゜２）（の合
１ＸＩ故＋：ｔ　１１＝夕におｉＪる後述の磁極の数と
同（例え１１’　＋　２　）になっている。尚両ヨーク
２０．２５において、リークシ１！、板と極歯とは夫々
別体に形成し２だ後溶接等の手段によってそれらを一体
化させでも良い。

（５、′に第２ステータ〔ｉは第１ステータ５と同様の
構成であろ１５、各部材には第１ステーク５と同一の７
部１号を（・ｊ　して重複する説明を省略する。尚複数
の極歯２３．２１１の各先端部２３ａ、２８ａはロータ
フにおりろ他方の０１１１面７ｈと対向している。

次にロータフにおいて、３１は軸心に備えられた回動軸
で、前記両ステータの軸受孔１３によって回動自在に支
承されている。３２はロータもＨ石で、環状４．７構成
されており、ロータにおける両方の端面７ａ。

７ｈの側の各々において、夫々多数のＮ極及びＳ極の磁
極３３．３４が夫々円周方向に交互に並べて備え−２れ
ている。３５はＩＩ−付体で、磁石３２と回動軸３１と
を一体化さ−ＩＪろ為のものであり、プラスチック等の
Ｊｌ、（Ｉｉ　ｊ’ｌ　４ｔ　’Ｉ［で形成さ独、てい
る。

上記のような構成のステッピング干−夕０）糾ｙノ立て
は、第１及び第２ステータを夫々３１１力Ａ′ｆてた後
、例えば第２ステータ６をケース１の一方の側から空間
２内に装入し２、固定する。ごの場合、伯置決片２４が
位置決凹部３に番、ｌまるようにする。次に他方の側か
らロータ７を空間２に装入し、回動軸３１の一端を上記
第２ステータ６の軸受孔１３に挿通する。次に上記他方
の側から第１ステータ５を）−記空間２に向けて装入す
る。この場合回動軸３１の他端が第１ステータ５の軸受
孔１３に挿１ｆｆｌされると共に、位置決片２４が位置
決凹部３に嵌まり込むようにする。そして該ステータ５
をケースＩに任意の手段によっ°ζ固定する。これによ
りステッピングモータの組み立てが完了する。尚組み立
て完了状態において第１ステータにおける極歯２３．２
８と第２ステータ６における極１″Ｊ１２３．２８との
関係し、１、第６図に示されるように、−力のステータ
におｉＪる極歯２３とそれに隣り合う極歯２８との間隔
を１ピツチとして、ロータフの１肩方向に半ピンチだけ
ずれた位置関係となるようにさ拍ろ。

次に第５図は二−記スチッピングモータＭの駆動手段の
一例を示すもので、ユニポーラ駆動の回路例を示すもの
である。図において４１は駆動回路で、多数のトランジ
スタ４２やダイオード４３から構成しである。４４は電
源端子、４５２〜４５ｄは入力端子を人々示す。尚駆動
回路はバイポーラ駆動でも良い。

次に上記＋ｔ！　成のステッピングモータの動作につい
て説明する。上記各入力端子４５ａ〜４５ｄへのパルス
信号の印加により各ステータ５，６の夫々のコイル１４
．１４の巻線にパルス信号が加えられ、それらに電流が
流れる。その電流によって各コイルか発生するｍ東は鉄
心ＩＯ１各ヨーク２０．２５における基板２Ｌ　２６を
介して極歯２３．２８に与えられ、極歯２３．２８の各
先端部２３ａ、２８ａが夫々磁化される。

その磁化の状態は各ステータ５，６のコイル１４の巻線
への電７ｈの向きが反転する毎に、第６図（イ）〜（ポ
）に示されるように順に変化する。その結果ロータ７に
おけるＮ極及びＳ極の磁極３３゜３４は、それらＮ極及
びＳ極に磁化された極歯２３゜２Ｈの先端部２３ａ、２
８ａとの磁気的な吸引力及び展性の変化に応して第６図
（イ）〜（ホ）に示されるように順々にステップ送りさ
れ、ロータ７が回動する。その回動力は回動軸３１を介
して外に取出され、種々の磯波を作動させる。尚−上記
各ステータ５，６のコイルの励磁方式は周知の１相励磁
、２相励磁、１−２相励磁等任意の励＆ｉ方式を利用す
ることができる。

上記のようにロータが回動する場合、ロータの半径はコ
イルによって制限を受けることなく大きく形成しである
から、大きな慣性を得ることができて滑らかな回動を行
わせることができる。

次に本願の異なる実施例を示す図面第７図及び第８図に
ついて説明する。これらの図はロータの回動軸の支持構
造及びステータの極歯の形状の夫々異なる例を示すもの
である。図において、鉄心ＩＯには四部５２が形成され
、そこに油を含まセた軸受（含油軸受）５１を圧入手段
によって固定してあり、その軸受５１によって回動軸３
１を回動自在に支承しである。また極歯２３はその先端
面２３ｂを「１−夕において磁極が備えられた端面と対
向きセである。

なお、機能−ヒ前回のものと同−又は均等構成と考えら
れる部分には、前回と同一の符号を付して重複する説明
を省略した。

（発明の効果）　以上のように本発明にあっては、回動
軸３１をステップ動作させたい場合、パルス信例を二つ
のコイル１４．１４に加えることにより、多数の極歯２
３．２８が夫々もｎ化され、周知のようにロータ７を−
Ｆ上記ルス信号に対応したステップ送りで回動させ、そ
の動きを回動軸３１を通して取出し得る特長がある。

しかも上記のようにロータをステップ回動させる為の構
造としては、ロータフに対し二つのコイル１４．１４を
ロータの軸線方向の一方側と他方側とに配した構造であ
るから、ロータフの直径の大きさに対し二つのコイルの
存在は無関係となり、従ってロータ７の直径はコイルに
よって制限を受けることな（太き（できる特長がある。

このことは、従来の構造に比較してロータ７の周長を著
しく長くできる為そこに多数のるＨ極を配列でき、その
結果ロータフの３６０°１回転のうちのステップ数を多
くして細かな制御ができるスう一ソピングモータの提供
を可能にできる効果があり、またロータ７の回動軸から
周面までの半径を大きくできる為、ロータ周面での上記
ステップ送りによる力は小さくても、ロータの大きな半
径によって回動軸には大きなトルクが得られるようにで
きる効果もある。

その上上記ロータ７はその両端面７ａ、７ｂに夫々複数
の磁極３３．３４を備えさせて、それらの端面７ａ、７
ｂに複数の極歯２３．２８を対向させたから、上記ロー
タフの軸線方向の寸法は非常に小さくて良く、その結果
、上記のようにロータ７に対し二つのコイル１４．１４
をロータの軸’４Ｍ　方向の一方側と他方側とに配した
構造のステッピングモータであっても、−上記軸線方向
の形態を小型、コンパクト化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

１面は本願の実施例を示すもので、第１図は縦断面図、
第２図は一部破断側面図、第３図はステ−夕における極
ｉ’ａをロータの側から見た状態を示す部分図、第４図
は分解斜視図、第５図はステッピングモータの駆動手段
を説明ずろ為の回路図、第（ｉ　（メＩＧ、１ステップ
送り動作を説明する為の図（多数の極歯及び磁極を展開
した状態を示した）、第７図（Ｊ異なる実施例を示す縦
断面図、第８図は第７図の実施例において第３図と同様
の状態を示す図。 １・・・ケース、７・・・ロータ、３３．３４・・・６
イシ極、１４．１４・・・コイル、２３．２８・・・極
歯。 第７図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ケース内には、軸心に回動軸を有しかつ両端面には夫
   々複数の磁極を円周方向に並設してあるロータを回動自
   在に配設すると共に、該ロータに対しロータの軸線方向
   の一方側と他方側には夫々環状のコイルを夫々ロータの
   軸線とほぼ同軸上に配設し、さらに上記ロータの両端面
   に対向させて、夫々上記磁極の数と対応する数の極歯を
   、上記二つのコイルにパルス信号を加えることによって
   上記ロータを回動方向にステップ送りできるように配列
   させたことを特徴とするステッピングモータ。