JP2011055642A - Stepping motor - Google Patents
Stepping motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011055642A JP2011055642A JP2009202228A JP2009202228A JP2011055642A JP 2011055642 A JP2011055642 A JP 2011055642A JP 2009202228 A JP2009202228 A JP 2009202228A JP 2009202228 A JP2009202228 A JP 2009202228A JP 2011055642 A JP2011055642 A JP 2011055642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pole teeth
- magnet
- pair
- stepping motor
- yokes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ＰＭ型ステッピングモータに関する。 The present invention relates to a PM type stepping motor.
ＰＭ（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ）型ステッピングモータ（以下では、単にステッピングモータという）は、通常、円周方向に多極着磁された円筒状のロータマグネットの外周側に、軸方向に沿って複数（２組）のステータを配置して構成されるものである。そして、各ステータは、円周方向に沿って櫛歯状に配列された複数の極歯を有する２つのヨーク（いわゆる内ヨークおよび外ヨーク）を、各々の極歯が交互に噛み合うように対向配置させるとともに、各極歯の外周側に励磁用のコイルを装着することにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。 A PM (permanent magnet) type stepping motor (hereinafter simply referred to as a “stepping motor”) usually has a plurality (two sets) along the axial direction on the outer peripheral side of a cylindrical rotor magnet that is multipolarly magnetized in the circumferential direction. ) Is arranged. Each stator has two yokes (so-called inner yoke and outer yoke) having a plurality of pole teeth arranged in a comb shape along the circumferential direction so as to face each other alternately. And an excitation coil is mounted on the outer peripheral side of each pole tooth (see, for example, Patent Document 1).
このように構成されたステッピングモータは、低価格でありながら高い回転精度を実現することができるが、例えば、携帯電話機に付属する小型カメラにおけるレンズのアクチュエータとして普及を図るには、更なる低振動（低騒音）化が求められる。振動が抑制されたアクチュエータとして、例えば、特許文献２が開示するステッピングモータが提案されている。
The stepping motor configured as described above can achieve high rotational accuracy while being low in price. For example, in order to spread as an actuator for a lens in a small camera attached to a mobile phone, further low vibration is required. (Low noise) is required. For example, a stepping motor disclosed in
特許文献２が開示するステッピングモータは、図６に示すように、ステータの磁極歯（極歯）１４２の外形形状が、「基部1４３に対して直角をなして磁極歯１４２の根元から延びる辺１４４ａ，１４４ｂと、磁極歯１４２の根元に対して平行する先端部の辺１４４ｃと、この辺の両端部と先の辺１４４ａ，１４４ｂの端部をつなぐ直線の辺１４４ｄ，１４４ｅとから形成され」ている。そして、「先端部１４４ｃの幅ａの根元部分の幅ｂに対する割合が６５％以上で、かつ、高さｈの根元幅ｂに対する割合が９０％以上１１０％以下となるように磁極歯１４２が形成されて」いる。
As shown in FIG. 6, the stepping motor disclosed in
このように、「磁極歯１４２の形状を所定の寸法とすることで、ステータコイルに鎖交する磁束量を変えて、ステータコイルの誘起電圧波形を振動発生の要因となるようなトルクの発生が抑制されるような形状とすることができ、そのため、従来と異なり、電子回路に何ら新たな電子部品を付加したり、新たな部品配置のための空間を確保することなく、回転の際の振動を確実に抑圧し、静寂性が極めて高いステッピングモータを供給することができる」というものである。 Thus, “By making the shape of the magnetic pole teeth 142 a predetermined size, the amount of magnetic flux interlinked with the stator coil is changed, and the induced voltage waveform of the stator coil can be generated to cause vibration. The shape can be suppressed so that unlike conventional ones, vibrations during rotation can be achieved without adding any new electronic components to the electronic circuit or securing a space for new component placement. Can be reliably suppressed, and a stepping motor with extremely high quietness can be supplied. "
しかしながら、特許文献２が開示するステッピングモータには、上記のように、磁極歯１４２における先端部１４４ｃの幅ａの根元部分の幅ｂに対する割合、および高さｈの根元部分の幅ｂに対する割合が制約されるという問題がある。具体的には、高さｈの根元部分の幅ｂに対する割合を９０％以上１１０％以下とする必要があることから、磁極歯１４２の平面視形状が概ね正方形状となり、根元部分の幅ｂを所定の値に維持した状態で、磁極歯１４２の高さｈのみを任意に大きくすることはできない。
However, in the stepping motor disclosed in
このため、磁極歯１４２の表面積、すなわち、ステータコイルまたはロータマグネットからの磁束が鎖交する磁極歯１４２の面積の上限値が制限され、動トルクを所定値以上に大きくすることができない。仮に、高さｈを大きくするために根元部分の幅ｂも同時に大きくした場合には、必然的にヨークの径、ひいてはモータの外径を大きくせざるを得なくなるという問題が発生する。
Therefore, the surface area of the
また、特許文献２が開示するステッピングモータは、先端部１４４ｃの幅ａの根元部分の幅ｂに対する割合を６５％以上にする必要がある。このため、一般的に採用されている平面視三角形状の極歯と比較すると、円周方向の幅が狭小な部分が存在しないことから、モータの回転位置決め精度が低下することが懸念される。
Further, in the stepping motor disclosed in
そこで、本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転精度を維持しつつ動トルクが大きく振動の小さいステッピングモータを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stepping motor having a large dynamic torque and a small vibration while maintaining rotational accuracy.
本発明者（本出願人）は、隣接する極歯同士の位置関係および極歯とマグネットとの位置関係に特に注目しながら、上記目的を達成する手段について詳細な検討を重ねた。その結果、「根元部分の幅（歯元幅）／マグネットの着磁ピッチ」および「隣接する極歯間の間隔（極間隙間）／極歯とマグネットとの間隔（エアギャップ）」と、モータの動トルクに相関するホールディングトルクとの間に、臨界性を有する特異な関係が存在することを見出した。そして、さらにモータの振動に相関する歪率を考慮して種々の検討を重ねた結果、複数の発明を完成させるに至ったものである。 The present inventor (the present applicant) has made detailed studies on means for achieving the above object, paying particular attention to the positional relationship between adjacent polar teeth and the positional relationship between the polar teeth and the magnet. As a result, “width of root portion (base width) / magnetization pitch of magnet” and “interval between adjacent pole teeth (gap between poles) / interval between pole teeth and magnet (air gap)”, motor It was found that there is a critical relationship with the holding torque that correlates with the dynamic torque. Further, as a result of various investigations in consideration of a distortion rate correlated with motor vibration, a plurality of inventions have been completed.
すなわち、上記目的を達成するために、本発明の特徴は、円周方向に所定の着磁ピッチで着磁され軸中心に回転自在に配置されるマグネットと、前記マグネットの外周面側に所定の間隔を置いて配置されるステータと、を備え、前記ステータが、環状の支持部の内周縁から起立する複数の極歯を有する一対のヨークと、前記一対のヨークを励磁するコイルと、を含み、前記一対のヨークが、前記複数の極歯を円周方向に沿って互い違いに配置させてなるステッピングモータにおいて、前記一対のヨークにおける前記複数の極歯の各々は、前記支持部から離れるほど幅が狭くなるように形成され、各極歯の最大幅が、前記マグネットの着磁ピッチの１．１５倍以上１．７０倍以下であることである。 That is, in order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a magnet is magnetized in a circumferential direction at a predetermined magnetization pitch and is arranged to be rotatable about an axis, and a predetermined on the outer peripheral surface side of the magnet. A stator disposed at an interval, and the stator includes a pair of yokes having a plurality of pole teeth standing from an inner peripheral edge of an annular support portion, and a coil that excites the pair of yokes. In the stepping motor in which the pair of yokes has the plurality of pole teeth arranged alternately along the circumferential direction, each of the plurality of pole teeth in the pair of yokes has a width that increases with distance from the support portion. The maximum width of each pole tooth is 1.15 times or more and 1.70 times or less of the magnetized pitch of the magnet.
かかる発明によれば、回転精度を維持しつつ動トルクが大きいモータを実現することができる。 According to this invention, it is possible to realize a motor having a large dynamic torque while maintaining rotational accuracy.
この場合、前記各極歯の最大幅が、前記マグネットの着磁ピッチの１．５５倍以上１．７０倍以下であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the maximum width of each pole tooth is 1.55 times or more and 1.70 times or less of the magnetization pitch of the magnet.
かかる発明によれば、回転精度を維持しつつ動トルクが大きく、かつ、振動の小さいモータを実現することができる。 According to this invention, it is possible to realize a motor having a large dynamic torque and a small vibration while maintaining the rotation accuracy.
この場合、前記各極歯の隣接する極歯との最小間隔が、前記マグネットと前記ステータとの間隔の０．７５倍以上１．５０倍以下であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the minimum interval between the adjacent pole teeth of each of the pole teeth is not less than 0.75 times and not more than 1.50 times the interval between the magnet and the stator.
かかる発明によれば、動トルクをより一層大きくし、振動をより一層小さくすることができる。 According to this invention, the dynamic torque can be further increased and the vibration can be further reduced.
本発明の他の特徴は、円周方向に所定の着磁ピッチで着磁され軸中心に回転自在に配置されるマグネットと、前記マグネットの外周側に所定の間隔を置いて配置されるステータと、を備え、前記ステータが、環状の支持部の内周縁から起立する複数の極歯を有する一対のヨークと、前記一対のヨークを励磁するコイルと、を含み、前記一対のヨークが、前記複数の極歯を円周方向に沿って互い違いに配置させて構成されているステッピングモータにおいて、前記一対のヨークにおける前記複数の極歯の各々は、前記支持部から離れるほど幅が狭くなるように形成され、各極歯の隣接する極歯との最小間隔が、前記マグネットと前記ステータとの間隔の０．７５倍以上３．３５倍以下であることである。 Another feature of the present invention is that the magnet is magnetized in the circumferential direction at a predetermined magnetization pitch and is rotatably arranged around the axis, and the stator is disposed at a predetermined interval on the outer peripheral side of the magnet. The stator includes a pair of yokes having a plurality of pole teeth standing from an inner peripheral edge of an annular support portion, and a coil that excites the pair of yokes, and the pair of yokes includes the plurality of yokes. In the stepping motor that is configured by staggering the pole teeth in the circumferential direction, each of the plurality of pole teeth in the pair of yokes is formed so that the width decreases as the distance from the support portion increases. The minimum distance between adjacent pole teeth of each pole tooth is not less than 0.75 times and not more than 3.35 times the distance between the magnet and the stator.
かかる発明によっても、回転精度を維持しつつ動トルクが大きいモータを実現することができる。 According to this invention, it is possible to realize a motor having a large dynamic torque while maintaining the rotation accuracy.
この場合、前記各極歯の隣接する極歯との最小間隔が、前記マグネットと前記ステータとの間隔の０．７５倍以上１．５０倍以下であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the minimum interval between the adjacent pole teeth of each of the pole teeth is not less than 0.75 times and not more than 1.50 times the interval between the magnet and the stator.
かかる発明によれば、回転精度を維持しつつ動トルクが大きく、かつ、振動の小さいモータを実現することができる。 According to this invention, it is possible to realize a motor having a large dynamic torque and a small vibration while maintaining the rotation accuracy.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係るステッピングモータ１０は、図１に示すように、回転軸（軸）中心に配置される円柱状のロータ部１１と、ロータ部１１の外周面側に所定の間隔を置いて配置される円筒状のステータ部２１と、ロータ部１１を回転自在に支持する軸受を有する円板状の一対のプレート４１，４１（フロントプレート４１ａ，エンドプレート４１ｂ）と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
ロータ部１１は、金属製の丸棒状のシャフト１２と、シャフト１２の外周面に固着され円周方向に所定のピッチで多極着磁（本実施形態では８極着磁、図２（ｂ）参照）された円筒状のマグネット１３（本実施形態では、希土類ボンド磁石）と、から構成されている。なお、シャフト１２の両端は、一対のプレート４１，４１の中央部にそれぞれ配置された一対の軸受４２，４２（フロント軸受４２ａ，エンド軸受４２ｂ）にそれぞれ回転自在に支持されている。
The
次に、ステータ部２１は、それぞれ同軸状に配置される円筒状の一対（２組）のステータ２２Ａ，２２Ｂから構成されている。図示左側に配置されるステータ（第１のステータ）２２Ａおよび図示右側に配置されるステータ（第２のステータ）２２Ｂは、後述する極歯の円周方向位置を互いにずらした（位相を電気角で９０度ずらした）状態で、軸方向に背合わせに対称配置されている点を除いて、基本的な構成は同様である。そこで、以下では、ステータ２２Ａ，２２Ｂを区別することなくステータ２２と総称して説明する。
Next, the
ステータ２２は、軸方向に沿って配置される一対のヨーク２３，２８と、一対のヨーク２３，２８を励磁するためのコイル部３３と、から構成されている。以下では、軸方向内側（前記の背合わせ側）に位置するヨーク２３を内ヨーク２３と称し、軸方向外側に位置するヨーク２８を外ヨーク２８と称する。
The stator 22 includes a pair of
内ヨーク２３は、軟磁性材（本実施形態では、鉄）からなり、軸に垂直に配置され円環状をなす支持部（内ヨークの支持部）２４と、支持部２４の内周縁２４ａ（図２（ａ）参照）から起立して軸方向外側に延びる複数（本実施形態では、マグネット１３の磁極数の半分の４つ）の極歯（内ヨークの極歯）２５と、から構成されている。複数の極歯２５は、円周方向に沿って櫛歯状に等間隔に並んでいる。
The
複数の極歯２５の各々は、図２（ａ）に示すように、平面視して、円周方向に対して対称な三角形状、すなわち二等辺三角形状をなしている。具体的に説明すれば、各極歯２５は、その端縁（外縁）が、支持部２４から離れるほど幅が狭くなる一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａと、一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａの先端同士を連結する平面視円弧状の円弧先端面２５ｂと、から構成されている。本発明においては、各極歯２５は、その平面視最大幅である支持部２４寄りの幅（歯元幅）Ｗが、図２（ｂ）に仮想線で示すマグネット１３の着磁ピッチＰとの間で所定の関係を満たすように形成されているが、この点は後述する。なお、本実施形態では、一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａの各々は、平面視して僅かに外側に湾曲する（膨らむ）ように傾斜角度を連続的に変化させているが、これに限定されない。一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａの各々は、全域において傾斜角度を一定にしてもよい。
As shown in FIG. 2A, each of the plurality of
一方、外ヨーク２８は、軟磁性材（本実施形態では、鉄）からなり、軸に垂直に配置され円環状をなす支持部（外ヨークの支持部）２９と、支持部２９の内周縁２９ａから起立し軸方向内側に延びる複数（内ヨークの極歯２５と同数）の極歯（外ヨークの極歯）３０と、支持部２９の外周縁から起立し複数の極歯３０の外周側を一定の間隔を置いて覆う外周側壁部３２（図１参照）と、から構成されている。
On the other hand, the
複数の極歯３０の各々は、円周方向に沿って櫛歯状に等間隔に並んでいる。各極歯３０は、厚みを含めて内ヨーク２３の極歯２５と同一形状である。すなわち、各極歯３０は、その端縁が、支持部２９から離れるほど幅が狭くなる一対の傾斜側端面３０ａ，３０ａと、一対の傾斜側端面３０ａ，３０ａの先端同士を連結する平面視円弧状の円弧先端面３０ｂ（図２（ａ）では不図示）と、から構成されている。なお、本実施形態では、一対の傾斜側端面３０ａ，３０ａは、一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａと同様に、平面視して僅かに外側に湾曲する（膨らむ）ように傾斜角度を連続的に変化させているが、全域において傾斜角度を一定にしてもよい。
Each of the plurality of
そして、外ヨーク２８は、その複数の極歯３０を、内ヨーク２３の複数の極歯２５と交互に互い違いに噛み合わせた状態で、内ヨーク２３と対向しながら同軸状に配置されている。すなわち、外ヨーク２８は、その複数の極歯３０を、内ヨーク２３の複数の極歯２５と同一仮想円周面上において相補的な対をなすように配置させている。この仮想円周面の内側に、前記のロータ部１１（マグネット１３）が同軸状に配置される。
The
また、外ヨーク２８の各極歯３０は、極間隙間Ｇが、エアギャップＤとの間で所定の関係を満たすように形成がされているが、この点も後述する。ここで、極間隙間Ｇとは、極歯３０の傾斜側端面３０ａと隣接する極歯２５の傾斜側端面２５ａとの間隔の最小値である（図２（ａ）参照）。また、エアギャップＤとは、マグネット１３の外周面１３ａと極歯２５，３０の内周面２５ｃ，３０ｃとの間隔である（図２（ｂ）参照）。なお、一対の傾斜側端面２５ａ，２５ａおよび一対の傾斜側端面３０ａ，３０ａが、全域において傾斜角度を一定にして形成されている場合には、全域において一定である２つの傾斜側端面２５ａ，３０ａの間隔が極間隙間Ｇである。
The
次に、コイル部３３は、軸方向両端に鍔部を有する円筒状のボビン（不図示）にマグネットワイヤを巻回してコイルが形成されている。コイル部３３は、極歯２５，３０により構成される仮想円周面と外ヨーク２８の外周側壁部３２との間に形成される円筒状のスペースに配置される。
Next, the
次に、一対のプレート４１，４１は、例えば金属材料（本実施形態では、ステンレス）により形成され、ステータ部２１の軸方向両端に固定されている。この一対のプレート４１，４１、および、一対の外ヨーク２８，２８（第１のステータ２２Ａの外ヨーク２８および第２のステータ２２Ｂの外ヨーク２８）の外周円筒部３２の各々により、ステッピングモータ１０の筐体が構成される。また、一対のプレート４１，４１には、前述のように、ロータ部１１を回転自在に支持する一対の軸受４２，４２がそれぞれ配置されている。
Next, the pair of
上記のように構成されたステッピングモータ１０は、一対のコイル部３３，３３（第１のステータ２２Ａのコイル部３３および第２のステータ２２Ｂのコイル部３３）に所定の電流をそれぞれ通電することにより、ロータ部１１（シャフト１２）を所定方向に所定の角度だけ回転させることができる。
The stepping
以下では、「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」および「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」と、モータの基本性能に相関するホールディングトルクおよび歪率との関係について、図３および図４を参照して説明する。なお、ホールディングトルクは、一般的に動トルクと相関のある特性（ほぼ比例関係）であり、大きいほど好ましいものである。一方、歪率は、振動と相関のある特性であり、低振動化が要求される小型モータ（直径５ｍｍ以下）では１０％以下が好ましいとされるものである。 In the following, FIG. 3 and FIG. 4 are shown for the relationship between “tooth root width W / magnetization pitch P” and “interpole gap G / air gap D” and the holding torque and distortion ratio correlated with the basic performance of the motor. The description will be given with reference. The holding torque generally has a characteristic (substantially proportional relationship) correlated with the dynamic torque, and the larger the holding torque, the better. On the other hand, the distortion is a characteristic correlated with vibration, and 10% or less is preferable for a small motor (diameter 5 mm or less) that requires low vibration.
図３は、ホールディングトルクおよび歪率に及ぼす「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」の影響を静磁場解析により調べた結果を示すグラフである。なお、極間隙間／エアギャップ（Ｇ／Ｄ）を１．３とした場合の結果を示している。 FIG. 3 is a graph showing the results of examining the influence of “tooth root width W / magnetization pitch P” on holding torque and distortion by static magnetic field analysis. In addition, the result at the time of setting the clearance gap / air gap (G / D) to 1.3 is shown.
図３から、歯元幅／着磁ピッチ（Ｗ／Ｐ）を、１．１５以上１．７０以下の範囲内の値に設定することにより、比較的大きく、かつ、安定した（Ｗ／Ｐの変化に対して平坦な特性を示す）ホールディングトルクが得られることが分かる。また、Ｗ／Ｐを略１．５５以上とすることにより、１０％以下の歪率が得られることが分かる。これらの知見から、動トルクが大きく、かつ、振動が小さいモータを実現するには、Ｗ／Ｐを１．５５以上１．７０以下とすることが好ましいと結論付けることができる。 From FIG. 3, by setting the root width / magnetization pitch (W / P) to a value within the range of 1.15 to 1.70, it is relatively large and stable (W / P It can be seen that a holding torque (which exhibits a flat characteristic with respect to change) can be obtained. It can also be seen that by setting W / P to about 1.55 or more, a distortion rate of 10% or less can be obtained. From these findings, it can be concluded that W / P is preferably 1.55 or more and 1.70 or less in order to realize a motor having a large dynamic torque and a small vibration.
次に、図４は、ホールディングトルクおよび歪率に及ぼす「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」の影響を静磁場解析により調べた結果を示すグラフである。なお、
歯元幅／着磁ピッチ（Ｗ／Ｐ）を１．６とした場合の結果を示している。
Next, FIG. 4 is a graph showing the results of examining the influence of “the gap G between the poles G / the air gap D” on the holding torque and the distortion rate by the static magnetic field analysis. In addition,
The result when the root width / magnetization pitch (W / P) is 1.6 is shown.
図４から、極間隙間／エアギャップ（Ｇ／Ｄ）を０．７５以上３．３５以下の範囲内の値とすることにより、比較的大きく、かつ、安定した（Ｇ／Ｄの変化に対して平坦な特性を示す）ホールディングトルクが得られることが分かる。また、Ｗ／Ｐを略１．５０以下とすることにより、１０％以下の歪率が得られることが分かる。これらの知見から、動トルクが大きく、かつ、振動が小さいモータを実現するには、Ｗ／Ｐを０．７５以上１．５０以下とすることが好ましいと結論付けることができる。 From FIG. 4, by setting the gap / air gap (G / D) between 0.75 and 3.35, it is relatively large and stable (with respect to changes in G / D). It can be seen that a holding torque can be obtained. It can also be seen that by setting W / P to about 1.50 or less, a distortion rate of 10% or less can be obtained. From these findings, it can be concluded that W / P is preferably set to 0.75 or more and 1.50 or less in order to realize a motor having a large dynamic torque and a small vibration.
次に、上記の複数の知見に基づき本発明に係るモータを試作評価した結果を図５（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は、歯元幅／着磁ピッチ（Ｗ／Ｐ）が１．２であり、極間隙間／エアギャップＧ／Ｄ）が２．０の場合の結果である。すなわち、ホールディングトルクが大きい（それに応じて動トルクが大きくなる）が、歪率が１０％よりも大きい場合の結果である。以下、この実施例を発明品１と称する。
Next, the result of the trial evaluation of the motor according to the present invention based on the above-described plurality of findings will be described with reference to FIGS. FIG. 5A shows the results when the tooth root width / magnetization pitch (W / P) is 1.2 and the gap between poles / air gap G / D) is 2.0. That is, this is a result when the holding torque is large (the dynamic torque is increased accordingly), but the distortion rate is larger than 10%. Hereinafter, this example is referred to as
一方、図５（ｂ）は、本発明に係るより好ましい一実施例のモータの結果であり、歯元幅／着磁ピッチ（Ｗ／Ｐ）が１．６であり、極間隙間／エアギャップ（Ｇ／Ｄ）が１．３である。すなわち、ホールディングトルクが大きく、歪率が１０％よりも小さい場合の結果である。以下、この実施例を発明品２と称する。
On the other hand, FIG. 5B is a result of a motor of a more preferred embodiment according to the present invention, where the tooth root width / magnetization pitch (W / P) is 1.6, and the gap between the poles / the air gap. (G / D) is 1.3. That is, this is a result when the holding torque is large and the distortion rate is smaller than 10%. Hereinafter, this example is referred to as
なお、同図中、縦軸の「電圧」とは、モータを外力により一定の速度で強制回転させたときにコイル部に発生する誘起電圧である。ピーク電圧が大きく電圧波形の積分値（面積）が大きいほどモータの動トルクが大きく、また、波形が正弦波に近いほどモータの振動が小さいことを示す。 In the figure, the “voltage” on the vertical axis is an induced voltage generated in the coil portion when the motor is forcibly rotated at a constant speed by an external force. As the peak voltage is larger and the integrated value (area) of the voltage waveform is larger, the motor dynamic torque is larger, and as the waveform is closer to a sine wave, the motor vibration is smaller.
図５（ａ）（ｂ）から、発明品１および発明品２は、いずれも同等レベルでピーク電圧が大きい（動トルクが大きい）ことが分かる。さらに、発明品１よりも発明品２の方が、波形が正弦波に近くなり（振動が小さくなり）、波形で囲まれた面積がより一層大きく（動トルクがより一層大きく）なっていることが分かる。これらの結果は、ホールディングトルクの観点から、「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」および「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」を本発明に係る所定の範囲内の値に設定することが、高動トルク化に好ましいことを立証するものである。また、歪率の観点から、「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」および「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」をより限定された本発明に係る所定の範囲内の値に設定することが、高動トルク化および低振動化により好ましいことを立証するものでもある。
5 (a) and 5 (b), it can be seen that
また、ホールディングトルクおよび歪率を考慮して、（１）「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」を１．５５以上１．７０以下に設定すること、（２）「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」を０．７５以上１．５０以下に設定することにより、動トルクが大きく振動の小さいモータを実現できることが立証された。 In consideration of the holding torque and the distortion rate, (1) “tooth root width W / magnetization pitch P” is set to 1.55 or more and 1.70 or less, and (2) “gap between poles G / air”. It has been proved that a motor having a large dynamic torque and a small vibration can be realized by setting the “gap D” to 0.75 or more and 1.50 or less.
以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、種々の変更および組み合わせが可能である。 The preferred embodiments and examples of the present invention have been described above. However, the embodiments are not limited to the above, and various modifications and combinations are possible.
例えば、上記実施形態では、「歯元幅Ｗ／着磁ピッチＰ」および「極間隙間Ｇ／エアギャップＤ」に関する条件をいずれも満たす場合について説明したが、これに限定されない。いずれか一方の条件を満たすことにより、一定の効果を奏することができるものである。 For example, in the above-described embodiment, the case where both the conditions related to “tooth root width W / magnetization pitch P” and “interpole gap G / air gap D” are satisfied has been described, but the present invention is not limited to this. By satisfying either one of the conditions, a certain effect can be achieved.
１０ ステッピングモータ
１１ ロータ部
１２ シャフト
１３ マグネット
１３ａ 外周面
２１ ステータ部
２２（２２Ａ，２２Ｂ） ステータ
２３ 内ヨーク
２４ 支持部
２４ａ 内周縁
２５ 極歯
２５ａ 傾斜側端面
２８ 外ヨーク
２９ 支持部
２９ａ 内周縁
３０ 極歯
３０ａ 傾斜側端面
３２ 外周側壁部
３３ コイル部
４１ 一対のプレート
４２ 一対の軸受
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記マグネットの外周面側に所定の間隔を置いて配置されるステータと、を備え、
前記ステータが、環状の支持部の内周縁から起立する複数の極歯を有する一対のヨークと、前記一対のヨークを励磁するコイルと、を含み、
前記一対のヨークが、前記複数の極歯を円周方向に沿って互い違いに配置させてなるステッピングモータにおいて、
前記一対のヨークにおける前記複数の極歯の各々は、前記支持部から離れるほど幅が狭くなるように形成され、
各極歯の最大幅が、前記マグネットの着磁ピッチの１．１５倍以上１．７０倍以下であることを特徴とするステッピングモータ。 A magnet that is magnetized at a predetermined magnetization pitch in the circumferential direction and that is rotatably arranged around the axis;
A stator disposed at a predetermined interval on the outer peripheral surface side of the magnet,
The stator includes a pair of yokes having a plurality of pole teeth standing from the inner peripheral edge of the annular support portion, and a coil for exciting the pair of yokes;
In the stepping motor in which the pair of yokes are arranged by staggering the plurality of pole teeth along the circumferential direction,
Each of the plurality of pole teeth in the pair of yokes is formed such that the width decreases as the distance from the support portion increases.
A stepping motor, wherein the maximum width of each pole tooth is 1.15 to 1.70 times the magnetizing pitch of the magnet.
前記マグネットの外周面側に所定の間隔を置いて配置されるステータと、を備え、
前記ステータが、環状の支持部の内周縁から起立する複数の極歯を有する一対のヨークと、前記一対のヨークを励磁するコイルと、を含み、
前記一対のヨークが、前記複数の極歯を円周方向に沿って互い違いに配置させて構成されているステッピングモータにおいて、
前記一対のヨークにおける前記複数の極歯の各々は、前記支持部から離れるほど幅が狭くなるように形成され、
各極歯の隣接する極歯との最小間隔が、前記マグネットと前記ステータとの間隔の０．７５倍以上３．３５倍以下であることを特徴とするステッピングモータ。 A magnet that is magnetized at a predetermined magnetization pitch in the circumferential direction and that is rotatably arranged around the axis;
A stator disposed at a predetermined interval on the outer peripheral surface side of the magnet,
The stator includes a pair of yokes having a plurality of pole teeth standing from the inner peripheral edge of the annular support portion, and a coil for exciting the pair of yokes;
In the stepping motor in which the pair of yokes are configured by alternately arranging the plurality of pole teeth along the circumferential direction,
Each of the plurality of pole teeth in the pair of yokes is formed such that the width decreases as the distance from the support portion increases.
A stepping motor characterized in that a minimum distance between adjacent pole teeth of each pole tooth is not less than 0.75 times and not more than 3.35 times the distance between the magnet and the stator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009202228A JP5481132B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009202228A JP5481132B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Stepping motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011055642A true JP2011055642A (en) | 2011-03-17 |
| JP5481132B2 JP5481132B2 (en) | 2014-04-23 |
Family
ID=43944071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009202228A Active JP5481132B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Stepping motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5481132B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016158458A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 日本電産サンキョー株式会社 | Stepping motor |
| JP2018107883A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | キヤノン株式会社 | Stepping motor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08275487A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nippon Seiki Co Ltd | Stepping motor |
| JP2000253644A (en) * | 1998-12-28 | 2000-09-14 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Motor |
| JP2002089429A (en) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Small-sized hydraulic power generating equipment |
-
2009
- 2009-09-02 JP JP2009202228A patent/JP5481132B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08275487A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nippon Seiki Co Ltd | Stepping motor |
| JP2000253644A (en) * | 1998-12-28 | 2000-09-14 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Motor |
| JP2002089429A (en) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Small-sized hydraulic power generating equipment |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016158458A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 日本電産サンキョー株式会社 | Stepping motor |
| JP2018107883A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | キヤノン株式会社 | Stepping motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5481132B2 (en) | 2014-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9041269B2 (en) | Motor | |
| JP4738759B2 (en) | Permanent magnet motor | |
| JP2007049884A (en) | Small dc motor | |
| US20070057589A1 (en) | Interior permanent magnet rotor and interior permanent magnet motor | |
| EP1727262A2 (en) | Stepping motor for generating vibration | |
| JP2013005683A (en) | Stator and motor | |
| JP2007330095A (en) | Claw pole stator for stepping motor, and claw pole stepping motor | |
| JP2012100498A (en) | Stator core | |
| JPWO2015029256A1 (en) | Synchronous motor | |
| JP2010246197A (en) | Magnetic pole core and dc motor using the same | |
| JP2009273304A (en) | Rotor of rotating electric machine, and rotating electric machine | |
| WO2014195999A1 (en) | Synchronous motor | |
| JP2010268588A (en) | Small-sized motor | |
| JP5596074B2 (en) | Permanent magnet type rotating electric machine | |
| JP5481132B2 (en) | Stepping motor | |
| US9276444B2 (en) | Rotor and motor | |
| JP5481129B2 (en) | Stepping motor | |
| JP2006254622A (en) | Permanent magnet type motor | |
| JP2006025486A (en) | Electric electric machine | |
| JP2010057313A (en) | Electric motor | |
| JP2010259197A (en) | Dc motor | |
| JP2015186354A (en) | permanent magnet motor | |
| JP2014230444A (en) | Brushless motor | |
| JP2011119546A (en) | Magnetization device | |
| JP3726075B2 (en) | Stepping motor drive method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120607 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131011 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131022 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5481132 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |