JP3322910B2 - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JP3322910B2 JP3322910B2 JP22764492A JP22764492A JP3322910B2 JP 3322910 B2 JP3322910 B2 JP 3322910B2 JP 22764492 A JP22764492 A JP 22764492A JP 22764492 A JP22764492 A JP 22764492A JP 3322910 B2 JP3322910 B2 JP 3322910B2
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- rotor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸方向にステータと
ロータのトルク発生空隙部を有するステッピングモータ
に関する。
ロータのトルク発生空隙部を有するステッピングモータ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＯＡ機器・民生機器及び生産用機
械等に使用されるステッピングモータは、送り・位置決
め用モータとして、数多く使われてきた。図１０が、従
来のステッピングモータの側断面図である。
械等に使用されるステッピングモータは、送り・位置決
め用モータとして、数多く使われてきた。図１０が、従
来のステッピングモータの側断面図である。
【０００３】ボビン１０１にステータコイル５が同心状
に巻回され、ボビン１０１はステータヨーク６を２個で
軸方向両側から挟持固定し、且つステータヨーク６には
ボビン１０１の内径面円周方向にステータヨーク歯６ａ
と６ｂが交互に配置され、ケース１にステータヨーク歯
６ａまたは６ｂと一体のステータヨーク６が固定され、
ステータ２が構成されている。
に巻回され、ボビン１０１はステータヨーク６を２個で
軸方向両側から挟持固定し、且つステータヨーク６には
ボビン１０１の内径面円周方向にステータヨーク歯６ａ
と６ｂが交互に配置され、ケース１にステータヨーク歯
６ａまたは６ｂと一体のステータヨーク６が固定され、
ステータ２が構成されている。
【０００４】尚、ステータヨーク歯６ａと６ｂ及びロー
タ磁石１１は図１０の中で、破断面で各々が図示されて
いる。２組のケース１の一方はフランジ１５と軸受８が
固定され、他方のケース１はもう１個の軸受８が固定さ
れている。ロータ９は、ロータ軸１０にロータ磁石１１
が固定され、ステータ２のステータヨーク６ａと放射状
の空隙部を構成し、軸受８で両支持されている。ステー
タコイル５には、ステッピングモータ特有の入力周波数
に従って所定のシーケンスで電流が供給される。
タ磁石１１は図１０の中で、破断面で各々が図示されて
いる。２組のケース１の一方はフランジ１５と軸受８が
固定され、他方のケース１はもう１個の軸受８が固定さ
れている。ロータ９は、ロータ軸１０にロータ磁石１１
が固定され、ステータ２のステータヨーク６ａと放射状
の空隙部を構成し、軸受８で両支持されている。ステー
タコイル５には、ステッピングモータ特有の入力周波数
に従って所定のシーケンスで電流が供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のステッ
ピングモータモータでは、下記の課題があった。 （１）モータの直径に対して軸方向に長いステッピング
モータを作る場合、従来の方法ではステータヨークが一
体金型成形になっていたので、ステータヨークの打ち抜
き金型が製作困難で、細長いステッピングモータが出来
なかった。
ピングモータモータでは、下記の課題があった。 （１）モータの直径に対して軸方向に長いステッピング
モータを作る場合、従来の方法ではステータヨークが一
体金型成形になっていたので、ステータヨークの打ち抜
き金型が製作困難で、細長いステッピングモータが出来
なかった。
【０００６】（２）特にモータ直径が小さく、軸方向に
長いステッピングモータを作る場合、ステップ角の小さ
いモータ、つまり多極のステッピングモータを作るのが
困難であった。 （３）ステッピングモータの重要機能であるステップ角
は小さいほど特性向上につながるが、その実現のために
は、ロータ磁石を多極着磁にしなければならないが、特
に直径が小さいロータ磁石はラジアル（放射方向）着磁
でもアキシアル（軸方向）着磁でも多極化着磁が非常に
困難である。
長いステッピングモータを作る場合、ステップ角の小さ
いモータ、つまり多極のステッピングモータを作るのが
困難であった。 （３）ステッピングモータの重要機能であるステップ角
は小さいほど特性向上につながるが、その実現のために
は、ロータ磁石を多極着磁にしなければならないが、特
に直径が小さいロータ磁石はラジアル（放射方向）着磁
でもアキシアル（軸方向）着磁でも多極化着磁が非常に
困難である。
【０００７】そこで、この発明の目的は、径小・細長
で、ロータとステータの多極化を実現することにより、
微少ステップ角で高性能のステッピングモータを得るこ
とである。
で、ロータとステータの多極化を実現することにより、
微少ステップ角で高性能のステッピングモータを得るこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、軸方向にステータとロータのトルク発
生空隙部を有するステッピングモータにおいて、軸方向
に同心円状に巻回したステータコイルと、ステータコイ
ルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カバーの軸方
向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心円状に同じ
極性からなる複数個のステータヨーク歯を配置し、軸方
向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁石の軸方向
の少なくとも一つの面には、ステータヨーク歯に対向し
て軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数個のロータ
ヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数個有する構
成とした。
に、この発明は、軸方向にステータとロータのトルク発
生空隙部を有するステッピングモータにおいて、軸方向
に同心円状に巻回したステータコイルと、ステータコイ
ルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カバーの軸方
向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心円状に同じ
極性からなる複数個のステータヨーク歯を配置し、軸方
向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁石の軸方向
の少なくとも一つの面には、ステータヨーク歯に対向し
て軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数個のロータ
ヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数個有する構
成とした。
【０００９】
【作用】上記のように構成された軸方向にステータとロ
ータのトルク発生空隙部を複数個有するステッピングモ
ータにおいては、ステータコイルの入力端子にステッピ
ングモータ特有の入力周波数に従って所定のシーケンス
で電流を流すと、軸方向複数個の空隙部で所定の回転方
向にトルクが発生することにより、ロータ軸が回転す
る。
ータのトルク発生空隙部を複数個有するステッピングモ
ータにおいては、ステータコイルの入力端子にステッピ
ングモータ特有の入力周波数に従って所定のシーケンス
で電流を流すと、軸方向複数個の空隙部で所定の回転方
向にトルクが発生することにより、ロータ軸が回転す
る。
【００１０】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。 （実施例１）図１は、本発明のステッピングモータの実
施例１の側断面図である。ケース１に取付用フランジ１
５が固定され、軸受８が２個ケース１の両端に固定され
ている。
明する。 （実施例１）図１は、本発明のステッピングモータの実
施例１の側断面図である。ケース１に取付用フランジ１
５が固定され、軸受８が２個ケース１の両端に固定され
ている。
【００１１】ステータ２は、軸方向に巻回されたステー
タコイル５が絶縁カバー４で絶縁固定され、絶縁カバー
４の軸方向の一方の面には、ステータリターンヨーク７
が固定され、軸方向反対側の面にはステータヨーク６が
固定されている。ステータヨーク６の図５に示されるス
テータヨーク歯６ａが軸方向の空隙部を挟んで、ロータ
ヨーク１２の図４に示すロータヨーク歯１２ａと磁気的
に対向している。
タコイル５が絶縁カバー４で絶縁固定され、絶縁カバー
４の軸方向の一方の面には、ステータリターンヨーク７
が固定され、軸方向反対側の面にはステータヨーク６が
固定されている。ステータヨーク６の図５に示されるス
テータヨーク歯６ａが軸方向の空隙部を挟んで、ロータ
ヨーク１２の図４に示すロータヨーク歯１２ａと磁気的
に対向している。
【００１２】同様にして、磁気的に対向するステータヨ
ーク歯６ｂとロータヨーク歯１２ｂとの軸方向の空隙部
は、ロータ９の軸方向反対側にも設けられている。ロー
タ９は、ロータ軸１０に固定されたロータ磁石１１の両
側軸方向に、ロータヨーク歯１２ａ及び１２ｂとが軸方
向の空隙部を挟んで、軸方向両側のステータヨーク歯６
ａ及び６ｂと磁気的にそれぞれ対向して、且つロータ軸
１０は軸受８に軸方向両側２ヶ所で固定されている。ケ
ース１の軸方向両側の内周面に固定されているステータ
２は、フレキシブル基板３で２相に結線されてモータ外
部に引き出されている電流供給用端子を有する。
ーク歯６ｂとロータヨーク歯１２ｂとの軸方向の空隙部
は、ロータ９の軸方向反対側にも設けられている。ロー
タ９は、ロータ軸１０に固定されたロータ磁石１１の両
側軸方向に、ロータヨーク歯１２ａ及び１２ｂとが軸方
向の空隙部を挟んで、軸方向両側のステータヨーク歯６
ａ及び６ｂと磁気的にそれぞれ対向して、且つロータ軸
１０は軸受８に軸方向両側２ヶ所で固定されている。ケ
ース１の軸方向両側の内周面に固定されているステータ
２は、フレキシブル基板３で２相に結線されてモータ外
部に引き出されている電流供給用端子を有する。
【００１３】図２は、本発明のステッピングモータの実
施例１の図１を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石１１は軸方
向に、一方の面はＮ極にもう一方の面はＳ極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク１２がロータ磁
石１１の軸方向両側に固定され、ロータヨーク１２の一
部であるロータヨーク歯１２ａ及び１２ｂが突極構造で
軸方向両側に配置され、且つロータヨーク歯１２ａ及び
１２ｂはそれぞれ軸方向片側で同極になっている。ロー
タヨーク歯１２ａと１２ｂ及びステータヨーク歯６ａと
６ｂの位置関係は次のようになる。
施例１の図１を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石１１は軸方
向に、一方の面はＮ極にもう一方の面はＳ極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク１２がロータ磁
石１１の軸方向両側に固定され、ロータヨーク１２の一
部であるロータヨーク歯１２ａ及び１２ｂが突極構造で
軸方向両側に配置され、且つロータヨーク歯１２ａ及び
１２ｂはそれぞれ軸方向片側で同極になっている。ロー
タヨーク歯１２ａと１２ｂ及びステータヨーク歯６ａと
６ｂの位置関係は次のようになる。
【００１４】図２に示すロータヨーク歯１２ａと１２ｂ
及びステータヨーク歯６ａと６ｂの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをｔとした場合、ロ
ータヨーク歯１２ａと１２ｂの位置関係は歯の中心間の
ピッチがｔ／２ずれている。ステータヨーク歯６ａと６
ｂの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりステー
タヨーク歯６ａと６ｂは機械的に同位相の関係にある。
及びステータヨーク歯６ａと６ｂの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをｔとした場合、ロ
ータヨーク歯１２ａと１２ｂの位置関係は歯の中心間の
ピッチがｔ／２ずれている。ステータヨーク歯６ａと６
ｂの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりステー
タヨーク歯６ａと６ｂは機械的に同位相の関係にある。
【００１５】図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明のステッピ
ングモータの実施例１のステップ動作の概念図である。
図３（ａ）は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ステータヨーク歯６ａと６ｂは同位相で、
ロータヨーク歯１２ａと１２ｂは、図２で説明したよう
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをｔとした場合、ロータヨーク歯１２ａと１２ｂの位
置関係は歯の中心間のピッチがｔ／２ずれている。
ングモータの実施例１のステップ動作の概念図である。
図３（ａ）は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ステータヨーク歯６ａと６ｂは同位相で、
ロータヨーク歯１２ａと１２ｂは、図２で説明したよう
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをｔとした場合、ロータヨーク歯１２ａと１２ｂの位
置関係は歯の中心間のピッチがｔ／２ずれている。
【００１６】無通電の時のステータ２とロータ９の位置
関係は、ステータヨーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａ
の中心間のピッチがｔ／４ずれていて、この状態でステ
ータ２に対してロータ９が安定した位置でとまってい
る。また、ロータ９のロータヨーク歯１２ａはＮ極、ロ
ータヨーク歯１２ｂはＳ極の極性に磁化されている。
関係は、ステータヨーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａ
の中心間のピッチがｔ／４ずれていて、この状態でステ
ータ２に対してロータ９が安定した位置でとまってい
る。また、ロータ９のロータヨーク歯１２ａはＮ極、ロ
ータヨーク歯１２ｂはＳ極の極性に磁化されている。
【００１７】次に、外部からの入力パルスにより通電し
た時、ステータ２のステータヨーク歯６ａ及び６ｂは共
にＳ極に励磁されれば、ロータヨーク歯１２ａはステー
タヨーク６ａに吸引され、ロータヨーク歯１２ｂはステ
ータヨーク歯６ｂと反発し、結果的にロータ９は図面右
方向に進む。
た時、ステータ２のステータヨーク歯６ａ及び６ｂは共
にＳ極に励磁されれば、ロータヨーク歯１２ａはステー
タヨーク６ａに吸引され、ロータヨーク歯１２ｂはステ
ータヨーク歯６ｂと反発し、結果的にロータ９は図面右
方向に進む。
【００１８】図３（ｂ）は、ロータ９が図３（ａ）から
ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯６ａがＳ極及びステータヨーク歯６ｂがＳ極の状
態では図３（ｂ）の位置でロータ９はホールド状態にな
る。これは、ロータ歯１２ａとステータ歯６ａの吸引の
磁気応力とロータ歯１２ｂとステータ歯６ｂの反発の磁
気応力は等価だからである。磁極と磁極が空隙を挟んで
対向したときの磁気応力の強さは、磁極どうしの空隙を
挟んだ対向面積と磁極どうしの中心間距離（位相差）の
積に比例する。
ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯６ａがＳ極及びステータヨーク歯６ｂがＳ極の状
態では図３（ｂ）の位置でロータ９はホールド状態にな
る。これは、ロータ歯１２ａとステータ歯６ａの吸引の
磁気応力とロータ歯１２ｂとステータ歯６ｂの反発の磁
気応力は等価だからである。磁極と磁極が空隙を挟んで
対向したときの磁気応力の強さは、磁極どうしの空隙を
挟んだ対向面積と磁極どうしの中心間距離（位相差）の
積に比例する。
【００１９】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ａ
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して反発となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図３（ｃ）は、ロータ９が図
３（ａ）からｔピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂが
Ｓ極の状態では図３（ｃ）の位置でロータ９はホールド
状態になる。これは、図３（ｂ）で説明した理由のとお
りである。
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して反発となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図３（ｃ）は、ロータ９が図
３（ａ）からｔピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂが
Ｓ極の状態では図３（ｃ）の位置でロータ９はホールド
状態になる。これは、図３（ｂ）で説明した理由のとお
りである。
【００２０】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ｂ
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｓ極はステータヨーク歯６ｂに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図３（ｄ）は、ロータ９が図
３（ａ）から３ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯
６ｂがＮ極の状態では図３（ｄ）の位置でロータ９はホ
ールド状態になる。これは、図３（ｂ）で説明した理由
のとおりである。
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｓ極はステータヨーク歯６ｂに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図３（ｄ）は、ロータ９が図
３（ａ）から３ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯
６ｂがＮ極の状態では図３（ｄ）の位置でロータ９はホ
ールド状態になる。これは、図３（ｂ）で説明した理由
のとおりである。
【００２１】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ａ
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図
３（ｂ）から図３（ｄ）（ステップ１からステップ３）
と同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図
３（ｂ）から図３（ｄ）（ステップ１からステップ３）
と同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
【００２２】尚、本発明の実施例１では、ステータヨー
ク歯６ａと６ｂは同位相で、ロータヨーク歯１２ａと１
２ｂの位相差をｔ／２ピッチにしてあるが、ステータヨ
ーク歯６ａと６ｂの位相差をｔ／２ピッチにして、ロー
タヨーク歯１２ａと１２ｂを同位相にしても、同様のス
テップ駆動は可能である。
ク歯６ａと６ｂは同位相で、ロータヨーク歯１２ａと１
２ｂの位相差をｔ／２ピッチにしてあるが、ステータヨ
ーク歯６ａと６ｂの位相差をｔ／２ピッチにして、ロー
タヨーク歯１２ａと１２ｂを同位相にしても、同様のス
テップ駆動は可能である。
【００２３】図４は、本発明のステッピングモータの実
施例１のローター９の斜視図である。ロータ９は、ロー
タ軸１０にロータ磁石１１が固定され、ロータ磁石１１
の軸方向両側の面にはロータヨーク１２が２個固定さ
れ、ロータヨーク歯１２ａが突極構造の磁性材で、ロー
タ軸１０を中心にして放射状にロータ磁石１１の外径方
向に複数個延びている。２個のロータヨーク１２のロー
タヨーク歯１２ａ、１２ｂの数は両側で同じである。
施例１のローター９の斜視図である。ロータ９は、ロー
タ軸１０にロータ磁石１１が固定され、ロータ磁石１１
の軸方向両側の面にはロータヨーク１２が２個固定さ
れ、ロータヨーク歯１２ａが突極構造の磁性材で、ロー
タ軸１０を中心にして放射状にロータ磁石１１の外径方
向に複数個延びている。２個のロータヨーク１２のロー
タヨーク歯１２ａ、１２ｂの数は両側で同じである。
【００２４】図５は、本発明のステッピングモータの実
施例１のステータ２の斜視図である。ステータ２は、ス
テータコイル５が軸方向に巻回され、絶縁カバー４で絶
縁固定され、図面裏側の面にはステータリターンヨーク
７が固定され、図面表側の面にはステータヨーク６が固
定されている。ステータヨーク６からは、ステータヨー
ク歯６ａが突極構造の磁性材で、ステータ２の中心に向
かって放射状に複数個延びている。図１では、図５のス
テータ２がロータヨーク１２とステータヨーク６と空隙
を挟んで対向して２個配置されている。２個のステータ
ヨーク６のステータヨーク歯６ａと６ｂの数は両側で同
じである。
施例１のステータ２の斜視図である。ステータ２は、ス
テータコイル５が軸方向に巻回され、絶縁カバー４で絶
縁固定され、図面裏側の面にはステータリターンヨーク
７が固定され、図面表側の面にはステータヨーク６が固
定されている。ステータヨーク６からは、ステータヨー
ク歯６ａが突極構造の磁性材で、ステータ２の中心に向
かって放射状に複数個延びている。図１では、図５のス
テータ２がロータヨーク１２とステータヨーク６と空隙
を挟んで対向して２個配置されている。２個のステータ
ヨーク６のステータヨーク歯６ａと６ｂの数は両側で同
じである。
【００２５】図６は、本発明のステッピングモータの実
施例１のステータ２のステータリターンヨーク７を見た
斜視図である。ステータ２のステータリターンヨーク７
は、磁気回路上のリターンヨークなので、単にリング状
で磁性材料になっていればよい。
施例１のステータ２のステータリターンヨーク７を見た
斜視図である。ステータ２のステータリターンヨーク７
は、磁気回路上のリターンヨークなので、単にリング状
で磁性材料になっていればよい。
【００２６】（実施例２）図７は、本発明のステッピン
グモータの実施例２側断面図である。ケース１に取付用
フランジ１５が固定され、軸受８が２個ケース１の両端
に固定されている。ステータ２は、軸方向に巻回された
ステータコイル５が絶縁カバー４で絶縁固定され、ステ
ータリターンヨーク７を真ん中に挟んで軸方向両側に２
個固定され、更に軸方向両側の面にはステータヨーク６
が固定されている。
グモータの実施例２側断面図である。ケース１に取付用
フランジ１５が固定され、軸受８が２個ケース１の両端
に固定されている。ステータ２は、軸方向に巻回された
ステータコイル５が絶縁カバー４で絶縁固定され、ステ
ータリターンヨーク７を真ん中に挟んで軸方向両側に２
個固定され、更に軸方向両側の面にはステータヨーク６
が固定されている。
【００２７】ステータヨーク６は、本発明の第一実施例
の図５に示すようなステータヨーク歯６ａが軸方向の空
隙部を挟んで、ロータヨーク１２の本発明の第一実施例
の図４に示すようなロータヨーク歯１２ａと磁気的に対
向している。同様にして、磁気的に対向するステータヨ
ーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａとの軸方向の空隙部
は、ステータ２の軸方向反対側にも設けられている。ロ
ータ９は、ロータ軸１０に固定されたロータ磁石１１の
両側軸方向に、ロータヨーク歯１２ａが軸方向の空隙部
を挟んで、軸方向両側のステータヨーク６ａと磁気的に
２箇所で対向して、且つロータ軸１０は軸受８に軸方向
両側２箇所で固定されている。ケース１の軸方向両側の
内周面に固定されているステータ２は、フレキシブル基
板３で２相に結線されてモータ外部に引き出されている
電流供給用端子を有する。
の図５に示すようなステータヨーク歯６ａが軸方向の空
隙部を挟んで、ロータヨーク１２の本発明の第一実施例
の図４に示すようなロータヨーク歯１２ａと磁気的に対
向している。同様にして、磁気的に対向するステータヨ
ーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａとの軸方向の空隙部
は、ステータ２の軸方向反対側にも設けられている。ロ
ータ９は、ロータ軸１０に固定されたロータ磁石１１の
両側軸方向に、ロータヨーク歯１２ａが軸方向の空隙部
を挟んで、軸方向両側のステータヨーク６ａと磁気的に
２箇所で対向して、且つロータ軸１０は軸受８に軸方向
両側２箇所で固定されている。ケース１の軸方向両側の
内周面に固定されているステータ２は、フレキシブル基
板３で２相に結線されてモータ外部に引き出されている
電流供給用端子を有する。
【００２８】図８は、本発明のステッピングモータの実
施例２の図７を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石１１は軸方
向に、一方の面はＮ極にもう一方の面はＳ極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク１２がロータ磁
石１１の軸方向一方の面に固定され、ロータ磁石１１の
軸方向もう一方の面にはロータリターンヨーク１３が固
定されている。ロータヨーク１２の一部であるロータヨ
ーク歯１２ａは突極構造の磁性材料で、軸方向にステー
タヨーク歯６ａと空隙を挟んでステータ２の両側に配置
され、且つロータヨーク歯１２ａは軸方向片側で同極に
なっている。ロータヨーク歯１２ａと１２ｂ及びステー
タヨーク歯６ａと６ｂの位置関係は次のようになる。
施例２の図７を軸中心から放射方向外側に向かってモー
タ内部全体を見た展開図である。ロータ磁石１１は軸方
向に、一方の面はＮ極にもう一方の面はＳ極にユニポー
ルに着磁磁化されている。ロータヨーク１２がロータ磁
石１１の軸方向一方の面に固定され、ロータ磁石１１の
軸方向もう一方の面にはロータリターンヨーク１３が固
定されている。ロータヨーク１２の一部であるロータヨ
ーク歯１２ａは突極構造の磁性材料で、軸方向にステー
タヨーク歯６ａと空隙を挟んでステータ２の両側に配置
され、且つロータヨーク歯１２ａは軸方向片側で同極に
なっている。ロータヨーク歯１２ａと１２ｂ及びステー
タヨーク歯６ａと６ｂの位置関係は次のようになる。
【００２９】図８に示すロータヨーク歯１２ａと１２ｂ
及びステータヨーク歯６ａと６ｂの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをｔとした場合、ス
テータヨーク歯６ａと６ｂの位置関係は歯の中心間のピ
ッチがｔ／２ずれている。ロータヨーク歯１２ａと１２
ｂの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりロータ
ヨーク歯１２ａと１２ｂは機械的に同位相の関係にあ
る。
及びステータヨーク歯６ａと６ｂの各々のヨーク歯の中
心とヨーク歯のない中心間のピッチをｔとした場合、ス
テータヨーク歯６ａと６ｂの位置関係は歯の中心間のピ
ッチがｔ／２ずれている。ロータヨーク歯１２ａと１２
ｂの位置関係は歯の中心間のピッチが零、つまりロータ
ヨーク歯１２ａと１２ｂは機械的に同位相の関係にあ
る。
【００３０】図９（ａ）〜（ｄ）は、本発明のステッピ
ングモータの実施例２のステップ動作の概念図である。
図９（ａ）は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ロータヨーク歯１２ａと１２ｂは同位相
で、ステータヨーク歯６ａと６ｂは、図８で説明した様
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをｔとした場合、ステータヨーク歯６ａと６ｂの位置
関係は歯の中心間のピッチがｔ／２ずれている。無通電
の時のステータ２とロータ９の位置関係は、ステータヨ
ーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａの中心間のピッチが
ｔ／４ずれていて、この状態でステータ２に対してロー
タ９が安定した位置でとまっている。また、ロータ９の
ロータヨーク歯１２ａはＮ極、ロータヨーク歯１２ｂは
Ｎ極の極性に磁化されている。
ングモータの実施例２のステップ動作の概念図である。
図９（ａ）は無通電状態から入力パルスにより通電した
状態を示す。ロータヨーク歯１２ａと１２ｂは同位相
で、ステータヨーク歯６ａと６ｂは、図８で説明した様
に各々のヨーク歯の中心とヨーク歯のない中心間のピッ
チをｔとした場合、ステータヨーク歯６ａと６ｂの位置
関係は歯の中心間のピッチがｔ／２ずれている。無通電
の時のステータ２とロータ９の位置関係は、ステータヨ
ーク歯６ａとロータヨーク歯１２ａの中心間のピッチが
ｔ／４ずれていて、この状態でステータ２に対してロー
タ９が安定した位置でとまっている。また、ロータ９の
ロータヨーク歯１２ａはＮ極、ロータヨーク歯１２ｂは
Ｎ極の極性に磁化されている。
【００３１】次に、外部からの入力パルスにより通電し
た時、ステータ２のステータヨーク歯６ａはＮ極及びス
テータヨーク歯６ｂはＳ極に励磁されれば、ロータヨー
ク歯１２ａはステータヨーク歯６ａと反発し、ロータヨ
ーク歯１２ｂはステータヨーク歯６ｂに吸引され、結果
的にロータ９は図面右方向に進む。
た時、ステータ２のステータヨーク歯６ａはＮ極及びス
テータヨーク歯６ｂはＳ極に励磁されれば、ロータヨー
ク歯１２ａはステータヨーク歯６ａと反発し、ロータヨ
ーク歯１２ｂはステータヨーク歯６ｂに吸引され、結果
的にロータ９は図面右方向に進む。
【００３２】図９（ｂ）は、ロータ９が図９（ａ）から
ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂがＳ極の状
態では図９（ｂ）の位置でロータ９はホールド状態にな
る。これは、本発明の実施例１で、ロータ９がホールド
状態になる理由を説明してある。
ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示す。ステータヨ
ーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂがＳ極の状
態では図９（ｂ）の位置でロータ９はホールド状態にな
る。これは、本発明の実施例１で、ロータ９がホールド
状態になる理由を説明してある。
【００３３】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ｂ
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｎ極はステータヨーク歯６ｂに対して反発となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図９（ｃ）は、ロータ９が図
９（ａ）からｔピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂが
Ｎ極の状態では図９（ｃ）の位置でロータ９はホールド
状態になる。
をＳ極からＮ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｎ極はステータヨーク歯６ｂに対して反発となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図９（ｃ）は、ロータ９が図
９（ａ）からｔピッチ図面右方向に進む状態を示す。ス
テータヨーク歯６ａがＮ極及びステータヨーク歯６ｂが
Ｎ極の状態では図９（ｃ）の位置でロータ９はホールド
状態になる。
【００３４】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ａ
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図９（ｄ）は、ロータ９が図
９（ａ）から３ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯６ａがＳ極及びステータヨーク歯
６ｂがＮ極の状態では図９（ｄ）の位置でロータ９はホ
ールド状態になる。
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ａの
Ｎ極はステータヨーク歯６ａに対して吸引となり、ロー
タ９は図面右方向に進む。図９（ｄ）は、ロータ９が図
９（ａ）から３ｔ／２ピッチ図面右方向に進む状態を示
す。ステータヨーク歯６ａがＳ極及びステータヨーク歯
６ｂがＮ極の状態では図９（ｄ）の位置でロータ９はホ
ールド状態になる。
【００３５】次に、ステータ２のステータヨーク歯６ｂ
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｎ極はステータヨーク歯６ｂに対して吸引され、ロータ
９は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図９
（ｂ）から図９（ｄ）（ステップ１からステップ３）と
同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
をＮ極からＳ極に励磁すると、ロータヨーク歯１２ｂの
Ｎ極はステータヨーク歯６ｂに対して吸引され、ロータ
９は図面右方向に進む。以下入力パルスに応じて、図９
（ｂ）から図９（ｄ）（ステップ１からステップ３）と
同じ動作を繰り返し、ステップ駆動することになる。
【００３６】尚、本発明の実施例２では、ロータヨーク
歯１２ａと１２ｂは同位相で、ステータ歯６ａと６ｂの
位相差をｔ／２ピッチにしてあるが、ロータヨーク歯１
２ａと１２ｂの位相差をｔ／２ピッチにして、ステータ
歯６ａと６ｂを同位相にしても、同様のステップ駆動は
可能である。
歯１２ａと１２ｂは同位相で、ステータ歯６ａと６ｂの
位相差をｔ／２ピッチにしてあるが、ロータヨーク歯１
２ａと１２ｂの位相差をｔ／２ピッチにして、ステータ
歯６ａと６ｂを同位相にしても、同様のステップ駆動は
可能である。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、軸方向にステータとロータ
のトルク発生空隙部を有するステッピングモータにおい
て、軸方向に同心円状に巻回したステータコイルと、ス
テータコイルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カ
バーの軸方向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心
円状に同じ極性からなる複数個のステータヨーク歯を配
置し、軸方向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁
石の軸方向の少なくとも一つの面には、ステータヨーク
歯に対向して軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数
個のロータヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数
個有する構造としたので下記の効果を有する。
のトルク発生空隙部を有するステッピングモータにおい
て、軸方向に同心円状に巻回したステータコイルと、ス
テータコイルを電気絶縁固定した絶縁カバーと、絶縁カ
バーの軸方向の少なくとも一つの面には、軸方向に同心
円状に同じ極性からなる複数個のステータヨーク歯を配
置し、軸方向にユニポール着磁した永久磁石と、永久磁
石の軸方向の少なくとも一つの面には、ステータヨーク
歯に対向して軸方向に同心円状に同じ極性からなる複数
個のロータヨーク歯を配置したトルク発生空隙部を複数
個有する構造としたので下記の効果を有する。
【００３８】（１）モータの軸方向のロータとステータ
の空隙部を複数段設ける事によって、モータの直径に対
して軸方向により細長いステッピングモータを作る事が
できる。 （２）ステップ角の小さいモータ、つまり多極のステッ
ピングモータを作る事が出来る。
の空隙部を複数段設ける事によって、モータの直径に対
して軸方向により細長いステッピングモータを作る事が
できる。 （２）ステップ角の小さいモータ、つまり多極のステッ
ピングモータを作る事が出来る。
【００３９】（３）ロータとステータの多極化が可能と
なり、微少ステップ角で最大自起動周波数の高いステッ
ピングモータを作る事ができる。 （４）細長いステッピングモータなので、ロータイナー
シャを小さくする事ができるので、低振動で高応答のス
テッピングモータを作る事ができる。
なり、微少ステップ角で最大自起動周波数の高いステッ
ピングモータを作る事ができる。 （４）細長いステッピングモータなので、ロータイナー
シャを小さくする事ができるので、低振動で高応答のス
テッピングモータを作る事ができる。
【図１】本発明のステッピングモータの実施例１の側断
面図である。
面図である。
【図２】本発明のステッピングモータの実施例１の図１
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明のステッピングモータ
の実施例１のステップ動作の概念図である。
の実施例１のステップ動作の概念図である。
【図４】本発明のステッピングモータの実施例１のロー
ター９の斜視図である。
ター９の斜視図である。
【図５】本発明のステッピングモータの実施例１のステ
ータ９の斜視図である。
ータ９の斜視図である。
【図６】本発明のステッピングモータの実施例１のステ
ータ９のステータリターンヨーク７を見た斜視図であ
る。
ータ９のステータリターンヨーク７を見た斜視図であ
る。
【図７】本発明のステッピングモータの実施例２の側断
面図である。
面図である。
【図８】本発明のステッピングモータの実施例２の図７
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
を軸中心から放射方向外側に向かってモータ内部全体を
見た展開図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明のステッピングモータ
の実施例２のステップ動作の概念図である。
の実施例２のステップ動作の概念図である。
【図１０】従来のステッピングモータの側断面図であ
る。
る。
１ ケース ２ ステータ ３ フレキシブル基板 ４ 絶縁カバー ５ ステータコイル ６ ステータヨーク ６ａ、６ｂ ステータヨーク歯 ７ ステータリターンヨーク ８ 軸受 ９ ロータ １０ ロータ軸 １１ ロータ磁石 １２ ロータヨーク １２ａ、１２ｂ ロータヨーク歯 １３ ロータリターンヨーク １４ カンザ １５ フランジ １０１ ボビン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 37/00
Claims (3)
- 【請求項１】 軸方向に同心円状に巻回したステータコ
イルと、前記ステータコイルを電気絶縁固定した絶縁カ
バーと、前記絶縁カバーの前記軸方向の一つの面設けら
れた前記軸方向に同心円状の同じ極性からなる複数個の
ステータヨーク歯とから成るステータを配置すると共
に、 前記軸方向にユニポール着磁した永久磁石と、前記永久
磁石の前記軸方向の一つの面に設けられ、かつ前記ステ
ータヨーク歯に対向する前記軸方向に同心円状の同じ極
性からなる複数個のロータヨーク歯とから成るロータと
を配置し、 前記軸方向に前記ステータと前記ロータとのトルク発生
空隙部を複数個有することを特徴とするステッピングモ
ータ。 - 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータであ
って、 前記ロータの両端に前記トルク発生空隙部を介して前記
ステータが配置されていることを特徴とするステッピン
グモータ。 - 【請求項３】 請求項１記載のステッピングモータであ
って、 前記ステータの両端に前記トルク発生空隙部を介して前
記ロータが配置されていることを特徴とするステッピン
グモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22764492A JP3322910B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22764492A JP3322910B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678512A JPH0678512A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3322910B2 true JP3322910B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=16864113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22764492A Expired - Fee Related JP3322910B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322910B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22764492A patent/JP3322910B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0678512A (ja) | 1994-03-18 |
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