JPH02114847A

JPH02114847A - パルスモータ

Info

Publication number: JPH02114847A
Application number: JP26400188A
Authority: JP
Inventors: Ko Kikuchi; 菊地　曠; Jiro Tanuma; 田沼　二郎; Hideaki Iwami; 石水　英昭; Masayuki Ishikawa; 石川　匡幸
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-26

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）本発明はパルスモータ、特に、うず電流積を低減して駆
動効率を向上させたパルスモークの構造に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、パルスモータはディジタル信号により直接オープ
ンループの制御が可能であり、またパルスの周波数に比
例した回転速度を得られ、モータの回転角度と入力パル
ス数とが完全に比例することから、ＯＡ機器、情報端末
機関連の制御用アクチュエータとして、速度制御、位置
決め制御に広く用いられている。

第８図は従来のパルスモータの概略分解図である。

図において、■は外周面を円周方向に分割して着磁した
永久磁石と、その中心部にあるロータ軸２からなるロー
タであり、該ロータ軸２を中心にし゛ζ回転する。３，
４は外ステータ、５，６は内ステークであり、これらス
テーク３．４，５．６の内側円周部にはそれぞれｎ　／
　４個（ｎはステップ数）の磁極７．８が形成され、そ
れぞれ内側に折り曲げられて交互に配設されζいる。そ
して、上記ステータ３．４，５．６の全ての磁極７．８
の総数ｎが上記ロータ１の回転ステップ数となっている
。

ここで、内ステータ５，６は各々の磁極８の位相が互い
に９０°ずれた状態で接合されている。また、外ステー
タ３．４の磁極７は内ステーク５゜６の磁極８と１８０
°位相がずれて対向させられている。

外ステータ３と内ステータ５の間、及び外ステツ４と内
ステータ６の間には駆動コイル９，１０が配設され、ボ
ビン１１．１２によって固定されている。１３は外ステ
ータ４の下にスポット溶接等で固定された取付板であり
、１４は外ステータ３の上にスポット溶接等で固定され
たフランジである。該取付板１３とフランジ１４の中央
部にはそれぞれ軸受１５が嵌合されており、これら軸受
１５によって上記ロータ軸２が回転自在に支持されてい
る。

以上のような構成のパルスモータにおいて、駆動コイル
９，１０に駆動電流が流れると、発生した磁束は駆動コ
イル９，１０を取り囲むように、内ステータ５，６の磁
極８から放射状に円周方向に向かい、外ステータ３，４
の側面を経て中心方向に向かい、外ステータ３，４の磁
極７から該磁極７とロータ１の間隙を通ってロータ１に
入る。続いて、ロータ１と磁極８の間隙を通って内ステ
ーク５．６の磁極８に戻る経路を形成する。この時、外
ステータ３，４と内ステータ５，６の磁極７８とロータ
１間の間隙を通る磁路が短くなるように力が発生し、ロ
ータ１は回転力を得る。

ここで、駆動コイル９，１０に９０°位相のずれた交番
励磁電流を連続的に流すことによって、交番励磁電流１
ザイクル当たり４ステツプの割合で連続的な回転力が得
られ、ロータ１は回転する。

とごろで、上記磁気回路はステータ３，４．５６及びロ
ータ１で構成されているが、ステーク３４．５．６の材
質としては、磁束の良導体である鉄を主成分とする合金
が通常使用されている。例えば、不純物を０．５％含む
鉄製ステークは、比透磁率μ。が２５０、保磁力が０．
８０．　、抵抗率が１０μΩ−ｃｍの特性を示す。

しかしながら、ロータ１を回転させるため駆動コイル９
．１０に交番励磁電流を流すと、第９図に示すような放
射状の磁束２１が外ステーク３及び内ステータ５ムこ発
生し、その磁束２１の変化に伴う電磁誘導で、起電力Ｃ−一θＢ／θｔＢ：磁束ｔ：時間が発生ずる。第９図（ａ）は外ステータ３の、第９図（
ｂ）は内ステータ５の状態を示す。

上記ステータ３，４，５．６は、鉄の合金で作られた電
気の良導体であり、上記起電力Ｃによって電流が流れ、
該電流がジュール熱となり電力を消費する。すなわち、
上記磁束変化による電磁誘導により、第１０図に示ずよ
うなうず電流２２がステータ３，４，５．６に発生する
。第１０図（ａ）は外ステータ３の、第１０図（ｂ）は
内ステータ５の状態を示す。

そして、該うず電流２２は、上記交番励磁電流により発
生ずる磁束の変化を妨げる方向に流れ、その大きさは、ｉ、＝ｋｆＢ／ρ に：うず電流定数ｆ：駆動電流の周波数Ｂ：発生する磁束密度の大きさ ρ：ステータ材料の抵抗率に比例するので、うず電流２２による電力損失（以下、
「うず電流損失」という。）は、 ρ・ｉｌｌ”　＝に２　ｆ２Ｂ２／ρ ｉ、：うず電流となる。ごのため、該うず電流損失は高周波帯域で大き
くなり、パルスモータの出力低下を起こす原因となる。

そこで従来、発生するうず電流を低減するために、第１
１図に示すように、ステータ３，４，５゜６及び取付板
１３、フランジ１４に幅数ｍｍ程度のスリ・ｙト２３を
設けてうず電流の経路を分断する方法、又は、磁気回路
を形成するステータ３，４，５゜６を抵抗率、透磁率の
高い材質のものとする方法が取られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の方法において、スリット２３
を形成した場合、パルスモータ内部にほこり等が入り、
１コータ１の側面に付着して特性を低下させるだけでな
く、パルスモータ自体の強度がなくなり、何らかの理由
で応力がかかるとモータが変形してしまうという問題点
があった。一方、ステータ３，４，５．６を抵抗率、透
磁率の高い材質のものとした場合、材料の価格が高く、
コストが上がるだけでな（、通常の鉄に比べて加工性が
悪い等の問題点があった。

本発明は、上記問題点を除去し、パルスモータ内部にほ
こりが進入してその特性を低下することがなく、製造が
容易で強度が高く、しかも高周波域で高出力が得られる
パルスモータを提供することを目的とづる。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明のパルスモータは、外周に側壁を有
し、内周に磁極を備えた円板状の外ステータと、該外ス
テータより内力にあっ゛ζ内周に磁極を備えた円板状の
内ステークと、両ステータに包囲された駆動コイルと、
これら部材より軸心側にあって回転自在に支持されたロ
ータとからなるパルスモータにおいζ、各ステータは、
それぞれ分離された複数の金属製のステータピースを放
射状に配列してうず電流の経路を分断するようにしてい
る。

そして、これらステータピースは樹脂で一体的に接続し
て形成されている。

（作用）本発明によれば、各ステータは、それぞれ分離された複
数の金属製のステータピースを放射状に配列して構成し
であるので、うず電流の経路が分断され、うず電流積が
なくなる。

また、上記各ステータピースは、樹脂で一体的に接続し
であるので、ステータピースの間からほこりが進入する
ことがなくなり、パルスモータの特性が悪くなることが
なく、また強度も維持することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本発明のパルスモータにおけるステータの斜視
図、第２図は本発明のパルスモータにおけるステータピ
ースの配列図、第３図は本発明のパルスモークにおける
内ステータ用ステータビスを示す図であり、第３図（ａ
）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその斜
視図、第４図は本発明のパルスモータにおける外ステー
タ用ステータピースを示ず図であり、第４図（ａ）はそ
の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその斜視図で
ある。

図においζ、内ステータ３１は内周に複数の磁極３２を
備えた環状体からなっており、一方、外ステータ３３は
内周に複数の磁極３４を備えるとともに外周に側壁３５
を備えた環状体からなっている。両ステータは、第２図
に示されるように、細分化した内ステーク用のステータ
ピース３６及び外ステータ用のステータピース３７を円
環状に並べ、樹脂で一体化しである。

すなわぢ、比較的安価な材料である鉄の合金（純度９５
％であり５％の不純物を含む。）が、第３図及び第４図
に示すような形状の内ステータ用のステータピース３６
及び外ステーク用のステータピース３７に加工される。

内ステータ用のステータピース３６は断回路り字型の形
状を有しており、対のステータピース３６が接合されて
、上下に一対の磁極３２が形成されるようになっている
。そして、上記一対の磁極３２は、位相が９０°ずれる
ように配置される。

次に、上記内ステーク用のステータピース３６及び外ス
テータ用のステータピース３７は円環状に並べられ、第
５図〜第７図に示すように、樹脂によりモールド成形さ
れる。すなわち、図の破線内の領域がモールド３８によ
り覆われる。該モールド３８は、両ステータピース３６
．３７の磁極３２．３４の部分、及び内ステータ３１．
３１’　と外ステータ３３．３３’の接合部分３９（第
７図参照）には形成されない。

以上のように形成された内ステータ３１．３１’及び外
ステータ３３．３３’は、第７図に示すように駆動コイ
ル９．１０を包囲して接合され、内ステータ３１、３１
’　、外ステータ３３．３３’及びロータ１で磁気回路
を形成しζいる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づい°Ｃ種々の変形が可能であり、こ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、ステータは、それ
ぞれ分離された複数の金属製のステータピースを放射状
に配列して形成されているので、パルスモータ駆動時に
駆動コイルに流れる電流が変化することによって、ステ
ークに生ずるうず電流を低減することができる。したが
って、うず電流積が少なくなり、パルスモータの効率を
向上させることができる。

第１２図に、第８図に示す従来のパルスモークと、第９
図に示す従来のスリット入りパルスモークの周波数−ト
ルク特性を示す。

この図におい“Ｃ、パルスモータのステータ、取付板、
フランジにスリットを入れてうず電流の経路を分断する
ごとによって、パルスモータの出力［ルクは１２００ｐ
ｐｓの高周波において１８％向」二することが分かる。

本発明のパルスモークも、上記従来のスリント入りパル
ス千−夕と同様、うず電流の経路を分断することによっ
゛ζ高速領域でうず電流積を低減して、大きい出力を得
ることが可能となる。

更に、各ステータピースは樹脂により一体的に接続され
ζいるので、モータ内部にほこりが人ってパルスモータ
の特性を低下させることはなく、また、モータ自体の強
度が低下することもなくなる。

しかも、ステークの材料として透磁率、抵抗率の高いも
のを使用した場合に１Ｌべ゛ζ価格が安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルスモータにおけるステータの斜視
図、第２図は本発明のパルスモータにおけるステータピ
ースの配列図、第３図は本発明のパルスモータにおける
内ステータ用ステータビスを示す図、第４図は本発明の
パルスモータにおける外ステータ用ステータピースを示
す図、第５図は本発明のパルスモータの内ステータの断
面図、第６図は本発明のパルスモータの外ステータの断
面図、第７図は本発明のパルスモータの断面図、第８図
は従来のパルスモータの概略分解図、第９図は従来のパ
ルスモータのステータに発生する磁束の状態を示す図、
第１０図は従来のパルスモータのステークに発生ずるう
ず電流の状態を示す図、第１１図は従来のスリット入り
パルスモークの概略分解図、第１２図はパルスモータの
周波数−トルク特性図である。１・・・ローフ、２・・・ローフ軸、３．　４．３３．
３３’・・・外ステーク、５．　６．３１．３１’・・
・内ステーク、７、　８．３２．３４・・・磁極、９，
１０・・・駆動コイル、１１１２−・・ボビン、１３・
・・取イ」板、１４・・・フランジ、３５・・・側壁、
３６．３７・・・ステータピース、３８・・・モールド
。特許出願人　沖電気工業株式会社代理人　弁理士　川　合　　誠（外１名）＠５水のパル
ス七−夕のヤ１略４ｉ弾回第８図第図フ２゛ろぜ′４ｉＰ壌勿簑牡の／◇じ殻ヲタＱスチタ１弓で生するうす覧方１
第１０図パルス玉−夕の周波数−トルグ羽目生圀第１２図

Claims

【特許請求の範囲】　外周に側壁を有し、内周に磁極を備えた円板状の外ス
テータと、該外ステータより内方にあって内周に磁極を
備えた円板状の内ステータと、両ステータに包囲された
駆動コイルと、これら部材より軸心側にあって回転自在
に支持されたロータとからなるパルスモータにおいて、（ａ）上記各ステータは、それぞれ分離された複数の金
属製のステータピースを放射状に配列するとともに、（ｂ）該ステータピースを樹脂で一体的に接続して形成
したことを特徴とするパルスモータ。