JPH02184256A - 小型モータ - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ステッピングモータなどの小型モータに関
し、さらに詳しくは、高速な回転駆動を可能とするよう
な小型モータに関する。

（従来の技術） 第３図は、小型モータの従来例としてのステッピングモ
ータを概略的に示す断面図である。

このステッピングモータは、２相式可変リラクタンス型
ステッピングモータであって、第１ステータ１０と第２
ステータ２０を軸方向に連結することで２相式のステー
タが構成され、このステータ内に同心にロータ３０が収
納されると共に、そのロータ３０のロータ軸３１の両端
が第１ステータ１０および第２ステータ２０各々の軸受
ブツシュ１５．２５に挿入され、軸支される構造となっ
ている。

そして、第１ステータ１０は、鉄板等の磁性体からなる
外ヨーク１１および中ヨーク１２を組み合せてなるドー
ナツ形状のヨーク内にコイル１３を収納し、それら外ヨ
ーク１１および中ヨーク１２をプラズマスポット溶接等
により固着すると共に、外ヨーク１１の前面に前プレー
ト１４を溶着し、その前プレート１４の中心孔に軸受ブ
ツシュ１５を取付けたものである。

なお、第２ステータ２０も前述の第１ステータ１０と略
同様な構成となっており、鉄板などの磁性体からなる外
ヨーク２１および中ヨーク２２、それにコイル２３と後
プレート２４および軸受ブツシュ２５とからなるもので
ある。

そして、ロータ軸３１の前端側を前プレート１４の軸受
ブツシュ１５に挿入すると共に、そのロータ軸３１の後
端側を後プレート２４の軸受ブツシュ２５に挿入し、か
つ第１ステータ１０と第２ステータ２０とを相互に位置
決めして連結することにより、ステッピングモータが一
体的に組み立てられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、そうしたステッピングモータなどの小型
モータでは、ステータ側の各コイル１３゜２３の作る磁
界によりロータ３０が回転されるものではあるが、その
ときステータ側にはロータ３０の回転によって逆に誘導
起電力が発生しており、その大きさはロータ３０の回転
速度に比例したものとなる。

このため、コイル１３．２３には、印加した励磁電流に
対して逆方向に誘導電流（いわゆる逆電流）が流れるこ
ととなり、しかもその逆電流がロータ３０の回転速度に
比例して増大されることから、ロータ３０の回転速度増
加に伴って、すなわち小型モータがその回転速度を増し
て高速回転するにつれて上記励磁電流が低減されること
となり、その結果トルクが低下し、ついには回転不能と
なるといった問題があった。

そこで、ステータ側の各コイル１３．２３に印加する励
磁電流をロータ３０の回転速度に応じて増大させたり、
あるいは各コイル１３．２３に最初から大きな励磁電流
を印加したりすることにより逆電流による相殺のため回
転不能となる回転速度値を上昇させ、高速な回転駆動を
可能とすることが考えられる。しかし、値前者の場合に
はロータ３０の回転速度に応じて励磁電流を増大させる
ための制御が複雑となり、コスト高を招くなどの問題を
生じる。

一方、後者の場合には、低および中速回転では励磁電流
が過剰なため、当該回転域において過大なトルクを発生
すると共に、過剰電流がいたずらな発熱を促し、それに
よる温度上昇が無視できなくなるなどの問題を生じる。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、駆動回路が従来同様の一般的なものであってもト
ルク不足および発熱などの問題を引き起こすことなく高
速な回転駆動が可能な小型モータの提供をその目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明は、ステータコイル
となる磁界コイルが磁性体からなるヨーク内に収納され
ると共に、そのヨークによりロータが取り囲まれる小型
モータにおいて、上記ヨークのロータとの対向面以外の
部位に空隙を形成したものである。

（作　用） 以上のように構成すると、ヨークに形成した空隙により
当該ヨークの磁気抵抗が増大される。その結果、たとえ
高速回転域においてロータ側から逆誘導電流（逆起磁力
）が発生したとしても、磁気抵抗の大きな空隙部で損失
され、コイルに印加した電流を打ち消すにはいたらず、
小型モータは回転する。

（実　施　例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明による小型モータの好適な一実施例を
適用したステッピングモータを概略的に示す断面図であ
る。

同図に示すステッピングモータは、第４図にて先に説明
したものと同様なものなので、変更のない同様部分に同
一番号を付してその説明を省略する。

本発明においては、第１ステータ１００および第２ステ
ータ２００は、従来と異なり、各々のヨーク外周壁が取
り去られており、これにより空隙１．２が各々形成され
る構成となっている。

すなわち、第１ステータ１００を構成する外ヨーク１１
０および中ヨーク１２０は、いずれもロータ３０との対
向面以外の部位である外周壁が切除されており、当該部
位には磁性体の存在しない空隙１が形成される。

同様に第２ステータ２００を構成する外ヨーク２１０お
よび中ヨーク２２０も同様であって、従来であれば外周
壁であった部位に磁性体の存在しない空隙２が形成され
る。

そして、これら第１ステータ１００および第２ステータ
２００は、略つぼ形状のカバー４０により覆い隠される
構成となっている。

つまり、プラスチックなどの非磁性体からなるカバー４
０の内側に、互いの軸方向で連結した第１ステータ１０
０および第２ステータ２００が挿入され、収納されるも
のである。

さて、第２図は、第１図に示すステッピングモータを実
際に作動させた際の回転速度に対するトルクおよび励磁
電流の一例を示すいわゆる動特性グラフである。ここで
図中実線で示す特性は本発明によるステッピングモータ
のものであり、点線で示す特性は第３図に示した従来例
のものである。

また、トルク特性のプルアウト条件とは、予め無負荷で
回転させであるモータに負荷を徐々に増大するよう加え
、当該モータが税調となる際のトルク値であり、プルイ
ン条件とはモータが起動時に発揮できる最大トルク値で
ある。

すなわち、このような構成によれば、第１ステータ１０
０および第２ステータ２００に形成した上記空隙１．２
により当該ステータ部位の磁気抵抗が増大されることと
なり、これに伴いステータの励磁特性が変更されること
となる。

従って、上記空隙１，２の大きさ１位置などを調整設定
することで、ロータ３０の回転速度に対するステータの
励磁特性つまりトルク特性を任意に変更設定でき、第２
図に示すように高速回転域にまで延びるフラットなもの
とできる。

すなわち、従来同様の一般的な駆動回路によっても小型
モータの高速な回転駆動が可能となる。

また、第２図に示すように、本発明による小型モータで
は、ｇｏｏｐｐｓの回転速度で約５４ｇ・口のトルクを
得ることができる。それに対し、従来のものはすでに回
転不能となっており、これを回転させるためにはステー
タに印加する電圧を上げて励磁電流を増大させる必要が
あった。

つまり、本発明によれば、ステータへの印加電圧を従来
よりも低くでき、励磁電流の増大による過大トルクおよ
び発熱などの抑止を図れる。

なお、上記実施例では、カバー４０を略っぽ形状とした
が、これに限定されるものではなく、例えば、第１ステ
ータ１００側と第２ステータ２００側とに２つに分割可
能な形状のものなど適宜変更可能である。

しかし、いずれにしても非磁性体によるものであること
は変りない。

（発明の効果） 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明に係る
小型モータによれば、ヨーク外周側に形成した空隙によ
り当該ヨークの磁気抵抗が増大されることとなり、これ
に伴いステータの励磁特性が変更されることとなる。

従って、上記空隙の大きさ、位置などを調整設定するこ
とで、ロータの回転速度に対するステータの励磁特性を
任意に変更でき、これにより、従来同様の一般的な駆動
回路によってもステータの励磁特性、つまりトルク特性
をロータの高速回転域にまで延びるものとでき、高速な
回転駆動を可能とできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による小型モータの好適な一実施例を適
用したステッピングモータを概略的に示す断面図、第２
図は第１図に示すステッピングモータを実際に作動させ
た際のいわゆる動特性グラフ、第３図は小型モータの従
来例としてのステッピングモータを概略的に示す断面図
である。 １．２・・・空隙 １３．２３・・・コイル １．１０，２１０・・・外ヨーク １２０．２２０・・・中ヨーク ３０・・・ロータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステータコイルとなる磁界コイルが磁性体からなるヨー
   ク内に収納されると共に、そのヨークによりロータが取
   り囲まれる小型モータにおいて、前記ヨークのロータと
   の対向面以外の部位に空隙を形成したことを特徴とする
   小型モータ。