JPH03178547A - 可変角度ステッパモータ - Google Patents
可変角度ステッパモータInfo
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- JPH03178547A JPH03178547A JP2254394A JP25439490A JPH03178547A JP H03178547 A JPH03178547 A JP H03178547A JP 2254394 A JP2254394 A JP 2254394A JP 25439490 A JP25439490 A JP 25439490A JP H03178547 A JPH03178547 A JP H03178547A
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- magnetic
- pole
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- stator
- stepper motor
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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。
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)
本発明は永久磁石ステッパモータ、および特にロータを
可変角度回転位置に制御移動させるステッパモータに関
するものである。
可変角度回転位置に制御移動させるステッパモータに関
するものである。
(従来の技術)
ステッパモータは、多くの異なる用途を有する多面的な
装置である。例えば、ステッパモータは、時計、メータ
ー、調時装置およびレコーダなどの用途において電流パ
ルスにより動作する同期モータとして作用することがで
きる。このようなモータには随意にパルスを供給してプ
リンタヘッドおよびプリンタのペーパーフィーダのよう
な素子の所定増分の移動を行わせることができる。ステ
ッパモータは更に、可変速度でパルスを供給し、例えば
可変流量で動作すべきポンプなどの装置を駆動すること
ができる。
装置である。例えば、ステッパモータは、時計、メータ
ー、調時装置およびレコーダなどの用途において電流パ
ルスにより動作する同期モータとして作用することがで
きる。このようなモータには随意にパルスを供給してプ
リンタヘッドおよびプリンタのペーパーフィーダのよう
な素子の所定増分の移動を行わせることができる。ステ
ッパモータは更に、可変速度でパルスを供給し、例えば
可変流量で動作すべきポンプなどの装置を駆動すること
ができる。
典型的な永久磁石ステッパモータは1個または2個の位
相装置であり、環状ステーク内の中心軸線の周りに回転
自在に配置したロータを有する。
相装置であり、環状ステーク内の中心軸線の周りに回転
自在に配置したロータを有する。
ロータはこのロータの周囲に永久磁化領域を有し、この
磁化領域は多数のN−3磁極対を順次に形成する。ステ
ータは各位相のための第1フイールドカツプおよび第2
フイールドカツプを有し、それぞれロータの磁極の数に
対応する複数個の磁極片を包囲する絶縁ワイヤの巻線を
有する。
磁化領域は多数のN−3磁極対を順次に形成する。ステ
ータは各位相のための第1フイールドカツプおよび第2
フイールドカツプを有し、それぞれロータの磁極の数に
対応する複数個の磁極片を包囲する絶縁ワイヤの巻線を
有する。
各位相のために、第1フイールドカツプの磁極は第2フ
イールドカツプの磁極から角度的にずれ、電流が巻線を
通過するときロータに回転力を発生する。巻線を流れる
電流パルスのタイミングおよび極性を制御することによ
って、ロータは個別の回転移動にわたり制御段進するこ
とができる。典型的なステッパモータ構造、動作および
駆動回路の詳細は、アメリカ合衆国コネチカット州 チ
エシャー ピーオー ボックス590ウエスト ジョン
ソン アベニュー604のエアパックス(Airpax
)コーポレーションにより発行されたエアパックスステ
ップ モータ ハンドブック(AIRPAX Step
perMotor Handbook)という出版物に
記載されている。
イールドカツプの磁極から角度的にずれ、電流が巻線を
通過するときロータに回転力を発生する。巻線を流れる
電流パルスのタイミングおよび極性を制御することによ
って、ロータは個別の回転移動にわたり制御段進するこ
とができる。典型的なステッパモータ構造、動作および
駆動回路の詳細は、アメリカ合衆国コネチカット州 チ
エシャー ピーオー ボックス590ウエスト ジョン
ソン アベニュー604のエアパックス(Airpax
)コーポレーションにより発行されたエアパックスステ
ップ モータ ハンドブック(AIRPAX Step
perMotor Handbook)という出版物に
記載されている。
このハンドブックの記載を本明細書中に盛り込む。
(発明が解決しようとする課題)
従来の単相ステッパモータの限界の1つとしては、ロー
タをステップさせる回転位置を変化させることができな
い点である。ロータの回転方向および回転速度の双方は
電気的に制御可能であるが、ロータを位置決めすべき離
散回転位置はステータの磁極片の位置によって固定であ
る。若干の用途ではロータが回転してとるべき位置間の
角度距離を回転速度並びに回転方向とともに電気的に制
御するのが望ましいことがある。この能力によればユー
ザーは回転角度を電気的に調整し、要求にマツチさせ、
角度を随意に変化させることができる。
タをステップさせる回転位置を変化させることができな
い点である。ロータの回転方向および回転速度の双方は
電気的に制御可能であるが、ロータを位置決めすべき離
散回転位置はステータの磁極片の位置によって固定であ
る。若干の用途ではロータが回転してとるべき位置間の
角度距離を回転速度並びに回転方向とともに電気的に制
御するのが望ましいことがある。この能力によればユー
ザーは回転角度を電気的に調整し、要求にマツチさせ、
角度を随意に変化させることができる。
このような用途としては、レーザ走査装置のスキャナミ
ラーを動作させるモータおよびストリップチャートレコ
ーダを動作させるモータがある。
ラーを動作させるモータおよびストリップチャートレコ
ーダを動作させるモータがある。
従って本発明の目的は、ステータ巻線を流れる所定電流
によりロータを選択可能位置に回転させることができる
ステッパモータを得るにある。
によりロータを選択可能位置に回転させることができる
ステッパモータを得るにある。
更に、本発明の他の目的は、ステータ巻線電流の大きさ
を変化させることにより少なくとも1個の選択可能位置
を変化させることができるステッパモータを得るにある
。
を変化させることにより少なくとも1個の選択可能位置
を変化させることができるステッパモータを得るにある
。
更に、本発明の他の目的は、選択可能な離散ロータ位置
の角度がステータ電流の関数であるステッパモータを得
るにある。
の角度がステータ電流の関数であるステッパモータを得
るにある。
更に、本発明の他の目的は、ステータ電流がないときロ
ータを自動的にホームポジションに復帰させることがで
きるステッパモータを得るにある。
ータを自動的にホームポジションに復帰させることがで
きるステッパモータを得るにある。
(課題を解決するための手段)
上述の目的を遠戚するため、本発明可変角度ステッパモ
ータは、ステータと、永久磁石ロータとバイアス磁石手
段とを具える。ステータは中心軸線を有するオリフィス
を形威し、オリフィスの周縁領域の互いに異なるセクタ
に隣接して配置した透磁性材料の第1磁極片および第2
磁極片とを有する。導電巻線をステータに配置し、第1
磁極片および第2磁極片に磁気的N極および磁気的S極
を誘導する。
ータは、ステータと、永久磁石ロータとバイアス磁石手
段とを具える。ステータは中心軸線を有するオリフィス
を形威し、オリフィスの周縁領域の互いに異なるセクタ
に隣接して配置した透磁性材料の第1磁極片および第2
磁極片とを有する。導電巻線をステータに配置し、第1
磁極片および第2磁極片に磁気的N極および磁気的S極
を誘導する。
永久磁石ロータは軸線の周りに回転自在に取付、磁極片
の近傍でステータオリフィス内に配置した第1部分と、
ステータオリフィスから突出する第2部分とを有する。
の近傍でステータオリフィス内に配置した第1部分と、
ステータオリフィスから突出する第2部分とを有する。
ロータは第1セクタにN極、第2セクタにS極を生ずる
ようロータを磁化する。
ようロータを磁化する。
各磁極は半径方向に指向する磁界ラインを有するものと
する。
する。
バイアス磁石手段はロータの第2部分に隣接して軸線の
周りに配置し、第1セクタにN極、第2セクタにS極を
生ずるようこのバイアス磁石手段を磁化する。これら磁
極は軸線方向に指向する磁界ラインを有するものとする
。本発明によれば可変角度ステッパモータは更にばね磁
石手段を有する。このばね磁石手段はロータとともに回
転するよう軸線の周りに回転自在にロータに取付け、第
1セクタにN極、第2セクタにS極を生ずるよう、この
ばね磁石手段を磁化する。各磁極は軸線方向に指向する
磁界ラインを有するものとする。
周りに配置し、第1セクタにN極、第2セクタにS極を
生ずるようこのバイアス磁石手段を磁化する。これら磁
極は軸線方向に指向する磁界ラインを有するものとする
。本発明によれば可変角度ステッパモータは更にばね磁
石手段を有する。このばね磁石手段はロータとともに回
転するよう軸線の周りに回転自在にロータに取付け、第
1セクタにN極、第2セクタにS極を生ずるよう、この
ばね磁石手段を磁化する。各磁極は軸線方向に指向する
磁界ラインを有するものとする。
ばね磁石手段およびバイアス磁石手段のN−8磁極の磁
界強度および角度位置の双方は、ロータの回転位置に予
測可能に影響を与え、巻線を流れる電流の大きさに基づ
いて位置を形成するよう予め決定する。
界強度および角度位置の双方は、ロータの回転位置に予
測可能に影響を与え、巻線を流れる電流の大きさに基づ
いて位置を形成するよう予め決定する。
本発明の好適な実施例においては、ステータ、ロータお
よびバイアス磁石により誘導される磁界の各々は単に1
個のN−3磁極対を有するものとし、バイアス磁石手段
はステータに対して対応の磁極が90°だけ角度的に離
れる関係となるようステータに対して指向させる。
よびバイアス磁石により誘導される磁界の各々は単に1
個のN−3磁極対を有するものとし、バイアス磁石手段
はステータに対して対応の磁極が90°だけ角度的に離
れる関係となるようステータに対して指向させる。
更に、本発明の好適な実施例においては、ステータ、ロ
ータ、ばね磁石手段、およびバイアス磁石手段により誘
導される磁界の各々が単に1個のN−8磁極対を有する
ものとし、バイアス磁石手段はステータに対して対応の
磁極が90°だけ角度的に離れる関係となるようステー
タに対して指向させる。
ータ、ばね磁石手段、およびバイアス磁石手段により誘
導される磁界の各々が単に1個のN−8磁極対を有する
ものとし、バイアス磁石手段はステータに対して対応の
磁極が90°だけ角度的に離れる関係となるようステー
タに対して指向させる。
更に、本発明の好適な実施例においては、ステータは、
それぞれオリフィスとほぼ同じ面積の中心開口を有し、
透磁性材料の第1カップ状部材と第2カップ状部材とを
有する。第1磁極片および第2磁極片は、オリフィスの
周縁領域の異なるセクタに隣接配置したカップ状部材の
円弧状部分により形成する。これらカップ状部材は、磁
極片を包囲する環状空間を形成し、また磁極片間の磁界
ギャップを形成する寸法にし、互いに嵌合する。
それぞれオリフィスとほぼ同じ面積の中心開口を有し、
透磁性材料の第1カップ状部材と第2カップ状部材とを
有する。第1磁極片および第2磁極片は、オリフィスの
周縁領域の異なるセクタに隣接配置したカップ状部材の
円弧状部分により形成する。これらカップ状部材は、磁
極片を包囲する環状空間を形成し、また磁極片間の磁界
ギャップを形成する寸法にし、互いに嵌合する。
ステータ巻線を環状空間内に配置し、巻線に電流を第1
方向に流すとき第1磁極片および第2磁極片にそれぞれ
N極およびS極を誘導し、巻線に電流を第1方向とは逆
の第2方向に流すとき第1磁極片および第2磁極片にそ
れぞれ反対極性の磁極を誘導するようにする。
方向に流すとき第1磁極片および第2磁極片にそれぞれ
N極およびS極を誘導し、巻線に電流を第1方向とは逆
の第2方向に流すとき第1磁極片および第2磁極片にそ
れぞれ反対極性の磁極を誘導するようにする。
(実施例)
更に、図面つき本発明の好適な実施例を説明する。
第1.2および3a図はほぼ尺縮に従って描いたもので
、本発明による可変角度ステッパモータの好適な実施例
の組立体および構造を容易に理解できるであろう。
、本発明による可変角度ステッパモータの好適な実施例
の組立体および構造を容易に理解できるであろう。
ステッパモータのすべての部品を中心軸線XXに沿って
配列および心合せする。外側フィールドカップIOAと
この外側フィールドカップ内に配置した内側フィールド
カップIOBを合体してモータの一方の端部のステータ
ハウジングを形成する。
配列および心合せする。外側フィールドカップIOAと
この外側フィールドカップ内に配置した内側フィールド
カップIOBを合体してモータの一方の端部のステータ
ハウジングを形成する。
代案としてフィールドカップを衝合端縁で結合すること
ができるが、図面に示した構成組立ての方が簡単である
。フィールドカップはスタンプ加工かまたは他の方法で
透磁性材料例えば冷間転延(cold rolled)
スチールから形成し、それぞれ中心開口12A、 12
Bおよび円弧状の磁極片14A、 14Bを設ける。
ができるが、図面に示した構成組立ての方が簡単である
。フィールドカップはスタンプ加工かまたは他の方法で
透磁性材料例えば冷間転延(cold rolled)
スチールから形成し、それぞれ中心開口12A、 12
Bおよび円弧状の磁極片14A、 14Bを設ける。
フィールドカップには、更に、互いに整列したノツチを
設ける(第1図には一方のノツチ16Aのみが見える)
。組立てたステータハウジングにおいて、これらノツチ
はステータ巻線のワイヤリード線のための開口を形成す
る。
設ける(第1図には一方のノツチ16Aのみが見える)
。組立てたステータハウジングにおいて、これらノツチ
はステータ巻線のワイヤリード線のための開口を形成す
る。
第3a図に明示するように、磁極片14A、 14Bの
各々は180 ’より僅かに小さい円弧にわたり延在し
、図示の円形断面の互いに対向するセクタとなり、ギャ
ップ15A、 15Bによって分離する。これら磁極
片は外側フィールドカップおよび内側フィールドカップ
の周壁および側壁とともにほぼ閉じた環状空間を形成し
、この環状空間においてステータ巻線18を配置する。
各々は180 ’より僅かに小さい円弧にわたり延在し
、図示の円形断面の互いに対向するセクタとなり、ギャ
ップ15A、 15Bによって分離する。これら磁極
片は外側フィールドカップおよび内側フィールドカップ
の周壁および側壁とともにほぼ閉じた環状空間を形成し
、この環状空間においてステータ巻線18を配置する。
この巻線は、リード線20A。
20Bを終端とし、電気絶縁材料例えばナイロン製のボ
ビン22の周りに巻いた絶縁した電気的ワイヤ例えばマ
グネットワイヤのコイルを有する。これらリード線はノ
ツチ16A (図示)および16B(図示せず)によ
り限定されたステータハウジング開口に貫通する。
ビン22の周りに巻いた絶縁した電気的ワイヤ例えばマ
グネットワイヤのコイルを有する。これらリード線はノ
ツチ16A (図示)および16B(図示せず)によ
り限定されたステータハウジング開口に貫通する。
ステッパモータのロータは、永久磁化材料例えばフェラ
イトまたはアルニコの細長環状部材24を有するものと
し、この環状部材24は非磁性材料例えばアルミニウム
のハブ26にエポキシ25により固着する。このハブ2
6は非磁性ステンレススチールシャフト28に接着剤ま
たは圧嵌によって固着する。
イトまたはアルニコの細長環状部材24を有するものと
し、この環状部材24は非磁性材料例えばアルミニウム
のハブ26にエポキシ25により固着する。このハブ2
6は非磁性ステンレススチールシャフト28に接着剤ま
たは圧嵌によって固着する。
永久磁化した環状部材24は、上述した円形断面の互い
に直径方向に対向したセクタに配置した単独N極と単独
S極を有する。部材24を通過する矢印で示すように、
磁界ラインは半径方向に磁極を通過する。
に直径方向に対向したセクタに配置した単独N極と単独
S極を有する。部材24を通過する矢印で示すように、
磁界ラインは半径方向に磁極を通過する。
後に説明する理由で、環状部材24の軸線方向の長さは
フィールドカップIOA、 IOBにより形成される
ステータハウジングの長さよりも相当長くする。
フィールドカップIOA、 IOBにより形成される
ステータハウジングの長さよりも相当長くする。
第2図に示すように、環状部材の長さLlはフィールド
カップの円弧状磁極片14A、 14Bにより形成さ
れるステータハウジングのオリフィス内に含まれる。環
状部材の残りの部分の長さL2はステータハウジングの
外部に突出し、環状バイアス磁石30により包囲され、
このバイアス磁石30を取付キャップ32の内面に接着
剤または圧嵌により固着する。
カップの円弧状磁極片14A、 14Bにより形成さ
れるステータハウジングのオリフィス内に含まれる。環
状部材の残りの部分の長さL2はステータハウジングの
外部に突出し、環状バイアス磁石30により包囲され、
このバイアス磁石30を取付キャップ32の内面に接着
剤または圧嵌により固着する。
取付キャップ32は外側フィールドカップIOAの対応
する端縁に衝合しかつ内側フィールドカップ10Bの周
囲を包囲する周端縁を有する。磁気シールドが必要か否
かに基づいて、取付キャップは磁性材料例えば冷間転延
(cold rolled)スチールから形成するか、
または非磁性材料例えばアルミニウムまたはプラスチッ
クから形成する。
する端縁に衝合しかつ内側フィールドカップ10Bの周
囲を包囲する周端縁を有する。磁気シールドが必要か否
かに基づいて、取付キャップは磁性材料例えば冷間転延
(cold rolled)スチールから形成するか、
または非磁性材料例えばアルミニウムまたはプラスチッ
クから形成する。
バイアス磁石30は永久磁化材料例えばフェライトまた
はアルニコにより形成し、環状部材24の外径D2より
も相当大きい内径D1を有する(第3a図参照)。バイ
アス磁石は図示の断面の互いに直径方向に対向する単独
N極と単独S極を有し、それぞれギャップ15A、 1
5Bに隣接する。バイアス磁石を通過する矢印で示すよ
うに磁界ラインが磁極を半径方向に通過する。
はアルニコにより形成し、環状部材24の外径D2より
も相当大きい内径D1を有する(第3a図参照)。バイ
アス磁石は図示の断面の互いに直径方向に対向する単独
N極と単独S極を有し、それぞれギャップ15A、 1
5Bに隣接する。バイアス磁石を通過する矢印で示すよ
うに磁界ラインが磁極を半径方向に通過する。
ロータはステップモータにおいて焼結青銅軸受34、3
6により回転自在に取付け、これら軸受にシャフト28
の両端が貫入する。軸受34は取付キャップ32の中心
開口に取付け、軸受36は堅固な材料のディスク状取付
プレート38の中心開口に取付ける。
6により回転自在に取付け、これら軸受にシャフト28
の両端が貫入する。軸受34は取付キャップ32の中心
開口に取付け、軸受36は堅固な材料のディスク状取付
プレート38の中心開口に取付ける。
典型的には、取付プレートを冷間転延(cold ro
lled)スチールにより形成し、外側フィールドカッ
プIOAの端面にくい打ち、スポット溶接またはリベッ
トにより固着する。プラスチックスペーサ40およびオ
リフィスワッシャ42(好適には非磁性材料例えばプラ
スチックまたはステンレスステータD製の)をハブ26
の両側でシャフト28に配置し、環状部材24をモータ
内での軸線方向位置決めを行い、環状部材の両端がモー
タの対向部分をこすらないようにする。
lled)スチールにより形成し、外側フィールドカッ
プIOAの端面にくい打ち、スポット溶接またはリベッ
トにより固着する。プラスチックスペーサ40およびオ
リフィスワッシャ42(好適には非磁性材料例えばプラ
スチックまたはステンレスステータD製の)をハブ26
の両側でシャフト28に配置し、環状部材24をモータ
内での軸線方向位置決めを行い、環状部材の両端がモー
タの対向部分をこすらないようにする。
ステップモータの動作を第2,3および4図につき説明
する。第2図はモータの電磁部分の構造上の相互関係を
示す。第3a、3b、3c図は、それぞれ3つの異なる
電磁条件におけるロータの回転位置を物理的に示す。第
4a、4b、4c図にはこれら3つの条件に対応するス
テータ巻線の駆動回路の動作を線図的に示す。これら駆
動回路は4個のトランジスタQ1. Q2. Q3.Q
−を有し、これらトランジスタは巻線のリード線20A
、 20Bに電気的に接続する。
する。第2図はモータの電磁部分の構造上の相互関係を
示す。第3a、3b、3c図は、それぞれ3つの異なる
電磁条件におけるロータの回転位置を物理的に示す。第
4a、4b、4c図にはこれら3つの条件に対応するス
テータ巻線の駆動回路の動作を線図的に示す。これら駆
動回路は4個のトランジスタQ1. Q2. Q3.Q
−を有し、これらトランジスタは巻線のリード線20A
、 20Bに電気的に接続する。
第3aおよび4a図に示した第1条件ではすべてのトラ
ンジスタのバイアスが0FF(非導通状態)であり、ス
テータ巻線18には電流が流れない。従って、ステーク
フィールドカップIOA、 IOBには磁界は誘導され
ず、ロータの位置はロータの環状部材24および環状バ
イアス磁石30とにより発生される永久磁界によっての
み決定される。図示のように、ロータ部分のN極および
S極は、それぞれバイアス磁石の反対極性のS極および
N極に整列する。
ンジスタのバイアスが0FF(非導通状態)であり、ス
テータ巻線18には電流が流れない。従って、ステーク
フィールドカップIOA、 IOBには磁界は誘導され
ず、ロータの位置はロータの環状部材24および環状バ
イアス磁石30とにより発生される永久磁界によっての
み決定される。図示のように、ロータ部分のN極および
S極は、それぞれバイアス磁石の反対極性のS極および
N極に整列する。
第3bおよび4b図に示す第2条件においては、トラン
ジスタQ、、 Q、のバイアスがOFFとなり、トラン
ジスタQ2. Q、はONになり(飽和した完全導通状
態)、電流■1がステータ巻線18を矢印で示す方向に
流れる。巻線を流れる電流■“はステータフィールドカ
ップにおいて磁極片14A、 14BにそれぞれN極お
よびS極を有する磁界を誘導する。
ジスタQ、、 Q、のバイアスがOFFとなり、トラン
ジスタQ2. Q、はONになり(飽和した完全導通状
態)、電流■1がステータ巻線18を矢印で示す方向に
流れる。巻線を流れる電流■“はステータフィールドカ
ップにおいて磁極片14A、 14BにそれぞれN極お
よびS極を有する磁界を誘導する。
誘導された磁極の吸引力によりロータを角度子αにおけ
る平衡位置に回転し、この位置はロータのN極はステー
タ磁極片14Bとバイアス磁石30の不変S極との間の
中間位置である。この角度は、単に電流ドの大きさを調
整することにより約00〜90°の範囲の任意の所要の
値に調整することができる。図示の実施例においては、
可変抵抗Rの抵抗を調整することによって行うことがで
き、この可変抵抗はトランジスタ回路と一定電位源Vに
直列に接続する。
る平衡位置に回転し、この位置はロータのN極はステー
タ磁極片14Bとバイアス磁石30の不変S極との間の
中間位置である。この角度は、単に電流ドの大きさを調
整することにより約00〜90°の範囲の任意の所要の
値に調整することができる。図示の実施例においては、
可変抵抗Rの抵抗を調整することによって行うことがで
き、この可変抵抗はトランジスタ回路と一定電位源Vに
直列に接続する。
第30および4C図に示す第3の条件においては、トラ
ンジスタQ、、 Q、のバイアスがONとなり、トラン
ジスタQ2. Q3のバイアスがOFFになり、電流I
−がステータ巻線18を矢印で示すように逆方向に滝れ
る。巻線を流れる電流ドはステータのフィールドカップ
においてステータの磁極片14Bおよび14Aにそれぞ
れN極およびS極を有する磁界を誘導する。このとき、
誘導を生じた磁極の吸引力によりロータを角度−αの平
衡位置に回転させ、この位置はロータのN極はステータ
の磁極片14Aとバイアス磁石30の不変のS極との間
の中間位置である。この角度は抵抗Rを調整することに
よって約0°〜−90°の範囲の任意の所要の値に調整
することができる。この調整は、2つの電流の個別調整
を行う回路構成を使用しない限り角度+αに影響を与え
る。
ンジスタQ、、 Q、のバイアスがONとなり、トラン
ジスタQ2. Q3のバイアスがOFFになり、電流I
−がステータ巻線18を矢印で示すように逆方向に滝れ
る。巻線を流れる電流ドはステータのフィールドカップ
においてステータの磁極片14Bおよび14Aにそれぞ
れN極およびS極を有する磁界を誘導する。このとき、
誘導を生じた磁極の吸引力によりロータを角度−αの平
衡位置に回転させ、この位置はロータのN極はステータ
の磁極片14Aとバイアス磁石30の不変のS極との間
の中間位置である。この角度は抵抗Rを調整することに
よって約0°〜−90°の範囲の任意の所要の値に調整
することができる。この調整は、2つの電流の個別調整
を行う回路構成を使用しない限り角度+αに影響を与え
る。
上述のステッパモータは本発明の一実施例を示したに過
ぎず、多くの変更例も可能である。例えば第4図に示し
た駆動回路を、ステータ巻線に異なる複数個の電流の大
きさを選択的に流す回路に代えることができる。所要の
角度位置に対応する電流の大きさを選択することによっ
て、回路はロータを特定位置に制御段進させることに使
用することができる。
ぎず、多くの変更例も可能である。例えば第4図に示し
た駆動回路を、ステータ巻線に異なる複数個の電流の大
きさを選択的に流す回路に代えることができる。所要の
角度位置に対応する電流の大きさを選択することによっ
て、回路はロータを特定位置に制御段進させることに使
用することができる。
他の実施例においては、ロータの環状部材24の代わり
に第5図に示したバー磁石部材24Aを使用することが
できる。部材24Aは断面がほぼ矩形であるが、部材2
4の円形外面に対応する半径の2藺の直径方向に対向す
る湾曲面を有する。環状部材に比べると、バー磁石部材
は予め規定した磁極セクタにより精密に磁化することが
できる。しかし、環状部材に多数の磁極対を設けること
もできる。
に第5図に示したバー磁石部材24Aを使用することが
できる。部材24Aは断面がほぼ矩形であるが、部材2
4の円形外面に対応する半径の2藺の直径方向に対向す
る湾曲面を有する。環状部材に比べると、バー磁石部材
は予め規定した磁極セクタにより精密に磁化することが
できる。しかし、環状部材に多数の磁極対を設けること
もできる。
この点に関して、ロータの環状部材24およびバイアス
磁石30のいずれか一方または双方に複数個の磁極対を
設けることができる。
磁石30のいずれか一方または双方に複数個の磁極対を
設けることができる。
第6,7および8a図はともにほぼ縮尺に従って描いた
ため可変角度ステッパモータの好適な他の実施例の組立
ておよび構造が容易に理解されるであろう。
ため可変角度ステッパモータの好適な他の実施例の組立
ておよび構造が容易に理解されるであろう。
ステッパモータの部材のすべては中心軸線X′−X′に
沿って配列し、心合せする。外側フィールドカップ1I
OAおよびこの外側フィールドカップ内に配置した内側
フィールドカップll0Bとともにモータの一方の端部
のステータハウジングをなす。
沿って配列し、心合せする。外側フィールドカップ1I
OAおよびこの外側フィールドカップ内に配置した内側
フィールドカップll0Bとともにモータの一方の端部
のステータハウジングをなす。
代案としてフィールドカップを衝合端縁相互で結合する
ことができるが、図示の構成の方が組合せがより簡単で
ある。フィールドカップは透磁性材料例えば冷間転延(
cold rolled)スチールからスタンプ加工ま
たは他の方法で形成し、それぞれ対応する中心開口11
2A、 112Bと対応する磁極片114A。
ことができるが、図示の構成の方が組合せがより簡単で
ある。フィールドカップは透磁性材料例えば冷間転延(
cold rolled)スチールからスタンプ加工ま
たは他の方法で形成し、それぞれ対応する中心開口11
2A、 112Bと対応する磁極片114A。
114Bとを設ける。フィールドカップには互いに整列
するノツチを設け、これらのノツチのうちの一方(11
6A)のみが第1図に見える。組合せたステータハウジ
ングにおいてこれらノツチはステータ巻線のワイヤリー
ド線用の開口を形成する。
するノツチを設け、これらのノツチのうちの一方(11
6A)のみが第1図に見える。組合せたステータハウジ
ングにおいてこれらノツチはステータ巻線のワイヤリー
ド線用の開口を形成する。
第8a図に明示するように磁極片114A、 114B
は180°よりも僅かに小さい円弧にわたり延在させ、
図示の円形断面の互いに対向するセクタとなり、ギャッ
プ115A、 115Bにより分離する。これら磁極片
は外側のフィールドカップおよび内側フィールドカップ
の周壁および側壁とともにほぼ閉じた環状空間を形成し
、この環状空間にステータ巻線118を配置する。この
巻線は、電気絶縁材料例えばナイロンのボビン122の
周りに巻き、リード線120A。
は180°よりも僅かに小さい円弧にわたり延在させ、
図示の円形断面の互いに対向するセクタとなり、ギャッ
プ115A、 115Bにより分離する。これら磁極片
は外側のフィールドカップおよび内側フィールドカップ
の周壁および側壁とともにほぼ閉じた環状空間を形成し
、この環状空間にステータ巻線118を配置する。この
巻線は、電気絶縁材料例えばナイロンのボビン122の
周りに巻き、リード線120A。
120Bを終端とする絶縁電気ワイヤ例えばマグネット
ワイヤのコイルを有する。これらリード線はノツチ11
6A(図示)116B(図示せず)により限定されるス
テータハウジング開口に貫通する。
ワイヤのコイルを有する。これらリード線はノツチ11
6A(図示)116B(図示せず)により限定されるス
テータハウジング開口に貫通する。
ステッパモータのロータは、永久磁化材料例えばフェラ
イトまたはアルニコの細長環状部材124を有し、堅固
な材料例えばアルミニウムまたは冷間転延(cold
rolled)スチールのハブ126にエポキシ125
により固着する。パブ116 !i非磁性ステンレスス
チール製のシャフト128に接着剤または圧嵌により固
着する。永久磁化した環状部材124は単独のN極と単
独のS極とを有し、これら磁極は上述の円形断面の直径
方向に互いに対向するセクタに位置する。部材124を
通過する矢印で示すように磁界は磁極から半径方向に他
方の磁極に向って通過する。
イトまたはアルニコの細長環状部材124を有し、堅固
な材料例えばアルミニウムまたは冷間転延(cold
rolled)スチールのハブ126にエポキシ125
により固着する。パブ116 !i非磁性ステンレスス
チール製のシャフト128に接着剤または圧嵌により固
着する。永久磁化した環状部材124は単独のN極と単
独のS極とを有し、これら磁極は上述の円形断面の直径
方向に互いに対向するセクタに位置する。部材124を
通過する矢印で示すように磁界は磁極から半径方向に他
方の磁極に向って通過する。
環状部材124の軸線方向の長さは、フィールドカップ
ll0A、 ll0Bにより形成されるステータハウ
ジングの軸線方向長さにほぼ等しくこの磁化した環状部
材はフィールドカップの円弧状磁極114A。
ll0A、 ll0Bにより形成されるステータハウ
ジングの軸線方向長さにほぼ等しくこの磁化した環状部
材はフィールドカップの円弧状磁極114A。
114Bにより規定されるステータハウジングのオリフ
ィス内に含まれる。更に、シャフトには接着剤または保
持手段により永久磁化材料例えばフェライトまたはアル
ニコのディスク状ばね磁石130Aおよび透磁性材料例
えば冷間転延(cold rolled)スチールのデ
ィスク状磁気アイソレータ131を固着する。第6図に
ばね磁石130Aに出入りする矢印で示すように、この
磁石は、直径方向に互いに対向するセクタによって軸線
方向に延びる磁界ラインを有するN極およびS極を有す
る。アイソレータ131は、ロータ磁石124およびば
ね磁石130Aから発生する磁界ラインをインターセプ
トし、元の磁界ラインに帰還させ、これによりこれら磁
石の各々を他方の磁界から隔離する。
ィス内に含まれる。更に、シャフトには接着剤または保
持手段により永久磁化材料例えばフェライトまたはアル
ニコのディスク状ばね磁石130Aおよび透磁性材料例
えば冷間転延(cold rolled)スチールのデ
ィスク状磁気アイソレータ131を固着する。第6図に
ばね磁石130Aに出入りする矢印で示すように、この
磁石は、直径方向に互いに対向するセクタによって軸線
方向に延びる磁界ラインを有するN極およびS極を有す
る。アイソレータ131は、ロータ磁石124およびば
ね磁石130Aから発生する磁界ラインをインターセプ
トし、元の磁界ラインに帰還させ、これによりこれら磁
石の各々を他方の磁界から隔離する。
環状のバイアス磁石130Bを取付カップ132の内面
に接着剤または圧嵌により固着する。取付カップは外側
フィールドカップ1lOAの対応する端縁に衝合し、内
側フィールドカップllOHの周囲部分を包囲する周端
縁を有する。
に接着剤または圧嵌により固着する。取付カップは外側
フィールドカップ1lOAの対応する端縁に衝合し、内
側フィールドカップllOHの周囲部分を包囲する周端
縁を有する。
磁気シールドが必要であるか否かに基づいて、取付カッ
プは磁性材料例えば冷間転延(cold rolled
)スチールにより製造したり、非磁性材料例えばアルミ
ニウムまたはプラスチックにより製造する。
プは磁性材料例えば冷間転延(cold rolled
)スチールにより製造したり、非磁性材料例えばアルミ
ニウムまたはプラスチックにより製造する。
バイアス磁石130Bは永久磁化材料例えばフェライト
またはアルニコにより形成し、ばね磁石130Aに直接
隣接配置する。バイアス磁石は、磁石の直径方向に互い
に対向するセクタに配置した単独N極および単独S極を
有し、第6図にN−8矢印で示した軸線方向に通過する
磁界ランイを有する。
またはアルニコにより形成し、ばね磁石130Aに直接
隣接配置する。バイアス磁石は、磁石の直径方向に互い
に対向するセクタに配置した単独N極および単独S極を
有し、第6図にN−8矢印で示した軸線方向に通過する
磁界ランイを有する。
N極およびS極においてバイアス磁石およびばね磁石を
通過する磁界は、第8a〜80図にドツトおよびクロス
により示す。ドツトは図面紙面から脱出する磁界ライン
を表わし、クロスは紙面に進入する磁界ラインを示す。
通過する磁界は、第8a〜80図にドツトおよびクロス
により示す。ドツトは図面紙面から脱出する磁界ライン
を表わし、クロスは紙面に進入する磁界ラインを示す。
これらドツトおよびクロスかられかるように、バイアス
磁石130BのN極およびS極は、ステータ磁極を分離
するギャップ115A、 115Bから約90″角度的
にずれる。
磁石130BのN極およびS極は、ステータ磁極を分離
するギャップ115A、 115Bから約90″角度的
にずれる。
ロータは焼結青銅軸受134.136によりステップロ
ータに回転自在に取付け、シャフト128の両端をこれ
ら軸受134.136に貫入させる。軸受134は取付
カップ132の中心開口に取付け、軸受136は任意の
堅固な材料のディスク状取付プレート138の中心開口
に取付ける。典型的には取付プレートを冷間転延(co
ld rolled)スチールにより形成し、外側フィ
ールドカップ110Aの端面にくい打ち、スポット溶接
またはリベット打ちにより固着する。
ータに回転自在に取付け、シャフト128の両端をこれ
ら軸受134.136に貫入させる。軸受134は取付
カップ132の中心開口に取付け、軸受136は任意の
堅固な材料のディスク状取付プレート138の中心開口
に取付ける。典型的には取付プレートを冷間転延(co
ld rolled)スチールにより形成し、外側フィ
ールドカップ110Aの端面にくい打ち、スポット溶接
またはリベット打ちにより固着する。
好適には非磁性材料例えばプラスチックまたはステンレ
ススチールにより形成したプラスチックのスペーサ14
0およびワッシャ142をハブ126の両側でシャフト
128に配置し、環状部材124をモータ内で軸線方向
位置決めを行い、環状部材の両端がモータの対向部分を
こすらないようにする。
ススチールにより形成したプラスチックのスペーサ14
0およびワッシャ142をハブ126の両側でシャフト
128に配置し、環状部材124をモータ内で軸線方向
位置決めを行い、環状部材の両端がモータの対向部分を
こすらないようにする。
ステッパモータの動作を第7.8および9図につき説明
する。第7図はモータの電磁石部分の構造的相互関係を
示す。第8a、8b、8c図は3個の異なる電磁条件に
おけるロータの回転位置を示す。これら図面に対応する
第9a、 9b、 9c図は、上述の3つの条件に
おけるステータ巻線駆動回路の動作を示す。この駆動回
路は巻線のリード線12OA、 120Bに電気的に接
続した4個のトランジスタQ、、 Q、、 Q3. Q
、を有する。
する。第7図はモータの電磁石部分の構造的相互関係を
示す。第8a、8b、8c図は3個の異なる電磁条件に
おけるロータの回転位置を示す。これら図面に対応する
第9a、 9b、 9c図は、上述の3つの条件に
おけるステータ巻線駆動回路の動作を示す。この駆動回
路は巻線のリード線12OA、 120Bに電気的に接
続した4個のトランジスタQ、、 Q、、 Q3. Q
、を有する。
第8aおよび9a図に示した第1の条件においては、す
べてのトランジスタのバイアスを0FF(非導通状態)
にし、ステータ巻線118には電流が流れない。従って
ステータフィールドカップll0A。
べてのトランジスタのバイアスを0FF(非導通状態)
にし、ステータ巻線118には電流が流れない。従って
ステータフィールドカップll0A。
110Bには磁界が誘導されず、ロータの位置はばね磁
石130Aおよびバイアス磁石130Bにより永久的に
発生する磁界によってのみ決定される。図示のように、
ばね磁石は、このばね磁石より発生する磁界ラインが固
定バイアス磁石の磁界ラインに整列する位置に回転し、
ロータのN極およびS極がそれぞれギャップ115B、
115Aに整列する図示の位置に取付けたロータを回
転する。これらギャップは、バイアス磁石のステータ反
対極性のS極およびN極の磁極片114A、 114B
を分離する。
石130Aおよびバイアス磁石130Bにより永久的に
発生する磁界によってのみ決定される。図示のように、
ばね磁石は、このばね磁石より発生する磁界ラインが固
定バイアス磁石の磁界ラインに整列する位置に回転し、
ロータのN極およびS極がそれぞれギャップ115B、
115Aに整列する図示の位置に取付けたロータを回
転する。これらギャップは、バイアス磁石のステータ反
対極性のS極およびN極の磁極片114A、 114B
を分離する。
第8bおよび9b図に示した第2の条件においては、ト
ランジスタQ+、 Q−のバイアスをオフにし、トラン
ジスタQ、、 Q、のバイアスをON(飽和完全導通状
態)にし、電流I+がステータ巻線118を矢印の方向
に流れる。巻線を通過する電流!+はステータのフィー
ルドカップにおいて磁極片114A。
ランジスタQ+、 Q−のバイアスをオフにし、トラン
ジスタQ、、 Q、のバイアスをON(飽和完全導通状
態)にし、電流I+がステータ巻線118を矢印の方向
に流れる。巻線を通過する電流!+はステータのフィー
ルドカップにおいて磁極片114A。
114BのN極およびS極を有する磁界を誘導する。
磁極により誘導される吸引力によりロータを反時計方向
に、N極およびS極がステータ磁極片に誘導される反対
極性のS極およびN極に整列する位置に回転する。しか
し、第8a図に示す位置からロータが回転するとき、取
付けたばね磁石の磁極によりバイアス磁石の吸引磁極か
ら離れるよう回転させるため、これら磁石の磁極を通過
する集中磁界ラインは整列しない。磁石130Aはばね
のように作用し、取付けたロータを第8a図に示す磁極
磁界が整列する位置に時計方向に回転しようとする。ロ
ータ磁石である環状部材124とばね磁石130Aによ
りロータシャフト128に加わる互いに逆向きの回転力
により、ロータは角度子α平衡位置に休止する。この角
度は、単に電流ドの大きさを調整することによって、約
0°〜+90°の範囲の任意の所要の値に調整すること
ができ、ステータ磁極片に誘導される磁界によってロー
タ磁石に加わる回転力を調整する。図示の実施例におい
ては、トランジスタ回路および一定電位源Vに直列に電
気的に接続した可変抵抗Rの抵抗を調整することによっ
て行なわれる。
に、N極およびS極がステータ磁極片に誘導される反対
極性のS極およびN極に整列する位置に回転する。しか
し、第8a図に示す位置からロータが回転するとき、取
付けたばね磁石の磁極によりバイアス磁石の吸引磁極か
ら離れるよう回転させるため、これら磁石の磁極を通過
する集中磁界ラインは整列しない。磁石130Aはばね
のように作用し、取付けたロータを第8a図に示す磁極
磁界が整列する位置に時計方向に回転しようとする。ロ
ータ磁石である環状部材124とばね磁石130Aによ
りロータシャフト128に加わる互いに逆向きの回転力
により、ロータは角度子α平衡位置に休止する。この角
度は、単に電流ドの大きさを調整することによって、約
0°〜+90°の範囲の任意の所要の値に調整すること
ができ、ステータ磁極片に誘導される磁界によってロー
タ磁石に加わる回転力を調整する。図示の実施例におい
ては、トランジスタ回路および一定電位源Vに直列に電
気的に接続した可変抵抗Rの抵抗を調整することによっ
て行なわれる。
第8Cおよび90図に示した第3の条件においては、ト
ランジスタQ、、 Q、のバイアスをONにし、トラン
ジスタQ2 Q3のバイアスをOFFにし、電流I−が
ステータ巻線118に矢印で示す反対方向に流れる。巻
線を流れる電流I−によりステータのフィールドカップ
にステータ磁極114Bおよび114Aにそれぞれ対応
するN極およびS極を有する磁界を誘導する。誘導され
た磁極の吸引力によりロータを時計方向にステータ磁極
片に誘導される反対極性の磁極に整列する位置に回転さ
せる。これに対して、取付けたばね磁石130Aはロー
タを反時計方向に回転し、ばね磁石の磁界とバイアス磁
石の磁界とを整列させようとする。これら互いに逆向き
の回転力によりロータは角度−αにおける平衡位置に休
止する。この角度は、単に電流I−の大きさを調整する
こと、従って抵抗Rを調整することによって約O°〜−
90°の範囲の任意の所要の値に調整することができる
。この調整は、2個の電流を個別に調整する回路構成を
使用しない限り、角度子αに影響を与える。
ランジスタQ、、 Q、のバイアスをONにし、トラン
ジスタQ2 Q3のバイアスをOFFにし、電流I−が
ステータ巻線118に矢印で示す反対方向に流れる。巻
線を流れる電流I−によりステータのフィールドカップ
にステータ磁極114Bおよび114Aにそれぞれ対応
するN極およびS極を有する磁界を誘導する。誘導され
た磁極の吸引力によりロータを時計方向にステータ磁極
片に誘導される反対極性の磁極に整列する位置に回転さ
せる。これに対して、取付けたばね磁石130Aはロー
タを反時計方向に回転し、ばね磁石の磁界とバイアス磁
石の磁界とを整列させようとする。これら互いに逆向き
の回転力によりロータは角度−αにおける平衡位置に休
止する。この角度は、単に電流I−の大きさを調整する
こと、従って抵抗Rを調整することによって約O°〜−
90°の範囲の任意の所要の値に調整することができる
。この調整は、2個の電流を個別に調整する回路構成を
使用しない限り、角度子αに影響を与える。
上述のステッパモータは本発明の好適例を示したに過ぎ
ず、種々の変更が可能である。例えば、第9図に示した
駆動回路は、複数個の互いに異なる大きさの電流をステ
ータ巻線に選択的に流す回路に代えることができる。所
要の角度位置に対応する電流の大きさを選択するこによ
り、ロータを所要位置に制御段進させるのに回路を利用
することができる。
ず、種々の変更が可能である。例えば、第9図に示した
駆動回路は、複数個の互いに異なる大きさの電流をステ
ータ巻線に選択的に流す回路に代えることができる。所
要の角度位置に対応する電流の大きさを選択するこによ
り、ロータを所要位置に制御段進させるのに回路を利用
することができる。
他の実施例においては、ロータの環状部材124を第1
0図に示すようにバー磁石部材124Aに代えることが
できる。部材124Aはほぼ矩形断面形状であり、部材
124の円形外面に対応する半径を有する互いに直径方
向に対向する2個の湾曲面を有する形状にすることがで
きる。環状部材に比べてこのようなバー磁石部材は所定
の磁極セクタにより精密に磁化することができる。しか
し、多数の磁極対を環状部材に設けることができる。こ
の点に関して、ロータの環状部材124およびバイアス
磁石130Bのいずれか一方またはその双方に複数個の
磁極対を設けることができる。
0図に示すようにバー磁石部材124Aに代えることが
できる。部材124Aはほぼ矩形断面形状であり、部材
124の円形外面に対応する半径を有する互いに直径方
向に対向する2個の湾曲面を有する形状にすることがで
きる。環状部材に比べてこのようなバー磁石部材は所定
の磁極セクタにより精密に磁化することができる。しか
し、多数の磁極対を環状部材に設けることができる。こ
の点に関して、ロータの環状部材124およびバイアス
磁石130Bのいずれか一方またはその双方に複数個の
磁極対を設けることができる。
1個またはそれ異常の機械的止め部を上述のモータに付
加し、角度移動を制限し、所定角度限界を越えるシャフ
トのオーバーシュートを阻止するのが望ましい場合があ
る。このような特徴を付加し、巻線が不適正に駆動され
た場合にもシャフトにより動かされる装置を保護するこ
とができる。
加し、角度移動を制限し、所定角度限界を越えるシャフ
トのオーバーシュートを阻止するのが望ましい場合があ
る。このような特徴を付加し、巻線が不適正に駆動され
た場合にもシャフトにより動かされる装置を保護するこ
とができる。
第1図は、中心軸線X−Xに沿うモータの部材の配列を
示す本発明によるステッパモータの第1の実施例の分解
斜視図、 第2図は、中心軸線X−Xを含む平面における第1図の
ステッパモータの断面図、 第3A、3Bおよび30図は、それぞれステータの異な
る導通状態でのロータ位置を示す第2図のm−m線上の
断面図、 第4A、4Bおよび4c図は、それぞれ第3A。 3Bおよび30図のロータ位置を生ずる異なるステータ
の導通状態を示す回路図、 第5図は第1図のステッパモータに使用することができ
る部材の変更例の斜視図、 第6図は、中心軸線x’−x’に沿うモータの部材の配
列を示す本発明によるステッパモータの第2の実施例の
斜視図、 第7図は、中心軸線x’−x’を含む平面における第6
図のステッパモータの断面図、第8A、8Bおよび80
図は、それぞれステー夕の異なる導通状態でのロータ位
置を示す第7図のm’−m’棟線上断面図、 第9A、9Bおよび9C図は、それぞれ第8A。 8Bおよび80図のロータ位置を生ずる異なるステータ
の導通状態を示す回路図、 第LO図は、第6図のステッパモータに使用することが
できる部材の変更例の斜視図である。 10A、 ll0A・・・外側フィールドカップ10
B、 ll0B・・・内側フィールドカップ12A、
12B、 112A、 112B・・・中心開口1
4A、 14B、 114A、 114B・・・磁極片
15A、 15B、 115A、 115B・・
・ギャップ16A、 16B、 116A、 1
16B・・・ノツチ18、118・・・ステータ巻線 2OA、 20B、 120A、 120B・・
・リード線22・・・ボビン 24、124.24A、 J24A・・・環状部材(0
−夕磁石)26、126・・・バー磁石部材 28、128・・・シャフト 30、130B・・・バイアス磁石 32、132・・・取付キャップ 34、36.134.136・・・軸受38、138・
・・取付プレート 40・・・スペーサ 42・・・ワッシャ 130A・・・ばね磁石 131・・・磁気アイソレータ
示す本発明によるステッパモータの第1の実施例の分解
斜視図、 第2図は、中心軸線X−Xを含む平面における第1図の
ステッパモータの断面図、 第3A、3Bおよび30図は、それぞれステータの異な
る導通状態でのロータ位置を示す第2図のm−m線上の
断面図、 第4A、4Bおよび4c図は、それぞれ第3A。 3Bおよび30図のロータ位置を生ずる異なるステータ
の導通状態を示す回路図、 第5図は第1図のステッパモータに使用することができ
る部材の変更例の斜視図、 第6図は、中心軸線x’−x’に沿うモータの部材の配
列を示す本発明によるステッパモータの第2の実施例の
斜視図、 第7図は、中心軸線x’−x’を含む平面における第6
図のステッパモータの断面図、第8A、8Bおよび80
図は、それぞれステー夕の異なる導通状態でのロータ位
置を示す第7図のm’−m’棟線上断面図、 第9A、9Bおよび9C図は、それぞれ第8A。 8Bおよび80図のロータ位置を生ずる異なるステータ
の導通状態を示す回路図、 第LO図は、第6図のステッパモータに使用することが
できる部材の変更例の斜視図である。 10A、 ll0A・・・外側フィールドカップ10
B、 ll0B・・・内側フィールドカップ12A、
12B、 112A、 112B・・・中心開口1
4A、 14B、 114A、 114B・・・磁極片
15A、 15B、 115A、 115B・・
・ギャップ16A、 16B、 116A、 1
16B・・・ノツチ18、118・・・ステータ巻線 2OA、 20B、 120A、 120B・・
・リード線22・・・ボビン 24、124.24A、 J24A・・・環状部材(0
−夕磁石)26、126・・・バー磁石部材 28、128・・・シャフト 30、130B・・・バイアス磁石 32、132・・・取付キャップ 34、36.134.136・・・軸受38、138・
・・取付プレート 40・・・スペーサ 42・・・ワッシャ 130A・・・ばね磁石 131・・・磁気アイソレータ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、a、中心軸線を有するオリフィスを形成し、(1)
前記オリフィスの周縁領域の互いに隣接する異なるセク
タに配置した透磁性材 料の第1磁極片および第2磁極片、 (2)電流が導通したとき、前記第1磁極片および第2
磁極片にそれぞれ磁気的N極 およびS極を誘導する配置にした導電巻 線 を有するステータと、 b、軸線の周りに回転自在に取付け、磁極片の近傍でス
テータオリフィス内に配置した 第1部分および前記ステータオリフィスか ら突出し、第1セクタにおける磁気的N極 および第2セクタにおける磁気的S極を有 する永久磁石ロータと、 c、前記ロータの一部に隣接して前記軸線の周りに配置
し、第1セクタにおいて磁気的 N極および第2セクタにおいて磁気的S極 を有し、所定の磁界強度並びに前記ロータ の回転位置を予測可能に影響を与えるN極 およびS極の所定角度位置を有し、前記巻 線を流れる電流の大きさに基づいてロータ 位置を形成するバイアス磁石手段と を具えることを特徴とする可変角度ステッ パモータ。 2、−前記永久磁石ロータの各磁極は半径方向に指向す
る磁界ラインを有し、 −前記バイアス磁石手段の各磁極は軸線 方向に指向する磁界ラインを有し、 −前記軸線の周りに回転自在に取付け、 第1セクタにおいて磁気的N極および磁 気的S極を有するばね磁石手段を設け、 各磁極は軸線方向に指向する磁界ライ ンを有し、前記バイアス磁石手段はばね 磁石手段の一方の側に隣接配置し、前記 ばね磁石手段は、所定の磁界強度並びに 前記ロータの回転位置を予測可能に影響 を与えるN極およびS極の所定角度位置 を有し、前記巻線を流れる電流の大きさ に基づいてロータ位置を形成するものと した請求項1記載の可変角度ステッパモ ータ。 3、前記オリフィスは、ほぼ磁極片により包囲される領
域に配置した請求項1または2記載の可変角度ステッパ
モータ。 4、前記ステータは単に2個の磁極片を有し、前記ロー
タオリフィスバイアス磁石手段の各々は単に1個のみの
N−S磁極対を有するものとして構成した請求項1記載
の可変角度ステッパモータ。 5、前記ステータは単に2個の磁極片を有し、前記ロー
タ、ばね磁石手段およびバイアス磁石手段の各々は単に
1個のみのN−S磁極対を有するものとして構成した請
求項2記載の可変角度ステッパモータ。 6、前記バイアス磁石手段は、前記第1磁極片に誘導さ
れるN磁極が前記バイアス磁石手段のN−S磁極から9
0゜だけ角度的に離れた位置をとるよう前記ステータに
対して指向させた請求項1記載の可変角度ステッパモー
タ。 7、前記バイアス磁石手段は、前記磁極片に誘導される
N−S磁極が前記バイアス磁石手段のN−S磁極から9
0゜だけ角度的に離れた位置をとるよう前記ステータに
対して指向させた請求項5記載の可変角度ステッパモー
タ。 8、前記ばね磁石手段を前記ロータに固着し、磁界アイ
ソレーション手段により両者を分離した請求項7記載の
可変角度ステッパモータ。 9、a、中心軸線を有するオリフィスを形成し、(1)
それぞれ前記オリフィスとほぼ同じ面積の中心開口を有
し、前記オリフィスの 周縁領域の互いに隣接する異なるセクタ に配置した第1磁極片および第2磁極片 を形成する円弧状部分を有し、前記磁極 片を包囲する環状空間を形成し、第1磁 極片と第2磁極片との間に磁界ギャップ を形成する寸法を有し、互いに嵌合する 透磁性材料の第1および第2の2個のカ ップ状部材 (2)電流が第1方向に導通したとき、第1磁極片およ
び第2磁極片にそれぞれ磁気 的N極およびS極を誘導し、電流が第1 方向とは逆の第2方向に導通したとき第 1磁極片および第2磁極片にそれぞれ磁 気的S極およびN極を誘導する配置にし た導電巻線 を有するステータと、 b、軸線の周りに回転自在に取付け、磁極片の近傍でス
テータオリフィスに突入する細 長永久磁化環状部材を有し、この環状部材 は第1セクタに磁気的N極を有し、第2セ クタに磁気的S極を有するものとしたロー タと、 c、前記ロータの永久磁化環状部材の一部の周りに配置
し、第1セクタに磁気的N極お よび第2セクタに磁気的S極を有し、所定 の磁界強度並びに前記ロータの回転位置を 予測可能に影響を与えるN極およびS極の 所定角度位置を有し、前記巻線を流れる電 流の大きさに基づいてロータ位置を形成す るバイアス磁石と を具えることを特徴とする可変角度ステッ パモータ。 10、−前記中心軸線の周りに前記ロータとともに回転
自在に取付け、第1セクタに磁 気的N極および第2セクタに磁気的S極 を有し、各磁極の磁界ラインは軸線方向 に指向するばね磁石と、 −前記ロータの磁界と前記ばね磁石の磁 界とを相互に隔離するよう前記ロータと 前記ばね磁石とを分離する磁気アイソレ ーション手段と、 を具え、 −前記環状のばね磁石の一方の側に隣接 して軸線の周りに前記バイアス磁石を配 置し、このバイアス磁石の各磁極は軸線 方向に指向する磁界ラインを有し、前記 ばね磁石は、所定の磁界強度並びに前記 ロータの回転位置を予測可能に影響を与 えN極およびS極の所定角度位置を有し、 前記巻線を流れる電流の大きさに基づい てロータ位置を形成する構成とした請求 項9記載の可変角度ステッパモータ。 11、前記ステータは単に2個の磁極片を有し、前記ロ
ータおよび環状のバイアス磁石の各々は単に1個のみの
N−S磁極対を有するものとして構成した請求項9記載
の可変角度ステッパモータ。 12、前記環状のバイアス磁石は、前記第1磁極片にお
いて誘導されるN磁極が前記環状のバイアス磁石の第1
セクタのN磁極から90゜だけ角度的に離れた位置とる
よう前記ステータに対して指向させた請求項11記載の
可変角度ステッパモータ。 13、前記ステータは単に2個の磁極片を有し、前記ロ
ータ、前記環状のばね磁石、および前記環状のバイアス
磁石の各々は単に1個のみのN−S磁極対を有するもの
として構成した請求項10記載の可変角度ステッパモー
タ。 14、前記環状のバイアス磁石は、前記磁極片に誘導さ
れるN−S磁極が前記環状のバイアス磁石のN−S磁極
から90゜だけ角度的に離れた位置をとるよう前記ステ
ータに対して指向させた請求項13記載の可変角度ステ
ッパモータ。 15、前記第1および第2のカップ状部材のうちの一方
のカップ状部材を他方のカップ状部材内に配置した請求
項9または10記載の可変角度ステッパモータ。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US412702 | 1989-09-26 | ||
US07/412,702 US4973866A (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Variable angle stepper motor |
US447962 | 1989-12-07 | ||
US07/447,962 US5097162A (en) | 1989-09-26 | 1989-12-07 | Variable angle stepper motor with spring magnet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03178547A true JPH03178547A (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=27021888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2254394A Pending JPH03178547A (ja) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | 可変角度ステッパモータ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5097162A (ja) |
EP (1) | EP0420334A1 (ja) |
JP (1) | JPH03178547A (ja) |
KR (1) | KR910007220A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0601228B1 (de) * | 1992-12-08 | 1994-10-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektromotorischer Antrieb |
US5284064A (en) * | 1992-12-09 | 1994-02-08 | Lexmark International, Inc. | Quiet, single-cycle mechanism |
US5327032A (en) * | 1993-02-18 | 1994-07-05 | Carter Automotive Company, Inc. | Dual flux ring multiple position rotary actuator |
US5605072A (en) * | 1995-09-14 | 1997-02-25 | Lexmark International, Inc. | Load-isolated, single-cycle mechanism |
JP3392737B2 (ja) * | 1997-11-12 | 2003-03-31 | 日本サーボ株式会社 | 3相ステッピングモータとその駆動方法 |
SG94323A1 (en) * | 1998-04-20 | 2003-02-18 | Canon Kk | Motor |
KR20030090261A (ko) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | 주식회사 모아텍 | 고 토르크용 스텝핑 모터 |
JP4596762B2 (ja) * | 2003-09-11 | 2010-12-15 | 日本電産コパル株式会社 | ステッピングモータ |
JP4685642B2 (ja) * | 2006-01-24 | 2011-05-18 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ |
CN201153238Y (zh) * | 2007-12-14 | 2008-11-19 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 磁铁运动的步进装置 |
CN113541353B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-06-14 | 安徽华驰动能科技有限公司 | 基于永磁体和内转子铁心偏心结构设计的方波转子 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE666835A (ja) * | 1964-07-15 | |||
CH481520A (de) * | 1968-11-27 | 1969-11-15 | Landis & Gyr Ag | Elektrischer Schrittmotor |
US3671841A (en) * | 1970-05-01 | 1972-06-20 | Tri Tech | Stepper motor with stator biasing magnets |
US4599664A (en) * | 1982-03-01 | 1986-07-08 | Papst-Motoren Gmbh & Co Kg | Disk storage drive |
US4500861A (en) * | 1983-02-17 | 1985-02-19 | Nelson Victor H | Sector motor having latching means for rotor in multiple positions |
JPS6292759A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-28 | Citizen Watch Co Ltd | 小型ステツピングモ−タ |
JPS62118753A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-30 | Tokyo Electric Co Ltd | ステツプモ−タ |
US4973866A (en) * | 1989-09-26 | 1990-11-27 | North American Philips Corporation | Variable angle stepper motor |
-
1989
- 1989-12-07 US US07/447,962 patent/US5097162A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-09-24 EP EP90202514A patent/EP0420334A1/en not_active Ceased
- 1990-09-26 JP JP2254394A patent/JPH03178547A/ja active Pending
- 1990-09-26 KR KR1019900015284A patent/KR910007220A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR910007220A (ko) | 1991-04-30 |
EP0420334A1 (en) | 1991-04-03 |
US5097162A (en) | 1992-03-17 |
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