JPH07245930A - Pm型ステッピングモータ - Google Patents

Pm型ステッピングモータ

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Publication number
JPH07245930A
JPH07245930A JP31892494A JP31892494A JPH07245930A JP H07245930 A JPH07245930 A JP H07245930A JP 31892494 A JP31892494 A JP 31892494A JP 31892494 A JP31892494 A JP 31892494A JP H07245930 A JPH07245930 A JP H07245930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole teeth
yoke
mutual position
theta
stepping motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP31892494A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshifumi Ito
嘉文 伊藤
Kosaku Shinoda
耕作 信田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP31892494A priority Critical patent/JPH07245930A/ja
Publication of JPH07245930A publication Critical patent/JPH07245930A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】励磁・無励磁を繰り返した場合に、ディテント
トルクの影響を小さくし高い静止角度精度を得る。 【構成】PM型ステッピングモータの内部構成を、多極
着磁されたロータマグネットと円周方向に所定ピッチで
複数の極歯の極歯を有する内ヨーク及び外ヨークと、こ
れらの内ヨーク及び外ヨークに狭持されたコイルからな
るステータユニットはロータ軸方向な2個配設し隣接す
る2個の内ヨークの複数の極歯の円周方向の相互位置b
を1相励磁したいときのステップ角θより小さく(θ>
b>0)する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPM型ステッピングモー
タに関し、特に、複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨ
ークに狭持されたコイルからなるステータユニットを軸
方向に2個配設した構造のステッピングモータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より内ヨーク,外ヨーク,コイルよ
り成るステータユニットを2個配設した4相のPM型ス
テッピングモータは良く知られ、1相励磁,2相励磁,
1−2相励磁、又はマイクロステップ駆動などの方法に
より励磁駆動されている。ここで、PM型ステッピング
モータは励磁駆動する場合と励磁をせずロータマグネッ
トの残留磁束によりロータの位置を保持しようとするデ
ィテントトルクによりロータを拘束する場合とがあり、
ロータ軸を円周方向に回転しながら回転速度を一定に保
ったり回転した後に静止した角度精度を高く得ようとす
る様々な使われ方がされてきた。特に回転した後の角度
精度をより高くするために部品精度はもとより、部品相
互の組立精度を高くする努力が各方向から検討され、特
にステータユニットの内ヨーク,外ヨーク及び相互に関
係するn個の極歯相互位置の精度出しには多くのアイデ
ィアが提案された。
【0003】こうした中、特に励磁駆動する場合及びし
ない場合について、特開平4−244775号公報にお
いて述べられているように励磁駆動しない場合のロータ
軸の回転角度精度を向上させる方策が提案されている。
すなわち、同公報の第3欄37〜43行目および図4よ
り、第1ステータコアまたは第2ステータコアを各極歯
の等間隔位置からステータカップ側の極歯を近づける円
周方向に極歯間隔の1/2未満の角度だけずらして配設
するというものである。つまり、本発明の説明に沿って
表現すると、「2個のステータユニットにおいて、各極
歯の等間隔位置から外ヨーク側の極歯を近づける円周方
向に、一方のステータユニットを極歯間隔θの1/2未
満の角度だけずらして配設する。」ということになる。
なお、1ステップ角θは、例えば、ロータ軸を1回転=
360°回転するためにnステップ必要であれば、θ=
360/nとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、先に示した従
来例には励磁駆動する場合と励磁しない(非励磁の)場
合におけるロータの停止位置ずれを減少することを目的
とし、第1ステータコアと第2ステータコア、つまり2
つのステータユニットの位置を2つのステータユニット
の各外ヨークの極歯が近づく円周方向にずらす構成とし
ている。しかしながら、この従来例によれば励磁駆動す
る時と非励磁の場合のステップ角度精度は向上するもの
の、1相励磁における静止角度精度は第1ステータコア
の励磁の場合の静止角度精度と第2ステータコア側の励
磁の場合の静止角度精度とにおいて大幅にずれ込み、本
来ステッピングモータが持ち備えている静止角度精度を
悪化させることになる。更に、1−2相励磁の場合にお
いても同様に静止角度精度が悪化し、ひいてはPM型ス
テッピングモータを励磁駆動する場合に振動・騒音が大
きくなる原因となる。
【0005】そこで本発明は、上記の課題を解決するた
めのものであり、モータを励磁駆動をした場合であって
も停止して無励磁の状態であっても高い静止角度精度を
確保できるPM型ステッピングモータを提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1) 本発明のPM型ステッピングモータは、多極着
磁されたロータマグネットと円周方向に所定ピッチで複
数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨークと、これらの内
ヨーク及び外ヨークに狭持されたコイルとからなるステ
ータユニットをロータ軸方向に2個配設したPM型ステ
ッピングモータにおいて、1相励磁をしたときの1ステ
ップ角をθとしたとき、隣接する2個の内ヨークの複数
の極歯の円周方向の相互位置bをθ>b>0としたこと
を特徴とする。
【0007】(2) (1)において、前記の隣接する
2個の内ヨークを相互に近づくようにそれぞれ位置をず
らせ、かつ、前記相互位置bを0.45θ>b>0.2
θとしたことを特徴とする。
【0008】(3) (1)において、 前記の隣接す
る2個の内ヨークのうち一方の内ヨークの位置をずら
せ、かつ、前記相互位置bを0.45θ>b>0.2θ
としたことを特徴とする。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0010】図1は、本発明のPM型ステッピングモー
タの第1の実施例を示す縦断面図であり、図2は、その
ステータユニットの各ヨークの極歯相互位置を示す展開
図である。ロータ1は、各ヨークの多極着磁されたロー
タマグネット2及び軸3より成り軸受4により回転自在
に支持される。ステータユニット5及び6は、各々周回
巻きされたコイル7又は8を狭持する外ヨーク9又は1
0と内ヨーク11又は12から成り、外ヨーク9,10
及び内ヨーク11,12には極歯9’,10’,1
1’,12’が各々n/4個づつ設けられ、相互に極歯
間に配設される。又、ステータユニット5,6は取付板
13又はカバー14を介して軸受4を固着支持し、結果
として外ヨーク9,10,内ヨーク11,12の極歯
9’,10’,11’,12’とロータマグネット2と
の間に微小エアギャップを構成することによりロータ1
を回転することが可能となる。
【0011】ここで、一般的な極歯9’と11’の円周
方向の相互位置は、4相のPM型ステッピングモータで
あるから2θとなり、更に極歯11’と12’の円周方
向の相互位置はθとなる。しかし、本発明においては極
歯11’と12’の円周方向の相互位置bをθより小さ
くすることによりモータの静止角度精度を向上させると
いう結果を得た。
【0012】円周方向の極歯相互位置を更に詳細に説明
すると以下の通りである。図2における破線の極歯形状
は一般的な極歯の相互位置を示してあり、本発明におけ
る内ヨーク11及び12の極歯11’,12’の相互位
置は実線で示した通りである。各極歯の相互位置は極歯
9’と11’間aは2θ>a>3/2θであり、極歯1
1’と12’間bはθ>b>0であり極歯10’と1
2’間とは2θ>c>3/2θであり極歯10’と9’
間dはd=θである。更に実験を重ねる中でθ>b>0
ではあるが0.45θ>b>0.2θであればより一層
本発明の効果、つまり静止角度精度が向上することが確
認され、例えばステップ数n=20(θ=18度)のP
M型ステッピングモータであれば一般的な設定はb=θ
=18度であるが、本発明の結果では例えばb=6度程
度において静止角度精度が向上した。
【0013】ここで、本発明において静止角度誤差が向
上する理由を述べる。1相励磁において例えば一方のコ
イルを励磁し極歯9’,11’が励磁され、ロータマグ
ネット2が吸引保持されたとき極歯11’に隣接する極
歯12’も極歯11’と同一の極性を帯び、弱いながら
もロータマグネット2を吸引保持しようとする。そこ
で、本来ロータマグネット2が安定して静止すべき位置
より極歯11’をずらした方向に止まることを利用して
1相励磁の場合の静止位置を本来の位置より極歯11’
を配した方向に設定され、更に極歯12’を先の極歯1
1’と同一の極性を帯びた場合でもロータマグネット2
を吸引する角度を小さくする(つまり、極歯12’の影
響の少ない=極歯11’に近づける)方向に配設するこ
とで、1相励磁の静止位置がいずれの相を励磁した場合
においても、おおむねθ=360度/nづつ回転するこ
とができる。又、2相励磁においても同様の減少が生じ
励磁した時の静止位置はいずれの2相を励磁した場合に
おいても、おおむねθづつ回転することができる。更に
1−2相励磁の場合も1相励磁と2相励磁の位相差が低
減されるため、おおむねθ/2づつ回転することが可能
となる。ここでディテントトルクに目を向けると、本来
ディテントトルクピークの発生はロータ1回転当りn回
生ずるが、本発明によればデイテントトルクのピークの
発生の回数は変わらないもののピークの高さ、つまりデ
ィテントトルクの大きさが小さくなりロータをスムーズ
に回転させることができる一因ともなっている。
【0014】図3は、本発明の第2の実施例のステータ
ユニットの各ヨークの極歯の相互位置を示す展開図であ
る。第2の実施例はPM型ステッピングモータの全体構
成は第1の実施例と全く変わりなく、各ヨークの極歯の
相互位置の違いをa,b,c,d間において説明すると
2θ>a>θ,θ>b>0,c=2θ,d=θとなる。
ここでは内ヨーク11の極歯11’の位置のみを他の極
歯9’,10’,12’に対してかえているが、極歯1
2’の位置のみを他の極歯9’,10’,11’に対し
てかえて、a=2θ,θ>b>0,2θ>c>θ,d=
θとすることも可能であり同様の効果を得ることは明白
である。又、この第2の実施例においても第1の実施例
と同様、実験を重ねる中でθ>b>0ではあるが更に
0.45θ>b>0.2θであれば、より効果の大きい
ことが確認されている。
【0015】ここで、第2の実施例において第1の実施
例と全く同様の効果が得られるかというと、第1の実施
例に比較して静止角度精度、特に1相励磁及び1−2相
励磁における静止角度精度は良くならない場合がある。
これは、内ヨークの一方の極歯位置のみをかえているた
めであるが、先に例を示した従来例に比較すれば改善さ
れていることは言うまでもない。
【0016】図4は、極歯の相互位置、特にb寸法と静
止角度精度を本発明の第1及び第2の実施例において示
した図である。図4におけるイは第1の実施例、ロは第
2の実施例である。本図より、内ヨークの相互位置をず
らさない場合の角度精度は2つの実施例で10%を超え
ている。したがって、少なくとも相互位置をずらさない
場合よりも角度精度を改善するには、角度精度を10%
以下にすることを目標にすればよい。そうすると、第2
の実施例において、相互位置bは0.45θ>b>0.
2θとなる。相互位置bがこの範囲内にあれば、第1の
実施例では角度精度は5%以下となり非常に好ましい。
【0017】以上述べたように、本発明における各ヨー
クの極歯の円周方向の相互位置はθ>b>0が基本であ
るが、その適切値はPM型ステッピングモータのヨーク
形状、例えば外ヨークと内ヨークの磁気的な接続方法、
又、外ヨーク相互・内ヨーク相互の配設・構成によって
も微妙に異なるため0.45θ>b>0.2θより多少
ずれる場合があることを付記する。又、内ヨーク・外ヨ
ークの極歯の円周方向の相互位置を定めるための内ヨー
ク・外ヨークの加工方法については、従来より幾多の実
施例が知らされているが、本発明の実施例における図は
インナロータ型PM型ステッピングモータの構成を示す
が、アウタロータ型のPM型ステッピングモータにおい
ても全く同様の構成・効果を有することは言及するまで
もない。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明のPM型ステ
ッピングモータによれば、多極着磁されたロータマグネ
ットと円周方向に所定ピッチで複数の極歯を有する内ヨ
ーク及び外ヨークと、これらの内ヨーク及び外ヨークに
狭持されたコイルとからステータユニットをロータ軸方
向に2個配設したPM型ステッピングモータにおいて、
隣接する2個の内ヨークの複数の極歯の円周方向に相互
位置bをθ>b>0として構成したのでコイルを励磁
し、内ヨーク極歯が隣接する内ヨークに同極の磁極性を
帯びた場合でも静止角度精度が悪化せず、又、ディテン
トトルクを低減することが可能となるためロータがスム
ーズに回転し、振動・騒音を低減できるといった多大な
効果を有する。
【0019】特に、相互位置bを0.45θ>b>0.
2θとすることによって、極歯をずらさない場合よりも
角度精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPM型ステッピングモータの第1の実
施例を示す縦断面図。
【図2】本発明の第1の実施例のステータユニットの各
ヨークの極歯相互位置を示す展開図。
【図3】本発明の第2の実施例のステータユニットの各
ヨークの極歯の相互位置を示す展開図。
【図4】本発明の実施例におけるヨークの極歯の相互位
置、特にb寸法と静止角度精度を示した図。
【符号の説明】
1 ロータ 2 ロータマグネット 3 軸 4 軸受 5,6 ステータユニット 7,8 コイル 9,10 外ヨーク 11,12 内ヨーク 9’,10’,11’,12’ 極歯 13 取付板 14 カバー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多極着磁されたロータマグネットと円周
    方向に所定ピッチで複数の極歯を有する内ヨーク及び外
    ヨークと、これらの内ヨーク及び外ヨークに狭持された
    コイルとからなるステータユニットをロータ軸方向に2
    個配設したPM型ステッピングモータにおいて、 1相励磁をしたときの1ステップ角をθとしたとき、隣
    接する2個の内ヨークの複数の極歯の円周方向の相互位
    置bをθ>b>0としたことを特徴とするPM型ステッ
    ピングモータ。
  2. 【請求項2】 前記の隣接する2個の内ヨークを相互に
    近づくようにそれぞれ位置をずらせ、かつ、前記相互位
    置bを0.45θ>b>0.2θとしたことを特徴とす
    る請求項1に記載のPM型ステッピングモータ。
  3. 【請求項3】 前記の隣接する2個の内ヨークのうち一
    方の内ヨークの位置をずらせ、かつ、前記相互位置bを
    0.45θ>b>0.2θとしたことを特徴とする請求
    項1に記載のPM型ステッピングモータ。
JP31892494A 1994-01-11 1994-12-21 Pm型ステッピングモータ Pending JPH07245930A (ja)

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JP31892494A JPH07245930A (ja) 1994-01-11 1994-12-21 Pm型ステッピングモータ

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-1361 1994-01-11
JP136194 1994-01-11
JP31892494A JPH07245930A (ja) 1994-01-11 1994-12-21 Pm型ステッピングモータ

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JPH07245930A true JPH07245930A (ja) 1995-09-19

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JP31892494A Pending JPH07245930A (ja) 1994-01-11 1994-12-21 Pm型ステッピングモータ

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JP (1) JPH07245930A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191509B1 (en) 1999-01-27 2001-02-20 Sanyo Denki Co., Ltd. Permanent magnet type stepping motor
US6486576B1 (en) 1999-09-30 2002-11-26 Sanyo Denki Co., Ltd. Permanent magnet type stepping motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191509B1 (en) 1999-01-27 2001-02-20 Sanyo Denki Co., Ltd. Permanent magnet type stepping motor
CN100376074C (zh) * 1999-01-27 2008-03-19 山洋电气株式会社 永久磁铁型步进电机
US6486576B1 (en) 1999-09-30 2002-11-26 Sanyo Denki Co., Ltd. Permanent magnet type stepping motor

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