JPH08182299A - 回転磁界型モータ - Google Patents
回転磁界型モータInfo
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- JPH08182299A JPH08182299A JP32536594A JP32536594A JPH08182299A JP H08182299 A JPH08182299 A JP H08182299A JP 32536594 A JP32536594 A JP 32536594A JP 32536594 A JP32536594 A JP 32536594A JP H08182299 A JPH08182299 A JP H08182299A
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- magnetic flux
- stator
- magnetic
- magnetic pole
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
ンチング動作がなく素早く回転運動が収束し、正逆転の
駆動を容易にする。 【構成】 永久磁石からなるロータ1を、それぞれコイ
ルで励磁可能な3つのステータ板21〜23で等角度幅
に取り囲んで構成される。ロータは、3つの切欠部を1
20度の角度で位置させ、各切欠部同士をそれぞれ同心
円弧からなる3つの円弧部で結んだ形状をしている。ロ
ータの3つの円弧部のうち2つの円弧部はそれぞれ同じ
磁束強度(N,N)を有する同極に着磁され、残りの1
つの円弧部は2つの円弧部の極と異極に着磁され、2つ
の円弧部の各磁束強度の2倍の磁束強度(2S)を有す
るロータ磁極部である。これに対し、ステータ磁極部
は、3つの円弧部の中心角度幅と同じ中心角度幅で設け
てあり、その1つには他の2つステータ磁極部の磁束強
度(S)の2倍(2N)に励磁可能である。
Description
回転駆動が可能な回転磁界型モータに関するものであ
る。
して、本願出願人が先に提案した実公平2−37267
号公報に示されるように、ロータとして径方向2極に着
磁した円筒形マグネットを用い、このロータに等分に3
つのステータを対向させ、この3つのステータの励磁順
を変えることによって正逆転させる回転磁界型モータが
ある。
回転方向が決められているモータを入力パルスの入力パ
ターン,タイミング等を変化させて逆転させる技術が提
案されている。
いて、前者のものは、ロータを円筒形状のままで径方向
に2極に着磁するために、着磁パターンがサインカーブ
的になり、ステップモータとして動作させる場合には、
ロータが1ステップ動作して運動収束しようとする時
に、N極またはS極のどちらかに囲われたステータの1
つが対向して位置するが、もう一方の極の磁束ピーク部
分が2つのステータの接合部分と対向するため、ロータ
回転運動の収束が悪くなり、ロータ停止時に振動しなが
ら止まる、いわゆるハンチングを生じる。ロータの回転
により指針を回転駆動する時には、指針の微振動が見ら
れて見苦しいことになる。そして、このハンチング動作
が収まって完全に停止してから次の駆動信号を供給する
ことになるので、早送り運動のスピードを上げられない
という問題があった。後者のものは、ステップモータの
脱調領域を利用したものであり、耐慣性負荷が小さく、
例えば、設備時計のムーブメントのようにイナーシャの
大きい指針を取り付ける用途には向いていないという問
題があった。そこで本発明の目的は、ロータ停止時にハ
ンチング動作をしないようにすることにより素早い回転
運動の収束を得られるようにするとともに、正逆転の駆
動を容易にした回転磁界型モータを提供することにあ
る。
めに、本発明の回転磁界型モータは、以下の手段を採用
したところに特徴がある。すなわち、永久磁石からなる
ロータと、このロータを等角度幅で取り囲む3つのステ
ータ板と、これらの各ステータ板を励磁して回転磁界を
発生させる3つのコイルとを含んだものからなる。ロー
タは、その着磁方向と平行な方向の側面にそれぞれ平坦
に形成してなる切欠部を120度の角度で位置させ、各
切欠部同士をそれぞれ同心円弧からなる円弧部で結んで
なる実質的におむすび形の形状に形成してある。そし
て、ロータの3つの円弧部のうち2つの円弧部は、それ
ぞれ同じ磁束強度を有する同極に着磁されたロータ磁極
部とし、残りの1つの円弧部は2つの円弧部の極と異極
に着磁して、2つの円弧部の各磁束強度の2倍の磁束強
度を有するロータ磁極部にしてある。ステータ板に設け
てあるステータ磁極部は、好ましくは、ロータに設けら
れた3つの円弧部の中心角度幅と同じ中心角度幅に設け
られる。
明する。図1に示すように、本発明の回転磁界型モータ
は、永久磁石からなるロータ1を中心として、その回り
を取り囲む磁性材の薄板で形成されたステータ2が配置
されている。ステータ2を構成する3つのステータ板2
1,22,23には、コイル31,32,33が巻回さ
れている3つのコイル芯41,42,43の一端部が固
着してある。各コイル31,32,33は、それぞれ平
行に並べられている。各コイル芯41,42,43の他
端部は、継ステータ5によって接続されており、これに
より3つのステータ板は互いに磁気回路を作っている。
の磁石材からなる円板を120度の等間隔の角度幅に3
分割し、その着磁方向と平行な方向の側面にそれぞれ平
坦に形成してなる切欠部1a,1b,1cを120度の
角度で位置させてある。ロータ1の形状は、各切欠部の
角度幅を60度とし、これらの各切欠部の切除から残さ
れた角度幅60度の円弧部1d,1e,1fによって結
ばれており、実質的におむすび形に形成されている。ロ
ータ1に形成された3つの円弧部1d,1e,1fの内
の1つの円弧部1dはS極に着磁され、他の2つの円弧
部1e,1fはそれぞれN極に着磁されている。ロータ
1の平面中心部にはロータ軸6が貫通した状態に固着さ
れており、ロータ1を紙面の水平方向に回転可能にして
いる。
1e,1fの内のS極に着磁された1つの円弧部1d
は、他の2つの円弧部1e,1fの磁束強度の2倍の磁
束強度を有している。すなわち、これらのロータ磁極部
がN極に着磁される場合には、円弧部1e,1fの磁束
強度をN,Nと表示しているのに対し、ロータ磁極部1
dの磁極の磁束強度を2Sとして表示している。
形状は、ロータ1を等角度幅で取り囲む3つのステータ
板21,22,23からなり、隣り合うステータ板21
と22、22と23、23と21の間は、凹部21aと
切欠部21c、凹部22aと切欠部22c、凹部23a
と切欠部23cとにより、磁気抵抗の大きい(断面積の
小さい)狭幅連結部21d,22d,23dとなってい
る。凹部21a,22a,23aと、ステータ磁極部2
1b,22b,23bとは、いずれも中心角120度の
等間隔の角度幅に配置されている。したがって、この実
施例のステータ2の各ステータ板21,22,23は、
機械的には狭幅連結部21d,22d,23dを介して
一体に繋がった単一部材となっているが、磁気的には3
つの独立したステータ板となっている。
明した形状を有しているので、ステータ2が励磁されて
おらずロータ1が静止状態の時には、3つのロータ磁極
部1d,1e,1fは、それぞれ3つのステータ磁極部
21b,22b,23bと対向して磁気的に結合してい
る。この時の磁束は、図4に示すように、2Nに着磁さ
れたロータ磁極部1dからS極に着磁されたロータ磁極
部1e,1fに向けて各切欠部に平行に流れ、回りを取
り囲むステータ磁極部を透過している。このため、各ロ
ータ磁極部は、対向する各ステータ磁極部を異なる磁極
に磁化して安定した状態で静止している。
示しないプリント基板のパターンに接続された駆動回路
等の出力信号が、コイル31,32,33のいずれかに
印加されることにより、それに対応するステータ板2
1,22,23に磁界が発生しその磁束の流れによりロ
ータ1が回転するようにしたものである。
磁した場合におけるロータ1の安定位置を示している。
ロータ1の安定位置は、ステップ1からステップ3まで
あり各ステップ1〜3におけるステータ板21,22,
23のN,Sの記号は、対応する各コイルによりステー
タ板が励磁された励磁方向を表わしている。すなわちス
テップ1では、コイル31に出力信号を送ってステータ
板21のステータ磁極部21bに2Nの磁束強度の磁界
を発生させている。ステータ板21に磁束強度が2Nの
磁界が発生すると、他の2つのステータ板22,23の
磁束強度は、それぞれ2Nに対応した磁束強度を半分ず
つに振り分けて励磁されたSの磁束強度となっている。
号が送られたときのロータ1の安定的静止位置を示して
いる。ステータ板22が励磁され、それと一体のステー
タ磁極部22bの磁束強度が2Nになっている。他の2
つのステータ磁極部21b,23bはそれぞれ磁束強度
がSに励磁されている。ステップ2では、ロータ磁極部
1d,1e,1fは、それぞれステータ磁極部22b,
23b,21bと対向して静止している(図1(b)参
照)。
によってステータ磁極部23bが励磁され、磁束強度が
2Sのロータ磁極部1dがこれと対向する位置に移動し
て静止している。したがって、ロータ磁極部1d,1
e,1fは、それぞれステータ磁極部23b,21b,
22bと対向した状態になっている。
ップ2へ励磁が切り替わった瞬間の磁束の流れを示して
いる。すなわち、ステップ1では、ステータ板21が2
N極に、他のステータ板22,23がS極に励磁されて
いたが、励磁位置の切り替えによりそれまで2Nに励磁
されていたステータ板21の左隣にあるステータ板22
が、コイル32によって励磁され、ステータ磁極部22
bの磁束強度が2Nとなる。その結果、磁束はロータ磁
極に対して120度ずれた位置に回転して発生する。し
たがって、ロータ1は、ステータ磁極部の磁束2Nとロ
ータ磁極部の磁束2Sとによる磁気吸引力によって、図
6において時計方向に回転する。また、上記した動作
は、ロータ磁極部の磁束の流れとステータ2の磁束の流
れとは、およそ120度の傾きを持ち、ロータ1の磁束
の方向と、ステータ2の磁束が一致するように回転する
というように説明することも可能である。
の磁束の流れの状態を示すもので、ロータ磁極部の磁束
の方向とステータ磁極部の磁束の流れの方向が一致して
おりロータ1は静止安定の状態になっている。上記した
ロータ1の動作は、コイル31,32,33のうちのど
れかに出力信号を送ることによって、ステータ磁極部が
強力な磁束強度(2N)に励磁され、これと対向する位
置に強力な磁束強度(2S)のロータ磁極部1dが移動
して安定的に静止するので、ロータ1の回転停止時に
は、強力に制動をかけることができる。また上記した動
作の説明では、ロータ1を時計方向に回転するように励
磁しているが、コイルの励磁の順序を変えることによ
り、ロータ1を反時計方向に回転させることも容易であ
る。したがって、例えばこのモータを親子時計や船舶時
計あるいはサマータイム対応型時計など時刻調整の必要
性の高い時計に適用した場合に、指針の正転・逆転が可
能であり、調針時には早送り運針が可能であり、しかも
指針停止動作が極めて早く、運針動作が高品位になる。
本実施例では、強力に着磁されたロータ磁極部の磁束強
度を2Sとし、強力に励磁されるステータ磁極部の磁束
強度を2Nとして説明してあるが、この逆にしてもよい
し、あるいは各ステータ板21,22,23を分離独立
させて構成してもよい。
ータ磁極部の内の1つのロータ磁極部の磁束強度を他の
2つのロータ磁極部と異極とし、それらの磁束強度の2
倍の磁束強度に着磁してあるので、強力な回転力が得ら
れる。これとともに、ロータ磁極に2倍の磁束強度に着
磁して強力な磁束の流れをつくることにより、ロータ停
止時における制動力が大きくなり、ハンチング動作がな
く素早く回転運動を収束させることができ、そのため歯
切れの好い回転が得られ、高品位の時計が実現可能とな
る。なお、コイルへの出力信号の切り替えによって正・
逆方向への回転が自由自在に制御可能なので、親子時計
や船舶時計あるいはサマータイム対応型時計など時刻調
整の必要性の高い時計への使用に好適である。
(b)はステータとロータとの関係を示す一部拡大正面
図である。
る。
正面図である。
らステップ3までのロータの停止状態を示す正面図であ
る。
の磁束の流れの状態を示す一部拡大正面図である。
束の流れの状態を示す一部拡大正面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 永久磁石からなるロータと、このロータ
を等角度幅で取り囲む3つのステータ板と、各ステータ
板を励磁して回転磁界を発生させる3つのコイルとを含
み、 上記ロータは、その着磁方向と平行な方向の側面にそれ
ぞれ平坦に形成してなる切欠部を120度の角度で位置
させ、各切欠部同士をそれぞれ同心円弧からなる円弧部
で結んでなる実質的におむすび形の形状に形成してあ
り、 3つの上記円弧部のうち2つの円弧部はそれぞれ同じ磁
束強度を有する同極に着磁されたロータ磁極部であり、
残りの1つの円弧部は上記2つの円弧部の極と異極に着
磁され上記2つの円弧部の各磁束強度の2倍の磁束強度
を有するロータ磁極部であることを特徴とする回転磁界
型モータ。 - 【請求項2】 請求項1において、上記ステータ板に設
けてあるステータ磁極部は、上記3つの円弧部の中心角
度幅と同じ中心角度幅で設けてあることを特徴とする回
転磁界型モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32536594A JP2881160B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 回転磁界型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32536594A JP2881160B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 回転磁界型モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08182299A true JPH08182299A (ja) | 1996-07-12 |
JP2881160B2 JP2881160B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=18176020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32536594A Expired - Lifetime JP2881160B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 回転磁界型モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2881160B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013038936A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Casio Comput Co Ltd | ステップモータ |
CN103066791A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 孙义质 | 一种汽车仪表步进电机的结构 |
JP2014183683A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Casio Comput Co Ltd | ステッピングモータ |
JP2017175822A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | カシオ計算機株式会社 | ステッピングモータ、モータ駆動装置及び時刻表示装置 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32536594A patent/JP2881160B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013038936A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Casio Comput Co Ltd | ステップモータ |
CN103066791A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 孙义质 | 一种汽车仪表步进电机的结构 |
JP2014183683A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Casio Comput Co Ltd | ステッピングモータ |
JP2017175822A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | カシオ計算機株式会社 | ステッピングモータ、モータ駆動装置及び時刻表示装置 |
CN107231075A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 卡西欧计算机株式会社 | 步进马达、马达驱动装置以及时刻显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2881160B2 (ja) | 1999-04-12 |
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