JPS6395845A - ステツピングモ−タ - Google Patents

ステツピングモ−タ

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Publication number
JPS6395845A
JPS6395845A JP23839586A JP23839586A JPS6395845A JP S6395845 A JPS6395845 A JP S6395845A JP 23839586 A JP23839586 A JP 23839586A JP 23839586 A JP23839586 A JP 23839586A JP S6395845 A JPS6395845 A JP S6395845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
stator
magnetic
stepping motor
pole teeth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23839586A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahisa Jinbo
神保 昌久
Toru Inage
稲毛 透
Koremichi Umetsu
梅津 之路
Toshiyasu Takura
田倉 敏靖
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.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Co Ltd
Priority to JP23839586A priority Critical patent/JPS6395845A/ja
Publication of JPS6395845A publication Critical patent/JPS6395845A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (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。

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の改良に関する。
[従来の技術] 従来、ステッピングモータとしては例えば第10図に示
すものが知られている。これは円筒状のステータハウジ
ング1の内周面に軟磁性体からなるドーナツ板状の4つ
のステータ2,3,4゜5を所定の間隔を開けて取付け
、ステータ2,3間にそのステータ2,3を互いに異な
る極に磁化するためのドーナツ状の巻線6を配置すると
ともに、ステータ4.5間にそのステータ4,5を互い
に異なる極に磁化するためのドーナツ状の巻線7を配置
してステータ組立部を構成している。前記各ステータ2
,3,4.5の内周面には磁気パーミアンスの変化を付
与するためのm数の極歯が形成されている。
また回転シャフト8の外周面に前記各ステータ2.3,
4.5と対向する部位に円板状のロータ9.10.11
.12をそれぞれ取付け、ロータ9と10との間に継鉄
13を配置するとともに、ロータ11と12との間に!
l秩14を配置し、かつロータ10と11との間に永久
磁石15を配置してロータ組立部を構成している。前記
各ロータ9.10,11.12の外周面には磁気バーミ
アンスの変化を付与するための複数の極歯が形成されて
いる。
そして前記回転シャフト8の両端近傍をフレーム16.
17の中央に取付けられたベアリング軸受18.19に
回転自在に支持している。(特開昭54−84207号
公報参照) [発明が解決しようとする問題点] この従来のステッピングモータのある回転位置での等価
回路を示すと第11図に示すようになる。
この回路において、F a −F a 、、F b s
 F bは巻線6,7によって発生する起磁力、Fll
は永久磁石15によって発生する起磁力、Ra、Ra、
Rb5Rbはロータ9,10,11.12の極歯とステ
ータ2,3,4.5の極歯との対向する空隙によって生
じる磁気抵抗、R■は永久磁石15の厚みによって生じ
る磁気抵抗である。なお、起磁力FaとFa及びFbと
Fbとはそれぞれ同時刻に一緒に存在することは無いも
のとする。また、Raはステータの極歯とロータの極歯
が丁度対向したときの磁気抵抗を示し、Raはステータ
の極歯に対してロータの極歯が1/2ピツチずれたとき
の磁気抵抗を示し、Rbはステータの極歯に対してロー
タの極歯が1/4ピツチ離れたときの磁気抵抗を示し、
Rbはステータの極歯に対してロータの極歯が接近して
1/4ピツチずれているときの磁気抵抗を示している。
この等価回路からも分るように、従来装置では永久磁石
15の起磁力による磁束Φ履の流れと巻線6.7の起磁
力による磁束の流れが同じ経路を通ることになる。従っ
て回転動作させるときに永久磁石15による磁束の変化
が直接巻線6.7に影響し、このため大きな誘導起電力
が発生して応答性が悪くなり高速回転に適さない問題が
あった。
この発明は、永久磁石による磁束の流れと巻線の起磁力
による磁束の流れとが鎖交しない構成にして回転によっ
て起こる磁束の変化による巻線の誘導起電力を小さくで
き、従って応答性がよく高速回転に適したステッピング
モータを提供しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] この発明は、回転シャフトに固定され、外周面に磁気パ
ーミアンスの変化を付与する極歯を形成してなるロータ
と、このロータの外周面と対向する内周面に磁気パーミ
アンスの変化を付与する極歯を形成してなる複数のステ
ータと、このステータの隣合うステータを異極に磁化す
る巻線と、ロータと一体に設けられ、各極歯にバイアス
磁界を与える永久磁石とを有するステッピングモータに
おいて、永久磁石はロータの回転方向に磁極を向けて回
転シャフトを中心にして径方向に配置したものである。
[作用] このような構成の本発明においては、ロータと一体に設
けた永久磁石をそのロータの回転方向に磁極を向けて回
転シャフトの径方向に配置しているので、永久磁石によ
って発生する磁束はそのすべてが巻線によって発生する
磁束と鎖交する方向へ流れることはなく、一部は短絡す
る磁束が発生する。この短絡磁束のため巻線に発生する
誘導起電力を小さくすることができる。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図及び第2図に示すように、縁部断面が略コ字形の
円筒状ステータ部材21,22.23゜24を部材21
と22の凹部を接合して第1のステータ25を形成する
とともに部材23と24の凹部を接合して第2のステー
タ26を形成している。なお、ステータ部材21と22
の内周側にはギャップが設けられ、またステータ部材2
3と24の内周側にはギャップが設けられている。そし
てステータ部材21と22の凹部で囲まれる空間にドー
ナツ状の巻線27を収納するとともにステータ部材23
と24の凹部で囲まれる空間にドーナツ状の巻線28を
収納してステータ組立を構成している。前記各ステータ
部材21,22゜23.24の内周面には磁気パーミア
ンスの変化を付与するための極歯が形成されている。
また回転シャフト29にはロータコア30に例えば長方
形の平板からなり各面がN極及びS極に岩礁された4枚
の永久磁石31,32,33゜34を図に示すようにシ
ャフト29を中心にして径方向に立てて等間隔に埋設し
ロータ組立を構成している。なお、永久磁石31と32
とはそのN極がロータコア30を介して対向し、永久磁
石32と33とはそのS極がロータコア30を介して対
向し、永久磁石33と34とはそのN極がロータコア3
0を介して対向し、永久磁石34と31とはそのS極が
ロータコア3oを介して対向している。前記ロータコア
30の外周面には前記各ステータ部材21.22,23
.24の極歯に対向した位置にその極歯と同一ピッチで
磁気パーミアンスの変化を付与するための極歯を形成し
ている。なお、第1のステータ25の極歯に対向するロ
ータの極歯と第2のステータ26の極歯に対向するロー
タの極歯とは1/2ピツチずれている。
そして前記ステータ組立の内部にロータ組立を挿入し、
ロータ組立の回転シャフト29の両端近傍をフレーム3
5.36の中央に取付けられたベアリング軸受37.3
8に回転自在に支持している。なお各フレーム35.3
6はステータ組立の両端にそれぞれ固定されている。
このような構成の本実施例においては、巻線27.28
に対する電流の流れる方向を変化させることによって回
転磁界が発生しロータ組立が回転する。
例えばロータ側の極歯がステータ側の極歯と対向する位
置から次に対向する位置へ行くまでに4ステップ回転し
、そのときステータ側の極歯とロータ側の極歯との間で
発生する磁気抵抗も第3図に示すように4段階に変化す
るが、例えば第3図の(a)のときの磁気抵抗をRaと
し、第3図の(b)のときの磁気抵抗をRbとし、第3
図の(c)のときの磁気抵抗をRaとし、第3図の(d
)のときの磁気抵抗をRbとすると、Ra<Rb −R
b (Raとなる。なお、図中矢印はロータの回転方向
を示している。
したがって先ず第1ステツプでの等価回路は第4図に示
すようになる。この等価回路において永久磁石31によ
って発生する磁束ΦIの流れはFIIl−eRb −R
b −”Rm−+Fm及びFm−Rb−”R1)−Rm
−Fllとなる。なお、図中点線で示す部分は磁気抵抗
RTを介するため磁束の流れはほとんど無く無視できる
次の第2ステツプでの等価回路は第5図に示すようにな
る。この等価回路において永久磁石31によって発生す
る磁束Φmの流れはFan−Rb→Rb−+Ri−+F
+n及びF’s −Rb −eRb −Rtn −eF
fflとなる。この場合もまた点線で示す部分は磁気抵
抗R「を介するため磁束の流れを無視できる。
次の第3ステツプでの等価回路は第6図に示すようにな
る。この等価回路において永久磁石31によって発生す
る磁束ΦIの流れはFm−+Rb−”Rb−eRn+−
+Fm及びFm −eRb −eRb −+Rw −F
fflとなる。この場合もまた点線で示す部分は磁気抵
抗Raを介するため磁束の流れを無視できる。
次の第4ステツプでの等価回路は第7図に示すようにな
る。この等価回路において永久磁石31によって発生す
る磁束Φmの流れはFm−Rb→Rb−eRIl−eF
m及びF ta −eRb −eRb →Rm →Fa
+となる。この場合もまた点線で示す部分は磁気抵抗R
aを介するため磁束の流れを無視できる。
そしてこれらに流れる磁束は巻線27.28に鎖交する
方向にすべて流れず磁気抵抗Raに対して短絡する磁束
が発生する。従って回転によって生じる磁束変化による
巻線27.28への影響が小さくなり、巻線27.28
に発生する誘導起電力を極力小さくできる。その結果高
速応答性がよくなり、高速のステッピングモータが実現
できる。
なお、前記実施例ではロータコア30に4枚の永久磁石
を等間隔に埋設するものについて述べたが必ずしもこれ
に限定されるものではなく、第8図に示すように2枚の
永久磁石39.40を対向配置して埋設してもよく、ま
た第9図に示すように2つに分割した回転シャフト41
.42をロータコア30の両端中心位置に固定し、その
ロータコア30に1枚の永久磁石43をその中心位置を
ロータコア30の中心に位置決めして埋設したものであ
ってもよい。
第8図に示すものにおいては、回転シャフト2つに対し
て垂直方向の青磁が可能となり、ロータ組立をステータ
組立に組込んだ後に青磁を行なうことが可能となり、組
立て能率を向上できる。
また第9図に示すものにおいては、永久磁石の断面積を
増大させることが可能となり従って磁束が増加しトルク
を大きくできる。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、永久磁石による
磁束の流れと巻線の起磁力による磁束の流れとが鎖交し
ない構成にして回転によって起こる磁束の変化による巻
線の誘導起電力を小さくでき、従って応答性がよく高速
回転に適したステッピングモータを提供できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図はこの発明の一実施例を示すもので、第
1図は一部断面した斜視図、第2図は縦断面図、第3図
はステータの極歯とロータの極歯との位置関係と磁気抵
抗との関係を説明するための図、第4図〜第7図はモー
タの各ステップにおける等価回路図、第8図及び第9図
はそれぞれこの発明の他の実施例を示すもので第8図は
横断面図、第9図は縦断面図、第10図は従来例を示す
縦断面図、第11図は同従来例の等価回路である。 21.22,23.24・・・ステータ、  27゜2
8・・・巻線、29・・・回転シャフト、30・・・ロ
ータコア、31,32.33.34・・・永久磁石。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第6図 第7図 第8図 第9図 第1O図 i!″m 第11図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転シャフトに固定され、外周面に磁気パーミアンスの
    変化を付与する極歯を形成してなるロータと、このロー
    タの外周面と対向する内周面に磁気パーミアンスの変化
    を付与する極歯を形成してなる複数のステータと、この
    ステータの隣合うステータを異極に磁化する巻線と、前
    記ロータと一体に設けられ、前記各極歯にバイアス磁界
    を与える永久磁石とを有するステッピングモータにおい
    て、前記永久磁石は前記ロータの回転方向に磁極を向け
    て前記回転シャフトを中心にして径方向に配置したこと
    を特徴とするステッピングモータ。
JP23839586A 1986-10-07 1986-10-07 ステツピングモ−タ Pending JPS6395845A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23839586A JPS6395845A (ja) 1986-10-07 1986-10-07 ステツピングモ−タ

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JP23839586A JPS6395845A (ja) 1986-10-07 1986-10-07 ステツピングモ−タ

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JPS6395845A true JPS6395845A (ja) 1988-04-26

Family

ID=17029560

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JP23839586A Pending JPS6395845A (ja) 1986-10-07 1986-10-07 ステツピングモ−タ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1638193A1 (en) * 2003-05-16 2006-03-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Rolling drive actuator and toothbrush using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1638193A1 (en) * 2003-05-16 2006-03-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Rolling drive actuator and toothbrush using the same
EP1638193A4 (en) * 2003-05-16 2008-12-31 Matsushita Electric Works Ltd ROLLING ACTUATOR AND TOOTHBRUSH THEREFOR

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