JPH0147115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ステツピングモータ等において、
ロータと界磁極との間に発生するコツキング作用
による慣性的振動やベアリングの騒音を減少させ
て始動性を改善することを目的としたモータ用界
磁極に関するものである。

従来、ステツピングモータとして、第１図の分
解斜視図および第２図の組立図に示すものが使わ
れている。

図において、１は円筒形多磁極永久磁石２と回
転軸３とからなるロータであり、４および５は、
コイルがバランス巻きされた左、右一対のコイル
ボビンである。

前記コイルボビン４，５のうち、コイルボビン
４は、多数の同形の磁極片６ａを有するケーシン
グ兼用のステータ６と、同数同形の磁極片７ａを
有するステータ７とにより両側から挾持され、か
つ他方のコイルボビン５は、それぞれ磁極片８
ａ，９ａを有するステータ８，９により両側から
挾持されており、前記各ステータ６，７，８，９
の中心を通る前記ロータ１の回転軸３は、ケーシ
ング兼用のステータ６の軸受１０および蓋体１１
の軸受１１ａにて回転自在に支持されている。

前記ステツピングモータの構成において、各ス
テータの同形の磁極片６ａと７ａ、および８ａと
９ａは接触することなく、交互に向い合つて位置
づけられると共に左右のコイルボビン４と５間で
は各磁極の位相がずれた状態に位置づけられてい
る。

しかして、前述した従来のステツピングモータ
にあつては、ステータを形成している櫛歯状の磁
極片である多極界磁極は、第３図に示すように、
方形歯、矩形歯が一般的であり、その磁極片どう
しは間隙を残して対向しているが、その間隙の寸
法については、特に考慮されていない。すなわ
ち、ステータの軸線方向における歯形基端部間の
距離ａと歯先間の距離ｂとの差が大きくなつてお
り、この間隙寸法の差が磁気力の変化としてあら
われ、それがコツキング現象の発生原因となつて
いる。そのために、残留トルクが大きくなり、ト
ルク損失も増え、効率の低下を招き、振動や騒音
の原因となり、特に前記に起因する軸受損のため
に寿命が短かくなる等の欠点がある。

この発明は、上述した従来の欠点を解決するた
めになされたもので、ステツピングモータ等にお
けるロータと界磁極間に発生するコツキング現象
を無くすため、ステータの櫛歯形磁極片の形状と
配置を考慮し、交互に向い合つて配置されるステ
ータの磁極片の周囲の隙間が軸線方向において等
しくなるように設定したことを特徴とするモータ
用界磁極を提供するものである。

まず、この発明による基本原理を第４図および
第５図にもとづいて説明する。つまり、コツキン
グ現象のない状態とは、第４図に示すように、円
筒型磁石のロータＲに対して同軸に円筒状の界磁
極用磁性鉄板Ｓを配置し、ロータＲを回転した場
合であつて、この場合には磁気抵抗の変化がない
ため、コツキングは起らない。

また、仮に上記円筒状磁性鉄板Ｓを中央部で輪
切りにした場合、あるいは輪切りにしたものを同
軸のまま軸線方向に若干移動した場合でも磁気低
抗の変化がなく、コツキングは起らない。

したがつて、上記輪切りの方法を変えて、輪切
り部を中心線にして円周上に任意の形状、たとえ
ば第５図に示すごとく三角波、あるいは正弦波、
台形波の形状で切断し、円筒状磁性鉄板Ｓ，S′を
軸線方向に一定距離移動しても前記と同様にコツ
キングが起らないものである。

この場合、円筒状磁性鉄板Ｓ，S′の軸線方向の
一定距離とは、軸線方向にいずれの点でも等間隔
に設定されることであり、交互に噛み合わされ、
しかも同一形状であることが必要である。

第６図に示したものは、前記基本原理にもとづ
いて構成されたこの発明による一実施例であつ
て、櫛歯形のステータ２０，２１は展開図で示さ
れている。このステータ２０，２１の磁極片２０
ａ，２１ａは、台形状に成形され、隙間をとつて
交互に噛み合わされ、磁極片の全周の隙間は、軸
線方向での間隔ｄがいずれの点でも等しくなるよ
うに設定されている。

上記のように、隣り合う磁極片の全周の隙間
が、軸線方向において等しく形成されていれば、
ロータの磁極に対する界磁面績はロータの回転位
置にかゝわらず常に一定とされるから、コツキン
グ現象は起らない。

なお、前記ステータ２０，２１の磁極片２０
ａ，２１ａの形状は台形に限定されるものではな
く、軸線方向での間隔をいずれの点でも等しくで
きるものであればよく、たとえば、三角波、正弦
波などの形状も任意に選定できるものである。

以上に述べたように、この発明によれば、軸線
方向に向けられた同一形状の多数の磁極片が円周
方向に同一ピツチでＮ、Ｓ交互に配列されてなる
モータ用界磁極において、隣り合う磁極片の全周
の隙間が、軸線方向にわたつて等しくなるように
形成されているので、ロータの磁極に対する界磁
面積はロータの回転位置にかかわらず常に一定と
され、リラクタンスの変化は実質的にないと考え
てよいから、従来のモータのごとく、リラクタン
ス最少の位置は存在せず、リラクタンス最少位置
にロータが吸引されたために、始動時の位置を脱
出させるトルクを必要とする現象、すなわちコツ
キング現象は起らないから、モータの操作におい
て安定した回転が得られる。

また、前記コツキング現象の解消により、慣性
的振動やベアリング騒音も減少し、始動および停
止改善を図ることができる等の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はステツピングモータの分解斜視図、第
２図は組立て状態を示す一部断面側面図、第３図
は第２図の磁極片の配置状態を示す拡大側面図、
第４図および第５図はこの発明による基本原理を
説明するモータ要部の斜視図、第６図はこの発明
の一実施例を示すステータの展開図である。 １……ロータ、２……円筒磁石、３……回転
軸、４，５……コイルボビン、６，７，８，９…
…ステータ、６ａ，７ａ，８ａ，９ａ……磁極
片、１０……軸受、１１……蓋体、１１ａ……軸
受、Ｒ……ロータ、Ｓ，S′……界磁用円筒鉄板、
２０，２１……ステータ、２０ａ，２１ａ……磁
極片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸線方向に向けられた同一形状の多数の磁極
   片が円周方向に同一ピツチでＮ、Ｓ交互に配列さ
   れてなるモータ用界磁極において、隣り合う磁極
   片の全周の隙間が、軸線方向にわたつて等しくな
   るように形成されていることを特徴とするモータ
   用界磁極。