JPH01186153A - ステップモータ - Google Patents

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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、ステップモータに関し、特に、一対のロータ
ヨークを回転軸に固定した後に、各ロータヨークの外周
にスキュー角を有するロータ歯を形成することにより、
ロータ歯の形成精度を上げると共に、ホールディングト
ルク及びデイテントトルクを良好にするための新規な改
良に間する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のステップモータとしては
、種々開発されているが、その中で代表的な構成につい
て述べると、ここではその文献基等を開示していないが
、第７図から第１０図にて示す本出願人が社内で用いて
いた構成を示すことができる。

すなわち、符号１で示されるものは、回転軸２に固定さ
れたハイブリッド形のロータであり、このロータ１は、
マグネット板３を一対のロータヨーク４及び４Ａによっ
て挟持した構成よりなり、各ロータヨーク４及び４Ａ及
びマグネット板３に形成された貫通孔４ａ及び３ａには
、回転軸２が貫通すると共に、各ロータヨーク４及び４
Ａ及びマグネット板３は、接着剤等により、回転軸２に
固定されている。

又、前記各ロータヨーク４及び４Ａの外周には、所定角
度間隔で多数のロータ歯４ｂ及び４Ａｂが形成され、ロ
ータヨーク４における各ロータ歯４ｂとロータヨーク４
Ａｂとは互いに位相をずらせて回転軸２上に固定されて
いる。

すなわち、第９図及び第１０図に示すように、ロータ歯
４ｂは各ロータ歯４Ａｂ間の谷部４Ａｃの中央に位置す
るように配設されている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来のステップモータにおけるロータの構造は、以上の
ように構成されていたため、次のような問題点を有して
いた。

すなわち、各ロータ旧−り４及び４Ａに形成された各ロ
ータ歯４ｂ及び４Ａｂは、各ロータヨーク４及び４Ａを
回転軸２に取付ける前に個別に前もって形成されている
ため、各ロータヨーク４及び４Ａを回転軸２に取付ける
際に、各ロータ歯４ｂ及び４Ａｂを第９図に示すように
正確に位置決めすることは極めて困難であり、これらの
各ロータ歯４ｂ及び４Ａｂの整合が設計値通りでない場
合には、ステッピング精度に大きい悪影響を与えていた
。

従って、各ロータヨーク４及び４Ａを回転軸２に取付け
る場合には、十分な管理を必要とし、生産性向上の大き
い障害となっていた。

又、ロータヨーク４及び４Ａの段階で、各ロータ歯４ｂ
及び４Ａｂの歯切加工をするため、歯切加工後の各ロー
タヨーク４及び４Ａを回転軸２に取付けた場合、回転軸
２の軸心とロータヨーク４及び４Ａの軸心にずれが生じ
、その結果、回転軸２の軸心に対するロータ歯４ｂ及び
４Ａｂのピッチが設計値よりも振れることになり、その
結果、ステッピング精度の低下、ホールディングトルク
の波の発生、デイテントトルクの上昇となっていた。

さらに、前述の組立時における各ロータ歯４ｂ及び４Ａ
ｂの整合精度（アライメント）のバラツキは、デイテン
トトルクをも上昇させることになり、周波数応答性も悪
くなっていた。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、一対のロータヨークを回転軸に固定し
た後に、各ロータヨークの外周にスキュー角を有するロ
ータ歯を形成することにより、ロータ歯の形成精度を上
げると共に、このスキュー角を任意の値に選ぶことによ
り、ホールディングトルク及びデイテントトルクを良好
にしたステップモータを提供することを目的とする。

ｄ０問題点を解決するための手段 本発明によるステップモータは、所定角度ごとに形成さ
れた多数のステータ歯を有するステータ内に、一対のロ
ータヨークによりマグネット板を挟持した構成よりなる
ロータを回転軸を介して回転自在に設けたものにおいて
、前記各ロータヨークに形成されたロータ歯を有し、前
記ロータ歯は、前記ロータの軸線に対して所定のスキュ
ー角（θ）を有していると共に、前記ロータ歯は、前記
ロータヨークを回転軸に固定した状態で形成した構成で
ある。

６０作用 本発明によるステップモータにおいては、回転軸に対し
てロータを完全に固定した後に、各ロータヨークに対し
て歯切加工を行うため、回転軸の軸心とロータ歯のピッ
チが振れることがなく、この結果、スキュー角（θ）の
選定後、ロータ歯の歯型を決定することにより、ステッ
ピング精度を向上させることができる。

又、ロータ歯のスキュー角（θ）を任意の角度に設定す
ることにより、ホールディングトルク及びデイテントト
ルクを制御することができ、それによって周波数応答性
を向上させることができる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明によるステップモータの好適な
実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一符号を付して
説明する。

第１図から第６国道は、本発明によるステップモータを
示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、第
２図はロータを示す斜視図、第３図はロータの加工構成
を示す工程図、第４図はステータを示す平面図、第５図
はステップモータの要部を示す拡大平面図、第６図はス
キュー角の楕成図である。

図において符号１で示されるものは、回転軸２に固定さ
れたハイブリッド形のロータであり、このロータ１は、
一対のロータヨーク４及び４Ａによって挟持した構成よ
りなり、各ロータヨーク４及び４Ａ及びマグネット板３
に形成された貫通孔４＆及び３ａには、回転軸２が貫通
すると共に、各ロータヨーク４及び４Ａ及びマグネット
板３は、接着剤等により回転軸２に固定されている。

又、前記各ロータヨーク４及び４Ａの外周には、所定角
度間隔で多数のロータ歯４ｂ及び４Ａｂが形成され、ロ
ータヨーク４及び４Ａにおける各ロータ歯４ｂ及び４Ａ
ｂとは互いに同一スキュー角（θ）で形成されている。

前記ロータ１は、第３図にて示されるように、回転軸２
に一対のロータヨーク４及び４Ａによってマグネット板
３を挟持した状態で固定され、この状態では、各ロータ
ヨーク４及び４Ａの外周には歯切加工はなされていない
。

次に、第３図の（Ａ）の状態で示すロータ１の各ロータ
ヨーク４及び４Ａの外周に対し、回転軸２の軸線Ｘに対
し、同一スキュー角（θ）で歯切加工がなされ、ロータ
歯４ｂ及び４Ａｂが同一の歯切加工によって同時に形成
されている。

前述のロータ１を有する回転軸２は、第１図に示される
ように、励磁巻線５を有するステータ６の両端に設けら
れた前！１７及びｆ＆ｌ！８に形成された各軸受９及び
１０に回転自在に設けられ、前蓋７及び後Ｍ８は取付ね
じ１１によって前記ステータ６と一体状に構成されてい
る。

前記ステータ６は、第４図に示されるように構成され、
その内側に８個のステータ歯６ａが所定角度ごとに形成
され、本実施例においては８極の１．８°　ステップ駆
動用に形成された構成が示されている。

又、前記各ステータ歯６ａは、第５図にて示されるよう
に、複数の小歯部６ａＡが形成され、各ロータヨーク４
及び４Ａのロータ歯４ｂ及び４Ａｂのピッチと同一に構
成されている。

本発明によるステップモータは、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。

まず、ステータ６の各ステータ歯６ａに形成されたステ
ータコイル６ｂを順次励磁することにより、本実施例で
は、所定の１．８°　ステップ駆動をすることができる
。

前述の場合、各ロータヨーク４及び４Ａに形成されたロ
ータ歯４ｂ及び４Ａｂが所定のスキュー角〈θ）を有し
ているため、励磁した状態におけるホールディングトル
ク（ＨＴ）及び非励磁の場合におけるデイテントトルク
（ＤＴ）を任意とすることができ、このホールディング
トルク（ＨＴ）及びデイテントトルク（ＤＴ）が最良と
なるようなスキュー角（θ）に設定している。

すなわち、前述のホールディングトルク（ＨＴ）及びデ
イテントトルク（ＤＴ）は、ロータ１とステータ６の相
互におけるロータ歯４ｂ及び４Ａｂとステータ歯６ａの
各小歯部６ａＡ　とが、どの位の表面積で対向している
か、又、その間の磁束密度がどのレベルになっているか
によって決定される。

従って、本発明によるステップモータにおいては、互い
に位相の異なるステータ歯６ａのＡ極及びＢ極に対する
ロータ１の各ロータ歯４ｂ及び４Ａｂのスキュー角（θ
）を、第６図にて示すように、種々製作して、このスキ
ュー角（θ）に対するホールディングトルク（ＨＴ）と
デイテントトルク（ＤＴ）の関係を実験した。

その結果、スキュー角（θ）を４．２°〜７．２゜位の
範囲内に設定すると、ホールディングトルク（ＨＴ）を
最大に、デイテントトルク（ＤＴ）を最小にすることが
できることが判明した。

従って、前述の範囲内で任意のスキュー角（θ）を設定
して、各ロータヨーク４及び４Ａに対して、同時に歯切
加工をすることにより、各ロータヨーク４及び４Ａ共、
同一スキュー角（θ）のロータ歯４ｂ及び４Ａｂを得る
ことができ、高精度のステップ回転を得ることができる
。

又、本発明によるステップモータは、スキュー角（θ）
を任意に設定することにより、ステップモータ固有のデ
イテントトルク（ＤＴ）の大きさも制御することができ
、近時、脚光をあびている１度以下の微少角度ステップ
駆動（すなわち、印加電流の大きさを制御することによ
り電気的にステップ角度を制御するマイクロステップ駆
動）に有効に応用することができるものである。

ｇ１発明の効果 本発明によるステップモータは、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。

（１）６回転軸に一対のロータヨークとマグネットを一
体的に構成した後、各ロータヨークに対して同時に歯切
加工を行うため、回転軸の細心と各ロータ歯のピッチと
が振れることがなく、そのため、スキュー角の選定後、
ロータ歯の歯型を決定することにより、ステップモータ
の再重要点であるステッピング精度を格段に向上させる
ことができる。

（２）、ロータ歯のスキュー角を調整することにより、
ホールディングトルク（ＨＴ）及びデイテントトルク（
ＤＴ）の制御により、周波数応答性を向上させることが
できる。

（３）、　　ロータヨークのロータ歯の歯切りが、後加
工で行われるため、従来の構成のように、各ロータヨー
クの歯合わせを伴った組立作業を必要とせず、極めて容
易に組立てることができ、生産性の大巾な向上を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６国道は、本発明によるステップモータを
示すためのもので、第１図は断面図、第２図はロータを
示す分解斜視図、第３図はロータの歯切工程を示す構成
図、第４図はステータを示す平面図、第５図は要部を示
す平面図、第６図はスキュー角（θ）を示す構成図、第
７図から第１０図は従来のステップモータのロータを示
すもので、第７図は分解斜視図、第８図は正面図、第９
図は第８図の一部を示す拡大平面図、第１０図は第８図
の一部を示す拡大斜視図である。 １はロータ、２は回転軸、４及び４Ａはロータヨーク、
４ｂ及び４Ａｂはロータ歯、６はステータ、６＆はステ
ータ歯、θはスキュー角である。 （２）は回転軸 （θ）はスキュー歯 第４図 第５図 第６図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定角度ごとに形成された多数のステータ歯（６ａ）を
   有するステータ（６）内に、一対のロータヨーク（４，
   ４Ａ）によりマグネット板（３）を挟持した構成よりな
   るロータ（１）を回転軸（２）を介して回転自在に設け
   たステップモータにおいて、前記各ロータヨーク（４，
   ４Ａ）に形成されたロータ歯（４ｂ，４Ａｂ）を有し、
   前記ロータ歯（４ｂ，４Ａｂ）は、前記ロータ（１）の
   軸線に対して所定のスキュー角（θ）を有していると共
   に、前記ロータ歯（４ｂ，４Ａｂ）は、前記ロータヨー
   ク（４，４Ａ）を回転軸（２）に固定した状態で形成し
   たことを特徴とするステップモータ。