JPH037051A - Ｐｍ型ステッピングモータのヨーク構造 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＰＭ型ステッピングモータのステータヨーク
の構造に関する。

［従来の技術］ ステッピングモータやＤ′Ｃモータは、情報機器の制御
用として世の中で広く使用されている。その中でも、Ｐ
Ｍ型ステッピングモータはオーブンループで位置決め制
御が可能なことや安価なことから、ＦＤＤや）（ＤＤ等
の磁気記録機器やプリンター等に広く使用されている。

Ｐ　Ｍ　ｚステッピングモータは円周方向に配置された
複数の極歯を有するステータと、かつ各極歯に磁束を発
生させるために巻かれたコイルと、ステータ極歯に対向
する外周面に複数の着磁がされた永久磁石を有するロー
タから構成される装置 第５図は、従来のステッピングモータの断面図であり、
２１は外ヨーク、２２は内ヨークであり、外ヨークと内
ヨーク１組にてステータヨークを構成し、モータは２組
のステータヨークにより構成される。２３．２４は外ヨ
ークに取り付けられたフランジ、２５は継鉄、２６は継
鉄２５に取り付けられた永久磁石、２７はモータ軸であ
り、継鉄２５と永久磁石２６とモータ１２７によりロー
タが構成されている。軸受け２８は、各々フランジ２３
及び２４に取り付けられている。２９は励磁用コイルで
ある。第６図は、外ヨークと内ヨークの斜視図であり、
外ヨーク２１及び内ヨーク２２には各々独立した極歯３
２が円周方向に複数配置されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前述のような従来の技術では、機器の精密化、高
精度化の要求によりステップ角度小さくすることは、極
歯の数を増やし極歯の歯幅を狭くしなければならない、
しかし、極歯の幅を狭くすることは極歯の機械的強度の
低下により、歯曲がりが発生し易くなり、極歯とロータ
との接触や逆に曲がればロータ磁石と極歯のギャップが
広くなり有効磁束が減少しモータ特性の低下、ステップ
位置精度の低下などの問題点を有していた。

そこで本発明は、そのような問題点を解決するものでそ
の目的とするところは、微少ステップ角になっても歯曲
がりがなくロータ磁石との磁束を効率的に使用だ高性能
で安価なＰＭ型ステッピングモータ構造を提供するとこ
ろにある。

［課題を解決するための手段］ 円周方向に配置された複数の極歯を有する外ヨークと、
同じく円周方向に配置された複数の極歯を有する内ヨー
クを互いに組み合わせ構成されたステータヨークと、多
極着磁されたロータ磁石より成るＰＭ型ステッピングモ
ータにおいて、隣接する外ヨークの極歯と内ヨークの極
歯の極歯同士がブリッジでつながっていることを特徴と
する。

また極歯の厚みをｔｐ、ブリッジの厚みをｔｂとした時
　ｔ　ｐ＝　ｔ　ｂ　　の関係であることを特徴とする
。

更に極歯とブリッジの境界部での厚さをｔｋとした時　
ｔｋ＜ｔｐ　　の関係であることを特徴とする。

［作用］ ＰＭ型ステッピングモータは、円周方向に複数の極歯を
持つヨーク構造から成り、極歯は板を折り曲げて一本ず
つ独立に構成されるために、極歯の機械的強度は折り曲
げ部分の板厚や極歯の幅によって強度が決ってしまう。

そのために微少ステップ角のモータになると、極歯の折
り曲げ部分の歯幅が狭くなることにより機械的強度が弱
くなり曲がり易く寸法精度の確保が難しいことや、加工
中になんらかの外部から加わる力によって曲がり精度を
悪くするなどのことがある。そこで極歯と極歯を結ぶ帯
状のブリッジを付け、極歯を個々の独立した形から連帯
状の形にすることにより、機械的強度を高め容易に曲が
らないようにする。それと同時に加工時のスプリングバ
ックによる予期しない方向への曲がりや戻りを防止しで
きるなどにより高精度化が図れる。

本発明のヨーク構造は、極歯の板厚とブリッジの板厚さ
は等しく、極歯の板厚をｔｐ、ブリッジの板厚をｔｂと
した場合　ｔ　ｐ＝　ｔ　ｂ　　の関係にある。

この理由は例えば極歯をプレス抜き成形する場合、ブリ
ッジ部分を完全に抜き落とさず、半抜き状態にすること
により得ることができる。それに対してｔｐ≠ｔｂの様
に、ブリッジ部分の板厚を薄くし製造工程が増しコスト
アップになるといったことがなく生産性に優れる。

このタイプのモータは、互いに組み合わされた複数の極
歯と多極着磁された永久磁石を持つロータとの間におい
て、コイルに電流を流しステータヨーク励磁することに
より磁化された極歯とロータの永久磁石との間に働く磁
束の作用によりトルクを発生する。励磁された磁束を有
効に使うためには極歯間における磁束の回り込みを防止
し、ロータ磁石と作用する磁束を多くする必要がある。

極歯とブリッジの板厚が等しく、ブリッジを介して極歯
間に磁束が回り易くなる。これを防止するため、極歯と
ブリッジ間の磁気抵抗をあげ極歯からブリッジへ磁束を
漏れ難くするために、極歯とブリッジの境界線上部分の
板厚ｔｋは、極歯厚さｔｐよりも小さくなければならな
い。より望ましくは、歯曲がりを防止できる範囲で可能
な限り薄い方が良い。

［実施例］ 第１図は、本発明のヨークの極歯の平面図であり、第２
図は極歯の断面図である。外ヨーク２１には、互いに組
み合わされた複数の極歯３２が円周方向に配置されてい
る。同様に内ヨーク２２にも、互いに組み合わされた複
数の極歯３３が円周方向に配置されている。外ヨークの
極歯３２と内ヨークの極歯３３の間にはブリッジ３４が
あり極歯間を繋げている。

第３図は、極歯とブリッジの境界部の厚さｔｋとモータ
トルクの関係を示す図であり、ブリッジの厚さは極歯の
板厚に対する割合で示しである。境界部の厚さが極歯の
板厚の１５％程度ならばトルクの低下も少なく充分使用
が可能なことが分かる。

また、場合によっては４０％程度までは用途に応じて使
用ができるものと思われる。第４図は、ブリッジの長さ
とモータトルクの関係を示す図であり、前述と同様にブ
リッジの長さは極歯の長さに対する割合で示しである。

尚、境界部の板厚は、極歯の板厚の１５％である。ブリ
ッジ長さは、極歯長さの３０％程度ならばトルクの低下
も少なく使用可能である。

本発明のモータ構造で外ヨークの極歯数５０、内ヨーク
の極歯数５０、ロータ永久磁石の着磁数で１回転２００
ステツプのモータを作った。極歯の板厚１．　２ｍｍ、
　　極歯長さ６ｍｍ、境界部の板厚０．１８ｍｍ、ブリ
ッジ長さ１．５ｍｍである。

比較のために、前述と同様な仕様でブリッジの無い従来
構造のモータを作り比較した。但、従来のモータは歯曲
がりがありギャップ精度がでないため、本発明のモータ
より０．０５ｍｍ大きくした。

比較の結果を表−１に示す。

い。それに対して本発明は、精度がよいことからギャッ
プを詰め磁束を有効に使うことが可能であった。

モータトルクは、本発明のモータを１としたときの従来
のモータトルクの割合を示す６本発明の構造を用いたス
テッピングモータは、従来のモータに比較してモータ特
性、製造不良率で優れていることが分かる。ギャップ精
度に関しては、従来のモータは歯曲がりが発生し易いた
め精度も劣りギャップを詰め磁束を有効に使用すること
が難し［発明の効果］ 以上述べてきたように本発明によれば、円周方向に複数
の極歯を有するモータヨークの隣接する極歯間をブリッ
ジで繋げることにより、微少ステップ角になり細く曲が
り易くなった極歯の強度を補い、歯曲がりの発生を防止
するばかりか極歯の位置精度を高めることによりステッ
プ角度精度の向上、ギャップ精度の向上により従来のモ
ータ構造を上回るトルクを得ることができる。更に、歯
曲がりの防止による製造歩留まりの向上によるコストダ
ウンが可能であるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の極歯の平面図、第２図は、本発明の
極歯の断面図、第３図は、ブリッジ厚さとモータトルク
の関係を示す図、第４図は、ブリッジ長さとモータトル
クの関係を示す図、第５図は従来のステッピングモータ
の断面図、第６図（ａ）、　（ｂ）は、外ヨークと内ヨ
ークの斜視図である。 ２１　・ ２２　・ ２３． ２５　・ ２６　・ ２７　・ ２８　・ ２９　・ ３０　・ ３１　・ ３２． ３４　・ ・外ヨーク ・内ヨーク ２４・・・フランジ ・継鉄 ・永久磁石 ・モータ軸 ・軸受 ・コイル ・ダボ ・基準穴 ３３・・・極歯 ・ブリッジ 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周方向に配置された複数の極歯を有する外ヨー
   クと、同じく円周方向に配置された複数の極歯を有する
   内ヨークを互いに組み合わせ構成されたステータヨーク
   と、多極着磁されたロータ磁石より成るＰＭ型ステッピ
   ングモータにおいて、隣接する外ヨークの極歯と内ヨー
   クの極歯の極歯同士がブリッジでつながっていることを
   特徴とするＰＭ型ステッピングモータのヨーク構造。
2. （２）極歯の厚みをｔｐ、ブリッジの厚みをｔｂとした
   時ｔｐ＝ｔｂの関係であることを特徴とする請求項１記
   載のＰＭ型ステッピングモータのヨーク構造。
3. （３）極歯とブリッジの境界部での厚さをｔｋとした時
   ｔｋ＜ｔｐの関係であることを特徴とする請求項１記載
   のＰＭ型ステッピングモータのヨーク構造。