JPH08266033A - 着磁装置を備えたステッピングモータ及びその回転子の組み込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】永久磁石の数を増やし、かつ、固定子と回転子
の間のギャップを小さくしてモータのトルクを増大させ
ても、容易に回転子をモータ本体に組み込むことができ
るステッピングモータ及びその回転子の組み込み方法を
提供。 【構成】固定子の端部に、固定子（固定子鉄心２）と同
心円状に形成された着磁装置７を備える。着磁装置７
は、固定子（固定子鉄心２）と同心円上に巻かれた着磁
巻線７ａと，この着磁巻線７ａを固着すると共に、着磁
巻線７ａを励磁した際に発生する磁気の磁路を形成する
着磁鉄心７ｂとよりなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータに
係り、特に複数個の円盤状の永久磁石を有する回転子を
モータ本体に組み込むのに好適な装置を備えるハイブリ
ッド型ステッピングモータ及びその回転子の組み込み方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータは、自動車分野にお
いて位置制御用として使用されているが、最近では、そ
の機能の有効性から他種の産業分野にも使用されてきて
いる。従来のハイブリッド型ステッピングモータは、モ
ータ本体の両端より軸方向に突出してなるロータタシャ
フトに組み込まれ、軸方向に磁化された円盤状の永久磁
石の両端側、即ちＮ極側及びＳ極側を、軸方向に分離し
てなる２ブロックの回転子鉄心により挟持してなる回転
子と、複数の固定子磁極歯に多相巻線を巻いた固定子と
を有するものであった。

【０００３】尚、前記ハイブリッド型ステッピングモー
タとしては、特開平4−168969 号に記載されたものが知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ハイブリッド型ステッ
ピングモータは、前述した永久磁石により発生する磁束
と固定子巻線に流した電流により発生する磁束とが互い
に作用し合い回転に必要なトルクを発生するが、このト
ルクを高くするためには、永久磁石の数を増やしたり、
固定子と回転子の間のギャップを小さくし磁気抵抗を小
さくしたりして、永久磁石により発生する磁束、及び、
多相巻線に流した電流により発生する磁束を増大させ
る。

【０００５】しかしながら、従来のハイブリッド型ステ
ッピングモータでは、着磁した永久磁石をロータシャフ
トに組み込んで回転子を形成していたので、回転子が永
久磁石の数に比例して強力な磁性体となる。このため、
固定子と回転子の間のギャップが小さい(例えば０.２m
m）ハイブリッド型ステッピングモータでは、モータ本
体に回転子を組み込む際、回転子鉄心の外周面が固定子
鉄心の内周面をこすりながら組み込まれる可能性が大き
く、それによって、機器が破損したりしてその後のモー
タの運転に悪影響を及ぼす恐れがあった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、永久磁石の数を増や
し、かつ、固定子と回転子の間のギャップを小さくして
モータのトルクを増大させても、容易に回転子をモータ
本体に組み込むことができる装置を備えたハイブリッド
型ステッピングモータ及びその回転子の組み込み方法を
提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するハイ
ブリッド型ステッピングモータを得るために、本発明
は、複数の固定子小歯が形成された固定子磁極歯を周方
向に複数設けた固定子鉄心に固定子巻線を巻回してなる
固定子と、該固定子に所定の間隙をもって対向配置され
ていると共に、軸方向に複数分割され、かつ、隣合う互
いが１／２ピッチずつずれた複数の回転子歯が形成され
た回転子鉄心と、該複数に分割された回転子鉄心の各々
の間に挟持された円盤状の永久磁石とよりなる回転子と
を有するステッピングモータにおいて、前記固定子と同
心円状に巻回された着磁巻線と、該着磁巻線を固着して
なる着磁鉄心とを有する着磁装置を、前記固定子の端部
に備えたものである。

【０００８】また、前記着磁装置は着脱可能に備えても
よい。

【０００９】上記目的を達成するハイブリッド型ステッ
ピングモータの回転子の組み込み方法を得るために、本
発明は、軸方向に複数分割され、かつ、隣合う互いが１
／２ピッチずつずれた複数の回転子歯が形成された回転
子鉄心と、該複数に分割された回転子鉄心の各々の間に
挟持された円盤状の未着磁永久磁石とよりなる回転子を
モータ本体に組み込む際に、複数の固定子小歯が形成さ
れた固定子磁極歯を周方向に複数設けた固定子鉄心に固
定子巻線を巻回してなる固定子の端部に設けられた前記
固定子と同心円状に巻回された着磁巻線と、該着磁巻線
を固着してなる着磁鉄心とを有する着磁装置により、前
記複数の円盤状の未着磁永久磁石を一つずつ着磁しなが
ら行う。

【００１０】また、前記回転子の組み込み後、前記着磁
装置をモータ本体から取り外してもよい。

【００１１】

【作用】固定子の端部に前述した着磁装置を備えている
ので、回転子をモータ本体に組み込む際、未着磁永久磁
石を一つずつ着磁して行きながら回転子をモータ本体に
組み込むことができる。これにより、回転子の組み込み
の過程において、回転子が磁化された複数の円盤状の永
久磁石により強力な磁性体となることがなく、固定子と
回転子の間のギャップが小さくても回転子鉄心の外周面
を固定子鉄心の内周面にこすりながら組み込まれること
がない。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

【００１３】図１，図２は本実施例のハイブリッド型ス
テッピングモータを示す図面であって、図１はハイブリ
ッド型ステッピングモータを正面(軸方向に対して直角
方向)から見た正面断面図、図２はハイブリッド型ステ
ッピングモータを側面(軸方向)から見た側面断面図であ
る。

【００１４】まず、回転子側について説明する。本実施
例の回転子は、モータ本体の両端より軸方向に突出して
なるロータタシャフト４に組み込まれた複数の円盤状の
永久磁石６の両端側（Ｎ極側及びＳ極側）を、軸方向に
複数分割してなる回転子鉄心５により挟持してなる。
尚、本実施例においては、６ブロックに分割している
が、円盤状の永久磁石６の数が増えれば、それに応じて
さらに分割する。

【００１５】回転子鉄心５の外周面には、周方向に所定
の間隔をもった複数の回転子小歯５ａが形成されてお
り、隣合う回転子鉄心の回転子歯は、互いに１／２ピッ
チずらして形成されている。即ち、回転子鉄心５ｂと回
転子鉄心５ｃとに形成されている回転子小歯５ａは、互
いに１／２ピッチずれており、回転子鉄心５ｃと回転子
鉄心５ｄとに形成されている回転子小歯５ａは、互いに
１／２ピッチずれている。以下、他の回転子鉄心につい
ても同様なので省略する。

【００１６】次に、固定子側について説明する。固定子
は、前記回転子に対向配置された固定子鉄心２が固定子
フレーム１に固着されている。

【００１７】固定子鉄心２の回転子側周面（内周面）に
は、周方向に所定の間隔をもった複数の固定子磁極歯２
ａが形成されており、この固定子磁極歯２ａには、多相
巻線３（固定子巻線）が巻かれている。また、固定子磁
極歯２ａには、前述した回転子鉄心５の外周面に形成さ
れている複数の回転子小歯５ａと対向する面に、所定の
間隔をもった複数の固定子小歯２ｂが形成されている。

【００１８】固定子鉄心２より両端より軸方向に突出し
てなる多相巻線３の両端部側のうち、いずれか一方の端
部側（本実施例においては、右側端部）には、固定子
（固定子鉄心２）と同心円状に形成された着磁装置７が
固定子フレーム１に備えられている。この着磁装置７
は、前述した回転子をモータ本体に組み込む際に使用さ
れるもので、固定子（固定子鉄心２）と同心円上に巻か
れた着磁巻線７ａと、この着磁巻線７ａを固着すると共
に、着磁巻線７ａを励磁した際に発生する磁気の磁路を
形成する着磁鉄心７ｂとよりなっている。

【００１９】本実施例の着磁装置７は、モータ本体に回
転子を組み込む場合に使われるものであって、回転子の
組み込み後、取り外しできるように、着脱可能に構成さ
れていてもよい。

【００２０】このように本実施例のハイブリッド型ステ
ッピングモータは、構成されており、次に、その回転子
をモータ本体に組み込む方法について図３を用いて説明
する。

【００２１】図示されているように、本実施例において
は、固定子の端部に備えられている着磁装置７により、
ロータシャフト４に組み込まれている複数の円盤状の未
着磁永久磁石６を一つずつ着磁していく。まず、第１の
永久磁石６ａの軸方向の中心が、着磁装置７の軸方向の
中心と一致する位置まで回転子を挿入する。尚、ロータ
シャフト４に組み込まれている複数の円盤状の永久磁石
６全ては未着磁状態である。次に、着磁巻線７ａにパル
ス状の電流を流し、第１の永久磁石６ａを完全に着磁、
即ち磁化する。

【００２２】続いて、第２の永久磁石６ｂの軸方向の中
心が、着磁装置７の軸方向の中心と一致する位置まで回
転子を挿入する。次に、第１回目に着磁した第１の永久
磁石６ａと極性が逆方向になるように着磁巻線７ａにパ
ルス状の電流を流し、第２の永久磁石６ｂを完全に着磁
する。

【００２３】以下この手順にしたがって、複数の円盤状
の未着磁永久磁石を一つ一つ、未着磁永久磁石の数だけ
完全に着磁していく。このようにして、回転子をモータ
本体に組み込み、ハイブリッド型ステッピングモータを
完成させる。

【００２４】尚、前述したように、モータ本体に回転子
を組み込んだ後、着磁装置７を取り外してもよい。

【００２５】以上本実施例によれば、固定子鉄心２より
両端より軸方向に突出してなる多相巻線３の両端部側の
うち、いずれか一方の端部側の固定子フレーム１に、固
定子（固定子鉄心２）と同心円状に巻かれた着磁巻線７
ａと、この着磁巻線７ａを固着すると共に、着磁巻線７
ａを励磁した際に発生する磁気の磁路を形成する着磁鉄
心７ｂとよりなる着磁装置７を備えているので、回転子
をモータ本体に組み込む際、未着磁永久磁石を一つ一つ
完全に着磁して行きながら回転子をモータ本体に組み込
むことができる。これにより、回転子の組み込みの過程
において、回転子が磁化された複数の円盤状の永久磁石
により強力な磁性体となることがなく、固定子と回転子
の間のギャップが小さくても回転子鉄心の外周面を固定
子鉄心の内周面にこすりながら組み込まれることがなく
なり、それによって、機器が破損したりしてその後のモ
ータの運転に悪影響を及ぼす恐れがなくなる。

【００２６】従って、永久磁石の数を増やし、かつ、固
定子と回転子の間のギャップを小さくしてモータのトル
クを増大させても容易に回転子をモータ本体に組み込む
ことができ、ステッピングモータの信頼性を向上させ
る。

【００２７】また、逆に回転子を取り外す場合には、着
磁装置によって容易に取り外すこともできる。

【００２８】また、本実施例の着磁装置７は、モータ本
体に回転子を組み込んだ後、取り外すことができるの
で、着磁装置７をモータ毎に用意することがなく、簡単
な装置で、ロータシャフト４に組み込まれている複数の
円盤状の永久磁石６の着磁を容易に行うことができる。
従って、ステッピングモータの生産性が向上する。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、着磁巻線と着磁鉄心と
を有する着磁装置を備えているので、永久磁石の数を増
やし、かつ、固定子と回転子の間のギャップを小さくし
てモータのトルクを増大させても、容易に回転子をモー
タ本体に組み込むことができるステッピングモータ及び
その回転子の組み込み方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステッピングモータを軸方向に対して
直角方向から見た正面断面図。

【図２】本発明のステッピングモータを軸方向から見た
側面断面図。

【図３】モータ本体に回転子を組み込む方法を示した本
発明のハイブリッド型ステッピングモータの正面断面
図。

【符号の説明】

１…固定子フレーム、２…固定子鉄心、２ａ…固定子磁
極歯、２ｂ…固定子小歯、３…多相巻線（固定子巻
線）、４…ロータシャフト、５，５ｂ，５ｃ，５ｄ…回
転子鉄心、５ａ…回転子小歯、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…
永久磁石、７…着磁装置、７ａ…着磁巻線、７ｂ…着磁
鉄心。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の固定子小歯が形成された固定子磁極
   歯を周方向に複数設けた固定子鉄心に固定子巻線を巻回
   してなる固定子と、該固定子に所定の間隙をもって対向
   配置されていると共に、軸方向に複数分割され、かつ、
   隣合う互いが１／２ピッチずつずれた複数の回転子歯が
   形成された回転子鉄心と、該複数に分割された回転子鉄
   心の各々の間に挟持された円盤状の永久磁石とよりなる
   回転子とを有するステッピングモータにおいて、 前記固定子と同心円状に巻回された着磁巻線と、該着磁
   巻線を固着してなる着磁鉄心とを有する着磁装置を、前
   記固定子の端部に備えたことを特徴とするステッピング
   モータ。
2. 【請求項２】前記着磁装置は、着脱可能であることを特
   徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
3. 【請求項３】軸方向に複数分割され、かつ、隣合う互い
   が１／２ピッチずつずれた複数の回転子歯が形成された
   回転子鉄心と、該複数に分割された回転子鉄心の各々の
   間に挟持された円盤状の未着磁永久磁石とよりなる回転
   子をモータ本体に組み込む際に、複数の固定子小歯が形
   成された固定子磁極歯を周方向に複数設けた固定子鉄心
   に固定子巻線を巻回してなる固定子の端部に設けられた
   前記固定子と同心円状に巻回された着磁巻線と、該着磁
   巻線を固着してなる着磁鉄心とを有する着磁装置によ
   り、前記複数の円盤状の未着磁永久磁石を一つずつ着磁
   しながら行うことを特徴とするステッピングモータの回
   転子の組み込み方法。
4. 【請求項４】前記回転子の組み込み後、前記着磁装置を
   モータ本体から取り外すことを特徴とする請求項３記載
   のステッピングモータの回転子の組み込み方法。