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JP2000197335A - Stepping motor - Google Patents

Stepping motor

Info

Publication number
JP2000197335A
JP2000197335A JP10373586A JP37358698A JP2000197335A JP 2000197335 A JP2000197335 A JP 2000197335A JP 10373586 A JP10373586 A JP 10373586A JP 37358698 A JP37358698 A JP 37358698A JP 2000197335 A JP2000197335 A JP 2000197335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
stator
stepping motor
circumferential direction
stator core
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.)
Withdrawn
Application number
JP10373586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Ikegami
昭彦 池上
Yoshikazu Koike
良和 小池
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP10373586A priority Critical patent/JP2000197335A/en
Publication of JP2000197335A publication Critical patent/JP2000197335A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角形のステータを備えたハイブリッド型ステ
ッピングモータの騒音や振動を効果的に低減する。 【解決手段】 ステータコア104の断面形状におい
て、上下方向に互いに対向する各辺の中心同士を結ぶ線
をY軸(ステータコアの一次固有振動の腹の方向)、左
右方向に互いに対向する各辺の中心同士を結ぶ線をX軸
(ステータコアの一次固有振動の腹の方向)、対角線の
一方をM軸(ステータコアの二次固有振動の腹の方
向)、他方をN軸(ステータコアの二次固有振動の腹の
方向)とした場合に、各磁極A1,B1,C1,A2,
B2,C2の全ての支柱2の位置をX軸、Y軸、M軸及
びN軸から周方向に外して配置すると共に、小歯部3を
周方向に等間隔で配置する。
(57) [Problem] To effectively reduce noise and vibration of a hybrid type stepping motor provided with a square stator. In a cross-sectional shape of a stator core, a line connecting centers of sides facing each other in a vertical direction is a Y axis (a direction of antinode of primary natural vibration of the stator core), and a center of each side facing each other in a left-right direction. The X-axis (the direction of the antinode of the primary natural vibration of the stator core) is connected to each other, one of the diagonal lines is the M-axis (the direction of the antinode of the secondary natural vibration of the stator core), and the other is the N-axis (the direction of the antinode of the secondary natural vibration of the stator core). , The magnetic poles A1, B1, C1, A2
The positions of all the columns 2 of B2 and C2 are displaced in the circumferential direction from the X axis, Y axis, M axis and N axis, and the small teeth 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、角形のステータを
備えたステッピングモータに関し、特にインクジェット
プリンタやスキャナ等に用いられるハイブリッド型ステ
ッピングモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor having a rectangular stator, and more particularly to a hybrid type stepping motor used for an ink jet printer, a scanner or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のハイブリッド型ステッピ
ングモータとしては、例えば図5〜図7に示すものが知
られている。
2. Description of the Related Art As a conventional hybrid stepping motor of this type, for example, the one shown in FIGS. 5 to 7 is known.

【0003】このステッピングモータ1は、三相6極の
ステータ6と、該ステータ6の軸方向の両端部にそれぞ
れ外嵌された一対のブラケット7a,7bと、ステータ
6の内周側に挿入されてブラケット対7a,7bに軸受
8a,8bを介して回転可能に支持されたロータ9とを
備える。
The stepping motor 1 has a three-phase six-pole stator 6, a pair of brackets 7 a and 7 b respectively fitted to both ends in the axial direction of the stator 6, and is inserted into the inner peripheral side of the stator 6. And a rotor 9 rotatably supported by bracket pairs 7a, 7b via bearings 8a, 8b.

【0004】ステータ6は断面略正方形状の外形を有す
るステータコア4を備えており、ステータコア4の内周
部には支柱2と小歯部3からなる6個の磁極A1,B
1,C1,A2,B2,C2が周方向に等間隔で設けら
れている。また、各磁極A1,B1,C1,A2,B
2,C2には、巻線5が巻回されている。
The stator 6 has a stator core 4 having a substantially square cross-sectional outer shape. Six magnetic poles A 1, B comprising a support 2 and small teeth 3 are provided on the inner periphery of the stator core 4.
1, C1, A2, B2, and C2 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The magnetic poles A1, B1, C1, A2, B
2, C2, the winding 5 is wound.

【0005】ロータ9は、回転軸10、該回転軸10に
固定された円盤状の永久磁石11及び該永久磁石11の
軸方向の両端部に固定された歯車状のロータコア12
a,12bによって構成されている。ロータコア12a
はロータコア12bに対して半ピッチ分だけ周方向にず
れており、従って、ロータコア12aの互いに隣り合う
歯極(図示せず。)の間にロータコア12bの歯極(図
示せず。)が位置するようになっている。なお、図にお
いて符号15は、ステータ6にブラケット対7a,7b
を固定するためのボルトである。
The rotor 9 includes a rotating shaft 10, a disk-shaped permanent magnet 11 fixed to the rotating shaft 10, and a gear-shaped rotor core 12 fixed to both axial ends of the permanent magnet 11.
a, 12b. Rotor core 12a
Are shifted in the circumferential direction by a half pitch with respect to the rotor core 12b, and therefore, the tooth poles (not shown) of the rotor core 12b are located between the adjacent tooth poles (not shown) of the rotor core 12a. It has become. In the figure, reference numeral 15 denotes a bracket pair 7a, 7b
It is a bolt for fixing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ド型ステッピングモータは、騒音が大きく、振動も多い
モータであることはよく知られているが、かかる騒音や
振動を効果的に低減させる技術については未だ提案され
ていないのが実状である。
It is well known that a hybrid type stepping motor is a loud noise and a lot of vibration. However, a technique for effectively reducing such noise and vibration is not yet known. The fact is that it has not been proposed.

【0007】そこで、本発明者等が角形ステータを備え
たハイブリッド型ステッピングモータの騒音や振動の原
因について解析した結果、次に示す知見を得た。
The inventors of the present invention have analyzed the causes of noise and vibration of a hybrid type stepping motor having a rectangular stator, and have obtained the following findings.

【0008】即ち、標準的なエアギャップ50μmのハ
イブリッド型ステッピングモータでは、発生トルク1に
対しステータ6とロータ9との間の半径方向の吸引・反
発力(加振力)は10を超え、軸方向の力は0.1程度
であることを解析により見い出した。
That is, in a standard hybrid type stepping motor having an air gap of 50 μm, the suction / repulsive force (excitation force) between the stator 6 and the rotor 9 in the radial direction exceeds 1 with respect to the generated torque 1, and the shaft The analysis found that the force in the direction was about 0.1.

【0009】また、角形のステータコア4の断面形状に
おいて、図7に示すように、上下方向に互いに対向する
各辺の中心同士を結ぶ線をY軸、左右方向に互いに対向
する各辺の中心同士を結ぶ線をX軸、対角線の一方をM
軸、他方をN軸とした場合に、固有振動の一次(436
8Hz)はX・Y軸方向が腹(図8参照)、固有振動の
二次(6188Hz)はM・N軸方向が腹(図9参照)
になり、ここまでが10kHz以下で聴感上最も問題と
なる周波数域であることを実測・解析により見い出し
た。
In the cross-sectional shape of the rectangular stator core 4, as shown in FIG. 7, a line connecting the centers of the sides facing each other in the vertical direction is the Y axis, and the centers of the sides facing each other in the horizontal direction are the same. Is the X axis, and one of the diagonal lines is M
When the other axis is the N axis, the primary vibration
8 Hz) is antinode in the X and Y axis directions (see FIG. 8), and the secondary (6188 Hz) of natural vibration is antinode in the M and N axis directions (see FIG. 9).
It has been found by actual measurement and analysis that this is the most problematic frequency range below 10 kHz in terms of hearing.

【0010】そして、ステータコア4の一次・二次の固
有振動がハイブリッド型ステッピングモータが振動が多
く、騒音が大きい原因の大部分を占め、上述したステー
タ6に対する半径方向の大きな加振力(エアギャップが
極めて小さいことに起因する。)の一次・二次の固有振
動と同じ周波数成分が一次・二次の固有振動の腹の方向
に直接作用した際に共振が発生し、これにより、聴感上
最も耳障りな騒音や振動が生じるという知見を得た。因
みに図7に示す従来のステータコア4の場合では、Y軸
上に支柱2が配置されており、従って、ステータ6に対
する半径方向の大きな加振力がステータコア4の一次固
有振動の腹の方向に直接作用して騒音や振動を発生させ
ることになる。
[0010] The primary and secondary natural vibrations of the stator core 4 occupy most of the causes of the hybrid type stepping motor having large vibrations and large noises, and a large radial excitation force (air gap) on the stator 6 described above. Is extremely small.) When the same frequency component as the primary and secondary natural vibrations directly acts in the direction of the antinode of the primary and secondary natural vibrations, resonance occurs. We have learned that harsh noise and vibration are generated. By the way, in the case of the conventional stator core 4 shown in FIG. 7, the strut 2 is arranged on the Y-axis, so that a large radial exciting force on the stator 6 is directly applied to the antinode of the primary natural vibration of the stator core 4. This will generate noise and vibration.

【0011】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、ステータに対する半径方向の加振力がステー
タコアの一次・二次の固有振動の腹の方向に直接作用し
ないようにして騒音や振動を効果的に低減することがで
きるステッピングモータを提供することを目的とする。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and is designed to reduce noise and vibration by preventing the radial excitation force on the stator from directly acting on the antinodes of the primary and secondary natural vibrations of the stator core. It is an object of the present invention to provide a stepping motor capable of effectively reducing power consumption.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に係るステッピングモータは、断面略正
方形状の外形を有して内周部に支柱と小歯部からなる複
数の磁極が周方向に所定の間隔で設けられたステータコ
ア、及び前記磁極に巻回された巻線を具備するステータ
と、該ステータの軸方向の両端部にそれぞれ取り付けら
れた一対のブラケットと、前記ステータの内周側に挿入
されて軸受を介して回転可能に支持されたロータとを備
えたステッピングモータであって、前記ステータコアの
断面形状において、上下方向に互いに対向する各辺の中
心同士を結ぶ線をY軸、左右方向に互いに対向する各辺
の中心同士を結ぶ線をX軸、対角線の一方をM軸、他方
をN軸とした場合に、前記複数の磁極の全ての支柱の位
置をX軸、Y軸、M軸及びN軸から周方向に外して配置
すると共に、前記小歯部を周方向に等間隔で配置したこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stepping motor according to a first aspect of the present invention has a plurality of magnetic poles having a substantially square cross section and having a column and small teeth on an inner peripheral portion. A stator core provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and a stator having windings wound around the magnetic poles, a pair of brackets respectively attached to both axial ends of the stator, A rotor inserted into the inner peripheral side and rotatably supported via a bearing, in the cross-sectional shape of the stator core, a line connecting the centers of the sides facing each other in the up-down direction. When the line connecting the centers of the sides facing each other in the Y axis and the left and right directions is the X axis, one of the diagonal lines is the M axis, and the other is the N axis, the position of all the columns of the plurality of magnetic poles is the X axis. , Y axis, While positioned off the axis and N axis in the circumferential direction, characterized in that a said small teeth in the circumferential direction at equal intervals.

【0013】この手段によれば、ステータコアの一次及
び二次の固有振動と同じ周波数成分の半径方向の大きな
加振力が一次及び二次の固有振動の腹の方向に直接加わ
らないようにすることができる。
According to this means, a large radial excitation force having the same frequency component as the primary and secondary natural vibrations of the stator core is prevented from being directly applied to the antinodes of the primary and secondary natural vibrations. Can be.

【0014】請求項2に係るステッピングモータは、請
求項1において、前記ステータが三相6極であることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the stepping motor according to the first aspect, the stator has three phases and six poles.

【0015】請求項3に係るステッピングモータは、請
求項1において、前記ステータが二相8極であることを
特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the stepping motor according to the first aspect, the stator has two phases and eight poles.

【0016】請求項4に係るステッピングモータは、請
求項1〜3のいずれか一項において、前記支柱を前記X
軸、Y軸、M軸及びN軸の内の少なくとも一つの軸から
周方向に22.5°外して配置したことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a stepping motor according to any one of the first to third aspects, wherein
The arrangement is characterized by being arranged at a distance of 22.5 ° in the circumferential direction from at least one of the axis, the Y axis, the M axis and the N axis.

【0017】この手段によれば、磁極の支柱をX軸、Y
軸、M軸及びN軸の内の少なくとも一つの軸から最も離
れた位置に配置して一次及び二次の固有振動の腹の方向
に加わる加振力を小さくすることが可能になる。
According to this means, the pole of the magnetic pole is set to the X-axis and Y-axis.
It is possible to reduce the excitation force applied in the direction of antinodes of the primary and secondary natural vibrations by arranging at the position farthest from at least one of the axes M, M and N.

【0018】また、ステータが二相8極の場合は、各磁
極の全ての支柱をX軸、Y軸、M軸及びN軸から周方向
に22.5°外れた位置に配置して全体として各支柱を
X軸、Y軸、M軸及びN軸から最も離れた位置に均等に
配置することができるので、一次及び二次の固有振動の
腹の方向に加わる加振力の合計を最も小さくすることが
可能になる。
When the stator has two phases and eight poles, all the poles of each magnetic pole are arranged at a position deviated from the X, Y, M, and N axes by 22.5 ° in the circumferential direction, and as a whole, Each strut can be evenly arranged at the position farthest from the X, Y, M and N axes, so that the sum of the excitation forces applied in the antinode directions of the primary and secondary natural vibrations is minimized. It becomes possible to do.

【0019】請求項5に係るステッピングモータは、請
求項2において、前記X軸、Y軸、M軸及びN軸のいず
れか一つの軸から周方向に22.5°外れた位置に一対
の前記支柱を互いに周方向に180°離間配置してこれ
を基準支柱とし、該基準支柱の周方向の両側で互いに隣
り合う他の支柱と前記基準支柱とのなす角度を、45°
を超える範囲で巻線スペースが確保できることを条件と
した場合に、可能な限り45°に近い角度に設定したこ
とを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the stepping motor according to the second aspect, the pair of the stepping motors are located at a position deviated by 22.5 ° in a circumferential direction from any one of the X axis, the Y axis, the M axis, and the N axis. The supports are arranged 180 degrees apart from each other in the circumferential direction, and this is used as a reference support, and the angle between the other support and the reference support adjacent to each other on both sides in the circumferential direction of the reference support is 45 °.
The angle is set as close to 45 ° as possible, provided that the winding space can be ensured in a range exceeding the range.

【0020】この手段によれば、三相6極のステータの
各小歯部を周方向に等間隔で配置した場合においても、
全ての磁極の巻線スペースを確保できる範囲で各支柱を
X軸、Y軸、M軸及びN軸から全体として最も離れた位
置に配置することが可能になる。
According to this means, even when the small teeth of the three-phase six-pole stator are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
Each pillar can be arranged at a position farthest from the X-axis, the Y-axis, the M-axis, and the N-axis as a whole as long as the winding space of all magnetic poles can be secured.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の第1の実施の形態であるハ
イブリッド型ステッピングモータのステータコアを示す
平面図、図2はステータコアの変形例を示す平面図、図
3は本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド型ス
テッピングモータのステータコアの説明に用いる平面
図、図4は本発明の第2の実施の形態であるハイブリッ
ド型ステッピングモータのステータコアを示す平面図、
図5は各実施形態例に共用するハイブリッド型ステッピ
ングモータの全体斜視図、図6は各実施形態例に共用す
るハイブリッド型ステッピングモータの断面図である。
なお、各実施の形態共に、ステータを除いた部分の構成
は図5及び図6に示した従来例のハイブリッド型ステッ
ピングモータ1と同一であるので、図5及び図6を共用
して重複する部分については同一符号を付して説明す
る。
FIG. 1 is a plan view showing a stator core of a hybrid stepping motor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a modification of the stator core, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view illustrating a stator core of a hybrid stepping motor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view illustrating a stator core of the hybrid stepping motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an overall perspective view of a hybrid stepping motor shared by the embodiments, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the hybrid stepping motor shared by the embodiments.
In each of the embodiments, since the configuration of the portion excluding the stator is the same as that of the conventional hybrid type stepping motor 1 shown in FIGS. 5 and 6, the portions overlapping with FIG. 5 and FIG. Will be described with the same reference numerals.

【0023】まず、本発明の第1の実施の形態であるハ
イブリッド型ステッピングモータ100から説明する
と、このハイブリッド型ステッピングモータ100は、
三相6極のステータ106と、該ステータ106の軸方
向の両端部にそれぞれ外嵌された一対のブラケット7
a,7bと、ステータ106の内周側に挿入されてブラ
ケット対7a,7bに軸受8a,8bを介して回転可能
に支持されたロータ9とを備える。
First, a description will be given of a hybrid type stepping motor 100 according to a first embodiment of the present invention.
A three-phase six-pole stator 106 and a pair of brackets 7 fitted to both ends of the stator 106 in the axial direction, respectively.
a, 7b, and a rotor 9 inserted into the inner peripheral side of the stator 106 and rotatably supported by the bracket pairs 7a, 7b via bearings 8a, 8b.

【0024】ステータ106は、図1に示すように、断
面略正方形状の外形を有するステータコア104を備え
ており、ステータコア104の内周部には支柱2と小歯
部3からなる6個の磁極A1,B1,C1,A2,B
2,C2が周方向に等間隔で設けられている。小歯部3
は複数の小歯3aにより構成されており、この実施の形
態では小歯部3の周方向の中央部に支柱2が配置され、
該支柱2に巻線5が巻回されている。また、ステータコ
ア104の四隅には、ボルト挿通孔104aが形成され
ている。
As shown in FIG. 1, the stator 106 is provided with a stator core 104 having a substantially square cross-section, and has six magnetic poles formed on the inner periphery of the stator core 104. A1, B1, C1, A2, B
2, C2 are provided at equal intervals in the circumferential direction. Small teeth 3
Is constituted by a plurality of small teeth 3a. In this embodiment, the column 2 is disposed at the center of the small teeth 3 in the circumferential direction.
A winding 5 is wound around the column 2. Further, bolt insertion holes 104a are formed at four corners of the stator core 104.

【0025】ロータ9は、回転軸10、該回転軸10に
固定された円盤状の永久磁石11及び該永久磁石11の
軸方向の両端部に固定された歯車状のロータコア12
a,12bによって構成されている。ロータコア12a
はロータコア12bに対して半ピッチ分だけ周方向にず
れており、従って、ロータコア12aの互いに隣り合う
歯極(図示せず。)の間にロータコア12bの歯極(図
示せず。)が位置するようになっている。また、ロータ
コア12a,12bとステータ106との間のエアギャ
ップは通常50〜100μm程度と極めて小さく設定さ
れており、これにより、大きなトルクが得られるように
している。
The rotor 9 includes a rotating shaft 10, a disk-shaped permanent magnet 11 fixed to the rotating shaft 10, and a gear-shaped rotor core 12 fixed to both axial ends of the permanent magnet 11.
a, 12b. Rotor core 12a
Are shifted in the circumferential direction by a half pitch with respect to the rotor core 12b, and therefore, the tooth poles (not shown) of the rotor core 12b are located between the adjacent tooth poles (not shown) of the rotor core 12a. It has become. The air gap between the rotor cores 12a and 12b and the stator 106 is usually set to be extremely small, about 50 to 100 μm, so that a large torque can be obtained.

【0026】ブラケット7aの四隅にはボルト挿通孔1
07aがステータコア104のボルト挿通孔104aと
同心に形成され、ブラケット7bの四隅にはねじ孔10
7bがボルト挿通孔104aと同心に形成されており、
ボルト挿通孔104a及び107aに挿入した固定ボル
ト15をねじ孔107bにねじ込むことにより、ステー
タ106にブラケット対7a,7bが固定されるように
なっている。
At four corners of the bracket 7a, bolt insertion holes 1 are provided.
07a are formed concentrically with the bolt insertion holes 104a of the stator core 104, and screw holes 10 are formed at four corners of the bracket 7b.
7b is formed concentrically with the bolt insertion hole 104a,
By screwing the fixing bolt 15 inserted into the bolt insertion holes 104a and 107a into the screw hole 107b, the bracket pair 7a, 7b is fixed to the stator 106.

【0027】ここで、この実施の形態では、角形のステ
ータコア104の断面形状において、上下方向に互いに
対向する各辺の中心同士を結ぶ線をY軸、左右方向に互
いに対向する各辺の中心同士を結ぶ線をX軸、対角線の
一方をM軸、他方をN軸とした場合に、磁極A1の支柱
2をY軸から周方向に22.5°外れた位置に配置し、
残りの各磁極B1,C1,A2,B2,C2の支柱2を
60°ピッチで等間隔に配設している。
In this embodiment, in the cross-sectional shape of the rectangular stator core 104, the line connecting the centers of the sides facing each other in the vertical direction is the Y axis, and the center of the sides facing each other in the horizontal direction is the center. , The column 2 of the magnetic pole A1 is disposed at a position deviated by 22.5 ° in the circumferential direction from the Y axis, when one of the diagonal lines is the M axis and the other is the N axis,
The columns 2 of the remaining magnetic poles B1, C1, A2, B2, C2 are arranged at regular intervals at a pitch of 60 °.

【0028】これにより、各磁極A1,B1,C1,A
2,B2,C2の全ての支柱2がステータコア104の
一次固有振動の腹の方向であるX軸及びY軸、二次固有
振動の腹の方向であるM軸及びN軸から周方向に外れて
配置されると共に、支柱2が小歯部3の周方向の中央部
に位置していることから各小歯部3も周方向に等間隔で
配置されるようになっている。
Thus, each of the magnetic poles A1, B1, C1, A
All the columns 2, B 2, and C 2 are circumferentially deviated from the X axis and the Y axis, which are the antinodes of the primary natural vibration of the stator core 104, and the M axis and the N axis, which are the antinodes of the secondary natural vibration. The small teeth 3 are also arranged at equal intervals in the circumferential direction since the columns 2 are located at the center of the small teeth 3 in the circumferential direction.

【0029】このようにこの実施の形態では、各磁極A
1,B1,C1,A2,B2,C2の全ての支柱2がス
テータコア104の一次固有振動の腹の方向であるX軸
及びY軸、並びに二次固有振動の腹の方向であるM軸及
びN軸から周方向に外れて配置されているので、一次及
び二次の固有振動と同じ周波数成分の半径方向の大きな
加振力が一次・二次の固有振動の腹の方向に直接加わら
ないようにすることができ、この結果、10kHz以下
で聴感上最も耳障りな騒音や振動を効果的に低減するこ
とができる。
As described above, in this embodiment, each magnetic pole A
All the columns 2 of 1, 1, B1, C1, A2, B2, and C2 have the X axis and the Y axis that are the directions of the antinode of the primary natural vibration of the stator core 104, and the M axis and the N that are the directions of the antinode of the secondary natural vibration. Since it is arranged in the circumferential direction from the axis, a large radial excitation force of the same frequency component as the primary and secondary natural vibrations should not be applied directly to the antinodes of the primary and secondary natural vibrations. As a result, it is possible to effectively reduce the most unpleasant noise and vibration in terms of audibility at 10 kHz or less.

【0030】なお、この実施の形態では三相6極のステ
ータ106を備えたハイブリッド型ステッピングモータ
100を例に採ったが、これに代えて、例えば二相8極
のステータ206を備えたハイブリッド型ステッピング
モータ200に本発明を適用してもよい。
In this embodiment, the hybrid type stepping motor 100 having a three-phase six-pole stator 106 is taken as an example. However, a hybrid type stepping motor 100 having a two-phase eight-pole stator 206 is used instead. The present invention may be applied to the stepping motor 200.

【0031】ステータ206は、図2に示すように、断
面略正方形状の外形を有するステータコア204を備え
ており、ステータコア204の内周部には支柱2と小歯
部3からなる8個の磁極A1,B1,A2,B2,A
3,B3,A4,B4が周方向に等間隔で設けられてい
る。この実施の形態では、小歯部3の周方向の中央部に
支柱2が配置されており、該支柱2に巻線5が巻回され
ている。
As shown in FIG. 2, the stator 206 is provided with a stator core 204 having a substantially square cross section, and has eight magnetic poles including a support 2 and small teeth 3 on the inner periphery of the stator core 204. A1, B1, A2, B2, A
3, B3, A4, and B4 are provided at equal intervals in the circumferential direction. In this embodiment, the column 2 is disposed at the center in the circumferential direction of the small tooth portion 3, and the winding 5 is wound around the column 2.

【0032】ここで、この実施の形態では、磁極A1の
支柱2をY軸から周方向に22.5°外れた位置に配置
し、残りの各磁極B1,A2,B2,A3,B3,A
4,B4の支柱2を45°ピッチで等間隔に配設してい
る。
In this embodiment, the column 2 of the magnetic pole A1 is arranged at a position deviated from the Y axis by 22.5 ° in the circumferential direction, and the remaining magnetic poles B1, A2, B2, A3, B3, A
4 and B4 columns 2 are arranged at equal intervals at a 45 ° pitch.

【0033】これにより、各磁極A1,B1,A2,B
2,A3,B3,A4,B4の全ての支柱2がステータ
コア204の一次固有振動の腹の方向であるX軸及びY
軸、二次固有振動の腹の方向であるM軸及びN軸から周
方向に外れて配置されると共に、支柱2が小歯部3の周
方向の中央部に位置していることから各小歯部3も周方
向に等間隔で配置されるようになっている。
Thus, each of the magnetic poles A1, B1, A2, B
All the columns 2 of A2, A3, B3, A4, and B4 have the X axis and the Y
Axis and the antinodes of the secondary natural vibrations are arranged in the circumferential direction from the M-axis and the N-axis, and each strut is located at the center of the small tooth portion 3 in the circumferential direction. The teeth 3 are also arranged at equal intervals in the circumferential direction.

【0034】このようにこの実施の形態では、各磁極A
1,B1,A2,B2,A3,B3,A4,B4の全て
の支柱2がステータコア204の一次固有振動の腹の方
向であるX軸及びY軸、並びに二次固有振動の腹の方向
であるM軸及びN軸から周方向に外れて配置されている
ので、一次及び二次の固有振動と同じ周波数成分の半径
方向の大きな加振力が一次・二次の固有振動の腹の方向
に直接加わらないようにすることができ、しかも、全て
の支柱2がX軸、Y軸、M軸及びN軸から周方向に2
2.5°外れた位置に配置されるため、全体として各支
柱2をX軸、Y軸、M軸及びN軸から最も離れた位置に
均等に配置することができ、この結果、一次及び二次の
固有振動の腹の方向に加わる加振力の合計を最も小さく
することが可能になって10kHz以下の耳障りな騒音
や振動をより効果的に低減することができる。
As described above, in this embodiment, each magnetic pole A
All the columns 2 of B1, A2, B2, A3, B3, A4, and B4 are the X axis and the Y axis, which are the directions of the antinode of the primary natural vibration of the stator core 204, and the directions of the antinode of the secondary natural vibration. Since it is arranged circumferentially deviated from the M-axis and N-axis, a large radial excitation force of the same frequency component as the primary and secondary natural vibrations is directly applied to the antinodes of the primary and secondary natural vibrations. And all the columns 2 are circumferentially separated from the X, Y, M and N axes by 2
Since the columns 2 are arranged at positions deviated from each other by 2.5 °, the columns 2 as a whole can be evenly arranged at the positions farthest from the X axis, the Y axis, the M axis, and the N axis. It is possible to minimize the sum of the exciting forces applied in the direction of the antinode of the next natural vibration, and it is possible to more effectively reduce harsh noise and vibration of 10 kHz or less.

【0035】次に、本発明の第2の実施の形態であるハ
イブリッド型ステッピングモータ300を説明する。な
お、このハイブリッド型ステッピングモータ300はス
テータ以外の構成は上述した第1の実施の形態と同一で
あるので第1の実施の形態と相違する部分についてのみ
説明する。
Next, a description will be given of a hybrid type stepping motor 300 according to a second embodiment of the present invention. The configuration of the hybrid type stepping motor 300 other than the stator is the same as that of the above-described first embodiment, and therefore, only the portions different from the first embodiment will be described.

【0036】図4及び図6を参照して、このハイブリッ
ド型ステッピングモータ300のステータ306は三相
6極とされており、断面略正方形状の外形を有するステ
ータコア304の内周部には支柱2と小歯部3からなる
6個の磁極A1,B1,C1,A2,B2,C2が周方
向に所定の間隔で設けられている。
Referring to FIGS. 4 and 6, the stator 306 of this hybrid type stepping motor 300 has three phases and six poles. And six magnetic poles A 1, B 1, C 1, A 2, B 2, C 2 comprising the small teeth 3 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.

【0037】ところで、三相6極のステータ306の場
合についても、上述した二相8極のステータ206の場
合と同様に、全体として各支柱2をX軸、Y軸、M軸及
びN軸から最も離れた位置に配置して一次及び二次の固
有振動の腹の方向に加わる加振力の合計を小さくするこ
とが振動低減の観点から最も好ましい。
By the way, in the case of the three-phase six-pole stator 306, similarly to the above-described two-phase eight-pole stator 206, each of the columns 2 is generally moved from the X axis, the Y axis, the M axis, and the N axis. It is most preferable from the standpoint of vibration reduction to arrange at the farthest position to reduce the sum of the exciting forces applied in the antinode directions of the primary and secondary natural vibrations.

【0038】具体的には、例えば図3に示すように、X
軸から周方向に22.5°外れた位置に磁極B1及びB
2の各支柱(基準支柱)2を互いに180°離間配置し
て、磁極B1の支柱2から±45°の位置にそれぞれ磁
極A1の支柱2及び磁極C1の支柱2を配置するととも
に、磁極B2の支柱2から±45°の位置にそれぞれ磁
極C2の支柱2及び磁極A2の支柱2を配置することに
より、全ての支柱2をX軸、Y軸、M軸及びN軸から周
方向に22.5°外れた位置に配置し、これにより、全
体として各支柱2をX軸、Y軸、M軸及びN軸から最も
離れた位置に配置することが考えられる。
Specifically, for example, as shown in FIG.
The magnetic poles B1 and B
The two columns (reference columns) 2 are arranged 180 ° apart from each other, and the column 2 of the magnetic pole A1 and the column 2 of the magnetic pole C1 are arranged at ± 45 ° from the column 2 of the magnetic pole B1, respectively. By arranging the column 2 of the magnetic pole C2 and the column 2 of the magnetic pole A2 at positions of ± 45 ° from the column 2, all columns 2 are moved 22.5 circumferentially from the X, Y, M, and N axes. It is conceivable to arrange the columns 2 at positions farthest from the X-axis, Y-axis, M-axis and N-axis as a whole.

【0039】この場合、各磁極A1,B1,C1,A
2,B2,C2の支柱2は周方向に等間隔に配置されて
おらず、従って、支柱2に対して小歯部3の小歯3aの
配列を磁極B1及びB2を除いて左右非対称にして各磁
極A1,B1,C1,A2,B2,C2の小歯部3が周
方向に等間隔で配置されるようにしている。
In this case, each magnetic pole A1, B1, C1, A
The support columns 2 of B2, C2, and C2 are not arranged at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the arrangement of the small teeth 3a of the small tooth portions 3 with respect to the support column 2 is asymmetrical except for the magnetic poles B1 and B2. The small teeth 3 of the magnetic poles A1, B1, C1, A2, B2, C2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

【0040】各小歯部3を周方向に等間隔で配置するの
は、三相6極で二相励磁を行う場合は、A1B1(A2
B2)→B1C1(B2C2)→C1A1(C2A2)
の順に磁極を切り換えて励磁を行うため、各小歯部3を
周方向に等間隔で配置することにより、ロータ9に対す
る半径方向の磁気的な吸引・反発力をバランスさせてロ
ータ9に対して半径方向に対称な力を加え、これによ
り、ロータ9に不要な振動を誘発させないようにすると
いう理由による。
The small teeth 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. When two-phase excitation is performed with three phases and six poles, A1B1 (A2
B2) → B1C1 (B2C2) → C1A1 (C2A2)
In order to excite the rotor 9 by switching the magnetic poles in the following order, the small teeth 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction to balance the magnetic attraction / repulsion in the radial direction with respect to the rotor 9. This is because a radially symmetrical force is applied, so that unnecessary vibrations are not induced in the rotor 9.

【0041】ところが、このように全ての支柱2をX
軸、Y軸、M軸及びN軸から周方向に22.5°外れた
位置に配置して、全体として各支柱2をX軸、Y軸、M
軸及びN軸から最も離れる位置に配置し、且つ、各小歯
部3を周方向に等間隔で配置するようにすると、図3に
示すように、磁極B1,B2以外の磁極A1,C1,A
2,C2については小歯部3の周方向の端部に支柱2が
位置してしまい、巻線を巻回するスペースが確保できな
くなるという問題が生じてくる。
However, as shown in FIG.
Axis, Y axis, M axis and N axis at a position deviated by 22.5 ° in the circumferential direction, and as a whole, each column 2 is X axis, Y axis, M axis
When the small teeth 3 are arranged at the positions farthest from the axis and the N-axis and the small teeth 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, as shown in FIG. 3, the magnetic poles A1, C1, A
2 and C2, the column 2 is located at the end in the circumferential direction of the small tooth portion 3, and a problem arises that a space for winding the coil cannot be secured.

【0042】そこで、この実施の形態では、図4に示す
ように、基準支柱である磁極B1の支柱2から±55°
の位置にそれぞれ磁極A1の支柱2及び磁極C1の支柱
2を配置するとともに、基準支柱である磁極B2の支柱
2から±55°の位置にそれぞれ磁極C2の支柱2及び
磁極A2の支柱2を配置し、これにより、各小歯部3を
周方向に等間隔で配置した場合においても、全ての磁極
A1,B1,C1,A2,B2,C2の巻線スペースが
確保されるようにすると共に、該巻線スペースを確保で
きる範囲で各支柱2がX軸、Y軸、M軸及びN軸から全
体として最も離れた位置に配置されるようにしている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, ± 55 ° from the support 2 of the magnetic pole B1 as the reference support.
, The support 2 of the magnetic pole A1 and the support 2 of the magnetic pole C1 are arranged, and the support 2 of the magnetic pole C2 and the support 2 of the magnetic pole A2 are arranged at ± 55 ° from the support 2 of the magnetic pole B2 as the reference support. Thus, even when the small teeth 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the winding space for all the magnetic poles A1, B1, C1, A2, B2, and C2 is ensured, Each column 2 is arranged at a position farthest from the X-axis, Y-axis, M-axis and N-axis as a whole as long as the winding space can be secured.

【0043】このようにこの実施の形態では、各磁極A
1,B1,C1,A2,B2,C2の全ての支柱2がス
テータコア304の一次固有振動の腹の方向であるX軸
及びY軸、並びに二次固有振動の腹の方向であるM軸及
びN軸から周方向に外れて配置されているので、一次及
び二次の固有振動と同じ周波数成分の半径方向の大きな
加振力が一次・二次の固有振動の腹の方向に直接加わら
ないようにすることができ、しかも、全ての磁極A1,
B1,C1,A2,B2,C2の巻線スペースを確保で
きる範囲で全体として各支柱2がX軸、Y軸、M軸及び
N軸から最も離れた位置に配置されているため、第1の
実施の形態に比べて、騒音や振動の低減効果をより高め
ることができる。
As described above, in this embodiment, each magnetic pole A
All the columns 2 of 1, B1, C1, A2, B2, and C2 have the X axis and the Y axis that are the antinodes of the primary natural vibration of the stator core 304, and the M axis and the N that are the antinodes of the secondary natural vibration. Since it is arranged in the circumferential direction from the axis, a large radial excitation force of the same frequency component as the primary and secondary natural vibrations should not be applied directly to the antinodes of the primary and secondary natural vibrations. And all the magnetic poles A1,
Since the columns 2 are arranged at positions farthest from the X-axis, Y-axis, M-axis, and N-axis as a whole as long as the winding space of B1, C1, A2, B2, and C2 can be secured, the first The effect of reducing noise and vibration can be further enhanced as compared with the embodiment.

【0044】[0044]

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、ステータに対する半径方向の加振力がステー
タコアの一次・二次の固有振動の腹の方向に直接作用し
ないようにしているので、騒音や振動を効果的に低減す
ることができるという効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the radial exciting force applied to the stator does not directly act on the antinodes of the primary and secondary natural vibrations of the stator core. Therefore, an effect that noise and vibration can be effectively reduced can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態であるハイブリッド
型ステッピングモータのステータコアを示す平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing a stator core of a hybrid type stepping motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ステータコアの変形例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a modified example of a stator core.

【図3】本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド
型ステッピングモータのステータコアの説明に用いる平
面図である。
FIG. 3 is a plan view used for describing a stator core of a hybrid type stepping motor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド
型ステッピングモータのステータコアを示す平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view showing a stator core of a hybrid stepping motor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来例及び各実施形態例に共用するハイブリッ
ド型ステッピングモータの全体斜視図である。
FIG. 5 is an overall perspective view of a hybrid stepping motor commonly used in the conventional example and each embodiment.

【図6】従来例及び各実施形態例に共用するハイブリッ
ド型ステッピングモータの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a hybrid stepping motor commonly used in a conventional example and each embodiment.

【図7】従来のハイブリッド型ステッピングモータのス
テータコアを示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a stator core of a conventional hybrid type stepping motor.

【図8】ステータコアの一次固有振動のモードを示す模
式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a mode of primary natural vibration of a stator core.

【図9】ステータコアの二次固有振動のモードを示す模
式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating modes of secondary natural vibration of the stator core.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…支柱 3…小歯部 5…巻線 7a,7b…一対のブラケット 8a,8b…軸受 9…ロータ 10…回転軸 11…永久磁石 12a,12b…ロータコア 100,200,300…ハイブリッド型ステッピング
モータ 104,204,304…ステータコア 106,206,306…ステータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Support | pillar 3 ... Small tooth part 5 ... Winding 7a, 7b ... A pair of brackets 8a, 8b ... Bearing 9 ... Rotor 10 ... Rotating shaft 11 ... Permanent magnet 12a, 12b ... Rotor core 100, 200, 300 ... Hybrid type stepping motor 104, 204, 304 ... stator core 106, 206, 306 ... stator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面略正方形状の外形を有して内周部に
支柱と小歯部からなる複数の磁極が周方向に所定の間隔
で設けられたステータコア、及び前記磁極に巻回された
巻線を具備するステータと、 該ステータの軸方向の両端部にそれぞれ取り付けられた
一対のブラケットと、 前記ステータの内周側に挿入されて軸受を介して回転可
能に支持されたロータとを備えたステッピングモータで
あって、 前記ステータコアの断面形状において、上下方向に互い
に対向する各辺の中心同士を結ぶ線をY軸、左右方向に
互いに対向する各辺の中心同士を結ぶ線をX軸、対角線
の一方をM軸、他方をN軸とした場合に、前記複数の磁
極の全ての支柱の位置をX軸、Y軸、M軸及びN軸から
周方向に外して配置すると共に、前記小歯部を周方向に
等間隔で配置したことを特徴とするステッピングモー
タ。
1. A stator core having a substantially square cross-section and having a plurality of magnetic poles formed on an inner peripheral portion thereof and comprising a column and small teeth, provided at predetermined intervals in a circumferential direction, and wound around the magnetic poles. A stator having windings, a pair of brackets attached to both ends of the stator in the axial direction, and a rotor inserted on the inner peripheral side of the stator and rotatably supported via bearings. In the cross-sectional shape of the stator core, a line connecting the centers of the sides facing each other in the vertical direction is the Y axis, a line connecting the centers of the sides facing each other in the horizontal direction is the X axis, When one of the diagonal lines is the M axis and the other is the N axis, the positions of all the poles of the plurality of magnetic poles are circumferentially offset from the X, Y, M, and N axes, and Tooth parts arranged at equal intervals in the circumferential direction Stepping motor characterized in that:
【請求項2】 前記ステータが三相6極であることを特
徴とする請求項1記載のステッピングモータ。
2. The stepping motor according to claim 1, wherein said stator has three phases and six poles.
【請求項3】 前記ステータが二相8極であることを特
徴とする請求項1記載のステッピングモータ。
3. The stepping motor according to claim 1, wherein the stator has two phases and eight poles.
【請求項4】 前記支柱を前記X軸、Y軸、M軸及びN
軸の内の少なくとも一つの軸から周方向に22.5°外
して配置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか
一項に記載のステッピングモータ。
4. The X-axis, Y-axis, M-axis and N
The stepping motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the stepping motor is disposed at a position deviated from at least one of the shafts by 22.5 degrees in a circumferential direction.
【請求項5】 前記X軸、Y軸、M軸及びN軸のいずれ
か一つの軸から周方向に22.5°外れた位置に一対の
前記支柱を互いに周方向に180°離間配置してこれを
基準支柱とし、該基準支柱の周方向の両側で互いに隣り
合う他の支柱と前記基準支柱とのなす角度を、45°を
超える範囲で巻線スペースが確保できることを条件とし
た場合に、可能な限り45°に近い角度に設定したこと
を特徴とする請求項2記載のステッピングモータ。
5. A pair of pillars are disposed at a position deviated by 22.5 ° in the circumferential direction from any one of the X-axis, Y-axis, M-axis, and N-axis, and are spaced apart by 180 ° in the circumferential direction from each other. With this as the reference support, the angle between the other support and the reference support adjacent to each other on both sides in the circumferential direction of the reference support, provided that the winding space can be secured in a range exceeding 45 °, 3. The stepping motor according to claim 2, wherein the angle is set as close to 45 [deg.] As possible.
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