JPH0619305Y2 - 永久磁石型ステツピングモ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の利用分野］ 本考案は永久磁石型ステッピングモータ、特に其の内周
面にｎ個の極歯を設けた円環状の固定子ポール２個を軸
方向に間隙を設けて配設し、上記固定子ポールの外周に
円板状の固定子ヨークと円筒状の固定子ヨークを設け、
上記固定子ポールの外周に固定子巻線を巻装した複数個
の固定子鉄芯より構成された固定子と、該固定子の内径
部に永久磁石回転子を回転自在に配設した構造で、主と
して電子計算機の外部記憶装置として使用される磁気デ
スク駆動装置等に利用されるものである。

［従来技術］ 第６図と第７図は共に従来から実施されている永久磁石
型ステッピングモータの夫々の実施例で第６図は回転子
は円筒形の永久磁石９で構成され、其の外周に沿ってＮ
極，Ｓ極を交互に着磁してあり、固定子は円筒形ヨーク
１の前後の端面に夫々当接した円板状のヨーク２の内周
に軸方向に起立させた複数個の磁極３を、上記前後の円
板状ヨーク２の夫々より軸方向に起立させた磁極３を交
互に突出して円筒形の固定子内径部を構成し、上記磁極
３の外周と上記固定子ヨーク１及び２とで構成した空間
に固定子巻線５を巻装して構成してあり、回転子、固定
子共に構成が簡単であり廉価に製造出来るのが特徴であ
るが、回転子の材料の面から強い磁力を期待する事が出
来ず、出力の大きなステッピングモータを得ることが困
難であった。

一方第７図に示すステッピングモータは、其の外周に複
数個の極歯を設けた複数個の回転子ポール３８，３８の
間に軸方向にＮ，Ｓ極を着磁した永久磁石３９挟持した
回転子と、円筒形の固定子ヨーク３２の内側に複数個の
磁極３３−１〜３３−８を放射状に植設し、該複数個の
磁極の先端に夫々複数個の極歯を配設し、かつ夫々の磁
極に固定子巻線３５を巻装した固定子の、上記磁極の先
端に配設された極歯で構成された固定子の内周部に上記
回転子を、其の極歯を上記固定子の極歯と対向させて小
空隙を介して配設してある。

第７図に示すステッピングモータは回転子の構造が、其
の外周に複数個の極歯を設けた複数個の回転子ポール３
８，３８の間に軸方向にＮ極，Ｓ極を着磁した永久磁石
３９を挟持した構造であるから、永久磁石の材料として
高性能の材料を選定できることと、回転子ポールの外周
に設けた極歯の配設ピッチでステップ角を決定できるの
で永久磁石の持っている磁力を充分に利用できるから大
きな出力を得ることができる。又、固定子が円環状ヨー
ク３２の内側に複数個の磁極を放射状に植設し該磁極に
夫々固定子巻線を巻装した構成であるから磁気回路に充
分な磁束を通し得る構成であり巻線により発生する磁化
力を効率良く出力に変換できるから、ステップ角が小さ
く効率の良いステッピングモータを得ることができる特
徴がある。

然しながら本構成のステッピングモータは回転子、固定
子共に部品数が多く、特に固定子の巻線が各磁極毎に巻
装する必要がありコストが高くなると云う問題がある。

［考案の目的］ 本考案の目的は上記の様な従来技術による永久磁石型ス
テッピングモータの問題点を解決し、ステップ角が小さ
く効率の良いステッピングモータを廉価に提供せんとす
るものである。

［考案の概要］ 本考案の概要は前記の従来技術で説明した第６図の構成
より固定子の巻線の構造を、又第７図の構成より固定子
磁極の先端の極歯の構造と、回転子の構造を夫々抽出し
夫々の特徴部分を合成して新しい構成の永久磁石型ステ
ッピングモータ考案したもので、其の内周面にｎ個の極
歯を設けた円環状の固定子ポール２個を軸方向に間隙を
設けて配設して固定子ポール組みを形成し、該固定子ポ
ール組み２個を、夫々の極歯の位置を１／４ピッチだけ
ずらせて配設して固定子磁極群を構成し、該固定子磁極
群の２個の固定子ポール組みの夫々の円環状固定子ポー
ルの夫々の外周に円板状の固定子ヨークを当接し、上記
４個の固定子ヨークの外周を円筒状の固定子ヨークで連
結し、上記固定子ヨークと固定子ポールで囲まれた空間
に固定子巻線を巻装してなる固定子の内径部に第６図に
示した永久磁石型回転子、若しくは第７図に示した其の
外周に極歯を備えた２個の回転子ポールの間に永久磁石
を挟持した構成の回転子を、空隙を介して回転自在に支
承して構成したことが特徴である。

［考案の実施例］ 第１図はに本考案の一実施例を示す断面図で、第１図に
於て１１は円筒状の固定子ヨーク、１２は前部の円板状
固定子ヨーク、１３は中間の円板状固定子ヨーク、１４
は後部の円板状固定子ヨーク、１５は固定子巻線、１６
は固定子ポール、１７は固定子ポール１６のスペーサ、
１８は回転子ハブ、１９は永久磁石、２０は回転子軸、
２１は軸受である。

第１図の構成の特徴は全体の外被を兼ねた円筒形の固定
子ヨーク１１の前部の端面に円板状固定子ヨーク１２と
後部の端面に円板状固定子ヨーク１４を夫々当接し、上
記前後の円板状固定子ヨーク１２と１４との間に中間の
円板状固定子ヨーク１３を２個、夫々の端面を当接させ
て配設し、上記４個の円板状固定子ヨークの内径部に、
其の内径部にｎ個の極歯を設けた４個の固定子ポール１
６の外径部を夫々当接して固着し、上記固定子ポール１
６の外側に固定子巻線１５を絶縁物を介して巻装してあ
る。上記前後部の円板状固定子ヨーク１２と１４には夫
々軸受２１が装着されている。又、上記２個の固定子ポ
ール１６の間隙を保つため非磁性体のスペーサ１７が夫
々介挿され一体的に固着され固定子磁極群を形成してい
る。回転子は回転子軸２０に回転子ハブ１８を介して円
筒形の永久磁石１９が一体的に固着され該永久磁石１９
の外周には円周方向に４ｎ個のＮ，Ｓ極が交互に着磁さ
れ、軸受２１により回転自在に支承されている。

第２図は固定子磁極群の詳細図で（ａ）は矢視方向の平
面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は固定子磁極群の各固定
子ポールの極歯の相関を示す展開図である。固定子ポー
ル１６は第３図に示す様に電磁鉄板を其の外径は円板状
固定子ヨーク１２，１３，１４の内径に略等しく、其の
内径部にはｎ個の極歯１６−２を同じピッチで配設して
円環状に形成し、該円環の中間に円環状の電磁鉄板を積
層するため２箇所以上の位置に半抜き状の小孔１６−３
と１６−４とをθｓ＝３６０／４ｎの等ピッチで設け、
該半抜き状の小孔１６−３を極歯１６−２の中心線上に
配設し、かつ、半抜き状の小孔１６−３と１６−４とは
其の突起の突出方向が反対となるように配設してある。
第３図の例示では極歯の数が４個の場合を示し、従って
θｓ＝３６０／４ｘ４＝２２．５（度）となる。

第３図に示す固定子鉄芯単体１６−１を所定の厚さにな
るように複数枚を極歯１６−２の位置を合わせて積層し
半抜き状の小孔１６−３と１６−４の突起と孔をはめあ
はせて一体的に結合し固定子ポール１６を形成する。

第４図は２個の固定子ポール１６を軸方向にある距離だ
け間隔を設けて結合するスペーサ１７の詳細図で、非磁
性の材料で構成され其の外径は固定子１６−１の外径に
略等しく、其の内径は固定子ポールの極歯の内径より大
きく形成され固定子ポール１６の端面と当接する端面
に、上記固定子ポール１６の締結用の小孔１６−３と１
６−４に対応する位置に小孔の突起を逃げる凹み１７−
１を設けてある。固定子磁極群を形成するに当り固定子
ポールの鉄芯単体１６−１を所定枚数を積層した固定子
ポール１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄの内１６Ａの端
面にスペーサ１７−Ａの端面を当接しスペーサの他の端
面に固定子ポール１６Ｂを、第３図の突起を列ねるｂ−
ｂ線を中心として反転させて当接する。次に同様に固定
子ポール１６−Ｃの端面にスペーサ１７−Ｂの端面を当
接し、スペーサの他の端面に固定子ポール１６−Ｄを、
第３図の突起を列ねるｂ−ｂ線を中心として反転させて
当接する。更に固定子ポール１６−Ｂのスペーサ１７−
Ａと当接しない面に固定子ポール１６−Ｃのスペーサと
当接しない面を突起の位置をθｓだけずらせて当接し固
定子ポール１６−Ａ，スペーサ１７Ａ，固定子ポール１
６−Ｂ，固定子ポール１６−Ｃ，スペーサ１７Ａ，固定
子ポール１６Ｄ全体を一体的に固着し円筒状の固定子磁
極群を構成する。固定子磁極群の各固定子ポールの極歯
の配置は、第２図（Ｃ）に示す展開図のように１個の固
定子ポールの極歯の配設ピッチをＰとすると、隣接して
配置された固定子ポールの極歯の間には１／４Ｐのずれ
が生ずるようになっている。固定子磁極群の固定子ポー
ル１６−Ａ，１６−Ｂ，１６−Ｃ，１６−Ｄの夫々の外
周に円板状固定子ヨーク１２，１３，１４を夫々当接
し、上記円板状固定子ヨークの外周に円筒状固定子ヨー
ク１１を当接し固定子ポール１６と固定子ヨーク１１，
１２，１３，１４で囲まれた空間に絶縁物を介して固定
子巻線１５を巻装し、円板状固定子ヨーク１２と１４に
は夫々軸受２１が装着され、回転子を回転自在に支承し
ている。

第５図は他の実施例として回転子に、其の外周に複数個
の極歯を設けた２個の回転子ポール３８の間に軸方向に
Ｎ極，Ｓ極を着磁した永久磁石３９を挟持したもの２組
みを回転子軸２０に一体的に固着し、該回転子の４個の
回転子ポール３８を夫々固定子ポール１６−Ａ，１６−
Ｂ，１６−Ｃ，１６−Ｄと空隙を介して対向配設した構
成である。

又、更に他の実施例として上記の第５図に示した回転子
の構造で、其の外周に複数個の極歯をもうけた回転子ポ
ール３８の軸方向の長さを長くして対向する固定子ポー
ル１６−Ａと１６−Ｂの両方に係るようにした２個の回
転子ポールの間に１個の永久磁石を挟持した構成も可能
である。

［考案の効果］ 本考案は上記のような構成であり、其の内径部に複数個
の極歯を等ピッチで配設した円環状の固定子鉄芯単体を
積層して構成した円筒形の固定子磁極群と、其の外周に
配設した固定子ヨークと固定子巻線とにより構成された
固定子が特徴で、同一の固定子鉄芯単体を積層した複数
個の固定子ポールを締結用の小孔を利用して夫々の極歯
の位置を所定ピッチだけづらせて軸方向に重ねて一体的
に固着した構成であるので極歯の配設ピッチが正確で、
而も多くの磁束を通すことができるので効率を高くでき
る。又、多くの磁極に夫々巻線を巻装する必要が無く巻
線が容易な固定子が構成でき高出力で、かつ精度の高い
ステッピングモータを安価に提供できると云う効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるステッピングモータの構成を示す
断面図、第２図は固定子磁極群の構成図、第３図は固定
子鉄芯単体の平面図、第４図はスペーサの構造図、第５
図は他の実施例の構成を示す断面図、第６図、第７図は
従来技術によるステッピングモータの構造図である。 符号の説明 １：円筒形ヨーク，２：円板状ヨーク，３：磁極，４：
巻線絶縁物，５：固定子巻線，６：軸受，７：回転子
軸，８：回転子ハブ，９：永久磁石，１１：円筒形ヨー
ク，１２，１３，１４：円板状ヨーク，１５：固定子巻
線，１６：固定子ポール，１７：スペーサ，１８：回転
子ハブ，１９：永久磁石，２０：回転子軸，２１：軸
受，３１：ハウジング，３２：固定子鉄芯，３３：固定
子磁極，３４：エンドブラケット，３５：固定子巻線，
３６：軸受，３７：回転子軸，３８：回転子ポール，３
９：永久磁石

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】其の内周面にｎ個の極歯を設けた円環状の
   固定子ポール２個を、夫々の極歯の位置を１／２ピッチ
   だけずらせ、かつ軸方向に非磁性体のスペーサを介して
   間隙を設けて一体的に固着した固定子ポール組み２個
   を、相接する固定子ポールの夫々の極歯の位置を１／４
   ピッチずらせて一体的に固着して固定子磁極群を構成
   し、該固定子磁極群の４個の円環状固定子ポールの外周
   に円板状の固定子ヨークを夫々当接し、前記円板状固定
   子ヨークの全部の外周に当接させて円筒状の固定子ヨー
   クを配置し、前記２個の固定子ポール組みの円環状の外
   周と、其の外周に当接した円板状固定子ヨーク及び円筒
   状の固定子ヨークとにより囲まれた空間に夫々固定子巻
   線を巻装してなる固定子と、該固定子の前記固定子磁極
   群の極歯と空隙を介して対向し、回転自在に支承された
   永久磁石回転子とを有することを特徴とする永久磁石型
   ステッピングモータ。
2. 【請求項２】上記の永久磁石回転子が、其の外周に４ｎ
   個の極歯を備えた２個の回転子ポールの間に、軸方向に
   Ｎ，Ｓ極を着磁した永久磁石を挟持した構造の回転子で
   あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の永久磁石型ステッピングモータ。
3. 【請求項３】上記の第（２）項に記載の永久磁石回転子
   が、其の外周にｎ個の極歯を備えた２個の回転子ポール
   の間に軸方向にＮ，Ｓ極を着磁した永久磁石を挟持した
   回転子組みの１個の軸方向の長さを、対向する固定子ポ
   ール組みの軸方向の長さと略等しく形成し、該回転子組
   み２個を回転子軸に固着して構成された回転子であるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲の第（１）項に
   記載の永久磁石型ステッピングモータ。