JPS6043058A - 電気ステツプモ−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】 この発明は電気ステップモータに関Ｊるものであり、特
に、本質的に、磁気材料のディスクで構成されディスク
の各側部に円形ゾーンに沿っ−（均一に配置された交１
を極性の２Ｎ個の磁極を形成するように軸方向に磁化さ
れた回転部材を含む電気ステップを−９に閏するもので
ある。

このようなモータは、たとえば、特願昭５５−１８９４
８９号に記載されている。このようなタイプのモータに
おいて、電流印加一時のトルクの調波および無電流時の
トルクの調波を最小限に抑えることが望ましい。

この目的のため、特に、２相モータの各位相に関連した
各グループをさらに２つのグループに区分し、無電流時
のトルクの第４ｔ４調波を補償するよ−うにこのサブグ
ループをｆら゛する（オフセラ側−する）ことが提案さ
れている。

しかし、成る用途において、特にモータが数分の１のス
テップ（゛°マイクロスデツプ°°）を実行するように
モータを制御ｌづるどき、電流［１１加時のトルクにお
ける他の高調波、特に第３および第５高調波も同じく問
題があって、これらの高調波を補償するためこれらのサ
ブグループの基本回路を相補型とする同じ原理を使用す
ることが提案されている。特願昭５７−５０３５７４に
記載されているモータに、おいて、この特許に記載さ擢
セ、でいるタイプの磁気回路を有するモータにこのよう
な手段′を応用した例が図示されている。同じ原理は１
述のような特願昭５５−１８９４８９に記載されて、い
るような磁気回路有有するモータにも応用し＃Ｒや・ しかし、この場合、磁化ディスクを含んだ横断面の両側
に配置さ些たスタータの２個の半片の問をオフセットと
すると、薄い数個の基本回路にお４Ｊるこのような相補
形状による磁束損失は、実際上防止し得る。曲記オフセ
ット形状は高調波を補償する特に自効な手段であって、
さらに同時に他の高調波を補償りるためのそれぞれの小
さいグループに惰分子きる。

この発明は、特に、磁束の顕著な損失なく、スタータの
２個の半片を角度的にＡ）Ｕット形状にすることによつ
（高調波を補償できる前記形式のモータを提供すること
を目的と（る。

この発明は例示的に添付の図面に図示された好ましい実
施例を参照することによって詳細に説ｌｌｌされる。。

第１図は第２図のｍｌ−１に沿ったこの発明の２相スｉ
・ンブＥ−夕の軸り向Ｉｉ面図℃あり、第２図は第１図
の線１−１に沿ったモータの断面図であり、かつ第３図
は」イルを有さない基本磁気回路の軸方向の図面であつ
−（、概略的にこの回路とともに動作する回転部材の一
部を示す。

ｗｗ　ｓ　ｃｅｎ　ａ、＋　Ｌ　Ｉｅ　−ζ　１１　Ｇ
＆＋　１−　＋Ｗ　ｌ　ナー　７　；、　ｗ　”７　千
　−　々　は　、２個の支持部３，４によってシャフト
２上に載置された円形゛；１イスクの形状である回ａ部
材１を含む。支持部３．４はシャフト２上に載置し、そ
の周辺部に−ｊ３いで部材１を形成讐る薄い永久磁石を
支持する。ロータリ部材は軸方向に磁化し、ディスクの
各側において角度０に沿〕（均一（−配置された極性が
交番する２Ｎ個のｌｌｉ！也を形成づる。

第１図に示すように、を−タの図示の実蒲例は、実際、
回転部材１を含んだ横断向に対して対称である。たとえ
ば、プラ２ｆ−ツク拐料の非Ｆ餞ｆｆ　４．１料の２個
のスタータ支持部材５，６は、互いに対向するように配
置１〕１円形゛の側面部２４−／　、　８８３よびねじ
９，９′・・・によ―フ【組、立（られる。モータシャ
フト２は、ベアリング１０．１１によって、支持部材５
，６に対して回転し得るように載置される。

ｍｖｉの基本磁気回路１２および市気コｆル１３′。

１３″、　１３″’　、　１３”″（図示せＴｆ）、１
４’（図示せず）、１４”、１４″’、１４″″（図示
せず）は支持部材５，６によつＵＮ持される。

各々の基本磁気回路１２は＾透磁率の材ＰＩ　−ｔ’　
ｔｌＩ成され、軸方向に沿って放射状に互いに対向づる
ように配置されたＵ字形状の２個のスタータ部分１２’
　、１２”を含む。より詳細には、スタータの第１の部
分１２′のＵ字形状の第１の外側アームの端部ｔよそれ
ぞれスタータの第２の部分１２″のＵ字形状の第１のア
ームの対応の端部と接触し、他方、スタータの同じ部分
のＵ字形状の２個の内側アームの端部は、エアギャップ
１５を形成するように互いに間隔を間けられている。ス
タータの的記部分は一片の軟鉄または回路の性能を改善
するため薄片状に形成しくもよい。

第２図から明らかなように、基本磁気回路は４つのグル
ープに分割し、各グループは４１１の基本磁気回路で構
成され、２つのグループは各位相に関連し、同一の位相
に関連したグループは完全に反対側に配置される。した
がって、各位相は２対のコイルを含み、すなわち、一方
の位相に対しコイル１３’　、１４’および１３″’　
、１４”’、他方の位相に対しコイル１３”、１４”お
よび１３　ｎｎｉ　４１１１′を含む。各位相に関連し
たコイルはモータのスタータ全体の各半片において全く
反対側に。

配置される。スクータの半片は回転部材１を含んだ平面
の両側に配置された部分で構成される。支持部材６とと
もにスタータの半片に全く対向するように配置された２
個のコイルは部分的に第２図に示し、それぞれ、１ａ’
　、１３”として表わされる。

基本磁気回路は少なくとも２にπ／へにほぼ等　・しい
角度だけ互いに間隔を隔てられ、ＩＣだし、ｋ゛は整数
、Ｎはロータの対極の数を表わす。

第１図および第２図に示Ｊように、２個の電気コイルは
各々の基本磁気回路１２に、接続され、各グループの回
路は全体として２個の対応のコイル１３’　、１４’　
に接続される。コイルは基本回路の′エアギャップを形
成するＵ字形状のアームの外周に配置されミ第２図に示
（ような形状にＪ、って巻線は比較的Ｕ字形状のアーム
の近くにＦ２訂さ；乏ることができる。コイルの断面は
、実際上、スタータの各部分の２個の０字１１う状アー
ムの間のスペースを満す。コイルを正しい位置に保持し
、コイルからの接続リードを案内するため、同じくこの
スペースに配置され−（いるのは２１１！ｉｔのアーム
１Ｇ。

１７だけで′ある。

以上のような構成によつ【、コイルと対応の基本回路の
開に密な結合を形成し、回゛路内の磁力線の長さを最小
にし、それぞれ、２つの位相に関連したコイル間に粗な
結合を形成する。

第３図は前記の方法でエアギャップを形成するスタータ
の各部のＵ字形状の１個のアーム上に、たとえば、薄片
状に構成されたｔｌ！！縁基本磁気回路’Ｉ　２’　、
１２″を示す。第３図も同様に概略的に円形デ、ｆスク
の各側に交番極性の２Ｎ個の磁極を形成するように軸方
向に磁化された硬磁性材料のディス９０コ Ｎ　１１とＳ′で表わされる。

第２図はこのモータの特定の性質を示′す。さらに基本
磁気回路内のスクータ１２″の第２の部分の分布を示し
、対応の第１の部分は前記のように構成する。スタ・−
夕の第２の部分の一方のＵ字形、状の第１および第２の
アームの端部の中心は、それぞれ、その端部の平面にＳ
およびＲとして示づ。

中心Ｒ，Ｓは互いに角度的に所定の高調波を補償するオ
フセット角の１／２に対応する角度α。

だ−けオフセラ１される。第２図の符号において、角度
α，は軸方向の面ｎ．ｐの間の角度を表わ（。

オフセットはスタータの同一の半片の１べての角度に対
して同一の方向においで同じである。スタータの第２の
半片に関する限り、オフセラ１−は同一の灯を有し、か
つ２個のスタータの半片を組合わせたとき２個のオフセ
ットを加算する方向に形成される。より正確には、組合
わせたときＵ字形状の外側アームの第１のアームのｑ部
が２１［！ｉｔのスタータの半片内において重畳され、
他方、対応の内側アームの中心は互いに角度２α，たけ
オフセット．する。したがって、スタータの活動中のＩ
ａＩｌｉ！、＊ｉすれば、エアギャップを形成する磁極
に対し、所定のａ調波を補償するオフセットが得られる
。

たとえば、残留トルクの第４高調波の場合、換言すれば
、磁化ディスクの磁極とスタータの横部分の内部動作に
よって、コイルへの無電流印加時にロータに加わるトル
クの第４高調波の場合、２α、は実質的にπ／４Ｎに等
しい随に選ばれる。概して、オフセット２α、は実質的
にπ／ｈＮに等しい値に選ばれる。ｈは補償されるべき
高調波の次数を表わす５Ｍ＆界の実際の歪を考慮して、
非常に優れた補償作用を得るためＡノセツトを理論値よ
り約１０％増すことが好ましいことが粁験により確認さ
れでいる。

この補償手段は効果的に各グループの磁極部分の各軸方
向の対称面のオフセット・によってスタータの各半１１
内の補償手段と組合わせることも可能である。たとえば
、第２図の場合、電流印加時のトルクの第３高調波は、
スタータの各部の外側アームの端部に対して対称面であ
る軸方向の甲面稍に対する軸方向の平面ｑ、ｐのオフセ
ットによって補償される。図示の場合、町に対して角度
α２−π／′Ｎおよびαｓ−３π／Ｎ＋π／６Ｎ、！言
すれば、２個の中心ｓ’　、ｓ間の軸方向の対称面は平
面ｍに対しＣπ／６Ｎだｉノオフセットされ、すなわち
、第３高調波の補償角度の１／２だけオフセットされ、
残りは平面ｍに対しくＳ’　、Ｓに対称な中心の、同様
なＡノセツ１〜によつ【得られるように、中心Ｓ”＋　
ｂを平面Ｑ、ｐ内に配置される。

４個の磁極部分からなる゛１グループ内の第３および第
５高調波を同時に補償するため、２個の連続した磁極部
分の軸方向の対称面ｐ、ｑは第５高調波効果を補償でき
るようにモータの外周方向に沿っ（グループ１２５．’
１２６，１２７．１２８に１１１区分するようにオフセ
ットされ、次いで、第３高調波の効果を補償するように
２個の小さなグループをオフセットする。＠言すれば、
磁極部分１２５．１２６，１２７．’１２８の対称面は
、たとえば、対称面間の角度２π／Ｎに対応した理論位
置に対して、±π１５Ｎだけオフセットされ、それぞれ
全体として考え−（サブグループ１２５゜１２６．１２
７．１２８の軸方向の対称面は±π／′３Ｎの角度だけ
オフセットされる。これらのオフセットは全体として、
結果として得られる磁極部分の理論位置からの偏位は最
小となるように選ばれる。したがって、図−示の例にお
いて、オフセット角度の符号は、各サブグループ内に磁
極部分を形成し、２’（Ｉｌ］のサブグループを組合わ
せるように選び、４個の磁極部分からなるグループ内の
連続した対称面間に（２π−π／′５　）　Ｉ’Ｊ、（
２π−π７／３トπ１５）Ｎおよび（２π−π１５）／
Ｎの角度を形成する。

異なった数（７：、１極部分の場合で６つても同様に初
期の補両効果が得られること、および偶数のサブグルー
プおよび各サブグループ内において偶数の磁極部分が利
用できる場合、この補償効果が最大であることが当業卑
にとって自明である。

軸方向の平面に対するスタータの各部のＵ字形状のアー
ムの内側端部の傾斜によって、第５以上の高調波をある
程度低減でき、多くの場合、スタータの各半片内の補償
を第３ｔ％調波の補償に限定できることは注目しなけれ
ばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の１１ＡＩ−１に沿ったこの発明の２相
ステツプモータの軸方向断面図である。 第２図は第１図のＩＮ　Ｍ−１に治ったモータの断面図
ぐある。 第３図はコイルを有さない基本磁気回路の軸方向の図面
であって、概略的に、この回路とともに動作する回転部
材の一部炙示′！ｌ’。 図において、１は回転部ｌ、２はシャツｉ・、３および
４は支持部、５および６はスタータ支持部材、１０およ
び１１はベアリングを示づ一０特許出願人　ポルデスキ
ャップ 代　哩　人　弁理士　深　見　久　部 （ぽか２名） 手続補正書 昭和５９年９月Ｙ　日 昭和５９年特訂願第　６８９５７　号 ２、発明の名称 電気ステップモータ ３、補正をする者 特許出願人との関係　本　人 住所　スイス、２３００　ラ・ショー・ド・７オンリユ
・ニュマ・ドロー、１６５ 名称゛　ポルテスキャップ 代表者　チャールズ・イエニ 代表者　ジャン・ベルナール・タレ ４、代理人 住　所　大阪市北区天神橋２丁目３番９号　八千代第一
ピル電話　大阪（０６）３５１−６２３９　（代）６、
補正の対象 明ｍ書の３、発明の詳細な説明の四および図面の第３図 ７、補正の内容 （１）　明細霞第９頁第１１行目の［１２−１１２−′
Ｊを「１２］に補正ジる。 （２）　図面の第３図を別紙のとおり。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　本質的に磁気材料のディスクで構成され、ディ
   スクの各側部に円形ゾーンに沿って均一に配置された交
   番極性の２Ｎ個の磁極を形成゛す゛るように軸方向に磁
   化された回転部材を含む電気ステップモータであって、
   前記回転部材をモータのシャフトに載置し、前記モータ
   はさらに全体として少なくとも２１１１！］のグループ
   を形成する複数の基本磁気回路とそれぞれ同一のグルー
   プに属する複数の基本回路に接続された少なくとも２個
   の電気コイルを含み、各々の基本磁気回路はエアーギャ
   ップを有し、ずべてのエアギャップはＩ−タシャフトか
   ら／ｉ５［剣状に同一の距離に形成され、各々のＪ）７
   ギレツプはさらに磁化ディスクの放射状の対称面にβ」
   シ（実Ｉｉ的に対称であつ−（、それぞれの基本磁気回
   路は基本的にモータシャフトに関して放射状に配置され
   た高透磁率のスタータの第１および第２の平坦なＵ字形
   状の部分を含み、各回路におけるスタータの第１の部分
   のＵ字形状の第１のアームの端部は同一の回路内のスタ
   ータの第２の部分のＵ字形状の第１のアームの端部に接
   触させ、スタータの第１および第２の部分のＵ字形状の
   第２のアームの端部は前記エアギャップのいずれかを形
   成づるように基本的に軸方向に沿って成る距離を隔てて
   互いに対向するように配置され、前記電気コイルはそれ
   ぞれ結合された基本磁気回路内のスタータの前記第１お
   よび第２の部ブ）のＵ字形状の２個のアームの外周に配
   置した電気ステップモータにおいて、 １個の基本磁気回路内のスタータの各部のＵ字形状の第
   ２のアームの端部の中心はＵ字形状の第１のアームの端
   部の中心から角度的にずらされ、１個の基本磁気回路内
   のスタータの前記２個の部分はＵ字形状の第１のアーム
   の端部の中心が一致するように配置され、Ｕ字形状の第
   ２のアームの端部の中心は互いにπ／ｈＮ（１）：補償
   されるべき調波の次数）に実質的に等しい角度だけすら
   されるごとを特徴とする、電気ステップモータ。
2. （２）　同一の位相のコイルに接続された２個の基本磁
   気回路内のスタータの各部の第１および第２のＵ字形状
   のアームの端部の中心は所定の調波を補償するように角
   度的にずらされることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電気スデップモ〜り。