(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースにステッピングモータ本体の回転軸を回転可能に支持し、上記回転軸にヒステリシスブレーキの回転子を取り付け、上記ケースに上記ヒステリシスブレーキの固定子ヨークを取り付け、上記ヒステリシスブレーキの上記回転子および上記固定子ヨークを上記ステッピングモータ本体の回転子および固定子ヨークよりも上記回転軸の半径方向の内側に配置したことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
上記ヒステリシスブレーキの上記固定子ヨークに固定子巻線を設け、上記固定子巻線にブレーキ制御装置を接続したことを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のハイブリッド型ステッピングモータを示す概略半断面図である。図に示すように、ケース１に軸受３を介して回転軸２が回転可能に支持され、回転軸２に着磁された回転子４が取り付けられ、ケース１に矩形的な歯型を有する固定子ヨーク５が取り付けられ、固定子ヨーク５に固定子巻線６が設けられ、固定子巻線６にモータ制御装置７が接続されている。
【０００３】
このステッピングモータにおいては、モータ制御装置７により固定子巻線６の励磁切替えを行なうことにより、回転軸２にたとえば１．８°のステップ回転を行なわせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなステッピングモータにおいては、回転軸２がステップ回転を行なうから、回転軸２の回転が脈動的なものとなり、回転軸２の回転速度変動や振動が発生する。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生する。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、回転速度変動や振動が発生するのを防止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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、ケースにステッピングモータ本体の回転軸を回転可能に支持し、上記回転軸にヒステリシスブレーキの回転子を取り付け、上記ケースに上記ヒステリシスブレーキの固定子ヨークを取り付け、上記ヒステリシスブレーキの上記回転子および上記固定子ヨークを上記ステッピングモータ本体の回転子および固定子ヨークよりも上記回転軸の半径方向の内側に配置する。
【０００７】
この場合、上記ヒステリシスブレーキの上記固定子ヨークに固定子巻線を設け、上記固定子巻線にブレーキ制御装置を接続してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は参考例のステッピングモータを示す概略半断面図である。図に示すように、ケース１１に軸受１３を介して回転軸１２が回転可能に支持され、回転軸１２に着磁された回転子１４が取り付けられ、ケース１１に矩形的な歯型を有する固定子ヨーク１５が取り付けられ、固定子ヨーク１５に固定子巻線１６が設けられ、回転軸１２、回転子１４、固定子ヨーク１５、固定子巻線１６等によりハイブリッド型ステッピングモータ本体１７が構成されている。また、回転軸１２に回転子１８が取り付けられ、ケース１１に固定子ヨーク１９が取り付けられ、固定子ヨーク１９に固定子巻線２０が設けられ、回転子１８、固定子ヨーク１９、固定子巻線２０等によりヒステリシスブレーキ２１が構成され、ヒステリシスブレーキ２１はステッピングモータ本体１７の回転軸１２に接続されている。また、固定子巻線１６にモータ制御装置２２が接続され、固定子巻線２０にブレーキ制御装置２３が接続され、ブレーキ制御装置２３はモータ制御装置２２により制御される。
【０００９】
このステッピングモータにおいては、ブレーキ制御装置２３により固定子巻線２０に所定の電流を流したときには、電流に比例したブレーキ力が回転軸１２に作用するから、回転軸１２の回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ２１はコギングが少ないから、回転軸１２が高速で回転しているときにも低速で回転しているときにも、安定したブレーキ力を発生することができるから、回転軸１２の回転速度変動や振動の発生を有効に防止することができる。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ２１の固定子ヨーク１９に固定子巻線２０が設けられ、固定子巻線２０にブレーキ制御装置２３が接続されているから、回転軸１２の回転速度変動や振動の発生をさらに有効に防止することができる。
【００１０】
図２はステッピングモータの回転軸の回転角変化を示すグラフであり、（ａ）は従来のステッピングモータの回転軸の回転角変化を示し、（ｂ）は図１に示したステッピングモータの回転軸１２の回転角変化を示し、（ｃ）は図１に示したステッピングモータの固定子巻線２０に流した電流を示す。このグラフから明らかなように、従来のステッピングモータにおいては、オーバシュート、アンダシュートを繰り返してセトリングするが、図１に示したステッピングモータにおいては、オーバシュート、アンダシュートが小さくなっている。
【００１１】
また、図３はステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示すグラフであり、（ａ）は従来のステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示し、（ｂ）は図１に示したステッピングモータの回転軸１２の回転速度変化を示し、（ｃ）は図１に示したステッピングモータの固定子巻線２０に流した電流を示す。このグラフから明らかなように、従来のステッピングモータにおいては、回転軸の回転速度の変化が大きいが、図１に示したステッピングモータにおいては、回転軸１２の回転速度の変化が小さい。
【００１２】
図４は本発明に係るステッピングモータを示す概略断面図である。図に示すように、ケース３１に軸受３３を介して回転軸３２が回転可能に支持され、回転軸３２に着磁された回転子３４が取り付けられ、ケース３１にくし歯状のクローポールを有する固定子ヨーク３５が取り付けられ、固定子ヨーク３５に固定子巻線３６が設けられ、回転軸３２、回転子３４、固定子ヨーク３５、固定子巻線３６等によりパーマネントマグネット型ステッピングモータ本体３７が構成されている。また、回転軸３２に回転子３８が取り付けられ、ケース３１に固定子ヨーク３９が取り付けられ、固定子ヨーク３９に固定子巻線４０が設けられ、回転子３８、固定子ヨーク３９、固定子巻線４０等によりヒステリシスブレーキ４１が構成され、回転子３８および固定子ヨーク３９は回転子３４および固定子ヨーク３５よりも回転軸３２の半径方向の内側に配置されている。また、ヒステリシスブレーキ４１の固定子ヨーク３９はステッピングモータ本体３７の固定子ヨーク３５に固定され、ヒステリシスブレーキ４１の回転子３８はステッピングモータ本体３７の回転子３４に固定されて、ヒステリシスブレーキ４１はステッピングモータ本体３７に固定され、ヒステリシスブレーキ４１は実質上ステッピングモータ本体３７の回転軸３２に接続されている。また、固定子巻線３６にモータ制御装置４２が接続され、固定子巻線４０にブレーキ制御装置４３が接続され、ブレーキ制御装置４３はモータ制御装置４２により制御される。
【００１３】
このステッピングモータにおいては、ブレーキ制御装置４３により固定子巻線４０に所定の電流を流したときには、電流に比例したブレーキ力が回転軸３２に作用するから、回転軸３２の回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。このため、ステッピングモータに接続された被駆動装置に回転ムラ、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。また、ヒステリシスブレーキ４１の固定子ヨーク３９に固定子巻線４０が設けられ、固定子巻線４０にブレーキ制御装置４３が接続されているから、回転軸３２の回転速度変動や振動の発生をさらに有効に防止することができる。
【００１４】
なお、上述実施の形態においては、固定子巻線４０を有するヒステリシスブレーキ４１を用いたが、永久磁石式の固定子ヨークを有するヒステリシスブレーキを用いてもよい。また、上述実施の形態においては、ブレーキ制御装置４３をモータ制御装置４２により制御したが、ステッピングモータ本体の固定子巻線に流す電流を単独で制御するブレーキ制御装置を用いてもよい。また、上述実施の形態においては、モータ制御装置４２とブレーキ制御装置４３とを設けたが、１つの制御装置によりステッピングモータ本体とヒステリシスブレーキとを制御してもよい。また、上述においては、図２(ｃ)、図３(ｃ)に示すように固定子巻線２０に電流を流したが、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に正弦波状等の電流を流してもよい。すなわち、ステッピングモータ本体の回転速度変動や振動の状態に応じて、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に流す電流の大きさ、ヒステリシスブレーキの固定子巻線に電流を流すタイミング等を変化させることにより、ヒステリシスブレーキの固定子巻線の励磁量、励磁パターン、励磁タイミング等を変化させてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係るステッピングモータにおいては、ブレーキ力をステッピングモータ本体の回転軸に作用させることができるから、回転速度変動や振動が発生するのを防止することができる。
【００１６】
また、ヒステリシスブレーキの固定子ヨークに固定子巻線を設け、固定子巻線にブレーキ制御装置を接続したときには、回転速度変動や振動が発生するのをさらに有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例のステッピングモータを示す概略半断面図である。
【図２】ステッピングモータの回転軸の回転角変化を示すグラフである。
【図３】ステッピングモータの回転軸の回転速度変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係るステッピングモータを示す概略断面図である。
【図５】従来のハイブリッド型ステッピングモータを示す概略半断面図である。
【符号の説明】
１２…回転軸
１７…ステッピングモータ本体
２０…固定子巻線
２１…ヒステリシスブレーキ
２３…ブレーキ制御装置
３２…回転軸
３７…ステッピングモータ本体
４０…固定子巻線
４１…ヒステリシスブレーキ
４３…ブレーキ制御装置
【図１】
0003593321.tif 000002
【図２】
0003593321.tif 000003
【図３】
0003593321.tif 000004
【図４】
0003593321.tif 000005
【図５】
0003593321.tif 000006