(57)【要約】【課題】本発明は、ハイブリッドステップモータのケーシングの外形寸法を変えることなく、トルク向上を得ることである。【解決手段】本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、輪状ステータ(3)を有するケーシング(1)に設けられた一対の軸受(11,12)間に回転自在に設けられたロータ受け(5)と、前記ロータ受け(5)の外周(5a)に設けられた一対の輪状ロータコア(6,14)と、前記各輪状ロータコア(6,14)間に設けられた第１輪状マグネット(8)と、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、  前記各輪状ロータコア(6,14)の各外面(6a,14a)には、第２、第３輪状マグネット(15,16)が設けられている構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪状ステータ(3)を有するケーシング(1)に設けられた一対の軸受(11,12)間に回転自在に設けられたロータ受け(5)と、前記ロータ受け(5)の外周(5a)に設けられた一対の輪状ロータコア(6,14)と、前記各輪状ロータコア(6,14)間に設けられた第１輪状マグネット(8)と、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、
前記各輪状ロータコア(6,14)の各外面(6a,14a)には、第２、第３輪状マグネット(15,16)が設けられていることを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項２】
前記各輪状マグネット(8,15,16)は、前記各輪状ロータコア(6,14)を介して各磁極Ｓ，Ｎが対向配置されている構成からなることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項３】
前記ケーシング(1) の内壁(1a)に形成された一対の段部(20,21)は、前記第２、第３輪状マグネット(15,16)の内径面(15a,16a)よりも内側に配設されている構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項４】
前記第１輪状マグネット(8)の厚さｔは、従来厚さの１／２とした構成よりなることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド型ステッピングモータに関し、特に、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のハイブリッド型ステッピングモータとしては、数多くの文献が開示されており、その中から、例えば、特許文献１,２,３の構成を挙げることができる。
すなわち、特許文献１の図示しない回転電機の図２においては、一対のロータヨーク間に永久磁石が挟持され、各ロータヨークにはケーシングが接近して配設されている。
また、特許文献２のステッピングモータの図２においては、一対のロータヨーク間に永久磁石が挟持されているのみである。
また、特許文献３のハイブリッド型ステッピングモータの図１においては、前述の特許文献１の構成と同等である。
また、本発明における図２は、前述のハイブリッド型ステッピングモータの実際に使用されている構成の断面斜視図を示している。
すなわち、図２において断面箱状をなすケーシング１の内壁１ａには、ステータ巻線２を有する輪状ステータ３が設けられており、前記輪状ステータ３の内側には、回転軸４に設けられたロータ受け５が回転自在に配設されている。
【０００３】
前記ロータ受け５の外周５ａには、一対の第１、第２輪状ロータコア６,７及び前記各輪状ロータコア６,７間に挟持された第１輪状マグネット８が設けられることによって、ハイブリッド型ステッピングモータ１０が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４４７３６号公報
【特許文献２】特開平９−２９８８６７号公報
【特許文献３】特開２００５−２４５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のハイブリッド型ステッピングモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
一般に、前述の特許文献１〜３のような扁平ハイブリッド型ステッピングモータは、制限された厚さの中で要求トルクを実現させることが重要である。
モータトルクに関する諸要素はあるが、ロータ・ステータに於いては相互で生成するギャップの断面積を増加させることがトルク増加に対する改善となる。
ロータ・ステータ構造を見た場合、ステータはコイルエンドが必要となるため、積層厚はそれほど大にできないという問題がある。ロータ側としてはギャップ断面積を増やすべく積層厚を増やしても、コア間に挟むマグネット厚の分はギャップ断面積が削られてしまい、結果的に断面積は増えない。
現行、すなわち、従来の厚さのマグネット厚を薄くとして断面積を増やした場合、マグネット起磁力による動作点が移動してしまうため、トルクアップさせることはできない。
本願においては、ここにおいて挟まれるマグネット厚を薄くした状態においても、起磁力を保持する手法が必要となる。
ロータ外側はステータコイルエンドにおけるデットスペースとなるため、ここにマグネットを追加することが可能である。マグネット追加かつ各輪状ロータコア６,１４を介して対向配置とすることにより、ロータコア上に従来同等のギャップ磁束密度を実現させることが可能となるため、結果としてギャップ断面積増となることでトルク向上が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、輪状ステータを有するケーシングに設けられた一対の軸受間に回転自在に設けられたロータ受けと、前記ロータ受けの外周に設けられた一対の輪状ロータコアと、前記各輪状ロータコア間に設けられた第１輪状マグネットと、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、前記各輪状ロータコアの各外面には、第２、第３輪状マグネットが設けられている構成であり、また、前記各輪状マグネットは、前記各輪状ロータコアを介して各磁極が対向配置されている構成であり、また、前記ケーシング の内壁に形成された一対の段部は、前記第２、第３輪状マグネットの内径面よりも内側に配設されている構成であり、また、前記第１輪状マグネットの厚さｔは、従来厚さの１／２とした構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輪状ステータを有するケーシングに設けられた一対の軸受間に回転自在に設けられたロータ受けと、前記ロータ受けの外周に設けられた一対の輪状ロータコアと、前記各輪状ロータコア間に設けられた第１輪状マグネットと、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、前記各輪状ロータコアの各外面には、第２、第３輪状マグネットが設けられていることにより、前記ロータコア上に従来同等のギャップ磁束密度を実現させることが可能となるため、結果としてギャップ断面積増となることで、トルクアップが可能となる。
また、前記各輪状マグネットは、前記各輪状ロータコアを介して各磁極が対向配置されている構成からなることにより、各ロータコアに磁束を集中させることができる。
また、前記ケーシング の内壁に形成された一対の段部は、前記第２、第３輪状マグネットの内径面よりも内側に配設されている構成としたことにより、前記第２、第３輪状マグネットを各ロータコアに取付ける空隙を形成することができる。
また、前記第１輪状マグネットの厚さｔは従来厚さの１／２としたことにより、各ロータコアの外面に第２、第３輪状マグネットを取付けるための前述の空隙を設けることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるハイブリッド型ステッピングモータの要部を示す断面図である。
【図２】従来のハイブリッド型ステッピングモータの要部を示す断面斜視図である。
【図３】従来のハイブリッド型ステッピングモータ（Ａ）と本発明のハイブリッド型ステッピングモータ（Ｂ）のギャップ断面積を比較するための断面構成図である。
【図４】本発明によるハイブリッド型ステッピングモータのトルク向上を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計ることである。
【実施例】
【００１０】
以下、図面と共に本発明によるハイブリッド型ステッピングモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは、断面で箱形をなすケーシングであり、このケーシング１の内壁１ａには、ステータ巻線２を有する輪状ステータ３が設けられている。
【００１１】
前記ケーシング１の中心に設けられた一対の軸受１１,１２には、ロータ受け５を有する回転軸４が設けられ、前記ロータ受け５の外周５ａには、第１、第２輪状ロータコア６,１４がその間に第１輪状マグネット８を挟持した状態で設けられている。
前記第１輪状ロータコア６の外面６ａには、第２輪状マグネット１５が設けられ、前記第２輪状ロータコア１４の外面１４ａには、第３輪状マグネット１６が設けられている。
【００１２】
前記ケーシング１の内壁１ａには、前記第２、第３輪状マグネット１５,１６の各内径面１５ａ，１６ａよりも内側において、一対の第１段部２０及び第２段部２１が形成されていることにより、前記第１、第２輪状ロータコア６,１４の各外面６ａ，１４ａと前記ケーシング１との間に、第１、第２空隙２２,２３が形成されていることにより、前記各輪状マグネット１５,１６を前記各外面６ａ，１４ａに容易に取付けることが極めて容易となる。
【００１３】
図３は、前記第１輪状マグネット８の厚さが例えば１ｍｍの従来厚さからなる従来構成（Ａ）のハイブリッド型ステッピングモータ１０に対して、前記第１輪状マグネット８の厚さｔを前記従来厚さｔの半分とし、前述のように、第２、第３輪状マグネット１５,１６を有する本発明構成（Ｂ）を示している。従って、本発明構成（Ｂ）の方が従来構成（Ａ）に対してギャップ断面積の増加（約１５％）で得られることが確認できた。
【００１４】
前述のギャップ断面積の増加による本発明のハイブリッド型ステッピングモータのトルク向上は、各輪状マグネット８,１５,１６が、各輪状ロータコア６,１４を介して、各磁極Ｓ，Ｎが図３の（Ｂ）のように、対向配置されているように着磁されていることにより、前述の断面積増が約１５％増となることに基づき、トルク向上も同等程度と考えられ、トルク特性において、約１５％程度のトルク向上が得られた。
従って、図４にも示されるように、従来、１．５Ａ／相で実現したトルク特性を１．３Ａ／相で実現させることができた。
【００１５】
次に、本発明によるハイブリッド型ステッピングモータの要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、輪状ステータ３を有するケーシング１に設けられた一対の軸受１１，１２間に回転自在に設けられたロータ受け５と、前記ロータ受け５の外周５ａに設けられた一対の輪状ロータコア６，１４と、前記各輪状ロータコア６，１４間に設けられた第１輪状マグネット８と、を備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、
前記各輪状ロータコア６，１４の各外面６ａ，１４ａには、第２、第３輪状マグネット１５，１６が設けられている構成であり、また、
前記各輪状マグネット８，１５，１６は、前記各輪状ロータコア６，１４を介して各磁極Ｓ，Ｎが対向配置されている構成であり、また、
前記ケーシング１の内壁１ａに形成された一対の段部２０，２１は、前記第２、第３輪状マグネット１５，１６の内径面１５ａ，１６ａよりも内側に配設されている構成であり、また、
前記第１輪状マグネット８の厚さｔは、従来厚さの１／２とした構成である。
尚、従来厚さは、改良する前のステッピングモータに用いられている第１輪状マグネット８の厚さのことである。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によるハイブリッド型ステッピングモータは、ハイブリッド型の輪状ロータコアの各外面に輪状マグネットを設けることにより、トルク向上を計ることができ、ケーシングの外形を変えることなく、大トルク型のステッピングモータを得ることができる。
【符号の説明】
【００１７】
１    ケーシング
１ａ    内壁
２    ステータ巻線
３    輪状ステータ
４    回転軸
５    ロータ受け
６    第１輪状ロータコア
８    第１輪状マグネット
１０    ハイブリッド型ステッピングモータ
１１,１２    軸受
１４    第２輪状ロータコア
１５    第２輪状マグネット
１５ａ    内径面
１６    第３輪状マグネット
１６ａ    内径面
２０    第１段部
２１    第２段部
２２,２３    第１、第２空隙
ｔ    厚さ
【図１】
2017153278.tif 000003
【図２】
2017153278.tif 000004
【図３】
2017153278.tif 000005
【図４】
2017153278.tif 000006