CN100454728C

CN100454728C - 电动机

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Publication number: CN100454728C
Application number: CNB021433844A
Authority: CN
Inventors: 青岛力
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: US6897579B2; CN1411127A; KR100495352B1; KR20030027841A; MY130614A; US20030062801A1

Abstract

一种电动机，包括：在形成中空的圆盘形的同时、至少圆盘一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同磁极的磁体；内周面与前述磁体的外周面对置的第一线圈；外周面与前述磁体的内周面对置的第二线圈；与前述磁体的前述一侧的平面对置、由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成并被前述第一线圈激磁的第一磁极部；位于前述磁体的前述第一磁极部的相反侧且形成在与前述第一磁极部对置的位置上的第二磁极部；与前述磁体的前述一侧的平面对置、由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成并被前述第二线圈激磁的第三磁极部；位于前述磁体的前述第三磁极部的相反侧且形成于与前述第二磁极部对置的位置上的第四磁极部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种使转子的旋转轴方向薄型化的扁平电动机。

背景技术

作为适于小型电动机的已知有无刷型电动机。作为无刷型电动机，存在如图18所示类型的步进电动机。

该步进电动机，在两个线轴101上卷绕线圈105，两个线轴101固定在两个定子轭铁106上，并且在定子扼铁106上，定子齿106a和106b交替配置在线轴101的内周侧。在壳体103中固定与定子齿106a或106b成一体的定子轭铁106以构成定子102。在两组壳体103的一个中固定凸缘115和轴承108，在另一个壳体103中固定另一个轴承108。转子109由固定在转子轴110上的转子磁体111构成，转子轴110可旋转地支撑在两个轴承108之间。

然而，图18所示类型的电动机，由于在转子的旋转轴方向上配置有两个线轴，在转子的径向方向上于转子的外侧配置定子和线圈，所以为了不损害电动机的性能，限制了进一步的小型化。并且，通过向定子铁心105通电而产生的大多数磁通如图19所示从定子齿106a的端面106a1和定子齿106b的端面106b1之间通过，通过转子磁体111的磁通不多。

作为卤化银胶片照相机和数字相机的快门或光圈调节机构的驱动源采用电动机。当摄影光学系统短时，这些快门或光圈调节机构配置在摄影镜头的前后。若该快门或光圈调节机构本身在光轴方向上的结构短，则可以进一步缩短摄影的光学系统。

此外，存在装载于便携电话等小型仪器中的寻呼用的电动机。该寻呼用电动机，通过将质量相对于旋转中心不均衡的缺码安装在电动机的输出轴上，将电动机的旋转转换成振动。该寻呼用电动机随着砝码增大所产生的振动也增大。因而，当电动机的直径过小时，砝码的面积也减小，电动机可以产生的振动减小。

在此，在特开平7-213041号公报或特开2000-50601号公报等中提出了在转子旋转轴方向小型化的扁平电动机。

这些电动机表示在图20、图21中。由多个线圈301、302、303和圆盘形的磁体304构成，线圈呈如图所示的薄硬币形状，其轴与磁体的轴平行配置。圆盘形的磁体沿其圆盘的轴向磁化，磁体的磁化面和线圈轴以对置方式配置。通过向多个线圈301～303顺序通电产生磁通，使磁体304旋转。由于线圈301～303和磁体304同时形成得较薄，所以可缩小电动机旋转轴方向的尺寸。由于电动机是扁平的，所以即使电动机直径方向的尺寸不是很小也可以装到小型仪器中，可以确保砝码和电动机的直径方向的面积。

但是，对于特开平7-213041号公报或特开2000-50601号公报等提出的电动机，如图21所示，各线圈所产生地磁通不一定会有效的作用于磁体304上，相对于电动机整体尺寸的比例，转矩不算大。因此，特别是在装于小型仪器中的情况下，难以构成具有高转矩的电动机。

发明内容

本发明是在上述背景下提出的，其目的是提供一种在缩小电动机旋转轴方向的尺寸的同时，可以获得高转矩的电动机。

根据本发明的一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为中空的圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同的磁极；第一线圈，它的内周面与前述磁体的外周面对置；第二线圈，它的外周面与前述磁体的内周面对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第一线圈激磁；第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部与前述第一磁极部之间隔有前述磁体；第三磁极部，它与前述磁体的前述一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第二线圈激磁；第四磁极部，它形成在前述磁体的与前述第三磁极部相反的一侧且与前述第三磁极部对置的位置上，该第四磁极部与前述第三磁极部之间隔有前述磁体。

该第二磁极部和第四磁极部即使由一个构件构成一体也没有关系。

根据本发明的另一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为中空的圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同的磁极；第一线圈，它的内周面与前述磁体的外周面对置；第二线圈，它的外周面与前述磁体的内周面对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第一线圈激磁；第二磁极部，它与前述磁体的前述一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第二线圈激磁；第三磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部和第二磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部和第二磁极部对置的位置上，该第三磁极部与前述第一磁极部、第二磁极部之间隔有前述磁体。

上述第三磁极部可由圆盘状的定子构成。

根据本发明的另一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为中空圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面被轴向分割并被交替磁化成不同的磁极；线圈，它与前述磁体的内周面和外周面中任何一个对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并被前述线圈激磁；第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部与前述第一磁极部之间隔有前述磁体；定位部，当不向前述线圈通电时，该定位部将前述磁体的磁极中心保持在与连接前述第一磁极部的中心和前述磁体的旋转中心的直线相偏离的位置上。

该定位部优选由沿前述磁体的径向方向延伸的多个齿形成于与第一磁极部相同的平面上。

并且，若线圈配置在磁体的外周侧上，在磁体的内周上固定质量不均衡的配重，则可以作为寻呼用电动机。

并且，若线圈配置在磁体的外周侧，则磁体的形状可以不是中空的圆盘形。

根据本发明的另一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面被轴向分割并被交替磁化成不同的磁极；线圈，它与前述磁体的内周面和外周面中任何一个对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述线圈激磁；第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部和前述第一磁极部之间隔有前述磁体；定位部，它与前述磁体的前述平面对置，在前述第一磁极部的内周侧或外周侧以与前述第一磁极部的相位不同的相位形成。

根据本发明的另一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面被轴向分割并被交替磁化成不同的磁极；线圈，它与前述磁体的外周面对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述线圈激磁；第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部与前述第一磁极部之间隔有前述磁体；定位部，当不向前述线圈通电时，该定位部将前述磁体的磁极中心保持在与连接前述第一磁极部的中心和前述磁体的旋转中心的直线相偏离的位置上。

根据本发明的另一个方面，提供一种电动机，包括：磁体，它形成为圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面被轴向分割并被交替磁化成不同的磁极；线圈，它与前述磁体的外周面对置；第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述线圈激磁；第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部与前述第一磁极部之间隔有前述磁体；定位部，它与前述磁体的前述平面对置，并且在前述第一磁极部的内周侧以与前述第一磁极部的相位不同的相位形成。

通过采用以上的技术方案，可在不增加厚度的情况下，提高电动机的转矩。

本领域技术成员还可从下述本发明的优选实施例的说明中将看出除上面所讨论之外的其它目的和优点。在该说明书中，参照附图作出说明，但附图所表示的仅是本发明的一个例子，并非是本发明的各实施例的全部。因此，应参照说明书中的权利要求书来限定本发明的范围。

附图说明

图1是本发明一个实施形式的步进电动机的分解透视图。

图2A和2B是表示步进电动机组装好的状态下的轴向剖视图。

图3是用于说明图1所示步进电动机的磁体旋转动作的图示。

图4是用于说明图1所示步进电动机的磁体旋转动作的图示。

图5是用于说明图1所示步进电动机的磁体旋转动作的图示。

图6是用于说明图1所示步进电动机的磁体旋转动作的图示。

图7是作为本发明的另一个实施形式的步进电动机的分解透视图。

图8是作为本发明的又一个实施形式的步进电动机的分解透视图。

图9是作为本发明又一个实施形式的寻呼用电动机的分解透视图。

图10是图9所示的寻呼用电动机组装好的状态下的轴向剖视图。

图11是图9所示的寻呼用电动机的平面图。

图12是用于说明图9所示电动机的磁体的旋转动作的图示。

图13是用于说明图9所示电动机的磁体的旋转动作的图示。

图14是用于说明图9所示电动机的磁体的旋转动作的图示。

图15是用于说明图9所示电动机的磁体的旋转动作的图示。

图16是在图9所示的电动机磁体呈圆盘形的情况下的电动机组装好的状态的轴向剖视图。

图17是作为本发明的又一个实施例的寻呼用电动机的组装好的状态的轴向剖视图。

图18使现有的步进电动机的剖视图。

图19是表示从现有的步进电动机的定子流出的磁通的剖视图。

图20是表示现有的扁平电动机的透视图。

图21是表示从图20的电动机定子流出的磁通的剖视图。

具体实施方式

下面，根据图中所示的实施形式详细说明本发明。

图1～图6是表示作为本发明的一个实施形式的电动机的图示。图1是电动机的分解透视图，图2A是快门的组装完成状态下的轴向剖视图，图2B是图2A的主要部分的放大图，图3、图4、图5、图6是表示当转子旋转时的作为转子的磁体和定子的位置关系的图示。

在图1至图5中，1是构成转子的磁体，它被形成为中空的圆盘形(环形)，以圆的中心为旋转轴旋转地被保持。该磁体以旋转轴为法线具有对置的两个面1e、1f、内周面和外周面。与其对置的两个面1e、1f的至少一个被以旋转轴为中心沿圆周方向分割成多个，并将其交替磁化成不同磁极。如图3所示，在本实施形式中，磁体1的面1e被沿周向分割成10分，S极和N极交替磁化。磁体1的另一个面15也同样沿周向被分成10分，优选以与面1e相反的磁性磁化，但也可以以全部不磁化的方式构成。或者，仅使磁体1的面1f磁化，面1e以不磁化的方式构成。但是，面1e和1f两个面均被磁化，电动机的转矩较大。

该磁体1通过对塑料磁体射出成形而形成。进行射出成形的磁体在表面形成薄的树脂覆膜，因而与进行压力成形获得的磁体相比，不易生锈。因此，可以省略喷漆等防锈处理。进而，由射出成形获得的磁体不存在由压力成形获得的磁体中成为问题的磁粉附着现象。

在磁体1的材料中，采用Nd-Fe-B系稀土类磁粉和聚酰胺等热可塑性树脂粘结材料的混合物。与压力成形获得的磁体的弯曲强度为500Kgf/cm2相比，例如，采用聚酰胺树脂为粘结材料的射出成形所获得的磁体的弯曲强度为80OKgf/cm2。这样，由于通过射出成形形成的磁体具有较高的弯曲强度，所以可以制成壁厚更薄的磁体。若磁体的厚度减薄，则可以使夹住磁体的两个对置的定子的间隔更窄，可以减小定子之间的磁抗。因此，在向线圈通电的情况下，即使很小的磁动势便可以产生很大的磁通，可提高电动机的驱动力。

2是圆筒形的第一线圈，卷绕在由绝缘材料构成的第一线轴3上。第一线圈2，其中心位置与磁体1的中心位置相同，并且，第一线圈2的内周面以与磁体1的外周面对置的方式配置。并且，磁体1和第一线圈2在磁体1的旋转轴的方向上的长度大致相等。即，磁体1和第一线圈2配置在垂直于旋转轴的同一平面上，并且，在旋转轴方向上位于同一位置上。

4是圆筒形的第二线圈，卷绕在由绝缘材料构成的第二线轴5上。第二线圈4，其中心位置与磁体1的中心位置相同，并且，第二线圈4的外周面以与磁体1的内周面对置方式配置。并且，磁体1和线圈4在磁体1的旋转轴的方式上长度大致相等。即，磁体1和第二线圈4配置在垂直于旋转轴的同一平面上，并且，在旋转轴方向上位于同一位置上。

线轴5的凸缘保持磁体1的面1e和定子9的各磁极部的距离，以及，面1e和定子7的各磁极部的距离。

6是环，被固定在后面所述的第四定子10上，磁体1的内周面1a嵌入到外周的滑动面6a上。环6的凸缘6b保持磁体1的面1f和定子10的各磁极部的距离，以及，面1f和定子8的各磁极部的距离。

7是由软磁性材料构成的第一定子，具有由于向第一线圈2通电而被激磁的第一磁极部7a、7b、7c、7d、7e。该第一磁极部7a～7e离磁体1的面1e具有规定的间隙并与其对置，构成沿磁体1的径向延伸的梳齿形。该梳齿的数目，当磁体1分割的极数为“n”(在本实施例中n＝10)时，被设置为n/2。通过向第一线圈2通电，第一磁极部7a～7e全部以相同的极性激磁。

第一磁极部7a～7e被沿周向以720/n度的相等角度分割而成。通过这样构成第一磁极部，可以使电动机的厚度更薄。假设磁极部形成沿磁体1的旋转轴方向延伸的凹凸形状，则会使定子的厚度增加凹部和凸部的差分那样多。并且，通过如本实施形式那样形成沿磁体1的径向延伸的梳齿形，可以形成省去该差分厚度的定子。

8是由软磁性材料构成的第二定子，具有由于向第一线圈2通电而被激磁的第二磁极部8a、8b、8c、8d、8e。该第二磁极部8a～8e离磁体1的面1f具有规定的间隙并与其对置，构成沿磁体1的径向延伸的梳齿形。该梳齿的数目，当磁体1分割的极数为“n”(在本实施例中n＝10)时，被设置为n/2。

第二定子的第二磁极部8a～8e夹着磁体1，形成于与第一定子7的第一磁极部7a～7e对置的位置上。第一定子和第二定子，各自的磁极部在相反侧的位置、即在覆盖第一线圈2的外周的7f部和8f部中被磁性连接起来。即，第一线圈2、第一定子7和第二定子8构成磁回路。通过向第一线圈2通电，第二磁极部8a～8e全部以相同极性激磁。第二磁极部8a～8e以与第一磁极部7a～7e相反的极性激磁。

第二磁极部8a～8e也沿圆周方向被以720/n度的相等角度分割而形成。通过使第二磁极部也形成沿磁体1的径向延伸的梳齿形，与第一磁极部一样，电动机的厚度可以更薄。

9是由软磁性材料构成的第三定子，具有由于向第二线圈4通电而被激磁的第三磁极部9a、9b、9c、9d、9e。该第三磁极部9a～9e离磁体1的面1e具有规定的间隙并与其对置，构成沿磁体1的径向延伸的梳齿形。该梳齿的数目，当磁体1分割的极数为“n”(在本实施例中n＝10)时，被设置为n/2。通过向第二线圈4通电，第三磁极部9a～9e全部以相同的极性激磁。

第三磁极部9a～9e也沿圆周方向被以720/n度的相等角度分割而形成。通过使第三磁极部也形成沿磁体1的径向延伸的梳齿形，与第一磁极部一样，电动机的厚度可以更薄。

10是由软磁性材料构成的第四定子，具有由于向第二线圈4通电而被激磁的第四磁极部10a、10b、10c、10d、10e。该第四磁极部10a～10e离磁体1的面1f具有规定的间隙并与其对置，构成沿磁体1的径向延伸的梳齿形。该梳齿的数目，当磁体1分割的极数为“n”(在本实施例中n＝10)时，被设置为n/2。

第四定子的第四磁极部10a～10e夹着磁体1，形成于与第三定子9的第三磁极部9a～9e对置的位置上。第三定子和第四定子，各自的磁极部在相反侧的位置、即在覆盖第一线圈2的内周的9f部和10f部中被磁性连接起来。即，第二线圈4、第三定子9和第四定子10构成磁回路。通过向第二线圈4通电，第四磁极部10a～10e全部以相同极性激磁。第四磁极部10a～10e以与第三磁极部9a～9e相反的极性激磁。

第四磁极部10a～10e也沿圆周方向被以720/n度的相等角度分割而形成。通过使第四磁极部也形成沿磁体1的径向延伸的梳齿形，与第一磁极部一样，电动机的厚度可以更薄。

该电动机的转矩值，可以由通过使各磁极部激磁所产生的电磁力和从该电磁力作用的位置到磁体1的中心的距离的乘积表示。第一磁极部7a～7e与磁体1的面1e对置的位置比第三磁极部9a～9e与面1e对置的位置更靠外周侧。即，从电磁力作用的位置至磁体1的中心的距离，与第三磁极部相比第一磁极部的大。因而，为了使由第一磁极部产生的电动机转矩和由第三磁极部产生的电动机转矩相等，通过使第三磁极部激磁所产生的电磁力比通过使第一磁极部激磁所产生的电磁力大。因而，第三磁极部与磁体1的面1e对置的面积优选比第一磁极部与磁体1的面1e对置的面积大。若对该面积进行适当的调整，则由第一磁极部产生的电动机转矩和由第三磁极部产生的电动机转矩相等，可以构成定位性能良好步进电动机。

第一磁极部与磁体1的面1e对置的相位和第三磁极部与面1e对置的相位，当磁体1的分割极数为“n”时，呈180/n度，即，在本实施形式中为18度。

11是由非磁性材料构成的基座，固定第二定子8和第四定子10。该第二定子8和第四定子10被相互分离的固定，是非磁性连接。

如上所述，在本实施形态的电动机中，以保持规定间隙地夹在磁体1的磁化面1e和1f之间的方式设置第一磁极部7a～7e和第二磁极部8a～8e。通过向第一线圈2通电所产生的磁通横穿位于第一磁极部7a～7e和第二磁极部8a～8e之间。因此，磁通有效地作用于作为转子的磁体1上，转子的输出高，这样，对于第三磁极部9a～9e和第四磁极部10a～10e也一样。进而，如上所述，磁体1的旋转轴方向的长度、即磁体1的厚度非常薄，因而，第一磁极部7a～7e和第二磁极部8a～8e的间隔、或者第三磁极部9a～9e和第四磁极部10a～10e的间隔可以非常短。因此，由第一线圈2、第一磁极部7a～7e、以第二磁极部8a～8e构成的磁回路的磁抗可以很小。同样，由第二线圈4、第三磁极部9a～9e及第四磁极部10a～10e构成的磁回路的磁抗可以很小。因此，可以以较小的电流产生较多的磁通，可以实现转子的输出提高、耗电量低、电动机的小型化。

其次，参照图3～图6，说明在图1和图2中所说明的本实施形式的步进式电动机的操作。

图3表示向第一线圈2、第二线圈4通电，以第一定子7的第一磁极部7a～7e为N极、第二定子8的第二磁极部8a～8e为S极，第三磁极部9a～9e为S极、第四磁极部10a～10e为N极的方式激磁的状态。

从图3的状态起，在保持向第一线圈2通电的情况下，切换向第二线圈4的通电方向，当第三定子9的第三磁极部9a～9e为N极、第四定子10的第四磁极部10a～10e为S极时，磁体1向逆时针方向旋转18度，形成图4所示的状态。

其次，使向第一线圈2的通电反向，当第一定子7的第一磁极部7a～7e为S极、第二定子8的第二磁极部8a～8e为N极时，磁体1进一步向逆时针方向旋转18度，形成图5所示的状态。

其次，使向第二线圈4的通电反向，当第三定子9的第三磁极部9a～9e为S极，第四定子10的第四磁极部10a～10e为N极时，磁体1进一步向逆时针方向旋转18度，形成图6所示的状态。

之后，通过这样顺次切换向第一线圈2和第二线圈4的通电方向，磁体1向相应的通电相位的位置旋转。

另外，若在基座11的中心设置开口部，连接磁体1且使图中未示出的快门叶片开关，则可以形成控制基座11的开口部的收光量的快门装置。

图7是表示本发明的另一个实施形式的图，取消了基座，采用与图1的电动机的第二定子和第四定子由相同构件构成。15是由软磁性材料构成的第五定子，在圆盘上设置凹口，形成第二磁极部15a、15b、15c、15d、15e和第四磁极部15f、15g、15h、15i、15j。第二磁极部15a～15e和第四磁极部15f～15j也形成沿磁体1的径向延伸的梳齿形，与图1的第三定子、第四定子一样，电动机的厚度可以更薄。

第五定子的第二磁极部15a～15e之间夹装磁体1，形成于与第一定子7的第一磁极部7a～7e对置的位置上。第四磁极部15f～15j之间夹装磁体1，形成于与第三定子9的第三磁极部9a～9e对置的位置上。并且，第一定子7和第五定子15与磁极部在反向侧的位置，即覆盖第1线圈2的外径的7f部和15k部磁连接。还有，第三定子9和第五定子15在与磁极部相反位置，即覆盖第二线圈4的内径的9f部和15m部磁连接。

为了使第五定子15的第二磁极部15a～15e和第四磁极部15f～15j之间磁通的往来较少，第二磁极部15a～15e和第四磁极部15f～15j之间的连接部形成尽可能细长的形状，其间的磁抗大。

若采用图7所示的电动机，由于不需要在图1的电动机中使用的基座11，所以可以构成更薄的步进式电动机。并且，第二磁极部和第四磁极部形成一体，由于在组装时相位不相互错开，所以易于组装。

图8是表示本发明又一实施形式的图示，取消了基座11，采用与图1的电动机的第二定子和第四定子相同的构件形成。进而，与图7的电动机不同，第二磁极部和第四磁极部不构成沿径向延伸的梳齿形，而且构成简单的圆盘形的定子。16是由软性材料构成的第6定子。

第一定子7的第一磁极部7a～7e构成梳齿形。从第一磁极部7a～7e流出的磁通，从第一磁极部7a～7e和将第一磁极部7a～7e的形状投影到第六定子16的平板上的位置之间通过。因而，与第一磁极部7a～7e对置的第六定子16的形状即使为简单的平板状也没有问题。

同样，第三定子9的第三磁极部9a～9e构成梳齿形。从第三磁极部9a～9e流出的磁通，从第三磁极部9a～9e和将第三磁极部9a～9e的形状投影到第六定子16的平板的位置之间通过。因而，与第三磁极部9a～9e对置的第六定子16的形状即使为简单的平板形也没有问题。

但是，由于包含第一线圈2的磁回路、包含第二线圈4的磁回路相互磁连接起来，相互受到磁回路的影响，因而，比图1～7所示的电动机的定位精度略差，但是，可以使形状比图1～7所示的电动机的形状更为简单化，可以构成容易制造的电动机。

图9～图15是表示本发明的另一个实施例的电动机。图9是电动机的分解透视图，图10是在电动机组装好的状态下的旋转轴方向的剖视图，图11是后面所述的第一定子的平面图，图12、图13、图14、图15是表示在磁体旋转时的磁体和定子的位置关系的图示。

在从图9至图15中，21是作为转子的磁体，与图1～图8中所示的磁体1具有相同的结构。

22是圆筒形的线圈，卷绕在有绝缘材料构成的线轴上。线圈22，其中心位置与磁体21的中心位置相同，并且，线圈22的内周面以与磁体21的外周面对置的方式配置。并且，磁体21和线圈22在磁体21的旋转轴的方向上的长度大致相等。即，磁体21和线圈22配置在垂直于旋转轴的同一平面上，并且，在旋转轴方向上位于相同位置上。

23是由软磁性材料构成的第一定子，具有通过向线圈22通电而被激磁的第一磁极部23a、23b、23c、23d、23e。该第一磁极部23a～23e具有规定间隙地与磁体21的面21e对置，构成沿磁体21的径向延伸的梳齿形。该梳齿的数目，当磁体21的分割极数为“n”(在本实施例中n＝10)时，设置为n/2。通过向线圈通电，第一磁极部23a～23e全部以相同的磁极激磁。

第一磁极部23a～23e在圆周方向上被分割成720/n度的等角度而形成。通过这样构成第一磁极部，电动机的厚度可以更薄。假设磁极部形成沿磁体21的旋转轴方向延伸的凹凸形状，则定子的厚度将增加凹部和凸部的差部分那么厚。但是，如本实施例那样，通过形成磁体21的径向延伸的梳齿形，可以形成省去其差部分的厚度的定子。

并且，如图11所示，在第一定子23中，作为第一磁极部23a～23e的内周侧，在与第一磁极部相同的平面上的位置中形成定位用定子部23g、23h、23i、23j、23k。该定位用定子部23g～23k，与第一磁极部连接形成一体。连接第一磁极部23a～23e的圆的中心、和连接定位用定子部23g～23k的圆的中心一致。

该定位用定子部23g～23k，以各磁极部的中心位置相对于第一磁极部23a～23e的各磁极部的中心位置相位错开的方式配置，具有规定间隙地与磁体21的面21e对置。该定位用定子部23g～23k也由沿磁体21的径向延伸的梳齿形的齿构成，该延伸的梳齿数，当磁体1的分割极数为“n”，(在本实施形式中n＝10)时，设置为n/2。

该定位用定子部23g～23k也与第一磁极部23a～23e一样，沿圆周方向分割成720/n度的等角度而形成。

24是由软磁性材料构成的第二定子，具有通过向线圈22通电而激磁的第二磁极部24a、24b、24c、24d、24e。该第二磁极部24a～24e具有规定间隙地与磁体21的面21f对置，构成沿磁体21的径向延伸的梳齿形。第二定子4，除了在中心部设置定缝销钉24m以外，其它与第一定子23具有相同的形状。夹着磁体21的第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e以相同的相位对置配置。

如图10所示，第一定子23和第二定子24其磁极部在反向侧的位置、即覆盖线圈22的外周的位置上连接起来，由线圈22、第一定子23、第二定子24构成磁回路。

第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e，利用固定在磁体21上的砝码25的轴承部25a，以具有规定间隙地加在磁体21的磁化面21e及21f之间的方式设置。通过向线圈22通电产生的磁通，横穿位于第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e之间的磁体21。因而，磁通有效地作用于作为转子的磁体21上，转子的输出高。进而，磁体21由于可以按照前述方式在磁体21的旋转轴方向的长度、即磁体21的厚度方向上构成得非常薄，所以第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e的磁极部的间隔可以非常短。因此，由线圈22和第一磁极部23a～23e及第二磁极部24a～24e构成的磁回路的磁抗可以很小。因此，可以以较小的电流产生较多的磁通，实现转子的输出提高、耗电量低、及线圈的小型化。

25是砝码，配有与第二定子24的定缝销钉24m可旋转地配合的轴承部25a。砝码25的外周部25b和磁体21的内周部21g固定连接，磁体21以定缝销钉24m为中心与砝码25成一体地旋转。

该砝码25以轴承部25a为中心按照质量不均衡的方式形成，通过与磁体21一起旋转而产生振动。并且，中空圆盘形的磁体21和砝码25被第一定子23和第二定子24覆盖，防止在砝码25的旋转起动中有其它构件进入。进而，由于砝码25配置在中空圆盘形的磁体21的内周，所以不会由于设置祛码25而使电动机的外形尺寸扩大。

如图9和图11所示，第一磁极部23a～23e和定位用定子部23g～23m一对一地连接在一起，但是，连接部形成得非常细。该形成得很细的连接部的磁抗非常高，因而当向线圈22通电时，虽然第一磁极部23a～23e全部以相同的极性激磁，但是定位用定子部23g～23k几乎不激磁。除定缝销钉24m之外的形状也与第二定子4相同。但是，第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e被以相反的极性激磁。因而，当向线圈2通电时，借助第一磁极部和第二磁极部之间产生的磁通，磁体21旋转到与第一磁极部23a～23e的各个中心部和磁体1的磁极中心对置的位置上。

现在，利用图12说明当不向线圈22通电时磁体21的旋转位置。Q1表示第一磁极部23a的中心部，Q3表示磁体21的旋转中心、即轴承部25a的中心。另外，如上所述，第一磁极部23a～23e的各个磁极和第二磁极部24a～24e的各个磁极相互对置。

当不向线圈22通电时，利用作用在磁体21的面21e和第一磁极部23a～23e、定位用定子部23g～23k之间的吸引力，和作用在磁体21的面21f和第二磁极部24a～24e、定位用定子部24g～24k之间的吸引力，磁体21的磁极中心部Q2保持在与连接第一定子23的磁极部中心Q1和磁体21的旋转中心Q3的直线相偏离的位置上。更具体地说，磁体21的磁极中心部Q2保持在向连接到第一磁极部23a上的定位用定子部23g旋转了的位置上。

当在该状态下对线圈22进行通电时，在第一磁极部23a～23e、第二磁极部24a～24e中，由于与定位用定子部23g～23k、24g～24k比较产生了非常强的磁通，所以磁体21旋转至磁体21的磁极中心部Q2与第一磁极部23a～23e的中心部对置的位置处。

假设没有定位用定子部，则从向线圈22通电之前，磁体保持在磁体1的磁极中心部Q2与第一磁极部23a～23e的中心部对置的旋转位置上。即使从该状态对线圈22进行通电，在磁体21中形成或者作用有吸引对置磁极的强保持力，或者从对置磁极的两个相部磁极作用大体均匀的吸引力的任意一种状态，不能平稳的旋转起动。

下面，利用图12～图15说明根据本实施形式的电动机的旋转操作。

从图12的状态向线圈22进行通电，当第一磁极部23a～23e被激磁为N极、第二磁极部24a～24e被激磁为S极时，利用横穿第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e之间的磁通，磁体21开始向顺时针方向旋转。而且，几乎与形成图13所示的状态同时，切断对线圈22的通电。这时，磁体21利用磁体21和砝码25的惯性进一步向顺时针方向旋转。这时，如图14所示，磁体21的磁极中心部位于比与第一磁极部23a～23e和第二磁极部24a～24e的中心部对置的位置更靠顺时针方向的位置。当在这种状态下时，首先向线圈22进行反向通电，当第一磁极部23a～23e被激磁为S极，第二磁极部24a～24e被激磁为N极时，磁体21以图15所示的状态进一步朝顺时针方向旋转。

之后，通过切换向线圈22的通电，作为转子的磁体21向相应于通电相位的位置旋转。

在图9的电动机中，第二定子24的磁极部与第一磁极部23a～23e一样构成沿径向延伸的梳齿形，但是，若与第一磁极部23a～23e对置，则也可以构成简单的平板形。当第二定子24构成简单的平板形时，由线圈22产生的磁通从定子23的梳齿形的第一磁极部23a～23e、和将该第一磁极部23a～23e的形状投影到第二定子24的平面上的位置之间通过。另外，这时，将第一磁极部23a～23e的形状投影到第二定子24的平面上的位置，被以与第一磁极部23a～23e相反的极性激磁，第一定位用定子部的形状投影到第二定子部上的位置几乎不被激磁。

并且，定位用定子部的构成方法并不限于上述实施形式。例如，若在第二定子24中切口形成第一定位用定子部对置的位置并设置空隙，则第一磁极部23a～23e和定位用定子部23g～23k的连接部不必为很细的形状。这是因为，由于在定位用定子部23g～23k中不存在在对置位置上由软磁性材料构成的构件，所以定位用定子部23g～23k难以被激磁。

另外，为了使电动机的旋转轴方向的厚度较薄，定位用定子部配置在第一磁极部23a～23e或者第二磁极部24a～24的径向上，优选形成该定位用定子部在转子的旋转方向中不会从第一磁极部或第二磁极部露出的结构。

并且，在本实施形式中，对寻呼用电动机进行了说明，但是，不用说，也可以不在磁体21的内周部上设置砝码25、单独利用步进式电动机。若采用不设置砝码25的步进式电动机，则磁体21不必为中空的圆盘形，也可以采用简单的圆盘形。这种情况下的电动机的旋转轴方向的剖视图如图16所示。

图16所示的电动机，与图10所示的电动机的不同之处在于没有砝码，磁体31为非中空的圆盘形。磁体31对置的两个面31e、31f的至少一方被以旋转轴为中心沿圆周方向分割成多个，不同的磁极交替磁化。磁体31另一侧的面31f也同样被沿周向分割，优选以与面31e相反的极性磁化，单也可以采用全部不磁化的状态。在磁体31的中央部形成轴承部31a，嵌入第二定子24的定缝销钉24m中。

并且，若在磁体的内部不设置砝码，则线圈也可以以不位于磁体的外周面上，而与磁体的内周面对置的方式配置。在图17中，表示在线圈配置在磁体的内周侧上的电动机的组装好的状态下的旋转轴方向的剖视图。以与图9所示的电动机不同结构为中心，说明该电动机。

32是卷绕在由绝缘材料构成的线轴35上的圆筒状的线圈，该线圈32的外周面与磁体21的内周面对置。33是由软磁性材料构成的第一定子，与图9所示的第一定子22相同，当磁体21的分割磁极数为“n”时，具有n/2个第一磁极部。这些第一磁极部具有规定间隙地与磁体21的面21e对置，构成沿磁体21的径向延伸的梳齿形。

并且，在第一定子33中，在第一磁极部的外周侧，n/2个定位用定子部与第一磁极部形成一体。该定位用定子部也形成沿磁体21的径向延伸的梳齿形的齿。

第一定子33和第二定子34在线圈32的内周侧连接起来。在线轴35上形成凸缘35a，利用该凸缘35a，在磁体21和第二定子34之间保持间隙。并且，在线轴35a的外周上配置环36，利用该环36的凸缘36a，在磁体21和第一定子33之间保持间隙。

采用这种结构，由于在电动机的中央部不必配置构件，所以可以构成环形的电动机。

Claims

1.一种电动机，包括：

磁体，它形成为中空的圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同的磁极；

第一线圈，它的内周面与前述磁体的外周面对置；

第二线圈，它的外周面与前述磁体的内周面对置；

第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第一线圈激磁；

第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部与前述第一磁极部之间隔有前述磁体；

第三磁极部，它与前述磁体的前述一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第二线圈激磁；

第四磁极部，它形成在前述磁体的与前述第三磁极部相反的一侧且与前述第三磁极部对置的位置上，该第四磁极部与前述第三磁极部之间隔有前述磁体。

2.如权利要求1所述的电动机，

前述第二磁极部和前述第四磁极部由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成。

3.如权利要求1所述的电动机，

前述第三磁极部形成于前述第一磁极部的内周侧，前述第四磁极部形成于前述第二磁极部的内周侧。

4.如权利要求2所述的电动机，

前述第二磁极部和前述第四磁极部由连接成一体的一个构件构成。

5.一种电动机，包括：

第一线圈，它的内周面与前述磁体的外周面对置；

第二线圈，它的外周面与前述磁体的内周面对置；

第一磁极部，它与前述磁体的前述一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第一线圈激磁；

第二磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述第二线圈激磁；

第三磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部和第二磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部和第二磁极部对置的位置上，该第三磁极部与前述第一磁极部、第二磁极部之间隔有前述磁体。

6.一种电动机，包括：

磁体，它形成为中空圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同的磁极；

线圈，它与前述磁体的内周面和外周面中任何一个对置；

第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并被前述线圈激磁；

定位部，当不向前述线圈通电时，该定位部将前述磁体的磁极中心保持在与连接前述第一磁极部的中心和前述磁体的旋转中心的直线相偏离的位置上。

7.如权利要求6所述的电动机，

前述定位部在与前述第一磁极部相同的平面上由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成。

8.如权利要求7所述的电动机，

若前述线圈与前述磁体的外周面对置，则前述定位部形成于前述第一磁极部的内周侧，若前述线圈与前述磁体的内周面对置，则前述定位部形成于前述第一磁极部的外周侧。

9.如权利要求7所述的电动机，

前述定位部连接到前述第一磁极部上。

10.如权利要求6所述的电动机，前述线圈与前述磁体的外周面对置，前述磁体在内周部固定有质量不均衡的配重。

11.一种电动机，包括：

线圈，它与前述磁体的内周面和外周面中任何一个对置；

第一磁极部，它与前述磁体的一侧的平面对置，由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成，并且被前述线圈激磁；

第二磁极部，它形成在前述磁体的与前述第一磁极部相反的一侧且与前述第一磁极部对置的位置上，该第二磁极部和前述第一磁极部之间隔有前述磁体；

定位部，它与前述磁体的前述平面对置，在前述第一磁极部的内周侧或外周侧以与前述第一磁极部的相位不同的相位形成。

12.如权利要求11所述的电动机，前述定位部在与前述第一磁极部相同的平面上由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成。

13.如权利要求12所述的电动机，

若前述线圈与前述磁体的外周面对置，则前述定位部形成于前述第一磁极部的内周侧，若前述线圈与前述磁体的内周面对置，则前述定位部形成于前述第一磁体的外周侧。

14.如权利要求11所述的电动机，前述线圈与前述磁体的外周面对置，前述磁体在内周部固定有质量不均衡的配重。

15.一种电动机，包括：

磁体，它形成为圆盘形，同时，至少圆盘的一侧的平面沿周向被分割并被交替磁化成不同的磁极；

线圈，它与前述磁体的外周面对置；

16.如权利要求15所述的电动机，

17.一种电动机，包括：

线圈，它与前述磁体的外周面对置；

定位部，它与前述磁体的前述平面对置，并且在前述第一磁极部的内周侧以与前述第一磁极部的相位不同的相位形成。

18.如权利要求17所述的电动机，前述定位部在与前述第一磁极部相同的平面上由沿前述磁体的径向延伸的多个齿形成。