CN100477455C

CN100477455C - 电动机

Info

Publication number: CN100477455C
Application number: CNB2004100036832A
Authority: CN
Inventors: 水牧雅夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: TWI232019B; US7164215B2; TW200419876A; KR20040072041A; US20040212274A1; EP1445851A2; JP4298311B2; CN1521921A; EP1445851A3; EP1445851B1; JP2004242453A; KR100550140B1; MY136315A

Abstract

本发明电动机，具有转子轴(7)、第1线圈(2)、第1外侧磁极部(1a)、第2线圈(4)、第2外侧磁极部(1b)；该转子轴(7)固定于磁体(6)的内径部；该第1线圈(2)在该转子轴的轴向上邻接于磁体地配置；该第1外侧磁极部(1a)由该第1线圈励磁，插入到第1线圈的内周侧，而且相对磁体的外周面具有规定的间隙，与该外周面的规定的角度范围内相对；该第2线圈(4)在转子轴的轴向上邻接于磁体，同时，配置到与第1线圈大体相同的平面上；该第2外侧磁极部(1b)由该第2线圈励磁，插入到第2线圈的内周侧，而且与第1外侧磁极部相对磁体的磁化部错开(180/N)度相位，同时，相对磁体的外周面具有规定的间隙，与该外周面的规定角度范围相对。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种适合于构成为小型的圆筒形状的电动机。

背景技术

图7A为示出已有步进电动机的一构成例的模式纵断面图，图7B为示意地示出从图7A的步进电动机的定子流出的磁通的状态的模式局部断面图。

在图7A中，定子线圈105卷绕成同心状的绕线管101在轴向上并列地配置2个，该2个绕线管101分别夹持固定于不同的定子轭铁106。在各定子轭铁106的内径面上沿绕线管101的内径面形成沿圆周方向交替地配置的定子齿106a和106b。与定子齿106a或106b成一体的定子轭铁106分别固定于2个壳体103。这样，构成与励磁用的2个定子线圈105分别对应的2个定子102。

在2个壳体103的一方上固定法兰115和轴承108，在另一方的壳体103上固定另一轴承108。转子109由固定于转子轴110的转子磁体111构成，该转子磁体111与各定子102的定子轭铁106形成放射状的空隙部。定子轴110由2个轴承108可旋转地支承。

在上述已有的小型步进电动机中，在转子109的外周上同心地配置壳体103，绕线管101、定子线圈105、及定子轭铁106，所以，存在电动机的外形尺寸变大的问题。另外，由对定子线圈105的通电产生的磁通如图7B所示那样主要通过定子齿106a的端面106a1和定子齿106b的端面106b1，所以，存在不能有效地作用于转子磁体111、电动机输出增大的问题。

以解决这样的问题为目的，本申请的申请人提出了公开于日本特开平9-331666号的构成的电动机。该方案的电动机形成将圆筒形状的永久磁铁在周向上等分割地交替磁化成不同的极的转子(转子磁体)，在该转子的轴向(电动机的轴向)依次配置第1线圈、转子、第2线圈，使由第1线圈励磁的第1外侧磁极部和第1内侧磁极部与该转子的轴向的一方侧的外周面和内周面相对，使由第2线圈励磁的第2外侧磁极部和第2内侧磁极部与该转子的轴向的另一方侧的外周面和内周面相对，作为转子轴的旋转轴从圆筒形的永久磁铁(磁体)伸出。

如为这样的构成的电动机，则可形成输出高、电动机的外形尺寸小的电动机。另外，通过减薄磁体，可缩小第1外侧磁极部与第1内侧磁极部之间的距离和第2外侧磁极部与第2内侧磁极部间的距离，这样，可减小磁路的磁阻，即使在第1线圈和第2线圈中流动的电流少，也可产生较多的磁通，维持高的输出。

图8为示出上述构成的电动机的示意纵断面图。

在该图中，符号201为磁体，符号202为第1线圈，符号203为第2线圈，符号204为第1定子，具有第1外侧磁极部204a、204b和第1内侧磁极部204c、204d。符号205为第2定子，具有第2外侧磁极部205a、205b和第2内侧磁极部205c、205d。符号206为固定磁体201、与该磁体201一体旋转的输出轴，可旋转地支承于第1定子204和第2定子205的轴承部204e、205e上。符号207为保持第1定子204与第2定子205的连接圈。

另外，本申请的申请人进一步改良了上述电动机，并在日本特开平10-229670中提出，其中，由圆筒形构成内侧磁极，由软磁性材料构成插入到该内侧磁极的内径部的输出轴，另外，由非磁性材料构成安装于定子、可旋转地保持该输出轴的轴承。

按照该方案，输出轴也可用作磁路，所以，提高了电动机的输出。另外，此时的定子与输出轴的由磁产生的吸附可通过由非磁性材料构成轴承来防止。

然而，上述日本特开平9-331666号或特开平10-229670等所记载的类型的电动机与图7A所示已有的步进电动机同样存在轴向的长度长的缺点。

另外，在记载于图7A和7B和图8记载的类型的电动机的场合，由对第1线圈的通电产生的磁通作用于磁体的位置与由对第2线圈的通电产生的磁通作用于磁体的位置在该磁体的轴向上错开。为此，当在与轴平行的方向的位置(在图8中为204侧的位置和205侧的位置)磁体存在磁化不均时，可能使该磁体的旋转停止位置的精度变差。

因此，为了解决这样的问题，本申请的申请人提出记载于日本专利申请2001-206302号公报的电动机，其中，设有转子、第1外侧磁极部、第1内侧磁极部、第2外侧磁极部、及第2内侧磁极部，在以上述磁体部为中心的同一圆周上配置第1和第2外侧磁极部；该转子具有在周向上分割并交替地磁化为不同的极的圆筒形状的磁体部；该第1外侧磁极部由第1线圈励磁，与上述磁体部的外周面的第1规定的角度范围内相对；该第1内侧磁极部由第1线圈励磁，与上述磁体部的内周面相对；该第2外侧磁极部由第2线圈励磁，与上述磁体部的外周面的第2规定的角度范围内相对；该第2内侧磁极部由第2线圈励磁，与上述磁体部的内周面相对。

然而，由上述专利文献提出的方案在磁体的内径和与其相对的内侧磁极之间需要规定的间隔，对其进行制造时的管理导致成本提高。

另外，即使作为定子的形状，也需要圆筒形状的内侧磁极部和外侧磁极部，将其一体地构成在零件制造上存在困难。另外，在另成一体地对其进行制造后将其组装成一体的场合，部件数量增多，导致成本增大。

发明内容

本发明就是考虑到上述问题而作出的，其目的在于提供一种小型而且轴向长度短、低成本高输出的电动机。

为了达到上述至少1个目的，在本发明一实施例的电动机中，具有磁体、转子轴、第1线圈、第1外侧磁极部、第2线圈、第2外侧磁极部；该磁体为圆筒状，在周向上被分成N份、并被交替磁化为不同的极；该转子轴固定于上述磁体的内径部，由软磁性材料构成；该第1线圈与上述转子轴相邻接、且在上述转子轴的轴向上与上述磁体相邻接地配置；该第1外侧磁极部由上述第1线圈励磁，插入到上述第1线圈的内周侧，而且以相对上述磁体的外周面具有规定的间隙、并与该外周面在规定的角度范围内相对的方式被配置；该第2线圈与上述转子轴相邻接、且在上述转子轴的轴向上与上述磁体邻接，同时，配置到与上述第1线圈大致相同的平面上；该第2外侧磁极部由上述第2线圈励磁，插入到上述第2线圈的内周侧，而且被配置成与上述第1外侧磁极部相对于上述磁体的磁化部错开180/N度相位，同时，与上述磁体的周向方向上规定角度范围内的外周面留有间隙地相对；在此，上述转子轴由利用第1线圈励磁的第1内侧磁极部和利用第2线圈励磁的第2内侧磁极部形成。

本发明的其它目的和特征从以下的说明书和附图中得到明确。

附图说明

图1为本发明一实施形式的电动机的分解透视图。

图2为与图1的电动机的转子轴方向平行的面的断面图。

图3为示出图1的电动机的磁体与转子的相位关系的俯视图。

图4为从图3的状态切换线圈通电、使磁体旋转30度的状态的俯视图。

图5为从图3的状态切换线圈通电、使磁体进一步旋转30度的状态的俯视图。

图6为从图3的状态切换线圈通电、使磁体进一步旋转30度的状态的俯视图。

图7A为示出已有步进电动机的一构成例的模式纵断面图。

图7B为示意地示出在图7A的步进电动机中由通电产生的磁通的图。

图8为示出已有的圆筒形的步进电动机的另一构造例的示意纵断面图。

具体实施方式

下面，说明本发明的一实施例。

图1和图2为示出本发明的一实施形式的电动机的图，详细地说，图1为电动机的分解透视图，图2为通过线圈和转子轴、与轴向平行的面的断面图。

在这些图中，符号1为由软磁性材料构成的定子，具有第1外侧磁极部1a、第2外侧磁极部1b、分别连接第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的一端的平板部1c，及安装后述的轴承10的轴承安装部1d。另外，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b形成为在与后述的转子轴7平行的方向延伸的梳齿状。

本实施形式的定子1与前面的日本特开平9-331666号记载的定子不同，如图所示那样，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b一体地构成。为此，第1外侧磁极部1a与第2外侧磁极部1b的相互误差小，可将组装导致的电动机的性能的偏差抑制到最小限度。

符号2为卷绕导线形成的第1线圈，符号3为卷绕第1线圈2的第1绕线管，第1线圈2在固定于第1绕线管3上的状态下将第1外侧磁极部1a配置到其内周地固定。通过向第1线圈2通电，从而对第1外侧磁极部1a进行励磁。符号4为卷绕导线而形成的第2线圈，符号5为卷绕第2线圈4的第2绕线管，第2线圈4在固定于第2绕线管上的状态下将第2外侧磁极部1b配置到其内周地固定。通过向第2线圈4通电，从而对第2外侧磁极部1b进行励磁。

第1线圈2和第2线圈4与定子1的平板部1c的平面相邻接地配置，所以，可缩短电动机的轴向的长度。

符号6为由永久磁铁构成的圆筒形的磁体(也包含薄形环状在内的磁环)，该磁体6将外周表面沿周向进行多分割，即，磁化极数为N地(在本实施形式中为6分割，即N＝6)交替磁化S极、N极。由通过注射模塑成形等成形的塑料磁性材料构成该磁体6，从而可使圆筒形状的径向的厚度非常薄。另外，该磁体6的内周面为以下任一种情形，即，具有与外周面相比较弱的磁化分布，或完全没有磁化，或为与外周面相反的极，即在外周面为S极的场合，该范围的内周面磁化为N极。

符号7为由软磁性材料构成的转子轴，该转子轴7的第1圆柱7a的外周面与磁体6的内周面6a由粘接或压入等紧密固定。此时，磁体6的轴向一端部与第1圆柱7a的上面成为同一面地被固定(参照图2)。在转子轴7上形成输出轴部7c和保持轴部7d，由后述的轴承9、10可旋转地保持。此时，转子轴7的第2圆柱7b如图2所示那样邻接地配置于第1线圈2和第2线圈4间。

第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b具有规定间隙地与磁体6的外周面相对配置。在第1圆柱7a的与第1外侧磁极部1a相对的部分和在第2圆柱7b的与第1线圈2的外周邻接的部分形成第1内侧磁极部。同样，由第1圆柱7a的与第2外侧磁极部1b相对的部分和第2圆柱7b的与第2线圈4的外周相邻接的部分形成第2内侧磁极部。

然后，通过在第1线圈2通电，对第1外侧磁极部1a和第1内侧磁极部励磁，在其磁极间产生横过磁体6的磁通，有效地作用于该磁体6。此时，第1外侧磁极部1a和第1内侧磁极部分别被励磁为相反的极。同样，通过对第2线圈4通电，对第2外侧磁极部1b和第2内侧磁极部进行励磁，在其磁极间产生横过磁体6的磁通，有效地作用于该磁体6。此时，第2外侧磁极部1b和第2内侧磁极部分别被励磁为相反的极。

磁体6由于如上述那样由通过注射成形等成形的圆筒形状的塑料磁性材料构成，所以，可使圆筒形的径向厚度非常薄，同时，没有必要在与磁体6的内周面相对地构成内侧磁极部的第1圆柱7a与该磁体6的内周面之间设置空隙。为此，可使第1外侧磁极部1a与第1圆柱7a的距离和第2外侧磁极部1b与第1圆柱7a的距离非常小。因此，可减小由第1线圈2、第1外侧磁极部1a及第1内侧磁极部形成的磁路和由第2线圈4、第2外侧磁极部1b及第2内侧磁极部形成的磁路的磁阻，可提高电动机的输出。

另外，如图2所示，磁体6的内径部由转子轴7充填，所以，与日本特开平9-331666号提出的方案相比，磁体的机械强度大，转子轴7起到减小在磁体6的内径部出现的S极、N极之间的磁阻的所谓的瓦卡镍铬电热线合金的作用，所以，通过将磁路的磁导率设定得较高，即使在高温环境下使用，由退磁导致的磁劣化也较少。

另外，在特开平9-331666号提出的方案中，除了需要以良好精度保持磁体的外径部与外侧磁极部的间隙地组装之外，需要相对于磁体设置规定的间隙地配置处于与磁体的内径部相向的位置的内侧磁极部，在部件精度的偏差和组装精度较差的场合，不能确保该间隙，产生内侧磁极部接触于磁体等不良现象的可能性高，而在本实施形式中，仅管理上述磁体6的外径部侧的间隙即可，所以，组装容易。

另外，在日本特开平9-331666号中，内侧磁极部必须不接触于连接磁体和输出轴的部分地构成，这样，不能使内侧磁极部与磁体相对的轴向的长度足够长，但在本实施形式中，由于将输出轴兼作内侧磁极部，所以，可确保内侧磁极部与上述磁体6相对的轴向长度足够大，这样，可有效地利用第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b与磁体6，可提高电动机的输出。

另外，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b构成为沿平行于电动机轴的方向延伸的梳齿状，所以，可将电动机的最外径(参照后述的图3的L1)抑制到最小限度。例如，当由朝磁体的径向延伸的轭铁板构成例如外侧磁极部时，需要将该磁体平面地展开，同时，朝径向卷绕线圈，即使轴向长度短，电动机的最外径也变得较大。而本实施形式的电动机的最外径(L1)在磁体6由第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的厚度及第1线圈2和第2线圈4的绕组宽度决定。

另外，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b由于为沿平行于电动机轴的方向延伸的梳齿状，所以，可从一方向(从图1的上方向朝下方向)组装由第1线圈2、第2线圈4、及磁体5和转子轴7构成的转子，组装作业性良好。

符号8为罩，将配合孔8b配合到设于定子1的第1外侧磁极部1a的前端的凸起1e，将配合孔8c配合到设于第2外侧磁极部1b前端的凸起1f，从而被定位，在第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的前端接触于罩8的背面的状态下固定于定子1上。另外，符号8a为轴承安装部，在这里，由敛缝和粘接等固定轴承9，在轴承9配合转子轴7的保持轴部7d，转子轴7被旋转保持。

用敛缝或粘接等固定于轴承9和定子1的轴承安装部1d的轴承10在将罩8固定于定子1上的状态下，对转子轴7进行旋转配合保持，同时，将转子轴7的轴向的移动限制在规定范围内。在该状态下，固定于转子轴7上的磁体6如图2所示那样，其外周面与第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b具有规定的间隙，同时，轴向一端与罩8的背面保持规定的间隙，而且，轴向的另一端与卷绕第1线圈2的第1绕线管3和卷绕第2线圈4的绕线管4保持规定间隙。因此，磁体6在轴向与第1线圈2和第2线圈4相邻地配置，这些第1线圈2和第2线圈4在与轴向垂直的平面中相邻，所以，可形成轴向的长度短的电动机。

图3为示出磁体6与定子1的位置关系的上面图。

如图3所示，磁体6将其外周表面和内周表面在周向均匀地进行多分割(在本实施形式中为6分割)，形成交替磁化为S极、N极的磁化部。当外周表面为S极时，内周表面成为N极，外周表面为N极时，内周表面成为S极。

下面，说明磁体6与外侧磁极部1a、1b的位置关系。

第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b在将磁体6的旋转中心作为基准时配置到错开θ度相位的位置。在这里，θ度为(180度-180度/N)(N＝磁化分割数)。在本实施形式中，由于N＝6，θ度为150度。这样，通过使得θ度＝(180度-180度/N)，从而可将图中的L2的尺寸设定得非常小型。即，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b可相对磁体6的磁化相位偏移(180/N)度即在本实施形式中偏移30度相位地配置，当由数学式表示以第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的磁体6的旋转中心为基准的角度θ时，则成为(B×360/N-180/N)。B为N以下的正整数。因此，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的以磁体6的旋转中心为基准的角度θ可为30度、90度、150度、210度、270度、330度中的哪一个都可以。然而，其中，关于30度和330度，第1线圈2、第2线圈4的配置困难，另外，关于90度、270度，磁体6作用的磁力和电磁力的位置不平衡，易于在该磁体6的旋转中产生振动，或不能减小L2的尺寸。为了减小L2的尺寸，可设为B＝N/2的关系即B＝3，θ度可设定为(180度-180度/N)，即上述的150度。此时，磁体6作用的磁力和电磁力的位置成为接近于左右对称的状态，振动的发生可被抑制到最小限度。

另外，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的与磁体6的外周面相对的角度范围最好分别设定在360度/N(N＝磁化分割数)的角度范围内，在本实施形式中，由于N＝6，所以，可设定在60度以内，实际上从大小和转矩的平衡考虑设定为45度。

按照上述构成，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b在同一磁体6的与轴向垂直的方向的同一面中在偏移θ(＝180度-180度/N)度相位的规定角度范围内(在实施形式中为45度)相对地构成。过去由于在朝轴向偏移的位置进一步错开相位地配置(即不与磁体的同一面相对)，所以，存在轴向变长的缺点，但在本实施形式中，可关于轴向使上述磁体6构成得较短，可形成关于与轴向平行方向的长度较短的电动机。

作为上述构成的特征，如着眼于磁体6的外周面的一部分，则通过磁体6旋转，可相对该磁体6的一部分交替地作用由第1线圈2励磁的第1外侧磁极部1a的磁通和由第2线圈4励磁的第2外侧磁极部1b的磁通。这些外侧磁极部对磁体6的相同部位作用磁通，所以，不接受磁化的偏差等导致的不良影响，可提供稳定性能的电动机。

下面参照图3-图6说明本发明一实施形式的步进电动机的动作。

图3形成为这样的电动机状态，即，在第1线圈2中通电，使第1外侧磁极部1a为N极、使第1内侧磁极部(第1圆柱7a和第2圆柱7b的与第1外侧磁极部1a相对的部分)为S极地进行励磁，同时，在第2线圈4中通电，使第2外侧磁极部1b为N极、使第2内侧磁极部(第1圆柱7a和第2圆柱7b的与第2外侧磁极部1b相对的部分)为S极地进行励磁。

如从图3的状态仅使朝第1线圈2的通电方向反转，使第1外侧磁极部1a为S极、使第1内侧磁极部为N极地励磁，则如图4所示那样，磁体6朝逆时针方向旋转30度。

然后，从上述图4的状态仅使在第2线圈4的通电方向反转，使第1线圈2的第2外侧磁极部1b为S极、使第2内侧磁极部为N极地进行励磁，则如图5所示那样，磁体6朝逆时针方向进一步旋转30度。

接着，从上述图5的状态仅使在第1线圈2的通电方向反转，使第1外侧磁极部1a为N极、使第1内侧磁极部为S极地进行励磁，则如图6所示那样，磁体6朝逆时针方向进一步旋转30度。

以后，如上述那样，通过依次切换向第1线圈2和第2线圈4的通电方向，可按与第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b不同的时刻进行励磁的切换，磁体6朝与通电相位相应的位置旋转。

在上述实施形式中，作为第1通电状态，对第1线圈2和第2线圈4都朝正方向通电，作为第2通电状态，对第1线圈2朝相反方向通电，按正方向对第2线圈4通电，作为第3通电状态，使第1线圈2朝反方向、第2线圈4也朝反方向通电，作为第4通电状态，使第1线圈2朝正方向通电，使第2线圈4朝反方向通电，切换第1通电状态→第2通电状态→第3通电状态→第4通电状态的通电状态，使磁体6旋转，但也可作为第5通电状态，将第1线圈2和第2线圈4都朝正方向通电，作为第6通电状态，使第1线圈2不通电，使第2线圈4朝正方向通电，作为第7通电状态，使第1线圈2朝反方向通电，使第2线圈4朝正方向通电，作为第8通电状态，使第1线圈2朝反方向通电，使第2线圈4不通电，按第5通电状态→第6通电状态→第7通电状态→第8通电状态切换通电状态。这样，也使磁体6朝与通电相位对应的旋转位置旋转。

下面，说明磁体6与第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b的相位关系。

当如上述那样地切换第1通电状态、第2通电状态、第3通电状态、第4通电状态时，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b进行被交替励磁的极性的切换。

如图3所示那样，通过对第1线圈2进行正通电，如将第1外侧磁极部1a励磁为N极，则使第1外侧磁极部1a的中心与该磁体6的磁化部的中心(S极的中心)一致地在磁体6发生图中时针方向的旋转力，但同时在第2线圈4也通正电，从而当将第2外侧磁极部1b励磁为N极时，使第2外侧磁极部1b的中心与磁体6的磁化部的中心(S极的中心)一致地在磁体6产生图中逆时针方向的旋转力，两线圈的通电中在获得旋转力的平衡的状态下静止。该状态为图3的状态，当在两线圈的通电量相等时，第1外侧磁极部1a的中心与磁体6的磁化部的中心(S极的中心)的相位差和第2外侧磁极部1b的中心与磁体6的磁化部的中心(S极的中心)的相位差都约为15度。

当从图3的状态将上述第1线圈2切换为反通电时，第1外侧磁极部1a励磁为S极，使第1外侧磁极部1a的中心与该磁体6的磁化部的中心(N极的中心)一致地在磁体6上发生图中逆时针方向的旋转力。第2线圈4通过保持为正通电的状态，使第2外侧磁极部1b的中心与该磁体6的磁化部的中心(S极的中心)一致地同样产生逆时针方向的旋转力，从图3的状态开始朝逆时针方向旋转。

当从图3的状态朝逆时针方向旋转15度时，为第2外侧磁极部1b的中心与磁体6的磁化部的中心(S极的中心)成为一致的状态，此时，第1外侧磁极部1a的中心为与磁体6的磁化部的边界(S极、N极的边界)一致的状态，产生使之进一步朝逆时针方向旋转的力。然后，当从该状态进一步朝逆时针方向旋转约15度(从图3的状态朝逆时针方向旋转约30度)时，成为两线圈的旋转力平衡的状态，在该位置静止。该状态为图4的状态。

当从图4的状态将上述第2线圈4切换为反通电时，第2外侧磁极部1b被励磁为S极，使第2外侧磁极部1b的中心与该磁体6的磁化部的中心(N极的中心)一致地在磁体6上产生图中逆时针方向的旋转力。其中，第1线圈2通过保持为反通电，从而使第1外侧磁极部1a的中心与该磁体6的磁化部的中心(N极的中心)一致地在磁体6上同样产生逆时针方向的旋转力，从图4的状态朝逆时针方向开始旋转。

当从图4的状态朝逆时针方向旋转约15度时，第1外侧磁极部1a的中心与磁体6的磁化部的中心(N极的中心)成为一致的状态，此时，第2外侧磁极部1b的中心为与磁体6的磁化部的边界(S极、N极的边界)一致的状态，产生进一步朝逆时针方向旋转的力。然后，当从该状态进一步朝逆时针方向旋转约15度(从图4的状态朝逆时针方向旋转约30度)时，成为两线圈的旋转力平衡的状态，在该位置静止。该状态为图5的状态。

当从图5的状态将上述第1线圈2切换为正通电时，第1外侧磁极部1a被励磁为N极，使第1外侧磁极部1a的中心与该磁体6的磁化部的中心(S极的中心)一致地在磁体6上产生图中逆时针方向的旋转力。其中，第2线圈4通过保持为反通电，从而使第2外侧磁极部1b的中心与该磁体6的磁化部的中心(N极的中心)一致地在磁体6同样产生逆时针方向的旋转力，从图5的状态朝逆时针方向开始旋转。

当从图5的状态朝逆时针方向旋转约15度时，成为第2外侧磁极部1b的中心与磁体6的磁化部的中心(N极的中心)一致的状态，此时，第1外侧磁极部1a的中心为与该磁体6的磁化部的边界(S极、N极的边界)一致的状态，产生进一步朝逆时针方向旋转的力。然后，当从该状态进一步朝逆时针方向旋转约15度(从图5的状态朝逆时针方向旋转约30度)时，成为两线圈的旋转力的取得平衡的状态，在该位置静止。该状态为图6的状态。

按照以上的实施形式，由第1线圈2产生的磁通横过处于第1外侧磁极部1a与第1内侧磁极部间的磁体6，由第2线圈4发生的磁通横过处于第2外侧磁极部1b与第2内侧磁极部间的磁体6，所以，可有效地作用磁通。结果，可提高电动机的输出。

另外，磁体6由通过注射成形等成形的圆筒形的塑料磁性材料构成，所以，可使圆筒形状的径向的厚度非常薄，同时，与磁体6的内周面相对地形成内侧磁极部的第1圆柱7a不需要在与该磁体6的内周面之间设置空隙。因此，可使第1外侧磁极部1a与第1圆柱7a的距离和第2外侧磁极部1b与第1圆柱7a的距离非常小，减小由第1线圈2、第1外侧磁极部1a、第1内侧磁极部形成的磁路和由第2线圈4、第2外侧磁极部1b、第2内侧磁极部形成的磁路的磁阻，可进一步提高电动机的输出功率。

另外，磁体6的内径部由转子轴7充填，所以，该磁体6的机械强度大，另外，转子轴7作为瓦卡镍铬电热线合金起作用，所以，该磁体6的磁劣化也少。

另外，在本实施形式，仅管理磁体6的外径部的间隙即可，所以，组装容易。另外，由于输出轴兼作内侧磁极部，所以，内侧磁极部与磁体6相对的轴向的长度可确保足够长，这样，可有效地利用第1外侧磁极部1a、第2外侧磁极部1b、及磁体6，可提高电动机的输出。

另外，由于按朝与转子轴7平行的方向伸出的梳齿状构成第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b，所以，可将与电动机的轴垂直的方向的尺寸抑制为最小限度，并且，成为第1线圈2和第2线圈4的组装简单的构造。

另外，第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b在同一的磁体6的、与轴向垂直方向的同一面中偏移θ(＝180度-180度/N)度相位的规定的角度范围内相对地构成，所以，可在轴向将磁体6构成得较短，可形成关于与轴向平行方向的长度也短的电动机。

具体地说，在由第1线圈2、第1外侧磁极部1a、第1内侧磁极部形成的磁路发生的磁通和在由第2线圈4、第2外侧磁极部1b、及第2内侧磁极部形成的磁路发生的磁通作用于同一磁体6。通过该磁体6旋转，从而各磁路作用在该磁体6的同一圆周上，利用该磁体6的同一部位。这样利用磁体6的同一部位，所以，可提供不受磁化导致的偏差等导致的不良影响的稳定性能的电动机。

另外，若由同一构件构成第1外侧磁极部1a和第2外侧磁极部1b，则可使相互位置的误差小，同时，可形成部件数量少、构造简单的电动机，降低成本。

另外，当设磁体6的外周面的磁化极数为N时，相对于第2外侧磁极部1b形成(180/N)度相位偏移地形成第1外侧磁极部1a，所以，按不同的时刻依次改变向第1线圈2和第2线圈4的通电方向，从而可使磁体6旋转转向与通电状态相应的位置，可作为能够进行双向旋转的步进电动机起作用。

下面，说明本发明与实施形式的对应关系。

在上述实施形式中，图1～图6的磁体6与本发明的磁体相当，图1～图6的转子轴7与本发明的转子轴相当，图1～图6的第1线圈2与本发明的第1线圈相当，图1～图6的第1外侧磁极部1a与本发明的第1外侧磁极部相当，图1～图6的第2线圈4与本发明的第2线圈相当，图1～图6的第2外侧磁极部1b与本发明的第2外侧磁极部相当。另外，本发明的规定的角度范围与360度/N(N＝磁化分割数)相当。

以上为实施形式的各构成与本发明的各构成的对应关系，但本发明不限于这些实施形式，如为可实现权利要求所示的功能或实施形式具有的功能的构成，则可为任何构成。

Claims

1.一种电动机，具有磁体、转子轴、第1线圈、第1外侧磁极部、第2线圈、第2外侧磁极部；

该磁体为圆筒状，在周向上被分成N份、并被交替磁化为不同的极；

该转子轴固定于上述磁体的内径部，由软磁性材料构成；

该第1线圈与上述转子轴相邻接、且在上述转子轴的轴向上与上述磁体相邻接地配置；

该第1外侧磁极部由上述第1线圈励磁，插入到上述第1线圈的内周侧，而且以相对上述磁体的外周面具有规定的间隙、并与该外周面在规定的角度范围内相对的方式被配置；

该第2线圈与上述转子轴相邻接、且在上述转子轴的轴向上与上述磁体邻接，同时，配置到与上述第1线圈相同的平面上；

该第2外侧磁极部由上述第2线圈励磁，插入到上述第2线圈的内周侧，而且被配置成与上述第1外侧磁极部相对于上述磁体的磁化部错开180/N度相位，同时，与上述磁体的周向方向上规定角度范围内的外周面留有间隙地相对；

在此，上述转子轴由利用第1线圈励磁的第1内侧磁极部和利用第2线圈励磁的第2内侧磁极部形成。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：由同一构件构成上述第1外侧磁极部和上述第2外侧磁极部。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：将上述第1外侧磁极部和上述第2外侧磁极部形成为在上述转子轴的轴向上朝同一方向延伸的梳齿状。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：在不同的时刻励磁切换上述第1线圈和上述第2线圈。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：以上述转子轴的旋转中心为基准的上述第1外侧磁极部和上述第2外侧磁极部的夹角θ＝(180-180/N)度。