CN1848631A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动装置，该驱动装置能够输出较高的功率并且可以缩小尺寸。将中空圆筒形的磁铁(1)磁化，使之沿圆周方向具有交替不同的磁极。将第一和第二线圈(2和3)分别与磁铁(1)同心地配置在该磁铁的各轴向反向侧。将齿形的第一和第二外磁极部(8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C和9D)以与磁铁(1)相对的关系配置成从磁铁(1)的各个相对端面起延伸，用于被第一和第二线圈(2和3)激磁。固定到磁铁(1)的内周部上的旋转轴(10)形成有内磁极部(10A)，所述内磁极部(10A)以与第一和第二外磁极部(8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C和9D)相对的关系配置，用于被第一和第二线圈(2和3)激磁。第一和第二外磁极部(8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C和9D)的每一个都形成螺旋状。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及典型地作为改进的中空圆筒形步进马达实施的驱动装置。

背景技术

传统上，提出过一种缩小关于其转子轴(旋转轴)的直径、并且同时提高输出功率的步进马达(例如，参见日本专利特开平09-331666号公报)。现参照图13和14描述根据该公报所揭示的现有技术的步进马达。

图13是传统的步进马达的分解透视图，图14是处于组装完成状态下的、图13所示的步进马达的剖视图。

如图13和14所示，该步进马达包括转子201，第一线圈202，第二线圈203，第一定子204，第二定子205，输出轴206，和连接环207。

转子201具有中空圆筒形状，并由永磁体(磁铁)构成，所述永磁体被沿圆周方向划分成四个部分，所述四个部分被磁化，使它们具有交替不同的磁极。第一线圈202和第二线圈203在转子201的轴向两侧与转子201相邻地配置。第一定子204由软磁性材料形成，并被第一线圈202激磁。第二定子205由软磁性材料形成，并被第二线圈203激磁。

第一定子204包括：第一外磁极部204A和204B，所述第一外磁极部204A和204B与转子201的外周面相对，并在所述第一外磁极部204A和204B与转子201的外周面之间留有间隙；第一内磁极部204C和204D，所述第一内磁极部204C和204D与转子201的内周面相对，并在所述第一内磁极部204C和204D与转子201的内周面之间留有间隙。第二定子205包括：第二外磁极部205A和205B，所述第二外磁极部205A和205B与转子201的外周面相对，并在所述第二外磁极部205A和205B与转子201的外周面之间留有间隙；第二内磁极部205C和205D，所述第二内磁极部205C和205D与转子201的内周面相对，并在所述第二内磁极部205C和205D与转子201的内周面之间留有间隙。

输出轴206具有刚性地固定于其上的转子201，并被第一定子204的轴支承部204E和第二定子205的轴支承部205E可旋转地保持。连接环207由非磁性材料形成，并且在第一定子204与第二定子205之间留有预定间隔地保持第一定子204和第二定子205。

采用上面描述的结构，切换第一线圈202的通电方向和第二线圈203的通电方向，从而切换第一外磁极部204A和204B、第一内磁极部204C和204D、第二外磁极部205A和205B、以及第二内部磁极部205C和205D的极性。这使得转子201持续旋转。

在上面描述的步进马达中，允许通过对第一线圈202和第二线圈203通电而产生的磁通从外磁极部流向沿半径方向与之相对的内磁极部，或者，从内磁极部流向沿半径方向与之相对的外磁极部，从而磁通有效地作用到形成转子201的磁铁上，其中，所述转子201位于外磁极部和各相关的内磁极部之间。进而，可以将每个外磁极部与相关的内磁极部之间的距离设定为基本上等于中空圆筒形磁铁的厚度的值，因此，可以降低由外磁极部和内磁极部形成的磁路的磁阻。当磁路的磁阻较小时，可以利用较小的电流产生较大的量的磁通，这导致步进马达的输出功率的增大。

进而，作为对上面描述的步进马达的进一步的改进，已经提出了一种步进马达(例如，参见特开平10-229670号公报)。在所提出的步进马达中，内磁极部作为中空圆筒形构件的一部分形成，而用软磁性材料制成的输出轴被插入到中空圆筒形构件的各个孔中，并且将由非磁性材料制成的轴承安装到设有内磁极部和外磁极部的定子上，用于可旋转地保持该输出轴。根据所提出的步进马达，也可以将输出轴用作磁路的部件，这将有助于提高步进马达的输出功率。

但是，在日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报中揭示的步进马达，均需要在形成转子的磁铁的内周面和与之相对的内磁极部的外周面之间设置预定的间隙。在步进马达的制造过程中，对该预定间隙的控制造成制造成本的增加。进而，尽管要求定子形成有中空圆筒形的内磁极部和外磁极部，但是，难以成一整体地形成内磁极部和外磁极部。进而，在分别地形成内磁极部和外磁极部、然后将它们组装成一件的情况下，会增加部件的数目，导致制造成本的增加。

进而，在日本专利特开平09-331666号公报揭示的步进马达的情况下，如果将第一定子的第一外磁极部和第二定子的第二外磁极部制造得相互更靠近的话，则会在它们之间导致串扰，从而旋转精度和旋转输出变差。为了解决这一问题，在第一外磁极部与第二外磁极部之间，沿轴向方向设置间隙T1。

假定形成转子的磁铁的磁极的数目等于n，则将第一外磁极部和第二外磁极部以相位偏移(180/n)度的方式配置在转子的外周面上。进而，第一外磁极部相对于转子的外周面以720/n度的角距、以不大于360/n度的对向角，配置在n/2个部位上，并且，第二外磁极部也相对于转子的外周面以720/n的角距、以不大于360/n度的对向角，配置在n/2个部位上。因此，除非在第一外磁极部与第二外磁极部之间沿轴向设置间隙T1，否则前者和后者会彼此接触。

进而，由于间隙T1设置在第一外磁极部与各相关的第二外磁极部之间，所以，第一外磁极部的与转子相对的轴向长度等于(ML-T1)/2，其中，ML代表转子的轴向长度。这表明转子未被有效地利用，特别是当步进马达的轴向尺寸缩小时，步进马达的输出功率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动装置，该驱动装置能够输出较高的功率，并且可以缩小尺寸。

为了达到上述目的，在本发明的第一个方面中，提供一种驱动装置，该驱动装置包括：磁铁，该磁铁具有中空圆筒形的形状，并且被磁化，以便沿其圆周方向具有交替不同的磁极；第一线圈和第二线圈，这些线圈与前述磁铁同心地配置并分别设置在前述磁铁的轴向方向的相对侧；第一外磁极部，该第一外磁极部的每一个都具有齿形形状，并且以与前述磁铁相对的关系配置，以从靠近前述磁铁的一个轴向端面的一侧、沿着该磁铁的外周面延伸，用于被前述第一线圈激磁；第二外磁极部，该第二磁极部的每一个都具有齿形形状，并且以与前述磁铁相对的关系配置，以从靠近前述磁铁的另一轴向端面的一侧、沿着该磁铁的外周面延伸，用于被前述第二线圈激磁；以及旋转轴，所述旋转轴被固定到前述磁铁的内周部上，并具有内磁极部，该内磁极部以与前述第一外磁极部和前述第二外磁极部中的至少一个相对的关系设置，用于被前述第一线圈和前述第二线圈中的至少一个激磁；其中，前述第一外磁极部和前述第二外磁极部每一个都形成螺旋状。

采用根据本发明的第一个方面的驱动装置的配置，将第一外磁极部和第二外磁极部的每一个沿着磁铁的外周面形成螺旋状，或者将磁铁呈螺旋状地磁化，藉此，增大磁铁的磁化部与第一外磁极部或者第二外磁极部彼此相对的面积，同时，防止第一外磁极部和第二外磁极部之间的串扰。这可以有效地利用磁铁，从而增大驱动装置的输出转矩。

进而，只要求驱动装置具有这样的直径即可：所述直径大到足以包括磁铁的直径、并使得第一和第二外磁极部与磁铁的外周面相对。这可以缩小驱动装置的尺寸。

进而，与如上面所描述的现有技术的例子中那样、内磁极部和外磁极部彼此成一整体地形成的情况相比，可以更容易地制造根据本发明的驱动装置，因此可以降低装置的制造成本。

优选地，前述第一外磁极部的前端与各相关的前述第二外磁极部的前端，沿前述磁铁的轴向彼此重叠。

优选地，前述第一外磁极部相对于前述磁铁的磁化部的各个对应的磁化相位的相位位置、与前述各个相关的第二外磁极部相对于前述磁铁的磁化部的各个对应的磁化相位的相位位置之间分别偏移一预定的角度。

为了到达上述目的，在本发明的第二个方面中，提供一种驱动装置，该驱动装置包括：磁铁，该磁铁具有中空圆筒形的形状，并且被磁化，以使得在其圆周方向上具有交替不同的极；第一线圈和第二线圈，所述第一和第二线圈与所述磁铁同心地配置，并且分别设置在前述磁铁的轴向方向的相对侧；第一外磁极部，该第一外磁极部的每一个都具有齿形形状，并且与前述磁铁相对地配置，以从接近前述磁铁的一个轴向端面的一侧、沿着前述磁铁的外周面延伸，用于被前述第一线圈激磁；第二外磁极部，该第二磁极部的每一个都具有齿形形状，并且以与前述磁铁相对的关系配置，以从靠近前述磁铁的另一轴向端面的一侧、沿着该磁铁的外周面延伸，用于被前述第二线圈激磁；以及旋转轴，所述旋转轴固定到前述磁铁的内周部上，并具有内磁极部，该内磁极部与前述第一外磁极部和前述第二外磁极部中的至少一个相对，用于被前述第一线圈和前述第二线圈中的至少一个激磁；其中，前述磁铁被呈螺旋状地磁化。

采用根据本发明的第二个方面的驱动装置的配置，可以获得和根据本发明的第一个方面的驱动装置所提供有益效果相同的有益效果。

优选地，前述第一外磁极部的前端和各个相关的前述第二外磁极部的前端，沿前述着磁铁的轴向方向彼此重叠。

优选地，令前述第一外磁极部的每一个以与前述磁铁的磁极部中的对应的一个相对向的关系延伸所通过的角度为θ3，令前述第二外磁极部的每一个以与前述磁铁的磁极部中的对应的一个相对向的关系延伸所通过的角度为θ4，令作为前述第一外磁极部的每一个与和前述第一外磁极部的每一个相邻的前述第二外磁极部的每一个之间的相位差的角度为θ5，将角度θ3、角度θ4和角度θ5之间的关系设定为公式θ5＞(θ3+θ4)/2成立。

通过下面结合附图所作的详细描述，本发明的上述及其它目的、特点和优点将会变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一个实施例的步进马达的分解透视图；

图2是处于步进马达的组装完成的状态的图1所示的步进马达的剖视图；

图3是沿图2的III-III线截取的步进马达的剖视图；

图4是一个展开的平面图，表示定子的外磁极部与磁环之间的关系；

图5是一个展开的平面图，用于说明磁环的旋转运动；

图6是一个展开的平面图，用于说明磁环的旋转运动；

图7是一个展开的平面图，用于说明磁环的旋转运动；

图8是一个展开的平面图，用于说明磁环的旋转运动；

图9是根据本发明的第二个实施例的步进马达的分解透视图；

图10是处于步进马达组装完成的状态的图9所示的步进马达的剖视图；

图11是沿图10的XI-XI线截取的步进马达的剖视图；

图12是一个展开的平面图，表示定子的外磁极部与磁环之间的关系；

图13是传统的步进马达的分解透视图；以及

图14是处于步进马达组装完成的状态的图13所示的步进马达的剖视图。

具体实施方式

下面，将参照表示本发明的优选实施例的附图，对本发明进行详细说明。

图1是根据本发明的第一个实施例的步进马达的分解透视图。图2是处于步进马达组装完成的状态的图1所示的步进马达的剖视图，图3是沿图2的III-III线截取的步进马达的剖视图。进而，图4是一个展开的平面图，表示定子的外磁极部与磁环之间的关系；图5到8是用于说明磁环的旋转运动的展开的平面图。

如图1到8所示，步进马达包括：磁环1，第一线圈2，第二线圈3，第一定子8，第二定子9，旋转轴10，第一轴承12，第二轴承13，连接环14，第一线圈架15，第二线圈架16。

磁环1形成转子，并形成中空圆筒形的形状。该磁环具有外周壁，该外周壁被沿着圆周方向以相等的间隔分割成n个磁化部分(在本实施例中为8个部分(n表示整数))1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G和1H，所述磁化部分被磁化成具有交替的S和N极。磁化部分1A、1C、1E和1G的外周面提供S极，另外的磁化部分1B、1D、1F和1H的外周面提供N极。磁环1由通过注塑形成的塑性磁体制成，具有简单的形状，易于制成尺寸紧凑并且薄的磁环。进而，即使通过压配合组装磁环1时，也不会发生破裂。

第一线圈2形成中空圆筒形，并卷绕在第一线圈架15的中空圆筒形部分上。在步进马达组装时，在第一线圈2的轴线与磁环1的轴线相一致的状态下，第一线圈2相对于第二线圈3隔着磁环1配置。进而，将第一线圈2形成得具有大致和磁环1的外径相等的外径。

第二线圈3形成中空圆筒形，并卷绕在第二线圈架16的中空圆筒形部分上。在组装步进马达时，在第二线圈3的轴线与磁环1的轴线相一致的状态下，第二线圈3相对于第一线圈2隔着磁环1配置。进而，将第二线圈3形成得具有大致和磁环1的外径相等的外径。

第一定子8由软磁性材料形成，并由具有中空圆筒形形状的外管部、作为外磁极部的齿形部，以及切口构成。第一定子8被第一线圈2激磁。第一定子8的齿形部形成第一外磁极部8A、8B、8C和8D，这些第一外磁极部与磁环1的外周面相对，在第一外磁极部与磁环1的外周面之间具有预定的间隙，并且这些第一外磁极部从设置在靠近磁环1的一个端面的一侧上的定子主体起、沿着磁环1的外周面呈螺旋状地延伸。

第一外磁极部8A、8B、8C和8D通过呈螺旋状地切削中空圆筒形的软磁性材料的前端形成，使得所述前端沿圆周方向被分成齿形，每个齿形从外管部的端面起沿轴向延伸。n/2(即4)个第一外磁极部8A、8B、8C和8D，以机械角度720/n(即，90度)的相位间隔配置，也就是说，以电角度360度的相位间隔配置。

第二定子9由软磁性材料形成，并由具有中空圆筒形的外管部、作为外磁极部的齿形部、以及切口构成。第二定子9被第二线圈3激磁。第二定子9的齿形部形成第二外磁极部9A、9B、9C和9D，这些第二外磁极部与磁环1的外周面相对，在第二外磁极部与磁环1的外周面之间具有预定的间隙，并且这些第二外磁极部从设置在靠近磁环1的另一端面的一侧上的定子主体起、沿着磁环1的外周面呈螺旋状地延伸。

第二外磁极部9A、9B、9C和9D通过呈螺旋状地切削中空圆筒形的软磁性材料的前端形成，使得所述前端沿圆周方向被分成齿形，每个齿形从外管部的端面起沿轴向延伸。n/2(即4)个第二外磁极部9A、9B、9C和9D，以机械角度720/n(即，90度)的相位间隔配置，也就是说，以电角度360度的相位间隔配置。

如上所述，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D，以及第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，每一个都由沿着磁环1的外周面呈螺旋状延伸的齿形部以及切口形成。利用这种结构，可以在将步进马达的直径最小化的同时形成外磁极部。就是说，如果外磁极部作为定子的径向凸出部分而形成的话，将会增大步进马达的直径。但是，在本实施例中，外磁极部由沿轴向延伸的齿形部和切口形成，因此，可以将步进马达的直径缩小到最小。

第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D和第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，具有相同的形状，并被配置成第一外磁极部的齿形部的前端与第二外磁极部的各个相关的齿形部的前端沿相互对向的方向配置。进而，由于第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D，以及第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D呈螺旋状地形成，所以，第一外磁极部的齿形的前端和各个对应的第二外磁极部的前端，被配置成所述前端在圆周方向上彼此远离地延伸。

由于第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D呈螺旋状地形成，所以，每个第一外磁极部相对于磁环1的相关的磁化部的相位关系，在该第一外磁极部的不同的部分之间变化，其中，所述第一外磁极部的所述不同的部分在磁环1的轴向方向上的位置不同。更具体地说，第一外磁极部8A、8B、8C和8D的每一个的前端部(每一个齿形部的前端部分)相对于磁环1的相关的磁化部的相位关系，与第一外磁极部的根部部分(靠近磁环1的一个端面的部分)相对于相关的磁化部的相位关系不同。

参照图4，第一外磁极部8A、8B、8C和8D相对于磁环1的磁化部1A到1H之间的相关的边界的螺旋角用θ2表示。第一外磁极部8A的不同部分相对于磁环1的相关的磁化部的平均相位位置，位于由B1表示的位置处。类似地，第一外磁极部8B、8C和8D相对于磁环1的相关的磁化部的平均相位位置，位于由B2、B3和B4表示的各位置处。

类似地，由于第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D呈螺旋状地形成，每个第二外磁极部相对于和所述第二外磁极部对向的磁环1的相关的磁化部的相位关系，在所述第二外磁极部的不同的部分之间变化，其中，所述第二外磁极部的所述不同的部分位于磁环1的轴向方向上的不同位置处。更具体地说，第二外磁极部9A、9B、9C和9D的每一个的前端(每个齿形部的前端部分)相对于磁环1的相关的磁化部的相位关系，与第二外磁极部的根部部分(靠近磁环1的另一端面的部分)相对于相关的磁化部的相位关系不同。

参照图4，第二外磁极部9A、9B、9C和9D相对于磁环1的磁化部1A到1H之间的相关的边界的螺旋角用θ1表示。第二外磁极部9A相对于磁环1的相关的磁化部的平均相位位置，位于由A1表示的位置处。类似地，第二外磁极部9B、9C和9D相对于磁环1的相关的磁化部的平均相位位置，位于由A2、A3和A4表示的各位置处。

相对于磁环1的磁化部的磁化相位而言，各个第一外磁极部8A、8B、8C和8D的各平均相位位置B1、B2、B3和B4，与各个第二外磁极部9A、9B、9C和9D的对应的平均相位位置A1、A2、A3、和A4以90度的电角度，即，以(180/n)度(在本实施例中为22.5度)的机械角度相位偏移。

如图4所示，第一外磁极部8A、8B、8C和8D相对于磁环1的磁化部之间的相关的边界以角度θ2螺旋状地配置。第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，相对于磁环1的磁化部之间的相关的边界以角度θ1螺旋状地配置。由于它们的螺旋状的形状，第一外磁极部8A、8B、8C和8D的前端和各个相关的第二外磁极部9A、9B、9C和9D的前端，在磁环1的圆周方向上相互远离。从而，尽管将第一和第二外磁极部的齿形前端在磁环1的轴向方向上相互面对地配置，使得所述前端在磁环1的轴向方向上彼此重叠L，仍然可以将第一和第二外磁极部的前端配置成彼此隔开，而不会相互接触。

本实施例与现有技术(日本专利特开平θ9-331666号公报)之间的比较表明：在现有技术中，必须沿着磁环1的轴向方向在第一外磁极部与第二外磁极部之间形成间隙，以便防止它们之间的串扰。假定磁环1的长度用ML表示，则前述间隙的长度用T1表示，与磁环相对的外磁极部的长度等于(ML-T1)/2。

相反，在本实施例中，可以将第一外磁极部8A、8B、8C和8D的前端以及第二外磁极部9A、9B、9C和9D的前端沿着磁环1的轴向方向相互重叠地配置。假定用L表示重叠的部分的长度，则与磁环1相对的第一和第二外磁极部的长度等于(ML+L)/2。

步进马达的输出转矩大致正比于与磁环相对的外磁极部的面积。进而，在本实施例中，第一外磁极部8A、8B、8C和8D，以及第二外磁极部9A、9B、9C和9D呈螺旋状地形成，从而，所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴10的旋转方向上。从而，假定用θ表示螺旋角，则步进马达的旋转力变成所产生的电磁力的COSθ倍。这表明，因为所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴10的旋转方向上，所以旋转力降低。

当考虑到由于和磁环相对的外磁极部的面积的增加而使旋转力增大、以及由于所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴的旋转方向上而导致旋转力降低这两种情况时，根据本实施例的步进马达的输出功率变成是现有技术的输出功率的

((ML+L)/(ML-T1))×cosθ倍。

例如，在具有外径约为6mm，轴向尺寸约为9mm，ML＝3mm，L＝0.5mm，T1＝0.5mm，θ＝10度的步进马达的情况下，通过将这些值代入到上述式子中，获得下面的表达式：

((3+0.5)/(3-0.5))×cos10°

由该表达式得到的值为1.379。从而可以预期，根据本实施例的步进马达的输出转矩是现有技术的输出转矩的1.379倍。

进而，如在上文中所描述的那样，第一定子8和第二定子9每一个都形成带有齿形部的简单的杯状，所述齿形部是这样形成的：通过螺旋地切削中空圆筒形软磁性材料的前端，以使得所述前端沿圆周方向被分成从外管部的端面沿着轴向延伸的多个齿形。这便于第一定子8和第二定子9的制造和组装。

旋转轴10由软磁性材料形成，并刚性地固定到磁环1的内周部上。旋转轴10形成有外径为D1的内磁极部10A。在内磁极部10A与第一外磁极部8A、8B、8C和8D对向的轴向范围内，该内磁极部10A配置在将磁环1夹在该内磁极部10A和与磁环1相对的第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D之间的位置上。如上文所描述的那样，将第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D配置成在磁环1的轴向方向上与第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D重叠。从而，旋转轴10的内磁极部10A也与第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D相对。

旋转轴10具有部分10C，该部分10C插入到第一线圈2卷绕于其上的第一线圈架15的中空圆筒形部分内。旋转轴10的内磁极部10A位于与第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D相对的各个角度范围内的部分，被第一线圈2激磁，使之具有和第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D的极性相反的极性。如图3所示，在与旋转轴10的轴线正交的方向上，旋转轴10的内磁极部10A的横截面的形状为圆形。

旋转轴10具有部分10D，该部分10D插入到第二线圈3卷绕于其上的第二线圈架16的中空圆筒形部分内。旋转轴10的内磁极部10A的位于与第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D相对的各个角度范围内的部分，被第二线圈3激磁，使之具有和第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D的极性相反的极性。旋转轴10经由内磁极部10A被牢固地固定到磁环1上。

如上所述，由于磁环1的内部空间被旋转轴10的内磁极部10A填充，所以，可以增大磁环1的机械强度。进而，旋转轴10的内磁极部10A起着背衬金属的作用，从而，可以将磁路的磁导系数设定成高的值，因此，即使当在高温环境下使用该磁路时，也较少发生由于退磁引起的磁性退化。

第一轴承12由非磁性材料构成并固定于第一定子8上，用于可旋转地保持旋转轴10的细的轴部10E。

第二轴承13由非磁性材料形成并固定于第二定子9上，用于可旋转地保持旋转轴10的细的轴部10F。

由于第一轴承12和第二轴承13两者均由非磁性材料形成，所以，可以防止前者被第一定子8与旋转轴10之间产生的磁力吸引，防止后者被第二定子9与旋转轴10之间产生的磁力吸引，藉此，可以提高第一轴承12和第二轴承13的旋转特性和耐久性。

应当注意，第一轴承12和第二轴承13可以用软磁性材料形成。在这种情况下，在磁路中的磁阻变小，从而，所产生的转矩本身增加。当然，在第一轴承12与旋转轴10之间、以及在第二轴承13与旋转轴10之间产生吸引力，所述吸引力会由于摩擦力的原因而导致转矩损失，或者损坏旋转轴10和轴承12及13的滑动面的耐久性。

为了克服上述问题，可以在第一轴承12、旋转轴10和第二轴承13的表面上进行润滑剂的涂布，润滑涂敷(氟系润滑涂敷，石墨系润滑涂敷，二硫化钼系润滑涂敷)，润滑镀敷(例如，包含PTFE(聚四氟乙烯)粒子的化学镀镍，以及特富龙(Teflon，注册商标)润滑化学镀镍)等。这使其能够抑制由滑动面的摩擦引起的转矩损失，并且防止滑动面的耐久性受到损害，从而，可以将步进马达制成一个具有大的输出转矩的马达。

第一线圈2被配置在第一定子8的外管部与旋转轴10之间，同时配置在经由第一轴承12连接于第一定子8的外管部与旋转轴10之间的连接部附近。磁环1的一个端部部分被夹在第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D与旋转轴10的内磁极部10A之间。进而，第二线圈3配置在第二定子9的外管部与旋转轴10之间，同时配置在经由第二轴承13连接于第二定子9的外管部与旋转轴10之间的连接部附近。磁环1的另一端部部分被夹在第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D与旋转轴10的内磁极部10A之间。

更具体地说，步进马达具有以下结构：第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D以及第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，与磁环1的外周面相对。进而，旋转轴10的内磁极部10A位于磁环1的内周面上，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D与旋转轴10的内磁极部10A彼此相对。类似地，第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D与旋转轴10的内磁极部10A彼此相对。

连接环14形成中空圆筒形的形状，具有形成在其内周部上的槽14A、14B、14C、14D、14E、14F、14G和14H。进而，连接环14由非磁性材料形成，并被构造成能够在第一定子8和第二定子9之间分开磁路，以使得第一定子8和第二定子9的磁极部几乎不相互施加不利影响。

槽14A、14C、14E和14G相互之间相位偏移360/n度、即90度。类似地，槽14B、14D、14F和14H相互之间相位偏移360/n度、即90度。第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D配合到槽14A、14C、14E和14G内，并且，例如用粘合剂固定到所述槽上。第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D配合到槽14B、14D、14F和14H内，并且，例如用粘合剂固定在所述槽上。

相对于磁环1的磁化部的磁化相位而言，槽14A、14C、14E和14G与槽14B、14D、14F和14H相位偏移90度的电角度，即，相位偏移(180/n)度(在本实施例中，为22.5度)的机械角度。从而，如在上文中所描述的那样，第一定子8的齿形的第一外磁极部8A、8B、8C和8D以及第二定子9的齿形的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，以如下的方式配置并被保持，即，相对于磁环1的磁化部的磁化相位而言，第一外磁极部与第二外磁极部相位偏移90度的电角度，即，相位偏移(180/n)度(在本实施例中，22.5度)的机械角度。

如上所述，第一定子8和第二定子9固定到连接环14上，藉此，可以将第一定子8和第二定子9配置在所希望的位置和相位上。

如上所述，在本实施例中，磁环1的内部空间由旋转轴10的内磁极部10A填充，因此，可以使磁环1的机械强度比现有技术(日本专利特开平09-331666和特开平10-229670号公报)的磁环的机械强度大。进而，旋转轴10起着所谓的背衬金属的作用，所述背衬金属降低在显露于磁环1的内周侧的S极和N极之间的磁阻，从而，将磁路的磁导系数设定成高的值，因此，即使在高温环境下使用磁路时，也可以减少由于退磁引起的磁性退化。

进而，由于第一定子8和第二定子9的每一个都形成简单的杯状，即，在其内形成有切口的中空圆筒形构件，所以，它们易于制造。如果第一和第二定子具有现有技术(日本专利特开平09-331666和特开平10-229670号公报)中所示的结构，则第一定子8和第二定子9的每一个都要求将内磁极部与外磁极部成一整体地形成。如果作为同一个部件的部分形成内磁极部和外磁极部的话，则难以制造内磁极部和外磁极部。

例如，如果利用金属注模法模制内磁极部和外磁极部，则制造成本增加。进而，如果通过压力加工将内磁极部和外磁极部彼此成一整体地成形，则当部件较小时，它们的制造变得更加困难。进而，如果内磁极部和外磁极部是分别制造的并然后通过铆接、焊接、或者粘结等将它们成一整体地相互固定，则制造成本增加。

更具体地说，根据现有技术(日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报)的步进马达，总共至少需要九个部件，即，两个线圈，一个磁环，一个输出轴，一个第一定子(包括两个部件，即，一个用于形成外磁极部，一个用于形成内磁极部)，一个第二定子(包括两个部件，即，一个用于形成外磁极部，一个用于形成内磁极部)，以及一个连接环。

相反，根据本实施例的步进马达，可以总共用七个部件构成，即，两个线圈，一个磁环，一个对应于输出轴的旋转轴，一个第一转子(形成外磁极部的部件)，一个第二定子(形成外磁极部的部件)，以及连接环。这使其能够减少部件的数目，因此不仅可以降低制造成本，而且还便于步进马达的制造。

而且，根据现有技术(日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报)的步进马达，要求在步进马达组装时精确地保持磁铁的外周面与外磁极部之间的间隙。而且，必须将内磁极部以在内磁极部与磁铁之间具有预定的间隙的方式配置在与磁铁的内周面相对的各个位置上。但是，由于部件的精度的变化以及较差的组装精度，很可能不能确保该间隙，这将导致内磁极部靠接在磁铁上，并且导致类似的其它的缺陷。

相反，在根据本实施例的步进马达中，只要求控制磁环1的外周部与外磁极部之间的间隙，这将有利于步进马达的组装。

而且，在根据现有技术(日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报)的步进马达中，每一个定子由两个部件形成，即，一个形成内磁极部的部件，和一个形成外磁极部的部件。

相反，在根据本实施例的步进马达中，第一定子8和第二定子9两者均由各自的单一部件形成。这使其能够以部件之间更小的相互差异构造更精确的步进马达。

而且，根据现有技术(日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报)的步进马达，要求制成这样的结构，即，使得内磁极部不与磁铁和输出轴之间的连接部分接触。从而，步进马达不能具有其中内磁极部和磁铁彼此相对的足够的轴向长度(图14中的L1)。

相反，在根据本实施例的步进马达中，如图2中的ML所示，可以容易地确保其中旋转轴10的内磁极部10A与磁环1彼此相对的足够的轴向长度。这使其能够有效地利用第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D，第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D，以及磁环1，从而，能够提高步进马达的输出功率。

而且，在本实施例与现有技术(日本专利特开平09-331666号公报)之间的比较表明：根据现有技术的步进马达，要求在第一外磁极部与第二外磁极部之间沿磁环1的轴向方向形成间隙，以便防止第一和第二外磁极部之间的串扰。假定磁环1的长度用ML表示，间隙的长度用T1表示，则每一个外磁极部的与磁环1对向的长度由(ML-T1)/2表示。

相反，在根据本实施例的步进马达中，将第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D的前端与第二定子9的各个相关的第二外磁极部9A、9B、9C和9D的前端，设置成在磁环1的轴向方向上相互重叠。如上面所述，假定重叠部分的长度用L表示，则与磁环1对向的第一和第二外磁极部的长度等于(ML+L)/2。这使其能够有效地利用磁环1，从而使其可以构造具有大的输出功率的步进马达。

下面，将参照图5至8描述如何驱动根据本实施例的步进马达进行旋转。

图5表示这样的状态，其中，第一线圈2和第二线圈3被通电，藉此，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D被激磁成N极，而第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D被激磁为S极。

在图5所示的状态，第一线圈2和第二线圈3被通电，从而，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D被激磁成N极，并且第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D被激磁为N极。根据上述激磁，如图3所示，作为转子的磁环1顺时针旋转11.25度，从而处于图6所示的状态。

然后，第一线圈2的通电反转，藉此，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D被激磁为S极，而第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D被激磁为N极。根据上述激磁，作为转子的磁环1进一步顺时针旋转11.25度，处于图7所示的状态。

然后，线圈3的通电反转，藉此，第一定子8的第一外磁极部8A、8B、8C和8D被激磁为S极，而第二定子9的第二外磁极部9A、9B、9C和9D被激磁为S极。根据上述激磁，作为转子的磁环1进一步顺时针旋转11.25度，处于图8所示的状态。

此后，如上所述，依次切换第一线圈2和第二线圈3的通电方向，藉此，作为转子的磁环1顺序旋转到由通电相位所决定的位置上。

如上文中描述的，根据本实施例，由第一和第二线圈2和3的通电产生的磁通被直接作用到磁环1上，从而构成能够输出高的功率而且尺寸非常小的步进马达。即，只要求步进马达具有能够足以包括磁环1的直径并使得第一和第二定子8和9的外磁极部与磁环1的外周面相对的直径。进而，该步进马达只需要具有这样的长度，即，该长度等于第一和第二线圈2和3各自的长度加上磁环1的长度的总和。

从而，步进马达的尺寸由磁环1和第一及第二线圈2和3的直径以及长度决定，如果将磁环1和第一及第二线圈2和3的直径以及长度制造得非常小，则可以实现步进马达的微型化。

尽管在这种情况下，如果将磁环1和第一及第二线圈2和3的直径以及长度制造得非常小，也很难保持步进马达的精度，但是这个问题可以用以下方式解决：如上所述，将磁环1形成中空圆筒形，将旋转轴10牢固地固定到磁环1的内周部上。进而，使第一和第二定子8和9的外磁极部与磁环1的外周面相对，并且使旋转轴10的内磁极部与磁环1的内周面相对。这种简单的结构可以解决步进马达的精度问题。

进而，通过利用两个线圈、一个磁环、一个旋转轴、第一和第二定子(形成外磁极部的部件)以及一个连接环总共七个部件构成步进马达，可以减少部件的数目，从而可以降低步进马达的制造成本。

进而，通过将第一定子8的第一外磁极部的前端与第二定子9的各个相关的第二外磁极部的前端配置成在磁环1的轴向方向上彼此重叠，并且外磁极部的与磁环1相对的长度等于(ML+L)/2，其中，L表示第一和第二外磁极部的前端的重叠部的长度。因此，可以有效地利用磁环1，从而能够实现大功率的步进马达。

下面，将说明本发明的第二个实施例。

图9是根据本发明的第二个实施例的步进马达的分解透视图。图10是图9所示的步进马达处于步进马达的组装完成的状态的剖视图。进而，图11是沿图10的XI-XI线截取的步进马达的剖视图，图12是表示定子的外磁极部与磁环之间的关系的展开的平面图。

本实施例与第一个实施例的区别在于，磁环是被呈螺旋状磁化的，并且，第一定子的第一外磁极部以及第二定子的第二外磁极部形成沿着磁环的轴线的方向笔直延伸的齿形部。在本实施例中，对于和第一个实施例的部件和元件相对应的部件和元件，赋予相同的参考标号，并省略其详细描述。

如图9至12所示，根据本实施例的步进马达，包括：磁环51，第一线圈2，第二线圈3，第一定子58，第二定子59，旋转轴10，第一轴承12，第二轴承13，连接环54，第一线圈架15，以及第二线圈架16。

磁环51形成中空圆筒形，并包括磁化部51A、51B、51C、51D、51E、51F、51G和51H，每一个磁化部呈螺旋状延伸。磁化部51A至51H形成各自的螺旋状，并且彼此相邻地配置。磁化部51A、51C、51E和51G被磁化成S极，磁化部51B、51D、51F和51H被磁化成N极。磁化部51A至51H的每一个的磁化相位在所述磁化部的不同的部分之间变化，其中，当沿磁环51的轴向方向观察时，所述磁化部的不同的部分处于不同的位置。

如图11所示，当在与其轴线正交的方向上以剖面的方式表示磁环51时，在磁环51的外周面上显露出磁化部51A至51H的八个磁极部。尽管在本实施例中，以在磁环51的外周面上显露出磁化部51A至51H的八个磁极的情况作为例子，在下面对于磁轭的形状等进行描述，但是，这绝不意味着本发明局限于特定数目的磁极部。

第一线圈2和第二线圈3具有和磁环51的轴线重合的轴线，并且沿着磁环51的轴线的方向配置在相互隔着磁环51的位置上。将第一线圈2和第二线圈3的外径设定成基本上等于磁环51的外径。

第一定子58由软磁性材料构成，并包括：具有中空圆筒形形状的外管部，作为外磁极部形成的齿形部，以及切口。第一定子58被第一线圈2激磁。第一定子58形成有呈齿形的第一外磁极部58A、58B、58C和58D，并且所述第一外磁极部在第一外磁极部58A、58B、58C和58D与磁环51的外周面之间留有预定的间隙地与磁环51的外周面相对，而且所述第一外磁极部从设置在靠近磁环51的一个端面的一侧的定子主体起沿着磁环51的外周面轴向延伸。

(n/2)个(即，4个)第一外磁极部58A、58B、58C和58D以(720/n)(即90度)的机械角度的相位间隔、也就是360度的电角度的相位间隔配置。将第一外磁极部58A、58B、58C和58D形成齿形部，所述齿形部是通过切削中空圆筒形软磁性材料的前端、使得所述前端沿着圆周方向分成多个齿形而形成的，其中，每一个齿形从外管部的端面起沿着轴向延伸。进而，形成第一外磁极部58A、58B、58C和58D，使得它们中的每一个以角度θ3倾斜地与该磁环51对向。

第二定子59由软磁性材料形成，并包括：具有中空圆筒形形状的外管部，作为外磁极部形成的齿形部，以及切口。第二定子59被第二线圈3激磁。第二定子58形成有呈齿形的第二外磁极部59A、59B、59C和59D，并且所述第二外磁极部在第二外磁极部59A、59B、59C和59D与磁环51的外周面之间留有预定的间隙地与磁环51的外周面对向，而且所述第二外磁极部从靠近磁环51的另一端面设置的定子主体起、沿着磁环51的外周面在磁环51的轴向上延伸。

(n/2)个(即，4个)第二外磁极部59A、59B、59C和59D以(720/n)(即90度)的机械角度的相位间隔、也就是以360度的电角度的相位间隔配置。将第二外磁极部59A、59B、59C和59D形成为齿形部，所述齿形部是通过切削中空圆筒形软磁性材料的前端、使得所述前端沿着圆周方向分成多个齿形而形成的，其中，每一个齿形从外管部的端面轴向延伸。进而，形成第二外磁极部59A、59B、59C和59D，使得它们中的每一个以角度θ4倾斜地与该磁环51对向。

第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D以及第二定子59的第二外磁极部59A、59B、59C和59D具有相同的形状，并配置成第一和第二外磁极部的齿形部的前端彼此相对。

连接环54形成中空圆筒形，并具有形成于其内周部的槽54A、54B、54C、54D、54E、54F、54G和54H。进而，连接环54由非磁性材料形成，并被制成能够将形成在第一定子58与第二定子59之间的磁路分开，使得第一定子58与第二定子59的磁极部几乎不彼此施加不利影响。

槽54A、54C、54E和54G相位相互偏移360/n度，即，90度。类似地，槽54B、54D、54F和54H相位相互偏移360/n度，即，90度。第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D配合到槽54A、54C、54E和54G内，并且，例如用粘合剂固定于其上。第二定子59的第二外磁极部59A、59B、59C和59D配合到槽54B、54D、54F和54H内，并且，例如利用粘合剂固定于其上。相对于磁环51的磁化部的磁化相位而言，槽54A、54C、54E和54G与槽54B、54D、54F和54H相位偏移90度的电角度。

如上所述，将第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D以及第二定子59的第二外磁极部59A、59B、59C和59D形成齿形部，所述齿形部沿着磁环51的外周面在磁环51的轴向上延伸。进而，将磁环51的每一个磁化部形成螺旋状，其中，磁化部的磁化相位在磁化部的不同部分之间变化，所述磁化部的不同部分在磁化部上处于不同的轴向位置。从而，为了将第一外磁极部58A、58B、58C和58D以及第二外磁极部59A、59B、59C和59D配置在彼此完全等同的各个相位的位置上，相对于磁环51的磁化部的磁化相位而言，需要将第一和第二外磁极部相互偏移机械角度为α度的相位。

为了将槽54A、54C、54E和54G以及槽54B、54D、54F和54H形成得相对于磁环51的磁化部的磁化相位而言、彼此偏移电角度90度的相位，只需要使它们相对于磁化相位而言彼此偏移机械角度为(180/n)+α度(即，22.5度+α度)的相位即可。因此，将第一外磁极部58A、58B、58C和58D以及第二外磁极部59A、59B、59C和59D也配置成相对于磁环51的磁化部的磁化相位而言、彼此偏移机械角度为(180/n)+α度(即，22.5度+α度)的相位，即，偏移电角度为90度的相位。

现在，假定用θ5表示每一个第一外磁极部58A、58B、58C和58D与第二外磁极部59A、59B、59C和59D中对应的一个之间的机械角度的偏移量，即(180/n)+α度(即，22.5度+α度)，如图11所示，公式θ5＞(θ3+θ4)/2成立。

更具体地说，将角度θ3，角度θ4和角度θ5之间的关系设定为公式θ5＞(θ3+θ4)/2成立，其中，所述角度θ3表示第一外磁极部58A、58B、58C和58D以与磁环51的磁极部相对的关系延伸所通过的角度，所述角度θ4表示第二外磁极部59A、59B、59C和59D以与磁环51的磁极部相对的关系延伸所通过的角度，所述角度θ5表示第一外磁极部与各个相邻的第二外磁极部之间的相位差。

如上所述，通过将第一定子58和第二定子59固定到连接环54上，能够将第一定子58和第二定子59设置在所需要的位置和相位。

在特开平10-229670号公报中所提出的步进马达中，将用于可旋转地保持插入到中空圆筒形的内磁极部内的输出轴的轴承，安装到包括内磁极部和外磁极部的定子上，与这种步进马达不同，根据本实施例的步进马达，其特征在于，磁环51被螺旋状磁化，从而，第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D的前端以及第二定子59的第二外磁极部59A、59B、59C和59D的前端，被配置成它们彼此进一步远离α度的机械角度。

其结果是，即使当在第一外磁极部58A、58B、58C和58D的前端与各个对应的第二外磁极部59A、59B、59C和59D的前端之间沿轴向形成的间隙T1制造得较小的时候，也可以确保它们之间的间隙。从而，即使当间隙T1制造得足够小时，也可以防止第一外磁极部58A、58B、58C和58D与各个相关的第二外磁极部59A、59B、59C和59D之间的串扰，从而，可以将步进马达的轴向尺寸制造得足够小。

进而，在本实施例中，假定第一外磁极部58A、58B、58C和58D中的每一个与第二外磁极部59A、59B、59C和59D中对应的一个之间的机械角度偏移量θ5表示，则θ5＞(θ3+θ4)/2成立。在该表达式中，θ3表示第一外磁极部58A、58B、58C和58D以与磁环51的磁极部相对的关系延伸所通过的角度，θ4表示第二外磁极部59A、59B、59C和59D以和磁环51的磁极部相对的关系延伸所通过的角度。

利用这种结构，即使当第一外磁极部58A、58B、58C和58D的前端与各个对应的第二外磁极部59A、59B、59C和59D的前端被配置成沿着磁环51的轴向方向观察时彼此重叠的时候，上述前端也不会彼此接触。如果重叠部的长度用L表示，则第一和第二外磁极部的与磁环51对向的长度，等于(ML+L)/2。

步进马达的输出转矩大致正比于与磁环51相对的外磁极部的面积。进而，在本实施例中，磁环51被螺旋状地磁化，从而，所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴10的旋转方向上。其结果是，如果用θ表示螺旋角，则步进马达的旋转力变成所产生的电磁力的cosθ倍。这表明旋转力被降低，因为所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴10的旋转方向上。

假定同时考虑到由于和磁环相对的外磁极部的面积增加引起的旋转力的增大、以及由于所产生的全部电磁力都不作用于旋转轴的旋转方向上这一事实造成的旋转力的降低，根据本实施例的步进马达的输出变成现有技术的输出的

((ML+L)/(ML-T1))×cosθ倍。

例如，在具有外径约为6mm，轴向尺寸约为9mm，ML＝3mm，L＝0.5mm，T1＝0.5mm，θ＝10度的步进马达的情况下，如果将这些值代入到上述方程式中，则获得下面的表达式：

((3+0.5)/(3-0.5))×cos10°

由该表达式得到的值为1.379。从而，可以预期，根据本实施例的步进马达的输出转矩是现有技术的输出转矩的1.379倍。

而且，对于根据现有技术(日本专利特开平09-331666号公报和特开平10-229670号公报)的步进马达，要求其被构造成内磁极部不与连接在磁铁与输出轴之间的部分接触。其结果是，步进马达不能具有其中内磁极部与转子(磁铁)彼此相对的足够的轴向长度(图14中的L1)。

相反，如图10中的ML所示，根据本实施例的步进马达，可以很容易地确保其中旋转轴10的内磁极部10A与磁环51彼此相对的大的轴向长度。这使其能够有效地利用第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D，第二定子59的第二外磁极部59A、59B、59C和59D，以及磁环51，从而使之能够提高步进马达的输出功率。

而且，假定磁环51的长度用ML表示，在本实施例与现有技术(日本专利特开平09-331666号公报)之间进行的比较，给出如下的结果：根据现有技术的步进马达，要求沿着磁环51的轴向方向在第一外磁极部与第二外磁极部之间形成间隙，以便防止第一和第二外磁极部之间的串扰。假定所述间隙的长度用T1表示，则与磁环相对的每一个外磁极部的长度用(ML-T1)/2表示。

相反，在根据本实施例的步进马达中，将第一定子58的第一外磁极部58A、58B、58C和58D的前端以及第二定子59的各个相关的第二外磁极部59A、59B、59C和59D的前端设置成它们在磁环51的轴向方向上相互重叠。如上所述，如果用L表示重叠部分的长度，则与磁环51相对的第一和第二外磁极部的长度等于(ML+L)/2。这使其能够有效地利用磁环51，从而能够构造大功率的步进马达。

如上文中所描述的那样，根据本实施例，由第一和第二线圈2和3的通电产生的磁通，被直接作用到磁环51上，从而，可以将步进马达构造成能够输出高的功率，并且制成非常小的尺寸。就是说，只要求步进马达具有大到足以包括磁环51的直径并使得第一和第二定子58及59的外磁极部与磁环51的外周面相对的直径。进而，只需要步进马达具有的长度等于第一和第二线圈2和3各自的长度及磁环51的长度的总和。

因此，步进马达的尺寸由磁环51及第一和第二线圈2和3的直径以及长度所决定，如果将磁环51及第一和第二线圈2和3的直径以及长度制造得非常小，则可以实现步进马达的微型化。

尽管在这种情况下，如果将磁环51及第一和第二线圈2和3的直径以及长度制造得非常小的话，也很难保持步进马达的精度，但是这一问题可以按以下方式来解决：如上所述，将磁环51形成中空圆筒形，并且将旋转轴10固定到磁环51的内周部上。进而，使第一和第二定子58和59的外磁极部与磁环51的外周面相对，使旋转轴10的内磁极部与磁环51的内周面对向。这种简单的结构可以解决步进马达的精度问题。

进而，如果步进马达总共包括七个部件，即，两个线圈，一个磁环，一个旋转轴，第一和第二定子，以及一个连接环，则可以减少部件的数目，从而能够降低步进马达的制造成本。

进而，通过将第一定子58的第一外磁极部的前端与第二定子59的各个相关的第二外磁极部的前端配置成在磁环51的轴向上相互重叠，并且假定所述重叠部分的长度由L表示，则与磁环51相对的外磁极部的长度等于(ML+L)/2。这使其可以有效地利用磁环51，从而能够实现大功率的步进马达。

尽管在上述第一和第二个实施例中，以举例的方式列举了第一定子的第一外磁极部和第二定子的第二外磁极部两者与旋转轴在轴向方向的范围内彼此相对的结构，但是并不局限于此，也可以制成这样的结构，即，第一定子的第一外磁极部、或者第二定子的第二外磁极部(即，第一外磁极部和第二外磁极部的至少任何一个)与旋转轴在轴向方向的范围内彼此相对。

Claims (6)

1.一种驱动装置，包括：

磁铁(1)，该磁铁具有中空圆筒形的形状，并且被磁化成沿其圆周方向具有交替的不同的磁极，

第一线圈(2)和第二线圈(3)，这些线圈与所述磁铁(1)同心地配置、并分别设置在所述磁铁(1)的轴向相对侧，

第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)，所述第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)的每一个都具有齿形的形状，并且以与所述磁铁(1)相对的关系配置成从靠近所述磁铁(1)的一个轴向端面的一侧起、沿着所述磁铁(1)的外周面延伸，用于被所述第一线圈(2)激磁，

第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)，所述第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)的每一个都具有齿形的形状，并且以与所述(1)磁铁相对的关系配置成从靠近所述磁铁(1)的另一个轴向端面的一侧起、沿着所述磁铁(1)的外周面延伸，用于被所述第二线圈(3)激磁，以及

旋转轴(10)，所述旋转轴(10)被固定到所述磁铁(1)的内周部上，并具有内磁极部(10A)，该内磁极部(10A)以与所述第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)和所述第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)中的至少任何一个相对的关系设置，用于被所述第一线圈(2)和所述第二线圈(3)中的至少一个激磁；

其中，所述第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)和所述第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)每一个都形成螺旋状。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)的前端和各个相关的所述第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)的前端在所述磁铁(1)的轴向上相互重叠。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一外磁极部(8A、8B、8C和8D)相对于所述磁铁(1)的磁化部(1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G和1H)的各个对应的磁化相位的相位位置，以及各个相关的所述第二外磁极部(9A、9B、9C和9D)相对于所述磁铁(1)的所述磁化部(1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G和1H)的各个对应的磁化相位的相位位置，相互间分别偏移预定的角度。

4.一种驱动装置，包括：

磁铁(1)，该磁铁(1)具有中空圆筒形的形状，并被磁化成在其圆周方向上具有交替的不同的磁极，

第一线圈(2)和第二线圈(3)，这些线圈与所述磁铁(1)同心地配置，并且分别设置在所述磁铁(1)的轴向相对侧，

第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)，所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)的每一个都具有齿形的形状，并且以与所述磁铁(1)相对的关系配置成从靠近所述磁铁(1)的一个轴向端面的一侧起、沿着所述磁铁(1)的外周面延伸，用于被所述第一线圈(2)激磁，

第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)，所述第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)的每一个都具有齿形的形状，并且以与所述磁铁(1)相对的关系配置成从靠近所述磁铁(1)的另一轴向端面的一侧起、沿着所述磁铁(1)的外周面延伸，用于被所述第二线圈(3)激磁，以及

旋转轴(10)，所述旋转轴(10)被固定到所述磁铁(1)的内周部上，并具有内磁极部(10A)，该内磁极部(10A)以与所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)和所述第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)的至少任何一个相对的关系配置，用于被所述第一线圈(2)和所述第二线圈(3)中的至少一个激磁，

其中，所述磁铁(1)被螺旋状地磁化。

5.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)的前端和所述各个相关的所述第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)的前端，在所述磁铁(1)的轴向方向上相互重叠。

6.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，令所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)的每一个以与所述磁铁(1)的对应的一个磁极部相对的关系延伸所通过的角度为θ3，令所述第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)的每一个以与所述磁铁(1)的对应的一个磁极部相对的关系延伸所通过的角度为θ4，令作为所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)的每一个与和所述第一外磁极部(58A、58B、58C和58D)的每一个相邻的所述第二外磁极部(59A、59B、59C和59D)的每一个之间的相位差的角度为θ5，将角度θ3、角度θ4和角度θ5之间的关系设定为θ5＞(θ3+θ4)/2成立。

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