JP2002010615A - Motor - Google Patents
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- JP2002010615A JP2002010615A JP2000190659A JP2000190659A JP2002010615A JP 2002010615 A JP2002010615 A JP 2002010615A JP 2000190659 A JP2000190659 A JP 2000190659A JP 2000190659 A JP2000190659 A JP 2000190659A JP 2002010615 A JP2002010615 A JP 2002010615A
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- magnet
- magnetic pole
- coil
- stator
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超小型に構成した円筒
形状のモータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical motor having a very small size.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の小型円筒形状のステップモータと
しては図６に示すものがある。ボビン１０１にステータ
コイル１０５が同心状に巻回され、ボビン１０１は2個
のステータヨーク１０６で軸方向から挟持固定されてお
り、かつステータヨーク１０６にはボビン１０１の内径
面円周方向にステータ歯１０６ａと１０６ｂが交互に配
置され、ケース１０３には、ステータ歯１０６ａまたは
１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が固定されてス
テータ１０２が構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional small cylindrical step motor. A stator coil 105 is wound concentrically around the bobbin 101, and the bobbin 101 is sandwiched and fixed in the axial direction by two stator yokes 106. 106a and 106b are alternately arranged, and a stator 102 is formed in the case 103 by fixing a stator yoke 106 integral with the stator teeth 106a or 106b.
【0003】２組のケース１０３の一方にはフランジ１１５
と軸受け１０８が固定され、他方のケース１０３には他
の軸受け１０８が固定されている。ロータ１０９はロー
タ軸１１０に固定されたロータ磁石１１１からなり、ロ
ータ磁石１１１はステータ１０２のステータヨーク１０
６ａと放射状の空隙部を形成している。そして、ロータ
軸１１０は２個の軸受け１０８の間に回転可能に支持さ
れている。[0003] One of the two cases 103 has a flange 115
And the bearing 108 are fixed, and the other bearing 108 is fixed to the other case 103. The rotor 109 includes a rotor magnet 111 fixed to a rotor shaft 110, and the rotor magnet 111 is
6a and a radial gap. The rotor shaft 110 is rotatably supported between the two bearings 108.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の小型のステップモータはロータの外周にケース１０
３、ボビン１０１、ステータコイル１０５、ステータヨ
ーク１０６が同心状に配置されているためモータの外形
寸法が大きくなってしまう欠点があった。また、ステー
タコイル１０５への通電により発生する磁束は図７に示
すように主としてステータ歯１０６ａの端面１０６ａ１
とステータ歯１０６ｂの端面１０６ｂ１とを通過するた
めロータ磁石１１１に効果的に作用しないのでモータの
出力は高くならない欠点がある。However, the above-mentioned conventional small step motor has a case 10 on the outer periphery of the rotor.
3. Since the bobbin 101, the stator coil 105, and the stator yoke 106 are arranged concentrically, there is a disadvantage that the outer dimensions of the motor become large. As shown in FIG. 7, the magnetic flux generated when the stator coil 105 is energized is mainly the end face 106a1 of the stator tooth 106a.
And the end face 106b1 of the stator teeth 106b does not effectively act on the rotor magnet 111, so that the motor output does not increase.
【0005】本出願人はこのような問題を解決したモータを
特開平０９−３３１６６６に提案している。この提案さ
れたモータは円周方向に等分割して異なる極に交互に着
磁された永久磁石からなるロータを円筒形状に形成し、
該ロータの軸方向に第1のコイル、ロータ及び第2のコイ
ルを順に配置し、第1のコイルにより励磁される第1の外
側磁極及び第1の内側磁極をロータの外周面及び内周面
に対向させ、第２のコイルにより励磁される第２の外側
磁極及び第２の内側磁極をロータの外周面及び内周面に
対向させる様に構成したものであり、ロータ軸である回
転軸が円筒形状の永久磁石内から取り出されている。こ
のような構成のモータは、出力が高くモータの外形寸法
を小さいものとする事ができる。[0005] The present applicant has proposed a motor in which such a problem is solved in JP-A-09-331666. This proposed motor forms a cylindrical rotor having permanent magnets alternately magnetized to different poles equally divided in the circumferential direction,
A first coil, a rotor, and a second coil are sequentially arranged in the axial direction of the rotor, and a first outer magnetic pole and a first inner magnetic pole excited by the first coil are formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor. , And the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole excited by the second coil are configured to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor. It is taken out from inside the cylindrical permanent magnet. The motor having such a configuration can have a high output and a small external dimension of the motor.
【0006】図８に特開平０９−３３１６６６で提案された
モータの斜視図、図９に側面の断面図を示す。２０１は
円周方向に等分割して異なる極に交互に着磁された永久
磁石からなるロータ、２０２はロータの軸方向に隣り合
って配置された第1のコイル、２０３はロータの軸方向
に隣り合って配置された第２のコイル、２０４は第1の
コイルにより励磁され軟磁性材料からなる第１のステー
タ、２０５は第２のコイルにより励磁され軟磁性材料か
らなる第２のステータである。第１のステータ２０４は
前記ロータ２０１の外周面に隙間をもって所定角度対向
する第１の外側磁極２０４ａ、前記ロータ２０１の内周
面に隙間をもって対向する第１の内側磁極２０４ｂを備
え、第２のステータ２０５は前記ロータ２０１の外周面
に隙間をもって所定角度対向する第２の外側磁極２０５
ａ、前記ロータ２０１の内周面に隙間をもって対向する
第２の内側磁極２０５ｂを備えている。２０６は出力軸
で前記ロータ２０１が固着され、前記第１のステータ２
０４の軸受け部２０４ｃと前記第２のステータ２０５の
軸受け部２０５ｃに回転可能に保持されている。２０７
は連結リングで非磁性材料からなり前記第１のステータ
２０４と前記第２のステータ２０５とを所定の間隔で保
持するものである。FIG. 8 is a perspective view of a motor proposed in JP-A-09-331666, and FIG. 9 is a cross-sectional view of a side surface. 201 is a rotor composed of permanent magnets equally divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, 202 is a first coil arranged adjacent to the rotor in the axial direction, 203 is a rotor in the axial direction of the rotor. A second coil 204 disposed adjacently is a first stator made of a soft magnetic material which is excited by the first coil and 205 is a second stator made of a soft magnetic material which is excited by the second coil. . The first stator 204 includes a first outer magnetic pole 204a facing the outer peripheral surface of the rotor 201 at a predetermined angle with a gap, and a first inner magnetic pole 204b facing the inner peripheral surface of the rotor 201 with a gap. The stator 205 has a second outer magnetic pole 205 facing the outer peripheral surface of the rotor 201 at a predetermined angle with a gap.
a, a second inner magnetic pole 205b opposed to the inner peripheral surface of the rotor 201 with a gap. Reference numeral 206 denotes an output shaft to which the rotor 201 is fixed and the first stator 2
04 and a bearing 205c of the second stator 205 so as to be rotatable. 207
Is a connecting ring made of a non-magnetic material, which holds the first stator 204 and the second stator 205 at a predetermined interval.
【0007】第１のコイル２０２、第２のコイル２０３への
通電方向を切り換えて第１の外側磁極２０４ａ、第１の
内側磁極２０４ｂ、第２の外側磁極２０５ａ、第２の内
側磁極２０５ｂの極性を切り換えてロータを回転させて
いくものである。[0007] The polarity of the first outer magnetic pole 204a, the first inner magnetic pole 204b, the second outer magnetic pole 205a, and the second inner magnetic pole 205b are switched by switching the direction of current supply to the first coil 202 and the second coil 203. Is switched to rotate the rotor.
【0008】この時ロータの各極の着磁の軸方向に関しての
中心はロータの外形寸法の中心即ち端面からの位置が全
長の半分の位置のところＰ点にある。このため第１の外
側磁極２０４ａ、第１の内側磁極２０４ｂ、第２の外側
磁極２０５ａ、第２の内側磁極２０５ｂの励磁状態によ
ってはＰ点が出力軸のスラスト方向に関して第１の外側
磁極２０４ａ側（第１のコイル２０２側）に吸引された
り第２の外側磁極２０５ａ側（第２のコイル２０３側）
に吸引されたりする。これによってロータ１０１は出力
軸２０６とともにスラスト方向の振動が発生し騒音を発
生しやすくなる。At this time, the center of the magnetization of each pole of the rotor with respect to the axial direction is at point P where the center of the outer dimensions of the rotor, that is, the position from the end face is a half of the entire length. Therefore, depending on the excitation state of the first outer magnetic pole 204a, the first inner magnetic pole 204b, the second outer magnetic pole 205a, and the second inner magnetic pole 205b, the point P is closer to the first outer magnetic pole 204a with respect to the thrust direction of the output shaft. (The first coil 202 side) or the second outer magnetic pole 205a side (the second coil 203 side)
It is sucked in. As a result, the rotor 101 generates vibrations in the thrust direction together with the output shaft 206, so that noise is easily generated.
【0009】したがって、本発明の目的は、ロータ及び出力
軸のスラスト方向の振動を抑制し騒音を抑えることので
きるモータを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a motor capable of suppressing vibration in a thrust direction of a rotor and an output shaft and suppressing noise.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒形状に形成されるとともに少なくと
も外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁され
たマグネットと、コイルが巻回された第１のボビンと、
コイルが巻回された第２のボビンと、前記第１のボビン
に巻回されたコイルにより励磁され前記マグネット
の一端側の外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記
マグネットの内周面に対向する第１の内側磁極部と、前
記第２のボビンに巻回されたコイルにより励磁され前記
マグネットのもう一端側の外周面に対向する第２の外側
磁極部とを備え、前記マグネットは前記第１の外側磁極
部に対向する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向す
る外周部分との間にそれらの部分に比べ小径なる外周部
分が構成されている事を特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a magnet formed in a cylindrical shape and having at least an outer peripheral surface divided in a circumferential direction and alternately magnetized to different poles, A first bobbin on which a coil is wound;
A second bobbin on which a coil is wound, a first outer magnetic pole portion which is excited by the coil wound on the first bobbin and faces an outer peripheral surface at one end of the magnet, and an inner periphery of the magnet. A first inner magnetic pole portion facing the surface, and a second outer magnetic pole portion that is excited by a coil wound around the second bobbin and faces the outer peripheral surface at the other end of the magnet. Is characterized in that an outer peripheral portion having a diameter smaller than those portions is formed between an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion. It is.
【0011】上記構成において、モータの径はマグネットの
外周面に対向する第１、第２の外側磁極で決められ、モ
ータの軸方向の長さは第１のコイル、マグネット、第２
のコイルを順に配置する事で決められモータを非常に小
型化する事ができるものである。また、第１のコイルに
より発生する磁束は第１の外側磁極と第１の内側磁極と
の間にあるマグネットを横切るので効果的に作用する。
第２のコイルにより発生する磁束は第２の外側磁極と第
１の内側磁極との間にあるマグネットを横切るので効果
的に作用し、モータの出力を高める。In the above configuration, the diameter of the motor is determined by the first and second outer magnetic poles facing the outer peripheral surface of the magnet, and the axial length of the motor is determined by the first coil, the magnet, and the second coil.
Are determined in that order, and the motor can be made very small. Further, the magnetic flux generated by the first coil crosses the magnet between the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, so that it works effectively.
The magnetic flux generated by the second coil crosses the magnet between the second outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, so that it works effectively and increases the output of the motor.
【0012】前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対向
する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周部
分との間にそれらの部分に比べ小径なる外周部分が構成
されている事によりロータの着磁部の軸方向に関しての
中心はロータの外形寸法の中心即ち端面からの位置が全
長の半分の位置のところＰ点ではなく第１の外側磁極２
０４ａの軸方向に関してのほぼ中心部に対向する位置と
第２の外側磁極２０５ａの軸方向に関してのほぼ中心部
に対向する位置との２個所にでき第１の外側磁極２０４
ａ、第１の内側磁極２０４ｂ、第２の外側磁極２０５
ａ、第２の内側磁極２０５ｂの励磁状態によってはロー
タが出力軸のスラスト方向に関して第１の外側磁極２０
４ａ側（第１のコイル２０２側）に吸引されたり第２の
外側磁極２０５ａ側（第２のコイル２０３側）に吸引さ
れたりする力は非常に小さいものになりロータのスラス
ト方向の振動が抑制され騒音が抑えられる。[0012] The magnet has an outer peripheral portion smaller in diameter than an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion. Accordingly, the center of the magnetized portion of the rotor in the axial direction is not the point P at the center of the outer dimensions of the rotor, that is, the position from the end face is half the full length, but the first outer magnetic pole 2.
The first outer magnetic pole 204 is formed at two positions, that is, a position opposing substantially the center of the second outer magnetic pole 205a in the axial direction and a position opposing substantially the center of the second outer magnetic pole 205a in the axial direction.
a, first inner magnetic pole 204b, second outer magnetic pole 205
a, depending on the excitation state of the second inner magnetic pole 205b, the rotor may not be connected to the first outer magnetic pole 20 with respect to the thrust direction of the output shaft.
The force that is attracted to the 4a side (the first coil 202 side) or the second outer magnetic pole 205a side (the second coil 203 side) becomes very small, and the vibration in the thrust direction of the rotor is suppressed. Noise is reduced.
【0013】また、上記目的を達成するために、本発明は、
円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方
向に分割して異なる極に交互に着磁されたマグネット
と、コイルが巻回された第１のボビンと、コイルが巻回
された第２のボビンと、前記第１のボビンに巻回された
コイルにより励磁され前記マグネットの一端側の外周面
に対向する第１の外側磁極部と、前記マグネットの内周
面に対向する第１の内側磁極部と、前記第２のボビンに
巻回されたコイルにより励磁され前記マグネットのもう
一端側の外周面に対向する第２の外側磁極部とを備え、
前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対向する外周
部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周部分との間
に未着磁部が備えている事を特徴とする。[0013] In order to achieve the above object, the present invention provides:
A magnet formed in a cylindrical shape and having at least an outer peripheral surface divided in a circumferential direction and alternately magnetized to different poles, a first bobbin around which a coil is wound, and a second bobbin around which a coil is wound A bobbin, a first outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the first bobbin and faces an outer peripheral surface on one end side of the magnet, and a first inner magnetic pole which faces an inner peripheral surface of the magnet And a second outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the second bobbin and faces the outer peripheral surface at the other end of the magnet,
The magnet is characterized in that an unmagnetized portion is provided between an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion.
【0014】上記構成において、モータの径はマグネットの
外周面に対向する第１、第２の外側磁極で決められ、モ
ータの軸方向の長さは第１のコイル、マグネット、第２
のコイルを順に配置する事で決められモータを非常に小
型化する事ができるものである。また、第１のコイルに
より発生する磁束は第１の外側磁極と第１の内側磁極と
の間にあるマグネットを横切るので効果的に作用する。
第２のコイルにより発生する磁束は第２の外側磁極と第
１の内側磁極との間にあるマグネットを横切るので効果
的に作用し、モータの出力を高める。In the above configuration, the diameter of the motor is determined by the first and second outer magnetic poles facing the outer peripheral surface of the magnet, and the axial length of the motor is determined by the first coil, the magnet, and the second coil.
Are determined in that order, and the motor can be made very small. Further, the magnetic flux generated by the first coil crosses the magnet between the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, so that it works effectively.
The magnetic flux generated by the second coil crosses the magnet between the second outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, so that it works effectively and increases the output of the motor.
【0015】前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対向
する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周部
分との間に未着磁部が備えている事によりロータの着磁
部の軸方向に関しての中心はロータの外形寸法の中心即
ち端面からの位置が全長の半分の位置のところＰ点では
なく第１の外側磁極２０４ａの軸方向に関してのほぼ中
心部に対向する位置と第２の外側磁極２０５ａの軸方向
に関してのほぼ中心部に対向する位置との２個所にでき
第１の外側磁極２０４ａ、第１の内側磁極２０４ｂ、第
２の外側磁極２０５ａ、第２の内側磁極２０５ｂの励磁
状態によってはロータが出力軸のスラスト方向に関して
第１の外側磁極２０４ａ側（第１のコイル２０２側）に
吸引されたり第２の外側磁極２０５ａ側（第２のコイル
２０３側）に吸引されたりする力は非常に小さいものに
なりロータのスラスト方向の振動が抑制され騒音が抑え
られる。The magnet has a non-magnetized portion between an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion. The center in the axial direction of the first outer magnetic pole 204a is not the point P at the center of the outer dimensions of the rotor, that is, the position from the end face is a half of the total length, but the position substantially opposite the center of the first outer magnetic pole 204a in the axial direction. A first outer magnetic pole 204a, a first inner magnetic pole 204b, a second outer magnetic pole 205a, and a second inner magnetic pole 205b. Depending on the excitation state of the rotor, the rotor is attracted to the first outer magnetic pole 204a side (the first coil 202 side) or the second outer magnetic pole 205a side (the second coil 203 side) in the thrust direction of the output shaft. The force of the vibration is very small, so that the vibration of the rotor in the thrust direction is suppressed and the noise is suppressed.
【0016】[0016]
【実施例】（実施例１）図１〜図４は本発明の実施例１
のステップモータを示す図であり、そのうち、図１はス
テップモータの分解斜視図であり、図２はステップモー
タの組み立て後の軸方向の断面図であり、図３は図２の
Ａ−Ａ線での断面図およびB−B線での断面図である。図
４はマグネットの斜視図である。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 4 show Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the step motor, FIG. 2 is an axial sectional view after assembling the step motor, and FIG. 3 is a line AA of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line BB in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the magnet.
【0017】図１から図４において、１はロータを構成する
円筒形状のマグネットであり、このロータであるマグネ
ット１は、特に図４で示すようにその外周表面を円周方
向にｎ分割して（本実施例では１０分割して）S極、N極
が交互に着磁された着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１
ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊとすると、この着磁
部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉとがS極に着磁され、
着磁部１ｂ，１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊとがN極に着磁さ
れている。またマグネット１は射出成形により形成され
るプラスチックマグネット材料により構成されている。
これにより円筒形状の半径方向に関しての厚さは非常に
薄く構成する事ができる。In FIG. 1 to FIG. 4, reference numeral 1 denotes a cylindrical magnet constituting a rotor. The magnet 1, which is a rotor, has its outer peripheral surface divided into n parts in the circumferential direction as shown in FIG. Magnetized portions 1a, 1b, 1c, 1d, 1 in which S and N poles are alternately magnetized (in this embodiment, divided into 10).
e, 1f, 1g, 1h, 1i, and 1j, the magnetized portions 1a, 1c, 1e, 1g, and 1i are magnetized to the S pole,
The magnetized portions 1b, 1d, 1f, 1h, and 1j are magnetized to N poles. The magnet 1 is made of a plastic magnet material formed by injection molding.
Thus, the thickness of the cylindrical shape in the radial direction can be made very thin.
【0018】またマグネット１には軸方向中央部に内径が小
なる嵌合部１ｋを備えている。１０はロータ軸となる出
力軸で、この出力軸１０はロータであるマグネット１の
嵌合部１ｋに圧入にて固着されている。マグネット１は
射出成形により成形されるプラスチックマグネットから
なるため圧入による組み立てでも割れが発生する事はな
くまた軸方向中央部に内径が小なる嵌合部１ｋを備える
という複雑な形状でも製造が容易となる。また出力軸１
０とマグネット１は圧入で組み立ておよび固着されるの
で組み立てが容易で安価で製造可能となる。これらの出
力軸１０とマグネット１とでロータを構成している。マ
グネット１の軸方向に関しての中央部の外周部には他の
外周部とは直径が小さい外周溝１ｍが形成されている。The magnet 1 is provided with a fitting portion 1k having a small inner diameter at the center in the axial direction. Reference numeral 10 denotes an output shaft serving as a rotor shaft. The output shaft 10 is fixed to the fitting portion 1k of the magnet 1 serving as a rotor by press-fitting. Since the magnet 1 is made of a plastic magnet formed by injection molding, it does not crack even when assembled by press-fitting, and is easy to manufacture even with a complicated shape having a fitting portion 1k having a small inner diameter at the center in the axial direction. Become. Output shaft 1
Since the 0 and the magnet 1 are assembled and fixed by press-fitting, they can be easily assembled and manufactured at low cost. The output shaft 10 and the magnet 1 constitute a rotor. An outer peripheral groove 1m having a smaller diameter than other outer peripheral portions is formed in the outer peripheral portion at the central portion in the axial direction of the magnet 1.
【0019】マグネット１の材料としてNd-Fe-B系希土類磁
性粉とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との
混合物を射出成形することにより形成されたプラスチッ
クマグネットを用いている。これによりコンプレッショ
ン成形されたマグネットの場合の曲げ強度が５００Kgf/
cm2程度なのに対して、例えばポリアミド樹脂をバイン
ダー材として使用した場合８００Kgf/cm2以上の曲げ強
度が得られコンプレッション成形では出来ない、薄肉円
筒形状を形成することが出来る。薄肉円筒状に構成した
事は後述するようにモータの性能を高める。As a material of the magnet 1, a plastic magnet formed by injection molding a mixture of a Nd-Fe-B-based rare earth magnetic powder and a thermoplastic resin binder material such as polyamide is used. As a result, the bending strength of the compression molded magnet is 500 kgf /
cm for the two degree of, for example, a polyamide resin 800 kgf / cm 2 or more bending strength can not be a compression molding obtained when used as a binder material, it can be formed a thin cylindrical shape. The thin cylindrical configuration improves the performance of the motor as described later.
【0020】また、形状を自由にすることが出来、コンプレ
ッション成形では出来ない、ロータ軸を固着するための
形状を一体化でき、かつ充分なロータ軸固着強度を得る
ことが出来た。また、強度的に優れているためロータ軸
を圧入などの方法を用いても割れることはない。Further, the shape can be made freely, and the shape for fixing the rotor shaft, which cannot be obtained by compression molding, can be integrated, and sufficient rotor shaft fixing strength can be obtained. Further, since the rotor shaft is excellent in strength, it does not break even when the rotor shaft is press-fitted.
【0021】同時に、ロータ軸固着部が一体成形されたこと
によりロータ軸部に対してマグネット部の同軸精度が向
上し、振れを少なくすることが可能になりマグネットと
ステータ部との空隙距離を少なくすることが可能にな
り、コンプレッションマグネットの磁気特性８MGOe以上
に対して射出成形マグネットの磁気特性は５から７MGOe
程度であるがモータの充分な出力トルクを得ることが出
来る。At the same time, since the rotor shaft fixing portion is integrally formed, the coaxial accuracy of the magnet portion with respect to the rotor shaft portion is improved, and run-out can be reduced, and the gap distance between the magnet and the stator portion can be reduced. The magnetic property of the injection molded magnet is 5 to 7 MGOe, while the magnetic property of the compression magnet is 8 MGOe or more.
Although sufficient, a sufficient output torque of the motor can be obtained.
【0022】また、射出成形マグネットは、表面に薄い樹脂
皮膜が形成されるため錆の発生がコンプレッションマグ
ネットに比較して大幅に少ないため塗装などの防錆処理
を廃止できる。In addition, the injection molded magnet has a thin resin film formed on the surface, so that the generation of rust is significantly less than that of the compression magnet, so that rust prevention treatment such as painting can be eliminated.
【0023】また、コンプレッションマグネットで問題にな
る、磁性粉の付着もなく、防錆塗装時に発生しやすい。
表面のふくらみもなく品質の向上が達成できる。Also, there is no adhesion of magnetic powder, which is a problem with the compression magnet, and it is liable to occur at the time of antirust coating.
Quality improvement can be achieved without surface swelling.
【0024】２および３は第１のボビン、第２のボビンであ
り、４はボビン２に巻回された円筒形状の第１のコイル
であり、５はボビン３に巻回された円筒形状の第２のコ
イルである。第１のコイル４および第２のコイル５は前
記マグネット１と同心でかつ、マグネット１を軸方向に
挟む位置に配置され、第１のコイル４および第２のコイ
ル５はその外径が前記マグネット１の外径とほぼ同じ寸
法である。2 and 3 are a first bobbin and a second bobbin, 4 is a cylindrical first coil wound on the bobbin 2, and 5 is a cylindrical coil wound on the bobbin 3. The second coil. The first coil 4 and the second coil 5 are arranged concentrically with the magnet 1 and at positions sandwiching the magnet 1 in the axial direction, and the first coil 4 and the second coil 5 have outer diameters of the magnet 1. 1 is almost the same size as the outside diameter.
【0025】１８および１９は軟磁性材料からなる第１のス
テータおよび第２のステータで、第１のステータおよび
第２のステータの位相は１８０／ｎ度、即ち１８°ずれ
て配置されこれらの第１のステータおよび第２のステー
タは外筒および内筒からなっている。第１のステータ１
８の外筒はその先端部が第１の外側磁極１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅを形成している。Reference numerals 18 and 19 denote a first stator and a second stator made of a soft magnetic material. The first stator and the second stator are arranged at 180 / n degrees, that is, 18 degrees apart from each other. The first stator and the second stator are composed of an outer cylinder and an inner cylinder. First stator 1
The outer cylinder 8 has first distal magnetic poles 18a, 18
b, 18c, 18d, 18e.
【0026】２１は第一の補助ステータで内径部２１ｆが第
１のステータ１８の内筒１８ｆに嵌合して固着されかつ
外径部には前記第１のステータの外側磁極１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅに対向した位相に第一の内
側磁極となる２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ
部が形成されている。第１の内側磁極２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ部はそれぞれがマグネット１の
着磁に関して同位相になるように３６０／（ｎ／２）
度、即ち７２度ずれて形成されており、また第１のステ
ータ１８の第１の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１
８ｄ，１８ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して
同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度
ずれて形成されている。第２のステータ１９の外筒はそ
の先端部が第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄ，１９ｅを形成している。Reference numeral 21 denotes a first auxiliary stator whose inner diameter portion 21f is fitted and fixed to the inner cylinder 18f of the first stator 18 and whose outer diameter portion has the outer magnetic poles 18a, 18 of the first stator.
21a, 21b, 21c, 21d, and 21e to be the first inner magnetic poles at phases opposite to b, 18c, 18d, and 18e.
A part is formed. The first inner magnetic poles 21a, 21b,
The portions 21c, 21d, and 21e are 360 / (n / 2) so that they have the same phase with respect to the magnetization of the magnet 1.
, That is, 72 degrees, and the first outer magnetic poles 18 a, 18 b, 18 c, 1 of the first stator 18.
8d and 18e are formed with a shift of 360 / (n / 2) degrees, that is, 72 degrees, so that they have the same phase with respect to the magnetization of the magnet 1. The distal end of the outer cylinder of the second stator 19 has the second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 1
9d and 19e are formed.
【0027】２２は第２の補助ステータで内径部２２ｆが第
２のステータ１９の内筒１９ｆに嵌合して固着されかつ
外径部には前記第２のステータの外側磁極１９ａ，１９
ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅに対向した位相に第２の内
側磁極となる２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ
部が形成されている。第２の内側磁極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ部はそれぞれがマグネット１の
着磁に関して同位相になるように３６０／（ｎ／２）
度、即ち７２度ずれて形成されており、また第２のステ
ータ１９の第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄ，１９ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して
同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度
ずれて形成されている。Reference numeral 22 denotes a second auxiliary stator whose inner diameter portion 22f is fitted and fixed to the inner cylinder 19f of the second stator 19 and whose outer diameter portion has outer magnetic poles 19a and 19 of the second stator.
22a, 22b, 22c, 22d, and 22e to be the second inner magnetic poles at phases opposite to b, 19c, 19d, and 19e.
A part is formed. The second inner magnetic poles 22a, 22b,
The portions 22c, 22d and 22e are 360 / (n / 2) so that they are in phase with each other with respect to the magnetization of the magnet 1.
Degrees, that is, 72 degrees, and the second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 1 of the second stator 19 are formed.
9d and 19e are formed so as to be shifted by 360 / (n / 2) degrees, that is, 72 degrees so that they have the same phase with respect to the magnetization of the magnet 1.
【0028】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８
ｂ、，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ 及び第２のステータ１
９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ
は切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成さ
れている。この構成によりモータの直径を最小限にしつ
つ磁極の形成が可能となる。つまりもし、外側磁極を半
径方向に延びる凹凸で形成するとその分モータの直径は
大きくなってしまうのであるが、本実施例では切欠き穴
と軸と平行方向に延出する歯により外側磁極を構成して
いるのでモータの直径を最小限に抑える事ができる。Outer magnetic poles 18a, 18 of the first stator 18
b, 18c, 18d, 18e and the second stator 1
9 outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e
Are formed by notches and teeth extending in a direction parallel to the axis. This configuration allows the formation of magnetic poles while minimizing the diameter of the motor. In other words, if the outer magnetic pole is formed with irregularities extending in the radial direction, the diameter of the motor will increase accordingly, but in this embodiment, the outer magnetic pole is constituted by a notch hole and teeth extending in a direction parallel to the axis. The diameter of the motor can be minimized.
【0029】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ および第１の内側磁極と
なる第一の補助ステータの外径部２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄ，２１ｅはマグネット１の一端側の外周面お
よび内周面に対向してマグネット１の一端側を挟み込む
ように設けられる。また第１のステータ１８の穴１８ｆ
には出力軸１０の一端部が回転可能に嵌合している。Outer magnetic poles 18a, 18 of the first stator 18
b, 18c, 18d, 18e and the outer diameter portions 21a, 21b, 21 of the first auxiliary stator that become the first inner magnetic poles
c, 21d, and 21e are provided so as to sandwich one end of the magnet 1 in opposition to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of one end of the magnet 1. Also, the hole 18f of the first stator 18
, One end of the output shaft 10 is rotatably fitted.
【0030】第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９
ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ および第２の内側磁極と
なる第２の補助ステータ２２の外径部２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅはマグネット１の他端側の外周
面および内周面に対向してマグネット１の他端側を挟み
込むように設けられる。また第２のステータ１９の穴１
９ｆには出力軸１０の他端部が回転可能に嵌合してい
る。Outer magnetic poles 19a, 19 of the second stator 19
b, 19c, 19d, 19e, and the outer diameter portions 22a, 22b of the second auxiliary stator 22 to be the second inner magnetic poles.
22c, 22d, and 22e are provided so as to sandwich the other end of the magnet 1 in opposition to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the other end of the magnet 1. Also, the hole 1 of the second stator 19
The other end of the output shaft 10 is rotatably fitted to 9f.
【0031】第１のステータ１８の外筒および内筒の間にコ
イル２が設けられ、このコイル２に通電される事により
第１のステータ１８及び第１の補助ヨーク２１とが励磁
される。The coil 2 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18, and when the coil 2 is energized, the first stator 18 and the first auxiliary yoke 21 are excited.
【0032】第１のステータ１８の外筒および内筒の間にコ
イル２が設けられ、このコイル２に通電される事により
第１のステータ１８及び第１の補助ヨーク２１とが励磁
される。第２のステータ１９の外筒および内筒の間にコ
イル３が設けられ、このコイル３に通電される事により
第２のステータ１９及び第２の補助ヨーク２２とが励磁
される。The coil 2 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18, and when the coil 2 is energized, the first stator 18 and the first auxiliary yoke 21 are excited. The coil 3 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19. When the coil 3 is energized, the second stator 19 and the second auxiliary yoke 22 are excited.
【0033】したがって、コイル２により発生する磁束は外
側磁極１８ａ，１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび
内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅとの
間のロータであるマグネット１を横切るので、効果的に
ロータであるマグネットに作用し、コイル３により発生
する磁束は外側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、
１９ｅおよび内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄ、２２ｅとの間のロータであるマグネット１を横切る
ので、効果的にロータであるマグネットに作用しモータ
の出力を高める。Therefore, the magnetic flux generated by the coil 2 traverses the magnet 1 which is the rotor between the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e and the inner magnetic poles 21a, 21b, 21c, 21d, 21e. The magnetic flux generated by the coil 3 acts on the magnet which is the rotor, and the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d,
19e and inner magnetic poles 22a, 22b, 22c, 22
Since it crosses the magnet 1 which is a rotor between d and 22e, it effectively acts on the magnet which is a rotor to increase the output of the motor.
【0034】前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対向
する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周部
分との間にそれらの部分に比べ小径なる外周部分１ｍが
構成されている事によりマグネットは円周方向にｎ分割
して（本実施例では１０分割して）S極、N極が交互に着
磁された着磁部からなる着磁層１ｑとおなじく円周方向
にｎ分割して（本実施例では１０分割して）S極、N極が
交互に着磁された着磁部からなる着磁層１ｒの２つの着
磁層からなるマグネットとみなす事ができる。The magnet has an outer peripheral portion 1m having a smaller diameter than an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion. As a result, the magnet is divided into n parts in the circumferential direction (in the present embodiment, divided into ten parts). The magnet can be regarded as a magnet consisting of two magnetized layers, that is, a magnetized layer 1r composed of magnetized portions in which the S pole and the N pole are alternately magnetized by being divided (in this embodiment, divided into 10).
【0035】ロータの着磁部の軸方向に関しての中心はロー
タの外形寸法の中心即ち端面からの位置が全長の半分の
位置のところＰ点ではなく着磁層１ｑに関して第１の外
側磁極１８ａ，１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの軸方
向に関してのほぼ中心部に対向する位置Ｑと着磁層１ｒ
に関して第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄ、１９ｅの軸方向に関してのほぼ中心部に対向する位
置Ｒとの２個所にでき、第１の外側磁極１８ａ，１８
ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの励磁によって発生するマ
グネット１に対する軸と平行方向の吸引力或いは反発力
は着磁層１ｑの中心Ｑが第１の外側磁極１８ａ，１８
ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅとスラスト方向の位置がほ
ぼ一致しているので、少なくまた着磁層１ｒに関しては
溝１ｍがあり離れているので非常に小さい。The center of the magnetized portion of the rotor in the axial direction is not the point P at the center of the outer dimension of the rotor, that is, the position from the end face is a half of the entire length, but the first outer magnetic pole 18a, The position Q and the magnetized layer 1r opposing substantially the center in the axial direction of 18b, 18c, 18d and 18e.
, The second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19
d and 19e at a position R substantially opposite to the center in the axial direction, and the first outer magnetic poles 18a and 18e.
The attractive force or repulsive force generated by the excitation of the magnets b, 18c, 18d, and 18e in the direction parallel to the axis to the magnet 1 is such that the center Q of the magnetized layer 1q is the first outer magnetic pole 18a, 18
Since the positions of b, 18c, 18d and 18e in the thrust direction substantially coincide with each other, the magnetized layer 1r is very small because it has a groove 1m and is distant.
【0036】第２の外側外側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄ、１９ｅ の励磁によって発生するマグネット１
に対する軸と平行方向の吸引力或いは反発力は着磁層１
ｒの中心Ｒが第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄ、１９ｅ とスラスト方向の位置がほぼ一致して
いるので少なくまた着磁層１ｑに関しては溝１ｍがあり
離れているので吸引力は非常に小さい。The second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c,
Magnet 1 generated by excitation of 19d and 19e
The attractive or repulsive force in the direction parallel to the axis with respect to
The center R of r is the second outer magnetic pole 19a, 19b, 19c,
Since the positions in the thrust direction substantially coincide with 19d and 19e, the attraction force is very small because the magnetized layer 1q has a groove 1m and is far away.
【0037】マグネット１の軸方向に関しての中央部の外周
部には他の外周部即ち着磁層１ｑや着磁層１ｒとは直径
が小さい外周溝１ｍを設けた事により第１の外側磁極１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 第２の外側外
側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ の励
磁状態によってマグネット１に対して発生するスラスト
方向に関して吸引或いは反発力は非常に小さいものにな
りロータのスラスト方向の振動が抑制され騒音が抑えら
れる。The outer peripheral portion at the central portion in the axial direction of the magnet 1 is provided with another outer peripheral portion, that is, an outer peripheral groove 1m having a smaller diameter than the magnetized layer 1q and the magnetized layer 1r.
8a, 18b, 18c, 18d, 18e Attraction or repulsion in the thrust direction generated on the magnet 1 by the excitation state of the second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e becomes very small, and the rotor Vibration in the thrust direction is suppressed and noise is suppressed.
【0038】またマグネット１は前記したように射出成形に
より形成されるプラスチックマグネット材料により構成
されており、これにより円筒形状の半径方向に関しての
厚さは非常に薄く構成する事ができる。The magnet 1 is made of a plastic magnet material formed by injection molding as described above, so that the thickness of the cylindrical shape in the radial direction can be made very thin.
【0039】そのため第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ，１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ と内側磁極２１
ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅとの距離を非常に
小さくできコイル４と第１のステータにより形成される
磁気回路の磁気抵抗は小さく構成できる。また同様に第
２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄ、１９ｅ と内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄ、２２ｅとの距離を非常に小さくできコイル５と
第２のステータにより形成される磁気回路の磁気抵抗は
小さく構成できる。これにより少ない電流で多くの磁束
を発生させる事ができモータの出力アップ、低消費電力
化、コイルの小型化が達成される事になる。Therefore, the outer magnetic pole 18 of the first stator 18
a, 18b, 18c, 18d, 18e and the inner magnetic pole 21
The distance between the coils a, 21b, 21c, 21d, and 21e can be made very small, and the magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the coil 4 and the first stator can be made small. Similarly, the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c of the second stator 19,
19d, 19e and inner magnetic poles 22a, 22b, 22c,
The distance between the coils 22d and 22e can be made very small, and the magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the coil 5 and the second stator can be made small. As a result, a large amount of magnetic flux can be generated with a small current, so that the output of the motor can be increased, the power consumption can be reduced, and the size of the coil can be reduced.
【0040】２０は非磁性材料でかつバネ性を有する材料た
とえばばね用ステンレス鋼やばね用リン青銅等からな
り、スリット２０ｂが形成されている略円筒形状部材と
しての連結リングである。スリット２０ｂは円周面に軸
方向と並行方向に形成されている。Reference numeral 20 denotes a connecting ring as a substantially cylindrical member having a slit 20b formed of a nonmagnetic material and a material having spring properties, such as stainless steel for spring or phosphor bronze for spring. The slit 20b is formed on the circumferential surface in a direction parallel to the axial direction.
【0041】連結リング２０は単体において内径部２０ａの
直径が第１のステータ１８、第２のステータ１９の外側
磁極部の外径寸法より小さく設定されており、内径部２
０ａに第１のステータ１８、第２のステータ１９の外側
磁極部が挿入されると連結リング２０は弾性的に変形し
第１のステータ１８、第２のステータ１９を弾性的に保
持する。この時第１のステータ１８、第２のステータ１
９は位相を１８０／ｎ度即ち１８度ずらし且つ先端があ
る距離だけ間隔を隔てられた状態にて固定されている。The diameter of the inner diameter portion 20a of the connecting ring 20 is set to be smaller than the outer diameter of the outer magnetic pole portions of the first stator 18 and the second stator 19 in a single body.
When the outer magnetic pole portions of the first stator 18 and the second stator 19 are inserted into Oa, the connecting ring 20 is elastically deformed and elastically holds the first stator 18 and the second stator 19. At this time, the first stator 18 and the second stator 1
Numeral 9 is fixed with the phase shifted by 180 / n degrees, that is, 18 degrees, and the tips are separated by a certain distance.
【0042】即ち、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，
１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ の先端と第２のステ
ータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，
１９ｅ の先端とが軸と並行方向にある距離離れ且つ回
転方向の位置に関して位相を１８０／ｎ度、即ち１８度
ずらして向き合うように配置されている。That is, the outer magnetic poles 18a of the first stator 18,
18b, 18c, 18d, 18e and the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d of the second stator 19,
19e are arranged so as to be spaced apart from each other in a direction parallel to the axis by a certain distance and shifted by 180 / n degrees, that is, 18 degrees in phase with respect to the rotational position.
【0043】連結リングは非磁性材料により構成した事によ
り第１のステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回
路上分断できお互いの影響が及ばないようにできモータ
の性能が安定する。Since the connecting ring is made of a non-magnetic material, the first stator 18 and the second stator 19 can be separated from each other on a magnetic circuit so that they do not influence each other, and the performance of the motor is stabilized.
【0044】連結リング２０のスリット２０ｂは連結リング
２０が比較的容易に変形するためのものである。The slit 20b of the connecting ring 20 is for allowing the connecting ring 20 to be deformed relatively easily.
【0045】図２はステップモータの断面図であり、図３
(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)は図２のＡ−Ａ線での断面図を
示し、図３(ｅ)、(ｆ)、(ｇ)、(ｈ)は図２のＢ−Ｂ線で
の断面図を示している。図３(ａ)と(ｅ)とが同時点の断
面図であり、図３(ｂ)と(ｆ)とが同時点の断面図であ
り、図３(ｃ)と(ｇ)とが同時点の断面図であり、図３
(ｄ)と(ｈ)とが同時点の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a step motor, and FIG.
(a), (b), (c), and (d) are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 2, and FIGS. 3 (e), (f), (g), and (h) are cross-sectional views of FIG. Is a sectional view taken along line BB of FIG. 3 (a) and 3 (e) are cross-sectional views at the same time, FIGS. 3 (b) and 3 (f) are cross-sectional views at the same time, and FIGS. 3 (c) and 3 (g) are the same. FIG. 3 is a sectional view of a point, and FIG.
(d) and (h) are sectional views at the same time.
【0046】次にステップモータの動作を説明する。図３
(ａ)と(ｅ)の状態からコイル４および５に通電して、第
１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，
１８ｄ，１８ｅをＮ極とし、第１の補助ヨーク２１から
なる第１の内側磁極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，
２１ｅをＳ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅをＮ極とし、第２
の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅをＳ極に励磁すると、ロー
タであるマグネット１は反時計方向に１８度回転し、図
３(ｂ)と(ｆ)に示す状態になる。Next, the operation of the step motor will be described. FIG.
From the states (a) and (e), the coils 4 and 5 are energized, and the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c,
The first inner magnetic poles 21 a, 21 b, 21 c, 21 d,
21e is an S pole, and the outer magnetic pole 19 of the second stator 19 is
a, 19b, 19c, 19d and 19e are N poles,
Second inner magnetic poles 22a, 22 comprising the auxiliary yoke 22
When b, 22c, 22d, and 22e are excited to the S pole, the magnet 1, which is the rotor, rotates 18 degrees in the counterclockwise direction, and the state shown in FIGS. 3B and 3F is reached.
【0047】次にコイル４への通電を反転させ、第１のステ
ータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，
１８ｅ をＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からなる第
１の内側磁極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ
をＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ をＮ極とし、第２の補
助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅをＳ極に励磁すると、ロータで
あるマグネット１は更に反時計方向に１８度回転し、図
３(ｃ)と(ｇ)に示す状態になる。Next, the energization of the coil 4 is reversed, and the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d,
The first inner magnetic poles 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, and 21 e formed of the first auxiliary yoke 21 are denoted by 18 e as S poles.
Is the N pole, and the outer magnetic poles 19a, 1 of the second stator 19 are
9b, 19c, 19d, and 19e are N poles, and second inner magnetic poles 22a, 22b,
When the magnetic poles 22c, 22d, and 22e are excited to the S pole, the magnet 1 as the rotor further rotates counterclockwise by 18 degrees, resulting in the state shown in FIGS. 3C and 3G.
【0048】次にコイル５への通電を反転させ、第１のステ
ータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，
１８ｅ をＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からなる第
１の内側磁極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ
をＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ をＳ極とし、第２の補
助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅをＮ極に励磁すると、ロータで
あるマグネット１は更に反時計方向に１８度回転し、図
３(ｄ)と(ｈ)に示す状態になる。Next, the energization of the coil 5 is reversed, and the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d,
The first inner magnetic poles 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, and 21 e formed of the first auxiliary yoke 21 are denoted by 18 e as S poles.
Is the N pole, and the outer magnetic poles 19a, 1 of the second stator 19 are
9b, 19c, 19d, and 19e are S poles, and second inner magnetic poles 22a, 22b,
When the magnets 22c, 22d, and 22e are excited to the N pole, the magnet 1, which is the rotor, is further rotated 18 degrees in the counterclockwise direction, and becomes the state shown in FIGS. 3D and 3H.
【0049】以後このようにコイル４およびコイル５への通
電方向を順次切り換えていくことによりロータであるマ
グネット１は通電位相に応じた位置へと回転していくも
のである。Thereafter, by sequentially switching the energizing direction to the coil 4 and the coil 5, the magnet 1, which is a rotor, rotates to a position corresponding to the energizing phase.
【0050】ここで、このような構成のステップモータがモ
ータを超小型化する上で最適な構成である事について述
べる。ステップモータの基本構成について述べると、第
１にマグネットを中空の円筒形状に形成している事、第
２にマグネットの外周面を周方向にｎ分割して異なる極
に交互に着磁している事、第３にマグネットの軸方向に
第１のコイルとマグネットと第２のコイルを順に配置し
ている事、第４に第１、第２のコイルにより励磁される
第１、第２のステータの外側磁極および内側磁極をマグ
ネットの外周面および内周面に対向させている事、第５
に外側磁極を切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯によ
り構成しているの事である。Here, a description will be given of the fact that the stepping motor having such a configuration is the most suitable configuration for miniaturizing the motor. The basic configuration of the step motor is as follows. First, the magnet is formed in a hollow cylindrical shape, and second, the outer peripheral surface of the magnet is divided into n in the circumferential direction and magnetized alternately at different poles. Third, the first coil, the magnet, and the second coil are sequentially arranged in the axial direction of the magnet, and fourth, the first and second stators excited by the first and second coils. The outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the magnet face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the magnet.
The outer magnetic pole is constituted by a notch hole and a tooth extending in a direction parallel to the axis.
【0051】このステップモータの径はマグネットの径にス
テータの磁極を対向させるだけの大きさがあればよく、
また、ステップモータの長さはマグネットの長さに第１
のコイルと第２のコイルの長さを加えただけの長さがあ
れば良い事になる。このためステップモータの大きさ
は、マグネットおよびコイルの径と長さによって決まる
もので、マグネットおよびコイルの径と長さをそれぞれ
非常に小さくすればステップモータを超小型にする事が
できるものである。The diameter of the step motor may be large enough to allow the magnetic pole of the stator to face the diameter of the magnet.
In addition, the length of the step motor is the first
It suffices if the length is just the sum of the lengths of the first and second coils. Therefore, the size of the step motor is determined by the diameter and the length of the magnet and the coil. If the diameter and the length of the magnet and the coil are made very small, the step motor can be made very small. .
【0052】この時、マグネットおよびコイルの径と長さを
それぞれ非常に小さくすると、ステップモータとしての
精度を維持する事が難しくなるが、これはマグネットを
中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状に形成さ
れたマグネットの外周面および内周面に第１、第２のス
テータの外側磁極および内側磁極を対向させる単純な構
造によりステップモータの精度の問題を解決している。
この時、マグネットの外周面だけでなく、マグネットの
内周面も円周方向に分割して着磁すれば、モータの出力
を更に高める事ができる。At this time, if the diameter and length of the magnet and the coil are made extremely small, it is difficult to maintain the accuracy as a step motor. However, this is because the magnet is formed in a hollow cylindrical shape, The problem of the accuracy of the step motor is solved by a simple structure in which the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the first and second stators are opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical magnet.
At this time, if not only the outer peripheral surface of the magnet but also the inner peripheral surface of the magnet is divided and magnetized in the circumferential direction, the output of the motor can be further increased.
【0053】(実施例２)図５は実施例２のマグネットの斜視
図である。実施例１ではマグネット１の軸方向に関して
の中央部の外周部には他の外周部即ち着磁層１ｑや着磁
層１ｒとは直径が小さい外周溝１ｍを設けたのに対し本
実施例２では外周溝１ｍの代わりに未着磁部１ｎを備え
ている。これにより実施例１同様にロータの着磁部の軸
方向に関しての中心はロータの外形寸法の中心、即ち端
面からの位置が全長の半分の位置のところＰ点ではな
く、第１の外側磁極の軸方向に関してのほぼ中心部に対
向する位置と第２の外側磁極の軸方向に関してのほぼ中
心部に対向する位置との２個所にでき、第１の外側磁
極、第１の内側磁極、第２の外側磁極、第２の内側磁極
の励磁状態によってはロータが出力軸のスラスト方向に
関して第１の外側磁極側（第１のコイル４側）に吸引さ
れたり第２の外側磁極側（第２のコイル５側）に吸引さ
れたりする力は非常に小さいものになりロータのスラス
ト方向の振動が抑制され騒音が抑えられる。(Embodiment 2) FIG. 5 is a perspective view of a magnet of Embodiment 2. In the first embodiment, the outer peripheral portion at the central portion in the axial direction of the magnet 1 is provided with another outer peripheral portion, that is, an outer peripheral groove 1m having a diameter smaller than that of the magnetized layer 1q or the magnetized layer 1r. Has an unmagnetized portion 1n instead of the outer circumferential groove 1m. Thus, similarly to the first embodiment, the center of the magnetized portion of the rotor in the axial direction is not the point P at the center of the outer dimensions of the rotor, that is, the position from the end face is a half of the entire length, but the first outer magnetic pole The first outer magnetic pole, the first inner magnetic pole, the second outer magnetic pole, and the second outer magnetic pole are formed at two positions, that is, a position facing the central portion in the axial direction and a position facing the central portion in the axial direction of the second outer magnetic pole. Depending on the excitation state of the outer magnetic pole and the second inner magnetic pole, the rotor is attracted to the first outer magnetic pole side (the first coil 4 side) or the second outer magnetic pole side (the second coil side) in the thrust direction of the output shaft. The force attracted to the coil 5) is very small, so that the vibration of the rotor in the thrust direction is suppressed and the noise is suppressed.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対向する外周
部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周部分との間
にそれらの部分に比べ小径なる外周部分１ｍが構成され
ている事により、ロータの着磁部の軸方向に関しての中
心はロータの外形寸法の中心即ち端面からの位置が全長
の半分の位置のところＰ点ではなく、第１の外側磁極１
８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの軸方向に関し
てのほぼ中心部に対向する位置と第２の外側磁極１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅの軸方向に関して
のほぼ中心部に対向する位置との２個所にでき、第１の
外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ、第
１の内側磁極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１
ｅ、第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，
１９ｅ、第２の内側磁極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２
ｄ，２２ｅの励磁状態によってはロータ１が出力軸のス
ラスト方向に関して第１の外側磁極側（第１のコイル４
側）に吸引されたり第２の外側磁極側（第２のコイル５
側）に吸引されたりする力は非常に小さいものになりロ
ータのスラスト方向の振動が抑制され騒音が抑えられ
る。As described above in detail, according to the present invention,
The magnet has an outer peripheral portion 1m having a smaller diameter than those portions between an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion. The center of the magnetized portion of the rotor in the axial direction is not the point P when the center of the outer dimension of the rotor, that is, the position from the end face is a half of the entire length, but the first outer magnetic pole 1
8a, 18b, 18c, 18d, and 18e and a position facing the center in the axial direction and the second outer magnetic pole 19;
a, 19b, 19c, 19d, and 19e at positions substantially opposite to the center in the axial direction. The first outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, and the first inner magnetic poles 21a, 21b, 21c, 21d, 21
e, second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d,
19e, second inner magnetic poles 22a, 22b, 22c, 22
d, 22e, the rotor 1 may be positioned on the first outer magnetic pole side (first coil
Side or the second outer magnetic pole side (the second coil 5
The force to be sucked to the side) is very small, so that the vibration in the thrust direction of the rotor is suppressed and the noise is suppressed.
【0055】また、前記マグネットは前記第１の外側磁極部
に対向する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する
外周部分との間に未着磁部が備えている事によりロータ
の着磁部の軸方向に関しての中心はロータの外形寸法の
中心即ち端面からの位置が全長の半分の位置のところＰ
点ではなく第１の外側磁極２０４ａの軸方向に関しての
ほぼ中心部に対向する位置と第２の外側磁極２０５ａの
軸方向に関してのほぼ中心部に対向する位置との２個所
にでき第１の外側磁極２０４ａ、第１の内側磁極２０４
ｂ、第２の外側磁極２０５ａ、第２の内側磁極２０５ｂ
の励磁状態によってはロータが出力軸のスラスト方向に
関して第１の外側磁極２０４ａ側（第１のコイル２０２
側）に吸引されたり第２の外側磁極２０５ａ側（第２の
コイル２０３側）に吸引されたりする力は非常に小さい
ものになりロータのスラスト方向の振動が抑制され騒音
が抑えられる。The magnet is provided with a non-magnetized portion between an outer peripheral portion facing the first outer magnetic pole portion and an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion, so that the magnet can be mounted on the rotor. The center of the magnetic portion with respect to the axial direction is at the center of the outer dimension of the rotor, that is, at a position where the position from the end face is half of the total length, P
Instead of a point, the first outer magnetic pole 204a is formed at two positions, that is, a position facing the center of the second outer magnetic pole 205a in the axial direction and a position substantially facing the center of the second outer magnetic pole 205a in the axial direction. Magnetic pole 204a, first inner magnetic pole 204
b, second outer magnetic pole 205a, second inner magnetic pole 205b
Depending on the excitation state of the first shaft 202a (first coil 202a) with respect to the thrust direction of the output shaft.
Side) and the force attracted to the second outer magnetic pole 205a side (the second coil 203 side) are very small, so that vibration in the thrust direction of the rotor is suppressed and noise is suppressed.
【図１】図１は本発明の第１実施例に係るステップモー
タの分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a step motor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２は図１に示すステップモータの組み立て完
成状態の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 1 in an assembled state.
【図３】図３は図２に示すステップモータのロータの回
転動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a rotation operation of a rotor of the step motor shown in FIG. 2;
【図４】図４は第１の実施例のマグネットの斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view of a magnet according to the first embodiment.
【図５】図５は第２の実施例のマグネットの斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view of a magnet according to a second embodiment.
【図６】図６は従来のステップモータの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional step motor.
【図７】図７は従来のステップモータのステータの様子
を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a state of a stator of a conventional step motor.
【図８】図８は従来のステップモータの外観図である。FIG. 8 is an external view of a conventional step motor.
【図９】図９は図８に示すステップモータの断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 8;
１ マグネット １ｍ 外周溝 １ｎ 未着時部 ２ 第１のボビン ３ 第２のボビン ４ 第１のコイル ５ 第２のコイル １０ 出力軸 １８ 第１のステータ １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ 第１の外
側磁極 １９ 第２のステータ １９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ 第２の外
側磁極 ２０ 連結リング ２１ 第１の補助ヨーク ２２ 第２の補助ヨークDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet 1m Outer peripheral groove 1n Unattached portion 2 First bobbin 3 Second bobbin 4 First coil 5 Second coil 10 Output shaft 18 First stator 18a, 18b, 18c, 18d, 18e First Outer magnetic pole 19 Second stator 19a, 19b, 19c, 19d, 19e Second outer magnetic pole 20 Connecting ring 21 First auxiliary yoke 22 Second auxiliary yoke
Claims (2)
外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
マグネットと、コイルが巻回された第１のボビンと、コ
イルが巻回された第２のボビンと、前記第１のボビンに
巻回されたコイルにより励磁され前記マグネットの一端
側の外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記マグネ
ットの内周面に対向する第１の内側磁極部と、前記第２
のボビンに巻回されたコイルにより励磁され前記マグネ
ットのもう一端側の外周面に対向する第２の外側磁極部
とを備え、前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対
向する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周
部分との間にそれらの部分に比べ小径なる外周部分が構
成されている事を特徴とするモータ。1. A magnet formed in a cylindrical shape and having at least an outer peripheral surface divided in a circumferential direction and alternately magnetized to different poles, a first bobbin on which a coil is wound, and a coil wound on the first bobbin. A second bobbin, a first outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the first bobbin and faces an outer circumferential surface on one end side of the magnet, and faces an inner circumferential surface of the magnet A first inner magnetic pole portion;
A second outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the bobbin and faces the outer circumferential surface on the other end side of the magnet, wherein the magnet has an outer circumferential portion facing the first outer magnetic pole portion and the outer circumferential portion. A motor, wherein an outer peripheral portion having a smaller diameter than the outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion is formed.
外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
マグネットと、コイルが巻回された第１のボビンと、コ
イルが巻回された第２のボビンと、前記第１のボビンに
巻回されたコイルにより励磁され前記マグネットの一端
側の外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記マグネ
ットの内周面に対向する第１の内側磁極部と、前記第２
のボビンに巻回されたコイルにより励磁され前記マグネ
ットのもう一端側の外周面に対向する第２の外側磁極部
とを備え、前記マグネットは前記第１の外側磁極部に対
向する外周部分と前記第２の外側磁極部に対向する外周
部分との間に未着磁部が備えている事を特徴とするモー
タ。2. A magnet formed in a cylindrical shape and having at least an outer peripheral surface divided in a circumferential direction and alternately magnetized to different poles, a first bobbin on which a coil is wound, and a coil wound on the first bobbin. A second bobbin, a first outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the first bobbin and faces an outer circumferential surface on one end side of the magnet, and faces an inner circumferential surface of the magnet A first inner magnetic pole portion;
A second outer magnetic pole portion which is excited by a coil wound around the bobbin and faces the outer circumferential surface on the other end side of the magnet, wherein the magnet has an outer circumferential portion facing the first outer magnetic pole portion and the outer circumferential portion. A motor characterized in that an unmagnetized portion is provided between an outer peripheral portion facing the second outer magnetic pole portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190659A JP2002010615A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Motor |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007043763A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Nidec Sankyo Corp | Process for manufacturing rotor magnet, and motor |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000190659A patent/JP2002010615A/en active Pending
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007043763A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Nidec Sankyo Corp | Process for manufacturing rotor magnet, and motor |
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