JP2005057903A - Motor and optical device - Google Patents

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JP2005057903A
JP2005057903A JP2003286887A JP2003286887A JP2005057903A JP 2005057903 A JP2005057903 A JP 2005057903A JP 2003286887 A JP2003286887 A JP 2003286887A JP 2003286887 A JP2003286887 A JP 2003286887A JP 2005057903 A JP2005057903 A JP 2005057903A
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magnet
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JP2003286887A
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Inventor
Masao Mizumaki
雅夫 水牧
Takuma Onishi
拓馬 大西
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Canon Inc
キヤノン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor wherein the output is enhanced, without increasing the size, and proper rotation balance is attained for noise reduction. <P>SOLUTION: The motor comprises a first outside magnetic pole portion 1a that is disposed inside the inner circumference of a first coil 2 adjacent to a magnet 7 and faces the outer circumferential surface of the magnet; second outside magnetic pole portions 1b and 1c that adjoin the outer circumference of the first coil and face the outer circumferential surface of the magnet; a first inside magnetic pole portion 1e that is opposed to the inner circumferential surface of the magnet; a third outside magnetic pole portion 1f that is disposed inside the inner circumference of a second coil 4 and faces the outer circumferential surface of the magnet; fourth outside magnetic pole portions 1g and 1h that adjoin the outer circumference of the second coil and face the outer circumferential surface of the magnet; and a second inside magnetic pole portion 1j that faces the inner circumferential surface of the magnet. The angle θ formed by the first outside magnetic pole portion and the second outside magnetic pole portions and by the third outside magnetic pole portion and the fourth outside magnetic pole portions is so set that the relation expressed by the following equation holds: 2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N, where N is the number of divisions in magnetization, and n is an integer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の外側磁極部を有するモータ及び該モータを具備する光学装置に関するものである。   The present invention relates to a motor having a plurality of outer magnetic pole portions and an optical device including the motor.
図34は従来のステップモータの一構成例を示す模式的縦断面図であり、図35は図34のステップモータのステータから流れる磁束の状態を模式的に示す部分断面図である。これらの図において、ステータコイル105が同心状に巻回されたボビン101が、軸方向に並んで2個配置され、これらの2個のボビン101はそれぞれ別のステータヨーク106に挟持固定されている。各ステータヨーク106の内径面には、ボビン101の内径面円周方向に沿って交互に配置されるステータ歯106a及び106bが形成されている。ステータ歯106a又は106bと一体のステータヨーク106が、2個のケース103それぞれに固定されている。こうして励磁用の2個のステータコイル105のそれぞれに対応する2個のステータ102が構成されている。2個のケース103の一方にはフランジ115と軸受108が固定され、他方のケース103には他の軸受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マグネット111から成り、ロータマグネット111は各ステータ102のステータヨーク106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108によって回転可能に支持されている。   FIG. 34 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration example of a conventional step motor, and FIG. 35 is a partial sectional view schematically showing the state of magnetic flux flowing from the stator of the step motor of FIG. In these drawings, two bobbins 101 around which a stator coil 105 is concentrically wound are arranged side by side in the axial direction, and these two bobbins 101 are clamped and fixed to different stator yokes 106, respectively. . On the inner diameter surface of each stator yoke 106, stator teeth 106a and 106b that are alternately arranged along the circumferential direction of the inner diameter surface of the bobbin 101 are formed. A stator yoke 106 integral with the stator teeth 106 a or 106 b is fixed to each of the two cases 103. Thus, two stators 102 corresponding to the two stator coils 105 for excitation are configured. A flange 115 and a bearing 108 are fixed to one of the two cases 103, and another bearing 108 is fixed to the other case 103. The rotor 109 is composed of a rotor magnet 111 fixed to the rotor shaft 110, and the rotor magnet 111 forms a radial gap with the stator yoke 106 of each stator 102. The rotor shaft 110 is rotatably supported by two bearings 108.
上記従来の小型のステップモータにおいては、ロータ109の外周にケース103、ボビン101、ステータコイル105及びステータヨーク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という課題があった。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35に示すように主としてステータ歯106aの端面106aとステータ歯106bの端面106bとを通過するため、ロータマグネット111に効果的に作用せず、モータ出力が高くならないという欠点もあった。 In the conventional small step motor, since the case 103, the bobbin 101, the stator coil 105, and the stator yoke 106 are concentrically arranged on the outer periphery of the rotor 109, there is a problem that the outer dimension of the motor becomes large. there were. Further, the magnetic flux generated by energizing the stator coil 105, to pass the end face 106b 1 of the end face 106a 1 and the stator teeth 106b primarily stator tooth 106a as shown in FIG. 35, effectively acts on the rotor magnet 111 And the motor output does not increase.
上記の欠点を解決することを目的としたモータが提案されている(例えば、特許文献1)。この提案に係るモータは、円筒形状の永久磁石を円周方向に等分割して異なる極に交互に着磁させたロータ(ロータマグネット)を形成し、ロータの軸方向(モータの軸方向)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の外側磁極部及び第1の内側磁極部をロータの軸方向一半部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の外側磁極部及び第2の内側磁極部をロータの軸方向他半部の外周面及び内周面に対向させるよう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(マグネット)から取り出されている。このような構成のモータならば、出力が高くモータの外形寸法を小さいものとすることができる。更に、マグネットを薄くすることにより、第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との間の距離、並びに第2の外側磁極部と第2の内側磁極部との間の距離を小さくすることができ、それにより磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。そのため、第1のコイル及び第2のコイルに流す電流が少なくても、多くの磁束を発生させることができ、高い出力を維持できる。   A motor aimed at solving the above-mentioned drawbacks has been proposed (for example, Patent Document 1). The motor according to this proposal forms a rotor (rotor magnet) in which a cylindrical permanent magnet is equally divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and the rotor axial direction (motor axial direction) The first coil, the rotor, and the second coil are arranged in order, and the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part excited by the first coil are arranged on the outer circumferential surface and inner circumference of one half of the axial direction of the rotor. The second outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part excited by the second coil are made to oppose to the outer surface and the inner peripheral surface of the other half part in the axial direction of the rotor. There is a rotating shaft, which is a rotor shaft, taken out from a cylindrical permanent magnet (magnet). With the motor having such a configuration, the output is high and the outer dimension of the motor can be made small. Further, by reducing the thickness of the magnet, the distance between the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part and the distance between the second outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part are reduced. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic circuit can be reduced. Therefore, even if there is little electric current sent through the 1st coil and the 2nd coil, many magnetic fluxes can be generated and a high output can be maintained.
図36は、上記構成のモータを示す模式的縦断面図であり、311がマグネット、312が第1のコイル、313が第2のコイル、314が第1のステータ、314a,314bが第1の外側磁極部、314c,314dが第1の内側磁極部、315が第2のステータ、315a,315bが第2の外側磁極部、315c,315dが第2の内側磁極部、316が第1のステータ314と第2のステータ315を保持する連結リング、317がマグネット311が固着されマグネット311と一体に回転する出力軸である。この出力軸317は第1のステータ314と第2のステータ315の軸受部314e,315eに回転可能に支持されている。   FIG. 36 is a schematic longitudinal sectional view showing the motor having the above-described configuration, in which 311 is a magnet, 312 is a first coil, 313 is a second coil, 314 is a first stator, and 314a and 314b are first coils. The outer magnetic pole part, 314c and 314d are the first inner magnetic pole part, 315 is the second stator, 315a and 315b are the second outer magnetic pole part, 315c and 315d are the second inner magnetic pole part, and 316 is the first stator. Reference numeral 317 denotes an output shaft that is fixedly attached to the magnet 311 and rotates integrally with the magnet 311. The output shaft 317 is rotatably supported by bearing portions 314e and 315e of the first stator 314 and the second stator 315.
しかしながら、このような特許文献1等に記載されているタイプのモータは、図34に示す従来のステップモータと同様に、軸方向の長さが長くなってしまうという欠点があった。軸方向に短いモータとしては、図37に示すようなものがある(例えば、特許文献2、特許文献3)。これは複数のコイル301,302,303と円盤形状のマグネット304で構成されている。コイル301〜303は図37に示すように薄型コイン形状であり、その軸はマグネットの軸と平行に配置されている。また、円盤形状のマグネット304は円盤の軸方向に着磁されており、マグネット304の着磁面とコイル301〜303の軸は対向するように配置されている。   However, the type of motor described in Patent Document 1 and the like has a drawback in that the length in the axial direction becomes long as in the conventional step motor shown in FIG. Examples of motors that are short in the axial direction include those shown in FIG. 37 (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). This is composed of a plurality of coils 301, 302 and 303 and a disk-shaped magnet 304. As shown in FIG. 37, the coils 301 to 303 have a thin coin shape, and the axis thereof is arranged in parallel with the axis of the magnet. The disk-shaped magnet 304 is magnetized in the axial direction of the disk, and the magnetized surface of the magnet 304 and the axes of the coils 301 to 303 are disposed so as to face each other.
この構成の場合、コイル301〜303から発生する磁束は、図38中の矢印で示すように完全には有効にマグネット304に作用していない。また、マグネット304に作用する回転力の中心は図38に示すようにモータの外径からLだけ離れた位置となるので、モータの大きさの割には発生するトルクが小さくなってしまう。また、このモータの中心部はコイル301〜303やマグネット304が占有してしまっているので、該モータ内に別の部品を配置することは困難である。更には複数のコイルが必要であることからコイルへの通電制御が複雑になったり、コストが上がってしまったりする欠点がある。   In the case of this configuration, the magnetic flux generated from the coils 301 to 303 does not act on the magnet 304 completely effectively as indicated by the arrows in FIG. Further, as shown in FIG. 38, the center of the rotational force acting on the magnet 304 is located at a position separated from the outer diameter of the motor by L, so that the generated torque is small for the size of the motor. Further, since the coils 301 to 303 and the magnet 304 are occupied at the center of the motor, it is difficult to arrange other parts in the motor. Furthermore, since a plurality of coils are required, there is a drawback that the energization control of the coils becomes complicated and the cost increases.
一方、上記図36のモータにより絞り羽根やシャッタやレンズ等を駆動する装置が知られている。図39に、上述した特許文献1等に記載されているタイプのモータを駆動源として用いられたレンズを駆動する装置の一例を示す。図39の606は前記モータである。609はレンズで、レンズ保持枠610に保持されている。608はモータ606の出力軸に固着されたギアであり、レンズ保持枠610に形成されたギア穴610aと嵌合している。611,614はモータ606の回転出力がギア穴610aを介してレンズ保持枠610に伝わることにより該レンズ保持枠606(レンズ609)を光軸方向に案内するための案内バーである。本モータ606は中実の細長い円筒形状であるため、図示のようにレンズ609の駆動源として用いる場合は、カメラの鏡筒内で光軸と平行になるように配置する必要がある。よって、鏡筒の半径寸法がレンズの半径や絞り開口の半径寸法だけではなく、これにモータの直径を加えた値となっていた。   On the other hand, there is known an apparatus for driving a diaphragm blade, a shutter, a lens and the like by the motor shown in FIG. FIG. 39 shows an example of an apparatus for driving a lens using a motor of the type described in Patent Document 1 described above as a drive source. Reference numeral 606 in FIG. 39 denotes the motor. Reference numeral 609 denotes a lens which is held by a lens holding frame 610. Reference numeral 608 denotes a gear fixed to the output shaft of the motor 606 and is fitted in a gear hole 610 a formed in the lens holding frame 610. Reference numerals 611 and 614 denote guide bars for guiding the rotation output of the motor 606 to the lens holding frame 610 through the gear hole 610a to guide the lens holding frame 606 (lens 609) in the optical axis direction. Since the motor 606 has a solid and elongated cylindrical shape, when used as a driving source for the lens 609 as shown in the drawing, it is necessary to arrange the motor 606 so as to be parallel to the optical axis in the camera barrel. Therefore, the radius of the lens barrel is not only the radius of the lens and the aperture of the aperture but also the value obtained by adding the diameter of the motor.
図40は図36に示すような中実の円筒形状のステップモータを使用する場合の鏡筒地板あるいは光量調節装置の横断面の大きさを線図で示す説明図である。図40において、モータをM、開口部を400、鏡筒地板あるいは光量調節装置を401とし、モータMの直径をD1、開口部400の直径をD2、鏡筒地板又は光量調節装置401の直径をD3とすると、鏡筒地板又は光量調節装置401の直径D3は少なくとも(2×D1+D2)以上になってしまう。図34に示すモータを使用すれば、モータMの直径D1がコイル、マグネット、およびステータを加えたものとなり、鏡筒地板又は光量調節装置401の直径D3が非常に大きくなってしまう。   FIG. 40 is an explanatory diagram showing the size of the cross section of the lens barrel base plate or the light quantity adjusting device when a solid cylindrical step motor as shown in FIG. 36 is used. 40, the motor is M, the opening is 400, the lens barrel base plate or the light amount adjusting device is 401, the motor M has a diameter D1, the opening 400 has a diameter D2, and the lens barrel base plate or the light amount adjusting device 401 has a diameter. When D3, the diameter D3 of the lens barrel base plate or the light amount adjusting device 401 is at least (2 × D1 + D2) or more. When the motor shown in FIG. 34 is used, the diameter D1 of the motor M is a value obtained by adding a coil, a magnet, and a stator, and the diameter D3 of the lens barrel base plate or the light amount adjusting device 401 becomes very large.
また、図34及び図36に記載されているタイプのモータの場合、第1のコイルへの通電により発生する磁束がマグネットに作用する位置と、第2のコイルへの通電により発生する磁束がマグネットに作用する位置とがマグネットの軸方向にずれている。そのため、軸と平行方向における位置で(つまり、図36でいう314側の位置と315側の位置とで)マグネットに着磁ムラがある場合、マグネットの回転停止位置の精度が悪くなることもある。   Further, in the case of the type of motor described in FIGS. 34 and 36, the position where the magnetic flux generated by energizing the first coil acts on the magnet and the magnetic flux generated by energizing the second coil are magnets. The position acting on is shifted in the axial direction of the magnet. Therefore, if the magnet has uneven magnetization at a position in the direction parallel to the axis (that is, at the position on the 314 side and the position on the 315 side in FIG. 36), the accuracy of the rotation stop position of the magnet may deteriorate. .
上記の欠点を解決したものとして、本願出願人は特許文献4に記載のモータを提案している。これは、周方向に分割して異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネットを有する回転可能なロータと、第1のコイルにより励磁され、マグネットの外周面の第1の所定の角度範囲内に対向する第1の外側磁極部と、第1のコイルにより励磁され、マグネットの内周面に対向する第1の内側磁極部と、第2のコイルにより励磁され、前記マグネットの外周面の第2の所定の角度範囲内に対向する第2の外側磁極部と、第2のコイルにより励磁され、マグネットの内周面に対向する第2の内側磁極部とを設け、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部とをマグネットを中心とした同一円周上に配置したものである。この特許文献4に記載のモータは、マグネットの着磁ムラの影響を受けにくく、軸方向の長さは短いという利点を有するものの、すべての外側磁極部はコイルの内周に配置される構成のため、モータ外径を小型化しようとすると、外側磁極部のマグネット外周に対向する範囲が限られてしまい(マグネット外周に外側磁極部が対向していない領域が多い)、出力が低いという問題があった。   As a solution to the above-mentioned drawbacks, the present applicant has proposed a motor described in Patent Document 4. This is driven by a rotatable rotor having a cylindrical magnet that is divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and a first predetermined angular range on the outer peripheral surface of the magnet. Excited by the first outer magnetic pole portion facing the inside and the first coil, and excited by the first inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the magnet and the second coil, the outer peripheral surface of the magnet A second outer magnetic pole portion opposed within a second predetermined angle range and a second inner magnetic pole portion excited by the second coil and opposed to the inner peripheral surface of the magnet are provided, and the first outer magnetic pole portion is provided. And the second outer magnetic pole portion are arranged on the same circumference around the magnet. Although the motor described in Patent Document 4 has the advantage that it is not easily affected by uneven magnetization of the magnet and the length in the axial direction is short, all the outer magnetic pole portions are arranged on the inner periphery of the coil. Therefore, when trying to reduce the outer diameter of the motor, the range of the outer magnetic pole portion facing the outer circumference of the magnet is limited (there are many areas where the outer magnetic pole portion does not face the outer circumference of the magnet), and the output is low. there were.
そこで、このような点を解決したものとして、図41に示すようなモータが提案されている(例えば、特許文献5)。これは、少なくとも外周面が周方向に分割されて異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネット部501a〜501g等を有する回転可能なロータ501と、第1のコイル503により励磁され、前記マグネット部の外周面の第1の所定の角度範囲内に対向する第1の外側磁極部502a〜502cと、前記第1のコイル503により励磁され、前記マグネット部の内周面に対向する第1の内側磁極部502gと、第2のコイル504により励磁され、前記マグネット部の外周面の第2の所定の角度範囲内に対向する第2の外側磁極部502d〜502fと、前記第2のコイル504により励磁され、前記マグネット部の内周面に対向する第2の内側磁極部502gとが前記マグネット部を中心とした同一円周上に配置したものである。なお、505はカバーである。
特開平09−331666号公報 特開平07−213041号公報 特開2000−050601号公報 特願2001−226302号公報 特開2003−023763号公報
Therefore, as a solution to such a point, a motor as shown in FIG. 41 has been proposed (for example, Patent Document 5). This is excited by a first rotor 501 and a rotatable rotor 501 having cylindrical magnet portions 501a to 501g and the like, at least the outer peripheral surface of which is divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, Excited by the first outer magnetic pole portions 502a to 502c facing within the first predetermined angle range of the outer peripheral surface of the magnet portion and the first coil 503, the first facing the inner peripheral surface of the magnet portion. Inner magnetic pole portion 502g, second outer magnetic pole portions 502d to 502f that are excited by the second coil 504 and face each other within a second predetermined angle range of the outer peripheral surface of the magnet portion, and the second coil A second inner magnetic pole portion 502g excited by 504 and facing the inner peripheral surface of the magnet portion is arranged on the same circumference centering on the magnet portion. Reference numeral 505 denotes a cover.
Japanese Patent Laid-Open No. 09-331666 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-213041 JP 2000-050601 A Japanese Patent Application No. 2001-226302 JP 2003-023763 A
しかしながら、上記特許文献5に記載のモータは、マグネット外周面に対向する磁極は上記第1と第2の外側磁極部のみであるため、マグネットに対向する領域を増やそうとするとモータの外径が大きくなるばかりではなく、それぞれの磁極は上記第1あるいは第2のコイルのみにより励磁されるため、N極かS極のいずれかとなり、領域を増やした部分において、交互に着磁されているマグネットの極と作用せず出力が低いという課題があった。さらに、磁極数が少ないため、回転バランスが悪く、騒音が激しいという課題もあった。また、これらの課題は、複数の磁極を配置することによって改善されるが、十分には解決されていなかった。   However, since the motor described in Patent Document 5 has only the first and second outer magnetic pole portions facing the magnet outer peripheral surface, the outer diameter of the motor is increased if the region facing the magnet is increased. In addition, since each magnetic pole is excited only by the first or second coil, it becomes either an N-pole or an S-pole, and the magnets alternately magnetized in the portion where the area is increased. There was a problem that the output was low without working with the pole. Further, since the number of magnetic poles is small, there is a problem that the rotation balance is bad and noise is intense. Although these problems can be improved by arranging a plurality of magnetic poles, they have not been sufficiently solved.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、周方向にN分割されて異なる極に交互に着磁された円環形状のマグネットを有する回転可能なロータと、前記ロータの回転軸方向において前記マグネットに隣接して配置される第1のコイルと、前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第1の外側磁極部と、前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第2の外側磁極部と、前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、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、前記ロータの回転軸方向において前記マグネットに隣接するとともに前記第1のコイルと略同一平面上に配置される第2のコイルと、前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第3の外側磁極部と、前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第4の外側磁極部と、前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの内周面に対向する第2の内側磁極部と、を有するモータにおいて、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を
2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
の範囲に設定したモータとするものである。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a rotatable rotor having an annular magnet divided into N poles in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and rotation of the rotor A first coil disposed adjacent to the magnet in the axial direction, and excited by the first coil, disposed on the inner periphery of the first coil, and opposed to the outer peripheral surface of the magnet. The first outer magnetic pole portion is excited by the first coil, is adjacent to the outer periphery of the first coil and is opposed to the outer peripheral surface of the magnet, and the first coil. Excited and adjacent to the outer periphery of the first coil, the first inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the magnet, and adjacent to the magnet in the rotation axis direction of the rotor A second coil disposed on substantially the same plane as the first coil, and excited by the second coil, disposed on the inner periphery of the second coil, and opposed to the outer peripheral surface of the magnet A third outer magnetic pole portion that is excited by the second coil, is adjacent to the outer periphery of the second coil and faces the outer peripheral surface of the magnet, and the second outer magnetic pole portion. A motor excited by a coil and adjacent to an outer periphery of the second coil and facing an inner peripheral surface of the magnet; and a second inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the magnet. The angle θ between the first outer magnetic pole portion, the second outer magnetic pole portion, the third outer magnetic pole portion, and the fourth outer magnetic pole portion is 2n × 360 / N <θ <(2n + 0.5) × 360 / N (N is the number of magnetization divisions, Is an integer)
The motor is set in the range of.
また、請求項2に記載の発明は、周方向にN分割されて異なる極に交互に着磁された円環形状のマグネットと、前記マグネットの内径部に固定される軟磁性材料からなるロータと、前記ロータに隣接するとともに前記ロータの軸方向において前記マグネットに隣接して配置される第1のコイルと、前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第1の外側磁極部と、前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第2の外側磁極部と、前記ロータに隣接するとともに前記ロータの軸方向において前記マグネットに隣接して前記第1のコイルと略同一平面上に配置される第2のコイルと、前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第3の外側磁極部と、前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第4の外側磁極部と、を有するモータにおいて、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を
2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
の範囲に設定したモータとするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an annular magnet that is N-divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, and a rotor made of a soft magnetic material fixed to the inner diameter portion of the magnet. The first coil adjacent to the rotor and adjacent to the magnet in the axial direction of the rotor, and excited by the first coil and disposed on the inner periphery of the first coil. A first outer magnetic pole portion opposed to the outer peripheral surface of the magnet and a second outer magnetic pole excited by the first coil and adjacent to the outer periphery of the first coil and opposed to the outer peripheral surface of the magnet. A magnetic pole portion, a second coil adjacent to the rotor and adjacent to the magnet in the axial direction of the rotor, and disposed on substantially the same plane as the first coil, and the second coil And is arranged on the inner periphery of the second coil, and is excited by the third outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet and the second coil. A motor having a fourth outer magnetic pole portion adjacent to the outer periphery and facing the outer peripheral surface of the magnet, wherein the first outer magnetic pole portion and the second outer magnetic pole portion are based on the rotation center of the rotor. And the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part, the angle θ degree is 2n × 360 / N <θ <(2n + 0.5) × 360 / N (N is the number of magnetization divisions, n Is an integer)
The motor is set in the range of.
また、請求項3に記載の発明は、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心と前記第2の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角、及び前記第3の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心と前記第4の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角α度を
(270/N)≦α≦(450/N)
の範囲に設定した請求項1または3に記載のモータとするものである。
上記構成によれば、第1の外側磁極部に加え、第2の外側磁極部もマグネットに有効に作用するとともに、第3の外側磁極部に加え、第4の外側磁極部もマグネットに有効に作用する。
According to a third aspect of the present invention, the center of the portion of the first outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet with respect to the rotation center of the rotor and the magnet of the second outer magnetic pole portion. The angle formed by the center of the portion facing the outer peripheral surface of the magnet and the center of the portion of the third outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet and the outer peripheral surface of the magnet of the fourth outer magnetic pole portion The angle α formed with the center of the part to be performed is (270 / N) ≦ α ≦ (450 / N)
The motor according to claim 1 or 3, wherein the motor is set in a range of.
According to the above configuration, in addition to the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part effectively acts on the magnet, and in addition to the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part is also effective on the magnet. Works.
また、請求項4に記載の発明は、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を、nを整数として、ステップ駆動するモータとしての基準角度θ0=(2n+0.5)×360/Nとすると、
θ=θ0−Δθ (0<Δθ<18/N)
に設定した請求項1ないし3のいずれかに記載のモータとするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole are based on the rotation center of the rotor. When the angle θ formed with the unit is an integer, where n is an integer, and the reference angle θ0 = (2n + 0.5) × 360 / N as a step driven motor,
θ = θ0−Δθ (0 <Δθ <18 / N)
The motor according to any one of claims 1 to 3 is set.
上記構成によれば、第2の外側磁極部と第4の外側磁極部での磁束の流れに起因するコギングトルクを抑制するとともに、マグネットと磁極との間に働く力の回転位置による変動を改善して、ロータの回転位置によるトルク変動を改善可能にする。
また、請求項5に記載の発明は、前記第1のコイル及び前記第2のコイルと略同一平面上に配置される前記第1のコイル及び前記第2のコイル以外の複数のコイルを配置した請求項1から4のいずれかに記載のモータとするものである。
上記構成によれば、複数のコイルによる磁界がマグネットに効果的に作用し、出力向上を可能にする。
According to the above configuration, the cogging torque caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part is suppressed, and the fluctuation caused by the rotational position of the force acting between the magnet and the magnetic pole is improved. Thus, torque fluctuations due to the rotational position of the rotor can be improved.
In the invention according to claim 5, a plurality of coils other than the first coil and the second coil are arranged on substantially the same plane as the first coil and the second coil. A motor according to any one of claims 1 to 4 is provided.
According to the said structure, the magnetic field by a some coil acts on a magnet effectively, and enables an output improvement.
また、請求項6に記載の発明は、レンズを備える光学装置において、請求項1から5のいずれかに記載のモータを備え、前記モータの回転軸とレンズの光軸とを平行に配置するとともに、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θの範囲が光軸側になるように前記モータを配置した光学装置とするものである。   The invention described in claim 6 is an optical device comprising a lens, comprising the motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotation axis of the motor and the optical axis of the lens are arranged in parallel. The angle θ formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part with respect to the rotation center of the rotor is light. The optical device is configured such that the motor is arranged on the shaft side.
上記構成によれば、モータによる光軸方向の出っ張りが少なく、かつ外径を大きくすることなくモータを配置可能となる。   According to the above-described configuration, the motor can be arranged without the protrusion in the optical axis direction being reduced by the motor and without increasing the outer diameter.
本発明によれば、大型化することなく出力を向上させることができると共に、回転バランスを良好にして静音化することのできるモータおよび光学装置を提供できるものである。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve an output, without increasing in size, the motor and optical apparatus which can make a rotation balance favorable and can be silenced can be provided.
以下の実施例1および実施例2に示す通りである。   As shown in Example 1 and Example 2 below.
図1は本発明の実施例1に係るモータを示す分解斜視図、図2は図1のモータの構成部品であるステ−タの拡大図、図3は図1のモータのコイル及びロータ軸を通り軸方向に平行な面での断面図である。   1 is an exploded perspective view showing a motor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a stator which is a component of the motor of FIG. 1, and FIG. 3 shows a coil and a rotor shaft of the motor of FIG. It is sectional drawing in a surface parallel to a passage axial direction.
これらの図において、1は軟磁性材料から成るステータ(ヨーク)であり、第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1cを有しており、第1外歯部1aで第1の外側磁極部を形成し、第2外歯部1b及び第3外歯部1cで第2の外側磁極部を形成する。1dは後述の第1のコイル2の側面に隣接して第2外歯部1b及び第3外歯部1cを結ぶように設けられる第1レール部である。1eは第1レール部1dの上に形成され、後述の補助ヨーク6が取り付けられる第1嵌合突起部であり、第1レール部1dの一部と第1嵌合突起部1e及び補助ヨーク6の一部で第1の内側磁極部を形成する。1fは第4外歯部、1gは第5外歯部、1hは第6外歯部であり、第4外歯部1fで第3の外側磁極部を形成し、第5外歯部1g及び第6外歯部1hで第4の外側磁極部を形成する。1iは後述の第2のコイル4の片側の側面に隣接して第5外歯部1g及び第6外歯部1hを結ぶように設けられる第2レール部である。1jは第2レール部1iの上に形成され、補助ヨーク6が取り付けられる第2嵌合突起部であり、第2レール部1iの一部と第2嵌合突起部1j及び補助ヨーク6の一部で第2の内側磁極部を形成する。1kは第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第1レール部1d、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1h、第2レール部1iのそれぞれの一端を結ぶ平板部である。1lは後述の軸受け11を取り付ける軸受け取付け部である。第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1hは後述の回転軸8と平行方向に延びる櫛歯形状に形成されている。   In these drawings, reference numeral 1 denotes a stator (yoke) made of a soft magnetic material, which has a first external tooth portion 1a, a second external tooth portion 1b, and a third external tooth portion 1c. A first outer magnetic pole portion is formed by 1a, and a second outer magnetic pole portion is formed by the second outer tooth portion 1b and the third outer tooth portion 1c. 1d is a 1st rail part provided so that the 2nd external tooth part 1b and the 3rd external tooth part 1c may be connected adjacent to the side surface of the below-mentioned 1st coil 2. As shown in FIG. Reference numeral 1e denotes a first fitting projection formed on the first rail portion 1d and to which an after-mentioned auxiliary yoke 6 is attached. A part of the first rail portion 1d, the first fitting projection 1e, and the auxiliary yoke 6 are provided. A first inner magnetic pole portion is formed by a part of the first inner magnetic pole portion. 1f is a fourth external tooth portion, 1g is a fifth external tooth portion, 1h is a sixth external tooth portion, and the fourth external tooth portion 1f forms a third outer magnetic pole portion, and the fifth external tooth portion 1g and A fourth outer magnetic pole portion is formed by the sixth external tooth portion 1h. Reference numeral 1i denotes a second rail portion provided so as to connect the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion 1h adjacent to one side surface of the second coil 4 described later. Reference numeral 1j denotes a second fitting projection formed on the second rail portion 1i and to which the auxiliary yoke 6 is attached. A part of the second rail portion 1i and one of the second fitting projection 1j and the auxiliary yoke 6 are provided. Forming a second inner magnetic pole portion. 1k is a first external tooth portion 1a, a second external tooth portion 1b, a third external tooth portion 1c, a first rail portion 1d, a fourth external tooth portion 1f, a fifth external tooth portion 1g, a sixth external tooth portion 1h, It is a flat plate part which connects each end of the 2nd rail part 1i. Reference numeral 11 denotes a bearing mounting portion for mounting a bearing 11 described later. The 1st external tooth part 1a, the 2nd external tooth part 1b, the 3rd external tooth part 1c, the 4th external tooth part 1f, the 5th external tooth part 1g, and the 6th external tooth part 1h are parallel to the below-mentioned rotation axis 8. It is formed in a comb-teeth shape extending in a straight line.
本実施例1のステ−タは上記特許文献1に記載されたものとは異なり、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部とは一体的に構成されている。このため、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との相互誤差が少なくなり、組み立てによるモータの性能のばらつきを最小限に抑えることができる。   The stator of the first embodiment is different from that described in Patent Document 1 above, and includes a first outer magnetic pole portion, a second outer magnetic pole portion, a third outer magnetic pole portion, and a fourth outer magnetic pole portion. Are integrally formed. For this reason, the mutual error between the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part is reduced, and variation in the performance of the motor due to assembly is minimized. be able to.
2は第1のコイル、3は第1のコイル2が巻かれる第1のボビンであり、第1のコイル2は第1のボビン3に固定された状態でその内周にステータ1の第1外歯部1aが配置されるように固定される。この状態で、第2外歯部1b及び第3外歯部1c及び第1レール部1dは第1のコイル2の外周に隣接する。そして第1のコイル2を通電することにより、第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第1レール部1d、第1嵌合突起部1e及び第1外歯部1aに対向する補助ヨーク6の一部が励磁される。この時、第1外歯部1aと、第2外歯部1b及び第3外歯部1c及び第1レール部1d及び第1嵌合突起部1e及び第1外歯部1aに対向する補助ヨーク6の一部とはお互いに異なる極に励磁される。すなわち、第1の外側磁極部と、第2の外側磁極部及び第1の内側磁極部とはお互いに異なる極に励磁される。   Reference numeral 2 denotes a first coil, 3 denotes a first bobbin around which the first coil 2 is wound. The first coil 2 is fixed to the first bobbin 3 and the first coil 1 of the stator 1 is disposed on the inner periphery thereof. It fixes so that the external tooth part 1a may be arrange | positioned. In this state, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, and the first rail portion 1d are adjacent to the outer periphery of the first coil 2. Then, by energizing the first coil 2, the first external tooth portion 1a, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, the first rail portion 1d, the first fitting protrusion portion 1e, and the first outer portion A part of the auxiliary yoke 6 facing the tooth portion 1a is excited. At this time, the first external tooth portion 1a, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, the first rail portion 1d, the first fitting protrusion 1e, and the auxiliary yoke facing the first external tooth portion 1a. 6 is excited to a different pole from each other. That is, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, and the first inner magnetic pole part are excited to different poles.
4は第2のコイル、5は第2のコイル4が巻かれる第2のボビンであり、第2のコイル4は第2のボビン5に固定された状態でその内周にステータ1の第4外歯部1fが配置されるように固定される。この状態で、第5外歯部1g及び第6外歯部1h及び第2レール部1iは第2のコイル4の外周に隣接する。そして第2のコイル4を通電することにより、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1h、第2レール部1i、第2嵌合突起部1j及び第4外歯部1fに対向する補助ヨーク6の一部が励磁される。この時、第4外歯部1fと、第5外歯部1g及び第6外歯部1h及び第2レール部1i及び第2嵌合突起部1j及び第4外歯部1fに対向する補助ヨーク6の一部とはお互いに異なる極に励磁される。すなわち、第3の外側磁極部と、第4の外側磁極部及び第2の内側磁極部とはお互いに異なる極に励磁される。   Reference numeral 4 denotes a second coil, and 5 denotes a second bobbin around which the second coil 4 is wound. The second coil 4 is fixed to the second bobbin 5 and the fourth coil of the stator 1 is arranged on the inner periphery thereof. It fixes so that the external-tooth part 1f may be arrange | positioned. In this state, the fifth external tooth portion 1g, the sixth external tooth portion 1h, and the second rail portion 1i are adjacent to the outer periphery of the second coil 4. By energizing the second coil 4, the fourth external tooth portion 1f, the fifth external tooth portion 1g, the sixth external tooth portion 1h, the second rail portion 1i, the second fitting protrusion 1j, and the fourth outer portion A part of the auxiliary yoke 6 facing the tooth portion 1f is excited. At this time, the fourth external tooth portion 1f, the fifth external tooth portion 1g, the sixth external tooth portion 1h, the second rail portion 1i, the second fitting projection portion 1j, and the auxiliary yoke facing the fourth external tooth portion 1f. 6 is excited to a different pole from each other. That is, the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part, and the second inner magnetic pole part are excited to different poles.
第1のコイル2と第2のコイル4とはステータ1の平板部1kの平面上に隣接して配置される。そのため、モータの軸方向長さを短く構成できる。   The first coil 2 and the second coil 4 are disposed adjacent to each other on the plane of the flat plate portion 1 k of the stator 1. Therefore, the axial length of the motor can be shortened.
6は軟磁性材料から成る円筒形状の補助ヨークであり、その内周部6aがステータ1の第1嵌合突起部1e及び第2嵌合突起部1jに密着するように圧入や接着等により固定される。補助ヨーク6の外歯部1aと対向する一部分は第1レール部1dの一部及び第1嵌合突起部1eとともに第1の内側磁極部を形成する。同様に、補助ヨーク6の外歯部1fと対向する一部分は第2レール部1iの一部及び第2嵌合突起部1jとともに第2の内側磁極部を形成する。また、補助ヨーク6は第1のコイル2が巻かれているボビン3及び第2のコイル4が巻かれているボビン5の外歯部1a及び外歯部1fからの抜け止めを兼ねている(図3参照)。   Reference numeral 6 denotes a cylindrical auxiliary yoke made of a soft magnetic material, and the inner peripheral portion 6a is fixed by press-fitting or bonding so that the first fitting projection 1e and the second fitting projection 1j of the stator 1 are in close contact with each other. Is done. A portion of the auxiliary yoke 6 facing the outer tooth portion 1a forms a first inner magnetic pole portion together with a portion of the first rail portion 1d and the first fitting protrusion 1e. Similarly, a part of the auxiliary yoke 6 facing the outer tooth portion 1f forms a second inner magnetic pole portion together with a portion of the second rail portion 1i and the second fitting projection portion 1j. The auxiliary yoke 6 also serves to prevent the bobbin 3 around which the first coil 2 is wound and the bobbin 5 around which the second coil 4 is wound from the external tooth portion 1a and the external tooth portion 1f. (See FIG. 3).
7は永久磁石からなる円筒形状のマグネット、8は回転軸であり、回転軸8の円盤部8aの外周部とマグネット7の内周部7aとが接着や圧入等により固定される。その際、マグネット7の軸方向一端部が円盤部8aの上面と同一面となるように固定される(図3参照)。回転軸8には出力軸部8bと保持軸部8cとが形成され、後述の軸受け11,12により回転嵌合保持される。マグネット7は、外周表面を円周方向に多分割、即ち着磁極数がN(本実施例では6分割、即ちN=6)となるようにS極、N極が交互に着磁されている。マグネット7の内周面は、外周面に比べ弱い着磁分布を持つか、あるいは全く着磁されていないか、あるいは外周面と逆の極、すなわち外周面がS極の場合はその範囲の内周面はN極に着磁されているもののいずれかである。マグネット7と回転軸8とでロータが構成される。ここで、マグネット7と回転軸8とは別体で接着固定する構成としたが、両方をプラスチックマグネットとして一体に成形しても良い。   Reference numeral 7 denotes a cylindrical magnet made of a permanent magnet, and 8 denotes a rotating shaft. The outer peripheral portion of the disk portion 8a of the rotating shaft 8 and the inner peripheral portion 7a of the magnet 7 are fixed by adhesion, press-fitting, or the like. At that time, one end of the magnet 7 in the axial direction is fixed so as to be flush with the upper surface of the disk portion 8a (see FIG. 3). An output shaft portion 8b and a holding shaft portion 8c are formed on the rotating shaft 8, and are rotationally fitted and held by bearings 11 and 12, which will be described later. The magnet 7 is alternately magnetized with S poles and N poles so that the outer circumferential surface is divided into multiple parts in the circumferential direction, that is, the number of magnetized poles is N (in this embodiment, 6 parts are divided, that is, N = 6). . The inner peripheral surface of the magnet 7 has a weak magnetization distribution compared to the outer peripheral surface, or is not magnetized at all, or is a pole opposite to the outer peripheral surface, that is, within the range when the outer peripheral surface is an S pole. The peripheral surface is one of those magnetized to the N pole. The magnet 7 and the rotating shaft 8 constitute a rotor. Here, the magnet 7 and the rotary shaft 8 are separately bonded and fixed, but both may be integrally formed as a plastic magnet.
第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1hはマグネット7の外周面に所定の隙間をもって対向しており、補助ヨーク6はマグネット7の内周面に所定の隙間をもって対向して配置される(後述の図4参照)。第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1cと補助ヨーク6とで、また、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1hと補助ヨーク6とで、マグネット7を挟む構成になっている。   The first external tooth portion 1a, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, the fourth external tooth portion 1f, the fifth external tooth portion 1g, and the sixth external tooth portion 1h are provided on the outer peripheral surface of the magnet 7. The auxiliary yoke 6 is opposed to the inner peripheral surface of the magnet 7 with a predetermined gap (see FIG. 4 described later). The first external tooth portion 1a, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, and the auxiliary yoke 6, and the fourth external tooth portion 1f, the fifth external tooth portion 1g, and the sixth external tooth portion 1h A magnet 7 is sandwiched between the auxiliary yoke 6.
前記第1のコイル2への通電により、第1の外側磁極部(第1外歯部1a)と第1の内側磁極部(第1レール部1dの一部、第1嵌合突起部1e及び第1外歯部1aに対向する補助ヨーク6の一部)が励磁され、その磁極間にはマグネット7を横切る磁束が発生し、効果的にマグネット7に作用する。同様に、第2のコイル4への通電により、第3の外側磁極部(第4外歯部1f)と第2の内側磁極部(第2レール部1iの一部、第2嵌合突起部1j及び第4外歯部1fに対向する補助ヨーク6の一部)が励磁され、その磁極間にはマグネット7を横切る磁束が発生し、効果的にマグネット7に作用する。   By energizing the first coil 2, the first outer magnetic pole part (first outer tooth part 1a) and the first inner magnetic pole part (a part of the first rail part 1d, the first fitting protrusion part 1e, and A part of the auxiliary yoke 6 facing the first external tooth portion 1 a is excited, and a magnetic flux crossing the magnet 7 is generated between the magnetic poles and effectively acts on the magnet 7. Similarly, when the second coil 4 is energized, the third outer magnetic pole portion (fourth outer tooth portion 1f) and the second inner magnetic pole portion (a part of the second rail portion 1i, the second fitting projection portion). 1j and a part of the auxiliary yoke 6 facing the fourth external tooth portion 1f) are excited, and a magnetic flux crossing the magnet 7 is generated between the magnetic poles and effectively acts on the magnet 7.
また、マグネット7は円環(リング)形状で構成されており、円環形状の半径方向厚さを薄くすることで、第1外歯部1aと補助ヨーク6との距離及び第4外歯部1fと補助ヨーク6との距離を非常に小さくできる。よって、第1のコイル2と第1外歯部1aによる第1の外側磁極部と補助ヨーク6、第1嵌合突起部1e、第1レール部1dによる第1の内側磁極部により形成される磁気回路、及び第2のコイル4と第4外歯部1fによる第3の外側磁極部と補助ヨーク6、第2嵌合突起部1j、第2レール部1iによる第2の内側磁極部により形成される磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。   The magnet 7 is formed in an annular shape, and the distance between the first external tooth portion 1a and the auxiliary yoke 6 and the fourth external tooth portion are reduced by reducing the radial thickness of the annular shape. The distance between 1f and the auxiliary yoke 6 can be made very small. Therefore, the first outer magnetic pole portion formed by the first coil 2 and the first outer tooth portion 1a, the auxiliary yoke 6, the first fitting protrusion portion 1e, and the first inner magnetic pole portion formed by the first rail portion 1d are formed. The magnetic circuit, and the third outer magnetic pole portion formed by the second coil 4 and the fourth outer tooth portion 1f, the auxiliary yoke 6, the second fitting projection portion 1j, and the second inner magnetic pole portion formed by the second rail portion 1i. The magnetic resistance of the magnetic circuit to be performed can be reduced.
さらに、第1のコイル2への通電により、第2の外側磁極部(第2外歯部1b及び第3外歯部1c)も励磁され、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との磁極間にも磁束が発生し、第2の外側磁極部は対向するマグネット7に作用する。同様に、第2のコイル4への通電により、第4の外側磁極部(第5外歯部1g及び第6外歯部1h)も励磁され、第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との磁極間にも磁束が発生し、第4の外側磁極部は対向するマグネット7に作用する。すなわち、第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット7を横切って効果的に作用し、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット7に隣接して補助的に作用する。同様に、第3の外側磁極部と第2の内側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット7を横切って効果的に作用し、第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット7に隣接して補助的に作用する。これにより、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、モータの出力アップ、低消費電力化、コイルの小型化を達成することができる。   Furthermore, by energizing the first coil 2, the second outer magnetic pole portions (second outer tooth portion 1b and third outer tooth portion 1c) are also excited, and the first outer magnetic pole portion and the second outer magnetic pole portion are excited. Magnetic flux is also generated between the magnetic poles and the second outer magnetic pole portion acts on the opposing magnet 7. Similarly, when the second coil 4 is energized, the fourth outer magnetic pole portion (the fifth outer tooth portion 1g and the sixth outer tooth portion 1h) is also excited, and the third outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion are excited. Magnetic flux is also generated between the magnetic poles of the first and second magnetic poles, and the fourth outer magnetic pole part acts on the opposing magnet 7. That is, the magnetic flux generated between the magnetic poles of the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part effectively acts across the magnet 7, and the first outer magnetic pole part and the second outer magnetic pole part Magnetic flux generated between the magnetic poles acts adjacently to the magnet 7. Similarly, the magnetic flux generated between the magnetic poles of the third outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part effectively acts across the magnet 7, and the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part, The magnetic flux generated between the magnetic poles acts adjacently to the magnet 7. As a result, a large amount of magnetic flux can be generated with a small amount of current, and the motor output can be increased, the power consumption can be reduced, and the size of the coil can be reduced.
第1外歯部1a及び第4外歯部1fはモータ軸に平行な方向に延出する櫛歯により構成されているので、モータの最外径(図4のL1)を最小限に抑えることができる。例えば外側磁極部をマグネットの半径方向に伸びるヨーク板で構成すると、マグネットを平面的な展開にする必要があるとともに、半径方向に向かってコイルを巻くことになり、軸方向長さは短くてもモータの最外径は大きなものとなってしまう。本実施例1のモータの最外径L1はマグネット7に第1外歯部1a及び第4外歯部1fの厚みと第1のコイル2及び第2のコイル4の巻き線幅で決まる。また、第1外歯部1a及び第4外歯部1fがモータ軸に平行な方向に延出する櫛歯のため、コイル2及びコイル4、補助ヨーク6、及びマグネット7と回転軸8からなるロータをすべて一方向から組み込むことが可能となり、組み立て作業性がよい。   Since the first external tooth portion 1a and the fourth external tooth portion 1f are composed of comb teeth extending in a direction parallel to the motor shaft, the outermost diameter of the motor (L1 in FIG. 4) is minimized. Can do. For example, if the outer magnetic pole part is composed of a yoke plate extending in the radial direction of the magnet, the magnet needs to be flattened and the coil is wound in the radial direction, even if the axial length is short. The outermost diameter of the motor becomes large. The outermost diameter L1 of the motor of the first embodiment is determined by the thickness of the first outer tooth portion 1a and the fourth outer tooth portion 1f of the magnet 7 and the winding width of the first coil 2 and the second coil 4. Further, the first external tooth portion 1a and the fourth external tooth portion 1f are comb teeth extending in a direction parallel to the motor shaft, so that the coil 2 and the coil 4, the auxiliary yoke 6, the magnet 7 and the rotating shaft 8 are included. All the rotors can be assembled from one direction, and the assembly workability is good.
9はカバーであり、ステ−タ1の第1外歯部1a先端に設けられた突起1mが嵌合穴9bに嵌合し、第4外歯部1f先端に設けられた突起1Nが嵌合穴9cに嵌合して位置決めされ、第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第4歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1hの先端がカバー9の裏面に当接する状態でステ−タ1に固定される。また、9aは軸受け取付け部であり、ここに軸受け10がカシメや接着等により固定され、軸受け10は回転軸8の保持軸部8cと嵌合して該回転軸8を回転保持する。軸受け10及び軸受け11はカバー9がステータ1に固定された状態で、回転軸8を回転嵌合保持するとともに回転軸8の軸方向の移動を所定範囲内に規制する。この状態で、回転軸8に固定されたマグネット7は、外周面が第1外歯部1a、第2外歯部1b、第3外歯部1c、第4外歯部1f、第5外歯部1g、第6外歯部1hと所定の隙間を持つとともに、内周面が補助ヨーク6と所定の隙間を持ち、軸方向一端がカバー9の裏面と所定の隙間を保つとともに、軸方向他端が第1のコイル2が巻かれるボビン3及び第2のコイル4が巻かれるボビン4と所定の隙間を保つ。よって、マグネット7は第1のコイル2及び第2のコイル4と軸方向に隣接して配置されており、第1のコイル2と第2のコイル4とは軸方向に垂直な平面で隣接しているため、軸方向長さの短いモータとすることが可能となる。   Reference numeral 9 denotes a cover, in which a projection 1m provided at the tip of the first external tooth portion 1a of the stator 1 is fitted into the fitting hole 9b, and a projection 1N provided at the tip of the fourth external tooth portion 1f is fitted. 1st external tooth part 1a, 2nd external tooth part 1b, 3rd external tooth part 1c, 4th tooth part 1f, 5th external tooth part 1g, 6th external tooth part 1h are fitted and positioned in hole 9c. Is fixed to the stator 1 in a state in which the front end of the contact is in contact with the back surface of the cover 9. Reference numeral 9a denotes a bearing mounting portion, to which a bearing 10 is fixed by caulking, bonding, or the like, and the bearing 10 is fitted to a holding shaft portion 8c of the rotating shaft 8 to rotate and hold the rotating shaft 8. The bearing 10 and the bearing 11 hold the rotating shaft 8 in a state where the cover 9 is fixed to the stator 1, and restrict the axial movement of the rotating shaft 8 within a predetermined range. In this state, the magnet 7 fixed to the rotating shaft 8 has outer peripheral surfaces of the first external tooth portion 1a, the second external tooth portion 1b, the third external tooth portion 1c, the fourth external tooth portion 1f, and the fifth external tooth. 1 g and the sixth external tooth portion 1 h have a predetermined gap, the inner peripheral surface has a predetermined gap with the auxiliary yoke 6, one end in the axial direction maintains a predetermined gap with the back surface of the cover 9, and the other in the axial direction. The ends maintain a predetermined gap from the bobbin 3 around which the first coil 2 is wound and the bobbin 4 around which the second coil 4 is wound. Therefore, the magnet 7 is disposed adjacent to the first coil 2 and the second coil 4 in the axial direction, and the first coil 2 and the second coil 4 are adjacent to each other on a plane perpendicular to the axial direction. Therefore, a motor with a short axial length can be obtained.
図4はマグネット7とステータ1の位置関係を示す断面図である。図4からわかるように、マグネット7はその外周表面及び内周表面を円周方向に均一に多分割して(本実施例1では6分割して)S極、N極が交互に着磁された着磁部が形成されている。外周表面がS極のとき、内周表面はN極となり、外周表面がN極のとき、内周表面はS極となる。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the magnet 7 and the stator 1. As can be seen from FIG. 4, the outer surface and inner surface of the magnet 7 are uniformly divided into multiple portions in the circumferential direction (six divisions in the first embodiment) and the S and N poles are alternately magnetized. A magnetized portion is formed. When the outer peripheral surface is the S pole, the inner peripheral surface is the N pole, and when the outer peripheral surface is the N pole, the inner peripheral surface is the S pole.
ここで、マグネット部と外側磁極部との位置関係について説明する。マグネット7の回転中心を基準にした第1の外側磁極部である第1外歯部1a及び第2の外側磁極部である第2外歯部1b、第3外歯部1cと、第3の外側磁極部である第4外歯部1f及び第4の外側磁極部である第5外歯部1g、第6外歯部1hとのなす角はθ度に設定されている。ここでθ度はN=着磁分割数とすると「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定することが望ましい。この理由は後述する。本実施例1ではN=6なので、θ度は120度よりも大きく、150度よりも小さい値に設定すればよいことになる。このようにθ度を「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定することで、図4のL2の寸法を非常に小型に設定することができる。   Here, the positional relationship between the magnet portion and the outer magnetic pole portion will be described. A first external tooth portion 1a which is a first outer magnetic pole portion based on the rotation center of the magnet 7; a second external tooth portion 1b which is a second outer magnetic pole portion; a third external tooth portion 1c; The angle formed by the fourth external tooth portion 1f, which is the outer magnetic pole portion, and the fifth external tooth portion 1g, which is the fourth outer magnetic pole portion, and the sixth external tooth portion 1h, is set to θ degrees. Here, it is desirable to set the θ degree in a range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)” where N = the number of magnetization divisions. The reason for this will be described later. Since N = 6 in the first embodiment, θ degrees may be set to a value larger than 120 degrees and smaller than 150 degrees. Thus, by setting the θ degree in the range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)”, the dimension of L2 in FIG. 4 can be set very small.
次に、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との位置関係及び第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との位置関係について説明する。第1の外側磁極部である第1外歯部1aと第2の外側磁極部である第2外歯部1b、及び第1の外側磁極部である第1外歯部1aと第2の外側磁極部である第3外歯部1cとはマグネット7の回転中心を基準に考えると、それぞれのマグネット7に対向する部分の中心がα度位相がずれた位置になるように配置されている。このα度を「360/N」(N=着磁分割数)と設定すると、マグネット7への第1外歯部1aの対向部中心が対向する極と、マグネット7への第2外歯部1bの対向部中心が対向する極及び第3外歯部1cの対向部中心が対向する極とは異なる極となり、第1のコイル2の外周に隣接配置されている第2外歯部1b及び第3外歯部1cは第1のコイル2の内周に配置されている第1外歯部1aとは異なる極に励磁されるため、第2外歯部1b及び第3外歯部1cは外側磁極としてマグネット7に有効に作用する。ここで第2外歯部1b及び第3外歯部1cの対向部には所定の幅があるため、α度にある程度の範囲をもたせてもその効果は維持される。よって、α度を「(270/N)≦α≦(450/N)」の範囲に設定しても、第2外歯部1b及び第3外歯部1cは外側磁極としてマグネット7に有効に作用する。同様に、第3の外側磁極部である第4外歯部1fと第4の外側磁極部である第5外歯部1g及び第6外歯部1hとは該グネット7の回転中心を基準に考えると、それぞれのマグネット7に対向する部分の中心がα度位相がずれた位置になるように配置され、第5外歯部1g及び第6外歯部1hは外側磁極としてマグネット7に有効に作用する。なお、本実施例1ではN=6なのでα度は45度以上75度以下に設定すればよい。   Next, the positional relationship between the first outer magnetic pole portion and the second outer magnetic pole portion and the positional relationship between the third outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion will be described. The first external tooth portion 1a, which is the first outer magnetic pole portion, the second external tooth portion 1b, which is the second outer magnetic pole portion, and the first outer tooth portion 1a and the second outer surface, which are the first outer magnetic pole portions. The third external tooth portion 1c, which is a magnetic pole portion, is arranged so that the center of the portion facing each magnet 7 is at a position shifted by α degrees when the rotation center of the magnet 7 is considered as a reference. When this α degree is set to “360 / N” (N = the number of magnetization divisions), the pole facing the center of the first external tooth portion 1a facing the magnet 7 and the second external tooth portion facing the magnet 7 The second external tooth portion 1b disposed adjacent to the outer periphery of the first coil 2 is a pole different from the pole facing the opposite portion center of 1b and the opposite portion center of the third external tooth portion 1c. Since the third external tooth portion 1c is excited to a pole different from the first external tooth portion 1a arranged on the inner periphery of the first coil 2, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c are It effectively acts on the magnet 7 as an outer magnetic pole. Here, since the opposing portion of the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c has a predetermined width, the effect is maintained even if a certain range is given to α degrees. Therefore, even if the α degree is set in the range of “(270 / N) ≦ α ≦ (450 / N)”, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c are effective for the magnet 7 as outer magnetic poles. Works. Similarly, the fourth outer tooth portion 1f that is the third outer magnetic pole portion and the fifth outer tooth portion 1g and the sixth outer tooth portion 1h that are the fourth outer magnetic pole portion are based on the rotation center of the gnet 7. Considering that, the center of the portion facing each magnet 7 is arranged so that the phase is shifted by α degrees, and the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion 1h are effective for the magnet 7 as outer magnetic poles. Works. In the first embodiment, since N = 6, α degree may be set to 45 degrees or more and 75 degrees or less.
上記構成によれば、第1の外側磁極部である第1外歯部1a及び第2の外側磁極部である第2外歯部1b、第3外歯部1cと、第3の外側磁極部である第4外歯部1f及び第4の外側磁極部である第5外歯部1g、第6外歯部1hとは、同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関して対向するように構成されているので、マグネット7は軸方向に関して短く構成でき、軸方向と平行方向に関する長さについても短いモータとすることができる。   According to the above configuration, the first outer tooth portion 1a that is the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 1b that is the second outer magnetic pole portion, the third outer tooth portion 1c, and the third outer magnetic pole portion. The fourth outer tooth portion 1f and the fifth outer tooth portion 1g and the sixth outer tooth portion 1h which are the fourth outer magnetic pole portions are configured to face the same magnet with respect to different angular ranges. Therefore, the magnet 7 can be configured to be short with respect to the axial direction, and a motor with a short length in the direction parallel to the axial direction can be obtained.
上記構成の大きな特徴として、マグネット7の外周面の一部分に着目すれば、該マグネット7が回転することにより、このマグネット7の一部分に対して第1のコイル2により励磁される第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部の磁束と、第2のコイル4により励磁される第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部の磁束とが交互に作用することになる。これらの外側磁極部がマグネット7の同じ個所に対して磁束を作用させるので、着磁のバラツキなどによる悪影響を受けず安定した性能のモータを提供することが可能となる。   As a major feature of the above configuration, if attention is paid to a part of the outer peripheral surface of the magnet 7, the first outer magnetic pole excited by the first coil 2 with respect to a part of the magnet 7 as the magnet 7 rotates. And the magnetic fluxes of the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part excited by the second coil 4 act alternately. Since these outer magnetic pole portions cause magnetic fluxes to act on the same portion of the magnet 7, it is possible to provide a motor with stable performance without being adversely affected by variations in magnetization.
次に、図4〜図7を参照して、本発明の実施例1に係るステップモータの動作を説明する。図4に記載されたモータは、第1のコイル2に通電し、ステータ1の第1外歯部1aをN極とし、第2外歯部1b及び第3外歯部1cをS極とし、補助ヨーク6の第1外歯部1aに対向する一部分をS極となるように励磁するとともに、第2のコイル4に通電し、第4外歯部1fをN極とし、第5外歯部1g及び第6外歯部1hをS極とし、補助ヨーク6の第4外歯部1fに対向する一部分をS極となるように励磁している状態である。   Next, with reference to FIGS. 4-7, operation | movement of the step motor which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. The motor described in FIG. 4 energizes the first coil 2, the first external tooth portion 1a of the stator 1 is an N pole, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c are S poles, A portion of the auxiliary yoke 6 that opposes the first external tooth portion 1a is excited so as to be the S pole, and the second coil 4 is energized, the fourth external tooth portion 1f is the N pole, and the fifth external tooth portion. 1g and the 6th external tooth part 1h are made into the S pole, and the part facing the 4th external tooth part 1f of the auxiliary yoke 6 is excited so that it may become the S pole.
図4の状態から第1のコイル2への通電方向のみ反転し、第1外歯部1aをS極とし、第2外歯部1b及び第3外歯部1cをN極とし、補助ヨーク6の第1外歯部1aに対向する一部分をN極となるように励磁すると、図5に示すようにマグネット7は反時計方向に30度回転する。図5の状態から第2のコイル4への通電方向のみ反転し、第4外歯部1fをS極とし、第5外歯部1g及び第6外歯部1hをN極とし、補助ヨーク6の第4外歯部1fに対向する一部分をN極となるように励磁すると、図6に示すようにマグネット7はさらに反時計方向に30度回転する。図6の状態から第1のコイル2への通電方向のみ反転し、第1外歯部1aをN極とし、第2外歯部1b及び第3外歯部1cをS極とし、補助ヨーク6の第1外歯部1aに対向する一部分をS極となるように励磁すると、図7に示すようにマグネット7は反時計方向に更に30度回転する。   Only the energization direction to the first coil 2 is reversed from the state of FIG. 4, the first external tooth portion 1 a is the S pole, the second external tooth portion 1 b and the third external tooth portion 1 c are the N pole, and the auxiliary yoke 6. When a portion facing the first external tooth portion 1a is excited to have an N pole, the magnet 7 rotates 30 degrees counterclockwise as shown in FIG. Only the energization direction to the second coil 4 is reversed from the state of FIG. 5, the fourth external tooth portion 1 f is the S pole, the fifth external tooth portion 1 g and the sixth external tooth portion 1 h are the N pole, and the auxiliary yoke 6 When a portion facing the fourth external tooth portion 1f is excited so as to have an N pole, the magnet 7 further rotates 30 degrees counterclockwise as shown in FIG. Only the energization direction to the first coil 2 is reversed from the state of FIG. 6, the first external tooth portion 1 a is the N pole, the second external tooth portion 1 b and the third external tooth portion 1 c are the S pole, and the auxiliary yoke 6 When a portion facing the first external tooth portion 1a is excited so as to be an S pole, the magnet 7 further rotates 30 degrees counterclockwise as shown in FIG.
以後、このように第1のコイル2及び第2のコイル4への通電方向を順次切り換えていくことにより、第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と、第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とは異なるタイミングで励磁の切り換えが行われ、マグネット7は通電位相に応じた位置へと回転することになる。   Thereafter, by sequentially switching the energization directions to the first coil 2 and the second coil 4 in this way, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and The excitation is switched at a timing different from that of the fourth outer magnetic pole portion, and the magnet 7 rotates to a position corresponding to the energization phase.
本実施例1では、第1の通電状態として第1のコイル2を正方向通電、第2のコイル4を正方向通電とし、第2の通電状態として第1のコイル2を逆方向通電、第2のコイル4を正方向通電とし、第3の通電状態として第1のコイル2を逆方向通電、第2のコイル4を逆方向通電とし、第4の通電状態として第1のコイル2を正方向通電、第2のコイル4を逆方向通電とし、第1の通電状態から第2の通電状態、第3の通電状態、第4の通電状態へと通電状態の切り換えを行い(2相駆動)、マグネット7を回転させていったが、第5の通電状態として第1のコイル2を正方向通電、第2のコイル4を非通電とし、第6の通電状態として第1のコイル2を非通電、該第2のコイル4を正方向通電とし、第7の通電状態として該第1のコイル2を逆方向通電、該第2のコイル4を非方向通電とし、第8の通電状態として第1のコイル2を非通電、第2のコイル4を逆方向通電として、第5の通電状態から第6の通電状態、第7の通電状態、第8の通電状態へと通電状態を切り替えるようにしてもよい(1・2相駆動)。それによってもマグネット7は通電位相に応じた回転位置へと回転していく。   In the first embodiment, the first coil 2 is forward energized and the second coil 4 is forward energized as the first energized state, and the first coil 2 is reversely energized as the second energized state. The second coil 4 is energized in the forward direction, the third energized state is the first coil 2 is energized in the reverse direction, the second coil 4 is energized in the reverse direction, and the fourth energized state is the first coil 2 in the forward direction. Direction energization, reverse energization of the second coil 4, and switching the energization state from the first energization state to the second energization state, the third energization state, and the fourth energization state (two-phase drive) The magnet 7 is rotated, but the first coil 2 is energized in the positive direction, the second coil 4 is de-energized in the fifth energized state, and the first coil 2 is de-energized in the sixth energized state. Energized, the second coil 4 is energized in the positive direction, and the first coil 2 is activated as a seventh energized state. Reverse energization, the second coil 4 is non-energized, the eighth coil is energized, the first coil 2 is de-energized, and the second coil 4 is reverse energized. The energized state may be switched to the energized state, the seventh energized state, and the eighth energized state (1, 2-phase drive). This also rotates the magnet 7 to the rotation position corresponding to the energization phase.
次に、マグネット7と第1の外側磁極部である第1外歯部1a、第2の外側磁極部である第2外歯部1b及び第3外歯部1c、第3の外側磁極部である第4外歯部1f、第4の外側磁極部である第5外歯部1g及び第6外歯部1hとの位相関係について説明する。   Next, the magnet 7 and the first outer tooth portion 1a which is the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 1b and the third outer tooth portion 1c which are the second outer magnetic pole portion, and the third outer magnetic pole portion. A phase relationship among a certain fourth external tooth portion 1f, a fifth external tooth portion 1g and a sixth external tooth portion 1h, which are fourth outer magnetic pole portions, will be described.
上記したように第1の通電状態、第2の通電状態、第3の通電状態、第4の通電状態と通電状態を切り換えると、第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とは交互に励磁される極性の切り換えが行われる。図4のように第1のコイル2に正通電することで第1の外側磁極部をN極に励磁し、第2の外側磁極部をS極に励磁すると、マグネット7には第1外歯部1aの中心と該マグネット7の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中時計方向の回転力が発生するが、同時に第2のコイル4も正通電することで第3の外側磁極部をN極に励磁し、第4の外側磁極部をS極に励磁すると、マグネット7には該第4外歯部1fの中心と該マグネット7の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、両コイルの通電中は回転力のバランスがとれた状態で静止する。この状態が図4の状態であり、両コイルへの通電量が等しい時は、第1外歯部1aの中心とマグネット7の着磁部の中心(S極の中心)との位相差及び第4外歯部1fの中心とマグネット7の着磁部の中心(S極の中心)との位相差は共に約15度となる。このとき、S極に励磁された第2外歯部1bはマグネット7のN極に対向し、S極に励磁された第3外歯部1cもマグネット7のN極に対向し、S極に励磁された第5外歯部1gはマグネット7のN極に対向し、S極に励磁された第6外歯部1hもマグネット7のN極に対向している。   As described above, when the first energized state, the second energized state, the third energized state, the fourth energized state, and the energized state are switched, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, and the third The outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion are switched in polarity to be excited alternately. When the first coil 2 is positively energized as shown in FIG. 4 to excite the first outer magnetic pole part to the N pole and the second outer magnetic pole part to the S pole, the magnet 7 has the first external teeth. A clockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the portion 1a and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole) coincide with each other, but at the same time, the second coil 4 is also positively energized. When the third outer magnetic pole portion is excited to the N pole and the fourth outer magnetic pole portion is excited to the S pole, the magnet 7 has the center of the fourth outer tooth portion 1f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (S In the figure, a counterclockwise rotational force is generated so that the center of the poles coincide with each other, and while the coils are energized, the rotational force balances. This state is the state of FIG. 4, and when the energization amounts to both coils are equal, the phase difference between the center of the first external tooth portion 1a and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole) and the first The phase difference between the center of the four external teeth 1f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole) is about 15 degrees. At this time, the second external tooth portion 1b excited to the S pole faces the N pole of the magnet 7, and the third external tooth portion 1c excited to the S pole also faces the N pole of the magnet 7 to the S pole. The excited fifth external tooth portion 1 g faces the N pole of the magnet 7, and the sixth external tooth portion 1 h excited by the S pole also faces the N pole of the magnet 7.
図4の状態から第1のコイル2を逆通電に切り換えることで、第1の外側磁極部はS極に励磁され、第2の外側磁極部はN極に励磁されて、マグネット7には第1外歯部1aの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第2外歯部1bがマグネット7のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第3外歯部1cがマグネット7のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。ここで、第2のコイル4は正通電のままにすることで、マグネット7には第4外歯部1fの中心とマグネット7の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図4の状態から反時計方向に回転を始める。図4の状態から反時計方向に約15度回転すると、第4外歯部1fの中心と該マグネット7の着磁部の中心(S極の中心)が一致する状態になり、第5外歯部1g及び第6外歯部1hはマグネット7のN極に対向したままであるが、この時、第1外歯部1aの中心はマグネット7の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図4の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図5の状態である。このとき、N極に励磁された第2外歯部1b及び第3外歯部1cはマグネット7のS極に対向し、S極に励磁された第5外歯部1g及び第6外歯部1hは該マグネット7のN極に対向している。   By switching the first coil 2 to reverse energization from the state of FIG. 4, the first outer magnetic pole is excited to the S pole, the second outer magnetic pole is excited to the N pole, and the magnet 7 A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the 1 external tooth portion 1 a coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the N pole), and the second external tooth portion 1 b of the magnet 7 A counterclockwise rotational force in the figure is generated so as to face the south pole, and a counterclockwise rotational force in the figure is also generated so that the third external tooth portion 1 c faces the south pole of the magnet 7. Here, by keeping the second coil 4 positively energized, the center of the fourth external tooth portion 1 f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole) coincide with the magnet 7. In the figure, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state of FIG. When rotating about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 4, the center of the fourth external tooth portion 1f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole) coincide with each other, and the fifth external tooth The portion 1g and the sixth external tooth portion 1h remain facing the N pole of the magnet 7, but at this time, the center of the first external tooth portion 1a is the boundary of the magnetized portion of the magnet 7 (S pole / N pole In other words, a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it further rotates about 15 degrees counterclockwise from that state (rotates about 30 degrees counterclockwise from the state of FIG. 4), the rotational force of both coils is balanced, and it stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c excited to the N pole face the S pole of the magnet 7, and the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion excited to the S pole. 1 h faces the north pole of the magnet 7.
図5の状態から第2のコイル4を逆通電に切り換えることで、第3の外側磁極部はS極に励磁され、第4の外側磁極部はN極に励磁されて、マグネット7には第4外歯部1fの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第5外歯部1gがマグネット7のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第6外歯部1hがマグネット7のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。ここで、第1のコイル2は逆通電のままにすることで、マグネット7には第1外歯部1aの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図5の状態から反時計方向に回転を始める。図5の状態から反時計方向に約15度回転すると、第1外歯部1aの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致する状態になり、第2外歯部1b及び第3外歯部1cはマグネット7のS極に対向したままであるが、この時、第4外歯部1fの中心はマグネット7の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図5の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図6の状態である。このとき、N極に励磁された第2外歯部1b及び第3外歯部1cはマグネット7のS極に対向し、N極に励磁された第5外歯部1g及び第6外歯部1hはマグネット7のS極に対向している。   By switching the second coil 4 from the state of FIG. 5 to reverse energization, the third outer magnetic pole is excited to the S pole, the fourth outer magnetic pole is excited to the N pole, and the magnet 7 A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the 4 external tooth portion 1 f coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the N pole), and the fifth external tooth portion 1 g A counterclockwise rotational force is generated so as to face the south pole, and a counterclockwise rotational force is generated so that the sixth external tooth portion 1 h faces the south pole of the magnet 7. Here, the first coil 2 is kept reversely energized so that the center of the first external tooth portion 1a and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the N pole) coincide with the magnet 7. In the figure, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state shown in FIG. When rotating about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 5, the center of the first external tooth portion 1a coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the N pole), and the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c remain facing the S pole of the magnet 7, but at this time, the center of the fourth external tooth portion 1f is the boundary of the magnetized portion of the magnet 7 (the boundary between the S pole and the N pole). ) And a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it is further rotated about 15 degrees counterclockwise from that state (rotated about 30 degrees counterclockwise from the state of FIG. 5), the rotational force of both coils is balanced, and stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c excited to the N pole face the S pole of the magnet 7, and the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion excited to the N pole. 1 h faces the south pole of the magnet 7.
図6の状態から第1のコイル2を正通電に切り換えることで、第1の外側磁極部はN極に励磁され、第2の外側磁極部はS極に励磁されて、マグネット7には第1外歯部1aの中心とマグネット7の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第2外歯部1bとマグネット7のN極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第3外歯部1cがマグネット7のN極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。ここで、第2のコイル4は逆通電のままにすることで、マグネット7には第4外歯部1fの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図6の状態から反時計方向に回転を始める。図6の状態から反時計方向に約15度回転すると、第4外歯部1fの中心とマグネット7の着磁部の中心(N極の中心)が一致する状態になり、第5外歯部1g及び第6外歯部1hはマグネット7のS極に対向したままであるが、この時、第1外歯部1aの中心はマグネット7の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図6の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図7の状態である。このとき、S極に励磁された第2外歯部1b及び第3外歯部1cはマグネット7のN極に対向し、N極に励磁された第5外歯部1g及び第6外歯部1hはマグネット7のS極に対向している。   By switching the first coil 2 to positive energization from the state of FIG. 6, the first outer magnetic pole is excited to the N pole, the second outer magnetic pole is excited to the S pole, and the magnet 7 A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the one external tooth portion 1a coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the S pole), and the second external tooth portion 1b and the magnet 7 A counterclockwise rotational force is generated in the figure so as to face the north pole, and a counterclockwise rotational force is also generated in the figure so that the third external tooth portion 1 c faces the north pole of the magnet 7. Here, the second coil 4 is kept reversely energized so that the center of the fourth external tooth portion 1 f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (the center of the N pole) coincide with the magnet 7. In the figure, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state of FIG. When rotated about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 6, the center of the fourth external tooth portion 1f and the center of the magnetized portion of the magnet 7 (center of the N pole) coincide with each other, and the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion 1h remain facing the S pole of the magnet 7, but at this time, the center of the first external tooth portion 1a is the boundary of the magnetized portion of the magnet 7 (the boundary between the S pole and the N pole). ) And a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it further rotates about 15 degrees counterclockwise from that state (rotates about 30 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 6), the rotational force of both coils is balanced, and it stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth portion 1b and the third external tooth portion 1c excited to the S pole face the N pole of the magnet 7, and the fifth external tooth portion 1g and the sixth external tooth portion excited to the N pole. 1 h faces the south pole of the magnet 7.
以上説明したように、上記実施例1によれば、第1のコイル2により発生する磁束は第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との間にあるマグネット7を横切り、第2のコイル4により発生する磁束は第3の外側磁極部と第2の内側磁極部との間にあるマグネット7を横切るので、磁束を効果的に作用させることができる。その結果、モータ出力の向上を図ることが可能となる。さらに、第1のコイル2により発生する磁束は第2の外側磁極部にも作用し、第2のコイル4により発生する磁束は第4の外側磁極部にも作用するので、さらなるモータの出力向上につながる。また、モータ外径を大型化することなくマグネット外周に対向する外側磁極の数を増やすことができるため、回転バランスが向上し、静音化につながる。   As described above, according to the first embodiment, the magnetic flux generated by the first coil 2 traverses the magnet 7 between the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part, Since the magnetic flux generated by the coil 4 traverses the magnet 7 between the third outer magnetic pole portion and the second inner magnetic pole portion, the magnetic flux can be effectively applied. As a result, it is possible to improve the motor output. Further, since the magnetic flux generated by the first coil 2 also acts on the second outer magnetic pole portion, and the magnetic flux generated by the second coil 4 also acts on the fourth outer magnetic pole portion, the output of the motor is further improved. Leads to. In addition, since the number of outer magnetic poles facing the outer periphery of the magnet can be increased without increasing the outer diameter of the motor, the rotation balance is improved, leading to noise reduction.
また、第1の外側磁極部である第1外歯部1a及び第2の外側磁極部である第2外歯部1b、第3外歯部1c及び第3の外側磁極部である第4外歯部1f及び第4の外側磁極部である第5外歯部1g、第6外歯部1hを、回転軸8と平行な方向に延出する櫛歯により構成したので、モータの軸と垂直な方向の寸法を最小限に抑えることができるとともに、第1のコイル2及び第2のコイル4の組み付けが簡単な構造となる。   Also, the first outer tooth portion 1a that is the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 1b that is the second outer magnetic pole portion, the third outer tooth portion 1c, and the fourth outer portion that is the third outer magnetic pole portion. Since the tooth portion 1f and the fifth outer tooth portion 1g and the sixth outer tooth portion 1h, which are the fourth outer magnetic pole portions, are configured by comb teeth extending in a direction parallel to the rotation shaft 8, they are perpendicular to the motor shaft. Therefore, the first coil 2 and the second coil 4 can be easily assembled.
また、第1の外側磁極部である第1外歯部1a及び第2の外側磁極部である第2外歯部1b、第3外歯部1cと、第3の外側磁極部である第4外歯部1f及び第4の外側磁極部である第5外歯部1g、第6外歯部1hとは、同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関して対向するように構成されているので、マグネット7は軸方向に関して短く構成でき、軸方向と平行方向に関する長さについても短いモータとすることができるまた、このような構成より、第1のコイル2と第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第1の内側磁極部により形成される磁気回路において発生する磁束と、第2のコイル4と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部と第2の内側磁極部により形成される磁気回路において発生する磁束とが、同一のマグネット部に作用する。マグネット7が回転することにより、それぞれの磁気回路はマグネット7の同一円周上に作用し、該マグネット7の同一の部位を利用する。このようにマグネット7の同一部位を利用するので、着磁によるバラツキなどによる悪影響を受けずに安定した性能のモータを提供することが可能となる。   Also, the first external tooth portion 1a that is the first outer magnetic pole portion, the second external tooth portion 1b that is the second outer magnetic pole portion, the third external tooth portion 1c, and the fourth that is the third outer magnetic pole portion. Since the outer tooth portion 1f and the fourth outer magnetic pole portion, the fifth outer tooth portion 1g and the sixth outer tooth portion 1h, are configured to face each other with respect to different angular ranges with respect to the same magnet, The magnet 7 can be configured to be short with respect to the axial direction, and the motor 7 can also be configured to have a short length with respect to the direction parallel to the axial direction. Magnetic flux generated in the magnetic circuit formed by the outer magnetic pole portion and the first inner magnetic pole portion, and by the second coil 4, the third outer magnetic pole portion, the fourth outer magnetic pole portion, and the second inner magnetic pole portion. The magnetic flux generated in the formed magnetic circuit is the same Acting on the Gunetto part. When the magnet 7 rotates, each magnetic circuit acts on the same circumference of the magnet 7 and uses the same part of the magnet 7. Since the same part of the magnet 7 is used in this way, it is possible to provide a motor with stable performance without being adversely affected by variations due to magnetization.
さらに、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部とを同一部材から構成すれば、相互位置の誤差を小さく抑えることができるとともに、部品点数が少なく、構造が簡単なモータとすることができ、コストダウンになる。   Furthermore, if the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part are made of the same member, the mutual position error can be kept small, A motor with a small number of parts and a simple structure can be obtained, resulting in cost reduction.
また、マグネット7の外周面の着磁極数をNとすると、マグネット7の回転中心を基準にした第1外歯部1a及び第1外歯部1b及び第1外歯部1cと第4外歯部1f及び第4外歯部1g及び第4外歯部1hとのなす角θ度は「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」に設定されるので、第1のコイル2及び第2のコイル4への通電方向を異なるタイミングで順次変えることにより、通電状態に応じた位置へマグネット7を回転していくことができ、双方向の回転が可能なステップモータとして機能させることができる。   When the number of magnetic poles on the outer peripheral surface of the magnet 7 is N, the first external tooth portion 1a, the first external tooth portion 1b, the first external tooth portion 1c, and the fourth external tooth with reference to the rotation center of the magnet 7. The angle θ degrees formed by the portion 1f, the fourth external tooth portion 1g, and the fourth external tooth portion 1h is set to “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)”. As a step motor capable of rotating in both directions, the magnet 7 can be rotated to a position corresponding to the energized state by sequentially changing the energizing directions to the coil 2 and the second coil 4 at different timings. Can function.
ここで、θ度を、N=着磁分割数として「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定する理由を説明する。   Here, the reason why the θ degree is set in the range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)” where N = the number of magnetization divisions will be described.
前述の構成のモータで、θ度をステップモータとしての基準角度「180−(180/N)」(本実施例ではθ=150度)とし、前述のα度を55度とした場合の、ロータ回転位置とトルクの関係を図15および図16に示す。図15は、コイルに電流を流さない状態でゆっくり回転させたときにロータに働く力であるコギングトルク、及びコイルが発生する磁界により発生するトルクの変化を示す。なお、横軸のロータ回転角度は、図4における位置を0度としている。電流を流さない状態(非通電時)では、本モータのコギングトルクはロータ回転位置が10度のとき最小、50度のとき最大となる。また、0〜30度では負の力が、30〜60度では正の力が働くことから、ロータ軸受け、減速ギア等の摩擦を十分小さいとすれば非通電時の静止位置は0度の位置だけとなる。一方、電流を流した状態ではコイルが発生する磁界により発生するトルクは15度、45度のとき最小となることがわかる。   In the motor having the above-described configuration, a rotor in which θ degrees is a reference angle “180− (180 / N)” (θ = 150 degrees in the present embodiment) as a step motor and the above α degrees is 55 degrees. The relation between the rotational position and the torque is shown in FIGS. FIG. 15 shows changes in the cogging torque, which is a force acting on the rotor when the coil is rotated slowly without current flowing in the coil, and the torque generated by the magnetic field generated by the coil. Note that the rotor rotation angle on the horizontal axis is 0 degree in FIG. In a state where no current flows (when no current is applied), the cogging torque of the motor is minimum when the rotor rotational position is 10 degrees and maximum when the rotor rotational position is 50 degrees. In addition, since a negative force works at 0 to 30 degrees and a positive force works at 30 to 60 degrees, if the friction of the rotor bearing, the reduction gear, etc. is sufficiently small, the stationary position when not energized is a position of 0 degrees. It becomes only. On the other hand, it can be seen that the torque generated by the magnetic field generated by the coil is minimum at 15 degrees and 45 degrees when a current is passed.
また、図16は、本コギングトルクにコイルが発生する磁界により発生するトルクを加えたトルク、すなわちコイルに電流を流したときに回転軸から取り出される最終的なロータの回転力となる回転トルクの変化を示す。なお、図16にはロータ回転角度が0〜60度における結果を示したが、容易にわかるようにそれ以後はここで示したトルク曲線の繰り返しとなる。なお、図16は有限要素法を用いた計算により算出したものであるが、実験でも同様の結果が得られている。図16より、回転トルクは、ロータ回転位置が15度及び45度の時に小さくなることがわかる。さらに、ロータ回転位置が15度のトルク(T0と呼ぶ)と、45度のトルク(T1と呼ぶ)において、T0がT1に比べ小さくトルク変動が大きい。   FIG. 16 shows the torque obtained by adding the torque generated by the magnetic field generated by the coil to the cogging torque, that is, the rotational torque that becomes the final rotational force of the rotor taken out from the rotating shaft when a current is passed through the coil. Showing change. FIG. 16 shows the result when the rotor rotation angle is 0 to 60 degrees. However, as will be easily understood, the torque curve shown here is repeated thereafter. Although FIG. 16 is calculated by calculation using the finite element method, similar results are obtained in experiments. From FIG. 16, it can be seen that the rotational torque decreases when the rotor rotational position is 15 degrees and 45 degrees. Further, when the rotor rotational position is 15 degrees torque (referred to as T0) and 45 degrees torque (referred to as T1), T0 is smaller than T1 and the torque fluctuation is large.
実際にモータを前述の絞り羽根、シャッタやレンズを駆動する装置に組み込む場合、トルク変動が大きいと、ステップ毎の回転位置決め精度に悪影響を及ぼすという問題がある。また、図16のT0のようにロータ回転位置の一部に回転トルクの極端に小さい部分があると、その位置で静止した状態から回転させようとすると十分なトルクが無いため回転せず、動作不良となってしまう。さらに、前述のようにコギングトルクの非通電時における静止位置(図15におけるロータ回転角度0度の位置)がロータ回転角度60度刻みであるため、通電時から非通電時に切り換えた時のロータの移動量が大きく光量調節等に影響を及ぼすという問題がある。   When the motor is actually incorporated in the device for driving the diaphragm blades, shutters, and lenses described above, there is a problem that if the torque fluctuation is large, the rotational positioning accuracy for each step is adversely affected. Also, if there is a part where the rotational torque is extremely small at a part of the rotor rotational position as shown in T0 of FIG. 16, there is not enough torque to rotate from a stationary state at that position, so the motor does not rotate and operates. It becomes defective. Further, as described above, the stationary position when the cogging torque is not energized (the position of the rotor rotation angle of 0 degrees in FIG. 15) is in steps of the rotor rotation angle of 60 degrees. There is a problem that the amount of movement is large and affects light amount adjustment.
本願発明者による検討によれば、以上の問題においてθ度を微小角度Δθだけ変化させた「180−(180/N)−Δθ」とすることで解決できることがわかった。すなわち、上記説明では、θ度を「180−(180/N)」(本実施例では、θ=150度)としたが、微小角度Δθ度だけ変化させて、「180−(180/N)−Δθ」(本実施例では、θ=150−Δθ)とすることでトルク変動の抑制、始動トルクの改善を行うことができ、更にコギングトルクの低減及び非通電時における静止位置の増加を行うことができる。   According to the study by the present inventor, it has been found that the above problem can be solved by setting “180− (180 / N) −Δθ” by changing the θ degree by the minute angle Δθ. That is, in the above description, θ degrees is “180− (180 / N)” (in this embodiment, θ = 150 degrees), but is changed by a minute angle Δθ degrees to obtain “180− (180 / N)”. −Δθ ”(in this embodiment, θ = 150−Δθ), torque fluctuation can be suppressed, starting torque can be improved, and cogging torque can be reduced and the rest position can be increased when power is not supplied. be able to.
図17に、上記Δθを施した場合のコギングトルクの変動の変化の様子を示す。図17より、コギングトルクのピーク値の絶対値は、Δθを大きくするにつれて減少するが、Δθが3度を超えると再び大きくなり、逆にθ度を「180−(180/N)+Δθ」とすれば、さらに大きくなることがわかる。   FIG. 17 shows how the cogging torque varies when Δθ is applied. From FIG. 17, the absolute value of the peak value of the cogging torque decreases as Δθ increases, but increases again when Δθ exceeds 3 degrees. If you do, you can see that it gets even bigger.
また、図18に、コイルが発生する磁界により発生するトルク変動の変化を示す。さらに、図19に、同様に上記Δθを施した場合の回転トルクの変動の変化の様子を示す。本図より、Δθを大きくするにつれてT0とT1の差は減少するが、Δθが3度を超えると再び差が大きくなる。この場合、Δθを2度とすることで、T0とT1の差が最小となり、トルク変動が小さくなることがわかる。また、図17と図18からわかるように、Δθによる本回転トルクの変化は、コギングトルクが変化することにより得られていることがわかる。   FIG. 18 shows a change in torque fluctuation generated by the magnetic field generated by the coil. Further, FIG. 19 shows how the rotational torque fluctuates when the above Δθ is similarly applied. From this figure, as Δθ increases, the difference between T0 and T1 decreases, but when Δθ exceeds 3 degrees, the difference increases again. In this case, it can be seen that by setting Δθ to 2 degrees, the difference between T0 and T1 is minimized and torque fluctuation is reduced. Further, as can be seen from FIGS. 17 and 18, it can be seen that the change in the main rotation torque due to Δθ is obtained by the change in the cogging torque.
また、図20は、図19におけるΔθの結果から、その回転全角度位置における最大値、最小値及び平均値を求め、Δθによる変化として整理したものである。図20より、Δθを0度から2度にすることで、トルク最大値は小さくなるものの、最小値は大きくなることがわかる。すなわち、ロータの初期回転位置によって弱かった始動トルクが改善された。なお、このときトルク平均値そのものは変化しないことがわかる。すなわち、Δθ=2度にすることで、平均トルクを下げることなく、T0とT1の差を最小にし、トルク変動を抑制できる。   FIG. 20 shows the maximum value, the minimum value, and the average value at all the rotational angle positions from the result of Δθ in FIG. From FIG. 20, it can be seen that by setting Δθ from 0 degree to 2 degrees, the maximum value is reduced, but the minimum value is increased. That is, the starting torque that was weak depending on the initial rotational position of the rotor was improved. At this time, the torque average value itself does not change. That is, by setting Δθ = 2 degrees, the difference between T0 and T1 can be minimized and torque fluctuation can be suppressed without reducing the average torque.
また、図21は、図17におけるΔθの結果から、その回転全角度位置におけるコギングトルクの大きさとロータ回転角度60度における非通電時のロータ静止位置数を、Δθによる変化として整理したものである。図21より、Δθを0度から2度にすることで、コギングトルクの大きさは小さくなり、かつ非通電時の静止位置の数がロータ1周期あたり2倍となっていることがわかる。   Further, FIG. 21 is an arrangement of the magnitude of cogging torque at all rotation angle positions and the number of rotor stationary positions when no power is supplied at a rotor rotation angle of 60 degrees as changes due to Δθ, based on the result of Δθ in FIG. . From FIG. 21, it can be seen that by changing Δθ from 0 degree to 2 degrees, the magnitude of the cogging torque is reduced and the number of stationary positions when not energized is doubled per rotor cycle.
次に、これらΔθが以上のような効果をもたらす理由を、図22と図23を用いて説明する。図22は、図16において最小トルクT0となるロータ回転位置でのマグネット7とステータ1の位置関係を示したものである。図22において、第3の外側磁極部1fの中心と、第3の外側磁極部に対向するマグネットのS極の中心は一致しており、通電しない場合にマグネットに働く力は、このS極のマグネット部分にのみ注目すれば0となる。従って、本ロータ回転位置におけるコギングトルクは第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因することがわかる。   Next, the reason why these [Delta] [theta] bring about the above effects will be described with reference to FIGS. FIG. 22 shows the positional relationship between the magnet 7 and the stator 1 at the rotor rotational position where the minimum torque T0 is obtained in FIG. In FIG. 22, the center of the third outer magnetic pole part 1f and the center of the south pole of the magnet facing the third outer magnetic pole part coincide with each other. If attention is paid only to the magnet portion, it becomes 0. Therefore, it can be seen that the cogging torque at the rotor rotation position is caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h.
一方、Δθを大きくすれば、第3の外側磁極部1fの中心と、第3の外側磁極部に対向するマグネットのS極の中心には角度のずれが生じる(ここでは簡単のため第1の外側磁極部1aを固定して考える)。ここで、マグネットに働く力を説明する。このS極のマグネット部分に注目し、このマグネットを回転方向(反時計周り方向)側(P0部と呼ぶ)と回転逆方向(時計周り方向)側(M0部と呼ぶ)に二分して考えれば、マグネット側の磁束密度はP0部で疎となり、M0部で密となる。電磁力はエネルギーの大きい方から小さい方へ働くので、このS極のマグネット部分には、回転方向の力(反時計周り方向)が働くことになる。従って、最小トルクT0となるロータ回転位置において、コギングトルクはΔθを大きくすることで増大するため、第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因する回転逆方向のコギングトルクを抑制できる。   On the other hand, if Δθ is increased, an angle shift occurs between the center of the third outer magnetic pole part 1f and the center of the S pole of the magnet facing the third outer magnetic pole part (here, the first The outer magnetic pole part 1a is fixed). Here, the force acting on the magnet will be described. Paying attention to the magnet part of this S pole, if this magnet is divided into two parts, the rotation direction (counterclockwise direction) side (referred to as P0 portion) and the reverse rotation direction (clockwise direction) side (referred to as M0 portion). The magnetic flux density on the magnet side is sparse at the P0 portion and dense at the M0 portion. Since the electromagnetic force works from the larger energy to the smaller one, a rotational force (counterclockwise direction) acts on the magnet part of the south pole. Therefore, since the cogging torque is increased by increasing Δθ at the rotor rotational position where the minimum torque T0 is obtained, the magnetic flux flows in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h. The resulting cogging torque in the reverse direction of rotation can be suppressed.
図23は、図16に示すトルクにおいて最小トルクT1となるロータ回転位置でのマグネット7とステータ1の位置関係を示したものである。図23において、第1の外側磁極部1aの中心と、第1の外側磁極部に対向するマグネットのN極の中心は一致しており、通電しない場合にマグネットに働く力は、このN極のマグネット部分にのみ注目すれば0となる。従って、本ロータ回転位置におけるコギングトルクは第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因することがわかる。   FIG. 23 shows the positional relationship between the magnet 7 and the stator 1 at the rotor rotational position where the torque shown in FIG. 16 is the minimum torque T1. In FIG. 23, the center of the first outer magnetic pole portion 1a coincides with the center of the N pole of the magnet facing the first outer magnetic pole portion. If attention is paid only to the magnet portion, it becomes 0. Therefore, it can be seen that the cogging torque at the rotor rotation position is caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h.
一方、Δθを大きくすれば、第1の外側磁極部1aの中心と、第1の外側磁極部に対向するマグネットのN極の中心には角度のずれが生じる(ここでは簡単のため第3の外側磁極部1fを固定して考える)。ここで、マグネットに働く力を説明する。このN極のマグネット部分に注目し、このマグネットを回転方向(反時計周り方向)側(P1部と呼ぶ)と回転逆方向(時計周り方向)側(M1部と呼ぶ)に二分して考えれば、マグネット側の磁束密度はP1部で密となり、M1部で疎となる。電磁力はエネルギーの大きい方から小さい方へ働くので、このN極のマグネット部分には、回転逆方向の力が働くことになる。従って、最小トルクT1となるロータ回転位置において、コギングトルクはΔθを大きくすることで減少するため、第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因する回転方向のコギングトルクを抑制できる。   On the other hand, if Δθ is increased, an angle shift occurs between the center of the first outer magnetic pole portion 1a and the center of the N pole of the magnet facing the first outer magnetic pole portion (here, for the sake of simplicity, a third The outer magnetic pole part 1f is fixed). Here, the force acting on the magnet will be described. Focusing on this N-pole magnet part, this magnet can be divided into two parts, the rotation direction (counterclockwise direction) side (referred to as P1 portion) and the reverse rotation direction (clockwise direction) side (referred to as M1 portion). The magnetic flux density on the magnet side is dense at the P1 portion and sparse at the M1 portion. Since the electromagnetic force works from the larger energy to the smaller energy, a force in the direction opposite to the rotation acts on the N-pole magnet portion. Therefore, since the cogging torque is reduced by increasing Δθ at the rotor rotational position where the minimum torque T1 is obtained, the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h is reduced. The resulting cogging torque in the rotational direction can be suppressed.
図16より、トルクT0となるロータ回転位置でのコギングトルクは回転逆方向に大きいが、Δθを大きくすることで、図17で示すように本回転位置でのコギングトルクは増加していることがわかる。逆に、トルクT1となるロータ回転位置でのコギングトルクは回転方向に大きいが、Δθを大きくすることで、図17で示すように本回転位置でのコギングトルクは減少していることがわかる。従って、Δθを大きくするにつれてコギングトルクは抑制されるが、さらに大きくすると、T0とT1の大小関係が逆転し、コギングトルクは増加する。   From FIG. 16, the cogging torque at the rotor rotational position at which the torque T0 is large is large in the reverse direction of rotation, but by increasing Δθ, the cogging torque at the main rotational position increases as shown in FIG. Understand. Conversely, the cogging torque at the rotor rotational position at which the torque is T1 is large in the rotational direction, but it can be seen that by increasing Δθ, the cogging torque at the main rotational position decreases as shown in FIG. Therefore, the cogging torque is suppressed as Δθ is increased, but if the value is further increased, the magnitude relationship between T0 and T1 is reversed and the cogging torque is increased.
以上をまとめると、Δθを2度とすることで、回転トルクがT0となる回転位置でのコギングトルクが増加するため、本回転位置での回転トルクT0が増加することと、回転トルクがT1となる回転位置でのコギングトルクが減少するため、本回転位置での回転トルクT1が減少することの2点より、T0とT1のトルク差を減少でき、トルク変動を抑制することができる。   In summary, by setting Δθ to 2 degrees, the cogging torque at the rotational position where the rotational torque becomes T0 increases, so that the rotational torque T0 at the main rotational position increases and the rotational torque becomes T1. Since the cogging torque at the rotational position is reduced, the torque difference between T0 and T1 can be reduced and torque fluctuation can be suppressed from the two points that the rotational torque T1 at the main rotational position is reduced.
また、本結果は第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因するコギングトルクを抑制するものであるから、当然のことながら第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hの寸法とマグネットの着磁分割数、さらに前述のα度によって、トルク変動を抑制できるΔθの値は変わってくる。しかしながら、前述したように第2の外側磁極部1b,1cと第4の外側磁極部1g,1hでの磁束の流れに起因するコギングトルクを抑制するためには、第1の外側磁極部1aと第3の外側磁極部1fとのなす角をステップモータとしての基準角度「180−(180/N)」よりも小さくすれば良いことが分かっていることと、ステップモータの動作限界の範囲が「180−(360/N)<θ<180」であるため、θは第2の外側磁極部と第4の外側磁極部の寸法、マグネットの着磁分割数とα度に関わらず、「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に必ず最適値がある。   In addition, this result suppresses the cogging torque caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h. The value of Δθ that can suppress torque fluctuations varies depending on the dimensions of the magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h, the number of magnetized divisions, and the α degree described above. However, as described above, in order to suppress the cogging torque caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 1b and 1c and the fourth outer magnetic pole portions 1g and 1h, the first outer magnetic pole portion 1a and It is known that the angle formed with the third outer magnetic pole portion 1f should be smaller than the reference angle “180− (180 / N)” as the step motor, and the range of the operation limit of the step motor is “ Since 180− (360 / N) <θ <180 ”, θ is“ 180− regardless of the dimensions of the second outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion, the number of magnetized divisions and α degrees. There is always an optimum value in the range of (360 / N) <θ <180− (180 / N) ”.
本実施例1では、第1の外側磁極部と第3の外側磁極が隣接する場合を述べたが、さらに多極となる場合には、これらは隣接している必要はないので、上式を一般化すると、
2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
となる。
In the first embodiment, the case where the first outer magnetic pole portion and the third outer magnetic pole are adjacent to each other has been described. However, in the case of more multipoles, it is not necessary that they are adjacent to each other. In general,
2n × 360 / N <θ <(2n + 0.5) × 360 / N (N is the number of magnetization divisions, n is an integer)
It becomes.
さらに、本実施例1の説明では、α度を55度としたが、図24にα度を50度とした場合にΔθを施した場合の回転全角度位置における最大値、最小値及び平均値を、Δθによる変化として整理したものを示す。図24より、トルク変動を抑制するためのΔθ度は1度であることがわかる。また、図25に、マグネットの着磁分割数を10にした場合の回転全角度位置における最大値、最小値及び平均値を、Δθによる変化として整理したものを示す。図25より、トルク変動を抑制するためのΔθ度は0.35度であることがわかる。   Furthermore, in the description of the first embodiment, the α degree is 55 degrees, but the maximum value, the minimum value, and the average value at all the rotational angle positions when Δθ is applied when the α degree is 50 degrees in FIG. Are arranged as changes due to Δθ. From FIG. 24, it can be seen that the Δθ degree for suppressing the torque fluctuation is 1 degree. FIG. 25 shows the maximum value, the minimum value, and the average value at all rotational angle positions when the number of magnetized divisions of the magnet is set to 10 as changes due to Δθ. From FIG. 25, it can be seen that Δθ degree for suppressing torque fluctuation is 0.35 degree.
上記したような検討によれば、これらΔθの値は、第2の外側磁極部と第4の外側磁極部の寸法、マグネットの着磁分割数とα度に関わらず、
0<Δθ<18/N(Nは着磁分割数)
の範囲で特に有効であることがわかった。
According to the examination as described above, these values of Δθ are independent of the dimensions of the second outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part, the number of magnetization divisions of the magnet and α degrees,
0 <Δθ <18 / N (N is the number of magnetization divisions)
It was found to be particularly effective in the range of.
なお、本実施例1では、マグネットの外周面に対向する第1から第4の外側磁極部と内周面に対向する第1、第2の内側磁極部からなる構成について説明したが、周方向にN分割されて異なる極に交互に軸方向に着磁されたマグネットに対向するように第1、第2、第3、第4の外側磁極と第1、第2の内側磁極を配置した構成であってもよい。また、この例では、N=6について説明したので第1および第2のコイルが存在する場合についてのみ述べたが、Nが大きい場合に、複数のコイルを配置すればそれによって励磁される磁極による磁界がマグネットに効果的に作用し、出力を向上させることができる。   In the first embodiment, the configuration including the first to fourth outer magnetic pole portions facing the outer peripheral surface of the magnet and the first and second inner magnetic pole portions facing the inner peripheral surface has been described. The first, second, third, and fourth outer magnetic poles and the first and second inner magnetic poles are arranged so as to face the magnets that are divided into N and are alternately magnetized in different axial directions in the axial direction. It may be. Further, in this example, since N = 6 has been described, only the case where the first and second coils exist is described. However, when N is large, if a plurality of coils are arranged, the magnetic poles excited by the coils are arranged. A magnetic field acts on a magnet effectively and can improve an output.
図8は本実施例1のモータを鏡筒地板内に配置した場合の平面図である。このようにモータMを円筒のレンズを備える鏡筒地板12内に配置する場合、モータMの回転軸と光軸Zとを平行に配置するとともに、図8に示すようにロータの回転軸中心を基準にした第1の外側磁極部(第1外歯部1a)及び第2の外側磁極部(第2外歯部1b、第3外歯部1c)と第3の外側磁極部(第4外歯部1f)及び第4の外側磁極部(第5外歯部1g、該第6外歯部1h)とのなす角θの範囲が光軸Z側になるよう配置する。また、このとき第1外歯部1aと第4外歯部1fの光軸Zからの距離が等距離になるように配置する。   FIG. 8 is a plan view when the motor of the first embodiment is arranged in the lens barrel base plate. When the motor M is arranged in the lens barrel base plate 12 having a cylindrical lens as described above, the rotation axis of the motor M and the optical axis Z are arranged in parallel, and the rotation axis center of the rotor is arranged as shown in FIG. The first outer magnetic pole portion (first outer tooth portion 1a) and the second outer magnetic pole portion (second outer tooth portion 1b, third outer tooth portion 1c) and the third outer magnetic pole portion (fourth outer surface) as a reference. The tooth portion 1f) and the fourth outer magnetic pole portion (the fifth external tooth portion 1g, the sixth external tooth portion 1h) are arranged so that the range of the angle θ is on the optical axis Z side. At this time, the first external tooth portion 1a and the fourth external tooth portion 1f are arranged so that the distance from the optical axis Z is equal.
以上のように配置することで、モータMは鏡筒地板12の円筒形状に沿って配置されることになり、図14におけるD3の寸法をより小さく構成でき、非常にコンパクトな鏡筒地板とすることができるとともに、光軸方向の出っ張りも少ない。   By arranging as described above, the motor M is arranged along the cylindrical shape of the lens barrel base plate 12, and the dimension of D3 in FIG. 14 can be made smaller, and a very compact lens barrel base plate is obtained. In addition, there are few protrusions in the optical axis direction.
次に、本発明と実施例1との対応について説明する。上記実施例1において、図1、図3乃至図8のマグネット7及び回転軸8が本発明のロータに相当し、図1、図3乃至図8の第1のコイル2が本発明の第1のコイルに相当し、図1乃至図8の第1外歯部1aが本発明の第1の外側磁極部に相当し、図1乃至図8の第2外歯部1b及び第3外歯部1cが本発明の第2の外側磁極部に相当し、図1乃至図8の第1レール部1dの一部及び第1嵌合突起部1e及び補助ヨーク6の一部が本発明の第1の内側磁極部に相当し、図1、図3乃至図8の第2のコイル4が本発明の第2のコイルに相当し、図1乃至図8の第4外歯部1fが本発明の第3の外側磁極部に相当し、図1乃至図8の第5外歯部1g及び第6外歯部1hが本発明の第4の外側磁極部に相当し、図1乃至図8の第2レール部1iの一部及び第2嵌合突起部1j及び補助ヨーク6の一部が本発明の第2の内側磁極部に相当する。
以上が実施例1の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明はこれら実施例1に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても良いことは言うまでもない。
Next, correspondence between the present invention and Example 1 will be described. In the first embodiment, the magnet 7 and the rotating shaft 8 of FIGS. 1 and 3 to 8 correspond to the rotor of the present invention, and the first coil 2 of FIGS. 1 and 3 to 8 is the first of the present invention. 1 to 8 corresponds to the first outer magnetic pole portion of the present invention, and the second outer tooth portion 1b and the third outer tooth portion of FIGS. 1c corresponds to the second outer magnetic pole portion of the present invention, and a part of the first rail portion 1d, the first fitting protrusion 1e, and a part of the auxiliary yoke 6 of FIGS. 1 and FIGS. 3 to 8 correspond to the second coil of the present invention, and the fourth external tooth portion 1f of FIGS. 1 to 8 corresponds to the present invention. 1 to 8 corresponds to the third outer magnetic pole part, and the fifth external tooth part 1g and the sixth external tooth part 1h in FIGS. 1 to 8 correspond to the fourth outer magnetic pole part of the present invention. One of the two rail parts 1i And part of the second engagement projection 1j and auxiliary yoke 6 corresponds to the second inner magnetic pole portion of the present invention.
The above is the correspondence between each configuration of the first embodiment and each configuration of the present invention, but the present invention is not limited to the first embodiment, and the functions shown in the claims or the functions of the embodiment It goes without saying that any configuration can be used as long as it can be achieved.
ここで、あらためて上記実施例1における効果をまとめて述べると、次のようになる。本実施例1においては、第1のコイルにより発生する磁束は第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との間にあるマグネットを横切り、第2のコイルにより発生する磁束は第3の外側磁極部と第2の内側磁極部との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用し出力を向上させることができる。また、第1のコイルにより発生する磁束は第2の外側磁極部にも作用し、第2のコイルにより発生する磁束は第4の外側磁極部にも作用するので、さらなるモータの出力向上につながる。また、モータ外径を大型化することなくマグネット外周に対向する外側磁極の数を増やすことができるため、回転バランスが向上し、静音化につながる。また、第2の外側磁極部と第4の外側磁極部での磁束の流れに起因するコギングトルクが抑制されるとともに、マグネットと磁極との間に働く力の回転位置による変動が改善されることにより、ロータの回転位置によるトルク変動が改善される。さらに、従来の小型モータと比較して、回転軸方向長をさらに小型化したモータとすることができる。更に、モータを駆動するための2つの磁気回路は、ロータの同一個所に対して作用するためロータの着磁ムラの影響を受けにくく、回転精度の高いモータを提供することができる。   Here, the effects of the first embodiment are summarized as follows. In the first embodiment, the magnetic flux generated by the first coil crosses the magnet between the first outer magnetic pole portion and the first inner magnetic pole portion, and the magnetic flux generated by the second coil is the third magnetic flux. Since the magnet located between the outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part is traversed, it can act effectively and improve the output. Further, the magnetic flux generated by the first coil also acts on the second outer magnetic pole portion, and the magnetic flux generated by the second coil also acts on the fourth outer magnetic pole portion, leading to further improvement of the motor output. . In addition, since the number of outer magnetic poles facing the outer periphery of the magnet can be increased without increasing the outer diameter of the motor, the rotation balance is improved, leading to noise reduction. In addition, the cogging torque caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part is suppressed, and fluctuations due to the rotational position of the force acting between the magnet and the magnetic pole are improved. As a result, torque fluctuation due to the rotational position of the rotor is improved. Furthermore, compared with the conventional small motor, it can be set as the motor which further reduced the length in the rotating shaft direction. Furthermore, since the two magnetic circuits for driving the motor act on the same portion of the rotor, it is difficult to be affected by uneven magnetization of the rotor, and a motor with high rotational accuracy can be provided.
また、ロータの回転中心を基準にした第1の外側磁極部のマグネットの外周面に対向する部分の中心と第2の外側磁極部のマグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角、及び第3の外側磁極部のマグネットの外周面に対向する部分の中心と第4の外側磁極部のマグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角α度を「(270/N)≦α≦(450/N)」の範囲に設定しているので、第1の外側磁極部に加え、第2の外側磁極部もマグネットに有効に作用するとともに、第3の外側磁極部に加え、第4の外側磁極部もマグネットに有効に作用する。また、ロータの回転中心を基準にした第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とのなす角θ度を、ステップモータとしての基準角度θ0=(2n+0.5)×360/Nとすると、「θ=θ0−Δθ」(0<Δθ<18/N)に設定しているので、第2の外側磁極部と第4の外側磁極部での磁束の流れに起因するコギングトルクが抑制されるとともに、マグネットと磁極との間に働く力の回転位置による変動が改善し、ロータの回転位置によるトルク変動が改善される。さらに、第1のコイル及び第2のコイルと略同一平面上に配置されるこれらコイル以外の複数のコイルを配置することにより、複数のコイルによる磁界がマグネットに効果的に作用し、出力を向上させることができる。更に、図8に示したように、モータの回転軸とレンズの光軸とを平行に配置するとともに、ロータの回転中心を基準にした第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とのなす角θの範囲が光軸側になるように前記モータを配置することにより、モータによる光軸方向の出っ張りが少なく、かつ外径を大きくすることなくモータを配置可能となり、カメラ等の光学装置を小型化できる。   Further, an angle formed by the center of the portion of the first outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet with respect to the rotation center of the rotor and the center of the portion of the second outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet, And the angle α degree formed by the center of the portion of the third outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet and the center of the portion of the fourth outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet is “(270 / N) ≦ Since α ≦ (450 / N) ”is set, in addition to the first outer magnetic pole portion, the second outer magnetic pole portion also effectively acts on the magnet, and in addition to the third outer magnetic pole portion, The fourth outer magnetic pole portion also acts effectively on the magnet. Further, the angle θ degrees formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part with respect to the rotation center of the rotor is used as a reference as a step motor. If the angle θ0 = (2n + 0.5) × 360 / N, since “θ = θ0−Δθ” (0 <Δθ <18 / N) is set, the second outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion are set. Cogging torque caused by the flow of magnetic flux in the part is suppressed, fluctuation due to the rotational position of the force acting between the magnet and the magnetic pole is improved, and torque fluctuation due to the rotational position of the rotor is improved. Furthermore, by arranging a plurality of coils other than these coils, which are arranged on substantially the same plane as the first coil and the second coil, the magnetic field by the plurality of coils effectively acts on the magnet and improves the output. Can be made. Further, as shown in FIG. 8, the rotation axis of the motor and the optical axis of the lens are arranged in parallel, and the first outer magnetic pole part and the second outer magnetic pole part with respect to the rotation center of the rotor By arranging the motor so that the range of the angle θ formed by the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part is on the optical axis side, the protrusion in the optical axis direction by the motor is small and the outer diameter is increased. Thus, the motor can be arranged without doing so, and the optical device such as a camera can be miniaturized.
以下に本発明の実施例2に係るモータについて説明する。   A motor according to Example 2 of the present invention will be described below.
図9は本発明の実施例2に係るモータを示す分解斜視図であり、図10は図9のモータのコイル及びロータ軸を通り軸方向に平行な面での断面図である。これらの図において、31は軟磁性材料から成るステ−タであり、第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31cを有しており、第1外歯部31aで第1の外側磁極部を形成し、第2外歯部31b及び第3外歯部31cで第2の外側磁極部を形成する。31dは第4外歯部、31eは第5外歯部、31fは第6外歯部であり、第4外歯部31dで第3の外側磁極部を形成し、第5外歯部31e及び第6外歯部31fで第4の外側磁極部を形成する。31gは第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31c、第4外歯部31d、第5外歯部31e、第6外歯部31fのそれぞれの一端を結ぶ平板部である。31hは後述の軸受け40を取付ける軸受け取付け部である。第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31c、第4外歯部31d、第5外歯部31e、第6外歯部31fは後述のロータ軸37と平行方向に延びる櫛歯形状に形成されている。   9 is an exploded perspective view showing a motor according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axial direction through the coil and rotor shaft of the motor of FIG. In these drawings, reference numeral 31 denotes a stator made of a soft magnetic material, which has a first external tooth portion 31a, a second external tooth portion 31b, and a third external tooth portion 31c, and the first external tooth portion 31a. The first outer magnetic pole part is formed by the second outer toothed part 31b and the third outer toothed part 31c. 31d is a fourth external tooth part, 31e is a fifth external tooth part, 31f is a sixth external tooth part, and the fourth external tooth part 31d forms a third outer magnetic pole part, and the fifth external tooth part 31e and A fourth outer magnetic pole portion is formed by the sixth outer tooth portion 31f. 31g is a flat plate that connects one end of each of the first external tooth part 31a, the second external tooth part 31b, the third external tooth part 31c, the fourth external tooth part 31d, the fifth external tooth part 31e, and the sixth external tooth part 31f. Part. 31h is a bearing mounting portion for mounting a bearing 40 described later. The first external tooth part 31a, the second external tooth part 31b, the third external tooth part 31c, the fourth external tooth part 31d, the fifth external tooth part 31e, and the sixth external tooth part 31f are parallel to the rotor shaft 37 described later. It is formed in the comb-tooth shape extended in this.
本実施例2のステ−タは上記の特許文献1に記載されたものとは異なり、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部とは一体的に構成されている。このため、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との相互誤差が少なくなり、組み立てによるモータの性能のばらつきを最小限に抑えることができる。   The stator of the second embodiment is different from that described in Patent Document 1 above, and the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part. And are configured integrally. For this reason, the mutual error between the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part is reduced, and variation in the performance of the motor due to assembly is minimized. be able to.
32は第1のコイル、33は第1のコイル32が巻かれる第1のボビンであり、第1のコイル32は第1のボビン33に固定された状態でその内周にステータ31の第1外歯部31aが配置されるように固定される。この状態で、第2外歯部31b及び第3外歯部31cは第1のコイル32の外周に隣接する。第1のコイル32を通電することにより、第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31cが励磁される。この時、第1外歯部31aと、第2外歯部31b及び該第3外歯部31cとはお互いに異なる極に励磁される。すなわち、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部とはお互いに異なる極に励磁される。34は第2のコイル、35は第2のコイル34が巻かれる第2のボビンであり、第2のコイル34は第2のボビン35に固定された状態でその内周にステータ31の第4外歯部31dが配置されるように固定される。この状態で、第5外歯部31e及び第6外歯部31fは第2のコイル34の外周に隣接する。第2のコイル34を通電することにより、第4外歯部31d、第5外歯部31e、第6外歯部31fが励磁される。この時、第4外歯部31dと、第5外歯部31e及び第6外歯部31fとはお互いに異なる極に励磁される。すなわち、第3の外側磁極部と、第4の外側磁極部とはお互いに異なる極に励磁される。   Reference numeral 32 denotes a first coil, and 33 denotes a first bobbin around which the first coil 32 is wound. It fixes so that the external tooth part 31a may be arrange | positioned. In this state, the second external tooth portion 31 b and the third external tooth portion 31 c are adjacent to the outer periphery of the first coil 32. By energizing the first coil 32, the first external tooth portion 31a, the second external tooth portion 31b, and the third external tooth portion 31c are excited. At this time, the first external tooth portion 31a, the second external tooth portion 31b, and the third external tooth portion 31c are excited to different poles. That is, the first outer magnetic pole part and the second outer magnetic pole part are excited to different poles. Reference numeral 34 denotes a second coil, and 35 denotes a second bobbin around which the second coil 34 is wound. It is fixed so that the external tooth portion 31d is arranged. In this state, the fifth external tooth portion 31 e and the sixth external tooth portion 31 f are adjacent to the outer periphery of the second coil 34. By energizing the second coil 34, the fourth external tooth portion 31d, the fifth external tooth portion 31e, and the sixth external tooth portion 31f are excited. At this time, the fourth external tooth portion 31d, the fifth external tooth portion 31e, and the sixth external tooth portion 31f are excited to different poles. That is, the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part are excited to different poles.
第1のコイル32と第2のコイル34とはステータ31の平板部31gの平面上に隣接して配置される。そのため、モータの軸方向長さを短く構成できる。   The first coil 32 and the second coil 34 are arranged adjacent to each other on the plane of the flat plate portion 31 g of the stator 31. Therefore, the axial length of the motor can be shortened.
36は永久磁石からなる円筒形状のマグネット、37は軟磁性材料からなるロータ軸であり、ロータ軸37の第1円柱部37aの外周面とマグネット36の内周面36aとが接着や圧入等により密着固定される。その際、マグネット36の軸方向一端部が第1円柱部37aの上面と同一面となるように固定される(図10参照)。ロータ軸37には出力軸部37cと保持軸部37dとが形成され、後述の軸受け39,40により回転嵌合保持される。その際、ロータ軸37の第2円柱部37bは第1のコイル32及び第2のコイル34の間に隣接して配置される。マグネット36は、外周表面を円周方向に多分割、即ち着磁極数がNとなるよう(本実施例2では6分割、即ちN=6となるよう)S極、N極が交互に着磁されている。マグネット36の内周面は、外周面に比べ弱い着磁分布を持つか、あるいは全く着磁されていないか、あるいは外周面と逆の極、すなわち外周面がS極の場合はその範囲の内周面はN極に着磁されているもののいずれかである。   Reference numeral 36 denotes a cylindrical magnet made of a permanent magnet, and 37 a rotor shaft made of a soft magnetic material. The outer peripheral surface of the first cylindrical portion 37a of the rotor shaft 37 and the inner peripheral surface 36a of the magnet 36 are bonded or press-fitted. Closely fixed. At that time, one end of the magnet 36 in the axial direction is fixed so as to be flush with the upper surface of the first cylindrical portion 37a (see FIG. 10). The rotor shaft 37 is formed with an output shaft portion 37c and a holding shaft portion 37d, and is rotatably fitted and held by bearings 39 and 40 described later. At that time, the second cylindrical portion 37 b of the rotor shaft 37 is disposed adjacently between the first coil 32 and the second coil 34. In the magnet 36, the outer peripheral surface is divided into multiple parts in the circumferential direction, that is, the number of magnetized magnetic poles is N (in this embodiment, 6 is divided, that is, N = 6). Has been. The inner peripheral surface of the magnet 36 has a weak magnetization distribution compared to the outer peripheral surface, or is not magnetized at all, or is opposite to the outer peripheral surface, that is, within the range when the outer peripheral surface is an S pole. The peripheral surface is one of those magnetized to the N pole.
第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31c、第4外歯部31d、第5外歯部31e、第6外歯部31fはマグネット36の外周面に所定の隙間をもって対向して配置される。   The first external tooth portion 31a, the second external tooth portion 31b, the third external tooth portion 31c, the fourth external tooth portion 31d, the fifth external tooth portion 31e, and the sixth external tooth portion 31f are provided on the outer peripheral surface of the magnet 36. They are arranged facing each other with a gap.
第1円柱部37aの第1の外側磁極部31aに対向する部分及び第2円柱部37bの第1のコイル32の外周に隣接する部分で第1の内側磁極部が形成される。同様に、第1円柱部37aの第3の外側磁極部31dに対向する部分及び第2円柱部37bの第2のコイル34の外周に隣接する部分で第2の内側磁極部が形成される。   A first inner magnetic pole portion is formed at a portion of the first cylindrical portion 37a facing the first outer magnetic pole portion 31a and a portion of the second cylindrical portion 37b adjacent to the outer periphery of the first coil 32. Similarly, a second inner magnetic pole portion is formed at a portion facing the third outer magnetic pole portion 31d of the first cylindrical portion 37a and a portion adjacent to the outer periphery of the second coil 34 of the second cylindrical portion 37b.
第1のコイル32への通電により、第1の外側磁極部(第1外歯部31a)と第1の内側磁極部(第1円柱部37aの第1の外側磁極部31aに対向する部分及び第2円柱部37bの第1のコイル32の外周に隣接する部分)が励磁され、その磁極間にはマグネット36を横切る磁束が発生し、効果的に該マグネット36に作用する。その際、第1の外側磁極部と第1の内側磁極部はそれぞれ反対の極に励磁される。同様に、第2のコイル34への通電により、第3の外側磁極部(第4外歯部31d)と第2の内側磁極部(第1円柱部37aの第3の外側磁極部31dに対向する部分及び第2円柱部37bの第2のコイル34の外周に隣接する部分)が励磁され、その磁極間にはマグネット36を横切る磁束が発生し、効果的にマグネット36に作用する。その際、第2の外側磁極部と第2の内側磁極部はそれぞれ反対の極に励磁される。   By energizing the first coil 32, the first outer magnetic pole portion (first outer tooth portion 31a) and the first inner magnetic pole portion (the portion of the first cylindrical portion 37a facing the first outer magnetic pole portion 31a and A portion of the second cylindrical portion 37b adjacent to the outer periphery of the first coil 32 is excited, and a magnetic flux crossing the magnet 36 is generated between the magnetic poles and effectively acts on the magnet 36. At that time, the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part are excited to opposite poles. Similarly, by energizing the second coil 34, the third outer magnetic pole portion (fourth external tooth portion 31d) and the second inner magnetic pole portion (third outer magnetic pole portion 31d of the first cylindrical portion 37a) are opposed to each other. And a portion adjacent to the outer periphery of the second coil 34 of the second cylindrical portion 37b) are excited, and a magnetic flux crossing the magnet 36 is generated between the magnetic poles and effectively acts on the magnet 36. At that time, the second outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part are excited to opposite poles.
また、マグネット36は半径方向に薄い円環形状で構成されているとともに、該マグネット36の内周面に対向して内側磁極部を形成する第1円柱部37aは該マグネット36の内周面との間に空隙を設ける必要がない。そのため、第1外歯部31aと第1円柱部37aとの距離及び第4外歯部31dと第1円柱部37aとの距離を非常に小さくできる。よって、第1のコイル32と第1の外側磁極部と第1の内側磁極部とで形成される磁気回路、及び第2のコイル34と第2の外側磁極部と第2の内側磁極部とで形成される磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができ、モータの出力を高めることが出来る。   The magnet 36 has a thin annular shape in the radial direction, and the first cylindrical portion 37 a that forms the inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the magnet 36 has an inner peripheral surface of the magnet 36. There is no need to provide a gap between them. Therefore, the distance between the first external tooth portion 31a and the first cylindrical portion 37a and the distance between the fourth external tooth portion 31d and the first cylindrical portion 37a can be made extremely small. Therefore, a magnetic circuit formed by the first coil 32, the first outer magnetic pole part, and the first inner magnetic pole part, and the second coil 34, the second outer magnetic pole part, and the second inner magnetic pole part, The magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the above can be reduced, and the output of the motor can be increased.
第1のコイル32への通電により、第2の外側磁極部(第2外歯部31b及び第3外歯部31c)も励磁され、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との磁極間にも磁束が発生し、第2の外側磁極部は対向するマグネット36に作用する。同様に、第2のコイル34への通電により、第4の外側磁極部(第5外歯部31e及び第6外歯部31f)も励磁され、第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との磁極間にも磁束が発生し、第4の外側磁極部は対向するマグネット36に作用する。すなわち、第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット36を横切って効果的に作用し、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット36に隣接して補助的に作用する。同様に、第3の外側磁極部と第2の内側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット36を横切って効果的に作用し、第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との磁極間に発生する磁束はマグネット36に隣接して補助的に作用する。これにより、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、モータの出力アップ、低消費電力化、コイルの小型化を達成することができる。   By energizing the first coil 32, the second outer magnetic pole portion (the second outer tooth portion 31b and the third outer tooth portion 31c) is also excited, and the first outer magnetic pole portion and the second outer magnetic pole portion are coupled to each other. Magnetic flux is also generated between the magnetic poles, and the second outer magnetic pole portion acts on the opposing magnet 36. Similarly, when the second coil 34 is energized, the fourth outer magnetic pole portion (the fifth outer tooth portion 31e and the sixth outer tooth portion 31f) is also excited, and the third outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion are excited. Magnetic flux is also generated between the magnetic poles and the fourth outer magnetic pole portion acting on the opposing magnet 36. That is, the magnetic flux generated between the magnetic poles of the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part effectively acts across the magnet 36, and the first outer magnetic pole part and the second outer magnetic pole part Magnetic flux generated between the magnetic poles acts adjacently to the magnet 36. Similarly, the magnetic flux generated between the magnetic poles of the third outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part effectively acts across the magnet 36, and the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part, The magnetic flux generated between the magnetic poles acts adjacently to the magnet 36. As a result, a large amount of magnetic flux can be generated with a small amount of current, and the motor output can be increased, the power consumption can be reduced, and the size of the coil can be reduced.
また、マグネット36はその内径部がロータ軸37によって埋められているので、特許文献1で提案されているものに比べマグネットの機械的強度が大きい。   Further, since the inner diameter portion of the magnet 36 is filled with the rotor shaft 37, the mechanical strength of the magnet is larger than that proposed in Patent Document 1.
さらに、特許文献1で提案されているものはマグネットの外径部と外側磁極部の隙間を精度良く保って組み立てる必要のほかに、マグネットの内径部に対向する位置にある内側磁極部をマグネットに対し所定の隙間を設けて配置する必要があり、部品精度のばらつきや組み立て精度が悪い場合にこの隙間を確保できず、内側磁極部がマグネットに接触してしまうなどの不良が生じる可能性が高いのであるが、本実施例2ではマグネット36の外径部のみの隙間を管理するだけでよいので組み立てが容易になる。また、上記従来例では内側磁極部はマグネットと出力軸をつなぐ部分に接触しないように構成しなければならず、これにより内側磁極部とマグネットとが対向する軸方向の長さは十分に長く出来ないのに対し、本実施例2では出力軸が内側磁極部を兼ねているので、内側磁極部とマグネット36とが対向する軸方向の長さを十分長く確保でき、これにより第1の外側磁極部、第2の外側磁極部、第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とマグネット36を有効に利用することが可能となり、モータの出力が高められる。   Further, the one proposed in Patent Document 1 requires that the inner magnetic pole part located at the position facing the inner diameter part of the magnet is used as the magnet in addition to the necessity of assembling the gap between the outer diameter part and the outer magnetic pole part with high accuracy. However, it is necessary to arrange with a predetermined gap, and if there is a variation in part accuracy or the assembly accuracy is poor, this gap cannot be secured, and there is a high possibility that defects such as the inner magnetic pole part contacting the magnet will occur. However, in the second embodiment, it is only necessary to manage the gap of only the outer diameter portion of the magnet 36, so that the assembly becomes easy. In the above conventional example, the inner magnetic pole portion must be configured not to contact the portion connecting the magnet and the output shaft, so that the axial length of the inner magnetic pole portion and the magnet facing each other can be sufficiently long. In contrast, in the second embodiment, since the output shaft also serves as the inner magnetic pole portion, it is possible to secure a sufficiently long axial length in which the inner magnetic pole portion and the magnet 36 face each other. , The second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part and the magnet 36 can be effectively used, and the output of the motor is increased.
第1外歯部31a及び第4外歯部31dはモータ軸に平行な方向に延出する櫛歯により構成されているので、モータの最外径(図11のL1)を最小限に抑えることができる。例えば外側磁極をマグネットの半径方向に伸びるヨーク板で構成すると、マグネットを平面的な展開にする必要があるとともに、半径方向に向かってコイルを巻くことになり、軸方向長さは短くてもモータの最外径は大きなものとなってしまう。本実施例2のモータの最外径L1はマグネット36に第1外歯部31a及び第4外歯部31dの厚みと第1のコイル32及び第2のコイル34の巻き線幅で決まる。また、第1外歯部31a及び第4外歯部31dがモータ軸に平行な方向に延出する櫛歯のため、コイル32及びコイル34、及びマグネット36が固定されるロータ軸37をすべて一方向から組み込むことが可能となり、組み立て作業性がよい。   Since the first external tooth portion 31a and the fourth external tooth portion 31d are composed of comb teeth extending in a direction parallel to the motor shaft, the outermost diameter of the motor (L1 in FIG. 11) is minimized. Can do. For example, if the outer magnetic pole is composed of a yoke plate extending in the radial direction of the magnet, it is necessary to flatten the magnet, and the coil is wound in the radial direction. The outermost diameter will be large. The outermost diameter L1 of the motor of the second embodiment is determined by the thickness of the first outer tooth portion 31a and the fourth outer tooth portion 31d and the winding width of the first coil 32 and the second coil 34 in the magnet 36. Since the first external tooth portion 31a and the fourth external tooth portion 31d are comb teeth extending in a direction parallel to the motor shaft, the coil 32, the coil 34, and the rotor shaft 37 to which the magnet 36 is fixed are all integrated. It can be assembled from the direction, and the assembly workability is good.
38はカバーであり、ステ−タ31の第1外歯部31a先端に設けられた突起31iが嵌合穴38bに嵌合し、第4の外歯部31d先端に設けられた突起31jが嵌合穴38cに嵌合して位置決めされ、第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31c、第4外歯部31d、第5外歯部31e、及び第6外歯部31fの先端がカバー38の裏面に当接する状態でステ−タ31に固定される。また、38aは軸受け取付け部であり、ここに軸受け39がカシメや接着等により固定され、軸受け39はロータ軸37の保持軸部37dと嵌合してロータ軸37を回転保持する。軸受け39及び軸受け40はカバー38がステータ31に固定された状態で、ロータ軸37を回転嵌合保持するとともにロータ軸37の軸方向の移動を所定範囲内に規制する。この状態で、ロータ軸37に固定されたマグネット36は、外周面が第1外歯部31a、第2外歯部31b、第3外歯部31c、第4外歯部31d、第5外歯部31e、及び第6外歯部31fと所定の隙間を持つとともに、軸方向一端がカバー38の裏面と所定の隙間を保つとともに、軸方向他端が第1のコイル32が巻かれるボビン33及び第2のコイル34が巻かれるボビン34と所定の隙間を保つ。よって、マグネット36は第1のコイル32及び第2のコイル34と軸方向に隣接して配置されており、第1のコイル32と第2のコイル34とは軸方向に垂直な平面で隣接しているため、軸方向長さの短いモータとすることが可能となる。   Reference numeral 38 denotes a cover. A protrusion 31i provided at the tip of the first external tooth portion 31a of the stator 31 is fitted into the fitting hole 38b, and a protrusion 31j provided at the tip of the fourth external tooth portion 31d is fitted. The first outer tooth portion 31a, the second outer tooth portion 31b, the third outer tooth portion 31c, the fourth outer tooth portion 31d, the fifth outer tooth portion 31e, and the sixth outer tooth The tip of the tooth portion 31 f is fixed to the stator 31 in a state where the tip of the tooth portion 31 f is in contact with the back surface of the cover 38. Reference numeral 38a denotes a bearing mounting portion, to which a bearing 39 is fixed by caulking, bonding, or the like. The bearing 39 is fitted with a holding shaft portion 37d of the rotor shaft 37 to rotate and hold the rotor shaft 37. The bearing 39 and the bearing 40 hold the rotor shaft 37 in a state where the cover 38 is fixed to the stator 31, and restrict the axial movement of the rotor shaft 37 within a predetermined range. In this state, the magnet 36 fixed to the rotor shaft 37 has a first outer tooth portion 31a, a second outer tooth portion 31b, a third outer tooth portion 31c, a fourth outer tooth portion 31d, and a fifth outer tooth. The bobbin 33 having a predetermined gap with the portion 31e and the sixth external tooth portion 31f, one end in the axial direction maintaining a predetermined gap with the back surface of the cover 38, and the other end in the axial direction around which the first coil 32 is wound. A predetermined gap is maintained from the bobbin 34 around which the second coil 34 is wound. Therefore, the magnet 36 is disposed adjacent to the first coil 32 and the second coil 34 in the axial direction, and the first coil 32 and the second coil 34 are adjacent to each other on a plane perpendicular to the axial direction. Therefore, a motor with a short axial length can be obtained.
図11はマグネット36とステータ11の位置関係を示す断面図である。図11からわかるように、マグネット36はその外周表面及び内周表面を円周方向に均一に多分割して(本実施例2では6分割して)S極、N極が交互に着磁された着磁部が形成されている。外周表面がS極のとき、内周表面はN極となり、外周表面がN極のとき、内周表面はS極となる。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the magnet 36 and the stator 11. As can be seen from FIG. 11, the magnet 36 has its outer circumferential surface and inner circumferential surface uniformly divided into multiple pieces in the circumferential direction (six divisions in the second embodiment), and the S pole and N pole are alternately magnetized. A magnetized portion is formed. When the outer peripheral surface is the S pole, the inner peripheral surface is the N pole, and when the outer peripheral surface is the N pole, the inner peripheral surface is the S pole.
ここで、マグネット部と外側磁極部との位置関係について説明する。マグネット36の回転中心を基準にした第1の外側磁極部である第1外歯部31a及び第2の外側磁極部である第2外歯部31b、第3外歯部31cと、第3の外側磁極部である第4外歯部31f及び第4の外側磁極部である第5外歯部31g、第6外歯部31hとのなす角はθ度に設定されている。ここでθ度はN=着磁分割数とすると、「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定することが望ましい。この理由は後述する。本実施例2ではN=6なので、θ度は120度よりも大きく150度よりも小さい値に設定すればよいことになる。このようにθ度を「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定することで、図13のL2の寸法を非常に小型に設定することができる。   Here, the positional relationship between the magnet portion and the outer magnetic pole portion will be described. A first external tooth portion 31a which is a first outer magnetic pole portion based on the rotation center of the magnet 36, a second external tooth portion 31b and a third external tooth portion 31c which are second outer magnetic pole portions, and a third The angle formed by the fourth external tooth portion 31f, which is the outer magnetic pole portion, and the fifth external tooth portion 31g, which is the fourth outer magnetic pole portion, and the sixth outer tooth portion 31h is set to θ degrees. Here, it is desirable to set the θ degree in a range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)” where N = the number of magnetization divisions. The reason for this will be described later. Since N = 6 in the second embodiment, θ degrees may be set to a value larger than 120 degrees and smaller than 150 degrees. Thus, by setting the θ degree in the range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)”, the dimension of L2 in FIG. 13 can be set very small.
次に、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部との位置関係及び第3の外側磁極部と第4の外側磁極部との位置関係について説明する。第1の外側磁極部である第1外歯部31aと第2の外側磁極部である第2外歯部31b及び第3外歯部31cとはマグネット36の回転中心を基準に考えると、それぞれのマグネット36に対向する部分の中心がα度位相がずれた位置になるように配置されている。このα度を「360/N」(N=着磁分割数)と設定すると、マグネット36への第1外歯部31aの対向部中心が対向する極と、マグネット36への第2外歯部31bの対向部中心が対向する極及びマグネット36への第3外歯部31cの対向部中心が対向する極とは異なる極となり、第1のコイル32の外周に隣接配置されている第2外歯部31b及び第3外歯部31cは第1のコイル32の内周に配置されている第1外歯部31aとは異なる極に励磁されるため、第2外歯部31b及び第3外歯部31cは外側磁極としてマグネット36に有効に作用する。ここで第2外歯部31b及び第3外歯部31cの対向部には所定の幅があるため、α度にある程度の範囲をもたせてもその効果は維持される。よって、α度を「(270/N)≦α≦(450/N)」の範囲に設定しても、第2外歯部31b及び第3外歯部31cは外側磁極としてマグネット36に有効に作用する。同様に、第3の外側磁極部である第4外歯部31dと第4の外側磁極部である第5外歯部31e及び第6外歯部31fとはマグネット36の回転中心を基準に考えると、それぞれのマグネット36に対向する部分の中心がα度位相がずれた位置になるように配置され、第5外歯部31e及び第6外歯部31fは外側磁極としてマグネット36に有効に作用する。なお、本実施例2ではN=6なのでα度は45度以上75度以下に設定すればよい。   Next, the positional relationship between the first outer magnetic pole portion and the second outer magnetic pole portion and the positional relationship between the third outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion will be described. When the first outer tooth portion 31a that is the first outer magnetic pole portion and the second outer tooth portion 31b and the third outer tooth portion 31c that are the second outer magnetic pole portions are considered based on the rotation center of the magnet 36, respectively. The center of the portion facing the magnet 36 is arranged so that the α phase is shifted. When this α degree is set to “360 / N” (N = the number of magnetization divisions), the pole facing the center of the first external tooth portion 31a facing the magnet 36 and the second external tooth portion facing the magnet 36 The second outer part disposed adjacent to the outer periphery of the first coil 32 is a pole different from the pole opposed to the pole opposed to the center of the first coil 31b and the center opposed to the magnet 36. Since the tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c are excited to poles different from the first external tooth portion 31a disposed on the inner periphery of the first coil 32, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c The tooth portion 31c effectively acts on the magnet 36 as an outer magnetic pole. Here, since the opposing portion of the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c has a predetermined width, the effect is maintained even if a certain range is given to α degrees. Therefore, even if the α degree is set in the range of “(270 / N) ≦ α ≦ (450 / N)”, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c are effective for the magnet 36 as outer magnetic poles. Works. Similarly, the fourth outer tooth portion 31d as the third outer magnetic pole portion and the fifth outer tooth portion 31e and the sixth outer tooth portion 31f as the fourth outer magnetic pole portion are considered based on the rotation center of the magnet 36. And the center of the portion facing each of the magnets 36 is disposed so that the phase is shifted by α degrees, and the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f effectively act on the magnet 36 as outer magnetic poles. To do. In the second embodiment, since N = 6, α degree may be set to 45 degrees or more and 75 degrees or less.
上記構成によれば、第1の外側磁極部である第1外歯部31a及び第2の外側磁極部である第2外歯部31b、第3外歯部31cと、第3の外側磁極部である第4外歯部31d及び第4の外側磁極部である第5外歯部31e、第6外歯部1fとは、同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関して対向するように構成されているので、マグネット36は軸方向に関して短く構成でき、軸方向と平行方向に関する長さについても短いモータとすることができる。   According to the above configuration, the first outer tooth portion 31a as the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 31b, the third outer tooth portion 31c as the second outer magnetic pole portion, and the third outer magnetic pole portion. The fourth outer tooth portion 31d and the fifth outer tooth portion 31e and the sixth outer tooth portion 1f that are the fourth outer magnetic pole portions are configured to face each other with respect to the same magnet with respect to different angular ranges. Therefore, the magnet 36 can be configured to be short with respect to the axial direction, and a motor with a short length in the direction parallel to the axial direction can be obtained.
上記構成の大きな特徴として、マグネット36の外周面の一部分に着目すれば、該マグネット36が回転することにより、このマグネット36の一部分に対して第1のコイル32により励磁される第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部の磁束と、第2のコイル34により励磁される第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部の磁束とが交互に作用することになる。これらの外側磁極部がマグネット36の同じ個所に対して磁束を作用させるので、着磁のバラツキなどによる悪影響を受けず安定した性能のモータを提供することが可能となる。   As a major feature of the above configuration, if attention is paid to a part of the outer peripheral surface of the magnet 36, the first outer magnetic pole excited by the first coil 32 with respect to a part of the magnet 36 as the magnet 36 rotates. And the magnetic fluxes of the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part excited by the second coil 34 alternately act. Since these outer magnetic pole portions cause magnetic flux to act on the same portion of the magnet 36, it is possible to provide a motor having stable performance without being adversely affected by variations in magnetization.
次に、図11〜図14を参照して、本発明の実施例2に係るステップモータの動作を説明する。図11に記載されたモータは、第1のコイル32に通電し、ステータ31の第1外歯部31aをN極とし、第2外歯部31b及び第3外歯部31cをS極とし、第1の内側磁極部(第1円柱部37a及び第2円柱部37bの第1外歯部31aに対向する部分)をS極となるように励磁するとともに、第2のコイル34に通電し、第4外歯部31dをN極とし、第5外歯部31e及び第6外歯部31fをS極とし、第2の内側磁極部(第1円柱部37a及び第2円柱部37bの第4外歯部31dに対向する部分)をS極となるように励磁している状態である。   Next, the operation of the step motor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The motor described in FIG. 11 energizes the first coil 32, the first external tooth portion 31a of the stator 31 is an N pole, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c are S poles, Exciting the first inner magnetic pole part (the part of the first cylindrical part 37a and the second cylindrical part 37b facing the first external tooth part 31a) to be the S pole, and energizing the second coil 34, The fourth external tooth portion 31d is an N pole, the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f are S poles, and the second inner magnetic pole portion (the fourth of the first cylindrical portion 37a and the second cylindrical portion 37b). This is a state in which the portion facing the external tooth portion 31d is excited so as to be the south pole.
図11の状態から第1のコイル32への通電方向のみ反転し、第1外歯部31aをS極とし、第2外歯部31b及び第3外歯部31cをN極とし、第1の内側磁極部(第1円柱部37a及び第2円柱部37bの第1外歯部31aに対向する部分)をN極となるように励磁すると、図12に示すようにマグネット36は反時計方向に30度回転する。図12の状態から第2のコイル34への通電方向のみ反転し、第4外歯部31dをS極とし、第5外歯部31e及び第6外歯部31fをN極とし、第2の内側磁極部(第1円柱部37a及び第2円柱部37bの第4外歯部31dに対向する部分)をN極となるように励磁すると、図13に示すようにマグネット36は反時計方向に30度回転する。図13の状態から第1のコイル32への通電方向のみ反転し、第1外歯部31aをN極とし、第2外歯部31b及び第3外歯部31cをS極とし、第1の内側磁極部(第1円柱部37a及び第2円柱部37bの第1外歯部31aに対向する部分)をS極となるように励磁すると、図14に示すようにマグネット36は反時計方向に30度回転する。   Only the energization direction to the first coil 32 is reversed from the state of FIG. 11, the first external tooth portion 31a is the S pole, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c are the N pole, When the inner magnetic pole part (the part of the first cylindrical part 37a and the second cylindrical part 37b facing the first external tooth part 31a) is excited to be the N pole, the magnet 36 is counterclockwise as shown in FIG. Rotate 30 degrees. Only the energization direction to the second coil 34 is reversed from the state of FIG. 12, the fourth external tooth portion 31d is the S pole, the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f are the N pole, When the inner magnetic pole portion (the portion of the first cylindrical portion 37a and the second cylindrical portion 37b facing the fourth external tooth portion 31d) is excited to have the N pole, the magnet 36 is counterclockwise as shown in FIG. Rotate 30 degrees. Only the energization direction to the first coil 32 is reversed from the state of FIG. 13, the first external tooth portion 31a is the N pole, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c are the S pole, and the first When the inner magnetic pole portion (the portion of the first cylindrical portion 37a and the second cylindrical portion 37b facing the first external tooth portion 31a) is excited to become the S pole, the magnet 36 is counterclockwise as shown in FIG. Rotate 30 degrees.
以後、このように第1のコイル32及び第2のコイル34への通電方向を順次切り換えていくことにより、第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と、第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とは異なるタイミングで励磁の切り換えが行われ、マグネット36は通電位相に応じた位置へと回転することになる。   Thereafter, by sequentially switching the energization direction to the first coil 32 and the second coil 34 in this way, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and The excitation is switched at a timing different from that of the fourth outer magnetic pole portion, and the magnet 36 rotates to a position corresponding to the energization phase.
本実施例2では、第1の通電状態として第1のコイル32を正方向通電、第2のコイル34を正方向通電とし、第2の通電状態として第1のコイル32を逆方向通電、第2のコイル34を正方向通電とし、第3の通電状態として第1のコイル32を逆方向通電、第2のコイル34を逆方向通電とし、第4の通電状態として第1のコイル32を正方向通電、第2のコイル34を逆方向通電とし、第1の通電状態から第2の通電状態、第3の通電状態、第4の通電状態へと通電状態の切り換えを行い(2相駆動)、マグネット36を回転させていったが、第5の通電状態として第1のコイル32を正方向通電、第2のコイル34を非通電とし、第6の通電状態として第1のコイル32を非通電、第2のコイル34を正方向通電とし、第7の通電状態として第1のコイル32を逆方向通電、第2のコイル34を非方向通電とし、第8の通電状態として第1のコイル32を非通電、第2のコイル34を逆方向通電として、第5の通電状態から第6の通電状態、第7の通電状態、第8の通電状態へと通電状態を切り換えるようにしてもよい(1・2相駆動)。それによってもマグネット36は通電位相に応じた回転位置へと回転していく。   In the second embodiment, the first coil 32 is forward energized and the second coil 34 is forward energized as the first energized state, and the first coil 32 is reversely energized as the second energized state. The second coil 34 is energized in the forward direction, the first coil 32 is energized in the reverse direction in the third energized state, the second coil 34 is energized in the reverse direction, and the first coil 32 is energized in the fourth energized state Direction energization, the second coil 34 is energized in the reverse direction, and the energization state is switched from the first energization state to the second energization state, the third energization state, and the fourth energization state (two-phase drive) The magnet 36 is rotated, but the first coil 32 is energized in the positive direction, the second coil 34 is de-energized in the fifth energized state, and the first coil 32 is de-energized in the sixth energized state. Energized, the second coil 34 is energized in the positive direction, and the seventh energized state The first coil 32 is reversely energized, the second coil 34 is nondirectionally energized, the eighth coil is energized, the first coil 32 is deenergized, and the second coil 34 is reversely energized. The energized state may be switched from the energized state to the sixth energized state, the seventh energized state, and the eighth energized state (1, 2-phase drive). This also rotates the magnet 36 to the rotation position corresponding to the energization phase.
次に、マグネット36と第1の外側磁極部である第1外歯部31a、第2の外側磁極部である第2外歯部31b及び第3外歯部31c、第3の外側磁極部である第4外歯部31d、第4の外側磁極部である第5外歯部31e及び第6外歯部31fとの位相関係について説明する。   Next, the magnet 36, the first external tooth portion 31a that is the first outer magnetic pole portion, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c that are the second outer magnetic pole portion, and the third outer magnetic pole portion. A phase relationship among a certain fourth external tooth portion 31d, a fifth external tooth portion 31e and a sixth external tooth portion 31f, which are fourth outer magnetic pole portions, will be described.
上記したように第1の通電状態、第2の通電状態、第3の通電状態、第4の通電状態と通電状態を切り換えると、第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とは交互に励磁される極性の切り換えが行われる。図11のように第1のコイル32に正通電することで第1の外側磁極部をN極に励磁し、第2の外側磁極部をS極に励磁すると、マグネット36には第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中時計方向の回転力が発生するが、同時に第2のコイル34も正通電することで第3の外側磁極部をN極に励磁し、第4の外側磁極部をS極に励磁すると、マグネット36には該第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、両コイルの通電中は回転力のバランスがとれた状態で静止する。この状態が図11の状態であり、両コイルへの通電量が等しい時は、第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)との位相差及び第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)との位相差は共に約15度となる。このとき、S極に励磁された該第2外歯部31bはマグネット36のN極に対向し、S極に励磁された第3外歯部31cもマグネット36のN極に対向し、S極に励磁された第5外歯部31eはマグネット36のN極に対向し、S極に励磁された第6外歯部31fもマグネット36のN極に対向している。   As described above, when the first energized state, the second energized state, the third energized state, the fourth energized state, and the energized state are switched, the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, and the third The outer magnetic pole portion and the fourth outer magnetic pole portion are switched in polarity to be excited alternately. When the first coil 32 is positively energized as shown in FIG. 11 to excite the first outer magnetic pole part to the N pole and the second outer magnetic pole part to the S pole, the magnet 36 has the first external teeth. A clockwise rotational force is generated in the drawing so that the center of the portion 31a and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole) coincide with each other. When the outer magnetic pole portion is excited to N pole and the fourth outer magnetic pole portion is excited to S pole, the magnet 36 has a center of the fourth external tooth portion 31d and a center of the magnetized portion of the magnet 36 (S pole In the figure, a counterclockwise rotational force is generated so that the center) coincides, and while the two coils are energized, the rotational force balances. This state is the state of FIG. 11, and when the energization amounts to both coils are equal, the phase difference between the center of the first external tooth portion 31a and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole) and the first The phase difference between the center of the four external teeth portion 31d and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole) is about 15 degrees. At this time, the second external tooth portion 31b excited to the S pole faces the N pole of the magnet 36, and the third external tooth portion 31c excited to the S pole also faces the N pole of the magnet 36. The fifth external tooth portion 31 e excited by the S pole faces the N pole of the magnet 36, and the sixth external tooth portion 31 f excited by the S pole also faces the N pole of the magnet 36.
図11の状態から第1のコイル32を逆通電に切り換えることで、第1の外側磁極部はS極に励磁され、第2の外側磁極部はN極に励磁されて、マグネット36には第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第2外歯部31bがマグネット36のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第3外歯部31cがマグネット36のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。   By switching the first coil 32 to reverse energization from the state of FIG. 11, the first outer magnetic pole portion is excited to the S pole, the second outer magnetic pole portion is excited to the N pole, and the magnet 36 is A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the first external tooth portion 31 a coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole), and the second external tooth portion 31 b is attached to the magnet 36. A counterclockwise rotational force in the figure is generated so as to face the south pole, and a counterclockwise rotational force in the figure is similarly generated so that the third external tooth portion 31 c faces the south pole of the magnet 36.
ここで、第2のコイル34は正通電のままにすることで、マグネット36には第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図11の状態から反時計方向に回転を始める。図11の状態から反時計方向に約15度回転すると、第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)が一致する状態になり、第5外歯部31e及び第6外歯部31fはマグネット36のN極に対向したままであるが、この時、第1外歯部31aの中心はマグネット36の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図13の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図12の状態である。このとき、N極に励磁された第2外歯部31b及び第3外歯部31cはマグネット36のS極に対向し、S極に励磁された第5外歯部31e及び第6外歯部31fはマグネット36のN極に対向している。   Here, the second coil 34 is kept positively energized so that the center of the fourth external tooth portion 31d and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole) coincide with the magnet 36. In the figure, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state shown in FIG. When rotating about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 11, the center of the fourth external tooth portion 31d and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole) coincide with each other, and the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f remain facing the N pole of the magnet 36. At this time, the center of the first external tooth portion 31a is the boundary of the magnetized portion of the magnet 36 (the boundary between the S pole and the N pole). ) And a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it further rotates about 15 degrees counterclockwise from that state (rotates about 30 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 13), the rotational forces of both coils become balanced, and it stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c excited to the N pole face the S pole of the magnet 36, and the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion excited to the S pole. 31 f faces the N pole of the magnet 36.
図12の状態から第2のコイル34を逆通電に切り換えることで、第3の外側磁極部はS極に励磁され、第4の外側磁極部はN極に励磁されて、マグネット36には第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第5外歯部31eがマグネット36のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第6外歯部31fがマグネット36のS極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。ここで、第1のコイル32は逆通電のままにすることで、該グネット36には第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図12の状態から反時計方向に回転を始める。図12の状態から反時計方向に約15度回転すると、第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致する状態になり、第2外歯部31b及び第3外歯部31cはマグネット36のS極に対向したままであるが、この時、第4外歯部31dの中心はマグネット36の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図12の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図13の状態である。このとき、N極に励磁された第2外歯部31b及び第3外歯部31cはマグネット36のS極に対向し、N極に励磁された第5外歯部31e及び第6外歯部1fはマグネット36のS極に対向している。   By switching the second coil 34 to reverse energization from the state of FIG. 12, the third outer magnetic pole portion is excited to the S pole, the fourth outer magnetic pole portion is excited to the N pole, and the magnet 36 A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the fourth external tooth portion 31d coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole), and the fifth external tooth portion 31e A counterclockwise rotational force in the figure is generated so as to face the south pole, and a counterclockwise rotational force in the figure is also generated so that the sixth external tooth portion 31 f faces the south pole of the magnet 36. Here, the first coil 32 is kept reversely energized so that the center of the first external tooth portion 31a and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole) coincide with the gnet 36. In FIG. 12, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state shown in FIG. When rotated about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 12, the center of the first external tooth portion 31a and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole) are in agreement, and the second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c remain facing the S pole of the magnet 36. At this time, the center of the fourth external tooth portion 31d is the boundary of the magnetized portion of the magnet 36 (the boundary between the S pole and the N pole). ) And a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it further rotates about 15 degrees counterclockwise from that state (rotates about 30 degrees counterclockwise from the state of FIG. 12), the rotational force of both coils is balanced, and it stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth part 31b and the third external tooth part 31c excited to the N pole face the S pole of the magnet 36, and the fifth external tooth part 31e and the sixth external tooth part excited to the N pole. If is opposed to the south pole of the magnet 36.
図13の状態から第1のコイル32を正通電に切り換えることで、第1の外側磁極部はN極に励磁され、第2の外側磁極部はS極に励磁されて、マグネット36には第1外歯部31aの中心とマグネット36の着磁部の中心(S極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生するとともに、第2外歯部31bがマグネット36のN極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生し、同じく第3外歯部31cがマグネット36のN極に対向するように図中反時計方向の回転力が発生する。ここで、第2のコイル4は逆通電のままにすることで、マグネット36には第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致するように図中反時計方向の回転力が発生し、図13の状態から反時計方向に回転を始める。図13の状態から反時計方向に約15度回転すると、第4外歯部31dの中心とマグネット36の着磁部の中心(N極の中心)が一致する状態になり、第5外歯部31e及び第6外歯部31fはマグネット36のS極に対向したままであるが、この時、第1外歯部31aの中心はマグネット36の着磁部の境界(S極・N極の境界)と一致した状態であり、さらに反時計方向に回転する力が発生している。そして、その状態からさらに反時計方向に約15度回転(図13の状態から反時計方向に約30度回転)すると両コイルの回転力のバランスがとれた状態となり、その位置で静止する。この状態が図14の状態である。このとき、S極に励磁された第2外歯部31b及び第3外歯部31cはマグネット36のN極に対向し、N極に励磁された第5外歯31e及び第6外歯部31fはマグネット36のS極に対向している。   By switching the first coil 32 to positive energization from the state of FIG. 13, the first outer magnetic pole part is excited to the N pole, the second outer magnetic pole part is excited to the S pole, and the magnet 36 is A counterclockwise rotational force is generated in the figure so that the center of the first external tooth portion 31 a coincides with the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the S pole), and the second external tooth portion 31 b is connected to the magnet 36. A counterclockwise rotational force is generated so as to face the N pole, and a counterclockwise rotational force is generated so that the third external tooth portion 31 c faces the N pole of the magnet 36. Here, the second coil 4 is kept reversely energized so that the center of the fourth external tooth portion 31d and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole) coincide with the magnet 36. In the figure, a counterclockwise rotational force is generated, and the counterclockwise rotation starts from the state shown in FIG. When rotating about 15 degrees counterclockwise from the state of FIG. 13, the center of the fourth external tooth portion 31d and the center of the magnetized portion of the magnet 36 (the center of the N pole) coincide with each other, and the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f remain facing the S pole of the magnet 36. At this time, the center of the first external tooth portion 31a is the boundary between the magnetized portions of the magnet 36 (the boundary between the S pole and the N pole). ) And a force that rotates counterclockwise is generated. Then, when it further rotates about 15 degrees counterclockwise from that state (rotates about 30 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 13), the rotational forces of both coils become balanced, and it stops at that position. This state is the state of FIG. At this time, the second external tooth part 31b and the third external tooth part 31c excited to the S pole face the N pole of the magnet 36, and the fifth external tooth 31e and the sixth external tooth part 31f excited to the N pole. Faces the south pole of the magnet 36.
以上説明したように、上記実施例2によれば、第1のコイル32により発生する磁束は第1の外側磁極部と第1の内側磁極部との間にあるマグネット36を横切り、第2のコイル34により発生する磁束は第3の外側磁極部と第2の内側磁極部との間にあるマグネット36を横切るので、磁束を効果的に作用させることができる。その結果、モータ出力の向上を図ることが可能となる。さらに、第1のコイル32により発生する磁束は第2の外側磁極部にも作用し、第2のコイル34により発生する磁束は第4の外側磁極部にも作用するので、さらなるモータの出力向上につながる。また、モータ外径を大型化することなくマグネット外周に対向する外側磁極の数を増やすことができるため、回転バランスが向上し、静音化につながる。   As described above, according to the second embodiment, the magnetic flux generated by the first coil 32 traverses the magnet 36 between the first outer magnetic pole portion and the first inner magnetic pole portion, and the second Since the magnetic flux generated by the coil 34 traverses the magnet 36 between the third outer magnetic pole portion and the second inner magnetic pole portion, the magnetic flux can be effectively applied. As a result, it is possible to improve the motor output. Further, since the magnetic flux generated by the first coil 32 also acts on the second outer magnetic pole portion, and the magnetic flux generated by the second coil 34 also acts on the fourth outer magnetic pole portion, the output of the motor is further improved. Leads to. In addition, since the number of outer magnetic poles facing the outer periphery of the magnet can be increased without increasing the outer diameter of the motor, the rotation balance is improved, leading to noise reduction.
さらに、マグネット36は半径方向の薄い円環形状で構成されているとともに、マグネット36の内周面に対向して内側磁極部を形成する第1円柱部37aはマグネット36の内周面との間に空隙を設ける必要がない。よって、第1外歯部31aと第1円柱部37aとの距離及び第4外歯部1dと第1円柱部37aとの距離を非常に小さくでき、第1のコイル32と第1の外側磁極部と第1の内側磁極部とで形成される磁気回路、及び第2のコイル34と第3の外側磁極部と第2の内側磁極部とで形成される磁気回路の磁気抵抗が小さくなるので、さらなるモータの出力向上を図ることができる。   Further, the magnet 36 has a thin annular shape in the radial direction, and the first cylindrical portion 37 a that forms the inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the magnet 36 is between the inner peripheral surface of the magnet 36. It is not necessary to provide a gap in Therefore, the distance between the first external tooth portion 31a and the first cylindrical portion 37a and the distance between the fourth external tooth portion 1d and the first cylindrical portion 37a can be very small, and the first coil 32 and the first outer magnetic pole can be reduced. The magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the first portion and the first inner magnetic pole portion, and the magnetic circuit formed by the second coil 34, the third outer magnetic pole portion, and the second inner magnetic pole portion are reduced. Further, the output of the motor can be improved.
また、マグネット36はその内径部がロータ軸37によって埋められているので、マグネットの機械的強度が大きい。また、本実施例2ではマグネット36の外径部のみの隙間を管理するだけでよいので組み立てが容易になるとともに、出力軸が内側磁極部を兼ねているので、内側磁極部とマグネット36とが対向する軸方向の長さを十分長く確保でき、これにより第1の外側磁極部、第2の外側磁極部、第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部とマグネット36を有効に利用することが可能となり、モータの出力が高められる。   Further, since the inner diameter portion of the magnet 36 is filled with the rotor shaft 37, the mechanical strength of the magnet is high. Further, in the second embodiment, since it is only necessary to manage the gap of only the outer diameter portion of the magnet 36, the assembly is facilitated, and the output shaft also serves as the inner magnetic pole portion. The opposing lengths in the axial direction can be secured sufficiently long, whereby the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, the fourth outer magnetic pole part and the magnet 36 are effectively used. And the output of the motor is increased.
また、第1の外側磁極部である第1外歯部31a及び第2の外側磁極部である第2外歯部31b、第3外歯部31cと、第3の外側磁極部である第4外歯部31d及び第4の外側磁極部である第5外歯部31e、第6外歯部31fを、ロータ軸37と平行な方向に延出する櫛歯により構成したので、モータの軸と垂直な方向の寸法を最小限に抑えることができるとともに、第1のコイル32及び第2のコイル34の組み付けが簡単な構造となる。   Also, the first outer tooth portion 31a that is the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 31b and the third outer tooth portion 31c that are the second outer magnetic pole portion, and the fourth that is the third outer magnetic pole portion. Since the outer tooth portion 31d and the fifth outer tooth portion 31e and the sixth outer tooth portion 31f which are the fourth outer magnetic pole portions are configured by comb teeth extending in a direction parallel to the rotor shaft 37, the motor shaft The size in the vertical direction can be minimized, and the first coil 32 and the second coil 34 can be easily assembled.
また、第1の外側磁極部である第1外歯部31a及び第2の外側磁極部である第2外歯部31b、第3外歯部31cと、第3の外側磁極部である第4外歯部31d及び第4の外側磁極部である第5外歯部31e、第6外歯部31fとは、同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関して対向するように構成されているので、マグネット36は軸方向に関して短く構成でき、軸方向と平行方向に関する長さについても短いモータとすることができる。また、このような構成より、第1のコイル32と第1の外側磁極部及び第2の外側磁極部と第1の内側磁極部により形成される磁気回路において発生する磁束と、第2のコイル34と第3の外側磁極部及び第4の外側磁極部と第2の内側磁極部により形成される磁気回路において発生する磁束とが、同一のマグネット部に作用する。マグネット36が回転することにより、それぞれの磁気回路は該マグネット36の同一円周上に作用し、該マグネット36の同一の部位を利用する。これにより、マグネット36の同一部位を利用するので、着磁によるバラツキなどによる悪影響を受けずに安定した性能のモータを提供することが可能となる。   In addition, the first outer tooth portion 31a that is the first outer magnetic pole portion, the second outer tooth portion 31b and the third outer tooth portion 31c that are the second outer magnetic pole portion, and the fourth that is the third outer magnetic pole portion. Since the outer tooth portion 31d and the fifth outer tooth portion 31e, which is the fourth outer magnetic pole portion, and the sixth outer tooth portion 31f are configured to face each other with respect to the same magnet with respect to different angular ranges, The magnet 36 can be configured to be short with respect to the axial direction, and a motor with a short length in the direction parallel to the axial direction can be obtained. In addition, with such a configuration, the magnetic flux generated in the magnetic circuit formed by the first coil 32, the first outer magnetic pole portion, the second outer magnetic pole portion, and the first inner magnetic pole portion, and the second coil 34, the third outer magnetic pole part, the magnetic flux generated in the magnetic circuit formed by the fourth outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part act on the same magnet part. As the magnet 36 rotates, each magnetic circuit acts on the same circumference of the magnet 36 and uses the same part of the magnet 36. Thus, since the same part of the magnet 36 is used, it is possible to provide a motor with stable performance without being adversely affected by variations due to magnetization.
さらに、第1の外側磁極部と第2の外側磁極部と第3の外側磁極部と第4の外側磁極部とを同一部材から構成すれば、相互位置の誤差を小さく抑えることができるとともに、部品点数が少なく、構造が簡単なモータとすることができ、コストダウンになる。また、マグネット36の外周面の着磁極数をNとすると、マグネット36の回転中心を基準にした第1外歯部31a及び第1外歯部31b及び第1外歯部31cと第4外歯部31f及び第4外歯部31g及び第4外歯部31hとのなす角θ度は「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」に設定されるので、第1のコイル32及び第2のコイル34への通電方向を異なるタイミングで順次変えることにより、通電状態に応じた位置へマグネット36を回転していくことができ、双方向の回転が可能なステップモータとして機能させることができる。   Furthermore, if the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part are made of the same member, the mutual position error can be kept small, A motor with a small number of parts and a simple structure can be obtained, resulting in cost reduction. When the number of magnetic poles on the outer peripheral surface of the magnet 36 is N, the first external tooth portion 31a, the first external tooth portion 31b, the first external tooth portion 31c, and the fourth external tooth with reference to the rotation center of the magnet 36. The angle θ degrees formed by the portion 31f, the fourth external tooth portion 31g, and the fourth external tooth portion 31h is set to “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)”. By sequentially changing the energization directions to the coil 32 and the second coil 34 at different timings, the magnet 36 can be rotated to a position according to the energization state, and as a step motor capable of bidirectional rotation Can function.
ここで、θ度はN=着磁分割数として「180−(360/N)<θ<180−(180/N)」の範囲に設定する理由を説明する。   Here, the reason why the θ degree is set in the range of “180− (360 / N) <θ <180− (180 / N)” where N = the number of magnetization divisions will be described.
前述の構成のモータで、θ度をステップモータとしての基準角度「180−(180/N)」(本実施例2ではθ=150度)とし、前述のα度を55度とした場合の、ロータ回転位置とトルクの関係を図26および図27に示す。図26は、コイルに電流を流さない状態でゆっくり回転させたときにロータに働く力であるコギングトルク、及びコイルが発生する磁界により発生するトルクの変化を示す。なお、横軸のロータ回転角度は、図11における位置を0度としている。電流を流さない状態(非通電時)では、本モータはロータ回転位置が10度のとき最小、50度のとき最大となる。また、0〜30度では負の力が、30〜60度では正の力が働くことから、ロータ軸受け、減速ギア等の摩擦を十分小さいとすれば非通電時の静止位置は0度の位置だけとなる。一方、電流を流した状態ではコイルが発生する磁界により発生するトルクは15度、45度のとき最小となることがわかる。   In the motor having the above-described configuration, when the θ degree is a reference angle “180− (180 / N)” (θ = 150 degrees in the second embodiment) as a step motor and the above α degree is 55 degrees, The relationship between the rotor rotational position and torque is shown in FIGS. FIG. 26 shows changes in the cogging torque, which is a force acting on the rotor when the coil is rotated slowly with no current flowing in the coil, and the torque generated by the magnetic field generated by the coil. The rotor rotation angle on the horizontal axis is 0 degree in FIG. In a state where no current flows (when no current is applied), the motor is minimum when the rotor rotational position is 10 degrees and maximum when the rotor rotational position is 50 degrees. In addition, since a negative force works at 0 to 30 degrees and a positive force works at 30 to 60 degrees, if the friction of the rotor bearing, the reduction gear, etc. is sufficiently small, the stationary position when not energized is a position of 0 degrees. It becomes only. On the other hand, it can be seen that the torque generated by the magnetic field generated by the coil is minimum at 15 degrees and 45 degrees when a current is passed.
また、図27は、本コギングトルクにコイルが発生する磁界により発生するトルクを加えたトルク、すなわちコイルに電流を流したときに回転軸から取り出される最終的なロータの回転力となる回転トルクの変化を示す。なお、図27にはロータ回転角度が0〜60度における結果を示したが、容易にわかるようにそれ以後はここで示したトルク曲線の繰り返しとなる。なお、図27は、有限要素法を用いた計算により算出したものであるが、実験でも同様の結果が得られている。図27より、回転トルクは、ロータ回転位置が15度及び45度の時に小さくなることがわかる。さらに、ロータ回転位置が15度のトルク(T0と呼ぶ)と、45度のトルク(T1と呼ぶ)において、T0がT1に比べ小さくトルク変動が大きい。   FIG. 27 shows the torque obtained by adding the torque generated by the magnetic field generated by the coil to the cogging torque, that is, the rotational torque that becomes the final rotational force of the rotor extracted from the rotating shaft when a current is passed through the coil. Showing change. FIG. 27 shows the result when the rotor rotation angle is 0 to 60 degrees, but as will be easily understood, the torque curve shown here is repeated thereafter. Note that FIG. 27 is calculated by calculation using the finite element method, but similar results have been obtained in experiments. From FIG. 27, it can be seen that the rotational torque decreases when the rotor rotational position is 15 degrees and 45 degrees. Further, when the rotor rotational position is 15 degrees torque (referred to as T0) and 45 degrees torque (referred to as T1), T0 is smaller than T1 and the torque fluctuation is large.
実際にモータを前述の絞り羽根、シャッタやレンズを駆動する装置に組み込む場合、トルク変動が大きいと、ステップ毎の回転位置決め精度に悪影響を及ぼすという問題がある。また、図27のT0のようにロータ回転位置の一部に回転トルクの極端に小さい部分があると、その位置で静止した状態から回転させようとすると十分なトルクが無いため回転せず、動作不良となってしまう。さらに、図26に示すようにコギングトルクの非通電時における静止位置がロータ回転角度60度刻みであるため、通電時から非通電時に切り替えた時のロータの移動量が大きく光量調節等に影響を及ぼすという問題がある。   When the motor is actually incorporated in the device for driving the diaphragm blades, shutters, and lenses described above, there is a problem that if the torque fluctuation is large, the rotational positioning accuracy for each step is adversely affected. Also, if there is an extremely small part of the rotational torque at a part of the rotor rotational position as shown at T0 in FIG. 27, there will be no sufficient torque when trying to rotate from a stationary state at that position, so the motor will not rotate. It becomes defective. Furthermore, as shown in FIG. 26, since the stationary position when the cogging torque is not energized is in increments of 60 degrees, the amount of movement of the rotor when switching from energized to deenergized is large, which affects the light quantity adjustment and the like. There is a problem of affecting.
本願発明者による検討によれば、以上の問題においてθ度を微小角度Δθだけ変化させた「180−(180/N)−Δθ」とすることで解決できることがわかった。すなわち、上記説明では、θ度を「180−(180/N)」(本実施例2では、θ=150度)としたが、微小角度Δθ度だけ変化させて、「180−(180/N)−Δθ」(本実施例2では、θ=150−Δθ)とすることでトルク変動の抑制、始動トルクの改善を行うことができ、更にコギングトルクの低減及び非通電時における静止位置の増加を行うことができる。   According to the study by the present inventor, it has been found that the above problem can be solved by setting “180− (180 / N) −Δθ” by changing the θ degree by the minute angle Δθ. That is, in the above description, θ degrees is “180− (180 / N)” (θ = 150 degrees in the second embodiment), but is changed by a minute angle Δθ degrees to obtain “180− (180 / N). ) −Δθ ”(θ = 150−Δθ in the second embodiment), torque fluctuation can be suppressed and starting torque can be improved, and the cogging torque can be reduced and the stationary position can be increased when power is not supplied. It can be performed.
図28に、上記Δθを施した場合のコギングトルクの変動の変化の様子を示す。図28より、コギングトルクのピーク値の絶対値は、Δθを大きくするにつれて減少するが、Δθが3度を超えると再び大きくなることがわかる。また、図29に、コイルが発生する磁界により発生するトルク変動の変化を示す。   FIG. 28 shows how the cogging torque varies when Δθ is applied. FIG. 28 shows that the absolute value of the peak value of the cogging torque decreases as Δθ increases, but increases again when Δθ exceeds 3 degrees. FIG. 29 shows a change in torque fluctuation generated by the magnetic field generated by the coil.
さらに、図30に、同様に上記Δθを施した場合の回転トルクの変動の変化の様子を示す。図30より、Δθを大きくするにつれてT0とT1の差は減少するが、Δθが3度を超えると再び差が大きくなる。この場合、Δθを2度とすることで、T0とT1の差が最小となり、トルク変動が小さくなることがわかる。さらに、Δθが2度の時、図28に示すコギングトルクの大きさを減少でき、非通電時のロータ静止位置の数を2倍に出来ていることがわかる(図28では0度、30度、60度)。また、図28と図29からわかるように、Δθによる本回転トルクの変化は、コギングトルクが変化することにより得られていることがわかる。   Further, FIG. 30 shows a change in rotational torque fluctuation when the above-described Δθ is similarly applied. From FIG. 30, the difference between T0 and T1 decreases as Δθ increases, but the difference increases again when Δθ exceeds 3 degrees. In this case, it can be seen that by setting Δθ to 2 degrees, the difference between T0 and T1 is minimized and torque fluctuation is reduced. Further, when Δθ is 2 degrees, it can be seen that the magnitude of the cogging torque shown in FIG. 28 can be reduced, and the number of rotor stationary positions when not energized can be doubled (in FIG. 28, 0 degrees and 30 degrees). 60 degrees). Further, as can be seen from FIG. 28 and FIG. 29, it can be seen that the change in the main rotation torque due to Δθ is obtained by the change in the cogging torque.
また、図31は、図30におけるΔθの結果から、その回転全角度位置における最大値、最小値及び平均値を求め、Δθによる変化として整理したものである。図31より、Δθを0度から2度にすることで、トルク最大値は小さくなるものの、最小値は大きくなることがわかる。すなわち、ロータの初期回転位置によって弱かった始動トルクが改善された。なお、このときトルク平均値そのものは変化しないことがわかる。すなわち、Δθ=2度にすることで、平均トルクを下げることなく、T0とT1の差を最小にし、トルク変動を抑制できる。   FIG. 31 shows the maximum value, the minimum value, and the average value at all rotation angle positions from the result of Δθ in FIG. From FIG. 31, it can be seen that by setting Δθ from 0 degree to 2 degrees, the maximum value is reduced, but the minimum value is increased. That is, the starting torque that was weak depending on the initial rotational position of the rotor was improved. At this time, the torque average value itself does not change. That is, by setting Δθ = 2 degrees, the difference between T0 and T1 can be minimized and torque fluctuation can be suppressed without reducing the average torque.
次に、これらΔθが以上のような結果をもたらした理由を、図32と図33を用いて説明する。図32は、図27において最小トルクT0となるロータ回転位置でのマグネット7と該ステータ1の位置関係を示したものである。図32において、第3の外側磁極部31dの中心と、第3の外側磁極部に対向するマグネットのS極の中心は一致しており、通電しない場合にマグネットに働く力は、このS極のマグネット部分にのみ注目すれば0となる。従って、本ロータ回転位置におけるコギングトルクは第2の外側磁極部31b,31cと第4の外側磁極部31e,31fでの磁束の流れに起因することがわかる。一方、Δθを大きくすれば、第3の外側磁極部31dの中心と、第3の外側磁極部に対向するマグネットのS極の中心には角度のずれが生じる(ここでは簡単のため、第1の外側磁極部31aを固定して考える)。ここで、マグネットに働く力を説明する。このS極のマグネット部分に注目し、このマグネットを回転方向(反時計周り方向)側(P0部と呼ぶ)と回転逆方向(時計周り方向)側(M0部と呼ぶ)に二分して考えれば、マグネット側の磁束密度はP0部で疎となり、M0部で密となる。電磁力はエネルギーの大きい方から小さい方へ働くので、このS極のマグネット部分には回転方向の力(反時計周り方向)が働くことになる。従って、最小トルクT0となるロータ回転位置において、コギングトルクはΔθを大きくすることで増大するため、第2の外側磁極部31b,31cと第4の外側磁極部31e,31fでの磁束の流れに起因する回転逆方向のコギングトルクを抑制できる。   Next, the reason why Δθ has brought about the above results will be described with reference to FIGS. 32 and 33. FIG. FIG. 32 shows the positional relationship between the magnet 7 and the stator 1 at the rotor rotational position where the minimum torque T0 in FIG. 27 is obtained. In FIG. 32, the center of the third outer magnetic pole part 31d and the center of the south pole of the magnet facing the third outer magnetic pole part coincide with each other. If attention is paid only to the magnet portion, it becomes 0. Therefore, it can be seen that the cogging torque at the rotor rotation position is caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 31b and 31c and the fourth outer magnetic pole portions 31e and 31f. On the other hand, if Δθ is increased, an angle shift occurs between the center of the third outer magnetic pole portion 31d and the center of the S pole of the magnet facing the third outer magnetic pole portion (here, for the sake of simplicity, the first first The outer magnetic pole portion 31a is fixed). Here, the force acting on the magnet will be described. Paying attention to the magnet part of this S pole, if this magnet is divided into two parts, the rotation direction (counterclockwise direction) side (referred to as P0 portion) and the reverse rotation direction (clockwise direction) side (referred to as M0 portion). The magnetic flux density on the magnet side is sparse at the P0 portion and dense at the M0 portion. Since the electromagnetic force works from the larger energy to the smaller one, a rotational force (counterclockwise direction) acts on the magnet part of the south pole. Therefore, since the cogging torque is increased by increasing Δθ at the rotor rotational position where the minimum torque T0 is obtained, the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 31b and 31c and the fourth outer magnetic pole portions 31e and 31f is increased. The cogging torque in the reverse rotation direction can be suppressed.
図33は、図27に示すトルクにおいて最小トルクT1となるロータ回転位置でのマグネット7とステータ1の位置関係を示したものである。図33において、第1の外側磁極部31aの中心と、第1の外側磁極部に対向するマグネットのN極の中心は一致しており、通電しない場合にマグネットに働く力は、このN極のマグネット部分にのみ注目すれば0となる。従って、本ロータ回転位置におけるコギングトルクは第2の外側磁極部31b,31cと第4の外側磁極部31e,31fでの磁束の流れに起因することがわかる。一方、Δθを大きくすれば、第1の外側磁極部31aの中心と、第1の外側磁極部に対向するマグネットのN極の中心には角度のずれが生じる(ここでは簡単のため第1の外側磁極部31aを固定して考える)。ここで、マグネットに働く力を説明する。このN極のマグネット部分に注目し、このマグネットを回転方向(反時計周り方向)側(P1部と呼ぶ)と回転逆方向(時計周り方向)側(M1部と呼ぶ)に二分して考えれば、マグネット側の磁束密度はP1部で密となり、M1部で疎となる。電磁力はエネルギーの大きい方から小さい方へ働くので、このN極のマグネット部分には、回転逆方向の力が働くことになる。従って最小トルクT1となるロータ回転位置において、コギングトルクはΔθを大きくすることで減少するため、第2の外側磁極部31b,31cと第4の外側磁極部31e,31fでの磁束の流れに起因する回転方向のコギングトルクを抑制できる。   FIG. 33 shows the positional relationship between the magnet 7 and the stator 1 at the rotor rotational position where the torque shown in FIG. 27 is the minimum torque T1. In FIG. 33, the center of the first outer magnetic pole portion 31a coincides with the center of the N pole of the magnet facing the first outer magnetic pole portion, and the force acting on the magnet when not energized is the N pole. If attention is paid only to the magnet portion, it becomes 0. Therefore, it can be seen that the cogging torque at the rotor rotation position is caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 31b and 31c and the fourth outer magnetic pole portions 31e and 31f. On the other hand, if Δθ is increased, an angle shift occurs between the center of the first outer magnetic pole portion 31a and the center of the N pole of the magnet facing the first outer magnetic pole portion (here, for the sake of simplicity, the first The outer magnetic pole portion 31a is fixed). Here, the force acting on the magnet will be described. Focusing on this N-pole magnet part, this magnet can be divided into two parts, the rotation direction (counterclockwise direction) side (referred to as P1 portion) and the reverse rotation direction (clockwise direction) side (referred to as M1 portion). The magnetic flux density on the magnet side is dense at the P1 portion and sparse at the M1 portion. Since the electromagnetic force works from the larger energy to the smaller energy, a force in the direction opposite to the rotation acts on the N-pole magnet portion. Therefore, since the cogging torque is reduced by increasing Δθ at the rotor rotational position where the minimum torque T1 is obtained, it is caused by the flow of magnetic flux in the second outer magnetic pole portions 31b and 31c and the fourth outer magnetic pole portions 31e and 31f. The cogging torque in the rotating direction can be suppressed.
図26より、トルクT0となるロータ回転位置でのコギングトルクは回転逆方向に大きいが、Δθを大きくすることで、図28で示すように本回転位置でのコギングトルクは増加していることがわかる。逆に、トルクT1となるロータ回転位置でのコギングトルクは回転方向に大きいが、Δθを大きくすることで、図28で示すように本回転位置でのコギングトルクは減少していることがわかる。従って、Δθを大きくするにつれてコギングトルクは抑制される。   From FIG. 26, the cogging torque at the rotor rotational position at which the torque is T0 is large in the reverse direction of rotation, but by increasing Δθ, the cogging torque at the main rotational position increases as shown in FIG. Understand. Conversely, the cogging torque at the rotor rotational position at which torque T1 is large in the rotational direction, but it can be seen that by increasing Δθ, the cogging torque at the main rotational position decreases as shown in FIG. Therefore, the cogging torque is suppressed as Δθ is increased.
以上をまとめると、Δθを2度とすることで、回転トルクがT0となる回転位置でのコギングトルクが増加するため、本回転位置での回転トルクT0が増加することと、回転トルクがT1となる回転位置でのコギングトルクが減少するため、本回転位置での回転トルクT1が減少することの2点より、T0とT1のトルク差を減少でき、トルク変動を抑制することができる。   In summary, by setting Δθ to 2 degrees, the cogging torque at the rotational position where the rotational torque becomes T0 increases, so that the rotational torque T0 at the main rotational position increases and the rotational torque becomes T1. Since the cogging torque at the rotational position is reduced, the torque difference between T0 and T1 can be reduced and torque fluctuation can be suppressed from the two points that the rotational torque T1 at the main rotational position is reduced.
また、本願発明者による検討によれば、実施例1と同様、これらΔθの値は、第2の外側磁極部と第4の外側磁極部の寸法、マグネットの着磁分割数とα度に関わらず、
180−(360/N)<θ<180−(180/N)
の範囲に必ず最適値があることがわかった。また、上式を一般化すると、
2n×360/N<θ< 2N+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
となる。
Further, according to the study by the present inventor, as in Example 1, the value of Δθ is related to the dimensions of the second outer magnetic pole part and the fourth outer magnetic pole part, the number of magnetized divisions of the magnet, and α degrees. Without
180- (360 / N) <θ <180- (180 / N)
It was found that there was always an optimum value in the range. Also, generalizing the above equation,
2n × 360 / N <θ <2N + 0.5) × 360 / N (N is the number of magnetization divisions, n is an integer)
It becomes.
なお、本実施例2では、マグネットの外周面に対向する第1から第4の外側磁極部と内周面に対向する第1、第2の内側磁極部からなる構成について説明したが、周方向にN分割されて異なる極に交互に軸方向に着磁されたマグネットに対向するように第1、第2、第3、第4の外側磁極と第1、第2の内側磁極を配置した構成であってもよい。 また、本実施例では、N=6について説明したので第1および第2のコイルが存在する場合についてのみ述べたが、Nが大きい場合に、複数のコイルを配置すればそれによって励磁される磁極による磁界がマグネットに効果的に作用し、出力を向上させることができる。   In the second embodiment, the configuration including the first to fourth outer magnetic pole portions facing the outer peripheral surface of the magnet and the first and second inner magnetic pole portions facing the inner peripheral surface has been described. The first, second, third, and fourth outer magnetic poles and the first and second inner magnetic poles are arranged so as to face the magnets that are divided into N and are alternately magnetized in different axial directions in the axial direction. It may be. In the present embodiment, since N = 6 has been described, only the case where the first and second coils are present has been described. However, when N is large, if a plurality of coils are arranged, the magnetic pole excited by the coil is arranged. The magnetic field due to effectively acts on the magnet, and the output can be improved.
次に発明と実施例2との対応について説明する。上記実施例2において、図9乃至図14のマグネット36が本発明のマグネットに相当し、図9乃至図14のロータ軸37が本発明のロータに相当し、図9乃至図14の第1のコイル32が本発明の第1のコイルに相当し、図9乃至図14の第1外歯部31aが本発明の第1の外側磁極部に相当し、図9、図11乃至図14の第2外歯部31b及び第3外歯部31cが本発明の第2の外側磁極部に相当し、図9乃至図14の第2のコイル34が本発明の第2のコイルに相当し、図9乃至図14の第4外歯部31dが本発明の第3の外側磁極部に相当し、図9、図11乃至図14の第5外歯部31e及び第6外歯部31fが本発明の第4の外側磁極部に相当する。   Next, correspondence between the invention and the second embodiment will be described. In the second embodiment, the magnet 36 of FIGS. 9 to 14 corresponds to the magnet of the present invention, the rotor shaft 37 of FIGS. 9 to 14 corresponds to the rotor of the present invention, and the first of FIGS. The coil 32 corresponds to the first coil of the present invention, the first external tooth portion 31a of FIGS. 9 to 14 corresponds to the first outer magnetic pole portion of the present invention, and FIGS. The second external tooth portion 31b and the third external tooth portion 31c correspond to the second outer magnetic pole portion of the present invention, and the second coil 34 of FIGS. 9 to 14 corresponds to the second coil of the present invention. The fourth external tooth portion 31d of FIGS. 9 to 14 corresponds to the third outer magnetic pole portion of the present invention, and the fifth external tooth portion 31e and the sixth external tooth portion 31f of FIGS. 9 and 11 to 14 are the present invention. This corresponds to the fourth outer magnetic pole portion.
以上が実施例2の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても良いことは言うまでもない。   The above is the correspondence between each configuration of Example 2 and each configuration of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and the functions shown in the claims or the functions of the embodiments It goes without saying that any configuration can be used as long as it can be achieved.
ここで、あらためて実施例2における効果をまとめて述べると、次のようになる。本実施例2においては、マグネットの内周面に固定されたロータの第1の外側磁極部と対向する一部分を第1の内側磁極部と呼ぶとすると、第1のコイルにより発生する磁束はマグネットの外周面に対向する第1の外側磁極部とマグネットの内周面に固定されたロータの第1の内側磁極部との間を通過するので、効果的にマグネットに作用する。その際に、マグネットの内周面に対向するロータの第1の内側磁極部はマグネットの内周面との間に空隙を設ける必要がないので、外側磁極部と内側磁極部との距離を小さく構成することが可能となり、これにより磁気抵抗を減少させ出力を高めることが出来る。同様に、マグネットの内周面に固定されたロータの第3の外側磁極部と対向する一部分を第2の内側磁極部と呼ぶとすると、第2のコイルにより発生する磁束はマグネットの外周面に対向する第3の外側磁極部とマグネットの内周面に固定されたロータの第2の内側磁極部との間を通過するので、効果的にマグネットに作用する。その際に、マグネットの内周面に対向するロータの第2の内側磁極部はマグネットの内周面との間に空隙を設ける必要がないので、外側磁極部と内側磁極部との距離を小さく構成することが可能となり、これにより磁気抵抗を減少させ出力を高めることが出来る。また、第1の内側磁極部及び第2の内側磁極部はロータで構成してあるので、外側磁極部と内側磁極部とを接続或いは一体的に製造する場合に比べて容易に製造でき、コストが安くなる。また、マグネットは内径部にロータが固定されるので、強度的に優れる。その他は上記実施例1と同様である。   Here, the effects of the second embodiment will be described again as follows. In the second embodiment, assuming that a portion facing the first outer magnetic pole portion of the rotor fixed to the inner peripheral surface of the magnet is called a first inner magnetic pole portion, the magnetic flux generated by the first coil is the magnet. Since it passes between the 1st outer side magnetic pole part which opposes the outer peripheral surface of this, and the 1st inner side magnetic pole part of the rotor fixed to the inner peripheral surface of the magnet, it acts on a magnet effectively. At this time, since it is not necessary to provide a gap between the first inner magnetic pole portion of the rotor facing the inner peripheral surface of the magnet and the inner peripheral surface of the magnet, the distance between the outer magnetic pole portion and the inner magnetic pole portion is reduced. This makes it possible to reduce the magnetic resistance and increase the output. Similarly, when a portion facing the third outer magnetic pole portion of the rotor fixed to the inner peripheral surface of the magnet is called a second inner magnetic pole portion, the magnetic flux generated by the second coil is applied to the outer peripheral surface of the magnet. Since it passes between the 3rd outer side magnetic pole part which opposes, and the 2nd inner side magnetic pole part of the rotor fixed to the inner peripheral surface of the magnet, it acts on a magnet effectively. At this time, the second inner magnetic pole portion of the rotor facing the inner peripheral surface of the magnet does not need to be provided with a gap between the inner peripheral surface of the magnet, so the distance between the outer magnetic pole portion and the inner magnetic pole portion is reduced. This makes it possible to reduce the magnetic resistance and increase the output. In addition, since the first inner magnetic pole part and the second inner magnetic pole part are composed of a rotor, the outer magnetic pole part and the inner magnetic pole part can be manufactured more easily than the case where the outer magnetic pole part and the inner magnetic pole part are connected or integrally manufactured. Will be cheaper. In addition, the magnet is excellent in strength because the rotor is fixed to the inner diameter portion. Others are the same as in the first embodiment.
本発明の実施例1に係るモータを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the motor which concerns on Example 1 of this invention. 図1のモータにおけるステ−タを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the stator in the motor of FIG. 図1のモータのコイル及びロータ軸を通り軸方向に平行な面での断面図である。It is sectional drawing in the surface which passes along the coil and rotor shaft of the motor of FIG. 1, and is parallel to an axial direction. 図1のモータのマグネットとステータの位相関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the phase relationship of the magnet and stator of the motor of FIG. 図4の状態からコイル通電を切り換えてマグネットを30度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which switched the coil electricity supply from the state of FIG. 4, and rotated the magnet 30 degree | times. 図5の状態からコイル通電を切り換えてマグネットをさらに30度回転させた状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state in which the magnet is further rotated 30 degrees by switching the coil energization from the state of FIG. 5. 図6の状態からコイル通電を切り換えてマグネットをさらに30度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which switched the coil electricity supply from the state of FIG. 6, and rotated the magnet further 30 degree | times. 図1のモータを鏡筒地板内に配置した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the motor of FIG. 1 has been arrange | positioned in the lens-barrel base plate. 本発明の実施例2に係るモータを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the motor which concerns on Example 2 of this invention. 図9のモータのコイル及びロータ軸を通り軸方向に平行な面での断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a plane that passes through the coil and rotor shaft of the motor of FIG. 9 and is parallel to the axial direction. 図9のモータのマグネットとステータの位相関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the phase relationship of the magnet and stator of the motor of FIG. 図11の状態からコイル通電を切り換えてマグネットを30度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which switched the coil electricity supply from the state of FIG. 11, and rotated the magnet 30 degree | times. 図12の状態からコイル通電を切り換えてマグネットをさらに30度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which switched the coil electricity supply from the state of FIG. 12, and rotated the magnet further 30 degree | times. 図13の状態からコイル通電を切り換えてマグネットをさらに30度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which switched the coil electricity supply from the state of FIG. 13, and rotated the magnet further 30 degree | times. 図1に示すモータのコギングトルク及びコイル発生トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cogging torque of the motor shown in FIG. 1, and a coil generation torque. 図1に示すモータのロータの回転トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotational torque of the rotor of the motor shown in FIG. 図1に示すモータのコギングトルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cogging torque of the motor shown in FIG. 図1に示すモータのコイル発生トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the coil generation torque of the motor shown in FIG. 図1に示すモータのロータの回転トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotational torque of the rotor of the motor shown in FIG. 図1に示すモータの出力変動の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output fluctuation | variation of the motor shown in FIG. 図1に示すモータのコギングトルク変動の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cogging torque fluctuation | variation of the motor shown in FIG. 図4の状態からマグネットをさらに15度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which rotated the magnet further 15 degree | times from the state of FIG. 図4の状態からマグネットをさらに45度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which rotated the magnet 45 degree | times from the state of FIG. 図1に示すモータの出力変動の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output fluctuation | variation of the motor shown in FIG. 図1に示すモータの出力変動の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output fluctuation | variation of the motor shown in FIG. 図9に示すモータのコギングトルク及びコイル発生トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cogging torque of the motor shown in FIG. 9, and a coil generation torque. 図9に示すモータのロータの回転トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotational torque of the rotor of the motor shown in FIG. 図9に示すモータのコギングトルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cogging torque of the motor shown in FIG. 図9に示すモータのコイル発生トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the coil generation torque of the motor shown in FIG. 図9に示すモータの回転トルクの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotational torque of the motor shown in FIG. 図9に示すモータの出力変動の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output fluctuation | variation of the motor shown in FIG. 図11の状態からマグネットをさらに15度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which rotated the magnet further 15 degree | times from the state of FIG. 図11の状態からマグネットをさらに45度回転させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which rotated the magnet 45 degrees from the state of FIG. 従来のステップモータの一構成例を示す模式的縦断面図である。It is a typical longitudinal section showing an example of 1 composition of the conventional step motor. 図34に示すステップモータにおけるステータの磁束の状態を模式的に示す部分断面図34 is a partial sectional view schematically showing the state of the magnetic flux of the stator in the step motor shown in FIG. 従来の円筒形状のステップモータの他の構造例を示す模式的縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows the other structural example of the conventional cylindrical step motor. 従来の薄型コイン形状のモータを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional thin coin-shaped motor. 図37に示すモータの磁束の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the magnetic flux of the motor shown in FIG. 図34に示すような円筒形状のステップモータを使用する場合の鏡筒地板あるいは光量調節装置の横断面の大きさを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the magnitude | size of the cross section of a lens-barrel base plate or a light quantity adjusting device in the case of using a cylindrical step motor as shown in FIG. 従来の短軸モータの構成図である。It is a block diagram of the conventional short axis motor. 従来の他のモータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the other conventional motor.
符号の説明Explanation of symbols
1,31 ステ−タ
1a,31a 第1外歯部(第1の外側磁極部)
1b,31b 第2外歯部(第2の外側磁極部)
1c,31c 第3外歯部(第2の外側磁極部)
1d 第1レール部(第1の内側磁極部)
1e 第1嵌合突起部(第1の内側磁極部)
1f,31d 第4外歯部(第3の外側磁極部)
1g,31e 第5外歯部(第4の外側磁極部)
1h,31f 第6外歯部(第4の外側磁極部)
1i 第2レール部(第2の内側磁極部)
1j 第2嵌合突起部(第2の内側磁極部)
2,32 第1のコイル
3,33 第1のボビン
4,34 第2のコイル
5,35 第2のボビン
6 補助ヨーク(第1及び第2の内側磁極部)
7,36 マグネット
8 回転軸
9,38 カバー
10,11,39,40 軸受け
37 ロータ軸
1,31 Stator 1a, 31a First external tooth portion (first outer magnetic pole portion)
1b, 31b Second external tooth portion (second outer magnetic pole portion)
1c, 31c 3rd external tooth part (2nd outer side magnetic pole part)
1d First rail part (first inner magnetic pole part)
1e 1st fitting protrusion (1st inner side magnetic pole part)
1f, 31d Fourth external tooth portion (third outer magnetic pole portion)
1g, 31e 5th external tooth part (4th outer side magnetic pole part)
1h, 31f Sixth external tooth portion (fourth outer magnetic pole portion)
1i 2nd rail part (2nd inner side magnetic pole part)
1j Second fitting projection (second inner magnetic pole)
2, 32 First coil 3, 33 First bobbin 4, 34 Second coil 5, 35 Second bobbin 6 Auxiliary yoke (first and second inner magnetic pole portions)
7, 36 Magnet 8 Rotating shaft 9, 38 Cover 10, 11, 39, 40 Bearing 37 Rotor shaft

Claims (6)

  1. 周方向にN分割されて異なる極に交互に着磁された円環形状のマグネットを有する回転可能なロータと、
    前記ロータの回転軸方向において前記マグネットに隣接して配置される第1のコイルと、
    前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第1の外側磁極部と、
    前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第2の外側磁極部と、
    前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、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、
    前記ロータの回転軸方向において前記マグネットに隣接するとともに前記第1のコイルと略同一平面上に配置される第2のコイルと、
    前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第3の外側磁極部と、
    前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第4の外側磁極部と、
    前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの内周面に対向する第2の内側磁極部と、を有するモータにおいて、
    前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を
    2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
    の範囲に設定することを特徴とするモータ。
    A rotatable rotor having an annular magnet divided into N poles in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles;
    A first coil disposed adjacent to the magnet in the direction of the rotation axis of the rotor;
    A first outer magnetic pole portion that is excited by the first coil and disposed on the inner periphery of the first coil and that faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A second outer magnetic pole portion that is excited by the first coil, is adjacent to the outer periphery of the first coil, and faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A first inner magnetic pole portion that is excited by the first coil, is adjacent to the outer periphery of the first coil, and faces the inner peripheral surface of the magnet;
    A second coil that is adjacent to the magnet in the rotational axis direction of the rotor and that is disposed on substantially the same plane as the first coil;
    A third outer magnetic pole portion that is excited by the second coil and disposed on the inner periphery of the second coil and that faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A fourth outer magnetic pole portion that is excited by the second coil, is adjacent to the outer periphery of the second coil, and faces the outer peripheral surface of the magnet;
    In a motor having a second inner magnetic pole portion that is excited by the second coil, is adjacent to the outer periphery of the second coil, and faces the inner peripheral surface of the magnet.
    The angle θ degrees formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part with reference to the rotation center of the rotor is 2n × 360. /N<θ<(2n+0.5)×360/N (N is the number of magnetization divisions, n is an integer)
    The motor is characterized by being set in the range.
  2. 周方向にN分割されて異なる極に交互に着磁された円環形状のマグネットと、
    前記マグネットの内径部に固定される軟磁性材料からなるロータと、
    前記ロータに隣接するとともに前記ロータの軸方向において前記マグネットに隣接して配置される第1のコイルと、
    前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第1の外側磁極部と、
    前記第1のコイルにより励磁され、前記第1のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第2の外側磁極部と、
    前記ロータに隣接するとともに前記ロータの軸方向において前記マグネットに隣接して前記第1のコイルと略同一平面上に配置される第2のコイルと、
    前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの内周に配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第3の外側磁極部と、
    前記第2のコイルにより励磁され、前記第2のコイルの外周に隣接するとともに、前記マグネットの外周面に対向する第4の外側磁極部と、を有するモータにおいて、
    前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を
    2n×360/N<θ<(2n+0.5)×360/N(Nは着磁分割数、nは整数)
    の範囲に設定することを特徴とするモータ。
    An annular magnet that is N-divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles;
    A rotor made of a soft magnetic material fixed to the inner diameter portion of the magnet;
    A first coil adjacent to the rotor and disposed adjacent to the magnet in the axial direction of the rotor;
    A first outer magnetic pole portion that is excited by the first coil and disposed on the inner periphery of the first coil and that faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A second outer magnetic pole portion that is excited by the first coil, is adjacent to the outer periphery of the first coil, and faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A second coil disposed adjacent to the rotor and on the same plane as the first coil adjacent to the magnet in the axial direction of the rotor;
    A third outer magnetic pole portion that is excited by the second coil and disposed on the inner periphery of the second coil and that faces the outer peripheral surface of the magnet;
    A motor that is excited by the second coil and that is adjacent to the outer periphery of the second coil and that faces the outer peripheral surface of the magnet;
    The angle θ degrees formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part with reference to the rotation center of the rotor is 2n × 360. /N<θ<(2n+0.5)×360/N (N is the number of magnetization divisions, n is an integer)
    The motor is characterized by being set in the range.
  3. 前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心と前記第2の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角、及び前記第3の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心と前記第4の外側磁極部の前記マグネットの外周面に対向する部分の中心とのなす角α度を
    (270/N)≦α≦(450/N)
    の範囲に設定することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
    A center of a portion of the first outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet with respect to a rotation center of the rotor and a center of a portion of the second outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet. And the angle α formed between the center of the portion of the third outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet and the center of the portion of the fourth outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet. (270 / N) ≦ α ≦ (450 / N)
    The motor according to claim 1, wherein the motor is set in a range of
  4. 前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θ度を、nを整数として、ステップ駆動するモータとしての基準角度θ0=(2n+0.5)×360/Nとすると、
    θ=θ0−Δθ (0<Δθ<18/N)
    に設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のモータ。
    An angle θ degrees formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part with respect to the rotation center of the rotor is defined as n. As an integer, assuming that the reference angle θ0 = (2n + 0.5) × 360 / N as a step-driven motor,
    θ = θ0−Δθ (0 <Δθ <18 / N)
    The motor according to claim 1, wherein the motor is set as follows.
  5. 前記第1のコイル及び前記第2のコイルと略同一平面上に配置される前記第1のコイル及び前記第2のコイル以外の複数のコイルを配置することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のモータ。   5. The plurality of coils other than the first coil and the second coil, which are arranged on substantially the same plane as the first coil and the second coil, are arranged. A motor according to any one of the above.
  6. レンズを備える光学装置において、請求項1から5のいずれかに記載のモータを備え、前記モータの回転軸とレンズの光軸とを平行に配置するとともに、前記ロータの回転中心を基準にした前記第1の外側磁極部及び前記第2の外側磁極部と前記第3の外側磁極部及び前記第4の外側磁極部とのなす角θの範囲が光軸側になるように前記モータを配置したことを特徴とする光学装置。
    An optical device comprising a lens, comprising the motor according to claim 1, wherein the rotation axis of the motor and the optical axis of the lens are arranged in parallel, and the rotation center of the rotor is used as a reference. The motor is arranged so that the range of the angle θ formed by the first outer magnetic pole part, the second outer magnetic pole part, the third outer magnetic pole part, and the fourth outer magnetic pole part is on the optical axis side. An optical device.
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