JP2005204372A - Motor - Google Patents

Motor Download PDF

Info

Publication number
JP2005204372A
JP2005204372A JP2004006276A JP2004006276A JP2005204372A JP 2005204372 A JP2005204372 A JP 2005204372A JP 2004006276 A JP2004006276 A JP 2004006276A JP 2004006276 A JP2004006276 A JP 2004006276A JP 2005204372 A JP2005204372 A JP 2005204372A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yoke
rotor magnet
bearing
motor
yokes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004006276A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sato
佐藤  修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Electronics Inc filed Critical Canon Electronics Inc
Priority to JP2004006276A priority Critical patent/JP2005204372A/en
Publication of JP2005204372A publication Critical patent/JP2005204372A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor having a good space efficiency in which an axial loss torque is reduced, a high efficiency and a miniaturization are achieved. <P>SOLUTION: The motor includes a rotor magnet 1 having an output shaft 1a rotatably supported, yokes 4, 5 for constituting a magnetic circuit with opposed poles at a gap interval to the rotor magnet, and coils 7, 8 for energizing the yokes. The yoke is made of an iron-based oil impregnation magnetic member, and its bore functions as an oil impregnation bearing for rotatably supporting the output shaft of the rotor magnet. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、小型のステッピングモータ等のモータに関するものである。   The present invention relates to a motor such as a small stepping motor.

図3及び図4に、従来のモータの一例を示す。従来のモータは、ラジアル方向にn極の磁極に着磁されて後述の内ヨーク14,15に回転自在に支持されている出力軸を有する円筒形状のロータマグネット11、該ロータマグネット11を挟んでスラスト方向に対向配置される軟磁性材からなるステータヨークであるところの外ヨーク12,13、前記ロータマグネット11を回転自在に支持する軟磁性材からなるステータヨークであるところの内ヨーク14,15、該内ヨーク14,15及び外ヨーク12,13を励磁するコイル16,17、該コイル16,17を支持するコイルボビン18,19、前記外ヨーク12,13を支持するモータカバー20、及び、モールドや銅系の非磁性材よりなり、前記内ヨーク14,15の内径に嵌合される軸受21,22より構成される。   3 and 4 show an example of a conventional motor. A conventional motor has a cylindrical rotor magnet 11 having an output shaft that is magnetized by n poles in the radial direction and is rotatably supported by inner yokes 14 and 15 described later, and sandwiches the rotor magnet 11. Outer yokes 12 and 13 which are stator yokes made of a soft magnetic material opposed to each other in the thrust direction, and inner yokes 14 and 15 which are stator yokes made of a soft magnetic material which rotatably supports the rotor magnet 11. Coils 16 and 17 for exciting the inner yokes 14 and 15 and the outer yokes 12 and 13, coil bobbins 18 and 19 for supporting the coils 16 and 17, a motor cover 20 for supporting the outer yokes 12 and 13, and a mold The bearings 21 and 22 are made of a non-magnetic material such as copper and are fitted to the inner diameters of the inner yokes 14 and 15.

上記図3及び図4や、特許文献1等に記載されているように、従来のモータは、内ヨークの内径に、モールドや銅系の非磁性材よりなる軸受が具備されている。また、特許文献2等のように、純鉄材等のステータヨークに穴を開け、これを軸受としているものもある。
特開2003−224958号公報(図3等、参照) 特開2001−37197号公報(図9等、参照)
As described in FIGS. 3 and 4 and Patent Document 1 and the like, the conventional motor is provided with a bearing made of a mold or a copper-based nonmagnetic material on the inner diameter of the inner yoke. In addition, as in Patent Document 2 and others, there is a type in which a hole is formed in a stator yoke such as a pure iron material and used as a bearing.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-224958 (see FIG. 3, etc.) Japanese Patent Laying-Open No. 2001-37197 (see FIG. 9 etc.)

しかしながら、上記図3及び図4や特許文献1に開示の軸受においては、該軸受のためのスペースがデッドスペースとなり、コイルの巻スペースを圧迫して、励磁力が低下するために該モータの小型化を阻害するといった課題を有していた。また、特許文献2のように、純鉄等の柔らかい材料で構成されるステータヨークに穴を開けてこれを軸受として利用するものでは、耐磨耗性、強度が劣化して軸ロストルク(出力軸と軸受の摺動摩擦によって発生する付加トルク)が大きくなり、モータの小型化を阻害する大きな要因となっていた。つまり、大きなモータでは、発生トルクが高いために軸ロストルクは無視できる程度の負荷であるが、モータの小型化が進むにつれて発生トルクが激減して、大きな軸ロストルクでは動作できなくなって小型化を阻害する要因になっていた。   However, in the bearings disclosed in FIG. 3 and FIG. 4 and Patent Document 1, the space for the bearing becomes a dead space, compressing the coil winding space, and reducing the excitation force. It had a problem of inhibiting the conversion. Further, as in Patent Document 2, in a case where a hole is made in a stator yoke made of a soft material such as pure iron and this is used as a bearing, the wear resistance and strength are deteriorated, resulting in shaft loss torque (output shaft (Additional torque generated by the sliding friction of the bearing) increases, which is a major factor that hinders downsizing of the motor. In other words, with large motors, the generated torque is high and the shaft loss torque is negligible. However, as the motor becomes more compact, the generated torque decreases drastically, making it impossible to operate with large shaft loss torque and hindering downsizing. It was a factor.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、出力軸が回転自在に支持されるロータマグネットと、該ロータマグネットとギャップをへだてて対向する磁極を有して磁気回路を構成するヨークと、該ヨークを励磁するコイルとを有し、前記ヨークは鉄系の含油磁性部材よりなり、その内径部が前記ロータマグネットの出力軸を回転自在に支持する含油軸受として機能するモータとするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 comprises a rotor magnet on which an output shaft is rotatably supported, and a magnetic circuit having a magnetic pole facing the rotor magnet across a gap. The motor includes a yoke and a coil that excites the yoke. The yoke is made of an iron-based oil-impregnated magnetic member, and the inner diameter portion of the motor functions as an oil-impregnated bearing that rotatably supports the output shaft of the rotor magnet. Is.

上記構成においては、ヨークの一部である鉄系の含油軸受がロータマグネットを回転自在に滑らかに支持続けるように作用する。   In the above configuration, the iron-based oil-impregnated bearing, which is a part of the yoke, acts so as to continue to smoothly and smoothly support the rotor magnet.

また、請求項2に記載の発明は、複数の磁極に着磁されて回転自在に支持された円筒形状のロータマグネットと、該ロータマグネットの外径側と外側ギャップをへだてて対向する複数の磁極を有する外ヨークと、前記ロータマグネットの内径側と内側ギャップをへだてて対向する磁極を有し、前記外ヨークとともに磁気回路を構成する内ヨークと、前記内ヨークの周囲に巻き回され、前記外ヨークと前記内ヨークを励磁するコイルとを有するモータにおいて、前記内ヨークの一部が、前記ロータマグネットの出力軸を回転自在に支持する軸受を兼ねるモータとするものである。   The invention according to claim 2 is a cylindrical rotor magnet which is magnetized by a plurality of magnetic poles and is rotatably supported, and a plurality of magnetic poles facing the outer diameter side and the outer gap of the rotor magnet. An outer yoke having a magnetic pole facing the inner gap on the inner diameter side of the rotor magnet, and constituting a magnetic circuit together with the outer yoke, and being wound around the inner yoke, In the motor having a yoke and a coil for exciting the inner yoke, a part of the inner yoke serves as a motor that also serves as a bearing that rotatably supports the output shaft of the rotor magnet.

上記構成においては、内ヨークが軸受機能を有してロータマグネットを回転自在に支持するように作用する。   In the above configuration, the inner yoke has a bearing function and acts to rotatably support the rotor magnet.

また、請求項3に記載の発明は、内ヨークの、コイルが巻き回された部分の内径部が軸受を兼ねる請求項2に記載のモータとするものである。   The invention according to claim 3 is the motor according to claim 2, wherein the inner diameter portion of the inner yoke where the coil is wound also serves as a bearing.

上記構成においては、コイルが巻き回された内ヨークの内径部が軸受として機能するので、軸受強度が向上するように作用する。   In the above configuration, the inner diameter portion of the inner yoke around which the coil is wound functions as a bearing, so that the bearing strength is improved.

また、請求項4に記載の発明は、内ヨークを鉄系の含油磁性部材より構成し、軸受が含油軸受として機能する請求項2又は3に記載のモータとするものである。   The invention according to claim 4 is the motor according to claim 2 or 3, wherein the inner yoke is composed of an iron-based oil-impregnated magnetic member, and the bearing functions as an oil-impregnated bearing.

上記構成においては、鉄系の含油軸受の潤滑油がロータマグネットを回転自在に滑らかに支持し続けるように作用する。   In the above configuration, the lubricating oil of the iron-based oil-impregnated bearing acts so as to continue to support the rotor magnet smoothly and freely.

また、請求項5に記載の発明は、内ヨークを、コーティングした請求項2又は3に記載のモータとするものである。   The invention according to claim 5 is the motor according to claim 2 or 3 in which the inner yoke is coated.

上記構成においては、内ヨークのコーティング部分がロータマグネットを回転自在に滑らかに支持し続けるように作用する。   In the above configuration, the coating portion of the inner yoke acts so as to continue to support the rotor magnet in a freely rotating manner.

本発明によれば、専用の軸受及び専用の軸受のための無駄なスペースを無くすことができ、また軸受としての耐磨耗性、強度を備えた、軸ロストルクの低減されたスペース効率の良い、高効率で小型化を達成したモータを提供できるものである。   According to the present invention, a dedicated bearing and a useless space for the dedicated bearing can be eliminated, and wear efficiency and strength as a bearing are provided, and a space efficiency with reduced shaft loss torque is good. It is possible to provide a motor that achieves high efficiency and downsizing.

以下の一実施例に示す通りである。   As shown in the following example.

図1及び図2は本発明の一実施例に係わるモータの構成を示す図であり、詳しくは、図1はモータの断面図、図2は図1のモータの分解斜視図である。   1 and 2 are views showing the configuration of a motor according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 is a sectional view of the motor, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the motor of FIG.

これらの図において、1は円筒形状のロータマグネットであり、ラジアル方向に2n極(例えばn=5;nは2以上の自然数)の磁極に着磁されて後述の内ヨーク4,5に回転自在に支持される出力軸1aを有する。2,3はロータマグネット1を挟んでスラスト方向に対向配置される軟磁性材からなる外ヨークであり、ロータマグネット1と該ロータマグネット1の外径側ラジアル方向に空壁ギャップを設けて対向するn極(例えばn=5)の磁極を有して後述の内ヨーク4,5とそれぞれ磁気回路を構成する。4,5はロータマグネット1を回転自在に支持する鉄系の含油軸受でもある軟磁性材からなる内ヨークであり、ロータマグネット1と該ロータマグネット1の内径側ラジアル方向に空壁ギャップを設けて対向する単極の磁極を有して外ヨーク2,3にそれぞれ固着されて磁気回路を構成する。6,7は内ヨーク4,5及び外ヨーク2,3を励磁するコイルであり、後述のコイルボビン8,9に支持されて内ヨーク4,5の周囲に巻き回されている。8,9はコイル6,7を支持するコイルボビン、10は外ヨーク2,3を支持するモータカバーである。   In these figures, reference numeral 1 denotes a cylindrical rotor magnet, which is magnetized to magnetic poles of 2n poles (for example, n = 5; n is a natural number of 2 or more) in the radial direction, and can be freely rotated by inner yokes 4 and 5 described later The output shaft 1a is supported by the motor. Reference numerals 2 and 3 denote outer yokes made of a soft magnetic material, which are opposed to each other in the thrust direction with the rotor magnet 1 interposed therebetween, and face the rotor magnet 1 with an empty wall gap provided in the radial direction of the outer diameter side of the rotor magnet 1. The magnetic circuit has n poles (for example, n = 5) and each of the inner yokes 4 and 5 described later. Reference numerals 4 and 5 denote inner yokes made of a soft magnetic material that is also an iron-based oil-impregnated bearing that rotatably supports the rotor magnet 1. An inner wall gap is provided in the radial direction on the inner diameter side of the rotor magnet 1. The magnetic circuit is configured by having magnetic poles of opposing single poles and being fixed to the outer yokes 2 and 3, respectively. 6 and 7 are coils for exciting the inner yokes 4 and 5 and the outer yokes 2 and 3, and are wound around the inner yokes 4 and 5 by being supported by coil bobbins 8 and 9 described later. 8 and 9 are coil bobbins for supporting the coils 6 and 7, and 10 is a motor cover for supporting the outer yokes 2 and 3.

上記構成において、コイル6,7へ通電されると、外ヨーク2,3と内ヨーク4,5が励磁されて各磁極に誘磁され、ロータマグネット1の着磁極と反発、吸引して、該ロータマグネット1がコイル6,7の通電に従って回転移動するように駆動し、出力軸1aから外部に駆動力が伝達される。   In the above configuration, when the coils 6 and 7 are energized, the outer yokes 2 and 3 and the inner yokes 4 and 5 are excited and attracted to the magnetic poles, repelling and attracting the magnetic poles of the rotor magnet 1, The rotor magnet 1 is driven to rotate as the coils 6 and 7 are energized, and a driving force is transmitted from the output shaft 1a to the outside.

ここで、ロータマグネット1の出力軸1aは内ヨーク4,5に回転自在に支持されている。特に周囲にコイル6,7が巻き回されている内ヨーク4,5の内径部にて出力軸1aを支持しているため、該出力軸1aに外部から大きなストレスがかかっても、内ヨーク4,5が軸受として十分な強度を有することになり、軸ロスが大きくなることを防止しつつ、ロータマグネット1を回転可能とすることができる。   Here, the output shaft 1 a of the rotor magnet 1 is rotatably supported by the inner yokes 4 and 5. In particular, since the output shaft 1a is supported by the inner diameter portions of the inner yokes 4 and 5 around which the coils 6 and 7 are wound, even if a large external stress is applied to the output shaft 1a, the inner yoke 4 , 5 have sufficient strength as a bearing, and the rotor magnet 1 can be rotated while preventing an increase in shaft loss.

また、内ヨーク4,5は含油軸受でもあるので、染み出る潤滑油によってロータマグネット1が該内ヨーク4,5を削ることなく滑らかに回転し続けるようになる。なお、内ヨーク4,5は含油軸受ではなく、潤滑性のあるテフロン(登録商標)コーティングされたものであってもよく、これにより、耐磨耗性が向上して、軸ロスが低減される。   Further, since the inner yokes 4 and 5 are oil-impregnated bearings, the rotor magnet 1 continues to rotate smoothly without scraping the inner yokes 4 and 5 due to the lubricating oil that oozes out. The inner yokes 4 and 5 may not be oil-impregnated bearings but may be lubricated and coated with Teflon (registered trademark), which improves wear resistance and reduces shaft loss. .

以上の実施例によれば、ステータヨークであるところのヨーク4,5の一部がロータマグネット1の出力軸1aの軸受を兼ねているので、専用の軸受を無くすと共に該専用の軸受のための無駄なスペースを無くすことができ、簡素で、スペース効率の良いモータとすることができる。   According to the above embodiment, since a part of the yokes 4 and 5 serving as the stator yoke also serves as the bearing of the output shaft 1a of the rotor magnet 1, the dedicated bearing is eliminated and the dedicated bearing is provided. A useless space can be eliminated, and a simple and space-efficient motor can be obtained.

また、内ヨーク4,5は周囲にコイル6,7に巻き回された内径部でロータマグネット1を支持する構成にしている、つまり、ロータマグネット1を回転自在に支持する軸受部分が、コイル6,7に巻き回された内ヨーク4,5の内径部で構成されるため、軸受強度が向上し、軸受へのストレスや摩擦による削れ等による変形が改善されることから、軸ロストルクを低減可能なモータとすることができる。   Further, the inner yokes 4 and 5 are configured to support the rotor magnet 1 with an inner diameter portion wound around the coils 6 and 7, that is, the bearing portion that rotatably supports the rotor magnet 1 is the coil 6. Since the inner yokes 4 and 5 are wound around the inner yokes 4 and 7, the bearing strength is improved and deformation due to stress or frictional wear on the bearings is improved, so that shaft loss torque can be reduced. A simple motor.

また、内ヨーク4,5を、鉄系の含油多孔性磁性部材としているので、含油軸受として機能する。よって、含油軸受の潤滑油が、ロータマグネット1を回転自在に滑らかに支持し続けるように作用する。また、内ヨーク4,5をコーティングするように場合には、コーティング部分がロータマグネット1を回転自在に滑らかに支持し続けるように作用することになる。以上より、軸受としての耐磨耗性に優れ、軸ロスの低減された、高効率で小型化を達成したモータとすることができる。   Further, since the inner yokes 4 and 5 are iron-based oil-containing porous magnetic members, they function as oil-containing bearings. Therefore, the lubricating oil of the oil-impregnated bearing acts so as to continue to support the rotor magnet 1 smoothly and smoothly. Further, when the inner yokes 4 and 5 are coated, the coating portion acts so as to keep the rotor magnet 1 rotatably and smoothly supported. From the above, it is possible to obtain a motor that is excellent in wear resistance as a bearing, has reduced shaft loss, and achieves high efficiency and downsizing.

本発明の一実施例に係わるモータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the motor concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例に係わるモータの断面図である。It is sectional drawing of the motor concerning one Example of this invention. 従来のモータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the conventional motor. 同じく従来のモータの断面図である。Similarly, it is sectional drawing of the conventional motor.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロータマグネット
2,3 外ヨーク
4,5 内ヨーク
6,7 コイル
8,9 コイルボビン
10 モータカバー
1 Rotor magnet 2,3 Outer yoke 4,5 Inner yoke 6,7 Coil 8,9 Coil bobbin 10 Motor cover

Claims (5)

出力軸が回転自在に支持されるロータマグネットと、該ロータマグネットとギャップをへだてて対向する磁極を有して磁気回路を構成するヨークと、該ヨークを励磁するコイルとを有し、
前記ヨークは鉄系の含油磁性部材よりなり、その内径部が前記ロータマグネットの出力軸を回転自在に支持する含油軸受として機能することを特徴とするモータ。
A rotor magnet on which an output shaft is rotatably supported; a yoke that forms a magnetic circuit having a magnetic pole facing the rotor magnet across a gap; and a coil that excites the yoke;
The yoke is made of an iron-based oil-impregnated magnetic member, and an inner diameter portion of the yoke functions as an oil-impregnated bearing that rotatably supports the output shaft of the rotor magnet.
複数の磁極に着磁されて回転自在に支持された円筒形状のロータマグネットと、該ロータマグネットの外径側と外側ギャップをへだてて対向する複数の磁極を有する外ヨークと、前記ロータマグネットの内径側と内側ギャップをへだてて対向する磁極を有し、前記外ヨークとともに磁気回路を構成する内ヨークと、前記内ヨークの周囲に巻き回され、前記外ヨークと前記内ヨークを励磁するコイルとを有するモータにおいて、
前記内ヨークの一部が、前記ロータマグネットの出力軸を回転自在に支持する軸受を兼ねることを特徴とするモータ。
A cylindrical rotor magnet which is magnetized by a plurality of magnetic poles and is rotatably supported, an outer yoke having a plurality of magnetic poles facing the outer diameter side and the outer gap of the rotor magnet, and an inner diameter of the rotor magnet An inner yoke that forms a magnetic circuit together with the outer yoke, and a coil that is wound around the inner yoke and that excites the outer yoke and the inner yoke. In the motor with
A motor, wherein a part of the inner yoke also serves as a bearing that rotatably supports the output shaft of the rotor magnet.
前記内ヨークは、前記コイルが巻き回された部分の内径部が前記軸受を兼ねることを特徴とする請求項2に記載のモータ。   The motor according to claim 2, wherein the inner yoke has an inner diameter portion around which the coil is wound also serving as the bearing. 前記内ヨークは、鉄系の含油磁性部材よりなり、前記軸受は含油軸受として機能することを特徴とする請求項2又は3に記載のモータ。   4. The motor according to claim 2, wherein the inner yoke is made of an iron-based oil-impregnated magnetic member, and the bearing functions as an oil-impregnated bearing. 前記内ヨークは、コーティングされていることを特徴とする請求項2又は3に記載のモータ。

The motor according to claim 2, wherein the inner yoke is coated.

JP2004006276A 2004-01-14 2004-01-14 Motor Pending JP2005204372A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004006276A JP2005204372A (en) 2004-01-14 2004-01-14 Motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004006276A JP2005204372A (en) 2004-01-14 2004-01-14 Motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005204372A true JP2005204372A (en) 2005-07-28

Family

ID=34820294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004006276A Pending JP2005204372A (en) 2004-01-14 2004-01-14 Motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005204372A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3949916B2 (en) Magnetic levitation motor and magnetic bearing device
JP2007308305A (en) Traction drive for elevator
JP4504853B2 (en) Motor structure
US7221069B2 (en) Balancing structure for motor rotor
US20060232150A1 (en) Balancing structure for motor
JP4904251B2 (en) DC motor for pump
JP2003199288A (en) Magnetically levitated motor and magnetic bearing device
JP2009177957A (en) Permanent magnet field motor
JP5034069B2 (en) Stepping motor
JP4704883B2 (en) Permanent magnet rotating electrical machine and cylindrical linear motor
JP2005204372A (en) Motor
JP2007166739A (en) Brushless motor
JP2008151228A (en) Electromagnetic clutch device and its manufacturing method
JP2006254557A (en) Stepping motor
JP2005210806A (en) Motor
JP2006254556A (en) Stepping motor
JP4416475B2 (en) Stepping motor
JP2003314550A (en) Magnetic bearing unit
JP5737835B2 (en) Electromagnetic drive device
JP4455095B2 (en) Drive device
JP2009065746A (en) Canned motor drive system
WO2022153438A1 (en) Rotating machine
JP2005278312A (en) Motor
JP2004357378A (en) Stepping motor
JP2006174603A (en) Inner rotor electric motor