JP2007043763A - Process for manufacturing rotor magnet, and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータなどに用いられるロータマグネットの製造方法、およびモータに関するものである。さらに詳しくは、ロータマグネットに対する着磁技術に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor magnet used in a stepping motor and the like, and a motor. More specifically, the present invention relates to a magnetizing technique for a rotor magnet.
PM型のステッピングモータは、例えば、図6(a)に示すように、円筒状のステータ3の内側にロータマグネット22が位置するように構成されている。ステータ3は、モータ軸線方向に重ねて配置された第1のステータ組4と第2のステータ組5とを備えており、これらのステータ組4、5を構成するステータコア41、43、51、53は各々、ロータマグネット22の外周面に対向する極歯を備えている(例えば、特許文献1参照)。
For example, as shown in FIG. 6A, the PM type stepping motor is configured such that the
ここで、ステータコア43、53は直接、接していることが多く、このような場合には、接触部分30にロータマグネット22からの磁束が収束し、ロータマグネット22の回転を妨げるような、大きなディテントトルクが発生するという問題点がある。このようなディテントトルクは、振動やノイズを発生させる原因となるため、好ましくない。そこで、低振動や低ノイズが要求される場合、図6(b)に示すように、ステータコア43、53の接触部分30に対向する領域が半径方向外側に凹んだ、いわゆるダンベル構造のロータマグネット22が用いられる(例えば、特許文献1、2参照)。
Here, the
しかしながら、このような構造のロータマグネット22を製造するには、以下の方法
第1の従来方法:2つのマグネットを離間配置する方法、
第2の従来方法:磁性材料を射出成形する際、ダンベル形状に成形する方法、
第3の従来方法:ストレートの円筒状マグネットの内周面を切削する方法
が採用されるため、様々な問題点がある。例えば、第1の従来方法では、部品の加工コスト、組立コストが増大し、かつ、2つのマグネットを接着剤により固定する必要があるため、信頼性が低下しやすい。また、第2の従来方法では、通常の圧縮成形では製造できないので、射出成形で製造せざるを得ない。このため、射出成形可能な材料しか使えず、このような材料は高価であり、かつ、磁気性能が低いという問題点がある。さらに、第3の従来方法では、追加加工が必要な分、コストが嵩むという問題点がある。
However, in order to manufacture the
Second conventional method: a method of molding a magnetic material into a dumbbell shape when injection molding,
Third conventional method: Since a method of cutting the inner peripheral surface of a straight cylindrical magnet is employed, there are various problems. For example, in the first conventional method, the processing cost and assembly cost of parts increase, and it is necessary to fix two magnets with an adhesive, so that the reliability is likely to decrease. Further, in the second conventional method, since it cannot be manufactured by normal compression molding, it must be manufactured by injection molding. For this reason, only materials that can be injection molded can be used, and such materials are expensive and have low magnetic performance. Further, the third conventional method has a problem that the cost is increased by the amount of additional processing required.
従って、ロータマグネット22として、図6(a)に示すように、外径寸法が軸線方向において一定で、かつ、軸線方向の両側に第1の着磁領域221および第2の着磁領域222を備えるとともに、ステータコア43、53の接触部分30に対向する領域を無着磁領域223としたものを用いれば、振動やノイズの発生を抑えたステッピングモータを安価に構成できる。このようなロータマグネット22を製造する方法として、図7に示すように、ロータマグネット22を着磁するときに用いる着磁ヨーク11において、ロータマグネット22の軸線方向の中央位置に対向する部分に非磁性材料119を挿入した構成、ロータマグネット22の軸線方向の中央位置に対向する部分に開口を設けた構成が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献3に記載の構成を採用した場合でも、図8(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、ロータマグネット22の軸線方向の中央位置は完全な無着磁領域223になっていない。すなわち、図8(a)、(b)、(c)、(d)は、図6(a)に示すロータマグネット22の外周面の磁束密度を計測した結果をロータマグネットの外周面を展開した座標上に三次元的に示す説明図、ロータマグネットの第1の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、ロータマグネットの無着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、およびロータマグネットの第2の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図であり、これらの図からわかるように、従来のステッピングモータでは、第1の着磁領域221および第2の着磁領域222では、磁束密度が正弦波を示す一方(図8(b)、(d)に実線L221″、L222″で示す)、無着磁領域223であっても、磁束密度は明確な正弦波を示しており(図8(c)に実線L223で示す)、完全な無着磁領域になっていない。このため、従来のステッピングモータでは、振動やノイズの発生を確実に防止することができないという問題点がある。その理由は、例えば、図7に示すように、ロータマグネット22の軸線方向の中央位置に対向する部分に非磁性材料119を挿入するにあたって、第1の着磁ヨーク111、非磁性材料119、第2の着磁ヨーク112を積層して着磁ヨーク11を構成し、その軸線方向の一方の端部で折り返しながら、隣接する着磁コイル15(一点鎖線で示す)同士を他方の端部で加締した後、ハンダ150などで接続すると、非磁性材料119が位置する部分でも着磁コイル15が通っているので、ロータマグネット22の軸線方向の中央領域を完全な無着磁領域223にできないためと考えられる。
However, even when the configuration described in
また、ステッピングモータにおいては、ロータマグネット22の軸線方向で並ぶ第1の着磁領域221と第2の着磁領域222でN極とS極の位置をずらすことがあり、このようなロータマグネット22は、第1の着磁ヨーク111と第2の着磁ヨーク112を周方向でずらすことにより製造できる。
Further, in the stepping motor, the positions of the N pole and the S pole may be shifted between the first
しかしながら、図7に示す着磁ヨーク11においては、第1の着磁ヨーク111と第2の着磁ヨーク112を周方向でずらすことができる量は、着磁コイル15が緊張しても切断しない程度に限られており、例えば、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222でN極とS極の位置を電気角で5°から10°しかずらすことができない。
However, in the magnetized yoke 11 shown in FIG. 7, the amount by which the first
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロータマグネットの外周面に所定の着磁領域を好適に形成可能なロータマグネットの製造方法、およびモータを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a rotor magnet and a motor capable of suitably forming a predetermined magnetized region on the outer peripheral surface of the rotor magnet.
上記課題を解決するために、本発明では、着磁ヨークにおいて軸線方向に形成された挿入孔内に着磁前のロータマグネットを挿入した状態で前記着磁ヨークに設けた着磁コイルに通電することにより、ロータマグネットの外周面に着磁を施すロータマグネットの製造方法において、前記着磁コイルとして、前記着磁ヨークの軸線方向の一方側領域に設けた第1の着磁コイルと、前記着磁ヨークの軸線方向の他方側領域に設けた第2の着磁コイルとを用い、前記ロータマグネットの外周面に、軸線方向の一方側に位置する第1の着磁領域と、軸線方向の他方側に位置する第2の着磁領域とを形成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a magnetizing coil provided in the magnetizing yoke is energized in a state in which a rotor magnet before magnetizing is inserted into an insertion hole formed in the axial direction of the magnetizing yoke. Thus, in the method of manufacturing a rotor magnet for magnetizing the outer peripheral surface of the rotor magnet, the magnetizing coil includes a first magnetizing coil provided in one region in the axial direction of the magnetizing yoke, and the magnetizing coil. A second magnetizing coil provided on the other side region in the axial direction of the magnetic yoke, and a first magnetized region located on one side in the axial direction on the outer peripheral surface of the rotor magnet, and the other in the axial direction. And a second magnetized region located on the side.
本発明では、着磁コイルとして、着磁ヨークの軸線方向の一方側領域に設けた第1の着磁コイルと、着磁ヨークの軸線方向の他方側領域に設けた第2の着磁コイルとが用いられているため、ロータマグネットの外周面には、第1の着磁コイルおよび第2の着磁コイルによって各々独立した着磁が可能である。このため、ロータマグネットの外周面に所定の着磁領域を好適に形成できる。 In the present invention, as the magnetizing coil, a first magnetizing coil provided in one side region in the axial direction of the magnetizing yoke, and a second magnetizing coil provided in the other region in the axial direction of the magnetizing yoke; Therefore, the outer peripheral surface of the rotor magnet can be magnetized independently by the first magnetizing coil and the second magnetizing coil. For this reason, a predetermined magnetization region can be suitably formed on the outer peripheral surface of the rotor magnet.
本発明において、前記着磁ヨークを、前記一方側領域を構成する第1の着磁ヨークと、前記他方側領域を構成する第2の着磁ヨークとに分割したヨークを用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a yoke obtained by dividing the magnetizing yoke into a first magnetizing yoke constituting the one side region and a second magnetizing yoke constituting the other side region.
本発明において、前記着磁ヨークの前記一方側領域と前記他方側領域との間に、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間に無着磁領域を形成するための非磁性領域を構成しておくことが好ましい。本発明において「非磁性領域」とは、磁束が発生せず、あるいは、磁束が発生してもその密度が著しく低いため、ロータマグネットに対する着磁能力がない領域を意味する。本発明において「無着磁領域」とは、磁束がほとんど発生せず、第1のステータコアと第2のステータコアがモータ軸線方向で重ねて配置されたモータを構成した場合、第1のステータコアと第2のステータコアとの接触部分に磁束を収束させない領域のことを意味する。このような方法で製造したロータマグネットを用いたモータでは、第1のステータコアと第2のステータコアが接触している場合でも、このような接触部分にロータマグネットからの磁束が収束しない。それ故、ロータマグネットの回転を妨げるような、大きなディテントトルクが発生しないので、振動やノイズが発生しない。 In the present invention, in order to form a non-magnetized region between the first magnetized region and the second magnetized region between the one side region and the other side region of the magnetized yoke. It is preferable to constitute the nonmagnetic region. In the present invention, the “non-magnetic region” means a region where no magnetic flux is generated, or even if magnetic flux is generated, the density thereof is extremely low, and thus there is no magnetizing ability for the rotor magnet. In the present invention, the “non-magnetized region” means that a magnetic flux is hardly generated and a motor in which the first stator core and the second stator core are arranged so as to overlap each other in the motor axial direction is used. This means a region where the magnetic flux does not converge at the contact portion with the stator core. In a motor using a rotor magnet manufactured by such a method, even when the first stator core and the second stator core are in contact, the magnetic flux from the rotor magnet does not converge at such a contact portion. Therefore, no large detent torque that prevents the rotation of the rotor magnet is generated, so that no vibration or noise is generated.
本発明において、前記非磁性領域は、例えば、前記着磁ヨークの内周面で半径方向外側に向けて凹んだ環状凹部によって構成することができる。 In the present invention, the nonmagnetic region can be constituted by, for example, an annular recess that is recessed outward in the radial direction on the inner peripheral surface of the magnetized yoke.
本発明において、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間でN極とS極の位置が所定の電気角ずれるように前記第1の着磁コイルと前記第2の着磁コイルの位置および通電方向を設定することが好ましい。すなわち、本発明では、第1の着磁コイルと第2の着磁コイルの位置および通電方向を任意に設定できるので、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間でN極とS極の位置が電気角で180°ずれるように前記第1の着磁コイルと前記第2の着磁コイルの位置および通電方向を設定することができる。このように構成すると、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間でN極とS極の位置が一致している場合に対して、ロータの回転方向を反対にすることができる。 In the present invention, the first magnetized coil and the second magnetized coil are arranged such that the positions of the N pole and the S pole are shifted from each other by a predetermined electrical angle between the first magnetized region and the second magnetized region. It is preferable to set the position and energization direction of the magnetizing coil. That is, in the present invention, the positions and energization directions of the first magnetizing coil and the second magnetizing coil can be arbitrarily set, so that between the first magnetizing region and the second magnetizing region. The positions and energization directions of the first magnetizing coil and the second magnetizing coil can be set so that the positions of the N pole and the S pole are shifted by 180 ° in electrical angle. If comprised in this way, the rotation direction of a rotor will be made opposite with respect to the case where the position of a north pole and a south pole is in agreement between a said 1st magnetization area | region and a said 2nd magnetization area | region. be able to.
本発明において、前記ロータマグネットは、少なくとも前記第1の着磁領域から前記第2の着磁領域にかけて外径寸法が一定の円筒形状を有していることが好ましい。本発明によれば、着磁の際、第1の着磁領域と第2の着磁領域との間に、完全な無着磁領域といえる領域を形成できるので、ロータマグネットについては、外径寸法が一定の円筒形状を有しているものを用いることができ、このようなロータマグネットであれば、安価かつ、磁気性能に優れた材料で成形できる。 In the present invention, it is preferable that the rotor magnet has a cylindrical shape having a constant outer diameter from at least the first magnetized region to the second magnetized region. According to the present invention, when magnetizing, a region that can be said to be a completely non-magnetized region can be formed between the first magnetized region and the second magnetized region. Those having a cylindrical shape with a constant dimension can be used, and such a rotor magnet can be formed with a material that is inexpensive and excellent in magnetic performance.
本発明に係るロータマグネットを用いてモータを構成するには、前記ロータマグネットの周りには、前記第1の着磁領域に対向する極歯を備えた第1のステータコアと、前記第2の着磁領域に対向する極歯を備えた第2のステータコアとがモータ軸線方向で重ねて配置された円筒状のステータが配置される。 In order to configure a motor using the rotor magnet according to the present invention, a first stator core having pole teeth facing the first magnetized region and the second attachment around the rotor magnet. A cylindrical stator is disposed in which a second stator core having pole teeth facing the magnetic region is disposed so as to overlap in the motor axial direction.
本発明では、モータ軸線方向に重ねて配置された第1のステータコアと第2のステータコアとを備えた円筒状のステータと、該ステータの内周面に外周面が対向するロータマグネットを備えたロータとを有するモータにおいて、前記ロータマグネットは、外径寸法が軸線方向で一定の円筒形状を有し、かつ、前記ロータマグネットの外周面には、前記第1のステータコアの極歯に対向する第1の着磁領域と前記第2のステータコアの極歯に対向する第2の着磁領域とが形成されているとともに、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間に無着磁領域が形成されていることを特徴とする。 In the present invention, a rotor provided with a cylindrical stator provided with a first stator core and a second stator core arranged so as to overlap in the motor axial direction, and a rotor magnet whose outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator. The rotor magnet has a cylindrical shape whose outer diameter dimension is constant in the axial direction, and a first outer surface of the rotor magnet facing the pole teeth of the first stator core. And a second magnetized region opposite to the pole teeth of the second stator core are formed, and there is no gap between the first magnetized region and the second magnetized region. A magnetized region is formed.
本発明では、モータ軸線方向に重ねて配置された第1のステータコアと第2のステータコアとを備えた円筒状のステータと、該ステータの内周面に外周面が対向するロータマグネットを備えたロータとを有するモータにおいて、前記ロータマグネットの外周面には、前記第1のステータコアの極歯に対向する第1の着磁領域と前記第2のステータコアの極歯に対向する第2の着磁領域とが形成され、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域とは、N極とS極の位置が電気角で所定の角度、例えば180°ずれていることを特徴とする。 In the present invention, a rotor provided with a cylindrical stator provided with a first stator core and a second stator core arranged so as to overlap in the motor axial direction, and a rotor magnet whose outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator. And a second magnetized region facing the pole teeth of the first stator core and the second magnetized region facing the pole teeth of the second stator core on the outer peripheral surface of the rotor magnet. And the first and second magnetized regions are characterized in that the positions of the N pole and the S pole are deviated from each other by a predetermined angle, for example, 180 °.
本発明では、着磁コイルとして、着磁ヨークの軸線方向の一方側領域に設けた第1の着磁コイルと、着磁ヨークの軸線方向の他方側領域に設けた第2の着磁コイルとが用いられているため、ロータマグネットの外周面には、第1の着磁コイルおよび第2の着磁コイルによって各々独立した着磁が可能である。このため、ロータマグネットの外周面に所定の着磁領域を好適に形成できる。 In the present invention, as the magnetizing coil, a first magnetizing coil provided in one side region in the axial direction of the magnetizing yoke, and a second magnetizing coil provided in the other region in the axial direction of the magnetizing yoke; Therefore, the outer peripheral surface of the rotor magnet can be magnetized independently by the first magnetizing coil and the second magnetizing coil. For this reason, a predetermined magnetization region can be suitably formed on the outer peripheral surface of the rotor magnet.
以下に、図面を参照して、本発明を適用したロータマグネットの製造方法およびステッピングモータを説明する。 A rotor magnet manufacturing method and a stepping motor to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1および図2は、本発明が適用されるステッピングモータの縦断面図、およびステッピングモータの要部を分解して示す説明図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 and FIG. 2 are a longitudinal sectional view of a stepping motor to which the present invention is applied, and an explanatory view showing an exploded main part of the stepping motor.
図1および図2に示すように、本形態のステッピングモータ1は、PM型ステッピングモータであり、円筒状の永久磁石からなるロータマグネット22およびロータマグネット22から延びた回転軸21を備えたロータ2と、ロータマグネット22を囲むように配置された円筒状のステータ3とを有している。ロータマグネット22は、回転軸21に対して基端側(反出力端側)に構成され、出力端側が大きく突き出た構成になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the stepping
ステータ3は、モータ軸線方向に重ねて配置された第1のステータ組4と第2のステータ組5から構成されている。これらのステータ組4、5のうち、先端側に位置する第1のステータ組4は、第1の外ステータコア41と、コイルが巻回された第1のボビン42と、このボビン42を第1の外ステータコア41との間に挟む第1の内ステータコア43とから構成され、第1のボビン42の内周面に沿って、第1の外ステータコア41、および第1の内ステータコア43のそれぞれに形成された複数の極歯411、431が並んでいる。同様に、基端側に位置する第2のステータ組5も、第2の外ステータコア51と、コイルが巻回された第2のボビン52と、このボビン52を第2の外ステータコア51との間に挟む第2の内ステータコア53とから構成され、第2のボビン52の内周面に沿って、第2の外ステータコア51、および第2の内ステータコア53のそれぞれに形成された複数の極歯511、531が並んでいる。ここで、第1のステータ組4と第2のステータ組5とでは、電気角が90°ずれた2相構造となっている。
The
第1および第2のボビン42、52は、いずれも樹脂成形品であり、コイル巻線421、521が巻回された円筒状胴部422、522と、この円筒状胴部422、522の上端側および下端側に形成されたフランジ部423、424、523、524とを備えている。
The first and
ここで、第1のステータ組4と第2のステータ組5は直接、重ねられており、第1の内ステータコア43と第2の内ステータコア53は、接触部分30で直接、接している。なお、第1の内ステータコア43と第2の内ステータコア53は溶接などで接合されていることもある。
Here, the first stator set 4 and the second stator set 5 are directly overlapped, and the first
回転軸21の先端側(図示せず)は、ステータ3に固着されたコの字形状の取り付け板8に固定されている一方、回転軸21の基端側は、ラジアル軸受7によって支持されている。ラジアル軸受7は、第2のステータ組5を構成する第2の内ステータコア53の内周面に嵌め込み固定されている。また、ラジアル軸受7は端板6で固定されている。なお、ロータマグネット22の基端面には、回転軸21の周りにラジアル軸受部7が入り込む凹部26が形成され、先端面にも、回転軸21の周りに凹部27が形成されている。
The distal end side (not shown) of the
(ロータマグネットの詳細構成)
図3(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明の実施の形態1に係るステッピングモータに用いたロータマグネットの外周面の磁束密度を計測した結果をロータマグネットの外周面を展開した座標上に三次元的に示す説明図、ロータマグネットの第1の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、ロータマグネットの無着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、およびロータマグネットの第2の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図である。
(Detailed configuration of rotor magnet)
3A, 3B, 3C and 3D show the results of measuring the magnetic flux density of the outer peripheral surface of the rotor magnet used in the stepping motor according to
このように構成したステッピングモータ1において、本形態では、ロータマグネット22は、外径寸法が軸線方向で一定の円筒形状を有している。また、ロータマグネット22の外周面には、軸線方向の一方側領域で第1の外ステータコア41および第1の内ステータコア43の各極歯411、431に対向する第1の着磁領域221と、軸線方向の他方側領域で第2の外ステータコア51および第2の内ステータコア53の各極歯511、531に対向する第2の着磁領域222とを備えている。また、ロータマグネット22の外周面には、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222との間において第1の内ステータコア43と第2の内ステータコア53との接触部分30に対向する領域に無着磁領域223が形成されている。
In the stepping
このように構成したロータマグネット22の外周面の磁束密度を計測した結果をロータマグネットの外周面を展開した座標上に三次元的に示すと、図3(a)に示すように表れる。すなわち、図3(b)、(d)に実線L221、L222で示すように、第1の着磁領域221および第2の着磁領域222は、周方向においてN極とS極とが交互に並ぶ多極着磁領域になっている。また、図3(c)に実線L223で示すように、無着磁領域223は、磁束をほとんど検出できないほど磁束密度が極めて低く、第1の内ステータコア43と第2の内ステータコア53との接触部分30に対向する領域に磁束を収束させることがない。従って、それ故、ロータマグネット22には、その回転を妨げるような大きなディテントトルクが発生しないので、本形態のステッピングモータ1では振動やノイズが発生しない。
If the result of measuring the magnetic flux density on the outer peripheral surface of the
また、ロータマグネット22は、軸線方向の全体で外径寸法が一定の円筒形状を有しており、このようなロータマグネット22であれば、安価かつ、磁気性能に優れた材料で成形できる。
Further, the
(ロータマグネット22の製造方法)
図4(a)〜(g)は各々、本形態の製造方法で用いる着磁装置の断面図、着磁ヨークの平面図、着磁ヨークの底面図、着磁ヨークの挿入孔内にロータマグネットを挿入した状態を拡大して示す断面図、着磁ヨークの内周面を拡大して示す斜視図、第1の着磁コイルと第2の着磁コイルを直列接続したときの等価回路図、および第1の着磁コイルと第2の着磁コイルを並列接続したときの等価回路図である。
(Method for manufacturing rotor magnet 22)
4A to 4G are cross-sectional views of a magnetizing apparatus used in the manufacturing method of the present embodiment, a plan view of the magnetizing yoke, a bottom view of the magnetizing yoke, and a rotor magnet in the insertion hole of the magnetizing yoke. Sectional drawing which expands and shows the state which inserted A, the perspective view which expands the internal peripheral surface of a magnetizing yoke, the equivalent circuit diagram when the 1st magnetizing coil and the 2nd magnetizing coil are connected in series, It is an equivalent circuit diagram when the first magnetizing coil and the second magnetizing coil are connected in parallel.
次に、ロータマグネット22の製造方法のうち、磁性材料を成形してなる未着磁のロータマグネット22に着磁する工程を説明する。
Next, of the manufacturing method of the
本形態では、図4(a)〜(e)に示すように、着磁装置10として、第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152を各々一方側領域および他方側領域に設けた着磁ヨーク11に用いる。この着磁ヨーク11には、軸線方向に挿入孔130が形成されているので、この挿入孔130内に着磁前のロータマグネット22を挿入した状態で第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152に通電することにより、ロータマグネット22の外周面に着磁を施すことができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4E, as the magnetizing
このような着磁工程を行うにあたって、本形態では、着磁ヨーク11として、第1の着磁コイル151を設けた一方側領域を構成する第1の着磁ヨーク111と、第2の着磁コイル152を設けた他方側領域を構成する第2の着磁ヨーク112とに分割したヨークを用いる。ここで、第1の着磁ヨーク111および第2の着磁ヨーク112は、それらを軸線方向で重ねたときに挿入孔130を構成する孔131、132が形成されており、第1の着磁ヨーク111および第2の着磁ヨーク112の孔131、132の内周面には、軸線方向に延びて両端部に達する複数のコイル線配置用の溝161、162が周方向に等角度間隔に形成されている。また、第1の着磁ヨーク111に対して第1の着磁コイル151は、内側の端部で折り返すとともに、隣接するコイル同士を外側の端部で加締した後、ハンダ150などで接続され、第2の着磁ヨーク112に対して第2の着磁コイル152は、内側の端部で折り返すとともに、隣接するコイル同士を反対側の端部で加締した後、ハンダ(図示せず)などで接続されている。第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152からは、端子を備えた給電線171、172が引き出されており、第1の着磁コイル151と第2の着磁コイル152は、図4(f)、(g)に示すように、直列接続された状態、あるいは並列接続された状態で給電される。なお、第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152については各々、第1の着磁ヨーク111および第2の着磁ヨーク112の両端部で折り返してもよい。
In carrying out such a magnetizing step, in this embodiment, as the magnetizing yoke 11, the first magnetizing
また、本形態では、第1の着磁ヨーク111(一方側領域)と、第2の着磁ヨーク112(他方側領域)とが接する部分には、円弧状の段部141、142が形成されており、第1の着磁ヨーク111および第2の着磁ヨーク112を軸線方向で重ねたとき、これらの段部141、142は一体となって、着磁ヨーク11の内周面に、半径方向外側に凹む環状凹部140を構成する。従って、着磁ヨーク11の内周面には、環状凹部140によって、磁束が発生せず、あるいは、磁束が発生してもその密度が著しい非磁性領域が形成される。
Further, in this embodiment, arc-shaped
このような構成の着磁装置10において、挿入孔130内に着磁前のロータマグネット22を挿入した状態で第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152に通電すると、ロータマグネット22の外周面のうち、第1の着磁ヨーク111と対向する一方側領域にはN極とS極が周方向に交互に形成された第1の着磁領域221が形成され、第2の着磁ヨーク112と対向する他方側領域にはN極とS極が周方向に交互に形成された第2の着磁領域222が形成される。
In the magnetizing
ここで、第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152には、軸線方向で重なる部分には同一方向の電流が流される。従って、ロータマグネット22の第1の着磁領域221と第2の着磁領域222において、軸線方向で重なる位置には同一の磁極が形成され、電気角のずれがない。
Here, in the
また、ロータマグネット22の外周面のうち、環状凹部140と対向する部分は着磁されず、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222との間には無着磁領域223が形成される。しかも、本形態では、2つの着磁コイル151、152を用いているため、環状凹部140に相当する部分には着磁コイルが通っていない。それ故、略完全な無着磁領域223を形成することができる。
In addition, a portion of the outer peripheral surface of the
このように本形態によれば、軸線方向の全体で外径寸法が一定の円筒形状のロータマグネット22に対して無着磁領域223を容易に形成でき、かつ、このような無着磁領域223は、磁束がほとんど発生させない完全な無着磁領域であるため、2つのステータ組4、5がモータ軸線方向で重ねて配置されたステッピングモータ1を構成した場合でも、第1の内ステータコア43と第2の内ステータコア53との接触部分30に磁束を収束させない。
As described above, according to the present embodiment, the
[実施の形態2]
図5(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明の実施の形態2に係るステッピングモータに用いたロータマグネットの外周面の磁束密度を計測した結果をロータマグネットの外周面を展開した座標上に三次元的に示す説明図、ロータマグネットの第1の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、ロータマグネットの無着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図、およびロータマグネットの第2の着磁領域における磁束密度を展開して示す説明図である。
[Embodiment 2]
5A, 5B, 5C, and 5D show the results of measuring the magnetic flux density on the outer peripheral surface of the rotor magnet used in the stepping motor according to
実施の形態1では、ロータマグネット22を着磁する際、第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152には、軸線方向で重なる部分に同一方向の電流を流したが、第1の着磁コイル151と第2の着磁コイル152との接続を変更することにより、第1の着磁コイル151および第2の着磁コイル152において軸線方向で重なる部分に逆向きの方向の電流を流せば、図5(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、ロータマグネット22の第1の着磁領域221と第2の着磁領域222において、軸線方向で重なる位置には異なる磁極が形成される。従って、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222で、図5(b)、(d)に実線L221′、L222′で示すように、N極とS極の位置が電気角で180°ずれているロータマグネット22を製造でき、このようなロータマグネット22を用いれば、ロータ2が、実施の形態1と反対方向に回転するステッピングモータ1を構成することができる。
In the first embodiment, when the
なお、本形態では、実施の形態1と同様、第1の着磁ヨーク111と第2の着磁ヨーク112とが接する部分に環状凹部140(非磁性領域)を設けたため、図5(c)に実線L223′で示すように、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222との間に無着磁領域223を形成したが、あくまで、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222で、N極とS極の位置が電気角で180°ずらせばよい場合には、第1の着磁ヨーク111と第2の着磁ヨーク112とが接する部分から環状凹部40(非磁性領域)を省略すればよい。
In the present embodiment, as in the first embodiment, since the annular recess 140 (nonmagnetic region) is provided in the portion where the first
[その他の実施の形態]
上記実施の形態では、着磁ヨーク11の軸線方向の一方側領域に第1の着磁コイル151を配置し、着磁ヨーク11の軸線方向の他方側領域に第2の着磁コイル152を配置するにあたって、着磁コイル151、152を配置しやすいように、着磁ヨーク11を2つの着磁ヨーク111、112に分割したが、着磁コイル151、152の配置に支障がなければ、一体の着磁ヨーク11を用いてもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、着磁ヨーク11に非磁性領域を形成するにあたって、環状凹部40を形成したが、図7を参照して説明したように、第1の着磁ヨーク111と第2の着磁ヨーク112との間に非磁性材料119を配置してもよい。
In the above embodiment, the annular recess 40 is formed when the nonmagnetic region is formed in the magnetized yoke 11. However, as described with reference to FIG. A
さらに、実施の形態2では、第1の着磁領域221と第2の着磁領域222との間でN極とS極の位置が電気角で180°ずれるように第1の着磁コイル151と第2の着磁コイル152の位置および通電方向を設定したが、ずれ角度については電気角で180°に限らず、任意の電気角、例えば、電気角で90°あるいは270°ずれるように第1の着磁コイル151と第2の着磁コイル152の位置および通電方向を設定してもよい。
Further, in the second embodiment, the
1 ステッピングモータ
22 ロータマグネット
21 回転軸
2 ロータ
3 ステータ
4 第1のステータ組
5 第2のステータ組
10 着磁装置
11 着磁ヨーク
30 内ステータコア同士の接触部分
41 第1の外ステータコア
43 第1の内ステータコア
51 第2の外ステータコア
53 第2の内ステータコア
111 第1の着磁ヨーク
112 第2の着磁ヨーク
140 環状凹部(非磁性領域)
151 第1の着磁コイル
152 第2の着磁コイル
130 挿入孔
161、162 着磁ヨークの溝
221 第1の着磁領域
222 第2の着磁領域
223 無着磁領域
411、431、511、531 極歯
DESCRIPTION OF
151 First
Claims (11)
前記着磁コイルとして、前記着磁ヨークの軸線方向の一方側領域に設けた第1の着磁コイルと、前記着磁ヨークの軸線方向の他方側領域に設けた第2の着磁コイルとを用い、前記ロータマグネットの外周面に、軸線方向の一方側に位置する第1の着磁領域と、軸線方向の他方側に位置する第2の着磁領域とを形成することを特徴とするロータマグネットの製造方法。 By energizing the magnetizing coil provided in the magnetizing yoke with the rotor magnet before magnetizing inserted into the insertion hole formed in the axial direction of the magnetizing yoke, the outer peripheral surface of the rotor magnet is magnetized. In the manufacturing method of the rotor magnet to be applied,
As the magnetizing coil, a first magnetizing coil provided in one side region in the axial direction of the magnetizing yoke and a second magnetizing coil provided in the other region in the axial direction of the magnetizing yoke And a first magnetized region located on one side in the axial direction and a second magnetized region located on the other side in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the rotor magnet. Magnet manufacturing method.
前記ロータマグネットの周りには、前記第1の着磁領域に対向する極歯を備えた第1のステータコアと、前記第2の着磁領域に対向する極歯を備えた第2のステータコアとがモータ軸線方向で重ねて配置された円筒状のステータが配置されていることを特徴とするモータ。 A motor having a rotor magnet manufactured by the method of manufacturing a rotor magnet according to any one of claims 1 to 7,
Around the rotor magnet, there are a first stator core having pole teeth facing the first magnetized region and a second stator core having pole teeth facing the second magnetized region. A motor having a cylindrical stator arranged in an overlapping manner in the motor axial direction.
前記ロータマグネットは、外径寸法が軸線方向で一定の円筒形状を有し、
前記ロータマグネットの外周面には、前記第1のステータコアの極歯に対向する第1の着磁領域と前記第2のステータコアの極歯に対向する第2の着磁領域とが形成されているとともに、前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域との間に無着磁領域が形成されていることを特徴とするモータ。 A motor having a cylindrical stator provided with a first stator core and a second stator core arranged so as to overlap in the motor axial direction, and a rotor provided with a rotor magnet whose outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator In
The rotor magnet has a cylindrical shape whose outer diameter dimension is constant in the axial direction,
A first magnetized region facing the pole teeth of the first stator core and a second magnetized region facing the pole teeth of the second stator core are formed on the outer peripheral surface of the rotor magnet. In addition, a non-magnetized region is formed between the first magnetized region and the second magnetized region.
前記ロータマグネットの外周面には、前記第1のステータコアの極歯に対向する第1の着磁領域と前記第2のステータコアの極歯に対向する第2の着磁領域とが形成され、
前記第1の着磁領域と前記第2の着磁領域とは、N極とS極の位置が所定の電気角ずれていることを特徴とするモータ。 A motor having a cylindrical stator provided with a first stator core and a second stator core arranged so as to overlap in the motor axial direction, and a rotor provided with a rotor magnet whose outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator In
On the outer peripheral surface of the rotor magnet, a first magnetized region facing the pole teeth of the first stator core and a second magnetized region facing the pole teeth of the second stator core are formed,
The motor characterized in that the first magnetized region and the second magnetized region are deviated from each other by a predetermined electrical angle between the N pole and the S pole.
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