JP3517586B2 - モータ - Google Patents

モータ

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JP3517586B2
JP3517586B2 JP11607898A JP11607898A JP3517586B2 JP 3517586 B2 JP3517586 B2 JP 3517586B2 JP 11607898 A JP11607898 A JP 11607898A JP 11607898 A JP11607898 A JP 11607898A JP 3517586 B2 JP3517586 B2 JP 3517586B2
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coil
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超小型に構成した円柱
形状のモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の小型円筒形状のステップモータと
しては、図１２に示すものがある。ボビン１０１にステ
ータコイル１０５が同心状に巻回され、ボビン１０１は
２個のステータヨーク１０６で軸方向に挟持固定されて
おり、かつステータヨーク１０６にはボビン１０１の内
径面円周方向にステータ歯１０６ａと１０６ｂが交互に
配置され、ケース１０３には、ステータ歯１０６ａまた
は１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が固定されて
ステータ１０２が構成されている。
【０００３】２組のケース１０３の一方にはフランジ１
１５と軸受け１０８が固定され、他方のケース１０３に
は他の軸受け１０８が固定されている。ロータ１０９は
ロータ軸１１０に固定されたロータ磁石１１１からな
り、ロータ磁石１１１はステータ１０２のステータヨー
ク１０６ａと放射状の空隙部を形成している。そして、
ロータ軸１１０は２個の軸受け１０８の間に回転可能に
支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の小型のステップモータはステータコイル１０５への
通電により発生する磁束が図１３に示すように主にステ
ータ歯１０６の端面１０６ａ１とステータ歯１０６ｂの
端面１０６ｂ１とを通過するためのロータ磁石１１１に
効果的に作用しないのでモータの出力は高くならない欠
点がある。
【０００５】したがって、本発明は、第１に、出力の高
い小型のモータを提供することにある。
【０００６】本発明は、第２に、効率の高い小型のモー
タを提供することにある。
【０００７】本発明は、第３に、効率および出力の高い
小型のモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒形状に形成されると共に少なくとも
外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
マグネットを備え、該マグネットの軸方向に順に第１の
コイルと第２のコイルを配置し、前記第１のコイルによ
り励磁される第１の外側磁極部と第１の内側磁極部を前
記マグネットの外周面および内周面に同位相で対向させ
ると共に、また前記第２のコイルにより励磁される第２
の外側磁極部と第２の内側磁極部を前記ロータの外周面
および内周面に同位相で対向させるように構成されかつ
前記第１のコイルは前記マグネットと径方向に対して空
隙を介して対向する位置関係を持ち、前記第２のコイル
は前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向す
る位置関係を持ってなることを特徴とする。
【０００９】上記構成において、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るので効果的に作用し、第２
のコイルにより発生する磁束は第２の外側磁極部と第２
の内側磁極部の間にあるマグネットを横切るので効果的
に作用し、モータの出力を高める。
【００１０】第１のコイルはマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向する位置関係を持ち、第２のコイル
はマグネットと径方向に対して空隙を介して対向する位
置関係を持ってなることにより、第１のコイルの回りを
周回する磁束を直接マグネットを横切らせることができ
ると共に第１の外側磁極部とマグネットの外周面が対向
する部分の面積を大きくとることが可能となり、また第
２のコイルの回りを周回する磁束を直接マグネットを横
切らせることができると共に第２の外側磁極部とマグネ
ットの外周面が対向する部分の面積を大きくとることが
可能となる。これにより、コイルの発生する磁束のうち
マグネットを横切る磁束の割合が増えモータの出力が高
まる。
【００１１】上記目的を達成するために、本発明は、円
筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方向
にｎ分割して異なる極に交互に着磁された第１の着磁層
と該第１の着磁層に対し（１８０／ｎ）度位相がずれて
少なくとも外周面が周方向にｎ分割して異なる極に交互
に着磁された第２の着磁層からなるマグネットを備え、
該マグネットの軸方向に順に第１のコイルと第２のコイ
ルを配置し、前記第１のコイルにより励磁される第１の
外側磁極部と第１の内側磁極部を前記マグネットの外周
面および内周面に同位相で対向させるとともに、また前
記第２のコイルにより励磁される第２の外側磁極部と第
２の内側磁極部を前記ロータの外周面及び内周面に同位
相で対向させるように構成されかつ前記第１のコイルは
前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向する
位置関係を持ち、前記第２のコイルは前記マグネットと
径方向に対して空隙を介して対向する位置関係を持って
なることを特徴とする。
【００１２】上記構成において、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るので効果的に作用し、第２
のコイルにより発生する磁束は第２の外側磁極部と第２
の内側磁極部の間にあるマグネットを横切るので効果的
に作用し、モータの出力を高める。
【００１３】第１のコイルはマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向する位置関係を持ち、第２のコイル
はマグネットと径方向に対して空隙を介して対向する位
置関係を持ってなることにより、第１のコイルの回りを
周回する磁束を直接マグネットを横切らせることができ
ると共に第１の外側磁極部とマグネットの外周面が対向
する部分の面積を大きくとることが可能となり、また第
２のコイルの回りを周回する磁束を直接マグネットを横
切らせることができると共に第２の外側磁極部とマグネ
ットの外周面が対向する部分の面積を大きくとることが
可能となる。これにより、コイルの発生する磁束のうち
マグネットを横切る磁束の割合が増えモータの出力が高
まる。
【００１４】上記目的を達成するために、本発明は、さ
らに、前述の２つの構成の各々に加えて、マグネットは
軸方向に前記第１の外側磁極部の付け根部分から前記第
２の外側磁極部の付け根部分までの長さを持つことを特
徴とするものである。
【００１５】上記構成において、第１の外側磁極部から
第１の内側磁極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネッ
トを横切ることになり、第２の外側磁極部から第２の内
側磁極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを横切
ることになる。これによりコイルの発生する磁束のうち
回転力に変換される磁束の割合が増えることからモータ
の効率が高まる。
【００１６】上記目的を達成するために、本発明は、さ
らに、前述の２つの構成の各々に加えて、第１のコイル
のマグネットと径方向に対して空隙を介して対向してい
ない部分では径方向にマグネットと重なった位置関係を
持ち、また第２のコイルのマグネットと径方向に対向し
て空隙を介して対向していない部分では径方向にマグネ
ットと重なった位置関係を持つことを特徴とするもので
ある。
【００１７】上記構成において、第１の外側磁極部と第
１の内側磁極部を接合する空間部分にもコイルが配置さ
れ、第２の外側磁極部と第２の内側磁極部を接合する空
間部分にもコイルが配置される。これらにより、コイル
の巻き数が増えることから、モータの出力および効率が
高める。
【００１８】
【実施例】（実施例１）図１〜図４は本発明の実施例１
のステップモータを示す図であり、そのうち、図１はス
テップモータの分解斜視図であり、図２はステップモー
タの組み立て後の軸方向の断面図であり、図３は図２の
Ａ−Ａ線での断面図およびＢ−Ｂ線での断面図である。
図４は連結リングの一部を切り欠いて示す斜視図であ
る。
【００１９】図１から図４において、１はロータを構成
する円筒形状のマグネットであり、このロータであるマ
グネット１は、その外周表面を円周方向にｎ分割して
（本実施例では１０分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁
された着磁部を１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、
１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊとすると、この着磁部１ａ、１
ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉがＳ極に着磁され、着磁部１ｂ、
１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊがＮ極に着磁されている。ま
た、マグネットは射出成形により形成されるプラスチッ
クマグネット材料により構成されている。これにより円
筒形状の半径方向に関しては厚さを非常に薄く構成する
ことができる。また、マグネット１は軸方向中央部に内
径が小なる嵌合部１ｗを備えている。
【００２０】７はロータ軸となる出力軸で、この出力軸
７はロータであるマグネット１の嵌合部１ｗに圧入にて
固着されている。マグネット１は射出成形により形成さ
れるプラスチックマグネットからなるため圧入による組
み立てでも割れが発生することはなく、軸方向中央部に
内径が小なる嵌合部１ｗを備えるという複雑な形状でも
製造が容易となる。また、出力軸７とマグネット１は圧
入で組み立ておよび固着されるので組み立てが容易で安
価な製造が可能となる。また、出力軸７とマグネット１
とでロータを構成している。
【００２１】２および３は円筒形状のコイルであり、そ
の外径はマグネット１の内径より僅かに小さい寸法であ
る。コイル２および３はマグネット１と同心でかつマグ
ネット１の内側に入り込む位置に配置されている。
【００２２】１８および１９は軟磁性材料からなる第１
のステータおよび第２のステータで、第１のステータお
よび第２のステータの位相は１８０／ｎ度、即ち、１８
°ずれて配置され、これらの第１のステータおよび第２
のステータは外筒および内筒からなっている。
【００２３】第１のステータ１８の外筒はその先端部が
第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８
ｅを形成している。２１は第１の補助ステータで内径部
２１ｆが第１のステータ１８の内筒１８ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第１のステータの外側磁極１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対向した位相
で第１の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが形成されて
いる。第１の内側磁極の突出部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはそれぞれマグネット１の着磁に関
して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７
２度ずれて形成されており、また第１のステータ１８の
第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８
ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相にな
るように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて形成
されている。
【００２４】第２のステータ１９の外筒はその先端部が
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅを形成している。２２は第２の補助ステータで内径部
２２ｆが第２のステータ１８の内筒１９ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第２のステータの外側磁極１
９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに対向した位相
で第２の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが形成されて
いる。第２の内側磁極の突出部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはそれぞれマグネット１の着磁に関
して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７
２度ずれて形成されており、また第２のステータ１９の
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相にな
るように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて形成
されている。
【００２５】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第２のステータ１
９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ
は切り欠き穴と軸に平行方向に延出する歯により構成さ
れている。この構成によりモータの直径を最小限にしつ
つ磁極の形成が可能になる。つまり、もし外側磁極を半
径方向に延びる凹凸で形成すると、その分モータの直径
は大きくなってしまうのであるが、本実施例では切り欠
き穴と軸に平行方向に延出する歯により外側磁極を構成
しているのでモータの直径を最小限に抑えることができ
る。
【００２６】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第１の内側磁極と
なる第１の補助ステータの外径部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはマグネット１の一端側の外周面お
よび内周面に対向してマグネットの一端側を挟み込むよ
うに設けられる。また、第１のステータ１８の穴１８ｇ
には出力軸７の一端部が回転可能に嵌合している。
【００２７】第２のステータ１９の外側磁極１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅおよび第２の内側磁極と
なる第２の補助ステータの外径部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはマグネット１の他端側の外周面お
よび内周面に対向してマグネットの他端側を挟み込むよ
うに設けられる。また、第１のステータ１９の穴１９ｇ
には出力軸７の他端部が回転可能に嵌合している。
【００２８】第１のステータ１８の外筒および内筒の間
にコイル２が設けられ、このコイル２に通電されること
により第１のステータ１８および第１の補助ヨーク２１
が励磁される。
【００２９】第２のステータ１９の外筒および内筒の間
にコイル３が設けられ、このコイル３に通電されること
により第２のステータ１９および第２の補助ヨーク２２
が励磁される。
【００３０】したがって、コイル２により発生する磁束
は外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅお
よび内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ
との間のロータであるマグネット１を横切るので、効果
的にロータであるマグネットに作用し、コイル３により
発生する磁束は外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄ、１９ｅおよび内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２
２ｄ、２２ｅとの間を横切るので、効果的にロータであ
るマグネットに作用し、モータの出力を高める。
【００３１】次に、コイルが発生する磁束がどのような
経路を流れるかを３次元の有限要素解析によって求めた
結果を図５に示す。この図５は、コイル３だけに電流を
流した場合を計算し、図２と同じ断面図における上半分
を表示している。なお、図５中の部品または部分で図１
〜図４中の部品または部分と同様なものは、図１〜図４
で用いた符号と同一の符号で示している。
【００３２】コイル３が発生する磁束で第２の外側磁極
１９ａに流れ込んだもののうち約１０％は第２の外側磁
極部１９ａから第１の外側磁極部１８ａへと流れ、６０
％は第２の外側磁極部１９ａと第２の内側磁極部２２ａ
が対向した部分を通って流れる。また、残りの３０％は
第２の外側磁極部１９ａから第２の内側磁極部２２ａへ
と互いに対向していない部分を通って流れる。なお、こ
の磁束が分配される割合は、ステータの軸回りの対称性
から、第２の外側磁極部１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅについても同じである。さらに、他のコイル２が発生
する磁束が第１の外側磁極部１８ａ〜１８ｅと第１の内
側磁極部２１ａ〜２１ｅに関する関係はコイル３が発生
する磁束と同様に分配される。
【００３３】このように、外側磁極に流れ込む磁束の約
９０％（６０％＋３０％）が外側磁極から内側磁極に流
れ、それは外側磁極の内面全体から出ている。したがっ
て、外側磁極の内面全体にマグネット１の外周面を対向
させることにより、モータの出力は高まる。
【００３４】そこで、第１のコイル２をマグネット１の
内側に空隙を介して入り込んだ位置に配置することによ
り、第１の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８
ｄ、１８ｅとマグネット１の外周面が対向する部分の面
積を大きくとることが可能である。同様に、第２のコイ
ル３をマグネット１の内側に入り込んだ位置に配置する
ことにより、第２の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ、１９ｄ、１９ｅとマグネット１の外周面が対向する
部分の面積を大きくとることが可能である。これにより
コイルの回りを周回する磁束のうちマグネットを横切る
磁束の割合が増え、モータの出力が高まる。
【００３５】なお、ここでは、第１のコイル２および第
２のコイル３をそれぞれマグネット１の内側に入り込ん
だ位置に配置したが、マグネット１の外側を囲む配置と
しても同様に外側磁極とマグネットの外周面が対向する
面積を大きくとれることからモータの出力が高まる。
【００３６】第１のコイルがマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向する位置関係を持ち、第２のコイル
がマグネットと径方向に対して空隙を介して対向する位
置関係を持ってなることにより、第１のコイルの回りを
周回する磁束を直接マグネットを横切らせることができ
ると共に、第１の外側磁極部とマグネットの外周面が対
向する部分の面積を大きくとることが可能となり、また
第２のコイルの回りを周回する磁束を直接マグネットを
横切らせることができると共に、第２の外側磁極部とマ
グネットの外周面が対向する部分の面積を大きくとるこ
とが可能となる。これによりコイルの発生する磁束のう
ちマグネットを横切る磁束の割合が増え、モータの出力
が高まる。
【００３７】なお、外側磁極部の付け根部分１８ｒまた
は１９ｒ（ステータの基部１８ｓまたは１９ｓと外側磁
極を形成する歯との境界箇所）（図１、図２も参照）よ
り奥の部分（ステータの基部側、即ち、ステータの外筒
と内筒をつなぐ部分に近い側）における磁束はロータの
回転に寄与しない。
【００３８】このため、マグネットは軸方向に第１の外
側磁極部１８の付け根部分１８ｒから第２の外側磁極部
１９の付け根部分１９ｒまでの長さがあれば十分であ
る。また、マグネットは軸方向に第１の外側磁極部の付
け根部分１８ｒから第２の外側磁極部の付け根部分１９
ｒまでの長さを持つことで、第１の外側磁極部から第１
の内側磁極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを
横切ることになり、第２の外側磁極部から第２の内側磁
極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを横切るこ
とになる。この結果、コイルに発生する磁束のうち回転
力に変換される磁束の割合が増えることからモータの効
率が高まる。
【００３９】２０は非磁性材料からなる円筒形状部材と
しての連結リングであり、その詳細は図４に一部を切り
欠いて斜視図として示されている。この連結リング２０
の内側の一端側には溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄ、２０ｅが設けられ、他端側には溝２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに対して位相を１８０／ｎ度、
即ち、１８度ずらした溝２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０
ｉ、２０ｊが設けられ、溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄ、２０ｅに第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、
１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅを嵌合し、溝２０ｆ、
２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊに第２のステータの外
側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを嵌合
し、これらの部材間を接着剤により固定する。これら第
１のステータ１８と第２のステータは連結リング２０の
内面側の突出部２０ｋによりある距離だけ間隔を隔てて
固定されている。
【００４０】即ち、第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの先端と第２のス
テータの外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１
９ｅの先端とが向き合うように配置されている。連結リ
ングは、非磁性材料により構成したことにより、第１の
ステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回路上分断
でき、互いに影響を及ぼさないようにできることでモー
タの性能が安定する。
【００４１】図２はステップモータの断面図であり、図
３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２のＡ−Ａ線で
の断面図を示し、図３（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）
は図２のＢ−Ｂ線での断面図を示している。図３（ａ）
と（ｅ）とが同時点での断面図であり、図３（ｂ）と
（ｆ）とが同時点での断面図であり、図３（ｃ）と
（ｇ）とが同時点での断面図であり、図３（ｄ）と
（ｈ）とが同時点での断面図である。
【００４２】次に、ステップモータの動作を説明する。
図３（ａ）と（ｅ）との状態からコイル２および３に通
電し、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、１８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の補助ヨーク
２１からなる第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、
２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の外側
磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＮ極と
し、第２の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＳ極に励磁する
と、ロータであるマグネット１は反時計方向に１８度回
転し、図３（ｂ）と（ｆ）に示す状態となる。
【００４３】次に、コイル３への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からな
る第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２
１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＳ極とし、第２
の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＮ極に励磁すると、ロー
タであるマグネット１はさらに反時計方向に１８度回転
し、図３（ｃ）と（ｇ）に示す状態となる。
【００４４】次に、コイル２への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＮ極とし、第１の補助ヨーク２１からな
る第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２
１ｅをＳ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＳ極とし、第２
の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＮ極に励磁すると、ロー
タであるマグネット１はさらに反時計方向に１８度回転
し、図３（ｄ）と（ｈ）に示す状態となる。
【００４５】以後、このようにコイル２およびコイル３
への通電方向を順次切り換えていくことによりロータで
あるマグネット１は通電位相に応じた位置へと回転して
いくものである。
【００４６】ここで、このような構成のステップモータ
がモータを超小型化する上で最適な構成であることにつ
いて述べる。ステップモータの基本構成について述べる
と、（１）マグネットを中空の円筒形状に形成している
こと、（２）マグネットの外周面を周方向にｎ分割して
異なる極に交互に着磁していること、（３）マグネット
の径方向に内側磁極、コイル，マグネット、外側磁極を
順に配置していること、（４）第１、第２のコイルによ
り励磁される第１、第２のステータの外側磁極および内
側磁極をマグネットの外周面および内周面と対向させて
いること、（５）外側磁極を切り欠き穴と軸に平行方向
に延出する歯により構成していること、である。
【００４７】このステップモータの径はマグネットおよ
びコイルの径にステータの磁極を対向させるだけの大き
さがあればよく、また、ステップモータの長さはマグネ
ットの長さがあればよいことになる。このため、ステッ
プモータの大きさはマグネットとコイルの径と長さによ
って決まるもので、マグネットおよびコイルの径と長さ
をそれぞれ非常に小さくすれば、ステップモータを超小
型にすることができるものである。
【００４８】このとき、マグネットおよびコイルの径と
長さをそれぞれ非常に小さくすると、ステップモータと
しての精度を維持することが難しくなるが、これはマグ
ネットを中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状
に形成されたマグネットの外周面および内周面に第１、
第２のステータの外側磁極および内側磁極を対向させる
単純な構造によりステップモータの精度の問題を解決し
ている。このとき、マグネットの外周面だけでなく、マ
グネットの内周面も円周方向に分割すれば、モータの出
力をさらに高めることができる。
【００４９】（実施例２）この実施例２では、実施例１
に対して第１のステータ１８と第２のステータ１９との
相対回転位置を全く同じにしてかつ第１のステータの外
側磁極と内側磁極に挟まれるマグネット１の着磁部の着
磁位相を１８０／ｎ度、即ち、１８度ずらして構成した
ものである。
【００５０】図６〜図９は本発明の実施例２のステップ
モータを示す図であり、そのうち、図６はステップモー
タの分解斜視図であり、図７はステップモータの組み立
て後の軸方向の断面図であり、図８は図７のＡ−Ａ線で
の断面図およびＢ−Ｂ線での断面図である。図８は連結
リングの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【００５１】図６から図９において、１はロータを構成
する円筒形状のマグネットであり、このロータであるマ
グネット１は、軸方向に２つの着磁層、即ち、第１の着
磁層と第２の着磁層を備えている。第１の着磁層はマグ
ネット１の外周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例
では１０分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁された着磁
部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、
１ｉ、１ｊからなり、この着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１
ｇ、１ｉがＳ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、
１ｈ、１ｊがＮ極に着磁されている。また、第２の着磁
層はマグネット１の外周表面を円周方向にｎ分割して
（本実施例では１０分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁
された着磁部１ｋ、１ｌ、１ｍ、１ｎ、１ｐ、１ｑ、１
ｒ、１ｓ、１ｔ、１ｕからなり、この着磁部１ｋ、１
ｍ、１ｐ、１ｒ、１ｔがＳ極に着磁され、着磁部１ｌ、
１ｎ、１ｑ、１ｓ、１ｕがＮ極に着磁されている。
【００５２】また、マグネットは射出成形により形成さ
れるプラスチックマグネット材料により構成されてい
る。これにより円筒形状の半径方向に関しては厚さを非
常に薄く構成することができる。また、マグネット１は
軸方向中央部に内径が小なる嵌合部１ｗを備えている。
【００５３】７はロータ軸となる出力軸で、この出力軸
７はロータであるマグネット１の嵌合部１ｗに圧入にて
固着されている。マグネット１は射出成形により形成さ
れるプラスチックマグネットからなるため圧入による組
み立てでも割れが発生することはなく、軸方向中央部に
内径が小なる嵌合部１ｗを備えるという複雑な形状でも
製造が容易となる。また、出力軸７とマグネット１は圧
入で組み立ておよび固着されるので組み立てが容易で安
価な製造が可能となる。また、出力軸７とマグネット１
とでロータを構成している。
【００５４】２および３は円筒形状のコイルであり、そ
の外径はマグネット１の内径より僅かに小さい寸法であ
る。コイル２および３はマグネット１と同心でかつマグ
ネット１の内側に入り込む位置に配置されている。
【００５５】１８および１９は軟磁性材料からなる第１
のステータおよび第２のステータで、第１のステータお
よび第２のステータの位相は同位相で全く向かい合って
配置され、これらの第１のステータおよび第２のステー
タは外筒および内筒からなっている。
【００５６】第１のステータ１８の外筒はその先端部が
第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８
ｅを形成している。２１は第１の補助ステータで内径部
２１ｆが第１のステータ１８の内筒１８ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第１のステータの外側磁極１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対向した位相
で第１の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが形成されて
いる。第１の内側磁極の突出部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはそれぞれマグネット１の着磁に関
して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７
２度ずれて形成されており、また第１のステータ１８の
第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８
ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相にな
るように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて形成
されている。第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄ、１８ｅと第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはマグネット１の第１の着磁層に対
してそれぞれ外周面と内周面に対向して配置され、第１
の外側磁極と第１の内側磁極でマグネット１の第１の着
磁層を隙間を持って挟み込む構成となっている。
【００５７】第２のステータ１９の外筒はその先端部が
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅを形成している。２２は第２の補助ステータで内径部
２２ｆが第２のステータ１８の内筒１９ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第２のステータの外側磁極１
９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに対向した位相
で第２の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが形成されて
いる。第２の内側磁極の突出部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはそれぞれマグネット１の着磁に関
して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７
２度ずれて形成されており、また第２のステータ１９の
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相にな
るように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて形成
されている。第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄ、１９ｅと第１の内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはマグネット１の第２の着磁層に対
してそれぞれ外周面と内周面に対向して配置され、第２
の外側磁極と第２の内側磁極でマグネット１の第２の着
磁層を隙間を持って挟み込む構成となっている。
【００５８】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第２のステータ１
９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ
は切り欠き穴と軸に平行方向に延出する歯により構成さ
れている。この構成によりモータの直径を最小限にしつ
つ磁極の形成が可能になる。つまり、もし外側磁極を半
径方向に延びる凹凸で形成すると、その分モータの直径
は大きくなってしまうのであるが、本実施例では切り欠
き穴と軸に平行方向に延出する歯により外側磁極を構成
しているのでモータの直径を最小限に抑えることができ
る。
【００５９】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第１の内側磁極と
なる第１の補助ステータの外径部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはマグネット１の一端側、即ち、第
１の着磁層の外周面および内周面に対向してマグネット
の一端側を挟み込むように設けられる。また、第１のス
テータ１８の穴１８ｇには出力軸７の一端部が回転可能
に嵌合している。
【００６０】第２のステータ１９の外側磁極１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅおよび第２の内側磁極と
なる第２の補助ステータの外径部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはマグネット１の他端側、即ち第２
の着磁層の外周面および内周面に対向してマグネットの
他端側を挟み込むように設けられる。また、第１のステ
ータ１９の穴１９ｇには出力軸７の他端部が回転可能に
嵌合している。
【００６１】第１のステータ１８の外筒および内筒の間
にコイル２が設けられ、このコイル２に通電されること
により第１のステータ１８および第１の補助ヨーク２１
が励磁される。
【００６２】第２のステータ１９の外筒および内筒の間
にコイル３が設けられ、このコイル３に通電されること
により第２のステータ１９および第２の補助ヨーク２２
が励磁される。
【００６３】したがって、コイル２により発生する磁束
は外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅお
よび内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ
との間のロータであるマグネット１を横切るので、効果
的にロータであるマグネットに作用し、コイル３により
発生する磁束は外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄ、１９ｅおよび内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２
２ｄ、２２ｅとの間を横切るので、効果的にロータであ
るマグネットに作用し、モータの出力を高める。
【００６４】なお、外側磁極に流れ込む磁束の経路と割
合は、実施例１に関連して図５で説明した通りである。
即ち、外側磁極に流れ込む磁束の約９０％が外側磁極か
ら内側磁極に流れ、それは外側磁極の内面全体から出て
いる。したがって、外側磁極の内面全体にマグネット１
の外周面を対向させることにより、モータの出力が高ま
る。
【００６５】そこで、第１のコイル２をマグネット１の
内側に空隙を介して入り込んだ位置に配置することによ
り、第１の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８
ｄ、１８ｅとマグネット１の外周面が対向する部分の面
積を大きくとることが可能である。同様に、第２のコイ
ル３をマグネット１の内側に入り込んだ位置に配置する
ことにより、第２の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ、１９ｄ、１９ｅとマグネット１の外周面が対向する
部分の面積を大きくとることが可能である。これにより
コイルの回りを周回する磁束のうちマグネットを横切る
磁束の割合が増え、モータの出力が高まる。
【００６６】なお、ここでは、第１のコイル２および第
２のコイル３をそれぞれマグネット１の内側に入り込ん
だ位置に配置したが、マグネット１の外側を囲む配置と
しても同様に外側磁極とマグネットの外周面が対向する
面積を大きくとれることからモータの出力が高まる。
【００６７】第１のコイルがマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向する位置関係を持ち、第２のコイル
がマグネットと径方向に対して空隙を介して対向する位
置関係を持ってなることにより、第１のコイルの回りを
周回する磁束を直接マグネットを横切らせることができ
ると共に、第１の外側磁極部とマグネットの外周面が対
向する部分の面積を大きくとることが可能となり、また
第２のコイルの回りを周回する磁束を直接マグネットを
横切らせることができると共に、第２の外側磁極部とマ
グネットの外周面が対向する部分の面積を大きくとるこ
とが可能となる。これによりコイルの発生する磁束のう
ちマグネットを横切る磁束の割合が増え、モータの出力
が高まる。
【００６８】なお、外側磁極部の付け根部分１８ｒまた
は１９ｒより奥の部分（ステータの基部側１８ｓまたは
１９ｓ）における磁束はロータの回転に寄与しない。
【００６９】このため、マグネットは軸方向に第１の外
側磁極部１８の付け根部分１８ｒから第２の外側磁極部
１９の付け根部分１９ｒまでの長さがあれば十分であ
る。また、マグネットは軸方向に第１の外側磁極部の付
け根部分１８ｒから第２の外側磁極部の付け根部分１９
ｒまでの長さを持つことで、第１の外側磁極部から第１
の内側磁極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを
横切ることになり、第２の外側磁極部から第２の内側磁
極部に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを横切るこ
とになる。この結果、コイルに発生する磁束のうち回転
力に変換される磁束の割合が増えることからモータの効
率が高まる。
【００７０】２０は非磁性材料からなる円筒形状部材と
しての連結リングであり、その詳細は図９に一部を切り
欠いて斜視図として示されている。この連結リング２０
の内側の一端側には溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄ、２０ｅが設けられ、他端側には溝２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに対して同位相の溝２０ｆ、２
０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊが設けられ、溝２０ａ、
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに第１のステータ１８
の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅを
嵌合し、溝２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊに
第２のステータの外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１
９ｄ、１９ｅを嵌合し、これらの部材間を接着剤により
固定する。これら第１のステータ１８と第２のステータ
は連結リング２０の内面側の突出部２０ｋ、２０ｎによ
りある距離だけ間隔を隔てて固定されている。
【００７１】即ち、第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの先端と第２のス
テータの外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１
９ｅの先端とが向き合うように配置されている。連結リ
ングは、非磁性材料により構成したことにより、第１の
ステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回路上分断
でき、互いに影響を及ぼさないようにできることでモー
タの性能が安定する。
【００７２】図７はステップモータの断面図であり、図
８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図７のＡ−Ａ線で
の断面図を示し、図８（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）
は図７のＢ−Ｂ線での断面図を示している。図８（ａ）
と（ｅ）とが同時点での断面図であり、図８（ｂ）と
（ｆ）とが同時点での断面図であり、図８（ｃ）と
（ｇ）とが同時点での断面図であり、図８（ｄ）と
（ｈ）とが同時点での断面図である。
【００７３】次に、ステップモータの動作を説明する。
図８（ａ）と（ｅ）との状態からコイル２および３に通
電し、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、１８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の補助ヨーク
２１からなる第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、
２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の外側
磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＮ極と
し、第２の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＳ極に励磁する
と、ロータであるマグネット１は反時計方向に１８度回
転し、図８（ｂ）と（ｆ）に示す状態となる。
【００７４】次に、コイル３への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からな
る第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２
１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＳ極とし、第２
の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＮ極に励磁すると、ロー
タであるマグネット１はさらに反時計方向に１８度回転
し、図８（ｃ）と（ｇ）に示す状態となる。
【００７５】次に、コイル２への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＮ極とし、第１の補助ヨーク２１からな
る第１の内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２
１ｅをＳ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＳ極とし、第２
の補助ヨーク２２からなる第２の内側磁極２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅをＮ極に励磁すると、ロー
タであるマグネット１はさらに反時計方向に１８度回転
し、図８（ｄ）と（ｈ）に示す状態となる。
【００７６】以後、このようにコイル２およびコイル３
への通電方向を順次切り換えていくことによりロータで
あるマグネット１は通電位相に応じた位置へと回転して
いくものである。
【００７７】ここで、このような構成のステップモータ
がモータを超小型化する上で最適な構成であることにつ
いて述べる。ステップモータの基本構成について述べる
と、（１）マグネットを中空の円筒形状に形成している
こと、（２）マグネットの外周面を周方向にｎ分割して
異なる極に交互に着磁していること、（３）マグネット
の径方向に内側磁極、コイル，マグネット、外側磁極を
順に配置していること、（４）第１、第２のコイルによ
り励磁される第１、第２のステータの外側磁極および内
側磁極をマグネットの外周面および内周面と対向させて
いること、（５）外側磁極を切り欠き穴と軸に平行方向
に延出する歯により構成していること、である。
【００７８】このステップモータの径はマグネットおよ
びコイルの径にステータの磁極を対向させるだけの大き
さがあればよく、また、ステップモータの長さはマグネ
ットの長さがあればよいことになる。このため、ステッ
プモータの大きさはマグネットとコイルの径と長さによ
って決まるもので、マグネットおよびコイルの径と長さ
をそれぞれ非常に小さくすれば、ステップモータを超小
型にすることができるものである。
【００７９】このとき、マグネットおよびコイルの径と
長さをそれぞれ非常に小さくすると、ステップモータと
しての精度を維持することが難しくなるが、これはマグ
ネットを中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状
に形成されたマグネットの外周面および内周面に第１、
第２のステータの外側磁極および内側磁極を対向させる
単純な構造によりステップモータの精度の問題を解決し
ている。このとき、マグネットの外周面だけでなく、マ
グネットの内周面も円周方向に分割すれば、モータの出
力をさらに高めることができる。
【００８０】第１のステータ１８と第２のステータ１９
を同位相にしてあるので、例えば、外側磁極の間からコ
イル端子を引き出す場合、端子の位置が揃うので回路基
板（図示せず）にはんだ付けする際に容易となる。
【００８１】（実施例３）図１０〜図１１は本発明の実
施例３のステップモータを示す図であり、そのうち、図
１０はステップモータの分解斜視図であり、図１１はス
テップモータの組み立て後の軸方向の断面図である。ロ
ータであるマグネット１、出力軸７、第１のステータ１
８、第２のステータ１９、第１の補助ステータ２１、第
２の補助ステータ２２および連結リング２０は実施例１
と同じであり、その動作原理も実施例１と同じである。
【００８２】本実施例では、図１１に示すように第１の
コイル２および第２のコイル３の断面形状をＬ字形とし
ている。詳細には、第１のコイル２の外側磁極１８ａ、
１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの付け根部分１８ｒよ
り奥の部分（基部１８ｓ）内ではマグネット１と同じ外
径寸法までコイルの外径を大きくし、第２のコイル３の
外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの付
け根部分１９ｒより奥の部分（基部１９ｓ）内ではマグ
ネット１と同じ外径寸法までコイルの外径を大きくして
いる。
【００８３】これによって、コイルの巻き数が増えるこ
とから同じ電流で発生する磁束量が増え、モータの出力
が高まる。また、単位磁束を発生するのに必要なコイル
電流によるジュール損を低くできることから効率が高く
なる。なお、実施例１では、第１の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの付け根部分１８ｒより
奥の部分１８ｓおよび第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、
１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの付け根部分１９ｒより奥の部
分１９ｓの磁束はトルクに寄与しないことから空間部分
としたが、この実施例３では、この空間部分にコイルを
配置することからモータの寸法は実施例１と変わらな
い。
【００８４】なお、ここでは第１のコイル２および第２
のコイル３をそれぞれマグネット１の内側に入り込んだ
位置に配置した場合について説明したが、マグネット１
の外側を囲み込む配置の場合にも同様にモータの効率は
高まる。
【００８５】第１のコイルのマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向してない部分では径方向にマグネッ
トと重なった位置関係を持ち、また第２のコイルのマグ
ネットと径方向に対して空隙を介して対向してない部分
では径方向にマグネットと重なった位置関係を持つこと
によって、第１の外側磁極部と第１の内側磁極部を接合
する空間部分にもコイルが配置され、第２の外側磁極部
と第２の内側磁極部を接合する空間部分にもコイルが配
置される。これらにより、コイルの巻き数が増えること
から、モータの出力および効率が高まる。
【００８６】また、ここでは実施例１に示したマグネッ
ト１が１つの着磁層だけからなる場合について説明した
が、実施例２に示した第１の着磁層と第２の着磁層から
なる場合にも同様に適用できる。
【００８７】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
円筒形状に形成されるとともに少なくともその外周面を
周方向にｎ分割して異なる極に着磁されたマグネットを
備え、該マグネットの軸方向に第１のコイルと第２のコ
イルを順に配置し、第１コイルに励磁される第１の外側
磁極および第１の内側磁極を前記マグネットの一端側の
外周面および内周面に対向させるとともに第２のコイル
に励磁される第２の外側磁極および第２の内側磁極を前
記マグネットの他端側の外周面および内周面に対向させ
てモータを構成したものであるから、従来とは異なる全
く新規な構成のモータとすることができ、モータを超小
型化する上で最適な構成である。
【００８８】また、マグネットを中空の円筒形状に形成
し、この中空の円筒形状に形成されたマグネットの外周
面および内周面に第１、第２の外側磁極および内側磁極
を対向させることによりモータとして効果的な出力を得
ることができるものである。
【００８９】また、マグネットは前記したように射出成
形により形成されるプラスチックマグネット材料により
構成されており、これにより円筒形状の半径方向に関し
ては厚さは非常に薄くすることができる。そのため、第
１のステータの外側磁極と内側磁極との距離を非常に小
さくできコイルと第１のステータにより形成される磁気
回路の磁気抵抗は小さく構成できる。また、第２のステ
ータの外側磁極と内側磁極との距離を非常に小さくでき
コイルと第２のステータにより形成される磁気回路の磁
気抵抗は小さく構成できる。これにより少ない電流で多
くの磁束を発生させることができ、モータの出力アッ
プ、低消費電力化、コイルの小型化が達成される。
【００９０】この出力軸はロータであるマグネットの嵌
合部に圧入にて固着されている。マグネットは射出成形
により成形されるプラスチックマグネットからなるため
圧入による組み立てでも割れが発生することはなく、ま
た軸方向中央部に内径が小なる嵌合部を備えるという複
雑な形状でも製造が容易となる。また、出力軸とマグネ
ットは圧入で組み立ておよび固着されるので組み立てが
容易で安価で製造可能になる。
【００９１】第１のコイルがマグネットと径方向に対し
て空隙を介して対向する位置関係を持ち第２のコイルが
マグネットと径方向に対して空隙を介して対向する位置
関係を持ってなることにより、第１のコイルの回りを周
回する磁束を直接マグネットを横切らせることができる
とともに第１の外側磁極部とマグネットの外周面が対向
する面積を大きくとるが可能となり、第２のコイルの回
りを周回する磁束を直接マグネットを横切らせることが
できるとともに第２の外側磁極部とマグネットの外周面
が対向する面積を大きくとるが可能となる。これにより
コイルに発生する磁束のうちマグネットを横切る磁束の
割合が増えモータの出力が高まる。
【００９２】また、マグネットは軸方向に第１の磁極の
付け根部分から第２の磁極の付け根部分までの長さを持
たせることで、第１の外側磁極部から第１の内側磁極部
に流れる磁束のほぼすべてがマグネットを横切ることに
なり、第２の外側磁極部から第２の内側磁極部に流れる
磁束のほぼすべてがマグネットを横切ることになる。こ
れによりコイルの発生する磁束のうち回転力に変換され
る磁束の割合が増えることからモータの効率が高まる。
【００９３】さらに、第１のコイルのマグネットと径方
向に対して空隙を介して対向していない部分では径方向
にマグネットと重なった位置関係を持ち、また第２のコ
イルのマグネットと径方向に対して空隙を介して対向し
ていない部分では径方向にマグネットと重なった位置関
係を持つことによって、第１の外側磁極部と第１の内側
磁極部を接合する空間部分にもコイルが配置され、第２
の外側磁極部と第２の内側磁極部を接合する空間部分に
もコイルが配置される。これらによりコイルの巻き数が
増えることからモータの出力および効率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１のステップモータの
分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すステップモータの組み立て
完成状態の断面図である。
【図３】図３は、図２に示すステップモータのロータの
回転動作説明図である。
【図４】図４は、連結リングを一部切り欠いて示す斜視
図である。
【図５】図５は、コイルの発生する磁束の流れを説明す
るための断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２のステップモータの
分解斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すステップモータの組み立て
完成状態の断面図である。
【図８】図８は、図７に示すステップモータのロータの
回転動作説明図である。
【図９】図９は、連結リングを一部切り欠いて示す斜視
図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３のステップモー
タの分解斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すステップモータの組
み立て完成状態の断面図である。
【図１２】図１２は、従来例のステップモータの断面図
である。
【図１３】図１３は、従来例のステップモータのステー
タの様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１ マグネット ２ 第１のコイル ３ 第２のコイル ７ 出力軸 １８ 第１のステータ １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 第１の外
側磁極 １９ 第２のステータ １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ 第２の外
側磁極 ２０ 連結リング ２１ 第１の補助ヨーク ２２ 第２の補助ヨーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−331666（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−75558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132066（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244774（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 37/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円筒形状に形成されると共に少なくとも
    外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
    マグネットを備え、該マグネットの軸方向に順に第１の
    コイルと第２のコイルを配置し、前記第１のコイルによ
    り励磁される第１の外側磁極部と第１の内側磁極部を前
    記マグネットの外周面および内周面に同位相で対向させ
    ると共に、また前記第２のコイルにより励磁される第２
    の外側磁極部と第２の内側磁極部を前記ロータの外周面
    および内周面に同位相で対向させるように構成されかつ
    前記第１のコイルは前記マグネットと径方向に対して空
    隙を介して対向する位置関係を持ち、前記第２のコイル
    は前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向す
    る位置関係を持ってなることを特徴とするモータ。
  2. 【請求項２】 円筒形状に形成されるとともに少なくと
    も外周面が周方向にｎ分割して異なる極に交互に着磁さ
    れた第１の着磁層と該第１の着磁層に対し（１８０／
    ｎ）度位相がずれて少なくとも外周面が周方向にｎ分割
    して異なる極に交互に着磁された第２の着磁層からなる
    マグネットを備え、該マグネットの軸方向に順に第１の
    コイルと第２のコイルを配置し、前記第１のコイルによ
    り励磁される第１の外側磁極部と第１の内側磁極部を前
    記マグネットの外周面および内周面に同位相で対向させ
    るとともに、また前記第２のコイルにより励磁される第
    ２の外側磁極部と第２の内側磁極部を前記ロータの外周
    面及び内周面に同位相で対向させるように構成されかつ
    前記第１のコイルは前記マグネットと径方向に対して空
    隙を介して対向する位置関係を持ち、前記第２のコイル
    は前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向す
    る位置関係を持ってなることを特徴とするモータ。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のモータにおいて、前記マ
    グネットは軸方向に前記第１の外側磁極部の付け根部分
    から前記第２の外側磁極部の付け根部分までの長さを持
    つことを特徴とするモータ。
  4. 【請求項４】 請求項２記載のモータにおいて、前記マ
    グネットは軸方向に前記第１の外側磁極部の付け根部分
    から前記第２の外側磁極部の付け根部分までの長さを持
    つことを特徴とするモータ。
  5. 【請求項５】 請求項１または３記載のモータにおい
    て、前記第１のコイルの前記マグネットと径方向に対し
    て空隙を介して対向していない部分では径方向にマグネ
    ットと重なった位置関係を持ち、また前記第２のコイル
    の前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向し
    ていない部分では径方向にマグネットと重なった位置関
    係を持つことを特徴とするモータ。
  6. 【請求項６】 請求項２または４記載のモータにおい
    て、前記第１のコイルの前記マグネットと径方向に対し
    て空隙を介して対向していない部分では径方向にマグネ
    ットと重なった位置関係を持ち、また前記第２のコイル
    の前記マグネットと径方向に対して空隙を介して対向し
    ていない部分では径方向にマグネットと重なった位置関
    係を持つことを特徴とするモータ。
  7. 【請求項７】 中空の円筒形状のロータであるマグネッ
    トを径方向に横切るように磁束を発生させてロータであ
    るマグネットを回転させる形式のモータにおいて、 回転軸と、 円筒形状に形成されて所定のパターンで着磁されるとと
    もに、その内側中央部で前記回転軸へ取付けられたマグ
    ネットと、 該マグネットの軸方向の両側に配置された第１および第
    ２のコイルと、 第１のコイルを保持するとともに前記マグネットの外周
    面の一端側を囲むように複数の外側磁極が設けられた外
    筒を有し、かつ該外筒の内側に内筒を有する第１のステ
    ータと、 第２のコイルを保持するとともに前記マグネットの外周
    面の他端側を囲むように複数の外側磁極が設けられた外
    筒を有し、かつ該外筒の内側に内筒を有する第２のステ
    ータと、 前記第１のステータの前記内筒に保持され、半径方向で
    は前記マグネットの内周面の一端側と内筒との間にかつ
    軸方向では前記マグネットの取付け部分と前記第１のコ
    イルの間に配置された前記第１のステータの外側磁極と
    同位相で対向する第１の内側磁極となる第１の補助ヨー
    クと、 前記第２のステータの前記内筒に保持され、半径方向で
    は前記マグネットの内周面の他端側と内筒との間にかつ
    軸方向では前記マグネットの取付け部分と前記第２のコ
    イルの間に配置された前記第２のステータの外側磁極と
    同位相で対向する第２の内側磁極となる第２の補助ヨー
    クと、 を有することを特徴とするモータ。
  8. 【請求項８】 請求項７記載のモータにおいて、前記マ
    グネットは軸方向に前記第１の外側磁極部の付け根部分
    から前記第２の外側磁極部の付け根部分までの長さを持
    つことを特徴とするモータ。
  9. 【請求項９】 請求項７または８記載のモータにおい
    て、前記第１のおよび第２コイルの各々は、断面Ｌ字状
    のコイルであり、第１のコイルは軸方向で前記マグネッ
    トの端面と前記第１ステータとの間の空隙を占める部分
    を有し、第２のコイルは軸方向で前記マグネットの端面
    と前記第２ステータとの間の空隙を占める部分を有する
    ことを特徴とするモータ。
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