JP3518093B2

JP3518093B2 - 永久磁石式モータ

Info

Publication number: JP3518093B2
Application number: JP24973295A
Authority: JP
Inventors: 昭橋本; 順治川田; 裕治中原; 晴之米谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2004-04-12
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: JPH0993890A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型の永久磁石式モー
タに関するもであり、特に情報機器等の駆動機構に適し
た小形又は薄型の永久磁石式モータの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３７〜３９は第１の従来例で、特開平
１ー１１４３５８に開示されている小型扁平なステッピ
ングモータである。図３７（ａ）はケースを省いて回転
軸方向から見た正面図、図３７（ｂ）はケースの付いた
状態の正面図、図３７（ｃ）は側面図である。図３８は
図３７（ｂ）のＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図、図３
９（ａ）はロータを構成する永久磁石の斜視図、図３９
（ｂ）はロータの斜視図である。

【０００３】図中、１はステッピングモータ、３はロー
タヨーク、４は回転軸、５ａはロータである。６ａ、６
ｂ及び６ｃ、６ｄは、ステータヨーク７ａおよび７ｂの
開放端のそれぞれに形成されたステータ極歯である。９
ａ、９ｂはステータヨーク７ａ、７ｂにそれぞれ巻設さ
れたステータコイルである。１０ａ、１０ｂはステータ
である。１１は軸方向に着磁された円筒形の永久磁石
で、１３及び１４は永久磁石１１の端面に貼着された軟
鋼製の円板をプレス加工等により円筒櫛歯状に歯が複数
個形成されており、磁化されてＮ及びＳ極を成す磁極で
ある。１５はフレーム、１６は空隙で、ロータ５ａの磁
極１３、１４と極歯６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのロータ半
径方向の隙間をいう。ステータヨーク７ａ、７ｂのそれ
ぞれのステータ極歯６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのピッチ
は、対向するロータの磁極１３、１４のピッチと合致し
ている。ただし、ヨーク７ａと７ｂ間すなわち図３７
（ａ）のＧ間はロータの磁極ピッチの１／４だけずれて
いる。

【０００４】次の図４０は第２の従来例であり、ステー
タ極歯とロータ磁極の一般的な関係を示すロータの回転
軸に垂直な面で切った断面図である。図中、１０１は永
久磁石で周方向に多極着磁されている。１０２は永久磁
石１０１の着磁によって形成されている磁極で、この永
久磁石１０１の外周面に整列して配置されている。１０
３はロータヨーク、１０４は回転軸、１０５はロータで
あり、永久磁石１０１、ロータヨーク１０３、回転軸１
０４から成る。１０６、１０７はステータヨークであ
る。１６１ａ、１６２ａおよび、１７１ａ、１７２ａは
ステータヨーク１０６、１０７の各々の１対の開放端に
それぞれ形成されたステータ極歯である。１６０は永久
磁石１０１の外周面とステータ極歯１６１ａ、１６２
ａ、１７１ａ、１７２ａの間に一定の距離で設けられた
空隙である。

【０００５】このように、第１の従来例のモータでは、
軸方向に着磁された永久磁石１１に両端面から軟鋼板で
交互に配置された櫛歯状の細長い部分を磁極１３、１４
としたロータを用い、これら磁極１３、１４と一定の空
隙１６を介して対向する極歯６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ
は、コイル９ａ、９ｂを励磁すると磁化され、磁極１
３、１４との間で吸引力が働き、ロータが一定の状態で
ホールドされる。図３７（ａ）の例では、磁極１３がＮ
極、極歯６ｃがＳ極で、ロータ５ａをホールドしている
状態を示す。次に、例えば、コイル９ａの通電方向を変
えると極歯６ａ、６ｂが、主なホールドに寄与する状態
になり、ロータ５ａはロータの磁極ピッチの１／４相当
角度だけ回転する。

【０００６】第２の従来例では、８極に着磁された永久
磁石をロータに使っている例であるが、ロータ１０５の
外径寸法と同程度の高さ（図４０の上下方向寸法）にス
テータヨーク１０６、１０７を形成している。このと
き、ステータ極歯の１対（１６１ａ、１６２ａ）と他の
対（１７１ａ、１７２ａ）とは互い磁極ピッチの１／４
すなわち、位相角度９０゜ずらして配置されていた。ま
た、各々のステータヨークの１対のステータ極歯例え
ば、１６１ａと１６２ａとは、互いに位相角度１８０゜
ずらして配置されていた。そして、もう１対のステータ
極歯１７１ａ、１７２ａについても同様である。したが
って、８極の磁極をもつロータのように小径で磁極数の
少ないばあいには、１対のステータ極歯はロータの隣接
する２つの磁極に対向する位置に並んで配置されること
になる。それ故、これら１対の磁極の間での磁束の漏洩
を防ぐためには、各ステータ極歯１６１ａ、１６２ａ、
１７１ａ、１７２ａの極弧幅の角度を、対向するロータ
の磁極の磁極幅の角度より小さくしなければならない。
図４０はステータ極歯１７１ａ、１７２ａが励磁されて
いる状態を示している。次に、ステータ極歯１６１ａ、
１６２ａが励磁されると、ロータ１０５は磁極ピッチ角
度の１／４だけ回転する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、軟
鋼板で形成された櫛歯によってロータの磁極を構成する
ため、モータを薄形にして十分なトルクを得るには磁極
１３、１４を軸方向に長くして、ステータ極歯６ａ〜６
ｄに対向する面積を大きくする必要があるが、このよう
にすると、ステータ極歯から流入する磁束が増大する一
方、ロータヨーク３の軸方向断面積を大きくするのに限
界があるので、ロータヨーク３での磁束密度が飽和して
しまう。従って、薄形化にも限界がある。また、小径の
軟鋼板で形成される櫛歯の製造と磁極の組立が困難であ
るので、あまり小形のロータは出来ないという問題があ
る。また、磁極がロータの回転軸方向に長くなるとモー
タの軸方向の剛性を向上させるために櫛歯状の磁極を固
定するモールド等の作業が必要となり、精度良く小形に
することは困難となる。

【０００８】他方、第２の従来例では、周方向に多極着
磁された永久磁石を外周部に有するロータで構成してい
るので、第１の従来例のように軟鋼板で形成された櫛歯
に係わる問題点は無くなるが、１対のステータ極歯は隣
合うので隙間を空けなければならなく、ステータ極歯１
６１ａ、１６２ａ，１７１ａ，１７２ａの極弧幅の角度
を小さくしなければならないという問題がある。また、
１対のステータ極歯の隣同志の極歯間での磁束の漏洩は
少なからずあるので、十分な磁束が得られず駆動効率が
落ちて小形化に適さないという問題があった。

【０００９】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、駆動効率、組立性の良い小形又は薄
形に適した永久磁石式モータを得ることを目的としてい
る。さらに、小形又は薄形においてもトルク特性の良い
永久磁石式モータを得ることを目的にしている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る永久磁石式
モータにおいては、周方向に多極着磁された永久磁石を
外周部に有するロータと、この永久磁石の外周部に設け
られた１対のステータとを備えた永久磁石式モータにお
いて、永久磁石の磁極面と空隙を隔てて対向する１対の
ステータ極歯は、お互いに永久磁石の磁極のピッチの３
／４だけずれて配置され、１対のステータを構成するス
テータヨークは同一形状で、かつロータの回転軸を通る
面に対して互いに対称に配置されているものである。

【００１１】また、ステータヨークは複数に分割されて
いるものである。

【００１２】また、ステータヨークに巻設されるコイル
は、あらかじめボビンに巻回されているものである。

【００１３】また、ステータコイル用のボビンはステー
タヨークとの接触面にカシメ用突起部を有し、ステータ
ヨークのカシメ用突起部に対応する位置に結合穴を設け
たものである。

【００１４】また、ステータコイル用のボビンは、その
１部にロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
有するものである。

【００１５】また、ステータコイル用のボビンは、この
ステータコイル用のボビンを２つ互いに組み合わせてロ
ータの回転軸を支持するものである。

【００１６】また、ステータコイル用のボビンは、２つ
のステータコイルを所定の間隔を隔てて巻設するコイル
巻設部と、これらの２つのコイル巻設部に挟まれかつこ
れらの２つのコイル巻設部を結ぶ方向と直交する方向に
所定の間隔を隔てて設けられた２つの軸受け保持部を有
するものである。

【００１７】また、ロータの回転軸の軸端の各々の側に
あって、１対のステータコイルの同じ軸端側にある２つ
のコイル端を共通に覆うハウジングを備え、このハウジ
ングにロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
設けたものである。

【００１８】また、少なくとも１つのハウジングは、１
つのステータコイルの両コイル端を結ぶコイル部分のロ
ータから遠いコイル部分を覆うものである。

【００１９】また、ステータコイル用のボビンはロータ
の回転軸の軸端側にあるステータコイルのコイル端を挟
み収納するツバ部を有し、ロータの回転軸の２つの軸端
のそれぞれの側に、同じ軸端側にある１対のツバ部を共
通に覆いかつこれらのツバ部に保持されるハウジングを
備え、このハウジングは磁性材からなりロータの回転軸
を支持するための軸受け保持部を有しかつステータヨー
クとは磁気的に絶縁されて設けられているものである。

【００２０】また、ステータヨークは、その一部に切り
欠き部を有し、この切り欠き部を中心に折り曲げて磁路
を形成したものである。

【００２１】さらに、１つのステータの１対のステータ
極歯と他のステータの１対のステータ極歯の隣接する極
歯を磁性材で短絡したものである。

【００２２】そして、ロータの外周部に設けられた永久
磁石は各磁極を形成する磁極部の外周形状をその極弧半
径がロータ外径の１／２より小さいものである。

【００２３】

【作用】本発明に係る永久磁石式モータにおいては、周
方向に多極着磁された永久磁石を外周部に有するロータ
と、この永久磁石の外周部に設けられた１対のステータ
とを備えた永久磁石式モータにおいて、永久磁石の磁極
面と空隙を隔てて対向する１対のステータ極歯は、お互
いに永久磁石の磁極のピッチの３／４だけずれて配置さ
れ、１対のステータを構成するステータヨークは同一形
状で、かつロータの回転軸を通る面に対して互いに対称
に配置されているので、１対のステータヨークの配置空
間を最小とし、かつ１対のステータ極歯を互いに離して
配置することになる。

【００２４】また、ステータヨークは複数に分割されて
いるので、ステータコイルをステータヨークに直に巻回
する必要がなく、巻回の完成したコイルを組み込むこと
になる。

【００２５】また、ステータヨークに巻設されるコイル
は、あらかじめボビンに巻回されているので、ボビンが
ステータヨークとコイルとの間の絶縁を確保することに
なる。

【００２６】また、ステータコイル用のボビンはステー
タヨークとの接触面にカシメ用突起部を有し、ステータ
ヨークのカシメ用突起部に対応する位置に結合穴を設け
たので、カシメ用突起部と結合穴とがボビンとステータ
ヨークを固定することになる。

【００２７】また、ステータコイル用のボビンは、その
一部にロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
有するので、軸受け保持部がロータを回転可能に支持す
ることになる。

【００２８】また、ステータコイル用のボビンは、この
ステータコイル用のボビンを２つ互いに組み合わせてロ
ータの回転軸を支持するので、各ボビンの軸受け保持部
がそれぞれロータの回転軸の一端を支持することにな
る。

【００２９】また、ステータコイル用のボビンは、２つ
のステータコイルを所定の間隔を隔てて巻設するコイル
巻設部と、これらの２つのコイル巻設部に挟まれかつこ
れらの２つのコイル巻設部を結ぶ方向と直交する方向に
所定の間隔を隔てて設けられた２つの軸受け保持部を有
するので、１つのボビンに設けられた２つの軸受け保持
部は、ロータを２つのステータコイル間に配置すると共
にロータを回転可能に支持することになる。

【００３０】また、ロータの回転軸の軸端の各々の側に
あって、１対のステータコイルの同じ軸端側にある２つ
のコイル端を共通に覆うハウジングを備え、このハウジ
ングにロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
設けたので、このハウジングはロータを回転可能に支持
すると共にステータコイルのコイル端を保護することに
なる。

【００３１】また、少なくとも１つのハウジングは、１
つのステータコイルの両コイル端を結ぶコイル部分のロ
ータから遠いコイル部分を覆うので、ロータに平行で最
も近いコイル部を除いて全てのコイル部を保護すること
になる。

【００３２】また、ステータコイル用のボビンはロータ
の回転軸の軸端側にあるステータコイルのコイル端を挟
み収納するツバ部を有し、ロータの回転軸の２つの軸端
のそれぞれの側に、同じ軸端側にある１対のツバ部を共
通に覆いかつこれらのツバ部に保持されるハウジングを
備え、このハウジングは磁性材からなりロータの回転軸
を支持するための軸受け保持部を有しかつステータヨー
クとは磁気的に絶縁されて設けられているのでハウジン
グは軸受け保持部を設けるための強度を増すと共に軸受
け部近傍を磁気的にシールドすることになる。

【００３３】また、ステータヨークは、その一部に切り
欠き部を有し、この切り欠き部を中心に折り曲げて磁路
を形成したので、巻回の完成したコイルを組み込んだ後
にステータヨークを形成することになる。

【００３４】さらに、１つのステータの１対のステータ
極歯と他のステータの１対のステータ極歯の隣接する極
歯を磁性材で短絡したので、ロータの永久磁石の磁束の
ステータ極歯に対する作用をバランスさせることにな
る。

【００３５】そして、ロータの外周部に設けられた永久
磁石は各磁極を形成する磁極部の外周形状をその極弧半
径がロータ外径の１／２より小さくしたので、ロータの
永久磁石の各磁極の境界部の磁束分布を緩やかに変化さ
せることになる。

【００３６】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の一実施例を図１〜図４を用い
て説明する。図１は実施例１における永久磁石モータの
斜視図、図２は図１のＸ１ーＸ１面を矢印方向から見た
断面図、図３はステータ極歯とロータの磁極の角度位置
関係を示す断面図である。また、図４（ａ）、図４
（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は本発明の永久磁石モ
ータを２相励磁駆動したばあいのロータの角度位置関係
の推移を示す断面図である。

【００３７】図において、１００は本発明における永久
磁石式モータ、１０１は周方向に８極配列された磁極を
もつ永久磁石、１０２はこの永久磁石１０１に着磁され
た各々の磁極を示している。１０３はロータヨーク、１
０４は回転軸、１０５は永久磁石１０１、ロータヨーク
１０３、回転軸１０４からなるロータ、１０６及び１０
７はステータヨーク、１０８及び１０９はステータコイ
ル、１６０は空隙、１６１、１６２および１７１、１７
２はそれぞれ１対のステータ極歯、１６３、１７３はス
テータヨークの垂直部である。ステータ極歯１６１、１
６２および１７１、１７２はそれぞれステータヨーク１
０６及び１０７によって１対に連結されている。ステー
タコイル１０８はステータヨーク１０６の１部であるス
テータヨークの垂直部１６３に、ステータコイル１０９
はステータヨーク１０７の１部である垂直部１７３に巻
設されている。１１０及び１１１は１対のステータであ
り、それぞれ１対のステータ極歯１６１、１６２、ステ
ータヨーク１０６、ステータコイル１０８及び、１対の
ステータ極歯１７１、１７２、ステータヨーク１０７、
ステータコイル１０９からなる。

【００３８】図２に示すように１対のステータ極歯１６
１、１６２及び１７１、１７２は、永久磁石１０１との
間に半径方向の空隙１６０を介して設けられている。ま
た、各ステータを構成する１対のステータ極歯例えば、
１６１と１６２とが配置される角度は、図３に示すよう
に電気角で２７０度すなわち、ロータの磁極のピッチの
３／４となるように設けられている。１対のステータ極
歯１７１と１７２についても同様である。又、１対のス
テータ極歯１６１と１６２の中心位置と他の１対のステ
ータ極歯１７１と１７２の中心位置は、図３に示すよう
に電気角で（３６０度×２＋９０度）ずれている。な
お、本実施例では、ステータヨーク１０６とステータヨ
ーク１０７は同一形状で、ロータ１０５の回転軸を含む
面について左右対称に設けられている。

【００３９】次に動作について図４を用いて説明する。
尚、ここでは、２相励磁駆動を例にとって説明する。図
４（ａ）の状態はステータコイル１０８とステータコイ
ル１０９に通電する電流を共に正とした場合（Ａ，Ｂ状
態）である。この状態では主にステータ極歯１６１、１
７１によって永久磁石１０１がホールドされている。次
に、コイル１０８に通電する電流を負とし、コイル１０
９に通電する電流を正とすると（Ａバー、Ｂ状態）、ロ
ータ１０５は機械角で２２．５度回転し、主にステータ
極歯１６２と１７２によって永久磁石１０１がホールド
される図４（ｂ）の状態となる。

【００４０】次にコイル１０８、１０９に通電する電流
を共に負とすると（Ａバー、Ｂバー状態）、ロータ１０
５は機械角で２２．５度回転し、主にステータ極歯１６
１と１７１によって永久磁石１０１がホールドされる図
４（ｃ）の状態となる。次にコイル１０８に通電する電
流を正とし、コイル１０９に通電する電流を負とすると
（Ａ、Ｂバー状態）、ロータ１０５は機械角で２２．５
度回転し極歯１６２と１７２によって永久磁石１０１が
ホールドされる図４（ｄ）の状態となる。この様に、コ
イル１０８、１０９に通電する電流を順次切り替えるこ
とによってロータ１０５は矢印Ｘの方向に回転する。

【００４１】本実施例では、永久磁石１０１を８極に着
磁しているのでステップ角が２２．５度となっっている
が、永久磁石１０１の着磁磁極数と対応するステータ極
歯１６１、１６２、１７１、１７２の位置、極幅を変え
ることによってステップ角を変えることができる。この
ばあいも、ステータヨーク１０６、１０７は回転軸１０
４を含む面に対して対称にできる。このとき、互いに対
称のステータヨーク１０６と１０７は同一形状であるの
で、部品点数を削減できて構成を簡単にできる。

【００４２】又、永久磁石１０１の磁極１０２の周方向
ピッチ角度θｍとステータ極歯１６１、１６２、１７
１、１７２の幅を示す角度θｙはほぼ同じ大きさとなっ
ている。このように構成できるのは、従来の永久磁石式
モータでは通常、図４０に示すようにステータ極歯１６
１ａ、１６２ａとの間のピッチ及びステータ極歯１７１
ａ、１７２ａ間のピッチを電気角で１８０度となるよう
に設けているが、本発明では図３に示すように電気角で
２７０度すなわち、ロータの磁極のピッチの３／４とな
るように設けているからである。又、ロータの磁極１０
２の周方向ピッチ角度θｍとステータ極歯１６１、１６
２、１７１、１７２の幅を示す角度θｙがほぼ同じ大き
さとなっているので、図１に示すように、ロータの磁極
１０２とステータ極歯１６１、１６２、１７１、１７２
の対向面積を十分取れるので、モータの駆動効率を高め
ることが可能となり、小形でも実用的なトルクが得ら
れ、モータの小形化に有効である。２相励磁駆動するこ
とで磁気力が対称に配置された２つのステータ間で平衡
し、ロータ回転軸の軸受けへの軸と直角方向の荷重が小
さくなり、軸受けも小形化できてモータの小形化に有利
である。

【００４３】さらに、１つの設計例によれば、永久磁石
１０１の磁極を８極に着磁し、ロータ１０５の外径を
３．６ｍｍ程度とすることによって、ステータ１１０、
１１１の高さＨを４．４ｍｍ程度とすることができる。
この永久磁石式モータは、最近市場に出始めている小型
情報機器、特にＰＣカードとも呼ばれ米国での拡張ＩＣ
カード標準化団体であるＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａ
ｌＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅｍｏｒｙＣａｒｄＡｓｓ
ｏｃｉａｉｏｎ）が規格を定めているタイプＩＩの機器
に適用可能である。

【００４４】実施例２．実施例１ではステータヨークと
して一体のものを用いたが図５、図６、図７に示すよう
に２つに分割することも可能である。図５は本実施例に
おける永久磁石式モータの斜視図、図６は図５のＸ２ー
Ｘ２面を矢印方向から見た部分断面図である。図７は分
割されたステータヨークを組み合わせる方法を示す説明
図である。尚、実施例１と同等若しくは相当の部材には
同一符号を付して説明を省略する。図において、１２
１、１２２、１２３、１２４は各々ステータ極歯１６
１、１６２、１７１、１７２及び接合部１２５、１２
６、１２７、１２８を有する略Ｔ字状を呈した分割ステ
ータヨークである。ステータヨーク１０６は分割ステー
タヨーク１２１と１２２とから構成され、ステータヨー
ク１０７は分割ステータヨーク１２３と１２４から構成
される。分割ステータヨーク１２１と１２２の接合部１
２５と１２６は磁気的に接合されてステータヨークの垂
直部１６３を形成する。又、分割ステータヨーク１２３
と１２４の接合部１２７と１２８は磁気的に接合されて
ステータヨークの垂直部１７３を形成する。１０８及び
１０９は別途巻回された空心のステータコイルであり、
図７に示すようにステータコイル１０８及び１０９の空
心部に巻回軸方向から分割ステータヨーク１２１、１２
２の接合部１２５、１２６及び１２３、１２４の接合部
１２７、１２８が各々挿入される。尚、ステータコイル
１０８、１０９に各々の分割ステータヨーク１２１、１
２２、１２３、１２４が挿入された後に、接着等の手段
によって接合部１２５と１２６及び１２７と１２８が各
々接合される。以上のように組み立てられることによっ
て実施例１と同様に分割ステータヨーク１２１、１２２
及びステータコイル１０８、分割ステータヨーク１２
３、１２４及びステータコイル１０９によって各々ステ
ータ１１０、１１１が形成される。

【００４５】このように、ステータヨークを分割するこ
とによって、ステータコイル１０８、１０９として既に
巻回の完成した空心コイルを用いることができるので、
ステータ極歯のすき間を通して直接ステータヨークに巻
回するのに比べ巻き線作業が容易になり、より小形のス
テータヨークが使え、さらにモータの小形化に有利であ
る。

【００４６】実施例３．実施例２では２分割したステー
タヨーク１対を、ステータコイルを巻回する巻回軸方向
から互いに接合する方法を用いたが、図８、図９に示す
ように２つに分割したステータヨークを、くさび形の結
合溝を使って、ステータコイルの巻回軸と直交する方向
から結合することも可能である。図８は本実施例におけ
るステータの組み立て手順を示す斜視図、図９は図８の
ステータを組み立てた後の断面図である。本実施例で
も、ステータ１１０とステータ１１１は同一のものを用
いているので、一方のステータ１１０の構成について示
す。尚、実施例１、実施例２と同等若しくは相当の部材
には同一符号を付して説明を省略する。

【００４７】図において、３４１はステータ極歯１６１
を有する分割ステータヨーク、３４２はこの分割ステー
タヨーク３４１に設けられた結合溝、３５１はステータ
極歯１６２を有する分割ステータヨーク、３５２は分割
ステータヨーク３５１と一体であり、ステータコイル１
０８と係合するステータヨークの垂直部、３５３はステ
ータヨークの垂直部３５２の一端に設けられ結合溝３４
２と結合するくさび形の突起部である。分割ステータヨ
ーク３４１と分割ステータヨーク３５１は結合溝３４２
と突起部３５３で結合してステータヨーク１０６を形成
するが、図８に示すように分割ステータヨーク３５１の
ステータヨークの垂直部３５２にステータコイル１０８
を挿入した後に、結合溝３４２と突起部３５３を結合す
ることによってステータ１１０が組み立てられる。図示
していないが、ステータヨーク１０７、ステータ１１１
についても同様である。

【００４８】この様に分割ステータヨーク３４１、３５
１に結合部３４２、３５３を設けることによって簡単に
ステータ１１０を組み立てることができる。結合部３４
２、３５３がくさび形であるので組み立てが簡単で、さ
らに接着等を併用することで結合部分が抜けにくく堅固
になる。したがって、ステータヨークを小さな部品で構
成し易くモータもさらに小形化できる。

【００４９】実施例４．実施例２、３ではステータヨー
クを２分割していたが、さらに、ステータヨークを３分
割することもできる。図１０は３分割のステータヨーク
を用いたステータの断面図で、実施例３における図９に
相当するものである。尚、実施例１〜実施例３と同等若
しくは相当の部材には同一符号を付して説明を省略す
る。図中、３５４はステータコイル１０８が巻回される
ステータヨークの垂直部でステータヨーク３５１から分
離して独立部品とした。ステータヨーク１０６は分割ス
テータヨーク３４１、３５１及びステータヨークの垂直
部３５４から構成される。ステータヨーク１０６にステ
ータコイル１０８を組み合わせてステータ１１０を得
る。分割ステータヨーク３４１、３５１はそれぞれ同形
状の結合溝３４２をもち、ステータヨークの垂直部３５
４の両端には結合溝３４２と結合するくさび形の突起部
３５３がもうけられている。ステータヨークの垂直部３
５４にステータコイル１０８を巻回後、ステータヨーク
の垂直部３５４の両端の突起部３５３に２つに分割ステ
ータヨーク３４１、３５１をくさび形の結合溝３４２を
使って結合する。ステータ１１１についても同様であ
る。

【００５０】本実施例ではステータヨークの垂直部３５
４に直接ステータコイルを巻回することができる。した
がって、ステータヨークの垂直部３５４のステータコイ
ル接触面にのみ絶縁処理を施し、ステータコイル１０８
をすきま無く整列巻きすることができる。これによっ
て、小さい容積でも大きな磁束を発生するステータが得
られ、モータの小形化を容易にする。

【００５１】実施例５．図１１、図１２はステータヨー
クを分割する別の実施例である。図１１は１つのステー
タ１１１の平面図で、図１２は図１１で示すＸ３ーＸ３
面を矢印方向から見た断面図である。尚、実施例１〜実
施例４と同等若しくは相当の部材には同一符号を付して
説明を省略する。図中、３７１は一方の分割ステータヨ
ーク、３７２は結合ピンで磁性材よりなる。３７３は分
割ステータヨーク３７１に形成された結合ピン３７２と
の結合穴、３８１は他方の分割ステータヨーク、３８２
はステータコイル１０９が巻設されるステータヨークの
垂直部で分割ステータヨーク３８１と一体である。３８
３は分割ステータヨーク３８１に形成された結合ピン３
７２との結合穴である。本実施例では分割ステータヨー
ク３８１の結合穴３８３に結合ピン３７２を、ステータ
ヨークの垂直部３８２の分割ステータヨーク３７１との
結合部側に、分割ステータヨーク３７１の略厚さ分だけ
突き出して圧入あるいは接着して保持し、次にステータ
ヨークの垂直部３８２にステータコイル１０９を既に完
成された空芯コイルの状態で挿入するか、あるいは直接
巻回して形成する。つぎに分割ステータヨーク３７１の
結合穴３７３に結合ピン３７２を圧入または、接着等に
よって結合してステータ１０７を形成する。ステータ１
０６についても同様である。したがって、ステータヨー
クが小さくても組み立てし易く、モータを小形化するの
に適している。

【００５２】実施例６.実施例１〜実施例５ではステー
タコイルとして直接ステータヨークに巻設したり、既に
完成された空芯コイル状態のものを使用したが図１３及
び図１４に示すようにボビン１２９、１３０に巻回する
構成としてもよい。図１３は本実施例における永久磁石
式モータの一部破断斜視図、図１４は図１３のＸ４ーＸ
４面を矢印方向から見た部分断面図である。尚、実施例
１〜実施例５と同等若しくは相当の部材には同一符号を
付して説明を省略する。図において、１２９、１３０は
ステータコイル１０８、１０９を巻回保持する樹脂等で
作られたたボビンである。１３１、１３２はそれぞれボ
ビン１２９、１３０に形成された嵌合部であり、分割ス
テータヨーク１２１、１２２の接合部１２５、１２６及
び分割ステータヨーク１２３、１２４の接合部１２７、
１２８の各々が挿入され磁気的に接合される。尚、分割
ステータヨーク１２１、１２２、１２３、１２４を嵌合
部１３１、１３２に挿入することによって、ボビン１２
９、１３０に分割ステータヨーク１２１、１２２、１２
３、１２４が保持される構造となっている。以上のよう
に、組み立てられることによって第１の実施例と同様に
分割ステータヨーク１２１、１２２、コイルボビン１２
９及びステータコイル１０８、分割ステータヨーク１２
３、１２４、コイルボビン１３０及びステータコイル１
０９によって各々ステータ１１０、１１１が形成され
る。なお、ボビン１２９と１３０は同一形状でよい。

【００５３】このようにステータコイル１０８、１０９
をボビン１２９、１３０に巻回する構造とすることによ
って、巻線が簡略化されるとともに、分割ステータヨー
ク１２１、１２２、１２３、１２４を組み立てる際にス
テータコイル１０８、１０９に損傷を与えることが無く
なり、かつ、組み込み保持が容易になる。また、ステー
タヨークは塗装などの表面絶縁処理をしなくてよい。

【００５４】実施例７．実施例６では分割ステータヨー
クのボビンへの固定手段を設けていなかったが、図１５
に示すようにボビンに設けられた結合手段によって固定
しても良い。尚、実施例１〜実施例６と同等若しくは相
当の部材には同一符号を付して説明を省略する。図にお
いて、１３３はボビン１２９、１３０のステータコイル
を巻回するときの巻回軸方向両端面に設けられた突起部
である。１３４はこの突起部１３３と対応して分割ステ
ータヨーク１２１、１２２、１２３、１２４に設けられ
た結合穴である。ボビン１２９、１３０の嵌合部１３
１、１３２に巻回軸方向から分割ステータヨーク１２
１、１２２及び１２３、１２４が各々挿入さた後に、突
起部１３３の頭部を熱的手段によってつぶしかしめるこ
とによって、ボビン１２９、１３０に分割ステータヨー
ク１２１、１２２及び１２３、１２４が固定される。こ
のようにボビン１２９、１３０に結合手段である突起部
１３３を設けることによって、分割ステータヨーク１２
１、１２２、１２３、１２４を間単に固定することがで
きる。なお、ボビン１２９と１３０は同一形状でよい。
本実施例ではボビンの材質を樹脂として熱的手段でかし
めるとしたが、アルミ等の非磁性の金属でもよく、この
ときは機械的手段によってかしめればよい。以上によっ
て、構成が簡単になり、小さなステータヨークでも組み
立てが容易で、モータの小形化に有利である。

【００５５】実施例８．本実施例では、図１６を用いて
ロータの支持手段に係わる実施例について説明する。
尚、実施例１〜実施例７と同等若しくは相当の部材には
同一符号を付して説明を省略する。図において、１３
５、１３６はそれぞれボビン１２９、１３０に設けられ
た軸受け保持部である。２０１、２０２はこの軸受け保
持部に取り付けられ、ロータ１０５の回転軸１０４を回
転自在に保持する軸受けである。ボビン１２９と１３０
は同一形状であり、ロータ１０５の回転軸１０４の両端
側から、軸受け２０１、２０２と２つのボビン１２９、
１３０とを挿入し組み合わせる。この様に構成すること
によって、ステータ１１０、１１１の一部であるボビン
１２９、１３０によってロータ１０５を支持することが
できる。また、図には示していないが、実施例７に示し
たように、分割ステータヨーク１２１、１２２、１２
３、１２４とボビン１２９、１３０とを突起部と結合穴
とを用いて結合することもできる。この実施例によれ
ば、ロータの回転軸位置精度をだし易く、部品が削減さ
れて構成も簡単になり、モータの小形化に有利である。

【００５６】実施例９．実施例８では１つのボビンに軸
受けを１つ設け、２つのボビンを組み合わせてていた
が、図１７に示すように１つのボビンに２つのコイルを
巻設する部分と２つの軸受けを支持する部分とを設ける
ことによって、ボビンの一部をモータのベース部とする
こともできる。尚、実施例１〜実施例８と同等若しくは
相当の部材には同一符号を付して説明を省略する。図に
おいて、１４１はベース部である。１４２、１４３はス
テータコイル１０８及び１０９を巻回するコイル巻設
部、１４４、１４５は嵌合部で、分割ステータヨーク１
２１、１２２及び１２３、１２４の接合部１２５、１２
６及び１２７、１２８がそれぞれコイルの巻回軸方向か
ら挿入保持される。１４６、１４７はロータ１０５の回
転軸１０４と嵌合される軸受け２０１、２０２を保持す
る軸受け保持部である。本実施例では、組み立て時ロー
タ１０５を構成する回転軸１０４を別にしておき、永久
磁石１０１とロータヨーク１０３の結合体を、ベース部
１４１に設けられた一方の軸受け保持部１４６と他方の
軸受け保持部１４７の間に配置して、回転軸１０４を挿
入する。もしくは、一方の軸受け保持部例えば１４６の
軸受け２０１の外径を永久磁石１０１の外径より大きく
設定し、ロータ１０５をこの軸受け保持部１４６側より
挿入して組み立てることもできる。また、図には示して
いないが、実施例７に示したように、分割ステータヨー
ク１２１、１２２、１２３、１２４とボビン１２９、１
３０とを突起部と結合穴とを用いて結合する構造として
もよい。

【００５７】以上のように構成することによって、ステ
ータコイル１０８、１０９を巻回するコイル巻設部１４
２、１４３を有するベース部１４１によってロータ１０
５を軸支することができる。これらによれば、ロータの
回転軸位置精度をだし易く、軸受け剛性も上がる。ま
た、部品が削減されて構成も簡単になり、モータの小形
化に有利である。

【００５８】実施例１０．本実施例では、図１８と図１
９及び図２０を用いてステータ及びロータの支持手段に
係わる実施例について説明する。尚、実施例１〜実施例
９と同一若しくは相当の部材には同一符号を付して説明
を省略する。図１８は本実施例における永久磁石式モー
タの斜視図、図１９は図１８のＸ５ーＸ５面を矢印方向
から見た断面図である。図２０は図１８のＸ６ーＸ６面
を矢印方向から見た断面図である。図において、３０
１、３０２はロータ１０５の回転軸１０４の２つの軸端
のそれぞれの側にある軸受け２０１、２０２を保持し
て、ステータコイル１０８、１０９の軸受け２０１側の
コイル端１１２、１１４と軸受け２０２側のコイル端１
１３、１１５を共通に覆うハウジングである。ハウジン
グ３０１と３０２は同一形状でプレス等の手段で非磁性
材をもちいて成形されている。３０３は、ステータ１１
０、１１１のボビン１２９、１３０の縁部と係合し、断
面が絞り加工によって略コ字状を呈した保持部である。
３０４は分割ステータヨーク１２１、１２２及び１２
３、１２４のステータ極歯１６１、１６２及び１７１、
１７２と当接するように設けられ、ステータ１１０、１
１１の位置決めを行うセパレート部であり、ハウジング
３０１、３０２によってステータ１１０、１１１を位置
決め保持できる構造となっている。ハウジング３０１、
３０２は非磁性の樹脂材で成形することもできる。ま
た、図には示していないが、分割ステータヨーク１２１
〜１２４の、ハウジング３０１、３０２の保持部３０３
との接触部に嵌合部を設けてハウジング３０１、３０２
の保持部３０３と結合することによってボビン１２９、
１３０を省いた構成も可能である。さらに、分割形式で
ないステータヨーク１０６、１０７にハウジング３０
１、３０２との保持部３０３との結合部分をつくってス
テータを構成することも可能である。

【００５９】このようにハウジング３０１、３０２によ
ってロータ１０５及びステータ１１０、１１１を容易に
位置決め保持できるので、組み立てが容易で、ステータ
コイルの保護もできて信頼性があがり、部品間隔も小さ
くできるのでモータの小形化に有利である。

【００６０】実施例１１.実施例１０ではハウジングと
して同一形状のものを２つ用いたが、図２１、図２２、
図２３に示すハウジング構造でもよい。図２１は本実施
例における永久磁石式モータの斜視図、図２２は図２１
の一部破断平面図、図２３は図２１の一部破断正面図で
ある。尚、実施例１〜実施例１０と同一若しくは相当の
部材には同一符号を付して説明を省略する。図におい
て、３１１はロータ１０５の回転軸１０４と嵌合する軸
受け２０１を中央部に保持し、プレス等の手段で形成さ
れた非磁性材からなるハウジング、３１２はロータ１０
５の回転軸１０４と嵌合する軸受け２０２を中央部に保
持し、プレス等の手段で形成された非磁性材からなるハ
ウジングである。ハウジング３１２にはステータコイル
１０８、１０９のそれぞれの両コイル端１１２と１１
３、１１４と１１５を結ぶコイル部分を覆い、このコイ
ル部分のボビンを保持する絞り加工等によって形成され
たコの字状を呈した保持部３１３、３１４が設けられて
いる。さらに、ハウジング３１２にはステータ１１０、
１１１の位置決めを行うためのセパレート部３１５が設
けられている。一方のハウジング３１１は他方のハウジ
ング３１２の保持部３１３、３１４のコの字状の開口端
３１６と嵌合するように構成されており、ステータ１１
０、１１１を位置決めするためのセパレート部３１７が
設けられている。尚、この実施例ではハウジング３１２
によってステータ１１０、１１１のロータ回転軸から遠
いほうの縁部の２辺を覆う構成となっているので実施例
１０とは異なり、ステータ１１０、１１１を構成する分
割ステータヨーク１２１、１２２、１２３、１２４は、
ステータコイル１０８、１０９のそれぞれの両コイル端
１１２と１１３、１１４と１１５を結ぶコイル部分を覆
うステータヨーク部分が図１１、図１２と同様欠落した
形状になっている。また、図には示していないが、実施
例１０と同様に、ステータ１１０、１１１を構成する分
割ステータヨーク１２１〜１２４の、ハウジングの保持
部３０３、３１３、３１４との接触部分に、この保持部
３０３、３１３、３１４との結合部分をつくることによ
ってボビン１２９、１３０を省いた構成も可能である。

【００６１】このようにハウジング３１１、３１２によ
ってロータ１０５及びステータ１１０、１１１を簡単に
位置決め保持できるので、組立が容易となる。又、ステ
ータコイルの外部露出部分の全面を覆うことができるの
で、ステータコイル１０８、１０９が損傷しにくくな
る。したがって、ステータコイルの保護もできて信頼性
があがり、部品間隔も小さくできるのでモータの小形化
に有利である。

【００６２】実施例１２.実施例１０、１１ではハウジ
ングとして非磁性材のものを用いたが、本実施例では図
２４、図２５によって磁性材を用いた場合を示す。図２
４は本実施例における永久磁石モータの斜視図、図２５
は図２４のＸ７ーＸ７面を矢印方向から見た断面図であ
る。尚、実施例１〜実施例１１と同一若しくは相当の部
材には同一符号を付して説明を省略する。３２１、３２
２はロータ１０５の回転軸１０４と嵌合する軸受け２０
１、２０２を中央部に保持しメッキ鋼鈑等の磁性材料を
プレス等の手段で形成したハウジングである。３３１、
３３２はステータコイル１０８、１０９がそれぞれ巻回
されたボビンであり、ステータ１１０、１１１を構成す
る。ハウジング３２１、３２２にはボビン３３１、３３
２の回転軸軸端側の両端に設けられたツバ部３３３と嵌
合する絞り加工等の手段で形成された断面が略コ字状を
呈した保持部３２３が設けられており、ハウジング３２
１、３２２の端面３２４はボビン３３１、３３２のツバ
部３３３の磁気的絶縁部３３４と当接するように設けら
れており、ステータ１１０、１１１を構成する分割ステ
ータヨーク１２１、１２２、１２３、１２４と所定距離
を離間して取り付けられるように構成されている。尚、
ステータ１１０、１１１の位置決めは、ボビン３３１、
３３２に設けられたセパレート部３３５によってなされ
る。

【００６３】この様に、ハウジング３２１、３２２とス
テータ１１０、１１１を構成する分割ステータヨーク１
２１、１２２、１２３、１２４を離間して配置すること
により、磁性材によってハウジング３２１、３２２が形
成されていてステータ１１０、１１１で発生する磁界に
影響を与えることがなくなり、ハウジング３２１、３２
２の材料として安価な鋼鈑を用いかつ軸受け２０１、２
０２への漏れ磁束の影響をも押さえることが可能とな
る。さらに、プレス加工等がし易いので部品を小形にで
き、モータの小形化に有利である。

【００６４】実施例１３.実施例２〜実施例９及び実施
例１２ではステータヨークを分割することによってステ
ータコイルの巻設効率を高めるとともに、ステータの組
み立てを簡素なものとしていたが、同様の効果を出す他
の手段を用いた実施例を図２６、２７に示す。図２６は
本実施例の永久磁石式モータのステータ１１０の組立手
順を示す斜視図、図２７は図２６に示すステータ１１０
を組み立てた後の断面図である。図において、３６１は
ステータ極歯１６２と連結するステータヨークの水平
部、３６３はステータヨークの垂直部である。３６２は
ステータ極歯１６１と連結するステータヨークの水平部
でステータヨークの垂直部３６３と切り欠き部３６７で
連結されている。切り欠き部３６７は折り曲げたときの
接合面３６４、３６６と折り曲げの中心の薄肉部３６５
からなる。図２６において、ステータコイル１０８が巻
回されたコイルボビン１２９をステータコイルの垂直部
３６３に挿入する。コイルボビン１２９を挿入した後
に、図２７に示す状態に切り欠き部３６７の中心の薄肉
部３６５で折り曲げ接合面３６４及び３６６を溶接等の
手段で接合することによって一体のステータヨーク１０
６を形成する。尚、図示していないがもう一方のステー
タ１１１についても同様である。また、本実施例ではボ
ビン１２９にステータコイル１０８を巻回したものを用
いたが、ステータヨークの垂直部３６３に直接ステータ
コイル１０８を巻回する構成としても良い。

【００６５】この様に、ステータヨークの１部に切り欠
き部３６７を設け、これを折り曲げることで容易にステ
ータコイル１０８をステータヨーク１０６に取り付ける
ことができる。したがって、ステータ１１０の構成を簡
素化でき、組み立てし易くステータを小形にするのに有
利である。

【００６６】実施例１４．図２８、図２９は、ロータの
永久磁石とステータ極歯によって生じるディテント（コ
ギング）トルクを低減する永久磁石式モータの構成例と
解析例を示している。図２８は本実施例における永久磁
石モータの要部の断面図である。尚、実施例１〜実施例
１３と同一若しくは相当の部材には同一符号を付して説
明を省略する。図中、４０１はステータ１１０及び１１
１のそれぞれの１対のステータ極歯１６１と１６２、及
び１７１と１７２の内、隣り合うステータ極歯１６１と
１７１を磁気的に短絡する磁性材のブリッジである。ブ
リッジ４０１は、一方のステータのステータ極歯１６１
と他方のステータ極歯１７１との間隔が、ロータの永久
磁石１０１の磁極１０２の１極分程度しか離れていない
極歯間を短絡するためのものである。

【００６７】このようにブリッジ４０１を設けることに
よって、ステータ極歯１６１とステータ極歯１７１間に
位置する磁極１０２による磁束の迂回路が形成され、デ
ィテント（コギング）トルクを低減することができる。
このブリッジ４０１の効果を解析によって確認したのが
図２９である。ブリッジ４０１を設けることによって、
ディテント（コギング）トルクが約半分に改善される。
解析条件は、図２８において、永久磁石１０１は外径す
なわち２×Ｒｍ＝φ３．６ｍｍで８極着磁、材料はエネ
ルギー積が１０ＭＧＯｅのＮｄＦｅ系のボンド磁石であ
る。ステータ１１０、１１１の各々は１対のステータ極
歯をもつので極歯数が２、ブリッジ４０１の長さＷ１＝
１．８ｍｍ、ブリッジ４０１と反対側のステータ極歯の
間隔Ｗ２＝３．２ｍｍ、ステータの高さＨ＝４．４ｍｍ
である。以上のように、一方のステータのステータ極歯
と他方のステータのステータ極歯との間隔が狭い箇所を
ブリッジで短絡することによりディテントトルクを低減
することができ、小さな外径の永久磁石で磁極数が少な
いばあいでも安定したトルク特性を得ることができ、モ
ータを小形化するのに有効である。

【００６８】実施例１５．実施例１４ではステータヨー
クにブリッジを設けることによって、ディテントトルク
を低減したが、本実施例では永久磁石の各磁極を形成す
る磁石の外周の形状を変えることによってディテントト
ルクを低減する例を示す。図３０は本実施例の永久磁石
式モータの回転軸に垂直な面で切った断面図、図３１は
永久磁石の磁極の空隙面での半径方向磁束密度分布、図
３２はディテントトルクの解析例である。尚、実施例１
と同一若しくは相当の部材には同一符号を付して説明を
省略する。図に示すように永久磁石１０１の各磁極１０
２を形成する磁石の極率半径すなわち極弧半径Ｒを、永
久磁石１０１の各磁極１０２の外接円の半径すなわちロ
ータの半径Ｒｍに対してＲ＜Ｒｍとしている。このと
き、永久磁石１０１の半径方向磁束密度分布は図３１に
示すように正弦波形の基本波成分に１８０度位相をずら
した３次の高調波成分を加えた波形となり、永久磁石１
０１の回転に伴う磁極境界での磁束密度の変化が緩やか
となる。これよってディテントトルクが低減される。こ
のディテントトルクを極弧半径Ｒを変化させて解析した
例を図３２に示す。ここで、Ｒｍは１．８ｍｍである。
解析条件はブリッジ４０１を除いて実施例１４の場合と
同じである。ここでは、永久磁石１０１の磁極１０２の
極弧半径Ｒを永久磁石の半径Ｒｍより小さくしたが、磁
極１０２の極弧半径を変えずに図３１に示す磁束密度分
布となるように永久磁石を着磁することも可能である。
図３２に示すように磁極１０２の極弧半径Ｒが小さくな
るとディテントトルクが小さくなることが分かる。特
に、モータを小形化する場合に大きな問題となるディテ
ントトルクについて、以上のようにしてディテントトル
クを低減することにより、小さな外径の永久磁石で磁極
数が少ないばあいでも安定したトルク特性を得ることが
でき、モータを小形化するのに有効である。

【００６９】実施例１６．実施例１４、１５では、ディ
テントトルクの低減に対してブリッジによるものと磁束
密度分布による対策を各々単独でおこなったが、図３３
に示すようにブリッジ４０１を設け、さらに磁極１０２
の極弧半径Ｒを永久磁石の半径Ｒｍに対しＲ＜Ｒｍとす
ることも可能である。尚、実施例１４、１５と同一若し
くは相当の部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例の効果について、実施例１４と同様の条件で解
析した結果を図３４に示す。図示されているように、デ
ィテントトルクを小さくできることが分かる。したがっ
て、さらに安定したトルク特性を得ることができ、モー
タを小形化するのに有効である。

【００７０】実施例１７．以上の実施例１〜実施例１６
では、ステータヨーク又は分割ステータヨークとして切
削加工、焼成等の手段で形成されたブロック状のものを
例示していたが、図３５（ａ），（ｂ）及び図３６はプ
レス加工等の手段で打ち抜かれた板状のものを積層して
ステータヨークを形成した実施例を示す。尚、実施例１
〜実施例１６と同一若しくは相当の部材には同一符号を
付して説明を省略する。図において、１５１、１５２は
分割ステータヨーク１２１、１２３及び１２２、１２４
を構成するプレス成形された板状のステータコアであ
る。ステータコア１５１を積層することによって、分割
ステータヨーク１２１、１２３が得られ、ステータコア
１５２を積層することによって分割ステータヨーク１２
２、１２４が得られる。ステータコア１５１、１５２を
積層した後のステータヨークとしての固着方法として
は、抜きかしめ、接着又は溶接等の手段がある。尚、こ
の実施例では分割ステータヨークを例にしたが、実施例
１に示すような一体形のステータヨークに適用できるこ
とは言うまでもない。この様にステータヨークを積層構
造とすることによって、ステータヨークをプレス等の安
価な方法で製造できる。

【００７１】

【発明の効果】本発明に係る永久磁石式モータにおいて
は、周方向に多極着磁された永久磁石を外周部に有する
ロータと、この永久磁石の外周部に設けられた１対のス
テータとを備えた永久磁石式モータにおいて、永久磁石
の磁極面と空隙を隔てて対向する１対のステータ極歯
は、お互いに永久磁石の磁極のピッチの３／４だけずれ
て配置され、１対のステータを構成するステータヨーク
は同一形状で、かつロータの回転軸を通る面に対して互
いに対称に配置されているので、１対のステータヨーク
の配置空間を最小とし、かつ１対のステータ極歯を互い
に離して配置することになり、ステータ極歯のロータ磁
極との対向面積を充分とって効率を高くし、かつステー
タの占有空間を小さくして小形にできる効果がある。

【００７２】また、ステータヨークは複数に分割されて
いるので、ステータコイルをステータヨークに直に巻回
する必要がなく、巻回の完成したコイルを組み込むこと
になり、高密度に巻回されたステータコイルによりモー
タを小形にできる効果がある。

【００７３】また、ステータヨークに巻設されるコイル
は、あらかじめボビンに巻回されているので、ボビンが
ステータヨークとコイルとの間の絶縁を確保することに
なり、ステータヨーク部を小形化できる効果がある。

【００７４】また、ステータコイル用のボビンはステー
タヨークとの接触面にカシメ用突起部を有し、ステータ
ヨークのカシメ用突起部に対応する位置に結合穴を設け
たので、カシメ用突起部と結合穴とがボビンとステータ
ヨークを固定することになり、ステータヨークとボビン
との固定を簡単にしてモータを小形化できる効果があ
る。

【００７５】また、ステータコイル用のボビンは、その
一部にロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
有するので、軸受け保持部がロータを回転可能に支持す
ることになり、ロータを支持する部品を削減できモータ
を小形化できる効果がある。

【００７６】また、ステータコイル用のボビンは、この
ステータコイル用のボビンを２つ互いに組み合わせてロ
ータの回転軸を支持するので、各ボビンの軸受け保持部
がそれぞれロータの回転軸の一端を支持することにな
り、モータの構成が左右対称で簡素化され、小形にでき
る効果がある。

【００７７】また、ステータコイル用のボビンは、２つ
のステータコイルを所定の間隔を隔てて巻設するコイル
巻設部と、これらの２つのコイル巻設部に挟まれかつこ
れらの２つのコイル巻設部を結ぶ方向と直交する方向に
所定の間隔を隔てて設けられた２つの軸受け保持部を有
するので、１つのボビンに設けられた２つの軸受け保持
部は、ロータを２つのステータコイル間に配置すると共
にロータを回転可能に支持することになり、ステータと
ロータとの組立精度が向上し、ロータの軸方向剛性も上
がり小形にできる効果がある。

【００７８】また、ロータの回転軸の軸端の各々の側に
あって、１対のステータコイルの同じ軸端側にある２つ
のコイル端を共通に覆うハウジングを備え、このハウジ
ングにロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を
設けたので、このハウジングはロータを回転可能に支持
すると共にステータコイルのコイル端を保護することに
なり、構成部品の間隔を狭くすることができ小形にでき
る効果がある。

【００７９】また、少なくとも１つのハウジングは、１
つのステータコイルの両コイル端を結ぶコイル部分のロ
ータから遠いコイル部分を覆うので、ロータに平行で最
も近いコイル部を除いて全てのコイル部を保護すること
になり、構成部品の間隔を狭くすることができ小形にで
きる効果がある。

【００８０】また、ステータコイル用のボビンはロータ
の回転軸の軸端側にあるステータコイルのコイル端を挟
み収納するツバ部を有し、ロータの回転軸の２つの軸端
のそれぞれの側に、同じ軸端側にある１対のツバ部を共
通に覆いかつこれらのツバ部に保持されるハウジングを
備え、このハウジングは磁性材からなりロータの回転軸
を支持するための軸受け保持部を有しかつステータヨー
クとは磁気的に絶縁されて設けられているのでハウジン
グは軸受け保持部を設けるための強度を増すと共に軸受
け部近傍を磁気的にシールドすることになり、部品を薄
くできると共に軸受け部近傍を保護して小形にできる効
果がある。

【００８１】また、ステータヨークは、その一部に切り
欠き部を有し、この切り欠き部を中心に折り曲げて磁路
を形成したので、巻回の完成したコイルを組み込んだ後
にステータヨークを形成することになり、部品点数を削
減でき小形にできる効果がある。

【００８２】さらに、１つのステータの１対のステータ
極歯と他のステータの１対のステータ極歯の隣接する極
歯を磁性材で短絡したので、ロータの永久磁石の磁束の
ステータ極歯に対する作用をバランスさせることにな
り、小形にした場合でも安定したトルク特性が得られる
効果がある。

【００８３】そして、ロータの外周部に設けられた永久
磁石は各磁極を形成する磁極部の外周形状をその極弧半
径がロータ外径の１／２より小さくしたので、ロータの
永久磁石の各磁極の境界部の磁束分布を緩やかに変化さ
せることになり、小形にした場合でも安定したトルク特
性が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における永久磁石式モータの
斜視図。

【図２】図１のＸ１ーＸ１面を矢印方向から見た断面
図。

【図３】本発明の実施例１における永久磁石式モータの
ロータの磁極ピッチとステータ極歯との位置関係を示す
断面図。

【図４】本発明の実施例１における永久磁石式モータの
２相励磁駆動した場合のロータの角度位置関係の推移を
示す断面図。

【図５】本発明の実施例２における永久磁石式モータの
斜視図。

【図６】図５のＸ２ーＸ２面を矢印方向から見た部分断
面図。

【図７】本発明の実施例２における永久磁石式モータの
組立方法を示す説明図。

【図８】本発明の実施例３におけるステータの組立方法
を示す説明図。

【図９】図８の組み立て状態を示す断面図。

【図１０】本発明の実施例４におけるステータの断面
図。

【図１１】本発明の実施例５におけるステータの平面
図。

【図１２】図１１のＸ３ーＸ３面を矢印方向から見た断
面図。

【図１３】本発明の実施例６における永久磁石式モータ
の斜視図。

【図１４】図１３のＸ４ーＸ４面を矢印方向から見た断
面図。

【図１５】本発明の実施例７における永久磁石式モータ
の斜視図。

【図１６】本発明の実施例８における永久磁石式モータ
の斜視図。

【図１７】本発明の実施例９における永久磁石式モータ
の斜視図

【図１８】本発明の実施例１０における永久磁石式モー
タの斜視図。

【図１９】図１８のＸ５ーＸ５面を矢印方向から見た断
面図。

【図２０】図１８のＸ６ーＸ６面を矢印方向から見た断
面図。

【図２１】本発明の実施例１１における永久磁石式モー
タの斜視図。

【図２２】図２１の一部破断平面図。

【図２３】図２１の一部破断正面図。

【図２４】本発明の実施例１２における永久磁石式モー
タの組み立てを示す斜視図。

【図２５】図２４のＸ７ーＸ７面を矢印方向から見た断
面図。

【図２６】本発明の実施例１３での永久磁石式モータの
ステータの組み立て手順を示す斜視図。

【図２７】図２６のステータの組立状態を示す断面図。

【図２８】本発明の実施例１４における永久磁石式モー
タの断面図。

【図２９】実施例１４における永久磁石式モータのデテ
ントトルクの解析例。

【図３０】本発明の実施例１５における永久磁石式モー
タの要部断面図。

【図３１】実施例１５における永久磁石の磁束密度分布
を示す説明図。

【図３２】実施例１５における永久磁石式モータのデテ
ントトルクの解析例。

【図３３】本発明の実施例１６における永久磁石式モー
タの要部断面図。

【図３４】実施例１６の永久磁石式モータのデテントト
ルクの解析例。

【図３５】本発明の実施例１７における永久磁石式モー
タのステータコアの斜視図。

【図３６】実施例１７における永久磁石式モータの斜視
図。

【図３７】従来の薄型扁平なステッピングモータの説明
図。

【図３８】図３７（ｂ）のＡ−Ａ線を矢印方向から見た
断面図。

【図３９】図３７のモータのロータ及び永久磁石の斜視
図。

【図４０】従来の永久磁石式モータのステータ極歯の位
置関係を示す説明図。

【符号の説明】

１００永久磁石式モータ１０１永久磁石１０２磁極１０４回転軸１０５ロータ１０６、１０７ステータヨーク１０８、１０９ステータコイル１１０、１１１ステータ１１２、１１３、１１４、１１５コイル端１６０空隙１６１、１６２、１７１、１７２ステータ極歯１２１、１２２、１２３、１２４分割ステータヨーク１２９、１３０ボビン１３３突起部１３４結合穴１３５、１３６軸受け保持部１４１ベース部１４２、１４３コイル巻設部１４６、１４７軸受け保持部１５１、１５２ステータコア３０１、３０２ハウジング３１１、３１２ハウジング３２１、３２２ハウジング３３１、３３２ボビン３３３ツバ部３３４磁気的絶縁部３４１分割ステータヨーク３５１分割ステータヨーク３６７切り欠き部３７１分割ステータヨーク３８１分割ステータヨーク４０１ブリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米谷晴之東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (56)参考文献特開平３−139150（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−143079（ＪＰ，Ａ) 特開平２−280654（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−112838（ＪＰ，Ａ) 実開平５−60174（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−141683（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−116583（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 21/18 H02K 37/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周方向に多極着磁された永久磁石を外周
部に有するロータと、この永久磁石の外周部に設けられ
た１対のステータとを備え、この各ステータは、前記永
久磁石の磁極と空隙を隔てて対向する１対のステータ極
歯と、これらのステータ極歯を結合するステータヨーク
と、このステータヨークに巻設されたステータコイルと
を有する永久磁石式モータにおいて、前記１対のステー
タ極歯は、お互いに電気角で２７０度ずれて配置され、
前記１対のステータは、隣接する何れか一方の極歯がお
互いに電気角で３６０度ずれて配置され、かつ前記ロー
タの回転軸を通る面に対して互いに対称に設けられてい
ることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項２】ステータヨークは複数に分割されている
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式モータ。
【請求項３】ステータヨークに巻設されるコイルは、
あらかじめボビンに巻回されていることを特徴とする請
求項２記載の永久磁石式モータ。
【請求項４】ステータコイル用のボビンは、ステータ
ヨークとの接触面にカシメ用突起部を有し、前記ステー
タヨークの前記カシメ用突起部に対応する位置に結合穴
を設けたことを特徴とする請求項３記載の永久磁石式モ
ータ。
【請求項５】ステータコイル用のボビンには、前記ロ
ータの回転軸とほぼ平行に設けられたステータコイル巻
設部と、前記ロータの回転軸と直交する端面に設けられ
たロータの回転軸を支持するための軸受け保持部を有す
ることを特徴とする請求項３記載の永久磁石式モータ。
【請求項６】ステータヨークは、その一部に切り欠き
部を有し、この切り欠き部を中心に折り曲げて磁路を形
成したことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式モー
タ。
【請求項７】１つのステータの１対のステータ極歯と
他のステータの１対のステータ極歯の隣接する極歯を磁
性材で短絡したことを特徴とする請求項１記載の永久磁
石式モータ。
【請求項８】ロータの外周部に設けられた永久磁石は
各磁極を形成する磁極部の外周形状をその極弧半径がロ
ータ外径の１／２より小さいことを特徴とする請求項１
記載の永久磁石式モータ。