JP3530705B2 - motor - Google Patents

motor

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JP3530705B2
JP3530705B2 JP06918397A JP6918397A JP3530705B2 JP 3530705 B2 JP3530705 B2 JP 3530705B2 JP 06918397 A JP06918397 A JP 06918397A JP 6918397 A JP6918397 A JP 6918397A JP 3530705 B2 JP3530705 B2 JP 3530705B2
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permanent magnet
magnetic pole
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超小型に構成したモータ
に係わり、特に、ロータを構成する永久磁石を2層構成
としたモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-compact motor, and more particularly to a motor having a two-layer permanent magnet constituting a rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、小型のモータとして小型円筒形の
例えばステップモータとしては、図16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
軸方向から挟持固定されており、かつステータヨーク1
06にはボビン101の内径面円周方向にステータ歯1
06a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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a small motor, for example, a small cylindrical step motor is shown in FIG. A stator coil 105 is concentrically wound around the bobbin 101, and the bobbin 101 is sandwiched and fixed by two stator yokes 106 in the axial direction.
No. 06 has stator teeth 1 in the circumferential direction of the inner surface of the bobbin 101.
06a and 106b are alternately arranged, and the stator yoke 106 integrated with the stator teeth 106a or 106b is fixed to the case 103 to form the stator 102.

【0003】2組のケース103の一方にはフランジ1
15と軸受108が固定され、他方のケース103には
他の軸受108が固定されている。ロータ109はロー
タ軸110に固定されたロータ磁石111から成り、ロ
ータ磁石111はステータ102のステータヨーク10
6aと放射状の空隙部を形成している。そして、ロータ
軸110は2個の軸受108の間に回転可能に支持され
ている。
A flange 1 is provided on one of the two sets of cases 103.
15 and the bearing 108 are fixed, and the other bearing 108 is fixed to the other case 103. The rotor 109 is composed of a rotor magnet 111 fixed to a rotor shaft 110, and the rotor magnet 111 is the stator yoke 10 of the stator 102.
6a and radial gaps are formed. The rotor shaft 110 is rotatably supported between the two bearings 108.

【0004】このような小型に構成されたステップモー
タによってカメラのレンズを駆動するようにしたものは
特開平3−180823号公報等で公知のものとなって
いる。これは円弧状のステップモータを撮影レンズの周
囲に配置し、ステップモータの出力軸によりメネジを駆
動させ、レンズを保持するレンズホルダに固着されたオ
ネジを光軸と平行方向に前後させるものである。
The one in which the lens of the camera is driven by such a small step motor is known from Japanese Patent Laid-Open No. 3-180823. This is to arrange an arc-shaped step motor around the taking lens, drive the female screw by the output shaft of the step motor, and move the male screw fixed to the lens holder holding the lens back and forth in a direction parallel to the optical axis. .

【0005】[0005]

【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、ロータの外周にケース1
03、ボビン101、ステータコイル105、ステータ
ヨーク106等が同心状に配置されているためにモータ
の外径寸法が大きくなってしまう欠点があった。
However, in the above-mentioned conventional small step motor, the case 1 is provided on the outer circumference of the rotor.
03, the bobbin 101, the stator coil 105, the stator yoke 106, etc. are arranged concentrically, so that there is a drawback that the outer diameter of the motor becomes large.

【0006】また、ステータコイル105への通電によ
り発生する磁束は図17に示すように主としてステータ
歯106aの端面106a1とステータ歯106bの端
面106b1とを通過するためロータ磁石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。
Further, as shown in FIG. 17, the magnetic flux generated by energizing the stator coil 105 passes mainly through the end faces 106a1 of the stator teeth 106a and the end faces 106b1 of the stator teeth 106b, so that it does not act effectively on the rotor magnet 111. Therefore, there is a drawback that the output of the motor does not increase.

【0007】また、従来のレンズ繰出し装置では、円弧
状のステップモータをレンズの周囲に配置しているた
め、円周方向での占有面積が大きく、その他の機構、例
えば、シャッタを駆動するためのアクチュエータ等を同
一面内に配置することが困難な場合もある。
Further, in the conventional lens feeding device, since the arc-shaped step motor is arranged around the lens, the occupied area in the circumferential direction is large, and other mechanisms such as the shutter are driven. In some cases, it may be difficult to arrange the actuator and the like in the same plane.

【0008】したがって、本発明の第1の目的は、新規
な構成の超小型のモータを提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a microminiature motor having a novel structure.

【0009】本発明の第2の目的は、モータの製造を容
易なものとすることである。
A second object of the present invention is to facilitate the manufacture of a motor.

【0010】本発明の第3の目的は、コンパクトでしか
も駆動力の高いモータを提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a motor that is compact and has a high driving force.

【0011】[0011]

【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、外周面が周方向に分割され異なる極に交
互に着磁された第1の着磁層および前記第1の着磁層の
軸方向にあって外周面が周方向に分割され異なる極に交
互に着磁された第2の着磁層を備えたロータである永久
磁石と、前記永久磁石の軸方向であって前記永久磁石を
挟む位置に配置された第1のコイルおよび第2のコイル
と、前記第1のコイルによって励磁されるとともに前記
永久磁石の第1の着磁層の外周面と対向する筒状の第1
の外側磁極と、前記第1のコイルによって励磁されると
ともに前記永久磁石の第1の着磁層の内周面に対向する
筒状の第1の内側磁極と、前記第2のコイルによって励
磁されるとともに前記永久磁石の第2の着磁層の外周面
と対向する筒状の第2の外側磁極と、前記第2のコイル
によって励磁されるとともに前記永久磁石の第2の着磁
層の内周面に対向する筒状の第2の内側磁極と、前記第
1の外側磁極と前記第2の外側磁極を固定する非磁性材
料からなる連結部材と、を有し、前記第1の外側磁極の
先端と前記第2の外側磁極の先端が対向するとともに前
記第1の内側磁極の先端と前記第2の内側磁極の先端が
対向することを特徴とするモータを提供するものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first magnetizing layer whose outer peripheral surface is divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, and the first magnetizing layer. A permanent magnet, which is a rotor provided with second magnetizing layers in the axial direction of the magnetic layer, the outer peripheral surface of which is divided in the circumferential direction and which is alternately magnetized to different poles; A first coil and a second coil arranged at positions sandwiching the permanent magnet, and a tubular shape that is excited by the first coil and faces the outer peripheral surface of the first magnetized layer of the permanent magnet. First
Of the outer magnetic pole, a cylindrical first inner magnetic pole that is excited by the first coil and faces the inner peripheral surface of the first magnetized layer of the permanent magnet, and is excited by the second coil. And a cylindrical second outer magnetic pole facing the outer peripheral surface of the second magnetized layer of the permanent magnet, and an inner portion of the second magnetized layer of the permanent magnet that is excited by the second coil. The first outer magnetic pole includes: a cylindrical second inner magnetic pole facing the circumferential surface; and a connecting member made of a nonmagnetic material for fixing the first outer magnetic pole and the second outer magnetic pole. And a tip of the second outer magnetic pole and a tip of the first inner magnetic pole and a tip of the second inner magnetic pole face each other.

【0012】上記構成において、モータの径は永久磁石
の外周面に第1、第2の外側磁極を対向させて設けるだ
けの大きさがあればよく、モータの軸方向の長さは永久
磁石の長さに第1のコイルと第2のコイルの長さを加え
ただけの大きさがあればよく、モータを非常に小型化す
ることができるものである。また、第1のコイルにより
発生する磁束は第1の外側磁極と第1の内側磁極との間
のロータである永久磁石を横切るので、効果的にロータ
である永久磁石に作用し、第2のコイルにより発生する
磁束も第2の外側磁極と第2の内側磁極との間のロータ
である永久磁石を横切るので、効果的にロータである永
久磁石に作用し、モータの出力を高める。また、筒状の
第1の外側磁極の先端と筒状の第2の外側磁極の先端を
対向させるとともに、筒状の第1の内側磁極と筒状の第
2の内側磁極の先端とを対向させることで、永久磁石に
発生する回転力を高めることができる。さらに、第1の
外側磁極と第2の外側磁極とを非磁性材料からなる接続
部材で連結することで、永久磁石より発生する磁束は第
1の外側磁極と第2の外側磁極との間では通過しないよ
うになり、永久磁石のコギングが小さくなりモータの回
転が滑らかになる。
In the above structure, the diameter of the motor may be such that the first and second outer magnetic poles are provided on the outer peripheral surface of the permanent magnet so as to face each other, and the axial length of the motor is equal to that of the permanent magnet. It is sufficient that the size is such that the lengths of the first coil and the second coil are added to the length, and the motor can be extremely miniaturized. Further, since the magnetic flux generated by the first coil traverses the permanent magnet that is the rotor between the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, it effectively acts on the permanent magnet that is the rotor, and Since the magnetic flux generated by the coil also traverses the permanent magnet that is the rotor between the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole, it effectively acts on the permanent magnet that is the rotor, increasing the output of the motor. In addition, the tip of the tubular first outer magnetic pole and the tip of the tubular second outer magnetic pole are opposed to each other, and the tubular first inner magnetic pole and the tip of the tubular second inner magnetic pole are opposed to each other. By doing so, the rotational force generated in the permanent magnet can be increased. Further, by connecting the first outer magnetic pole and the second outer magnetic pole with a connecting member made of a non-magnetic material, the magnetic flux generated by the permanent magnet is not generated between the first outer magnetic pole and the second outer magnetic pole. It will not pass through, the cogging of the permanent magnet will be small, and the rotation of the motor will be smooth.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0019】(実施例1)図1〜図3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。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 are views showing a step motor according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is an exploded perspective view of the step motor, and FIG. 2 is an assembly of the step motor. FIG. 4 is a sectional view in the axial direction after that, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA and a sectional view taken along line BB in FIG. 2.

【0020】図1において、1はロータを構成する中空
の円筒形状の永久磁石であり、このロータを構成する永
久磁石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4分割して)S極、N極が交互に着磁された
着磁部1a、1b、1c、1dからなる第1の着磁層
と、軸方向に隣合う位置で外周表面を円周方向にn分割
して(本実施例では4分割して)S極、N極が交互に着
磁された着磁部1e、1f、1g、1hからなる第2の
着磁層とからなる。第1の着磁層と第2の着磁層は、1
80/n度、即ち、45度位相をずらして着磁されてい
る。第1の着磁層では着磁部1a、1cがS極に着磁さ
れ、着磁部1b、1dがN極に着磁されている。また、
第2の着磁層では着磁部1e、1gがS極に着磁され、
着磁部1f、1hがN極に着磁されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hollow cylindrical permanent magnet which constitutes a rotor. The permanent magnet 1 which constitutes this rotor has its outer peripheral surface divided into n in the circumferential direction (in the present embodiment, in the present embodiment). The outer peripheral surface is circumferentially formed at a position adjacent to the first magnetized layer composed of magnetized portions 1a, 1b, 1c, 1d in which S poles and N poles are alternately magnetized And a second magnetizing layer composed of magnetized portions 1e, 1f, 1g, 1h in which S poles and N poles are magnetized alternately. The first magnetizing layer and the second magnetizing layer are 1
It is magnetized with a phase shift of 80 / n degrees, that is, 45 degrees. In the first magnetizing layer, the magnetized portions 1a and 1c are magnetized to the S pole, and the magnetized portions 1b and 1d are magnetized to the N pole. Also,
In the second magnetizing layer, the magnetizing portions 1e and 1g are magnetized to the S pole,
The magnetized portions 1f and 1h are magnetized to the N pole.

【0021】2はロータ軸となる回転軸で、この回転軸
2は永久磁石1に固着されている。これら回転軸と永久
磁石とでロータを構成している。3および4は円筒形状
のコイルであり、コイル3および4は前記永久磁石1と
同心でかつ永久磁石1を軸方向に挟む位置に配置され、
コイル3および4はその外径が前記永久磁石1の外径と
ほぼ同じ寸法である。
Reference numeral 2 denotes a rotary shaft which serves as a rotor shaft, and the rotary shaft 2 is fixed to the permanent magnet 1. The rotary shaft and the permanent magnet form a rotor. Reference numerals 3 and 4 are cylindrical coils, and the coils 3 and 4 are arranged concentrically with the permanent magnet 1 and at positions sandwiching the permanent magnet 1 in the axial direction.
The outer diameters of the coils 3 and 4 are approximately the same as the outer diameter of the permanent magnet 1.

【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、これら第1のステ
ータ18および第2のステータ19は外筒および内筒か
らなっている。第1のステータ18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が通電されるこ
とにより第1のステータ18が励磁される。第1のステ
ータ18の外筒および内筒はその先端部が外側磁極18
a、18bおよび内側磁極18c、18dを形成してお
り、この内側磁極18cと内側磁極18dの位相は互い
に同位相となるように360/(n/2)度、即ち18
0度ずれて形成され、内側磁極18cに対し外側磁極1
8aが対向配置しており、また、内側磁極18dに対し
外側磁極18bが対向配置している。第1のステータ1
8の外側磁極18a、18bおよび内側磁極18c、1
8dは永久磁石1の一端側の外周面および内周面に対向
して永久磁石1の一端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18eには回転軸2の一端
部が回転可能に嵌合する。
Reference numerals 18 and 19 are first portions made of a soft magnetic material.
The first stator 18 and the second stator 19 are composed of an outer cylinder and an inner cylinder. The coil 3 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18, and when the coil 3 is energized, the first stator 18 is excited. The outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18 are such that the tips thereof are the outer magnetic poles 18.
a, 18b and inner magnetic poles 18c, 18d are formed, and the phases of the inner magnetic pole 18c and the inner magnetic pole 18d are 360 / (n / 2) degrees, that is, 18 so that they are in phase with each other.
The outer magnetic pole 1 is formed with a deviation of 0 degree from the inner magnetic pole 18c.
8a are arranged to face each other, and the outer magnetic pole 18b is arranged to face the inner magnetic pole 18d. First stator 1
8 outer magnetic poles 18a, 18b and inner magnetic poles 18c, 1
8d is provided to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the permanent magnet 1 on one end side so as to sandwich one end of the permanent magnet 1 therebetween. Further, one end of the rotary shaft 2 is rotatably fitted in the hole 18e of the first stator 18.

【0023】第2のステータ19の外筒および内筒の間
にコイル4が設けられ、このコイル4が通電されること
により第1のステータ19が励磁される。第2のステー
タ19の外筒および内筒はその先端部が外側磁極19
a、19bおよび内側磁極19c、19dを形成してお
り、この内側磁極19cと内側磁極19dの位相は互い
に同位相となるように360/(n/2)度、即ち18
0度ずれて形成され、内側磁極19cに対し外側磁極1
9aが対向配置しており、また、内側磁極19dに対し
外側磁極19bが対向配置している。第のステータ1
9の外側磁極19a、19bおよび内側磁極19c、1
9dは永久磁石1の一端側の外周面および内周面に対向
して永久磁石1の一端を挟み込むように設けられる。ま
た、第2のステータ19の穴19eには回転軸2の一端
部が回転可能に嵌合する。
The coil 4 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19, and the first stator 19 is excited by energizing the coil 4. The outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19 have outer magnetic poles 19 at the tips thereof.
a and 19b and the inner magnetic poles 19c and 19d are formed. The inner magnetic pole 19c and the inner magnetic pole 19d have a phase of 360 / (n / 2), that is, 18 so that they are in phase with each other.
The outer magnetic pole 1 is formed with a deviation of 0 degree from the inner magnetic pole 19c.
9a are arranged to face each other, and the outer magnetic pole 19b is arranged to face the inner magnetic pole 19d. Second stator 1
9 outer magnetic poles 19a, 19b and inner magnetic poles 19c, 1
9d is provided so as to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on one end side of the permanent magnet 1 so as to sandwich one end of the permanent magnet 1 therebetween. Further, one end of the rotary shaft 2 is rotatably fitted in the hole 19e of the second stator 19.

【0024】10は非磁性材料からなる円筒形状の連結
リングであり、この連結リング10の内面側の一端側に
は溝10a、10bが設けられ、他端側には溝10a、
10bに対して位相を45度ずらした溝10c、10d
が設けられ、溝10a、10bに第1のステータ18の
外側磁極18a、18bを嵌合し、溝10c、10dに
第2のステータ19の外側磁極19a、19bを嵌合
し、これら嵌合部分を接着剤により固定して、連結リン
グ10に第1のステータ18および第2のステータ19
が取付けられるものである。
Reference numeral 10 denotes a cylindrical connecting ring made of a non-magnetic material. Grooves 10a and 10b are provided on one end side of the inner surface side of the connecting ring 10, and a groove 10a is provided on the other end side.
Grooves 10c and 10d whose phase is shifted 45 degrees with respect to 10b.
Are provided, the outer magnetic poles 18a and 18b of the first stator 18 are fitted into the grooves 10a and 10b, the outer magnetic poles 19a and 19b of the second stator 19 are fitted into the grooves 10c and 10d, and these fitted portions Are fixed to the connecting ring 10 by a first adhesive 18 and a second stator 19
Is attached.

【0025】第1のステータ18と第2のステータ19
は互いに外側磁極18a、18bおよび内側磁極18
c、18dの先端と外側磁極19a、19bおよび内側
磁極19c、19dの先端とを対向させ、外側磁極18
a、18bと外側磁極19a、19bとの間を連結リン
グ10の内面側の突出部10e、10fの幅だけ隔てて
連結リング10により固定されている。
The first stator 18 and the second stator 19
Are the outer magnetic poles 18a, 18b and the inner magnetic pole 18 with respect to each other.
The tips of the magnetic poles c and 18d are opposed to the tips of the outer magnetic poles 19a and 19b and the inner magnetic poles 19c and 19d, respectively.
The connection rings 10 are fixed to each other with the widths of the protrusions 10e and 10f on the inner surface side of the connection ring 10 between the a and 18b and the outer magnetic poles 19a and 19b.

【0026】図2はステップモータの断面図であり、図
3の(a)、(b)、(c)、(d)は図2のA−A線
での断面図を示し、図3の(e)、(f)、(g)、
(h)は図2のB−B線での断面図を示している。図3
の(a)と(e)が同時点での断面図であり、図3の
(b)と(f)が同時点での断面図であり、図3の
(c)と(g)が同時点での断面図であり、図3の
(d)と(h)が同時点での断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the step motor, and FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D are sectional views taken along the line AA of FIG. (E), (f), (g),
(H) has shown sectional drawing in the BB line of FIG. Figure 3
(A) and (e) are cross-sectional views at the same time point, (b) and (f) of FIG. 3 are cross-sectional views at the same time point, and (c) and (g) of FIG. It is sectional drawing in a point, and (d) and (h) of FIG. 3 are sectional views in a simultaneous point.

【0027】次に、本発明のステップモータの動作を説
明する。図3の(a)と(e)の状態からコイル3およ
び4に通電して第1のステータ18の外側磁極18a、
18bをN極とし、内側磁極18c、18dをS極と
し、第2のステータ19の外側磁極19a、19bをN
極とし、内側磁極19c、19dをS極に励磁すると、
永久磁石1は反時計方向に45度回転し、図3の(b)
と(f)に示す状態になる。
Next, the operation of the step motor of the present invention will be described. From the states of (a) and (e) of FIG. 3, the coils 3 and 4 are energized so that the outer magnetic poles 18 a of the first stator 18 are
18b is the N pole, the inner magnetic poles 18c and 18d are the S poles, and the outer magnetic poles 19a and 19b of the second stator 19 are the N poles.
When the inner magnetic poles 19c and 19d are magnetized to S poles,
The permanent magnet 1 rotates counterclockwise by 45 degrees, and the permanent magnet 1 shown in FIG.
And the state shown in (f) is obtained.

【0028】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をS極とし、
内側磁極18c、18dをN極とし、第2のステータ1
9の外側磁極19a、19bをN極とし、内側磁極19
c、19dをS極に励磁すると、永久磁石1はさらに反
時計方向に45度回転し、図3の(c)と(g)に示す
状態になる。
Next, the power supply to the coil 3 is reversed and the first
The outer magnetic poles 18a and 18b of the stator 18
The inner magnetic poles 18c and 18d are N poles, and the second stator 1
The outer magnetic poles 19a and 19b of the magnetic pole 9 are N poles, and the inner magnetic pole 19
When c and 19d are excited to the S pole, the permanent magnet 1 further rotates counterclockwise by 45 degrees, and the states shown in (c) and (g) of FIG. 3 are obtained.

【0029】次に、コイル4への通電を反転させ、第2
のステータ19の外側磁極19a、19bをS極とし、
内側磁極19c、19dをN極とし、第1のステータ1
8の外側磁極18a、18bをS極とし、内側磁極18
c、18dをN極に励磁すると、永久磁石1はさらに反
時計方向に45度回転し、図3の(d)と(h)に示す
状態になる。以後、このようにコイル3およびコイル4
への通電方向を順次切り替えていくことにより永久磁石
1は通電位相に応じた位置へと回転していく。
Next, the power supply to the coil 4 is reversed and the second
The outer magnetic poles 19a and 19b of the stator 19 of No.
The inner magnetic poles 19c and 19d are N poles, and the first stator 1
The outer magnetic poles 18a and 18b of FIG.
When c and 18d are excited to the N pole, the permanent magnet 1 further rotates counterclockwise by 45 degrees, and the states shown in (d) and (h) of FIG. 3 are obtained. Thereafter, the coil 3 and the coil 4 are thus processed in this manner.
The permanent magnet 1 is rotated to a position corresponding to the energization phase by sequentially switching the energization direction to.

【0030】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の特徴について
述べると、第1に、永久磁石を中空の円筒形状に形成し
ていること、第2に、永久磁石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、第3に、永
久磁石の軸方向に第1のコイルと永久磁石と第2のコイ
ルを順に配置していること、第4に、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
よび内側磁極を永久磁石の外周面および内周面に対向さ
せていること、である。
Here, it will be described that the step motor having such a structure is an optimum structure for miniaturizing the motor. The features of the basic configuration of the step motor are as follows: first, the permanent magnet is formed in a hollow cylindrical shape; and second, the outer peripheral surface of the permanent magnet is divided into n in the circumferential direction and alternated to different poles. The third coil, thirdly, the first coil, the permanent magnet, and the second coil are sequentially arranged in the axial direction of the permanent magnet, and fourthly, by the first and second coils. The outer and inner magnetic poles of the excited first and second stators are opposed to the outer and inner peripheral surfaces of the permanent magnet.

【0031】したがって、このステップモータの径は永
久磁石の径にステータの磁極を対向して設けるだけの大
きさがあればよく、また、ステップモータの軸方向の長
さも永久磁石の長さに第1のコイルと第2のコイルの長
さを加えただけの長さがあればよいことになる。このた
め、このステップモータの大きさは、永久磁石およびコ
イルの径と長さによって決まるもので、永久磁石および
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
プモータを超小型化することができるのである。
Therefore, the diameter of the step motor should be large enough to provide the magnetic poles of the stator so as to face the diameter of the permanent magnet, and the axial length of the step motor should be the same as the length of the permanent magnet. It suffices if the length is the sum of the lengths of the first coil and the second coil. Therefore, the size of this step motor is determined by the diameter and length of the permanent magnet and coil, and if the diameter and length of the permanent magnet and coil are made extremely small, the step motor can be made extremely compact. You can do it.

【0032】このとき、永久磁石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
ての出力精度を維持することが難しくなるが、これは永
久磁石を中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状
に形成された永久磁石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としての出力精度の問題
を解決している。このとき、後述する実施例2のよう
に、永久磁石の外周面だけではなく、永久磁石の内周面
も円周方向に着磁すれば、モータの出力をさらに効果的
にすることができる。
At this time, if the diameter and the length of the permanent magnet and the coil are made extremely small, it becomes difficult to maintain the output accuracy as a step motor. This is because the permanent magnet is formed in a hollow cylindrical shape. The simple structure in which the outer and inner magnetic poles of the first and second stators are opposed to the outer and inner circumferential surfaces of the hollow cylindrical permanent magnet solves the problem of output accuracy as a step motor. ing. At this time, like Example 2 described later, if not only the outer peripheral surface of the permanent magnet but also the inner peripheral surface of the permanent magnet is magnetized in the circumferential direction, the output of the motor can be made more effective.

【0033】(実施例2)図4は本発明の実施例2に係
わり、ステップモータのロータの回転動作を説明するも
のである。前述した本発明の実施例1において、ロータ
を構成する永久磁石1は、その外周表面を円周方向にn
分割してS極、N極に交互に着磁しているが、実施例2
においては、永久磁石1の外周表面だけでなく、図4に
示すように永久磁石1の内周表面も円周方向にn分割し
て(本実施例では4分割して)S極、N極を交互に着磁
しているものである。このとき、永久磁石1の内周表面
は隣接する外周表面と異なる極に着磁されており、着磁
部1a、1cの内周表面がN極に着磁され、着磁部1
b、1dの内周表面がS極に着磁されている。
(Embodiment 2) FIG. 4 relates to Embodiment 2 of the present invention and illustrates the rotating operation of the rotor of a step motor. In the above-described first embodiment of the present invention, the permanent magnet 1 constituting the rotor has an outer peripheral surface n in the circumferential direction.
It is divided and magnetized to the S pole and the N pole alternately.
In addition, not only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 but also the inner peripheral surface of the permanent magnet 1 is divided into n in the circumferential direction (in this embodiment, divided into 4) S pole and N pole. Are alternately magnetized. At this time, the inner peripheral surface of the permanent magnet 1 is magnetized to a pole different from the adjacent outer peripheral surface, and the inner peripheral surfaces of the magnetized portions 1a and 1c are magnetized to N poles.
The inner peripheral surfaces of b and 1d are magnetized to the S pole.

【0034】この実施例2においては、永久磁石1の外
周表面だけではなく、永久磁石1の内周表面も円周方向
にn分割してS極、N極を交互に着磁していることか
ら、永久磁石1の内周表面と第1ステータ18の内側磁
極18c、18d並びに第2のステータ19の内側磁極
19c、19dとの関係でモータの出力を増大させるこ
とができるものである。
In the second embodiment, not only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 but also the inner peripheral surface of the permanent magnet 1 is divided into n in the circumferential direction and the S pole and the N pole are alternately magnetized. Therefore, the output of the motor can be increased by the relationship between the inner peripheral surface of the permanent magnet 1 and the inner magnetic poles 18c and 18d of the first stator 18 and the inner magnetic poles 19c and 19d of the second stator 19.

【0035】(実施例3)次に、本発明の実施例3に係
わるステップモータを図5〜図7により説明するが、実
施例1の図1〜図3と同一部分には同一の符号を付して
説明する。前述した本発明の実施例1においては、第1
のステータ18および第2のステータ19は外筒および
内筒を一体的に形成しているが、実施例3においては、
図5に示すように、第1のステータ18および第2のス
テータ19の外筒を一体的に形成し、第1のステータ1
8および第19のステータ19の内筒を別々に形成して
いるものである。
(Third Embodiment) Next, a step motor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The same parts as those of FIGS. A description will be given. In the first embodiment of the present invention described above, the first
The stator 18 and the second stator 19 are integrally formed with the outer cylinder and the inner cylinder, but in the third embodiment,
As shown in FIG. 5, the outer cylinders of the first stator 18 and the second stator 19 are integrally formed, and the first stator 1
The inner cylinders of the 8th and 19th stators 19 are formed separately.

【0036】図5は、本発明の実施例3に係わるステッ
プモータの分解斜視図であり、図6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7は、図6の
A−A線での断面図およびB−B線での断面図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a step motor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is an axial sectional view of the step motor after assembly, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-B and a cross-sectional view taken along line BB.

【0037】図5〜図7において、1は円筒形状の永久
磁石であり、円周をn分割して(本実施例では4分割し
て)S極、N極が交互に着磁された1a、1b、1c、
1dからなる第1の着磁層と円周を同じく4分割してS
極、N極が交互に着磁された1e、1f、1g、1hか
らなる第2の着磁層とから成る。第1の着磁層と第2の
着磁層の位相は180/n度、即ち、45°ずれて着磁
されている。本実施例では第1の着磁層の1a、1c及
び第2の着磁層の1e、1gの外周面がS極内周面がN
極になるよう着磁されており、第1の着磁層の1b、1
d及び第2の着磁層の1f、1hの外周面がN極、内周
面がS極になるように着磁されている。
In FIG. 5 to FIG. 7, reference numeral 1 denotes a cylindrical permanent magnet, which has a circumference divided into n (in this embodiment, divided into 4) S and N poles which are alternately magnetized. 1b, 1c,
The first magnetizing layer made of 1d and the circumference are also divided into four parts, and S
A second magnetizing layer composed of 1e, 1f, 1g, and 1h in which the poles and the N poles are alternately magnetized. The phases of the first magnetized layer and the second magnetized layer are 180 / n degrees, that is, they are magnetized with a shift of 45 °. In the present embodiment, the outer peripheral surfaces of the first magnetized layers 1a and 1c and the second magnetized layers 1e and 1g have the S pole inner peripheral surface of N.
It is magnetized so that it becomes a pole, and the first magnetizing layer 1b, 1
The outer peripheral surfaces of d and 1f and 1h of the second magnetized layer are magnetized so that the outer peripheral surfaces thereof are N poles and the inner peripheral surfaces thereof are S poles.

【0038】2は回転軸で永久磁石1が固着されてい
る。回転軸2と永久磁石1とにより、ロータが構成され
る。3、4はコイルであり、前記永久磁石1と同心でか
つ永久磁石1を軸方向にはさむ位置に配置される。コイ
ル3、コイル4は外径が前記永久磁石1の外径とほぼ同
じ寸法である。5は軟磁性材料からなる第1ヨークでコ
イル3の内部3aに挿入される5d部と前記永久磁石1
の第1の着磁層の内部に対向する歯5b、5cを持つ。
歯5b、5cは第1の着磁層の極に対し同位相となるよ
うに360/(n/2)度すなわち180°ずれて形成
されている。第1ヨークの穴5aと、回転軸2の2a部
とは回転可能に嵌合する。
Reference numeral 2 is a rotary shaft to which the permanent magnet 1 is fixed. The rotating shaft 2 and the permanent magnet 1 form a rotor. Reference numerals 3 and 4 are coils, which are arranged concentrically with the permanent magnet 1 and at positions sandwiching the permanent magnet 1 in the axial direction. The outer diameters of the coils 3 and 4 are approximately the same as the outer diameter of the permanent magnet 1. Reference numeral 5 denotes a first yoke made of a soft magnetic material and the permanent magnet 1 and a 5d portion inserted into the inside 3a of the coil 3.
Have teeth 5b, 5c facing each other inside the first magnetized layer.
The teeth 5b and 5c are formed to be shifted by 360 / (n / 2) degrees, that is, 180 ° so as to be in phase with the poles of the first magnetized layer. The hole 5a of the first yoke and the 2a portion of the rotary shaft 2 are rotatably fitted.

【0039】6は軟磁性材料からなる第2のヨークでコ
イル4の内部4aに挿入される6d部と前記永久磁石1
の第2の着磁層の内部に対向する歯6b、6cを持つ。
歯6b、6cは第2の着磁層の極に対し同位相となるよ
うに360/(n/2)度すなわち180°ずれて形成
されている。第2ヨーク6の穴6aと回転軸2の2b部
とは回転可能に嵌合する。
Reference numeral 6 denotes a second yoke made of a soft magnetic material, and a 6d portion inserted into the inside 4a of the coil 4 and the permanent magnet 1.
Has teeth 6b and 6c facing each other inside the second magnetized layer.
The teeth 6b and 6c are formed to be shifted by 360 / (n / 2) degrees, that is, 180 ° so as to be in phase with the pole of the second magnetized layer. The hole 6a of the second yoke 6 and the 2b portion of the rotary shaft 2 are rotatably fitted.

【0040】第1ヨーク5はコイル挿入部5dと歯5
b、5cとが、また第2ヨーク6はコイル挿入部6d部
と歯6b、6cとがそれぞれ同径であるためコイルの挿
入が容易となる。第1ヨーク5の歯5b、5cと第2ヨ
ーク6の歯6b、6cとは同位相、即ち、互いに軸方向
に関して対向する位置にある。7は軟磁性材料からなる
第3ヨークである。前記コイル3、コイル4と永久磁石
1とは外径がほぼ同じであるため第3ヨークはコイル
3、コイル4、永久磁石1の外周に対して適当なギャッ
プをもって覆うよう単純な筒形状で構成される。
The first yoke 5 has a coil insertion portion 5d and teeth 5.
b and 5c, and the coil insertion portion 6d of the second yoke 6 and the teeth 6b and 6c have the same diameter, the coil can be easily inserted. The teeth 5b and 5c of the first yoke 5 and the teeth 6b and 6c of the second yoke 6 are in the same phase, that is, at positions that oppose each other in the axial direction. Reference numeral 7 is a third yoke made of a soft magnetic material. Since the outer diameters of the coils 3, 4 and the permanent magnet 1 are almost the same, the third yoke has a simple tubular shape so as to cover the outer circumferences of the coils 3, 4 and the permanent magnet 1 with an appropriate gap. To be done.

【0041】第3ヨーク7は7e部で第1ヨーク5の5
e部と結合され、7f部で第2ヨーク6e部と結合され
る。また第3ヨーク7は第1ヨーク5の歯5b、5c、
第2ヨーク6の歯6b、6cに永久磁石1をはさんで対
向する位置に7a、7b部があり、それ以外の部分には
穴7c、7dが形成されている。第1ヨーク5の歯5
b、5cと第2ヨーク6の歯6b、6cとは同位相であ
るから、それらの歯に対向すべき第3ヨーク7の磁極部
7a、7bは図5に示すように単純な形状となり、プレ
ス等での製造が容易となる。また、以上説明した第1ヨ
ーク5と第3ヨーク7とのエアギャップ、第2ヨーク6
と第3ヨーク7とのエアギャップのほとんどに永久磁石
1が挿入されている構造なので、コイル4、コイル4へ
の通電により発生する磁束は効果的に永久磁石に作用し
出力を高める。
The third yoke 7 is a portion 7e and is 5 of the first yoke 5.
The second yoke 6e is connected to the second yoke 6e at the section 7f. The third yoke 7 has teeth 5b, 5c of the first yoke 5,
The teeth 6b and 6c of the second yoke 6 have portions 7a and 7b at positions facing each other with the permanent magnet 1 in between, and holes 7c and 7d are formed in the other portions. Teeth 5 of the first yoke 5
b and 5c and the teeth 6b and 6c of the second yoke 6 have the same phase, the magnetic pole portions 7a and 7b of the third yoke 7 which should face the teeth have a simple shape as shown in FIG. Manufacturing with a press etc. becomes easy. In addition, the air gap between the first yoke 5 and the third yoke 7 described above, the second yoke 6
Since the permanent magnet 1 is inserted in almost all of the air gap between the third yoke 7 and the third yoke 7, the coil 4 and the magnetic flux generated by energizing the coil 4 effectively act on the permanent magnet to increase the output.

【0042】図6は、ステップモータの断面図であり、
図7の(a)、(b)、(c)、(d)は図6のA−A
断面を示し、図7の(e)、(f)、(g)、(h)は
図6のB−B断面を示している。図7の(a)と(e)
とが同時点での断面図であり、図7の(b)と(f)と
が同時点での断面図であり、図7の(c)と(g)とが
同時点での断面図であり、図7の(d)と(h)とが同
時点での断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of the step motor,
7A, 7B, 7C, and 7D are AA of FIG.
The cross section is shown, and (e), (f), (g), and (h) of FIG. 7 show the BB cross section of FIG. 7 (a) and 7 (e)
7A and 7B are cross-sectional views at the same point, FIGS. 7B and 7F are cross-sectional views at the same point, and FIGS. 7C and 7G are cross-sectional views at the same point. 7D and 7H are cross-sectional views at the same point.

【0043】次に、本発明のステップモータの動作を概
略すると、図7の(a)、(e)の状態からコイル3、
コイル4に通電して第1ヨーク5の歯5b、5cをS
極、歯5b、5cに対向する第3ヨークの7a、7b部
をN極、第2ヨーク6の歯6b、6cをS極、歯6b、
6cに対向する第3ヨークの7a、7b部をN極に励磁
すると、永久磁石1は反時計方向に45°回転し、図7
の(b)、(f)に示す状態になる。
Next, the operation of the step motor of the present invention will be outlined. From the state of FIGS.
By energizing the coil 4, the teeth 5b and 5c of the first yoke 5 are S
The poles 7a and 7b of the third yoke facing the teeth 5b and 5c are the N poles, the teeth 6b and 6c of the second yoke 6 are the S poles, the teeth 6b,
When the portions 7a and 7b of the third yoke facing 6c are excited to the N pole, the permanent magnet 1 rotates 45 ° in the counterclockwise direction.
(B) and (f) of FIG.

【0044】次に、コイル3への通電を反転させ第1ヨ
ーク5の歯5b、5cをN極、歯5b、5cに対向する
第3ヨークの7a、7bをS極、第2ヨーク6の歯6
b、6cをS極、歯6b、6cに対向する第3ヨークの
7a、7b部をN極に励磁すると、永久磁石1はさらに
反時計方向に45°回転し、図7の(c)、(g)に示
す状態になる。
Next, the energization of the coil 3 is reversed and the teeth 5b and 5c of the first yoke 5 are the N pole, the third yokes 7a and 7b facing the teeth 5b and 5c are the S pole, and the second yoke 6 is the S pole. Tooth 6
When b and 6c are excited as S poles and 7a and 7b portions of the third yoke facing the teeth 6b and 6c are excited as N poles, the permanent magnet 1 is further rotated by 45 ° in the counterclockwise direction, as shown in FIG. The state shown in FIG.

【0045】次に、コイル4への通電を反転させ第2ヨ
ーク6の歯6b、6cをN極、歯6b、6cに対向する
第3ヨーク7の7a、7b部をS極に励磁すると永久磁
石1はさらに反時計方向に45°回転して図7(d)、
(h)に示す状態になる。このようにコイル3、コイル
4への通電方向を順次切換えていくことにより永久磁石
1及び回転軸2からなるロータは通電位相に応じた位置
へと回転していく。
Next, the current to the coil 4 is reversed and the teeth 6b and 6c of the second yoke 6 are excited to the N pole, and the portions 7a and 7b of the third yoke 7 opposed to the teeth 6b and 6c are excited to the S pole. The magnet 1 is further rotated counterclockwise by 45 °, as shown in FIG.
The state shown in FIG. In this way, by sequentially switching the energization directions to the coils 3 and 4, the rotor composed of the permanent magnet 1 and the rotating shaft 2 rotates to a position corresponding to the energization phase.

【0046】本発明の実施例3においては、ロータを構
成する永久磁石1の外周表面だけではなく、永久磁石1
の内周表面も円周方向にn分割してS極、N極を交互に
着磁しているが、本発明の実施例3においては、ロータ
を構成する永久磁石1の外周表面だけを円周方向にn分
割してS極、N極を交互に着磁するようにしてもよいも
のである。
In the third embodiment of the present invention, not only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 constituting the rotor but also the permanent magnet 1 is used.
The inner peripheral surface of the magnet is also divided into n in the circumferential direction and the S poles and the N poles are alternately magnetized. In the third embodiment of the present invention, only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 constituting the rotor is circular. It may be divided into n in the circumferential direction so that the S poles and the N poles are alternately magnetized.

【0047】(実施例4)図8、図9は本発明の実施例
4のステップモータを示す図であり、そのうち、図8は
ステップモータの分解斜視図であり、図9はステップモ
ータの断面図である。図8、9において、8は軟磁性材
料からなる第1外ヨークであり、歯8a、8bが第1ヨ
ーク5の歯5b、5cと永久磁石1の第1の着磁層をは
さむ位置に形成されている。9は軟磁性材料からなる第
2の外ヨークであり、歯9a、9bが第2ヨーク6の歯
6a、6Cと永久磁石1の第2の着磁層をはさむ位置に
形成されている。第1外ヨーク8は、コイル3と永久磁
石1を適当なギャップをもって覆い、第2外ヨーク9は
コイル4と永久磁石1を適当なギャップをもって覆う。
第1外ヨーク8と第1ヨーク5とは一体に形成してもコ
イル3を組み込むことは可能で、また第2外ヨーク9と
第2ヨーク6とは一体的に形成してもコイル4を組み込
むことは可能である。第1外ヨーク8と第1ヨーク5、
第2外ヨーク9と第2ヨーク6をそれぞれ一体化した場
合、歯8a、8bと歯5b、5cとの位相関係が精度良
く構成することが可能で、また同じく、歯9a、9bと
歯6b、6cとの位相関係が精度良く構成することが可
能である。それによってさらに高出力なものとなる。
(Fourth Embodiment) FIGS. 8 and 9 are views showing a step motor according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 8 is an exploded perspective view of the step motor, and FIG. 9 is a sectional view of the step motor. It is a figure. In FIGS. 8 and 9, reference numeral 8 is a first outer yoke made of a soft magnetic material, and teeth 8a and 8b are formed at positions sandwiching the teeth 5b and 5c of the first yoke 5 and the first magnetized layer of the permanent magnet 1. Has been done. Reference numeral 9 is a second outer yoke made of a soft magnetic material, and teeth 9a and 9b are formed at positions sandwiching the teeth 6a and 6C of the second yoke 6 and the second magnetized layer of the permanent magnet 1. The first outer yoke 8 covers the coil 3 and the permanent magnet 1 with a proper gap, and the second outer yoke 9 covers the coil 4 and the permanent magnet 1 with a proper gap.
The coil 3 can be incorporated even if the first outer yoke 8 and the first yoke 5 are integrally formed, and the coil 4 can be formed even if the second outer yoke 9 and the second yoke 6 are integrally formed. It is possible to incorporate it. The first outer yoke 8 and the first yoke 5,
When the second outer yoke 9 and the second yoke 6 are integrated, the phase relationship between the teeth 8a and 8b and the teeth 5b and 5c can be accurately configured, and similarly, the teeth 9a and 9b and the tooth 6b can be formed. , 6c, it is possible to accurately configure the phase relationship. As a result, the output will be even higher.

【0048】10は非磁性材料からなる連結リングであ
り、溝10a、10bに第1外ヨーク8の歯8a、8b
が嵌合し、溝10c、10dに第2外ヨーク9の歯9
a、9bが嵌合し、第1外ヨーク8、第2外ヨーク9を
公知の方法、例えば、接着剤により固定する。第1外ヨ
ーク8と第2外ヨーク9は連結リング10の内側突出部
10e、10fにより所定の間隔を持って固定されてい
る。また第1外ヨーク8の歯8a、8bは第2外ヨーク
9の歯9a、9bと向き合って配置されている。
Reference numeral 10 is a connecting ring made of a non-magnetic material, and has teeth 8a and 8b of the first outer yoke 8 in the grooves 10a and 10b.
Are engaged with each other, and the teeth 9 of the second outer yoke 9 are inserted into the grooves 10c and 10d.
a and 9b are fitted to each other, and the first outer yoke 8 and the second outer yoke 9 are fixed by a known method, for example, an adhesive. The first outer yoke 8 and the second outer yoke 9 are fixed at predetermined intervals by the inner protruding portions 10e and 10f of the connecting ring 10. The teeth 8a and 8b of the first outer yoke 8 are arranged to face the teeth 9a and 9b of the second outer yoke 9.

【0049】第1外ヨーク8と第2外ヨーク9の組み合
わせは、実施例1における第3ヨーク7と同様な働きを
する。また第1外ヨーク8は図9に示すように一端が第
1ヨーク5と接続されかつコイル3の外径部を覆い、他
端である歯8a、8bが永久磁石1の外周部に所定の隙
間をもって対向している。第2外ヨーク9は図9に示す
ように一端が第2ヨーク6に接続されかつコイル4の外
径部を覆い、他端である歯9a、9bが永久磁石1の外
周部に所定の隙間をもって対向している。
The combination of the first outer yoke 8 and the second outer yoke 9 functions similarly to the third yoke 7 in the first embodiment. Further, as shown in FIG. 9, one end of the first outer yoke 8 is connected to the first yoke 5 and covers the outer diameter portion of the coil 3, and the other ends of the teeth 8 a and 8 b are provided on the outer peripheral portion of the permanent magnet 1 in a predetermined manner. They face each other with a gap. As shown in FIG. 9, one end of the second outer yoke 9 is connected to the second yoke 6 and covers the outer diameter portion of the coil 4, and the other ends of the teeth 9 a and 9 b have a predetermined gap in the outer peripheral portion of the permanent magnet 1. Are facing each other.

【0050】図11はロータの拡大斜視図であり、図1
2、13、14、15は永久磁石1の回転位相を示し、
各図の(a)は第1着磁層を示す、各図の(b)は第2
着磁層を示す。もし図10に示す実施例3のように第3
ヨーク7が一体で構成されていると永久磁石1の第1の
着磁層Cと第2の着磁層Dとの間で第3ヨーク7を介し
て磁束の行き来が生じる。そのため、図12、図14に
示す永久磁石1の回転位置では図13、図15に示す場
合よりもコギングによる力が強くなる。これらコギング
の強い位相は1回転中に90°ピッチで4回あらわれ
る。本モータはコイル3、4への通電を順次交番させて
いく場合、8回で一回転するのでコイル3、4への通電
により発生する電磁力とコギングによる力とが常に一致
するわけではない。
FIG. 11 is an enlarged perspective view of the rotor shown in FIG.
2, 13, 14, and 15 indicate the rotation phase of the permanent magnet 1,
(A) of each figure shows the first magnetized layer, and (b) of each figure shows the second magnetized layer.
A magnetized layer is shown. If the third embodiment as shown in FIG.
When the yoke 7 is integrally formed, a magnetic flux flows between the first magnetized layer C and the second magnetized layer D of the permanent magnet 1 via the third yoke 7. Therefore, at the rotational position of the permanent magnet 1 shown in FIGS. 12 and 14, the force due to cogging becomes stronger than in the cases shown in FIGS. 13 and 15. These strong phases of cogging appear four times at 90 ° pitch in one rotation. When the coils 3 and 4 are energized sequentially, the motor makes one revolution in eight times, so the electromagnetic force generated by energizing the coils 3 and 4 and the force due to cogging do not always match.

【0051】このため、発生する駆動力の変動が大きく
回転が滑らかにならない。実施例2では非磁性材料から
なる連結リング10により第1外ヨーク8と第2外ヨー
ク9とを磁気的に分断しているので、第1の着磁層と第
2の着磁層との間で第1外ヨーク8、第2外ヨーク9を
介しての磁束の行き来はほとんどなくなり、コギングの
発生も第1の着磁層による90°ピッチの4回と、それ
と45°位相のずれた第2の着磁層による90°ピッチ
の4回との計8回となる。また発生の頻度も45°ピッ
チで生じるので、発生する駆動力の変動は小さく回転が
なめらかなモータとなる。
For this reason, the fluctuation of the generated driving force is large and the rotation is not smooth. In the second embodiment, since the first outer yoke 8 and the second outer yoke 9 are magnetically separated by the connecting ring 10 made of a non-magnetic material, the first magnetized layer and the second magnetized layer are separated from each other. Between the first outer yoke 8 and the second outer yoke 9, there is almost no magnetic flux coming and going, and cogging occurs at a 90 ° pitch four times due to the first magnetizing layer, which is 45 ° out of phase. This is a total of 8 times, which is 4 times with a 90 ° pitch due to the second magnetizing layer. Moreover, since the frequency of occurrence also occurs at a pitch of 45 °, the generated driving force is small in fluctuation and the rotation of the motor is smooth.

【0052】本発明の実施例4においては、ロータを構
成する永久磁石1の外周表面だけではなく、永久磁石1
の内周表面も円周方向にn分割してS極、N極を交互に
着磁しているが、本発明の実施例4においては、ロータ
を構成する永久磁石1の外周表面だけを円周方向にn分
割してS極、N極に交互に着磁するようにしてもよいも
のである。
In Example 4 of the present invention, not only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 constituting the rotor but also the permanent magnet 1
The inner peripheral surface is also divided into n in the circumferential direction and the S poles and N poles are alternately magnetized. In the fourth embodiment of the present invention, only the outer peripheral surface of the permanent magnet 1 constituting the rotor is circular. It may be divided into n in the circumferential direction and may be alternately magnetized into S poles and N poles.

【0053】以上の各実施例ではステップモータを例に
して説明しているが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、ホール素子等を用いてロータ位置に応じて通
電切り替えを行えば、ブラシレスモータとしても使える
ものである。
In each of the above embodiments, the stepping motor is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and if energization is switched according to the rotor position using a hall element or the like. It can also be used as a brushless motor.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
モータの径は永久磁石の外周面に外側磁極を対向させて
設けるだけの大きさがあればよく、モータの軸方向の長
さは永久磁石の長さに第1のコイルと第2のコイルの長
さを加えただけの長さがあればよく、非常に小型化する
ことができる
As described above in detail, according to the present invention,
The diameter of the motor is set with the outer magnetic pole facing the outer peripheral surface of the permanent magnet.
It only needs to be large enough to provide the length in the axial direction of the motor.
Is the length of the permanent magnet and the length of the first and second coils
It is enough to add the length and it will be very small.
You can

【0055】また、永久磁石を中空円筒形状に形成し、
この中空円筒形状に形成された永久磁石の外周面および
内周面に第1、第2の外側磁極及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。さらに、第1、第2のステータを同一部品で構成
できるので、モータの組み立てを容易にでき、かつ性能
のばらつきが少ないモータが得られるものである。
Further, the permanent magnet is formed in a hollow cylindrical shape,
An effective output can be obtained as a motor by making the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the permanent magnet formed in the hollow cylindrical shape face the first and second outer magnetic poles and the inner magnetic pole. Furthermore, since the first and second stators can be configured by the same component, the motor can be easily assembled and the motor with less variation in performance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の実施例1に係わるステップモ
ータの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a step motor according to a first embodiment of the present invention.

【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。
2 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 1 in a completed assembled state.

【図3】図3は、図2に示すステップモータのロータの
回転動作の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a rotation operation of a rotor of the step motor shown in FIG.

【図4】図4は、本発明の実施例2に係わるステップモ
ータのロータの回転動作の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the rotating operation of the rotor of the step motor according to the second embodiment of the present invention.

【図5】図5は、本発明の実施例3に係わるステップモ
ータの分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a step motor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図6は、図5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。
6 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 5 in a completed assembled state.

【図7】図7は、図6に示すステップモータのロータの
回転動作の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a rotating operation of a rotor of the step motor shown in FIG.

【図8】図8は、本発明の実施例4に係わるステップモ
ータの分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view of a step motor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図9は、図8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。
9 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 8 in a completed assembled state.

【図10】図10は、実施例4との比較を説明するため
の実施例3の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a third embodiment for explaining a comparison with the fourth embodiment.

【図11】図11は、図9に示すステップモータのロー
タの拡大斜視図である。
11 is an enlarged perspective view of a rotor of the step motor shown in FIG. 9.

【図12】図12は、図9に示すステップモータのロー
タの第1、第2の着磁層と第1、第2ヨークとの関係の
第1の状態を示す説明図である。
12 is an explanatory diagram showing a first state of the relationship between the first and second magnetized layers of the rotor of the step motor shown in FIG. 9 and the first and second yokes.

【図13】図13は、図9に示すステップモータのロー
タの第1、第2の着磁層と第1、第2ヨークとの関係の
第2の状態を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a second state of the relationship between the first and second magnetized layers and the first and second yokes of the rotor of the step motor shown in FIG. 9.

【図14】図14は、図9に示すステップモータのロー
タの第1、第2の着磁層と第1、第2ヨークとの関係の
第3の状態を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a third state of the relationship between the first and second magnetized layers and the first and second yokes of the rotor of the step motor shown in FIG. 9.

【図15】図15は、図9に示すステップモータのロー
タの第1、第2の着磁層と第1、第2ヨークとの関係の
第4の状態を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a fourth state of the relationship between the first and second magnetized layers and the first and second yokes of the rotor of the step motor shown in FIG. 9.

【図16】図16は、従来のステップモータを示す断面
図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a conventional step motor.

【図17】図17は、図16に示す従来のステップモー
タの磁束の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of magnetic flux of the conventional step motor shown in FIG. 16.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 永久磁石 2 回転軸 3 コイル 4 コイル 5 第1ヨーク 6 第2ヨーク 7 第3ヨーク 8 第1外ヨーク 9 第2外ヨーク 10 連結リング 16 第3ヨーク 18 第1のステータ 18a、18b 外側磁極 18c、18d 内側磁極 19 第2のステータ 19a、19b 外側磁極 19c、19d 内側磁極 1 permanent magnet 2 rotation axes 3 coils 4 coils 5 First York 6 second yoke 7 Third York 8 First outer yoke 9 Second outer yoke 10 Connection ring 16 Third York 18 First stator 18a, 18b Outer magnetic pole 18c, 18d inner magnetic pole 19 Second stator 19a, 19b Outer magnetic pole 19c, 19d inner magnetic pole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−244774(JP,A) 特開 昭61−132066(JP,A) 特開 平7−250463(JP,A) 特開 平3−93451(JP,A) 特開 平3−180823(JP,A) 特開 平7−15939(JP,A) 特開 平4−229065(JP,A) 特開 平7−303365(JP,A) 特開 平9−331666(JP,A) 特公 昭61−59061(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 37/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-244774 (JP, A) JP-A-61-132066 (JP, A) JP-A-7-250463 (JP, A) JP-A-3- 93451 (JP, A) JP 3-180823 (JP, A) JP 7-15939 (JP, A) JP 4-229065 (JP, A) JP 7-303365 (JP, A) JP-A-9-331666 (JP, A) JP 61-59061 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 37/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外周面が周方向に分割され異なる極に交
互に着磁された第1の着磁層および前記第1の着磁層の
軸方向にあって外周面が周方向に分割され異なる極に交
互に着磁された第2の着磁層を備えたロータである永久
磁石と、 前記永久磁石の軸方向であって前記永久磁石を挟む位置
に配置された第1のコイルおよび第2のコイルと、 前記第1のコイルによって励磁されるとともに前記永久
磁石の第1の着磁層の外周面と対向する筒状の第1の外
側磁極と、 前記第1のコイルによって励磁されるとともに前記永久
磁石の第1の着磁層の内周面に対向する筒状の第1の内
側磁極と、 前記第2のコイルによって励磁されるとともに前記永久
磁石の第2の着磁層の外周面と対向する筒状の第2の外
側磁極と、 前記第2のコイルによって励磁されるとともに前記永久
磁石の第2の着磁層の内周面に対向する筒状の第2の内
側磁極と、 前記第1の外側磁極と前記第2の外側磁極を固定する非
磁性材料からなる連結部材と、を有し、 前記第1の外側磁極の先端と前記第2の外側磁極の先端
が対向するとともに前記第1の内側磁極の先端と前記第
2の内側磁極の先端が対向することを特徴とするモー
タ。
1. A first magnetizing layer whose outer peripheral surface is divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, and the outer peripheral surface is divided in the circumferential direction in the axial direction of the first magnetizing layer. A permanent magnet that is a rotor having second magnetized layers that are alternately magnetized to different poles; a first coil and a first coil that are arranged in a position that sandwiches the permanent magnet in the axial direction of the permanent magnet. A second coil, a cylindrical first outer magnetic pole that is excited by the first coil and faces the outer peripheral surface of the first magnetized layer of the permanent magnet, and is excited by the first coil. And a cylindrical first inner magnetic pole facing the inner peripheral surface of the first magnetized layer of the permanent magnet, and an outer periphery of the second magnetized layer of the permanent magnet that is excited by the second coil. A cylindrical second outer magnetic pole that faces the surface; and a second coil that is excited by the second coil. And a cylindrical second inner magnetic pole facing the inner peripheral surface of the second magnetizing layer of the permanent magnet, and a non-magnetic material fixing the first outer magnetic pole and the second outer magnetic pole. A tip of the first outer magnetic pole and a tip of the second outer magnetic pole face each other, and a tip of the first inner magnetic pole and a tip of the second inner magnetic pole face each other. A motor characterized by.
【請求項2】 前記第1の内側磁極は前記永久磁石を挟
んで前記第1の外側磁極と対向する位置にあり、前記第
2の内側磁極は前記永久磁石を挟んで前記第2の外側磁
極と対向する位置にあることを特徴とする請求項1に記
載のモータ。
2. The first inner magnetic pole is located at a position facing the first outer magnetic pole with the permanent magnet sandwiched therebetween, and the second inner magnetic pole has the second outer magnetic pole sandwiched with the permanent magnet sandwiched therebetween. The motor according to claim 1, wherein the motor is in a position facing the motor.
【請求項3】 前記第1の外側磁極と前記第1の内側磁
極とで第1のステータを形成し、前記第2の外側磁極と
前記第2の内側磁極とで第2のステータを形成し、前記
第1のステータと前記第2のステータは、ともに外筒お
よび内筒からなる形状であることを特徴とする請求項1
または2に記載のモータ。
3. The first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole form a first stator, and the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole form a second stator. The first stator and the second stator each have a shape including an outer cylinder and an inner cylinder.
Or the motor according to 2.
【請求項4】 前記永久磁石の前記第1の着磁層の内周
面および前記第2の着磁層の内周面は周方向に分割さ
れ、隣接する外周面と異なる極に着磁されていることを
特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ。
4. The inner peripheral surface of the first magnetizing layer and the inner peripheral surface of the second magnetizing layer of the permanent magnet are divided in the circumferential direction and are magnetized to different poles from the adjacent outer peripheral surface. The motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
【請求項5】 前記第1の着磁層の外周面を分割した数
と前記第2の着磁層の外周面を分割した数をともにnと
すると、前記第2の着磁層は前記第1の着磁層に対し
て、180/n度位相がずれていることを特徴とする請
求項1から4のいずれかに記載のモータ。
5. When the number of divided outer peripheral surfaces of the first magnetized layer and the number of divided outer peripheral surfaces of the second magnetized layer are both n, the second magnetized layer is The motor according to any one of claims 1 to 4, wherein a phase is shifted by 180 / n degrees with respect to one magnetized layer.
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