JP4216369B2 - Stepping motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータに関し、例えば、フレキシブルディスク装置や光ディスクドライブ装置等のアクセスヘッド送りや、カメラ等の機構部品の駆動による位置決め用に使用するステッピングモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のPM形ステッピングモータの構造は、図4に示す構造であった。即ち、永久磁石をロータ(Rotor)110に用いて回転軸115を回転させる構造である。そして、その円周外上に、所定の(ある一定の)間隙(Gap)を持った磁気回路を構成するヨーク(Yoke)120を配置し、その外周に円周状に電力により磁界を発生するコイル部130を配設した構造を備えていた。
【0003】
このため、モータの大きさとしては、ロータ110の直径”d”に、ヨーク部及びコイルの厚さを加えた図4に”D”で示す大きさ(厚さ)となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の図4に示す構造を備えるPM形ステッピングモータにおける小型化、薄型化は、全ての構成部品をあまねく同心円上に小さくすることにより達成されていた。
【0005】
しかし、モータの形状をそのまま小さくスケールダウン(Scale Down)して行くと、回転トルクを発生するロータ(Rotor)部の多極に着磁された永久磁石の直径も小さくなってしまう。この結果、モータの径が小さくなるについて得られる回転トルクも小さくなってしまっていた。
【0006】
また、従来のこの種のモータ構造では回転軸の同心円上にコイルを円周形状に巻いている為に、そのコイルを巻くスペースも小さくなってしまうことより、モーターのトルク常数であるコイルの起磁力であるアンペアターン(AT:コイルに流れる電流×コイル巻数)も小さくなり、モータの小径化にともなって発生回転トルクも小さくなってしまうという不具合があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した課題を解決することを目的として成されたもので、小型化、薄型化しても発生回転トルクの減少がない、使いやすい小型ステッピングモータを提供することを目的とする。かかる目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。
【0008】
即ち、永久磁石で形成されたロータと、前記ロータの軸方向に並設され、前記ロータと同心円筒状の一対のヨークと、一方の前記ヨークの外側面から外周方向に延出する延出部分を有すると共に、前記延出部分から他方の前記ヨーク側へ曲折して前記軸方向と略平行に延びる部分を有する略L字型の第1延出部と、他方の前記ヨークの外側面から外周方向に、前記第1延出部の前記延出部分と略等量延出する延出部分を有すると共に、前記延出部分から一方の前記ヨーク側へ曲折して前記軸方向と略平行に延びる部分を有する略L字型の第2延出部と、前記第1及び第2延出部の前記軸方向と略平行に延びる部分に巻き回されたコイルとを有し、前記第1及び第2延出部の前記軸方向と略平行に延びる部分が、その延出方向及び前記延出部分の延出方向と直交する直交方向に幅広であり、前記コイルが、前記直交方向に幅広の長円筒状をなしていることを特徴とする。
【0009】
そして例えば、前記第1及び第2延出部が略L字型に曲折された板状をなしていることを特徴とする。
【0010】
また例えば、前記延出部分の延出方向と直交し、且つ前記軸方向と直交する方向の幅が、前記ロータの径よりも短いことを特徴とする。
【0011】
以下、図面を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を説明する。
【0012】
[第1の実施の形態例]
本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。図1は本実施の形態例のステッピングモータの構成を説明するための図、図2は本実施の形態例のA相のヨークとコイルの詳細構造の例を説明するための図である。
【0013】
図1及び図2において、10は永久磁石で形成されたロータ、15は回転軸、20はロータ10の円周外上に配置される所定の(ある一定の)間隙(Gap)を持った磁気回路を構成するヨーク、30はコイル巻回部25に巻回されるコイル、40はモータカバーである。
【0014】
ヨーク20は、図1の下側に示すA相ヨーク21と、上側に示すB相ヨーク23と、これらのヨークの磁極歯の略間に位置決めされる磁極歯を備え、A相ヨーク21とB相ヨーク23の後述するコイル巻回部25等との間にコイルを保持するためのコイル保持部26、28を備える一対のヨーク22、24が配置されている。
【0015】
図2に示すようにA相ヨーク22の一方側面より外周方向に延出し当該ヨークと磁気的に連結して構成された断面略L字状のコイル巻回部25が設けられている。また対となるヨーク22の一方側面より外周方向に延出し当該ヨークと磁気的に連結して構成された断面略L字状のコイル保持部26が設けられている。
【0016】
そして、このコイル巻回部25にコイル30を巻いてコイル保持部26で保持することにより、従来は回転軸同心円周上に配置していたコイルを、横方向へずらして配置することができる。しかも、ヨークより「Lの字」にのびた部分にコイルを巻くことにより、磁気回路を構成するヨークに磁場を発生させることができる。
【0017】
この結果、モータの全体の厚さをロータ10の直径”d”に比し、ヨーク部分の厚さ及びモータケースの厚さを加えた厚さである”H”に抑えることができる。
【0018】
以上に説明したように本実施の形態例によれば、永久磁石を用いた回転軸(ローターマグネット)と同心円周にあるヨークより「Lの字」にのびた部分にコイルを巻いた構造とすることにより、従来は回転軸同心円周上にあったコイルを横方向へずらして巻線することができ、このコイルに電力を加えることにより、ヨークに磁場を発生させることができる。
【0019】
しかも、回転軸に伴うローターマグネットの直径を”d”とした場合、従来の形状では、磁気回路とそのまわりを囲むコイル部分の寸法だけ大きくなるのに比較して、本実施の形態例のコイル部分を横へ移動した構造のモータの場合には、扁平型になるがモータとしての外径形状を薄くすることができる。これにより、回転軸にある永久磁石を用いたローターマグネットの直径を小さくすることなく、モータの薄型化が可能となる。
【0020】
[第2の実施の形態例]
以上の説明では、図1に示すようにコイルを円周方向に幅広に巻回したが、本発明は以上の巻回方向に限定されるものではなく、A相用、B相用の2組が必要であることより、厚さが問題になるような場合等では、円周方向に幅広に巻回するのではなく、円周方向に縦長に巻回してもよい。
【0021】
このように円周方向に縦長に巻回した本発明に係る第2の発明の実施の形態例を図3に示す。図3に示すように第2の実施の形態例ではコイルを円周方向に縦長に巻回している。他の基本構成は上述した第1の実施の形態例と同様である。但し、コイルを縦長に構成することにより、コイル巻回部の構造もコイルの構造に合わせた形状とすればよい。
【0022】
以上説明したように第2の発明の実施の形態例によれば、コイルを円周方向に縦長に巻回したため、コイルの巻回回数が多くても、モータの厚さを薄く構成することができ、モータトルクを落すことなく小型化、薄型化が図れる。
【0023】
[他の実施の形態例]
以上説明した第1の及び第2の実施の形態例においては、片方向のみにコイルを巻いた形状を備えるモータについて説明したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えば、反対方向にもコイル巻回部を設けて個々にもコイルを巻回して対向する2方向にコイルを形成してもよい。更に、構造によっては、複数方向にコイルを形成してもよいことは勿論である。
【0024】
以上説明したように各実施の形態例によれば、コイルを回転軸の横方向に形成することにより、扁平型のPM形ステッピングモータを構成することが出来る。そして、ロータマグネットを小径することなく薄型のステッピングモータ構造とすることにより、小径化に伴うトルク低減を回避することが可能になると共に、ロータマグネットの小径化による多極着磁の不利性をも改善することができる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来は回転軸同心円周上にあったコイルを横方向へずらして巻線することができ、回転軸にある永久磁石を用いたローターマグネットの直径を小さくすることなく、モータの薄型化が可能となる。この結果、ロータを小径化することなく薄型のモータ構造とすることができ、小径化に伴うトルク低減を回避することが可能になると共に、ロータの小径化による多極着磁の不利性をも改善することができる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一発明の実施の形態例のステッピングモータの構成を説明するための図である。
【図2】本実施の形態例のA相のヨークとコイルの詳細構造の例を説明するための図である。
【図3】本発明に係る第2の発明の実施の形態例のステッピングモータの構成を示す図である。
【図4】従来のPM形ステッピングモータの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
10、110 永久磁石で形成されたロータ
15、115 回転軸
2022、24、120 ヨーク
21 A相ヨーク
23 B相ヨーク
30、130 コイル
40 モータカバー
25 コイル巻回部
26、28 コイル保持部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stepping motor and, for example, to a stepping motor used for positioning by feeding an access head such as a flexible disk device or an optical disk drive device or driving a mechanical component such as a camera.
[0002]
[Prior art]
The conventional PM stepping motor has a structure shown in FIG. That is, the rotating
[0003]
Therefore, the size of the motor is the size (thickness) indicated by “D” in FIG. 4 in which the diameter of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, downsizing and thinning of the conventional PM type stepping motor having the structure shown in FIG. 4 has been achieved by reducing all the components on a concentric circle.
[0005]
However, if the shape of the motor is scaled down as it is, the diameter of the permanent magnets magnetized in the multipoles of the rotor part that generates rotational torque also becomes small. As a result, the rotational torque obtained as the diameter of the motor becomes smaller has also become smaller.
[0006]
In addition, in the conventional motor structure of this type, since the coil is wound around the concentric circle of the rotating shaft, the space for winding the coil is reduced, so that the coil that is a constant torque of the motor is generated. The ampere turn (AT: current flowing in the coil × number of coil turns), which is a magnetic force, is also reduced, and the generated rotational torque is also reduced as the diameter of the motor is reduced.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an easy-to-use small stepping motor that does not decrease the generated rotational torque even if it is reduced in size and thickness. For example, the following configuration is provided as one means for achieving the object.
[0008]
That is, a rotor formed of permanent magnets are arranged in the axial direction of said rotor, said rotor and concentric cylindrical pair of yokes, extending portion extending in the outer circumferential direction from the outer surface of one of the yoke A first L-shaped first extending portion that is bent from the extending portion to the other yoke side and extends substantially parallel to the axial direction, and an outer periphery from the outer surface of the other yoke. direction, which has the extended portion and the extending portion extending approximately equal amounts of the first extending portion, extending parallel said axis substantially by bending from the extended portion to one of the yoke-side a second extending portion of the substantially L-shaped having a portion, have a said first and coil wound around said axis and a portion extending substantially parallel to the second extending portion, the first and second 2 The portion of the extending portion extending substantially parallel to the axial direction is the extending direction and the extending portion. Is wider in the orthogonal direction orthogonal to the extending direction, the coil, characterized in that it forms a wide long cylindrical in the perpendicular direction.
[0009]
And for example, wherein the first and second extending portions are Na a substantially L-shape bent by a plate-like.
[0010]
Further, for example, the width in the direction perpendicular to the extending direction of the extending portion and perpendicular to the axial direction is shorter than the diameter of the rotor.
[0011]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
[First Embodiment]
An embodiment of an invention according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a stepping motor according to this embodiment, and FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the detailed structure of the A-phase yoke and coil according to this embodiment.
[0013]
1 and 2, 10 is a rotor formed of a permanent magnet, 15 is a rotating shaft, 20 is a magnet with a predetermined (certain) gap (Gap) disposed on the outer circumference of the
[0014]
The
[0015]
As shown in FIG. 2, there is provided a
[0016]
Then, by winding the
[0017]
As a result, the total thickness of the motor can be suppressed to “H”, which is the sum of the thickness of the yoke portion and the thickness of the motor case, compared to the diameter “d” of the
[0018]
As described above, according to the present embodiment, a coil is wound around a portion extending “L-shaped” from a yoke concentric with a rotating shaft (rotor magnet) using a permanent magnet. Thus, it is possible to wind a coil that has conventionally been on the concentric circumference of the rotating shaft while shifting it in the lateral direction, and by applying electric power to this coil, a magnetic field can be generated in the yoke.
[0019]
In addition, when the diameter of the rotor magnet associated with the rotating shaft is “d”, the coil of the present embodiment is larger than the size of the magnetic circuit and the coil portion surrounding the magnetic circuit in the conventional shape. In the case of a motor having a structure in which the portion is moved to the side, it becomes a flat type, but the outer diameter shape of the motor can be reduced. This makes it possible to reduce the thickness of the motor without reducing the diameter of the rotor magnet using the permanent magnet on the rotating shaft.
[0020]
[Second Embodiment]
In the above description, the coil is wound wide in the circumferential direction as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to the above winding direction, and two sets for A phase and B phase are used. However, in a case where the thickness is a problem, it may be wound vertically in the circumferential direction instead of being widened in the circumferential direction.
[0021]
FIG. 3 shows an embodiment of the second invention according to the present invention which is wound vertically in the circumferential direction. As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the coil is wound vertically in the circumferential direction. Other basic configurations are the same as those of the first embodiment described above. However, if the coil is configured to be vertically long, the structure of the coil winding portion may be a shape that matches the structure of the coil.
[0022]
As described above, according to the embodiment of the second invention, since the coil is wound vertically in the circumferential direction, the thickness of the motor can be reduced even if the coil is wound many times. The size and thickness can be reduced without reducing the motor torque.
[0023]
[Other Embodiments]
In the first and second embodiments described above, a motor having a shape in which a coil is wound only in one direction has been described. However, the present invention is not limited to the above examples. Coil winding portions may also be provided in the opposite direction, and the coils may be wound individually and formed in two opposing directions. Furthermore, of course, depending on the structure, coils may be formed in a plurality of directions.
[0024]
As described above, according to each embodiment, a flat PM-type stepping motor can be configured by forming the coil in the lateral direction of the rotating shaft. In addition, by using a thin stepping motor structure without reducing the diameter of the rotor magnet, it is possible to avoid the torque reduction associated with the reduction in diameter, and the disadvantage of multipolar magnetization due to the reduction in diameter of the rotor magnet. Can be improved.
【The invention's effect】
According to the present invention described above, traditional may be winding shifted there to the rotating shaft concentric circle on the coil in the transverse direction, the diameter of the rotor magnet using a permanent magnet in the rotation axis The motor can be reduced in thickness without reducing the size. As a result, it is possible to achieve a thin motor structure without reducing the diameter of the rotor, and it is possible to avoid the torque reduction associated with the reduction in diameter, and the disadvantage of multipolar magnetization due to the reduction in diameter of the rotor. Can be improved.
[0025]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a stepping motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a detailed structure of an A-phase yoke and coil according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a stepping motor according to an embodiment of the second invention according to the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining the structure of a conventional PM type stepping motor.
[Explanation of symbols]
10, 110
Claims (3)
前記ロータの軸方向に並設され、前記ロータと同心円筒状の一対のヨークと、
一方の前記ヨークの外側面から外周方向に延出する延出部分を有すると共に、前記延出部分から他方の前記ヨーク側へ曲折して前記軸方向と略平行に延びる部分を有する略L字型の第1延出部と、
他方の前記ヨークの外側面から外周方向に、前記第1延出部の前記延出部分と略等量延出する延出部分を有すると共に、前記延出部分から一方の前記ヨーク側へ曲折して前記軸方向と略平行に延びる部分を有する略L字型の第2延出部と、
前記第1及び第2延出部の前記軸方向と略平行に延びる部分に巻き回されたコイルとを有し、
前記第1及び第2延出部の前記軸方向と略平行に延びる部分が、その延出方向及び前記延出部分の延出方向と直交する直交方向に幅広であり、
前記コイルが、前記直交方向に幅広の長円筒状をなしていることを特徴とするステッピングモータ。A rotor formed of permanent magnets;
A pair of yokes arranged side by side in the axial direction of the rotor, concentric with the rotor;
A substantially L-shape having an extending portion extending in the outer peripheral direction from the outer surface of one of the yokes, and a portion extending from the extending portion to the other yoke side and extending substantially parallel to the axial direction. The first extension of
In the outer peripheral direction from the outer surface of the other of said yoke, which has the extended portion and the extending portion extending approximately equal amounts of the first extending portion, bent from the extending portion to one of the yoke-side A substantially L-shaped second extending portion having a portion extending substantially parallel to the axial direction;
Possess a coil wound around said first and said axis and a portion extending substantially parallel to the second extending portion,
The portions of the first and second extending portions extending substantially parallel to the axial direction are wide in the extending direction and the orthogonal direction orthogonal to the extending direction of the extending portion,
The stepping motor according to claim 1, wherein the coil has a long and long cylindrical shape in the orthogonal direction .
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