JP4398740B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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Description

本発明は、小型カメラ等に好適に使用できる電磁アクチュエータに関する。   The present invention relates to an electromagnetic actuator that can be suitably used for a small camera or the like.

近年、携帯電話等の携帯用電子機器には、極めて小型のカメラが搭載されるようになっている。このような小型カメラでは、ズーム駆動を精度良く行うことが必要であるため電磁アクチュエータとしてステップモータが採用されている。したがって、このように使用されるステップモータは、カメラの小型に伴ってより小型化することが必要となる。さらに、最近において小型であっても多段のズーム機能を備えたカメラへの要請が高くなっている。このため、小型カメラに搭載されるステップモータのロータをより小型化かつ多極化することが必要である。ロータを小型化及び多極化すると磁束の漏洩が大きくなって駆動制御が困難となる。しかし、この点を克服して所定位置で停止でき、また所望の回転トルクが得られる小型ステップモータが望まれている。   In recent years, extremely small cameras have been mounted on portable electronic devices such as cellular phones. In such a small camera, since it is necessary to perform zoom driving with high accuracy, a step motor is employed as an electromagnetic actuator. Therefore, the step motor used in this way needs to be further downsized as the camera becomes smaller. Furthermore, recently, there is an increasing demand for a camera having a multi-stage zoom function even if it is small. For this reason, it is necessary to make the rotor of the step motor mounted on the small camera more compact and multipolar. When the rotor is miniaturized and multipolarized, the leakage of magnetic flux becomes large, and drive control becomes difficult. However, there is a demand for a small step motor that can overcome this point and stop at a predetermined position and obtain a desired rotational torque.

例えば、特許文献1及び特許文献2では、ステップモータの回転性能ないしステップ回転の際の停止安定性を改良することを目的として、軟磁性材料体をロータに近接させて配置することを提案している。しかしながら、これらの特許文献で提案するのは、ロータのステップ回転位置での安定性を高めることを主な目的とした技術である。すなわち、これらの特許文献はステッピングモータのロータを所定位置で確実に停止させる技術を開示するものであって、回転トルクを向上させる技術は開示していない。   For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose that the soft magnetic material body is disposed close to the rotor for the purpose of improving the rotational performance of the step motor or the stop stability during the step rotation. Yes. However, these patent documents propose a technique whose main purpose is to increase the stability of the rotor at the step rotation position. That is, these patent documents disclose a technique for reliably stopping the rotor of the stepping motor at a predetermined position, and do not disclose a technique for improving the rotational torque.

特開2003−32991号 公報JP 2003-32991 A 特開2002−136095 公報JP 2002-136095 JP

そこで、本出願人は先にロータの回転トルクを高めることができ、またロータを所定位置に停止できる小型化に適した電磁アクチュエータを提案している(特願2003−306240号)。この電磁アクチュエータは、ステータの磁極の間或いは2つのステータの間に磁気抵抗が低く磁束を誘導し易い補助ヨークをロータの周面に対向するように配置している。この電磁アクチュエータによると、ステータの一方の磁極からロータを介して、そのステータの他方の磁極へ向う磁束が補助ヨークを通過するので磁力の低下を抑制できる。よって、この電磁アクチュエータはステータの磁極前面の空隙(磁気間隙)における磁場の強さを高く維持できるので従来のモータと比較してロータの回転トルクを向上できる。   Therefore, the present applicant has previously proposed an electromagnetic actuator suitable for miniaturization that can increase the rotational torque of the rotor and can stop the rotor at a predetermined position (Japanese Patent Application No. 2003-306240). In this electromagnetic actuator, an auxiliary yoke that has a low magnetic resistance and easily induces a magnetic flux is disposed between the magnetic poles of the stator or between the two stators so as to face the circumferential surface of the rotor. According to this electromagnetic actuator, since the magnetic flux from one magnetic pole of the stator to the other magnetic pole of the stator passes through the auxiliary yoke, the magnetic force can be prevented from lowering. Therefore, this electromagnetic actuator can maintain a high magnetic field strength in the gap (magnetic gap) in front of the magnetic pole of the stator, so that the rotational torque of the rotor can be improved as compared with the conventional motor.

上記のように本件出願人が提案した新規な構造の電磁アクチュエータは、磁束の通過し易い磁路として機能する補助ヨークをロータの外周に対向配置した構造を備えることにより回転トルクを向上させる。しかしながら、この電磁アクチュエータは従来には含まれない補助ヨークを磁極間等に新たに配置する構造となるため製造工程が従来よりも複雑化することになる。   As described above, the electromagnetic actuator having a novel structure proposed by the present applicant improves the rotational torque by including a structure in which an auxiliary yoke that functions as a magnetic path through which magnetic flux easily passes is disposed opposite to the outer periphery of the rotor. However, since this electromagnetic actuator has a structure in which an auxiliary yoke not included in the prior art is newly disposed between the magnetic poles, the manufacturing process becomes more complicated than in the prior art.

よって、本発明の目的は、ロータの外周に補助ヨークを配置するタイプの電磁アクチュエータの改良に係るものであり、製造効率を向上させることができる構造を備えた電磁アクチュエータを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention relates to an improvement of an electromagnetic actuator of a type in which an auxiliary yoke is disposed on the outer periphery of a rotor, and provides an electromagnetic actuator having a structure capable of improving manufacturing efficiency.

上記目的は、複数の磁極を有したロータと、該ロータの外周に配置した2つのステータとを備え、前記2つのステータは励磁用のコイルを備えると共に、前記ロータの周面に対向させた磁極を有している電磁アクチュエータであって、前記ステータは、その磁極間に補助ヨークを前記ロータの周面の一部に対向するように配置されており、前記2つのステータの補助ヨークは一体に形成されていることにより達成できる。   The object is to provide a rotor having a plurality of magnetic poles and two stators arranged on the outer periphery of the rotor, the two stators having an exciting coil and a magnetic pole opposed to the circumferential surface of the rotor. The stator has an auxiliary yoke disposed between the magnetic poles so as to face a part of the circumferential surface of the rotor, and the auxiliary yokes of the two stators are integrally formed. This can be achieved by being formed.

本発明によると、2つのステータの補助ヨークが一体に形成されているので部品点数を低減できるので製造コストの低減を図ることができる。また、このように補助ヨークが一体化されていることで、組付け工程を簡素化できる。よって、本発明によると製造効率を向上できる電磁アクチュエータを提供できる。   According to the present invention, since the auxiliary yokes of the two stators are integrally formed, the number of parts can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Moreover, the assembly process can be simplified by integrating the auxiliary yoke in this way. Therefore, according to this invention, the electromagnetic actuator which can improve manufacturing efficiency can be provided.

また、前記2つのステータの補助ヨーク及び該補助ヨークを接続する接続部材を含み、前記補助ヨーク及び前記接続部材が磁性材料によって一体に形成されており、前記接続部材は断面積を小さくした狭窄部を有した一体構造を採用することができる。このように磁性材料を用いて一体加工することで部品コストの低減を図ることができる。そして、断面積を小さくした狭窄部を形成することにより、磁束が通過し易い補助ヨークを互いに接続させたことによって生じる補助ヨーク間での磁束の漏洩を抑制できる。   Further, the auxiliary yoke of the two stators and a connecting member for connecting the auxiliary yoke, the auxiliary yoke and the connecting member are integrally formed of a magnetic material, and the connecting member has a constricted portion with a reduced cross-sectional area. A monolithic structure having Thus, by integrally processing using a magnetic material, it is possible to reduce the component cost. And by forming the constriction part which made the cross-sectional area small, the leakage of the magnetic flux between the auxiliary yokes produced by connecting the auxiliary yokes through which the magnetic flux easily passes can be suppressed.

また、前記2つのステータの補助ヨーク及び該補助ヨークを接続する接続部材を含み、前記補助ヨークは磁性材料で形成され、前記接続部材は非磁性材料で形成されている一体構造を採用してもよい。この場合には非磁性の接続材料により補助ヨーク間での磁束漏洩を確実に防止できる。よって、上記狭窄部を設けた構造を必要としない。   Further, an integrated structure in which the auxiliary yoke of the two stators and a connecting member for connecting the auxiliary yoke are included, the auxiliary yoke is formed of a magnetic material, and the connecting member is formed of a nonmagnetic material may be adopted. Good. In this case, leakage of magnetic flux between the auxiliary yokes can be reliably prevented by the nonmagnetic connecting material. Therefore, the structure provided with the narrowed portion is not required.

さらに、前記ロータが回転する所定の空間を形成するハウジングを更に備え、前記ハウジングは前記補助ヨークと係合する係合部を備えており、補助ヨークが前記係合部に係合したときに前記ハウジングと協働して前記空間を形成する構造を採用してもよい。上記のようなハウジングを採用した構成では補助ヨークをより確実に所定位置に位置決めできる。よって、組付け性が良くなるので、さらに製造効率を構造させえることができる。なお、前記補助ヨークは、前記ステータの磁極間に配備してもよいし、前記ステータの磁極間及び隣接するステータ間に配備してもよい。   Furthermore, the housing further includes a housing that forms a predetermined space in which the rotor rotates, and the housing includes an engaging portion that engages with the auxiliary yoke, and when the auxiliary yoke engages with the engaging portion, the housing You may employ | adopt the structure which cooperates with a housing and forms the said space. In the configuration employing the housing as described above, the auxiliary yoke can be more reliably positioned at a predetermined position. Therefore, the assembling property is improved, and the manufacturing efficiency can be further structured. The auxiliary yoke may be provided between the magnetic poles of the stator, or may be provided between the magnetic poles of the stator and between adjacent stators.

そして、前記ハウジングは、前記ロータおよび前記ステータを挟持する2つのハウジング部材によって構成されると共に、各ハウジング部材が前記係合部を有し、前記接続部材は前記空間の外部に配置され、前記補助ヨークは第1のハウジング部材の第1の係合部と第2のハウジング部材の第2の係合部とにより位置決めされている構造を採用してもよい。上記電磁アクチュエータは小型で所定のトルクが得られるので、これ含む携帯用電子機器はより小型化を図ることができる。   The housing is constituted by two housing members that sandwich the rotor and the stator, each housing member has the engaging portion, the connecting member is disposed outside the space, and the auxiliary member The yoke may adopt a structure in which the yoke is positioned by the first engaging portion of the first housing member and the second engaging portion of the second housing member. Since the electromagnetic actuator is small and a predetermined torque can be obtained, the portable electronic device including the electromagnetic actuator can be further downsized.

以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施形態として2つの実施例を説明する。   Hereinafter, two examples will be described as preferred embodiments of the present invention based on the drawings.

図1は実施例1に係るステップモータ1の外観を示した斜視図である。また、図2は同ステップモータ1の各部構成が確認できるように示した分解斜視図である。ステップモータ1は2組のステータ10、20と、ロータ軸31を備えたロータ30と、2個の補助ヨークを一体化した補助ヨーク集成材40とを有している。さらに、このステップモータ1は一体のハウジングを形成する上押え板(第1のハウジング部材)60及び下押え板(第2のハウジング部材)70を備えている。図2で確認できるように上下の押え板60、70をセットすると、これらの間に所定の空間が形成される。この空間内にロータ30が回動自在な状態で収納される。第1のステータ10の両端に形成される一対の磁極13、14及び第2のステータ20の両端に形成される一対の磁極23、24も上記空間内に収納される。   FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a step motor 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of each part of the step motor 1. The step motor 1 has two sets of stators 10 and 20, a rotor 30 having a rotor shaft 31, and an auxiliary yoke assembly 40 in which two auxiliary yokes are integrated. The step motor 1 further includes an upper presser plate (first housing member) 60 and a lower presser plate (second housing member) 70 that form an integral housing. As shown in FIG. 2, when the upper and lower presser plates 60 and 70 are set, a predetermined space is formed between them. The rotor 30 is housed in this space in a rotatable state. A pair of magnetic poles 13 and 14 formed at both ends of the first stator 10 and a pair of magnetic poles 23 and 24 formed at both ends of the second stator 20 are also accommodated in the space.

補助ヨーク集成材40は、第1のステータ10の磁極13、14間に配置される第1の補助ヨーク41と、第2のステータ20の磁極23、24間に配置される第2の補助ヨーク42とが接続部材45を介して一体に形成された集成部材である。なお、ここで接続部材45と称しているのは各補助ヨークを接続する部分で磁束の誘導路として機能しない各補助ヨーク部分と直角に接する平面部分である。ただし、補助ヨーク集成材40は磁性材料により一体的に形成されるので、補助ヨークと接続部材とを分ける明確な境界が存在するわけではない。よって、本補助ヨーク集成材40に含む接続部材45は、補助ヨークとして機能する部分を接続するために特別に形成した各補助ヨークの接続用部位とみることもできる。   The auxiliary yoke assembly 40 includes a first auxiliary yoke 41 disposed between the magnetic poles 13 and 14 of the first stator 10 and a second auxiliary yoke disposed between the magnetic poles 23 and 24 of the second stator 20. 42 is an assembly member integrally formed through the connection member 45. Here, what is called the connection member 45 is a plane portion that is in contact with each auxiliary yoke portion that does not function as a magnetic flux guiding path at a right angle at a portion that connects each auxiliary yoke. However, since the auxiliary yoke assembly 40 is integrally formed of a magnetic material, there is no clear boundary between the auxiliary yoke and the connecting member. Therefore, the connection member 45 included in the auxiliary yoke assembly 40 can be regarded as a connection portion of each auxiliary yoke that is specially formed to connect a portion that functions as the auxiliary yoke.

補助ヨーク41、42のそれぞれは、上押え板60に形成した凹部(第1の係合部)62、63に係合するようになっている。よって、補助ヨーク集成材40は、上押え板60の所定位置に位置決めされる。補助ヨーク集成材40が上押え板60上にセットされると、補助ヨーク41、42がロータ30を収納する空間を区画する側壁の一部となる。すなわち、補助ヨーク集成材40はセットした状態でハウジングとして機能する上下の押え板60、70と協働してロータ30を収納する空間を形成する。このときに各補助ヨーク41、42の内側の面は、ロータ30の周面に対向した状態となる。なお、下押え板70側には補助ヨーク41、42の下端側を受け入れる凹部(第2の係合部)72、73が形成されている。上押え板60と下押え板70とがセットされたときには、上側の凹部62、63と凹部72、73とは上下で位置が一致する。よって、これら凹部によって補助ヨーク集成材40が確実に位置決めされる。この補助ヨーク集成材40については、後において更に詳述する。   Each of the auxiliary yokes 41 and 42 is adapted to engage with recesses (first engaging portions) 62 and 63 formed in the upper presser plate 60. Therefore, the auxiliary yoke assembly 40 is positioned at a predetermined position of the upper presser plate 60. When the auxiliary yoke assembly 40 is set on the upper presser plate 60, the auxiliary yokes 41 and 42 become part of the side wall that divides the space for housing the rotor 30. That is, the auxiliary yoke assembly 40 forms a space for housing the rotor 30 in cooperation with the upper and lower presser plates 60 and 70 that function as a housing in the set state. At this time, the inner surfaces of the auxiliary yokes 41 and 42 face the peripheral surface of the rotor 30. In addition, concave portions (second engaging portions) 72 and 73 for receiving the lower end sides of the auxiliary yokes 41 and 42 are formed on the lower pressing plate 70 side. When the upper presser plate 60 and the lower presser plate 70 are set, the upper concave portions 62 and 63 and the concave portions 72 and 73 are vertically aligned with each other. Therefore, the auxiliary yoke assembly 40 is reliably positioned by these recesses. The auxiliary yoke assembly 40 will be described in detail later.

ロータ30は筒状に形成した永久磁石である。このロータ30の中心部から一体に回転するロータ軸31が立ち上がっている。図3は、このロータ30の周部を拡大して示した平面図である。この図3には、第1のステータ10の磁極13、14及び第2のステータ20の磁極23、24、並びに補助ヨーク集成材40が示されている。ロータ30は周方向において略等間隔で、N極とS極とを交互にして10極が着磁された構造を有している。図3において、領域Nr1〜Nr5の周面がN極になるように磁化され、残りの領域Sr1〜Sr5の周面がS極になるように磁化されている。なお、図3では理解を容易にするため5個のN極にハッチングを付して示している。さらに、補助ヨーク集成材40の下部に位置している部分は点線で示している。ロータ30の周面の磁極数は10極〜14極程度とするのが好ましいが、必要に応じて適宜に増減してもよい。   The rotor 30 is a permanent magnet formed in a cylindrical shape. A rotor shaft 31 that rotates integrally from the center of the rotor 30 rises. FIG. 3 is an enlarged plan view showing a peripheral portion of the rotor 30. FIG. 3 shows the magnetic poles 13 and 14 of the first stator 10, the magnetic poles 23 and 24 of the second stator 20, and the auxiliary yoke assembly 40. The rotor 30 has a structure in which 10 poles are magnetized by alternating N and S poles at substantially equal intervals in the circumferential direction. In FIG. 3, the peripheral surfaces of the regions Nr1 to Nr5 are magnetized so as to be N poles, and the peripheral surfaces of the remaining regions Sr1 to Sr5 are magnetized so as to be S poles. In FIG. 3, five N poles are hatched for easy understanding. Furthermore, the part located in the lower part of the auxiliary yoke laminated material 40 is shown with the dotted line. The number of magnetic poles on the circumferential surface of the rotor 30 is preferably about 10 to 14 poles, but may be increased or decreased as necessary.

再度、図2を参照すると、第1のステータ10はパーマロイ等の透磁率が高く飽和磁化の大きな軟磁性材料をC字状に形成したヨーク部11の外周に励磁用のコイル15が巻回されている。ヨーク11の両端部に磁極13、14が形成されている。磁極13,14は、図3に示すように狭い空隙G13,G14を介してロータ30の周面に対向するように配置されている。各磁極13、14の周方向での幅(或いは拡がり角度)は、ロータ30の各磁極幅の1.5程度に設定しておくのが望ましい。また、磁極13、14間の幅(開き角度)は、ロータ30の磁極幅の2.5程度に設定しておくのが望ましい。   Referring to FIG. 2 again, in the first stator 10, an exciting coil 15 is wound around the outer periphery of a yoke portion 11 in which a soft magnetic material such as permalloy having a high magnetic permeability and a large saturation magnetization is formed in a C shape. ing. Magnetic poles 13 and 14 are formed at both ends of the yoke 11. The magnetic poles 13 and 14 are disposed so as to face the peripheral surface of the rotor 30 through narrow gaps G13 and G14, as shown in FIG. The width (or spread angle) of each magnetic pole 13, 14 in the circumferential direction is preferably set to about 1.5 of the magnetic pole width of the rotor 30. The width (opening angle) between the magnetic poles 13 and 14 is preferably set to about 2.5 of the magnetic pole width of the rotor 30.

他方の第2のステータ20についてもステータ10と同様に形成されている。すなわち、ヨーク21の外周に励磁用のコイル25が巻回され、ヨーク21の両端部に磁極23、24が形成されている。これら磁極23、24とロータ30との関係は磁極13、14の場合と同様である。   The other second stator 20 is formed in the same manner as the stator 10. That is, an excitation coil 25 is wound around the outer periphery of the yoke 21, and magnetic poles 23 and 24 are formed at both ends of the yoke 21. The relationship between the magnetic poles 23 and 24 and the rotor 30 is the same as that of the magnetic poles 13 and 14.

さらに、前述した補助ヨーク集成材40の構成をより詳細に説明する。前述したように補助ヨーク集成材40は、第1の補助ヨーク41と第2補助ヨーク42とを含んでいる。2個の補助ヨーク41,42は同様な構成であるので、補助ヨーク41について説明する。補助ヨーク41は、対向するロータ30の周面に沿うような形状、すなわち円筒の一部であるような形状(部分円筒形状)を成している。補助ヨーク41は磁束を誘導し易い材料により形成されている。具体的には、補助ヨーク41は磁気抵抗が低く、透磁率の高い磁性材料、例えばパーマロイ等を用いて作製しておくのが望ましい。   Furthermore, the structure of the auxiliary yoke laminated material 40 mentioned above is demonstrated in detail. As described above, the auxiliary yoke assembly 40 includes the first auxiliary yoke 41 and the second auxiliary yoke 42. Since the two auxiliary yokes 41 and 42 have the same configuration, the auxiliary yoke 41 will be described. The auxiliary yoke 41 has a shape along the peripheral surface of the opposing rotor 30, that is, a shape that is a part of a cylinder (partial cylindrical shape). The auxiliary yoke 41 is made of a material that easily induces magnetic flux. Specifically, the auxiliary yoke 41 is desirably made of a magnetic material having a low magnetic resistance and a high magnetic permeability, such as permalloy.

補助ヨーク41は、第1のステータ10の磁極13、14の間に配置されている。補助ヨーク41はロータ30に形成した1磁極の周方向の幅よりも大きい幅で周方向に延びている。この補助ヨーク41は、所定の空隙を介してロータ30の周面に対向するように配置される。補助ヨーク41の周方向での幅は、前述したようにロータ30の各磁極Nr、Srの幅に対して1.5程度に設定するのが好ましい。   The auxiliary yoke 41 is disposed between the magnetic poles 13 and 14 of the first stator 10. The auxiliary yoke 41 extends in the circumferential direction with a width larger than the circumferential width of one magnetic pole formed on the rotor 30. The auxiliary yoke 41 is disposed so as to face the peripheral surface of the rotor 30 with a predetermined gap. The circumferential width of the auxiliary yoke 41 is preferably set to about 1.5 with respect to the widths of the magnetic poles Nr and Sr of the rotor 30 as described above.

上記のようにロータ30の周面近くに配置した補助ヨーク41は、大気よりも磁気抵抗の低い材料で形成されているので磁束を誘導し易いので誘導路(磁路)として機能する構造体となる。具体的には。ロータ30に対面する磁極Nrから磁束が補助ヨーク41の一端から入り、補助ヨーク41内を通過して補助ヨーク40の他端からロータ30の磁極Srへ戻る。従って、第1のステータ10の一方側磁極(例えば磁極13)からロータ30を介して他方側磁極(例えば磁極14)へ至る磁束の多くが補助ヨーク41を通過するようになる。補助ヨーク41は磁気抵抗が低く、透磁率が高いので磁力エネルギーを減衰させることがない。その結果、ロータ側の磁束が大気中を通る従来型の場合と比較して、ステータ10の磁極前面の空隙(例えば、上記G13)に発生する磁場を強く形成できる。その結果、ロータ30の回転トルクを向上させることができる。なお、補助ヨーク41は軟磁性体であり、無通電時においてロータ30が停止している時にもロータの隣接する磁極間の誘導路を与える。ロータのうち補助ヨークに磁極が対面した磁石部分が磁気的に結合し易くなるので停止位置の精度向上にも寄与する。   As described above, the auxiliary yoke 41 disposed near the peripheral surface of the rotor 30 is formed of a material having a lower magnetic resistance than the atmosphere, so that it is easy to induce a magnetic flux, and thus a structure that functions as a guiding path (magnetic path) and Become. In particular. Magnetic flux enters from one end of the auxiliary yoke 41 from the magnetic pole Nr facing the rotor 30, passes through the auxiliary yoke 41, and returns from the other end of the auxiliary yoke 40 to the magnetic pole Sr of the rotor 30. Accordingly, most of the magnetic flux from the one side magnetic pole (for example, the magnetic pole 13) of the first stator 10 to the other side magnetic pole (for example, the magnetic pole 14) through the rotor 30 passes through the auxiliary yoke 41. Since the auxiliary yoke 41 has a low magnetic resistance and a high magnetic permeability, the magnetic energy is not attenuated. As a result, the magnetic field generated in the gap (for example, G13) in front of the magnetic pole of the stator 10 can be formed stronger than in the conventional type in which the magnetic flux on the rotor side passes through the atmosphere. As a result, the rotational torque of the rotor 30 can be improved. The auxiliary yoke 41 is a soft magnetic material, and provides a guide path between adjacent magnetic poles of the rotor even when the rotor 30 is stopped when no power is supplied. Since the magnet portion of the rotor whose magnetic pole faces the auxiliary yoke is easily magnetically coupled, it contributes to the improvement of the accuracy of the stop position.

上記では第1のステータ10の第1補助ヨーク41について説明したが、第2のステータ20側に配置した第2補助ヨーク42についても同様である。補助ヨークは一方のステータ側のみに配置しても前述したトルク向上の効果を期待できる。より好ましい形態は各ステータの磁極間に補助ヨークを配置した構造である。ところが、補助ヨークを含まない構造と比較して、複数の補助ヨークを新たに含む構造は製造工程が複雑化する。本ステップモータ1は、この点の問題も解消した構造を実現している。製造工程を効率化できる構成について以下説明する。   Although the first auxiliary yoke 41 of the first stator 10 has been described above, the same applies to the second auxiliary yoke 42 disposed on the second stator 20 side. Even if the auxiliary yoke is disposed only on one stator side, the above-described torque improvement effect can be expected. A more preferred form is a structure in which an auxiliary yoke is disposed between the magnetic poles of each stator. However, compared with a structure that does not include an auxiliary yoke, a structure that newly includes a plurality of auxiliary yokes complicates the manufacturing process. The step motor 1 realizes a structure that eliminates this problem. A configuration that can improve the efficiency of the manufacturing process will be described below.

前述したように補助ヨーク集成材40は、第1の補助ヨーク41と第2の補助ヨーク42とが接続部材45を介して接続された構造である。特に、本実施例では磁性材料を用いて、補助ヨーク集成材40を一体に作製している。よって、補助ヨーク41と第2の補助ヨーク42とを独立に配置する場合と比較して、部品点数が減少するのでコスト低減を図ることができる。さらに、補助ヨーク集成材40は組付けをし易いアーチ形状となっており、前述したように押え板60及び下押え板70に設けた凹部(図2参照)に係合させて確実に位置決めできる。よって、本ステップモータ1は製造の効率化を図ることができる。   As described above, the auxiliary yoke assembly 40 has a structure in which the first auxiliary yoke 41 and the second auxiliary yoke 42 are connected via the connection member 45. In particular, in this embodiment, the auxiliary yoke assembly 40 is manufactured integrally using a magnetic material. Therefore, compared with the case where the auxiliary yoke 41 and the second auxiliary yoke 42 are arranged independently, the number of parts is reduced, so that the cost can be reduced. Further, the auxiliary yoke assembly 40 has an arch shape that is easy to assemble, and can be reliably positioned by engaging with the recesses (see FIG. 2) provided in the presser plate 60 and the lower presser plate 70 as described above. . Therefore, the step motor 1 can be manufactured efficiently.

ところで、第1の補助ヨーク41は第1のステータ10側の磁束を誘導するために配置され、また第2の補助ヨーク42は第2のステータ20側の磁束を誘導するために配置されている。このような目的で設置された部材が互いに接続されていると、一方の補助ヨーク(例えば第1の補助ヨーク41)に入った磁束が、他方の補助ヨーク(例えば第2の補助ヨーク42)側へ逃げる(漏れる)という状態が想定される。そこで、本実施例の補助ヨーク集成材40については、第1の補助ヨーク41と第2の補助ヨーク42との接続部分(接続部材)に断面積を小さくした部位を形成しておくことが望ましい。   Incidentally, the first auxiliary yoke 41 is arranged for inducing a magnetic flux on the first stator 10 side, and the second auxiliary yoke 42 is arranged for inducing a magnetic flux on the second stator 20 side. . When the members installed for such a purpose are connected to each other, the magnetic flux that has entered one auxiliary yoke (for example, the first auxiliary yoke 41) is transferred to the other auxiliary yoke (for example, the second auxiliary yoke 42) side. A state of escaping (leaking) is assumed. Therefore, in the auxiliary yoke assembly 40 according to the present embodiment, it is desirable to form a portion having a reduced cross-sectional area in the connection portion (connection member) between the first auxiliary yoke 41 and the second auxiliary yoke 42. .

図2及び図3で示した補助ヨーク集成材40の接続部材45は、中央に向けて幾分か絞り込んだ形状を有している。しかし、補助ヨーク41、42の間部分は断面積をより小さくした狭窄部を含んだ構造を採用することが望ましい。このような狭窄部を設けることで、一方の補助ヨークに入った磁束が他に漏れる状態を抑制できる。   The connecting member 45 of the auxiliary yoke assembly 40 shown in FIGS. 2 and 3 has a shape that is somewhat narrowed toward the center. However, it is desirable that the portion between the auxiliary yokes 41 and 42 has a structure including a narrowed portion having a smaller cross-sectional area. By providing such a constricted portion, it is possible to suppress a state in which the magnetic flux entering one auxiliary yoke leaks to the other.

図4は、好ましい構造の補助ヨーク集成材40PRを示している。図4(A)は補助ヨーク集成材40PRの平面図、図4(B)は(A)で矢印X方向から見て補助ヨーク41側の狭窄部CNを確認できるように示した模式図である。このように断面積が小さく絞り込まれえる狭窄部CNを備える補助ヨーク集成材40PRを採用すると、補助ヨーク41、42間での磁束の漏れを抑制できるので、ロータ30の回転トルクをより確実に向上させることができる。図4では、第1補助ヨーク41側を例に説明したが、反対側の第2補助ヨーク42についても同様である。   FIG. 4 shows an auxiliary yoke assembly 40PR having a preferred structure. FIG. 4A is a plan view of the auxiliary yoke assembly 40PR, and FIG. 4B is a schematic view showing the constricted portion CN on the auxiliary yoke 41 side as viewed from the arrow X direction in FIG. . When the auxiliary yoke assembly 40PR having the narrowed portion CN that can be narrowed down in this way is employed, leakage of magnetic flux between the auxiliary yokes 41 and 42 can be suppressed, and thus the rotational torque of the rotor 30 can be improved more reliably. Can be made. In FIG. 4, the first auxiliary yoke 41 side has been described as an example, but the same applies to the second auxiliary yoke 42 on the opposite side.

さらに図5を参照して実施例2に係るステップモータ2について説明する。本実施例2に係るステップモータ2は、第3の補助ヨークがステータ10、20間に配置されている点が実施例1で示したステップモータ1と異なっている。図5は、図2に対応した図であり、ステップモータ2の各部構成が確認できるように示した分解斜視図である。なお、実施例1のステップモータ1の構成と同じ部位には同じ符号を付している。   Further, the step motor 2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The step motor 2 according to the second embodiment is different from the step motor 1 shown in the first embodiment in that a third auxiliary yoke is disposed between the stators 10 and 20. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2, and is an exploded perspective view showing the configuration of each part of the step motor 2. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part as the structure of the step motor 1 of Example 1. FIG.

ステップモータ2の補助ヨーク集成材50は、第1のステータ10の磁極13,14間に配置する第1の補助ヨーク51及び第2のステータ20の磁極23,24間に配置する第2の補助ヨーク52に加えて、両ステータ間に配置する第3の補助ヨーク53を備えている。このように各ステータ間にも補助ヨークを配置すると、より確実に漏れ磁界を抑制できる構造となる。そして、ここでの補助ヨーク集成材50も、3個の補助ヨーク51,52,53が接続部材55を介して接続された構造であり、これらは磁性材料で一体に形成されている。この補助ヨーク集成材50も、接続部材55に断面積を小さくした狭窄部55CNを備えており、補助ヨーク間の磁束漏洩を抑制した構造を実現している。   The auxiliary yoke assembly 50 of the step motor 2 includes a first auxiliary yoke 51 disposed between the magnetic poles 13 and 14 of the first stator 10 and a second auxiliary member disposed between the magnetic poles 23 and 24 of the second stator 20. In addition to the yoke 52, a third auxiliary yoke 53 is provided between the stators. If the auxiliary yoke is arranged between the stators in this way, a structure that can more reliably suppress the leakage magnetic field is obtained. The auxiliary yoke assembly 50 here also has a structure in which three auxiliary yokes 51, 52, 53 are connected via a connecting member 55, and these are integrally formed of a magnetic material. The auxiliary yoke assembly 50 also includes a constricted portion 55CN having a reduced cross-sectional area in the connecting member 55, and realizes a structure in which magnetic flux leakage between the auxiliary yokes is suppressed.

よって、本実施例2のステップモータ2の場合も部品点数が減少するのでコスト低減を図ることができる。さらに、この補助ヨーク集成材50も組付けがし易い形状となっており、押え板60及び下押え板70に確実に位置決めできる。よって本ステップモータ2も、本ステップモータ1の場合と同様に製造の効率化を図った構造を実現する。なお、本ステップモータ2では、上記第3の補助ヨーク53を嵌合する開口65が上押え板60に新たに形成され、下押え板70には開口75が新たに形成されている。   Therefore, in the case of the step motor 2 according to the second embodiment, the number of parts is reduced, so that the cost can be reduced. Further, the auxiliary yoke assembly 50 is also easy to assemble, and can be reliably positioned on the presser plate 60 and the lower presser plate 70. Therefore, the step motor 2 also realizes a structure in which the manufacturing efficiency is improved as in the case of the step motor 1. In the step motor 2, an opening 65 for fitting the third auxiliary yoke 53 is newly formed in the upper pressing plate 60, and an opening 75 is newly formed in the lower pressing plate 70.

さらに、図6は実施例2の補助ヨーク集成材50の変形例を示した図である。前述した実施例1では補助ヨーク部分と接続部分とが一体の磁性材で形成されていたので、狭窄部を設けて補助ヨーク間での磁束の漏洩を抑制していた。しかし、接続部分に非磁性材料を介在させると磁束の漏れをより確実に抑制できる。図6(A)は接続部材56を非磁性材料で形成した補助ヨーク集成材50PR−1を示した図である。非磁性材料として、例えばプラスチック等の樹脂材料を採用できる。樹脂材料の周面に磁性の補助ヨークを差し込むことで、図6(A)に示した一体構造の補助ヨーク集成材50PR−1を作製できる。この構造では、磁性の有る補助ヨーク同士が直接に接触しないので、磁束の漏洩という問題を確実に抑制できる。なお、図6(A)で示した例では、3個の補助ヨーク51〜53のそれぞれは、部分円筒形状の上端から半径方向へ伸びる舌片51R〜53Rを設けた形状となる。すなわち、各補助ヨーク51〜53は舌片51R〜53Rを介して非磁性の接続部材56と接続されることで、一体の補助ヨーク集成材50を形成する。   FIG. 6 is a view showing a modification of the auxiliary yoke assembly 50 according to the second embodiment. In the first embodiment described above, since the auxiliary yoke portion and the connecting portion are formed of an integral magnetic material, the narrow portion is provided to suppress the leakage of magnetic flux between the auxiliary yokes. However, when a nonmagnetic material is interposed in the connection portion, leakage of magnetic flux can be more reliably suppressed. FIG. 6A shows an auxiliary yoke assembly 50PR-1 in which the connection member 56 is formed of a nonmagnetic material. As the nonmagnetic material, for example, a resin material such as plastic can be employed. By inserting a magnetic auxiliary yoke into the peripheral surface of the resin material, the integrated auxiliary yoke assembly 50PR-1 shown in FIG. 6A can be manufactured. In this structure, since the magnetic auxiliary yokes do not directly contact each other, the problem of magnetic flux leakage can be reliably suppressed. In the example shown in FIG. 6A, each of the three auxiliary yokes 51 to 53 has a shape provided with tongue pieces 51R to 53R extending in the radial direction from the upper end of the partial cylindrical shape. That is, the auxiliary yokes 51 to 53 are connected to the nonmagnetic connection member 56 via the tongue pieces 51R to 53R, thereby forming an integral auxiliary yoke assembly 50.

ところで、図6(A)で示したように、補助ヨーク間に非磁性の接続部材を介在させた構造の場合には、前述した狭窄部を形成する必要がなくなる。よって、図6(B)で示すように接続部材57を円盤形状としてもよい。この場合には、部分円筒形状に形成した補助ヨーク51〜53を接続部材57の周部に接続して(差し込んで)一体の構造とすればよい。   Incidentally, as shown in FIG. 6A, in the case of a structure in which a nonmagnetic connecting member is interposed between the auxiliary yokes, it is not necessary to form the narrowed portion described above. Therefore, as shown in FIG. 6 (B), the connecting member 57 may have a disk shape. In this case, the auxiliary yokes 51 to 53 formed in a partial cylindrical shape may be connected (inserted) to the peripheral portion of the connection member 57 to form an integral structure.

以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。上記実施例では、ステータを2個配置した例を示したが3個以上配置した構造でも同様の効果を得ることができる。また、図6では実施例2の補助ヨーク集成材50の変形例を示したが実施例1の補助ヨーク集成材40についても同様である。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible. In the above embodiment, an example in which two stators are arranged has been shown, but the same effect can be obtained even in a structure in which three or more stators are arranged. 6 shows a modification of the auxiliary yoke assembly 50 according to the second embodiment, the same applies to the auxiliary yoke assembly 40 according to the first embodiment.

実施例1に係るステップモータの外観を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the external appearance of the step motor which concerns on Example 1. FIG. 図1で示したステップモータの各部構成が確認できるように示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view shown so that each part structure of the step motor shown in FIG. 1 could be confirmed. 図1のステップモータのロータ周部を拡大して示した平面図である。It is the top view which expanded and showed the rotor peripheral part of the step motor of FIG. (A)は好ましい構造の補助ヨーク集成材の平面図、(B)は(A)で矢印X方向から見て補助ヨーク側の狭窄部を確認できるように示した模式図である。(A) is a top view of the auxiliary yoke laminated material of a preferable structure, (B) is the schematic diagram shown so that the constriction part by the side of an auxiliary yoke can be confirmed seeing from the arrow X direction by (A). 実施例2に係るステップモータの各部構成が確認できるように示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view shown so that each part structure of the step motor which concerns on Example 2 can be confirmed. 実施例2の補助ヨーク集成材の変形例を示した図であるIt is the figure which showed the modification of the auxiliary yoke laminated material of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 ステップモータ
10 第1のステータ
13,14 磁極
15 励磁用コイル
20 第2のステータ
23,24 磁極
25 励磁用コイル
30 ロータ
40 補助ヨーク集成材
41 第1の補助ヨーク
42 第2の補助ヨーク
60 上押え板
70 下押え板
CN 狭窄部
1, 2 Step motor 10 First stator 13, 14 Magnetic pole 15 Excitation coil 20 Second stator 23, 24 Magnetic pole 25 Excitation coil 30 Rotor 40 Auxiliary yoke assembly 41 First auxiliary yoke 42 Second auxiliary yoke 60 Upper presser plate 70 Lower presser plate CN Constriction

Claims (6)

複数の磁極を有したロータと、該ロータの外周に配置した2つのステータとを備え、
前記2つのステータは励磁用のコイルを備えると共に、前記ロータの周面に対向させた2つの磁極を有している電磁アクチュエータであって、
前記ステータは、その同一のステータの2つの磁極間に補助ヨークを前記ロータの周面の一部に対向するように配置されており、前記2つのステータの補助ヨークは一体に形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
A rotor having a plurality of magnetic poles, and two stators arranged on the outer periphery of the rotor,
The two stators are electromagnetic actuators having an exciting coil and two magnetic poles opposed to the circumferential surface of the rotor,
Each stator is arranged so that an auxiliary yoke is opposed to a part of the peripheral surface of the rotor between two magnetic poles of the same stator, and the auxiliary yokes of the two stators are integrally formed. An electromagnetic actuator characterized by that.
前記2つのステータの補助ヨーク及び該補助ヨークを接続する接続部材を含み、前記補助ヨーク及び前記接続部材が磁性材料によって一体に形成されており、前記接続部材は断面積を小さくした狭窄部を有していることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。 The auxiliary yoke of the two stators and a connecting member for connecting the auxiliary yoke, the auxiliary yoke and the connecting member are integrally formed of a magnetic material, and the connecting member has a narrowed portion with a reduced cross-sectional area. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein: 前記2つのステータの補助ヨーク及び該補助ヨークを接続する接続部材を含み、前記補助ヨークは磁性材料で形成され、前記接続部材は非磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。 2. The auxiliary yoke of the two stators and a connecting member for connecting the auxiliary yoke, wherein the auxiliary yoke is made of a magnetic material, and the connecting member is made of a nonmagnetic material. The electromagnetic actuator described. 前記ロータが回転する所定の空間を形成するハウジングを更に備え、
前記ハウジングは前記補助ヨークと係合する係合部を備えており、補助ヨークが前記係合部に係合したときに前記ハウジングと協働して前記空間を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
A housing that forms a predetermined space in which the rotor rotates;
The housing includes an engaging portion that engages with the auxiliary yoke, and forms the space in cooperation with the housing when the auxiliary yoke engages with the engaging portion. The electromagnetic actuator according to any one of 1 to 3.
前記ハウジングは、前記ロータおよび前記ステータを挟持する2つのハウジング部材によって構成されると共に、各ハウジング部材が前記係合部を有し、
前記接続部材は前記空間の外部に配置され、
前記補助ヨークは第1のハウジング部材の第1の係合部と第2のハウジング部材の第2の係合部とにより位置決めされていることを特徴とする請求項4に記載の電磁アクチュエータ。
The housing is constituted by two housing members that sandwich the rotor and the stator, and each housing member has the engaging portion,
The connecting member is disposed outside the space;
The electromagnetic actuator according to claim 4, wherein the auxiliary yoke is positioned by a first engaging portion of the first housing member and a second engaging portion of the second housing member.
請求項1乃至5のいずれかに記載の電磁アクチュエータを含むことを特徴とする携帯用電子機器。 A portable electronic device comprising the electromagnetic actuator according to claim 1.
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