JP4485260B2

JP4485260B2 - Electromagnetic actuator and portable device equipped with the same

Info

Publication number: JP4485260B2
Application number: JP2004163596A
Authority: JP
Inventors: 正美山本; 正人田中; 彰浩伊藤; 哲也岩本
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP2005348489A

Description

本発明は、ロータとロータに対向するステータヨークとを備えた電磁アクチュエータ及びこれを備えた携帯機器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic actuator including a rotor and a stator yoke facing the rotor, and a portable device including the electromagnetic actuator.

携帯機器に搭載された小型のカメラのズーム駆動用などに用いられるステッピングモータは、平面サイズが小さいことが望まれる。また、携帯機器で用いられる場合には、駆動源が電池であることが多く、モータの効率が高く消費電力の低いものが望まれる。また、カメラのズーム駆動用のごとく位置精度の高い制御が望まれる場合には、ステッピングモータは、比較的高い回転位置精度を保証すべく、例えば、２０ステップ／回転程度の回転位置が指定可能なように、ロータが多極化される。小径のロータが多極化されると、該ロータの磁極に選択的に対面されるべきステータの幅が小さくなって飽和されやすくなり、磁束の漏洩が大きくなりやすい。 A stepping motor used for zoom driving of a small camera mounted on a portable device is desired to have a small plane size. Further, when used in a portable device, the drive source is often a battery, and it is desired that the motor has high efficiency and low power consumption. In addition, when control with high positional accuracy is desired, such as for zoom driving of a camera, the stepping motor can specify a rotational position of about 20 steps / rotation, for example, in order to guarantee a relatively high rotational positional accuracy. Thus, the rotor is multipolarized. When the small-diameter rotor is multipolarized, the width of the stator to be selectively faced to the magnetic poles of the rotor becomes small and becomes saturated, and magnetic flux leakage tends to increase.

このようなステッピングモータとして、特願２００３−３０６２４０のように、周面に多数の磁極を備えたロータと、ロータの周面に対向する２つの磁極を備えた複数のステータとを有し、ステータの磁極間に、ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延びた補助ヨークが設けられたものが提案されている。 As such a stepping motor, as in Japanese Patent Application No. 2003-306240, a rotor having a large number of magnetic poles on the circumferential surface and a plurality of stators having two magnetic poles facing the circumferential surface of the rotor, There has been proposed one in which an auxiliary yoke extending in the circumferential direction is provided between the magnetic poles over an angular range larger than the circumferential spreading angle of the magnetic poles of the rotor.

しかしながら、上述したステッピングモータでは、ロータの外周面に対向するようにステータが設けられているので、ロータの径方向に大きくなってしまう場合があった。 However, in the above-described stepping motor, since the stator is provided so as to face the outer peripheral surface of the rotor, the size may increase in the radial direction of the rotor.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ロータの径方向に小型化することができ、かつ、形成される磁束の漏洩を低減することができるとともに、十分な回転トルクを得ることができる電磁アクチュエータ及びこれを備えた携帯機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be downsized in the radial direction of the rotor, can reduce leakage of magnetic flux formed, and can obtain sufficient rotational torque. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic actuator that can be used and a portable device including the same.

上記目的を達成するため、本発明の電磁アクチュエータは、
周方向に交互に極性が異なり、かつ軸方向に着磁された複数の磁極を有するロータと、
前記ロータの一つの端面に対向する一対の対向部を有し、コイルが巻回されたステータヨークと、
前記ステータヨークの前記一対の対向部の間、かつ、前記ロータの前記一つの端面に対向する位置に配置され、前記ステータヨークの前記一対の対向部のうち一方の対向部から前記ロータを介して他方の対向部へ至る静磁路の一部を構成する補助ヨークと、
を備えたことを特徴とする。
また、前記ロータは、
第１の磁極と、
前記第１の磁極に隣接する第２の磁極と、
前記第２の磁極に隣接する第３の磁極と、
前記第３の磁極に隣接する第４の磁極と、
を少なくとも備え、
前記第１の磁極、前記第２の磁極、前記第３の磁極及び前記第４の磁極は、前記ロータの周方向に配列され、
前記第１の磁極が前記ステータヨークの前記一方の対向部に対向する状態においては、前記第４の磁極が前記ステータヨークの前記他方の対向部に対向し、前記ロータと前記ステータヨークと前記補助ヨークとにより、前記ステータヨークの前記一方の対向部から、前記第１の磁極、前記第２の磁極、前記補助ヨーク、前記第３の磁極、及び前記第４の磁極を経由して、前記他方の対向部へと至る磁気回路が構成されるようにしてもよい。
また、前記補助ヨークは、前記ロータの磁極の第２の磁極と前記第３の磁極とに跨る長さで形成されているようにしてもよい。
In order to achieve the above object, the electromagnetic actuator of the present invention comprises:
A rotor having a plurality of magnetic poles alternately different in polarity in the circumferential direction and magnetized in the axial direction ;
Have a pair of facing portions facing the one end surface before Symbol rotor, a stator yoke which a coil is wound,
Between the pair of facing portions of the stator yoke and at a position facing the one end surface of the rotor , from one facing portion of the pair of facing portions of the stator yoke through the rotor An auxiliary yoke that forms part of the magnetostatic path leading to the other facing portion ;
It is provided with.
Further, the rotor is
A first magnetic pole;
A second magnetic pole adjacent to the first magnetic pole;
A third magnetic pole adjacent to the second magnetic pole;
A fourth magnetic pole adjacent to the third magnetic pole;
Comprising at least
The first magnetic pole, the second magnetic pole, the third magnetic pole, and the fourth magnetic pole are arranged in a circumferential direction of the rotor,
In a state where the first magnetic pole faces the one facing portion of the stator yoke, the fourth magnetic pole faces the other facing portion of the stator yoke, and the rotor, the stator yoke, and the auxiliary And the other yoke from the one opposing portion of the stator yoke through the first magnetic pole, the second magnetic pole, the auxiliary yoke, the third magnetic pole, and the fourth magnetic pole. A magnetic circuit extending to the opposite portion may be configured.
The auxiliary yoke may be formed to have a length straddling the second magnetic pole and the third magnetic pole of the rotor.

また、前記ステータヨークの一対の対向部および前記補助ヨークを保持する保持部材を備えるようにしてもよい。
Further, it may be provided with a holding member for holding the pair of opposing portions and the auxiliary yoke of the stator yoke.

また、前記ロータに対しその軸方向に前記ステータヨークと逆側で対向する第２の補助ヨークを備えるようにしてもよい。 Moreover, you may make it provide the 2nd auxiliary | assistant yoke facing the said rotor on the opposite side to the said stator yoke in the axial direction.

上記目的を達成するため、本発明の携帯機器は、上述した電磁アクチュエータを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a portable device according to the present invention includes the above-described electromagnetic actuator.

本発明によれば、ロータの径方向に小型化することができ、かつ、形成される磁束の漏洩を低減することができるとともに、十分な回転トルクを得ることができる電磁アクチュエータおよびこれを備えた携帯機器を提供することができる。 According to the present invention, an electromagnetic actuator that can be downsized in the radial direction of the rotor, can reduce leakage of magnetic flux formed, and can obtain sufficient rotational torque, and the electromagnetic actuator are provided. A portable device can be provided.

本発明の実施の形態に係る電磁アクチュエータについて、以下図面を参照して説明する。電磁アクチュエータ１０は、永久磁石型(ＰＭ(Permanent Magnet)型)のステッピングモータであり、ロータ１１が回転運動することにより回転軸１７に取り付けた駆動対象を回転運動させるものである。 An electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The electromagnetic actuator 10 is a permanent magnet (PM) stepping motor, and rotates the drive target attached to the rotating shaft 17 when the rotor 11 rotates.

電磁アクチュエータ１０は、図１乃至図３に示すように、ロータ１１と、２組のステータヨーク１２（１２ａ，１２ｂ）と、一対のコイル１３（１３ａ，１３ｂ）と、一対の補助ヨーク（第１の補助ヨーク）１４（１４ａ，１４ｂ）と、２組のステータヨーク１２の対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂや一対の補助ヨーク１４が嵌合される中板（底板）１５と、バックヨーク（第２の補助ヨーク）１６と、ロータ１１の回転軸１７と、外ケース１８とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the electromagnetic actuator 10 includes a rotor 11, two sets of stator yokes 12 (12a, 12b), a pair of coils 13 (13a, 13b), and a pair of auxiliary yokes (first Auxiliary yoke) 14 (14a, 14b), an intermediate plate (bottom plate) 15 on which the opposing portions 121a, 122a, 121b, 122b of the two sets of stator yokes 12 and the pair of auxiliary yokes 14 are fitted, and a back yoke ( (Second auxiliary yoke) 16, a rotating shaft 17 of the rotor 11, and an outer case 18.

ロータ１１は、ステータヨーク１２との間の磁力により発生する回転トルクによって、回転軸１７を中心にして回転運動をするものである。ロータ１１は、例えば希土類・鉄系等の磁石材料により形成され、小径の円筒状または円板状に形成されている。また、ロータ１１には、回転軸１７の後述する大径部１７ａに嵌着される回転軸用貫通孔１１ａが形成されている。なお、ロータ１１と回転軸１７とは一体的に形成するようにしてもよい。 The rotor 11 rotates about the rotation shaft 17 by the rotation torque generated by the magnetic force between the rotor 11 and the stator yoke 12. The rotor 11 is made of, for example, a magnet material such as rare earth / iron, and has a small diameter cylindrical shape or disk shape. In addition, the rotor 11 is formed with a through-hole 11a for a rotating shaft that is fitted into a later-described large diameter portion 17a of the rotating shaft 17. The rotor 11 and the rotary shaft 17 may be formed integrally.

ロータ１１は、図４に示すように、周方向に交互に極性が異なり、かつ軸方向に着磁された複数の磁極を有している。これらの磁極は、ロータ１１の周方向に等間隔に設けられている。図４において、ステータヨーク１２と対向するロータ１１の面（図１における下面）は、領域Ｎ１〜Ｎ５がＮ極に磁化されており、領域Ｓ１〜Ｓ５がＳ極に磁化されている。領域Ｎ１〜Ｎ５と、領域Ｓ１〜Ｓ５は交互に位置している。 As shown in FIG. 4, the rotor 11 has a plurality of magnetic poles that are alternately different in polarity in the circumferential direction and magnetized in the axial direction. These magnetic poles are provided at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 11. In FIG. 4, on the surface of the rotor 11 facing the stator yoke 12 (lower surface in FIG. 1), regions N1 to N5 are magnetized to the N pole, and regions S1 to S5 are magnetized to the S pole. Regions N1 to N5 and regions S1 to S5 are located alternately.

ステータヨーク１２（１２ａ，１２ｂ）は、コイル１３の磁束をロータ１１の着磁された領域（Ｎ１〜Ｎ５，Ｓ１〜Ｓ５）へと導くためのものである。ステータヨーク１２は、例えば軟磁性材料から形成される。２組のステータヨーク１２ａ，１２ｂは、ロータ１１の着磁された領域（Ｎ１〜Ｎ５，Ｓ１〜Ｓ５）とロータ１１の軸方向に対向するように突設された一対の対向部１２１ａ，１２２ａおよび１２１ｂ，１２２ｂをそれぞれ備えている。対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂは、コイル１３により磁化されると磁極１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂになる。 The stator yoke 12 (12a, 12b) is for guiding the magnetic flux of the coil 13 to the magnetized region (N1 to N5, S1 to S5) of the rotor 11. The stator yoke 12 is made of, for example, a soft magnetic material. The two sets of stator yokes 12a and 12b have a pair of facing portions 121a and 122a that project from the magnetized region (N1 to N5 and S1 to S5) of the rotor 11 so as to face the rotor 11 in the axial direction. 121b and 122b, respectively. The opposing parts 121a, 122a, 121b, 122b become magnetic poles 121a, 122a, 121b, 122b when magnetized by the coil 13.

コイル１３は、励磁されることによりステータヨーク１２の対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂを磁化するものである。コイル１３には、後述の図６に図示する正極性または負極性の電流パルスが印加されることにより励磁される。コイル１３は、ステータヨーク１２のコア部（図示せず）に巻回されている。 The coil 13 magnetizes the opposing portions 121a, 122a, 121b, and 122b of the stator yoke 12 when excited. The coil 13 is excited by applying a positive or negative current pulse shown in FIG. The coil 13 is wound around a core portion (not shown) of the stator yoke 12.

補助ヨーク１４ａ，１４ｂは、ステータヨーク１２ａの一方の対向部１２１ａからロータ１１を介して他方の対向部１２２ａ、および、ステータヨーク１２ｂの一方の対向部１２１ｂからロータ１１を介して他方の対向部１２２ｂへ至る静磁路の一部をそれぞれ形成する。補助ヨーク１４は、例えば軟磁性材料から形成され、円弧状の曲面を有している。一対の補助ヨーク１４ａ，１４ｂは、ステータヨーク１２ａの一方の対向部１２１ａと他方の対向部１２２ａとの間、ステータヨーク１２ｂの一方の対向部１２１ｂと他方の対向部１２２ｂとの間にそれぞれ配置されている。また、補助ヨーク１４は、ロータ１１の着磁された領域（磁極）（Ｎ１〜Ｎ５，Ｓ１〜Ｓ５）とロータ１１の軸方向に対向するように配置されている。一対の補助ヨーク１４ａ，１４ｂは、ロータ１１の異なる種類の２つの磁極（例えば、Ｎ１とＳ１）とロータ１１の軸方向に同時に対向するようにそれぞれ配置されている。 The auxiliary yokes 14a and 14b are connected to the other opposing portion 122a from the one opposing portion 121a of the stator yoke 12a via the rotor 11, and from the one opposing portion 121b of the stator yoke 12b to the other opposing portion 122b via the rotor 11. Each part of the magnetostatic path leading to is formed. The auxiliary yoke 14 is made of a soft magnetic material, for example, and has an arcuate curved surface. The pair of auxiliary yokes 14a and 14b are respectively disposed between one facing portion 121a and the other facing portion 122a of the stator yoke 12a and between one facing portion 121b and the other facing portion 122b of the stator yoke 12b. ing. The auxiliary yoke 14 is disposed so as to face the magnetized region (magnetic pole) (N1 to N5, S1 to S5) of the rotor 11 in the axial direction of the rotor 11. The pair of auxiliary yokes 14 a and 14 b are respectively disposed so as to simultaneously face two different types of magnetic poles (for example, N 1 and S 1) of the rotor 11 in the axial direction of the rotor 11.

中板（保持部材）１５は、ステータヨーク１２の対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂおよび補助ヨーク１４を嵌合させて、ロータ１１の着磁された領域（Ｎ１〜Ｎ５，Ｓ１〜Ｓ５）に、ステータヨーク１２の対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２および補助ヨーク１４を対向させるためのものである。中板１５は、例えばプラスチック材等から形成されたほぼ円板状の部材からなる。中板１５には、ステータヨーク１２の対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂを嵌合するスタータヨーク用貫通孔１５ａと、補助ヨーク１４を嵌合させる凹部１５ｂと、回転軸１７を回転自在に軸支する軸受用貫通孔１５ｃと、コイル１３の巻線を巻回させる凸部１５ｄと、外ケース１８の後述する一対の凸部１８ｂが嵌められる溝１５ｅとが形成されている。 The intermediate plate (holding member) 15 is fitted in the magnetized region (N1 to N5, S1 to S5) of the rotor 11 by fitting the opposing portions 121a, 122a, 121b, and 122b of the stator yoke 12 and the auxiliary yoke 14 together. The opposing portions 121a, 122a, 121b, 122 of the stator yoke 12 and the auxiliary yoke 14 are opposed to each other. The intermediate plate 15 is made of a substantially disk-shaped member made of, for example, a plastic material. The intermediate plate 15 is provided with a starter yoke through hole 15a for fitting the opposed portions 121a, 122a, 121b, and 122b of the stator yoke 12, a recess 15b for fitting the auxiliary yoke 14, and a rotary shaft 17 so as to be rotatable. A bearing through-hole 15c to be supported, a convex portion 15d around which the winding of the coil 13 is wound, and a groove 15e into which a pair of convex portions 18b described later of the outer case 18 are fitted are formed.

バックヨーク１６は、ロータ１１に対しその軸方向にステータヨーク１２側と逆側で対向するように配置され、ロータ１１から磁束が開放され、漏洩されるのを防止する。バックヨーク１６は、ロータ１１と接するように配置される。バックヨーク１６は、例えば軟磁性体等により形成され、円板状に形成されている。バックヨーク１６は、回転軸１７の後述する大径部１７ｂに嵌着される回転軸用貫通孔１６ａが形成されている。 The back yoke 16 is disposed so as to face the rotor 11 in the axial direction opposite to the stator yoke 12 side, and prevents the magnetic flux from the rotor 11 from being released and leaked. The back yoke 16 is disposed in contact with the rotor 11. The back yoke 16 is formed of, for example, a soft magnetic material and is formed in a disk shape. The back yoke 16 is formed with a rotary shaft through-hole 16 a that is fitted into a large-diameter portion 17 b (described later) of the rotary shaft 17.

回転軸１７は、ロータ１１を回転させるための軸である。回転軸１７は、例えば非磁性材料の金属（ＳＵＳ(Steel Use Stainless)等）により形成されている。回転軸１７は、径の大きい大径部１７ａがロータ１１の回転軸用貫通孔１１ａ及びバックヨーク１６の回転軸用貫通孔１６ａに嵌着される。 The rotating shaft 17 is a shaft for rotating the rotor 11. The rotating shaft 17 is made of, for example, a nonmagnetic material metal (SUS (Steel Use Stainless) or the like). The rotary shaft 17 has a large-diameter portion 17 a having a large diameter fitted in the rotary shaft through hole 11 a of the rotor 11 and the rotary shaft through hole 16 a of the back yoke 16.

外ケース１８は、ロータ１１およびバックヨーク１６を収納して、ロータ１１等に塵、埃等が付着することを防止するものである。外ケース１８には、回転軸１７を回転自在に軸支する軸受用貫通孔１８ａと一対の凸部１８ｂとが形成されている。 The outer case 18 houses the rotor 11 and the back yoke 16 to prevent dust, dust, and the like from adhering to the rotor 11 and the like. The outer case 18 is formed with a bearing through hole 18a that rotatably supports the rotary shaft 17 and a pair of convex portions 18b.

次に、このように構成される電磁アクチュエータ１０を組み立てる方法について説明する。ロータ１１の回転軸用貫通孔１１ａおよびバックヨーク１６の回転軸用貫通孔１６ａに、回転軸１７の大径部１７ａを嵌着して、回転軸１７にロータ１１およびバックヨーク１６を取り付ける。この際、図２（Ｄ）に示すように、ロータ１１とバックヨーク１６とは接して配置される。 Next, a method for assembling the electromagnetic actuator 10 configured as described above will be described. The large-diameter portion 17 a of the rotating shaft 17 is fitted into the rotating shaft through hole 11 a of the rotor 11 and the rotating shaft through hole 16 a of the back yoke 16, and the rotor 11 and the back yoke 16 are attached to the rotating shaft 17. At this time, as shown in FIG. 2D, the rotor 11 and the back yoke 16 are disposed in contact with each other.

その一方で、中板１５のステータヨーク用貫通孔１５ａに、コイル１３ａ，１３ｂをそれぞれ巻回したステータヨーク１２ａ，１２ｂの対向部１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂを嵌合させる。また、中板１５の凹部１５ｂに補助ヨーク１４ａ，１４ｂを嵌合させる。 On the other hand, the opposing portions 121a, 122a, 121b, 122b of the stator yokes 12a, 12b around which the coils 13a, 13b are wound are fitted into the stator yoke through holes 15a of the intermediate plate 15. Further, the auxiliary yokes 14 a and 14 b are fitted into the recess 15 b of the intermediate plate 15.

回転軸１７の大径部１７ａ付近の一端（図２（Ｄ）において下端）１７ｂを中板１５の軸受用貫通孔１５ｃに軸支させる。外ケース１８の軸受用貫通孔１８ａに回転軸１７の大径部１７ａ付近の一端１７ｂと逆側の部分を軸支させるとともに、外ケース１８の一対の凸部１８ｂを中板１５の溝１５ｅに嵌める。これにより電磁アクチュエータ１０の組み立ては終了する。 One end (lower end in FIG. 2D) 17b of the rotary shaft 17 near the large-diameter portion 17a is pivotally supported in the bearing through hole 15c of the intermediate plate 15. The bearing through hole 18a of the outer case 18 is pivotally supported at a portion on the opposite side to the one end 17b near the large-diameter portion 17a of the rotary shaft 17, and the pair of convex portions 18b of the outer case 18 are formed in the groove 15e of the intermediate plate 15. Fit. Thereby, the assembly of the electromagnetic actuator 10 is completed.

ここで、この電磁アクチュエータ１０を制御するための制御回路について図５を用いて説明する。この電磁アクチュエータ１０は、携帯機器に搭載された小型カメラのズーム駆動に用いられる。電磁アクチュエータ１０は、円筒カム（図示せず）を駆動することによって、ズームレンズを保持するレンズホルダ３５を光軸方向に移動させて、小型カメラのズーム駆動を行う。制御部３０は、図５に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１とメモリ３２とモータドライバ３３とを備えている。ＣＰＵ３１は、電磁アクチュエータ１０全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ３２には、電磁アクチュエータ１０を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。モータドライバ３３は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じて、コイル１３ａ，１３ｂに、後述の図６に図示する正極性又は負極性のパルス状の駆動電流を通電し、励磁する。ＣＰＵ３１には、操作ボタン３４が接続されている。 Here, a control circuit for controlling the electromagnetic actuator 10 will be described with reference to FIG. The electromagnetic actuator 10 is used for zoom driving of a small camera mounted on a portable device. The electromagnetic actuator 10 drives a cylindrical cam (not shown) to move the lens holder 35 that holds the zoom lens in the optical axis direction, and performs zoom driving of the small camera. As shown in FIG. 5, the control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a memory 32, and a motor driver 33. The CPU 31 performs control and arithmetic processing of the entire electromagnetic actuator 10. The memory 32 stores a program and control information for controlling the electromagnetic actuator 10. In response to a control signal from the CPU 31, the motor driver 33 energizes the coils 13a and 13b with a positive or negative pulsed drive current shown in FIG. An operation button 34 is connected to the CPU 31.

操作ボタン３４が押されると、ＣＰＵ３１は、電磁アクチュエータ１０を駆動するために正電流パルス又は負電流パルスの出力をモータドライバ３３に指示する。モータドライバ３３は、指示に従って、電磁アクチュエータ１０のコイル１３ａ，１３ｂに正電流パルスまたは負電流を通電する。このように電磁アクチュエータ１０のコイル１３ａ，１３ｂに通電制御することによって、レンズホルダ３５を光軸方向前後に移動させて、ズーム駆動が行われる。 When the operation button 34 is pressed, the CPU 31 instructs the motor driver 33 to output a positive current pulse or a negative current pulse in order to drive the electromagnetic actuator 10. The motor driver 33 supplies a positive current pulse or a negative current to the coils 13a and 13b of the electromagnetic actuator 10 in accordance with the instruction. Thus, by energizing the coils 13a and 13b of the electromagnetic actuator 10, the lens holder 35 is moved back and forth in the optical axis direction, and zoom driving is performed.

次に、電磁アクチュエータ１０のロータ１１の２相励磁した場合の回転動作について、図６を用いて説明する。図６において、ロータ１１は反時計回り方向に回転する。なお、図６は、図１において下側方向からロータ１１、ステータヨーク１２、コイル１３、および、補助ヨーク１４を表した図であり、電磁アクチュエータ１０の理解を容易にするために中板１５を省略し、かつ、ステータヨーク１２、コイル１３、および、補助ヨーク１４を二点鎖線で示している。 Next, the rotation operation when the rotor 11 of the electromagnetic actuator 10 is two-phase excited will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the rotor 11 rotates counterclockwise. 6 is a diagram showing the rotor 11, the stator yoke 12, the coil 13, and the auxiliary yoke 14 from the lower side in FIG. 1. In order to facilitate understanding of the electromagnetic actuator 10, the intermediate plate 15 is shown. Omitted and the stator yoke 12, the coil 13, and the auxiliary yoke 14 are indicated by a two-dot chain line.

図６（Ａ）に示す状態は、コイル１３ａに例えば正極性の電流パルス（矢印Ｉ２方向の電流）を加えて励磁するとともに、コイル１３ｂに例えば正極性の電流パルス（矢印Ｉ１方向の電流）を加えて励磁した状態である。この励磁により、磁極１２１ａ，１２２ａは、それぞれＳ極、Ｎ極となり、磁極１２１ｂ，１２２ｂは、それぞれＮ極、Ｓ極となる。 In the state shown in FIG. 6A, for example, a positive current pulse (current in the direction of arrow I2) is applied to the coil 13a to excite it, and a positive current pulse (current in the direction of arrow I1) is applied to the coil 13b. In addition, it is in an excited state. By this excitation, the magnetic poles 121a and 122a become the S pole and the N pole, respectively, and the magnetic poles 121b and 122b become the N pole and the S pole, respectively.

この状態では、ロータ１１の磁極Ｎ１の反時計回り方向の後半部分とステータヨーク１２ａのＳ極に磁化した磁極１２１ａとが対向し、ロータ１１の磁極Ｓ２の反時計回り方向の後半部分とステータヨーク１２ａのＮ極に磁化した磁極１２２ａとが対向する。また、ロータ１１の磁極Ｓ５の反時計回り方向の前半部分とステータヨーク１２ｂのＮ極に磁化した磁極１２１ｂとが対向し、ロータ１１の磁極Ｎ４の反時計回り方向の前半部分とステータヨーク１２ｂのＳ極に磁化した磁極１２２ｂとが対向する。よって、ロータ１１の磁極Ｎ１とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａとの間，ロータ１１の磁極Ｓ２とステータヨーク１２ａとの磁極１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｓ５とステータヨーク１２ｂの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｎ４とステータヨーク１２ｂの１２２ｂとの間にそれぞれ吸引力が生じる。 In this state, the counterclockwise second half portion of the magnetic pole N1 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a magnetized to the S pole of the stator yoke 12a face each other, and the counterclockwise second half portion of the magnetic pole S2 of the rotor 11 and the stator yoke. The magnetic pole 122a magnetized to the N pole of 12a faces. Further, the first half of the magnetic pole S5 of the rotor 11 in the counterclockwise direction and the magnetic pole 121b magnetized to the N pole of the stator yoke 12b face each other, and the first half of the magnetic pole N4 of the rotor 11 in the counterclockwise direction and the stator yoke 12b. The magnetic pole 122b magnetized to the S pole faces. Therefore, between the magnetic pole N1 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S2 of the rotor 11 and the magnetic pole 122a of the stator yoke 12a, and between the magnetic pole S5 of the rotor 11 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b. , And an attractive force is generated between the magnetic pole N4 of the rotor 11 and the stator yoke 12b 122b.

また、この状態では、ロータ１１の磁極Ｎ２及び磁極Ｓ１の反時計回り方向の後半部分が補助ヨーク１４ａに対向する。よって、ロータ１１の磁極Ｎ２、磁極Ｓ１、および、補助ヨーク１４ａにより構成される磁気回路が形成される。したがって、ステータヨーク１２ａについて見た場合、Ｎ極１２２ａからロータ１１の磁極Ｓ２に入り、ロータ１１の磁極Ｎ１を通ってＳ極１２１ａに戻る閉磁気回路の磁束の相当部分が補助ヨーク１４ａによって与えられる。その結果、補助ヨーク１４ａがない場合と比べて、この閉磁気回路の磁気抵抗が大幅に低減される。 In this state, the latter half of the magnetic pole N2 and the magnetic pole S1 of the rotor 11 in the counterclockwise direction faces the auxiliary yoke 14a. Therefore, a magnetic circuit including the magnetic pole N2, the magnetic pole S1, and the auxiliary yoke 14a of the rotor 11 is formed. Accordingly, when viewed with respect to the stator yoke 12a, the auxiliary yoke 14a provides a substantial portion of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that enters the magnetic pole S2 of the rotor 11 from the N pole 122a, returns to the S pole 121a through the magnetic pole N1 of the rotor 11. . As a result, the magnetic resistance of the closed magnetic circuit is greatly reduced as compared with the case without the auxiliary yoke 14a.

同様に、ロータ１１の磁極Ｓ４、磁極Ｎ５の反時計回り方向の前半部分、および、補助ヨーク１４ｂにより構成される磁気回路が形成され、ステータヨーク１２ｂについてみた場合、Ｎ極１２１ｂからロータ１１の磁極Ｓ５に入り、ロータ１１の磁極Ｎ４を通ってＳ極１２２ｂに戻る閉磁気回路の磁束の相当部分が補助ヨーク１４ｂによって与えられることになる。 Similarly, a magnetic circuit composed of the magnetic pole S4 of the rotor 11, the first half of the magnetic pole N5 in the counterclockwise direction, and the auxiliary yoke 14b is formed. When viewed from the stator yoke 12b, the magnetic pole of the rotor 11 is changed from the N pole 121b. A substantial portion of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that enters S5 and returns to the S pole 122b through the magnetic pole N4 of the rotor 11 is provided by the auxiliary yoke 14b.

また、バックヨーク１６により、Ｎ極１２２ａからロータ１１の磁極Ｓ２に入り、ロータ１１の磁極Ｎ１を通ってＳ極１２１ａに戻る閉磁気回路、および、Ｎ極１２１ｂからロータ１１の磁極Ｓ５に入り、ロータ１１の磁極Ｎ４を通ってＳ極１２２ｂに戻る閉磁気回路の磁束が漏洩されることを低減、防止できる。 Further, the back yoke 16 enters the magnetic pole S2 of the rotor 11 from the N pole 122a, returns to the S pole 121a through the magnetic pole N1 of the rotor 11, and enters the magnetic pole S5 of the rotor 11 from the N pole 121b. Leakage of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 122b through the magnetic pole N4 of the rotor 11 can be reduced or prevented.

従って、ロータ１１の磁極Ｎ１とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａとの間，ロータ１１の磁極Ｓ２とステータヨーク１２ａの磁極１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｓ５とステータヨーク１２ｂの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｎ４とステータヨーク１２ｂの磁極１２２ｂとの間にそれぞれ生じる吸引力は大きくなり、ロータ１１の停止状態を安定して維持することができる。 Therefore, between the magnetic pole N1 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S2 of the rotor 11 and the magnetic pole 122a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S5 of the rotor 11 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b, In addition, the attractive force generated between the magnetic pole N4 of the rotor 11 and the magnetic pole 122b of the stator yoke 12b is increased, and the stopped state of the rotor 11 can be stably maintained.

次に、図６（Ｂ）に示すように、コイル１３ａに負極性の電流パルス（矢印―Ｉ２方向の電流）を加えるとともに、コイル１３ｂに正極性の電流パルス（矢印Ｉ１方向の電流）を加えて励磁する。この励磁により、磁極１２１ａ，１２２ａは、それぞれＮ極、Ｓ極に反転する。 Next, as shown in FIG. 6 (B), a negative current pulse (current in the direction of arrow -I2) is applied to the coil 13a, and a positive current pulse (current in the direction of arrow I1) is applied to the coil 13b. Excited. By this excitation, the magnetic poles 121a and 122a are inverted to the N pole and the S pole, respectively.

磁極１２１ａとロータ１１の磁極Ｓ１との間、および、磁極１２２ａとロータ１１の磁極Ｎ３との間に吸引力が生じ、ロータ１１には反時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１１は反時計回り方向に１／２０だけ回転して、図６（Ｂ）に示す状態になる。 An attractive force is generated between the magnetic pole 121a and the magnetic pole S1 of the rotor 11 and between the magnetic pole 122a and the magnetic pole N3 of the rotor 11, and a rotational torque is generated in the rotor 11 so as to rotate counterclockwise. The rotor 11 rotates counterclockwise by 1/20 and enters the state shown in FIG.

この状態では、ロータ１１の磁極Ｎ２及び磁極Ｓ２の一部が補助ヨーク１４ａに対向する。よって、ロータ１１の磁極Ｎ２、磁極Ｓ２の一部、および、補助ヨーク１４ａにより構成される磁気回路が形成される。したがって、ステータヨーク１２ａについてみた場合、Ｎ極１２１ａからロータ１１の磁極Ｓ１に入り、ロータ１１の磁極Ｎ３を通ってＳ極１２２ａに戻る閉磁気回路の磁束の相当部分が補助ヨーク１４ａによって与えられる。その結果、補助ヨーク１４ａがない場合と比べて、この閉磁気回路の磁気抵抗が大幅に低減される。 In this state, part of the magnetic pole N2 and magnetic pole S2 of the rotor 11 faces the auxiliary yoke 14a. Therefore, a magnetic circuit constituted by the magnetic pole N2 of the rotor 11, a part of the magnetic pole S2, and the auxiliary yoke 14a is formed. Accordingly, when the stator yoke 12a is viewed, a substantial portion of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that enters the magnetic pole S1 of the rotor 11 from the N pole 121a and returns to the S pole 122a through the magnetic pole N3 of the rotor 11 is provided by the auxiliary yoke 14a. As a result, the magnetic resistance of the closed magnetic circuit is greatly reduced as compared with the case without the auxiliary yoke 14a.

同様に、ロータ１１の磁極Ｓ４の一部、磁極Ｎ５、および、補助ヨーク１４ｂにより構成される磁気回路が形成されるので、ステータヨーク１２ｂについてみた場合、Ｎ極１２１ｂからロータ１１の磁極Ｓ５に入り、ロータ１１の磁極Ｎ４を通ってＳ極１２２ｂに戻る閉磁気回路の磁束の相当部分が補助ヨーク１４ｂによって与えられることになる。 Similarly, since a magnetic circuit including a part of the magnetic pole S4 of the rotor 11, the magnetic pole N5, and the auxiliary yoke 14b is formed, when viewed from the stator yoke 12b, the magnetic pole S5 of the rotor 11 enters from the N pole 121b. A substantial portion of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 122b through the magnetic pole N4 of the rotor 11 is provided by the auxiliary yoke 14b.

また、バックヨーク１６により、Ｎ極１２１ａからロータ１１の磁極Ｓ１に入り、ロータ１１の磁極Ｎ３を通ってＳ極１２２ａに戻る閉磁気回路、および、Ｎ極１２１ｂからロータ１１の磁極Ｓ５に入り、ロータ１１の磁極Ｎ４を通ってＳ極１２２ｂに戻る閉磁気回路の磁束が漏洩されることを低減、防止できる。 Further, the back yoke 16 enters the magnetic pole S1 of the rotor 11 from the N pole 121a, returns to the S pole 122a through the magnetic pole N3 of the rotor 11, and enters the magnetic pole S5 of the rotor 11 from the N pole 121b. Leakage of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 122b through the magnetic pole N4 of the rotor 11 can be reduced or prevented.

従って、ロータ１１の磁極Ｓ１とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａ，ロータ１１の磁極Ｎ３とステータヨーク１２ａの１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｓ５とステータヨーク１２ｂの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｎ４とステータヨーク１２ｂの磁極１２２ｂとの間にそれぞれ生じる吸引力は大きくなり、ロータ１１の反時計回り方向に回転する回転トルクは大きくなる。また、ロータ１１のディテントトルク（無通電時の静止トルク）を十分に得ることができ、停止状態を安定して維持することができる。 Therefore, between the magnetic pole S1 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole N3 of the rotor 11 and 122a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S5 of the rotor 11 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b, and between the rotor 11 The attractive force generated between the magnetic pole N4 of the stator and the magnetic pole 122b of the stator yoke 12b increases, and the rotational torque of the rotor 11 rotating in the counterclockwise direction increases. In addition, the detent torque of the rotor 11 (static torque when no power is supplied) can be sufficiently obtained, and the stopped state can be stably maintained.

次に、図６（Ｃ）に示すように、コイル１３ａに負極性の電流パルス（矢印−Ｉ２方向の電流）を加えるとともに、コイル１３ｂに負極性の電流パルス（矢印―Ｉ１方向の電流）を加えて励磁する。この励磁により、磁極１２１ｂ，１２２ｂは、それぞれＳ極、Ｎ極に反転する。 Next, as shown in FIG. 6C, a negative current pulse (arrow - I2 direction current) is applied to the coil 13a, and a negative current pulse (arrow-I1 direction current) is applied to the coil 13b. In addition, excite. By this excitation, the magnetic poles 121b and 122b are inverted to the S pole and the N pole, respectively.

磁極１２１ｂとロータ１１の磁極Ｎ１との間、および、磁極１２２ｂとロータ１１の磁極Ｓ４との間に吸引力が生じ、ロータ１１には反時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１１は反時計回り方向にさらに１／２０だけ回転して、図６（Ｃ）に示す状態になる。 An attractive force is generated between the magnetic pole 121b and the magnetic pole N1 of the rotor 11 and between the magnetic pole 122b and the magnetic pole S4 of the rotor 11, and a rotational torque is generated in the rotor 11 so as to rotate counterclockwise. The rotor 11 is further rotated by 1/20 in the counterclockwise direction to the state shown in FIG.

この状態では、ロータ１１の磁極Ｓ２及び磁極Ｎ２の一部が補助ヨーク１４ａに対向する。よって、ロータ１１の磁極Ｎ２の一部、磁極Ｓ２、および、補助ヨーク１４ａにより構成される磁気回路が形成される。また、ロータ１１の磁極Ｓ５の一部、磁極Ｎ５、および、補助ヨーク１４ｂにより構成される磁気回路が形成される。 In this state, part of the magnetic pole S2 and the magnetic pole N2 of the rotor 11 faces the auxiliary yoke 14a. Therefore, a magnetic circuit including a part of the magnetic pole N2 of the rotor 11, the magnetic pole S2, and the auxiliary yoke 14a is formed. In addition, a magnetic circuit including a part of the magnetic pole S5 of the rotor 11, the magnetic pole N5, and the auxiliary yoke 14b is formed.

また、バックヨーク１６により、Ｎ極１２１ａからロータ１１の磁極Ｓ１に入り、ロータ１１の磁極Ｎ３を通ってＳ極１２２ａに戻る閉磁気回路、および、Ｎ極１２２ｂからロータ１１の磁極Ｓ４に入り、ロータ１１の磁極Ｎ１を通ってＳ極１２１ｂに戻る閉磁気回路の磁束が漏洩されることを低減、防止できる。 Further, the back yoke 16 enters the magnetic pole S1 of the rotor 11 from the N pole 121a, returns to the S pole 122a through the magnetic pole N3 of the rotor 11, and enters the magnetic pole S4 of the rotor 11 from the N pole 122b. Leakage of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 121b through the magnetic pole N1 of the rotor 11 can be reduced or prevented.

従って、図６（Ｂ）で説明したのと同様に、ロータ１１の磁極Ｓ１とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａとの間，ロータ１１の磁極Ｎ３とステータヨーク１２ａの磁極１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｎ１とステータヨーク１２ｂの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｓ４とステータヨーク１２ｂの磁極１２２ｂとの間にそれぞれ生じる吸引力は大きくなり、ロータ１１の反時計回り方向に回転する回転トルクは大きくなる。また、ロータ１１のディテントトルクを十分に得ることができ、停止状態を安定して維持することができる。 6B, therefore, between the magnetic pole S1 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole N3 of the rotor 11 and the magnetic pole 122a of the stator yoke 12a, The attractive force generated between the magnetic pole N1 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b and between the magnetic pole S4 of the rotor 11 and the magnetic pole 122b of the stator yoke 12b increases, and the rotor 11 rotates in the counterclockwise direction. Torque increases. Further, the detent torque of the rotor 11 can be sufficiently obtained, and the stopped state can be stably maintained.

次に、図６（Ｄ）に示すように、コイル１３ａに正極性の電流パルス（矢印Ｉ２方向の電流）を加えるとともに、コイル１３ｂに負極性の電流パルス（矢印―Ｉ１方向の電流）を加えて励磁する。この励磁により、磁極１２１ａ，１２２ａは、それぞれＳ極、Ｎ極に反転する。 Next, as shown in FIG. 6D, a positive current pulse (current in the direction of arrow I2) is applied to the coil 13a, and a negative current pulse (current in the direction of arrow -I1) is applied to the coil 13b. Excited. By this excitation, the magnetic poles 121a and 122a are inverted to the S pole and the N pole, respectively.

磁極１２１ａとロータ１１の磁極Ｎ２との間、および、磁極１２２ａとロータ１１の磁極Ｓ３との間に吸引力が生じ、ロータ１１には反時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１１は反時計回り方向にさらに１／２０だけ回転して、図６（Ｄ）に示す状態になる。 An attractive force is generated between the magnetic pole 121a and the magnetic pole N2 of the rotor 11 and between the magnetic pole 122a and the magnetic pole S3 of the rotor 11, and a rotational torque is generated in the rotor 11 so as to rotate counterclockwise. The rotor 11 is further rotated by 1/20 in the counterclockwise direction to the state shown in FIG.

この状態では、ロータ１１の磁極Ｎ３の一部、磁極Ｓ２、および、補助ヨーク１４ａにより構成される磁気回路が形成される。また、ロータ１１の磁極Ｓ５、磁極Ｎ５の一部、および、補助ヨーク１４ｂにより構成される磁気回路が形成される。 In this state, a magnetic circuit including a part of the magnetic pole N3 of the rotor 11, the magnetic pole S2, and the auxiliary yoke 14a is formed. In addition, a magnetic circuit including the magnetic pole S5 of the rotor 11, a part of the magnetic pole N5, and the auxiliary yoke 14b is formed.

また、バックヨーク１６により、Ｎ極１２２ａからロータ１１の磁極Ｓ３に入り、ロータ１１の磁極Ｎ２を通ってＳ極１２１ａに戻る閉磁気回路、および、Ｎ極１２２ｂからロータ１１の磁極Ｓ４に入り、ロータ１１の磁極Ｎ１を通ってＳ極１２１ｂに戻る閉磁気回路の磁束が漏洩されることを低減、防止できる。 Further, the back yoke 16 enters the magnetic pole S3 of the rotor 11 from the N pole 122a, returns to the S pole 121a through the magnetic pole N2 of the rotor 11, and enters the magnetic pole S4 of the rotor 11 from the N pole 122b. Leakage of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 121b through the magnetic pole N1 of the rotor 11 can be reduced or prevented.

従って、図６（Ｂ）で説明したのと同様に、ロータ１１の磁極Ｎ２とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａとの間，ロータ１１の磁極Ｓ３とステータヨーク１２ａの磁極１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｎ１とステータヨーク１２ｂとの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｓ４とステータヨーク１２ｂの磁極１２２ｂとの間にそれぞれ生じる吸引力は大きくなり、ロータ１１の反時計回り方向に回転する回転トルクは大きくなる。また、ロータ１１のディテントトルクを十分に得ることができ、停止状態を安定して維持することができる。 Accordingly, as described in FIG. 6B, between the magnetic pole N2 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S3 of the rotor 11 and the magnetic pole 122a of the stator yoke 12a, The attractive force generated between the magnetic pole N1 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b and between the magnetic pole S4 of the rotor 11 and the magnetic pole 122b of the stator yoke 12b is increased, and the rotor 11 rotates counterclockwise. The rotational torque increases. Further, the detent torque of the rotor 11 can be sufficiently obtained, and the stopped state can be stably maintained.

次に、図６（Ａ）に示すように、コイル１３ａに正極性の電流パルス（矢印Ｉ２方向の電流）を加えるとともに、コイル１３ｂに正極性の電流パルス（矢印Ｉ１方向の電流）を加えて励磁する。この励磁により、磁極１２１ｂ，１２２ｂは、それぞれＮ極、Ｓ極に反転する。 Next, as shown in FIG. 6A, a positive current pulse (current in the direction of arrow I2) is applied to the coil 13a, and a positive current pulse (current in the direction of arrow I1) is applied to the coil 13b. Excited. By this excitation, the magnetic poles 121b and 122b are inverted to the N pole and the S pole, respectively.

磁極１２１ｂとロータ１１の磁極Ｓ１との間、および、磁極１２２ｂとロータ１１の磁極Ｎ５との間に吸引力が生じ、ロータ１１には反時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、図６(Ｄ)に示す状態から、ロータ１１は反時計回り方向にさらに１／２０だけ回転する。 An attractive force is generated between the magnetic pole 121b and the magnetic pole S1 of the rotor 11 and between the magnetic pole 122b and the magnetic pole N5 of the rotor 11, and a rotational torque is generated in the rotor 11 so as to rotate counterclockwise. From the state shown in FIG. 6D, the rotor 11 further rotates counterclockwise by 1/20.

この状態では、ロータ１１の磁極Ｎ３、磁極Ｓ２の一部、および、補助ヨーク１４ａにより構成される磁気回路が形成される。また、ロータ１１の磁極Ｓ５、磁極Ｎ１の一部、および、補助ヨーク１４ｂにより構成される磁気回路が形成される。 In this state, a magnetic circuit including the magnetic pole N3 of the rotor 11, a part of the magnetic pole S2, and the auxiliary yoke 14a is formed. In addition, a magnetic circuit including the magnetic pole S5 of the rotor 11, a part of the magnetic pole N1, and the auxiliary yoke 14b is formed.

また、バックヨーク１６により、Ｎ極１２２ａからロータ１１の磁極Ｓ３に入り、ロータ１１の磁極Ｎ２を通ってＳ極１２１ａに戻る閉磁気回路、および、Ｎ極１２１ｂからロータ１１の磁極Ｓ１に入り、ロータ１１の磁極Ｎ５を通ってＳ極１２２ｂに戻る閉磁気回路の磁束が漏洩されることを低減、防止できる。 Further, the back yoke 16 enters the magnetic pole S3 of the rotor 11 from the N pole 122a, returns to the S pole 121a through the magnetic pole N2 of the rotor 11, and enters the magnetic pole S1 of the rotor 11 from the N pole 121b. Leakage of the magnetic flux of the closed magnetic circuit that returns to the S pole 122b through the magnetic pole N5 of the rotor 11 can be reduced or prevented.

従って、図６（Ｂ）で説明したのと同様に、ロータ１１の磁極Ｎ２とステータヨーク１２ａの磁極１２１ａとの間，ロータ１１の磁極Ｓ３とステータヨーク１２ａの磁極１２２ａとの間、ロータ１１の磁極Ｓ１とステータヨーク１２ｂの磁極１２１ｂとの間，及び、ロータ１１の磁極Ｎ５とステータヨーク１２ｂの磁極１２２ｂとの間にそれぞれ生じる吸引力は大きくなり、ロータ１１の反時計回り方向に回転する回転トルクは大きくなる。また、ロータ１１のディテントトルクを十分に得ることができ、停止状態を安定して維持することができる。 Accordingly, as described in FIG. 6B, between the magnetic pole N2 of the rotor 11 and the magnetic pole 121a of the stator yoke 12a, between the magnetic pole S3 of the rotor 11 and the magnetic pole 122a of the stator yoke 12a, The attractive force generated between the magnetic pole S1 and the magnetic pole 121b of the stator yoke 12b and between the magnetic pole N5 of the rotor 11 and the magnetic pole 122b of the stator yoke 12b increases, and the rotor 11 rotates in the counterclockwise direction. Torque increases. Further, the detent torque of the rotor 11 can be sufficiently obtained, and the stopped state can be stably maintained.

そして、図６（Ａ）から図６（Ｄ）までの動作を繰り返すと、ロータ１１は反時計回り方向に回転し続ける。 Then, when the operations from FIG. 6A to FIG. 6D are repeated, the rotor 11 continues to rotate counterclockwise.

補助ヨーク１４及びバックヨーク１６を備えない場合、補助ヨーク１４のみを備えた場合、および、補助ヨーク１４及びバックヨーク１６を備えた場合の電磁アクチュエータについて、発生する回転トルクおよびディテントトルクの計測結果を表したグラフを図７に示す。 The measurement results of rotational torque and detent torque generated for the electromagnetic actuator when the auxiliary yoke 14 and the back yoke 16 are not provided, when only the auxiliary yoke 14 is provided, and when the auxiliary yoke 14 and the back yoke 16 are provided are shown. The represented graph is shown in FIG.

同相励磁をした場合、異相励磁をした場合、いずれの場合の回転トルクも、補助ヨーク１４を備えた電磁アクチュエータのほうが補助ヨーク１４を備えない電磁アクチュエータに比べて、大きいことが確認され、また、補助ヨーク１４のみを備えた電磁アクチュエータよりも、バックヨーク１６をさらに備えた電磁アクチュエータのほうがさらに大きいことが確認された。 In the case of in-phase excitation, in the case of different-phase excitation, it is confirmed that the rotational torque in either case is larger in the electromagnetic actuator having the auxiliary yoke 14 than in the electromagnetic actuator not having the auxiliary yoke 14, It was confirmed that the electromagnetic actuator further provided with the back yoke 16 was larger than the electromagnetic actuator provided only with the auxiliary yoke 14.

また、ディテントトルクについては、補助ヨーク１４を備えない電磁アクチュエータよりも、補助ヨーク１４を備えた電磁アクチュエータ、バックヨーク１６を備えたアクチュエータのほうが大きいことが確認された。 Further, it was confirmed that the detent torque was larger for the electromagnetic actuator having the auxiliary yoke 14 and the actuator having the back yoke 16 than the electromagnetic actuator having no auxiliary yoke 14.

このように本実施の形態の電磁アクチュエータでは、ロータ１１の外周面ではなく、下面に対向するようにステータヨーク１２およびコイル１３を設けるようにしたので、ロータ１１を径方向に小型化することができる。よって、携帯機器に搭載された小型のカメラのズーム駆動用などに利用することが好ましい電磁アクチュエータ１０を提供することができる。 As described above, in the electromagnetic actuator according to the present embodiment, the stator yoke 12 and the coil 13 are provided so as to face not the outer peripheral surface of the rotor 11 but the lower surface. Therefore, the rotor 11 can be downsized in the radial direction. it can. Therefore, it is possible to provide the electromagnetic actuator 10 that is preferably used for zoom driving of a small camera mounted on a portable device.

また、本実施の形態の電磁アクチュエータでは、ロータ１１、ステータヨーク１２、および、補助ヨーク１４により磁束がロータ１１の軸方向に形成されるとともに、バックヨーク１６により磁束の漏洩を低減、防止することができるので、ロータ１１の回転トルクおよびディテントトルクを大きくすることができ、電磁アクチュエータ１０の性能は向上する。 In the electromagnetic actuator according to the present embodiment, the magnetic flux is formed in the axial direction of the rotor 11 by the rotor 11, the stator yoke 12, and the auxiliary yoke 14, and the leakage of the magnetic flux is reduced and prevented by the back yoke 16. Therefore, the rotational torque and detent torque of the rotor 11 can be increased, and the performance of the electromagnetic actuator 10 is improved.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、２つの補助ヨーク１４ａ，１４ｂを設ける例について説明したが、１つの補助ヨークを用いてもよいし、３つ以上の補助ヨークを設けるようにしてもよい。また、補助ヨーク１４ａ，１４ｂそれぞれの拡がり角について任意に設定することが可能である。 The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the present embodiment, an example in which two auxiliary yokes 14a and 14b are provided has been described, but one auxiliary yoke may be used, or three or more auxiliary yokes may be provided. Moreover, it is possible to arbitrarily set the divergence angle of each of the auxiliary yokes 14a and 14b.

また、本実施形態では、ロータ１１が１０極に着磁された例について説明したが、ロータ１１の極数は１０個より多くても、少なくてもよい。 In the present embodiment, the example in which the rotor 11 is magnetized to 10 poles has been described, but the number of poles of the rotor 11 may be more or less than 10.

また、本実施形態では、２つのステータヨーク１２ａ，１２ｂを備えた例について説明したが、１つのステータヨークであっても、３つ以上のステータヨークを備えるものであってもよい。 In this embodiment, an example in which two stator yokes 12a and 12b are provided has been described. However, one stator yoke or three or more stator yokes may be provided.

また、本実施形態では、ロータ１１の下面（図１において）に対向するようにステータヨーク１２を設ける例について説明したが、上面に対向するようにステータヨーク１２を設けるようにしてもよい。 In this embodiment, the example in which the stator yoke 12 is provided so as to face the lower surface (in FIG. 1) of the rotor 11 has been described. However, the stator yoke 12 may be provided so as to face the upper surface.

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０のロータ１１を２相励磁した場合について説明したが、１−２相励磁を行うことも可能である。 In the present embodiment, the case where the rotor 11 of the electromagnetic actuator 10 is two-phase excited has been described. However, it is also possible to perform 1-2 phase excitation.

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０がステッピングモータである例について説明したが、ステッピングモータに限らず、ステータヨーク１２およびロータ１１を備える電磁アクチュエータに適用することができる。 In this embodiment, an example in which the electromagnetic actuator 10 is a stepping motor has been described. However, the present invention is not limited to a stepping motor, and can be applied to an electromagnetic actuator including a stator yoke 12 and a rotor 11.

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０を携帯機器に搭載された小型カメラのズーム駆動に用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、カメラのシャッタ装置、絞り装置や携帯電話の振動発生装置等に用いることも可能であり、コピー機、ファクシミリ、プリンタ等に用いることも可能である。 In this embodiment, the example in which the electromagnetic actuator 10 is used for zoom driving of a small camera mounted on a portable device has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, vibration of a camera shutter device, an aperture device, or a mobile phone is generated. It can also be used for an apparatus or the like, and can also be used for a copying machine, a facsimile, a printer, or the like.

本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータの構成を表す斜視分解図である。It is a perspective exploded view showing the composition of the electromagnetic actuator concerning the embodiment of the present invention. （Ａ）は図１に示した電磁アクチュエータの側面図、（Ｂ）は図１に示した電磁アクチュエータの平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ’線での矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ‘線での矢視断面図、（Ｅ）は図１に示した電磁アクチュエータの底面図である。(A) is a side view of the electromagnetic actuator shown in FIG. 1, (B) is a plan view of the electromagnetic actuator shown in FIG. 1, (C) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in (A), (D) is a sectional view taken along line BB ′ in (B), and (E) is a bottom view of the electromagnetic actuator shown in FIG. 1. （Ａ）は図１に示した電磁アクチュエータの斜視図、（Ｂ）は（Ａ）と異なる角度からの斜視図である。(A) is a perspective view of the electromagnetic actuator shown in FIG. 1, (B) is a perspective view from an angle different from (A). 図１に示した電磁アクチュエータの備えたロータの斜視図である。It is a perspective view of the rotor with which the electromagnetic actuator shown in FIG. 1 was equipped. 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを制御するための制御回路のブロック図である。It is a block diagram of a control circuit for controlling an electromagnetic actuator concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータにおけるロータの回転原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the rotation principle of the rotor in the electromagnetic actuator which concerns on embodiment of this invention. 補助ヨーク及びバックヨークを備えない場合、補助ヨークのみを備えた場合、および、補助ヨーク及びバックヨークを備えた場合の電磁アクチュエータについて、発生する回転トルク及びディテントトルクの計測結果を表すグラフである。It is a graph showing the measurement result of the rotational torque and the detent torque which generate | occur | produce about the electromagnetic actuator when not providing an auxiliary yoke and a back yoke, when providing only an auxiliary yoke, and when an auxiliary yoke and a back yoke are provided.

Explanation of symbols

１０電磁アクチュエータ
１１ロータ
１２（１２ａ，１２ｂ）ステータヨーク
１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂ対向部（磁極）
１３（１３ａ，１３ｂ）コイル
１４（１４ａ，１４ｂ）補助ヨーク
１５中板
１６バックヨーク
１７回転軸
１８外ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electromagnetic actuator 11 Rotor 12 (12a, 12b) Stator yoke 121a, 122a, 121b, 122b Opposite part (magnetic pole)
13 (13a, 13b) Coil 14 (14a, 14b) Auxiliary yoke 15 Middle plate 16 Back yoke 17 Rotating shaft 18 Outer case

Claims

A rotor having a plurality of magnetic poles alternately different in polarity in the circumferential direction and magnetized in the axial direction ;
Have a pair of facing portions facing the one end surface before Symbol rotor, a stator yoke which a coil is wound,
Between the pair of facing portions of the stator yoke and at a position facing the one end surface of the rotor , from one facing portion of the pair of facing portions of the stator yoke through the rotor An auxiliary yoke that forms part of the magnetostatic path leading to the other facing portion ;
An electromagnetic actuator comprising:

  The rotor is
  A first magnetic pole;
  A second magnetic pole adjacent to the first magnetic pole;
  A third magnetic pole adjacent to the second magnetic pole;
  A fourth magnetic pole adjacent to the third magnetic pole;
Comprising at least
  The first magnetic pole, the second magnetic pole, the third magnetic pole, and the fourth magnetic pole are arranged in a circumferential direction of the rotor,
  In a state where the first magnetic pole faces the one facing portion of the stator yoke, the fourth magnetic pole faces the other facing portion of the stator yoke, and the rotor, the stator yoke, and the auxiliary A yoke, and the other side of the other side of the stator yoke via the first magnetic pole, the second magnetic pole, the auxiliary yoke, the third magnetic pole, and the fourth magnetic pole. A magnetic circuit leading to the opposite part of the
  The electromagnetic actuator according to claim 1.

The auxiliary yoke is formed with a length straddling the second magnetic pole and the third magnetic pole of the rotor.
The electromagnetic actuator according to claim 2.

Electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a holding member for holding the pair of opposing portions and the auxiliary yoke of the stator yoke.

Electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a second auxiliary yoke opposed to each other in the stator yoke and the opposite side in the axial direction relative to the rotor.

Portable device characterized by comprising an electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5.