JPH0956142A

JPH0956142A - パルスモータ

Info

Publication number: JPH0956142A
Application number: JP21170995A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Toma; 清當摩; Nobuyoshi Inoue; 信義井上
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JP3675526B2

Abstract

(57)【要約】【課題】性能が良く且つ部品点数が少なくて、しかも組
立作業性に優れた正逆転可能な小型のパルスモータを提
供すること。【解決手段】回転子１は４極に着磁されている。Ｕ字形
をした鉄芯部材２の脚部２ａ，２ｂには、ボビン５，６
に巻回されたコイル３，４が巻装されている。脚部２
ａ，２ｂの先端には、円弧面２ａ−１，２ｂ−１が、回
転子１に対して所定の対向間隔で、しかも相互に対称的
に形成されている。また、回転子１の静止状態におい
て、円弧面２ａ−１，２ｂ−１の角度範囲の中間位置
が、共に、回転子１のＳ極の周面における角度範囲の中
間位置に対して、コイル３，４方向にずれるように構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、精密機器への組み込み
などのように狭いスペースに組み込むのに適した永久磁
石回転子を有する正逆転可能な小型のパルスモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年になり各種機器の電動化が進み、低
価格で小型の正逆転可能なパルスモータの需要が増えて
いるが、特に、カメラ等の精密機器に内蔵されるような
パルスモータの場合には、回転子の初期位置の安定化や
トルクなどについての精度に対する要求度も高く、最近
では４極又は６極の回転子を用いたものが主流となって
いる。本発明は４極の回転子を有する正逆転可能な小型
のパルスモータに関するものであるが、そのような例と
しては、特開昭５３−１２６１１２号公報，実開平１−
１１６５８３号公報等に記載のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、４極の回転
子を有する小型のパルスモータについて、低コスト化，
小型化を図ろうとする場合には、取り付け場所の状態に
応じていろいろな方法が考えられるが、一般には、取り
付け面積を小さくすること、取り付け面に対して薄型化
すること、部品点数を少なくすること、鉄芯部材（ステ
ータ）の形状を単純化し加工し易くすること、鉄芯部材
に対するコイルの巻装作業のように組み付け作業を簡単
にできるようにすることなどが考えられる。しかしなが
ら、上記した公報記載のものは、取り付け面に対する薄
型化やコイルの巻装の作業性についてはともかくとし
て、部品点数や取り付け面積等の点において、まだまだ
改善しなければならない点が多く残されている。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、性
能が良く且つ部品点数が少なく、しかも組立の作業性に
優れた正逆転可能な小型のパルスモータを提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の正逆転可能なパルスモータは、
周辺部に所定の均等な角度範囲で４極の着磁領域を形成
した永久磁石回転子と、二つの脚部を有しそれらの先端
磁極部に両者によって前記回転子の周面を挟み該回転子
の周面に所定の角度範囲で且つ所定の対向間隔を有して
配置される円弧面を対称的に形成した略Ｕ字形の鉄芯部
材と、前記二つの脚部に夫々巻装されたコイルとを備え
ており、前記円弧面の角度範囲と前記回転子の各着磁領
域の角度範囲が異なり、且つ該回転子の静止状態におい
て、該回転子は、前記両角度範囲の中間位置がずれた状
態で平衡しているように構成している。

【０００６】また、本発明の正逆転可能なパルスモータ
は、好ましくは、前記磁極部の円弧面の角度範囲が前記
回転子の各着磁領域の角度範囲より小さく、該回転子の
静止状態において二つの該円弧面が該回転子の極性の同
じ二つの着磁領域に夫々対向するように構成している。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図４を用いて説明
する。図１は本実施例の平面図である。図２（ａ）乃至
（ｆ）は夫々本実施例の時計方向への回転作動を説明す
るための平面図であり、図３（ａ）乃至（ｆ）は夫々本
実施例の反時計方向への回転作動を説明するための平面
図である。また、図４は本実施例のパルスモータを制御
する駆動パルスのシーケンスを示す図であり、図（ａ）
は時計方向へ回転させる場合の駆動パルスを示し、図
（ｂ）は反時計方向へ回転させる場合の駆動パルスを示
している。

【０００８】先ず、図１を用いて本実施例の構成を説明
する。この図は回転子１の静止状態を示している。回転
子１は４極の永久磁石を有しており、その円周部が、回
転軸１ａを中心とする９０度の角度範囲で交互に異なる
極性となるように着磁されている。鉄芯部材２は二つの
脚部２ａ，２ｂと基部２ｃとからなる略Ｕ字形をしてお
り、脚部２ａ，２ｂの先端部には回転軸１ａを中心とす
る円弧面２ａ−１，２ｂ−１が形成されている。また、
コイル３，４は、ボビン５，６に巻回され、それらを脚
部２ａ，２ｂに先端部から嵌め込むことによって巻装さ
れている。

【０００９】そして、上記の円弧面２ａ−１，２ｂ−１
は、回転軸１ａを中心とした円弧面であって、その円弧
は回転軸１ａに対して図面上、線対称に形成されてい
る。また、円弧面２ａ−１，２ｂ−１の角度範囲は９０
度より小さく、回転子１の周面に対して所定の対向間隔
を有して配置されている。しかも、図１に示すように、
回転軸１ａの中心と各Ｓ極の周面の中間位置とを結ぶ線
ｘと、回転軸１ａの中心と円弧面２ａ−１，２ｂ−１の
各中間位置とを結ぶ線ｙとの間には、Δだけの角度のず
れがあるように配置されている。即ち、前記回転子は、
静止状態において、Ｓ極の角度範囲の中間位置に対し
て、円弧面２ａ−１，２ｂ−１の角度範囲の中間位置
が、コイル５，６方向へずれた状態で平衡するようにな
っている。

【００１０】本実施例は上記のように構成されているか
ら、静止状態において回転子１が極めて安定した状態に
ある。即ち、図１に示すように、回転軸１ａを中心にし
て円弧面２ｂ−１の上端から上側のＮ極までの角度をα
とし、下端から下側のＮ極までの角度をβとすると、α
＞βであるから、回転子１は円弧面２ｂ−１との関係に
おいては時計方向に回転力が付与されている。他方、対
称的な関係にあるので、回転子１は円弧面２ａ−１との
関係においては反時計方向に回転力が付与されている。
このようにして、相反する回転力が作用するので、回転
子１は多少の振動によっても図１の状態を崩すことがな
く、回転開始の初期位置を常に一定に確保することがで
きる。従って、例えばこのパルスモータをカメラのシャ
ッタ羽根駆動用に用いた場合、常に一定の露光条件が得
られることになる。

【００１１】言うまでもないことであるが、上記のよう
な作用効果は、α＜βとしても得ることができる。ただ
し、その場合には脚部２ａ，２ｂへのコイル３，４の巻
装が若干しずらくなり、コイル３，４の形状、即ちボビ
ン５，６の形状を変形しなければならない場合が生じ
る。また、そのような場合には鉄芯部材２の形状も一部
変えたり、巻装後の固定の仕方に工夫をしなければなら
ないこともあり得る。しかしながら、そのようにした場
合にも本発明に含まれる。

【００１２】また、βの値が僅かにマイナスになるよう
に配置しても構わない。その場合には両円弧面２ａ−
１，２ｂ−１の一部が共に下側のＮ極に対向することに
なり、保持作用に若干の差異が生じるし、後で説明する
回転子１の回転効率が低下することになる。更に、本実
施例においては円弧面２ａ−１，２ｂ−１の角度範囲が
９０度より小さく形成されているが、９０度より僅かに
大きくしても構わない。要は、図１の静止状態におい
て、Ｓ極の角度範囲の中間位置に対して、円弧面２ａ−
１，２ｂ−１の角度範囲の中間位置が、共にコイル５，
６方向又は共に反対方向へずれるように形成されればよ
い。

【００１３】次に、図２乃至図４（ａ）を用いて本実施
例の作動を説明する。尚、図２及び図３においては図１
におけるコイル３，４を夫々符号Ａ，Ｂで示すと共に、
図４においてはそれらの符号を用い、コイルＡ，Ｂに供
給される正・逆方向の通電パルスを示してある。先ず、
図２（ａ）には、図１に示した回転子１の静止状態にお
いて、図４（ａ）にイで示すように、コイルＡ，Ｂに共
に正方向のパルスが供給された状態が示されている。こ
のとき、二つの脚部２ａ，２ｂの先端部にはＮ極が現
れ、回転子１を磁気的にしっかりと保持する。

【００１４】次に、図４（ａ）にロで示すようにコイル
Ａのみに逆方向のパルスが供給されると、図２（ｂ）に
示すように、脚部２ａの先端部にはＳ極が現れ、脚部２
ｂの先端部には弱くＮ極が現れる。そのため、上記した
ように、回転子１の各Ｓ極の角度範囲の中間位置より
も、各円弧面２ａ−１，２ｂ−１の角度範囲の中間位置
の方がコイルＡ（３），Ｂ（４）側にずれているため、
円弧面２ａ−１側のＳ極には強い反発力が作用し、また
円弧面２ｂ−１側のＳ極には弱い吸引力が作用すること
によって、回転子１は時計方向へ回転される。そして、
９０度回転する直前の状態が図２（ｃ）に示されてい
る。

【００１５】図２（ｃ）の位置まで回転したとき、図４
（ａ）にハで示すようにコイルＢにも逆方向のパルスを
供給すると、図２（ｄ）に示すように二つの脚部２ａ，
２ｂの先端部には共にＳ極が現れ、回転子１は停止す
る。その後、図４（ａ）にニで示すようにコイルＡのみ
に正方向のパルスを供給すると、図２（ｅ）に示すよう
に脚部２ａの先端部にはＮ極が現れ、脚部２ｂの先端部
には弱くＳ極が現れる。そのため、回転子１は、円弧面
２ａ−１側のＮ極には強い反発力が作用し、また円弧面
２ｂ−１側のＮ極には弱い吸引力が作用することによっ
て、更に時計方向へ回転される。

【００１６】回転子１が、図２（ｆ）に示すように図２
（ｅ）の位置から９０度回転される直前の状態になる
と、図４（ａ）のホに示すようにコイルＡ，Ｂに正方向
のパルスが供給される。それによって、回転子１は停止
するが、その停止状態は、回転子１が初期位置から１８
０度回転したとはいえ、図２（ａ）の状態と全く同じに
なる。従って、その後は説明するまでもなく、これまで
の作動を繰り返して行わせることによって時計方向の回
転が継続され、パルス制御が停止した時点で回転子１も
停止する。

【００１７】次に、図３及び図４（ｂ）を用いて、回転
子１を反時計方向へ回転させる場合を説明するが、この
場合には上記した時計方向へ回転させる場合とは対称的
にパルス制御を行うことになる。先ず、図３（ａ）に
は、図２（ａ）の場合と同じようにして、図４（ｂ）に
ヘで示すように、コイルＡ，Ｂに共に正方向のパルスを
供給した状態が示されている。従って、回転子１は磁気
的にしっかりと保持されている。次に、図４（ｂ）にト
で示すようにコイルＢのみに逆方向のパルスが供給され
ると、図３（ｂ）に示すように、脚部２ｂの先端部には
Ｓ極が現れ、脚部２ａの先端部には弱くＮ極が現れる。
そのため、円弧面２ｂ−１側のＳ極には強い反発力が作
用し、また円弧面２ａ−１側のＳ極には弱い吸引力が作
用することによって、回転子１は反時計方向へ回転され
る。そして、９０度回転する直前の状態が図３（ｃ）に
示されている。

【００１８】図３（ｃ）の位置まで回転したとき、図４
（ｂ）にチで示すようにコイルＡにも逆方向のパルスを
供給すると、図３（ｄ）に示すように二つの脚部２ａ，
２ｂの先端部には共にＳ極が現れ、回転子１は停止す
る。その後、図４（ｂ）にリで示すようにコイルＢのみ
に正方向のパルスを供給すると、図３（ｅ）に示すよう
に脚部２ｂの先端部にはＮ極が現れ、脚部２ａの先端部
には弱くＳ極が現れる。そのため、回転子１は、円弧面
２ｂ−１側のＮ極には強い反発力が作用し、また円弧面
２ａ−１側のＮ極には弱い吸引力が作用することによっ
て、更に反時計方向へ回転される。

【００１９】回転子１が、図３（ｆ）に示すように図３
（ｅ）の位置から９０度回転される直前の状態になる
と、図４（ｂ）のヌに示すようにコイルＡ，Ｂに共に正
方向のパルスが供給される。それによって、二つの脚部
２ａ，２ｂの先端部にはＮ極が現れ、回転子１は図３
（ａ）に示す位置で停止する。これで、初期位置から反
時計方向へ１８０度回転したことになり、以後は同じサ
イクルでパルス制御を繰り返えすことによって反時計方
向の回転が継続される。勿論、パルス制御を停止すれば
回転子１も停止する。

【００２０】

【発明の効果】上記のように、本発明は、二つのコイル
を、一つのＵ字形をした鉄芯部材の脚部に夫々巻装する
ので、従来のように鉄芯部材を二つ設けるものに比べて
部品点数が少なく且つ取り付け面積が小さくて済む。ま
た、鉄芯部材の脚部に形成される円弧面が対称的な形状
であるため、鉄芯部材の加工がし易く、組立時における
回転子との位置合わせが容易となる。更に、静止状態に
おいて、二つの円弧面の角度範囲の中間位置が、対向し
ている回転子の磁極の角度範囲の中間位置に対して、共
に同一方向へずれるように配置されるので、従来のよう
に補極部材を別に設けたり、鉄芯部材の一方の脚部の形
状を一部変形させることなく、回転子の初期位置を常に
正しい位置に規制することが可能である。よって、低コ
スト化，小型化に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のパルスモータの静止状態を示す平面
図である。

【図２】図（ａ）乃至（ｆ）は夫々本実施例のパルスモ
ータの時計方向への回転作動を説明するための平面図で
ある。

【図３】図（ａ）乃至（ｆ）は夫々本実施例のパルスモ
ータの反時計方向への回転作動を説明するための平面図
である。

【図４】本実施例のパルスモータを制御する駆動パルス
のシーケンスを示す図であり、図（ａ）は時計方向へ回
転させる場合の駆動パルスを示し、図（ｂ）は反時計方
向へ回転させる場合の駆動パルスを示している。

【符号の説明】

１回転子１ａ回転軸２鉄芯部材２ａ，２ｂ脚部２ａ−１，２ｂ−１円弧面２ｃ基部３，４コイル５，６ボビン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺部に所定の均等な角度範囲で４極の
着磁領域を形成した永久磁石回転子と、二つの脚部を有
しそれらの先端磁極部に両者によって前記回転子の周面
を挟み該回転子の周面に所定の角度範囲で且つ所定の対
向間隔を有して配置される円弧面を対称的に形成した略
Ｕ字形の鉄芯部材と、前記二つの脚部に夫々巻装された
コイルとを備えており、前記円弧面の角度範囲と前記回
転子の各着磁領域の角度範囲が異なり、且つ該回転子の
静止状態において、該回転子は、前記両角度範囲の中間
位置がずれた状態で平衡しているように構成したことを
特徴とするパルスモータ。
【請求項２】前記磁極部の円弧面の角度範囲が前記回
転子の各着磁領域の角度範囲より小さく、該回転子の静
止状態において二つの該円弧面が該回転子の極性の同じ
二つの着磁領域に夫々対向するようにしたことを特徴と
する請求項１に記載のパルスモータ。