KR100760230B1 - 구동장치 - Google Patents

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KR100760230B1
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히로무 야스다
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

구동장치는, 제1의 마그넷, 제2의 마그넷, 스테이터, 제1의 코일, 제2의 코일, 제1의 축받이, 제2의 축받이 및 로터를 구비한다. 제1의 마그넷 및 제2의 마그넷은, S극, N극이 교대로 착자된 착자부를 가진다. 로터는, 각 착자부와 대향하는 자극부를 갖는다. 스테이터는, 제1의 마그넷 및 제2의 마그넷을 동축에 고정하고, 로터를 회전가능하게 지지한다. 제1의 코일은, 로터의 자극부가 제1의 마그넷에 대향하는 부분을 여자한다. 제2의 코일은, 로터의 자극부가 제2의 마그넷에 대향하는 부분을 여자한다. 이에 따라, 로터의 구성을 단순화함으로써 품질을 안정시켜, 로터의 관성 모멘트를 낮게 하는 것으로 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 가능하게 한 구동장치를 제공한다.
구동장치, 마그넷, 로터, 코일, 스테이터

Description

구동장치{DRIVING APPARATUS}
도 1은, 본 발명의 제1의 실시예의 역할을 하는 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도,
도 2는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도,
도 3은, 스테핑 모터의 제1의 코일 및 제2의 코일에 정방향의 통전을 행했을 때의 자로(magnetic path)의 상태를 나타낸 단면도,
도 4a 및 4b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 5a 및 5b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 6a 및 6b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 7a 및 7b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 8은, 본 발명의 제2의 실시예의 구동장치의 역할을 하는 스테핑 모터의 구성 부 품을 나타낸 분해 사시도,
도 9는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도,
도 10a 및 10b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 11a 및 11b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 12a 및 12b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 13a 및 13b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 14는, 본 발명의 제3의 실시예의 구동장치의 역할을 하는 스테핑 모터의 구성 부품을 나타낸 분해 사시도,
도 15는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도,
도 16은, 본 발명의 제4의 실시예에 따른 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도,
도 17은, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도,
도 18은, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위 치 관계를 도시한 도면,
도 19는, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 20은, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 21은, 각 통전 상태에 있어서의 로터와 제1의 마그넷, 제2의 마그넷과의 각도위치 관계를 도시한 도면,
도 22는, 제1의 종래 예에 따른 스테핑 모터의 구성 부품을 나타낸 분해 사시도,
도 23은, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조의 단면도,
도 24는, 제2의 종래 예에 따른 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도,
도 25는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 도시한 도면이다.
본 발명은, 요크 회전형의 스테핑 모터에 적용되는 구동장치에 관한 것이다.
종래, 각종 기구의 구동원에 스테핑 모터가 광범위하게 활용되고 있다. 스테핑 모터의 제1의 종래 예로서, 회전축을 중심으로 하는 직경을 작게 하고, 또한 출력을 높인 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개평 09-331666호(US특허번호 5,831,356)참조).
도 22는, 제1의 종래 예에 따른 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도다. 도 23은, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 구조를 나타낸 단면도다.
도 22 및 도 23에 있어서, 스테핑 모터는, 마그넷(301), 제1의 코일(302), 제2의 코일(303), 제1의 스테이터(304), 제2의 스테이터(305), 출력 축(306), 연결 링(307)을 구비하고 있다. 마그넷(301)은, 원통형 모양으로 형성되고, 원주방향으로 4분할되어 다른 극성으로 교대로 착자되어 있다. 제1의 스테이터(304)는, 제1의 코일(302)에 의해 여자된다. 제2의 스테이터(305)는, 제2의 코일(303)에 의해 여자된다.
상기 구성을 갖는 스테핑 모터는, 제1의 코일(302) 및 제2의 코일(303)에의 통전 방향을 바꾸는 것에 의해, 제1의 외측자극부(304A, 304B), 제1의 내측자극부(304C, 304D), 제2의 외측자극부(305A, 305B), 제2의 내측자극부(305C, 305D)의 극성을 바꾼다. 이에 따라, 마그넷(301) 및 출력 축(306)으로 이루어진 로터를 회전시키는 것이다. 이 경우, 마그넷(301)은 출력 축(306)에 접착제 등으로 접착되어 있다.
이 스테핑 모터에서는, 제1의 코일(302) 및 제2의 코일(303)을 통전함으로써 발생한 자속이, 외측자극부로부터 대향하는 내측자극부에, 혹은 내측자극부로부터 대향하는 외측자극부에 흐르고, 외측자극부와 내측자극부의 사이에 위치하는 마그넷(301)에 효율적으로 작용한다. 또한, 외측자극부와 내측자극부와의 사이의 거리 를 원통형상의 마그넷(301)의 두께 정도로 할 수 있다. 그러므로, 외측자극 및 내측자극으로 구성되는 자기회로의 저항을 작게 할 수 있다. 자기회로의 저항이 작을수록, 적은 전류로 많은 자속을 발생시킬 수 있고, 스테핑 모터의 출력이 향상한다.
또한, 스테핑 모터의 제2의 종래 예로서, 중공 원통형상의 스테핑 모터가 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2002-51526호(US특허번호 6,798,093, 6,800,970)참조). 이러한 종류의 스테핑 모터를 카메라에 탑재할 경우, 카메라의 렌즈 경통내에서 광축과 평행하게 되도록 모터를 배치하고, 모터의 내경부에 조리개 날개, 셔터, 렌즈 등을 배치한다. 이에 따라, 카메라의 렌즈 경통의 직경을 작아지게 할 수 있다.
도 24는, 제2의 종래 예에 따른 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도다. 도 25는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 구조를 도시한 도면이다.
도 24 및 도 25에 있어서, 스테핑 모터는, 로터(401), 제1의 코일(402), 제2의 코일(404), 제1의 스테이터(418), 제2의 스테이터(419), 연결 링(420)을 구비하고 있다. 로터(401)는, 연결 링(420)의 내경부에 삽입되어, 연결 링의 볼록부(420a, 420i)에 의해 회전 가능하게 보유되어 있다. 또한, 로터(401)에 핀(401t)을 설치함으로써, 조리개 날개나 렌즈 경통을 옮기기 위한 출력을 핀(401t)을 거쳐서 추출한다. 또한, 도면부호 418a∼418h는 자극 이빨이다.
그렇지만, 상기 일본국 특개평 09-331666호(US특허번호 5,831,356)나 상기 일본국 특개 2002-51526호(US특허번호 6,798,093, 6,800,970)에 기재되어 있는 종래의 스테핑 모터에서는, 마그넷을 출력 축이나 출력 핀에 접착제 등으로 접착하여 로터를 구성하고 있다.
이 때문에, 로터의 조립 정밀도, 접착제의 돌출, 접착 불량 등이 원인이 되어, 스테핑 모터의 품질이 안정하지 않다고 하는 문제가 있었다. 특히, 스테핑 모터를 소경화했을 때는, 돌출된 접착제라고 할지라도 상대적으로 큰 체적을 차지하게 되어, 로터의 안정된 회전에 방해가 되는 경우가 있었다.
또한, 스테핑 모터의 회전의 고속화나 응답 속도의 향상을 달성하기 위해서는, 로터의 관성 모멘트를 하강시킬 필요가 있다. 그러나, 종래의 스테핑 모터에서는, 로터의 경량화가 어렵고, 로터의 관성 모멘트의 저하에는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 가능하게 한 구동장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 구동장치는, 원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제1의 마그넷과, 원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제2의 마그넷과, 상기 제1의 마그넷의 외주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제 1 자극 부와 상기 제2의 마그넷의 내주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제 2 자극부가 일체로 형성된 로터와, 상기 제1 및 제2의 마그넷을 동축에 고정하고, 상기 로터를 회전가능하게 지지하는 스테이터와, 상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 제 1 자극부를 여자하는 제1의 코일과, 상기 스테이터에 고정되어, 상기 제 2 자극부를 여자하는 제2의 코일을 구비한다.
바람직하게는, 상기 자극부는 상기 로터의 측면을 절결하여 형성된다.
또한, 본 발명의 구동장치는, 원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제1의 마그넷과, 원통형 모양으로 형성되고, 내주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제2의 마그넷과, 상기 제1의 마그넷의 외주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제1의 자극부 및 상기 제2의 마그넷의 내주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제2의 자극부가 일체로 형성된 로터와, 상기 제1 및 제2의 마그넷을 동축에 고정하고, 상기 로터를 회전가능하게 지지하는 스테이터와, 상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 제1의 자극부를 여자하는 제1의 코일과, 상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 제2의 자극부를 여자하는 제2의 코일을 구비한다.
바람직하게는, 상기 제1의 자극부는, 상기 로터의 내주면으로부터 돌출하도록 설치되고, 상기 제2의 자극부는 상기 로터의 외주면으로부터 돌출하도록 설치되고, 상기 제1의 자극부와 상기 제2의 자극부는, 상기 로터의 원주 방향으로 소정의 위상차를 갖고서 배치된다.
본 발명에 의하면, 구동장치의 로터를 로터만으로 구성하고 있기 때문에, 로 터의 구성부품의 접착 불량 등에 의해 발생하는 트러블이 해소되어, 품질이 안정한 구동장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한, 로터에 자극부를 일체로 형성하고 있기 때문에, 자석을 로터로서 사용했을 경우와 비교하여, 로터의 지름이 같으면, 로터의 경량화를 꾀할 수 있다. 그러므로, 로터의 관성 모멘트를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 구동장치를 제공하는 것이 가능해진다.
이들 발명 내용과 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부도면과 관련된 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하면서 설명한다.
[제1의 실시예]
도 1은, 본 발명의 제1의 실시예의 구동장치로서의 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도다. 도 2는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도다.
도 1 및 도 2에 있어서, 스테핑 모터는, 제1의 마그넷(1A), 제2의 마그넷(1B), 스테이터(2), 제1의 코일(3A), 제2의 코일(3B), 제1의 축받이(bearing)(4A), 제2의 축받이(4B), 로터(5)를 구비하고 있다.
제1의 마그넷(1A)은, 중공원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 내주면이 원주방향으로 N분할(본 실시예의 경우 8분할)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제1의 마그넷(1A)의 외주면은, 내주면에 비교해 약한 착자분포를 가지는지, 또는 전혀 착자되어 있지 않은지, 혹은 내주면과 반대의 극성으로 착자되어 있는지 중 어느 하나로 구성되어 있다. 제1의 마그넷(1A)은, 로터(5)의 외주측에 배치된다.
제2의 마그넷(1B)은, 제1의 마그넷(1A)과 동형상이며, 중공원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 내주면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=8)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제2의 마그넷(1B)의 외주면은, 내주면에 비교해 약한 착자분포를 가지는지, 또는 전혀 착자되어 있지 않은지, 혹은 내주면과 반대의 극성으로 착자되어 있는지 중 어느 하나로 구성되어 있다. 제2의 마그넷(1B)은, 로터(5)의 외주측에 배치됨과 동시에, 스테이터(2)의 내주측에 있어서 제1의 마그넷(1A)과 동축상에 배치된다.
스테이터(2)는, 연자성 재료로 형성됨과 동시에 원통형 모양으로 형성되어 있다. 스테이터(2)의 내경은, 제1의 마그넷(1A)(제2의 마그넷 1B)의 외경과 대략 동일한 치수로 설정되어 있다.
제1의 코일(3A)은, 제1의 마그넷(1A)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제1의 코일(3A)의 외경은, 제1의 마그넷(1A)의 외경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다.
제2의 코일(3B)은, 제1의 코일(3A)과 동형상이며, 제2의 마그넷(1B)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제2의 코일(3B)의 외경은, 제2의 마그넷(1B)의 외경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다. 제2의 코일(3B)은, 스테이터(2)의 내주측에 있어서 제1의 코일(3A)과 동축상에 배치된다.
제1의 축받이(4A)는, 연자성 재료로 형성되어 있고, 후술하는 로터(5)의 샤프트부(51)를 회전가능하게 지지함과 동시에, 자로로서 이용하는 것이 가능하다.
제2의 축받이(4B)는, 제1의 축받이(4A)와 동형상이며, 연자성재료로 형성되어 있고, 후술하는 로터(5)의 샤프트부(51)를 회전가능하게 지지함과 동시에, 자로로서 이용하는 것이 가능하다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 스테이터(2)의 내주부에, 제1의 마그넷(1A), 제1의 코일(3A), 제1의 축받이(4A), 제2의 마그넷(1B), 제2의 코일(3B), 제1의 축받이(4B)를 고정함으로써 본 실시예의 스테핑 모터의 스테이터를 구성하고 있다.
로터(5)는, 연자성재료로 형성되어 있고, 샤프트부(51)와, 자극부 52-1, 52-2, … 52-N/2(이하의 설명에서는 적당하게, 자극부 52라고 표기한다)로 구성되어 있다. 자극부(52)의 외경은, 제1의 마그넷(1A)(제2의 마그넷(1B))의 내경보다도 조금 작은 치수로 설정되어 있다(도 2 참조). 자극부(52)의 수는, 1개 또는 N/2개(N은 마그넷의 극수)로 설정된다. 본 실시예에서 자극부의 수는 4개가 설치되어 있다. 자극부(52)는, 연자성재료를 가공함으로써 볼록극 형상(대략 직방체형)으로 각각 형성되어 있고, 샤프트부(51)의 축방향을 따라 동일한 간격으로 4 부분에 설치된다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 로터(5)를 제1의 축받이(4A) 및 제2의 축받이(4B)에 의해 회전가능하게 지지함으로써, 본 실시예의 스테핑 모터의 로터를 구성하고 있다. 이 경우, 로터(5)의 자극부(52-1, 52-2, …,52-N/2)는, 제1의 마그넷(1A), 제2의 마그넷(1B)의 착자부와 대향한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 본 실시예의 스테핑 모터에 있어서의 로터(5)를 스테이터(2)에 대하여 회전시키는 구동원리에 대해서, 도 3 내지 도 7을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 3은, 스테핑 모터의 제1의 코일(3A) 및 제2의 코일(3B)에 정방향의 통전을 행했을 때의 자로의 모양을 나타낸 단면도다.
도 3에 있어서, 제1의 코일(3A)을 통전함으로써 발생한 자속은, 제1의 축받이(4A), 스테이터(2), 제1의 마그넷(1A), 로터(5)의 자극부(52)로 일주하는 루프를 형성한다. 자로중에 있어서의 공극은, (1) 제1의 축받이(4A)와 샤프트부(51)의 사이의 부분과, (2) 자극부(52)와 제1의 마그넷(1A)의 사이의 부분만으로 되고, 제1의 코일(3A)에 의해 형성되는 자속은, 제1의 마그넷(1A)에 대하여 효과적으로 작용한다. 즉, 효율이 좋은 스테핑 모터를 실현할 수 있다. 이 경우에, 로터(5)의 자극부(52)가 제1의 마그넷(1A)에 대향하는 부분(도 3에 있어서 참조번호 52a로 도시되는 부분의 자극표면)은, N극으로 여자된다. 이 부분(52a)의 자극은, 제1의 코일(3A)을 통전하는 방향에 따라 선택될 수 있다.
마찬가지로, 제2의 코일(3B)을 통전함으로써 발생한 자속은, 로터(5)의 자극부(52), 제2의 마그넷(1B), 스테이터(2), 제2의 축받이(4B)를 통과하는 루프를 형성한다. 로터(5)의 자극부(52)가 제2의 마그넷(1B)에 대향하는 부분(도 3에 있어서 참조번호 52b로 도시된 부분의 자극표면)의 자극은, S극으로 여자된다. 이 부분(52b)의 자극은, 제2의 코일(3B)을 통전하는 방향에 따라 선택될 수 있다.
도 4a 내지 도 7b는, 각 통전 상태에 있어서의 로터(5)와, 제1의 마그 넷(1A), 제2의 마그넷(1B)과의 각도위치 관계를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 7b에 있어서, 제1의 코일(3A) 및 제2의 코일(3B)을 통전하는 방향을 전환함으로써 로터(5)가 회전되는 상태를 보이고 있다. 도 4a, 5a, 6a 및 7a는, 각각 도 3의 A-A선을 따른 단면을 나타내고, 도 4a, 5b, 6b 및 7b는, 각각 도 3의 B-B선을 따른 단면을 보이고 있다. 이 경우, 제1의 마그넷(1A)과 제2의 마그넷(1B)간의 위상차는, 180/N(N은 마그넷의 극수) 벗어나 있고, 본 실시예에서는 22.5°로 설정되어 있다.
도 4a 및 4b는, 제1의 코일(3A)을 정방향으로 통전하고, 제2의 코일(3B)을 역방향으로 통전을 한 상태를 나타낸다. 제1의 코일(3A) 및 제2의 코일(3B)을 통전함에 의해, 로터(5)의 자극부(52)의 부분 52a는 S극으로 여자되고, 부분 52b는 S극으로 여자된다. 이때, 여자된 로터(5)의 자극부(52)와, 제1의 마그넷(1A), 제2의 마그넷(1B)과의 자기적인 밸런스에 의해, 로터(5)는, 도 4a 및 4b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 5a 및 5b는, 제1의 코일(3A)에 역방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 역방향의 통전을 행한 상태다. 로터(5)의 자극부(52)의 부분 52a는 N극으로 여자되고, 부분 52b는 S극으로 여자된다. 로터(5)는, 도 4a 및 4b에 나타낸 상태로부터 1×180/N°(본 실시예에서는 22.5°) 회전한 도 5a 및 5b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 6a 및 6b는, 제1의 코일(3A)에 역방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 정방향의 통전을 행한 상태다. 로터(5)의 자극부(52)의 부분 52a는 N극으로 여 자되고, 부분 52b는 N극으로 여자된다. 로터(5)는, 도 4a 및 4b에 나타낸 상태로부터 2×180/N°(본 실시예에서는 45°) 회전한 도 6a 및 6b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 7a 및 7b는, 제1의 코일(3A)에 정방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B) 에 정방향의 통전을 행한 상태다. 로터(5)의 자극부(52)의 부분 52a는 S극으로 여자되고, 부분 52b는 N극으로 여자된다. 로터(5)는, 도 4a 및 4b에 나타낸 상태로부터 3×180/N°(본 실시예에서는 67.5°) 회전한 도 7a 및 7b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
다음에, 다시 제1의 코일(3A)에 정방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 역방향의 통전을 행한다. 로터(5)는, 도 4a 및 4b에 나타낸 상태로부터 4×180/N°(본 실시예에서는 90°) 회전한 각도위치에서 안정하다. 이때의 상태는, 도 4a 및 4b의 상태와 같다.
이렇게, 제1의 코일(3A)과 제2의 코일(3B)에 대한 통전 방향을 순차로 전환함으로써, 로터(5)의 회전 방향의 안정 위치를 변경할 수 있고, 로터(5)를 스테이터(2)에 대하여 회전시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 스테핑 모터의 로터를 로터만으로 구성하고 있기 때문에, 종래의 스테핑 모터와 같이 로터를 구성하는 복수의 부품을 접착제 등으로 접착하는 것이 불필요해진다. 이에 따라, 접착제의 돌출이나 접착 불량 등에 의해 발생하는 조립시의 트러블을 해소할 수 있고, 품질이 안정된 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 종래의 스테핑 모터에서 사용되는 로터는, 최외주면에 마그넷이 배치되어 있고, 그 형상은 완전한 원통형상이다. 그러나, 본 실시예의 스테핑 모터에 사용하는 로터(5)의 최외주면은, 연자성재료를, 예를 들면 50∼80%정도 절결하여(홈(notch)을 넣어서) 형성한 자극부(52)로서 구성하고 있다.
이 경우, 종래의 스테핑 모터에서 사용되는 로터의 최외주면에 배치되는 마그넷에 사용되는 재료의 비중은, 네오디뮴 소결 자석에서 7.4g/cm3, 사마륨 코발트 자석에서 8.3g/cm3, 네오디뮴 본드 자석에서 6.0g/cm3이다. 또한, 본 실시예의 스테핑 모터에 사용하는 로터 및 상기 로터(5)의 최외주면에 배치되는 자극부(52)에 사용되는 순철의 비중은, 7.0g/cm3이며, 자석의 비중의 80∼120%과 대략 같은 정도로 되어 있다.
본 실시예의 스테핑 모터에 사용한 로터(5)는, 상기한 바와 같이 연자성재료를 절결해서(notching) 자극부(52)를 형성한 구조를 가진다. 따라서, 종래의 스테핑 모터에서 사용되는 로터의 최외주면에 마그넷을 배치했을 경우와 비교하여, 로터의 지름이 같으면, 로터의 경량화를 꾀할 수 있고, 로터의 관성 모멘트를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 회전을 고속화하고, 또한 응답성이 좋은 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 최외주면에 자극부(52)가 형성된 로터(5)는 단순한 형상이기 때문에, 인발 가공 등의, 보다 양산에 적합한 가공법으로 제작하는 것이 가능해서, 비용의 저감이나 품질의 안정화에 연결된다고 하는 이점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 로터의 구성을 단순화함으로써 품질을 안정시킴과 동시에, 로터의 관성 모멘트를 낮게 하여 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
[제2의 실시예]
도 8은, 본 발명의 제2의 실시예의 구동장치로서의 스테핑 모터의 구성 부품을 나타낸 분해 사시도다. 도 9는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도다.
도 8 및 도 9에 있어서, 스테핑 모터는, 스테이터(2), 제1의 코일(3A), 제2의 코일(3B), 제1의 축받이(4A), 제2의 축받이(4B), 마그넷(6), 로터(7)를 구비하고 있다.
본 실시예는, 전술한 제1의 실시예에 대하여, 마그넷의 설치 개수를 1개로 한 점과, 로터에 제1의 자극부와 제2의 자극부를 설치한 점에 있어서 상이하다. 본 실시예의 그 밖의 요소는, 전술한 제1의 실시예가 대응하는 것과 동일하다. 그러므로, 동일한 부호를 부착하여, 설명을 생략한다.
마그넷(6)은, 중공 원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 내주면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=8)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 마그넷(6)의 외주면은, 내주면과 비교해 약한 착자분포를 가지는지, 또는 전혀 착자되어 있지 않은지, 혹은 내주면과 반대의 극성으로 착자되어 있는지 중 어느 하나로 구성되어 있다.
로터(7)는, 연자성재료로 형성되어 있고, 샤프트부(71), 제1의 자극부 72-1, 72-2,…,72-N/2(이하의 설명에서는 적당하게, 제1의 자극부(72)라고 표기한다), 제2의 자극부 73-1, 73-2,…,73-N/2(이하의 설명에서는 적당하게, 제2의 자극부(73)라고 표기한다)로 구성되어 있다.
제1의 자극부(72)의 외경은, 마그넷(6)의 내경보다도 조금 작은 치수로 설정되어 있다(도 9 참조). 제1의 자극부(72)의 갯수는, 1개 또는 N/2개(N은 마그넷의 극수)로 설정되지만, 본 실시예에서는 4개가 설치되어 있다. 제1의 자극부(72)는, 볼록극 형상(직방체형)으로 형성되어 있고, 샤프트부(71)의 외주방향으로 동일한 간격으로 4부분에, 또한 샤프트부(71)의 축방향을 따라 설치된다.
제2의 자극부(73)는, 샤프트부(71)에 대하여 제1의 자극부(72)와 축방향으로 인접하는 위치에 설치되어 있고, 그 형상과 수는 제1의 자극부(72)와 같다. 그러나, 제2의 자극부(73)는, 제1의 자극부(72)에 대하여 샤프트부(71)의 외주방향으로 180/N(본 실시예에서는, 22.5°:N은 마그넷의 극수 8)의 위상차를 갖고서 배치된다.
도 9에 나타나 있는 바와 같이, 스테이터(2)의 내주부에, 제1의 축받이(4A), 제1의 코일(3A), 마그넷(6), 제2의 코일(3B), 제1의 축받이(4B)를 고정함으로써, 본 실시예의 스테핑 모터의 스테이터를 구성하고 있다. 또한, 제1의 축받이(4A) 및 제2의 축받이(4B)에 의해 로터(7)를 회전가능하게 지지함으로써, 본 실시예의 스테핑 모터의 로터를 구성하고 있다. 이 경우, 제1의 자극부(72) 및 제2의 자극부(73)는, 마그넷(6)의 착자면과 대향한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 본 실시예의 스테핑 모터에 있어서의 로터(7)를 스테이터(2)에 대하여 회전시키는 구동원리에 대해서, 도 10a 내지 도 13b를 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 실시예에서도, 전술한 제1의 실시예와 같은 자로를 형성하고, 제1의 코일(3A)을 통전함에 의해 제1의 자극부(72)를 여자하고, 제2의 코일(3B)을 통전함에 의해 제2의 자극부(73)를 여자할 수 있다.
도 10a 내지 도 13b는, 각 착자 상태에서의 로터(7)와 마그넷(6)과의 각도위치 관계를 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 13b에 있어서, 제1의 코일(3A), 제2의 코일(3B)에 대한 통전 방향을 전환함으로써, 로터(7)가 회전하는 모양을 보이고 있다. 도 10a, 11a, 12a 및 13a는, 각각 도 9의 A-A선을 따른 단면을 나타내고, 도 10b, 11b, 12b, 13b는, 각각 도 9의 B-B선을 따른 단면을 보이고 있다.
도 10a 및 10b는, 제1의 코일(3A)에 정방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 역방향의 통전을 행한 상태다. 여자된 로터(7)의 제1의 자극부(72), 제2의 자극부(73)와, 마그넷(6)과의 자기적인 밸런스에 의해, 로터(7)는, 도 10a 및 10b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 11a 및 11b는 제1의 코일(3A)에 역방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 역방향의 통전을 행한 상태다. 로터(7)는, 도 10a 및 10b에 나타낸 상태로부터 1×180/N°(본 실시예에서는 22.5°) 회전한 도 11a 및 11b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 12a 및 12b는, 제1의 코일(3A)에 역방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 정방향의 통전을 행한 상태다. 로터(7)는, 도 10a 및 10b에 나타낸 상태로부터 2×180/N°(본 실시예에서는 45°) 회전한 도 12a 및 12b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
도 13a 및 13b는, 제1의 코일(3A)에 정방향의 통전을 행하고, 제2의 코일(3B)에 정방향의 통전을 행한 상태다. 로터(7)는, 도 10a 및 10b에 나타낸 상태로부터 3×180/N°(본 실시예에서는 67.5°) 회전한 도 13a 및 13b에 나타낸 각도위치에서 안정하다.
이와 같이, 제1의 코일(3A)과 제2의 코일(3B)에 대한 통전 방향을 순차로 전환함으로써, 로터(7)의 회전 방향의 안정 위치를 변경할 수 있고, 로터(7)를 스테이터(2)에 대하여 회전시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 제1의 자극부(72)와 제2의 자극부(73)의 위상차를, 로터로만 결정할 수 있기 때문에, 조립 정밀도에 영향을 주지 않는 품질이 안정된 스테핑 모터로 할 수 있다는 이점이 생긴다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 로터의 구성을 단순화함으로써 품질을 안정시킴과 동시에, 로터의 관성 모멘트를 낮게 하는 것으로 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
[제3의 실시예]
도 14는, 본 발명의 제3의 실시예의 구동장치로서의 스테핑 모터의 구성 부 품을 나타낸 분해 사시도다. 도 15는, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도다.
도 14 및 도 15에 있어서, 스테핑 모터는, 제1의 마그넷(11A), 제2의 마그넷(11B), 스테이터(12), 제1의 코일(13A), 제2의 코일(13B), 제1의 축받이(14A), 제2의 축받이(14B), 로터(15)를 구비하고 있다.
제1의 마그넷(11A)은, 중공 원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 외주표면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=20)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제1의 마그넷(11A)은, 로터(15)의 내주측에 배치된다.
제2의 마그넷(11B)은, 제1의 마그넷(11A)과 동형상이며, 중공 원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 외주표면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=20)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제2의 마그넷(11B)은, 로터(15)의 내주측에 배치된다.
스테이터(12)는, 연자성재료로 형성됨과 동시에 개략 원통형 모양으로 형성되어 있다. 스테이터(12)의 외경은, 제1의 마그넷(11A)(제2의 마그넷 11B)의 내경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다. 스테이터(12)의 축방향 중심부근에는, 지름방향으로 연장되는 원반형의 제1의 자속전달부(121), 제2의 자속전달부(122)가 형성되어 있다.
제1의 코일(13A)은, 제1의 마그넷(11A)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제1의 코일(13A)의 외경은, 제1의 마그넷(11A)의 외경과 대 략 같은 치수로 설정되어 있다.
제2의 코일(13B)은, 제1의 코일(13A)과 동형상이며, 제2의 마그넷(11B)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제2의 코일(13B)은, 로터(15)의 내주측에 있어서 제1의 코일(13A)과 동축상에 배치된다. 제2의 코일(13B)의 외경은, 제2의 마그넷(11B)의 외경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다.
제1의 축받이(14A)는, 비자성재료로 형성되어 있고, 자속은 통과하지 않는다. 제1의 축받이(14A)는, 로터(15)를 스테이터(12)에 대하여 회전가능하게 지지한다.
제2의 축받이(14B)는, 제1의 축받이(14A)와 동형상이며, 비자성재료로 형성되어 있고, 자속은 통과하지 않는다. 제2의 축받이(14B)는, 로터(15)를 스테이터(12)에 대하여 회전가능하게 지지한다.
도 15에 나타나 있는 바와 같이, 스테이터(12)의 외주부에, 제1의 코일(13A), 제1의 마그넷(11A), 제1의 축받이(14A), 제2의 코일(13B), 제2의 마그넷(11B), 제2의 축받이(14B)를 고정함으로써, 본 실시예의 스테핑 모터의 스테이터를 구성하고 있다.
로터(15)는, 연자성재료로 형성됨과 동시에 개략 원통형상으로 형성되어 있다. 로터(15)의 측면은, 사각형으로 절결되는 것에 의해 자극부(151)로서 구성되어 있다. 자극부(151)의 갯수는, 1개 또는 N/2개(N은 마그넷의 극수)로 설정되지만, 본 실시예에서는 10개가 설치되어 있다. 또한, 각각의 자극부(151)는, 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 축방향 중심부근의 양측에, 자속을 차단하기 위한 홈(notch) 을 구비하고 있다.
도 15에 나타나 있는 바와 같이, 로터(15)가 제1의 축받이(14A) 및 제2의 축받이(14B)에 의해 스테이터(12)에 대하여 회전가능하게 지지됨으로써, 본 실시예의 스테핑 모터의 로터를 구성하고 있다.
본 실시예에서는, 제1의 코일(13A)에 의해 발생한 자속은, 스테이터(12), 제1의 자속전달부(121), 자극부(151), 제1의 마그넷(11A)으로 일주하는 자로를 형성한다. 또한, 제2의 코일(13B)에 의해 발생한 자속은, 스테이터(12), 제2의 자속전달부(122), 자극부(151), 제2의 마그넷(11B)으로 일주하는 자로를 형성한다.
이에 따라, 제1의 코일(13A)에 의해 자극부(151)에서의 제1의 마그넷(11A)에 대향하는 부분을 여자할 수 있고, 제2의 코일(13B)에 의해 자극부(151)에서의 제2의 마그넷(11B)에 대향하는 부분을 여자할 수 있다. 따라서, 로터(15)를 스테이터(12)에 대하여 회전시킬 수 있다.
이렇게, 본 실시예의 스테핑 모터는, 제1의 마그넷(11A), 제2의 마그넷(11B)의 외주를 착자함으로써, 스테핑 모터의 최외주면에 로터(15)를 위치시키는 것도 가능한 구조를 실현하고 있다.
본 실시예에서는, 축방향 양단에 개구부를 설치한 고리 모양의 스테핑 모터로 할 수 있다. 이에 따라, 개구부를, 렌즈의 광로, 액체의 유로, 전기배선 등에 이용할 수 있다. 이 경우, 로터(15)가 스테핑 모터의 최외경부에 위치하는 구조가 된다. 따라서, 스테핑 모터의 출력을 꺼낼 때에 출력 핀 등을 설치할 필요가 없고, 출력을 용이하게 추출할 수 있는 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 로터(15)의 측면을 절결하여 자극부(151)로서 구성하고 있기 때문에, 종래와 같이 완전한 원통형상인 마그넷을 로터에 사용하는 경우와 비교해서 관성 모멘트를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 회전의 고속화를 달성해 응답 속도를 향상시킨 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 로터의 구성을 단순화함으로써 품질을 안정시킴과 동시에, 로터의 관성 모멘트를 낮게 하는 것으로 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
[제4의 실시예]
도 16은, 본 발명의 제4의 실시예의 스테핑 모터의 구성부품을 나타낸 분해 사시도다. 도 17은, 조립 완성 상태에 있어서의 스테핑 모터의 축방향에 따른 구조를 나타낸 단면도다.
도 16 및 도 17에 있어서, 스테핑 모터는, 제1의 마그넷(21A), 제2의 마그넷(21B), 스테이터(22), 제1의 코일(23A), 제2의 코일(23B), 축받이(24), 로터(25)를 구비하고 있다.
제1의 마그넷(21A)은, 중공 원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 외주표면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=8)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제1의 마그넷(21A)은, 로터(25)의 내주측에 배치된다.
제2의 마그넷(21B)은, 중공 원통형 모양으로 형성되어 있고, 그 내주표면이 원주방향으로 N분할(본 실시예에서는 N=8)됨과 동시에 S극 및 N극이 교대로 착자된 착자부로서 구성되어 있다. 제2의 마그넷(21B)의 내경은, 제1의 마그넷(21A)의 외경보다도 큰 치수로 설정되어 있다. 제2의 마그넷(21B)은, 로터(25)의 외주측에 배치된다.
스테이터(22)는, 연자성재료로 형성됨과 동시에, U자형 단면(도 17 참조)을 갖는 이중원통형 모양으로 형성되어 있고, 내통(221), 외통(222) 및 연결부(223)로 구성되어 있다. 연결부(223)는, 제1의 자속전달부(224) 및 제2의 자속전달부(225)를 구비하고 있다.
제1의 코일(23A)은, 제1의 마그넷(21A)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제1의 코일(23A)의 내경 및 외경은, 제1의 마그넷(21A)의 내경 및 외경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다.
제2의 코일(23B)은, 제2의 마그넷(21B)과 동축 상에 다수의 도선이 원통 모양으로 권회된 것이다. 제2의 코일(23B)의 내경 및 외경은, 제2의 마그넷(21B)의 내경 및 외경과 대략 같은 치수로 설정되어 있다.
축받이(24)는, 로터(25)를 스테이터(22)에 대하여 회전가능하게 지지한다. 축받이(24)는, 비자성재료로 형성하는 것이 바람직하다.
도 17에 나타나 있는 바와 같이, 스테이터(22)의 내통(221)의 외주부에, 제1의 코일(23A), 제1의 마그넷(21A)을 동축에 고정하고, 외통(222)의 내주부에 제2의 코일(23B), 제2의 마그넷(21B)을 동축에 고정함에 의해, 본 실시예에서 제안하는 모터의 스테이터를 구성하고 있다. 이 경우, 제1의 마그넷(21A)은 제2의 마그넷(21B)에 대하여 180/N°의 위상차를 갖고서 배치된다.
로터(25)는, 연자성재료로 형성됨과 동시에 개략 원통형상으로 형성되어 있다. 로터(25)는, 도 18에 나타나 있는 바와 같이, 내주부에 제1의 자극부 251-1, 251-2, 251-3, 251-4(이하의 설명에서는 적당하게, 제1의 자극부 251이라고 표기한다)를 구비하고, 외주부에 제2의 자극부 252-1, 252-2, 252-3, 252-4(이하의 설명에서는 적당하게, 제2의 자극부 252라고 표기한다)를 구비하고 있다.
제1의 자극부(251)의 갯수는, 1개 또는 N/2개로 설정되지만, 본 실시예에서는 4개 설치되어 있다. 제1의 자극부(251)는, 로터(25)의 내주방향으로 동일한 간격으로 4부분에 또한 축방향을 따라 볼록 극 모양으로 형성되어 있고, 그 내경은 제1의 마그넷(21A)의 외경보다도 조금 큰 치수로 설정되어 있다. 제2의 자극부(252)의 갯수는, 1개 또는 N/2개로 설정되지만, 본 실시예에서는 4개 설치되어 있다. 제2의 자극부(252)는, 로터(25)의 외주방향으로 동일한 간격으로 4부분에 또한 축방향을 따라 볼록 극 모양으로 형성되어 있고, 그 외경은 제2의 마그넷(21B)의 내경보다도 조금 작은 치수로 설정되어 있다.
로터(25)가 축받이(24)에 의해 스테이터(22)에 대하여 회전가능하게 지지됨으로써 본 실시예의 스테핑 모터의 로터를 구성하고 있다. 이 경우, 로터(25)의 제1의 자극부(251)는, 제1의 마그넷(21A)의 착자면과 대향하고, 로터(25)의 제2의 자극부(252)는, 제2의 마그넷(21B)의 착자면과 대향한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 본 실시예의 스테핑 모터의 구동원리에 대해서, 도 18 내지 도 21을 참조하면서 상세하게 설명한다.
제1의 코일(23A)을 통전함으로써 발생하는 자속은, 스테이터(22)의 내 통(221), 연결부(223), 제1의 자속전달부(224), 로터(25)의 제1의 자극부(251), 제1의 마그넷(21A)으로 일주하는 루프를 형성하고, 제1의 자극부(251)가 여자된다. 제1의 자극부(251)의 여자상태(N극, S극, 중립)는, 제1의 코일(21A)에 대한 통전 방향을 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.
제2의 코일(23B)을 통전함으로써 발생하는 자속은, 스테이터(22)의 외통(222), 연결부(223), 로터(25)의 제2의 자속전달부(225), 제2의 자극부(252), 제2의 마그넷(21B)으로 일주하는 루프를 형성하고, 제2의 자극부(252)가 여자된다. 제2의 자극부(252)의 여자상태(N극, S극, 중립)는, 제2의 코일(21B)에 대한 통전 방향을 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.
여자한 로터(25)의 제1의 자극부(251), 제2의 자극부(252)와, 제1의 마그넷(21A), 제2의 마그넷(21B)과의 자기적인 밸런스에 의해, 로터(25)에는, 스테이터(22)에 대하여 안정한 각도위치가 된다.
전술한 제1 내지 제3의 실시예와 마찬가지로, 제1의 코일(21A) 및 제2의 코일(21B)에 대한 통전 방향을 전환하는 것에 의해, 로터(25)가 스테이터(22)에 대하여 안정한 각도를 변경할 수 있고, 로터(25)를 스테이터(22)에 대하여 회전시킬 수 있다. 그 모양을 도 18 내지 도 21에 나타낸다.
도 18 내지 도 21은, 각 통전 상태에 있어서의 로터(25)와, 제1의 마그넷(21A), 제2의 마그넷(21B)과의 각도위치의 관계를 도시한 도면이다.
도 18 내지 도 21에 있어서, 제1의 코일(23A) 및 제2의 코일(23B)에 대한 통전 방향을 전환함으로써 로터(25)가 회전하는 상태를 보이고 있다. 도 18 내지 도 21은, 각각 도 17의 A-A선을 따른 단면을 보이고 있다.
본 실시예에서는, 제1의 마그넷(21A)과 제2의 마그넷(21B)을 동축 상에 또한 지름방향으로 나란하게 배치함에 의해, 제1 내지 제3의 실시예와 같이 마그넷을 동축 상에 또한 축방향으로 나란하게 배치했을 경우와 비교하여, 축방향으로 짧은 스테핑 모터로 하는 것이 가능해진다.
또한, 로터(25)를 1부품으로 구성할 수 있으므로, 로터의 구성부품을 접착제로 접착하는 경우의 접착제의 돌출 등의, 조립시의 트러블을 해소할 수 있고, 품질이 안정한 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 제1의 자극부(251) 및 제2의 자극부(252)를 갖는 로터(25)를 사용함으로써, 자석으로 로터를 구성하는 종래의 모터와 비교하여 관성 모멘트를 낮게 하는 것이 가능해진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 로터의 구성을 단순화함으로써 품질을 안정시킴과 동시에, 로터의 관성 모멘트를 낮게 하는 것으로 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 스테핑 모터를 제공하는 것이 가능해진다.
[다른 실시예]
상기 제1의 실시예에서는, 로터(5)의 외주부에 자극부(52)를 4개 형성한 경우를 예로 들었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것이 아니고, 1∼N/2개(N:마그넷 극수)의 범위내이면 좋다.
상기 제2의 실시예에서는, 로터(7)의 외주부에 제1의 자극부(72) 및 제2의 자극부(73)를 4개씩 형성한 경우를 예로 들었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것이 아니고, 1∼N/2개(N:마그넷 극수)의 범위내이면 좋다.
상기 제3의 실시예에서는, 로터(15)를 스테핑 모터의 최외경부에 배치한 경우를 예로 들었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것이 아니고, 로터를 스테핑 모터의 최내경부에 배치하는 구조로 해도 된다.
상기 제4의 실시예에서는, 로터(25)의 내주부 및 외주부에 각각 제1의 자극부(251) 및 제2의 자극부(252)를 4개씩 형성한 경우를 예로 들었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것이 아니고, 1∼N/2개(N:마그넷 극수)의 범위내이면 좋다.
이상과 같은 본 발명은, 품질이 안정한 구동장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명은, 로터의 경량화를 꾀할 수 있고, 로터의 관성 모멘트를 낮게 할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 회전의 고속화 및 응답 속도의 향상을 달성한 구동장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제1의 마그넷과,
    원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제2의 마그넷과,
    상기 제1 및 제2의 마그넷의 각 외주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 자극부가 일체로 형성된 로터와,
    상기 제1 및 제2의 마그넷을 동축에 고정하고, 상기 로터를 회전가능하게 지지하는 스테이터와,
    상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 자극부에서의 상기 제1의 마그넷에 대향하는 부분을 여자하는 제1의 코일과,
    상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 자극부에서의 상기 제2의 마그넷에 대향하는 부분을 여자하는 제2의 코일을 구비한 것을 특징으로 하는 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자극부는 상기 로터의 측면을 절결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  3. 원통형 모양으로 형성되고, 외주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제1의 마그넷과,
    원통형 모양으로 형성되고, 내주면이 원주 방향으로 다른 극에 교대로 착자된 제2의 마그넷과,
    상기 제1의 마그넷의 외주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제1의 자극부 및 상기 제2의 마그넷의 내주면과 대향하는 연자성 재료로 이루어진 제2의 자극부가 일체로 형성된 로터와,
    상기 제1 및 제2의 마그넷을 동축에 고정하고, 상기 로터를 회전가능하게 지지하는 스테이터와,
    상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 제1의 자극부를 여자하는 제1의 코일과,
    상기 스테이터에 고정되어, 상기 로터의 상기 제2의 자극부를 여자하는 제2의 코일을 구비한 것을 특징으로 하는 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1의 자극부는 상기 로터의 내주부로부터 돌출하도록 설치되고, 상기 제2의 자극부는 상기 로터의 외주부로부터 돌출하도록 설치되고, 상기 제1의 자극부와 상기 제2의 자극부는, 상기 로터의 원주 방향으로 소정의 위상차를 갖고서 배치되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
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