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JP2001045734A - Motor - Google Patents

Motor

Info

Publication number
JP2001045734A
JP2001045734A JP11216324A JP21632499A JP2001045734A JP 2001045734 A JP2001045734 A JP 2001045734A JP 11216324 A JP11216324 A JP 11216324A JP 21632499 A JP21632499 A JP 21632499A JP 2001045734 A JP2001045734 A JP 2001045734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
stator
magnetic pole
coil
sliding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11216324A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Koizumi
洋 小泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Electronics Inc filed Critical Canon Electronics Inc
Priority to JP11216324A priority Critical patent/JP2001045734A/en
Publication of JP2001045734A publication Critical patent/JP2001045734A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a motor which can be made subminiature and whose component costs are reduced sharply by a method wherein a sliding layer which is formed at the inside-diameter part of a magnet and a magnetic pole at the inside of a stator are fitted so as to be rotatable. SOLUTION: A magnet 1 which is in a cylindrical shape, at least the outer circumferential face of which is divided into (n) parts in the circumferential direction and which is magnetized alternately to be different poles, is provided. The a first coil 2, the magnet 1 and a second coil 3 are arranged sequentially in the axial direction of the magnet 1. Then, a first stator 18 which is excited by the first coil 2 and which is composed of first outside magnetic poles 18a, 18b and first inside magnetic poles 18c, 18d is faced with the outer circumferential face and the inner circumferential face at one end of the magnet 1. In the same manner, a second stator 19 which is excited by the second coil 3 and which is composed of second outside magnetic poles 19a, 19b and second inside magnetic poles 19c, 19d is faced with the outer circumferential face and the inner circumferential face at the other end side of the magnet 1. In addition, a sliding part 4 which is formed art the inside-diameter part of the magnet 1 is fitted, and the magnet 1 in which the outer circumferential part of the inside magnetic poles function as a bearing can be rotated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超小型に構成した円筒
形状のモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical motor having a very small size.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の小型円筒形状のステップモータと
しては図10、図11に示すものがある。ボビン101
にステータコイル105が同芯状に巻回され、ボビン1
01は2個のステータヨーク106で軸方向から挟持固
定されており、かつステータヨーク106にはボビン1
01の内径面円周方向にステータ歯106aと106b
が交互に配置され、ケース103には、ステータ歯10
6aまたは106bと一体のステータヨーク106が固
定されてステータ102が構成されている。
2. Description of the Related Art FIGS. 10 and 11 show a conventional small cylindrical step motor. Bobbin 101
The stator coil 105 is wound concentrically around the bobbin 1
Reference numeral 01 denotes a bobbin 1 which is sandwiched and fixed from two axial directions by two stator yokes 106.
01 stator teeth 106a and 106b
Are alternately arranged, and the case 103 includes the stator teeth 10.
The stator 102 is formed by fixing the stator yoke 106 integral with 6a or 106b.

【0003】2組のケース103の一方にはフランジ1
15と軸受け108が固定され、他方のケース103に
は他の軸受け108が固定されている。ロータ109は
ロータ軸110に固定されたロータ磁石111からな
り、ロータ軸110は2個の軸受け108の間に回転可
能に支持されている。
One of two cases 103 has a flange 1
15 and the bearing 108 are fixed, and another bearing 108 is fixed to the other case 103. The rotor 109 includes a rotor magnet 111 fixed to a rotor shaft 110, and the rotor shaft 110 is rotatably supported between two bearings.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の小型のステップモータはロータの外周にケース10
3、ボビン101、ステータコイル105、ステータヨ
ーク106等が同芯状に配置されているために、モータ
の外径寸法が大きくなってしまう欠点があった。また、
ステータコイル105への通電により発生する磁束は図
11に示すように主としてステータ歯106aの端面1
06a1とステータ歯106bの端面106b1とを通
過するためロータ磁石111に効果的に作用しないの
で、モータの出力は高くならない欠点がある。
However, the above-mentioned conventional small step motor has a case 10 on the outer periphery of the rotor.
3. Since the bobbin 101, the stator coil 105, the stator yoke 106 and the like are arranged concentrically, there is a disadvantage that the outer diameter of the motor becomes large. Also,
As shown in FIG. 11, the magnetic flux generated by energizing the stator coil 105 is mainly the end face 1 of the stator teeth 106a.
Since it passes through 06a1 and the end face 106b1 of the stator teeth 106b and does not effectively act on the rotor magnet 111, the output of the motor does not increase.

【0005】したがって、本発明の目的は、新規な構成
の超小型モータを提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a micro motor having a novel configuration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒形状に形成されるとともに少なくと
もその外周面を周方向にn分割して異なる極に交互に着
磁されたマグネットを備え、該マグネットの軸方向に第
1のコイルと前記マグネットと第2のコイルを順に配置
し、前記第1のコイルにより励磁され第1の外側磁極及
び第1の内側磁極からなる第1のステータを前記マグネ
ットの一端の外周面及び内周面に対向させ、前記第2の
コイルにより励磁される第2の外側磁極及び第2の内側
磁極からなる第2のステータを前記マグネットの他端側
の外周面及び内周面に対向させるとともに、前記マグネ
ットの内径部に一体的に摺動層を設けたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention relates to a magnet formed in a cylindrical shape and having at least its outer peripheral surface divided by n in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles. A first coil, the magnet, and a second coil are sequentially arranged in the axial direction of the magnet, and a first coil which is excited by the first coil and includes a first outer magnetic pole and a first inner magnetic pole. A stator is opposed to an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of one end of the magnet, and a second stator composed of a second outer magnetic pole and a second inner magnetic pole excited by the second coil is connected to the other end of the magnet. And a sliding layer integrally provided on the inner diameter portion of the magnet while being opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the magnet.

【0007】上記構成において、モータの径はマグネッ
トの外周面に対向する第1、第2の外側磁極で決めら
れ、モータの軸方向の長さは第1のコイル、マグネッ
ト、第2のコイルを順に配置することで決められ小型に
できる。また、第1のコイルにより発生する磁束は第1
の外側磁極と第1の内側磁極との間にあるマグネットを
横切るので効果的に作用する。第2のコイルにより発生
する磁束は第2の外側磁極と第2の内側磁極との間にあ
るマグネットを横切るのでモータの出力を高める。
In the above configuration, the diameter of the motor is determined by the first and second outer magnetic poles facing the outer peripheral surface of the magnet, and the axial length of the motor is defined by the first coil, the magnet, and the second coil. The size can be reduced by arranging them in order. The magnetic flux generated by the first coil is the first magnetic flux.
Works effectively because it crosses the magnet between the outer magnetic pole and the first inner magnetic pole. The magnetic flux generated by the second coil crosses the magnet between the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole, thereby increasing the output of the motor.

【0008】本発明は、第2に、前記マグネット内径部
に一体的に形成された摺動層と第1の内側磁極、及び第
2の内側磁極とアキシャル方向で接触可能に構成されて
いることを特徴とする。
[0008] Secondly, the present invention is configured such that a sliding layer formed integrally with the inner diameter portion of the magnet can contact the first inner magnetic pole and the second inner magnetic pole in the axial direction. It is characterized by.

【0009】上記構成において、マグネットのアキシャ
ル方向の動きが規制されるとともに摺動層が設けられて
いるため円滑に前記マグネットは回転することができ
る。これによりロータ軸にアキシャル方向を規制する形
状を設ける必要がなくなりロータ軸形状はシンプルにな
る。
In the above structure, since the movement of the magnet in the axial direction is restricted and the sliding layer is provided, the magnet can rotate smoothly. This eliminates the need to provide the rotor shaft with a shape that regulates the axial direction, thereby simplifying the rotor shaft shape.

【0010】本発明は、第3に、前記マグネット内径部
に一体的に形成された摺動層と第1の内側磁極、及び第
2の内側磁極とラジアル方向で接触可能に構成されてい
ることを特徴とする。
[0010] Thirdly, the present invention is configured such that a sliding layer formed integrally with the inner diameter portion of the magnet can be brought into radial contact with the first inner magnetic pole and the second inner magnetic pole. It is characterized by.

【0011】上記構成において、第1の内側磁極、第2
の内側磁極をラジアル方向の受けにし、マグネットと一
体化に形成された摺動層と回転可能に接触したことで前
記マグネットは円滑に回転可能とすることができる。こ
れにより、ステータに設けていた軸受けをなくすことが
可能となった。
In the above configuration, the first inner magnetic pole, the second inner magnetic pole,
The inner magnetic pole of the magnet is radially received and rotatably contacts a sliding layer formed integrally with the magnet, whereby the magnet can be smoothly rotated. This makes it possible to eliminate the bearing provided on the stator.

【0012】本発明は、第4に、前記マグネット内径部
に一体的に形成された摺動層を射出成形法により樹脂で
一体成形したことを特徴とする。
Fourthly, the present invention is characterized in that the sliding layer formed integrally with the inner diameter portion of the magnet is integrally formed of resin by an injection molding method.

【0013】上記構成において、射出成形法により樹脂
で形成することにより摺動性のある樹脂を任意で選択で
きまた高精度な内径精度を持った摺動層を形成できる。
また内側磁極形状に合わせてテーパ形状も可能である。
In the above construction, by forming the resin by injection molding, a resin having slidability can be arbitrarily selected, and a sliding layer having high inner diameter accuracy can be formed.
Also, a tapered shape is possible according to the inner magnetic pole shape.

【0014】本発明は、第5に、前記マグネット内径部
に一体的に形成される摺動層をメッキ、塗装、蒸着など
表面処理法で形成したことを特徴とする。
Fifth, the present invention is characterized in that the sliding layer integrally formed on the inner diameter portion of the magnet is formed by a surface treatment method such as plating, painting, and vapor deposition.

【0015】上記構成において、メッキ、塗装、蒸着な
どの各種の表面処理法で形成することにより摺動層の特
性を色々変えることが可能になった。また樹脂成形では
困難な厚みで摺動層を形成することができる。
In the above-described structure, the characteristics of the sliding layer can be changed in various ways by forming them by various surface treatment methods such as plating, painting and vapor deposition. In addition, the sliding layer can be formed with a thickness that is difficult with resin molding.

【0016】本発明は、第6に、前記マグネットと一体
的に回転可能なロータ軸を備え、前記マグネットは前記
ロータ軸に前記マグネット内径部に一体化形成された保
持部を介して固定されることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a rotor shaft rotatable integrally with the magnet, and the magnet is fixed to the rotor shaft via a holding portion formed integrally with the inner diameter portion of the magnet. It is characterized by the following.

【0017】上記構成において、摺動層を形成すると同
時にロータ軸保持形状を射出成形法により形成すること
が可能であり、別にロータ保持部品を必要としない。ま
たマグネットを成形する時に保持形状部を形成すること
も可能である。
In the above configuration, the rotor shaft holding shape can be formed by the injection molding method at the same time when the sliding layer is formed, and no separate rotor holding parts are required. Further, it is also possible to form the holding shape part when molding the magnet.

【0018】[0018]

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳
細に説明する。図1〜9は、本発明のステップモータを
示す図であり、そのうち図1はステップモータの分解斜
視図であり、図2はステップモータの組み立て後の軸方
向の断面図であり、図3は図2のA−Aでの断面図及び
B−B線での断面図である。図4は内径部に摺動部が形
成されたマグネットを示す図である。図5はマグネット
内径部に射出成形法により形成されたロータ軸保持部を
含む摺動層を示す断面図である。図6はロータ軸保持部
形状が一体化されたマグネットに形成された表面処理法
による摺動層を示す断面図である。図7はステータを示
す斜視図である。図8、図9はその他実施例を示す断面
図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 9 are views showing a step motor of the present invention, in which FIG. 1 is an exploded perspective view of the step motor, FIG. 2 is an axial sectional view after assembling the step motor, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 and a cross-sectional view taken along line BB. FIG. 4 is a diagram showing a magnet in which a sliding portion is formed on an inner diameter portion. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a sliding layer including a rotor shaft holding portion formed on the inner diameter portion of the magnet by an injection molding method. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a sliding layer formed on a magnet having an integrated rotor shaft holding portion by a surface treatment method. FIG. 7 is a perspective view showing the stator. 8 and 9 are sectional views showing other embodiments.

【0019】(実施例1)図1〜3においては、1はロ
ータを構成する円筒形状のマグネットであり、このロー
タであるマグネット1は、その外周表面を円周方向にn
分割して(本実施例では4分割して)S極、N極が交互
に着磁された着磁部1a、1b、1c、1dとし、この
着磁部1a、1cがS極に着磁され、着磁部1b、1d
がN極に着磁されている。
(Embodiment 1) In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a cylindrical magnet constituting a rotor.
It is divided (divided into four in this embodiment), and the magnetic poles 1a, 1b, 1c, and 1d are alternately magnetized with S and N poles. And the magnetized portions 1b and 1d
Are magnetized to the N pole.

【0020】7はロータ軸となる出力軸で、この出力軸
7はロータであるマグネット1に固着されている。これ
ら出力軸7とマグネット1とでロータを構成している。
前記マグネット内径部には、詳細には後述するが、一体
的に摺動層が形成されている。
Reference numeral 7 denotes an output shaft serving as a rotor shaft. The output shaft 7 is fixed to the magnet 1 serving as a rotor. The output shaft 7 and the magnet 1 constitute a rotor.
Although described later in detail, a sliding layer is integrally formed on the inner diameter portion of the magnet.

【0021】2及び3は円筒形状のコイルであり、コイ
ル2及び3は前記マグネット1と同芯でかつ、マグネッ
ト1を軸方向に挟む位置に配置され、コイル2及び3は
その外径が前記マグネット1の外径とほぼ同寸法であ
る。
Reference numerals 2 and 3 denote cylindrical coils. The coils 2 and 3 are arranged concentrically with the magnet 1 and at positions sandwiching the magnet 1 in the axial direction. The dimensions are almost the same as the outer diameter of the magnet 1.

【0022】18及び19は軟磁性材料からなる第1の
ステータ及び第2のステータである。
Reference numerals 18 and 19 denote a first stator and a second stator made of a soft magnetic material.

【0023】第1のステータ18の外筒及び内筒の間に
コイル2が設けられ、このコイル2が通電されることに
より第1のステータ18が励磁される。第1のステータ
18の外筒及び内筒はその先端部が外側磁極18a、1
8b及び内側磁極18c、18dを形成しており、この
内側磁極18cと内側磁極18dの位相は互いに同位相
になるように360/(n/2)度、即ち180度ずれ
て形成され、内側磁極18cに対して外側磁極18aが
対向配置しており、また内側磁極18dに対して外側磁
極18bが対向配置している。
The coil 2 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18, and when the coil 2 is energized, the first stator 18 is excited. The outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18 have outer magnetic poles 18a,
8b and inner magnetic poles 18c and 18d are formed, and the phases of the inner magnetic pole 18c and the inner magnetic pole 18d are formed so as to be in phase with each other by 360 / (n / 2) degrees, that is, 180 degrees. The outer magnetic pole 18a is arranged to face the inner magnetic pole 18c, and the outer magnetic pole 18b is arranged to face the inner magnetic pole 18d.

【0024】第1のステータ18の外側磁極18a、1
8b及び内側磁極18c、18dはマグネット1の一端
側の外周面及び内周面に対向してマグネット1の一端を
挟み込むように設けられている。その際、内側磁極18
c、18dのラジアル(半径)方向部はマグネット1の
内側に一体的に形成された摺動層4の部分4aに回転可
能な公差で嵌合している。また同時に内側磁極18c、
18dの端面部はアキシャル(軸線)方向に摺動可能な
ように摺動層4の部分4bに接している。また、ステー
タ18にはマグネットに固着されたロータ軸7が貫通す
る穴18eがロータ軸7との間に隙間を持つように形成
されている。
Outer magnetic poles 18a, 1 of the first stator 18
8 b and the inner magnetic poles 18 c and 18 d are provided so as to sandwich one end of the magnet 1 so as to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on one end side of the magnet 1. At that time, the inner magnetic pole 18
The radial (radial) portions c and 18d are fitted with a rotatable tolerance to a portion 4a of the sliding layer 4 integrally formed inside the magnet 1. At the same time, the inner magnetic pole 18c,
The end face 18d is in contact with the portion 4b of the sliding layer 4 so as to be slidable in the axial (axial) direction. Further, a hole 18 e through which the rotor shaft 7 fixed to the magnet passes is formed in the stator 18 so as to have a gap with the rotor shaft 7.

【0025】第2のステータ19の外筒及び内筒の間に
コイル3が設けられ、このコイル3が通電されることに
より第2のステータ19が励磁される。第2のステータ
19の外筒及び内筒はその先端部が外側磁極19a、1
9b及び内側磁極19c、19dを形成しており、この
内側磁極19cと内側磁極19dの位相は互いに同位相
になるように360/(n/2)度、即ち180度ずれ
て形成され、内側磁極19cに対して外側磁極19aが
対向配置しており、また内側磁極19dに対して外側磁
極19bが対向配置している。
The coil 3 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19, and when the coil 3 is energized, the second stator 19 is excited. The outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19 have outer poles 19a,
9b and inner magnetic poles 19c and 19d are formed, and the phases of the inner magnetic pole 19c and the inner magnetic pole 19d are formed so as to be in phase with each other by 360 / (n / 2) degrees, that is, 180 degrees. The outer magnetic pole 19a is opposed to the inner magnetic pole 19d, and the outer magnetic pole 19b is opposed to the inner magnetic pole 19d.

【0026】第2のステータ19の外側磁極19a、1
9b及び内側磁極19c、19dはマグネット1の他端
側の外周面及び内周面に対向してマグネット1の他端を
挟み込むように設けられる。その際、内側磁極19c、
19dのラジアル方向部はマグネット1の内側に一体的
に形成された摺動層4の部分4cに回転可能な公差で嵌
合している。また同時に内側磁極19c、19dの端面
部はアキシャル方向に摺動可能なように摺動層4の部分
4dに接している。また、ステータ19の穴19eが出
力軸7の他端部と隙間を持つように形成されている。な
お、この出力側でないロータ軸受け用の穴19eはロー
タ軸を短くすることによりなくすことができる。
Outer magnetic poles 19a, 1 of the second stator 19
The magnet 9 b and the inner magnetic poles 19 c and 19 d are provided so as to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on the other end side of the magnet 1 so as to sandwich the other end of the magnet 1. At that time, the inner magnetic pole 19c,
The radial portion 19d is fitted to the portion 4c of the sliding layer 4 integrally formed inside the magnet 1 with a rotatable tolerance. At the same time, the end faces of the inner magnetic poles 19c and 19d are in contact with the portion 4d of the sliding layer 4 so as to be slidable in the axial direction. Further, a hole 19 e of the stator 19 is formed so as to have a gap with the other end of the output shaft 7. The hole 19e for the rotor bearing which is not on the output side can be eliminated by shortening the rotor shaft.

【0027】したがって、コイル2により発生する磁束
は外側磁極18a、18bと内側磁極18c、18dと
の間のロータであるマグネット1を横切るので効果的に
ロータであるマグネット1に作用し、コイル3により発
生する磁束は外側磁極19a、19bと内側磁極19
c、19dとの間のロータであるマグネット1に作用
し、モータの出力を高める。
Therefore, the magnetic flux generated by the coil 2 crosses the magnet 1 which is the rotor between the outer magnetic poles 18a and 18b and the inner magnetic poles 18c and 18d, so that the magnetic flux effectively acts on the magnet 1 which is the rotor. The generated magnetic flux is generated by the outer magnetic poles 19a and 19b and the inner magnetic pole 19
Acts on the magnet 1 which is a rotor between c and 19d to increase the output of the motor.

【0028】またマグネット内径部に形成された摺動層
とステータ内側磁極を回転可能なように嵌合させること
により、ステータ内側磁極外周部を軸受けとすることに
より、即ち、受け面としてマグネットを回転させること
ができるので、ステータ穴18e、19eを軸受けとし
ての機能させる必要をなくすことができる。
The sliding layer formed on the inner diameter portion of the magnet is rotatably fitted to the inner magnetic pole of the stator, so that the outer peripheral portion of the inner magnetic pole of the stator is used as a bearing. Therefore, it is not necessary to make the stator holes 18e and 19e function as bearings.

【0029】20は連結リングである。この連結リング
20で第1のステータ18、第2のステータ19を固定
保持することにより、第1のステータ18、第2のステ
ータ19の固定のみ用いるため単純なリング形状でよ
い。連結リング20と第1のステータ18、第2のステ
ータ19を接合するが、連結リング20の位置を治具な
どで固定し、連結リング20が金属の場合は、例えば図
2の21、22の箇所を溶接で固定する。
Reference numeral 20 denotes a connecting ring. Since the first stator 18 and the second stator 19 are fixed and held by the connecting ring 20, only the fixing of the first stator 18 and the second stator 19 is used, so that a simple ring shape is sufficient. The connecting ring 20 is joined to the first stator 18 and the second stator 19, and the position of the connecting ring 20 is fixed with a jig or the like. When the connecting ring 20 is made of metal, for example, the connecting rings 21 and 22 in FIG. Fix the part by welding.

【0030】図2はステップモータの断面図であり、図
3(a)、(b)、(c)、(d)は図2のA−A線で
断面図を示し、図3の(e)、(f)、(g)、(h)
は図2のB−B線で断面図を示している。図3の(a)
と(e)とが同時点での断面図であり、図3の(b)と
(f)とが同時点での断面図であり、図3の(c)と
(g)とが同時点での断面図であり、図3の(d)と
(h)とが同時点での断面図である。次に本発明のステ
ップモータの動作を説明する。
FIG. 2 is a sectional view of the stepping motor. FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c) and 3 (d) are sectional views taken along line AA in FIG. 2, and FIG. ), (F), (g), (h)
Shows a cross-sectional view along the line BB in FIG. FIG. 3 (a)
3 (e) is a cross-sectional view at the same time, FIGS. 3 (b) and 3 (f) are cross-sectional views at the same time, and FIGS. 3 (c) and 3 (g) are the same. 3D and FIG. 3H are cross-sectional views at the same time. Next, the operation of the step motor of the present invention will be described.

【0031】図3の(a)、(e)の状態からコイル2
及び3に通電して、第1のステータ18の外側磁極18
a、18bをN極とし、内側磁極18c、18dをS極
とし、第2のステータ19の外側磁極19a、19bを
N極とし、内側磁極19c、19dをS極に励磁する
と、ロータであるマグネット1は反時計方向に45度回
転し、図3の(b)、(f)に示す状態になる。
From the state shown in FIGS. 3A and 3E, the coil 2
, 3 and the outer magnetic pole 18 of the first stator 18.
When a and 18b are N poles, the inner magnetic poles 18c and 18d are S poles, the outer magnetic poles 19a and 19b of the second stator 19 are N poles, and the inner magnetic poles 19c and 19d are S poles. 1 rotates 45 degrees in the counterclockwise direction, and becomes a state shown in FIGS.

【0032】次にコイル2への通電を反転させ、第1の
ステータ18の外側磁極18a、18bをN極とし、内
側磁極18c、18dをS極とし、第2のステータ19
の外側磁極19a、19bをN極とし、内側磁極19
c、19dをS極に励磁すると、ロータ19a、19b
をN極とし、内側磁極19c、19dをS極に励磁する
と、ロータであるマグネット1は更に反時計方向に45
度回転し、図3の(c)、(g)に示す状態になる。
Next, the power supply to the coil 2 is reversed, the outer magnetic poles 18a and 18b of the first stator 18 are set to N poles, the inner magnetic poles 18c and 18d are set to S poles, and the second stator 19
The outer magnetic poles 19a and 19b are N poles and the inner magnetic pole 19
When c and 19d are excited to the S pole, the rotors 19a and 19b
When the inner magnetic poles 19c and 19d are excited to the S pole, the magnet 1 as the rotor is further rotated counterclockwise by 45 degrees.
3 (c) and 3 (g).

【0033】次にコイル3への通電を反転させ、第2の
ステータ19の外側磁極19a、19bをS極とし、内
側磁極19c、19dをN極とし,第1のステータ18
の外側磁極18a、18bをS極とし、内側磁極18
c、18dをN極に励磁すると、ロータであるマグネッ
ト1は更に反時計方向に45度回転し、図3の(d)、
(h)に示す状態になる。以後、このようにコイル2及
び3に通電方向を順次切換えていくことによりロータで
あるマグネット1は通電位相に応じた位置へと回転して
いくものである。
Next, the energization of the coil 3 is reversed, the outer magnetic poles 19a and 19b of the second stator 19 are set as S poles, the inner magnetic poles 19c and 19d are set as N poles, and the first stator 18 is turned on.
The outer magnetic poles 18a and 18b are S poles, and the inner magnetic pole 18
When c and 18d are excited to the N pole, the magnet 1, which is a rotor, further rotates counterclockwise by 45 degrees, and as shown in FIG.
The state shown in FIG. Thereafter, by sequentially switching the energizing direction to the coils 2 and 3 in this manner, the magnet 1, which is a rotor, rotates to a position corresponding to the energizing phase.

【0034】マグネットの内径部には摺動層4が設けら
れており、この摺動層4の内側部分4aは内側磁極18
c、18dと回転可能な状態で嵌合している。
A sliding layer 4 is provided on the inner diameter portion of the magnet, and an inner portion 4 a of the sliding layer 4 has an inner magnetic pole 18.
c and 18d are rotatably fitted.

【0035】図4はマグネット1をアキシャル方向から
見た図である。同芯上にロータ軸の固着部が形成されて
いる。ステータの内側磁極と摺動する層も同芯上に形成
されている。
FIG. 4 is a view of the magnet 1 as viewed from the axial direction. A fixed portion of the rotor shaft is formed concentrically. A layer that slides on the inner magnetic pole of the stator is also formed concentrically.

【0036】図5は図4の断面図である。マグネット1
の内径部に射出成形法により一体的に摺動性のある樹脂
で摺動層4が形成され、この摺動層4はロータ軸の固着
部も一体に形成している。
FIG. 5 is a sectional view of FIG. Magnet 1
A sliding layer 4 is formed integrally with a resin having a slidability by an injection molding method on the inner diameter portion, and the sliding layer 4 also integrally forms a fixed portion of the rotor shaft.

【0037】図7はステータの形状を示す斜視図であ
る。内側磁極18c、18dの外周部は円筒状の形状を
切り欠いた形になっており高精度に仕上げられている。
FIG. 7 is a perspective view showing the shape of the stator. The outer peripheral portions of the inner magnetic poles 18c and 18d are formed by cutting off a cylindrical shape and are finished with high precision.

【0038】(実施例2)図6は他の実施例の摺動層を
示す断面図である。この実施例2では、ロータ軸の固着
部がマグネット材で形成され、そのマグネット材にメッ
キ、塗装、蒸着など表面処理により摺動層が一体に形成
されたものである。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a sectional view showing a sliding layer according to another embodiment. In the second embodiment, the fixed portion of the rotor shaft is formed of a magnet material, and a sliding layer is integrally formed on the magnet material by surface treatment such as plating, painting, and vapor deposition.

【0039】(実施例3)図8はさらに他の実施例の摺
動層を示す断面図である。この実施例3では、マグネッ
トの内径部に一体に摺動層を形成し、ステータの内側磁
極と回転可能に嵌合させたものであるが、出力側でない
ステータ9の中心にロータ軸8を受ける軸受けを設ける
必要はなく構成したものであり、このため、ロータ軸8
を短くすることができる。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a sectional view showing a sliding layer according to still another embodiment. In the third embodiment, a sliding layer is formed integrally with the inner diameter portion of the magnet and rotatably fitted to the inner magnetic pole of the stator. However, the rotor shaft 8 is received at the center of the stator 9 which is not on the output side. There is no need to provide a bearing, so that the rotor shaft 8
Can be shortened.

【0040】(実施例4)図9はさらに他の実施例の摺
動層を示す断面図である。この実施例4では、片側のス
テータ9の内側磁極とマグネットに形成された摺動層を
回転可能に嵌合させ、もう片側に出力側のロータ軸8を
受ける軸受け11を設けたものである。
(Embodiment 4) FIG. 9 is a sectional view showing a sliding layer according to still another embodiment. In the fourth embodiment, the inner magnetic poles of the stator 9 on one side and the sliding layer formed on the magnet are rotatably fitted to each other, and the bearing 11 for receiving the rotor shaft 8 on the output side is provided on the other side.

【0041】ここで、このような構成のステップモータ
がモータを超小型化する上で最適な構成であることにつ
いて述べる。ステップモータの基本構成について述べる
と、第1に、マグネットを中空の円筒形状に形成してい
ること、第2に、マグネットの外周面を周方向にn分割
して異なる極に交互に着磁していること、第3に、マグ
ネットの軸方向に第1のコイルとマグネットと第2のコ
イルを順に配置していること、第4に、第1、第2のコ
イルにより励磁される第1、第2のステータの外側磁極
及び内側磁極をマグネットの外周面及び内周面に対向さ
せていること、第5に、第1のステータと第2のステー
タを所定の位相及び間隔を保持するために第1の外側磁
極と第2の外側磁極を保持するための保持形状を設けて
いること第6に、マグネットの内径部に摺動層を形成し
ていること、第7に、第1のステータ、第2のステータ
の内側磁極の外周部とマグネット内径に形成された摺動
層と回転可能に嵌合させ、内側磁極の外周部を軸受けと
して機能させ、マグネットを回転可能にしていること、
第8に、第1のステータ、第2のステータの内側磁極の
外周部とマグネットに形成されたアキシャル方向の摺動
層に摺動可能なように接触させたこと、である。
Here, a description will be given of the fact that the stepping motor having such a configuration is the most suitable configuration for miniaturizing the motor. The basic configuration of the step motor is as follows. First, the magnet is formed in a hollow cylindrical shape. Second, the outer peripheral surface of the magnet is divided into n portions in the circumferential direction and magnetized alternately at different poles. Third, the first coil, the magnet, and the second coil are arranged in order in the axial direction of the magnet. Fourth, the first and second coils excited by the first and second coils Fifth, the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the second stator are opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the magnet. Fifth, in order to maintain a predetermined phase and interval between the first stator and the second stator. Sixth, a holding layer for holding the first outer magnetic pole and the second outer magnetic pole is provided. Sixth, a sliding layer is formed on an inner diameter portion of the magnet. Seventh, a first stator is provided. And the outer periphery of the inner magnetic pole of the second stator and the magnet. Inner diameter was a formed sliding layer rotatably fitted, that is functional outer peripheral portion of the inner magnetic pole as a bearing, and a rotatable magnet,
Eighth, the outer peripheral portions of the inner magnetic poles of the first stator and the second stator are slidably brought into contact with the axial sliding layer formed on the magnet.

【0042】したがって、このステップモータの径はマ
グネットの径にステータの磁極を対向して設けるだけの
大きさがあればよく、また、ステップモータの軸方向の
長さは、マグネットの長さに第1のコイルと第2のコイ
ルの長さを加えただけの長さがあれば良いことになる。
このため、ステップモータの大きさは、マグネット及び
コイルの径と長さによって決まるもので、マグネット及
びコイルの長さをそれぞれ小さくすればステップモータ
を超小型化できる。
Therefore, the diameter of the step motor only needs to be large enough to provide the magnetic pole of the stator to the diameter of the magnet, and the axial length of the step motor is equal to the length of the magnet. It suffices if the length is just the sum of the lengths of the first coil and the second coil.
For this reason, the size of the step motor is determined by the diameters and lengths of the magnet and the coil. If the lengths of the magnet and the coil are reduced, the step motor can be miniaturized.

【0043】また、マグネット及びコイルの径と長さを
それぞれ非常に小さくすると、ステップモータとしての
精度を維持することが難しくなるが、これはマグネット
を中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状に形成
されたマグネットの外周面及び内周面に第1、第2のス
テータの外側磁極及び内側磁極を対向させ、また、その
位相および間隔を一定に保持する保持部形状を非磁性金
属連結リングによりステップモータとしての精度の問題
を解決している。この時、マグネットの外周面だけでな
く、マグネットの内周面も円方向に着磁すれば、モータ
の出力を更に効果的にすることができる。
If the diameters and lengths of the magnet and the coil are extremely small, it is difficult to maintain the accuracy of the step motor. However, this is because the magnet is formed in a hollow cylindrical shape, and the hollow cylinder is formed. The outer and inner magnetic poles of the first and second stators are opposed to the outer and inner peripheral surfaces of the magnet formed in a shape, and the shape of the holding portion for holding the phase and the interval constant is non-magnetic metal connection. The ring solves the problem of accuracy as a stepper motor. At this time, not only the outer peripheral surface of the magnet but also the inner peripheral surface of the magnet are magnetized in a circular direction, so that the output of the motor can be made more effective.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、円筒形
状に形成されるとともに少なくともその外周面を周方向
にn分割して異なる極に交互に着磁されたマグネットを
備え、該マグネットの軸方向に第1のコイルと前記マグ
ネットと第2のコイルを順に配置し、前記第1のコイル
により励磁され第1の外側磁極及び第1の内側磁極から
なる第1のステータを前記マグネットの一端の外周面及
び内周面に対向させ、前記第2のコイルにより励磁され
る第2の外側磁極及び第2の内側磁極からなる第2のス
テータを前記マグネットの他端側の外周面及び内周面に
対向させるとともにマグネットの内径部に形成された摺
動層と第1のステータ、第2のステータの内側磁極の外
周部を嵌合させ、内側磁極の外周部を軸受けとして機能
させマグネットを回転可能とし、また同時に内側磁極の
端面とロータ軸固着部に形成されたアキシャル方向の部
分でアキシャル方向の軸受け部としたことによりステー
タに設けられていた軸受け部品をなくすことができ、ま
た内側磁極の端面でマグネットのアキシャル方向の動き
を規制できることによりロータ軸をストレートにするこ
とが可能になり、大幅に部品費、組立費の削減が可能に
なった。
As described above, according to the present invention, there is provided a magnet which is formed in a cylindrical shape and has at least its outer peripheral surface divided into n portions in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles. A first coil, the magnet, and a second coil are arranged in this order in the axial direction, and a first stator, which is excited by the first coil and includes a first outer magnetic pole and a first inner magnetic pole, is connected to the magnet. A second stator having a second outer magnetic pole and a second inner magnetic pole excited by the second coil is opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface at one end, and the second stator having the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole is coupled to the outer peripheral surface and the inner The outer peripheral portion of the inner magnetic pole of the first stator and the second stator is fitted to the sliding layer formed on the inner diameter portion of the magnet while facing the peripheral surface, and the outer peripheral portion of the inner magnetic pole functions as a bearing to make the magnet. And the axial part formed at the end face of the inner magnetic pole and the rotor shaft fixing part at the same time as the axial bearing part can eliminate bearing parts provided on the stator. By restricting the axial movement of the magnet at the end face, the rotor shaft can be straightened, and the cost of parts and assembly can be greatly reduced.

【0045】また、上記構造によりモータを超小型化す
るうえで最適な構成とすることができた。また、マグネ
ットを中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状に
形成されたマグネットの外周面及び内周面に第1、第2
の外側磁極及び内側磁極を対向させることによりモータ
として効果的な出力を得ることができる。
Further, with the above structure, it was possible to obtain an optimum configuration for miniaturizing the motor. Further, the magnet is formed in a hollow cylindrical shape, and the first and second magnets are formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the hollow cylindrical magnet.
By making the outer magnetic pole and the inner magnetic pole face each other, an effective output as a motor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明のステップモータの分解斜視図で
ある。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a step motor according to the present invention.

【図2】図2は図1に示すステップモータの組み立て完
成状態の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the step motor shown in FIG. 1 in an assembled state.

【図3】図3は図2に示すステップモータのロータ回転
動作説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a rotor rotating operation of the step motor shown in FIG. 2;

【図4】図4は摺動層が形成されたマグネットを軸方向
に見た図である。
FIG. 4 is an axial view of a magnet on which a sliding layer is formed.

【図5】図5はマグネットに射出成形法により摺動性の
ある樹脂で形成されたロータ軸保持部を含む形状を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a shape including a rotor shaft holding portion formed of a resin having slidability on a magnet by an injection molding method.

【図6】図6はロータ軸部が一体化されたマグネットに
形成された摺動層を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a sliding layer formed on a magnet having a rotor shaft integrated with the magnet.

【図7】図7はステータを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a stator.

【図8】図8は他の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment.

【図9】図9はさらに他の実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another embodiment.

【図10】図10は従来例の小型円筒形ステップモータ
の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a conventional small-sized cylindrical step motor.

【図11】図11はステータコイル105への通電によ
り発生する磁束の状態を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a state of a magnetic flux generated by energizing a stator coil 105;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マグネット 1a、1c S極 1b、1d N極 2 第1のコイル 3 第2のコイル 4 形成された摺動部 5 ロータ軸を固着する穴 7 ロータ軸 8 ロータ軸短 9 軸受け 10 形成された摺動部形状 18 第1のステータ 18a、18b 外側磁極 18c、18d 内側磁極 18e 出力軸の嵌合穴 19 第2のステータ 19a、19b 外側磁極 19c、19d 内側磁極 19e 出力軸の嵌合穴 20 連結リング 21 ステータ18と連結リング20の固定部 22 ステータ19と連結リング20の固定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet 1a, 1c S pole 1b, 1d N pole 2 1st coil 3 2nd coil 4 Sliding part formed 5 Hole for fixing rotor shaft 7 Rotor shaft 8 Rotor shaft short 9 Bearing 10 Sliding formed Moving part shape 18 First stator 18a, 18b Outer magnetic pole 18c, 18d Inner magnetic pole 18e Fitting hole of output shaft 19 Second stator 19a, 19b Outer magnetic pole 19c, 19d Inner magnetic pole 19e Fitting hole of output shaft 20 Connecting ring 21 Fixed part of stator 18 and connecting ring 20 22 Fixed part of stator 19 and connecting ring 20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円筒形状に形成されるとともに少なくとも
その外周面を周方向にn分割して異なる極に交互に着磁
されたマグネットを備え、該マグネットの軸方向に第1
のコイルと前記マグネットと第2のコイルを順に配置
し、前記第1のコイルにより励磁され第1の外側磁極及
び第1の内側磁極からなる第1のステータを前記マグネ
ットの一端の外周面及び内周面に対向させ、前記第2の
コイルにより励磁される第2の外側磁極及び第2の内側
磁極からなる第2のステータを前記マグネットの他端側
の外周面及び内周面に対向させるとともに、前記マグネ
ットの内径部に一体的に摺動層を設けたことを特徴とす
るモータ。
1. A magnet formed in a cylindrical shape and having at least its outer peripheral surface divided into n parts in a circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and a first magnet in an axial direction of the magnet.
, The magnet and the second coil are arranged in this order, and the first stator, which is excited by the first coil and includes the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole, is connected to the outer peripheral surface of one end of the magnet and the inner surface of the first stator. A second stator having a second outer magnetic pole and a second inner magnetic pole excited by the second coil and opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on the other end side of the magnet; A motor, wherein a sliding layer is integrally provided on an inner diameter portion of the magnet.
【請求項2】請求項1記載のモータにおいて、前記摺動
層は第1の内側磁極及び第2の内側磁極とアキシャル方
向で接触可能に構成されていることを特徴とするモー
タ。
2. The motor according to claim 1, wherein the sliding layer is configured to be able to contact the first inner magnetic pole and the second inner magnetic pole in an axial direction.
【請求項3】請求項1記載のモータにおいて、前記摺動
層は第1の内側磁極及び第2の内側磁極とラジアル方向
で接触可能に構成されていることを特徴とするモータ。
3. The motor according to claim 1, wherein the sliding layer is configured to be able to contact the first inner magnetic pole and the second inner magnetic pole in a radial direction.
【請求項4】請求項1〜3のいずれか1つに記載のモー
タにおいて、前記摺動層は射出成形法により樹脂で一体
成形したことを特徴とするモータ。
4. The motor according to claim 1, wherein said sliding layer is integrally formed of resin by an injection molding method.
【請求項5】請求項1〜3のいずれか1つに記載のモー
タにおいて、前記摺動層をメッキ、塗装、蒸着など表面
処理法で形成したことを特徴とするモータ。
5. The motor according to claim 1, wherein said sliding layer is formed by a surface treatment method such as plating, painting, vapor deposition and the like.
【請求項6】請求項1〜3のいずれか1つに記載のモー
タにおいて、前記マグネットと一体的に回転可能なロー
タ軸を備え、前記マグネットは前記ロータ軸に前記マグ
ネット内径部に一体化形成された保持部を介して固定さ
れることを特徴とするモータ。
6. The motor according to claim 1, further comprising a rotor shaft rotatable integrally with said magnet, wherein said magnet is formed integrally with said rotor shaft at said magnet inner diameter portion. A motor that is fixed via a fixed holding portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1432106A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Actuator

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