JPH04229065A - 小型モータ - Google Patents

小型モータ

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JPH04229065A
JPH04229065A JP13687891A JP13687891A JPH04229065A JP H04229065 A JPH04229065 A JP H04229065A JP 13687891 A JP13687891 A JP 13687891A JP 13687891 A JP13687891 A JP 13687891A JP H04229065 A JPH04229065 A JP H04229065A
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JP
Japan
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rotor
magnetic pole
yoke
stator
stators
Prior art date
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Pending
Application number
JP13687891A
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English (en)
Inventor
Eiichi Yonezawa
米沢 栄一
Masahiro Osawa
正弘 大澤
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP13687891A priority Critical patent/JPH04229065A/ja
Publication of JPH04229065A publication Critical patent/JPH04229065A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、時計,カメラ,医療用
カテーテルなどに組み込んで使用する直径数mm程度の
超小型のモータに関する。
【0002】
【従来の技術】まず、時計,カメラなどに組み込んで使
用する小型モータの従来構成を図8,図9に示す。図に
おいて、1は周方向にN,S極が交互に並ぶように着磁
された永久磁石形回転子(図示例は2極)、2,3は回
転子1を挟んでその軸上の両端に並ぶ左右一対の固定子
である。ここで、各固定子2,3は額縁形の一部を切欠
したC字状のヨーク21,31と、該ヨークに巻装した
励磁コイル22,32からなり、かつヨーク21,31
の切欠部端面を円弧面に加工してここに回転子1の周面
と対向し合う磁極23,24および33,34が互いに
ピッチ角90゜で互い違いに並ぶように形成されている
。また、各固定子2,3のヨークには軸受25,35を
設け、ここに回転子1の両端から突出した回転軸11を
挿入して軸支するように構成されている。
【0003】かかる構成で励磁コイル22,32に電流
を流すと、その電流方向に対応した極性に磁極23,2
4および33,34が磁化されてN,S極が現れる。こ
こで、図示されてない駆動回路を介して各励磁コイル2
2,32へ駆動タイミングパルスを与えて通電制御する
ことにより回転子1が次記のように回転駆動される。す
なわち、図9(a)の状態では回転子1が固定子2,3
の磁極との間に働く磁力により図示矢印の方向に回転す
る。そして、同図(b)の状態になったところで励磁コ
イル22,32の電流方向を逆に切換えると、各磁極2
3,24および33,34の極性が同図(c)のように
なり、回転子1はさらに回転が進む。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の小型モータの構成では、固定子ヨークとして額縁形
の磁路を形成したヨークを採用してので、ヨーク,励磁
コイルが回転子より側方へ大きくはみ出している。した
がってモータ全体の外形寸法を縮小するには限度があっ
てカメラなどの機器に組み込む際のスペース効率が悪く
、特に医療用カテーテルのような細管内に組み込むなど
の用途には不適である。
【0005】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、固定子を改良することにより、コンパクトな構
造でモータ全体を細長い円柱形に構成できるようにした
小型モータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の小型モータは、回転子を挟んで軸上の両側
に配置した一対の固定子を、回転子軸と同軸上に並ぶ円
筒状ヨークと、該ヨークの外周に巻装した励磁コイルと
、一端を前記ヨークに連ねて回転子の周面上に張り出す
櫛歯状の磁極とから構成し、かつ双方の固定子を周方向
で相対的に磁極ピッチの1/2だけずらして配置するも
のとする。
【0007】また、前記構成において、回転子の両端か
ら突出した回転軸を円筒状ヨークに軸穴に挿入して軸支
することができる。
【0008】さらに、前記固定子の具体的な構成として
、固定子を円筒状ヨークと、円筒状ヨークの周上に装荷
した励磁コイルと、励磁コイルを挟んで円筒状ヨークの
両端部に嵌合した一対の鍔状ヨークと、各鍔状ヨークに
一端を連ねて回転子の周面上に張り出すよう配列した円
弧板状の磁極片とで組立て、かつ一方の鍔状ヨークに結
合した磁極片と他方の鍔状ヨークに結合した磁極片の極
間ピッチを回転子の磁極ピッチに合わせて周方向に交互
配列する構成がある。
【0009】また、前記の各固定子を定位置に精度よく
組立て保持するための手段として、回転子の両側に並ぶ
固定子を両者間にまたがる非磁性のスリーブ状外被ケー
スに組み込む構成、さらにスリーブ状外被ケースに対し
その内周面側に固定子の各磁極片を定位置に保持する嵌
合溝を形成した構成がある。
【0010】
【作用】上記の構成において、各固定子の励磁コイルに
流す電流を経時的に切換えてバイポーラ駆動することに
より、通常のステップモータと同様な原理で回転子が回
転する。また、回転子の両側に配置した固定子組立体は
回転子と同軸上に並び、しかもその形状が円筒形に構成
されているので半径方向へのはみ出し部分がなく、モー
タ全体を細長い円柱形としてコンパクトに構成できる。 さらに、各固定子をスリーブ状の外被ケース内に組み込
むことにより、該外被ケースを基準に固定子,回転子を
高精度に位置決め,軸芯出して組立てることができる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例において、図8に対応する同一部材
には同じ符号が付してある。
【0012】実施例1:図1,図2は本発明の基本的な
実施例を示すものであり、図1はモータ全体の分解斜視
図、図2は組立状態での磁極配列を示す。すなわち、周
方向にN,S極(極数8)が並ぶように着磁された永久
磁石形回転子1を挟んでその左右両側には同じ構造の固
定子4,5が向きを変えて同軸上に向かい合わせに配置
されている。また、前記の固定子4,5は、円筒形ヨー
ク41,51と、該ヨークの後端側径小部の周面上に巻
装した励磁コイル42,52と、円筒形ヨーク41,5
1の後端部(励磁コイルと反対側)から回転子1の周面
上に張り出して櫛歯状に並ぶ各4個ずつの磁極片43,
53とから構成されている。ここで、回転子1の磁極ピ
ッチに合わせて、磁極片43,および53が周上に配列
されており、さらに、固定子4と5は各磁極片43と5
3が互いに噛み合って組合わさるように磁極ピッチの1
/2だけ周方向へ相対的にずらして配備されている。そ
して、回転子1を固定子4,5の磁極片43,53で取
り囲まれた内腔に挿入した組立て状態では、回転子1の
両端から突出した回転軸11が円筒形ヨーク41,51
の中心部に穿孔した軸穴44,54を軸受として軸支さ
れている。
【0013】かかる構成で、固定子4,5の励磁コイル
42,52に励磁電流を流すと、磁極片43,53が励
磁電流の方向に対応してN極,あるいはS極に磁化され
る。図2の状態では固定子4の磁極片43はN極、固定
子5の磁極片53はS極に磁化されており、回転子1の
周上には4個のN極と4個のS極の磁極片が交互に並ぶ
ことになり永久磁石形回転子1との間に磁気吸引力,反
発力が働く。そして、各固定子4,5の励磁コイル43
,53の励磁電流を図示されてない駆動回路のパルス分
配器を通じて経時的に切換え制御することにより、各磁
極片43,53の極性がN,Sの間で変わり、これに同
期して回転子1が回転する。この回転動作の原理はステ
ップモータと同様である。なお、この場合に原理的には
モータの起動回転力はないが、所要トルクが極小さな小
型モータでは、一般に磁極の極性反転の際に生じるうず
電流によるトルクで起動し、一旦起動した後は回転子の
慣性が加わって定方向に連続回転する。
【0014】実施例2:図3〜図7は先記の実施例1を
さらに具体化した本発明実施例の構成を示すものである
。すなわち、モータは実施例1で述べたと同様な永久磁
石形回転子1(磁極数4)と、回転子1と同軸上に並べ
て左右両側に向かい合わせて配置した同一構造の固定子
6,7と、固定子6,7の両者にまたがってその外周側
に組合わせたスリーブ状の外被ケース8とから構成され
ている。また、固定子6,7は円筒状ヨーク61,71
と、該ヨークの周上に装荷した励磁コイル62,72と
、励磁コイル62,72を挟んで円筒状ヨーク61,7
1の両端部に嵌合した鍔状ヨーク63,64および74
,75と、各鍔状ヨーク63,64および74,75に
一端を連ねて回転子1の周面上に各2枚ずつ張り出した
円弧板状の磁極片65,66および75,76との組立
体としてなる。
【0015】ここで、回転子1の磁極ピッチτP を基
準として、図7に明示されているように、磁極片65と
66, および75と76の極間ピッチを磁極ピッチτ
P と同ピッチに設定し、さらに固定子6と7は周方向
で磁極ピッチτP の1/2だけ相対的にずらして配置
されている。なお、各磁極片65と66, および75
と76の周幅寸法は磁極ピッチτP の約1/2とする
。これにより、モータ組立状態では、回転子1の周面に
対向して固定子6側の磁極片65,66との間に固定子
7側の磁極片75,76が並ぶような互い違いの配列と
なる。なお、モータの組立状態では実施例1と同様に、
回転子1の両端から突出した回転軸11が固定子6,7
の円筒状ヨークの中心に穿孔した軸穴67,77を軸受
として軸支されている。また、回転子1と固定子6,7
の円筒状ヨーク61,71の端面との間にはスラスト軸
受として働くカラー68,78が介挿されている。
【0016】一方、前記したスリーブ状の外被ケース8
は、アルミダイキャスト品,あるいは樹脂成形品などで
作られた非磁性ケースであり、その内周面には図6で示
すように前記した固定子6,7の各磁極片65,66お
よび75,76を所定の組立位置に保持する嵌合溝81
が形成されている。なお、嵌合溝81を形成する代わり
に外被ケース8を成形する際に各磁極片を一体モールド
して作製することもできる。
【0017】上記の構成で、固定子6,7ごとに励磁コ
イル62,72を通電すると、その電流方向に対応して
磁極65,66および75,76がN極,S極に磁化さ
れ、ここで励磁コイルの電流方向を切換えると磁極65
,66および75,76の極性が反転する。なお、この
場合に固定子6,7ごとに円筒状ヨーク,鍔状ヨーク,
磁極片を経由した閉ループの磁路が形成される。そして
、固定子6,7の励磁コイル62,72を図7の動作原
理図で表すにように通電制御することによりモータが回
転する。すなわち、図7のステップ1では固定子6の励
磁コイルが通電、固定子7の励磁コイルは無通電であり
、固定子6の各磁極65,66がそれぞれS極,N極と
なっている。この状態では回転子1と固定子6の磁極6
5,66との間に働く磁気吸引力がバランスして回転力
は発生しない。この状態からステップ2のように固定子
6の通電を止め、固定子7を通電に切換えると、回転子
1と固定子7の磁極75,76との間に働く磁気吸引力
により回転子1は矢印方向へ磁極ピッチτP の1/2
だけ回転する。以下、固定子6,7の通電,電流方向を
ステップ3〜5の状態に順次切換え制御することにより
、回転子1が連続してステップ的に回転する。
【0018】なお、図示実施例のモータは、4極バイポ
ーラ駆動方式の2相ステップモータとして構成したもの
であるが、動作原理的には固定子の磁極数には制限がな
い。但し、固定子6,7を2極で構成すると、磁極65
,66および75,76が1本となるので、外被ケース
8に組み込む際に安定した回転軸中心の芯出しができな
くなるので、実用的には4ないし6極以上で構成するの
がよい。
【0019】
【発明の効果】本発明の小型モータは、以上説明したよ
うに構成されているので、次記の効果を奏する。
【0020】(1)請求項1の構成においては、回転子
を挟んで軸上の両側に配置した一対の固定子を回転子軸
と同軸上に並ぶ円筒状ヨークと、該ヨークの外周に巻装
した励磁コイルと、一端を前記ヨークに連ねて回転子の
周面上に張り出す櫛歯状の磁極とから構成するとともに
、双方の固定子を周方向で相対的に磁極ピッチの1/2
だけずらして配置し、さらに請求項2の構成では、回転
子の両端から突出した回転軸を円筒状ヨークに軸穴に挿
入して軸支して構成したことにより、モータ全体の外形
が細長い外形でコンパクトな構成となるので、当該モー
タを適用機器内にスペース効率よく組み込むことができ
るとともに、例えば医療用カテーテルなどのように細管
内への適用も可能となるなど用途範囲の拡大化が図れる
【0021】(2)また、請求項3,4,5の構成を採
用することにより、各固定子ごとに円筒状ヨーク,鍔状
ヨーク,磁極片を経由した閉ループ状の磁路が確保され
て安定した運転動作が行えるとともに、一対の固定子を
外被ケース内に組み込むことでモータの組立てが容易と
なる他、各部品を精度よく位置決め,芯出しできるなど
の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例の構成を示す分解斜視図
【図2
】図1における磁極の配列図
【図3】本発明の異なる実施例の構成を示す一部切欠斜
視図
【図4】図3の断面側視図
【図5】図3における固定子の組立構造の斜視図
【図6
】図3における外被ケースの端面図
【図7】図3の構成
によるモータの動作説明図
【図8】従来における小型モ
ータの構成分解斜視図
【図9】図8の構成によるモータ
の動作説明図
【符号の説明】
1    永久磁石形回転子 11    回転軸 4    固定子 41    円筒形ヨーク 42    励磁コイル 43    磁極片 44    軸穴 5    固定子 51    円筒形ヨーク 52    励磁コイル 53    磁極片 54    軸穴 6    固定子 61    円筒形ヨーク 62    励磁コイル 63    鍔状ヨーク 64    鍔状ヨーク 65    磁極片 66    磁極片 67    軸穴 7    固定子 71    円筒形ヨーク 72    励磁コイル 73    鍔状ヨーク 74    鍔状ヨーク 75    磁極片 76    磁極片 77    軸穴

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周方向にN,S極が着磁された永久磁石形
    回転子と、該回転子を挟んで軸上の両側に配置した一対
    の固定子とを備え、各固定子の励磁コイルを通電制御し
    て回転子を駆動する小型モータであって、前記固定子が
    回転子軸と同軸上に並ぶ円筒状ヨークと、該ヨークの外
    周に巻装した励磁コイルと、一端を前記ヨークに連ねて
    回転子の周面上に張り出す櫛歯状の磁極とからなり、か
    つ双方の固定子を周方向で相対的に磁極ピッチの1/2
    だけずらして配置構成したことを特徴とする小型モータ
  2. 【請求項2】請求項1記載の小型モータにおいて、回転
    子の両端から突出した回転軸を円筒状ヨークに軸穴に挿
    入して軸支したことを特徴とする小型モータ。
  3. 【請求項3】請求項1記載の超小型モータにおいて、固
    定子が円筒状ヨークと、円筒状ヨークの周上に装荷した
    励磁コイルと、励磁コイルを挟んで円筒状ヨークの両端
    部に嵌合した一対の鍔状ヨークと、各鍔状ヨークに一端
    を連ねて回転子の周面上に張り出すよう配列した円弧板
    状の磁極片との組立体としてなり、かつ一方の鍔状ヨー
    クに結合した磁極片と他方の鍔状ヨークに結合した磁極
    片の極間ピッチを回転子の磁極ピッチに合わせて周方向
    に交互配列したことを特徴とする小型モータ。
  4. 【請求項4】請求項3記載の小型モータにおいて、一対
    の固定子を両者間にまたがる非磁性のスリーブ状外被ケ
    ースに組み込んだことを特徴とする小型モータ。
  5. 【請求項5】請求項4記載の小型モータにおいて、外被
    ケースの内周面側に固定子の各磁極片を定位置に保持す
    る嵌合溝を形成したことを特徴とする小型モータ。
JP13687891A 1990-08-21 1991-06-10 小型モータ Pending JPH04229065A (ja)

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JP21975490 1990-08-21
JP2-219754 1990-08-21
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296356A (ja) * 1993-01-12 1994-10-21 Gijutsu Kenkyu Kumiai Iryo Fukushi Kiki Kenkyusho ステッピングモータ
JPH0731122A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Mitsubishi Materials Corp ステッピングモータ
AU660249B2 (en) * 1993-07-08 1995-06-15 Mitsubishi Materials Corporation Stepping motor
EP1420507A1 (de) * 2002-11-16 2004-05-19 Minebea Co., Ltd. Minaturmotor mit dauermagnetischem Läufer
EP1420506A1 (de) * 2002-11-16 2004-05-19 Minebea Co., Ltd. Miniaturmotor mit dauermagnetischem Läufer
KR100494329B1 (ko) * 2001-07-06 2005-06-13 캐논 가부시끼가이샤 모터 및 촬영장치
JP2006129642A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nidec Copal Corp ステッピングモータ。

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