專利名稱：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及作為設(shè)備驅(qū)動(dòng)源等使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)中，揭示了用線圈骨架端子板進(jìn)行定子的對相位的超小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。圖14表示該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。
在圖14中，111是在周方向上被多極磁化的磁鐵，112是軸，由它們構(gòu)成轉(zhuǎn)子110。2組與轉(zhuǎn)子110相對的、相同形狀的定子120，相對地配置在磁鐵111的軸向兩端側(cè)。定子120由內(nèi)軛鐵121、線圈骨架122、外軛鐵123、和圓筒部件124構(gòu)成。內(nèi)軛鐵121和外軛鐵123的各內(nèi)徑側(cè)以磁方式且機(jī)械方式與圓筒部件124相連。線圈骨架122由樹脂等絕緣材料制成，在外周側(cè)有線圈骨架端子板122a。內(nèi)軛鐵121和外軛鐵123都由磁性材料制成，各自的齒狀磁極部121b和123b與磁鐵111的外周面相對。另外，外軛鐵123的磁極部123b配置在相對于內(nèi)軛鐵121的磁極部121b具有180°電角的相位差的位置。由線圈骨架122的線圈骨架端子板122a限制這些磁極部123b和磁極部121b的相對位置。下面，用圖15A、15b說明該構(gòu)造。
圖15A是從軸向看線圈骨架122的圖。圖15B是線圈骨架122的剖視圖。在線圈骨架122的線圈骨架端子板122a上，設(shè)有定子限制部122d、122e，其中，定子限制部122d與內(nèi)軛鐵121的磁極部121b卡合，定子限制部122e與外軛鐵123的磁極部123b卡合。通過這樣的卡合，內(nèi)軛鐵121和線圈骨架122、外軛鐵123和線圈骨架122分別被定位，內(nèi)軛鐵121和外軛鐵123相互被準(zhǔn)確保持在電角180°的位置。
另外，上述構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，2組定子120間的旋轉(zhuǎn)方向位置，必須定位在預(yù)定角(通常是電角90°)的位置。為此，使電動(dòng)機(jī)殼體131的開口部131a與設(shè)在軸線端子板122a上的軛鐵限制部122f卡合，該軛鐵限制部122f的位置設(shè)定為相對于定子限制部122d、122e錯(cuò)開預(yù)定的角，這樣，可以形成2組定子120間的相位差。由此可以容易對位，提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組裝性。
另外，在日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-70224號(hào)公報(bào)中，揭示了用另外的部件進(jìn)行2組定子定位的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。圖16表示其分解立體圖。
在圖16中，303是第1磁單元，該第1磁單元303具有與磁鐵相向的定子(內(nèi)側(cè)磁極部及外側(cè)磁極部)、和使該定子勵(lì)磁的線圈，用樹脂將它們覆蓋住。同樣地，304是第2磁性單元，該第1磁性單元304具有與磁鐵相對的定子(內(nèi)側(cè)磁極部及外側(cè)磁極部)、和使該定子勵(lì)磁的線圈，用樹脂將它們覆蓋住。301是磁鐵，302固定著磁鐵301的軸，該軸將磁鐵301可旋轉(zhuǎn)地保持著。305、306是軸承。
該構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，是從磁鐵301的兩端側(cè)挾入2組第1及第2磁單元303、304而構(gòu)成的。具體地說，使得用樹脂覆蓋著的第1磁單元303和同樣用樹脂覆蓋著的第2磁單元304對接，構(gòu)成為一體化的圓筒形的電動(dòng)機(jī)。在對接部設(shè)有銷和突起等的形狀部，使各自的外側(cè)磁極部保持預(yù)定角度地完成定位，然后把粘接樹脂涂敷在對接部上，使其硬化進(jìn)行固定。
在小型的圓筒形步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，為了容易對使定子勵(lì)磁的線圈供電，多采用如下的構(gòu)造在卷繞線圈線的線圈骨架上，設(shè)置具有端子銷的端子板，把線圈線的端子卷繞在該端子銷上，用端子板電氣地與柔性印刷電路板(下面簡稱為FPC(Flexible Printed Circuit))連接。
外徑小的超小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，由于端子板小，所以，F(xiàn)PC等連接在端子板上時(shí)，存在著負(fù)荷作用在其上的問題，必須采取解決該問題的對策。即，為了防止FPC從端子板上脫開，或者防止端子板本身破損，提出了使端子板從定子外周面突出的構(gòu)造。
在圖16中，在第1磁單元303、第2磁單元304上，與線圈骨架(圖未示)一體地形成了端子板307、308。端子板307、308，以線圈骨架的凸緣部伸出，從電動(dòng)機(jī)外周面突出的狀態(tài)配置著，分別支承著用于卷繞線圈導(dǎo)線的端子307a、308a，上述導(dǎo)線卷繞在線軸上。另外，在端子板307、308上分別設(shè)有樹脂制的部件309、310。
將第1磁單元303和第2磁單元304的長度方向(軸向)端部相互相對地配置，把樹脂制的部件309、310配置在端子板307、308之間，這樣，提高了端子板307、308的強(qiáng)度。在把FPC和線圈的導(dǎo)線連接在端子板上時(shí)，可以防止這時(shí)的外力破壞端子板307、308。
另外，在日本特開平(Japanese Patent Application Laid-Open No.)H6-237551號(hào)公報(bào)中，揭示了防止FPC因外力而斷線的技術(shù)。
圖17是表示日本特開平(Japanese Patent Application Laid-OpenNo.)H6-237551號(hào)公報(bào)中揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的剖視圖。
在圖17中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)軟盤(注冊商標(biāo))等的電動(dòng)機(jī)，具有主軸401、轉(zhuǎn)子402、線圈403、定子部404、電路板405、套筒406、FPC407、加強(qiáng)部件408。
FPC407上安裝著向線圈403供電的電源回路等，該FPC407具有通孔407a，設(shè)在定子部404上的套筒406插入該通孔407a中。另外，在FPC407的固定部407b的下側(cè)配設(shè)著加強(qiáng)部件408，該加強(qiáng)部件408壓入固定在套筒406內(nèi)。將FPC407通過加強(qiáng)部件408固定在定子部404上，可以用充分的強(qiáng)度固定住FPC407。這樣，即使有外力作用在FPC407上，F(xiàn)PC407也不會(huì)破損，固定部位也不會(huì)斷裂。
上述圖14所示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，由于內(nèi)軛鐵121和外軛鐵123的對位是直接由線圈骨架端子板122a進(jìn)行的，可以以相當(dāng)好的精度組裝。但是，2組定子120間的對相位，要經(jīng)過線圈骨架122和定子120、線圈骨架122和電動(dòng)機(jī)殼體131這樣兩個(gè)階段，結(jié)果，定子120之間相位對準(zhǔn)，考慮了零件公差等因素，不能認(rèn)為定子120間的相位對齊尺寸精度良好。這樣，采用了別的部件，該別的部件上設(shè)有用一個(gè)部件進(jìn)行定子之間相位對準(zhǔn)的限制部，存在零部件數(shù)目增加、或者零部件形狀復(fù)雜等問題。
在圖16所示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，用覆蓋外側(cè)的樹脂進(jìn)行定位，雖然不能進(jìn)行精度良好的定位，但與圖14所示者相比，由于不通過電動(dòng)機(jī)殼體，所以精度較好。另外，由于不需要電動(dòng)機(jī)殼體，所以，能減少零部件數(shù)目，組裝也容易。但是，由于必須進(jìn)行用樹脂覆蓋定子和線圈的鑲嵌成形，所以其成本提高。
另外，在圖16中，在電地連接FPC等的端子板之間充填樹脂，雖然可以有助于強(qiáng)化端子板本身，但是，當(dāng)外力作用到FPC等上時(shí)，F(xiàn)PC可能會(huì)脫離端子板。另外，由于端子板本身較大地突出于電動(dòng)機(jī)外周部，所以，不能實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，圖17所示的電動(dòng)機(jī)中，將套筒插入FPC的通孔，用加強(qiáng)部件加強(qiáng)，即使外力作用在FPC上，也不容易破損。但是，把圖17的構(gòu)造用于圖16所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)那樣的2相小型圓筒形電動(dòng)機(jī)時(shí)，在圖16中由于2個(gè)線圈配置在同軸上分離的位置，所以，與圖17的構(gòu)造同樣地配置FPC，在構(gòu)造上有困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的是提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，用一個(gè)部件進(jìn)行第1和第2定子的周方向的對位，精度良好。本發(fā)明的第2目的是提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，用一個(gè)部件進(jìn)行第1和第2定子的周方向?qū)ξ唬瑫r(shí)，用該一個(gè)部件從外部保護(hù)各定子和磁鐵，可以減少零部件數(shù)目，組裝性良好，實(shí)現(xiàn)低成本化，得到高精度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的第3目的是提供一種驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置中，即使外力作用在電路板上時(shí)，也可防止產(chǎn)生電路板本身破損，電路板與驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)的電氣連接部分被切斷等問題，提供可靠性良好的驅(qū)動(dòng)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述第1目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提供的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、第1及第2線圈、圓筒形第1及第2定子、圓筒形線圈骨架；上述圓筒形磁鐵的周方向分割成若干部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；第1及第2線圈與磁鐵同心，并且配置在分別從軸向兩端挾住該磁鐵的位置；第1及第2定子具有朝軸向伸出并與上述磁鐵相對的齒狀磁極部；圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，上面卷繞著第1線圈和第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，為使上述第1定子和上述第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系，沿軸向伸出的上述各磁極部與該卡合部卡合。
為了實(shí)現(xiàn)上述第2目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、第1及第2線圈、圓筒形第1及第2定子、圓筒形線圈骨架；圓筒形磁鐵的周方向被分割成若干部分，這些部分交替地磁化為不同的極；第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在分別從軸向兩端挾住該磁鐵的位置；第1及第2定子具有沿軸向伸出并與上述磁鐵相對的齒狀磁極部；圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著第1線圈和第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，沿軸向伸出的上述各磁極部與該卡合部卡合，以使第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系；還設(shè)有覆蓋第1、第2定子及磁鐵外周側(cè)的罩部。
為了實(shí)現(xiàn)上述第1目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、圓筒形的第1及第2線圈、第1定子、第2定子、輸出軸、圓筒形線圈骨架；圓筒形磁鐵的周方向被分割成若干部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在從軸向挾住該磁鐵的位置；第1定子具有隔開預(yù)定間隔地與磁鐵的一方外周面?zhèn)认嘞虿⒀剌S向伸出、被上述第1線圈勵(lì)磁的第1外側(cè)磁極部；第2定子具有隔開預(yù)定間隔地與磁鐵的另一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被上述第2線圈勵(lì)磁的第2外側(cè)磁極部；輸出軸由軟磁性材料構(gòu)成，固定在上述磁鐵的內(nèi)徑部，形成有在第1外側(cè)磁極部和第2外側(cè)磁極部中的至少一方軸向的預(yù)定范圍內(nèi)相對、被上述第1線圈和上述第2線圈中至少一方勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部；圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著第1線圈和第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，為使第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系，沿軸向伸出的上述第1及第2磁極部與該卡合部卡合。
為了實(shí)現(xiàn)上述第2目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、圓筒形的第1及第2線圈、第1定子、第2定子、輸出軸、圓筒形線圈骨架；圓筒形磁鐵的周方向被分割成若干部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在從軸向挾住該磁鐵的位置；第1定子具有隔開預(yù)定間隔地與磁鐵的一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被第1線圈勵(lì)磁的第1外側(cè)磁極部；第2定子具有隔開預(yù)定間隔地與上述磁鐵的另一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被上述第2線圈勵(lì)磁的第2外側(cè)磁極部；輸出軸由軟磁性材料構(gòu)成，固定在上述磁鐵的內(nèi)徑部，形成有在上述第1外側(cè)磁極部和上述第2外側(cè)磁極部中的至少一方軸向的預(yù)定范圍內(nèi)相對、被上述第1線圈和上述第2線圈中至少一方勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部；圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著上述第1線圈和上述第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，為使第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系，沿軸向伸出的上述第1及第2磁極部與該卡合部卡合，還具有覆蓋第1、第2定子及磁鐵外周側(cè)的罩部。
在上述構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，用一個(gè)部件進(jìn)行第1及第2定子的周方向?qū)ξ?，可以提供精度好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
另外，在上述構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，用一個(gè)部件進(jìn)行第1及第定子的周方向?qū)ξ?，并且，用該一個(gè)部件從外部保護(hù)各定子和磁鐵，所以，可提供零部件數(shù)目少、組裝性好、成本低、高精度的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述第3目的，本發(fā)明另一實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)裝置，其具有被磁化的筒狀磁鐵、固定在上述磁鐵內(nèi)徑部的旋轉(zhuǎn)軸、與磁鐵同軸地配設(shè)在上述磁鐵軸向一側(cè)的第1線圈、與上述磁鐵同軸地配設(shè)在該磁鐵軸向另一側(cè)的第2線圈、與上述磁鐵的外周面相對并被第1線圈勵(lì)磁的第1定子、與上述磁鐵的外周面相對并被上述第2線圈勵(lì)磁的第2定子，其特征在于，在上述第1及第2定子上分別設(shè)有卡合部；通過上述卡合部固定上述第1及第2定子和向上述第1及第2線圈供電用的電路板。
根據(jù)該構(gòu)造，在第1及第2定子上配設(shè)卡合部，通過卡合部固定第1及第2定子和向線圈供電用的電路板，所以，可用充分的強(qiáng)度固定電路板。這樣，即使有外力作用在電路板上，電路板也不會(huì)破損，電路板與驅(qū)動(dòng)裝置的電氣連接部件也不會(huì)切斷，可提供可靠性高的驅(qū)動(dòng)裝置。另外，可容易地進(jìn)行第1定子和第2定子的旋轉(zhuǎn)軸向的定位，并且可實(shí)現(xiàn)組裝容易化、低成本化。
另外，另一實(shí)施例中，以使上述第1定子和第2定子對于磁鐵旋轉(zhuǎn)方向的相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系的方式固定上述第1及第2定子上述電路板。
根據(jù)該構(gòu)造，由于以使第1定子和第2定子對于磁鐵旋轉(zhuǎn)方向的相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系的方式固定第1及第2定子和電路板，所以，第1定子和第2定子的相對位置精度良好，可提供旋轉(zhuǎn)性能良好的驅(qū)動(dòng)裝置。
另外，另一實(shí)施例中，上述第1及第2定子和電路板的固定方法最好包含錫焊的固定方法。
根據(jù)該構(gòu)造，由于用錫焊固定第1及第2定子和電路板，所以，固定方法容易。
另外，在另一實(shí)施例中，上述第1定子具有與上述磁鐵軸向的一方端面?zhèn)鹊耐庵苊嫦鄬?、沿軸向伸出的梳齒狀第1外側(cè)磁極部；上述第2定子，具有與上述磁鐵軸向的另一方端面?zhèn)鹊耐庵苊嫦鄬Α⒀剌S向伸出的梳齒狀第2外側(cè)磁極部；上述旋轉(zhuǎn)軸，具有挾著上述磁鐵與上述第1外側(cè)磁極部相對的第1內(nèi)側(cè)磁極部、和挾著上述磁鐵與上述第2外側(cè)磁極部相對的第2內(nèi)側(cè)磁極部。
根據(jù)該構(gòu)造，由于第1定子的第1外側(cè)磁極部和第2定子的第2外側(cè)磁極部是分別沿著軸向伸出的梳齒狀，所以，可最大限度地抑制驅(qū)動(dòng)裝置的外徑，使驅(qū)動(dòng)裝置小型化。
另外，在另一實(shí)施例中，具有卷繞著上述第1線圈的第1線圈骨架和卷繞著上述第2線圈的第2線圈骨架；在從上述第1線圈骨架的線圈卷繞部分朝軸向伸出的部分上配設(shè)著連接上述第1線圈的端子的端子銷；在從上述第2線圈骨架的線圈卷繞部分朝軸向伸出的部分上配設(shè)著連接上述第2線圈的端子的端子銷。
根據(jù)該構(gòu)造，由于在從第1及第2線圈骨架的線圈卷繞部分分別朝軸向伸出的部分上，配設(shè)著連接第1及第2線圈的端子的端子銷，所以，與已往那樣在外徑部的徑方向突出端子板和端子銷的構(gòu)造相比，可最大限度地抑制驅(qū)動(dòng)裝置的外徑，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的小型化。
另外，另一實(shí)施例中，依次切換對第1及第2線圈的通電方向，使上述磁鐵依次地朝著與通電相位相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)。
在下面的參照附圖的說明中，本發(fā)明上述的和其它的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1之步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。
圖2是圖1所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組裝完成狀態(tài)的剖視圖。
圖3A、3B、3C、3D是圖2的A-A剖視圖，用于說明本發(fā)明實(shí)施例1之步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
圖3E、3F、3G、3H是圖2的B-B剖視圖，用于說明本發(fā)明的實(shí)施例1的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2之步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。
圖5是圖4所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組裝完成狀態(tài)的剖視圖。
圖6A、6B是詳細(xì)表示圖4所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成零件、即線圈骨架的構(gòu)造圖。
圖7是圖5中的7-7剖視圖。
圖8A、8B、8C、8D是圖5中的7-7剖視圖，用于說明本發(fā)明實(shí)施例2之步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
圖9是表示作為本發(fā)明實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的分解立體圖。
圖10是表示組裝入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的FPC構(gòu)造的俯視圖。
圖11是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組裝完成狀態(tài)的、沿旋轉(zhuǎn)軸向的構(gòu)造的剖視圖。
圖12A、12B、12C、12D是圖11中的A-A剖視圖。
圖13A、13B、13C、13D是圖11中的B-B剖視圖。
圖14是表示已往的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。
圖15A、15B是表示圖14所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈卷線圈骨架的詳細(xì)情況的構(gòu)造圖。
圖16是表示已往的另一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的分解立體圖。
圖17是表示已往的另一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明。
以下的實(shí)施例1～實(shí)施例3示出本發(fā)明的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置。
〔實(shí)施例1〕圖1、2和圖3A～3H是本發(fā)明實(shí)施例1的圖。其中，圖1是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。圖2是圖1所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組裝后的軸向剖視圖。
在圖1和圖2中，1是圓筒形的磁鐵，將其外周面沿圓周方向分割成n部分(本實(shí)施例1中n＝10)，這些部分被交替被磁化為S極和N極。2是軟磁性材料構(gòu)成的第1定子，由外筒和在中央開設(shè)著孔2g的環(huán)狀頂板2f構(gòu)成。該第1定子2的外筒，在其前端部形成有沿軸向伸出的第1外側(cè)磁極部2a、2b、2c、2d、2e，該第1外側(cè)磁極部2a～2e在圓周方向的間隔是720/n度(本實(shí)施例1中是72度)。3是軟磁性材料構(gòu)成的第2定子，由外筒和在中央開設(shè)著孔部3g的環(huán)狀頂板3f構(gòu)成。該第2定子3的外筒在其前端部形成有沿軸向伸出的第2外側(cè)磁極部3a、3b、3c、3d、3e，該第2外側(cè)磁極部3a～3e在圓周方向的間隔是720/n(本實(shí)施例1中是72)度。
上述第1定子2的外側(cè)磁極部2a～2e和第2定子3的第2外側(cè)磁極部3a～3e，都是沿著平行于軸線的方向伸出的齒狀。借助該構(gòu)造，可以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的直徑最小，可形成磁極部。即，如果用在半徑方向延伸的凹凸形成外側(cè)磁極部，則由此會(huì)使該電動(dòng)機(jī)的直徑相應(yīng)地增大。而本實(shí)施例1中，用沿著平行于軸線的方向伸出的齒構(gòu)成外側(cè)磁極部，所以可將該電動(dòng)機(jī)的直徑抑制到最小限度。
4是圓筒形的第1線圈，卷繞在后述的線圈骨架9上。該第1線圈4的外徑與磁鐵1的外徑大致相同。5是圓筒形的第2線圈，同樣地卷繞在后述的線圈骨架9上。該第2線圈5的外徑也與磁鐵1的外徑大致相同。
6是由軟磁性材料構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸，插入到第1線圈4和第2線圈5的內(nèi)徑部，并且粘接固定在磁鐵1的內(nèi)徑部。第1定子2的第1外側(cè)磁極部2a～2e與磁鐵1相對，在該旋轉(zhuǎn)軸6上，在與第1定子2的第1外側(cè)磁極部2a～2e相對的軸向范圍，在挾著磁鐵1的位置，形成有外徑尺寸為D1的第1內(nèi)側(cè)磁極部6a。旋轉(zhuǎn)軸6的一部分6c、6e插入第1線圈4的內(nèi)徑部，借助向第1線圈4的通電，第1內(nèi)側(cè)磁極部6a被勵(lì)磁為與第1外側(cè)磁極部2a～2e相反的極。第1內(nèi)側(cè)磁極部6a的垂直于軸的方向的截面形狀如圖3A～3H所示，是圓形。
同樣地，第2定子3的第2外側(cè)磁極部3a～3e與磁鐵1相對，在旋轉(zhuǎn)軸6上，在與第2定子3的第1外側(cè)磁極部3a～3e相向的軸向范圍，在挾著磁鐵1的位置形成有外徑尺寸為D1的第2內(nèi)側(cè)磁極部6b。旋轉(zhuǎn)軸6的一部分6d、6f插入第2線圈5的內(nèi)徑部，借助向第2線圈5的通電，第2內(nèi)側(cè)磁極部6b被勵(lì)磁為與第2外側(cè)磁極部3a～2e相反的極。第2內(nèi)側(cè)磁極部6b的、垂直于軸向的斷面形狀，與第1內(nèi)側(cè)磁極6a同樣地是圓形。
被第1內(nèi)側(cè)磁極部6a和第2內(nèi)側(cè)磁極部6b挾著的部分(圖2中T所示連接部分)，其外徑是D2，成為D1＞D2的直徑。由于D2的直徑小，所以，第1內(nèi)側(cè)磁極部6a與第2內(nèi)側(cè)磁極部6b間的磁阻增大。這樣，對第1線圈4通電而產(chǎn)生的磁通，不會(huì)通過由軟磁性材料構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸6影響到第2線圈5及第2外側(cè)磁極部3a～3e、第2內(nèi)側(cè)磁極部6b。同樣地，對第2線圈5通電而產(chǎn)生的磁通，不會(huì)通過由軟磁性材料構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸6影響到第1線圈4及第1外側(cè)磁極部2a～2e、第1內(nèi)側(cè)磁極部6a，成為旋轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的構(gòu)造。另外，旋轉(zhuǎn)軸6的軸部6e與后述的第1軸承7嵌合，軸部6f與后述的第2軸承8嵌合，這樣，可旋轉(zhuǎn)地保持著旋轉(zhuǎn)軸6。
磁鐵1固定在旋轉(zhuǎn)軸6的第1內(nèi)側(cè)磁極部6a或第2內(nèi)側(cè)磁極部6b的部分上。這樣，磁鐵1用該第1及第2內(nèi)側(cè)磁極部6a、6b埋住其內(nèi)徑，所以，該磁鐵1的機(jī)械強(qiáng)度增大，另外，第1及第2內(nèi)側(cè)磁極部6a、6b起到瓦卡鎳鉻電熱線合金的作用，磁回路的磁導(dǎo)系數(shù)可以設(shè)定得高，這樣，即使在高溫環(huán)境下使用，也不會(huì)因減磁而導(dǎo)致磁性劣化。
7是軟磁性材料構(gòu)成的第1軸承，固定在第1定子2的孔部2g中，這樣，第1軸承7和第1定子2被磁性連接。另外，在第1軸承7的內(nèi)徑部中嵌合著旋轉(zhuǎn)軸6的軸部6e，將旋轉(zhuǎn)軸6可旋轉(zhuǎn)地保持著，同時(shí)，在該嵌合部中第1軸承7和旋轉(zhuǎn)軸6被磁性連接著。借助上述的構(gòu)造，第1定子2和旋轉(zhuǎn)軸6通過第1軸承7磁性地連接，第1線圈4產(chǎn)生的磁通容易流通。
8是軟磁性材料構(gòu)成的第2軸承，固定在第2定子3的孔部3g中，這樣，第2軸承8和第2定子3磁性地連接。另外，在第2軸承8的內(nèi)徑部中嵌合著旋轉(zhuǎn)軸6的軸部6f，將旋轉(zhuǎn)軸6可旋轉(zhuǎn)地保持著，同時(shí)，在該嵌合部中第2軸承8和旋轉(zhuǎn)軸6被磁性連接著。借助上述的構(gòu)造，第2定子3和旋轉(zhuǎn)軸6通過第2軸承8被磁性連接，第2線圈5產(chǎn)生的磁通容易流通。
9是由樹脂模制而成的線圈骨架，卷繞著第1線圈4和第2線圈5。第1線圈4卷繞在線圈骨架9的圓筒部9a的外周上，線圈端捆在端子9f上，該端子9f設(shè)在線圈骨架端子板9c上。同樣地，第2線圈5卷繞在線圈骨架9的圓筒部9b的外周上，線圈端捆在端子9g上，該端子9g設(shè)在線圈骨架端子板9c上。線圈骨架端子板9c沿軸向延伸，連接上述圓筒部9a、9b，使它們形成為一體。
由于線圈骨架9具有上述構(gòu)造，所以，即使有一些力作用在線圈骨架端子板9c上，該線圈骨架端子板9c也不容易傾倒、破損。另外，在線圈骨架端子板9c的內(nèi)周面?zhèn)仍O(shè)有卡合槽9d、9e，第1定子的第1外側(cè)磁極部2a嵌合在卡合槽9d內(nèi)，第2定子的第2外側(cè)磁極部3a嵌合在卡合槽9e內(nèi)?？ê喜?d和卡合槽9e的位置設(shè)在圓周方向上錯(cuò)開180/n度(電角90度)。這樣，與這些卡合槽9d、9e嵌合著的第1外側(cè)磁極部2a和第2外側(cè)磁極部3a相對錯(cuò)開180/n度(電角90度)被定位。線圈骨架9中的卷繞第2線圈5的圓筒部9b和端子部也可以用不同的零件制成。
10是覆蓋構(gòu)成部件的罩，該罩是將平板彎成的圓筒形，在線圈骨架端子板9c的部分設(shè)有缺口。分別把第1定子2和第2定子3從該罩10的軸向兩端插入，進(jìn)行組裝。罩10是用非磁性板材形成的，將第1定子2和第2定子3之間的磁回路斷開，避免磁極部的相互影響。
日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)中，線圈骨架和第1定子先被設(shè)在線圈骨架上的定位部限制，然后，設(shè)在該線圈骨架上的卡合部與罩卡合，對第2定子也進(jìn)行這些工作，最后，第1定子和第2定子被定位。這時(shí)，第1定子和第2定子的位置誤差是由設(shè)在線圈骨架上的卡合槽的公差、卡合槽與定子的配合公差、線圈骨架上的定子限制部與罩的嵌合公差、這樣2組即數(shù)倍的公差重疊而成的誤差決定的，定子間的位置誤差大，精度不好。在尺寸小的小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，該公差對誤差的影響特別大，對旋轉(zhuǎn)精度等有大的影響。而本實(shí)施例1中，由于具有上述構(gòu)造，第1定子2和第2定子3的相對位置誤差，僅由設(shè)在線圈骨架9上的卡合槽9d、9e的公差、該卡合槽9d、9e與第1、第2外側(cè)磁極部2a、3a的配合公差決定，定位精度得到很大提高。另外，把進(jìn)行2組第1、第2定子的定位的卡合部(卡合槽部分)，設(shè)在由樹脂模制而成的線圈骨架9上，這樣，可以一體地成形卡合部，不會(huì)產(chǎn)生多余的成本。
圖3A～3D是圖2中的A-A斷面，圖3E～3H是圖2中的B-B斷面。下面，用這些圖說明本實(shí)施例1中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。圖3A和3E是同時(shí)刻的剖視圖。圖3B和3F是同時(shí)刻的剖視圖。圖3C和3G是同時(shí)刻的剖視圖。圖3D和3H是同時(shí)刻的剖視圖。
圖3A和圖3E的狀態(tài)，是對第1線圈4及第2線圈5通電，將第1外側(cè)磁極部2a～2e勵(lì)磁為N極，將第2外側(cè)磁極部3a～3e勵(lì)磁為S極的狀態(tài)。從該狀態(tài)，使對第1線圈4的通電反轉(zhuǎn)，將第1外側(cè)磁極部2a～2e勵(lì)磁為S極，將第2外側(cè)磁極部3a～3e勵(lì)磁為S極時(shí)，磁鐵1沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖3B和圖3F的狀態(tài)。
接著，使對第2線圈5的通電反轉(zhuǎn)，第1外側(cè)磁極部2a～2e勵(lì)磁為S極，第2外側(cè)磁極部3a～3e勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵1進(jìn)一步向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖3C和圖3G的狀態(tài)。接著，使對第1線圈4的通電反轉(zhuǎn)，將第1外側(cè)磁極部2a～2e勵(lì)磁為N極，將第2外側(cè)磁極部3a～3e勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵1進(jìn)一步向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖3D和圖3H所示的狀態(tài)。接著，使對第2線圈5的通電反轉(zhuǎn)，第1外側(cè)磁極部2a～2e勵(lì)磁為N極，第2外側(cè)磁極部3a～3e勵(lì)磁為S極時(shí)，磁鐵1進(jìn)一步向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度。
以后，通過依次地切換對第1線圈4及第2線圈5的通電方向，磁鐵1依次地朝著與通電相位相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，第1外側(cè)磁極部2a～2e和第2外側(cè)磁極部3a～3e有相對位置誤差時(shí)，不僅不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，停止精度也相應(yīng)地惡化，個(gè)體差增大，所以電動(dòng)機(jī)性能變差。上述日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)中，第1定子和第2定子的對位是通過別的部件(電動(dòng)機(jī)罩)進(jìn)行的，所以，最后第1定子和第2定子的位置誤差大。而本實(shí)施例1中，第1定子2和第2定子3的對位，是通過在線圈骨架端子板9c上設(shè)置卡合部(卡合槽9d、9e)進(jìn)行的，在一個(gè)部件內(nèi)完成第1定子2和第2定子3的對位，所以尺寸誤差少，兩者的相對位置精度好。因此，兩個(gè)定子的位置誤差引起的驅(qū)動(dòng)性能的惡化也小，可提供性能良好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。另外，線圈骨架9是絕緣體，由樹脂模制而成，所以，第1外側(cè)磁極部2a和第2外側(cè)磁極部3a之間不是磁性連接，設(shè)置限制槽的模制成形也容易。
上述構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有以下特征。
由第1線圈4產(chǎn)生的磁通，通過與磁鐵1外周面相對的第1外側(cè)磁極部2a～2e和固定在磁鐵1內(nèi)周面上的旋轉(zhuǎn)軸6的第1內(nèi)側(cè)磁極部6a之間，與日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)相比，更有效地作用在磁鐵1上。同樣地，第2線圈5產(chǎn)生的磁通，通過與磁鐵1外周面相對的第2外側(cè)磁極部3a～3e和固定在磁鐵1內(nèi)周面上的旋轉(zhuǎn)軸6的第2內(nèi)側(cè)磁極部6b之間，有效地作用在磁鐵1上。這時(shí)，與磁鐵1內(nèi)周面相對的旋轉(zhuǎn)軸6的第1、第2內(nèi)側(cè)磁極部6a、6b，與磁鐵1的內(nèi)周面之間不必設(shè)置空隙，所以，外側(cè)磁極部和內(nèi)側(cè)磁極部的距離變窄，可減小磁阻，提高輸出功率。
另外，由于第1及第2內(nèi)側(cè)磁極部6a、6b是用單一的旋轉(zhuǎn)軸6一體形成的，所以，與外側(cè)磁極部和內(nèi)側(cè)磁極部是分開的部件時(shí)相比，容易制造，成本也低。并且組裝容易。
另外，由于旋轉(zhuǎn)軸6固定在磁鐵1的內(nèi)徑部，所以，不僅強(qiáng)度高，而且熱變形也少，另外，由于旋轉(zhuǎn)軸6起到瓦卡鎳鉻電熱線合金的作用，所以磁鐵的磁性劣化也少。
如上所述，本實(shí)施例1的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，輸出高，成本低，驅(qū)動(dòng)性能和停止精度都好。
〔實(shí)施例2〕圖4～7和圖8A～8D是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖。其中，圖4是本實(shí)施例2之步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。圖5是圖4所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組裝后的軸向剖視圖。圖6A、6B是圖4所示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成部件、即線圈骨架的詳細(xì)情況的構(gòu)造圖。圖7是圖5中的7-7剖視圖。
在這些圖中，11是圓筒形磁鐵，將其外周表面沿圓周方向間隔地分割成為4的整數(shù)倍、即4×n(n是整數(shù)，本實(shí)施例2中n＝4，因此分割數(shù)為16)個(gè)部分，這些部分被交替地勵(lì)磁為S極、N極。14是圓筒形的第1線圈，15是圓筒形的第2線圈，該兩線圈14、15，其中心部與磁鐵11的中心部一致，配置在在軸向上挾著磁鐵11的位置。第1、第線圈14、15的外徑與磁鐵11的外徑略相等。這些第1、第2線圈14、15卷繞在后述的線圈骨架19、20上。
12是第1定子，13是第2定子，都由軟磁性材料構(gòu)成，具有圓筒形狀的外筒部。在第1定子12上，形成了與磁鐵11的外周面隔開預(yù)定間隙相對的第1外側(cè)磁極部12a、12b、12c、12d。該第1外側(cè)磁極部12a～12d，是將圓筒形狀的第1定子12的外筒部前端切口，在周方向分割成多個(gè)部分，形成為各部分分別從磁鐵11的一方端面沿軸向伸出的齒狀。第1外側(cè)磁極部12a～12d相互錯(cuò)開360/n度、即90度。在第2定子13上，同樣地，形成了與磁鐵11的外周面隔開預(yù)定間隙相對的第2外側(cè)磁極部13a、13b、13c、13d。該第1外側(cè)磁極部13a～13d，是將圓筒形狀的第2定子13的外筒部前端切口，在周方向分割成多個(gè)部分，形成為各部分與第1定子12中相反方向地、從磁鐵11的一方端面沿軸向伸出的齒狀。第2外側(cè)磁極部13a～13d也相互錯(cuò)開360/n度、即90度。
第1定子12被第1線圈14勵(lì)磁，第2定子13被第2線圈15勵(lì)磁。第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2定子13的第2外側(cè)磁極部13a～13d是相同形狀，相互的梳齒狀的磁極部前端彼此相對，并且，在與磁鐵軸平行的方向重復(fù)地配置在磁鐵的外周面上。第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2外側(cè)磁極部13a～13d，在磁鐵11的軸向長度全長(圖5中的尺寸A部)與磁鐵11的外周面相對。另外，第1定子12和第2定子13，其相互的齒狀磁極部的相位錯(cuò)開135/n度、即33.75°。圖7中用C表示該角度。
第1定子12和第2定子13的相互呈梳齒狀的磁極部的、與磁鐵11相對的每一個(gè)齒的角度范圍(圖7中用D表示)在360/(4×n)度以下、即22.5度以下。第1定子12的第1外側(cè)磁極部即齒(例如12a)和第2定子13的第2外側(cè)磁極部即齒(例如13a)的中心，錯(cuò)開33.75度，所以，第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2外側(cè)磁極部13a～13d是相同形狀，相互的梳齒狀磁極部前端彼此相對，并且，即使與磁鐵的軸平行地重復(fù)配置在磁鐵11的外周面，也相互不接觸地與磁鐵11相向。因此，第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2外側(cè)磁極部13a～13d相互不產(chǎn)生交調(diào)失真，旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)輸出功率不降低。
16是由軟磁性材料構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸，固定在磁鐵11的內(nèi)徑部。第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d與磁鐵11相對，在旋轉(zhuǎn)軸16上，在與第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d相向的軸向范圍，在挾著磁鐵11的位置，形成有外徑尺寸為D1的內(nèi)側(cè)磁極部16a。第2外側(cè)磁極部13a～13d，和第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d重復(fù)配置在與磁鐵11的軸并行的位置，所以，內(nèi)側(cè)磁極部16a與第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2外側(cè)磁極部13a～13d兩者相向。旋轉(zhuǎn)軸6的一部分16c插入第1線圈14的內(nèi)徑部，第1內(nèi)側(cè)磁極部16a，其與第1外側(cè)磁極部12a～12d相向的角度范圍部，借助向第1線圈14的通電而被勵(lì)磁為與第1外側(cè)磁極部12a～12d相反的極。旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a的、垂直于軸向的斷面形狀，如圖7所示是圓形。同樣地，旋轉(zhuǎn)軸16的一部分16d插入第2線圈5的內(nèi)徑部，內(nèi)側(cè)磁極部16a，其與第2外側(cè)磁極部13a～13d相對的角度范圍部，借助第2線圈15的通電，被勵(lì)磁為與第2外側(cè)磁極部13a～13d相反的極。旋轉(zhuǎn)軸16用內(nèi)側(cè)磁極部16a固定磁鐵11。
17是由軟磁性材料構(gòu)成的第1軸承，固定在第1定子12上，將旋轉(zhuǎn)軸16的軸部16e可旋轉(zhuǎn)地保持著。同樣地，18是由軟磁性材料構(gòu)成的第2軸承，固定在第2定子13上，將旋轉(zhuǎn)軸16的軸部16f可旋轉(zhuǎn)地保持著。這些第1軸承17、第2軸承18都是軟磁性材料，借助對線圈14及15的通電，與旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a一起被勵(lì)磁，構(gòu)成磁回路。這樣，與用非磁性材料制成軸承時(shí)相比，可減小磁回路的磁阻，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大。但是，由于旋轉(zhuǎn)軸16與軸承之間產(chǎn)生吸附力，摩擦力可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩?fù)p失，有損于滑動(dòng)面的耐久性。所以，本實(shí)施例2中，在第1軸承17、旋轉(zhuǎn)軸16的軸部16e、16f、第2軸承18的表面上，實(shí)施了潤滑劑涂裝、潤滑涂敷(氟素系潤滑涂裝·石墨系潤滑涂裝·二硫化鉬系潤滑涂裝)、潤滑鍍層(例如含有P TF E(聚四氟乙烯)粒子的無電解鎳鍍層、或特氟隆(商標(biāo))潤滑無電解鎳鍍層等)等，抑制滑動(dòng)面摩擦引起的轉(zhuǎn)矩?fù)p失，防止滑動(dòng)面耐久性降低，得到輸出功率大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
19是由絕緣材料構(gòu)成的線圈骨架，上面卷繞著第1線圈14。圖6A表示線圈骨架19的立體圖，圖6B表示從軸向看的俯視圖。第1線圈14卷繞在圓筒部19a上，線圈端捆在端子19l上，該端子19l設(shè)在線圈骨架端子板19k上。另外，設(shè)有罩部19b，該罩部19b朝著與卷繞著第1線圈14的圓筒部19b相反的方向伸出。該罩部19b的內(nèi)徑比磁鐵11的外徑大，罩部19b的外徑比各定子的外徑大一些。在該罩部19b的內(nèi)徑側(cè)，設(shè)有位置限制槽19c～19j。線圈骨架19從第1外側(cè)磁極部12a的齒尖側(cè)插入并組裝，使其位置限制槽19c與第1定子12的外側(cè)磁極部12a卡合。這時(shí)，其余的第1外側(cè)磁極12b、12c、12d也分別插入設(shè)在線圈骨架上的槽19i、19g、19e內(nèi)。這時(shí)，位置限制槽19i、19g、19e的內(nèi)徑(圖6中D3所示的尺寸)與各定子的外側(cè)磁極部的內(nèi)徑相同，在組裝時(shí)，防止各定子的外側(cè)磁極部的齒頂?shù)瓜騼?nèi)側(cè)。另外，沿第1定子12及第2定子13的軸向延伸的第1、第2外側(cè)磁極部12a～12d、13a～13d交錯(cuò)地相對，這時(shí)，第2定子13的外側(cè)磁極部13a、13b、13c、13d與線圈骨架19的位置限制槽19d、19f、19h、19j卡合。
如上所述，以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向相位設(shè)置著限制槽19c和19d、19e和19f、19g和19h、19i和19j，在這里，第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2定子13的第2外側(cè)磁極部13a～13d卡合，這樣可以決定各相對位置。這里所說的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向相位，本實(shí)施例2中是錯(cuò)開135/n度、即33.75°(電角270度)的位置。如果第1定子12和第2定子13的相對相位誤差大，則不僅驅(qū)動(dòng)性能本身降低，而且旋轉(zhuǎn)精度也差。在本實(shí)施例2中，由于是用設(shè)在線圈骨架19上的限制槽19c直接控制第1定子12和第2定子13的相位，所以，尺寸誤差也小，可進(jìn)行精度良好的定位。另外，由于線圈骨架19是樹脂模制成形的，所以，設(shè)置著限制槽19c的部件也容易制造，并且，借助限制槽19c和其它的供外側(cè)磁極部插入的槽19e、19g、19i，可以防止比較容易彎曲的外側(cè)磁極部傾倒，避免與磁鐵11接觸。另外，由于端子板19k設(shè)置在罩部19b的延長部分上，所以，即使有一些力作用在端子板19k上，該端子板19k也不容易傾倒和破損。
20是與第1線圈骨架19同樣的第2線圈骨架。第2線圈15卷繞在圓筒部20a上，線圈端捆在端子20l上，該端子20l設(shè)在線圈骨架端子板20k上。本實(shí)施例2中，為了降低成本，是采用與第1線圈骨架19相同的形狀，雖然在罩部20b的內(nèi)周面上設(shè)置了各定子的外側(cè)磁極部的位置限制槽20c～20j，但實(shí)際上的定子位置限制，是用第1線圈骨架19進(jìn)行的，因此，在第2線圈骨架20上不必設(shè)置限制槽，為了不與外側(cè)磁極部接觸，只要設(shè)置與位置限制槽20c～20j相當(dāng)?shù)?個(gè)槽即可。但是，與第1線圈骨架19同樣地，各槽的內(nèi)徑部限制第2定子13的第2外側(cè)磁極部的齒傾倒。
上述第1線圈骨架19和第2線圈骨架20，在組裝時(shí)，罩部19b、20b彼此相對。這時(shí)，罩部19b、20b的上端面19n、20n恰好相接觸，線圈骨架被相互固定。另外，罩部19b、20b成為從外周包圍住磁鐵11和各定子12、13的外側(cè)磁極部的尺寸，所以，組裝后，磁鐵11及第1、第2外側(cè)磁極部12a～12d、13a～13d被線圈骨架19及20完全隱蔽(從外側(cè)看不見)。即，容易受外部影響(外力、灰塵等)的轉(zhuǎn)子部(磁鐵等)和容易變形的定子的外側(cè)磁極部，被線圈骨架完全覆蓋，所以，該驅(qū)動(dòng)裝置上不需要電動(dòng)機(jī)殼體，可降低零部件成本，減少組裝工序。
另外，在第1、第2線圈骨架19、20的端面設(shè)有突起19m和20m，在這里進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸16的軸向的限制。雖然也有用軸承進(jìn)行軸向限制的方法，但是，由于旋轉(zhuǎn)軸和軸承都是軟磁性材料，所以容易產(chǎn)生吸附。為了使磁回路更有效率，雖然希望旋轉(zhuǎn)軸與軸承接觸，但是，該接觸只在吸附引起的損失比較少的徑方向進(jìn)行，在推力方向損失比較大，所以，最好用非磁性材料進(jìn)行。
下面，說明本實(shí)施例2的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組裝。
先把第1軸承17固定在第1定子12的孔部12g內(nèi)。把第1外側(cè)磁極部12a～12d沿著設(shè)在第1線圈骨架19上的位置限制槽19c、19i、19g、19e插入卷繞著第1線圈14的第1線圈骨架19。對定子13也進(jìn)行同樣的動(dòng)作。然后，將該2組定子單元從軸向挾入固定在旋轉(zhuǎn)軸16上的磁鐵11，將第1及第2外側(cè)磁極部沿著設(shè)在線圈骨架19、20上的位置限制槽組合起來。然后，在線圈骨架的圓筒部19b、20b的上端面接觸的地方粘接固定。
因此，與日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)相比，不僅2組定子的定位精度好，而且也減掉了電動(dòng)機(jī)殼體，不需要日本特開(JapanesePatent Application Laid-Open No.)2003-70224號(hào)公報(bào)(圖16)那樣的樹脂鑲嵌成形，部件成本低，并且組裝簡單，能提供精度良好的驅(qū)動(dòng)裝置。
該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與實(shí)施例1同樣地，在第1定子12的外筒部和旋轉(zhuǎn)軸16之間，在夾著第1軸承17的連接部附近，配置第1線圈14。在第1定子12的第1外側(cè)磁極部12a～12d與旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a之間，在夾著第2軸承18的連接部附近，配置第2線圈15。在第2定子13的外側(cè)磁極部13a～13d與旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a之間，挾著磁鐵11。即，第1及第2外側(cè)磁極部12a～12d、13a～13d與磁鐵11的外周表面相對，內(nèi)側(cè)磁極16a位于磁鐵11的內(nèi)周表面并與第1外側(cè)磁極部12a～12d相對，第2外側(cè)磁極部13a～13d和內(nèi)側(cè)磁極部16a相對。
在些，設(shè)磁鐵11的軸向長度為A1，與實(shí)施例1進(jìn)行比較。實(shí)施例1中，設(shè)磁鐵的極數(shù)為4×n，第1外側(cè)磁極部的數(shù)目為2×n個(gè)，設(shè)在第1定子與第2定子之間的軸向的磁隙為T1(相當(dāng)于圖2中的T)時(shí)，在實(shí)施例1中，與磁鐵相對的長度是(A1-T1)/2。因此，在實(shí)施例1中，與磁鐵的總相對量為n×(A1-T1)，而實(shí)施例2中為n×A1，總相向量大。這樣，可更有效地利用磁鐵，可得到輸出功率大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
圖8A～8D是圖5中的7-7剖視圖，下面，用該圖說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
圖8A的狀態(tài)，是對第1線圈14及第2線圈15通電，將第1外側(cè)磁極部12a～12d勵(lì)磁為N極，將第2外側(cè)磁極部13a～13d勵(lì)磁為S極的狀態(tài)。從圖8A的狀態(tài)，使對第1線圈14的通電反轉(zhuǎn)，將第1外側(cè)磁極部12a～21d勵(lì)磁為S極，將第2外側(cè)磁極部13a～13d勵(lì)磁為S極時(shí)，磁鐵11向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)11.25度，成為圖8B的狀態(tài)。接著，使對第2線圈15的通電反轉(zhuǎn)，第1外側(cè)磁極部12a～12d勵(lì)磁為S極，第2外側(cè)磁極部13a～13d勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵11進(jìn)一步向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)11.25度，成為圖8C的狀態(tài)。接著，使對第1線圈14的通電反轉(zhuǎn)，將第1外側(cè)磁極部12a～12d勵(lì)磁為N極，將第2外側(cè)磁極部13a～13d勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵11進(jìn)一步向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)11.25度，成為圖8D的狀態(tài)。
以后，依次地切換對第1線圈14及第2線圈15的通電方向，磁鐵11依次地朝著與通電相位相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，第1外側(cè)磁極部12a～12d和第2外例磁極部13a～13d有相對位置誤差時(shí)，不僅不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，停止精度也相應(yīng)地惡化，所以電動(dòng)機(jī)性能變差。上述日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)中，第1定子和第2定子的位置誤差大。而本實(shí)施例2中，由于能準(zhǔn)確地進(jìn)行第1定子13的對位，所以，驅(qū)動(dòng)性能的惡化少。
上述構(gòu)造的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下特征。
由第1線圈14產(chǎn)生的磁通，通過與磁鐵11外周面相對的第1外側(cè)磁極部12a～12d和固定在磁鐵11內(nèi)周面上的旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a之間，與日本特開(Japanese Patent Application Laid-OpenNo.)2003-9497號(hào)公報(bào)揭示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(圖14)相比，更有效地作用在磁鐵11上。同樣地，由第2線圈15產(chǎn)生的磁通，通過與磁鐵11外周面相對的第2外側(cè)磁極部13a～13d和固定在磁鐵11內(nèi)周面上的旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a之間，所以有效地作用在磁鐵11上。這時(shí)，與磁鐵11內(nèi)周面相對的旋轉(zhuǎn)軸16的內(nèi)側(cè)磁極部16a與磁鐵11的內(nèi)周面之間不必設(shè)置空隙，所以，外側(cè)磁極部和內(nèi)側(cè)磁極部的距離變窄，可減小磁阻，提高了輸出功率。
另外，由于內(nèi)側(cè)磁極部16a是用單一的旋轉(zhuǎn)軸16一體形成的，所以，與外側(cè)磁極部和內(nèi)側(cè)磁極部是分開的部件時(shí)相比，容易制造，成本也低。并且組裝容易。
另外，由于旋轉(zhuǎn)軸16固定在磁鐵11的內(nèi)徑部，所以，不僅強(qiáng)度高，而且由于旋轉(zhuǎn)軸16起到瓦卡鎳鉻電熱線合金的作用，所以磁鐵的磁性劣化也少。
另外，由于與磁鐵相對的磁極部的軸向長度大，所以，可有效地利用外側(cè)磁極部12a～12d、13a～13d及內(nèi)側(cè)磁極部16a和磁鐵11，可提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出。
從上所述可知，實(shí)施例2的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，部件的構(gòu)成容易，成本低，由于定位精度更高，可得到高性能、高輸出功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
在上述實(shí)施例1、2中，是在固定在磁鐵內(nèi)徑部的輸出軸上，形成了在第1外側(cè)磁極部和第2外側(cè)磁極部的軸向預(yù)定范圍內(nèi)相對、由第1線圈及第2線圈勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部，但是，并不限定于此，也可以在輸出軸上形成在第1外側(cè)磁極部和第2外側(cè)磁極部中的至少一方的軸向范圍內(nèi)相對、由第1線圈和第2線圈中至少一方勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部。
〔實(shí)施例3〕圖9是表示作為本發(fā)明實(shí)施方式之驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。圖10是表示組入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的FPC的俯視圖。圖11是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組裝完成狀態(tài)的、沿旋轉(zhuǎn)軸向的剖視圖。
圖9至圖11中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有磁鐵21、第1定子22、第2定子23、第1線圈24、第2線圈25、旋轉(zhuǎn)軸26、第1軸承27、第2軸承28、第1線圈骨架29、第2線圈骨架30、FPC31。
磁鐵21是圓筒形，具有磁化部，該磁化部是將其磁鐵21的外周面沿圓周方向分割成N(本實(shí)施方式中是10)部分，各部分被交替地磁化為S極和N極而成的。
第1定子22由軟磁性材料構(gòu)成，具有形成有第1外側(cè)磁極部22a、22b、22c、22d、22e的外筒部、中央具有孔部22g的環(huán)狀頂板22f、和卡合部22h。第1外側(cè)磁極部22a～22e，是從頂板22f沿軸向伸出的梳齒狀磁極部，以720/N度(本實(shí)施方式中是72度)的間隔形成在圓周方向?？ê喜?2h，從梳齒部分(第1外側(cè)磁極部)間的缺口部分朝外筒部外側(cè)伸出，與形成在后述FPC上的卡合部31e卡合。
第1定子23由軟磁性材料構(gòu)成，具有形成了第2外側(cè)磁極部23a、23b、23c、23d、23e的外筒部、中央具有孔部23g的環(huán)狀頂板23f、和卡合部23h。第2外側(cè)磁極部23a～23e，是從頂板23f沿軸向伸出的梳齒狀磁極部，以720/N度(本實(shí)施方式中是72度)的間隔形成在圓周方向?？ê喜?3h，從梳齒部分(第2外側(cè)磁極部)間的缺口部分朝外筒部外側(cè)伸出，與形成在后述FPC上的卡合部31f卡合。
把第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e和第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e形成為沿軸向伸出的梳齒狀來形成磁極部，并且可以最大限度地減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的直徑。
如果把外側(cè)磁極部形成為朝外筒部徑方向伸出的凹凸?fàn)?，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的直徑相應(yīng)地增大。但本實(shí)施方式中，由于把第1及第2外側(cè)磁極部22a～22e、23a～23e形成為沿軸向伸出的梳齒狀，所以，可以最大限度地減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的直徑。另外，第1定子22的卡合部22h和第2定子23的卡合部23h做成為從外側(cè)磁極部之間朝外筒部的徑方向伸出的構(gòu)成，所以，容易成形。
第1線圈24是圓筒形，卷繞在第1線圈骨架29上。第1線圈24的線圈端子，卷繞在后述第1線圈骨架29的端子銷29d、29e上。第1線圈24的外徑與磁鐵21的外徑基本相同。
第1線圈25是圓筒形，卷繞在第2線圈骨架30上。第1線圈25的線圈端子，卷繞在后述第2線圈骨架30的端子銷30d、30e上。第1線圈25的外徑與磁鐵21的外徑基本相同。
旋轉(zhuǎn)軸26由軟磁性材料構(gòu)成，具有第1內(nèi)側(cè)磁極部26a、第2內(nèi)側(cè)磁極部26b、插入部26c、插入部26d、輸出部26e。旋轉(zhuǎn)軸26的插入部26c插入第1線圈24的內(nèi)徑部，旋轉(zhuǎn)軸26的插入部26d插入第2線圈25的內(nèi)徑部，并且，第1內(nèi)側(cè)磁極部26a、第2內(nèi)側(cè)磁極部26b粘接固定在磁鐵21的內(nèi)徑部。
第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e與磁鐵21相對，旋轉(zhuǎn)軸26的第1內(nèi)側(cè)磁極部26a形成在與第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e相對的軸向范圍，并且形成在挾住磁鐵21的范圍(圖11中箭頭L1所示范圍)。對第1線圈24通電時(shí)，第1內(nèi)側(cè)磁極部26a，被勵(lì)磁為與第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e相反的極。
同樣地，第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e與磁鐵21相對，旋轉(zhuǎn)軸26的第2內(nèi)側(cè)磁極部26b，形成在與第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e相對的軸向范圍，并且形成在挾住磁鐵21的范圍(圖11中箭頭L2所示范圍)。對第2線圈25通電時(shí)，第2內(nèi)側(cè)磁極部26b被勵(lì)磁為與第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e相反的極。
由于是把磁鐵21固定在旋轉(zhuǎn)軸26的第1內(nèi)側(cè)磁極部26a和第2內(nèi)側(cè)磁極部26b的外周部的構(gòu)造，換言之，由于用第1內(nèi)側(cè)磁極部26a和第2內(nèi)側(cè)磁極部26b埋住磁鐵21的內(nèi)徑部，所以，可增大磁鐵21的機(jī)械強(qiáng)度。另外，由于旋轉(zhuǎn)軸26的第1內(nèi)側(cè)磁極部26a起到瓦卡鎳鉻電熱線合金的作用，磁回路的磁導(dǎo)系數(shù)能設(shè)定得高，所以，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)即使在高溫環(huán)境下使用，也不容易因減磁而導(dǎo)致磁性劣化。
第1軸承27由軟磁性材料構(gòu)成，固定在第1定子22的孔部22g。這樣，第1軸承27和第1定子22磁性地連接。另外，第1軸承27的內(nèi)徑部與旋轉(zhuǎn)軸26的插入部26e嵌合，將旋轉(zhuǎn)軸26可旋轉(zhuǎn)地保持著。這樣，在該嵌合部分，第1軸承27和旋轉(zhuǎn)軸26磁性地連接，第1軸承27作為第1內(nèi)側(cè)磁極部的一部分起作用。借助上述構(gòu)造，雖然第1定子22和旋轉(zhuǎn)軸26通過第1軸承27磁性地連接，但是由于這時(shí)的磁阻小，所以，由第1線圈24產(chǎn)生的磁通容易流通。
第2軸承28由軟磁性材料構(gòu)成，固定在第2定子23的孔部23g。這樣，第2軸承28和第2定子23被磁性連接。另外，第2軸承28的內(nèi)徑部與旋轉(zhuǎn)軸26的插入部26d嵌合，將旋轉(zhuǎn)軸26可旋轉(zhuǎn)地保持著。這樣，在該嵌合部分，第2軸承28和旋轉(zhuǎn)軸26磁性地連接，第2軸承28作為第2內(nèi)側(cè)磁極部的一部分起作用。借助上述構(gòu)造，雖然第2定子23和旋轉(zhuǎn)軸26通過第2軸承28被磁性連接，但是由于這時(shí)的磁阻小，所以，第2線圈25產(chǎn)生的磁通容易流通。
第1線圈骨架29由樹脂模制而成，具有圓筒部29a、罩部29b、嵌合部29c、端子銷29d、端子銷29e。第1線圈24卷繞在第1線圈骨架29的圓筒部29a的外周。筒狀的罩部29b從第1線圈骨架29的一方外周緣部沿軸向伸出，并且，嵌合部29c一體地形成在罩部29b的前端側(cè)。第1線圈骨架29的嵌合部29c與第2線圈骨架30的嵌合部30c嵌合。
另外，罩部29b的內(nèi)周壁，避開第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e地位于其外側(cè)，保護(hù)第1外側(cè)磁極部22a～22e的變形等。另外，端子銷29d、29e一體地形成在罩部29b的一部分上，第1線圈24的線圈端子卷繞在端子銷29d、29e上。
第2線圈骨架30由樹脂模制而成，具有圓筒部30a、罩部30b、嵌合部30c、端子銷30d、端子銷30e。第2線圈25卷繞在第2線圈骨架30的圓筒部30a的外周。筒狀的罩部30b從第2線圈骨架30的一方外周緣部沿軸向伸出，并且，嵌合部30c一體地形成在罩部30b的前端側(cè)。第2線圈骨架30的嵌合部30c與第1線圈骨架29的嵌合部29c嵌合。
另外，罩部30b的內(nèi)周壁，避開第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e地位于其外側(cè)，保護(hù)第2外側(cè)磁極部23a～23e的變形等。另外，端子銷30d、30e一體地形成在罩部30b的一部分上，第2線圈25的線圈端子卷繞在端子銷30d、30e上。
第1線圈骨架29和第2線圈骨架30，用它們的嵌合部29c、30c相互嵌合而組裝在一起。第1線圈骨架29和第2線圈骨架30，借助它們的罩部29b、30b在軸向配置在與磁鐵21重復(fù)的位置。這樣，防止磁鐵21、第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e、第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e在外力作用下變形，并且防止灰塵等從外部進(jìn)行。
第1線圈骨架29的第1端子29d、29e、第2線圈骨架30的第2端子30d、30e，分別相對于罩部29b、30b朝徑方向伸出并形成為一體，所以，制造及組裝容易，可降低成本。
上述日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-70224號(hào)公報(bào)(圖16)中，端子板和端子銷從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的外周部突出。而本實(shí)施方式中，不需要端子板部分，所以能小型化。
另外，上述日本特開(Japanese Patent Application Laid-Open No.)2003-70224號(hào)公報(bào)(圖16)中，作用在端子板上的力，由比較薄壁的線圈骨架的一部分凸緣部承擔(dān)，所以對外力的承受能力非常弱。而本實(shí)施方式中，由于第1及第2線圈骨架29、30的第1端子銷29d、29e、第2端子銷30d、30e，分別從筒狀的罩部29b、30b的一部分突出，所以，即使由端子銷承擔(dān)，其強(qiáng)度也大，不容易破損。
FPC31是安裝著電源電路的電路板，該電源回路用于向線圈供電。FPC具有4個(gè)孔部31a～31d、卡合部31e、卡合部31f。FPC31的孔部31a～31d，設(shè)定為第1線圈骨架29的端子銷29d、29e、第2線圈骨架30的端子銷30d、30e分別能插入的直徑尺寸和間距。把端子銷29d、29e、30d、30e錫焊在FPC31的孔部31a～31d中，這樣，F(xiàn)PC31和第1線圈24及第2線圈25電氣連接。
FPC31的卡合部31e，是將FPC31的寬度方向一方端部切口而形成的，與第1定子22的卡合部22h卡合并且用錫焊固定。FPC31的卡合部31f，是將FPC31的寬度方向另一方端部切口而形成的，與第2定子23的卡合部23h卡合并且用錫焊固定。即，F(xiàn)PC31牢固地固定在第1定子22和第2定子23上，所以，即使外力作用在FPC31上，也不對第1線圈骨架29的端子銷29d、29e、第2線圈骨架30的端子銷30d、30e施加負(fù)擔(dān)，可防止端子銷破壞，防止錫焊的接點(diǎn)部分?jǐn)嚅_。
另外，第1定子22和第2定子23借助FPC31固定，這樣，不必將第1定子22和第2定子23固定在電動(dòng)機(jī)殼體等上。另外，F(xiàn)PC31和第1定子22及第2定子23的固定方法是錫焊，所以固定方法容易。
另外，第1定子22和第2定子23相對于磁鐵21旋轉(zhuǎn)方向的相對位置，設(shè)定為預(yù)定的相對位置關(guān)系。日本特開(Japanese PatentApplication Laid-Open No.)2003-70224號(hào)公報(bào)(圖16)中，是將線圈骨架和定子固定在預(yù)定位置后，再將線圈骨架固定在預(yù)定位置，所以，定子相互間的位置關(guān)系，由于公差等的累積而不獲得好的位置精度。
而本實(shí)施方式中，由于第1定子22和第2定子23的預(yù)定相對位置關(guān)系的設(shè)定是通過FPC31直接進(jìn)行的，所以，第1定子22和第2定子23的相對位置精度良好。這樣，可提供旋轉(zhuǎn)性能良好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
下面，參照圖12A～12D和圖13A～13D，詳細(xì)說明本實(shí)施方式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
圖12A～12D是圖11中的A-A線剖視圖。圖13A～13D是圖11中的B-B線剖視圖。
圖12A～12D和圖13A～13D中，圖12A和圖13A、圖12B和圖13B、圖12C和圖13C、圖12D和圖13D，分別表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)中的同時(shí)刻狀態(tài)。
磁鐵21在圖12A中的狀態(tài)，表示向第1線圈24和第2線圈25通電，將第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e勵(lì)磁為N極，將第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e勵(lì)磁為S極的情況。
從該狀態(tài)，使對第1線圈24的通電反轉(zhuǎn)，將第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e勵(lì)磁為S極，將第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e勵(lì)磁為S極時(shí)，作為轉(zhuǎn)子的磁鐵21朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖12B所示的狀態(tài)。
接著，使對第2線圈25的通電反轉(zhuǎn)，將將第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e勵(lì)磁為S極，將第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵21進(jìn)一步朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖12C所示的狀態(tài)。
接著，使對第1線圈24的通電反轉(zhuǎn)，將第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e勵(lì)磁為N極，將第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e勵(lì)磁為N極時(shí)，磁鐵21進(jìn)一步朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，成為圖12D所示的狀態(tài)。
接著，使對第2線圈25的通電反轉(zhuǎn)，將將第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e勵(lì)磁為N極，將第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e勵(lì)磁為S極時(shí)，磁鐵21進(jìn)一步朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)18度，返回到圖12A所示的狀態(tài)。
以后，如上所述地，依次地切換對第1線圈24及第2線圈25的通電方向，磁鐵21依次地朝著與通電相位相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施方式中，由向第1線圈24和第2線圈25的通電產(chǎn)生的磁通，直接作用在磁鐵21上，通過采用上述本實(shí)施方式的特有構(gòu)造，可以提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出，并且可以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)非常小型化。
即，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的直徑，只要具有使第1定子22及第2定子23的磁極與磁鐵21的直徑相對的大小即可。另外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的長度，只要具有在磁鐵21的長度上加上第1線圈24及第2線圈25的長度的大小即可。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的大小，由磁鐵和線圈的直徑及長度決定，只要磁鐵和線圈的直徑及長度非常小，就可以實(shí)現(xiàn)超小型的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在第1定子22上配設(shè)卡合部22h，在第2定子23上配設(shè)卡合部23h，將第1定子22及第2定子23與線圈供電用的FPC31通過各卡合部固定，所以，能用充分的強(qiáng)度固定FPC31。這樣，即使有外力作用在FPC31上，F(xiàn)PC31也不容易破損，F(xiàn)PC31與線圈的連接部分也不容易斷開，可提供可靠性良好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。另外，可容易地進(jìn)行第1定子22和第2定子23的旋轉(zhuǎn)軸向的定位，容易組裝，且可實(shí)現(xiàn)低成本化。
另外，使第1定子22和第2定子23相對于磁鐵21旋轉(zhuǎn)方向的相對位置關(guān)系成為預(yù)定位置關(guān)系地、將第1定子22及第2定子23與FPC31固定，所以，第1定子22和第2定子23的相對位置精度良好，可提供旋轉(zhuǎn)性能良好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
另外，由于用錫焊的方法將第1定子22及第2定子23與FPC31固定，所以固定方法容易。
另外，由于第1定子22的第1外側(cè)磁極部22a～22e和第2定子23的第2外側(cè)磁極部23a～23e，是朝軸向伸出的梳齒狀，所以，可最大限度地減小電動(dòng)機(jī)外徑，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的小型化。
另外，由于把端子銷29d、29e配設(shè)在從第1線圈骨架29的圓筒部29a朝軸向伸出的罩部29b上，把端子銷30d、30e配設(shè)在從第2線圈骨架30的圓筒部30a朝軸向伸出的罩部30b上，所以，與已往那樣的在外徑部的徑方向使端子板和端子銷突出的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相比，可最大限度地減小外徑，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的小型化。
〔其它實(shí)施例〕上述實(shí)施例3中，與第1及第2定子22、23的卡合部22h、23h分別卡合的FPC31的卡合部31e、31f，是將FPC31的寬度方向兩端部切口的形狀，但本發(fā)明并不限定于此，它也可以是任何形狀，只要能將FPC31牢固地固定在第1及第2定子22、23上即可。例如，也可以把配設(shè)在FPC31上的卡合部做成為能與第1及第2定子22、23的卡合部22h、23h嵌合的孔部。
權(quán)利要求
1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、第1及第2線圈、圓筒形第1及第2定子、圓筒形線圈骨架；上述圓筒形磁鐵的周方向被分割成多個(gè)部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；上述第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且被配置在分別從軸向兩端挾住該磁鐵的位置；上述第1及第2定子具有沿軸向伸出并與上述磁鐵相對的齒狀磁極部；上述圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著第1線圈和第2線圈中的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，沿軸向伸出的上述各磁極部與該卡合部卡合，使得上述第1定子和上述第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系。
2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、第1及第2線圈、圓筒形第1及第2定子、圓筒形線圈骨架；上述圓筒形磁鐵的周方向被分割成多個(gè)部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；上述第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在分別從軸向兩端挾住該磁鐵的位置；上述第1及第2定子具有沿軸向伸出并與上述磁鐵相對的齒狀磁極部；上述圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著第1線圈和第2線圈中的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，沿軸向伸出的上述各磁極部與該卡合部卡合，使得上述第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系；還具有覆蓋上述第1、第2定子及上述磁鐵外周側(cè)的罩部。
3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、圓筒形的第1及第2線圈、第1定子、第2定子、輸出軸、圓筒形線圈骨架；上述圓筒形磁鐵的周方向被分割成多個(gè)部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；上述第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在分別從軸向挾住該磁鐵的位置；上述第1定子具有隔開預(yù)定間隔與上述磁鐵的一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被第1線圈勵(lì)磁的第1外側(cè)磁極部；上述第2定子具有隔開預(yù)定間隔與上述磁鐵的另一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被第2線圈勵(lì)磁的第2外側(cè)磁極部；輸出軸由軟磁性材料構(gòu)成，其被固定在上述磁鐵的內(nèi)徑部，并形成有在上述第1外側(cè)磁極部和上述第2外側(cè)磁極部中的至少一方軸向的預(yù)定范圍內(nèi)相對、被第1線圈和第2線圈中至少一方勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部；上述圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著上述第1線圈和上述第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，沿軸向伸出的上述第1及第2磁極部與該卡合部卡合，使得第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系。
4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有可旋轉(zhuǎn)的圓筒形磁鐵、圓筒形的第1及第2線圈、第1定子、第2定子、輸出軸、圓筒形線圈骨架；上述圓筒形磁鐵的周方向被分割成多個(gè)部分，這些部分被交替地磁化為不同的極；上述第1及第2線圈與上述磁鐵同心，并且配置在分別從軸向挾住該磁鐵的位置；第1定子具有隔開預(yù)定間隔地與磁鐵的一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、并被上述第1線圈勵(lì)磁的第1外側(cè)磁極部；第2定子具有隔開預(yù)定間隔地與磁鐵的另一方外周面?zhèn)认鄬Σ⒀剌S向伸出、被上述第2線圈勵(lì)磁的第2外側(cè)磁極部；上述輸出軸由軟磁性材料構(gòu)成，固定在上述磁鐵的內(nèi)徑部，形成有在上述第1外側(cè)磁極部和上述第2外側(cè)磁極部中的至少一方軸向的預(yù)定范圍內(nèi)相對、被上述第1線圈和上述第2線圈中至少一方勵(lì)磁的內(nèi)側(cè)磁極部；圓筒形線圈骨架由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著上述第1線圈和上述第2線圈的至少一方；其特征在于，在上述線圈骨架上設(shè)有卡合部，沿軸向伸出的上述第1及第2磁極部與該卡合部卡合，使得第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系；還具有覆蓋上述第1、第2定子及上述磁鐵外周側(cè)的罩部。
5.驅(qū)動(dòng)裝置，包括被磁化的筒狀磁鐵、固定在上述磁鐵內(nèi)徑部的旋轉(zhuǎn)軸、與上述磁鐵同軸地配設(shè)在該磁鐵軸向一側(cè)的第1線圈、與上述磁鐵同軸地配設(shè)在該磁鐵軸向另一側(cè)的第2線圈、與上述磁鐵的外周面相對設(shè)置并被上述第1線圈勵(lì)磁的第1定子、與上述磁鐵的外周面相對并被上述第2線圈勵(lì)磁的第2定子，其特征在于，在第1及第2定子上分別設(shè)有卡合部；通過上述卡合部固定上述第1及第2定子和向第1及第2線圈供電用的電路板。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，以使上述第1定子和第2定子對于上述磁鐵旋轉(zhuǎn)方向的相對位置成為預(yù)定位置關(guān)系的方式固定上述第1及第2定子和電路板。
7.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，上述第1及第2定子和電路板的固定方法包含錫焊的固定方法。
8.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，上述第1定子，具有與上述磁鐵的軸向一方端面?zhèn)认鄬?、沿軸向伸出的梳齒狀第1外側(cè)磁極部；上述第2定子，具有與上述磁鐵的軸向另一方端面?zhèn)认鄬?、沿軸向伸出的梳齒狀第2外側(cè)磁極部；上述旋轉(zhuǎn)軸，具有挾著上述磁鐵與上述第1外側(cè)磁極部相對的第1內(nèi)側(cè)磁極部、和挾著上述磁鐵與上述第2外側(cè)磁極部相對的第2內(nèi)側(cè)磁極部。
9.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，具有卷繞第1線圈的第1線圈骨架和卷繞第2線圈的第2線圈骨架；在從第1線圈骨架的線圈卷繞部分朝軸向伸出的部分上設(shè)有連接上述第1線圈的端子的端子銷；在從第2線圈骨架的線圈卷繞部分朝軸向伸出的部分上設(shè)有連接上述第2線圈的端子的端子銷。
10.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，依次切換對第1及第2線圈的通電方向，使上述磁鐵依次朝著與通電相位相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有第1及第2線圈(4、5)、圓筒狀的第1及第2定子(2、3)、和圓筒狀的線圈骨架(9)。第1及第2線圈(4、5)與磁鐵(1)同心，并且配置在分別從軸向兩端挾住該磁鐵的位置。第1及第2定子(2、3)具有朝軸向伸出并與磁鐵相對的齒狀磁極部(2a～2e、3a～3e)。線圈骨架(9)由絕緣體構(gòu)成，在其上卷繞著第1線圈和第2線圈。在線圈骨架(9)上設(shè)有卡合部(9d、9e)，上述朝軸向伸出的各磁極部與該卡合部(9d、9e)卡合，使得第1定子和第2定子的周方向相對位置成為預(yù)定的位置關(guān)系。這樣，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精度良好。
文檔編號(hào)H02K37/12GK1691472SQ20051006609
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者堀池香織 申請人:佳能株式會(huì)社