JP3370997B2 - アキシアルフラックス型電磁マイクロモータ - Google Patents
アキシアルフラックス型電磁マイクロモータInfo
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Description
型電磁マイクロモータに関し、特に、小型化されたステ
ッピングマイクロモータに関する。
回転可能に軸支されたステータを具えた上述のタイプの
マイクロモータがスイス特許第668,160号に記載されて
既に公知である。このロータは、ロータの回転軸に実質
的に平行なエアギャップに磁界を発生させる少なくとも
一対の磁極を有している。このマイクロモータは、磁界
によって発生した磁束を遮断するように前記エアギャッ
プ内に回転軸に垂直に設けられた実質的に偏平な少なく
とも一つのコイルを具えている。本明細書においては、
コイルは半導体ウエハーの一方の面に設けられ、通常の
集積回路作製技術を用いて製作されるものとする。この
タイプのモータにおいて、エアギャップは高い磁気透過
率を有する2枚の平行なフランジによって形成され、該
フランジの一方はロータと一体化されると共に、他方は
ステータ上に取付けられている。作動の際に、磁化され
たロータとコイルのそれぞれによって作られた磁束が、
相互に回転可能な2枚のフランジの間を循環する。
れば、電磁的吸引力に付随して摩擦力が発生し、そのた
めにこのマイクロモータの出力が低下する問題がある。
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決して、小型
マイクロモータの製作技術に適した構造を有する高出力
の電磁マイクロモータを提供することを目的とする。
と、回転軸に実質的に平行なエアギャップに磁界を発生
させる少なくとも一対の磁極を有し、前記ステータに対
して回転軸を中心に軸支された磁化されたロータと、磁
界によって発生した磁束を遮断するように前記エアギャ
ップ内に回転軸に垂直に設けられた実質的に偏平な少な
くとも一つのコイルとを具え、前記エアギャップはロー
タによってのみ限定されているアキシアルフラックス型
電磁マイクロモータによって達成される。
随伴して回転可能であり、そのため、これらのフランジ
の間の摩擦現象が消失する。本発明の好適実施例によれ
ば、磁気透過性の第1,第2フランジを有し、該第1フ
ランジはロータに一体化されているこのマイクロモータ
は、ロータに一体化された第2のフランジをも具え、前
記第1フランジと共に前記エアギャップを形成してい
る。
のフランジは、ピンに回転可能に取付けられた第1,第
2スリーブによってそれぞれロータに一体化されてい
る。以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明を
更に詳細に説明する。
クロモータ1を示す。このマイクロモータ1はステータ
2と、該ステータ2に対して幾何学的回転軸Xrを中心
に軸支された磁化されたロータ4とを具えている。ロー
タ4は、エアギャップE内にロータ4の回転軸Xrに実
質的に平行な磁界Hを発生させる少なくとも一対の磁極
(図示しない)を具えている。この目的のために、ロー
タ4は磁化された円形ディスク6と高い磁気透過性を有
する第1フランジ8とで構成されている。このディスク
6とフランジ8の詳細については、前述のスイス特許を
参照されたい。このモータは実質的に偏平なコイル10
も具えている。これらのコイルは、磁界Hによって生じ
た磁束を遮断するように、回転軸Xrに垂直に前記エア
ギャップE内に設置されている。コイル10は、シリコ
ン製の半導体材料等の電気絶縁性材料で作られた、その
中心に排気孔13を有する基体12上に軸Xrと同軸に
設置されている。コイルの構造も前述のスイス特許に開
示されているものと同じである。
第1フランジ8の場合と同様に、柔らかい磁性材料で作
られた高い磁気透過性を有する第2フランジ14を具え
ている。この第2フランジ14はディスク6の自由面の
反対側に設置され、ロータ4と一体化されている。この
ように、エアギャップEは、ロータ4に一体化されマイ
クロモータの作動の際に(換言すれば電流がコイル10
を流れると)ステータ2に随伴して可動の2枚のフラン
ジ8,14によって形成されている。エアギャップEは
ロータ4の一部を構成する可動フランジ8,14によっ
て規定されているので、エアギャップはロータ4のみに
よって区切られていることが判るであろう。
ランジ8,14が、ピン20に回転可能に軸支された第
1スリーブ16と第2スリーブ18とを介して、それぞ
れロータ4と一体化されていることが挙げられる。ピン
20に直接取付けられている第2スリーブ18は、図1
のマイクロモータを参照すると、その下部にベース19
を有し、該ベースは軸方向の接触によって即ち軸Xrに
平行に、ピン20と一体化されたペデスタル22の上に
載っている。この目的のために、ベース19はペデスタ
ル22の反対側に第1カラー21(内側カラー)を有す
る。この内側カラー21はペデスタル22上に直接接し
ている摩擦表面を有する。ピン20はペデスタル22に
対して垂直に延在し、且つこれと同じ材料で作られてい
る。ペデスタル22はサポート24に収容されている。
このサポート24は好ましくは真鍮等の非磁性材料で作
られ、二つの段のついた凹部26,28を具えている。
この凹部の寸法と形状は、それぞれが少なくともペデス
タル22と第2フランジ22とを受入れるように設計さ
れている。ペデスタル22とベース19及び第2フラン
ジ14の少なくとも一部を受入れているこれらの凹部2
6,28は、基体12によってカバーされ、該基体の外
側壁は前記凹部28を規定している円筒状側壁の近傍の
サポート24の上面に載っている。
26の底にしっかりと保持されているので、ピン20は
サポート24に対して固定されている。二つのスリーブ
16,18は同軸的に焼きばめされて重ねられた状態で
駆動されることが望ましい。更に詳しくは、幾何学的軸
Xrに対して最外側に位置するスリーブ16は、内側ス
リーブ18のすぐ上で駆動される。スリーブ18は、ベ
ース19から持ち上がった本体30を有する。軸受面3
1がベース19に関して遠い方の本体30の領域に設け
られ、それの外径は本体30の外径りも僅かに大きく設
定され、第1スリーブ16が第2スリーブ18上に比較
的短い係合距離にわたって圧入されている。
13を通じて半導体の基体12を貫通している。スリー
ブ16,18は肩32,34を有し、その上にはフラン
ジ8と14とがそれぞれ載っている。図示の例では、第
1フランジ8が肩32とディスク6との間に挟まれ、磁
化された円形ディスク6が第1スリーブ16の上で駆動
されている。スリーブ16,第1フランジ8,磁化ディ
スク6は予め組み立て可能なユニットU1を形成し、ピ
ン20上に既に位置決めされている第2スリーブ18の
本体30の上に装着される。
リーブ18は、少なくとも組み立て作業の間だけは各部
品を一体化しておく接着剤36によって、第2フランジ
14に組付けられる。この第2スリーブ18と第2フラ
ンジ14もユニットU2を形成している。第2フランジ
14は、第2スリーブ18の本体30に半径方向の遊び
J1を以て取付けられ、肩34上に直接載っている。そ
の上、第2フランジ14は、第1スリーブ16の自由端
38の一つによって第2スリーブ18上に維持されてい
る。これによって、第2フランジ14は第1スリーブ1
6の端部38と第2スリーブ18の肩34との間に挟ま
れていることが理解されよう。肩34はベース10上に
直接置かれている。第1スリーブ16の端部38は第2
フランジ14に当接し、エアギャップEの巾lを規制し
ている。
と近い方の二つの軸受表面40,42を有し、そこに第
2スリーブ18が回転可能に直接取付けられている。更
に詳しくは、近い方の軸受表面40はペデスタル22の
近傍に設けられ、遠い方の軸受表面40はピン20の自
由端の近傍に設けられている。ピン20は第2スリーブ
18の全長よりも更に延在し、全ロータ4を貫通してい
る。この種の設計によれば、ロータ4の正確な組立とガ
イドとが確実に行える。
面して第2円形カラー50を有し、ピン20が湾曲した
場合には該カラーはペデスタル22に当接するように構
成されている。この第2カラー50は第1カラー21と
同軸に、後者の周囲に設置されている。これら二つの同
軸のカラー21,50は、回転軸Xrに関してそれぞれ
内側と外側に設けられている。このカラー50とペデル
タル22との間の保安間隙G1は、ピン20の湾曲が弾
性曲げ強度の限界内に止まり、フランジ14も磁化ディ
スク6も基体12に接触しないように、計算されてい
る。
トルクを伝達するために、マイクロモータ1の外側に突
出した第1スリーブの自由端の近傍にピニオン60が設
けられている。このピニオン60は第1スリーブ16を
機械加工することによって直接的に形成してもよい。図
1の実施例によれば、フランジ8,14を具えた二つの
スリーブ16,18によって構成された可動エレメント
と永久磁石6との軸方向の変位は、ピン20の自由端上
にねじ止めされたねじ付きリング62によって形成され
たストッパによって限定されている。このリング62
は、ピン20上に螺合するか、図示しない逆ねじ等の公
知の手段で固定されている。内側スリーブ18の本体3
0は、ピン20の自由端の近傍において外側スリーブ1
6から突出している。その結果、内側スリーブ18は突
出した自由端を有し、リング62に軸方向に接触可能な
サポート63を形成している。
トレーン・バー等のプレート64に係合している。この
ピン20はプレート64に固定されており、両者は相対
運動を行わない。この例では、ストッパ機能はプレート
64自体が有し、その一方の面が第2スリーブ18のサ
ポート部63に当接可能となっている。
図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ステータ(2)と、回転軸(Xr)に実
質的に平行な磁界(H)をエアギャップ(E)内に発生
させる少なくとも一対の磁極を有し、該回転軸(Xr)
を中心に前記ステータ(2)に対して軸支された磁化さ
れたロータ(4)と、高い磁気透過性を有し、前記回転
軸(Xr)に直交し、前記ロータ(4)と機械的に一体
化され、前記エアギャップ(E)を形成している第1、
第2フランジ(8,14)と、前記エアギャップ(E)
内に回転軸(Xr)に対して垂直に設置され、磁界
(H)によって生じた磁束を遮断する少なくとも一つの
偏平なコイル(10)と、を具えているアキシアルフラ
ックス型電磁マイクロモータにおいて、 前記第1、第2フランジ(8,14)が、それぞれ第
1、第2スリーブ(16,18)を介して前記ロータ
(4)と一体化されていて、該第1、第2スリーブ(1
6,18)は、一方が他方を囲んで同軸的に配置され、
お互いで一体化され、前記ステータ(2)に固定的に取
りつけられた固定されたピン(20)の周囲に自由に回
転可能に軸支されていることを特徴としている、 アキシ
アルフラックス型電磁マイクロモータ。 - 【請求項2】 前記両スリーブ(16,18)が同軸的
に焼きばめされていることを特徴としている、請求項1
に記載のマイクロモータ。 - 【請求項3】 前記両スリーブ(16,18)が相互に
駆動し合うことを特徴としている、請求項1に記載のマ
イクロモータ。 - 【請求項4】 両スリーブ(16,18)がそれぞれ肩
(32,34)を有し、その上に前記各フランジ(1
6,18)が載っている請求項1に記載のマイクロモー
タ。 - 【請求項5】 第2フランジ(14)が、第1スリーブ
(16)の自由端によって第2スリーブ(18)上に保
持されていることを特徴としている、請求項1に記載の
マイクロモータ。 - 【請求項6】 第1スリーブ(16)の自由端が第2フ
ランジ(14)に当接し、前記エアギャップ(E)の巾
を規制していることを特徴としている、請求項1に記載
のマイクロモータ。 - 【請求項7】 前記ピン(20)が、遠い方(40)と
近い方(42)との二つの軸受表面を有し、それぞれに
第2スリーブ(18)が回転可能に取付けられているこ
とを特徴としている、請求項1に記載のマイクロモー
タ。 - 【請求項8】 前記ピン(20)が第2スリーブ(1
8)の全長にわたって延在していることを特徴としてい
る、請求項1に記載のマイクロモータ。
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