(57)【要約】【課題】  簡単な構成でディテントトルクを低減するステッピングモータを提供する。【解決手段】  ロータ４と、ロータに対向して配置した第１のステータ１０と、ロータに対向すると共に、前記第１のステータと前記ロータの軸方向に並列に配置した第２のステータ２０とを有するステッピングモータ１であって、第１のステータ１０と第２のステータ２０との間に軟磁性体のスペーサ７を配置した。このステッピングモータは、磁性を有したスペーサを第１のステータと第２のステータとの間に配置するという簡単な構成で、第１のステータ側及び第２のステータ側の磁化状態の均質化を図ることができる。第１のステータ及び第２のステータの磁極歯がロータと磁気的に強く結合する状態を低減する。ロータに作用するディテントトルクを低減してスムーズに回転するステッピングモータを提供できる。【選択図】    図２
2006136108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータに対向して配置した第１のステータと、
前記ロータに対向すると共に、前記第１のステータと前記ロータの軸方向に並列に配置した第２のステータとを有するステッピングモータであって、
前記第１のステータと前記第２のステータとの間に軟磁性体で形成したスペーサを配置したことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記第１のステータがリング状の基部と該基部の周縁に等間隔配置した複数の磁極歯とを有する第１の環状ステータ部を含み、
前記第２のステータがリング状の基部と該基部の周縁に等間隔配置した複数の磁極歯とを有する第２の環状ステータ部を含み、
前記スペーサが、前記第１の環状ステータ部の前記基部と前記第２の環状ステータ部の前記基部との間に介挿されるリング状の軟磁性体であることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記ロータが永久磁石を用いて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステッピングモータに関し、特にディテントトルクを軽減できるステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラなどの電子機器では駆動源としてステッピングモータが広く採用されている。ステッピングモータは外部から入力されるパルス信号に応じて回転する。例えば、カメラに内蔵されたステッピングモータはセクタの開閉駆動やズームレンズの駆動で使用される。よって、カメラ等に内蔵されるステッピングモータは精度良くステップ駆動するだけでなく、スムーズに回転することが求められる。
【０００３】
ステッピングモータには種々のタイプがある。例えばロータに永久磁石を使用したＰＭ（permanent  magnet）型のステッピングモータがある。このＰＭ型のステッピングモータは構造が比較的簡素であるため広く採用されているが、永久磁石を使用している為にディテントトルク（自己保持力）が生じている。ディテントトルクはステータに巻回したコイルへの通電を行っていないとき（無通電時）に特に顕在化するが、ロータが回転しているときにもロータの回転に影響を及ぼす場合がある。ディテントトルクが大きいとロータが回転するときの負荷となるのでスムーズな回転が阻害され、またロータ回転時に振動や騒音を誘発してしまう場合がある。そこで、ＰＭ型のステッピングモータについて、ディテントトルクを低減する技術が従来から検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、磁性体で形成した２個のステータ間に非磁性体で形成したスペーサを介挿し、このスペーサを摺動するように回動させてステータ間の距離を変化させることでディテントトルクを低減するステッピングモータを開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、内部に配置されている２個のステータが磁気的に接続すると一方のステータから他方のステータへ漏れ磁束が発生し、この漏れ磁束に基づいてディテントトルクが生じるという観点からディテントトルクを抑制する構造を提案している。特許文献１は２個ステータ間の磁気的な結合を弱めるための構造を提案している。具体的には、２個のステータ間に回動自在なスペーサを配置して距離を広げ、またスペーサを非磁性体として、ステータ間でスペーサを回動させることによりステータ間の距離を変更することを提案する。
【０００７】
しかしながら、上記構成をステッピングモータに組込むと構造が複雑化してしまう。特に近年にあってステッピングモータへの小型化の要請が一段と強くなっている。このように微小化されるステッピングモータに複雑な構造を追加することは加工上困難であると共に、コスト上昇の問題を発生させる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は簡単な構成でディテントトルクを低減できるステッピングモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、ロータと、前記ロータに対向して配置した第１のステータと、前記ロータに対向すると共に、前記第１のステータと前記ロータの軸方向に並列に配置した第２のステータとを有するステッピングモータであって、前記第１のステータと前記第２のステータとの間に軟磁性体で形成したスペーサを配置したステッピングモータにより達成できる。
【００１０】
本発明によると、磁性を有したスペーサを前記第１のステータと前記第２のステータとの間に配置するという簡単な構成で、第１のステータ側及び第２のステータ側の磁化状態の均質化を図ることができる。これにより第１のステータ及び第２のステータの局部（一般に磁極歯）がロータと磁気的に強く結合する状態を低減できる。よって、ロータに作用するディテントトルクを低減してスムーズに回転するステッピングモータを提供できる。
【００１１】
また、前記第１のステータがリング状の基部と該基部の周縁に等間隔配置した複数の磁極歯とを有する第１の環状ステータ部を含み、前記第２のステータがリング状の基部と該基部の周縁に等間隔配置した複数の磁極歯とを有する第２の環状ステータ部を含み、前記スペーサが、前記第１の環状ステータ部の前記基部と前記第２の環状ステータ部の前記基部との間に介挿されるリング状の軟磁性体である構造とすることができる。また、前記ロータが永久磁石を用いて形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、簡単な構成でディテントトルクを低減できるステッピングモータを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。図１は実施形態に係るステッピングモータ１の外観を示した図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。また、図２はステッピングモータ１の内部構成を確認できるように示した分解斜視図である。これらの図を参照してステッピングモータ１の構成を説明する。
【００１４】
ステッピングモータ１は、略円筒状のケース６並びに、このケース６の上側にセットされる軸受けを兼ねた上カバー２及び下側に配置される軸受けを兼ねた下カバー３とにより筐体が形成されている。なお、ケース６には後述する端子ピンを引出すために２個の切欠部６ａ、６ｂが形成されている。
【００１５】
ケース６内に、ロータ４、第１のステータ１０及び第２のステータ２０が収納されている。第１のステータ１０と第２のステータ２０とはロータ４の軸方向において並列に配置されている。第１のステータ１０と第２のステータとの間には軟磁性体で形成したスペーサ７が介挿されている。スペーサ７は第１のステータ１０側と第２のステータ２０側とを磁気的に接続する。このスペーサ７に関しては後に詳述する。
【００１６】
ロータ４は、軸受けとなる上カバー２及び下カバー３に軸支されるロータ軸５に圧入固定されて回動自在である。このロータ４はＳ極とＮ極の磁極が６０度間隔で外周面に交互に配置した６極（３極のＳ極と３極のＮ極）構成の永久磁石である。
【００１７】
第１のステータ１０は２個の環状ステータ部１１、１２を組合せて形成しており、その外周には励磁用のコイル１３が配設されている。コイル１３はコイルボビン１４に巻回されている。同様に第２のステータ２０は２個の環状ステータ部２１，２２を組合せて形成され、その外周には励磁用のコイル２３が配設されている。コイル２３はコイルボビン２４に巻回されている。４つの環状ステータ部１１，１２、２１，２２は、軟磁性体を用いて同様の形状に作製されている。ステッピングモータ１は、いわゆるクローポール型のステッピングモータであり、各環状ステータ部はロータ４が６極構成の磁石であることに対応して、その内周縁に３つずつの磁極歯が等間隔で配置されている。
【００１８】
第１のステータ１０は、環状ステータ部１１，１２の磁極歯が互いに噛合うような状態にしてセットすることで６個の磁極歯がロータ４の６極と対向した形態となっている。同様に、第２のステータ２０の環状ステータ部２１，２２についても磁極歯が互いに噛合うような状態で配置されることで６個の磁極歯がロータ４の６極に対応する。コイル１３への給電のための端子ピン１５はコイルボビン１４に形成されている。また、コイル２３への給電のための端子ピン２５はコイルボビン２４に形成されている。図１で示すように、ステッピングモータ１が組立てられた状態では端子ピン１５はケース６の切欠部６ａを介して外方へ突出した状態となり、端子ピン２５はケース６の切欠部６ｂを介して外方へ突出した状態となる。
【００１９】
さて、本ステッピングモータ１においては、前述したように第１のステータ１０と第２のステータ２０との間に軟磁性体で形成し、例えばステータ１０，２０と同じ材料で作られたリング状のスペーサ７が介挿されている。具体的には第１のステータ１０に含まれる環状ステータ部１２と、第２のステータ２０に含まれる環状ステータ部２１との間に挟むようにしてスペーサ７が配置されている。図２で示すように、各環状ステータ部１２、２１は、リング状の基部１２ａ，２１ａ及びこの基部の周縁に磁極歯１２ｂ、２１ｂが３個ずつ配置されている形状である。ステッピングモータ１を組立上げたときには、スペーサ７が環状ステータ部１２の基部１２ａと環状ステータ部２１の基部２１ａとの間に位置し、基部１２ａと基部２１ａとを磁気的に接続する状態を形成する。
【００２０】
図３は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。この図３により、ステッピングモータ１が組上げられたときに、スペーサ７が環状ステータ部１２の基部１２ａと環状ステータ部２１の基部２１ａとの間に位置している状態を確認できる。
【００２１】
一般にステータ側の磁極歯（局部）にロータ（磁石）側からの磁束が集中する傾向があり、磁極歯の部分で大きなディテントトルクが発生し易い。ディテントトルクが大きいとロータが回転したときに負荷となりトルクがロータの位置によって異なりムラのある状態となり問題となることがある。また、任意の停止位置から通電したときにどの位置からでも起動トルクが一定であることがモータ特性として望ましい。トルクにムラがあると起動トルクが小さい部分と大きい部分が生じ、起動トルクが小さい部分では、モータが起動しないといった不具合が生じる恐れがある。ここで、磁極歯付近に集中する磁束を磁極歯が存在しない領域（磁極歯の間部分）に分散させることができれば、磁極歯付近の磁束を相対的に低下させてステータ側の磁化状態を均質化できる。ステータ側の磁化状態が均質化すればディテントトルクを弱めることができる。このような観点から、ステッピングモータ１では環状ステータ部１２と環状ステータ部２１との間に何磁性体のスペーサ７を配置している。すなわち、環状のスペーサ７を配置することにより、磁極歯部分と磁極歯の間部分との磁束密度の差を埋めて、磁化状態の均一化を図ることができる。
【００２２】
さらに、スペーサ７は上側に位置する第１のステータ１０側と下側に位置する第２のステータ２０側とを磁気的に結合する作用も果たす。スペーサ７は第１のステータ１０、第２のステータ２０それぞれにおける内的な磁化状態の均質化、及び第１のステータ１０と第２のステータ２０との間の外的な磁化状態の均質化を促進する。このようなスペーサ７を備えるステッピングモータ１は従来のステッピングモータと比較してディテントトルクを格段に低減できる。
【００２３】
スペーサ７を介挿しない以外は同じ構造で比較用のステッピングモータを作製して、本実施例のステッピングモータ１のディテントトルク低減効果を確認した。コイルには通電せず無通電として静的回転でのディテントトルクを測定した。その際、ロータ４の１つのＮ極を基準とした。この基準Ｎ極をある角度に置いたときに、反時計周りに回転しようとするディテントトルクが作用した場合を＋（プラス）、これとは逆に時計周りに回転しようとするディテントトルクが作用した場合を−（マイナス）とした。
【００２４】
図４はディテントトルクの測定結果を示した図である。この図４により、本実施例のステッピングモータ１と比較例のステッピングモータとにおけるディテントトルク（回転トルク）の違いを確認できる。図４からステッピングモータ１ではディテントトルクが大幅に低減されることを確認できる。
【００２５】
以上説明したように、ステッピングモータ１は、環状ステータ部１２と環状ステータ部２１との間に軟磁性体のスペーサ７を配置するという簡単な構成でディテントトルクを軽減できる。
【００２６】
上記実施例は第１及び第２のステータ１０、２０が、２つの環状ステータ部１１、１２及び２１、２２により形成されている場合を例示した。しかし、本発明はこのような構造に限定して適用されるものではない。各ステータ１０、２０が１つの環状ステータ部によって形成される構造についても本発明を同様に適用できる。本発明のステッピングモータは軸方向に並列に配置したステータの間に軟磁性のスペーサを配置するという簡単な構成であるので極めて低コストで実現できる。
【００２７】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明はＰＭ型のステッピングモータに好適に適用されるものであるが、他のタイプのステッピングモータでもディテントトルクが問題となる場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係るステッピングモータの外観を示した図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。
【図２】ステッピングモータの内部構成を確認できるように示した分解斜視図である。
【図３】図１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施例のステッピングモータと比較例のステッピングモータとにおけるディテントトルク（回転トルク）の違いを示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１            ステッピングモータ
４            ロータ
５            ロータ軸
６            ケース
７            スペーサ
１０          第１のステータ
１２          環状ステータ部
１２ａ        リング状の基部
１２ｂ        磁極歯
２０          第２のステータ
２１ａ        リング状の基部
２１ｂ        磁極歯
【図１】
2006136108.tif 000003
【図２】
2006136108.tif 000004
【図３】
2006136108.tif 000005
【図４】
2006136108.tif 000006