(57)【要約】【課題】  出力トルクを高め、なおかつ精度良く動力伝達部に力を伝達することが可能なステッピングモータを提供することにある。【解決手段】  着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、ロータ磁石は、接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、接続穴は回転軸線に対して垂直な面における形状が回転軸線からの距離が一定でない回転止め形状を具備する。【選択図】  図３
2006087174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと
供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、
前記ロータ磁石は、前記ロータ磁石に設けられた接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、前記接続穴は前記回転軸線に対して垂直な面における形状が前記回転軸線からの距離が一定でない回転止め形状であることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記回転止め形状は角を有する形状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】
前記回転止め形状の内接円の中心はほぼ前記回転軸線と重なることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記回転止め形状は回転軸線に関して、対称となる形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のステッピングモータ。
【請求項５】
前記回転止め形状は回転軸線を含み平面対称となるような平面を少なくとも一つ有しており、この平面に沿って分極されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のステッピングモータ。
【請求項６】
着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと
供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、
前記ロータ磁石は、前記ロータ磁石に設けられた複数の接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、少なくとも一つの前記接続穴は前記回転軸線を含まない位置に設けられていることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項７】
前記ロータ磁石上下面それぞれに前記ロータ磁石を軸方向に保持する２つの軸方向保持部を有し、それらは成形により一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のステッピングモータ。
【請求項８】
前記ステッピングモータはベースプレートの一面上に取付けられ、前記ベースプレートに沿って配置された前記コイルを有したコイルブロックを備え、前記ヨークは前記コイルブロックに連結された端部以外の磁路部分が前記コイルブロックに重なることなく設けられ、前記ロータは前記ヨークのロータ通孔内に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のステッピングモータ。
【請求項９】
前記動力伝達部の動作により機能する稼働部を有する請求項１から８のいずれかに記載のステッピングモータを用いた電子機器。
【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及びステッピングモータを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子時計用のステッピングモータには、重要な構成部品であるコイルとステータとロータとを、各々平面的に散らした構造のものが使われている。これは、小型化や薄型化が要求される時計にとっては非常に良い構造であり、しかもコスト的に安価に製造し得ることが出来る効果もある。
【０００３】
図９は、従来から電子時計に使用されているステッピングモータの構成図である。図９において、ステッピングモータは、ロータ収容用貫通孔３０３を有するステータ３０１、ロータ収容用貫通孔３０３に回転可能に収容され２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁したロータ３０２、ネジ３１２、３１３によってステータ３０１と一体化された磁心３０８、磁心３０８に巻回されたコイル３０９を備えている。
【０００４】
磁性材料によって形成されたステータ３０１には、ロータ収容用貫通孔３０３を挟んで対向する位置に２個の切り欠き部（外ノッチ）３０６、３０７が設けられており、外ノッチ３０６、３０７とロータ収容用貫通孔３０３の間には可飽和部３１０、３１１が形成されている。また、ステータ３０１には、ロータ収容用貫通孔３０３に連続すると共にロータ収容用貫通孔３０３を挟んで対向する位置に２個の位置決め用切り欠き部（内ノッチ）３０４、３０５が設けられている。コイル３０９が励磁されていない状態では、ロータ３０２は、その磁極軸Ａが内ノッチ３０４、３０５を結ぶ線分に対して直交する位置に安定して停止している。
【０００５】
いま、矩形波のパルス信号をコイル３０９に供給して、矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ３０１には矢印Ｃ方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部３１０、３１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ３０１に生じた磁極とロータ３０２の磁極との相互作用によって、ロータ３０２は矢印Ｂ方向に１８０度回転し、安定的に停止する。
【０００６】
次に、逆極性の矩形波のパルス信号をコイル３０９に供給して、反矢印方向に電流を流すと、ステータ３０１には反矢印Ｃ方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部３１０、３１１が先ず飽和し、その後、ステータ３０１に生じた磁極とロータ３０２の磁極との相互作用によって、ロータ３０２は矢印Ｂ方向に１８０度回転し、安定的に停止する。以後、このように、コイル３０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ３０２を１８０度ずつ矢印Ｂ方向に連続的に回転させることができる。
【０００７】
ロータ３０２は歯車及び軸を一体的に構成したロータ真と磁石を固着させ、歯車により回転動力を伝達する。ロータ真は金属製の部材と磁石を圧入等により一体的にすることもあるが、コストを下げるため磁石をインサート成形しプラスチックによってロータ真を構成することもしばしば行われる。
【０００８】
図１０は磁石をプラスチックでインサート成形したロータ構造を示し（ａ）は、側面図、（ｂ）は下面図である。ロータ３０２は、２極の極性を持つ異方性のロータ磁石３０２ａと、磁石３０２ａを保持する保持部とカナと両端の軸を一体でプラスチック成形したロータ真３０２ｂとより構成されている。ロータ磁石３０２ａはロータ真３０２ｂにインサート成形により固着されている。
【０００９】
ロータ磁石はその外周側面、上下面によって、プラスチックと固着している。外周側面については、ロータ真の一部が帯状になっており４カ所でロータ磁石とロータ真が固着されている。これによりロータ磁石のステップ動作をロータ真に伝達し、ロータ真を回転させることができる。
【特許文献１】特開平１０−６８７８４（図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電子時計用のステッピングモータは薄型化が可能である面や、設計の自由度が高い面などにおいて、一般的な円筒タイプのステッピングモータに比べて有利になる場合が用途によってはある。例えば、カメラなどで使用されるレンズなどの光学部品の駆動装置においては、小型薄型化のニーズが高く、特に携帯電話などの携帯機器に搭載されるレンズ駆動装置に関しては小型薄型化が強く要求されており、この様な用途に対しては、時計用のステッピングモータを利用するのは非常に有効な手段である。
【００１１】
しかしながら、レンズ駆動装置はより精度良くレンズをリニア駆動させるために、動作する部材のガイドにおいては摺動部のクリアランスが非常に小さく、それは時計の一般的な機構よりも小さいことが多い。さらには、動作の再現性を高めるため、摺動部のクリアランスを片側に詰める目的で付勢手段を設けているものも多い。そのため、摩擦負荷が大きく従来の時計のステッピングモータよりも大きい出力を必要とすることが多々ある。
【００１２】
出力を大きくする手段として、ロータ磁石とステータのクリアランスを小さくする、ロータの径を大きくするなどがある。ところが、図１０の様にロータ磁石の側面にプラスチックを成形すると必然的にその肉厚分はロータ磁石とステータのクリアランスが増えてしまい十分な出力を得ることができない。
【００１３】
これを防ぐために、ロータ磁石の中心貫通丸穴面のみでプラスチックのロータ真とロータ磁石を固着し、ロータ磁石の側面のプラスチックが無くなった分、ロータ磁石を大きくすることで、ロータ磁石とステータのクリアランスを小さくする、ロータの径を大きくする、の２つの対策を講じることができステッピングモータのトルクを大きくすることができる。ところがトルクを大きくした反面、ロータ磁石とロータ真の界面が中心に近い部分であり、半径が小さいため、また、貫通穴が中心部の円形状の穴でありすべての界面が回転方向と平行であるため、お互いの密着度が十分に確保できず、ロータ磁石のステップ動作時に界面が剥離し、ロータ磁石とロータ真が弛んでしまうことがある。トルクを高くする分なおさらロータ磁石の慣性力が大きくなり弛みやすい。弛んでしまった場合、ロータ磁石の回転をロータ真に正確に伝達することができず、レンズ駆動装置などにおいては、レンズの直進動作の再現性が乏しくなる恐れがある。
【００１４】
また、ロータ磁石の外周側面に４カ所の帯状の部分が部分的にあり、なおかつ最外周であるから、成形精度によってはロータの慣性力のばらつきを生みやすく、ステッピングモータの性能のばらつきに影響していた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明のステッピングモータは、着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、ロータ磁石は、接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、接続穴は回転軸線に対して垂直な面における形状が回転軸線からの距離が一定でない回転止め形状を具備する。
【００１６】
更に、本発明のステッピングモータは、着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、ロータ磁石は、ロータ磁石に設けられた複数の接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、少なくとも一つの接続穴は回転軸線を含まない位置に設けられている。
【００１７】
これらの発明では、ロータ磁石外周側面に樹脂を配置しこれを用いて動力伝達部に動力を伝達する必要がないから、その分ロータ磁石を大きく、ヨークとロータ磁石の隙間を極力小さくすることができるため、ステッピングモータの大きさは変えずに、高トルクのステッピングモータを実現できる。また、高トルクを出力するロータ磁石と動力伝達部の緩みを防ぐことができ高精度で動力を伝達することができる。更に、ロータ磁石の外周に部分的に樹脂を形成する必要がないから、ロータ慣性力への影響が大きいロータ磁石外周の寸法精度が部分的な樹脂成形よりも高くなり、ロータ慣性力のばらつき、強いてはステッピングモータの特性ばらつきを減らすことができる。
【００１８】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータはベースプレートの一面上に取り付けられ、ベースプレートに沿って配置されたコイルを有したコイルブロックを備え、ヨークはコイルブロックに連結された端部以外の磁路部分がコイルブロックに重なることなく設けられ、ロータは、ヨークのロータ通孔内に配置されている
この発明では、このステッピングモータが、扁平型に構成されていて、薄型なステッピングモータ、更には薄型な電子機器を構成することができる。
【００１９】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は角を有する形状である。
【００２０】
この発明では、ロータ磁石の角を利用して効率よく回転力を動力伝達部に伝え、ロータ磁石と動力伝達部の剥離を防ぐことができる。
【００２１】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、その内接円の中心と回転軸線と重なるような形状である。
【００２２】
この発明ではロータ磁石外形を精度が良い円径に加工する際のガイドとして接続穴を利用することができ、その結果、ロータ動作のばらつきの低減につながる。
【００２３】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、回転軸線に関して、対称となる形状である。
【００２４】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、回転軸線を含み平面対称となるような平面を少なくとも一つ有しており、この平面に沿って分極されている。
【００２５】
これらの発明では、ロータ磁石の各極の領域の形状が等しくなるので、各極ごとの動作特性のばらつきが低減する。
【００２６】
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータはロータ磁石上下面それぞれにロータ磁石を軸方向に保持する軸方向保持部を有し、それらは成形により一体的に形成されている。
【００２７】
この発明では、ロータ磁石をインサート成形により軸方向保持部と一体的に形成し、軸方向保持部を介して動力伝達部、回転軸を一体化することで、製造コストの安価なステッピングモータを実現することができる。
【００２８】
又、本発明のステッピングモータを用いた電子機器は、本発明のステッピングモータを用い、動力伝達部の動作により機能する稼働部を有する。
【００２９】
この発明では、高トルクで高精度のステッピングモータを用いて、高い負荷に対しても安定的に高精度で稼働できる電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、ロータ磁石をインサート成形でロータ真と一体化する低コストの構成のままで、ロータ磁石の大きくし、ロータ磁石とステータの隙間を詰めつつ、ロータ磁石とロータ真の密着強度を確保することができ、高出力で信頼性の高いステッピングモータ及びステッピングモータを使用した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１から図３を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００３２】
図１（ａ）は本発明のステッピングモータ２６及びステッピングモータ２６を用いた電子機器２１、例えばレンズ駆動装置の平面図である。
【００３３】
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＦ２−Ｆ２切断面に沿った本発明のステッピングモータ２６及びステッピングモータ２６を用いた電子機器２１の断面図である。
【００３４】
図１（ａ）及び（ｂ）の符号２１で示す電子機器は光学部品、例えばレンズを駆動するレンズ駆動装置であり、カード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の薄型電子機器に搭載される。このレンズ駆動装置２１は、回路基板２２と、ベースプレート２３と、歯車支え２４と、カバー２５と、ステッピングモータ２６と、光学部品例えば鏡筒２７と、移動手段２８と、減速歯車列２９とを具備している。
【００３５】
回路基板２２は、その一面に、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子３０が実装されている。回路基板２２の前記一面にはベースプレート２３が被着されている。このベースプレート２３は、例えば長方形であって、その長手方向一端側部分に撮像素子３０を収容するとともに鏡筒２７の配置を許すための孔２３ｅを有している。ベースプレート２３の長手方向他端側部分には、この部分と所定距離隔てて対向する歯車支え２４が配置されている。この歯車支え２４とベースプレート２３の長手方向一端側部分とにわたってカバー２５が取付けられている。カバー２５は鏡筒２７の入射面と対向する窓孔２５ａを有している。
【００３６】
歯車支え２４は、ステッピングモータ２６をベースプレート２３との間に挟んで固定する部材を兼ねている。この歯車支え２４は、ベースプレート２３にその裏側から締付けられたねじ３２によって取付けられた複数例えば３本の取付け軸３１を介して固定されている。
【００３７】
ステッピングモータ２６は、例えばステップ角が１８０°の２極のモータであって、図１に示すようにコイルブロック３５と、ヨーク３６と、ロータ３７とを備えている。コイルブロック３５とヨーク３６とはステ−タを形成している。
【００３８】
コイルブロック３５は、鉄心３８及び励磁コイル３９を有している。鉄心３８は、コア部３８ａ（図１参照）の長手方向両端に夫々ヨーク連結部３８ｂ、３８ｃを一体に設けてなる。好ましい例として、ロータ３７を正転させる時と逆転させる時の回転速度が同じとなるように一対のコイルブロック３５を設けている。特に、本実施形態ではこれらのコイルブロック３５を一体とするためにヨーク連結部３８ｃが共用されているため、この取付け部３８ｃの両側にコア部３８ａを介してヨーク連結部３８ｂが夫々設けられている。励磁コイル３９はコア部３８ａに夫々巻き付けられている。
【００３９】
励磁コイル３９の励磁によって発生する磁束を導くヨーク３６は、平板状であって、ヨーク連結部３８ｂ、３８ｃに連結される端部３６ｂ、３６ｃを有している。一対の端部３６ｂはヨーク連結部３８ｂに夫々連結され、これら一対の端部３６ｂ間に位置する他の一つの端部３６ｃはヨーク連結部３８ｃに連結されている。ヨーク３６の端部３６ｂ、３６ｃを除いた磁路部分３６ａは、コイルブロック３５に重なることなく、コイルブロック３５の側方に突出されている。この磁路部分３６ａにはロータ通孔４０が形成されている。
【００４０】
磁路部分３６ａとコイルブロック３５との間には空隙４１が形成されている。空隙４１には励磁コイル３９の側面の少なくとも一部が臨んでいる。図１中符号４２はロータ通孔４０の周りに設けた磁路部分３６ａの凹みを示している。この凹み４２とロータ通孔４０との間、及び空隙４１とロータ通孔４０との間は、いずれも磁路断面積が極小で、きわめて容易に磁気飽和する。このため、ロータ通孔４０の内周面は前記磁路断面積が極小な部分で実質的に区切られている。この区切られた領域は、夫々磁極端として機能し、励磁コイル３９に駆動パルスが印加される度にＳ極又はＮ極が前記磁極端にあらわれるようになっている。
【００４１】
このロータ通孔４０内にはロータ３７が配置されている。ロータ３７はロータ真６１と、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されたロータ磁石５９によって構成されている。ロータ磁石５９は周方向に隣接する所定領域ごとに互いに異なる極性に着磁されている。したがって、ステッピングモータ２６は、その励磁コイル３９に図示しないモータドライバを介して駆動パルスが印加されるたびに、前記磁極端とロータ３７の磁極との間の磁気作用によって、１８０°のステップ角で回転される。ロータ３７には駆動歯車４３が一体に成形されている。ロータ３７の回転軸４４の両端部は、ベースプレート２３と歯車支え２４とに回転自在に支持されている。ロータ３７はロータ通孔４０との間に隙間を有し、接触による摩擦損失発生を防いでいる。
【００４２】
ステッピングモータ２６は前記取付け軸３１及びねじ３２を介してベースプレート２３に固定されている。この場合、ヨーク連結部３８ｂ及びこれに連結されたヨーク３６の端部３６ｂ、又はヨーク連結部３８ｃ及びこれに連結されたヨーク３６の端部３６ｃに取付け軸３１を通して、この取付け軸３１にねじ３２を締め込むことにより、ベースプレート２３と歯車支え２４との間にステッピングモータ２６を挟んで固定できる。
【００４３】
前記鏡筒２７はその内部に収められた複数のレンズ２７ａを有している。鏡筒２７の外周には鏡筒ホルダ４５がねじ込んで取付けられている。この鏡筒ホルダ４５の外周には複数例えば一対の摺動部４５ａが好ましくは略径方向に対応して突設され、これら摺動部４５ａは通孔又は凹溝等からなる軸摺動要素を有している。鏡筒２７の周りにはベースプレート２３とカバー２５とにわたって複数のガイド軸４６が取付けられていて、これらのガイド軸４６には前記軸摺動要素に個別に通されている。これにより、鏡筒２７は、前記撮像素子３０と対向し、この撮像素子３０に対して接離する方向に複数のガイド軸４６に沿って移動可能に支持される。この移動により、撮像素子３０に対する鏡筒２７の合焦点動作が行われる。
【００４４】
一方のガイド軸、例えばステッピングモータ２６に近い一方のガイド軸４６にはコイルばね４７が巻き付けられている。このコイルばね４７は前記一方のガイド軸４６が貫通した一方の摺動部４５ａとベースプレート２３との間に挟まれて、鏡筒ホルダ４５を介して鏡筒２７を撮像素子３０から離れる方向に付勢している。
【００４５】
前記移動手段２８は送りねじ５１とナット部材５２とを備えている。図２に示すように送りねじ５１は歯車軸５３の一部をなしている。歯車軸５３は歯車支え２４及びこれに近接して対向している外方突出部４８を貫通し、その両端部はベースプレート２３とカバー２５とに回転自在に支持されている。ナット部材５２は外方突出部４８に固定されていて、これには送りねじ５１が噛み合わされて通されている。したがって、歯車軸５３が回転されることにより、その回転は、移動手段２８により鏡筒ホルダ４５を送りねじ５１の軸方向に沿って移動させる運動に変換される。このため、鏡筒２７がその光軸Ｏに沿って移動される。
【００４６】
この移動手段２８とロータ３７とは、ベースプレート２３の一面側に配置された減速歯車列２９を介して接続されている。図１に示すように減速歯車列２９は、平歯車からなる複数例えば第１〜第３の減速歯車５５〜５７を有している。第１の減速歯車５５はロータ３７の駆動歯車４３に噛み合わされ、この第１の減速歯車５５と一緒に回転される第２の減速歯車５６は第３の減速歯車５７に噛み合わされ、更に、この第３の減速歯車５７は歯車軸５３に取付けられている。第１の減速歯車５５及び第２の減速歯車５６を支持した歯車軸５８の両端部はベースプレート２３とカバー２５とに回転自在に支持されている。したがって、ステッピングモータ２６が駆動してそのロータ３７が回転されると、その回転は減速歯車列２９により減速されて移動手段２８に与えられる。
【００４７】
図２は、ロータ３７の回転軸線Ａを含んだ平面で切った断面図である。図３は、ロータ磁石５９の軸方向に対した中立線で切断した断面図である。
【００４８】
ロータ３７は、樹脂で作られたロータ真６１と、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁された円柱状のロータ磁石５９によって構成されている。ロータ真６１は、ロータが回転自在に支持されるための回転案内として回転軸４４、動力伝達部としての駆動歯車４３、ロータ磁石５９とロータ真６１を接続するロータ磁石保持部６０及び６２によって構成されている。
【００４９】
ロータ磁石５９はロータ真６１にインサート成形することでロータ磁石５９の上下面をロータ磁石固定部６０ａ、ｂにより、またロータ磁石５９の中央付近に設けられた接続穴６３と接続穴６３を満たした形状であるロータ磁石固定部６２により、保持されている。また、ロータ磁石固定部６２を介して回転軸４４ａ、駆動歯車４３、ロータ磁石固定部６０ａとロータ磁石固定部６０ｂ、回転軸４４ｂが連結されている。
【００５０】
接続穴６３の形状は図３に示すように４つの直線部６３ａ、ｂ、ｃ、ｄと回転軸線Ａ中心のほぼ同一半径の円弧部６３ｅ，ｆ，ｇ，ｈにより形作られ、八つの角を有した形状である。但し、これらの角は製造上若干のＲ形状になっても構わない。この形状は、回転軸線Ａからの距離が一定ではなく回転止めの形状である。このため、ロータ固定部６２は接続穴６３との界面の向きとロータ３７の回転の向きが異なっているので、ロータ磁石５９の慣性力により界面に生じる回転軸線Ａ中心の回転方向の力のうち、界面と平行方向に働く成分を剥離力とすれば、この剥離力が小さくなり、剥離しにくくする。また、たとえ剥離が起きた場合でもロータ磁石固定部６２と接続穴６３の形状による引っかかりが生じるため、ロータ磁石５９とロータ真６１の相対運動はそれらが破壊しない限り起こり得ない。そのため、ロータ磁石５９の運動を正確にロータ真６１に伝達することが可能であり、精度良く駆動歯車４３を回転させることができる。
【００５１】
加えて、ロータ磁石固定部６０は接続穴６３よりも大きい面積を有しており、ロータ磁石５９の上下面との固着面積を増やしている。このため、ロータ磁石５９とロータ真６１の密着力をより大きくすることができる。尚、ロータ磁石固定部６０はロータ磁石５９の上下の位置を決める軸方向保持部の機能を持つ。
【００５２】
また、従来の構成ではロータ磁石の外周側面を利用しロータ真と一体的に樹脂を密着させていたため、ロータ磁石とロータ通孔の間には、少なくともロータ磁石側面に形成された樹脂の厚み分と、製造や組立の誤差を考慮してロータ通孔とロータ磁石に形成された樹脂が接触しないような隙間分を設けなければならない。そのため、ロータ通孔とロータ磁石の間の距離を減らし、更にロータ磁石径を大きくするには限界があった。
【００５３】
しかしながら、本発明の第１実施形態においては、従来のロータ磁石側面に形成された樹脂の厚みの分、ロータ磁石５９の径を大きくすることができる。この量は、例えば、従来、ロータ磁石側面に形成する樹脂の厚みは少なくとも０．１ｍｍ程度であったから、ロータ磁石５９の径は、従来よりも０．２ｍｍ以上大きくすることができ、出力トルクの増加が可能である。
【００５４】
更に、ロータ通孔４０とロータ磁石５９の距離は、従来のロータ磁石側面に形成された樹脂の厚みの分、減らすことができるので、ますます高い出力トルクを得ることができる。
【００５５】
また、高トルク化したにも関わらずステッピングモータ２６の全体の大きさは変わらない。
【００５６】
ところで、ロータ磁石５９の外周形状は磁力のむら、慣性力のむら等を少なくするために極力円形形状で回転軸線に対する偏心を少なくすることが望ましい。ロータ３７の製造工程においてはロータ磁石５９の真円度及び回転軸線Ａに対する偏心度の精度を上げることがステッピングモータ性能の向上に寄与する。本実施形態においては、接続穴６３の直線部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄに接するような、すなわち接続穴６３の回転止め形状に内接する円柱棒によりロータ磁石５９をガイドしロータ磁石５９の外周を研磨等により加工することでその真円度を上げ、ロータ真６１を成形する際には精度の高いロータ磁石５９の外周を案内にして回転軸４４を形成する。その結果、回転軸線Ａに対するロータ磁石５９の真円度が高く、偏心の少ないロータ３７を得ることができる。
【００５７】
また、従来のロータでは、ロータ磁石外周側面に部分的に帯状に樹脂を形成していたが、本発明においては、外周側面に樹脂を形成する必要がないので、慣性力の精度を高めることが可能となり、ステッピングモータのばらつきを減らすことができる。
【００５８】
また、接続穴６３の回転止め形状は回転軸線Ａに関して対称、すなわち点対称である。このような形状にすることで、ロータ磁石５９を２極に着磁する場合、どの方向に着磁しても互いの領域は等しい形状となるため、１回転内の回転特性のばらつきが減る。更に、回転止め形状は点対称であるため、回転止め形状の対称位置に対応するそれぞれの部分は回転力をバランスよく伝達するため局所的に力を受けることが無く疲労破壊しにくい。
【００５９】
また、接続穴６３の回転止め形状は回転軸線Ａを含み平面対称となるような平面を持った形状である。ロータ磁石５９の分極方向をこの平面に沿って行うことで、各極の領域形状を等しくして、各極における出力特性のばらつきを減らすことができる。例えば、直線部６３ａと直線部６３ｃの中点を結ぶ平面に沿って分極する、または、円弧部６３ｅと円弧部６３ｇの中点で分極する等を行うことでその効果が得られる。
【００６０】
また、ロータ磁石５９は回転止め形状の接続穴６３を有しているため、インサート成形時にロータ磁石５９の周方向の位置を、回転止め形状を利用して決めることができる。そのため、駆動歯車４３とロータ磁石５９の分極位置を周方向に対して正確に位置出しすることができる。その結果、ステッピングモータの１ステップ動作内にかみ合う駆動歯車の歯のかみ合い始めやかみ合い終わりを正確に決めることができるため、動力伝達の効率が高く成るように、または間欠駆動する歯車を駆動歯車とする際には１ステップ回転する中でいつ動作するかを決める、などを機械的に制御可能とすることができる。
【００６１】
以上のような構成により、高精度、高出力で高い信頼性を持ったステッピングモータを得ることができる。
【００６２】
またこのステッピングモータ２６を使用すれば、高トルクであるため、レンズ直進動作におけるレンズのがたつきを抑えるためにガイド軸４６と摺動部４５ａの隙間を少なくしその結果そこでの摩擦損失が大きくなった場合でも、レンズ直進動作を安定的に行うことができるレンズ駆動装置が得られる。さらに、レンズの直進動作において高い繰り返し再現性を持ったレンズ駆動装置が得られる。
【００６３】
本発明の第２実施形態は、第１実施形態で示したステッピングモータ２６におけるロータ３７の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第１実施形態と同様である。図４は本発明の第２実施形態を示し、ステッピングモータ２６のロータ磁石７０の中立線で切断した断面図である。
【００６４】
図４の特徴は、ロータ磁石７０に設けられた接続穴７１の形状が直線部７１ａ、ｂ、ｃ、ｄのみによって形成され４つの角を有する。ここではそれぞれの直線部の長さがほぼ等しく概略正方形である。この接続穴７１にロータ磁石固定部７２が成形により形成されている。この接続穴７１の形状の角付近では、接続穴７１とロータ磁石固定部７２の界面方向とロータの回転方向がほぼ４５度となるため剥離力がｃｏｓ４５°倍され、大きく減少する。そのため接続穴７１にロータ磁石固定部７２をより剥離しにくくする。分極は、例えば向かい合った角を結ぶ線に沿って、または直線部７１ａと直線部７１ｃの中点を結ぶ線に沿って行うことが望ましい。
【００６５】
本発明の第３実施形態は、第１実施形態で示したステッピングモータ２６におけるロータ３７の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第１実施形態と同様である。図５は本発明の第３実施形態を示し、ステッピングモータ２６のロータ磁石８０の中立線で切断した断面図である。
【００６６】
図５の特徴は、ロータ磁石８０に設けられた接続穴８１の形状が直線部８１ａ、ｂとそれらを接続する円弧８１ｃ、ｄによって形成されている。この形状では角がないため加工がしやすい。
【００６７】
本発明の第４実施形態は、第１実施形態で示したステッピングモータ２６におけるロータ３７の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第１実施形態と同様である。図６は本発明の第４実施形態を示し、ステッピングモータ２６のロータ磁石９０の中立線で切断した断面図である。
【００６８】
図６の特徴は、ロータ磁石９０に設けられた円形の接続穴９１が設けられている。ここでは回転軸線Ａを通る直線に対して対照の位置に円形の接続穴９１ａ、９１ｂの２つが設けられており、そこに樹脂製のロータ磁石固定部９２ａ、９２ｂが成形により形成されている。接続穴９１ａ、９１ｂのそれぞれの円形状の中心はロータの回転軸線Ａとずれているため、回転方向と接続穴９１とロータ磁石湖底部９２の界面方向が互いに平行でない部分を含むため、剥離力を小さくすることができる。また、接続穴を介してロータ磁石と固定する部分を複数個設けているため、更に剥離力を小さくすることがでる。加えて、例えば接続穴９１ａの中心で回転する回転力が何らかの理由でロータ磁石に生じた場合、ロータ磁石固定部９２ｂがその回転力を支えるため、ロータ磁石９０とロータ真が相対運動することがない。また、接続穴９１は単純な円形状であるため、加工性がよく、ロータ磁石９０は対称であるため、慣性力や、磁力密度のバランスがよい。
【００６９】
なお、ここでは対称に接続穴を配置したが、どちらか一つをロータ磁石９０の中心に設けることも可能である。まだどちらか一つの接続穴を貫通させず途中で止める穴とし、他方の穴を利用して回転軸４４ａと回転軸４４ｂを接続することも可能である。さらに、貫通しない接続穴を、ロータ磁石下面に設けることもできる。
【００７０】
また、ここでは２つの接続穴をロータ磁石９０に設けたが、３つ以上でも構わない。
【００７１】
本発明の第５実施形態は、第１実施形態で示したステッピングモータ２６におけるロータ３７の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第１実施形態と同様である。図７及び８は本発明の第５実施形態を示し、図７はステッピングモータ２６のロータ１００の回転軸線Ａを通る面で切った断面図であり、図８はステッピングモータ２６のロータ１００の上面図である。
【００７２】
ロータ１００は、ロータ真１１０と、ロータ磁石１０１が結合され構成されており、ロータ真１１０は、回転軸１０２、駆動歯車１０８、ロータ磁石保持部１０３、１０４、１０７が一体的に構成されている。ロータ磁石１０１の下面はロータ磁石保持部１０４によって保持され、ロータ磁石１０１の中央に貫通して設けられた接続穴１０９をロータ磁石保持部１０７によって保持されている。ロータ磁石１０１の上面には溝部１０６が設けられており、その上面形状は図８のように直線状であり、更に回転軸Aから複数の溝部１０６が放射状に延びている。ここでは、十字状にロータ磁石１０１の外周まで至っている溝部１０６を形成している。ロータ磁石保持部１０３はその一部がこの溝部１０６に沿ってはまりこんでおり、溝部１０６の壁面１０６ａは回転方向に対してほぼ垂直方向に延びているため、壁面１０６ａがロータ磁石保持部１０３を介してロータ真１１０に回転力を効率よく伝え、ロータ磁石１０１とロータ真１１０の剥離を防ぐ。
【００７３】
本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば、ロータ磁石は周方向に２極だけでなくそれ以上の極数を持つもの、軸方向に分極されているもの等でも構わない。また、ロータが持つ動力伝達部としては歯車だけでなく、ねじやリンク、カム等でも可能であり、動力伝達部そのものが、電子機器の最終出力部でも構わない。
【００７４】
また本発明のステッピングモータは、オートフォーカスやズーミングのためのレンズ駆動装置などの電子機器だけでなく、シャッターや絞り、ミラーやプリズムの等の光学部品稼働部の駆動、カメラの首振りなどを行う光学モジュール、さらには時計、プリンタ、ロボット、ポンプなどに利用することも可能である。
【００７５】
また、各実施形態はそれぞれを組み合わせることも可能である。例えば実施形態１または実施形態４と実施形態５を組み合わせ、接続穴形状が接続穴６３の様な形状または接続穴を複数有し、なおかつロータ上面に溝部１０６の様な溝部を持つ、等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態に係るステッピングモータを用いた電子機器をカバー及び歯車支えを外した状態で示す平面図。
【００７７】
（ｂ）第１実施形態に係る電子機器の図１（ａ）中Ｆ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。
【図２】第１実施形態に係る電子機器が備えるステッピングモータのロータの回転軸線を含む面に沿って示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る電子機器が備えるステッピングモータのロータを回転軸に垂直にロータ磁石の中央に沿って示す断面図。
【図４】第２実施形態に係るステッピングモータのロータを回転軸に垂直にロータ磁石中央に沿って示す断面図
【図５】第３実施形態に係るステッピングモータのロータを回転軸に垂直にロータ磁石中央に沿って示す断面図
【図６】第４実施形態に係るステッピングモータのロータを回転軸に垂直にロータ磁石中央に沿って示す断面図
【図７】第５実施形態に係るステッピングモータのロータを回転軸を含んだ面に沿って示す断面図
【図８】第６実施形態に係るステッピングモータのロータを回転軸方向上面から見た上面図
【図９】従来例に係るステッピングモータを示す平面図。
【図１０】従来例に係るステッピングモータのロータ形状を示す断面図及び上面図。
【符号の説明】
【００７８】
２１…レンズ駆動装置（電子機器）
２２…回路基板
２３…ベースプレート
２４…歯車支え
２５…カバー
２６…ステッピングモータ
２７…鏡筒（光学部品）
Ｏ…鏡筒の光軸
２８…移動手段
２９…減速歯車列
３０…撮像素子
３５…コイルブロック
３６…ヨーク
３６ａ…ヨークの磁路部分
３６ｂ、３６ｃ…ヨークの端部
３７、１００…ロータ
Ａ…ロータの回転軸線
３８…鉄心
３８ａ…鉄心のコア部
３８ｂ、３８ｃ…鉄心のヨーク連結部
３９…励磁コイル
４０…ロータ通孔
４１…空隙
４３…駆動歯車
４５…鏡筒ホルダ
４５ａ…鏡筒ホルダの摺動部
４６…ガイド軸
４８…外方突出部
５１…送りねじ
５２…ナット部材
５３、５８…歯車軸
５５、５６、５７…減速歯車
５９、７０、８０、９０、１０１…ロータ磁石
６１…ロータ真
６０、６２、７２、８２、９２、１０３、１０４、１０７…ロータ磁石保持部
６３、７１、８１、９１、１０９…接続穴
１０６…溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006087174.tif 000009
【図８】
2006087174.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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