(57)【要約】【課題】外径サイズを小さくできる、クローポール付きのＰＭ形ステッピングモータを提供する。【解決手段】回転軸２００が回転可能な状態に貫通支持されたハウジング１００の内部を実質的に二分するように内蔵されるメインヨーク部材５００に対向するように備えられた第１極歯部５２０と第２極歯部５３０にそれぞれ対応して第１モータ部３００と第２モータ部４００が対称構造に配置されるようにモジュールを形成し、第１モータ部３００と第２モータ部４００はそれぞれ相互電磁気力を発生させるように同軸上に配列されたマグネットロータ３１０，４１０と補助ヨーク部材３２０，４２０及びコイルボビン３４０，４４０を含んで構成されるＰＭ形ステッピングモータ。この構成によれば、コイルボビンが互いに所定間隔離隔されたまま同軸上に設けられるため、コイルボビンが同心円状に配置される構造に比べてモータの外径サイズをさらに小さくすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能な状態に貫通支持された回転軸と、
互いに対向して突出形成された第１極歯部と第２極歯部を有し、前記ハウジングの内部を実質的に二分するように内蔵されるメインヨーク部材と、
前記メインヨーク部材を中心に前記第１極歯部と第２極歯部にそれぞれ対応するように前記ハウジングの内部に対称に配置された第１モータ部と第２モータ部とを含むクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項２】
前記第１モータ部と前記第２モータ部は、それぞれ前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部に対応する極歯部を有する補助ヨーク部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項３】
前記第１モータ部と前記第２モータ部は、
前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部にそれぞれ対応する極歯部を有し、前記メインヨーク部材を中心に前記回転軸に対称に設けられる補助ヨーク部材と、
前記メインヨーク部材と補助ヨーク部材との間の中空部にそれぞれ位置するように前記回転軸に押し込まれるマグネットロータと、
前記補助ヨーク部材にそれぞれ同軸上に結合され、コイルが巻線されたコイルボビンをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項４】
前記第１モータ部と前記第２モータ部は前記コイルボビンの一側面を取り囲むように前記補助ヨーク部材に結合されるヨークカバーをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項５】
前記メインヨーク部材は前記第１極歯部と第２極歯部が連結されるリング状胴体を有することを特徴とする請求項１に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項６】
前記第１極歯部と第２極歯部はそれぞれ前記リング状胴体から互いに対向して突出形成された複数の極歯が環状に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項７】
前記第１極歯部の各極歯と第２極歯部の各極歯は互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項５に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項８】
前記第１極歯部の各極歯と第２極歯部の各極歯は互いに一直線上に直列に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項９】
前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部は相互電気角９０°の位相差を有するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１０】
前記第１モータ部と第２モータ部の各マグネットロータには多数の磁極が環状に交互に配置されるように着磁されていることを特徴とする請求項３に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１１】
前記第１モータ部と第２モータ部の各マグネットロータに着磁された多数の磁極は相互電気角９０°の位相差を有するように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１２】
前記補助ヨーク部材の極歯部と前記マグネットロータは実質的に同一高さを有するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１３】
前記補助ヨーク部材と前記ヨークカバーにはそれぞれ相補的な結合手段が備えられていることを特徴とする請求項４に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１４】
前記相補的な結合手段は前記補助ヨーク部材と前記ヨークカバーのうちいずれか一つに備えられる結合突起ともう一つに対応して備えられる結合溝を含むことを特徴とする請求項１３に記載のクローポールを有する永久磁石型ステッピングモータ。
【請求項１５】
前記ヨークカバーは前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部の各極歯が挿入される多数の固定溝を備えていることを特徴とする請求項４に記載のクローポールを有する永久磁石型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（Stepping Motor）に係り、さらに詳しくはクローポール（Claw Poles）を有する永久磁石型（Permanent Magnet Type、以下、「ＰＭ形」という）ステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型のクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータは、比較的に単純な構成により高精密位置制御が可能であるという長所のため、カメラのレンズ駆動や光メディア機器のフィードまたはチルトのための駆動源として幅広く使われている。
【０００３】
従来のクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの構成を概略的に示した図１を参照すれば、ハウジング１０に回転自在な状態に貫通支持された回転軸７０と、回転軸７０に押し込まれたロータ４０と、該ロータ４０の周囲に環状に配置されるようにハウジング１０の内周面に沿って設けられる１対のステータ２０，３０を含んで構成される。
【０００４】
各ステータ２０，３０は、図示したように回転軸方向に並列に並んで配置され、ステータコイル２３，３３が巻線されたコイルボビン２２，３２とステータヨーク２１，３１を含んで構成される。
【０００５】
各ステータヨーク２１，３１はコイルボビン２２，３２を支持するようにハウジング１０の一側に設けられる。そして、各ステータヨーク２１，３１は複数のＮ極とＳ極のステータ極歯部（claw-poles）２１ａ，２１ｂを有する。ステータ極歯部２１ａ，２１ｂはコイルボビン２２，２３の内径部に交互に環状に配置された構造を有する。
【０００６】
一方、ロータ４０は外周に多数の磁極が交互に着磁されなされたもので、ステータヨーク２１，３１の中心部に位置して回転自在に回転軸７０に押し込まれる。そして、回転軸７０はハウジング１０の中心軸孔の両側にそれぞれ設けられた一対の軸受５０，６０に回転自在な状態に支持される。
【０００７】
前述したように構成された従来のクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータによれば、ステータヨーク２１，３１とコイルボビン２２，３２及びステータコイル２３，３３はそれぞれロータ４０の外周側に同心円状の放射状に配置される構成を有するので、モータの外径寸法が大きく形成されるという問題点を抱えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述したような従来のステッピングモータが有する問題点に鑑みてこれを改善するために案出されたもので、その目的は構成部品の配置構造を改善して外径寸法が縮小形成されたコンパクトなクローポールを有するステッピングモータを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータは、ハウジングと、該ハウジングに回転自在な状態に貫通支持された回転軸と、互いに対向して突出形成された第１極歯部と第２極歯部を有し、前記ハウジングの内部を実実質的に二分するように内蔵されるメインヨーク部材と、前記メインヨーク部材を中心に前記第１極歯部と第２極歯部にそれぞれ対応するように前記ハウジングの内部に対称に配置された第１モータ部と第２モータ部とを含んで構成される。
【００１０】
本発明によれば、前記第１モータ部と前記第２モータ部は、前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部にそれぞれ対応する極歯部を有し、前記メインヨーク部材を中心に前記回転軸に対称に設けられる補助ヨーク部材と、前記メインヨーク部材と補助ヨーク部材との間の中空部にそれぞれ位置するように前記回転軸に押し込まれるマグネットロータと、前記補助ヨーク部材にそれぞれ同軸上に結合され、コイルが巻線されたコイルボビンとをそれぞれ含んで構成されるのが望ましい。
【００１１】
本発明の一側面によれば、前記第１モータ部と前記第２モータ部は前記コイルボビンの一側面を取り囲むように前記補助ヨーク部材に結合されるヨークカバーをさらに含んで構成されるのが望ましい。
【００１２】
前記メインヨーク部材は第１極歯部と第２極歯部はそれぞれ互いに対向して突出形成された複数の極歯が環状に配置される。
【００１３】
本発明の一側面によれば、前記メインヨーク部材の第１極歯部の各極歯と第２極歯部の各極歯は互いにずれて配置されるように形成されうる。
本発明の他の側面によれば、前記メインヨーク部材の第１極歯部の各極歯と第２極歯部の各極歯は互いに一直線上に直列に配置されるように形成されうる。
本発明によれば、前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部は相互電気角９０°の位相差を有するように配置される。
【００１４】
そして、前記第１モータ部と前記第２モータ部のマグネットロータには多数の磁極が環状に交互に配置されるように着磁され、前記第１モータ部と前記第２モータ部のマグネットロータに着磁された多数の磁極は相互電気角９０°の位相差を有するように配置される。
【００１５】
本発明によれば、前記補助ヨーク部材の極歯部と前記マグネットロータは実質的に同一な高さを有するように形成されるのが望ましい。
【００１６】
そして、前記補助ヨーク部材と前記ヨークカバーにはそれぞれ相補的な結合手段として、前記補助ヨーク部材と前記ヨークカバーのうちいずれか一つに備えられる結合突起ともう一つに対応的に備えられる結合溝を含んで構成される。
【００１７】
また、前記ヨークカバーは前記メインヨーク部材の第１極歯部と第２極歯部の各極歯が挿入される多数の固定溝を備えるのが望ましい。
【００１８】
前記メインヨーク部材は前記第１極歯部と第２極歯部が連結されるリング状胴体を有し、前記回転軸は前記ハウジングの中心軸孔に備えられた軸受により回転可能なまま支持される。
【発明の効果】
【００１９】
前述したような構成によれば、モータの外径寸法はコイルボビンの外径寸法とさほど関係なくメインヨーク部材と補助ヨーク部材の外径寸法によって決定されるため、外径寸法が小さいステッピングモータを具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面に基づき本発明をさらに詳述する。
図２を参照すれば、本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータは、ハウジング１００に回転可能な状態に貫通支持される回転軸２００と、ハウジング１００の内部を実質的に二分するように内蔵されるメインヨーク部材５００と、そのメインヨーク部材５００を中心にしてハウジング１００の内部に対称に配置された第１モータ部３００と第２モータ部４００を含んで構成される。
【００２１】
メインヨーク部材５００はハウジング１００の内周面に支持されるリング状胴体５１０を有し、そのリング状胴体５１０から互いに対向するように突出された複数の極歯によりそれぞれ形成される第１極歯部５２０と第２極歯部５３０を有する。
メインヨーク部材５００の第１極歯部５２０の各極歯と第２極歯部５３０の各極歯は示されているように互いにずれて配置されるように形成される。
【００２２】
本発明によれば、第１モータ部３００と第２モータ部４００はメインヨーク部材５００の第１極歯部５２０と第２極歯部５３０にそれぞれ対応するモジュールで形成される。
【００２３】
第１モータ部３００と第２モータ部４００はそれぞれ図示したように、相互電磁気力を発生させるためのマグネットロータ３１０，４１０と補助ヨーク部材３２０，４２０、それからコイル３３０，４３０が巻線されたコイルボビン３４０，４４０とそのコイルボビン３４０，４４０の一側面を取り囲むように備えられたヨークカバー３５０，４５０を含んで構成されるのが望ましい。
【００２４】
マグネットロータ３１０，４１０は円板状の胴体中心部に回転軸２００が押し込まれる中心軸孔３１０ａ，４１０ａが形成されており、胴体の外周には多数のＮ極とＳ極が交互に配置されるように着磁されている。
【００２５】
マグネットロータ３１０，４１０はメインヨーク部材５００と補助ヨーク部材３２０，４２０との間に形成される中空部にそれぞれ位置して相互電磁気力の発生によって回転運動が可能なように回転軸２００に押し込まれる。
【００２６】
本発明の一側面によれば、マグネットロータ３１０，４１０は例えば射出成形によってプラスチック磁石材でも作製して適用することができる。
【００２７】
図３を参照すれば、補助ヨーク部材３２０，４２０はそれぞれ環棒状のヨークボディ３２１，４２１と、そのヨークボディ３２１，４２１の一側に備えられた風車形状の極歯部３２２，４２２を有する。
【００２８】
そして、ヨークボディ３２１，４２１の中心部には回転軸２００が貫通結合される貫通孔３２０ａ，４２０ａが形成されている。また、ヨークボディ３２１，４２１の外周面の一側には結合突起３２３，４２３が突出形成されている。
【００２９】
結合突起３２３，４２３は図３に示したように、後述するヨークカバー３５０の結合孔３５０ａ，４５０ａの内周面に形成された結合溝３５０ｂ，４５０ｂ（前者のみ図示）との相補的な結合手段として備えられたものである。
【００３０】
補助ヨーク部材３２０，４２０は各極歯部３２２，４２２がメインヨーク部材５００の第１極歯部５２０と第２極歯部５３０にそれぞれ対応するようにメインヨーク部材５００を中心として回転軸２００に対称に設けられる。
【００３１】
すなわち、本発明に係るステッピングモータの組立完了時、図４Ａ（斜視図）および図４Ｂ（一部切欠斜視図）に示したようにメインヨーク部材５００の第１極歯部５２０をなしている複数の極歯は補助ヨーク部材３２０の極歯部３２２をなしている複数の極歯の間に位置するように結合される。かつ、メインヨーク部材５００の第２極歯部５３０をなしている複数の極歯は補助ヨーク部材４２０の極歯部４２２をなしている複数の極歯の間に位置するように結合される。このような結合構成によれば、メインヨーク部材５００の第１極歯部５２０の各極歯と第２極歯部５３０の各極歯は図示したように互いにずれて配置されるように形成されて相互電気角９０°の位相差を有する。
【００３２】
本発明の一側面によれば、補助ヨーク部材３２０，４２０は、例えば亜鉛メッキ鋼のような軟磁性体を用いて成形作製されたのが望ましい。この際、ヨークボディ３２１，４２１と極歯部３２２，４２２は一体化した構造を有するように成形されることが望ましい。
【００３３】
そして、補助ヨーク部材３２０，４２０の極歯部３２２，４２２は組立精密性を確保するためにマグネットロータ３１０，４１０と実質的に同一な高さを有するように成形作製されたものが望ましい。このような構成によれば、本発明に係るステッピングモータの組立完了時、補助ヨーク部材３２０，４２０の極歯部３２２，４２２の先端部はそれぞれマグネットロータ３１０，４１０の一面と実質的に同一な水平面上に位置するように組立完成される。
【００３４】
コイルボビン３４０，４４０は中心部の結合孔３４０ａ，４４０ａを介して補助ヨーク部材３２０，４２０にそれぞれ同軸上に結合され、例えばプラスチックのような絶縁材で成形作製される。
【００３５】
ヨークカバー３５０，４５０は、例えばプラスチックのような絶縁材で成形作製されたもので、各コイルボビン３４０，４４０の一側面を覆うようにハウジング１００の両端部にそれぞれ押し込まれる。
【００３６】
ヨークカバー３５０，４５０の中央部には図３に示したように結合孔３５０ａ，４５０ａが形成されており、その結合孔３５０ａの内周面の一側には結合溝３５０ｂ，４５０ｂ（前者のみ図示）が形成されている。
【００３７】
結合孔３５０ａ，４５０ａには補助ヨーク部材３２０，４２０の環棒状のヨークボディ３２１，４２１と軸受（図２の６００及び７００参照）がそれぞれ結合される。
【００３８】
そして、結合溝３５０ｂ，４５０ｂ（前者のみ図示）には補助ヨーク部材３２０，４２０のヨークボディ３２１，４２１の外周面に備えられた結合突起３２３，４２３がそれぞれ相補的に結合される。
【００３９】
ヨークカバー３５０，４５０の外周にはそれぞれ等間隔に配置された多数の固定溝３５０ｃ，４５０ｃが形成され凹凸部を有するように形成される。そして、各固定溝３５０ｃ，４５０ｃにはメインヨーク部材５００の第１極歯部５２０と第２極歯部５３０をそれぞれなしている複数の極歯が対応して挿入される。
【００４０】
前述したような構成を有する本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの組立品をそれぞれ示した図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、ハウジング１００の両端部はヨークカバー３５０，４５０の結合によりそれぞれ閉った状態をなすようになる。
【００４１】
そして、回転軸２００はハウジング１００の中心軸線を貫通してヨークカバー３５０，４５０にそれぞれ結合された軸受６００，７００により回転可能な状態に支持される。
【００４２】
メインヨーク部材５００はリング状胴体５１０がハウジング１００の内周面の中央部に位置するように支持されハウジング１００の内部を実質的に二分する状態に設置される。
【００４３】
従って、メインヨーク部材５００を中心に第１モータ部３００と第２モータ部４００が互いに対称配置されたモジュールをなすようになる。
【００４４】
第１モータ部３００と第２モータ部４００の結合構成においては、メインヨーク部材５００の第１極歯部５２０と第２極歯部５３０の各極歯が対応するヨークカバー３５０，４５０の各固定溝３５０ｃ，４５０ｃ（図２または図３参照）に挿入されスリップが防止されるように結合される。
【００４５】
そして、補助ヨーク部材３２０，４２０は各ヨークボディ３２１，４２１が対応するヨークカバー３５０，４５０の結合孔３５０ａ，４５０ａ（図２または図３参照）に押し込まれる。この際、ヨークボディ３２１，４２１の各結合突起３２３，４２３（図２または図３参照）はヨークカバー３５０，４５０の各結合溝３５０ｂ，４５０ｂ（前者のみ図示）に相補的に挿入されることによって相互間の流動発生を防止できるように結合される。
【００４６】
図５は本発明の他の実施例に適用されるように変形された形状構造を有するメインヨーク部材５００’を抜粋して示した図であって、リング状胴体５１０’に対向するように備えられた第１極歯部５２０’の各極歯と第２極歯部５３０’の各極歯が互いに一直線上に直列に配置されるように形成することもできる。このような構成によれば、第１モータ部３００と第２モータ部４００の各マグネットロータ３１０，４１０に着磁された多数の磁極は相互電気角９０°の位相差を有するように配置された極配列を有する。
【００４７】
前述したような構成を有する本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの動作過程を説明すれば次の通りである。
【００４８】
すなわち、各コイルボビン３４０，４４０に巻線されたコイル３３０，４３０に電流が印加されれば、メインヨーク部材５００の第１極歯部５２０と第２極歯部５２０，５３０及び補助ヨーク部材３２０，４２０の各極歯部３２２，４２２が所定パターンに磁化される。これにより、各極歯部に対応して位置するマグネットロータ３１０，４１０はメインヨーク部材５００と補助ヨーク部材３２０，４２０との相互電磁気力により一方向に回転するようになる。
【００４９】
前述したような本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータによれば、各極歯部の磁化のためのコイル３３０，４３０が巻線されたコイルボビン３４０，４４０がそれぞれマグネットロータ３１０，４１０の外周側に同心円状に配置される組立構造よりなっておらず、各コイルボビン３４０，４４０が対応するマグネットロータ３１０，４１０と互いに所定間隔離隔したまま同軸上に設けられる組立構造を有するため、モータの外径寸法が各コイルボビン３４０，４４０の外径寸法に影響を受けずモータの外径サイズを小さく縮小されるように形成することができる。
【００５０】
そして、本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータによれば、それぞれのモータモジュールをなす構成要素がハウジングの内部に順次に組み立てられる構成を有するので、組み立てが容易でのみならず組立性が向上される効果が得られる。
【００５１】
本発明は前述した特定の望ましい実施例に限らず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者ならば誰でも多様な変形実施が可能であるのみならず、そのような変更は記載された請求の範囲内にある。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、構成部品の配置構造を改善して外径寸法が縮小形成されたコンパクトなクローポールを有するステッピングモータとして、カメラのレンズ駆動や光メディア機器のフィードまたはチルトのための駆動源その他の用途に幅広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来のクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータを概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の望ましい実施例によるクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータを概略的に示した分解斜視図である。
【図３】図２の要部構成を抜粋して詳細に示した分解斜視図である。
【図４Ａ】図２に示した本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの組み立てられた状態を透視して示した外観斜視図である。
【図４Ｂ】図２に示された本発明に係るクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの組み立てられた状態を一部切除して示した一部切欠斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例によるクローポールを有するＰＭ形ステッピングモータの要部構成を抜粋して示した概略的斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  ハウジング
２００  回転軸
３００  第１モータ部
４００  第２モータ部
３１０，４１０  マグネットロータ
３１０ａ，４１０ａ  中心軸孔
３２０，４２０  補助ヨーク部材
３２１，４２１  ヨークボディ
３２２，４２２  極歯部
３２０ａ，４２０ａ  貫通孔
３２３，４２３  結合突起
３３０，４３０  コイル
３４０，４４０  コイルボビン
３４０ａ，４４０ａ  結合孔
３５０，４５０  ヨークカバー
３５０ａ，４５０ａ  結合孔
３５０ｂ，４５０ｂ  結合溝
３５０ｃ，４５０ｃ  固定溝
５００，５００’  メインヨーク部材
５１０，５１０’  リング状胴体
５２０，５２０’  第１極歯部
５３０，５３０’  第２極歯部
６００，７００  軸受
【図１】
2006238685.tif 000003
【図２】
2006238685.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
2006238685.tif 000006
【図４Ｂ】
2006238685.tif 000007
【図５】
2006238685.tif 000008