(57)【要約】  【課題】小型化が可能で、且つ、高トルクを得る。  【解決手段】巻き線２３を筒状に巻回形成してその外周側面をマグネット１４の内周側面に対向させて、前記マグネット１４の円筒内に同心的に配置した円筒形のコイル部１７と、複数の極歯部１９，１９…、２１，２１…を設けた環状のヨーク部１５，１６とを備え、マグネット１４の内周側面とコイル部１７の外周側面との間に、ヨーク部１５，１６の極歯部１９，１９…、２１，２１…を設けた部分が配置される多重構造にした。これにより、軸に沿う方向に於けるマグネット１４の長さや、コイル部１７及びヨーク部１５，１６の軸方向に於ける長さを大きくすることができ、大きくすることによってマグネット１４、コイル部１７、ヨーク部１５，１６の各磁束力を高めて、全体として高トルクが得られる小型ステッピングモータを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状に形成されると共にその外周面に円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されたマグネットと該マグネットと一体に回転する回転軸とを有して成るロータと、
巻き線を筒状に巻回形成してその外周側面をマグネットの内周側面に対向させて、前記マグネットの円筒内に同心的に配置して成るコイル部と、
前記コイル部の励磁によって磁気回路を構成するようにして互いに前記コイル部の両端側に別れて配置され、前記コイル部が励磁されると互いに異なる磁極に成ると共に、各々に前記ロータの磁極に対応させて環状に並んで配置された複数の極歯部を設け、且つ、互いの極歯部を前記マグネットと前記コイル部との間で互い違い状に配置して成る第１と第２のヨーク部、
とを備えたことを特徴とする小型ステッピングモータ。
【請求項２】
上記コイル部と上記第１と第２のヨーク部とで成るステータを、上記マグネットの軸方向両端にそれぞれ１組ずつ配置した請求項１記載の小型ステッピングモータ。
【請求項３】
上記各ステータに、上記コイル部を上記第１と第２のヨーク部内に保持すると共に、上記回転軸を回転可能に軸支して成るエンドブラケットを各々設けた請求項２記載の小型ステッピングモータ。
【請求項４】
上記第１のヨーク部と上記第２のヨーク部との間の隙間を樹脂で埋めて、該樹脂で前記第１のヨーク部と前記第２のヨーク部を一体化して成る請求項１，２又は３記載の小型ステッピングモータ。
【請求項５】
上記第１のヨーク部の極歯部と上記第２のヨーク部の極歯部との間を一体化している樹脂で、上記コイル部の上記巻き線を外部に導く溝部と、該溝部を通って導出された前記巻き線のリード先端を絡げるための端子を支持する端子台座とを前記第１又は第２のヨーク部上に一体に形成して成る請求項１，２，３又は４記載の小型ステッピングモータ。
【請求項６】
上記第１又は第２のヨークの一部で上記マグネットの外周側面を覆い、該覆った一部をモータケースとして成る請求項１，２，３，４又は５記載の小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、小型ステッピングモータに関するものであり、特に、カメラのレンズ駆動等に用いられる永久磁石形の小型ステッピングモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話や、ＤＶＤ装置等のコンピュータ用周辺機器の小型化や高容量化に伴い、この機器に使用されるレンズ駆動や信号読み取りヘッドを駆動させるためのステッピングモータに対する小型化への要求は益々高まって来ている。又、カメラのレンズ駆動やＤＶＤ装置の光学ヘッドを駆動させるステッピングモータは、小型化に加えて強い発生トルク(高トルク)を確保する必要がある。そこで、小型と高トルク化を狙ったステッピングモータも既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５に特許文献１で知られるステッピングモータの構造を示す。図５に示すステッピングモータ５１は、周方向に異なる極に交互に着磁されたマグネット５２及び該マグネット５２と一体に回転する回転軸５３とを有するロータ５４と、該マグネット５２の両側に配置された第１のコイル部５５及び第２のコイル部５６と、同じくロータ５４の該コイル部５５，５６の励磁によって磁気回路を構成するヨーク部５７，５８とを備えている。
【０００４】
各ヨーク部５７，５８には、コイル部５５，５６が通電されて励磁されると互いに異なる磁極になる複数の極歯部５７ａ，５７ａ…、５８ａ，５８ａ…がマグネット５２の磁極に対応させて環状に並んだ状態にして設けられ、且つ、互いの極歯部５７ａ，５７ａ…、５８ａ，５８ａ…をマグネット５２とコイル部５５，５６との間に食い違い状に配置させている。
【０００５】
このステッピングモータ５１では、コイル部５５，５６に通電して、ヨーク部５７，５８の極歯部５７ａ，５７ａ…、５８ａ，５８ａ…の極性を切り換え、これによってマグネット５２を反発・吸引させて所定の角度ずつ回転を行わせて行くものである。
【特許文献１】特開２００１−３７１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５（特許文献１）に示されるステッピングモータ５１は、マグネット５２がコイル部５５とコイル部５６との間に挟まれた形で配置されているために、軸に沿う方向の長さはコイル部５５とコイル部５６との間の隙間に制限される。このため、マグネット５２の軸に沿う方向の長さが短く、又、極歯部５７ａ，５７ａ…、５８ａ，５８ａ…の同じく軸に沿う方向の長さも短い。更には、コイル部５５，５６の軸に沿う方向の長さも短くなり、その短くなっている分だけコイル部５５，５６での巻き線の巻回量が少なくなっている。このため、強い発生トルク(高トルク)が得られなかった。
【０００７】
そこで、小型化が可能で、且つ、高トルクを得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、円筒形状に形成されると共にその外周面に円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されたマグネットと該マグネットと一体に回転する回転軸とを有してなるロータと、巻き線を筒状に巻回形成してその外周側面をマグネットの内周側面に対向させて、前記マグネット
の円筒内に同心的に配置して成るコイル部と、前記コイル部の励磁によって磁気回路を構成するようにして互いに前記コイル部の両端側に別れて配置され、前記コイル部が励磁されると互いに異なる磁極に成ると共に、各々に前記ロータの磁極に対応させて環状に並んで配置された複数の極歯部を設け、且つ、互いの極歯部を前記マグネットと前記コイル部との間で互い違い状に配置して成る第１と第２のヨーク部、とを備えた小型ステッピングモータを提供する。
【０００９】
この構成によれば、コイル部の外周側面を覆うようにして筒状のマグネットを配置しているので、軸に沿う方向の長さがコイル部によって制限を受けることがなく、マグネットの長さを従来の構造に比べて格段に長くすることが可能になる。又、コイル部の軸に方向の長さも筒状のマグネット内の空間を利用して大きく確保することができるので、従来の構造に比べて格段に長くすることができ、これによりコイル部での巻き線の巻回量も従来の構造に比べて多くできる。更に、ヨーク部に於ける極歯部も、マグネットとコイル部との間に配置しているので、軸に沿う方向の長さがコイル部やマグネットによって制限を受けることがなく、極歯部の長さを従来の構造に比べて格段に長くすることが可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記コイル部と上記第１と第２のヨーク部とで成るステータを、上記マグネットの軸方向両端にそれぞれ１組ずつ配置した請求項１記載の小型ステッピングモータを提供する。
【００１１】
この構成によれば、マグネットを中心として、左右対称形のバランスの取れた小型ステッピングモータが得られる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記各ステータに、上記コイル部を上記第１と第２のヨーク部内に保持すると共に、上記回転軸を回転可能に軸支して成るエンドブラケットを各々設けた請求項２記載の小型ステッピングモータを提供する。
【００１３】
この構成によれば、左右のエンドブラケットで、コイル部の抜け止めと回転軸の回転支持が得られる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記第１のヨーク部と上記第２のヨーク部との間の隙間を樹脂で埋めて、該樹脂で前記第１のヨーク部と前記第２のヨーク部を一体化して成る請求項１，２又は３記載の小型ステッピングモータを提供する。
【００１５】
この構成によれば、第１のヨーク部の極歯部と第２のヨーク部の極歯部との間の隙間を埋めている樹脂によって第１のヨーク部と第２のヨーク部との間が固定され、これを一部品として取り扱うことができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、上記第１のヨーク部の極歯部と上記第２のヨーク部の極歯部との間を一体化している樹脂で、上記コイル部の上記巻き線を外部に導く溝部と、該溝部を通って導出された前記巻き線のリード先端を絡げるための端子を支持する端子台座とを前記第１又は第２のヨーク部上に一体に形成して成る請求項１，２，３又は４記載の小型ステッピングモータを提供する。
【００１７】
この構成によれば、溝部を通してコイル部の巻き線を外部に導くことができると共に、該溝部を通って導出された巻き線のリード先端部を端子台座上の端子に絡げて処理することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、上記第１又は第２のヨークの一部で上記マグネットの外周側面を覆い、該覆った一部をモータケースとして成る請求項１，２，３，４又は５記載の小型
ステッピングモータを提供する。
【００１９】
この構成によれば、第１又は第２のヨークの一部がモータケースを兼ねた小型ステッピングモータが得られる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、従来のステッピングモータに比べて、マグネットの軸に沿う方向の長さを大きくして該マグネットの磁束力を高めて高トルクを得ることができる。又、コイル部での巻き線の巻回量を増やして高トルクを得ることができる。更に、ヨーク部に於ける極歯部の軸に沿う方向の長さも大きくすることができるので、磁束力を高めて高トルクの小型ステッピングモータが得られるという利点がある。
【００２１】
請求項２記載の発明は、マグネットを中心として左右対称形の形状に作ることができるので、請求項１記載の効果に加えて、バランスの取れた小型ステッピングモータが得られるという利点がある。
【００２２】
請求項３記載の発明は、左右のエンドブラケットで、コイル部の抜け止めと回転軸の回転支持が得られるので、請求項２記載の効果に加えて、更に構造の簡略化、並びに、部品点数を減らしてコストを下げることができるという利点がある。
【００２３】
請求項４記載の発明は、 第１のヨーク部の極歯部と第２のヨーク部の極歯部との間の隙間を埋めている樹脂で、第１のヨーク部と第２のヨーク部との間を固定して一体化しているので、第１のヨーク部と第２のヨーク部とを一部品として取り扱うことができ、請求項１，２又は３記載の効果に加えて、部品の取り扱いや組立作業等が簡単になるという利点が得られる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、溝部を通してコイル部の巻き線を外部に導くことができると共に、該溝部を通って導出された巻き線のリード先端部を端子台座上の端子に絡げて処理することができるので、請求項１，２，３又は４記載の効果に加えて、作業性を高めてコストを下げることができるという利点がある。
【００２５】
請求項６記載の発明は、第１又は第２のヨークの一部がモータケースを形成してなるので、請求項１，２，３，４又は５記載の効果に加えて、更に構造の簡略化と小型化が可能になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
小型化が可能で、且つ、高トルクを得るという目的を達成するために、円筒形マグネットと、巻き線を筒状に巻回形成してその外周側面を前記マグネットの内周側面に対向させて、前記マグネットの円筒内に同心的に配置した円筒形のコイル部と、複数の極歯部を設けた環状のヨーク部とを備え、前記マグネットの内周側面と前記コイル部の外周側面との間に、前記ヨーク部の極歯部を設けた部分が配置される多重構造にした。これにより、軸に沿う方向に於けるマグネットの長さや、コイル部及びヨーク部の軸方向に於ける長さを大きくすることができ、大きくすることによってマグネット、コイル部、ヨーク部の各磁束力を高めて、全体として高トルクが得られるようにした。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１乃至図３は本発明の小型ステッピングモータを示すもので、図１は軸に沿う方向の縦断面図で、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３はそのモータの要部を一部破断して示す斜視図である。
【００２８】
図１乃至図３に於いて、このステッピングモータ１０は、ロータ１１とステータ１２とブラケット３０ａ，３０ｂとで構成されている。
【００２９】
ロータ１１は、回転軸１３とマグネット１４とで構成されている。マグネット１４は、円筒形状のマグネットであり、円筒内に於ける中間部分は隔壁１４ａで閉じられ、両端はそれぞれ開口されている。そして、その隔壁１４ａの中心に回転軸１３が固着され、マグネット１４と回転軸１３が一体に回転するようになっている。又、マグネット１４は、その外周側面を円周方向にｎ分割して(本実施例では６分割して)Ｓ極とＮ極が交互に着磁されている。
【００３０】
ステータ１２は、第１のステータ１２ａと第２のステータ１２ｂとで構成されている。第１のステータ１２ａと第２のステータ１２ｂとは、構造が左右対称形になっているだけで基本的な構造は同じである。従って、対応する部分には同じ符号を付し、第１のステータ１２ａと第２のステータ１２ｂとの区別を特に必要とする場合を除いて、第１のステータ１２ａを代表してその構造を説明し、第２のステータ１２ｂについては省略する。
【００３１】
第１のステータ１２ａは、軟磁性材料から成る第１のヨーク部１５及び第２のヨーク部１６と、磁気回路的に第１のヨーク部１５と第２のヨーク部１６との間に設けられたコイル部１７とで構成されており、コイル部１７が通電されることにより第１のステータ１２ａが励磁され、第１のヨーク部１５側と第２のヨーク部１６側にそれぞれ異なる磁極が発生する。
【００３２】
第１のヨーク１５は一端側が閉じられ他端側が開放されたカップ形に形成され、閉端側の中心には回転軸１３が貫通する孔１８が設けられている。一方、開放端側には複数(本例では６つ)の極歯部１９，１９…が環状に並んで形成されている。尚、第１のヨーク１５の外径はマグネット１４の内径よりも若干小さく形成され、第１のヨーク１５をマグネット１４内に非接触で受け入れ可能な状態になっている。
【００３３】
第２のヨーク１６は、内筒１６ａと外筒１６ｂ、及び、該内筒１６ａと外筒１６ｂとの間を接続している接続部１６ｃとを一体に有して、二重筒構造として作られている。その内筒１６ａは両端側が開放されている。一方、外筒１６ｂの一端側は接続部１６ｃで閉じられ、他端側は開放されている。又、内筒１６ａの径は第１のヨーク１５の径に等しく、外筒１６ｂの径はマグネット１４の外径よりも若干大きく形成されている。そして、内筒１６ａと外筒１６ｂとの間に作られている環状隙間２０内にマグネット１４の一端側が非接触で挿入されて、該マグネット１４が該環状隙間２０内で自由に回転できるようになっている。更に、外筒１６ｂの開放側端と同じ側に位置している内筒１６ａの開放端側には、第１のヨーク１５の極歯部１９と対応して複数(本例では６つ)の極歯部２１，２１…が環状に並んで形成されている。
【００３４】
そして、第１のヨーク１５と第２のヨーク１６は、図３の斜視図、及び図４にヨークの展開図として詳細に示しているように、極歯部１９と極歯部２１の先端を３０度ずつ回転方向にずらして互いに向かい合わせると共に、その後、極歯部１９と極歯部２１とを互いに入り込ませて、極歯部１９と極歯部２１との間が互い違いに配置して成るものである。尚、第１のヨーク１５と第２のヨーク１６の位置決めは、例えば射出成形型内で行われ、セット後、極歯部１９と極歯部２１との隙間に樹脂２２が注入され、該樹脂２２で第１のヨーク１５と第２のヨーク１６とが一体化されて１つの部品として取り扱えるようになる。又、成形時、一部の樹脂２２で、第２のヨーク１６の接続部１６ｃ上に被覆層２２ａを作ると共に、該被覆層２２ａに後述するコイル部１７に於ける巻き線２３のリード先端部２３ａを外部に導く溝部２４と、該溝部２４を通って導出された巻き線２３のリード先端部２３ａを絡げる端子２５を支持する端子台座２６とが一体に設けられる。
【００３５】
コイル部１７は、樹脂製のボビン２７と、該ボビン２７に所定数巻回された巻き線２３とで成る。ボビン２７の中心には回転軸１３を貫通させる孔２８が形成され、外径は第１のヨーク部１５の内径及び第２のヨーク部１６の内径と略等しく形成されている。
【００３６】
ブラケット３０ａ，３０ｂは、円板状の金属板であり、第２のヨーク１６の他端をそれぞれ閉じた状態にして取り付けられるもので、内側面には第２のヨーク１６内に挿入位置決めされる突出部３１が設けられている。又、中心には回転軸１３を回転可能に支持する軸受孔３２が設けられている。尚、ブラケット３０ａは、このステッピングモータ１０を図示せぬ機器に取り付ける際の取付フランジとしても使用されるものである。
【００３７】
次に、このように構成されたステッピングモータ１０の組立手順の一例を説明する。先ず、左右のステータ、即ち、第１のステータ１２ａと第２のステータ１２ｂをそれぞれ組み立てる。この組立では、既に樹脂２２で一体化されている第１のヨーク１５と第２のヨーク１６に対して、ボビン２７に巻き線２３を巻回して成るコイル部１７を、ボビン２７の一端が第１のヨーク部１５の閉じ面と衝合するまで、外側開放端側から挿入する。続いて、ボビン２７から導出している巻き線２３のリード先端部２３ａを端子台座２６上の端子２５に絡げる。
【００３８】
次いで、ブラケット３０ａ（又は３０ｂ）を第２のヨーク部１６の他端開口を閉じてコイル部１７がステータ１２ａ，１２ｂ内から抜け出ないように取り付け、更に第２のヨーク部１６とブラケット３０ａとの間を固定する。この固定は、ねじ止め、或いは接着等で行われる。これで、ステータ１２ａ，１２ｂの組立が完了する。
【００３９】
続いて、ステータ１２ａ，１２ｂを互いに向かい合わせの状態でマグネット１４に臨ませ、該マグネット１４を第２のヨーク１６に於ける内筒１６ａと外筒１６ｂとの間の環状隙間２０にそれぞれ挿入させると共に、回転軸１３の両端を軸受孔３２にそれぞれ挿入して取り付ける。そして、所定の位置まで挿入されると、各ステータ１２ａ，１２ｂに於ける第２のヨーク部１６の外筒１６ｂ，１６ｂ同士が互いに衝合し、ステータ１２ａ，１２ｂ間が密閉状態に成る。その後、密閉されている外筒１６ｂ，１６ｂとの間を溶接して固定することにより小型ステッピングモータ１０の組立が完成する。従って、この小型ステッピングモータ１０では、外筒１６ｂ，１６ｂがモータケースを兼ねる。
【００４０】
このように構成された小型ステッピングモータ１０では、コイル部１７，１７に通電して、例えば第１のヨーク部１５の極歯部１９がＮ極、第２のヨーク部１６の極歯部２１がＳ極に励磁されると、ロータ１１であるマグネット１４は回転軸１３と一体に所定角度回転する。次に、コイル部１７，１７への通電を反転させ、第１のヨーク部１５の極歯部１９がＳ極、第２のヨーク部１６の極歯部２１がＮ極に励磁されると、マグネット１４は更に所定角度回転する。以後、このようにコイル部１７，１７への通電方向を順次切り換えて行くことにより、マグネット１４は回転軸１３と共に通電位相に応じた位置へと間欠的に回転して行くものである。
【００４１】
以上のように、上記実施例の構造による小型ステッピングモータ１０によれば、コイル部１７，１７の外周側面を覆うようにして筒状のマグネット１４を配置しているので、回転軸１３に沿う方向の長さがコイル部１７によって制限を受けることなく、大きくすることができる。これにより、マグネットの磁束力を大きくして高出力化を図ることができる。
【００４２】
又、コイル部１７も、筒状のマグネット１４内に入り込んで配置されている第１のヨーク部１５と第２のヨーク部１６とで作られる空間内に設けているので、コイル部１７を配
置するためのスペースを大きく確保し、このスペース内に大きなコイルを配置することができる。これにより、コイル部１７，１７での巻き線の巻回量を増やし、励磁時に於ける磁束力を大きくして高出力化を図ることができる。
【００４３】
更に、ヨーク部１５，１６に於ける極歯部１９，２１も、マグネット１４とコイル部１７，１７との間に配置しているので、回転軸１３に沿う方向の長さがコイル部１７，１７やマグネット１４によって制限を受けることがなく、極歯部１９，２１の長さを大きくすることができる。これにより、コイル部１７，１７での巻き線２３の巻回量を増やし、励磁時に於ける磁束力を大きくして高出力化を図ることができる。
【００４４】
又、ステータ１２ａ，１２ｂを、マグネット１４を挟んで左右対称形に設けているので、バランスの取れた小型ステッピングモータが得られる。
【００４５】
更に、又、左右のエンドブラケット(ブラケット３０ａ及びブラケット３０ｂ)で、コイル部１７の抜け止めと回転軸１３の回転支持を行っているので、構造の簡略化、並びに、部品点数を減らしてコストを下げることができる。
【００４６】
又、第１のヨーク部１５の極歯部１９と第２のヨーク部１６の極歯部２１との隙間を樹脂２２で埋めて、該樹脂２２で第１のヨーク部１５と第２のヨーク部１６との間を固定して一体化しているので、第１のヨーク部１５と第２のヨーク部１６とを一部品として取り扱うことができる。これにより、部品としての取り扱いや組立作業等が簡単になる。
【００４７】
更に、第１のヨーク部１５と第２のヨーク部１６との間を樹脂成形するとき、該樹脂２２でコイル部１７の巻き線２３のリード先端部２３ａを外部に導く溝部２４と、該溝部２４を通って導出されたリード先端部２３ａを絡げるための端子２５を支持する端子台座２６とを一体に設けているので、その溝部２４及び端子台座２６を利用して巻き線２３のリード先端部２３ａを簡単に処理することができる。これにより、作業性が向上し、コストを下げることができるという利点がある。
【００４８】
又、第２のヨーク部１６の一部(外筒１６ｂ)でモータケースを形成してなるので、更に構造の簡略化と小型・軽量化が可能になる。
【００４９】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例として示す小型ステッピングモータの縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図３】本実施例に係る小型ステッピングモータの要部を一部破断して示す斜視図。
【図４】本実施例に係る小型ステッピングモータに於けるヨーク部の展開図。
【図５】従来例を示し、ステッピングモータの縦断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１０        ステッピングモータ
１１        ロータ
１２        ステータ
１２ａ      第１のステータ
１２ｂ      第２のステータ
１３        回転軸
１４        マグネット
１５        第１のヨーク部
１６        第２のヨーク部
１６ａ      内筒
１６ｂ      外筒
１６ｃ      接続部
１７        コイル部
１９        極歯部
２０        環状隙間
２１        極歯部
２２        樹脂
２３        巻き線
２３ａ      リード先端部
２４        溝部
２５        端子
２６        端子台座
３０ａ      ブラケット（エンドブラケット）
３０ｂ      ブラケット（エンドブラケット）
【図１】
2005210815.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005210815.tif 000005
【図４】
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【図５】
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