(57)【要約】【課題】高出力で、小電力でも滑らかな回転を可能にする外側磁極部を具備する駆動装置を提供する。【解決手段】ロータマグネット１ａ〜１ｈの軸方向に配置されたコイルと、複数個の歯形状の外側磁極部４ａ〜４ｄと内側磁極部４ｅがロータマグネットの外周面と内周面に対向して配置され、コイルにより励磁されるステータとを有し、ロータマグネットの外周面に対向する歯形状の外側磁極部を、ロータマグネットの外周面に所定の角度θ１の範囲で対向する第１の歯４ａ，４ｃと、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ２の範囲で対向する第２の歯４ｂ，４ｄとで構成し、前記所定の角度θ１およびθ２を、θ１＜θ２の条件を満たす関係にしている。【選択図】図３
2005328641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された着磁部をもち、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットと、
前記ロータマグネットの前記軸方向に配置されたコイルと、
複数個の歯形状の外側磁極部と内側磁極部が前記ロータマグネットの外周面と内周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、
を有する駆動装置において、
前記ロータマグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部は、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ１の範囲で対向する第１の歯と、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ２の範囲で対向する第２の歯とで構成されており、前記所定の角度θ１およびθ２は
θ１＜θ２
の条件を満たす関係となっていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記所定の対向角度θ１と前記ロータマグネットの１極あたりの角度の比率をＹ１、前記所定の対向角度θ２と前記ロータマグネットの１極あたりの角度の比率をＹ２、前記ロータマグネットの半径方向の厚みと該ロータマグネットの着磁された１極あたりの外周の長さの比率をＸとすると
Ｙ１＜−０．３Ｘ＋０．６３  および  −０．３Ｘ＋０．７２＜Ｙ２
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネットと、
前記マグネットと同心でかつ該マグネットの軸方向に配置されたコイルと、
複数の歯形状の外側磁極部が前記マグネットの外周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、
前記コイルの内径部に挿入され、かつ前記マグネットの内径部に固定された軟磁性材料からなる回転可能なロータと、
を有する駆動装置において、
前記マグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部は、前記マグネットの外周面に所定の角度θ１の範囲で対向する第１の歯と、前記マグネットの外周面に所定の角度θ２の範囲で対向する第２の歯とで構成されており、前記所定の角度θ１およびθ２は
θ１＜θ２
の条件を満たす関係となっていることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
前記所定の対向角度θ１と前記マグネットの１極あたりの角度の比率をＹ１、前記所定の対向角度θ２と前記マグネットの１極あたりの角度の比率をＹ２、前記マグネットの半径方向の厚みと該マグネットの着磁された１極あたりの外周の長さの比率をＸとすると
Ｙ１＜−０．３Ｘ＋０．６３  および  −０．３Ｘ＋０．７２＜Ｙ２
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の駆動装置と、該駆動装置により駆動されて光量調節を行う光量調節部材とを有することを特徴とする光量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形状の駆動装置及び該駆動装置を有する光量調節装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を中心とする直径を小さくし、かつ出力を高めた駆動装置として、特許文献１において以下のような光量調節装置に具備される駆動装置が提案されている。図１２に特許文献１に開示された駆動装置の分解斜視図を、図１３にその駆動装置の回転軸方向の断面図を、それぞれ示す。
【０００３】
これらの図において、１０１は外周面が周方向に４分割して交互にＳ極とＮ極に着磁され、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットであり、１０２はロータマグネット１０１の軸方向に配置されたコイルであり、１０３はコイル１０２により励磁され、先端部に歯形状の外側磁極部１０３ａをもつ外筒と円筒形状の内筒１０３ｂからなり、前記マグネット１０１の外周面および内周面に対向したステータであり、１０４はステータ１０３の内筒１０３ｂに固着され、ステータ１０３の内筒１０３ｂとともに内側磁極部をなしている補助ステータであり、以上によって光量調節装置における駆動装置を構成している。
【０００４】
ロータマグネット１０１は回転可能に保持されるように軸部１０１ｅ，１０１ｆを備え、これらが一体的に成形されたものである。ステータ１０３の外側磁極部１０３ａはロータマグネット１０１の外周面に隙間をあけて対向しており、またステータ１０３の内筒１０３ｂはロータマグネット１０１の内周面に隙間をあけて対向している。
【０００５】
上記構成の駆動装置は、コイル１０２への通電方向を切り換えて、外側磁極部１０３ａ、内筒１０３ｂおよび補助ステータ１０４の極性を切り換えることによって、ロータマグネット１０１を往復回転させるものである。また、往復回転するロータマグネット１０１の回転規制を、地板１０５に設けられた案内溝１０５ａ内で駆動ピン１０１ｄが当接することによって行っている。
【０００６】
この駆動装置は、コイル１０２へ通電することで発生した磁束が外側磁極部１０３ａから対向する内側磁極部（内筒１０３ｂ及び補助ステータ１０４より成る）へ、あるいは内側磁極部から対向する外側磁極部１０３ａへと流れ、外側磁極部１０３ａと内側磁極部の間に位置するロータマグネット１０１に効果的に作用する。また、外側磁極部１０３ａと内側磁極部との距離を、円筒形状のロータマグネット１０１の厚さと、ロータマグネット０１と外側磁極部１０３ａとの隙間およびロータマグネット１０１と内側磁極部との隙間分の距離にすることで、外側磁極部１０３ａと内側磁極部とで構成される磁気回路の抵抗をできるだけ小さくしている。磁気回路の抵抗が小さいほど、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、出力が向上する。
【特許文献１】特開２００２−４９０７６号公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１にて開示された駆動装置においては、歯形状からなる外側磁極部の歯幅をさまざまに設定することによって、コイルへの無通電時にマグネットが外側磁極部に吸引される力（コギング力）の向きや力の大きさが変化することがわかった。このコギング力が大きな駆動装置は、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギー（通電により発生する駆動トルク）がコギング力の影響を受け、滑らかな回転が得られなかったり、回転のために使われるトルクが小さくなったりするといった問題があった。
【０００８】
また、無通電時における駆動装置の回転停止位置はコギング力によって安定する位置になるため、外側磁極部の歯幅によっては通電を絶つと回転の中心位置（本来停止すべきところではない位置）で停止するなどの問題もあった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の第１の目的は、高出力で、小電力でも滑らかな回転を可能にする外側磁極部を具備する駆動装置を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、ロータマグネットもしくはマグネットと外側磁極部との間の吸引力の発生を最小限に抑え、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができるようにし、高出力で、小電力でも滑らかな回転を行うことのできる駆動装置及び光量調節装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された着磁部をもち、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットと、前記ロータマグネットの前記軸方向に配置されたコイルと、複数個の歯形状の外側磁極部と内側磁極部が前記ロータマグネットの外周面と内周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータとを有する駆動装置において、前記ロータマグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部を、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ１の範囲で対向する第１の歯と、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ２の範囲で対向する第２の歯とで構成し、前記所定の角度θ１およびθ２を
θ１＜θ２
の条件を満たす関係にした駆動装置とするものである。
【００１２】
また、上記第２の目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、前記所定の対向角度θ１と前記ロータマグネットの１極あたりの角度の比率をＹ１、前記所定の対向角度θ２と前記ロータマグネットの１極あたりの角度の比率をＹ２、前記ロータマグネットの半径方向の厚みと該ロータマグネットの着磁された１極あたりの外周の長さの比率をＸとすると
Ｙ１＜−０．３Ｘ＋０．６３  および  −０．３Ｘ＋０．７２＜Ｙ２
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有する請求項１に記載の駆動装置とするものである。
【００１３】
また、上記第１の目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネットと、前記マグネットと同心でかつ該マグネットの軸方向に配置されたコイルと、複数の歯形状の外側磁極部が前記マグネットの外周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、前記コイルの内径部に挿入され、かつ前記マグネットの内径部に固定された軟磁性材料からなる回転可能なロータとを有する駆動装置において、前記マグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部を、前記マグネットの外周面に所定の角度θ１の範囲で対向する第１の歯と、前記マグネットの外周面に所定の角度θ２の範囲で対向する第２の歯とで構成し、前記所定の角度θ１およびθ２を
θ１＜θ２
の条件を満たす関係にした駆動装置とするものである。
【００１４】
また、上記第２の目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、前記所定の対向角度θ１と前記マグネットの１極あたりの角度の比率をＹ１、前記所定の対向角度θ２と前記マグネットの１極あたりの角度の比率をＹ２、前記マグネットの半径方向の厚みと該マグネットの着磁された１極あたりの外周の長さの比率をＸとすると
Ｙ１＜−０．３Ｘ＋０．６３  および  −０．３Ｘ＋０．７２＜Ｙ２
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有する請求項３に記載の駆動装置とするものである。
【００１５】
同じく上記第２の目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項２又は４に記載の駆動装置と、該駆動装置により駆動されて光量調節を行う光量調節部材とを有する光量調節装置とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高出力で、小電力でも滑らかな回転を可能にする外側磁極部を具備する駆動装置を提供できるものである。
【００１７】
また、本発明によれば、ロータマグネットもしくはマグネットと外側磁極部との間の吸引力の発生を最小限に抑え、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができるようにし、高出力で、小電力でも滑らかな回転を行うことができる駆動装置又は光量調節装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下の実施例１及び実施例２に示す通りである。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図８は本発明の実施例１に係る図であり、そのうち、図１は駆動装置の分解斜視図、図２は図１の駆動装置の断面図である。また、図３及び図４は駆動装置が往復回転駆動する際の様子を示す図であり、詳しくは、図３はロータマグネットに設けられた突起部がカバーの案内溝の一端に接触した第１の状態での図２におけるＡ−Ａ断面図、図４はロータマグネットに設けられた突起部がカバーの案内溝の他端に接触した第２の状態での図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
これらの図において、１は円筒形状をしたマグネット部を有するロータマグネットであり、外周面を周方向にＮ分割（本実施例１では８分割）して交互にＳ極、Ｎ極に着磁された着磁部１ａ〜１ｈを有する。詳しくは図３に示すように、着磁部１ａ，１ｃ，１ｅ，１ｇは外周面がＮ極に、着磁部１ｂ，１ｄ，１ｆ，１ｈは外周面がＳ極に、それぞれ着磁されている。ロータマグネット１は回転可能に保持されるように設けられた軸部１ｉおよび１ｊが一体に成形されているが、これらは別体で設けらていても構わない。前記ロータマグネット１には軸方向に延出する突起部１ｋが一体で形成されている。この突起部１ｋは後述の案内溝５ａの溝内で回転可能であり、これらでロータマグネット１の回転範囲を規制している。
【００２１】
２は円筒形状のコイルであり、絶縁体からなるボビン３に巻き付けられている。該コイル２はロータマグネット１と同心でかつ、該ロータマグネット１の回転軸方向に重なる位置に配置され、コイル２はその外径がロータマグネット１の外径とほぼ同じになっている。
【００２２】
４は軟磁性材料からなるステータであり、先端部に歯形状の外側磁極部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが形成された外筒および円筒形状の内側磁極部を成す内筒４ｅからなる。外側磁極部４ａ〜４ｄはロータマグネット１の外周面に所定の隙間をもってθ１度およびθ２度対向するように構成されている。詳しくは、図３及び図４に示すように、外側磁極部４ａ，４ｃがロータマグネット１の外周面にθ１度の範囲で対向し、外側磁極部４ｂ，４ｄがロータマグネット１の外周面にθ２度の範囲で対向するように、その歯幅が決定されている。この実施例１における対向角度θ１，θ２度に関しては後述する。また、内筒（以下、内側磁極部）４ｅもロータマグネット１の内周面に所定の隙間をもって対向している。また、ステータ４は後述のカバー５に固定される。
【００２３】
５はステータ４を保持するカバーであり、ロータマグネット１の突起部１ｋが挿入される案内溝５ａを有し、ロータマグネット１の回転に伴って突起部１ｋが案内溝５ａ内で回転し、該案内溝５ａの一端もしくは他端に当接することによってロータマグネット１の回転規制を行う。また、カバー５はロータマグネット１の軸部１ｉを回転可能に嵌合する嵌合部５ｂをもつ。
【００２４】
次に、駆動のしくみについて詳細に説明する。
【００２５】
図３の状態（ロータマグネット１の突起部１ｋがカバー５の案内溝５ａの一端に当接した第１の状態）からコイル２に通電を行い、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＳ極に、内側磁極部４ｅをＮ極に、それぞれ励磁すると、ロータマグネット１は時計回りに回転し、突起部１ｋがカバー５の案内溝５ａの他端に当接することによってその回転が止められ、図４に示す状態になる。
【００２６】
図４の状態（ロータマグネット１の突起部１ｋがカバー５の案内溝５ａの他端に当接した第２の状態）からコイル２に逆方向の通電を行い、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＮ極に、内側磁極部４ｅをＳ極に、それぞれ励磁すると、ロータマグネット１は反時計回りに回転し、突起部１ｋがカバー５の案内溝５ａの一端に当接することによってその回転が止められ、図３に示す状態に戻る。
【００２７】
以上のことにより、コイル２への通電方向を切り換えることによって所定角度（後述のＡ度）内で往復回転可能となり、例えばカメラのシャッタ装置の光量調節部材等を駆動するのに好適な駆動装置となる。
【００２８】
次に、外側磁極部４ａ〜４ｄの形状について詳細に説明する。
【００２９】
本実施例１における歯形状の外側磁極部４ａ〜４ｄは、ロータマグネット１に対向する角度が異なる２種類の歯幅をもつものによって構成されている。このことを図５から図８を用いて説明する。
【００３０】
本実施例１における構造において、ロータマグネット１の１極あたりの角度（中心角）と、外側磁極部４ａ〜４ｄがロータマグネット１の外周面に対向する角度（外側磁極部とロータマグネットの回転中心位置とで構成される扇型を成す中心角）との比率により、コイル２への通電がなされていない状態での外側磁極部４ａ〜４ｄとロータマグネット１との吸引の様子が変化することが実験により明らかになった。外側磁極部４ａ〜４ｄとロータマグネット１の外周面に対向する角度が所定範囲以下の場合には、該ロータマグネット１の極の中心が外側磁極部４ａ〜４ｄの中心に対向する位置で安定的に停止するトルク曲線となる。一方、外側磁極部４ａ〜４ｄとロータマグネット１の外周面に対向する角度が所定範囲を超える場合には、該ロータマグネット１の極と極の境界が外側磁極部の中心に安定的に停止するトルク曲線となることがわかった。
【００３１】
図５は、外側磁極部のロータマグネット（詳しくは、着磁されたマグネット部）の外周面に対向する角度がすべてθ１になるように構成した場合において、ロータマグネットが外側磁極部に吸引されるコギングトルクの様子を示す図である。図５において、縦軸はロータマグネットに作用するコイルへの無通電時におけるコギングトルクとコイルへ通電を行ったときに発生するトルク（通電によって着磁部に生じるトルク）を示し、横軸はロータマグネットの１極分の回転位相を示す図である。この駆動装置はロータマグネットの回転を規制されることにより、３６０／ＮのうちのＣで示される範囲でのみ往復回転可能となっている。
【００３２】
図６は、外側磁極部のロータマグネットの外周面に対向する角度がすべてθ２になるように構成した場合において、ロータマグネットが外側磁極部に吸引されるコギングトルクの様子を示す図である。図６において、縦軸はロータマグネットに作用するコイルへの無通電時におけるコギングトルクとコイルへ通電を行ったときに発生するトルクを示し、横軸はマグネットの１極分の回転位相を示す図である。
【００３３】
図５及び図６において、Ｅ１点、Ｅ２点で示されるところは、正回転しようとするとマイナスの力が働いて元の位置に戻ろうとし、逆回転しようとするとプラスの力が働いて元の位置に戻ろうとする。即ち、ロータマグネットと外側磁極部との間の磁力によってロータマグネットがＥ１点、あるいはＥ２点に安定的に位置決めされようとするコギングの位置である。Ｆ１点およびＦ２点で示されるところは、ロータマグネットの位相が少しでもずれると前後のＥ１点、あるいはＥ２点の位置に回転する力が働く不安定な均衡状態にある不安定停止位置である。
【００３４】
図５及び図６を見て明らかなように、外側磁極部のロータマグネットに対向する角度範囲の違いによって、トルク曲線は変化している。有限要素法による数値シミュレーションの結果、ロータマグネットと外側磁極部がある所定の角度範囲を境に図５のようなトルク曲線および図６のようなトルク曲線となり、その中間の対向角度の場合には図７のようなトルク曲線になることがわかった。それによると、Ｙ＝「外側磁極部の１つあたりのロータマグネットの外周面に対向する対向角度／ロータマグネット１極あたりの角度」とし、Ｘ＝「ロータマグネットの半径方向の厚み／ロータマグネット１極あたりの外周の長さ」とすると、「Ｙ＜−０．３Ｘ＋０．６３」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は図５で示されるようなロータマグネットの極の中心が外側磁極部の中心に対向する位置で安定的に停止するトルク曲線となり、「Ｙ＞−０．３Ｘ＋０．７２」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は図６で示されるようなロータマグネットの極と極の境界が外側磁極部の中心に停止するトルク曲線となる。また、その中間範囲である「−０．３Ｘ＋０．６３≦Ｙ≦−０．３Ｘ＋０．７２」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は、図７で示されるようにコギングトルクが小さい曲線となり、単純な構成であってコギングトルクが小さく、駆動特性のよいアクチュエータとなる。
【００３５】
本実施例１はロータマグネット１の外周面との対向角度がθ１なる第１の外側磁極部と、対向角度がθ２なる第２の外側磁極部とを持つものであり、図５のトルク曲線を持つような対向角度θ１の外側磁極部と図６のトルク曲線を持つような対向角度θ２の外側磁極を組み合わせることにより、図７のコギングトルク特性よりさらに良いコギングトルク特性を得ようとするものである。実際には外側磁極部４ａおよび４ｃが対向角度θ１であり、外側磁極部４ｂおよび４ｄが対向角度θ２となるように設定されている。また、この対向角度θ１は、θ１／ロータマグネット１極あたりの角度（本実施例１では４５°）＜−０．３Ｘ（ロータマグネットの半径方向の厚み／ロータマグネット１極あたりの外周の長さ）＋０．６３を満たすように設定されており、また対向角θ２は、θ２／ロータマグネットの１極あたりの角度＜−０．３Ｘ（ロータマグネットの半径方向の厚み／ロータマグネット１極あたりの外周の長さ）＋０．７２を満たすように設定されたものである。
【００３６】
以上のようにして決定された外側磁極部をもつ本実施例１における駆動装置におけるトルクの様子を図８に示す。縦軸は、ロータマグネット１に作用するコイル２への無通電時におけるコギングトルクと、コイル２へ通電を行ったときに発生するトルクを示し、横軸はロータマグネット１の１極分の回転位相を示すものである。
【００３７】
図８によると、コギングトルクはほぼ０になるような曲線となり、図７に示された全ての外側磁極部のロータマグネット１との対向角が均一に構成された場合のコギングトルクよりも小さいものになる。これにより、コイル２に通電した際に発生するトルクはコギングトルクに影響されることのない安定した駆動特性をもつ駆動装置となる。
【００３８】
以上のように、本実施例１における駆動装置は、コイル２への通電方向を切り換えることによって、図３から図４の状態、あるいは、図４から図３の状態にロータマグネット１が回転可能となる。また、コギングトルクはほぼ０になるように設定されているので、コイル２への通電時に回転力となるトルクは安定し、高出力な駆動装置とすることができる。
【００３９】
また、ロータマグネットを所定の方向に付勢する付勢手段を設ければ、コイルへの無通電状態でも図３の状態あるいは図４の状態で確実に保持する駆動装置となるが、コイルへの通電時にはこの付勢力に打ち勝って駆動される必要がある。そのため、付勢力はできるだけ小さく設定したいが、コギングトルクの大きな駆動装置の場合にはコギングトルクに負けないだけの付勢力が必要になり、その分付勢力が大きくなる。つまり、駆動装置の通電トルクはさらに大きくなければ駆動することができないという欠点がある。これに対し、本実施例１における駆動装置は、コギング力がほぼ０となるので付勢手段の付勢力が小さくても確実に位置保持を行うことができ、この付勢力に打ち勝つコイル２への通電時のトルクが小さくても駆動可能であり、省電力となる。また、大きなトルクが必要でないことは駆動装置をさらに小型化するのに貢献するものである。
【００４０】
上記のように本実施例１の駆動装置に付勢手段を用いることにより、銀塩カメラのシャッタ羽根の駆動などに好適なものとなる。すなわち、シャッタ羽根を光量が通過する開口部の閉鎖する方向に付勢することで、無通電時にも確実に開口部を閉鎖するシャッタ装置となる。コイルへの通電時にはこの力に打ち勝って駆動を行い、出力の大きな駆動装置であるのでシャッタ速度の速いものになる。なお、本実施例１の駆動装置は、シャッタ羽根の駆動以外に、絞り羽根やＮＤフィルタなどの光量調節部材の駆動にも用いることができるものである。
【００４１】
本実施例１における駆動装置は以下の特徴もある。
【００４２】
コイル２への通電により発生する磁束は、外側磁極部４ａ〜４ｄと内側磁極部４ｅとの間にあるロータマグネット１を横切るので効果的に作用する。また、外側磁極部４ａ〜４ｄと内側磁極部４ｅは一体で成形可能であり、部品点数が少なく、単純な構成なのでコストの安い駆動装置となる。さらに、外側磁極部４ａ〜４ｄは円筒形状のロータマグネット１の軸方向と平行方向に延出する歯形状、もしくは櫛歯形状により構成されるため、軸の中心に向かうような半径方向への凹凸により構成されるものに比べて直径方向に関する寸法は小さく構成できる。これにより、非常に小径の円筒状の駆動装置とすることができる。
【００４３】
また、コイル２は１つで構成されるので通電の制御回路も単純になり、コストも安く構成できる。さらにコイル２はロータマグネット１と軸方向に並べて配置されるので、小径の円筒状の駆動装置となる。
【００４４】
以上の実施例１によれば、ロータマグネット１と外側磁極部４ａ〜４ｄとの間の無通電時の吸引力の発生をほぼ０に抑え、外側磁極部４ａ〜４ｄが励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができ、高出力で省電力でも滑らかで安定した駆動を行う駆動装置を提供可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図９ないし図１１は本発明の実施例２に係る図であり、詳しくは、図９は駆動装置の分解斜視図、図１０は図９の駆動装置の断面図、図１１は図１０におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００４６】
これらの図において、１１は円筒形状のマグネットであり、その外周面を円周方向にＮ分割（本実施例２では８分割）して交互にＳ極とＮ極に着磁されている。１２は円筒状のコイルであり、絶縁体からなるボビン１３に巻き付けられている。該コイル１２はマグネット１１と同心でかつ、該マグネット１１の回転軸方向に重なる位置に配置され、コイル１２はその外径が前記マグネット１１の外径とほぼ同じ寸法である。
【００４７】
１４は軟磁性材料からなるステータであり、先端部にＮ／２個の歯形状の外側磁極部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが形成された外筒からなる。該外側磁極部１４ａ〜１４ｄはマグネット１１の外周面に所定の隙間を持って対向するように構成されている。また、外側磁極部１４ａ〜１４ｄは、マグネット１１の外周面への対向角度がθ１なる外側磁極部１４ａ，１４ｃと対向角度がθ２なる外側磁極部１４ｂ，１４ｄとで構成されるものである。また、外側磁極部１４ａ〜１４ｄは上記実施例１におけるステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄと同様に、対向角θ１は、θ１／マグネット１極あたりの角度（本実施例２では４５°）＜−０．３Ｘ（マグネットの半径方向の厚み／マグネット１極あたりの外周の長さ）＋０．６３を満たすように設定されており、また対向角θ２は、θ２／マグネットの１極あたりの角度＜−０．３Ｘ（マグネットの半径方向の厚み／マグネット１極あたりの外周の長さ）＋０．７２を満たすように設定されたものである。
【００４８】
１５はステータ１４に固定され、後述のロータ１６を回転可能に保持する軟磁性材料からなる軸受けである。軸受け１５の円筒部１５ａの外径はボビン１３の内径とほぼ同じとすることにより、コイル１２により発生する磁力が効果的に軸受け１５に流れる。１６は駆動装置の出力軸となる軟磁性材料からなるロータであり、該ロータはコイル１２の内径部に挿入され、またマグネット１１の内径部に固定されている。ロータ１６の軸部１６ａが軸受け１５と接続されることにより、軸受け１５に作用した磁束がロータ１６にも流れるようになっている。ロータ１６および軸受け１５によって、ステータ１４の外側磁極部と対向してマグネット１１を挟むように内側磁極部を形成している。１７は駆動装置を覆うカバーである。カバー７には案内溝１７ａが設けられ、ロータ１６の突起部１６ｃがこの案内溝１７ａ内で一端あるいは他端に当接することにより、ロータ１６の回転を規制する。またロータ１６の軸部１６ｂが回転可能に嵌合する嵌合部１７ｂをもつ。
【００４９】
本実施例２における駆動装置も、上記実施例１における駆動装置と同様に、コイル１２への通電方向を切り換えることによって往復回転可能な駆動装置である。実施例１とは軸受け１５およびロータ１６からなる内側磁極部の構成の違いのみであり、内側磁極部と外側磁極部の間にあるマグネット１１に磁力が作用することにより駆動されるという原理については実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００５０】
上記のような構成にすることによって、マグネット１１の内径部がロータ１６によって埋められているので機械的強度が大きく、またバックメタルとしてロータ１６は作用するので、マグネット１１の磁気的劣化も少ない。また、マグネット１１の機械的強度が大きく、磁気的劣化も少ないことによって、マグネット１１の半径方向の厚みを薄く構成でき、径寸法に関して非常にコンパクトな駆動装置となる。さらに、マグネット１１の外周面と内周面に対向する外側磁極部と内側磁極部とでマグネット１１を挟む磁路となるので、磁気抵抗が少ない。更に、外側磁極部と内側磁極部との距離はマグネット１１の厚みと、マグネット１１と外側磁極部とのギャップのみと短くなるので、コイル１２により発生する磁力が効果的にマグネット１１に作用する。以上により、出力が高く、コンパクトで、安定した動作特性を有する駆動装置とすることができる。
【００５１】
以上の実施例２によれば、マグネット１１と外側磁極部１４ａ〜１４ｄとの間の無通電時の吸引力をほぼ０に抑えることができ、高出力で安定した駆動を行うのに加えて、部品点数は増えるが、さらに高出力で小型な駆動装置を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１に係る駆動装置の分解斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例１において第１の状態である時の図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施例１において第２の状態である時の図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】外側磁極部のロータマグネットへの対向角θ１なる歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。
【図６】外側磁極部のロータマグネットへの対向角θ２なる歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。
【図７】外側磁極部のロータマグネットへの対向角がθ１とθ２との間の角度である歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。
【図８】本発明の実施例１における駆動装置のトルク曲線を示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る駆動装置の分解斜視図である。
【図１０】図９の駆動装置の断面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】特許文献１に記載の駆動装置の分解斜視図である。
【図１３】図１２の駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１              ロータマグネット
１ａ〜１ｈ      着磁部
２              コイル
４              ステータ
４ａ〜４ｄ      外側磁極部
５              カバー
１１            ロータ
１１ａ〜１１ｈ  着磁部
１２            コイル
１４            ステータ
１４ａ〜１４ｄ  外側磁極部
１５            軸受け
１６            ロータ
１７            カバー
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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