(57)【要約】【課題】回転するマグネットに発生する軸方向の力を極力少なくして軸受けにかかる力を減らし、薄型で高効率かつ安価な装置とする。【解決手段】マグネット１の外径の外側に配置されたコイル４と、コイルにより励磁される第１のステータ５と、コイルにより励磁される第２のステータ６とを有し、第１のステータとマグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、第２のステータとマグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、第１のステータとマグネットの距離をＤ１、第２のステータとマグネットの距離をＤ２とし、ΣＳ１＝ΣＳ２のとき、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係を、Ｄ１＝Ｄ２にしている。【選択図】図３
2005328633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、
前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、
前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、
前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た前記第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記第２のステータと前記マグネットの前記仮想軸方向の距離をＤ２とし、
ΣＳ１＝ΣＳ２のとき、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係を、Ｄ１＝Ｄ２にしていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、
前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、
前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、
前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た前記第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記第２のステータと前記マグネットの前記仮想軸方向の距離をＤ２とし、
ΣＳ１＜ΣＳ２のとき、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係を、Ｄ１＜Ｄ２にしていることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、
前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、
前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、
前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記第１のステータの前記軸方向の板厚をＴ１、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記軸方向から見た第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第２の磁極極部の前記軸方向の板厚をＴ２、第２のステータと前記マグネットの前記仮想軸方向の距離をＤ２とし、
ΣＳ１＜ΣＳ２でかつＤ１≒Ｄ２のとき、前記Ｔ１と前記Ｔ１の関係を、Ｔ１＞Ｔ２にしていることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、
前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、
前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、
前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、
前記軸方向から見た第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２としたとき、ΣＳ１とΣＳ２が異なる場合、前記第１のステータと前記第２のステータには磁気特性の異なる材質を用いることにより前記マグネットと前記第１、第２のステータとの間に作用する電磁力を等しくするようにしたことを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、その材質の飽和磁化Ｂ１、前記第２のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ２、その材質の飽和磁化をＢ２とし、Ｄ１＝Ｄ２で、ΣＳ１＜ΣＳ２の時、
前記Ｂ１と前記Ｂ２の関係がＢ１＞Ｂ２となるような材質を、前記第１のステータ及び前記第２のステータに用いたことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか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、カメラ等の光学装置に用いられる駆動装置及び該駆動装置を具備する光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型のアクチュエータ或いはモータとして例えば近年、薄型化の進むデジタルカメラなどのシャッタの駆動源としての需要があるが、これらに適する形態としてブラシレスタイプのモータが挙げられる。また、ブラシレスタイプのモータで駆動回路が単純なものとしては永久磁石を用いたステッピングモータがある。このステッピングモータをシャッタの開口を開閉するシャッタ羽根の駆動源として用いた場合、その制御がステップ的に行えるという利点があるので、そのさらなる小型化、光軸方向の薄型化が望まれている。
【０００３】
光軸方向に短い薄型の駆動装置（モータ）としては、例えば図１３及び図１４に示されるようなものがある（特許文献１、特許文献２参照）。これは、複数のコイル３０１，３０２，３０３と円盤形状のマグネット３０４で構成されている。コイル３０１〜３０３は図示するように薄型円盤形状であり、その軸はマグネット３０４の回転軸３００と平行に配置されている。また、円盤形状のマグネット３０４は円盤の軸方向に着磁されており、該マグネット３０４の着磁面とコイル３０１〜３０３の心部分は対向するように配置されている。図示のように細い回転軸３００を有し、これを支持する小径の円滑な軸受け３０５による構成においては、すべり軸受けであっても回転力以外に発生している軸方向の力による摩擦損失は大きくはない。
【特許文献１】特開平７−２１３０４１号公報
【特許文献２】特開２０００−５０６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような中央に回転軸３００を有する構造では、カメラのシャッタなどにおいて中央部を光学的な光路として使用することは不可能である。従って、カメラのシャッタなどに採用しようとすると、光路以外にこの構造の駆動装置を配置しなければならず、結果として光路の直径に駆動装置の大きさを加えた平面方向の大きさは大きくなるという問題があった。
【０００５】
また、小型、薄型を追求する場合、同時に装置の効率を上げていかなければシャッタスピードなど必要機能を達成することはできない。その高効率化を図ったアクチュエータ、ステッピングモータとして、マグネットロータをコイルにより励磁されたステータで挟み込むものがある。この構成はコイルにより励磁されるステータがマグネットを挟み込んで近接しているので電磁力の発生量が多く、磁気抵抗も低いことから、小型ながら高効率の駆動源となることが知られている。この方式ではマグネットを円筒形状とし、励磁されたステータの磁極歯をマグネットの内径側と外径側の両方に配置して挟み込み、全体として回転軸方向に長い円筒形状として構成している。
【０００６】
これに対し、回転軸方向に短い薄型扁平で高効率なアクチュエータ或いはステッピングモータとして構成するには、回転するマグネットを薄く扁平のリング状とし、コイルをマグネットの内周或いは外周に配置して励磁されたステータで軸方向の上下からマグネットを挟み込む構成が考えられる。ここではマグネットと近接させたステータの間で発生する互いに吸引する力により出力を得るが、その力は有効な回転方向の力と同時に不要な軸方向の力も発生している。この軸方向の力が必要以上に大きいとそれだけ摺動摩擦損失が大きくなるので、これを非常に滑らかな摺動面を有する軸受けで受けて摩擦力の発生を抑え、装置の回転トルク損失の低下を防ぐ必要がある。しかしながら、軸方向の力による摩擦力の発生を抑える為に軸受けを必要以上に滑らかにする為にはコストのかかる仕上げや摺動性の良い高価な材料を使用しなければならなかった。
【０００７】
一方、前述のようにカメラ等のシャッタの駆動源として用いる場合は、装置の中心を光路とすることから駆動装置の形態としてはリング状としているが、その場合のマグネットロータの軸受けの嵌合径はどうしてもその光路の口径より半径が大きくなる。すなわち、摩擦損失の量は摺動する部分の摩擦力にその部分の半径を乗じたものなので、結果として摺動摩擦が大きいと失う回転トルクは大きくなってしまうという課題があった。
【０００８】
このようにカメラ等の光学装置のシャッタなどに好適な薄型で、高効率かつ安価な駆動装置を構成することは困難であった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、回転するマグネットに発生する軸方向の力を極力少なくして軸受けにかかる力を減らし、薄型で高効率かつ安価な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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た前記第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記第２のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ２とし、ΣＳ１＝ΣＳ２のとき、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係を、Ｄ１＝Ｄ２にしている駆動装置とするものである。
【００１１】
上記構成においては、第１，第２のステータとマグネットの重なり面積が等しい場合、第１のステータとマグネットの距離と第２のステータとマグネットの距離も等しくすることでマグネットの軸方向の電磁力を同等にし、軸受けにかかる力をほとんど無くして損失を小さくするものである。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た前記第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記第２のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ２とし、ΣＳ１＜Ｓ２のとき、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係を、Ｄ１＜Ｄ２にしている駆動装置とするものである。
【００１３】
上記構成においては、第１、第２のステータとマグネットの重なり面積に差のある場合、第１のステータとマグネットの距離と第２のステータとマグネットの距離を異ならせることでマグネットの軸方向の電磁力を同等にし、軸受けにかかる力をほとんど無くして損失を小さくするものである。
【００１４】
同じく上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、前記軸方向から見た前記第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記第１のステータの前記軸方向の板厚をＴ１、前記第１のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ１、前記軸方向から見た第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第２の磁極極部の前記軸方向の板厚をＴ２、第２のステータと前記マグネットの前記軸方向の距離をＤ２とし、ΣＳ１＜ΣＳ２でかつＤ１≒Ｄ２のとき、前記Ｔ１と前記Ｔ１の関係を、Ｔ１＞Ｔ２にしている駆動装置とするものである。
【００１５】
上記構成においては、上下のステータとマグネットの重なり面積に差のある場合、上のステータと下のステータの軸方向の板厚を異ならせることでマグネットの軸方向の力を同等にし、軸受けにかかる力をほとんど無くして損失を小さくするものである。
【００１６】
同じく上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁されたリング状のマグネットと、前記リング状のマグネットをその中心を仮想の軸として回転可能に保持する軸受けと、前記マグネットの外径の外側もしくは内径の内側もしくは外径の外側と内径の内側それぞれに配置されたコイルと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の一方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、前記マグネットの回転中心となる前記軸に対して垂直方向の他方の面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有する駆動装置において、前記軸方向から見た第１のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、前記軸方向から見た第２のステータと前記マグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２としたとき、ΣＳ１とΣＳ２が異なる場合、前記第１のステータと前記第２のステータには磁気特性の異なる材質を用いることにより前記マグネットと前記第１、第２のステータとの間に作用する電磁力を等しくするようにした駆動装置とするものである。
【００１７】
上記構成においては、第１、第２のステータとマグネットの重なり面積に差のある場合においても、第１のステータと第２のステータの材質を異ならせることでマグネットの軸方向の力を同等にし、軸受けにかかる力をほとんど無くして損失を小さくするものである。その磁気特性とは、主に最大磁束密度である。
【００１８】
同じく上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５の何れか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】
【００１９】
本発明によれば、回転するマグネットに発生する軸方向の力を極力少なくして軸受けにかかる力を減らし、薄型で高効率かつ安価な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】
【００２０】
以下の実施例１ないし実施例４に示す通りである。
【実施例１】
【００２１】
図１〜図６は本発明の実施例１に係わる図であり、そのうち、図１は駆動装置の分解斜視図、図２は図１に示す駆動装置の組立て完成状態の部分拡大図、図３は図１に示す駆動装置の組立て完成状態の断面図、図４はマグネット１と第１のステータ５のみを表した上面図である。
【００２２】
これらの図において、１はプラスチックマグネット材料などからなるリング（薄型扁平）形状のマグネットであり、リング状の回転中心となる仮想の軸に対して垂直な一方の面及び他方の面を円周方向に１６分割して交互にＳ極、Ｎ極に着磁されている。また、各々その裏面は反対の極になっている。この例では着磁極数は１６極であるが、マグネットは２極以上であればよい。マグネット１にはその回転トルクを出力する為に後述する第１のステータ５の側に駆動ピン１ｈが形成されている。
【００２３】
２は径方向と軸方向の位置を決めるリングであり、マグネット１に接合されて、その内周が後述の軸受け３の外周に嵌合されて同軸を維持しながら円滑に回転する。その材料は非磁性体で非常に円滑な摺動性の良いもの、例えばプラスチックであればポリアセタールやテフロン（商標）、フッ素系樹脂等で作られているので、軸方向の摺動面２ａが金属である後述の第１のステータ５及び第２のステータ６と摺動しても円滑性を失わないようにしている。また、図３に示す、第１のステータ５とマグネット１の間隔Ｄ１１、及び第２のステータ６とマグネット１の間隔Ｄ１２は、リング２の上側の摺動面２ａと下側の摺動面２ａの距離とマグネット１との接合位置により決定され、モータトルク発生に重要なマグネットとステータのギャップを安定して確保し、常に所定量Ｄ１１，Ｄ１２を確保している。
【００２４】
３は軸受けであり、非磁性体で円滑な摺動性の良い材料、例えばプラスチックであればポリアセタールやテフロン（商標）、フッ素系樹脂等で作られ、その外周においてマグネット１と一体となったリング２を円滑に回転させる。４はリング状のコイルであり、該コイル４はマグネット１と同心でかつ、該マグネット１の外径側に配置されている。
【００２５】
５は軟磁性材料からなる第１のステータであり、コイル４への通電により励磁される。第１のステータ５はリング状のマグネット１の軸方向と垂直な平面（一方の面）に所定の隙間をもって対向し、マグネット１の径方向でしかも内径方向に延出する平板の櫛歯形状の磁極歯５ａにより構成されている。この延出する櫛歯形状の磁極歯５ａの数はマグネット１の着磁分割数ｎの１／２個形成され、それらが７２０／ｎ度（この実施例１では４５度）ずつ等分（ここでは８つ）配置されている。前記コイル４ヘの通電により、前記第１のステータ５の磁極歯５ａはすべて互いに同極になるように励磁される。
【００２６】
６は軟磁性材料からなる第２のステータであり、コイル４への通電により励磁される。第２のステータ６はリング状のマグネット１の軸方向と垂直な平面（他方の面）に所定の隙間をもって対向し、マグネット１の径方向でしかも内径方向に延出する平板の櫛歯形状の磁極歯６ａにより構成されている。この延出する櫛歯形状の磁極歯６ａの数はマグネット１の着磁分割数ｎの１／２個形成され、それらが７２０／ｎ度（この実施例１では４５度）ずつ等分（ここでは８つ）配置されている。コイル４ヘの通電により、第２のステータ６の磁極歯６ａはすべて互いに同極になるように、しかも第１のステータ５の磁極歯５ａとは逆の極性になるよう励磁される。この第２のステータ６の磁極歯６ａは、マグネット１を挟んで第１のステータ５の磁極歯５ａに対向する位置に形成されている。第１のステータ５と第２のステータ６は、第２のステータ６の最外周部の立ち壁形状の立上部６ｊで磁気的に連結されている。
【００２７】
マグネット１、コイル４、第１のステータ５及び第２のステータ６で、磁気回路を構成している。
【００２８】
次に、図２を用いて、マグネット１と第１のステータ５及び第２のステータ６の間で発生する電磁力について説明する。
【００２９】
図２は、第１のステータ５の磁極歯５ａと第２のステータ６の磁極歯６ａの間に、マグネット１の分割着磁されたＳ極（裏面はＮ極）部分が位置する状態である。この状態でコイル４に通電されて磁極歯５ａがＮ極に励磁されると、マグネット１のＳ極の中心部が磁極歯５ａの中心に向かう吸引力Ｆが発生する。しかしながらマグネット１は、軸方向はリング２と第１のステータ５により拘束されているので軸方向力Ｆ１と回転方向の力Ｆ２に分力される。同様に磁極歯６ａがＳ極に励磁されると、マグネット１のＮ極の中心部が磁極歯６ａの中心に向かう吸引力Ｆ’が発生するが、マグネット１は、軸方向はリング２と第２のステータ６により拘束されているので軸方向力Ｆ１’と回転方向の力Ｆ２’に分力される。ここで、図３に示したギャップである距離Ｄ１１が小さければ小さいほど第１のステータ５とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆは大きくなり、同様に距離Ｄ１２が小さければ小さいほど第２のステータ６とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆ’は大きくなる。
【００３０】
また、図４において、マグネット１と第１のステータ５の軸方向から見た重なり部分を斜線部で表し、各々をＳ１１、重なり面積の総和をΣＳ１１とし、同様に、図示しないがマグネット１と第２のステータ６の軸方向から見た重なり部分を各々をＳ１２、重なり面積の総和をΣＳ２とすると、第１のステータ５とマグネット１の重なり面積の総和ΣＳ１１が大きければ大きいほど第１のステータ５とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆは大きくなり、同様に第２のステータ６とマグネット１の重なり面積の総和ΣＳ１２が大きければ大きいほど第２のステータ６とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆ’は大きくなる。
【００３１】
これらは有限要素法による電磁気解析及び実験による結果を基にしており、それによると、本実施例１においては、前記重なり面積の総和ΣＳ１１とΣＳ１２は概略等しくし、距離Ｄ１１とＤ１２も概略等しくしてあるので、吸引力ＦとＦ’は概略等しくなっており、したがって分力された軸方向の力Ｆ１とＦ１’も等しい。これにより、回転するマグネット１は挟まれている上下の第１のステータ５と第２のステータ６との間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、よって、軸受け３にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができている。
【００３２】
次に、コイル４への通電によるマグネット１の動作について簡単に説明する。
【００３３】
図５及び図６は軸方向から見た上面図を示しており、理解を容易にする為、マグネット１と駆動ピン１ｈ、第１のステータ５のみを図４の反対側から見て示している。詳しくは、図５は、コイル４への逆通電によりマグネット１が反時計回りに回動して、駆動ピン１ｈが第１のステータ５の磁極歯５ａの右側面に当接している状態であり、図６は、コイル４への正通電によりマグネット１が時計回りに回動して、駆動ピン１ｈが第１のステータ５の隣接する別の磁極歯５ａ方向に回動した状態である。
【００３４】
コイル４への通電（仮に正通電とする）により第１のステータ５（及び不図示の第２のステータ６）の磁極歯が励磁されると、発生した磁気が磁極歯５ａに挟まれたマグネット１の着磁部分を通過することにより該マグネット１を回転させる電磁力が発生する。図５のように磁極歯５ａの幅の中心に対し、マグネット１の着磁部１ａの中心が時計方向にずれている状態（図ではα°）でコイル４へ正通電を行い、磁極歯５ａがＮ極に励磁されると、マグネット１の着磁部１ａの裏面はＮ極なので反発し合い、マグネット１は時計回りに回転する力を得る。右側の隣接する別の磁極歯５ａでも、着磁部１ｂの裏面がＳ極なのでこちらは吸引され、やはりマグネット１は時計回りに回転する力となる。
【００３５】
図６のように隣接する別の磁極歯５ａの幅の中心に対し、マグネット１の着磁部１ｂの中心が反時計方向にずれている状態でコイル４に逆通電を行い、隣接する別の磁極歯５ａがＳ極に励磁されると、マグネット１の着磁部１ｂの裏面はＳ極なので反発し合い、マグネット１は反時計回りに回転する力を得る。マグネット１を挟んで反対側の磁極歯６ａでも、着磁部１ａの表面がＳ極なのでこちらは吸引され、やはりマグネット１は反時計回りに回転する力となる。
【００３６】
上記のようにコイル４に対して正通電を行うとマグネット１は時計回りに回転し、逆通電を行うと反時計回りに回転する、往復動作の駆動装置が構成される。回転のストロークは各磁極歯の幅、着磁の幅などにより決定され、回転の方向も各磁極歯のある位置にマグネット１のどの極を配置するかにより決定される。励磁された極と同じ極に着磁されていれば反発し、異なる極に着磁されていれば吸引するという電磁力によりマグネット１は時計回り、反時計回りに回転することができる。したがって、マグネット１の駆動ピン１ｈを図示しない光量調節装置、例えばシャッタ装置のシャッタ羽根に連動させれば、コイル４への通電方向の切り換えに応じて往復運動をする駆動ピン１ｈによりシャッタ装置のシャッタ羽根が開閉動作をすることになり、容易に高効率で、薄型のシャッタ装置を実現できる。
【００３７】
ここで、上記構成のステップモータであるところの駆動装置が、高出力で超小型化になる上で最適な構成であることについて述べる。
【００３８】
本実施例１の駆動装置の基本構成について述べると、
第１に、マグネット１をリング状に形成していること、
第２に、マグネット１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直方向の一方の面及び他方の面を周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁していること、
第３に、マグネット１の外周面の外側（或いは内周面の内側或いはその両方でも良い）にコイル４を同軸上に配置していること、
第４に、コイル４により励磁される第１のステータ５と第２のステータ６を、それぞれリング状のマグネット１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直な面、即ちリング状の平面に対向させていること、
第５に、第１のステータ５と第２のステータ６の各磁極歯５ａ，６ａを半径方向に延出する櫛歯により構成していること、
第６に、マグネット１と第１のステータ５の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１１とマグネット１と第２のステータ６の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１２を等しくして該マグネット１と上下のステータ５，６との間に発生する吸引力Ｆ，Ｆ’を概略等しくし、該マグネット１を中立させていること、
である。
【００３９】
以上により、回転するマグネット１は挟まれている磁極歯５ａ，６ａの間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、軸受け３にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、駆動装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができる。
【００４０】
また、コイル４への通電により発生する磁束は第１のステータ５と第２のステータ６との間にあるマグネット１を横切るので効果的に作用する。また、第１のステータ５、第２のステータ６は全て半径方向に延出する櫛歯形状により構成されるため、軸方向へ延出して構成されるものに比べて軸方向に関する寸法は小さく構成できる。
【００４１】
以上により、シャッタ装置等の光量調節装置に好適な、薄型かつ高効率な駆動装置を提供することができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明に係る実施例２について、図７ないし図９を用いて説明する。図７は本発明の実施例２に係わる駆動装置の分解斜視図であり、ここでは実施例１と異なり、下面側から見た図を示す。図８は図７の駆動装置のうち、マグネット１０１と第２のステータ１０６のみを示した図、図９は図７の駆動装置の組立て完成状態の断面図である。ここでは実施例１に加えて差異のある部分である、１０１，１０２，１０３，１０６についてのみ説明し、その他の１０４，１０５は実施例１のコイル４、第１のステータ５と同一なのでその詳細は省略する。
【００４３】
これらの図において、１０１はプラスチックマグネット材料などからなるリング状のマグネットであり、リング状の回転中心となる仮想軸に対して垂直な一方の面及び他方の面を円周方向に１６分割して交互にＳ極、Ｎ極に着磁されている。また、各々その裏面は反対の極になっている。この例では着磁極数は１６極であるが、マグネットは２極以上であればよい。マグネット１にはその回転トルクを出力する為に後述する第２のステータ１０６の側に駆動ピン１０１ｈが形成されている。
【００４４】
１０２は径方向と軸方向の位置を決めるリングであり、マグネット１０１に接合されて、その内周が軸受け３の外周に嵌合されて同軸を維持しながら円滑に回転する。その材料は非常に円滑な摺動性の良いもの、例えばプラスチックであればポリアセタールやテフロン（商標）、フッ素系樹脂等で作られているので、軸方向の摺動面１０２ａが金属である第１のステータ１０５及び第２のステータ１０６と摺動しても円滑性を失わないようにしている。また、第１のステータ１０５とマグネット１０１の距離Ｄ１０１、及び第２のステータ１０６とマグネット１０１の距離Ｄ１０２は、リング１０２の上側の摺動面１０２ａと下側の摺動面１０２ａの高さによってモータトルク発生に重要なマグネットとステータの間隔を安定して確保し、ここでは距離Ｄ１０２が距離Ｄ１０１より大きくなるように、リング１０２に対してマグネット１０１が図９において上側にずれて接合されている。
【００４５】
１０３は軸受けであり、円滑な摺動性の良い材料、例えばプラスチックであればポリアセタールやテフロン（商標）、フッ素系樹脂等で作られてその外周においてマグネット１０１と一体となったリング１０２を円滑に回転させる。また、段差部１０３ａにおいて後述の第２のステータ１０６の連結部１０６ｂの内周と同軸を確保しながら嵌合し、固定される。１０６は軟磁性材料からなる第２のステータであり、コイル１０４への通電により励磁される。第２のステータ１０６はリング状のマグネット１０１の軸方向と垂直な平面（他方の面）に所定の隙間をもって対向し、マグネット１０１の径方向でしかも内径方向に延出する平板の櫛歯形状の磁極歯１０６ａ、軸受け１０３の段差部１０３ａが嵌合する連結部１０６ｂ、及び最外周部の立ち壁形状の立上部１０６ｊにより構成されている。前記嵌合部１０６ｂは櫛歯群を、その先端において連接することで櫛歯の位置精度の向上として寄与する。
【００４６】
上記の実施例１と同様に組み上げられた状態で、コイル１０４に通電されて磁極歯１０５ａがＮ極に励磁されると、マグネット１０１のＳ極の中心部が磁極歯１０５ａの中心に向かう吸引力Ｆが発生する。しかしながらマグネット１０１は、軸方向はリング１０２と第１のステータ１０５により拘束されているので軸方向力Ｆ１と回転方向の力Ｆ２に分力される。同様に磁極歯１０６ａがＳ極に励磁されると、マグネット１０１のＮ極の中心部が磁極歯１０６ａの中心に向かう吸引力Ｆ’が発生するが、マグネット１０１は、軸方向はリング１０２と第２のステータ１０６により拘束されているので軸方向力Ｆ１’と回転方向の力Ｆ２’に分力される。ここで、図９に示した距離Ｄ１０１が小さければ小さいほど第１のステータ１０５とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆは大きくなり、同様に距離Ｄ１０２が小さければ小さいほど第２のステータ１０６とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆ’は大きくなる。
【００４７】
本実施例２では、第２のステータ１０６とマグネット１０１の重なり面積の総和ΣＳ１０２は、第１のステータ１０５とマグネット１０１の重なり面積の総和ΣＳ１０１よりも連結部１０６ｂの部分だけ大きい（図８参照）。これらは有限要素法による電磁気解析及び実験による結果を基にしており、それによると、仮に距離Ｄ１０１と距離Ｄ１０２が等しいと、第２のステータ１０６とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆ’の方が第１のステータ１０５とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆよりも大きくなり、結果として、マグネット１０１は第２のステータ１０６側に吸引されてしまい、リング１０２の摺動面１０２ａは大きな力で第２のステータ１０６に接触し、回転時の摩擦損失は大きくなってしまう。
【００４８】
本実施例２においては、前記重なり面積の総和はΣＳ１０１＜ΣＳ１０２の関係にあるので、前記距離を、図９に示すように、Ｄ１０１＜Ｄ１０２の関係にしてあり、これにより吸引力ＦとＦ’を概略等しくなり、分力された軸方向力Ｆ１とＦ１’も等しい。よって、回転するマグネット１０１は挟まれている上下の第１のステータ１０５と第２のステータ１０６との間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、摺動面にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、駆動装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができる。
【００４９】
本実施例２の駆動装置の基本構成について述べると、
第１に、マグネット１０１をリング状に形成していること、
第２に、マグネット１０１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直方向の一方の面及び他方の面を周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁していること、
第３に、マグネット１０１の外周面の外側（或いは内周面の内側或いはその両方でも良い）にコイル１０４を同軸上に配置していること、
第４に、コイル１０４により励磁される第１のステータ１０５と第２のステータ１０６を、それぞれリング状のマグネット１０１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直な面、即ちリング状の平面に対向させていること、
第５に、第１のステータ１０５と第２のステータ１０６の各磁極歯１０５ａ，１０６ａを半径方向に延出する櫛歯により構成していること、
第６に、マグネット１０１と第１のステータ１０５の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１０１とマグネット１０１と第２のステータ１０６の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１０２をΣＳ１０１＜ΣＳ１０２の関係にして該マグネット１０１と上下のステータ１０５，１０６との間に発生する吸引力Ｆ，Ｆ’を概略等しくし、該マグネット１０１を中立させていること、
第７に、上或いは下のステータ１０５，１０６の磁極歯とマグネット１０１の重なり面積の大きい側のステータとマグネット１０１の距離（ギャップ）を他方より広くしてあること、
第８に、各ステータの重なり面積の互いの比は、各距離の２乗の比に概略等しくしてあること、
である。
【００５０】
以上により、回転するマグネット１０１が挟まれている磁極歯の間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、したがって軸受け１０３にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、駆動装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができる。
【００５１】
また、コイル１０４への通電により発生する磁束は第１のステータ１０５と第２のステータ１０６との間にあるマグネット１０１を横切るので、効果的に作用する。また、第１のステータ１０５、第２のステータ１０６は全て半径方向に延出する櫛歯形状により構成されるため、軸方向へ延出して構成されるものに比べて軸方向に関する寸法は小さく構成できる。
【００５２】
以上により、シャッタ装置等の光量調節装置に好適な、薄型かつ高効率な駆動装置を提供することができる。
【実施例３】
【００５３】
次に、本発明の実施例３に係わる駆動装置について、図１０を用いて説明する。図１０は駆動装置の組立て完成状態の断面図である。ここでは前記実施例１及び２に加えて差異のある部分についてのみ説明し、その他の説明は省略する。
【００５４】
駆動装置の構成要素である、マグネット、リング及びコイルは、実施例１のマグネット１、リング２、コイル４と同様であり、軸受け及び第２のステータは、上記実施例２の軸受け１０３、第２のステータ１０６と同一であるものとする。上記各実施例と異なるのは、第２のステータ１０６の軸方向の厚みがＴ２であるのに対し、第１のステータ２０５の厚みがＴ１（＞Ｔ２）となっている点のみである。
【００５５】
上記実施例２の説明から明らかなように、第１のステータ２０５とマグネット１との重なり面積の総和ΣＳ２０１と第２のステータ１０６とマグネット１との重なり面積の総和ΣＳ２０２は、ΣＳ２０１＜Σ２０２の関係にある。図１０において、マグネット１と第１のステータ２０５の距離をＤ１、マグネット１と第２のステータ１０６の距離をＤ２とすると、Ｄ１≒Ｄ２であり、よって、以下の理由より、第１のステータ２０５の板厚Ｔ１を、第２のステータ２０６の板厚Ｔ２よりも厚くしている。
【００５６】
図８で示したのと同様に、本実施例３では、第２のステータ１０６とマグネット１の重なり面積の総和ΣＳ２０２は、第１のステータ２０５とマグネット１の重なり面積の総和ΣＳ２０１よりも連結部１０６ｂの部分だけ大きい。様々な要因から距離Ｄ１と距離Ｄ２が等しい場合、第２のステータ１０６とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆ’の方が第１のステータ２０５とマグネット１の間に発生する吸引力Ｆよりも大きくなり、結果として、マグネット１は第２のステータ１０６側に吸引されてしまい、リング２の摺動面２ａは大きな力で第２のステータ１０６に接触し、回転時の摩擦損失は大きくなってしまう。
【００５７】
これらは有限要素法による電磁気解析及び実験による結果を基にしており、本実施例３においては、前記重なり面積の総和はΣＳ２０１＜ΣＳ２０２であって、距離を図１０に示すようにＤ１≒Ｄ２の場合においては、第１のステータ２０５の板厚Ｔ１と第２のステータ１０６の板厚Ｔ２の関係をＴ１＞Ｔ２とすることで、吸引力ＦとＦ’を概略等しくさせることで、分力された軸方向の力Ｆ１とＦ１’も等しくなる。このようにすることで、回転するマグネット１が挟まれている上下の第１のステータ２０５と第２のステータ１０６との間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、摺動面にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、駆動装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができる。
【００５８】
本実施例３の駆動装置の基本構成について述べると、
第１に、マグネット１をリング状に形成していること、
第２に、マグネット１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直方向の一方の面及び他方の面を周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁していること、
第３に、マグネット１の外周面の外側（或いは内周面の内側或いはその両方でも良い）にコイル４を同軸上に配置していること、
第４に、コイル４により励磁される第１のステータ２０５と第２のステータ１０６を、それぞれリング状のマグネット１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直な面、即ちリング状の平面に対向させていること、
第５に、第１のステータ２０５と第２のステータ１０６の各磁極歯２０５ａ，１０６ａを半径方向に延出する櫛歯により構成していること、
第６に、マグネット１と第１のステータ２０５の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ２０１とマグネット１と第２のステータ１０６の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ２０２をΣＳ２０１＜ΣＳ２０２の関係にして該マグネット１と上下のステータ２０５，１０６との間に発生する吸引力Ｆ，Ｆ’を概略等しくし、該マグネット１を中立させていること、
第７に、距離が同じ場合、上或いは下のステータ２０５，１０６の磁極歯とマグネット１の重なり面積の大きい側のステータの板厚を他方より薄くしてあること、
である。
【００５９】
以上により、回転するマグネット１は挟まれている磁極歯の間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、したがって軸受けにかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができている。
【００６０】
また、コイル４への通電により発生する磁束は第１のステータ２０５と第２のステータ１０６との間にあるマグネット１を横切るので、効果的に作用する。第１のステータ２０５、第２のステータ１０６は全て半径方向に延出する櫛歯形状により構成されるため、軸方向へ延出して構成されるものに比べて軸方向に関する寸法は小さく構成できる。
【００６１】
また、ステータの板厚を増加する他に、近傍に別の磁性体を重ねるなどして、配置しても同様の効果があることは言うまでもない。
【００６２】
以上により、シャッタ装置等の光量調節装置に好適な、薄型かつ高効率な駆動装置を提供することができる。
【実施例４】
【００６３】
次に、本発明の実施例４に係わる駆動装置について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は駆動装置の組立て完成状態の断面図であり、図１２は駆動装置の各ステータに用いる金属材料の磁気特性を示すものである。
【００６４】
駆動装置の構成要素である、マグネット、リング、軸受け、及びコイルは、上記実施例２のマグネット１０１、リング１０２、軸受け１０３、コイル１０４と同様であり、第１のステータと第２のステータの形状は上記実施例２の第１のステータ１０５と第２のステータ１０６と同一であるが、その材質のみを変更している。
【００６５】
様々な要因から第１のステータ１０５とマグネット１０１の距離Ｄ１０１と第２のステータ１０６とマグネット１０１の距離Ｄ１０２が等しい場合、第２のステータ１０６とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆ’の方が第１のステータ１０５とマグネット１０１の間に発生する吸引力Ｆよりも大きくなり、結果として、マグネット１０１は第２のステータ１０６側に吸引されてしまい、リング１０２の摺動面１０２ａは大きな力で第２のステータ１０６に接触し、回転時の摩擦損失は大きくなってしまう。
【００６６】
有限要素法による電磁気解析及び実験による結果を基にして、本実施例４においては、前記重なり面積の総和はΣＳ１０１＜ΣＳ１０２であって、前記距離が図１１に示すように、Ｄ１０１≒Ｄ１０２の場合においては、第１のステータ１０５と第２のステータ１０６にそれぞれ磁気特性の異なる材質を用いることで、吸引力ＦとＦ’を概略等しくさせる。具体的には、磁気特性のうち、例えば最大磁束密度について有利な材質を選択することで、前記重なり面積の差による軸方向吸引力の差を無くす。
【００６７】
第１のステータ１０５の材料として図１２の電磁軟鉄ＳＵＹを選択し、最大磁束密度をＢ１＝１．０５Ｔ、第２のステータ１０６の材料として図１２の７８％パーマロイＰＣを選択し、最大磁束密度Ｂ２＝０．７２Ｔとすれば、ΣＳ１０１＜ΣＳ１０２のとき、Ｂ１＞Ｂ２である。
【００６８】
以上により、例えばコイルに大きな電流が流れて各ステータが飽和点近くまで励磁された場合、マグネットとの対向面積の大きい第２のステータ１０６はいち早く磁気飽和を起こし、第１のステータ１０５は磁気飽和をしないので吸引力ＦとＦ’を概略等しくすることができ、分力された軸方向の力Ｆ１とＦ１’も等しくすることができる。よって、回転するマグネット１０１が挟まれている上下の第１のステータ１０５と第２のステータ１０６との間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、摺動面にかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、駆動装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができる。
【００６９】
本実施例４の駆動装置の基本構成について述べると、
第１に、マグネット１０１をリング状に形成していること、
第２に、マグネット１０１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直方向の一方の面及び他方の面を周方向に複数分割して異なる極に交互に着磁していること、
第３に、マグネット１０１の外周面の外側（或いは内周面の内側或いはその両方でも良い）にコイル４を同軸上に配置していること、
第４に、コイル１０４により励磁される第１のステータ１０５と第２のステータ１０６を、それぞれリング状のマグネット１０１の回転中心となる仮想の軸に対して垂直な面、即ちリング状の平面に対向させていること、
第５に、第１のステータ１０５と第２のステータ１０６の各磁極歯を半径方向に延出する櫛歯により構成していること、
第６に、マグネット１０１と第１のステータ１０５の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１０１とマグネット１と第２のステータ１０６の軸方向から見た重なり面積の総和ΣＳ１０２をΣＳ１０１＜ΣＳ１０２の関係にして該マグネット１０１と上下のステータ１０５，１０６との間に発生する吸引力Ｆ，Ｆ’を概略等しくし、該マグネット１０１を中立させていること、
第７に、距離が同じ場合、上と下のステータ１０５，１０６の材質を異ならせてあり、磁極歯とマグネット１０１の重なり面積の小さい側のステータの材質は他方より、より飽和磁化が高いか、もしくは、透磁率の高く吸引力の強いという磁気特性を有する材質を使用していること、
である。
【００７０】
以上により、回転するマグネット１０１は挟まれている磁極歯の間で一方に引かれることなく磁気的に中立状態となり、したがって軸受けにかかる力が小さくなっているので嵌合径が大きくとも摩擦損失が少なく、装置として発生する電磁力を有効に回転トルクにすることができている。
【００７１】
以上により、シャッタ装置等の光量調節装置に好適な、薄型かつ高効率な駆動装置を提供することができる。
【００７２】
最後に、上記実施例１なし実施例４の構成及び効果について、以下にまとめて列挙する。
【００７３】
１）軸方向からマグネットを挟んで対向する上下のステータとコイルによって構成される駆動装置においては、上のステータとマグネットとの吸引力と下のステータとの吸引力を極力等しくすることにより軸方向の軸受けでの損失を少なくすることができる。その手段として、上及び下ステータとマグネットとの重なり面積の合計（総和）を上下で同じにすることで、上下のステータの間でマグネットが中立して軸受けにかかる軸方向の力が減少し、軸受けにより発生する摩擦損失を小さくすることが可能になり、高効率で薄型、安価な駆動装置を構成することができる。
【００７４】
２）また、上及び下ステータとマグネットとの重なり面積の総和に差のある場合、その面積の総和の大きい側のステータとマグネットの距離（ギャップ）を重なり面積の総和小さい方のステータとマグネットのギャップより狭くすることで上記の条件を満たすこととなる。すなわち、軸方向から見た第１のステータと、マグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、軸方向から見た第２のステータとマグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、第１のステータとマグネットの軸方向の距離をＤ１、第２のステータとマグネットの軸方向の距離をＤ２とし、ΣＳ１＜ΣＳ２のとき、Ｄ１＜Ｄ２の関係にすればよく、結果として、上下のステータの間でマグネットが中立して軸受けにかかる軸方向力が減少し、軸受けにより発生する摩擦損失を小さくすることが可能になる。
【００７５】
３）また、軸方向から見た第１のステータとマグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、第１のステータの板厚をＴ１、第１のステータとマグネットの軸方向の距離をＤ１、軸方向から見た第２のステータとマグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２、前記第２の磁極極部の板厚をＴ２、第２のステータと前記マグネットの軸方向距離をＤ２とし、ΣＳ１＜ΣＳ２でかつＤ１≒Ｄ２のとき、Ｔ１＞Ｔ２の関係にすることにより、上下のステータの間でマグネットが中立して軸受けにかかる軸方向力が減少し、軸受けにより発生する摩擦損失を小さくすることが可能になり、高効率で薄型、安価な駆動装置を構成することができる。
【００７６】
４）また、第１のステータとマグネットの軸方向の距離をＤ１、第２のステータとマグネットの軸方向距離をＤ２、軸方向から見た第１のステータとマグネットの着磁部の重なり面積をＳ１、その全周に渡る総和をΣＳ１、軸方向から見た第２のステータとマグネットの着磁部の重なり面積Ｓ２、その全周に渡る総和をΣＳ２としたとき、ΣＳ１とΣＳ２が異なる場合、第１のステータと第２のステータには磁気特性の異なる材質を用いることにより、上下のステータとマグネットの重なり面積の総和に差のある場合においても、上下の軸方向力を同等にし、軸受けにかかる力をほとんど無くして損失を小さくするものである。その磁気特性とは主に金属の飽和磁化と透磁率である。これにより、上下のステータの間でマグネットが中立して軸受けにかかる軸方向力が減少し、軸受けにより発生する摩擦損失を小さくすることが可能になり、高効率で薄型、安価な駆動装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の施例１に係わる駆動装置の分解斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の組立て完成状態の部分拡大図である。
【図３】図１の駆動装置の組立て完成状態の断面図である。
【図４】図１の駆動装置においてマグネット１と第１のステータのみを示した上面図である
【図５】マグネット１と第１のステータ５のみを示した図１の駆動装置の動作説明図である。
【図６】マグネット１と第１のステータ５のみを示した図１の駆動装置の動作説明図である。
【図７】本発明の実施例２に係わる駆動装置の分解斜視図である．
【図８】図７の駆動装置のマグネットと第２のステータのみを表した上面図である
【図９】図７の駆動装置の組立て状態の断面図である。
【図１０】本発明の実施例３に係わる駆動装置の組立て状態の断面図である。
【図１１】本発明の実施例４に係わる駆動装置の組立て状態の断面図である。
【図１２】本発明の実施例４に係わる駆動装置に具備されるステータの鋼板材料の磁気特性を示す図である。
【図１３】従来のステッピングモータの一例を示す断面図である。
【図１４】従来のステッピングモータの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７８】
１          マグネット
２          リング
３          軸受け
４          コイル
５          第１のステータ
５ａ        磁極歯
６          第２のステータ
６ａ        磁極歯
１０１      マグネット
１０２      リング
１０３      軸受け
１０４      コイル
１０５      第１のステータ
１０５ａ    磁極歯
１０６      第２のステータ
１０６ａ    磁極歯
１０６ｂ    連結部
２０５      第１のステータ
【図１】
2005328633.tif 000003
【図２】
2005328633.tif 000004
【図３】
2005328633.tif 000005
【図４】
2005328633.tif 000006
【図５】
2005328633.tif 000007
【図６】
2005328633.tif 000008
【図７】
2005328633.tif 000009
【図８】
2005328633.tif 000010
【図９】
2005328633.tif 000011
【図１０】
2005328633.tif 000012
【図１１】
2005328633.tif 000013
【図１２】
2005328633.tif 000014
【図１３】
2005328633.tif 000015
【図１４】
2005328633.tif 000016