(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が周方向に分割され異なる極に交互に着磁された第１中空円筒部と、外周面が周方向に分割され異なる極に交互に着磁された第２中空円筒部とを備えたロータと、
前記ロータの第１中空円筒部の軸方向に隣接して配置された第１コイルと、
前記ロータの第２中空円筒部の軸方向に隣接して配置された第２コイルと、
前記ロータの第１中空円筒部の外周面に対向する第１外側磁極部と、前記ロータの第１中空円筒部の内周面に対向する第１内側磁極部と、前記ロータの第２中空円筒部の外周面に対向する第２外側磁極部と、前記ロータの第２中空円筒部の内周面に対向する第２内側磁極部とを備えたステータと、を有し、
前記第１中空円筒部は前記第２中空円筒部の内周側に配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記第１コイルは前記第１外側磁極部と前記第１内側磁極部との間に配置され、前記第２コイルは前記第２外側磁極部と前記第２内側磁極部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第１外側磁極部と前記第２外側磁極部は、前記ロータの軸と平行方向に延出する歯形状部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記第１外側磁極部の先端部と前記第１内側磁極部の先端部とを連結し、前記第２外側磁極部の先端部と前記第２内側磁極部の先端部とを連結し、前記第１外側磁極部の他方の先端部と前記第２内側磁極部の他方の先端部とを連結す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モータ。
【請求項５】
前記ステータの各磁極部をプレス成形によって一体に形成したことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超小型に構成するのに好適な円筒形状のモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来のステップモータの一構成例を示す模式的縦断面図であり、図１２は図１１のステップモータのステータの磁束の状態を模式的に示す部分断面図である。図１１において、ステータコイル１０５が同心状に巻回された２個のボビン１０１が軸方向に並んで配置され、これらのボビン１０１は２個のステータヨーク１０６で軸方向から挟持固定されており、かつ各ステータヨーク１０６の内径面にはボビン１０１の内径面円周方向に沿って交互に配置されるステータ歯１０６ａ及び１０６ｂが形成され、２個のケース１０３のそれぞれにはステータ歯１０６ａ又は１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が固定されており、こうして、励磁用の２個のステータコイル１０５のそれぞれに対応する２個のステータ１０２が構成されている。
【０００３】
２組のケース１０３の一方にはフランジ１１５と軸受１０８が固定され、他方のケース１０３には他の軸受１０８が固定されている。ロータ１０９はロータ軸１１０に固定されたロータ磁石（ロータマグネット）１１１から成り、ロータ磁石１１１は各ステータ１０２のステータヨーク１０６と放射状の空隙部を形成している。そして、ロータ軸１１０は２個の軸受１０８の間で回転可能に支持されている。しかしながら、上記従来の小型のステップモータでは、ロータ１０９の外周にケース１０３、ボビン１０１、ステータコイル１０５及びステータヨーク１０６が同心状に配置されているため、モータの外形寸法が大きくなってしまうという技術的課題があった。また、ステータコイル１０５への通電により発生する磁束は図１２に示すように主としてステータ歯１０６ａの端面１０６ａ１とステータ歯１０６ｂの端面１０６ｂ１とを通過するため、ロータ磁石１１１に効果的に作用せず、モータ出力が高くならないという技術的課題もあった。
【０００４】
このような技術的課題を解決することを目的として、本出願人は特開平０９−３３１６６６に記載されているような構成のモータを提案している。この提案に係るモータは、円周方向に等分割して異なる極に交互に着磁された永久磁石からなるロータ（ロータマグネット）を円筒形状に形成し、ロータの軸方向（モータの軸方向）に第１コイル、ロータ及び第２コイルを順に配置し、第１コイルにより励磁される第１外側磁極部及び第１内側磁極部をロータの軸方向一半部の外周面及び内周面に対向させ、第２コイルにより励磁される第２外側磁極部及び第２内側磁極部をロータの軸方向他半部の外周面及び内周面に対向させるように構成したものであり、ロータ軸である回転軸が円筒形状の永久磁石（マグネット）から取り出されている。
【０００５】
このような構成のモータでは、出力が高くモータの外形寸法を小さいものとすることができる。更に、マグネットを薄くすることにより、第１外側磁極部と第１内側磁極部との間の距離、並びに第２外側磁極部と第２内側磁極部との間の距離を小さくすることができ、それにより磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。そのため、第１コイル及び第２コイルに流す電流を少なくしても多くの磁束を発生させることができる。
【０００６】
図１３は、上記構成のモータを示す模式的縦断面図である。図１３において、３１１がマグネット、３１２が第１コイル、３１３が第２コイル、３１４が第１ステータ、３１４ａ、３１４ｂが第１外側磁極部、３１４ｃ、３１４ｄが第１内側磁極部、３１５が第２ステータ、３１５ａ、３１５ｂが第２外側磁極部、３１５ｃ、３１５ｄが第２内側磁極部、３１６が第１ステータ３１４と第２ステータ３１５を保持する連結リング、３１７がマグネット３１１が固着されマグネット３１１と一体に回転する出力軸である。この出力軸３１７は第１ステータ３１４と第２ステータ３１５の軸受部３１４ｅ、３１５ｅに回転可能に支持されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特開平０９−３３１６６６等に記載されているタイプのモータも図１１に示す従来のステップモータも軸方向の長さが長くなってしまう欠点があった。
【０００８】
また軸方向に短いモータとしては、例えば特開平７−２１３０４１号公報や特開２０００−５０６０１号公報等で提案されている図１４に示すようなものがある。複数のコイル（３０１、３０２、３０３）と円盤形状のマグネット（３０４）で構成されるものであり、コイルは図に示すように薄型コイン形状でありその軸はマグネットの軸と平行に配置されている。一方円盤形状のマグネットはその円盤の軸方向に着磁されておりマグネットの着磁面とコイルの軸は対向する様に配置されている。この場合コイルから発生する磁束は図１５中の矢印で示すように完全には有効にマグネットに作用せず、またマグネットが発生する回転力の中心はモータの外径からＬだけ離れた位置となるのでモータの大きさの割には発生するトルクは小さくなってしまう。またこのモータの中心部はコイルやマグネットが占有してしまっているのでモータ内に別の部品を配置することは困難である。更には複数のコイルが必要であることからコイルへの通電制御が複雑になったりコストが上がってしまったりする欠点がある。
【０００９】
また、モータにより絞り羽根やシャッタやレンズ等を駆動する装置が知られている。しかしながら、上述した特開平０９−３３１６６６等に記載されているタイプのモータは中実の円筒形状であったため、カメラの鏡筒内で光軸と平行になるように配置し絞り羽根やシャッタあるいはレンズ等を駆動するのに用いようとした場合、鏡筒の半径寸法はレンズの半径や絞り開口の半径寸法にモータの直径を加えた値になることから、カメラの鏡筒の直径を十分小さい値にすることはできなかった。
【００１０】
図１６は図１３に示すような中実の円筒形状のステップモータを使用する場合の鏡筒地板あるいは光量調節装置の横断面の大きさを線図で示す説明図である。図１６において、モータをＭ、鏡筒地板あるいは光量調節装置を４０１、開口部を４００とし、モータＭの直径をＤ１、開口部４００の直径をＤ２、鏡筒地板又は光量調節装置４０１の直径をＤ３とすると、鏡筒地板又は光量調節装置４０１の直径Ｄ３は少なくとも（２×Ｄ１＋Ｄ２）以上の大きさになってしまう。一方、鏡筒装置あるいは光量調節装置に関してはコンパクト化が望まれており、そのためには半径方向の厚さ寸法の薄いドーナツ型の断面形状を有するモータが望まれていた。更には他のレンズ群の移動の妨げならぬように光軸方向と平行方向に関する長さについても短いものが望まれている。
【００１１】
また、中空のドーナツ形状のモータにより絞り羽根を駆動するものは例えば特開昭５３−３７７４５や特開昭５７−１６６４７等で提案されている。これらは中空状のマグネットの外側にコイルを巻回する構造になっているため、コイルの厚みとマグネットの厚みとステータの厚みとの全てが半径方向の厚みに加算されてしまい、半径方向の厚さ寸法の薄いドーナツ型のモータとしては十分ではなかった。さらに、レンズを駆動するものは実開昭５６−１７２８２７等で提案されているが、これは、コイルの中心軸が鏡筒の光軸中心に向かう方向に配置されているため、コイル形状が複雑になったり、組み立てが複雑になったり、部品点数が増えて装置自体がコンパクトにならなかったり、コイルの個数が増えてしまうこともなり、コストも高くなってしまうという不都合があった。
【００１２】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、モータ自体及び該モータを用いる装置をコンパクトで安価な構造にすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、外周面が周方向に分割され異なる極に交互に着磁された第１中空円筒部と、外周面が周方向に分割され異なる極に交互に着磁された第２中空円筒部とを備えたロータと、前記ロータの第１中空円筒部の軸方向に隣接して配置された第１コイルと、前記ロータの第２中空円筒部の軸方向に隣接して配置された第２コイルと、前記ロータの第１中空円筒部の外周面に対向する第１外側磁極部と、前記ロータの第１中空円筒部の内周面に対向する第１内側磁極部と、前記ロータの第２中空円筒部の外周面に対向する第２外側磁極部と、前記ロータの第２中空円筒部の内周面に対向する第２内側磁極部とを備えたステータと、を有し、前記第１中空円筒部は前記第２中空円筒部の内周側に配置されていることを特徴とするモータを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１〜図６は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
図１は本発明を適用した第１の実施の形態に係るモータを備えた光量調節装置の分解斜視図であり、図２は図１の光量調節装置の縦断面図である。図３は図１の光量調節装置のモータのマグネットとステータの関係を示す断面図である。図４、図５、図６は該モータが図３の状態から反時計方向に所定角度ずつ回転したときの状態を順に示すものである。
【００１５】
図１から図６において、Ｍはロータを構成する円筒形状のマグネットである。このロータであるマグネットＭは、少なくとも外周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁された第１中空円筒部１１および第２中空円筒部１とを有する。第２中空円筒部１は第１中空円筒部１１の外側で、且つ、第１中空円筒部１１の軸方向に関して重なる位置に配置され、同心形状に形成されている。つまり第１中空円筒部は第２中空円筒部の内周側に配置されている。第１中空円筒部１１と第２中空円筒部１は一体的に成形されてあっても、接着或いは圧入によって両者が一体的に構成されてあっても良い。
【００１６】
第１中空円筒部１１はその外周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極を交互に着磁させた着磁部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎ、１１ｐ、１１ｑ、１１ｒが形成されている。ここでは、着磁部１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇ、１１ｉ、１１ｋ、１１ｎ、１１ｑがＳ極に着磁され、着磁部１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈ、１１ｊ、１１ｍ、１１ｐ、１１ｒがＮ極に着磁されている。
【００１７】
第２中空円筒部１も第１中空円筒部と同様に、その外周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極を交互に着磁させた着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｍ、１ｎ、１ｐ、１ｑ、１ｒが形成されている。ここでは、着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉ、１ｋ、１ｎ、１ｑがＳ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊ、１ｍ、１ｐ、１ｒがＮ極に着磁されている。
【００１８】
マグネットＭは、射出成形等により形成されるプラスチックマグネット材料により構成されており、円筒形状の半径方向厚さを非常に薄くすることができる。マグネットＭの第１中空円筒部１１及び第２中空円筒部１の内周面は、外周面に比べ弱い着磁分布を持っている。あるいは全く着磁されていないか、あるいは外周面と逆の極、すなわち外周面がＳ極の場合はその範囲の内周面はＮ極に着磁されている構成であってもよい。
【００１９】
２はボビンに巻回された第１コイル（円筒形状の第１励磁コイル）であり、この第１コイル２はマグネットＭと同心で、マグネットＭと軸方向に隣接する位置に配置されている。この第１コイル２の外径と、マグネットＭの第１中空円筒部１１の外径とはほぼ同じ寸法になっている。
【００２０】
３はボビンに巻回された第２コイル（円筒形状の第２励磁コイル）であり、このコイル３はマグネットＭと同心で、マグネットＭと軸方向に隣接する位置に配置されている。この第２コイル３の外径とマグネットＭの第２中空円筒部１の外径とはほぼ同じ寸法になっている。
【００２１】
Ｓは軟磁性材料から成るステータである。ステータＳは、空間を挟んで外筒及び内筒を形成した中空円柱形状の第１ステータ部１９と、同じく空間を挟んで外筒及び内筒を形成した中空円柱形状の第２ステータ部１８が形成されている。第２ステータ部は、第１ステータ部１９の外側に同心形状であり、第１ステータ部１９の外周面と対向する位置に配置されている。つまり第１ステータ部は第２ステータ部の内周側に配置されている。第１ステータ部１９と第２ステータ部１８は一体的に成形されていても、接着或いは圧入によって一体的に構成されてあっても良い。
【００２２】
第２ステータ１８の外筒の先端部には、マグネットＭの第２中空円筒部１の外周面と対向するＮ／２個、本実施の形態では８個の第２外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈが形成されている。また、第２ステータ１８の内筒の先端部には、マグネットＭの第２中空円筒部１の内周面と対向するＮ／２個、すなわち８個の第２内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒが形成されている。
【００２３】
図３に示すように、第２ステータ１８の外側磁極部（第２外側磁極部）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈと該第２ステータ１８の内側磁極部（第２内側磁極部）１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒは、マグネットＭの第２中空円筒部１を挟んでそれぞれ同位相になるように形成されている。更に、各磁極部は対向するマグネットＭの第２中空円筒部１の着磁位相に対して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度の整数倍、すなわち４５度の整数倍ずらして形成されている。
【００２４】
第１ステータ１９の外筒の先端部には、マグネットＭの第１中空円筒部１１の外周面と対向するＮ／２個、本実施の形態では８個の第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈが形成されている。また、第１ステータ１９の内筒の先端部には、マグネットＭの第１中空円筒部１１の内周面と対向するＮ／２個すなわち８個の第２内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒが形成されている。
【００２５】
図３に示すように、第１ステータ１９の外側磁極部（第１外側磁極部）１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈと該第１ステータ１９の内側磁極部（第１内側磁極部）１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒは、マグネットＭの第２中空円筒部１１を挟んでそれぞれ同位相になるように形成されている。更に、各磁極部は対向するマグネットＭの第１中空円筒部１１の着磁位相に対して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度の整数倍、すなわち４５度の整数倍ずらして形成されている。
【００２６】
第２ステータ１８の第２外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈ及び第１ステータ１９の第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈは、中空円筒状のステータの外周面に沿ってモータ軸に平行な方向に延出する歯により構成されている。磁極をこの形状にすることによってモータの直径をより小型化することができる。
【００２７】
仮に外側磁極部を半径方向に延びる凹凸で形成する場合、マグネットへ磁束を有効に作用させるために、凸部から流れる磁束が効果的にマグネットに作用するように凹部から流れる磁束の影響を小さくする必要がある。そのために凹部と凸部との段差を大きくする必要が生じ、結果としてモータの直径が大きくなってしまう。
【００２８】
これに対し、本実施の形態では外側磁極部を中空円筒状のステータ外周面に沿ってモータ軸に平行な方向に延出する歯形状で構成しているので、径方向に段差を設ける必要がなくモータの直径を最小限に抑えることができる。
【００２９】
また、第２外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈの歯と第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈの歯とは、同方向に延出しており、同心状に配置されている。
【００３０】
第２外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈがマグネットＭの第２中空円筒部１の着磁部に対する位相角と、第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈがマグネットＭの第１中空円筒部１１の着磁部に対する位相角とでは、１８０／ｎ度すなわち１１．２５度ずれて配置されている。この構成は、本実施の形態では、マグネットＭの第１中空円筒部１１の着磁部と第２中空円筒部１の着磁部との位相角を１８０／ｎ度すなわち１１．２５度ずらすことによって達成している。
【００３１】
第２ステータ１８の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈ及び内側磁極部となる１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒは、マグネットＭの第２中空円筒部１の外周面及び内周面に対向し、第２中空円筒部１の一端側を挟み込むように形成されている。また、第１ステータ１９の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈ及び内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒは、マグネットＭの第１中空円筒部１１の外周面及び内周面に対向し、第１中空円筒部１の一端側を挟み込むように形成されている。
【００３２】
第２ステータ１８の外筒及び内筒の間に第２コイル２が設けられ、この第２コイル２に通電することにより第２ステータ１８の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈ及び内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒが励磁される。また、第１ステータ１９の外筒及び内筒の間に第１コイル３が設けられ、このコイル３に通電することにより第１ステータ１９の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈ及び内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒが励磁される。
【００３３】
第２コイル２により発生する磁束は、第２外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈ及び第２内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒの間のロータであるマグネットＭの第２中空円筒部１を横切る。また、第１コイル３により発生する磁束は、第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈ及び第１内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒの間のロータであるマグネットＭの第１中空円筒部１１を横切る。したがって磁束が効果的にマグネットに作用し、モータ出力を高めることができる。さらに、マグネットＭは上述したように射出成形等により形成される中空円筒形状のプラスチックマグネット材料により構成することが可能なため、円筒形状の半径方向厚さを非常に薄くすることができる。
【００３４】
ゆえに、第２ステータ１８の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈと内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒとの間の距離を非常に小さくでき、第２コイル２と第２ステータ１８により形成される磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。同様に、第２１ステータ１９の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈと内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒとの間の距離を非常に小さくできるので、第１コイル３と第１ステータ１９により形成される磁気回路の磁気抵抗も小さくすることができる。これにより、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、モータの出力アップ、低消費電力化、コイルの小型化を達成することができる。
【００３５】
図１及び図２において、３０は地板であり、マグネットＭは地板３０の嵌合部３０ｅに対してＭａ部で回転可能に取り付けられている。地板３０には開口部３０ｄが形成されている。３２、３３は絞り羽根であり、これらの絞り羽根３２、３３に設けられたダボ３２ａ、３３ａは地板３０に形成されたカム溝３０ａ、３０ｂに摺動可能に嵌合している。
【００３６】
また、これらの絞り羽根３２、３３に形成された孔３２ｂ、３３ｂはマグネットＭに設けられたダボＭｂ、Ｍｃに嵌合しており、各絞り羽根３２、３３は対応するダボＭｂ、Ｍｃを中心に揺動可能に取り付けられている。つまり、マグネットＭを回転させることで、絞り羽根３２、３３は光軸回りに回転駆動させることができ、それに伴って、光量調節装置の開口量を変化させるよう構成されている。３４は羽根押さえ板であり、この羽根押さえ板３４は地板３０に取り付けられており、該羽根押さえ板３４と地板３０との間に絞り羽根３２、３３を移動可能（揺動可能）に収納する空間が形成されている。
【００３７】
また、第２中空円筒部１を第１中空円筒部１１に対して軸と平行方向に関して重ねて外側に且つ同心形状で形成し、また第２コイルも第１コイルに対し軸と平行方向に関して重ねて外側に且つ同心形状配置したことにより、軸方向と平行方向に関する長さについても短いモータとすることができ、コンパクトでありながら高出力なアクチエータとすることができる。
【００３８】
図２は本発明を適用したステップモータを用いた図１の光量調節装置の模式的縦断面図であり、図３〜図６は図１及び図２に示すステップモータ（光量調節装置）の回転動作を示す模式的断面図である。図３〜図６においては、絞り羽根や羽根押さえ板等のモータ部の駆動動作の説明に不要な部分は省略されている。
【００３９】
図３〜図６を参照して、図１及び図２で説明した本発明の第１の実施の形態に係るステップモータの動作を説明する。図３は、第２コイル２及び第１コイル３に通電して、第２ステータ１８の外側磁極部（第２外側磁極部）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈをＮ極、内側磁極部（第２内側磁極部）１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒをＳ極、第１ステータ１９の外側磁極部（第１外側磁極部）１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈをＳ極、内側磁極部（第１内側磁極部）１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒをＮ極になるよう励磁した状態を示す。
【００４０】
図３の状態から第１コイル３への通電方向を切り換えて、第２ステータ１８の第１外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈをＮ極、第１内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒをＳ極のまま、第１ステータ１９の第１外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈをＮ極、第１内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒをＳ極とするように励磁すると、ロータであるマグネットＭは反時計方向に１１．２５度回転し、図４に示す状態になる。
【００４１】
次に第２コイル２への通電を反転させて、第２ステータ１８の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈをＳ極、第２内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒをＮ極とし、第１ステータ１９の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈをＮ極、第１内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒをＳ極のままになるよう励磁すると、ロータであるマグネットＭは更に反時計方向に１１．２５度回転し、図５に示す状態になる。
【００４２】
次に第１コイル３への通電を反転させて、第２ステータ１８の外側磁極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ、１８ｈをＳ極、第２内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒをＮ極のまま、第１ステータ１９の外側磁極部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈをＳ極、第１内側磁極部１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｍ、１９ｎ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒをＮ極となるよう励磁すると、ロータであるマグネットＭは更に反時計方向に１１．２５度回転し、図６に示す状態になる。
【００４３】
以後、このように第２コイル２及び第１コイル３への通電方向を順次切り換えていくことにより、ロータであるマグネットＭは通電位相に応じた位置へと回転していくことになる。第２コイル２及び第１コイル３への通電方向を順次切り換えていくことにより、その切り替え順序に応じた方向に順次回転していき、その回転位置に応じた量だけ絞り羽根３２、３３を移動（揺動変位）させ、光量調節装置の開口量を調節していく。
【００４４】
なお、本発明を適用したモータを図１及び図２に示すような光量調節装置に用いる場合は、モータ自体の中空部（内径部）を光路として配置できるので、装置全体の外径寸法は、中空部（開口部）の直径をＤ２とすると、概略（マグネット厚さ＋内側磁極部厚さ＋外側磁極部厚さ）×４＋Ｄ２の大きさで済ませることが可能となる。しかも外側磁極部はモータ軸に平行な方向に延出する歯により形成するので、装置全体を非常にコンパクトなものにすることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図７は本発明を適用したモータを駆動源として備えたレンズ鏡筒装置を示す模式的縦断面図である。図７においても、図１〜図６で説明した前述の実施例と同一又は相当する部分はそれぞれ同一符号で示されており、それらの詳細説明は前述の実施例を参照することにし、ここでは適宜省略する。
【００４６】
図７において、５０は第１ステータ１８に固定されたヘリコイド地板であり、５１はレンズホルダーである。ヘリコイド地板５０の内径部にはメスヘリコイド部５０ａが形成されており、レンズホルダー５１の外径部にはオスヘリコイド部５１ａが形成されており、該オスヘリコイド部５１ａをメスヘリコイド部５０ａに摺動可能に嵌合することにより、該レンズホルダー５１はヘリコイド地板５０に対して相対回転させることにより軸方向に移動するように装着されている。
図７において、レンズホルダー５１にはレンズ５２が固定されている。このレンズ５２は、レンズホルダー５１を回転させることにより、該レンズホルダー５１とともに光軸方向に移動（変位）して位置を調節できるようになっている。マグネットＭはヘリコイド地板５０の嵌合部５０ｅに対してＭａ部で回転可能に取り付けられている。レンズホルダー５１の内側端面部には溝５１ｂが形成されており、この溝５１ｂにはマグネットＭのピン部Ｍｓが嵌合している。従って、マグネットＭの回転に伴ってレンズホルダー５１が回転することで、レンズ５２が装置の軸方向に移動するように構成されている。つまり、マグネットＭが回転することでレンズ５２が光軸方向の位置を変位するように構成されている。
【００４７】
図７に示すような上記構成のレンズ鏡筒装置において、モータ自体の中空部（内径部）を光路として配置できるので、装置全体の外径寸法は、中空部（開口部）の直径をＤ２とすると、概略（マグネット厚さ＋内側磁極部厚さ＋外側磁極部厚さ）×４＋Ｄ２で済ませることが可能となる。しかも外側磁極部はモータ軸に平行な方向に延出する歯により形成するので、レンズ鏡筒装置全体を非常にコンパクトなものにすることができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図８、図９は第３の実施の形態を示したものであり、図８は光量調節装置の断面図、図９は光量調節装置のステッピングモータを構成するステータの斜視図である。ステータＳの第２内側磁極部１８ｉ、１８ｊ、１８ｋ、１８ｍ、１８ｎ、１８ｐ、１８ｑ、１８ｒの先端部分と第１外側磁極部部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈの先端部分とが連結され一体的に構成されており、例えばプレス成形によって同一部品で構成されている。これにより、第１外側磁極部と第１内側磁極部と第２外側磁極部と第２内側磁極部を一体的に構成できるため、それぞれの磁極部間の相互誤差を小さく抑えることができ、モータの特性を安定化させることができる。
【００４９】
また、第２内側磁極部の先端部分と第１外側磁極部の先端部分とが連結されているため第１コイルから発生する磁束が第２内側磁極部に影響を及ぼすことを最小限に抑えられ、第２コイルから発生する磁束が第１外側磁極部に影響を及ぼすことを最小限に抑えられモータの特性を安定化できる。
【００５０】
なぜならば、第１コイルにより発生する磁束は第１外側磁極部と第１内側磁極部の間を通過するのであるが、第１外側磁極部と第１内側磁極部の先端になればなるほど磁束の通過量は少なくなる。これは図１７において、例えばＡルートとＢルートを比べた場合にＡルートの磁気抵抗はＲ１＋Ｒ２＋Ｒ３であり、Ｂルートの磁気抵抗はＲ１＋Ｒ２であるため、磁極の先端部であるのＡのルートの方が磁束の通過量が少ない。よって、第１外側磁極部と第１内側磁極部、第２外側磁極部と第２内側磁極部とを、それぞれ同一方向の一端で結合し、第２内側磁極部と第１外側磁極部とを反対側の先端部で連結すれば、第１コイルが第２内側磁極部に及ぼす影響と、第２コイルが第１外側磁極に及ぼす影響とをともに小さく抑えることができ、モータの特性を安定化させることができる。
【００５１】
図１０は第４の実施の形態に係るものであり、本発明を適用したステッピングモータの断面図である。第１の実施の形態から第３の実施の形態で述べたステータＳの内径部は中空であり、この中空部を光路として利用した光量調整装置やレンズ駆動装置であるが、これらの形態に限定されるものではなく、通常のステップモータとしても使用できる。７０はカバーでありステータＳの第２外側磁極部において固定されている。７１は軸受けでありカバー７０に固着されている。７２は軸受けでありステータＳに固着されている。７３は出力軸であり、７３ａ部で軸受け７１と回転可能に嵌合し、７３ｂで軸受け７２と回転可能に嵌合している。出力軸７３にはマグネットＭがＭｂ部にて固着されマグネットＭと出力軸７３とは一体的に回転する。このように出力軸７３の７３ａ部を出力部とした２相のステップモータとして構成でき、軸方向の寸法が短いコイン形状の高出力のモータとすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、上記の実施の形態によれば、モータの直径を小型に抑えたままで、出力軸方向においても小型化可能で、高い出力を得ることのできるモータを構成することができる。また、モータを中空形状で構成することが可能であるため、光量調節装置やレンズ駆動装置に用いることができ、コンパクト装置を構成することができる。
【００５３】
また、上述したように第２内側磁極部の先端部分と第１外側磁極部の先端部分とを連結すれば、組み立て誤差を低減させることができ、さらには第１コイルが第２内側磁極部に及ぼす影響と、第２コイルが第１外側磁極に及ぼす影響とをともに小さく抑えモータの特性をより安定化させることができるようになる。
【００５４】
また、上記の実施の形態においては、第１外側磁極部、第１内側磁極部、第２外側磁極部および第２内側磁極部とが全て同位相となるように配置され、マグネットの第１中空円筒部の着磁部と第２中空円筒部の着磁部との位相角を１８０／ｎ度ずらして構成しているが、本発明はこの構成に限られるものではない。マグネットの第１中空円筒部の着磁部と第２中空円筒部の着磁部との位相角を同位相とし、第１外側磁極部および第１内側磁極部からなる第１ステータ部と、第２外側磁極部および第２内側磁極部からなる第２ステータ部との位相角を１８０／ｎ度ずらす構成としてもよい。
【００５５】
つまり、第２外側磁極部がマグネットの第２中空円筒部の着磁部に対する位相角と、第１外側磁極部がマグネットの第１中空円筒部の着磁部に対する位相角とが、１８０／ｎ度ずれる構成であればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るモータを備えた光量調節装置の分解斜視図である。
【図２】図１の光量調節装置の縦断面図である。
【図３】図１の光量調節装置のモータのマグネットとステータの関係を示す断面図である。
【図４】図３の状態から反時計方向に所定角度だけ回転したときのモータの状態を示す断面図である。
【図５】図４の状態から反時計方向に所定角度だけ回転したときのモータの状態を示す断面図である。
【図６】図５の状態から反時計方向に所定角度だけ回転したときのモータの状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るモータを備えたレンズ鏡筒装置の縦断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るモータを備えた光量調節装置の縦断面図である。
【図９】図８のモータのステータの斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るモータの断面図である。
【図１１】従来のステップモータの一構成例を示す模式的縦断面図である。
【図１２】図１１のステップモータのステータの磁束の状態を模式的に示す部分断面図である。
【図１３】従来の中実の円筒形状のステップモータの他の構造例を示す模式的縦断面図である。
【図１４】従来の薄型コイン形状のモータの構成図である。
【図１５】図１３に示すモータの磁束の様子を示す断面図である。
【図１６】従来の中実の円筒形状のステップモータを使用する場合の、鏡筒地板あるいは光量調節装置の横断面の大きさを線図で示す説明図である。
【図１７】ステータの磁路を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｍ                マグネット（ロータ）
１                第２中空円筒部
１ａ〜１ｒ        第２中空円筒部１の着磁部
１１              第１中空円筒部
１１ａ〜１１ｒ    第１中空円筒部１１の着磁部
Ｍｂ，Ｍｃ        マグネットのピン部
２                第２コイル
３                第１コイル
Ｓ                ステータ
１８              第２ステータ
１８ａ〜１８ｈ    第２ステータ１８外側磁極部
１８ｉ〜１８ｒ    第２ステータ１８の内側磁極部
１９              第１ステータ
１９ａ〜１９ｈ    第１ステータ１９の外側磁極部
１９ｉ〜１９ｒ    第１ステータ１９の内側磁極部
３０              地板（光量調節装置）
３０ｄ            開口部（地板）
３１              出力リング（光量調節装置）
３２              絞り羽根
３３              絞り羽根
３４              羽根押さえ板
５０              ヘリコイド地板（レンズ鏡筒装置）
５０ａ            メスヘリコイド部
５１              レンズホルダー
５１ａ            オスヘリコイド部
５１ｂ            溝（レンズホルダー）
５２              レンズ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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