JP2001037198A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用性の高いモータを用いてリードスクリュ
ーの出力軸が軸方向のガタをもたず出力の低下もないモ
ータ装置を提供する。 【構成】 出力軸としてリードスクリューを備えかつ出
力軸のスラスト方向へ加圧する加圧手段を備えたモータ
と、略コの字形状をし平行な第１の平面と第２の平面を
持ち第１の平面にモータが取り付けられ第２の平面にリ
ードスクリューの先端をガイドする軸受け部を備えた取
り付け板と、リードスクリューの回転を検出する手段か
らなり、検出手段は第１の平面と第２の平面の間に配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超小型に構成した出力
軸としてリードスクリューが形成された円柱形状のモー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例の小型円筒形状のステップモータ
としては、図５に示すものがある。図５に示すように、
ボビン１０１にステータコイル１０５が同心状に巻回さ
れ、ボビン１０１は２個のステータヨーク１０６で軸方
向に挟持固定されており、かつステータヨーク１０６に
はボビン１０１の内径面の円周方向にステータ歯１０６
ａと１０６ｂが交互に配置され、ケース１０３には、ス
テータ歯１０６ａまたは１０６ｂと一体のステータヨー
ク１０６が固定されてステータ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１
１５と軸受け１０８が固定され、他方のケース１０３に
は他の軸受け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１１１からな
り、ロータ磁石１１１はステータ１０２のステータヨー
ク１０６ａ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個の軸受け１０８の間に回転可能に
支持されている。

【０００４】また、ロータ軸１１０にはリードスクリュ
ーが形成され、これが不図示のメネジに噛み合って、該
メネジを軸方向に移動させるような機構が提案され、例
えばビデオカメラのオートフォーカス機構に用いられて
いる。またリードスクリューの軸方向のガタを取り除く
ためにロータ軸１１０の後端をスプリングで軸方向に加
圧したものがある。

【０００５】さらには、図６に示すように、ロータ軸１
０９の回転位置を検出して脱調を検出したり、コイルへ
の通電切り替えを行うためにロータ軸１１０の後端に円
盤形状で外周部に磁気記録等で位置情報が記録されたド
ラム３０１を固定し、それをＭＲ素子等の検出素子３０
２で読み取る方式のものがある。Ｍはモータ、１１０は
ロータ軸、１１０Ｂはロータ軸１１０は形成されたリー
ドスクリュー部、１１５がモータＭが固定されるフレー
ムである。

【０００６】検出素子３０２は取り付け部材３００に接
着で固定され、取り付け部材３００はその内径部３０１
ＡがモータＭの後方の円筒部Ｍａと嵌合して溶接あるい
は接着で固定されている。ドラム３０１は外周部３０１
Ｂに磁気記録で所定のピッチで位置情報が記録されてお
り、内径部３０１Ａはロータ軸１１０と嵌合されて固定
され、ロータ軸１１０と一体的になって回転する。この
回転を検出素子３０２で検出するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６で
示す上記モータはＭＲ素子等の検出素子をモータに取り
付けるための取り付け部材３００が新たに必要になり、
コストアップを招いたり、モータの外装ケースの一部を
変更して検出素子を取り付けるようにしなければならな
かった。モータの外装ケースの一部を変更すると、その
モータは他の用途に使用するのに不都合となり汎用性が
損なわれて量産効果による低コスト化は望めなくなる。

【０００８】また、前記ドラムをロータ軸１１０の後端
に取り付けるリードスクリューの軸方向のガタを取り除
くため取り付けられるロータ軸１１０の後端を加圧する
スプリングの形状は複雑になってしまう。例えば、図７
と図８に示すように、ロータ軸１１０の途中に段差１１
０Ａを設け、ここを二股形状に加圧部が構成されたスプ
リングで加圧する構造が考えられるが、この場合はスプ
リングの形状の複雑化に加えて、加圧する部分がロータ
軸１１０の外周に近い場所となってしまうためトルク損
失が大きくなってしまう欠点がある。

【０００９】１１２は加圧スプリングで一端の１１２Ｂ
がモータＭに固定され、もう一端の加圧部１１２Ａは二
股形状に構成され、ここがロータ軸１１０の段差１１０
Ａと係合しロータ軸１１０を軸方向に加圧する。この場
合、加圧スプリング１１２の加圧力はロータ軸１１０に
対して回転中心から半径Ｒもしくはそれよりも外側に加
わるため、その場合に発生する摩擦負荷はトルクの損失
となってしまう。なるべく加圧はロータ軸の回転中心に
作用させるのが望ましい。

【００１０】したがって、本発明の目的は、第１に、汎
用性の高いモータを用いてリードスクリューの出力軸が
軸方向のガタをもたず出力の低下もないモータ装置を提
供することにある。

【００１１】本発明の目的は、第２に、前述の発明の目
的に加えて、モータの汎用性を損なうことなくコストア
ップを抑えて検出素子をモータ装置に取り付け可能とす
ることにある。

【００１２】

【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めに、本発明は、第１に、出力軸としてリードスクリュ
ーを備えかつ出力軸のスラスト方向へ加圧する加圧手段
を備えたモータと、略コの字形状をし平行な第１の平面
と第２の平面を持ち前記第１の平面に前記モータが取り
付けられ前記第２の平面に前記リードスクリューの先端
をガイドする軸受け部を備えた取り付け板と、前記リー
ドスクリューの回転を検出する手段からなり、前記検出
手段は前記第１の平面と前記第２の平面の間に配置され
ていることを特徴とするものである。

【００１３】上記構成において、前記検出手段はモータ
と前記リードスクリューをの先端をガイドする軸受との
間に配置されているためのリードスクリューを軸方向に
加圧する加圧手段は前記検出手段を備えない場合と同じ
くモータの後端面に配置でき単純な構成にできる。ある
いは通常どおりリードスクリューの後端の回転中心付近
を加圧できる構成になるのでトルクの損失は抑えられ
る。

【００１４】上記目的を達成するために、本発明は、第
２に、上記モータ装置において検出手段はリードスクリ
ューと一体的に回転し位置情報が記録された円盤と前記
取り付け板に固定された前記円盤の情報を読み取る読み
取り手段とからなることを特徴とするものである。

【００１５】上記構成において前記読み取り手段は前記
取り付け板に取り付けられているため新たに別の取り付
け部材を必要とせず、コストを抑えられ、また前記読み
取り手段の取り付けによるモータ自体の外装ケースモー
タ変更がないことから該モータは他の用途への使用が可
能でモータ自体の汎用性が高まり量産効果によるコスト
ダウンが期待できる。

【００１６】

【実施例】図１〜図４は本発明の実施例１のステップモ
ータを示す図であり、そのうち、図１はステップモータ
の分解斜視図であり、図２はステップモータの組み立て
後の軸方向の断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線での
断面図およびＢ−Ｂ線での断面図である。図４は連結リ
ングの一部を切り欠いて示す斜視図である。

【００１７】図１から図４において、１はロータを構成
する円筒形状のマグネットであり、このロータであるマ
グネット１は、その外周表面を円周方向にｎ分割して
（本実施例では１０分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁
された着磁部を１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、
１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊとすると、この着磁部１ａ、１
ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉがＳ極に着磁され、着磁部１ｂ、
１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊがＮ極に着磁されている。ま
た、マグネットは射出成形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いる。これにより円
筒形状の半径方向に関しては厚さを非常に薄く構成する
ことができる。また、マグネット１は軸方向中央部に内
径が小なる嵌合部１ｗを備えている。

【００１８】７はロータ軸となる出力軸でリードスクリ
ュー部７ａが形成されており、このリードスクリュー部
７ａは不図示のメネジと噛み合って回転により該不図示
メネジを直線移動させるものである。この出力軸７はロ
ータであるマグネット１の嵌合部１ｗに圧入にて固着さ
れている。マグネット１は射出成形により形成されるプ
ラスチックマグネットからなるため圧入による組み立て
でも割れが発生することはなく、軸方向中央部に内径が
小なる嵌合部１ｗを備えるという複雑な形状でも製造が
容易となる。また、出力軸７とマグネット１は圧入で組
み立ておよび固着されるので組み立てが容易で安価な製
造が可能となる。また、出力軸７とマグネット１とでロ
ータを構成している。

【００１９】２および３は円筒形状のコイルであり、マ
グネット１と同心でかつマグネット１を軸方向に挟み込
む位置に配置され、それらの外径は前記マグネット１の
外径とほぼ同じ寸法である。

【００２０】１８および１９は軟磁性材料からなる第１
のステータおよび第２のステータであり、第１のステー
タおよび第２のステータの位相は１８０／ｎ度、即ち、
１８°ずれて配置され、これらの第１のステータおよび
第２のステータは外筒および中空形状からなる内筒から
なっている。

【００２１】第１のステータ１８の外筒はその先端部が
第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８
ｅを形成している。２１は第１の補助ステータで内径部
２１ｆが第１のステータ１８の内筒１８ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第１のステータの外側磁極１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対向した位相
で第１の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが形成されて
いる。

【００２２】第１の内側磁極の突出部２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄ、２１ｅはそれぞれマグネット１の着磁
に関して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即
ち７２度ずれて形成されており、また第１のステータ１
８の第１の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、
１８ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相
になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて
形成されている。第１のステータ１８の中空柱形状の内
筒１８ｆと補助ステータ２１とで第１の内側磁極を構成
している。

【００２３】第２のステータ１９の外筒はその先端部が
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅを形成している。２２は第２の補助ステータで内径部
２２ｆが第２のステータ１８の内筒１９ｆに嵌合して固
着されかつ外径部には前記第２のステータの外側磁極１
９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに対向した位相
で第２の内側磁極となる半径方向外方に突出した突出部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが形成されて
いる。

【００２４】第２の内側磁極の突出部２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、２２ｄ、２２ｅはそれぞれマグネット１の着磁
に関して同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即
ち７２度ずれて形成されており、また第２のステータ１
９の第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、
１９ｅはそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相
になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて
形成されている。第２のステータ１８の中空柱形状の内
筒１９ｆと補助ステータ２２とで第２の内側磁極を構成
している。

【００２５】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第２のステータ１
９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ
は切り欠き穴と軸に平行方向に延出する歯により構成さ
れている。この構成によりモータの直径を最小限にしつ
つ磁極の形成が可能になる。つまり、もし外側磁極を半
径方向に延びる凹凸で形成すると、その分モータの直径
は大きくなってしまうのであるが、本実施例では切り欠
き穴と軸に平行方向に延出する歯により外側磁極を構成
しているのでモータの直径を最小限に抑えることができ
る。

【００２６】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第１の内側磁極と
なる第１の補助ステータの外径部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅはマグネット１の一端側の外周面お
よび内周面に対向してマグネットの一端側を挟み込むよ
うに設けられる。

【００２７】第２のステータ１９の外側磁極１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅおよび第２の内側磁極と
なる第２の補助ステータの外径部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、２２ｅはマグネット１の他端側の外周面お
よび内周面に対向してマグネットの他端側を挟み込むよ
うに設けられる。

【００２８】したがって、コイル２により発生する磁束
は外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅお
よび内側磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ
との間のロータであるマグネット１を横切るので、効果
的にロータであるマグネットに作用し、コイル３により
発生する磁束は外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄ、１９ｅおよび内側磁極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２
２ｄ、２２ｅとの間を横切るので、効果的にロータであ
るマグネットに作用し、モータの出力を高める。

【００２９】前記第１の内側磁極は前記第１のコイルの
内径よりも大きな外径を有し前記第２の内側磁極は前記
第１のコイルの内径よりも大きな外径を有していること
によりコイルの内径を小さくしてコイルの占有する体積
を大きくしても第１の外側磁極と第１の内側磁極の距離
および第２の外側磁極と第２の内側磁極の距離を小さく
することが可能になる。これによりコイル側から見た磁
気抵抗は小さく構成されるため小さく構成されるため小
さな電力によっても多くの時速を発生させることができ
るのでモータの出力が高まる。

【００３０】２０は非磁性材料からなる円筒形状部材と
しての連結リングであり、その詳細は図４に一部を切り
欠いて斜視図として示されている。この連結リング２０
の内側の一端側には溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄ、２０ｅが設けられ、他端側には溝２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに対して位相を１８０／ｎ度、
即ち、１８度ずらした溝２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０
ｉ、２０ｊが設けられ、溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄ、２０ｅに第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、
１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅを嵌合し、溝２０ｆ、
２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊに第２のステータの外
側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを嵌合
し、これらの部材間を接着剤により固定する。これら第
１のステータ１８と第２のステータは連結リング２０の
内面側の突出部２０ｋによりある距離だけ間隔を隔てて
固定されている。

【００３１】即ち、第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの先端と第２のス
テータの外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１
９ｅの先端とが向き合うように配置されている。連結リ
ングは、非磁性材料により構成したことにより、第１の
ステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回路上分断
でき、互いに影響を及ぼさないようにできることでモー
タの性能が安定する。

【００３２】２３はフレームで図に示すように概略コの
字形状をしており平行に形成されている第１の面２３ｂ
と第２の面２３ｃとを持ち、第１の面２３ｂにはモータ
のうち第２のステータ１９が固着されている。

【００３３】２４は先端軸受けでフレーム２３の第２の
面２３ｃに形成されている穴２３ａに固着されている。
なお、フレーム２３は請求項中の取り付け板を構成す
る。前記ロータ軸７の先端部７ｂが穴２４ｂに回転可能
に嵌合している。

【００３４】２５はステータの内軸受けであり、第１の
ステータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの先端に取り付
けられており、前記ロータ軸７の７ｃ部が回転可能に嵌
合している。

【００３５】３０はロータ軸７に固着され回転位置の情
報が記録されている円盤であり、本実施例では永久磁石
で構成されており、外周が所定の極数で着磁されてお
り、これがロータ軸７の回転位置情報となっている。

【００３６】２９は前記円盤３０の回転位置情報を読み
取るための読み取り手段であり、本実施例ではＭＲ素子
により構成されている。読み取り手段２９と円盤３０と
で請求項中の検出手段を構成するものである。読み取り
手段２９はフレーム２３の第１の面２３ｂに形成された
取り付け部２３ｄに取り付けられている。本実施例では
接着によって固定されている。

【００３７】この検出手段は光学式のもの、即ちフォト
センサーとスリットが形成された円盤とで構成してもよ
く、本実施例で示した磁気的な検出手段に対しても応用
可能である。

【００３８】読み取り手段２９と円盤３０とで構成され
る検出手段によりロータ軸７の回転および回転位置を検
出し脱調が発生しているかを検出したり、後述するコイ
ルへの通電切り替えを行ったりする。検出手段は図に示
すように取り付け板であるフレーム２３の第１の面２３
ｂと第２の面２３ｃとの間に配置されている。また読み
取り手段はフレーム２３に固定されているためモータの
外装ケースとなる第１のステータ１８や第２のステータ
１９や後述の連結リング２０等に取り付けるための形状
を構成する必要がなくモータ単体として他の用途に用い
る場合でも汎用性を損なうことがないため量産効果によ
るコストダウンが期待できる。

【００３９】ロータ軸７は先端軸受け２４とステータ内
軸受け２５とで回転可能に支持されていることになる。

【００４０】２６はスライド部材で第１のステータ１８
の中空柱形状の内筒１８ｆに軸方向に移動可能に嵌合し
ている。

【００４１】２７は圧縮コイルスプリングで第１のステ
ータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部１８ｇに収納
されている。

【００４２】２８は蓋で第１のステータ１８に固着され
圧縮コイルスプリング２７の片側の方向の位置規制をし
ている。圧縮コイルスプリング２７は前記スライド部材
２６を介してロータ軸７の端部７ｄを軸方向に加圧して
いる。ロータ軸７はこの加圧により前記先端軸受け２４
側に押し付けられ回転可能でありつつ軸方向の位置に関
して位置決めがされる。これによりロータ軸７のリード
スクリュー部７ａに噛み合う不図示のメネジの直線運動
はロータ軸の回転方向等によるヒステリシス差が生じな
い安定した位置取りをする運動になる。

【００４３】ロータ軸７の端部７ｄはスライド部材２６
により回転中心の付近を加圧されるため加圧による摩擦
のトルク損失は極めて小さく抑えられる。請求項中の加
圧手段は本実施例では圧縮コイルスプリング２７とスラ
イド部材２６から構成されることになり、この加圧手段
は第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部
１８ｇに収納されているのでモータ本体から出っ張るこ
とがなくモータのコンパクト性を全く損なわない。

【００４４】また圧縮コイルスプリング２７とスライド
部材２６を第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１８
ｆの内部１８ｇに収納した後ステータ内軸受け２５と蓋
２６を第１のステータ１８に固着してしまえばロータ軸
７を組み立てる前でも圧縮コイルスプリング２７とスラ
イド部材２６はステータ内軸受け２５に移動を規制され
第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部１
８ｇから飛び出してしまうことがなく組み立て時の作業
効率が向上する利点がある。

【００４５】さらに圧縮コイルスプリング２７とスライ
ド部材２６から構成される加圧手段がロータ軸７を正確
に軸方向に加圧せずロータ軸７に側圧を加えてしまった
としてもロータ軸７の加圧される部分の極めて近傍がス
テータ内軸受け２５により支持されるため側圧による力
のモーメントの発生は小さく抑えられロータ軸のぶれや
軸受けに加える側圧等を最小限に抑えることができモー
タの出力の安定化と作動音の発生を抑えることができ
る。

【００４６】検出手段は上記したように取り付け板であ
るフレーム２３の第１の面２３ｂと第２の面２３ｃとの
間に配置されているためモータの後端部に配置された加
圧手段とは関係なく構成される。このため検出手段が不
要なモータ装置と加圧手段は共通な部品で構成できる。
このためモータ及び加圧手段は汎用性が高く量産効果に
よるコストダウンが期待できる。また別の部品を介して
モータに取り付ける場合に比べ取り付けのための部材が
必要ないのでコスト低く抑えられる。

【００４７】図２はステップモータの断面図であり、図
３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２のＡ−Ａ線で
の断面図を示し、図３（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）
は図２のＢ−Ｂ線での断面図を示している。図３（ａ）
と（ｅ）とが同時点での断面図であり、図３（ｂ）と
（ｆ）とが同時点での断面図であり、図３（ｃ）と
（ｇ）とが同時点での断面図であり、図３（ｄ）と
（ｈ）とが同時点での断面図である。

【００４８】次にステップモータの動作を説明する。図
３（ａ）と（ｅ）との状態からコイル２および３に通電
し、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１
８ｃ、１８ｄ、１８ｅをＮ極とし、第１の内側磁極の一
部を構成する第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２
１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅをＳ極とし、第２のステ
ータ１９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、
１９ｅをＮ極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第
２の補助ヨーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄ、２２ｅをＳ極に励磁すると、ロータであるマグ
ネット１は反時計方向に１８度回転し、図３（ｂ）と
（ｆ）に示す状態となる。

【００４９】次に、コイル２への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の内側磁極の一部を構成
する第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２１ｂ、２
１ｃ、２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９
の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを
Ｎ極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第２の補助
ヨーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、
２２ｅをＳ極に励磁すると、ロータであるマグネット１
はさらに反時計方向に１８度回転し、図３（ｃ）と
（ｇ）に示す状態となる。

【００５０】次に、コイル３への通電を反転させ、第１
のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の内側磁極の一部を構成
する第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２１ｂ、２
１ｃ、２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９
の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを
Ｓ極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第２の補助
ヨーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、
２２ｅをＮ極に励磁すると、ロータであるマグネット１
はさらに反時計方向に１８度回転し、図３（ｄ）と
（ｈ）に示す状態となる。

【００５１】以後、このようにコイル２およびコイル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１は通電位相に応じた位置へと回転して
いくものである。

【００５２】ここで、このような構成のステップモータ
がモータを超小型化する上で最適な構成であることにつ
いて述べる。ステップモータの基本構成について述べる
と、第１にマグネットを中空の円筒形状に形成している
こと、第２にマグネットの外周面を周方向にｎ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
の径方向に内側磁極、コイル，マグネット、外側磁極を
順に配置していること、第４に第１、第２のコイルによ
り励磁される第１、第２のステータの外側磁極および内
側磁極をマグネットの外周面および内周面と対向させて
いること、第５に外側磁極を切り欠き穴と軸に平行方向
に延出する歯により構成していること、第６にロータ軸
７の軸方向への加圧手段を中空柱形状の内筒１８ｆの内
部１８ｇに収納してモータ本体から出っ張ることをなく
していること、第７に略コの字形状をしたモータが取り
付けられた第１の平面とリードスクリューの先端をガイ
ドする軸受け部を備えた第２の平面とを備えた取り付け
板の第１９平面と第２の平面との間に該取り付け板に、
前記リードスクリューの回転を検出する検出手段を配置
してあることである。

【００５３】このステップモータの径はマグネットおよ
びコイルの径にステータの磁極を対向させるだけの大き
さがあればよく、また、ステップモータの長さはマグネ
ットの長さがあればよいことになる。このため、ステッ
プモータの大きさはマグネットとコイルの径と長さによ
って決まるもので、マグネットおよびコイルの径と長さ
をそれぞれ非常に小さくすれば、ステップモータを超小
型にすることができるものである。

【００５４】このとき、マグネットおよびコイルの径と
長さをそれぞれ非常に小さくすると、ステップモータと
しての精度を維持することが難しくなるが、これはマグ
ネットを中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状
に形成されたマグネットの外周面および内周面に第１、
第２のステータの外側磁極および内側磁極を対向させる
単純な構造によりステップモータの精度の問題を解決し
ている。このとき、マグネットの外周面だけでなく、マ
グネットの内周面も円周方向に分割すれば、モータの出
力をさらに高めることができる。

【００５５】加圧手段はモータの内部にモータの内部に
収納されるためモータ装置を小型化できる。リードスク
リューの回転を検出する検出手段を上記した位置に配置
したことにより加圧手段が複雑化せずコンパクト性を損
なわない。

【００５６】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
円筒形状に形成されるとともに少なくともその外周面を
周方向にｎ分割して異なる極に着磁されたマグネットを
備え、該マグネットの軸方向に第１のコイルと該マグネ
ットと第２のコイルを順に配置し、前記第１のコイルに
励磁される第１の外側磁極および第１の内側磁極を前記
マグネットの一端側の外周面および内周面に対向させる
とともに前記第２のコイルに励磁さえる第２の外側磁極
および第２の内側磁極を前記マグネットの他端側の外周
面および内周面に対向させてモータを構成したものであ
るから、従来とは異なる全く新規な構成のモータとする
ことができ、モータを超小型化する上で最適な構成であ
る。

【００５７】また、マグネットを中空の円筒形状に形成
し、この中空の円筒形状に形成されたマグネットの外周
面および内周面に第１、第２の外側磁極および内側磁極
を対向させることによりモータとして効果的な出力を得
ることができる。

【００５８】また、マグネット１は前記したように射出
成形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、これにより円筒形状の半径方向に関
しての厚さを非常に薄く構成することができる。そのた
め、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂと内
側磁極１８ｃ、１８ｄとの距離を非常に小さくでき、コ
イル２と第１のステータにより形成される磁気回路の磁
気抵抗を小さく構成できる。また同様に、第２のステー
タ１９の外側磁極１９ａ、１９ｂと内側磁極１９ｃ、１
９ｄとの距離を非常に小さくでき、コイル３と第２のス
テータに形成される磁気回路の磁気抵抗を小さく構成で
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
ルの小型化が達成されることになる。

【００５９】この出力軸７はロータであるマグネット１
の嵌合部１ｅに圧入にて固着されている。マグネット１
は射出成形により成形されるプラスチックマグネットか
らなるため圧入による組み立てでも割れが発生すること
はなく、また軸方向中央部に内径が小なる嵌合部１ｅを
備えるという複雑な形状でも製造が容易となる。また出
力軸７とマグネット１は圧で組み立ておよび固着される
ので組み立てが容易で安価で製造可能となる。

【００６０】ロータ軸７を軸方向に加圧する加圧手段に
よってロータ軸のリードスクリュー部に噛み合う不図示
のメネジの直線運動の移動位置はロータ軸の回転方向等
によるヒステリシス差が生じない安定した位置どりをす
る運動になる。その際、圧縮コイルスプリング２７とス
ライド部材２６から構成される加圧手段はステータ１８
の中空柱形状の円筒１８の内部１８ｇに収納されている
のでモータ本体から出っ張ることなくモータのコンパク
ト性を全く損なわない。

【００６１】また、圧縮コイルスプリング２７とスライ
ド部材２６を第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１
８ｆの内部１８ｇに収納した後ステータ内軸受け２５と
蓋２８を第１のステータ１８に固着いてしまえばロータ
軸７を組み立てる前でも圧縮コイルスプリング２７とス
ライド部材２６はステータ内軸受け２５に移動を規制さ
れ第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部
１８ｇから飛びしてしまうことが無く、組み立て時の作
業効率が向上する利点がある。

【００６２】さらに、圧縮コイルスプリング２７とスラ
イド部材２６から構成される加圧手段がロータ軸７を正
確に軸方向に加圧せず、ロータ軸７に側圧を加えてしま
ったとしてもロータ軸７の加圧される部分の極めて近傍
がステータ内軸受け２５により支持されるため側圧によ
る力のモーメントの発生は小さく抑えられ、ロータ軸の
ぶれや軸受けに加わる側圧等を最小限に抑えることがで
き、モータの出力の安定化と作動音の発生を抑えること
ができる。

【００６３】出力軸としてリードスクリューを備えかつ
出力軸のスラスト方向へ加圧する加圧手段を備えたモー
タと、略コの字形状をし第１の平面と第２の平面を持
ち、前記第１の平面に前記モータが取り付けられた前記
第２の平面に前記リードスクリューの先端をガイドする
軸受け部を備えた取り付け板と、前記リードスクリュー
の回転を検出する検出手段からなり、前記検出手段は前
記第１の平面の間に配置されているので、前記検出手段
はモータを前記リードスクリューの先端をガイドする軸
受けとの間に配置されているためにリードスクリューを
軸方向に加圧する加圧手段は前記検出手段を備えない場
合と同じモータの後端面に配置でき、単純な構成にでき
る。あるいは、通常どおりリードスクリューの後端の回
転中心付近を加圧できる構成になるので、トルクの損失
は抑えられる。

【００６４】また、検出手段はリードスクリューと一体
的に回転し位置情報が記録された円盤と前記円盤の情報
を読み取る読み取り手段とからなり、前記読み取り手段
は前記取り付け板に取り付けられているため新たに別の
取り付け部材を必要とせずコストを抑えられ、また前記
読み取り手段の取り付けによるモータ自体の外装ケース
も変更がないことからモータは他の用途への使用が可能
でモータ自体の汎用性が高まり量産効果によるコストダ
ウンが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例のモータの分解斜視図で
ある。

【図２】図２は図１に示すモータの組み立て完成状態の
断面図である。

【図３】図３は図２に示すモータのロータの回転動作説
明図である。

【図４】図４は連結リングに一部断面の斜視図である。

【図５】図５は従来例のステップモータの断面図であ
る。

【図６】図６は従来例のモータの斜視図である。

【図７】図７は従来例のモータの側面図である。

【図８】図８は図７に示す従来例のモータの加圧部詳細
図である。

【符号の説明】

１ マグネット ２ 第１のコイル ３ 第２のコイル ７ 出力軸 ７ａ リードスクリュー １８ 第１のステータ １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 第１の外
側磁極 １９ 第２のステータ １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ 第２の外
側磁極 ２０ 連結リング ２１ 第１の補助ヨーク ２２ 第２の補助ヨーク ２３ フレーム ２４ 先端軸受け ２５ ステータ内軸受け ２６ スライド部材 ２７ 圧縮コイルスプリング ２８ 蓋 ２９ 読み取り手段 ３０ 円盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸としてリードスクリューを備えか
   つ出力軸のスラスト方向へ加圧する加圧手段を備えたモ
   ータと、略コの字形状をし平行な第１の平面と第２の平
   面を持ち前記第１の平面に前記モータが取り付けられ前
   記第２の平面に前記リードスクリューの先端をガイドす
   る軸受け部を備えた取り付け板と、前記リードスクリュ
   ーの回転を検出する手段からなり、前記検出手段は前記
   第１の平面と前記第２の平面の間に配置されていること
   を特徴とするモータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータ装置において、前
   記検出手段はリードスクリューと一体的に回転し位置情
   報が記録された円盤と前記取り付け板に固定された前記
   円盤の情報を読み取る読み取り手段とからなることを特
   徴とするモータ装置。