JP2003009497A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラのレンズ駆動もしくは光メディア機器
のフィードおよびチルト用として使用される超小型に構
成されたステッピングモータにおいて、内ヨークと外ヨ
ークの位相合わせが複雑で難しくコスト高になる課題を
解決し、低コストで高性能な超小型ステッピングモータ
を提供することを目的とする。 【解決手段】 コイルボビン２２の端子部分の根元に穴
もしくはダボを設け、その穴もしくはダボで内ヨーク２
１と外ヨーク２３を位置決めすることにより、容易に内
ヨークと外ヨークの位相を決定、組立性を向上、端子処
理を容易にする効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
に係り、中でも、カメラのレンズ駆動もしくは光メディ
ア機器のフィードおよびチルト用として好適な超小型・
細径のクローポールタイプステッピングモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型・細径ステッピングモータと
しては、特開平１０−３２７５７０号公報に記載された
ものが知られている。図５にそのステッピングモータの
構造を示す。図５においてステッピングモータは、旧来
の一般的なクローポール型と同様、外周に多極着磁した
マグネット１１５を備えるロータと、その外周に近接対
向する極歯部を備える外ヨーク１１１、内ヨーク１１
２、それを励磁する励磁コイルを巻回したコイルボビン
１１３などを持つステータ１１４（２組）を備える。旧
来のものと異なるのは、そのコイルボビン１１３の位置
が、マグネット１１５の軸方向両端側に配置されている
点である。このような構造であるから、モータの外径は
マグネットの外径に極歯部の厚さを加えたのに略等しい
大きさにまで小さくでき、超小型・細径形状を実現でき
る。

【０００３】しかしながらこの構造のモータは、旧来の
一般的なクローポール型に比べてステータの製造が困難
である。ここで旧来型とは、マグネットの外周側に同一
平面にステータの極歯部および励磁コイル・コイルボビ
ンを配置したものを言う。このような構造であれば、ス
テータを構成する２つのヨークの位相を電気角１８０度
に位置決めしながら一体に樹脂モールドし、同時に断面
コの字状のコイルボビンを形成することが容易にでき
た。さらに２つのステータの位相を電気角９０度に位置
決めしながら一体的に形成することもできた。これに励
磁コイルを巻回して磁性体よりなる円筒状の外装ケース
に挿入することで磁気回路が完成し、モータを構成でき
ていた。

【０００４】上記公報にも、図６に引用図示するよう
に、樹脂で一体成形したものが開示されている。しかし
この構造のモータにおいては、ステータを一体成形する
ことは容易ではなかった。励磁コイルを外ヨーク１１１
の内側に収めなければならないからである。一体成形す
るには、励磁コイルの外部への接続を考慮し、コイルボ
ビン１１３はあらかじめ励磁コイルの端末をターミナル
ピンなどに接続して外部に突出させておく。そしてその
コイルボビンをヨーク内に挿入した後にそれを埋め込む
ように一体成形することになる。しかしこのようにコイ
ルボビン１１３を埋め込んで一体成形すると、励磁コイ
ルの端末が樹脂成形圧力によって断線してしまうことが
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように上記公報の
構造のモータでは、あらかじめ外ヨーク１１１、内ヨー
ク１１２を樹脂モールドして一体的に形成しておくこと
が難しく、内ヨークと外ヨークの位相を電気角１８０度
に安定して構成することが困難であった。本発明はこの
ような従来の課題を解決するものであり、内ヨークと外
ヨークの位相を容易且つ安定に規制でき、製造容易な小
型・細径形状のステッピングモータを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載のステッピングモータは、外
周に多極着磁を施したロータマグネットを持つロータと
それに近接対向する２組のステータとを有し、同ステー
タの励磁コイルをロータマグネットの軸方向両端側に配
したクローポール型のステッピングモータであって、ス
テータは互いに嵌合可能な内ヨーク・コイルボビン・外
ヨークを備え構成されており、コイルボビンは絶縁材よ
りなり、励磁コイルを巻回保持し、内ヨークは磁性材よ
りなり、コイルボビンの一端面側に配置された平板部と
それから延びてロータマグネットの外周面に対向する極
歯部とを有し、外ヨークは磁性材よりなり、コイルボビ
ンの他端面側に配置された平板部とそれから延びてロー
タマグネットの外周面に対向し内ヨークの極歯部に対し
電気角で１８０度の位相差を持つ位置に配置される極歯
部とを有し、内ヨークとコイルボビンとを係合させコイ
ルボビンと外ヨークとを係合させて、内ヨーク・外ヨー
クの極歯部間の回転方向位置を位置決めしてなる。

【０００７】このようにステータは互いに嵌合可能な内
ヨーク・コイルボビン・外ヨークを備え構成されてい
る。すなわち、各々独立に製造し組み立てることができ
る形態を採っている。したがってコイルボビンに励磁コ
イルを巻回したのち、互いに嵌合させてステータを構成
できるから、大掛かりな一体成形設備を必要としない。

【０００８】またこのように内ヨークとコイルボビンと
を係合させコイルボビンと外ヨークとを係合させて、内
ヨーク・外ヨークの極歯部間の回転方向位置を位置決め
している。すなわち、内ヨーク・外ヨークの中間にある
部材でこれらの位置決めをおこなっている。したがって
互いに嵌合するだけで組立と位置決めが完成するから、
内ヨークと外ヨークの位相を容易且つ安定に規制でき
る。

【０００９】本発明の請求項２に記載のステッピングモ
ータは、コイルボビンには内ヨークおよび外ヨークの極
歯部と略同一半径位置にあるヨーク規制部を設け、ヨー
ク規制部と内ヨークもしくは外ヨークの極歯部とを係合
させてコイルボビンと内ヨークもしくは外ヨークの極歯
部との回転方向位置を位置決めしてなる。

【００１０】このようにコイルボビンには内ヨークおよ
び外ヨークの極歯部と略同一半径位置にヨーク規制部を
設ける。これによれば、内ヨークおよび外ヨークの側に
はことさら位置規制構造を付加する必要がない。したが
って内ヨークおよび外ヨークの構造は簡素となり小型化
に向くから、小型・細径形状のステッピングモータを提
供することができる。

【００１１】またこのようにヨーク規制部と内ヨークも
しくは外ヨークの極歯部とを係合させて回転方向位置を
位置決めしている。これによれば、内ヨークおよび外ヨ
ークの最外周部によって位置決めをおこなうこととな
る。したがって精度が高く安定な位置決めをおこなうこ
とができるから、内ヨークと外ヨークの位相を安定に規
制できる。

【００１２】本発明の請求項３に記載のステッピングモ
ータは、コイルボビンの軸方向端面と内ヨークもしくは
外ヨークの平板部とには互いに係合可能なヨーク係合部
を設け、このヨーク係合部を係合させてコイルボビンと
内ヨークもしくは外ヨークの極歯部との回転方向位置を
位置決めしてなる。

【００１３】このようにコイルボビンの軸方向端面と内
ヨークもしくは外ヨークの平板部とには互いに係合可能
なヨーク係合部を設ける。すなわち、互いに対向当接す
る面で係合させている。したがって両者の係合を極めて
容易且つ迅速におこなえるから、内ヨークと外ヨークの
位相を容易に規制できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下本発明の実
施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本
実施形態のモータ構成部材の展開斜視図、図２（ａ）は
本実施形態のモータのターミナル部の外観を示す平面
図、図２（ｂ）は同モータの構造を示す断面図、図３
（ａ）は本実施形態のモータのコイルボビンの軸線を含
む断面図、図３（ｂ）は同軸線方向の平面図である。

【００１５】本実施形態に係るモータは、たとえば外径
φ６ｍｍに満たない極めて小さなものでありながら、充
分なトルクを有する。それは、前に述べたように、ロー
タマグネットに対し励磁コイルを軸方向両端に配置し、
発生トルクを保ったまま外径寸法を小さくしたからであ
る。

【００１６】図１および図２（ｂ）において、本モータ
のロータ１０は外周に多極着磁を施したロータマグネッ
ト１１とシャフト１２とで構成されている。ロータ１０
は樹脂製のワッシャ１３を両側に保有しており、さらに
対向面との間には若干のクリアランスを持たせている。

【００１７】ロータに対向するステータ２０はそれぞれ
同一形状の２組を備え、ロータマグネット１１の軸方向
両端側に対向配置されている。ステータ２０は内ヨーク
２１、コイルボビン２２、外ヨーク２３よりなり、これ
らを軸方向に嵌合させて組み立てられている。またステ
ータ２０は、コイルボビン２２の内径側にあって内ヨー
ク２１の内径側と外ヨーク２３の内径側とを磁気的およ
び機械的につなぐ円筒状のボス２４を備える。

【００１８】ここでコイルボビン２２は樹脂などの絶縁
材で作られ、励磁コイル２５を巻回保持することを主な
機能とする部材である。その一方の外周側にはターミナ
ル部２２ａがあってターミナルピン２６を埋め込んであ
り、励磁コイル２５の端末を接続し保持している。

【００１９】内ヨーク２１は磁性材で作られ、コイルボ
ビン２２のロータマグネット１１に向かう一端面２２ｂ
側に配置された平板部２１ａとそれから延びてロータマ
グネット１１の外周面に対向する極歯部２１ｂとを持っ
ている。

【００２０】外ヨーク２３も磁性材で作られ、コイルボ
ビン２２の他端面側に配置された平板部２３ａとそれか
ら延びてロータマグネット１１の外周面に対向する極歯
部２３ｂとを持っている。この極歯部２３ｂは内ヨーク
の極歯部２１ｂに対し電気角で１８０度の位相差を持つ
位置に配置される。

【００２１】図３にコイルボビンの詳細形状を示した。
このコイルボビン２２の一端面２２ｂ側に内ヨーク２１
の平板部２１ａが対向当接し、他端面２２ｃ側に外ヨー
ク２３の平板部２３ａが対向当接する。一方、コイルボ
ビン２２の外周側には、極歯部と略同一半径位置にヨー
ク規制部２２ｄ、２２ｅが設けてある。このうちヨーク
規制部２２ｄは、内ヨーク２１の極歯部２１ｂの回転方
向両側面を挟むように係合し、ヨーク規制部２２ｅは、
内ヨーク２３の２つの隣り合う極歯部２３ｂの回転方向
両側面に挟まれるように係合する。このようにして、内
ヨークとコイルボビン、コイルボビンと外ヨークとが係
合して位置決めされ、内ヨークと外ヨークとは互いに電
気角１８０°の位置に正しく保持される。

【００２２】なお、本実施形態ではヨーク規制部２２
ｄ、２２ｅを一組だけ形成した例を示したが、周方向に
多数のヨーク規制部を設けることによってさらに正確に
位置決めするようにしてもよい。

【００２３】そしてステータの外側を覆う部材がケース
３１である。ケース３１は非磁性材よりなり、２組のス
テータ２０を同芯に保持している。またケース３１の軸
方向開口端にはブラケット３２が固定され、２組のステ
ータ２０を軸方向に保持している。ケース３１およびブ
ラケット３２にはその中央部に軸受３３が取り付けら
れ、ロータ１０のシャフト１２を回転可能に支承してい
る。

【００２４】またこのとき２組のステータ２０が近接対
向する面には非磁性材からなるスペーサ３４が挟まれ、
互いの位置を保って極歯部において不要な磁気ループが
生じることを防いでいる。ここでスペーサ３４には突起
部３４ａが設けられていて２つのターミナル部２２ａの
間を隔てているが、この突起部３４ａをターミナル部２
２ａからさらに突出するようにしてもよい。そうする
と、ターミナルピン２６に半田付けされる相手基板がタ
ーミナル部２２ａの表面に近づきすぎるのを防ぎ、端末
の圧迫による断線を防ぐことができる。

【００２５】ここでケース３１は２組のステータ間の回
転方向位置を位置決めする役割をも果たしている。これ
は次のようにしておこなわれる。まず、コイルボビン２
２には外周方向に突出するターミナル部２２ａがある
が、その回転方向の両側面でケース３１と略同一半径位
置をステータ規制部２２ｆとしている。一方ケース３１
にはステータ規制部２２ｆと嵌合可能な外周面開口部３
１ａを設け、これらを嵌合させている。そしてさらに、
コイルボビン２２のステータ規制部２２ｆは、その位置
が、ヨーク規制部２２ｄ、２２ｅに対し所定のずれ角を
形成するように設定してある。たとえば両ステータ間の
電気的位相差を９０°に保ちたいときは、ステータ規制
部２２ｆとヨーク規制部２２ｄ、２２ｅとの電気的位相
差を４５°とし、このステータ２０を２組対向させステ
ータ規制部２２ｆを同位置に重ねることによって９０°
の位相差を作りだす。本実施形態では、外周面開口部３
１ａを略長方形状としステータ規制部２２ｆが２組並ぶ
ように組み立てることによって、その目的を達してい
る。

【００２６】こうして組み立てられたモータは、ターミ
ナル部のターミナルピン２６に図示しないプリント基板
などを接続し、２組の励磁コイル２５に通電して回転駆
動することができる。

【００２７】このように本実施形態においては、ステー
タ２０は互いに嵌合可能な内ヨーク２１・コイルボビン
２２・外ヨーク２３を備え構成されている。すなわち、
各々独立に製造し組み立てることができる形態を採って
いる。したがってコイルボビン２２に励磁コイル２５を
巻回したのち、互いに嵌合させてステータ２０を構成で
きるから、大掛かりな一体成形設備を必要としない。

【００２８】またこのように本実施形態においては、内
ヨーク２１とコイルボビン２２とを係合させコイルボビ
ン２２と外ヨーク２３とを係合させて、内ヨーク２１・
外ヨーク２３の極歯部２１ｂ・２３ｂ間の回転方向位置
を位置決めしている。すなわち、内ヨーク・外ヨークの
中間にある部材でこれらの位置決めをおこなっている。
したがって互いに嵌合するだけで組立と位置決めが完成
するから、内ヨークと外ヨークの極歯部の位相を容易且
つ安定に規制できる。

【００２９】またこのように本実施形態においては、コ
イルボビン２２には内ヨーク２１および外ヨーク２３の
極歯部２１ｂ・２３ｂと略同一半径位置にヨーク規制部
２２ｄ・２２ｅを設けている。これによれば、内ヨーク
２１および外ヨーク２３の側にはことさら位置規制構造
を付加する必要がない。したがって内ヨーク２１および
外ヨーク２３の構造は簡素となり小型化に向くから、小
型・細径形状のステッピングモータを提供することがで
きる。

【００３０】またこのように本実施形態においては、ヨ
ーク規制部２２ｄ・２２ｅと内ヨーク２１もしくは外ヨ
ーク２３の極歯部２１ｂ・２３ｂとを係合させて回転方
向位置を位置決めしている。これによれば、内ヨーク２
１および外ヨーク２３の最外周部によって位置決めをお
こなうこととなる。したがって精度が高く安定な位置決
めをおこなうことができるから、内ヨークと外ヨークの
位相を安定に規制できる。

【００３１】（実施の形態２）図４を参照しながら他の
実施形態について説明する。図４（ａ）は実施形態２の
モータにおけるコイルボビンの軸線を含む断面図、図４
（ｂ）は同軸線方向の平面図である。

【００３２】図においてコイルボビン４２はコイルボビ
ン２２と類似形状であるが、ヨーク規制部２２ｄを廃し
ヨーク係合部４２ｄを新設したところが異なる。ヨーク
係合部４２ｄは内ヨークに対向当接する一端面４２ｂ側
にある。一方、図示しない内ヨークには、このコルボビ
ン側のヨーク係合部４２ｄに係合する穴状のヨーク係合
部を設ける。そしてこれらを係合させ、コイルボビン４
２と内ヨークとの回転方向位置決めをおこなう。

【００３３】このように本実施形態においては、コイル
ボビン４２の軸方向端面４２ｂと内ヨークの平板部とに
は互いに係合可能なヨーク係合部４２ｄを設けている。
すなわち、互いに対向当接する面で係合させている。し
たがって両者の係合を極めて容易且つ迅速におこなえる
から、内ヨークと外ヨークの位相を容易に規制できる。

【００３４】なお、以上の説明では、シャフトをストレ
ートシャフト、通常の軸受で構成した例で説明したが、
その他シャフトをリードスクリューにし、軸受をピボッ
ト軸受にした構成についても同様に実施可能である。

【００３５】

【発明の効果】このように本発明によれば、コイルボビ
ンによって内ヨークと外ヨークとの位相を容易且つ安定
に規制でき、製造容易な小型・細径形状のステッピング
モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のモータ構成部材の展開斜視図

【図２】（ａ）実施形態１のモータのターミナル部の外
観を示す平面図 （ｂ）同モータの構造を示す断面図

【図３】（ａ）実施形態１のモータのコイルボビンの軸
線を含む断面図 （ｂ）同軸線方向の平面図

【図４】（ａ）実施形態２のモータにおけるコイルボビ
ンの軸線を含む断面図 （ｂ）同軸線方向の平面図

【図５】従来例のモータの構造を示す斜視図

【図６】他の従来例のモータの構造を示す斜視図

【符号の説明】

１０ ロータ １１ ロータマグネット １２ シャフト １３ ワッシャ ２０ ステータ ２１ 内ヨーク ２１ａ、２３ａ 平板部 ２１ｂ、２３ｂ 極歯部 ２２、４２ コイルボビン ２２ａ ターミナル部 ２２ｂ、４２ｂ 一端面 ２２ｃ 他端面 ２２ｄ、２２ｅ ヨーク規制部 ２２ｆ ステータ規制部 ２３ 外ヨーク ２４ ボス ２５ 励磁コイル ２６ ターミナルピン ３１ ケース ３１ａ 外周面開口部 ３２ ブラケット ３３ 軸受 ３４ スペーサ ４２ｄ ヨーク係合部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に多極着磁を施したロータマグネッ
   トを持つロータとそれに近接対向する２組のステータと
   を有し、同ステータの励磁コイルを前記ロータマグネッ
   トの軸方向両端側に配したクローポール型のステッピン
   グモータであって、前記ステータは互いに嵌合可能な内
   ヨーク・コイルボビン・外ヨークを備え構成されてお
   り、前記コイルボビンは絶縁材よりなり、前記励磁コイ
   ルを巻回保持し、前記内ヨークは磁性材よりなり、前記
   コイルボビンの一端面側に配置された平板部とそれから
   延びて前記ロータマグネットの外周面に対向する極歯部
   とを有し、前記外ヨークは磁性材よりなり、前記コイル
   ボビンの他端面側に配置された平板部とそれから延びて
   前記ロータマグネットの外周面に対向し前記内ヨークの
   極歯部に対し電気角で１８０度の位相差を持つ位置に配
   置される極歯部とを有し、前記内ヨークと前記コイルボ
   ビンとを係合させ同コイルボビンと前記外ヨークとを係
   合させて、前記内ヨーク・前記外ヨークの極歯部間の回
   転方向位置を位置決めしてなる、ステッピングモータ。
2. 【請求項２】 コイルボビンには内ヨークおよび外ヨー
   クの極歯部と略同一半径位置にヨーク規制部を設け、同
   ヨーク規制部と前記内ヨークもしくは前記外ヨークの極
   歯部とを係合させて前記コイルボビンと前記内ヨークも
   しくは前記外ヨークの極歯部との回転方向位置を位置決
   めしてなる、請求項１記載のステッピングモータ。
3. 【請求項３】 コイルボビンの軸方向端面と内ヨークも
   しくは外ヨークの平板部とには互いに係合可能なヨーク
   係合部を設け、このヨーク係合部を係合させて前記コイ
   ルボビンと前記内ヨークもしくは前記外ヨークの極歯部
   との回転方向位置を位置決めしてなる、請求項１記載の
   ステッピングモータ。