JP2003009501A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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】 ステータはその一部を一体成形により形
成している。コイルボビン２２の一端面側に内ヨーク２
１を一体成形し、また同時にコイルボビン２２の内径側
には内ヨーク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をも一体
成形している。そして５個の極歯部２３ｂと略同一半径
位置に５組の外ヨーク規制部２２ｄを設けてある。この
外ヨーク規制部２２ｄは、外ヨーク２３の極歯部２３ｂ
の回転方向両側面を挟むように係合する。

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４にそのステッピングモータの
構造を示す。図４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容易にできた。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５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】また、励磁コイルの線処理も問題である。
旧来型では、コイルボビンがモータの最外周に配置され
ているので、そこにピンなどのターミナルを付加・形成
することが容易である。また２組のコイルボビンが近接
するのでターミナルをまとめて一括形成することができ
る。しかし上記公報の構造のモータにおいては、コイル
ボビン１１３が外ヨーク１１１の内側にあるから、線処
理ターミナルを設けることが容易でない。且つまたコイ
ルボビン１１３が軸方向両端側に分離配置されているか
ら、一体堅固な線処理ターミナルとすることが容易でな
い。

【０００６】

【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。したがって２
つのステータの位相を安定して位置決めすることも困難
であり、その線処理も困難であった。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、さらには２つのステータの位相を容易且つ
安定に規制でき、線処理も容易な小型・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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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組のステータとを備え、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、またコイルボビンはその一端面側に内ヨー
クを一体成形してなり、さらに他端面側から外ヨークを
挿入嵌合でき、外ヨークの極歯部が内ヨークの極歯部に
対し電気角で１８０度の位相差を持つように規制する外
ヨーク係合部を設けてなる。

【０００８】このように、コイルボビンに内ヨークを一
体成形したうえ、外ヨークを挿入嵌合したとき外ヨーク
の極歯部が内ヨークの極歯部に対し１８０度の位相差に
規制する外ヨーク係合部を設けている。これによれば、
コイルボビンに内ヨークを一体成形しているから両者の
間に遊びがなく、この部分の組立累積誤差を少なくでき
る。ゆえに内ヨークと外ヨークの位相を安定に規制でき
る。

【０００９】またこのようにコイルボビンの一端面側に
磁性体（金属）よりなる内ヨークを一体成形している。
これによれば、薄く変形しやすいコイルボビンが金属に
よって補強され、励磁コイルを巻きやすくなる。またこ
れによれば、線処理のためにコイルボビンから突出する
ターミナル部を設けたとき、ターミナル部に剛性が付与
され、励磁コイルの端末を巻き付けやすくなる。これら
によって線処理の容易な小型・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。

【００１０】本発明の請求項２に記載のステッピングモ
ータは、ステータは、コイルボビンの内径側に配されて
内ヨークの内径側と外ヨーク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を備え、コイルボビンの内
径側にボスを一体成形してなる。

【００１１】このように、内ヨークの内径側と機械的に
つながる円筒状のボスを、コイルボビンの内径側に一体
成形している。これによれば、コイルボビンの内径側と
一端面側とが一体成形され、内ヨークとコイルボビンの
結合が強固となる。したがって励磁コイルを巻きやすく
なり、線処理の容易な小型・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。

【００１２】本発明の請求項３に記載のステッピングモ
ータは、コイルボビンには外ヨークの極歯部と略同一半
径位置に外ヨーク規制部を設け、外ヨーク規制部と外ヨ
ークの極歯部とを係合させてコイルボビンと外ヨークの
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には外ヨークの極
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、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。したがって外ヨークの構造は簡素とな
り小型化に向き、小型・細径形状のステッピングモータ
を提供できる。

【００１４】またこのようにヨーク規制部と外ヨークの
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、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から、精度が高く安定な位置決
めをおこなうことができる。ゆえに内ヨークと外ヨーク
の位相を安定に規制できる。

【００１５】本発明の請求項４に記載のステッピングモ
ータは、コイルボビンの一部を内ヨーク・外ヨークの外
径よりも外方に突出させてターミナル部とし、同ターミ
ナル部に金属よりなるターミナルピンを突設して励磁コ
イルの端末を接続してなる。

【００１６】このようにコイルボビンの内ヨーク・外ヨ
ークの外径よりも外方位置にターミナル部を設けてい
る。これによれば、励磁コイルの端末線処理および外部
接続が容易である。したがって線処理の容易な小型・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。

【００１７】本発明の請求項５に記載のステッピングモ
ータは、２組のステータのコイルボビンが互いに近接対
向する側の端面には互いに係合可能なステータ係合部を
設け、このステータ係合部を係合させて２つのステータ
間の回転方向位置を位置決めしてなる。

【００１８】このように、２組のコイルボビンの端面に
は互いに係合可能なステータ係合部を設け、２つのステ
ータ間の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・外ヨーク間をコイルボビンによって角度
規制するとき、そのコイルボビンで直接にステータ間を
角度規制することとなる。したがって角度規制に関わる
部材数が少なく、累積誤差を小さくできて、２つのステ
ータの位相を容易且つ安定に規制できる。

【００１９】

【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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】ここでこのステータはその一部を一体成形
により形成している。これをボビン組立体２７と仮称す
る。図３にその詳細を示した。図においてボビン組立体
２７は、コイルボビン２２の一端面側に内ヨーク２１を
一体成形している。また同時にコイルボビン２２の内径
側には内ヨーク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をも一
体成形している。

【００２７】そしてそのコイルボビン２２の他端面２２
ｃ側から外ヨーク２３を挿入嵌合できるようになってお
り、５個の極歯部２３ｂと略同一半径位置に５組の外ヨ
ーク規制部２２ｄを設けてある。この外ヨーク規制部２
２ｄは、外ヨーク２３の極歯部２３ｂの回転方向両側面
を挟むように係合する。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。

【００２８】なおここでは、極歯部２３ｂと外ヨーク規
制部２２ｄとによって内ヨークと外ヨークとの位置決め
をおこなったが、コイルボビンの他端面側と外ヨークの
平板部とに互いに係合可能な外ヨーク係合部を設け、同
外ヨーク係合部を係合させてコイルボビンと外ヨークの
極歯部との回転方向位置を位置決めしてもよい。これに
よれば、両者を互いに対向当接する面で係合させること
となる。したがって係合を極めて容易且つ迅速におこな
え、内ヨークと外ヨークの位相を容易に規制できる。

【００２９】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２
０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。

【００３０】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。

【００３１】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、外ヨーク規制部２２ｄ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２２
ｆと外ヨーク規制部２２ｄ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２
２ｆ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３１ａを略長方
形状としステータ規制部２２ｆが２組並んで過不足なく
嵌合するようにすることによって、その目的を達してい
る。

【００３２】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。

【００３３】このように本実施形態においては、コイル
ボビン２２に内ヨーク２１を一体成形したうえ、外ヨー
ク２３を挿入嵌合したとき外ヨークの極歯部２３ｂが内
ヨークの極歯部２１ｂに対し１８０度の位相差に規制す
る外ヨーク係合部２２ｄを設けている。これによれば、
コイルボビン２２に内ヨーク２１を一体成形しているか
ら両者の間に遊びがなく、この部分の組立累積誤差を少
なくできる。ゆえに内ヨークと外ヨークの位相を安定に
規制できる。

【００３４】またこのように本実施形態においては、コ
イルボビン２２の一端面側に磁性体（金属）よりなる内
ヨーク２１を一体成形している。これによれば、薄く変
形しやすいコイルボビン２２が金属によって補強され、
励磁コイル２５を巻きやすくなる。またこれによれば、
線処理のためにコイルボビン２２から突出するターミナ
ル部２２ａを設けたとき、ターミナル部に剛性が付与さ
れ、ターミナルピン２６に励磁コイル２５の端末を巻き
付けやすくなる。これらによって線処理の容易な小型・
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。

【００３５】またこのように本実施形態においては、内
ヨーク２１の内径側と機械的につながる円筒状のボス２
４を、コイルボビン２２の内径側に一体成形している。
これによれば、内ヨーク２１とコイルボビン２２の結合
がより強固となる。したがって励磁コイル２５を巻きや
すくなり、線処理の容易な小型・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。

【００３６】またこのように本実施形態においては、コ
イルボビン２２には外ヨーク２３の極歯部２３ｂと略同
一半径位置に外ヨーク規制部２２ｄを設ける。これによ
れば、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。したがって外ヨークの構造は簡素となり
小型化に向き、小型・細径形状のステッピングモータを
提供できる。

【００３７】またこのように本実施形態においては、外
ヨーク規制部２２ｄと外ヨークの極歯部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、外ヨークの最外周部によって位置決めをおこなうこ
ととなるから、精度が高く安定な位置決めをおこなうこ
とができる。ゆえに内ヨークと外ヨークの位相を安定に
規制できる。

【００３８】またこのように本実施形態においては、コ
イルボビン２２の内ヨーク・外ヨークの外径よりも外方
位置にターミナル部２２ａを設けている。これによれ
ば、励磁コイル２５の端末線処理および外部接続が容易
である。したがって線処理の容易な小型・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。

【００３９】またこのように本実施形態においては、２
組のコイルボビン２２の端面には互いに係合可能なステ
ータ係合部２２ｇを設け、２つのステータ２０間の回転
方向位置を位置決めしている。これによれば、内ヨーク
・外ヨーク間をコイルボビン２２によって角度規制する
とき、そのコイルボビンで直接にステータ間を角度規制
することとなる。したがって角度規制に関わる部材数が
少なく、累積誤差を小さくできて、２つのステータの位
相を容易且つ安定に規制できる。

【００４０】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。

【００４１】

【発明の効果】このように本発明によれば、内ヨークと
外ヨークの位相を、さらには２つのステータの位相を容
易且つ安定に規制でき、線処理も容易な小型・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のモータのボビン組立体の軸
線を含む断面図 （ｂ）同軸線方向の平面図

【図４】従来例のモータの構造を示す斜視図

【図５】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 コイルボビン ２２ａ ターミナル部（突出部） ２２ｂ 一端面 ２２ｃ 他端面 ２２ｄ 外ヨーク規制部、外ヨーク係合部 ２２ｆ ステータ規制部 ２２ｇ ステータ係合部 ２３ 外ヨーク ２４ ボス ２５ 励磁コイル ２６ ターミナルピン ２７ ボビン組立体 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 ３４ａ 突起部

Claims (5)

【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
   を備え、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、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、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、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、前記外ヨ
   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、また前
   記コイルボビンはその一端面側に前記内ヨークを一体成
   形してなり、さらに他端面側から前記外ヨークを挿入嵌
   合でき、同外ヨークの極歯部が前記内ヨークの極歯部に
   対し電気角で１８０度の位相差を持つように規制する外
   ヨーク係合部を設けてなる、ステッピングモータ。
2. 【請求項２】 ステータは、コイルボビンの内径側に配
   されて内ヨークの内径側と外ヨーク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を備え、前記コイル
   ボビンの内径側に前記ボスを一体成形してなる、請求項
   １記載のステッピングモータ。
3. 【請求項３】 コイルボビンには外ヨークの極歯部と略
   同一半径位置に外ヨーク規制部を設け、同外ヨーク規制
   部と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。
4. 【請求項４】 コイルボビンの一部を内ヨーク・外ヨー
   クの外径よりも外方に突出させてターミナル部とし、同
   ターミナル部に金属よりなるターミナルピンを突設して
   励磁コイルの端末を接続した、請求項１記載のステッピ
   ングモータ。
5. 【請求項５】 ２組のステータのコイルボビンが互いに
   近接対向する側の端面には互いに係合可能なステータ係
   合部を設け、同ステータ係合部を係合させて前記２組の
   ステータ間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。