JP2003088085A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータ自体及び該モータを用いる装置をコンパ
クトで簡易な構造にする。 【構成】 少なくとも外周面が周方向に分割されて異な
る極に交互に着磁された中空円筒形状のマグネット部を
有する回転可能なロータと、第１のコイルにより励磁さ
れ、マグネット部の外周面の第１の所定の角度範囲内に
対向する第１の外側磁極部と、第１のコイルにより励磁
され、マグネット部の内周面に対向する第１の内側磁極
部と、第２のコイルにより励磁され、マグネット部の外
周面の第２の所定の角度範囲内に対向する第２の外側磁
極部と、第２のコイルにより励磁され、マグネット部の
内周面に対向する第２の内側磁極部とを設ける。そし
て、第１の外側磁極部と第２の外側磁極部とをマグネッ
ト部を中心とした同一円周上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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１０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１１は図１０のステ
ップモータのステータから流れる磁束の状態を模式的に
示す部分断面図である。

【０００３】図１０において、ステータコイル１０５が
同心状に巻回したボビン１０１が、軸方向に並んで２個
配置され、これらの２個のボビン１０１はそれぞれ別の
ステータヨーク１０６に挟持固定されている。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が形成されている。ステータ歯１０６ａ又は
１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が、２個のケー
ス１０３それぞれに固定されている。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。

【０００４】２個のケース１０３の一方にはフランジ１
１５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マグネット１１１から成
り、ロータマグネット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によって回転
可能に支持されている。

【０００５】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１
０６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１１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、ロータマグネット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。

【０００６】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、円筒形状の永久磁石を円周方向に等
分割して異なる極に交互に着磁させたロータ（ロータマ
グネット）を形成し、ロータの軸方向（モータの軸方
向）に第１のコイル、ロータ及び第２のコイルを順に配
置し、第１のコイルにより励磁される第１の外側磁極部
及び第１の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のコイルにより励磁される
第２の外側磁極部及び第２の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。

【０００７】このような構成のモータならば、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の外側磁
極部と第１の内側磁極部との間の距離、並びに第２の外
側磁極部と第２の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のコイル及び第２のコ
イルに流す電流が少なくても、多くの磁束を発生させる
ことができ高い出力を維持できる。

【０００８】図１２は、上記構成のモータを示す模式的
縦断面図である。３１１がマグネット、３１２が第１の
コイル、３１３が第２のコイル、３１４が第１のステー
タ、３１４ａ、３１４ｂが第１の外側磁極部、３１４
ｃ、３１４ｄが第１の内側磁極部、３１５が第２のステ
ータ、３１５ａ、３１５ｂが第２の外側磁極部、３１５
ｃ、３１５ｄが第２の内側磁極部、３１６が第１のステ
ータ３１４と第２のステータ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３
１１と一体に回転する出力軸である。この出力軸３１７
は第１のステータ３１４と第２のステータ３１５の軸受
部３１４ｅ、３１５ｅに回転可能に支持されている。

【０００９】

【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９−３３１６６６号公報等に記載されている
タイプのモータでも、図１０に示す従来のステップモー
タと同様に、軸方向の長さが長くなってしまう欠点があ
った。また図１０、図１２に記載されているタイプのモ
ータの場合、第１のコイルへの通電により発生する磁束
がマグネットに作用する位置と、第２のコイルへの通電
により発生する磁束がマグネットに作用する位置とが、
マグネットの軸方向にずれている。そのためマグネット
が、マグネットの軸と平行方向における位置で（つまり
図１２でいう３１４側の位置と３１５側の位置とで）着
磁のムラがある場合は、マグネットの回転停止位置の精
度が悪くなることもある。

【００１０】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２０００−５０６
０１号公報等で提案されている図１３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）で構成されている。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１４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して
いない。また、マグネットに作用する回転力の中心は図
に示すようにモータの外径から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が小さく
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。

【００１１】また、上記の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９−３３１６６６号公報等に記
載されているタイプのモータは中実の細長い円筒形状で
あるため、絞り羽根やシャッタ、あるいはレンズ等の駆
動源として用いる場合は、カメラの鏡筒内で光軸と平行
になるように配置する必要がある。よって、鏡筒の半径
寸法がレンズの半径や絞り開口の半径寸法だけではな
く、これにモータの直径を加えた値となっていた。

【００１２】図１５は図１２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１５において、モータをＭ、鏡筒地板あるいは光
量調節装置を３００、開口部を３０１とし、モータＭの
直径をＤ１、開口部３０１の直径をＤ２、鏡筒地板又は
光量調節装置３００の直径をＤ３とすると、鏡筒地板又
は光量調節装置３００の直径Ｄ３は少なくとも（２×Ｄ
１＋Ｄ２）以上になってしまう。

【００１３】一方、鏡筒装置あるいは光量調節装置はコ
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
まれている。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。

【００１４】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５３−３７７
４５号公報や特開昭５７−１６６４７号公報等で提案さ
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、マグ
ネットの厚みおよび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。

【００１５】レンズを駆動するモータは他にも実開昭５
６−１７２８２７号公報等で提案されている。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、コイル形状の複雑化、組み立ての複雑
化、コイルの個数の増加という不都合があり、更には部
品点数の増加によって装置自体の小型化が難しく、コス
トも高くなってしまっていた。

【００１６】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簡易な構造にするこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願の請求項１に記載の発明は、少なくとも外周面
が周方向に分割されて異なる極に交互に着磁された中空
円筒形状のマグネット部を有する回転可能なロータと、
第１のコイルにより励磁され、前記マグネット部の外周
面の第１の所定の角度範囲内に対向する第１の外側磁極
部と、前記第１のコイルにより励磁され、前記マグネッ
ト部の内周面に対向する第１の内側磁極部と、第２のコ
イルにより励磁され、前記マグネット部の外周面の第２
の所定の角度範囲内に対向する第２の外側磁極部と、前
記第２のコイルにより励磁され、前記マグネット部の内
周面に対向する第２の内側磁極部とを有し、前記第１の
外側磁極部と前記第２の外側磁極部とが前記マグネット
部を中心とした同一円周上に配置されることを特徴とす
るモータを提供する。

【００１８】同様に上記課題を解決するために、本願の
請求項４に記載の発明は、外周面に周方向に異なる極に
交互に着磁された複数領域を備えた中空円筒形状のマグ
ネット部を有する回転可能なロータと、第１のコイルに
より励磁され、前記マグネット部の外周面に対向する第
１の外側磁極部と、第２のコイルにより励磁され、前記
マグネット部の外周面に対向する第２の外側磁極部と、
前記マグネット部の内周面に対向する内側磁極部とを有
し、前記第１の外側磁極部と第２の外側磁極部とは、前
記マグネット部を中心とした同一円周上に配置され、一
方の外側磁極部の中心が前記マグネット部の領域の中心
と対向するときには、他方の外側磁極部の中心が前記マ
グネット部の領域の境界部と対向することを特徴とする
モータを提供する。

【００１９】同様に上記課題を解決するために、本願の
請求項７に記載の発明は、外周面に周方向に異なる極に
交互に着磁された複数領域を備えた中空円筒形状のマグ
ネット部を有する回転可能なロータと、前記マグネット
部の外周面に対向する一つの円筒形状部と、内周面に対
向する一つの円筒形状部とを備えたステータと、前記外
周面に対向する円筒形上部を励磁するためのコイルを有
し、前記外周面に対向する円筒形状部は、該円筒形状部
の一端より他端に向かって形成された切り欠きにより構
成された複数の櫛歯形状部を有し、前記櫛歯形状部は異
なるタイミングで励磁切り替えが行われる第１の磁極部
と第２の磁極部を形成することを特徴とするモータを提
供する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明を適用した一実施形態に係る
モータの分解斜視図であり、図２はこのモータの軸を通
り、軸方向に平行な面での断面図であり、図３はモータ
のコイルを通り、軸方向と垂直な面での断面図である。

【００２１】図１〜図３において、１はロータで、軸部
と、永久磁石からなる円筒形状のマグネット部とから構
成される。このマグネット部は、外周表面を円周方向に
多分割即ち着磁極数がNAとなるよう（本実施形態では１
６分割即ちNA=１６となるよう）Ｓ極、Ｎ極が交互に着
磁されている。軸部と円筒形状のマグネット部は一体に
成形されていても良いし、別に成形してから接着或いは
圧入により結合して一体的にしても良い。

【００２２】また、マグネット部は、射出成形等により
成形されるプラスチックマグネット材料により構成する
ことで、円筒形状の半径方向の厚さを非常に薄くするこ
とができる。マグネット部の内周面は、外周面に比べ弱
い着磁分布を持つか、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ものの
いずれかである。ロータ１の軸部１ｓ、１ｔは後で述べ
るカバー５の嵌合穴５ａ、ステータ２の嵌合穴２ｈに回
転可能に嵌合している。

【００２３】２は外筒及び内筒を有する軟磁性材料から
成るステータであり、前記ロータ１の軸部１ｔを回転可
能に嵌合している。特開平９−３３１６６６号公報に記
載されたものとは異なり、ステータは一つだけで構成さ
れている。本実施形態では、内筒部２ｇも第１の外側磁
極部２ａ、２ｂ、２ｃ及び第２の外側磁極部２ｄ、２
ｅ、２ｆと一体的に構成されているが、別部材で成形し
てから結合する構成でも構わない。ステータ２の外筒の
先端部には、筒を先端方向から切欠き、軸と平行方向に
延びる櫛歯形状の外側磁極が形成されている。この外側
磁極は、ロータ１のマグネット部の外周面と対向し、円
周方向に並んで複数の外側磁極が形成されている。後述
するコイル３，４によってステータが励磁された場合、
外側磁極部からは磁束が発生するが、外側磁極間は単な
る空間であるため磁束は発生しない。よって外筒の円周
方向について見れば、マグネットに磁束を及ぼす外側磁
極部とマグネットに磁束を及ぼすことのない空間とが交
互に配置されていることになる。本実施形態では第１の
外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと第２の外側磁極部２ｄ、
２ｅ、２ｆとから構成されている。

【００２４】本実施形態ではステータ２は単一の部材か
ら構成され、第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと第２
の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆは一体的に構成されてい
る。このため第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと第２
の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆとの相互誤差は小さく抑
えられ、組み立てによるモータの性能のばらつきを抑え
ることができる。

【００２５】ステータ２の内筒部２ｇはロータ１のマグ
ネット部の内周面と対向する内側磁極部を構成してい
る。内筒部２ｇにより構成される内側磁極と第１の外側
磁極部２ａ、２ｂ、２ｃとで、また、内筒部２ｇにより
構成される内側磁極と第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２
ｆとで、ロータ１のマグネット部を挟む構成になる。

【００２６】３は第１のコイルで第１の外側磁極部２
ａ、２ｂ、２ｃの周りに巻回されており、通電されるこ
とにより第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと第１の外
側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと対向する内側磁極部である
内筒部２ｇの一部を励磁する。勿論この場合第１の外側
磁極部とそれに対向する内側磁極部とはお互いに異なる
極に励磁される。

【００２７】４は第２のコイルで第２の外側磁極部２
ｄ、２ｅ、２ｆの周りに巻回されており、通電されるこ
とにより第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆと対向する
内側磁極部である内筒部２ｇの一部を励磁する。勿論こ
の場合第２の外側磁極部とそれに対向する内側磁極部と
はお互いに異なる極に励磁される。

【００２８】内筒部２ｇの第１の外側磁極に対向する部
分は第１のコイル３によって励磁され、内筒部２ｇの第
２の外側磁極部に対向する部分は第２のコイル４によっ
て励磁されるのであるが、これらは互いに独立して励磁
されている。第１のコイル３によって励磁される第１の
外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃに対向する部分を今後、第
１の内側磁極と呼び、第２のコイル４によって励磁され
る第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆに対向する部分を
今後、第２の内側磁極と呼ぶ。第１の内側磁極と第２の
内側磁極は本実施例のように一体で構成されても良い
し、別体で構成されても良い。第１の外側磁極部２ａ、
２ｂ、２ｃ或いは第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆの
ように筒形状を切欠き、軸と平行方向に延びる歯のよう
に構成しても良い。

【００２９】また、ステータ２の第１の外側磁極部２
ａ、２ｂ、２ｃ或いは第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２
ｆは円筒を先端方向から切欠き、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櫛歯により構成され
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。仮に外側磁極部を円周方向に空間を挟むことで複数
構成した櫛歯形状ではなく、半径方向に延びる凹凸で形
成したとする。この場合、磁極として効果的に作用させ
るためには凹部からの磁束の影響を少なく、凸部からの
磁束の影響を大きくする必要があり、凹凸の差を大きく
しなければならない。その凹凸の差の分だけモータの直
径は大きくなってしまう。本実施形態ではもちろんその
ようなことはなく、外側磁極１枚分の厚みだけで足り
る。

【００３０】ステータ２の第１の外側磁極部２ａ、２
ｂ、２ｃと内筒部２ｇの一部の第１の内側磁極はロータ
１のマグネット部の外周面及び内周面に対向して、マグ
ネット部を挟み込むように形成されており、第２の外側
磁極部部２ｄ、２ｅ、２ｆと内筒部２ｇの一部の第２の
内側磁極はロータ１のマグネット部の外周面及び内周面
に対向して、該マグネット部を挟み込むように形成され
ている。第１のコイル３への通電により第１の外側磁極
部２ａ、２ｂ、２ｃと第１の内側磁極が励磁され、その
磁極間にはロータ１のマグネット部を横切る磁束が発生
し、効果的に該マグネットに作用する。同様に第２のコ
イル４への通電により第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２
ｆと第２の内側磁極が励磁され、その磁極間にはロータ
１のマグネット部を横切る磁束が発生し、効果的に該マ
グネットに作用する。

【００３１】さらに、ロータ１のマグネット部は前記し
たように射出成形等により成形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されているので、
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。

【００３２】そのため、第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、
２ｃと第１の内側磁極との距離及び第２の外側磁極部２
ｄ、２ｅ、２ｆと第２の内側磁極との距離を非常に小さ
くできる。それゆえ、第１のコイル３と第１の外側磁極
部２ａ、２ｂ、２ｃと第１の内側磁極により形成される
磁気回路、および、第２のコイル４と第２の外側磁極部
２ｄ、２ｅ、２ｆと第２の内側磁極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。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。

【００３３】５はカバーで内周部がステータ１の第１の
外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃや第２の外側磁極部２ｄ、
２ｅ、２ｆの外周面に取り付けられ、嵌合穴５ａはロー
タ１の軸部１ｓを回転可能に嵌合している。

【００３４】図４はロータ１のマグネット部とステータ
の位置関係を示す断面図である。図４からわかるよう
に、マグネット部はその外周表面を円周方向に均一に多
分割して（本実施形態では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極が
交互に着磁された着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１
ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｍ、１
ｎ、１ｐ、１ｑ、１ｒが形成されている。ここでは、前
記着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉ、１ｋ、１ｎ、
１ｑがＳ極に着磁され、前記着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、
１ｈ、１ｊ、１ｍ、１ｐ、１ｒがＮ極に着磁されてい
る。

【００３５】ここでマグネット部と外側磁極部との位置
関係について説明する。３個の第１外側磁極部２ａ、２
ｂ、２ｃと同じくロータのマグネット部の外周面に対向
する前記３個の第２外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆが形成
されている。マグネット部の外周表面の分割数をＮＡと
すると、ステータ２の第１外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃ
は着磁位相に対して同位相になるように３６０／（ＮＡ
／２）度の整数倍、すなわちθ１＝４５度の整数倍お互
いにずらして形成されている。この式におけるＮＡは、
図４からもわかるように１６である。

【００３６】またステータ２の第２外側磁極部２ｄ、２
ｅ、２ｆは着磁位相に対して同位相になるように３６０
／（ＮＡ／２）度の整数倍、すなわちθ２＝４５度の整
数倍お互いにずらして形成されている。第１の外側磁極
と第２の外側磁極は全体がθ３＝（１８０／ＮＡ＋Ａ×
３６０／ＮＡ）度すなわち（１１．２５＋２２．５×
Ａ）度ずれて配置されている。この式中のＡは整数であ
る。本実施形態ではＮＡ＝１６，Ａ＝４としており、θ
３＝１０１．２５度となっている。第１の外側磁極と第
２の外側磁極とは、ロータの軸方向と平行方向に関して
のロータに対向する範囲は重なっている。つまり第１の
外側磁極と第２の外側磁極はロータの軸を中心とした同
一円周上に配置されている。

【００３７】上記構成によれば、第１の外側磁極と第２
外側磁極とは、同一のロータに対してそれぞれ異なる角
度範囲に関して対向するように構成されており、またロ
ータの軸方向と平行方向に関する位置は重なるように配
置されているので、ロータは軸方向に関して短く構成で
きるので、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る。

【００３８】上記構成の大きな特徴として、第１の外側
磁極部と第２の外側磁極部とが、軸に垂直な平面におけ
る同一円周上に存在することがあげられる。ロータ１の
外周面の一部分着目すれば、ロータ１が回転することに
より、このロータの一部分に対して第１の外側磁極部に
よる磁束と第２の外側磁極による磁束とが交互に作用す
ることになる。２つの外側磁極部がロータのマグネット
部の同じ個所に対して磁束を作用させるので、着磁によ
るバラツキなどによる悪影響を受けずに安定した性能と
なるモータとすることが可能となる。

【００３９】次に、図４〜図７を参照して、本発明の実
施形態に係るステップモータの動作を説明する。図４に
記載されたモータは、第１のコイル３に通電しステータ
１の第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃをＮ極とし、内
筒部２ｇの一部で第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃに
対向する内側磁極部即ち第１の内側磁極部をＳ極となる
ように励磁している状態である。この状態では第２のコ
イルには通電は行っていない。

【００４０】図４の状態から第１のコイル３への通電方
向を遮断し、同時に第２のコイル４に通電しステータ１
の第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆをＮ極とし、内筒
部２ｇの一部で第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆに対
向する内側磁極部即ち第２の内側磁極部をＳ極となるよ
うに励磁すると、図５に示すようにロータ１は反時計方
向に１１．２５度回転する。

【００４１】図５の状態から第２のコイル４への通電方
向を遮断し、同時に第１のコイル３に図４の状態とは逆
方向の通電、即ち第１の外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃを
Ｓ極、内筒部２ｇの一部で第１の外側磁極部２ａ、２
ｂ、２ｃに対向する内側磁極部即ち第１の内側磁極部を
Ｎ極となるように励磁すると図６に示すようにロータ１
は反時計方向にさらに１１．２５度回転する。

【００４２】図６の状態から第１のコイル３への通電方
向を遮断し、同時に第２のコイル４に図５の状態とは逆
方向の通電、即ち第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆを
Ｓ極、内筒部２ｇの一部で第２の外側磁極部２ｄ、２
ｅ、２ｆに対向する内側磁極部即ち第２の内側磁極部を
Ｎ極となるように励磁すると、図７に示すようにロータ
１は反時計方向に更に１１．２５度回転する。

【００４３】以後、このように第１のコイル３及び第２
のコイル４への通電方向を順次切り替え或いは遮断して
いくことにより、前記櫛歯形状の第1の外側磁極部２
ａ、２ｂ、２ｃと第２の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆは
異なるタイミングで励磁の切り替えが行われ、ロータ１
は通電位相に応じた位置へと回転していくことになる。

【００４４】本実施形態では、第1の通電状態として第1
のコイル３を正方向通電、第２のコイル４を非通電、第
２の通電状態として第1のコイル３を非通電、第２のコ
イル４を正方向通電、第３の通電状態として第1のコイ
ル３を逆方向通電、第２のコイル４を非方向通電、第４
の通電状態として第1のコイル３を非通電、第２のコイ
ル４を逆方向通電として、第1の通電状態から第２の通
電状態、第３の通電状態、第４の通電状態へ切り替えを
行いロータ１を回転させていったが、第５の通電状態と
して第1のコイル３を正方向通電、第２のコイル４を正
方向通電、第６の通電状態として第1のコイル３を正方
向通電、第２のコイル４を逆方向通電、第７の通電状態
として第1のコイル３を逆方向通電、第２のコイル４を
逆方向通電、第８の通電状態として第1のコイル３を逆
方向通電、第２のコイル４を正方向通電とし第5の通電
状態から第６の通電状態、第７の通電状態、第８の通電
状態へと通電状態を切り替える或いはその逆に第5の通
電状態から第８の通電状態、第７の通電状態、第６の通
電状態へと通電状態を切り替えるような通電の切り替え
を行っても良い。それによってもロータ１は通電位相に
応じた回転位置へと回転していく。

【００４５】先に第１および第２の外側磁極部の位置関
係について説明したが、以下にマグネット部と第１およ
び第２の外側磁極部の位置関係について説明する。最初
に上記したように第1の通電状態、第2の通電状態、第3
の通電状態、第4の通電状態の間で通電状態を切り替え
ると、第１の外側磁極部と第２の外側磁極部は一方ずつ
励磁される極性の切り替えが行われる。このとき第１の
外側磁極部の励磁が行われたとき、それぞれの第１の外
側磁極部の中心部が、マグネット部の着磁部の中心部と
対向する。このときそれぞれの第２の外側磁極部の中心
部は、マグネット部の着磁部の境界部と対向する。

【００４６】反対に第２の外側磁極部の励磁が行われた
ときは、それぞれの第２の外側磁極部の中心部が、マグ
ネット部の着磁部の中心部と対向し、それぞれの第１の
外側磁極部の中心部が、マグネット部の着磁部の境界部
と対向する。

【００４７】上記のように第１の外側磁極部と第２の外
側磁極部とで、マグネットの着磁部の半領域分だけ位相
がずれているため、第１の外側磁極部と第２の外側磁極
部とで通電を切り替えるたびに、ロータは着磁部の半分
の面積に相当する回転を行うことになる。つまり１６分
割されたマグネット部を有していれば１１．２５（＝３
６０／１６／２）度ずつ回転することになる。

【００４８】本実施形態ではコイルを巻回しやすいとい
う理由から、第１の外側磁極部をロータの片側にまとめ
て配置し、第２の外側磁極部をロータの反対側にまとめ
て配置したが、これに限らず第１の外側磁極部と第２の
外側磁極部とが交互に配置されていても構わない。ただ
しこの場合は、外側磁極部を励磁させる第１のコイルと
第２のコイルとの配置を工夫する必要がある。例えば、
交互に配置された第１の外側磁極部と第２の外側磁極部
を励磁するために交互に独立したコイルを配置する方法
がある。

【００４９】上記のロータ１は軸部１ｓ、１ｔを備えて
おりこの部分で回転可能に保持されているが、マグネッ
ト部やその他の円周部で例えばカバー５の内周面に保持
される構造をとれば中空な円筒形状のモータとすること
が可能となる。そのような場合の構造を変形例として図
８に示す。

【００５０】ロータ１の外周面には溝１ｕが１周形成さ
れており、カバー５の突起リブ５ｂと嵌合している。こ
れによりロータ１はカバー５に回転可能に保持されてい
る。ロータは内径部に突起を設けたりして例えばカメラ
のレンズやシャッタや絞り羽根を駆動する用途に用いる
ことが可能である。

【００５１】図９は本発明を適用した一実施例に係るモ
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９においても、図１〜図７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。

【００５２】図９において、５０はステータ２の外側磁
極部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。前記ヘリコイド地板５０の内径部には
メスヘリコイド部５０ａが形成されており、前記レンズ
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を前記メスヘ
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は前記ヘリコイド地板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。

【００５３】図９において、前記レンズホルダー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。

【００５４】ロータ１はヘリコイド地板５０の嵌合部５
０ｅに対して１ｖ部で回転可能に取り付けられている。
前記レンズホルダー５１の内側端面部には溝５１ｂが形
成されており、この溝５１ｂにはロータ１のピン部１ｗ
が嵌合している。従って、ロータ１の回転に伴って前記
レンズホルダー５１が回転することで、前記レンズ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、ロータ１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。

【００５５】図９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。

【００５６】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、第１のコイル３、第２のコイル４により外側磁極部
と内側磁極部との間にあるロータのマグネット部を横切
る磁束を発生させ、磁束を効果的に作用させることがで
きる。その結果、モータ出力の向上を図ることが可能と
なる。

【００５７】また、第１の外側磁極部及び第２の外側磁
極部を、モータ軸と平行な方向に延出する櫛歯により構
成したので、モータの占有体積つまりモータの外径と内
径の間の体積（ドーナツ形状の幅寸法）を最小限に抑え
ることができる。もし外側磁極部を半径方向に延びる凹
凸で形成すると、効果的に磁束を作用させるためには凹
凸差を大きくしなければならず、その分モータの外径と
内径の間の体積は大きくなってしまう。しかし、本発明
の本実施形態に係るモータでは、モータ軸と平行な方向
に延出する歯により外側磁極部を形成するので、モータ
の占有体積つまりモータの外径と内径の間の体積を最小
限に抑えることができる。

【００５８】また、第１の外側磁極と第２外側磁極と
は、同一のロータに対して軸と平行方向に関しては重な
りつつそれぞれ異なる角度範囲において対向するように
構成されているので、第１の外側磁極と第２の外側磁極
とが同一円周上に配置できる。したがって、ロータを軸
方向に関して短く構成でき、モータ全体としての軸方向
の長さについても短くすることができる。

【００５９】具体的に言えば、第１のコイル３と第１の
外側磁極部２ａ、２ｂ、２ｃと第１の内側磁極により形
成される磁気回路において発生する磁束と、第２のコイ
ル４と第１の外側磁極部２ｄ、２ｅ、２ｆと第２の内側
磁極により形成される磁気回路において発生する磁束と
が、ロータ１の同一のマグネット部に作用する構成にな
っている。ロータが回転することにより、それぞれの磁
気回路はマグネットの同一円周上に作用し、マグネット
の同一の部位を利用する構成となっている。ロータのマ
グネット部の同一部位を利用するので、着磁によるバラ
ツキなどによる悪影響を受けずに安定した性能となるモ
ータとすることができる。

【００６０】更に、前記第１の外側磁極部と前記第２の
外側磁極部とは同一部材から構成すれば、前記第１の外
側磁極部と第２の外側磁極部との相互の誤差を小さく抑
えることができる。

【００６１】また、ロータ１は軸部１ｓ、１ｔを備えて
おりこの部分で回転可能に保持されているが、マグネッ
ト部やその他の円周部で例えばカバー５の内周面に保持
される構造をとると中空な円筒形状のモータとすること
ができる。

【００６２】また更に、前記ロータの外周面の着磁極数
をＮＡとすると、前記第１の外側磁極部は前記第２の外
側磁極部に対して（１８０／ＮＡ）度位相がずれて形成
されているので、第１のコイル及び第２のコイルへの通
電方向を順次変える事により通電状態に応じた位置へ前
記ロータを回転していくことができステッピングモータ
として機能させることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の
小型モータと比較して、直径および回転軸方向長をさら
に小型化し、分品点数も少なく簡易な構造のモータを提
供できる。また、モータを駆動するための２つの磁気回
路はロータの同一個所に対して作用するため、ロータの
着磁ムラの影響を受けにくい回転精度の高いモータを提
供することができる。さらに、ロータの中心に回転軸を
有する構成だけでなく、レンズ駆動等に適した中空形状
のモータを構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るモータの分解斜視図

【図２】図１のモータの軸方向に平行な面での断面図

【図３】図１のモータのコイルを通り軸方向に垂直な面
での断面図

【図４】図１のモータのマグネット部と外側磁極部の位
置関係を示した図

【図５】図４のモータの通電を変化させたときのマグネ
ット部と外側磁極部の位置関係を示した図

【図６】図５のモータの通電を変化させたときのマグネ
ット部と外側磁極部の位置関係を示した図

【図７】図６のモータの通電を変化させたときのマグネ
ット部と外側磁極部の位置関係を示した図

【図８】本発明の実施形態に係るモータの変形例

【図９】本発明のモータを用いたレンズ鏡筒装置の断面
図

【図１０】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

【図１１】図１０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

【図１２】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

【図１３】従来の薄型コイン形状のモータの構成図

【図１４】図１２に示すモータの磁束の様子を示す断面
図

【図１５】図１０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示す説明図

【符号の説明】

１ ロータ １ａ〜１ｒ マグネット部の着磁部 ２ ステータ ３ 第１のコイル ４ 第２のコイル 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

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも外周面が周方向に分割されて
   異なる極に交互に着磁された中空円筒形状のマグネット
   部を有する回転可能なロータと、 第１のコイルにより励磁され、前記マグネット部の外周
   面の第１の所定の角度範囲内に対向する第１の外側磁極
   部と、 前記第１のコイルにより励磁され、前記マグネット部の
   内周面に対向する第１の内側磁極部と、 第２のコイルにより励磁され、前記マグネット部の外周
   面の第２の所定の角度範囲内に対向する第２の外側磁極
   部と、 前記第２のコイルにより励磁され、前記マグネット部の
   内周面に対向する第２の内側磁極部とを有し、 前記第１の外側磁極部と前記第２の外側磁極部とが前記
   マグネット部を中心とした同一円周上に配置されること
   を特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記ロータの外周面の着磁数をＮＡとす
   ると、前記第１の外側磁極部は前記第２の外側磁極部に
   対して（１８０／ＮＡ）度位相がずれて配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 前記第１の外側磁極部と前記第２の外側
   磁極部とが同一部材で構成されていることを特徴とする
   請求項１または２に記載のモータ。
4. 【請求項４】 外周面に周方向に異なる極に交互に着磁
   された複数領域を備えた中空円筒形状のマグネット部を
   有する回転可能なロータと、 第１のコイルにより励磁され、前記マグネット部の外周
   面に対向する第１の外側磁極部と、 第２のコイルにより励磁され、前記マグネット部の外周
   面に対向する第２の外側磁極部と、 前記マグネット部の内周面に対向する内側磁極部とを有
   し、 前記第１の外側磁極部と第２の外側磁極部とは、前記マ
   グネット部を中心とした同一円周上に配置され、一方の
   外側磁極部の中心が前記マグネット部の領域の中心と対
   向するときには、他方の外側磁極部の中心が前記マグネ
   ット部の領域の境界部と対向することを特徴とするモー
   タ。
5. 【請求項５】 前記第１のコイルと前記第２のコイル
   は、前記外側磁極部と前記内側磁極部との間に位置し、
   前記ロータの回転軸方向において前記マグネット部に隣
   接することを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 【請求項６】 前記第１および第２の外側磁極部は、ロ
   ータの回転軸方向に延出した櫛歯形状であることを特徴
   とする請求項１または４に記載のモータ。
7. 【請求項７】 外周面に周方向に異なる極に交互に着磁
   された複数領域を備えた中空円筒形状のマグネット部を
   有する回転可能なロータと、 前記マグネット部の外周面に対向する一つの円筒形状部
   と、内周面に対向する一つの円筒形状部とを備えたステ
   ータと、 前記外周面に対向する円筒形上部を励磁するためのコイ
   ルを有し、 前記外周面に対向する円筒形状部は、該円筒形状部の一
   端より他端に向かって形成された切り欠きにより構成さ
   れた複数の櫛歯形状部を有し、前記櫛歯形状部は異なる
   タイミングで励磁切り替えが行われる第１の磁極部と第
   ２の磁極部を形成することを特徴とするモータ。
8. 【請求項８】 前記第１の磁極部と前記第２の磁極部と
   で、前記マグネット部の各領域に対する位相が異なるこ
   とを特徴とする請求項７に記載のモータ。
9. 【請求項９】 前記モータの外周面の着磁数をＮＡとす
   ると、前記第１の磁極部は前記第２の磁極部に対して
   （１８０／ＮＡ）度位相がずれて配置されていることを
   特徴とする請求項８に記載のモータ。
10. 【請求項１０】 前記第１の磁極部と第２の磁極部と
    は、一方の磁極部の中心が前記マグネット部の領域の中
    心と対向するときには、他方の磁極部の中心が前記マグ
    ネット部の領域の境界部と対向することを特徴とする請
    求項８に記載のモータ。
11. 【請求項１１】 前記コイルは前記外周面に対向する円
    筒形状部と、前記内周面に対向する円筒形状部との間に
    位置し、前記ロータの回転軸方向において前記マグネッ
    ト部に隣接することを特徴とする請求項７に記載のモー
    タ。