JP2006087174A - Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor - Google Patents
Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006087174A JP2006087174A JP2004267371A JP2004267371A JP2006087174A JP 2006087174 A JP2006087174 A JP 2006087174A JP 2004267371 A JP2004267371 A JP 2004267371A JP 2004267371 A JP2004267371 A JP 2004267371A JP 2006087174 A JP2006087174 A JP 2006087174A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stepping motor
- rotor magnet
- shape
- rotation axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータ及びステッピングモータを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a stepping motor and an electronic device using the stepping motor.
電子時計用のステッピングモータには、重要な構成部品であるコイルとステータとロータとを、各々平面的に散らした構造のものが使われている。これは、小型化や薄型化が要求される時計にとっては非常に良い構造であり、しかもコスト的に安価に製造し得ることが出来る効果もある。 A stepping motor for an electronic timepiece has a structure in which coils, a stator, and a rotor, which are important components, are dispersed in a plane. This is a very good structure for a watch that is required to be small and thin, and has an effect that it can be manufactured at low cost.
図9は、従来から電子時計に使用されているステッピングモータの構成図である。図9において、ステッピングモータは、ロータ収容用貫通孔303を有するステータ301、ロータ収容用貫通孔303に回転可能に収容され2極(S極及びN極)に着磁したロータ302、ネジ312、313によってステータ301と一体化された磁心308、磁心308に巻回されたコイル309を備えている。
FIG. 9 is a configuration diagram of a stepping motor conventionally used in an electronic timepiece. 9, the stepping motor includes a
磁性材料によって形成されたステータ301には、ロータ収容用貫通孔303を挟んで対向する位置に2個の切り欠き部(外ノッチ)306、307が設けられており、外ノッチ306、307とロータ収容用貫通孔303の間には可飽和部310、311が形成されている。また、ステータ301には、ロータ収容用貫通孔303に連続すると共にロータ収容用貫通孔303を挟んで対向する位置に2個の位置決め用切り欠き部(内ノッチ)304、305が設けられている。コイル309が励磁されていない状態では、ロータ302は、その磁極軸Aが内ノッチ304、305を結ぶ線分に対して直交する位置に安定して停止している。
The
いま、矩形波のパルス信号をコイル309に供給して、矢印方向に電流iを流すと、ステータ301には矢印C方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部310、311が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ301に生じた磁極とロータ302の磁極との相互作用によって、ロータ302は矢印B方向に180度回転し、安定的に停止する。
If a rectangular wave pulse signal is supplied to the
次に、逆極性の矩形波のパルス信号をコイル309に供給して、反矢印方向に電流を流すと、ステータ301には反矢印C方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部310、311が先ず飽和し、その後、ステータ301に生じた磁極とロータ302の磁極との相互作用によって、ロータ302は矢印B方向に180度回転し、安定的に停止する。以後、このように、コイル309に対して極性の異なる信号(交番信号)を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ302を180度ずつ矢印B方向に連続的に回転させることができる。
Next, when a pulse signal of a rectangular wave having a reverse polarity is supplied to the
ロータ302は歯車及び軸を一体的に構成したロータ真と磁石を固着させ、歯車により回転動力を伝達する。ロータ真は金属製の部材と磁石を圧入等により一体的にすることもあるが、コストを下げるため磁石をインサート成形しプラスチックによってロータ真を構成することもしばしば行われる。
The
図10は磁石をプラスチックでインサート成形したロータ構造を示し(a)は、側面図、(b)は下面図である。ロータ302は、2極の極性を持つ異方性のロータ磁石302aと、磁石302aを保持する保持部とカナと両端の軸を一体でプラスチック成形したロータ真302bとより構成されている。ロータ磁石302aはロータ真302bにインサート成形により固着されている。
10A and 10B show a rotor structure in which a magnet is insert-molded with plastic. FIG. 10A is a side view, and FIG. 10B is a bottom view. The
ロータ磁石はその外周側面、上下面によって、プラスチックと固着している。外周側面については、ロータ真の一部が帯状になっており4カ所でロータ磁石とロータ真が固着されている。これによりロータ磁石のステップ動作をロータ真に伝達し、ロータ真を回転させることができる。
ところで、電子時計用のステッピングモータは薄型化が可能である面や、設計の自由度が高い面などにおいて、一般的な円筒タイプのステッピングモータに比べて有利になる場合が用途によってはある。例えば、カメラなどで使用されるレンズなどの光学部品の駆動装置においては、小型薄型化のニーズが高く、特に携帯電話などの携帯機器に搭載されるレンズ駆動装置に関しては小型薄型化が強く要求されており、この様な用途に対しては、時計用のステッピングモータを利用するのは非常に有効な手段である。 By the way, a stepping motor for an electronic timepiece may be more advantageous than a general cylindrical stepping motor in terms of the aspect that can be reduced in thickness and the degree of freedom in design, depending on the application. For example, there is a great need for miniaturization and thinning of driving devices for optical parts such as lenses used in cameras, and there is a strong demand for miniaturization and thinning of lens driving devices mounted on portable devices such as mobile phones. For such applications, using a stepping motor for a watch is a very effective means.
しかしながら、レンズ駆動装置はより精度良くレンズをリニア駆動させるために、動作する部材のガイドにおいては摺動部のクリアランスが非常に小さく、それは時計の一般的な機構よりも小さいことが多い。さらには、動作の再現性を高めるため、摺動部のクリアランスを片側に詰める目的で付勢手段を設けているものも多い。そのため、摩擦負荷が大きく従来の時計のステッピングモータよりも大きい出力を必要とすることが多々ある。 However, since the lens driving device linearly drives the lens with higher accuracy, the clearance of the sliding portion is very small in the guide of the operating member, which is often smaller than the general mechanism of the watch. Furthermore, in order to improve the reproducibility of the operation, many of them are provided with a biasing means for the purpose of reducing the clearance of the sliding portion on one side. For this reason, the friction load is large and often requires a larger output than the stepping motor of the conventional timepiece.
出力を大きくする手段として、ロータ磁石とステータのクリアランスを小さくする、ロータの径を大きくするなどがある。ところが、図10の様にロータ磁石の側面にプラスチックを成形すると必然的にその肉厚分はロータ磁石とステータのクリアランスが増えてしまい十分な出力を得ることができない。 Means for increasing the output include decreasing the clearance between the rotor magnet and the stator and increasing the diameter of the rotor. However, if plastic is molded on the side surface of the rotor magnet as shown in FIG. 10, the clearance between the rotor magnet and the stator inevitably increases, and a sufficient output cannot be obtained.
これを防ぐために、ロータ磁石の中心貫通丸穴面のみでプラスチックのロータ真とロータ磁石を固着し、ロータ磁石の側面のプラスチックが無くなった分、ロータ磁石を大きくすることで、ロータ磁石とステータのクリアランスを小さくする、ロータの径を大きくする、の2つの対策を講じることができステッピングモータのトルクを大きくすることができる。ところがトルクを大きくした反面、ロータ磁石とロータ真の界面が中心に近い部分であり、半径が小さいため、また、貫通穴が中心部の円形状の穴でありすべての界面が回転方向と平行であるため、お互いの密着度が十分に確保できず、ロータ磁石のステップ動作時に界面が剥離し、ロータ磁石とロータ真が弛んでしまうことがある。トルクを高くする分なおさらロータ磁石の慣性力が大きくなり弛みやすい。弛んでしまった場合、ロータ磁石の回転をロータ真に正確に伝達することができず、レンズ駆動装置などにおいては、レンズの直進動作の再現性が乏しくなる恐れがある。 In order to prevent this, the plastic rotor true and the rotor magnet are fixed only by the center through-hole surface of the rotor magnet, and the rotor magnet is enlarged to the extent that the plastic on the side surface of the rotor magnet has been eliminated. Two measures can be taken to reduce the clearance and increase the rotor diameter, and the torque of the stepping motor can be increased. However, while the torque was increased, the rotor magnet-rotor true interface is close to the center and the radius is small, and the through hole is a circular hole in the center, and all the interfaces are parallel to the rotation direction. For this reason, the degree of close contact with each other cannot be ensured, and the interface may be peeled off during the step operation of the rotor magnet, which may loosen the rotor magnet and the rotor true. As the torque is increased, the inertial force of the rotor magnet is increased and the rotor magnet is easily loosened. If it is loosened, the rotation of the rotor magnet cannot be transmitted accurately and the reproducibility of the straight movement of the lens may be poor in a lens driving device or the like.
また、ロータ磁石の外周側面に4カ所の帯状の部分が部分的にあり、なおかつ最外周であるから、成形精度によってはロータの慣性力のばらつきを生みやすく、ステッピングモータの性能のばらつきに影響していた。 In addition, there are four belt-like parts on the outer peripheral side of the rotor magnet, and the outermost part is the outermost periphery. Therefore, depending on the molding accuracy, it is easy to cause variations in the inertial force of the rotor, which affects the variations in the performance of the stepping motor. It was.
前記課題を解決するために、本発明のステッピングモータは、着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、ロータ磁石は、接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、接続穴は回転軸線に対して垂直な面における形状が回転軸線からの距離が一定でない回転止め形状を具備する。 In order to solve the above-described problems, a stepping motor according to the present invention includes a magnetized rotor magnet and a power transmission unit that rotates around a rotation axis, and a coil that generates a magnetic field by supplied electric energy. And a rotor magnet that transmits power to the power transmission unit through the connection hole, and the connection hole is in a plane perpendicular to the rotation axis. The shape has a non-rotating shape whose distance from the rotation axis is not constant.
更に、本発明のステッピングモータは、着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転軸線中心に回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、ロータ磁石は、ロータ磁石に設けられた複数の接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、少なくとも一つの接続穴は回転軸線を含まない位置に設けられている。 Furthermore, the stepping motor of the present invention includes a rotor having magnetized rotor magnet and a power transmission unit that rotates around the rotation axis, a coil that generates a magnetic field by supplied electric energy, and a magnetic path of the magnetic field. In the stepping motor having a stator composed of a yoke that constitutes the rotor magnet, the rotor magnet transmits power to the power transmission portion through a plurality of connection holes provided in the rotor magnet, and at least one connection hole includes a rotation axis. There is no position.
これらの発明では、ロータ磁石外周側面に樹脂を配置しこれを用いて動力伝達部に動力を伝達する必要がないから、その分ロータ磁石を大きく、ヨークとロータ磁石の隙間を極力小さくすることができるため、ステッピングモータの大きさは変えずに、高トルクのステッピングモータを実現できる。また、高トルクを出力するロータ磁石と動力伝達部の緩みを防ぐことができ高精度で動力を伝達することができる。更に、ロータ磁石の外周に部分的に樹脂を形成する必要がないから、ロータ慣性力への影響が大きいロータ磁石外周の寸法精度が部分的な樹脂成形よりも高くなり、ロータ慣性力のばらつき、強いてはステッピングモータの特性ばらつきを減らすことができる。 In these inventions, it is not necessary to dispose resin on the outer peripheral side surface of the rotor magnet and use this to transmit power to the power transmission unit, so that the rotor magnet can be made larger and the gap between the yoke and the rotor magnet can be made as small as possible. Therefore, a stepping motor having a high torque can be realized without changing the size of the stepping motor. Further, it is possible to prevent looseness of the rotor magnet that outputs high torque and the power transmission unit, and to transmit power with high accuracy. Furthermore, since it is not necessary to partially form resin on the outer periphery of the rotor magnet, the dimensional accuracy of the outer periphery of the rotor magnet, which has a large influence on the rotor inertial force, is higher than that of partial resin molding, If it is strong, the characteristic variation of a stepping motor can be reduced.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータはベースプレートの一面上に取り付けられ、ベースプレートに沿って配置されたコイルを有したコイルブロックを備え、ヨークはコイルブロックに連結された端部以外の磁路部分がコイルブロックに重なることなく設けられ、ロータは、ヨークのロータ通孔内に配置されている
この発明では、このステッピングモータが、扁平型に構成されていて、薄型なステッピングモータ、更には薄型な電子機器を構成することができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the stepping motor is mounted on one surface of the base plate, and includes a coil block having a coil disposed along the base plate. The yoke has a magnetic path other than the end connected to the coil block. The portion is provided so as not to overlap the coil block, and the rotor is disposed in the rotor through-hole of the yoke. In the present invention, the stepping motor is configured as a flat type, and is a thin stepping motor. A simple electronic device can be configured.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は角を有する形状である。 Moreover, in the preferable form of this invention, the rotation stop shape provided in the rotor magnet of the stepping motor is a shape which has an angle | corner.
この発明では、ロータ磁石の角を利用して効率よく回転力を動力伝達部に伝え、ロータ磁石と動力伝達部の剥離を防ぐことができる。 In the present invention, it is possible to efficiently transmit the rotational force to the power transmission unit using the corners of the rotor magnet and prevent the rotor magnet and the power transmission unit from being separated.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、その内接円の中心と回転軸線と重なるような形状である。 In a preferred embodiment of the present invention, the anti-rotation shape provided on the rotor magnet of the stepping motor is a shape that overlaps the center of the inscribed circle and the rotation axis.
この発明ではロータ磁石外形を精度が良い円径に加工する際のガイドとして接続穴を利用することができ、その結果、ロータ動作のばらつきの低減につながる。 In the present invention, the connection hole can be used as a guide when the outer shape of the rotor magnet is machined into a highly accurate circular diameter, and as a result, variation in rotor operation is reduced.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、回転軸線に関して、対称となる形状である。 Moreover, in the preferable form of this invention, the rotation stop shape provided in the rotor magnet of the stepping motor is a shape which becomes symmetrical with respect to the rotation axis.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータのロータ磁石に設けられた回転止め形状は、回転軸線を含み平面対称となるような平面を少なくとも一つ有しており、この平面に沿って分極されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the anti-rotation shape provided in the rotor magnet of the stepping motor has at least one plane that includes the rotation axis and is plane-symmetrical, and is polarized along this plane. ing.
これらの発明では、ロータ磁石の各極の領域の形状が等しくなるので、各極ごとの動作特性のばらつきが低減する。 In these inventions, since the shape of each pole region of the rotor magnet is equal, variation in operating characteristics for each pole is reduced.
又、本発明の好ましい形態では、ステッピングモータはロータ磁石上下面それぞれにロータ磁石を軸方向に保持する軸方向保持部を有し、それらは成形により一体的に形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the stepping motor has axial holding portions for holding the rotor magnet in the axial direction on the upper and lower surfaces of the rotor magnet, and these are integrally formed by molding.
この発明では、ロータ磁石をインサート成形により軸方向保持部と一体的に形成し、軸方向保持部を介して動力伝達部、回転軸を一体化することで、製造コストの安価なステッピングモータを実現することができる。 In this invention, the rotor magnet is formed integrally with the axial holding part by insert molding, and the power transmission part and the rotating shaft are integrated through the axial holding part, thereby realizing a low-cost manufacturing stepping motor. can do.
又、本発明のステッピングモータを用いた電子機器は、本発明のステッピングモータを用い、動力伝達部の動作により機能する稼働部を有する。 Further, an electronic device using the stepping motor of the present invention has an operation unit that functions by the operation of the power transmission unit using the stepping motor of the present invention.
この発明では、高トルクで高精度のステッピングモータを用いて、高い負荷に対しても安定的に高精度で稼働できる電子機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic device that can operate stably with high accuracy even with a high load by using a stepping motor with high torque and high accuracy.
この発明によれば、ロータ磁石をインサート成形でロータ真と一体化する低コストの構成のままで、ロータ磁石の大きくし、ロータ磁石とステータの隙間を詰めつつ、ロータ磁石とロータ真の密着強度を確保することができ、高出力で信頼性の高いステッピングモータ及びステッピングモータを使用した電子機器を提供することができる。 According to the present invention, the rotor magnet is integrated with the rotor true by insert molding, and the rotor magnet is enlarged and the gap between the rotor magnet and the stator is narrowed while the rotor magnet and the rotor are closely bonded to each other. Therefore, it is possible to provide a stepping motor with high output and high reliability and an electronic device using the stepping motor.
図1から図3を参照して本発明の第1実施形態を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(a)は本発明のステッピングモータ26及びステッピングモータ26を用いた電子機器21、例えばレンズ駆動装置の平面図である。
FIG. 1A is a plan view of a stepping
図1(b)は、図1(a)におけるF2−F2切断面に沿った本発明のステッピングモータ26及びステッピングモータ26を用いた電子機器21の断面図である。
FIG. 1B is a cross-sectional view of the
図1(a)及び(b)の符号21で示す電子機器は光学部品、例えばレンズを駆動するレンズ駆動装置であり、カード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の薄型電子機器に搭載される。このレンズ駆動装置21は、回路基板22と、ベースプレート23と、歯車支え24と、カバー25と、ステッピングモータ26と、光学部品例えば鏡筒27と、移動手段28と、減速歯車列29とを具備している。
An electronic device denoted by
回路基板22は、その一面に、CCDまたはCMOS等の撮像素子30が実装されている。回路基板22の前記一面にはベースプレート23が被着されている。このベースプレート23は、例えば長方形であって、その長手方向一端側部分に撮像素子30を収容するとともに鏡筒27の配置を許すための孔23eを有している。ベースプレート23の長手方向他端側部分には、この部分と所定距離隔てて対向する歯車支え24が配置されている。この歯車支え24とベースプレート23の長手方向一端側部分とにわたってカバー25が取付けられている。カバー25は鏡筒27の入射面と対向する窓孔25aを有している。
The
歯車支え24は、ステッピングモータ26をベースプレート23との間に挟んで固定する部材を兼ねている。この歯車支え24は、ベースプレート23にその裏側から締付けられたねじ32によって取付けられた複数例えば3本の取付け軸31を介して固定されている。
The gear support 24 also serves as a member that fixes the stepping
ステッピングモータ26は、例えばステップ角が180°の2極のモータであって、図1に示すようにコイルブロック35と、ヨーク36と、ロータ37とを備えている。コイルブロック35とヨーク36とはステ−タを形成している。
The stepping
コイルブロック35は、鉄心38及び励磁コイル39を有している。鉄心38は、コア部38a(図1参照)の長手方向両端に夫々ヨーク連結部38b、38cを一体に設けてなる。好ましい例として、ロータ37を正転させる時と逆転させる時の回転速度が同じとなるように一対のコイルブロック35を設けている。特に、本実施形態ではこれらのコイルブロック35を一体とするためにヨーク連結部38cが共用されているため、この取付け部38cの両側にコア部38aを介してヨーク連結部38bが夫々設けられている。励磁コイル39はコア部38aに夫々巻き付けられている。
The
励磁コイル39の励磁によって発生する磁束を導くヨーク36は、平板状であって、ヨーク連結部38b、38cに連結される端部36b、36cを有している。一対の端部36bはヨーク連結部38bに夫々連結され、これら一対の端部36b間に位置する他の一つの端部36cはヨーク連結部38cに連結されている。ヨーク36の端部36b、36cを除いた磁路部分36aは、コイルブロック35に重なることなく、コイルブロック35の側方に突出されている。この磁路部分36aにはロータ通孔40が形成されている。
The
磁路部分36aとコイルブロック35との間には空隙41が形成されている。空隙41には励磁コイル39の側面の少なくとも一部が臨んでいる。図1中符号42はロータ通孔40の周りに設けた磁路部分36aの凹みを示している。この凹み42とロータ通孔40との間、及び空隙41とロータ通孔40との間は、いずれも磁路断面積が極小で、きわめて容易に磁気飽和する。このため、ロータ通孔40の内周面は前記磁路断面積が極小な部分で実質的に区切られている。この区切られた領域は、夫々磁極端として機能し、励磁コイル39に駆動パルスが印加される度にS極又はN極が前記磁極端にあらわれるようになっている。
A gap 41 is formed between the
このロータ通孔40内にはロータ37が配置されている。ロータ37はロータ真61と、2極(S極及びN極)に着磁されたロータ磁石59によって構成されている。ロータ磁石59は周方向に隣接する所定領域ごとに互いに異なる極性に着磁されている。したがって、ステッピングモータ26は、その励磁コイル39に図示しないモータドライバを介して駆動パルスが印加されるたびに、前記磁極端とロータ37の磁極との間の磁気作用によって、180°のステップ角で回転される。ロータ37には駆動歯車43が一体に成形されている。ロータ37の回転軸44の両端部は、ベースプレート23と歯車支え24とに回転自在に支持されている。ロータ37はロータ通孔40との間に隙間を有し、接触による摩擦損失発生を防いでいる。
A
ステッピングモータ26は前記取付け軸31及びねじ32を介してベースプレート23に固定されている。この場合、ヨーク連結部38b及びこれに連結されたヨーク36の端部36b、又はヨーク連結部38c及びこれに連結されたヨーク36の端部36cに取付け軸31を通して、この取付け軸31にねじ32を締め込むことにより、ベースプレート23と歯車支え24との間にステッピングモータ26を挟んで固定できる。
The stepping
前記鏡筒27はその内部に収められた複数のレンズ27aを有している。鏡筒27の外周には鏡筒ホルダ45がねじ込んで取付けられている。この鏡筒ホルダ45の外周には複数例えば一対の摺動部45aが好ましくは略径方向に対応して突設され、これら摺動部45aは通孔又は凹溝等からなる軸摺動要素を有している。鏡筒27の周りにはベースプレート23とカバー25とにわたって複数のガイド軸46が取付けられていて、これらのガイド軸46には前記軸摺動要素に個別に通されている。これにより、鏡筒27は、前記撮像素子30と対向し、この撮像素子30に対して接離する方向に複数のガイド軸46に沿って移動可能に支持される。この移動により、撮像素子30に対する鏡筒27の合焦点動作が行われる。
The
一方のガイド軸、例えばステッピングモータ26に近い一方のガイド軸46にはコイルばね47が巻き付けられている。このコイルばね47は前記一方のガイド軸46が貫通した一方の摺動部45aとベースプレート23との間に挟まれて、鏡筒ホルダ45を介して鏡筒27を撮像素子30から離れる方向に付勢している。
A
前記移動手段28は送りねじ51とナット部材52とを備えている。図2に示すように送りねじ51は歯車軸53の一部をなしている。歯車軸53は歯車支え24及びこれに近接して対向している外方突出部48を貫通し、その両端部はベースプレート23とカバー25とに回転自在に支持されている。ナット部材52は外方突出部48に固定されていて、これには送りねじ51が噛み合わされて通されている。したがって、歯車軸53が回転されることにより、その回転は、移動手段28により鏡筒ホルダ45を送りねじ51の軸方向に沿って移動させる運動に変換される。このため、鏡筒27がその光軸Oに沿って移動される。
The moving means 28 includes a
この移動手段28とロータ37とは、ベースプレート23の一面側に配置された減速歯車列29を介して接続されている。図1に示すように減速歯車列29は、平歯車からなる複数例えば第1〜第3の減速歯車55〜57を有している。第1の減速歯車55はロータ37の駆動歯車43に噛み合わされ、この第1の減速歯車55と一緒に回転される第2の減速歯車56は第3の減速歯車57に噛み合わされ、更に、この第3の減速歯車57は歯車軸53に取付けられている。第1の減速歯車55及び第2の減速歯車56を支持した歯車軸58の両端部はベースプレート23とカバー25とに回転自在に支持されている。したがって、ステッピングモータ26が駆動してそのロータ37が回転されると、その回転は減速歯車列29により減速されて移動手段28に与えられる。
The moving means 28 and the
図2は、ロータ37の回転軸線Aを含んだ平面で切った断面図である。図3は、ロータ磁石59の軸方向に対した中立線で切断した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a plane including the rotation axis A of the
ロータ37は、樹脂で作られたロータ真61と、2極(S極及びN極)に着磁された円柱状のロータ磁石59によって構成されている。ロータ真61は、ロータが回転自在に支持されるための回転案内として回転軸44、動力伝達部としての駆動歯車43、ロータ磁石59とロータ真61を接続するロータ磁石保持部60及び62によって構成されている。
The
ロータ磁石59はロータ真61にインサート成形することでロータ磁石59の上下面をロータ磁石固定部60a、bにより、またロータ磁石59の中央付近に設けられた接続穴63と接続穴63を満たした形状であるロータ磁石固定部62により、保持されている。また、ロータ磁石固定部62を介して回転軸44a、駆動歯車43、ロータ磁石固定部60aとロータ磁石固定部60b、回転軸44bが連結されている。
The
接続穴63の形状は図3に示すように4つの直線部63a、b、c、dと回転軸線A中心のほぼ同一半径の円弧部63e,f,g,hにより形作られ、八つの角を有した形状である。但し、これらの角は製造上若干のR形状になっても構わない。この形状は、回転軸線Aからの距離が一定ではなく回転止めの形状である。このため、ロータ固定部62は接続穴63との界面の向きとロータ37の回転の向きが異なっているので、ロータ磁石59の慣性力により界面に生じる回転軸線A中心の回転方向の力のうち、界面と平行方向に働く成分を剥離力とすれば、この剥離力が小さくなり、剥離しにくくする。また、たとえ剥離が起きた場合でもロータ磁石固定部62と接続穴63の形状による引っかかりが生じるため、ロータ磁石59とロータ真61の相対運動はそれらが破壊しない限り起こり得ない。そのため、ロータ磁石59の運動を正確にロータ真61に伝達することが可能であり、精度良く駆動歯車43を回転させることができる。
As shown in FIG. 3, the shape of the
加えて、ロータ磁石固定部60は接続穴63よりも大きい面積を有しており、ロータ磁石59の上下面との固着面積を増やしている。このため、ロータ磁石59とロータ真61の密着力をより大きくすることができる。尚、ロータ磁石固定部60はロータ磁石59の上下の位置を決める軸方向保持部の機能を持つ。
In addition, the rotor magnet fixing portion 60 has an area larger than that of the
また、従来の構成ではロータ磁石の外周側面を利用しロータ真と一体的に樹脂を密着させていたため、ロータ磁石とロータ通孔の間には、少なくともロータ磁石側面に形成された樹脂の厚み分と、製造や組立の誤差を考慮してロータ通孔とロータ磁石に形成された樹脂が接触しないような隙間分を設けなければならない。そのため、ロータ通孔とロータ磁石の間の距離を減らし、更にロータ磁石径を大きくするには限界があった。 In the conventional configuration, since the outer peripheral side surface of the rotor magnet is used to closely adhere the resin to the rotor true, at least the thickness of the resin formed on the side surface of the rotor magnet is between the rotor magnet and the rotor through-hole. In consideration of manufacturing and assembly errors, a gap must be provided so that the resin formed on the rotor through-hole and the rotor magnet does not contact each other. Therefore, there is a limit in reducing the distance between the rotor through hole and the rotor magnet and further increasing the rotor magnet diameter.
しかしながら、本発明の第1実施形態においては、従来のロータ磁石側面に形成された樹脂の厚みの分、ロータ磁石59の径を大きくすることができる。この量は、例えば、従来、ロータ磁石側面に形成する樹脂の厚みは少なくとも0.1mm程度であったから、ロータ磁石59の径は、従来よりも0.2mm以上大きくすることができ、出力トルクの増加が可能である。
However, in the first embodiment of the present invention, the diameter of the
更に、ロータ通孔40とロータ磁石59の距離は、従来のロータ磁石側面に形成された樹脂の厚みの分、減らすことができるので、ますます高い出力トルクを得ることができる。
Furthermore, since the distance between the rotor through hole 40 and the
また、高トルク化したにも関わらずステッピングモータ26の全体の大きさは変わらない。
Further, although the torque is increased, the overall size of the stepping
ところで、ロータ磁石59の外周形状は磁力のむら、慣性力のむら等を少なくするために極力円形形状で回転軸線に対する偏心を少なくすることが望ましい。ロータ37の製造工程においてはロータ磁石59の真円度及び回転軸線Aに対する偏心度の精度を上げることがステッピングモータ性能の向上に寄与する。本実施形態においては、接続穴63の直線部63a、63b、63c、63dに接するような、すなわち接続穴63の回転止め形状に内接する円柱棒によりロータ磁石59をガイドしロータ磁石59の外周を研磨等により加工することでその真円度を上げ、ロータ真61を成形する際には精度の高いロータ磁石59の外周を案内にして回転軸44を形成する。その結果、回転軸線Aに対するロータ磁石59の真円度が高く、偏心の少ないロータ37を得ることができる。
By the way, it is desirable that the outer peripheral shape of the
また、従来のロータでは、ロータ磁石外周側面に部分的に帯状に樹脂を形成していたが、本発明においては、外周側面に樹脂を形成する必要がないので、慣性力の精度を高めることが可能となり、ステッピングモータのばらつきを減らすことができる。 Further, in the conventional rotor, the resin is partially formed on the outer circumferential side surface of the rotor magnet, but in the present invention, it is not necessary to form the resin on the outer circumferential side surface. This makes it possible to reduce variations in stepping motors.
また、接続穴63の回転止め形状は回転軸線Aに関して対称、すなわち点対称である。このような形状にすることで、ロータ磁石59を2極に着磁する場合、どの方向に着磁しても互いの領域は等しい形状となるため、1回転内の回転特性のばらつきが減る。更に、回転止め形状は点対称であるため、回転止め形状の対称位置に対応するそれぞれの部分は回転力をバランスよく伝達するため局所的に力を受けることが無く疲労破壊しにくい。
Further, the rotation stop shape of the
また、接続穴63の回転止め形状は回転軸線Aを含み平面対称となるような平面を持った形状である。ロータ磁石59の分極方向をこの平面に沿って行うことで、各極の領域形状を等しくして、各極における出力特性のばらつきを減らすことができる。例えば、直線部63aと直線部63cの中点を結ぶ平面に沿って分極する、または、円弧部63eと円弧部63gの中点で分極する等を行うことでその効果が得られる。
Further, the rotation stop shape of the
また、ロータ磁石59は回転止め形状の接続穴63を有しているため、インサート成形時にロータ磁石59の周方向の位置を、回転止め形状を利用して決めることができる。そのため、駆動歯車43とロータ磁石59の分極位置を周方向に対して正確に位置出しすることができる。その結果、ステッピングモータの1ステップ動作内にかみ合う駆動歯車の歯のかみ合い始めやかみ合い終わりを正確に決めることができるため、動力伝達の効率が高く成るように、または間欠駆動する歯車を駆動歯車とする際には1ステップ回転する中でいつ動作するかを決める、などを機械的に制御可能とすることができる。
Further, since the
以上のような構成により、高精度、高出力で高い信頼性を持ったステッピングモータを得ることができる。 With the above configuration, a stepping motor with high accuracy, high output, and high reliability can be obtained.
またこのステッピングモータ26を使用すれば、高トルクであるため、レンズ直進動作におけるレンズのがたつきを抑えるためにガイド軸46と摺動部45aの隙間を少なくしその結果そこでの摩擦損失が大きくなった場合でも、レンズ直進動作を安定的に行うことができるレンズ駆動装置が得られる。さらに、レンズの直進動作において高い繰り返し再現性を持ったレンズ駆動装置が得られる。
Further, if this stepping
本発明の第2実施形態は、第1実施形態で示したステッピングモータ26におけるロータ37の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第1実施形態と同様である。図4は本発明の第2実施形態を示し、ステッピングモータ26のロータ磁石70の中立線で切断した断面図である。
The second embodiment of the present invention is a modification of the structure of the
図4の特徴は、ロータ磁石70に設けられた接続穴71の形状が直線部71a、b、c、dのみによって形成され4つの角を有する。ここではそれぞれの直線部の長さがほぼ等しく概略正方形である。この接続穴71にロータ磁石固定部72が成形により形成されている。この接続穴71の形状の角付近では、接続穴71とロータ磁石固定部72の界面方向とロータの回転方向がほぼ45度となるため剥離力がcos45°倍され、大きく減少する。そのため接続穴71にロータ磁石固定部72をより剥離しにくくする。分極は、例えば向かい合った角を結ぶ線に沿って、または直線部71aと直線部71cの中点を結ぶ線に沿って行うことが望ましい。
The feature of FIG. 4 is that the shape of the
本発明の第3実施形態は、第1実施形態で示したステッピングモータ26におけるロータ37の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第1実施形態と同様である。図5は本発明の第3実施形態を示し、ステッピングモータ26のロータ磁石80の中立線で切断した断面図である。
The third embodiment of the present invention is a modification of the structure of the
図5の特徴は、ロータ磁石80に設けられた接続穴81の形状が直線部81a、bとそれらを接続する円弧81c、dによって形成されている。この形状では角がないため加工がしやすい。
The feature of FIG. 5 is that the shape of a
本発明の第4実施形態は、第1実施形態で示したステッピングモータ26におけるロータ37の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第1実施形態と同様である。図6は本発明の第4実施形態を示し、ステッピングモータ26のロータ磁石90の中立線で切断した断面図である。
The fourth embodiment of the present invention is a modification of the structure of the
図6の特徴は、ロータ磁石90に設けられた円形の接続穴91が設けられている。ここでは回転軸線Aを通る直線に対して対照の位置に円形の接続穴91a、91bの2つが設けられており、そこに樹脂製のロータ磁石固定部92a、92bが成形により形成されている。接続穴91a、91bのそれぞれの円形状の中心はロータの回転軸線Aとずれているため、回転方向と接続穴91とロータ磁石湖底部92の界面方向が互いに平行でない部分を含むため、剥離力を小さくすることができる。また、接続穴を介してロータ磁石と固定する部分を複数個設けているため、更に剥離力を小さくすることがでる。加えて、例えば接続穴91aの中心で回転する回転力が何らかの理由でロータ磁石に生じた場合、ロータ磁石固定部92bがその回転力を支えるため、ロータ磁石90とロータ真が相対運動することがない。また、接続穴91は単純な円形状であるため、加工性がよく、ロータ磁石90は対称であるため、慣性力や、磁力密度のバランスがよい。
The feature of FIG. 6 is that a circular connection hole 91 provided in the
なお、ここでは対称に接続穴を配置したが、どちらか一つをロータ磁石90の中心に設けることも可能である。まだどちらか一つの接続穴を貫通させず途中で止める穴とし、他方の穴を利用して回転軸44aと回転軸44bを接続することも可能である。さらに、貫通しない接続穴を、ロータ磁石下面に設けることもできる。
Although the connection holes are arranged symmetrically here, any one of them can be provided at the center of the
また、ここでは2つの接続穴をロータ磁石90に設けたが、3つ以上でも構わない。
Here, two connection holes are provided in the
本発明の第5実施形態は、第1実施形態で示したステッピングモータ26におけるロータ37の構造の変更例であり、図示しないその他の構造については第1実施形態と同様である。図7及び8は本発明の第5実施形態を示し、図7はステッピングモータ26のロータ100の回転軸線Aを通る面で切った断面図であり、図8はステッピングモータ26のロータ100の上面図である。
The fifth embodiment of the present invention is a modification of the structure of the
ロータ100は、ロータ真110と、ロータ磁石101が結合され構成されており、ロータ真110は、回転軸102、駆動歯車108、ロータ磁石保持部103、104、107が一体的に構成されている。ロータ磁石101の下面はロータ磁石保持部104によって保持され、ロータ磁石101の中央に貫通して設けられた接続穴109をロータ磁石保持部107によって保持されている。ロータ磁石101の上面には溝部106が設けられており、その上面形状は図8のように直線状であり、更に回転軸Aから複数の溝部106が放射状に延びている。ここでは、十字状にロータ磁石101の外周まで至っている溝部106を形成している。ロータ磁石保持部103はその一部がこの溝部106に沿ってはまりこんでおり、溝部106の壁面106aは回転方向に対してほぼ垂直方向に延びているため、壁面106aがロータ磁石保持部103を介してロータ真110に回転力を効率よく伝え、ロータ磁石101とロータ真110の剥離を防ぐ。
The
本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば、ロータ磁石は周方向に2極だけでなくそれ以上の極数を持つもの、軸方向に分極されているもの等でも構わない。また、ロータが持つ動力伝達部としては歯車だけでなく、ねじやリンク、カム等でも可能であり、動力伝達部そのものが、電子機器の最終出力部でも構わない。 The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the rotor magnet may have not only two poles in the circumferential direction but also more poles, or one polarized in the axial direction. Further, the power transmission unit possessed by the rotor is not limited to gears but may be screws, links, cams, or the like, and the power transmission unit itself may be the final output unit of the electronic device.
また本発明のステッピングモータは、オートフォーカスやズーミングのためのレンズ駆動装置などの電子機器だけでなく、シャッターや絞り、ミラーやプリズムの等の光学部品稼働部の駆動、カメラの首振りなどを行う光学モジュール、さらには時計、プリンタ、ロボット、ポンプなどに利用することも可能である。 In addition, the stepping motor of the present invention performs not only electronic devices such as a lens driving device for autofocus and zooming, but also driving of operating parts of an optical component such as a shutter, an aperture, a mirror and a prism, and a camera swing. It can also be used for optical modules, clocks, printers, robots, pumps, and the like.
また、各実施形態はそれぞれを組み合わせることも可能である。例えば実施形態1または実施形態4と実施形態5を組み合わせ、接続穴形状が接続穴63の様な形状または接続穴を複数有し、なおかつロータ上面に溝部106の様な溝部を持つ、等が考えられる。
Each embodiment can also be combined. For example, the first embodiment or the fourth embodiment may be combined with the fifth embodiment, and the shape of the connection hole may be a shape such as the
(b)第1実施形態に係る電子機器の図1(a)中F2−F2線に沿って示す断面図。
21…レンズ駆動装置(電子機器)
22…回路基板
23…ベースプレート
24…歯車支え
25…カバー
26…ステッピングモータ
27…鏡筒(光学部品)
O…鏡筒の光軸
28…移動手段
29…減速歯車列
30…撮像素子
35…コイルブロック
36…ヨーク
36a…ヨークの磁路部分
36b、36c…ヨークの端部
37、100…ロータ
A…ロータの回転軸線
38…鉄心
38a…鉄心のコア部
38b、38c…鉄心のヨーク連結部
39…励磁コイル
40…ロータ通孔
41…空隙
43…駆動歯車
45…鏡筒ホルダ
45a…鏡筒ホルダの摺動部
46…ガイド軸
48…外方突出部
51…送りねじ
52…ナット部材
53、58…歯車軸
55、56、57…減速歯車
59、70、80、90、101…ロータ磁石
61…ロータ真
60、62、72、82、92、103、104、107…ロータ磁石保持部
63、71、81、91、109…接続穴
106…溝部
21 ... Lens driving device (electronic equipment)
DESCRIPTION OF
O ... Optical axis of
Claims (9)
供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、
前記ロータ磁石は、前記ロータ磁石に設けられた接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、前記接続穴は前記回転軸線に対して垂直な面における形状が前記回転軸線からの距離が一定でない回転止め形状であることを特徴とするステッピングモータ。 A rotor including a magnetized rotor magnet and a power transmission unit that rotates around a rotation axis; a coil that generates a magnetic field by supplied electric energy; and a stator that includes a yoke that forms a magnetic path of the magnetic field. In stepping motors
The rotor magnet transmits power to a power transmission portion through a connection hole provided in the rotor magnet, and the shape of the connection hole in a plane perpendicular to the rotation axis is a constant distance from the rotation axis. A stepping motor having a non-rotating stop shape.
供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータを備えたステッピングモータにおいて、
前記ロータ磁石は、前記ロータ磁石に設けられた複数の接続穴を介して動力伝達部に動力を伝達し、少なくとも一つの前記接続穴は前記回転軸線を含まない位置に設けられていることを特徴とするステッピングモータ。 A rotor having a magnetized rotor magnet and a power transmission unit and rotating around the rotation axis; a coil for generating a magnetic field by the supplied electric energy; and a stator comprising a yoke constituting the magnetic path of the magnetic field In stepping motors
The rotor magnet transmits power to a power transmission unit through a plurality of connection holes provided in the rotor magnet, and at least one of the connection holes is provided at a position not including the rotation axis. Stepping motor.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004267371A JP2006087174A (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor |
TW094128048A TW200616312A (en) | 2004-09-14 | 2005-08-17 | Stepping motor, and electronic instrument using the stepping motor |
CN 200510109912 CN1756055A (en) | 2004-09-14 | 2005-09-14 | Stepper motor and electronic device employed the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004267371A JP2006087174A (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006087174A true JP2006087174A (en) | 2006-03-30 |
Family
ID=36165207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004267371A Withdrawn JP2006087174A (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006087174A (en) |
CN (1) | CN1756055A (en) |
TW (1) | TW200616312A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008005640A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Seiko Instruments Inc | Electric motor and electronic apparatus |
JP2014236650A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | カシオ計算機株式会社 | Manufacturing method for rotor, rotor, and clock with the same |
KR20210004718A (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-13 | 엘지전자 주식회사 | Rotor |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104135098A (en) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 中国航天科技集团公司第四研究院四0一所 | Permanent-magnetic brushless motor rotor at intermediate and high rotating speed |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5473219A (en) * | 1977-11-25 | 1979-06-12 | Citizen Watch Co Ltd | Structure of rotor of step motor for watch and its preparation |
JPS54163309A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-25 | Citizen Watch Co Ltd | Rotor for converter |
JPH0723982U (en) * | 1993-09-27 | 1995-05-02 | 原町精器株式会社 | Stepping motor |
-
2004
- 2004-09-14 JP JP2004267371A patent/JP2006087174A/en not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-08-17 TW TW094128048A patent/TW200616312A/en unknown
- 2005-09-14 CN CN 200510109912 patent/CN1756055A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5473219A (en) * | 1977-11-25 | 1979-06-12 | Citizen Watch Co Ltd | Structure of rotor of step motor for watch and its preparation |
JPS54163309A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-25 | Citizen Watch Co Ltd | Rotor for converter |
JPH0723982U (en) * | 1993-09-27 | 1995-05-02 | 原町精器株式会社 | Stepping motor |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008005640A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Seiko Instruments Inc | Electric motor and electronic apparatus |
JP2014236650A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | カシオ計算機株式会社 | Manufacturing method for rotor, rotor, and clock with the same |
KR20210004718A (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-13 | 엘지전자 주식회사 | Rotor |
KR102214081B1 (en) | 2019-07-05 | 2021-02-09 | 엘지전자 주식회사 | Rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200616312A (en) | 2006-05-16 |
CN1756055A (en) | 2006-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5110809B2 (en) | Electric motor and electronic equipment | |
KR101297797B1 (en) | Stepping motor and electronic apparatus | |
TWI399014B (en) | Stepping motor and electronic apparatus | |
US20050207026A1 (en) | Optical module and camera module | |
JP4461116B2 (en) | Lens drive device | |
JP2006087174A (en) | Stepping motor and electronic apparatus using stepping motor | |
JP2007010934A (en) | Optical module and camera module | |
JPH11190815A (en) | Driving device and optical instrument | |
JP2007293213A (en) | Lens barrel driving apparatus | |
JP4703845B2 (en) | Small rotation motor | |
JP4393423B2 (en) | Drive device | |
JP2005202316A (en) | Hollow motor integrated type lens barrel | |
JP4910611B2 (en) | Actuator device and imaging device for optical device | |
JP4785432B2 (en) | Lens barrel | |
JP2006163354A (en) | Lens barrel driving device, lens driving module and camera module | |
JP2007033873A (en) | Optical device | |
JP2006053307A (en) | Optical module | |
JP2004341393A (en) | Lens driving mechanism and electronic equipment | |
JP2007094076A (en) | Rotation detector of two-phase step motor, lens driving device, and electronic apparatus | |
JP2007078907A (en) | Lens driving module and camera module | |
JPS60415A (en) | Lens driving device | |
JP4198145B2 (en) | Stepping motor and optical system drive device | |
JP2006098576A (en) | Camera module and personal digital assistant using same camera module | |
JP2008141836A (en) | Stepping motor, electronic apparatus, coil block and method for manufacturing coil block | |
JP2007163930A (en) | Lens moving device and camera module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070417 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091113 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100318 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100414 |