JP2006158023A - Stepping motor and lens unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータ及びレンズ装置に関する。 The present invention relates to a stepping motor and a lens device.
従来から、永久磁石からなるロータと、このロータを回転させるステータとを備えてなるステッピングモータが提供されている。このようなステッピングモータのステータは、一般的に、対をなす磁極が複数組形成されている。この磁極は、磁極片の一端によって構成され、ヨーク片によって、その対とされる磁極片の他端同士は接続されている。そして、そのヨーク片に導線が巻回され、コイルが形成される。 Conventionally, there has been provided a stepping motor including a rotor made of a permanent magnet and a stator for rotating the rotor. In general, the stator of such a stepping motor has a plurality of pairs of magnetic poles. The magnetic pole is constituted by one end of the magnetic pole piece, and the other end of the pair of magnetic pole pieces is connected by the yoke piece. Then, a conductive wire is wound around the yoke piece to form a coil.
たとえば、特許文献1に示すものにあっては、ロータの周囲に3箇所の磁極片を設けると共にヨーク部を2つ設けて、これらのヨーク部に導線を巻回してコイルを形成してなるステータが提案されている。また、特許文献2に示すものにあっては、ロータの周囲に4箇所の磁極片を設けると共にヨーク部を2つ設けて、これらのヨーク部に導線を巻回してコイルを形成してなるステータが提案されている。
ここで、特許文献1に示すようにステッピングモータを構成した場合、その磁極片の一部が連結されていることによって、平面サイズの点では、ステータを小さく構成することができる。つまり、ステッピングモータ全体として小さくすることができるが、これとともに、設けられたコイルの体積も小さくしか構成できない。従って、コイルを形成する導線の巻回量も少ないものとなってしまうため、着磁された磁極の磁力が小さくなってしまう不具合があった。 Here, when a stepping motor is configured as shown in Patent Document 1, a part of the magnetic pole piece is connected, so that the stator can be configured to be small in terms of a planar size. That is, the stepping motor as a whole can be made small, but at the same time, the volume of the provided coil can only be made small. Therefore, since the winding amount of the conducting wire forming the coil is small, there is a problem that the magnetic force of the magnetized magnetic pole becomes small.
一方、特許文献2に示すようにステッピングモータを構成した場合、コイルの体積を大きくして構成することができる。しかしながら、ステータの平面サイズも、大きく構成されることとなって、ステッピングモータ全体としても大きくなってしまう不具合があった。 On the other hand, when the stepping motor is configured as shown in Patent Document 2, the coil volume can be increased. However, the planar size of the stator is also increased, and there is a problem that the entire stepping motor is increased.
この発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、大きさが小さく構成されながらもロータの回転トルクを大きくすることができるステッピングモータ、そして、大きさが小さく構成されながらも素早く好適にレンズを移動させることができるレンズ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a stepping motor capable of increasing the rotational torque of the rotor while being configured to be small in size, and quickly suitable even though being configured to be small in size. An object of the present invention is to provide a lens device that can move the lens.
この発明は、上記課題を解決するために以下の手段のステッピングモータ及びレンズ装置を提供する。
本発明に係るステッピングモータは、永久磁石からなるロータと、該ロータを回転させるステータとを備え、前記ステータが、前記ロータの外周に前記ロータとの間に間隔をあけて周方向に所定角度おきに配置され且つ前記ロータを挟んで互いの内端同士を対向して対をなす磁極を備えた2組の対をなす磁極片、これら2組の対をなす前記磁極片のそれぞれの外端同士を接続してなる2つのヨーク片、及び2つの前記ヨーク片のそれぞれに巻回されて形成された2つのコイルによって構成されるステッピングモータであって、2つの前記コイルが、それぞれ前記ロータの回転軸方向と直交する方向に延在され、且つ、互いに重畳する位置に配置されたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a stepping motor and a lens apparatus as described below.
A stepping motor according to the present invention includes a rotor made of a permanent magnet and a stator that rotates the rotor, and the stator is spaced at a predetermined angle in the circumferential direction with an interval between the rotor and the rotor. And two pairs of magnetic pole pieces each having a pair of magnetic poles facing each other with the rotor interposed therebetween, and the outer ends of the two pairs of magnetic pole pieces. A stepping motor comprising two yoke pieces formed by connecting the two yoke pieces, and two coils formed by being wound around each of the two yoke pieces. It extends in a direction orthogonal to the axial direction, and is arranged at a position overlapping each other.
本発明に係るステッピングモータにあっては、磁極片の磁極を着磁させる2つのコイルが、それぞれ前記ロータの回転軸方向と直交する方向に延在され、且つ、互いに重畳する位置に配置されているので、磁極片と、ヨーク片と、さらにそのヨーク片に巻回されて形成されるコイルとが、磁極片によって構成される面に対して階層が構成されるかのようにステータが構成される。従って、ステータは、その嵩張りが抑えられて構成されることとなり、これによって、ステッピングモータとしての大きさも小さく構成できる。そして、階層式に構成されたことによって、同時にヨーク片に設けられたコイルの体積を、従来に比して大きく構成することが可能となる。つまり、コイルの体積にも繋がる導線巻回量を増加させることができるので、ロータの回転トルクも増加させることができることとなる。 In the stepping motor according to the present invention, the two coils for magnetizing the magnetic poles of the magnetic pole pieces are each extended in a direction perpendicular to the rotation axis direction of the rotor and arranged at positions overlapping each other. Therefore, the stator is configured as if the pole piece, the yoke piece, and the coil formed by being wound around the yoke piece constitute a hierarchy with respect to the surface constituted by the pole piece. The Therefore, the stator is configured so that its bulkiness is suppressed, whereby the size as a stepping motor can be reduced. And by being comprised hierarchically, it becomes possible to comprise the volume of the coil provided in the yoke piece simultaneously larger than before. That is, the amount of winding of the conductive wire that also leads to the volume of the coil can be increased, so that the rotational torque of the rotor can also be increased.
本発明に係るステッピングモータは、2組の対をなす前記磁極片を挟んで、前記ロータの回転軸方向の一側方に一の前記ヨーク片が配置され、前記ロータの回転軸方向の他側方に、他の前記ヨーク片が配置されたことを特徴とする。 In the stepping motor according to the present invention, one yoke piece is disposed on one side in the rotation axis direction of the rotor with the two pairs of magnetic pole pieces interposed therebetween, and the other side in the rotation axis direction of the rotor. On the other hand, another yoke piece is arranged.
本発明に係るステッピングモータにあっては、2組の対をなす磁極片を挟んで、ロータの回転軸方向の両側方に、それぞれヨーク片が配置されることとなる。言い換えれば、2組の対をなす磁極片を中央の層として、その上に一のヨーク片と、その下に他のヨーク片とした層とされた三層構造を構成することとなる。そして、これら2つのヨーク片には、それぞれ、導線が巻回されてコイルが形成されている。これらコイルは、互いに重畳された場合であっても、その間に2組の対をなす磁極片が介装されているので、その磁極片の厚み分に及ぶまでコイルの体積(径)を大きくして構成することができる。これによって、ロータの回転トルクを増加させることを目的とした導線巻回量を増加させることも可能となる。従って、ステータの嵩張りが抑えられて、ステッピングモータとしての大きさとしても小さく構成できることとなる。つまり、コイルの体積にも繋がる導線巻回量を増加させることができるので、ロータの回転トルクも増加させることができることとなる。 In the stepping motor according to the present invention, the yoke pieces are respectively disposed on both sides in the rotation axis direction of the rotor with the two pairs of magnetic pole pieces interposed therebetween. In other words, a three-layer structure is formed, in which two pairs of magnetic pole pieces are used as a central layer, with one yoke piece above it and another yoke piece below it. In each of these two yoke pieces, a conductive wire is wound to form a coil. Even when these coils are superposed on each other, two pairs of magnetic pole pieces are interposed between them, so that the volume (diameter) of the coil is increased until it reaches the thickness of the magnetic pole pieces. Can be configured. As a result, it is possible to increase the winding amount of the lead wire for the purpose of increasing the rotational torque of the rotor. Accordingly, the bulk of the stator is suppressed, and the size of the stepping motor can be reduced. That is, the amount of winding of the conductive wire that also leads to the volume of the coil can be increased, so that the rotational torque of the rotor can also be increased.
本発明に係るステッピングモータは、互いに隣接する前記磁極片同士が、薄肉部によって互いに連結されて一体とされたことを特徴とする。 The stepping motor according to the present invention is characterized in that the magnetic pole pieces adjacent to each other are connected and integrated with each other by a thin portion.
本発明に係るステッピングモータにあっては、互いに隣接する前記磁極片同士が、磁極の近傍に設けられた薄肉部によって互いに連結されて一体とされているので、ステッピングモータ全体としての剛性も高めることができる上、着磁された磁力は、その薄肉によって隣接する磁極に影響を与え難いものとされる。従って、ロータが好ましく回転可能なステッピングモータを得ることができる。 In the stepping motor according to the present invention, the magnetic pole pieces adjacent to each other are connected and integrated with each other by a thin portion provided in the vicinity of the magnetic pole, so that the rigidity of the entire stepping motor is also increased. In addition, the magnetized magnetic force is unlikely to affect adjacent magnetic poles due to its thin wall. Therefore, it is possible to obtain a stepping motor in which the rotor can preferably rotate.
本発明に係るステッピングモータは、前記ロータの径方向の外周に対向された、複数の前記磁極片の内周に、前記ロータを挟んで互いに対向される凹部若しくは凸部が設けられたことを特徴とする。 In the stepping motor according to the present invention, a concave portion or a convex portion opposed to each other with the rotor interposed therebetween is provided on the inner circumference of the plurality of magnetic pole pieces opposed to the outer circumference in the radial direction of the rotor. And
たとえば、ロータの外周に対向するステータの内周が円弧状に形成されている場合のような、ロータの外周とステータの内周との間隔が一定の場合であって、磁極が着磁されていない場合には、ロータは安定的に静止することができない。
このような場合に、本発明に係るステッピングモータにあっては、たとえば、ステータの一部を構成する磁極片の内周に凹部が形成された場合には、その凹部は、この内周のうち、ロータから最も離間された離間部位とされる。これによって、磁極が着磁されていない場合にあっては、ロータの磁極は、その離間部位から離れるように、つまり、この離間部位とは異なる他の部位に接近するようにロータは回転されて、その位置でロータは安定して静止することとなる。従って、磁極が着磁されていない場合には、ロータは、その静止位置で安定的に静止することができる。
For example, when the distance between the outer periphery of the rotor and the inner periphery of the stator is constant, such as when the inner periphery of the stator facing the outer periphery of the rotor is formed in an arc shape, the magnetic poles are magnetized. If not, the rotor cannot rest stably.
In such a case, in the stepping motor according to the present invention, for example, when a concave portion is formed on the inner periphery of the pole piece constituting a part of the stator, the concave portion is included in the inner periphery. The spaced apart part is the most spaced apart from the rotor. As a result, when the magnetic pole is not magnetized, the rotor is rotated so that the magnetic pole of the rotor moves away from the separated part, that is, close to another part different from the separated part. At that position, the rotor is stably stationary. Therefore, when the magnetic pole is not magnetized, the rotor can be stably stationary at the stationary position.
これに対し、ステータの一部を構成する磁極片の内周に凸部が形成された場合には、その凸部は、この内周のうち、ロータから最も近接された近接部位とされる。これによって、磁極が着磁されていない場合にあっては、ロータの磁極は、その近接部位に接近するように、つまり、この近接部位とは異なる他の部位から離れるようにロータは回転し、そして、その位置でロータは安定して静止することとなる。従って、磁極が着磁されていない場合には、ロータは、その静止位置で安定的に静止することができる。 On the other hand, when a convex part is formed in the inner periphery of the magnetic pole piece which comprises a part of stator, the convex part is taken as the proximity | contact part nearest to the rotor among this inner periphery. As a result, when the magnetic pole is not magnetized, the rotor rotates so that the magnetic pole of the rotor approaches the adjacent portion, that is, away from another portion different from the adjacent portion, At that position, the rotor is stably stationary. Therefore, when the magnetic pole is not magnetized, the rotor can be stably stationary at the stationary position.
本発明に係るステッピングモータは、対をなす前記磁極片の一の磁極片が、異なる組の一の前記磁極片の軸線と同一軸線上に配置されると共に、この軸線と平行とされた軸線上に、異なる組の他の前記磁極片と、対をなす前記磁極片の他の磁極片が配置されたことを特徴とする。 In the stepping motor according to the present invention, one pole piece of the pair of magnetic pole pieces is arranged on the same axis as the axis of the pole pieces of a different set, and is on an axis parallel to the axis. In addition, another pole piece in a different set and another pole piece paired with the pole piece are arranged.
本発明に係るステッピングモータにあっては、互いに異なる組の磁極片同士が、新たな組同士として、平行に配置された2つの軸線上に、それぞれ配置されることとなる。従って、ステータを構成する磁極片は、ロータの周囲に嵩張ることなく配置されることとなってステータの大きさを小さく構成することができる。そして、これによって、ステッピングモータとしての大きさも小さく構成できる。 In the stepping motor according to the present invention, different sets of magnetic pole pieces are arranged on two axes arranged in parallel as new sets. Therefore, the pole pieces constituting the stator are arranged without being bulky around the rotor, and the size of the stator can be reduced. And thereby, the magnitude | size as a stepping motor can also be comprised small.
本発明に係るレンズ装置は、上記発明に係るステッピングモータを備えるレンズ装置であって、前記ステッピングモータに隣接して設けられたレンズと、一端が前記ロータの回転軸と係合され且つ他端が前記レンズと係合されて該レンズを前後進退させる進退機構とを備えたことを特徴とする。 A lens device according to the present invention is a lens device including the stepping motor according to the above invention, wherein the lens is provided adjacent to the stepping motor, one end is engaged with the rotation shaft of the rotor, and the other end is And an advancing / retracting mechanism that engages with the lens and moves the lens back and forth.
本発明に係るレンズ装置にあっては、大きさが小さく構成されながらもロータの回転トルクを大きくされたステッピングモータによってレンズを前後進退させるので、大きさを小さく構成されながら、好適にレンズを前後進退させることが可能なレンズ装置を得ることができる。 In the lens apparatus according to the present invention, the lens is moved forward and backward by the stepping motor having a large rotational torque of the rotor while being configured to be small in size. A lens device that can be advanced and retracted can be obtained.
本発明に係るステッピングモータによれば、大きさが小さく構成されながらもロータの回転トルクを大きくすることができる。また、本発明に係るレンズ装置によれば、大きさが小さく構成されながらも素早く好適にレンズを移動させることができる。 According to the stepping motor of the present invention, the rotational torque of the rotor can be increased while the size is small. In addition, according to the lens device of the present invention, the lens can be quickly and suitably moved while being small in size.
以下、本発明に係るステッピングモータ、及び、そのステッピングモータを備えたレンズ装置の最良の実施形態について、図1から図5を参照しながら説明する。なお、図1は本発明に係るステッピングモータの斜視図、図2(a)は図1のステッピングモータの上面図、図2(b)は薄肉部の拡大上面図、図3は図2の側面図、図4は図2のA−A断面図、図5はロータの回転を示す図である。 Hereinafter, the best embodiment of the stepping motor according to the present invention and the lens apparatus including the stepping motor will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a stepping motor according to the present invention, FIG. 2A is a top view of the stepping motor of FIG. 1, FIG. 2B is an enlarged top view of a thin portion, and FIG. 3 is a side view of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 5 is a view showing rotation of the rotor.
図1に示すステッピングモータ1は、大きく分けて、ロータ10とステータ20とから構成される。そのロータ10とステータ20のうち、まず、ロータ10について説明すると、このロータ10は、図2(a)にも示すように、円柱状に形成された永久磁石からなるものであって、その円柱の断面円の中心を回転軸11とされ、その回転軸11方向に直交する断面円の径方向の外周面12に、180度ずつにN極とS極とされた磁極13,14が設けられるものである。なお、この回転軸11の軸線Zが、このロータ10の回転軸線とされている。
The stepping motor 1 shown in FIG. 1 is roughly composed of a
そして、前記ロータ10の径方向の外周面12の外方には、このロータ10と非接触に適宜間隔が空けられて、このロータ10を取り囲むように、磁極31,41,51,61を備える磁極片30,40,50,60を備えてステータ20が構成される。この磁極片30,40,50,60は、軟磁性材料からなり、図2(a)に示すように、矩形状に構成されている。また、前記磁極片30,40,50,60は、後に説明する薄肉部33,43,53,63を介して、前記ロータ10の周囲360度を90度ずつに分割された位置に配置されたものとなっている。
Further, on the outer side of the outer
前記4つの磁極31,41,51,61は、前記磁極片30,40,50,60の内端によって構成されるものであって、詳しくは、前記ロータ10の径方向の外周面12に対向する内周面21とされている。そして、その4つの磁極31,41,51,61は、後に説明するヨーク片35,55に設けられたコイル37,57によって着磁される。なお、前記磁極片30,40,50,60の内端と反対側の端とされる外端は、後に説明するヨーク片35,55と接続する接続端32,42,52,62とされている。
The four
次に、磁極片30,40,50,60の配置位置について説明すると、第1磁極片30の矩形長手方向に延びた中心軸線と、第3磁極片50の矩形長手方向に延びた中心軸線とが、同一の軸線となる第1軸線X上に配置されている。また、第2磁極片40の矩形長手方向に延びた中心軸線と、第4磁極片60の矩形長手方向に延びた中心軸線とが、同一の軸線となる第2軸線Y上に配置されている。そして、この第1軸線Xと第2軸線Yとは、互いに平行となるように構成されている。つまり、第1磁極片30及び第3磁極片50は、第2磁極片40及び第4磁極片60と、平行となるように配置されて構成されている。
Next, the arrangement positions of the
次に、これら磁極片30,40,50,60の形状等について説明すると、前記磁極片30,40,50,60のそれぞれは、図1及び図2(a)に示すように、断面が正方形形状とされる略四角柱で構成されるものであって、それらの磁極片30,40,50,60は、同一平面上に設けられている。すなわち、第1軸線X上に配置される第1磁極片30及び第3磁極片50のそれぞれの長さ(軸線X方向の長さ)は、互いに同等の長さで形成されるものであって、第2軸線Y上に配置される第2磁極片40及び第4磁極片60のそれぞれの長さ(軸線Y方向の長さ)に比して、略半分の長さで構成されたものとなっている。言い換えれば、第2軸線Y上に配置される第2磁極片40及び第4磁極片60の長さ(軸線Y方向の長さ)は、第1軸線X上に配置される第1磁極片30及び第3磁極片50の長さ(軸線X方向の長さ)の約2倍の長さで構成されている。
Next, the shape and the like of these
また、前記磁極31,41,51,61の近傍には、前記内周面21の一部を構成すると共に互いに隣接された磁極片30,40,50,60同士を連結する、薄肉状に形成された薄肉部33,43,53,63が設けられている。つまり、前記第1磁極片30は薄肉部33を介して第4磁極片60と連結され、前記第4磁極片60は薄肉部63を介して第2磁極片40と連結され、前記第2磁極片40は薄肉部43を介して第3磁極片50と連結され、前記第3磁極片50は薄肉部53を介して第1磁極片30と連結されて構成されている。これによって、互いに隣接された磁極片30,40,50,60同士が連結され、同一平面状に構成されるように一体となっている。
Further, in the vicinity of the
次に、この薄肉部33,43,53,63の構成の詳細について説明する。なお、この4つの薄肉部33,43,53,63は、前記ステータ20の内周面21(磁極31,41,51,61)を90度ずつ分割するように形成されるものであって、それぞれは、同様な構成とされる。従って、薄肉部33のみを取りあげて説明する。
Next, the details of the configuration of the
この薄肉部33は、図2(b)に示すように、前記磁極片30等を外方から切り欠かれたような切り欠き部33aと、内方から切り欠かれたような離間部33bとによって構成されている。この切り欠き部33aは、外方から前記内周面21に向かって、その先端の断面形状が半円とされた溝とされて構成されている。そして、離間部33bは、前記内周面21から外方に向かって、その先端の断面形状が半円とされた溝とされて構成されている。同様に、他の薄肉部43,53,63にあっても、外方から切り欠かれたような切り欠き部43a,53a,63aと、前記内周面21が切り欠かれたような離間部43b,53b,63bとによって構成されている。なお、この離間部33b,43b,53b,63bは、この発明(請求項4記載)における前記ロータ10を挟んで互いに対向される凹部に相当するものである。そして、前記薄肉部33,43,53,63が設けられることによって、前記磁極片30,40,50,60を、互いに連結して一体なものとすると共に、前記磁極31,41,51,61を好適に分割する役割も担う。
As shown in FIG. 2 (b), the
次に、前記磁極片30,40,50,60の接続端32,42,52,62に接続されるヨーク片35,55について説明する。すなわち、前記ヨーク片35,55は、2つの接続端32,42,52,62同士を接続するものであって、具体的には、前記第1磁極片30の第1接続端32と前記第2磁極片40の第2接続端42とを接続する第1ヨーク片35と、前記第3磁極片50の第3接続端52と、前記第4磁極片60の第4接続端62とを接続する第2ヨーク片55とから構成されている。なお、前記第1ヨーク片35にあっては、上述した4つの磁極片30,40,50,60に対して、前記ロータ10の回転軸方向の上方に設けられ、前記第2ヨーク片55にあっては、上述した4つの磁極片30,40,50,60に対して、前記ロータ10の回転軸方向の下方に設けられる。つまり、第1ヨーク片35と第2ヨーク片55とは、上述したように、対をなす前記磁極片30,40,50,60の上面側と下面側とに設けられる。
Next, the
このヨーク片35,55のうち、まず、前記第1ヨーク片35の詳細ついて説明すると、前記第1ヨーク片35は、図2(a)に示すように、前記第1磁極片30及び前記第2磁極片40から、前記軸線X,Yと直交するように、前記接続端32,42に接続される2つの介設部36a,36bと、それら介設部36a,36bを接続するヨーク部36cとから構成されている。
Of the
その介設部36a,36bについて説明すると、前記第1磁極片30の第1接続端32の上面に、一端部が固着されて、前記第1軸線X及び前記第2軸線Yに直交する方向に、第1介設部36aが設けられている。また、前記第2磁極片40にあっても、第2接続端42の上面に、その一端部が固着されて、前記第1軸線X及び前記第2軸線Yに直交する方向に、第2介設部36bが設けられている。前記第1介設部36a及び第2介設部36bは、両者の他端部に取り付けられる第1ヨーク部36cが、前記第1軸線X及び前記第2軸線Yと平行となるように、その長さが調節されている。具体的には、前記第2介設部36bは、前記第1軸線Xと前記第2軸線Yとの差分だけ、前記第1介設部36aより長く形成されている。そして、この第1介設部36aの他端部と、第2介設部36bの他端部とを接続し、前記第1軸線X及び前記第2軸線Yと平行となる方向に延び、さらにヨークとして機能する、第1ヨーク部36cが設けられたものとなっている。従って、前記ステータ20は、前記第1ヨーク片35、磁極片30等、第2ヨーク片55が高さ方向に互いにずれた三層構造となって構成されることとなる。
The interposed
次に、前記磁極片30等の磁極31等を着磁させるコイルについて説明する。すなわち、前記第1ヨーク部36cには、図3の側面図及び図4の断面図に示すように、導線が巻回されてなる第1コイル37が設けられている。第1コイル37は、図4に示すように、断面が略四角形とされるように、導線が前記第1ヨーク部36cに巻回されており、この巻回されてなるコイルの巻回量は、前記磁極片30,40,50,60側方には、その磁極片30,40,50,60の厚さ(ロータ10の回転軸方向の長さ)の半分近くにまで及ぶほどに巻回されて構成されている。
Next, a coil for magnetizing the
また、前記磁極片30,40,50,60の下面にあっても、上述の上面に形成されたコイル37が設けられたヨーク片35と同様に、コイル57が設けられたヨーク片55が設けられる。つまり、このヨーク片55にあっても、上述と同様に、介設部56a,56bとヨーク部56cとから構成され、これらの介設部56a,56bは、第1接続端52及び第2接続端62に一端部が固着され、そして双方の他端部にヨーク部56cが接続されている。そして、そのヨーク部56cには、導線が巻回されてなる第2コイル57が設けられたものとなっている。第2コイル57にあっても、図4に示すように、断面が略四角形とされるように、導線が前記第2ヨーク部56cに巻回されており、この巻回されてなるコイルの巻回量は、前記磁極片30,40,50,60側方には、その磁極片30,40,50,60の厚さ(ロータ10の回転軸方向の長さ)の半分に及ぶまで巻回されて構成されている。つまり、前記第1コイル37と前記第2コイル57とは重畳されるように構成されている。
Also, the
上述のように構成されたステータ20は、次のように前記ロータ10を回転させる。
まず、正回転方向の回転について図5に示して説明する。図5(a)は、ロータ10の静止状態を示す。すなわち、前記磁極31,41,51,61の何れもが着磁されていない場合には、上述したようにロータ10は、径方向に設けられた磁極13,14が、磁極片30,40,50,60の連結部分に設けられた離間部33b,43b,53b,63bを避けるような位置で静止する。つまり、このロータ10は、磁極(S極)14が、最も金属(磁性体)に接近可能なように前記離間部33bと前記離間部63bとの間を向くこととなり、磁極(N極)13が最も金属(磁性体)に接近するように前記離間部43bと前記離間部53bとの間を向くこととなって、静止されている。つまり、前記離間部33b,43b,53b,63bが、前記磁極片30,40,50,60の連結部分に設けられることによって、前記ロータ10の安定静止位置が確保されることとなる。
The
First, the rotation in the positive rotation direction will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the stationary state of the
そして、上述の第1ヨーク部36cに設けられた第1コイル37が通電されると、図5(b)に示すように、前記第1磁極片30の磁極31がS極に着磁され、前記第2磁極片40の磁極41がN極に着磁される。この場合には、前記ロータ10は、図示するように、ロータ10の磁極(N極)13がS極に着磁された磁極31に接近するように、さらにロータ10の磁極(S極)14がN極に着磁された磁極41に接近するように、回転される。なお、前記第3磁極片50の磁極51及び前記第4磁極片60の磁極61については、着磁されていない。
When the
次いで、上述の第2ヨーク部56cに設けられた第2コイル57が通電されると、図5(c)に示すように、前記第3磁極片50の磁極51がN極に着磁され、前記第4磁極片60の磁極61がS極に着磁される。この場合には、前記ロータ10は、図示するように、ロータ10の磁極(N極)13がS極に着磁された磁極61に接近するように、さらにロータ10の磁極(S極)14がN極に着磁された磁極51に接近するように、回転される。なお、前記第1磁極片30の磁極31及び前記第2磁極片40の磁極41については、着磁されていない。
Next, when the
そして、また、上述の第1ヨーク部36cに設けられた第1コイル37が、上述した図(b)とは逆方向に通電されると、図5(d)に示すように、前記第1磁極片30の磁極31がN極に着磁され、前記第2磁極片40の磁極41がS極に着磁される。この場合には、前記ロータ10は、図示するように、ロータ10の磁極(N極)13がS極に着磁された磁極41に接近するように、さらにロータ10の磁極(S極)14がN極に着磁された磁極31に接近するように、回転される。なお、前記第3磁極片50の磁極51及び前記第4磁極片60の磁極61については、着磁されていない。
When the
そして、上述の第2ヨーク部56cに設けられた第2コイル57が、上述した図(b)とは逆方向に通電されると、図5(e)に示すように、前記第3磁極片50の磁極51がS極に着磁され、前記第4磁極片60の磁極61がN極に着磁される。この場合には、前記ロータ10は、図示するように、ロータ10の磁極(N極)13がS極に着磁された磁極51に接近するように、さらにロータ10の磁極(S極)14がS極に着磁された磁極61に接近するように、回転される。なお、前記第1磁極片30の磁極31及び前記第2磁極片40の磁極41については、着磁されていない。
And when the
上述のステッピングモータ1は、前記ロータ10を正回転させる場合には、上述のように第1及び第2コイル37,57を通電して、前記磁極片30,40,50,60に備えられる磁極31,41,51,61を着磁し、これらの磁極31,41,51,61によってロータ10を回転させていたが、前記ロータ10を逆回転させる場合にあっても、上述の手順が逆に行われることによって、好適にロータ10を回転させる。
In the stepping motor 1 described above, when the
このように、その4つの磁極片30,40,50,60と、ヨーク片35,55と、さらにそのヨーク片35のヨーク部36c,56cに巻回されて形成されるコイル37,57とが、階層を構成するかのようにステータ20が構成されているので、ステータ20は、その嵩張りが抑えられて構成されることとなり、これによって、ステッピングモータ1としての大きさも小さく構成できる。同時に、ステッピングモータ1として嵩張りが抑えられるように構成されているので、ロータ10の回転トルクを増加させることを目的として導線巻回量を増加させることも可能となる。つまり、ヨーク片35,55に設けられたコイル37,57の体積を、従来に比して大きく構成することが可能となる。
Thus, the four
また、前記磁極片30,40,50,60が、前記薄肉部33,43,53,63によって互いに連結されて一体とされるように構成されているので、その磁極片30,40,50,60の位置が決められるばかりか、ステッピングモータ1全体としての剛性も高まることとなる。加えて、前記磁極31,41,51,61の何れかが着磁された場合、この薄肉部33,43,53,63によって、隣接された他の磁極31,41,51,61を着磁されないこととなる。従って、ロータ10が好ましく回転可能なステッピングモータを得ることができる。
Further, since the
また、上述したように、ステータ20の一部を構成する磁極片30,40,50,60の内周の離間部33b,43b,53b,63bは、このステータ20の内周21のうち、ロータ10から最も離間された離間部位とされることとなる。これによって、磁極片30,40,50,60が着磁されていない場合にあっては、ロータ10の磁極13,14は、その離間部位から離反されるように、つまり、この離間部位とは異なる他の部位にロータ10の磁極13,14が接近するように、ロータ10は回転して、その位置でロータ10は安定して静止する。従って、磁極片30,40,50,60が着磁されない場合には、ロータ10は、その静止位置で安定的に静止することができる。また、このように薄肉部33,43,53,63が構成されることによって、前記磁極片の30,40,50,60に備えられる磁極31,41,51,61の磁力は、他の磁極片30,40,50,60に及ばないものとなっている。
Further, as described above, the inner
さらに、本発明に係るステッピングモータ1にあっては、矩形状に形成された、第1磁極片30、第2磁極片40、第3磁極片50第4磁極片60とが、第1磁極片30の中心軸線と第3磁極片50の中心軸線とが同一の軸線となる第1軸線X上に、さらに、第2磁極片40の中心軸線と第4磁極片60の中心軸線とが同一の軸線となる第2軸線Y上に、配置されている。従って、それら磁極片30,40,50,60は嵩張ることなく、ロータの周囲に配置されることとなる。これによって、このステッピングモータ1を小さく構成することができ、コイルを構成する導線の巻回量が確保できて、好適に磁極を着磁させることが可能となる。
以上をもって、このステッピングモータ1によれば、その大きさが小さく構成される上、ロータ10の回転トルクを大きくすることができる。
Furthermore, in the stepping motor 1 according to the present invention, the first
As described above, according to the stepping motor 1, the size of the stepping motor 1 is reduced, and the rotational torque of the
次に、上述のように構成されたステッピングモータ1を備えたレンズ装置100について、図6及び図7に示して説明する。なお、図6は図1のステッピングモータを用いたレンズ装置の上面図、図7は図6のレンズ装置の模式側断面図である。
レンズ装置100は、上述したステップモータ1に隣接する位置にレンズ鏡筒110を装置させると共に、前記ロータ10と係合して前後進退させる進退機構が内蔵されている。すなわち、前記レンズ鏡筒110は、図7の模式側断面図に示すように、レンズ113,114が互いに固定されているレンズユニット111が、レンズユニット枠部材112に組み込まれて構成されている。そして、そのレンズユニット111は、前記レンズユニット枠部材112内で、上下に移動可能にされている。そして、レンズ鏡筒110と前記ステータ20とは、図7に示すように、ガイドシャフト115,116によって、このレンズ装置100の外壁に固定して取り付けられている。このガイドシャフト115,116は、ステータ20によって発生する磁場を好ましいものとするために、非磁性体で構成されている。なお、前記第1レンズ113を挟んで第2レンズと対向位置には、集光された光を撮像する撮像素子121が固定して設けられている。
Next, the
The
そして、レンズ装置100には、一端が前記ロータ10と歯合されると共に、他端が前記レンズユニット111と係合された進退機構が設けられている。この進退機構の詳細について説明すると、前記ロータ10には、その断面円中心にロータ軸15が嵌入されて設けられる。また、そのロータ軸15には、そのロータ軸15に沿って回転されるロータギヤ16が、そのロータ軸15に圧入して設けられている。なお、ロータ軸15の両端は、前記ロータ軸15が回動可能とされるように固定保持されている。また、前記ロータギヤ16の隣には、該ロータギヤ16と歯合する駆動ギヤ17が設けられている。また、前記駆動ギヤ17には、その中心に固着されると共に前記駆動ギヤ17の回転中心軸線上に延びた送りネジ18が設けられている。なお、前記送りネジ18の両端も、前記送りネジ18が回動可能とされるように固定保持されている。
The
そして、前記送りネジ18には、その送りネジ18の径方向外方に突出するナット部材19が取り付けられている。前記ナット部材19は、前記レンズ鏡筒110のレンズユニット111の径方向外方に突出して設けられる係合板部117と係合されている。具体的には、前記係合板部117は、上面118及び下面119を有した板状に形成され、その上面118は前記ナット部材19の下面19aと当接し、その下面119は内周を前記ガイドシャフト116に嵌挿されたコイルバネ120の上端部と当接している。従って、前記コイルバネ120は、前記係合板部117を可動レンズ114側方(図6では上方)に付勢して、前記ナット部材19と該係合板部117とを好適に係合保持されたものとなっている。なお、このレンズ装置100にあっては、このレンズユニット111と撮像素子121との距離を把握することを目的に、前記レンズ鏡筒110の隣接された位置にフォトセンサ122が設けられている。
A
このように構成されたレンズ装置100は、被撮像体を撮像するに際して、前記ステッピングモータ1を駆動させ、その駆動力によって前記レンズユニット111をレンズユニット枠部材112内で上下に移動させ、被撮像体を好適に撮像する。また、このステッピングモータ1は、大きさが小さく構成されているので、このレンズ装置100自体も、その大きさが小さく構成されたものになっている。また、コイル37,57の導線の巻回量も増加させて構成できるので、これによって、ロータ10の回転トルクを向上させるもできる。つまり、前記レンズユニット111を、前記レンズユニット枠部材112内で、素早く好適に上下(前後)進退移動させることができることとなる。
The
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲において適宜の選択が可能である。
例えば、上述の実施の形態にあっては、磁極31,41,51,61の何れもが着磁されていない場合には、ロータ10が安定位置で静止されるように、この発明(請求項4記載)における前記ロータ10を挟んで互いに対向される凹部として、ステータ20の内周21に離間部33b,43b,53b,63bが設けられていた。しかしながら、この離間部33b,43b,53b,63bに代えて、次のように構成してもよい。すなわち、ステータ20の内周21に、周方向90度ずつに突出する凸部を形成してもよい。この凸部が形成された場合、前記磁極31,41,51,61の何れもが着磁されていない場合には、上述したようにロータ10は、径方向に設けられた磁極13,14が、この金属(磁性体)からなる凸部に接近するように向いて、安定的に静止することとなる。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, an appropriate selection is possible.
For example, in the above-described embodiment, when none of the
また、上記の実施の形態にあっては、90度ずつで磁極が配置された、2組の対をなす磁極片によって構成されたステッピングモータ1について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、60度ずつで3組の対をなす磁極が配置されるように磁極片を設けてステッピングモータを構成してもよい。この場合には、上記の実施の形態のように、互いに平行な3つの共通軸線上にそれらの磁極片が配置して構成されれば、全体として小さく構成することができる。なお、このような例にあっては、前記薄肉部33等(切り欠き部33a等及び離間部33b等)は、その隣接した磁極片の連結部分に設けられることとなる。
Further, in the above-described embodiment, the stepping motor 1 constituted by two pairs of magnetic pole pieces in which the magnetic poles are arranged at 90 degrees has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment. The stepping motor may be configured by providing magnetic pole pieces so that three pairs of magnetic poles are arranged at 60 degrees each. In this case, if the magnetic pole pieces are arranged on three common axis lines parallel to each other as in the above-described embodiment, the overall configuration can be reduced. In such an example, the thin-
1 ステッピングモータ
10 ロータ
20 ステータ
30,40,50,60 磁極片
31,41,51,61 磁極
35,55 ヨーク片
37,57 コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記ステータが、前記ロータの外周に前記ロータとの間に間隔をあけて周方向に所定角度おきに配置され且つ前記ロータを挟んで互いの内端同士を対向して対をなす磁極を備えた2組の対をなす磁極片、これら2組の対をなす前記磁極片のそれぞれの外端同士を接続してなる2つのヨーク片、及び2つの前記ヨーク片のそれぞれに巻回されて形成された2つのコイルによって構成されるステッピングモータであって、
2つの前記コイルが、それぞれ前記ロータの回転軸方向と直交する方向に延在され、且つ、互いに重畳する位置に配置されたことを特徴とするステッピングモータ。 A rotor made of a permanent magnet, and a stator for rotating the rotor,
The stator includes magnetic poles arranged on the outer periphery of the rotor at a predetermined angle in the circumferential direction with a space between the rotor and facing each other with the inner ends facing each other across the rotor. Two pairs of magnetic pole pieces, two yoke pieces formed by connecting the outer ends of the two pairs of magnetic pole pieces, and the two yoke pieces are wound around each of the two pieces. A stepping motor constituted by two coils,
A stepping motor characterized in that the two coils extend in a direction perpendicular to the rotation axis direction of the rotor and are arranged at positions overlapping each other.
前記ステッピングモータに隣接して設けられたレンズと、
一端が前記ロータの回転軸と係合され且つ他端が前記レンズと係合されて該レンズを前後進退させる進退機構とを備えたことを特徴とするレンズ装置。 A lens device comprising the stepping motor according to claim 5,
A lens provided adjacent to the stepping motor;
A lens apparatus comprising: an advancing / retracting mechanism that engages with the rotating shaft of the rotor and engages the lens with the other end to move the lens back and forth.
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