JP2007110884A - ステッピングモータ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】全体の大きさを変えずに、より大きなコイル体積を確保することができ、コイルの起磁力を最大に利用してトルク性能を向上すること。
【解決手段】永久磁石２を有するロータ３と、ロータの周囲を囲むように配された第１及び第２のヨークユニット４、５と、両ヨークユニットに固定され、外部接続端子６を有する樹脂性材料からなる電気接続部材６とを備え、両ヨークユニットがそれぞれ、環状の空芯コイル１５と、該空芯コイルを内部に収納すると共に、円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯１６ａを有する外ヨーク１６と、円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯１７ａを有し、該磁極歯が外ヨークの磁極歯に対して非接触状態で交互に等間隔で並ぶように外ヨークに組み合わされる内ヨーク１７とを有し、空芯コイルの巻線端末が外部接続端子に接続されているステッピングモータ１及びこれを有する電子機器を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話器等のフォーカスやズーム等のレンズ駆動等を行う駆動源に用いるステッピングモータ、及び、該ステッピングモータを有する電子機器に関するものである。

ステッピングモータは、デジタル制御系との整合性に優れており、最近ではデジタルカメラやカメラ付き携帯電話器等の電子機器において、フォーカスやズーム等のレンズ駆動等を行う駆動源として頻繁に利用されている。特に、クローポール式のステッピングモータに関しては、製造コストを低減し易く、制御も容易であることから、より頻繁に使用されている。

このクローポール式のステッピングモータは、様々なものが提供されており、例えば、カップ状に形成されたハウジング内に、２つのステータ（Ａ相ステータ、Ｂ相ステータ）を組み込んだ２相ＰＭ型ステッピングモータ（例えば、特許文献１及び２参照）や、ハウジングを利用しない２相ＰＭ型ステッピングモータ（例えば、特許文献３参照）等が知られている。

図６及び図７に示すように、例えば、ハウジングを利用した２相ＰＭ型ステッピングモータ３０は、円周方向Ｒに多極磁化された円筒状の永久磁石３１からなるロータ３２と、該ロータ３２の周囲を囲んだ状態で、ロータ３２の軸線Ｌ方向に互いに重なるように配置されたＡ相ステータ３３及びＢ相ステータ３４と、該Ａ相ステータ３３及びＢ相ステータ３４を内部に収納するハウジング３５と、該ハウジング３５に蓋をして、ロータ３２を回転可能に支持するブラケット３６とを備えている。

また、Ａ相ステータ３３及びＢ相ステータ３４は、共に同一構成とされており、樹脂材料から形成された環状のボビン４０の外周にコイル巻線４１を巻きつけて構成された励磁コイル４２と、該励磁コイル４２を軸線Ｌ方向に沿って両側から挟み込んだ一対のヨーク４３とを備えている。そして、この一対のヨーク４３には、それぞれ複数の磁極歯４４が形成されており、ボビン４０の内周面に形成された案内溝４０ａに案内されながらボビン４０を両側から挟み込むようになっている。この際、一対のヨーク４３の磁極歯４４は、円周方向Ｒに非接触状態で順次配列されるように、ピッチがずれた状態でボビン４０に組み合わさるようになっている。

また、ハウジング３５は、内周面が一対のヨーク４３の外周と接触するようになっている。また、励磁コイル４２に巻回されたコイル巻線４１の端末は、ボビン４０の外部接続端子４０ｂに接続されており、回路部品等の図示しない外部部品と電気的に接続できるようになっている。なお、ボビン４０の外部接続端子４０ｂは、ハウジング３５に形成された図示しない切り欠き部を通して外部に露出するようになっている。

このように、ハウジング３５を利用した従来のクローポール式のステッピングモータ３０は、環状のボビン４０にコイル巻線４１を巻き付けて励磁コイル４２を構成していると共に、ボビン４０を利用して外部との電気的接続が可能とされているものである。

一方、ハウジングを利用しない２相ＰＭ型ステッピングモータは、１つのヨークユニットを、内ヨークとカップ形状に形成された外ヨークとで構成しており、この両ヨークで励磁コイルの周囲を囲むように構成されているものである。
なお、この場合のステッピングモータにおいても、上述したハウジングを利用したステッピングモータと同様に、ボビンの外周にコイル巻線を巻き付けて励磁コイルを構成している点は同じである。
特開２００４−２８９９６１号公報 特開２００１−７８４１９号公報 特開平３−１１２３５６号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２等に記載されている従来のステッピングモータでは、以下の課題が残されている。
即ち、樹脂性材料から形成されたボビン４０にコイル巻線４１を巻きつけて励磁コイル４２を構成しているので、ヨーク４３で囲まれた励磁コイル４２の断面的収容スペースの内、ボビン４０が占めるスペース部分が磁気的には無駄なスペースとなっていた。
特に、外径がφ６ｍｍ以下の小型のステッピングモータにおいては、このボビン４０が占めるスペースが無視できなく、コイル体積を大きく確保することが困難であった。そのため、トルク性能が低下する問題が生じていた。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、全体の大きさを変えずに、より大きなコイル体積を確保することができ、コイルが発生する起磁力を最大に利用してトルク性能を向上することができるステッピングモータ、及び、該ステッピングモータを有する電子機器を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明のステッピングモータは、円周方向に多極磁化された円筒状の永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲を囲んだ状態で、ロータの軸線方向に互いに重なるように配された環状の第１及び第２のヨークユニットと、該第１及び第２のヨークユニットにそれぞれ固定され、外部接続端子を有する樹脂性材料からなる電気接続部材と、前記第１及び第２のヨークユニットを、前記軸線方向に沿って両側から挟み込むと共に、前記ロータを軸線回りに回転可能に支持する一対の蓋部材とを備え、前記第１及び第２のヨークユニットがそれぞれ、表面が絶縁状態とされた環状の空芯コイルと、該空芯コイルを内部に収納すると共に、空芯コイルの円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯を有する外ヨークと、空芯コイルの円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯を有し、該磁極歯が外ヨークの磁極歯に対して非接触状態で交互に等間隔で並ぶように外ヨークに組み合わされる内ヨークとを有し、前記空芯コイルの巻線端末が、前記外部接続端子に接続されていることを特徴とするものである。

この発明に係るステッピングモータにおいては、永久磁石を有するロータと、Ａ相ステータとなる第１のヨークユニットと、Ｂ相ステータとなる第２のヨークユニットと、両ヨークユニットを軸線方向に沿って両側から挟み込むと共にロータを軸線回りに回転可能に支持する一対の蓋部材とから構成されるクローポール式の２相ＰＭ型ステッピングモータである。
特に、第１及び第２のヨークユニットは、コイル巻線をボビンの外周に巻きつけた従来の励磁コイルを利用するものとは異なり、予め環状に形成された空芯コイルを励磁コイルとして利用しているので、従来ボビンが占有していたスペースを、空芯コイル用のスペースにあてることができる。そのため、全体のサイズを変えずにコイル体積を増大することができる。その結果、トルク性能を向上することができる。

また、空芯コイルの巻線端末は、第１及び第２のヨークユニットにそれぞれ固定された電気接続部材の外部接続端子に電気的接続されているので、ボビンがなくとも確実且つ容易に回路部品等の外部部品と電気的に接続することができる。よって、特別な接続方法の必要はない。
また、ハウジングを利用するタイプではなく、内ヨークと外ヨークと空芯コイルとを組み合わせる構成であるので、組み立てが容易となる。即ち、予めＡ相ステータ及びＢ相ステータをそれぞれ別個に組み立てた後、各ステータをハウジング内に組み込む構成ではなく、例えば、ロータに対して、始めに第１及び第２のヨークユニットそれぞれの外ヨークの底面部を対向させて固定し、次いで外ヨークの内部に空芯コイルを収納し、最後に内ヨークを外ヨークに被せるといったように、一連の流れの中で次々と順番に組み立てることができる。よって、組み立て工程が容易であると共に、精度良く組み立て易い。また、ハウジングが不要であるので、より小型化を図ることができる。

また、本発明のステッピングモータは、上記本発明のステッピングモータにおいて、前記外ヨーク、前記空芯コイル及び前記内ヨークが、絶縁剤により一体的に固定されていることを特徴とするものである。

この発明に係るステッピングモータにおいては、外ヨーク、空芯コイル及び内ヨークがワニス等の液体の絶縁剤により一体的に固定されているので、第１及び第２のヨークユニットを、それぞれより強固に組み立てることができる。よって、強度増加を図ることができ、品質の信頼性を向上することができる。

また、本発明のステッピングモータは、上記本発明のステッピングモータにおいて、前記電気接続部材が、少なくとも前記第１及び第２のヨークユニットに接触する領域に、非磁性の金属部材を有していることを特徴とするものである。

この発明に係るステッピングモータにおいては、電気接続部材が少なくとも第１及び第２のヨークユニットに接触する領域に、例えば、ステンレス、アルミ等の非磁性の金属材料を有しているので、溶接により電気接続部材と第１及び第２のヨークユニットとを固定することができる。よって、組み立て状態をより強固にすることができ、品質の信頼性をより向上することができる。

また、本発明のステッピングモータは、上記本発明のいずれかに記載のステッピングモータにおいて、前記内ヨークを前記外ヨークに組み合わせる際に、内ヨークと外ヨークとを位置決めさせるヨーク位置決め手段を備えていることを特徴とするものである。

この発明に係るステッピングモータにおいては、ヨーク位置決め手段を備えているので、外ヨークの磁極歯と内ヨークの磁極歯とを非接触状態で円周方向に向けて、交互に等間隔に並ぶように位置決めした状態で内ヨークと外ヨークとを組み合わせることができる。よって、組み立て精度が向上することから、無駄な磁気漏洩が減少し、トルク性能を向上することができる。

また、本発明のステッピングモータは、上記本発明のいずれかに記載のステッピングモータにおいて、前記第１及び第２のヨークユニットに対して前記電気接続部材を位置決めさせる接続部材位置決め手段を備えていることを特徴とするものである。

この発明に係るステッピングモータにおいては、接続部材位置決め手段を有しているので、第１及び第２のヨークユニットに対して電気接続部材を位置決めさせることができ、空芯コイルの巻線端末を確実に外部接続端子に接続することができる。よって、組み立て精度を向上することができると共にさらなる品質の信頼性の向上をすることができる。

また、本発明の電子機器は、上記本発明のいずれかのステッピングモータを有することを特徴とするものである。

この発明に係る電子機器においては、従来と比較して大きさが変わらずにトルク性能が向上したステッピングモータを有しているので、電子機器自体の大きさを変えることなく、トルク性能が向上したステッピングモータの駆動力を各種機構の駆動源として有効に利用できる。よって、性能及び信頼性を向上することができる。

また、本発明の電子機器は、上記本発明の電子機器において、光軸に沿って移動可能に配されたレンズ体と、前記ロータの回転に伴ってレンズ体を光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記光軸上に配された撮像素子とを有するカメラモジュールを備えていることを特徴とするものである。

この発明に係る電子機器においては、ロータを回転させると、レンズ駆動手段が作動してレンズ体を光軸に沿って自在に移動させる。これにより、光軸上に配された撮像素子と、レンズ体との距離を任意に調整することができる。これにより、フォーカスやズーム等を行いながら、撮像をすることができる。特に、トルク性能が向上したスッテッピングモータをカメラカメラモジュールの駆動源として利用するので、フォーカスやズーム等をより容易且つ滑らかな動作で行うことができる。

本発明に係るステッピングモータによれば、全体の大きさを変えずに、より大きなコイル体積を確保することができ、コイルに発生する起磁力を最大に利用してトルク性能を向上することができる。

また、本発明に係る電子機器によれば、電子機器自体の大きさを変えることなく、トルク性能が向上したステッピングモータの駆動力を各種機能の駆動源として有効に利用して、性能及び信頼性の向上化を図ることができる。

以下、本発明に係るステッピングモータ及び電子機器の一実施形態を、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態のカメラ付き携帯電話器（電子機器）１００は、図１に示すように、ステッピングモータ１と、光軸Ｌ１に沿って移動可能に配されたレンズ体１０１と、ステッピングモータ１の後述するロータ３の回転に伴って、レンズ体１０１を光軸Ｌ１に沿って移動させるレンズ駆動手段１０２と、光軸Ｌ１上に配された撮像素子１０３とを有するカメラモジュール１０４とを備えている。

上記ステッピングモータ１は、図２及び図３に示すように、円周方向Ｒに多極磁化された円筒状の永久磁石２を有するロータ３と、該ロータ３の周囲を囲んだ状態で、ロータ３の軸線Ｌ方向に互いに重なるように配された環状の第１のヨークユニット４及び第２のヨークユニット５と、該第１及び第２のヨークユニット４、５にそれぞれ固定され、金属製の外部接続端子６を有する樹脂性材料からなるコイルリード端子（電気接続部材）７と、第１及び第２のヨークユニット４、５を、軸線Ｌ方向沿って両側から挟み込むと共に、ロータ３を軸線Ｌ回りに回転可能に支持する一対のプレート（蓋部材）８、９とを備えた、クローポール式の２相ＰＭ型ステッピングモータである。

上記永久磁石２は、軸線Ｌ方向に延びたシャフト１０の周囲を囲むように円筒状に形成されており、該シャフト１０に対して固着一体化されている。また、この永久磁石２は、例えば、円周方向Ｒに磁極が８分割されており、交互に極性が異なるように着磁されている。即ち、この永久磁石２とシャフト１０とで、ロータ３を構成している。
なお、シャフト１０と永久磁石２とは、間に接着剤等を介在させることで固定されている。

上記第１のヨークユニット４及び第２のヨークユニット５は、共に同一構成とされている。よって、ここでは、第１のヨークユニット４について詳細に説明する。

この第１のヨークユニット４は、Ａ相ステータとなるものであり、表面が絶縁状態とされた環状の空芯コイル１５と、該空芯コイル１５を内部に収納すると共に、空芯コイル１５の内周面に対向配置された状態で、円周方向Ｒに一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯（クローポール；誘導子）１６ａを有する外ヨーク１６と、空芯コイル１５の内周面に対向配置された状態で、円周方向Ｒに一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯１７ａを有し、該磁極歯１７ａが外ヨーク１６の磁極歯１６ａに対して非接触状態で円周方向Ｒに交互に等間隔で並ぶように外ヨーク１６に組み合わされる内ヨーク１７とを備えている。

空芯コイル１５は、予め所定の大きさ（外径、内径、厚さ、高さ等）の環状となるようにコイル巻線が渦巻いて成型されたものである。また、空芯コイル１５の表面は、コイル線材外皮に設けられた絶縁層及び接着層により絶縁状態となっている。
外ヨーク１６は、例えば、純鉄等の磁性体の金属材料によりカップ状に形成されている。具体的には、この外ヨーク１６は、上記軸線Ｌを中心として円筒状に形成された外筒部１６ｂと、該外筒部１６ｂの一端側の外縁から軸線Ｌ方向に向けて所定距離だけ９０度折り曲げられた背面部１６ｃと、該背面部１６ｃから軸線Ｌ方向に向けて所定距離だけ９０度折り曲げられた上記磁極歯１６ａとで構成されている。
なお、本実施形態では、円周方向Ｒに一定の間隔を空けて４つ並ぶように磁極歯１６ａが形成されている場合を例にしている。

外筒部１６ｂは、空芯コイル１５の高さ及び外径より若干大きなサイズで形成されており、他端側の外縁には、軸線Ｌ方向に対して内ヨーク１７を位置決めさせる段部１６ｄが形成されている。また、外筒部１６ｂの一部分には、円周方向Ｒに対して内ヨーク１７を位置決めさせると共に、軸線Ｌ方向及び円周方向Ｒの２方向に対してコイルリード端子７を位置決めさせる切り欠き部１６ｅが形成されている。これら位置決めについては、後に詳細に説明する。

背面部１６ｃは、空芯コイル１５の厚さに応じて、外筒部１６ｂの一端側の外縁から軸線Ｌに向かって折り曲げられている。即ち、外筒部１６ｂと磁極歯１６ａとの間に空芯コイル１５を収納できる間隔を有するように折り曲げられている。
磁極歯１６ａは、外筒部１６ｂの内側に位置するように設けられており、先端が段部１６ｄの近傍に位置するように長さが調整されている。また、先端に向かって徐々に幅が狭くなるように、即ち、台形形状となるように設けられている。そして、上述したように、磁極歯１６ａと外筒部１６ｂとの間に空芯コイル１５を収納したときに、各磁極歯１６ａが空芯コイル１５の内周面に対向配置されるようになっている。

内ヨーク１７は、外ヨーク１６と同様に、例えば、純鉄等の磁性体の金属材料により形成されており、上記背面部１６ｃと同じ環状に形成されたリング部１７ｂと、該リング部１７ｂの内周側から軸線Ｌ方向に向けて所定距離だけ９０度折り曲げられた上記磁極歯１７ａとで構成されている。なお、本実施形態では、内ヨーク１７の磁極歯１７ａも、外ヨーク１６の磁極歯１６ａと同様に、円周方向Ｒに一定の間隔を空けて４つ並ぶように設けられている場合を例にしている、
また、内ヨーク１７は、外ヨーク１６に組み合わせた際に、リング部１７ｂが外ヨーク１６の段部１６ｄに接触することで、軸線Ｌ方向への位置決めがされるようになっている。

また、リング部１７ｂの外周側の一部分には、外ヨーク１６の切り欠き部１６ｅに嵌合する突起部１７ｃが形成されている。これにより、円周方向Ｒに対して内ヨーク１７と外ヨーク１６とを位置決めした状態で組み合わせることができるようになっている。
即ち、段部１６ｄ、切り欠き部１６ｅ及び突起部１７ｃは、内ヨーク１７と外ヨーク１６とを組み合わせる際に、両ヨーク１６、１７を位置決めさせるヨーク位置決め手段２０を構成している。

また、内ヨーク１７の磁極歯１７ａは、先端が外ヨーク１６の背面部１６ｃの近傍に位置するように長さが調整されている。また、外ヨーク１６の磁極歯１６ａと同様に、先端に向かって徐々に幅が狭くなるように、即ち、台形形状となるように設けられている。そして、各磁極歯１７ａが空芯コイル１５の内周面に対向配置されるようになっている。
また、内ヨーク１７の磁極歯１７ａは、突起部１７ｃを切り欠き部１６ｅに嵌合させたときに、外ヨーク１６の磁極歯１６ａの間に入り込むように、即ち、ピッチがずれるように位置が調整されている。これにより、外ヨーク１６と内ヨーク１７とを組み合わせた際に、互いの磁極歯１６ａ、１７ａが非接触状態で円周方向Ｒに交互に等間隔で並ぶようになっている。

このように構成されたＡ相ステータとなる第１のヨークユニット４と、Ｂ相ステータとなる第２のヨークユニット５とは、互いに外ヨーク１６の背面部１６ｃ同士を面接触させた状態で重なるように配置され、互いに溶接により接合されている。この際、軸線Ｌ方向に対して、第１のヨークユニット４の、外ヨーク１６の磁極歯１６ａと、第２のヨークユニット５の、内ヨーク１７の磁極歯１７ａとが磁極歯ピッチの１／４ピッチずれるように接合されている。そして、この状態で、両外ヨーク１６の切り欠き部１６ｅが、軸線Ｌ方向に対して一致するようになっている。

また、一対のプレート８、９は、外ヨーク１６の外径と同じ大きさで形成された円形状のプレートであり、重ね合わされた第１及び第２のヨークユニット４、５を両側から挟み込んだ状態で、溶接により各ヨークユニット４、５に接合されている。また、この一対のプレート８、９は、それぞれシャフト１０を挿通させると共に、軸線Ｌ回りに回転可能に支持する軸受け部８ａ、９ａを有している。

コイルリード端子７は、図４及び図５に示すように、樹脂性材料により略直方体状に形成されており、表面には、空芯コイル１５の図示しない巻線端末が絡げられて、電気的に接続される突起状の４つの外部接続端子６が設けられている。
この４つの外部接続端子６のうち、２つの外部接続端子６が第１のヨークユニット４の空芯コイル１５用端子であり、残りの２つの外部接続端子６が第２のヨークユニット５の空芯コイル１５用端子である。また、コイルリード端子７の両側には、表面から裏面にかけて空芯コイル１５の巻線端末を外部接続端子６に導くＵ字状の溝部７ａが形成されている。

また、コイルリード端子７の両側の裏面には、第１及び第２のヨークユニット４、５に形成された切り欠き部１６ｅに嵌合する爪部７ｂが形成されている。そして、この爪部７ｂを切り欠き部１６ｅに嵌合することで、第１及び第２のヨークユニット４、５に対して、軸線Ｌ方向及び円周方向Ｒの２方向におけるコイルリード端子７の位置決めを行うことができるようになっている。即ち、これら爪部７ｂ及び切り欠き部１６ｅは、第１及び第２のヨークユニット４、５に対してコイルリード端子７を位置決めさせる端子位置決め手段（接続部材位置決め手段）２１を構成している。

また、このコイルリード端子７は、少なくとも第１及び第２のヨークユニット４、５に接触する領域、即ち、両外ヨーク１６に接触する領域に、例えば、ステンレス等の非磁性の金属板（金属部材）２２を有している。
つまり、本実施形態のコイルリード端子７は、内部に一体成型されると共に外部に部分的に露出した上記金属板２２を有している。そして、この金属板２２の露出した部分が、両外ヨーク１６に接触するようになっており、その部分が溶接により両外ヨーク１６に接合されるようになっている。

このように構成されたステッピングモータは、図１に示すように、第１の支持プレート１１０に固定されたモータ支持部材１１１に連結されて固定されている。この第１の支持プレート１１０には、内部空間を有した状態で第１の支持プレート１１０の上面を覆うように、断面コ形状に形成されたカバー１１２が連結されるようになっている。なお、この第１の支持プレート１１０とカバー１１２とで、カメラモジュール１０４のケーシング１１３を構成している。
また、第１の支持プレート１１０の裏面には、図示しない制御部、モータドライバ及び信号処理部や上記撮像素子１０３が実装された回路基板１１４が取り付けられている。このうち、撮像素子１０３は、第１の支持プレート１１０に形成された開口部１１０ａ内に収まるように、設置位置が調整されている。なお、この撮像素子１０３は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の半導体デバイスである。

なお、上記制御部は、ＣＰＵやメモリ等を有しており、撮像素子１０３の動作を制御すると共にカメラモジュール１０４全般を総合的に制御している。また、モータドライバは、ステッピングモータ１の各空芯コイル１５の巻線端末にそれぞれ電流を供給している。また、信号処理部は、撮像素子１０３から出力された信号を処理して制御部に出力している。

撮像素子１０３の上方には、レンズ体１０１が配されている。このレンズ体１０１は、円筒状のレンズホルダ部１１５と、該レンズホルダ部１１５の内周面に固定された１つ又は複数のレンズＲとで構成されている。撮像素子１０３は、上述したようにこれらレンズＲの光軸Ｌ１上に配されるように、設置位置が調整されている。さらに、カバー１１２には、レンズＲの光軸Ｌ１上に位置する箇所に、採光孔１１２ａが形成されている。

また、レンズホルダ部１１５の外周には、光軸Ｌ１を間に挟んで互いに対向するように一対の凸部１１６、１１７が設けられている。これら一対の凸部１１６、１１７には、一対のガイド軸１１８、１１９が挿通可能な貫通孔や溝等のガイド孔１１６ａ、１１７ａがそれぞれ形成されている。
この一対のガイド軸１１８、１１９は、例えば、丸棒であり、レンズ体１０１を間に挟む位置で光軸Ｌ１と平行に配されており、両端がそれぞれカバー１１２及び第１の支持プレート１１０に固定されている、つまり、レンズ体１０１は、一対のガイド軸１１８、１１９によって支持された状態でケーシング１１３の内部空間内に内蔵され、撮像素子１０３と採光孔１１２ａとの間に配されている。そして、一対のガイド軸１１８、１１９と一対のガイド孔１１６ａ、１１７ａとの間は、摺動自在となっている。これにより、レンズ対は、一対のガイド軸１１８、１１９に沿って光軸Ｌ１方向に移動可能とされている。

また、一対の凸部１１６、１１７のうち一方の凸部１１６は、レンズ体１０１から離間する方向に延びるように形成されており、その先端に送りねじ軸１２０のねじ部１２０ａに螺合するナット部１１６ｂを有している。
この送りねじ軸１２０は、一対のガイド軸１１８、１１９のうち、一方のガイド軸１１８に隣接する位置において、同様に光軸Ｌ１に平行となるように配されている。また、この送りねじ軸１２０の両端は、カバー１１２及び第１の支持プレート１１０にそれぞれ回転可能に固定されている。これにより、送りねじ軸１２０は、光軸Ｌ１と平行な軸線Ｌ２回りに回転できるようになっている。

また、送りねじ軸１２０の第１の支持プレート１１０側には、該送りねじ軸１２０に一体成型された被動歯車１２０ｂが形成されており、その先のカバー１１２側の部分が外周面にネジ溝が形成されたねじ部１２０ａとなっている。そして、上述したように、このねじ部１２０ａに一方の凸部１１６のナット部１１６ｂが螺合されている。この際、レンズ体１０１は、一対のガイド軸１１８、１１９によって支持されているので、送りねじ軸１２０を軸線Ｌ２回りに回転させたときに、ナット部１１６ｂは送りねじ軸１２０につられて回転することなく軸線Ｌ２方向に移動するようになっている。即ち、回転運動が直線運動に変換される。

また、送りねじ軸１２０の被動歯車１２０ｂは、伝動機構１２１を介してステッピングモータ１のシャフト１０に連結されており、シャフト１０の回転に伴って軸線Ｌ２回りに回転するようになっている。
具体的に説明すると、ステッピングモータ１のシャフト１０の一端側には、駆動歯車１２２が固定されており、中間歯車１２３の入力歯車１２３ａに噛合されている。なお、ステッピングモータ１のシャフト１０の他端側には、カバー１１２に固定された図示しない軸受けによって回転可能に支持されている。
上記中間歯車１２３は、さらに３つの中間歯車１２４、１２５、１２６に順々に噛合されている。そして、送りねじ軸１２０に隣接配置された中間歯車１２６の出力歯車１２６ａと被動歯車１２０ｂとが噛合している。これにより、シャフト１０の回転力は、各中間歯車１２３、１２４、１２５、１２６によって３段階に減速された後、送りねじ軸１２０に伝達されるようになっている。

また、各中間歯車１２３は、それぞれ軸部材１３０を中心に回転するようになっている。これら各軸部材１３０の両端は、第１の支持プレート１１０、及び、第１の支持プレート１１０に対向配置された第２の支持プレート１３１にそれぞれ回転可能に支持されている。即ち、これら各中間歯車１２３、１２４、１２５、１２６、駆動歯車１２２及び軸部材１３０は、上記伝動機構１２１を構成している。
また、ナット部１１６ｂ、送りねじ軸１２０及び伝動機構１２１は、ロータ３、即ち、シャフト１０の回転に伴ってレンズ体１０１を移動させる上述したレンズ駆動手段１０２を構成している。

次に、本実施形態のステッピングモータ１の組み立て方法について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、以下に説明する組み立て方法は一例であって、この組み立て順番に限定されるものはない。
まず、第１及び第２のヨークユニット４、５の外ヨーク１６を、背面部１６同士で重ね合わせる。この際、両外ヨーク１６の磁極歯１６ａが、軸線Ｌ回りに所定角度だけずれるように、図示しない治具を利用して正確に重ね合わせる。なお、この状態は、両外ヨーク１６の切り欠き部１６ｅが軸線Ｌ方向に対して一致した状態（直線上にある状態）である。この位置合わせが終了した後、両外ヨーク１６を溶接により接合する。

次いで、コイルリード端子７の固定を行う。即ち、両外ヨーク１６の切り欠き部１６ｅに、コイルリード端子７の裏面に形成された爪部７ｂを嵌めて嵌合させる。これにより、コイルリード端子７は、軸線Ｌ方向及び円周方向Ｒの２方向に対する移動が規制され、両外ヨーク１６に対して位置決めされた状態になる。この際、コイルリード端子７の金属板２２の露出部分は、両外ヨーク１６の外周面、即ち、外筒部１６ｂに接触している状態となっている。この位置決めが終了した後、コイルリード端子７の金属板２２の露出部分と、両外ヨーク１６とを溶接により接合する。

次いで、第１のヨークユニット４の外ヨーク１６内に空芯コイル１５を収納させる。つまり、外ヨーク１６の外筒部１６ｂと複数の磁極歯１６ａとの間に、空芯コイル１５を収納する。これにより、空芯コイル１５の内周面に磁極歯１６ａが対向配置された状態となる。次いで、空芯コイル１５を収納した後、内ヨーク１７を外ヨーク１６に被せるように組み合わせる。この際、内ヨーク１７の突起部１７ｃと外ヨーク１６の切り欠き部１６ｅとが嵌合すると共に、内ヨーク１７のリング部１７ｂと外ヨーク１６の段部１６ｄとが接触する。これにより、内ヨーク１７と外ヨーク１６とを、軸線Ｌ方向及び円周方向Ｒの２方向に対して確実に位置決めした状態で組み合わせることができる。
これにより、内ヨーク１７の磁極歯１７ａと外ヨーク１６の磁極歯１６ａとが、互いに非接触状態で円周方向Ｒに交互に等間隔で並ぶように配列される。また、内ヨーク１７の磁極歯１７ａも外ヨーク１６の磁極歯１６ａと同様に、空芯コイル１５の内周面に対して対向配置された状態となる。

なお、内ヨーク１７と外ヨーク１６とを組み合わせた際に、外ヨーク１６内に内ヨーク１７が入り込み、内ヨーク１７が軸線Ｌ方向に過度に突出することはない。
また、空芯コイル１５を外ヨーク１６内に収納したときに、該空芯コイル１５の巻線端末をコイルリード端子７の溝部７ａを通して、外部接続端子６が設けられた表面側に引き出しておく。

次いで、内ヨーク１７が外れないように、内ヨーク１７と外ヨーク１６とを仮固定した後、上述した第１のヨークユニット４の組み立て方法と同様に、第２のヨークユニット５を組み立てる。そして、第２のヨークユニット５の外ヨーク１６と内ヨーク１７とを仮固定する。
次いで、第１及び第２のヨークユニット４、５を貫くようにロータ３を挿入する。ロータ３の挿入後、軸受け部８ａ、９ａにシャフト１０を挿通させながら、第１及び第２のヨークユニット４、５を両側から挟み込むように一対のプレート８、９を取り付ける。この際、図１に示すように、永久磁石２と第１及び第２のヨークユニット４、５の磁極歯１６ａ、１７ａとの間は、所定の距離Ｈが空いた状態になるように治具等により調整されている。

次いで、一対のプレート８、９と、両外ヨーク１６とを溶接により接合する。そして、最後に空芯コイル１５の巻線端末をそれぞれコイルリード端子７の４つの外部接続端子６に絡げて電気的に接続する。これにより、ステッピングモータ１を組み立てることができる。

次に、上述したように構成されたステッピングモータ１を作動させて、カメラ付き携帯電話器１００のカメラモジュール１０４を動かし、例えば、図示しない被写体をズームした状態で撮像する場合について説明する。
まず、使用者が、カメラ付き携帯電話器１００の図示しない表示パネルで被写体を確認しながらズーム操作を行うと、カメラモジュール１０４の回路基板１１４に実装された制御部がステッピングモータ１を作動させるために、各空芯コイル１５に電流を流す。各空芯コイル１５に電流が流れると、第１及び第２のヨークユニット４、５の各磁極歯１６ａ、１７ａが順にＮ極、Ｓ極に励磁される。その結果、ロータ３を軸線Ｌ回りに回転させることができる。

ロータ３の回転に伴って、シャフト１０も軸線Ｌ回りに回転するので、シャフト１０の一端側に固定された駆動歯車１２２も同様に回転する。この駆動歯車１２２の回転によって、噛合されている各中間歯車１２３、１２４、１２５、１２６も次々と軸部材１３０を中心に回転し、所定の回転数に減速された後、送りねじ軸１２０の被動歯車１２０ｂを回転させる。これにより、ねじ部１２０ａが軸線Ｌ２回りに所定の回転数で回転する。

また、ねじ部１２０ａに螺合している一方の凸部１１６のナット部１１６ｂは、送りねじ軸１２０の回転に伴って、軸線Ｌ２方向に沿って移動する。これにより、一方の凸部１１６に固定されているレンズ体１０１全体が、一対のガイド軸１１８、１１９に沿って軸線Ｌ２方向、即ち、光軸Ｌ１方向に移動する。その結果、レンズホルダ部１１５で固定しているレンズＲを撮像素子１０３に接近させることができ、ズームを行うことができる。
従って、使用者は、被写体をズームした状態で撮像することができる。
なお、ズームを行う場合を説明したが、ロータ３の回転方向をかえることで、レンズ体１０１を撮像素子１０３から離間させたり、接近させたりすることができ、合焦を自由に行うことができる。

特に、本実施形態のステッピングモータ１は、コイル巻線をボビンの外周に巻き付けた従来の励磁コイルを利用するものとは異なり、予め環状に形成された空芯コイル１５を励磁コイルとして利用しているので、従来ボビンが占有していたスペースを、空芯コイル１５用のスペースに当てることができる。そのため、全体のサイズを変えずに、コイル体積を増大することができる。その結果、コイルの起磁力も増大してトルク性能を向上することができる。

また、空芯コイル１５の巻線端末は、第１及び第２のヨークユニット４、５にそれぞれ固定されたコイルリード端子７の外部接続端子６に接続されているので、ボビンがなくても確実且つ容易に回路部品等の外部部品と電気的に接続することができる。よって、特別な接続手段を用いる必要がなく、従来と同様に使用することができる。
また、ハウジングを利用するタイプではなく、外ヨーク１６と、内ヨーク１７と、空芯コイル１５とを組み合わせる構成であるので、組み立てが容易となる。即ち、予め第１のヨークユニット４（Ａ相ステータ）及び第２のヨークユニット５（Ｂ相ステータ）をそれぞれ別個に組み立てた後、各ヨークユニット４、５をハウジング内に組み込む構成ではなく、上述したように、一連の流れの中で次々と順番に各構成品部品を組み合わせることができる。よって、組み立てが容易であると共に、精度良く組み立て易い。また、ハウジングが不要であるので、より小型化を図ることができる。

また、両ヨークユニット４、５の外ヨーク１６と、一対のプレート８、９とを溶接により確実に接合していると共に、コイルリード端子７に関しても金属板２２を有しているので、溶接で両ヨークユニット４、５に対して確実に接合することができる。よって、全体の組み立て状態をより強固にすることができ、品質の信頼性を向上することができる。

また、組み立てを行う際に、ヨーク位置決め手段２０により、外ヨーク１６の磁極歯１６ａと、内ヨーク１７の磁極歯１７ａとが、非接触状態で円周方向Ｒに向けて確実に交互に等間隔で並ぶように位置決めした状態で、内ヨーク１７と外ヨーク１６とを組み合わせることができる。このことからも、組み立て精度を向上することができる。よって、無駄な磁気漏洩が減少し、トルク性能を向上することができる。
同様に、端子位置決め手段２１により、第１及び第２のヨークユニット４、５に対して、コイルリード端子７を位置決めできるので、空芯コイル１５の巻線端末を、確実に外部接続端子６に接続することができる。よって、組み立て精度を向上することができると共に、品質の向上化を図ることができる。

また、本実施形態のカメラ付き携帯電話器１００によれば、上述したように、従来と比較して大きさが変わらずにトルク性能が向上したステッピングモータ１を有しているので、携帯電話器自身の大きさを変えずに、ズームやフォーカス等をより容易且つ滑らかな動作で行うことができ、性能及び信頼性を向上することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、電子機器としてカメラ付き携帯電話器を例にして説明したが、この場合に限られるものではない。例えば、デジタルカメラ等でも構わない。
また、上記実施形態では、単に外ヨーク内に空芯コイルを収納し、内ヨークで外ヨークに蓋をするような構成であったが、更に外ヨークの切り欠き部からワニス等の液体の絶縁剤を含浸させる。
こうすることで、外ヨークと空芯コイルと内ヨークとを絶縁剤により一体的に固定できるので、第１及び第２のヨークユニット単体をより強固に組み立てることができる。よって、強度増加を図ることができ、品質の向上化を図ることができる。

また、上記実施形態では、金属板を有するコイルリード端子を用いて、溶接により第１及び第２のヨークユニットに接合したが、この場合に限られず、金属板を有しない樹脂性のコイルリード端子を、接着により固定しても構わない。但し、強固に固定できる点から、上記実施形態のように金属板を有するコイルリード端子を、溶接で固定する方法がより好ましい。

また、上記実施形態では、外部接続端子を有する電気接続部材としてコイルリード端子を利用したが、ステッピングモータを電子機器に内蔵する場合には、電気接続部材として、電子機器に通常用いられるプリント基板を利用しても構わない。

また、上記実施形態では、ロータの磁極の数を８とし、各ヨークユニットの磁極歯を４つずつ設けた構成にしたが、この場合に限られず、ロータの磁極の数を４、６又は１０等、ヨークの磁極歯の数を２、３又は５等に適時変更して構わない。

本発明に係るステッピングモータを有する電子機器の一実施形態を示す断面図である。 図１に示すステッピングモータの一実施形態を示す断面図である。 図２に示すステッピングモータの分解斜視図である。 図２に示すステッピングモータのコイルリード端子の斜視図である。 図４に示すコイルリードの上面図である。 従来のハウジングを有するステッピングモータの一例を示す断面図である。 図６に示すステッピングモータの励磁コイルを構成するボビンの斜視図である。

符号の説明

Ｌ 軸線
Ｌ１ 光軸
１ ステッピングモータ
２ 永久磁石
３ ロータ
４ 第１のヨークユニット（Ａ相ステータ）
５ 第２のヨークユニット（Ｂ相ステータ）
６ 外部接続端子
７ コイルリード端子（電気接続部材）
８、９ 一対のプレート（一対の蓋部材）
１５ 空芯コイル
１６ 外ヨーク
１６ａ 外ヨークの磁極歯
１７ 内ヨーク
１７ａ 内ヨークの磁極歯
２０ ヨーク位置決め手段
２１ 端子位置決め手段（接続部材位置決め手段）
２２ 金属板（金属部材）
１００ カメラ付き携帯電話器（電子機器）
１０１ レンズ体
１０２ レンズ駆動手段
１０３ 撮像素子
１０４ カメラモジュール

Claims (7)

1. 円周方向に多極磁化された円筒状の永久磁石を有するロータと、
   該ロータの周囲を囲んだ状態で、ロータの軸線方向に互いに重なるように配された環状の第１及び第２のヨークユニットと、
   該第１及び第２のヨークユニットにそれぞれ固定され、外部接続端子を有する樹脂性材料からなる電気接続部材と、
   前記第１及び第２のヨークユニットを、前記軸線方向に沿って両側から挟み込むと共に、前記ロータを軸線回りに回転可能に支持する一対の蓋部材とを備え、
   前記第１及び第２のヨークユニットはそれぞれ、表面が絶縁状態とされた環状の空芯コイルと、該空芯コイルを内部に収納すると共に、空芯コイルの円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯を有する外ヨークと、空芯コイルの円周方向に一定の間隔を空けて複数形成された磁極歯を有し、該磁極歯が外ヨークの磁極歯に対して非接触状態で交互に等間隔で並ぶように外ヨークに組み合わされる内ヨークとを有し、
   前記空芯コイルの巻線端末が、前記外部接続端子に電気的接続されていることを特徴とするステッピングモータ。
2. 請求項１に記載のステッピングモータにおいて、
   前記外ヨーク、前記空芯コイル及び前記内ヨークは、絶縁剤により一体的に固定されていることを特徴とするステッピングモータ。
3. 請求項１又は２に記載のステッピングモータにおいて、
   前記電気接続部材は、少なくとも前記第１及び第２のヨークユニットに接触する領域に、非磁性の金属部材を有していることを特徴とするステッピングモータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のステッピングモータにおいて、
   前記内ヨークを前記外ヨークに組み合わせる際に、内ヨークと外ヨークとを位置決めさせるヨーク位置決め手段を備えていることを特徴とするステッピングモータ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のステッピングモータにおいて、
   前記第１及び第２のヨークユニットに対して前記電気接続部材を位置決めさせる接続部材位置決め手段を備えていることを特徴とするステッピングモータ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のステッピングモータを有することを特徴とする電子機器。
7. 請求項６に記載の電子機器において、
   光軸に沿って移動可能に配されたレンズ体と、
   前記ロータの回転に伴って前記レンズ体を前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
   前記光軸上に配された撮像素子とを有するカメラモジュールを備えていることを特徴とする電子機器。
   
   

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