JP2008141931A - ステッピングモータ、電子機器、コイルブロック - 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、ヨークの絶縁処理が不要であり、空芯コイルのヨークへの組付け性に優れ、しかも、組立て時の作業効率を低下させることなく、端子の出張りを含めたモータ全体の小型化を図る。
【解決手段】第１及び第２のステータ４，５は、それぞれ、環状の空芯コイル１５と、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１６aを有する外ヨーク１６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１７aを有する内ヨーク１７と、空芯コイルに取り付けられて空芯コイルから延びる巻線の端末と接続される端末処理部材１８とを有する。端末処理部材は、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に、空芯コイルから延びる巻線の端末と外部回路とを電気的に接続する導電部１９が形成されて構成される。
【選択図】図４

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、該ステッピングモータを有する電子機器、ステッピングモータの構成部分であるコイルブロック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等が知られている。
ところで、前記特許文献１に記載されている従来のステッピングモータでは、樹脂性材料から形成されたボビンにコイル巻線を巻きつけて励磁コイルを構成しているので、ヨークで囲まれた励磁コイルの断面的収容スペースの内、ボビン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。つまり、ボビンが占めるスペース部分、コイル体積が減少してしまい強いトルクが得られない、あるいは逆に同じトルクを得ようとすると大型化してしまう問題があった。

このため、近年のステッピングモータでは、例えば、特許文献２に記載されたように、ボビンを有しない空芯コイルを用いたステータを備えるものが提案されている。
すなわち、特許文献２に記載されたステッピングモータは、ヨークに端子ピンを一体に形成しておき、空芯コイルをヨークに組み付けた後に、空芯コイルの巻線の端末を端子ピンに接続している。
一方、近年のステッピングモータでは、外部への電気的接続のための端子部を含めたモータ全体の小型化の要求がより強くなってきており、このため、例えば、特許文献３には、コイル巻線の端末に直接フレキシブル基板を接続したステッピングモータが提案されている。
特開２００４−２８９９６１号公報 特開２００４−１１２９８５号公報 特開２００６−１９１７２４号公報

ところで、上記特許文献２の図２に記載された従来のステッピングモータにあっては、ボビンを有しないため、その分大きなコイル体積を確保できるものの、ヨークと端子ピンとの間で電気的絶縁をとる必要があり、その電気的絶縁のための工数が増える問題があった。
また、上記特許文献２の図３には、ヨークにコイル巻線を直接巻き付ける代わりに、空芯コイルを別箇所で予め作製しておき、この別箇所で作製した空芯コイルをヨークに組み付け、その後、巻線端末を端子ピンに巻き付けたステッピングモータの例が示されている。
しかしながら、このように空芯コイルを予め作製しておき、その後ヨークに組み付ける形式のステッピングモータでは、空芯コイルをヨークに組み付けた後に、コイル用巻線の端末を端子ピンに接続する処理が必要になり、組立工数が増す問題があった。また、空芯コイルを製造した後ヨークに組み付けるまで、空芯コイルから延びる巻線の端末が固定されておらず自由に動いてしまうため、空芯コイルの取り扱いが難しく、ヨークへの組付け時に、コイル巻線の端末を断線させてしまうおそれもあった。
また、上記特許文献３に記載されたステッピングモータにあっては、モータの主要部を組み立てた後、この組み立てたモータの主要部にフレキシブル基板を係合させ、その後、コイル巻線の端末をダミーピンからはずしてフレキシブル基板の導電部にハンダ付けする作業を行わなければならず、モータの主要部を組み立てた後の狭い空間での作業を強いられること、コイル巻線の端末のダミーピンへの仮組付け並びに取り外しを行わなければならないことから、作業効率が悪いという問題があった。

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、ヨークの絶縁処理が不要であり、空芯コイルのヨークへの組付け性に優れ、しかも、組立て時の作業効率を低下させることなく、端子の出張りを含めたモータ全体の小型化を図ることができる、ステッピングモータ、電子機器、コイルブロックを提供することである。

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隣接するように配された環状の第１及び第２のステータとを備え、前記第１及び第２のステータは、それぞれ、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、該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、前記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配置される内ヨークと、前記空芯コイルに取り付けられて該空芯コイルから延びる巻線の端末と接続される端末処理部材とを有し、前記端末処理部材は、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に、空芯コイルから延びる巻線の端末と外部回路とを電気的に接続する導電部が形成された構成であることを特徴とする。

上記ステッピングモータによれば、第１及び第２のステータをボビンを有さず空芯コイルを用いて構成しているため、ステータ全体の大きさを変えることなく、より大きなコイル体積を確保することができる。
また、空芯コイルから延びる巻線の端末を、端末処理部材に電気的に接続させて端末処理を行っているので、空芯コイルに端末処理部材を取り付けた後は、コイル用巻線の端末が自由に動くことがなく、空芯コイルのヨークへの組付け時に断線等がなく、組付け性の向上並びに信頼性の向上が図れる。また、ヨークとは別に端末処理部材を設けているので、ヨークに端子ピンを設けるときのように、ヨークに対して電気的な絶縁処理を施すことが不要になる。

また、端末処理部材が可撓性を有する基板により構成されていて変形自在であるため、外部回路と接続する際の自由度が増す。つまり、基板の外部回路との電気的接続部である導電部を自由な位置、例えばモータの側面、底面等の位置に配置することができる。また、基板は端子ピンに比べて外方へ出っ張ることがなく、この点からモータの小型化を図ることができる。
加えて、端末処理部材を予め空芯コイルに取り付けるので、モータ主要部を組み付けた後に端末処理部材にコイル巻線端末を電気的に接続する構造に比べて、狭い空間での作業を強いられることがなく、また、コイル巻線の端末のダミーピンへの仮組付け並びに取り外し作業が不要になり、作業効率が向上する。

上記ステッピングモータでは、前記端末処理部材は、前記空芯コイルの一端に取り付けられるリング板状の基部と、該基部から延びる端末処理本体部とを有し、前記端末処理本体部に前記導電部が形成されていることが望ましい。
これにより、端末処理部材を空芯コイルに取り付けるにあたり、リング板状の基部を空芯コイルの一端に面接触させた状態で固定することができ、例えば、端末処理部材を空芯コイルの側面に組み付ける場合に比べて、端末処理部材の強固な固定が実現でき、また、組付け作業性に優れ、しかもモータトルクの低下を来たすこともない。

本発明のステッピングモータでは、前記端末処理本体部は、前記第１または第２のステータの外周面に沿うように折り曲げられていることが望ましい。
これにより、基板がモータの側面から外方へ出っ張ることがなく、より一層の小型化を図ることができる。

本発明のステッピングモータでは、前記端子処理本体部の折曲部に切欠部が設けられていることが望ましい。
これにより、モータの外形に沿うよう、端子処理部本体部を定められた位置で正確に折り曲げることができ、作業性の向上が図れる。
ここで、切欠部としては、端末処理部材の両側に設けられた半円状あるいは多角形状の欠損部や、折り曲げ箇所の中間部分に設けられた円状、長孔部、あるいは長方形状の欠損部が挙げられる。

本発明のステッピングモータでは、前記端末処理部材に、前記外ヨークと前記内ヨークの内少なくとも一方に係合して当該端末処理部材と前記外ヨークまたは前記内ヨークとの相対的な位置決めを行う位置決め部が設けられていることが好ましい。
これにより、端末処理部材に外ヨークまたは内ヨークとの相対的な位置決めを行う位置決め部が設けられているので、特別な部品を用いることなく、端末処理部材が取り付けられる空芯コイルとヨークとの位置決めが行える。

本発明の電子機器は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のステッピングモータを備えることを特徴とする。
本発明の電子機器によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載のステッピングモータと同様な効果を奏する。

本発明のコイルブロックは、環状の空芯コイルと、該空芯コイルの内側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を有するヨークと、前記空芯コイルに取り付けられて該空芯コイルから延びる巻線の端末と接続される端末処理部材とを有し、前記端末処理部材は、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に、空芯コイルから延びる巻線の端末と電気的に接続されるとともに外部回路と電気的に接続される導電部が形成された構成であることを特徴とする。

上記コイルブロックでは、環状の空芯コイルと、該空芯コイルの内側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を有する内ヨークと、前記空芯コイルに取り付けられて、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に空芯コイルから延びる巻線の端末と電気的に接続されるとともに外部回路と電気的に接続される導電部が形成されてなる端末処理部材とを有して形成され、これらが一体となって、前記第１及び第２のステータの基礎構造をなしているので、ステッピングモータへの組付け性に優れ、かつ外部回路との配線時の自由度を有する面で優れる。

本発明によれば、ボビンを有さず空芯コイルを用いて構成しているため、ステータ全体の大きさを変えることなく、より大きなコイル体積を確保することができる。また、空芯コイルから延びる巻線の端末を、端末処理部材に電気的に接続させて端末処理を行っているので、ヨークに端子ピンを設けるときのように、ヨークに対して電気的な絶縁処理を施すことが不要になり、また、巻線の端末が自由に動くことがないので、空芯コイルのヨークへの組付け時に断線や被覆の剥離等がなく、組付け性の向上並びに信頼性の向上が図れる。また、端末処理部材が可撓性を有する基板から構成されて変形自在であるため、外部回路と接続する際の自由度が増し、かつモータの小型化を図ることもできる。

以下、本発明に係るステッピングモータ、電子機器、コイルブロック及びコイルブロックの製造方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る電子機器の一例であるカメラ付き携帯電話を示す断面図、図２は、カメラ付き携帯電話で使用されているステッピングモータの外形図、図３は同ステッピングモータの断面図、図４は同ステッピングモータの分解斜視図である。
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。

前記ステッピングモータ１は、図２〜図４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方向に互いに隣接するように配された環状の第１のステータ４及び第２のステータ５と、第１及び第２のステータ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。

前記永久磁石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。

前記第１のステータ４及び第２のステータ５は、共にほぼ同一構成とされ、しかもシャフト１０の軸線方向に対しても同じ方向となるように配置されている。よって、ここでは、第１のステータ４について詳細に説明し、第２のステータ５の構成要素については、第１のステータ４で使用されている構成要素と同一のものであれば、同一の符号を付してその説明を省略する。

この第１のステータ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、空芯コイル１５に取り付けられてこの空芯コイル１５から延びる巻線の端末と接続される端末処理部材１８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用巻線が渦巻いて成形されたものである。なお、空芯コイル１５は、後述するように、内ヨーク１７に端末処理部材１８が取り付けられた状態で、磁極歯１７ａの周りに、コイル用巻線が巻きつけられて成型される場合もある。
また、空芯コイル１５の表面は、コイル用巻線の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、前記軸線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度折り曲げられた前記磁極歯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および端末処理部材１８を重ね合わせた状態で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に対して端末処理部材１８を位置決めさせる切欠き部１６ｅが形成されている。

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、前記背面部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度折り曲げられた前記磁極歯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、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。

端末処理部材１８は、図５及び図６に示すように、空芯コイル１５の一端に接着剤等の適宜固定手段によって取り付けられるリング板状の基部１８ａと、基部１８ａから延びる端末処理本体部１８ｂとを有する。
端末処理部材１８のリング板状の基部１８ａの内周部には、複数の突起１８ｃが基部１８ａの円周方向に間隔をあけて形成されている。これら突起１８ｃは、図６に示すように、端末処理部材１８が空芯コイル１５の一端に取り付けられた状態で空芯コイル１５ごと、外ヨーク１６と内ヨーク１７との間に組み付けられるときに、外ヨーク１６の磁極歯１６ａの先端部の両側並びに内ヨーク１７の磁極歯１７ａの基端部の両側にそれぞれ係合される。つまり、これら突起１８ｃは、磁極歯１６ａ、１７ａを介して外ヨーク１６及び内ヨーク１７の端末処理部材１８に対する主に円周方向Ｒの相対的な位置決めを行う位置決め部を構成している。そして、外ヨーク１６及び内ヨーク１７の磁極歯１６ａ、１７ａに、端末処理部材１８の突起１８ｃが前述したように係合されたときに、磁極歯１６ａ、１７ａは、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。

端末処理部材１８は、電気的絶縁性と可撓性を有する例えばポリイミド樹脂から製作されるものであって、前記端末処理本体部１８ｂには、空芯コイルから延びる巻線の端末と外部回路とを電気的に接続する導電性パット（導電部）１９が形成されている。

また、端末処理部材１８は、図３、１０に示すように適宜位置を折り曲げて使用される場合と、図９に示すようにそのまま延ばして使用される場合がある。適宜位置を折り曲げて使用される場合には、予め、折り曲げようとする位置である折曲部に切欠部１８ｄが設けられるのが好ましい。切欠部１８ｄとしては、ここで、切欠部１８ｄとしては、図５に示すように端末処理部材１８の両側に設けられた半円状の欠損部や多角形状の欠損部、あるいは、折り曲げ箇所の中間部分に設けられた円状、長孔部、あるいは長方形状の欠損部であってもよい。この際、端末処理部材１８はステータ４，５の側面に沿って接着される。

このように構成されたＡ相ステータとなる第１のステータ４と、Ｂ相ステータとなる第２のステータ５とは、互いに内ヨーク１７のリング部１７ｂ同士を面接触させた状態で隣接するように配置されて、例えば溶接あるいは接着材を用いた接着等適宜固定手段で接合されている。この際、軸線Ｌ方向に対して、第１のステータ４の、外ヨーク１６の磁極歯１６ａと、第２のステータ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。

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のステータ４、５を両側から挟み込んだ状態で、溶接により各ステータ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。

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が構成されている。
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前記撮像素子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、前記制御部は、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。
前記中間歯車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、前記伝動機構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。

ここで、前記ステッピングモータの構成部分である、前記空芯コイル１５、内ヨーク１７及び端末処理部材１８からなるコイルブロック２０の製造方法の一例について、図７及び図８を参照して説明する。
図７に示すように、まず、円板状の基板２２ａとこの基板２２ａ上に同心状に配置された円柱部２２ｂとからなるコイル巻回用治具２２に、内ヨーク１７をリング部１７ｂが下側となるように同心状にセットする。ここで、内ヨーク１７がコイル巻回用治具２２に対して相対回転しないよう、両者を例えば両面接着テープや接着剤等を用いて固定するのが好ましい。次に、端末処理部材１８を、上方位置にて、突起１８ｃが内ヨーク１７の磁極歯１７ａの基端両側に位置するように位置合わせし、この状態で当該端末処理部材１８を下方へ下げて、その下面をリング部１７ｂに当接させる。図７はこの状態を表している。
このとき、突起１８ｃが内ヨーク１７の磁極歯１７ａの基端部に係合するので、端末処理部材１８と内ヨーク１７との相対回転が規制される。

この状態で、コイル用巻線の巻き始めとなる一端側を、例えばコイル巻回用治具２２に接着剤を介して固定する等の適宜固定手段で固定した後、該コイル用巻線を、内ヨーク１７をボビンの代わりに用いて内ヨークの磁極歯１７ａの周りに巻回し、空芯コイル１５を形成する。そして、空芯コイル１５への巻線の巻回が終わった時点で、空芯コイルの巻き始めの一端側の固定を解き、この解いた巻き始めの一端側と巻き終わりの他端側とを、端末処理本体部１８ｂの導電性パット１９にハンダ等の電気的な接続手段で接続する。
これにより、図８に示す、空芯コイル１５、内ヨーク１７及び端末処理部材１８が一体になったコイルブロック２０を製造することができる。
なお、上述の説明は、コイルブロック２０の製造方法のあくまで一例であって、他の製造方法、例えば、空芯コイル１５を内ヨーク１７とは別に製造し、この別途製造した空芯コイル１５に端末処理部材１８を取り付けた後、この空芯コイル１５を内ヨーク１７に取り付けても良い。

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に一方向の電流を流すと、第１及び第２のステータ４、５の各磁極歯１６ａ、１７ａがＮ極、Ｓ極に励磁される。また、各空芯コイル１５に他方向の電流を流すと、第１及び第２のステータ４、５の各磁極歯１６ａ、１７ａがＳ極、Ｎ極に励磁される。そして、第１、第２のステータ４、５の空芯コイル１５へ電流を流すか否か、また、電流を流すときその方向を規制することにより、ロータ３を軸線Ｌ回りに任意に正回転あるいは逆回転させることができる。

例えば、ロータ３を正回転させる場合には、その回転に伴って、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を逆回転させることで、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、コイル用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の巻線の端末を、当該空芯コイル１５に取り付けた端末処理部材１８の導電性パット１９に接続して端末処理を行っているので、端末処理部材取り付けけられた空芯コイル１５を別箇所で作成し、これを移動させてヨーク１６、１７内に組み付ける場合であっても、コイル用巻線の端末が自由に動くことがなく、空芯コイルのヨークへの組付け性に優れる。また、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、外ヨーク１６を案内する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り、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、ヨーク１６，１７とは別に端末処理部材１８を設けているので、例えば、内ヨーク１７に端子ピンを設けるときのように、内ヨークに対して電気的な絶縁処理を施すことが不要になる。また、端末処理部材１８に突起１８ｃを設け、この突起１８ｃによって外ヨーク１６および内ヨーク１７との相対的な位置決めを行うので、特別な部品を用いることなく、端末処理部材１８が取り付けられる空芯コイル１５と外ヨーク１６および内ヨーク１７との位置決めが行える。

また、前述したように、突起１８ｃによって外ヨーク１６および内ヨーク１７との相対的な位置決めを行っているので、それらを組み立てる際に、端末処理部材１８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することができる。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、トルク性能を向上させることができる。

さらに、端末処理部材１８を可撓性を有する基板により構成されていて変形自在であるため、外部回路と接続する際の自由度が増す。つまり、基板の外部回路との電気的接続部である導電部を自由な位置、例えば図３に示すようにモータの側面や、底面等の位置に配置することができる。また、基板は端子ピンに比べて外方へ出っ張ることがなく、この点からモータの小型化を図ることができる。
加えて、端末処理部材１８を予め空芯コイル１５に取り付けるので、モータ主要部を組み付けた後に端末処理部材１８にコイル巻線端末を電気的に接続する構造に比べて、狭い空間での作業を強いられることがなく、また、コイル巻線の端末のダミーピンへの仮組付け並びに取り外し作業が不要になり、作業効率が向上する。

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前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、前記実施形態では、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、前記実施形態では、単に外ヨーク１６内に空芯コイル１５を収納し、内ヨーク１７で外ヨーク１６に蓋をするような構成であったが、更に外ヨーク１６の切欠き部１６eからワニス等の液体の絶縁剤を含浸させることもできる。
こうすることで、外ヨーク１６と空芯コイル１５と内ヨーク１７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のステータ４，５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、前記図３に示す実施形態では、端末処理部材１８をモータの外形に沿うように折り曲げて使用しているが、これに限られることなく、図９に示すように、端末処理部材の可撓性を利用して、延ばしたまま自由に変形させて使用することもできる。
また、図１０に示すように、基板を２度にわたって折り曲げ、導電性パット１９を、モータの底部に配置することもできる。

また、前記実施形態では、ロータの磁極の数を８とし、各ステータの磁極歯を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。
また、前記実施形態では、端末処理部材１８に設けた突起１８ｃを、外ヨーク１６および内ヨーク１７の磁極歯１６ａ、１７ａに係合させることによって、それら両ヨーク１６、ヨーク１７を位置決めしているが、これに限られることなく、いずれか一方のヨークに係合させてそれのみを位置決めていても良い。

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斜視図である。 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で用いられる空芯コイルに端末処理部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 空芯コイルを、外ヨークと内ヨーク内に組付けた状態を示す斜視図である。 図２に示すステッピングモータで用いられるコイルブロックの製造方法を説明する工程図である。 図２に示すステッピングモータで用いられるコイルブロックの製造方法を説明する工程図である。 ステッピングモータの他の実施形態を示す斜視図である。 ステッピングモータの他の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ ステッピングモータ
２ 永久磁石
３ ロータ
４ 第１のステータ（Ａ相ステータ）
５ 第２のステータ（Ｂ相ステータ）
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
１８ 端末処理部材
１８ａ 基部
１８ｂ 端末処理本体部
１８ｃ 突起（位置決め部）
１８ｄ 切欠部
１９ 導電性パット
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隣接するように配された環状の第１及び第２のステータとを備え、
   前記第１及び第２のステータは、それぞれ、
   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、該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、
   前記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配置される内ヨークと、
   前記空芯コイルに取り付けられて該空芯コイルから延びる巻線の端末と接続される端末処理部材とを有し、
   前記端末処理部材は、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に、空芯コイルから延びる巻線の端末と外部回路とを電気的に接続する導電部が形成された構成であることを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記端末処理部材は、前記空芯コイルの一端に取り付けられるリング板状の基部と、該基部から延びる端末処理本体部とを有し、
   前記端末処理本体部に前記導電部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
3. 前記端末処理本体部は、前記第１または第２のステータの外周面に沿うように折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ。
4. 前記端子処理本体部の折曲部に切欠部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のステッピングモータ。
5. 前記端末処理部材に、前記外ヨークと前記内ヨークの内少なくとも一方に係合して前記端末処理部材と前記外ヨークまたは前記内ヨークとの相対的な位置決めを行う位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のステッピングモータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のステッピングモータを備えた電子機器。
7. 環状の空芯コイルと、
   該空芯コイルの内側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を有するヨークと、
   前記空芯コイルに取り付けられて該空芯コイルから延びる巻線の端末と接続される端末処理部材とを有し、
   前記端末処理部材は、電気的絶縁性と可撓性を有する基板に、空芯コイルから延びる巻線の端末と外部回路とを電気的に接続する導電部が形成された構成であることを特徴とするコイルブロック。

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