JP2515195Y2 - 偏平ロータ形直線出力ｐｍステップモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は偏平ロータ形PMステップモータに関し、特に
直接直線出力を得る事ができる構造を有する偏平ロータ
形PMステップモータに関する。

〔従来の技術〕

第８図は従来の偏平ロータ形PMステップモータの模式
的断面図を示す。図示する様に、ステップモータは回転
軸方向に沿って所定の間隙を介して対向配置された一対
の固定子51及び52と、一対の固定子51及び52によって挟
持され且つ軸支された回転子53とから構成されていた。
回転子53は回転軸54とその周りに固定された円板型磁石
55とからなっている。円板型磁石55は回転軸方向に沿っ
て多極着磁されている。又、一対の固定子51及び52は同
一の内部構成を有し、例えば上側の固定子51はコイル56
とコイル56を収納するヨークケース57とこのヨークケー
ス57に係合し且つ円板型磁石55の一面に対向配置される
ヨークプレート58とから構成されている。ヨークプレー
ト58には同一平面上に配列された複数の磁極片が形成さ
れている。

かかる構成を有する偏平ロータ形PMステップモータは
回転軸方向に関して薄型化できる事及び比較的高出力回
転トルクを得る事ができる事等の利点に徴して、従来か
ら小型機器の駆動源として用いられている。例えば、ス
チルカメラやビデオカメラのズーム機構あるいは自動焦
点合わせ機構等におけるレンズ駆動源として広く利用さ
れている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、カメラ等のズーム機構あるいは自動焦点合
わせ機構においてはレンズは鏡胴に固定されており、こ
の鏡胴を光軸方向に沿って直線駆動させる必要がある。
この駆動源として、従来の偏平ロータ形PMステップモー
タを用いた場合にはその回転運動を直線運動に変換する
為の伝達機構が必要となる。この伝達機構として例えば
輪列やベルトが用いられているが騒音や振動が起こり易
く問題となっていた。又伝達機構を介して間接的にレン
ズ駆動を行なう為誤差が生じ易く正確なズーミングや自
動焦点合わせが困難であるという問題点があった。又、
従来の偏平ロータ形PMステップモータをカメラ等の光学
装置に搭載する場合には、光学装置の光軸を避けて配置
せざるを得ずスペースファクタが悪いという問題点があ
った。

〔問題点を解決する為の手段〕

上述した従来の偏平ロータ形PMステップモータの問題
点に鑑み、本考案は直接に直線出力を得る事のできる改
良された偏平ロータ形PMステップモータの構造を提供す
る事を目的とする。さらに、カメラ等の光学装置に搭載
した場合ステップモータの直線出力軸と光学装置の光学
軸を一致させる事のできる構造を有するステップモータ
を提供する事を目的とする。

上記目的を達成する為に、本考案にかかる偏平ロータ
形PMステップモータは、軸方向に所定の間隙を介して対
向配置された一対の固定子と、軸方向に着磁された複数
の磁区が形成された環状偏平形状の磁石からなり該間隙
にステップ回転可能に装着された回転子とを有してい
る。そして、一対の固定子の中央部及び環状偏平形状の
回転子の中央開口を貫通し軸方向に移動可能に直線変位
子が装着されている。加えて、該回転子の中央開口内周
部と該直線変位子の外周部との間には変換手段が配置さ
れている。この変換手段は該回転子の回転運動を該直線
変位子の直線運動に変換する様機能する。ここで、該直
線変位子は軸方向に空洞が形成されたカメラの鏡胴を構
成し、該鏡胴内に装着されたレンズが直線変位子の直線
変位に従って軸方向に移動可能であり、例えばカメラの
ズーミングや自動焦点合わせに用いられる。

好ましくは、該変換手段は回転子の中央開口内周部に
固定されたピンと、直線変位子の外周部に形成され該ピ
ンに係合するスロットから構成されている。あるいは、
該変換手段は回転子の中央開口内周部に配設されたナッ
トネジと直線変位子の外周部に配設されたボルトネジと
から構成する事もできる。

〔作用〕

上述した様に、一対の固定子の間には軸方向に多極着
磁された環状偏平形状の磁石からなる回転子がステップ
回転可能に装着されている。そして、一対の固定子及び
回転子を貫通する様に直線変位子が装入されている。こ
の直線変位子は回転を拘束されており軸方向に沿った直
線移動のみを行なう事ができる。そして、互いに対向す
る回転子の内周面と直線変位子の外周面の間に接続され
た変換手段により、回転子のステップ回転運動は直線運
動に変換されて変位子に伝達される。この結果、本考案
にかかる偏平ロータ形PMステップモータは直接に直線出
力を得る事ができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説
明する。第１図は、本考案にかかる偏平ロータ形直線出
力PMステップモータの第１の実施例を示す模式的断面図
である。図示する様に、ステップモータは軸方向に所定
の間隙を介して対向配置された一対の上側及び下側固定
子１及び２とを具備している。該間隙には環状偏平形状
の磁石からなる回転子３がステップ回転可能に装着され
ている。さらに、一対の固定子１及び２の中央部及び環
状偏平形状の回転子３の中央開口を貫通して軸方向に移
動可能に直線変位子４が装着されている。さらに、該回
転子３の中央開口内周部と該直線変位子４の外周部との
間に変換手段５が接続されており、回転子３の回転運動
を変位子４の直線運動に変換する。

第２図に回転子３の平面形状を示す。図示する様に、
回転子３は軸方向に着磁された複数の磁区31が形成され
た環状偏平形状の磁石から構成されている。各磁区は周
方向に沿ってその極性が交互に反転する様に配置されて
いる。本実施例においては、磁区は全部で12個ある。
又、回転子３の中央開口内周部32には半径方向に沿って
ピン33が植設されている。

第１図に戻って、上側固定子１及び下側固定子２の構
成を詳細に説明する。両固定子は同一の構成を有してお
り、例えば上側固定子１はコイル11と、コイル11を収納
する為のヨークケース12と、ヨークケース12の開放端側
に係合され且つ回転子３の一面にギャップを介して対向
配置されるヨークプレート13と、ヨークケース12の中央
部に装入された軸受14とから構成されている。軸受14は
例えば含油焼結磁性材料からなる円筒部材で構成されて
おり、ヨークケース12とヨークプレート13と合わせてコ
イル11から発生する磁束を導く磁気回路を構成してい
る。又軸受14の下端部は回転子３の上面に摺動的に当接
しており回転子３の軸方向移動を規制している。下側固
定子２も上側固定子１と同様の構成を有し、コイル21と
ヨークケース22とヨークプレート23と軸受24とからな
る。この軸受24も含油焼結磁性材料からなる円筒部材で
構成され、その上端は回転子３の下面部に摺動的に当接
し回転子３の軸方向移動を規制している。

第３図にヨークプレート13の平面形状を示す。図示す
る様に、ヨークプレート13は外側のヨークリング131と
内側のヨークリング132とからなる。外側ヨークリング1
31には６個の磁極片133が周方向に沿って形成されてお
り、同様に内側ヨークリング132にも６個の磁極片134が
周方向に沿って形成されている。これら磁極片133及び1
34は同一平面上においてクシ歯状に整列され、第２図に
示す回転子３に形成された12個の磁区に対応している。
さらに、外側ヨークリング131と内側ヨークリング132は
連結部135を介して連結されている。

再び第１図に戻って直線変位子４を詳細に説明する。
図示する様に、直線変位子４は軸方向に空洞の形成され
た円筒部材から構成されている。該円筒部材の内部には
例えばレンズ41が装着可能になっている。又円筒部材か
らなる直線変位子４の外周壁にはスロット42が形成され
ている。このスロット42はピン33と係合しており変換手
段５を構成する。直線変位子４は同心的に整列された一
対の軸受14及び24を貫通して装着され且つ軸受されてい
る。

第４図に直線変位子４の要部平面形状を示す。図示す
る様に、直線変位子４の外周壁43には前述したスロット
42が形成されている。このスロットはカム形状を有して
いてもよい。さらに、外周壁43には軸方向に沿って突起
した回転止め44が形成されている。この回転止め44は軸
受14の内周面において軸方向に沿って形成された長溝に
係合する様になっており、直線変位子４の回転を規制す
る。この結果、直線変位子４は軸方向に沿った直線運動
のみが可能となる。

次に第１図ないし第４図を参照して本考案にかかる偏
平ロータ形直線出力PMステップモータの第１の実施例の
動作を詳細に説明する。コイル11及びコイル21に駆動パ
ルスを通電させると、ヨークプレート13及び23の各磁極
片に磁束が発生し回転子３に形成されている各磁区に反
撥吸引力を及ぼす。この結果、回転子３は直線変位子４
の周囲をステップ回転する。この時、回転子３の内周面
32に形成されたピン33が直線変位子４の外周面に形成さ
れたスロット42に係合している為ピン33はスロット42に
案内されて相対的に移動する。この時、回転子３は軸方
向移動を規制されている為、直線変位子４が軸方向移動
を行なう。従って、回転子３のステップ回転運動は直線
変位子４の対応するステップ直線運動に変換される。こ
の結果、ステップモータは直接直線変位出力を与える事
になる。そして、本実施例においては直線変位子４は図
示しない光学装置例えばカメラのレンズ鏡胴を構成して
いる。鏡胴内に装着されたレンズ41は直線変位子４のス
テップ直線変位に従って光軸方向に変位しズーミングあ
るいは自動焦点合わせを行なう。

第５図は本考案にかかる偏平ロータ形直線出力PMステ
ップモータの第２の実施例を示す断面図である。第５図
に示す実施例は基本的に第１図に示す実施例と同一の構
造を有し、対応する部品には対応する参照番号を付して
いる。本実施例においては、直線変位子４は円筒部材で
はなく円柱部材によって構成されている。従って、本実
施例は光学装置のレンズ鏡胴として用いる事はできない
が直線駆動源として広く利用する事ができる。又、本実
施例においては変換手段５は回転子３の中央開口内周部
に配設されたナットネジ部35と直線変位子４の外周部に
形成されたボルトネジ部45とから構成されている。即
ち、ナットボルト結合により回転子３のステップ回転運
動は対応する直線変位子４のステップ直線運動に変換さ
れる。

第６図は第５図に示す実施例に用いられる直線変位子
４の要部を示す平面図である。図示する様に、円筒形変
位子４の外周面にはヘリコイドネジ部45が形成されてお
り、回転子３の内周面に形成された対応するヘリコイド
ネジ部と係合する様になっている。

第７図は回転子３の他の実施例を示す模式的断面図で
ある。この実施例においては、回転子３の中央開口部に
ボルトネジの切られたボルト部材36が嵌合している。こ
のボルト部材36は樹脂からなり回転子３を形成する環状
偏平形状の磁石に対して一体成形する事ができる。即
ち、磁石材料等の特性により、回転子の内周面に直接ボ
ルトネジを切る事が困難である場合には、第７図に示す
様な構造が採用される。

〔考案の効果〕

上述した様に、本考案によればピンスロット結合ある
いはボルトナット結合といった簡単な変換手段により、
環状偏平形状の磁石からなる回転子３の回転運動を円筒
部材等からなる直線変位子の直線運動に変換する事がで
き、ステップモータは直接に高トルクの直線出力を与え
る事ができるという効果がある。加えて、円筒部材から
なる直線変位子をカメラ等のレンズ鏡胴として用いる事
により誤差のないズーミングあるいは自動焦点合わせを
行なう事ができるという効果がある。又、種々の装置に
おいて直接直線出力駆動源として利用する事ができるの
で何ら伝達機構を介在させる必要がなくスペースファク
タを向上する事ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかるステップモータの第１の実施例
を示す模式的断面図、第２図は第１の実施例に用いる回
転子の平面図、第３図は第１の実施例に用いるヨークプ
レートの平面図、第４図は第１の実施例に用いる直線変
位子の要部平面図、第５図は本考案にかかるステップモ
ータの第２の実施例を示す模式的断面図、第６図は第２
の実施例に用いる直線変位子の要部平面図、第７図は第
２の実施例に用いる回転子の他の例を示す模式的断面
図、及び第８図は従来の偏平ロータ形PMステップモータ
の構造を示す断面図である。 １……上側固定子、２……下側固定子 ３……回転子、４……直線変位子 ５……変換手段

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に所定の間隙を介して対向配置され
   た一対の固定子と、 軸方向に着磁された複数の磁区が形成された環状偏平形
   状の磁石からなり該間隙にステップ回転可能に装着され
   た回転子と、 一対の固定子の中央部及び環状偏平形状の回転子の中央
   開口を貫通し軸方向に移動可能に装着された直線変位子
   と、 該回転子の中央開口内周部と該直線変位子の外周部との
   間に配置され該回転子の回転運動を該変位子の直線運動
   に変換する為の変換手段とから構成されるステップモー
   タであって、 該直線変位子は軸方向に沿って空洞が形成された鏡胴を
   構成し、該鏡胴内に装着されたレンズが直線変位子の直
   線変位に従って軸方向に移動可能なカメラ用のステップ
   モータ。
2. 【請求項２】該変換手段は、該回転子の中央開口内周部
   に固定されたピンと、該直線変位子の外周部に形成され
   該ピンに係合するスロットとから構成されている請求項
   １に記載のステップモータ。
3. 【請求項３】該変換手段は、該回転子の中央開口内周部
   に配設されたナットネジと該直線変位子の外周部に配設
   されたボルトネジとから構成される請求項１に記載のス
   テップモータ。