JP3517602B2 - モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超小型に構成した円筒
形状のモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の小型円筒形状のステップモータと
しては図６に示すものがある。ボビン１０１にステータ
コイル１０５が同心状に巻回され、ボビン１０１は２個
のステータヨーク１０６で軸方向から挟持固定されてお
り、かつステータヨーク１０６にはボビン１０１の内径
面円周方向にステータ歯１０６ａと１０６ｂが交互に配
置され、ケース１０３には、ステータ歯１０６ａまたは
１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が固定されステ
ータ１０２が構成されている。

【０００３】２組のケース１０３には、フランジ１１５
と軸受け１０８が固定され、他方のケース１０３には他
の軸受け１０８が固定されている。ロータ１０９はロー
タ軸１１０に固定されたロータ磁石１１１からなり、ロ
ータ磁石１１１はステータ１０２のステータヨーク１０
６ａと放射状の空隙部を形成している。そして、ロータ
軸１１０は２個の軸受け１０８の間に回転可能に支持さ
れている。

【０００４】またロータ軸１１０にはリードスクリュー
が形成されこれが不図示の雌ネジに噛み合って、該雌ネ
ジを軸方向に移動させるような機構が提案され、例えば
ビデオカメラのオートフォーカス機構に用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の小型のステップモータはロータの外周にケース１０
３、ボビン１０１、ステータコイル１０５、ステータヨ
ーク１０６が同心状に配置されているためモータの外形
寸法が大きくなってしまう欠点があった。また、ステー
タコイル１０５への通電により発生する磁束は図７に示
すように主としてステータ歯１０６ａの端面１０６ａ１
とステータ歯１０６ｂの端面１０６ｂ１とを通過するた
めロータ磁石１１１に効果的に作用しないのでモータの
出力は高くならない欠点がある。

【０００６】このような問題を解決したモータを本出願
人は特開平０９−３３１６６６に提案している。この提
案されたモータは円周方向に等分割して異なる極に交互
に着磁された永久磁石からなるロータを円筒形状に形成
し、該ロータの軸方向に第１のコイル、ロータ及び第２
のコイルを順に配置し、第１のコイルにより励磁される
第１の外側磁極及び第１の内側磁極をロータの外周面及
び内周面に対向させ、第２のコイルにより励磁される第
２の外側磁極及び第２の内側磁極をロータの外周面及び
内周面に対向させるように構成したものであり、ロータ
軸である回転軸が円筒形状の永久磁石内から取り出され
ている。

【０００７】このような構成のモータは、出力が高くモ
ータの外形寸法を小さいものとすることができるが、さ
らに上記構成でマグネットを薄くすることにより第１の
外側磁極と第１の内側磁極の間の距離及び第２の外側磁
極と第２の内側磁極の間の距離を小さくできれば磁気回
路の磁気抵抗を小さくすることができる。これによれば
第１のコイル及び第２のコイルに流す電流は少ない電流
で多くの磁束を発生させることができる。

【０００８】また、図６に示した従来のモータを出力軸
にリードスクリューを形成しこれを雌ネジに噛み合せ
て、該雌ネジを軸方向に移動させるような機構に応用す
る場合はヒステリシス差を生じないように前記出力軸あ
るいはロータ軸に軸方向に関して加圧し該出力軸あるい
はロータ軸を軸方向に片寄せさせる必要がある。この加
圧するための手段が一般的には板状スプリングでモータ
本体の後ろの端面に配置されていた。このため加圧手段
を含めたモータ全体の全長は長くなってしまいコンパク
ト性を損なってしまっていた。またロータ軸と軸受け部
との間のがたつきにより作動音が大きくなってしまう欠
点があった。

【０００９】本発明の目的は、第１に、出力が高くかつ
小型で作動音が小さいモータを提供することにある。本
発明の目的は、第２に、作動音が小さく出力が高くかつ
安定した小型のモータを提供することにある。本発明の
目的は、第３に、作動音が小さく出力が高く、小型で、
出力が安定し、組み立ても容易なモータを提供すること
にある。本発明の目的は、第４に、簡単な構成で作動音
が小さく、出力が高くかつ安定した小型のモータを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒形状に形成されるとともに少なくと
も外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁され
たマグネットを備え、該マグネットの軸方向に第１のコ
イルと前記マグネットと第２のコイルを配置し、前記第
１のコイルにより励磁され前記マグネットの外周面に対
向する第１の外側磁極部と、前記マグネットの内周面に
対向し中空柱形状の第１の内側磁極部と、前記第２のコ
イルにより励磁され前記マグネットの外周面に対向する
第２の外側磁極部と、前記マグネットの内周面に対向し
中空柱形状の第２の内側磁極部と、前記マグネットと一
体的に回転可能な回転軸と、前記第１の内側磁極部の中
空柱内部に配置されて前記回転軸をその軸方向に加圧す
る加圧手段とを備え、該加圧手段は前記回転軸の端部を
加圧するスライド部材と圧縮コイルスプリングによって
構成され、該加圧手段によって加圧される回転軸の接触
部は球面で構成され、該加圧手段は前記回転軸の球面で
構成される接触部を軸方向と所定の角度をなす方向に加
圧することを特徴とする。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明は、ま
た、円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が
周方向に分割して異なる極に交互に着磁されたマグネッ
トと前記マグネットと一体的に回転可能な回転軸と、該
マグネットの軸方向に第１のコイルと、第２のコイル
と、前記第１のコイルにより励磁され前記マグネットの
外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記マグネット
の内周面に対向し中空柱形状でありかつ該中空柱形状の
先端部に前記回転軸の回転を支持する軸受け部が形成さ
れた第１の内側磁極部と、前記第２のコイルにより励磁
された前記マグネットの外周面に対向する第２の外側磁
極部と、前記マグネットの内周面に対向する第２の内側
磁極部と、前記第１の内側磁極部の中空柱内部に配置さ
れて前記回転軸をその軸方向に加圧する加圧手段とを備
え、該加圧手段は前記回転軸の端部を加圧するスライド
部材と圧縮コイルスプリングによって構成され、該加圧
手段によって加圧される回転軸の接触部は球面で構成さ
れ、該加圧手段は前記回転軸の球面で構成される接触部
を軸方向と所定の角度をなす方向に加圧することを特徴
とする。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【実施例】図１〜図４は本発明の実施例１のステップモ
ータを示す図であり、そのうち、図１はステップモータ
の分解斜視図であり、図２はステップモータの組み立て
後の軸方向の断面図であり、図３は一部拡大図である。
図４は図２のＡ−Ａ線での断面図およびＢ−Ｂ線での断
面図である。図５は連結リングの一部断面の斜視図であ
る。

【００２２】図１〜図５において、１はロータを構成す
る円筒形状のマグネットであり、このロータであるマグ
ネット１は、その外周表面を円周方向にｎ分割して（本
実施例では１０分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁され
た着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、
１ｈ、１ｉ、１ｊとすると、この着磁部１ａ、１ｃ、１
ｅ、１ｇ、１ｉがＳ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、
１ｆ、１ｈ、１ｊがＮ極に着磁されている。また、マグ
ネット１は射出成形により形成されるプラスチックマグ
ネット材料により構成されている。これにより円筒形状
の半径方向に関しての厚さは非常に薄く構成することが
できる。

【００２３】またマグネット１には軸方向中央部に内径
が小なる嵌合部１ｗを備えている。７はロータ軸となる
出力軸でリードスクリュー部７ａが形成されており、こ
のリードスクリュー部７ａは雌ネジ（図示せず）と噛み
合って回転により雌ネジを直線移動させるものである。
この出力軸７はロータであるマグネット１の嵌合部１ｗ
に圧入にて固着されている。マグネット１は射出成形に
より成形されるプラスチックマグネットからなるため圧
入による組み立てでも割れが発生することはなくまた軸
方向中央部に内径が小なる嵌合部１ｗを備えるという複
雑な形状でも製造が容易となる。また出力軸７とマグネ
ット１は圧入で組み立ておよび固着されので組み立てが
容易で安価で製造可能となる。また出力軸７とマグネッ
ト１とでロータを構成している。

【００２４】２および３は円筒形状のコイルであり、コ
イル２および３は前記マグネット１と同心でかつ、マグ
ネット１を軸方向に挟む位置に配置され、コイル２およ
び３はその外径が前記マグネット１の外径とほぼ同じ寸
法である。

【００２５】１８および１９は軟磁性材料からなる第１
のステータおよび第２のステータで、第１のステータお
よび第２のステータの位相は１８０／ｎ度、即ち１８°
ずれて配置されこれらの第１のステータおよび第２のス
テータは外筒および中空形状の内筒からなっている。第
１のステータ１８の外筒はその先端部が第１の外側磁極
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅを形成してい
る。

【００２６】２１は第１の補助ステータで内径部２１ｆ
が第１のステータ１８の内筒１８ｆに嵌合して固着され
かつ外径部には前記第１のステータの外側磁極１８ａ、
１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対向した位相に対向
部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ部が形成さ
れている。対向部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２
１ｅ部はそれぞれがマグネット１の着磁に関して同位相
になるように３６０／ｎ度、即ち７２°ずれて形成され
ており、また第１のステータ１８の第１の外側磁極１８
ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅはそれぞれマグネ
ット１の着磁に関して同位相になるように３６０／ｎ
度、即ち７２°ずれて形成されている。第１のステータ
１８の中空柱形状の内筒１８ｆと補助ステータ２１とで
第１の内側磁極を構成している。

【００２７】第２のステータ１９の外筒はその先端部が
第２の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９
ｅを形成している。

【００２８】２２は第２の補助ステータで内径部２２ｆ
が第２のステータ１９ので内筒１９ｆに嵌合して固着さ
れかつ外径部には前記第２のステータの外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに対向した位相に
対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ部が形
成されている。対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄ、２２ｅ部はそれぞれがマグネット１の着磁に関して
同位相になるように３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度
ずれて形成されており、また第２のステータ１９の第２
の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅは
それぞれがマグネット１の着磁に関して同位相になるよ
うに３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度ずれて形成され
ている。

【００２９】第２のステータ１９の中空柱形状の内筒１
９ｆと補助ステータ２２とで第２の内側磁極を構成して
いる。

【００３０】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ及び第２のステータ１９
の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅは
切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成されて
いる。この構成によりモータの直径を最小限にしつつ磁
極の形成が可能となる。つまりもし、外側磁極を半径方
向に延びる凹凸で形成するとその分モータの直径は大き
くなってしまうのであるが、本実施例では切欠き穴と軸
と平行方向に延出する歯により外側磁極を構成している
のでモータの直径を最小限に抑えることができる。

【００３１】第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅおよび第１の内側磁極の
一部を構成する第１の補助ステータの外径部２１ａ、２
１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅはマグネットの一端側の
外周面および内周面に対向してマグネット１の一端側を
挟み込むように設けられる。

【００３２】第２のステータ１９の外側磁極１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅおよび第２の内側磁極の
一部を構成する第２の補助ステータの外径部２２ａ、２
２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅはマグネットの他端側の
外周面および内周面に対向してマグネット１の他端側を
挟み込むように設けられる。

【００３３】第１のステータ１８の外筒および内筒の間
にコイル２が設けられ、このコイル２に通電されること
により第１のステータ１８および第１の補助ヨーク２１
とが励磁される。

【００３４】第２のステータ１９の外筒および内筒の間
にコイル３が設けられ、このコイル３に通電されること
により第２のステータ１９および第２の補助ヨーク２２
とが励磁される。

【００３５】したがって、コイル２により発生する磁束
は外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅお
よび内側磁極の一部を構成する対向部２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄ、２１ｅとの間にあるロータであるマグ
ネット１を横切るので、効果的にロータであるマグネッ
トに作用しモータの出力を高める。

【００３６】前記第１の内側磁極は前記第１のコイルの
内径よりも大きな外径を有し前記第２のコイルの内径よ
りも大きな外径を有していることによりコイルの内径を
小さくコイル占有する体積を大きくしても第１の外側磁
極と第１の内側磁極の距離および第２の外側磁極と第２
の内側磁極の距離を小さく構成することが可能になる。
これによりコイル側から見た磁気抵抗は小さく構成され
るため小さな電力によっても多くの磁束を発生させるこ
とができるのでモータの出力が高まる。

【００３７】２０は非磁性材料からなる円筒形状部材と
しての連結リングであり、その詳細は図５に一部を断面
にして斜視図として示す。この連結リング２０の内側の
一端側には溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ
が設けられ、他端側には溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄ、２０ｅに対し位相を１８０／ｎ度即ち１８度ずら
した溝２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊが設け
られ、溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに第
１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄ、１８ｅを嵌合し、溝２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、
２０ｉ、２０ｊに第２のステータ１９の外側磁極１９
ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを嵌合し、これら
の部材間を接着剤により固定する。これら第１のステー
タ１８と第２のステータ１９は連結リング２０の内面側
の突出部２０ｋ、２０ｎによりある距離だけ間隔を隔て
て固定されている。

【００３８】即ち第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの先端と第２のス
テータ１９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄ、１９ｅの先端とが向き合うように配置されている。
連結リングは非磁性材料により構成したことにより第１
のステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回路上分
断できお互いの影響が及ばないようにできモータの性能
が安定する。

【００３９】２３はフレームで第２のステータ１９に固
着されている。２４は先端軸受けでフレーム２３の穴２
３ａに固着されている。前記ロータ軸７の先端部７ｂが
穴２４ｂに回転可能に嵌合している。

【００４０】２５はステータ内軸受けで第１のステータ
１８の中空柱形状の内筒１８ｆの先端部に取り付けられ
ており前記ロータ軸７の７ｃ部が回転可能に嵌合してい
る。ロータ軸７は先端軸受け２４とステータ内軸受け２
５とで回転可能に支持されていることになる。２６はス
ライド部材で第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１
８ｆの内部１８ｇに収納されている。

【００４１】２８は蓋で第１のステータ１８に固着され
圧縮コイルスプリング２７の片側の方向の位置規制をし
ている。スライド部材２６の端面にはロータ軸７の軸方
向と垂直な面に対してなす角θの傾斜面２６ａが形成さ
れている。ロータ軸７はスライド部材２６の押圧により
スラスト方向の力とラジアル方向の力を受ける構造にな
っていることになる。

【００４２】その拡大図を図３に示す。圧縮コイルスプ
リング２７は前記スライド部材２６を介してロータ軸７
の端部７ｄを軸方向に加圧している。この加圧によりロ
ータ軸７はスライド部材２６の傾斜面２６ａからの押圧
によりスラスト方向の力とラジアル方向の力を受ける。

【００４３】ロータ軸７はスラスト方向の加圧により先
端軸受け２４側に押しつけられ回転可能でありつつ軸方
向の位置に関して位置決めがされる。これによりロータ
軸７のリードスクリュー部７ａに噛み合う不図示の雌ネ
ジは直線運動の移動位置はロータ軸の回転方向等による
ヒステリシス差が生じない安定した位置どりをする運動
になる。またラジアル方向の加圧によりステータ内軸受
け２５とロータ軸７の７ｃ部とのがたつきが抑えられ作
動音が小さく抑えられる。加圧手段は本実施例では圧縮
コイルスプリング２７とスライド部材２６から構成され
ることになり、この加圧手段は第１のステータ１８の中
空柱形状の内筒１８ｆの内部１８ｇに収納されているの
でモータ本体から出っ張ることがなくモータのコンパク
ト性を全く損なわない。また圧縮コイルスプリング２７
とスライド部材２６を第１のステータ１８の中空柱形状
の内筒１８ｆの内部１８ｇに収納した後ステータ内軸受
け２５と蓋２８を第１のステータ１８に固着してしまえ
ばロータ軸受７を組み立てる前でも圧縮コイルスプリン
グ２７とスライド部材２６はステータ内軸受け２５に移
動を規制され第１のステータ１８の中空柱形状の内筒１
８ｆの内部１８ｇから飛び出してしまうことがなく組み
立て時の作業効率が向上する利点がある。

【００４４】図２はステップモータの断面図であり、図
４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２のＡ−Ａ線で
の断面図を示し、図４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）
は図２のＢ−Ｂ線での断面図を示している。図４（ａ）
と（ｅ）とが同時点の断面図であり、図４（ｂ）と
（ｆ）とが同時点の断面図であり、図４（ｃ）と（ｇ）
とが同時点の断面図であり、図４（ｄ）と（ｈ）とが同
時点の断面図である。

【００４５】次にステップモータの動作を説明する。図
４（ａ）と（ｅ）の状態からコイル２および３に通電し
て、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１
８ｃ、１８ｄ、１８ｅをＮ極とし、第１の内側磁極の一
部を構成する第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２
１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅをＳ極とし、第２のステ
ータ１９の外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、
１９ｅをＮ極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第
２の補助ヨーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄ、２２ｅをＳ極に励磁すると、ロータであるマグ
ネット１は反時計方向に１８度回転し、図４（ｂ）と
（ｆ）に示す状態になる。

【００４６】次にコイル２への通電を反転させ、第１の
ステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８
ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の内側磁極の一部を構成す
る第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の
外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＮ
極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第２の補助ヨ
ーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２
２ｅをＳ極に励磁すると、ロータであるマグネット１は
さらに反時計方向に１８度回転し、図４（ｃ）と（ｇ）
に示す状態になる。

【００４７】次にコイル３への通電を反転させ、第１の
ステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８
ｄ、１８ｅをＳ極とし、第１の内側磁極の一部を構成す
る第１の補助ヨーク２１の対向部２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅをＮ極とし、第２のステータ１９の
外側磁極１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅをＳ
極とし、第２の内側磁極の一部を構成する第２の補助ヨ
ーク２２の対向部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２
２ｅをＮ極に励磁すると、ロータであるマグネット１は
さらに反時計方向に１８度回転し、図４（ｄ）と（ｈ）
に示す状態になる。

【００４８】以後このようにコイル２および３への通電
方向を順次切り換えていくことによりロータであるマグ
ネット１は通電位相に応じた位置へと回転していくもの
である。

【００４９】ここでこのような構成のステップモータが
モータを超小型化する上で最適な構成であることについ
て述べる。ステップモータの基本構成について述べる
と、第１にマグネットを中空の円筒形状に形成している
こと、第２にマグネットの外周面を周方向にｎ分割して
異なる極に交互に着磁していること、第３にマグネット
の軸方向に第１のコイルとマグネットと第２のコイルを
順に配置していること、第４に第１、第２のコイルによ
り励磁される第１、第２のステータの外側磁極および内
側磁極をマグネットの外周面および内周面に対向させて
いること、第５に外側磁極を切欠き穴と軸と平行方向に
延出する歯により構成していること、第６にロータ軸７
の軸方向への加圧手段を中空柱形状の内筒１８ｆの内部
１８ｇに収納してモータ本体から出っ張ることをなくし
ていること、第７に前記加圧手段の端面を傾斜面にして
ロータ軸をスラスト方向とラジアル方向の両方向同時に
加圧していることである。

【００５０】このステップモータの径はマグネットの径
にステータ磁極を対向させるだけの大きさがあればよ
く、また、ステップモータの長さはマグネットの長さに
第１のコイルと第２のコイルの長さを加えただけの長さ
があれば良いことになる。このためステップモータの大
きさは、マグネットおよびコイルの径と長さによって決
まるもので、マグネットおよびコイルの径と長さをそれ
ぞれ非常に小さくすればステップモータを超小型にする
ことができるものである。

【００５１】この時マグネットおよびコイルの径と長さ
をそれぞれ非常に小さくすると、ステップモータとして
の精度を維持することが難しくなるが、これはマグネッ
トの外周面および内周面に第１、第２のステータの外側
磁極および内側磁極を対向させる単純な構造によりステ
ップモータの精度の問題を解決している。この時、マグ
ネットの外周面だけでなく、マグネットの内周面も円周
方向に分割して着磁すれば、モータの出力をさらに高め
ることができる。

【００５２】加圧手段の端面を傾斜面にしてロータ軸を
スラスト方向とラジアル方向の両方向同時に加圧してい
ることで簡単な構造で作動音を抑えつつスラスト方向の
がたつきもないようにしている。

【００５３】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方
向にｎ分割して異なる極に交互に着磁されたマグネット
を備え、該マグネットの軸方向に第１のコイルと前記マ
グネットと第２のコイルを配置し、前記第１のコイルに
より励磁される第１の外側磁極とおよび第１の内側磁極
を前記マグネットの一端側の外周面および内周面に対向
させるとともに前記第２のコイルにより励磁される第２
の外側磁極とおよび第２の内側磁極を前記マグネットの
他端側の外周面および内周面に対向させてモータを構成
したものであるから、従来とは異なる全く新規な構成の
モータとすることができ、モータを超小型化するうえで
最適な構成である。

【００５４】また、マグネットを中空の円筒形状に形成
し、この中空の円筒形状に形成されたマグネットの外周
面および内周面に第１、第２の外側磁極および内側磁極
を対向させることによりモータとして効果的な出力を得
ることができるものいである。

【００５５】またマグネット１は前記したように射出成
形により形成されるプラスチックマグネット材料により
構成されており、これにより円筒形状の半径方向に関し
ての厚さは非常に薄く構成することができる。そのため
第１のステータ１８の外側磁極１８ａ、１８ｂと内側磁
極１８ｃ、１８ｄとの距離を非常に小さくできコイル２
と第１のステータにより形成される磁気回路の磁気抵抗
は小さく構成できる。また同様に、第２のステータ１９
の外側磁極１９ａ、１９ｂと内側磁極１９ｃ、１９ｄと
の距離を非常に小さくできコイル３と第２のステータに
より形成される磁気回路の磁気抵抗は小さく構成でき
る。これにより少ない電流で多くの磁束を発生させるこ
とができモータの出力アップ、低消費電力化、コイルの
小型化が達成されることになる。

【００５６】この出力軸７はロータであるマグネット１
の嵌合部１ｅに圧入にて固着されている。マグネット１
は射出成形により成形されるプラスチックマグネットか
らなるため圧入による組み立てでも割れが発生すること
はなくまた軸方向中央部に内径が小なる嵌合部１ｅを備
えるという複雑な形状でも製造が容易となる。また出力
軸７とマグネット１は圧入で組み立ておよび固着される
ので組み立てが容易で安価で製造可能となる。

【００５７】ロータ軸７を軸方向に加圧する加圧手段に
よってロータ軸のスラスト方向とラジアル方向のがたつ
きを解消している。ロータ軸のスラスト方向のがたつき
をなくすことによりロータ軸のリードスクリュー部に噛
み合う不図示の雌ネジの直線運動の移動位置はロータ軸
の回転方向等によるヒステリシス差が生じない安定した
位置どりをする運動になる。またロータ軸のラジアル方
向のがたつきをなくすことにより作動音を小さく抑える
ことができる。その際、圧縮コイルスプリング２７とス
ライド部材２６から構成される加圧手段はステータ１８
の中空柱形状の内筒１８ｆの内部１８ｇに収納されてい
るのでモータ本体から出っ張ることがなくモータのコン
パクト性を全く損なわない。またスライド部材２６の端
面を傾斜面とし該傾斜面と当接するロータ軸の端面を球
面とすることにより非常に単純な構成でロータ軸にスラ
スト方向とラジアル方向の力を加えることができる。ま
た圧縮コイルスプリング２７とスライド部材２６を第１
のステータ１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部１８ｇ
に収納した後ステータ内軸受け２５と蓋２８を第１のス
テータ１８に固着してしまえばロータ軸７を組み立てる
前でも圧縮コイルスプリング２７とスライド部材２６は
ステータ内軸受け２５に移動を規制され第１のステータ
１８の中空柱形状の内筒１８ｆの内部１８ｇから飛び出
してしまうことがなく組み立て時の作業効率が向上する
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施例に関わるステップ
モータの分解斜視図である。

【図２】図２は図１に示すステップモータの組み立て完
成状態の断面図である。

【図３】図３は図２の一部拡大図である。

【図４】図４は図２に示すステップモータのロータの回
転動作説明図である。

【図５】図５は連結リングに一部断面の斜視図である。

【図６】図６は従来のステップモータの断面図である。

【図７】図７は従来のステップモータのステータの様子
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ マグネット ２ 第１のコイル ３ 第２のコイル ７ 出力軸 ７ａ リードスクリュー部 ７ｄ 球状端面部 １８ 第１のステータ １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ：第１の外側
磁極 １９ 第２のステータ １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ：第２の外側
磁極 ２０ 連結リング ２１ 第１の補助ヨーク ２２ 第２の補助ヨーク ２３ フレーム ２４ 先端軸受け ２５ ステータ内軸受け ２６ スライド部材 ２６ａ 傾斜面 ２７ 圧縮コイルスプリング ２８ 蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−331666（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−191632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−90753（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−271793（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−75558（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−84417（ＪＰ，Ｕ) 実公 平４−28222（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 37/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形状に形成されるとともに少なくとも
   外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
   マグネットを備え、該マグネットの軸方向に第１のコイ
   ルと前記マグネットと第２のコイルを配置し、前記第１
   のコイルにより励磁され前記マグネットの外周面に対向
   する第１の外側磁極部と、前記マグネットの内周面に対
   向し中空柱形状の第１の内側磁極部と、前記第２のコイ
   ルにより励磁され前記マグネットの外周面に対向する第
   ２の外側磁極部と、前記マグネットの内周面に対向し中
   空柱形状の第２の内側磁極部と、前記マグネットと一体
   的に回転可能な回転軸と、前記第１の内側磁極部の中空
   柱内部に配置されて前記回転軸をその軸方向に加圧する
   加圧手段とを備え、該加圧手段は前記回転軸の端部を加
   圧するスライド部材と圧縮コイルスプリングによって構
   成され、該加圧手段によって加圧される回転軸の接触部
   は球面で構成され、該加圧手段は前記回転軸の球面で構
   成される接触部を軸方向と所定の角度をなす方向に加圧
   することを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】円筒形状に形成されるとともに少なくとも
   外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁された
   マグネットと前記マグネットと一体的に回転可能な回転
   軸と、該マグネットの軸方向に第１のコイルと、第２の
   コイルと、前記第１のコイルにより励磁され前記マグネ
   ットの外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記マグ
   ネットの内周面に対向し中空柱形状でありかつ該中空柱
   形状の先端部に前記回転軸の回転を支持する軸受け部が
   形成された第１の内側磁極部と、前記第２のコイルによ
   り励磁された前記マグネットの外周面に対向する第２の
   外側磁極部と、前記マグネットの内周面に対向する第２
   の内側磁極部と、前記第１の内側磁極部の中空柱内部に
   配置されて前記回転軸をその軸方向に加圧する加圧手段
   とを備え、該加圧手段は前記回転軸の端部を加圧するス
   ライド部材と圧縮コイルスプリングによって構成され、
   該加圧手段によって加圧される回転軸の接触部は球面で
   構成され、該加圧手段は前記回転軸の球面で構成される
   接触部を軸方向と所定の角度をなす方向に加圧すること
   を特徴とするモータ。
3. 【請求項３】請求項２記載のモータにおいて、前記第１
   の内側磁極部の軸受け部は前記回転軸の軸方向への前記
   加圧手段の移動を規制可能に構成されていることを特徴
   とするモータ。
4. 【請求項４】請求項２記載のモータにおいて、前記回転
   軸は前記軸受け部とは反対側の第２の外側磁極部および
   第２の内側磁極部を越えて軸線方向に突出しており、そ
   の突出側の先端は第２の軸受け部によって軸受けされて
   おり、第２の外側磁極部および第２の内側磁極部と第２
   の軸受け部との間に外部に動力を伝達する伝達手段が設
   けられていることを特徴とするモータ。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載のモー
   タにおいて、前記加圧手段の前記回転軸の接触部への接
   触面は回転軸の軸方向の垂直な面に対して所定角度をな
   す傾斜面により構成されることを特徴とするモータ。