JP4429228B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニア駆動式のモータに適用される駆動装置に関する。

従来、カメラに装着されるレンズの光軸方向への移動、工作機械における各種機構の位置決め、自動車のスライド式シートの移動などの各種分野で、リニア駆動式のモータが使用されている。リニア駆動式のモータの第１の従来例として図１１に示す軸移動型モータがある（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、第１の従来例に係る軸移動型モータを構成示す斜視図である。

図１１において、軸移動型モータ４００は、内周面の軸方向に沿ってスパイラル（螺旋）溝が形成されたモータ軸（不図示）を有するステータ４０３と、モータ軸のスパイラル溝に係合したスクリュー部材４１１から構成されている。スクリュー部材４１１は、該スクリュー部材４１１に設けられた溝４２０と、ステータ４０３に設けられた回転止め４２１との作用により、ステータ４０３に対して回転を規制される。モータ軸の正逆回転に伴い、スクリュー部材４１１を軸方向（正方向、逆方向）に移動（正逆移動）することができる。

しかし、上記特許文献１に記載の軸移動型モータでは、スクリュー部材４１１とモータ軸が機械的に接触している構造であるため、磨耗や騒音を発生しやすく高速化しにくいという問題がある。そこで、この点に鑑みたモータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

図１２は、第２の従来例に係るモータの構成を示す斜視図である。

図１２において、モータは、スパイラル状に着磁された着磁部を外周面に有するマグネット５０１と、前記着磁部に倣って形成された磁極部５１２を内周面に有するステータ５１１から構成されている。ステータ５１１に巻回されたコイル（不図示）に対する通電を切り替えることにより、回転磁界を発生させ、ステータ５１１に形成された溝（磁極部５１２）に倣ってマグネット５０１を直進方向または回転方向に移動させることを特徴としている。

上記特許文献２に記載のモータでは、マグネット５０１をステータ５１１に対して非接触で動かすことができるため、磨耗や騒音が少なく高速化を達成できるモータを実現している。
特開平０６−０７８４９４号公報 特許第３４３４４３０号

しかしながら、上記特許文献２に記載のモータでは、ステータ５１１の内周面に、マグネット５０１の着磁部に倣って複雑な形状の磁極部５１２を形成する必要があるため、大量生産に適した加工法での製作は困難であり、低コスト化が難しいという問題があった。また、マグネット５０１の直進方向の長さは、最低でもマグネット５０１の直進移動量の長さが必要であり、直進移動量が大きい場合はマグネット５０１が長軸化していく構造であった。

マグネットを製造する際には、マグネットと同程度の長さを持ち且つマグネットの着磁部と同様の形状の磁極歯を有する着磁ヨークと、該着磁ヨークを励磁するためのコイルが必要となる。着磁ヨークは、マグネットを長軸化し直進方向に対する着磁部の角度（図１２に示すθ）を小さくしていくと、製造が困難になる。特に螺旋形状の着磁部が側面を一周以上する場合、着磁ヨークにコイルを巻回することが困難となるため、コイルの巻きむら等により着磁のばらつきが生じやすく、トルクむらの発生やコストの増大を引き起こすという問題があった。

また、モータ駆動時のマグネット５０１における力の受ける方向は、図１２に示すｆ（ｆ１とｆ２の合成）の方向である。マグネット５０１を軸方向に沿って直進させる場合、進行方向に対してはその分力であるｆ１の力が推進力となる。マグネット５０１の推進力を大きくするためには、直進方向に対する磁極部５１２の角度及びマグネット５０１の着磁部の角度（図１２に示すθ）を小さく必要がある。

しかし、直進方向に対する角度θを小さくしていくと、磁極部５１２の１極あたりの幅が狭くなり、十分な強度を確保することができなくなるために、モータの効率化が難しかった。また、上記理由により、マグネット５０１における長軸化と直進方向に対する角度θの減少とを両立することが困難であるため、モータの効率化が難しかった。更に、マグネット５０１とコイルが径方向に重なる構造であるため、小径化には不利であった。

本発明の目的は、製作が容易で且つ推進力の向上及び小径化を実現可能とした駆動装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の駆動装置は、軟磁性材料から形成され、所定の軸方向に沿って配置された少なくとも一つの螺旋形部材を有するスライダと、軟磁性材料から形成され、前記スライダを前記所定の軸方向に沿って移動可能に支持するステータと、前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第１の領域を少なくとも部分的に励磁する第１のコイルと、前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第２の領域を少なくとも部分的に励磁する第２のコイルと、前記ステータに固定され、前記第１の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第１のマグネットと、前記ステータに固定され、前記第２の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第２のマグネットとを備え、前記スライダは前記ステータの内側に配置され、前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットは、互いに同軸でありかつ前記所定の軸方向に並んでおり、前記ステータは前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットの外周に配置されることを特徴とする。
上述の目的を達成するために、請求項２記載の駆動装置は、軟磁性材料から形成され、所定の軸方向に沿って配置された少なくとも１つの螺旋形部材を有するスライダと、軟磁性材料から形成され、前記スライダを前記所定の軸方向に沿って移動可能に支持するステータと、前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第１の領域を少なくとも部分的に励磁する第１のコイルと、前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第２の領域を少なくとも部分的に励磁する第２のコイルと、前記ステータに固定され、前記第１の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第１のマグネットと、前記ステータに固定され、前記第２の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第２のマグネットとを備え、前記スライダは前記ステータの外側に配置され、前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットは、互いに同軸でありかつ前記所定の軸方向に並んでおり、前記ステータは前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットの内周に配置されることを特徴とする。

請求項１記載の駆動装置によれば、第１及び第２のマグネットがスライダの螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有するため、マグネットの軸方向長さを短縮でき、マグネットを含む駆動装置の製造が容易となる。また、マグネットの短軸化により、所定の軸方向に対するマグネットの着磁面に形成される磁極の角度を小さくすることが容易となり、駆動装置によるスライダの推進力を向上させることが可能となる。
また、コイル及びマグネットを互いに同軸でありかつ所定の軸方向に並べて配置し、ステータはコイルとマグネットの外周に配置することで、コイルに通電したときに、コイル→ステータ→スライダが回転する為に最低限必要な隙間→スライダ→マグネット→コイルという、無駄の少ない磁路を形成するので、小さくても効率の良いモータを実現することができる。
また、コイルとマグネットを軸方向と平行となるように並べて配置する構造としているため、モータの径方向の大きさを、従来例に比べて薄くすることが可能となる。
請求項２記載の駆動装置によれば、スライダはステータの外側に配置され、第１及び第２のコイルと第１及び第２のマグネットは、互いに同軸でありかつ所定の軸方向に並んでおり、ステータは第１及び第２のコイルと第１及び第２のマグネットの内周に配置されることより、さらなるマグネットの多極化及び強力化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置としてのリニア駆動式モータ（以下モータと略記する）の構成部品を示す分解斜視図である。図２は、組立完成状態のモータにおける軸方向に沿う構造を示す断面図である。

図１及び図２において、モータは、ステータヨーク１、第１のコイル２Ａ、第２のコイル２Ｂ、第１のマグネット３Ａ、第２のマグネット３Ｂ、支持バー４、スライダ５を備えている。

ステータヨーク１は、軟磁性材料から形成されると共に、概略円筒形状に構成されており、スライダ５を軸方向に移動可能に支持する。ステータヨーク１は、軸方向中央部の周方向に沿って形成された溝１３により第１の外ヨーク１１Ａと第２の外ヨーク１１Ｂに分けられている。ステータヨーク１における溝１３の両側には、外周部から径方向に延びる仕切り板１２が設けられている。仕切り板１２は、溝１３により第１の磁束伝達板１２Ａと第２の磁束伝達板１２Ｂに分けられている。尚、第１の磁束伝達板１２Ａと第２の磁束伝達板１２Ｂの連結部は、磁気干渉を防ぐために強度を失わない範囲内でなるべく薄くしておくことが望ましい。

第１のコイル２Ａは、導線が環状に巻回されたものであり、スライダ５の磁極部を励磁する。第１のコイル２Ａは、ステータヨーク１と同軸に配置され、その外径はステータヨーク１の内径に略等しい寸法に設定されている。

第２のコイル２Ｂは、導線が環状に巻回されたものであり、スライダ５の磁極部を励磁する。第２のコイル２Ｂは、第１のコイル２Ａと同形状であり、ステータヨーク１と同軸に配置され、その外径はステータヨーク１の内径に略等しい寸法に設定されている。

第１のマグネット３Ａは、円筒形状に構成されている。第１のマグネット３Ａの内周面は、スパイラル状（螺旋状）にｎ分割（本実施の形態ではｎ＝８分割）された着磁部として構成されており、該着磁部はＳ極及びＮ極が交互に着磁されている。

第２のマグネット３Ｂは、第１のマグネット３Ａと同形状であり、円筒形状に構成されている。第２のマグネット３Ｂの内周面は、スパイラル状にｎ分割（本実施の形態ではｎ＝８分割）された着磁部として構成されており、該着磁部はＳ極及びＮ極が交互に着磁されている。

支持バー４は、非磁性材料から形成されており、スライダ５の内径部に嵌合されることでスライダ５を軸方向へ移動可能に支持する。第１のコイル２Ａ、第１のマグネット３Ａ、第２のコイル２Ｂ、第２のマグネット３Ｂは、ステータヨーク１の内周部においてステータヨーク１に対して同軸に且つ軸方向に並べた状態で固定される。また、不図示の手段により支持バー４がステータヨーク１と同軸に固定されることにより、モータのステータを構成する。このとき、第１のマグネット３Ａと第２のマグネット３Ｂの位相差は後述する所定の角度に設定されている。

スライダ５は、軟磁性材料から形成されており、外周部がスパイラル状の多条ネジ形状を有する概略円筒形状に構成されている。スライダ５の軸方向の長さは、モータに求められる移動量よりも長く設定されている。スライダ５の多条ネジの条数は、第１のマグネット３Ａ（第２のマグネット３Ｂ）の極数ｎの半分に設定されている。多条ネジのそれぞれのネジ山部は、磁極部５−１、５−２、・・・５−２／ｎとして構成されている。ネジ山部の径は、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの内径よりもわずかに小さく設定され、ネジ山部の傾きは、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの着磁部の傾きと同じに設定されている。

スライダ５の内径は、支持バー４の外径に略等しい寸法に設定されている。これにより、スライダ５は、図２に示すように支持バー４を介してステータヨーク１に対して軸方向に移動（直進）可能に支持される。スライダ５が支持バー４に支持された状態で、スライダ５の磁極部５−１、５−２、・・・５−ｎ／２は、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの着磁部と対向している。

次に、上記構成を有するモータにおいてスライダ５をステータヨーク１に対して軸方向に移動させる駆動原理を説明する。

先ず、ステータヨーク１、第１のコイル２Ａ、第２のコイル２Ｂ、スライダ５により形成される磁路について図３を参照しながら説明する。

図３（ａ）は、モータの第１のコイル２Ａ及び第２のコイル２Ｂから発生した磁束の磁路を軸方向断面に沿って見た場合の断面図である。図３（ｂ）は、スライダ５を励磁した状態で且つスライダ５の側面を外側から見た場合の展開図、図３（ｃ）は、スライダ５を図３（ｂ）の状態から軸方向に移動させたときの状態で且つスライダ５の側面を外側から見た場合の展開図である。

図３（ａ）〜図３（ｃ）において、図３（ａ）に示すように、第１のコイル２Ａに通電することにより発生した磁束は、ステータヨーク１の第１の外ヨーク１１Ａ及び第１の磁束伝達板１２Ａ、スライダ５、第１のマグネット３Ａ、と一周するループを形成する。この結果、スライダ５は、第１の外ヨーク１１Ａに対向する領域Ａ１の箇所（図３（ｂ））と、第１の磁束伝達板１２Ａに対向する領域Ａ２の箇所（図３（ｂ））が、それぞれ逆の極に励磁される。尚、図３（ａ）では、第１のコイル２Ａ及び第２のコイル２Ｂの断面を導線（巻線）の集合で表している。

このとき、磁束は空隙の狭い箇所をより多く通る性質があるため、スライダ５の領域Ａ１の中でもより空隙の狭い磁極部５−１、５−２、の箇所がより強く励磁される。図３（ｂ）では、強く励磁される箇所に斜線を入れて示している。

第１のコイル２Ａに対する通電方向を切り替えることにより、スライダ５の磁極部５−１、５−２、・・・の領域Ａ１にある箇所を所望の極に励磁することができる。また、第２のコイル２Ｂに通電した場合も、第１のコイル２Ａに通電した場合と同様に、スライダ５の磁極部５−１、５−２、・・・の領域Ｂ１にある箇所を、領域Ａ１にある箇所とは独立して所望の極に励磁することができる。

尚、本実施の形態では、モータの組立の簡易化及び部品点数の削減のために、ステータヨーク１の第１の外ヨーク１１Ａと第２の外ヨーク１１Ｂを一体に構成しているが、これに限定されるものではない。第１のコイル２Ａと第２のコイル２Ｂの磁気干渉が大きい場合は、ステータヨーク１の第１の外ヨーク１１Ａと第２の外ヨーク１１Ｂを別体に構成するとよい。

図３（ｃ）の場合も図３（ｂ）の場合と同様に、第１のコイル２Ａに通電することにより発生した磁束は、第１の外ヨーク１１Ａ、第１のマグネット３Ａ、スライダ５、第１の磁束伝達板１２Ａ、と一周するループを形成する。これにより、スライダ５の空隙の狭い磁極部５−１、５−２、・・・の領域Ａ１、Ａ２の箇所が強く励磁される。その結果、図３（ｃ）の斜線で示す箇所が強く励磁されることになる。強く励磁される箇所は、図３（ｂ）の場合と比べると位相がずれている。

スライダ５における強く励磁される領域Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の軸方向の位置は、ステータヨーク１の形状、第１のコイル２Ａ及び第２のコイル２Ｂの軸方向の長さ、スライダ５の形状により決定される。スライダ５が軸方向に移動しても、領域Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は軸方向に移動することはない。スライダ５が軸方向に移動すると、各領域と磁極部５−１、５−２、・・・との位置関係が変わるため、強く励磁される箇所の位相が変化する。

次に、第１のコイル２Ａ及び第２のコイル２Ｂに通電することで励磁されたスライダ５が動いていく様子を図４及び図５を参照しながら説明する。

図４（ａ）は、スライダ５の領域Ａ１をＳ極に励磁し領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態を示す図、図４（ｂ）は、スライダ５の領域Ａ１をＮ極に励磁し領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態を示す図である。図５（ａ）は、スライダ５の領域Ａ１をＮ極に励磁し領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態を示す図、図５（ｂ）は、スライダ５の領域Ａ１をＳ極に励磁し領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態を示す図である。

図４及び図５では、励磁したスライダ５と、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂとの位置関係を示しており、スライダ５を外周部から見た展開図に、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの着磁面の展開図を重ねたものである。スライダ５の着磁部との位置関係を示すため、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの一部を破断している。また、スライダ５の領域Ａ２、領域Ｂ２の着磁は、モータの駆動には影響がないため表示を省略している。

図４及び図５において、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの着磁ピッチと、スライダ５の磁極部５−１、５−２、・・・のピッチとは等しい。また、スライダ５の山部（磁極部）は、谷部に比べて小さくしておくことが望ましい。また、第１のマグネット３Ａと第２のマグネット３Ｂの電気的な位相差は、着磁ピッチの１／４だけ離れている。

図４（ａ）は、第１のコイル２Ａに逆方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ａ１をＳ極に励磁し、第２のコイル２Ｂに逆方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態である。スライダ５の励磁された磁極部と、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂとの磁気的なバランスにより、図４（ａ）の位置でスライダ５は安定する。

図４（ｂ）は、第１のコイル２Ａに正方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ａ１をＮ極に励磁し、第２のコイル２Ｂに逆方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態である。スライダ５の励磁された磁極部と、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂとの磁気的なバランスにより、図４（ｂ）の位置でスライダ５は安定する。図４（ｂ）の位置は、図４（ａ）の位置から軸方向の着磁ピッチ（図４（ａ）に示すＰ）の１／４だけスライダ５が進んだ位置である。

図５（ａ）は、第１のコイル２Ａに正方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ａ１をＮ極に励磁し、第２のコイル２Ｂに正方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態である。図４（ａ）の位置から軸方向の着磁ピッチの２／４だけ進んだ図５（ａ）の位置でスライダ５は安定する。

図５（ｂ）は、第１のコイル２Ａに逆方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ａ１をＳ極に励磁し、第２のコイル２Ｂに正方向の通電を行うことでスライダ５の領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態である。図４（ａ）の位置から軸方向の着磁ピッチの３／４だけ進んだ図５（ｂ）の位置でスライダ５は安定する。

このように、第１のコイル２Ａと第２のコイル２Ｂに対する通電方向を順次切り替えることにより、スライダ５を軸方向の着磁ピッチの１／４ずつ、ステータヨーク１に対して軸方向に移動させることができる。

このとき、スライダ５は、磁極部５−１に直交する方向（図４（ａ）の矢印Ｆの方向）に力を受ける。この結果、スライダ５は、ステータヨーク１に対して回転運動をしながら軸方向にも移動、即ち螺旋運動を行う。必要に応じて、ステータヨーク１に回転止めを設けることにより、スライダ５を軸方向にのみ移動させることが可能である。この場合、スライダ５が力を受ける方向Ｆはスライダ５の進行方向に近い方が、モータの効率を高めることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、モータのスライダ５の磁極部を多条ネジ形状のネジ山として構成しているため、磁極部を転造などの大量生産に適した加工法で形成することができる。これにより、磁極部の製作が容易なモータを提供することが可能となる。

また、第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂの内周面を螺旋形状の着磁部として構成しているため、マグネットの直進方向の長さを直進移動量よりも小さく構成することが可能であり、マグネットの軸方向長さを短縮する短軸化を実現できる。これにより、マグネットの製造が容易なモータを提供することが可能となる。

また、上記のようにスライダ５の磁極部を多条ネジ形状のネジ山に構成することで、直進方向に対する磁極部の角度を小さくしても磁極部の強度は失われず、逆に、直進方向に対する磁極部の角度を大きくしても磁極部同士が干渉することはない。

また、上記のようにマグネットの短軸化により、直進方向に対するマグネットの着磁部の角度を大きくすることが容易である。これにより、推進力が大きい高効率化を達成したモータを提供することが可能となる。

また、上記のようにマグネットの短軸化により、直進方向に対するマグネットの着磁部の角度を小さくしても、着磁部がマグネットの側面を一周し難くなる（着磁部がマグネットの軸に直交する同心円状（帯状）に形成されることなく、適正に螺旋形状に形成される）。そのため、直進方向に対する着磁部の角度の小さなマグネットを製造することが容易である。この結果、スライダ５が受ける力の進行方向の分力を大きくすることができる。これにより、推進力が大きい高効率化を達成したモータを提供することが可能となる。

また、第１のコイル２Ａと第２のコイル２Ｂと第１のマグネット３Ａ及び第２のマグネット３Ｂを軸方向に並べて配置する構造としているため、モータの半径方向の大きさを、最低で「磁極部の厚さ＋マグネットの厚さ」とすることができる。これにより、小径化を達成したモータを提供することが可能となる。

上記のことから、製作が容易で且つ推進力が大きく小径化を実現できるモータを提供することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置としてのモータの構成部品を示す分解斜視図である。図７は、組立完成状態のモータにおける軸方向に沿う構造を示す断面図である。

図６及び図７において、モータは、第１のステータヨーク１０１Ａ、第２のステータヨーク１０１Ｂ、第１のコイル１０２Ａ、第２のコイル１０２Ｂ、第１のマグネット１０３Ａ、第２のマグネット１０３Ｂ、支持バー１０４、スライダ１０５、回転止めバー１０６を備えている。

第１のステータヨーク１０１Ａは、軟磁性材料から形成されると共に、概略円筒形状に構成されている。第１のステータヨーク１０１Ａは、第１の内ヨーク１１１Ａ、第１の磁束伝達板１１２Ａから構成されている。第２のステータヨーク１０１Ｂは、軟磁性材料から形成されると共に、第１のステータヨーク１０１Ａと同形状の概略円筒形状に構成されている。第２のステータヨーク１０１Ｂは、第１の内ヨーク１１１Ｂ、第１の磁束伝達板１１２Ｂから構成されている。

第１のコイル１０２Ａは、第１のステータヨーク１０１Ａの外周部に巻回される。第２のコイル１０２Ｂは、第２のステータヨーク１０１Ｂの外周部に巻回される。

第１のマグネット１０３Ａは、円筒形状に構成されている。第１のマグネット１０３Ａは、外周面がスパイラル状にｎ分割（本実施の形態ではｎ＝８分割）された着磁部として構成されており、該着磁部はＳ極及びＮ極が交互に着磁されている。第２のマグネット１０３Ｂは、第１のマグネット１０３Ａと同形状の円筒形状に構成されている。第２のマグネット１０３Ｂは、外周面がスパイラル状にｎ分割（本実施の形態ではｎ＝８分割）された着磁部として構成されており、該着磁部はＳ極及びＮ極が交互に着磁されている。

支持バー１０４及び回転止めバー１０６は、図７に示すように、スライダ１０５の内周部において第１のステータヨーク１０１Ａと第２のステータヨーク１０１Ｂを固定するための部品である。

スライダ１０５は、軟磁性材料から形成されると共に、円筒形状に構成されている。スライダ１０５は、内周部に多条の雌ネジの山部の形状を有する第１の磁極部１５１Ａ及び第２の磁極部１５１Ｂを備えている。第１の磁極部１５１Ａは、第１のマグネット１０３Ａに対応し、第２の磁極部１５１Ｂは、第２のマグネット１０３Ｂに対応する。多条の雌ネジの条数は、第１のマグネット１０３Ａ（第２のマグネット１０３Ｂ）の極数ｎの１／２に設定されている。また、スライダ１０５は、内周部に支持穴１５２と回転止め１５３を備えている。

図７に示すように、第１のステータヨーク１０１Ａの外周部に、第１のコイル１０２Ａと第１のマグネット１０３Ａを固定し、第２のステータヨーク１０１Ｂの外周部に、第２のコイル１０２Ｂと第２のマグネット１０３Ｂを固定する。更に、第１のステータヨーク１０１Ａと第２のステータヨーク１０１Ｂを、支持バー１０４及び回転止めバー１０６を介して固定する。これにより、モータのステータを構成する。

また、支持穴１５２に支持バー１０４を嵌合することで、スライダ１０５をステータに対して直進可能に支持する。また、回転止め１５３に回転止めバー１０６を嵌合することで、スライダ１０５がステータに対して回転することを規制している。

上記各部品の組立後、スライダ１０５の第１の磁極部１５１Ａは第１のマグネット１０３Ａの着磁部と対向し、スライダ１０５の第２の磁極部１５１Ｂは第２のマグネット１０３Ｂの着磁部と対向する。

本実施の形態では、第１のマグネット１０３Ａ及び第２のマグネット１０３Ｂの外周面に着磁する外周着磁を行っている。上記第１の実施の形態に比べてスライダ１０５が重くなってしまうが、外周着磁は内周着磁に比べて容易であるため、上記第１の実施の形態に比べてマグネットの多極化及び強力化を実現することができる。

また、第１の磁極部１５１Ａと第２の磁極部１５１Ｂを別体で構成しているため、磁気干渉が少ないという特徴がある。別体で構成する場合、第１のマグネット１０３Ａと第１の磁極部１５１Ａの位相差と、第２のマグネット１０３Ｂと第２の磁極部１５１Ｂの位相差との差は、第１のマグネット１０３Ａ、第２のマグネット１０３Ｂの着磁ピッチの１／４であればよい。第１のマグネット１０３Ａと第２のマグネット１０３Ｂの位相差、第１の磁極部１５１Ａと第２の磁極部１５１Ｂの位相差については限定しない。

また、スライダ１０５を始めとする各部品を円筒形状に構成し、円筒内部に配設する支持バー１０４及び回転止めバー１０６を小径に構成しているため、中空構造のモータを実現することができる。これにより、モータの開口部にレンズや配線を配置することが可能となり、モータによりレンズを駆動する場合に好適となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、製作が容易で且つ推進力が大きく小径化を実現できるモータを提供することが可能となる。

［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る駆動装置としてのモータの構成部品を示す分解斜視図である。図９は、組立完成状態のモータの構成を示す断面図である。

図８及び図９において、モータは、ステータ２０１、第１のコイル２０２Ａ、第２のコイル２０２Ｂ、第１のマグネット２０３Ａ、第２のマグネット２０３Ｂ、支持バー２０４、スライダ２０５を備えている。

ステータ２０１は、軟磁性材料から形成されると共に、中空の正四角柱形状に構成されている。第１のコイル２０２Ａ及び第２のコイル２０２Ｂは、それぞれ、ステータ２０１の内側に嵌合可能な中空の正四角柱形状に構成されている。第１のマグネット２０３Ａ及び第２のマグネット２０３Ｂは、それぞれ、ステータ２０１の内側に嵌合可能な中空の正四角柱形状に構成されており、内周面がスパイラル状にｎ分割され且つＳ極及びＮ極が交互に着磁された着磁部として構成されている。

支持バー２０４は、非磁性材料から形成されており、スライダ２０５の内径部に嵌合されることでスライダ２０５を軸方向へ移動可能に支持する。スライダ２０５は、軟磁性材料から形成されると共に、外周部が多条ネジ形状を有する中空の概略四角柱形状に構成されている。スライダ２０５の多条ネジのそれぞれのネジの山部は、磁極部として構成されており、ネジの山部の傾きは、第１のマグネット２０３Ａ及び第２のマグネット２０３Ｂの着磁部の傾きと同じに設定されている。

上記第１及び第２の実施の形態では、マグネットを円筒形状に構成したが、円筒形状のマグネットの場合、着磁が難しく強力な磁力を与えられないことがある。これに対し、本実施の形態では、第１のマグネット２０３Ａ及び第２のマグネット２０３Ｂを中空の正四角柱形状に構成したものである。これに伴い、ステータ２０１、第１のコイル２０２Ａ、第２のコイル２０２Ｂも中空の正四角柱形状に構成している。

図９から分かるように、本実施の形態のモータ各部の断面構造及び位置関係は、上記第１の実施の形態のモータ各部の断面構造及び位置関係と基本的に同じである。即ち、ステータ２０１の内側に、第１のコイル２０２Ａ、第２のコイル２０２Ｂ、第１のマグネット２０３Ａ、第２のマグネット２０３Ｂ、支持バー２０４、スライダ２０５を配置し、支持バー２０４によりスライダ２０５を軸方向へ移動可能に支持する構造となる。

本実施の形態では、モータを構成するマグネットは円筒形状に限らず中空の正四角柱形状でも実現可能であることが分かる。中空の正四角柱形状の第１のマグネット２０３Ａ及び第２のマグネット２０３Ｂは、平面形状（板状）のマグネットを４枚組み合わせることで実現可能である。平面形状のマグネットならば、着磁ヨークは簡単な形状となり、強力な磁石を製作しやすいという利点がある。

以上説明したように、本実施の形態によれば、製作が容易で且つ推進力が大きく小径化を実現できるモータを提供することが可能となる。

［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。

図１０において、レンズ駆動装置は、モータ、レンズ保持枠３０２、回転止め３０３を備えている。モータは、上述した第１の実施の形態のモータと同一構造であり、第１の外ヨーク１１Ａ及び第２の外ヨーク１１Ｂを有するステータヨーク１、支持バー４、スライダ５を備えている。モータの各部は上述した第１の実施の形態（図１）の対応するものと同一なので、同一符号を付し説明を省略する。

レンズ保持枠３０２は、レンズ３０１を保持する保持部３０４、回転止め３０３が係合される係合部３０５、支持バー４が挿入される挿入部３０６を備えており、スライダ５と一体的に構成されている。レンズ保持枠３０２の係合部３０５に回転止め３０３を係合させることにより、レンズ保持枠３０２と一体となったスライダ５のステータ１に対する回転を規制することができる。また、レンズ保持枠３０２の挿入部３０６にモータの支持バー４を挿入することにより、スライダ５をステータ１に対して軸方向に移動させ、レンズ３０１の位置を自由に決めることができる。即ち、レンズ保持枠３０２は、スライダ５の動作に連動して動作する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、上記構成を有するレンズ駆動装置を用いてレンズを駆動することで、上記特許文献１に記載のモータを用いる場合と比較し、磨耗や騒音をなくすことができる。また、上記特許文献２に記載のモータを用いる場合と比較し、製作が容易で且つ推進力が大きく小径化を実現できるレンズ駆動装置を提供することができる。

［他の実施の形態］
上記第１及び第３の実施の形態では、ステータを外周側に配置すると共にスライダを内周側に配置し、上記第２の実施の形態では、ステータを内周側に配置すると共にスライダを外周側に配置したが、どちらの配置形態でもよい。

上記第１の実施の形態では、第１の磁極部と第２の磁極部を一体で構成（磁極部を第１及び第２に分割せずに構成）し、上記第２の実施の形態では、第１の磁極部と第２の磁極部を別体で構成したが、どちらの構成でもよい。第１の磁極部と第２の磁極部を一体で構成した場合はモータの小型化を図ることができ、第１の磁極部と第２の磁極部を別体で構成した場合は磁気干渉を少なくすることができる。

上記第３の実施の形態では、マグネット、ステータ、コイルの各部品を中空の正四角柱形状に構成したが、各部品の形状は正四角柱形状に限定されるものではなく、正四角柱形状以外の中空の多角柱形状（四角柱形状、正六角柱形状、六角柱形状、正八角柱形状、八角柱形状など）にも適用可能である。

上記第４の実施の形態では、モータによりレンズを駆動する場合を例に挙げたが、レンズの駆動に限定されるものではなく、工作機械における各種機構の位置決め、自動車のスライド式シートの移動などの各種分野に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置としてのモータの構成部品を示す分解斜視図である。 組立完成状態のモータにおける軸方向に沿う構造を示す断面図である。 （ａ）は、モータの第１のコイル及び第２のコイルから発生した磁束の磁路を軸方向断面に沿って見た場合の断面図、（ｂ）は、スライダを励磁した状態で且つスライダの側面を外側から見た場合の展開図、（ｃ）は、スライダを（ｂ）の状態から軸方向に移動させたときの状態で且つスライダの側面を外側から見た場合の展開図である。 （ａ）は、スライダの領域Ａ１をＳ極に励磁し領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態を示す図、（ｂ）は、スライダの領域Ａ１をＮ極に励磁し領域Ｂ１をＳ極に励磁した状態を示す図である。 （ａ）は、スライダの領域Ａ１をＮ極に励磁し領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態を示す図、（ｂ）は、スライダの領域Ａ１をＳ極に励磁し領域Ｂ１をＮ極に励磁した状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置としてのモータの構成部品を示す分解斜視図である。 組立完成状態のモータにおける軸方向に沿う構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駆動装置としてのモータの構成部品を示す分解斜視図である。 組立完成状態のモータの構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。 第１の従来例に係る軸移動型モータを構成示す斜視図である。 第２の従来例に係るモータの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ステータヨーク（ステータ）
２Ａ 第１のコイル
２Ｂ 第２のコイル
３Ａ 第１のマグネット
３Ｂ 第２のマグネット
５ スライダ
１０１Ａ 第１のステータヨーク（ステータ）
１０１Ｂ 第２のステータヨーク（ステータ）
１０２Ａ 第１のコイル
１０２Ｂ 第２のコイル
１０３Ａ 第１のマグネット
１０３Ｂ 第２のマグネット
１０５ スライダ
２０１ ステータ
２０２Ａ 第１のコイル
２０２Ｂ 第２のコイル
２０３Ａ 第１のマグネット
２０３Ｂ 第２のマグネット
２０５ スライダ
３０２ レンズ保持枠（レンズ保持手段）

Claims (7)

1. 軟磁性材料から形成され、所定の軸方向に沿って配置された少なくとも１つの螺旋形部材を有するスライダと、
   軟磁性材料から形成され、前記スライダを前記所定の軸方向に沿って移動可能に支持するステータと、
   前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第１の領域を少なくとも部分的に励磁する第１のコイルと、
   前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第２の領域を少なくとも部分的に励磁する第２のコイルと、
   前記ステータに固定され、前記第１の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第１のマグネットと、
   前記ステータに固定され、前記第２の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第２のマグネットとを備え、
   前記スライダは前記ステータの内側に配置され、前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットは、互いに同軸でありかつ前記所定の軸方向に並んでおり、前記ステータは前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットの外周に配置されることを特徴とする駆動装置。
2. 軟磁性材料から形成され、所定の軸方向に沿って配置された少なくとも１つの螺旋形部材を有するスライダと、
   軟磁性材料から形成され、前記スライダを前記所定の軸方向に沿って移動可能に支持するステータと、
   前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第１の領域を少なくとも部分的に励磁する第１のコイルと、
   前記ステータに固定され、前記螺旋形部材の第２の領域を少なくとも部分的に励磁する第２のコイルと、
   前記ステータに固定され、前記第１の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第１のマグネットと、
   前記ステータに固定され、前記第２の領域に対向し且つ前記螺旋形部材の形状に応じた形状に着磁された着磁面を有する第２のマグネットとを備え、
   前記スライダは前記ステータの外側に配置され、前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットは、互いに同軸でありかつ前記所定の軸方向に並んでおり、前記ステータは前記第１及び第２のコイルと前記第１及び第２のマグネットの内周に配置されることを特徴とする駆動装置。
3. 前記第１及び前記第２のマグネットの形状は、円筒形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
4. 前記第１及び前記第２のマグネットの形状は、中空の角柱形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
5. 前記第１及び第２のマグネットの各々の着磁面は所定数の磁極を有し、
   前記スライダの前記螺旋形部材は、前記第１及び第２のマグネットの各々の前記磁極数の１／２に等しい数の突条部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
6. 物体を保持すると共に前記駆動装置の前記スライダに連動する物体保持部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の駆動装置。
7. 前記物体は、カメラ用のレンズから成ることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。

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