JP4553776B2 - 電磁アクチュエータおよびこれを備えた駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、アウターロータ型の電磁アクチュエータ及びこれを備えた駆動装置に関する。

従来のアウターロータ型の電磁アクチュエータであるステッピングモータとして、例えば特許文献１に示すように、円筒状の永久磁石からなるアウターロータと、回転軸の軸方向に重ねて配置された複数のコイルボビンと、ロータの内周面の磁極に対向するとともに各コイルボビンの上下に配置された複数のステータとを備えたものがある。各ステータは、櫛歯状の多数の極歯を有する円盤状に形成されている。
特開平１１−２２５４６６号公報

上述した特許文献１のステッピングモータでは、１個のコイルボビンにつき２つの円盤状のステータを備えており、大きくなってしまうという問題があった。また、ステータの形状が櫛歯状でかつ屈曲の工程も必要のため複雑であり、かつ、多数のステータを別個に備えているために、それぞれのステータ間での部品精度のばらつき、組み込み精度のばらつきが生じやすくなり、その結果、ロータの回転停止位置精度が低下し、トルクむらが生じるとともに、各ステッピングモータ間での品質のばらつきが生じてしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、小型化されるとともに、ロータの停止位置精度が向上し、トルクむらが低減され、各製品間の品質のばらつきが低減された電磁アクチュエータ及びこれを備えた駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電磁アクチュエータは、支軸と、該支軸を中心として前記支軸の軸方向に間隔をおいて並べて設けられた第１部材、第２部材及び第３部材の少なくとも３つの部材から成る複数の棒状部材とから構成されるステータと、
前記支軸における前記第１部材と前記第２部材との間に巻回された第１のコイル、及び前記支軸における前記第２部材と前記第３部材との間に巻回された第２のコイルの少なくとも２つのコイルから成る複数のコイルと、
回転方向に複数の磁極を有し、前記複数の磁極の着磁面が前記支軸の軸方向に対して傾斜した方向であり、前記複数の磁極と前記複数の棒状部材の端部が対向するように前記ステータが内部に配置され、前記支軸を中心として回転するロータとを備え、
前記第１部材と前記第３部材とは、前記ロータにおける前記複数の磁極のうち隣接する磁極の境界部に前記第２部材が対向する位置にあるときに、前記ロータの前記隣接する磁極の夫々に対向し、
前記ロータは、前記ロータにおける前記複数の磁極のうち１つの磁極の中央に前記第２の部材が対向する位置にあるときと、前記ロータの前記１つの磁極と該１つの磁極に隣接する磁極との境界部に前記第２の部材が対向する位置にあるときに、前記第１のコイルと前記第２のコイルとに流れる電流の向きが順に変更され前記第１部材、前記第２部材及び前記第３部材の少なくとも１つの極性が変わることによる磁力によって回転する、
ことを特徴とする。
また、前記ロータの各磁極が、前記ロータの回転における一時点において、前記第１の部材の一側の端部及び前記第３の部材の他側の端部に対向する長さ、幅及び傾斜角度を有することが好ましい。

また、外形が平行四辺形のシートを丸めて前記ロータが形成されたものであり、前記平行四辺形のシートの斜辺と平行な方向に前記磁極面が設けてあるようにしてもよい。

また、着磁された複数の方形状部材が配列されて前記ロータが形成されたものであり、回転方向に順次ずれて前記支軸の軸方向に同極に着磁された前記方形状部材が配列されるようにしてもよい。

また、前記ステータは、前記支軸及び前記複数の棒状部材が一体に形成され、前記ロータの回転軸を含む同一平面上に構成されているようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の駆動装置は、上述の電磁アクチュエータを備え、前記ロータの外周には、磁束漏れを防ぐヨークが一体に設けられ、該ヨークの外周に前記ロータの駆動力を伝達する伝達部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で小型化されるとともに、ロータの停止位置精度が向上し、トルクむらが低減され、各製品間の品質のばらつきが低減された電磁アクチュエータ及びこれを備えた駆動装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電磁アクチュエータについて、以下図面を参照して説明する。電磁アクチュエータ１０は、永久磁石型(ＰＭ(Permanent Magnet)型)でアウターロータ型のステッピングモータであり、ロータが回転運動することによりロータ(またはヨーク)に取り付けた駆動対象を回転運動させるものである。

電磁アクチュエータ１０は、図１および図２に示すように、支軸１１ｄを含むステータ１１と、ステータ１１の外周を回転するロータ１２と、ステータ１１の間に巻回されるコイル１３と、軸受１４と、ロータ１２の回転を支持する軸支部１５と、軸受１６と、ロータ１２の外周に固着されたヨーク１７と、コイル１３と導通する端子１８と、軸受１４とヨーク１７とを固定する上蓋１９とを備えている。端子１８は、軸受１４に固定する。なお、図２では、理解しやすくするために、軸受１４、軸支部１５、端子１８および上蓋１９の記載を省略している。

ステータ１１は、励磁されたコイル１３の磁束をロータ１２の着磁された領域へと導くためのものである。ステータ１１は、三本の角柱状の棒状部材からなる第１〜第３のステータ部（１１ａ〜１１ｃ）と支軸１１ｄとからなる。ステータ１１は、例えば軟磁性材料から形成される。第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃは、支軸１１ｄと一体にプレス抜き加工等により形成される。ステータ１１全体の厚さｔ(図１(ａ))は０．７ｍｍで一定である。三本の第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃの軸線の方向は同じ方向であり、支軸１１ｄの軸方向に一定間隔をおいて互いに平行になるように並べて配置される。３つの第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃの中央に支軸１１ｄが配置される。第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃのロータ１２の内周面と対向する端部は、コイル１３が励磁された場合には、図４に示すように、それぞれ磁極ａ（ａ極），磁極ｂ（ｂ極），磁極ｃ（ｃ極）を構成する。磁極ａ，磁極ｂおよび磁極ｃは、支軸１１ｄの軸方向に並んで配置されている。なお、支軸１１ｄはロータ１２の回転の中心軸にもなる。

ロータ１２は、ステータ１１との間の磁力により発生する回転トルクによって、ステータ１１の外周を回転運動するアウターロータである。ロータ１２は、図３に示した外形が平行四辺形のシートを円筒状に丸めて形成された円筒状の回転体である。ロータ１２は、例えば希土類・鉄系等の磁石材料により形成されている。ロータ１２は、回転方向に交互に極性が異なる４つの磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２）を有しており、着磁面は図３に示した平行四辺形のシートの斜辺１２ａと平行な方向に設けてある。すなわち、ロータ１２の４つの磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２）の着磁面は、支軸１１ｄの軸方向に対して所定の傾斜角を有するように傾斜している。ロータ１２の中空部１２ａ内に、図２に示すように、第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃが配置され、ロータ１２の４つの磁極（Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２）に第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃの先端部が対向するように配置されている。

コイル１３は、励磁されることによりステータ１１を磁化するものである。コイル１３は、支軸１１ｄに直接巻回される。よって、本実施の形態の電磁アクチュエータ１０は、コイルボビンを備えていない。コイル１３は、第１のステータ部１１ａと第２のステータ部１１ｂとの間で支軸１１ｄに巻回される第１のコイル１３ａと、第２のステータ部１１ｂと第３のステータ部１１ｃとの間で支軸１１ｄに巻回される第２のコイル１３ｂとにより構成される。コイル１３には、正極性または負極性の電流が印加される。なお、ステータ１１には、絶縁被膜が施される。
２つの第１および第２のコイル１３ａ，１３ｂは、支軸１１ｄに同一機械により同時に巻回することができるので、組み立て工数を削減することができ、製造におけるコストダウンにもなる。また、コイル１３は、コイルボビンではなく、支軸１１ｄに直接巻回するために、コイル１３の巻径を小さくすることができるので、電磁アクチュエータ１０を径方向に小さくすることができるとともに巻き線スペースを広く利用することができ、また、コイル抵抗を低く抑えることができ、コイル１３の効率が向上する。

軸受１４には、中央に支軸１１ｄの上方が固定され、支軸１１ｄを支持する。軸受１４は、上蓋１９とロータ１２およびヨーク１７の上端面を回転可能に支持する。軸支部１５は、中央に支軸１１ｄの下方が固定され、支軸１１ｄを支持する。

軸受１６は、支軸１１ｄを中心にしてロータ１２およびヨーク１７を回転可能に支持するものである。軸受１６にはロータ１２およびヨーク１７の下端面が固着され、軸支部１５の外周に回転可能に挿嵌される。軸受１６には、摺動特性の優れた部材が用いられる。

ヨーク１７は、磁束が漏洩されるのを防止する。ヨーク１７は、円筒状の部材からなる。ヨーク１７は、ロータ１２を囲み、かつ、ロータ１２の外周に固着される。ヨーク１７は、例えば軟磁性体等により形成される。

端子１８は、コイル１３の巻線の端末と導通する接続端子である。４つの端子１８ａ〜１８ｄは、軸受１４に固定されている。４つの端子１８ａ〜１８ｄには、コイル１３ａおよびコイル１３ｂの巻線の末端がロータ１２の中空部１２ａ内において接続されている。これにより、端子１８が軸受１４の外に突出する部分を低くすることができる。

ここで、電磁アクチュエータ１０のロータ１２の回転動作について、図４を用いて説明する。図４においては、理解を容易にするために、ロータ１２は展開した状態で表すとともに、ロータ１２とステータ１１ａ〜１１ｃの磁極であるａ極、ｂ極、及びｃ極のみ表す。図４において、ロータ１２は右方向すなわち時計回り方向に回転する。

図４（Ａ）に示す状態は、電磁アクチュエータ１０において、第１のコイル１３ａに例えば正極性の電流、第２のコイル１３ｂに例えば正極性の電流を加えて励磁した状態である。この励磁により、第１のステータ部１１ａの磁極ａ（ａ極）はＳ極となり、第３のステータ部１１ｃの磁極ｃ（ｃ極）はＮ極となる。この状態では、ロータ１２の磁極Ｎ１，Ｎ２と第１のステータ部１１ａのＳ極に磁化されたａ極との間、および、ロータ１２の磁極Ｓ１，Ｓ２と第３のステータ部１１ｃのＮ極に磁化されたｃ極との間に吸引力が生じており、ロータ１２は安定して停止している。

次に、図４（Ａ）に示したロータ１２の位置で、第１のコイル１３ａに正極性の電流、第２のコイル１３ｂに負極性の電流を加えて励磁すると、図４（Ｂ）に示すように、第１のステータ部１１ａのａ極はＳ極となり、第２のステータ部１１ｂのｂ極はＮ極となり、第３のステータ部１１ｃのｃ極はＳ極となる。この状態では、ロータ１２の磁極Ｓ１，Ｓ２とＮ極に磁化されたｂ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｎ１，Ｎ２とｂ極との間に反発力が生じる。また、ロータ１２の磁極Ｎ１，Ｎ２とＳ極に磁化されたｃ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｓ１，Ｓ２とｃ極との間に反発力が生じる。これにより、ロータ１２には時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１２は時計回り方向に４５度だけ回転して、図４（Ｂ）に示す状態になる。

次に、図４（Ｂ）に示したロータ１２の回転位置で、第１のコイル１３ａに負極性の電流、第２のコイル１３ｂに負極性の電流を加えて励磁すると、図４（Ｃ）に示すように、第１のステータ部１１ａのａ極はＮ極となり、第３のステータ部１１ｃのｃ極はＳ極となる。この状態では、ロータ１２の磁極Ｓ１，磁極Ｓ２と第１のステータ部１１ａのＮ極に磁化されたａ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｎ１，Ｎ２とａ極との間に反発力が生じる。また、ロータ１２の磁極Ｎ１，Ｎ２と第３のステータ部１１ｃのＳ極に磁化されたｃ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｓ１，Ｓ２とｃ極との間に反発力が生じる。これにより、ロータ１２には時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１２は時計回り方向にさらに４５度だけ回転して、図４（Ｃ）に示す状態になる。

次に、図４（Ｃ）に示したロータ１２の回転位置で、第１のコイル１３ａに負極性の電流、第２のコイル１３ｂに正極性の電流を加えて励磁すると、図４（Ｄ）に示すように、第１のステータ部１１ａのａ極はＮ極となり、第２のステータ部１１ｂのｂ極はＳ極となり、第３のステータ部１１ｃのｃ極はＮ極となる。この状態では、ロータ１２の磁極Ｎ１，磁極Ｎ２と第２のステータ部１１ｂのＳ極に磁化されたｂ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｓ１，Ｓ２とｂ極との間に反発力が生じる。また、ロータ１２の磁極Ｓ１，磁極Ｓ２と第３のステータ部１１ｃのＮ極に磁化されたｃ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｎ１，Ｎ２とｃ極との間に反発力が生じる。これにより、ロータ１２には時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１２は時計回り方向にさらに４５度だけ回転して、図４（Ｄ）に示す状態になる。

次に、図４（Ｄ）に示したロータ１２の回転位置で、第１のコイル１３ａに正極性の電流、第２のコイル１３ｂに正極性の電流を加えて励磁すると、図４（Ｅ）に示すように、第１のステータ部１１ａのａ極はＳ極となり、第３のステータ部１１ｃのｃ極はＮ極となる。この状態では、ロータ１２の磁極Ｎ１，磁極Ｎ２と第１のステータ部１１ａのＳ極に磁化されたａ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｓ１，Ｓ２と磁極ａとの間に反発力が生じる。また、磁極Ｓ１，Ｓ２と第３のステータ部１１ｃのＮ極に磁化されたｃ極との間に吸引力が生じ、同時に磁極Ｎ１，Ｎ２とｃ極との間に反発力が生じる。これにより、ロータ１２には時計回り方向に回転するように回転トルクが発生し、ロータ１２は時計回り方向にさらに４５度だけ回転して、図４（Ｅ）に示す状態になる。ロータ１２は、図４（Ａ）に示した状態から時計回り方向に１８０度回転したことになる。

そして、さらに、図４（Ａ）から図４（Ｅ）で説明したように、第１のコイル１３ａ，第２のコイル１３ｂの励磁を繰り返すと、ロータ１２は時計回り方向に回転をし続ける。また、図４（Ｅ）に示した状態からロータ１２を反時計回り方向に逆回転させたい場合には、図４（Ａ）から図４（Ｅ）で説明した動作を逆に行う、すなわち、図４（Ｅ）から図４（Ａ）への順番で、第１のコイル１３ａ，第２のコイル１３ｂを励磁すればよい。

電磁アクチュエータ１０を用いたセクタの駆動装置について、図５を参照して説明する。このセクタの駆動装置は、携帯機器に搭載された小型カメラに用いられる。セクタの駆動装置２０は、一対の基板２１ａ，２１ｂと、一対のセクタ２２ａ，２２ｂと、係合ピン２３とを備えている。電磁アクチュエータ１０のヨーク１７には駆動ピン２４が支軸１１ｄと平行に突設されている。第１の基板２１ａは、シャッタ開口２１１ａと凸部２１２ａと支軸用孔２１３ａとを備えている。第２の基板２１ｂは、シャッタ開口２１１ｂと凸部用孔２１２ｂと支軸用孔２１３ｂと駆動ピン用切り欠き２１４ｂと係合ピン用長孔２１５ｂとを備えている。第１のセクタ２２ａには、係合ピン用孔２２１ａと支軸用孔２２２ａと駆動ピン用孔２２３ａが形成されている。第２のセクタ２２ｂには、凸部用孔２２１ｂと係合ピン用切り欠き２２２ｂとが形成されている。

第１の基板２１ａと第２の基板２１ｂとは対向するように組み合わされ、第１の基板２１ａと第２の基板２１ｂの間に、セクタ２２ａ，２２ｂ、電磁アクチュエータ１０および係合ピン２３が配置される。

電磁アクチュエータ１０の支軸１１ｄは、第１の基板２１ａの支軸用孔２１３ａ、第１のセクタ２２ａの支軸用孔２２２ａ、第２の基板２１ｂの支軸用孔２１３ｂに挿嵌される。電磁アクチュエータ１０の駆動ピン２４は、第１のセクタ２２ａの駆動ピン用孔２２３ａに挿嵌され、第２の基板２１ｂの駆動ピン用切り欠き２１４ｂ内に配置される。係合ピン２３は、第１のセクタ２２ａの係合ピン用孔２２１ａに挿嵌され、第２のセクタ２２ｂの係合ピン用切り欠き２２２ｂ内および第２の基板２１ｂの係合ピン用長孔２１５ｂ内に配置される。第１の基板２１ａの凸部２１２ａは、第２のセクタ２２ｂの凸部用孔２２１ｂおよび第２の基板２１ｂの凸部用孔２１２ｂに挿嵌される。

このセクタの駆動装置２０では、ロータ１２を図５において時計回り方向に回転させると、駆動ピン２４を介して第１のセクタ２２ａが支軸１１ｄを中心として時計回り方向に回転する。第１のセクタ２２ａの時計回り方向の回転にともなって、係合ピン２３が第２のセクタ２２ｂの係合ピン用切り欠き２２２ｂに係合して、第２のセクタ２２ｂを反時計回り方向に回転させる。このように、第１のセクタ２２ａおよび第２のセクタ２２ｂが互いに接近する方向に回転することによって、シャッタ開口２１１ａ，２１１ｂが閉じられる。

そして、ロータ１２を図５において反時計回り方向に回転させると、駆動ピン２４を介して第１のセクタ２２ａが支軸１１ｄを中心として反時計回り方向に回転する。第１のセクタ２２ａの反時計回り方向の回転にともなって、係合ピン２３が第２のセクタ２２ｂの係合ピン用切り欠き２２２ｂに係合して、第２のセクタ２２ｂを時計回り方向に回転させる。このように第１のセクタ２２ａおよび第２のセクタ２２ｂが互いに離れる方向に回転することによって、シャッタ開口２１１ａ，２１１ｂが開かれる。このように、セクタの駆動装置２０では、セクタ２２ａ，２２ｂの開閉が行われる。

ここで、セクタの駆動装置２０において電磁アクチュエータ１０を制御するための制御回路について図６を用いて説明する。制御部３０は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１とメモリ３２とドライバ３３とを備えている。ＣＰＵ３１は、電磁アクチュエータ１０全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ３２には、電磁アクチュエータ１０を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。ドライバ３３は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じて、コイル１３ａ，１３ｂに、正極性又は負極性の駆動電流をパルス状に通電し、励磁する。ＣＰＵ３１には、操作ボタン３４が接続されている。

操作ボタン３４が押されると、ＣＰＵ３１は、電磁アクチュエータ１０を駆動するために正極性の電流又は負極性の電流の出力をドライバ３３に指示する。ドライバ３３は、指示に従って、電磁アクチュエータ１０のコイル１３ａ，１３ｂに正極性の電流または負極性の電流を通電する。このように電磁アクチュエータ１０のコイル１３ａ，１３ｂに通電制御して、電磁アクチュエータ１０のロータ１２を図４で説明したように、時計回り方向または反時計回り方向に回動させることによって、セクタ２２ａ，２２ｂが駆動され、シャッタ動作が行われる。

また、電磁アクチュエータ１０を用いたレンズの駆動装置について図７、図８を参照して説明する。すでに説明した部分と同一のものは、同符号をつけて説明を省略する。レンズの駆動装置４０は、基板４１にウォームギア４２とレンズホルダ４３とを備えている。ウォームギア４２は、支持部４５により基板４１に軸４２ａを中心に回転自在に設けられている。レンズホルダ４３は中央部にレンズ４４を有している。外周の一部にはギア４３ａが設けられ、ギア４３ａはウォームギア４２と噛合している。ウォームギア４２が回転することによりレンズホルダ４３が回転しつつ光軸方向に移動し、ピント調整が行われる。

図８に示すようにウォームギア４２には電磁アクチュエータ１０が内蔵されており、ウォームギア４２を回転可能にしている。ロータ１２の外周にはヨーク１７が設けられており、このヨーク１７の外周にウォームギア４２が固着されている。また、図９に示すようにウォームギア４２の代わりにレンズをカムで移動させるためのカム軸５０をヨーク１７の外周に設けてもよい。

このように本実施の形態の電磁アクチュエータでは、第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃを軸線の方向を一致させて、支軸１１ｄの軸方向に一定間隔をもって並べて設けるようにしたので、電磁アクチュエータ全体を小型化することができる。また、ステータ１１全体の厚さｔは一定であるために、プレス抜き加工することができるので、ステータ１１の製造が容易になる。よって、ステータ部間の部品精度ばらつきや組み込み精度ばらつきを低減できる。その結果、電磁アクチュエータ１０のロータ１２の各パルスごとの回転停止位置精度を向上させることができ、ロータ１２の回転角３６０度それぞれのポイントにおけるトルクむらを低減することができ、また、電磁アクチュエータ１０の各製品間の品質ばらつきも低減することができる。

また、本実施の形態の電磁アクチュエータでは、支軸１１ｄと第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃとが直接連結されるようにしたので、磁気の分断がなく、最も磁束が集中する部分に大きな断面積の支軸１１ｄを配置することができ、磁気抵抗を低下させることができる。したがって、モータ効率が向上する。また、支軸１１ｄを磁路に組み込むことで、支軸１１ｄと磁気回路を兼用することができるので、電磁アクチュエータ１０の小径化を図ることができる。

また、本実施の形態の電磁アクチュエータでは、ロータ１２を、Ｎ極とＳ極を着磁したシートを円筒状に丸めて製造することができるために、ロータ１２の製造が容易になる。また、ロータ１２は、平行四辺形のシートの斜辺１２ａに沿って着磁をすればよいので、着磁が容易である。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、ロータ１２が図３に示したように平行四辺形のシートからなる例について説明したが、図１０に示すように、Ｎ極またはＳ極に着磁された複数の方形状部材(ユニット)６２１ａ〜６２４ｃを配列することによりロータ６２を構成することもできる。ユニット６２１ａ〜６２４ｃは、互いに固着されており、円筒状に丸めることによりロータ６２となる。

Ｓ極にそれぞれ着磁されたユニット６２１ａ〜６２１ｃにより、図３に示したロータ１２の磁極Ｓ１に該当する磁極が構成される。ユニット６２１ａ〜６２１ｃは、回転方向に順々にずらして配設されている。ユニット６２１ａ、６２１ｂおよび６２１ｃは、それぞれ、第１のステータ部１１ａのａ極、第２のステータ部１１ｂのｂ極および第３のステータ部１１ｃのｃ極に対向可能な位置に配設されている。同様に、ユニット６２２ａ〜６２２ｃ、ユニット６２３ａ〜６２３ｃおよびユニット６２４ａ〜６２４ｃは、それぞれロータ１２の磁極Ｎ１、Ｓ２およびＮ２に該当する磁極を構成し、回転方向に順々にずらして配設され、また、第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃのａ極からｃ極に対向可能な位置に配設されている。

また、本実施形態では、３つのステータ部１１ａ〜１１ｃおよび支軸１１ｄを一体に形成する例について説明したが、３つのステータ部１１ａ〜１１ｃと支軸１１ｄとを別体として形成して、支軸１１ｄに３つのステータ部１１ａ〜１１ｃを固定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、３つのステータ部１１ａ〜１１ｃ、２つのコイル１３ａ，１４ｂを用いる例について説明したが、ステータ部の数は３つに限られず、３つより多くても少なくてもよく、また、ステータ部間に巻回されるコイルの数も２つに限られず、ステータの数に合わせて１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

また、本実施形態では、３つのステータ部１１ａ〜１１ｃを角柱状の棒状部材から形成する例について説明したが、ステータ部１１ａ〜１１ｃの形状は角柱状の棒状部材に限らず、円柱状の棒状部材であってもよいし、磁極となる先端がロータ１２の内周面の磁極と対向する部材であればよい。

また、本実施形態では、ロータ１２が内側に４極の着磁がされた例について説明したが、ロータ１２の極数は４個より多くても、少なくてもよい。

また、本実施形態では、軸受１４と、ロータ１２の回転を支持する軸支部１５と、軸受１６とを備える例について説明したが、軸受１４の代わりに、軸支部と軸受を用いるようにしてもよいし、軸支部１５及び軸受１６の代わりに、下蓋を用いるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ヨーク１７をロータ１２に固着して回転する例について説明したが、ヨーク１７は必ずしもロータ１２に固着する必要はなく、例えばヨーク１７をロータ１２の回りにするようにしてもよい。

また、本実施形態では、コイル１３を支軸１１ｄに直接巻回する例について説明したが、コイルボビンを用いるようにしてもよい。

また、本実施形態では、軸受１６について摺動特性の優れた部材を用いる例について説明したが、転がり軸受を用いてもよい。

また、本実施形態では、コイル１３の巻径は、図１及び図２において、第１〜第３のステータ部１１ａ〜１１ｃの長さとほぼ同じであるが、より小さくすることも当然可能である。

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０がステッピングモータである例について説明したが、ステッピングモータに限らず、度決め部材を設けて回転をある範囲内に限定した揺動モータとして適用することができる。

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０を携帯機器に搭載された小型カメラのセクタの駆動装置、レンズの駆動装置に用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、カメラのシャッタ装置、絞り装置や携帯電話の振動発生装置等に用いることも可能であり、コピー機、ファクシミリ、プリンタ等に用いることも可能である。

(ａ)は本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータの構成を表す断面図であり、(ｂ)は(ａ)に示した電磁アクチュエータの構成を表す平面図である。 (ａ)は図１に示した電磁アクチュエータのＡ方向から視た場合の一部省略断面図であり、(ｂ)は(ａ) に示した電磁アクチュエータの構成を表す平面図である。 図１に示した電磁アクチュエータが備えたロータの展開図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータにおけるロータの回転原理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを備えたセクタの駆動装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを制御するための制御回路のブロック図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを備えたレンズの駆動装置の正面図である。 図７の要部の断面図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを備えたカムを利用したレンズの駆動装置の要部の斜視図である。 本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータが備えたロータの変形例の展開図である。

符号の説明

１０ 電磁アクチュエータ
１１ ステータ
１１ａ〜１１ｃ 第１〜第３のステータ部
１１ｄ 支軸
１２ ロータ
１３ コイル
１３ａ，１３ｂ 第１，第２のコイル
１７ ヨーク
Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２ ロータの磁極
ａ極、ｂ極、ｃ極 第１〜第３のステータ部の磁極

Claims (6)

1. 支軸と、該支軸を中心として前記支軸の軸方向に間隔をおいて並べて設けられた第１部材、第２部材及び第３部材の少なくとも３つの部材から成る複数の棒状部材とから構成されるステータと、
   前記支軸における前記第１部材と前記第２部材との間に巻回された第１のコイル、及び前記支軸における前記第２部材と前記第３部材との間に巻回された第２のコイルの少なくとも２つのコイルから成る複数のコイルと、
   回転方向に複数の磁極を有し、前記複数の磁極の着磁面が前記支軸の軸方向に対して傾斜した方向であり、前記複数の磁極と前記複数の棒状部材の端部が対向するように前記ステータが内部に配置され、前記支軸を中心として回転するロータとを備え、
   前記第１部材と前記第３部材とは、前記ロータにおける前記複数の磁極のうち隣接する磁極の境界部に前記第２部材が対向する位置にあるときに、前記ロータの前記隣接する磁極の夫々に対向し、
   前記ロータは、前記ロータにおける前記複数の磁極のうち１つの磁極の中央に前記第２の部材が対向する位置にあるときと、前記ロータの前記１つの磁極と該１つの磁極に隣接する磁極との境界部に前記第２の部材が対向する位置にあるときに、前記第１のコイルと前記第２のコイルとに流れる電流の向きが順に変更され前記第１部材、前記第２部材及び前記第３部材の少なくとも１つの極性が変わることによる磁力によって回転する、
   ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 請求項１において、前記ロータの各磁極は、前記ロータの回転における一時点において、前記第１の部材の一側の端部及び前記第３の部材の他側の端部に対向する長さ、幅及び傾斜角度を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
3. 請求項１又は２において、外形が平行四辺形のシートを丸めて前記ロータが形成されており、前記平行四辺形のシートの斜辺と平行な方向に磁極面が設けられていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
4. 請求項１又は２において、着磁された複数の方形状部材が配列されて前記ロータが形成されており、回転方向に順次ずれて前記支軸の軸方向に同極に着磁された前記方形状部材が配列されたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、前記ステータは、前記支軸及び前記複数の棒状部材が一体に形成され、前記ロータの回転軸を含む同一平面上に構成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電磁アクチュエータを備え、前記ロータの外周には、磁束漏れを防ぐヨークが一体に設けられ、該ヨークの外周に前記ロータの駆動力を伝達する伝達部が設けられていることを特徴とする駆動装置。

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