JP4677271B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばカメラ等の小型電子機器の駆動源として搭載されるステッピングモータに適用して好適な駆動装置に関する。

従来、２相面対向型のステッピングモータに関する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、従来例に係るステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。図１２は、ステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。

図１１及び図１２において、２相面対向型のステッピングモータは、第１のマグネット１０１、第２のマグネット１０７、第１のステータ１０３、第２のステータ１０９、ロータ１０６、第１のコイル１０２、第２のコイル１０８、第１の軸受１０４、第２の軸受１１０を備えている。

第１のマグネット１０１及び第１のマグネット１０７は、それぞれリング形状を有し、その中心軸に対して垂直方向の少なくとも１つの面が周方向に分割して異なる極に交互に平面着磁されている。第１のステータ１０３は、径方向に放射状に延出する複数の磁極歯１０３ａ〜１０３ｅを有し、第１のマグネット１０１の着磁面に対向して配置される。第２のステータ１０９は、径方向に放射状に延出する複数の磁極歯１０９ａ〜１０９ｅを有し、第２のマグネット１０７の着磁面に対向して配置される。

ロータ１０６は、第１の軸受１０４及び第２の軸受１１０に回転可能に保持される軸部、円盤部１０６ａ、第１のフランジ部１０６ｂ、第２のフランジ部１０６ｃを有する。円盤部１０６ａは、軸部に一体的に構成され、軸部に垂直な面を有する軟磁性材料から形成されている。円盤部１０６ａの一方の面には、第１のマグネット１０１が固定され、円盤部１０６ａの他方の面には、第２のマグネット１０７が固定される。

第１のフランジ部１０６ｂは、円盤部１０６ａから第１のステータ１０３に向かって突出する軟磁性材料から形成されている。第２のフランジ部１０６ｃは、円盤部１０６ａから第２のステータ１０９に向かって突出する軟磁性材料から形成されている。第１のコイル１０２は、第１のステータ１０３及び円盤部１０６ａを励磁する。第２のコイル１０８は、第２のステータ１０９及び円盤部１０６ａを励磁する。
特願２００４−０００７９６号

しかしながら、上記従来例のステッピングモータにおいては以下のような問題があった。第一の問題は、第１及び第２のステータの磁極歯が径方向に放射状に配置されており、それぞれ磁極歯の間から第１及び第２のマグネットの回動スペースが外部に露出している。そのため、混入したゴミが第１のマグネットや第２のマグネットに付着し、ステッピングモータの性能を低下させる。第二の問題は、第１のコイルと第２のコイルが、ロータを挟んで軸方向反対側に位置し、それぞれの導線がステッピングモータの軸方向両側から出ている。そのため、スペース効率良く確実に配線する手段が無い。

本発明の目的は、防塵性を確保することで駆動装置の性能向上を図ると共に、コイルの確実な配線を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、本発明の駆動装置は、回転可能に支持されるロータと、前記ロータに固定され、それぞれ周方向に分割して異なる極に交互に着磁された円環状の第１のマグネット、第２のマグネットと、前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各着磁面にそれぞれ対向して配置され、それぞれ櫛歯形状の磁極歯を有する第１のステータ、第２のステータと、前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各内周側にそれぞれ配置され、前記ロータ及び前記第１のステータを励磁する第１のコイル、前記ロータ及び前記第２のステータを励磁する第２のコイルと、前記第１のコイル、前記第２のコイルが、それぞれ巻き付けられる第１のボビン、第２のボビンとを備え、前記第１のボビンに、前記第１のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第１のマグネットが露出する部分を覆うカバー部を設け、前記第２のボビンに、前記第２のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第２のマグネットが露出する部分を覆うカバー部を設けたことを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、回転可能に支持されるロータと、前記ロータに固定され、それぞれ周方向に分割して異なる極に交互に着磁された円環状の第１のマグネット、第２のマグネットと、前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各着磁面にそれぞれ対向して配置され、それぞれ櫛歯形状の磁極歯を有する第１のステータ、第２のステータと、前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各内周側にそれぞれ配置され、前記ロータ及び前記第１のステータを励磁する第１のコイル、前記ロータ及び前記第２のステータを励磁する第２のコイルと、前記第１のコイル、前記第２のコイルが、それぞれ巻き付けられる第１のボビン、第２のボビンと、前記第１のコイル及び前記第２のコイルが電気的に接続される基板とを備え、前記基板に、前記第１のコイルが結線され且つ前記第１のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第１のマグネットが露出する部分を覆う第１の平面部と、前記第２のコイルが結線され且つ前記第２のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第２のマグネットが露出する部分を覆う第２の平面部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、第１のマグネット及び第２のマグネットの回動スペースを外気から隔離できるため、外部からのゴミの混入を防止し、防塵性を確保することができる。これにより、駆動装置の性能向上を図ることができる。また、第１のコイルと第２のコイルを、スペース効率良く確実に配線することが可能となる。

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ステッピングモータの構成を示す分解斜視図、図２は、ステッピングモータの上面図、図３は、ステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。また、図４は、ステッピングモータのマグネットとステータの位相関係を示す側面視の模式図、図５は、図３の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図である。また、図６は、図４の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図、図７は、図５の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図である。

図１乃至図７において、２相面対向型ステッピングモータは、第１のマグネット１、第２のマグネット８、第１のコイル２、第２のコイル９、第１のボビン３、第２のボビン１０、第１のステータ４、第２のステータ１１、第１の軸受５、第２の軸受１２、ケース６、ロータ７を備えている。

第１のマグネット１は、リング形状に形成されており、第１のステータ４に対向する面が着磁されている。本実施の形態では、第１のマグネット１はネオジ系ボンド磁石をコンプレッション成形したものであるが、射出成形で形成してもよいし、或いはフェライト系の材料の磁石で製作してもよい。

第１のマグネット１の着磁部は、中心軸と垂直方向の面を周方向にＰ分割（Ｐ：偶数、本実施の形態ではＰ＝１６）してＮ極とＳ極に交互に平面着磁されたものである。第１のマグネット１において、着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉ、１ｋ、１ｍ、１ｏは、Ｓ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊ、１ｌ、１ｎ、１ｐは、Ｎ極に着磁されている。尚、図４乃至図７は、第１のマグネット１の一部を示したものであるため、着磁部１ｆ〜１ｏは図示されていない。

第２のマグネット８は、リング形状に形成されており、第２のステータ１１に対向する面が着磁されている。上記第１のマグネット１と同様に、第２のマグネット８はネオジ系ボンド磁石をコンプレッション成形したものであるが、射出成形で形成してもよいし、或いはフェライト系の材料の磁石で製作してもよい。

第２のマグネット８の着磁部は、中心軸と垂直方向の面を周方向にＰ分割（Ｐ：偶数、本実施の形態ではＰ＝１６）してＮ極とＳ極に交互に平面着磁されたものである。第２のマグネット８において、着磁部８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇ、８ｉ、８ｋ、８ｍ、８ｏは、Ｎ極に着磁され、着磁部８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈ、８ｊ、８ｌ、８ｎ、８ｐは、Ｓ極に着磁されている。尚、図４乃至図７は、第２のマグネット８の一部を示したものであるため、着磁部８ｆ〜８ｏは図示されていない。

第１のコイル２は、第１のマグネット１と略同心の位置で且つ第１のマグネット１の内周面と対向する内側に配置されており、第１のボビン３に導線が巻き付けられた状態で固定されている。

第２のコイル９は、上記第１のコイル２と同一部品より構成されている。即ち、第２のコイル９は、第２のマグネット８と略同心の位置で且つ第２のマグネット８の内周面と対向する内側に配置されており、第２のボビン１０に導線が巻き付けられた状態で固定されている。

第１のボビン３は、絶縁材料から形成されており、第１のステータ４の磁極歯と磁極歯の間から第１のマグネット１が露出する部分を覆うカバー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈを備えている。第１のボビン３の全てのカバー部３ａ〜３ｈは、それぞれが、後述する第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈの間に位置している。尚、図１では、カバー部３ｃ、３ｄは第１のボビン３の本体部の裏側に隠れている。

第２のボビン１０は、上記第１のボビン３と同一部品により構成されている。即ち、第２のボビン１０は、絶縁材料から形成されており、第２のステータ１１の磁極歯と磁極歯の間から第２のマグネット８が露出する部分を覆うカバー部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを備えている。第２のボビン１０の全てのカバー部１０ａ〜１０ｈは、それぞれが、後述する第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈの間に位置している。

第１のステータ４は、電磁軟鉄などの軟磁性材料から形成されており、第１のマグネット１の着磁面に対向して配置された櫛歯形状の磁極歯４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈを備えている。磁極歯４ａ〜４ｈ、第１の軸受５を支持する穴、及び、ケース６に対する位相合わせの切欠きと磁極歯の位相を合わせるための突起部が、打ち抜きプレス工程などで製作されている。本実施の形態では、磁極歯の数は、第１のマグネット１の着磁された極数Ｐの１／２個（８個）である。第１のステータ４の全ての磁極歯４ａ〜４ｈは、第１のコイル２への通電により同一のＮ極或いはＳ極に励磁される。

第２のステータ１１は、上記第１のステータ４と同一部品により構成されている。即ち、第２のステータ１１は、電磁軟鉄などの軟磁性材料から形成されており、第２のマグネット８の着磁面に対向して配置された櫛歯形状の磁極歯１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈを備えている。磁極歯１１ａ〜１１ｈ、第２の軸受１２を支持する穴、及び、ケース６に対する位相合わせの切欠きと磁極歯の位相を合わせるための突起部が、打ち抜きプレス工程などで製作されている。本実施の形態では、磁極歯の数は、第２のマグネット８の着磁された極数Ｐの１／２個（８個）である。第２のステータ１１の全ての磁極歯１１ａ〜１１ｈは、第２のコイル９への通電により同一のＮ極或いはＳ極に励磁される。

第１の軸受５は、ロータ７を滑らかに回転摺動させるために第１のステータ４に固定されており、電磁軟鉄などの軟磁性材料の金属を用い、焼結製法などにより作られている。また、第１の軸受５は、スラスト受面を備えており、ロータ７のフランジ部７ｂのスラスト受面に当接可能である。結果として、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の、第１のステータ４及び第２のステータ１１に対する軸方向位置を決めている。

第２の軸受１２は、上記第１の軸受５と同一部品により構成されている。即ち、第２の軸受１２は、第２のステータ１１に固定されており、電磁軟鉄などの軟磁性材料の金属を用い、焼結製法などにより作られている。また、第２の軸受１２は、スラスト受面を備えており、ロータ７のフランジ部７ｂのスラスト受面に当接可能である。結果として、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の、第１のステータ４及び第２のステータ１１に対する軸方向位置を決めている。

ケース６は、軟磁性材料から形成されており、第１のステータ４と第２のステータ１１を所定の位相となるように結合する２つの切欠きと、第１のステータ４と第２のステータ１１を両者が所定の同軸度となるように固定する段差部とを備えている。本実施の形態では、２つの切欠きの位相のずれ角度は、３６０度／２Ｐ（Ｐ＝１６）、即ち１１．２５度回転した位置になっている。これにより、第１のステータ４と第２のステータ１１は、回転方向で１１．２５度ずれて組み立てられる。

ロータ７は、磁気抵抗の小さい電磁軟鉄などの軟磁性材料から形成されている。ロータ７は、第１の軸受５と第２の軸受１２により回転可能に支持される軸部と、軸部に垂直な面を有する円盤部７ａ、円盤部７ａから第１のステータ４及び第２のステータ１１に向かって各々突出するフランジ部７ｂを備えている。尚、磁束の発生が少ない場合など、軸部の部分での磁気飽和が懸念されない場合は、軸部を例えばステンレス鋼棒とし、円盤部７ａのみに軟磁性材料を使用して軸部を円盤部７ａに圧入するなどにより、製作しても良い。

上記第１のマグネット１と第２のマグネット８は、互いに異なる極同士を対向させて、ロータ７の円盤部７ａの両面に固定されている。即ち、例えば図４に示すように、第１のマグネット１の着磁部１ａのＳ極の、ロータ７の円盤部７ａを挟んだ反対側には、第２のマグネット８の着磁部８ａのＮ極が位置するように、第１のマグネット１及び第２のマグネット８がロータ７の円盤部７ａの両面に貼り合わされている。また、第１のマグネット１及び第２のマグネット８における極と極の境界は合致している。

実際に２つのマグネットをロータ７に固定してロータマグネットを作成する際は、磁性材料からなる円盤形状のブランク（部材）を予めロータ７に貼り合せ、これを着磁装置にセットして着磁を行う。これにより、第１のマグネット１及び第２のマグネット８に磁極を形成することができる。この方法によれば、２つのマグネットには、着磁装置の着磁ヨークの配置、ワークの固定位置精度により磁極の位相が決定するので、２つの磁極の位相合わせなどの工程を省略できる。尚、本実施の形態では、２つのマグネットをロータ７に貼り合せた後に着磁しているが、予め着磁された２つのマグネットをロータ７に貼り合わせる方法を用いても良い。

図３に示すように、本実施の形態のステッピングモータは、ロータ７を鉛直方向に図示した状態において上、中、下の３つのユニットで構成されている。即ち、上ユニットは、第１の軸受５、第１のステータ４、第１のコイル２、該第１のコイル２が固定された第１のボビン３から構成される。中ユニットは、第１のマグネット１、第２のマグネット８、両マグネットが両面（表裏）に貼り合わされたロータ７から構成される。下ユニットは、第２の軸受１２、第２のステータ１１、第２のコイル９、該第２のコイル９が固定された第２のボビン１０から構成される。

第１の軸受５と第２の軸受１２のそれぞれのスラスト受面の間の距離は、第１のステータ４と第２のステータ１１がケース６の段差部に密着固定されることで、所定の距離（間隔）となる。即ち、該距離は、ロータ７の上下のフランジ部７ｂの軸方向寸法（厚さ）に、回転に必要な最低限の余裕を加えたものである。

よって、図３に示すように、第１のマグネット１と第１のステータ４との間のギャップＡ、及び、第２のマグネット８と第２のステータ１１との間のギャップＢも、それぞれ一定の間隔に保たれる。従って、ステッピングモータの組立時には、ギャップＡとギャップＢの二つだけの空気間隔を精度良く管理すれば良いので、組立が困難になることはない。また、図３ではロータ７を第１の軸受５側に移動させた状態を示しているが、これは、所定のギャップＡとギャップＢに、ステッピングモータとしての軸ガタ（エンドプレイ）を加えたものである。

また、図４に示すように、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈ（４ａと４ｂを図示し、４ｂ〜４ｈは不図示）と、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈ（１１ａと１１ｂを図示し、１１ｂ〜１１ｈは不図示）は、所定角度ＰＨｓだけ回転方向にずれている。また、第１のマグネット１と第２のマグネット８の着磁角度の位相は同一にしている。ここで、Ｌは各ステータの磁極歯と磁極歯の角度ピッチであり、Ｍは各マグネットの着磁幅の角度である。Ｌは３６０度×２／Ｐで、本実施の形態では４５度である。また、Ｍは３６０度／Ｐで、本実施の形態では２２．５度である。従って、ＰＨｓはＭ／２で、本実施の形態では１１．２５度である。

本実施の形態では、第１のマグネット１、第１のコイル２、第１のボビン３、第１のステータ４、ロータ７の円盤部７ａ、及び第１の軸受５を、Ａ相のユニットと称することにする。また、第２のマグネット８、第２のコイル９、第２のボビン１０、第２のステータ１１、ロータ７の円盤部７ａ、及び第２の軸受１２を、Ｂ相のユニットと称することにする。

まず、Ａ相のユニットにおける磁気回路について図３を参照しながら説明する。

ステッピングモータの内周側に配置されている第１のコイル２に通電すると、第１のコイル２の周囲に磁束が発生する。この磁束は、第１のコイル２の近傍の、第１のステータ４における、第１のマグネット１の着磁面に対向している櫛歯形状の磁極歯４ａ〜４ｈに達し、ここから第１のマグネット１の反対側にあるロータ７の円盤部７ａに向けて第１のマグネット１を通過する。その後、磁束は、ロータ７の円盤部７ａから内周側のフランジ部７ｂとロータ７の軸部を通過し、第１の軸受５から第１のステータ４へ流れ、磁束が一順する。

第１のステータ４、ロータ７の円盤部７ａとフランジ部７ｂ、第１の軸受５は、電磁軟鉄などの軟磁性材料で形成されているので、磁気損失は小さい。また、第１のマグネット１は、平面着磁されているので、厚さを増さなくとも充分な磁力を有するため、薄くすることができる。第１のマグネット１と第１のステータ４との間のギャップＡは、組立精度及び加工精度により回転体（ロータ）と固定体（ステータ）の最小限必要な距離にすればよい。

また、第１のマグネット１とロータ７の円盤部７ａとは、直接、接しているためギャップがない。そのため、第１のステータ４からロータ７の円盤部７ａまでの空気間隔は充分に狭く、磁気損失は小さい。以上により、第１のコイル２、第１のステータ４、ロータ７の円盤部７ａ、及び第１の軸受５からなるＡ相のユニットにおける磁気回路の損失は小さい。

次に、Ｂ相のユニットにおける磁気回路について図３を参照しながら説明する。

ステッピングモータの内周側に配置されている第２のコイル９に通電すると、第２のコイル９の周囲に磁束が発生する。この磁束は、第２のコイル９の近傍の、第２のステータ１１における、第２のマグネット８の着磁面に対向している櫛歯形状の磁極歯１１ａ〜１１ｈに達し、ここから第２のマグネット８の反対側にあるロータ７の円盤部７ａに向けて第２のマグネット８を通過する。その後、磁束は、ロータ７の円盤部７ａから内周側のフランジ部７ｂとロータ７の軸部を通過し、第２の軸受１２から第２のステータ１１へ流れ、磁束が一順する。

第２のステータ１１、ロータ７の円盤部７ａとフランジ部７ｂ、第２の軸受１２は、電磁軟鉄などの軟磁性材料で形成されているので、磁気損失は小さい。また、第２のマグネット８は、平面着磁されているので、厚さを増さなくとも充分な磁力を有するため、薄くすることができる。第２のマグネット８と第２のステータ１１との間のギャップＢは、組立精度及び加工精度により回転体（ロータ）と固定体（ステータ）の最小限必要な距離にすればよい。

また、第２のマグネット８と円盤部７ａとは、直接、接しているためギャップがない。そのため、第２のステータ１１からロータ７の円盤部７ａまでの空気間隔は、充分に狭く、磁気損失は小さい。以上により、第２のコイル９、第２のステータ１１、円盤部７ａ、及び第２の軸受１２からなるＢ相のユニットにおける磁気回路の損失は小さい。

従って、本実施の形態のステッピングモータは、第１のコイル２及び第２のコイル９に流す電流を少なくしても、上記のＡ相及びＢ相のユニットにおける磁気回路において多くの磁束を発生させることができる。また、第１のマグネット１及び第２のマグネット８からの高い反発、吸引力を利用するので、薄型のままで出力が高い、高効率なステッピングモータとなる。

次に、本実施の形態の２相面対向型ステッピングモータの回転駆動について図１乃至図７を参照しながら説明する。図４乃至図７は、上記図１乃至図３に示したステッピングモータの第１のマグネット１及び第２のマグネット８と第１のステータ４及び第２のステータ１１の位相関係を示す側面視の部分図であり、理解を容易にするために第１のコイル２や第２のコイル９などは図示を省略している。

図４乃至図７において、図４に示す状態は、第１のコイル２に対して正通電することにより、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈをＮ極とし、同時に第２のコイル９に対して正通電することにより、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈをＳ極とした場合を示している。

このとき、第１のマグネット１の上面側のＳ極に着磁された着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉ、１ｋ、１ｍ、１ｏの中心が、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈそれぞれの中心に向かう回転力が発生する（矢印Ｒ方向）。これと共に、第２のマグネット８の下面側のＮ極に着磁された着磁部８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇ、８ｉ、８ｋ、８ｍ、８ｏの中心が、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈそれぞれの中心に向かう回転力が発生する（矢印Ｒ方向とは反対の方向）。これにより、ステッピングモータは、図４に示す状態で回転方向のバランスを保って静止する。

次に、図４に示す状態から、第１のコイル２への正通電を維持しながら、即ち、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈをＮ極とし、第２のコイル９への通電を逆通電に切り換えると、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈはＮ極となる。これに伴い、第２のマグネット８は、下面側のＳ極に着磁された着磁部８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈ、８ｊ、８ｌ、８ｎ、８ｐが、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈそれぞれの中心に向かう回転力が発生し、矢印Ｒ方向に回転を始める。

そして、図５に示す状態でバランスを保って静止する。図５に示す状態は、図４に示す状態から第１のマグネット１及び第２のマグネット８が回転した状態、即ち、両マグネットが固定されたロータ７が矢印Ｒ方向に１１．２５度回転した状態である。

次に、図５に示す状態から、第２のコイル９への逆通電を維持しながら、即ち、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈをＮ極とし、第１のコイル２への通電を逆通電に切り換えると、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈはＳ極となる。これに伴い、第１のマグネット１は、上面側のＮ極に着磁された着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊ、１ｌ、１ｎ、１ｐが、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈそれぞれの中心に向かう回転力が発生し、矢印Ｒ方向に回転を始める。

そして、図６に示す状態でバランスを保って静止する。図６に示す状態は、図５に示す状態から第１のマグネット１及び第２のマグネット８が回転した状態、即ち、両マグネットが固定されたロータ７が矢印Ｒ方向に１１．２５度回転した状態である。

次に、図６に示す状態から、第１のコイル２への逆通電を維持しながら、即ち、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈをＳ極とし、第２のコイル９への通電を正通電に切り換えると、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｅはＳ極となる。これに伴い、第２のマグネット８は、下面側のＳ極に着磁された着磁部８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈ、８ｊ、８ｌ、８ｎ、８ｐが、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈそれぞれの中心に向かう回転力が発生し、矢印Ｒ方向に回転を始める。

そして、図７に示す状態でバランスを保って静止する。図７に示す状態は、図６に示す状態から第１のマグネット１及び第２のマグネット８が回転した状態、即ち、両マグネットが固定されたロータ７が矢印Ｒ方向に１１．２５度回転した状態である。

上記のように、第１のコイル２及び第２のコイル９への通電方向を順次切り換えていくことにより、第１のマグネット１及び第２のマグネット８は順次回転、即ち、両マグネットが固定されたロータ７は通電位相に応じた位置へ順次回転することになる。

次に、本実施の形態の２相面対向型ステッピングモータにおいて、第１のボビン３及び第２のボビン１０が、それぞれ第１のマグネット１及び第２のマグネット８の露出部分を覆うカバー部を備えることで、防塵性に優れている点について説明する。

上述したように、第１のボビン３は、第１のステータ４の磁極歯と磁極歯の間から第１のマグネット１が露出する部分を覆うカバー部３ａ〜３ｈを備えており、それぞれが第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈの間に位置している。また、第２のボビン１０は、第２のステータ１１の磁極歯と磁極歯の間から第２のマグネット８が露出する部分を覆うカバー部１０ａ〜１０ｈを備えており、それぞれが第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈの間に位置している。

これにより、第１のステータ４及び第２のステータ１１のそれぞれの磁極歯と磁極歯の間は全て埋まる。その結果、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の回動スペースは、第１のステータ４、第２のステータ１１、第１のボビン３、第２のボビン１０、第１のコイル２、第２のコイル９、ケース６、ロータ７、第１の軸受５、第２の軸受１２によって隙間無く覆われる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の回動スペースを外気から隔離できるため、外部からのゴミの混入を防止し、防塵性を確保することができる。これにより、２相面対向型ステッピングモータの性能向上を図ることができる。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置としてのステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。図９は、ステッピングモータの上面図である。図１０は、ステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。

図８乃至図１０において、２相面対向型ステッピングモータは、第１のマグネット１、第２のマグネット８、第１のコイル２、第２のコイル９、第１のボビン３’、第２のボビン１０’、第１のステータ４、第２のステータ１１、第１の軸受５、第２の軸受１２、ケース６、ロータ７、フレキシブル基板１３を備えている。

本実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、第１のボビン３’及び第２のボビン１０’が図８に示す形状を有する点とフレキシブル基板を備えた点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、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、説明を省略する。

本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と異なる部品、即ち、第１のボビン３’、第２のボビン１０’、フレキシブル基板１３について説明する。他の部品と動作については上述した第１の実施の形態に準ずるものとする。

第１のボビン３’は、絶縁材料から形成されており、第１のコイル２が巻き付けられている。また、第２のボビン１０’は、絶縁材料から形成されており、第２のコイル９が巻き付けられている。

フレキシブル基板１３は、接続部を介して一体構造となった第１の平面部１３ｘ及び第２の平面部１３ｙと、端子部１３ｚを備えている。第１の平面部１３ｘは、第１のコイル２が結線され、第１のステータ４の磁極歯と磁極歯の間から第１のマグネット１が露出する部分を覆う。第２の平面部１３ｙは、第２のコイル９が結線され、第２のステータ１１の磁極歯と磁極歯の間から第２のマグネット８が露出する部分を覆う。

次に、本実施の形態の２相面対向型ステッピングモータにおいて、フレキシブル基板１３が、第１及び第２のマグネット１、８の露出部分をそれぞれ覆う第１及び第２の平面部１３ｘ、１３ｙを備えることで、防塵性に優れ且つ確実なコイルの配線が可能である点について説明する。

上述したように、フレキシブル基板１３は、第１のステータ４の磁極歯と磁極歯の間から第１のマグネット１が露出する部分を覆う第１の平面部１３ｘと、第２のステータ１１の磁極歯と磁極歯の間から第２のマグネットが露出する部分を覆う第２の平面部１３ｙを備えている。これにより、第１のステータ４の磁極歯４ａ〜４ｈの間と、第２のステータ１１の磁極歯１１ａ〜１１ｈの間は、全て埋まり、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の回動スペースは隙間なく覆われる。

また、第１のコイル２は、フレキシブル基板１３の第１の平面部１３ｘに結線されており、第２のコイル９は、フレキシブル基板１３の第２の平面部１３ｙに結線されている。更に、フレキシブル基板１３の２つの第１及び第２の平面部１３、１３ｙは、接続部を介して一体構造となっている。これにより、第１のコイル２と第２のコイル９は、フレキシブル基板１３の端子部１３ｚに電気的に接続される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１のマグネット１及び第２のマグネット８の回動スペースを外気から隔離できるため、外部からのゴミの混入を防止し、防塵性を確保することができる。これにより、２相面対向型ステッピングモータの性能向上を図ることができる。また、ステッピングモータの軸方向両側から出ている第１のコイル２と第２のコイル９の導線を、スペース効率良く確実に配線することが可能となる。

［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、ステッピングモータ単体について説明したが、本発明は、ステッピングモータのみへの適用に限定されるものではない。本発明のステッピングモータを例えばカメラ等の小型電子機器の駆動源として搭載するなどの適用例が考えられる。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置としてのステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図１のステッピングモータの上面図である。 ステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。 図３のステッピングモータのマグネットとステータの位相関係を示す側面視の模式図である。 図３の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図である。 図４の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図である。 図５の状態からコイルへの通電を切り換えてマグネットを１１．２５度回転させた状態を示す側面視の模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置としてのステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図８のステッピングモータの上面図である。 ステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。 従来例に係るステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図１１のステッピングモータの軸方向の断面を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１のマグネット
１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇ、１ｉ、１ｋ、１ｍ、１ｏ 着磁部（Ｓ極）
１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈ、１ｊ、１ｌ、１ｎ、１ｐ 着磁部（Ｎ極）
２ 第１のコイル
３ 第１のボビン
３ａ〜３ｈ カバー部
４ 第１のステータ
４ａ〜４ｈ 磁極歯
５ 第１の軸受
７ ロータ
７ａ 円盤部
７ｂ フランジ部
８ 第２のマグネット
８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇ、８ｉ、８ｋ、８ｍ、８ｏ 着磁部（Ｎ極）
８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈ、８ｊ、８ｌ、８ｎ、８ｐ 着磁部（Ｓ極）
９ 第２のコイル
１０ 第２のボビン
１０ａ〜１０ｈ カバー部
１１ 第２のステータ
１１ａ〜１１ｈ 磁極歯
１２ 第２の軸受
１３ フレキシブル基板
１３ｘ 第１の平面部
１３ｙ 第２の平面部

Claims (3)

1. 回転可能に支持されるロータと、
   前記ロータに固定され、それぞれ周方向に分割して異なる極に交互に着磁された円環状の第１のマグネット、第２のマグネットと、
   前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各着磁面にそれぞれ対向して配置され、それぞれ櫛歯形状の磁極歯を有する第１のステータ、第２のステータと、
   前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各内周側にそれぞれ配置され、前記ロータ及び前記第１のステータを励磁する第１のコイル、前記ロータ及び前記第２のステータを励磁する第２のコイルと、
   前記第１のコイル、前記第２のコイルが、それぞれ巻き付けられる第１のボビン、第２のボビンとを備え、
   前記第１のボビンに、前記第１のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第１のマグネットが露出する部分を覆うカバー部を設け、
   前記第２のボビンに、前記第２のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第２のマグネットが露出する部分を覆うカバー部を設けたことを特徴とする駆動装置。
2. 回転可能に支持されるロータと、
   前記ロータに固定され、それぞれ周方向に分割して異なる極に交互に着磁された円環状の第１のマグネット、第２のマグネットと、
   前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各着磁面にそれぞれ対向して配置され、それぞれ櫛歯形状の磁極歯を有する第１のステータ、第２のステータと、
   前記第１のマグネット、前記第２のマグネットの各内周側にそれぞれ配置され、前記ロータ及び前記第１のステータを励磁する第１のコイル、前記ロータ及び前記第２のステータを励磁する第２のコイルと、
   前記第１のコイル、前記第２のコイルが、それぞれ巻き付けられる第１のボビン、第２のボビンと、
   前記第１のコイル及び前記第２のコイルが電気的に接続される基板とを備え、
   前記基板に、前記第１のコイルが結線され且つ前記第１のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第１のマグネットが露出する部分を覆う第１の平面部と、前記第２のコイルが結線され且つ前記第２のステータの磁極歯と磁極歯の間から前記第２のマグネットが露出する部分を覆う第２の平面部を設けたことを特徴とする駆動装置。
3. 前記ロータは、軸受に回転可能に支持される軸部と、前記軸部に一体的に設けられ前記軸部に垂直な面を有する円盤部と、前記円盤部から前記第１のステータに向けて突出する第１のフランジ部と、前記円盤部から前記第２のステータに向けて突出する第２のフランジ部とを備え、
   前記第１のコイルへの通電により、前記第１のステータの磁極歯、前記第１のマグネット、前記ロータの前記円盤部、前記第１のフランジ部、前記軸部、前記第１のステータを磁束が流れる磁気回路が構成され、
   前記第２のコイルへの通電により、前記第２のステータの磁極歯、前記第２のマグネット、前記ロータの前記円盤部、前記第２のフランジ部、前記軸部、前記第２のステータを磁束が流れる磁気回路が構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。

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