JP5737835B2 - 電磁駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、マグネットとコイルを有するステッピングモータ等の電磁駆動装置に関する。

上記のような電磁駆動装置としては、特許文献１〜３にて開示されているものがある。

特許文献１の電磁駆動装置（ステッピングモータ）は、第１および第２のステータと、第１および第２のコイルと、マグネットと、それぞれ円柱部と軸部を有する第１のロータ軸および第２のロータ軸と、第１および第２の軸受けを備えている。

そして、第１のロータ軸と第２のロータ軸をそれぞれ軟磁性材料により形成してマグネットの内周面に直接固定することにより、マグネットの内周面と各ロータ軸の外周面との間に空隙を設ける必要をなくしている。これにより、第１および第２のコイルへの通電により発生した磁束を効果的にマグネットに作用させることができる。

しかも、第１の軸受けと第２の軸受けが軟磁性材料により形成されているため、第１のコイルで発生した磁束が第１の軸受け、第１のロータ軸および第１のステータの間を流れやすくなる。また、第２のコイルへの通電により発生した磁束が、第２の軸受け、第２ロータ軸および第２のステータの間を流れやすくなる。この結果、ステッピングモータの出力を増加させることが可能となる。

さらに、第１のロータ軸と第２のロータ軸との間には軸方向の隙間が設けられている。このため、第１のコイルへの通電により発生する磁束が第２のロータ軸に影響を及ぼしたり、第２のコイルへの通電により発生する磁束が第１のロータ軸に影響を及ぼしたりすることはほとんどない。すなわち、磁気干渉が非常に少ない。

特許文献２のステッピングモータは、第１および第２のステータと、第１および第２のコイルと、マグネットと、回転軸と、第１および第２の軸受けを備えている。回転軸は、第１および第２の内側磁極部と、第１および第２の軸部と、内側磁極部の外径＞溝部の内径の関係を持つ溝部とを有する。このステッピングモータでも、特許文献３のステッピングモータと同様に、軟磁性材料により形成された第１および第２の内側磁極部をマグネットの内周面に直接固定している。これにより、マグネットの内周面と第１および第２の内側磁極部の外周面との間に空隙を設ける必要をなくし、磁束が効果的にマグネットに作用するようにしている。さらに、溝部により２つのコイルのそれぞれが発生する磁束の磁気干渉を低減する。

特許文献３のステッピングモータは、マグネットと、第１および第２のヨークと、第１および第２の軸受けと、回転軸と、コアと、第１および第２のコイルとを備えている。互いに別部品である回転軸とコアとによりロータユニットを構成し、該モータの組立時に、回転軸をコアに形成された中心穴に圧入する。

このステッピングモータでも、特許文献３，４のステッピングモータと同様に、コアを軟磁性材料により形成してマグネットの内周面に直接固定している。これにより、マグネットの内周面とコアの外周面との間に空隙を設ける必要をなくし、磁束が効果的にマグネットに作用するようにしている。

しかも、第１および第２の軸受けを軟磁性材料により形成しているため、第１のコイルで発生した磁束が、第１の軸受け、コアおよび第１のヨークの間を流れやすくなる。また、第２のコイルで発生した磁束が第２の軸受け、コアおよび第２のヨークの間を流れやすくなる。この結果、ステッピングモータの出力を増加させることが可能となる。

特許第４００６３５９号公報 特許第４００６３７０号公報 特開２００７−０６８２６７号公報

しかしながら、特許文献１のステッピングモータでは、マグネットの内側に固定されるロータ軸が第１のロータ軸と第２のロータ軸の２つで構成されているため、２つのロータ軸の同軸度を高めるのが難しい。また、マグネットは接着等によって第１および第２のロータ軸に固定されるため、マグネットと第１のロータ軸又は第２のロータ軸との同軸度を高めるのも難しい。したがって、マグネットを含むロータの回転むらが発生しやすい。この回転むらは、ステッピングモータの回転精度を低下させたり、高速回転の支障となったり、駆動音を大きくしたりするおそれがある。

しかも、第１および第２のロータ軸は軟磁性材料で形成されるため、モータを小径化すると各ロータ軸の強度が低くなりすぎて、軸部にピニオンギア等の出力ギアを圧入固定しようとすると、軸部が曲がってしまう。

また、特許文献２のステッピングモータでは、第１の内側磁極部と第２の内側磁極部と溝部とが同一部材として形成されているため、磁気干渉の影響がある程度残る。さらに、特許文献２には、マグネットの回転軸への固定方法について説明されておらず、接着により固定してマグネットと回転軸との同軸度を高めるのは難しい。

また、特許文献３のステッピングモータでは、第１のコイルへの通電により発生する磁束が、軟磁性材料により形成されたコアを介して第２のヨークに影響を及ぼす。また、第２のコイルへの通電により発生した磁束がコアを介して第１のヨークに影響を及ぼす。このため、モータの回転が不安定になる。

しかも、軟磁性材料からなるコアの重量が大きいため、ロータユニットの慣性モーメントが大きくなり、高速回転の支障となるおそれがある。

本発明は、回転精度と高速回転における安定性とが高い電磁駆動装置を提供する。

本発明の一側面としての電磁駆動装置は、軸部材と、それぞれ軟磁性材料により形成され、前記軸部材の軸方向において互いに離間し、かつ前記軸部材と一体回転するように前記軸部材に固定された第１のコアおよび第２のコアと、前記軸方向における前記第１のコアと前記第２のコアとの間および前記第１のコアと前記第２のコアの外周に設けられ、周方向に互い異なる磁極が交互に形成されたマグネットと、前記軸方向における前記マグネットの両側にそれぞれ配置された第１のコイルおよび第２のコイルと、前記マグネットの外周面に対向し、前記第１のコイルへの通電により励磁される磁極部を有する第１のステータと、前記マグネットの外周面に対向し、前記第２のコイルへの通電により励磁される磁極部を有する第２のステータと、軟磁性材料により形成され、前記第１のステータに固定されて、前記軸部材を回転可能に支持する第１の軸受けと、軟磁性材料により形成され、前記第２のステータに固定されて、前記軸部材を回転可能に支持する第２の軸受けと、を有し、前記第１の軸受けには、前記第１のステータに固定される第１の円筒部と、前記第１の円筒部より大きな外径を有する第２の円筒部とが形成されており、前記第２の軸受けには、前記第２のステータに固定される第３の円筒部と、前記第３の円筒部より大きな外径を有する第４の円筒部が形成されており、前記マグネットの内周面が、前記第１のコアを介することなく、前記第１の軸受けの前記第２の円筒部の外周面に直接対向するように、前記マグネットの軸方向の一方の端面が前記第１のコアの軸方向の外側の端面より延出して形成されており、前記マグネットの内周面が、前記第２のコアを介することなく、前記第２の軸受けの前記第４の円筒部の外周面に直接対向するように、前記マグネットの軸方向の他方の端面が前記第２のコアの軸方向の外側の端面より延出して形成されていることを特徴とする。

なお、上記電磁駆動装置と、軸部材からの回転出力により駆動される被駆動部材とを有する機器も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、コアを二体化することで、２つのコイルのそれぞれが発生する磁束の磁気干渉を低減させることができ、回転精度を向上させることができる。また、コアが一体である場合に比べてロータの重量が軽くなるため、ロータの慣性モーメントが低減され、安定した高速回転が可能となる。

本発明の実施例であるステッピングモータの分解斜視図。 実施例のステッピングモータの断面図。 実施例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断面図。 実施例のステッピングモータであって、図３の状態からマグネットを１８．度回転させた状態を示す断面図。 実施例のステッピングモータであって、図４の状態からマグネットを１８．度回転させた状態を示す断面図。 実施例のステッピングモータであって、図５の状態からマグネットを１８．度回転させた状態を示す断面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例である電磁駆動装置としてのステッピングモータを分解して示している。また、図２には、上記ステッピングモータの断面を示している。以下の説明において、ロータ軸（軸部材）７の軸方向（長手方向）を、単に「軸方向」という。また、該軸方向に直交する方向を「径方向」という。

これらの図において、１は軟磁性材料により形成された第１のステータである。該第１のステータ１は、中央に穴部１ｇが形成された端面１ｆと、該端面１ｆの外周から軸方向に延びる外筒とを有する。外筒には、端面１ｆ側から軸方向に延出する櫛歯形状の外側磁極部（磁極歯）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅが形成されている。後述するマグネット１０の着磁分割数をＮとすると（本実施例ではＮ＝１０）、外側磁極部１ａ〜１ｅは周方向に３６０／（Ｎ／２）度、すなわち７２度の間隔で所定の歯幅を有するように形成されている。

２は軟磁性材料により形成された第２のステータであり、該第２のステータ２は、中央に穴部２ｇが形成された端面２ｆと、該端面２ｆの外周から軸方向に延びる外筒とを有する。外筒には、図３に示すように、端面２ｆ側から軸方向に延出する櫛歯形状の外側磁極部（磁極歯）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが周方向に３６０／（Ｎ／２）度、すなわち７２度の間隔で所定の歯幅を有するように形成されている。なお、図３は、ステッピングモータの軸方向に直交する断面を示している。

３は円筒形状の第１のコイルである。該第１のコイル３は、第１のボビン４に巻き付けられている。第１のコイル３は、マグネット１０の外径とほぼ同じ外径を有する。５は円筒形状の第２のコイルである。該第２のコイル５は、第２のボビン６に巻き付けられている。第２のコイル４は、マグネット１０の外径とほぼ同じ外径を有する。また、第１のボビン４と第２のボビン６は、マグネット１０の外周を、該マグネット１０の外周面との間に所定の隙間をあけて覆うカバー部を有し、さらにそれぞれ第１および第２のコイル３，５の端部が接続される樹脂端子部とを有する。第１のコイル３と第２のコイル５は、軸方向におけるマグネット１０の両側に配置されている。

７は前述したロータ軸であり、８は第１のコア、９は第２のコアである。第１のコア８と第２のコア９はそれぞれ、中央に穴部を有した円筒形状に形成されている。第１のコア８と第２のコア９の穴部にはロータ軸７が圧入され、これにより、第１のコア８と第２のコア９とロータ軸７とが一体回転するように互いに固定される。

ロータ軸７に固定された第１のコア８と第２のコア９は、図２に示すように、軸方向に所定の隙間Ｓが形成されるように互いに離間している。また、第１のコア８と第２のコア９はそれぞれ軟磁性材料により形成されている。第１のコア８と第２のコア９の透磁率は互いに同一であり、かつロータ軸７の透磁率よりも高い透磁率を有する。

第１のコア８と第２のコア９は、例えば、鉄の粉末を焼結させる粉末焼結製法により形成されている。また、ロータ軸７は、マルテンサイト系ステンレスの棒材により形成するのが好ましい。ロータ軸７の先端は、出力軸として機能する。すなわち、ロータ軸７の先端にギアやレバー、スクリュウねじ等を固定することで回転出力が得られ、該回転出力を図２に示した被駆動部材２０に伝達することで該被駆動部材２０を駆動することができる。

被駆動部材２０としては、カメラや交換レンズのような光学機器に用いられる可動レンズや絞り、光ディスクや磁気ディスクを記憶媒体として用いるコンピュータ機器や周辺機器におけるディスクドライブ部材等、様々な部材を含む。

１０は円筒形状のマグネットである。図３に示すように、該マグネット１０の外周面と内周面にはそれぞれ、周方向にＮ個（本実施例ではＮ＝１０）の着磁部が形成されている。Ｎ個の着磁部には、互いに異なる磁極であるＳ極とＮ極とが周方向に交互に着磁されている。マグネット１０は、インジェクション成型によって第１のコア８と第２のコア９の間の隙間Ｓと第１のコア８と第２のコア９の外周を囲むように形成されている。マグネット１０の内周面は、第１のコア８と第２のコア９の外周面に接している。

軸方向において、マグネット１０は、第１のコア８の軸方向外側の端面よりも第２のコア９とは反対側に延びるように形成され、第２のコア９の軸方向外側の端面よりも第１のコア８とは反対側に延びるように形成されている。マグネット１０のインジェクション成型時のゲートは、マグネットの外周面のうち軸方向における第１および第２のコア８，９の間に相当する領域に設けられる。

ロータ軸７、第１のコア８、第２のコア９およびマグネット１０により、ロータが構成される。

ロータの製作方向としては、第１のコア８と第２のコア９の穴部に圧入固定されたロータ軸７をインジェクション型内にセットし、マグネット１０をインジェクション成型するインサート成型法が好ましい。これにより、ロータ軸７とマグネット１０との同軸度を高めることができる。また、マグネット１０の単品をインジェクション成型し、ロータ軸７を、第１のコア８の穴部、マグネット１０の穴部および第２のコア９の穴部にこの順で圧入する方法でもよい。

１１は軟磁性材料により形成され、ロータ軸７の一端を回転可能に支持する第１の軸受けである。該第１の軸受け１１は、第１の円筒部１１ａと該第１の円筒部１１ａよりも大きな外径を有する第２の円筒部１１ｂとを有する。第１の軸受け１１は、第１のステータ１の穴部１ｇに第１の円筒部１１ａが挿入された状態で該第１のステータ１に固定されている。

第１のコイル３と第１のボビン４の一部は、第１のステータ１の内側に配置される。この状態で、第１の軸受け１１の第１の円筒部１１ａは、第１のボビン４の内径部に嵌り、第１の軸受け１１の第２の円筒部１１ｂは、第１のボビン４の第１のステータ１からの軸方向の抜け止めとして機能する。すなわち、第１のコイル３の内径部には、軟磁性材料により形成された第１の軸受け１１の第１の円筒部１１ａと、同じく軟磁性材料により形成されたロータ軸７とが挿入された状態となる。

１２は軟磁性材料により形成され、ロータ軸７の他端を回転可能に支持する第２の軸受けである。該第２の軸受け１２は、第１の円筒部１２ａと該第１の円筒部１２ａよりも大きな外径を有する第２の円筒部１２ｂとを有する。第２の軸受け１２は、第２のステータ２の穴部２ｇに第１の円筒部１２ａが挿入された状態で該第２のステータ２に固定されている。

第２のコイル５と第２のボビン６の一部は、第２のステータ２の内側に配置される。この状態で、第２の軸受け１２の第１の円筒部１２ａは、第２のボビン４の内径部に嵌り、第２の軸受け１２の第２の円筒部１２ｂは、第２のボビン６の第２のステータ２からの軸方向の抜け止めとして機能する。すなわち、第２のコイル５の内径部には、軟磁性材料により形成された第２の軸受け１２の第１の円筒部１２ａと、同じく軟磁性材料により形成されたロータ軸７とが挿入された状態となる。

そして、第１の軸受け１１の第２の円筒部１１ｂの一端が第１のコア８の一端を受け、第２の軸受け１２の第１の円筒部１２ａの一端が第２のコア９の一端を受ける形で、ロータの軸方向の移動が所定量に制限される。

第１の軸受け１１の第２の円筒部１１ｂの一部はマグネット１０の内側に配置され、また第２の軸受け１２の第２の円筒部１２ｂの一部もマグネット１０の内側に配置される。第１のコイル３と第２のコイル５は、マグネット１０を軸方向両端から挟む位置に所定の隙間を持って配置される。

第１のステータ１は、第１の軸受け１１を介して第１のボビン４に固定される。また、第２のステータ２は、第２の軸受け１２を介して第２のボビン６に固定される。第１のボビン４と第２のボビン６をそれぞれ第１の軸受け１１と第２の軸受け１２に接着やレーザ溶着によって固定することで、第１のステータ１と第２のステータ２を所定の位置および所定の位相で固定することができる。

第１のステータ１と第２のステータ２は互いに同一形状を有し、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅと第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅとがマグネット１０の外周面に沿って延びるように配置される。図３に示すように、マグネット１０の着磁部と第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅとの位相関係は、マグネット１０の着磁部と第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅとの位相関係に対して、１８０／Ｎ度、すなわち１８度ずれている。

第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅと第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅは、マグネット１０の外周面に対して所定の隙間をあけて対向している。第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅは第１のコイル３への通電によって励磁され、第２のステータ２は第２のコイル５への通電によって励磁される。

径方向において、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅと第１のコア８との間にマグネット１０が配置される。第１のコイル３の内側において、ロータ軸７、第１の軸受け１１および第１のコア８は、第１のコイル３への通電によって第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅとは反対の極となるように励磁され、第１の内側磁極部として機能する。

また、径方向において、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅと第２のコア９との間にマグネット１０が配置される。第２のコイル５の内側において、ロータ軸７、第２の軸受け１２および第２のコア９は、第２のコイル５への通電によって第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅとは反対の極となるように励磁され、第２の内側磁極部として機能する。

第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅの軸方向の長さは、第１のコア８の軸方向内側の端面の位置を超えない長さに設定されている。また、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅの軸方向の長さは、第２のコア９の軸方向内側の端面の位置を超えない長さに設定されている。

第１のコイル３への通電により発生する磁束は、マグネット１０の外周面に対向する第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅとマグネット１０の内側にて第１の内側磁極部を構成する第１のコア８との間を通過する。さらに、該磁束は、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅと第１の軸受け１１の第２の円筒部１１ｂとの間も通過する。このため、該磁束が効果的にマグネット１０に作用する。同様に、第２のコイル５への通電により発生する磁束は、マグネット１０の外周面に対向する第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅとマグネット１０の内側にて第２の内側磁極部を構成する第２のコア９との間を通過する。さらに、該磁束は、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅと第２の軸受け１２の第２の円筒部１２ｂとの間も通過する。このため、該磁束は、効果的にマグネット１０に作用する。これにより、磁気抵抗を減少させ、ステッピングモータの出力を高めることができる。

また、第１の軸受け１１を軟磁性材料により形成することで、ロータ軸７と第１のコア８とがともに第１の内側磁極部として機能し、第２の軸受け１２を軟磁性材料により形成することで、ロータ軸７と第２のコア９とがともに第２の内側磁極部として機能する。これにより、第１のコイル３と第２のコイル５への通電により発生する磁束がより流れやすくなり、一層ステッピングモータの出力を高めることが可能となる。

第１の軸受け１１とマグネット１０が固定されたロータ軸７との間、および第２の軸受け１２とマグネット１０が固定されたロータ軸７との間には吸着力が発生するため、摩擦力によるトルク損失が生じたり、摺動面の耐久性が低下したりする可能性がある。しかし、マグネット１０を薄く小径の円筒形状に形成することで、発生する吸着力をごく小さく抑えることができ、磁気回路の磁気抵抗が減少することによる効率向上の方がより有効に働き、発生するトルク自体は大きくなる。

第１および第２の軸受け１１，１２の内面やロータ軸７の表面に、潤滑材を塗布してもよい。また、第１および第２の軸受け１１，１２の内面やロータ軸７の表面に、潤滑塗装（フッ素系潤滑塗装、グラファイト系潤滑塗装、二流化モリブデン系潤滑塗装等）を施してもよい。さらに、第１および第２の軸受け１１，１２の内面やロータ軸７の表面に、潤滑メッキ（例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子を含有した無電解ニッケルメッキやＰＴＦＥ潤滑無電解ニッケルメッキ）を施してもよい。これらにより、摺動面の摩擦によるトルク損失を抑制したり、摺動面の耐久性が低下することを防いだりすることができ、出力トルクを増加させることも可能である。

第１のコア８と第２のコア９とは互いに向かい合って配置されているが、それらの間にマグネット１０が配置されており、第１のコア８と第２のコア９とは互いに直接接触していない。また、第１のコア８と第２のコア９とはロータ軸７を介して固定されているが、ロータ軸７は、第１および第２のコア８，９の透磁率よりも低い透磁率を有する材料により形成されている。マグネット１０は軟磁性材料により形成されていないため、これらにより、第１のコイル３への通電により第１のコア８を励磁したとしても、それによって第２のコア９が励磁されることはほとんどない。同様に、第２のコイル５への通電により第２のコア９を励磁したとしても、それによって第１のコア８が励磁されることほとんどはない。すなわち、第１のコア８と第２のコア９との間での磁束の行き来が非常に少なくなるように構成されており、これによって回転精度が大幅に向上する。

特許文献２のステッピングモータでは、回転軸に軸部と２つの内側磁極部とが一体で形成されているため、磁気干渉の影響が残る。また、特許文献３のステッピングモータでは、コアが一体のものとして形成されているため、磁気干渉の影響が大きく、回転精度が悪い。

また、本実施例のステッピングモータでは、ロータ軸７に２つのコア８，９を軸方向の隙間Ｓをあけて固定し、該隙間Ｓにマグネット１０が配置される。軟磁性材料からなるコアの方がインジェクションマグネットよりも密度が高いため、コアが一体である特許文献３のステッピングモータに比べてロータの重量を軽くでき、これにより慣性モーメントが低減されて高速回転が可能になる。

特許文献１のステッピングモータでは、ロータ軸が２つの部材によって構成され、マグネットは接着により２つのロータ軸に固定される。このため、２つのロータ軸の同軸度を高めることや、２つのロータ軸とマグネットとの同軸度を高めることがきわめて困難である。また、特許文献２のステッピングモータでは、マグネットと回転軸の固定方法の記載はなく、接着により固定した場合、回転軸とマグネット外径との同軸度を高めるのは難しい。これに対し、本実施例のステッピングモータでは、１つのロータ軸７に２つのコア８，９を固定し、その外周にマグネット１０をインジェクション成型する構成としているので、ロータ軸７に対するマグネット１０の同軸度が向上し、回転精度が向上する。これにより、高速回転性能が向上するとともに、駆動音が低減する。

特許文献１のステッピングモータでは、２つのロータ軸はともに細長い軸部を有する形状であるため、コストが安い粉末焼結製法では製造できない。また、特許文献２のステッピングモータでは、回転軸に軸部と内側磁極部とが一体で形成され、中央に溝のある形状を有するため、コストが安い粉末焼結製法では製造できない。これらに対し、本実施例のステッピングモータでは、２つのコア８，９に対してロータ軸７が圧入固定される構成であり、２つのコア８，９は単純な円筒（円板）形状であるので、粉末焼結製法での製造が可能となる。しかも、ロータ軸７も単純な棒材であるため、コストが安い。

本実施例では、前述したように、マグネット１０がインジェクション成型により形成され、インジェクション成型のためのゲートが第１のコア８と第２のコア９との間の隙間Ｓの外周に配置されている。このため、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅにおけるマグネット１０の外周面に対向する面と、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅにおけるマグネット１０の外周面に対向する面とがゲートに重ならない。したがって、ゲート跡が各外側磁極部に接触することはなく、ゲート跡の処理を容易に行えるともに、マグネット１０を薄型化してもゲートの厚みに影響がないため、マグネットの薄型化が可能となる。これに対し、特許文献３のステッピングモータでは、マグネットを薄型化しようとすると、ゲートの配置が困難となる。

次に、図３、図４、図５および図６を用いて、本実施例のステッピングモータの駆動方法について説明する。各図において、（ａ）は図２におけるＡ−Ａ線での断面を示し、（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線での断面を示している。これら（ａ）の断面と（ｂ）の断面は、互いに同じ方向から見た断面である。

図３は、第１のコイル３に対して正方向通電を行うことにより、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅがＮ極となり、第１のコア８がＳ極となっている状態を示す。また、図３の状態では、第２のコイル５に対して逆方向通電を行うことにより、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅがＳ極となり、第２のコア９がＮ極となっている。

この状態では、マグネット１０に、その外周面におけるＳ極に着磁された着磁部が第１のステータ１の各外側磁極部の周方向中心に向かう方向（図３（ａ）における時計回り方向）の回転力が発生する。さらに、マグネット１０に、その外周面におけるＮ極に着磁された着磁部が第２のステータ２の各外側磁極部の周方向中心に向かう方向（図３（ｂ）における反時計回り方向）の回転力が発生する。そして、これらの回転力が互いにバランスし、マグネット１０は静止する。

図３の状態から、第１のコイル３への正方向通電を維持しながら、第２のコイル５への通電を逆方向通電から正方向通電に切り替えると、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅはＮ極に励磁され、第２のコア９はＳ極に励磁される。これにより、マグネット１０には、その外周面におけるＳ極に着磁された各着磁部が第２のステータ２の各外側磁極部の周方向中心に向かう方向の回転力が発生し、マグネット１０は、図３における時計回り方向に回転を始める。そして、図４に示すように、図３の状態からマグネット１０が時計回り方向に１８．０度回転した状態で静止する。

図４の状態から、第２のコイル５への正方向通電を維持しながら、第１のコイル３への通電を逆方向通電に切り替えると、第１のステータ１の外側磁極部１ａ〜１ｅはＳ極に励磁され、第１のコア８はＮ極に励磁される。これにより、マグネット１０には、その外周面におけるＮ極に着磁された各着磁部が第１のステータ１の各外側磁極部の周方向中心に向かう方向の回転力が発生し、マグネット１０は、図４における時計回り方向に回転を始める。そして、図５に示すように、図４の状態からマグネット１０が時計回り方向に１８．０度回転した状態で静止する。

図５の状態から、第１のコイル３への逆方向通電を維持しながら、第２のコイル５への通電を逆方向通電に切り替えると、第２のステータ２の外側磁極部２ａ〜２ｅはＳ極に励磁され、第２のコア９はＮ極に励磁される。これにより、マグネット１０には、その外周面におけるＮ極に着磁された各着磁部が第２のステータ２の各外側磁極部の周方向中心に向かう方向の回転力が発生し、マグネット１０は、図５における時計回り方向に回転を始める。そして、図６に示すように、図５の状態からマグネット１０が時計回り方向に１８．０度回転した状態で静止する。

このように、第１のコイル３と第２のコイル５への通電方向を順次切り替えていくことにより、ロータを構成するマグネット１０は通電位相に応じた位置へと順次回転する。

なお、マグネットの外周面を第１のステータに対向する外周面と第２のステータに対向する外周面の２つに分け、それぞれの外周面の着磁部の位相を互いに１８０／Ｎ度ずらし、第１のステータと第２のステータの外側磁極部の位相を一致させるようにしてもよい。

以上説明した実施例によれば、コア８，９を２体化することによって、２つのコイル３，５のそれぞれが発生する磁束の磁気干渉を大幅に減少させることできる。このため、回転精度を向上させることができる。また、コアが一体のものに比べてロータの重量を軽くすることができるため、慣性モーメントを低減して安定した高速回転を可能とすることができる。

さらに、マグネット１０をインジェクション成型することで、ロータ軸７とマグネット１０との同軸度を向上させることができ、さらなる回転精度の向上を図ることができる。また、２つのコア８，９が単純な円筒形状であるので、粉末焼結製法での製造が可能となり、コスト低減につながる。

以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例ではステッピングモータについて説明したが、ステッピングモータ以外の電磁駆動装置にも本発明を適用することができる。

また、上記実施例では、コアを粉末焼結製法により製造する場合について説明したが、必ずしもコアを粉末焼結製法によって製造する必要はなく、またコアに加えて第１および第２の軸受けを粉末焼結製法によって製造するようにしてもよい。

回転精度と高速回転における安定性とが高いステッピングモータ等の電磁駆動装置を実現できる。

１ 第１のステータ
２ 第２のステータ
３ 第１のコイル
５ 第２のコイル
７ ロータ軸
８ 第１のコア
９ 第２のコア
１０ マグネット
１１ 第１の軸受け
１２ 第２の軸受け

Claims (5)

1. 軸部材と、
   それぞれ軟磁性材料により形成され、前記軸部材の軸方向において互いに離間し、かつ前記軸部材と一体回転するように前記軸部材に固定された第１のコアおよび第２のコアと、
   前記軸方向における前記第１のコアと前記第２のコアとの間および前記第１のコアと前記第２のコアの外周に設けられ、周方向に互い異なる磁極が交互に形成されたマグネットと、
   前記軸方向における前記マグネットの両側にそれぞれ配置された第１のコイルおよび第２のコイルと、
   前記マグネットの外周面に対向し、前記第１のコイルへの通電により励磁される磁極部を有する第１のステータと、
   前記マグネットの外周面に対向し、前記第２のコイルへの通電により励磁される磁極部を有する第２のステータと、
   軟磁性材料により形成され、前記第１のステータに固定されて、前記軸部材を回転可能に支持する第１の軸受けと、
   軟磁性材料により形成され、前記第２のステータに固定されて、前記軸部材を回転可能に支持する第２の軸受けと、を有し、
   前記第１の軸受けには、前記第１のステータに固定される第１の円筒部と、前記第１の円筒部より大きな外径を有する第２の円筒部とが形成されており、
   前記第２の軸受けには、前記第２のステータに固定される第３の円筒部と、前記第３の円筒部より大きな外径を有する第４の円筒部とが形成されており、
   前記マグネットの内周面が、前記第１のコアを介することなく、前記第１の軸受けの前記第２の円筒部の外周面に直接対向するように、前記マグネットの軸方向の一方の端面が前記第１のコアの軸方向の外側の端面より延出して形成されており、
   前記マグネットの内周面が、前記第２のコアを介することなく、前記第２の軸受けの前記第４の円筒部の外周面に直接対向するように、前記マグネットの軸方向の他方の端面が前記第２のコアの軸方向の外側の端面より延出して形成されていることを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記第１および第２のコアは互いに同一の透磁率を有し、かつ前記第１および第２のコアの前記透磁率が、前記軸部材の透磁率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
3. 前記マグネットはインジェクション成型により形成され、該インジェクション成型のためのゲートが、前記マグネットの外周面のうち前記軸方向における前記第１および第２のコアの間に相当する領域に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁駆動装置。
4. 前記第１および第２のコアは、粉末焼結製法によって製造されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電磁駆動装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の電磁駆動装置と、
   前記軸部材からの回転出力により駆動される被駆動部材と、を有することを特徴とする機器。