JPH05176517A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型ステッピングモータにおいて、極歯の形
成精度および強度を損なうことなく、ロータの位置制御
時の精度を向上させる。 【構成】 極歯１１ａ，１７ａの内周面がいずれもロー
タ１６の接線方向に沿って直線状をなし、また極歯１１
ａ，１７ａの両端とロータ１６外周面との距離が同一と
なっているため、極歯１１ａ，１７ａとロータ１６外周
面とが極歯１１ａ，１７ａのロータ１６周方向の幅の中
央部において最も接近し、その結果、極歯１１ａ，１７
ａ内周面からロータ１６外周面への磁力が前記中央部で
最大となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型ステッピングモー
タに係り、特にロータの位置制御精度を向上させたステ
ッピングモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータは、自動焦点カメラ
のレンズ駆動等に使用される小型モータの一種である。
このステッピングモータとしては、従来より例えば図６
に示すもような構造のものが知られている。

【０００３】図６において、符号１は円筒状に並ぶ複数
の極歯１ａおよび平板部１ｂからなる一対の内部ヨーク
で、これら内部ヨーク１，１は平板部１ｂで貼り合わせ
られている。また、これら内部ヨーク１，１の外周には
ボビン部２，２が取り付けられ、このボビン部２，２に
はそれぞれコイル３が巻回されている。

【０００４】内部ヨーク１の中央には、極歯１ａに対応
した数の磁極を有するロータ４が設置され、更に、これ
ら全体は、円筒状に並ぶ複数の極歯５ａを有する一対の
外部ヨーク５，５により上下から覆われている。この場
合、内部ヨーク１の極歯１ａと外部ヨーク５の極歯５ａ
とは、ロータ４の周囲において互い違いに離間して配置
されている。

【０００５】そして、コイル３，３に通電すると、内部
ヨーク１の極歯１ａと外部ヨーク５の極歯５ａとが互い
に異なる磁極を形成し、その結果、これらの磁極とロー
タ４の外周面に周方向に沿って形成された磁極との作用
により、ロータ４がその軸を中心に回転する。

【０００６】図７は、上記従来のステッピングモータに
おける内部ヨーク１および外部ヨーク５の形状の例を示
すものである。極歯１ａ，５ａの内周面は内部ヨーク１
および外部ヨーク５の周に沿って湾曲し、しかもこれら
内部ヨーク１および外部ヨーク５の中央にはロータ４が
同軸をなすように形成されているため、ロータ４の外周
面と前記内周面との間における径方向の距離Ａは常に一
定となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記従来のス
テッピングモータにおいては、極歯１ａ，５ａの内周面
とロータ４外周面との間における径方向の距離Ａが常に
一定であるため、極歯１ａ，５ａの内周面からロータ４
の外周面への磁力線密度Ｂは、図８に模式的に示すよう
に、極歯１ａ，５ａの内周面にわたりほぼ均一となって
いる。

【０００８】しかも、ロータ４の外周面に形成された磁
極４ａの周方向の幅Ｃが前記内周面の周方向の幅Ｄより
若干狭く構成されているため、ロータ４の磁極４ａが極
歯１ａ，５ａの内周面側にある場合、磁極４ａは極歯１
ａ，５ａからほぼ等しい大きさの磁力を受けることにな
る。従って、磁極４ａが極歯１ａ，５ａから最大の磁力
を受けることが可能な範囲Ｅは前記内周面の周方向の幅
Ｄとほぼ同一となり、内部ヨーク１および外部ヨーク５
に対するロータ４の位置制御の精度と、それに伴うロー
タ４の角度精度がこの範囲Ｅと磁極４ａの幅Ｃとの差に
相当する範囲だけ低下するという問題があった。

【０００９】一方、極歯１ａ，５ａの内周面の周方向の
幅Ｄを狭くすると、磁極４ａが極歯１ａ，５ａから最大
の磁力を受けることが可能な範囲Ｅも狭くなるため、ロ
ータ４における位置制御の精度が向上する。しかしなが
ら、この場合には極歯１ａ，５ａの幅Ｄが狭くなること
に伴い、極歯１ａ，５ａの形成精度が低下する他、ステ
ッピングモータの組立時や、カメラ等への搭載作業時等
において極歯１ａ，５ａの曲がりや折れ等の破損が生じ
やすくなるという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、所定数の磁極を有するロ
ータと、このロータの周囲に設置され、円筒状に並ぶ複
数の極歯を有するヨークと、前記磁極を帯磁させるコイ
ルとを具備するステッピングモータにおいて、前記極歯
の前記ロータ周方向の幅の中央部を両端部より前記ロー
タに接近させたものである。

【００１１】

【作用】本発明のステッピングモータにおいては、ロー
タ周方向の幅の中央部が両端部より前記ロータに接近し
ているため、極歯の内周面からロータの外周面への磁力
が前記中央部で最大となる。その結果、前記ロータの外
周面に形成された磁極と前記極歯の内周面との位置のず
れが低減され、内部ヨークおよび外部ヨークに対する前
記ロータの位置制御の精度およびそれに伴う前記ロータ
の角度精度が向上する。

【００１２】しかも、前記極歯の幅を狭くする必要がな
いので、前記ロータの位置制御の精度および前記ロータ
の角度精度と、前記極歯の形成精度や機械的強度とをと
もに向上させることが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につい
て詳説する。図１は、本発明に係るステッピングモータ
の構造を模式的に示すものであり、以下の説明で用いる
上下および内外の関係はこの図に準ずるものとする。

【００１４】図１において、符号１１は円筒状に並ぶ極
歯１１ａと、これら極歯１１ａの他端側に形成された平
板環状をなす平板部１１ｂとからなる一対の内部ヨーク
で、これら内部ヨーク１１，１１は平板部１１ｂで貼り
合わせられている。また、これら内部ヨーク１１，１１
は全体が軟磁性体で形成されている。

【００１５】これら内部ヨーク１１，１１の外周には、
円筒形をなす巻胴部１２ａ，１３ａと、その両端に一体
的に形成された平板環状をなすフランジ部１２ｂ，１３
ｂとからなる一対のボビン部１２，１３が平板部１１
ｂ、１１ｂを上下からそれぞれ挟んで固定した状態で取
り付けられ、これら各ボビン部１２，１３は、連結部Ｘ
を介して上下に貼り合わせた形状となっている。

【００１６】このボビン部１２，１３にはそれぞれコイ
ル１４ａ，１４ｂが巻回されている。また、連結部Ｘに
より連結されたフランジ部１２ｂ，１３ｂの外縁の一部
には端子支持部６が形成され、端子支持部６には複数本
のコイル端子７が外方に向け櫛歯状に埋設されている。
そして、このコイル端子７にはコイル１４ａ，１４ｂか
ら延びるコイル線８がそれぞれ接続されている。また、
コイル端子７の先端には、電源と接続されたリード線
（図示せず）の末端が接続されている。

【００１７】一方、内部ヨーク１１，１１の中央部に
は、回転軸９と、その周囲に形成された永久磁石１０と
からなるロータ１６が、内部ヨーク１１，１１と同軸を
なすように配置され、また、永久磁石１０の外周部に
は、極歯１１ａ，１１ｂに対応した所定数の磁極が周方
向に沿って交互に形成されている。更に、これら全体
は、円筒状に並ぶ複数の極歯１７ａを有する一対の外部
ヨーク１７，１７により上下から覆われている。この場
合、内部ヨーク１１、１１の極歯１１ａと外部ヨーク１
７，１７の極歯１７ａとは、ロータ１６の周囲において
互い違いに離間して配置されている。

【００１８】そして、コイル１４ａ，１４ｂに通電する
と、内部ヨーク１１，１１の極歯１１ａと外部ヨーク１
７，１７の極歯１７ａとが互いに相異なる磁極を形成
し、その結果、これらの磁極と永久磁石１０に形成され
た磁極との作用により、ロータ１６が回転軸９を中心に
回転する。

【００１９】図２ないし図４は、本発明のステッピング
モータにおける内部ヨーク１１，１１および外部ヨーク
１７，１７の形状の例を示すものである。図２の場合、
極歯１１ａ，１７ａの内周面がいずれもロータ１６の接
線方向に沿って直線状をなし、また極歯１１ａ，１７ａ
の両端とロータ１６外周面との距離が同一とされている
ため、極歯１１ａ，１７ａ内周面とロータ１６外周面間
の距離Ｆは、極歯１１ａ，１７ａのロータ１６周方向の
幅の中央部において最も接近する。

【００２０】図３は、極歯１１ａ，１７ａの幅方向に沿
った断面をロータ１６側向きに凸となる円弧状とした場
合の例である。この場合も、図２と同様に、極歯１１
ａ，１７ａの両端とロータ１６外周面との距離が同一と
されている。

【００２１】また、図４は、極歯１１ａ，１７ａの幅方
向に沿った断面がロータ１６側向きに凸となる略Ｌ字状
とした場合の例である。この場合も、図２と同様に、極
歯１１ａ，１７ａの両端とロータ１６外周面との距離が
同一とされ、かつ前記Ｌ字状部分の一辺の長さは等しく
なっている。その結果、図３および図４においても、極
歯１１ａ，１７ａ内周面とロータ１６外周面間の距離Ｆ
が極歯１１ａ，１７ａのロータ１６周方向の幅の中央部
において最も接近する。

【００２２】上記構成を有するステッピングモータにお
いては、いずれの場合でも、極歯１１ａ，１７ａとロー
タ１６外周面とが極歯１１ａ，１７ａのロータ１６周方
向の幅の中央部においてその両側よりも接近するため、
極歯１１ａ，１７ａの内周面からロータ１６の外周面へ
の磁力線密度Ｇは、図５に模式的に示すように前記中央
部において最大となる。

【００２３】すなわち、ロータ１６の回転時または停止
時において、ロータ１６に形成された磁極が極歯１１
ａ，１７ａから最大の磁力を受けることが可能な前記磁
極の位置範囲は前記中央部の径方向内方のみとなるた
め、前記磁極と前記極歯の内周面間における位置のずれ
がない。その結果、上記実施例においては、内部ヨーク
１１および外部ヨーク１７に対するロータ１６の位置制
御の精度およびそれに伴うロータ１６の角度精度が向上
する。

【００２４】更に、極歯１１ａ，１７ａ内周面の周方向
の幅を狭くする必要がないので、極歯１１ａ，１７ａ基
端部の幅が大きく確保される。従って、極歯１１ａ，１
７ａの形成精度および強度が向上し、ステッピングモー
タの組立時等における極歯１１ａ，１７ａの変形も起こ
りにくくなっている。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のステッピン
グモータにおいては、ロータ周方向の幅の中央部が両端
部より前記ロータに接近しているため、極歯の内周面か
らロータの外周面への磁力が前記中央部で最大となり、
その結果、前記ロータの外周面に形成された磁極と前記
極歯の内周面との位置のずれがなくなり、内部ヨークお
よび外部ヨークに対する前記ロータの位置制御の精度お
よびそれに伴う前記ロータの角度精度が向上するという
効果を奏する。

【００２６】しかも、前記極歯の内周面から前記ロータ
の外周面への磁力線密度の最大値の範囲を前記中央部に
集中させつつ前記極歯の幅を大きく確保できるので、前
記ロータの位置制御の精度および前記ロータの角度精度
と、前記極歯の形成精度および機械的強度とを共に向上
させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるステッピングモータの構造の例
を示すステッピングモータの分解縦断面図である。

【図２】本発明における極歯の形状の例を示すステッピ
ングモータの一部横断面図である。

【図３】本発明における極歯の形状の例を示すステッピ
ングモータの一部横断面図である。

【図４】本発明における極歯の形状の例を示すステッピ
ングモータの一部横断面図である。

【図５】本発明におけるロータに対する極歯の磁力線密
度およびその大きさを模式的に示す図である。

【図６】従来のステッピングモータの構造の例を示すス
テッピングモータの分解縦断面図である。

【図７】従来のステッピングモータにおける極歯の形状
の例を示すステッピングモータの一部横断面図である。

【図８】従来のステッピングモータにおけるロータに対
する極歯の磁力線密度およびその大きさを模式的に示す
図である。

【符号の説明】 １，１１ 内部ヨーク １ａ，５ａ，１１ａ，１７ａ 極歯 ２，１２，１３ ボビン部 ３，１４ａ，１４ｂ コイル ４，１６ ロータ ４ａ，４ｂ 磁極 ５，１７ 外部ヨーク ６ 端子支持部 ７ コイル端子 ８ コイル線 ９ 回転軸 １０ 永久磁石 １２ａ，１３ａ 巻胴部 １２ｂ，１３ｂ フランジ部 Ａ 従来例におけるロータ外周面と極歯内周面間の距離 Ｂ 従来例における極歯内周面からロータの外周面への
磁力線密度 Ｃ 従来例において極歯内周面に形成された磁極のロー
タ周方向の幅 Ｄ ロータ外周面に形成された磁極のロータ周方向の幅 Ｅ 従来例において磁極が極歯から最大の磁力を受ける
ことが可能な範囲 Ｆ 本発明におけるロータ外周面と極歯内周面間の距離 Ｇ 本発明における極歯内周面からロータの外周面への
磁力線密度 Ｘ 連結部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定数の磁極を有するロータと、このロ
   ータの周囲に設置され、円筒状に並ぶ複数の極歯を有す
   るヨークと、前記磁極を帯磁させるコイルとを具備する
   ステッピングモータにおいて、 前記極歯の前記ロータ周方向の幅の中央部を両端部より
   前記ロータに接近させたことを特徴とするステッピング
   モータ。
2. 【請求項２】 前記極歯の内周面が前記ロータの接線方
   向に沿った平面とされていることを特徴とする請求項１
   記載のステッピングモータ。
3. 【請求項３】 前記極歯の幅方向に沿った断面が前記ロ
   ータ側に向けて凸となる円弧状をなすことを特徴とする
   請求項１記載のステッピングモータ。
4. 【請求項４】 前記極歯の幅方向に沿った断面が前記ロ
   ータ側に向けて凸となる略Ｌ字状をなすことを特徴とす
   る請求項１記載のステッピングモータ。