JP2007110817A - Stepping motor and optical system driver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータ、及び、例えば焦点調整機構、倍率変更機構のような、ステッピングモータを有する光学系駆動装置に関する。 The present invention relates to a stepping motor and an optical system driving apparatus having a stepping motor such as a focus adjustment mechanism and a magnification changing mechanism.
従来、光学素子をその光軸方向に移動させて光学系の調節を行う光学系駆動装置が用いられている。このような光学系駆動装置では、光学素子をその内腔に保持する枠状のホルダをステッピングモータで駆動することにより、光学素子の移動を行っている。こうした光学系駆動装置は様々な用途に用いられるが、例えば、携帯電話に内蔵されるカメラモジュールの焦点調節機構や倍率変更機構、光ディスクの収差補正機構として用いられる場合には、装置の小型化が要求される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical system driving apparatus that adjusts an optical system by moving an optical element in the optical axis direction has been used. In such an optical system driving apparatus, the optical element is moved by driving a frame-like holder that holds the optical element in its lumen with a stepping motor. Such an optical system drive device is used in various applications. For example, when used as a focus adjustment mechanism, a magnification change mechanism of a camera module built in a mobile phone, or an aberration correction mechanism of an optical disk, the device can be downsized. Required.
特許文献１には、光学系駆動装置を小型化することが可能なステッピングモータが開示されている。特許文献１の光学系駆動装置では、ステッピングモータのロータを中空の筒形状としている。そして、ロータの内腔にはホルダ及び光学素子がロータと同軸に内装されており、ロータの周辺部にはステータとしてのリング状コイルがロータと同軸に外装されている。この光学系駆動装置では、ステッピングモータの構成要素が光軸を取り巻くように配置されているため、光軸の周辺部のスペースが有効に活用されており、光学系駆動装置を比較的小型化することが可能である。
特許文献１の光学系駆動装置では、ステッピングモータの構成要素を光軸を取り巻くように配置している。かかる制約のもとでは、ステッピングモータの構成要素を充分密に配置することができず、ステッピングモータの容積が大きくなり、光軸の径方向のスケールが全周的に大きくなって、光学系駆動装置を充分に小型化することができない。
In the optical system driving device of
ここで、図１２及び図１３に示されるようなステッピングモータ８６を用いることにより、光学系駆動装置を小型化することが可能である。このステッピングモータ８６では、コイル８８の外部にロータ９０が配置されており、コイル８８の中心軸とロータ９０の中心軸とが一致していない。また、コイル８８の内腔部分を貫通するように、ヨーク９２の配置されていない空間部９４が形成されている。このステッピングモータ８６を光学素子の光軸が空間部９４を通るように光学系駆動装置に搭載する。このような光学系駆動装置では、コイル８８によって光軸の周辺部のスペースが有効に活用されると共に、ステッピングモータ８６の構成要素を密に配置することができるため、光学系駆動装置の小型化が可能となる。
Here, by using a
しかしながら、このようなステッピングモータ８６では、コイル８８の外部にロータ９０が配置されており、コイル８８の中心軸方向にみてコイル８８の一方側にステータが配置されることとなる。この結果、ステータにおいて、コイル８８に近い側には磁束が充分に誘導されるが、コイル８８から遠い側では磁束の誘導が不充分となり、ロータ９０に発生する回転トルクが小さくなる可能性がある。ここで、コイル８８から遠い側へと磁束を誘導するヨーク９２を大きくすることにより、ステータに充分な磁束を誘導することが可能となるが、ヨーク９２の大型化により光学系駆動装置の小型化が妨げられるおそれがある。
However, in such a
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、回転トルクが大きく、搭載される装置を小型することが可能なステッピングモータ、及び、駆動力が大きい小型の光学系駆動装置を提供することである。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems. The object of the present invention is to provide a stepping motor that has a large rotational torque and that can downsize a mounted device, and a small optical that has a large driving force. A system drive device is provided.
請求項１の発明は、磁束を発生するコイルと、前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記第１及び第２のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、前記第１及び第２のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１及び第２のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１及び第２のステータ部が夫々形成され前記ヨークからの磁束を前記第１及び第２のステータ部に夫々誘導する第１及び第２の環状部と、を有し、前記第１及び第２の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第１及び第２の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きい、ことを特徴とするステッピングモータである。
The invention according to
請求項２の発明は、磁束を発生するコイルと、前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記第１及び第２のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、前記第１及び第２のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１及び第２のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１及び第２のステータ部が夫々形成され前記ヨークからの磁束を前記第１及び第２のステータ部に夫々誘導する第１及び第２の環状部と、を有し、前記第２のステータは、前記ロータの中心軸方向について、前記第１のステータよりも前記ロータの中央部側に配置されており、前記第１の環状部は、前記ロータの中心軸方向について、前記ロータの端部の外側に配置されており、前記第１の環状部の内径は、前記第２の環状部の内径よりも小さい、ことを特徴とするステッピングモータである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a coil that generates magnetic flux, a yoke that is provided around the coil and that induces magnetic flux generated by the coil, and is disposed only on one side of the coil as viewed in the central axis direction of the coil. A first stator and a second stator that are magnetically connected to the yoke and excited by opposite magnetic poles by a magnetic flux induced by the yoke; and the first stator that is provided and excited outside the coil. And a rotor rotated about its central axis by magnetic interaction with the second stator, and the rotor has alternating magnetic poles arranged alternately in the circumferential direction of the central axis. The first and second stators are sawtooth-shaped first and second stator portions that are extended and excited over the entire circumference of the central axis of the rotor, and the rotor. Before the exterior First and second stator portions, respectively, and first and second annular portions for guiding magnetic fluxes from the yoke to the first and second stator portions, respectively, and the second stator Is arranged closer to the center of the rotor than the first stator in the direction of the central axis of the rotor, and the first annular portion is the end of the rotor in the direction of the central axis of the rotor. The stepping motor is characterized in that the inner diameter of the first annular portion is smaller than the inner diameter of the second annular portion.
請求項３の発明は、前記第１及び第２の環状部の、前記中心軸を含む切断面による断面積は、互いに略等しい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータである。
The invention according to
請求項４の発明は、磁束を発生する第１及び第２のコイルと、前記第１及び第２のコイルが夫々回設され、前記第１及び第２のコイルで発生された磁束を夫々誘導する第１及び第２のヨークと、前記第１のコイルの中心軸方向にみて前記第１のコイルの一方側にのみ配置され、前記第１のヨークと磁気的に接続され、前記第１のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、前記第２のコイルの中心軸方向にみて前記第２のコイルの一方側にのみ配置され、前記第２のヨークと磁気的に接続され、前記第２のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第３及び第４のステータと、前記第１及び第２のコイルの外部に設けられ、励磁された前記第１乃至第４のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、前記第１乃至第４のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１乃至第４のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１乃至第４のステータ部が夫々形成され前記第１あるいは第２のヨークからの磁束を前記第１乃至第４のステータ部に夫々誘導する第１乃至第４の環状部と、を有し、前記第１及び第２の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第１及び第２の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きく、前記第３及び第４の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第３及び第４の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きい、ことを特徴とするステッピングモータである。 According to a fourth aspect of the present invention, the first and second coils that generate magnetic flux, and the first and second coils are respectively provided so as to induce the magnetic flux generated by the first and second coils, respectively. The first and second yokes are disposed only on one side of the first coil as viewed in the central axis direction of the first coil, and are magnetically connected to the first yoke, and A first stator and a second stator excited by opposite magnetic poles by a magnetic flux induced by a yoke; and only one side of the second coil as viewed in the central axis direction of the second coil, A third stator and a fourth stator that are magnetically connected to the second yoke and are excited by opposite magnetic poles by the magnetic flux induced by the second yoke; and provided outside the first and second coils. And the excited first to fourth stays And a rotor that rotates about its central axis by magnetic interaction with the rotor, and the rotor has an outer circumferential surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis. And the first to fourth stators are sawtooth-shaped first to fourth stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, and are externally mounted on the rotor. 1st to 4th stator portions are formed, respectively, and first to 4th annular portions for guiding magnetic fluxes from the first or second yoke to the first to 4th stator portions, respectively, The scale in the central axis direction of one annular portion of the first and second annular portions is larger than the scale in the central axis direction of the other annular portion of the first and second annular portions. A large one of the third and fourth annular portions of the annular portion; Scale heart axis direction, the greater than the third and the central axis direction of the scale of the other annular portion of the fourth annular portion, a stepping motor, characterized in that.
請求項５の発明は、磁束を発生する第１及び第２のコイルと、前記第１及び第２のコイルが夫々回設され、前記第１及び第２のコイルで発生された磁束を夫々誘導する第１及び第２のヨークと、前記第１のコイルの中心軸方向にみて前記第１のコイルの一方側にのみ配置され、前記第１のヨークと磁気的に接続され、前記第１のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、前記第２のコイルの中心軸方向にみて前記第２のコイルの一方側にのみ配置され、前記第２のヨークと磁気的に接続され、前記第２のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第３及び第４のステータと、前記第１及び第２のコイルの外部に設けられ、励磁された前記第１乃至第４のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、前記第１乃至第４のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１乃至第４のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１乃至第４のステータ部が夫々形成され前記第１あるいは第２のヨークからの磁束を前記第１乃至第４のステータ部に夫々誘導する第１乃至第４の環状部と、を有し、前記第２及び第３のステータは、夫々、前記ロータの中心軸方向について、前記第１及び第４のステータよりも前記ロータの中央部側に配置されており、前記第１及び第４の環状部は、前記ロータの中心軸方向について、前記ロータの端部の外側に配置されており、前記第１及び第４の環状部の内径は、夫々、前記第２及び第３の環状部の内径よりも小さい、ことを特徴とするステッピングモータである。 According to a fifth aspect of the present invention, the first and second coils that generate magnetic flux, and the first and second coils are respectively provided so as to induce the magnetic flux generated by the first and second coils, respectively. The first and second yokes are disposed only on one side of the first coil as viewed in the central axis direction of the first coil, and are magnetically connected to the first yoke, and A first stator and a second stator excited by opposite magnetic poles by a magnetic flux induced by a yoke; and only one side of the second coil as viewed in the central axis direction of the second coil, A third stator and a fourth stator that are magnetically connected to the second yoke and are excited by opposite magnetic poles by the magnetic flux induced by the second yoke; and provided outside the first and second coils. And the excited first to fourth stays And a rotor that rotates about its central axis by magnetic interaction with the rotor, and the rotor has an outer circumferential surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis. And the first to fourth stators are sawtooth-shaped first to fourth stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, and are externally mounted on the rotor. 1st to 4th stator portions are formed, respectively, and first to 4th annular portions for guiding magnetic fluxes from the first or second yoke to the first to 4th stator portions, respectively, The second and third stators are disposed closer to the center of the rotor than the first and fourth stators in the direction of the central axis of the rotor, respectively. The portion is about the direction of the central axis of the rotor. A stepping motor, wherein the first and fourth annular portions have inner diameters smaller than inner diameters of the second and third annular portions, respectively. It is.
請求項６の発明は、前記第１及び第２の環状部の、前記中心軸を含む切断面による断面積は、互いに略等しく、前記第３及び第４の環状部の、前記中心軸を含む切断面による断面積は、互いに略等しい、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のステッピングモータである。
According to a sixth aspect of the present invention, cross-sectional areas of the first and second annular portions by the cut surface including the central axis are substantially equal to each other, and include the central axes of the third and fourth annular portions. 6. The stepping motor according to
請求項７の発明は、磁束を発生するコイルと、前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって励磁されるステータと、前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記ステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、前記ステータは、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状のステータ部と、前記ロータに外装され前記ステータ部が形成されている環状部と、を有し、前記ヨークは、前記環状部に外装され、前記環状部に磁気的に接続され、一部分が前記ステータ部の、前記ロータの中心軸の径方向外側において前記中心軸方向に前記ステータ部側へと夫々延出されている環状部分を有する、ことを特徴とするステッピングモータである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a coil that generates magnetic flux, a yoke that is provided around the coil and that induces the magnetic flux generated by the coil, and is disposed only on one side of the coil as viewed in the central axis direction of the coil. The center of the stator by magnetic interaction between the stator magnetically connected to the yoke and excited by the magnetic flux induced by the yoke, and the stator provided outside the coil and excited. A rotor rotated about an axis, and the rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction of the central axis, and the stator is a central axis of the rotor A saw-toothed stator portion extending over the entire circumference and excited, and an annular portion formed on the rotor and formed with the stator portion, and the yoke is sheathed on the annular portion. The annular portion is magnetically connected to the annular portion, and part of the stator portion has an annular portion extending radially outward of the central axis of the rotor in the central axial direction toward the stator portion. This is a stepping motor.
請求項８の発明は、前記コイルの内腔部分を貫通するように設けられ、前記ヨークが存在しない空間部をさらに具備する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載のステッピングモータである。
The invention of
請求項９の発明は、請求項８に記載のステッピングモータと、前記空間部を通る光軸を有する光学素子と、前記ステッピングモータからの出力に基づいて前記光学素子を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、を具備することを特徴とする光学系駆動装置である。 According to a ninth aspect of the invention, the stepping motor according to the eighth aspect, an optical element having an optical axis passing through the space portion, and the optical element are moved in the optical axis direction based on an output from the stepping motor. An optical system drive device comprising a drive mechanism.
請求項１０の発明は、前記光学素子は、撮像レンズ系のレンズを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置である。 A tenth aspect of the present invention is the optical system driving device according to the ninth aspect, wherein the optical element includes a lens of an imaging lens system.
請求項１１の発明は、前記光学素子は、収差を補正するためのリレーレンズ系のレンズを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置である。
The invention of
請求項１２の発明は、前記光学素子は、収差を補正するための回折格子を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置である。 A twelfth aspect of the invention is the optical system driving device according to the ninth aspect, wherein the optical element includes a diffraction grating for correcting aberration.
本発明のステッピングモータによれば、ロータの中心軸を含む切断面について、ステータ部に磁束を誘導する部分の断面積を大きくすることにより、ステータの、コイルから遠い側まで充分に磁束を誘導することができ、回転トルクが大きくなっている。また、環状部あるいは環状部分の断面形状が、ロータの周辺部のスペースを有効に活用することが可能な形状とされており、搭載される装置を小型化することが可能となっている。 According to the stepping motor of the present invention, the magnetic flux is sufficiently induced from the stator to the side far from the coil by increasing the cross-sectional area of the portion that induces the magnetic flux in the stator portion on the cut surface including the central axis of the rotor. The rotational torque is large. In addition, the cross-sectional shape of the annular portion or the annular portion is a shape that can effectively utilize the space around the rotor, and the mounted device can be reduced in size.
また、本発明の光学系駆動装置によれば、搭載されているステッピングモータの回転トルクが大きいため駆動力が大きくなっており、ロータの周辺部のスペースを有効に活用することにより、光学系駆動装置の小型化が可能になっている。 Further, according to the optical system driving apparatus of the present invention, the driving force is increased because the rotational torque of the mounted stepping motor is large, and the optical system driving is achieved by effectively utilizing the space around the rotor. The device can be miniaturized.
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図９を参照して説明する。本実施形態の光学系駆動装置２０は焦点調節機構であり、第１群の第１のレンズ２２ａ、第２群の第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃ、第３群の第４のレンズ２２ｄの３群４枚構成の撮像レンズ系において、第２群の第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃを光軸方向に移動させて焦点調節を行う。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The optical
図１乃至図３に示されるように、本実施形態の光学系駆動装置２０は、長方形形状のベース２４を有する。本実施形態では、ベース２４は液晶ポリマーで形成されている。以下では、ベース２４の長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向、ベース２４に垂直な方向をＺ方向とする。ベース２４のＺ＋側には、第１乃至第４の軸部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが突設されている。本実施形態では、第１乃至第４の軸部２６ａ，…，２６ｄはステンレスによって形成されている。これら第１乃至第４の軸部２６ａ，…，２６ｄの基端部は、ベース２４に突設されている第１乃至第４の固定凸部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの各々の頂部の固定孔に挿入され、第１乃至第４の固定凸部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに固定されている。このようにして第１乃至第４の軸部２６ａ，…，２６ｄの基端部の挿入長を長くすることにより、第１乃至第４の軸部２６ａ，…，２６ｄの平行度出しをしている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the optical
撮像レンズ系の第１のレンズ２２ａは、凹レンズであり、第１のホルダ３０ａの本体部に固定されている。本実施形態では、第１のホルダ３０ａはポリカーボネイト樹脂で形成されている。第１のレンズ２２ａの光軸は、Ｚ方向に延びている。そして、第１のホルダ３０ａの本体部からＸ−側及びＸ＋側に、第１及び第２の腕部３２ａ，３２ｂが夫々延出されており、これら第１及び第２の腕部３２ａ，３２ｂの延出端部には、夫々第１及び第２の挿入孔３４ａ，３４ｂがＺ方向に延設されている。これら第１及び第２の挿入孔３４ａ，３４ｂに、ベース２４の第１及び第２の軸部２６ａ，２６ｂの先端部が中間ばめにより挿入されており、第１及び第２の腕部３２ａ，３２ｂの延出端部が第１及び第２の軸部２６ａ，２６ｂの先端部に固定されている。第１のホルダ３０ａと第１及び第２の軸部２６ａ，２６ｂとの固定に際して、第１のホルダ３０ａのＺ方向の位置調整がなされ、第１のレンズ２２ａのＺ方向の位置調整がなされている。
The
また、撮像レンズ系の第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃは、夫々凸レンズ及び凹レンズであり、第２のホルダ３０ｂの本体部に固定されている。本実施形態では、第２のホルダ３０ｂはポリカーボネイト樹脂で形成されている。第２のホルダ３０ｂの本体部は第１のホルダ３０ａの本体部のＺ−側に配置されており、第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃの光軸は第１のレンズ２２ａの光軸と同軸である。そして、第２のホルダ３０ｂの本体部から、Ｘ−側及びＸ＋側に第３及び第４の腕部３２ｃ，３２ｄが夫々延出されている。第３の腕部３２ｃの延出端部には、第１の軸受３６ａがＺ方向に延設されており、この第１の軸受３６ａには、ベース２４の第３の軸部２６ｃの先端部が５乃至１０μｍの隙間の隙間ばめにより挿入されている。即ち、第３の腕部３２ｃは第３の軸部２６ｃに対して摺動可能である。一方、第４の腕部３２ｄの延出端部には、メネジ部３８がＺ方向に延設されている。このメネジ部３８は、リードスクリュー４０の先端側のリードネジ部４２に歯合されている。
The second and
一方で、撮像レンズ系の第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃを光軸方向に駆動するためのステッピングモータ４４が、ベース２４のＺ＋側に固定されている。このステッピングモータ４４の出力軸５０はＺ＋方向に突出されており、この出力軸５０にはギア４６が連結されている。このギア４６は、リードスクリュー４０の基端部のギア部４８に歯合されている。本実施形態では、リードスクリュー４０はポリアセタール樹脂で形成されている。このリードスクリュー４０には、第２の軸受３６ｂがＺ方向に延設されており、この第２の軸受３６ｂには、ベース２４の第４の軸部２６ｄの先端側が５乃至１０μｍの隙間の隙間ばめにより挿入されている。即ち、リードスクリュー４０は、第４の軸部２６ｄを中心軸として軸回り方向に回転可能である。なお、リードスクリュー４０は、図示しない規制部材によって第４の軸部２６ｄに対するＺ方向への摺動を規制されている。そして、ステッピングモータ４４の出力軸５０が回転されると、出力軸５０のギア４６とリードスクリュー４０のギア部４８との相互作用により、リードスクリュー４０が回転されるようになっている。そして、リードスクリュー４０が回転されると、リードスクリュー４０のリードネジ部４２と第４の腕部３２ｄのメネジ部３８との相互作用により、第３の腕部３２ｃが第３の軸部２６ｃに対して摺動されて、第２のホルダ３０ｂがＺ方向即ち光軸方向に移動されるようになっている。
On the other hand, a stepping
なお、第３の軸部２６ｃには、巻ばね状の弾性部材５２が第３の腕部３２ｃと第３の固定凸部２８ｃとの間で圧縮されて回設されており、この弾性部材５２の付勢によりメネジ部３８とリードネジ部４２との間のガタ取りがなされている。また、第３の軸部２６ｃは、第３の腕部３２ｃの摺動によって磨耗されないように表面高度の高いＳＵＳ４２０Ｊ２によって形成することが好ましく、第１、第２及び第４の軸部２６ａ，２６ｂ，２６ｄは、ＳＵＳ４２０Ｊ２より低価格なＳＵＳ３０４によって形成されてもよい。
The
そして、ステッピングモータ４４には、後述する円柱状の空間部５４が貫通形成されており、ベース２４のＺ＋側には、円筒状の固定部５６がＺ＋側に突設されている。そして、ステッピングモータ４４の空間部５４に固定部５６を嵌挿して、ステッピングモータ４４を固定部５６に固定している。また、撮像レンズ系の第４のレンズ２２ｄは、固定部５６の内腔に配置され、固定部５６に固定されている。固定部５６の内腔は第１及び第２のホルダ３０ａ，３０ｂの本体部のＺ−側に配置されており、第４のレンズ２２ｄの光軸は第１乃至第３のレンズ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの光軸と同軸である。第４のレンズ２２ｄのＺ−側において、ベース２４には基板２５を介してセンサ５８が配設されている。そして、光束が第１乃至第４のレンズ２２ａ，…，２２ｄを通ってセンサ５８に入射されるようになっている。
The stepping
図４乃至図８を参照して、ステッピングモータ４４について詳細に説明する。環状の第１のボビン６４ａの外周部に、第１のコイル６６ａが旋回されている。本実施形態では、第１のボビン６４ａは合成樹脂によって形成されている。また、本実施形態では、コイルのその中心軸に直交する断面の形状は円形形状であるが、楕円形形状、長方形形状等であってもよい。第１のボビン６４ａは、パイプ状のパイプヨーク部６８に共軸に外挿されている。本実施形態では、パイプヨーク部６８は鉄で形成されている。このパイプヨーク部６８の内腔によって、空間部５４が形成されている。パイプヨーク部６８の中心軸は、Ｚ方向に延び、撮像レンズ系の光軸と一致している。そして、第１のボビン６４ａのＺ＋側端面及びＺ−側端面には、夫々、これら端面と略同形状の本体部を有する第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂが固定されている。本実施形態では、第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂは鉄で形成されている。これら第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂは、パイプヨーク部６８に緩い締まりばめにより外挿され、パイプヨーク部６８と充分に密着している。
The stepping
第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂの本体部から、夫々、Ｘ＋側に第１及び第２の突出部７０ａ，７０ｂが延出されている。これら第１及び第２の突出部７０ａ，７０ｂの突出端部に、夫々、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂが充分に密着して配設されている。本実施形態では、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂは鉄により形成されている。この第１のステータ７２ａは、第１の環状部７３ａを有し、この第１の環状部７３ａの一環状端面に、その中心軸方向に突出している略台形形状の４つの凸部を周方向に略９０°間隔で鋸歯状に配設することにより第１のステータ部７４ａが形成されている。第２のステータ７２ｂは、第１のステータ７２ａと同様に、第２の環状部７３ｂと第２のステータ部７４ｂによって形成されている。そして、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂは、一方のステータ７２ａの複数の凸部が他方のステータ７２ｂの複数の凸部間に配置されるように共軸に組み合わされている。このようにして、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂの複数の凸部は、周方向に略４５°間隔で配置されていることとなる。
First and second projecting
以上説明した第１のボビン６４ａ、第１のコイル６６ａ、第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂ、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂによって、第１のコイルユニットが形成されている。この第１のコイルユニットのＺ−側に、第１のコイルユニットと同様な構成の第２のコイルユニットが配設されている。即ち、第２のコイルユニットは、第２のボビン６４ｂ、第２のコイル６６ｂ、第３及び第４のヨーク部６８ｃ，６８ｄ、第３及び第４のステータ７２ｃ，７２ｄを有する。これら第３及び第４のステータ７２ｃ，７２ｄは、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂと同様に、夫々、第３及び第４の環状部７３ｃ，７３ｄと第３及び第４のステータ部７４ｃ，７４ｄとによって形成されている。ここで、第３及び第４のステータ７２ｃ，７２ｄは第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂと共軸に配置されているが、第３及び第４のステータ７２ｃ，７２ｄの複数の凸部は、通常のステッピングモータ４４と同様に、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂの複数の凸部を周方向に２２．５°だけ回転移動した配置となっている。
The
本実施形態では、パイプヨーク部６８、並びに、第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂによって、第１のコイル６６ａで発生された磁束を誘導する第１のヨークが形成されている。また、パイプヨーク部６８、並びに、第３及び第４のヨーク部６８ｃ，６８ｄによって、第２のコイル６６ｂで発生された磁束を誘導する第２のヨークが形成されている。
In the present embodiment, the
第１のヨーク部６８ａの第１の突出部７０ａ及び第１のステータ７２ａのＺ＋側、並びに、第４のヨーク部６８ｄの第４の突出部７０ｄ及び第４のステータ７２ｄのＺ−側に、夫々、第１及び第２のカバー７６ａ，７６ｂが覆設されている。さらに、第１及び第２のカバー７６ａ，７６ｂのＸ＋側には、第１乃至第４のステータ７２ａ，…，７２ｄの外周部から第１及び第２の突出部７０ａ，７０ｂにかけて第３のカバー７６ｃが覆設されている。この第３のカバー７６ｃは、第１及び第２のカバー７６ａ，７６ｂを位置決めする機能も有する。
The
第１及び第２のカバー７６ａ，７６ｂに夫々形成されている第１及び第２の穴部７８ａ，７８ｂに、第１及び第２のオイルレスメタル８０ａ，８０ｂが配設されている。これら第１及び第２のオイルレスメタル８０ａ，８０ｂによって、出力軸５０が、第１及び第２のステータ７２ａ，７２ｂの中心軸と共軸に、自身の中心軸の軸周り方向に回転可能となるように保持されている。なお、出力軸５０のＺ＋側の端部は、第１のカバー７６ａからＺ＋方向に突出している。
First and second
そして、第１乃至第４のステータ７２ａ，…，７２ｄの内腔において、円筒状のロータ８２が、第１及び第２の固定リング８３ａ，８３ｂを介して出力軸５０に接着固定され、出力軸５０に共軸に外装されている。本実施形態では、第１及び第２の固定リング８３ａ，８３ｂは合成樹脂によって形成されている。ロータ８２には、その中心軸の周方向に４５°間隔で８分割された領域が形成されており、各領域は径方向に着磁されていて、径方向外側がＳ極で内側がＮ極の領域と、径方向外側がＮ極で内側がＳ極の領域とが交互に配置されている（図８参照）。
The
図６に示されるように、第２のステータ７２ｂは、ロータ８２の中心軸方向について、第１のステータ７２ａよりもロータ８２の中央部側に配置されている。そして、図６の斜線部により示されるように、ロータ８２の中心軸方向について、第２のステータ７２ｂの第２の環状部７３ｂの厚さＴ２は、第１のステータ７２ａの第１の環状部７３ａの厚さＴ１よりも厚くなっている。また、第１のステータ７２ａの第１の環状部７３ａは、ロータ８２の中心軸方向について、ロータ８２の端部よりも外側に配置されており、第１の環状部７３ａの内径Ｄ１は第２の環状部７３ｂの内径Ｄ２よりも小さくなっている。なお、第１の環状部７３ａの外径は第２の環状部７３ｂの外径と略等しいため、第１の環状部７３ａの幅は、第２の環状部７３ｂの幅よりも大きくなっている。さらに、本実施形態では、ロータ８２の中心軸を含む切断面について、第１及び第２の環状部７３ａ，７３ｂの断面積は互いに略等しくなっている。また、ロータ８２、第３の環状部７３ｃ及び第４の環状部７３ｄの位置関係、並びに、第３の環状部７３ｃ及び第４の環状部７３ｄの断面形状及び断面積の関係は、ロータ８２、第２の環状部７３ｂ及び第１の環状部７３ａの位置関係、並びに、第２の環状部７３ｂ及び第１の環状部７３ａの断面形状及び断面積の関係と同様である。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態では、ロータを８分割しているが、４分割、１０分割等であってもよい。この場合には、ロータの分割数に対応してステータの凸部の個数を変化させることとなる。その他、コイル、ヨーク、ステータ等の形状、互いの固定方法も様々に変化させることが可能である。 In the present embodiment, the rotor is divided into eight, but it may be divided into four, ten or the like. In this case, the number of convex portions of the stator is changed corresponding to the number of divisions of the rotor. In addition, the shape of the coil, yoke, stator, etc., and the method of fixing each other can be variously changed.
このように、本実施形態では、パイプヨーク部６８、第１及び第２のボビン６４ａ，６４ｂ、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂ、第１乃至第４のヨーク部６８ａ，…，６８ｄは、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの中心軸に対して略回転対称に配置されている。一方、第１乃至第４のステータ７２ａ，…，７２ｄ、出力軸５０、ロータ８２は、ロータ８２の中心軸に対して略回転対称に配置されている。そして、通常のステッピングモータ４４ではコイルの中心軸とロータの中心軸とは一致するが、本実施形態では第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの中心軸とロータ８２の中心軸とは一致しておらず、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの外部にロータ８２が配置されている。そして、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの中心軸方向にみて第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの一方側に第１乃至第４のステータ７２ａ，…，７２ｄが配置されている。また、撮像レンズ系の光軸は、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの中心軸と同軸であり、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂの内腔部分においてパイプヨーク部６８の内腔によって形成されている空間部５４を通過している。
As described above, in the present embodiment, the
次に、本実施形態の光学系駆動装置２０の作用について説明する。第１のレンズ２２ａのＺ＋側に配置された被写体からの光束は、第１乃至第４のレンズ２２ａ，…，２２ｄを通過してセンサ５８に結像される。センサ５８は光学的な信号を電気的な信号に変換し、この電気信号は所定のフレキシブル基板を介して画像処理回路に出力され、画像が記録される。ここで、記録された画像について焦点が合っていないと判断された場合には、焦点調節が行われる。
Next, the operation of the optical
即ち、フレキシブル基板を介して、ステッピングモータ４４の第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂに電流が流される。第１のコイル６６ａに電流が流されることにより発生された磁束は、パイプヨーク部６８、第１のヨーク部６８ａ、及び、第１の環状部７３ａを介して第１のステータ部７４ａに誘導されて、第１のステータ部７４ａを励磁させると共に、パイプヨーク部６８、第２のヨーク部６８ｂ、及び、第２の環状部７３ｂを介して第２のステータ部７４ｂに誘導されて、第２のステータ部７４ｂを第１のステータ部７４ａとは逆の磁極に励磁させる。そして、第１及び第２のステータ部７４ａ，７４ｂとロータ８２との間の磁気的な相互作用により、ロータ８２に回転トルクが発生する。同様に、第２のコイル６６ｂに電流が流されることにより発生された磁束によって、ロータ８２に回転トルクが発生する。
That is, a current flows through the first and
通常の２相ＰＭ型ステッピングモータと同様に、本実施形態のステッピングモータ４４では、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂに流された電流に応じて、ロータ８２は２２．５°ステップで回転される。なお、２２．５°ステップは所謂１極駆動、２極駆動の場合であり、１−２極駆動の場合には２２．５°ステップの１／２ステップで回転される。ロータ８２と共に出力軸５０が回転されることにより、出力軸５０に連結されているギア４６が回転され、ギア４６とギア部４８の相互作用によりリードスクリュー４０が回転される。リードスクリュー４０が回転されると、リードネジ部４２とメネジ部３８との相互作用により、第２のホルダ３０ｂがＺ方向に移動され、第２のホルダ３０ｂと共に第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃがＺ方向に移動される。
In the stepping
第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃがＺ方向に移動されて焦点があった場合には、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂへの電流を停止し、第２のホルダ３０ｂのＺ方向への移動を停止して、第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃをＺ方向に対して位置決めする。なお、本実施形態のステッピングモータ４４はＰＭ形ステッピングモータであって、ロータ８２は静止トルクを有するため、ロータ８２を停止状態に保持するための電流を流さなくても、不用意にホルダが移動して第２及び第３のレンズ２２ｂ，２２ｃが移動してしまうことが少ない。このようにして、画像の焦点合わせが行われ、焦点の合った画像を記録することが可能となる。
When the second and
従って、本実施形態の光学系駆動装置は次の効果を奏する。本実施形態では、ロータ８２の中心軸方向について、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さは、夫々、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの厚さよりも厚くなっている。このため、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さが夫々第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの厚さに等しい場合と比較して、ロータ８２の中心軸を含む切断面について、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの断面積が増大されており、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂから遠い側まで充分に磁束を誘導することができる。従って、ステッピングモータ４４の回転トルクが大きくなっており、光学系駆動装置２０の駆動力が大きくなっている。一方で、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの厚さは、夫々、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さよりも薄くなっているため、第１及び第４の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さを第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃと同様に厚くした場合と比較して、ステッピングモータ４４のロータ８２の中心軸方向のスケールが小さくなっている。このため、ステッピングモータ４４が搭載されている光学系駆動装置２０において、ロータ８２の周辺部のスペースを有効に活用することができ、光学系駆動装置２０の小型化が可能となっている。
Therefore, the optical system driving apparatus of this embodiment has the following effects. In the present embodiment, with respect to the central axis direction of the
また、本実施形態では、ロータ８２の中心軸の径方向について、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの幅は、夫々、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの幅よりも大きくなっている。このため、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの幅が夫々第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの幅に等しい場合と比較して、ロータ８２の中心軸を含む切断面について、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの断面積が増大されており、第１及び第２のコイル６６ａ，６６ｂから遠い側まで充分に磁束を誘導することができる。従って、ステッピングモータ４４の回転トルクが大きくなっており、光学系駆動装置２０の駆動力が大きくなっている。一方で、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄは、ロータ８２の中心軸方向について、ロータ８２の端部よりも外側に配置されているため、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの内径を小さくすることができ、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄ幅を増大するのに外径を大きくする必要がなく、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの外径を大きくした場合と比較して、ステッピングモータ４４がロータ８２の中心軸の径方向に大きくなることが回避されている。このため、ステッピングモータ４４が搭載されている光学系駆動装置２０において、ロータ８２の周辺部のスペースを有効に活用することができ、光学系駆動装置２０の小型化が可能となっている。
In the present embodiment, in the radial direction of the central axis of the
図９は、ロータを３．７５°づつ４５°まで回転させた場合の回転トルクの大きの計算値を相対的に示している。図９中、Ａは、環状部の厚さ、幅を変化させず、環状部の断面積が小さいままの場合について示しており、Ｂは、環状部の厚さ、幅を上記実施形態のように変化させて、環状部の断面積を大きくした場合について示す。断面積の増大により、回転トルクが大きくなっていることが理解される。ここで、磁束は断面積に比例するため、Ａの場合のように断面積が小さいと、磁束が飽和してしまい、コイルから遠い側まで磁束を誘導することが困難となる。一方で、Ｂの場合のように断面積が大きいと、コイルから遠い側まで磁束を誘導することができる。 FIG. 9 relatively shows the calculated value of the rotational torque when the rotor is rotated by 3.75 ° to 45 °. In FIG. 9, A shows the case where the thickness and width of the annular portion are not changed and the cross-sectional area of the annular portion remains small, and B shows the thickness and width of the annular portion as in the above embodiment. In this case, the cross-sectional area of the annular portion is increased. It is understood that the rotational torque is increased due to the increase in the cross-sectional area. Here, since the magnetic flux is proportional to the cross-sectional area, if the cross-sectional area is small as in the case of A, the magnetic flux is saturated, and it is difficult to induce the magnetic flux to the side far from the coil. On the other hand, when the cross-sectional area is large as in the case of B, the magnetic flux can be induced to the side far from the coil.
本実施形態では、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さを増大させると共に、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの幅を増大させている。代わって、第２及び第３の環状部７３ｂ，７３ｃの厚さのみを増大させてもよいし、第１及び第４の環状部７３ａ，７３ｄの幅のみを増大させてもいい。
In the present embodiment, the thicknesses of the second and third
図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態と異なり、第１乃至第４の環状部７３ａ，…，７３ｄの厚さ及び内径は互いに略等しくなっている。
10 and 11 show a second embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the thickness and the inner diameter of the first to fourth
本実施形態では、第１のヨーク部６８ａの第１の突出部７０ａに、第１の環状ヨーク部７１ａが連結されている。この第１の環状ヨーク部７１ａは、第１のステータ７２ａの第１の環状部７３ａの外周面に一体的に外装され、第１の環状部７３ａと磁気的に接続されている。そして、第１の環状ヨーク部７１ａは、ロータ８２の中心軸方向に第１のステータ部７４ａ側へとその幅を増大するように全周にわたって突出され、第１のステータ部７４ａの径方向外側に第１の空隙部７５ａを挟んで配置されている。さらに、第２乃至第４のステータ７２ｂ，７２ｃ，７２ｄには、第１の環状ヨーク部７１ａと同様な構成の第２乃至第４の環状ヨーク部７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが配設されており、第２乃至第４の空隙部７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが形成されている。
In the present embodiment, the first
本実施形態では、パイプヨーク部６８、第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂ、並びに、第１及び第２の環状ヨーク部７１ａ，７１ｂによって、第１のコイル６６ａで発生された磁束を誘導する第１のヨークが形成されており、第１及び第２の環状ヨーク部７１ａ，７１ｂが第１のヨークの環状部分を形成している。また、パイプヨーク部６８、第３及び第４のヨーク部６８ｃ，６８ｄ、並びに、第３及び第４の環状ヨーク部７１ｃ，７１ｄによって、第２のコイル６６ｂで発生された磁束を誘導する第２のヨークが形成されており、第３及び第４の環状ヨーク部７１ｃ，７１ｄが第２のヨークの環状部分を形成している。
In the present embodiment, the magnetic flux generated in the
次に、本実施形態の光学系駆動装置２０の作用について説明する。第１のコイル６６ａに電流が流されることにより発生された磁束は、パイプヨーク部６８、第１及び第２のヨーク部６８ａ，６８ｂ、第１及び第２の環状ヨーク部７１ａ，７１ｂ、並びに、第１及び第２の環状部７３ａ，７３ｂを介して第１及び第２のステータ部７４ａ，７４ｂに誘導される。同様に、第２のコイル６６ｂに電流が流されることにより発生された磁束は、第３及び第４のステータ部７４ｃ，７４ｄに誘導される。
Next, the operation of the optical
従って、本実施形態の光学系駆動装置２０は次の効果を奏する。本実施形態では、第１乃至第４のヨーク部６８ａ，…，６８ｄに夫々連結されている第１乃至第４の環状ヨーク部７１ａ，…，７１ｄが、夫々、第１乃至第４のステータ７２ａ，…，７２ｄの第１乃至第４の環状部７３ａ，…，７３ｄの外周面に外装され、第１乃至第４の環状部７３ａ，…，７３ｄと磁気的に接続されている。このため、第１乃至第４の環状部７３ａ，…，７３ｄのみによって第１乃至第４のステータ部７４ａ，…，７４ｄに磁束を誘導する場合と比較して、ロータ８２の中心軸を含む切断面について、第１乃至第４のステータ部７４ａ，…，７４ｄに磁束を誘導する部分の断面積が増大されている。従って、ステッピングモータ４４の回転トルクが大きくなっており、光学系駆動装置２０の駆動力が大きくなっている。一方で、第１の環状ヨーク部７１ａは、ロータ８２の中心軸方向に突出されているため、ロータ８２の中心軸の径方向に突出させた場合と比較して、ステッピングモータ４４がロータ８２の中心軸の径方向に大きくなることが回避されている。さらに、第１の環状ヨーク部７１ａは、ロータ８２の中心軸方向に第１のステータ部７４ａ側へと突出されているため、外側へと突出させた場合と比較して、ステッピングモータ４４がロータ８２の中心軸方向に大きくなることが回避されている。このため、ステッピングモータ４４が搭載されている光学系駆動装置２０において、ロータ８２の周辺部のスペースを有効に活用することができ、光学系駆動装置２０の小型化が可能となっている。
Therefore, the optical
本発明は、３群４枚の撮像レンズ系に限らず、様々な撮像レンズ系に適用することが可能である。また、本発明は、撮像レンズ系に限らず、青色レーザを用いる光記録装置において、収差補正等に用いられるリレーレンズ系等に適用することも可能であり、光学素子として用いられるのはレンズに限られず、収差補正等に用いられる回折格子でもよい。 The present invention is not limited to three groups of four imaging lens systems, and can be applied to various imaging lens systems. The present invention is not limited to an imaging lens system, and can be applied to a relay lens system used for aberration correction or the like in an optical recording apparatus using a blue laser. An optical element is used as a lens. It is not limited, and a diffraction grating used for aberration correction or the like may be used.
本発明は、回転トルクが大きく、搭載される装置を小型することが可能なステッピングモータ、及び、例えば焦点調整機構、倍率変更機構のような、ステッピングモータを有する駆動力が大きい小型の光学系駆動装置を提供する。 The present invention relates to a stepping motor having a large rotational torque and capable of downsizing a mounted device, and a small optical system drive having a large driving force having a stepping motor such as a focus adjusting mechanism and a magnification changing mechanism. Providing the device.
２０…光学系駆動装置、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…光学素子、２６ｃ，３０ｂ，４０，４６…駆動機構、４４…ステッピングモータ、６６ａ…第１のコイル、６６ｂ…第２のコイル、６８，６８ａ、６８ｂ…第１のヨーク、６８，６８ｃ，６８ｄ…第２のヨーク、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ…環状部分、７２ａ…第１のステータ、７２ｂ…第２のステータ、７２ｃ…第３のステータ、７２ｄ…第４のステータ、７３ａ…第１の環状部、７３ｂ…第２の環状部、７３ｃ…第３の環状部、７３ｄ…第４の環状部、７４ａ…第１のステータ部、７４ｂ…第２のステータ部、７４ｃ…第３のステータ部、７４ｄ…第４のステータ部、８２…ロータ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、
前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、
前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記第１及び第２のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、
前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、
前記第１及び第２のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１及び第２のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１及び第２のステータ部が夫々形成され前記ヨークからの磁束を前記第１及び第２のステータ部に夫々誘導する第１及び第２の環状部と、を有し、
前記第１及び第２の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第１及び第２の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きい、
ことを特徴とするステッピングモータ。 A coil for generating magnetic flux;
A yoke around which the coil is provided to induce a magnetic flux generated by the coil;
First and second stators that are disposed only on one side of the coil as viewed in the direction of the central axis of the coil, are magnetically connected to the yoke, and are excited by opposite magnetic poles by magnetic flux induced by the yoke. When,
A rotor provided outside the coil and rotated about its central axis by a magnetic interaction between the excited first and second stators,
The rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis,
The first and second stators are sawtooth-shaped first and second stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, respectively, and the first and second stators are mounted on the rotor. Two stator portions are formed, respectively, and first and second annular portions for guiding the magnetic flux from the yoke to the first and second stator portions, respectively.
The scale in the central axis direction of one annular portion of the first and second annular portions is larger than the scale in the central axis direction of the other annular portion of the first and second annular portions. large,
Stepping motor characterized by that.
前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、
前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、
前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記第１及び第２のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、
前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、
前記第１及び第２のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１及び第２のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１及び第２のステータ部が夫々形成され前記ヨークからの磁束を前記第１及び第２のステータ部に夫々誘導する第１及び第２の環状部と、を有し、
前記第２のステータは、前記ロータの中心軸方向について、前記第１のステータよりも前記ロータの中央部側に配置されており、
前記第１の環状部は、前記ロータの中心軸方向について、前記ロータの端部の外側に配置されており、
前記第１の環状部の内径は、前記第２の環状部の内径よりも小さい、
ことを特徴とするステッピングモータ。 A coil for generating magnetic flux;
A yoke around which the coil is provided to induce a magnetic flux generated by the coil;
First and second stators that are disposed only on one side of the coil as viewed in the direction of the central axis of the coil, are magnetically connected to the yoke, and are excited by opposite magnetic poles by magnetic flux induced by the yoke. When,
A rotor provided outside the coil and rotated about its central axis by a magnetic interaction between the excited first and second stators,
The rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis,
The first and second stators are sawtooth-shaped first and second stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, respectively, and the first and second stators are mounted on the rotor. Two stator portions are formed, respectively, and first and second annular portions for guiding the magnetic flux from the yoke to the first and second stator portions, respectively.
The second stator is disposed closer to the center of the rotor than the first stator in the direction of the central axis of the rotor,
The first annular portion is disposed outside the end portion of the rotor with respect to the central axis direction of the rotor,
An inner diameter of the first annular portion is smaller than an inner diameter of the second annular portion;
Stepping motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータ。 The cross-sectional areas of the first and second annular portions by the cut surface including the central axis are substantially equal to each other.
The stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is provided.
前記第１及び第２のコイルが夫々回設され、前記第１及び第２のコイルで発生された磁束を夫々誘導する第１及び第２のヨークと、
前記第１のコイルの中心軸方向にみて前記第１のコイルの一方側にのみ配置され、前記第１のヨークと磁気的に接続され、前記第１のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、
前記第２のコイルの中心軸方向にみて前記第２のコイルの一方側にのみ配置され、前記第２のヨークと磁気的に接続され、前記第２のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第３及び第４のステータと、
前記第１及び第２のコイルの外部に設けられ、励磁された前記第１乃至第４のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、
前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、
前記第１乃至第４のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１乃至第４のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１乃至第４のステータ部が夫々形成され前記第１あるいは第２のヨークからの磁束を前記第１乃至第４のステータ部に夫々誘導する第１乃至第４の環状部と、を有し、
前記第１及び第２の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第１及び第２の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きく、
前記第３及び第４の環状部の内の一方の環状部の前記中心軸方向のスケールは、前記第３及び第４の環状部の内の他方の環状部の前記中心軸方向のスケールよりも大きい、
ことを特徴とするステッピングモータ。 First and second coils for generating magnetic flux;
A first yoke and a second yoke for respectively inducing the magnetic flux generated by the first and second coils, wherein the first and second coils are respectively provided;
Arranged only on one side of the first coil as viewed in the direction of the central axis of the first coil, magnetically connected to the first yoke, and opposite to each other by the magnetic flux induced by the first yoke First and second stators excited by magnetic poles;
Arranged only on one side of the second coil as viewed in the central axis direction of the second coil, magnetically connected to the second yoke, and opposite to each other by magnetic flux induced by the second yoke Third and fourth stators excited by magnetic poles;
A rotor provided outside the first and second coils and rotated about its central axis by magnetic interaction with the excited first to fourth stators. ,
The rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis,
The first to fourth stators are sawtooth-shaped first to fourth stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, and the first to fourth stators are externally mounted on the rotor. 1 to 4 annular portions, each of which has four stator portions, respectively, for guiding magnetic flux from the first or second yoke to the first to fourth stator portions, respectively.
The scale in the central axis direction of one annular portion of the first and second annular portions is larger than the scale in the central axis direction of the other annular portion of the first and second annular portions. big,
The scale in the central axis direction of one annular portion of the third and fourth annular portions is larger than the scale in the central axis direction of the other annular portion of the third and fourth annular portions. large,
Stepping motor characterized by that.
前記第１及び第２のコイルが夫々回設され、前記第１及び第２のコイルで発生された磁束を夫々誘導する第１及び第２のヨークと、
前記第１のコイルの中心軸方向にみて前記第１のコイルの一方側にのみ配置され、前記第１のヨークと磁気的に接続され、前記第１のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第１及び第２のステータと、
前記第２のコイルの中心軸方向にみて前記第２のコイルの一方側にのみ配置され、前記第２のヨークと磁気的に接続され、前記第２のヨークによって誘導された磁束によって互いに逆の磁極に励磁される第３及び第４のステータと、
前記第１及び第２のコイルの外部に設けられ、励磁された前記第１乃至第４のステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、
前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、
前記第１乃至第４のステータは、夫々、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状の第１乃至第４のステータ部と、前記ロータに外装され前記第１乃至第４のステータ部が夫々形成され前記第１あるいは第２のヨークからの磁束を前記第１乃至第４のステータ部に夫々誘導する第１乃至第４の環状部と、を有し、
前記第２及び第３のステータは、夫々、前記ロータの中心軸方向について、前記第１及び第４のステータよりも前記ロータの中央部側に配置されており、
前記第１及び第４の環状部は、前記ロータの中心軸方向について、前記ロータの端部の外側に配置されており、
前記第１及び第４の環状部の内径は、夫々、前記第２及び第３の環状部の内径よりも小さい、
ことを特徴とするステッピングモータ。 First and second coils for generating magnetic flux;
A first yoke and a second yoke for respectively inducing the magnetic flux generated by the first and second coils, wherein the first and second coils are respectively provided;
Arranged only on one side of the first coil as viewed in the direction of the central axis of the first coil, magnetically connected to the first yoke, and opposite to each other by the magnetic flux induced by the first yoke First and second stators excited by magnetic poles;
Arranged only on one side of the second coil as viewed in the central axis direction of the second coil, magnetically connected to the second yoke, and opposite to each other by magnetic flux induced by the second yoke Third and fourth stators excited by magnetic poles;
A rotor provided outside the first and second coils and rotated about its central axis by magnetic interaction with the excited first to fourth stators. ,
The rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis,
The first to fourth stators are sawtooth-shaped first to fourth stator portions that are extended and energized over the entire circumference of the central axis of the rotor, and the first to fourth stators are externally mounted on the rotor. 1 to 4 annular portions, each of which has four stator portions, respectively, for guiding magnetic flux from the first or second yoke to the first to fourth stator portions, respectively.
The second and third stators are respectively disposed closer to the center of the rotor than the first and fourth stators in the central axis direction of the rotor.
The first and fourth annular portions are disposed outside the end portion of the rotor with respect to the central axis direction of the rotor,
The inner diameters of the first and fourth annular portions are smaller than the inner diameters of the second and third annular portions, respectively.
Stepping motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のステッピングモータ。 The cross-sectional areas of the first and second annular portions by the cut surface including the central axis are substantially equal to each other, and the cross-sectional areas of the third and fourth annular portions by the cut surface including the central axis are Almost equal to each other,
The stepping motor according to claim 4 or 5, wherein the stepping motor is provided.
前記コイルが回設され、前記コイルで発生された磁束を誘導するヨークと、
前記コイルの中心軸方向にみて前記コイルの一方側にのみ配置され、前記ヨークと磁気的に接続され、前記ヨークによって誘導された磁束によって励磁されるステータと、
前記コイルの外部に設けられ、励磁された前記ステータとの間の磁気的な相互作用によってその中心軸を中心として回転されるロータと、を具備し、
前記ロータは、その中心軸の周方向に交互に逆の磁極が配置されている外周面を有し、
前記ステータは、前記ロータの中心軸の全周にわたって延設され励磁される鋸歯状のステータ部と、前記ロータに外装され前記ステータ部が形成されている環状部と、を有し、
前記ヨークは、前記環状部に外装され、前記環状部に磁気的に接続され、一部分が前記ステータ部の、前記ロータの中心軸の径方向外側において前記中心軸方向に前記ステータ部側へと延出されている環状部分を有する、
ことを特徴とするステッピングモータ。 A coil for generating magnetic flux;
A yoke around which the coil is provided to induce a magnetic flux generated by the coil;
A stator disposed only on one side of the coil as viewed in the direction of the central axis of the coil, magnetically connected to the yoke, and excited by magnetic flux induced by the yoke;
A rotor provided outside the coil and rotated about its central axis by magnetic interaction with the excited stator,
The rotor has an outer peripheral surface on which opposite magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction of the central axis,
The stator has a sawtooth stator portion that is extended and excited over the entire circumference of the central axis of the rotor, and an annular portion that is externally mounted on the rotor and formed with the stator portion.
The yoke is externally attached to the annular portion and is magnetically connected to the annular portion, and a part of the yoke extends to the stator portion side in the central axis direction on the radially outer side of the central axis of the rotor. Having an annular portion that is extended;
Stepping motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載のステッピングモータ。 Further provided with a space provided so as to penetrate the lumen portion of the coil, wherein the yoke does not exist;
The stepping motor according to any one of claims 1 to 7, wherein
前記空間部を通る光軸を有する光学素子と、
前記ステッピングモータからの出力に基づいて前記光学素子を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
を具備することを特徴とする光学系駆動装置。 A stepping motor according to claim 8;
An optical element having an optical axis passing through the space;
A drive mechanism for moving the optical element in the optical axis direction based on an output from the stepping motor;
An optical system drive device comprising:
ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置。 The optical element includes a lens of an imaging lens system,
The optical system driving apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置。 The optical element includes a lens of a relay lens system for correcting aberration,
The optical system driving apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項９に記載の光学系駆動装置。 The optical element includes a diffraction grating for correcting aberrations,
The optical system driving apparatus according to claim 9.
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