2009年

2009年5月8日

ミネベア株式会社

高分解能、極小PM型ステッピングモーターの商品化

~ Φ3.3mm(20ステップ)、Φ6mm(40ステップ)が技術の融合によって誕生 ~

ミネベア株式会社(以下 ミネベア)は、このたび量産品としては世界最高の分解能を達成した2種類の極小パーマネント・マグネット型ステッピングモーター(外径3.3mm及び6mmサイズ、以下 PMステッピングモーター)(※注1)を開発、商品化しました。

量産品としては世界最小径(※当社調べ)となる外径3.3mmサイズ(以下 Φ3mm)は、超小径ながら「1回転20ステップ」の微細な位置決めが可能であり、高機能化する携帯電話のカメラ(レンズ駆動用)や、薄型ノートパソコンのブルーレイディスクドライブ(光ピックアップ用)など、従来製品では適用が難しかった小型・薄型デジタル製品への採用を目指しています。同製品は、2007年4月にミネベアが開発した16ステップ/回転のPMステッピングモーターにNMBメカトロニクス株式会社(2009年1月にFDK株式会社からミネベアに事業譲渡された同社のステッピングモーター部門、以下 NMBメカトロニクス)が保有する独自の「磁界中冷却着磁技術」(※注2)(特許公開番号:特開2006-203173)と「磁気回路最適化技術」(※注3)を用いて改良を加えたもので、両社の技術融合によって製品化が実現しました。

一方、外径6mmサイズ(以下 Φ6mm)は、同サイズのPMステッピングモーターの量産品としては世界で初めて(※当社調べ)「1回転40ステップ」(既存製品は20ステップ)の高分解能を実現しました。Φ3mmと同様に、NMBメカトロニクスの着磁技術を適用した表面磁束密度の高い「狭ピッチ着磁ロータ」(※注4)を使用することで、高分解能と高出力トルクが可能になりました。Φ6mmは、精巧な位置決め制御機能による手ぶれ防止、素早いオートフォーカス、また減速ギアが省略できることによる製品の小型軽量化・静音化など、デジタルカメラの更なる高機能化・高付加価値化に貢献します。

尚、Φ6mmは今春発売された高機能デジタルカメラのレンズユニットに採用されており、既に量産を開始しています。また、Φ3mmは本年秋ごろの量産開始を予定しています。

当社では、Φ3mm、Φ6mmともに小径ステッピングモーター事業のコア製品と位置づけており、小型で高精度な駆動を必要とするデジタル機器への採用拡大を目指していきます。

画像:製品カットモデル(左Φ3mm、右Φ6mm)

製品カットモデル(左Φ3mm、右Φ6mm)

語句説明

注1:ステッピングモーター

電気信号を、機械的な動作に変換するモーター。
モーターの回転(角度、速度)を電気信号(パルス数)とその周波数で制御します。与える電気信号の数だけ回転するという特性から、連続回転のみならず間欠駆動や、変速回転、正・逆回転などを行うことができます。そのため、プリンターやFAXなどの各種OA機器、パソコン周辺機器、デジタル機器、精密機器などの制御・位置決めに使われています。

ステッピングモーターには、PM型(パーマネント・マグネット型)、VR型(可変リラクタンス型)、HB型(ハイブリッド型)の3種類があります。

PM型(パーマネント・マグネット型)ステッピングモーター

ロータ部分が永久磁石で作られているタイプのステッピングモーターです。ロータの外周には、沢山の磁極を着磁したマグネットが使われており、その周りに駆動用界磁(ステータ)が設けられています。構造が簡単なことから最も普及しているタイプのステッピングモーターです。

【PM型ステッピングモーターの内部構造】

画像:PM型ステッピングモーターの内部構造

注2:「磁界中冷却着磁技術」

従来のパルス電流による着磁を一切用いずに、高度な温度管理を用いて強力な着磁を施す技術です。開発当初からの経験や工夫の中から得たノウハウを積み重ねて量産に結びつけた、NMBメカトロニクスの独自技術です。

注3:「磁気回路最適化技術」

独自の静磁場解析や動トルク解析などを駆使した設計ノウハウを用いて、ステータヨークやコイル、マグネットの最適な形状などをシミュレーションによって導き出す技術です。

注4:「狭ピッチ着磁ロータ」

独自の「磁界中冷却着磁技術」を用いることで、ロータマグネットの大きさにかかわらず非常に狭いピッチ(0.5mm以下)の多極着磁量産が可能になりました。この着磁方法を適用した狭ピッチ着磁ロータの表面磁束密度は、従来のパルス電流による着磁では達成し得なかった高いレベルにあります。

参考資料

【ステッピングモータ製品概要】:外径3.3mm,20ステップ

サイズ(モータ本体) 外径
全長
3.3mm (3.4mm Max.)
5.5mm
シャフト径 - 0.6mm (リードスクリュータイプもございます。)
質量 - 0.24g
基本ステップ数 - 20 (1ステップ=18度)
コイル抵抗値 - 30Ω
最高自起動応答周波数 無負荷時 4000pps以上 (端子間電圧3V,2相励磁駆動)
バネ負荷時 3000pps以上 (端子間電圧3V,2相励磁駆動)
(リードスクリュー仕様:S1.0*P0.25)
画像:最高自起動応答周波数-測定方法
測定方法

【ステッピングモータ製品概要】:外径6mm,40ステップ

サイズ(モータ本体) 外径
全長
6.0 mm (6.2mm MAX.)
5.1 mm
出力軸径 SMタイプ 1mm or 0.8mm
LAタイプ M1.4 ~ M1.7 ( P0.15 ~ 0.30 )
質量 SMタイプ 0.75g
基本ステップ数 - 40 (1ステップ= 9度)
コイル抵抗値 - 20Ω
最高自起動応答周波数 無負荷時 2000pps 以上 (端子間電圧3V,2相励磁駆動)
出力特性 2相励磁 画像:出力特性-2相励磁
製品についてのお問い合わせ先 マイクロアクチュエータ販売推進部
TEL 03-5434-8732
報道関係お問い合わせ先 ミネベア株式会社 総合企画部門 広報室
TEL 03-5434-8637 FAX 03-5434-8607
掲載されている情報は、発表日現在のものです。
その後、製品情報、問い合わせ先などが変更になっている場合がありますのであらかじめご了承下さい。

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