CN1801585B

CN1801585B - 步进电动机

Info

Publication number: CN1801585B
Application number: CN2006100025216A
Authority: CN
Inventors: 笠原贵
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: JP2006191754A; CN1801585A; KR100923561B1; JP4703192B2; KR20060080862A

Abstract

本发明的步进电动机(1)以一对定子(7A，7B)在轴线L方向上夹住转子(5)的形式构成，具有能减小框体(25)直径的优点。而且，该电动机(1)具有框体(25)的两端开放、磁轭(11A，11B)从框体(25)的开放端部露出的结构，故能将框体(25)的内部空间沿轴线(L)方向扩大。因此，即使是相同尺寸的电动机，也能使框体(25)内部的线圈(9A，9B)和转子(5)在轴线(L)方向上大型化，因而能在维持原有尺寸的情况下提高输出。采用这样的两端开放型的框体(25)，对于用于照相机的透镜驱动、传媒相关设备的拾取头透镜的驱动等的小型的PM型步进电动机的进一步小型化是极其有效的。

Description

步进电动机

技术领域

本发明涉及用于照相机的透镜驱动、传媒相关设备的拾取头透镜的驱动等的PM(永磁铁)型步进电动机。

背景技术

以往，作为该领域的技术，具有日本专利特开2003-009497号公报。该公报中记载的步进电动机包括：在轴(旋转轴)的外周交替磁化为N极及S极的转子；配置成在轴的轴线方向上夹着转子的一对磁极单元(定子)。该磁极单元由在轴的轴线方向上相对于磁铁并设的线圈和收容该线圈的磁轭构成。通过这样的配置关系能实现适合于需要规定转矩的照相机的透镜驱动等小直径的步进电动机。

【专利文献1】日本专利特开2003-009497号公报

上述现有的步进电动机中，转子和磁极单元封入框体内，框体的两端盖上盖子。但是，一对定子将转子在轴线方向上夹住的电动机，尽管在小型化方面具有能减小直径的优点，但为了使相同直径的电动机提高输出，存在必须将电动机的外形在轴线方向上延长的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能进一步小型化的步进电动机。

本发明的步进电动机，在框体内配置有固定在旋转轴上且N极和S极交替磁化形成的转子，和在旋转轴的轴线方向上与转子并设的线圈被收容在磁轭内而形成的一对定子，其特征在于，一对定子以在轴线方向上夹住转子的形式相对配置，框体的轴线方向上的两端开放，磁轭从框体的开放端部露出。

该步进电动机以一对定子在轴线方向上夹住转子的形式构成，具有能减小框体直径的优点。而且，该电动机具有其框体两端开放、磁轭从框体的开放端部露出的结构，故能将框体内部空间沿轴线方向扩大。因此，即使是相同尺寸的电动机，也能使框体内部的线圈和转子在轴线方向上大型化，因而能在维持原有尺寸的情况下提高输出。采用这样的两端开放型的框体，对于用于照相机的透镜驱动、传媒相关设备的拾取头透镜的驱动等小型的PM(永磁铁)型步进电动机的进一步小型化是极其有效的。

另外，在由非磁性体构成的框体的两端部设有缺口部，磁轭配置在框体内并且磁轭的一部分从缺口部露出，从缺口部实施焊接以将磁轭固定在框体上为佳。通过采用两端开放型的框体，只要在框体的两端部设置缺口这样简单的工序就可简单地确保框体与磁轭的焊接部位。通过该缺口部，可一边确认框体与磁轭的位置关系一边进行焊接，可提高组装的可靠性和作业性。这样的焊接通过使框体的两端开放成为可能。

线圈由空心线圈构成，在空心线圈的空心部内配置的筒状卷筒的一端或两端最好不设置凸缘部。通过从卷筒至少消除一方的凸缘部，可将线圈向轴线方向扩张。这意味着可使线圈大型化，由此，能在维持小型电动机尺寸的情况下提高输出。

另外，线圈被内侧磁轭和外侧磁轭包围，旋转轴被轴承保持，旋转轴所贯通的设于轴承的套筒最好朝轴线方向延伸并与内侧磁轭及外侧磁轭压接。即，将一体地设于轴承的套筒固定在内侧磁轭及外侧磁轭上，因而在框体的两端不需要用于固定轴承的盖部，可将框体内部空间沿轴线方向扩大。而且，因为具有了与内侧磁轭及外侧磁轭压接的套筒，所以通过轴承也能使内侧磁轭与外侧磁轭可靠地连接。

采用本发明能进一步小型化。

附图说明

图1是表示本发明的步进电动机的一实施形态的分解立体图。

图2是表示图1的步进电动机组装结束后的状态的立体图。

图3是表示步进电动机的纵向剖视图。

图4是表示对步进电动机实施焊接之前的状态的立体图。

图5是表示设于框体缺口部的主要部分的放大剖视图。

图6是表示凸缘部的主视图。

图7是表示框体与凸缘部的连接状态的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的步进电动机的最佳实施形态进行详细说明。

如图1～图3所示，小型步进电动机1为圆筒状，其外径约为4mm、全长约为8mm，实现了小型化，用于照相机的透镜驱动、传媒相关设备的拾取头透镜的驱动等。该步进电动机1具有由在旋转轴3的外周上沿圆周方向等间隔交替磁化为N极和S极的永磁铁构成的转子5，在旋转轴3的轴线L方向上，一对定子7A、7B配置在转子5的前后。在转子5的一端面与前侧的定子7A之间以及后侧的转子5的另一端面与定子7B之间配置有安装在旋转轴3上的垫圈4a、4b。

前侧定子7A由线圈9A、收容线圈9A的磁轭11A构成磁路。磁轭11A由铁制的外侧磁轭13A及内侧磁轭15A构成，外侧磁轭13A与内侧磁轭15A通过用于将旋转轴3可旋转地支承的轴承31的套筒31a与而磁路连接。外侧磁轭13A具有从圆板状的基座部14A的边缘部沿轴线方向延伸构成梳齿状的4根磁极齿17A，内侧磁轭15A具有从圆板状的基座部16A的边缘部沿轴线方向延伸构成梳齿状的4根磁极齿19A。

磁轭11A接近磁轭11A配置，外侧磁轭13A的基座部14A及内侧磁轭15A的基座部16A分别处于与轴线L方向上的线圈9A的外侧及内侧平行，磁极齿17A与磁极齿19A以围住转子5的形态而在大致同一圆周上交替配置。在如此构成的电动机1中，在轴线L方向上线圈9A与转子5并设，因而可减小步进电动机1的外径。

而且，端子单元21A配置在定子7A的外方，从线圈9A伸出的绕线9a与从端子单元21A的树脂制块状部22A突出的端子23A连接。该线圈9A为空心线圈，并由与端子单元21A的块状部22A一体形成的树脂制的卷筒20A保持。电流从外部电源通过端子单元21A的端子23A供给线圈9A。

接着，定子7B的结构与定子7A相同，故对定子7B作简单的说明。后侧的定子7B由线圈9B、收容线圈9B的磁轭11B构成磁路。磁轭11B由铁制的外侧磁轭13B及内侧磁轭15B构成，外侧磁轭13B与内侧磁轭15B通过轴承33的套筒33a而与磁路连接。外侧磁轭13B及内侧磁轭15B具有从圆板状的基座部14B及基座部16B的边缘部沿轴线L方向延伸构成梳齿状的4根磁极齿17B及4根磁极齿19B。

而且，端子单元21B配置在定子7B的外方，从线圈9B伸出的绕线9b与从端子单元21B的树脂制块状部22B突出的端子23B连接。该线圈9B为空心线圈，并由与端子单元21B的块状部22B一体形成的树脂制的卷筒20B保持。

如此构成的前后一对定子7A、7B中，磁极齿17A、19A、17B、19B配置成与转子5的外周面相对，定子7A的磁极齿17与定子7B的磁极齿17B在轴线L方向上不一致，错开规定角度。定子7A的磁极齿19A与定子7B的磁极齿19B也错开规定角度。依次切换通过端子单元21A、21B流向线圈9A、9B的电流方向，能使转子5步进状旋转，旋转轴3也随之步进地旋转。

而且，步进电动机1具有一对定子7A、7B及收容转子5的非磁性框体25。该框体25由不锈钢材料形成为截面C字形，具有在轴线L方向上延伸的开口部25c。在框体25上形成开口部25c的理由是：为了使端子单元21A、21B的块状部22A、22B朝外部露出；为了在组装步进电动机1时容易将端子单元21A、21B从框体25的开放端部25a、25b沿轴线L方向插入；为了使端子单元21A、21B在圆周方向上定位。

而且，将框体25形成为截面C字形的结果，框体25在轴线L方向上的两端开放，外侧磁轭13A、13B的基座部14A、14B从框体25的开放端部25a、25b露出。通过采用这样的两端开放型的框体25，可将框体25的内部空间沿轴线L方向扩大。因此，即使是相同尺寸的电动机，也能使框体25内部的线圈9A、9B和转子5在轴线L方向上大型化，故在维持原有尺寸的情况下提高输出。这对于用于照相机的透镜驱动、传媒相关设备的拾取头透镜的驱动等的PM(永磁铁)型步进电动机的进一步的小型化极其有效。

而且，如图1、图4及图5所示，在由非磁性体构成的框体25的各端部设置2个コ字形的缺口部S，各缺口部S在框体25上形成为外侧磁轭13A、13B的磁极齿17A、17B的一部分露出。通过采用这样的缺口部S，能一边确认磁极齿17A、17B一边从缺口部S实施焊接Y(参照图2)，能容易地使框体25与外侧磁轭13A、13B的磁极齿17A、17B结合(参照图2)。因此，可提高步进电动机1组装的可靠性和作业性。

作为进一步提高步进电动机1的输出的努力，如图1及图5所示，线圈9A由空心线圈构成，筒状的卷筒20A插入空心线圈9A的空心部9c内，仅在卷筒20A的一端设置凸缘部20a。即，除去了原本应该2个凸缘部中的一个。其结果，可将线圈9A沿轴线L方向扩展，使线圈9A大型化，由此，在维持小型电动机尺寸的同时提高输出。

为了实现线圈9A进一步的扩展，也可将单侧的凸缘部20a除去，但凸缘部20a在端子单元21A上也是块状部22A与卷筒20A的连接部分，出于组装作业性，卷筒20A最好与端子单元21A一体化。另外，在线圈9A与外侧磁轭13A的基座部14A之间配置极薄的绝缘薄膜F，线圈9A与卷筒20A通过粘结剂固定。

对于线圈9B，也与线圈9A相同，卷筒20B插入空心线圈9B的空心部9d内，仅在卷筒20B的一端设置凸缘部20b。

而且，如图1及图3所示，旋转轴3由轴承31的圆盘状本体部31b旋转自如地保持。在该轴承31上设有从本体部31b沿轴线L方向延伸的套筒31a，套筒31a压接在外侧磁轭13A的基座部14A的端部及内侧磁轭15A的基座部16A的端部上，外侧磁轭13A和内侧磁轭15A通过套筒31a连接。轴承31由焊接或铆接等手段固定在磁轭15A上。该轴承31需要兼有滑动性，故利用在纯铁表面实施润滑性优良的电镀的结构。通过采用这样的轴承31，在框体25的两端不需要固定轴承用的盖部，能容易地将框体25的内部空间沿轴线L方向扩展。

对于定子7B侧的轴承33，也与定子7A侧的轴承31相同，故省略详细的说明。

以上对本发明的最佳实施形态进行了说明，但本发明并不局限于上述实施形态。如图6及图7所示，有时可根据需要而在步进电动机1上设置凸缘部40。该场合，在框体25的轴线L方向上的前端设置突片41，各突片41沿轴线L方向突出，且插入设于凸缘部40的插入孔40a内。通过实施突片41的前端打开那样的铆接，凸缘部40牢固地固定在框体25上。突片41也可焊接固定在凸缘部40上。

Claims

1.一种步进电动机，在框体内配置有：固定在旋转轴上且N极和S极交替磁化形成的转子、在所述旋转轴的轴线方向上与所述转子并设的线圈被收容在磁轭内而形成的一对定子，其特征在于，

一对所述定子以在所述轴线方向上夹住所述转子的形式相对配置，所述框体的轴线方向上的两端开放，所述磁轭从所述框体的开放端部露出，

包括使所述旋转轴贯通而对其进行保持的轴承，所述轴承设有朝所述轴线方向延伸的套筒，

所述磁轭包括内侧磁轭及外侧磁轭，所述内侧磁轭及所述外侧磁轭被压接在所述套筒上，且通过所述套筒连接，

所述线圈由空心线圈构成，在所述空心线圈的空心部内配置的筒状卷筒的一端或两端不设置凸缘部，

所述磁轭具有沿所述轴线方向延伸的梳齿状的磁极齿，

在由非磁性体构成的所述框体的两端部设有缺口部，所述磁轭配置在所述框体内并且所述外侧磁轭的所述磁极齿的一部分从所述缺口部露出，从所述缺口部实施焊接以将所述外侧磁轭的所述磁极齿固定在所述框体上。

2.如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于，所述线圈被所述内侧磁轭和所述外侧磁轭包围。