專利名稱：電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動機，特別涉及適于小型化的電動機。
背景技術：
一般，作為與輸入脈沖數(shù)成正比地進行旋轉驅動的電動機，有PM型步進電動機。例如，在使用了爪狀感應件(極齒)的PM型的步進電動機中，在轉子的旋轉軸上固定有永久磁鐵，通過向卷繞在定子上的環(huán)狀線圈供給脈沖電流，從而在定子的極齒上產生磁場，與輸入脈沖數(shù)成正比地進行旋轉驅動。
圖4是表示使用了極齒的PM型步進電動機100的以往結構的剖視圖。
在圖4中，在PM型步進電動機100上設有具有固定在旋轉軸101上的永久磁鐵102的轉子110；以及具有插入轉子110用的轉子插入孔103的定子120，旋轉軸101的下端通過鋼球104而由軸承130支承。另外，軸承130通過具有軸承插入孔105的軸承架140在旋轉軸101的軸向L上可變位地得到支承。在軸承130的下表面，抵接有向旋轉軸101的軸向L將預壓賦予轉子110的板簧106。
這里，若著眼于PM型步進電動機100中的轉子100和定子120、軸承130等尺寸，則當將轉子110(永久磁鐵102)的外徑設為φA2(mm)、軸承插入孔105的內徑(軸承130的外徑)設為φB2(mm)、定子120(轉子插入孔103)的內徑設為φC2(mm)時，滿足A2＜B2＝C2的關系(參照圖4)。滿足該關系的以往的PM型步進電動機100如下那樣裝配。即，首先，在框架107上固定推力軸承108，并安裝定子120。接著，將軸承架140安裝在定子120的下表面。接著，將固定有永久磁鐵102的旋轉軸101(轉子110)從軸承架140的軸承插入孔105穿過定子120的轉子插入孔103、將其前端與推力軸承108卡合。最后，在與旋轉軸101之間將鋼球104夾持地將軸承130從后側裝入軸承架140的軸承插入孔105內后，利用板簧106對其下表面施力。
如此，在以往的步進電動機100中，在其裝配時，因為將轉子110從軸承架140的軸承插入孔105穿過定子120的轉子插入孔103的關系，因而成為A2＜B2＝C2。
在上述的步進電動機100中，也可以考慮構成為滿足C2＜B2的關系。例如，像專利文獻1所揭示的步進電動機那樣，雖然也可構成為滿足C2＜B2的關系，以防止軸承130突出到轉子插入孔103中，但在該場合，軸承130向轉子插入孔103突出而有與定子120(特別是極齒)接觸的危險。為防止這種情況，如圖4所示，也可在軸承130的中心部設置軸向的突出部。
專利文獻1日本特開平9-135562號公報(圖1)但是，隨著數(shù)碼相機等電子設備的薄型化、小型化，在電動機自身的小型化成為非常重要問題的時代，上述的以往的步進電動機(參照圖4及專利文獻1)就不能獲得足夠的小型化。
即，在圖4中，在外徑例如約為φ8mm左右的以往的步進電動機100中，軸承架140的高度E2大于從確保強度的觀點所設計的軸承130的高度D2，與定子120的高度H2相比就充分小(約1/5)。但是，在步進電動機100的外徑例如約為φ6mm的場合(因而，定子120的長度H2為更短的H2’的場合)，軸承架140的高度E2由于必須要至少大于從上述那樣確保強度的觀點所設計的軸承130的高度D2，故與定子120的高度H2’(＜H2)相比，不是足夠小。其結果，不能縮短(減小)電動機的整個長度，軸承架140就妨礙了將步進電動機100搭載在數(shù)碼相機等的裝置上。
另外，在專利文獻1所揭示的步進電動機那樣，在圖4中，在構成為滿足A2＜C2＜B2關系的場合，當步進電動機的外徑例如約為φ6mm時，與步進電動機相同，不能將軸承架的高度E2(參照圖4的140)做成足夠小，步進電動機不能獲得足夠的小型化。
因此，本發(fā)明者在考慮了確保軸承的足夠強度的基礎上，研究了解決電動機自身進一步小型化這一當今時代的重要問題后，構思了本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述的問題而作的，其目的在于提供一種可確保軸承足夠強度并可實現(xiàn)更小型化的電動機。
為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的電動機包括具有固定在旋轉軸上的永久磁鐵的轉子；與所述轉子的永久磁鐵隔開規(guī)定的間隔而相對配置的、具有插入所述轉子的轉子插入孔的定子；對所述旋轉軸的一個軸端進行支承的軸承；具有插入所述軸承的軸承插入孔的軸承架，其特點是，當將所述轉子的永久磁鐵的外徑設為A、將所述軸承架的軸承插入孔的內徑設為B、將所述定子的轉子插入孔的內徑設為C時，滿足A＜B＜C的關系。
采用本發(fā)明，在設有轉子、定子、軸承及軸承架的電動機中，將軸承架上的軸承插入孔的內徑設置成比轉子的永久磁鐵的外徑大，比設在定子上的轉子插入孔的內徑小。
在本發(fā)明的電動機中，由于將軸承插入孔的內徑B即軸承的外徑B做成比轉子插入孔的內徑C小，故軸承可向轉子插入孔突出。并且，只要軸承可向轉子插入孔突出，則軸承高度在保持原有狀態(tài)下，可減小軸承架的高度(在定子后側的突出)。而且，即使軸承向轉子插入孔突出，由于滿足B＜C的關系，故可防止軸承與定子(特別是極齒)接觸。
因此，在考慮了確保軸承的足夠強度和減小電動機損傷的危險性的基礎上，可獲得電動機自身的進一步的小型化。
另外，本發(fā)明只要滿足上述的A＜B＜C的關系，實際上，軸承是否向轉子插入孔突出都無關緊要。另外，作為本發(fā)明的較佳的實施形態(tài)，所謂的永久磁鐵的外徑A是轉子的永久磁鐵的最大外徑，所謂軸承插入孔的內徑B是軸承架的軸承插入孔的最小內徑，所謂定子的轉子插入孔的內徑C是轉子插入孔的最小內徑，即可作為構成定子的極齒的內周的最小內徑。
在本發(fā)明中，所述軸承的一部分最好從所述軸承架突出在所述轉子插入孔中。
采用本發(fā)明，軸承的一部分由于從軸承架突出在轉子插入孔中，故軸承的高度保持以往狀態(tài)的情況下可減小軸承架的高度，可充分確保軸承的強度并可獲得進一步的小型化。
即，本發(fā)明通過將軸承突出在轉子插入孔中，從而可減小軸承架的高度，由此可減小電動機的長度。而且，本發(fā)明通過作成這種形狀，突出后的軸承不會與定子接觸，且軸承自身在確保作為軸承的強度的狀態(tài)下，不會損害作為軸承的功能。而本發(fā)明的軸承架即使是例如燒結體等不具有彈性或可塑性的不能變形的材料，也可在軸承高度保持原有狀態(tài)下減小軸承架的高度。具體地說，最好構成為所述軸承由具有側周面和夾著該側周面的2個平面的1個圓板狀構件構成，將由該1個圓板狀構件構成的所述軸承的側周面作為相對于所述軸承架的軸承插入孔的滑動面，而在所述2個平面中的一側的平面上設有鋼球收納用的凹部，并將另一側的平面作為賦予預壓的板簧的抵接面，所述軸承受到所述板簧的施力使所述軸承的所述一側的平面可突出到所述轉子插入孔側。若如此構成軸承，則可將1個圓板狀構件用作軸承，從而不必構成為例如像圖4所示那樣的使軸承一側的面的中心部進一步突出并在該突出部上設置鋼球收納用的凹部，能形成簡單的結構，可確保作為軸承的強度。
本發(fā)明的設在所述軸承架上的軸承插入孔，最好用作將所述轉子插入用的孔。
采用本發(fā)明，由于將設在軸承架上的軸承插入孔用作為將轉子插入定子內部用的孔(入口)，故可縮短電動機的整個長度。
即，采用本發(fā)明，通過減小軸承架，從而可縮短電動機的整個長度，并且即使減小軸承架也可保證強度并能充分發(fā)揮該功能(保持軸承的功能)。
另外，在以往的PM型步進電動機100(參照圖4)中，由于從制造(裝配)工序的簡單化觀點出發(fā)，將軸承架140的軸承插入孔105的內徑B2作成等于定子120的轉子插入孔103的內徑C2，故在裝配電動機時，在將轉子110插入定子120內時，永久磁鐵102和定子120(特別是極齒)接觸，故電動機損傷的危險性變大。而采用本發(fā)明，在例如圖4中，由于將內徑小于定子120的轉子插入孔103的軸承插入孔105用作插入轉子110用的孔，故在使旋轉軸101的中心和轉子插入孔103的中心更正確一致的狀態(tài)下，可將轉子110插入，進而可防止轉子110的旋轉軸101在偏心的狀態(tài)下插入。因此，可使電動機損傷的危險性下降。
采用本發(fā)明的電動機，由于將軸承插入孔的內徑做成小于轉子插入孔的內徑，故軸承高度保持原有狀態(tài)的情況下可減小軸承架的高度，進而可確保軸承強度的狀態(tài)下獲得進一步的小型化。另外，在電動機裝配時，可使電動機損傷的危險性下降。


圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)的PM型步進電動機機械結構的剖視圖。
圖2是圖1所示的PM型步進電動機中軸承附近的放大圖。
圖3是用來說明本發(fā)明實施形態(tài)的PM型步進電動機裝配方法的分解立體圖。
圖4是表示使用了極齒的PM型步進電動機的以往結構的剖視圖。
具體實施例方式
下面，參照

實施本發(fā)明用的最佳形態(tài)。
(機械結構)圖1是表示本發(fā)明的實施形態(tài)的PM型步進電動機1的機械結構的剖視圖。PM型步進電動機1例如搭載在數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、FDD、ODD等電子設備上。
圖1中，PM型步進電動機1包括具有固定在旋轉軸11上的永久磁鐵12的轉子10；具有插入轉子10用的轉子插入孔13的定子20；通過鋼球14對旋轉軸11的下端進行支承的軸承30；形成有軸承插入孔15、可在旋轉軸11的軸向L上變位地將軸承30支承的軸承架40。在軸承30的下表面，抵接有向軸向L將預壓賦予轉子10的板簧16。
在定子20中，在旋轉軸11的軸向L上重疊配置有卷繞有線圈21的環(huán)狀的第1繞線架22A和第2繞線架22B。在第1繞線架22A上的旋轉軸11的軸向L的兩側重疊配置有環(huán)狀的內定子鐵心23A和外定子鐵心24A，在第2繞線架22B上的旋轉軸11的軸向L的兩側重疊配置有環(huán)狀的內定子鐵心23B和外定子鐵心24B。在第1繞線架22A的內周面，沿周向使內定子鐵心23A的多個極齒25A和外定子鐵心24A的多個極齒26A嚙合地配置成并排的狀態(tài)。在第2繞線架22B的內周面，沿周向使內定子鐵心23B的多個極齒25B和外定子鐵心24B的多個極齒26B嚙合地配置成并排的狀態(tài)。而第1繞線架22A及第2繞線架22B由樹脂構件構成，內定子鐵心23A、23B及外定子鐵心24A、24B都由磁性金屬構件構成。
這樣，構成了具有插入轉子10用的轉子插入孔13的定子20，在該轉子插入孔13的內側，同軸地配置有轉子10的基端側。在轉子10的基端側，繞旋轉軸11固定有永久磁鐵12，該永久磁鐵12與定子20的極齒25A、26A、25B、26B隔開規(guī)定的間隔而相對配置。
在外定子鐵心24A的前端面固定有コ字狀的框架(金屬框架)17，轉子10的旋轉軸11由固定在該框架17前端側彎曲部分上的推力軸承19支承。即，轉子10的旋轉軸11的前端由框架17支承。而且，在旋轉軸11的突出到框架17側的部分的外周形成有絲桿部11A。在該絲桿部11A上螺合有被搭載的數(shù)碼相機等電子設備側的頭部構件的螺紋部等(未圖示)，通過絲桿部11A旋轉，被搭載的電子設備上的頭部就可相對于圖1中的旋轉軸11的軸向L在上下方向移動。
另一方面，轉子10的旋轉軸11的軸向L的基端側的軸端18通過鋼球14而由軸承30支承。軸承30構成為在旋轉軸11的軸向相同直徑的圓板狀的軸承，在其前面形成有用于放入鋼球14的凹錐面構成的凹部30A。鋼球14由軸端18上的凹錐面構成的凹部18A和軸承30上的凹錐面構成的凹部30A保持。具體地說，軸承30由1個圓板狀構件構成，該圓板狀構件具有與軸承架40的軸承插入孔15抵接并滑動的側周面、形成為夾著該軸承30的側周面的上下2個平面。軸承30將該1個圓板狀構件構成的所述軸承的側周面作為相對于所述軸承架40的軸承插入孔15的滑動面，而在所述2個平面中的一側的平面即圖2中的上表面設有收納鋼球14用的凹部30A，另一側的平面、即圖2中的下表面作為施加壓力的板簧16的抵接面，所述軸承30的所述一側的平面即圖2中的上表面安裝成突出在所述轉子插入孔15側。
如上所述，在定子20的下方，配置有形成軸承插入孔15并由燒結體等構成的軸承架40。軸承30在該軸承插入孔15的內部安裝成可在旋轉軸1的軸向L變位的狀態(tài)。
這里，在PM型步進電動機1中，將形成于軸承架40的軸承插入孔15的內徑B1做成大于轉子10即永久磁鐵12的外徑A1，并做成小于形成于定子20的轉子插入孔13的內徑C1。另外，軸承30的一部分從軸承架40的上端(轉子10側的一端)突出F1，并突出到定子20的轉子插入孔13側。關于這些尺寸，用圖2進行詳細說明。
圖2是圖1所示的PM型步進電動機1中的軸承30附近的放大圖。
如圖2所示，在PM型步進電動機1中，將軸承插入孔15的內徑即最小內徑B1也就是說圓板狀的軸承30的外徑即最大外徑B1做成比轉子插入孔13的內徑即最小內徑C1小，軸承30突出到轉子插入孔13內。而與永久磁鐵12相對配置的由于是定子20的極齒25A、26A、25B、26B，故由這些極齒25A、26A、25B、26B形成的內徑就稱為轉子插入孔13的內徑即最小內徑C1。如上所述，由于將圓板狀的軸承30的外徑B1做成比轉子插入孔13的內徑小，即小于由極齒25A、26A、25B、26B形成的最小內徑C1，軸承30突出到轉子插入孔13內，故在軸承30的高度D1維持以往的狀態(tài)(例如與圖4所示的D2相等的狀態(tài))下，可減小軸承架140的高度E1(可將高度E1做成小于圖4所示的E2)。因此，在PM型步進電動機1的外徑例如約為φ6mm的場合，即使將軸承架40的高度E1作成相對于定子20的高度為足夠小，也可確保軸承30的高度D1，進而可縮短(減小)電動機的整個長度，故可消除搭載在數(shù)碼相機等實際設備上時的障礙。
另外，即使軸承30突出到轉子插入孔13內，由于軸承30的外徑B1小于轉子插入孔13的內徑C1，故軸承30與定子20(特別是極齒25B、26B)接觸而損傷電動機的危險性很小。
如上所述，在本發(fā)明的PM型步進電動機1中，通過將軸承30構成為在旋轉軸11的軸向為相同直徑的圓板狀的軸承，將軸承30的外徑B1做成小于轉子插入孔13的內徑C1，從而構成為，在軸向為相同直徑的圓板狀的軸承30突出到轉子插入孔13內，因此，在充分確保軸承30的強度的基礎上，可使電動機損傷的危險性下降并可獲得進一步的小型化。
(裝配方法)圖3是用來說明本發(fā)明實施形態(tài)的PM型步進電動機1的裝配方法的分解立體圖。圖3著眼于PM型步進電動機1中軸承30附近的裝配方法。因此，固定有推力軸承19的框架17預先固定在外定子鐵心24A的前端面上。
在圖3中，首先，將軸承架40安裝在外定子鐵心24B的下表面上。更具體地說，在外定子鐵心24B的下表面形成有焊接用的4個突起部51，在這些突起部51上將軸承架40進行定位抵接。并且，通過使電流在這些突起部51中流動而進行點焊，從而將軸承架40固定在外定子鐵心24B上。
接著，將軸承架40的軸承插入孔15用作將轉子10(圖3中未圖示，參照圖1)插入用的孔(入口)。更具體地說，將轉子10穿過軸承插入孔15，其前端與推力軸承19(參照圖1)卡合。
這里，在本發(fā)明實施形態(tài)的PM型步進電動機1中，將軸承插入孔15的內徑B1做成比外定子鐵心24B的轉子插入孔13的內徑C1小。因此，可在確保強度的狀態(tài)下減小軸承架40，進而可縮短電動機的整個長度。另外，在將轉子10插入定子20時，可在使旋轉軸11的中心和轉子插入孔13的中心更正確一致的狀態(tài)下將轉子10插入，進而可防止旋轉軸11在偏心的狀態(tài)下被插入。因此，可使電動機損傷的危險性下降。
在將轉子10插入定子20內后，將軸承30插入于軸承架40的軸承插入孔15中。此時，由形成于旋轉軸11軸端18的凹部18A(圖3中未圖示，參照圖1)和形成于軸承30的凹部30A來保持鋼球14。最后，將具有板簧16的板簧壓罩構件60安裝在軸承架40上。更具體地說，在板簧壓罩構件60上形成有從外周緣向軸承架40側延伸的4個爪部60A，通過這些爪部60A與軸承架40的外周緣卡合，從而將板簧壓罩構件60安裝在軸承架40上。而軸承30的下表面受到板簧60的施力，防止發(fā)生因旋轉軸11振動所產生的噪聲。
另外，在本實施形態(tài)中，軸承架40由燒結體等構件構成的，但例如也可用樹脂材料等構件構成。
產業(yè)上的實用性本發(fā)明的電動機作為在保證軸承強度的情況下有助于小型化方面是有用的。
權利要求
1.一種電動機，包括具有固定在旋轉軸上的永久磁鐵的轉子；與所述轉子的永久磁鐵隔開規(guī)定的間隔而相對配置的、具有插入所述轉子的轉子插入孔的定子；對所述旋轉軸的一個軸端進行支承的軸承；具有插入所述軸承的軸承插入孔的軸承架，其特征在于，當將所述轉子的永久磁鐵的外徑設為A、將所述軸承架的軸承插入孔的內徑設為B、將所述定子的轉子插入孔的內徑設為C時，滿足A＜B＜C的關系。
2.如權利要求1所述的電動機，其特征在于，所述軸承的一部分從所述軸承架突出到所述轉子插入孔中。
3.如權利要求1或2所述的電動機，其特征在于，將設在所述軸承架上的軸承插入孔用作插入所述轉子用的孔。
4.如權利要求1所述的電動機，其特征在于，當將所述轉子的永久磁鐵的最大外徑設為A、將所述軸承架的軸承插入孔的最小內徑設為B、將所述定子的轉子插入孔的最小內徑設為C時，滿足A＜B＜C的關系。
5.如權利要求4所述的電動機，其特征在于，所述軸承由具有側周面和夾著該側周面的2個平面的1個圓板狀構件構成，將由該1個圓板狀構件構成的所述軸承的側周面作為相對于所述軸承架的軸承插入孔的滑動面，而在所述2個平面中的一側的平面上設有鋼球收納用的凹部，并將另一側的平面作為施加壓力的板簧的抵接面，所述軸承的所述一側的平面受到板簧的施力而可突出到所述轉子插入孔側。
6.如權利要求5所述的電動機，其特征在于，在所述軸承中，設有所述鋼球收納用的凹部的所述一側的平面，相對于所述軸承的側周面而僅由1個平面形成。
全文摘要
一種電動機(1)，包括具有固定在旋轉軸(11)上的永久磁鐵(12)的轉子(10)；具有插入轉子(10)的轉子插入孔(13)的定子(20)；對轉子(10)的旋轉軸(11)的一個軸端(18)進行支承的軸承(30)；具有插入軸承(30)的軸承插入孔(15)的軸承架(40)，當將轉子(10)的外徑設為A、將軸承插入孔(15)的內徑設為B、將轉子插入孔(13)的內徑設為C時，滿足A＜B＜C的關系。采用本發(fā)明，可確保軸承的足夠強度并可實現(xiàn)電動機的更小型化。
文檔編號H02K37/00GK1960142SQ20061013590
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權日2005年10月13日
發(fā)明者上松郁夫 申請人:日本電產三協(xié)株式會社