致動器的制造方法
【專利摘要】一種致動器，包括：線圈；永磁轉(zhuǎn)子，在所述線圈的內(nèi)側固定并旋轉(zhuǎn)自如地支承于輸出軸；線軸，由非磁性材料制成，所述線圈卷繞在所述線軸上；第一定子，在一個方向上被插入并且固定于所述線軸，具有形成為沿所述轉(zhuǎn)子的軸向方向分別延伸到所述線圈的內(nèi)側部和外側部的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分；第二定子，在與所述一個方向相反的方向上被插入并且固定于所述線軸，具有形成為沿所述轉(zhuǎn)子的軸向方向分別延伸到所述線圈的內(nèi)側部和外側部的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分。所述第一定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置，所述第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置。
【專利說明】致動器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及致動器。
【背景技術】
[0002]步進電機具有永磁轉(zhuǎn)子和線圈。為了提高效率，設置了定子。
[0003]例如，專利文獻I公開了其中兩對多個線圈和多個定子設置在永磁轉(zhuǎn)子的外周側的步進電機。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開第2003-189584號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
[0008]然而，在用作傳統(tǒng)致動器的步進電機中，難以在永磁轉(zhuǎn)子和定子之間提供均勻間隙。而且，可能會由于磁通泄漏增加損失并且轉(zhuǎn)換效率可能會劣化。另外，驅(qū)動速度可能會產(chǎn)生變化。
[0009]本發(fā)明解決了以上問題并且目的在于提供一種使由磁通泄漏造成的損失減少的致動器。
[0010]解決問題的手段
[0011]以上目的是通過一種致動器實現(xiàn)的，所述致動器包括:線圈；永磁轉(zhuǎn)子，所述永磁轉(zhuǎn)子在所述線圈的內(nèi)側固定并旋轉(zhuǎn)自如地支承于輸出軸；線軸，所述線軸由非磁性材料制成，所述線圈卷繞在所述線軸上；第一定子，所述第一定子在一個方向上被插入并且固定于所述線軸，包括在所述轉(zhuǎn)子的軸向方向上分別向所述線圈的內(nèi)側和外側延伸的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分；第二定子，所述第二定子在與所述一個方向相反的方向上被插入并且固定于所述線軸，包括在所述轉(zhuǎn)子的軸向方向上分別向所述線圈的內(nèi)側和外側延伸的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分，其中，所述第一定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置，所述第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置。
[0012]第一定子和第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分被形成為與線圈的內(nèi)側和外側交叉，并且每個定子都是由單個部件構成的。因此，在磁路的中間沒有形成氣隙。另外，第一定子和第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地設置，所以在線圈的內(nèi)周部和外周部的每個中，磁通的磁路形成閉環(huán)。因此，可以抑制由磁通泄漏造成的損失。
[0013]第一定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分以及第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分都可以是通過使從平板的中心部分徑向向外延伸的多個部分彎曲而形成的。
[0014]因此，可以通過簡單的機械加工操作容易地在第一定子和第二定子中形成有效的磁極部分。另外，在轉(zhuǎn)子的軸向方向上向著線圈內(nèi)側延伸的內(nèi)側磁極部分可以自由地形成，而內(nèi)側磁極部分的長度不受限，所以可以使這個部分長，以實現(xiàn)具有減小尺寸和高輸出的致動器。
[0015]第一定子的外側磁極部分可以隔著所述線圈面對第二定子的內(nèi)側磁極部分。
[0016]因此，可以在線圈的內(nèi)周部和外周部的每個中形成磁通的磁路的閉環(huán)。因此，可以抑制由磁通泄漏造成的損失。
[0017]第一定子和第二定子中的一個以及線軸可以支承永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸。
[0018]這樣可以抑制各定子的磁極部分相對于永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸的位置位移，從而在永磁轉(zhuǎn)子和各磁極部分之間提供均勻間隙。也就是說，通過將最小部件彼此裝配在一起來設置永磁轉(zhuǎn)子和各磁極部分之間的間隙。因此，在只考慮到這兩者部件的制造誤差的情況下限定間隙。即使當設置了窄間隙時，也可以避免由部件的制造誤差造成的操作誤差。
[0019]第一定子和第二定子可以支承永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸。
[0020]這樣也可以抑制各定子的磁極部分相對于永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸的位置位移，從而在永磁轉(zhuǎn)子和各磁極部分之間提供均勻間隙。
[0021]線軸及第一定子和第二定子可以設置有用于將線軸及第一定子和第二定子定位的導向部分。
[0022]這樣可以抑制定子相對于線軸的位置位移。這導致減小定子相對于線圈的附接誤差，從而容易地確保了磁路間隙的均勻性。
[0023]第一定子和第二定子的外側磁極部分可以形成在同一圓周面上，第一定子和第二定子的內(nèi)側磁極部分可以形成在與所述圓周面不同的同一圓周面上。
[0024]這樣可以使永磁轉(zhuǎn)子和各磁極部分之間的間隙均勻，從而使磁路穩(wěn)定。
[0025]第一定子和第二定子可以具有相同的形狀。
[0026]采用這種構造，可以針對致動器使用公共部件，這樣可以節(jié)省制造成本。
[0027]本發(fā)明的效果
[0028]可以提供一種使由磁通泄漏造成的損失減少的致動器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的組成部件的分解立體圖。
[0030]圖2是從圖1的相對側看到的組成部件的分解立體圖。
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式中的組成部件的主要部分的縱剖圖。
[0032]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式中的組成部件的主要部分的縱剖圖。
【具體實施方式】
[0033]在下文中，將參照圖1至圖3描述本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明設置的各組成部件的立體圖。圖2是從圖1的相對側看到的組成部件的立體圖。圖3是組成部件的主要部分的縱剖圖。
[0034]如圖1至圖3中所示，本實施方式中的致動器包括永磁轉(zhuǎn)子1、線軸2、線圈3、第一定子4、第二定子5和輸出軸6。
[0035]在永磁轉(zhuǎn)子I由磁體制成并且與輸出軸6形成一體之后,永磁轉(zhuǎn)子I在預定方向上被磁化。通常，這個磁化方向被設置成在將輸出軸夾在中間的兩側分別形成N極和S極。在本發(fā)明中，如隨后將描述的，極的數(shù)量對應于定子的數(shù)量，并且六個極在徑向方向上被磁化。
[0036]另外，在輸出軸6中，裝配到第二定子5中的接合部分6a形成在永磁轉(zhuǎn)子I的一側附近，裝配到線軸2中的接合部分6b形成在永磁轉(zhuǎn)子I的另一側附近。另外，限制部分6c形成在永磁轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)方向上的兩側。限制部分6c限制其中形成永磁轉(zhuǎn)子I的范圍并且限制永磁轉(zhuǎn)子I的附接位置。
[0037]線軸2設置有:繞線部分2a，線圈卷繞在繞線部分2a上，并且繞線部分2a具有在線軸2的中心部分處裝配永磁轉(zhuǎn)子I的空間；繞線部分2b，用于線圈末端；軸承部分2c，用于在線軸2的兩側使輸出軸6貫穿其中；多個附接導向部分2d和2g，分別用于第一定子4和第二定子5 ;孔2e和2f，第一定子4和第二定子5的磁極部分分別插入其中。線圈3卷繞在線軸2的繞線部分2a上，線圈3的末端3a與線軸2的繞線部分2b捆在一起并且被焊接。
[0038]第一定子4形成有:附接孔4a，線軸2的軸承部分2c被裝配到其中；內(nèi)側磁極部分4b和外側磁極部分4c，通過彎曲操作從附接孔4a向外延伸。另外，第一定子4由三個內(nèi)側磁極部分4b和三個外側磁極部分4c交替地形成，并且形成有三個導向孔4d，線軸2的導向部分2d被裝配到其中。三個內(nèi)側磁極部分4b分別插入線軸2的插入孔2e中并且設置在線圈3內(nèi)側。另外，三個外側磁極部分4c設置在卷繞在線軸2上的線圈3的外側。
[0039]第二定子5形成有:附接孔5a,輸出軸6被裝配到其中；內(nèi)側磁極部分5b和外側磁極部分5c,通過彎曲從附接孔5a向外延伸。另外，第二定子5由三個內(nèi)側磁極部分5b和三個外側磁極部分5c交替地形成,并且形成有三個導向孔5d,線軸2的導向部分2g被裝配到其中。三個內(nèi)側磁極部分5b插入線軸2的插入孔2f中并且設置在線圈3內(nèi)側。三個外側磁極部分5c設置在卷繞在線軸2上的線圈3的外側。
[0040]這里，第二定子5在第一定子4與線軸2附接的方向相反的方向上與線軸2附接。形成在第一定子4和第二定子5中的內(nèi)側磁極部分4b、5b和外側磁極部分4c、5c分別設置在相同的內(nèi)側圓周面和相同的外側圓周面上。另外，輸出軸6的端部與未不出的小齒輪、傳動構件等附接。
[0041]另外，內(nèi)側磁極部分4b和5b分別形成在第一定子4和第二定子5中，并且在永磁轉(zhuǎn)子I的軸向方向上向著線圈3的內(nèi)側延伸。內(nèi)側磁極部分4b和5b從原始構件的中心徑向向外延伸。因此，內(nèi)側磁極部分4b和5b可以自由地形成，而其長度不受限，所以可以使這些部分長，以實現(xiàn)具有減小尺寸和高輸出的致動器。
[0042]也就是說，傳統(tǒng)的磁極是通過使向內(nèi)延伸的原裝零件上升而形成的，磁極部分的長度受限。相反，在本發(fā)明中，這個部分可以自由地形成，長度不受限。因此，繞線圈3產(chǎn)生的磁通可以有效地傳送到永磁轉(zhuǎn)子1，從而實現(xiàn)具有減小尺寸和高輸出的致動器。
[0043]另外，內(nèi)側磁極部分4b和5b可以自由地在軸向方向上延伸，從而在不增大線圈3的尺寸的情況下增加了線圈繞數(shù)。此外，可以提高致動器的輸出，而線圈電阻增大與繞數(shù)增加之比盡可能地小。也就是說，線圈的繞數(shù)可以增加，而使線圈電阻的增大盡可能地小。由于可以產(chǎn)生的磁通量是通過將線圈電阻與電流量相乘決定的，因此這種構造適于增大磁通量。[0044]接下來，將描述以此方式構造的致動器的操作方法。當從未示出的公知控制電路向線圈3的輸入端子3a輸入預定的驅(qū)動脈沖信號時，繞線圈3產(chǎn)生的磁通對第一定子4的磁極部分4b和第二定子5的磁極部分5b勵磁，以按公知方式具有對應的磁極。因此，這作用于永磁轉(zhuǎn)子I的磁極，供其旋轉(zhuǎn)。
[0045]接下來，以對應于順序驅(qū)動脈沖信號變化的方式對第一定子4和第二定子5的磁極部分4b和5b勵磁，永磁轉(zhuǎn)子I連續(xù)地順序旋轉(zhuǎn)。當預定驅(qū)動脈沖信號停止時，永磁轉(zhuǎn)子I的操作停止。另外，當使永磁轉(zhuǎn)子I的操作強制停止時，向線圈3提供公知的斷路脈沖。
[0046]另外，在永磁轉(zhuǎn)子I在正反方向上擺動的情況下，驅(qū)動脈沖在正反方向上交替輸入到線圈3。響應于輸入信號，控制永磁轉(zhuǎn)子I在正反方向上擺動。
[0047]永磁轉(zhuǎn)子I的這種旋轉(zhuǎn)操作和擺動操作驅(qū)動附接在輸出軸6的端部的小齒輪或傳動構件，以轉(zhuǎn)換成預定的機械位移。
[0048]也就是說，通過附接在輸出軸6的端部的小齒輪的旋轉(zhuǎn)或擺動來驅(qū)動預定機制。例如，相機的拍攝鏡筒移動到拍攝模式位置，并進一步返回到初始狀態(tài)。另外，控制相機中的拍攝鏡頭的調(diào)焦操作。此外，可以驅(qū)動傳送構件以打開和關閉相機的快門葉片，還可以驅(qū)動光圈葉片以控制預定曝光值。
[0049]在以上實施方式中，永磁轉(zhuǎn)子I的輸出軸6由線軸2和第二定子5來支承。因此，與其中永磁轉(zhuǎn)子I與定子4、5之間的位置關系由位于輸出軸6與定子4、5之間的多個部件來限定的情況相比，限定位置關系的部件的數(shù)量減少。這樣可以抑制由于構造組件的制造誤差而造成的裝配誤差。因此，可以減小永磁轉(zhuǎn)子I和內(nèi)側磁極部分4b、5b之間的設計間隙。
[0050]另外，裝配過程中累積的誤差可能會造成間隙變化。因此，可能會出現(xiàn)驅(qū)動輸出的變化，從而喪失操作穩(wěn)定性。然而，可以解決這類問題。這樣可以減小氣隙，從而提供具有提高的驅(qū)動輸出、高驅(qū)動效率和操作穩(wěn)定性的致動器。
[0051]將參照圖4描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的致動器。在本實施方式中，輸出軸6由第一定子4和第二定子5支承。
[0052]這樣可以進一步減少限定位置關系的部件的數(shù)量。因此，可以設計永磁轉(zhuǎn)子I和內(nèi)側磁極部分4b、5b之間的更小間隙。這樣可以進一步減小氣隙，從而提供具有提高的驅(qū)動輸出、高驅(qū)動效率和操作穩(wěn)定性的致動器。
[0053]采用具有上述構造的致動器，可以減少磁通泄漏，并且繞線圈3產(chǎn)生的磁通可以有效地傳送到定子4和5的磁極部分。另外，磁極部分4b和5b中的每個可以設置成靠近永磁轉(zhuǎn)子I，從而提供具有聞輸出、減小的尺寸和提聞的轉(zhuǎn)換效率的致動器。
[0054]另外，以上實施方式具有三個內(nèi)側磁極部分4b、5b及外側磁極部分4c、5c。然而，根據(jù)需要，可以增加或減少數(shù)量。另外，由于構造了六個定子4和5，因此永磁轉(zhuǎn)子I具有六個磁化極性。然而，本發(fā)明不限于此，可以適當?shù)卦黾踊驕p少數(shù)量。
[0055]另外，至于支承輸出軸6的方法，已經(jīng)例示了線軸2和第二定子5支承輸出軸6以及第一定子4和第二定子5支承輸出軸6。然而，兩側可以均由線軸2支承。也就是說，可料想到以下方法。可以使圖3中示出的裝配到第二定子5中的接合部分6a的直徑小。第二定子5的孔5a和小直徑的接合部分6a可以與單獨地由塑料制成的另一個構件接合。該塑料制成的構件可以被固定于線軸2。[0056] 雖然已經(jīng)詳細示出了本發(fā)明的示例性實施方式，但本發(fā)明不限于上述實施方式，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下形成其它實施方式、變形形式和修改形式。
【權利要求】
1.一種致動器，所述致動器包括: 線圈； 永磁轉(zhuǎn)子，所述永磁轉(zhuǎn)子在所述線圈的內(nèi)側固定并旋轉(zhuǎn)自如地支承于輸出軸； 線軸，所述線軸由非磁性材料制成，所述線圈卷繞在所述線軸上； 第一定子，所述第一定子在一個方向上被插入并且固定于所述線軸，包括在所述轉(zhuǎn)子的軸向方向上分別向所述線圈的內(nèi)側和外側延伸的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分； 第二定子，所述第二定子在與所述一個方向相反的方向上被插入并且固定于所述線軸，包括在所述轉(zhuǎn)子的軸向方向上分別向所述線圈的內(nèi)側和外側延伸的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分， 其中，所述第一定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置， 所述第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分在圓周方向上交替地布置。
2.根據(jù)權利要求1所述的致動器，其中，所述第一定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分以及所述第二定子的內(nèi)側磁極部分和外側磁極部分都是通過使從平板的中心部分向外徑向延伸的多個部分彎曲而形成的。
3.根據(jù)權利要求1所述的致動器，其中，所述第一定子的外側磁極部分隔著所述線圈面對所述第二定子的內(nèi)側磁極部分。
4.根據(jù)權利要求3所述的致動器，其中，所述第一定子和所述第二定子中的一個以及所述線軸支承所述永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸。
5.根據(jù)權利要求3所述的致動器，其中，所述第一定子和所述第二定子支承所述永磁轉(zhuǎn)子的輸出軸。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的致動器，其中，所述線軸及所述第一定子和所述第二定子設置有用于將所述線軸及所述第一定子和所述第二定子定位的導向部分。
7.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的致動器，其中， 所述第一定子和所述第二定子的外側磁極部分形成在同一圓周面上， 所述第一定子和所述第二定子的內(nèi)側磁極部分形成在與所述圓周面不同的同一圓周面上。
8.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的致動器，其中，所述第一定子和所述第二定子具有相同的形狀。
【文檔編號】H02K21/14GK103493346SQ201280019498
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權日:2012年3月1日
【發(fā)明者】山本正美, 工藤憲一 申請人:精工精密株式會社