CN100505483C - 电磁致动器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种在谋求小型化的同时，还能提高装置强度的电磁致动器。本发明的电磁致动器，使连接定子(3)磁极部分的第一臂部(13)和第二臂部(14)延伸到转子外壳(7)的外侧，把第一线圈(4)和第二线圈(5)卷绕在该延伸部分上。即，把第一线圈(4)和第二线圈(5)布置成露出在转子外壳(7)的外部。因此，与转子外壳(7)完全覆盖第一线圈(4)和第二线圈(5)的情况相比，能使电磁致动器(1)的宽度减小转子外壳(7)厚度的部分，从而能使电磁致动器(1)小型化。

Description

电磁致动器

技术领域

本发明涉及一种由转子和定子构成的电磁致动器，特别涉及一种适合于谋求小型化的、驱动照相机的快门装置和光圈装置等扇形(sector)装置的小型电磁致动器。

背景技术

作为以往公知的电磁致动器，其具有：转子，其可使励磁后的多个磁极(N极和S极)以规定的角度(动作范围)往复运动；定子，其具有布置成与转子的外周面相对的磁极部分；以及卷绕在定子上的励磁用的线圈等。

作为电磁致动器的一般结构，图10表示专利文献1(日本实公平4—47697号公报)中公开的结构。图10中所示的电磁致动器的转子外壳，由塑料的上板100和下板101构成，该转子外壳布置成把转子102、和与转子102的外周面相对布置的定子103、以及卷绕在定子上的线圈104都包容在其内部。

当前，随着安装这种电磁致动器的器械等的小型化，对这种电磁致动器提出了更加小型化的要求。特别是，在照相机和具有照相机功能的移动电话机之类的小型化和高功能化急速发展的电子器械中，在使用电磁致动器的快门装置和光圈装置等的扇形装置中，强烈希望电磁致动器的小型化。

专利文献1：日本实公平4—47697号公报

但是，在上述专利文献1中公开的电磁致动器的结构中，由于转子外壳的尺寸必须达到能容纳转子102、定子103和线圈104的程度，所以电磁致动器的小型化是有限度的。

发明内容

本发明就是鉴于以上的情况而提出的，其目的是提供一种小型化的电磁致动器。

为达到上述目的，本发明的第一方面中所记载的电磁致动器具有：永久磁铁转子；与上述永久磁铁转子磁力地结合的定子；使上述定子励磁的线圈；以及转子外壳，用于可自由转动地支承上述永久磁铁，并且该电磁致动器构成为：上述转子外壳在容纳上述永久磁铁转子的同时，还支承上述定子，并使上述定子的磁极部分与上述永久磁铁转子的外周面相对；上述线圈卷绕在上述定子的、延伸到上述转子外壳的外侧的部分上。

上述电磁致动器采用如下结构：除了定子的磁极部分之外，其余部分都延伸到转子外壳的外侧，并在该延伸出来的部分上卷绕线圈。即，把线圈布置在转子外壳的外侧。因此，与以往的采用把转子和定子以及线圈都容纳在转子外壳里的电磁致动器相比，能削减转子外壳的容纳线圈和卷绕线圈的定子臂部的部分，结果，就能使电磁致动器进一步小型化。

此外，由于具有磁性的定子通常由金属之类刚性很高的材料构成，通过把它与转子外壳接合，还能提高电磁致动器的刚性。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述定子具有三个磁极部分和两个臂部，这两个臂部连接这些磁极部分，并且延伸到上述转子外壳的外侧；上述线圈卷绕在上述两个臂部上。因此，通过控制流过卷绕在臂部上线圈的电流，就能控制在磁极部分中产生的磁场，从而能以各种不同的旋转特性来驱动电磁致动器。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述定子的平面形状形成为这样的梯形，该梯形的下底部的中央部分互相隔开；上述磁极部分中的两个分别形成在隔开的上述下底部的相对的端部上，上述磁极部分中的另一个形成在上述梯形的上底部的中央部分上；上述线圈卷绕在上述梯形的两侧边部上。在定子上形成三个磁极部分的情况下，通过把各个磁极部分布置在与永久磁铁的旋转轴垂直的平面上、并以等腰三角形包围永久磁铁转子的位置上，就能够实现可有效且高精度控制的电磁致动器。此时，定子的平面形状做成梯形，通过在梯形的上底部上形成一个磁极部分，在梯形的下底部上形成隔开的两个磁极部分，就能把定子做得尽可能的小，结果，就能使电磁致动器进一步小型化。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述转子外壳的平面形状形成为等腰三角形，上述定子的上述梯形的上述下底部和上述转子外壳的上述等腰三角形的底边部布置在同一侧。如上所述，在定子上形成三个磁极部分的情况下，各磁极部分优选为布置成相对于永久磁铁转子呈等腰三角形。因而，可把转子外壳做成把布置成等腰三角形的磁极部分包含在内部的最小的形状，即等腰三角形的形状，就能使电磁致动器小型化。此外，通过把形成为梯形的定子的下底部和形成为等腰三角形的转子外壳的底边部布置在同一侧，由于能充分扩大转子外壳的安装面积，所以能稳定地把转子外壳固定在定子上。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述转子外壳具有夹紧和支承上述定子的第一和第二壳体，在上述第一和第二壳体中的至少一方上设置有定位部分，其通过与上述定子的磁极部分接合，来确定该磁极部分相对于上述永久磁铁转子的位置。在第一和第二壳体的至少一方上，设置定位部分，其与定子的磁极部分接合，从而确定该磁极部分相对于永久磁铁转子的位置。定子的磁极部分相对于永久磁铁转子的定位，要求具有使永久磁铁转子平稳转动的精度，通过设置这种定位部分，就能很容易地确定定子的磁极部分相对于永久磁铁转子的位置。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述转子外壳具有夹紧和支承上述定子的第一和第二壳体，上述第一和第二壳体中的至少一方用热塑性树脂制成，通过加热使它们互相接合。因此，只要将第一和第二壳体叠合，通过对壳体的接触面加热，就能很容易地将两个壳体接合。

上述电磁致动器可以做成如下结构：在上述转子外壳上，设置接合凹部或者接合凸部，用于确定该电磁致动器相对于安装该电磁致动器的部件的位置。设置接合凹部或者接合凸部，其用于确定该电磁致动器相对于安装部件的位置。本发明的电磁致动器可用于小型照相机之类的小型器械，特别是在小型照相机中，需要进行各零件的高精度定位。因此，通过设置接合凹部或者接合凸部，就能把电磁致动器以较高精度安装在其他部件上。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述永久磁铁转子的旋转轴从上述转子外壳突出，在该旋转轴的突出部分上安装有驱动元件，该驱动元件用于把该旋转轴的扭矩传递给其它部件。从而，就能把用于将旋转轴的扭矩传递给其它部件的驱动元件，安装在旋转轴的突出部分上，例如，就能对利用电磁致动器的驱动对快门装置和光圈装置进行调节。

上述电磁致动器可以做成如下结构：在上述定子上涂敷有热塑性树脂。因此，通过加热该涂敷了热塑性树脂的部分，就能很容易地把定子接合在该定子所接触的部件上。因此，在制造时，不需要用分配器一个一个地在定子上涂敷粘接剂的工序，从而能提高电磁致动器的制造效率和成品率，并且还能降低制造成本。

上述电磁致动器可以做成如下结构：上述第一和第二壳体中的至少一方用具有激光穿透性的树脂制成。这样，由于在第一和第二壳体接合时，可以使用能进行局部加热的激光照射，就能减小因加热而产生的应力，从而能减少制造时的变形和破损。

如上所述，根据本发明，能使电磁致动器小型化。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施例1的电磁致动器1的外观的外观立体图。

图2是表示定子3的外观形状的图。

图3(a)是电磁致动器1的俯视图，图3(b)是表示沿图3(a)的A—A’线剖开电磁致动器1的断面结构的图。

图4是表示上、下壳体8、9的形状的外观立体图。

图5是用于说明上、下壳体8、9的连接顺序的图。

图6是表示下壳体9中布置有转子2和定子3的状态的图。

图7(A)是表示本实施例的电磁致动器1的宽度的图，图7(B)是表示以往的电磁致动器的宽度的图。

图8是表示作为本实施例的电磁致动器1的应用例的扇形装置45的图。

图9是表示作为本实施例的电磁致动器1的应用例的光圈装置55的图。

图10是表示以往的电磁致动器的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1是表示本实施例的电磁致动器的结构的图。本电磁致动器1由下列部件构成：转子2；把该转子2容纳在内部的转子外壳7；布置成与转子2的侧面相对的定子3；卷绕在定子3上的第一线圈4和第二线圈5。此外，如图1所示，定子3的卷绕有第一线圈4和第二线圈5的臂部延伸到转子外壳7的外侧，即，第一线圈4、第二线圈5布置在转子外壳7的外侧。另外，第一线圈4和第二线圈5既可以是裸露的状态，也可以用树脂或其它材料的壳体将其覆盖。

转子2由多个磁极经过磁化的永久磁铁构成，并能以转子轴6为旋转轴向左右自由转动。该转子轴6可旋转地支承在内部容纳有转子2的转子壳体7上。

转子外壳7由作为第一壳体的上壳体8和作为第二壳体的下壳体9构成，把上壳体8与下壳体9叠合，转子2容纳在由叠合的上壳体8与下壳体9所形成的内部空间中。如图3(a)所示，上壳体8与下壳体9的平面形状做成等腰三角形(与该等腰三角形的底边部相当的上下壳体8、9的区域，称为底边部70)。另外，在本说明中，把转子外壳7的顶面或底面的形状做成平面形状。

此外，如下文所述，在本实施例中，定子3构成为具有三个磁极部分(第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12)。在这种情况下，为了能用定子3有效且高精度地控制转子2的转动，优选的是把三个磁极部分布置在与转子2的旋转轴(转子轴6)垂直的平面上，并在以等腰三角形包围转子2的位置上(参照图2)。因此，在支承三个磁极部分的转子外壳7中，平面形状的内部至少需要包含以三个磁极部分作为顶点的等腰三角形。但是，在本发明中，在转子外壳7中，由于要求用于容纳转子2、且支承磁极部分的形状，所以存在着转子外壳7的平面形状不是纯粹的等腰三角形状的情况。因此，在本发明中，从纯粹的等腰三角形到变形为可容纳转子2且支承磁极部分程度的平面形状，都包括在等腰三角形的定义内，而转子外壳7的平面形状是这样的等腰三角形就可以。即，作为上一段中所说的等腰三角形，也是包括在该定义内的形状。

上壳体8和下壳体9中的至少一方(优选是双方)，用热塑性树脂制成。此外，在上壳体8和下壳体9的大致中央部分，设有从内部贯穿到外部的孔17(参见图4)，转子轴6插入该孔内，从而支承转子2可自由转动。此外在上壳体8和下壳体9的外侧面上，与安装电磁致动器1的部件相对，设有确定电磁致动器1的位置用的接合凹部18。图1中，只是例举了设有接合凹部18的情况，但并不仅限于此，也可以是接合凸部。

如图2(A)所示，定子3的磁极部分(第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12)布置成与转子2的外周面相对。如图2(A)所示，定子3的平面形状呈梯形，在这个梯形定子3的下底部60的中央部分上，形成互相隔开的第一磁极部分10和第二磁极部分11。此外，在这个梯形定子3的上底部61的中央部分上，形成第三磁极部分12。另外，在本说明书中，把定子3的顶面或者底面的形状都做成平面形状。

此外，如上所述，定子3的磁极部分(第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12)优选为布置成等腰三角形。对于这种等腰三角形来说，在尽可能有效地抑制臂部(13、14)大型化的情况下，其形状为梯形，即第三磁极部分12(相当于等腰三角形的两条同样长度的边所形成的顶点)位于上底部的中央部分上，而第一磁极部分10和第二磁极部分11(相当于等腰三角形的底边70与侧边部分所形成的顶点)与下底部的中央部分隔开距离，并形成在该隔开部分的端部上。这样，在本实施例中，优选为把定子3的平面形状做成梯形。但是，为了防止在定子3上的角部(相当于梯形的顶点)上形成磁极，优选做成带有圆角的形状。因此，在本发明中，即使是顶点带有圆形的梯形也包括在上述对梯形的定义内。

第一臂部13和第二臂部14连接第一到第三磁极部分10、11、12。详细的说，第一臂部13连接第一磁极部分10和第三磁极部分12，而第二臂部14连接第二磁极部分11和第三磁极部分12。

如图1所示，第一臂部13和第二臂部14延伸到转子外壳7的外侧，而第一线圈4和第二线圈5卷绕在延伸部分上。如图2(B)所示，第一线圈4卷绕在第一臂部13上，而第二线圈5则卷绕在第二臂部14上。

此外，如图2(A)所示，在与第三磁极部分12的转子2侧的面的相反侧上，设有切口部分15。这个切口部分15用于把定子3安装在上壳体8或者下壳体9时的定位。

电磁致动器1的驱动由未图示的控制电路来控制。可采用单相励磁的方式、1—2相的励磁方式或者两相励磁方式，通过该控制电路适当选择第一线圈4和第二线圈5，所以能以各种不同的转动特性来驱动电磁致动器1。

如图3(a)所示，定子3夹持在叠合起来的上壳体8与下壳体9之间，定子3的第一磁极部分10、第二磁极部分11和第三磁极部分12则用转子外壳7的端面来夹紧和支承。在图3b中，表示沿图3(a)中所示的A—A’剖开电磁致动器1，并沿着图3(a)所示的箭头方向所看到的状态。如图3(b)所示，在上壳体8与下壳体9上设有切口，通过把上壳体8和下壳体9叠合，形成夹持定子3的定子夹持空间16。

在图4中表示上、下壳体8、9的内部的结构。如图4所示，上、下壳体8、9由下列部分构成：基体部件20，其构成转子外壳7的顶面和底面；和第一侧面部件21和第二侧面部件22，其设置在该基体部件20的一个面(转子外壳7的内侧面)上，构成转子外壳7的侧面。基体部件20做得比转子2的断面大，以便可以容纳转子2。在基体部件20的边缘周围上，布置有构成转子外壳7的侧面的第一侧面部件21和第二侧面部件22。用分别设置在上壳体8和下壳体9上的第一侧面部件21和第二侧面部件22来夹持定子3。特别是，在第二侧面部件22上，设置有切去部分26，用于使定子3的第一和第二磁极部分10、11布置成靠近容纳在转子外壳7内的转子2，因而通过上壳体8与下壳体9的叠合，形成如图3(b)所示的夹持定子3的定子夹持空间16。把定子3布置在这个定子夹持空间16中，第一磁极部分10和第二磁极部分11处于装入转子外壳7的状态下而被夹持。此外，通过叠合的上、下壳体8、9的第一侧面部件21，第三磁极部分12夹持在面对着转子2的外周面的位置上。

此外，在第二侧面部件22上，设置有接合凸部24和接合凹部25，用于固定叠合的上壳体8和下壳体9。还有，在第一侧面部件21上设置有凸部23。在把上壳体8与下壳体9叠合时，如图5(A)和5(B)所示，在一方的壳体上设有接合凸部24，而在另一方的壳体上则设有接合凹部25，从而把上、下壳体8、9固定在一起。此外，如图5(B)所示，设置在上壳体8和下壳体9的第一侧面部件21上的凸部23抵接在一起，这些凸部的接触面接合。

此外，没有设置如第一侧面部件21和第二侧面部件22那样的侧面部件的基体材料20上的周边部分，在把定子3布置在上、下壳体8、9中的任何一个上时，构成布置卷绕在定子3上的第一线圈4、第二线圈5的区域。为了谋求电磁致动器1的小型化，优选的是尽可能把布置在转子外壳7外侧的第一线圈4和第二线圈5布置得靠近转子2。因此，如图6所示，在这个区域中未设置把转子2与第一线圈4、第二线圈5隔开的隔板。

接着，说明具有上述结构的本实施例的组装方法和顺序。首先，说明把定子3安装在转子外壳7上的方法。

在把定子3安装在转子外壳7上时，首先，把设置在定子3上的切口部分15嵌在上、下壳体的任何一个壳体(此处以下壳体9为例来说明)的凸部23上，把第一磁极部分10、第二磁极部分11布置在下壳体9的切去部分26中。在图6中，表示该状态。此时，第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12的位置布置成离开转子2规定距离。

定子3的磁极部分(第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12)相对转子2的定位，为了要使磁铁转子能平稳地转动，则要求足够的精度，通过把设置在定子3上的切口部分15嵌在壳体的凸部23上，所以能很容易地进行定子3的磁极部分相对于转子2的定位。

接着，布置转子2，上壳体8从上方覆盖转子2。此时，如图5所示，设置在上、下壳体8、9的第二侧面部件22上的接合凸部24与接合凹部25相互接合，从而上、下壳体8、9位置对准。此外，如图3(b)所示，定子3的第一磁极部分10、第二磁极部分11、第三磁极部分12夹持在转子外壳7中。在本实施例中，如图6所示，在平面形状为等腰三角形的下壳体9的底边部70上，布置有梯形的定子3的下底部60。然后，叠合上壳体8和下壳体9，以使罩在定子3上的下壳体9的底边部70和梯形的定子3的下底部60，与上壳体8的底边部70抵接。

接着，说明上壳体8与下壳体9的接合方法。构成转子外壳7的上壳体8和下壳体9中的至少一方，用热塑性树脂制成。此外，上壳体8和下壳体9中的至少一方，用能透过激光的树脂制成(这里，为便于说明，以上壳体8是能透过激光的树脂制成的来进行说明)。在上壳体8和下壳体9接合在一起时，从能透过激光的树脂制成的上壳体8一侧向上壳体8和下壳体9的接合面上照射激光，从而使热塑性树脂熔化。然后，冷却熔化的热塑性树脂，于是，上壳体8和下壳体9接合成一个整体。

另外，在把第一线圈4、第二线圈5直接卷绕在定子3上时，必须在第一线圈4、第二线圈5与定子3之间设置绝缘材料。以往，作为这种绝缘材料是涂敷热硬化性的树脂，但在本实施例中，上、下壳体8、9也可以使用热塑性树脂作为绝缘材料。把这种热塑性树脂涂敷在定子3的卷绕线圈部分以及上、下壳体8、9接触部分上。然后，在上、下壳体8、9相互连接时，在涂敷在该定子3上的热塑性树脂上也照射激光，使定子3与上、下壳体8、9接合。即使在磁极部分上涂敷绝缘材料，对其特性几乎没有影响，所以也可以在整个定子上涂敷绝缘材料。

这样，如图1所示，本实施例把连接定子3的磁极部分的第一臂部13和第二臂部14延伸到转子外壳7的外侧，并把第一线圈4和第二线圈5卷绕在该延伸部分上。即，把第一线圈4和第二线圈5布置成露出在转子外壳7的外部。因此，如图7所示，与转子外壳7覆盖第一线圈4和第二线圈5的情况相比，能使电磁致动器1的宽度减小转子外壳7的厚度的部分，从而能使电磁致动器1小型化。另外，在图7(A)中，表示把图1中所示的电磁致动器在沿图1中所示的B—B’方向剖开后的断面结构，而在图7(B)中表示从同一方向把图10所示的以往的电磁致动器剖开的断面结构。

此外，在转子外壳7中设有定子夹持空间16，采用了把定子3和转子外壳7接合的结构。即，通过把用金属制成的定子3插入用树脂构成的转子外壳7的一部分中，以提高电磁致动器1的强度。

在图8和图9中表示上述结构的电磁致动器1的应用例。在图8所示的应用例中，表示扇形装置45，其把转子动作杆42安装在电磁致动器1的转子轴6上，并通过与该转子动作杆42连接的扇形开关杆43来开关扇形块40、41。此外，在图9所示的应用例中，示出了光圈装置55，其把齿轮和小齿轮50、51安装在电磁致动器1的转子轴6上，用电磁致动器1的动力来调节光圈驱动部件52的光圈。

另外，以上所述的实施例是本发明的优选实施例。但，本发明并不仅限于此，在不脱离本发明构思的范围内，可以有各种变化的实施方式。

Claims (9)

1.一种电磁致动器，其特征在于，其具有：

永久磁铁转子；

与上述永久磁铁转子磁力地结合的定子；

使上述定子励磁的线圈；以及

转子外壳，用于可自由转动地支承上述永久磁铁转子，

上述转子外壳在容纳上述永久磁铁转子的同时，还支承上述定子，并使上述定子的磁极部分与上述永久磁铁转子的外周面相对；

上述线圈卷绕在上述定子的、延伸到上述转子外壳的外侧的部分上，并直接面对着上述转子，

其中，上述定子的平面形状形成为这样的梯形，该梯形的下底部的中央部分互相隔开；

上述磁极部分中的两个分别形成在隔开的上述下底部的相对的端部上，上述磁极部分中的另一个形成在上述梯形的上底部的中央部分上；并且

上述线圈卷绕在上述梯形的两侧边部上。

2.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，上述定子具有三个磁极部分和两个臂部，这两个臂部连接这些磁极部分，并且延伸到上述转子外壳的外侧；

上述线圈卷绕在上述两个臂部上。

3.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，上述转子外壳的平面形状形成为等腰三角形；

上述定子的上述梯形的上述下底部和上述转子外壳的上述等腰三角形的底边部布置在同一侧。

4.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，上述转子外壳具有夹紧和支承上述定子的第一和第二壳体；

在上述第一和第二壳体中的至少一方上设置有定位部分，其通过与上述定子的磁极部分接合，来确定该磁极部分相对于上述永久磁铁转子的位置。

5.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，上述转子外壳具有夹紧和支承上述定子的第一和第二壳体，上述第一和第二壳体中的至少一方用热塑性树脂制成，通过加热使它们互相接合。

6.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，在上述转子外壳上，设置接合凹部或者接合凸部，其用于确定该电磁致动器相对于安装该电磁致动器的部件的位置。

7.如权利要求1～6中任一项所述的电磁致动器，其特征在于，上述永久磁铁转子的旋转轴从上述转子外壳突出，在该旋转轴的突出部分上安装驱动元件，该驱动元件用于将该旋转轴的扭矩传递给其它部件。

8.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，在上述定子上涂敷有热塑性树脂。

9.如权利要求4或5所述的电磁致动器，其特征在于，上述第一和第二壳体中的至少一方用具有激光穿透性的树脂制成。

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