CN1738169A - 小型电机 - Google Patents

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Abstract

一种小型电机(1)，具有将旋转轴(21)的基端(21b)支承在径向和轴向上的轴承构件(7)、以及保持轴承构件(7)的轴承保持构件(9)，轴承保持构件(9)由薄板状的弹性构件形成，具有：保持轴承构件(7)的轴承保持部(9a)；从轴承保持部(9a)朝径向外方延设成螺旋状的3个臂部(9b)；在轴承保持部(9a)的径向外方与臂部(9b)连设的外周部(9c)。本发明提供一种既可防止旋转轴与轴承构件之间可能产生的径向上的敲打声噪音、又可实现小型化结构的电机。

Description

小型电机
技术领域
本发明涉及旋转轴的外周侧固定着永久磁铁的转子在定子内部进行旋转的小型电机。
背景技术
作为CD、DCD播放机用的称为光头装置的被移动体的驱动作动器等所使用的小型电机，已知有一种旋转轴的外周侧固定着永久磁铁的转子在具有径向与永久磁铁相对的齿极的定子内部进行旋转的步进电机(例如、参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的步进电机中，如图3所示，转子120具有旋转轴121、以及固定于与旋转轴121的反输出端即基端121a侧的永久磁铁122。定子130具有：从上下将卷绕有线圈的第1绕线管142夹持状地进行配置的第1外定子铁心141；第1内定子铁心143；从上下将卷绕有线圈的第2绕线管152夹持状地进行配置的第2内定子铁心153；以及第2外定子铁心151。
在旋转轴121的基端121a侧，通过安装于第2外定子铁心151的电机轴线方向(推力方向)的外侧面上的树脂制或金属制的环状轴承保持构件195，而沿轴向移动自如地保持着轴承构件191。又，在轴承保持构件195的内周面与轴承构件191的外周面之间设置有间隙，轴承构件191在轴承保持构件195的内周侧也能径向移动自如。
在轴承保持构件195的轴向的外侧面安装着薄板状的端板160，利用该端板160所构成的板簧161，通过轴承构件191和钢球163对旋转轴121施加朝输出端方向的力。在旋转轴121的基端121a上，设置有保持钢球163的研钵状的钢球保持孔，同时在轴承构件191上也设置有保持钢球163的研钵状的钢球保持孔，旋转轴121的基端121a在轴承构件191的中心处通过钢球被支承在径向和轴向上。
在这种结构的图3的步进电机中，轴承构件191由于轴承保持构件195的内周侧朝轴向移动，故可防止电机在轴向上发生噪音，又由于它是一种将旋转轴121的基端121a在轴承构件191的中心处也支承在径向上的结构，因此，还可防止在径向上发生噪音。
又，在专利文献1中，还公开有一种如图4所示结构的步进电机，即在第2外定子铁心151的内周侧固接着轴承构件191，在第2外定子铁心151的轴向的外侧面安装着薄板状的端板160。这种步进电机中，具有贯通轴承构件191的轴承孔，旋转轴121的基端121a插通在该轴承孔中，径向受到支承。又，旋转轴121的基端121a呈半球面状，利用端板160上形成的板簧161将旋转轴121的基端121a支承在轴向上。
在这种结构的图4的步进电机中，旋转轴121由于轴承构件191的轴承孔的内周侧朝轴向移动，故可防止在轴向上发生噪音。
[专利文献1]日本专利特开2003-333794号公报
图3所示的步进电机，由于将旋转轴121的基端121a支承于径向和轴向的轴承构件191是一种使轴承保持构件195的内周侧朝轴向移动的结构，因此，具有可防止在径向和轴向上发生噪音的优点。然而，在轴承保持构件195的构造上，电机轴线方向的厚度必须确保2mm左右，不符合目前的步进电机的小型化要求。
另一方面，在图4所示的步进电机中，由于将薄板状的端板160直接安装在第2外定子铁心151上，故具有可实现步进电机小型化的优点。然而，由于将旋转轴121的基端121a侧插通在轴承构件191的轴承孔中，利用板簧161将旋转轴121的基端121a仅支承在轴向上，因此，在轴承构件191与旋转轴121的轴承间隙中，有时会受转子120回转时负载状况的影响而使轴承构件191的内周面与旋转轴121的外周面发生碰撞，在径向上发生所谓的敲打声噪音。若减小轴承构件191与旋转轴121的轴承间隙，虽能减小这种敲打声噪音，但在图4所示的步进电机的构造中，不可能防止敲打声噪音的发生。
为此，本发明的课题在于，提供一种既可防止旋转轴与轴承构件之间所产生的径向上的敲打声噪音、又可实现小型化结构的电机。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的小型电机包括：具有旋转轴和固定于该旋转轴的外周侧的永久磁铁的转子；具有在径向与所述永久磁铁相对的齿极的定子，其特征在于，所述小型电机还具有将所述旋转轴的反输出端即基端支承在径向和轴向上的轴承构件、以及保持该轴承构件的轴承保持构件，所述轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，同时具有：保持所述轴承构件的轴承保持部；从该轴承保持部朝径向外方延设成螺旋状的臂部；在所述轴承保持部的径向外方与所述臂部连设、固定在所述定子上的外周部。
本发明中，由于具有将旋转轴的反输出端即基端支承在径向和轴向上的轴承构件、以及保持轴承构件的轴承保持构件，因此，可防止在轴承构件与旋转轴的轴承间隙中发生敲打声噪音。又由于轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，故即使采用了由轴承保持构件将轴承构件保持的结构，也可实现电机的小型化。
特别是在本发明中，轴承保持构件具有：保持轴承构件的轴承保持部；从轴承保持部朝径向外方延设成螺旋状的臂部；在轴承保持部的径向外方与臂部连设、固定在定子上的外周部。可确保臂部的长度，确保臂部的挠曲量。即使轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，也可将由轴承保持部保持的轴承构件可移动地保持在轴向上。由此，还可防止在轴向上可能发生的噪音。
本发明中，所述轴承保持构件最好是具有3个以上的所述臂部。根据这一结构，即使是采用为了确保臂部的挠曲量而将臂部从轴承保持部延设成螺旋状、以确保臂部长度的结构，由于由3个以上的臂部将轴承保持部支承，故可确保轴向和径向上的轴承构件的支承强度。
本发明中，为了防止所述轴承保持构件的损伤，所述小型电机最好是还具有限制所述转子轴向移动量的限制构件。该场合，可防止因薄板状的轴承保持构件的过度挠曲而造成的损伤。该限制构件是树脂制的环状构件，安装在构成定子的定子铁心的轴向的外侧面，并最好是在该限制构件上，形成有面向所述转子的输出侧地朝轴向凸出、位于所述定子铁心内周侧的移动限制部。
又，若在所述永久磁铁的反输出侧端面的中心形成凹部，通过将该凹部的径向尺寸作成比所述轴承构件的径向尺寸大，使所述轴承构件在轴向上能出入于所述凹部，则可防止薄板状的轴承保持构件的过度挠曲，并可使永久磁铁在轴向上与轴承构件接近，能进一步实现轴向的小型化。
如上所述，本发明的小型电机中，由于具有将旋转轴的基端支承在径向和轴向上的轴承构件、以及保持轴承构件的轴承保持构件，因此，可防止在轴承构件与旋转轴的轴承间隙中发生敲打声噪音。又由于轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，故即使采用了由轴承保持构件将轴承构件保持的结构，也可实现电机的小型化。特别是在本发明中，由于臂部从轴承保持部延设成螺旋状，与外周部连设，因此，可确保臂部的长度，确保臂部的挠曲量。这样，即使轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，也可将由轴承保持部保持的轴承构件可移动地保持在轴向上。由此，还可防止在轴向上可能发生的噪音。
附图的简单说明
图1为表示本发明的实施例中的小型电机的侧面剖视图。
图2为表示图1所示的小型电机的轴承保持构件的俯视图。
图3为表示传统技术的小型电机的侧剖视图。
图4为表示传统技术的小型电机的侧剖视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施用的最佳形态。
(小型电机的结构)
图1为表示本发明的实施例中的小型电机的侧剖视图。图2为表示图1所示的小型电机的轴承保持构件的俯视图。
本例中的小型电机1就是所谓的PM型的步进电机，包括：具有旋转轴21和圆筒状的永久磁铁22的转子2；具有径向与永久磁铁22相对的齿极6的定子3；在旋转轴21的输出侧被固定在定子3上的底板10。在定子3的反输出侧(旋转轴21的基端21b侧)，设置有限制转子2的轴向移动量的限制构件8以及轴承保持构件9，通过轴承保持构件9将轴承构件7可移动地保持在轴向上。
在构成转子2的旋转轴21上，输出端21a和反输出端即基端21b都是半球面状。输出端21a通过可使用小型电机1的上位装置所设置的未图示的轴承构件，形成可支承在径向和轴向上的状态。又，在旋转轴21的输出端21a侧，通过压入等固定方式固定着齿轮11。在旋转轴21的基端21b侧外周固定着永久磁铁22。
在永久磁铁22的反输出侧端面的中心形成凹部22a。凹部22a的径向尺寸大于轴承构件7的径向尺寸，轴承构件7在轴向上可出入于凹部22a。
定子3由第1定子组4和第2定子组5构成，这些定子组4、5配置成轴向重合。第1定子组4由第1外定子铁心41、卷绕有线圈的第1绕线管42、将第1绕线管42夹持在与第1外定子铁心41之间的第1内定子铁心43构成，位于旋转轴21的输出侧。在第1绕线管42的内周侧，将第1外定子铁心41和第1内定子铁心43各自形成的多个齿极6配置成沿周向邻接。
第2定子组5由第2外定子铁心51、卷绕有线圈的第2绕线管52、将第2绕线管52夹持在与第2外定子铁心51之间的第2内定子铁心53构成，位于旋转轴21的反输出侧。在第2绕线管52的内周侧，将第2外定子铁心51和第2内定子铁心53各自形成的多个齿极6配置成沿周向邻接。
限制转子2轴向移动量的限制构件8是树脂制的环状构件，安装在构成定子3的第2外定子铁心51轴向的外侧面。该限制构件8的内周侧，面向旋转轴21的输出侧地形成有朝轴向凸出的移动限制部8a。该移动限制部8a具有可与永久磁铁22的反输出侧端面抵接的抵接部8b。通过使永久磁铁22的反输出侧端面与该对接部8b抵接，限制转子2的轴向移动量，以防止轴承保持构件9的损伤。
轴承保持构件9是薄板状的弹性构件、例如由不锈钢制的弹簧钢板形成的圆盘状构件，具有：保持轴承构件7的轴承保持部9a；从轴承保持部9a朝径向外方延设成螺旋状的臂部9b；在轴承保持部9a的径向外方与臂部9b连设的外周部9c(参照图2)。该轴承保持构件9的厚度例如是0.8mm。
轴承保持部9a位于轴承保持构件9的中心部，大致呈环状。轴承保持部9a的中心部成为了保持轴承构件7的保持孔9d。
本例中，3个臂部9b从轴承保持部9a大致以120°的等角度间距延设，该臂部9b从厚壁部9b1(在从轴承保持部9a朝径向外方略微延设的放射状的圆周方向上其壁面较厚)朝径向外方延设成螺旋状。再具体地讲，臂部9b从厚壁部9b1以约150°的角度在圆周方向上延设成螺旋状。该臂部9b是通过冲压加工，冲拔成3个形成了从内侧和外侧沿径向夹入的螺旋状的凹陷部9e。另外，该凹陷部9e的圆周方向的一端侧形成了双股形状，通过确保臂部9b与外周部9c的连接部的圆周方向的厚壁，来确保该连接部的强度。
外周部9c处于比臂部9b更外周侧，大致呈环状。3个的臂部9b与外周部9c的内周侧连设，外周侧通过限制构件8被安装在构成定子3的第2外定子铁心51的轴向的外侧面。
本例中，如图1所示，在轴承保持构件9的臂部9b向反输出侧挠曲的状态下，小型电机1被搭载在可使用的上位装置上，利用轴承保持构件9的施力，在轴承构件7上向输出侧赋于压力。又在本例中，如上所述，通过限制构件8，可防止因过度挠曲所造成的轴承保持构件9的损伤、例如塑性变形。
轴承构件7是由树脂形成的有底圆筒状的构件，被保持在轴承保持构件9的保持孔9d中。通过该轴承构件7将旋转轴21的基端21b侧支承。再具体地讲，轴承构件7的内周面7a构成了径向支承旋转轴21的基端21b侧的状态。轴承构件7的内周侧底面7b形成了具有约150°锥面的研钵状，构成了在径向和轴向将半球面状的旋转轴21的基端21b支承的状态。另外，在轴承构件7的内周面7a与旋转轴21的外周面之间形成有轴承间隙。
轴承构件7在被保持于轴承保持构件9的保持孔9d中的状态下，利用臂部9b的轴向挠曲，可沿轴向移动。另外，当轴承构件7向输出侧移动时，轴承构件7的一部分进入永久磁铁22的凹部22a中。
(本例的主要效果)如上所述，本例的小型电机1中，由轴承保持构件9保持的轴承构件7的内周侧底面7b形成了研钵状，将半球面状的旋转轴21的基端21b支承在径向和轴向上。由此，可防止在轴承构件7的内周面7a与旋转轴21的轴承间隙中发生敲打声噪音。
轴承保持构件9由薄板状的弹簧钢板形成，通过限制构件8被安装在构成定子3的第2外定子铁心51的轴向的外侧面。因此，即使采用了由轴承保持构件9保持轴承构件7的结构，也可在轴向实现小型电机1的小型化。又，当轴承构件7向输出侧移动时，轴承构件7的一部分进入永久磁铁22的凹部22a中，故能进一步实现轴向上的小型化。
特别是在本例中，轴承保持构件9具有保持轴承构件7的轴承保持部9a、臂部9b和外周部9c，臂部9b与从轴承保持部9a延设成螺旋状的外周部9c连设。由此可确保臂部9b的长度，确保臂部9b的挠曲量。这样，即使轴承保持构件9由薄板状的弹簧钢板形成，也可将由轴承保持部9a保持的轴承构件7可移动地保持在轴向上，还能防止在轴向可能发生的噪音。
本例中，轴承保持构件9具有3个臂部9b。因此，即使是采用了为了确保臂部9b的挠曲量而将臂9b从轴承保持部9a延设成螺旋状、以确保臂部9b长度的结构，由于由3个臂部9b将轴承保持部9a支承，故可确保轴向和径向上的轴承构件7的支承强度。特别是在本例中，3个臂部9b从轴承保持部9a以约120°的等角度间距延设，因此，能可靠地将轴承构件7支承在径向上。
本例中，小型电机1具有限制转子2轴向移动量的限制构件8，以防止轴承保持构件9损伤。由此，可防止因薄板状的轴承保持构件9过度挠曲所造成的损伤。(其它实施例)
上述实施例是本发明的较佳形态的一例子，但不限定于此例，在不变更本发明宗旨的范围内可作各种变形。例如，在上述实施例中，限制转子2轴向移动量的限制构件8被设置在了反输出侧，但也可设置于输出侧，对转子2的向反输出侧的移动量作出限制。又，当轴承保持构件9具有规定的弹簧强度时，未必一定要设置限制构件8。当未设置有限制构件8的场合，将轴承保持构件9直接安装在第2外定子铁心51上，可在轴向上进一步实现小型电机1的小型化。
又，臂部9b的个数不限定于3个，但为了在径向上可靠地将轴承构件7支承，轴承保持构件9最好具有3个以上的臂部9b。
并且，小型电机1不限定于将齿轮11固定在旋转轴21上的结构，也可在旋转轴21的输出侧形成丝杠。又，在上述的实施例中，小型电机1本身是一种在反输出侧具有轴承构件7的单臂型构造，但即使采用在输出侧具有轴承构件7的双臂型构造，也可适用于本发明。

Claims (5)

1.一种小型电机，包括：具有旋转轴和固定于该旋转轴外周侧的永久磁铁的转子；具有在径向与所述永久磁铁相对的齿极的定子，其特征在于，
所述小型电机，还具有将所述旋转轴的反输出端即基端支承在径向和轴向上的轴承构件、以及保持该轴承构件的轴承保持构件，
所述轴承保持构件由薄板状的弹性构件形成，同时具有：保持所述轴承构件的轴承保持部；从该轴承保持部朝径向外方延设成螺旋状的臂部；在所述轴承保持部的径向外方与所述臂部连设、固定在所述定子上的外周部。
2.如权利要求1所述的小型电机，其特征在于，所述轴承保持构件具有3个以上的所述臂部。
3.如权利要求1或2所述的小型电机，其特征在于，为了防止所述轴承保持构件的损伤，所述小型电机还具有限制所述转子轴向移动量的限制构件。
4.如权利要求3所述的小型电机，其特征在于，所述限制构件是树脂制的环状构件，安装在构成定子的定子铁心的轴向的外侧面，并且，在该限制构件上，形成有面向所述转子的输出侧地朝轴向凸出、位于所述定子铁心的内周侧的移动限制部。
5.如权利要求3所述的小型电机，其特征在于，在所述永久磁铁的反输出侧端面的中心形成凹部，所述轴承构件沿轴向能出入于所述凹部。
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