CN1893227A - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，采用将轴承(7)保持在轴承保持构件(8)的贯通孔(80)内的结构，使轴承保持构件(8)的2个凸部(83)分别与外定子铁心(4A)的2个定位用孔(45)嵌合，限定轴承保持构件(8)相对于定子(40)的角度位置。另外，使轴承保持构件(8)的2个凸部(84)分别与弹簧构件(9)的2个定位用的孔(92)嵌合，限定弹簧构件(9)相对于轴承保持构件(80)的角度位置。即使是采用将轴承保持在轴承保持构件贯通孔内的结构的场合，也可高精度地限定轴承在贯通孔内的位置。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及电动机，更详细地说，涉及轴承保持构件的贯通孔内的轴承定位技术。

背景技术

在数码相机、数码摄像机、FDD、ODD等所使用的步进电动机中，例如如图7(a)及(b)所示，在由定子铁心110的外周部分构成的壳体104内侧收纳有转子102的基端部及线圈103，在壳体104的一端侧配置有轴承保持构件106，该轴承保持构件106具有支承转子102的旋转轴121轴端的轴承105、插入该轴承105的贯通孔160。另外，在轴承保持构件106的一端侧配置有弹簧构件107，该弹簧构件107具有对贯通孔160内的轴承105向旋转轴121施力的3个板簧部171、172、173(例如参照专利文献1)。

在如此结构的电动机中，往往因贯通孔160与轴承105之间的间隙而使轴承105在贯通孔106内发生松动。因此，弹簧构件107中，将3个板簧部171、172、173中的板簧部173形成得比另外的板簧部171、172宽幅大，对施力赋予非平衡，将轴承105具有弹性地推压固定在贯通孔160内周面的规定方向上。由此，限定轴承105的位置，将旋转轴121的中心轴线保持在规定位置。

专利文献1：日本专利特开2004-135443号公报

因此，轴承保持构件106及弹簧构件107的半径方向的位置和角度位置的精度，在使转子102稳定旋转方面是重要的因素之一，当轴承保持构件106及弹簧构件107错位时，轴承105就错位。

但是，以往技术是，使轴承保持构件106的卡合爪部181、182卡合在形成于壳体104外周面的开口部141内，限定轴承保持构件106相对于壳体104的半径方向的位置和角度位置。因此，当卡合爪部181、182挠曲时，轴承保持构件106产生错位，轴承105就产生错位。

另外，可以考虑如下结构：在轴承保持构件106的贯通孔160周围设置多个突起，在定子铁心110中，在转子配置孔的内周面沿周向排列的极齿间的根部形成缺口并设置齿形部，在该齿形部上嵌入轴承保持构件106的突起，从而进行轴承保持构件106相对于定子铁心110的半径方向的定位，但在这种结构中，存在着轴承保持构件106的位置精度低、轴承105的位置精度低的问题。

另外，以往技术仅仅是，通过使弹簧构件107的卡合爪部175、176与形成于壳体104外周面的开口部142、143卡合而夹持轴承保持构件106，限定轴承保持构件106与弹簧构件107的角度位置关系。因此，当卡合爪部175、176挠曲时，弹簧构件107的角度位置就错位，轴承105产生错位。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种即使采用将轴承保持在轴承保持构件的贯通孔中的结构也能高精度地限定贯通孔内的轴承位置的电动机。

为实现上述目的，本发明具有：壳体，该壳体收纳有在转子配置孔的内周面沿周向排列有定子铁心的多个极齿的环状的定子及转子的基端侧；在该壳体的一端侧支承所述转子的旋转轴轴端的轴承；轴承保持构件，其具有插入该轴承的贯通孔，在所述定子的所述一端侧配置成至少一部分与该定子重叠；以及弹簧构件，该弹簧构件由所述壳体保持成，该弹簧构件的至少一部分在该轴承保持构件的所述一端侧与该轴承保持构件重叠，并具有对所述贯通孔内的所述轴承向所述旋转轴施力的弹簧部，在所述定子铁心及所述轴承保持构件中的一个构件上形成有向另一个构件突出的第1定位突起，在该另一个构件上形成有与所述第1定位突起相嵌的第1嵌合孔。

采用这种结构，定子铁心与轴承保持构件的角度位置，通过第1定位突起及第1嵌合孔而固定。因此，轴承保持构件的角度位置不产生错位，在利用弹簧构件具有弹性地将轴承按压固定在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，轴承的中心轴线不会错位。因此，可将旋转轴的中心轴线保持在规定的位置。

在本发明中，所述轴承保持构件最好具有从所述贯通孔周围向所述定子突出并与所述极齿的内周面内接的定位用的环状突起。

采用这种结构，轴承保持构件以定子的极齿内周面为基准可靠地被定位在半径方向上，该状态是，相对于对电动机轴线进行限定的转子配置孔而直接限定轴承保持构件的半径方向的位置。于是，在本发明中，由于相对于限定电动机轴线的转子配置孔而直接限定轴承保持构件的半径方向的位置，故与以往的使凸部嵌合在缺口(齿形部)中来限定轴承保持构件的半径方向的位置的情况相比，轴承保持构件的位置精度高。因此，在将轴承安装在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，轴承半径方向的位置也可获得高精度。

在本发明中，最好在所述弹簧构件及所述轴承保持构件中的一个构件上形成有向另一个构件突出的第2定位突起，在该另一个构件上形成有与所述第2定位突起相嵌的第2嵌合孔。

采用这种结构，弹簧构件与轴承保持构件的角度位置，通过第2定位突起及第2嵌合孔而固定。因此，弹簧构件与轴承保持构件的相对角度位置关系不变动，在利用弹簧构件具有弹性地将轴承按压保持在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，安装固定轴承的方向不会产生错位。因此，可将旋转轴的中心轴线保持在规定的位置。此外，对定子铁心和轴承保持构件进行了定位，对轴承保持构件和弹簧构件进行了定位，通过轴承保持构件对定子铁心和弹簧构件进行了定位。因此，可容易且精度良好地对由定子铁心、轴承保持构件和弹簧构件构成的3个构件进行定位。

在本发明中，所述第1定位突起及所述第1嵌合孔最好分别形成2个以上。采用这种结构，通过第1定位突起和第1嵌合孔，能可靠地限定轴承保持构件相对于定子的角度位置。

在本发明中，最好所述轴承保持构件是树脂制，所述第1定位突起形成在所述轴承保持部上。在轴承保持构件为树脂制的场合，由于贯通孔与轴承的间隙较大，故轴承容易产生错位，但采用本发明，由于不发生这种错位，故即使轴承保持构件是树脂制，也能高精度限定轴承的位置，故可将旋转轴的中心轴线保持在规定位置。另外，轴承保持构件若是树脂制，则在成形时可容易且精度良好地形成定位突起和定位用的环状突起，与在定子或弹簧构件上形成定位突起的场合相比，在生产效率和结构方面是有利的。

在本发明中，所述第2定位突起及所述第2嵌合孔最好分别形成2个以上。采用这种结构，通过第2定位突起和第2嵌合孔，能可靠地限定弹簧构件与轴承保持构件的相对角度位置关系。

在本发明中，最好所述轴承保持构件是树脂制，所述第2定位突起形成在所述轴承保持部上。在轴承保持构件为树脂制的场合，由于贯通孔与轴承的间隙较大，故轴承容易产生错位，但采用本发明，由于不发生这种错位，故即使在轴承保持构件是树脂制的场合，也可高精度限定轴承的位置，可将旋转轴的中心轴线保持在规定位置。另外，轴承保持构件若是树脂制，则在成形时可容易且精度良好地形成定位突起和定位用的环状突起，与在定子或弹簧构件上形成定位突起的场合相比，在生产效率和结构方面是有利的。

在本发明中，所述壳体，最好由所述定子铁心中的位于卷绕在所述定子铁心上的线圈外周侧的部分构成。

在本发明中，由于轴承保持构件的角度位置不错位，故在利用弹簧构件将轴承具有弹性地按压固定在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，轴承的中心轴线不会错位。因此，能可靠地将旋转轴的中心轴线保持在规定位置，可在稳定的状态下使转子旋转。

另外，由于弹簧构件与轴承保持构件的相对的角度位置关系不变动，故在利用弹簧构件将轴承具有弹性地按压固定在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，按压固定轴承的方向不会错位。因此，能可靠地将旋转轴的中心轴线保持在规定位置，可在稳定的状态下使转子旋转。

此外，轴承保持构件以定子的极齿的内周面为基准被可靠地定位在半径方向上，该状态是，相对于对电动机轴线进行限定的转子配置孔而直接限定轴承保持构件的半径方向的位置。这样，由于相对于限定电动机轴线的转子配置孔而直接限定轴承保持构件的半径方向的位置，故与以往的使凸部嵌合在缺口中来限定轴承保持构件的半径方向的位置的情况相比，轴承保持构件的位置精度高。因此，在将轴承安装在轴承保持构件的贯通孔中的状态下，轴承半径方向的位置也可获得高精度。

附图说明

图1(a)、(b)是应用了本发明的步进电动机的半剖视图及仰视图。

图2是将应用了本发明的步进电动机的一端侧(基端侧)予以分解表示的说明图。

图3是将图1所示的步进电动机1的主要部分予以分解表示的分解立体图。

图4(a)至(c)是表示图1所示的步进电动机的外定子铁心的俯视图、纵剖视图及从电动机轴线看到后的极齿的说明图。

图5(a)至(c)是表示图1所示的步进电动机的轴承保持构件的俯视图、用剖面表示一部分的主视图及侧视图。

图6(a)至(d)是表示图1所示的步进电动机的弹簧构件的俯视图、用剖面表示一部分的主视图、侧视图及表示弹簧部变形例的说明图。

图7(a)及(b)是以往的步进电动机的半剖视图及仰视图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明应用了本发明的电动机的一例子。

(整体结构)

图1(a)、(b)是应用了本发明的步进电动机的半剖视图及仰视图。图2是将应用了本发明的步进电动机的一端侧(基端侧)予以分解表示的说明图。

在图1(a)、(b)及图2中，本形态的电动机1是数码相机、数码摄像机、FDD、ODD等所使用的小型步进电动机，在其定子40中，沿电动机轴线L的方向重叠配置有卷绕有线圈25的环状的第1绕线架2A和第2绕线架2B。在第1绕线架2A及第2绕线架2B的内周面，内定子铁心3A、3B及外定子铁心4A、4B的多个极齿31、41成为沿周向排列的结构。这样，构成了具有转子配置孔30的环状的定子40，在该转子配置孔30的内侧，同轴状配置有转子5的基端侧。转子5的旋转轴51的基端侧周围具有转子磁铁52，该转子磁铁52在转子配置孔30的内侧通过规定间隔与定子40的极齿31、41相对。

在本形态中，由外定子铁心4A、4B的外周部分构成圆筒状的壳体10，在这种壳体10的内部，配置有构成定子40的线圈25、内定子铁心3A、3B及外定子铁心4A和转子5的基端侧。

另外，板6固定在构成壳体10的外定子铁心4B的前端面上，由保持在该板6前端侧弯曲部分上的推力轴承61支承转子5的旋转轴51。

另外，旋转轴51也由配置在电动机轴线L方向的一端侧(第1绕线架2A侧)的轴承7支承。轴承7包括钢球71、可旋转地保持该钢球71的树脂制的本体胴部72。

这里，相对于定子40，在一端侧配置有至少一部分与定子40重叠并由树脂形成的板状的轴承保持构件8，轴承7处于被插入轴承保持构件8的贯通孔80中的状态。

另外，在轴承保持构件8的一端侧，由金属薄板构成的弹簧构件9被配置成其至少一部分与轴承保持构件8重叠，利用该弹簧构件9中切起的板簧部90，向旋转轴51方向对贯通孔80内的轴承7端部施力。这里，板簧部90抵接在偏离轴承7的本体胴部72中心的位置。

另外，弹簧构件9通过后述的卡合机构被保持在壳体10上，并对轴承7被插入在贯通孔80内的状态的轴承保持构件8予以夹持。

在第1绕线架2A和第2绕线架2B的半径方向外侧构成端子部20A、20B，它们是从形成于壳体10外周面100的开口部101突出的结构。这些端子部20A、20B的端子销21A、21B上处理有绕组的末端。

(轴承保持构件8及弹簧构件9的固定结构)

图3是将图1所示的电动机1的主要部分分解表示的分解立体图。图4(a)至(c)是表示图1所示的电动机1的外定子铁心4A的俯视图、纵剖视图及从电动机轴线L看到的极齿41的说明图。图5(a)至(c)是表示图1所示的电动机1的轴承保持构件8的俯视图、用剖面表示一部分的主视图及侧视图。图6(a)至(d)是表示图1所示的电动机1的弹簧构件9的俯视图、用剖面表示一部分的主视图、侧视图及表示弹簧构件90变形例的说明图。

在本形态中，为了将轴承保持构件8及弹簧构件9按该顺序固定在外定子铁心4A(壳体10)上，采用如下结构。

首先，如图4(a)至(c)所示，外定子铁心4A具有位于壳体10一端侧的大致圆环状的底板部分42、在该底板部分42的内周缘立起的5个极齿41。这些极齿41以等角度间隔形成，极齿41的内周面41a从图4(a)得知，是位于以电动机轴线L为中心的同心圆上的圆弧形状。底板部分42的内周缘的各极齿41之间分别形成有缺口43，且向缺口43延伸有图2所示的内定子铁心3A的极齿31。这样，内定子铁心3B的极齿31和外定子铁心4A的极齿41在周向交替排列。

这里，底板部分42上形成有轴承保持构件8的定位用的2个孔45(第1嵌合孔)，这些孔45形成在以电动机轴线L为中心对称的位置上。

接着，如图3、图5(a)至(c)所示，轴承保持构件8是树脂成形件，其平面形状大致具有将长方形的四个角切去后的形状。在轴承保持构件8的中心形成有可插入轴承7的圆形的贯通孔80。

在轴承保持构件8的与外定子铁心4A的底板部分42相对的面侧形成有环状突起81，其突出成围住贯通孔80的开口缘。这里，环状突起81的外径设定为比对于外定子铁心4A的极齿41内周面41a的内接圆直径稍小的尺寸，该突出尺寸设定得比极齿41的尺寸足够短。因此，在装配电动机1时，通过将环状突起81嵌合在外定子铁心4A的极齿41内侧，轴承保持构件8就在半径方向被定位在外定子铁心4A(壳体10)上。在该状态下，由于环状突起81的突出尺寸比极齿41的尺寸足够短，故环状突起81不会与转子5抵接。

另外，在轴承保持构件8中，在与外定子铁心4A相对的面侧，在贯通孔80两边的两侧位置，形成有向外定子铁心4A侧突出并分别与外定子铁心4A的2个定位用的孔45嵌合的2个凸部83(第1定位突起)。因此，在装配电动机1时，通过将轴承保持构件8的2个凸部83分别嵌合在外定子铁心4A的2个定位用的孔45中，从而限定轴承保持构件8相对于定子40的角度位置。

此外，在轴承保持构件8中，在与弹簧构件9相对的面侧，在贯通孔80两边的对角位置形成有2个凸部84(第2定位突起)。

如图3、图6(a)至(c)所示，弹簧构件9与轴承保持构件8相同，其平面形状具有将长方形的四个角切成圆弧状的端板部91，该端板部91的中央部分，向轴承保持构件8侧直线切起板簧部90。板簧部90的前端部分延伸到偏离贯通孔80中心的位置，抵接在偏离轴承7的本体胴部72中心的位置。板簧部90的形状可适当变更，例如也可如图6(d)所示，使用在其途中位置弯曲、对其施力和施力方向进行调整的结构。

另外，在弹簧构件9中，在端板部91的板簧部两边的对角位置形成有分别将轴承保持构件8的2个凸部84嵌合的2个孔92(第2嵌合孔)。因此，在装配电动机1时，通过将轴承保持构件8的2个凸部84分别与弹簧构件9的2个定位用孔92嵌合，来限定弹簧构件9的轴承保持构件80的角度位置。其结果，板簧部90相对于贯通孔80向规定方向对轴承7施力，同时其施力方向被限定为规定方向。

在弹簧构件9中，端板部91的长边部分沿边缘向轴承保持构件8侧稍弯曲，提高强度，以使端板部91不翘曲。

相反，在弹簧构件9的短边部分分别形成有绕过壳体10(外定子铁心4B)的外周面100延伸的一对卡合爪部94，卡合爪部94的端部具有向内侧的弯曲部分941。另一方面，在壳体10的外周面100中的与弯曲部分941对应的部位形成有作为被卡合部的方孔46。因此，当簧构件9的端板部91夹着轴承保持构件8的状态与壳体10重叠时，卡合爪部94就分别绕过壳体10的外周面100，弯曲部分941卡合在方孔46内。在该状态下，卡合爪部94由于具有弹性地分别与方孔46卡合，故轴承保持构件8及弹簧构件9成为被保持在壳体10上的状态。此时，在弹簧构件9中，端板部91由于具有将长方形的4个角切成圆弧状的形状，故可使卡合爪部94容易挠曲，可容易地使该弯曲部分941与壳体外周面100的方孔46卡合。

如上所述，在本形态中，在装配电动机1时，通过将轴承保持构件8的环状突起81嵌合在外定子铁心4A的极齿41内侧，轴承保持构件8就在半径方向被定位在外定子铁心4A(定子40)上。因此，轴承保持构件8以外定子铁心4A的极齿41内周面41a为基准被定位在半径方向上，该状态是，相对于限定电动机轴线L的转子配置孔30而直接限定轴承保持构件8的半径方向的位置。这样，在本形态中，由于相对于限定电动机轴线L的转子配置孔30而直接限定轴承保持构件8的半径方向的位置，故与以往的使凸部嵌合在齿形部上来限定轴承保持构件的半径方向的位置的结构相比，轴承保持构件8的位置精度高。因此，在将轴承7安装在轴承保持构件8的贯通孔80中的状态下，轴承7的半径方向的位置也可获得高精度。

另外，通过将轴承保持构件8的2个凸部83分别嵌合在外定子铁心4A的2个定位用的孔45中，来限定轴承保持构件8相对于定子40的角度位置。因此，轴承保持构件8相对于定子40的角度位置不错位，在利用弹簧构件9将轴承7具有弹性地按压固定在轴承保持构件8的贯通孔80中的状态下，轴承7的中心轴线不会错位。

此外，通过轴承保持构件8的2个凸部84分别嵌合在弹簧构件9的2个定位用的孔92内，弹簧构件9的轴承保持构件80的角度位置就被限定。因此，弹簧构件9与轴承保持构件8的相对角度位置关系不变动，在利用弹簧构件9将轴承7具有弹性地按压固定在轴承保持构件8的贯通孔80中的状态下，对轴承7按压固定的方向不会错位。

因此，在本形态的电动机1中，可将转子5的中心轴线(电动机轴线L)与轴承7的中心轴线高精度地重叠，能可靠地将旋转轴51的中心轴线(电动机轴线L)保持在规定位置。因此，可使转子5稳定旋转，例如，即使是将转子5的旋转轴51构成为丝杆的场合，丝杆的进给精度也较高。

此外，在本形态中，对定子铁心4A和轴承保持构件8进行定位，并对轴承保持构件8和弹簧构件9进行定位，通过轴承保持构件8对定子铁心4A和弹簧构件9进行定位。另外，树脂成形件即轴承保持构件8设有4个凸部83、84，在模具内成形轴承保持构件8时，可高精度形成这种凸部83、84。因此，可容易且高精度地对外定子铁心4A(定子40)、轴承保持构件8及弹簧构件9这三个构件进行定位。由于可高精度地使转子5的旋转中心轴线与轴承7的中心轴线一致，故能可靠地将旋转轴51的中心轴线保持在规定位置。

(其它实施形态)

本发明当然也可应用于步进电动机以外的电动机。并且，对轴承7向电动机轴端方向施力的板簧部90的个数也可是2个以上。此外，在上述形态中，是在轴承保持构件一方设有定位突起(凸部83、84)的结构，但也可在弹簧构件9及外定子铁心4A一方构成定位突起。

在本形态中，虽然壳体10由外定子铁心4A、4B的外周部分构成，但也可与外定子铁心4A、4B另体形成壳体10。此时的壳体10构成定子40的一部分(外周部分)，且外定子铁心4B不具有外周面100，只要是与外定子铁心4A相同地具有圆环状的底板部分、以及在该底板部分的内周缘立起的极齿的结构即可。

此外，也可用另外的圆筒状的壳体遮住本形态的外定子铁心4A、4B。此时，另外的圆筒状壳体也可不是构成定子40的构件。

Claims (8)

1.一种电动机，其特征在于，具有：壳体、轴承、轴承保持构件、弹簧构件，

所述壳体收纳环状的定子及转子的基端侧，所述环状的定子在转子配置孔的内周面沿周向排列定子铁心的多个极齿，

所述轴承在所述壳体的一端侧支承所述转子的旋转轴的轴端，

所述轴承保持构件具有供该轴承插入的贯通孔，且配置成在比所述定子更靠近所述一端侧的位置上至少有一部分与该定子重叠的状态，

所述弹簧构件在所述壳体上保持成如下状态：在比所述轴承保持构件更靠近所述一端侧的位置上至少有一部分与该轴承保持构件重叠，所述弹簧构件具有对所述贯通孔内的所述轴承向所述旋转轴施力的弹簧部，

在所述定子铁心及所述轴承保持构件中的一方构件上形成有向另一方构件突出的第1定位突起，在该另一方构件上形成有与所述第1定位突起相嵌的第1嵌合孔。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述轴承保持构件具有从所述贯通孔周围向所述定子突出并与所述极齿的内周面内接的定位用的环状突起。

3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，在所述弹簧构件及所述轴承保持构件中的一方构件上形成有向另一方构件突出的第2定位突起，在该另一方构件上形成有与所述第2定位突起相嵌的第2嵌合孔。

4.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述第1定位突起及所述第1嵌合孔分别形成2个或更多个。

5.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述轴承保持构件是树脂制，所述第1定位突起形成在所述轴承保持构件上。

6.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述第2定位突起及所述第2嵌合孔分别形成2个或更多个。

7.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述轴承保持构件是树脂制，所述第2定位突起形成在所述轴承保持构件上。

8.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述壳体由所述定子铁心中位于被卷绕在所述定子铁心上的线圈的外周侧的部分构成。

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