JP2007166824A - Stepping motor and actuator unit using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータの両側にステータを張り出すように配置した扁平形状のステッピングモータに関するもので、より具体的には、中央のロータに対して上ヨーク板および下ヨーク板は挟み合わせに組み付け、両者の櫛歯状の極歯を上下で噛み合う状態にするモータ構造における組み立て性の改良に関する。 The present invention relates to a flat stepping motor arranged so as to project a stator on both sides of a rotor, and more specifically, an upper yoke plate and a lower yoke plate are assembled to be sandwiched with respect to a central rotor, The present invention relates to an improvement in assemblability in a motor structure in which both comb-shaped pole teeth are engaged with each other vertically.
ステッピングモータに関してよく知られる形式の一つに、クローポール式のものがある。これはステータ側に櫛歯状の誘導子(極歯)を有し、A相,B相の極歯を噛み合う状態にしてロータと対面させる構成を採る。この構成のステッピングモータは、分解能が比較的良好であり製造コストを低減できるメリットがある。 One well known type of stepping motor is the claw pole type. This employs a configuration in which the stator side has comb-like inductors (pole teeth) and the A-phase and B-phase pole teeth are engaged with each other to face the rotor. The stepping motor having this configuration has an advantage that the resolution is relatively good and the manufacturing cost can be reduced.
このクローポール式のステッピングモータでは、特許文献1などに見られるように、扁平形状にステータを張り出す構成のステッピングモータが知られている。この特許文献1のステッピングモータは、薄型化のためロータの両側にステータを配置し、各相のステータは、ロータ軸に沿う向きにコイルを有していて当該コイルには中心に磁芯を配置し、上ヨーク板および下ヨーク板を磁芯の両端に挟み合わせてそれらヨーク板の櫛歯状の極歯を上下で噛み合う状態にする構成を採っている。
この種のステッピングモータは、例えば光学レンズを動かすためのアクチュエータユニット(レンズ駆動ユニット)の駆動源とする用途があり、小型化したレンズ駆動ユニットを携帯電話機等に組み込んで超小型カメラに構成することが行われている。携帯電話機などのポータブル機器では薄型化,小型化の要求が特に高く、レンズ駆動ユニットの駆動源となるステッピングモータについても薄型化,小型化することへの開発要求が高まっている。このため、より一層の薄型化,小型化が行えるような機構の見直しが求められている。そこで特許文献1のものは、部品点数を減少するようにしたものではあるが、最近の要求から見ると不十分である。
This type of stepping motor has a use as a drive source of an actuator unit (lens drive unit) for moving an optical lens, for example, and a miniaturized lens drive unit is incorporated into a mobile phone or the like to constitute a micro camera. Has been done. Portable devices such as mobile phones are particularly demanded to be thinner and smaller, and the demand for development to reduce the thickness and size of the stepping motor that is the driving source of the lens driving unit is also increasing. For this reason, there is a need for a review of the mechanism that enables further reduction in thickness and size. Therefore, although the thing of
また薄型化,小型化する場合、モータを構成する各部品の加工精度(誤差)は所定以上に確保することはもちろん必要であるが、各部品を組み付ける際に位置ズレなどの誤差が生じないように注意する必要がある。その点、特許文献1のものは、上下のヨーク板を挟み合わせる工程で位置合わせ調整を行う必要があり、極歯の噛み合い関係に位置ズレがあると設計性能が得られなくなるので位置合わせ調整は重要となり、組み立てに手間がかかりコスト高になる。
In addition, when thinning and downsizing, it is necessary to ensure that the machining accuracy (error) of each part that constitutes the motor exceeds a predetermined level, but errors such as misalignment do not occur when each part is assembled. It is necessary to pay attention to. In that respect, in the case of
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、薄型化,小型化に好ましい扁平形状の構成を採り、組み立てを手間なく高精度に行うことができ、そして部品点数を減少することができ、コスト面に優れて生産性がよいステッピングモータを提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and its object is to adopt a flat configuration preferable for thinning and miniaturization, enabling assembly with high accuracy without trouble, and reducing the number of parts. An object of the present invention is to provide a stepping motor that is cost effective and has high productivity.
上記した目的を達成するために、本発明に係るステッピングモータは、多極に着磁した永久磁石によるロータを有し、A相,B相の2つのステータを前記ロータの両側に配置し、前記ステータは前記ロータ軸に沿う向きにコイルを有し、前記コイルには中心に磁芯を配置し、前記ロータに対面する櫛歯状の極歯を有する上ヨーク板および下ヨーク板を前記磁芯の両端に配置して前記極歯を上下で噛み合う状態とするステッピングモータにおいて、非磁性部材からなり前記ロータ,前記コイル,前記極歯が嵌め合う開口部を有し、上下の面部にそれぞれ前記上ヨーク板,前記下ヨーク板を組み付けるブロック部材を備え、そのブロック部材には前記ロータ軸を回転自在に支持する軸受け部を一体に設ける構成にした。 In order to achieve the above-described object, a stepping motor according to the present invention has a rotor with permanent magnets magnetized in multiple poles, two stators of A phase and B phase are arranged on both sides of the rotor, The stator has a coil in a direction along the rotor axis, and a magnetic core is arranged at the center of the coil, and an upper yoke plate and a lower yoke plate having comb-shaped pole teeth facing the rotor are arranged on the magnetic core. The stepping motor is arranged at both ends of the stepping motor so that the pole teeth are engaged with each other in the vertical direction. The stepping motor is made of a non-magnetic member and has openings for fitting the rotor, the coil, and the pole teeth. A block member for assembling the yoke plate and the lower yoke plate is provided, and the block member is integrally provided with a bearing portion that rotatably supports the rotor shaft.
また、前記ブロック部材は樹脂材料から形成し、前記軸受け部は前記ロータについて少なくとも一方の側を樹脂材料の一体成形により形成する構成にしたり、前記軸受け部は金属材料から形成し、前記ブロック部材に対しては前記ロータについて少なくとも一方の側をインサート成型により一体化する構成にしたり、前記上ヨーク板,前記下ヨーク板は、少なくとも一方の側を前記ブロック部材に対してはインサート成型により一体化する構成にしたりすることができる。 Further, the block member is formed from a resin material, and the bearing portion is configured to be formed by integrally molding at least one side of the rotor by resin material, or the bearing portion is formed from a metal material, On the other hand, at least one side of the rotor is integrated by insert molding, or at least one side of the upper yoke plate and the lower yoke plate is integrated by insert molding with respect to the block member. Or can be configured.
また、前記ロータ軸は一方を他方よりも大径とし、前記永久磁石の外径r0に対して大径軸の外径r2,小径軸の外径r1を、
r1≦r0<r2
という関係に設定し、前記ブロック部材には前記小径軸(r1)を回転自在に支持する小径軸受け部と、前記大径軸(r2)を回転自在に支持する大径軸受け部との2つを設ける構成にするとよい。
Further, one of the rotor shafts has a larger diameter than the other, and the outer diameter r2 of the large-diameter shaft and the outer diameter r1 of the small-diameter shaft with respect to the outer diameter r0 of the permanent magnet,
r1 ≦ r0 <r2
The block member has two parts, a small-diameter bearing portion that rotatably supports the small-diameter shaft (r1) and a large-diameter bearing portion that rotatably supports the large-diameter shaft (r2). It is preferable to provide a configuration.
また、本発明に係るアクチュエータユニットは、光学レンズなどを装着させる可動体と、前記可動体を移動させる可動機構と、その可動機構の駆動源と、これらを固定するための支持体から構成されたアクチュエータユニットにおいて、前記駆動源は請求項1から5の何れかに記載のステッピングモータとし、前記支持体の機能を前記ブロック部材に一体に設ける構成にした。
The actuator unit according to the present invention includes a movable body on which an optical lens or the like is mounted, a movable mechanism for moving the movable body, a drive source for the movable mechanism, and a support body for fixing them. In the actuator unit, the driving source is the stepping motor according to any one of
係る構成にすることにより、本発明では、ブロック部材はロータ,コイル,極歯が嵌め合う開口部を有し、上下の面部にそれぞれ上ヨーク板,下ヨーク板を組み付ける構成になっている。したがって、ブロック部材に対して各構成要素を組み付けることで当該モータの組み立てが行える。このとき、各構成要素はブロック部材に対して取り付け位置が決まるので、各構成要素をブロック部材へ単に組み付けるだけで所定の精度で組み立てを完了できる。そして、ブロック部材にはロータ軸を回転自在に支持する軸受け部を一体に設けるので、ロータを適正な位置関係に組み付けることができ、部品点数を減少することができる。その結果、組み立てに際しては、位置合わせ調整の工程が不要になり、高精度な組み立てを手間なく容易に行える。 With this configuration, in the present invention, the block member has an opening in which the rotor, the coil, and the pole teeth are fitted, and the upper yoke plate and the lower yoke plate are assembled to the upper and lower surface portions, respectively. Therefore, the motor can be assembled by assembling each component to the block member. At this time, since the mounting positions of the respective constituent elements are determined with respect to the block member, the assembly can be completed with a predetermined accuracy simply by assembling the respective constituent elements to the block member. And since the bearing part which supports a rotor axis | shaft rotatably is integrally provided in a block member, a rotor can be assembled | attached to a proper positional relationship and a number of parts can be reduced. As a result, when assembling, the alignment adjustment process is not required, and high-accuracy assembly can be easily performed without trouble.
本発明では、薄型化,小型化に好ましい扁平形状の構成を採り、ブロック部材に対して各構成要素を組み付けることで当該モータの組み立てが行える。このとき、各構成要素はブロック部材に対して取り付け位置が決まるので、各構成要素をブロック部材へ単に組み付けるだけで所定の精度で組み立てを完了でき、組み立てを手間なく高精度に行うことができる。 In the present invention, the motor can be assembled by adopting a flat configuration preferable for thinning and miniaturization and assembling each component to the block member. At this time, the mounting positions of the respective constituent elements are determined with respect to the block member, so that the assembling can be completed with a predetermined accuracy simply by assembling the respective constituent elements to the block member, and the assembling can be performed with high accuracy without trouble.
ブロック部材にはロータ軸を回転自在に支持する軸受け部を一体に設けるので、ロータを適正な位置関係に組み付けることができ、部品点数を減少することができる。すなわち、当該モータの組み立てではブロック部材が基台となり、各構成要素の位置関係が単に組み付けるだけで適正に決定し、高い精度で組み立てが行えて組み立て作業の工程を大幅に減らすことができる。その結果、コスト面に優れて生産性がよい。 Since the bearing member for rotatably supporting the rotor shaft is provided integrally with the block member, the rotor can be assembled in an appropriate positional relationship, and the number of parts can be reduced. That is, in assembling the motor, the block member serves as a base, and the positional relationship between the components can be determined appropriately simply by assembling, and assembling can be performed with high accuracy, thereby greatly reducing the assembly process. As a result, the cost is excellent and the productivity is good.
図1,図2は本発明の第1の実施の形態を示している。本実施の形態においてステッピングモータは、多極に着磁した永久磁石によるロータ1を有し、A相,B相の2つのステータS1,S2をロータ1の両側に対称的に張り出させて配置する構成を採る。各ステータS1,S2は、ロータ1の軸に沿う向きにコイル2を有し、当該コイル2には中心に磁芯20を配置し、ロータ1に対面する櫛歯状の誘導子(極歯5)を設けた上ヨーク板3および下ヨーク板4を磁芯20の両端に挟み合わせて極歯5を上下で噛み合う状態とし、いわゆるクローポール式のステッピングモータになっている。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the stepping motor has a
上ヨーク板3および下ヨーク板4は細長い帯板材料からなり、中央には円形の開口部6を設け、開口部6の周縁は部分的に起立させて櫛歯状の極歯5を並び列に形成している。開口部6の両側には嵌合孔7をそれぞれ設け、磁芯20が嵌め合う。
The
これら上ヨーク板3,下ヨーク板4は所定厚さのブロック部材8に組み付け、このブロック部材8に対して各構成要素を組み付けることで当該モータの組み立てが行える構成になっている。つまり、ブロック部材8は非磁性部材からなり、ロータ1,コイル2,極歯5が嵌め合う開口部81,82,85をそれぞれ有し、上下の面部にそれぞれ上ヨーク板3,下ヨーク板4を組み付けるようになっている。ロータ1を嵌め合わせる開口部81は下側を小径とし、当該下側には下側軸受け部9を一体に設けている。この下側軸受け部9にはロータ1の下側軸10が嵌め合い、これを回転自在に支持する構成になっている。そして、上ヨーク板3の上にはフランジ板11を固着し、このフランジ板11には上側軸受け部12を備えている。この上側軸受け部12は、ロータ1の上側軸13が嵌め合い、これを回転自在に支持する構成になっている。
The
組み付けは、例えば下ヨーク板4について嵌合孔7に、予め磁芯20の端部をそれぞれ嵌め込み固着させておき、各磁芯20にコイル2を組み付け、これらに対してブロック部材8を嵌め合わせて組み付ける。次に上ヨーク板3を、上方から極歯5を向き合わせに嵌め合わせるとともに、ロータ1は下側軸10を向き合わせに挿入し、最後にフランジ板11を被せてロータ1の上側軸13へ上側軸受け12を嵌め合わせ、組み付けを完了する。これにより、ロータ1の外周で櫛歯状の極歯5が上下で噛み合い、A相,B相が交互に並んで誘導子の並び列をなし、2つのステータS1,S2がロータ軸10の両側に張り出る扁平形状のステッピングモータとなる。
For the assembly, for example, the end of the
ブロック部材8は例えば樹脂材料から形成することができる。そして、ロータ軸を回転自在に支持する軸受け部は、ブロック部材8にはロータ1について少なくとも一方の側を樹脂材料の一体成形により形成することが好ましい。また、軸受け部は金属材料から形成することもよい。つまり図3に示すように、軸受け部14は金属材料から単体で形成しておき、ブロック部材8に対しては、インサート成型により一体化する構成を採る。そしてまた、上ヨーク板3,下ヨーク板4は、少なくとも一方の側をブロック部材8に対してはインサート成型により一体化する構成にすることもよい。
The
このように、ブロック部材8はロータ1,コイル2,極歯5が嵌め合う開口部81,82,85を有し、上下の面部にそれぞれ上ヨーク板3,下ヨーク板4を組み付ける構成になっている。したがって、ブロック部材8に対して各構成要素を組み付けることで当該モータの組み立てが行える。このとき、各構成要素はブロック部材8に対して取り付け位置が決まるので、各構成要素をブロック部材8へ単に組み付けるだけで所定の精度で組み立てを完了できる。したがって、組み立てに際しては、位置合わせ調整の工程が不要になり、高精度な組み立てを手間なく容易に行える。
As described above, the
ブロック部材8にはロータ軸を回転自在に支持する軸受け部9を一体に設けるので、ロータ1を適正な位置関係に組み付けることができ、部品点数を減少することができる。すなわち、当該モータの組み立てではブロック部材8が基台となり、各構成要素の位置関係が単に組み付けるだけで適正に決定し、高い精度で組み立てが行えて組み立て作業の工程を大幅に減らすことができる。その結果、コスト面に優れて生産性がよい。
Since the
図4から図6は本発明の第2の実施の形態を示している。本実施の形態においてステッピングモータは、ロータ1の上側にフランジ板を設けないでブロック部材8に上側軸受け部15を一体に設けている。そして、他の構成は第1の実施の形態と同様であり、同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
4 to 6 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, in the stepping motor, the
ロータ軸は一方を他方よりも大径とし、永久磁石(ロータ1)の外径r0に対して大径軸13の外径r2,小径軸10の外径r1を、
r1≦r0<r2
という関係に設定している。そして、ブロック部材8には小径軸10(r1)を回転自在に支持する小径軸受け部9と、大径軸13(r2)を回転自在に支持する大径軸受け部15との2つを設けている。
One of the rotor shafts has a larger diameter than the other, the outer diameter r2 of the large-
r1 ≦ r0 <r2
The relationship is set. The
小径軸受け部9はブロック部材8の下側に設け、大径軸受け部15ブロック部材8の上側に設けており、このため、ロータ1はブロック部材8に対しては小径側を向き合わせて上から挿入することになる。したがって、ロータ1は単に上方から嵌め合わせるだけでロータ軸を小径軸受け部9,大径軸受け部15の両者へ着座させることができ、組み付けが簡単に行える。
The small
図7は、図4〜図6に示すステッピングモータを用いたアクチュエータユニットの断面図である。このアクチュエータユニットは、本発明に係るステッピングモータを駆動源とする適用例であり、可動体16をロータ1の軸方向へ動かすようになっている。
FIG. 7 is a sectional view of an actuator unit using the stepping motor shown in FIGS. This actuator unit is an application example in which the stepping motor according to the present invention is used as a drive source, and the
可動体16は光学レンズなどを装着させる装着部位を有し、所定位置に形成した凹所にナット板17を嵌め込んでいる。ロータ1の軸部にはネジ条を設け、このネジ条に対してナット板17が噛み合うようになっている。そして、ブロック部材8には支持枠体18を一体に付設させてあって、可動体16はロータ軸の回転に伴って当該軸方向へ移動し、このとき可動体16は支持枠体18に備えたガイド手段に沿って動き、共回りを防止した動きになる。
The
1 ロータ
2 コイル
3 上ヨーク板
4 下ヨーク板
5 極歯
6,81,82,85 開口部
7 嵌合孔
8 ブロック部材
9 下側軸受け部
10 下側軸
11 フランジ板
12,15 上側軸受け部
13 上側軸
14 軸受け部
16 可動体
17 ナット板
18 ガイド枠体
20 磁芯
S1,S2 ステータ
Claims (6)
非磁性部材からなり前記ロータ,前記コイル,前記極歯が嵌め合う開口部を有し、上下の面部にそれぞれ前記上ヨーク板,前記下ヨーク板を組み付けるブロック部材を備え、
そのブロック部材には前記ロータ軸を回転自在に支持する軸受け部を一体に設けることを特徴とするステッピングモータ。 It has a rotor with permanent magnets magnetized in multiple poles, two stators of A phase and B phase are arranged on both sides of the rotor, the stator has a coil along the rotor axis, Is a stepping in which a magnetic core is disposed at the center, and an upper yoke plate and a lower yoke plate having comb-shaped pole teeth facing the rotor are disposed at both ends of the magnetic core so that the pole teeth mesh with each other vertically. In the motor
The rotor, the coil, and the pole teeth are made of nonmagnetic members, and the upper yoke plate and the lower yoke plate are respectively assembled to the upper and lower surface portions.
A stepping motor characterized in that the block member is integrally provided with a bearing portion for rotatably supporting the rotor shaft.
r1≦r0<r2
という関係に設定し、前記ブロック部材には前記小径軸(r1)を回転自在に支持する小径軸受け部と、前記大径軸(r2)を回転自在に支持する大径軸受け部との2つを設けることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のステッピングモータ。 One of the rotor shafts has a larger diameter than the other, and the outer diameter r2 of the large-diameter shaft and the outer diameter r1 of the small-diameter shaft with respect to the outer diameter r0 of the permanent magnet,
r1 ≦ r0 <r2
The block member has two parts, a small-diameter bearing portion that rotatably supports the small-diameter shaft (r1) and a large-diameter bearing portion that rotatably supports the large-diameter shaft (r2). The stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is provided.
前記駆動源は請求項1から5の何れか1項に記載のステッピングモータとし、前記支持体の機能を前記ブロック部材に一体に設けることを特徴とするアクチュエータユニット。 In an actuator unit composed of a movable body to which an optical lens or the like is mounted, a movable mechanism for moving the movable body, a drive source of the movable mechanism, and a support body for fixing them.
6. The actuator unit according to claim 1, wherein the driving source is the stepping motor according to claim 1, and the function of the support is provided integrally with the block member.
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