JP2008199877A

JP2008199877A - モータ構造

Info

Publication number: JP2008199877A
Application number: JP2007326569A
Authority: JP
Inventors: Ching-Hsing Huang; 晉興黄; Kenryu Ko; 健隆洪; Jinko Sho; 仁宏鐘
Original assignee: Foxconn Technology Co Ltd
Current assignee: Foxconn Technology Co Ltd
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-12-18
Also published as: JP5021446B2; US20080192362A1; CN101242117B; US7522352B2; CN101242117A

Abstract

【課題】本発明は、摩擦を減らすことができ、ロータを安定に回転させることができるモータ構造を提供する。
【解決手段】ステータと、前記ステータの内に設けられるロータとを含み、前記ステータの内に前記ロータを収容する空間が形成されるモータ構造において、前記ステータの内表面には、前記ステータの内部の空間へ突出し、前記ロータを支持するため少なくとも１つの支持体が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ構造に係わり、特に摩擦を減らすことができるモータ構造に関するものである。

モータ構造において、ロータは、モータのステータとロータとの間の軸受により安定に回転することができる。デジタル技術の発展に従って、携帯電子装置が小型化、多機能化の方向へ発展しているので、携帯電子装置の中のモータも小型化へ発展している。これにより、ロータとステータとの間の距離が小さくなることで、ロータを支持する軸受の組み立てが困難になる。且つ、前記小型モータの軸受の構造が精密になるので、コストが高くなる。

前記モータにおいて、軸受を配置しなければ、ロータは前記ステータに直接に支持されて回転する。前記ステータが前記ロータに直接に接触すると、前記ロータが回転する時、前記ステータと前記ロータとの接触面が大きくなり、大きなスライド摩擦が生じ、モータの寿命が短くなる。前記ステータと前記ロータの間に隙間があると、前記ステータとロータとの間の摩擦を減らすことができるが、ロータが回転する時、揺動する可能性があり、ロータが安定に回転できなくなる。

以上の問題点に鑑み、摩擦を減らすことができ、且つ、ロータを安定に回転させることができるモータ構造を提供する。

ステータと、前記ステータの内に設けられるロータとを含み、前記ステータの内に前記ロータを収容する空間が形成されるモータ構造において、前記ステータの内表面には、前記ステータの内部の空間へ突出し、前記ロータを支持するための少なくとも１つの支持体が形成される。

モータ構造において、前記ステータに前記ロータを支持し、前記ロータを安定に回転させる支持体が設けられるから、軸受を設置する必要がなく、モータ構造を小型化することができる。また、前記支持体は、前記ロータの一部分と接触するから、接触面が小さくなり、摩擦を減らすことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る具体実施例の構成を詳細に説明する。

図１〜図３は、本発明の最良の実施形態に係るモータ構造を示す図である。本実施例において、カメラの伸縮レンズに使用するモータ構造を例にして説明する。前記カメラの伸縮レンズは、携帯デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話などのような電子製品に広く応用される。

前記モータ構造は、レンズベース１０（図２に示す）と、前記レンズベース１０の内に設けられるステータ３２と、前記ステータ３２の内に設けられるロータ３４と、前記ステータ３２と前記ロータ３４により駆動されるレンズ組５０と、前記レンズ組５０の上に設けられるカバー７０と、を含む。

前記レンズベース１０は、上枠ベース１２と、前記上枠ベース１２と係合する下枠ベース１４と、を含む。前記上枠ベース１２と下枠ベース１４の間には、前記ステータ３２と、前記ロータ３４及びレンズ組５０を収容する空間が形成されている。

前記上枠ベース１２と下枠ベース１４との構造は略同様である。前記上枠ベース１２は、中空円筒状の側壁１２１と、前記側壁１２１の一端に形成される切欠部１２６と、を含む。前記下枠ベース１４も、中空円筒状の側壁１４１と、前記側壁１４１の一端に形成される切欠部１４６と、を含む。前記切欠部１２６および１４６が向い合うように前記上枠ベース１２と下枠ベース１４を組み立てると、前記切欠部１２６と切欠部１４６との間に穴部１８が形成される（図２に示す）。前記穴部１８からは、前記ステータ３２の接続端子（図示せず）が外部へ出て、電源と電気接続するようになる。

前記ステータ３２は、筒状体である。前記ステータ３２は、コイルベース３２１と、軸方向に沿って前記コイルベース３２１に巻き付かれるコイル３２２と、を含む。前記コイル３２２は、外部の電源に電気接続される。前記コイルベース３２１は、内部にロータ３４を収容する柱状の空間が形成されている環状体である。前記コイルベース３２１の内周面には、互いに重なる２つの極片組が設けられ、各々の極片組は、周方向に沿って交錯に噛み合わされる複数の極片３２３を含む。前記極片３２３は、極片３２３の間に充填される塑性材料層３２９によって固定される。前記固定方式は、インサート成型（insertmolding）の方法で一体化することができる。即ち、前記コイルベース３２１を金型の内に装着し、塑性材料を前記コイルベース３２１の極片３２３の間に射入する。すると、前記塑性材料が、交錯に配列された極片３２３との間に充填されるために、前記極片３２３が互いに固定される。

前記塑性材料層３２９には、内へ突出する複数の支持体３２８が設けられている。前記支持体３２８と前記塑性材料層３２９が一体に形成されたので、製造の過程を簡単にし、生産のコストを減らすことができる。前記複数の支持体３２８は、等間隔で前記ステータ３２の内表面に設けられ、各々の支持体３２８は、前記ステータ３２の軸線方向に沿って延びている円柱面である。前記支持体３２８の外表面が外へ突出する円弧面に形成されているので、前記ステータ３２の内に収容されるロータ３４と前記支持体３２８が接触面がとても小さくなる。従って、前記ロータ３４が回転する時、前記ロータ３４と支持体３２８との間の摩擦が減り、前記ロータ３４の揺動を防止できる。前記支持体３２８の数量は、３つまたは３つより多く、支持体３２８の数量が多くなければなるほど、前記ロータ３４をさらに安定に回転させることができる。

前記コイルベース３２１の上端には、前記上枠ベース１２の側へ突出する複数の突出部３２４が設けられている。前記複数の突出部３２４は、柱状空間の周向に沿って離間して設けられている。前記コイルベース３２１の下端の内縁には、前記下枠ベース１４の側へ延長され、且つ前記柱状の空間と同軸である環状の第一凸縁３２６が形成されている。前記支持体３２８の下端が前記第一凸縁３２６に当接され、上端が前記コイルベース３２１の頂端と隣接する。前記第一凸縁３２６の下端の内縁には、前記下枠ベース１４の側へ延長され、且つ前記柱状の空間と同軸である環状の第二凸縁３２７が形成されている。前記第二凸縁３２７の高さは、前記第一凸縁３２６の高さより低く、前記第一凸縁３２６は、前記ロータ３４に当接してロータを支持し、前記第二凸縁３２７は、前記レンズ組５０に当接してレンズ組を支持する。

前記ステータ３２の外径とレンズベース１０の内径は略同じである。前記ステータ３２の外周面が前記レンズベース１０の内壁面に圧接されるから、前記ステータ３２がレンズベース１０の内部に固定される。外部の電源は、前記穴部１８を通してコイル３２２に電気を提供する。

前記ロータ３４は、前記ステータ３２に形成される柱状空間に収容される。前記ロータ３４は、円筒状の永久磁石３４１を含む。前記永久磁石３４１は、フェライト磁石（Ｆｅｒｒｉｔｅ）と、ネオジム鉄ホウ素磁石（ＮｄＦｅＢ）などのような磁石であり、前記コイルベース３２１の第一凸縁３２６の上に設置される。前記永久磁石３４１の頂端にはガイドリング３４２が設置されている。前記ガイドリング３４２は、下端の外表面に階段部３４３が形成される円環状である。前記階段部３４３が前記永久磁石３４１の上端に係合されているので、前記ガイドリング３４２と前記永久磁石３４１が一体に固定される。前記ガイドリング３４２の内壁には、前記レンズ組５０を移動させるための内部ねじ山３４４が設けられている。

前記レンズ組５０は、前記ロータ３４の内に設置されている。前記レンズ組５０は、円筒柱状の上端部５１及び円筒柱状の下端部５４を含む。前記下端部５４の外壁の上端には、前記ガイドリング３４２の内部ねじ山３４４と螺合する外部ねじ山５４４が設けられている。前記上端部５１の外径は前記下端部５４の外径より小さく、前記上端部５１の外壁には、等角に形成する複数の凹溝５４１が設けられている。

前記カバー７０は、前記レンズ組５０の上端を覆う環状部材である。前記カバー７０の中間には開孔７１が設けられている。前記カバー７０の外径と前記レンズベース１０の外径は略同じである。前記開孔７１の直径は前記レンズ組５０の下端部５４の外径より小さく、前記上端部５１の外径より少し大きい。前記カバー７０には、円周に沿って等角に形成する複数の狭溝７２４が設けられている。前記複数の狭溝７２４がそれぞれ前記コイルベース３２１の突出部３２４に係合されて、前記カバー７０が移動したり、落ちたりすることを防止する。前記カバー７０の内縁には、径方向へ延長し、且つ、前記レンズ組５０の凹溝５４１に対応するように形成する複数の案内部７４１が設けられている。前記案内部７４１は、前記レンズ組５０の上端部５１の外壁に設けられる凹溝５４１と係合されて、前記レンズ組５０が円周方向に沿って回転することを防ぐ。且つ、前記レンズ組５０が正確に移動することを助け、揺動を防止することができる。前記案内部７４１は軸線方向に沿って下へ延長されており、長さが前記凹溝５４１の長さより小さい（図３に示す）。

モータ構造を組み立てる時、まず、前記レンズ組５０を前記ロータ３４の内に装着する。すると、前記レンズ組５０の下端部５４の外壁に設けられる外部ねじ山５４４が前記ロータ３４のガイドリング３４２の内壁に設けられる内部ねじ山３４４と螺合される。次に、前記ロータ３４を前記ステータ３２に形成された柱状の空間の内に収容する。すると、前記ロータ３４の永久磁石３４１の底端が前記ステータ３２のコイルベース３２１の第一凸縁３２６の上に載置され、前記レンズ組５０の底端が前記第二凸縁３２７の上に載置され、前記ロータ３４の外表面が前記コイルベース３２１の支持体３２８に当接される。これで、前記支持体３２８の円弧面と前記ロータ３４の外表面が線接触するように、前記ロータ３４が前記コイルベース３２１に支持される。前記ステータ３２は、前記下枠ベース１２と上枠ベース１４によって形成する空間の内に収容される。次に、前記カバー７０の狭溝７２４が前記コイルベース３２１の突出部３２４に係合するように、前記カバー７０を前記レンズ組５０に覆う。すると、前記カバー７０の内縁の案内部７４１が前記レンズ組５０の上端部５１の外壁の凹溝５４１に係合される。

図４に示すモータ構造において、前記ステータ３２のコイル３２２に電源を電気接続すると、前記コイル３２２と前記ロータ３４の永久磁石３４１との磁界作用により、前記ロータ３４が中心軸を中心に回転する。前記ロータ３４とレンズ組５０との間のねじ山の作用と、前記カバー７０の案内部７４１の案内の作用により、前記ロータ３４の回転の運動が前記レンズ組５０の直線の運動に変換される。即ち、前記レンズ組５０の上端部５１が前記カバー７０の内外に伸縮し、自動に焦点を調節することができる。

前記モータ構造において、前記ステータ３２のコイルベース３２１に支持体３２８が設けられているので、前記支持体３２８が前記ロータ３４を支持することができる。よって、前記ロータ３４を支持する軸受を設置しなくても、前記ロータ３４が前記コイル３２２の磁界作用により、安定に回転することができる。また、前記支持体３２８と前記ロータ３４とが線接触するから、接触面積が小さく、スライド摩擦が小さくなる。従って、従来技術の軸受を設置する必要がないので、モータを小型に設計することができる。且つ、前記支持体３２８と前記塑性材料層３２９が一体に形成されるので、製造の過程を簡単に、生産のコストを減らすことができる。

前記モータ構造において、前記ステータ３２のコイルベース３２１の支持体３２８はその他の型式であることもできる。図５に示す本発明のモータ構造に係るステータ３２ａの第二実施例の立体図であり、前記ステータ３２ａのコイルベース３２１ａの支持体３２８ａが前記極片３２３の間の塑性材料層３２９の上に設けられ、前記支持体３２８ａは前記コイルベース３２１ａの内壁の周向に沿う環状の凸縁であり、外表面に前記ロータ３４の一部分と接続する平面が形成され、前記支持体３２８ａの外表面は第一実施例の支持体３２８のようなアーチ面であり、摩擦が低減される。

前記支持体３２８ａは前記２つの極片組の中間に設けられ、また、上端或いは下端に設けられることもできる。また、前記支持体３２８ａ同士が間隔を空けるように前記極片組の上端と下端及び中間に設けられることもでき、前記ロータ３４の揺動を防止することができる。前記モータ構造が起動する時、前記支持体３２８ａが前記ロータ３４に当接され、前記ロータ３４の一部分と接触し、前記ロータ３４を安定に回転させ、滑り摩擦を減らすことができる。

図６は、前記支持体３２８ａも間隔があるような複数の突起である、本発明モータ構造のステータ３２ｂの第三実施例の立体図である。前記支持体３２８ｂは前記コイルベース３２１ｂの周向に沿う複数の突起であり、前記各々の突起の内表面に前記ロータ３４と対応するアーチ面が設けられている。前記ロータ３４を安定に回転させることができる状況で、前記ステータ３２ｂと前記ロータ３４との接触面積が少なくなることにより、摩擦を減らすことができる。

図７は、本発明モータ構造のステータ３２ｃの第四実施例の立体図である。前記ステータ３２ｃの支持体３２８ｃは前記コイルベース３２１ｃの内表面に等間隔であるように設けられる複数の凸点であり、前記凸点の外表面は前記ロータ３４の一部分と当接するアーチ面であり、前記凸点の数量は３つまたは３つより多い。前記モータ構造が起動する時、前記凸点が前記ロータ３４に当接され、前記ロータ３４の一部分と接触し、前記ロータ３４を安定に回転させる。

本発明モータ構造の最良の実施形態の立体の分解図である。図１に示すモータ構造の立体の組立図である。図２に示すモータ構造がＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図３に示すモータ構造の仕事状態を示す図である。本発明モータ構造のステータの第二実施例立体図である。本発明モータ構造のステータの第三実施例立体図である本発明モータ構造のステータの第四実施例立体図である

符号の説明

１０レンズへース
１２上枠ベース
１４下枠ベース
１８穴部
３２ステータ
３２ａステータ
３２ｂステータ
３２ｃステータ
３４ロータ
５０レンズ組
５１上端部
５４下端部
７０カバー
７１開孔
１２１側壁
１２６切欠部
１４１側壁
１４６切欠部
３２１コイルベース
３２１ａコイルベース
３２１ｂコイルベース
３２１ｃコイルベース
３２２コイル
３２３極片
３２４突出部
３２６第一凸縁
３２７第二凸縁
３２８支持体
３２８ａ支持体
３２８ｂ支持体
３２８ｃ支持体
３２９塑性材料層
３４１永久磁石
３４２ガイドリング
３４３階段部
３４４内部ねじ山
５４１凹溝
５４４外部ねじ山
７２４狭溝
７４１案内部

Claims

ステータと、前記ステータの内に設けられるロータと、を含み、前記ステータの内に前記ロータを収容する空間が形成されるモータ構造において、
前記ステータの内表面には、前記ステータの内部の空間へ突出し、前記ロータを支持する少なくとも１つの支持体が形成されることを特徴とするモータ構造。
前記ステータは、互いに交錯するように設けられる複数の極片を含み、前記極片の間に塑性材料が充填され、前記少なくとも１つの支持体と前記塑性材料層が一体に形成されることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体は、前記ステータの軸線方向に沿って延在する円柱面であることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体は、前記ステータの周向に沿って設けられる環状の凸縁であることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体は、前記ステータの周向に沿って間隔があるように設けられる複数の突起であることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体の外表面は、平面または外へ突出する円弧面であることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体は、前記ステータの内表面に沿って間隔があるように設けられる複数の凸点であることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記少なくとも１つの支持体の数量は、３つまたは３つより多く、且つ等間隔であるように設けられることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記モータ構造は、前記ステータと前記ロータに駆動されるレンズ組をさらに含み、前記ロータと前記レンズ組にねじ山がそれぞれ形成され、螺合する前記ねじ山の作用により前記レンズ組を伸縮移動させることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
前記モータ構造は、前記レンズ組の上に設けられるカバーをさらに含み、前記カバーの中間に開孔が設けられ、前記レンズ組には、軸線方向に沿う複数の凹溝が設けられ、前記カバーの内縁には径方向へ延長し、前記凹溝に対応するように形成する複数の案内部が設けられることを特徴とする請求項９記載のモータ構造。
前記ステータの頂端には、前記カバーの側へ突出する複数の突出部が設けられ、前記カバーには、前記突出部と係合する複数の狭溝が設けられることを特徴とする請求項１０記載のモータ構造。
前記レンズ組は、上端部と下端部を含み、前記上端部の外径が下端部の外径より小さく、前記凹溝は前記上端部の外面から内側へ向かう半円状の凹形状であることを特徴とする請求項１０記載のモータ構造。
前記ロータは、永久磁石と、前記永久磁石の頂端に設置されるガイドリングを含み、前記永久磁石は前記ステータの空間の内に収容され、少なくとも１つの前記支持体は前記永久磁石と当接することを特徴とする請求項１２記載のモータ構造。
前記レンズ組の下端部の外壁の頂端には、外部ねじ山が形成され、前記ガイドリングの内壁には、前記外部ねじ山と螺合する内部ねじ山が形成されることを特徴とする請求項１３記載のモータ構造。
前記モータ構造は、前記ステータの外周面に設けられるレンズベースをさらに含み、前記レンズベースに接続端子を穿出させる穴部が設けられることを特徴とする請求項９記載のモータ構造。