專利名稱：步進電機及步進電機的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及步進電機，特別是涉及攝影機和電視攝像機等光學設(shè)備中用于調(diào)焦和拉變焦距的鏡頭驅(qū)動中使用的步進電機。
背景技術(shù)：
在攝影機和電視攝像機中用于調(diào)焦和拉變焦距的鏡頭驅(qū)動中，使用在其旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置了絲杠的小型步進電機。在這種步進電機中，出于與其用途相關(guān)的原因，要求低耗電、能以盡可能低的輸入值(電流)得到透鏡驅(qū)動所需的規(guī)定轉(zhuǎn)矩、為實現(xiàn)透鏡驅(qū)動的高速化一直到高頻區(qū)都可以旋轉(zhuǎn)、以及角度精度好等特性。
圖12及圖13示出了現(xiàn)有步進電機的結(jié)構(gòu)。這些圖中所示現(xiàn)有的步進電機100包括定子120和可旋轉(zhuǎn)地插入到該定子120的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子160。定子120準備了2組內(nèi)軛130、外軛140及在其間設(shè)置的繞組150，將其緊固，為使各內(nèi)軛130的基部131接合。
在內(nèi)軛130和外軛140上分別形成多個磁極134、144，各個軛130、140的磁極134、144沿緊固在轉(zhuǎn)子160的旋轉(zhuǎn)軸161上的圓筒狀永久磁鐵162的外周部交互地且互不接觸地配置。還有，內(nèi)軛130和外軛140的各磁極與轉(zhuǎn)子160的永久磁鐵162的外周面隔開規(guī)定間隙對置。
在這樣的現(xiàn)有步進電機100的定子120中，內(nèi)軛130和外軛140能夠利用其自身形狀進行位置的配合。
即，如圖13所示，在外軛140的端部(各內(nèi)軛130的接合(つき合わせ)面139側(cè))的內(nèi)側(cè)形成臺階變形部145，將內(nèi)軛130的基部131的外周邊部132連到該臺階變形部145，內(nèi)軛130配合到外軛140中，使兩軛130、140的位置配合。因此，如圖12所示，在步進電機100的外周面的接合面139附近，內(nèi)軛130的外周邊部131不露出。然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)軛130的外周邊部132和外軛140的臺階變形部145相連，所以，如果內(nèi)軛130和外軛140存在尺寸誤差(連接部分的內(nèi)徑、外徑的尺寸誤差等)，則該誤差表現(xiàn)為在所有定子120的內(nèi)腔中，內(nèi)軛130和外軛140的位置發(fā)生偏移。即，內(nèi)軛130和外軛140的各磁極134、144與永久磁鐵162的外周面間的間隙170的尺寸(間隙長度)不均勻。
還有，在內(nèi)軛130的基底131的外徑小于設(shè)計值或臺階變形部145的內(nèi)徑超過設(shè)計值的情況下，在外周邊部132和臺階變形部145的內(nèi)周面間產(chǎn)生間隙，不能正確地進行內(nèi)軛130和外軛140的配合。固定，還有，由于該間隙而產(chǎn)生漏磁，對磁性能帶來不利影響。
因此，在現(xiàn)有的步進電機100中，由于內(nèi)軛130和外軛140的尺寸誤差及基于尺寸誤差的位置偏移而使步進電機的驅(qū)動速度-轉(zhuǎn)矩特性劣化，或者自起動電流在高速區(qū)增加，或者角度精度也降低，所以，存在著不能充分滿足上述要求的問題。
還有，若基部131的外徑尺寸、臺階變形部145的內(nèi)徑尺寸和各磁極134、144的位置精度都符合設(shè)計值，則不產(chǎn)生上述問題，但將它們精密地加工成合適的尺寸是困難的，還有，進行這樣的精密加工將導致制造工序的復雜化和生產(chǎn)成本的大幅度上升，實現(xiàn)性較差。
本發(fā)明的目的在于提供結(jié)構(gòu)簡單、能夠防止安裝時內(nèi)軛和外軛的位置偏移，借此，能夠提高步進電機的諸特性的步進電機，及能夠容易地安裝這樣的步進電機的步進電機的安裝方法。
發(fā)明的公開(1)本發(fā)明的步進電機具有包括至少一組內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組的定子和可旋轉(zhuǎn)地插入該定子內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子，上述內(nèi)軛上形成的多個磁極和上述外軛上形成的多個磁極沿上述轉(zhuǎn)子的外周面交互地配置，上述內(nèi)軛具有其外徑與上述外軛的外徑大體相等的圓盤狀的基部，該基部的外周邊部在上述外軛的外周面附近露出。
(2)上述定子最好將兩組內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組固定為使上述各內(nèi)軛的上述各基部接合。
(3)上述內(nèi)軛及外軛的各磁極最好是和上述轉(zhuǎn)子的外周面不接觸，并且在與上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心為等距離的位置處設(shè)置。
(4)上述轉(zhuǎn)子最好具有永久磁鐵，上述永久磁鐵在上述基部附近的外徑減小。
(5)最好在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置絲杠。
(6)還有，一種安裝如上記載的步進電機的步進電機安裝方法，包括在內(nèi)軛和外軛間插入繞組、使上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合而結(jié)合后安裝定子的第一工序和在上述定子的內(nèi)側(cè)插入轉(zhuǎn)子的第二工序；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合，以上述定子的內(nèi)徑為基準來進行。
(7)上述位置配合最好通過在上述定子的內(nèi)腔中插入夾具來進行。
(8)一種安裝如上記載的步進電機的步進電機安裝方法，包括在內(nèi)軛和外軛間插入繞組、使上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合而結(jié)合后安裝定子的第一工序和在上述定子的內(nèi)側(cè)插入轉(zhuǎn)子的第一工序；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合，以上述定子的外徑為基準來進行。
(9)上述位置配合最好通過在夾具的內(nèi)腔中插入上述定子來進行。
(10)上述內(nèi)軛和上述外軛的結(jié)合最好通過在上述夾具上形成的孔部來進行。
(11)一種安裝步進電機的步進電機安裝方法，其中步進電機具有包括內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組的定子和轉(zhuǎn)子，上述內(nèi)軛和外軛不能由其自身形狀進行位置配合，它包括在上述內(nèi)軛和上述外軛間插入上述繞組，使用夾具使上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合而結(jié)合后安裝定子的第一工序和在上述定子的內(nèi)側(cè)插入上述轉(zhuǎn)子的第二工序；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合，以定子的內(nèi)徑或外徑為基準來進行。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的步進電機的實施例的平面圖；圖2是圖1中的II-II線剖面圖；圖3是表示內(nèi)軛和外軛的構(gòu)成的分解斜視圖；圖4是表示外軛的構(gòu)成的平面圖；圖5是圖4中的V-V線剖面圖(端面圖)；圖6是表示內(nèi)軛的構(gòu)成的平面圖；圖7是圖6中的VII-VII線剖面圖(端面圖)；圖8表示本發(fā)明的步進電機安裝方法的部分剖面?zhèn)纫晥D；圖9是表示本發(fā)明的步進電機安裝方法的部分剖面?zhèn)纫晥D；圖10是表示步進電機的驅(qū)動速度和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖；圖11是表示步進電機的驅(qū)動速度和自起動電流的關(guān)系的圖；圖12是表示現(xiàn)有步進電機的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖13是圖12中的XIII-XIII線剖面圖。符號的說明1 步進電機2 定子3、3′ 內(nèi)軛31、31′ 基部32 外周邊部33 開口34 磁極35、36 缺口37、37′ 突起部38、38′ 孔39 接合面4 外軛41 底部42 外周部421端部43 開口44 磁極45、46 缺口5 繞組51 繞線管52 繞線53 端子部531、532 端子54 定位用突起部6 轉(zhuǎn)子60 軸線61 旋轉(zhuǎn)軸62 永久磁鐵63 溝7 底板71 導向止推彈簧72 板簧8 安裝板9a、9b 軸承91、92 圓形開口10 架11、12 支持部13 安裝孔14 絲杠15 間隙20 夾具21 定位用圓柱部22 夾具23 定位用圓筒部24、25 側(cè)孔26 底部開口100步進電機120定子130內(nèi)軛131基部132外周邊部134磁極139接合面140外軛144磁極145臺階變形部150繞組160轉(zhuǎn)子161旋轉(zhuǎn)軸162永久磁鐵
170間隙用于實施發(fā)明的最佳方式下面，根據(jù)附圖所示優(yōu)選實施例詳細說明本發(fā)明的步進電極及步進電機的安裝方法。
圖1是表示本發(fā)明的步進電機的實施例的平面圖，圖2是圖1中的II-II線剖面圖，圖3是表示內(nèi)軛和外軛的構(gòu)成的分解斜視圖，圖4是表示外軛的構(gòu)成的平面圖，圖5是圖4中的V-V線剖面圖(端面圖)，圖6是表示內(nèi)軛的構(gòu)成的平面圖，圖7是圖6中的VII-VII線剖面圖(端面圖)。還有，在下面的說明中，將圖1及圖2中的右側(cè)稱為基端，將左側(cè)稱為尖端。
如圖1及圖2所示，本實施例的步進電機1是PM型步進電機，主要包括定子2；行旋轉(zhuǎn)地插入該定子2的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子6；固定于定子2的基端的底板(蓋)7；固定于定子2的尖端的安裝板8；軸承9a、9b；固定于安裝板8上的架10；和設(shè)置在轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸61上的絲杠14。
定子2準備了兩組單位體，單位體由一組內(nèi)軛3、外軛4及在其間設(shè)置的繞組5構(gòu)成，將它們固定為使兩內(nèi)軛3的各基部31接合。兩單位體具有基本相同的結(jié)構(gòu)，所以，下面，對一方(基端側(cè))的單位體代表性地進行說明。
如圖2～圖5所示，外軛4是由軟磁性材料構(gòu)成的有底筒狀部件，包括底部41、從底部41直立設(shè)置的圓筒狀外周部42、從在底部41的中心部形成的開口43的邊部朝著與外周部42相同的方向直立設(shè)置的多個磁極44。
另外，在外周部42上，在通過開口43相互對置的位置上形成缺口45和46。在缺口45上，插通在后述繞線管51上形成的端子部53并向外部突出，將在繞線管51上形成的定位用突起部54與缺口46配合，這樣進行對繞線管51的外軛4的定位。
在本實施例中，磁極44的個數(shù)為5個，各磁極44為與轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)中心(軸線60)為等距離地，即在同心圓上以等角度間隔進行配置。還有，各磁極44的寬度隨著遠離底部41的方向而逐漸減小。
在相鄰各磁極44間互不接觸地插入后述的內(nèi)軛3的磁極34。此時，磁極34和磁極44相互反向。
如圖2、圖3、圖6及圖9所示，內(nèi)軛3是由軟磁性材料構(gòu)成的部件，包括圓盤狀(圓環(huán)板狀)的基部31和從在基部31的中心部形成的開口33的邊部直立設(shè)置的多個磁極34。
基部31的外徑和外軛4的外徑(更詳細地說，是外周部42的端部421附近的外徑)基本相同。
還有，在基部31的外周部，在通過開口33相互對置的位置上形成缺口35和36。在缺口35上，插通在繞線管51上形成的端子部53并向外部突出，將在繞線管51上形成的定位用突起部54與缺口36配合，這樣進行對繞線管51的內(nèi)軛3的定位。
還有，在基部31，在通過開口33相互對置的位置上形成突起37和孔38。該突起部37和孔38分別與圖7中疊線所示的另一方的內(nèi)軛3′的孔38′和突起部37′配合，進行各內(nèi)軛3、3′的定位，即各單位體的定位。
在本實施例中，磁極34的數(shù)目和上述磁極44相同，都為5個，各磁極34和上述磁極44相同，為與軸線60為等距離地，即在同心圓上以等角度間隔進行配置。還有，各磁極34的寬度從基部31向圖7中的下方的方向而逐漸減小。
這樣的內(nèi)軛3和外軛4和上述現(xiàn)有的步進電機100中的內(nèi)軛130和外軛140不同，在其自身中沒有設(shè)置進行位置配合的部件(臺階變形部145)。因此，在安裝定子時，例如使用后述的夾具20或22進行內(nèi)軛3和外軛4的位置配合，將它們組合起來。
在將外軛4和內(nèi)軛3組合了的狀態(tài)下，將五個磁極44和五個磁極34在同心圓上交互地且相互不接觸地配置，形成總共10極的磁極。還有，在該狀態(tài)下，內(nèi)軛3的基部31與外周部42的端部421接觸，基部31的外周邊部32在外軛4的外周面附近露出。
這樣，在本發(fā)明中，基部31的外周邊部32和外周部42不接觸，因此，即使假定在基部31的外徑和外周部42的端部421附近的外徑中存在著尺寸誤差，該尺寸誤差也只是作為外周邊部32和外周部42的端部421附近的外周面的偏移而被吸收，對定子2內(nèi)側(cè)的磁極34和磁極44的位置關(guān)系設(shè)有影響。因此，間隙15的尺寸精度極高。
還有，在將外軛4和內(nèi)軛3組合了的狀態(tài)下，將繞組5插入到在外周部42和各磁極34、44間形成的環(huán)狀空間。繞組5是在由合成樹脂那樣的絕緣材料構(gòu)成的繞線管51上繞制繞線52而成的。在繞線管51上形成的端子部53是由在繞線管51的構(gòu)成材料(合成樹脂)中相互不接觸地埋設(shè)一對端子531、532而成的。并且，繞線52的兩端分別與端子部53的端子531、532電相連。
如果利用步進電機1的驅(qū)動電路(未圖示)、通過端子531、532對繞線52通電脈沖信號的話，繞組S就勵磁，發(fā)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)矩。并且，轉(zhuǎn)子6根據(jù)輸入的脈沖信號的脈沖數(shù)旋轉(zhuǎn)規(guī)定的步數(shù)，即規(guī)定的角度。
以上那樣的單位體例如通過焊接進行固定，以使各內(nèi)軛3、3′的基部31、31′接合。各基部31、31′的接合面最好盡可能沒有間隙，即緊密接合。
在這種情況下，兩單位體中一個單位體的各磁極34、44和另一個單位體的各磁極以在圓周方向偏離半極大小那樣的位置關(guān)系相固定。因而，在兩單位體構(gòu)成這樣的位置關(guān)系的位置處，形成上述突起部37和孔38、孔38′及突起部37′。根據(jù)這樣的構(gòu)成，步進電機1的步數(shù)共計20步。還有，也可以利用步進電機1的上述驅(qū)動電路進一步進行更小步驅(qū)動。
還有，在本發(fā)明中，磁極數(shù)和步進數(shù)并不限定于本實施例所舉的數(shù)，這自不待言。
轉(zhuǎn)子6由旋轉(zhuǎn)軸61和在旋轉(zhuǎn)軸61的外周設(shè)置的圓筒狀永久磁鐵62構(gòu)成。此時，將旋轉(zhuǎn)軸61和永久磁鐵62通過在永久磁鐵62的內(nèi)腔(軸孔)中壓入旋轉(zhuǎn)軸61、或者向永久磁鐵62的內(nèi)腔中插入(嵌入)旋轉(zhuǎn)軸61后，用粘接劑進行粘接來固定。
永久磁鐵62在徑向進行多極起磁(10極)。還有，在永久磁鐵62的縱向的大致中央部即內(nèi)軛3的基部31附近，沿其外周形成溝63，永久磁鐵62的外徑比別處減小。通過這樣構(gòu)成，能夠改善自起動電流，后述的步進電機各特性的提高效果將更明顯。
還有，作為永久磁鐵62，使用磁特性好的磁鐵，例如，以稀土類元素和過渡金屬作為基本成分的稀土類磁鐵，或者以稀土類元素、過渡金屬和硼作為基本成分的稀土類磁鐵。還有，永久磁鐵62的形態(tài)(種類)例如可以是粘結(jié)磁鐵和燒結(jié)磁鐵等任一種。
在將轉(zhuǎn)子6插入到定子2的內(nèi)腔(內(nèi)側(cè)的孔)的狀態(tài)下，上述各磁極34、44在除了永久磁鐵62的溝63之外的部分的外周面上非接觸對置。在這種情況下，在永久磁鐵62的外周面和各磁極34、44之間，最好形成0.05～0.25mm左右、特別是0.10～0.20mm左右的間隙15。
通過導向止推彈簧71，將底板7固定在定子2的基端，以便遮蔽定子2的內(nèi)腔。導向止推彈簧71在薄板環(huán)狀部件的中央部具有板簧72，利用該板簧72對旋轉(zhuǎn)軸61在尖端方向上加彈力(預壓)。
還有，將安裝板8固定在定子2的尖端，并在其支持部11中將架10固定在其尖端。定子2和安裝板8的固定例如最好利用等離子體焊接那樣的焊接來進行。
還有，架的支持部11和安裝板8的固定例如最好通過等離子體焊接那樣的焊接或利用彈簧連接來進行。
架10是板狀部件，在其基端側(cè)和尖端側(cè)分別具有向直角方向彎曲而形成的支持部11和12。在支持部11和安裝板8上形成圓形開口91，在圓形開口91中壓入軸承9a。還有，在支持部12上形成圓形開口92，在圓形開口92中壓入軸承9b。
還有，在架10上形成用于在規(guī)定部位安裝架10的安裝孔13。
旋轉(zhuǎn)軸61沿尖端方向延長到支持部12附近，由軸承9a和9b可旋轉(zhuǎn)地支持著。在本實施例中，軸承9a、9b使用燒結(jié)體構(gòu)成的滑動軸承，但也可以利用由樹脂成形而成的滑動軸承或滾動軸承。
在旋轉(zhuǎn)軸61的軸承9a、9b間的位置上設(shè)置絲杠14。如果轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)引起絲杠14旋轉(zhuǎn)的話，具有與絲杠14的螺紋嚙合的嚙合部的移動體(未圖示)就在旋轉(zhuǎn)軸61的縱向上移動相應于絲杠14的旋轉(zhuǎn)量的距離。該移動體的移動例如能夠在攝影機、電視攝像機、復印機等各種光學設(shè)備中用于光學系統(tǒng)的調(diào)焦和拉變焦距的鏡頭驅(qū)動中使用。
還有，內(nèi)軛3和外軛4也可以由純鐵那樣的軟磁性材料之外的鍍鋅鋼板、Fe-Cr合金等金屬材料構(gòu)成。
接著，說明步進電機1的安裝方法的一例。
圖8是表示本發(fā)明步進電機的第1安裝方法的部分剖面?zhèn)纫晥D。
第1安裝方法的特征在于，以定子2的內(nèi)徑(定子2的內(nèi)腔的內(nèi)徑)為基準來進行內(nèi)軛3和外軛4的位置配合。
下面詳細進行說明。首先，在繞線管51上繞制繞線52安裝繞組5，在內(nèi)軛3和外軛4之間即外周部42和各磁極34、44之間形成的環(huán)狀空間中插入繞組5。此時，分別在對應的缺口35、36、45、46中插入繞線管51的端子部53及定位用突起部54。還有，該操作對兩組單位體(由1組內(nèi)軛3、外軛4和繞組5構(gòu)成)進行。
接著，對兩單位體的各內(nèi)軛3、3′的基部31、31′進行定位和接合，使突起部37和孔38′及孔38和突起部37′分別配合，在該定子2的內(nèi)腔插入夾具20的定位用圓柱部21。此時，內(nèi)軛3、3′的基部31、31′的外周邊部32在外軛4的外周面附近露出，所以，內(nèi)軛3、3′可相對于外軛4移動。因此，對兩單位體的內(nèi)軛3和外軛4進行位置配合，以使各磁極34、44為與軸線60為等距離地，即在同心圓上進行配置。
還有，預先把安裝板8插入到夾具20的定位用圓柱部21上，定子2和安裝板8的位置配合也同時進行。
接著，在定子2上施加軸線60方向上的按壓力以盡可能減小接合面39的間隙，在此狀態(tài)下，例如利用等離子體焊接將接合面39的外周附近、基部31與外周部42的邊界部(外周的邊界部)和外軛4與安裝板8的邊界部(外周邊界部)分別焊接，將它們緊固(接合)起來。還有，把底板7設(shè)置在定子2的安裝板8的相反一側(cè)上，進行相同的操作，將定子2和底板7緊固。如上，結(jié)束了安裝定子2的第一工序。
接著，從夾具20中取出定子2，在定子2的內(nèi)腔中插入預先安裝的轉(zhuǎn)子6(第二工序)，還有，將軸承9a、9b固定在架10的支持部11、12上。
在將軸承9a嵌入到安裝板8的狀態(tài)下，例如用焊接、彈簧連接等方法將安裝板8和架10的支持部11緊固。這樣，完成了本發(fā)明的步進電機1。
圖9是表示本發(fā)明步進電機的第二安裝方法的部分剖面?zhèn)纫晥D。下面對該第二安裝方法進行說明，但對與上述第一安裝方法相同的事項、省略其說明。
第二安裝方法的特征在于，以定子2的外徑為基準來進行內(nèi)軛3和外軛4的位置配合。
首先，與上述相同，準備在內(nèi)軛3和外軛4之間插入了繞組5的兩組單位體。
接著，對兩單位體的各內(nèi)軛3、3′的基部31、31′進行定位和接合，以使突起部37與孔38′、以及孔38與突起部37′分別嵌合。將定子2插入到夾具22的定位用圓筒部23的內(nèi)腔中。這樣，對兩單位體的內(nèi)軛3和外軛4進行位置配合，以使各磁極34、44為與軸線60為等距離地，即在同心圓上進行配置。
還有，預先把安裝板8插入到夾具20的定位用圓筒部23中，定子2和安裝板8的位置配合也同時進行。
接著，在定子2上施加軸線60方向上的按壓力以盡可能減小接合面39的間隙，在此狀態(tài)下，例如利用等離子體焊接將接合面39的外周附近、基部31與外周部42的邊界部(外周的邊界部)和外軛4與安裝板8的邊界部(外周邊界部)分別焊接，將它們緊固(接合)起來。還有，把底板7設(shè)置在定子2的安裝板8的相反一側(cè)上，進行相同的操作，將定子2和底板7緊固。如上，結(jié)束了安裝定子2的第一工序。
接著，從夾具22中取出定子2，與上述相同，在定子2的內(nèi)腔中插入轉(zhuǎn)子6(第二工序)，例如利用焊接、彈簧連接等方法將安裝板8和架10的支持部11緊固。這樣，完成了本發(fā)明的步進電機1。
還有，向定子2的內(nèi)腔插入轉(zhuǎn)子6，能夠保持在夾具中裝有定子2的狀態(tài)下通過夾具22的底部開口26來進行。
為確認上述本發(fā)明的步進電機1的效果，研究了步進電機的驅(qū)動速度與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系和步進電機的驅(qū)動速度與自起動電流的關(guān)系。還有，作為比較例，對圖12及圖13所示的現(xiàn)有步進電機100也研究了相同的特性。在圖10及圖11的曲線圖中示出了其結(jié)果。
還有，各步進電機1、100的各條件及測量條件如下。
定子的外徑10mm定子的內(nèi)徑(本發(fā)明)4.3mm(設(shè)計值)定子的內(nèi)徑(比較例)5.3mm(設(shè)計值)定子的高度10mm間隙0.15mm(設(shè)計值)間隙的誤差(本發(fā)明)小于±0.05mm間隙的誤差(比較例)小于±0.11mm永久磁鐵Sm-Co灰磁性粉末制的粘合磁鐵磁極數(shù)10極×2個(共計20步)繞組規(guī)格45Ω指定電壓5.2V
驅(qū)動方法雙極2W1-2相勵磁如上所述，與比較例相比，本發(fā)明的步進電機的間隙誤差小，尺寸精度高。
還有，如圖10所示，與比較例相比，本發(fā)明的步進電機在高速區(qū)的牽入轉(zhuǎn)矩及牽出轉(zhuǎn)矩高。特別是，比較例的步進電機的最大自起動頻率在ck輸入時約為6140Hz，而本發(fā)明的步進電機的最大自起動頻率在ck輸入時約為7680Hz，最大自起動頻率提高。還有，比較例的步進電機的最大連續(xù)響應頻率在ck輸入時約為16130Hz，而本發(fā)明的步進電機的最大連續(xù)響應頻率可達17280Hz以上，最大連續(xù)響應頻率提高。
還有，如圖11所示，與比較例相比，本發(fā)明的步進電機在高速區(qū)的自起動電流(電壓)較低。特別是，ck輸入時4000Hz時本發(fā)明的步進電機的自起動電流約為21mA，而同一頻率時比較例的步進電機的自起動電流大于28mA，本發(fā)明的自起動電流也降低了25％以上。
以上，根據(jù)圖示的實施例說明了本發(fā)明的步進電機及步進電機的安裝方法，但本發(fā)明并不局限于此，特別是，構(gòu)成步進電機的各構(gòu)成元件能夠適當置換成能產(chǎn)生同樣功能的任意構(gòu)成元件。
還有，在上述實施例中，為提高結(jié)構(gòu)及磁路上的穩(wěn)定性(平衡)，作為定子2使用了兩組單位體，但也可以使用一組或三組以上的單位體。
還有，步進電機的用途也不限于上述各種光學設(shè)備中的光學系統(tǒng)中用于調(diào)焦和拉變焦距的鏡頭驅(qū)動，任何用途都可以。
還有，在圖示的實施例中對PM型步進電機進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，也可以是VR型或混合型步進電機。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的步進電機，內(nèi)軛基部的外周邊部在外軛的外周面附近露出，借此，能夠例如以內(nèi)徑基準進行內(nèi)軛和外軛的位置配合。這樣，定子各磁極和轉(zhuǎn)子間的間隙的尺寸精度提高，另外，還能夠防止漏磁，這樣，步進電機的各種特性提高。
還有，由于用更低的輸入值(電流)得到規(guī)定的轉(zhuǎn)矩，所以，能夠節(jié)省耗電，延長電池壽命，同時，一直到更高頻的區(qū)都可以旋轉(zhuǎn)，因此，驅(qū)動的高速化成為可能，角度精度也提高。
還有，根據(jù)本發(fā)明的步進電機，不需要在內(nèi)軛和外軛間設(shè)置上述臺階變形部那樣的由其自身進行位置配合的部件，還有，不需要精密加工那樣的特殊加工工序，所以，這些部件的制造(加工)變得容易，能夠價廉地制造。
還有，根據(jù)本發(fā)明的步進電機的安裝方法，能夠不使制造工序復雜化、容易且可靠地制造上述那樣特性優(yōu)異的步進電機，能夠和大量生產(chǎn)相適應。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的步進電機能夠用于調(diào)焦或拉變焦距等的鏡頭驅(qū)動，所以，能夠適合于在攝影機和電視攝像機等光學設(shè)備上安裝使用。
權(quán)利要求
1.一種步進電機，它具有包括至少一組內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組的定子和可旋轉(zhuǎn)地插入該定子內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子，上述內(nèi)軛上形成的多個磁極和上述外軛上形成的多個磁極沿上述轉(zhuǎn)子的外周面交互地配置，其特征在于，上述內(nèi)軛具有其外徑與上述外軛的外徑大體相等的圓盤狀的基部，該基部的外周邊部在上述外軛的外周面附近露出。
2.權(quán)利要求1記載的步進電機，其特征在于，上述定子將兩組內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組固定，使上述各內(nèi)軛的上述各基部接合。
3.權(quán)利要求1或2記載的步進電機，其特征在于，上述內(nèi)軛及外軛的各磁極和上述轉(zhuǎn)子的外周面不接觸，并且在與上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心為等距離的位置處設(shè)置。
4.權(quán)利要求1或2記載的步進電機，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子具有永久磁鐵，上述永久磁鐵在上述基部附近的外徑減小。
5.權(quán)利要求3記載的步進電機，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子具有永久磁鐵，上述永久磁鐵在上述基部附近的外徑減小。
6.權(quán)利要求1或2記載的步進電機，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置絲杠。
7.權(quán)利要求3記載的步進電機，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置絲杠。
8.權(quán)利要求4記載的步進電機，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置絲杠。
9.權(quán)利要求5記載的步進電機，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置絲杠。
10.一種步進電機的安裝方法，用于安裝權(quán)利要求1-9任一記載的步進電機，其特征在于包括第一工序，在內(nèi)軛和外軛間插入繞組、使上述內(nèi)軛和上述外軛位置配合而結(jié)合后安裝定子，第二工序，在上述定子的內(nèi)側(cè)插入轉(zhuǎn)子；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合以上述定子的內(nèi)徑為基準來進行。
11.權(quán)利要求10記載的步進電機的安裝方法，其特征在于，上述位置配合通過在上述定子的內(nèi)腔中插入夾具來進行。
12.一種步進電機的安裝方法，用于安裝權(quán)利要求1-5任一記載的步進電機，其特征在于包括第一工序，在內(nèi)軛和外軛間插入繞組、使上述內(nèi)軛和上述外軛位置配合而結(jié)合后安裝定子，第二工序，在上述定子的內(nèi)側(cè)插入轉(zhuǎn)子；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合以上述定子的外徑為基準來進行。
13.權(quán)利要求12記載的步進電機的安裝方法，其特征在于上述位置配合通過在夾具的內(nèi)腔中插入上述定子來進行。
14.權(quán)利要求13記載的步進電機的安裝方法，其特征在于上述內(nèi)軛和上述外軛的結(jié)合通過在上述夾具上形成的孔部來進行。
15.一種步進電機的安裝方法，用于安裝具有包括內(nèi)軛、外軛及在其間設(shè)置的繞組的定子及轉(zhuǎn)子、上述內(nèi)軛和外軛不能由其自身形狀進行位置配合的步進電機，其特征在于包括第一工序，在上述內(nèi)軛和上述外軛間插入上述繞組，使用夾具使上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合而結(jié)合后，安裝定子，第二工序，在上述定子的內(nèi)側(cè)插入上述轉(zhuǎn)子；上述第一工序中的上述內(nèi)軛和上述外軛的位置配合以定子的內(nèi)徑或外徑為基準來進行。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于以簡單的結(jié)構(gòu)防止內(nèi)軛和外軛的位置偏移、提高步進電機的各種特征。因此,步進電機1包括:定子2、可旋轉(zhuǎn)地插入到定子2的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子6、分別緊固在定子2的兩端的底板7和安裝板8、軸承9a、9b緊固在安裝板8上的架10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸61上的絲杠14。定子2準備了兩組,每一組包括內(nèi)軛3、外軛4及其間設(shè)置的繞組5,將其緊固為使內(nèi)軛3的各基部31相接合。內(nèi)軛3和外軛4接合為使內(nèi)軛3的基部31與外軛4的外周部42的端部421接觸,并且使基部31的外周邊部32在外軛4的外周面附近露出。
文檔編號H02K1/14GK1198853SQ97191082
公開日1998年11月11日 申請日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月14日
發(fā)明者宮下榮一, 田口康弘, 小松忠 申請人:精工愛普生株式會社