步進電機及電子器械的製作方法
2023-09-16 07:55:05
專利名稱：步進電機及電子器械的製作方法
技術領域：
本發明涉及進行數位相機及帶有相機的便攜電話機等聚焦及變焦等透鏡驅動等的驅動源所用的步進電機、以及具有該步進電機的電子器械。
背景技術：
步進電機具有良好的與數字控制系統的匹配性，最近，在數位相機及帶有相機的便攜電話機等電子器械中，被頻繁地用作進行聚焦及變焦等透鏡驅動等的驅動源。尤其對感應式步進電機而言，由於易於降低製造成本，且易於控制，因而被更頻率地使用。
所提供的該感應式步進電機有各種類型，比如已知有在形成為杯狀的殼體內，組裝有兩個定子(A相定子、B相定子)的二相PM型步進電機(比如參照專利文獻1及2)、以及不利用殼體的二相PM型步進電機(比如參照專利文獻3)等。
如圖7所示，比如，利用了殼體的二相PM型步進電機30具有轉子32，其由在圓周方向R多極磁化了的圓筒狀的永久磁鐵31來形成；A相定子33及B相定子34，其配置成以圍繞該轉子32的周圍的狀態，在轉子32的軸線L方向互相重合；殼體35，其在內部存放該A相定子33及B相定子34；託架36，其以該殼體35為蓋子，可支撐旋轉的轉子32。
此外，A相定子33及B相定子34具有相同的構成，分別具備勵磁線圈42，其在由樹脂材料形成的環狀繞線管40的外周上，卷繞線圈繞組41而構成；一對磁軛43，其沿軸線L方向，從兩側夾持該勵磁線圈42。
這樣，在該一對磁軛43內，分別形成有多個磁極齒44，其由形成於繞線管40的內周面的未圖示的導向溝被導向，且從兩側夾持繞線管40。此時，一對磁軛43的磁極齒44，在圓周方向R以非接觸狀態來依次配置，且以節距錯開的狀態來與繞線管40相組合。
此外，殼體35，內周面與一對磁軛43的外周相接觸。此外，卷繞於勵磁線圈42的線圈繞組41的終端，與繞線管40的外部連接端子45相連接，並可與電路部件等未圖示的外部部件通電連接。另外，繞線管40的外部連接端子45，通過形成於殼體35的未圖示的切口部而向外部露出。
另一方面，如圖8所示，不利用殼體的二相PM型步進電機50構成為由內磁軛52、形成為杯狀的外磁軛53、勵磁線圈42來構成一個磁軛單元51，並由兩個磁軛52、53來圍繞勵磁線圈42的周圍。
此外，該步進電機50固定為由一對託架54從兩側來夾持兩個磁軛單元51。
另外，在圖8中，對與圖7所示的步進電機30相同的構成要素附加同一符號，省略其說明。
專利文獻1JP專利特開2004-289961號公報專利文獻2JP專利特開2001-78419號公報專利文獻3JP專利特開平3-112356號公報然而，前述專利文獻1及2等中記載的現有步進電機存在以下課題。
即，利用了殼體的步進電機，如圖7所示，對殼體35而言，由於A相定子33與B相定子34由同一部件來構成，因而來自A相定子33或B相定子34之一的轉子磁鐵的磁通的流動，會對另一相產生影響。
具體地，利用圖9所示的磁等效電路的模式圖作以說明。首先，接受來自轉子磁鐵的磁通，在各定子33、34中，分別流動相位錯開90度的磁通。此時，理想的情況是一個定子33(34)的磁通流不幹涉另一個定子34(33)的磁通流，以獨立的狀態來流動。
然而，在現有的步進電機30中，如上所述，成為經由殼體35來連接兩個定子33、34的磁路的狀態。除此之外，導致各部件彼此之間的接觸部分一定會有磁阻。即，在以下合計五處的部分會產生磁阻一對磁軛43與殼體35相接觸的部位(P1)(四處)、以及一對磁軛43彼此之間面接觸的部位(P2)(一處)。
因此，磁通流不是理想狀態，定子33、34之間的磁相互幹涉較大，難以降低殘存轉矩(detent torque/無激磁保持轉矩)。其結果是，轉矩波動也較大，不能實現流暢的旋轉，而且容易發生振動及噪音等。
尤其是，由於除了五處磁阻之外，還有經由殼體35的直接磁通流入，因而這一問題便顯著地出現。
另一方面，對圖8所示的未利用殼體的步進電機50而言，儘管沒有經由殼體35的直接的磁通流入，但如圖10所示，在以下合計四處的部分會產生磁阻，即各磁軛單元51的、內磁軛52與外磁軛53相接觸的部位(P3)(二處)；兩個磁軛單元51的外磁軛53彼此之間相接觸的部位(P4)(一處)；兩個磁軛單元51的內磁軛52彼此之間面接觸的部位(P5)(一處)。
因此，儘管沒有利用了殼體35的步進電機30那樣大，但仍然易於受到磁相互幹涉的影響，難以降低殘存轉矩。其結果是，同樣容易發生振動及噪音等。
發明內容
本發明鑑於前述事實而成，其目的在於，提供一種可儘量減小磁相互幹涉，且可降低殘存轉矩，從而以順暢的旋轉來實現低振動化及低噪音化的步進電機及具有該步進電機的電子器械。
本發明為解決前述課題而提供以下裝置。
本發明的步進電機的特徵在於，包括轉子，其具有在圓周方向多極磁化了的圓筒狀的永久磁鐵；環狀的第一及第二磁軛單元，其被配置成以圍繞該轉子的周圍的狀態，在轉子的軸線方向互相重合；一對蓋構件，其沿前述軸線方向，從兩側夾持該第一及第二磁軛單元，且可繞軸線支撐前述旋轉的轉子，其中，前述第一及第二磁軛單元分別包括環狀的勵磁線圈；外磁軛，其具有外筒部，其以前述軸線為中心形成為圓筒狀，且可在內部存放前述勵磁線圈；背面部，其從該外筒部的一端側外緣向軸線方向只以規定距離彎曲90度；磁極齒，其從該背面部向軸線方向彎曲90度，且在勵磁線圈的圓周方向相隔一定間隔來形成多個；內磁軛，其具有以前述軸線為中心形成為環狀的環狀部；磁極齒，該磁極齒從該環狀部的內周面側向前述軸線方向彎曲90度，且在勵磁線圈的圓周方向相隔一定間隔來形成多個，並以對前述外磁軛的磁極齒非接觸狀態來交互等間隔排列，該內磁軛與前述外磁軛相組合，另外，前述第一及第二磁軛單元，以分別使前述背面部彼此之間面接觸的狀態來重合。
本發明涉及的步進電機，是一種感應式二相PM型步進電機，其由以下部件來構成具有永久磁鐵的轉子；成為A相定子的第一磁軛單元；成為B相定子的第二磁軛單元；沿軸線方向從兩側夾持兩個磁軛單元，且可繞軸線支撐旋轉的轉子的一對蓋構件。
尤其，它不是現有的利用殼體的電機，而是具有由外磁軛及內磁軛來圍繞勵磁線圈而構成的第一及第二磁軛單元的步進電機。即，勵磁線圈存放於外磁軛的外筒部與多個磁極齒之間。此時，勵磁線圈成為載置於連接外筒部的一端側與磁極齒的背面部上的狀態。這樣，該狀態下，內磁軛與外磁軛相組合，由此成為勵磁線圈被內磁軛與外磁軛來圍繞的狀態。這樣，由內磁軛與外磁軛來構成勵磁線圈所發生的磁通的磁路。另外，此時，內磁軛的磁極齒與外磁軛的磁極齒，被組合成以互相非接觸狀態在圓周方向交互等間隔排列。
此外，如此構成的第一及第二磁軛單元，分別以背面部彼此之間面接觸的狀態來重合被配置。即，成為由外筒部與背面部及磁極齒來形成了截面呈コ狀的外磁軛被重合成在背面部彼此之間面接觸的狀態。
這樣，成為磁阻的接觸部分便成為以下三個合計部位，即外磁軛彼此之間面接觸的部位；各磁軛單元的內磁軛與外磁軛相接觸的部位(外磁軛的外筒部、與內磁軛的環狀部相接觸的部位)。這樣，與現有的利用殼體且具有五處磁阻的示例、以及不使用殼體的其它現有示例即具有四處磁阻的現有步進電機相比較，可減少磁阻的發生部位。
此外，不僅只減少磁阻的發生部位，如果考慮兩個磁軛單元之間的磁通流入，現有電機將因內磁軛彼此之間相接觸的部位、以及外磁軛彼此之間相接觸的部位這兩個部位而發生磁通的流入，而本發明的步進電機只在外磁軛彼此之間相接觸的一個部位發生磁通流入。
其結果，與現有的不使用殼體的步進電機相比，由於可儘量抑制磁相互幹涉，因而難以受到兩個磁軛單元所發生的各磁通的影響。因此，可降低殘存轉矩，可實現順暢的旋轉，並可實現低振動化及低噪音化。
此外，本發明涉及的步進電機的特徵在於在前述本發明的步進電機中，前述勵磁線圈具有繞線管，其由非磁性材料形成為環狀，且具有外部連接端子；線圈繞組，其在該繞線管的外周面卷繞，且終端與前述外部連接端子相連接，另外，在前述繞線管的內周面，形成有導向溝，該導向溝對前述外磁軛及前述內磁軛的磁極齒分別導向，且被配置於規定位置。
在本發明涉及的步進電機中，由於可以通過只在繞線管的外周面卷繞線圈繞組來製造勵磁線圈，因而易於製造。而且可以可靠地獲得具有規定的繞組數及大小的勵磁線圈。此外，由於繞線管具有外部連接端子，因而可以通過連接線圈繞組的終端，來可靠地與電路部件等外部部件電連接。
尤其是，由於在繞線管的內周面，形成有對各磁軛的磁極齒進行導向的導向溝，因而在使外磁軛與勵磁線圈及內磁軛相組合時，可以容易且可靠地將各磁極齒配置成以非接觸狀態在圓周方向交互等間隔排列。這樣，可進行高精度的裝配。由此可減少擅自漏磁，提高轉矩性能。
此外，本發明的電子器械的特徵在於具有前述本發明的步進電機。
在本發明涉及的電子器械中，由於所配備的步進電機與現有電機相比，降低殘存轉矩，且順暢地旋轉，並提高了低振動化及低噪音化，因而在利用該步進電機的驅動力來驅動各種機構時，可以進行更為安靜且順暢的驅動。由此可提高性能及可靠性。
此外，本發明的電子器械的特徵在於在前述本發明的電子器械中，包括相機模塊，該相機模塊具有配置成可沿光軸移動的透鏡體；透鏡驅動單元，其隨著前述轉子的旋轉而使前述透鏡體沿前述光軸移動；配置於前述光軸上的攝像元件。
在本發明涉及的電子器械中，當使轉子旋轉時，透鏡驅動單元動作，並使透鏡體沿光軸自由移動。這樣可任意調整配置於光軸上的攝像元件、與透鏡體的距離。由此，可以邊進行聚焦及變焦等，邊進行攝像。尤其是，由於利用低振動化及低噪音化得到提高的步進電機，因而可以以更為安靜且順暢的動作來進行聚焦及變焦等。
根據本發明涉及的步進電機，可儘量減小磁相互幹涉，可得到足夠低且穩定的殘存轉矩性能，可實現順暢的旋轉，且可實現低振動化及低噪音化。
此外，根據本發明的電子器械，當利用步進電機的驅動力來驅動各種機構時，可以進行更安靜且順暢的驅動，可提高性能及可靠性。
圖1是表示具有本發明涉及的步進電機的電子器械的一種實施方式的剖視圖。
圖2是表示圖1所示的步進電機的一種實施方式的剖視圖。
圖3是圖2所示的步進電機的分解立體圖。
圖4是圖1所示的步進電機的繞線管的立體圖。
圖5是模式地表示圖1所示的步進電機的磁等效電路的圖。
圖6是使圖2所示的步進電機動作時的、殘餘轉矩相對轉子旋轉角的變化圖。
圖7是表示具有殼體的現有步進電機一例的剖視圖。
圖8是表示沒有殼體的現有步進電機一例的剖視圖。
圖9是模式地表示圖7所示的步進電機的磁等效電路的圖。
圖10是模式地表示圖8所示的步進電機的磁等效電路的圖。
符號說明L軸線 L1光軸 1步進電機2永久磁鐵 3轉子 4第一磁軛單元5第二磁軛單元 6、7一對板(一對蓋構件) 12勵磁線圈13外磁軛 13a外筒部 13b背面部13c外磁軛的磁極齒 14內磁軛14a環狀部14c內磁軛的磁極齒 20磁軛定位單元100帶有相機的便攜電話機(電子器械) 101透鏡體102透鏡驅動單元103攝像元件 104相機模塊具體實施方式
以下，參照圖1至圖6，來說明本發明涉及的步進電機及電子器械的一種實施方式。
本實施方式的帶有相機的便攜電話機(電子器械)100，如圖1所示，包括相機模塊104，其具有步進電機1；可沿光軸L1移動地被配置的透鏡體101；透鏡驅動單元102，其隨著步進電機1的後述轉子3的旋轉而使透鏡體101沿光軸L1移動；配置於光軸L1上的攝像元件103。
前述步進電機1，如圖2及圖3所示，是感應式二相PM型步進電機1，其包括轉子3，其具有在圓周方向R多極磁化了的圓筒狀的永久磁鐵2；環狀的第一磁軛單元4及第二磁軛單元5，其被配置成以圍繞該轉子3的周圍的狀態，在轉子3的軸線L方向互相重合；一對板(一對蓋構件)6、7，其沿軸線L方向從兩側夾持該第一及第二磁軛單元4、5，且可圍繞軸線L支撐旋轉的轉子3。
前述永久磁鐵2，按照圍繞在軸線L方向延伸的軸8周圍的方式，形成為圓筒狀，並且相對該軸8被一體固定。此外，該永久磁鐵2，比如在圓周方向R將磁極分割成8份，並被磁化成極性交互相異。即，由該永久磁鐵2及軸8來構成轉子3。
另外，軸8與永久磁鐵2通過在它們之間夾裝粘接劑等來固定。
前述第一磁軛單元4與第二磁軛單元5均具有同一構成。因而在這裡只詳細說明第一磁軛單元4。
該第一磁軛單元4是成為A相定子的部分，且具有環狀的勵磁線圈12，其由圖3所示的繞線管10與卷繞於該繞線管10的外周的線圈繞組11來構成；外磁軛13；內磁軛14。
前述繞線管10由樹脂性材料來形成為環狀，在外周面，形成有可卷繞線圈繞組11的溝部10a，而且在內周面，形成有導向溝10b，該導向溝對內磁軛14及外磁軛13的後述磁極齒(クロ一ポ一ル/凸極；感應器)13c、14c分別進行導向，並配置於規定位置。
此外，在繞線管10的外周，設有向外突出的突起部10c，在該突起部10c上，設有金屬制的外部連接端子10d，該外部連接端子連接線圈繞組11的終端，並與電路部件等未圖示的外部部件電連接。此外，卷繞於繞線管10的溝部10a的線圈繞組11，如圖2所示，按照不從繞線管10的外周向外突出的方式，在溝部10a的深度以內容納。
前述外磁軛13具有外筒部13a、背面部13b和磁極齒13c；該外筒部13a比如利用純鐵等磁性體金屬材料，以軸線L為中心形成為圓筒狀，且可在內部存放勵磁線圈12；該背面部13b從該外筒部13a的一端側外緣向軸線L方向只以規定距離來彎曲90度；該磁極齒13c從該背面部13b向軸線L方向只以規定距離來彎曲90度，且以由繞線管10的導向溝10b來導向，而與繞線管的內周面10對置配置的狀態，在圓周方向R相隔一定間隔來形成有多個。
另外，在本實施方式中，以在圓周方向R相隔一定間隔來並排形成有四個磁極齒13c的場合作為示例。
外筒部13a，以比勵磁線圈12的高度及外徑大若干的尺寸來形成，在另一端側的外緣，形成有對內磁軛14相對軸線L方向進行定位的階梯部13d。此外，在外筒部13a的一部分上，形成有切口部13e，該切口部使內磁軛14相對圓周方向R定位，且與繞線管10的突起部10c嵌合，而使勵磁線圈12相對軸線L方向及圓周方向R這兩個方向定位。有關這些定位的詳情後述。
背面部13b根據勵磁線圈12的厚度，從外筒部13a的一端側外緣向軸線L彎曲。即，被彎曲成在外筒部13a與磁極齒13c之間具有可存放勵磁線圈12的間隔。
磁極齒13c被設置成位於外筒部13a的內側，且長度被調整成前端位於階梯部13d的附近。此外，被設置成寬度向前端逐漸收窄，即，成為梯形形狀。此外如上所述，當在磁極齒13c與外筒部13a之間存放有勵磁線圈12時，各磁極齒13c由繞線管10的導向溝10b被導向，並在繞線管10的內周面對置配置。
內磁軛14，與外磁軛13同樣，具有環狀部14a、磁極齒14c；該環狀部14a比如由純鐵等磁性體金屬材料來形成，與前述背面部13b同樣，以軸線L為中心形成為環狀；該磁極齒14c從該環狀部14a的內周側向軸線L方向彎曲90度，並按照由繞線管10的導向溝10b來導向，且在繞線管10的內周面對置配置的方式，在圓周方向R相隔一定間隔來形成多個，並且以相對外磁軛13的磁極齒13c非接觸狀態，在圓周方向R交互等間隔排列。
此外，在本實施方式中，以內磁軛14的磁極齒14c也與外磁軛13的磁極齒13c同樣，在圓周方向R相隔一定間隔來並排設置有四個的場合作為示例。
此外，該內磁軛14在與外磁軛13組合時，通過環狀部14a與外磁軛13的階梯部13d相接觸，來對軸線L方向定位。
此外，在環狀部14a的外周側的一部分上，形成有與外磁軛13的切口部13e嵌合的突起部14b。由此，可以以使內磁軛14及外磁軛13相對圓周方向R定位的狀態來進行組合。
即，階梯部13d、切口部13e以及突起部14b構成磁軛定位單元20，該單元在將內磁軛14與外磁軛13相組合時，對兩個磁軛13、14定位。
此外，內磁軛14的磁極齒14c與外磁軛13的磁極齒13c同樣，長度被調整成前端位於背面部13b的附近。此外，被設置成寬度向前端逐漸收窄，即，成為梯形形狀。這樣，各磁極齒14c便在繞線管10的內周面對置配置。
此外，對於內磁軛14的磁極齒14c，按照在使突起部14b與切口部13e相嵌合時，進入到外磁軛13的磁極齒13c之間，即節距錯開的方式，利用繞線管10的導向溝10b來進行導向。由此，在使外磁軛13與內磁軛14相組合時，各磁極齒13c、14c如上所述，以非接觸狀態在圓周方向R交互地等間隔排列。
如此構成的成為A相定子的第一磁軛單元4、以及成為B相定子的第二磁軛單元5，被配置成以使外磁軛13的背面部13b彼此之間互相面接觸的狀態來重合，並由焊接來互相接合。
此時，第一磁軛單元4的外磁軛13的磁極齒13c、與第二磁軛單元5的內磁軛14的磁極齒14c，被接合成相對軸線L方向錯開磁極齒節距的1/4節距。此外在該狀態下，兩個外磁軛13的切口部13e相對軸線L方向相一致。
一對板6、7是以與外磁軛13的外徑相同大小形成的圓形板，以從兩側來夾持相重合的第一及第二磁軛單元4、5的狀態，通過焊接來與各磁軛單元4、5相接合。此外，該一對板6、7具有軸承部6a、7a，該軸承部中分別插通軸8，且可繞軸線L旋轉地支承該軸8。
如此構成的步進電機，如圖1所示，與固定於第一支承板110的電機支承部件111連接並固定。該第一支承板110與截面形成コ狀的蓋112相連接，從而以具有內部空間的狀態來覆蓋第一支承板110的上面。此外，由該第一支承板110及蓋112，來構成相機模塊104的殼體113。
此外，在第一支承板110的背面安裝有電路基片114，其安裝有未圖示的控制部、電機驅動器和信號處理部以及前述攝像元件103。其中，攝像元件103的設置位置被調整成容納於形成在第一支承板110上的開口部110a內。此外，該攝像元件103比如是CCD及CMOS等半導體器件。
此外，前述控制部具有CPU及存儲器等，且控制攝像元件103的動作，還對相機模塊104整體進行綜合控制。此外，電機驅動器分別向步進電機1的各勵磁線圈12的繞組終端供給電流。此外，信號處理部對從攝像元件103輸出的信號進行處理，並向控制部輸出。
在攝像元件103的上方配有透鏡體101。該透鏡體101由圓筒狀有透鏡固定部115、以及固定於該透鏡固定部115的內周面上的一個或多個透鏡R來構成。攝像元件103如上所述，設置位置被調整成配置於這些透鏡R的光軸L1上。此外，在蓋112上，在位於透鏡R的光軸L1上的部位，形成有採光孔112a。
此外，在透鏡固定部115的外周，按照以中間隔著光軸L1來互相對置的方式，設有一對凸部116、117。在這些一對凸部116、117上，分別形成有一對導向軸118、119可從中插通的貫通孔及溝等的導向孔116a、117a。
該一對導向軸118、119比如是圓棒，在以中間隔著透鏡體101的位置上，與光軸L1平行配置，兩端分別被固定到蓋112及第一支承板110上，即，透鏡體101以被一對導向軸118、119支承的狀態，內置到殼體113的內部空間內，並被配置到攝像元件103與採光孔112a之間。此外，一對導向軸118、119與一對導向孔116a、117a之間可自由滑動。這樣，透鏡對便可沿一對導向軸118、119，在光軸L1方向移動。
此外，一對凸部116、117中的一個凸部116，形成為在離開透鏡體101的方向延伸，且在其前端具有與進給絲槓軸120的螺紋部120a螺紋接合的螺母部116b。
該進給螺紋軸120，在與一對導向軸118、119中的一個導向軸118鄰接的位置上，同樣被配置成與光軸L1平行。此外，該進給絲槓軸120的兩端，分別由蓋112及第一支承板110來可旋轉地固定。這樣，進給絲槓軸120可繞與光軸L1平行的軸線L2旋轉。
此外，在進給絲槓軸120的第一支承板110側，形成有與該進給絲槓軸120一體成型的從動齒輪120b，其前端的蓋112側部分成為在外周面形成有螺紋溝的螺紋部120a。這樣，如上所述，該螺紋部120a便與一個凸部116的螺母部116b螺紋接合。此時，由於透鏡體101由一對導向軸118、119來支承，因而當使進給絲槓軸120繞軸線L2旋轉時，螺母部116b不隨進給絲槓軸120旋轉，而向軸線L2方向移動。即，旋轉運動被轉換成直線運動。
此外，進給絲槓軸120的從動齒輪120b，經由傳動機構121與步進電機1的軸8連接，並伴隨軸8的旋轉，而繞軸線L2旋轉。
具體而言，在步進電機1的軸8的一端側，固定有驅動齒輪122，並與中間齒輪123的輸入齒輪123a嚙合。此外，步進電機1的軸8的另一端側，由固定於蓋112的未圖示的軸承來可旋轉地支承。
前述中間齒輪123，還與三個中間齒輪124、125、126依次嚙合。這樣，與進給絲槓軸120鄰接配置的中間齒輪126的輸出齒輪126a與從動齒輪120b嚙合。由此，軸8的旋轉力在被各中間齒輪123、124、125、126經過三階段的減速後，傳送給進給絲槓軸120。
此外，各中間齒輪123分別以軸構件130為中心旋轉。這些各軸構件130的兩端，分別被第一支承板110、以及與第一支承板110對置配置的第二支承板131可旋轉地支承。即，這些各中間齒輪123、124、125、126、驅動齒輪122以及軸構件130，構成前述傳動機構121。
此外，螺母部116b、進給絲槓軸120以及傳動機構121，構成前述透鏡驅動單元102，其伴隨轉子3即軸8的旋轉，而使透鏡體101移動。
接下來，參照圖2及圖3，來說明本實施方式的步進電機1的裝配方法。以下說明的裝配方法只是一個示例，並不限定於該裝配順序。
首先，使第一磁軛單元4的外磁軛13、以及第二磁軛單元5的外磁軛13在背面部13b彼此之間重合。此時，按照兩個外磁軛13的磁極齒13c，繞軸線L只錯開規定角度的方式，利用未圖示的夾具來正確地進行重合。另外，該狀態是兩個外磁軛13的切口部13e相對軸線L方向達到了一致的狀態(處於直線上的狀態)。該兩個外磁軛13的位置配合結束後，利用焊接來接合兩個外磁軛13。
接下來，在第一磁軛單元4的外磁軛13內，存放勵磁線圈12。即，在外磁軛13的外筒部13a與多個磁極齒13c之間，存放勵磁線圈12。此時，使繞線管10的突起部10c與外磁軛13的切口部13e相嵌合，同時存放勵磁線圈12，從而由繞線管10的導向溝10b來對磁極齒13c進行導向。由此，便可以以定位於外磁軛13的狀態，來放置勵磁線圈12，同時成為在勵磁線圈12的內周面對置配置了磁極齒13c的狀態。
在存放了勵磁線圈12後，按照由外磁軛13來被覆的方式，組合內磁軛14。此時，由於內磁軛14的突起部14b與外磁軛13的切口部13e相嵌合，且內磁軛14的環狀部14a與外磁軛13的階梯部13d相接觸，因而可以以可靠地相對軸線L方向及圓周方向R這兩個方向定位的狀態，來組合內磁軛14與外磁軛13。此時，內磁軛14的磁極齒14c，由繞線管10的導向溝10b來導向。
由此，內磁軛14的磁極齒14c與外磁軛13的磁極齒13c被配置成以互相非接觸狀態在圓周方向R上交互等間隔排列。此外，內磁軛14的磁極齒14c與外磁軛13的磁極齒13c同樣，也成為相對勵磁線圈12的內周面對置配置的狀態。
另外，在組合了內磁軛14與外磁軛13時，內磁軛14進入到外磁軛13內，內磁軛14在軸線L方向上不過度突出。
接下來，暫時固定內磁軛14與外磁軛13，從而不使內磁軛14脫落，然後，與前述第一磁軛單元4的裝配方法同樣，裝配第二磁軛單元5。由此來暫時固定第二磁軛單元5的外磁軛13及內磁軛14。
接下來，按照貫穿第一及第二磁軛單元4、5的方式，來插入轉子3。插入轉子3後，使軸8在軸承部6a、7a內通插，並且按照從兩側夾入第一及第二磁軛單元4、5的方式，來安裝一對板6、7。此時，如圖2所示，用夾具來調整永久磁鐵2與第一及第二磁軛單元4、5的磁極齒13c、14c之間，以便成為空有規定的距離H的狀態。接下來，通過焊接來接合一對板6、7與兩個外磁軛13。
由此，可裝配步進電機1。
接下來，對以下場合作以說明使按前述來構成的步進電機1動作，並使帶有相機的便攜電話機100的相機模塊104動作，比如在已變焦的狀態下對未圖示的被攝體進行攝像。
首先，當使用者邊通過帶有相機的便攜電話機100的未圖示顯示面板來確認被攝體，邊進行變焦操作時，安裝於相機模塊104的電路基板114的控制部為使步進電機1動作，而使電流流入各勵磁線圈12。當電流流入各勵磁線圈15時，第一及第二磁軛單元4、5的各磁極齒16a、17a依次被N極、S極勵磁。其結果，可使轉子3繞軸線L來旋轉。
由於伴隨轉子3的旋轉，軸8也繞軸線L旋轉，因而固定於軸8的一端側的驅動齒輪122也同樣旋轉。通過該驅動齒輪122的旋轉，所嚙合的各中間齒輪123、124、125、126也依次以軸構件130為中心旋轉，當減速到規定的轉速後，使進給絲槓軸120的從動齒輪120b旋轉。由此，螺紋部120a繞軸線L2，以規定的轉速旋轉。
此外，與螺紋部120a螺紋接合的一個凸部116的螺母部116b，隨著進給絲槓軸120的旋轉，沿軸線L2方向移動。由此，固定於一個凸部116的透鏡體101整體沿一對導向軸118、119，向軸線L2方向即光軸L1方向移動。其結果，可使由透鏡固定部115固定的透鏡R接近攝像元件103，且可進行變焦。因此，使用者可在已變焦的狀態下對被攝體進行攝像。
另外，儘管所說明的是進行變焦的場合，但也可以通過改變轉子3的旋轉方向，來使透鏡體101離開或接近攝像元件103，可以自由地進行調焦。
尤其是，對本實施方式的步進電機1而言，第一及第二磁軛單元4、5分別以在背面部13b彼此之間面接觸的狀態來重合，即，成為由外筒部13a與背面部13b及磁極齒13c來形成為截面呈コ狀的外磁軛13被重合成在背面部13b彼此之間面接觸的狀態。
這樣，如圖2及圖5所示，成為磁阻的接觸部分便成為以下三個合計部位，即外磁軛13彼此之間面接觸的部位(P10)、以及各磁軛單元4、5的內磁軛14與外磁軛13相接觸的部位(P11)。這樣，與現有的利用殼體且具有五處磁阻的示例、以及不使用殼體的其它現有示例即具有四處磁阻的現有的步進電機相比較，可減少磁阻的發生部位。
此外，不僅只減少磁阻的發生部位，如果考慮兩個磁軛單元4、5之間的磁通流入，現有的步進電機50如圖8及圖10所示，因內磁軛52彼此之間相接觸的部位(P5)、以及外磁軛53彼此之間相接觸的部位(P4)這兩個部位而發生磁通流入，而本實施方式的步進電機1，則如圖2及圖5所示，只在外磁軛13彼此之間的一部位(P10)發生磁通流入。
其結果，與現有的不使用殼體的步進電機相比，由於可儘量抑制磁相互幹涉，因而難以受到兩個磁軛單元4、5所發生的各磁通的影響。因此，如圖6所示，與現有電機相比，可降低殘存轉矩(峰值位置及周期性均達到穩定，且振幅較小，殘餘轉矩降低)，可實現順暢的旋轉，從而可實現低振動化及低噪音化。
此外，由於不是利用殼體的構成，而是使外磁軛13、內磁軛14與勵磁線圈12相組合的構成，因而易於裝配。即，不是預先分別單獨裝配成第一磁軛單元4(A相定子)及第二磁軛單元5(B相定子)，然後將各磁軛單元4、5組裝到殼體內的構成，而是如上所述，可以在一系列的流程中依次組合各構成品部件。這樣，易於裝配，且易於進行高精度的裝配。此外，由於無需殼體，因而可進一步實現小型化。
此外，在進行裝配時，可以利用磁軛位置確定單元20，來使外磁軛13的磁極齒13c以及內磁軛14的磁極齒14c，以非接觸狀態向圓周方向R交互等間隔排列的方式定位，並以該狀態，來組合內磁軛14及外磁軛13。這樣，可進一步提高裝配精度。其結果，可減少無效的漏磁，可提高轉矩性能。
另外，本發明的技術範圍不限於前述實施方式，在不脫離本發明的宗旨的範圍內可進行各種變更。
比如在前述實施方式中，作為電子器械，以帶有相機的便攜電話機為例進行了說明，但不限於該場合。比如，也可以是數位相機等。
此外，在前述實施方式中，構成為將轉子的磁極數設為8個，並將各磁軛單元的磁極齒各設為4個，但不限於該場合，也可以適當地將轉子的磁極數改為4、6或10等，將磁軛的磁極齒數改為2、3或5等。
此外，儘管在繞線管的外周卷繞線圈繞組來構成勵磁線圈，但不限於該場合，比如，也可以不使用繞線管，而將預先形成為環狀，且表面呈絕緣狀態的空芯線圈用作勵磁線圈。在該場合下，也具有與前述實施方式同樣的作用效果。此外，在利用空芯線圈的場合下，可以構成為在兩個磁軛單元中設置連接於空芯線圈的繞組終端的專用端子，並與電路部件等外部電路電連接。
權利要求
1.一種步進電機，其特徵在於，包括轉子，其具有在圓周方向多極磁化了的圓筒狀的永久磁鐵；環狀的第一及第二磁軛單元，其被配置成以圍繞該轉子的周圍的狀態，在轉子的軸線方向互相重合；一對蓋構件，其沿前述軸線方向，從兩側夾持該第一及第二磁軛單元，且支撐前述可繞軸線旋轉的轉子，前述第一及第二磁軛單元分別包括環狀的勵磁線圈；外磁軛，其具有外筒部，其以前述軸線為中心形成為圓筒狀，且可在內部存放前述勵磁線圈；背面部，其從該外筒部的一端側外緣向軸線方向只以規定距離彎曲90度；磁極齒，其從該背面部向軸線方向彎曲90度，且在勵磁線圈的圓周方向相隔一定間隔來形成多個；內磁軛，其具有以前述軸線為中心形成為環狀的環狀部；磁極齒，該磁極齒從該環狀部的內周面側向前述軸線方向彎曲90度，且在勵磁線圈的圓周方向相隔一定間隔來形成多個，並以對前述外磁軛的磁極齒非接觸狀態來交互等間隔排列，該內磁軛與前述外磁軛相組合，前述第一及第二磁軛單元，以分別使前述背面部彼此之間面接觸的狀態來重合。
2.根據權利要求1所述的步進電機，其特徵在於前述勵磁線圈具有繞線管，其由非磁性材料形成為環狀，且具有外部連接端子；線圈繞組，其在該繞線管的外周面卷繞，且終端與前述外部連接端子相連接，在前述繞線管的內周面，形成有導向溝，該導向溝對前述外磁軛及前述內磁軛的磁極齒分別導向，且被配置於規定位置。
3.一種電子器械，其特徵在於具有權利要求1或2所述的步進電機。
4.根據權利要求3所述的電子器械，其特徵在於，包括相機模塊，該相機模塊具有配置成可沿光軸移動的透鏡體；透鏡驅動單元，其隨著前述轉子的旋轉而使前述透鏡體沿前述光軸移動；配置於前述光軸上的攝像元件。
全文摘要
提供一種儘量減小磁相互幹涉，且可降低殘存轉矩，並以順暢的旋轉來實現低振動化及低噪音化的步進電機(1)以及具有該電機的電子器械，該電機具有具有永久磁鐵(2)的轉子(3)；第一及第二磁軛單元(4、5)，其配置成在轉子的軸線L方向互相重合；一對蓋構件(6、7)，其可繞軸線旋轉地支承轉子，其中，第一及第二磁軛單元分別具有環狀的勵磁線圈(12)；外磁軛(13)，其具有在圓周方向相隔一定間隔來形成多個的磁極齒；內磁軛(14)，其具有在圓周方向相隔一定間隔來形成多個、且以相對外磁軛的磁極齒非接觸的狀態在圓周方向交互等間隔排列的磁極齒，另外，第一及第二磁軛單元以分別使背面部彼此之間面接觸的狀態來重合。
文檔編號H02K37/14GK1945944SQ200510108179
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月9日 優先權日2005年10月9日
發明者周榮濱 申請人:精工電子有限公司, 亞洲光學股份有限公司