专利名称：马达及其制造方法
技术领域：
本发明涉及马达及其制造方法。
背景技术：
在数码照相机、数码摄像机、FDD及ODD等使用的步进马达等中的转子的惯性矩较小时，会发生转子的转速不匀及振动。因此，多数在旋转轴上安装圆筒状的惯性环，惯性环的外径尺寸越大所得到的惯性矩就越大。
然而，若在旋转轴的长度方向上的位于定子内侧的位置的部分设置惯性环，则惯性环所占部分会导致马达大型化。另外，若在定子的内侧配置惯性环，则不可能设置定子的内径尺寸以上的惯性环。另一方面，作为防止转子共振的技术，提出将惯性负荷固接在旋转轴的长度方向上的从定子的输出端部的相反侧端部突出的基端侧(例如参照专利文献1)。
专利文献1日本专利特开平7-236263号公报然而，如专利文献1所公开的结构，将惯性环固接在旋转轴的长度方向上的从定子的输出端部的相反侧端部突出的基端侧，则马达的全长变长。另外，为防止转子的振动，将旋转轴的前端侧利用轴承支撑，且在旋转轴的基端侧利用弹簧对旋转轴施加向前端侧的作用力时，会失去保持弹簧的部分。
发明内容
鉴于以上问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种即使在旋转轴的基端侧上对旋转轴施加向前端侧的作用力时，也能增大旋转轴的惯性矩的马达及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明的马达中，包括在旋转轴周围具有转子磁铁的转子；在半径方向外侧与所述转子磁铁相对的定子，其特征在于，所述旋转轴的前端侧具有从所述定子的输出侧端部突出的输出轴部，该输出轴部上固接有金属制的惯性环。
本发明中，在旋转轴的前端侧的从定子的输出侧端部突出的输出轴部上固接有金属制的惯性环，因此与在定子的内侧设置惯性环的情况不同，可使马达小型化，且可设置定子的内径尺寸以上的惯性环。另外，旋转轴的前端侧的输出轴部上固接有惯性环，因此与将惯性环固接在从定子的输出端部的相反侧端部突出的基端侧的情况不同，在定子的反输出侧端部等固定有施力装置，该施力装置用于在旋转轴的基端侧对旋转轴施加向前端侧的作用力。
本发明的马达中，所述定子的输出侧端部上固接有马达架，该马达架包括具有供所述旋转轴贯通的旋转轴插通孔且固接在所述定子的输出侧端部上的固定板部；与该固定板部相对且支撑所述旋转轴的前端部的支撑板部；以及使所述固定板部与所述支撑板部连接的连接板部，在所述输出轴部上即所述固定板部与所述支撑板部间固接有所述惯性环。
要制造如此结构的马达，最好在将马达架固接于定子的输出侧端部后，使所述旋转轴从该旋转轴的前端侧通过所述定子的内侧及所述旋转轴插通孔，接下来，使所述惯性环通过所述输出轴部，然后，将该惯性环固接在所述输出轴部上。若采用此结构，即使在将马达架固接于定子的输出侧端部后，也可使转子通过定子的内侧。另外，即使在惯性环的外径尺寸大于旋转轴插通孔的内径尺寸，且转子磁铁的外径尺寸大于旋转轴插通孔的内径尺寸时也可对马达进行组装。
本发明的马达中，最好使所述惯性环的外径尺寸大于所述转子磁铁的外径尺寸。若采用此结构，可得到较大的惯性矩。
本发明的马达中，最好将所述惯性环固接在所述输出轴部上的将旋转力传达至外部的旋转传达部与所述马达架的所述支撑板部间的所述输出轴部上。若采用此结构，无需使惯性环通过输出轴部的旋转传达部，因此即使在旋转传达部形成为大直径时，也可安装惯性环。另外，若使输出轴部的前端侧形成为细直径，则可安装内径尺寸较小的惯性环，因此即使外径尺寸相同也可使用质量较大的惯性环，从而得到较大的惯性矩。而且，无需使惯性环通过输出轴部的旋转传达部，因此不会在使惯性环通过形成在旋转传达部上的螺沟时对其造成损伤。
本发明的马达中，最好使所述输出轴部在夹着第1台阶部的两侧具有小直径的第1轴部和直径大于该第1轴部的第2轴部，所述第1台阶部呈锥面，所述惯性环固接于所述第1轴部，且该惯性环的中央孔内位于所述第2轴部侧的开口缘呈倾斜面，该倾斜面与马达轴线所构成的角度大于所述第1台阶部与马达轴线所构成的圆锥角。若采用此结构，可使惯性环定位于第1台阶部。另外，在使惯性环通过第1轴部时，可由惯性环的倾斜面和第1台阶部的锥面规定惯性环在半径方向的位置，可将惯性环呈同心状地安装于输出轴部。
本发明的马达中，最好使所述第1台阶部、以及所述惯性环的中央孔内位于所述第2轴部侧的开口缘均形成为圆锥面。
本发明的马达中，最好使所述惯性环利用粘合剂固接于所述输出轴部，形成在所述惯性环中央孔的一侧的开口缘上的所述倾斜面与所述输出轴部的所述第1台阶部间构成作为粘合剂存放槽的间隙。若采用此结构，在利用粘合剂将惯性环固接于输出轴部时，从惯性环与输出轴部间溢出的粘合剂不会流动到不必要的地方。因此，可防止粘合剂附着到旋转传达部上。
本发明的马达中，最好使所述输出轴部在所述第2轴部的与所述第1轴部的相反侧具有外径尺寸大于所述第2轴部的外径尺寸的第3轴部，该第3轴部与所述第2轴部间形成有第2台阶部。若采用此结构，能利用第2台阶部完全堵住从惯性环与输出轴部间溢出的粘合剂，从而可靠地防止粘合剂附着到第3轴部上。
本发明的马达中，最好在所述输出轴部的所述第1轴部的固定有所述惯性环的部分形成有用于保持粘合剂的沟。若采用此结构，在输出轴部的形成有沟的部分涂敷粘合剂后，在输出轴部上挪开惯性环使输出轴部与惯性环间夹有粘合剂时，在沟中可保持有足量的粘合剂。
本发明中，在旋转轴的前端侧的从定子的输出侧端部突出的输出轴部上固接有金属制的惯性环，因此与在定子的内侧设置惯性环的情况不同，可使马达小型化，且可设置定子的内径尺寸以上的惯性环。另外，旋转轴的前端侧的输出轴部上固接有惯性环，因此与将惯性环固接在从定子的输出端部的相反侧端部突出的基端侧的情况不同，在定子的反输出侧端部等上固定施力装置，该施力装置用于在旋转轴的基端侧对旋转轴施加向前端侧的作用力。
图1是适用于本发明的步进马达的半剖视图。
图2(a)、(b)、(c)是图1所示的步进马达的转子的说明图、将其前端部分扩大加以图示的说明图、以及惯性环的剖视图。
图3是说明图1所示的步进马达的制造方法的说明图。
(符号说明)1马达 5转子6马达架 8惯性环90压力施加部件(施力装置)40定子51旋转轴52输出轴部520旋转传达部 521第1轴部522第2轴部 523第3轴部525周沟 526第1台阶部527第2台阶部具体实施方式
以下，参照附图对适用于本发明的马达的一个例子进行说明。
(整体结构)图1是适用于本发明的步进马达的半剖视图。如图1所示，本实施方式的马达1是数码照相机、数码摄像机、FDD及ODD等使用的小型步进马达，定子40中，沿马达轴线L方向重叠配置有供线圈25卷绕的环状的第1绕线管2A和第2绕线管2B。在第1绕线管2A的沿马达轴线L方向的两侧上重叠配置有环状的内定子铁心3A及外定子铁心4A，在第2绕线管2B的沿马达轴线L方向的两侧上重叠配置有环状的内定子铁心3B及外定子铁心4B，在第1绕线管2A及第2绕线管2B的内周面上沿周向排列构成有内定子铁心3A、3B及外定子铁心4A、4B的多个极齿49。由此，构成具有转子配置孔30的圆筒状的定子40，该转子配置孔30的内侧呈同轴状地配置有转子5的基端侧。转子5在旋转轴51的基端侧周围具有转子磁铁55，该转子磁铁55在转子配置孔30的内侧隔着规定间隔地与定子40的极齿49相对。
本实施方式中，由外定子铁心4A、4B的外周部分构成圆筒状的罩子10，该罩子10的内部配置有具有线圈25、内定子铁心3A、3B及外定子铁心4A、4B的定子40和转子5的基端侧。
旋转轴51的基端侧的轴端53通过钢球71受到轴承72的支撑，钢球71保持在旋转轴51的轴端53上的具有凹锥面的凹部530和轴承72上的具有凹锥面的凹部720内。定子40的反输出侧端部(外定子铁心4A)上与定子40至少一部分重叠地配置有由金属烧结体等构成的板状的轴承保持架70，轴承72可移动至轴承保持架70的贯通孔700中。
比轴承保持架70更靠近输出侧的相反侧与轴承保持架70至少一部分重叠地配置有由金属板构成的压力施加部件90(施力装置)，压力施加部件90通过使从外周缘向轴承保持架70一侧延伸的4个爪部与轴承保持架70的外周缘卡合，从而固定于轴承保持架70。压力施加部件90上，板簧部91朝轴承72一侧切割翘起，板簧部91对贯通孔80内的轴承72施加向旋转轴51的作用力，从而对旋转轴51施加压力。
定子40的输出侧配置有马达架6，该马达架6包括具有供旋转轴51贯通的旋转轴插通孔60且固接于定子40的输出侧端部(外定子铁心4B)的固定板部61；与该固定板部61相对并支撑旋转轴51的前端部的支撑板部62；以及将固定板部61与支撑板部62连结的连结板部63。支撑板部62上保持有轴承77，在轴承77上的具有凹锥面的凹部770与旋转轴51的前端侧的轴端53上的具有凹锥面的凹部540间配置有钢球76。
(惯性环及其安装结构)图2(a)、(b)、(c)是图1所示的步进马达的转子的说明图、将其前端部分扩大加以图示的说明图、以及惯性环的剖视图。
本实施方式的马达1中，在转子5的惯性矩较小时，转子5会发生转速不匀及振动。因此，本实施方式中，如下所述地，将金属制的惯性环8安装到旋转轴51上以增大转子5的惯性矩。
如图1及图2(a)、(b)所示，本实施方式中，首先，在旋转轴51的前端侧从定子40的输出侧端部突出的输出轴部52上形成有旋转传达部520，该旋转传达部520具有将旋转力传达至外部的螺沟，惯性环8固接于输出轴部52的比旋转传达部520更靠近前端侧的部分即与受到轴承77支撑的轴端54间。在此，输出轴部52从前端侧向基端侧构成小直径的第1轴部521、第1台阶部526、直径大于第1轴部521的第2轴部522、第2台阶部527、直径大于第2轴部522的第3轴部523，第3轴部523作为旋转传达部520。
第1台阶部526的外周面呈圆锥面(锥面)，第2台阶部527的外周面也呈圆锥面(锥面)。在此，构成第1台阶部526及第2台阶部527的圆锥面从输出轴部52的基端侧向前端侧缩小直径。另外，旋转轴51的基端侧上固接有转子磁铁55的部分的直径略小于第1轴部521。
本实施方式中，惯性环8利用粘合剂固定于第1轴部521，第1轴部521上形成有保持粘合剂用的周沟525。
如图2(c)所示，惯性环8沿轴线方向的两端部呈相同形状，惯性环8上供输出轴部52通过的中央孔80内，位于轴承77一侧的开口缘81、及位于第2轴部522侧的开口缘82均形成为圆锥面(倾斜面)。在此，开口缘81、82形成为从端部向内缩小直径的圆锥面。像这样的开口缘81、82可作为通常的倒角部形成。
本实施方式中，如图2(b)所示，形成于惯性环8的中央孔80的开口缘81、82的圆锥面与马达轴线L所构成的圆锥角大于第1台阶部526的圆锥面与马达轴线L所构成的圆锥角。因此，使惯性环8通过第1轴部521时，可由形成于惯性环8的开口缘82的圆锥面(倾斜面)和第1台阶部526的圆锥面(锥面)来限制惯性环8在半径方向的位置，可将惯性环8呈同心状地安装于输出轴部52。另外，在形成于惯性环8的中央孔80的开口缘82的圆锥面(倾斜面)和形成于第1台阶部526的圆锥面(锥面)间，如上所述地因圆锥角的不同而形成有间隙85，该间隙85作为从惯性环8与输出轴部52间溢出的粘合剂的存放槽部。
在此，由惯性环8产生的惯性矩表示为下式J＝(1/8)m(D12+D22)＝(π/32)ρL(D14+D24)J惯性矩[kg·m2]m质量[kg]D1内径尺寸[m]D2外径尺寸[m]ρ密度[[kg/m3]L长度[m]惯性环8的外径尺寸越大所得到的惯性矩就越大。因此，本实施方式中，惯性环8的外径尺寸设定为大于旋转插入孔60的内径尺寸，且大于转子磁铁55的外径尺寸。在此，旋转轴51由例如SUS(密度＝7.9×103kg/m3)制成，惯性环8由例如黄铜(密度＝8.5×103kg/m3)制成。
(马达的制造方法)图3是说明本实施方式的马达1的制造方法的说明图。本实施方式的马达1中，若将外径尺寸大于旋转插入孔60及转子磁铁55的外径尺寸的惯性环8安装于输出轴部52，则在制造马达1时，无法使旋转轴51从旋转轴51的前端侧通过定子40的内侧及旋转插入孔60。因此，本实施方式中，如图3(a)所示，将马达架6固接于定子40的输出侧端部后，使安装惯性环8前的旋转轴51从旋转轴51的前端侧通过定子40的内侧及旋转插入孔60。然后，如图3(b)所示，使惯性环8通过输出轴部52。然后，通过钢球76用轴承77支撑旋转轴51的前端侧。然后，通过钢球71用轴承72支撑旋转轴51的基端侧的轴端，在此状态下安装压力施加部件90从而对旋转轴51施加向前端侧的压力。
然后，如图3(c)所示，在第2台阶部527上配置有具有U字沟的隔板10的状态下，在第1轴部521的形成有周沟525的区域上涂敷有嫌气性的UV硬化型的粘合剂。此时，由于惯性环8位于第1轴部521的前端侧，因此在涂敷粘合剂后，使惯性环8向旋转轴51的基端侧移动，将惯性环8定位于第1台阶部526上。因此，惯性环8的中央孔80与第1轴部521间夹有粘合剂。另外，可由形成于惯性环8的开口缘82的圆锥面(倾斜面)和第1台阶部526的圆锥面(锥面)限制惯性环8在半径方向的位置，可将惯性环8呈同心状地安装于输出轴部52。另外，从惯性环8与第1轴部521间溢出的粘合剂存放在形成于惯性环8的圆锥面(倾斜面)与第1台阶部526的圆锥面(锥面)间的间隙85(粘合剂存放槽部)内。另外，即使从惯性环8与输出轴部52间溢出的粘合剂的量较多，也能够利用第2台阶部527完全堵住。
然后，对粘合剂照射UV来使其硬化。从而完成马达1。
(本实施方式的主要效果)如上所述，本实施方式的马达1中，在旋转轴51的前端侧的从定子40的输出侧端部突出的输出轴部52上固接有金属制的惯性环8，因此与在定子40的内侧设置惯性环8的情况不同，可使马达1小型化，且可使用外径尺寸是定子40的内径尺寸以上的惯性环8。因此，可得到较大的惯性矩，因此，可防止转子5的转速不匀及振动。
另外，旋转轴51的前端侧的输出轴部52上固接有惯性环8，因此与将惯性环8固接在从定子40的输出端部的相反侧端部突出的基端侧上的情况不同，可将压力施加部件90固定于定子40的反输出侧端部。
而且，本实施方式中，在制造马达1时，将马达架6固接于定子40的输出侧端部后，使旋转轴51从旋转轴51的前端侧通过定子40的内侧及马达架6的旋转轴插通孔60，接下来，使惯性环8通过输出轴部52，然后，将惯性环8利用粘合剂固接在输出轴部52上。因此，即使在将马达架6固接于定子40的输出侧端部后，也可使转子5通过定子40的内侧。另外，即使在惯性环8的外径尺寸大于旋转轴插通孔60的内径尺寸，且大于转子磁铁55的外径尺寸时也可对马达1进行组装。
另外，将惯性环8固接在输出轴部52上的比将旋转力传达至外部的旋转传达部520更靠近前端侧的部分上。因此，无需使惯性环8通过输出轴部52的旋转传达部520，所以即使在旋转传达部520形成为大直径时，也可安装惯性环8。另外，若使输出轴部52的前端侧形成为细直径，则可安装内径尺寸较小的惯性环8，因此即使外径尺寸相同也可使用质量较大的惯性环8，从而得到较大的惯性矩。而且，无需使惯性环8通过输出轴部52的旋转传达部520，因此不会在使惯性环8通过形成在旋转传达部520上的螺沟时对其造成损伤。
而且，本实施方式中，由于旋转轴51是阶梯轴，故具有以下效果。首先，可使惯性环8定位于第1台阶部526。另外，可由形成于惯性环8的开口缘82的圆锥面(倾斜面)和第1台阶部526的圆锥面(锥面)限制惯性环8在半径方向的位置，能可靠地将惯性环8呈同心状地安装于输出轴部52。因此，能可靠地防止旋转轴51的偏转以及转子5的振动。而且，从惯性环8与第1轴部521间溢出的粘合剂存放在形成于惯性环8的开口缘82上的圆锥面(倾斜面)与形成于第1台阶部526的圆锥面(锥面)间的间隙85(粘合剂存放槽部)内，因此粘合剂不会溢出。另外，即使从惯性环8与输出轴部52间溢出的粘合剂的量较多，也能够利用第2台阶部527完全堵住，因此能可靠地防止粘合剂附着到第3轴部523(旋转传达部520)上。
而且，输出轴部52上形成有保持粘合剂用的周沟525，因此在输出轴部52的形成有周沟525的部分上涂敷粘合剂后，在输出轴部52上挪开惯性环8使输出轴部52与惯性环8间夹有粘合剂时，在周沟525中可保持有足量的粘合剂。
另外，上述实施方式中，惯性环8是为增大惯性矩而设，然而本发明也可适用于作为减振用的惯性负荷而设的惯性环8。然而，在作为减振用的惯性负荷时，由于夹设有弹性体地安装惯性环8，因此即使将惯性环8安装到输出轴部52的基端侧上也不会对形成于旋转传达部520的螺沟等造成损伤，因此本实施方式在将惯性环8直接安装到输出轴部52时尤其有效。
(其它实施方式)上述实施方式中，为增大惯性矩而将惯性环8安装于输出轴部52的前端侧，然而也可安装于输出轴部52的基端侧。另外，本发明当然也可适用于步进马达以外的马达。
权利要求
1.一种马达，包括在旋转轴周围具有转子磁铁的转子；在半径方向外侧与所述转子磁铁相对的定子，其特征在于，所述旋转轴的前端侧具有从所述定子的输出侧端部突出的输出轴部，该输出轴部上固接有金属制的惯性环。
2.如权利要求1所述的马达，其特征在于，所述定子的输出侧端部上固接有马达架，该马达架包括具有供所述旋转轴贯通的旋转轴插通孔且固接在所述定子的输出侧端部上的固定板部；与该固定板部相对且支撑所述旋转轴的前端部的支撑板部；以及将所述固定板部与所述支撑板部连接的连接板部，在所述输出轴部上，在所述固定板部与所述支撑板部间固接有所述惯性环。
3.如权利要求2所述的马达，其特征在于，所述惯性环固接在所述输出轴部上的将旋转力传达至外部的旋转传达部与所述马达架的所述支撑板部间的所述输出轴部上。
4.如权利要求1所述的马达，其特征在于，所述惯性环的外径尺寸大于所述转子磁铁的外径尺寸。
5.如权利要求1至4中任一项所述的马达，其特征在于，所述输出轴部在夹着第1台阶部的两侧具有小直径的第1轴部和直径大于该第1轴部的第2轴部，所述第1台阶部呈锥面，所述惯性环固接于所述第1轴部，在该惯性环的中央孔内位于所述第2轴部侧的开口缘具有倾斜面，该倾斜面与马达轴线构成的角度大于所述第1台阶部与马达轴线所构成的圆锥角。
6.如权利要求5所述的马达，其特征在于，所述第1台阶部、以及在所述惯性环的中央孔内位于所述第2轴部侧的开口缘均形成为圆锥面。
7.如权利要求6所述的马达，其特征在于，所述惯性环利用粘合剂固接于所述输出轴部的所述第1轴部，在形成于所述惯性环中央孔的一侧的开口缘上的所述倾斜面与所述输出轴部的所述第1台阶部之间构成供粘合剂存放的间隙。
8.如权利要求7所述的马达，其特征在于，所述输出轴部在所述第2轴部的与所述第1轴部的相反侧具有外径尺寸大于所述第2轴部的外径尺寸的第3轴部，在该第3轴部与所述第2轴部间形成有第2台阶部。
9.如权利要求7所述的马达，其特征在于，在所述输出轴部的所述第1轴部上形成有用于保持粘合剂的沟。
10.如权利要求1所述的马达，其特征在于，在所述旋转轴的基端侧具有对该旋转轴施加向马达轴线的前端侧的作用力的施力装置，且具有支撑所述输出轴部的前端部的轴承。
11.一种马达的制造方法，用于制造权利要求2所述的马达，其特征在于，将所述马达架固接在所述定子的输出侧端部上后，使所述旋转轴从该旋转轴的前端侧通过所述定子的内侧及所述旋转轴插通孔，接下来，使所述惯性环通过所述输出轴部，然后，将该惯性环固接在所述输出轴部上。
全文摘要
本发明提供一种即使在旋转轴的基端侧上对旋转轴施加向前端侧的作用力时，也能增大旋转轴的惯性矩的马达。步进马达(1)中，旋转轴(51)受到配置在其基端侧的压力施加部件(9)施加的向前端侧的作用力。在旋转轴(51)的前端侧的从定子(40)的输出侧端部突出的输出轴部(52)上形成有旋转传达部(520)，该旋转传达部(520)具有将旋转力传达至外部的螺沟，惯性环(8)固接在输出轴部(52)上的比旋转传达部(520)更靠近前端侧处。
文档编号H02K37/00GK101064465SQ20071010249
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月28日
发明者小林一隆 申请人:日本电产三协株式会社