线性直流电动机的制作方法_3

文档序号:8324104阅读:来源:国知局
了便于说明,根据图示的电动机设置姿势,将电动机宽度方向设为X、将电动机上下方向设为Y并将电动机前后方向设为Z来进行说明。
[0059]线性直流电动机100在整体上呈长方体形状,其电动机框架101包括一定厚度的呈长方形轮廓的底板102和一定厚度的呈长方形轮廓的背板104。在底板102上形成有一定宽度、一定厚度的长方形的侧板部105。在从正面观察的情况下,侧板部105从底板102的左侧的端部朝上方呈直角地折曲而延伸。侧板部105的后端利用固定螺钉103旋紧固定于背板104 (参照图8(c))。
[0060]在电动机框架101的侧板部105的内侧的垂直侧面105a上配置有线性导向件106。线性导向件106由固定侧的零件即导轨107和可动侧的零件即滑动件108构成。导轨107利用固定螺钉109固定于侧板部105的垂直侧面105a。导轨107配置于垂直侧面105a的从底板102的表面102a起规定高度的位置,并在从垂直侧面105a的前端至背板104为止的范围中,在电动机前后方向Z上水平地延伸。滑动件108以能沿着导轨107在电动机前后方向Z上自由滑动的状态与导轨107卡合。
[0061]在滑动件108上形成有平坦的垂直表面108a,该垂直表面108a在电动机上下方向Y及电动机前后方向Z上延伸。在该垂直表面108a装设有透镜框架110 (滑动框架)。透镜框架110包括:一定厚度的垂直底板111,该垂直底板111呈在电动机前后方向上延伸的长方形轮廓;一定厚度的垂直前板112,该垂直前板112呈从垂直底板111的前端朝电动机宽度方向X延伸的长方形轮廓;以及一定厚度的垂直背板113,该垂直背板113呈从垂直底板111的后端朝电动机宽度方向X延伸的长方形轮廓。垂直底板111利用固定螺钉114固定于滑动件108的垂直表面108a。
[0062]在垂直前板112上形成有沿电动机前后方向Z贯穿的圆形开口部112a。移动对象物即透镜(未图示)以同心状态固定于圆形开口部112a。在垂直背板113上也以与圆形开口部113a同轴的方式形成有沿电动机前后方向Z贯穿的圆形开口部113a。在电动机框架101的背板104上也以与圆形开口部113a同轴的方式形成有圆形开口部104a。电动机框架101中的垂直前板112的前侧的部分朝前方开口,因此,利用透镜及圆形开口部113a、104a形成在电动机前后方向Z上贯穿线性直流电动机I而延伸的光路。
[0063]在从正面观察的情况下,相对于透镜框架110,在电动机宽度方向X的右侧的位置(与线性导向件106相反一侧的位置)配置有检测部115。检测部115对滑动件108的位置进行检测,准确而言,是对装设于透镜框架110的透镜在电动机前后方向Z的位置进行检测。检测部115包括:装设于透镜框架110的可动侧检测部116 ;以及安装于电动机框架
101一侧的固定侧检测部117。检测部115例如是包括装设于可动侧检测部116的发光部118和装设于固定侧检测部117的受光部119的光学式的位置检测器。
[0064]固定侧检测部117装设于安装凸缘121,该安装凸缘121利用固定螺钉120固定于电动机框架101的背板104。安装凸缘121是在从正面观察的情况下、从背板104的右侧的端部沿着电动机侧面朝电动机前方延伸的长方形轮廓的板构件。在安装凸缘121的内侧的垂直侧面层叠有长方形的固定侧电路基板122。在固定侧电路基板122的内侧表面装设有受光部119。
[0065]可动侧检测部116包括:长方形轮廓的可动侧电路基板123,该可动侧电路基板123架设于透镜框架110的垂直前板112及垂直背板113的前端面之间;以及发光部118,该发光部118装设于可动侧电路基板123的表面。发光部118位于以一定间隔与固定侧检测部117的受光部119相对的位置,并沿着受光部119的受光面在电动机前后方向Z上移动。
[0066]此外,在透镜框架110的电动机上下方向Y的上侧配置有线性直流电动机100的电动机转子130及电动机定子140。电动机转子130包括驱动线圈131。驱动线圈131是圆筒线圈,其包括卷绕于圆筒状线圈框架132的外周面的线圈绕线。圆筒状线圈框架132由非磁性材料构成,其两侧(电动机前后方向Z)的开口缘部连接固定于透镜框架110的垂直前板112、垂直背板113中的电动机上下方向的上侧的侧部。
[0067]此处,为了将伴随着透镜框架110的滑动而产生的俯仰方向的力矩降低,以在电动机宽度方向X上使电动机推力中心与可动部重心一致或位于尽可能靠近的位置的方式进行设定,这是较为理想的。作为一例,在电动机推力中心位于电动机中心轴线上(圆筒状线圈框架132的中心轴线132a上),可动部重心位于装设于透镜框架110的透镜的光轴上的情况下,例如,使它们位于同一垂直平面Pa上。
[0068]线性直流电动机I的电动机定子140包括多个驱动磁体141、外轭142及内轭143。当对驱动磁体141进行励磁时,在驱动线圈131与驱动磁体141之间产生朝向沿着导轨107的滑动方向(电动机前后方向Z)的磁驱动力。
[0069]外轭142具有整体上呈长方体的轮廓,并是层叠有强磁性板的层叠结构。外轭142包括第一轭部分142A和与该第一轭部分142A的前后连续且呈同一形状的第二轭部分142B、142C。电动机前后方向Z的后侧的第二轭部分142C的后端固定于背板104,在前侧的第二轭部分142B的前端固定有同一轮廓的端轭144。即,利用四根固定螺栓145从电动机前侧夹住外轭142,将端轭144旋紧固定于背板104。
[0070]在外轭142的内部沿电动机前后方向Z延伸出圆形截面的中空部。该中空部的圆形内周面朝滑动件108—侧开口。另外,在中空部内以同轴状态插入有圆筒状线圈框架132,该圆筒状线圈框架22安装有驱动线圈131。限定中空部的第一轭部分142A的轭圆形内周面以一定的间隔与驱动线圈131相对。与此相对,前后的第二轭部分142B、142C的轭圆形内周面的内径比第一轭部分142A的轭圆形内周面大。因此,以比第一轭部分142A与内轭143的圆形外周面之间的间隔大的间隔,使第二、第三轭部分142B、142C的轭圆形内周面与内轭143的圆形外周面相对。藉此,磁体磁路在电动机转子130与电动机定子140之间不会短路。
[0071]在第一轭部分142A的内部,沿着其轭圆形内周面以在圆周方向上等角度的间隔埋入有多个例如五个驱动磁体141。在本例中,扁平的矩形截面的驱动磁体141在第一轭部分142A的前后方向Z的大致全长范围中延伸。另外,各驱动磁体141在轭圆形内周面的内侧被配置成沿着切线的方向延伸的姿势,该切线是在该轭圆形内周面中最近的点画出的。
[0072]内轭143以同心状态贯穿驱动线圈131的中空部而延伸。内轭143的后端利用固定螺钉146固定于电动机框架101的背板104,其前端面143a从形成于第一端轭144的圆形通孔朝前方露出。另外,内轭143的前端面143a和第一端轭144的前端面位于同一垂直平面上。
[0073]如图8 (a)所示,在内轭143和外轭142之间的前后部位分别配置有由缓冲材料构成的限位件170、171。S卩,在内轭143与外轭142的第二轭部分23B之间配置有限位件170,在内轭143与外轭142的第三轭部分142C之间配置有限位件171。前侧的限位件170安装于端轭144,后侧的限位件171安装于背板104。电动机转子130能沿着电动机前后方向Z在前后的限位件170、171之间滑动。
[0074]这样,在线性直流电动机100中,由滑动件108、透镜框架110、电动机转子130及可动侧检测部116构成可动部。与此相对,由电动机框架101、安装于电动机框架101的导轨107、电动机定子140及固定侧检测部117构成固定部。
[0075]可动部与固定部之间经由朝电动机前方呈U字状突出的挠性印制配线基板160而电连接。即,挠性印制配线基板160的一端与装设于固定侧电路基板122的连接器(未图示)连接,该固定侧电路基板122安装于电动机框架101 —侧,另一端与装设于可动侧电路基板123的连接器(未图示)连接,该可动侧电路基板123安装于可动侧的透镜框架110。另外,外部配线组161沿着安装凸缘的前端被朝电动机上下方向Y的上方拉出。
[0076]另外,在线性直流电动机100中,与图5所示的情况相同,也能使用一定厚度、一定宽度的C形磁体以代替多个驱动磁体141。外轭142构成为强磁性板的层叠结构体。作为替代,也能将外轭142设为一体结构,例如由烧结体构成的一体物。
[0077]如上所述,实施方式二的线性直流电动机100包括:透镜框架(110),在该透镜框架(110)上装设有透镜;线性导向件(106),该线性导向件(106)在能沿着导轨(107)滑动的状态下支承上述透镜框架(110),该导轨(107)在电动机前后方向(Z)上呈直线状地延伸;电动机转子(130),该电动机转子(130)安装于上述透镜框架(110),并包括驱动线圈
(131);电动机定子(140),该电动机定子(140)具有驱动磁体(141),该驱动磁体(141)在其与上述驱动线圈(131)之间产生朝向沿着上述导轨(107)的滑动方向的磁驱动力;检测部(115),该检测部(115)对上述透镜框架(110)的上述滑动方向的位置进行检测;以及电动机框架(101),在该电动机框架(101)上安装有上述线性导向件(106)、上述电动机定子
(140)及上述检测部(115)的固定侧的部位,上述驱动线圈(
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