專利名稱：電磁致動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及用于光學裝置(例如，照相機)中的小型電磁致動器，更具體地，涉及一種電磁致動器，其具有這樣形狀的定子，其中在制造過程中可有效地纏繞線圈并且可保持該電磁致動器的性能。
背景技術：
容置在自動調焦照相機中的快門裝置例如通過電磁致動器驅動。近年來，照相機的尺寸和重量以顯著速度減小。這就有必要提供小型且高精度的電磁致動器。專利文獻1公開了具有兩個線圈的電磁致動器，這兩個線圈圍繞固定元件(定子)設置并同時被勵磁以使轉動元件(轉子)旋轉。
圖4是示意性表示專利文獻1中公開的電磁致動器100的平面圖。具有等腰梯形形狀的定子103圍繞轉子101布置。定子103包括三個磁極104、105和106。第一線圈108和第二線圈109分別設置在左側和右側。通過控制供應給線圈108和109的電流方向以改變磁場方向而使由永磁體制成的轉子101旋轉。通過設置在左側和右側的線圈108和109使第三磁極106勵磁。特別地，第三磁極106具有靠近轉子101的突出部分107。突出部分107使得在無磁場(無電流)時轉子101的北極(或南極)定位成與該突出部分107相對應。
專利文獻1日本專利申請?zhí)亻_平2-2382號公報發(fā)明內容本發(fā)明要解決的問題上述專利文獻1中公開的電磁致動器100以這樣的方式構成，即，定子103幾乎圍繞轉子101的整個外周。因此，該致動器具有期望的結構，這是因為線圈108和109產生的磁通很難泄漏，這樣傳輸給轉子101的磁通足以獲得增強的轉動力。
然而，在上述電磁致動器100的制造中存在缺陷。如圖4所示，定子103設置成圍繞轉子101的外周，該定子具有設置在其左側和右側的線圈108和109。在實際制造過程中，使線圈直接纏繞具有這種形狀的定子是不可能的。因此，為了制造上述電磁致動器100，例如，可拆開地形成定子103，同時單獨制備線圈108和109。于是，需要另外的過程來組裝它們。在上述電磁致動器100的制造過程中，需要比傳統(tǒng)致動器更多的部件，這使得組裝操作復雜并且增加了工時。
如上所述，考慮到電磁致動器的性能，電磁致動器100是理想的電磁致動器。然而，考慮到制造，其存在這樣的問題，即，增加了部件數量從而使制造過程變得復雜，因而導致制造成本增加。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電磁致動器，其具有這樣的結構，其中可保持該電磁致動器的性能并且可提高制造過程中的效率。
解決問題的方法上述目的可通過這樣一種電磁致動器來實現，該電磁致動器包括轉子和定子，將線圈纏繞在該定子周圍以面對該轉子的外表面部分。所述定子為C形；所述轉子布置成使其旋轉軸位于被所述定子包圍的空間內；并且當將虛擬基線設定為穿過所述旋轉軸的中心并使所述定子分成左右兩側時，所述定子的兩端分別形成在相對于作為中心的所述旋轉軸從所述虛擬基線15度到90度的范圍內。
根據本發(fā)明，當在制造過程中通過使用繞線裝置將線圈纏繞在定子周圍時，定子的端部(可成為障礙)布置在從15度到90度的范圍內。因此可沒有問題地將線圈有效纏繞在定子周圍。還可以將定子的端部設置成具有更寬的角度范圍，從而在將所述端部設成磁極的情況下能夠保持所述電磁致動器的最初性能。因此，根據本發(fā)明，可提供能夠被有效制造的電磁致動器，同時保持該電磁致動器最初提供的性能。
當使用繞線裝置將線圈線纏繞在定子周圍時，上述角度范圍設定成使定子的端部不會成為障礙的最大范圍。此外優(yōu)選地，所述定子包括抑制線圈錯位或解體(disintegration)的肩部。通過這種定子，當將線圈纏繞在定子周圍時可將線圈定位在給定位置，并且纏繞的線圈可穩(wěn)固地保持在給定位置處。
發(fā)明效果如上所述，根據本發(fā)明，可提供一種電磁致動器，其中可提高制造效率并且可保持該電磁致動器最初提供的性能。


圖1是表示根據本發(fā)明實施例的電磁致動器的主要元件的視圖；圖2(A)和圖2(B)示意性地表示如何將線圈纏繞在定子周圍；圖3是具有更優(yōu)選形狀的定子的立體圖；以及圖4是示意性地表示傳統(tǒng)的電磁致動器的平面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖給出對根據本發(fā)明實施例的快門裝置的描述。
圖1是表示根據本發(fā)明實施例的電磁致動器1的主要元件的視圖。電磁致動器1包括轉子2和定子3。轉子2可沿兩個方向旋轉地布置在電磁致動器1的中央。定子3布置成面對轉子2的外表面。轉子2具有柱狀形狀，并且橫截面為圓形。定子3為C形平面形狀并且一體形成。定子3形成為關于幾何中心線的基線BL(其穿過轉子2的中心)大致對稱。轉子2的旋轉軸21設置在被C形定子3包圍的空間內，且轉子2容置在該空間內部。
這里，C形不僅指看起來像字母C的形狀，而且指例如圓形、橢圓形或多邊形的封閉形狀，使其一部分裂開以開口。這里，電磁致動器1在圖1中以這樣的方式示出，即，定子3的開口側，即端部11和12布置在該定子的上側。
轉子2具有包括兩個北磁極和兩個南磁極在內的四個磁極。轉子2是永磁體，以將相同極性定位成彼此面對并可繞旋轉軸21沿兩個方向轉動地設置的方式磁化該永磁體。上述C形的兩個端部11和12形成為面對轉子2的外表面。端部11和12分別用作第一磁極11和第二磁極12。在第一磁極11和第二磁極12之間的中間位置布置第三磁極13。
考慮到生產效率而形成電磁致動器1中的定子3。對這點進行描述。如果第一磁極11和第二磁極12設置成以較大面積面對所述外周，就有可能如圖4所示的傳統(tǒng)電磁致動器那樣有效地利用從線圈施加的磁通。然而，如上所述，如果第一磁極11和第二磁極12寬于給定寬度，則線圈就不能直接纏繞在定子3周圍。這會引起制造效率急劇降低的問題。因此，在電磁致動器1中，考慮到制造效率而規(guī)定定子3的形狀，同時保持電磁致動器希望的性能。
在電磁致動器1的制造中，線圈4和5纏繞在定子3的左側和右側。換言之，第一線圈4纏繞在第一磁極11和第三磁極13之間，而第二線圈5纏繞在第二磁極12和第三磁極13之間。以這樣的方式來構造電磁致動器1中的定子3，即，第一磁極11和第三磁極13(它們也用作所述端部)在制造過程中不構成障礙。
參照圖1對定子3的形狀進行詳細描述。磁極(兩個端部)11和12形成在以旋轉軸21的中心CT為中心的兩側的給定角度內。這里，上述給定角度例如在從基線BL沿兩個方向從15度到90度的范圍內。所述形狀規(guī)定成使磁極11和12位于上述范圍內。該角度范圍表示在制造過程中，在纏繞線圈4和5的同時不會出現問題并且可有效進行纏繞過程的最大范圍。
圖1所示的定子3具有45度的角α和75度的角β。角α由基線BL以及端部11和12的較近側形成。角β由基線BL以及端部11和12的較遠側形成。在定子3中，角α和角β都位于相對于基線BL從15度到90度的范圍內。該范圍條件對設置在左側和右側的端部11和12是相同的。因此，角(β-α)產生了磁極寬度。如有需要，該寬度可根據施加給轉子2的磁通量來配置。距基線BL的給定角度范圍相當寬，為15度到90度。因此可保持足夠的必要磁通。
這里，將參照圖2(A)和圖2(B)對在制造過程中線圈4和5纏繞在定子3周圍的情形進行描述。圖2(A)和圖2(B)示意性地表示如何纏繞第一線圈4和第二線圈5。更具體地，圖2(A)表示纏繞線圈4的情況。圖2(B)表示纏繞線圈5的情況。在這些附圖中，局部示出了繞線裝置。定子3在給定位置固定到繞線裝置的固定夾具51上。在供應銅線55的同時，供線嘴52繞旋轉中心MC旋轉。通過該操作，首先，將第一線圈4纏繞在定子3的左側周圍，如圖2(A)所示。隨后，將第二線圈5纏繞在定子3的右側周圍，如圖2(B)所示。
如在附圖中可以看出，在纏繞用于線圈的銅線55的同時，有必要不會使轉子3的磁極11和12與銅線55產生干涉。若磁極11和12的寬度太大，就不能通過使用繞線裝置(未示出)而將線圈纏繞在定子3周圍?？紤]這一點，這就是在電磁致動器1中定子3具有上述形狀的原因。對于包括在電磁致動器1內的定子3，可通過使用繞線裝置高速纏繞線圈，從而有效地進行制造。
再次參照圖1對包括在電磁致動器1內的其它元件進行描述。當第一線圈4通電(active)時，第一磁極11被勵磁。當第二線圈5通電時，第二磁極12被勵磁。另一方面，第三磁極13通過第一線圈4和第二線圈5兩者被勵磁。因此，所述勵磁表現為第一線圈4和第二線圈5二者的導電狀態(tài)的組合。
此外，用虛線表示電流控制電路25，其連接到電磁致動器1中的第一線圈4和第二線圈5上。根據本發(fā)明的當前實施例，從電流控制電路25供應電流以使第一線圈4和第二線圈5勵磁。在電流供應中有兩種模式。在第一模式，從電流控制電路25供應電流以使第一線圈4和第二線圈5勵磁，并且通過改變對各線圈的電流供應方向來控制轉子2的驅動狀態(tài)。在該第一模式，存在兩種狀態(tài)，其中第一磁極11和第二磁極12被勵磁成相同極性和不同極性。若第一磁極11和第二磁極12被激勵成相同極性，則導致第三磁極13的極性強于這些極性。相反的是，若第一磁極11和第二磁極12被激勵成不同極性，則第三磁極13中的磁化被抵消，導致無磁化狀態(tài)。
在第二模式，從電流控制電路25供應電流以勵磁第一線圈4和第二線圈5中的任一個，并且通過改變其電流供應方向來控制轉子2的驅動狀態(tài)。在該第二模式，僅第一線圈11或第二線圈12被勵磁，并且通過改變其電流供應方向可將極性改變?yōu)橄喾礃O性。在該第二模式，第三磁極13被激勵成與已被勵磁的第一磁極或第二磁極相反的極性。
在所述第一模式，以第一線圈4和第二線圈5被勵磁的兩相激勵狀態(tài)控制轉子2的驅動。同時，在所述第二模式，以第一線圈4或第二線圈5被勵磁的單相激勵狀態(tài)控制轉子2的驅動。
圖3是具有更優(yōu)選形狀的定子3的立體圖。在圖3中，與圖1中相同的元件和構造具有相同的附圖標記。定子3中的第一磁極11和第二磁極12形成為面對著轉子2(未示出)的周面，并形成為縱向長以對應于轉子2的較長側的長度。定子3包括在其兩側的臂部31和32，并且臂部31和32連接至基部35。第三磁極13布置在基部35的中央。第三磁極13也與第一磁極11和第二磁極12相同形成為縱向長。
在定子3中，將線圈4和5纏繞在臂部31和32周圍以使第一至第三磁極勵磁。在相應臂部的后端上設置有肩部33和34，從而將線圈4和5定位成防止線圈4和5的錯位或解體。如此設置的肩部33和34實現了這樣的結構，其中纏繞在臂部31和32周圍的線圈4和5確實定位并保持在給定位置。在磁極11至13的頂部上形成有凹陷部37至39。根據當前實施例的電磁致動器1結合成頂部和底部均設有殼體的模塊。凹陷部37至39用于設置并定位這些殼體。
如上所述，所述磁極以這樣的方式設置在電磁致動器1的端部上，即，在制造過程中其位置不會造成問題，從而能夠實現有效的制造過程。而且，形成磁極的范圍可配置成足夠寬以保持該電磁致動器的性能。
盡管以上已對優(yōu)選實施例進行了描述，然而本發(fā)明并不限于上述實施例，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出其它實施例、變型和改進。本發(fā)明可應用于線圈纏繞在其周圍的任何定子。盡管已對具有四個磁極的轉子2的結構進行了示例性描述，然而也可應用其它結構。
權利要求
1.一種電磁致動器，其包括轉子和定子，將線圈纏繞在該定子周圍以面對該轉子的外表面部分，該電磁致動器的特征在于所述定子為C形；所述轉子布置成使其旋轉軸位于被所述定子包圍的空間內；并且當將虛擬基線設定為穿過所述旋轉軸的中心并使所述定子分成左右兩側時，所述定子的兩端分別形成在相對于作為中心的所述旋轉軸從所述虛擬基線15度到90度的范圍內。
2.根據權利要求1所述的電磁致動器，其特征在于，所述定子包括抑制所述線圈錯位或解體的肩部。
3.根據權利要求1或2所述的電磁致動器，其特征在于，所述定子包括分別布置在兩端上的第一磁極和第二磁極，并且還包括布置在該第一磁極和第二磁極之間的中間位置的第三磁極。
4.根據權利要求3所述的電磁致動器，其特征在于，所述定子形成為關于所述虛擬基線對稱。
全文摘要
一種電磁致動器(1)，其包括轉子(2)和定子(3)，將線圈(4、5)纏繞在該定子(3)周圍，所述線圈布置成面對該轉子(2)的外周部分。所述定子大致為字母C形，并且所述轉子(3)設置成使該轉子(2)的旋轉軸(21)位于被定子(3)包圍的空間內。當將虛擬基線(BL)設定為穿過所述旋轉軸(21)的位置并將定子(3)分成左右側時，所述定子的兩個端部(11、12)的每一個形成在以旋轉軸的位置作為中心(CT)的基線(BL)兩側的預定角度范圍內。在該電磁致動器(1)中，由于所述端部(11、12)布置在預定范圍內，因此能夠不受阻礙地將線圈有效纏繞在定子上。
文檔編號H02K37/12GK1839531SQ200480024179
公開日2006年9月27日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權日2003年8月29日
發(fā)明者川本尚志, 多田悟, 仲野隆司 申請人:精工精密株式會社