JPH06292340A - Hollow motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a hollow motor which has such a bearing structure as to rotatably support the loads in a radial direction X and in a thrust direction Y simultaneously. CONSTITUTION:Outer rings 6 of a bearing are fastened to inner diameter sections of both end faces of a fixed frame 1 which is a stator section and inner rings 7 are fastened to outer diameter sections of both end faces of a movable frame 4 which is a rotor section. A ball 8 is located each between the outer ring 6 and the inner ring 7, rotatably supporting the movable frame 4, a rotor section. The bearing which supports a turning force of the movable frame can bear the loads in a radial direction X and in a thrust direction Y simultaneously by being constituted of a plurality of balls located between the inner ring and the outer ring and therefore, a hollow motor which has no bearing loss can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカメラ，ビデオカメラな
どのレンズアッセンブリを駆動する中空円筒モータ、あ
るいは軸方向にスライド運動をするロボットなどの駆動
用モータ等の内側のフレームの内径部に駆動に必要な部
品を配置することが可能なモータの軸受構造に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow cylindrical motor for driving a lens assembly of a camera, a video camera or the like, or a driving motor of a robot for axially sliding motion, etc. The present invention relates to a bearing structure for a motor in which necessary parts can be arranged.

【０００２】[0002]

【従来の技術】以下に従来の内輪駆動中空モータについ
て説明する。2. Description of the Related Art A conventional inner wheel drive hollow motor will be described below.

【０００３】図４は従来の内輪駆動中空モータの断面図
を示すものである。図４において１１は固定フレーム、
１２はステータコイル、１３はステータコイル１２が配
線され固定フレーム１１に固定されたフレキシブルプリ
ント基板であり、以上でステータを構成している。また
１４は可動フレーム、１５はステータコイル１２と所定
の間隔を保って配置されたロータマグネットで、以上で
ロータを構成している。さらに、１６はステータ部とロ
ータ部を回転自在に支持する軸受である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional inner wheel drive hollow motor. In FIG. 4, 11 is a fixed frame,
Reference numeral 12 is a stator coil, 13 is a flexible printed circuit board on which the stator coil 12 is wired and fixed to the fixed frame 11, and the stator is constituted by the above. Further, 14 is a movable frame, 15 is a rotor magnet which is arranged with a predetermined distance from the stator coil 12, and the rotor is constituted by the above. Further, 16 is a bearing that rotatably supports the stator portion and the rotor portion.

【０００４】以上のように構成された内輪駆動中空モー
タについて、以下その動作について説明する。まず、フ
レキシブルプリント基板１３を通してステータコイル１
２に通電されると、ステータコイル１２に流れる電流に
よる磁界が発生し、ロータマグネット１５の磁束との関
係により回転力が生じ、軸受１６によりロータは回転自
在に支持されているため、ステータ部に対して同心円上
にロータは回転する。The operation of the inner-wheel drive hollow motor having the above structure will be described below. First, the stator coil 1 is passed through the flexible printed circuit board 13.
When 2 is energized, a magnetic field is generated by the current flowing through the stator coil 12, a rotational force is generated due to the relationship with the magnetic flux of the rotor magnet 15, and the rotor is rotatably supported by the bearing 16, so that the stator portion is supported. On the contrary, the rotor rotates concentrically.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、軸受はラジアル方向Ｘの荷重を支持でき
るようにするためにラジアル方向Ｘのクリアランスをわ
ずか数ミクロンから十数ミクロンにしなければならな
い。またスラスト方向Ｙの荷重が加わると、そのクリア
ランスはさらに小さくなる。そのため、固定フレームお
よび可動フレームの加工精度が非常に要求される。However, in the above-mentioned conventional structure, the bearing must have a clearance in the radial direction X of only a few microns to a dozen microns in order to support the load in the radial direction X. When a load is applied in the thrust direction Y, the clearance becomes even smaller. Therefore, the processing accuracy of the fixed frame and the movable frame is extremely required.

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、固体フレームおよび可動フレームの加工精度をラフ
に設定しても、ラジアル方向Ｘのクリアランスが維持で
きる中空モータを提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a hollow motor capable of maintaining the clearance in the radial direction X even if the machining accuracy of the solid frame and the movable frame is roughly set. To do.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の中空モータは、可動フレームを回転自在に支
持する軸受を、軸方向に対して垂直な面と水平な面の２
面を持つ内輪あるいは外輪と、軸方向に対してテーパ面
を持つ外輪あるいは内輪と、内輪と外輪の間に配置され
た複数個のボールで構成したものである。In order to achieve this object, a hollow motor according to the present invention has a bearing for rotatably supporting a movable frame, which has two surfaces, a vertical surface and a horizontal surface with respect to an axial direction.
The inner ring or outer ring has a surface, the outer ring or inner ring has a tapered surface in the axial direction, and a plurality of balls arranged between the inner ring and the outer ring.

【０００８】[0008]

【作用】この構成によって、可動フレームおよび固定フ
レームの加工精度をラフに設定してもラジアル方向Ｘの
クリアランスを維持でき、スラスト方向Ｙの荷重も同時
に受けることができ、可動フレームを回転自在に支持す
ることができる。With this structure, even if the machining accuracy of the movable frame and the fixed frame is roughly set, the clearance in the radial direction X can be maintained and the load in the thrust direction Y can be simultaneously received, so that the movable frame is rotatably supported. can do.

【０００９】[0009]

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１０】図１において、１は固定フレーム、２はス
テータコイル、３はフレキシブルプリント基板、４は可
動フレーム、５はロータマグネット、６は軸受の外輪、
７は軸受の内輪、８はボールである。In FIG. 1, 1 is a fixed frame, 2 is a stator coil, 3 is a flexible printed circuit board, 4 is a movable frame, 5 is a rotor magnet, 6 is an outer ring of a bearing,
Reference numeral 7 is an inner ring of the bearing, and 8 is a ball.

【００１１】ステータコイル２はフレキシブルプリント
基板３に配線され、フレキシブルプリント基板３と共に
固定フレーム１に固定されている。またロータマグネッ
ト５は可動フレーム４に固定されていて、ステータコイ
ル２と対向するように配置されている。ステータ部であ
る固定フレーム１の両端面内径部に軸方向に対してテー
パ面を持つ軸受の外輪６が固定され、ロータ部である可
動フレーム４の両端面外径部に軸方向に対して垂直な面
と水平な面の２面を持つ軸受の内輪７が固定され、軸受
の外輪６と軸受の内輪７の間にボール８が配置され、ロ
ータ部である可動フレーム４を回転自在に支持してい
る。The stator coil 2 is wired on the flexible printed board 3 and is fixed to the fixed frame 1 together with the flexible printed board 3. The rotor magnet 5 is fixed to the movable frame 4 and is arranged so as to face the stator coil 2. The outer ring 6 of the bearing, which has a tapered surface in the axial direction, is fixed to the inner diameter portions on both end surfaces of the fixed frame 1 that is the stator portion, and is perpendicular to the outer diameter portion on both end surface portions of the movable frame 4 that is the rotor portion in the axial direction. The inner ring 7 of the bearing having two surfaces, i.e., the horizontal surface and the horizontal surface, is fixed, and the ball 8 is arranged between the outer ring 6 of the bearing and the inner ring 7 of the bearing, and rotatably supports the movable frame 4 as the rotor part. ing.

【００１２】以上のように構成された中空モータについ
て、その動作を説明する。まず、ステータコイル２にフ
レキシブルプリント基板３を通して通電されると、ステ
ータコイル２に流れる電流による磁界が発生し、ロータ
マグネット５の磁束との関係により回転力が生じる。そ
の回転力を支持する軸受は、ラジアル方向Ｘの荷重を軸
方向と水平な面で、またスラスト方向Ｙの荷重を軸方向
と垂直な面で受けられるように、軸方向に対して垂直な
面と水平な面の２面を持つ内輪と、ラジアル方向Ｘとス
ラスト方向Ｙの荷重を同時に受けられ、なおかつ、可動
フレームおよび固定フレームの加工精度と組立精度を吸
収できるように、軸方向に対してテーパ面を持つ外輪
と、内外輪の相対運動をそれ自身の回転運動で支持でき
るように、内輪と外輪の間に配置されたわずかな隙間を
保って隣接する複数個のボールで構成され、回転をロス
なくスムーズに行え、フレームの加工精度をラフに設定
することができる。The operation of the hollow motor constructed as above will be described. First, when the stator coil 2 is energized through the flexible printed circuit board 3, a magnetic field is generated by the current flowing through the stator coil 2, and a rotational force is generated due to the relationship with the magnetic flux of the rotor magnet 5. The bearing that supports the rotational force is a surface vertical to the axial direction so that the load in the radial direction X can be received on the surface horizontal to the axial direction and the load in the thrust direction Y can be received on the surface vertical to the axial direction. And the inner ring having two horizontal surfaces, the load in the radial direction X and the thrust direction Y can be received at the same time, and the processing accuracy and the assembly accuracy of the movable frame and the fixed frame can be absorbed in the axial direction. It consists of an outer ring with a tapered surface and a plurality of balls that are adjacent to each other with a slight gap between the inner ring and the outer ring so that the relative motion of the inner and outer rings can be supported by its own rotational motion. Can be performed smoothly without loss, and the frame processing accuracy can be set roughly.

【００１３】以上のように本実施例によれば、軸受を、
軸方向に対して垂直な面と水平な面の２面を持つ内輪
と、軸方向に対してテーパ面を持つ外輪と、内輪と外輪
の間に配置された複数個のボールとで構成することによ
って、可動フレームおよび固定フレームの加工精度をラ
フに設定してもラジアル方向Ｘのクリアランスを維持で
き、スラスト方向Ｙの荷重も同時に受けることができ、
可動フレームを回転自在に支持することができる中空モ
ータを構成することができる。As described above, according to this embodiment, the bearing is
It is composed of an inner ring having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a horizontal surface, an outer ring having a tapered surface with respect to the axial direction, and a plurality of balls arranged between the inner ring and the outer ring. Therefore, even if the machining accuracy of the movable frame and the fixed frame is roughly set, the clearance in the radial direction X can be maintained, and the load in the thrust direction Y can be simultaneously received.
A hollow motor capable of rotatably supporting the movable frame can be configured.

【００１４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１５】図２において、１は固定フレーム、２はス
テータコイル、３はフレキシブルプリント基板、４は固
定フレーム、５はロータマグネット、６は軸方向に対し
てテーパ面を持つ軸受の外輪、７は軸方向に対して垂直
な面と水平な面の２面を持つ軸受の内輪、８はボールで
ある。以上は図１の構成と同様なものである。図１の構
成と異なるのはボール８が内輪７と外輪６の間に均等な
間隔を保って配置できるように鋼板あるいは樹脂で構成
されたリテーナ９を追加した点である。In FIG. 2, 1 is a fixed frame, 2 is a stator coil, 3 is a flexible printed circuit board, 4 is a fixed frame, 5 is a rotor magnet, 6 is an outer ring of a bearing having a tapered surface in the axial direction, and 7 is An inner ring 8 of the bearing having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a surface horizontal, is a ball. The above is the same as the configuration of FIG. The difference from the configuration of FIG. 1 is that a retainer 9 made of a steel plate or resin is added so that the balls 8 can be arranged between the inner ring 7 and the outer ring 6 with an equal interval.

【００１６】上記のように構成された中空モータについ
て、以下その動作を説明する。この場合の動作は実施例
１の動作と全く同一であり、リテーナ９でボール８を均
等な間隔を保って配置できるように構成したことによ
り、ボール８の使用個数を削減することができ、ボール
８どうしが接触することにより生じるロスを低減するこ
とができる。The operation of the hollow motor having the above structure will be described below. The operation in this case is exactly the same as the operation of the first embodiment, and the number of balls 8 used can be reduced by arranging the retainers 9 so that the balls 8 can be arranged at equal intervals. 8 It is possible to reduce the loss caused by the mutual contact.

【００１７】以上のように本実施例によれば、ボール８
を均等な間隔を保って配置できるようにリテーナ９を追
加することによって、実施例１と同一機能を維持しつつ
回転ロスを低減した中空モータを構成することができ
る。As described above, according to this embodiment, the ball 8
By adding the retainer 9 so as to arrange them at equal intervals, it is possible to configure a hollow motor with reduced rotation loss while maintaining the same function as in the first embodiment.

【００１８】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１９】図３において、１は固定フレーム、２はス
テータコイル、３はフレキシブルプリント基板、４は固
定フレーム、５はロータマグネット、６は軸方向に対し
てテーパ面を持つ軸受の外輪、７は軸方向に対して垂直
な面と水平な面の２つの面を持つ軸受の内輪、８はボー
ルである。以上は図１の構成と同様なものである。図１
の構成と異なるのは軸受の外輪６，軸受の内輪７のボー
ル８とのしゅう動面のどちらか一方、あるいは両側にフ
ッ素コーティングした点である。In FIG. 3, 1 is a fixed frame, 2 is a stator coil, 3 is a flexible printed circuit board, 4 is a fixed frame, 5 is a rotor magnet, 6 is an outer ring of a bearing having a tapered surface in the axial direction, and 7 is An inner ring 8 of a bearing having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a surface horizontal, is a ball. The above is the same as the configuration of FIG. Figure 1
The structure is different from that of (1) above in that one or both of the sliding surfaces of the outer ring 6 of the bearing and the balls 8 of the inner ring 7 of the bearing are coated with fluorine.

【００２０】上記のように構成された中空モータについ
て、以下その動作を説明する。この場合の動作は実施例
１の動作と全く同一であり、軸受の外輪６，軸受の内輪
７のどちらか一方、あるいは両側にフッ素コーティング
したことにより、ボール８との摩擦係数が下がり回転ロ
スを低減することができる。また、回転するときに生じ
るしゅう動あるいは転がりにより発生する音を低減する
ことができる。The operation of the hollow motor constructed as described above will be described below. The operation in this case is exactly the same as the operation of the first embodiment, and by coating one or both of the outer ring 6 of the bearing and the inner ring 7 of the bearing with fluorine, the coefficient of friction with the ball 8 decreases and rotation loss is reduced. It can be reduced. In addition, it is possible to reduce the sound generated by the sliding or rolling that occurs when rotating.

【００２１】以上のように本実施例によれば、軸受の外
輪６，軸受の内輪７のどちらか一方、あるいは両側にフ
ッ素コーティングしたことにより、軸受ロスの低い静音
化した中空モータを構成することができる。As described above, according to this embodiment, a hollow motor with low bearing loss and low noise can be constructed by coating either or both of the outer ring 6 of the bearing and the inner ring 7 of the bearing with fluorine. You can

【００２２】なお、ボール８は鋼球で構成するのが一般
的であるが、耐熱性を要求される場合はセラミックを、
静音性を要求される場合は樹脂で構成してもよい。この
場合、上記特徴以外は鋼球で構成したときとほぼ同等性
能を維持できる。The balls 8 are generally made of steel balls, but when heat resistance is required, ceramics are used.
If quietness is required, it may be made of resin. In this case, except for the above-mentioned characteristics, it is possible to maintain almost the same performance as when the steel balls are used.

【００２３】また、軸方向に対して垂直な面と水平な面
の２面を有する軸受および軸方向に対してテーパ面を持
つ軸受は内輪，外輪のどちらに配置してもまったく同一
性能を有することはいうまでもない。A bearing having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a surface horizontal to the axial direction, and a bearing having a tapered surface with respect to the axial direction have exactly the same performance regardless of whether they are arranged on the inner ring or the outer ring. Needless to say.

【００２４】さらに、内輪駆動中空モータ，外輪駆動中
空モータのどちらの中空モータに本発明の軸受を構成し
てもまったく同一性能を有することができる。Further, even if the bearing of the present invention is formed in either the inner ring drive hollow motor or the outer ring drive hollow motor, the same performance can be obtained.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明は、軸受を、軸方向
に対して垂直な面と水平な面の２面を持つ内輪あるいは
外輪と、軸方向に対してテーパ面を持つ外輪あるいは内
輪と、内輪と外輪の間に配置された複数個のボールとで
構成することによって、可動フレームおよび固定フレー
ムの加工精度をラフに設定しても、ラジアル方向Ｘのク
リアランスを維持でき、スラスト方向の荷重も同時に受
けることができ、可動フレームを回転自在に支持するこ
とができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the bearing has an inner ring or outer ring having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a horizontal surface, and an outer ring or inner ring having a tapered surface in the axial direction. And a plurality of balls arranged between the inner ring and the outer ring, the clearance in the radial direction X can be maintained and the thrust direction in the thrust direction can be maintained even if the machining accuracy of the movable frame and the fixed frame is roughly set. The load can be simultaneously received, and the movable frame can be rotatably supported.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施例における中空モータの半
断面図FIG. 1 is a half sectional view of a hollow motor according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施例における中空モータの半
断面図FIG. 2 is a half sectional view of a hollow motor according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第３の実施例における中空モータの半
断面図FIG. 3 is a half sectional view of a hollow motor according to a third embodiment of the present invention.

【図４】従来の中空モータの断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional hollow motor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１１ 固定フレーム ２，１２ ステータコイル ３，１３ フレキシブルプリント基板 ４，１４ 可動フレーム ５，１５ ロータマグネット ６ 軸受の外輪 ７ 軸受の内輪 ８ ボール ９ リテーナ １６ 軸受 1,11 Fixed frame 2,12 Stator coil 3,13 Flexible printed circuit board 4,14 Movable frame 5,15 Rotor magnet 6 Outer ring of bearing 7 Inner ring of bearing 8 Ball 9 Retainer 16 Bearing

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】円周状にＮ極，Ｓ極を交互に着磁したロー
タマグネットとこのロータマグネットを固着した中空円
筒状の可動フレームと、前記ロータマグネットにその一
面を空隙を介して対向配置された偏平なステータコイル
と、このステータコイルを配線したフレキシブルプリン
ト基板と、前記ステータコイルと前記フレキシブルプリ
ント基板を固定した中空円筒状の固定フレームとを備
え、前記可動フレームを回転自在に支持する軸受を、軸
方向に対して垂直な面と水平な面の２面を持つ内輪ある
いは外輪と、軸方向に対してテーパ面を持つ外輪あるい
は内輪と、内輪と外輪の間に配置された複数個のボール
とで構成されたことを特徴とする中空モータ。1. A rotor magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized circumferentially, a hollow cylindrical movable frame to which the rotor magnets are fixed, and one surface of the rotor magnet which is opposed to the rotor magnet with a gap therebetween. Bearing that supports the movable frame rotatably, and includes a flat stator coil that is formed, a flexible printed circuit board on which the stator coil is wired, and a hollow cylindrical fixed frame that fixes the stator coil and the flexible printed circuit board. , An inner ring or outer ring having two surfaces, a surface vertical to the axial direction and a horizontal surface, an outer ring or inner ring having a tapered surface with respect to the axial direction, and a plurality of inner or outer rings. A hollow motor comprising a ball and a hollow motor. 【請求項２】前記ボールは隣接するボールとわずかな隙
間を保ちながら内輪と外輪との間で回転自在に支持され
るように構成されたことを特徴とする請求項１記載の中
空モータ。2. The hollow motor according to claim 1, wherein the balls are configured to be rotatably supported between the inner ring and the outer ring while maintaining a slight gap between adjacent balls. 【請求項３】前記ボールは鋼板あるいは樹脂で構成され
たリテーナによって、前記内輪と前記外輪の間に均等な
間隔を保って配置されたことを特徴とする請求項１記載
の中空モータ。3. The hollow motor according to claim 1, wherein the balls are arranged by a retainer made of a steel plate or a resin so as to maintain an equal interval between the inner ring and the outer ring. 【請求項４】前記軸受の内輪，外輪のボールとのしゅう
動面の少なくとも一方側にフッ素コーティングしたこと
を特徴とする請求項１記載の中空モータ。4. The hollow motor according to claim 1, wherein at least one of sliding surfaces of the inner ring and the outer ring of the bearing is coated with fluorine. 【請求項５】前記ボールは鋼球あるいはセラミックある
いは樹脂で構成されたことを特徴とする請求項１記載の
中空モータ。5. The hollow motor according to claim 1, wherein the balls are made of steel balls, ceramics or resin.