CN103875163A - 外转子型马达 - Google Patents
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Abstract
一种在不降低线圈的空间系数、且保持小型化的情况下,能实现线圈引线的配线作业及接线作业的省力化的外转子型马达。从同相的定子单元分割成多个并且层叠的各定子单元(7a~7d)的同相的线圈(5)所引出的线圈引线(11)的一端通过定子单元(7a~7d)的极爪(6c、6d)的间隙而分别与突设于端子台主体(9a)上的相间连接端子(10a、10b)连接并且互相串联,与从各相线圈(5)引出的线圈引线(11)的另一端分别连接的驱动信号输入端子(10c)及外部输入端子(10e)、与从各相线圈(5)引出的线圈引线(11)的另一端分别连接的驱动信号输入端子(10d)及外部输入端子(10f)在端子台主体(9a)内分别配线连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于例如汽车、生产设备、办公设备等的外转子型马达。
背景技术
马达通过切换在设置于定子单元内的线圈中流动的电流方向,而使具备与定子磁轭的极爪相对设置的永磁体的转子旋转。为了进行切换电流方向等的控制,线圈与马达基板连接。例如,对于通常的无刷马达而言,在定子铁芯上以平行于轴向的方向卷绕着磁导线(以卷芯方向与轴向垂直的方式卷绕),线圈的卷绕起始端与卷绕结束端的线圈端都沿轴向引出并连接于驱动电路。
内转子型的PM步进马达的定子单元将磁导线卷绕在设于定子磁轭的极爪外周的线圈绕线管上,将内周侧及外周侧的线圈端通过马达外壳的卷绕部引出至定子的外周侧的空间并使之连接至配线基板(参照专利文献1)。
或者,也有人提出一种内转子型的PM步进马达的方案,该方案不使用配线基板,而是将线圈绕线管形状放大,对端子销的一端保持,并将卷绕于绕线管的磁导线的卷绕起始端和卷绕结束端分别连接,将各端子销沿轴向引出并将另一端侧直接与电路基板连接(参照专利文献2)。
另外,在外转子型马达的PM步进马达中,在绕线管的卷芯部设有贯穿凸缘部的通孔,将线圈卷绕在绕线管上而形成的各单元调整位置,并以通孔相互连通的状态多层叠置,将引出至朝向外方的凸缘部的导引槽内的线圈引线缠绕在嵌于通孔中的端子杆上进行供电(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002-78268号公报
专利文献2:日本专利特开平5-64411号公报
专利文献3:日本专利特开平9-74731号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
外转子型马达的PM步进马达与内转子型的PM步进马达相比,具有同等外形尺寸的情况下能产生更大转矩的优点,而另一方面,由于线圈引线的配线必须在马达内部进行,存在无法确保对线圈引线进行配线所需的充足空间的问题。
具体而言,首先,在专利文献1中,由于釆用了供电用的电路基板,电路基板部件本身占据空间大,且因电路基板配设于与转子轴垂直的方向上,因而,在外转子型马达中无法采用。
另外,若采用专利文献2中的将绕线管外径向外侧扩大的构造,则将线圈引线的卷绕起始端部与卷绕结束端部分别连接至端子销的距离增长且线圈引线的穿引是非直线的,因而,作业费事且不适于自动化组装。另外,由于线圈引线沿垂直于转子轴的方向引出,因而,在外转子型马达中无法采用。
另外,专利文献3的端子杆以平行于转子轴的状态贯通绕线管并嵌于其中,考虑到将端子杆压入通孔的长度,就不得不将外转子型马达制成大型。另外,从卷绕在各绕线管上的线圈引出的线圈引线通过凸缘部的导引槽而缠绕至端子杆的距离变长,且因穿引作业为非直线而难以实现组装自动化。
本发明为了解决这些技术问题而进行,其目的在于提供一种外转子型马达,在不降低线圈的空间系数且保持小型化的情况下,能够实现线圈引线的配线作业及接线作业的省力化。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明为达到上述目的而具备以下的构成。
本发明提供一种外转子型马达,包括:定子,该定子是将利用形成有梳齿状的极爪的定子磁轭将磁导线卷绕而成的空心线圈夹于其中而形成的定子单元在轴承部的周围同心状地层叠多个而形成的;转子,该转子具有插入于所述轴承部的转子轴、与所述极爪相对且形成有磁极的永磁体、受到支承而能够以所述转子轴为中心进行旋转的转子磁轭;以及驱动电路接线端子台,该驱动电路接线端子台将向所述线圈通电而对马达进行驱动的驱动电路的驱动信号输入端子、相间连接端子及外部输入端子一体地形成于端子台主体上,本发明的外转子型马达的特征在于,从同相的定子单元分割成多个并且层叠的各定子单元的同相的所述线圈所引出的线圈引线的一端通过所述定子单元的极爪的间隙,而分别与突设于所述端子台主体上的所述相间连接端子连接并且互相串联,与从各相线圈引出的线圈引线的另一端分别连接的所述驱动信号输入端子与所述外部输入端子在所述端子台主体内分别配线连接。
依据上述构成,由于采用了将对马达进行驱动的驱动电路的驱动信号输入端子、相间连接端子及外部输入端子一体形成于端子台主体上的驱动电路接线端子台,因而不需要配线用基板,还能够以直线方式对从各线圈引出的线圈引线进行配线连接,而且能够省略端子台主体内的配线。因此,能够在保持马达外形尺寸的小型化的情形下,有助于实现装配的自动化。
另外,本发明以下述构成为宜。即,在所述驱动电路接线端子台中,使所述相间连接端子、所述驱动信号输入端子及所述外部输入端子在连结部相连而形成的引线框经过嵌件成形加工,并且所述连结部被切断,从而使各端子从所述端子台主体突出设置。
由此,能够通过使用引线框的嵌件成形来制造端子台主体,而且由于能够仅通过将连结部切断而形成连接线圈引线的端子部,因而能够提供价格低廉且适于大量生产的外转子型马达。
另外,通过采用散热性树脂(例如将氮化铝、陶瓷粉末等作为填充物混入的树脂)作为形成所述端子台主体的模塑树脂,能够将驱动电路接线端子台兼作马达安装板及散热板加以使用。
发明效果
采用上述的外转子型马达,能够在不降低线圈的空间系数、且保持小型化的情况下,实现线圈引线的配线作业及接线作业的省力化。
附图说明
图1为定子单元的立体图。
图2为引线框的俯视图。
图3为铸模后的驱动电路接线端子台的透视俯视图。
图4为将连结部切除后的驱动电路接线端子台的俯视图。
图5为另一例的驱动电路接线端子台的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的外转子型马达的一个实施方式进行说明。本实施方式的外转子型马达为爪极式两相步进马达,由多个定子单元同心状地层叠而成,所述多个定子单元通过用具有梳齿状的极爪(claw pole)的定子磁轭将卷绕成空心状的定子线圈夹于其中而形成,本实施例对之进行示例说明。
参照图1,对两相步进马达的概略构成进行说明。如图1所示,在转子1中,被磁化成沿圆周方向N、S交替的永磁体2设置于筒状的转子磁轭3的内周面上。永磁体2与下述的定子磁轭的极爪(claw pole)相对设置。在呈有底筒状的转子磁轭3的底部设有转子轮毂,转子轴经压入、烧嵌等加工而与之连结成一体。
如图1所示,定子4由多个(本实施例为四层)定子单元7a~7d同心状地层叠而成,所述定子单元7a~7d通过将磁导线卷绕成空心状而形成的线圈5夹于一对定子磁轭6a、6b之间而组成。由于本实施例为两相马达,因而将电角度的相位相差180度的A相线圈与B相线圈以例如A-A-B-B、A-B-A-B或A-B-B-A的方式进行层叠。定子单元7a~7d的中心部插设有供转子轴穿插其中的筒状的轴承座8,并与驱动电路接线端子台9组装成一体。在轴承座8内,同心状地嵌设有圆筒状的隔片及轴承(bearing),转子轴以贯穿筒孔的方式嵌设其中,利用防拔脱垫圈采取拔脱防止措施而将这些部件进行组装。此外,对于定子4,也可以利用模塑树脂在定子单元7a~7d的周围进行模塑。
如图1所示,在驱动电路接线端子台9中,向A相及B相线圈通电而驱动马达的驱动电路的相间连接端子10a、10b、驱动信号输入端子10c、10d及外部输入端子10e、10f与端子台主体9a形成为一体。
具体而言,从A相及B相的定子单元7a~7d分割成多个(二分割)并且层叠设置的各定子单元的线圈5的内周侧引出的线圈引线11通过位于线圈外周侧的极爪6c、6d的间隙,并通过突设于端子台主体9a的相间连接端子10a、10b而使同相(A相或B相)的定子线圈的卷绕起始端与卷绕结束端实现配线连接。另外,各相线圈5的线圈引线11分别与驱动信号输入端子10c及驱动信号输入端子10d配线连接。驱动信号输入端子10c与外部输入端子10e配线连接,驱动信号输入端子10d与外部输入端子10f配线连接。
如图1所示,例如,如果将四层的定子单元从图面的上方起以A相-Aˊ相-B相-Bˊ相的方式层叠,从第一层的定子单元7a的线圈5(A相)引出的一端侧(外周端或内周端)线圈引线11与驱动信号输入端子10c连接,而从第二层的定子单元7b的线圈5(Aˊ相)引出的一端侧(外周端或内周端)线圈引线11则与驱动信号输入端子10d连接(参照图1中的单点划线)。另外,从第一层的定子单元7a的线圈5引出的另一端侧(内周端或外周端)线圈引线11与相间连接端子10a连接,而从第二层的定子单元7b的线圈5引出的另一端侧(内周端或外周端)线圈引线11则与相间连接端子10a连接(参照图1中的单点划线)。B相侧的定子单元7c、7d的情形亦与此相同。
依据上述构成,由于采用了驱动马达的驱动电路的相间连接端子10a、10b及驱动信号输入端子10c、10d与端子台主体9a形成一体的驱动电路接线端子台9,因而不需要配线基板,能够以直线方式对从各线圈5引出的线圈引线11进行配线连接,而且能够缩减配线长度。因此,能够在保持马达外形尺寸的小型化的情形下,有助于实现装配的自动化。另外,驱动电路接线端子台9也可以作为外部安装板加以使用。
如图2所示,采用了引线框10,该引线框10通过使驱动电路的相间连接端子10a、10b及与外部输入端子10e、10f连接的驱动信号输入端子10c、10d在连结部10g处相连而形成。如图3所示,该引线框10经嵌件成形加工而与包括轴承座8在内的端子台主体9a形成一体。
将该连结部10g切断,如图4所示,从端子台主体9a突出设置有相间连接端子10a、10b、驱动信号输入端子10c、10d及外部输入端子10e、10f。在端子台主体9a内,驱动信号输入端子10c与外部输入端子10e配线连接,驱动信号输入端子10d与外部输入端子10f配线连接。另外,相间连接端子10a、10a(例如A相-Aˊ相连接用)相互之间、相间连接端子10b、10b(例如B相-Bˊ相连接用)相互之间也进行配线连接。
由此,能够通过使用引线框10的嵌件成形加工制造出驱动电路接线端子台9,而且,仅通过切断连结部10g就能使连接线圈引线11的各端子出现,因而能够提供价格低廉且适于大量生产的外转子型马达。
另外,通过采用散热性树脂(例如将氮化铝、陶瓷粉末等作为填充物混入的树脂)作为形成端子台主体9a的模塑树脂,能够将驱动电路接线端子台9兼作马达安装板及散热板加以使用。
另外,在端子台主体9a成形时,也可以形成如图5所示的凸缘部9b。由此,当将端子台主体9a用作马达安装板时,能够作为安装孔加以使用。
采用上述的外转子型马达,在不降低线圈的空间系数、且不降低线圈及驱动电路接线端子台9的绝缘可靠性的情况下,能够在定子单元7a~7d间的极有限的空间内以良好的作业便利性进行配线作业。
另外,由于从各定子单元的线圈的内周侧引出的线圈引线11通过相邻的线圈外周侧与极爪间的间隙以直线方式配线于驱动电路接线端子台9的端子上,因而,线圈引线11的配线作业极为简易,从而能够提高组装效率。
此外,与相间连接端子10a、10b连接的线圈引线11可以是A相和B相中的仼一相,驱动信号输入端子10c、10d及外部输入端子10e、10f也可替换其输入端子的位置。
上述实施例对爪极式两相步进马达进行了示例,然而,本发明并不受其限定,同样能够适用于虽然轴向的长度增长但可实现低振动的三相、四相、…n相等多相步进马达(无刷型)。
Claims (3)
1.一种外转子型马达,包括:定子,该定子是将利用在轴承部的周围形成有梳齿状的极爪的定子磁轭对磁导线卷绕而成的空心线圈进行夹持而形成的定子单元同心状地层叠多层而形成的;转子,该转子包括转子轴和转子磁轭,所述转子轴插入于所述轴承部,所述转子磁轭具有形成有与所述极爪相对的磁极的永磁体、受到支承而能够以所述转子轴为中心进行旋转;以及驱动电路接线端子台,该驱动电路接线端子台将向所述线圈通电而对马达进行驱动的驱动电路的驱动信号输入端子、相间连接端子及外部输入端子一体地形成于端子台主体上,其特征在于,
从同相的定子单元分割成多个并且层叠的各定子单元的同相的所述线圈引出的线圈引线的一端通过所述定子单元的极爪的间隙而分别与突设于所述端子台主体上的所述相间连接端子连接并且互相串联,与从各相线圈引出的线圈引线的另一端分别连接的所述驱动信号输入端子与所述外部输入端子在所述端子台主体内分别配线连接。
2.根据权利要求1所述的外转子型马达,其特征在于,
在所述驱动电路接线端子台中,使所述相间连接端子、所述驱动信号输入端子及所述外部输入端子在连结部相连而形成的引线框被嵌件成形,并且所述连结部被切断,从而使各端子从所述端子台主体突出设置。
3.根据权利要求1或2所述的外转子型马达,其特征在于,
将散热性树脂用作形成所述端子台主体的模塑树脂。
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