CN1062092C

CN1062092C - 小型电动机

Info

Publication number: CN1062092C
Application number: CN95120955A
Authority: CN
Inventors: 上松郁夫
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2001-02-14
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: CN1131355A; US5698920A

Abstract

一种小型电动机，将第一外侧定子与第一内侧定子之间夹有线圈的第一定子组和将第二外侧定子与第二内侧定子之间夹有线圈的第二定子组，按照两内侧定子面向内侧的状态予以叠合。并且，在第一外侧定子一侧设有第二内侧定子位置固定用的第一保持部，在第二外侧定子一侧设有第一内侧定子位置固定用的第二保持部。从而可使内侧定子相对于外侧定子和线圈架等其它部件不会保持偏斜状态。

Description

小型电动机

本发明涉及步进电动机等小型电动机，具体涉及对装有外侧定子和内侧定子两者组成的定子组多层叠合定子结构的小型电动机的改进。

众所周知，以往已有把外侧定子和内侧定子两者组成的定子组制成上下多层叠合式定子结构的小型电动机。例如，如图13所示的步进电动机，在具有极齿31b的同时，构成电动机外壳外周的第一外侧定子31与具有极齿32b的第一内侧定子32之间夹有卷在线圈架上的线圈33的第一定子组34和在具有极齿35b的同时，构成电动机外壳外周的第二外侧定子35与具有极齿36b的第二内侧定子36之间夹有卷在线圈架上的线圈37的第二定子组38的同样两内侧定子32、36被装在上述线圈33与上述线圈37之间，以此组成叠合式定子结构。并且，在此定子结构的中央配置有转子39，形成与极齿31b、32b、35b、36b对置的状态。

这种定子具体采用下述结构。即、如图14(A)所示，相对于穿过转子回转中心的B-B剖面线，首先用两只在四个部位上形成有突起32a、36a位置呈线对称的相同形状的内侧定子32、36，按照单向弯曲的极齿相互反向设置的方式，使其背面贴合，将相对于上述B-B剖面线呈线对称关系的同样突起32a、36a贴合固定，以形成一体化的内定子。接着，装上线圈33、37，用两外侧定子31、35将其一体化的内定子32、36夹住，予以固定。此时，如图15所示，在两外侧定子31、35的外周部与突起32a、36a对应的位置上，设置有凹口31a、35a。由于突起32a与突起36a形状相同，形成了凸状一致的固定形状，因此两个凹口31a、35a位置也一致。而且，各突起32a、36a被嵌入凹口31a、35a内，可同时进行圆周方向的定位和保持轴向位置。另外，在嵌合方面，考虑到各内侧定子32、36板厚T₁的偏差性，将凹口31a、35a的深度T₂规定为T₁＜T₂。

然而，在这种定子结构中，因凹口深度T₂与板厚T₁的关系被定为T₁＜T₂，由此产生的间隔G之间有可能会使突起32a、36a在轴向任意移动，故在间隙G的轴向中心部位不能将一体化的内侧定子32、36固定，造成向一侧偏移(参照图16)。因此，若按照原来技术要求，两外侧定子31、35对接的直线L与一体化的内侧定子32、36对接的直线M应为同一条线，然而，现在却有如图16所示的级差。即，一体化的内侧定子32、36出现偏离设计所要求的中心。这种偏差在一体化的内侧定子的突起32a、36a嵌入外侧定子的凹口31a、35a的四个部位全都不同时，就会形成两内侧定子32、36相对于两外侧定子31、35的偏斜状态。此时，因在一体化的内侧定子32、36上设置有极齿，由偏斜而造成的一侧的极齿会被拉向中心，使有效内径变小。其结果，使转子39与两内侧定子32、36的间隙小于设计值，从而无法获得按照设计意图的小型电动机。另外，这种偏差即使在一体化的内侧定子的突起32a、36a嵌入外侧定子的凹口31a、35a的四个部位全都相同的情况下，因偏差而无法得到所期望的电动机性能。

本发明目的就在于提供一种在设计所要求的中心位置上可使一体化的内侧定子32、36保持高精度的小型电动机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种小型电动机，包括在构成电动机外壳的第一外侧定子与装在电动机内部的第一内侧定子之间夹有线圈的第一定子组和在构成电动机外壳的第二外侧定子与装在电动机内部的第二内侧定子之间夹有线圈的第二定子组，将其两者按照两内侧定子位于第一定子组的线圈与第二定子组的线圈之间的形状贴合在一起，其中，在第一定子组上设有保持第二内侧定子位置用的第一保持部，在第二定子组上设有保持第一内侧定子位置用的第二保持部，且第一保持部与第二内侧定子间的对接面、第二保持部与第一内侧定子间的对接面、两个内侧定子间的对接面以及两个外侧定子间的对接面均处于同一个平面上。

附图的简单说明：

图1为本发明第一实施例的俯视图及其主要部位放大图。

图2为本发明第一实施例的主视图。

图3为本发明第一实施例的内侧定子的示图。其中，(A)为俯视图，(B)为(A)的B-B剖面图。

图4为本发明第一实施例的内侧定子叠合状态的示图，其中，(A)为俯视图，(B)为(A)的B-B剖面图。

图5为本发明第一实施例的外侧定子的示图。其中，(A)为俯视图，(B)为(A)的B-B剖面图。

图6为本发明第一实施例的外侧定子的主视图。

图7为本发明第二实施例的内侧定子的俯视图。

图8为表示本发明第二实施例的内侧定子叠合状态的俯视图。

图9为本发明第二实施例的外侧定子的示图。其中，(A)为俯视图，(B)为省略了极齿的主视图。

图10为本发明第二实施例的俯视图及其主要部位的放大图。

图11为说明本发明第三实施例的主要部分分解图。

图12为本发明第四实施例的俯视图及其主要部位的放大图。

图13为说明以往及本发明基本结构的示图。

图14为以往结构的内侧定子的示图。其中，(A)为俯视图，(B)为(A)的B-B剖面图。

图15为以往的小型电动机俯视图及其主要部位的放大图。

图16为说明以往的小型电动机不适用时的主要部位放大图。

下面，按照图示的实施例，对本发明的结构作出详细说明。

图1至图6表示本发明的小型电动机第一实施例。这种小型电动机属于一种与传统例相同的小型步进电动机，定子的基本结构也与图13所示的传统结构相同。即，在具有极齿1b的同时，构成电动机壳外周的第一外侧定子，与具有极齿2b的第一内侧定子2之间夹有卷在线圈架10上的线圈3的第一定子组4和在具有极齿5b的同时，构成电动机壳外周的第二外侧定子5与具有极齿6b的第二内侧定子6之间夹有卷在线圈架11上的线圈7的第二定子组8的同样两内侧定子2、6被装在上述线圈3与上述线圈7之间，以此组成叠合式定子结构。并且，在此定子结构的中央配置有转子9，形成与极齿1b、2b、5b、6b对置的状态。

这种定子采用以下结构。首先，如图3(A)所示，相对于穿过转子回转中心的B-B剖面线，形成突起2a-6a位置线不对称的两只内侧定子2、6。在这两只内侧定子2、6上，分别设有多个突起部2a、6a，多个极齿2b、6b，多个接合孔2c、6c，多个接合用的突起2d、6d以及多个阻止线圈架回转用的孔2e、6e。并且，只向各内侧定子2、6一侧弯曲的极齿2b、6b相互呈反向贴合背面，将定子2接合用的突起2d和定子6接合用的突起6d分别铆接在定子6的接合孔6c和定子2的接合孔2c上，并将两者2、6固定(参照图4)。此时，因突起2a-6a的位置线不对称，故有一部分不与突起2a、6a重叠，产生非叠合部2x、6x。

其次，将线圈架10、11上设置的未作图示的小突起分别插入各内侧定子2、6的阻止线圈架回转用的孔2e、6e，使线圈架10、11与定子2、6叠合。另外，如图1所示，分别将线圈3、7绕在线圈架10、11上。然后，用两外侧定子1、5将其夹住固定，并在两外侧定子1、5上，分别形成与多个突起部2a对应的多个凹口1a、与多个突起6a对应的多个凹口5a以及在夹有多个极齿1b、5b和线圈3、7的线圈架10、11上设有的端子部10a、11a等接合用的大凹口部1c、5c。又，如图1所示，在外侧定子1上形成的多个凹口1a处于与内侧定子的多个突起2a相对应的位置，与突起2a圆周方向的长度大致相同，其深度比突起2a轴向的厚度仅多出间隙G。在另一方的外侧定子5上形成的多个凹口5a也同样处于与内侧定子的多个突起6a相对应的位置，与突起6a圆周方向的长度大致相同，其深度比突起6a轴向的厚度仅多出间隙G。因此，在将同样两内侧定子2、6放入线圈3与线圈7之间，并使其上下定子组叠合时，与上述突起部2a、6a一部分不重合的非叠合部2X、6X分别与对置的外侧定子5、1对接，可保持轴向的位置。此时，与突起部2a的非叠合部2x对接的第二外侧定子5的对接部分被作为第二保持部5d，与突起部6a的非叠合部6x对接的第一外侧定子1的对接部分则作为第一保持部1d。并且，依靠两内侧定子2、6的两外侧定子1、5的圆周方向定位可以通过将设置在各内侧定子2、6上的突起部2a、6a嵌入两外侧定子1、5外周部的凹口1a、5a来进行(此内容在后面有详述)。另外，在嵌合方面，考虑到各内侧定子2、6板厚T1的偏差性，将凹口1a、5a的深度T₂规定为T₁＜T₂，与以往相同。因此，各凹口1a、5a的内部虽然会产生间隙G，但在内侧定子2、6相互固定的状态下，突起部2a的非叠合部2x由第二保持部5d固定，突起部6a的非叠合部6x则由第一保持部1d固定，从而可保持轴向位置，在该间隙G的中心处，可使内侧定子2、6保持稳定。

另外，两突起部2a、6a不仅可保持轴向位置，而且还可进行圆周方向的定位。因规定两突起部2a、6a圆周方向的长度大致与凹口1a、5a圆周方向的长度相同，故一旦两突起部2a、6a与凹口1a、5a嵌合，则基本上不存在圆周方向松动(间隙)的现象。因此，各内侧定子2、6相对于各外侧定子1、5不能进行圆周方向回转，可实现圆周方向的定位。但这种圆周方向的定位一旦出现多个部位，反而会担心难以保证尺寸精度，故最好是1个部位。

在本实施例中，由于是通过将内侧定子2的突起部2a与外侧定子5对接，又将内侧定子6的突起部6a与外侧定子1相对接来保持轴向位置的，因此两外侧定子1、5对接的直线L与两内侧定子2、6对接的直线M为同一直线。其结果，可将两内侧定子2、6正确保持在设计要求的中心上。

另外，在本实施例中，如图6所示，其结构是一方的外侧定子1的多个凹口1a中的两个相邻侧的一端一起在大凹口部1c内连续形成，而另一方的外侧定子5也同样在多个凹口5a中的两个相邻侧的一端一起在大凹口5c内连续形成。即，各突起部2a、6a与各凹口1a、5a的嵌合不是以圆周方向均等间隔配置的，但这种嵌合如果按照图7至图10所示的下述第二实施例的方法在圆周方向上均等间隔配置的话，则可进一步提高小型电动机的精度。

第二实施例的基本结构与第一实施例相同，不同之点在于突起部2a、6a的形状和设置位置以及凹口1a、5a的形状和设置位置。在说明时，与第一实施例相同的部件采用同一符号表示。

在第二实施例中，如图7所示，在内侧定子2、6上，分别以120度间隔各设置有3个相同形状的突起部2a、6a。并且，该突起部2a、6a的位置相对于穿过转子回转中心的B-B剖面线呈不对称状。又，如图9所示，在外侧定子1、5与突起部2a、6a对应位置上，也分别以120度间隔各设置有3个相同形状的凹口1a、5a。其结果，在小型电动机的外周部，可以120度间隔形成3个如图10放大表示的上下定子组中偏位的突起部2a、6a与凹口1a、5a的嵌合状态。并且，如图8所示，首先用相同形状的各内侧定子2、6，将按照单向弯曲的极齿相互反向设置的方式使其背面贴合和对应的同样突起部2a、6a叠合予以固定，使两只内侧定子叠合形成一体化。此时，第二实施例由于在被叠合的突起部所有部位都具有非叠合部2x、6x，因此能可靠地保持叠合的突起部所有部位上的轴向位置，以获得进一步提高小型电动机精度的效果。两外侧定子1、5的定位和位置保持与第一实施例相同，故予以省略，另外，均等间隔配置的突起部2a、6a的个数可以不是各3个，而是可以各2个或4个以上。例如，若增大突起部2a、6a的宽度，还能增大强度等，可规定为各2个。

下面，参照图11对第三实施例作出说明。该实施例在采用图13至图16所示的传统技术的结构时，间隙G的轴向中心位置不能使一体化的内定子32、36固定，为了避免向一方偏斜，在线圈架11上设有1个相当于第一实施例所示的设在外侧定子5上的固定内侧定子2的突起2a用的第二保持部5d的部位，在线圈架10上则设有1个相当于设在外侧定子1上的固定内侧定子6的突起6a用的第一保持部1d的部位。另外，在说明时，与传统技术相同的部件以相同符号表示。

在第三实施例中，省略了与传统技术相同结构的详细说明，不同之点在于各内侧定子32和36的背面被重合固定，在上定子组的线圈架10上，设有3个相当于第一实施例的第一保持部1d的内侧定子轴向固定用的位置保持突起10b，而在另一方的下定子组的线圈架11上，则设有3个相当于第一实施例的第二保持部5d的内侧定子轴向固定用的位置保持突起11b。并且，在内侧定子32上，各位置保持突起10b被设置在多个穿通的孔32f与其各突起10b相对应的位置。另外，各位置保持突起10b被顶靠在另一方的内侧定子36的平板部上，换言之，通过上定子组的线圈架10的位置保持突起10b，可限制下定子组的内侧定子36的轴向位置。而在内侧定子36上，各位置保持突起11b则被设置在多个穿通的孔36f与其各突起11b相对应的位置。另外，各位置保持突起11b也被顶靠在内侧定子32的平板部上。换言之，通过下定子组的线圈架11的位置保持突起11b，也可限制上定子组的内侧定子32的轴向位置。

虽然上述的各实施例都属于本发明实施例中最佳的一侧，但并不限定于此例，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以作出各种变动。例如，第一和第二保持部不是设在外侧定子和线圈架上，也可以设在外侧定子一端上装有的位置保持专用板等部位。另外，如图12所示，也可以形成突起部2a与突起部6a完全不重合的状态。并且，在各定子1、2、5、6上，突起部2a、6a和凹口1a、5a的部位数至少应有1个，但考虑到组装精度，以分别设置多个为好。若再将其设置位置在圆周方向上作出均等间隔，则更加有助于组装精度的提高。

以上各实施例说明的是小型步进电动机的例子，但本发明可适用于通常由上下两只定子组成的定子组多个叠合式定子结构的小型电动机。

从上述说明中可以看出，在本发明的小型电动机中，由于采用第一外侧定子侧的第一保持部来固定第二内侧定子的位置，又用第二外侧定子侧的第二保持部来固定第一内侧定子的位置，从而可将两内侧定子高精度保持在设计要求的中心位置上。其结果，内侧定子相对于外侧定子和线圈架等其它部件不会保持一种偏斜状态，可使转子和两内侧定子的间隙与设计值一致，从而可获得按照设计意图的小型电动机。

Claims

1．一种小型电动机，包括在构成电动机外壳的第一外侧定子与装在电动机内部的第一内侧定子之间夹有线圈的第一定子组和在构成电动机外壳的第二外侧定子与装在电动机内部的第二内侧定子之间夹有线圈的第二定子组，将其两者按照两内侧定子位于所述第一定子组的线圈与所述第二定子组的线圈之间的形状贴合在一起，其特征在于，在所述第一定子组上设有保持所述第二内侧定子位置用的第一保持部，在所述第二定子组上设有保持所述第一内侧定子位置用的第二保持部，且所述第一保持部与所述第二内侧定子间的对接面、所述第二保持部与所述第一内侧定子间的对接面、所述两个内侧定子间的对接面以及所述两个外侧定子间的对接面均处于同一个平面上。

2．根据权利要求1所述的小型电动机，其特征在于，在所述第一外侧定子上设有所述第一保持部的同时，在所述第二外侧定子上设有所述第二保持部，所述第一外侧定子上形成的第一保持部用于对所述第二内侧定子位置的固定，而在所述第二外侧定子上形成的第二保持部则用于对所述第一内侧定子位置的固定。

3．根据权利要求2所述的小型电动机，其特征在于，在所述第一和第二内侧定子以及所述第一和第二外侧定子上，分别形成有与转子对置的极齿。

4．根据权利要求3所述的小型电动机，其特征在于，在所述第一和所述第二内侧定子的外周上设有突起部，并设有在使所述第一和第二内侧定子上形成的突起部叠合时、所述第一内侧定子上形成的突起部与所述第二内侧定子上形成的突起部不重合的非叠合部，将所述第二内侧定子的所述突起部的非叠合部与所述第一外侧定子上形成的第一保持部对接予以固定，将所述第一内侧定子的所述突起部的非叠合部与所述第二外侧定子上形成的所述第二保持部对接予以固定。

5．根据权利要求3所述的小型电动机，其特征在于，通过杯状的电动机外壳形成所述第一和第二外侧定子，在其杯状的电动机外壳外周部上，设有与所述突起部接合和固定用的凹口，并通过把所述各突起部嵌入这些凹口内，实现所述两内侧定子对所述两外侧定子的圆周方向定位。

6．根据权利要求1所述的小型电动机，其特征在于，具有卷绕所述线圈的线圈架，在所述第一定子组的线圈架上设有第一保持部，在所述第二定子组的线圈架上设有第二保持部。

7．根据权利要求6所述的小型电动机，其特征在于，在所述第一和第二内侧定子以及所述第一和第二外侧定子上，分别形成与转子对置的极齿。

8．根据权利要求1所述的小型电动机，其特征在于，将所述两内侧定子叠合后形成一体，在所述第一内侧定子与所述第二外侧定子对接固定时，所述第二内侧定子与所述第一外侧定子对接固定。