CN107408867A - 混合式步进马达 - Google Patents

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Abstract

一种混合式步进马达，在具有上侧绝缘体(18)和下侧绝缘体(19)的绝缘体(13)一体形成有连接器壳体，该混合式步进马达具备定子铁芯(12)和集中配置在定子铁芯(12)的外侧的输出端子，成为输出端子的布线图案(22)被配置为连接器引脚(24)与焊盘部(27)的中心错开，焊盘部(27)形成在布线图案(22)的外缘侧，布线图案(22)的成为最上面的表面(A)位于比所述下侧绝缘体的搭接线以及引出线所攀绕的最下面(B)靠下方的位置，将引出线从下侧引出，并引出至引导槽(30)。

Description

混合式步进马达
技术领域
本发明涉及混合式步进马达。
背景技术
混合式步进马达被广泛使用在例如打印机、复印机、复合机等OA设备、FA设备、及机器人等工业设备等。
提出了具备定子绕组的引线接头线连接部的混合式步进马达，在该混合式步进马达中，形成为在将输出电极集中配置于输出电极固定用框架的电极固定部之后，定子绕组的引线接头线引导槽部朝向对应的输出电极延伸，因此能够简便进行定子绕组的引线接头线向输出电极的定位，其结果是，也易于进行定子绕组的引线接头线向输出电极的焊接作业的自动化(例如，参照专利文献1)。
专利文献1:日本实公平5-021958号公报
专利文献1所记载的混合式步进马达形成为在将输出电极26集中配置于输出电极固定用框架23的电极固定部25之后，定子绕组的引线接头线引导槽部27朝向对应的输出电极26延伸，因而构成为能够简便进行定子绕组的引线接头线向输出电极26的定位。
然而，如专利文献1的第6图中的(A)所记载的那样，在输出电极26上通过焊料固定有导线31的心线31a。因此，存在以下担忧：在将定子绕组的引线接头线通过焊料固定在输出电极26上时，由于加热而使导线31的心线31a的接合松动，变得导通不良。
另外，在专利文献1的第10图中记载如下：也可以使输出电极26’成为端子构造，使用在内部具有将导线固定的雌电极的连接器43来进行导线与输出电极26’的电连接。然而，存在该构造无法与连接器引脚(connector pin)接合的连接器对应的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种在绝缘体一体形成有连接器壳体的混合式步进马达，该混合式步进马达能够易于进行定子绕组的引出线在输出端子上的定位，而能够使定子绕组的引出线向输出电极的焊接作业自动化。
为了实现上述目的，(1)本发明的第一方式的步进马达是在具有上侧绝缘体和下侧绝缘体的绝缘体一体形成有连接器壳体的混合式步进马达，该混合式步进马达具备定子铁芯和集中配置在上述定子铁芯的外侧的输出端子，成为上述输出端子的布线图案被配置为连接器引脚与焊盘部的中心错开，上述焊盘部形成在上述布线图案的外缘侧，将上述下侧绝缘体的引出线从下侧引出，并引出至引导槽。
(2)在上述(1)中，上述布线图案的成为最上面的表面可以位于比上述下侧绝缘体的搭接线以及引出线所攀绕的最下面靠下方的位置。
(3)在上述(1)或(2)中，也可以上述绝缘体具有卡止销，上述卡止销的截面形状形成为本垒板形的五边形，突角的顶点朝向外侧配置，各角部成为圆弧面。
(4)本发明的第二方式的步进马达具备：定子铁芯，其层叠软磁材料的铁芯而构成；转子，其配设在上述定子铁芯的内侧，并以旋转轴为中心旋转；前凸缘以及后凸缘，它们在上述转子的上述旋转轴所延伸的方向分别配设在上述定子的两端部，并将上述转子的上述旋转轴支承为自如旋转；上侧绝缘体，其配设在上述定子铁芯与上述前凸缘之间，并由绝缘材料构成；以及下侧绝缘体，其配设在上述定子铁芯与上述后凸缘之间，并由绝缘材料构成。在上述上侧绝缘体以及上述下侧绝缘体中的至少一方一体成型有从上述定子铁芯向外侧突出的连接器壳体，并且形成有对卷绕于上述定子铁芯的绕组的引出线进行引导的引导槽。在上述连接器壳体安装有以下部件：内侧连接器，其嵌入成型有多个连接器引脚；以及布线基板，其形成有具备与上述多个连接器引脚的每一个分别电连接的多个输出端子的布线图案。上述多个输出端子在与上述多个连接器引脚所延伸的方向正交的配设方向排列并配置在上述布线图案的外缘侧。上述多个输出端子中的至少一个配设于在上述配设方向从上述多个连接器引脚中对应的连接器引脚与上述布线图案连接的位置错开的位置，被上述引导槽引导的上述引出线从与相对于上述连接器壳体安装上述内侧连接器的一侧相反的一侧连接于上述布线图案。
(5)在上述(4)中，上述多个连接器引脚也可以在穿过形成于上述壳体的插通孔和形成于上述布线基板的通孔的状态下与上述布线图案电连接。
根据本发明，能够提供一种混合式步进马达，在绝缘体一体形成有连接器壳体，能够易于进行定子绕组的引出线在输出端子上的定位，而能够使定子绕组的引出线向输出电极的焊接作业自动化。
附图说明
图1是本发明的混合式步进马达的立体图。
图2是图1所示的混合式步进马达的剖视图。
图3是图1所示的混合式步进马达的定子的立体图。
图4是图3所示的定子的剖视图。
图5是图4所示的定子的局部放大图。
图6是图3所示的定子的仰视图。
图7是图3所示的下侧绝缘体部分的分解立体图。
图8是本发明的混合式步进马达的第一相的绕组图案的说明图。
图9是本发明的混合式步进马达的第二相的绕组图案的说明图。
图10是对本发明的混合式步进马达中的绝缘体的卡止销的另一实施例进行说明的图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地对用于实施本发明的方式(以下，称为“实施方式”)进行说明。
图1是本发明的混合式步进马达的立体图。图2是图1所示的混合式步进马达的剖视图。图3是图1所示的混合式步进马达的定子的立体图。
本发明的混合式步进马达是两相混合式步进马达，构成为在绝缘体通过一体成型而形成有连接器壳体，将输出端子集中配置在定子铁芯的外侧。
混合式步进马达1由如下部件构成：定子2；以能够旋转的方式配置在定子2的内侧的转子3；以及分别配设在定子2的轴向两端的前凸缘4和后凸缘5。在前凸缘4和后凸缘5分别安装有轴承6、7，来将转子3支承为能够旋转。转子3由如下部件构成：层叠规定张数的软磁材料(例如硅钢板等)的铁芯而构成的两个转子铁芯8、9；配设在两个转子铁芯8、9之间的圆板状的转子磁铁10；以及由非磁性材料构成的轴11，在转子铁芯8、9的外周面以等间距形成有多个小齿。转子磁铁10在轴向上两极被磁化。
定子2由如下部件构成：层叠规定张数的软磁材料(例如硅钢板等)的铁芯而构成的定子铁芯12；安装于定子铁芯12且由绝缘材料构成的绝缘体13；以及经由绝缘体13卷绕于定子铁芯12的定子绕组14。对于定子铁芯12而言，从环状轭部朝向径向内侧突出的八个磁极15以45度间距均匀分布，各个磁极15的前端部具备沿周向扩展的杆齿16，在与转子铁芯8、9对置的杆齿16的表面以等间距形成有多个小齿17。
前凸缘4与后凸缘5构成该混合式步进马达1的外部壳体。前凸缘4与后凸缘5利用中心部的轴承使转子3能够旋转。前凸缘4与后凸缘5通过螺栓被固定，并且夹持着定子2来将其固定。
绝缘体13由上侧绝缘体18和下侧绝缘体19构成，并分别从定子铁芯12的轴向两侧进行安装。在下侧绝缘体19一体成型有向径向外侧突出的连接器壳体20。
嵌合于定子铁芯12的下侧的下侧绝缘体19具有：被卷绕部19a，其供规定数量的绕组卷绕；大致多边形的外圈部19b，其将被卷绕部19a连结；以及搭接线卡止用的卡止销31，其立起设置于外圈部19b。为了防止绕组的塌陷，在被卷绕部19a的前端侧立起设置有凸缘19c，规定数量的绕组被卷绕于凸缘19c与外圈部19b内周面之间的被卷绕部19a。
首先，在下侧绝缘体19的连接器壳体20的一侧安装有形成有布线图案22的PCB基板21，在连接器壳体20的另一侧的内侧安装有嵌入成型有连接器引脚24的内侧连接器23。并且，使连接器引脚24穿过连接器壳体20的贯通孔25和PCB基板21的通孔26，并通过焊料与布线图案22电连接。此外，内侧连接器23例如使用市售品的四引脚连接器，当然也可以是在连接器壳体20的部位嵌入成型有连接器引脚而得的结构。
在向以规定张数层叠铁芯而构成的定子铁芯12安装绝缘体13之后，从绝缘体13之上以规定匝数向成为被卷绕部的部位卷绕定子绕组14。
成为输出端子的布线图案22在一端侧(外侧)形成有用于通过焊料来接合定子绕组14的绕组末端亦即引出线的焊盘部(land part)27，在另一侧(定子侧)形成有用于供连接器引脚24穿过的通孔26。布线图案22如图所示那样，焊盘部27的中心C1与通孔(端子销)26的中心C2不一致，彼此错开。另外，布线图案22的配置被配置成以PCB基板21的中心C0为对称轴的线对称。如图所示，在PCB基板21形成有四个图案，定子绕组14被双极驱动。此外，在本实施例中，是使用四引脚连接器，并形成四个图案的结构，但并不限于该结构，也可以配合需要的引脚数而形成。
定子绕组14如图所示，在卷绕第一相之后，卷绕第二相。在各个相中，在各绕组部从下侧朝向上侧卷绕，最后从下侧将引出线引出，并通过引导槽30笔直地在焊盘部27上定位而被引出。而且，引出线通过未图示的自动焊接机与焊盘部27电连接。在连接之后，引出线的多余的部位被切除。对于引导槽30而言，槽宽逐渐减小的截面呈V字形状，因此定子绕组14的引出线被顺畅地引导至引导槽30内。
图4是定子的剖视图，图5是图4的局部放大图。图6是图3所示的定子的仰视图。图7是图3所示的下侧绝缘体部分的分解立体图。
方便起见，为了对将定子绕组14的引出线引出至PCB基板21的状态进行说明而成为使下侧绝缘体19配置在图的上侧的状态。如图所示，下侧绝缘体19的搭接线(以及引出线)所攀绕的最下面与形成于PCB基板21的布线图案22的表面(最上面)不成为共面的位置关系。定子将下侧绝缘体19作为一侧设置于绕线机时，如图所示，布线图案22的表面(最上面)位于比下侧绝缘体19的搭接线(以及引出线)所攀绕的最下面靠下方的位置。因此，在将定子绕组14的引出线引出至PCB基板21时，绕线机的喷嘴的移动不会受到制约，因而易于操作。
定子绕组14的搭接线卡止用的卡止销31是圆销形状，但如图10所示，也可以构成为卡止销31的截面形状形成为本垒板形的五边形，突角的顶点朝向外侧配置，各角部成为圆弧面。通过成为这种形状，与圆销形状相比，能够提高强度，其结果是通过绕组的搭接线钩挂于卡止销时的张力也能够防止卡止销的变形。
连接器引脚24是直棒，但将外部连接器的插入方向作为径向的情况下，也可以通过嵌入成型来构成L形引脚。
图8示出第一相的绕组图案。如图8所示，对于定子铁芯12而言，八个磁极15沿周向以45度间距均匀分布，定子绕组14以规定的匝数顺时针卷绕于第一、三、五、七磁极15。图中，S1表示第一相的卷绕开始，E1表示第一相的卷绕结束。另外×标记表示从近前侧朝向进深侧的状态，点标记表示从进深侧朝向近前侧的状态。首先，电磁线从焊盘部27上通过引导槽30被从近前侧朝向进深侧卷绕于第一磁极15，之后从进深侧朝向近前侧引出，并沿卡止销31拉绕搭接线，从近前侧朝向进深侧卷绕于第三磁极15。接下来，沿顺时针依次卷绕于第五、七磁极15，最后通过第一磁极15的下侧从进深侧朝向近前侧引出，之后被引导槽30引导，并通过引导槽30而被定位在焊盘部27上。
图9示出第二相的绕组图案。如图9所示，定子绕组14以规定的匝数逆时针卷绕于第八、六、四、二磁极15。图中，S2表示第二相的卷绕开始，E2表示第二相的卷绕结束。首先，电磁线从S2的焊盘部27上通过引导槽30从第一磁极15的近前侧朝向进深侧，通过第一磁极15的下侧并从进深侧朝向近前侧引出，之后沿卡止销31拉绕搭接线，并从近前侧朝向进深侧卷绕于第八磁极15。接下来，依次卷绕于第六、四、二磁极15，最后从第二磁极15的下侧将搭接线钩挂于卡止销31，并通过第一磁极15的下侧，从第一磁极15的下侧钩挂于卡止销31，之后被引导槽30引导，并通过引导槽30被引出并定位在焊盘部27上(E2)。
像这样，第一相以及第二相均是卷绕结束侧的绕组的引出线从下侧被引导槽30引导的结构，因此能够毫不费力地被引导槽30引导。
以上，根据本发明的实施方式，从下侧将引出线引出，并引出至引导槽30，因此能够毫不费力地被引导槽30引导，其结果是，不存在引出线断线的担忧。另外，对于成为输出端子的布线图案22而言，连接器引脚24与焊盘部27的中心错开，因而在将定子绕组14的引出线定位并接合在焊盘部27上时，也能够不受影响地在连接器引脚24的位置进行作业。
连接器引脚24与焊盘部27在成为输出端子的布线图案22的两端分开形成，因此在将引出线连接于焊盘部27时，能够防止连接器引脚24的焊料的熔融。另外，没有如专利文献1那样通过导线形成外部连接，因此不存在因接合松动而变得导通不良的担忧。焊盘部27形成在布线图案22的外缘侧，因此通过自动焊接机进行作业时的自由度较高。
布线图案22的表面(最上面)A位于比下侧绝缘体19的搭接线(以及引出线)所攀绕的最下面B靠下方的位置，因此在将定子绕组14的引出线引出至PCB基板21时，绕线机的喷嘴的移动不受制约，因而易于操作。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
本申请基于2015年03月05日申请的日本专利申请(日本特愿2015-043166)，其内容在此作为参照被收入。
工业上的利用可能性
本发明的混合式步进马达是在绝缘体一体形成有连接器壳体的混合式步进马达，具有能够易于进行定子绕组的引出线在输出端子上的定位这一效果，在能够提供可以使定子绕组的引出线向输出电极的焊接作业自动化的混合式步进马达这一点上适用。
附图标记的说明
12…定子铁芯；13…绝缘体；18…上侧绝缘体；19…下侧绝缘体；22…布线图案；24…连接器引脚；27…焊盘部；30…引导槽；A…布线图案的成为最上面的表面；B…搭接线以及引出线所攀绕的最下面。

Claims (5)

1.一种混合式步进马达，在具有上侧绝缘体和下侧绝缘体的绝缘体一体形成有连接器壳体，
所述混合式步进马达的特征在于，具备：
定子铁芯；以及
输出端子，其集中配置在所述定子铁芯的外侧，
成为所述输出端子的布线图案被配置为连接器引脚与焊盘部的中心错开，所述焊盘部形成在所述布线图案的外缘侧，
将所述下侧绝缘体的引出线从下侧引出，并引出至引导槽。
2.根据权利要求1所述的混合式步进马达，其特征在于，
所述布线图案的成为最上面的表面位于比所述下侧绝缘体的搭接线以及引出线所攀绕的最下面靠下方的位置。
3.根据权利要求1或2所述的混合式步进马达，其特征在于，
所述绝缘体具有卡止销，
所述卡止销的截面形状形成为本垒板形的五边形，
突角的顶点朝向外侧配置，
各角部成为圆弧面。
4.一种步进马达，其特征在于，具备：
定子铁芯，层叠软磁材料的铁芯而构成；
转子，其配设在所述定子铁芯的内侧，并以旋转轴为中心旋转；
前凸缘以及后凸缘，它们在所述转子的所述旋转轴所延伸的方向分别配设在所述定子的两端部，并将所述转子的所述旋转轴支承为自如旋转；
上侧绝缘体，其配设在所述定子铁芯与所述前凸缘之间，并由绝缘材料构成；以及
下侧绝缘体，其配设在所述定子铁芯与所述后凸缘之间，并由绝缘材料构成，
在所述上侧绝缘体以及所述下侧绝缘体中的至少一方一体成型有从所述定子铁芯向外侧突出的连接器壳体，并且形成有对卷绕于所述定子铁芯的绕组的引出线进行引导的引导槽，
在所述连接器壳体安装有以下部件：内侧连接器，其嵌入成型有多个连接器引脚；以及布线基板，其形成有具备与所述多个连接器引脚的每一个分别电连接的多个输出端子的布线图案，
所述多个输出端子在与所述多个连接器引脚所延伸的方向正交的配设方向排列并配置在所述布线图案的外缘侧，
所述多个输出端子中的至少一个配设于在所述配设方向从所述多个连接器引脚中对应的连接器引脚与所述布线图案连接的位置错开的位置，
被所述引导槽引导的所述引出线从与相对于所述连接器壳体安装所述内侧连接器的一侧相反的一侧连接于所述布线图案。
5.根据权利要求4所述的步进马达，其特征在于，
所述多个连接器引脚在穿过形成于所述壳体的插通孔和形成于所述布线基板的通孔的状态下与所述布线图案电连接。
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