CN1222098C - 电动机 - Google Patents

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Abstract

一种电动机，由磁性体构成的定子轭外壳(26)兼作电动机外壳，设有基本上沿绕线(18a，18b)的外径的接线将相对平行的平面作为切断面的开口部(31)，因此，绕线(18a，18b)露出，可取消绕线(18a，18b)外周与外壳间的空气隙(d)及壁厚(t)，对于同一输出功率的电动机，可缩小2(d+t)尺寸的特定方向的电动机宽度，可确保全周均匀磁场形成和有效的绕线数，提供一种电流小、扭矩大的步进电动机。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及步进电动机，具体地说，涉及固定安装在以OA设备、AV设备为主的自动装置或照相机等狭窄的封闭空间内、适于定位和对焦等的自动控制机构的步进电动机或同步电动机。
背景技术
步进电动机由转子部和包含外壳、绕组、铁心、轴承部、端子部的定子部所构成，垂直于转子轴的壳体直径尺寸(下面称为电动机宽度)由外壳外径确定。但是，若将外壳外径作为电动机宽度，则绕组的可能的最大外径成为外壳外径减去外壳板厚及绕组与外壳的绝缘用间隙后的数值。因此，若电动机宽度受到电动机的设置环境的制约时，就不能卷绕满足电动机额定值的有效的绕线数。此外，一旦轴向的长度受到制约，则绕线容量受到影响，扭矩特性下降。
因此，日本发明专利特开平11-89207号所揭示的步进电动机，在特定的直径方向的两侧，不在轭板6、11上形成磁极片4e、9e、6c、11c，而在平行于转子1的轭外壳4、9上形成缺损部，以使特定方向的尺寸缩短。此时，由于不减少转子直径和绕组匝数作为前提，故当绕组体25的粗细不缩小而维持空气隙并使相当于圆弧的弦的平面部分缺损时，因与转子的面交叉，而不得不取消轭外壳4、9的与该部分相当的绕组内侧的磁极片，以获得小型化。即，在特开平11-89207号的基本思想中，通过使绕组在内侧变化，来缩小外形。
但是，因在尺寸缩短的方向未形成磁极片4e、9e、6c、11c，故转子1全周的磁场不均匀，例如，频率特性和扭矩特性等的电动机特性受到影响。
因此，本发明的目的是，提供一种步进电动机或同步电动机，其可缩短特定方向的电动机宽度，且可确保全周均匀的磁场形成和有效的绕线数，以较小的电流获得较大的扭矩。
发明的公开
为实现上述目的，本发明的电动机基本包括：具有磁铁的转子；在该转子外周的周向将多个梳齿状的极齿沿全周并沿轴向相对配置成圆筒状的定子轭；将绕线卷绕在该定子轭上的线圈架；以及围绕所述转子、所述定子轭及所述线圈架并由导电体形成圆筒状的电动机外壳，在所述电动机外壳的侧壁部上设置将所述线圈架的相对部位切去的平坦的开口部，所述线圈架的绕线卷绕部外周侧从该开口部突出，增大绕线量。
另外，也可使所述线圈架的绕线卷绕部外周侧面对所述电动机外壳侧壁部的平坦的开口部附近。一般，为确保与确定外形的导电性电动机外壳内壁之间的绝缘距离，不能在超过它的外部配设定子线圈架的绕线卷绕部外周侧，但通过切除上述侧壁，可消除电动机本身的关于绝缘距离的问题，可在现有技术的应存在导电性电动机外壳侧壁的开口部附近增设定子线圈架的卷绕部。
此外，在所述电动机外壳的侧壁上，在所述切去后的平坦的开口部的端部附近，形成有周向不连续的弯曲部。这种弯曲结构，提高了缺损部的端部刚性并容易保持精度，使绕线卷绕部更接近缺损部，或可根据情况而使其突出设置，以增加绕线量。此外，所述电动机外壳用磁性体形成，兼作所述定子轭。因此，零件可通用，可减少零件个数。
附图的简单说明
图1是从轴向局部剖视表示本发明电动机的第一实施例的主视图。
图2是沿图1中2-2线剖视表示上半部分的侧视图。
图3是表示本发明电动机的第一实施例中大致结构的分解立体图。
图4是将本发明电动机的第二实施例从轴向剖视表示一半的主视图。
图5是将本发明电动机的第三实施例从轴向剖视表示一半的主视图。
发明的实施形态
下面，根据附图来说明本发明的电动机的实施形态。图1是作为本发明的第一实施例而将PM型(永久磁铁型/Permanent Magnet Type)步进电动机10从轴向剖视表示一部分的主视图，图2是沿图1中2-2线剖视表示上半部分的侧视图，图3是为了容易理解而图示图1及图2所示的第一实施例的电动机10大致结构的分解立体图。另外，图4是第二实施例，是轴剖视表示一半的主视图。而图5是第三实施例，是轴剖视表示一半的主视图。第二实施例及第三实施例的图示中，对于与第一实施例相同的构件，在相同的符号上标上-2或-3来表示。
转子11是沿旋转轴11a的周向分布所用数目的N-S极的被多极磁化的圆柱形的磁铁。定子12a、12b是结构做成相同的A相及B相的二个组件。本实施例的步进电动机10的B相组件12b，在推力轴承板13的中心配设钢球14，对旋转轴11a进行支承。推力轴承板13，将两端设有S字形弯曲部16的板弹簧17与盖15弹性结合而在轴向的规定范围内具有自由度，并利用将中央部冲切翻起的按压部17a，使其受到从钢球14安装面的相反侧沿轴向可滑动的弹性支承。
定子12a、12b，具有卷绕A相绕线18a的线圈架19a和卷绕B相绕线18b的线圈架19b、以及沿各轭板20a、21a、20b、21b的圆形内周直角状冲切翻起的相同形状的梳形极齿22a、23a、22b、23b。A相的二个极齿22a、23a及B相的极齿22b、23b分别向相反方向延伸并交替配置，将轭板21a、21b作成内侧定子轭25a、25b，与成为外侧定子轭的轭板20a、20b一起构成定子轭外壳26a、26b。
A相及B相的各绕线18a、18b分别容纳在相对的二个定子轭外壳26a、26b内，A相绕线18a沿着环状配置在外侧轭板20a和内侧轭板21a的内缘的极齿22a、23a而围绕转子11卷绕，B相绕线18b沿着环状配置在外侧轭板20b和内侧轭板21b的内缘的极齿22b、23b而围绕转子11卷绕。并且，A相线圈架19a与B相线圈架19b分别借助线圈架凸缘部24a、24b而由定子轭26a、25a、25b、26b夹持。容纳转子11和各绕线18a、18b、且包含内侧定子轭25a、25b的二个定子轭外壳26a、26b用适当的结合装置相互连接。其中，A相侧轭板20a与具有旋转轴11a一侧的轴承(未图示)的安装板27一体固定设置。
在第一实施例中，二个定子轭外壳26a、26b兼作电动机外壳，并用磁性体构成。
符号28a、27a及28b、27b分别是相对于A相及B相各绕线18a、18b的外部端子。由端子28a、端子27a将电流向反方向切换而使A相励磁状态反转成为(-A)相励磁状态。另一方面，由端子28b、端子27b将电流向反方向切换而使B相励磁状态反转成为(-B)相励磁状态。分别在各端子28a、27a及28b、27b设有端子座30a、30b。根据设置环境，可不设置端子座30a、30b而将各端子28a、27a及28b、27b直接作为导线引出。
第一实施例中的定子轭外壳26a、26b，由基本上沿绕线18a、18b的外径的接线的相对平行的平而截断而形成开口部31。因此，绕线18a、18b露出，绕线18a、18b外周与定子轭外壳26a、26b内面间的空气隙d及壁厚t被取消，对于同一输出特性的电动机，可将电动机宽度在径向上缩小2(d+t)，或者可增加绕线量(参照图1)。
第一实施例的电动机10的开口部31，是与设定各端子28a、27a、28b、27b的引出方向而设置的端子座30a、30b的与轴线平行的面(参照图1～图3)。另外，开口部31可根据安装场所的形状变更，电动机特性不会因这种变更而受到影响。图4及图5所示的第二实施例及第三实施例的电动机10-2、10-3，除了第一实施例的开口部31外，是利用由垂直于该开口面的平面来截断电动机外壳后的开口部31-2、31-3，从而缩小端子座30a、30b的轴线方向的电动机宽度。
另外，第一实施例中的定子轭外壳26a、26b，通过在开口部31附近将周向不连续的弯曲部32设在电动机10的定子轭外壳26上可获得结构强度。在图5的作为第三实施例的电动机10-3中，在定子轭外壳26-3的剩余的四个部位形成弯曲部32-3作为拐角。以上，作为本发明的电动机的实施形态，是将PM型步进电动机10作为实施例来说明的，而该电动机的动作及驱动电路是公知技术，故省略说明。
上述的PM型(永久磁铁型/Permanent Magnet Type)步进电动机的实施例并不限于本发明，在本发明的权利要求范围内，也可适用于HB型(永久磁铁型和可变电抗的复合型/Hybrid Type)或VR型(可变电抗型/Variable ReluctanceType)电动机，例如，不设置端子座，用引出导线的结构，就可由形成于轭外壳外形的开口部面形成正三角柱状或方柱状或不正规形状等多种变更例和新结构。
由上述说明可知，采用本发明的电动机，由于将电动机外廓侧面开口来缩小电动机宽度，绕线一直到电动机外形所允许的位置为止，故可增加绕线容量，提高扭矩和输出精度等性能，且由于可将绕线电阻设定得比现有技术高，故可获得节能化。另外，由于在线圈直径上可获利(绕线容量增加)，故可缩短长度方向的尺寸。即，若用同一扭矩进行比较，则在半径方向可缩小16％，在长度方向可缩小36～47％。
此外，由于在电动机外壳的侧壁上设置弯曲部形成结构体，故可提高强度。而且，因用磁性体形成电动机外壳，使其兼作轭而将零件通用化，从而可减少零件个数，故可降低成本。

Claims (4)

1.一种电动机，包括：具有磁铁的转子；在该转子外周的周向将多个梳齿状的极齿沿全周并沿轴向相对配置成圆筒状的定子轭；将绕线卷绕在该定子轭上的线圈架；以及围绕所述转子、所述定子轭及所述线圈架并由导电体形成圆筒状的电动机外壳，其特征在于，在所述电动机外壳的侧壁部上设置使所述线圈架的绕线卷绕部外周侧露出的平坦的开口部，所述线圈架的绕线卷绕部外周侧位于该开口部的附近。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述线圈架的绕线卷绕部外周侧从该开口部突出。
3.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，在所述电动机外壳的侧壁上，在所述切去后的开口部的端部附近，形成有周向不连续的弯曲部。
4.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述电动机外壳由磁性体形成，兼作所述定子轭。
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