CN1444330A - 电机 - Google Patents

Abstract

在步进电机(1)中，从第1绕线管(42)的凸缘部(423)向内侧延设有中央板部(425)，在该中央板部(425)中央的朝向转子(2)侧凸出的凸起部(70a)上形成具有可回转地支持回转轴(21)的轴孔(70)的径向轴承部(7)。径向轴承部(7)朝向转子(2)侧圆筒状地凸出，在转子(2)上形成有将径向轴承部(7)嵌入的环状凹部(25)。可提供一种通过改良径向轴承的结构可实现电机本体薄型化的电机。

Description

电机

技术领域

本发明涉及在绕线圈用的绕线管上重叠状配置有定子铁心的电机，具体涉及这种结构的电机中的回转轴的支持构造。

背景技术

一般而言，如图5(a)所示，PM型步进电机包括：具有永久磁铁122的转子120、从该转子120延伸的回转轴121以及围绕转子120配置的定子130。

定子130包括：配置成从上下将卷绕有线圈的第1绕线管142夹持状的第1外定子铁心141和第1内定子铁心143、以及配置成从上下将第2绕线管152有线圈的第2绕线管152夹持状的第2内定子铁心153和第2外定子铁心151。其中，沿着第1绕线管142的内周面并列有分别形成于第1外定子铁心141和第1内定子铁心143上的多个极齿，同样，沿着第2绕线管152的内周面并列有分别形成于第2外定子铁心151和第2内定子铁心153上的多个极齿。

又，对于定子130，在第1外定子铁心141的电机轴线方向的外侧面安装有地板180。在该地板180上安装有相对于回转轴121的径向轴承190，径向轴承190从地板180向输出端侧凸出。

另外，在回转轴121的基端侧121a，在第2外定子铁心151的电机轴线方向的外侧面安装有端板160，该端板160处构成板簧161。板簧161通过枢轴163向回转轴121施加输出端方向的力。

又，如图5(b)所示，PM型步进电机有时也可不采用在地板180上安装径向轴承的构造，而是采用在回转轴121的基端侧121a(反输出端侧)由安装于第2外定子铁心151的电机轴线方向的外侧面的环状构件195支持径向轴承190的构造。在这种场合，在环状构件195的电机轴线方向的外侧面安装有端板160，利用构成该端板160的板簧161，通过径向轴承191和枢轴163向回转轴121施加输出端方向的力。

在这种PM型步进电机中，由于径向轴承190、191从定子130向电机轴线方向露出，因此，电机本体的电机轴线方向的尺寸至少是定子130的尺寸再加上径向轴承190、191的厚度，存在不能实现薄型化的问题。为此，若从电机特性考虑，虽然也可将地板180和环状构件195取掉，但一旦将这些构件废除，则不能对径向轴承190、101进行保持。

为此，本发明的课题在于，提供一种通过改良径向轴承的结构可实现电机本体薄型化的电机。

发明内容

为了解决上述课题，本发明的电机包括从具有永久磁铁的转子延伸的回转轴以及围绕所述永久磁铁周围配置的定子，该定子具有线圈卷绕用的绕线管以及相对于该绕线管重叠状配置在电机轴线方向上并沿电机轴线方向延设有极齿的定子铁心，其特征在于，还包括：在形成于其内侧的空间内收纳有所述定子的中央板部，以及在朝向所述转子从该中央板部凸出的凸起部上形成的轴孔中可回转地插通所述回转轴而成的径向轴承部。

在本发明中，在由定子形成的空间内设置中央板部，利用在从该中央板部向转子侧凸出的凸起部上形成的轴孔形成径向轴承部。由此，凸起部上形成的径向轴承部可构成不从定子向电机轴线方向凸出的形态，从而可实现电机本体的薄型化。

但是，若在形成于定子内侧的空间内收纳有由所述中央板部和凸起部形成的径向轴承部，则即使所述中央板部略微从定子向电机轴线方向凸出也无妨。

为了不增加零件数，所述中央板部最好是与绕线管一体形成，但也可由分体构件构成，将该中央板部件嵌入固定于由定子形成的内侧空间内。

在将所述中央板部与绕线管一体形成时，与绕线管一体的中央板部被配置于形成定子的内侧空间内。

在本发明中，最好是在所述转子上的与所述凸起部相对的位置形成有凹部。采用这种结构，即使形成有径向轴承部的凸起部朝向转子侧凸出，因在转子上形成有可使凸起部进入的凹部，故径向轴承部与转子不会干扰。由此，由于在径向轴承部可增加轴孔的长度，虽然在狭小的空间内配置有径向轴承，但也可良好地支持回转轴。

从上述的观点出发，为了实现小型化以及增加轴承的长度，最好是所述转子上形成的凹部形状与所述凸起部对应，可将所述凸起部嵌入所述凹部。

又，在将所述中央板部与绕线管一体形成时，即使所述绕线管在轴向上比凸缘部更加凸出，只要是处于定子铁心厚度的范围内，所述中央板部在轴向上就不会凸出于所述定子铁心。

在本发明中，所述中央板部的电机轴线方向的外侧面和所述定子铁心的电机轴线方向的外侧面最好是位于大致同一的假想平面上。即，由于只要是处于不从定子向电机轴线方向凸出的范围内，不会妨碍电机本体的薄型化，因此可最大限度利用定子在其内侧形成的空间并构成径向轴承。

在本发明中，所述定子在所述定子铁心的电机轴线方向的外侧面重叠有地板时，最好是在所述中央板部的电机轴线方向的外侧面形成有与所述地板卡合的对该地板的径向位置加以规定的定位凸部。即，若采用在地板上安装有径向轴承的结构，则可使地板相对于回转轴的位置高精度，但在本发明中没有采用这种结构。即使如此，只要在形成有径向轴承部的中央板部与地板之间进行径向定位，就可高精度地定出地板对回转轴的位置。

在本发明中，所述径向轴承部最好设置于形成有所述定位凸部的部分。即，所述径向轴承部最好是在所述中央板部中由所述定位凸部形成的该厚度的部分形成轴孔。采用这种结构，因径向轴承部支持回转轴的尺寸加长，故可在稳定的状态下支持回转轴。

即使在这种场合，最好是将所述定位凸部的从所述中央板部凸出的尺寸控制在所述地板厚度尺寸以下，这样就不会妨碍电机本体的薄型化。

在本发明中，所述绕线管最好为树脂成形品。绕线管若采用树脂成形品，则对于绕线管可容易地作成中央板部及其构成径向轴承部的轴孔。还可容易地制成定子铁心与绕线管一体的结构。

在本发明中，所述径向轴承部例如被配置于所述回转轴中比所述转子更靠近输出端侧。在此场合，较佳为在相对所述回转轴的反输出端侧配置向该回转轴施加输出端侧方向力的弹簧时该弹簧配置于定子在其内侧形成的空间内，实现电机的薄型化。

综上所述，本发明的电机由于设置有将定子收纳于其内侧形成的空间内的中央板部，利用形成于从该中央板部朝向转子凸出的凸起部的轴孔形成径向轴承部，因此，形成于凸起部的径向轴承部即使采用从定子不向电机轴线方向凸出的结构也可确保长的轴承的长度，可实现电机本体的薄型化。

附图的简单说明

图1(a)、(b)分别表示本发明实施例1的电机的俯视图和纵剖视图。

图2(a)、(b)分别为图1的电机定子的分解表示的说明图和其中使用的第1绕线管的俯视图。

图3表示本发明实施例2的电机的剖视图。

图4表示本发明实施例3的电机的剖视图。

图5(a)、(b)分别表示传统的电机的纵剖视图。

具体实施方式

下面参照附图说明适用于本发明的电机。

图1(a)、(b)分别是适用于本发明的实施例1的电机的俯视图和纵剖视图。图2(a)、(b)分别表示图1的电机定子的分解说明图和其中使用的第1绕线管的俯视图。本实施例1是一种将所述中央板部与绕线管一体形成的示例。

如图1(a)、(b)，本实施例的步进电机1为PM型步进电机，包括：具有永久磁铁22的转子2、从转子2延伸的回转轴21以及围绕转子2配置的定子3。转子2相对于回转轴21构成于基端侧21a(反输出端侧)，形成了输出端的大的凸出状结构。

如图1(a)、(b)和图2(a)、(b)所示，定子3由第1定子组4和第2定子组5构成。在这些定子组4、5中，位于上段侧的第1定子组4由第1外定子铁心41、卷绕有线圈的第1绕线管42、以及将该绕线管42夹在与第1外定子铁心41之间的第1内定子铁心43构成，沿着第1绕线管42的内周面并列有分别形成于第1外定子铁心41和第1内定子铁心43上的多个极齿6，与此相对，位于下段侧的第2定子组5由第2外定子铁心51、卷绕有线圈的第2绕线管52、以及将该绕线管52夹在与第2外定子铁心51之间的第2内定子铁心53构成，沿着第2绕线管52的内周面并列有分别形成于第2外定子铁心51和第2内定子铁心53上的多个极齿6，。

第1和第2绕线管42、52均是树脂成形品，具有卷绕有线圈421、521的圆筒状躯干部422、522以及形成于该圆筒状躯干部422、522上端侧和下端侧的凸缘部423、424、523、524。

在这种结构的绕线管42、52中，本实施例是从第1绕线管42的凸缘部423的上面朝向内侧延设中央板部425，在该中央板部425的中央形成有凸出于转子2侧的圆筒状的凸起部70a。在该凸起部70a处形成有可回转地支持回转轴21的具有轴孔70的径向轴承部7。其中，凸起部70a的外周面是锥面。

另外，所述中央板部425的厚度被设定成与重叠于凸缘部423的第1外定子铁心41的上面呈同一平面的形态，但也可不一定是同一平面。

在第1绕线管42上的凸缘部423与中央板部425的边界部分形成有多个极齿插入426，该极齿插入426用于使重叠于第1绕线管42上段侧的第1外定子铁心41的极齿6通向下方。

与此相对，在转子2的上端面处围绕回转轴21形成有可将径向轴承部7嵌入的环状凹部25，该环状凹部25的内周面为与形成有径向轴承部7的凸起部70a的外周面对应的锥面。

在回转轴21的基端侧21a，第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面安装着金属制的薄的端板60，该端板60处构成板簧61。由此，在将端板60安装于第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面的状态下，板簧61通过枢轴63向回转轴21施加输出端方向的力。

在组装这种结构的步进电机1时，例如在将第2定子组5组装之后，将端板60安装于第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面，再将回转轴21的基端侧21a插入第2定子组5的中央孔内。

另一方面，将第1外定子铁心41的极齿6插入形成于第1绕线管42的极齿插入口426，将第1绕线管42夹入第1外定子铁心41与第1内定子铁心43之间，组装第1定子组4，再将回转轴21穿通其中央。结果是回转轴21在第1绕线管42的中央板部425上形成的径向轴承部7的轴孔70中插通并可回转地加以支持。又，回转轴21在由板簧61在向输出端方向施力的状态下保持于定子3内。

这样，在组装了步进电机1的状态下，因中央板部425始终位于定子3在其内侧形成的空间内，故形成于中央板部425的径向轴承部7不会沿电机轴线方向从定子3凸出。并且，中央板部425的电机轴线方向的外侧面和第1外定子铁心41的电机轴线方向的外侧面位于大致同一的假想平面上，在从定子3不向电机轴线方向凸出的范围对中央板部425加厚等、定子3最大限度地利用其内侧形成的空间。并且，从中央板部425圆筒状凸出于转子2侧的凸起部70a形成有径向轴承部7，但由于在该转子2上形成有可将凸起部70a嵌入的环状凹部25，故径向轴承部7不会干扰转子2。由此，因可增加径向轴承部7的长度，故虽然在狭小的空间内配置有径向轴承，但可良好地支持回转轴21。这样，采用本实施例的步进电机1，可在不降低电机特性的情况下实现电机本体的薄型化。

又，在第1绕线管42上，从重叠于其上侧的凸缘部423的第1外定子铁心41向下方延设有极齿6，但由于在第1绕线管42上形成有穿通极齿6用的极齿插入口426，因此，不会妨碍由2个定子铁心41、43从两侧将第1绕线管42夹在其间。

并且，因第1绕线管42为树脂成形品，故对于第1绕线管42可容易地作成中央板部425、径向轴承部7的轴孔70以及极齿插入口426。又，还可容易地制成定子铁心41、43与绕线管42一体成形的构造。

又，在回转轴21的基端侧21a，板簧61向回转轴21施加输出端方向的力，但由于板簧61位于定子3形成的空间内，因此不会妨碍电机本体的薄型化。

(实施例2)

图3表示适用本发明的实施例2的电机的纵剖视图。

如图3所示，本实施例的步进电机1也包括：具有永久磁铁22的转子2、从转子2延伸的回转轴21以及围绕转子2状配置的定子3。定子3与实施例1一样由第1定子组4和第2定子组5构成。第1定子组4由第1外定子铁心41、卷绕有线圈的第1绕线管42、以及将该绕线管42夹在与第1外定子铁心41之间的第1内定子铁心43构成。第2定子组5由第2外定子铁心51、卷绕有线圈的第2绕线管52、以及在与第2外定子铁心51之间将该绕线管52夹在与第2外定子铁心51之间的第2内定子铁心53构成。

在回转轴21的基端侧21a，第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面安装着端板60，该端板60处构成板簧61。由此，在将端板60安装于第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面的状态下，板簧61通过枢轴63向回转轴21施加输出端方向的力。即使如此，因板簧61位于形成定子3的空间内，故不会妨碍电机本体的薄型化。

又，在本实施例中，定子3具有重叠于第1外定子铁心41的电机轴线方向的外侧面的地板8，在该地板的8的中央形成有穿通回转轴21的大孔81。

在本实施例中，第1绕线管42与实施例1一样为树脂成形品，向内侧延设有中央板部425。

在中央板部425的上面设置有与形成于地板8的孔81嵌合的定位凸部71。又，在定位凸部71的中央形成具有可回转地支持被插入的回转轴21的轴孔70的径向轴承部7。该径向轴承部7从中央板部425的下面侧一直形成至凸出于转子2方的圆筒状凸起部70a，凸起部70a的外周面是锥面。与此相对，在转子2的上端面围绕回转轴21形成有可将径向轴承部7嵌入的环状凹部25，该环状凹部25的内周面为与形成有径向轴承部7的凸起部70a外周面对应的锥面。

其中，定位凸部71因从中央板部425的上面凸出的尺寸小于地板8的板厚，故不会从地板8的上面凸出。

又，在第1绕线管42上，如图2(a)、(b)所示，在凸缘部与中央板部425的边界部分，在形成有第1外定子铁心41的极齿6的区域中形成有用于将这些极齿6穿通下方的多个极齿插入426。

在这种结构的步进电机1中，也是将径向轴承部7设置于包含地板8的定子3在其内侧形成的空间内，不会从定子3沿电机轴线方向凸出。并且，由于径向轴承部7从由定位凸部71形成而变厚的部分一直形成至凸出于转子2侧的凸起部70a，因此，在长尺寸上对回转轴21进行支持。这样，可在稳定的状态下支持回转轴21。从而，采用本实施例的步进电机1，可在不降低电机特性的情况下实现电机本体的薄型化等，可获得与实施例1一样的效果。

又，虽然采用在地板上安装径向轴承的结构可高精度地定出地板相对于回转轴的位置，但在本实施例中没有采用这种结构，而是利用定位凸部71在形成有径向轴承部7的中央板部425与地板8之间进行径向定位，故可高精度地定出地板8对回转轴21的位置。

并且，因第1绕线管42使用的是树脂成形品，故对于第1绕线管42可容易地作成中央板部425、径向轴承部7的轴孔70、定位凸部71以及极齿插入口426。又，还可容易地制成定子铁心41、43与绕线管42一体成形的构造。

(实施例3)

图4表示适用本发明的实施例3的电机的纵剖视图。本实施例是在回转轴21的图中的下端部形成有径向轴承部7的示例。

如图4所示，本实施例的步进电机1也包括：具有永久磁铁22的转子2、从转子2延伸的回转轴21以及围绕转子2状配置的定子3。定子3由第1定子组4和第2定子组5构成。第1定子组4由第1外定子铁心41、卷绕有线圈的第1绕线管42、以及将该绕线管42夹在与第1外定子铁心41之间的第1内定子铁心43构成。第2定子组5由第2外定子铁心51、卷绕有线圈的第2绕线管52、以及将该绕线管52夹在与第2外定子铁心51之间的第2内定子铁心53构成。

第1和第2绕线管42、52均为树脂成形品，在本实施例中，从第2绕线管52下侧的凸缘部向内侧延设有中央板部525，并且，在该中央板部525的中央形成有具有可回转地支持被插入的回转轴21的轴孔70的径向轴承部7。

在第2绕线管52上的凸缘部与中央板部525的边界部分形成有用于将第2外定子铁心51的极齿6穿通上方的多个极齿插入口526，这与图2(a)、(b)所示的结构基本相同。

其中，该径向轴承部7形成于从中央板部525向转子2一方凸出的凸起部70a，下侧端面呈凹陷状，该凸起部70a的外周面是锥面。

与此相对，在转子2的下端面围绕回转轴21形成有可将径向轴承部7嵌入的环状凹部26，该环状凹部26的内周面为与形成有径向轴承部7的凸起部70a外周面对应的锥面。

在回转轴21的基端侧21a，第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面安装着端板60，该端板60由板簧61构成。该板簧61向回转轴21施加输出端方向的力。

在组装这种结构的步进电机1时，例如在将极齿6插入形成于第2绕线管52的极齿插入口526，将第2绕线管52夹入第2外定子铁心51与第2内定子铁心53之间，组装第2定子组5。接着，将端板60安装于第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面。另一方面，将第1绕线管42夹入第1外定子铁心41与第1内定子铁心43之间，组装第1定子组4。再将第1定子组4和第2定子组5上下重叠状构成定子3，然后，将回转轴21的基端侧21a插入其中央。

这样，在组装了步进电机1的状态下，中央板部525从第2绕线管52的凸缘部向轴向外侧凸出，但因其厚度被设定为与第2外定子铁心51的下面同一平面，故中央板部525位于定子3内侧形成的空间内，形成于中央板部525的径向轴承部7不会在电机轴线方向上从定子3凸出。并且，中央板部525的电机轴线方向的外侧面和第2外定子铁心51的电机轴线方向的外侧面位于大致同一的假想平面，可在从定子3不向电机轴线方向凸出的范围使中央板部525加厚，最大限度地利用定子3在其内侧形成的空间。并且，形成有径向轴承部7的凸起部70a向转子2侧凸出，但因在该转子2上形成有可将凸起部70a嵌入的环状凹部26，故可利用该部分在凸起部70a中相应地增大形成有轴孔70的区域部分的厚度。由此，径向轴承部7能以长的尺寸将回转轴21支持。这样，虽然径向轴承部7配置在狭小的空间内，但可良好地支持回转轴21。从而，采用本实施例的步进电机1可在不降低电机特性的情况下实现电机本体的薄型化。

又，在第2绕线管42中从重叠于该下侧的凸缘部的第2外定子铁心51向上方延设有极齿6，但由于在第2绕线管52上形成有穿通极齿6用的极齿插入口526，因此，不会妨碍由2个定子铁心51、53从两侧将第2绕线管52夹在其间。

并且，因第2绕线管52为树脂成形品，故对于第2绕线管52可容易地作成中央板部525、径向轴承部7的轴孔70以及极齿插入口526。又，还可容易地制成定子铁心51、53与绕线管52一体成形的构造。

又，在回转轴21的基端侧21a，板簧61向回转轴21施加输出端方向的力，但板簧61位于由采用径向轴承部7向转子2一方凸出构造的凹部内。因此，尽管将径向轴承部7配置于回转轴21的基端侧21a，由于板簧61位于形成定子3的空间内，因此不会妨碍电机本体的薄型化。

(其它实施例)

另外，上述各例是在与定子铁心41、43、51、53分体形成的第1绕线管42、52上构成径向轴承部7并将这些构件组合而构成，但也可不采用将这些构件分体构成并组合，而是在定子铁心和绕线管使用一体的树脂成形品的电机中也适用于本发明。即，在定子铁心和绕线管为一体的树脂成形品构成的场合，在相当于绕线管的树脂部分形成径向轴承即可。

又，上述各例是通过一体成型而在绕线管上设置中央板部，但也可采用与绕线管分体构成，并将分体的中央板部构件收纳固定于定子在其内侧形成的空间内。

Claims (12)

1.一种电机，包括从具有永久磁铁的转子延伸的回转轴、以及围绕所述永久磁铁周围配置的定子，该定子具有线圈卷绕用的绕线管以及相对于该绕线管重叠状配置在电机轴线方向上、沿电机轴线方向延设有极齿的定子铁心，其特征在于，

还包括在形成于其内侧的空间内收纳有所述定子的中央板部、以及在朝向所述转子从该中央板部凸出的凸起部；由中央板部和凸起部构成径向轴承部，在由所述中央板部和凸起部形成的作为径向轴承部的轴孔中可回转地插通所述回转轴。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述转子上与所述凸起部相对的位置形成有凹部。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述转子上形成的凹部形状与所述凸起部对应，所述凸起部嵌入所述凹部。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述中央板部与所述绕线管一体形成，所述中央板部为朝向由所述定子在内侧形成的空间内、从外周侧延设的中央板部。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，形成于所述绕线管的所述中央板部沿轴向凸出于所述绕线管的凸缘部之上，并且，在所述绕线管的凸缘部与中央板部之间形成有穿通所述定子铁心的极齿的极齿插入口。

6.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述中央板部的电机轴线方向的外侧面和所述定子铁心的电机轴线方向的外侧面位于大致同一的假想平面上。

7.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子在所述定子铁心的电机轴线方向的外侧面重叠有地板，

在所述中央板部的电机轴线方向的外侧面形成有与所述地板卡合并对该地板的径向位置加以规定的定位凸部。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述径向轴承部设置于形成有所述定位凸部的部分。

9.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述定位凸部的从所述中央板部凸出的尺寸为所述地板厚度尺寸以下。

10.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕线管为树脂成形品。

11.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述径向轴承部被配置于所述回转轴中比所述转子更靠近输出端侧。

12.如权利要求11所述的电机，其特征在于，在相对所述回转轴的反输出端侧，将对该回转轴施加输出端侧方向的力的弹簧配置于所述定子在其内侧形成的空间内。

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