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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrittmotor.
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[Hintergrundtechnologie]
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Herkömmlich ist ein direkt an einer Leiterplatte befestigter Schrittmotor bekannt (vgl. z. B. Patentdokument 1). 7 zeigt einen Schrittmotor, der mit demjenigen, der in diesem Dokument angegeben ist, ähnlich ist, wobei dieser Motor einen Aufbau aufweist, bei dem innerhalb eines Stators 10 ein aus einer Welle 21, einer Rotorkomponente 22 und einem Rotormagneten 23 bestehender Rotor 20 aufgenommen ist und auf beiden Seiten der Axialrichtung des Stators 10 eine Frontplatte 30 und eine Endplatte 40 befestigt sind, und an einer Leiterplatte 70 befestigt ist.
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Die Frontplatte 30 umfasst einen nicht dargestellten Positionierungsstift, mit dem die Positionierung an der Leiterplatte 70 durchgeführt wird, eine Fortsatz 31, die in die Leiterplatte 70 eingepasst wird, einen Anschlussstift 32, der an der Leiterplatte 70 angelötet wird, und einen nicht als Elektrode fungierenden Befestigungsstift 33, der an der Leiterplatte 70 angelötet wird, wobei der Motor an der Leiterplatte 70 dadurch befestigt wird, dass der Fortsatz 31 in die Leiterplatte 70 eingepasst wird und der Anschlussstift 32 und der Befestigungsstift 33 direkt an der Leiterplatte 70 angelötet werden. Bei dem Motor sind zwischen der Rotorkomponente 22 des Rotors 20, der Frontplatte 30 und der Endplatte 40 jeweils in die Welle 21 eingepasste Gummiunterlegscheiben 50, 60 angeordnet, wobei der Motor so aufgebaut ist, dass durch diese Gummiunterlegscheiben 50, 60 durch axiales Klappern des Rotors 20 hervorgerufene Auswirkungen absorbiert werden.
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[Dokumentenliste]
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[Patentdokumente]
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[Patentdokument 1]
JP 2014-027843 A -
[Kurzfassung der Erfindung]
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[Technische Aufgabe]
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Liegen bei dem in 7 dargestellten Motor Schwankungen zwischen den Abmessungen der jeweiligen Komponenten und den Abmessungen im montierten Zustand vor, kann bei den auf eine bestimmte Höhenabmessung (Dicke in axialer Richtung) eingestellten Gummiunterlegscheiben 50, 60 bei der Montage zwischen den Gummiunterlegscheiben 50, 60 und der Rotorkomponente 22 des Rotors 20 ein Zwischenraum entstehen. Entsteht ein solcher Zwischenraum, kann ein axiales Spiel des Rotors 20 nicht absorbiert werden, wodurch das Problem entsteht, dass die Rotorkomponente 22 gegen die Gummiunterlegscheiben 50, 60 anschlagen und Geräusche entstehen. Es ist zwar vorstellbar, beim Entstehen solcher Schwankungen die Dicke der Gummiunterlegscheiben 50, 60 entsprechend den Schwankungen einzustellen, da dabei jedoch eine Vielzahl verschiedener Gummiunterlegscheiben mit geänderter Dicke als Schwankungseinstellung bereitgestellt werden muss, werden hierdurch eine Zunahme der Bauteilanzahl und ein Sinken der Arbeitseffizienz hervorgerufen, sodass im Ergebnis das Problem einer Kostensteigerung entsteht.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der vorstehenden Umstände und beabsichtigt die Bereitstellung eines Schrittmotors, bei dem Geräusche, die durch das Entstehen von Zwischenräumen zwischen einem in axialer Richtung angeordneten Rotor und einer Platte verursacht werden, auch dann unterdrückt werden, wenn Schwankungen zwischen den Abmessungen bei den Komponenten und dem Montagezustand vorliegen, und zudem eine solche Struktur erzielt werden kann, ohne eine Zunahme der Kosten hervorzurufen.
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[Lösung der Aufgabe]
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Der Schrittmotor der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Rotor, der eine Welle aufweist, einen zu dem Rotor benachbart angeordneten Stator, und eine Platte umfasst, die der einen axialen Endseite des Rotors gegenüberliegend angeordnet ist und einen die Welle stützenden Stützabschnitt aufweist, wobei die Platte auf der dem Rotor zugewandten Fläche einen ringförmigen Vorsprung aufweist, der zur Rotorseite vorsteht und außerdem die Welle umgibt, wobei innerhalb des Vorsprungs eine Schraubenfeder vorgesehen ist, die im auf die Welle aufgesetzten Zustand zwischen der Platte und dem Rotor angeordnet ist, den Rotor in axialer Richtung zur anderen Endseite vorspannt und den Rotor elastisch an andere Komponenten andrückt.
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Erfindungsgemäß wird der durch die Schraubenfeder vorgespannte Rotor elastisch an die anderen Komponenten angedrückt. Hierdurch werden Geräusche, die durch das Entstehen von Zwischenräumen zwischen einem in axialer Richtung angeordneten Rotor und einer Platte verursacht werden, auch dann unterdrückt, wenn Schwankungen bei den Komponenten und dem montierten Zustand vorliegen. Da es sich ferner um eine einfache Struktur handelt, wird eine Geräuschunterdrückung angestrebt, ohne eine Zunahme der Kosten hervorzurufen. In der vorliegenden Erfindung beinhaltet „den Rotor elastisch an die anderen Komponenten andrücken“ selbstverständlich die Form, dass es sich um einen Zustand handelt, in dem der Rotor mit den anderen Komponenten in direkten Kontakt steht, aber auch den Fall, dass zwischen dem Rotor und den anderen Komponenten eine Komponente wie eine Unterlegscheibe angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Form, bei der die zur Rotorseite vorstehende axiale Höhe des Vorsprungs größer ist als die Blocklänge der Schraubenfeder. Nach dieser Form berührt der Rotor, z. B. wenn auf den Rotor große Kräfte wirken und er sich in Plattenrichtung bewegt, den Vorsprung, bevor die Schraubenfeder in einen Zustand der Kompressionshöhe gelangt. Hierdurch kann eine Beschädigung der Schraubenfeder verhindert werden.
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Ferner beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Form, bei der die Platte einen Anschlussblock, an dem Anschlussstifte, mit denen die Spulen des Stators verbunden werden, vorgesehen sind und umfasst einen Flanschabschnitt, wobei an dem Flanschabschnitt Befestigungsstifte zum Befestigen an einer Befestigungskomponente vorgesehen sind. Nach dieser Form kann der Schrittmotor der vorliegenden Erfindung mittels der Befestigungsstifte an einer Befestigungskomponente befestigt werden.
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Ferner beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Form, bei der sich der Flanschabschnitt der Platte radial erstreckt, wobei eine Vielzahl dieser Flanschabschnitte gebildet ist.
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Ferner beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Form, bei der es sich bei den anderen Komponenten um eine Platte handelt, die auf der axial anderen Endseite des Rotors angeordnet ist.
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[Wirkungen der Erfindung]
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Der erfindungsgemäße Schrittmotor bewirkt, dass Geräusche, die durch das Entstehen von Zwischenräumen zwischen einem axial angeordneten Rotor und einer Platte verursacht werden, auch dann unterdrückt werden, wenn Schwankungen zwischen den Abmessungen bei den Komponenten und dem montierten Zustand vorliegen, und zudem eine solche Struktur erzielt werden kann, ohne eine Zunahme der Kosten hervorzurufen.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Schrittmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [2] 2 ist ein Querschnitt eines Schrittmotors der Ausführungsform.
- [3] 3 (A) ist eine perspektivische Darstellung und (B) ein Querschnitt, die einen Vorsprung einer Frontplatte zeigen.
- [4] 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Schrittmotors gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [5] 5 ist eine Frontansicht des Schrittmotors der anderen Ausführungsform.
- [6] 6 ist ein Querschnitt des Schrittmotors der anderen Ausführungsform.
- [7] 7 ist ein Querschnitt eines herkömmlichen Schrittmotors.
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[Formen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung]
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Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Erste Ausführungsform
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Aufbau des Schrittmotors
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1 und 2 zeigen einen Klauenpolschrittmotor 100A gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Schrittmotor 100A weist als Statorstruktur eine Struktur auf, bei der eine ringförmige vorderseitige Statoranordnung (Stator) 200 und endseitige Statoranordnung (Stator) 300 koaxial verbunden sind, wobei auf deren Innenseite ein eine Welle 403 aufweisender Rotor 400 frei drehend aufgenommen ist. Die jeweiligen Statoranordnungen 200, 300 sind zwischen einer auf der axialen Außenseite jeweils angeordneten scheibenförmigen Frontplatte 210 und Endplatte (weitere Komponente) 310 geklemmt und bilden im durch diese Platten 210, 310 gehaltenen Verbindungszustand den Schrittmotor 100A.
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Das Bezugszeichen 600 in 2 ist eine Leiterplatte (Befestigungskomponente), die mit verschiedenen elektronischen Bauelementen bestückt ist, und der Schrittmotor 100A wird im an die Leiterplatte 600 angepassten Zustand der Frontplatte 210 an dieser Leiterplatte 600 befestigt.
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Die vorderseitige Statoranordnung 200 und die endseitige Statoranordnung 300 haben den gleichen Aufbau, und werden jeweils aus einem schalenförmigen Außenjoch 220, einem Spulenkörper 230 und einem scheibenförmigen Innenjoch 240 gebildet. Wie in 2 gezeigt, umfasst das Außenjoch 220 einen ringförmigen Bodenflächenabschnitt 221 und einen sich vom Außenumfangsrand des Bodenflächenabschnitts 221 axial erstreckenden Zylinderabschnitt 222, wobei am Rand einer in der Mitte des Bodenflächenabschnitts 221 gebildeten Öffnung eine Vielzahl von axial abstehend angeordneten Polzähnen 223 in Form von Kammzähnen angeordnet ist. Andererseits ist bei dem Innenjoch 240 am Rand einer mittleren Öffnung eine Vielzahl von axial abstehend angeordneten Polzähnen (nicht dargestellt) in Form von Kammzähnen angeordnet. Das Außenjoch 220 und das Innenjoch 240 werden in einem Zustand miteinander verbunden, in dem die jeweiligen Polzähne gegenseitig in zwischen diesen liegende bestimmte Lücken eingreifen.
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Der Spulenkörper 230 ist aus Kunststoff, mit Spulen 231 umwickelt, und in einen ringförmigen Raum im Inneren des Außenjochs 220 und des Innenjochs 240 aufgenommen, die wie vorstehend angeführt verbunden sind. Der Spulenkörper 230 umfasst einen Anschlussabschnitt 232, und in dem Anschlussabschnitt 232 sind Anschlüsse 233 aus Metall eingebettet, in die die Enden der Wicklungen der Spulen 231 zusammenbindend angeschlossen werden. Die Statoranordnungen 200, 300 mit dem vorstehenden Aufbau sind miteinander derart verbunden, dass die Innenjoche 240 aufeinander abgestimmt und axial zueinander gegenläufig sind.
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Die Frontplatte 210 dient zur Bildung eines vorderseitigen Gehäuses und ist aus Kunststoff gebildet. Wie in 1 gezeigt, weist die Frontplatte 210 links und rechts ein Paar Band-Verbindungsabschnitte 211 auf, die sich an deren Außenrandabschnitt zur endseitigen Statoranordnung 300 hin erstrecken. Die Band-Verbindungsabschnitte 211 umfassen zur Außenseite vorstehende Klauenabschnitte 212. Die Band-Verbindungsabschnitte 211 werden mit einem Band 500 verbunden, wodurch die vorderseitige Statoranordnung 200 und die endseitige Statoranordnung 300 verbunden werden.
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Am oberen Abschnitt der Frontplatte 210 in 1 und 2 ist ein Anschlussblock 213 einteilig gebildet, und am unteren Abschnitt ist ein Befestigungsstift-Anordnungsabschnitt 217 einteilig gebildet. Außerdem ist in der Mitte der Frontplatte 210 eine zur axialen Außenseite vorstehende im Wesentlichen zylinderförmiger Fortsatz 216 einteilig gebildet.
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In dem Anschlussblock 213 sind vier sich axial erstreckende Anschlussstifte 214 eingebettet. Die Anschlussstifte 214 fungieren als zur in 2 gezeigten Leiterplatte 600 stromführende Anschlüsse, wobei ein Ende an der Leiterplatte 600 befestigt und das andere Ende mit den Anschlüssen 233 verbunden wird.
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Mit dem Fortsatz 216 in der Mitte, ist der Befestigungsstift-Anordnungsabschnitt 217 an einer zum Anschlussblock 213 symmetrischen Position vorgesehen. An dem Befestigungsstift-Anordnungsabschnitt 217 sind zwei axial vorstehende Befestigungsstifte 218 befestigt. Die Befestigungsstifte 218 sind im Wesentlichen U-förmige Metallkomponenten, die durch Einpressen in Löcher, die in dem Befestigungsstift-Anordnungsabschnitt 217 vorgesehen sind, befestigt sind. Die Befestigungsstifte 218 sind Komponenten, die dazu dienen, den Schrittmotor 100A an der Leiterplatte 600 zu befestigen, und bestehen aus einem lötbaren Material, fungieren jedoch nicht als stromführende Anschlüsse.
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In dem Fortsatz 216 ist eine Vielzahl sich axial erstreckender, schlitzförmiger Kerben 216a gebildet. Der Innendurchmesser des Fortsatzes 216 ist etwas größer als die Welle 403, und die Welle 403 ist innen durch den Fortsatz 216 durchgeführt. In der Mitte der Frontplatte 210 ist eine Lagerbohrung 215 gebildet, durch die die Welle 403 durchgeführt wird. Die Welle 403 ist mit einer Innenumfangsfläche (Stützabschnitt) 215a der Lagerbohrung 215 in Kontakt stehend verschiebbar, wobei die Welle 403 an der Innenumfangsfläche 215a frei drehend gehalten ist.
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An dem Anschlussblock 213 der Frontplatte 210 ist ferner, wie in 1 gezeigt, ein sich axial erstreckender Positionierungsstift 219 einteilig gebildet. Der Positionierungsstift 219 wird in ein Positionierungsloch (nicht dargestellt) eingepasst, das in der Leiterplatte 600 vorgesehen ist, wodurch der Schrittmotor 100A zu der Leiterplatte 600 positioniert wird.
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Die Endplatte 310 der endseitigen Statoranordnung 300 dient zur Bildung eines endseitigen Gehäuses und ist aus Kunststoff gebildet. Wie in 1 gezeigt, weist die Endplatte 310 links und rechts ein Paar Band-Verbindungsabschnitte 311 auf, die sich zur vorderseitigen Statoranordnung 200 hin derart erstrecken, dass sie den obigen Band-Verbindungsabschnitten 211 gegenüberliegen. Ferner ist, wie in 2 gezeigt, in der Mitte der Endplatte 310 eine Lagerbohrung 315 gebildet, durch die die Welle 403 durchgeführt wird. Die Welle 403 ist mit einer Innenumfangsfläche (Stützabschnitt) 315a der Lagerbohrung 315 in Kontakt stehend verschiebbar, wobei die Welle 403 an der Innenumfangsfläche 315a frei drehend gehalten ist.
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Wie in 2 gezeigt, besteht der Rotor 400 aus einer zylinderförmigen Rotorkomponente 402, einem Rotormagneten 401, der am Außenumfang der Rotorkomponente 402 befestigt ist, und der Welle 403, die durch die Achsenmitte der Rotorkomponente 402 durchgeführt und befestigt ist. Der Rotormagnet 401 weist eine in Umlaufrichtung abwechselnd NSNS magnetisierte Magnetpolstruktur auf. Die Welle 403 ist durch die, wie vorstehend beschrieben, in der Frontplatte 210 und der Endplatte 310 vorgesehenen Lagerbohrungen 215, 315 durchgeführt und durch das Gleiten im direkten Kontakt mit den Innenumfangsflächen 215a, 315a der Lagerbohrungen 215, 315 frei drehend gehalten. Es kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem die Welle 403 durch eine Lagervorrichtung wie Wälzlager zu der Frontplatte 210 und der Endplatte 310 frei drehend gehalten wird.
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Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei dem Band 500 um eine aus einem Federeigenschaften aufweisenden metallischen Material bestehende, annähernd C-förmige Komponente, die einen Hauptteilabschnitt 505, der mit der Außenfläche der Endplatte 310 überlappend montiert wird, und ein Paar linke und rechte Armabschnitte 501 umfasst, die sich von dem Hauptteilabschnitt 505 zur vorderseitigen Statoranordnung 200 hin erstrecken. Das Band 500 wird durch das Einpassen eines in der Mitte des Hauptteilabschnitts 505 gebildeten Lochs 505a auf einen in der Mitte der Außenfläche der Endplatte 310 gebildeten Vorsprung 312 an der Endplatte 310 montiert.
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In den jeweiligen Armabschnitten 501 des Bandes 500 sind rechteckige Löcher 501a vorgesehen. Das Band 500 kommt mit der Frontplatte 210 dadurch in Eingriff, dass die Klauenabschnitte 212 der Band-Verbindungsabschnitte 211 der Frontplatte 210 in diese Löcher 501a eingesetzt werden und sich verhaken, wodurch die vorderseitige Statoranordnung 200 und die endseitige Statoranordnung 300 verbunden werden. Die Armabschnitte 501 des Bandes 500 kommen mit der Außenseite des Band-Verbindungsabschnitts 311 der Endplatte 310 in Kontakt, wobei die Armabschnitte 501 elastisch verformten Zustand sind und sich die Löcher 501a an den Klauenabschnitten 212 verhaken. Hierdurch werden die jeweiligen Platten 210, 310 im wechselseitigen Zug miteinander fest verbunden, und außerdem wird bewirkt, dass sich das Band 500 nicht von der Frontplatte 210 löst.
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Wie in 2 gezeigt, sind in der Leiterplatte 600 jeweils ein Fortsatzeinpassloch 601, Kontaktlöcher 602 und Stiftbefestigungslöcher 604 gebildet. Ferner ist abgesehen hiervon noch das obige Positionierungsloch (nicht dargestellt) gebildet. Bei dem Schrittmotor 100A der vorliegenden Ausführungsform wird in einem Zustand, in dem an der Leiterplatte 600 der Positionierungsstift 219 in die Positionierungsöffnung eingepasst und der Fortsatz 216 durch Hineindrücken in das Fortsatzeinpassloch 601 eingepasst wird, sowie die Endteile 214a der Anschlussstifte 214 in die Kontaktlöcher 602 eingeschoben und die Befestigungsstifte 218 in die Stiftbefestigungslöcher 604 eingeschoben sind, die Frontplatte 210 an die Leiterplatte 600 angepasst. Dann wird der Schrittmotor 100A dadurch, dass eine Kupferfolie 603, die ein Leitermuster in der Umgebung der Kontaktlöcher 602 bildet, und die Anschlussstifte 214 angelötet werden, und eine Kupferfolie 605 in der Umgebung der Stiftbefestigungslöcher 604 und die Befestigungsstifte 218 angelötet werden, an der Leiterplatte 600 befestigt.
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Axiale Haltestruktur des Rotors
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Der Schrittmotor 100A der vorliegenden Ausführungsform weist eine Struktur auf, durch die durch das Unterdrücken eines axialen Klapperns des Rotors 400 Geräusche unterdrückt werden. Im Folgenden wird diese Struktur erläutert.
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Wie in 2 gezeigt, ist in der Umgebung der Lagerbohrung 215 auf der Innenfläche der Frontplatte 210, d. h. der dem Rotor 400 gegenüberliegenden Fläche ein ringförmiger Vorsprung 700 einteilig gebildet. An einem Vorderendrandabschnitt des Vorsprungs 700 ist, wie in 3 gezeigt, eine Vielzahl (im vorliegenden Fall drei Stück) von Fortsätzen 701 gleichmäßig zueinander beabstandet gebildet. Die Welle 403 des Rotors 400 führt durchs Innere des Vorsprungs 700. Dann ist im Inneren des Vorsprungs 700 in einem auf die Welle 403 aufgesetzten Zustand eine Schraubenfeder 800 aufgenommen. Die Schraubenfeder 800 ist im komprimierten Zustand zwischen der Frontplatte 210 und der Rotorkomponente 402 angeordnet.
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Zwischen der Schraubenfeder 800 und der Frontplatte 210 und zwischen der Schraubenfeder 800 und der Rotorkomponente 402 sind jeweils Unterlegscheiben 901, 902 aus einem eine gute Gleitfähigkeit aufweisenden Material wie Kunststoff angeordnet. Ferner ist auch zwischen der Rotorkomponente 402 und der Endplatte 310 eine ebensolche Unterlegscheibe 903 angeordnet. Die Unterlegscheiben 901 bis 903 sind jeweils auf die Welle 403 aufgesetzt. Ferner ist, wie in 3(B) gezeigt, eine maximale Höhe H des Vorsprungs 700, in dem die Schraubenfeder 800 aufgenommen ist, d. h. die axiale Abmessung von der Bodenfläche im Inneren des Vorsprungs 700 (Innenfläche der Frontplatte 210) bis zur Vorderendfläche der Fortsätze 701 höher festgelegt als die Blocklänge der Schraubenfeder 800 (Höhe bei aneinanderliegenden benachbarten Windungen).
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Die Schraubenfeder 800 steht von der Stirnfläche der Fortsätze 701 des Vorsprungs 700 vor und spannt über die Unterlegscheibe 902 die Rotorkomponente 402 zur Seite der Endplatte 310 vor. Hierdurch wird die Rotorkomponente 402 über die Unterlegscheibe 903 elastisch an die Endplatte 310 angedrückt, wobei zwischen der Rotorkomponente 402 und den Stirnflächen der Fortsätze 701, die einander gegenüberliegen, ein Zwischenraum gebildet wird.
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Wirkungen und Effekte
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Rotor 400 durch die Schraubenfeder 800 zur Seite der Endplatte 310 vorgespannt, wobei die Rotorkomponente 402 über die Unterlegscheibe 903 elastisch an die Endplatte 310 stets angedrückt und eine Bewegung in Axialrichtung beschränkt ist. Daher wird ein axiales Klappern des Rotors 400 auch dann absorbiert und ein Entstehen von Geräuschen unterdrückt, wenn bei den den Schrittmotor 100A bildenden Komponenten, und dem montierten Zustand Schwankungen vorliegen. Da es sich ferner um eine einfache Struktur handelt, wird eine Geräuschunterdrückung angestrebt, ohne eine Zunahme der Kosten hervorzurufen. Da ferner die Vorstehhöhe des Vorsprungs 700 zur Seite des Rotors 400 größer ist als die Blocklänge der Schraubenfeder 800, wird die Schraubenfeder 800 nicht bis zur Kompressionshöhe verkürzt, wenn z. B. unvorhergesehene große Kräfte auf den Rotor 400 einwirken, sodass dieser sich zur Frontplatte 210 hinbewegt und die Stirnfläche der Rotorkomponente 402 an der Stirnfläche der Fortsätze 701 des Vorsprungs 700 anliegen. Daher kann eine Beschädigung der Schraubenfeder 800 verhindert werden.
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Ferner sind an der Stirnfläche des Vorsprungs 700 eine Vielzahl von Fortsätzen 701 gebildet, sodass die Stirnfläche, an der die Rotorkomponente 402 anliegt, keine sich über den gesamten Umfang erstreckende ringförmige Ebene ist. Daher kann die Präzisierung der maximalen Höhenabmessung des Vorsprungs 700 durch die Fortsätze erfolgen, sodass leichter eine präzise maximale Höhenabmessung und Flachheit der Stirnfläche des Vorsprungs 700 erzielt wird. Außerdem kann, wenn beim Drehen des Rotors 400 die Rotorkomponente 402 an dem Vorsprung 700 anliegend gleitet, die Kontaktfläche verkleinert werden, wodurch eine Reduzierung der Reibung angestrebt wird. Unter dem Aspekt der Reibungsreduktion können die Fortsätze 701 bogenförmig gebildet werden, sodass sie mit der Rotorkomponente 402 in Punktkontakt oder einem diesem nahen Zustand vorgesehen werden.
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Zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird anhand von 4 bis 6 ein Schrittmotor 100B gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Schrittmotor 100B der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Schrittmotor 100A der obigen ersten Ausführungsform im Verbindungsmittel der vorderseitigen Statoranordnung 200 und der endseitigen Statoranordnung 300 sowie dem Aufbau der Frontplatte. Bei dem Schrittmotor 100B der zweiten Ausführungsform haben die jeweiligen Statoranordnungen 200, 300 und der Rotor 400 den gleichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform, wobei gleiche Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und deren Erläuterung ausgelassen oder vereinfacht wird. Im Folgenden werden die vorstehenden Unterschiede erläutert. Der Rotor 400 der zweiten Ausführungsform besteht aus der Rotorkomponente 402, auf deren Außenumfangsfläche ein nicht dargestellter Rotormagnet vorgesehen ist, und der Welle 403, die durch die Achsenmitte der Rotorkomponente 402 durchgeführt und befestigt ist.
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Das Verbindungsmittel der vorderseitigen Statoranordnung 200 und der endseitigen Statoranordnung 300 in der zweiten Ausführungsform ist eine Harzform, wobei außerdem zum Zeitpunkt des Harzformens gleichzeitig eine Endplatte 350 geformt wird. Beim Harzformen werden, wie in 6 gezeigt, in einem Zustand, in dem der mit Spulen 231 umwickelte Spulenkörper 230 auf der Innenseite aufgenommen ist, und außerdem die Polzähne 223 des Außenjochs 220 und die Polzähne 243 des Innenjochs 240 gegenseitig in zwischen diesen liegende bestimmte Lücken eingreifen, die jeweiligen Statoranordnungen 200, 300 derart in eine nicht dargestellte Gussform eingesetzt, dass sich die Bodenflächenabschnitte 221 der Außenjoche 220 aneinander angepasst koaxial überlappen. Das heißt, in der zweiten Ausführungsform werden im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform die Außenjoche 220 auf der axialen Innenseite und die Innenjoche 240 auf der axialen Außenseite angeordnet.
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Als Nächstes werden die Statoranordnungen 200, 300 dadurch einteilig aus Harz gebildet, dass durch Einspritzen von thermoplastischem Harz in die obige Gussform Zwischenräume zwischen den Polzähnen 223, 243 mit Harz gefüllt werden. Ferner wird gleichzeitig auf der Außenseite der endseitigen Statoranordnung 300 die scheibenförmige Endplatte 350 aus Harz geformt.
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Nach dieser Harzformung wird die Frontplatte 250 auf die Außenfläche des Innenjochs 240 der vorderseitigen Statoranordnung 200 des aus der Gussform entnommenen Formkörpers gelegt. Dann wird, wie in 5 und 6 gezeigt, der Rand des Zylinderabschnitts 222 des Außenjochs 220 bei der vorderseitigen Statoranordnung 200 durch Verstemmen in Kerben 252, die am Außenumfangsrand der Frontplatte 250 im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet angeordnet an drei Stellen gebildet sind, verbunden und der Schrittmotor 100B der zweiten Ausführungsform erzielt. Es besteht keine Beschränkung auf drei Stellen bei der verstemmenden Verbindung mittels der Kerben 252, sondern es genügt, wenn es mindestens zwei Stellen sind.
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Als Nächstes wird die Frontplatte 250 der zweiten Ausführungsform erläutert. Wie in 4 und 5 gezeigt, hat die Frontplatte 250 als Hauptbestandteil einen zu der vorderseitigen Statoranordnung 200 koaxial positionierten, die vorderseitige Statoranordnung 200 bedeckenden Scheibenabschnitt 251, wobei jeweils auf beiden Seiten des Scheibenabschnitts 251 sich vom Scheibenabschnitt 251 radial nach außen erstreckende Flanschabschnitte 253 gebildet sind. Die Flanschabschnitte 253 erstrecken sich in 5 etwa vom Randabschnitt des Bereichs der unteren Hälfte des Scheibenabschnitts 251 schräg nach oben, wobei die Breite einheitlich ist und das Vorderende halbkreisbogenförmig gebildet ist.
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Wie in 6 gezeigt, ist in der Mitte des Scheibenabschnitts 251 eine Lagerbohrung 255 der Welle 403 gebildet. Andererseits ist auch in der Endplatte 350 eine Lagerbohrung 355 der Welle 403 gebildet. Die Welle 403 ist ebenso wie in der ersten Ausführungsform durch die in der Frontplatte 250 und der Endplatte 350 gebildeten Lagerbohrungen 255, 355 durchgeführt und durch das Gleiten im direkten Kontakt mit Innenumfangsflächen 255a, 355a der Lagerbohrungen 255, 355 frei drehend gehalten.
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In 4 und 5 ist am oberen Abschnitt des Scheibenabschnitts 251 ein Anschlussblock 256 einteilig gebildet. In den Anschlussblock 256 sind ebenso wie in der ersten Ausführungsform vier sich axial erstreckende Anschlussstifte 214 eingebettet. Außerdem sind im bezüglich des Scheibenabschnitts 251 Basisabschnitt der jeweiligen Flanschabschnitte 253 und unterhalb des Anschlussblocks 256 sich axial erstreckende Positionierungsstifte 259 jeweils einteilig gebildet. In Umfangsrichtung sind drei Positionierungsstifte 259 in einem Abstand von etwa 90 Grad positioniert, wobei die Anzahl jedoch nicht beschränkt ist. Außerdem sind in der Nähe der Vorderendabschnitte der Flanschabschnitte 253 vertikal paarweise Befestigungsstifte 258 befestigt, die axial vorstehen. Die Befestigungsstifte 258 sind ebenso wie die Befestigungsstifte 258 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen U-förmige Metallkomponenten, die durch Einpressen in Löcher, die in den Flanschabschnitten 253 vorgesehen sind, befestigt sind. Die Befestigungsstifte 258 sind zu einer Linie durch die Mitte der Welle 403 und den Mittelpunkt des Anschlussblocks 256 (Strichzweipunktlinie in 5) als Symmetrieachse im Wesentlichen achsensymmetrisch angeordnet.
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Die Anschlussstifte 214, die Befestigungsstifte 258 und die Positionierungsstifte 259 werden beim Befestigen des Schrittmotors 100B an der in 6 gezeigten Leiterplatte 600 benutzt. In der Leiterplatte 600 sind jeweils ein Positionierungsloch 606, Kontaktlöcher 602 und Stiftbefestigungslöcher 604 gebildet, und außerdem ist ein Durchführungsloch 607 für die Welle 403 gebildet. Bei dem Schrittmotor 100B wird in einem Zustand, in dem die Welle 403 durch das Durchführungsloch 607 durchgeführt ist, der Positionierungsstift 259 in dem Positionierungsloch 606 eingeschoben ist, sowie die Anschlussstifte 214 in den Kontaktlöchern 602 und die Befestigungsstifte 258 in den Stiftbefestigungslöchern 604 eingeschoben sind, die Frontplatte 250 an die Leiterplatte 600 angepasst. Dann wird der Schrittmotor 100B dadurch, dass eine Kupferfolie 603, die ein Leitermuster in der Umgebung der Kontaktlöcher 602 bildet, und die Anschlussstifte 214 angelötet werden, und eine Kupferfolie 605 in der Umgebung der Stiftbefestigungslöcher 604 und die Befestigungsstifte 258 angelötet werden, an der Leiterplatte 600 befestigt.
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Bei dem Schrittmotor 100B werden insgesamt drei Stellen, und zwar die Stelle der vier Anschlussstifte 214, die an dem Anschlussblock 256 befestigt sind, und die beiden Stellen der Befestigungsstifte 258, die an den jeweiligen Flanschabschnitten 253 befestigt sind, an der Leiterplatte 600 angelötet. Daher wird eine gut ausbalancierte Befestigungsstruktur erzielt, ohne dass die Anschlussabschnitte der Anschlussstifte 214 übermäßig belastet werden, wodurch die Befestigungsstabilität des Schrittmotors 100B verbessert werden kann. Die Frontplatte 250 der zweiten Ausführungsform umfasst zwar nicht die in der ersten Ausführungsform gezeigten Fortsätze 216, sie kann aber ebensolche Fortsätze umfassen, wobei diese Fortsätze in das Durchführungsloch 607 der Frontplatte 250 eingepasst und befestigt werden können, und in diesem Fall die Befestigungsstabilität weiter verbessert wird.
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Auch bei dem Schrittmotor 100B der zweiten Ausführungsform wird eine Struktur verwendet, die ein axiales Spiel des Rotors 400 unterdrückt. Das heißt, wie in 6 gezeigt, ist in der Umgebung der Lagerbohrung 255 auf der Innenfläche der Frontplatte 250 ein ringförmiger Vorsprung 710 einteilig gebildet, und im Inneren dieses Vorsprungs 710 ist eine Schraubenfeder 800 im auf die Welle 403 aufgesetzten Zustand zwischen der Frontplatte 250 und der Rotorkomponente 402 im komprimierten Zustand angeordnet. Zwischen der Schraubenfeder 800 und der Frontplatte 250 und zwischen der Schraubenfeder 800 und der Rotorkomponente 402 sind jeweils Unterlegscheiben 901, 902 aus einem eine gute Gleitfähigkeit aufweisenden Material wie Harz angeordnet. Ferner ist auch zwischen der Rotorkomponente 402 und der Endplatte 350 eine ebensolche Unterlegscheibe 903 angeordnet. Die Rotorkomponente 402 wird durch die Schraubenfeder 800 zur Seite der Endplatte 350 vorgespannt und über die Unterlegscheibe 903 an die Endplatte 350 stets angedrückt.
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An dem Vorsprung 710 sind, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform an dem Vorderendrandabschnitt eine Vielzahl (im vorliegenden Fall drei Stück) von Fortsätzen 711 gleichmäßig zueinander beabstandet gebildet, deren maximale Höhe größer eingestellt ist als die Blocklänge der Schraubenfeder 800.
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Ein derartiger Aufbau bewirkt bei der zweiten Ausführungsform ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, dass ein axiales Spiel des Rotors 400 absorbiert wird, wodurch ein Entstehen von Geräuschen unterdrückt wird, und dass aufgrund der einfachen Struktur eine Kostenzunahme unterdrückt wird. Ferner kann dadurch, dass die Höhe des die Schraubenfeder 800 aufnehmenden Vorsprungs 710, der die Fortsätze 711 beinhaltet, höher ist als die Blocklänge der Schraubenfeder 800, ebenso die Wirkung erzielt werden, dass eine Beschädigung der Schraubenfeder 800 verhindert wird.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Die vorliegende Erfindung kann für einen Schrittmotor benutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100A, 100 B
- Schrittmotor
- 200
- vorderseitige Statoranordnung (Stator)
- 210, 250
- Frontplatte
- 213, 256
- Anschlussblock
- 214
- Anschlussstift
- 218, 258
- Befestigungsstift
- 231
- Spule
- 253
- Flanschabschnitt
- 255, 355
- Lagerbohrung
- 255a, 355a
- Innenumfangsfläche der Lagerbohrung (Stützabschnitt)
- 300
- endseitige Statoranordnung (Stator)
- 310, 350
- Endplatte (andere Komponente)
- 400
- Rotor
- 403
- Welle
- 600
- Leiterplatte (Befestigungskomponente)
- 700, 710
- Vorsprung
- 701, 711
- Fortsätze des Vorsprungs
- 800
- Schraubenfeder
- H
- Höhe des Vorsprungs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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