JP2021016219A - Stepping motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、4組以上のステータ組がモータ軸線方向で配列されたステッピングモータに関するものである。 The present invention relates to a stepping motor in which four or more sets of stators are arranged in the direction of the motor axis.
ステッピングモータは、回転軸の外周面に固定された永久磁石を備えるロータと、永久磁石の外周面に対向するように配置されたステータとを備える。一方、ステッピングモータを細径化した場合でも大きなトルクを確保可能な構造として、4組以上のステータ組をモータ軸線方向に複数配置した構造が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の図1には、ロータにおいて、永久磁石を複数の磁石によって構成した態様が記載され、特許文献1の図2には、ロータにおいて、永久磁石を1つの磁石によって構成した態様が記載されている。
The stepping motor includes a rotor having a permanent magnet fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a stator arranged so as to face the outer peripheral surface of the permanent magnet. On the other hand, as a structure capable of securing a large torque even when the diameter of the stepping motor is reduced, a structure in which a plurality of four or more stator sets are arranged in the motor axis direction has been proposed (see Patent Document 1). FIG. 1 of
4組以上のステータ組をモータ軸線方向に複数配置した場合、ステータの軸線方向の寸法が長くなる。このため、特許文献1の図2に記載の態様のように、永久磁石を1つ磁石で構成した場合、永久磁石が長くなってしまい、永久磁石を製造することが容易でない。一方、特許文献1の図1に記載の態様のように、永久磁石を複数の磁石によって構成した場合、磁石の製造が容易である一方、ステータ部と永久磁石との間に作用する磁気力によってロータが回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に磁石と磁石との間で回転軸が撓みやすいという問題点がある。
When a plurality of four or more stator sets are arranged in the motor axial direction, the dimensions of the stator in the axial direction become long. Therefore, when the permanent magnet is composed of one magnet as shown in FIG. 2 of
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、ロータの永久磁石を複数の磁石で構成した場合でも、磁石と磁石との間での回転軸の撓みを抑制することのできるステッピングモータを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a stepping motor capable of suppressing bending of a rotating shaft between magnets even when the permanent magnet of the rotor is composed of a plurality of magnets. There is.
上記課題を解決するため、本発明に係るステッピングモータの一態様は、モータ軸線方向に延在する回転軸の外周側に永久磁石を備えるロータと、前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、を有し、前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、前記ロータには、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石同士を連結する連結部が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, one aspect of the stepping motor according to the present invention is to have a rotor provided with a permanent magnet on the outer peripheral side of a rotating shaft extending in the motor axis direction and a rotor facing the permanent magnet radially outward. It has a cylindrical stator portion that is arranged, and in the stator portion, a stator set in which a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a second core are stacked in the motor axis direction is formed in the motor axis direction. Four or more sets are arranged, and the permanent magnets are composed of a plurality of magnets arranged in the motor axis direction, and among the plurality of magnets, adjacent magnets in the motor axis direction are connected to the rotor. It is characterized in that a connecting portion is provided.
本発明では、ステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されていることから、モータの細径化を図った場合でも、大きなトルクを得ることができる、また、永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなるため、磁石の製造が容易である。また、ロータには、モータ軸線方向で隣り合う磁石同士を連結する連結部が設けられているため、ステータ部と永久磁石との間に作用する磁気力によってロータが回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に磁石と磁石との間で回転軸が撓むことを抑制することができる。 In the present invention, since four or more sets of stators are arranged in the direction of the motor axis, a large torque can be obtained even when the diameter of the motor is reduced, and the permanent magnet is in the direction of the motor axis. Since it is composed of a plurality of magnets arranged in, the magnets can be easily manufactured. Further, since the rotor is provided with a connecting portion for connecting magnets adjacent to each other in the direction of the motor axis, when the rotor is rotated by the magnetic force acting between the stator portion and the permanent magnet, or an impact load is applied. It is possible to prevent the rotation shaft from bending between the magnets when the magnets are applied.
本発明において、前記連結部は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間で前記磁石に接着されたスペーサである態様を採用することができる。かかる態様によれば、磁石の間隔が広い場合でも、スペーサを介して磁石同士を連結することができる。 In the present invention, the connecting portion may adopt a mode in which the connecting portion is a spacer adhered to the magnets between the magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets. According to this aspect, the magnets can be connected to each other via the spacer even when the distance between the magnets is wide.
本発明において、前記連結部は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石同士を結合する接着剤層である態様を採用することができる。かかる態様によれば、スペーサ等を用いなくても、磁石同士を連結することができる。 In the present invention, the connecting portion can adopt an aspect in which the connecting portion is an adhesive layer that connects magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets. According to this aspect, the magnets can be connected to each other without using a spacer or the like.
本発明に係るモータの別の態様は、モータ軸線方向に延在する回転軸の外周側に永久磁石を備えるロータと、前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、を有し、前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、前記回転軸には、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間にモータ軸線方向に延在する筒状部材が装着されていることを特徴とする。 Another aspect of the motor according to the present invention is a rotor having a permanent magnet on the outer peripheral side of a rotating shaft extending in the direction of the motor axis, and a tubular stator arranged so as to face the permanent magnet outward in the radial direction. In the stator portion, four or more sets of a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a stator set in which a second core is overlapped in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction. The permanent magnet is composed of a plurality of magnets arranged in the direction of the motor axis, and extends in the direction of the motor axis between the plurality of magnets adjacent to each other in the direction of the motor axis. It is characterized in that a tubular member is attached.
本発明では、ステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されていることから、モータの細径化を図った場合でも、大きなトルクを得ることができる、また、永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなるため、磁石の製造が容易である。また、回転軸には、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間に筒状部材が装着されているため、ステータ部と永久磁石との間に作用する磁気力によってロータが回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に磁石と磁石との間で回転軸が撓むことを抑制することができる。 In the present invention, since four or more sets of stators are arranged in the direction of the motor axis, a large torque can be obtained even when the diameter of the motor is reduced, and the permanent magnet is in the direction of the motor axis. Since it is composed of a plurality of magnets arranged in, the magnets can be easily manufactured. Further, since a tubular member is mounted on the rotating shaft between magnets adjacent to each other in the direction of the motor axis, when the rotor rotates due to the magnetic force acting between the stator and the permanent magnet, or an impact load is applied. It is possible to prevent the rotation shaft from bending between the magnets when the force is applied.
本発明に係るモータのさらに別の態様は、モータ軸線方向に延在する回転軸の外周側に永久磁石を備えるロータと、前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、を有し、前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、前記回転軸は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間がコーティング層で被覆されていることを特徴とする。 Yet another aspect of the motor according to the present invention is a rotor having a permanent magnet on the outer peripheral side of a rotating shaft extending in the direction of the motor axis, and a tubular shape arranged so as to face the permanent magnet radially outward. It has a stator portion, and in the stator portion, four or more sets of a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a stator set in which a second core is overlapped in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction. The permanent magnet is composed of a plurality of magnets arranged in the direction of the motor axis, and the rotation axis is coated with a coating layer between the magnets adjacent to each other in the direction of the motor axis among the plurality of magnets. It is characterized by that.
本発明では、ステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されていることから、モータの細径化を図った場合でも、大きなトルクを得ることができる、また、永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなるため、磁石の製造が容易である。また、回転軸は、磁石の間がコーティング層で被覆されているため、ステータ部と永久磁石との間に作用する磁気力によってロータが回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に磁石と磁石との間で回転軸が撓むことを抑制することができる。 In the present invention, since four or more sets of stators are arranged in the direction of the motor axis, a large torque can be obtained even when the diameter of the motor is reduced, and the permanent magnet is in the direction of the motor axis. Since it is composed of a plurality of magnets arranged in, the magnets can be easily manufactured. In addition, since the magnets of the rotating shaft are coated with a coating layer, the magnets and magnets are rotated when the rotor is rotated by the magnetic force acting between the stator and the permanent magnets, or when an impact load is applied. It is possible to prevent the rotating shaft from bending between and.
本発明において、前記ステータ部では、前記複数のステータ組のうち、前記モータ軸線方向で隣り合う2つのステータ組によって構成されたステータが前記モータ軸線方向で複数、配置されている態様を採用することができる。 In the present invention, the stator portion adopts an embodiment in which, among the plurality of stator sets, a plurality of stators composed of two stator sets adjacent to each other in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction. Can be done.
本発明において、前記複数のステータ部では、前記2つのステータ組の一方がA相用ステータ組であり、他方がB相用ステータ組である態様を採用することができる。 In the present invention, in the plurality of stator portions, one of the two stator sets is an A-phase stator set, and the other is a B-phase stator set.
本発明において、前記複数のステータ組の各々において、前記第1コアは、前記コイルボビンに重なる環状板部の外周縁で屈曲して前記コイルを径方向外側から覆う筒状のケース部を備えている態様を採用することができる。 In the present invention, in each of the plurality of stator sets, the first core includes a tubular case portion that bends at the outer peripheral edge of an annular plate portion that overlaps the coil bobbin to cover the coil from the radial outside. Aspects can be adopted.
本発明において、前記複数のステータの外径が6mm以下であり、前記回転軸の外径が1mm以下である態様を採用することができる。 In the present invention, an embodiment in which the outer diameter of the plurality of stators is 6 mm or less and the outer diameter of the rotating shaft is 1 mm or less can be adopted.
本発明において、前記ステータ部は、前記複数のステータ組として4つのステータ組を有する態様を採用することができる。 In the present invention, the stator portion can adopt an embodiment having four stator sets as the plurality of stator sets.
本発明では、ステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されていることから、モータの細径化を図った場合でも、大きなトルクを得ることができる、また、永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなるため、磁石の製造が容易である。また、隣り合う磁石の間には、磁石同士を連結する連結部、回転軸に装着された筒状部材、および回転軸に被覆されたコーティング層が設けられているため、ステータ部と永久磁石との間に作用する磁気力によってロータが回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に磁石と磁石との間で回転軸が撓むことを抑制することができる。 In the present invention, since four or more sets of stators are arranged in the direction of the motor axis, a large torque can be obtained even when the diameter of the motor is reduced, and the permanent magnet is in the direction of the motor axis. Since it is composed of a plurality of magnets arranged in, the magnets can be easily manufactured. Further, since a connecting portion for connecting the magnets, a tubular member mounted on the rotating shaft, and a coating layer coated on the rotating shaft are provided between adjacent magnets, the stator portion and the permanent magnet are provided. It is possible to prevent the rotation shaft from bending between the magnets when the rotor is rotated by the magnetic force acting between the magnets or when an impact load is applied.
以下に、図面を参照して、本発明を適用したステッピングモータ1を説明する。以下の説明では、回転軸21の中心軸線(モータ軸線)に沿う方向を「モータ軸線方向L」としたとき、モータ軸線方向Lにおいて、「モータ軸線方向Lの一方側」がステータ部3から回転軸21が突出している側(出力側La)であって、「モータ軸線方向Lの他方側」がステータ部3から回転軸21が突出している側(出力側La)とは反対側の反出力側Lbである場合を中心に説明する。また、以下の説明において、回転軸21の中心軸線(モータ軸線)を中心とする径方向および周方向を単に「径方向」および「周方向」とする。
The
(ステッピングモータ1の全体構成)
図1は、本発明に係るステッピングモータ1の斜視図である。図2は、図1に示すステッピングモータ1を別の方向からみたときの斜視図である。図3は、図1に示すステッピングモータ1の断面図である。
(Overall configuration of stepping motor 1)
FIG. 1 is a perspective view of a stepping
図1、図2、および図3に示すように、本形態のステッピングモータ1は、モータ軸線方向Lに延在する回転軸21の外周側に円筒状の永久磁石22を備えるロータ2と、永久磁石22に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部3とを備えている。回転軸21は、ステンレス、真鍮、アルミニウム等の金属材料からなる。永久磁石22は、希土類系の磁粉を用いたボンド磁石であり、N極とS極が周方向において交互に設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the stepping
ステータ部3の出力側Laの端部には第1端板70が溶接等によって固定され、第1端板70には、回転軸21を回転可能に支持する第1軸受75が保持されている。第1軸受75は、筒部751と、筒部751より出力側Laで拡径する大径部752とを有してお
り、筒部751が第1端板70の貫通穴71を貫通した状態で第1端板70の出力側Laの面に大径部752が当接している。この状態で、第1軸受75は、筒部751の反出力側Lbの端部に対するカシメ等により第1端板70に固定されている。本形態において、回転軸21には、永久磁石22と第1軸受75との間にワッシャ90が装着されている。従って、ロータ2が出力側Laに移動したときでも、第1軸受75と永久磁石22とが接することがない。
A
ステータ部3の反出力側Lbの端部には第2端板80が固定され、第2端板80には、回転軸21を回転可能に支持する第2軸受85が保持されている。第2軸受85は、筒部851と、筒部851より出力側Laで拡径する大径部852とを有しており、筒部851が第2端板80の貫通穴81を貫通した状態で第2端板80の出力側Laの面に大径部852が当接している。この状態で、第2軸受85は、筒部851の反出力側Lbの端部に対するカシメ等により第2端板80に固定されている。ここで、第2軸受85の大径部852の外周部分は、後述するB相用極歯612Bの根元部分の内側に当接し、第2軸受85の径方向の位置決めが行われる。従って、第2軸受85は、B相用極歯612Bの根元部分を基準にして径方向で適正に位置決めされる。なお、第2端板80の反出力側Lbの面において貫通穴81の周りを凹部としておき、筒部851の反出力側Lbの端部が第2端板80から反出力側Lbに突出することを抑制する態様を採用してもよい。
A
(ステータ部3の構成)
図4は、図1に示すロータ2とステータ30とを分離させたときの分解斜視図である。図5は、図4に示すステータ部3の分解斜視図である。図1、図2、図3、および図4等を参照して以下に説明するように、ステータ部3では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、複数のステータ組のうち、モータ軸線方向Lで隣り合う2つのステータ組によってステータ30が構成されている。従って、ステータ部3では、複数のステータ30がモータ軸線方向Lに重ねて配置されている。従って、ステッピングモータ1を細径化した場合でも、大きなトルクを得ることができる。
(Structure of stator portion 3)
FIG. 4 is an exploded perspective view when the
本形態において、ステータ部3は、外径が6mm以下となるように細径化されている。従って、複数のステータ30はいずれも、外径が6mm以下である。それ故、ロータ2において、回転軸21の外径は1mm以下である。なお、ステータ部3のモータ軸線方向Lの長さは10mmを超える寸法を有している。
In this embodiment, the
本形態において、ステータ部3は、複数のステータ組として、4つのステータ組を有している。それ故、ステータ部3は、複数のステータ30として2つのステータ30を有している。従って、以下の説明では、2つのステータ30のうち、モータ軸線方向Lの反出力側Lbのステータ30を第1ステータ31とし、第1ステータ31に対してモータ軸線方向Lの出力側Laに重なるステータ30を第2ステータ32とする。本形態のステッピングモータ1において、複数のステータ30は、形状やサイズ等の構成が同一である。従って、第1ステータ31と第2ステータ32とは構成が同一である。それ故、ステータ30を説明する際、第1ステータ31と第2ステータ32とを区別する必要がない場合には、第1ステータ31および第2ステータ32を単にステータ30として説明する。
In the present embodiment, the
複数のステータ30において、2つのステータ組の一方がA相用であり、他方がB相用である。より具体的には、複数のステータ30は各々、A相用ステータ組30Aと、A相用ステータ組30Aに対して反出力側Lbから重なるB相用ステータ組30Bとを有しており、ステータ部3では、A相用ステータ組30AとB相用ステータ組30Bとが交互に配置されている。複数のステータ30の各々において、A相用ステータ組30AおよびB相用ステータ組30Bは、基本的な構造が同一であるが、A相用ステータ組30AとB相
用ステータ組30Bとは、モータ軸線方向Lにおいて逆向きに配置されている。
In the plurality of stators 30, one of the two stator sets is for the A phase and the other is for the B phase. More specifically, each of the plurality of stators 30 has an A-phase stator set 30A and a B-phase stator set 30B that overlaps the A-phase stator set 30A from the counter-output side Lb. In the
より具体的には、図3、図4および図5に示すように、A相用ステータ組30Aは、A相用コイル40Aが巻回されたA相用コイルボビン50Aと、A相用コイルボビン50Aに出力側Laから重なるA相用第1コア61Aと、A相用コイルボビン50Aに反出力側Lbから重なるA相用第2コア62Aとを有している。A相用コイルボビン50Aは、円筒状の胴部53Aと、胴部53Aの出力側Laの端部で拡径するフランジ部51Aと、胴部53Aの反出力側Lbの端部で拡径するフランジ部52Aとを有しており、フランジ部51Aとフランジ部52Aとの間で胴部53Aの周りにA相用コイル40Aが巻回されている。
More specifically, as shown in FIGS. 3, 4 and 5, the A-phase stator set 30A is formed into an
本形態において、A相用第1コア61Aは、A相用コイルボビン50Aのフランジ部51Aに重なる環状板部611A(A相用環状板部)と、環状板部611Aの内縁の周方向の複数箇所から反出力側Lbに折れ曲がったA相用極歯612Aと、環状板部611Aの外縁から反出力側Lbに折れ曲がったA相用ケース部613Aとを有している。A相用第2コア62Aは、A相用コイルボビン50Aのフランジ部52Aに重なる環状板部621Aと、環状板部621Aの内縁の周方向の複数箇所から出力側Laに折れ曲がったA相用極歯622Aとを有しており、ケース部は設けられていない。このように構成したA相用第1コア61AおよびA相用第2コア62AをA相用コイルボビン50Aに重ねると、胴部53Aの内周面に沿って、A相用第1コア61AのA相用極歯612AとA相用第2コア62AのA相用極歯622Aが周方向で交互に配置される。
In the present embodiment, the A-phase
B相用ステータ組30Bは、B相用コイル40Bが巻回されたB相用コイルボビン50Bと、B相用コイルボビン50Bに反出力側Lbから重なるB相用第1コア61Bと、B相用コイルボビン50Bに出力側Laから重なるB相用第2コア62Bとを備えている。B相用コイルボビン50Bは、円筒状の胴部53Bと、胴部53Bの反出力側Lbの端部で拡径するフランジ部51Bと、胴部53Bの出力側Laの端部で拡径するフランジ部52Bとを有しており、フランジ部51Bとフランジ部52Bとの間で胴部53Bの周りにB相用コイル40Bが巻回されている。
The B-phase stator set 30B includes a B-
本形態において、B相用第1コア61Bは、B相用コイルボビン50Bのフランジ部51Bに重なる環状板部611B(B相用環状板部)と、環状板部611Bの内縁の周方向の複数箇所から出力側Laに折れ曲がったB相用極歯612Bと、環状板部611Bの外縁から出力側Laに折れ曲がったB相用ケース部613Bとを有している。B相用第2コア62Bは、B相用コイルボビン50Bのフランジ部52Bに重なる環状板部621Bと、環状板部621Bの内縁の周方向の複数箇所から反出力側Lbに折れ曲がったB相用極歯622Bとを有しており、ケース部は設けられていない。このように構成したB相用第1コア61BおよびB相用第2コア62BをB相用コイルボビン50Bに重ねると、胴部53Bの内周面に沿って、B相用第1コア61BのB相用極歯612BとB相用第2コア62BのB相用極歯622Bが周方向で交互に配置される。
In the present embodiment, the B-phase
本形態では、A相用ステータ組30AとB相用ステータ組30Bとがモータ軸線方向Lで重なるようにステッピングモータ1を組み立てる際、後述するA相用開口部614AとB相用開口部614Bとを基準にしてモータ軸線を中心とする角度位置を調整する。その結果、複数のステータ30の各々において、A相用極歯612A、622AとB相用極歯612B、622Bとは、所定の電気角に沿う角度分、位置がずれる。従って、ステッピングモータ1を駆動する際、A相用コイル40AとB相用コイル40Bには、所定の電気角に沿う角度分、位相のずれた駆動信号が供給される。それ故、ロータ2の停止位置等の精度を高めることができる。
In this embodiment, when the stepping
また、A相用ステータ組30AとB相用ステータ組30Bとがモータ軸線方向Lで重なるようにステッピングモータ1を組み立てる際、複数のステータ30の各々において、A相用ケース部613Aは、A相用第2コア62Aを径方向外側で覆い、B相用ケース部613Bは、B相用第2コア62Bを径方向外側で覆う。その結果、A相用ケース部613AのA相用第2コア62A側の先端部615Aと、B相用ケース部613BのB相用第2コア62B側の先端部615Bとがモータ軸線方向Lで当接する。
Further, when assembling the stepping
また、複数のステータ30をモータ軸線方向Lで重ねると、ステータ30の境界部35では、B相用第1コア61BとA相用第1コア61Aとが重なる。より具体的には、第1ステータ31と第2ステータ32とをモータ軸線方向Lで重ねると、第1ステータ31と第2ステータ32との境界部では、第1ステータ31のA相用第1コア61Aと、第2ステータ32のB相用第1コア61Bとが重なる。
Further, when a plurality of stators 30 are overlapped in the motor axis direction L, the
(端子部等の構成)
複数のステータ30の各々において、A相用コイルボビン50Aの2つのフランジ部51A、52Aの一方のフランジ部の外周側の端部にはA相用端子台55Aが設けられ、B相用コイルボビン50Bの2つのフランジ部51B、52Bの一方のフランジ部の外周側の端部にはB相用端子台55Bが設けられている。A相用端子台55Aには、樹脂製のA相用端子ピン56Aが径方向外側に突出するように形成されている。A相用コイルボビン50Aにコイル線を巻回してA相用コイル40Aを構成する際、コイル線の端部をA相用端子ピン56Aに絡げた後、ハンダ付けを行うことによって、端子が構成される。また、B相用端子台55Bには、樹脂製のB相用端子ピン56Bが径方向外側に突出するように形成されている。B相用コイルボビン50Bにコイル線を巻回してB相用コイル40Bを構成する際、コイル線の端部をB相用端子ピン56Bに絡げた後、ハンダ付けを行うことによって、端子が構成される。
(Structure of terminals, etc.)
In each of the plurality of stators 30, an A-phase
一方、A相用ケース部613Aには、先端部615Aから出力側Laに向けて延在するA相用開口部614Aが形成され、B相用ケース部613Bには、先端部615Bから反出力側Lbに向けて延在してA相用開口部614Aと繋がった開口部614を構成するB相用開口部614Bが形成されている。従って、ステッピングモータ1の小径化を図った場合でも、A相用端子台55A、およびB相用端子台55Bを開口部から径方向外側に向けて突出させることができる。
On the other hand, the
本形態において、A相用開口部614Aは、A相用ケース部613Aのモータ軸線方向Lの全体にわたって延在し、B相用開口部614Bは、B相用ケース部613Bのモータ軸線方向Lの全体にわたって延在している。従って、開口部614は、複数のステータ30の各々においてモータ軸線方向Lの全体にわたって延在する結果、複数のステータ30をモータ軸線方向Lで重ねた際、開口部614は、ステータ部3のモータ軸線方向Lの全体にわたって連続して延在する。それ故、ステッピングモータ1の小径化を図った場合でも、2つのA相用端子台55A、および2つのB相用端子台55Bを開口部614から径方向外側に向けて余裕をもって突出させることができる。
In the present embodiment, the
本形態では、A相用端子台55AがA相用コイルボビン50Aの反出力側Lbのフランジ部52Aに設けられ、B相用端子台55Bは、B相用コイルボビン50Bの反出力側Lbのフランジ部51Bに設けられている。従って、A相用端子台55AおよびB相用端子台55Bは各々、モータ軸線方向Lにおいて十分な間隔をもって配置されている。
In this embodiment, the A-phase
図5に示すように、A相用第2コア62Aの環状板部621Aには、径方向外側に突出した突出部628Aが形成され、B相用第2コア62Bの環状板部621Bには、径方向外側に突出した突出部628Bが形成されている。一方、図2に示すように、A相用ケー
ス部613Aの先端部615Aには、A相用開口部614Aと反対側に切り欠き618Aが形成され、B相用ケース部613Bの先端部615Bには、B相用開口部614Bと反対側に切り欠き618Bが形成されている。従って、A相用第2コア62Aの突出部628A、およびB相用第2コア62Bの突出部628Bは、モータ軸線方向Lで重なった状態で切り欠き618A、618Bから露出した状態にある。
As shown in FIG. 5, the
(ステータ30の境界部35での固定構造)
本形態のステッピングモータ1においては、複数のステータ30の境界部35で重なる第1ステータ31のA相用第1コア61Aと第2ステータ32のB相用第1コア61Bとが溶接により固定されている。本形態においては、複数のステータ30の境界部35で重なるB相用第1コア61BとA相用第1コア61Aとは、環状板部611BとB相用ケース部613Bとの間の屈曲部616Bの外側の面と、環状板部611AとA相用ケース部613Aとの間の屈曲部616Aの外側の面との間に対する溶接によって固定されている。このため、複数のステータの境界部35で重なるB相用第1コア61BとA相用第1コア61Aとを溶接により固定した際の第1溶接痕66が、屈曲部616Bの外側の面、および屈曲部616Aの外側の面の双方に跨るように存在している。
(Fixed structure at the
In the stepping
従って、A相用ステータ組30AやB相用ステータ組30Bを組み立てる前のA相用第1コア61AおよびB相用第1コア61Bの状態で、境界部35でA相用第1コア61AとB相用第1コア61Bとを溶接によって固定できる他、A相用ステータ組30AやB相用ステータ組30Bを組み立てた後であっても、A相用第1コア61AとB相用第1コア61Bとを境界部35で溶接によって固定することができる。
Therefore, in the state of the A-phase
ここで、A相用第1コア61AおよびB相用第1コア61Bを製作する工程では、所定形状に分割した磁性板に対して金型による絞り加工等を行って、A相用極歯612A、A相用ケース部613A、B相用極歯612B、B相用ケース部613Bが環状板部611A、611Bから起立するように加工される。その結果、屈曲部616Aの径方向外側の面、および屈曲部616Bの径方向外側の面の双方が、径方向外側に向けて凸状に湾曲した凸曲面になる。このような場合でも、本形態では、屈曲部616Aと屈曲部616Bとの間で、B相用第1コア61BとA相用第1コア61Aとが接する個所に向けてレーザビームを照射し、B相用第1コア61BとA相用第1コア61Aとをレーザ溶接によって固定する。その際、レーザ溶接を周方向の複数箇所で行うため、第1溶接痕66は、周方向で離間する複数箇所に存在する。従って、全周に溶接する場合より、作業効率を高めることができる。
Here, in the step of manufacturing the
このように本形態では、凸曲面からなる屈曲部616A、616Bが接する部分で溶接を行うため、環状板部611Aの外縁からA相用ケース部613Aを屈曲させる際、および環状板部611Bの外縁からB相用ケース部613Bを屈曲させる際、凸曲面が発生しないような特別な折り曲げ加工や、追加の後加工を行わなくてもよい。
As described above, in this embodiment, since welding is performed at the portion where the
ここで、A相用第1コア61AおよびB相用第1コア61Bを製作する工程では、薄板化工程等を利用して、A相用極歯612AおよびB相用極歯612Bの板厚が環状板部611A、611Bの板厚より薄く、A相用ケース部613AおよびB相用ケース部613Bの板厚がA相用極歯612AおよびB相用極歯612Bの板厚より薄くすることが好ましい。かかる構成において、A相用極歯612AおよびB相用極歯612Bの板厚と環状板部611A、611Bの板厚との差がコイル線の線径より大きく、A相用ケース部613AおよびB相用ケース部613Bの板厚とA相用極歯612AおよびB相用極歯612Bの板厚との差がコイル線の線径より大きければ、コイル線を巻回するスペースを広く確保することができる。従って、コイル線の巻回数を増やすことができるので、トルクの増大を図ることができる。例えば、本形態では、環状板部611A、611Bの板厚が0.
35mmであり、A相用極歯612AおよびB相用極歯612Bの板厚が0.23mmであり、A相用ケース部613AおよびB相用ケース部613Bの板厚が0.20mmであり、コイル線の線径が0.055mmである。
Here, in the process of manufacturing the
It is 35 mm, the plate thickness of the
(ステータ30内での固定構造等)
本形態では、複数のステータ30の各々において、A相用第1コア61AとB相用第1コア61Bとが固定されている。より具体的には、複数のステータ30の各々において、A相用第1コア61AとB相用第1コア61Bとが溶接により固定されている。本形態では、A相用ケース部613Aの先端部615AとB相用ケース部613Bの先端部615Bとがモータ軸線方向Lで当接していることから、A相用ケース部613Aの先端部615AとB相用ケース部613Bの先端部615Bとをレーザ溶接により固定する。それ故、複数のステータ30の各々において、A相用第1コア61AとB相用第1コア61Bとをレーザ溶接により固定した際の第2溶接痕67が、A相用ケース部613Aの先端部615Aの径方向外側の面、およびB相用ケース部613Bの先端部615Bの径方向外側の面に跨るように存在している。ここで、第2溶接痕67は、周方向で離間する複数箇所に存在する。従って、全周に溶接する場合より、作業効率を高めることができる。
(Fixed structure in the stator 30, etc.)
In this embodiment, the
さらに、本形態では、A相用第2コア62Aの突出部628A、およびB相用第2コア62Bの突出部628Bは、モータ軸線方向Lで重なった状態で、A相用ケース部613AおよびB相用ケース部613Bの切り欠き618A、618Bから露出した状態にある。従って、A相用第2コア62Aの突出部628AとA相用ケース部613Aとをレーザ溶接によって固定することができ、B相用第2コア62Bの突出部628BとB相用ケース部613Bとをレーザ溶接によって固定することができる。
Further, in the present embodiment, the protruding
なお、A相用第2コア62Aの突出部628AおよびB相用第2コア62Bの突出部628Bについては、A相用ステータ組30AやB相用ステータ組30Bを組み立てる前のA相用第2コア62AおよびB相用第2コア62Bの状態でレーザ溶接によって固定できる他、A相用ステータ組30AやB相用ステータ組30Bを組み立てた後であっても、突出部628A、628Bをレーザ溶接によって固定することができる。
Regarding the protruding
(ロータ2の構成)
図3および図4に示すように、ロータ2において、永久磁石22は、複数のステータ30の各々に径方向外側で対向するように配置されている。本形態において、永久磁石22は、複数のステータ30の各々に対向するように回転軸21に固定された複数の磁石220からなる。より具体的には、永久磁石22は、第1ステータ31と対向する第1磁石221と、第2ステータ32と対向する第2磁石222とからなる。従って、モータ軸線方向Lに長く延在した磁石を用いる場合より、製造しやすくて安価な磁石を用いることができる。
(Structure of rotor 2)
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
複数の磁石220の各々において、反出力側Lbの端面、および出力側Laの端面には凹部226、227が形成されており、凹部227には、磁石220と回転軸21とを固定する接着剤29が設けられている。
In each of the plurality of
(回転軸21の撓み対策)
ロータ2には、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220同士を連結する連結部25が設けられている。本形態において、連結部25は、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220(第1磁石221および第2磁石222)の間で磁石220の端部に接着剤291により接着されたスペーサ26である。ここで、接着剤291は、磁石220と回転軸21とを固定する接着剤29と同一種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
(Countermeasures against bending of the rotating shaft 21)
The
本形態において、スペーサ26は、樹脂製あるいが金属製の円板であり、回転軸21が貫通する軸穴260が形成されている。ここで、回転軸21は、軸穴260に嵌った状態、および軸穴260との間に隙間をもって挿入された状態のいずれであってもよい。
In the present embodiment, the spacer 26 is a disk made of resin or metal, and a shaft hole 260 through which the
このような構成によれば、ロータ2には、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220同士を連結する連結部25が設けられているため、ステータ部3と永久磁石22との間に作用する磁気力によってロータ2が回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に隣り合う2つの磁石220の間で回転軸21が撓むことを抑制することができる。また、連結部25は、隣り合う2つの磁石220で2つの磁石220の各々に接着されたスペーサ26であるため、隣り合う2つ磁石220の間隔が広い場合でも、スペーサ26を介して磁石220同士を連結することができる
According to such a configuration, since the
[実施形態1の変形例1]
図6は、本発明の実施形態1の変形例1に係るステッピングモータ1の説明図である。なお、本例および後述する実施形態の基本的な構成は、実施形態1と同様である。従って、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。図3に示す態様では、磁石220同士を連結する連結部25が円板状のスペーサ26であったが、本形態では、図6に示すように、スペーサ26が、磁石220の凹部226内に向けて突出する突出部261と、磁石220の凹部227内に向けて突出する突出部262とを有している。従って、スペーサ26は、磁石220の凹部226、227の内部でも、接着剤291によって、磁石220と接着されている。かかる態様の場合、回転軸21のうち、隣り合う2つ磁石220の間で径方向外側から補強されていない部分の面積を狭くすることができる。従って、隣り合う2つの磁石220の間で回転軸21が撓むことをさらに抑制することができる。
[
FIG. 6 is an explanatory diagram of the stepping
[実施形態1の変形例2]
図7は、本発明の実施形態1の変形例2に係るステッピングモータ1の説明図である。本形態でも、実施形態1と同様、ロータ2には、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220同士を連結する連結部25が設けられている。本形態において、連結部25は、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220(第1磁石221および第2磁石222)を接着する接着剤層295である。接着剤層295は、磁石220と回転軸21とを固定する接着剤29と同一種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
[
FIG. 7 is an explanatory view of the stepping
このような構成でも、実施形態1と同様、ステータ部3と永久磁石22との間に作用する磁気力によってロータ2が回転した際、もしくは衝撃荷重が加わった際に隣り合う2つの磁石220の間で回転軸21が撓むことを抑制することができる。また、連結部25は接着剤層295であるため、実施形態1と違って、スペーサ26を設ける必要がないという利点がある。
Even in such a configuration, as in the first embodiment, when the
[実施形態2]
図8は、本発明の実施形態2に係るステッピングモータ1の説明図である。図8に示すように、本形態でも、実施形態1と同様、ロータ2の永久磁石22は、モータ軸線方向Lに配置された複数の磁石220(第1磁石221および第2磁石222)からなる。本形態において、回転軸21には、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220の間にモータ軸線方向Lに延在する筒状部材27が装着されている。このため、回転軸21は、隣り合う2つ磁石220の間が筒状部材27によって補強されている。筒状部材27は、樹脂製あるいは金属製のいずれであってもよい。また、筒状部材27は、回転軸21に接着されている態様、および接着されていない態様のいずれであってもよい。本形態において、回転軸21は、筒状部材27の軸穴270に圧入されている。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the stepping
このような構成によれば、回転軸21は、隣り合う2つ磁石220の間が筒状部材27によって補強されているため、隣り合う2つの磁石220の間で回転軸21が撓むことを抑制することができる。
According to such a configuration, since the rotating
[実施形態3]
図9は、本発明の実施形態3に係るステッピングモータ1の説明図である。図9に示すように、本形態でも、実施形態1と同様、ロータ2の永久磁石22は、モータ軸線方向Lに配置された複数の磁石220(第1磁石221および第2磁石222)からなる。本形態において、回転軸21は、モータ軸線方向Lで隣り合う磁石220の間がコーティング層28で被覆されている。コーティング層28は、硬質の樹脂材料からなる。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the stepping
このため、回転軸21は、隣り合う2つ磁石220の間がコーティング層28によって補強されている。従って、隣り合う2つの磁石220の間で回転軸21が撓むことを抑制することができる。
Therefore, the rotating
[他の実施の形態]
上記実施形態において、複数のステータ30において、2つのステータ組の一方がA相用であり、他方がB相用であったが、複数のステータ30の一部がA相用であり、他の一部がB相用である場合に本発明を適用してもよい。また、複数のステータ30において、2つのステータ組が同一相である場合に本発明を適用してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, in the plurality of stators 30, one of the two stator sets is for the A phase and the other is for the B phase, but a part of the plurality of stators 30 is for the A phase, and the other The present invention may be applied when a part is for B phase. Further, the present invention may be applied to a plurality of stators 30 when the two stator sets are in the same phase.
上記実施形態において、ステータ部3に4組のステータ組が設けられていたが、5組以上のステータ組が設けられている場合に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the
1…ステッピングモータ、2…ロータ、3…ステータ部、30…ステータ、21…回転軸、22…永久磁石、25…連結部、26…スペーサ、27…筒状部材、28…コーティング層、30A…A相用ステータ組、30B…B相用ステータ組、31…第1ステータ、32…第2ステータ、35…境界部、40A…A相用コイル、40B…B相用コイル、50A…A相用コイルボビン、50B…B相用コイルボビン、61A、61B…第1コア、62A、62B…第2コア、220…磁石、221…第1磁石、222…第2磁石、291…接着剤、260、270…軸穴、261,262…突出部、295…接着剤層、611A…環状板部(A相用環状板部)、611B…環状板部(B相用環状板部)、621A、621B…環状板部、612A、622A…A相用極歯、612B、622B…B相用極歯、613A…A相用ケース部、613B…B相用ケース部、L…モータ軸線方向、La…出力側、Lb…反出力側 1 ... stepping motor, 2 ... rotor, 3 ... stator part, 30 ... stator, 21 ... rotating shaft, 22 ... permanent magnet, 25 ... connecting part, 26 ... spacer, 27 ... tubular member, 28 ... coating layer, 30A ... A-phase stator set, 30B ... B-phase stator set, 31 ... 1st stator, 32 ... 2nd stator, 35 ... boundary, 40A ... A-phase coil, 40B ... B-phase coil, 50A ... A-phase Coil bobbin, 50B ... B phase coil bobbin, 61A, 61B ... 1st core, 62A, 62B ... 2nd core, 220 ... magnet, 221 ... 1st magnet, 222 ... 2nd magnet, 291 ... Adhesive, 260, 270 ... Shaft hole, 261,262 ... Projection part, 295 ... Adhesive layer, 611A ... Circular plate part (A-phase annular plate part), 611B ... Circular plate part (B-phase annular plate part), 621A, 621B ... Circular plate Parts, 612A, 622A ... A-phase pole teeth, 612B, 622B ... B-phase pole teeth, 613A ... A-phase case, 613B ... B-phase case, L ... Motor axis direction, La ... Output side, Lb … Non-output side
Claims (10)
前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、
を有し、
前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、
前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、
前記ロータには、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石同士を連結する連結部が設けられていることを特徴とするステッピングモータ。 A rotor equipped with a permanent magnet on the outer peripheral side of the rotating shaft extending in the direction of the motor axis,
A tubular stator portion arranged so as to face the permanent magnet outward in the radial direction,
Have,
In the stator portion, four or more sets of a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a stator set in which a second core is overlapped in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction.
The permanent magnet is composed of a plurality of magnets arranged in the direction of the motor axis.
A stepping motor characterized in that the rotor is provided with a connecting portion for connecting magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets.
前記連結部は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間で前記磁石に接着されたスペーサであることを特徴とするステッピングモータ。 In the motor according to claim 1,
A stepping motor, wherein the connecting portion is a spacer adhered to the magnets between magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets.
前記連結部は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石同士を結合する接着剤層であることを特徴とするステッピングモータ。 In claim 1,
A stepping motor characterized in that the connecting portion is an adhesive layer that connects magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets.
前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、
を有し、
前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、
前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、
前記回転軸には、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間にモータ軸線方向に延在する筒状部材が装着されていることを特徴とするステッピングモータ。 A rotor equipped with a permanent magnet on the outer peripheral side of the rotating shaft extending in the direction of the motor axis,
A tubular stator portion arranged so as to face the permanent magnet outward in the radial direction,
Have,
In the stator portion, four or more sets of a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a stator set in which a second core is overlapped in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction.
The permanent magnet is composed of a plurality of magnets arranged in the direction of the motor axis.
A stepping motor characterized in that a tubular member extending in the motor axis direction is mounted on the rotation shaft between magnets adjacent to each other in the motor axis direction among the plurality of magnets.
前記永久磁石に径方向外側に対向するように配置された筒状のステータ部と、
を有し、
前記ステータ部では、第1コア、コイルが巻回されたコイルボビン、および第2コアがモータ軸線方向に重ねられたステータ組がモータ軸線方向に4組以上、配置されており、
前記永久磁石は、モータ軸線方向に配置された複数の磁石からなり、
前記回転軸は、前記複数の磁石のうち、モータ軸線方向で隣り合う磁石の間がコーティング層で被覆されていることを特徴とするステッピングモータ。 A rotor equipped with a permanent magnet on the outer peripheral side of the rotating shaft extending in the direction of the motor axis,
A tubular stator portion arranged so as to face the permanent magnet outward in the radial direction,
Have,
In the stator portion, four or more sets of a first core, a coil bobbin around which a coil is wound, and a stator set in which a second core is overlapped in the motor axis direction are arranged in the motor axis direction.
The permanent magnet is composed of a plurality of magnets arranged in the direction of the motor axis.
The rotating shaft is a stepping motor characterized in that, among the plurality of magnets, between magnets adjacent to each other in the motor axis direction are coated with a coating layer.
前記ステータ部では、前記複数のステータ組のうち、前記モータ軸線方向で隣り合う2つのステータ組によって構成されたステータが前記モータ軸線方向で複数、配置されていることを特徴とするステッピングモータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 5,
The stepping motor is characterized in that, among the plurality of stator sets, a plurality of stators composed of two stator sets adjacent to each other in the motor axis direction are arranged in the stator portion in the motor axis direction.
前記複数のステータ部では、前記2つのステータ組の一方がA相用ステータ組であり、他方がB相用ステータ組であることを特徴とするステッピングモータ。 In the motor according to claim 6,
In the plurality of stator portions, a stepping motor characterized in that one of the two stator sets is an A-phase stator set and the other is a B-phase stator set.
前記複数のステータ組の各々において、前記第1コアは、前記コイルボビンに重なる環状板部の外周縁で屈曲して前記コイルを径方向外側から覆う筒状のケース部を備えていることを特徴とするステッピングモータ。 In the motor according to claim 6 or 7,
In each of the plurality of stator sets, the first core is characterized by having a tubular case portion that bends at the outer peripheral edge of an annular plate portion that overlaps the coil bobbin and covers the coil from the radial outside. Stepping motor to do.
前記複数のステータの外径が6mm以下であり、
前記回転軸の外径が1mm以下であることを特徴とするステッピングモータ。 The stepping motor according to any one of claims 1 to 8.
The outer diameter of the plurality of stators is 6 mm or less,
A stepping motor characterized in that the outer diameter of the rotating shaft is 1 mm or less.
前記ステータ部は、前記複数のステータ組として4つのステータ組を有することを特徴とするステッピングモータ。 The stepping motor according to any one of claims 1 to 9.
The stepping motor is characterized in that the stator portion has four stator sets as the plurality of stator sets.
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