JP2021122171A - Stepping motor - Google Patents

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JP2021122171A
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友也 高橋
Tomoya Takahashi
友也 高橋
直弘 吉田
Naohiro Yoshida
直弘 吉田
昭夫 金澤
Akio Kanazawa
昭夫 金澤
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Abstract

To provide a stepping motor capable of simultaneously grinding outer peripheral surfaces of a rotor core and a sensor rotor.SOLUTION: The present invention relates to a stepping motor comprising a stator 130 and a rotor 140 in a front flange 110 and a rear flange 120 and comprising a sensor cover 210 including a rotation angle sensor which detects a rotation angle of the rotor 140, in the rear flange 120. The rotation angle sensor includes a sensor stator 230, and a sensor rotor 220 which is disposed inside of the sensor stator 230, and the rotor 140 includes a rotary shaft 142 and a rotor core 141 which is fixed to the rotary shaft 142. A first bearing 112 supporting the rotary shaft 142 is disposed in the front flange 110, a second bearing 213 supporting the rotary shaft 142 and the sensor stator 230 are provided in the sensor cover 210. The sensor rotor 220 is fixed to the rotary shaft 142 between the rotor core 141 and the second bearing 213.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はステッピングモータに関し、特にステッピングモータのロータの位置および速度等を検出する回転角センサを備えたステッピングモータに関する。 The present invention relates to a stepping motor, and more particularly to a stepping motor provided with a rotation angle sensor that detects the position and speed of the rotor of the stepping motor.

従来、ロータの位置および速度等を検出するセンサを備えたステッピングモータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。図6は、特許文献1に開示されたステッピングモータであり、2相ハイブリッド型ステッピングモータの構成を示す図である。図6において、前記ステッピングモータ1は、固定子2と、該固定子2内の軸心上に回動自在に配設された回転子3とからなる。該固定子2は、その固定子鉄心4に、内側に向かって放射状に複数個の磁極が配設されており、それぞれの磁極の内周面には円周方向に複数個の固定子極歯4aが等ピッチで形成されている。そして、該固定子2は、回転磁界を形成するため前記固定子鉄心4のそれぞれの磁極に巻線5が巻装されるとともに、該巻線5を包囲し、かつ前記固定子鉄心4の内周面に嵌合するモータフレーム10,11に、図示しないねじ等により、締結、支持されている。ステッピングモータ1は、固定子2と、固定子2内の軸心上に回転自在に配置された回転子3とを備えている。固定子2の固定子鉄心4には、内側に向かって放射状に延びる複数個の磁極が配置されており、それぞれの磁極の内周面には円周方向に複数個の固定子極歯4aが等ピッチで形成されている。そして、固定子2は、回転磁界を形成するため固定子鉄心4のそれぞれの磁極に巻線5が巻回されるとともに、巻線5を包囲し、かつ固定子鉄心4の内周面に嵌合するモータフレーム10,11に、図示しないねじ等により、締結、支持されている。 Conventionally, a stepping motor including a sensor for detecting the position and speed of a rotor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). FIG. 6 is a stepping motor disclosed in Patent Document 1, and is a diagram showing a configuration of a two-phase hybrid type stepping motor. In FIG. 6, the stepping motor 1 includes a stator 2 and a rotor 3 rotatably arranged on an axial center in the stator 2. The stator 2 has a plurality of magnetic poles radially arranged inward on the stator core 4, and a plurality of stator pole teeth in the circumferential direction on the inner peripheral surface of each magnetic pole. 4a are formed at equal pitches. Then, in order to form a rotating magnetic field, the stator 2 has a winding 5 wound around each magnetic pole of the stator core 4, surrounds the winding 5, and is inside the stator core 4. The motor frames 10 and 11 fitted to the peripheral surface are fastened and supported by screws or the like (not shown). The stepping motor 1 includes a stator 2 and a rotor 3 rotatably arranged on an axial center in the stator 2. A plurality of magnetic poles extending radially inward are arranged on the stator core 4 of the stator 2, and a plurality of stator pole teeth 4a are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface of each magnetic pole. It is formed at an equal pitch. Then, in order to form a rotating magnetic field, the stator 2 has a winding 5 wound around each magnetic pole of the stator core 4, surrounds the winding 5, and fits into the inner peripheral surface of the stator core 4. The matching motor frames 10 and 11 are fastened and supported by screws or the like (not shown).

回転子3は、回転子鉄心6a,6bを備え、軸受9によって回転自在に支持されている。軸受9の図中右外側のフレーム11には、軸受9へ向け段階的に縮径する段部11aによって空間22が形成され、空間22は、固定子2の巻線5の端面に相当する部分までに形成されている。そして、空間22には、回転子3の位置または回転速度を検出するセンサ23が配設されている。 The rotor 3 includes rotor cores 6a and 6b, and is rotatably supported by a bearing 9. A space 22 is formed in the right outer frame 11 of the bearing 9 by a step portion 11a whose diameter is gradually reduced toward the bearing 9, and the space 22 corresponds to an end surface of the winding 5 of the stator 2. Has been formed by. A sensor 23 for detecting the position or rotation speed of the rotor 3 is arranged in the space 22.

センサ23は可変磁気抵抗式レゾルバであり、固定部23aと回転部23bとを備えている。固定部23aは、フレーム11の段部11aの内周面に固定され、回転部23bは、固定部23aと無接触で相互に作用するように、回転軸7の端部7aに固定されている。固定部23aには、センサ23に接続される電子回路が形成されたプリント回路基板24が設けられている。 The sensor 23 is a variable reluctance type resolver, and includes a fixing portion 23a and a rotating portion 23b. The fixing portion 23a is fixed to the inner peripheral surface of the step portion 11a of the frame 11, and the rotating portion 23b is fixed to the end portion 7a of the rotating shaft 7 so as to interact with the fixing portion 23a without contact. .. The fixed portion 23a is provided with a printed circuit board 24 on which an electronic circuit connected to the sensor 23 is formed.

上記構成のステッピングモータでは、固定子2の巻線5の端面に相当する部分までに形成された空間22に、センサ23を構成する固定部23aと回転部23bとを収容しているので、センサを組み込まないモータの全長とほぼ同一の全長にすることができる。 In the stepping motor having the above configuration, the fixing portion 23a and the rotating portion 23b constituting the sensor 23 are housed in the space 22 formed up to the portion corresponding to the end surface of the winding 5 of the stator 2. The total length can be almost the same as the total length of the motor without incorporating.

特開平11−55902号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-55902

特許文献1のハイブリッド型ステッピングモータでは、回転子3の回転子鉄心(ロータコアに相当)6bとセンサ23の回転部23bとの間に回転子3を回転可能に支持する軸受9が配置されているため、回転子3を軸受9に組み付けた後、回転軸7の端部7aにセンサ23の回転部23bが固定される。このため、回転子鉄心6bとセンサ23の回転部23bの外周面を同時に研削することができず、回転軸7とセンサ23の回転部23bの同芯精度を高くすることができない。その結果、センサ23の固定部23aと回転部23bとの間の空隙(エアーギャップ)の精度を高くすることができず、検出精度を高くすることができないという問題があった。 In the hybrid type stepping motor of Patent Document 1, a bearing 9 that rotatably supports the rotor 3 is arranged between the rotor core (corresponding to the rotor core) 6b of the rotor 3 and the rotating portion 23b of the sensor 23. Therefore, after the rotor 3 is assembled to the bearing 9, the rotating portion 23b of the sensor 23 is fixed to the end portion 7a of the rotating shaft 7. Therefore, the outer peripheral surfaces of the rotor core 6b and the rotating portion 23b of the sensor 23 cannot be ground at the same time, and the concentric accuracy of the rotating shaft 7 and the rotating portion 23b of the sensor 23 cannot be improved. As a result, there is a problem that the accuracy of the gap (air gap) between the fixed portion 23a and the rotating portion 23b of the sensor 23 cannot be improved, and the detection accuracy cannot be improved.

したがって、本発明は、回転子鉄心とセンサの回転部の外周面を同時に研削することができ、軸とセンサの回転部の同芯精度を高くすることができるステッピングモータを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a stepping motor capable of simultaneously grinding the outer peripheral surface of the rotor core and the rotating portion of the sensor and increasing the concentric accuracy of the shaft and the rotating portion of the sensor. There is.

本発明は、フレームに、ステータと、ステータの内側に回転可能に配置されたロータと、ロータの回転角を検出する回転角センサを有するセンサカバーと備えたステッピングモータであって、回転角センサは、センサ固定子と、センサ固定子の内側に回転可能に配置されたセンサ回転子とを備え、ロータは、回転軸と、回転軸に固定されたロータコアとを備え、フレームの一側部に、回転軸を回転可能に支持する第1の軸受を配置し、センサカバーに、回転軸を回転可能に支持する第2の軸受とセンサ固定子とを備え、センサ回転子は、ロータコアと第2の軸受との間で回転軸に固定されているステッピングモータである。 The present invention is a stepping motor provided on a frame with a stator, a rotor rotatably arranged inside the stator, and a sensor cover having a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor. The rotor includes a rotation shaft and a rotor core fixed to the rotation shaft, and has a sensor stator and a sensor rotor rotatably arranged inside the sensor stator. A first bearing that rotatably supports the rotating shaft is arranged, the sensor cover is provided with a second bearing that rotatably supports the rotating shaft and a sensor stator, and the sensor rotor is a rotor core and a second. It is a stepping motor fixed to the rotating shaft between the bearing and the rotating shaft.

本発明においては、センサ回転子は、ロータコアと第2の軸受との間で回転軸に固定されているから、回転軸にロータコアとセンサ回転子を固定した状態でロータコアとセンサ回転子の外周面を同時に研削した後に、回転軸を第2の軸受に挿入することができる。したがって、回転角センサのセンサ固定子とセンサ回転子との間の空隙の精度を高くすることができ、回転角センサの検出精度を高めることができる。 In the present invention, since the sensor rotor is fixed to the rotating shaft between the rotor core and the second bearing, the outer peripheral surface of the rotor core and the sensor rotor with the rotor core and the sensor rotor fixed to the rotating shaft. The rotating shaft can be inserted into the second bearing after simultaneously grinding. Therefore, the accuracy of the gap between the sensor stator of the rotation angle sensor and the sensor rotor can be improved, and the detection accuracy of the rotation angle sensor can be improved.

ここで、センサカバーは、軸方向に突出する円筒状のボス部を備え、ボス部の内周面に第2の軸受が固定され、ボス部の外周面にセンサ固定子が固定されていることを好ましい態様とする。このような態様では、回転軸→第2の軸受→ボス部→センサ固定子と順番に芯合わせされ、回転軸(センサ回転子)の回転中心とセンサ固定子の中心の同芯精度を高めることができる。 Here, the sensor cover is provided with a cylindrical boss portion that protrudes in the axial direction, a second bearing is fixed to the inner peripheral surface of the boss portion, and a sensor stator is fixed to the outer peripheral surface of the boss portion. Is a preferred embodiment. In such an embodiment, the rotation shaft → the second bearing → the boss portion → the sensor stator are aligned in this order to improve the concentricity accuracy between the rotation center of the rotation shaft (sensor rotor) and the center of the sensor stator. Can be done.

本発明は、ハイブリッド型のステッピングモータに適用すると好適である。 The present invention is suitable when applied to a hybrid type stepping motor.

本発明によれば、回転角センサのセンサ固定子とセンサ回転子との間の空隙の精度を高くすることができ、回転角センサの検出精度を高くすることができる。 According to the present invention, the accuracy of the gap between the sensor stator of the rotation angle sensor and the sensor rotor can be increased, and the detection accuracy of the rotation angle sensor can be increased.

本発明の実施形態のステッピングモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stepping motor of embodiment of this invention. 図1においてモータ本体部からセンサ部を分離した状態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the sensor portion is separated from the motor main body portion. 図2(A)の矢印III方向矢視である。It is an arrow III direction arrow view of FIG. 2 (A). 図2(B)から軸受を除いた断面図である。It is sectional drawing which excluded the bearing from FIG. 2 (B). 図2(B)のV方向矢視である。It is a V-direction arrow view of FIG. 2 (B). 従来のステッピングモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional stepping motor.

図1〜図5を参照して本発明の実施形態のステッピングモータを説明する。図1に示すステッピングモータは、インナーロータの2相ハイブリッド型ステッピングモータであり、モータ部100とセンサ部200とから構成されている。以下、モータ部100とセンサ部200の構成を順番に説明する。 The stepping motor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The stepping motor shown in FIG. 1 is a two-phase hybrid type stepping motor of an inner rotor, and is composed of a motor unit 100 and a sensor unit 200. Hereinafter, the configurations of the motor unit 100 and the sensor unit 200 will be described in order.

(1)モータ部の構成
図1において符号110はフロントフランジ(フレーム)である。フロントフランジ110は例えばアルミ合金により構成され、正面視で正方形状をなしている。フロントフランジ110の裏面中央部には、軸方向に突出する円筒状のボス部111が形成され、ボス部111の内周面には第1の軸受112が固定されている。ボス部111の内周面と外周面は、旋削加工により高い同芯精度を有するように加工されている。
(1) Configuration of Motor Unit In FIG. 1, reference numeral 110 is a front flange (frame). The front flange 110 is made of, for example, an aluminum alloy and has a square shape when viewed from the front. A cylindrical boss portion 111 projecting in the axial direction is formed in the central portion of the back surface of the front flange 110, and the first bearing 112 is fixed to the inner peripheral surface of the boss portion 111. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the boss portion 111 are processed so as to have high concentric accuracy by lathe processing.

フロントフランジ110から軸方向へ離間した箇所にリアフランジ(フレーム)120が配置されている。リアフランジ120は例えばアルミ合金により構成され、裏面視で正方形状をなしている。リアフランジ120の中央部には、軸方向に突出する円筒状のボス部121が形成され、ボス部121の中央に空間123が形成されている。そして、フロントフランジ110とリアフランジ120との間には、ステータ130が挟持されている。 The rear flange (frame) 120 is arranged at a position separated from the front flange 110 in the axial direction. The rear flange 120 is made of, for example, an aluminum alloy and has a square shape when viewed from the back surface. A cylindrical boss portion 121 projecting in the axial direction is formed in the central portion of the rear flange 120, and a space 123 is formed in the center of the boss portion 121. A stator 130 is sandwiched between the front flange 110 and the rear flange 120.

図3は図2(A)を矢印III方向から見た図である。図3に示すように、リアフランジ120の四隅には、ネジ等の締結材を挿通させるための貫通孔125が形成されている。後述するセンサカバー210に挿入された締結材を貫通孔125およびステータコア131に貫通させ、フロントフランジ110に形成されたネジ穴に螺合させることで、フロントフランジ110、ステータコア131、リアフランジ120、およびセンサカバー210を互いに結合している。 FIG. 3 is a view of FIG. 2A viewed from the direction of arrow III. As shown in FIG. 3, through holes 125 for inserting fasteners such as screws are formed at the four corners of the rear flange 120. The fastener material inserted into the sensor cover 210, which will be described later, is passed through the through hole 125 and the stator core 131 and screwed into the screw hole formed in the front flange 110, whereby the front flange 110, the stator core 131, the rear flange 120, and the rear flange 120 are screwed. The sensor covers 210 are coupled to each other.

ステータ130は、ステータコア131を備えている。ステータコア131は、軟磁性材(例えば、電磁鋼板)からなるコアを軸方向に所定枚数積層して構成されている。ステータコア131は四角形の形状を有し、周方向に等間隔で放射状に複数個(例えば、8個)のステータポールが内側に突出しており、それぞれのステータポールの先端には等ピッチで複数個の小歯(それぞれ図示略)を有している。ステータコア131には、インシュレータ132を介してコイル133が巻回されている。コイル133は、A相コイルとB相コイルとからなり、2相ハイブリッド型ステッピングモータのステータ130を構成している。 The stator 130 includes a stator core 131. The stator core 131 is formed by laminating a predetermined number of cores made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate) in the axial direction. The stator core 131 has a quadrangular shape, and a plurality of (for example, eight) stator poles are radially radially spaced at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of stator poles (for example, eight) are projected inward at equal pitches at the tips of the respective stator poles. It has small teeth (not shown). A coil 133 is wound around the stator core 131 via an insulator 132. The coil 133 is composed of an A-phase coil and a B-phase coil, and constitutes a stator 130 of a two-phase hybrid type stepping motor.

ステータ130の内側にはロータ140が回転可能に配置されている。ロータ140は、ロータコア141と、ロータコア141の中心に固定された回転軸142と、マグネット(永久磁石)143を備えている。ロータコア141は略円形の形状をなし、その外周面には周方向に等ピッチで複数個の小歯(図示略)を有している。この小歯と、ステータコア131のステータポールの先端に形成された小歯とは、所定のエアーギャップを介して対向配置されている。回転軸142の一端側は、第1の軸受112によって回転可能に支持されている。 A rotor 140 is rotatably arranged inside the stator 130. The rotor 140 includes a rotor core 141, a rotating shaft 142 fixed to the center of the rotor core 141, and a magnet (permanent magnet) 143. The rotor core 141 has a substantially circular shape, and has a plurality of small teeth (not shown) on the outer peripheral surface thereof at equal pitches in the circumferential direction. The small teeth and the small teeth formed at the tip of the stator pole of the stator core 131 are arranged to face each other with a predetermined air gap. One end side of the rotating shaft 142 is rotatably supported by a first bearing 112.

マグネット143はリング状をなし、軸方向に2極(N極とS極)が着磁されている。ロータコア141はマグネット143を挟んで2つ配置され、一方は外周に向けてN極の磁場を発生し、他方はS極の磁場を発生する。ロータコア141は、軟磁性材(例えば、電磁鋼板)からなるコアを軸方向に所定枚数積層して構成されている。 The magnet 143 has a ring shape, and two poles (N pole and S pole) are magnetized in the axial direction. Two rotor cores 141 are arranged with a magnet 143 in between, one of which generates an N-pole magnetic field toward the outer periphery and the other of which generates an S-pole magnetic field. The rotor core 141 is configured by laminating a predetermined number of cores made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate) in the axial direction.

図1および図2に示すように、リアフランジ120の外周壁の一部分には切欠が形成されており、切欠には外方に突出するレセプタクル150が取り付けられている。ステータコア131に巻回されたコイル133(A相コイルとB相コイル)は、インシュレータ132の端部に配置された回路基板151に形成された配線パターンに接続され、配線パターンには端子ピン152が接続されている。このように、端子ピン152とコイル133は配線パターンを介して電気的に導通している。レセプタクル150と回路基板152により矩形状の開口が形成され、その開口に外部電源と接続されたプラグが挿入されてコイル133に電流が供給される。 As shown in FIGS. 1 and 2, a notch is formed in a part of the outer peripheral wall of the rear flange 120, and a receptacle 150 projecting outward is attached to the notch. The coil 133 (A-phase coil and B-phase coil) wound around the stator core 131 is connected to a wiring pattern formed on the circuit board 151 arranged at the end of the insulator 132, and the terminal pin 152 is included in the wiring pattern. It is connected. In this way, the terminal pin 152 and the coil 133 are electrically conductive via the wiring pattern. A rectangular opening is formed by the receptacle 150 and the circuit board 152, and a plug connected to an external power source is inserted into the opening to supply a current to the coil 133.

(2)センサ部の構成
次に、センサ部200の構成を説明する。図1および図2において符号210はセンサカバーである。センサカバー210は例えばアルミ合金により構成され、裏面視で正方形状をなしている。センサカバー210には、環状の凹部211が形成され、環状の凹部211には、リアフランジ120に形成した環状の凸部122が嵌合している。環状の凹部211の底部中央には、軸方向に突出する円筒状のボス部212が形成され、ボス部212の内周面には第2の軸受213が固定されている。この第2の軸受213によって回転軸142の他端側が回転可能に支持されている。これにより、ロータ140は、第1の軸受112および第2の軸受213によって回転可能に支持されている。なお、ボス部212の内周面と外周面は、旋削加工により高い同芯精度を有するように加工されている。
(2) Configuration of Sensor Unit Next, the configuration of the sensor unit 200 will be described. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 210 is a sensor cover. The sensor cover 210 is made of, for example, an aluminum alloy and has a square shape when viewed from the back side. An annular recess 211 is formed in the sensor cover 210, and an annular protrusion 122 formed in the rear flange 120 is fitted in the annular recess 211. A cylindrical boss portion 212 protruding in the axial direction is formed in the center of the bottom of the annular recess 211, and a second bearing 213 is fixed to the inner peripheral surface of the boss portion 212. The other end side of the rotating shaft 142 is rotatably supported by the second bearing 213. As a result, the rotor 140 is rotatably supported by the first bearing 112 and the second bearing 213. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the boss portion 212 are processed so as to have high concentric accuracy by lathe processing.

図5はセンサカバー210の裏面図である。図5に示すように、センサカバー210の四隅には、座刳り穴214が形成されている。この座刳り穴214から締結材を挿入してセンサカバー210〜フロントフランジ110を結合することは前述のとおりである。 FIG. 5 is a back view of the sensor cover 210. As shown in FIG. 5, counterbore holes 214 are formed at the four corners of the sensor cover 210. As described above, the fastening material is inserted from the counterbore hole 214 to connect the sensor cover 210 to the front flange 110.

第2の軸受213よりも内側の部分の回転軸142には、センサ回転子220が固定されている。センサ回転子220は、リアフランジ120の空間123の内径よりも外径が小さい円形の形状を有し、その外周面には周方向に等ピッチで複数個の小歯221(図3参照、図3では一部のみ示す)を有している。センサ回転子220は、ロータコア141と同一材料の軟磁性材(例えば、電磁鋼板)からなるコアを軸方向に所定枚数積層して構成されている。ロータコア141とセンサ回転子220との間には、非磁性材(例えば、アルミ合金)からなる中空円筒状のスリーブ124が介装されている。 A sensor rotor 220 is fixed to a rotating shaft 142 inside the second bearing 213. The sensor rotor 220 has a circular shape whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the space 123 of the rear flange 120, and a plurality of small teeth 221 (see FIG. 3, FIG. 3 shows only a part). The sensor rotor 220 is configured by laminating a predetermined number of cores made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate) made of the same material as the rotor core 141 in the axial direction. A hollow cylindrical sleeve 124 made of a non-magnetic material (for example, an aluminum alloy) is interposed between the rotor core 141 and the sensor rotor 220.

センサカバー210のボス部212の外周面には、センサ固定子230が固定されている。センサ固定子230は、軟磁性材(例えば、電磁鋼板)からなるコアを軸方向に所定枚数積層して構成されている。センサ固定子230では、図4に示すように、円環部から径内方に複数のティース231が延在している。ティース231は全て同じ形状で、周方向に等間隔で配置されている。ティース231の先端には複数個の小歯232が形成されている。ティース231にはインシュレータ232を介して検出巻線233が巻回されている。 A sensor stator 230 is fixed to the outer peripheral surface of the boss portion 212 of the sensor cover 210. The sensor stator 230 is configured by laminating a predetermined number of cores made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate) in the axial direction. In the sensor stator 230, as shown in FIG. 4, a plurality of teeth 231 extend inward in diameter from the annulus portion. The teeth 231 have the same shape and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of small teeth 232 are formed at the tip of the teeth 231. A detection winding 233 is wound around the teeth 231 via an insulator 232.

図1および図2に示すように、センサカバー210の外周壁の一部分には切欠が形成されており、切欠には外方に突出するレセプタクル250が取り付けられている。センサ固定子230に巻回された検出巻線233は、インシュレータ232の端部に配置された回路基板251に形成された配線パターンに接続され、配線パターンには端子ピン252が接続されている。このように、端子ピン252と検出巻線233は配線パターンを介して電気的に導通している。レセプタクル250と回路基板252により矩形状の開口が形成され、その開口に外部制御装置と接続されたプラグが挿入されて検出巻線233から出力される信号が外部制御装置に送られる。 As shown in FIGS. 1 and 2, a notch is formed in a part of the outer peripheral wall of the sensor cover 210, and a receptacle 250 projecting outward is attached to the notch. The detection winding 233 wound around the sensor stator 230 is connected to a wiring pattern formed on the circuit board 251 arranged at the end of the insulator 232, and the terminal pin 252 is connected to the wiring pattern. In this way, the terminal pin 252 and the detection winding 233 are electrically conductive via the wiring pattern. A rectangular opening is formed by the receptacle 250 and the circuit board 252, a plug connected to the external control device is inserted into the opening, and a signal output from the detection winding 233 is sent to the external control device.

(3)ステッピングモータの製造方法
次に、上記構成のステッピングモータの製造方法を説明する。
1.ステータの作製
ステータ130は、ステータコア131と、ステータコア131のステータポールにインシュレータ132を介して巻回したコイル133(A相コイルとB相コイル)と、インシュレータ132の下端面に配置された回路基板150とを備えている。
(3) Manufacturing Method of Stepping Motor Next, a manufacturing method of the stepping motor having the above configuration will be described.
1. 1. Manufacture of a stator The stator 130 includes a stator core 131, a coil 133 (A-phase coil and a B-phase coil) wound around a stator pole of the stator core 131 via an insulator 132, and a circuit board 150 arranged on the lower end surface of the insulator 132. And have.

このようなステータ130を製造するために、先ず、コアを所定枚数、軸方向に積層して構成されたステータコア131のステータポールの先端の内周面(ロータコア141と対向する面)を研削する。次に、ステータコア130の軸方向両側からそれぞれインシュレータ132を装着し、各ステータポールにコイル133(A相コイルとB相コイル)を巻回する。次に、インシュレータ132の下端面に配置された回路基板151に形成された配線パターンに、コイル133の端末を接続する。 In order to manufacture such a stator 130, first, the inner peripheral surface (the surface facing the rotor core 141) of the tip of the stator pole of the stator core 131 formed by laminating a predetermined number of cores in the axial direction is ground. Next, insulators 132 are mounted from both sides of the stator core 130 in the axial direction, and coils 133 (A-phase coil and B-phase coil) are wound around each stator pole. Next, the terminal of the coil 133 is connected to the wiring pattern formed on the circuit board 151 arranged on the lower end surface of the insulator 132.

2.ロータとセンサ回転子の作製
ロータ140は、ロータコア141と、ロータコア141間に配置されたマグネット(永久磁石)143と、回転軸142を備えている。このようなロータ140を製造するために、先ず、ロータコア141とマグネット143の中央に形成された貫通孔に回転軸142を挿通し、スリーブ124に回転軸142を挿通し、センサ回転子220の中央に形成された貫通孔に回転軸142を挿通した後、接着剤を塗布し、ロータコア141とセンサ回転子220を所定の位置に接着する。次に、回転軸142の両端を支持して、ロータコア141とセンサ回転子220の外周面を研削して、ロータコア141の外周面とセンサ回転子220の外周面と、回転軸142との同芯精度を得る。
2. Manufacture of Rotor and Sensor Rotor The rotor 140 includes a rotor core 141, a magnet (permanent magnet) 143 arranged between the rotor cores 141, and a rotating shaft 142. In order to manufacture such a rotor 140, first, the rotating shaft 142 is inserted into the through hole formed in the center of the rotor core 141 and the magnet 143, the rotating shaft 142 is inserted into the sleeve 124, and the center of the sensor rotor 220 is inserted. After inserting the rotating shaft 142 into the through hole formed in the above, an adhesive is applied to bond the rotor core 141 and the sensor rotor 220 to a predetermined position. Next, both ends of the rotating shaft 142 are supported, and the outer peripheral surfaces of the rotor core 141 and the sensor rotor 220 are ground to concentric with the outer peripheral surface of the rotor core 141, the outer peripheral surface of the sensor rotor 220, and the rotating shaft 142. Get accuracy.

3.センサカバーの内部構成の作製
先ず、センサ固定子230を構成するコアを所定枚数軸方向に積層し、そのティース231の先端の内周面(センサ回転子220と対向する面)を研削する。次に、積層したコアの軸方向両側からそれぞれインシュレータ232を装着し、各ティース231にインシュレータ232を介して検出巻線233を巻回する。次に、インシュレータ232の下端に配置された回路基板251に形成された配線パターンに、検出巻線233の端末を接続する。次に、センサカバー210の第2の軸受213が固定されたボス部212の外周面に、センサ固定子230のティース231の内周面(センサ回転子220と対向する面)に嵌合させ、センサ固定子230をセンサカバー210に装着する。
3. 3. Fabrication of Internal Configuration of Sensor Cover First, a predetermined number of cores constituting the sensor stator 230 are laminated in the axial direction, and the inner peripheral surface (the surface facing the sensor rotor 220) at the tip of the teeth 231 is ground. Next, insulators 232 are mounted from both sides in the axial direction of the stacked cores, and the detection winding 233 is wound around each tooth 231 via the insulator 232. Next, the terminal of the detection winding 233 is connected to the wiring pattern formed on the circuit board 251 arranged at the lower end of the insulator 232. Next, the outer peripheral surface of the boss portion 212 to which the second bearing 213 of the sensor cover 210 is fixed is fitted to the inner peripheral surface of the teeth 231 of the sensor stator 230 (the surface facing the sensor rotor 220). The sensor stator 230 is attached to the sensor cover 210.

4.モータ部の作製
第1の軸受112を装着したフロントフランジ110のボス部111の外周面を、コイル133を巻回したステータコア131の一端側からステータポールの内周面(ロータコア141と対向する面)に嵌合させ、フロントフランジ110の外周壁の端面をステータコア131の端面に当接させて結合する。
4. Manufacture of motor part The outer peripheral surface of the boss part 111 of the front flange 110 to which the first bearing 112 is mounted is the inner peripheral surface of the stator pole (the surface facing the rotor core 141) from one end side of the stator core 131 around which the coil 133 is wound. The end surface of the outer peripheral wall of the front flange 110 is brought into contact with the end surface of the stator core 131 to be coupled.

次に、ロータ140の回転軸142の一端をフロントフランジ110に装着した第1の軸受112の内輪に挿入し、ロータ140をステータ130内に収容する。次に、リアフランジ120のボス部121の外周面を、コイル133を巻回したステータコア131の他端側からステータポールの内周面(ロータコア141と対向する面)に嵌合させ、リアフランジ120の外周壁をステータコア131の端面に当接させて結合する。この状態で、回転軸142に装着したセンサ回転子220は、リアフランジ120の外方に配置された状態になる(図2(A)参照)。 Next, one end of the rotating shaft 142 of the rotor 140 is inserted into the inner ring of the first bearing 112 mounted on the front flange 110, and the rotor 140 is housed in the stator 130. Next, the outer peripheral surface of the boss portion 121 of the rear flange 120 is fitted to the inner peripheral surface of the stator pole (the surface facing the rotor core 141) from the other end side of the stator core 131 around which the coil 133 is wound, and the rear flange 120 The outer peripheral wall of the stator core 131 is brought into contact with the end face of the stator core 131 to be connected. In this state, the sensor rotor 220 mounted on the rotating shaft 142 is arranged outside the rear flange 120 (see FIG. 2A).

5.モータ部へのセンサカバーの取り付け
センサカバー210のリアフランジ120への取り付けでは、センサカバー210の外壁部210aの内側に形成された環状の凹部211にリアフランジ120の端面に形成された環状の凸部122を嵌合させ、センサカバー210の外壁部210aの端面をリアフランジ120に当接させる。これにより、回転軸142の他端側を第2の軸受213の内輪に挿入する。そして、ネジ等の締結材を座刳り穴214からセンサカバー210、リアフランジ120、ステータコア131に挿通し、フロントフランジ110に形成したねじ穴に螺合させて締結する。
5. Attachment of the sensor cover to the motor unit When the sensor cover 210 is attached to the rear flange 120, an annular protrusion formed on the end face of the rear flange 120 is formed in an annular recess 211 formed inside the outer wall portion 210a of the sensor cover 210. The portion 122 is fitted, and the end surface of the outer wall portion 210a of the sensor cover 210 is brought into contact with the rear flange 120. As a result, the other end side of the rotating shaft 142 is inserted into the inner ring of the second bearing 213. Then, a fastening material such as a screw is inserted through the counterbore hole 214 into the sensor cover 210, the rear flange 120, and the stator core 131, and screwed into the screw hole formed in the front flange 110 for fastening.

このように、上記構成のステッピングモータにおいては、センサ回転子220は、ロータコア141と第2の軸受213との間で回転軸142に固定されているから、回転軸142にロータコア141とセンサ回転子220を固定した状態でロータコア141とセンサ回転子220の外周面を同時に研削した後に、回転軸142を第2の第2の軸受213に挿入することができる。したがって、センサ部200のセンサ固定子230とセンサ回転子220との間の空隙の精度を高くすることができ、センサ部200の検出精度を高めることができる。 As described above, in the stepping motor having the above configuration, since the sensor rotor 220 is fixed to the rotating shaft 142 between the rotor core 141 and the second bearing 213, the rotor core 141 and the sensor rotor are fixed to the rotating shaft 142. After simultaneously grinding the outer peripheral surfaces of the rotor core 141 and the sensor rotor 220 with the 220 fixed, the rotating shaft 142 can be inserted into the second second bearing 213. Therefore, the accuracy of the gap between the sensor stator 230 and the sensor rotor 220 of the sensor unit 200 can be improved, and the detection accuracy of the sensor unit 200 can be improved.

特に上記実施形態では、センサカバー210は、軸方向に突出する中空円筒状のボス部212を備え、ボス部212の内周面に第2の軸受213が固定され、ボス部212の外周面にセンサ固定子230が固定されているから、回転軸142(センサ回転子220)→第2の軸受213→ボス部212→センサ固定子230と順番に芯合わせされ、センサ回転子220の回転中心とセンサ固定子の中心の同芯精度を高めることができる。 In particular, in the above embodiment, the sensor cover 210 includes a hollow cylindrical boss portion 212 protruding in the axial direction, a second bearing 213 is fixed to the inner peripheral surface of the boss portion 212, and the outer peripheral surface of the boss portion 212 is fixed. Since the sensor stator 230 is fixed, the rotation shaft 142 (sensor rotor 220) → the second bearing 213 → the boss portion 212 → the sensor stator 230 are aligned in this order with the rotation center of the sensor rotor 220. The concentric accuracy of the center of the sensor stator can be improved.

(4)変更例
1.上記実施形態ではステータコア131をフロントフランジ110とリアフランジ120とで挟持した構成としているが、1つのフレームに例えば円形のステータコアを収容する構成としてもよい。
2.上記実施形態は本発明を2相ハイブリッド型ステッピングモータに適用したものであるが、PM型(Permanent Magnet型)やVR型(Variable Reluctance型)のステッピングモータに適用することもできる。
(4) Change example 1. In the above embodiment, the stator core 131 is sandwiched between the front flange 110 and the rear flange 120, but for example, a circular stator core may be accommodated in one frame.
2. Although the above embodiment applies the present invention to a two-phase hybrid type stepping motor, it can also be applied to a PM type (Permanent Magnet type) or VR type (Variable Reluctance type) stepping motor.

本発明は、回転角センサを有する2相ハイブリッド型等のステッピングモータに利用可能である。 The present invention can be used for a stepping motor such as a two-phase hybrid type having a rotation angle sensor.

100…モータ部、110…フロントフランジ(フレーム)、111…ボス部、112…第1の軸受、120…リアフランジ(フレーム)、121…ボス部、122…環状の凸部、123…空間、124…スリーブ、125…貫通孔、130…ステータ、131…ステータコア、132…インシュレータ、133…コイル、140…ロータ、141…ロータコア、142…回転軸、143…マグネット(永久磁石)、150…レセプタクル、151…回路基板、152…端子ピン、200…センサ部、210…センサカバー、210a…外壁部、211…環状の凹部、212…ボス部、213…第2の軸受、214…座刳り穴、220…センサ回転子、221…小歯、230…センサ固定子、231…ティース、232…インシュレータ、233…検出巻線、250…レセプタクル、251…回路基板、252…端子ピン。

100 ... motor part, 110 ... front flange (frame), 111 ... boss part, 112 ... first bearing, 120 ... rear flange (frame), 121 ... boss part, 122 ... annular convex part, 123 ... space, 124 ... sleeve, 125 ... through hole, 130 ... stator, 131 ... stator core, 132 ... insulator, 133 ... coil, 140 ... rotor, 141 ... rotor core, 142 ... rotating shaft, 143 ... magnet (permanent magnet), 150 ... receptacle, 151 ... ... circuit board, 152 ... terminal pin, 200 ... sensor part, 210 ... sensor cover, 210a ... outer wall part, 211 ... annular recess, 212 ... boss part, 213 ... second bearing, 214 ... counterbore hole, 220 ... Sensor rotor, 221 ... small teeth, 230 ... sensor stator, 231 ... teeth, 232 ... insulators, 233 ... detection windings, 250 ... receptacles, 251 ... circuit boards, 252 ... terminal pins.

Claims (3)

フレームに、ステータと、前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータと、前記ロータの回転角を検出する回転角センサを有するセンサカバーと備えたステッピングモータであって、
前記回転角センサは、センサ固定子と、該センサ固定子の内側に回転可能に配置されたセンサ回転子とを備え、
前記ロータは、回転軸と、該回転軸に固定されたロータコアとを備え、
前記フレームの一側部に、前記回転軸を回転可能に支持する第1の軸受を配置し、
前記センサカバーに、前記回転軸を回転可能に支持する第2の軸受と前記センサ固定子とを備え、
前記センサ回転子は、前記ロータコアと前記第2の軸受との間で前記回転軸に固定されているステッピングモータ。
A stepping motor provided on a frame with a stator, a rotor rotatably arranged inside the stator, and a sensor cover having a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor.
The rotation angle sensor includes a sensor stator and a sensor rotor rotatably arranged inside the sensor stator.
The rotor includes a rotating shaft and a rotor core fixed to the rotating shaft.
A first bearing that rotatably supports the rotating shaft is arranged on one side of the frame.
The sensor cover is provided with a second bearing that rotatably supports the rotating shaft and the sensor stator.
The sensor rotor is a stepping motor fixed to the rotating shaft between the rotor core and the second bearing.
前記センサカバーは、軸方向に突出する円筒状のボス部を備え、前記ボス部の内周面に前記第2の軸受が固定され、前記ボス部の外周面に前記センサ固定子が固定されている請求項1に記載のステッピングモータ。 The sensor cover includes a cylindrical boss portion that projects in the axial direction, the second bearing is fixed to the inner peripheral surface of the boss portion, and the sensor stator is fixed to the outer peripheral surface of the boss portion. The stepping motor according to claim 1. 前記ステッピングモータはハイブリッド型ステッピングモータである請求項1または2に記載のステッピングモータ。


The stepping motor according to claim 1 or 2, wherein the stepping motor is a hybrid type stepping motor.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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