TWI283507B - Flat stepping motor - Google Patents

Description

1283507 五、發明說 【發明所屬之技術領域】 本^係'關於步進馬達的構造’肖別是 向仏#化的扁平型步進馬達。 縣捉轉轴 1先前技術】 機器隨H: t:二傳真機、軟碟機(註冊商標)等各種 其包括t棘=蓉古拇f的提高，出現了步進馬達的需求， 面的特性。PM( 和低搖晃、低振動等高品質此兩方 W f生P Μ (永久磁鐵）切舟；隹$、去甘 绝些需求，而受到人們廣為使用:、’、較度上滿足了 第1圖至第5圖中顯示習知之萬用PM型步進 圖為定子輛的展開圖。之馬達的縱切剖面圖’第5 凸緣，2為含油合金所構成的為/二鋼上沖孔製作而成的 鋼Jl # 1、胃# A - P #、 7 、3為在軟磁材料之 成細齒10所形成的定子軛，4 A J1正π其内周弓曲 軸5上而形成的線圈，6、6， ’、、八、Α虱-日匕覆銅線捲在線

定子單元，此兩個定子單元6、，、^別將線圈4納入其内部的 構成定子組合體7。8為作為馬以背對背的方式對齊’ 和定子輛3之細齒10相向且於W之 =轉中心的轉轴，9為 照第4圖）的分磁用轉子磁鐵/'周具有複數個磁極11 (參 轉軸8的袖套，轉軸8、轉子磁^用來連結轉子磁鐵9和 鐵9和袖套12構成轉子22 (參

2126-5475-PF(Nl).ptd $ 5頁 1283507 五、發明說明（2) 照第4圖）。

由第3圖可理解，當各定子單元6將構造為甜甜圈狀的 定子軛3和定子軛3,嵌合在一起時，如第2圖所示，兩者相 互配置有細齒1 〇，其中，複數個細齒丨〇為分別嚙合以等間 隔的距離來配置。亦即，定子軛3的複數個細齒丨〇和定子 概3’的複數個細齒1〇以其各自的電力角18〇。的等間隔相 互嚙合配置而成。構成定子組合體7的兩個定子單元6、6, 使用高分子材料鑄造成形，或以電漿熔接等手法一體成 形。在定子組合體7中，兩個定子單元6、6,各自的=齒1〇 相互以90 的電力角錯開，背對背重疊配置而成。 如第4圖所示，轉子22的旋轉中心8緊密安裝於袖套12 中，在該袖套12的外周面上，以透過接著劑將筒狀的分磁 用轉子磁鐵9安裝成同軸狀態。 在此種構造的轉子22上，對轉子磁鐵9的外周面施以 既疋的多極感應磁鐵，感應磁鐵面的磁極丨丨和定子組合體 7的細齒1 〇之間空有微小間隙而相向配置，由含油人金2所 構成的軸承2、16固定於凸緣！、底板15上，然後以。同軸的 方式將轉軸8插入定子組合體7的細齒丨〇。凸緣ii 5八 藉由電漿熔接等固定於定子6、6，上。 刀’

第5圖顯示定子軛6、6，之一例。在此例中，定一 6的細一齒10在空間角36〇。β配置有1〇個，相互間#間：： 未顯示於圖中的轉子磁鐵9的磁極11的磁極寬度相同。 然而，近年來，印表機、傳真機、軟碟 等機器傾向小型化、輕薄化，組裝入 二冊商標) 包于機的ΡΜ型

1283507 五、發明說明（3) 步進馬達亦被要求小型化、輕薄化，尤其是，即使為了增 加一些佔有面積，也要求進一步的輕薄化。 但是，由第1圖及第4圖可理解到，由於PM型步進馬達 係由兩個定子單元6、6，背對背重疊的構造，所以將其輕 薄化的程度有限。 本發明有鑒於上述情況，具有一目的，亦即，提供一 種在旋轉軸方向輕薄化的扁平型步進馬達。 【發明内容】 、 本發明為達成上述目的，構成一種步進馬達，其構造 為:（a)定子組合體，其具有複數個分別向上及向下的細 =，各細齒相互以1 80。的電力角交錯嚙合，將上下兩個 定子概組合在一起，由被組合的兩個定子軛的細齒和在相 反側與配備有磁感應線圈的第一定子單元、和該第一定子 單元相同形狀及相同構造的第二定子單元構成，相互鄰接 之=齒的間隔以90。或2 70。的電力角錯開，上述第一定 子單元及第一疋子單元的前端透過非磁性的襯合一 起；及（b)轉子，其在該定子組合體的中心從上述複數個 細齒空出微小空隙，具有可自由旋轉的圓筒狀磁鐵。藉由 此種構k，相較於兩個定子軛背對背重疊構成的習知之定 子軛組合體，可使步進馬達旋轉方向的厚度（高度）變小， 於是可實現扁平型步進馬達。 一 此外第一及第二定子單元的各個定子軛由沿著半圓 環狀前=内側圓周邊緣而形成複數個細齒的細齒部、從上 述半圓壞狀前端向上述細齒部相反側延伸且該後端部插入

1283507 五、發明說明（4) ----------一 ' 上述磁感應線圈線軸中空部的磁力線部所構成。 、 再者’第一定子單元和第二定子單元宜透過非磁性材 襯墊以樹知接合固定。藉此，可減少組裝零件的個數。 【實施方式】 為了更詳細地說明本發明，在此參照附加的圖面來說 明最佳實施例。 從第6圖可看出，本發明之扁平型步進馬達在構造 亡]以旋轉軸為中心，大致左右對稱，定子單元A和定子 單元B在平一面上接合。《子單元a由在上下方向組合配置而 成的上°卩疋子軛3 0及下部定子軛3 1和用來纏繞線圈4 〇的線 軸41所構成，另一方面，定子單元β由在上下方向組合配 置而成的上邛疋子軛3 2及下部定子軛3 3和用來纏繞線圈4 2 的線軸43所構成。參照符號4〇a、42a分別為線圈4〇、 42 的電力連接端子。 第7A圖及第7B圖僅針對定子軛來顯示，所以上部定子 軛30和32呈彼此相向的狀態，又，下部定子輛31和33呈彼 此相向的狀態。 上部定子軛30、 32及下部定子軛31、 33中任一皆為 將軟磁材料壓製成形，然後在半圓環狀相向側的内周緣拔 起，形成細齒列，且形成磁力線部，其以磁力結合各細齒 且從相向側向後方產生磁感應線圈的磁力線。磁力線部的 後端折成直角，形成折曲部。 在此，定子單元A、定子單元8的定子軛3〇、定子輛 31、定子軛32及定子軛33分別具有細齒部3〇e、 31e、

c^e、 Me。亦即，各定子軛被位於兩端的細齒3〇3、 30d、 31a、 31d、 32a、 32d、 33a、 33d 夾住，設置 複數個沿著半圓周邊以等間隔並列的細齒所構成的細齒 列，藉此，形成細齒部。

在第6圖、第7A圖及第7B圖中，上部定子軛3〇及32的 相向側所形成的細齒列分別以3〇a至30d及32a至32d來表 示，磁力線部分別以30b及3 2b來表示，折曲部分別以义 30c、3 2c表示。此外，下部定子軛3 n33的相向側所形成 的細齒列分別以31&至31(1及333至33(1表示，磁力線部分別 以31b及33b來表示，折曲部分別以31c、33c表示。 在任一定子軛中，細齒列根據步進 -次的步進數以等間隔排列出數個細#，在上； 的細齒相互以1 8 0。的電力角交錯排列。 關於各定子輛，在相當於第5圖所示之空間 p

所形成的細齒列的部分中，上部定子軛和下部定另 f空角1 80。内排列細齒列的狀態下組合成_組刀成 定子單7C的半圓筒狀的主要部分。此外，各定子时― 各自獨立的磁力電路。以上為本發明之步進馬達 態。此外’上部定子軛各個向下的細齒和下部子二 向上：：齒分別以18。。的電力角的間隔交互嚙人輛各$ 的電力= 人來纏繞磁感應線圈40之線軸41的中空曲狹 内’糟由組合上部定子㈣和下部定子輕31，製〜狹出逢么 1283507

筒狀。此外’磁力線部的後端折曲部3 〇 c、3丨c的端 和線軸41的内部相互接合。 味。卩邊緣 在定子單元B中亦同，細齒部32 e及33e各自的細去、 18 0的電力角的間隔相對，同時，磁力線部後端的折^ 部32c和33c插入用來纏繞磁感應線圈42之線軸43的中空 縫43a内，藉由組合上部定子軛3〇和下部定子軛31，製作 出半圓筒狀。此外，磁力線部的後端折曲部32c、3心的端 部邊緣和線轴4 1的内部相互接合。

在如此製作成的半圓筒狀的定子單元A和定子單元b 中’非磁性材料的襯墊6 0分別插入上部定子軛3 0和3 2之間 及下部定子耗31和33之間，此外，各個位於端部的細齒的 間隔具有以90。或270。之電力角錯開的位置關係，前端 相互接合’製作成定子組合體。亦即，在第7圖中，上部 定子軛30的細齒30a和下部定子軛32的細齒32a這兩者和上 部定子軛30的細#30d和下部定子軛32的細齒32d這兩者分 別以9 0 °或2 7 0 °的電力角錯開細齒間隔，另一方面，下 部定子軛31的細齒31a和下部定子軛33的細齒33a這兩者和 下部定子輛31的細齒31d和下部定子軛33的細齒33d這兩者 分別以9 0 °或2 7 0 °的電力角錯開細齒間隔。 為了接合定子單元A和定子單元β來製作出圓筒狀的定 子組合體，有時也可能減少細齒數，以9〇。或2 7〇。的電 力角錯開來配置細齒間隔，來形成定子輛。 在定子組合體的中心，透過定子單元Α及8的細齒列和 微小空隙，轉子50將轉轴55作為旋轉輛，並配置成自由旋 1283507 五、發明說明（7) 轉的狀態。轉子50的構造和習知 狀永久磁鐵5丨上， 構造相同，在外周的圓筒 現在，假設轉置磁極。 子早兀A、b的細齒以等間隔來=4間隔配置磁場且兩定 的電力角錯開來配置 6 ’為了將細齒間隔以90 疋子，也可能有定子單元A和8 卞早πΑ、B變成圓筒狀的 是，兩個定子單元Α㈣：口人： '細齒數不相同的情況。於 一邊為9 0。的電力角， σ ”’所在的細齒間隔也可能在 第8圖為此種構造之步進一„70。的電力角。 中，和第4圖、第6圖、第7Α、—達的轴向剖面圖。在圖 同的構造部分。7〇為為了將：相同：參照符號代表相 填充用樹脂。 下部定子軛變成一體的 從第8圖可看中， 杏 旋轉軸方向的/ # 貝 種扁平型的步進馬達，其 的；度約為習知的一半。 7 < 八 第8圖顯示用來將上部及下立 樹脂70。如廿 π π π 邛疋子軛變成一體的注入 邊的定子單元Β變成一體”亦即，可邊將的\子：元Α和另-另一邊的定子單元Β透過非磁性金^夺二二的定子單元Α和 緣、底板，以電聚炼接等方法來接屬合材:定的^ 定子單元和另-邊的兩個定子單元：2性：可將-邊的 樹脂來接合固定。 非磁性材料的襯墊和 邊的定子單元和另一邊的定子簞 的襯塾插入鑄模用模板，藉由射出成型法2非磁性材料 時’除了注入樹脂亦可同時使用非磁性材此 %竹的襯墊。藉 丨 2126-5475-PF(Nl).ptd 第11頁 峨 1283507 五、發明說明（8) 此，可減少組裝零件數。 再者，當一邊的定子單元和另一邊的定子單元以樹脂 接合固定時，若擴大樹脂區域，磁感應線圈的線軸亦以樹 脂固定於定子軛上，可在耐振性方面得到更好的效果。 有關用來接合固定定子單元的樹脂，考慮耐熱性等特 點，宜為聚丙烯、聚丁二烯等樹脂。 【產業上可利性】 如上所述，本發明之扁平型步進馬達適合組裝於近年 來漸漸小型化、輕薄化的印表機、傳真機、軟碟機（註冊 商標）等電子機器内。

2126-5475-PF(Nl).ptd 第12頁 1283507 圖式簡單說明 第1圖為切掉習知之PM型步進馬達之一部份的立體 圖。 第2圖為剖面圖，顯示第1圖所示習知之PM型步進馬達 中定子單元的構造。 第3圖為分解立體圖，顯示第1圖所示習知之PM型步進 馬達中定子單元的構造。 第4圖為第1圖所示習知之PM型步進馬達的縱向剖面 圖。

第5圖為第1圖所示習知之PM型步進馬達中細齒列的模 式圖。 第6圖本發明之扁平型步進馬達之一實施例分解立體 圖。 第7A圖及第7B圖分別為第6圖所示之扁平型步進馬達 的上部定子軛及下部定子軛的立體圖。 第8圖為本發明之扁平型步進馬達之一實施例的軸向 剖面圖。 【符號說明】

A 定子單元 B 定子單元 30、31、 32、 33 定子輛 30e、 3 le、 32e、 33e 細齒部 30a、 30d、 31a、 31d、 32a 、 32d、 33a、 33d 細齒 30c、31c、32c、33c 折曲部

2126-5475-PF(Nl).ptd 第13頁 1283507

圖式簡單說明 40、 42 線圈 41、 43 線軸 41a 中空狹縫 50 轉子 51 永久磁鐵 55 轉軸 60 襯塾 70 樹脂 2126-5475-PF(Nl).ptd 第14頁

Claims (1)

1. 齒，各細齒相互以1 8〇。的電力角交錯嚙合，將上下兩個 疋子扼、、且a在 起，由被組合的兩個定子辆的細齒和在相 m反側與配備有磁感應線圈的第一定子單元、和該第一定子 幫單元相同形狀及相同構造的第二定子單元構成，上述第一 h 定子單元及第二定子單元係以旋轉軸為中心左右對稱配 -；置，相互鄰接之細齒的間隔以9 0。或2 7 0。的電力角錯 開，上述第一定子單元及第二定子單元的前端透過非磁性 的襯塾接合在一起；及 (b )轉子’在該定子組合體的中心從上述複數個細齒 空出微小空隙，具有可自由旋轉的圓筒狀磁鐵。 '(V 斧.. r 酬3明 1 ——一4案该》92102961 知年?月曰 六、申請專利範圍 1· 一種扁平型步進馬達，其特徵在於包括： (a )定子組合體，具有複數個分別向上及向下的細 2 ·如申請專利範圍第1項之扁平型步進馬達，其中， 上述第一及第二定子單元的個定子軛由沿半圓環狀前端之 内側圓周部周邊形成複數個細齒的細齒部和從上述半圓環 狀前端向上述細齒部之相反側延伸且該後端部插入上述磁 感應線圈之線輛之中空部的磁力線部所構成。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之扁平型步進馬達，其 中，上述細齒的形狀為切去前端的梯形。 4 ·如申請專利範圍第1項之扁平型步進馬達，其中， 上述弟一定子單元和第二定子單元透過上述非磁性的襯墊 以樹脂接合固定。 5·如申請專利範圍第4項之扁平型步進馬達，其中， 上述襯墊兼作用來接合固定第一定子單元和第二定子單元

   第15頁 1283507 ‘ _案號92102961_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 的樹脂。 6. 如申請專利範圍第4項之扁平型步進馬達，其中， 藉由用來接合固定上述第一定子單元和第二定子單元的樹 脂將磁感應線圈線軸固定在定子輛上。 7. 如申請專利範圍第1項之扁平型步進馬達，其中， 上述第一定子單元和第二定子單元透過上述非磁性金屬材 料的襯墊以電漿溶接方式來接合固定。

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