本发明专利技术提供一种混合型步进电动机，其可以降低铁损、齿槽转矩，提高输出转矩。本发明专利技术具有定子和转子，所述定子具有突极；在突极前端具有小齿的定子铁芯；配置于所述突极间的定子线圈，所述转子具有在与定子的相对面上具有多个小齿的转子铁芯；在轴向被转子铁芯夹入的永久磁铁，其特征在于，所述定子铁芯以及转子铁芯由层叠的钢板制作，钢板的突极以及轭通过蚀刻加工形成，钢板的厚度为０．０５～０．３０ｍｍ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及步进电动机以及制造步进电动机的钢板。技术背景混合型步进电动机通常作为打印机等OA机器、机器人或搬运装置等 产业用机器的驱动电动机使用，特别是一般用于精密定位的用途。特别是 使用磁铁和磁阻转矩这两者的混合型步进电动机，以高精度定位为目的被 使用。为了高精度进行该定位，有必要缩小输入1脉冲时的旋转角度即基 本步进角，为了缩小该基本步进角，增加周方向的齿数(极数)的设计是 必要的。因为增加极数会使每一极的小齿成为非常窄的宽度，所以形成对 应于该宽度的定子与转子间的间隙尺寸。通常，在外形为42mm角或56mm角的混合型步进电动机中，采用40pm到70pm左右的间隙尺寸。此处，为了在量产现场保证该间隙尺寸，进行非常严格的生产管理。 首先，用于定子和转子的钢板，是厚度为0.5mm的含有硅的电磁钢板。通 过冲压对该钢板进行冲裁。在通过该冲压进行冲裁时，由于转子与定子之 间的间隙尺寸小，所以在同一个钢板的相同部分，同时冲裁转子以及定子 是十分困难的。虽然关于对一部分同时冲裁的铁芯的制造方法，有[日本特 开2006 — 353001号公报]等例子，但都是模具机构复杂并且需要高精度， 所以需要与其相当的设备投资。另外，利用这些方法将定子、转子铁芯进 行冲裁层叠之后，由于具有尺寸的偏差，因此如[日本特开2005 — 006375 号公报]所示，有必要对定子内径以及转子外径进行珩磨(研磨)，并管理 间隙尺寸。即使是不使用珩磨(研磨)加工的情况下，也有必要通过特殊 加工保持该间隙尺寸均匀。此处，作为混合型步进电动机的构成，作为铁芯制造方法的例子，在 专利文献l、专利文献2、专利文献3有所公开。此处公开的都是将厚板(0.5mm)的电磁钢板进行冲孔加工，制作的方法。 专利文献1:日本特开平11一289737号公报 专利文献2:日本特开2006—353001号公报 专利文献3:日本特开2005—006375号公报在以精密定位为目的的混合型步进电动机中，定子、转子的小齿的尺 寸精度很大影响电动机的性能。因此，如上所述，有必要对通过冲压冲裁 并层叠了的定子铁芯、转子铁芯进行珩磨加工、确保尺寸。但是，通过实 施该珩磨等加工，加工时产生的研磨飞边或因加工而出现的金属粉附着于 定子、转子，存在着在电动机安装后堵塞在间隙中引起不良的问题。在电 动机制造上这会降低成品率而成为大问题。另外作为其他问题，被珩磨(研磨)加工的定子内径或转子外径，由 于研磨用的磨石的磨损，也会发生尺寸偏差。频繁更换研磨用磨石能在一 定程度上解决该问题，但是因为制造成本会相应增加，所以并不优选。作为其他问题，通过冲压加工，对钢板施加有剪切时的应力，有产生 磁特性劣化、铁损特性劣化的问题。由ioo极以上的很多极构成的混合型 步进电动机，被非常高频的脉冲驱动。由该高频的磁通产生的铁损大，铁 芯部优选是低铁损。铁损分为涡电流损失和磁滞损失两种。磁滞损失是因 交变磁场使磁芯的磁区改变方向时产生的损失，依存于磁滞曲线的内部的 面积。另外，涡电流损失是在阻碍电磁钢板的磁通流的方向上产生的电流， 在混合型步进电动机中，主要是转子、定子的小齿顶端的高频磁通产生的 涡电流损失大。因此，定子铁芯为了降低涡电流损失，层叠电磁钢板而形 成磁回路。还有，定子铁芯是具有突极的复杂的形状，现在，通过冲孔加 工制造定子铁芯。如果进行冲孔加工，电磁钢板的切断部分的结晶构造变 形，磁特性变差，磁滞曲线的内侧面积变大，有铁损增大的问题。另外， 厚的电磁钢板具有涡电流损失大的缺点，因此，存在着混合型步进电动机 的效率得不到改善的问题。另外，在冲孔加工中，电动机外径即使大也是30mm 50mm，需要 精度，相反，因为冲孔加工的精度不高，有无法改善齿槽转矩的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以消除所述公开例的缺点，能够降低铁损，高效率 并且降低了齿槽转矩的混合型步进电动机。 步进电动机具有定子，该定子具有定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯具有突极和在 突极前端具有的小齿，所述定子线圈配置于所述突极间；转子，该转子具有在与所述定子的相对面具有多个小齿的转子铁芯、 和在轴向上被转子铁芯夹入的永久磁铁，其特征在于，所述定子铁芯以及转子铁芯由层叠的钢板制作，所述钢板的突极以及小齿形状通过蚀刻加工形成，所述钢板的厚度为0.05 0.30mm。根据本专利技术，可以提供能够降低铁损、高效率并且可降低齿槽转矩的 步进电动机。附图说明图1是表示关于本专利技术一个实施例的混合型步进电动机构造的图； 图2是表示关于本专利技术一个实施例的混合型步进电动机的铁芯形状的图；图3是表示电磁钢板的板厚和铁损关系的图；图4是表示硅钢板中硅含量和铁损关系的图；图5是表示蚀刻加工的代表性加工截面形状的图；图6是表示冲孔加工的代表性加工截面形状的图；图7是本专利技术的混合型步进电动机的铁芯的板取例；图8是表示混合型步进电动机的铁芯的蚀刻图案例的图；图9是表示蚀刻钢板的层叠组装方法的一例的图；图IO是表示从一片蚀刻钢板得到层叠组装品的方法的一例的图；图11表示本专利技术的混合型步进电动机的齿顶形状和磁通的流向；图12是表示本专利技术的混合型步进电动机的齿顶形状例的图。图中，l一定子铁芯;2 —转子铁芯；3 —轴承；4一永久磁铁；5 —轴；6 —线 圈；7 —壳体；8 —磁路；9一钢板；10 —主磁通；11—漏磁通；12 —沟槽； 13 —狭槽部。具体实施方式以下，根据附图说明本专利技术的一个实施例。图1表示最一般的、基本步进角是1.8。的内转型的两相混合型步进电 动机的构造。混合型步进电动机的转子、定子都由层叠钢板构成，定子和 转子的间隙设计得很小，在可制造的范围内(一般是30 50jam)。形状设计为八个磁极以45。间距等配置的各定子磁极中，从磁极中 央分开向左右以7.2。的间距各设有六个小齿极。另一方面在转子中，外周 具有50个小齿的转子铁芯构成为，挟持在轴向被磁化了的磁铁。另外， 上下两个转子铁芯的小齿极被制作成相互的相位错开180。电角的状态。磁 铁使用钐钴、钕铁硼等稀土类磁铁，或铝镍钴磁铁、铁素体磁铁等。另外， 轴是非磁性体。绕组虽然在构造图中省略没有表示，但是A相线圈被巻绕在第一磁极 和第三磁极、第五磁极和第七磁极上，使得第三和第七磁极的巻绕方向与 第一和第五磁极的方向相反。用同样的巻绕方法，在第二、第四、第六、 第八磁极上巻绕B相线圈。现在在图1的构造图中，在转子铁芯的N极侧小齿极与定子侧第三磁 极以及第七磁极小齿极处于1对1的相对状态时，S极侧转子铁芯的小齿 极与第一磁极以及第五磁极的小齿极处于1对1的相对状态。还有，此时 第二以及第六磁极小齿极处于如下状态相对于N极侧的转子铁芯小齿极 在逆时针方向上错开1/2间距，相对于S极侧的转子铁芯小齿极在顺时针 方向上错开l/2间距。第四以及第八磁极小齿极处于如下状态相对于N 极侧的转子铁芯小齿极在顺时针方向上错幵1/2间距，相对于S极侧的转 子铁芯小齿极在逆时针方向上错开1/2间距。因此，从磁铁的N极侧流出的磁通，如截面图所示，通过第三磁极以 及第七磁极，在轴向上扭曲流经外周轭部，同时进入第一磁极以及第五磁 极，到达S极侧转子铁芯。此外，在第二、第四、第六、第八磁极，从N 极侧转子铁芯出来的磁通也本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种步进电动机，其具有： 定子，该定子具有定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯具有突极和在突极前端具有的小齿，所述定子线圈配置于所述突极间； 转子，该转子具有在与所述定子的相对面上具有多个小齿的转子铁芯、和在轴向上被转子铁芯夹入的永久磁铁， 其特征在于， 所述定子铁芯以及转子铁芯由层叠的钢板制作， 所述钢板的突极以及小齿形状通过蚀刻加工形成， 所述钢板的厚度为０．０５～０．３０ｍｍ。
【技术特征摘要】
JP 2007-3-13 2007-0627521.一种步进电动机，其具有定子，该定子具有定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯具有突极和在突极前端具有的小齿，所述定子线圈配置于所述突极间；转子，该转子具有在与所述定子的相对面上具有多个小齿的转子铁芯、和在轴向上被转子铁芯夹入的永久磁铁，其特征在于，所述定子铁芯以及转子铁芯由层叠的钢板制作，所述钢板的突极以及小齿形状通过蚀刻加工形成，所述钢板的厚度为0.05～0.30mm。2. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 所述钢板的组成为C为0.001 0.060重量。/。，Mn为0.1 0.6重量％，P为0.03重量°/。以下，S为0.03重量％以下，Cr为0.1重量％以下，Al为 0.8重量％以下，Si为0.5 7.0重量％， Cu为0.01 0.20重量％，其余部 分由不可避免的杂质和Fe构成。3. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 所述钢板是硅钢板。4. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 所述钢板具有结晶粒子。5. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 所述定子铁芯以及转子铁芯在层叠的钢板与钢板之间具有厚度为0.01 0.2pm的绝缘被膜。6. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 所述定子铁芯以及转子铁芯在层叠的钢板与钢板之间具有厚度为0.1 0.2Km的绝缘被膜。7. 如权利要求6所述的步进电动机，其特征在于， 所述绝缘被膜是有机材料、无机材料或者两者的结合物。8. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于，所述定子铁芯以及转子铁芯在层叠的钢板与钢板之间具有厚度为0.01 0.05^m的绝缘被膜。9. 如权利要求8所述的步进电动机，其特征在于， 所述绝缘被膜为氧化被膜。10. 如权利要求3所述的步进电动机，其特征在于， 所述硅钢板中硅的浓度为0.8 2.0重量％。11. 如权利要求3所述的步迸电动机，其特征在于， 所述硅钢板中硅的浓度为4.5 6.5重量％。12. 如权利要求3所述的步进电动机，其特征在于， 对于所述硅钢板中硅的浓度，表面部的硅的浓度比内部的硅的浓度高。13. 如权利要求1所述的步进电动机，其特征在于， 对钢板进行蚀刻加工，使得所述定子铁芯以及转子铁芯的相对部分的钢板...
【专利技术属性】
技术研发人员：榎本裕治，石川芳寿，阿部辉宜，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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