步进马达制造技术

一种单相步进马达，其具有：定子；以及转子，其被配置成包围定子。定子包括：环状第一定子磁轭和环状第二定子磁轭，该第一定子磁轭和第二定子磁轭被配置成彼此相对并且具有沿着它们的圆周形成的多个极齿；以及环状定子线圈，其被配置在第一定子磁轭和第二定子磁轭之间。转子包括：环状磁体，其被配置成包围第一定子磁轭和第二定子磁轭并且具有沿着转子的圆周形成的多个磁极；以及轴，其被配置在磁体的中心位置。形成在各极齿与磁体的相对的磁极之间的间隙的至少局部区域在预定方向上是不均一的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有被配置成包围定子的转子的单相步进 马达。
技术介绍
由于步进马达的结构简单并且容易控制，因此，步进马达 被用于各种领域。特别地，由于能够经济地制造永磁(permanent magnet (PM))步进马达，因此，永磁步进马 达被广泛用于各种领域。对于这种类型的步进马达，可靠性是重要的，并且要求马 达在各种情况下都能确保正常地起动。为了确保正常起动，必 需控制步进马达，使得步进马达高精度地停止在预定位置。为 了以高精度控制停止位置， 一 般尽可能小地调整定位转矩 (detent torque )。这是因为定位转矩起到转子转动时的负荷 的功能。这里，"定位转矩"是指不通电时保持的转矩。另一方 面，通电时保持的转矩被称为保持转矩(holding torque )。然而，在大负荷的情况下，例如，像用于产生振动的步进 马达，当负荷是偏心重量时，将转子控制成在不通电时正确地 停止在期望的停止位置处是困难的。因此，提出了如下技术 使不通电时的定位转矩增大以使负荷确保停止(日本特开昭 60_43059号7>才艮、曰本净争开平6_78513号/>净艮和曰本斗争开平 9一308214号7>才艮)。作为一种类型的PM步进马达，存在转子被配置成包围环 状定子的外转子型单相步进马达。定子具有形成有多个极齿的 定子磁轭，转子具有绕定子的圆周配置的磁体。磁体具有邻近的磁极具有不同极性的多个磁极。在外转子型单相步进马达中，保持转矩的稳定位置(停止 位置)是磁体的磁极的中心与定子磁轭的极齿的宽度尺寸上的 中心基本上一致的位置。相对于流过定子线圈的电流的各方向 存在与磁体的磁极的总数一样多的保持转矩的稳定位置。从而，如果磁体的磁4及的总数是8个，则对于各电流方向均存在四个 稳定位置(停止位置)。例如，假定各磁极具有相等的宽度，在 流过定子线圏的各电流方向上以90度的间隔设置保持转矩的 稳定位置。另一方面，定位转矩的稳定位置(停止位置)也是 磁体的》兹极的中心与定子》兹轭的极齿的宽度尺寸上的中心基本 上一致的位置。存在与磁体的磁极的总数一样多的定位转矩的 稳定位置。这样，当保持转矩的稳定位置与定位转矩的稳定位置 一 致 时，担心停止之后可能不能正常地进行起动。该担心的解决方案是设置增大/减小定子磁轭的多个极齿中的一些极齿的宽度 的辅助极(commutating pole )。设置这些辅助极的原因是 如果不设置辅助极并且试图在稳定位置起动单相步进马达，则 马达可能不能正常起动，或者可能仅运转半步。如果设置辅助 极，则可以使保持转矩的稳定位置和定位转矩的稳定位置相互 错位，从而使起动稳定。在位于定子线圈两侧的一对定子磁扼中的每一个磁辄中的 多个极齿中的一些极齿中设置单相步进马达中的辅助极。辅助 极改变两个定子》兹扼的才及齿之间的相位，,人而才是高马达的起动 性能。然而，即使通过辅助极调整了相位，保持转矩或定位转矩 的稳定位置取决于辅助极的位置和尺寸而变化。保持转矩或定 位转矩的稳定位置还可能由于制造和组装过程中产生的不均一性和其它因素而变化。此外，即使设置了辅助极，由于摩擦损失或其它因素可能 产生保持转矩或定位转矩的稳定位置扩展的所谓"死区"。随着 死区的宽度变大，保持转矩的稳定位置将容易与定位转矩的稳 定位置一致，从而导致马达的起动性能变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在不带辅助极的情况下提高 起动性能的步进马达。更具体地，本专利技术的目的是提供一种能 够使保持转矩的稳定位置与定位转矩的稳定位置可靠地错开的 步进马达。根据本专利技术的一个方面， 一种单相步进马达包括 定子；以及转子，其被配置成包围所述定子， 其中，所述定子包括环状第一定子磁辄和环状第二定子磁轭，该第一定子磁轭 和第二定子磁轭被配置成彼此相对并且具有沿着它们的圆周形 成的多个才及齿；以及环状定子线圈，其#1配置在所述第一定子磁轭和所述第二 定子磁辄之间，所述转子包括环状磁体，其被配置成包围所述第一定子磁轭和第二定子 磁轭并且具有沿着所述转子的圆周形成的多个磁极；以及轴，其^^皮配置在所述》兹体的中心位置，形成在各极齿和所述磁体的与所述极齿相对的磁极之间的 间隙的至少局部区域在预定方向上是不均一的。附图说明图l是根据本专利技术的一个实施方式的单相步进马达的分解立体图2是示出图l中的步进马达的定子部分的组装状态的立 体图3是本实施方式的步进马达的俯视图； 图4是图3的一部分的放大图5是图3中的步进马达的保持转矩和定位转矩的特性图6A、图6B和图6C是示出在图5中的零点dl处的磁体12 的磁极12a与定子磁轭6和8的极齿5和7之间的位置关系的图7A、图7B和图7C是示出在图5中的零点hl处的磁极12a 与极齿5和7之间的位置关系的图8A、图8B和图8C是示出在图5中的零点h2处的磁极12a 与极齿5和7之间的位置关系的图9A、图9B和图9C是示出在图5中的零点cL2处的磁极12a 与极齿5和7之间的位置关系的图IO是设置有辅助极的步进马达的特性图ll是具有辅助极的步进马达的俯视图。具体实施例方式下面将参照附图说明本专利技术的实施方式。图l是根据本专利技术的一个实施方式的单相步进马达的分解 立体图，图2是示出图l中的步进马达的定子部分的组装状态的 立体图。转子2，其被配置成包围定子l;支架(底板)3,其保持定子l 并且具有电源供给用端子；以及盖4，其保护转子2。定子l具有第一环状定子磁轭6，其具有绕其外周的多个 极齿5;第二环状定子磁轭8，其被配置成与第一定子磁轭6相 对并且具有多个极齿7;定子线圈9，其被配置在第一和第二定 子磁扼6和8之间；芯部IO,其被装配到形成在定子线圏9的中 心部中的孑L;以及金属轴承(metal bearing) 11,其#皮装配到 形成在芯部10的中心部的孔中。转子2具有环状磁体12，其被配置成包围第一和第二定 子磁辄6和8;架13，其保持磁体12;轴14,其被配置在架13 的中心部；以及用于产生振动的偏心重量15。 ^兹体12具有绕其 圆周的磁极，其中，相邻的磁极具有不同的极性。磁体的磁极 的总数与第 一 定子磁轭6和第二定子磁轭8的极齿的总数相等。当组装了构成定子l的所有组成构件时，完成了图2中示出 的步进马达的定子。第一和第二定子磁轭6和8彼此交叉。第二定子磁轭8的多 个极齿7被配置在第一定子磁轭6的多个极齿5之间的间隙中， 并且第一定子》兹轭6的多个极齿5被配置在第二定子^兹轭8的多 个极齿7之间的间隙中。当电流流过图l中的步进马达的定子线圈9时，产生与电流 方向对应的磁通(magnetic flux ), 第一和第二定子磁辄6和8 的极齿5和7被磁化。由于极齿5和7被配置成与磁体12的磁极相 对，因此，磁体12的磁极与极齿5和7取决于它们的位置而彼此 吸引或排斥。这使得磁体12转动一个磁极的距离(一步)。然 后，当改变流过定子线圈9的电流的方向时，磁体12沿相同的 方向再转动一步。这样，通过交替切换流过定子线圏9的电流 的方向来4吏磁体12以 一 步为单位地转动。图3是根据本实施方式的步进马达的俯视图，图4是图3的 一部分的放大图。如图3和图4所示，本实施方式具有如下特征使第 一和第二定子磁轭6和8的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相步进马达，其包括：　定子（１）；以及　转子（２），其被配置成包围所述定子，　其中，所述定子包括：　环状第一定子磁轭（６）和环状第二定子磁轭（８），该第一定子磁轭和第二定子磁轭被配置成彼此相对并且具有沿着它们的 圆周形成的多个极齿（７）；以及　环状定子线圈（９），其被配置在所述第一定子磁轭和所述第二定子磁轭之间，　所述转子包括：　环状磁体（１２），其被配置成包围所述第一定子磁轭和第二定子磁轭并且具有沿着所述转子的圆周形成的多个磁极 ；以及　轴（１４），其被配置在所述磁体的中心位置，　形成在各极齿和所述磁体的与所述极齿相对的磁极之间的间隙的至少局部区域在预定方向上是不均一的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松原真朗，
申请(专利权)人：美蓓亚马达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]