混合型步进电动机制造技术

本发明专利技术提供一种混合型步进电动机，使穿过转子铁心的磁通平衡均衡化，减少漏磁通，增加有效磁通，小型且能提高电动机特性。本发明专利技术的混合型步进电动机包括：以转子轴为中心进行设置的、在外周面上形成有第一转子极齿的第一转子铁心和在外周面上形成有第二转子极齿的第二转子铁心；在轴向上层叠在第一转子铁心和第二转子铁心之间，并且直径比第一转子铁心和第二转子铁心的直径小的第三转子铁心；以及以转子轴为中心同芯状地设置在第一转子铁心及第二转子铁心中的至少一个转子铁心的极齿附近的环状的转子磁体，形成以下磁路：转子磁体的磁通从一个转子极齿经由相对的定子极齿，并穿过另一个转子磁体的极齿、第三转子磁体而返回一个转子磁体。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及例如在复印机、打印机、监视摄像机、ATM(现金自动存取款机)等中使用的混合型步进电动机。
技术介绍
混合型步进电动机的结构如下将齿形的铁心进行层叠而构成转子铁心51、52 (参照图6)，将转子铁心51和52彼此错开半个齿距地夹着圆筒状的转子磁体53安装在转子轴54上以作为转子。转子磁体53在与轴向平行的方向上被磁化成N / S极。在转子铁心51、52的外周形成有转子极齿，以与所相对的定子铁心55的定子极齿55a相对(参照图6)。在定子铁心55的定子极齿55a上卷绕有未图示的线圈。 在图6中，转子铁心51被磁化成N极，转子铁心52被磁化成S极。此时，形成以下的磁路由转子磁体53的N极产生的磁通从转子极齿51a穿过相对的定子铁心55，并经由转子铁心52的转子极齿52a进入转子铁心52，然后返回转子磁体53的S极。通过对卷绕在定子铁心55的定子极齿55a上的线圈进行通电，在转子上产生转矩而进行旋转(参照专利文献I)。图7是图6的混合型步进电动机中所使用的转子磁体的说明图。专利文献I :日本专利特开平11一 289737号公报上述混合型步进电动机中，由于转子采用由转子铁心51、52夹着转子磁体53的结构，因此，存在以下问题。(I)若对转子轴54使用磁性体，则会形成从转子磁体53经由转子铁心51、52并穿过转子轴54的磁路，流入定子铁芯55的磁通量减少，电动机特性下降。因此，对于转子轴54需要使用非磁性体的不锈钢类材料。因此，无法使用更为廉价的材料、例如强磁性体的碳素钢类材料作为转子轴54。(2)由于从转子与定子之间的气隙到转子磁体53的外周侧和内周侧的距离不相等，因此，穿过转子铁心51、52的磁通容易集中于转子磁体53的附近，因此，穿过转子极齿51a、52a的磁平衡因上述磁通密度的偏差而变差，振动较大，而且漏磁通增多，因而导致电动机特性下降。(3)为了增加转矩，需要调节与转子铁心51、52的层叠厚度相对应的磁通量。由于磁通量的调节是通过转子磁体53的截面积(圆筒状磁体的内外径)和磁体的厚度来进行的，因此需要较多种类的磁体。准备这么多种类的磁体要花费制造成本和管理成本，因此，实际上，实际情况是限定为几种磁体，在较多的机型中进行使用。因此，在较多的机型中所使用的是电动机所要求的能力以上的磁体，制造成本较高。(4)若增加转子磁体53的厚度，则定子铁芯55的层叠厚度也需要增加，会导致电动机在轴向上大型化。(5)电动机特性由磁通量确定，但在用转子铁心51、52夹入转子磁体53的结构中，无法将转子磁体53的截面积增大到转子铁心51、52的外径以上，提高电动机特性(转矩)存在极限。混合型步进电动机的转矩τ由下式来表示。τ = Kt · I · Sin ΦKt :转矩系数I :绕组的电流Sin Φ :转矩角此外，转矩系数Kt由下式来表示。Kt = η · Nr · Φη :绕组的匝数Nr :转子的齿数Φ :磁通量因此，若要提高电动机特性(转矩)，只要增加磁通量Φ即可。磁体的磁通量Φ由下式来表示。 Φ = BdXSBd :磁体工作点的磁通密度S :磁体截面积若增加磁体截面积，则磁导率下降，Bd减小，但磁通量进一步增加。S卩，为了增加磁通量，只要增加磁体截面积即可。在图6所示的转子结构中，存在极限而无法将转子磁体53的截面积扩大到转子铁心51、52的外径以上。因此，使用剩余磁通密度Br较高的高价的转子磁体，或制作多层式的转子来提高电动机特性。
技术实现思路
本专利技术为解决这些技术问题而作，其目的在于提供一种混合型步进电动机，使穿过转子极齿的磁通平衡均衡化，减少漏磁通，增加有效磁通，小型且能提高电动机特性。本专利技术的特征在于为了解决上述技术问题而包括以下的结构。一种混合型步进电动机包括转子，该转子安装在转子轴上，并将转子磁体设置在外周面上形成有转子极齿的转子铁心中；以及定子，该定子在上述转子极齿与相对配置且卷绕有线圈的定子铁心的定子极齿之间形成磁路，通过对上述线圈通电，利用上述转子极齿与相对的上述定子极齿之间所产生的旋转力来进行旋转，其特征在于，包括第一转子铁心，该第一转子铁心以上述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第一转子极齿；第二转子铁心，该第二转子铁心以上述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第二转子极齿；第三转子铁心，该第三转子铁心层叠在以上述第一转子极齿和第二转子极齿彼此错开半个齿距的方式组装的上述第一转子铁心和第二转子铁心之间，并且直径比上述第一转子铁心和第二转子铁心的直径小；以及转子磁体，该转子磁体以上述转子轴为中心同芯状地设置在上述第一转子铁心及第二转子铁心中的至少一个转子铁心的转子极齿附近并呈环状，在该混合型步进电动机中形成以下磁路上述转子磁体的磁通从一个转子极齿经由相对的定子极齿，穿过另一个转子极齿，并经由上述第三转子铁心、上述一个转子铁心而返回上述转子磁体。根据上述结构，在第一转子铁心及第二转子铁心中的至少一个转子铁心的转子极齿的附近，以转子轴为中心同芯状地设有环状的转子磁体，因此，转子磁体所产生的磁通从转子极齿向定子极齿的泄漏较少，有效磁通较多，能提高电动机特性，而且从转子与定子之间的气隙到转子磁体的距离相等，在磁路中不会产生磁通的不均衡集中，磁平衡稳定，还能减少振动和噪声。此外，本专利技术中，优选将上述转子磁体以在周向上为相同的极性的方式磁化成外周面和内周面分别为N极或S极，上述转子磁体也可以是环状。由此，转子铁心与定子铁心之间的有效截面积较大，形成能充分确保在径向上进行环绕的磁通路径的磁路。此外，本专利技术中，优选上述第三转子铁心的外径形成为在径向上被磁化的上述转子磁体的径向厚度的一半以下。由此，即使由转子磁体所产生的磁通因磁短路而产生漏磁通也能将其抑制在不发生问题的程度。此外，在本专利技术中，也可以将环状的第一转子磁体与上述转子轴同芯状地设置在上述第一转子铁心的上述第一转子极齿的附近，将环状的第二转子磁体与上述转子轴同芯状地设置在上述第二转子铁心的上述第二转子极齿的附近，并使上述第二转子磁体的径向上的磁极与上述第一转子磁体的径向上的磁极相反。由此，能使穿过在第一转子铁心、定子铁心、第三转子铁心、第二转子铁心中形成的磁路的磁通量增加来提高电动机特性。 此外，本专利技术中，优选上述转子轴使用磁性体。由此，转子轴也能用作磁通路径，能使更多的磁通穿过，还能使用廉价的磁性体制作转子轴，能降低制造成本。如果使用上述的混合型步进电动机，能使穿过转子极齿的磁通平衡均衡化，减少漏磁通，增加有效磁通，小型且能提高电动机特性。附图说明图I是混合型步进电动机的剖视说明图。图2是本专利技术的混合型步进电动机中使用的转子磁体的说明图。图3是另一例所涉及的混合型步进电动机的剖视说明图。图4A和图4B是转子的剖视说明图。图5A和图5B是另一例所涉及的转子的剖视说明图。图6是现有的混合型步进电动机的剖视说明图。图7是现有的混合型步进电动机中使用的转子磁体的说明图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的混合型步进电动机的一个示例进行说明。图I表示混合型步进电动机的剖视说明图。混合型步进电动机包括转子2，该转子2安装在转子轴I上，并将转子磁体设置于在外周面上形成有转子极齿的转子铁心中；以及定子3，该定子3在转子极齿与相对配置且卷绕有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合型步进电动机，包括：转子，该转子安装在转子轴上，并将转子磁体设置在外周面上形成有转子极齿的转子铁心中；以及定子，该定子在所述转子极齿与相对配置且卷绕有线圈的定子铁心的定子极齿之间形成磁路，通过对所述线圈通电，利用所述转子极齿与相对的所述定子极齿之间所产生的旋转力来进行旋转，其特征在于，包括：第一转子铁心，该第一转子铁心以所述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第一转子极齿；第二转子铁心，该第二转子铁心以所述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第二转子极齿；第三转子铁心，该第三转子铁心层叠在以所述第一转子极齿和第二转子极齿彼此错开半个齿距的方式组装的所述第一转子铁心和第二转子铁心之间，并且直径比所述第一转子铁心和第二转子铁心的直径小；以及转子磁体，该转子磁体以所述转子轴为中心同芯状地设置在所述第一转子铁心及第二转子铁心中的至少一个转子铁心的转子极齿附近，在该混合型步进电动机中形成以下磁路：所述转子磁体的磁通从一个转子极齿经由相对的定子极齿，穿过另一个转子极齿，并经由所述第三转子铁心、所述一个转子铁心而返回所述转子磁体。

【技术特征摘要】
2011.07.29 JP 2011-1674841.一种混合型步进电动机，包括转子，该转子安装在转子轴上，并将转子磁体设置在外周面上形成有转子极齿的转子铁心中；以及定子，该定子在所述转子极齿与相对配置且卷绕有线圈的定子铁心的定子极齿之间形成磁路，通过对所述线圈通电，利用所述转子极齿与相对的所述定子极齿之间所产生的旋转力来进行旋转，其特征在于，包括 第一转子铁心，该第一转子铁心以所述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第一转子极齿； 第二转子铁心，该第二转子铁心以所述转子轴为中心进行设置，并在外周面上形成有第二转子极齿； 第三转子铁心，该第三转子铁心层叠在以所述第一转子极齿和第二转子极齿彼此错开半个齿距的方式组装的所述第一转子铁心和第二转子铁心之间，并且直径比所述第一转子铁心和第二转子铁心的直径小；以及 转子磁体，该转子磁体以所述转子轴为中心同芯状地设置在所述第一转子铁心及第二转子铁心中的至少一个转子铁心的转子极齿附近， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：林千寻，佐藤英信，
申请(专利权)人：信浓绢糸株式会社，
类型：发明
国别省市：