旋转电机制造技术

本发明专利技术的旋转电机具备分别把线圈绕在定子铁芯的多个主极上的定子和经空气隙旋转自如地设置在定子内的混合型转子，其特征在于把转子的步进角设定为4.09°，同时用金属轴承作为支承转子的转子轴的轴承。由于把转子的步进角设定为4.09°，所以与步进角为1.8°的一般的通用品相比，每次用输入脉冲信号使线圈励磁时，旋转的转子的转角就大，这样就能够使转子高速旋转，马达的效率高。因此，即使不高精度地维持空气隙，也能够使马达的输出与现有的马达的输出同等，所以，即便采用廉价的滑动轴承即金属轴承作为支承转子的轴承，也能确保与原来同等以上的性能，而能够大幅度地降低成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的旋转电机具备分别把线圈绕在定子铁芯的多个主极上的定子和经空气隙旋转自如地设置在定子内的混合型转子，其特征在于把转子的步进角设定为4.09°，同时用金属轴承作为支承转子的转子轴的轴承。由于把转子的步进角设定为4.09°，所以与步进角为1.8°的一般的通用品相比，每次用输入脉冲信号使线圈励磁时，旋转的转子的转角就大，这样就能够使转子高速旋转，马达的效率高。因此，即使不高精度地维持空气隙，也能够使马达的输出与现有的马达的输出同等，所以，即便采用廉价的滑动轴承即金属轴承作为支承转子的轴承，也能确保与原来同等以上的性能，而能够大幅度地降低成本。【专利说明】旋转电机
本专利技术涉及具备定子和旋转自如地配置在定子的内侧的转子的步进马达之类的旋转电机，其中定子具有多个主极并在其上分别绕有线圈。
技术介绍
以往，在包含打印机、传真机、复印机等信息设备领域或FA机器之类的产业机器领域的广阔范围内，步进马达被用作这些设备的驱动部分。近年来，步进马达的总需求趋向于逐年扩大，其用途也遍及很广的范围，随之，能对机器侧做出贡献的马达的紧凑化设计、低成本化的要求也越来越高。多用于复印机或打印机等OA机器等的步进马达要求小型、廉价、高速高转矩和低振动旋转。作为这种步进马达，在例如把磁性体和永久磁铁用于转子的混合型的情况下，大多采用美国专利第5，283，486号或美国专利第5，410，200号公报等中所公示的构成的马达。即，分别把线圈绕在从环状的磁性体框架上呈辐射状向内突出的主极上，构成定子；再使混合型转子经空气隙与该定子对向，该混合型转子是把沿轴向磁化好的永久磁铁夹持在一对磁性体之间而构成。上述的步进马达大多采用1.8°作为其步进角，但是，为了高精度地维持、控制该步进角，就要求把定子与转子之间的空气隙控制在例如0.05mm之内。因此，就将铝等金属制的衬套固定在支承定子的马达外壳上，再把滚珠轴承支承在其中，将转子的转子轴高精度地旋转支承在滚珠轴承中。但是，按照上述的现有的步进马达，为了在定子以与转子之间确保微小的空气隙，就必须采用金属制的衬套和滚珠轴承，成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供廉价且能够高速高效运转的步进马达等旋转电机。本专利技术的旋转电机具备:包含由略呈环状的铁芯基体和多个主极构成的定子铁芯和卷绕在该定子铁芯的各个主极上的线圈的定子、以及经空气隙而旋转自如地设置在定子之内的转子；所述多个主极从该铁芯基体呈辐射状向内突出而成，各自的前端形成有多个感应齿；由磁性材料制成的一对转子磁极和被夹持在该两个转子磁极之间而沿轴向磁化好的永久磁铁构成的转子要件被支承在转子轴上，构成转子；在各转子磁极的外周面上等节距地形成多个磁齿，并使所述一对转子磁极的磁齿之间沿周向错开1/2节距，而且，将转子的步进角设定为4.09°，同时，采用金属轴承作为支承转子的转子轴的轴承。在上述的旋转电机中，在定子的轴向两侧可以设置盖构件，在盖构件上分别安装支承金属轴承的树脂制的轴承支承构件。此种情况下，分别支承在两盖构件上的轴承支承构件及分别支承在其上的金属轴承可以由同一形状的构件构成，从而能够实现零部件的通用化。如上所述，由于把转子的步进角设定为4.09°，所以与步进角为1.8°的一般的通用品相比，每次用输入脉冲信号使线圈励磁时，旋转的转子的转角就大，这样就能够使转子高速旋转。转子的高速化意味着转数的上升提高了马达的效率。另一方面，马达的效率值也取决于空气隙，空气隙越大效率越低，这是众所周知的，考虑到这一点，由于高速化能够提高马达效率，所以即使加宽空气隙，也能够将马达的效率确保到与现有的马达的效率同等程度。换言之，即使不高精度地维持空气隙，也能够使马达的输出与现有的马达的输出同等，所以，可以采用廉价的滑动轴承即金属轴承作为支承转子的轴承，从而能够大幅度地降低成本。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的一种实施方式的两相混合型旋转电机的正面剖视图。图2是图1的旋转电机的平面图。图3是表示图1的定子和转子的位置关系的平面图。图4表示的是图1的轴承衬套，Ca)是正面图，(b)是正面剖视图。图5是图2的从箭头V看的局部正面图。图6是图5的放大图，Ca)是正面图，(b)是(a)的侧面剖视图。图7是本专利技术的其他实施方式的旋转电机的正面剖视图。图8表示的是图7的轴承衬套，Ca)是正面图，(b)是正面剖视图，(C)是立体图。图9是本专利技术的另外的实施方式的旋转电机的立体图。图10是图9的定子铁芯和马达盖的局部分解立体图。图11是本专利技术的另外不同的实施方式的旋转电机的正面剖视图。图12是本专利技术的再另外的实施方式的旋转电机的立体图。图13是图12的旋转电机的正面剖视图。图14是图12的旋转电机的正面图。图15是图12的旋转电机的仰视图。图16是沿图15的A-B线剖切的正面剖视图。图17表示的是图12的旋转电机中的四个角落的一部分，(a)是从图15的箭头C方向看到的一部分的正面图，(b)是(a)的侧面剖视图。图18是图12的旋转电机的马达盖的立体图。图19是图18的马达盖的侧面图。图20是图18的马达盖的一部分的平面图。图21是图12的旋转电机的定子铁芯的平面图。图22是本专利技术的其他实施方式的旋转电机的立体图。图23是图22的旋转电机的平面图。【具体实施方式】1.实施方式一图1和图2表示的是本专利技术的一种实施方式的两相混合(HB)型步进马达的整体结构，图1是正面剖视图，图2是平面图。图3表示的是本马达的主要部分的结构，是从轴向看到的把主极数设为8的定子和HB型转子组合起来的构件的示图。在该图中，省略了线圈，但是在8主极的绕线极即头部都分别绕有线圈，把每隔一个的4个主极上绕制的线圈连接起来形成一相，其余的4个主极形成另一相，整体上是两相线圈的HB型旋转电机。定子是采用不会产生不平衡电磁力的高速性好的8主极结构的例子。定子10由定子铁芯12、两相的线圈14(示于图1)和上下绝缘件16、18构成，定子铁芯12由外形基本呈正四边形的环状的铁芯基体12a和从该铁芯基体12a向内呈福射状突出设置的沿周向等间隔排列的8个主极12b构成，两相的线圈14绕制在各主极12b上，上下绝缘件16、18介于各主极12b与线圈14之间；绕线极即各主极12b的前端突出设置有3个感应齿12c。3个感应齿12c等间隔地配置在各主极12b上，且关于主极12b的中心线对称。将多片矽钢片层叠起来构成定子铁芯12。如图3所示，由配置在垂直轴(X轴)和水平轴(Y轴)相互正交的2条线上的4个主极12b也就是每隔90°配置的4个主极12b构成一相(A相、C相)，其余的四个机械角相互间隔90°且与一相主极隔开45°机械角配置的主极12b形成二相(B相、D相)。在各相中，在对线圈14通电时，使间隔90°的4个主极12b励磁，使其交互地反极性。如图1所示，在定子铁芯12上从其轴向两侧嵌入绝缘件16、18，将各主极12b的头部即绕线部夹盖住，线圈14就隔着该绝缘件16、18绕在各主极12b上。如图1所示，配置在定子铁芯12的内侧的转子20由沿轴向并排固定在转子轴22上的2个转子磁极24A、24B和被夹持在该转子磁极24A、24B之间而沿轴向磁化好的圆盘状的永久磁铁26构成。将矽钢片层叠起来分别构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，具备：包含由略呈环状的铁芯基体和从该铁芯基体向内突出而成的多个主极构成的定子铁芯和卷绕在该定子铁芯的主极上的线圈的定子、经空气隙而旋转自如地设置在所述定子之内侧的转子、以及覆盖所述定子的轴向两侧中的至少一方的马达盖；其中，所述马达盖是将金属板冲压成型而构成，该马达盖上形成有其端缘从轴向外侧顶接到所述定子铁芯的端面的环状外框部，同时，在该外框部上一体地形成有从所述轴向外侧朝轴向内侧方向延伸出来的多个固定片，在所述各固定片上穿透有冲孔，从而在比该冲孔更前端的部分形成铆接作用部，在所述定子铁芯上至少对应于所述铆接作用部的位置处形成凹部，使所述铆接作用部变形而使其局部进入到所述凹部内，从而在所述环状外框部的端缘顶接到所述定子铁芯的端面的状态下把所述马达盖固定在所述定子铁芯上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺下茂明，鹈木洋治，
申请(专利权)人：日本电产伺服有限公司，
类型：发明
国别省市：