[發明專利]混合型步進電動機

無效

• 申請號: 201210262545.0
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102904403A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 林千尋;王東輝;佐藤英信
• 申請（專利權）人: 信濃絹糸株式會社
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/27
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曉萍

技術領域

本發明涉及例如在復印機、打印機、監視攝像機、ATM(現金自動存取款機)等中使用的混合型步進電動機。

背景技術

混合型步進電動機的結構如下：將齒形的鐵心進行層疊而構成轉子鐵心51、52(參照圖5)，將轉子鐵心51和52彼此錯開半個齒距地夾著圓筒狀的轉子磁體53安裝在轉子軸54上以作為轉子。轉子磁體53在與軸向平行的方向上被磁化成N／S極。在轉子鐵心51、52的外周形成有轉子極齒，以與所相對的定子鐵心55的定子極齒55a相對(參照圖5)。在定子鐵心55的定子極齒55a上卷繞有未圖示的線圈。

在圖5中，轉子鐵心51被磁化成N極，轉子鐵心52被磁化成S極。此時，形成以下的磁路：由轉子磁體53的N極產生的磁通從轉子極齒51a穿過相對的定子鐵心55，并經由轉子鐵心52的轉子極齒52a進入轉子鐵心52，然后返回轉子磁體53的S極。通過對卷繞在定子鐵心55的定子極齒55a上的線圈進行通電，在轉子上產生轉矩而進行旋轉(參照專利文獻1)。

在圖5所示的轉子結構中，存在極限而無法將轉子磁體53的截面積設置成大于轉子鐵心51、52的外徑。因此，使用剩余磁通密度Br較高的高價的轉子磁體，或制作多層式的轉子來提高電動機特性。

圖6中，在轉子軸54上，將轉子56隔著非磁性的圓筒隔板57在軸向上設置二層，該轉子56通過將轉子鐵心51、52以形成于其外周的轉子極齒51a、52a彼此錯開半個齒距的狀態夾著轉子磁體53進行層疊而形成。圓筒隔板57用于防止轉子56相互發生磁短路。此外，增加與轉子56相對的定子鐵心55的層疊厚度來確保磁通路徑，以獲得旋轉力。

此外，還提出有將轉子之間相接近的轉子鐵心的極性設為相同極性、以省略圓筒隔板來配置多層轉子的混合型旋轉電機(參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本專利特開2008―278586號公報

上述混合型步進電動機中，由于轉子采用由轉子鐵心51、52夾著轉子磁體53的結構，因此，在將轉子做成多層結構的情況下存在以下問題。

(1)為了防止轉子鐵心之間的磁短路，需要非磁性的圓筒隔板，該圓筒隔板是對磁路不作貢獻的部分，因此，成為無法配置轉子鐵心的無用的空間。

(2)此外，即使將轉子在省略了圖6所示的圓筒隔板的情況下配置成多層，由于轉子將轉子鐵心以轉子軸為中心層疊在轉子磁體的兩側，并設置多個這樣的轉子，因此，若組裝工具的精度較差，則各轉子鐵心的極齒的位置精度變差，對電動機特性有不良影響。

(3)此外，在將轉子軸54壓入轉子鐵心51、52及轉子磁體53時，在轉子鐵心及轉子磁體的內徑之間產生偏差，轉子軸的壓入力的不均衡變大，在與轉子軸的嵌合(組裝精度)方面存在問題。

(4)對于轉子軸54需要使用非磁性體的不銹鋼類材料，因此，無法使用更為廉價的材料、例如作為強磁性體的碳素鋼等材料作為轉子軸54。

(5)由于從轉子與定子之間的氣隙到轉子磁體53的外周側和內周側的距離不相等，因此，穿過轉子鐵心51、52的磁通容易集中于轉子磁體53的附近，使得穿過轉子極齒51a、52a的磁平衡變差，振動較大，而且漏磁通增多，因而導致電動機特性下降。

發明內容

本發明為解決這些技術問題而作，其目的在于提供一種混合型步進電動機，在安裝多層式轉子時能減少轉子鐵心的數量，提高組裝效率，減少漏磁通，提高電動機特性。

本發明的特征在于為了解決上述技術問題而包括以下的結構。

一種混合型步進電動機包括：轉子，該轉子安裝在轉子軸上，并將轉子磁體設置在外周面上形成有轉子極齒的轉子鐵心中；以及定子，該定子在上述轉子極齒與相對配置且卷繞有線圈的定子鐵心的定子極齒之間形成磁路，通過對上述線圈通電，利用上述轉子極齒與相對的上述定子極齒之間所產生的旋轉力來進行旋轉，其特征在于，包括：第一轉子鐵心，該第一轉子鐵心以上述轉子軸為中心進行設置，并在外周面上形成有第一轉子極齒；第一轉子磁體，該第一轉子磁體與上述轉子軸同芯狀地設置在上述轉子極齒附近并呈環狀；以及第二轉子鐵心，該第二轉子鐵心隔著磁性體分別層疊在上述轉子鐵心的軸向兩側，并以上述轉子軸為中心進行組裝，在外周面上分別形成有第二轉子極齒，上述第一轉子鐵心的軸向層疊厚度形成得比上述第二轉子鐵心厚，在軸向上同時形成多處磁路，在該多處磁路中，上述第一轉子磁體的磁通從上述第一轉子極齒經由上述定子極齒，并經由軸向兩側的上述第二轉子極齒、上述磁性體而返回上述第一轉子磁體。