專利名稱：電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將由內(nèi)鐵心和外鐵心構(gòu)成的多個(gè)鐵心對(duì)沿軸向重疊并配置成上述諸內(nèi)鐵心接觸、且將線圈分別卷繞上述鐵心對(duì)形成的電動(dòng)機(jī)。
對(duì)于將由內(nèi)鐵心和外鐵心構(gòu)成的多個(gè)鐵心對(duì)沿軸向重疊并配置成上述諸內(nèi)鐵心接觸、且將線圈分別卷繞上述鐵心對(duì)形成的電動(dòng)機(jī)，以往已有揭示。
例如，日本專利特開(kāi)平10-271793號(hào)中揭示的電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)被用作步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在固定有轉(zhuǎn)子磁鐵的電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)軸上設(shè)有絲桿部，并將上述電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)軸和絲桿部回轉(zhuǎn)自如地支承在機(jī)架上。該電動(dòng)機(jī)的定子部由2個(gè)鐵心對(duì)構(gòu)成，各鐵心對(duì)均具有內(nèi)鐵心和外鐵心，各內(nèi)鐵心和外鐵心分別具有極齒，并使內(nèi)鐵心和外鐵心的極齒交互地與上述轉(zhuǎn)子磁鐵相對(duì)。在上述內(nèi)鐵心和外鐵心之間配置有帶有環(huán)狀線圈骨架的線圈。上述結(jié)構(gòu)是眾所周知的。
在這種電動(dòng)機(jī)中，為簡(jiǎn)化定子部的結(jié)構(gòu)而考慮采用圖3所示結(jié)構(gòu)的定子部。圖3(1)為包含一部分剖面的電動(dòng)機(jī)的側(cè)面圖，這是省去具有轉(zhuǎn)子磁鐵的轉(zhuǎn)子部分的圖。圖3(2)為電動(dòng)機(jī)的正面圖。其中，定子部由用于使電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)的線圈部1、設(shè)置成罩覆該線圈部1的外殼2、安裝有上述線圈部1和外殼2等的機(jī)架3等構(gòu)成。
在圖3中，線圈部1構(gòu)成為具有由形成與各轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁鐵相對(duì)的許多個(gè)極齒的內(nèi)鐵心11和外鐵心12構(gòu)成的第1鐵心對(duì)上卷繞的環(huán)狀的線圈13和由形成與各上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁鐵相對(duì)的許多個(gè)極齒的內(nèi)鐵心14和外鐵心15構(gòu)成的第2鐵心對(duì)上卷繞的環(huán)狀的線圈16，內(nèi)鐵心11、14相互間沿軸向重疊成接觸狀。
如圖所示，這里所說(shuō)的內(nèi)鐵心和外鐵心為將2個(gè)鐵心對(duì)沿軸向重疊時(shí)，將在內(nèi)側(cè)重疊的鐵心稱為內(nèi)鐵心，而將位于軸向外側(cè)的鐵心稱為外鐵心。
在內(nèi)鐵心11、14上安裝有用于在線圈13、16中流過(guò)電流的連接端子17。在上述第1鐵心對(duì)和第2鐵心對(duì)的內(nèi)側(cè)通常配置有回轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子磁鐵一體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，由于這種結(jié)構(gòu)是眾所周知的，故圖中從略。
線圈部1(線圈13、16)通過(guò)將圓筒狀的外殼2從軸向輕輕壓入加以罩覆，另外，進(jìn)行外殼2和上述第1鐵心對(duì)和第2鐵心對(duì)的連接。但是，外殼2為圓筒面的一部分打開(kāi)成連接端子17能向外側(cè)露出的形狀。
在上述現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)機(jī)中，定子部的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。另外，在圖3所示的電動(dòng)機(jī)中，對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，但一旦實(shí)際上以1-2相對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行激磁并驅(qū)動(dòng)，角度精度即周期性變動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)變得不均勻，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和角度精度變得不良，并發(fā)生噪音問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種能在維持簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的同時(shí)使回轉(zhuǎn)特性均勻的電動(dòng)機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特點(diǎn)是，在電動(dòng)機(jī)中，在通過(guò)設(shè)置與內(nèi)鐵心和外鐵心接觸狀罩覆各線圈的磁性體制成的外殼的構(gòu)成簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，將該外殼和上述內(nèi)鐵心通過(guò)焊接固定并可靠地形成獨(dú)立的磁路。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在圖3所示的電動(dòng)機(jī)中，在作為由磁性體的外殼2接合內(nèi)鐵心11、14和外鐵心12、15的結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，線圈13形成包圍在內(nèi)鐵心11、外殼2和外鐵心12中的磁路，線圈16形成包圍在內(nèi)鐵心14、外殼2和外鐵心15中的磁路，且必須成為相互獨(dú)立的A相和B相的磁路。但在通過(guò)輕輕壓入安裝外殼2的場(chǎng)合，外殼2與內(nèi)鐵心11、14之間會(huì)產(chǎn)生若干間隙。在這種場(chǎng)合，線圈13、16的A相和B相的各磁路并不充分獨(dú)立，而是存在通過(guò)外殼2形成的一個(gè)磁路，A相和B相的磁性平衡并不穩(wěn)定。
圖4表示B相反向電壓波形相對(duì)于A相反向電壓波形為1/4周期+θ的偏差的某一狀態(tài)。這樣，一旦A相與B相之間存在偏差θ，在以1-2相激磁驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，角度精度呈大·大、小·小、大·大、…狀周期性變動(dòng)。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)變得不均勻，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和角度精度變得不良，并成為噪音的原因。
對(duì)此，在本發(fā)明中，由于通過(guò)焊接將外殼與上述內(nèi)鐵心固定，能提高外殼與內(nèi)鐵心的密合性，能使兩個(gè)線圈的A相與B相的各磁路獨(dú)立，并能確保通過(guò)在各線圈中流動(dòng)形成的磁路的獨(dú)立性并使整個(gè)電動(dòng)機(jī)的磁氣特性良好。
因此，不必為提高相對(duì)于內(nèi)鐵心的外殼的尺寸精度或在外殼的圓筒曲面加工方面獲得高的尺寸精度而采用拉深加工等高成本措施。
另外，本發(fā)明也可外殼對(duì)內(nèi)鐵心和外鐵心與外殼進(jìn)行焊接，從而更可靠地確保磁路的獨(dú)立性。
另外，在本發(fā)明中，也可通過(guò)對(duì)薄板卷曲形成外殼。在本發(fā)明中，由于能通過(guò)對(duì)外殼和內(nèi)鐵心進(jìn)行焊接確保磁路的獨(dú)立性，外殼所要求的尺寸精度即使不太高也可，即使通過(guò)卷曲形成外殼也能充分滿足要求。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為表示本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的主要部分結(jié)構(gòu)的圖，其中圖1(1)為包含局部剖面的側(cè)面圖，圖1(2)為正面圖。
圖2為說(shuō)明本發(fā)明效果的圖。
圖3表示現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)機(jī)的主要部分結(jié)構(gòu)的圖。其中，圖3(1)為包含局部剖面的電動(dòng)機(jī)的側(cè)面圖，這是省去具有轉(zhuǎn)子磁鐵的轉(zhuǎn)子部分的圖。圖3(2)為電動(dòng)機(jī)的正面圖。
圖4為說(shuō)明圖3結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的圖。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1為表示本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的主要部分結(jié)構(gòu)的圖，其中圖1(1)為包含局部剖面的側(cè)面圖，圖1(2)為正面圖。圖中，線圈部1、外殼2、機(jī)架3、內(nèi)鐵心11，14、外鐵心12，15、線圈13，16、連接端子17與圖3所示相同。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，為使輕輕壓入的外殼2與內(nèi)鐵心11、14和外鐵心12、15的接合可靠，通過(guò)激光焊接等將外殼2與內(nèi)鐵心11、14焊接或者將外殼2與內(nèi)鐵心11、14和外鐵心12、15焊接。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，外殼2為避開(kāi)連接端子17部分的240度的圓弧狀殼體，而不是罩覆整個(gè)圓周的筒狀體。
在圖1(1)中示出軸向的焊接部位a、b、c。焊接部位b用于外殼2與內(nèi)鐵心11、14的焊接。焊接部位a、c用于外殼2與外鐵心12、15的焊接。圖1(2)中作為沿圓周方向5個(gè)部位焊接的例子示出焊接部位A、B、C、D、E。焊接部位A、E設(shè)定在靠近為避開(kāi)連接端子17部分而形成的圓弧狀外殼2的端部2a的位置，并將外殼2的端部2a與鐵心可靠地連接固定，焊接部位B、C、D設(shè)定在其間的適當(dāng)位置處。
首先，在對(duì)外殼2與內(nèi)鐵心11、14進(jìn)行焊接的場(chǎng)合，在軸向焊接部位b的位置處沿圓周方向選擇焊接部位A、C、E三個(gè)部位或者焊接部位A-E五個(gè)部位。并且，在對(duì)外殼2與內(nèi)鐵心12、15進(jìn)行焊接的場(chǎng)合，在軸向焊接部位a、c的位置處沿圓周方向選擇焊接部位A、C、E三個(gè)部位。因此，在該實(shí)施例的場(chǎng)合，最小為僅外殼2與內(nèi)鐵心11、14焊接的三個(gè)部位，最大為外殼2與內(nèi)鐵心11、14焊接的五個(gè)部位加以外殼2與外鐵心12、15焊接的六個(gè)部位的十一個(gè)部位。
因此，即使與內(nèi)鐵心11、14相對(duì)的外殼2的尺寸精度稍低，也能通過(guò)焊接提高內(nèi)鐵心11、14(以及外鐵心12、15)與外殼2的密合性。故磁力線從外殼2到內(nèi)鐵心11、14的流動(dòng)變得容易，能使A相和B相的各磁路獨(dú)立。故能如圖2所示那樣獲得穩(wěn)定的磁氣特性。
另外，在圖2中示出B相反向電壓波形相對(duì)于A相反向電壓波形的偏差為1/4周期的狀態(tài)。另外，為改善磁氣特性，最有效的是如上述那樣主要提高外殼2與內(nèi)鐵心11、14的密合性，外殼2與外鐵心12、15的焊接則起補(bǔ)充作用。
另外，在該實(shí)施形態(tài)中，圓周方向的焊接部位為3個(gè)或5個(gè)，但也可為2個(gè)。然而，例如，一旦選擇靠近外殼2的外周端部2a的位置A、E以及該A、E的中間位置C并將焊接部位作成三個(gè)部位，則A、C、E為隔開(kāi)120度的位置。因此，與將焊接部位作成二個(gè)部位的情況相比，外殼2與鐵心相對(duì)并進(jìn)行平衡良好的焊接，作為整體更牢固地加以固定。因此，能防止外殼2的兩外周端部2a打開(kāi)的不適當(dāng)情況，還能提高形成240度圓弧形狀的外殼2本身的剛性。
外殼2與內(nèi)鐵心11、14以及外殼2與外鐵心12、15的焊接可采用利用激光的激光焊接、利用等離子放電的等離子焊接和凸焊等。例如，在利用激光的點(diǎn)焊中，一旦使激光的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)到與外殼2上的各焊接部位一致，即將壓力或熱量傳遞到外殼2的里側(cè)而對(duì)外殼2與內(nèi)鐵心11、14以及外殼2與外鐵心12、15加以焊接。
另外，由于外殼2的尺寸精度并不要求高精度，無(wú)需以往那樣進(jìn)行拉深加工，能通過(guò)對(duì)薄板進(jìn)行卷曲的方法進(jìn)行制作，故能降低成本。
另外，上述的實(shí)施形態(tài)僅是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，但并不限于此，而能在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)實(shí)施種種變形，例如圖1所示的焊接部位的位置和數(shù)目也可相應(yīng)于外殼2的制作精度及要求的磁氣特性而變化。
如上所述，本發(fā)明中由于通過(guò)焊接使輕輕壓入的外殼與內(nèi)鐵心密合，能使由多個(gè)線圈形成的磁路獨(dú)立，并改善磁氣特性。
另外，如通過(guò)焊接使外殼與外鐵心密合，能更可靠地使由多個(gè)線圈形成的磁路獨(dú)立，并改善磁氣特性。
因此，磁氣平衡良好，作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能降低制動(dòng)轉(zhuǎn)矩并使角度精度穩(wěn)定化。另外，由于制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的降低，還可使噪音降低。
另外，在本發(fā)明中，由于能通過(guò)外殼與內(nèi)鐵心的焊接提高密合程度，故能緩和對(duì)外殼精度的要求。因此能通過(guò)卷曲制作外殼，并能降低成本。
權(quán)利要求
1．一種電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)由內(nèi)鐵心和外鐵心組成的多個(gè)鐵心對(duì)沿軸向重疊并配置成所述內(nèi)鐵心相互接觸狀、并分別卷繞所述鐵心對(duì)的各線圈構(gòu)成，其特征在于，將罩覆所述各線圈的磁性體構(gòu)成的外殼設(shè)置成與所述內(nèi)鐵心和所述外鐵心接觸狀，并通過(guò)焊接將該外殼與所述內(nèi)鐵心固定；將由所述內(nèi)鐵心與所述外殼和外鐵心形成的磁路形成2組。
2．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述外殼與所述外鐵心通過(guò)焊接加以固定。
3．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)鐵心與所述外鐵心分別具有極齒，所述內(nèi)鐵心與所述外鐵心的極齒相互交互地配置成與構(gòu)成轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁鐵相對(duì)，在構(gòu)成所述多個(gè)鐵心對(duì)的所述內(nèi)鐵心和外鐵心的外周部固定有與所述多個(gè)鐵心對(duì)共有的所述外殼。
4．如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述外殼為將薄板卷曲形成。
5．如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述鐵心上安裝有用于在所述線圈中流過(guò)電流的連接端子，所述外殼為避開(kāi)所述連接端子的圓弧形狀的殼體。
6．如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述外殼和內(nèi)鐵心在所述圓弧狀外殼的端部設(shè)定有焊接部位，同時(shí)還在圓周方向的中間位置設(shè)定有焊接部位。
全文摘要
在將卷繞于內(nèi)鐵心和外鐵心上的多個(gè)線圈沿軸向重疊并配置成內(nèi)鐵心相互接觸狀的電動(dòng)機(jī)中,具有與內(nèi)鐵心和外鐵心接觸狀罩覆所述各線圈的磁性體構(gòu)成的外殼,并焊接該外殼與內(nèi)鐵心,以提高外殼與內(nèi)鐵心的密合性。能通過(guò)簡(jiǎn)單的制作方法提供一種能提高內(nèi)鐵心與外殼的密合性、不依賴零件尺寸精度并能獲得穩(wěn)定的磁氣特性的電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/14GK1308405SQ0110297
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2001年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者真弓英二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所