CN112350482A - 线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会导致组装成本的增加而能够对线圈线形成松弛的线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达。上述线圈组件具备：绕线管(232)，在两端部具有凸缘部(233、234)；多个端子销埋设部(235a)，设置于一方的凸缘部(234)；端子销(236)，埋设于端子销埋设部(235a)；以及线圈(231)，线圈线(237)的端部被缠绕于端子销(236)而卷绕于绕线管(232)。在端子销埋设部(235a)彼此之间具备向绕线管(232)的径向凹陷并且沿绕线管(232)的轴线方向贯通的凹部(238)，线圈线(237)从端子销(236)的基部经过凹部(238)开始卷绕于绕线管(232)，并且在凹部(238)的内部具有松弛部(237a)。

Description

线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达

技术领域

本发明涉及在线圈的末端形成松弛的线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达。

背景技术

以往，作为步进马达，公知有具备由永久磁铁构成的转子、和定子的PM(PermanentMagnet：永磁)型步进马达，上述定子具有在上述转子外周沿轴向突出且沿周向排列的多个极齿。该PM型步进马达将具有排列成环状的多个极齿的外磁轭、和具有排列成环状的多个极齿的内磁轭组合，在外磁轭和内磁轭的内侧收容有线圈而构成定子。而且，由永久磁铁构成的转子以能够相对于定子旋转的状态配置。

这里，线圈线通过自动绕线机卷绕于绕线管，但缠绕连接于设置在绕线管的端子台的端子销的线圈线成为张紧的状态。特别是，卷绕始端侧以对缠绕连接于端子销的线圈线进行按压的方式从缠绕连接的线圈线的上方卷绕，因此成为对线圈线的短的部分施加张力的状态。若在残留有该张力的状态下进行组装，则存在线圈线断线的担忧，因此需要在位于端子销附近的线圈线形成松弛。作为在线圈线形成松弛的方法，例如公知有日本特开2011-78152号公报中记载的方法。

在该文献中，记载了如下的马达的制造方法：在将绕线管组装于定子部时，与绕线管成为一体的端子台被定子部从内侧按压而向径向外侧移动，在端子销附近的线圈线的引绕部分形成松弛。

在上述文献所记载的方法中，需要将端子台从定子部向径向外侧按压。因此，需要采用如下方法：在预先使绕线管的端子台向径向外侧变形的状态下进行绕线管与定子部的连接的方法、或者使定子部从斜向与绕线管的端子台的内侧接触而向径向外侧的方向按压端子台，维持该状态并且将定子部向绕线管的内侧嵌入的方法。

然而，在前者的方法中，作业复杂，另外存在由于过度地进行端子台的变形而导致端子台产生破损的担忧。另外，在后者的方法中，由于部件尺寸的偏差，端子台的倾斜变动而端子销间的间距偏差，端子销向电路基板的孔的***变得困难，存在导致作业性降低的担忧。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够简化作业且不会导致组装成本的增加地在线圈线形成松弛的线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达。

本发明的线圈组件具备：绕线管，在两端部具有凸缘部；多个端子销埋设部，设置于上述凸缘部的一方；端子销，埋设于上述端子销埋设部；以及线圈，线圈线的端部被缠绕于上述端子销而卷绕于上述绕线管，在上述端子销埋设部彼此之间具备向上述绕线管的径向凹陷并且沿上述绕线管的轴线方向贯通的凹部，上述线圈线从上述端子销的基部经过上述凹部开始卷绕于上述绕线管，并且在上述凹部的内部具有松弛部。

上述结构的线圈组件如下制造。首先，从绕线管的轴线方向将松弛形成销***到端子销埋设部之间的凹部，在该状态下，将线圈线的端部缠绕于端子销，使线圈线挂在松弛形成销并卷绕于绕线管。在将线圈线卷绕于绕线管规定量后，将线圈线的终端缠绕于另一个端子销。然后，通过从凹部拔出松弛形成销，从而挂在松弛形成销的线圈线的部分成为松弛部。这样，在本发明的线圈组件中，能够通过将松弛形成销***到凹部，将其拔出这样的简单操作，从而在线圈线形成松弛部。另外，由于松弛部存在于凹部内，因此能够抑制在将绕线管安装于绕线机的主轴并卷绕线圈线时，因离心力使松弛部波动而对线圈线的卷绕带来故障那样的麻烦。另外，在将线圈线卷绕于绕线管时，由于松弛部位于凹部内，所以不会向绕线管的内侧突出，因此能够防止由线圈线卷入松弛部。

在如上述那样制造的线圈组件中，松弛部具有沿着松弛形成销的外周的形状，该松弛形成销进退自如地***到凹部。如果松弛形成销的截面为圆形，则松弛部成为弯曲的形状，即使在对线圈线施加张力的情况下也不易断线。

线圈线优选从端子销的长边方向中间部缠绕至端子销埋设部。由于在线圈线设置有绝缘覆膜，因此对缠绕的部位进行钎焊处理而使其与端子销导通。在通过浸渍方式、喷流方式等对端子销的缠绕部位进行钎焊处理时，在松弛部比端子销埋设部的面突出的情况下，存在焊料附着到松弛部的担忧，但由于松弛部位于凹部内，所以不会比端子销埋设部的面更突出，因此能够抑制焊料附着到松弛部。

本发明也是具备上述那样的线圈组件的步进马达。即，本发明是一种步进马达，上述步进马达具备定子和旋转自如地支承于定子的内周侧的转子，定子具备以夹持上述线圈组件的方式安装的外磁轭和内磁轭。

根据本发明，提供一种能够简化作业且不会导致组装成本的增加地在线圈线形成松弛部的线圈组件以及使用该线圈组件的步进马达。

附图说明

图1是本发明的实施方式的步进马达的分解立体图。

图2是本发明的实施方式中的A相定子单元的分解立体图。

图3是表示本发明的实施方式中的线圈组件的立体图。

图4是从相反方向观察图3的线圈组件的立体图。

图5是表示将绕线管安装于绕线机的主轴并卷绕了线圈线的状态的立体图。

图6是图5的分解立体图。

图7是表示图5的主要部分的放大立体图。

附图标记说明

100…步进马达；200…A相定子单元；210…前板；211…开口部；220…外磁轭；221…圆环部；222…外筒部；222a…切口部；223…极齿；230…线圈组件；231…线圈；232…绕线管；233…凸缘部；234…凸缘部；235…端子台；235a…端子销埋设部；235b…端子销压入用孔；236…端子销；237…线圈线；237a…松弛部；238…凹部；240…内磁轭；241…圆环部；241a…切口部；243…极齿；250…轴承；260…轴承；300…B相定子单元；310…端板；311…开口部；320…外磁轭；322a…切口部；330…线圈组件；340…内磁轭；341a…切口部；400…转子；401…轴；500…定子；600…主轴；601…主体；602…绕线管接收器；603…柄部；604…台座；604a…凹部；605…螺钉；606…松弛形成销；607…按压部件。

具体实施方式

1.步进马达的结构

(整体结构)

图1表示实施方式的步进马达100。步进马达100是爪极型的两相PM(PermanentMagnet：永磁)型步进马达。步进马达100具备定子500。定子500具有将A相定子单元200和B相定子单元300沿轴向连接的构造。这里，A相定子单元200和B相定子单元300为相同的构造，通过使一方相对于另一方在轴向上翻转，使其背面彼此接触并连接，由此构成定子500。

在A相定子单元200固定有前板210，在B相定子单元300固定有端板310。定子500具有大致筒形状，在其内侧以转子400旋转自如的状态收容该转子400。

(A相定子单元200的结构)

图2表示A相定子单元200的分解立体图。如图2所示，A相定子单元200具有将外磁轭220、线圈组件230、以及内磁轭240沿轴向连接的构造。外磁轭220是作为形成磁路的磁轭发挥功能的部分，由电磁软铁或轧制钢板等磁性材料构成。外磁轭220具备板状的圆环部221、从圆环部221的外缘沿轴向延伸的圆筒形状的外筒部222、从圆环部221的内周侧的边缘沿轴向延伸且沿着周向空开间隔地配置多个的大致三角形形状的极齿223。在外筒部222形成有供后述的端子台235嵌入的切口部222a。卷绕有线圈(定子线圈)231的线圈组件230配置在外磁轭220的外筒部222与多个极齿223之间的圆环状的空间内。此外，关于线圈组件230的结构，在后面详细地进行说明。

内磁轭240是作为形成磁路的磁轭发挥功能的部分，由电磁软铁或轧制钢板等磁性材料构成。内磁轭240具备板状的圆环部241、从圆环部241的内周侧的边缘沿轴向延伸且沿着周向空开间隔地配置多个的大致三角形形状的极齿243。在圆环部241形成有供端子台235嵌入的切口部241a。内磁轭240的极齿243与外磁轭220的极齿223以在周向上交替啮合的方式组合。

将与A相定子单元200的内磁轭240相同的部件在轴向上翻转而成的部件是B相定子单元300的内磁轭340。通过使内磁轭240和内磁轭340以相同的面相对并接触，从而进行A相定子单元200与B相定子单元300的连接。

外磁轭220的圆环部221的与线圈组件230对置的一侧的相反的一侧的面与前板210连接。前板210在中心具备圆形的开口部211，在该开口部211安装有轴承250。

(B相定子单元300的结构)

B相定子单元300是与A相定子单元200相同的构造，将与A相定子单元200相同构造的部件以在轴向上翻转的状态下使用。B相定子单元300具有将外磁轭320、线圈组件330、内磁轭340沿轴向组合的构造。这里，外磁轭320是与外磁轭220相同构造的部件，线圈组件330是与线圈组件230相同构造的部件。外磁轭320与端板310连接。端板310在中心具备圆形的开口部311，在该开口部311安装有轴承260。

(转子的结构)

转子400具有大致圆柱状的构造，在其外周具备铁氧体磁铁、稀土类磁铁等永久磁铁。该永久磁铁具有在磁极沿周向被交替翻转为NSNS的状态下被磁化的磁极构造。轴401以沿轴向贯通的状态固定于转子400的轴中心，轴401的从转子400向图1中左侧突出的端部经由轴承250旋转自如地支承于前板210，轴401的从转子400向右侧突出的端部经由轴承260旋转自如地支承于端板310。

2.线圈组件的结构

如图3和图4所示，线圈组件230具有绕线管232，该绕线管232供构成具有与轴中心同轴构造的线圈231的线圈线237卷绕。绕线管232是树脂制的，使用注射模塑成形法而形成。在绕线管232的轴向上的两端，形成有防止线圈231的卷散的凸缘部233、234。在一方的凸缘部234形成有端子台235。端子台235是从凸缘部234沿轴向突出的矩形形状的块体，与凸缘部234一体成形。在端子台235形成有多个(在本实施方式中为三个)端子销埋设部235a，在端子销埋设部235a之间形成有凹部238。

在端子销埋设部235a，通过压入、嵌入成形等方法埋设有多个(在本实施方式中为两个)金属制的端子销236。在端子销236缠绕有线圈231的线圈线237的端部。在端子销埋设部235a之间，形成有朝向图中下侧凹陷并且沿轴向贯通的凹部238。而且，在图3中右侧的凹部238内，形成有线圈线237的松弛部237a。该松弛部237a是线圈线237的卷绕始端的部分。

如图2所示，由以上的结构构成的线圈组件230以被外磁轭220和内磁轭240夹持的方式与它们连接，在端子台235嵌入到外磁轭220的切口部222a和内磁轭240的切口部241a的状态下构成A相定子单元200。另外，如图1所示，线圈组件330也同样，以被外磁轭320和内磁轭340夹持的方式与它们连接，在端子台235嵌入到外磁轭320的切口部322a和内磁轭340的切口部341a的状态下构成B相定子单元300。

3.线圈组件的形成步骤

参照图5～图7对线圈组件230的形成步骤进行说明。在图5中，附图标记600是自动绕线机的主轴，安装于自动绕线机的主体并旋转。如图6所示，主轴600在由大致矩形形状的块体构成的主体601，具备圆板状的绕线管接收器602、和被自动绕线机的主体把持的柄部603。

在主体601的上表面通过螺钉605安装有台座604。在台座604安装有松弛形成销606。松弛形成销606基部较粗地形成，以确保刚性。在台座604的朝向轴向的一侧形成有凹部604a，端子台235嵌合到该凹部604a而被定位。此外，图中附图标记607是用于对安装于绕线管接收器602的绕线管232进行固定的按压部件。按压部件607通过未图示的驱动机构向主体601侧移动，与主体601协同动作来夹持线圈组件230，在该状态下随着主轴600旋转。

接下来，对将线圈线237卷绕于绕线管232而形成线圈组件230的步骤进行说明。首先，通过手动作业或机械手等方法，将绕线管232安装于绕线管接收器602，将按压部件607安装于绕线管接收器602并通过主体601和按压部件607夹持绕线管232。此时，将松弛形成销606的小径的前端部***到形成在端子销埋设部235a之间的凹部238。如图7所示，在凹部238的角部形成有圆筒曲面238a，松弛形成销606的外周面配置在与圆筒曲面238a接触或极其接近的位置。

自动绕线机具有送出线圈线237的三维的可移动的喷嘴，首先，将从喷嘴送出的线圈线237缠绕于端子销236。在将线圈线237缠绕到端子销埋设部235a后，喷嘴将线圈线237挂到松弛形成销606并引导到绕线管232的主体部。在该状态下，主轴600沿从图5的右侧观察下的逆时针方向旋转，线圈线237卷绕于绕线管232。此时，张力作用于线圈线237而对松弛形成销606施加弯曲应力，但由凹部238的圆筒曲面238a支承松弛形成销606，抑制乃至阻止其变形。在卷绕线圈线237期间，喷嘴沿轴向移动而使线圈线237整齐。若线圈线237卷绕结束，则主轴600停止，喷嘴一边将成为卷绕终端的线圈线237送出一边将其缠绕于另一方的端子销236。

在线圈线237的缠绕结束后，喷嘴切断线圈线237。而且，使按压部件607后退并从绕线管接收器602取下，通过手动作业或机械手等方法，将卷绕有线圈线237的线圈组件230从主轴600取下。由此，将松弛形成销606从凹部238拔出，施加于成为卷绕始端的线圈线237的张力被释放，结果，在凹部238残留有松弛部237a。

在上述构成的线圈组件230中，通过将松弛形成销606***到端子台235的凹部238并将线圈线237卷绕于绕线管232，在卷绕后将松弛形成销606拔出等简单的操作，从而能够在线圈线237形成松弛部237a。另外，松弛部237a存在于凹部238内，因此能够抑制在将绕线管232安装于自动绕线机的主轴600并卷绕线圈线237时，因离心力使松弛部237a波动而对绕线带来故障等麻烦。另外，在将线圈线237卷绕于绕线管232时，由于松弛部237a位于凹部238内，所以不会向凸缘部234的内侧的面突出，因此能够防止卷入松弛部237a。

特别是，在上述实施方式中，松弛部237a具有沿着***到凹部238的松弛形成销606的外周的形状。由于松弛形成销606的截面为圆形，因此松弛部237a成为弯曲的形状，从而即使在对线圈线237施加张力的情况下也不易断线。

在上述实施方式中，线圈线237从端子销236的长边方向中间部缠绕到端子销埋设部235a。由于在线圈线237设置有绝缘覆膜，因此对缠绕的部位进行钎焊处理而使其与端子销236导通。在通过浸渍方式、喷流方式等对端子销的缠绕部位进行钎焊处理时，在松弛部237a比端子销埋设部235a的面突出的情况下，存在焊料附着到松弛部237a的担忧，但由于松弛部237a位于凹部238内，所以不会比端子销埋设部235a的面更突出，因此能够抑制焊料附着到松弛部237a。

4.变更例

上述实施方式应用于端子销236为两个，线圈线237为一根的单线卷绕(双极驱动)。本发明也能够应用于端子销236为三个，线圈线237为两根的双线卷绕(单极驱动)。在该情况下，将端子销236压入到图7所示的中央的端子销埋设部235a的端子销压入用孔235b，也从该端子销236开始卷绕线圈线237。因此，在该情况下，也从设置于未图示的自动绕线机的两个喷嘴分别送出线圈线237，将卷绕始端部分缠绕于一端侧的端子销236和埋设在中央的端子销埋设部235a的端子销236之后，将各线圈线237挂在***到凹部238的各个松弛形成销606并以规定的匝数卷绕于绕线管232。在卷绕了线圈线237之后，各喷嘴将成为卷绕终端的线圈线237分别缠绕于中央的端子销236和另一端侧的端子销236。这样，形成于各卷绕始端的部位的松弛部237a分别位于凹部238内。

在上述实施方式中，在台座604安装有两个松弛形成销606。由于具备用于在成为卷绕始端的线圈线237形成松弛部237a的松弛形成销606，因此这能够应用于单线卷绕和双线卷绕中的任一种情况。此外，只要在台座604具备用于在成为卷绕始端的线圈线237形成松弛部237a的松弛形成销606即可，当然也可以分别专用于单线卷绕和双线卷绕。

在上述实施方式中，在端子台235设置多个端子销埋设部235a，但也可以在凸缘部234相互分离地形成多个端子台(端子销埋设部)，从而能够将端子台彼此之间用作凹部。即使在该方式中，也将松弛形成销606***到凹部而与上述实施方式同样地能够在线圈线237形成松弛部237a。

在上述实施方式中，在开始将线圈线237卷绕于绕线管232时形成松弛部237a，但也可以根据需要在卷绕结束时形成松弛部237a。在该情况下，将松弛形成销606配置在凹部238的朝向主轴600侧的左角。

本发明并不限定于上述实施方式那样的爪极型的两相步进马达，也能够应用于混合型步进马达等所有的步进马达。

本发明能够用于步进马达的技术领域。

Claims (8)

1.一种线圈组件，其中，具备：

绕线管，在两端部具有凸缘部；

多个端子销埋设部，设置于所述凸缘部的一方；

端子销，埋设于所述端子销埋设部；以及

线圈，线圈线的端部被缠绕于所述端子销而卷绕于所述绕线管，

在所述端子销埋设部彼此之间，具备向所述绕线管的径向凹陷并且沿所述绕线管的轴线方向贯通的凹部，

所述线圈线从所述端子销的基部经过所述凹部开始卷绕于所述绕线管，并且在所述凹部的内部具有松弛部。

2.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，

所述松弛部具有沿着松弛形成销的外周的形状，所述松弛形成销进退自如地***到所述凹部。

3.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，

所述线圈线从所述端子销缠绕至所述端子台。

4.根据权利要求2所述的线圈组件，其中，

所述线圈线从所述端子销缠绕至所述端子台。

5.一种步进马达，其中，具备：

定子；和

转子，旋转自如地支承于所述定子的内周侧，

所述定子具备以夹持权利要求1所述的线圈组件的方式安装的外磁轭和内磁轭。

6.一种步进马达，其中，具备：

定子；和

转子，旋转自如地支承于所述定子的内周侧，

所述定子具备以夹持权利要求2所述的线圈组件的方式安装的外磁轭和内磁轭。

7.一种步进马达，其中，具备：

定子；和

转子，旋转自如地支承于所述定子的内周侧，

所述定子具备以夹持权利要求3所述的线圈组件的方式安装的外磁轭和内磁轭。

8.一种步进马达，其中，具备：

定子；和

转子，旋转自如地支承于所述定子的内周侧，

所述定子具备以夹持权利要求4所述的线圈组件的方式安装的外磁轭和内磁轭。

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