專利名稱：步進電機及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及步進電機及其制造方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的小型步進電機如圖5所示，大致由轉子2、與該轉子2對向的定子6A、圓環(huán)狀的線圈骨架10以及卷繞在線圈骨架10主體部的線圈繞組3構成。線圈骨架10由構成定子6A的內定子鐵心7A插入成形，在其外面包覆著外定子鐵心8A。又，線圈骨架10與保持多個端子銷9的端子部11一體形成。
插入成形時，在線圈骨架10主體部的極齒70A的周圍由樹脂部分形成線圈卷繞部12，卷繞于線圈卷繞部12的線圈繞組3的端末30被卷裝在端子銷9上。
在制造這種結構的步進電機1A的定子6A時，以往是如圖6所示，先分別預先形成內定子鐵心7A和端子銷9，在步驟ST51中，將其一起插入成形制成線圈骨架10，然后在步驟ST52中，將線圈繞組3卷繞在線圈骨架10上之后，將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷9上。
也可以分別先形成內定子鐵心7A和端子銷9，在步驟ST61中，將內定子鐵心7A插入成形制成線圈骨架10，然后在步驟ST62中，將端子銷9壓入線圈骨架10，再在步驟ST52中卷繞線圈繞組3之后，將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷9上。
如圖7所示，有時也可以分別先形成將端子銷9壓入或一體成形的線圈骨架10和內定子鐵心7A，在步驟ST71中，將線圈繞組3卷繞在線圈骨架10上，同時將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷9上，然后在步驟ST72中，將內定子鐵心7A安裝在線圈骨架10中。
然而，在采用傳統(tǒng)的將端子銷9插入成形或壓入的方法時，都必須將端子銷9的根基以所定尺寸以上埋入樹脂中，以確保端子銷9的強度，故存在著端子部11徑向凸出且使該部分變厚、不能實現(xiàn)步進電機1A小型化的問題。
又由于將插入成形時形成的部分厚的樹脂部分作為線圈卷繞部12，在其上面卷繞線圈繞組3，因此，還存在著樹脂部分的厚度妨礙步進電機1A小型化的問題。即，若此時插入成形、即使減薄樹脂部分也難以達到0.1mm以下。
為此，曾有過對形成有絕緣層的鐵板進行沖壓加工形成定子鐵心、直接將線圈繞組卷繞在極齒周圍的步進電機的提案。還有過在定子鐵心上形成有導電圖形、將線圈繞組的端末錫焊在該部位的提案(例如參照日本專利實開昭62-132679號公報(
圖1))。
然而，在該公報中公開的步進電機中，一旦將線圈繞組的端末錫焊在定子鐵心的導電圖形上，其問題是容易引起線圈繞組斷線，并降低作業(yè)效率。特別是在線圈繞組的線徑細時，這種問題尤為明顯。又，在對預先形成有絕緣層的鐵板進行沖壓加工的定子鐵心中，因金屬露出于極齒的側端面，故即使將自融合線用于線圈繞組，也容易發(fā)生線圈繞組通過定子鐵心短路的問題。
也曾考慮過預先采用與線圈骨架分體式構件形成具有端子銷的端子臺、將線圈繞組的端末卷裝在該端子銷上的方法，但在這種結構中，即使將電機小型化，因必須追加端子臺，故失去電機小型化的意義。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種即使省略線圈繞組也不會發(fā)生線圈繞組斷線和短路等不良現(xiàn)象的步進電機及其制造方法。
本發(fā)明的目的還在于提供一種在將線圈繞組的局部卷裝在端子銷上時該卷繞部分不會從端子銷的前端側脫出的步進電機及其制造方法。
發(fā)明內容
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的步進電機包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；卷繞在該極齒周圍的線圈繞組；以及卷裝有該線圈繞組端末的端子銷，其特征在于，所述端子銷在所述定子鐵心的外周緣作為從該定子鐵心一體延長的端子銷部而形成，所述定子鐵心由絕緣層至少將所述端子銷部的整個表面包覆。
本發(fā)明由于是將端子銷部與定子鐵心一體形成，故可省略掉保持端子銷用的線圈骨架。由此可實現(xiàn)步進電機的小型化。又，端子銷部的表面由絕緣層包覆，不會通過端子銷部發(fā)生短路。并由于端子銷部與定子鐵心一體形成，故端子銷部處于牢固保持的狀態(tài)。由于將線圈繞組的端末卷裝在端子銷部，因此，與將線圈繞組的端末錫焊在定子鐵心的電極圖形上的場合不同，不會發(fā)生線圈繞組切斷的問題，并可高效率進行線圈繞組的端末處理。
在這種結構的步進電機的制造方法中，其特征在于，包括在所述定子鐵心的外端緣將所述端子銷部與該定子鐵心一體形成的定子鐵心形成工序；由絕緣層將所述定子鐵心的至少所述端子銷部的整個表面包覆的所述包覆工序；以及在所述極齒周圍卷繞所述線圈繞組狀態(tài)的同時、將該線圈繞組的端末卷裝在所述端子銷部上的線圈安裝工序。
在本發(fā)明中，由于在定子鐵心的外端緣將端子銷部與定子鐵心一體形成，然后形成絕緣層，因此，與將形成有絕緣層的磁性板通過沖壓加工進行沖壓的場合不同，可用絕緣層將端子銷部的整個表面包覆。又由于將端子銷部與定子鐵心一體形成，然后形成絕緣層，即使因沖壓加工而發(fā)生了毛邊，毛邊也被絕緣層所包覆。由此，線圈繞組不會通過端子銷短路。
在本發(fā)明中，所述定子鐵心最好是所述極齒的至少外側表面也由絕緣層包覆，并在所述極齒周圍直接將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上。即，在本發(fā)明的步進電機的制造方法中，所述包覆工序中最好是所述定子鐵心的所述極齒的至少外側表面也由絕緣層包覆，在所述線圈安裝工序中，在所述極齒周圍直接將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上。采用這種結構，因省略了卷繞線圈繞組用的線圈骨架，故可使步進電機小型化。又由于在極齒周圍直接卷繞線圈繞組，故線圈繞組與極齒之間不存在部分厚的樹脂部分，可提高磁性效率。并且，由于在與線圈繞組有接觸可能性的極齒的外側表面形成有絕緣層，因此，線圈繞組不會通過極齒而短路。
本發(fā)明的另一形態(tài)的步進電機包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；以及卷繞在該極齒周圍的線圈繞組，其特征在于，所述定子鐵心由絕緣層至少將所述極齒的整個表面包覆，并且，在所述極齒周圍直接將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上。
本發(fā)明因省略了卷繞線圈繞組用的線圈骨架，故可使步進電機小型化。又由于在極齒周圍直接卷繞線圈繞組，故線圈繞組與極齒之間不存在部分厚的樹脂部分，可提高磁性效率。并且，由于在與線圈繞組有接觸可能性的極齒的外側表面，形成有絕緣層，因此，線圈繞組不會通過極齒而短路。
在這種結構的步進電機的制造方法中，其特征在于，包括形成所述定子鐵心的定子鐵心形成工序；由絕緣層將所述定子鐵心的至少所述極齒的整個表面包覆的包覆工序；以及在所述極齒周圍形成將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上的線圈安裝工序。采用這種結構，由于在形成定子鐵心后再形成絕緣層，即使因沖壓加工而發(fā)生了毛邊，毛邊也被絕緣層所包覆。由此，線圈繞組不會通過極齒而短路。
在本發(fā)明中，也可由所述絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。即，在本發(fā)明的步進電機的制造方法中，所述包覆工序也可由所述絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。
在本發(fā)明中，所述包覆工序最好是通過涂裝形成所述絕緣層。采用這種方法，可高效率地在定子鐵心上形成所述絕緣層。
在本發(fā)明中，作為卷裝有所述線圈繞組端末的端子銷最好是具有前端側比基端側粗的端子銷部。又，在所述定子鐵心形成工序中，作為卷裝有所述線圈繞組端末的端子銷最好是將前端側比基端側粗的端子銷部與所述定子鐵心一體形成。采用這種結構，在將線圈繞組的局部卷裝在端子銷部時，其優(yōu)點是該卷繞部分不會從端子銷部的前端側脫出。
綜上所述，采用本發(fā)明，由于將端子銷與定子鐵心一體形成，因此，不必為了保持端子銷部而預先設置與線圈骨架一體的部分厚的樹脂部分。由此可實現(xiàn)步進電機的小型化。又，因端子銷部的表面由絕緣層包覆，故不會通過端子銷部發(fā)生短路。并且，端子銷與定子鐵心一體形成，端子銷部處于牢固保持的狀態(tài)。由于將線圈繞組的端末卷裝在端子銷部上，故與將線圈繞組的端末錫焊在定子鐵心的電極圖形上的場合不同，不會發(fā)生線圈繞組切斷的問題，并可高效率進行線圈繞組的端末處理。
附圖的簡單說明圖1為適用本發(fā)明的PM型步進電機要部的剖面圖。
圖2為表示圖1所示的步進電機的制造方法中定子的制造工序的說明圖。
圖3為表示圖1所示的步進電機的另一制造方法中定子制造工序的說明圖。
圖4(A)～(D)分別為表示適用本發(fā)明的PM型步進電機的端子銷的改良例的平面圖。
圖5為適用傳統(tǒng)的步進電機要部的剖面圖。
圖6為表示傳統(tǒng)的步進電機的制造方法中定子制造工序的說明圖。
圖7為表示傳統(tǒng)的另一種步進電機的另一制造方法中定子制造工序的說明圖。
具體實施例方式
(步進電機的構造)圖1為適用本發(fā)明的PM型步進電機要部的剖面圖。
圖1中，本例的步進電機1具有轉子2、相鄰配置于該轉子2周圍的一對定子6、以及表面形成有薄的自己融合層的線圈繞組3，定子6的上端面和下端面由側板4覆蓋。在側板4上安裝著支持轉子2的回轉軸20的軸承5。
一對定子6分別具有將多個極齒70立起于內周緣的圓環(huán)狀內定子鐵心7和相對該內定子鐵心7、重疊于軸線方向的圓環(huán)狀外定子鐵心8。從外定子鐵心8的內周緣朝向內定子鐵心7的極齒之間立起有極齒(未圖示)，內定子鐵心7的極齒和外定子鐵心8的極齒分別與轉子2的磁鐵21對向。
本例中，在內定子鐵心7外周緣，與該內定子鐵心7一體的2個端子銷部71沿周向有間距的位置上從內定子鐵心7延伸，將線圈繞組3的端末30卷裝在各端子銷部71上。又，將線圈繞組3在內定子鐵心7上直接卷繞在極齒周圍，不使用線圈骨架。
在本例中，內定子鐵心7和外定子鐵心8的整個表面通過涂裝由絕緣層(未圖示)包覆。
由此，極齒70在接觸線圈繞組3的外側表面、有可能接觸線圈繞組3的側端面、以及不可能接觸線圈繞組3的內側表面的分別部分，都是由絕緣層將整個表面包覆。這樣，雖然直接將線圈繞組卷繞在極齒70的周圍，但線圈繞組3不會通過極齒70短路。
線圈繞組3處于在端子銷部71上端末30相互間錫焊的狀態(tài)，該部分的自融合層雖然已被除去，但因端子銷部71的整個表面由絕緣層包覆，故線圈繞組3的端末30不會通過端子銷部71短路。
(步進電機1的制造方法)圖2為表示圖1所示的步進電機的制造方法中定子6的制造工序的說明圖。
在形成本例的步進電機1的定子6時，如圖2所示，首先對鐵板等進行沖壓加工等，預先形成內定子鐵心7(定子鐵心形成工序)。與此同時，在周向分開的位置上形成2個從內定子鐵心7向外側凸出的端子銷部71。
其次，在步驟ST11中對整個內定子鐵心7進行涂裝，在包括端子銷部71和極齒70在內的內定子鐵心7的整個表面形成絕緣層(絕緣層形成工序)。
接著，在步驟ST12中，在內定子鐵心7的極齒70的周圍將線圈繞組3卷繞在絕緣層上，同時將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷部71上，對該端末30進行錫焊(線圈安裝工序)。
然后，將外定子鐵心8在與內定子鐵心7之間重疊成將線圈繞組3夾在其間，制成定子6。另外，對外定子鐵心8也進行涂裝，在其整個表面上預先形成絕緣層。
(步進電機1的另一制造方法)圖3為表示圖1所示的步進電機1的另一制造方法中定子5的制造工序的說明圖。
在形成本例的步進電機1的定子6時，如圖3所示，首先對鐵板等進行沖壓加工等，預先形成內定子鐵心7(定子鐵心形成工序)。與此同時，在周向有間距的位置上形成2個從內定子鐵心7向外側凸出的端子銷部71。
其次，在步驟ST21中對整個內定子鐵心7進行涂裝，在包括端子銷部71和極齒70在內的內定子鐵心7的整個表面形成絕緣層(絕緣層形成工序)。
另一種方法是在步驟ST22中先卷裝成線圈繞組3，再將其安裝在內定子鐵心7的極齒70周圍，接著，將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷部71上后進行端末30的錫焊(線圈安裝工序)。
然后，在步驟ST23中，將外定子鐵心8在與定子6的鐵心之間重疊成將線圈繞組3夾在其間，制成定子6(組裝工序)。另外，對外定子鐵心8也進行涂裝，在其整個表面上預先形成絕緣層。
(本例的效果)這樣，在本例中，由于將端子銷部71與內定子鐵心7一體形成，因此可以省略掉保持端子銷部71用的線圈骨架。由此可實現(xiàn)步進電機1的小型化。又，端子銷部71的表面由絕緣層包覆，線圈繞組3的端末30不會通過端子銷部71發(fā)生短路。并且，因端子銷部71與內定子鐵心7一體形成，故端子銷部71處于牢固保持的狀態(tài)。由于將線圈繞組3的端末30卷裝在端子銷部71上，故與將線圈繞組3的端末30錫焊在內定子鐵心定子的電極圖形上的場合不同，不會發(fā)生線圈繞組3切斷的問題，并可高效率進行線圈繞組3的端末處理。
又，由于在內定子鐵心7的外端緣將端子銷部71與內定子鐵心7一體形成，然后形成絕緣層，因此，與將預先形成有絕緣層的鐵板通過沖壓加工進行沖壓的場合不同，可用絕緣層將端子銷部71的整個表面包覆。由此，線圈繞組3的端末30不會通過端子銷部71短路。
并且，雖然采用了在極齒70周圍直接卷繞線圈繞組3的構造，但由于在與線圈繞組3接觸的極齒70的外側表面及側端面形成有絕緣層，因此，線圈繞組3也不會通過極齒70而短路。又由于省略了卷繞線圈繞組3用的線圈骨架。線圈繞組3與極齒70之間不存在部分厚的樹脂部分，可提高磁性效率。
由于形成內定子鐵心7后再形成絕緣層，即使因沖壓加工而發(fā)生了毛邊，毛邊也被絕緣層所包覆。為此，最好是預先將由沖壓加工發(fā)生的毛邊設定為所定尺寸以下、或者在考慮該毛邊的情況下設定絕緣層的厚度。這樣，線圈繞組不會通過極齒70和端子銷部71短路。
如圖2和圖3所示，在上述的任何形態(tài)中，端子銷部71都是直方棒形狀，從基端側至前端側的粗細相等，但最好是如圖4(A)～(D)所示采用前端側712比基端側711粗的端子銷部71。采用這種結構，在將線圈骨架的端末卷裝在端子銷部71上時可防止線圈繞組的端末從端子銷部71的前端側712脫出。
在此，作為前端側712比基端側711粗的端子銷部71，如圖4(A)所示，可采用側面中的一方從基端側71 1向前端側712傾斜的形狀，如圖4(B)所示，可采用兩側面的雙方從基端側711向前端側712傾斜的形狀，如圖4(C)所示，可采用前端側712半圓狀伸出的形狀，如圖4(D)所示，可采用前端側712的兩側圓狀伸出的形狀等，采用這樣的結構還可方便于沖壓加工。
上述的各例是屬于本發(fā)明適用的實施例，但并不限定于此例，而可在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內作各種變形實施。
權利要求
1.一種步進電機，包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；卷繞在該極齒周圍的線圈繞組；以及卷裝有該線圈繞組端末的端子銷，其特征在于，所述端子銷在所述定子鐵心的外周緣作為從該定子鐵心一體延長的端子銷部而形成，所述定子鐵心由絕緣層至少將所述端子銷部的整個表面包覆。
2.如權利要求1所述的步進電機，其特征在于，所述定子鐵心的所述極齒的至少外側表面也由絕緣層包覆，并直接將所述線圈繞組卷繞在所述極齒的該絕緣層上。
3.如權利要求2所述的步進電機，其特征在于，由所述絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。
4.如權利要求1所述的步進電機，其特征在于，與所述定子鐵心一體形成的端子銷部為前端側比基端側粗的形狀。
5.一種步進電機的制造方法，包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；以及卷繞在該極齒周圍的線圈繞組，其特征在于，所述定子鐵心由絕緣層至少將所述極齒的整個表面包覆，并且，在所述極齒周圍直接將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上。
6.如權利要求5所述的步進電機，其特征在于，由所述絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。
7.如權利要求5所述的步進電機，其特征在于，作為卷裝有所述線圈繞組端末的端子銷具有前端側比基端側粗的端子銷部。
8.一種步進電機的制造方法，包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；卷繞在該極齒周圍的線圈繞組；以及卷裝有該線圈繞組端末的端子銷，其特征在于，包括所述端子銷部與該定子鐵心在所述定子鐵心的外端緣一體形成的定子鐵心形成工序；由絕緣層將所述定子鐵心的至少所述端子銷部的整個表面包覆的所述包覆工序；以及在所述極齒周圍卷繞所述線圈繞組狀態(tài)的同時將該線圈繞組的端末卷裝在所述端子銷部上的線圈安裝工序。
9.如權利要求8所述的步進電機，其特征在于，在所述包覆工序中，所述定子鐵心的所述極齒的至少外側表面也由絕緣層包覆，在所述線圈安裝工序中直接將所述線圈繞組卷繞在所述極齒周圍的該絕緣層上。
10.如權利要求9所述的步進電機，其特征在于，在所述包覆工序中包括與所述定子鐵心的外端緣一體形成的端子銷部在內，由所述絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。
11.如權利要求8所述的步進電機，其特征在于，在所述包覆工序中通過涂裝形成所述絕緣層。
12.如權利要求8所述的步進電機，其特征在于，在所述定子鐵心形成工序中，作為卷裝有所述線圈繞組的端末的端子銷部，將前端側比基端側粗的端子銷部與所述定子鐵心一體形成。
13.一種步進電機的制造方法，包括多個極齒立起于內周緣的圓環(huán)狀定子鐵心；以及卷繞在該極齒周圍的線圈繞組，其特征在于，包括形成所述定子鐵心的定子鐵心形成工序；該定子鐵心形成工序之后、由絕緣層將所述定子鐵心的至少所述極齒的整個表面包覆的包覆工序；以及在所述極齒周圍形成直接將所述線圈繞組卷繞在所述絕緣層上的狀態(tài)的線圈安裝工序。
14.如權利要求13所述的步進電機，其特征在于，在所述包覆工序中，由絕緣層將所述定子鐵心的整個表面包覆。
15.如權利要求13所述的步進電機，其特征在于，在所述包覆工序中，通過涂裝形成所述絕緣層。
16.如權利要求13所述的步進電機，其特征在于，在所述定子鐵心形成工序中，作為卷裝有所述線圈繞組的端末的端子銷，將前端側比基端側粗的端子銷部與所述定子鐵心一體形成。
全文摘要
一種步進電機及其制造方法，步進電機(1)在內定子鐵心(7)的外周緣沿著周向有間距的位置上形成有與該內定子鐵心(7)一體狀的2個端子銷(71)，將線圈繞組(3)的端末(30)卷裝在各端子銷(71)上。又，在內定子鐵心(7)上直接將線圈繞組(3)卷繞在極齒周圍。內定子鐵心(7)和外定子鐵心(8)的整個表面通過涂裝由絕緣層包覆。故即使省略線圈繞組也不會發(fā)生線圈繞組斷線和短路等不良現(xiàn)象。
文檔編號H02K37/12GK1489265SQ0313313
公開日2004年4月14日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權日2002年7月25日
發(fā)明者真弓英二 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所