阅读说明：本技术 步进马达 (stepping motor ) 是由 牧野胜彦 村井真司 于 2019-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种步进马达。该步进马达抑制向线圈通电时的由辅助磁性构件导致的异响的产生。步进马达包括在具备磁轭(24)的线圈架(20)卷绕安装线圈(22)而成的定子(12)。在定子(12)形成有具有比线圈(22)的外径大的外径的各凸缘部(32、33、34)。由磁性体的板材形成为C字筒状而成的定子板(16)利用弹性压入于各凸缘部(32、33、34)。在定子板(16)的自由状态中,在定子板(16)的隔着开口部(48)彼此相对的两侧端部(16b)形成有突出部(50),该突出部(50)比将定子板(16)的板主体部(16a)的内周面延长到开口部(48)而成的假想内周面向径向内侧突出。(The invention provides a stepping motor. The stepping motor suppresses generation of abnormal noise caused by the auxiliary magnetic member when the coil is energized. A stepping motor is provided with a stator (12) in which a coil (22) is wound around a bobbin (20) having a yoke (24). The stator (12) is formed with flange sections (32, 33, 34) having an outer diameter larger than the outer diameter of the coil (22). A stator plate (16) formed in a C-shaped cylinder from a magnetic plate is elastically pressed into each flange portion (32, 33, 34). In a free state of the stator plate (16), protruding portions (50) are formed on both side end portions (16b) of the stator plate (16) facing each other across an opening (48), and the protruding portions (50) protrude radially inward from an imaginary inner peripheral surface formed by extending an inner peripheral surface of a plate body portion (16a) of the stator plate (16) to the opening (48).)

步进马达

技术领域

本发明涉及一种步进马达。

背景技术

在步进马达中，存在一种爪极式步进马达，该爪极式步进马达包括：定子，其是在具备磁轭的线圈架卷绕安装线圈而成的；以及转子，其是在以能够旋转的方式支承于定子的转子轴设置交替磁化有N极和S极的磁体而成的(例如，参照专利文献1)。在定子形成有圆环状的凸缘部，该凸缘部具有比线圈的外径大的外径。在定子的凸缘部嵌合有由磁性体构成的作为筒状件的辅助磁性构件。

专利文献1：日本特开2004－312821号公报

发明内容

发明要解决的问题

在辅助磁性构件中，存在一种由磁性体的板材形成为C字筒状并利用弹性压入于定子的凸缘部的辅助磁性构件。根据这样的辅助磁性构件，存在有在辅助磁性构件的隔着开口部彼此相对的两侧端部与定子的凸缘部之间产生由制造公差等导致的间隙的情况。在该情况下，在接通相对于线圈的通电时产生的电磁吸引力的作用下，辅助磁性构件的两侧端部与定子抵接，在断开该通电时，两侧端部利用弹性恢复自定子的凸缘部分开。因而，在重复相对于线圈的通电的接通和断开时，每次两侧端部都会进行微小振动，从而产生咔嗒咔嗒声那样的异响。

本发明要解决的课题在于提供一种能够抑制向线圈通电时的由辅助磁性构件导致的异响的产生的步进马达。

用于解决问题的方案

所述的课题能够利用本发明的步进马达来解决。

第1发明为一种步进马达，其包括：定子，其是在具备磁轭的线圈架卷绕安装线圈而成的；以及转子，其是在以能够旋转的方式支承于所述定子的转子轴设置交替磁化有N极和S极的磁体而成的，其中，在所述定子形成有圆环状的凸缘部，该凸缘部具有比所述线圈的外径大的外径，由磁性体的板材形成为C字筒状的辅助磁性构件利用弹性压入于所述定子的凸缘部，在所述辅助磁性构件的自由状态中，在该辅助磁性构件的隔着开口部彼此相对的两侧端部中的至少一个侧端部的至少一部分形成有突出部，该突出部比将该辅助磁性构件的主体部的内周面延长到所述开口部而成的假想内周面向径向内侧突出。

根据第1发明，在辅助磁性构件向定子的凸缘部压入的状态中，辅助磁性构件的突出部与定子的凸缘部弹性地抵接。由此，能够抑制向线圈通电时的由辅助磁性构件导致的异响的产生。

第2发明为基于第1发明的步进马达，其中，所述突出部是通过将所述辅助磁性构件的侧端部沿着在轴向上延伸的直线状的弯折线向径向内侧弯折而形成的。

根据第2发明，通过将辅助磁性构件的侧端部沿着弯折线向径向内侧弯折，能够容易地形成突出部。

第3发明为基于第2发明的步进马达，其中，在所述突出部的内侧面与周向上的端面之间的外角部形成有倒角部。

根据第3发明，能够抑制突出部相对于定子的凸缘部的边缘接触。

第4发明为一种步进马达，其包括：定子，其是在具备磁轭的线圈架卷绕安装线圈而成的；以及转子，其是在以能够旋转的方式支承于所述定子的转子轴设置交替磁化有N极和S极的磁体而成的，其中，在所述定子形成有圆环状的凸缘部，该凸缘部具有比所述线圈的外径大的外径，由磁性体的板材形成为C字筒状的辅助磁性构件利用弹性压入于所述定子的凸缘部，在所述辅助磁性构件的隔着开口部彼此相对的两侧端部中的至少一个侧端部与所述定子的凸缘部之间的至少一部分夹入有介入构件。

根据第4发明，利用夹在辅助磁性构件的隔着开口部彼此相对的两侧端部中的至少一个侧端部与定子的凸缘部之间的介入构件，能够抑制向线圈通电时的由辅助磁性构件导致的异响的产生。

第5发明为基于第4发明的步进马达，所述介入构件为填充材料。

根据第5发明，能够容易地在辅助磁性构件的隔着开口部彼此相对的两侧端部中的至少一个侧端部与定子的凸缘部之间填充填充材料。

发明的效果

根据本发明的步进马达，能够抑制向线圈通电时的由辅助磁性构件导致的异响的产生。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的步进马达的剖视图。

图2是表示定子组件的立体图。

图3是表示定子组件的俯视图。

图4是将定子组件分解来表示的立体图。

图5是表示定子板与定子的凸缘部之间的关系的示意图。

图6是以自由状态表示定子板的俯视图。

图7是表示图6的VII部的放大图。

图8是表示实施方式2所涉及的定子板与定子的凸缘部之间的关系的示意图。

图9是表示实施方式3所涉及的定子板的侧端部的俯视图。

附图标记说明

10、步进马达；12、定子；14、转子；16、定子板(辅助磁性构件)；16a、板主体部(主体部)；16b、侧端部；16F、假想内周面；20、线圈架；22、线圈；24、磁轭；32、上层的凸缘部；33、中层的凸缘部；34、下层的凸缘部；35、转子轴；36、磁体；48、开口部；50、突出部；50a、内侧面；50b、端面；52、填充材料(介入构件)；54、倒角部；L、弯折线。

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的方式进行说明。

[实施方式1]

本实施方式中，例示作为流量控制阀的致动器使用的步进马达。图1是表示步进马达的剖视图。为了方便说明，以图1为基准确定上下左右的方位，但并不用于指定步进马达的配置方向。

如图1所示，步进马达10包括定子12、转子14以及罩15。在定子12嵌合有C字筒状的定子板16。由定子12和定子板16构成定子组件18。图2是表示定子组件的立体图，图3是表示定子组件的俯视图，图4是将定子组件分解来表示的立体图。此外，定子板16后述进行说明。

(定子12)

如图1所示，定子12包括线圈架20和线圈22(参照图4)。线圈架20为树脂制，通过4个磁轭24和4个端子25利用嵌入成形一体化而成。线圈架20的树脂部具有线圈架主体部26、上侧支承部27以及下侧支承部28。线圈架主体部26具有大致圆筒状的筒部30和自筒部30向径向外侧突出的上中下共计3个圆环状的凸缘部32、33、34。

如图4所示，在上层的凸缘部32形成有向径向外侧突出的圆弧状的引导突起32a。在上层的凸缘部32的上表面和引导突起32a的外侧面以平行状形成有多个(例如2个)用于对线圈22的线圈绕线进行引导的引导槽32b。在上层的凸缘部32的上端部形成有向径向外侧突出的一对止挡件32c。止挡件32c配置于在引导突起32a的周向两侧与引导突起32a隔开预定的间隔相邻的位置。

在中层的凸缘部33形成有向径向外侧突出的圆弧状的引导突起33a。在引导突起33a的外侧面以平行状形成有多个(例如2个)在上下方向上对线圈22的线圈绕线进行引导的引导槽33b。在下层的凸缘部34形成有向径向外侧突出的圆弧状的引导突起34a。引导突起32a、33a、34a俯视呈大致相同的外形。

如图1所示，上侧支承部27在筒部30上形成为封闭该筒部30的中空部的上端开口部的带台阶的圆柱状。在上侧支承部27的下表面的中央部形成有轴承凹部27a。另外，下侧支承部28在线圈架主体部26的下端部形成为圆环状。下侧支承部28具有比定子板16的外径大的外径。在下侧支承部28的下端部形成有向径向外侧鼓出的安装凸缘部28a。在下侧支承部28的下表面的内周部形成有向轴向(图1中的下方)突出的圆筒状的套筒部28b。

磁轭24为铁板等金属板制，利用冲压成形形成。磁轭24具有大致呈圆环板状的基板部24a和自基板部24a的内周部以大致直角弯折而成的大致锥形状的多个(例如，6个)磁极齿24b。在基板部24a的外周部沿着周向间歇性地形成有向径向内侧凹陷的多个凹部24c(参照图4)。

磁轭24两个为一组地以磁极齿24b相互啮合的方式配置。两组磁轭24以上下层叠状且以同心状配置。位于最上层的磁轭24的基板部24a埋设于上层的凸缘部32。另外，位于最下层的磁轭24的基板部24a埋设于下层的凸缘部34。另外，相邻且位于中层的两个磁轭24的基板部24a埋设于中层的凸缘部33。磁轭24的基板部24a的外周部以及多个凹部24c中的一部分凹部24c自各凸缘部32、33、34的除引导突起32a、33a、34a以外的部分暴露(参照图4)。

各凸缘部32、33、34的除引导突起32a、33a、34a以外的凸缘部分基本上以相同的外径(称作“凸缘外径”)形成为正圆形状且形成为同心状。各凸缘部32、33、34具有比线圈22的外径大的凸缘外径。

端子25为铁板等金属板制，且利用冲压成形形成。端子25的基端部(图1中的下端部)埋设于上侧支承部27。端子25具有自上侧支承部27的上层圆柱部的上表面向上方突出的销部25a和在线圈架主体部26上暴露的线圈连接部25b(参照图4)。端子25将以左右平行状配置的两个端子25设为一组而配置成前后对称状。销部25a在俯视时沿着周向以等间隔配置于上侧支承部27的上层圆柱部(参照图3)。

线圈22在线圈架主体部26的上下相邻的凸缘部32、33以及凸缘部33、34相互之间卷绕安装于筒部30。虽未图示，线圈22的线圈绕线挂装于上层的凸缘部32的引导槽32b以及中层的凸缘部33的引导槽33b。另外，线圈绕线的终端部连接于各端子25的线圈连接部25b。

(转子14)

如图1所示，转子14包括转子轴35和磁体36。转子轴35为金属制，例如为不锈钢制，具有形成于一端部(上端部)的小径轴部35a和形成于另一端部(下端部)的螺纹轴部35b。磁体36以同心状安装于转子轴35的上端部附近。磁体36交替地磁化有与定子12的4个磁轭24的各磁极齿24b相对应的数量的N极、S极。

保持器40借助轴承38以能够相对旋转的方式安装于转子轴35的中央部。轴承38为滚珠轴承。保持器40为树脂制，具有构成内外双层圆筒状的内筒部40b和外筒部40a。轴承38利用卡扣装配安装于外筒部40a的上端部内。

转子14配置于定子12内。转子轴35的小径轴部35a以能够旋转的方式支承于定子12的轴承凹部27a。另外，保持器40的外筒部40a自定子12的下侧支承部28的下方压入于定子12的下侧支承部28内。由此，转子14以能够旋转的方式支承于定子12内。

在转子轴35的螺纹轴部35b安装有阀体46。阀体46为树脂制，包括圆筒状的连结筒部46a。连结筒部46a与螺纹轴部35b螺纹接合。另外，连结筒部46a以在保持器40的内筒部40b内能够沿着轴向(图1中的上下方向)移动且在绕轴线的方向上被止转的状态嵌合于保持器40的内筒部40b内。此外，阀体46相当于本说明书中所说的“从动构件”。

(罩15)

罩15为树脂制，形成为倒置杯状。在罩15的上壁部15a形成有筒状的连接器部42。在罩15内收容有定子组件18。定子12的上侧支承部27的上层圆柱部与形成于罩15的上壁部15a的嵌合孔15b嵌合。在罩15与上侧支承部27的上层圆柱部之间夹入有O形密封圈43。另外，在罩15的开口端部内嵌合有定子12的下侧支承部28。在罩15与下侧支承部28之间夹入有O形密封圈44。另外，在罩15的开口端面抵接有定子12的安装凸缘部28a。

(步进马达10的动作)

步进马达10设于未图示的流路形成构件。另外，在连接器部42连接有与驱动控制步进马达10的控制装置相连的外部连接器。因而，利用控制装置驱动控制步进马达10。相伴于此，通过转子轴35正反旋转，从而使阀体46沿着轴向进退移动。阀体46对在流路形成构件的流路的中途形成的阀孔进行开闭。

(定子板16)

图5是表示定子板与定子的凸缘部之间的关系的示意图，图6是以自由状态表示定子板的俯视图，图7是表示图6的VII部的放大图。如图5所示，定子12的各凸缘部32、33、34具有预定的凸缘外径Db。

如图6所示，定子板16通过利用由冲压成形进行的弯曲加工等将磁性体的板材卷曲从而形成为C字筒状。在定子板16形成有沿着轴向以直线状延伸的开口部48。定子板16具有构成其主体的板主体部16a和隔着开口部48彼此相对的两侧端部16b。在定子板16的自由状态下，板主体部16a形成为大致正圆形状。板主体部16a具有内径Ds。内径Ds设定为略小于定子12的各凸缘部32、33、34的凸缘外径Db(参照图5)的值。此外，定子板16相当于本说明书中所说的“辅助磁性构件”。另外，板主体部16a相当于本说明书中所说的“主体部”。

定子板16的两侧端部16b利用由冲压成形进行的弯曲加工沿着在轴向上延伸的直线状的弯折线L向径向内侧倾斜地弯折。如图7所示，侧端部16b的顶端部设为比将定子板16的板主体部16a的内周面延长到开口部48而成的假想内周面16F向径向内侧突出的突出部50。突出部50沿着定子板16的轴向以直线状延伸。

(定子板16的相对于定子12的安装)

从图4所示的状态开始，利用定子板16的弹性将定子板16压入于定子12的各凸缘部32、33、34(参照图2)。此时，定子板16的开口部48与各凸缘部32、33、34的引导突起32a、33a、34a嵌合。

在定子板16向定子12的各凸缘部32、33、34压入的状态中，两突出部50与各凸缘部32、33、34的外周面弹性地抵接(参照图5)。此时，在定子12的各凸缘部32、33、34与定子板16的弯折部分(沿着弯折线L的部分)之间形成有间隙C。另外，利用引导突起32a、33a、34a将定子板16在周向上定位。另外，定子板16的下端面与定子12的下侧支承部28的上表面抵接，另一方面，两突出部50的上端面与上层的凸缘部32的一对止挡件32c的下表面抵接或接近。由此，将定子板16在轴向(上下方向)上定位。

(实施方式1的优点)

根据所述的步进马达10，在定子板16向定子12的各凸缘部32、33、34压入的状态中，定子板16的两突出部50与定子12的各凸缘部32、33、34弹性地抵接。由此，能够抑制向线圈22通电时的由定子板16导致的异响的产生。另外，即使在定子12的各凸缘部32、33、34与定子板16之间存在稍许的尺寸误差也不会产生妨碍，因此，能够使各凸缘部32、33、34和定子板16的尺寸管理简单化。

另外，通过将定子板16的侧端部16b沿着弯折线L向径向内侧倾斜地弯折，能够容易地形成突出部50。

另外，将侧端部16b的弯曲量、即突出部50相对于定子板16的板主体部16a的假想内周面16F的突出量的最小值设为A。另外，将定子板16所嵌合的定子12的各凸缘部32、33、34的凸缘外径Db的偏差量的最大值设为B。将此时的最小值A和最大值B设定为满足如下的关系。

A≥B

由此，能够降低在定子12的各凸缘部32、33、34与定子板16之间形成的间隙C(参照图5)。因而，能够抑制由间隙C导致的马达推力的降低。

[实施方式2]

本实施方式是对实施方式1(参照图1)施加变更而成的，因此，对该变更部分进行说明，并省略重复的说明。图8是表示定子板与定子的凸缘部之间的关系的示意图。如图8所示，在本实施方式中，定子板16的两侧端部16b未弯折。在定子板16的自由状态中，两侧端部16b以与板主体部16a相同的内径形成。因此，在定子板16向定子12的各凸缘部32、33、34压入的状态中，存在有在定子板16的两侧端部16b与定子12的各凸缘部32、33、34之间产生由制造公差等导致的间隙S的情况。

在定子板16的两侧端部16b与定子12的各凸缘部32、33、34之间的间隙S填充有填充材料52。作为填充材料52，可使用粘接材料、固化型填充材料等。另外，填充材料52全面或局部地填充于侧端部16b与定子12的各凸缘部32、33、34之间。此外，填充材料52相当于本说明书中所说的“介入构件”。

根据本实施方式，利用夹在定子板16的两侧端部16b与定子12之间的填充材料52，能够抑制向线圈22通电时的由定子板16导致的异响的产生。另外，即使在定子12的各凸缘部32、33、34与定子板16之间存在稍许的尺寸误差也不会产生妨碍，因此，能够使各凸缘部32、33、34和定子板16的尺寸管理简单化。

另外，能够容易地在定子板16的两侧端部16b与定子12的各凸缘部32、33、34之间的间隙S填充填充材料52。

[实施方式3]

本实施方式是对实施方式1(参照图1)的定子板16的侧端部16b施加变更而成的，因此对该变更部分进行说明，并省略重复的说明。图9是表示定子板的侧端部的俯视图。如图9所示，在本实施方式中，在定子板16的两侧端部16b(图9中仅示出一个侧端部)的突出部50的内侧面50a与周向上的端面50b之间的外角部形成有由R倒角产生的倒角部54。倒角部54利用冲压成形形成。

根据本实施方式，能够抑制定子板16的两侧端部16b的突出部50相对于定子12的各凸缘部32、33、34的外周面的边缘接触。

[其他的实施方式]

本发明并不限定于所述的实施方式，能够在不偏离本发明的范围内进行变更。例如，本发明的步进马达10并不限定于流量控制阀，能够作为各种装置的驱动源进行应用。即，作为与转子轴35连结的从动构件，并不限定于阀体46，也可以使用其他的进退移动的轴移动构件，还可以使用与转子轴35一体连结的齿轮、臂、凸轮等旋转构件。

另外，突出部50可以形成于定子板16的两侧端部16b中的至少一个侧端部16b。另外，突出部50可以形成于侧端部16b的全长中的一部分，例如与定子12的各凸缘部32、33、34中的至少一个凸缘部相对应的部分。另外，突出部50还可以通过在侧端部16b安装其他构件而形成。

另外，填充材料52可以填充于定子板16的两侧端部16b中的至少一个侧端部16b与定子12的各凸缘部32、33、34中的至少一个凸缘部之间。另外，作为介入构件，可以使用橡胶、海绵等弹性构件，也可以使用金属片、树脂片等刚性较高的非弹性构件。另外，作为介入构件的非弹性构件可以利用粘接等安装于定子板16的侧端部16b。另外，倒角部54还可以代替R倒角而利用C倒角形成。另外，倒角部54可以通过利用冲压成形对侧端部16b的端缘进行弯折加工而构成。