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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Schrittmotor
vom Klauenpoltyp und insbesondere auf eine Statorstruktur dieses
Motors.
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Beschreibung des Standes
der Technik:
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1 ist
eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Schrittmotors
vom Klauenpoltyp mit einer herkömmlichen
Statorstruktur.
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Gemäß 1 weist
der Schrittmotor vom Klauenpoltyp hauptsächlich eine Statoranordnung 9, die
aus einem Paar von Statorunteranordnungen 8, die Rücken an
Rücken
gegeneinander angeordnet sind, besteht, und einen Rotor 11,
der sich drehbar innerhalb der Statoranordnung 9 befindet,
auf.
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Eine
Frontplatte 10a und eine Rückenplatte 10b sind
an der Statoranordnung 9 befestigt. Eine Welle 12 ist
im Presssitz im Rotor 11 befestigt und ist drehbar durch
ein Lager 13a, das sich auf der Frontplatte 10a befindet,
und durch ein anderes Lager (nicht gezeigt), das sich auf der Rückenplatte 10b befindet,
gestützt.
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Die 2A und 2B zeigen
die Struktur jeder der Statorunteranordnungen 8, die die
herkömmliche
Statoranordnung 9 bilden, wobei 2A eine
auseinander gezogene Ansicht jeder der Statorunteranordnungen und 2B eine
zusammengesetzte Ansicht hiervon sind.
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Wie
in 2A gezeigt ist, weist die Statorunteranordnung 8 primär auf: ein äußeres Statorjoch 1 mit
mehreren Polzähnen 6a,
die ausgeschnitten und um 90 Grad entlang der Umfangsfläche des
mittleren Bereichs der kreisförmigen
Seitenwand eines durch Tiefziehen gebildeten tassenförmigen oder
zylindrischen Teils aus weichmagnetischem Stahlblech gebogen sind;
ein inneres Statorjoch 2 mit mehreren Polzähnen 6b,
die ausgeschnitten und um 90 Grad entlang der Umfangsfläche des
mittleren Bereichs eines im Wesentlichen kreisförmigen Teils aus weichmagnetischem
Stahlblech gebogen sind; eine Spule 3, die hergestellt
ist durch Wickeln eines Magnetdrahtes um einen Spulenkörper 4;
und eine Abdeckung 5, die die Spule 3 abdeckt.
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Die
Statorunteranordnung 8 ist wie in 2B gezeigt
durch Kombinieren des äußeren Statorjochs 1 mit
dem inneren Statorjoch 2 derart, dass ihre jeweiligen mehreren
Polzähne 6a und 6b ineinander greifen
mit einem Spalt zwischen diesen, und gegeneinander um einen elektrischen
Winkel von 180 Grad versetzt sind, Befestigen der Spule 3 und
der Abdeckung 5 und Ausfüllen des Spaltes zwischen den
jeweiligen mehreren Polzähnen 6a und 6b mit
Harz.
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Die
Statoranordnung 9 (siehe 1) ist gebildet
durch Zusammenkoppeln von zwei Statorunteranordnungen 8 Rücken an
Rücken
derart, dass die jeweiligen mehreren Polzähne 6a und 6b der
beiden Statorunteranordnungen 8 um einen elektrischen Winkel
von 90 Grad gegeneinander versetzt sind.
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Die
wie vorbeschrieben gebildete herkömmliche Statoranordnung 9 führt zu den
folgenden Problemen.
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Bei
dem Schrittmotor vom Klauenpoltyp mit der Statoranordnung 9 erstreckt
sich eine äußere Wand 7 des äußeren Statorjochs 1 entlang
des gesamten Umfangs. Demgemäß enthalten über den gesamten
Umfang der Statoranordnung 9 die externen Abmessungen die
Abmessung entsprechend dem Doppelten der Blechdicke des weichmagnetischen
Stahlblechs, das das Material der äußeren Wand 7 ist,
d.h., das Material des äußeren Statorjochs 1.
Dies behindert die Größenverringerung.
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Insbesondere
in dem Fall der Verwendung von Notebook-Computern, die eine verringerte Dicke erfordern,
ist die Höhe
streng begrenzt im Vergleich mit den anderen Abmessungen, während höhere Leistungen
gefordert sind. Dies bedeutet, dass selbst die Blechdicke des äußeren Statorjochs 1 ein schwerwiegendes
Hindernis bilden kann.
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Da
weiterhin der äußere Umfang
des tassenförmigen
oder zylindrischen äußeren Statorjochs durch
Tiefziehen gebildet ist, ist die Pressarbeit schwierig und der Pressstempel
ist kostenaufwendig, wodurch eine Erhöhung der Herstellungskosten
bewirkt wird.
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Das
UK-Patent Nr. 1 029 974 offenbart einen Stator für eine dynamoelektrische Synchronmaschine.
Der Sta tor enthält
eine mittlere Platte mit einer Anzahl von Polzähnen, die auf beiden Seiten
der mittleren Platte in entgegengesetzten Richtungen vorstehen.
Ebenfalls vorgesehen sind zwei Endplatten, die eine Anzahl von aus
ihnen herausgestanzten Polzähnen
haben. Die Polzähne
der Endplatten befinden sich zwischen den Polzähnen der jeweiligen Seite der
mittleren Platte, wenn die Endplatten an der mittleren Platte befestigt
sind.
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Die
Japanische Patentanmeldung Nr. 63-031461 offenbart einen Schrittmotor
mit einem inneren und einem äußeren Statorjoch,
die jeweils durch Stanzen einer Eisenplatte in eine U-Form gebildet
sind. Zähne 33 und 34 sind
an dem jeweiligen inneren Umfang der Platten ausgebildet und befinden
sich zwischen einander, wenn das innere und das äußere Joch kombiniert sind.
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Die
Japanische Patentanmeldung Nr. 11-089207 offenbart einen Schrittmotor
mit einem Stator, der aus zwei symmetrischen Blöcken zusammengesetzt ist und
ein inneres und ein äußeres Joch mit
daran ausgebildeten Polzähnen,
die zwischen einander angeordnet sind, wenn die Jochs kombiniert
sind, enthält.
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Die
Japanische Patentanmeldung Nr. 09-322516 offenbart einen Stator
mit einem inneren und einem äußeren Joch
mit daran ausgebildeten Polzähnen,
und die Polzähne
befinden sich zwischen einander, wenn die Joche in gegenseitigen
Eingriff gebracht sind.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden, im Stand
der Technik auftretenden Umstände
gemacht. Es ist daher eine Aufgage der vorliegenden Erfindung, einen
Schrittmotor vom Klauenpoltyp vorzusehen, der in der Lage ist, eine
Miniaturisierung und Verringerung der Herstellungskosten zu erzielen,
ohne die Motorleistung zu verschlechtern.
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Um
die obigen Aufgabe zu lösen,
ist gemäß einem
primären
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Statorstruktur eines Schrittmotors
vom Klauenpoltyp vorgesehen, aufweisend ein äußeres Statorjoch mit mehreren
Polzähnen;
ein inneres Statorjoch mit mehreren Polzähnen, die mit den mehreren Polzähnen des äußeren Statorjochs
mit einem Spalt zwischen diesen ineinandergreifen; eine Spule, die um
eine durch die Polzähne
definierte Umfangsperipherie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Abdeckung die Spule abdeckt; Die Polzähne an der Peripherie einer Öffnung ausgebildet
sind, die gebildet ist durch umfangmäßiges Ausschneiden in ihren
jeweiligen Mitten von Hauptplattenbereichen des äußeren bzw. inneren Statorjochs;
verlängerte Bereiche
an beiden Enden des Hauptplattenbereichs von zumindest einem von
dem äußeren und
dem inneren Statorjoch so gebildet sind, dass sie sich einstückig von
Hauptplattenbereich weg erstrecken, und äußere Statorwände gebildet
sind durch Biegen der verlängerten
Bereiche derart, dass sie sich in einer axialen Richtung der Statorstruktur
und über
nur einen Teil einer Peripherie der Abdeckung erstrecken, wenn die äußeren Statorwände mit
an beiden Enden des Hauptplattenbereichs des äußeren Statorjochs ausgebildeten
Kerben verbunden sind, wodurch der Abdeckung ermöglicht ist, in Bereichen freizuliegen, in
denen die äußeren Statorwände nicht
vorhanden sind.
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Die
Statorstruktur eines Schrittmotors vom Klauenpoltyp gemäß dem primären Aspekte
hat die folgenden subsidiären
Aspekte.
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Die äußeren Statorwände sind
gebildet durch Biegen verlängerter
Bereiche, die an beiden Enden eines Hauptplattenbereichs des inneren
Statorjochs ausgebildet sind, und auch durch Biegen verlängerter
Bereiche, die an beiden Enden eines Hauptplattenbereichs des äußeren Statorjochs
ausgebildet sind.
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Jeder
der Hauptplattenbereiche des äußeren Statorjochs
und des inneren Statorjochs ist rechteckig geformt.
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Jeder
der Hauptplattenbereiche des äußeren Statorjochs
und des inneren Statorjochs ist ellipsoidisch geformt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist, wie aus den vorstehend dargestellten
Aspekten ersichtlich, die Peripherie der Spule, d.h., die Abdeckung,
teilweise durch die äußeren Wände abgedeckt,
die sich von dem Statorjoch so erstrecken, dass freigelegte Bereiche
eine Maßverringerung
um die Dickenabmessung des Statorjochmaterials bewirken. Insbesondere
entspricht die Maßverringerung
dem Doppelten der Dicke des Statorjochmaterials. Andererseits sind
die Abmessungen der Spule, des Rotors usw. überhaupt nicht beeinflusst,
mit dem Ergebnis, dass die Motorleistung keineswegs im Austausch
gegen die Miniaturisierung geopfert wird. Somit ist dies ebenfalls
sehr wirksam für
die Befriedigung der Nachfrage nach höheren Leistungen.
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Wenn
dieselben äußeren Abmessungen
zugelassen sind wie diejenigen des Motors mit der herkömmlichen
Statorstruktur, ist es einfacher, den Raum für die Spule sicherzustellen
als herkömmlich, wodurch
es einfacher wird, den inneren Durchmesser des Umfangs, der durch
die Polzähne
definiert ist, sowie den Rotordurchmesser zu vergrößern, und folglich
einen Motor mit höherem
Drehmoment bei verringerten Kosten zu erhalten.
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Zusätzlich besteht,
da das Statorjochteil nicht tassenförmig oder zylindrisch ist,
keine Notwendigkeit zum Tiefziehen. Dies ermöglicht, die Herstellungsgeschwindigkeit
zu erhöhen,
die Kosten zu senken und die Dauerhaftigkeit zu verbessern, wodurch eine
Herabsetzung der Herstellungskosten erzielt wird. Zusätzlich können, da
weniger Statorjochmaterial verbraucht wird, die Herstellungskosten
weiter gesenkt werden, und auch die natürlichen Ressourcen können eingespart
werden, was vorteilhaft in Bezug auf den Umweltschutz ist.
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In
dieser Hinsicht kann der Hauptplattenbereich des äußeren Statorjochs
rechteckig, ellipsoidisch oder von irgendeiner anderen Form sein,
in Abhängigkeit
von dem zulässigen
Raum.
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Die
vorstehenden und viele andere Aufgaben, Aspekte, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlicher für den Fachmann
durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und
die begleitenden Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele, die
das Prinzip der vorliegenden Erfindung verkörpert, im Wege von veranschaulichenden
Beispielen gezeigt sind.
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1 ist
eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Schrittmotors
vom Klauenpoltyp mit einer herkömmlichen
Statorstruktur;
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2A und 2B illustrieren
die Struktur einer der Statorunteranordnungen, die eine herkömmliche
Statoranordnung bilden, wobei 2A eine
auseinander gezogene Darstellung und 2B eine
zusammengesetzte Ansicht sind; und
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3A und 3B illustrieren
die Struktur einer der Statorunteranordnungen, die eine Statoranordnung
bilden, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wobei 3A eine
auseinander gezogene Ansicht und 3B eine
zusammengesetzte Ansicht sind.
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Mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen (3A und 3B)
folgt nun eine Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen einer Statorstruktur
eines Schrittmotors vom Klauenpoltyp gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 3A weist
eine Statorunteranordnung 28 hauptsächlich ein äußeres Statorjoch 21,
ein inneres Statorjoch 22, eine durch Wickeln eines Magnetdrahtes
um einen Spulenkörper 24 hergestellte Spule 23 und
eine Abdeckung 25 auf.
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Das äußere Statorjoch 21 ist
aus einer weichmagnetischen Stahlplatte ausgestanzt und enthält einen
Hauptplattenbereich 21a, der im Wesentlichen rechteckig
geformt ist, und mehrere Polzähne 26a,
die in Umfangsrichtung aus dem Hauptplattenbereich 21a in
seiner Mitte ausgeschnitten und um 90 Grad gebogen sind, um eine
im Wesentlichen zylindrische Konfiguration zu definieren, wobei
Kerben 21b an beiden Enden in seiner Längsrichtung ausgebildet sind.
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Jede
der Kerben 21b hat eine Tiefe entsprechend der Abmessung
der Plattendicke des Statorjochmaterials und eine Breite entsprechend
einer Abmessung W in der Breitenrichtung jedes der verlängerten
Bereiche 27a (die nachfolgend beschrieben werden) des inneren
Statorjochs 22.
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Das
innere Statorjoch 22, das im wesentlichen dieselbe Struktur
wie das äußere Statorjoch 21 hat,
ist aus einer weichmagnetischen Stahlplatte ausgestanzt und enthält einen
Hauptplattenbereich 22a, der im Wesentlichen rechteckig
geformt ist, sowie Polzähne 26b,
die in Umfangsrichtung aus dem Hauptplattenbereich 22a in
seiner Mitte ausgeschnitten und um 90 Grad gebogen sind, um eine
im Wesentlichen zylindrische Konfiguration zu definieren, wobei
die vorgenannten verlängerten
Bereiche 27a an seinen beiden Enden in seiner Längsrichtung
ausgebildet sind. Diese verlängerten
Bereiche 27a sind um 90 Grad in derselben Richtung wie
der der Polzähne 26a gebogen,
wodurch äußere Statorwände 27 gebildet
werden.
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Jede
der äußeren Statorwände 27 hat
eine Längsabmessung
gleich der Abmessung T der Abdeckung 25 plus der Plattendicke
des Statorjochmaterials, und sie hat auch die seitliche Abmessung
W. Die seitliche Abmessung W ist geringfügig kleiner als die Breite
des äußeren Statorjochs 21 und
des inneren Statorjochs 22. Der Grund für eine derartige Dimensionierung
besteht darin, den Eingriff jeder der äußeren Statorwände 27 mit
dem äußeren Statorjoch 21 zu
vereinfachen und auch die Räume
für das
Freilegen von Anschlussblöcken 24a des
Spulenkörpers 24 sicherzustellen.
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Die
Spule 23 wird hergestellt durch Wickeln des Mag netdrahtes
um den Spulenkörper 24,
wie vorstehend beschreiben ist, und die Abdeckung 25 ist mit
PBT usw. geformt.
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Die
Statorunteranordnung 28 wird wie folgt gebildet. Das äußere Statorjoch 21 und
das innere Statorjoch 22 nehmen die Spule 23 und
die die Spule 23 umschließende Abdeckung 25 zwischen
sich auf und sind so miteinander gekoppelt, dass ihre jeweiligen
mehreren Polzähne 26a und 26b ineinander greifen
mit einem Spalt zwischen diesen, wobei sie um einen elektrischen
Winkel von 180 Grad gegeneinander versetzt sind. Die an beiden Enden
des äußeren Statorjochs 21 gebildeten
Kerben 21b sind in Eingriff mit jeweiligen Extremitäten der äußeren Statorwände 27,
die durch die verlängerten
Bereiche 27a, die an beiden Enden des inneren Statorjochs 22 gebildet
sind, gebildet sind, und danach wird der Spalt zwischen den jeweiligen
mehreren Polzähnen 26a und 26b mit
Harz gefüllt.
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Um
die aus 3B ersichtliche Statoranordnung 29 zu
erhalten, werden zwei Statorunteranordnungen 28 Rücken an
Rücken
in einer solchen Weise zusammengekoppelt, dass jeweilige innere
Statorjoche 22 der beiden Statorunteranordnungen 28 aneinander
befestigt werden, wobei die jeweiligen mehreren Polzähne 26a und 26b der
beiden Statorunteranordnungen 28 um einen elektrischen
Winkel von 90 Grad gegeneinander versetzt sind.
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Zwei
Seiten 25a der so gebildeten Statoranordnung 29 sind
nicht mit Statorjochs versehen, d.h., ohne äußere Statorwände 27,
wodurch die Abdeckung 25 freigelegt ist. Dies ermöglicht eine
Maßverringerung
um eine Abmessung entsprechend dem Doppelten der Plattendicke des
Statorjochmaterials. Die Spule ist nicht sorgfältig abgedeckt durch die Statorjoche,
anders als bei der herkömmlichen
Statorstruktur, aber sie ist gegen äußeren Stoß ausreichend durch die Abdeckung 25 geschützt.
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Die äußeren Statorwände 27,
die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
durch die verlängerten
Bereiche 27a des inneren Statorjochs 22 gebildet
sind, können
durch verlängerte
Bereiche des äußeren Statorjochs 21 gebildet
sein, und sie können weiterhin
jeweils an dem inneren Statorjoch 22 als auch dem äußeren Statorjoch 21 vorgesehen
sein, um einander zu überlappen,
wobei die äußeren Statorwände des
inneren Statorjochs 22 außen positioniert sein können oder
alternativ die äußeren Statorwände des äußeren Statorjochs 21 außen positioniert
sein können.
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Die
Hauptplattenbereiche 21a und 22a sind bei dem
vorstehenden Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen rechteckig, aber sie können im Wesentlichen ellipsoidisch
sein. Weiterhin ist die Kontur der Hauptplattenbereiche 21a und 22a nicht
auf die im Wesentlichen rechteckige oder im Wesentlichen ellipsoidische
Form beschränkt,
solange wie die Abdeckung 25 teilweise abgedeckt ist.