[實(shí)用新型]低成本混合式步進(jìn)電機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720000093.3
• 申請(qǐng)日: 2007-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN201063516Y
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凱西·考互斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海頓直線電機(jī)(常州)有限公司
• 主分類號(hào): H02K37/00
• 分類號(hào): H02K37/00;H02K1/12;H02K1/22;H02K5/22
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• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于對(duì)混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

背景技術(shù)

步進(jìn)電機(jī)一般分為三種：永磁式，可變磁阻式和混合式。

其中，可變磁阻式電機(jī)在當(dāng)前已不常用了。永磁式電機(jī)因其固有的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，而應(yīng)用于力及精度要求相對(duì)較低的場(chǎng)合?；旌鲜诫姍C(jī)通常應(yīng)用在需要高分辨和大扭矩的場(chǎng)合。

圖1是一個(gè)典型現(xiàn)有的混合式直線電機(jī)的分解圖。

該混合式直線電機(jī)具有定子總成4’，定子總成4內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成3’，轉(zhuǎn)子總成3’設(shè)在軸30’上，軸30’通過兩個(gè)軸承2’支撐于兩個(gè)相互連接的端蓋1’、6’的軸承孔中。軸承2’與端蓋6’之間設(shè)有調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力的波形墊片5’。

定子總成4’由沖片疊壓成形，其內(nèi)孔通過珩磨加工以保證其尺寸精度，具有塑料骨架作為絕緣件使用，定子線圈繞制于定子的槽內(nèi)。

轉(zhuǎn)子總成3’，由幾個(gè)零件組成。如圖2所示：一個(gè)永磁磁鐵31’安裝于兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子疊片32’中間。再安裝于軸30’上。之后再進(jìn)行對(duì)轉(zhuǎn)子疊片32’外圓磨削以保證轉(zhuǎn)子疊片32’外圓尺寸的精確及其對(duì)軸30’的同心度。

兩個(gè)端蓋1’、6’，主要由鋁、鐵或鋅等金屬材料鑄成，成形后所有關(guān)鍵尺寸均需經(jīng)二次機(jī)加工來實(shí)現(xiàn)，如圖3所示的端蓋1’的軸承孔11’及用以容納定子總成4’的環(huán)槽12’，均需機(jī)械精加工。在一些應(yīng)用場(chǎng)合，為了更有效地調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力，端蓋6’上會(huì)加裝一個(gè)螺紋式軸承預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置。

盡管這種電機(jī)精度很高，但大量采用迭片結(jié)構(gòu)和二次機(jī)加工使成本增大很多。另外，迭片的原材料矽鋼片價(jià)格昂貴，采用這種材料主要是因?yàn)槠漭^高的導(dǎo)磁性和在高頻下的低損耗。

因此混合式電機(jī)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本和材料成本較高，尤其是迭片結(jié)構(gòu)部分。

而很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Τ杀久舾?，速度也相?duì)較慢，所以迭片結(jié)構(gòu)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)不明顯。

并且，由于迭層結(jié)構(gòu)之間因有間隙而無法做表面電鍍或涂敷，因此抗腐蝕性較低。

因此需要一個(gè)這樣的電機(jī)，它應(yīng)具有混合式電機(jī)的高分辨及大扭矩特點(diǎn)，但成本低廉與永磁式步進(jìn)電機(jī)相似。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種低成本混合式步進(jìn)電機(jī)，其目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，其具有混合式電機(jī)的高分辨及大扭矩特點(diǎn)，但成本低廉，電磁效率高，防腐性能高。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種低成本混合式步進(jìn)電機(jī)，具有定子總成，定子總成內(nèi)腔容置有轉(zhuǎn)子總成，轉(zhuǎn)子總成設(shè)在軸上，軸通過兩個(gè)軸承支撐于兩個(gè)相互連接的端蓋中，軸承與端蓋之間設(shè)有波形墊片，其特征在于：定子總成為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件，轉(zhuǎn)子總成也為燒結(jié)的鐵質(zhì)一體化零件。

上述端蓋由具有軸承孔的軸承支撐體和端蓋片組成，軸承容置在軸承孔中，軸承支撐體外側(cè)面設(shè)有臺(tái)階，端蓋片卡制在臺(tái)階上，兩個(gè)端蓋片相互連接。

定子總成和轉(zhuǎn)子總成表面設(shè)有電鍍層或防腐材料層。

本實(shí)用新型的有益效果是：

定子總成和轉(zhuǎn)子總成均為一體化零件，也即，定子總成或轉(zhuǎn)子總成不再是現(xiàn)有技術(shù)的由多個(gè)零件特別是迭片組裝而成的迭層結(jié)構(gòu)，而是由鐵質(zhì)材料通過粉末冶金工藝(即燒結(jié)技術(shù))燒結(jié)而成的單一零件。

粉末金屬工藝(燒結(jié)技術(shù))的發(fā)展使燒結(jié)鐵質(zhì)材料替代傳統(tǒng)的迭層結(jié)構(gòu)成為可能。鐵質(zhì)材料相比矽鋼片材料大大降低了成本。

燒結(jié)成型的一體化定子總成或轉(zhuǎn)子總成沿軸向剖面的形狀不需要完全一致(而迭片結(jié)構(gòu)需要)，這樣可獲得磁性最大化，更復(fù)雜的幾何造型和機(jī)械特征的整體性等。

如圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)的迭片技術(shù)需要纏繞線圈的部位，由于是迭片結(jié)構(gòu)，所以必然是方角，而如圖5所示，燒結(jié)零件可以是圓角，因此，相同的纏繞圈數(shù)下，圖5的結(jié)構(gòu)只需使用較少的漆包線，產(chǎn)生的電阻也較小，但電磁能量相同，從而，電磁效率得到改善。

燒結(jié)式成型的一體化定子總成和轉(zhuǎn)子總成結(jié)構(gòu)還可以直接成型至最終尺寸要求(添加高硬度元素)。由于不會(huì)有材料的切削加工，所以不會(huì)產(chǎn)生諸如毛刺等現(xiàn)象。并且燒結(jié)零件成型后可做表面電鍍或涂敷，迭層結(jié)構(gòu)之間因有間隙而無法辦到。一體化定子總成和轉(zhuǎn)子總成表面的電鍍層或防腐材料層可以增加抗腐蝕性。

由于一體化結(jié)構(gòu)的燒結(jié)式定子的軸向間隙比迭片式小得多，因此波形彈簧墊圈就可實(shí)現(xiàn)軸承預(yù)緊功能，比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了螺紋式軸承預(yù)緊力調(diào)節(jié)裝置。

如圖6所示，由于端蓋1被分成軸承支撐體13和端蓋片14，因此，圖6中的A表面可以不再精加工，并端蓋片14可以采用沖壓形式生成，這樣節(jié)約成本。

附圖說明