CN101741173A

CN101741173A - 步进致动器

Info

Publication number: CN101741173A
Application number: CN200910224606A
Authority: CN
Inventors: 崔润�
Original assignee: Moatech Co Ltd
Current assignee: Moatech Co Ltd
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2010-06-16
Also published as: KR20100056758A

Abstract

本发明提供一种步进致动器，其构造成使得利用其内容纳齿轮系的齿轮箱和其内容纳步进电机的电机罩形成用于支撑转子组件的结构，从而减少部件数量，借此降低步进致动器的生产成本。在该步进致动器中，步进电机具有电机轴。齿轮系具有输出轴，并连接至步进电机的电机轴的上端。齿轮箱覆盖齿轮系。在步进电机和齿轮系之间插设中间板。电机罩覆盖步进电机。在本发明中，步进电机包括可分开地相互组装的转子组件和定子组件。所述电机罩以可旋转的方式支撑转子组件的电机轴的下端。

Description

步进致动器

技术领域

本发明总体上涉及一种步进致动器，其中步进电机作为驱动源，齿轮系与该步进电机的旋转轴相连，使得与该齿轮系相连的输出轴以预定角度可逆地旋转；更具体地涉及一种步进致动器，其构造成利用其内容纳齿轮系的齿轮箱以及其内容纳步进电机的电机罩形成用于支撑转子组件的结构，从而减少部件数量，借此简化组装过程并降低步进致动器的生产成本。

背景技术

通常，在步进致动器中，利用步进电机作为驱动源。此外，一小齿轮紧固至步进电机轴。齿轮系与该小齿轮相连，使得与该齿轮系相连的输出轴以预定角度可逆地旋转。这样的步进致动器用于各种用途，例如用于控制车辆前灯的取向。

如图1中所示，传统步进致动器包括：用作该步进致动器的驱动源的步进电机110；电连接至步进电机110以向其施加电力的连接器111；以及电机罩120，其覆盖步进电机110以对其进行保护。此外，小齿轮112装配在步进电机110的轴上。齿轮系130与小齿轮112啮合。齿轮系130包括与小齿轮112啮合的多个惰轮131和132以增大转矩，并包括输出齿轮133，其与惰轮132啮合并具有输出轴134。该步进致动器还包括：齿轮箱140，其覆盖齿轮系130以对其进行保护；以及中间板150，其插设在步进电机110与齿轮系130之间。此外，在由齿轮箱140与中间板150限定的空间中设有多个支撑件160，以将齿轮系130顺畅地安装在该空间中。

这里，用作步进致动器的驱动源的步进电机110以通过单独过程预先制造的最终产品的形式提供。通过将步进电机110与上述部件组装在一起而制造步进致动器。

然而，在传统步进致动器的组装结构中，只有在通过单独过程制造出齿轮箱部分和电机部分的最终产品之后才将它们相互组装在一起。因此，需要大量附加部件将这些部分相互组装在一起，从而增加产品的材料成本。此外，由于部件数量增加，组装这些部分所需的时间和劳力增大，从而增加步进致动器的生产成本。

发明内容

因此，本发明牢记现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种步进致动器，其中与具有齿轮系的齿轮箱组装在一起的步进电机包括可分开地相互连接的转子组件和定子组件，而不是以具有一体结构的最终成品的形式提供的步进电机，并且在其内分别容纳转子组件和定子组件以及齿轮系的电机罩和齿轮箱中设置用于支撑转子组件的结构，从而减少组装过程中所需的部件数量，使得组装过程得以简化，从而降低生产成本。

本发明的另一目的是提供一种步进致动器，其中所述转子组件通过注射成型而形成单个主体，使得磁体、电机轴和连接至该电机轴的小齿轮相互成一体，从而减少组装过程所需的部件数量，因而节省成本。

本发明的再一目的是提供一种步进致动器，其中可在转子组件的电机轴上设置塑料轴承、金属轴承或球轴承以可靠地支撑电机轴，并且使转子组件结构的支撑结构形成在电机罩和齿轮箱中，从而增强步进致动器的操作精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种步进致动器，该步进致动器包括：具有电机轴的步进电机；连接至所述步进电机的所述电机轴的上端的齿轮系，该齿轮系具有输出轴；覆盖所述齿轮系的齿轮箱；插设在所述步进电机与所述齿轮系之间的中间板；以及覆盖所述步进电机的电机罩；其中所述步进电机包括可分开地相互组装的转子组件和定子组件，所述转子组件具有所述电机轴，并且所述电机罩以可旋转的方式支撑所述转子组件的所述电机轴的下端。

在根据本发明的步进致动器中，所述齿轮箱可以以可旋转的方式支撑所述转子组件的所述电机轴的上端。

此外，所述转子组件可包括磁体、所述电机轴以及连接至该电机轴的小齿轮。所述转子组件可通过注射成型而形成单个主体，使得所述磁体、所述电机轴和所述小齿轮相互成一体。

此外，所述转子组件的所述电机轴可在其穿过所述中间板的部分具有塑料轴承或球轴承，所述塑料轴承或所述球轴承以可旋转的方式支撑所述电机轴。

而且，所述中间板的供所述转子组件的所述电机轴穿过的部分可向下延伸，并且可在所述中间板的该向下延伸部分中安装金属轴承，从而以可旋转的方式支撑所述电机轴。

附图说明

结合附图从以下详细说明将会更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征及优点，在附图中：

图1是传统步进致动器的分解立体图；

图2是根据本发明第一实施方式的步进致动器的分解立体图；

图3是根据本发明第一实施方式的步进致动器的剖视图；

图4是根据本发明第二实施方式的步进致动器的剖视图；

图5是根据本发明第三实施方式的步进致动器的剖视图；以及

图6是根据本发明第四实施方式的步进致动器的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图详细描述根据本发明的步进致动器。

图2是根据本发明第一实施方式的步进致动器的分解立体图。图3是根据本发明第一实施方式的步进致动器的剖视图。

参照图2和图3描述根据本发明的步进致动器的第一实施方式。

如图2中所示，根据本发明的步进致动器包括用作该步进致动器的驱动源的步进电机。步进电机包括可分开地相互连接的定子组件11和转子组件12。转子组件12包括磁体13、保持磁体13的磁体壳14、电机轴15以及装配在电机轴15上的小齿轮16。此外，该步进电机还包括与定子组件11电连接的连接器17，从而通过该连接器17向定子组件11施加外部电力。该步进电机还包括电机罩20，其保持并保护其内的步进电机的定子组件11以及转子组件12。

此外，所述步进致动器还包括齿轮系30、齿轮箱40以及中间板50。齿轮系30包括：多个惰轮31和32，它们连接至转子组件12的小齿轮16以增大转矩；以及输出齿轮34，其与惰轮32啮合并具有输出轴33。齿轮箱40覆盖齿轮系30以对其进行保护。中间板50插设在齿轮系30与包括定子组件11和转子组件12的步进电机之间。而且，在由齿轮箱40和中间板50限定的空间中设有多个由橡胶等制成的支撑件60，以将齿轮系30顺畅地安装在该空间中。

如图3中所示，在电机罩20中形成以可旋转的方式连接至转子组件12的电机轴15的下端的第一旋转支撑部21，从而具有能够支撑电机轴15的结构，使得该电机轴可顺畅地旋转而不用在电机轴15的下端设置单独衬套轴承或套筒轴承。第一旋转支撑部21在布置电机轴15的下端的位置形成在电机罩20中。优选的是，第一旋转支撑部21构造成尺寸大于电机轴15的下端的直径，并环绕电机轴15的下端。

此外，在齿轮箱40中形成以可旋转的方式支撑转子组件12的电机轴15的上端的第二旋转支撑部41，从而具有能够以顺畅且可旋转的方式支撑电机轴15而不用在电机轴15的上端设置单独衬套轴承或套筒轴承的结构。第二旋转支撑部41在布置电机轴15的上端的位置形成在齿轮箱40中。优选的是，第二旋转支撑部41具有直径略大于电机轴15的上端的直径的凹部。

在具有上述结构的本发明中，电机轴15的下端和上端都不需要单独的套筒轴承等。因此，本发明可最小化部件数量，从而减少组装步进致动器所需的时间和劳动。

以下，参照图4描述根据本发明第二实施方式的步进致动器。

如图4中所示，本发明第二实施方式的总体构造类似于第一实施方式的总体构造，但是贯通中间板50形成的供转子组件12的电机轴15穿过的插入孔与第一实施方式的插入孔相比直径增大，并且在该插入孔中安装塑料轴承18。在这种情况下，转子组件12的电机轴15的下端由电机罩20以可旋转的方式支撑，电机轴15的上端由齿轮箱40以可旋转的方式支撑，电机轴15的中间部分由在电机15穿过中间板50的位置安装在中间板50中的塑料轴承18以可旋转的方式支撑。因此，可进一步提高步进致动器的操作精度。在图4中，尽管塑料轴承18示出为安装在中间板50中，然而可使用球轴承取代塑料轴承18。

以下，参照附图5描述根据本发明第三实施方式的步进致动器。

如图5中所示，本发明第三实施方式的总体构造类似于第一实施方式的总体构造，但是中间板50的供转子组件12的电机轴15穿过的部分向下延伸预定长度并具有预定直径。此外，在中间板50的该向下延伸部中安装金属轴承19，从而以可旋转的方式支撑电机轴15的中间部分。

这里，保持磁体13的磁体壳14具有在其内接收从中间板50向下延伸并具有预定直径的所述向下延伸部分的空间。

在具有上述结构的第三实施方式中，以与第二实施方式类似的方式，转子组件12的电机轴15的下端由电机罩20以可旋转的方式支撑，电机轴15的上端由齿轮箱40以可旋转的方式支撑，电机轴15的中间部分由在电机15穿过中间板50的位置安装在中间板50中的金属轴承19以可旋转的方式支撑。因此，可提高步进致动器的操作精度。

以下，参照图6描述根据本发明第四实施方式的步进致动器。

如图6中所示，本发明第四实施方式的总体构造类似于第一实施方式的总体构造，但是转子组件12通过注射成型而形成单个主体，使得磁体14、电机轴15以及连接至电机轴15的小齿轮16相互成一体。因此，通过注射成型形成的转子组件12的整体结构简化了步进致动器的整个结构，从而使其组装简单，借此减少生产成本和劳力。

此外，为了提高步进致动器的操作精度，第四实施方式可以以与第二或第三实施方式相同的方式具有用于安装塑料轴承、球轴承或金属轴承的结构。

如以上所述，在根据本发明的步进致动器的组装结构中，与具有齿轮系的齿轮箱组装在一起的步进电机包括可分开地(在分开的状态下)相互连接的转子组件和定子组件，而不是以具有一体结构的最终成品的形式提供的步进电机。此外，在其内分别容纳转子组件和定子组件以及齿轮系的电机罩和齿轮箱中设置用于支撑转子组件的结构。因此，减少了组装过程中所需的部件数量，使得组装过程得以简化，从而降低工资。借此，可降低步进致动器的生产成本。此外，可减少制造步进致动器所需的材料成本、时间和劳力。最终，尽管与传统技术相比降低了生产成本，但是本发明可提供性能与传统技术的相同的产品，从而显著提高产品的价格竞争力。

此外，在根据本发明的步进致动器的组装结构中，转子组件可通过注射成型而形成单个主体，使得磁体、电机轴和连接至电机轴的小齿轮相互成一体。在这种情况下，简化了转子组件的结构，使得其组装过程也得以简化，从而节省成本。

此外，在根据本发明的步进致动器的组装结构中，可在转子组件的电机轴上设置塑料轴承、金属轴承或球轴承以可靠地支撑电机轴，并使转子组件结构的支撑结构形成在电机罩和齿轮箱中，从而提高步进致动器的操作精度。

尽管为例示目的而公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应理解在不背离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、增添和替代。

Claims

1.一种步进致动器，该步进致动器包括：具有电机轴的步进电机；连接至所述步进电机的所述电机轴的上端的齿轮系，该齿轮系具有输出轴；覆盖所述齿轮系的齿轮箱；插设在所述步进电机与所述齿轮系之间的中间板；以及覆盖所述步进电机的电机罩；

其中，所述步进电机包括可分开地相互组装的转子组件和定子组件，所述转子组件具有所述电机轴，并且所述电机罩以可旋转的方式支撑所述转子组件的所述电机轴的下端。

2.如权利要求1所述的步进致动器，其中，所述齿轮箱以可旋转的方式支撑所述转子组件的所述电机轴的上端。

3.如权利要求1所述的步进致动器，其中，所述转子组件包括磁体、所述电机轴以及连接至该电机轴的小齿轮，所述转子组件通过注射成型而形成单个主体，使得所述磁体、所述电机轴和所述小齿轮相互成一体。

4.如权利要求1至3中任一项所述的步进致动器，其中，所述转子组件的电机轴在其穿过所述中间板的部分具有塑料轴承或球轴承，所述塑料轴承或所述球轴承以可旋转的方式支撑所述电机轴。

5.如权利要求1至3中任一项所述的步进致动器，其中所述中间板的供所述转子组件的所述电机轴穿过的部分向下延伸，并且在所述中间板的该向下延伸部分中安装金属轴承，从而以可旋转的方式支撑所述电机轴。