CN102388527A - 直线步进电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直线步进电机，该电机的特征包括：一种直线步进电机，包括：外壳；定子，安装在所述外壳之内；转子，可转动地布置在所述定子的内表面上，并且安装有与导螺杆螺接的螺母；安装板，固定在所述外壳的侧面上，用于使所述导螺杆通过；以及板盖，联结在所述安装板和所述外壳之间，构造为防止可转动地支撑所述螺母的轴承沿轴向移动，由此可以使所述轴承通过所述板盖自身牢固地固定在简单结构中，从而不管该轴承的外径的尺寸如何都可以自由设计外壳的中心孔的尺寸或磁体外径的尺寸，并且该轴承通过砸边牢固地固定在所述板盖上，以防止该轴承沿轴向移动，由此，能够显著地减小振动和噪声，从而增强产品的可靠性。

Description

直线步进电机
技术领域
本发明涉及一种直线步进电机。
背景技术
一般地说，直线步进电机是这样一种电机，其中，转子以预定角度转动，从而使导螺杆直线和往复地移动。直线步进电机的特点在于，输入脉冲的数目和电机的转动角度成比例，从而精确地控制所述转动角度，使得直线步进电机广泛地用于需要精确控制的场合。
直线步进电机大量地用于NC(numerical control，数控)机、工业机器人、以及诸如打印机和复印件等办公自动化机器等领域，并且特别地用作调节汽车前灯的照明角度的执行器。
图1是剖视图，示出了现有技术中的直线步进电机的一个例子。
参看图1，常规的直线步进电机包括外壳1、安装在外壳1外部的控制箱3、安装在外壳1内部的定子5、可转动地安装在定子5的内部从而通过电磁力被转动的转子7、以及直线地且可移动地安装在转子7的内部以便随着转子7的转动而直线移动的导螺杆9。
定子5包括一对齿轭50、以及第一和第二线筒52、54，第一和第二线筒52、54绕有线圈56，并且并列布置在齿轭50的外部。
转子7包括磁体70和臂状螺杆72，其中，磁体70以预定的间隙可转动地安装在齿轭50的内部，臂状螺杆72安装得在磁体70内与磁体70一起转动，并在其中形成有螺母72，该螺母72形成有内螺纹72a。
此外，导螺杆9在其外围形成外螺纹9a，外螺纹9a与螺母72的内螺纹啮合，以便随着螺母72的转动直线和往复地移动。
图2是基本部件的示意图，示出了现有技术中的直线步进电机的轴承安装结构。
参看图2，直线步进电机被配置为使得板盖11焊接到外壳1的一侧，其中，板盖11与安装板13联结。安装板13形成有安装槽13a，在安装槽13a的内部安装有轴承15，用于可转动地支撑导螺杆9的一端。此时，轴承15由外壳1的侧壁1a阻挡，从而防止脱落。
然而，所述普通直线步进电机的缺点在于，它必须满足一定的条件，即，形成在外壳1的中心的中心孔1b的直径d2小于轴承15的外径d1，以防止轴承15脱落(d1＞d2)。于是，中心孔1b的直径必须基于轴承15的外径来设计，从而限制了外壳1的设计条件。
与此相关联，被置于从中心孔1b弯曲的齿1c之内的磁体70的尺寸必须由中心孔1b的直径来确定，由此，磁体70的尺寸也基于所述限制条件而受到限制，其中，中心孔1b的直径不能任意扩大或缩小。
此外，为了使外壳1精确地对轴承15施加压力，安装板13、板盖11和外壳1的联结精度必须非常重要，并且，为了满足这些部件的联结精度，不可避免地要增加制造成本以满足这些过细的设计条件和制造过程。如果所述过细的设计条件不能得到满足，那么不可避免地由轴承15的轴向运动产生振动和噪声，这些振动和噪声将变为产品缺陷的原因。
发明内容
技术问题
因此，本发明的做出是为了解决现有技术中出现的上述问题，并且，通过提供一种直线步进电机，本发明还提供其它的益处，其中，该直线步进电机配置来改善板盖结构，在该板盖结构中，轴承通过板盖自身牢固地固定，从而不管该轴承的尺寸如何都能获得其它部件的设计自由度。另外，所述轴承的牢固固定防止该轴承发生移动，由此，可以显著地减小噪声和振动。
然而，应该强调的是，本发明不限于将示出并描述的具体公开内容。这里所公开的具体实施例只是示例性的，因为本发明可以以获得了这里的教导益处的本领域中的技术人员所通晓的不同但却等价的方式来修改并实践。
技术方案
根据本发明的第一方面，提供一种直线步进电机，其特征包括：外壳；定子，安装在所述外壳之内；转子，可转动地布置在所述定子的内表面上，并且安装有与导螺杆螺接的螺母，安装板，固定在所述外壳的侧面上，用于使所述导螺杆通过；以及板盖，联结在所述安装板和所述外壳之间，构造为防止可转动地支撑所述螺母的轴承沿轴向移动。
在一些示例性实施例中，所述板盖的特征包括：插入有所述轴承的凹套单元(pocket unit)；形成在所述凹套单元的一末端以支撑所述轴承的一个侧面的第一支撑单元；形成在所述凹套单元的另一末端以支撑所述轴承的另一面的第二支撑单元。
在一些示例性实施例中，所述板盖的进一步的特征包括固定单元，该固定单元从所述凹套单元的所述另一末端向着朝外的方向延伸，以便被固定在所述外壳的侧面上。
在一些示例性实施例中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元分别支撑住所述轴承的外部件的两个侧面。
在一些示例性实施例中，所述板盖的进一步特征包括联结突出部，该联结突出部形成在所述固定单元上，从而压装到形成在所述安装板上的联结缝。
在一些示例性实施例中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元通过弯曲所述凹套单元的两个末端形成为弯曲部，从而钩住所述轴承的两个侧面。
在一些示例性实施例中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元形成至少一个或多个砸边(caulked)形状。
在一些示例性实施例中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元中的一个形成弯曲部，而另一个形成至少一个或多个砸边形状。
在一些示例性实施例中，所述凹套单元被插入形成在所述安装板上的插入槽部中。
在一些示例性实施例中，所述外壳形成有齿，该齿形成中心孔，所述齿的内径大于所述轴承的外径。
在一些示例性实施例中，所述电机用作照射角度调节装置的执行器，该照射角度调节装置构造为调节汽车前灯照射角度的照射角度调节装置的执行器。
有益效果
本发明所述的直线步进电机的优点在于，轴承可以由板盖自身牢固地固定在简单的结构中，从而不管该轴承的外径的尺寸如何都可以自由设计外壳的中心孔的尺寸或磁体外径的尺寸。另一个优点是，所述轴承通过砸边牢固地固定在所述板盖上，从而防止该轴承沿轴向移动，由此，能够显著地减小振动和噪声，从而增强产品的可靠性。
附图说明
图1是剖视图，示出了现有技术中的直线步进电机的一个例子；
图2是基本部件示意图，示出了现有技术中的直线步进电机的轴承安装结构；
图3是本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机的分解透视图；
图4是本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机中的联结状态的纵向剖视图；
图5是直线步进电机的基本部件的局部剖视图；
图6是本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机的板盖的剖视图；
图7是本发明的另一个示例性实施例所述的直线步进电机的板盖的透视图；
图8是本发明的另一个示例性实施例所述的直线步进电机的板盖的剖视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例所述的直线步进电机。
在附图中，为了清楚和方便起见，组成元件的尺寸和相对尺寸可能会被夸大。
此外，在描述本发明内容时，可能会省略现有技术中已知构造或过程的详细描述，避免以这些已知构造和功能的不必要的细节使本领域中的普通技术人员难以理解本发明。因此，本说明书和权利要求书中所使用的特殊术语或词汇的涵义不应该被限于字面的或普通使用的意义，而应该根据使用者或操作者的意图和习惯用法来解释或有所不同。所以，所述特殊术语或词汇的定义应该基于整个说明书的内容。
图3是本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机的分解透视图，图4是本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机中的联结状态的纵向剖视图，以及图5是直线步进电机的基本部件的局部剖视图。
参看图3到图5，本发明的一个示例性实施例所述的直线步进电机包括外壳100、安装在外壳100内部的定子300、可转动地安装在定子300内部从而在与定子300的相互作用中被转动的转子400、以及直线地且可移动地安装在转子400内部从而随着转子400的转动而直线移动的导螺杆500。
外壳100形成有齿112，齿112从侧壁110的一侧延伸，从而形成中心孔111。外壳100在外部安装有控制箱200，控制箱200内置有印刷电路板(PCB)，用来控制所述电机的转动角度。
定子300包括齿轭310以及第一和第二线筒320、330，第一和第二线筒320、330并列安装在齿轭310的外部并绕有线圈340。
转子400包括以预定的间隙可转动地安装在齿轭310的内部的磁体410、以及形成在其内部且具有内螺纹421以便与磁体410联合转动的螺母420。
导螺杆500直线地且可移动地布置在螺母420内，并且在外周形成有外螺纹510，外螺纹510与内螺纹421啮合。导螺杆500的一个末端的布置使得该末端突出到外壳100的外部，并安装有与接收驱动力的机构连接的接头520。
例如，所述机构可以是汽车的前灯。就是说，当本发明所述的直线步进电机被用作能够调节前灯的光照角度的照射角度调节装置的执行器时，接头520可以与前灯支撑件的一侧连接，以便调节前灯的照射角度。
此外，外壳100在其一侧安装有安装板800，安装板800将所述直线步进电机连接到接收该直线步进电机的驱动力的机构。安装板800安装有轴承700，轴承700再可转动地支撑螺母420。
轴承700包括外部件710、形成在外部件710的内部用以插入螺母420的内部件720、以及支撑地且可转动地被置于外部件710和内部件720之间的滚珠730。板盖600形成在安装板800和外壳100之间，用于将安装板800固定到外壳100上，并支撑轴承700，以免轴承700沿轴向移动。
图6是本发明的第一示例性实施例所述的直线步进电机的板盖的剖视图。
参看图6，板盖600包括轴承700所插入的凹套单元630、形成在凹套单元600的一末端以支撑轴承700的一个侧面的第一支撑单元610、以及形成在轴承700的另一末端以支撑轴承700的另一面的第二支撑单元620。
通过从外壳100的侧壁110延伸而形成中心孔111的齿112的内径T1可以大于轴承700的外径T2。第一和第二支撑单元610、620可以通过例如向内弯曲凹套单元630的一末端所产生的弯部来形成。
就是说，如图6所示的第一支撑单元610在轴承700插入凹套单元630之前经压制进行预弯来形成。所以，可以提供一个结构，其中，轴承700插入凹套单元630中，然后，形成第一支撑单元610，第一支撑单元610是通过朝着轴承700的所述另一面用力弯曲凹套单元630的另一末端而形成的，以及将轴承700固定在凹套单元630的内部。
图7是本发明的第二示例性实施例所述的直线步进电机的板盖的透视图，以及图8是本发明的第二示例性实施例所述的直线步进电机板盖的剖视图。
本发明的第二示例性实施例所述的板盖600可以包括在插入轴承700之前经压制弯曲凹套单元630的一末端而形成的第一支撑单元650、以及在轴承700插入凹套单元630之后使用例如凿子朝着轴承700对凹套单元630的另一末端砸边而形成的第二支撑单元660(第二支撑单元660形成至少一个或多个砸边形状)，由此可以将轴承700紧固地固定在凹套单元630之内。
换言之，本发明的第二示例性实施例所述的板盖600包括形成弯曲形状的第一支撑单元650以及形成至少一个或多个砸边形状的第二支撑单元660。
在另一个示例性实施例中，板盖600形成有第一和第二支撑单元650、660，其中，第一和第二支撑单元650、660均形成至少一个或多个砸边形状。很显然，所述第一或第二支撑单元中的一个可以被砸边，而另一个可以形成组合式弯曲形状。
此外，板盖600安装有固定单元640，该固定单元640从凹套单元630的所述另一侧的末端向着朝外的方向延伸并固定在外壳100的侧面110上。
固定单元640形成有至少一个或多个联结突出部641，联结突出部641压装到形成在安装板800上的联结缝中。安装板800形成有插入槽810，板盖600的凹套单元630插入到插入槽810中。
因此，由于轴承700由板盖600自身固定，所以中心孔110的尺寸可以自由设计，不管轴承700的外径尺寸是多少。
此外，由于中心孔110的尺寸可以自由设计，故可以扩大穿过中心孔110的磁体410的外径，从而即使在同样等级的直线步进电机中也可以获得较大的输出。
本发明所述的直线步进电机还有的优点是，第一和第二外轮固定单元610、620可以使轴承700的固定简单化，从而防止所述轴承沿轴向移动，并且可以防止移动的轴承700所导致的噪声和振动。
尽管参照本公开的示例性实施例具体示出并描述了本公开，但总的创造性概念不限于上述实施例。本领域中的普通技术人员应该明白，在不偏离由下面的权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改动和变化。
工业实用性
本发明所述的直线步进电机的工业实用性在于，轴承可以由板盖自身牢固地固定在简单的结构中，从而不管该轴承的外径的尺寸如何都可以自由设计外壳的中心孔的尺寸或磁体外径的尺寸，并且该轴承通过砸边牢固地固定在所述板盖上，从而防止该轴承沿轴向移动，由此，能够显著地减小振动和噪声，从而增强产品的可靠性。

Claims (11)

1.一种直线步进电机，包括：
外壳；
定子，安装在所述外壳之内；
转子，可转动地布置在所述定子的内表面上，并且安装有与导螺杆螺接的螺母，
安装板，固定在所述外壳的侧面上，用于使所述导螺杆通过；以及
板盖，联结在所述安装板和所述外壳之间，构造为防止可转动地支撑所述螺母的轴承沿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述板盖包括：插入有所述轴承的凹套单元；形成在所述凹套单元的一末端以支撑所述轴承的一个侧面的第一支撑单元；形成在所述凹套单元的另一末端以支撑所述轴承的另一面的第二支撑单元。
3.根据权利要求2所述的电机，其中，所述板盖包括固定单元，该固定单元从所述凹套单元的所述另一末端向着朝外的方向延伸，以便被固定在所述外壳的侧面上。
4.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元分别支撑住所述轴承的外部件的两个侧面。
5.根据权利要求3所述的电机，其中，所述板盖包括联结突出部，该联结突出部形成在所述固定单元上，从而压装到形成在所述安装板上的联结缝。
6.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元通过弯曲所述凹套单元的两个末端形成为弯曲部，从而钩住所述轴承的两个侧面。
7.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元形成至少一个或多个砸边形状。
8.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一支撑单元和所述第二支撑单元中的一个形成弯曲部，而另一个形成至少一个或多个砸边形状。
9.根据权利要求2所述的电机，其中，所述凹套单元被插入形成在所述安装板上的插入槽部中。
10.根据权利要求2所述的电机，其中，所述外壳形成有齿，该齿形成中心孔，所述齿的内径大于所述轴承的外径。
11.根据权利要求1所述的电机，其中，所述电机用作照射角度调节装置的执行器，该照射角度调节装置构造为调节汽车前灯的照射角度。
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