CN106208610A - 一体式注塑转子及应用于自动化控制的步进电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体式注塑转子及应用于自动化控制的步进电机，一体式注塑转子包括：磁环；回转轴；注塑体，所述注塑体设置在磁环和回转轴之间，以便所述注塑体将回转轴和磁环制成一体。本发明将回转轴和磁环通过注塑制成一体，并通过减塑槽腔的设置和特殊的浇口位置设置，大大提高了转子的制造精度，加工工艺简单，制成的转子组件同轴度误差小，质量稳定，可靠性高，大幅度提高了BY系列步进电机的定位精度，降低了产品噪音，减小了转矩脉动，提高了电机效率，使BY系列步进电机在要求较高的专用办公、医疗自动化设备驱动场合和自动化控制领域得到了广泛应用。

Description

一体式注塑转子及应用于自动化控制的步进电机
技术领域
本发明涉及一种一体式注塑转子及应用于自动化控制的步进电机，属于电机技术领域。
背景技术
目前，现有BY系列步进电机中转子主要采用UV胶或厌氧胶，将金属衬套和钕铁硼磁环、金属衬套和转子转轴相互粘接组成一个整体的方式进行生产，其中金属衬套加工精度要求高，轴向上需要设置止转筋，机加工工艺较难实现；另组成转子的三个部件均采用胶粘工艺制作，该工艺加工过程复杂，且对操作人员水平和环境要求较高，同时胶水的流动性能会影响粘接效果和粘接精度，会使各部件之间产生粘接不牢固和粘接固化后转子外径与转子转轴的同轴度变差的缺陷，粘接过程中对溢出的胶水如不及时清理就会导致固化后的转子存在飞边现象，飞边容易被带入电机中形成垃圾，从而卡阻转子旋转，溢出的胶水也容易残留在转子转轴上，使正常工作的电机轴与轴承间阻力变大，影响牵出力矩，严重时导致电机卡死；这些技术问题在采用胶水粘接的电机转子类产品中都普遍存在，直至目前也尚未有更合理的办法来解决这一技术难题，致使BY系列步进电机在要求较高的专利用设备驱动场合，达不到准确的定位精度控制要求，限制了该类产品在自动化控制领域的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种一体式注塑转子，它将回转轴和磁环通过注塑制成一体，提高了转子的制造精度，加工工艺简单，制成的转子组件同轴度误差小，质量稳定，可靠性高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种一体式注塑转子，它包括：
磁环；
回转轴；
注塑体，所述注塑体设置在磁环和回转轴之间，以便所述注塑体将回转轴和磁环制成一体。
进一步，所述磁环和注塑体之间设置有锁定磁环和注塑体之间的相对位置从而增加磁环和注塑体之间的结合牢度的磁环限位机构。
进一步提供了一种磁环限位机构的具体结构，所述磁环限位机构包括至少一设置在磁环与注塑体上靠近轴向端面的部位之间的磁环限位部分，所述磁环限位部分包括设置在磁环内圈的轴向端部的嵌槽和设置在注塑体上并充满相应嵌槽的限位凸起。
进一步为了避免磁环上所设置的嵌槽影响磁环的磁性能的现象，所述磁环限位部分设置有两个，其中一个磁环限位部分设置在磁环与注塑体上靠近一侧轴向端面的部位之间，另外一个磁环限位部分设置在磁环与注塑体上靠近另外一侧轴向端面的部位之间，并且所述磁环的一轴向端部上的嵌槽与所述磁环的另一轴向端部上的嵌槽呈对称布置结构，嵌槽的轴向长度小于磁环轴向总长度的十分之一。
进一步，所述限位凸起设置有多个，并且多个限位凸起均布在以注塑体的轴心为圆心的圆周上。
进一步为了注塑时，减少注塑体收缩的现象，提高转子的制造精度，所述注塑体的轴向端部设置有沿其周向布置并用于减少注塑体收缩的减缩槽腔，并且所述注塑体被减缩槽腔分隔为外侧部分和内侧部分。
进一步为了加强注塑体的强度，所述注塑体在相应的减缩槽腔内设置有连接内侧部分和外侧部分的径向加强筋。
进一步，每个减缩槽腔内对应设置的径向加强筋设置有多个，并且多个径向加强筋均布在以注塑体的轴心为圆心的圆周上。
进一步为了避免引起转子其他部分产生收缩现象，使溶接痕均匀分布，提高转子制造精度，所述径向加强筋在注塑体轴向上的面部设置有注塑体工艺浇口。
进一步为了对回转轴起到润滑的作用，所述注塑体上在与回转轴的连接部分的端部设置有润滑介质槽。
进一步为了保证注塑体的强度，所述注塑体的两个轴向端部分别设置有一个减缩槽腔，两个减缩槽腔在注塑体的轴向通过一连接外侧部分和内侧部分的中间壁隔开。
进一步为了更好地保证注塑体的强度，所述中间壁在注塑体的轴向上的厚度H与外侧部分在注塑体的径向上的厚度h之比为1：(0.95～1.05)。
进一步为了增加回转轴和注塑体之间的结合强度，避免使回转轴松脱的现象，所述回转轴上在与注塑体的接触部位上设置有滚花结构。
进一步，所述磁环与所述回转轴同轴设置，并且磁环和回转轴之间的同轴度误差小于Φ0.08mm。
进一步为了降低其与定子之间的摩擦并降低噪音，所述回转轴上伸出注塑体外的伸出部分上设置有减磨降噪机构，所述减磨降噪机构包括弹簧片和设置在弹簧片两侧的减磨片。
进一步，所述减磨片由石墨或聚氨酯材料制成。
进一步，所述磁环的材质为钕铁硼；和/或所述注塑体的材质为聚对苯二甲酸丁二醇酯或尼龙66或聚甲醛树脂或聚苯硫醚。
本发明提供了一种应用于自动化控制的步进电机，它包括所述体式注塑转子。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明在回转轴和磁环之间设置注塑体，通过注塑工艺将回转轴和磁环制成一体，并在磁环和注塑体之间设置磁环限位机构，增加磁环和注塑体之间的牢固度，避免磁环从注塑体上松脱的现象；并通过减塑槽腔的设置和特殊的浇口位置设置，大大提高了转子的制造精度，加工工艺简单，制成的转子组件同轴度误差小，质量稳定，可靠性高；大幅度提高了BY系列步进电机的定位精度，降低了产品噪音，减小了转矩脉动，提高了电机效率，使BY系列步进电机在要求较高的专用办公、医疗自动化设备驱动场合和自动化控制领域得到了广泛应用；
2、本发明在注塑体内设置有减缩槽腔，通过设置减缩槽腔从而避免了注塑体在注塑时容易收缩的现象；
3、本发明的注塑体在与回转轴的连接部分的端部设置有润滑介质槽，润滑介质槽内可以储油等润滑介质，从而起到润滑作用；
4、本发明的注塑体在减缩槽腔内设置径向加强筋，从而增加了注塑体的强度；
5、本发明在回转轴上设置有滚花结构，注塑体在注塑后，可以充满回转轴上的滚花结构并紧密结合，从而增加回转轴与注塑体之间的结合强度，避免回转轴发生松脱的现象；
6、本发明的注塑体工艺浇口设置在径向加强筋的面部，从而在注塑时，不会引起转子的其他部分产生收缩现象，是该结构下的最短流道设计方案，这种方案会使溶接痕均匀分布，这也是提高转子制造精度的重要环节；
7、通过限位磁环上嵌槽的轴向长度，保证磁环的磁性能。
附图说明
图1为本发明的一体式注塑转子的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的一体式注塑转子的装配剖视图；
图4为本发明的磁环的结构示意图；
图5为本发明的磁环的立体图；
图6为本发明的嵌槽的轴向长度小于磁环轴向总长度的十分之一时磁环的磁性能曲线图；
图7为本发明的嵌槽的轴向长度大于磁环轴向总长度的十分之一时磁环的磁性能曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～5所示，一种一体式注塑转子，它包括：
磁环1；
回转轴2；
注塑体3，所述注塑体3设置在磁环1和回转轴2之间，以便所述注塑体3将回转轴2和磁环1制成一体，并且所述磁环1和注塑体3之间设置有锁定磁环1和注塑体3之间的相对位置从而增加磁环1和注塑体3之间的结合牢度的磁环限位机构；本实施例介绍了一种磁环限位机构的具体结构如下：
所述磁环限位机构包括两个磁环限位部分，其中一个磁环限位部分设置在磁环1与注塑体3上靠近一侧轴向端面的部位之间，另外一个磁环限位部分设置在磁环1与注塑体3上靠近另外一侧轴向端面的部位之间，当然，磁环限位部分也可以设置在一侧，另一侧不设置，所述磁环限位部分包括设置在磁环1内圈的轴向端部的嵌槽11和设置在注塑体3上并充满相应嵌槽11的限位凸起31，并且所述磁环1的一轴向端部上的嵌槽11与所述磁环1的另一轴向端部上的嵌槽11呈对称布置结构，嵌槽11的轴向长度小于磁环1轴向总长度的十分之一，此时的磁环的磁性能曲线图如图6所示，磁性曲线良好，嵌槽11的轴向长度的限定主要是为了使其不影响磁环1的磁性能，如果将嵌槽11的轴向长度限定为超过磁环1轴向总长度的十分之一的话，则会影响磁环的磁性能，使磁性曲线出现强力的锯齿状，如图7所示。
如图1所示，所述限位凸起31设置有多个，并且多个限位凸起31均布在以注塑体3的轴心为圆心的圆周上；本实施例中，磁环1内圈的两个轴向端部均设置有嵌槽11，并且每个轴向端部设置的嵌槽设置有四个，对应的注塑体3的轴向端部设置有四个限位凸起31，但是嵌槽11和限位凸起31的数量并不局限于此。
本实施例通过在回转轴2和磁环1之间设置注塑体3，通过注塑工艺将回转轴2和磁环1制成一体，同时在磁环1和注塑体3之间设置磁环限位机构，增加磁环1和注塑体3之间的牢固度，避免磁环1从注塑体3上松脱的现象。
如图1所示，所述注塑体3的轴向端部设置有沿其周向布置并用于减少注塑体3收缩的减缩槽腔32，并且所述注塑体3被减缩槽腔32分隔为外侧部分33和内侧部分34；减缩槽腔32为围绕着回转轴2的回转中心的环状结构，通过设置减缩槽腔32从而避免了注塑体3在注塑时容易收缩的现象。
如图1所示，所述注塑体3在相应的减缩槽腔32内设置有连接内侧部分34和外侧部分33的径向加强筋35，径向加强筋35可以增加注塑体3的强度。
每个减缩槽腔32内对应设置的径向加强筋35设置有多个，并且多个径向加强筋35均布在以注塑体3的轴心为圆心的圆周上，本实施例的每个减缩槽腔32对应设置的径向加强筋35设置有三个，但是其数量并不局限于此。
如图2所示，所述径向加强筋35在注塑体3轴向上的面部设置有注塑体工艺浇口36。
如图1所示，所述注塑体3上在与回转轴2的连接部分的端部设置有润滑介质槽37，润滑介质槽37内可以储油等润滑介质，从而起到润滑作用。
如图1所示，所述注塑体3的两个轴向端部分别设置有一个减缩槽腔32，两个减缩槽腔32在注塑体3的轴向通过一连接外侧部分33和内侧部分34的中间壁38隔开。
如图1所示，所述中间壁38在注塑体3的轴向上的厚度H与外侧部分33在注塑体30的径向上的厚度h之比为1：(0.95～1.05)，呈大致相等状。
如图1所示，所述回转轴2上在与注塑体3的接触部位上设置有滚花结构21。注塑体3在注塑后，可以充满回转轴2上的滚花结构并紧密结合，从而增加回转轴2与注塑体3之间的结合强度，避免回转轴2发生松脱的现象。
所述磁环1与所述回转轴2同轴设置，并且磁环1和回转轴2之间的同轴度误差小于Φ0.08mm。
如图3所示，所述回转轴2上伸出注塑体3外的伸出部分上设置有减磨降噪机构，所述减磨降噪机构包括弹簧片4和设置在弹簧片4两侧的减磨片5。所述减磨片5可以由石墨或聚氨酯材料制成；本实施例中，两个伸出部分中的短伸出部分设置由弹簧片4以及设置在弹簧片4两侧的减磨片5组成的减磨降噪机构，并且位于内侧的减磨片5采用石墨制成，位于外侧的减磨片5采用聚氨酯材料制成，两个伸出部分中的长伸出部分设置1个减磨片5，该减磨片采用石墨制成，内侧的减磨片正好封住相应的润滑介质槽37。
所述磁环1的材质可以为钕铁硼；所述注塑体3的材质可以为聚对苯二甲酸丁二醇酯或尼龙66或聚甲醛树脂或聚苯硫醚，优选采用聚对苯二甲酸丁二醇酯。
以上结构的一体式注塑转子可以使用在应用于自动化控制的步进电机上。
本发明在回转轴2和磁环1之间设置注塑体3，通过注塑工艺将回转轴2和磁环1制成一体，并在磁环1和注塑体3之间设置磁环限位机构，增加磁环1和注塑体3之间的牢固度，避免磁环1从注塑体3上松脱的现象；并通过减塑槽腔32的设置和特殊的浇口位置设置，大大提高了转子的制造精度，加工工艺简单，制成的转子组件同轴度误差小，质量稳定，可靠性高；大幅度提高了BY系列步进电机的定位精度，降低了产品噪音，减小了转矩脉动，提高了电机效率，使BY系列步进电机在要求较高的专用办公、医疗自动化设备驱动场合和自动化控制领域得到了广泛应用。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种一体式注塑转子，其特征在于，它包括：
磁环(1)；
回转轴(2)；
注塑体(3)，所述注塑体(3)设置在磁环(1)和回转轴(2)之间，以便所述注塑体(3)将回转轴(2)和磁环(1)制成一体。
2.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述磁环(1)和注塑体(3)之间设置有锁定磁环(1)和注塑体(3)之间的相对位置从而增加磁环(1)和注塑体(3)之间的结合牢度的磁环限位机构。
3.根据权利要求2所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述磁环限位机构包括至少一设置在磁环(1)与注塑体(3)上靠近轴向端面的部位之间的磁环限位部分，所述磁环限位部分包括设置在磁环(1)内圈的轴向端部的嵌槽(11)和设置在注塑体(3)上并充满相应嵌槽(11)的限位凸起(31)。
4.根据权利要求3所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述磁环限位部分设置有两个，其中一个磁环限位部分设置在磁环(1)与注塑体(3)上靠近一侧轴向端面的部位之间，另外一个磁环限位部分设置在磁环(1)与注塑体(3)上靠近另外一侧轴向端面的部位之间，并且所述磁环(1)的一轴向端部上的嵌槽(11)与所述磁环(1)的另一轴向端部上的嵌槽(11)呈对称布置结构，嵌槽(11)的轴向长度小于磁环(1)轴向总长度的十分之一。
5.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述注塑体(3)的轴向端部设置有沿其周向布置并用于减少注塑体(3)收缩的减缩槽腔(32)，并且所述注塑体(3)被减缩槽腔(32)分隔为外侧部分(33)和内侧部分(34)。
6.根据权利要求5所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述注塑体(3)在相应的减缩槽腔(32)内设置有连接内侧部分(34)和外侧部分(33)的径向加强筋(35)。
7.根据权利要求6所述的一体式注塑转子，其特征在于：每个减缩槽腔(32)内对应设置的径向加强筋(35)设置有多个，并且多个径向加强筋(35)均布在以注塑体(3)的轴心为圆心的圆周上。
8.根据权利要求6所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述径向加强筋(35)在注塑体(3)轴向上的面部设置有注塑体工艺浇口(36)。
9.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述注塑体(3)上在与回转轴(2)的连接部分的端部设置有润滑介质槽(37)。
10.根据权利要求5所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述注塑体(3)的两个轴向端部分别设置有一个减缩槽腔(32)，两个减缩槽腔(32)在注塑体(3)的轴向通过一连接外侧部分(33)和内侧部分(34)的中间壁(38)隔开。
11.根据权利要求10所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述中间壁(38)在注塑体(3)的轴向上的厚度H与外侧部分(33)在注塑体(3)的径向上的厚度h之比为1：(0.95～1.05)。
12.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述回转轴(2)上在与注塑体(3)的接触部位上设置有滚花结构(21)。
13.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述磁环(1)与所述回转轴(2)同轴设置，并且磁环(1)和回转轴(2)之间的同轴度误差小于Φ0.08mm。
14.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述回转轴(2)上伸出注塑体(3)外的伸出部分上设置有减磨降噪机构，所述减磨降噪机构包括弹簧片(4)和设置在弹簧片(4)两侧的减磨片(5)。
15.根据权利要求14所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述减磨片(5)由石墨或聚氨酯材料制成。
16.根据权利要求1所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述磁环(1)的材质为钕铁硼；和/或所述注塑体(3)的材质为聚对苯二甲酸丁二醇酯或尼龙66或聚甲醛树脂或聚苯硫醚。
17.根据权利要求3所述的一体式注塑转子，其特征在于：所述限位凸起(31)设置有多个，并且多个限位凸起(31)均布在以注塑体(3)的轴心为圆心的圆周上。
18.一种应用于自动化控制的步进电机，其特征在于：它包括如权利要求1至17中任一项所述的一体式注塑转子。
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