CN106533114B - 步进马达 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种步进马达，该步进马达包括：托架；定子和转子，定子和转子设置在托架处；丝杠，该丝杠的两端固定至托架并且该丝杠在联接至转子的同时旋转；以及移动部件，该移动部件联接至丝杠并且沿着托架的侧表面被导引以进行移动，其中，在移动部件的两个侧表面处形成有导引突出部，托架包括形成在侧表面处的导引槽，导引突出部插入导引槽中，并且导引槽形成为具有比导引突出部的高度更高的高度，从而提供使摩擦接触最小的有利效果。

Description

步进马达
技术领域
本发明涉及一种步进马达，并且更特别地，涉及下述步进马达：在该步进马达中，移动部件比如螺母设置在丝杠处。
背景技术
步进马达用于对机械运动的程度进行精确的控制并且步进马达可以由脉冲来数字地控制。由于此原因，步进马达被用于对需要精确控制的车灯或光盘驱动器的光学拾取器的方向和角度进行调节。
在步进马达中，插入托架中的丝杠旋转并且使移动部件比如螺母进行直线运动，从而控制运动的范围。然而，由于移动部件仅通过丝杠联接，因此移动部件可能由于外部冲击而容易发生运动并且难以精确地控制。
为了解决该问题，提出了下述构型：在该构型中，在移动部件处形成有导引突出部，并且在托架处形成有对导引突出部进行导引的导引结构。
此处，导引构型比如导引槽构造成与导引突出部的顶部部分和底部部分中的两者都接触，以防止移动部件发生运动。
然而，这种导引构型可能难以控制导引槽的平滑性(flatness)并且由于导引槽与导引突出部之间的大的摩擦面积而具有大的摩擦载荷。
发明内容
因而，为了解决以上问题，本发明旨在提供一种使移动部件的导引突出部的摩擦面积最小的步进马达。
通过本发明解决的问题不限于上述问题，并且本领域普通技术人员将能够从下面的描述清楚地理解其他未提及的问题。
为了实现以上方面，本发明可以提供下述步进马达：该步进马达包括：托架；定子和转子，定子和转子设置在托架处；丝杠，该丝杠的两端固定至托架并且该丝杠在联接至转子的同时旋转；以及移动部件，该移动部件联接至丝杠并且沿着托架的侧表面被导引以进行移动，其中，在移动部件的两个侧表面处形成有导引突出部，托架包括形成在侧表面处的导引槽，导引突出部插入导引槽中，并且导引槽形成为具有比导引突出部的高度更高的高度。
优选地，托架可以包括：壳体，该壳体容纳定子和转子；支承部件，该支承部件设置成面向壳体；以及第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆将壳体连接至支承部件。
优选地，导引槽可以以凹入的方式形成在第一连接杆的内表面和第二连接杆的内表面处。
优选地，导引突出部可以与形成在导引槽的底部表面上的导引表面相接触并且导引突出部可以移动。
优选地，形成在移动部件的两个侧表面处的导引突出部形成为在高度方向上具有不同位置的一对导引突出部，并且导引槽可以包括一对导引表面，所述一对导引表面形成在高度方向上的不同位置处并且与导引突出部相接触。
优选地，一对导引突出部的直径可以彼此不同。
为了实现以上方面，另一发明可以提供下述步进马达：该步进马达包括：托架；定子和转子，定子和转子设置在托架处；丝杠，该丝杠的两端固定至托架并且该丝杠在联接至转子的同时旋转；以及移动部件，该移动部件联接至丝杠并且沿着托架的侧表面被导引以进行移动，其中，在移动部件的两个侧表面处形成有导引突出部，并且托架包括导引表面，该导引表面形成在侧表面的顶部表面处以与导引突出部相接触。
优选地，托架可以包括：壳体，该壳体容纳定子和转子；支承部件，该支承部件设置成面向壳体；以及第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆将壳体连接至支承部件。
优选地，导引表面可以形成在第一连接杆的顶部表面和第二连接杆的顶部表面处。
优选地，形成在移动部件的两个侧表面处的导引突出部形成为在高度方向上具有不同位置的一对导引突出部，并且导引表面可以形成在高度方向上的不同位置处。
优选地，所述一对导引突出部的直径可以彼此不同。
为了实现以上方面，又一发明可以提供下述步进马达：该步进马达包括：托架；定子和转子，定子和转子设置在托架处；丝杠，该丝杠的两端固定至托架并且该丝杠在联接至转子的同时旋转；以及移动部件，该移动部件联接至丝杠并且沿着托架的侧表面被导引以进行移动，其中，在移动部件的两个侧表面处形成有导引突出部，并且托架包括导引表面，该导引表面形成在侧表面的底部表面处以与导引突出部相接触。
优选地，托架可以包括：壳体，该壳体容纳定子和转子；支承部件，该支承部件设置成面向壳体；以及第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆将壳体连接至支承部件。
优选地，导引表面可以形成在第一连接杆的顶部表面和第二连接杆的底部表面处。
优选地，形成在移动部件的两个侧表面处的导引突出部形成为在高度方向上具有不同位置的一对导引突出部，并且导引表面可以形成在高度方向上的不同位置处。
优选地，一对导引突出部的直径可以彼此不同。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述以及其他目的、特征和优点对本领域普通技术人员而言将变得更加明显，在附图中：
图1是图示了根据本发明的第一优选实施方式的步进马达的视图；
图2是图1中图示的步进马达的横截面图；
图3是图示了根据本发明的第一优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图；
图4是图3中图示的移动部件和导引槽的正视图；
图5是图4中区域A的放大视图；
图6是图4中区域B的放大视图；
图7是图示了根据本发明的第二优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图；
图8是在图7中图示的移动部件和导引槽的正视图；
图9是图示了根据本发明的第三优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图；以及
图10是图9中图示的移动部件和导引槽的正视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地描述。根据下文中与附图有关的详细描述和优选实施方式，本发明的方面、特定优势和新的特征将变得更加明显。另外，本说明书和专利权利要求中使用的术语和词语不应当被限制性地解释为一般含义或词典中的含义，而是应当基于发明者可以恰当地定义术语的概念以用最佳方式描述他/她的发明的原则被解释为与本发明的技术精神相对应的含义和概念。另外，在描述本发明时，将省略可能使本发明的要点模糊的相关的、已知的技术的详细描述。
图1是图示了根据本发明的第一优选实施方式的步进马达的视图。图1仅图示了本发明的主要部件以有助于在概念上清楚地理解本发明，并且因此，各种变型有望在图1中呈现，但是本发明的范围不需要受图1中图示的特定形状所限制。
本发明的步进马达可以包托架110、定子120、转子130、丝杠140和移动部件150。
托架110包括壳体111、支承部件112、第一连接杆113和第二连接杆114。此处，壳体111、支承部件112、第一连接杆113和第二连接杆114可以根据其的所描述的形状和功能特征进行区分，并且可以是竖向地彼此至连接的一个装置。另外，托架110可以实现为仅具有第一连接杆113和第二连接杆114中的一者。
壳体111中可以设置有定子120和转子130。
支承部件112可以设置成面向壳体111。支承部件112起支承丝杠140的前端的作用。支承部件112可以包括以可旋转的方式支承丝杠140的轴承。
第一连接杆113和第二连接杆114执行将壳体111连接至支承部件112的作用。另外，第一连接杆113和第二连接杆114起导引移动部件150的运动的作用。也就是说，第一连接杆113和第二连接杆114包括导引表面，该导引表面与移动部件150相接触以促使移动部件150在与丝杠140的旋转互锁的同时进行直的运动。
第一连接杆113和第二连接杆114设置在壳体111与支承部件112之间，并且设置成彼此间隔开以起到确保位于其中的丝杠140和移动部件150的空间的作用。
定子120和转子130设置在壳体111中。
线圈可以绕定子120缠绕。绕定子120缠绕的线圈触发定子120与转子130之间的电相互作用并且引起转子130的旋转。丝杠140联接至转子130，并且丝杠140随着转子130旋转而旋转。
丝杠140可以联接至转子130，并且丝杠140的前端可以由包括在托架110的支承部件112中的轴承以可旋转的方式支承。
图2是图1中图示的步进马达的横截面图.
参照图1和图2，移动部件150可以通过螺钉紧固至丝杠140。因此，当丝杠140旋转时，移动部件150沿着丝杠140进行直线运动。在丝杠140下方可以设置有基底160。在基底160处可以安装有磁性元件161。在移动部件150的底部部分处可以安装有磁体152，并且磁性元件161可以设置在磁体152的移动路径上。此处，磁体152可以具有相对于移动部件150的纵向方向(图2中的x轴方向)安装在一侧处的N级磁体和安装在另一侧处的S级磁体。
磁性元件161起到对包括在移动部件150中的磁体152的磁通量的变化量进行检测的作用。磁性元件161可以是通过电压改变磁场的变化的霍尔传感器(Hall IC)。
图3是图示了根据本发明的第一优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图。
参照图3，移动部件150包括孔153，前表面和后表面穿过该孔153形成为连通的并且丝杠140插入该孔153中。另外，移动部件150可以包括形成为从两个侧表面突出的导引突出部151。
导引突出部151可以形成为圆柱形形状，或者包括弯曲结构以使摩擦接触面积最小。
托架110的第一连接杆113和第二连接杆114可以包括导引槽113a和114a，导引突出部151插入导引槽113a和114a中。导引槽113a和114a以凹入的方式形成在第一连接杆113和第二连接杆114的面向彼此的内表面处并且可以形成为沿第一连接杆113和第二连接杆114的纵向方向延伸。导引槽113a和114a起下述作用：在导引突出部151与导引槽113a和114a相接触且丝杠140旋转时抑制移动部件150旋转并且导引移动部件150进行直线运动。
同时，移动部件150是连接至装置的一部分。此处，装置可以是安装在车辆上的前照灯。具体地，移动部件150可以直接地连接至前照灯的反射器，或者通过连接构件比如链接而间接地连接至前照灯的框架或反射器。当移动部件150直线往复运动时，前照灯可以被转动并被调平以改变灯的照射方向。
图4是图3中图示的移动部件和导引槽的正视图。
参照图3和图4，形成为从移动部件150的两个侧表面突出的导引突出部151在高度方向(z轴线方向)上的位置可以彼此不同。也就是说，水平地穿过导引突出部151的中心的水平参考线C1和C2在高度方向(图4中的z轴线方向)上的位置可以彼此不同。
另外，导引突出部151的尺寸可以形成为彼此不同。这是为了防止移动部件150相对于纵向轴线(图4中的x轴线方向)反向地插入丝杠140中。
图5是图4中区域A的放大视图。
参照图5，导引槽113a的高度L1可以形成为大于导引突出部151的直径D1。此外，导引槽113a的底部表面可以形成为与导引突出部151相接触的导引表面113b。因此，如同图5中的G，导引槽113a的顶部表面和导引突出部151可以形成为彼此间隔开。因而，具有使导引突出部151与导引槽113a之间的摩擦最小的优点。
图6是图4中区域B的放大视图。
参照图6，导引槽114a的高度L2可以形成为大于导引突出部151的直径D2。此外，导引槽114a的底部表面可以形成为与导引突出部151相接触的导引表面114b。因此，如同图6中的G，导引槽114a的顶部表面和导引突出部151可以形成为彼此间隔开。因而，具有使导引突出部151与导引槽114a之间的摩擦最小的优点。
如果导引突出部151的顶部和底部都与导引槽113a和114a相接触，则不能确保诸如图5和图6中的G之类的间隙，因而不仅难以将移动部件150组装至导引槽113a和114a)，并且引起移动部件150的不平滑的运动，从而具有步进马达可能停止的问题。
图7是图示了根据本发明的第二优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图，并且图8是图7中图示的移动部件和导引槽的正视图。图7和图8仅图示了本发明的主要部件以有助于在概念上清楚地理解本发明，并且因此，各种变型有望在图7和图8中呈现，但是本发明的范围不需要受图7和图8中图示的特定形状所限制。
参照图7和图8，可以包括有形成为从移动部件150的两个侧表面突出的导引突出部151，并且在第一连接杆113的顶部表面和第二连接杆114的顶部表面上可以形成有与导引突出部151相接触的导引表面113b和114b。
此处，当从第一连接杆113的底部表面至形成为导引表面113b的顶部表面的高度被称作h1，并且从第二连接杆114的底部表面至形成为导引表面114b的顶部表面的高度被称作h2时，h1和h2可以形成为彼此不同。
导引突出部151、第一连接杆113和第二连接杆114的结构还具有下述构型：在该构型中，导引突出部151的其顶部和底部中仅底部与导引表面113b和114b相接触，由此具有使在导引突出部151与导引表面113b和导引表面114b之间的摩擦最小的优点。
图9是图示了根据本发明的第三优选实施方式的步进马达的移动部件和导引槽的视图，并且图10是图9中图示的移动部件和导引槽的正视图。图9和图10仅图示了本发明的主要部件以有助于在概念上清楚地理解本发明，并且因此，各种变型有望在图9和图10中呈现，但是本发明的范围不需要受图9和图10中图示的特定形状所限制。
参照图9和图10，可以包括有形成为从移动部件150的两个侧表面突出的导引突出部151，并且在第一连接杆113的顶部表面和第二连接杆114的顶部表面上可以形成有与导引突出部151相接触的导引表面113b和114b。
此处，当从第一连接杆113的顶部表面至形成为导引表面113b的底部表面的高度被称作h3，并且从第二连接杆114的顶部表面至形成为导引表面114b的底部表面的高度被称作h4时，h3和h4可以形成为彼此不同。
导引突出部151、第一连接杆113和第二连接杆114的结构还具有下述构型：在该构型中，导引突出部151的其顶部和底部中仅顶部与导引表面113b和114b相接触，从而具有使在导引突出部151与导引表面113b和导引表面114b之间的摩擦最小化的优点。
图1至图10仅图示了本发明的主要部件以有助于在概念上清楚地理解本发明，并且因此，各种变型有望在图1至图10中呈现，但是本发明的范围不需要受图1至图10中图示的特定形状限制。
在上文中，已经参照附图说明了根据本发明的优选实施方式的步进马达。
根据本发明的实施方式，与移动部件的导引突出部相接触并且导引移动部件的导引表面构造成仅与导引突出部的顶侧和底侧中的一者相接触，从而提供了使摩擦接触最小的有利效果。
以上描述仅是本发明的技术精神的示意性描述，并且在不背离本发明的基本特征的情况下，本发明所属领域的普通技术人员将能够以各种方式修改、改变和替代本发明。因而，本发明的所公开的实施方式和附图不是为了限制本发明的技术精神而是为了描述本发明的技术精神，并且本发明的技术精神的范围不受实施方式和附图限制。本发明的范围应当通过下面的权利要求来解释，并且下面的权利要求的等效范围内的所有技术精神应当被解释为包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种步进马达，包括：
托架；
定子和转子，所述定子和所述转子设置在所述托架处；
丝杠，所述丝杠的两端固定至所述托架，并且所述丝杠构造成在联接至所述转子的同时旋转；以及
移动部件，所述移动部件联接至所述丝杠并且沿着所述托架的侧表面被导引以进行移动，
其中，所述托架包括形成在侧表面的顶部表面处用以与所述导引突出部相接触的导引表面，
其中，形成在所述移动部件的两个侧表面处的导引突出部形成为在高度方向上具有不同位置的一对导引突出部，并且
其中，所述导引表面形成在所述高度方向上的不同位置处。
2.根据权利要求1所述的步进马达，其中，所述托架包括：
壳体，所述壳体构造成容纳所述定子和所述转子；
支承部件，所述支承部件设置成面向所述壳体；以及
第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆构造成将所述壳体连接至所述支承部件。
3.根据权利要求2所述的步进马达，其中，所述导引表面形成在所述第一连接杆的顶部表面和所述第二连接杆的顶部表面处。
4.一种步进马达，包括：
托架；
定子和转子，所述定子和所述转子设置在所述托架处；
丝杠，所述丝杠的两端固定至所述托架，并且所述丝杠构造成在联接至所述转子的同时旋转；以及
移动部件，所述移动部件联接至所述丝杠并且沿着所述托架的侧表面被导引以进行移动，
其中，所述托架包括形成在侧表面的底部表面处用以与所述导引突出部相接触的导引表面，
其中，形成在所述移动部件的两个侧表面处的导引突出部形成为在高度方向上具有不同位置的一对导引突出部，并且
其中，所述导引表面形成在所述高度方向上的不同位置处。
5.根据权利要求4所述的步进马达，其中，所述托架包括：
壳体，所述壳体构造成容纳所述定子和所述转子；
支承部件，所述支承部件设置成面向所述壳体；以及
第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆构造成将所述壳体连接至所述支承部件。
6.根据权利要求5所述的步进马达，其中，所述导引表面形成在所述第一连接杆的顶部表面和所述第二连接杆的底部表面处。
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