CN1078074A - 微型马达 - Google Patents

Abstract

微型马达，包括转子和定子，该转子具有许多轴 向延伸的磁极，它们径向排列在转子的外圆周表面， 该定子有绕在线圈架上的两个线圈，它们轴向排列在 有底的空心圆筒形状的外壳上，还包括安装在外壳开 口端上的端板，外壳由铁磁材料制成，磁极产生在转 子的外壳侧端面上，从而使轴向的磁吸引力作用于转 子端面和外壳之间。

Description

本发明广义上涉及到微型马达，如用于打印机和传真机上的步进马达，特别涉及到一种仅需少量部件的微型马达，在这种马达中，转子相对于外壳的轴向相对运动受到控制，因此防止了机械噪声的产生。

步进马达是一类微型马达，至今已广泛地用作信息处理设备和其他各种设备的驱动设备。以一种传统型式的步进马达为例，图1是其纵剖面视图，说明其基本部分。在图1中，数字1表示外壳，由如低碳钢这样的金属材料制成，形成有底的中空圆筒形，在其内圆周表面，装有由磁铁材料制成、呈环形的轭铁2和由绝缘材料制成、呈环形的线圈架3及绕在线圈架3上的线圈4。数字5表示安装在外壳1开口端的端板。

数字6表示由例如铁氧体这样的永久磁性材料制成的呈圆柱形的转子，它具有许多沿轴向延伸的磁极，它们径向排列在转子外圆周表面上。数字7表示固定在转子6中心的轴，由设置在外壳1和端板5上的轴承8可转动地支撑。数字9表示由树脂材料制成、呈环形的垫圈，它被固定地安装到轴7，安装的方式是，垫圈9被插在转子6的一个端面和外壳1的内端面之间以及转子6的另一个端面和端板5的内表面之间。由具有弹性的金属材料制成的弹簧垫圈10被插在转子6和端板5之间，安装的状态是垫圈10被夹在11和12两个垫圈之间。

在前面所述的结构中，当电流通过接头13和印刷电路板14输入线圈4时，轭铁2在流过线圈4的两相电流的共同作用下励磁，导致在其外圆周表面排列有许多磁极的转子6作短的均匀的角转运动。这样，按照短的、均匀的角动方式将动力输送到被驱动设备上。由于弹簧垫圈10被安装在两个垫圈11和12之间，防止了转子6的轴向振动，因而防止了机械噪声产生。

但是，具有上述结构防止转子6轴向振动或移动的现有技术设备仍有下述问题。将转子6推向外壳1一侧垫圈9的力取决于弹簧垫圈10的轴向压缩量。因此，为了确保垫圈10的最佳压缩量，必须根据外壳1的内端面和端板5之间的轴向尺寸精确调整垫圈9和12之间的轴向自由尺寸。

为了达到这个目的，几个具有不同厚度的垫圈9、11和12必须提前准备好。另外还需要测量工具或检验工具来检测弹簧垫圈10是否具有最佳压缩量。这一切使得微型马达的装配工作极其复杂。

另外，即使在上述困难的精细调整后，弹簧垫圈10弹性的变化也是不可避免的。因此，导致在外壳一侧的轴承8、垫圈9和转子6间以及在端板5一侧的垫圈11、弹簧垫圈10、垫圈12和端板5间的相互摩擦和接触状态不稳定。结果导致所产生的扭矩损失也是变化的，这对由轴7输出的扭矩产生了不利的影响。

本发明旨在克服现有技术固有的问题。因而本发明的目的是提供一种只需要少量零部件的微型电动机，防止其转子的轴向振动或运动，以避免机械噪声的产生。

图1，为一纵剖面视图，说明一个传统型步进电机典型例子的基本部分。

图2，为一纵剖面视图，说明本发明的一个实施方案中的基本部分。

图3和图4为纵剖面图和左视图，说明图2中的转子。

图5为一纵剖面视图，说明本发明的一个实施方案中转子的励磁机构的一个例子。

图2为一纵剖面视图，说明本发明一个实施方案的基本部分。相同的部件以与图1中相同的数字表示。图2中，转子6由永磁材料制成，如铁氧体，并制成圆柱形，与图1中表示的现有技术相同。转子6具有许多轴向延伸的磁极，它们径向排列在转子6的外圆周表面上，其排列方式是N和S磁极由轴向对转子励磁产生，如后面介绍的，以便磁吸引力作用在转子6和外壳1之间。例如，用树脂材料（最好有自润滑特性）的垫圈9和11，将其加在转子的两端面上，以使转子6固定地安装在轴7上。

图3、图4为纵剖面视图和左侧视图，说明图2中的转子，在图3和图4中，数字6表示面对外壳1的端面（见图2），在此端面上，N磁极形成在点划线表示的6b区域内，S磁极形成在另一端面6d上，如图4所示。选择在6b区域内形成的磁极的磁场强度，以便将转子6面对外壳1放入时（如图2所示），可产生足以防止转子6作轴向相对运动的磁吸力。不希望将磁极的磁场强度设置到太高的水平，使区域6b太大，因为可能对在转子6外圆周表面上形成的磁极产生的磁力产生相反的作用。

图5是一纵剖面视图，说明本发明一个实施方案的转子励磁机构的一个例子。在图5中，数字15表示由铁磁材料（如低碳钢）制成的端面励磁轭铁，呈短圆柱状。励磁轭铁15中心有轴孔16，并装有线圈17。线圈17的安装方式例如使得图4中所示端面6a上的区域6b被励磁成N磁极，另一端面6d被励磁成S磁极。数字18表示用与端面励磁轭铁15相似的铁磁材料制成的外围励磁轭铁，例如做成圆形，装有线圈19以便使转子6外周面上轴向延伸的磁极励磁。线圈17和19例如通过一个控制装置都与一个直流脉冲电源相连。

用上述结构，将直流脉冲电流输送到构成励磁轭铁15和18组成部分的线圈17和19时，在转子6的外圆周表面6c和端面6a及6d上形成磁极。例如，通过设定图2中所示的作用在转子6和外壳1之间的磁吸力大于1470N，并对端面6a励磁获得N磁极，那么产生的磁吸力可满意地补偿作用在转子6上的轴向负荷。通过改变输入线圈17的直流脉冲电流的电压，可任意调整端面6a和6d上产生的磁极的磁场强度。另外，通过适当地设计图5中线圈17的形式，可仅在转子的端面6a上至少产生一对磁极。

具有上述结构的本发明可减少零部件数目，例如现有技术中使用的弹簧垫圈。而且，由于在转子的端面上产生磁极，使转子和外壳之间有吸引力，防止了转子的轴向振动或移动，因而本发明可避免机械噪声的产生。

Claims (4)

1、一种微型马达，包括转子和定子，该转子具有许多轴向延伸的磁极，它们径向排列在该转子的外圆周表面；该定子有绕在线圈架上的两个线圈，它们轴向排列在有底的空心圆筒状的外壳上，还包括安装在上述外壳开口端上的端板，其特征在于该外壳由铁磁材料制成，磁极产生在所述转子外壳侧的端面上，以便使轴向磁吸力作用于该转子与该外壳之间。

2、如权利要求1中所述的微型马达，其特征是在该转子的外壳侧端面上的磁极是单一极性。

3、如权利要求1所述的微型马达，其特征是至少有一对磁极产生在该转子外壳侧的端面上。

4、如权利要求1中所述的微型马达，其特征是该转子端面和该外壳间的磁吸力大于1470N。

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