CN109412335A - 一种机电点火器用有限转角电机 - Google Patents

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Abstract

一种机电点火器用有限转角电机，包括壳体、端盖和主轴，端盖的内端面凸出有第一、第二螺旋面，且两个螺旋面的低点和高点之间设有挡块；壳体内设有螺线管，主轴的中部固定有转子、尾端设有扭簧；转子的前端面凸出有第三、第四螺旋面，且第三、第四螺旋面分别与第一、第二螺旋面相对应，并使第三、第四螺旋面的高点分别与第一、第二螺旋面的低点对应；当螺线管通电产生磁场时，第三、第四螺旋面旋转90度触碰挡块停止旋转，使主轴旋转90度；当螺线管断电时，在扭簧的作用下使主轴逆转，第三、第四螺旋面逆转90度触碰挡块停止逆转，返回初始状态。本发明利用端盖和转子的螺旋工作面，将轴向电磁力转化旋转力，带动主轴旋转，结构简单，体积小。

Description

一种机电点火器用有限转角电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种机电点火器用有限转角电机。
背景技术
传统的机电点火器用电机由直流力矩电机和位置指示装置组成。直流力矩电机由定子、转子和电刷三部分组成。其定子铁心绕线难度大，生产成本高，且电刷使用寿命较短，工作可靠性和环境适应性较差，在长时间振动的条件下，电机的输出信号不能准确的反映电机的工作状态。
本申请人之前申请的“一种发动机机电点火器用有限转角电机”(专利号201520241005.3)实用新型专利，其电机本体结构为传统结构，由定子、转子和电机轴组成，不但依然存在定子铁心绕线难度大，生产成本高的问题，而且在同样输出转矩时其轴向尺寸较大，另外其位置指示装置不能指示过渡位置，不能满足用户的需求。
发明内容
本发明提供一种机电点火器用有限转角电机，以克服现有技术的不足。
本发明的技术解决方案：一种机电点火器用有限转角电机，包括壳体端盖和主轴，所述端盖安装在壳体的前端，所述主轴通过轴承安装在端盖与壳体上；其特征是：所述端盖的内端面中央凸出有环形螺旋面，所述环形螺旋面由轴对称布局的第一螺旋面和第二螺旋面组成，且第一螺旋面和第二螺旋面的低点和高点之间分别设有两个挡块；所述壳体内设有螺线管，所述主轴的中部固定有转子，所述主轴的尾端设有扭簧；所述转子的前端面凸出有两块轴对称布局的第三螺旋面和第四螺旋面，所述第三螺旋面和第四螺旋面均为直角扇形，且第三螺旋面、第四螺旋面分别与第一螺旋面、第二螺旋面相对应；所述第三螺旋面、第四螺旋面、第一螺旋面、第二螺旋面具有相同的螺旋升角，并使第三螺旋面、第四螺旋面的高点分别与第一螺旋面、第二螺旋面的低点对应；当螺线管通电产生磁场时，第三螺旋面、第四螺旋面分别与第一螺旋面、第二螺旋面之间产生吸力，促使第三螺旋面和第四螺旋面旋转，当第三螺旋面和第四螺旋面旋转90度时分别触碰两个挡块停止旋转，进而使主轴旋转90度；当螺线管断电时，第三螺旋面、第四螺旋面分别与第一螺旋面、第二螺旋面之间产生的吸力消失，在扭簧的作用下使主轴逆转，进而使第三螺旋面和第四螺旋面逆转90度时分别触碰两个挡块停止逆转，返回初始状态。
所述转子后端面呈台阶式结构，形成第一环形台肩和第二环形台肩；所述壳体与转子后端面的对应位置呈台阶式结构，形成第三环形台肩和第四环形台肩，且第一环形台肩与第三环形台肩之间、第二环形台肩与第四环形台肩之间具有轴向调整间隙，使主轴在安装时可沿轴向调整安装位置，通过调整主轴轴向安装位置即可实现第三螺旋面、第四螺旋面分别与第一螺旋面、第二螺旋面之间工作气隙大小的调整。
所述壳体的后端设有位置指示装置，所述位置指示装置由滑环组件和电刷组件组成；所述滑环组件由滑环架和金属滑环组成，所述滑环架套装固定在主轴的后端，所述金属滑环固定在滑环架的后端，且金属滑环上对称嵌装有两个圆弧形非金属块；所述电刷组件由四个刷架和分别固定在四个刷架上的四根刷丝构成，且四个刷架分别固定在壳体的后端，并使四根刷丝每两根为一组分别搭接在两个圆弧形非金属块的前端和后端，主轴旋转带动金属滑环旋转，通过四根刷丝在金属滑环上搭接位置的变化输出电平信号分别指示主轴的初始位置、过渡位置和工作位置。
本发明与现有技术相比具有的优点和效果：
1、本发明线圈组件采用螺线管，克服了直流力矩电机定子铁心绕线难度大，生产成本高的缺陷。
2、本发明采用螺线管方式沿轴向方向产生磁场，使得端盖组件和转子组件之间在磁场的作用下产生吸力，利用端盖组件和转子组件的螺旋工作面，将轴向电磁力转化旋转力，带动主轴旋转，设计新颖，结构简单，体积小，特别是相对“一种发动机机电点火器用有限转角电机”(专利号201520241005.3)实用新型专利，轴向尺寸缩短近一半，满足了用户的需求。
3、本发明转子与壳体之间通过台阶式结构配合，不但降低了磁场损耗，而且也方便端盖组件和转子组件的螺旋工作面之间的起始气隙大小的调整，提高了电机工作可靠性和环境适应性。
4、本发明位置指示装置可指示主轴的初始位置、过渡位置和工作位置，使电机的输出信号能准确反映电机的工作状态。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图，
图2为本发明端盖的结构主视图，
图3为图2的右视图，
图4为本发明转子的结构主视图，
图5为图4的A-A剖视图，
图6为本发明位置指示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-6和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种机电点火器用有限转角电机，包括壳体1、端盖2和主轴3，所述端盖2安装在壳体1的前端，所述主轴3通过轴承安装在端盖2与壳体1上；所述端盖2的内端面中央凸出有环形螺旋面，所述环形螺旋面由轴对称布局的第一螺旋面4和第二螺旋面5组成，且第一螺旋面4和第二螺旋面5的低点和高点之间分别设有两个挡块6；所述壳体1内设有螺线管10，所述主轴3的中部固定有转子7，所述主轴3的尾端设有扭簧11；所述转子7的前端面凸出有两块轴对称布局的第三螺旋面8和第四螺旋面9，所述第三螺旋面8和第四螺旋面9均为直角扇形，且第三螺旋面8、第四螺旋面9分别与第一螺旋面4、第二螺旋面5相对应；所述第三螺旋面8、第四螺旋面9、第一螺旋面4、第二螺旋面5具有相同的螺旋升角，并使第三螺旋面8、第四螺旋面9的高点分别与第一螺旋面4、第二螺旋面5的低点对应；当螺线管10通电产生磁场时，第三螺旋面8、第四螺旋面9分别与第一螺旋面4、第二螺旋面5之间产生吸力，促使第三螺旋面8和第四螺旋面9旋转，当第三螺旋面8和第四螺旋面9旋转90度时分别触碰两个挡块6停止旋转，进而使主轴3旋转90度；当螺线管10断电时，第三螺旋面8、第四螺旋面9分别与第一螺旋面4、第二螺旋面5之间产生的吸力消失，在扭簧11的作用下使主轴3逆转，进而使第三螺旋面8和第四螺旋面9逆转90度时分别触碰两个挡块6停止逆转，返回初始状态。
所述转子7后端面呈台阶式结构，形成第一环形台肩12和第二环形台肩13；所述壳体1与转子7后端面的对应位置呈台阶式结构，形成第三环形台肩14和第四环形台肩15，且第一环形台肩12与第三环形台肩14之间、第二环形台肩13与第四环形台肩15之间具有轴向调整间隙，使主轴3在安装时可沿轴向调整安装位置，通过调整主轴3轴向安装位置即可实现第三螺旋面8、第四螺旋面9分别与第一螺旋面4、第二螺旋面5之间工作气隙大小的调整。
所述壳体1的后端设有位置指示装置，所述位置指示装置由滑环组件16和电刷组件17组成；所述滑环组件16由滑环架18和金属滑环19组成，所述滑环架18套装固定在主轴3的后端，所述金属滑环19固定在滑环架18的后端，且金属滑环19上对称嵌装有两个圆弧形非金属块20；所述电刷组件17由四个刷架21和分别固定在四个刷架21上的四根刷丝22构成，且四个刷架21分别固定在壳体1的后端，并使四根刷丝22每两根为一组分别搭接在两个圆弧形非金属块20的前端和后端，主轴3旋转带动金属滑环19旋转，通过四根刷丝22在金属滑环19上搭接位置的变化输出电平信号分别指示主轴3的初始位置、过渡位置和工作位置。
工作原理：通电后螺线管产生磁场，轴向吸力形成，在磁场的作用下，磁路沿壳体、端盖、转子、壳体循环，且磁力线将沿着最短路径通过，轴向吸力被分解，一部分转变为水平吸力，端盖组件和转子在轴的作用下不会产生水平位移，另一部分转变为径向旋转吸力，促使转子向工作气隙越来越小的方向旋转，吸力越大，转子转动速度越快，最终在端盖组件中挡块的作用下，转子停止旋转，电机此时到达工作位置。位置指示装置通过输出不同的电信号反映电机此时的工作状态。
位置指示装置通过四根刷丝在金属滑环上搭接位置的变化输出电平信号00、01、11分别指示主轴的初始位置、过渡位置和工作位置。初始位置时，四根刷丝每两根为一组分别搭接在两个圆弧形非金属块的前端和后端，两对电刷组件均输出低电平00，表示电机此时处于初始位置；过渡位置时，四根刷丝中的其中一组的两根刷丝分别搭接在金属滑环上，一对电刷组件输出高电平1，另一组继续分别搭接在两个圆弧形非金属块上，另一对电刷组件输出低电平0，因此01表示电机此时处于过渡位置；工作位置时，四根刷丝每两根为一组分别搭接在金属滑环上，两对电刷组件均输出低电平11，表示电机此时处于工作位置。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种机电点火器用有限转角电机，包括壳体(1)、端盖(2)和主轴(3)，所述端盖(2)安装在壳体(1)的前端，所述主轴(3)通过轴承安装在端盖(2)与壳体(1)上；其特征是：所述端盖(2)的内端面中央凸出有环形螺旋面，所述环形螺旋面由轴对称布局的第一螺旋面(4)和第二螺旋面(5)组成，且第一螺旋面(4)和第二螺旋面(5)的低点和高点之间分别设有两个挡块(6)；所述壳体(1)内设有螺线管(10)，所述主轴(3)的中部固定有转子(7)，所述主轴(3)的尾端设有扭簧(11)；所述转子(7)的前端面凸出有两块轴对称布局的第三螺旋面8和第四螺旋面9，所述第三螺旋面(8)和第四螺旋面(9)均为直角扇形，且第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)分别与第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)相对应；所述第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)、第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)具有相同的螺旋升角，并使第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)的高点分别与第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)的低点对应；当螺线管(10)通电产生磁场时，第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)分别与第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)之间产生吸力，促使第三螺旋面(8)和第四螺旋面(9)旋转，当第三螺旋面(8)和第四螺旋面(9)旋转90度时分别触碰两个挡块(6)停止旋转，进而使主轴(3)旋转90度；当螺线管(10)断电时，第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)分别与第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)之间产生的吸力消失，在扭簧(11)的作用下使主轴(3)逆转，进而使第三螺旋面(8)和第四螺旋面(9)逆转90度时分别触碰两个挡块(6)停止逆转，返回初始状态。
2.根据权利要求1所述的一种机电点火器用有限转角电机，其特征是：所述转子(7)后端面呈台阶式结构，形成第一环形台肩(12)和第二环形台肩(13)；所述壳体(1)与转子(7)后端面的对应位置呈台阶式结构，形成第三环形台肩(14)和第四环形台肩(15)，且第一环形台肩(12)与第三环形台肩(14)之间、第二环形台肩(13)与第四环形台肩(15)之间具有轴向调整间隙，使主轴(3)在安装时可沿轴向调整安装位置，通过调整主轴(3)轴向安装位置即可实现第三螺旋面(8)、第四螺旋面(9)分别与第一螺旋面(4)、第二螺旋面(5)之间工作气隙大小的调整。
3.根据权利要求1或2所述的一种机电点火器用有限转角电机，其特征是：所述壳体(1)的后端设有位置指示装置，所述位置指示装置由滑环组件(16)和电刷组件(17)组成；所述滑环组件(16)由滑环架(18)和金属滑环(19)组成，所述滑环架(18)套装固定在主轴(3)的后端，所述金属滑环(19)固定在滑环架(18)的后端，且金属滑环(19)上对称嵌装有两个圆弧形非金属块(20)；所述电刷组件(17)由四个刷架(21)和分别固定在四个刷架(21)上的四根刷丝(22)构成，且四个刷架(21)分别固定在壳体(1)的后端，并使四根刷丝(22)每两根为一组分别搭接在两个圆弧形非金属块(20)的前端和后端，主轴(3)旋转带动金属滑环(19)旋转，通过四根刷丝(22)在金属滑环(19)上搭接位置的变化输出电平信号分别指示主轴(3)的初始位置、过渡位置和工作位置。
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