CN1442944A - 一种微型同步电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型同步电动机，包括有底座，底座上装有驱动机构及减速机构，并经端盖对应定位固定；驱动机构由永磁转子、极片和线圈部件组成；减速机构由自下而上至少两级减速齿轮依次啮合，并经安装在底座上的芯轴套装而成；并且，第一级减速齿轮的主齿轮与第二级减速齿轮的次齿轮间相啮合具有定向作用，并在主齿轮旋转一方向该次齿轮正常旋转，而在主齿轮旋转反方向该次齿轮则至多旋转一周被卡住。本发明通过微电机减速齿轮间的配合，适当改变减速齿轮齿牙的形状，即能起到定向作用，并还可与采用单臂式结构定向片的定向机构并用，起到双重定向的效果。其具有装配紧凑、摩擦小、输出力矩大及噪音低的优点。

Description

一种微型同步电动机

技术领域

本发明涉及微型电动机技术领域，尤其涉及一种具有定向作用的微型同步电动机。

技术背景

通常的微型同步电机都由定子、转子、绕线线圈三部分组成，机构的定向装置一般采用双臂拨叉形，这种形状运行时始终处于摩擦状态，不但产生噪声，而且损耗机械能、降低使用寿命；而传统的微型同步电机减速比比较小，与之配套的产品要增加几级减速齿轮和装配工艺可靠性差，而且所配套的产品体积较为庞大。

如本申请人1997年12月16日所申请的，公开号为CN1220512A、申请号为97118796.7的中国发明专利公开的一种微型电动机就属此种，其由驱动、定向、减速三部分组成，驱动部分的定子极片设为不对称的圆弧、凹槽和凸槽，使气隙不均匀，改变磁场分布状况；定向部分和减速部分结构设计较为紧凑、合理；它虽较以前提高了微型电动机的启动性能、输出力矩，降低噪音，进一步缩小部体体积。但在制造和研究中发现，定向部分设计为双臂拨叉，而限制了微电机自身的组件潜力，噪声、损耗及体积都有加大；实际工作中，利用微电机的齿轮间的配合，适当改变齿轮齿牙的形状，即能起到定向作用。现有的技术中有关微型电动机定向结构的最新技术，专利文献中尚未刊载。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能提高装配性能、减少摩擦、提高输出力矩、降低噪音及具有定向作用的微型同步电动机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微型同步电动机，包括有底座，底座上装有驱动机构及减速机构，并经端盖对应定位固定；所述的驱动机构由永磁转子、极片和线圈部件组成；所述的减速机构由自下而上至少两级减速齿轮依次啮合，并经安装在底座上的芯轴套装而成；采取的技术措施包括：第一级减速齿轮的主齿轮与第二级减速齿轮的次齿轮间相啮合具有定向作用，并在主齿轮旋转一方向该次齿轮正常旋转，而在主齿轮旋转反方向该次齿轮则至多旋转一周被卡住。

为优化上述技术方案，所采取的措施还包括：

上述的主齿轮旋转一方向，主齿轮与次齿轮相啮合处齿牙的端面相贴合；所述的主齿轮旋转反方向，主齿轮与次齿轮相啮合处至少有一处的主齿牙端面与次齿牙端面相贴合，而其它主齿牙端面则制有一台阶。

上述的主齿轮仅有一处的主齿牙端面与次齿轮对应的次齿牙端面相贴合。

上述的减速机构至少有三级；所述的底座上还安装有定向机构，该定向机构由凸轮和套装在芯轴上的单臂定向片、定向齿轮组成；凸轮轴接于芯轴并固定在第一级减速齿轮下端；单臂定向片制有一叉勾与凸轮端部制有的凸台相配合；定向齿轮下端装在单臂定向片的上端，定向齿轮上端啮合第三级减速齿轮的次齿轮；叉勾设置于凸轮的外缘，并在凸轮旋转一方向该叉勾可脱离凸台，而在凸轮旋转反方向该叉勾则卡住凸台。

上述的减速机构由自下而上的六级减速齿轮依次啮合构成。

上述的第二级减速齿轮下端固定有套装芯轴的定位块。

上述的芯轴还轴接有棘轮机构，该棘轮机构具有单向传递扭矩作用，其由棘轮及内齿齿轮组成，该棘轮下端置入内齿齿轮中，该棘轮上端为所述的电动机的输出端。

上述的端盖凸头部制有一弧度的开口，所述的芯轴连接的棘轮部分突出该开口。

与现有技术相比，本发明通过微电机减速齿轮间的配合，适当改变减速齿轮齿牙的形状，即能单独起到定向作用，又能提高装配性能、减少摩擦、提高输出力矩、降低噪音。本发明还可与单独安装在底座上的定向机构并用，因该定向机构中的定向片为单臂式结构，其也具有减小噪音，提高传动效率的优点，因此可起到双重定向的效果。同时，本发明还可在其端盖凸头部制有一弧度的开口，将微电机的输出端头罩于其内，起到支承效果，确保轴运转的稳定，并还可在第二级减速齿轮下端固定有轴接芯轴的定位块，不致于与下面的转子的磁钢齿轮相接触而发生摩擦，因此效果更加明显。

附图说明

图1为本发明实施例的总体一侧面的示意图；

图2为图1的A-A向剖视展开示意图；

图3为图1的B-B向局部剖视示意图；

图4为图2的C-C向局部剖视示意图；

图5为本发明实施例第二级减速齿轮与永磁转子接触示意图；

图6为本发明实施例第一、二级减速齿轮啮合状态示意图。

具体实施例

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1至图6所示，一种微型同步电动机，包括有底座1，底座1上装有驱动机构及减速机构，并经端盖16对应定位固定。底座1与端盖16可注塑成型，与所装配的部件对应嵌装。驱动机构由永磁转子3、极片14和线圈部件12组成；线圈部件12由骨架、极片15、及线圈组成，被夹持的骨架随同极片14绕制有的线圈，形成极片15插入线圈的结构；减速机构由自下而上六级减速齿轮依次啮合，并经安装在底座1上的芯轴2、13套装而成，通常使用的为双联齿轮，分为次齿轮和主齿轮；在第二级减速齿轮5下端固定有轴接芯轴13的定位块18，不致于与下面的转子的磁钢齿轮相接触而发生摩擦，减小噪音，提高传动效率。芯轴2还轴接有棘轮机构，该棘轮机构具有单向传递扭矩作用，其由棘轮11及内齿齿轮10组成，该棘轮11下端置入内齿齿轮中，该棘轮11上端为所述的电动机的输出端。在端盖16凸头部制有一弧度的开口，芯轴2轴接的棘轮11上端部分作为电动机的输出端则突出该开口，这种将微电机的输出端头罩于其内，起到了支承效果，确保轴运转的稳定。

根据运转规律中的渐开线啮合原理，适当改变齿轮节距，即使在不使用其他定向机构的情况下，通过适当改变齿轮形状，即可起到定向作用。本发明中，在减速机构中第一级减速齿轮4的主齿轮4a与第二级减速齿轮5的次齿轮5a间相啮合具有定向作用，并在主齿轮4a旋转一方向该次齿轮5a正常旋转，而在主齿轮4a旋转反方向，由于主齿轮4a节距与次齿轮5a不一样，使次齿轮5a的次齿牙卡在主齿轮4a的台阶处，使电机不能旋转，从而起到定向作用。该次齿轮5a则至多旋转一周被卡住。

如图6所示，主齿轮4a顺时针方向有一处的主齿牙4a₁端面与次齿轮5a对应的次齿牙5a₁端面相贴合，而其它各处的主齿牙4a₂端面则制有一台阶，与次齿轮5a对应的次齿牙5a₂端面与该台阶顶端面处相贴合；而在主齿轮4a顺时针方向所有的主齿牙4a₁端面与次齿轮5a对应的次齿牙5a₁端面都相贴合。这种结构，当主齿轮4a逆时针旋转时，主齿轮4a的侧面与相啮合的次齿轮侧面相贴合，两者处于正常的齿轮啮合转动状态，此时的微电机处于正常工作状态；当主齿轮4a顺时针旋转时，因有一处的主齿牙4a₁端面与次齿轮5a对应的次齿牙5a₁端面相贴合，则仅能使微电机旋转1/n×360度(n为主齿牙的齿数)，即可实现可靠定位；这是由于主齿轮4a节距与次齿轮5a不一样，使次齿轮5a的次齿牙5a₁卡在主齿轮4a的主齿牙4a₁的台阶处，从而实现定向的目的。

如图4所示，在底座1上还安装有定向机构，该定向机构由凸轮19和套装在芯轴20上的单臂定向片17、定向齿轮组成；凸轮19轴接于芯轴2并固定在第一级减速齿轮4下端，最好制作成连体结构；单臂定向片17制有一叉勾17a与凸轮19端部制有的凸台19a相配合；定向齿轮下端装在单臂定向片17上端，定向齿轮上端啮合第三级减速齿轮的次齿轮；叉勾17a设置于凸轮19的外缘，并在凸轮19旋转逆时针方向该叉勾17a可脱离凸台19a，微电机正常旋转工作；而在凸轮19旋转反方向该叉勾17a则卡住凸台19a，微电机停转不工作，实现定向的目的。与上述的齿轮定向结构配合使用，因此可起到双重保险的效果。

如图1所示本发明还可在其端盖凸头部制有一弧度的开口，将微电机的输出端头罩于其内，起到支承效果，确保轴运转的稳定。如图5所示本发明并还可在第二级减速齿轮下端固定有轴接芯轴的定位块，不致于与下面的转子的磁钢齿轮相接触而发生摩擦，因此效果更加明显。

本发明的工作过程：当电流流过线圈时，线圈便产生磁场。按右手法则就可判别这个线圈中产生的磁场极性。此时插在线圈当中的定子就被磁化，从而产生N、S两个磁极。根据磁极同性相斥，异性相吸的原理，转子就会受磁力作用而转动。通过减速齿轮组和定向片、棘轮的作用，给电机以一定的速比及旋转方向输出扭矩。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，可以在权利要求书的范围内，作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (9)

1.一种微型同步电动机，包括有底座(1)，底座(1)上装有驱动机构及减速机构，并经端盖(16)对应定位固定；所述的驱动机构由永磁转子(3)、极片(14)和线圈部件(12)组成；所述的减速机构由自下而上至少两级减速齿轮依次啮合，并经安装在底座(1)上的芯轴(2、13)套装而成；其特征是：

所述的第一级减速齿轮(4)的主齿轮(4a)与第二级减速齿轮(5)的次齿轮(5a)间相啮合具有定向作用，并在主齿轮(4a)旋转一方向该次齿轮(5a)正常旋转，而在主齿轮(4a)旋转反方向该次齿轮(5a)则至多旋转一周被卡住。

2.根据权利要求书1所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的主齿轮(4a)旋转一方向，主齿轮(4a)与次齿轮(5a)相啮合处齿牙的端面相贴合；所述的主齿轮(4a)旋转反方向，主齿轮(4a)与次齿轮(5a)相啮合处至少有一处的主齿牙(4a₁)端面与次齿牙(5a₁)端面相贴合，而其它主齿牙(4a₂)端面则制有一台阶。

3.根据权利要求书2所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的主齿轮(4a)仅有一处的主齿牙(4a₁)端面与次齿轮(5a)对应的次齿牙(5a₁)端面相贴合。

4.根据权利要求书1所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的减速机构至少有三级；所述的底座(1)上还安装有定向机构，该定向机构由凸轮(19)和套装在芯轴(20)上的单臂定向片(17)、定向齿轮组成；凸轮(19)轴接于芯轴(2)并固定在第一级减速齿轮(4)下端；单臂定向片(17)制有一叉勾(17a)与凸轮(19)端部制有的凸台(19a)相配合；定向齿轮下端装在单臂定向片(17)上端，定向齿轮上端啮合第三级减速齿轮的次齿轮；叉勾(17a)设置于凸轮(19)的外缘，并在凸轮(19)旋转一方向该叉勾(17a)可脱离凸台(19a)，而在凸轮(19)旋转反方向该叉勾(17a)则卡住凸台(19a)。

5.根据权利要求书1至4任一权利要求所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的减速机构由自下而上的六级减速齿轮依次啮合构成。

6.根据权利要求书1至4任一权利要求所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的第二级减速齿轮(5)下端固定有套装芯轴(13)的定位块(18)。

7.根据权利要求书5所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的第二级减速齿轮(5)下端固定有轴接芯轴(13)的定位块(18)。

8.根据权利要求书7所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的芯轴(2)还轴接有棘轮机构，该棘轮机构具有单向传递扭矩作用，其由棘轮(11)及内齿齿轮(10)组成，该棘轮(11)下端置入内齿齿轮中，该棘轮(11)上端为所述的电动机的输出端。

9.根据权利要求书8所述的一种微型同步电动机，其特征是：所述的端盖(16)凸头部制有一弧度的开口，所述的芯轴(2)轴接的棘轮(11)部分突出该开口。

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