CN1773821A - 定子分体式步进马达 - Google Patents

Abstract

一种定子分体式步进马达，包含一心轴、一磁石单元、一定子单元、一固定板及一底盖。该定子单元具有至少一线圈架、至少一绕设在该线圈架外部的线圈、至少一套设在该线圈架外部的外筒及至少一对沿该轴线相向插置在该线圈架内部的磁轭，该线圈架与外筒利用一定位块与一限位槽嵌卡连结，且磁轭也各利用一连结部位与外筒产生轴向与环向连结，促使磁轭相对于该线圈架产生定位。

Description

定子分体式步进马达

技术领域

本发明涉及一种步进马达，特别是涉及一种定子分体式步进马达。

背景技术

现有的步进马达定子结构，大致采用下列两种方式：

其一、磁轭与线圈架一体式结构：如图1所示，该定子结构具有二对沿一轴线相向插接的磁轭1、二分别包覆在磁轭1外部的线圈架单元2及一绕设在线圈架单元2外部的线圈单元3。线圈架单元2是在磁轭1组合后，再入模以塑料包覆而构成。

这种定子结构必须先进行磁轭1的组装，再将已组装完成的磁轭1置入模具内部进行线圈架单元2的包覆作业，所以整体定子结构的组装作业相当复杂、成本高，还需要制设模具来注塑成线圈架单元2，模具的制造成本也高。

其二、磁轭与外筒一体式结构：如图2、图3所示，该定子结构具有二线圈架4、二绕设在线圈架4外部的线圈5、二对分别沿该轴线相向插置在线圈架4内部的磁轭6及二个各自与其中二个互相远离的磁轭6一体成型化且设置在线圈架4外部的外筒7。

虽然这种定子结构可直接进行组装作业，但是因为磁轭6与外筒7采一体式结构，也就是磁轭6与外筒7的截面连结成U形(如图3所示)，则在进行此一体化部件的抽制加工时会较为困难，抽制完成后也很难确保位在内层的磁轭6的数个励磁爪601的截面积与长度都能保持一定的比例，往往是在抽制完成后，再进行修补加工，所以导致其加工相当困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用嵌接结构可使磁轭与线圈架达到稳固组合，且整体制造、组配相当容易的定子分体式步进马达。

本发明定子分体式步进马达包含有一心轴、一固设在该心轴外部的磁石单元、一套设在该磁石单元外部的定子单元、一封设在该定子单元一侧部的固定板及一封设在该定子单元另一侧部的底盖单元。该定子单元并具有至少一线圈架、至少一绕设在该线圈架外部的线圈、至少一呈中空筒状且套设在该线圈架外部的外筒、至少一对沿该轴线相向插置在该线圈架内部的磁轭，该线圈架具有一围绕该轴线所形成的筒壁、一由该筒壁沿径向朝外凸设的定位块，该外筒具有沿轴线相反设置的一第一卡合部、一第二卡合部及一可供该定位块嵌合的限位槽，前述磁轭各具有一沿径向设置且可分别与该外筒的第一、二卡合部互相嵌卡的连结部位及数个励磁爪，励磁爪是沿环向均匀分布。该固定板是封设在该定子单元的外筒的第一端部上，且供该心轴的一端侧轴设。该底盖与该固定板呈相对设置且封设在该外筒第二端部上，且供该心轴的另一端侧轴设定位。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明

图1是现有一种磁轭与线圈架一体式的定子结构组合剖面示意图；

图2是现有另一种磁轭与外筒一体式定子结构部份构件分解立体图；

图3是该种定子结构的部份构件组合剖面示意图；

图4是本发明一较佳实施例的立体分解图；

图5是本发明上述较佳实施例的组合立体外观图；

图6是本发明上述较佳实施例的组合侧视图，说明一定子单元呈分体式结构；

图7是沿图6中的直线7-7所取的剖视示意图。

具体实施方式

如图4及图6所示，本发明定子分体式步进马达的较佳实施例包含一心轴10、一固设在该心轴10外部的磁石单元20、一套设在该磁石单元20外部的定子单元30、一封设在该定子单元30一侧部的固定板40及一封设在该定子单元30另一侧部的底盖50。

该心轴10是制成圆杆状且沿一轴线L延伸。

配合参阅图7，该磁石单元20是由数不同极性的磁块21围绕该轴线L而交错固设在该心轴10外部。

本实施例的定子单元30具有二沿轴线L排列设置的线圈架31、二分别绕设在线圈架31外部的线圈32、二分别套设在线圈架31外部的外筒33、二对分别沿该轴线L相向插置在线圈架31内部的磁轭34、35。

前述线圈架31是呈中空轮筒状，并各具有一围绕该轴线L所形成的筒壁311、一由该筒壁311一外侧缘沿一垂直于该轴线L的径向延伸的第一轮缘312、一由该筒壁311一内侧缘沿一垂直于该轴线L的径向延伸且与该第一轮缘312相对设置的第二轮缘313、一由该第二轮缘313周缘朝外凸设的定位块314及二固设在该定位块314中且以导电材质制成的导销315。该筒壁311及该第一、二轮缘312、313共同界定出一位在该筒壁311外部的线槽316，线圈32是绕设在该线槽316中。

前述外筒33各具有一对应于该第一轮缘312的第一端部331、一设置在第一端部331且呈凹槽状的第一卡合部332、一与该第一端部331相反设置且对应于该第二轮缘313的第二端部333、一设置在该第二端部333且呈凹槽状的第二卡合部334及二分别对应该第一、二卡合部332、334而凹设在该第一、二端部331、333的限位槽335、335’。该第一、二卡合部332、334是呈对应设置，限位槽335、335’也呈对应设置，且当外筒33沿轴线L相邻设置时，设于外筒33上的限位槽335、335’是呈对合状，且介于外筒33衔接处的定位块314是同时嵌套在相邻设置的二个外筒33的限位槽335、335’中，而使得外筒33与线圈架31可获得环向、轴向的定位。且在外筒33呈对接的第二、一端部333、331施以焊接，促使外筒33获得固接连结。

前述磁轭34具有一呈中空环状的环圈部341及数个由该环圈部341一内环缘沿轴线L延伸的励磁爪342。该环圈部341具有数凹设在该内环缘的定位槽343及一沿径向由一外环缘向外凸设呈块状且可分别与外筒33的第一、二卡合部332、334互相嵌卡的连结部位344，而励磁爪342是制成推拔板片状，且插置在线圈架31的筒壁311中。

前述磁轭35各具有一呈中空环状的环圈部351及数个由该环圈部351一内环缘沿轴线L延伸的励磁爪352。该环圈部351具有一沿径向由一外环缘向外凸设呈块状且可与外筒33的第二、一卡合部334、332互相嵌卡的连结部位354，而励磁爪352是制成推拔板片状，且与励磁爪342交互伸设在线圈架31的筒壁311中。借由励磁爪342、352交错插置而相邻设置在同一个线圈架31内部的磁轭34、35，其等的连结部位344、354与所对应的励磁爪342、352是沿环向呈错开设置，促使磁轭34、35的励磁爪342、352装入线圈架31内部后是沿环向平均分布，如图7所示，磁轭34、35的五个励磁爪342、352是彼此交错设置且呈36等角度分布。且为了让步进角度更加精细，装设在相邻设置的线圈架31内部的磁轭34、35，其等的励磁爪342、352是沿环向呈错开一18的相位角度(见图4)。

该固定板40是以焊接方式与其中一个外筒33固接，并具有一可供该心轴10一端侧轴设定位的轴套41及数凸设在一内侧面的卡柱42，卡柱12可嵌卡在相邻设置的磁轭34的定位槽343中。

该底盖50与该固定板40相对设置，且供该心轴10另一端侧轴设定位，也是以焊接方式与另一个外筒33固接。并具有一可供该心轴10另一端侧轴设定位的轴套51及数凸设在一内侧面的卡柱52，卡柱52嵌卡在相邻设置的磁轭34的定位槽343中。

如图4、图6所示，当欲组合时，是先在线圈架31的线槽316中绕设线圈32，且将已绕设有线圈32的线圈架31分别套入外筒33中。接着，将其中一对磁轭34、35的励磁爪342、352分别自其中一个线圈架31的第一、二轮缘312、313而沿轴线L相向嵌套在筒壁311中，并利用连结部位344、354嵌套在该第一、二卡合部332、334中，促使磁轭34、35与外筒33获得轴向与环向的连结，此时，该环圈部341、351分别抵靠在第一、二轮缘312、313上。而另一对磁轭34、35的励磁爪342、352也分别自另一个线圈架31的第二、一轮缘313、312而沿轴线L相向嵌套在筒壁311中，并利用连结部位344、354嵌套在该第二、一卡合部334、332中，促使磁轭34、35与外筒33获得轴向与环向的连结，此时，该环圈部341、351也分别抵靠在第二、一轮缘313、312上。

再将上述整体沿轴线L方向产生对合以构成该定子单元30，且使得其中一个线圈架31的定位块314同时嵌套在相对的限位槽335’、335中，且在外筒33呈对接的第二、一端部333、331施以焊接，就可确保插置在线圈架31内部的励磁爪342、352错开呈一相位角度，以达到防呆目的。接着，将该心轴10、磁石单元20收纳在其中，且利用固定板40、底盖50的卡柱42、52嵌卡在磁轭34的定位槽343中，就可完成整体组配(如图5所示)。

且如图6、图7所示，当整体组配后，每一个线圈架31内部所组配的磁轭34、35的励磁爪342、352是沿环向间隔设置，且相邻二个线圈架31内部的励磁爪342、352错开呈一固定的相位角度，可提高步进角度的精度。

因此，本发明具有下列功效：

一、磁轭34、35与线圈架31、外筒33均呈分体式，不但磁轭34、35的制造相当容易，且磁轭34、35与线圈架31、外筒33的组配完全不需要模具，所以整体制造成本可以大为降低。

二、磁轭34、35是呈独立设置，所以励磁爪342、352在进行制造加工时较为简单，制造完成后也很容易控制励磁爪342、352的截面积与长度能保持一定的比例，激磁效率高，制作成本也较低。

三、利用磁轭34、35的连结部位344、354与线圈架31的第一、二卡合部332、334互相嵌接，且利用插置在同一个线圈架31内部的磁轭34、35，其等的连结部位344、354与所对应的励磁爪342、352是呈沿环向呈错开设置，以及利用构件本身的精度来确保两个线圈架31沿轴线L方向连结组合后，各个线圈架31内部的励磁爪342、352呈平均分布，而两个线圈架31的励磁爪342、352之间也都沿环向错开一相位角度，且还利用其中一个线圈架31的定位块314同时嵌套在外筒33呈相对的限位槽335、335’中，促使相邻设置的外筒33的环向获得定位，所以整体组合后具有一定的防呆功效，且保证步进精度。

Claims (10)

1.一种定子分体式步进马达，包含一沿一轴线延伸的心轴、一固设在该心轴外部的磁石单元、一套设在该磁石单元外部的定子单元、一封设在该定子单元一端部的固定板及一封设在该定子单元另一端部的底盖，其特征在于：

该定子单元，具有至少一线圈架、至少一绕设在该线圈架外部的线圈、至少一呈中空筒状且套设在该线圈架外部的外筒、至少一对沿该轴线相向插置在该线圈架内部的磁轭，该线圈架具有一围绕该轴线所形成的筒壁、一由该筒壁沿径向朝外凸设的定位块，该外筒具有沿轴线相反设置的一第一卡合部、一第二卡合部及一供该定位块嵌合的限位槽，前述磁轭各具有一沿径向设置且分别与该外筒的第一、二卡合部互相嵌卡的连结部位及数个励磁爪，前述励磁爪是沿环向均匀分布；

该固定板，封设在该定子单元的外筒第一端部上，且供该心轴一端侧轴设；

该底盖，是与该固定板呈相对设置且封设在该外筒第二端部上，且供该心轴另一端侧轴设定位。

2.如权利要求1所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元具有二个线圈架、二组绕设在该线圈架外部的线圈、二个分别套设在线圈架外部的外筒、二对相向插置在线圈架内部的磁轭，外筒的对接端部焊接固结。

3.如权利要求2所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的磁轭装设在相邻设置的二个线圈架内部，其等的励磁爪是沿环向呈错开一相位角度。

4.如权利要求3所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的外筒第一、二卡合部呈凹槽状且呈对应设置，且相向插置在同一个线圈架内部的磁轭，其等的连结部位是呈凸块状，且与所对应的励磁爪是沿环向呈错开设置，促使磁轭的励磁爪沿环向平均分布。

5.如权利要求4所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元与该固定板、该底盖相邻的磁轭的环圈部内环缘凹设有数定位槽，且该固定板与该底盖的一内侧面也相对地凸设有数个嵌卡在定位槽中的卡柱。

6.如权利要求5所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的线圈架呈中空轮筒状，且还各具有一固设在该定位块中且以导电材质制成的导销。

7.如权利要求6所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的线圈架还各具有二由该筒壁的二相反侧缘沿一垂直于该轴线的径向延伸的轮缘，且该定位块由其中一个轮缘周缘朝外凸设，而外筒呈相反的二端部各设有一个限位槽，相邻设置的二个外筒的相对端部的限位槽是呈对合状，且其中一个线圈架的定位块同时嵌套在相邻设置的二个外筒的限位槽中。

8.如权利要求7所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的线圈架各由该筒壁及轮缘共同界定出一位在该筒壁外部的线槽，线圈是绕设在该线槽中。

9.如权利要求8所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的磁轭还具有一呈中空环状的环圈部，且励磁爪是由该环圈部周缘沿轴线延伸。

10.如权利要求9所述的定子分体式步进马达，其特征在于：该定子单元的磁轭的环圈部是对应于线圈架的轮缘。

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