CN205051464U - 转子总成及包含该转子总成的步进驱动电机 - Google Patents
转子总成及包含该转子总成的步进驱动电机 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种转子总成，包括：转子壳体(1)；带有外螺纹的转子轴(2)，该转子轴(2)安装在所述转子壳体(1)的内部；磁铁(3)，该磁铁(3)安装在所述转子壳体(1)的外部；伸缩轴(4)，该伸缩轴(4)通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴(2)上的外螺纹上。根据本实用新型的转子总成具有长，零部件少，制造成本低和直线精度高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车零部件领域，具体地说，涉及一种应用在汽车自适应转向大灯上的转子总成以及包含该转子总成的步进驱动电机。
背景技术
为了提高汽车运转行驶的安全性，行业内提出了自适应地控制车灯的照射方向的系统，该系统追随方向盘的转向操纵角和车身悬挂系统的高低方位角进行左右和上下的转动，使得车灯(尤其是前照灯)的照射方向不仅朝直线行驶方向，还可以朝驾驶员进行转向操作的方向，该系统在提高汽车的运转安全性方面起来很大的作用。
在上述控制车灯的系统中，业内目前采用步进驱动电机(例如直线步进驱动电机)作为驱动装置，但是，如公告号为CN201674378U和CN202300660U的中国授权专利中所示，作为驱动装置的步进驱动电机中包含的转子和输出轴的结构具有如下缺点：插入转子中的轴包含位于转子外部的光滑导向部分和位于转子内部的与转子配合的螺纹部分，在这种结构下，为了实现一定行程，轴的长度必须为行程长度的两倍以上，从而导致轴的制造成本高，直线精度难以保证，而且使得电机整体尺寸太长。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种用于应用于大灯转向系统的步进驱动电机以及其包含的转子总成，从而解决了在电机整体尺寸确定不变的情况下，如何增加输出轴的行程的问题。
本实用新型提供的定子总成，包括：
转子壳体1；带有外螺纹的转子轴2，该转子轴2安装在所述转子壳体1的内部；磁铁3，该磁铁3安装在所述转子壳体1的外部；伸缩轴4，该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴2上的外螺纹上。
较佳地，所述转子总成还包括安装在所述转子壳体1外周上的轴承5。较佳地，所述转子壳体1的内部为空心结构，所述转子轴2的外螺纹至少部分位于所述转子壳体1的内部空心结构中。
较佳地，通过与所述转子轴2的外螺纹的配合，所述伸缩轴4可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体1的内部空心结构中。
较佳地，所述磁铁3为环形磁铁，并套装固定在所述转子壳体1的圆柱状外表面上。
较佳地，所述伸缩轴4的外表面上具有导向槽，所述导向槽沿着所述伸缩轴4的轴向方向、从所述伸缩轴4的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴4的另外一端，且所述导向槽的个数为2个，并且在所述伸缩轴4的外表面上对称分布。
较佳地，所述转子壳体1与所述转子轴2通过注塑的方式安装在一起，注塑后所述转子轴2的一个光端部21位于所述转子壳体1的封闭端一侧的外部。
较佳地，所述转子轴2与所述转子壳体1的连接处的外周上形成有锯齿状结构22。
本实用新型还提供了一种步进驱动电机，包括：
外部缠有线圈的定子6；安装在所述定子6内部的转子总成；套设在所述定子6的外周上的导磁环10；用于给步进驱动电机上电的电气连接头8；所述转子总成进一步包括：转子壳体1；带有外螺纹的转子轴2，该转子轴2安装在所述转子壳体1的内部；磁铁3，该磁铁3安装在所述转子壳体1的外部；伸缩轴4，该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹配合安装在所述转子轴2的外螺纹上；安装在所述转子壳体1外周上的轴承5。
较佳地，所述磁铁3为环形磁铁，位于所述定子6内部且其外圈与所述定子6间隙配合。
较佳地，所述轴承5的外圈被压入到所述定子6的内部。
较佳地，所述转子壳体1的内部为空心结构，所述转子轴2的外螺纹至少部分位于所述转子壳体1的内部空心结构中。
较佳地，通过与所述转子轴2的外螺纹的配合，所述伸缩轴4可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体1的内部空心结构中。
较佳地，所述伸缩轴4的外表面上具有导向槽，所述导向槽沿着所述伸缩轴4的轴向方向、从所述伸缩轴4的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴4的另外一端。
较佳地，所述步进驱动电机还包括：压装在所述导磁环10内部且带有凸起结构的前端盖9，该凸起结构至少部分位于所述伸缩轴4上的导向槽中，从而防止所述伸缩轴4转动并且在轴向上对所述伸缩轴4进行导向。
较佳地，所述转子壳体1与所述转子轴2通过注塑的方式安装在一起，注塑后所述转子轴2的一个光端部21位于所述转子壳体1的封闭端一侧的外部。
较佳地，所述定子6上形成有定位孔61，所述转子轴2的光端部21至少部分位于该定位孔61中。
较佳地，所述步进驱动电机还包括：安装在所述伸缩轴4输出端上的连接球7；O型圈11，该O型圈11通过套置的方式设置在所述前端盖9上；后端盖12，该后端盖12被压装到所述电气连接头8上。
较佳地，所述转子轴2与所述转子壳体1的连接处的外周上形成有锯齿状结构22。
与现有技术相比，本实用新型由于采用了新的转子总成和步进驱动电机结构设计，使得在电机整体外部尺寸不变的情况下，伸缩轴(输出轴)可以提供更长的行程，同时降低了制造成本，保证了直线精度。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型所述转子总成各零部件的爆炸示意图；
图2是图1所示转子总成组装后的剖视图；
图3A是图1中所示伸缩轴的立体示意图；
图3B是图3A所示伸缩轴的正视图；
图3C是图3B的左视图；
图3D是图3B的剖视图；
图4是包含图1所示转子总成的步进驱动电机的剖视图；
图5A是图4中所示前端盖的立体示意图；
图5B是图5A所示前端盖的俯视图；
图6是图4所示步进驱动电机组装后的立体示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并通过实施例来描述本实用新型所述的转子总成以及包含该转子总成的步进驱动电机。
实施例1
图1是本实用新型所述转子总成各零部件的爆炸示意图，图2是图1所示转子总成组装后的剖视图，如图1至图2所示，该转子总成具体由如下零部件组成：转子壳体1；带有外螺纹的转子轴2，该转子轴2安装在所述转子壳体1的内部；磁铁3，该磁铁3安装在所述转子壳体1的外部；伸缩轴4，该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴2上的外螺纹上。
优选地，所述转子壳体1为类似于中空的圆柱形茶杯的结构，其材料可以根据实际需求任意选择，在本实施例中，为了减轻转子总成的重量，转子壳体1的材料优选为塑料；所述转子轴2通过注塑的方式与所述转子壳体1固定安装在一起，转子轴2的外螺纹可以全部或者部分位于所述转子壳体1的内部空心结构中，注塑后转子轴2的一个光端部21位于转子壳体1的封闭端一侧的外部(转子轴2插入并穿透所述转子壳体1的类似于茶杯封闭端的底部)，进一步地，如图2所示，为了保证注塑后转子壳体1与转子轴2之间的连接力，在所述转子轴2与转子壳体1的连接处的外周上设计形成有锯齿状结构22。
优选地，所述磁铁3为环形磁铁，其通过过盈或者注塑的方式固定安装在所述转子壳体1的圆柱状外表面上。
优选地，所述该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管状塑料结构，并通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴2上的外螺纹上，从而可以将转子轴2的旋转运动转化为伸缩轴4的直线运动。进一步地，通过与转子轴2的外螺纹的配合，伸缩轴4可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体1的内部空心结构中。
优选地，如图3A至3D所示，所述伸缩轴4的外表面上具有导向槽或导向凸起(附图未给出导向凸起的示例)，所述导向槽或导向凸起沿着所述伸缩轴4的轴向方向、从所述伸缩轴4的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴4的另外一端。所述导向槽或导向凸起的个数不做限定，在本实施例中，所述导向槽或导向凸起的个数为2个(图中所示结构41和42为导向槽)，并且该两个导向槽或导向凸起在所述伸缩轴4的外表面上为对称分布。
优选地，如图1和图2所示，为了使得上述转子总成能够更好的固定安装在电机中，所述转子总成还包括安装在所述转子壳体1外周上的轴承5，轴承5可以通过注塑、冷压或者过盈的方式固定安装在所述转子壳体1的外周上。
上述转子总成结构主要应用于步进驱动电机中，与定子和线圈等其他部件相配合完成对类似汽车转向大灯系统、进排气系统的控制。
实施例2
本实施例将描述一种结构紧凑且行程长的步进驱动电机，该步进驱动电机包含实施例1中所述的转子总成。
图4是包含图1和图2所示转子总成的步进驱动电机的剖视图，如图4所示，本实施例所述的步进驱动电机包括如下结构：外部缠有线圈的定子6；安装在所述定子6内部的转子总成；套设在所述定子6的外周上的导磁环10；用于给步进驱动电机上电的电气连接头8；其中，所述转子总成进一步包括：转子壳体1；带有外螺纹的转子轴2，该转子轴2安装在所述转子壳体1的内部；磁铁3，该磁铁3安装在所述转子壳体1的外部；伸缩轴4，该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹配合安装在所述转子轴2的外螺纹上；安装在所述转子壳体1外周上的轴承5，轴承5可以通过注塑、冷压或者过盈的方式固定安装在所述转子壳体1的外周上。
优选地，所述磁铁3为环形磁铁，其位于所述定子6内部且其外圈与所述定子6间隙配合。
优选地，所述轴承5的外圈被压装(例如过盈压装)到所述定子6的内部，从而实现对上述转子总成的支撑。
优选地，所述转子壳体1为类似于中空的圆柱形茶杯的结构，其材料可以根据实际需求任意选择，在本实施例中，为了减轻转子总成的重量，转子壳体1的材料优选为塑料；所述转子轴2通过注塑的方式与所述转子壳体1固定安装在一起，转子轴2的外螺纹可以全部或者部分位于所述转子壳体1的内部空心结构中。
优选地，所述该伸缩轴4为带有内螺纹的空心管状塑料结构，并通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴2上的外螺纹上，从而可以将转子轴2的旋转运动转化为伸缩轴4的直线运动。进一步地，通过与转子轴2的外螺纹的配合，伸缩轴4可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体1的内部空心结构中。
13.优选地，如图3A至3D所示，所述伸缩轴4的外表面上具有导向槽，所述导向槽沿着所述伸缩轴4的轴向方向、从所述伸缩轴4的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴4的另外一端。导向槽的个数不做限定，在本实施例中，所述导向槽的个数优选为2个(图中所示结构41和42)，并且该两个导向槽在所述伸缩轴4的外表面上为对称分布。可替换地，所述伸缩轴4的外表面上如果不形成导向槽，可以由导向凸起(附图未给出示例)实现导向功能，同样所述导向凸起沿着所述伸缩轴4的轴向方向、从所述伸缩轴4的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴4的另外一端。导向凸起的个数不做限定，优选为2个，并且该两个导向凸起在所述伸缩轴4的外表面上为对称分布。
优选地，如图5A和5B所示，所述步进驱动电机还包括压装在所述导磁环10内部且带有凸起结构的前端盖9，该凸起结构至少部分位于所述伸缩轴4上的导向槽中，从而防止所述伸缩轴4转动并且在轴向上对所述伸缩轴4进行导向。在本实施例中，所述前端盖9的内部包含2个对称分布的凸起结构(91和92)，它们位于所述导向槽41和42中，对所述伸缩轴4进行轴向导向和止位。可替换地，当所述伸缩轴4上的导向结构为导向凸起时，为了配合导向凸起进行导向，所述前端盖9上形成有凹槽结构(附图未给出示例)，该凹槽结构至少部分包裹所述伸缩轴4上的导向凸起中，从而防止所述伸缩轴4转动并且在轴向上对所述伸缩轴4进行导向。同样地，所述前端盖9上的凸起结构个数可以为2个，并且在所述前端盖9的内部对称分布。
进一步地，所述前端盖9与所述导磁环10之间为间隙配合，为了有效的对整个电机进行固定锁死，所述导磁环10上的具有多个爪片结构，这些爪片结构被折弯后压到所述前端盖9上。
优选地，如图4所示，所述转子壳体1与所述转子轴2通过注塑的方式安装在一起，注塑后转子轴2的一个光端部21位于转子壳体1的封闭端一侧的外部(转子轴2插入并穿透所述转子壳体1的类似于茶杯封闭端的底部)，进一步地，为了保证注塑后转子壳体1与转子轴2之间的连接力，在所述转子轴2与转子壳体1的连接处的外周上设计形成有锯齿状结构22。
优选地，如图4所示，所述定子6上形成有定位孔61，所述转子轴2的光端部21至少部分位于该定位孔61中，这样，该定位孔61可以取代传统的后轴承对所述转子轴2进行支撑，并与所述轴承5共同实现对所述转子轴2在两端的支撑。另外，为了减小所述光端部21与所述定位孔61之间的摩擦，可以在光端部21或者定位孔61上涂抹油脂。
优选地，如图4和图6所示，所述步进驱动电机还包括安装在所述伸缩轴4输出端上的连接球7，该连接球7可以通过热铆、点胶或者侧向插销钉等方式固定安装到所述伸缩轴4上。
优选地，如图6所示，所述步进驱动电机还包括O型圈11，该O型圈11通过套置的方式设置在所述前端盖9上，当步进驱动电机装入客户接口后，所述O型圈11被挤压变形,从而提供安装预紧力。
优选地，如图6所示，所述步进驱动电机还包括后端盖12，该后端盖12被压装到所述电气连接头8上。
上述步进驱动电机的具体工作方式和原理是：当缠有线圈的定子6通过插针连接头8供电时，所述定子6、导磁环10和环形磁铁3之间形成磁场回路产生扭矩，带动所述转子壳体1旋转，进而带动转子轴2旋转，在螺纹的配合工作下，伸缩轴4将旋转运动转化为直线运动，带动连接头7延所述伸缩轴4的轴向来回移动。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (25)
1.一种转子总成，其特征在于，包括：
转子壳体(1)；
带有外螺纹的转子轴(2)，该转子轴(2)安装在所述转子壳体(1)的内部；
磁铁(3)，该磁铁(3)安装在所述转子壳体(1)的外部；
伸缩轴(4)，该伸缩轴(4)为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹安装在所述转子轴(2)上的外螺纹上。
2.根据权利要求1所述的转子总成，其特征在于，所述转子总成还包括：安装在所述转子壳体(1)外周上的轴承(5)。
3.根据权利要求1所述的转子总成，其特征在于，所述转子壳体(1)的内部为空心结构，所述转子轴(2)的外螺纹至少部分位于所述转子壳体(1)的内部空心结构中。
4.根据权利要求3所述的转子总成，其特征在于，通过与所述转子轴(2)的外螺纹的配合，所述伸缩轴(4)可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体(1)的内部空心结构中。
5.根据权利要求1所述的转子总成，其特征在于，所述磁铁(3)为环形磁铁，并套装固定在所述转子壳体(1)的圆柱状外表面上。
6.根据权利要求1所述的转子总成，其特征在于，所述伸缩轴(4)的外表面上具有导向槽或导向凸起。
7.根据权利要求6所述的转子总成，其特征在于，所述导向槽或导向凸起沿着所述伸缩轴(4)的轴向方向、从所述伸缩轴(4)的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴(4)的另外一端。
8.根据权利要求6所述的转子总成，其特征在于，所述导向槽或导向凸起的个数为2个，并且在所述伸缩轴(4)的外表面上对称分布。
9.根据权利要求3所述的转子总成，其特征在于，所述转子壳体(1)与所述转子轴(2)通过注塑的方式安装在一起，注塑后所述转子轴(2)的一个光端部(21)位于所述转子壳体(1)的封闭端一侧的外部。
10.根据权利要求1所述的转子总成，其特征在于，所述转子轴(2)与所述转子壳体(1)的连接处的外周上形成有锯齿状结构22。
11.一种步进驱动电机，包括：
外部缠有线圈的定子(6)；
安装在所述定子(6)内部的转子总成；
套设在所述定子(6)的外周上的导磁环(10)；
用于给步进驱动电机上电的电气连接头(8)；
其特征在于，所述转子总成进一步包括：
转子壳体(1)；带有外螺纹的转子轴(2)，该转子轴(2)安装在所述转子壳体(1)的内部；磁铁(3)，该磁铁(3)安装在所述转子壳体(1)的外部；伸缩轴(4)，该伸缩轴(4)为带有内螺纹的空心管，并通过其内表面上的内螺纹配合安装在所述转子轴(2)的外螺纹上；安装在所述转子壳体(1)外周上的轴承(5)。
12.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述磁铁(3)为环形磁铁，位于所述定子(6)内部且其外圈与所述定子(6)间隙配合。
13.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述轴承(5)的外圈被压入到所述定子(6)的内部。
14.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述转子壳体(1)的内部为空心结构，所述转子轴(2)的外螺纹至少部分位于所述转子壳体(1)的内部空心结构中。
15.根据权利要求14所述的步进驱动电机，其特征在于，通过与所述转子轴(2)的外螺纹的配合，所述伸缩轴(4)可以部分或者全部地旋转进入所述转子壳体(1)的内部空心结构中。
16.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述伸缩轴(4)的外表面上具有导向槽，所述导向槽沿着所述伸缩轴(4)的轴向方向、从所述伸缩轴(4)的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴(4)的另外一端。
17.根据权利要求16所述的步进驱动电机，其特征在于，所述步进驱动电机还包括：压装在所述导磁环(10)内部且带有凸起结构的前端盖(9)，该凸起结构至少部分位于所述伸缩轴(4)上的导向槽中，从而防止所述伸缩轴(4)转动并且在轴向上对所述伸缩轴(4)进行导向。
18.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述伸缩轴(4)的外表面上具有导向凸起，所述导向凸起沿着所述伸缩轴(4)的轴向方向、从所述伸缩轴(4)的一端开始延伸但不贯穿至所述伸缩轴(4)的另外一端。
19.根据权利要求18所述的步进驱动电机，其特征在于，所述步进驱动电机还包括：压装在所述导磁环(10)内部且带有凹槽结构的前端盖(9)，该凹槽结构至少部分包裹所述伸缩轴(4)上的导向凸起，从而防止所述伸缩轴(4)转动并且在轴向上对所述伸缩轴(4)进行导向。
20.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述转子壳体(1)与所述转子轴(2)通过注塑的方式安装在一起，注塑后所述转子轴(2)的一个光端部(21)位于所述转子壳体(1)的封闭端一侧的外部。
21.根据权利要求20所述的步进驱动电机，其特征在于，所述定子(6)上形成有定位孔(61)，所述转子轴(2)的光端部(21)至少部分位于该定位孔(61)中。
22.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述步进驱动电机还包括：安装在所述伸缩轴(4)输出端上的连接球(7)。
23.根据权利要求17或19所述的步进驱动电机，其特征在于，所述步进驱动电机还包括：O型圈(11)，该O型圈(11)通过套置的方式设置在所述前端盖(9)上。
24.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述步进驱动电机还包括：后端盖(12)，该后端盖(12)被压装到所述电气连接头(8)上。
25.根据权利要求11所述的步进驱动电机，其特征在于，所述转子轴(2)与所述转子壳体(1)的连接处的外周上形成有锯齿状结构(22)。
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