定子分體式步進馬達的製作方法
2023-06-11 20:19:01
專利名稱：定子分體式步進馬達的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種步進馬達，特別是涉及一種定子分體式步進馬達。
背景技術：
現有的步進馬達定子結構，大致採用下列兩種方式其一、磁軛與線圈架一體式結構如圖1所示，該定子結構具有二對沿一軸線相向插接的磁軛1、二分別包覆在磁軛1外部的線圈架單元2及一繞設在該線圈架單元2外部的線圈單元3。線圈架單元2是在磁軛1組合後，再入模以塑料包覆而構成。
這種定子結構必須先進行磁軛1的組裝，再將已組裝完成的磁軛1置入模具內部進行線圈架單元2的包覆作業，所以整體定子結構的組裝作業相當複雜、成本高，還需要制設模具來注塑成線圈架單元2，模具的製造成本也高。
其二、磁軛與外筒一體式結構如圖2、圖3所示，該定子結構具有二線圈架4、二繞設在線圈架4外部的線圈5、二對分別沿該軸線相向插置在線圈架4內部的磁軛6及二各自與其中二個互相遠離的磁軛6一體成型化且設置在線圈架4外部的外筒7。
雖然這種定子結構可直接進行組裝作業，但是因為該磁軛6與外筒7採一體式結構，也就是該磁軛6與外筒7的截面連結成U形(如圖3所示)，則在進行此一體化部件的抽制加工時會較為困難，抽制完成後也很難確保位在內層的磁軛6的數個勵磁爪601的截面積與長度都能保持一定的比例，往往是在抽制完成後，再進行修補加工，所以導致其加工相當困難。
發明內容
本發明的目的在於提供一種利用嵌接結構可使磁軛與線圈架達到穩固組合，且整體製造、組配相當容易的定子分體式步進馬達。
本發明定子分體式步進馬達包含有一沿一軸線延伸的心軸、一固設在該心軸外部的磁石單元、一套設在該磁石單元外部的定子單元、一封設在該定子單元一側部的固定板及一封設在該定子單元另一側部的底蓋單元。該定子單元具有至少一線圈架、至少一繞設在該線圈架外部的線圈、至少一對沿該軸線相向插置在該線圈架內部的磁軛及一套設在該線圈架外部的外筒，該線圈架具有一圍繞該軸線所形成的筒壁、一由該筒壁沿徑向朝外凸設的定位塊，且該筒壁具有數個沿軸線凹設在一內環面且呈等間隔設置的嵌槽，磁軛各具有數個的勵磁爪，而磁軛的勵磁爪是互呈錯開地插置在線圈架的嵌槽中，該外筒是呈中空筒狀，並具有一沿軸線延伸的開槽，該開槽可供該線圈架的定位塊套設定位。該固定板供該心軸一端側軸設定位。該底蓋單元與該固定板呈相對設置，且供該心軸另一端側軸設定位。
下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明圖1是現有一種磁軛與線圈架一體式的定子結構組合剖面示意圖；圖2是現有另一種磁軛與外筒一體式定子結構部份構件分解立體圖；圖3該種定子結構的部份構件組合剖面示意圖；圖4是本發明一較佳實施例的立體分解圖；圖5是本發明上述較佳實施例一部份構件的組合立體圖，說明二線圈架嵌接且二磁軛插置在線圈架內部的示意圖；圖6是本發明上述較佳實施例的組合側視圖，說明一定子單元呈分體式結構；圖7是沿圖6中的直線7-7所取的剖視示意圖。
具體實施例方式
如圖4及圖6所示，本發明定子分體式步進馬達的較佳實施例包含一心軸10、一固設在該心軸10外部的磁石單元20、一套設在該磁石單元20外部的定子單元30、一封設在該定子單元30一側部的固定板50及一封設在該定子單元30另一側部的底蓋單元60。
該心軸10是製成圓杆狀且沿一軸線L延伸。
配合參閱圖7，該磁石單元20是由數不同極性的磁塊21圍繞該軸線L而交錯固設在該心軸10外部。
本實施例的定子單元30具有二沿軸線L排列設置的線圈架31、二分別繞設在線圈架31外部的線圈32、二分別沿該軸線L由外朝內插置在線圈架31內部的第一磁軛33、二分別沿該軸線L由內朝外插置在線圈架31內部的第二磁軛34、一襯設在第二磁軛34之間的調整墊片35及一套設在線圈架31外部的外筒36。
前述線圈架31呈中空輪筒狀，並各具有一圍繞該軸線L所形成的筒壁311、一由該筒壁311一外側緣沿一垂直於該軸線L的徑向延伸的第一輪緣312、一由該筒壁311一內側緣沿一垂直於該軸線L的徑向延伸且與該第一輪緣312相對設置的第二輪緣313、一由該第二輪緣313周緣朝外凸設的定位塊314及二固設在該定位塊314中且以導電材質製成的導銷315。該筒壁311及該第一、二輪緣312、313共同界定出一位在該筒壁311外部的線槽316，線圈32是繞設在線槽316中。筒壁311具有數個沿該軸線L凹設在一內環面且呈等間隔設置的嵌槽317，嵌槽317是呈推拔狀，且沿該軸線L延伸時逐漸縮小環向的寬度，且相鄰二個嵌槽317的推拔方向呈相反。定位塊314各具有二沿軸線L延伸且呈間隔設置凸齒狀的嵌卡齒318，線圈架31是利用嵌卡齒318的互相嵌制，而達到環向結合定位的目的。且導銷315是沿徑向插固在嵌卡齒318中。
前述第一磁軛33各具有一呈中空環狀的環圈部331及數個由該環圈部331一外周緣沿軸線L延伸的勵磁爪332，該環圈部331是對應於線圈架31的第一輪緣312，而勵磁爪332是配合嵌槽317的形狀也製成推拔板片狀，且由該第一輪緣312朝該第二輪緣313方向插置在線圈架31的嵌槽317中。
前述第二磁軛34各具有一呈中空環狀的環圈部341及數個由該環圈部341一內周緣沿軸線L延伸的勵磁爪342，環圈部341是夾設在線圈架31的第二輪緣313之間，而勵磁爪342是配合嵌槽317的形狀也製成推拔板片狀，且由該第二輪緣313朝該第一輪緣312方向插置在線圈架31的嵌槽317中，如圖7所示，該第一、二磁軛33、34的五個勵磁爪332、342是彼此交錯設置且呈36等角度分布。且為了讓步進角度更加精細，裝設在相鄰設置的線圈架31內部的第一、二磁軛33、34，其等的勵磁爪332、342是沿環向呈錯開一18相位角度(圖未示)。
該外筒36是呈中空筒狀，並具有一沿軸線L延伸的開槽361，該開槽361可供線圈架31的定位塊314互相嵌接後套設定位，且可獲得環向定位。
該固定板50是以焊接方式與該外筒36固接，並具有一可供該心軸10一端側軸設定位的軸套51。
該底蓋單元60與該固定板50呈相對設置，且供該心軸10另一端側軸設定位，也是以焊接方式與該外筒36固接。並具有一套設在該外筒36內部且抵止在其中一個線圈架31的第一輪緣312外部的底盤61、一套設在該底盤61中間且供該心軸10軸設的軸套62、一固設在該外筒36外部的封蓋63及一設置在該底盤61與該封蓋63之間且提供該心軸10軸線L方向彈力的彈片64。
如圖4、圖6所示，當欲組合時，是先將第一、二磁軛33、34的勵磁爪332、342分別自對應於線圈架31的第一、二輪緣312、313而沿軸線L反向嵌套在嵌槽317中。再將線圈架31沿軸線L方向產生對合，同時將心軸10、磁石單元20收納在其中，且利用相對的定位塊314的嵌卡齒318互相嵌制，就可使得已插置有第一、二磁軛33、34的線圈架31獲得軸線L的連結(如圖5所示)。
當線圈32繞設於線圈架31的線槽316中，就可將線圈架31、線圈32及第一、二磁軛33、34整體套設在該外筒36中，且使得定位塊314嵌套在該開槽361中，最後再將固定板50、底蓋單元60分別固設在該外筒36的二側部，就可完成整體組配。
且如圖6、圖7所示，當整體組配後，每一個線圈架31內部所組配的第一、二磁軛33、34的勵磁爪332、342是沿環向間隔設置，且相鄰二個線圈架31內部的勵磁爪332、342錯開呈一相位角度，可提高步進角度的精度。
因此，本發明具有下列功效一、第一、二磁軛33、34與線圈架31、外筒36均呈分體式，不但第一、二磁軛33、34的製造相當容易，且第一、二磁軛33、34與線圈架31、外筒36的組配完全不需要模具，所以整體製造成本可以大為降低。
二、第一、二磁軛33、34是呈獨立設置，所以其等勵磁爪332、342在進行製造加工時較為簡單，製造完成後也很容易控制勵磁爪332、342的截面積與長度能保持一定的比例，激磁效率高，製作成本也較低。
三、利用第一、二磁軛33、34的勵磁爪332、342與線圈架31的嵌槽317互相嵌接，以及利用構件本身的精度來確保兩個線圈架31沿軸線L方向連結組合後，各個線圈架31內部的勵磁爪332、342呈平均分布，而兩個線圈架31的勵磁爪332、342之間也都沿環向錯開一相位角度，所以具有一定的防呆功效，且保證步進精度。
權利要求
1.一種定子分體式步進馬達，包含一沿一軸線延伸的心軸、一固設在該心軸外部的磁石單元、一套設在該磁石單元外部的定子單元、一封設在該定子單元一側部的固定板及一封設在該定子單元另一側部的底蓋單元，其特徵在於該定子單元，具有至少一線圈架、至少一繞設在該線圈架外部的線圈、至少一對沿該軸線相向插置在該線圈架內部的磁軛及一套設在該線圈架外部的外筒，該線圈架具有一圍繞該軸線所形成的筒壁、一由該筒壁沿徑向朝外凸設的定位塊，且該筒壁具有數個沿軸線凹設在一內環面且呈等間隔設置的嵌槽，前述磁軛各具有數個的勵磁爪，而磁軛的勵磁爪是互呈錯開地插置在該線圈架的嵌槽中，該外筒呈中空筒狀，並具有一沿軸線延伸的開槽，該開槽供該線圈架的定位塊套設定位；該固定板，供該心軸一端側軸設定位；該底蓋單元，是與該固定板呈相對設置，且供該心軸另一端側軸設定位。
2.如權利要求1所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元具有二個線圈架、二組繞設在線圈架外部的線圈、二對沿該軸線相向插置在線圈架內部的磁軛及一個外筒，且線圈架的定位塊各具有二沿軸線延伸且間隔設置的嵌卡齒，且線圈架沿軸線方向組設在該外筒內部時，線圈架的嵌卡齒互呈錯開且產生嵌卡連結。
3.如權利要求2所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元裝設在相鄰設置的二個線圈架內部的磁軛，其等的勵磁爪是沿環向呈錯開一相位角度，且沿環向平均分布。
4.如權利要求3所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該底蓋單元具有一套設在該外筒內部且抵止在其中一個線圈架的輪緣外部的底盤、一套設在該底盤中間且供該心軸軸設的軸套、一固設在該外筒外部的封蓋及一設置在該底盤與該封蓋之間且提供該心軸軸線方向彈力的彈片。
5.如權利要求4所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的線圈架還各具有一固設在該定位塊中且以導電材質製成的導銷。
6.如權利要求1所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的線圈架呈中空輪筒狀。
7.如權利要求6所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的線圈架還具有二由該筒壁的二相反側緣沿一垂直於該軸線的徑向延伸的輪緣，且該定位塊由其中一個輪緣周緣朝外凸設。
8.如權利要求7所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的線圈架各由該筒壁及輪緣共同界定出一位在該筒壁外部的線槽，該線圈是繞設在該線槽中。
9.如權利要求8所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的磁軛還具有一呈中空環狀的環圈部，且勵磁爪是由該環圈部周緣沿軸線延伸。
10.如權利要求9所述的定子分體式步進馬達，其特徵在於該定子單元的磁軛的環圈部是對應於該線圈架的輪緣。
全文摘要
一種定子分體式步進馬達，包含一心軸、一磁石單元、一套設在該磁石單元外部的定子單元、一封設在該定子單元一側部的固定板及一封設在該定子單元另一側部的底蓋單元。該定子單元具有至少一線圈架、至少一繞設在該線圈架外部的線圈、至少一對沿該軸線相向插置在該線圈架內部的磁軛及一套設在該線圈架外部的外筒，該線圈架具有一穿經該外筒一開槽的定位塊，且線圈架一內環面凹設有數嵌槽，磁軛的數勵磁爪互呈錯開地插置在嵌槽中。
文檔編號H02K37/12GK1773820SQ200410088540
公開日2006年5月17日 申請日期2004年11月8日 優先權日2004年11月8日
發明者佔建貴 申請人:亞洲光學股份有限公司