專(zhuān)利名稱(chēng)：微型步進(jìn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微型步進(jìn)電機(jī)，其指針驅(qū)動(dòng)采用空心透光軸結(jié)構(gòu)， 主要應(yīng)用于汽車(chē)儀表和其它各種指針式數(shù)字儀表的指針驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行部件，通過(guò)電機(jī)的輸 出軸直接帶動(dòng)儀表指針轉(zhuǎn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化儀表的基礎(chǔ)元器件之一。然而， 常見(jiàn)的儀表用步進(jìn)電機(jī)基本上采用實(shí)心軸作為指針驅(qū)動(dòng)軸，指針直接安裝在 指針驅(qū)動(dòng)軸上，由電機(jī)實(shí)心驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的步進(jìn)電機(jī)指針驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)， 在白天觀察指針的轉(zhuǎn)動(dòng)位置沒(méi)有問(wèn)題，而在光線(xiàn)暗淡的夜晚，指針的轉(zhuǎn)動(dòng)位 置往往難以觀察，常常需要輔以背光燈照明。
但是，夜間觀察指針時(shí)，由于指針驅(qū)動(dòng)軸為不透光的實(shí)心軸，這種驅(qū)動(dòng)
結(jié)構(gòu)存在明顯的缺陷。首先必須在指針的下方安置多個(gè)高亮LED發(fā)光二極管 或背光燈泡才能使指針獲得足夠的可視度。另一方面，LED或背光燈在PCB 電路板上的安裝位置也頗為講究，多個(gè)發(fā)光二極管需安裝在PCB板上靠近指 針軸的位置，保持每個(gè)發(fā)光二極管與指針軸的垂直距離相等。其次，還要安 排多個(gè)發(fā)光二極管均勻分布在與指針軸垂直的刻度盤(pán)平面內(nèi)，每個(gè)二極管之 間間隔需通過(guò)光路實(shí)驗(yàn)調(diào)整不同的角度，以保證指針在整個(gè)刻度范圍內(nèi)均能 顯示。從美觀的角度上來(lái)說(shuō)，為了避免指針在刻度盤(pán)上移動(dòng)時(shí)部分位置因光 線(xiàn)集中照射而過(guò)亮，部分刻度處因余光照射而發(fā)暗，則需另加分光片產(chǎn)生漫 反射，以保證背光照明均勻。可見(jiàn)，實(shí)心指針驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)不但增加了指針 夜視照明的應(yīng)用成本，而且使指針儀表的夜間照明系統(tǒng)因增加分光機(jī)構(gòu)變得 復(fù)雜，大大增加了產(chǎn)品的硬件開(kāi)銷(xiāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
據(jù)此，本實(shí)用新型提出一種指針驅(qū)動(dòng)軸是空心且具有通光腔道，從而使 得指針夜視照明結(jié)構(gòu)變得十分簡(jiǎn)單的微型步進(jìn)電機(jī)。 本實(shí)用新型提出的新技術(shù)方案如下
為克服步進(jìn)電機(jī)實(shí)心指針驅(qū)動(dòng)軸的缺陷，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了 一個(gè)具有通 光腔道的微型步進(jìn)電機(jī)，包括電機(jī)外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空心臺(tái)階(17)、下蓋上開(kāi)有通光孔(16))、兩級(jí)減速齒輪系包 括主動(dòng)輪轉(zhuǎn)子軸(8)、主動(dòng)輪永磁轉(zhuǎn)子(7)、 I級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)、 I級(jí) 從動(dòng)輪(9) (10)、 II級(jí)從動(dòng)輪(12)、固定在II級(jí)從動(dòng)輪(12)中心處的 空心指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線(xiàn)圈(14)、電機(jī)引腳 (3) (4) (5) (6)、指針的軸(19)與指針(18)，其中指針驅(qū)動(dòng)軸套(13) 為空心透光腔道，其空心的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)為一個(gè)兩頭開(kāi)孔的中間為空 心的塑料圓筒，該圓筒固定在II級(jí)從動(dòng)輪(12)的中心處，II級(jí)從動(dòng)輪(12) 與I級(jí)從動(dòng)輪的齒輪(10)嚙合傳動(dòng)，共軸的I級(jí)從動(dòng)輪(9)再與主動(dòng)輪 永磁轉(zhuǎn)子(7)嚙合傳動(dòng)，因此空心的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)直接由II級(jí)從動(dòng) 輪(12)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了保證將指針(18)直接插入指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)，本實(shí)用新型在步 進(jìn)電機(jī)上蓋(1)上設(shè)置了一個(gè)指針軸孔臺(tái)階(17)，在與下蓋(2)上開(kāi)有 一個(gè)通光孔(16)。指針軸孔臺(tái)階(17)固定于上蓋(1)上，(17)的軸心 與空心的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)中心位于同一條直線(xiàn)上，指針軸孔臺(tái)階(17) 的孔徑與空心軸套(13)的內(nèi)徑相同。指針的軸(19)穿過(guò)軸孔臺(tái)階(17) 插入指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)中，并與(13)內(nèi)腔壁緊配合，當(dāng)II級(jí)從動(dòng)輪(12) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，(13)也同步轉(zhuǎn)動(dòng)，直接帶動(dòng)指針(18)。
下蓋(2)上開(kāi)有一個(gè)通光孔(16)。通光孔(16)的中心與指針軸孔臺(tái) 階(17)的中心與指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)的中心也在一條直線(xiàn)上，通光孔孔徑 與指針驅(qū)動(dòng)軸套的內(nèi)徑相同，從而保證通光孔(16)、指針驅(qū)動(dòng)軸套(13) 與指針軸孔臺(tái)階(17)共同形成了一條由電機(jī)底部直接通向指針的軸(19) 與指針(18)的光路。指針的軸(19)可以做成空心體，由透明材料制成， 因此，僅需在下蓋(2)的通光孔(16)處設(shè)置一枚高亮的表面貼LED發(fā)光 二極管(20)，即可構(gòu)成指針夜間照明系統(tǒng)。通電后，發(fā)光二極管(20)發(fā) 出的光線(xiàn)便通過(guò)通光孔(16)、穿過(guò)指針軸孔臺(tái)階(17)而插入空心軸套(13) 的指針軸(19)照亮整個(gè)指針箭頭(18)，取得良好的夜視效果。與現(xiàn)有步 進(jìn)電機(jī)相比，本實(shí)用新型的指針驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)不但為指針夜視照明節(jié)省了材料， 降低了應(yīng)用成本，而且簡(jiǎn)化了指針夜間照明結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使儀表用步進(jìn)電機(jī) 更為實(shí)用，易于推廣。

圖l是本實(shí)用新型外形圖2是本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)爆炸圖3是本實(shí)用新型結(jié)合指針的外形圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型的外形圖為圖3，內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1和圖2。在圖2中， 本實(shí)用新型包括電機(jī)外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空 心臺(tái)階(17)，下蓋上開(kāi)有通光孔(16))、兩級(jí)減速齒輪系包括主動(dòng)輪轉(zhuǎn)子 軸(8)、主動(dòng)輪永磁轉(zhuǎn)子(7)、 I級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)、 I級(jí)從動(dòng)輪(9) (10)、 II級(jí)從動(dòng)輪(12)、固定在II級(jí)從動(dòng)輪(12)中心處的空心指針驅(qū)動(dòng) 軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線(xiàn)圈(14)、電機(jī)引腳(3) (4) (5) (6)、指針的軸(19)與指針(18)等部分。
所述減速齒輪系為二級(jí)傳動(dòng)齒輪體系。主動(dòng)輪永磁轉(zhuǎn)子(7)為齒輪系 的運(yùn)動(dòng)源，直接由左、右兩相線(xiàn)圈(14)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)推動(dòng)。所述的定子鐵 心體(15)設(shè)計(jì)成一個(gè)閉合的三角形環(huán)狀體結(jié)構(gòu)，左、右兩相線(xiàn)圈(14)分別 固定在定子鐵心體上，利用磁場(chǎng)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)子軸(8)與I級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)軸(11)均為不導(dǎo)磁的不銹鋼針。轉(zhuǎn)子(7) 與I級(jí)傳動(dòng)齒輪組齒輪(9)嚙合傳動(dòng)，齒輪(9)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)同軸的齒輪(10) 轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪(10)與II級(jí)傳動(dòng)齒輪組齒輪(12)嚙合傳動(dòng)，組成第二級(jí)減 速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)I級(jí)傳動(dòng)與II級(jí)傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)?？招闹羔橋?qū)動(dòng)軸 套(13)與II級(jí)從動(dòng)輪(12)同軸且連為一體，位于從動(dòng)輪(12)軸心處， 由II級(jí)從動(dòng)輪(12)帶動(dòng)其同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型關(guān)鍵是設(shè)計(jì)了一個(gè)空心的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)來(lái)取代實(shí)心軸 和一條從電機(jī)底部直接通向指針箭頭(18)的光傳導(dǎo)通道，從而簡(jiǎn)化指針夜 間照明結(jié)構(gòu)。所述指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)為一個(gè)兩端開(kāi)孔的中空塑料圓筒，筒 壁為不透光材料制成，由II級(jí)從動(dòng)輪(12)帶動(dòng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的上 蓋(1)上設(shè)置了指針軸孔臺(tái)階(17)，下蓋(2)上開(kāi)有通光孔(16))，三 者的位置處于同一條直線(xiàn)上，通光孔徑與空心軸的內(nèi)徑相同。指針的軸(19) 可以是做成空心的，也可以用透光材料制成實(shí)心的，但指針箭頭部分采用透 光材料。指針穿過(guò)指針軸孔臺(tái)階(17)后插入指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)中，并與 (13)內(nèi)腔壁緊配合，指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)指針箭頭(18)。
通光孔(16)位于下蓋(2)上，與空心指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)處于同一 直線(xiàn)的位置，通光孔的孔徑與空心指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)的內(nèi)徑相同。由于空 心軸套(13)，通光孔(16)和指針軸孔臺(tái)階(17)共同形成了一條由電機(jī) 底部直接通向指針軸(19)與指針(18)的光傳導(dǎo)腔道，指針的夜間照明結(jié) 構(gòu)得到簡(jiǎn)化。安裝時(shí)，僅需將一枚高亮度的LED發(fā)光二極管(20)固定放置在步進(jìn)電機(jī)下蓋通光孔(16)處，指針箭頭便可取得良好的夜視效果。
綜上所述，本實(shí)用新型微型步進(jìn)電機(jī)改進(jìn)了常見(jiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸夜視 照明結(jié)構(gòu)，提出了一種空心指針透光驅(qū)動(dòng)軸的背光設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)由于去 除了分光片，使指針的背光和夜間照明結(jié)構(gòu)變得十分簡(jiǎn)單，照明電路也更為 節(jié)省，特別適合中、高端指針式數(shù)字儀表的應(yīng)用。
權(quán)利要求1、一種微型步進(jìn)電機(jī)，包括電機(jī)外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空心臺(tái)階(17)、下蓋上開(kāi)有通光孔(16))、兩級(jí)減速齒輪系包括主動(dòng)輪轉(zhuǎn)子軸(8)、主動(dòng)輪永磁轉(zhuǎn)子(7)、I級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)、I級(jí)從動(dòng)輪(9)(10)、II級(jí)從動(dòng)輪(12)、固定在II級(jí)從動(dòng)輪(12)中心處的空心指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線(xiàn)圈(14)、電機(jī)引腳(3)(4)(5)(6)、指針的軸(19)與指針(18)，其特征在于指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)為空心透光腔道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型步進(jìn)電機(jī)，其特征在于一個(gè)固定在II級(jí) 傳動(dòng)輪(12)中心位置的兩頭開(kāi)口的中間為空心的塑料圓筒作為其指針驅(qū)動(dòng) 軸套(13)， II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(12)與I級(jí)從動(dòng)齒輪(10)嚙合傳動(dòng)， 同軸的I級(jí)從動(dòng)輪(9)再與主動(dòng)輪永磁轉(zhuǎn)子(7)嚙合互聯(lián)，其指針驅(qū)動(dòng)軸 套(13)和II級(jí)從動(dòng)輪(12)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型步進(jìn)電機(jī)，其特征在于步進(jìn)電機(jī)的上蓋 (1)上固定有突起的指針軸孔臺(tái)階(17)，指針軸孔臺(tái)階(17)的孔徑與指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)的內(nèi)徑相同，指針的軸(19)穿過(guò)指針軸孔臺(tái)階(17)插 入指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)內(nèi)腔中，并與之緊配合，由(13)直接帶動(dòng)指針(18) 同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型步進(jìn)電機(jī)，其特征在于電機(jī)下蓋(2)上 開(kāi)有通光孔(16)，其孔徑與空心軸(13)的內(nèi)徑和上蓋(1)上突起的指針 軸孔臺(tái)階(17)的內(nèi)徑相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型步進(jìn)電機(jī)，其特征在于通光孔通道(16)、 指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)與指針軸孔臺(tái)階(17)在一條直線(xiàn)上，共同形成一條由 電機(jī)底部直接通向指針的軸(19)與指針(18)的空心透光光路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微型步進(jìn)電機(jī)，包括電機(jī)上蓋(1)、下蓋(2)、轉(zhuǎn)子(7)、減速齒輪系(9)(10)(11)(12)傳動(dòng)齒輪、定子鐵心體(15)、鐵心體上的兩相線(xiàn)圈(14)、與上蓋一體化的指針軸孔臺(tái)階(17)、固定在從動(dòng)輪(12)軸心處的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)、下蓋(2)上開(kāi)有通光孔(16)。指針的軸(19)穿過(guò)軸孔臺(tái)階(17)，直接插入空心的指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)中，并與其內(nèi)壁緊配合，驅(qū)動(dòng)軸套(13)帶動(dòng)指針(18)轉(zhuǎn)動(dòng)。在通光孔(16)下方安裝一個(gè)發(fā)光二極管LED(20)，從而形成了一條由電機(jī)底部穿過(guò)空心指針驅(qū)動(dòng)軸套(13)和指針軸孔臺(tái)階(17)直接傳導(dǎo)指針箭頭的光路。
文檔編號(hào)H02K7/10GK201418021SQ20092006414
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者盧文波, 張小軍, 彭希南, 肖調(diào)生, 明 蘇, 荀慶來(lái), 穩(wěn) 謝, 俊 邱 申請(qǐng)人:彭希南