專利名稱：雙面對稱軸微型步進電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙面對稱軸微型步進電機，主要應用于各類正反方向需要同
時顯示數(shù)據(jù)的指針式儀表的指針驅動。
背景技術：
目前，步進電機已被廣泛應用在數(shù)控機床、工業(yè)控制、伺服系統(tǒng)、儀器儀表和計算 機外部設備等多個領域。近年來由于應用需要，步進電機的另一分支即儀表用微型步進電 機悄然興起，且有方興未艾之勢。儀表用微型步進電機是一種小體積的步進電機，該類型的 步進電機采用齒輪減速技術提高了步進電機轉軸的轉動精度，使轉軸的轉動更為平滑，適 用于驅動儀表指針。相對于模擬電磁式指針驅動結構，步進電機不需要油絲等阻尼部件，無 累積誤差，具有指示精度高、使用壽命長、可靠性高等多種優(yōu)點。 應指出的是，目前廣泛應用的儀表步進電機都是一種單一方向出軸的步進電機， 該類型步進電機僅能從外殼的一個方向引出指針輸出軸，因此只能帶動一個指針，主要應 用于汽車儀表、通用儀表、單相電度表等僅需單向指示的儀表。隨著儀表步進電機的推廣應 用，單一方向輸出軸指示的局限性逐漸顯現(xiàn)出來，例如在商業(yè)電子臺秤應用方面，經營者和 顧客均需要同時獲得所購商品的計量數(shù)據(jù)；在工業(yè)控制方面，工程技術人員則希望測試儀 表(例如雙面壓力計)具有正反兩面都有指針指示的功能，從而可方便快速地觀測到所測 量的實時數(shù)據(jù)。遺憾地是，目前的儀表用步進電機的單方向出軸結構尚不能滿足同時正反 面驅動雙指針顯示的要求，通常的解決方案是，分別在儀表的正反兩個方向同時對稱安裝 兩個單軸電機，以實現(xiàn)儀表的雙面指針指示，結果將導致制造成本上升。

實用新型內容據(jù)此，本實用新型提供了 一種在電機平面正、反兩面同時出軸、支持雙向顯示的對
稱軸儀表用微型步進電機。 本實用新型提出的新技術方案如下 —種雙面對稱軸微型步進電機，包括正蓋、反蓋、雙向指針軸、左相線圈及骨架、右 相線圈及骨架、定子導磁鐵芯體、左導磁鐵芯臂和右導磁鐵芯臂、轉子及轉子軸、多級減速 傳動齒輪系，其正蓋的軸孔處有一個外向的外凸臺階，反蓋軸孔處有一個向內的內凸臺階， 第三級從動輪與雙向指針軸交接處的上方有一個圓柱形的臺階，第三級從動輪與雙向指針 軸交接處的下方有一個圓柱形的臺階。 所述的雙面對稱軸微型步進電機，其雙向指針軸為一根不銹鋼長軸，一端穿過正 蓋，另一端穿過反蓋，雙向指針軸的兩端可同時外接相對于步進電機平面的正、反兩個指 針。 所述的雙面對稱軸微型步進電機，其正蓋軸孔處有一個外向的環(huán)狀外凸臺階，反 蓋軸孔處有一個向內的環(huán)狀內凸臺階，雙向指針軸的一端通過外凸臺階從正蓋伸出，另一 端通過內凸臺階從反蓋伸出。[0009] 所述的雙面對稱軸微型步進電機，其雙向指針軸與第三級從動輪相交于輪面的中 心，從動輪與雙向指針軸交接處的上方有一個圓柱形臺階，從動輪與軸交接處的下方有一 個圓柱形臺階，兩圓柱形臺階和第三級從動輪與雙向指針軸連為一體。 所述的雙面對稱軸微型步進電機，采用一個形如天平狀的多邊體的導磁體作為定 子導磁鐵芯體，導磁鐵芯上含左導磁鐵芯臂和右導磁鐵芯臂，左右鐵芯臂均為長方形，左線 圈及支架插入左鐵芯臂內，右線圈及支架插入右鐵芯臂內，導磁鐵芯上還包含一個可嵌入 轉子的圓孔。 本實用新型在步進電機的正蓋與反蓋上均開設輸出軸孔，一根雙向指針軸同時從 正蓋與反蓋穿過，從而實現(xiàn)雙面出軸的結構。由于本實用新型步進電機正反兩面所出指針 軸實為一根長軸，且正蓋上的軸孔與反蓋上的軸孔位置相對，因此，步進電機正反兩面的指 針不僅能夠同步轉動，而且在位置上相對于步進電機鏡面對稱。 本實用新型的導磁鐵芯采用鐵基非晶合金軟磁材料制成，與坡莫合金(鐵鎳合
金)相比該軟磁材料同樣具有矯頑力低、磁導率高的特性，而且鐵基非晶合金還具備成本
低、電阻率高以及抗干擾性能強等其他優(yōu)點。本實用新型不僅能夠在弱磁激勵下產生足夠
的磁感應強度，獲得較強的轉矩，而且能夠提高磁路的抗干擾性能和高頻性能。 本實用新型步進電機提出了一種雙面出軸的驅動結構，在不提高成本的條件下，
大大增強了本實用新型的實用性，使該微型步進電機適用于各種需要雙面出軸指針儀表指
示的場合。

圖1是本實用新型正蓋外形視圖。 圖2是本實用新型反蓋外形視圖。 圖3是本實用新型內部結構爆炸圖。 圖4是本實用新型指針軸與正蓋的裝配圖。 圖5是本實用新型指針軸與反蓋的裝配圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。 圖3是本實用新型的內部結構爆炸圖。本實用新型步進電機包括正蓋(1)、反蓋 (3)、雙向指針軸(14)、左相線圈及骨架(17)、右相線圈及骨架(19)、定子導磁鐵芯體(23)、 轉子(5)及轉子軸(6)、多級減速傳動齒輪系(7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)，正蓋(1)的軸 孔處有一個外向的環(huán)狀外凸臺階(2)，反蓋(3)軸孔處有一個向內的環(huán)狀內凸臺階(4)，雙 向指針軸(14)與第三級從動輪(13)相交于輪面的中心，第三級從動輪(13)與軸(14)交 接處的上方有一個圓柱形的臺階(15)，從動輪(13)與軸(14)交接處的下方有一個圓柱形 的臺階(16)，圓柱形臺階(15) (16)和第三級從動輪(13)與雙向指針軸(14)連為一體。導 磁鐵芯體(23)為步進電機磁路的主體部分，由左右導磁鐵芯臂(21) (22)組成，左右導磁鐵 芯臂(21) (22)呈長方形狀，其左相線圈及骨架(17)套在左導磁鐵芯臂(21)的長方形長條 上，其右相線圈及骨架(19)則套在右導磁鐵芯臂(22)的長方形長條上，兩個線圈的線包分 別通過(18)、 (20)各自的兩引腳輸出。CN 201450440 U 所述雙向指針軸(14)為一根不銹鋼長軸，穿過第三級從動輪(13)的中心并固定 在第三級從動輪上，雙向指針軸(14)的上、下端分別穿過正蓋(1)上的臺階(2)與反蓋(3) 上的臺階(4)輸出圓孔，形成步進電機兩面同時出軸的驅動結構。 正蓋(1)的指針軸孔處設有一個向外突起的環(huán)狀外凸臺階(2)，反蓋(3)的指針 軸孔處設有另一個向內突起的環(huán)狀內凸臺階(4)，兩個臺階在正蓋(1)與反蓋(3)的軸孔 位置限制雙向指針軸(14)在軸的法線方向的位移或者擺動。在雙向指針軸(14)與第三級 從動輪(13)上下輪面交接的位置各有一個圓柱形臺階(15) (16)，圓柱形臺階(15)和(16) 和第三級從動輪(13)與雙向指針軸(14)連為一體，正反蓋裝配好后，圓柱形臺階(15)正 好抵住正蓋(1)上的外凸臺階(2)，圓柱形臺階(16)正好抵住反蓋(3)上的內凸臺階(4)， 從而限制指針軸(14)沿軸向的位移。 所述定子導磁鐵芯(23)為一個形如天平狀的鐵基非晶合金導磁鐵芯(23)，包括 左鐵芯臂(21)和右鐵芯臂(22)，左右鐵芯臂為長方形狀，導磁鐵芯(23)的外形為一個類 似天平的對稱形狀，定子導磁鐵芯上的圓孔(24)可內嵌入轉子(5)。左相線圈及骨架(17) 插入左鐵芯臂(21)內，右相線圈及骨架(19)插入右鐵芯臂(22)內。導磁鐵芯的左右兩臂 (21) (22)設計為寬而短的長方體形狀可以減小磁阻，形如天平狀的導磁鐵芯(23)結構則 有利于收束擴散的磁力線。導磁鐵芯(23)采用的鐵基非晶合金軟磁材料具有磁性能好、成 本低、電阻率高以及抗干擾性能強等優(yōu)點，合理的外形以及性能優(yōu)越的軟磁材料使得以導 磁鐵芯(23)為主體的磁路具有很高的效率，加大了雙向指針軸(14)的輸出力矩，并進一步 提高了步進電機的抗干擾性能。 所述多級減速齒輪系為一個三級傳動齒輪體系，該齒輪系包括永磁轉子(5)、轉子 轉動軸(6)、第一級從動輪(7)、第二級主動輪(8)、第二級從動輪(10)、第二級從動輪轉動 軸(12)、第三級主動輪(11)、第三級從動輪(13)部分。永磁轉子(5)與第一級從動輪(7) 嚙合形成第一級傳動體系，類似地，第二、第三兩級主動輪(8) (11)與第二、第三兩級從動 輪(10) (13)分別嚙合形成第二級與三級傳動體系。永磁轉子(5)為齒輪體系的動力源，驅 動整個體系運動，第三級從動輪(13)為轉動輸出輪，該輪帶動雙向指針軸(14)同步轉動。 綜上所述，本實用新型步進電機提出了一種雙面出軸的驅動結構，在不提高成本 的條件下，大大增強了本實用新型的實用性，使該微型步進電機適用于各種需要雙面出軸 指針儀表指示的場合。
權利要求一種雙面對稱軸微型步進電機，包括正蓋(1)、反蓋(3)、雙向指針軸(14)、左相線圈及骨架(17)、右相線圈及骨架(19)、定子導磁鐵芯體(23)、左導磁鐵芯臂(21)和右導磁鐵芯臂(22)、轉子(5)及轉子軸(6)、多級減速傳動齒輪系(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)，其特征在于，正蓋(1)的軸孔處有一個外向的外凸臺階(2)，反蓋(3)軸孔處有一個向內的內凸臺階(4)，第三級從動輪(13)與雙向指針軸(14)交接處的上方有一個圓柱形的臺階(15)，第三級從動輪(13)與雙向指針軸(14)交接處的下方有一個圓柱形的臺階(16)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的雙面對稱軸微型步進電機，其特征在于，雙向指針軸(14)為 一根不銹鋼長軸，一端穿過正蓋(l)，另一端穿過反蓋(3)，雙向指針軸(14)的兩端可同時 外接相對于步進電機平面的正、反兩個指針。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的雙面對稱軸微型步進電機，其特征在于，正蓋(1)軸孔處 有一個外向的環(huán)狀外凸臺階(2)，反蓋(3)軸孔處有一個向內的環(huán)狀內凸臺階(4)，雙向指 針軸(14)的一端通過外凸臺階(2)從正蓋(1)伸出，另一端通過內凸臺階(4)從反蓋(3) 伸出。
4. 根據(jù)權利要求l所述的雙面對稱軸微型步進電機，其特征在于，雙向指針軸(14)與 第三級從動輪(13)相交于輪面的中心，從動輪(13)與雙向指針軸(14)交接處的上方有一 個圓柱形臺階(15)，從動輪(13)與軸(14)交接處的下方有一個圓柱形臺階(16)，兩圓柱 形臺階(15) (16)和第三級從動輪(13)與雙向指針軸(14)連為一體。
5. 根據(jù)權利要求1所述的雙面對稱軸微型步進電機，其特征在于采用一個形如天平狀 的多邊體的導磁體作為導磁鐵芯(23)，導磁鐵芯(23)上含左導磁鐵芯臂(21)和右導磁鐵 芯臂(22)，左右鐵芯臂均為長方形，左線圈及支架(17)插入左鐵芯臂(21)內，右線圈及支 架(19)插入右鐵芯臂(22)內，導磁鐵芯(23)上還包含一個可嵌入轉子(5)的圓孔(24)。
專利摘要本實用新型公開了一種儀表指針驅動用雙面對稱軸微型步進電機，包括正蓋(1)、反蓋(3)、雙向指針軸(14)、正蓋(1)軸孔處的外向環(huán)狀凸臺階(2)、反蓋(3)軸孔處的向內環(huán)狀凸臺階(4)、左右兩相線圈及支架(17)(19)、定子導磁鐵芯(23)、多級減速傳動齒輪系，雙向指針軸(14)從步進電機正蓋(1)和反蓋(3)上對應的兩個開孔臺階處穿出，形成電機雙面出軸結構，軸的兩端可同時外接兩個指針，雙向指針軸(14)與第三級從動輪(13)相交于輪面的中心，輪軸交接處的上方與下方各有一個圓柱形的限位臺階(15)(16)，且與雙向指針軸連為一體。本實用新型主要用于各類正反兩面需同時顯示數(shù)據(jù)的儀表的指針驅動。
文檔編號H02K37/00GK201450440SQ20092006445
公開日2010年5月5日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權日2009年5月18日
發(fā)明者盧文波, 彭希南, 荀慶來, 謝穩(wěn), 邱俊 申請人:彭希南