專利名稱：微型馬達的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明廣義上涉及到微型馬達，如用于打印機和傳真機上的步進馬達，特別涉及到一種僅需少量部件的微型馬達，在這種馬達中，轉(zhuǎn)子相對于外殼的軸向相對運動受到控制，因此防止了機械噪聲的產(chǎn)生。
步進馬達是一類微型馬達，至今已廣泛地用作信息處理設備和其他各種設備的驅(qū)動設備。以一種傳統(tǒng)型式的步進馬達為例，

圖1是其縱剖面視圖，說明其基本部分。在圖1中，數(shù)字1表示外殼，由如低碳鋼這樣的金屬材料制成，形成有底的中空圓筒形，在其內(nèi)圓周表面，裝有由磁鐵材料制成、呈環(huán)形的軛鐵2和由絕緣材料制成、呈環(huán)形的線圈架3及繞在線圈架3上的線圈4。數(shù)字5表示安裝在外殼1開口端的端板。
數(shù)字6表示由例如鐵氧體這樣的永久磁性材料制成的呈圓柱形的轉(zhuǎn)子，它具有許多沿軸向延伸的磁極，它們徑向排列在轉(zhuǎn)子外圓周表面上。數(shù)字7表示固定在轉(zhuǎn)子6中心的軸，由設置在外殼1和端板5上的軸承8可轉(zhuǎn)動地支撐。數(shù)字9表示由樹脂材料制成、呈環(huán)形的墊圈，它被固定地安裝到軸7，安裝的方式是，墊圈9被插在轉(zhuǎn)子6的一個端面和外殼1的內(nèi)端面之間以及轉(zhuǎn)子6的另一個端面和端板5的內(nèi)表面之間。由具有彈性的金屬材料制成的彈簧墊圈10被插在轉(zhuǎn)子6和端板5之間，安裝的狀態(tài)是墊圈10被夾在11和12兩個墊圈之間。
在前面所述的結(jié)構(gòu)中，當電流通過接頭13和印刷電路板14輸入線圈4時，軛鐵2在流過線圈4的兩相電流的共同作用下勵磁，導致在其外圓周表面排列有許多磁極的轉(zhuǎn)子6作短的均勻的角轉(zhuǎn)運動。這樣，按照短的、均勻的角動方式將動力輸送到被驅(qū)動設備上。由于彈簧墊圈10被安裝在兩個墊圈11和12之間，防止了轉(zhuǎn)子6的軸向振動，因而防止了機械噪聲產(chǎn)生。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)防止轉(zhuǎn)子6軸向振動或移動的現(xiàn)有技術(shù)設備仍有下述問題。將轉(zhuǎn)子6推向外殼1一側(cè)墊圈9的力取決于彈簧墊圈10的軸向壓縮量。因此，為了確保墊圈10的最佳壓縮量，必須根據(jù)外殼1的內(nèi)端面和端板5之間的軸向尺寸精確調(diào)整墊圈9和12之間的軸向自由尺寸。
為了達到這個目的，幾個具有不同厚度的墊圈9、11和12必須提前準備好。另外還需要測量工具或檢驗工具來檢測彈簧墊圈10是否具有最佳壓縮量。這一切使得微型馬達的裝配工作極其復雜。
另外，即使在上述困難的精細調(diào)整后，彈簧墊圈10彈性的變化也是不可避免的。因此，導致在外殼一側(cè)的軸承8、墊圈9和轉(zhuǎn)子6間以及在端板5一側(cè)的墊圈11、彈簧墊圈10、墊圈12和端板5間的相互摩擦和接觸狀態(tài)不穩(wěn)定。結(jié)果導致所產(chǎn)生的扭矩損失也是變化的，這對由軸7輸出的扭矩產(chǎn)生了不利的影響。
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)固有的問題。因而本發(fā)明的目的是提供一種只需要少量零部件的微型電動機，防止其轉(zhuǎn)子的軸向振動或運動，以避免機械噪聲的產(chǎn)生。
圖1，為一縱剖面視圖，說明一個傳統(tǒng)型步進電機典型例子的基本部分。
圖2，為一縱剖面視圖，說明本發(fā)明的一個實施方案中的基本部分。
圖3和圖4為縱剖面圖和左視圖，說明圖2中的轉(zhuǎn)子。
圖5為一縱剖面視圖，說明本發(fā)明的一個實施方案中轉(zhuǎn)子的勵磁機構(gòu)的一個例子。
圖2為一縱剖面視圖，說明本發(fā)明一個實施方案的基本部分。相同的部件以與圖1中相同的數(shù)字表示。圖2中，轉(zhuǎn)子6由永磁材料制成，如鐵氧體，并制成圓柱形，與圖1中表示的現(xiàn)有技術(shù)相同。轉(zhuǎn)子6具有許多軸向延伸的磁極，它們徑向排列在轉(zhuǎn)子6的外圓周表面上，其排列方式是N和S磁極由軸向?qū)D(zhuǎn)子勵磁產(chǎn)生，如后面介紹的，以便磁吸引力作用在轉(zhuǎn)子6和外殼1之間。例如，用樹脂材料(最好有自潤滑特性)的墊圈9和11，將其加在轉(zhuǎn)子的兩端面上，以使轉(zhuǎn)子6固定地安裝在軸7上。
圖3、圖4為縱剖面視圖和左側(cè)視圖，說明圖2中的轉(zhuǎn)子，在圖3和圖4中，數(shù)字6表示面對外殼1的端面(見圖2)，在此端面上，N磁極形成在點劃線表示的6b區(qū)域內(nèi)，S磁極形成在另一端面6d上，如圖4所示。選擇在6b區(qū)域內(nèi)形成的磁極的磁場強度，以便將轉(zhuǎn)子6面對外殼1放入時(如圖2所示)，可產(chǎn)生足以防止轉(zhuǎn)子6作軸向相對運動的磁吸力。不希望將磁極的磁場強度設置到太高的水平，使區(qū)域6b太大，因為可能對在轉(zhuǎn)子6外圓周表面上形成的磁極產(chǎn)生的磁力產(chǎn)生相反的作用。
圖5是一縱剖面視圖，說明本發(fā)明一個實施方案的轉(zhuǎn)子勵磁機構(gòu)的一個例子。在圖5中，數(shù)字15表示由鐵磁材料(如低碳鋼)制成的端面勵磁軛鐵，呈短圓柱狀。勵磁軛鐵15中心有軸孔16，并裝有線圈17。線圈17的安裝方式例如使得圖4中所示端面6a上的區(qū)域6b被勵磁成N磁極，另一端面6d被勵磁成S磁極。數(shù)字18表示用與端面勵磁軛鐵15相似的鐵磁材料制成的外圍勵磁軛鐵，例如做成圓形，裝有線圈19以便使轉(zhuǎn)子6外周面上軸向延伸的磁極勵磁。線圈17和19例如通過一個控制裝置都與一個直流脈沖電源相連。
用上述結(jié)構(gòu)，將直流脈沖電流輸送到構(gòu)成勵磁軛鐵15和18組成部分的線圈17和19時，在轉(zhuǎn)子6的外圓周表面6c和端面6a及6d上形成磁極。例如，通過設定圖2中所示的作用在轉(zhuǎn)子6和外殼1之間的磁吸力大于1470N，并對端面6a勵磁獲得N磁極，那么產(chǎn)生的磁吸力可滿意地補償作用在轉(zhuǎn)子6上的軸向負荷。通過改變輸入線圈17的直流脈沖電流的電壓，可任意調(diào)整端面6a和6d上產(chǎn)生的磁極的磁場強度。另外，通過適當?shù)卦O計圖5中線圈17的形式，可僅在轉(zhuǎn)子的端面6a上至少產(chǎn)生一對磁極。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明可減少零部件數(shù)目，例如現(xiàn)有技術(shù)中使用的彈簧墊圈。而且，由于在轉(zhuǎn)子的端面上產(chǎn)生磁極，使轉(zhuǎn)子和外殼之間有吸引力，防止了轉(zhuǎn)子的軸向振動或移動，因而本發(fā)明可避免機械噪聲的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種微型馬達，包括轉(zhuǎn)子和定子，該轉(zhuǎn)子具有許多軸向延伸的磁極，它們徑向排列在該轉(zhuǎn)子的外圓周表面；該定子有繞在線圈架上的兩個線圈，它們軸向排列在有底的空心圓筒狀的外殼上，還包括安裝在上述外殼開口端上的端板，其特征在于該外殼由鐵磁材料制成，磁極產(chǎn)生在所述轉(zhuǎn)子外殼側(cè)的端面上，以便使軸向磁吸力作用于該轉(zhuǎn)子與該外殼之間。
2.如權(quán)利要求1中所述的微型馬達，其特征是在該轉(zhuǎn)子的外殼側(cè)端面上的磁極是單一極性。
3.如權(quán)利要求1所述的微型馬達，其特征是至少有一對磁極產(chǎn)生在該轉(zhuǎn)子外殼側(cè)的端面上。
4.如權(quán)利要求1中所述的微型馬達，其特征是該轉(zhuǎn)子端面和該外殼間的磁吸力大于1470N。
全文摘要
微型馬達，包括轉(zhuǎn)子和定子，該轉(zhuǎn)子具有許多軸向延伸的磁極，它們徑向排列在轉(zhuǎn)子的外圓周表面，該定子有繞在線圈架上的兩個線圈，它們軸向排列在有底的空心圓筒形狀的外殼上，還包括安裝在外殼開口端上的端板，外殼由鐵磁材料制成，磁極產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子的外殼側(cè)端面上，從而使軸向的磁吸引力作用于轉(zhuǎn)子端面和外殼之間。
文檔編號H02K5/16GK1078074SQ9310461
公開日1993年11月3日 申請日期1993年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月22日
發(fā)明者岡崎啟, 松田新一, 李宇信, 松下郁男, 武正雄 申請人:馬淵馬達株式會社