专利名称：步进电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有效地应用于步进电机的技术，尤其涉及一种齿轮电机，这种齿轮电机配有多个用于传递一个转子的旋转运动、同时使运动减速的齿轮，该电机例如用于仪器的指针驱动。
背景技术：
近年来，随着电子器件、例如半导体的发展以及使用微机等等的数字控制技术的发展，微机数字控制越来越成为车辆用指针式仪表、例如速度计的指针的驱动控制的主流，而不是通常的机械控制。
指针式仪表可以通过在标度盘上摆动的指针的位置显示模拟过程的物理量、例如速度，这是直观掌握的。为了对指针的摆动位置进行数字控制，就要使用步进电机。在这种情况下，步进电机用于通过开路控制对指针进行定位。准确地说，沿前进方向或后退方向的旋转传动脉冲施加到步进电机上，步进电机的旋转输出轴与指针相连接，使指针进行双向移动，根据旋转传动脉冲数控制指针的移动距离。由于步进电机的旋转量(旋转角)只能由旋转传动脉冲数加以设置，因此，可以使指针等进行定位，无需使用位置传感器进行复杂的反馈控制。
例如，如美国专利US5959378所述，这种步进电机包括一个转子、若干定子轭以及若干呈贯通孔形状的绕组，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极，定子轭都成形为弯曲形状，以便其两端分别构成靠近地面对永久磁铁的磁极通过面的磁极部分，用于激励定子轭的线圈预绕在绕组上，步进电机的结构是，定子轭的中间部分插入到绕组中。这种步进电机通常与一个由齿轮组成的减速机构相组合，用于指针式仪表之类的设备。
上述步进电机存在下述一些性能和结构上的问题。
首先，就性能上的问题而言，虽然上述步进电机在永久磁铁和定子轭之间产生磁引力，但是，在关掉电源时的未激励状态下也产生这种磁引力。况且，转子的旋转位置(旋转角)不同，则磁引力大有区别。准确地说，形成转子的永久磁铁的磁极和定子轭的磁极部分之间的相对位置不同，则产生的磁引力大有区别。这种磁引力产生作用力，即使在未激励状态下(关掉电源时)，也将转子吸引到一个特定的旋转位置，这称为起动转矩。
尽管这种起动转矩的优越性在于即使在未激励状态下无需配置特殊机构也可以使转子停在一定角度的位置上，但是，起动转矩也在步进电机的旋转输出中引起转矩波动。这种转矩波动影响连续而平稳的旋转，并产生震动和噪音。由于传统步进电机中转矩波动过大，因此，存在的问题是不能获得连续而平稳的旋转，震动和噪音也较大。
因此，如果传统步进电机用于驱动例如上述指针式仪表的指针，那么，存在的问题是指针移动不平稳，不能指示模拟过程的物理量、例如速度。另外，因为转矩波动也产生震动和噪音，所以还存在的一个问题是，传统步进电机不适合用于需要安静的场所。
这种步进电机往往同齿轮一起使用，这些齿轮用于传输电机旋转轴的旋转同时使旋转减速。在这种情况下，又出现一个问题齿轮使转矩波动产生的震动造成的噪音增大，齿轮的啮合由于震动而不稳定。
因为已有技术旨在减小起动转矩，所以US5959378提出定子轭的磁极的成形技术，尤其是靠近形成转子的永久磁铁的磁极通过面的、与磁极通过面不等距的表面的成形技术。然而，事实证明，仅仅采用定子轭的磁极的成形方法，实际上难以充分减小起动转矩。此外，当定子轭的磁极进行如上所述的成形时，显然又出现其它一些问题，例如由于永久磁铁的磁极和定子轭的磁极之间的有效间隙增大而导致转矩减小的问题。
作为减小噪音的措施，有效的方法是将包括齿轮在内的整个电机安装到一个塑料壳体中。塑料壳体适于大量模制生产，因而有利于降低成本。另外，如果采用电绝缘塑料壳体，还有其它优越性，例如可以简化电机馈电端子的绝缘结构。不过，塑料壳体与金属壳体比较起来在尺寸精度上具有更多的困难，由于热膨胀等而造成的变形度也较大。这样，齿轮齿节之间的距离会发生变化，由于齿轮之间发生不正常啮合、例如摆动，因此旋转的平稳传动不时受到阻碍。在某些情况下，旋转可能不会加以精确地传动，或者甚至可能由于齿轮松脱而不能旋转。
至于结构上的问题，如前所述，这种步进电机包括一个转子、若干定子轭以及若干呈贯通孔形状的绕组，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极，定子轭都成形为弯曲形状，以便其两端分别构成靠近地面对永久磁铁的磁极通过面的磁极部分，用于激励定子轭的线圈预绕在绕组上，步进电机的结构是，定子轭的中间部分插入到绕组中。
在上述结构中，虽然定子轭的中间部分插入到其上预绕有用于激励定子轭的线圈的呈贯通孔形状的绕组中，但是呈弯曲形状的定子轭不能直接插入到绕组中。因此，定子轭通常预成形为两个在纵向上分开的构件。分开的轭件之一插入到绕组中，这个分开的轭件与另一个分开的轭件在绕组外边焊接在一起，从而形成结合为弯曲形状的定子轭。另一种方法是，在磁性上组合起来的呈弯曲形状的定子轭由分别在纵向上和厚度方向上分开的多轭件叠置装配而成。
但是，当定子轭进行焊接装配时，构成定子轭的磁性材料的磁特性由于这种焊接而发生变化，作为定子轭的一定作用是不能获得的。作为定子轭的材料，必须使用确保一定磁特性的材料。但是，如果对其进行焊接，就不能确保一定的磁特性。
定子轭要进行电镀以供保护、例如防锈。但是，如果电镀的定子轭进行焊接的话，焊接的部分就失去镀层保护，在此形成一种不同的合金，由此而存在的问题是，防锈之类的质量得不到保证。
当定子轭采用叠置多轭件的方法装配时，可以避免由焊接带来的问题。但是，存在的问题是，各轭件的叠置部分的接触区域和接触情况不匀称，在良好的再现性方面不能获得一定的磁特性，分别由各轭件的边缘部分形成的磁场对其它的轭有不利的影响。另外，由于在这种情况下采用多轭件，因此，存在的问题是，构件数量增加，各构件易于分开，装配的易操作性大为降低。
发明内容
本发明的第一个目的是提出一种步进电机，这种电机的性能适合于通过开路控制使例如指针式仪表等的指针进行平稳移动和传动。
本发明的第二个目的是提出一种步进电机或一种齿轮传动电机，这种电机配有用于对所述电机的旋转进行传动同时使旋转减速的齿轮，可以通过有效减小对旋转输出产生转矩波动的起动转矩来获得平稳的旋转输出，而不影响电机的性能、例如转矩。
本发明的第三个目的是解决步进电机或齿轮传动电机的各种问题，例如由于使用电绝缘塑料壳体而造成的精度降低的问题，使步进电机或齿轮传动电机布置成有利于减小噪音、降低成本和简化馈电端子的结构，同时可以确保平稳的旋转运行。
本发明的第四个目的是提出一种步进电机，这种电机在质量上例如在定子的磁特性或防锈方面得到改进，在装配的易操作性方面极为良好。
为了达到上述目的，本发明提出如下装置。
本发明的第一种基本装置是，一个步进电机包括一个转子、至少两个定子轭以及若干激励线圈，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有沿圆周方向磁化的多个磁极，定子轭布置在转子的外周边上，激励线圈围绕定子轭加以安装，其中，定子轭两端的磁极面布置成可以面对永久磁铁的磁极。这里，步进电机的特征在于，定子轭的构成磁路的一定区域的横截面面积小于磁极面的面积。
在这种情况下，减小横截面面积的一定区域可以是磁路的一部分，或者是不包括磁极面部分的整个磁路。根据实验结果，使至少部分磁路的横截面面积小于磁极面的面积，则起动转矩变小。
从磁极面到横截面面积减小的一定区域的距离最好小于磁极面的轴向上(转子的轴向上)的高度。这样，小横截面部分在靠近磁极面的位置形成，而起动转矩甚至减得更小。
同时，也可以使平面定子轭的末端部分弯曲，形成磁极面。这样，使用压制机之类的机械实施弯曲工艺，即可既容易又有效地制造定子轭。
在使步进电机成为一种齿轮传动电机的情况下，步进电机、一个布置在这个步进电机的一个转子轴上的第一齿轮以及同这个第一齿轮相连接的一定数量的齿轮布置在一个壳体中的一定位置上。然后，一个输出轴安装到齿轮中的一个规定齿轮上，输出轴的一端布置成从壳体伸出。
应当指出，本发明所述的“基本呈U形”一定包括U形平面，但是，平面不一定总要成形为U形。例如，平面可以成形为C形，或者可以成形为具有垂直弯角的U形。总之，带形磁路基本弯曲成两端彼此靠近而构成磁极面即可。
本发明的第二种基本装置是，一个步进电机包括一个转子、两个或多个定子轭以及若干激励线圈，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极，定子轭布置在转子的外周边上，以形成具有二相或多相的多相激磁磁铁，激励线圈用于激励定子轭，其中，定子轭的磁极部分布置成靠近地面对永久磁铁的磁极通过面。这里，步进电机的特征在于，一个在其两侧在磁性上不受定子轭影响的中间磁性体布置在两个相邻定子轭之间的一定位置上，以便靠近地面对永久磁铁的磁极通过面。
这里，本发明人已经揭示出这样的事实中间磁性体起着使永久磁铁和定子轭之间的磁引力引起的起动转矩大为减小的作用。就作用的原理而言，例如使得(1)在磁性上不受定子轭影响的中间磁性体排除由于定子轭的磁性影响而导致的起动转矩的发生；(2)两个相邻定子轭之间的磁分布状态由于中间磁性体而均匀化，而将转子吸引到一个特定旋转角的磁引力即起动转矩得到减小；(3)除了永久磁铁和定子轭之间的间距之外，在永久磁铁和中间磁性体之间也产生磁引力，前述磁引力的作用使起动转矩得以消除或减小。总之，本发明的发明人发现，中间磁性体对于减小起动转矩又不影响转子的性能、例如转矩是非常有效的。
在上述步进电机中，可以转动地支承用于传输电机的旋转运动的齿轮，以便在一个由一种磁性体制成的支承板上自由转动，并且整体地在支承板上形成中间磁性体。
上述步进电机往往与用于传输电机的旋转运动的齿轮一起组成。使用支承板转动地支承齿轮而形成中间磁性体，无需增加构件数量即可获得减小起动转矩的效果，还可以极其精确地使齿轮和中间磁性体定位。
将包括齿轮在内的整个电机安装到一个电绝缘塑料壳体中，使用一种比塑料壳体具有较小热线性膨胀系数的磁性材料形成支承板，可以解决使用电绝缘塑料壳体带来的各种问题、例如精度较低的问题，可以减小噪音，降低成本，简化电机接线端子的结构。
此外，采用一个磁性体形成用于传输电机的旋转运动的齿轮的轴中的至少一个轴，采用一个这种磁性体的轴形成中间磁性体，无需增加构件数量即可布置用于获得减小起动转矩效果的中间磁性体。
对于上述步进电机来说，最好使一部分中间磁性体的宽度靠近地面对比永久磁铁的磁极通过面的厚度的宽度的一半薄的磁极通过面。本发明的发明人发现，显然，起动转矩减小的效果随着永久磁铁的磁极通过面和中间磁性体之间的位置关系的变化而变化，但是，如果如上所述确定中间磁性体的宽度，起动转矩还可以更有效地减小。
至于中间磁性体的材料，最好使用一种导磁率没有定子轭高的磁性材料。可以在两个定子轭之间布置一个独立的磁阻尼器，使中间磁性体发挥抑制起动转矩的作用。但是，如果中间磁性体的导磁率比所需的高，那么，由电机转矩引起的有效磁通量比所需的聚集得多，也可能产生由朝向中间磁性体的磁引力引起的起动转矩。显然，如上所述确定中间磁性体的导磁率，对避免这种可能性是有效的。
上述步进电机的磁极等的布置最好是永久磁铁包括三对六个磁极；配置两个定子轭，每个定子轭都由一对两个磁极形成；两个定子轭配置成每个定子轭的两个磁极布置成60度的角度；第一定子轭的磁极之一和第二定子轭的磁极之一布置成90度的角度；中间磁性体在90度内布置在一定位置。
如果步进电机用于驱动例如指针式仪表的指针，那么公知的是，具有上述磁极布置的结构对电机尺寸的最佳化、旋转效率的提高等是有效的。在这种结构中，中间磁性体特别在减小起动转矩方面发挥最佳作用。
成形定子轭的磁极形状，使之等间距地平行地靠近地面对永久磁铁的磁极通过面，那么，永久磁铁的磁极通过面和在定子轭上形成的磁极之间的间隙宽度达到最佳化，以确保由两个构件之间进行作用的磁引力引起的转矩性能。
本发明的第三种基本装置是，一个步进电机包括一个转子、一个定子轭以及一个呈贯通孔形状的绕组，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极，定子轭成形为弯曲形状，以便其两端分别构成靠近地面对永久磁铁的一个磁极通过面的磁极部分，一个用于激励定子轭的激励线圈预绕在绕组上，其中，定子轭的中间部分插入到绕组中。这里，步进电机的特征在于，定子轭由一个从绕组的一个孔口插入的第一轭件和一个从绕组的另一个孔口插入的第二轭件组成；两个轭件各自的插入端部部分通过至少在插入方向上和在搭接方向上彼此进行平面接触的连接部分在两个轭件之间形成一条连续的磁路；连接部分通过推入绕组而加以固定，处于压入配合状态。
根据上述装置，通过将轭件对从绕组的两端插入的简单操作即可牢固地使定子轭装配到绕组中，无需焊接也无需叠置多轭件。此外，由于两个轭件的插入端部部分在插入方向和搭接方向的两个方向上彼此进行平面接触，因此，可以在两个轭件之间获得良好而稳定的磁连接，磁场的磁漏小。另外，由于连接部分呈压力配合状态固定在绕组内，因此，也可以获得良好而稳定的磁连接状态。这样，可以达到提出既具有极好装配易操作性同时又提高质量、例如定子的磁特性或防锈能力的步进电机的目的。
在上述步进电机中，如果一个同绕组的内侧面进行压力接触的伸出部分布置在第一轭件和第二轭件的插入端部部分中的至少一个插入端部部分上，那么，可以提高通过将轭件插入到绕组中来装配定子轭的易操作性。
在上述步进电机中，如果同绕组的内侧面进行压力接触的伸出部分布置在第一轭件和第二轭件的插入端部部分中的至少一个插入端部部分上，如果一个凹入部分配置在绕组一侧，使伸出部分保持在两个轭件的插入端部部分相互连接而形成连续磁路的状态，那么，可以进一步确保轭件和绕组之间的连接。
在上述步进电机中，如果在两个轭件上分别配置一对凸出部分和凹入部分，这两个部分相互保持阻止在插入方向上的移动，保持在第一轭件和第二轭件的插入端部部分彼此连接而形成连续的磁路的状态，则可以进一步确保和稳定两个轭件之间的磁连接和机械连接。
此外，在上述步进电机中，如果在第一和第二轭件的插入端部部分上分别形成朝插入方向缩小尺寸的锥形部分，则可进一步提高将定子轭装配到绕组中的易操作性。
上述步进电机适合于这样的结构至少两组定子轭布置在转子的外周边上，以形成具有二相或多相的多相激磁磁铁。一个转子采用两个定子轭和若干激励线圈的二相步进电机适合于通过开路控制沿两个方向驱动一个指针式仪表的一个指针。但是，由于配置两个定子轭，因此，装配操作比较复杂。相反，根据上述本发明装置，这种装配操作既有效又简便。
步进电机也适合于这样的结构永久磁铁包括三对(六)个磁极；配置两组定子轭，每个定子轭都由一对(两个)磁极形成；两个定子轭配置成每个定子轭的两个磁极布置成60度的角度；第一定子轭的磁极之一和第二定子轭的磁极之一布置成90度的角度。如果步进电机用于驱动例如指针式仪表的指针，那么公知的是，具有上述磁极布置的结构对电机尺寸的最佳化、旋转效率的提高等是有效的。为了获得这种结构，定子轭两端上的磁极部分必须精确地稳定地加以布置。根据上述本发明装置，可以精确地稳定地布置定子轭的磁极部分。
参照本发明的描述和附图，本发明的目的和特征将得到更好的理解。
图1是本发明的第一实施例中一个步进电机的平面图；图2是解释步进电机的起动转矩的图表；图3是本发明第一实施例中步进电机主要构件的放大图；图4A和4B示出图3的一部分。图4A是沿图3中a-a线的横剖面图。图4B是沿图4A中b-b线的横剖面图；图5是示出本发明第一实施例的效果的图表；图6A和6B是本发明第一实施例中其它实施方式的主要构件的放大图；图7是本发明的一个优选实施例中一个齿轮传动电机的平面图；图8是图7所示的齿轮传动电机的侧视图；图9是本发明的第二实施例中步进电机的平面图；图10A和10B是图9所示的电机上配有的一个中间磁性体的附近的细部横剖面图；图11是示出本发明的第二实施例中步进电机的起动转矩特性的图表；图12是示出一个永久磁铁与中间磁性体的靠近面对状态和起动转矩减小的效果之间的关系的图表；图13是一个壳体内部的俯视图，示出将本发明第二实施例中的步进电机安装到一个塑料壳体中的情况；图14是图13所示的齿轮传动步进电机的主要构件的横剖面图；图15是本发明的第二实施例中其它实施方式的俯视侧视图；图16A至16C是本发明的第三实施例中一个步进电机的定子轭部分的一个实施方式的侧视剖面图；图17A和17B是本发明的第三实施例中步进电机的定子轭部分的其它实施方式的侧视剖面图；图18是本发明的第三实施例中步进电机的一个定子轭和一个绕组的一个实施方式的侧视剖面图；图19是本发明的第三实施例中步进电机的定子轭和绕组部分的其它实施方式的侧视剖面图；图20是本发明的第三实施例中步进电机的主要构件的平面图；图21是本发明的第三实施例中步进电机整个结构的俯视侧视图。
具体实施例方式
第一实施例图1示出根据本发明的第一实施例的步进电机。如图1所示，在第一实施例的步进电机中，一个转子3由一个圆柱形永久磁铁2同轴地装配到一个旋转轴1上而形成。永久磁铁2具有沿圆周方向磁化的多个磁极(在所示的实施例中为六极)。
在转子3的外部布置有两个定子轭5a和5b。定子轭5a和5b每个都具有基本呈U形的形状。定子轭5a和5b的两个末端部分分别形成称为齿的成对的磁极端部部分6和6，磁极端部部分6和6布置成面对在永久磁铁2的外周面上形成的磁极。
定子轭5a和5b各自的磁极端部部分6和6布置在一个以旋转轴1为其中心的公共圆周上。由一个定子轭的两个末端部分形成的一对磁极端部部分6和6之间的布置间距(齿角)布置成同永久磁铁2的磁极间距相吻合。在这个实施例中，磁极间距确定为60度。因此，定子轭之一的两个末端部分定位在一个以旋转轴1为中心的中心角为60度的扇形区的两端。另外，定子轭5a一侧的磁极端部部分6和定子轭5b一侧的相邻磁极端部部分6布置成形成电角度为90度的相位差。
绕组7装配到各自的定子轭5a和5b上，激励线圈8卷绕在各自的绕组7上。这样，构成一个二相型步进电机，定子轭5a一侧具有一个相位A，定子轭5b一侧具有一个相位B。这种步进电机成为一种凸极型步进电机，其中，由同相激励的磁极端部部分不是均匀布置在圆周方向上。
在这种凸极型步进电机中，由磁引力引起的转矩在各自的磁极端部部分6和永久磁铁2的磁极之间产生。在所示的实施例中，定子轭5a(相位A)的磁极端部部分6和6构成与永久磁铁2的磁极间距相同的间距，因此在相同方向上产生转矩。定子轭5b(相位B)的磁极端部部分6布置成同定子轭5a的磁极端部部分6具有电角度为90度的相位差。因此，沿着在磁性上消除在定子轭5a的磁极端部部分6产生的转矩的方向产生转矩。相位A处的起动转矩和相位B处的起动转矩相对于机械运动角度呈波形，如图2所示。整个步进电机上的起动转矩等于相位A处的起动转矩和相位B处的起动转矩的组合。如图2所示，与各自的相位A和B处的起动转矩波形比较起来，组合的转矩呈具有双频率的波形。
这里，在这个实施例中，较薄的部分62布置在靠近定子轭5a和5b两端的位置上，如图3，4A和4B所示。图3是永久磁铁2和磁极端部部分6附近的放大图。图4A是沿图3中a-a的横剖面图，图4B是沿图4A中b-b的横剖面图。
如图4A所示，磁极面61是磁极端部部分6的端面，其厚度(高度)t1基本等于永久磁铁2的轴向长度(厚度)。在从磁极面61向后经过预定距离t2的位置上形成比磁极面61薄的较薄部分62。
如图4B所示，较薄部分62的宽度w不变，但是其厚度(高度)t3减小。这就是说，较薄部分62在横截面上呈扁平矩形。相反，磁极面61具有与较薄部分62相同的宽度w，但是形成为其厚度(高度)t1大于较薄部分62的厚度(高度)(t3＜t1)的矩形。
这样，定子轭5a和5b具有其厚度比磁极面61小的较薄部分62。较薄部分62的横截面面积小于磁极面61的面积。较薄部分62的形成位置位于靠近磁极面61的位置，以满足t1＞t2。
要注意的是，在所示的实施例中，从较薄部分62再向后的位置上的厚度与磁极面61的厚度相同。但是，离开较薄部分62的位置上的厚度不一定要与磁极面61相同，可以大于或小于t1。这就是说，较薄部分62两侧的厚度相等或不同。总之，定子轭5a和5b的磁路的横截面面积在磁极面61的前面明显增大即可满足条件。
采用上述结构，由两个相位(A和B)处产生的起动转矩组合而形成的整个步进电机的起动转矩如图5中点划线所示(发明产品1)。至于定子轭完全具有均匀厚度的传统产品，起动转矩如图5中虚线所示(传统产品)。
如图5所示，本发明产品可以减小起动转矩。这样，可以确保步进电机平稳转动。
起动转矩的这种减小，原因如下。与包括磁极面61在内的磁极端部部分端侧的磁阻相比较，较薄部分62的磁阻较大。
当如同已有技术那样使整个厚度均匀一致时，永久磁铁2的磁极和磁极面61之间的磁通量基本上几乎是平行的。相反，当如同本发明那样在靠近磁极面61内侧的位置配置较薄部分62时，将从磁极面61的中央部分到磁极端部部分6的磁通量同从靠近磁极面61的顶端或底端的位置到磁极端部部分6的磁通量相比较，那么，前者流动更为容易。因此，磁场在磁极面61和永久磁铁2的磁极之间形成，使磁通量集中在磁极面61的中央面部分。这就是说，产生磁场强度分布，磁场在磁极面61的中央部分强度强，在其周边强度弱。因此，起动转矩因为这种磁场强度分布而减弱。
图6A和6B示出较薄部分62的其它实施方式。在图4所示的实施方式中，较薄部分62位于磁极面61的厚度的中央。但是，除了这种实施方式外，本发明还可以实施成较薄部分62位于磁极面61的一侧(在所示的实施方式中为上侧)。使磁极端部部分6的末端部分弯曲而形成磁极面61，很容易获得这种形状。
要对磁极端部部分6减薄，例如沿厚度方向切割两侧部分，才能使较薄部分62形成如图4所示的形状。不过，对磁极端部部分6进行弯曲，很容易获得图6A所示的形状。在这种情况下，磁极面61的厚度t1很容易根据磁极端部部分6的弯曲位置自由加以确定。此外，使用压制机之类的机械很容易有效地进行这种弯曲。这样，便于制造。
在这种情况下，整个定子轭除了末端部分外可以成形得薄一些，磁极面61可以通过弯曲两个末端部分而形成。定子轭的中央部分也可以同磁极面61相类似地成形得薄一些。
在上述结构中，较薄部分62布置在比较靠近磁极面61的位置。但是，如图6B所示，也可以使从磁极面61到较薄部分62的距离t2长于磁极面61的厚度t1。
如果是图6B所示的结构，步进电机的总起动转矩相当于图5中实线所示(发明产品2)。在这种情况下，虽然与在靠近磁极面61的位置布置有较薄部分62的步进电机比较起来，起动转矩较大，但是，可以确定与传统实施方式相比，起动转矩会大为减小。
图7示出本发明齿轮传动电机的一个最佳实施例。可以将上述步进电机连同一个减速机构安装到一个壳体内，构成齿轮传动电机。至于减速机构，使用一个小直径的小齿轮和另一个大直径的大齿轮。
在图7中，标号10标示上述步进电机。步进电机10的构件安装在一个扁平塑料壳体11中。
一个转动地加以支承的第一小齿轮12a装配到一个轴1上。一个第一大齿轮12b布置成同第一小齿轮12a相啮合。第一大齿轮12b的转矩通过一个第二小齿轮13a传送到一个第二大齿轮13b。这样，转子3的旋转通过第一小齿轮12a、第一大齿轮12b、第二小齿轮13a和第二大齿轮13b进行一系列传送，从而降低速度，增大功率。这种速度降低和功率增大的旋转可以取自第二大齿轮13b的一个旋转轴13，旋转轴13朝壳体11的外部伸出，如图8所示。在这种情况下，第二大齿轮13b的旋转轴13构成齿轮传动电机的一个旋转输出轴。输出轴13的转数与转子3的转数之比可以根据小齿轮12a和13a以及大齿轮12b和13b之间各自的传动比任意设置。
由于上述步进电机产生小起动转矩，因此，根据定时设置对各自的激励线圈8施加激励电流，即可使输出轴13平稳旋转和停在一定的角位置。此外，齿轮传动电机可适用于车载、船载、机载等指针式仪表，只要将指针式仪表的指针等直接或通过其它功率传输装置装配到这个输出轴13上即可。
如上所述，在本发明第一实施例的步进电机和齿轮传动电机中，定子轭的构成磁路的一定区域的横截面面积缩小到小于位于定子轭两端的磁极面的面积。这样，可以减小整个步进电机的起动转矩，从而确保平稳的旋转运动。
第二实施例图9示出本发明步进电机的第二实施例。在该图所示的步进电机中，一个转子3由一个环形永久磁铁2形成，永久磁铁2同轴地装配到一个旋转轴1上，类似于上述第一实施例。永久磁铁2由磁化成沿圆周方向按60度间距交替变换极性的多个磁极形成，因此包括三对(六个)磁极(即三个极对)。定子轭5a和5b布置在转子3的外部。
定子轭5a和5b分别具有基本呈U形的平面形状，U形的两个末端形成为磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2。两个定子轭5a和5b具有彼此相同的平面形状，对称地布置在左右两侧，使磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2靠近地面对永久磁铁2的磁极通过面。
磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2的端面分别形成为位于一个同心圆上的弧形形状，以便等间距地平行地靠近地面对一个外周面即永久磁铁2的磁极通过面。磁极6a1和6a2以及磁极6b1和6b2分别布置成位于一个以旋转轴1为中心的具有60度中心角的弧形区段的两端，以便形成电角度为90度的相位差。
一个绕组7装配到每个定子轭5a或5b的U形臂对之一上。这样，形成一个二相凸极型步进电机，其中，定子轭5a(或5b)一侧确定为一个相位A，定子轭5b(或5a)另一侧确定为一个相位B。
此外，在两个相邻的定子轭5a和5b的磁极6a1和6b2之间的正中位置布置有一个中间磁性体9，中间磁性体9是独立的，与两个定子轭5a和5b都不发生磁性接触(虽然中间磁性体可能与之进行实体接触)。中间磁性体9抑制由定子轭5a和5b的磁性影响而产生的起动转矩的发生。
图10A和10B是中间磁性体9附近的细部横截面图。图10A示出从图9中A方向(箭头方向)的横截面。中间磁性体9由一个薄矩形磁钢件弯曲成一对臂部分具有不同长度的变形U形而形成。短臂部分的外侧面构成一个磁作用面91，靠近地面对永久磁铁2的磁极通过面。磁作用面91可以在永久磁铁2的磁极通过面的厚度方向(高度方向)上呈竖直状态地靠近地平行地面对磁极通过面。
另外，磁作用面91定位成沿厚度方向(高度方向)部分重叠永久磁铁2的磁极通过面的厚度s1，重叠宽度为s2，不大于厚度s1的1/2(s2≤s1/2)。就是说，磁作用面91的构成为中间磁性体9靠近地面对磁极通过面的部分的宽度s2不大于永久磁铁2的磁极通过面的厚度s1的1/2。要注意的是，这里最好确定为宽度s2不大于1/2。但是，所谓最好，并不阻止宽度s2确定为大于磁极通过面的厚度s1。就是说，也可以确定为宽度s2大于宽度s1。
图10B示出中间磁性体9和永久磁铁2之间位置关系的其它实施方式。在这种情况下，中间磁性体9靠近地面对磁极通过面的部分的宽度s2也确定成不大于永久磁铁2的磁极通过面的厚度s1的1/2。
图11是示出上述步进电机的起动转矩特性的图表。在图表中，实线特性曲线示出配置中间磁性体9时起动转矩相对于旋转角的变化情况，虚线特性曲线示出不配置中间磁性体9时起动转矩相对于旋转角的变化情况。
配置中间磁性体9(实线)比不配置中间磁性体9(虚线)时，取决于永久磁铁的旋转角的起动转矩大为减小。要注意的是，特性曲线图纵坐标上的起动转矩表示由齿轮减速的旋转输出轴处的转矩。
图12是示出起动转矩减小的效果和永久磁铁与中间磁性体靠近面对状态之间的关系的图表。在图表中，横坐标表示中间磁性体的靠近面对宽度s2与永久磁铁厚度s1的宽度之比(s2/s1)。纵坐标采用不配置中间磁性体时的确定为100％的相对值示出起动转矩比(视旋转角而定的起动转矩变化范围)的数值。
如该图表所示，起动转矩比由于配置中间磁性体9而显著减小。当中间磁性体9的靠近面对宽度s2与永久磁铁2的厚度s1的宽度之比(s2/s1)减小到某种程度时，起动转矩比的减小更为显著。尤其是，当s2与s1之比(s2/s1)为0.5以下时，就是说，当中间磁性体9的靠近面对宽度s2与永久磁铁2的厚度s1的宽度之比(s2/s1)为0.5以下时，起动转矩减小的效果比较显著。
表1示出视中间磁性体的材料而定的起动转矩比的差别。
表1取决于中间磁性体的材料的起动转矩比
在表1中，SUY表示电磁软铁，往往用于定子轭等，成形为中间磁性体9的形状之后予以磁性退火。这种材料具有较高的导磁率。SUS表示电磁不锈钢，成形为中间磁性体9的形状之后不进行磁性退火。这种材料具有比电磁软铁低的导磁率。
由表1可见，将导磁率没有定子轭高的磁性材料作为中间磁性体9的材料，对减小起动转矩是有效的。
图13是一个壳体内部的俯视侧视图，示出本发明第二实施例中的步进电机连同减速齿轮安装到一个电绝缘塑料壳体中的情况。图中，一个步进电机10的旋转输出取自与永久磁铁2相连的转子3的一个齿轮12a(当轴固定并且只有相连的永久磁铁2和齿轮12a转动时)。电机10的旋转由一个与转子3相连的第一小齿轮12a、一个与第一小齿轮12a啮合的第一大齿轮12b、一个同轴地与第一大齿轮12b相连的第二小齿轮13a和一个与第二小齿轮13a啮合的第二大齿轮13b进行减速和传输，最终从第二大齿轮13b的一个旋转轴13取出。
图14是图13所示齿轮传动步进电机的主要构件的横截面图。如图所示，用于传输转子3(永久磁铁2)的旋转运动的齿轮(小齿轮12a和13a以及大齿轮12b和13b)的各自的旋转轴1、12和13自由转动地支承在一个由一种磁性体制成的支承板15上。另外，中间磁性体9整体上用压制机之类的机械局部弯曲支承板15而形成。然后，包括支承板15和齿轮12a、12b、13a和13b在内的整个电机安装到一个电绝缘塑料壳体11中。支承板15由一种线性热膨胀系数比塑料壳体11小的磁性材料制成。
采用上述结构，可以解决使用塑料壳体11带来的各种问题，例如由温度变化引起的齿轮间距离偏差这样的精度降低的问题。这种结构有利于减小噪音，降低成本，简化电机接线端子的结构，而且可以确保平稳的旋转运行。
图15是中间磁性体9的其它实施方式的俯视侧视图。在这个实施方式中，定子轭5a和5b的布置位置与图9或图13所示的情况相比较彼此进行调换。此外，在这个实施方式中，在用于传输转子3的旋转运动的齿轮12a、12b、13a和13b中至少一个齿轮的旋转轴12由一种磁性体制成，中间磁性体9使用一个这种磁性体的轴12而形成。就是说，齿轮12b、和13a的轴12和中间磁性体9由一个公共构件构成。根据这个结构，无需增加构件数量即可布置中间磁性体9以获得起动转矩减小的效果。
如上所述，本发明第二实施例中的步进电机包括一个转子、两个或多个定子轭以及若干激励线圈，转子包括一个永久磁铁，永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极，定子轭布置在转子的外周边上，以形成具有二相或多相的多相激磁磁铁，激励线圈用于激励定子轭，其中，定子轭的磁极部分布置成靠近地面对永久磁铁的磁极通过面，其特征在于，一个在其两侧在磁性上不受定子轭影响的中间磁性体布置在两个相邻定子轭之间的一定位置上，以便靠近地面对永久磁铁的磁极通过面。因此，可以通过有效减小对旋转输出产生转矩波动的起动转矩来获得平稳的旋转输出，而不影响电机的性能、例如转矩。
此外，可以解决使用电绝缘塑料壳体带来的各种问题、例如精度降低的问题。这个实施例有利于减小噪音、降低成本和简化馈电端子的结构。另外，可以确保获得平稳旋转运行的效果。
第三实施例图16的三个图示出本发明步进电机的第三实施例。这些图是该实施例中使用的定子轭的主要构件的侧视剖面图。其中，图16A示出装配一个定子轭5之前的轭件51和52。图16B示出在一个绕组7内部将轭件51和52装配成定子轭5之前的情况。图16C示出形成定子轭5的情况，定子轭5由于在绕组7内连接而形成磁连接。
如这些图所示，一个第一轭件51从其上面预绕有一个激励线圈8的呈贯通孔形状的绕组7的一个孔口(图中左侧)插入，一个第二轭件52从绕组7的另一个孔口(图中右侧)插入，从而形成定子轭5。形成厚度凹口的L形切割部分51b和52b布置在两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a各自的末端部分上。
这些切割部分51b和52b呈彼此对称的互补形状，通过两个轭件51和52各自的插入端部部分51a和52a沿其插入方向(图中为水平方向)和搭接方向(图中为竖直方向)彼此接触而构成一个连接部分53，用于在两个轭件之间形成一条连续的磁路。连接部分53在压力配合状态下固定在绕组7内。
两个轭件51和52具有恒定的矩形截面形状，相互具有一定的厚度d1。切割部分51b和52b各为厚度d1的一半(d1/2)。就是说，切割部分51b和52b的厚度d1确定成在整个定子轭5中获得均匀的厚度。
相反，呈贯通孔形状的绕组7具有一个呈恒定矩形截面形状的管状中空部分，以便轭件51和52在一定的定位条件下插入，中空部分的高度(相当于厚度d1的高度)h1确定成在连接部分53处在弹性应力在绕组7和连接部分53之间有效起作用的范围内比厚度d1(＝d1/2+d1/2)略微小一些(h1＜d1)。这样，两个轭件51和52在压力配合状态下插入到绕组7内，从而保持固定在一起。
根据上述结构，通过将一对轭件51和52从绕组7的两端插入的简单操作，无需叠置多个轭件，即可将定子轭5牢固地装配在绕组7内。同时，使两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a沿插入方向和搭接方向两个方向彼此保持平面接触，可以在两个轭件51和52之间形成磁场磁漏小的良好而稳定的磁连接状态。此外，由于连接部分53在压力配合状态下固定在绕组7内，因此，可以获得良好而稳定的机械连接状态。这样，提出装配的易操作性极好同时定子的磁特性或防锈能力等质量又得以提高的步进电机的目的即可达到。
另外，在所示的实施方式中，厚度朝插入方向渐缩的锥形部分分别在轭件51和52的插入端部部分51a和52a形成。这样，可以大大提高将轭件51和52插入到绕组7中，使定子轭5装配在绕组7内的易操作性。
图17的几个图示出其它实施方式中定子轭的主要构件。这里，集中说明与上述实施方式的不同之处。首先，在图17A中，轭件51的插入端部部分51a配有一个压紧在绕组7的内表面上的凸出部分51d。在这种情况下，连接部分53的厚度d1加上凸出部分51d的高度d2的整个厚度d1’(＝d1+d2)略高于绕组7内中空部分的高度h1(d1+d2＞h1)。
采用这种结构，可以使两个轭件51和52在压力配合状态下固定在绕组7内，而且很容易将两个轭件51和52插入到绕组7中。就是说，除了凸出部分51d之外的插入端部部分51a和52a的总厚度(d1/2+d1/2)可以确定成基本等于或略小于绕组7内中空部分的高度h1。这样，可以很容易地将插入端部部分51a和52a插入到绕组7中。因此，在这个实施方式中，可以提高通过将轭件51和52插入到绕组7中同时确保定子轭5在绕组7内处于压紧和固定状态来装配定子轭5的易操作性。此外，还可以减少定子轭摩擦绕组掉下来的碎屑。这样，可以减少由污物等造成的电机的缺陷而提高质量。
图17B示出9出部分51d和52d分别布置在两个轭件51和52上的实施方式。在这种情况下，连接部分53的厚度d1加上凸出部分51d和52d的两个高度d2和d2的整个厚度d1’(＝d1+2×d2)确定成略高于绕组7内中空部分的高度h1(d1+2×d2＞h1)。这样，与前述情况相类似的是，可以提高通过将轭件51和52插入到绕组7中同时确保定子轭5在绕组7内处于压紧和固定状态来装配定子轭5的易操作性。
图18示出定子轭和绕组的其它实施方式。在该图所示的实施方式中，用于压紧在绕组7的内表面上的凸出部分51d和52d分别布置在两个轭件51和52各自的插入端部部分51a和52a上，用于插入和保持凸出部分51d和52d的凹入部分51e和52e布置在绕组7的内侧上。
这些凹入部分51e和52e使凸出部分51d和52d稳固地保持在绕组7内，由于两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a的相互连接而处于形成连续磁路的状态。这样，可以进一步确保轭件51和52和绕组7之间的连接。如果凸出部分51d仅仅布置在轭件51一侧上，如图17A所示，那么，可以仅仅布置凹入部分51e，用于凸出部分51d的插入和保持。
图19示出定子轭和绕组的其它实施方式。在该图所示的实施方式中，一对凸起部分51f和凹入部分52f分别布置在两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a上，相互保持防止沿插入方向移动，保持在两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a彼此连接而形成连续磁路的状态。这样，可以进一步确保和稳定两个轭件51和52的插入端部部分51a和52a之间的磁连接和机械连接。
图20是示出本发明步进电机的主要构件的装配情形的俯视侧视图。图中所示的步进电机10采用上述任意定子轭(图16至图19)而构成。首先，转子3由转动地同轴地装配在轴1上的环形永久磁铁2形成。永久磁铁2由磁化成按60度间距交替变换极性的多个磁极形成，因此包括三对六个磁极(即三个极对)。两个定子轭5a和5b布置在转子3的外部。
定子轭5a和5b分别具有相当于变形U形的平面形状，U形的两个末端形成磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2。定子轭5a和5b具有彼此相同的平面形状，对称地布置在左右两侧，使磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2靠近地面对永久磁铁2的磁极通过面。
磁极部分6a1、6a2、6b1和6b2的端面分别形成为沿一个同心圆的弧形形状，以便等间距地平行地靠近地面对外周面即永久磁铁2的磁极通过面。磁极6a1和6a2以及磁极6b1和6b2分别布置成位于以旋转轴1为中心的中心角为60度的弧形区段的两端，以便与永久磁铁2的磁极间距相吻合。此外，磁极6a1和磁极6b1布置成位于以旋转轴1为中心的中心角为90度的弧形区段的两端，以便产生电角度为90度的相位差。
绕组7装配到每个定子轭5a或5b的U形臂对之一上。如上所述，激励线圈8预绕在绕组7上。这样，形成一个二相凸极型步进电机10。虽然二相步进电机10适合用于通过开路控制双向驱动指针式仪表的一个指针，但是这种二相步进电机10常常存在这样一个问题因为两个定子轭布置在其中，所以其装配操作比较复杂。但是，使用上述定子轭5a或5b，就很容易有效地进行这种装配操作。另外，在上述步进电机中，定子轭5a和5b的磁极部分需要精确而稳固地布置在转子3的周围。采用上述定子轭5a和5b，也很容易进行这种布置，而且再现性极为良好。
图21是示出将该实施例中的步进电机10连同减速齿轮安装到电绝缘塑料壳体11中的情形的俯视侧视图。如图所示，步进电机10的旋转输出取自齿轮12a，齿轮12a固定到用永久磁铁2制成的转子3上。旋转轴1的旋转由一个在轴向上与旋转轴1相连的第一小齿轮12a、一个与第一小齿轮12a啮合的第一大齿轮12b、一个同轴地与第一大齿轮12b相连的第二小齿轮13a和一个与第二小齿轮13a啮合的第二大齿轮13b进行减速和传输，最终从第二大齿轮13b的一个旋转轴13取出。
如上所述，在本发明第三实施例中，将第一轭件从绕组的一个孔口插入，将第二轭件从绕组的另一个孔口插入，从而形成定子轭。两个轭件的插入端部部分通过至少沿两个方向即既沿插入方向又沿搭接方向彼此进行平面接触而构成的连接部分，在两个轭件之间形成一条连续的磁路。同时，连接部分在压力配合状态下固定在绕组内。采用这种结构，可以获得既具有极好装配易操作性同时又提高质量、例如定子的磁特性或防锈能力的步进电机。
本发明可以进行各种改进，这无需赘述。例如，轴可以转动地支承在壳体上，转子和齿轮可以连接到这个旋转轴上；或者，轴可以固定到壳体上，转子和齿轮可以转动地布置到固定轴上。
虽然本发明在步进电机用于指针式仪表方面作了描述，这是其主要用途，但是，本发明技术不限于上述一些实施例。例如，本发明可以应用到手表上或者应用到不用于测量仪表的传动装置上。此外，关于电机的极数，也可以采用多个磁极结构。
工业应用根据本发明，可以构成一种具有适合于例如通过开路控制平稳驱动指针式仪表指针的性能的步进电机。
准确地说，本发明应用于一种包括步进电机和用于对这个电机的旋转减速和传输的齿轮的齿轮传动电机。这里，通过有效减小使旋转输出产生转矩波动的起动转矩，可以获得平稳的旋转输出，而不降低电机的性能、例如转矩。
此外，在步进电机和齿轮传动电机中，可以解决使用电绝缘塑料壳体带来的各种问题、例如精度降低的问题。本发明有利于减小噪音，降低成本，简化接线端子的结构，也可以确保提供平稳的旋转运动。
另外，采用上述步进电机和上述齿轮传动电机，可以提高定子的磁特性和防锈质量，而且装配的易操作性也极佳。
权利要求
1.一种步进电机，它包括一个转子，所述转子包括一个永久磁铁，所述永久磁铁具有沿圆周方向磁化的多个磁极；至少两个定子轭，布置在所述转子的外周边上；以及激励线圈，围绕所述定子轭加以安装；其中，定子轭两端的磁极面布置成能够面对所述永久磁铁的所述磁极，所述定子轭的构成磁路的一定区域的横截面面积减小到小于所述磁极面的面积。
2.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述一定区域是不包括一部分所述磁极面的整个磁路。
3.根据权利要求1或2所述的步进电机，其特征在于，从所述磁极面到所述横截面面积减小的一定区域的距离小于所述磁极面在轴向上的高度。
4.根据权利要求1至3之一所述的步进电机，其特征在于，所述磁极面通过弯曲呈扁平形状的定子轭的末端部分而形成。
5.一种步进电机，它包括一个转子，所述转子包括一个永久磁铁，所述永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极；两个或多个定子轭，布置在所述转子的外周边上，以形成具有二相或多相的多相激磁磁铁；以及激励线圈，用于激励所述定子轭；其中，所述定子轭的磁极部分布置成靠近地面对永久磁铁的磁极通过面，一个在磁性上不受位于其两侧的所述定子轭影响的中间磁性体布置在两个相邻定子轭之间的一定位置上，以便靠近地面对所述永久磁铁的所述磁极通过面。
6.根据权利要求5所述的步进电机，其特征在于，用于传输所述转子的旋转运动的齿轮转动地支承在一个由一种磁性体制成的支承板上，所述中间磁性体整体地在所述支承板上形成。
7.根据权利要求6所述的步进电机，其特征在于，将包括所述齿轮在内的整个电机安装到一个电绝缘塑料壳体中，所述支承板使用一种比所述塑料壳体具有较小热线性膨胀系数的磁性材料制成。
8.根据权利要求5至7之一所述的步进电机，其特征在于，用于传输所述转子的旋转运动的所述齿轮的至少一个轴由一个磁性体制成，所述中间磁性体由所述磁性体的所述轴形成。
9.根据权利要求5至8之一所述的步进电机，其特征在于，靠近地面对所述磁极通过面的一部分所述中间磁性体的宽度确定成在所述永久磁铁的所述磁极通过面的厚度的一半以内。
10.根据权利要求5至9之一所述的步进电机，其特征在于，一种导磁率相当于或小于定子轭的磁性材料作为所述中间磁性体的材料。
11.根据权利要求5至10之一所述的步进电机，其特征在于，所述永久磁铁包括三对等于六个磁极，配置所述两个定子轭，每个所述定子轭由一对等于两个磁极形成，所述两个定子轭配置成每个所述定子轭的两个磁极布置成60度的角度，一个第一定子轭的所述磁极之一和一个第二定子轭的所述磁极之一布置成90度的角度，所述中间磁性体在90度以内布置在一定位置。
12.根据权利要求5至11之一所述的步进电机，其特征在于，所述定子轭的所述磁极的形状使其等间距且平行地靠近并面对所述永久磁铁的所述磁极通过面。
13.一种步进电机，它包括一个转子，所述转子包括一个永久磁铁，所述永久磁铁具有磁化成沿圆周方向交替变换极性的多个磁极；一个定子轭，成形为弯曲形状，以便其两端分别构成靠近地面对所述永久磁铁的一个磁极通过面的磁极部分；以及一个呈贯通孔形状的绕组，一个用于激励所述定子轭的激励线圈预绕在所述绕组上；其中，所述定子轭的一个中间部分插入到所述绕组中，所述定子轭由一个从绕组的一个孔口插入的第一轭件和一个从绕组的另一个孔口插入的第二轭件组成，两个轭件各自的插入端部部分通过至少在插入方向上和在搭接方向上彼此进行平面接触的连接部分在两个轭件之间形成一条连续的磁路，所述连接部分在压入配合状态下固定在绕组内。
14.根据权利要求13所述的步进电机，其特征在于，一个压紧在绕组内表面上的伸出部分布置在所述第一轭件和所述第二轭件的所述插入端部部分中的至少一个插入端部部分上。
15.根据权利要求13或14所述的步进电机，其特征在于，所述压紧在绕组上的伸出部分布置在所述第一轭件和所述第二轭件的所述插入端部部分中的至少一个插入端部部分上，一个凹入部分配置在绕组侧面上，使所述伸出部分保持在两个所述轭件的所述插入端部部分相互连接而形成连续磁路的状态。
16.根据权利要求13至15之一所述的步进电机，其特征在于，一对凸出部分和凹入部分分别布置在所述两个轭件上，相互保持阻止在所述插入方向上的移动，保持在所述第一和第二轭件的所述插入端部部分彼此连接而形成连续的磁路的状态。
17.根据权利要求13至16之一所述的步进电机，其特征在于，朝插入方向缩小尺寸的锥形部分分别形成在所述第一和第二轭件的所述插入端部部分上。
18.根据权利要求13至17之一所述的步进电机，其特征在于，至少两组所述定子轭布置在所述转子的外周边上，以形成一个具有二相或多相的多相激磁磁铁。
19.根据权利要求13至18之一所述的步进电机，其特征在于，所述永久磁铁包括三对等于六个磁极，配置两组所述定子轭，每个所述定子轭都由一对磁极形成，所述两个定子轭配置成每个定子轭的两个所述磁极布置成60度的角度，一个第一定子轭的所述磁极之一和一个第二定子轭的所述磁极之一布置成90度的角度。
20.一种齿轮传动电机，它包括一个根据权利要求1至19之一所述的步进电机；一个布置在所述步进电机的所述转子上的第一齿轮；以及一定数量的同所述第一齿轮相连接的齿轮；其中，所述步进电机、所述第一齿轮和所述一定数量的齿轮布置在一个壳体中的一定位置上，一个输出轴装配到所述齿轮中的一个给定的齿轮上，所述输出轴的一端布置成从所述壳体中伸出。
全文摘要
本发明涉及一种步进电机(10)，它包括一个转子(3)，包括一个永久磁铁(2)，永久磁铁具有沿圆周方向磁化的多个磁极；定子轭(5a和5b)，布置在转子的外周边上，以形成一个具有多相的多相激磁磁铁。通过使通向定子轭的一个磁极面(51a)的一个部分的横截面面积减小到小于磁极面(51a)的面积，或者通过布置一个在磁性上不受其两侧的定子轭(5a和5b)影响的中间磁性体(9)，减小了步进电机的起动转矩。此外，一个定子轭(5)由两个分开的构件组成，两个构件(51和52)在一个绕组(7)内彼此连接，以提高质量和装配的易操作性。
文档编号H02K37/16GK1452805SQ01815193
公开日2003年10月29日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月3日
发明者竹本保幸, 松井隆之 申请人:Fdk株式会社