专利名称：步进电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种步进电动机，尤其涉及一种可根据电源的脉冲小波形进行转动，从而使之小型化，并保障电动机稳定的驱动特性的步进电动机。
因为此种特性，上述步进电动机主要使用于精密控制机器移动量，尤其是根据脉冲可进行数码控制，广泛用于小型精密电子机器中的驱动动力源。
例如，上述步进电动机不仅可以用于打印机打印头的打印位置控制，而且可以用于X-Y绘图仪的笔头控制或软盘等各种磁盘RAM的磁头位置控制、点钞机、密封机、电动打字机、传真机等多种电子机器的精密控制驱动源。
图1是根据过去技术出具的步进电动机的断面图，图2是根据过去技术出具的步进电动机的透视图，如图所示，步进电动机主要包括转子和定子。
转子由旋转轴s和磁铁m组成。此时的上述旋转轴s具有一定长度的输出端，并插入于结合第一、二机壳c1、c2的中心面的复数个轴承b中，按一个方向或逆方向旋转并支持。此种旋转轴s的一端外围设置磁铁m，此磁铁m呈圆柱状，其外围交叉磁化为N、S极。
另外，上述磁铁m与上述定子内围设置的线圈130、230间形成一定的气隙，并按对向配置而成，由于相互作用产生一定的磁场。
定子包括圆柱状第一、二定子100、200，以及配置于磁轭110、10内面的线圈130、230。此上述第一、二定子100、200按同一线配置结合组成。
即，上述第一磁轭110的内面配置绕线架120，此绕线架120的外围卷有线圈130，与上述磁铁m对面的转子的内面交叉形成用以相接合的齿。
上述第二磁轭210与上述第一磁轭110相同，内面配置卷有线圈230的绕线架220，与上述磁铁m对面的转子的内面交叉形成用以相接合的齿。
另外，在上述第一、第二定子100、200在图纸上看，左右中心面中一体固定配置了旋转轴s，通过装有轴承b的第一、二机壳c1、c2可旋转并支持。
具有上述结构的过去式步进电动机，在第一、二定子100、200中施加由外部输入的电流，在上述线圈130、230和上述第一、二磁轭110、210、以及上述磁铁m的磁极之间形成磁场，此时通过磁场，由磁铁m和旋转轴s组成的转子以第一、二定子100、200为中心，进行旋转。
但是，最近根据精密机器的小型化与薄型化趋势，此种精密机器中装载的步进电动机的微型化要求也越来越迫切。过去以旋转轴s为中心，其外围具有多个相互不同直径部件组成的结构，要求小型化是有限度的。
即，为了将过去式步进电动机小型化，不得已将磁铁m的直径和线圈130、230的直径缩短。根据如此结构组成的步进电动机由于磁铁m和线圈130、230的磁力降低而最终大大减小相互之间的磁场力。所以，电动机的大小越来越小，其输出性能也逐渐偏低，要求小型化是限度的。
为了达到上述目的出具的本发明，其特征为包括由具备复数个N、S极的圆柱形磁铁，以及一端结合磁铁的中心，并由轴承旋转支持的旋转轴形成的转子；按上述磁铁的轴向，侧部具备气隙，以环行卷线的复数个线圈；及里面配置线圈的呈圆桶状的定子，其由内部中心面中的一面突出与磁铁侧面相对反方向的、具有一定直径、圆桶形状的内部磁极片，以及外径面按一定间隔分割延长，以一定气隙配置于磁铁的外径面，形成相反方向配置的多数外部磁极片组成。
本发明中的上述线圈，其特征在于上述磁轭包括沿轴向以相反方向设置于磁铁两侧的第一磁轭和第二磁轭。
本发明中的上述内部磁极片和外部磁极片，其特征在于上述内部磁极片和外部磁极片根据通过线圈的电流方向，相互磁化为N极或S极。
本发明的上述第一磁轭和第二磁轭，其特征在于上述第一磁轭和第二磁轭，插入固定于具有圆桶形状的外壳的内围。
本发明中的步进电动机，另一特征在于包括包括沿径向，磁化为复数个N、S极的圆柱形磁铁；以及一端结合于磁铁的中心，通过轴承进行旋转支撑的旋转轴；沿轴向设置于上述磁铁的两侧，以环行卷线的绕于圆柱形绕线架上的一组线圈；其内配置上述线圈，与磁铁同心，设置于磁铁两侧的第一、二磁轭；突出于上述第一、二磁轭的内部中心面，一面与磁铁的侧面具有一定的间隔，按相反方向，并通过线圈的电流方向磁化为N极或S极的圆桶状内部磁极片；一体形成于上述第一、二磁轭的外径面，按相反方向分割延长，在磁铁的外径面具备气隙成为反方向，并通过线圈的电流方向磁化为N极或S极的圆桶状外部磁极片；插入上述第一、二磁轭的外围，将此固定作用的外壳。
●对于图纸中主要部分的符号说明10、20第一、二磁轭11、21内部磁极片12、22绕线架 13、23线圈15、25外部磁极片 b1、b2轴承h外壳 m磁铁s旋转轴
具体实施例方式
以下，根据本发明详细说明正确的示例。
图3是根据本发明图示步进电动机的断面图，图4是根据本发明图示步进电动机的透视图。如上述，步进电动机主要分为可旋转的转子和维持固定状态的定子。
转子由旋转轴s和磁铁m组成。如图3和图4所示，上述旋转轴m的其结构为一端插入第一、二磁轭10、20的中心，通过复数个轴承b1、b2支持，按正、逆方向进行旋转的结构。此种旋转轴s的外围上配置了磁化为N、S极的磁铁m。
上述磁铁m呈圆桶状，其外围按圆周方向，交叉形成多数个N、S极。上述磁铁m与后述的线圈13、23之间，通过相互作用产生磁场。
定子的结构包括第一磁轭10和第二磁轭20。第一、二磁轭10、20大概具有圆桶形状，如图3图示，与磁铁m形成一定间隔的气隙，形成同心。
上述第一磁轭10为圆桶形状，其外径面形成齿状的外部磁极片11。齿状的外部磁极片11缠绕磁铁m的外径面，形成N极或S极性，其内部中心面具备一定的圆桶形状，与磁铁m的侧面形成相反方向配置的内部磁极片15。
此时，上述外部磁极片11和内部磁极片15对于上述磁铁m的外径面及侧面，形成一定间隔的气隙。本发明中的外部磁极片11磁化为N极或S极之一的结构，并以180度等间隔分割组成。上述内部磁极片15与外部磁极片11相比，整体上比较短，并磁化为N极或S极。
上述第一磁轭10内部具备，设置于内部磁极片15的内围或外围具有环形状的绕线架12；以及此绕线架12的外围卷线的线圈13。此时的绕线架12的外径与外部磁极片11的直径相比稍微小，贯通中心的孔的直径与内部磁极片15的直径相比稍微大些。
具有如此结构的第一磁轭10，通过对内部配置的线圈13的通电，磁化为N极或S极。
上述第二磁轭20与第一磁轭10相同，形成内部磁极片11和外部磁极片21，此内部磁极片11和外部磁极片21之间配置环形状绕线架22和线圈23。
即，上述第二磁轭20的齿状外部磁极片21呈圆桶形状，外径面呈绕磁铁m外径面形成N极或S极。齿状外部磁极片21，内部中心面具备圆桶形状，与磁铁m的侧面形成相反方向配置的内部磁极片25。
此时，上述外部磁极片21和内部磁极片25对于上述磁铁m的外径面及侧面，形成一定间隔的气隙，通过上述线圈23的感应而磁化。
具有如此结构的第一磁轭10，通过对各自线圈13、23通过的电流，磁化为N极或S极。
即，上述结构的步进电动机中间设置磁铁m，其两侧形成一定的气隙，将圆桶形状的第一磁轭10和第二磁轭22配置于同心上面，此第一磁轭10和第二磁轭22的内部配置环状卷绕线圈13、23的绕线架12、22。上述第一磁轭10和第二磁轭22按相对方向，绕磁铁m的外径面形成气隙的形状，分割延长形成各自的外部磁极片11、21，此时的外部磁极片11、21进行分割磁化为多数N极或S极，形成磁极。并且，上述第一、二磁夯10、20的内部中心面，配置比外部磁极片11、21直径较小，圆桶形状的内部磁极片15、25。此内部磁极片15、25的侧段与磁铁m的侧面形成一定的气隙，按相反方向配置磁化为N极或S极。
具有如此结构的上述第一、二定子10、20，在线圈13、23中通过电流时，外部磁极片11、21和内部磁极片15、25，形成如图3的记号“A”显示区域中的磁通量通道。
图5及图6是根据本发明出具的步进电动机中形成磁通量通道的草图，如图所示，第一磁轭10及第二磁轭20根据线圈13、23的通电情况，形成与图纸相同的磁通量通道。
具有如此结构的步进电动机，当第一磁轭10及第二磁轭20的各线圈13、23通过电流，第一磁轭10及第二磁轭20的外部磁极片11、21和内部磁极片15、25被磁化。在这种情况下，上述内部磁极片15、25的端部，即磁铁m相反方向的端部的磁力线中形成由实线显示的漏磁，最终在上述线圈13、23和第一、二磁轭10、20，及磁铁m之间产生磁力，此时通过磁力，转子以定子为中心进行旋转。
未说明符号b1、b2是插入于上述第一磁轭10和第二磁轭20的一端中心面的轴承b1、b2，此轴承b1、b2可支持旋转轴s按正、逆方向进行旋转，以起到中心轴的作用。符号h是显示圆桶形状的外壳，与上述第一磁轭10和第二磁轭20的外围结合，固定第一磁轭10和第二磁轭20。
将具有上述结构的步进电动机的操作，参照图7详细说明。
在a、e状态中的线圈13、23中，将通过一个方向的电流时，第一磁轭10的外部磁极片11磁化为N极而内部磁极片15磁化为S极，第二磁轭20的外部磁极片21磁化为N极而内部磁极片25磁化为S极。起转子作用的磁铁m按逆时针方向旋转45度，形成b、f状态。
将第一磁轭10的线圈13电流为反方向时，第一磁轭10的外部磁极片11磁化为S极而内部磁极片15磁化为N极，第二磁轭20的外部磁极片21磁化为S极而内部磁极片25磁化为N极。而起转子作用的磁铁m按逆时针方向旋转45度，则a、e转变成c、g状态。
在c、g状态中，将第二磁轭20的线圈23电流反方时，第二磁轭20的外部磁极片21磁化为S极而内部磁极片25磁化为N极，此时第一磁轭10的外部磁极片11磁化为S极而内部磁极片15磁化为N极的状态。起转子作用的磁铁m在上述c、g状态下，按逆时针方向旋转45度，形成d、a状态。
如上述操作，将第一磁轭10及第二磁轭20的各线圈13、23的通电方向依次按顺序进行变化时，转子磁铁m也按一定角度进行旋转。
上述的示例仅仅是本发明中正确的示例说明，本发明的适用范围并不仅仅限定与此，在统一的思想范畴内可变更。例如，本发明的示例中图示的各结构要素的形状及结构，可变更实施。
具有上述结构和作用的，根据本发明出具的步进电动机，按磁铁的轴向两侧配置线圈，具有两个不同磁性的磁极片组成的外部线圈和内部线圈，形成缠绕状，减少电动机整体厚度，保障稳定的输出性能。
尤其是，具有如此结构的电动机的小型化设计，可增强设计自由度。
权利要求
1.一种步进电动机，其特征在于包括由具备复数个N、S极的圆柱形磁铁，以及一端结合磁铁的中心，并由轴承旋转支持的旋转轴形成的转子；按上述磁铁的轴向，侧部具备气隙，以环行卷线的复数个线圈；及里面配置线圈的呈圆桶状的定子，其由内部中心面中的一面突出与磁铁侧面相对反方向的、具有一定直径、圆桶形状的内部磁极片，以及外径面按一定间隔分割延长，以一定气隙配置于磁铁的外径面，形成相反方向配置的多数外部磁极片组成。
2.根据权利要求1所述的步进电动机，其特征在于上述磁轭包括沿轴向以相反方向设置于磁铁两侧的第一磁轭和第二磁轭。
3.根据权利要求1所述的步进电动机，其特征在于上述内部磁极片和外部磁极片根据通过线圈的电流方向，相互磁化为N极或S极。
4.根据权利要求2所述的步进电动机，其特征在于上述第一磁轭和第二磁轭，插入固定于具有圆桶形状的外壳的内围。
5.一种步进电动机，其特征在于包括沿径向，磁化为复数个N、S极的圆柱形磁铁；以及一端结合于磁铁的中心，通过轴承进行旋转支撑的旋转轴；沿轴向设置于上述磁铁的两侧，以环行卷线的绕于圆柱形绕线架上的一组线圈；其内配置上述线圈，与磁铁同心，设置于磁铁两侧的第一、二磁轭；突出于上述第一、二磁轭的内部中心面，一面与磁铁的侧面具有一定的间隔，按相反方向，并通过线圈的电流方向磁化为N极或S极的圆桶状内部磁极片；一体形成于上述第一、二磁轭的外径面，按相反方向分割延长，在磁铁的外径面具备气隙成为反方向，并通过线圈的电流方向磁化为N极或S极的圆桶状外部磁极片；插入上述第一、二磁轭的外围，将此固定作用的外壳。
全文摘要
本发明提供步进电动机,本发明包括:由具备复数个N、S极的圆柱形磁铁,以及一端结合磁铁的中心,并由轴承旋转支持的旋转轴形成的转子；按上述磁铁的轴向,侧部具备气隙,以环行卷线的复数个线圈；及里面配置线圈的呈圆桶状的定子,其由内部中心面中的一面突出与磁铁侧面相对反方向的、具有一定直径、圆桶形状的内部磁极片,以及外径面按一定间隔分割延长,以一定气隙配置于磁铁的外径面,形成相反方向配置的多数外部磁极片组成。
文档编号H02K37/14GK1423397SQ0210561
公开日2003年6月11日 申请日期2002年4月15日 优先权日2001年12月6日
发明者李仁浩 申请人:三星电机株式会社