专利名称：微型步进电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微型步进电机，其指针驱动采用空心透光轴结构， 主要应用于汽车仪表和其它各种指针式数字仪表的指针驱动。
背景技术：
步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行部件，通过电机的输 出轴直接带动仪表指针转动，是实现数字化仪表的基础元器件之一。然而， 常见的仪表用步进电机基本上采用实心轴作为指针驱动轴，指针直接安装在 指针驱动轴上，由电机实心驱动轴带动转动。这样的步进电机指针驱动结构， 在白天观察指针的转动位置没有问题，而在光线暗淡的夜晚，指针的转动位 置往往难以观察，常常需要辅以背光灯照明。
但是，夜间观察指针时，由于指针驱动轴为不透光的实心轴，这种驱动
结构存在明显的缺陷。首先必须在指针的下方安置多个高亮LED发光二极管 或背光灯泡才能使指针获得足够的可视度。另一方面，LED或背光灯在PCB 电路板上的安装位置也颇为讲究，多个发光二极管需安装在PCB板上靠近指 针轴的位置，保持每个发光二极管与指针轴的垂直距离相等。其次，还要安 排多个发光二极管均匀分布在与指针轴垂直的刻度盘平面内，每个二极管之 间间隔需通过光路实验调整不同的角度，以保证指针在整个刻度范围内均能 显示。从美观的角度上来说，为了避免指针在刻度盘上移动时部分位置因光 线集中照射而过亮，部分刻度处因余光照射而发暗，则需另加分光片产生漫 反射，以保证背光照明均匀。可见，实心指针驱动轴的结构不但增加了指针 夜视照明的应用成本，而且使指针仪表的夜间照明系统因增加分光机构变得 复杂，大大增加了产品的硬件开销。
实用新型内容
据此，本实用新型提出一种指针驱动轴是空心且具有通光腔道，从而使 得指针夜视照明结构变得十分简单的微型步进电机。 本实用新型提出的新技术方案如下
为克服步进电机实心指针驱动轴的缺陷，本实用新型设计了 一个具有通 光腔道的微型步进电机，包括电机外壳上盖(1)和下盖(2)、上盖上固定有指针轴孔空心台阶(17)、下盖上开有通光孔(16))、两级减速齿轮系包 括主动轮转子轴(8)、主动轮永磁转子(7)、 I级从动轮转动轴(11)、 I级 从动轮(9) (10)、 II级从动轮(12)、固定在II级从动轮(12)中心处的 空心指针驱动轴套(13)、定子铁心(15)、左右两相线圈(14)、电机引脚 (3) (4) (5) (6)、指针的轴(19)与指针(18)，其中指针驱动轴套(13) 为空心透光腔道，其空心的指针驱动轴套(13)为一个两头开孔的中间为空 心的塑料圆筒，该圆筒固定在II级从动轮(12)的中心处，II级从动轮(12) 与I级从动轮的齿轮(10)啮合传动，共轴的I级从动轮(9)再与主动轮 永磁转子(7)啮合传动，因此空心的指针驱动轴套(13)直接由II级从动 轮(12)带动转动。
为了保证将指针(18)直接插入指针驱动轴套(13)，本实用新型在步 进电机上盖(1)上设置了一个指针轴孔台阶(17)，在与下盖(2)上开有 一个通光孔(16)。指针轴孔台阶(17)固定于上盖(1)上，(17)的轴心 与空心的指针驱动轴套(13)中心位于同一条直线上，指针轴孔台阶(17) 的孔径与空心轴套(13)的内径相同。指针的轴(19)穿过轴孔台阶(17) 插入指针驱动轴套(13)中，并与(13)内腔壁紧配合，当II级从动轮(12) 转动时，(13)也同步转动，直接带动指针(18)。
下盖(2)上开有一个通光孔(16)。通光孔(16)的中心与指针轴孔台 阶(17)的中心与指针驱动轴套(13)的中心也在一条直线上，通光孔孔径 与指针驱动轴套的内径相同，从而保证通光孔(16)、指针驱动轴套(13) 与指针轴孔台阶(17)共同形成了一条由电机底部直接通向指针的轴(19) 与指针(18)的光路。指针的轴(19)可以做成空心体，由透明材料制成， 因此，仅需在下盖(2)的通光孔(16)处设置一枚高亮的表面贴LED发光 二极管(20)，即可构成指针夜间照明系统。通电后，发光二极管(20)发 出的光线便通过通光孔(16)、穿过指针轴孔台阶(17)而插入空心轴套(13) 的指针轴(19)照亮整个指针箭头(18)，取得良好的夜视效果。与现有步 进电机相比，本实用新型的指针驱动设计不但为指针夜视照明节省了材料， 降低了应用成本，而且简化了指针夜间照明结构的设计，使仪表用步进电机 更为实用，易于推广。
图l是本实用新型外形图2是本实用新型内部结构爆炸图3是本实用新型结合指针的外形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的外形图为图3，内部整体结构参见图1和图2。在图2中， 本实用新型包括电机外壳上盖(1)和下盖(2)、上盖上固定有指针轴孔空 心台阶(17)，下盖上开有通光孔(16))、两级减速齿轮系包括主动轮转子 轴(8)、主动轮永磁转子(7)、 I级从动轮转动轴(11)、 I级从动轮(9) (10)、 II级从动轮(12)、固定在II级从动轮(12)中心处的空心指针驱动 轴套(13)、定子铁心(15)、左右两相线圈(14)、电机引脚(3) (4) (5) (6)、指针的轴(19)与指针(18)等部分。
所述减速齿轮系为二级传动齿轮体系。主动轮永磁转子(7)为齿轮系 的运动源，直接由左、右两相线圈(14)所产生的磁场推动。所述的定子铁 心体(15)设计成一个闭合的三角形环状体结构，左、右两相线圈(14)分别 固定在定子铁心体上，利用磁场的变化产生转矩。
转子轴(8)与I级从动轮转轴(11)均为不导磁的不锈钢针。转子(7) 与I级传动齿轮组齿轮(9)啮合传动，齿轮(9)转动时带动同轴的齿轮(10) 转动，齿轮(10)与II级传动齿轮组齿轮(12)啮合传动，组成第二级减 速传动结构，从而实现I级传动与II级传动之间的联动。空心指针驱动轴 套(13)与II级从动轮(12)同轴且连为一体，位于从动轮(12)轴心处， 由II级从动轮(12)带动其同步转动。
本实用新型关键是设计了一个空心的指针驱动轴套(13)来取代实心轴 和一条从电机底部直接通向指针箭头(18)的光传导通道，从而简化指针夜 间照明结构。所述指针驱动轴套(13)为一个两端开孔的中空塑料圆筒，筒 壁为不透光材料制成，由II级从动轮(12)带动同步转动。步进电机的上 盖(1)上设置了指针轴孔台阶(17)，下盖(2)上开有通光孔(16))，三 者的位置处于同一条直线上，通光孔径与空心轴的内径相同。指针的轴(19) 可以是做成空心的，也可以用透光材料制成实心的，但指针箭头部分采用透 光材料。指针穿过指针轴孔台阶(17)后插入指针驱动轴套(13)中，并与 (13)内腔壁紧配合，指针驱动轴套(13)转动时同时驱动指针箭头(18)。
通光孔(16)位于下盖(2)上，与空心指针驱动轴套(13)处于同一 直线的位置，通光孔的孔径与空心指针驱动轴套(13)的内径相同。由于空 心轴套(13)，通光孔(16)和指针轴孔台阶(17)共同形成了一条由电机 底部直接通向指针轴(19)与指针(18)的光传导腔道，指针的夜间照明结 构得到简化。安装时，仅需将一枚高亮度的LED发光二极管(20)固定放置在步进电机下盖通光孔(16)处，指针箭头便可取得良好的夜视效果。
综上所述，本实用新型微型步进电机改进了常见步进电机的转动轴夜视 照明结构，提出了一种空心指针透光驱动轴的背光设计方案。该设计由于去 除了分光片，使指针的背光和夜间照明结构变得十分简单，照明电路也更为 节省，特别适合中、高端指针式数字仪表的应用。
权利要求1、一种微型步进电机，包括电机外壳上盖(1)和下盖(2)、上盖上固定有指针轴孔空心台阶(17)、下盖上开有通光孔(16))、两级减速齿轮系包括主动轮转子轴(8)、主动轮永磁转子(7)、I级从动轮转动轴(11)、I级从动轮(9)(10)、II级从动轮(12)、固定在II级从动轮(12)中心处的空心指针驱动轴套(13)、定子铁心(15)、左右两相线圈(14)、电机引脚(3)(4)(5)(6)、指针的轴(19)与指针(18)，其特征在于指针驱动轴套(13)为空心透光腔道。
2、 根据权利要求1所述的微型步进电机，其特征在于一个固定在II级 传动轮(12)中心位置的两头开口的中间为空心的塑料圆筒作为其指针驱动 轴套(13)， II级传动齿轮组从动轮(12)与I级从动齿轮(10)啮合传动， 同轴的I级从动轮(9)再与主动轮永磁转子(7)啮合互联，其指针驱动轴 套(13)和II级从动轮(12)同轴转动。
3、 根据权利要求1所述的微型步进电机，其特征在于步进电机的上盖 (1)上固定有突起的指针轴孔台阶(17)，指针轴孔台阶(17)的孔径与指针驱动轴套(13)的内径相同，指针的轴(19)穿过指针轴孔台阶(17)插 入指针驱动轴套(13)内腔中，并与之紧配合，由(13)直接带动指针(18) 同步转动。
4、 根据权利要求1所述的微型步进电机，其特征在于电机下盖(2)上 开有通光孔(16)，其孔径与空心轴(13)的内径和上盖(1)上突起的指针 轴孔台阶(17)的内径相同。
5、 根据权利要求1所述的微型步进电机，其特征在于通光孔通道(16)、 指针驱动轴套(13)与指针轴孔台阶(17)在一条直线上，共同形成一条由 电机底部直接通向指针的轴(19)与指针(18)的空心透光光路。
专利摘要本实用新型公开了一种微型步进电机，包括电机上盖(1)、下盖(2)、转子(7)、减速齿轮系(9)(10)(11)(12)传动齿轮、定子铁心体(15)、铁心体上的两相线圈(14)、与上盖一体化的指针轴孔台阶(17)、固定在从动轮(12)轴心处的指针驱动轴套(13)、下盖(2)上开有通光孔(16)。指针的轴(19)穿过轴孔台阶(17)，直接插入空心的指针驱动轴套(13)中，并与其内壁紧配合，驱动轴套(13)带动指针(18)转动。在通光孔(16)下方安装一个发光二极管LED(20)，从而形成了一条由电机底部穿过空心指针驱动轴套(13)和指针轴孔台阶(17)直接传导指针箭头的光路。
文档编号H02K7/10GK201418021SQ20092006414
公开日2010年3月3日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者卢文波, 张小军, 彭希南, 肖调生, 明 苏, 荀庆来, 稳 谢, 俊 邱 申请人:彭希南