專利名稱：步進式機芯的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種步進式機芯，主要應用于汽車、摩托車用儀表。
二背景技術：
目前，公知的步進式機芯的原理、結構來源于石英手表機芯，與 石英手表機芯不同的是它有兩組線圈，如圖1所示。該結構源自石英 表機芯，有超薄、省電等特點。但由于石英手表電源來自于鈕扣電池， 必須注重其運行中電力的消耗量，其線圈產生的磁場較弱，因此其導 磁材料要選擇磁導率較高的鐵鎳合金。目前應用于車用儀表的步進式 機芯的結構與石英表的結構原理基本相同一一不同的是步進式機芯 有兩組線圈，以使轉子能夠朝順時針和逆時針兩個方向旋轉一一使得 該結構的機芯在材料選擇上受到限制，成本較高，下面進行簡述。
如圖1所示，現有的步進式機芯定子線圈的磁芯與導磁片的結合 是靠上下殼扣合后壓緊的，磁芯與導磁片之間有較大的空氣隙，導致
磁阻較大；同時為了保證尺寸精度和結構強度，不得不在導磁片上增 加5個連接筋。有效的磁力線是從線圈磁芯出來，克服磁芯與導磁片 之間的空氣隙后從磁芯傳給導磁片，再克服導磁片與磁石之間的空氣 隙從導磁片進入磁石，驅動磁石轉動，再從磁石回到導磁片，最終從 導磁片回到線圈磁芯。在這個磁力線回路中，由于有四個空氣隙，使 回路的磁阻增加、磁力線減少；同時因為在導磁片上還有5個連接筋， 分流了許多磁力線，使相當多的磁力線未經過磁石做功而直接回到了 線圈磁芯，使經過磁石的有效磁力線所占總磁力線的比例較少。為了 增加通過磁石的有效磁力線，設計者采用了減小連接筋的截面尺寸、 增加連接筋的長度、提高導磁片的導磁率、降低導磁片連接筋的磁飽 和強度等方法。這樣一來雖使該結構步進式機芯成功應用于車用儀 表，但也存在加工要求較高、驅動力偏小、成本較高的缺陷^為了保證足夠的驅動能力，該結構機芯不得不采用價格很高的鐵鎳合金材料 作為導磁材料，釆用超精密的沖壓模具，導磁環加工成型后還需要進 行保護氣氛或真空氣氛的熱處理，使整個產品的成本較高。另外，現 有步進式機芯結構中線圈引腳與線圈骨架是通過先熱合、再膠粘的方 式連為一體，裝配工序較多、工時效率較低，不但尺寸一致性不好， 可靠性也較差。
三、 發明目的
為了克服現有的車用儀表用步進式機芯成本較高的不足，本發 明從普通步進電機的結構、原理出發，旨在提供一種新型的車用儀表 用步進式機芯，克服了現有步進式機芯的缺陷，降低加工難度、降低 生產成本、提高產品性能。
四、 技術方案
本發明主要參考了普通步進電機的結構，采用電機工業常用導磁 材料，用普通工藝手段解決其技術問題。所采用的具體技術方案是 轉子采用外圓柱面為具有多個磁極的永磁體；將定子的導磁片做成環 形，環形內部設多個突出的極靴，將轉子部件設在環形中間，使機芯 結構緊湊、磁回路磁阻減少；將兩個線圈部件直接套在其中的兩個極 靴上，以導磁環的極靴作為線圈的磁芯，使線圈盡可能地接近轉子磁 石，在整個磁回路中只有極靴和轉子部件的磁石之間有空氣隙，使磁 回路的磁阻降低；同時在整個磁回路中沒有任何使磁力線分流的結 構，線圈所產生的所有磁力線幾乎都參與做功；為了實現"步進"的 功能，將轉子部件中的磁石設計為有多個磁極的磁石，通過控制兩組 線圈的通、斷電，能使轉子部件按照要求向順時針(或逆時針)方向 轉動；同時，由于磁回路結構的改變，可以相應增大轉子部件中磁石 的尺寸，從而增加步進式機芯的驅動力、保持力；另外，采用注塑嵌 合的方式將線圈引腳與線圈骨架直接結合在一起，增加連接的可靠 性。
五、 有益效果
本發明的有益效果是，由于該結構中的線圈部件是直接套在定子
4的極靴上的，沒有其它分磁結構，整個磁回路的磁阻損失、分磁損失 很小，磁效率大大提高；由于磁效率較高，在相同條件下該型機芯的 驅動力更大；又由于在汽車、摩托車用條件的電源與石英表使用的電
源---般是使用電池——不同，可首先考慮產品的性能需要，可采
用常用的、價格較低的、磁飽和強度更高的鐵磁材料，如硅鋼片、純 鐵板、低碳鋼板等廉價鐵磁材料做導磁環，省去熱處理工序導磁環 結構用普通沖壓工藝就能夠解決，工藝簡單；線圈引腳與線圈骨架的 結合采用注塑嵌合方式，連接可靠、減少了工序、降低了人工成本。 由于采用了以上的技術路線，從而使該型步進式機芯的成本較低，性 能更好。
六
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。附圖la)為磁路示意 圖，附圖lb)為線圈示意圖，附圖lc)為導磁片示意圖。
圖2是本發明的結構示意圖，圖中l.線圈部件(包含骨架2、引腳3)， 4.導磁片，5.轉子部件(包含磁石6、轉軸7)。
七具體實施例方式
在圖2中，通過注塑的方式將引腳(5)、骨架(4)這兩種零件聯結 成一體，然后繞線，成為線圈部件(l)，再套在導磁片(2)的極靴上。
由于導磁片(2)為環形結構，結構上無薄弱環節，強度較高；線 圈部件(1)與導磁片(2)的配合為過盈配合，聯結牢固；當線圈通電將 所在導磁片(1)的極靴磁化，在極靴和磁石(3)之間沒有其它分磁結 構，幾乎所有磁力線均經過磁石(3)后回到導磁片(2)的其它極靴，最 后再通過導磁片(2)回到線圈部件形成一個閉合回路，整個磁回路磁 損很小。
通過控制兩組線圈的通電、斷電及通電電流的方向，使線圈產生 的磁場的方向發生變化；線圈產生的磁場與轉子磁石的磁極相互作 用，使轉子磁石按照希望的方向轉動，帶動安裝在轉子軸上的其它零 件(本圖未畫出)旋轉，從而達到正確指示的目的。
權利要求
1、一種步進式機芯，該機芯包括一個導磁環，兩個套在導磁環極靴上的線圈部件，一個位于導磁環中間的轉子部件。
2、 如權利要求1所述的步進式機芯，其特征在于構成導磁環的材 料為硅鋼片或純鐵板或低碳鋼板。
3、 如權利要求1所述的步進式機芯，其特征在于線圈部件套在導 磁環的極靴上。
4、 如權利要求1所述的步進式機芯，其特征在于每個導磁環上安 裝兩個線圈部件。
5、 如權利要求4所述的線圈部件，其特征在于線圈部件中的引腳 是通過注塑嵌合在線圈骨架上的；
6、 如權利要求'l所述的步進式機芯，其特征在于構成轉子部件主 體的永磁體具有多個磁極。
全文摘要
本發明的目的是解決現有步進式機芯存在的加工難度較大、驅動力較小、成本較高的問題。本發明具體實施方案如附圖所示通過注塑的方式將引腳(5)、骨架(4)這兩種零件聯結成一體，然后繞線，成為線圈部件(1)，再套在導磁片(2)的極靴上。通過控制兩組線圈的通電、斷電及通電電流的方向，使線圈產生的磁場的方向發生變化；線圈產生的磁場與轉子磁石的磁極相互作用，使轉子磁石按照希望的方向轉動，帶動安裝在轉子軸上的其它零件(本圖未畫出)旋轉，從而達到正確指示的目的。
文檔編號H02K37/14GK101615838SQ200810044778
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月24日 優先權日2008年6月24日
發明者尉敬宇 申請人:尉敬宇