專利名稱：微型步進電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微型步進電機，其指針驅動采用空心透光軸結構， 主要應用于汽車儀表和其它各種指針式數字儀表的指針驅動。
背景技術：
步進電機是一種將電脈沖信號轉化為角位移的執行部件，通過電機的輸 出軸直接帶動儀表指針轉動，是實現數字化儀表的基礎元器件之一。然而， 常見的儀表用步進電機基本上采用實心軸作為指針驅動軸，指針直接安裝在 指針驅動軸上，由電機實心驅動軸帶動轉動。這樣的步進電機指針驅動結構， 在白天觀察指針的轉動位置沒有問題，而在光線暗淡的夜晚，指針的轉動位 置往往難以觀察，常常需要輔以背光燈照明。
但是，夜間觀察指針時，由于指針驅動軸為不透光的實心軸，這種驅動
結構存在明顯的缺陷。首先必須在指針的下方安置多個高亮LED發光二極管 或背光燈泡才能使指針獲得足夠的可視度。另一方面，LED或背光燈在PCB 電路板上的安裝位置也頗為講究，多個發光二極管需安裝在PCB板上靠近指 針軸的位置，保持每個發光二極管與指針軸的垂直距離相等。其次，還要安 排多個發光二極管均勻分布在與指針軸垂直的刻度盤平面內，每個二極管之 間間隔需通過光路實驗調整不同的角度，以保證指針在整個刻度范圍內均能 顯示。從美觀的角度上來說，為了避免指針在刻度盤上移動時部分位置因光 線集中照射而過亮，部分刻度處因余光照射而發暗，則需另加分光片產生漫 反射，以保證背光照明均勻。可見，實心指針驅動軸的結構不但增加了指針 夜視照明的應用成本，而且使指針儀表的夜間照明系統因增加分光機構變得 復雜，大大增加了產品的硬件開銷。
實用新型內容
據此，本實用新型提出一種指針驅動軸是空心且具有通光腔道，從而使 得指針夜視照明結構變得十分簡單的微型步進電機。 本實用新型提出的新技術方案如下
為克服步進電機實心指針驅動軸的缺陷，本實用新型設計了 一個具有通 光腔道的微型步進電機，包括電機外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空心臺階(17)、下蓋上開有通光孔(16))、兩級減速齒輪系包 括主動輪轉子軸(8)、主動輪永磁轉子(7)、 I級從動輪轉動軸(11)、 I級 從動輪(9) (10)、 II級從動輪(12)、固定在II級從動輪(12)中心處的 空心指針驅動軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線圈(14)、電機引腳 (3) (4) (5) (6)、指針的軸(19)與指針(18)，其中指針驅動軸套(13) 為空心透光腔道，其空心的指針驅動軸套(13)為一個兩頭開孔的中間為空 心的塑料圓筒，該圓筒固定在II級從動輪(12)的中心處，II級從動輪(12) 與I級從動輪的齒輪(10)嚙合傳動，共軸的I級從動輪(9)再與主動輪 永磁轉子(7)嚙合傳動，因此空心的指針驅動軸套(13)直接由II級從動 輪(12)帶動轉動。
為了保證將指針(18)直接插入指針驅動軸套(13)，本實用新型在步 進電機上蓋(1)上設置了一個指針軸孔臺階(17)，在與下蓋(2)上開有 一個通光孔(16)。指針軸孔臺階(17)固定于上蓋(1)上，(17)的軸心 與空心的指針驅動軸套(13)中心位于同一條直線上，指針軸孔臺階(17) 的孔徑與空心軸套(13)的內徑相同。指針的軸(19)穿過軸孔臺階(17) 插入指針驅動軸套(13)中，并與(13)內腔壁緊配合，當II級從動輪(12) 轉動時，(13)也同步轉動，直接帶動指針(18)。
下蓋(2)上開有一個通光孔(16)。通光孔(16)的中心與指針軸孔臺 階(17)的中心與指針驅動軸套(13)的中心也在一條直線上，通光孔孔徑 與指針驅動軸套的內徑相同，從而保證通光孔(16)、指針驅動軸套(13) 與指針軸孔臺階(17)共同形成了一條由電機底部直接通向指針的軸(19) 與指針(18)的光路。指針的軸(19)可以做成空心體，由透明材料制成， 因此，僅需在下蓋(2)的通光孔(16)處設置一枚高亮的表面貼LED發光 二極管(20)，即可構成指針夜間照明系統。通電后，發光二極管(20)發 出的光線便通過通光孔(16)、穿過指針軸孔臺階(17)而插入空心軸套(13) 的指針軸(19)照亮整個指針箭頭(18)，取得良好的夜視效果。與現有步 進電機相比，本實用新型的指針驅動設計不但為指針夜視照明節省了材料， 降低了應用成本，而且簡化了指針夜間照明結構的設計，使儀表用步進電機 更為實用，易于推廣。
圖l是本實用新型外形圖2是本實用新型內部結構爆炸圖3是本實用新型結合指針的外形圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
本實用新型的外形圖為圖3，內部整體結構參見圖1和圖2。在圖2中， 本實用新型包括電機外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空 心臺階(17)，下蓋上開有通光孔(16))、兩級減速齒輪系包括主動輪轉子 軸(8)、主動輪永磁轉子(7)、 I級從動輪轉動軸(11)、 I級從動輪(9) (10)、 II級從動輪(12)、固定在II級從動輪(12)中心處的空心指針驅動 軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線圈(14)、電機引腳(3) (4) (5) (6)、指針的軸(19)與指針(18)等部分。
所述減速齒輪系為二級傳動齒輪體系。主動輪永磁轉子(7)為齒輪系 的運動源，直接由左、右兩相線圈(14)所產生的磁場推動。所述的定子鐵 心體(15)設計成一個閉合的三角形環狀體結構，左、右兩相線圈(14)分別 固定在定子鐵心體上，利用磁場的變化產生轉矩。
轉子軸(8)與I級從動輪轉軸(11)均為不導磁的不銹鋼針。轉子(7) 與I級傳動齒輪組齒輪(9)嚙合傳動，齒輪(9)轉動時帶動同軸的齒輪(10) 轉動，齒輪(10)與II級傳動齒輪組齒輪(12)嚙合傳動，組成第二級減 速傳動結構，從而實現I級傳動與II級傳動之間的聯動。空心指針驅動軸 套(13)與II級從動輪(12)同軸且連為一體，位于從動輪(12)軸心處， 由II級從動輪(12)帶動其同步轉動。
本實用新型關鍵是設計了一個空心的指針驅動軸套(13)來取代實心軸 和一條從電機底部直接通向指針箭頭(18)的光傳導通道，從而簡化指針夜 間照明結構。所述指針驅動軸套(13)為一個兩端開孔的中空塑料圓筒，筒 壁為不透光材料制成，由II級從動輪(12)帶動同步轉動。步進電機的上 蓋(1)上設置了指針軸孔臺階(17)，下蓋(2)上開有通光孔(16))，三 者的位置處于同一條直線上，通光孔徑與空心軸的內徑相同。指針的軸(19) 可以是做成空心的，也可以用透光材料制成實心的，但指針箭頭部分采用透 光材料。指針穿過指針軸孔臺階(17)后插入指針驅動軸套(13)中，并與 (13)內腔壁緊配合，指針驅動軸套(13)轉動時同時驅動指針箭頭(18)。
通光孔(16)位于下蓋(2)上，與空心指針驅動軸套(13)處于同一 直線的位置，通光孔的孔徑與空心指針驅動軸套(13)的內徑相同。由于空 心軸套(13)，通光孔(16)和指針軸孔臺階(17)共同形成了一條由電機 底部直接通向指針軸(19)與指針(18)的光傳導腔道，指針的夜間照明結 構得到簡化。安裝時，僅需將一枚高亮度的LED發光二極管(20)固定放置在步進電機下蓋通光孔(16)處，指針箭頭便可取得良好的夜視效果。
綜上所述，本實用新型微型步進電機改進了常見步進電機的轉動軸夜視 照明結構，提出了一種空心指針透光驅動軸的背光設計方案。該設計由于去 除了分光片，使指針的背光和夜間照明結構變得十分簡單，照明電路也更為 節省，特別適合中、高端指針式數字儀表的應用。
權利要求1、一種微型步進電機，包括電機外殼上蓋(1)和下蓋(2)、上蓋上固定有指針軸孔空心臺階(17)、下蓋上開有通光孔(16))、兩級減速齒輪系包括主動輪轉子軸(8)、主動輪永磁轉子(7)、I級從動輪轉動軸(11)、I級從動輪(9)(10)、II級從動輪(12)、固定在II級從動輪(12)中心處的空心指針驅動軸套(13)、定子鐵心(15)、左右兩相線圈(14)、電機引腳(3)(4)(5)(6)、指針的軸(19)與指針(18)，其特征在于指針驅動軸套(13)為空心透光腔道。
2、 根據權利要求1所述的微型步進電機，其特征在于一個固定在II級 傳動輪(12)中心位置的兩頭開口的中間為空心的塑料圓筒作為其指針驅動 軸套(13)， II級傳動齒輪組從動輪(12)與I級從動齒輪(10)嚙合傳動， 同軸的I級從動輪(9)再與主動輪永磁轉子(7)嚙合互聯，其指針驅動軸 套(13)和II級從動輪(12)同軸轉動。
3、 根據權利要求1所述的微型步進電機，其特征在于步進電機的上蓋 (1)上固定有突起的指針軸孔臺階(17)，指針軸孔臺階(17)的孔徑與指針驅動軸套(13)的內徑相同，指針的軸(19)穿過指針軸孔臺階(17)插 入指針驅動軸套(13)內腔中，并與之緊配合，由(13)直接帶動指針(18) 同步轉動。
4、 根據權利要求1所述的微型步進電機，其特征在于電機下蓋(2)上 開有通光孔(16)，其孔徑與空心軸(13)的內徑和上蓋(1)上突起的指針 軸孔臺階(17)的內徑相同。
5、 根據權利要求1所述的微型步進電機，其特征在于通光孔通道(16)、 指針驅動軸套(13)與指針軸孔臺階(17)在一條直線上，共同形成一條由 電機底部直接通向指針的軸(19)與指針(18)的空心透光光路。
專利摘要本實用新型公開了一種微型步進電機，包括電機上蓋(1)、下蓋(2)、轉子(7)、減速齒輪系(9)(10)(11)(12)傳動齒輪、定子鐵心體(15)、鐵心體上的兩相線圈(14)、與上蓋一體化的指針軸孔臺階(17)、固定在從動輪(12)軸心處的指針驅動軸套(13)、下蓋(2)上開有通光孔(16)。指針的軸(19)穿過軸孔臺階(17)，直接插入空心的指針驅動軸套(13)中，并與其內壁緊配合，驅動軸套(13)帶動指針(18)轉動。在通光孔(16)下方安裝一個發光二極管LED(20)，從而形成了一條由電機底部穿過空心指針驅動軸套(13)和指針軸孔臺階(17)直接傳導指針箭頭的光路。
文檔編號H02K7/10GK201418021SQ20092006414
公開日2010年3月3日 申請日期2009年4月21日 優先權日2009年4月21日
發明者盧文波, 張小軍, 彭希南, 肖調生, 明 蘇, 荀慶來, 穩 謝, 俊 邱 申請人:彭希南