一种用于直线步进电机的转子的制作方法

本实用新型涉及一种用于直线步进电机的转子。

背景技术：

目前，小型直线步进电机因其结构简单，效率高，生产成本低等优点，在办公自动化机器等领域、汽车领域中有着广阔的应用前景。在小型直线步进电机的转子中，使用螺杆7和轴套过盈配合联接是其中一种结构，如图1所示，这种配合会使得螺杆7和轴套同时旋转，在直线步进电机运行的过程中，螺母运行到螺杆7底端，经常出现螺母和螺杆7啮合拧紧力过大导致转矩大于电机额定转矩而螺杆7无法正常启动的问题，对于此问题，螺杆7和轴套过盈配合联接的结构通常设计新的驱动器，电机启动时在电路板中加载过载电流，使得电机获得过载转矩来克服过大的拧紧力，但是存在四个问题：

1、加载过载电流会减少电路板的使用寿命。电机启动后正常运行时依然使用过载电流，不仅存在资源浪费，对电机长时间施加过载电流会导致发热温度过高，损毁电机的现象。

2、使用特别编写的驱动程序增加了成本。

3、螺杆7是细长轴，在压入轴套过程中容易出现弯曲变形，报废率高的现象。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于直线步进电机的转子，它能够在启动时，使转动轴获得大于额定转矩的转矩，克服了拧紧力转矩，实现了转动轴的良好转动。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于直线步进电机的转子，它包括：

转子本体，所述转子本体具有主体部分以及安装在主体部分内的支承元件；

转动轴，所述转动轴支承在支承元件上，并且转动轴和转子本体之间具有一定的相对转动自由度；

连接件，所述连接件固定设置在转动轴上；

弹性件，所述弹性件分别与所述转子本体和连接件相连接，当转子本体转动时，所述转子本体通过弹性件和连接件带动所述转动轴转动。

进一步，所述支承元件为轴套，所述弹性件分别与所述转子本体的轴套和连接件相 连接。

进一步，所述支承元件为滑动轴承和端盖，所述弹性件分别与所述主体部分和连接件相连接。

进一步提供了一种主体部分的具体结构，所述主体部分包括衬套和磁环，所述磁环固定设置在衬套的外周壁上。

进一步不仅为了增加磁环和衬套之间的粘接牢度，而且可以使磁环和衬套之间的间隙做的更小，甚至是接近于无间隙，提高磁环和衬套的同心度，所述磁环粘接在衬套的外周壁上，并且所述衬套的外周壁上设置有至少一道用于存储粘接剂的环形槽。

进一步提供了一种弹性件的具体结构，所述弹性件为扭力弹簧，所述扭力弹簧套在转动轴上，并且所述扭力弹簧与所述转动轴的外周壁之间具有一定的间隙。

进一步为了避免卡轴现象以及提高转子转动精度，所述间隙为10～15μm。

进一步提供了一种连接件与扭力弹簧的连接方式，所述连接件上设置有弹簧端部容置槽，并且连接件上设置有与弹簧端部容置槽相连通的弹簧臂卡槽，所述扭力弹簧的一端部容置于所述弹簧端部容置槽内，并且弹簧的该端部的弹簧臂的头部卡入所述弹簧臂卡槽内。

进一步，所述弹簧臂卡槽的宽度比弹簧臂的直径大0～0.15mm。

进一步提供了一种连接件与转动轴的连接结构，所述连接件和所述转动轴注塑在一起。

进一步，所述连接件过盈配合在转动轴的外周壁上。

进一步，所述衬套的端部设置有挡部，所述连接件的轴向端部与所述挡部的轴向端部抵接在一起。

进一步，轴套与所述转动轴的外周壁之间为间隙配合；和/或所述轴套与所述衬套之间为过盈配合；和/或所述连接件与所述转动轴的外周壁之间为过盈配合。

进一步，所述端盖与所述转动轴的外周壁之间和/或所述滑动轴承与所述转动轴的外周壁之间为间隙配合。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：

1、无需过载电流启动，保证了电机及电路板的正常使用寿命。

2、使用普通驱动器即可实现电动机的启动，无需另编写驱动程序，降低了成本。

3、同时适用于拧紧力转矩过大和转矩正常的这两种情况。

4、克服了螺杆压入轴套变形，报废率高的问题。

附图说明

图1为现有技术中的用于直线步进电机的转子的结构示意图；

图2为本实施例一的用于直线步进电机的转子的剖视图；

图3为本实施例一的用于直线步进电机的转子的装配爆炸图；

图4为本实施例一的连接件的立体图。

图5为本实施例二的用于直线步进电机的转子的结构剖视图；

图6为本实施例二的用于直线步进电机的转子的立体图；

图7为本实施例二的连接件的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图2～4所示，一种用于直线步进电机的转子，它包括：

转子本体，所述转子本体具有主体部分以及安装在主体部分内的轴套101；

转动轴，所述转动轴支承在轴套101上，并且转动轴和转子本体之间具有一定的相对转动自由度；所述转动轴为螺杆7；

连接件2，所述连接件2固定设置在转动轴上；

弹性件，所述弹性件分别与所述轴套101和连接件2相连接，当转子本体转动时，所述转子本体通过弹性件和连接件2带动所述转动轴转动。

如图2所示，所述主体部分包括衬套3和磁环4，所述磁环4固定设置在衬套3的外周壁上。

如图2所示，所述磁环4粘接在衬套3的外周壁上，并且所述衬套3的外周壁上设置有至少一道用于存储粘接剂的环形槽31。环形槽31的设置不仅可以增加磁环4和衬套3之间的粘接牢度，而且可以使磁环4和衬套3之间的间隙做的更小，甚至是接近于无间隙，提高磁环4和衬套3的同心度。

如图2所示，所述弹性件为扭力弹簧5，所述扭力弹簧5套在转动轴上，并且所述扭力弹簧5与所述转动轴的外周壁之间具有一定的间隙，所述间隙可以为10～15μm，优先12μm，小于10μm容易卡轴，大于15μm转子转动精度降低，螺杆7将产生较大的行程误差，且转子启动时存在较大的振动。

如图4所示，所述连接件2上设置有弹簧端部容置槽21，并且连接件2上设置有与弹簧端部容置槽21相连通的弹簧臂卡槽22，所述扭力弹簧5的一端部容置于所述弹簧端部容置槽21内，并且扭力弹簧5的该端部的弹簧臂的头部卡入所述弹簧臂卡槽22内。

所述弹簧臂卡槽22的宽度比弹簧臂的直径大0～0.15mm。扭力弹簧5选用弹性材料：碳素结构钢、硅锰弹簧钢、弹簧用不锈钢等等，优先选用碳素结构钢。热处理：HRC42-48， 优选HRC45，弹簧臂的直径可以采用0.5mm的，弹簧臂卡槽22的宽为0.5-0.65mm,优选0.6mm，如果槽宽小于0.5mm,弹簧臂无法放入弹簧臂卡槽22内，大于0.65mm弹簧臂容易脱离弹簧臂卡槽22，在优选的间隙范围能可以起到更为理想的启动效果。

所述连接件2和所述转动轴注塑在一起。

如图2所示，所述衬套3的端部设置有挡部32，所述连接件2的轴向端部与所述挡部32的轴向端部抵接在一起。在衬套3上设置挡部32是为了能够防止转动轴的轴向窜动。

所述轴套101与所述转动轴的外周壁之间为间隙配合；和/或所述轴套101与所述衬套3之间为过盈配合；和/或所述连接件2与所述转动轴的外周壁之间为过盈配合。

本实施例一的工作原理如下：

螺杆7与螺母之间的拧紧力转矩大于电机的额定转矩时，电机以额定电压启动，由于螺杆7与衬套3上的轴套之间为间隙配合，转子本体先转动获得动能，带动扭力弹簧5转动，借助转子本体的惯性，使螺杆7获得大于额定转矩的转矩，克服了拧紧力转矩，实现螺杆7的转动。

实施例二

如图5～7所示，一种用于直线步进电机的转子，它包括：

转子本体，所述转子本体具有主体部分以及安装在主体部分内的滑动轴承10202和端盖103；

转动轴，所述转动轴支承在滑动轴承10202和端盖103上，并且转动轴和转子本体之间具有一定的相对转动自由度；所述转动轴为螺杆7；

连接件2，所述连接件2固定设置在转动轴上；本实施例中的连接件2为注塑体；

弹性件，所述弹性件分别与所述转子本体和连接件2相连接，当转子本体转动时，所述转子本体通过弹性件和连接件2带动所述转动轴转动。

如图2所示，所述主体部分包括衬套3和磁环4，所述磁环4固定设置在衬套3的外周壁上。

如图2所示，所述磁环4粘接在衬套3的外周壁上，并且所述衬套3的外周壁上设置有至少一道用于存储粘接剂的环形槽31。

如图2所示，所述弹性件为扭力弹簧5，所述扭力弹簧5套在转动轴上，并且所述扭力弹簧5与所述转动轴的外周壁之间具有一定的间隙，所述间隙可以为10～15μm，优先12μm,小于10μm容易卡轴,大于15μm转子转动精度降低，螺杆7将产生较大的行程误差，且转子启动时存在较大的振动。

如图4所示，所述连接件2上设置有弹簧端部容置槽21，并且连接件2上设置有与 弹簧端部容置槽21相连通的弹簧臂卡槽22，所述扭力弹簧5的一端部容置于所述弹簧端部容置槽21内，并且扭力弹簧5的该端部的弹簧臂的头部卡入所述弹簧臂卡槽22内。

所述弹簧臂卡槽22的宽度比弹簧臂的直径大0～0.15mm。扭力弹簧5选用弹性材料：碳素结构钢、硅锰弹簧钢、弹簧用不锈钢等等，优先选用碳素结构钢。热处理：HRC42-48，优选HRC45，弹簧臂的直径可以采用0.5mm的，弹簧臂卡槽22的宽为0.5-0.65mm,优选0.6mm，如果槽宽小于0.5mm,弹簧臂无法放入弹簧臂卡槽22内，大于0.65mm弹簧臂容易脱离弹簧臂卡槽22，在优选的间隙范围能可以起到更为理想的启动效果。

所述连接件2过盈配合在转动轴的外周壁上。

所述端盖103与所述转动轴的外周壁之间和/或所述滑动轴承10202与所述转动轴的外周壁之间为间隙配合。

另外，本实用新型的端盖103在衬套3上为可拆卸结构，端盖103可以从衬套3上拆卸下来，从而可以更换连接件2和扭力弹簧5。

本实施例二的工作原理如下：

螺杆7与螺母之间的拧紧力转矩大于电机的额定转矩时，电机以额定电压启动，由于螺杆7与衬套3上的端盖103和滑动轴承10202之间为间隙配合，转子本体先转动获得动能，带动扭力弹簧5转动，借助转子本体的惯性，使螺杆7获得大于额定转矩的转矩，克服了拧紧力转矩，实现螺杆7的转动。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。