一种磁环结构及具有其的步进电机的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及电机设计技术领域，尤其涉及一种磁环结构及具有其的步进电机。

背景技术：

2.一般步进电机主要是由机壳组件、转子组件、定子组件、上极板固定组件、齿轮组、输出轴组件组成，转子组件安装在机壳中轴上，上极板固定组件装配在定子组件上，定子组件安装在机壳组件内部。
3.在现有技术中，注塑铁氧体磁环注塑后为了保障后道装配有导向，会在磁环头部增加倒角，该倒角结构无法通过模具一体成型，因为若在模具上设置斜面楔块，注塑成型后斜面楔块的端部会有注塑料堆积，导致脱模困难。因此现有倒角加工方式为车削加工，二次车削易导致磁环表面致密性变差，易受力脱落产生磁环屑，同时二次加工的磁环屑易粘黏在磁环表面，此磁环屑难以清洗，再加上步进电机转子外径与中极板内径间隙小，从而使得定子组件装配时易擦碰到磁环，此时磁环的头部由于车削后致密性差、倒角小等影响加剧了小块磁环屑的掉落，两者因素易引起噪音、卡死等不良现象。
4.综上所述，如何设计一种新的磁环倒角结构，便于设置模具进行一次成型，以避免二次车削倒角带来的一系列问题是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术的磁环倒角需要二次加工，装配会产生的磁环破损，使电机转速下滑、力矩衰减、噪音异常的技术问题，本实用新型提供了一种磁环结构及具有其的步进电机来解决上述问题。
6.本实用新型提出一种磁环结构，包括磁环本体，磁环本体的中心具有轴向贯通的轴孔，磁环本体的轴向一端外周面具有台阶式倒角，所述台阶式倒角包括与电机轴平行布置的第一竖直面和连接第一竖直面与磁环本体外周面的连接斜面，所述第一竖直面位于磁环本体的轴向端部，且第一竖直面的直径小于磁环本体外周面的直径；所述磁环本体与台阶式倒角一体加工成型。
7.进一步的，所述第一竖直面沿轴向的高度尺寸l1的大小为0.05mm～0.15mm。
8.进一步的，所述连接斜面与磁环本体的轴向夹角为20
°
～30
°
。
9.进一步的，所述连接斜面沿轴向的高度尺寸为l2，则l2-l1＝0.25mm～0.35mm。
10.进一步的，所述连接斜面垂直磁环本体的轴向方向的尺寸l3的大小为0.09mm～0.19mm。
11.进一步的，所述第一竖直面沿轴向的高度尺寸l1＝0.1mm，所述连接斜面沿轴向的高度尺寸l2＝0.4mm，连接斜面垂直磁环本体的轴向方向的尺寸l3＝0.14mm。
12.进一步的，所述台阶式倒角所在的磁环本体一端端面与第一竖直面垂直。
13.本实用新型还提出一种步进电机，包括机壳组件以及位于机壳组件内的转子组
件、定子组件、上极板固定组件、齿轮组和输出轴组件，所述转子组件包括注塑体和以上所述的磁环结构，所述磁环结构的台阶式倒角朝向输出轴组件方向设置。
14.进一步的，所述注塑体包括轴架和位于轴架一端的输出齿轮，所述磁环结构套设于轴架外，且磁环结构与注塑体一体注塑成型。
15.进一步的，所述上极板固定组件包括固定板、上极板和齿轮轴，齿轮轴铆接在固定板上端，上极板叠合在固定板的下端，上极板具有延伸至磁环本体外周的上极爪，所述上极爪与上极板的连接处设有过渡倒角。
16.进一步的，所述过渡倒角与所述台阶式倒角形状相同，以使所述过渡倒角与第一竖直面贴合。
17.本实用新型的有益效果是：
18.(1)本实用新型所述的磁环结构及具有其的步进电机，磁环本体的端部由传统的单斜面倒角改进为台阶式倒角，台阶式倒角中的第一竖直面可以作为注塑时的初定位面，从而可以通过带有梯形镶块的模具实现磁环结构的一体成型，脱模简单，便于模具的设置，避免了二次倒角车削加工带来的磁环屑沾粘、致密性降低等影响，减小了噪音隐患，提升了产品质量。
19.(2)本实用新型所述的磁环结构及具有其的步进电机，磁环本体不需要二次加工，可使磁环结构具有稳定的尺寸，同时该磁环的台阶式倒角具有良好的导向作用，较前期的单斜面倒角尺寸更稳定，利于装配。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
21.图1是本实用新型所述的磁环结构的剖视图；
22.图2是本实用新型所述的磁环结构的台阶式倒角部位放大图；
23.图3是本实用新型所述的磁环结构的注塑过程示意图；
24.图4是本实用新型所述的步进电机的具体实施方式的爆炸图；
25.图5是本实用新型中定子组件的爆炸图；
26.图6是本实用新型中上极板固定组件的爆炸图；
27.图7是本实用新型中转子组件的部件组成图；
28.图8是本实用新型所述步进电机的内部部件装配图。
29.图中，1、磁环本体，101、轴孔，102、台阶式倒角，1021、第一竖直面，1022、连接斜面，103、端面a，2、注塑模具，3、梯形镶块，4、型腔，5、转子组件，501、注塑体，5011、轴架，5012、输出齿轮，502、磁环结构，6、定子组件，601、上骨架，602、下骨架，603、中极板，604、出线盒，605、接线柱，7、上极板固定组件，701、固定板，702、上极板，7021、上极爪，703、齿轮轴，8、齿轮组，9、输出轴组件，10、机壳组件，1001、壳体，1002、中轴，1003、盖板，11、弹，12、过渡倒角。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.实施例一
32.如图1-图3所示，一种磁环结构，包括磁环本体1，磁环本体1的中心具有轴向贯通的轴孔101，磁环本体1的轴向一端外周面具有台阶式倒角102，台阶式倒角102包括与电机轴平行布置的第一竖直面1021和连接第一竖直面1021与磁环本体1外周面的连接斜面1022，第一竖直面1021位于磁环本体1的轴向端部，且第一竖直面1021的直径小于磁环本体1外周面的直径；磁环本体1与台阶式倒角102一体加工成型。
33.如图2所示，磁环本体1的外周面为圆周面，主要提供横向磁感线，第一竖直面1021主要为模具镶块定位面，也可作为转子组件5与定子组件6装配时的定位面，连接斜面1022则为倒角，具有安装导向作用。台阶式倒角102所在的磁环本体1的端面为端面a103，端面a103主要提供轴向磁感线及在电机的注塑体501与磁环结构502结合时起到初定位作用。端面a103优选与第一竖直面1021垂直。
34.本实用新型所述磁环结构502便于模具的设置。具体地，如图3所示，所述磁环结构502的注塑模具2上部带一梯形镶块3，注塑时上模闭合后，内部存在一型腔4，此型腔4尺寸与磁环结构502的尺寸一致，此时从外部注入磁粉，当注塑过程完成后，由于梯形镶块3影响，磁环结构502成型后头部直接带有台阶式倒角102，由于梯形镶块3与上模连接的表面为竖直面(用于形成第一竖直面1021)，不存在尺寸的递变，因此注塑成型后，梯形镶块3的端部注塑料较为均匀，不会存在注塑料堆积，也就不会出现脱模困难的现象。较以往的单斜面倒角磁环无需二次车削加工，且脱模简单，不会存在磁环破损，碎裂等情况。
35.第一竖直面1021沿轴向的高度尺寸l1过大会导致磁性降低，l1过小会导致定位效果降低，脱模困难，为此，在优选实施方式中，第一竖直面1021沿轴向的高度尺寸l1的大小为0.05mm～0.15mm。所述磁环结构502的倒角尺寸过大会造成安装卡顿，倒角尺寸过小会降低导向效果，为此，在优选实施方式中，连接斜面1022与磁环本体1的轴向夹角为20
°
～30
°
。
36.在优选实施方式中，连接斜面1022沿轴向的高度尺寸为l2，则l2-l1＝0.25mm～0.35mm。
37.在优选实施方式中，连接斜面1022垂直磁环本体1的轴向方向的尺寸l3的大小为0.09mm～0.19mm。
38.本实施例中，l1＝0.1mm，l2＝0.4mm，l3＝0.14mm。连接斜面1022与磁环本体1的轴向夹角为25
°
。
39.实施例二
40.一种步进电机，如图4-图8所示，包括机壳组件10以及位于机壳组件10内的转子组件5、定子组件6、上极板固定组件7、齿轮组8和输出轴组件9，所述转子组件5包括注塑体501和以上所述的磁环结构502，磁环结构502的台阶式倒角102朝向输出轴组件9方向设置。注塑体501包括轴架5011和位于轴架5011一端的输出齿轮5012，磁环结构502套设于轴架5011外，且磁环结构502与注塑体501一体注塑成型。输出齿轮5012与齿轮组8的初级齿轮啮合。
41.机壳组件10包括壳体1001、中轴1002和盖板1003，中轴1002铆接在壳体1001的中间，壳体1001的底部设置弹11，弹11和转子组件5穿过中轴1002，且转子组件5置于弹11上。
42.定子组件6包括上骨架601、下骨架602、两个中极板603、出线盒604、接线柱605、漆包线组成，中极板603置于上骨架601、下骨架602之间，上骨架601、下骨架602进行凸台叠合相互固定，接线柱605插于上骨架601上，出线盒604与上骨架601装配。两个中级板具有分别向上骨架601和下骨架602方向延伸的极爪，上下骨架602用于绕漆包线，线圈通电后中极板603提供极爪形成磁场空间，出线盒604用于出线并与外部连接通电，整个定子组件6穿过转子组件5，置于机壳底部，为保证磁场强度，转子组件5的外径和中级板的内径间的间隙不能过大。
43.如图6所示，上极板固定组件7由固定板701、上极板702、齿轮轴703组成，齿轮轴703铆接在固定板701上，固定板701叠合在上极板702上，整个上极板702固在定子组件6上。上极板702具有向下弯折的上极爪7021，上极爪7021与定子组件6、机壳组件10上的极爪形成封闭的磁场空间。齿轮轴703用来安装齿轮组8中的齿轮，给电机传递力矩。
44.输出轴组件9和齿轮组8安装于固定板701上且相互传动力矩，最终通过输出轴组件9给电机输出力矩。
45.上极爪7021与上极板702的连接处设有过渡倒角12。过渡倒角12与台阶式倒角102形状相同，以使过渡倒角12与第一竖直面1021贴合。即第一竖直面1021可以作为装配时的限位面，避免安装歪斜。
46.如图2、图6、图8所示，磁环结构502在上极板固定组件7装配时，传统的磁环结构502上表面存在的倒角，为单斜面倒角，是二次加工出来的，上极板702装配时由于极板外径与机壳内径配合差，使其装配时会存在一定的歪斜。本实用新型所述磁环结构502具有台阶式倒角102，此时连接斜面1022提供导向，第一竖直面1021能够进行限位，防止磁环结构502装配时歪斜，装配时不会擦伤磁环上表面，也避免了磁环屑等垃圾产生。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.此外，术语“第一”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
50.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：

1.一种磁环结构，其特征在于：包括磁环本体(1)，磁环本体(1)的中心具有轴向贯通的轴孔(101)，磁环本体(1)的轴向一端外周面具有台阶式倒角(102)，所述台阶式倒角(102)包括与电机轴平行布置的第一竖直面(1021)和连接第一竖直面(1021)与磁环本体(1)外周面的连接斜面(1022)，所述第一竖直面(1021)位于磁环本体(1)的轴向端部，且第一竖直面(1021)的直径小于磁环本体(1)外周面的直径；所述磁环本体(1)与台阶式倒角(102)一体加工成型。2.根据权利要求1所述的磁环结构，其特征在于：所述第一竖直面(1021)沿轴向的高度尺寸l1的大小为0.05mm～0.15mm。3.根据权利要求1所述的磁环结构，其特征在于：所述连接斜面(1022)与磁环本体(1)的轴向夹角为20
°
～30
°
。4.根据权利要求2所述的磁环结构，其特征在于：所述连接斜面(1022)沿轴向的高度尺寸为l2，则l2-l1＝0.25mm～0.35mm。5.根据权利要求4所述的磁环结构，其特征在于：所述连接斜面(1022)垂直磁环本体(1)的轴向方向的尺寸l3的大小为0.09mm～0.19mm。6.根据权利要求5所述的磁环结构，其特征在于：所述第一竖直面(1021)沿轴向的高度尺寸l1＝0.1mm，所述连接斜面(1022)沿轴向的高度尺寸l2＝0.4mm，连接斜面(1022)垂直磁环本体(1)的轴向方向的尺寸l3＝0.14mm。7.一种步进电机，其特征在于：包括机壳组件(10)以及位于机壳组件(10)内的转子组件(5)、定子组件(6)、上极板固定组件(7)、齿轮组(8)和输出轴组件(9)，所述转子组件(5)包括注塑体(501)和权利要求1-6任一项所述的磁环结构(502)，所述磁环结构(502)的台阶式倒角(102)朝向输出轴组件(9)方向设置。8.根据权利要求7所述的步进电机，其特征在于：所述注塑体(501)包括轴架(5011)和位于轴架(5011)一端的输出齿轮(5012)，所述磁环结构(502)套设于轴架(5011)外，且磁环结构(502)与注塑体(501)一体注塑成型。9.根据权利要求7所述的步进电机，其特征在于：所述上极板固定组件包括固定板(701)、上极板(702)和齿轮轴(703)，齿轮轴(703)铆接在固定板(701)上端，上极板(702)叠合在固定板(701)的下端，上极板(702)具有延伸至磁环本体(1)外周的上极爪(7021)，所述上极爪(7021)与上极板(702)的连接处设有过渡倒角(12)。10.根据权利要求9所述的步进电机，其特征在于：所述过渡倒角(12)与所述台阶式倒角(102)形状相同，以使所述过渡倒角(12)与第一竖直面(1021)贴合。

技术总结

本实用新型公开了一种磁环结构及具有其的步进电机，包括磁环本体，磁环本体的中心具有轴向贯通的轴孔，磁环本体的轴向一端外周面具有台阶式倒角，所述台阶式倒角包括与电机轴平行布置的第一竖直面和连接第一竖直面与磁环本体外周面的连接斜面，所述第一竖直面位于磁环本体的轴向端部，且第一竖直面的直径小于磁环本体外周面的直径；所述磁环本体与台阶式倒角一体加工成型。本实用新型的磁环本体的端部由传统的单斜面倒角改进为台阶式倒角，可以通过带有梯形镶块的模具实现磁环结构的一体成型，脱模简单，便于模具的设置，避免了二次倒角车削加工带来的磁环屑沾粘、致密性降低等影响，减小了噪音隐患，提升了产品质量。提升了产品质量。提升了产品质量。