[发明专利]机电马达，特别是压电式微步驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电马达，特别是一种压电式调节驱动装置。 

背景技术

在机动车的驾驶舱中总是尝试设计和技术方面的最佳组合方式。在此，在驾驶员的视野中存在着各种不同的显示仪表。这些显示仪表不仅必须满足不同的技术要求而且也必须具有对于机动车大批量生产来说的具有竞争力的价格。这种显示仪表的一个例子是Siemens VDO公司的“Messwerk 2000”。 

“Messwerk 2000”的基础是一个设置具有单级的蜗轮变速器的步进电机驱动装置。四极的步进电机通过作为时间的函数的两个以90度的相位角彼此相位偏移的正弦类型的线圈电流曲线来控制。相移的符号确定了电机轴的旋转方向、频率和旋转速度。在正弦类型的电流曲线的360度的全周期的情况下可以重复地调节直至128个中间级。该中间级的应用被形容为微步运行。 

包括上述表明特征的步进电机的调节驱动装置“Messwerk2000”有十二个单件构成。步进电机本身由带有共同的定子板的两个线圈和永磁转子构成。鉴于部件成本的方面，线圈和永磁体是最大的成本。除了材料成本之外，生成成本同样对于价格是决定性的，该生产成本近似地随着调节驱动装置的部件数量成比例的增长。 

由EP 1098429B1公开了一种根据新的马达原理(也就是无旋转的线圈)工作的机电马达，其中，在运行期间通过对至少两个机电驱动件的时间上错置的操作来循环地推动驱动环，从而通过驱动环对尤其是处于驱动环内部的轴的直接的力传递来旋转该轴。驱动环的循环的推移运动可以通过例如压电地、磁致伸缩地、电致伸缩地或者电动地驱动的作动器来诱发，从而获得鉴于材料成本和生产成本方面更好地适合于大规模生产的调节驱动装置。压电作动器可被这样地安装在驱动环上，即其各自的行程径向地作用到驱动环上，其中也许会采用其他的措施，从而实现在驱动环上的尽可能对称的力传导。 

在最后提到的技术状态下，获得了在功能方面的优化的驱动装置，该驱动装置具有最好的同步特征(转速的稳定性不依赖于轴的当前位置)，而没有转矩的波动。然而，尤其是弯曲作动器的纵向延伸和径向布置却带来这样的问题，即平面的驱动变形体在平面中需要巨大的位置并且多数情况下都不是很紧凑的。然而，由于在驾驶舱仪表中的非常紧张的结构空间比例的原因，紧凑的平面驱动装置是非常必要的。 

发明内容

本发明的目的在于，提出一种在部件数量、制造成本、结构空间需求以及功能性方面得到优化的步进驱动装置，特别是一种用于驾驶舱仪表的测量装置的小型调节驱动装置。 

该目的通过一种根据权利要求1所述的机电马达、特别是一种压电式微步电机来实现。本发明的有利的设计方案和改进方案由下述的描述、附图以及从属权利要求中得出。 

根据本发明的机电步进驱动装置具有下述特征： 

两个机电的、优选为压电式驱动件(作动器)，该驱动件具有几乎彼此垂直的作用方向，以及在驱动环中这样可旋转地支撑的轴，即驱动环通过压电式驱动件朝向于各自的作用方向的偏转而可激励进行直接在轴上可传递的位移运动，从而使轴在驱动环中滚动并由此旋转。此外，近似为矩形的、刚性的框架和成U形围绕框架的外框架，该外框架设计具有U形腿和几乎平行于两个作用方向中的一个布置的基础件，从而使与U形腿的端部相连接的框架几乎不受力地相对于基础件以剪切的形式而可朝向于平行于基础件的作用方向推移，其中还有在框架内部布置的并且几乎平行于基础件布置的杆件，在框架上连接的驱动环相对于框架以剪切的形式而可朝向于垂直于基础件的作用方向推移。在此，从属于平行的作用方向的驱动件铰接于框架，和从属于垂直的作用方向的驱动件铰接于驱动环。