[发明专利]小型电动机

说明书

本发明广义上涉及到小型电动机，如用于打印机和传真机上的步进电动机，特别波及到一种仅需小量组成件的小型电动机，在这种电动机中，转子相对于外壳的轴向相对运动受到控制，因此防止了机械噪声的产生。

步进电动机是一类小型电动机，至今已广泛地用作信息处理设备和其他各种设备的驱动设备。以一种常规步进电动机为例，图1是其纵向剖视图，说明其主要部分。在图1中，标号1表示外壳，由如低碳钢这样的金属材料制成，形成带底的中空圆筒形，在其内圆周表面上装有由铁磁材料制成的、呈环形的磁轭2，和由绝缘材料制成的、呈环形的线圈架3，以及绕在线圈架3上的线圈4。标号5表示安装在外壳1的开口端上的端板。

标号6表示由例如铁氧体这样的永磁材料制成的呈圆柱形的转子，它具有多个沿轴向延伸的磁极，这些磁极径向排列在转子外圆周表面上。标号7表示固定在转子6中心的轴，由设置在外壳1和端板5上的轴承8可转动地支撑着。标号9表示由树脂材料制成的、呈环形的垫圈，它被固定地安装到轴7上，安装的方式是，垫圈9插入在转子6的一个端面与外壳1的内端面之间以及在转子6的另一个端面与端板5的内表面之间。由具有弹性的金属材料制成的弹簧垫圈10插入在转子6与端板5之间，安装的状态是垫圈10被夹在11与12两个垫圈之间。

在前面所述的结构中，当电流通过接头13和印刷电路板14输入线圈4时，磁轭2在流过线圈4的两相电流的共同作用下励磁，导致在其外圆周表面排列有多个磁极的转子6作短的均匀的角转运动。这样，按照短的、均匀的角动方式将动力输送到被驱动设备上。由于弹簧垫圈10被安装在两个垫圈11与12之间，防止了转子6的轴向振动，因而防止了产生机械噪声。

但是，具有上述的用于防止转子6轴向振动或移动的结构的现有技术装置仍具有下述问题。将转子6推向在外壳1一侧上的垫圈9的力取决于弹簧垫圈10的轴向压缩量。因此，为了确保垫圈10的最佳压缩量，必须根据外壳1的内端面与端板5之间的轴向尺寸来精细调整垫圈9与12之间的轴向自由尺寸。

为了达到这个目的，多个具有不同厚度的垫圈9、11和12必须事先准备好。另外还需要测量工具或检验工具来检测弹簧垫圈10是否具有最佳压缩量。这一切使得小型电动机的装配工作极其复杂。

此外，即使在上述的麻烦的精细调整后，弹簧垫圈10的弹性的变化也是不可避免的。因此，导致在外壳一侧的轴承8、垫圈9与转子6间以及在端板5一侧的垫圈11、弹簧垫圈10、垫圈12与端板5间的相互摩擦和接触状态不稳定。结果导致所产生的扭矩损失也是可变的，这对由轴7输出的扭矩产生了不利的影响。

本发明旨在克服现有技术的固有问题。因而本发明的目的在于提供一种只需要小量组成件的小型电动机，防止其转子的轴向振动或运动，以避免产生机械噪声。

图1为一纵向剖视图，说明一个常规步进电动机的典型例子的主要部分。

图2为一纵向剖视图，说明本发明的一个实施例的主要部分。

图3和图4为说明图2中的转子的纵向剖视图和左侧端视图。

图5为一纵向剖视图，说明本发明的一个实施例的转子的励磁机构的一个实例。

图2为一纵向剖视图，说明本发明一个实施例的基本部分。相同的部件以与图1中相同的标号表示。在图2中，转子6由诸如铁氧体的永磁材料制成，并制成圆柱形，与图1中表示的现有技术相同。转子6具有多个轴向延伸的磁极，它们径向排列在转子6的外圆周表面上，并构形成使N和S磁极通过轴向对转子励磁来设置(这将在后面描述)以使得在转子6与外壳1之间发生磁吸力。通过例如用树脂材料(最好有自润滑特性)制成的并设在转子6的两端面上的垫圈9和11将转子6固定地安装在轴7上。

图3与图4为说明图2中的转子的纵向剖视图和左侧端视图，在图3和图4中，标号6a表示面对外壳1的端面(见图2)，在此端面上，N磁极形成在双点划线表示的6b区域内，S磁极形成在另一端面6d上，如图4所示。在6b区域内形成的磁极的磁场强度选择成使得在将转子6面对外壳1放入时(如图2所示)可产生足以防止转子6作轴向相对运动的磁吸力。不希望将磁极的磁场强度设置到太高的水平以致使区域6b太大，因为可能对在转子6外圆周上形成的磁极所产生的磁力产生不良作用。