[发明专利]定子具远程成对辅助磁极的步进马达

说明书

技术领域

本发明是关于一种步进马达，特别是一种定子具远程成对辅助磁极的步进马达。

背景技术

步进马达由于可被程序化精密控制，在许多领域中已被广泛接纳应用，例如事务机器、精密机械、机动车辆用仪表及部件、自动启闭门窗或其它自动控制设备等，无论型态为何，都展现比传统马达更精确优秀的效能。如图1所示美国第6,043,574号专利的内转子步进马达，其定子10具有复数呈「M」型的铁芯12、14，在「M」型铁芯12、14的中央柱122、142上套设线圈组124、144，当致能线圈组144时，中央柱142接近永磁转子16端会形成例如一N磁极，磁力线并经由硅钢材质的铁芯14，在左右两磁靴146、148面向转子16端形成相反的S极，从而吸引或排斥转子16上的对应磁极，驱动转子16绕枢轴旋转。而各「M」型铁芯12、14设置的夹角，则需与永磁式转子16的磁极错开，亦即，当铁芯14正对转子的一磁极时，另一铁芯12则并未正对转子的任一磁极，而是面向磁极间的缓冲区。

但如图2所示，由于定子实际具有八处突出部，各突出部间隔45度，而转子具有十个磁极，各磁极间距为36度，因此，中央柱142与磁靴146、148的间距其实略大于转子的磁极间距，并未完全对应；亦即，当「M」型铁芯14的中央柱142对准转子磁极时，磁靴146、148分别偏离对应转子磁极9度，更向外侧的铁芯12及外加定子磁轭，则分别偏离18度(恰位于两转子磁极间)、及9度，由于各定子磁轭均非正对转子磁极，不仅分别使能量运用效率被大打折扣，而且所导引出的磁力将产生不必要的侧向分量。依照上述结构，当转子磁极磁力达900Gauss，驱动电流为30安培时，其转矩为3.56×10^-6mN-m。

为切合以上需求，本发明创作人另申请中国台湾第96201295号新型专利如图3所示，该新型揭露定子具两辅助磁轭部的步进马达，主要包含一转子22及一定子2。在该新型创作中，转子22是选择一18极转子，其N、S磁极两两间隔地沿一枢轴放射状设置于面向转子22外侧，因此在图式及计算过程中，每一磁极约占20°(360°/18＝20°)。

该例的定子2设置有两主磁轭部26、两辅助磁轭部28及一高磁阻段24，主磁轭部26与辅助磁轭部28的相互关系为主磁轭部26与转子枢轴20的联线，及辅助磁轭部28与转子枢轴20联线夹一钝角；两主磁轭部26对应转子22的磁极不同，当主磁轭部26的一对应转子22的N或S极时，另一主磁轭部26则对应转子22的N与S极间的缓冲区。依照该案的揭露，不仅同一组的主磁轭部与辅助磁轭部会同时正对转子磁极，使得磁能运用效率较高；更于辅助磁轭部处，捕捉利用主磁轭部致能磁极逸散的磁力线，辅助增加磁能的运用效率；尤其辅助磁轭部与主磁轭部间夹一钝角，有效减少转子的偏振，让转子枢轴相关零件寿命得以延长。

然而，当步进马达体积逐渐微型化，转子及定子尺寸都需减小，每一转子磁极所对应的弧长随之缩短，亦即，当主磁轭部是由本体及磁靴所构成时，本体及磁靴间距亦随之减小，若仍想维持原有的线圈尺寸，将在制造方面产生困扰，但减少匝数势必削弱磁力。

因此，在不缩减线圈尺寸前提下，主磁轭部的结构必须作一变更，才能容许维持原尺寸的线圈顺利套入本体中，且辅助磁轭部亦有些许变化，以提供减振效果，延长产品寿命。

发明内容

因此，本发明的目的之一，在提供一种扩大主磁极与辅助磁极间距比例，容许整体体积能更微型化的步进马达。

本发明的另一目的，在提供一种通过辅助磁极与转子磁极的感应，减低偏心振动、使运转更宁静的步进马达。

本发明的再一目的，在提供一种可减少振动摩擦、提升能量运用效能的步进马达。

本发明的又一目的，在提供一种减少枢轴相关部件无谓磨耗，运作年限得以延长的步进马达。

本发明的定子具远程成对辅助磁极的步进马达，包含：供沿枢轴旋转的转子，具有复数沿该枢轴径向设于该转子表面、且相邻者磁性相反的磁极，各该磁极间距相等；与该转子共圆心且间隔一气隙的定子，包括：两组分别具有本体、及一套设于该本体的线圈组的主磁极，且当该两组主磁极之一是对应于一转子磁极时，该另一主磁极是偏离对应该转子磁极位置；及两组分别对应上述主磁极、并与上述主磁极夹一对应奇数转子磁极间距的近主磁极辅助磁极；及两组分别与该近主磁极辅助磁极成对配置、并夹对应转子磁极间距的远主磁极辅助磁极。