[发明专利]具有建立电枢至磁场间隙的机械柔性部的力矩马达

说明书

力矩马达具有机械基准构件、电枢和磁场组件。磁场组件包括限定磁极开口的磁场极靴，电枢安装到机械基准构件上用于绕马达轴线旋转，且延伸到磁极开口中并且到磁场极靴有相应的间隙。磁场组件固定到机械基准构件上并通过可弹性地变形的柔性部与其间隔开，柔性部变形到足以将电枢在磁极开口内定位在预定位置处，使得间隙具有相应的长度。在制造期间，可以施加载荷以使磁场组件克服柔性部的变形力而相对于机械基准构件移动，以相对于电枢极靴定位磁极开口，使得形成所需长度的间隙。

技术领域

具有建立电枢至磁场间隙的机械柔性部的力矩马达。

背景技术

有限转角力矩马达可用于许多应用中，例如电动液压伺服阀的第一级。力矩马达将电流(例如，在几十毫安的量级上)转换成完成机械功(例如将挡板或喷射装置定位在伺服阀中)的力矩或力。这种类型的典型力矩马达至少包括电枢组件和磁场组件。磁场组件是固定的磁路，该磁路具有由软磁材料构成的极靴的构造，以将来自一个或更多个永磁体的通量导入一对磁极开口中。电枢灵活地安装在力矩马达结构上，用于绕马达轴线旋转。电枢的每个端部延伸到相应的磁极开口中并到磁场极靴形成相应的间隙。电枢被一个或更多个线圈包围，该线圈由来自电子放大器的电流激励。电枢机械地联接到待移动的物体(例如挡板或喷射装置)上，并以在与电枢相对于磁极的有限转角行程相对应的运动范围移动。磁路对电枢和磁极之间的间隙的长度高度敏感，因为由电枢和磁极面之间的磁吸引力引起的不平衡力引入磁偏置，该磁偏置相对于其所需的机械静止位置使机械输出移位。

发明内容

本公开描述了一种用于在有限转角力矩马达中设定电枢至磁极的空气间隙的机构。如本领域技术人员所知的，力矩马达没有施加电流的初始旋转位置(称为“零点位置”)可能对电枢和磁极的相对位置非常敏感，由于电枢和磁极之间形成的磁吸引力。在零点位置不正确的情况下，必须向力矩马达线圈施加电流(称为“零点电流”)以将马达驱动到正确的位置，并且该电流是用于力矩马达的应用中的典型规格参数。在许多实施例中，所有间隙在理想情况下是相同的，且因此零点位置是通过线圈的零点电流实现的。力矩马达的一侧或两侧上的上部间隙和下部间隙的非常小的不对称性可能需要一些更大值的零点电流，该更大值的零点电流可能远远超出应用中的零点需求。因此，需要在力矩马达制造期间非常精确地设定间隙。在其他实施例中，间隙长度之间可能存在刻意的差异，以便设定非零的零点位置。在这些实施例中，仍然必须精确地调整间隙以提供所需要的零点位置。

可以通过各种方式实现磁零点的设定，例如在磁路部件下使用垫片、在组装马达中对间隙进行放电加工、使用可变形的磁极结构，或在马达组合期间(例如通过敲击螺钉夹紧的部件)重新定位磁性部件。这些方法具有固有的缺点。垫片的使用涉及额外的部件和手动过程，该手动过程可能需要多次迭代以获得所需要的尺寸。放电加工是一种相对慢的分批式过程，如果要大量制造力矩马达，则可能需要在机械设备上进行大量投资。可变形的磁极结构需要非常多变的手动过程，通常需要在非常精细的部件附近的位置施加大的力。重新定位螺钉夹紧的部件通常是手动的、劳动密集的过程。

因此，本公开涉及一种用于精确地调整力矩马达磁极相对于电枢的位置以便获得所希望的零点电流的机构和过程。这可以在没有额外部件的情况下完成。该过程是可以自动化的单个流程，意思是该过程一次适用于单个部件，并且不需要批量部件，因此是经济的。

更具体地，公开了一种力矩马达，该力矩马达具有机械基准构件、电枢和磁场组件。磁场组件包括限定磁极和磁极之间的磁极开口的磁场极靴。电枢可以是电枢组件的一部分，还包括将电枢联接到机械基准构件的一个或更多个机械弹簧，以允许电枢绕马达轴线旋转。电枢的两端延伸到相应的磁极开口中，形成从电枢到相应的磁场极靴的间隙。磁场组件通过一组可变形的柔性部与机械基准构件间隔开。柔性部充分变形以将电枢极靴在磁极开口内定位在预定位置处，使得各个间隙具有相应的预定的长度。