[实用新型]一种石英钟用步进电机

说明书

本实用新型涉及石英钟机芯用的步进电机，具体说是一种多磁极、磁气隙结构的改良。

常用的石英钟步进电机是径向的一对磁极步进电机和径向磁气隙多对磁极的步进电机。如图1所示，图中1为转子磁钢；2为定子片；3为线圈；4为集成电路板，它为不均匀径向间隙步进电机。当集成电路板4没有向线圈提供电流时，转子停留在磁阻最小的气隙中，如图1所示；当集成电路板向线圈提供一正脉冲时，定子片被磁化左边为N极右边为S极，此时在左边N、N两极相排斥，在右边S、S两极相排斥，同时，定子右边吸引转子N极，定子左边吸引转向S极，使转子顺时转过一个角度，致电N、S两极处于如图水平线上，N极在右S极在左，如图2a所示。之后脉冲电流消失；此时，转子磁钢同样要停留在阴力最小的气隙的位置上，不过此时与图中的N、S极是相互易位了，即原来S极的位置被N极取代，本来N极的位置被S极取代了，如图2b所示，这个过程使转子磁钢继续顺时针转过一个角度之后地最小气隙处转子再次被锁定。之后，集成电路板4向线圈3提供一个负脉冲电流。此定子片再次被磁化但是其右端此时被化为N极，左端被磁化为S极。右端N、N两极相斥，左端S、S极相斥，定子右端N极吸引转子S极，定子左端S极吸引转子N极，转子N、S极又转到如图水平上，此时转子N极在左、S极在右如图2c所示。当脉冲电流再次消失时，转子磁钢同样要停留在磁阻最小的位置上，此时转子继续顺时转到如图2d的位置上。这样步进电机的转子在2秒钟内转过一圈周而复始一直运转下去。这种步进电机到秒轴的传动，常常需要两对齿轮传动。图3为三极磁极(6极)不均匀间隙步进电机。图中5为左定子片，6为转子磁钢它被充成为具有三对磁极，7为右定子片，8为铆接或点焊。其工作原理与一对磁极步进电机相同，在此不再叙述这种步进电机的转子到秒轴的传动只需要一对齿轮，更重要的是电机转子的冲击较小，声音较小。如前所述的钟用步进电机有如下缺点：(1)一对磁极步进电机的电机转子每遇一个脉冲旋转半转，冲击较大，噪音较高。(2)一对磁极步进电机、转子与秒轴的传动往往需要两对齿轮传动，对制造与装配都增加工作量。(3)三对磁极步进电机有较小的传动冲击，噪声很小，而且步进电机转子与秒轴之间的传动只需一对齿轮，可以克服一对磁极步进电机以上两个缺点。但是，三对磁极步进电机转子的间隙较小，装配允许误差较小，装配时，往往需要调节定子磁极的偏芯的大小，不利于大批量生产，制约了生产规模的扩大。

本实用新型的目的是设计一种低噪声，而且步进电机转子与秒轴之间的命运只需一对齿轮，可以克服一对磁极步进电机以上两个缺点，并有益于大规模工业化生产的装置。

本实用新型的技术方案是将步进电机定子与转子由径向磁气隙改为非径向磁气隙，它由集成电路板、线圈、定子、转子组成，转子磁钢放在定子片之上，转子与定子之间有磁力作用，转子同转子齿轮紧固，线圈套于定子上，定子与转子之间的磁力作用是通过轴向的磁气隙起作用的，在轴向定子与转子间有一定的间隙。使磁力线不在一平面上，而分布在转子磁钢所覆盖的较大的立体空间上实现了磁场较为均匀，避免了在径向不均匀间隙的敏感性，使转子安装定位时的不精确对磁场的影响不明显。这样克服了常用步进电机的缺点，从而实现低噪声，步进电机与秒轴之间仅用一级齿轮传动，并且在装配时可以避免逐一调整磁气隙的麻烦。

本实用新型所述的石英钟用步进电机，其转子磁极为三对磁极或二对磁极或四对磁极。

图1为现有一对磁极步进电机的原理图。图2a、b、c、d为一对磁极步进电机磁性转子工作示意图。图3为三极磁极步进电机示意图。图4为本实用新型结构图。

下面结合附图4实施例对本实用新型作进一步说明：

图4实施例为三对磁极步进电机，9为步进电机转子齿轮与转轴组件，10为步进电机转子的上导磁片，它由软磁性材料制成，16为转子磁钢，它被轴向充磁，步进电机转子齿轮与转轴组件9、步进电机转子的上导磁片10、转子磁钢16相互紧固并一同旋转，；11为定子右片，15为定子左片，13为定子横片，12为线圈，14为定子右片11与定子横片的铆合点或焊点，17为转子的下轴承；线圈绕完毕后，套入定子横片13，然后与定子右片11，定子左片15铆合或点焊制成定子总成，转子总成与定子总成装配在机芯之后，由于磁力作用转子总成被吸引朝下，其轴的下端与下轴承接触，以此控制转子磁钢与定子左右片之间的磁气隙。这种轴向气隙的设计避免了径向不均匀气隙的敏感性，较大幅度地降低制造与装配困难。