專利名稱：小型電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于電動剃刀、電熱吹發(fā)器的小型電動機，具體涉及旨在改善一種具有滅火花構(gòu)件的小型電動機的性能(轉(zhuǎn)矩、使用壽命、等等)并縮小電動機的厚度的改進發(fā)明。


圖1是說明本發(fā)明可用于其上的小型電動機的主要部分的縱向剖視圖。在圖1中，標號1指的是由諸如軟鋼的金屬材料制造的、成形成一個帶底空心圓筒的殼體。標號2指的是固定地裝在殼體的內(nèi)周表面上的、例如成形成弧段狀的永磁體。在殼體1中，裝有含有一個面對永磁體2的電樞3和一個整流子4的轉(zhuǎn)子5。標號6指的是一種用絕緣材料制造的并裝在殼體1的開口端上的端部支架。
標號7指的是由導(dǎo)電材料制造的電刷，其自由端與整流子4滑動接觸。電刷7跟與其電連接的輸入端子8一起設(shè)置在端部支架6上。標號9和10指的是固定地裝在殼體1的底部和端部支架6的中心上以支承著轉(zhuǎn)子5的軸11旋轉(zhuǎn)的軸承。
采用上述的結(jié)構(gòu)，當電流通過輸入端子8、電刷7和轉(zhuǎn)子5的整流子4饋給電樞3時，即把旋轉(zhuǎn)力賦予處在由固定地裝在殼體1的內(nèi)周表面上的永磁體2形成的磁場中的電樞3，從而令轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，通過軸11驅(qū)動外部設(shè)備(未示出)。
上述結(jié)構(gòu)的小型電動機不僅具有高功率，而且還具有速度和置位控制均能用電子電路容易地實現(xiàn)的優(yōu)良特性。另一方面，此種小型電機卻有諸如相互磨損和產(chǎn)生電火花的缺陷，這是因為整流子4在旋轉(zhuǎn)中與電刷7滑動接觸所致。
為了克服上述缺點，提出過一種具有滅火花構(gòu)件的小型電動機。圖2A和2B是說明此種具有滅火花構(gòu)件的小型電動機的轉(zhuǎn)子的實例的左側(cè)視圖和前視圖。相似部分用圖1所用的相同標號來標示。在圖2A和2B中，標號12指的是一塊設(shè)置在電樞3和整流子4之間的、電解電容器13固定地裝在其上的基板。例如，如圖4所示，連接有3個電解電容器。在圖4中，標號14指的是組成圖1所示的電樞3的線圈，它們與電解電容器13并聯(lián)。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的滅火花構(gòu)件需用4個組成件，即基板12和3個電解電容器13，這就使裝配工作很麻煩。如圖2A和2B所示，由于電解電容器要安裝在電樞3的槽內(nèi)，空間是受到限制的。就是說，如果電解電容器的電容量要設(shè)計得比較大，那么，決定小型電動機轉(zhuǎn)矩的線圈3b的占空系數(shù)則相應(yīng)地被限制住。在安裝電解器13時，線圈3b的絕緣層有可能受到損傷，造成層間短路。此外，電解電容器13的從基板12伸出的引線13a也會妨礙了縮小小型電動機的厚度的實現(xiàn)。
圖3A和3B是說明例如公開在日本公開的未經(jīng)審查的實用新型申請14709/1976中的、另一個實例的滅火花構(gòu)件的平面視圖和側(cè)視圖。在圖3A和3B中，標號15指的是用絕緣材料制造的、成形成環(huán)形并在其表面上具有多個電極16的基板，片狀電容器17跨裝在電極16與16之間。但是，在使用具有大電容量的電容器17時，片狀電容器1的厚度增大了，基板15的厚度亦需相應(yīng)地增大。這也妨礙了縮小小型電動機厚度的實現(xiàn)。
此外，有一種例如公開在日本公開的未經(jīng)審查的實用新型申請42457/1976中的、使用墊圈型非線性電阻作為滅火花構(gòu)件的實例。在此實例中，至少在一個非線性電阻的環(huán)狀本體的周表面上形成有多個分立的電極，非線性電阻的靜電電容小到幾十個毫微法。在超過例如30V的高電壓下，非線性電阻的電壓漂移變得非常高，從而增大了滅火花效應(yīng)的漂移。此外，靜電電容量與非線性電阻的電壓成反比地變成小到幾個毫微法。
在電壓低到例如2.4V的低電壓小型電動機中，為了獲得高功率，則需要大電流。在此情況下，只要電壓在2.4-30V范圍內(nèi)，借助非線性電阻本身的特性，可以改善小型電動機的使用壽命。當非線性電阻使用在如上所述的、輸入電壓超過30V的小型電動機中，以及電壓在2.4V、大電流高輸出的小型電動機中時，滅火花構(gòu)件的靜電電容就不夠大了，這就導(dǎo)致在整流子4與電刷7(見圖1)之間的滅火花效果不佳，也就無助于改善小型電機的壽命。
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中固有的這些問題。本發(fā)明的目的在于提供一種其中的滅火花構(gòu)件只需用小數(shù)量的組成件而能改善電動機轉(zhuǎn)矩及使用壽命并能縮小電動機的厚度的小型電動機。
以下是對附圖的簡要說明圖1是說明本發(fā)明可用于其上的小型電動機的實例的縱向剖視圖;
圖2A和2B是說明一個具有滅火花構(gòu)件的常規(guī)小型電動機的轉(zhuǎn)子的實例的左側(cè)視圖與前視圖;
圖3A和3B是說明滅火花構(gòu)件的另外的實例的平面視圖和側(cè)視圖;
圖4是說明電容器和線圈電連接狀態(tài)的等效電路圖;
圖5是說明本發(fā)明的一個實施例的縱向剖視圖;
圖6是圖5所示的主要組成件的分解透視圖;
圖7是圖5和圖6所示的滅火花構(gòu)件的部分切開的放大透視圖;
圖8是說明圖5和圖6所示的滅火花構(gòu)件的內(nèi)部電極的結(jié)構(gòu)的輔助圖;
圖9A至9C是說明圖5和圖6所示的滅火花構(gòu)件的主要組成部分的平面視圖;
圖10是說明本發(fā)明的另一實施例的滅火花構(gòu)件的放大透視圖。
圖5是本發(fā)明的一個實施例的縱向剖視圖。圖6是圖5所示的主要組成部分的分解透視圖。相似部分用圖1、圖2a與2b中所用的相同的標號來標示。在圖5和圖6中，標號18指的是含有用諸如鈦酸鋇的高介電系數(shù)的陶瓷材料制造的疊層陶瓷電容器的滅火花構(gòu)件，這將在后面進行描述。滅火花構(gòu)件18成形成環(huán)形，在其外周具有與電樞3的電極數(shù)目相同的電極19(本實施例中為3個);此滅火花構(gòu)件裝到電樞3和整流子4之間的軸11上。
圖7是圖5和圖6所示的滅火花構(gòu)件的部分切開的放大透視圖。圖8是說明上述滅火花構(gòu)件18的內(nèi)部電極的結(jié)構(gòu)的輔助圖。圖9A和9B是說明上述滅火花構(gòu)件的主要組成部分的平面視圖。在圖7至圖9c中，標號20指的是用諸如鈦酸鋇的高介電系數(shù)材料制造的環(huán)形薄片。標號21指的是圓心角為180°并具有一個面對其外周表面的端子22的成形成扇形的內(nèi)部電極。環(huán)形薄片20和內(nèi)部電極21交替地疊合，電容器就由內(nèi)部電極相互重疊的部分(圖中的陰影部分)形成，如圖8所示。標號23指的是端子22連接在其上以與整流子4和電樞3進行電連接的電極，如圖5所示。
對轉(zhuǎn)子5裝有按上述方式形成的滅火花構(gòu)件18并進行了正確的電連接的小型電動機進行連續(xù)運轉(zhuǎn)試驗，所施加的電壓為直流38V，風扇負載約為20克，測試結(jié)果示出在下面。在此試驗中，Io＝210mA，No＝22，000轉(zhuǎn)/分。表中亦示出配設(shè)有非線性電阻的及沒有設(shè)滅火花構(gòu)件的小型電動機的測試結(jié)果。
從上表中可以明顯地看出，沒有滅火花構(gòu)件的電動機(5)的使用壽命僅為50個小時。應(yīng)用非線性電阻的電動機(4)的使用壽命增長到200小時。由于其靜電電容僅為0.01μF，故其滅火花效果不佳。而裝有由疊層陶瓷電容器按上述方式構(gòu)成的滅火花構(gòu)件的電動機(1)-(3)，由于其靜電電容高，故具有顯著的滅火花效果和延長了的使用壽命。將靜電電容增大到超過1微法，發(fā)現(xiàn)完全滿足諸如電剃刀、電熱吹發(fā)器的家用電器所要求的300小時的可接受使用壽命標準，而且顯著地增長了電動機的壽命。
可以用于本發(fā)明的電容器的高介電系數(shù)材料可包括氧化鈦、鈦酸鎂、鈦酸鈣、鈦酸鍶、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯酸鉛等，其中，推薦采用具有較高介電系數(shù)的鈦酸鋇。
靜電電容低于1微法的電容器不合乎要求，因為用其不能期望達致電動機壽命的增長。用于電剃刀、電熱吹發(fā)器的小型電動機通常要求保證能連續(xù)運轉(zhuǎn)250小時，為了安全的原因，合格標準定為300小時。在本發(fā)明中，電容器的靜電電容設(shè)定為大于1微法，這是因為靜電電容小于1微法的電容器不能使電動機達到合格的標準。
圖10是說明本發(fā)明的另一個實施例中的滅火花構(gòu)件的放大透視圖。相似的部件用圖7中所用的相同標號來標示。在圖10中，標號23a指的是一個成形成基本上是一個扇形并設(shè)置在環(huán)形薄片20的端面上的電極。電極23a與設(shè)在環(huán)形薄片20的外周上的電極23電連接。采用此結(jié)構(gòu)，滅火花構(gòu)件可以容易地安裝在轉(zhuǎn)子上，整流子4和電樞3間的電連接亦變得更為方便。
在這些實施例中，描述是圍繞著一個其滅火花構(gòu)件的外周成形成圓形的實例來進行，但亦可采用其它的幾何形狀。環(huán)形盤的厚度和這些盤的疊片的數(shù)目則可以根據(jù)小型電動機的技術(shù)條件來進行適當?shù)倪x擇。用于滅火花構(gòu)件的環(huán)形盤和內(nèi)部電極的材料并不限于上述實施例中所使用的材料，還可以選用其它合適的材料。
具有上述結(jié)構(gòu)和效果的本發(fā)明可達致如下的效能(1)由于滅火花構(gòu)件具有非常簡單的結(jié)構(gòu)，所以不像現(xiàn)有技術(shù)那樣需要大量的組成件。因此可以減少裝配工時。
(2)由于滅火花構(gòu)件的軸向厚度小，故可以生產(chǎn)出厚度更小的小型電動機。另外，由于線圈的占空系數(shù)可以增大，所以電動機的轉(zhuǎn)矩也可以增大。
(3)由于滅火花構(gòu)件的靜電電容大，所以可以獲得顯著的滅火花效果，同時小型電動機的使用壽命亦獲得實質(zhì)性的改善。
權(quán)利要求
1.一種小型電動機，包含一個成形成帶底空心圓筒的殼體，一個永磁體固定地裝到其內(nèi)周表面上，還包含一個具有一個電樞、一個滅火花構(gòu)件和一個整流子的轉(zhuǎn)子，一個裝到所述殼體的開口端上的、裝有與整流子滑動接觸的電刷和跟電刷電連接的端子的端部支架，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支承在設(shè)置在所述殼體與所述端部支架上的軸承上，其特征在于所述滅火花構(gòu)件由一個環(huán)形疊層陶瓷容器構(gòu)成，在其外表面上具有數(shù)目與電樞的極數(shù)相同的電極，所述電容器的靜電電容大于1微法。
2.按權(quán)利要求1所述的小型電動機，其特征在于，由高介電系數(shù)材料制造并成形成環(huán)形的薄片和由導(dǎo)電材料制造并成形成扇形的薄箔內(nèi)部電極沿軸向交替疊置，電容器通過在與軸線垂直相交的投影平面上數(shù)目與所述電樞的極數(shù)相同的所述內(nèi)部電極重疊的部分構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1所述的小型電動機，其特征在于，數(shù)目跟所述電樞的極數(shù)相同的扇形電極設(shè)置在所述疊層陶瓷電容器的端面上，并電連接到設(shè)置在其外周表面上的相應(yīng)電極上。
4.按權(quán)利要求1所述的小型電動機，其特征在于所述滅火花構(gòu)件的外輪廓成形成圓形。
5.按權(quán)利要求1所述的小型電動機，其特征在于所述滅火花構(gòu)件裝到所述轉(zhuǎn)子上。
全文摘要
一種小型電動機，包含一個成形成帶底空心圓筒的殼體，一個永磁體固定地裝到其內(nèi)周表面上，還包含一個具有一個電樞、一個滅火花構(gòu)件和一個整流子的轉(zhuǎn)子，一個裝到所述殼體的開口端上的、裝有與整流子滑動接觸的電刷和跟電刷電連接的端子的端部支架，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支承在設(shè)置在所述殼體與所述端部支架上的軸承上，所述滅火花構(gòu)件由一個環(huán)形疊層陶瓷容器構(gòu)成，在其外表面上具有數(shù)目與電樞的極數(shù)相同的電極，所述電容器的靜電電容大于1微法。
文檔編號H01R39/46GK1073812SQ9211457
公開日1993年6月30日 申請日期1992年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月17日
發(fā)明者佐久間一, 西賀計昌, 柏崎裕司 申請人:馬淵馬達株式會社