專利名稱：直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電動(dòng)機(jī)，特別涉及在機(jī)殼內(nèi)具有供電用的電刷的電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
從汽車等的電器設(shè)備、音響、視頻設(shè)備或家電，到玩具、模型，直流電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn) 稱為“電動(dòng)機(jī)”)用于廣泛的領(lǐng)域，具有廣泛的用途。伴隨自動(dòng)化導(dǎo)致的電器元件的增加，一 個(gè)產(chǎn)品內(nèi)具有多個(gè)電動(dòng)機(jī)，在確保各個(gè)電動(dòng)機(jī)的特性的狀態(tài)下，要求電動(dòng)機(jī)小型化。在現(xiàn)有 技術(shù)中，其殼體主要是呈圓筒狀的圓筒型、呈橢圓狀的扁平型、呈長(zhǎng)方形的方型。對(duì)扁平型 和方型，其磁極為兩極，磁鐵配置在殼體長(zhǎng)度方向。如果有4個(gè)以上的磁極，為了平衡配置 磁極，同時(shí)減小其收容空間，一般采用圓筒型。但是對(duì)于這樣的圓筒型，在鄰接圓周方向的磁鐵間出現(xiàn)多余的空間。另外，為了維 持磁鐵的功能，只要確保磁極中心部的厚度即可。為此，比圓筒形小的多角形的殼體形狀被 采用，使磁極的中心配置在角部那樣地設(shè)置磁鐵，實(shí)現(xiàn)小型化(比如專利文獻(xiàn)1、2)。通過采用這種形狀，相鄰磁鐵間的多余的空間得到減少。同時(shí)，雖然磁鐵本身變 小，但其磁極的中心十分厚，可維持必要的特性。即，在維持作為電動(dòng)機(jī)的特性的同時(shí)，可實(shí) 現(xiàn)小型化。另外，由于殼體是多角形，在設(shè)置于裝置內(nèi)時(shí)，可以省去另外設(shè)置防止?jié)L動(dòng)的東 西。專利文獻(xiàn)1特開2007-228750號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2007-6688號(hào)公報(bào)可是，這樣實(shí)現(xiàn)了小型化的多角形電動(dòng)機(jī)的供電用電刷一般采用金屬電刷。該金 屬電刷在比如用于音響設(shè)備等低電流(比如0.5A以下)的用途時(shí)，不會(huì)有什么問題，但由 于電器設(shè)備等高電流(比如1. OA以上)用途、或電動(dòng)工具等高功率(比如100W以上)用 途時(shí)，有可能由于接點(diǎn)處產(chǎn)生的火花而比較早期燒損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而作的，其目的在于，同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有供電用電刷的直流 電動(dòng)機(jī)的小型化和高壽命化。為了解決上述問題，作為本發(fā)明的一種實(shí)施形態(tài)的直流電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)平 坦的側(cè)面部，且截面為多角形的筒狀機(jī)殼；沿機(jī)殼的內(nèi)周面設(shè)置，在機(jī)殼的角部設(shè)有磁極的 磁鐵；沿機(jī)殼的軸線穿通設(shè)置的軸；固定在軸上，且與磁鐵相向配置的電樞；與電樞同軸地 設(shè)置在軸上的整流子；具有柱狀的主體，在所述機(jī)殼內(nèi)，其主體的長(zhǎng)度方向沿所述整流子的 半徑方向地配置，且其前端面與所述整流子的外周面滑動(dòng)相接的碳刷；設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)， 使所述碳刷可在所述整流子的半徑方向移動(dòng)地支持所述碳刷的支持部；設(shè)置在所述機(jī)殼 內(nèi)，且將所述碳刷推向所述整流子一側(cè)的推力元件；所述碳刷配置在在機(jī)殼內(nèi)的圓周方向 的位置中可確保碳刷的長(zhǎng)度為最長(zhǎng)的位置。機(jī)殼的軸線沿插入軸的長(zhǎng)度方向延伸。此處的“多角形”可以是以多個(gè)側(cè)面部為各邊而形成的多角形，作為其側(cè)面部的連接部的角部，可以做成倒角或R(圓角)。從直流電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為“電動(dòng)機(jī)”)的小型化 的觀點(diǎn)來看，最好是由該多個(gè)側(cè)面部形成正多角形。在本實(shí)施形態(tài)中，柱狀的碳刷在其長(zhǎng)度方向被施加推力，在整流子上滑動(dòng)。即，由 于采用碳刷作為向電樞供電用的電刷，與在電動(dòng)機(jī)中采用金屬電刷的情況相比，可用于高 電流和高功率。另外，通過在機(jī)殼的角部設(shè)置磁極，在實(shí)現(xiàn)其小型化的同時(shí)，可確保碳刷有 最長(zhǎng)的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)碳刷的長(zhǎng)時(shí)間使用。即，即使是碳刷，由于和整流子間的滑動(dòng)，隨著時(shí)間推 移，磨耗會(huì)加劇，但由于可以使其在機(jī)殼內(nèi)盡可能配置的最長(zhǎng)，因而可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)壽命 化。作為本發(fā)明的其它實(shí)施形態(tài)，也是直流電動(dòng)機(jī)。該直流電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)平 坦的側(cè)面部，和連接相鄰側(cè)面部的平面狀或彎曲狀的角部，呈截面為由所述側(cè)面部形成的 正多角形的筒狀的機(jī)殼；沿著所述機(jī)殼的內(nèi)周面設(shè)置，且在該機(jī)殼的角部具有磁極的磁鐵； 沿所述機(jī)殼的軸線插入設(shè)置的軸；固定在所述軸上，且與所述磁鐵相向配置的電樞；與所 述電樞同軸地安裝在所述軸上的整流子；具有柱狀的主體，在所述機(jī)殼內(nèi)，其主體的長(zhǎng)度方 向沿所述整流子的半徑方向地配置，且其前端面與所述整流子的外周面滑動(dòng)相接的碳刷； 設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，使所述碳刷可在所述整流子的半徑方向移動(dòng)地支持所述碳刷的支持 部；設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，將所述碳刷推向所述整流子一側(cè)的推力元件；以所述正多角形的 對(duì)角線作為長(zhǎng)度方向配置所述碳刷。在該實(shí)施形態(tài)中，由于采用碳刷，作為電動(dòng)機(jī)可用于高電流和高功率。另外，通過 在機(jī)殼的角部設(shè)置磁極，在實(shí)現(xiàn)其小型化的同時(shí)，由于在距整流子的距離為最長(zhǎng)的對(duì)角線 上配置碳刷，可實(shí)現(xiàn)碳刷的長(zhǎng)時(shí)間使用，因而可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)壽命化。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有供電用電刷的直流電動(dòng)機(jī)的小型化和高壽命 化。


圖1是實(shí)施例的直流電動(dòng)機(jī)的主視圖。圖2是直流電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。圖3是圖1的A-A截面圖。圖4是圖3的B-B截面圖。圖5是從圖3的C方向看，在電刷支架安裝有連接器的電刷支架組合件的向視圖。圖6是表示從圖5的狀態(tài)卸掉印刷電路板后的狀態(tài)的圖。圖7是電刷支架組合件的分解立體圖。圖8表示在圖6所示狀態(tài)下組裝有整流子的狀態(tài)。附圖標(biāo)記說明如下10直流電動(dòng)機(jī)，12機(jī)殼，14轉(zhuǎn)子，16金屬殼體，18電刷支架，20磁鐵，22軸，24電 樞，26整流子，28磁鐵，30碳刷，31碳素支撐，32連接器，36小殼體板，37滑動(dòng)軸承，41軸承， 42軸承支撐，46鐵心，48繞組，50按壓件，52霍爾元件，61磁極，62磁極，63磁極，64磁極， 71纏繞部，72 一端部、73另一端部，76扼流線圈，78斷路器，80印刷電路板，82供電端子，84
輸出端子。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一實(shí)施例的直流電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)平坦的側(cè)面部，且截面為多角形 的筒狀機(jī)殼；沿機(jī)殼的內(nèi)周面設(shè)置，在機(jī)殼的角部設(shè)有磁極的磁鐵；沿機(jī)殼的軸線穿通設(shè) 置的軸；固定在軸上，且與磁鐵相向配置的電樞；與電樞同軸地設(shè)置在軸上的整流子；具有 柱狀的主體，在所述機(jī)殼內(nèi)，其主體的長(zhǎng)度方向沿所述整流子的半徑方向地配置，且其前端 面與所述整流子的外周面滑動(dòng)相接的碳刷；設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，使所述碳刷可在所述整流 子的半徑方向移動(dòng)地支持所述碳刷的支持部；設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，且將所述碳刷推向所述 整流子一側(cè)的推力元件；所述碳刷配置在在機(jī)殼內(nèi)的圓周方向的位置中可確保碳刷的長(zhǎng)度 為最長(zhǎng)的位置。所述推力元件可以是彈簧元件，具有積蓄彈性作用力的主體部和從該主體部延伸 出的、將彈性作用力傳遞到所述碳刷的傳遞部；此時(shí)，所述主體部最好設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi) 的、偏離所述碳刷的行程范圍的延長(zhǎng)線的位置。通過該結(jié)構(gòu)，不會(huì)由于彈簧元件的主體部的 設(shè)置空間限制碳刷的長(zhǎng)度。另外，由于彈簧元件的傳遞部抵接于碳刷，通過該彈性作用力， 可穩(wěn)定地保持碳刷和整流子的滑動(dòng)狀態(tài)，保持向整流子的供電狀態(tài)。作為具體的配置結(jié)構(gòu)，可以是碳刷配置成在連接機(jī)殼的角部和整流子的軸心的線 上延伸，彈簧元件的主體部設(shè)置在機(jī)殼的角部和側(cè)面部之間的空間。比如，彈簧元件也可以是扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧的纏繞部作為主體部，配置成接近 機(jī)殼的側(cè)面部，扭轉(zhuǎn)彈簧的一端部作為傳遞部抵接于碳刷。為了長(zhǎng)期間使用碳刷，最好是該 扭轉(zhuǎn)彈簧的一端部抵接于與碳刷和整流子的滑動(dòng)面的相反側(cè)端部。由于扭轉(zhuǎn)彈簧的一端部 為細(xì)的線材，可減小與碳刷的抵接部所需要的空間，盡可能地使碳刷更長(zhǎng)。也可以采用如板 簧等扭轉(zhuǎn)彈簧以外的彈簧元件。更具體地說可以是，機(jī)殼形成為多角形，該多角形具有和磁極相同數(shù)量的側(cè)面部， 和連接相鄰側(cè)面部的平面狀或彎曲狀的角部。磁鐵固定在機(jī)殼的內(nèi)周面，其對(duì)應(yīng)于角部的 位置為厚壁，對(duì)應(yīng)于側(cè)面部的位置為薄壁。并且由該磁鐵的內(nèi)周面形成的假想的圓的中心 與電樞的軸心一致，以厚壁部分為中心，形成各磁極。由于是切除角部邊緣的形狀，可以使 機(jī)殼的外形小型化，成為最合適的形狀。另外，在對(duì)應(yīng)于角部的位置使磁鐵的厚度加厚而成 為磁極的中心，可以維持電動(dòng)機(jī)的特性。S卩，電樞是圓形狀截面，而容納電樞的機(jī)殼的截面為多角形，由此，在該機(jī)殼的角 部形成空間。利用該空間配置磁鐵，可實(shí)現(xiàn)機(jī)殼的小型化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)整體的小型化。 另一方面，由于該小型化導(dǎo)致空間受到制約，為了最大限度地確保碳刷的長(zhǎng)度，如上所述， 在配置結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改良。機(jī)殼可以是將固定磁鐵的金屬殼體、和支持碳刷的樹脂制的電刷支架連接而成。 在電刷支架的角部設(shè)置金屬制的碳素支撐，該碳素支撐作為碳刷的支持部，使碳刷可在整 流子的半徑方向移動(dòng)地支持碳刷。這樣，由于供電部集中在電刷支架，成為可與磁鐵側(cè)分離 的結(jié)構(gòu)，可以使碳刷等的組裝作業(yè)更容易。另外，還可以具有檢測(cè)用磁鐵、磁性檢測(cè)元件和連接器。所述檢測(cè)用磁鐵具有比所 述整流子的外徑小的外徑，與所述整流子相鄰地固定在所述軸上；所述磁性檢測(cè)元件相應(yīng) 于所述檢測(cè)用磁鐵的旋轉(zhuǎn)，輸出脈沖信號(hào)；所述連接器具有可拆卸地安裝在所述電刷支架 上的主體，該主體成一體地具有與從所述碳刷延伸出的布線連接的供電端子、取出所述磁性檢測(cè)元件的信號(hào)的輸出端子、以及所述磁性檢測(cè)元件；另外，由于該連接器可拆卸地安裝 在電刷支架上，當(dāng)該連接器被安裝到所述電刷支架時(shí)，可使得所述磁性檢測(cè)元件與所述檢 測(cè)用磁鐵相向配置那樣地，對(duì)所述磁性檢測(cè)元件進(jìn)行了定位。通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于連接器是相對(duì)于電刷支架可拆卸的形式，可以根據(jù)所要求 的規(guī)格，變更某一個(gè)端子的配置等，相應(yīng)于安裝電動(dòng)機(jī)的機(jī)器，只對(duì)連接器進(jìn)行變更即可對(duì) 應(yīng)，提高了電動(dòng)機(jī)的通用性。以下、參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明具體化的實(shí)施例。[實(shí)施例]圖1是實(shí)施例的直流電動(dòng)機(jī)的主視圖。圖2是直流電動(dòng)機(jī)的分解立體圖。圖3是 圖1的A-A截面圖。如圖1和圖2所示，在直流電動(dòng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱為“電動(dòng)機(jī)”)10的筒狀機(jī)殼12的 內(nèi)部容納有轉(zhuǎn)子14。機(jī)殼12由有底的筒狀金屬殼體16和筒狀的樹脂制的電刷支架18組 合而成。金屬殼體16也起到作為形成磁路的軛鐵的作用，其內(nèi)周面固定有筒狀的勵(lì)磁磁鐵 (下面簡(jiǎn)稱為“磁鐵”20，同時(shí)形成定子。金屬殼體16的底部中央處形成略向外側(cè)突出的突 起部17，容納后述的軸承。轉(zhuǎn)子14由在成為旋轉(zhuǎn)軸的軸22的一端側(cè)的一半部分設(shè)置電樞24、整流子26、檢 測(cè)用磁鐵28等而構(gòu)成。在電刷支架18上設(shè)置有與整流子26相對(duì)應(yīng)地配置的一對(duì)碳刷30。 在電刷支架18上可拆卸地安裝有與圖中未示的電氣元件電連接的連接器32。電刷支架18以安裝有連接器32的電刷支架組合件的狀態(tài)插入金屬殼體16，進(jìn)行 安裝。金屬殼體16的開口端附近的側(cè)面設(shè)置有切口部34，35，在組裝電刷支架組合件時(shí)，通 過將連接器32以及電刷支架18的指定部分分別卡止在切口部34，35的各基端部，可實(shí)現(xiàn) 合適的定位。經(jīng)過這樣組裝電刷支架組合件后，用小殼體板36封住金屬殼體16的開口部。小 殼體板36具有與金屬殼體16的開口部幾乎相同形狀的外形，插嵌在該開口部。小殼體板 36插入金屬殼體16內(nèi)后，小殼體板36的開口端被向內(nèi)側(cè)壓緊，由此被固定到金屬殼體16。 在小殼體板36的周邊部設(shè)有相向延伸出的的一對(duì)凸出部38，各凸出部38形成與電氣元件 連接的連接部。小殼體板36的中央形成有稍微向外側(cè)突出的突起部39，為環(huán)狀，其中擠壓安裝有 浸泡了潤(rùn)滑用的潤(rùn)滑油的、由所謂含油軸承組成的滑動(dòng)軸承37。在突起部39的底部設(shè)置有 與滑動(dòng)軸承37同軸的通孔40。軸22的另一端的一半貫通該通孔40，向外露出，通過圖中 未示齒輪等，與驅(qū)動(dòng)對(duì)象連接。也可以將滑動(dòng)軸承37設(shè)置在電刷支架18上，而不是小殼體 板36上。但由于用金屬做成的小殼體板36來保持的本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)比樹脂更耐溫度濕度 的變化，因電動(dòng)機(jī)使用溫度濕度環(huán)境的變化導(dǎo)致的體積的膨脹收縮得到減小，可提高軸22 的同軸度，可將轉(zhuǎn)子14保持在高精度、穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。如圖3所示，由金屬殼體16、電刷支架18、以及連接器32圍著，形成機(jī)殼12的內(nèi) 部空間。在小殼體板36的突起部39嵌入上述滑動(dòng)軸承37，可旋轉(zhuǎn)自如地軸支承軸22的位 于通孔40附近的部分。另外，在金屬殼體16的突起部17設(shè)有有底圓筒狀的軸承支撐42， 其內(nèi)側(cè)同軸狀地內(nèi)嵌有外形為球形的球形滑動(dòng)軸承41。軸22的一端部壓入球形滑動(dòng)軸承 41。在軸承支撐42的底部中央設(shè)置有截面為三角形狀的凸部43，嵌入位于突起部17的底部的同形狀的凹部44，由此阻止在該軸線周圍的轉(zhuǎn)動(dòng)。即，通過凸部43以及凹部44實(shí)現(xiàn) 軸承支撐42的旋轉(zhuǎn)阻止結(jié)構(gòu)。另外，球形滑動(dòng)軸承41在其外周的曲面部可相對(duì)于軸承支 撐42轉(zhuǎn)動(dòng)。即，該結(jié)構(gòu)允許與軸22同軸的球形滑動(dòng)軸承41的軸線和軸承支撐42的軸線 有一定的角度傾斜，通過軸22的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)心。電樞24具有壓接在軸22上的鐵心46和纏繞在鐵心46上的繞組48。鐵心46的 外周面和磁鐵20的內(nèi)周面之間留有一定的間隙(磁性間隙)地，相向配置鐵心46和磁鐵 20。由這些磁鐵20以及鐵心46構(gòu)成磁極的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。在安裝于軸22上的電樞24和滑動(dòng)軸承37之間，從電樞24 —側(cè)起，依次設(shè)置有整 流子26、檢測(cè)用磁鐵28、按壓件50。整流子26為圓筒狀，壓接在軸22的、在連接器32組裝 到金屬殼體16時(shí)與碳刷30相對(duì)的位置上。在電刷支架18固定有筒狀的碳素支撐31，碳刷 30插入并支撐在該碳素支撐31。檢測(cè)用磁鐵28呈外徑比整流子26略小的圓筒狀，插接在軸22上，并在軸向與整 流子26抵接。在連接器32的下面設(shè)置有霍爾元件52，在連接器32組裝到金屬殼體16時(shí)， 該霍爾元件52與檢測(cè)用磁鐵28相向配置。檢測(cè)用磁鐵28比整流子26略小，以防止當(dāng)軸 22從另一端測(cè)插入電刷支架18時(shí)，檢測(cè)用磁鐵28與碳刷30產(chǎn)生干涉。另外，在比整流子 26小的范圍內(nèi)，使檢測(cè)用磁鐵28盡量大，使其能接近霍爾元件52那樣地配置。檢測(cè)用磁鐵28被2極磁化，伴隨旋轉(zhuǎn)，在其外周面交互出現(xiàn)N極和S極，霍爾元件 52 ( * 一>素子)檢測(cè)出伴隨該檢測(cè)用磁鐵28的旋轉(zhuǎn)的磁極的切換(邊界)，輸出脈沖信 號(hào)。通過取得設(shè)定期間內(nèi)該脈沖信號(hào)的數(shù)量，可檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)數(shù)。在本實(shí)施例， 檢測(cè)用磁鐵28是2極磁化，但是也可以設(shè)定為比如4極磁化等其它偶數(shù)極數(shù)。在檢測(cè)用磁鐵28的、與按壓件50的相反面上設(shè)置有截面為四角形狀的凹部54。 按壓件50為具有與所述凹部54相對(duì)應(yīng)形狀的外形的帶階梯柱狀。按壓件50以將其前端 部嵌合到凹部54那樣的方式壓接在軸22上，其結(jié)果，可防止檢測(cè)用磁鐵28相對(duì)于軸22的 旋轉(zhuǎn)。按壓件50由鐵等磁性材料做成，也具有作為軛鐵使檢測(cè)用磁鐵28的磁力穩(wěn)定的作 用。圖4是圖3在B-B截面的剖視圖。金屬殼體16具有4個(gè)平坦的側(cè)面部，其截面為4角形狀，相鄰的側(cè)面部由彎曲狀 (R狀)角部連接。由于具有去掉了四角形狀的角部的形狀，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)10整體的小型 化。磁鐵20的外周面通過粘接劑固定在金屬殼體16的內(nèi)周面，其構(gòu)成是在對(duì)應(yīng)金屬殼體 16的角部的位置變厚，在對(duì)應(yīng)側(cè)面部的位置變薄。由該磁鐵20的內(nèi)周面形成的假想的圓的 中心與電樞24的軸心相一致，以磁鐵20的厚壁部分為中心，形成各個(gè)磁極。即，磁鐵20是由磁極60 (N極)、磁極61 (S極)、磁極62 (N極)、磁極63 (S極)在 圓周方向等間隔設(shè)置而成的4極勵(lì)磁的厚度不均勻的筒狀體，成為厚壁部分的各磁極的中 心分別配置在金屬殼體16的4個(gè)角部。磁鐵20可以在比如由磁性材料一體成形為厚度不 均勻的筒形狀、再固定到金屬殼體16后，由磁場(chǎng)發(fā)生器從金屬殼體16的外部進(jìn)行磁化而形 成，由于該磁化技術(shù)是公知的，在此省略詳細(xì)說明。鐵心46具有從壓接在軸22上的中央圓筒部放射狀地延伸出的6個(gè)磁極64 69， 在各磁極上纏繞有繞組48。在鐵心46和繞組48之間，涂有絕緣用的粉末涂料。圖5是從圖3的C方向看在電刷支架安裝有連接器的電刷支架組合件的向視圖。圖6是表示從圖5的狀態(tài)卸掉印刷電路板后的狀態(tài)的圖。圖7是電刷支架組合件的分解立 體圖。如圖5以及圖6所示，電刷支架18呈有底圓筒狀，與金屬殼體16同樣，形成在四 角形狀的截面的角部為彎曲狀的形狀。在電刷支架18的中央，形成有可將整流子26和檢 測(cè)用磁鐵28在其軸線方向插入的圓孔，在其周圍，各種功能的零部件以有效利用空間的方 式被設(shè)置。電刷支架18的軸線方向是穿過電刷支架18的軸22長(zhǎng)度方向。S卩，電刷支架18在圖5的左右下方的角部，以與圓周方向成90度的方式，固定有 一對(duì)筒狀的碳素支撐31，其內(nèi)部可滑動(dòng)地容納有碳刷30。碳素支撐31是由導(dǎo)電性金屬制 成的、截面為四角形狀的長(zhǎng)筒狀體，從電刷支架18的軸心，沿其半徑方向延伸地設(shè)置。碳刷30是具有長(zhǎng)方形截面的長(zhǎng)角柱狀，可滑動(dòng)地插入在碳素支撐31內(nèi)。由此，在 金屬殼體16、轉(zhuǎn)子14、電刷支架組合件被組裝時(shí)，碳刷30被設(shè)置成在連接電刷支架18的角 部和整流子26的軸心的線上延伸的狀態(tài)。在本實(shí)施例，連接該軸心和角部線也是連接電刷 支架18的平坦部而形成的正方形的對(duì)角線，在電刷支架18內(nèi)的圓周方向位置，是其半徑方 向的空間變得最長(zhǎng)的位置。由此，碳刷30可配置在可確保其長(zhǎng)度為最長(zhǎng)的位置。在電刷支架18的角部和側(cè)面部之間的空間，設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧70。扭轉(zhuǎn)彈簧70通 過其纏繞部71插接在與電刷支架18的側(cè)面部鄰近配置的突起部68而得到支撐，從該纏繞 部71延伸出的一端部72按壓在碳刷30的后端面。從纏繞部71延伸出的另一端部73固 定在電刷支架18的底部。扭轉(zhuǎn)彈簧70通過其纏繞部71積蓄彈性作用力，另一端部72將 該彈性作用力傳遞到碳刷30，將其推向整流子26 —側(cè)。在碳素支撐31的與扭轉(zhuǎn)彈簧70相對(duì)的面上，設(shè)置有圖中未示的沿碳刷30的行程 方向的溝槽。由此，碳刷30在向整流子26 —側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，扭轉(zhuǎn)彈簧70的一端部72通過該溝 槽發(fā)生位移，可以總是給與碳刷30彈性作用力。即、即使碳刷30經(jīng)過磨耗變短，可保持與整 流子26的穩(wěn)定的接觸狀態(tài)。通過將扭轉(zhuǎn)彈簧70的纏繞部71設(shè)置在從碳刷30的行程范圍 的延長(zhǎng)線上離開的位置，可預(yù)先將碳刷30選定為盡可能的長(zhǎng)，可提高碳刷30本身的壽命， 進(jìn)而提高電動(dòng)機(jī)10的壽命。在電刷支架18的內(nèi)部空間，還設(shè)置有2個(gè)扼流線圈76，斷路器78、印刷電路板80 等。扼流線圈76是消去電噪聲的元件，分別配置在圖的左右上方的角部。如圖7所示，通 過使扼流線圈76的軸線與電刷支架18的軸線相平行地設(shè)置，可節(jié)省電刷支架18的截面的 空間，實(shí)現(xiàn)小型化。斷路器78是比如雙金屬方式等公知的元件，檢測(cè)出通電電路內(nèi)的過電 流或周圍溫度的過度上升，切斷電路。印刷電路板80具有沿著電刷支架18的圖的上部以及右上方空間的L字狀的外 形，從正面一側(cè)覆蓋一對(duì)扼流線圈76那樣地安裝在電刷支架18上。在印刷電路板80上，安 裝有消除電噪音的電容器、保護(hù)電路用的二極管、霍爾元件52用的電阻等各種電路元件。 通過這種組成，萬一扼流線圈76的固定被斷開，也不會(huì)與電樞24接觸。連接器32是所謂直接連接器，用于直接連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電氣元件。一對(duì)供 電端子82和用于取出霍爾元件52的信號(hào)的一對(duì)輸出端子84組裝成一體。在連接器32的 下面，除上述的霍爾元件52以外，還配置有消除電噪音的薄膜電容器。供電端子82之一通過印刷電路板80、一個(gè)扼流線圈76、斷路器78以及導(dǎo)線86，與 一個(gè)碳刷30電連接。另一個(gè)供電端子82通過印刷電路板80、另一個(gè)扼流線圈76以及導(dǎo)線87與另一個(gè)碳刷30電連接。上述印刷電路板80的電連接是并聯(lián)的電連接。圖8表示在圖6所示的狀態(tài)下組裝有整流子的狀態(tài)。如圖所示，在本實(shí)施例中，從 整流子26的外周面到電刷支架18的平坦部的直線距離Tl，比碳刷30的最大長(zhǎng)度(即，最 初的長(zhǎng)度)T2小(Tl < T2)。S卩、如上所述，由于碳刷30的軸線配置于電刷支架18的截面 的對(duì)角線上，可確保碳刷30的長(zhǎng)度為最長(zhǎng)。同圖中的碳刷30的最大長(zhǎng)度是跨越碳素支撐 31的全長(zhǎng)插入的碳刷30的長(zhǎng)度，和從碳素支撐31突出的碳刷30的長(zhǎng)度之和。S卩、如果是大的直流電動(dòng)機(jī)，不管電刷支架的配置場(chǎng)所如何，可以配置長(zhǎng)的碳刷， 其結(jié)果、可確保碳刷的長(zhǎng)壽命。但是，如將直流電動(dòng)機(jī)小型化，根據(jù)電刷支架的配置場(chǎng)所不 同，有時(shí)不得不碳刷變短。本實(shí)施例中，在使直流電動(dòng)機(jī)小型化的場(chǎng)合，即使在靠Tl的長(zhǎng)度 不能充分確保碳刷的壽命的情況下，也可和T2的長(zhǎng)度一起，確保碳刷的壽命。本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員的知識(shí)，可對(duì)實(shí)施例進(jìn) 行各種設(shè)計(jì)變形，這些設(shè)計(jì)變形的實(shí)施例也都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在上述實(shí)施例中，作為電動(dòng)機(jī)10的機(jī)殼12 (金屬殼體16以及電刷支架18)，是具 有4個(gè)平坦面的四角形狀，且角部采用彎曲狀。作為變形例，比如也可以采用八角形狀等其 它多角形的機(jī)殼。角部可以是彎曲狀或平面狀的倒角，也可以沒有倒角。在上述實(shí)施例中，作為碳刷30，舉了角柱狀的例子，但也可以是比如圓柱狀等其它 長(zhǎng)形的柱狀體。此時(shí)，作為碳刷支持部的碳素支撐的形狀也要相應(yīng)地設(shè)定。在上述實(shí)施例中，4極的磁鐵20成形一體。作為變形例，也可以事先準(zhǔn)備具有厚壁 部分和薄壁部分的4個(gè)磁鐵，分別固定到金屬殼體16的4個(gè)角部。即，也可以在磁鐵20的 相鄰的磁極的交界部(薄壁部分)，分割形成構(gòu)成各磁極的磁鐵。在上述實(shí)施例中，舉例說明了配置有在電刷支架18內(nèi)安裝有電路保護(hù)用元件的 印刷電路板80的例子。作為變形例，相應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的用途，可以是省略了這樣的印刷電路 板以及其電路的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。比如、在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，通過導(dǎo)線將供電端子82直接連接 到扼流線圈76。
10
權(quán)利要求
一種直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于具有機(jī)殼，具有多個(gè)平坦的側(cè)面部，且為具有多角形截面的筒狀；磁鐵，沿著所述機(jī)殼的內(nèi)周面設(shè)置，且在該機(jī)殼的角部具有磁極；軸，沿所述機(jī)殼的軸線插入設(shè)置；電樞，固定在所述軸上，且與所述磁鐵相向配置；整流子，與所述電樞同軸地安裝在所述軸上；碳刷，具有柱狀的主體，其主體的長(zhǎng)度方向沿所述整流子的半徑方向地配置在所述機(jī)殼內(nèi)，且其前端面與所述整流子的外周面滑動(dòng)相接；支持部，設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，使所述碳刷可在所述整流子的半徑方向移動(dòng)地支持所述碳刷；推力元件，設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，將所述碳刷推向所述整流子一側(cè)；所述碳刷配置在在所述機(jī)殼內(nèi)的圓周方向的位置中可確保該碳刷的長(zhǎng)度為最長(zhǎng)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述推力元件由彈簧元件構(gòu)成，具有積蓄彈性作用力的主體部和從該主體部延伸出 的、將彈性作用力傳遞到所述碳刷的傳遞部；所述主體部設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)的、偏離所述碳刷的行程范圍的延長(zhǎng)線的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述碳刷配置成在沿連接所述機(jī)殼的角部和所述整流子的軸心的線上延伸的狀態(tài)； 所述彈簧元件的主體部設(shè)置在所述機(jī)殼的角部和側(cè)面部之間的空間。
4.如權(quán)利要求2所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于 所述彈簧元件由扭轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)成；所述扭轉(zhuǎn)彈簧的纏繞部作為所述主體部，配置在接近所述機(jī)殼的側(cè)面部的位置；所述 扭轉(zhuǎn)彈簧的一端部作為所述傳遞部，抵接于所述碳刷。
5.如權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述機(jī)殼為多角形，具有與所述磁極相同數(shù)量的所述側(cè)面部，和連接相鄰側(cè)面部的平 面狀或彎曲狀的角部；所述磁鐵固定在所述機(jī)殼的內(nèi)周面上，在對(duì)應(yīng)于所述角部的位置為厚壁，在對(duì)應(yīng)于所 述側(cè)面部的位置為薄壁；由該磁鐵的內(nèi)周面形成的假想的圓的中心與所述電樞的軸心相一 致，以所述厚壁部分為中心，形成各磁極。
6.如權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述機(jī)殼由固定有所述磁鐵的金屬殼體和支持所述碳刷的樹脂制的電刷支架連接而成；在所述電刷支架的角部，作為所述支持部，設(shè)置有金屬制的碳素支撐，支持所述碳刷并 使其可在所述整流子的半徑方向移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于還具有檢測(cè)用磁鐵，具有比所述整流子的外徑小的外徑，與所述整流子相鄰地固定在所述軸上；磁性檢測(cè)元件，相應(yīng)于所述檢測(cè)用磁鐵的旋轉(zhuǎn)，輸出脈沖信號(hào)；連接器，具有可拆卸地安裝在所述電刷支架上的主體，該主體成一體地具有與從所述 碳刷延伸出的布線連接的供電端子、取出所述磁性檢測(cè)元件的信號(hào)的輸出端子、以及所述 磁性檢測(cè)元件；當(dāng)該連接器被安裝到所述電刷支架時(shí)，使得所述磁性檢測(cè)元件與所述檢測(cè) 用磁鐵相向配置那樣地，對(duì)所述磁性檢測(cè)元件進(jìn)行了定位。
8.如權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于從所述整流子的外周面到所述機(jī)殼 的平坦的側(cè)面部的直線距離比所述碳刷的最大長(zhǎng)度短，變的小了。
9.一種直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于具有機(jī)殼，具有多個(gè)平坦的側(cè)面部，和連接相鄰側(cè)面部的平面狀或彎曲狀的角部，呈截面為 由所述側(cè)面部形成的正多角形的筒狀；磁鐵，沿著所述機(jī)殼的內(nèi)周面設(shè)置，且在該機(jī)殼的角部具有磁極；軸，沿所述機(jī)殼的軸線插入設(shè)置；電樞，固定在所述軸上，且與所述磁鐵相向配置；整流子，與所述電樞同軸地安裝在所述軸上；碳刷，具有柱狀的主體，其主體的長(zhǎng)度方向沿所述整流子的半徑方向地配置在所述機(jī) 殼內(nèi)，且其前端面與所述整流子的外周面滑動(dòng)相接；支持部，設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，使所述碳刷可在所述整流子的半徑方向移動(dòng)地支持所述 碳刷；推力元件，設(shè)置在所述機(jī)殼內(nèi)，將所述碳刷推向所述整流子一側(cè)； 以所述正多角形的對(duì)角線作為長(zhǎng)度方向配置所述碳刷。
10.如權(quán)利要求9所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于從所述整流子的外周面到所述機(jī)殼 的平坦的側(cè)面部的直線距離比所述碳刷的最大長(zhǎng)度短，變的小了。全文摘要
本發(fā)明提供一種直流電動(dòng)機(jī)。該直流電動(dòng)機(jī)(10)具有具有多角形截面的筒狀機(jī)殼(12)；沿著機(jī)殼(12)的內(nèi)周面設(shè)置，且在該機(jī)殼(12)的角部具有磁極的磁鐵(20)；沿機(jī)殼(12)的軸線插入的軸(22)；固定在軸(22)上，且與磁鐵(20)相向配置的電樞(24)；與電樞(24)同軸地安裝在軸(22)上的整流子(26)；沿整流子(26)的半徑方向配設(shè)置，且其前端面與整流子(26)的外周面滑動(dòng)相接的柱狀碳刷(30)；設(shè)置在機(jī)殼(12)內(nèi)，且將碳刷(30)推向整流子(26)一側(cè)的推力元件。碳刷(30)配置在在機(jī)殼(12)內(nèi)的圓周方向的位置中可確保碳刷(30)的長(zhǎng)度為最長(zhǎng)的位置。
文檔編號(hào)H02K13/00GK101981789SQ200980111158
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者兒玉卓之, 吉田太郎 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社