專利名稱：細型圓筒無鐵心電動機及使用它的電池驅動設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及主要用于電池驅動設備的細型圓筒無鐵心電動機。
近年來，在電池驅動設備、其中盤片播放機、移動電話等的便攜式信息設備中，非常希望設備小型化、長時間電池驅動。而其關鍵之一是低耗電化技術。若是低耗電，則可同時達到長時間驅動與電池的輕量化。因此，對于設備中所使用的電動機，也極力謀求承擔低耗電化的任務。
本申請人在日本發(fā)明專利公開1997年第9554號公報上揭示了這種適合于攜帶用途的細型圓筒無鐵心電動機(以下簡稱為電動機)的一例子。圖3表示其結構。該電動機如圖所示，其包括細型圓筒狀的框架51；在框架51內將一方的端部固定在所述框架上的圓柱狀的磁鐵53；具有圍住磁鐵53的圓筒狀繞組的轉子組合體54；將一端固定在轉子組合體54上的旋轉軸55；配設在框架51的端部上的、對旋轉軸55的外部突出側予以支承的外側軸承56；對旋轉軸55的轉子組合體54固定側予以支承的內側軸承57；向轉子組合體54供電的整流子58、電刷59、供電端子60。并且，用磁化后的磁鐵53與將其圍住的框架51形成磁路。另外，從供電端子60通過電刷整流子而向轉子組合體54供電，使其勵磁驅動旋轉，再由旋轉軸55向電動機外部輸出。雖然旋轉軸貫通圓筒磁鐵的中央的結構是公知技術，但上述電動機，由于使旋轉軸55、外側軸承56、在罩殼62內容納內側軸瓦63的內側軸承57與實心的磁鐵53互不干涉地配置在軸向不同的位置上，故適合于實現(xiàn)細徑的電動機。
但是，再從促進低耗電化的觀點看，在輸出軸上作用較大的側壓負荷的用途的情況下，在難以采用這種例子的兩軸承間距離較大的結構中，軸損變大，從而產(chǎn)生妨礙低耗電化的問題。
另一方面，仍用圓筒磁鐵欲實現(xiàn)細徑的電動機的方案被公開在日本發(fā)明專利公開1998年第83622號公報上。圖5表示引用其結構。該電動機具有在框架71內將一方的端部固定在框架71上的圓柱狀的管子72；配設在管子72外周的圓筒狀的磁鐵73；圍住磁鐵73的圓筒狀的轉子組合體74；將一端固定在轉子組合體74上的旋轉軸75；配設在框架71端部上的對旋轉軸75的外部突出側予以支承的外側軸承76；對旋轉軸75的轉子組合體74固定側予以支承的內側軸承77。并且，管子72從磁鐵73的端面突出延長，在內側軸承77上設有對與該突出延長部72a的外徑嵌合的內徑及長度予以支承的凹部77a，用該部分互相固定。利用該結構，可避免磁鐵73與內側軸承77的干涉，可實現(xiàn)外徑較小的電動機。
但是，再從促進低耗電化的觀點看，這種例子的內側軸承的安裝方法不能說是最佳的方法。因為在轉子組合體的被限定的長度中，上述的固定空間是犧牲磁鐵的長度而產(chǎn)生的。磁鐵的發(fā)生磁通量的減少仍成為轉矩常數(shù)的減少即耗電的增大而呈現(xiàn)。另外，在這種結構中，雖然用管子頂端的圓筒部來保持軸承，但從磁鐵突出的長管子，因相對直徑的粗細來說過長而難以保持其形狀精度。因此，以該管子突出部的外徑為基準安裝內側軸承、再安裝磁鐵的結構是很難保持內側軸承與磁鐵外徑的同心度的。所以，不得不采用轉子組合體與磁鐵的較大的氣隙。從促進低耗電化的觀點看，這也是一個問題。
本發(fā)明是解決在這種細徑電動機中防止側壓負荷較大的用途的軸損增大、且又如上說明的、在細徑中因所述軸承安裝結構的困難而在軸向損失磁鐵區(qū)域的問題、以及因未保持轉子組合體與磁鐵的同心度而在徑向損失磁鐵區(qū)域的問題。此外，還解決始終謀求耐環(huán)境性的提高、可靠性的提高、生產(chǎn)率的提高等的問題。由此，本發(fā)明的目的在于，提供一種符合設備小型化、長時間驅動要求的優(yōu)異地實現(xiàn)低耗電化的細型圓筒無鐵心電動機。
為達到上述目的，本發(fā)明的電動機具有將一端部固定在框架上的管子；配設在管子外周的圓筒狀的磁鐵；配設在框架端部上、對旋轉軸的外部突出側予以支承的外側軸承；對旋轉軸的轉子組合體固定側予以支承的內側軸承，管子的另一端部的長度設成不從磁鐵端面突出，在磁鐵端面與其外徑同心地配設內側軸承。另外，用釬焊材料將內側軸承與端面的面對部接合，用釬焊材料將管子與磁鐵的面對部接合。
本發(fā)明的技術方案1的發(fā)明是，管子的另一端部的長度設成不從磁鐵端面突出，在磁鐵端面與其外徑同心地配設內側軸承，采用該結構，可將固定內側軸承用的軸向長度設成最小限度，且可提高轉子組合體內徑與磁鐵外徑的同心度。此外，無需要求管子有較高的形狀精度。
本發(fā)明的技術方案2的發(fā)明是，管子的另一端部的長度設成不從磁鐵端面突出，在磁鐵端面與其外徑同心地配設內側軸承，用釬焊材料將內側軸承與磁鐵端面的面對部接合。由此，可發(fā)揮與上述相同的作用，并在內側軸承的接合部，與一般的粘接結構相比可增大接合強度。
本發(fā)明的技術方案3的發(fā)明是，內側軸承是在大致杯狀罩殼內容納著內側軸瓦，在罩殼的表面上鍍鎳。由此，可提高內側軸承接合部的釬焊性，降低接合工時。
本發(fā)明的技術方案4的發(fā)明是，由非磁性金屬形成容納內側軸瓦的罩殼。由此，可防止磁鐵端部的磁通量短路而造成的損失。
本發(fā)明的技術方案5的發(fā)明是，用釬焊材料將管子與磁鐵的面對部接合。由此，在管子的接合部，可增大接合結構的剛性，縮小電動機結構體尺寸的時效變化。此外，在同時將所述內側軸承與磁鐵端面及所述管子與所述磁鐵接合時，可實現(xiàn)無粘接劑的工序，從軸承到框架的熱傳導性增大，還可獲得降低接合工時等作用。
本發(fā)明的技術方案6的發(fā)明是，在管子的表面上鍍鎳。由此，與上述相同，可提高管子接合部的釬焊性，降低接合工時。
本發(fā)明的技術方案7的發(fā)明是，用具有上述作用的細型圓筒無鐵心電動機構成電池驅動設備?？山档驮谠O備中占較大比重的電動機耗電量，從而減少設備的耗電量。


圖1是本發(fā)明實施例的電動機的結構圖。
圖2是表示本發(fā)明實施例的內側軸承的固定方法的圖。
圖3是現(xiàn)有例子的電動機結構圖。
圖4是表示在現(xiàn)有例子中磁鐵傾斜狀態(tài)的結構圖。
圖5是另外現(xiàn)有例子的電動機結構圖。
下面就本發(fā)明實施例結合附圖進行說明。
圖1是本發(fā)明實施例中的電動機的結構圖。該電動機包括細型圓筒狀的框架1；在框架1內將一端部固定在所述框架上的管子2；配設在管子2外周上的圓筒狀的磁鐵3；具有圍住磁鐵3的圓筒狀的繞組的轉子組合體4；將一端固定在轉子組合體4上的旋轉軸5；配設在框架1端部上的、對旋轉軸5的外部突出側予以支承的外側軸承6；對旋轉軸5的轉子組合體固定側予以支承的內側軸承7；向轉子組合體4供電的整流子8、電刷9、供電端子10、將它們保持的托座11。另外，內側軸承7，是在杯狀罩殼12內容納內側軸瓦13而構成。
并且，用磁化后的磁鐵3與圍住它的框架1形成磁路。另一方面，從供電端子10通過電刷9、整流子8而向轉子組合體4供電，其磁場與磁鐵的磁路交鏈而作旋轉驅動，再由旋轉軸5向電動機外部輸出。
因本發(fā)明還與裝配方法有關，故下面概略說明裝配順序。轉子組合體4呈具有形成圓筒狀的繞組與整流子8的杯狀。與其旋轉中心同軸地固定旋轉軸5。定子部先從軸承周邊裝配。利用壓入等方法將外側軸承6固定在管子2上，在其上插入磁鐵3并釬焊固定相對的端面3a與圓筒面。使內側軸承7與磁鐵的另一端面3b抵接，再釬焊固定該相對面。此外，在外側軸承6與內側軸承7中含浸潤滑油。其中，用壓入等方法將這中間裝配件的管子2固定在框架1上。
另一方面，在托座部的由絕緣材料構成的托座11上預先安裝電刷9、供電端子10。并且，在如此裝配后的定子部內插入轉子組合體4，再嵌合托座部用壓入等方法固定，制成電動機。
現(xiàn)就涉及本發(fā)明主要部分的磁鐵及其附近零件的結構進行說明。如上所述，在磁鐵3端面，釬焊固定有內側軸承7。該結構的特點是，將磁鐵3與內側軸承7緊貼，同心地固定磁鐵3外周面與內側軸承7內周面，利用釬焊進行固定。該部分的裝配按如圖2所示進行。在圖2中，定心夾具41的導向部41a對磁鐵3外周面進行導向，且有與導向部41a同心的銷42，對內側軸承7內周面進行導向。在定心夾具41上有針對磁鐵3與內側軸承7的面對部的調整孔41b，在用夾具導向成同心的狀態(tài)下可固定兩者。這里，釬焊材料預先向相對面供給較好。加熱方法雖然有多種，但用紅外線束加熱是最穩(wěn)定的。
如此，由于緊貼配置磁鐵3與內側軸承7，故可在最小限度的軸向長度保持固定內側軸承7。由此，損失轉子組合體4內的磁鐵3的長度的現(xiàn)象消除，可增大所述磁通量。因此，轉矩常數(shù)變大，可實現(xiàn)低耗電量，或可縮短所述電動機長度。
由于同心地固定磁鐵3外周面與內側軸承7內周面，故比現(xiàn)有技術可提高磁鐵3外徑與轉子組合體4內徑的同心度。因此，可縮小所述氣隙(兩者間的間隙)而將磁鐵3的外徑設計得較大，增大磁通量，從而可實現(xiàn)低耗電量?；蛘呖衫盟黾殢交驅捰喽忍岣叨岣邲_擊可靠性。另外，由于是不以管子2為內側軸承7的安裝基準的結構，故即使不要求管子2有較高的形狀精度也可發(fā)揮一定的功能。因此，可使用通常的沖壓零件，可提供價廉的電動機。
關于同心地固定磁鐵3外周面與內側軸承7內周面，預先說明與前述的日本發(fā)明專利公開1997年第9554號公報的發(fā)明不同的思考方法。圖4描述現(xiàn)有例子所具有的一情況。圖中，磁鐵53相對框架51傾斜，內側端面部53b接近轉子組合體54。在這種情況下，當欲將內側軸承57與磁鐵的內側端面部53b外徑同心地配置時，轉子組合體54的前端部54a與磁鐵53接觸。即，該電動機必須獨立地調節(jié)內側軸承57與磁鐵53的外徑。將內側軸承與磁鐵外徑同心地固定，在本發(fā)明的軸承配置結構中開始是必要且有效的。此外，由于用釬焊進行固定，故與粘接相比可增大接合強度。雖然根據(jù)選擇而大大改變，但至少可改善20％以上。因此，在磁鐵內側端面3b的較小的接合面積中也可進行可靠性較高的接合，可實現(xiàn)高可靠性的細徑電動機。
如圖1所示，在管子2上插入有磁鐵3。而磁鐵3的一端面3a及內徑圓筒面與管子2相對。其任何相對面也利用釬焊進行固定。由此，當然也與內側軸承的接合部相同，可降低裝配工時，還帶來如下的作用、效果。
首先，與粘接相比，可增大接合部的剛性。尤其可改善磁鐵3外側端面3a的接合部的剛性，大大有利于改善耐振動性。由此，可以較高的剛性支承內側軸承7而轉子變位較小，可將氣隙設計得較小，從而可實現(xiàn)低耗電的細徑電動機。另外，與粘接相比，接合尺寸的時效變化變小。雖然在磁鐵3與框架1之間始終作用著磁性吸力，但在釬焊材料的情況下與粘接劑相比蠕變很小。因此，可提高尺寸穩(wěn)定性，減少氣隙的變化。由此成為可靠性高的細徑電動機。另外，通過用釬焊材料將所有的管子2、磁鐵3、內側軸承7予以接合，可從工序中排除粘接劑。粘接工序是所需眾多的管理項目中最難以保持質量的工序。也無需擔心粘接材料與含油軸承的反應。因此，含油軸承的選擇自由度、工序的自由度增大。此外，在從內側軸承7到框架1的部分由于未夾裝隔熱材料，故熱傳導性增大，可減輕高速旋轉時的軸承的溫度上升，從而提高可靠性。另外，很明顯，通過將它們同時接合，可大大降低接合工時，可提高生產(chǎn)率。此外，如圖所示，管子又細又長，因此，當謀求形狀精度時變得價格高。為避免這種情況，在允許較低等級的形狀精度的情況下，使用想法與圖2所示相同的夾具，一邊保持磁鐵3外徑相對外側軸承6的同心度一邊進行接合即可。在接合時最好預先將釬焊材料向相對面供給，進行紅外線光束加熱。
現(xiàn)對內側軸承的細部進行說明。內側軸承7是在杯狀罩殼12內容納內側軸瓦13的結構，在罩殼12的表面上鍍鎳。另外，在管子2的表面上鍍鎳。細型圓筒電動機基本上是使用稀土類磁鐵，在很多情況下，為防銹而被鍍鎳。因此，可進行釬焊。由于在其上進行釬焊接合的對方的材料只要是可進行釬焊的材料即可，故一向使用鍍錫鐵皮材料、鍍焊錫材料等?？捎眠@大致順利地進行釬焊，接合面積無參差不齊的現(xiàn)象，內側軸承7的固定工序中焊料不會轉入到內側軸瓦13上等，欲使質量更穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)最好對罩殼12與管子2鍍鎳。這樣，可在大的加熱溫度、加熱時間中穩(wěn)定接合面積與接合強度，可以比現(xiàn)有技術小的接合面積來確保必要的強度，從而可實現(xiàn)可靠性高的細徑電動機。
杯狀罩殼12還用非磁性金屬形成。磁鐵3在徑向磁化而產(chǎn)生磁場。當在其端面接觸強磁性體時，端部的磁通量短路。因此，將罩殼12做成非磁性金屬，防止磁通量損失，對實現(xiàn)低耗電量有所幫助。另一方面，管子2設成強磁性有利于磁通量的增大。在本發(fā)明中，由于管子2與罩殼12是分開的，故可做成不同種類的金屬。
另外，雖然將框架1設成圓筒狀來說明的，但未必一定要正圓，也可是將磁通量密度較低部分的外面割斷的橢圓形截面。即使管子2做成稍從磁鐵3端面3b突出，只要不在管子2上而是在磁鐵3的端面進行內側軸承7的固定，就是本發(fā)明的范圍。用釬焊材料固定管子2與磁鐵3的技術，不僅實施例所示的軸承形式，而且在適用于其它各種結構的電動機中也發(fā)揮如上說明的作用效果。
以上雖然說明了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不限定于此，在本發(fā)明宗旨的范圍內可作各種應用的展開。
從上述說明得知，采用本發(fā)明，在細徑中采用新型的軸承安裝結構而可擴大磁鐵的軸向區(qū)域，且可確保轉子組合體與磁鐵的同心度而擴大磁鐵的徑向區(qū)域。由此，提供一種低耗電的優(yōu)異的細徑圓筒無鐵心電動機，可達到電池驅動設備的低耗電化、進一步將其小型化、延長使用時間的目的。
權利要求
1.一種細型圓筒無鐵心電動機，具有細型圓筒狀的框架(1)；在所述框架內將一端部固定在所述框架上的管子(2)；配設在所述管子外周上的圓筒狀的磁鐵(3)；圍住所述磁鐵的大致圓筒狀的轉子組合體(4)；將一端固定在所述轉子組合體上的旋轉軸(5)；配設在所述框架端部上的、對所述旋轉軸的外部突出側予以支承的外側軸承(6)；對所述旋轉軸的所述轉子裝配體固定側予以支承的內側軸承(7)，其特征在于，所述管子的另一端部的長度設成不從所述磁鐵端面(3b)突出，在所述磁鐵的所述端面(3b)與其外徑同心地配設內側軸承(7)。
2.如權利要求1所述的細型圓筒無鐵心電動機，其特征在于，用釬焊材料將內側軸承(7)與磁鐵端面(3b)的面對部接合。
3.如權利要求2所述的細型圓筒無鐵心電動機，其特征在于，所述內側軸承(7)是在大致杯狀罩殼(12)內容納著內側軸瓦(13)，在所述罩殼的表面上鍍鎳。
4.如權利要求2所述的細型圓筒無鐵心電動機，其特征在于，所述內側軸承(7)是在大致杯狀罩殼(12)內容納著內側軸瓦(13)，所述罩殼由非磁性金屬形成。
5.一種細型圓筒無鐵心電動機，具有細型圓筒狀的框架(1)；在所述框架內將一端部固定在所述框架上的管子(2)；配設在所述管子外周上的圓筒狀的磁鐵(3)；圍住所述磁鐵的大致圓筒狀的轉子組合體(4)；將一端固定在所述轉子組合體上的旋轉軸(5)；對所述旋轉軸予以支承的軸承(6，7)，其特征在于，用釬焊材料將所述管子(2)與所述磁鐵(3)的面對部接合。
6.如權利要求5所述的細型圓筒無鐵心電動機，其特征在于，在所述管子(2)的表面上鍍鎳。
7.一種電池驅動設備，其特征在于，應用權利要求1至6中任一項所述的細型圓筒無鐵心電動機。
全文摘要
一種細型圓筒無鐵心電動機,具有將一端部固定在框架上的管子、配設在管子外周上的圓筒狀的磁鐵及對旋轉軸的轉子組合體固定側予以支承的內側軸承,管子的另一端部的長度設成不從磁鐵端面突出,在磁鐵端面與其外徑同心地配設內側軸承,另外,利用釬焊材料將內側軸承與端面的面對部接合,并將管子與磁鐵的面對部接合。本發(fā)明可用于電池驅動設備,實現(xiàn)低耗電、高可靠性,及設備的小型化、長時間電池驅動。
文檔編號H02K5/04GK1244060SQ9911193
公開日2000年2月9日 申請日期1999年7月29日 優(yōu)先權日1998年7月31日
發(fā)明者井畑英一, 津崎敏明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社