CN1046064C - 微电机 - Google Patents

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大竹高广
加藤雅彦
由比俊弥
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Abstract

一种微电机包括具有牢固地安装到其内周面的永久磁铁的外壳,具有电枢铁心和换向器的转子,以及具有馈送电源的电刷和输入端子的外壳盖,其中由导电材料制成的连接部件形成在外壳盖的内端面上;连接部件直接或通过另外的导电部件与输入端子中的一个相连;连接部件和另一输入端子通过猪尾形线与电刷相连;螺旋弹簧的臂部分与电刷的外端接触,于是电刷受力压向换向器;并且猪尾形线缠绕臂部分。

Description

微电机
本发明总的来说涉及例如用于家用电器、精密仪器、动力工具和机动车电部件的微电机,更具体地说涉及这样一种微电机,其中构成电源馈送部件的猪尾形线和其它部件之间的干扰可以得到防止,并且电源馈送电刷可以稳定地与换向器进行滑动接触。
图1是常规类型的微电机的轴向正剖面图。在图1中,参考号1表示由例如低碳钢那样的金属材料制成的外壳,外壳为有底的空心杯形,并且具有例如弧形段的永久磁铁2,牢固地安装到外壳的内周面上。在外壳1中安装着具有电枢铁心3和换向器4的转子5。参考号6表示由树脂材料制成的外壳盖,它装配到外壳1的开启端。
参考号45表示例如做成矩形截面的电刷,并可滑动地装配到电刷支架15上,电刷支架15制成空心方杯形,并形成在外壳盖6的内端面上,使得电刷与换向器4滑动接触。
参考号46表示制成例如环形的可变电阻器,以同心方式固定在电枢铁心3和换向器4之间,并电连接在二者之间,以便抑制电噪声。
参考号13表示螺旋弹簧,使电刷45压向换向器4。参考号8表示牢固地安装在外壳盖6上的输入端子,它穿过外壳盖6,并在外壳盖6的内端面上通过猪尾形线14与电刷45电连接。参考号9和10表示轴承,每一个形成在外壳1底部和外壳盖6上,以便旋转地支撑构成转子5的轴11和12。
利用上述结构,当电流从输入端子8通过猪尾形线14送至绕在电枢铁心3上的绕组、电刷45和构成转子5的换向器4时,旋转力施加到位于磁场中的转子5上,该磁场是由牢固地安装在外壳1的内周面上的永久磁铁2产生的,这使转子5旋转,通过输出侧的轴11驱动外部设备(未示出)。
至于将输入端子8与上述结构的微电机中的猪尾形线14连接,可以这样实现,即通过焊接猪尾形线14的一端直接与输入端子8连接,其另一端与电刷45相连。也可以通过牢固地安装在猪尾形线14的一端的耦联器端子连接输入端子8;耦联器端子与输入端子8相连(例如参见日本公开未审查实用新型公开号No.Hei-3(1991)-7655)。此外,可以用猪尾形线支架卡住猪尾形线14的中间部分,当将猪尾形线14与输入端子8相连时,防止电刷45脱离电刷支架15(例如参见日本公开未审查实用新型公开号No.Hei-5(1993)-7656)。
利用常规的结构,如果猪尾形线14太长,那么猪尾形线14的中间部分将松弛,并卷向电枢铁心3,与电枢铁心3或位于电枢铁心3和换向器4之间的可变电阻器46相互影响。这将引起机械噪声,或在极端情况下损坏转子5。
如果猪尾形线14太短,则将妨碍电刷支架15中的电刷45的滑动,导致电刷45和换向器4之间接触不稳定。
图2是放大的辅助图,用以说明电刷支架15的周围。与图1相同的部分用相同的参考号表示。在图2中,电刷45通过螺旋弹簧13预加载,于是电刷45受力压向左方,与换向器4滑动接触。如果猪尾形线14太短,那么猪尾形线14与电刷45相连的连接部分14a将沿图中围绕猪尾形线14与输入端子8相连的连接部分14b的圆弧线C1运动。这样便阻碍了电刷支架15中的电刷45的滑动,或缩短了电刷45的使用寿命。
当通过焊接使猪尾形线14与输入端子8相连时,焊料会流到猪尾形线14,在连接部分14b的附近形成变硬的部分14c。结果猪尾形线14与电刷45相连的连接部分14a将沿半径较小的圆弧线C2运动,使上述问题变得更严重。
近些年来,要求微电机中的机械噪声和电噪声越来越小,现在需要微电机具有电噪声抑制部件,例如图1所示的可变电阻器。此外,随着近些年对较小的电动机的日益增长的需要,转子5和具有电刷45的电源馈送部件之间的距离变得越来越小。为此,还需要防止猪尾形线14打卷和保证电刷45稳定滑动。因此,在极端小的内部空间中不可能采用上述日本实用新型中公开的方法连接或卡住猪尾形线14,这将导致零件数目的增加。再者也会阻碍电动机缩小体积。
本发明旨在解决上述现有技术中固有的问题。本发明的一个目的是提供一种微电机,它能解决上述现有技术中固有的问题,防止构成电源馈送部件的猪尾形线之间的相互干扰,并保证电源馈送电刷的平滑滑动。
为了实现这些目的,根据本发明提供了一种微电机,它包括由例如金属材料制成的外壳,外壳为有底的空心杯形,并具有牢固地安装到内周面上的永久磁铁,具有对着永久磁铁的电枢铁心和换向器的转子,以及装配到外壳一个开启端的外壳盖;在外壳盖上提供有支撑电刷使其与换向器滑动接触的一对电刷支架以及通过猪尾形线或通过猪尾形线和其它导电部件与电刷电连接的一对输入端子;转子由外壳底部和外壳盖上的轴承旋转支撑,其中由导电材料制成的连接部件形成在外壳盖的内端面上;连接部件直接或通过另外的导电部件与输入端子中的一个相连;连接部件和另一输入端子通过猪尾形线与电刷相连;由与电刷的外端接触的螺旋弹簧的臂部分对电刷预加载,于是电刷受力压向换向器;并且猪尾形线缠绕臂部分。
图1是常规类型的微电机的轴向正面局部剖面图。
图2是放大的辅助图,用以说明图1中的电刷支架15的周围。
图3是用于本发明的第一实施例的外壳盖的内端面视图。
图4是基本沿图3的A-A线剖开的剖面侧视图。
图5是用于本发明的第一实施例的外壳盖的外端面视图。
图6A和6B是图3至5中的电刷支架15的放大的平面图和端面图。
图7A是图3至5中的连接部件16的放大的平面图。
图7B和7C是分别以图7A的箭头B和C的方向看的视图。
图8A和8B是图3至5中的输入端子8的放大的平面图和放大的侧视图。
图9至11是本发明的第二至第四实施例的外壳盖6的内端面视图。
图3和5是本发明的第一实施例的外壳盖的内端面视图和外端面视图,图4是基本沿图3的A-A线剖开的剖面侧视图。与图1相同的部分用相同的参考号表示。在图3至5中,电刷支架15由导电材料制成,端面形状基本是U形,这在以后予以说明,并置于安装部分6a,略微从外壳盖6的内端面突出,通过固定件20牢固地装配在外壳盖6上。电刷45保持在电刷支架15中,能够在安装部分6a的表面上提供的槽6b中滑动。通过与电刷45的后端接触的螺旋弹簧的臂部分对电刷45预加载,电刷45受力压向电动机的中心。参考号49表示正温度系数的电阻器,参考号50表示电容器。
参考号16表示由导电材料制成的连接部件,平面形状基本是U形,这在以后予以说明,并通过固定件21以与电刷支架15绝缘的状态牢固地装配到外壳盖6的内端面。用于连接电容器50的一对端子17和17以及用于连接猪尾形线14的端子18整体形成在连接部件16上,并从外壳盖6的内端面伸出。
输入端子8上一个阻挡部分(未示出)、前推和抬起部件24和前推和抬起部件52,这在以后予以说明。输入端子8牢固地装配在外壳盖6上,穿过外壳盖6,其一端伸入连接部件41。输入端子8和8分别通过正温度系数电子器49与连接部件16的一个开启端16a相连,以及直接与另一开启端16b相连。
电容器50通过引线60连接在连接部件16和16的端子17和17之间。
利用上述结构,电源可从输入端子8直接地或通过正温度系数电阻器49馈送至连接部件,然后通过猪尾形线14馈送至一对电刷45。电容器50并联地连接在电刷45和45之间。于是微电机可以防止过热和产生电噪声。
图6A和6B是图3至5所示的电刷支架15的放大的平面图和端面图。在图6A和6B中,电刷支架15在其上端面的一部分上具有一个切口15a,允许图3和4所示的猪尾形线14在其中活动,并且截面基本是U形。电刷15具有向下延伸的固定件20。以上述方式形成的电刷支架15通过将固定件20插入外壳盖6上提供的安装孔25并将固定件20的头弯曲,牢固地装配在外壳盖6上,如图5所示。
图7A是用以说明图3至5所示的连接部件16的辅助的放大图。图7B和7C是分别以图7A的箭头B和C的方向看的视图。在图7A至7C中,连接部件16的平面形状基本是U形,其开启端16a和16b略微向外延伸。开启端16a的长度略小于另一开启端16b,以便提供正温度系数电阻器49,如图3和4所示。
通过向上弯曲连接部件16的一部分在开启端16a和16b的边缘整体形成一对端子17。在端子17上形成切口17a。通过向上弯曲连接部件16的一部分在开启端16b的另一边缘整体形成一对端子18。在端子18上形成冲压和弯曲件18a。
参考号21表示固定件,它是通过弯曲连接部件16的一部分在连接部件16的基本U形部分的中央和开启端16a和16b上形成的。在连接部件16的基本U形部分的中央的固定件21的侧面部分上形成一个宽的部分21a,其宽度大于图3至5所示的外壳盖6上的安装孔。参考号22表示形成在开启端16a和16b上的固定件21的外表面上的突出部分。通过弯曲开启端16a上的固定件21的较低部分的一部分形成推压件21b。
图8A和8B是图3至5所示的输入端子8的放大的平面图和放大的侧视图。在图8A和8B中,参考号23表示阻挡部分,它是输入端子8的(外壳盖6的内端面一侧上的)较上部分,其宽度大于中央部分。阻挡部分23用于牢固地将输入端子8装配到外壳盖6上,其过程是将阻挡部分23穿过外壳盖6,如图4所示,将其保持在原位,并将前推和抬起部件52弯曲直角。参考号24表示形成在输入端子8的较上端附近的前推和抬起部件。参考号26表示用来连接电容器和其它功能性元件的豁口。
通过安装输入端子8,以上述方式在图3至5所示的外壳盖6上形成的连接部件16和电刷支架15,并且插入正温度系数电阻器49,可以保持这些部件之间的电连接。这就是说,输入端子8和连接部件16与前推和抬起部件24和固定件21的突出部分22接触。当正温度系数电阻器49插入输入端子8和连接部件16之间时,前推和抬起部件24和固定件21的突出部分22与正温度系数电阻器49的表面接触。
在这种状态下,即使施加一个外力向外拉图4中的正温度系数电阻器49,形成在输入端子8上的前推和抬起部件24卡入正温度系数电阻器49的表面,增强了夹持效果。此外,形成在连接部件16的固定件21上的推压件21b与正温度系数电阻器49的表面接触,提高了与正温度系数电阻器49接触的稳定性。
当猪尾形线14的端部通过焊接与连接部件16的端子18相连时,猪尾形线14缠绕螺旋弹簧13的臂部分13a,如图3和4所示。即在图3中,猪尾形线14从电刷45的上端部拉出,并缠绕臂部分13a,然后伸向端子18。螺旋弹簧13和端子18最好应在外壳盖6的内端面上的电刷支架15的同一侧,并相互靠近。
对上述结构而言,猪尾形线14的松弛度足够,但同时又避免了引线过分松弛。即使当电刷45在电刷支架15中移动时,猪尾形线14也绝不会被不正常地拉紧,因为猪尾形线14和臂部分13a一起摆动。于是,电刷45可以平滑地在电刷支架15中移动。
图9表示本发明的第二实施例的外壳盖6的内端面。与图3相同的部分用相同的参考号表示。除去省略了一个连接部件16和猪尾形线14直接与一个输入端子8相连以外,图9中的实施例与第一实施例相同。因此电刷45可以平滑地在电刷支架15中移动,同时防止了猪尾形线14的不希望的松弛和不正常的拉紧。
图10和11表示本发明的第三和第四实施例的外壳盖6的内端面。与图9相同的部分用相同的参考号表示。通过将输入端子8以轴对称的方式放置,如图10和11所示,两根猪尾形线14可以直接与输入端子8接触,而不用图3和9所示的连接部件16。
在本发明中,猪尾形线14可以与电刷支架15上的端部相连,并且扼流圈可以连接在端部和连接部件16的端子18之间。此外,通过省略正温度系数电阻器49,可以将输入端子8直接与连接部件16相连。简言之,根据所要求的微电机的规格,任何类型的电控制元件如电容器、扼流圈和正温度系数电阻器都可以有选择地装入。
具有上述结构和操作的本发明达到了以下效果:
(1)可以用所要求的最短的向电刷馈送电源的猪尾形线,这样不会引起不希望的松弛,因此可以防止与其它零部件的相互干扰。
(2)由于不必担心施加在电刷上的由猪尾形线或外力引起的不正常的应力,所以电刷可以平滑地运动,并且电刷可以以稳定的状态与换向器滑动接触。这稳定了电动机的性能,并延长了电动机的寿命。
(3)即使在转子和电源馈送部件之间的距离缩短的情况下,由于防止了二者之间的相互干扰,所以也能使电动机进一步小型化。
(4)由于在外壳盖的端面上伸出的连接部件的分布是关于电动机中心轴点对称的,所以可以减小零部件的数量,于是降低了零部件控制和制造的成本。

Claims (6)

1.一种微电机,包括:由金属材料制成的外壳,外壳为有底的空心杯形,并具有牢固地安装到其内周面上的永久磁铁,具有电枢铁心和换向器的转子,以及装配到所述外壳的一个开启端的外壳盖;在所述外壳盖上提供有支撑电刷使其与所述换向器滑动接触的一对电刷支架以及通过猪尾形线或其它导电部件与所述电刷电连接的一对输入端子;所述转子由所述外壳底部和所述外壳盖上的轴承旋转支撑,其特征在于由导电材料制成的连接部件形成在所述外壳盖的内端面上,并且所述连接部件直接或通过另外的导电部件与一个输入端子相连;所述连接部件通过猪尾形线与所述电刷中的一个相连,而另一所述电刷通过猪尾形线与另一输入端子相连;通过螺旋弹簧的臂部分与所述电刷的外端接触对所述电刷预加载,于是所述电刷受力压向所述换向器,并且所述猪尾形线缠绕所述臂部分。
2.如权利要求1所述的微电机,其特征在于在所述连接部件的一个固定部分和一个所述输入端子之间提供正温度系数的电阻器。
3.一种微电机,包括:由金属材料制成的外壳,外壳为有底的空心杯形,并具有牢固地安装到其内周面上的永久磁铁,具有电枢铁心和换向器的转子,以及装配到所述外壳的一个开启端的外壳盖;在所述外壳盖上提供有支撑电刷使其与所述换向器滑动接触的一对电刷支架以及通过猪尾形线或其它导电部件与所述电刷电连接的一对输入端子;所述转子由所述外壳底部和所述外壳盖上的轴承旋转支撑,其特征在于由导电材料制成的一对连接部件以相互绝缘的状态形成在所述外壳盖的内端面上,一个连接部件通过另一导电部件与一个输入端子相连,而另一连接部件直接与另一输入端子相连;在所述连接部件之间连接一个电容器,所述连接部件通过猪尾形线与所述电刷相连,通过螺旋弹簧的臂部分与所述电刷的外端接触对所述电刷预加载,于是所述电刷受力压向所述换向器,并且所述猪尾形线缠绕所述臂部分。
4.如权利要求3所述的微电机,其特征在于一对所述电刷支架和一对在所述外壳盖的端面上突出的所述连接部件的分布是关于电动机中心轴点对称的。
5.如权利要求3所述的微电机,其特征在于在所述连接部件的一个固定部分和所述输入端子之间提供正温度系数的电阻器。
6.一种微电机,包括:由金属材料制成的外壳,外壳为有底的空心杯形,并具有牢固地安装到其内周面上的永久磁铁,具有电枢铁心和换向器的转子,以及装配到所述外壳的一个开启端的外壳盖;在所述外壳盖上提供有支撑电刷使其与所述换向器滑动接触的一对电刷支架以及通过猪尾形线或其它导电部件与所述电刷电连接的一对输入端子;所述转子由所述外壳底部和所述外壳盖上的轴承旋转支撑,其特征在于通过螺旋弹簧的臂部分与所述电刷的外端接触对所述电刷预加载,于是所述电刷受力压向所述换向器,并且所述猪尾形线缠绕所述臂部分。
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Granted publication date: 19991027

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Assignor: Mabuchi Motor Co., Ltd.

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Denomination of invention: A screw thread driving polyhedral supersonic micro motor with pre-pressure mechanism

Granted publication date: 19991027

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Assignee: Mabuchi motor (Dongguan) Co., Ltd.

Assignor: Mabuchi Motor Co., Ltd.

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Denomination of invention: A screw thread driving polyhedral supersonic micro motor with pre-pressure mechanism

Granted publication date: 19991027

License type: Common License

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