CN1073812A - 小型电动机 - Google Patents

Abstract

一种小型电动机，包含一个成形成带底空心圆筒 的壳体，一个永磁体固定地装到其内周表面上，还包 含一个具有一个电枢、一个灭火花构件和一个整流子 的转子，一个装到所述壳体的开口端上的、装有与整 流子滑动接触的电刷和跟电刷电连接的端子的端部 支架，转子可旋转地支承在设置在所述壳体与所述端 部支架上的轴承上，所述灭火花构件由一个环形叠层 陶瓷容器构成，在其外表面上具有数目与电枢的极数 相同的电极，所述电容器的静电电容大于1微法。

Description

本发明涉及例如用于电动剃刀、电热吹发器的小型电动机，具体涉及旨在改善一种具有灭火花构件的小型电动机的性能（转矩、使用寿命、等等）并缩小电动机的厚度的改进发明。

图1是说明本发明可用于其上的小型电动机的主要部分的纵向剖视图。在图1中，标号1指的是由诸如软钢的金属材料制造的、成形成一个带底空心圆筒的壳体。标号2指的是固定地装在壳体的内周表面上的、例如成形成弧段状的永磁体。在壳体1中，装有含有一个面对永磁体2的电枢3和一个整流子4的转子5。标号6指的是一种用绝缘材料制造的并装在壳体1的开口端上的端部支架。

标号7指的是由导电材料制造的电刷，其自由端与整流子4滑动接触。电刷7跟与其电连接的输入端子8一起设置在端部支架6上。标号9和10指的是固定地装在壳体1的底部和端部支架6的中心上以支承着转子5的轴11旋转的轴承。

采用上述的结构，当电流通过输入端子8、电刷7和转子5的整流子4馈给电枢3时，即把旋转力赋予处在由固定地装在壳体1的内周表面上的永磁体2形成的磁场中的电枢3，从而令转子5旋转，通过轴11驱动外部设备（未示出）。

上述结构的小型电动机不仅具有高功率，而且还具有速度和置位控制均能用电子电路容易地实现的优良特性。另一方面，此种小型电机却有诸如相互磨损和产生电火花的缺陷，这是因为整流子4在旋转中与电刷7滑动接触所致。

为了克服上述缺点，提出过一种具有灭火花构件的小型电动机。图2A和2B是说明此种具有灭火花构件的小型电动机的转子的实例的左侧视图和前视图。相似部分用图1所用的相同标号来标示。在图2A和2B中，标号12指的是一块设置在电枢3和整流子4之间的、电解电容器13固定地装在其上的基板。例如，如图4所示，连接有3个电解电容器。在图4中，标号14指的是组成图1所示的电枢3的线圈，它们与电解电容器13并联。

但是，具有上述结构的灭火花构件需用4个组成件，即基板12和3个电解电容器13，这就使装配工作很麻烦。如图2A和2B所示，由于电解电容器要安装在电枢3的槽内，空间是受到限制的。就是说，如果电解电容器的电容量要设计得比较大，那么，决定小型电动机转矩的线圈3b的占空系数则相应地被限制住。在安装电解器13时，线圈3b的绝缘层有可能受到损伤，造成层间短路。此外，电解电容器13的从基板12伸出的引线13a也会妨碍了缩小小型电动机的厚度的实现。

图3A和3B是说明例如公开在日本公开的未经审查的实用新型申请14709/1976中的、另一个实例的灭火花构件的平面视图和侧视图。在图3A和3B中，标号15指的是用绝缘材料制造的、成形成环形并在其表面上具有多个电极16的基板，片状电容器17跨装在电极16与16之间。但是，在使用具有大电容量的电容器17时，片状电容器1的厚度增大了，基板15的厚度亦需相应地增大。这也妨碍了缩小小型电动机厚度的实现。

此外，有一种例如公开在日本公开的未经审查的实用新型申请42457/1976中的、使用垫圈型非线性电阻作为灭火花构件的实例。在此实例中，至少在一个非线性电阻的环状本体的周表面上形成有多个分立的电极，非线性电阻的静电电容小到几十个毫微法。在超过例如30V的高电压下，非线性电阻的电压漂移变得非常高，从而增大了灭火花效应的漂移。此外，静电电容量与非线性电阻的电压成反比地变成小到几个毫微法。

在电压低到例如2.4V的低电压小型电动机中，为了获得高功率，则需要大电流。在此情况下，只要电压在2.4-30V范围内，借助非线性电阻本身的特性，可以改善小型电动机的使用寿命。当非线性电阻使用在如上所述的、输入电压超过30V的小型电动机中，以及电压在2.4V、大电流高输出的小型电动机中时，灭火花构件的静电电容就不够大了，这就导致在整流子4与电刷7（见图1）之间的灭火花效果不佳，也就无助于改善小型电机的寿命。

本发明旨在解决现有技术中固有的这些问题。本发明的目的在于提供一种其中的灭火花构件只需用小数量的组成件而能改善电动机转矩及使用寿命并能缩小电动机的厚度的小型电动机。

以下是对附图的简要说明：

图1是说明本发明可用于其上的小型电动机的实例的纵向剖视图;

图2A和2B是说明一个具有灭火花构件的常规小型电动机的转子的实例的左侧视图与前视图;

图3A和3B是说明灭火花构件的另外的实例的平面视图和侧视图;

图4是说明电容器和线圈电连接状态的等效电路图;

图5是说明本发明的一个实施例的纵向剖视图;

图6是图5所示的主要组成件的分解透视图;

图7是图5和图6所示的灭火花构件的部分切开的放大透视图;

图8是说明图5和图6所示的灭火花构件的内部电极的结构的辅助图;

图9A至9C是说明图5和图6所示的灭火花构件的主要组成部分的平面视图;

图10是说明本发明的另一实施例的灭火花构件的放大透视图。

图5是本发明的一个实施例的纵向剖视图。图6是图5所示的主要组成部分的分解透视图。相似部分用图1、图2a与2b中所用的相同的标号来标示。在图5和图6中，标号18指的是含有用诸如钛酸钡的高介电系数的陶瓷材料制造的叠层陶瓷电容器的灭火花构件，这将在后面进行描述。灭火花构件18成形成环形，在其外周具有与电枢3的电极数目相同的电极19（本实施例中为3个）;此灭火花构件装到电枢3和整流子4之间的轴11上。

图7是图5和图6所示的灭火花构件的部分切开的放大透视图。图8是说明上述灭火花构件18的内部电极的结构的辅助图。图9A和9B是说明上述灭火花构件的主要组成部分的平面视图。在图7至图9c中，标号20指的是用诸如钛酸钡的高介电系数材料制造的环形薄片。标号21指的是圆心角为180°并具有一个面对其外周表面的端子22的成形成扇形的内部电极。环形薄片20和内部电极21交替地叠合，电容器就由内部电极相互重叠的部分（图中的阴影部分）形成，如图8所示。标号23指的是端子22连接在其上以与整流子4和电枢3进行电连接的电极，如图5所示。

对转子5装有按上述方式形成的灭火花构件18并进行了正确的电连接的小型电动机进行连续运转试验，所施加的电压为直流38V，风扇负载约为20克，测试结果示出在下面。在此试验中，Io＝210mA，No＝22，000转/分。表中亦示出配设有非线性电阻的及没有设灭火花构件的小型电动机的测试结果。

	灭火花构件	静电电容（μF)	寿命（小时）
				（1）	叠层电容器	1.5	650
（2）	叠层电容器	1.0	600
				（3）	叠层电容器	0.5	250
（4）	非线性电阻	0.01	200
				（5）	无	0	50

从上表中可以明显地看出，没有灭火花构件的电动机（5）的使用寿命仅为50个小时。应用非线性电阻的电动机（4）的使用寿命增长到200小时。由于其静电电容仅为0.01μF，故其灭火花效果不佳。而装有由叠层陶瓷电容器按上述方式构成的灭火花构件的电动机（1）-（3），由于其静电电容高，故具有显著的灭火花效果和延长了的使用寿命。将静电电容增大到超过1微法，发现完全满足诸如电剃刀、电热吹发器的家用电器所要求的300小时的可接受使用寿命标准，而且显著地增长了电动机的寿命。

可以用于本发明的电容器的高介电系数材料可包括氧化钛、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、钛酸钡、钛酸铅、锆酸铅等，其中，推荐采用具有较高介电系数的钛酸钡。

静电电容低于1微法的电容器不合乎要求，因为用其不能期望达致电动机寿命的增长。用于电剃刀、电热吹发器的小型电动机通常要求保证能连续运转250小时，为了安全的原因，合格标准定为300小时。在本发明中，电容器的静电电容设定为大于1微法，这是因为静电电容小于1微法的电容器不能使电动机达到合格的标准。

图10是说明本发明的另一个实施例中的灭火花构件的放大透视图。相似的部件用图7中所用的相同标号来标示。在图10中，标号23a指的是一个成形成基本上是一个扇形并设置在环形薄片20的端面上的电极。电极23a与设在环形薄片20的外周上的电极23电连接。采用此结构，灭火花构件可以容易地安装在转子上，整流子4和电枢3间的电连接亦变得更为方便。

在这些实施例中，描述是围绕着一个其灭火花构件的外周成形成圆形的实例来进行，但亦可采用其它的几何形状。环形盘的厚度和这些盘的叠片的数目则可以根据小型电动机的技术条件来进行适当的选择。用于灭火花构件的环形盘和内部电极的材料并不限于上述实施例中所使用的材料，还可以选用其它合适的材料。

具有上述结构和效果的本发明可达致如下的效能：

（1）由于灭火花构件具有非常简单的结构，所以不像现有技术那样需要大量的组成件。因此可以减少装配工时。

（2）由于灭火花构件的轴向厚度小，故可以生产出厚度更小的小型电动机。另外，由于线圈的占空系数可以增大，所以电动机的转矩也可以增大。

（3）由于灭火花构件的静电电容大，所以可以获得显著的灭火花效果，同时小型电动机的使用寿命亦获得实质性的改善。

Claims (5)

1、一种小型电动机，包含一个成形成带底空心圆筒的壳体，一个永磁体固定地装到其内周表面上，还包含一个具有一个电枢、一个灭火花构件和一个整流子的转子，一个装到所述壳体的开口端上的、装有与整流子滑动接触的电刷和跟电刷电连接的端子的端部支架，转子可旋转地支承在设置在所述壳体与所述端部支架上的轴承上，其特征在于所述灭火花构件由一个环形叠层陶瓷容器构成，在其外表面上具有数目与电枢的极数相同的电极，所述电容器的静电电容大于1微法。

2、按权利要求1所述的小型电动机，其特征在于，由高介电系数材料制造并成形成环形的薄片和由导电材料制造并成形成扇形的薄箔内部电极沿轴向交替叠置，电容器通过在与轴线垂直相交的投影平面上数目与所述电枢的极数相同的所述内部电极重叠的部分构成。

3、按权利要求1所述的小型电动机，其特征在于，数目跟所述电枢的极数相同的扇形电极设置在所述叠层陶瓷电容器的端面上，并电连接到设置在其外周表面上的相应电极上。

4、按权利要求1所述的小型电动机，其特征在于所述灭火花构件的外轮廓成形成圆形。

5、按权利要求1所述的小型电动机，其特征在于所述灭火花构件装到所述转子上。

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