CZ20023484A3 - Elektromotor - Google Patents

Description

Dosavadní stav techniky

Miniaturní elektromotory obvykle používají olejem impregnovaná slinutá pouzdra pro ložiska, protože jsou velmi ekonomická. Primární funkce ložisek je podepřít hřídel rotoru. Mohou mít také funkci jako axiální ložisko ležící proti opěře na rotoru. Opěra je často tvořena fíbrovou podložkou nebo podložkou z podobného materiálu s nízkým třením, podepřenou axiálně stupněm ve tvaru rozpěrkou nebo objímkou připevněnou na hřídeli nebo změnou průměru hřídele, čímž se omezuje axiální pohyb rotoru. U některých použití není podložka použita a rozpěrka se přímo dotýká koncové čelní plochy ložiska. Ložisko a opěrka jsou vytvořeny tak, aby se vzájemně plošně dotýkaly.

Avšak jakmile jsou ložisko a opěra přesazeny (nejsou na jedné ose), takže plochy nejsou rovnoběžné, zjistíme že okraje opěrky se dotýkají čela ložiska a vyškrabují otvor nebo drážku v čele ložiska. To způsobí podstatné tření mezi oběma částmi, což snižuje užitečný výkon motoru. Protože jsou tyto motory velmi malé, ztráta výkonu může být podstatná a je známo, že může zabránit další činnosti motoru. I přesazení o 1 až 2 stupně může způsobit problémy. Přesazení může nastat nepřesným uložením ložiska nebo opěry nebo vlivem montážních a výrobních tolerancí. Tyto důvody mohou vést k přesazení o 5 stupňů a více, pokud není pečlivá kontrola.

* · • φ · φ · · · • · · φ φ « · · • · φ φ φ · « •ΦΦΦ φ φφφ φφφ ·« ··«·

Ze spisu JP 9-264326 je známo opatřit ložisko přítlačnou plochou, která má jediný trojúhelníkový hřeben, tvořící počáteční liniový dotyk s opěrnou plochou na hřídeli. Tento počáteční liniový dotyk je vytvořen proto, aby se rychle opotřeboval, aby se vytvořila prstencovítá dotyková plocha. To se provede proto, aby se zlepšilo uložení v opěrné ploše, ale nekompenzuje přesazení mezi ložiskem a hřídelem a /nebo opěrou.

Proto je potřeba vytvořit plochu axiálního ložiska, kterou by se vyrovnávala přesazení sestavy.

Podstata vynálezu

Miniaturní motor, mající stator, rotor mající hřídel a opěrnou plochu s vnějším průměrem A; a olejem napuštěné ložisko upevněné vůči statoru a nesoucí rotor, ložisko má válcovou vnější plochu, středový otvor, určující vnitřní plochu s průměrem B a mající přítlačnou plochu, aby se vytvořila přítlačná statorem podle předloženého první a druhou Čelní plochu, spolupůsobící s opěrnou plochou, styková plocha mezi rotorem a vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přítlačná plocha je axiálně skloněna a má vnitřní okraj s průměrem C, vnější okraj s průměrem D a axiální odstup H mezi vnitřním a vnějším okrajem a kde C < A< D a B <= C <= 1,5B.

Popis obrázků na výkresech

Příkladné provedení elektromotoru podle předloženého vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je bokorys ložiska podle výhodného provedení; obr. 2 je půdorys ložiska z obr. 1;

obr. 3 je podrobné schematické vysvětlení činnosti ložiska; a • · • * · · ♦ v « · · • · · · · · · ··♦· · ··« ··· ·· ··«· obr. 4 je částečný řez miniaturním elektromotorem zahrnujícím ložisko z obr. 1.

Popis příkladu provedení

Ložisko 10 podle výhodného provedení je znázorněno na obr. 1 a 2. Ložisko IQ je olejem napuštěné bronzové pouzdro pro použití u miniaturního elektromotoru. I když velikost není kritický, protože velikost ložiska se bude měnit v závislosti na použití a velikosti motoru, u kterého bude použito, je užitečné si uvědomit, že typické ložisko může mít vnější průměr (E) asi 5,5 mm a vnitřní průměr (B) asi 2,0 mm a šířku nebo tloušťku (T) asi 1,7 mm.

Ložisko 10 má válcovou radiální vnější plochu 11. dvě axiální čelní plochy 12 a středový otvor 13., procházející souose s osou ložiska, otvor 13 je určen radiální vnitřní plochou, která je rovněž známá jako nosná plocha 14. Čelní plochy 12 jsou totožné, aby se mohlo ložisko použít v obou směrech. Jak je znázorněno nadsazeně na obr. 3, každá čelní plocha 12 má dvě soustředné, ale axiálně v určitém odstupu ležící rovinné části 13, 12, spojené mezilehlou plochou 16. která je axiálně nakloněna. Mezilehlá plocha 16 je skloněna vůči příčné rovině o úhel asi 2,5° tj. je skloněna vůči ose v úhlu asi 87,5°. Axiální odstup (H) mezi vnější částí a vnitřní částí je 0,1 mm tak, aby ložisko bylo tlustší mezi vnitřními částmi 15 než mezi vnějšími částmi 17 čelních plochy 12. Radiální rozsah vnitřní části 13 je 0,25 mm a znamená průměr 2,5 mm u průměru 2,0 mm otvoru.

Obr. 3 schematicky zobrazuje stykovou plochu mezi přítlačnou plochou nebo čelní plochou ložiska a operou rotoru. V tomto případě, přesazení bylo nadsazeno, aby se jasně vysvětlil koncept. Následkem nepřesného sestavení, ložisko 13 a opěrná plocha 13 rotoru jsou přesazeny, obvykle vlivem přesazení ložiska IQ. nebo a

• · · · · a · ·· · ·**·· · · · aaa *··* · ··· aaa aa aaaa přesazení hřídele, o několik stupňů. Opěra 18 představuje rovinnou opěrnou plochu 12 ložiska 10. ale vlivem přesazení, opěrná plocha 12 tvoří bodový styk s vodícím okrajem nebo radiálním vnitřním okrajem mezilehlé části 16 čelní plochy 12.. Tak tření mezi ložiskem a opěrou se udržuje minimální zmenšeným plošným stykem. Je-li ložisko přesazeno s hřídelem, opěra 18 bude drhnout o přítlačnou plochu pouze v jednom místě a nastaví se stacionární olejový film. Je-li opěra přesazena na hřídeli, potom opěrná plocha 19 bude při otáčení rotoru drhnout o ložisko v prstenci a zmenšuje opotřebení v každém místě na ložisku.

Aby se zabránilo tomu, že opěra 18 vyškrábe drážku v rovinné části čelní plochy 12 ložiska 12, opěra 18 musí mít vnější průměr A větší než průměr C vnitřního okraje mezilehlé části 16 a menší než průměr D vnějšího okraje mezilehlé části 12, tj . C < A < D.

I když je vhodné, aby úhel mezilehlé části 16 byl větší než úhel přesazení mezi ložiskem 10 a opěrnou plochou 19 tak, aby se vytvořil styk na radiálním vnitřním okraji mezilehlé části 16. uspokojivé výsledky lze ještě získat když je přesazení větší a způsobuje, že se vnější okraj opěry 18 dotýká s mezilehlou částí 16. To má za následek vysoký třecí styk, ale bude menší než by nastal, než kdyby čelní plocha 12 radiální roviny ložiska byla plochá. Tak úhel X, úhel mezi mezilehlou částí 16 a radiální rovinou ložiska, je ideálně nepatrně větší než průměrně očekávané nebo maximálně očekávané přesazení mezi ložiskem 12 a opěrnou plochou 19 ložiska 12- To se mění v závislosti na montážních schopnostech, výrobních tolerancích a velikosti motoru, atd. Pro typicky malý motor to může být až 10°, ale často menší asi 2° až 3°. Proto X by mělo být asi mezi 1° a 10°, tj . 1° <= X <= 10°, ale s výhodou asi 2,5°.

• Β • * · · * · · ···· · ··· ««· «· ···«

I když má výhodné provedení dvě rovinné plochy spojené mezilehlou přítlačnou plochou, dobré výsledky lze ještě získat vyloučením jak jedné tak obou rovinných ploch. Potřeba mít obě rovinné plochy bude záviset na použití, velikosti ložiska a použitých montážních metod. Také použití ložiska s totožnými nebo různými čelními plochami bude záviset na tom, čemu dá konstruktér přednost. Tak může vnitřní okraj mezilehlé přítlačné plochy 16 mít průměr C, který se rovná nebo je větší než průměr B nosné plochy otvoru (tj. nulová vnitřní rovinná plocha), ale je menší než nebo se rovná asi 1,5 násobku průměru B.

Obecně, čím menší je průměr C, tím lepší a velmi výhodné výsledky se získají s průměrem C, který je v rozsahu 1,1 až 1,3B. V praxi, následkem potřeby malého vedení ve zkosení, C se nebude rovnat B, přestože je to teoreticky ideální situace.

Protože vnější průměr E ložiska závisí na použití, radiální rozsah vnější rovinné části se může měnit. Obvykle je potřeba malá rovinná oblast pro přitlačování ložiska na klec ložiska motoru, ale není to podstatné.

Opera 18 rotoru může být axiální čelní plocha rozpěrky nebo objímky, připevněné ke hřídeli, k omezení axiálního pohybu hřídele. Jindy to může být přítlačná podložka, připevněná k hřídeli a axiálně podepřená stupněm, vytvořeným rozpěrkou nebo objímkou připevněnou na hřídeli nebo změnou průměru hřídele rotoru. Přítlačná podložka pomáhá snižovat tření a opotřebení mezi ložiskem a stupněm.

Proto je podle předloženého vynálezu vytvořen motor 2£, znázorněný na obr. 4 s ložiskem typu s olejem napuštěnou vložkou, která má zmenšovat tření v přítlačné stykové ploše s rotorem, jeli přítlačná styková plocha přesazena.

· • ♦ «

I když bylo popsáno jeden příklad jak uvést předložený vynález do praxe, různé modifikace jsou odborníkům zřejmé, aniž by se odchýlilo od rozsahu vynálezu jak je definován v patentových nárocích. Například, přítlačná plocha je znázorněná jako částečně kuželová, ale může být zakřivená, zaoblená nebo rovně spojující vnitřní a vnější okraje přítlačné plochy s axiální plochou klece ložiska a může se stát, že vnitřní a/nebo vnější okraje přítlačné plochy nejsou dobře určeny.

* *

Claims (12)

1. • *

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Miniaturní elektromotor sestávající z: statoru;

   rotoru obsahujícího hřídel a opěru (18) s vnějším průměrem A; a olejem napuštěné slinuté ložisko (10) připevněné vzhledem ke statoru a nesoucí rotor, ložisko (10) má válcovou vnější plochu (11), středový otvor (13), určující vnitřní plochu (14) o průměru B, a první a druhou čelní plochu (12), první čelní plocha (12) je opatřena přítlačnou plochou (16) spolupůsobící s plochou (19) opěry (18), aby tvořily přítlačnou stykovou plochu mezi rotorem a statorem; vyznačený tím, že přítlačná plocha (16) je axiálně skloněna a má vnitřní okraj o průměru C, vnější okraj o průměru D a axiální odstup H mezi vnitřním a vnějším okrajem, kde

   C < A < D a B <= C <= 1,5B.
2. 2. Motor podle nároku 1, vyznačený tím, že 1,1B <= C <= 1,3B.
3. 3. Motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že první čelní plocha (12) má první prstencovitou rovinou plochu (17), procházející od přítlačné plochy (16) k vnějšímu radiálnímu obvodu (11) čelní plochy (12) ložiska (10).
4. 4. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznaČe ný tím, že první Čelní plocha (12) ložiska (10) má druhou prstencovitou rovinou plochu (15), procházející od vnitřního okraje přítlačné plochy (16) směrem ke středovému otvoru (13) .
5. 5. Motor podle některého z předcházejících nároků, ♦ ♦·* · ·· »·· vyznačený tím, že axiální konec otvoru (13) procházející ložiskem (10) je zkosený a tvoří rozevření a přítlačná plocha (16) prochází tímto rozevřením.
6. 6. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že axiální odstup H měří je 1 mm až

   0,5 mm.
7. 7. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že přítlačná plocha (16)je skloněna směrem k ose v úhlu X, kde 85° <= X <= 89,5°.
8. 8. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že druhá čelní plocha (12) je v podstatě totožná s první čelní plochou (12) ložiska (10),
9. 9. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že opěrná plocha (19) rotoru je axiální čelní plocha rozpěrky, připevněné na hřídeli.
10. 10. Motor podle některého z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že opěra (18) je podložka s nízkým třením, připevněná na hřídeli a axiálně podepřená stupněm rotoru.
11. 11. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že přítlačná plocha je v podstatě zaoblený komolý kužel.
12. 12. Motor podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že první čelní plocha (12) je vytvarována rovně.

    0 0 0 0 ·

    0 0

    000· ·

    0 0 0 0 0 000 000 00 0000

    1/2