DE69206884T2

DE69206884T2 - Miniaturmotor

Info

Publication number: DE69206884T2
Application number: DE69206884T
Authority: DE
Inventors: Motohisa Uzawa
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-05-29
Also published as: DE69206884D1; US5250862A; JPH04134152U; EP0516421A2; MY108428A; CN2129047Y; EP0516421A3; EP0516421B1

Description

Miniaturmotor

Die Erfindung betrifft allgemein Miniatur-Elektromotoren eines Typs, der beispielsweise in Elektrowerkzeugen und elektrischen Anwendungen im Haushalt wie Staubsaugern eingesetzt wird. Insbesondere betrifft sie solche Motoren, die ölimprägnierte oder ölgetränkte Lager zur Lagerung des Motorrotors umfassen.
In bekannten Elektromotoren dieses Typs treten Schwierigkeiten hinsichtlich einer exakten Lage der Lager auf und/oder hinsichtlich des Ölverlusts aus diesen. Beide Probleme führen zu funktionellen Schwierigkeiten und der Möglichkeit, daß die nutzbare Lebensdauer des Motors signifikant herabgesetzt ist. Auf diese Problematik ist die vorliegende Erfindung gerichtet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Miniatur-Elektromotor, aufweisend ein metallisches zylindrisches Gehäuse, dessen eines Ende geschlossen ist und an dessem anderem Ende eine Endplatte oder Abschlußplatte befestigt bzw. angepaßt ist; einen Fermanentmagneten, der im Gehäuse angebracht ist; einen Rotor, der einen dem Magneten gegenüberliegenden Anker aufweist und einen Kommutator benachbart oder in der Nähe zur Endplatte, wobei die Endplatte Bürsten für einen Schleifkontakt mit dem Kommutator und mit diesen elektrisch verbundene Eingangsanschlüsse oder Eingangsleitungen umfaßt; und ein ölimprägniertes oder getränktes Lager, das in einem Lagerhalter sowohl in der Endplatte als auch dem geschlossenen Ende des Gehäuses zum Haltern oder Lagern des Rotors angeordnet ist. Gemäß der Erfindung sind mehrere lokaler (d.h. lokalisiert vorgesehener) Vorsprünge auf der innenliegenden Endfläche oder Stirnseite jedes Lagerhalters ausgebildet, wobei jedes jeweilige Lager in seiner Lage durch Kontakt zwischen seiner Endfläche oder Stirnseite und den Vorsprüngen gehalten wird. Normalerweise sind die Vorsprünge gleich beabstandet umfangsmäßig um die Drehachse der Rotorwelle angeordnet.
In Motoren der Erfindung kann die Endplatte aus einem metallischen Material oder einem Kunststoffmaterial bestehen. Falls sie metallisch ist, können die Vorsprünge durch plastische Deformation der Platte, beispielsweise durch Stanzen oder Pressen bzw. Prägen ausgebildet werden.
Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, ermöglicht die Erfindung ölimprägnierte Lager, die sicher in den Lagerhaltern am Motorgehäuse oder einer Endplatte gehalten werden, während eine Ölleckage minimiert wird und die Stabilität der Schmierung zwischen dem jeweiligen Lager und der Rotorwelle verbessert ist. Dies führt zu einer zuverlässigeren Funktionsweise des Motors.
Einige bekannte Miniatur-Elektromotor-Auslegungen und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf dei beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
FIG. 1 eine Ansicht einer bekannten Miniaturmotor- Auslegung teilweise im Längsschnitt ist;
FIG. 2 bis 4 detaillierte Teilschnittansichten sind, die bekannte Lagerhalter-Auslegungen zeigen;
FIG. 5 eine Endansicht von außen auf die Lagerhalter- Anordnung gemäß Darstellung in FIG. 4 ist;
FIG. 6 eine Ansicht des Aufbaus teilweise im Längsschnitt eines Miniaturmotors gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
FIG.7 eine Endansicht von außen auf den Motor der FIG. 6 ist.
Der in FIG. 1 gezeigte Miniaturmotor umfaßt ein Gehäuse 1, das aus metallischem Material wie weichem unlegierten Stahl gefertigt ist, das zu einem mit Boden versehenen Hohlzylinder geformt ist, wobei ein beispielsweise in Form eines Bogensegments ausgebildeter Permanentmagnet 2 auf der inneren Umfangsseite dieses Zylinders vorgesehen ist. Ein Rotor oder Läufer 5 umfaßt einen Anker 3, der dem Permanentmagneten 2 gegenüberliegt, und einen Kommutator 4 und ist auf einer Welle 13 drehbar im Gehäuse 1 angebracht. Eine Endplatte oder stirnseitige Platte 6, die aus dem gleichen metallischen Material wie dem des Gehäuses 1 gefertigt ist, greift in die Öffnung des Gehäuses 1. Ferner sind Bürstenarme 7, die für einen Schleifkontakt mit dem Kommutator 4 ausgelegt sind, mit Eingangsanschlüssen 8 für eine elektrische Verbindung zu einer externen Spannungsversorgung (nicht dargestellt) zum Antrieb des Motors auf bekannte Weise gekoppelt. Ölimprägnierte Lager 9, 10 sind in Lagerhaltern 11 und 12 befestigt, die am Gehuse 1 bzw. der Endplatte 6 in der dargestellten Weise vorgesehen sind.
In der Lagerhalteranordnung gemäß Darstellung in FIG. 2 ist ein Spalt 14 zwischen der innenliegenden Endfläche oder Stirnfläche des Lagerhalters 12 und der Endfläche oder Stirnseite des ölimprägnierten Lagers 10 ausgebildet. In der in FIG. 3 gezeigten Anordnung ist das ölimprägnierte Lager 10 dadurch positioniert und in seiner Lage gehalten, daß seine Endfläche in direkten Kontakt mit der innenliegenden Endfläche des Lagerhalters 12 gebracht ist. In jedem Fall erstreckt sich die Welle 13 durch eine Bohrung 17 im Halter 12 mit beträchtlichem Spiel.
Die in den FIG. 4 und 5 gezeigte Anordnung umfaßt einen ringförmigen Vorsprung 15, der auf der innenliegenden Endfläche des Lagerhalters 12 vorgesehen ist, zusammen mit einer komplementären ringförmigen Nut, die auf dessen äußerer Endfläche ausgebildet ist.
Die Lagerhalteranordnungen der FIG. 2 bis 5 sind in der Motorendkappe oder -platte 6 dargestellt. Generell wird die Anordnung in der Basis des Gehäuses für jeden Fall genau so aussehen.
In der Anordnung der FIG. 2 neigt das ölimpragnierte Lager 10 dazu, sich in der axialen Richtung zu bewegen. Falls das Öllager 10 beispielsweise durch einen Stoß oder durch Schwingung nach rechts verschoben wird, vergrößert sich der Spalt 14, wodurch wiederum ein weiteres Vorstehen der Welle 13 von der Endplatte 6 ermöglicht ist, und umgekehrt. Eine derartige Bewegung der Welle 13 und des Rotors 5 übt einen nachteiligen Effekt auf die Motorleistung und das Motorfunktionsverhalten aus. Um diesem Problem gerecht zu werden, muß das Lager 10 besser gesichert werden und/ oder der Motor muß gegen Schläge, Stöße und Schwingung geschützt werden.
Die Anordnung der FIG. 3 beinhaltet das Problem, daß Schmiermittel durch das Loch 17 aus dem ölimprägnierten Lager 10 heraussickert. Dies kann dazu führen, daß eine adäquate Ausbildung von Ölfilmen auf der Kontaktfläche mit der Welle 13 verhindert ist, was wiederum zu einer gesteigerten Abnutzung und Verschleiß führt und zum Festfressen oder Blockieren sowie auch anderem Ausfallen oder Versagen des Miniaturmotors in extremen Fällen. Das Volumen an Schmieröl kann durch Vergrößern der Kapazität des Lagers 10 gesteigert werden, jedoch kann dies eine Steigerung der Abmessungen des Miniaturmotors erfordern.
Alternativ kann das Loch 17 beseitigt werden, dann wird jedoch die Kontaktfläche zwischen der Welle 13 und dem Lager 10 reduziert, falls die Gesamtabmessungen des Motors gleichbleiben sollen.
In der in den FIG. 4 und 5 gezeigten Anordnung neigt aus dem ölimprägnierten Lager 10 heraussickerndes Schmiermittel dazu, in der ringförmigen Nut 15 eingefangen zu werden und tritt eventuell durch das Loch 17 aus. Daher treten sehr ähnliche Probleme wie bei der Anordnung der FIG. 3 auf.
In der Ausfuhrung der Erfindung, die in den FIG. 6 und 7 gezeigt ist, sind lokale Vorsprünge 18 auf den innenliegenden Endflächen oder Stirnseiten der Lagerhalter 11, 12 am Gehäuse 1 bzw. eine Endplatte 6 vorgesehen. Sie sind so dargestellt, daß sie umfangsmäßig im wesentlich gleich beabstandet sind und dieselbe vorstehende Länge aufweisen. Die Vorsprünge 18 können durch Ausbilden von Vertiefungen 19 erzeugt werden, wobei ein Stempel oder eine Patrize (beide nicht dargestellt) von den Außenseiten der Lagerhalter 11, 12 angesetzt verwendet werden, wenn das Gehäuse 1 und die Endplatte 6 aus Metallblech gestanzt bzw. geprägt werden.
Bei der gezeigten Anordnung sind die Lager 9, 10 relativ zu den Lagerhaltern 11, 12 gesichert und fixiert und an vorbestimmten Stellen positioniert, indem sie hierzu von innen so lange gedrückt oder angepreßt werden, bis ihre Stirnseiten oder Endflächen in Kontakt mit den lokalen Vorsprüngen 18 geraten. So können die Lager 9, 10 mit den minimalen erforderlichen Preßpassungs- oder Befestigungstoleranzen sicher befestigt werden und an einer unerwünschten Verschiebung in der axialen Richtung gehindert werdene Da die lokalen Vorsprünge 18 auf den innenliegenden Endflächen der Lagerhalter 11, 12 in der Umfangsrichtung gemäß Darstellung in FIG. 7 diskontinuierlich ausgebildet sind, besteht keine Gefahr der Ansammlung von Schmiermittel nahe des Lochs 17, und das Schmiermittel wird leichter oder eher in das Lager 9, 10 um dessen Umfang herum zurückabsorbiert.
Obgleich die Endplatte 6 gemäß obiger Beschreibung als metallisch dargestellt wurde, kann sie auch aus irgendeinem anderen geeigneten Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial wie thermoplastischem Kunstharz bestehen und durch Spritzgießen hergestellt sein. Die Form und die Dimensionen der lokalen Vorsprünge 18, die an den Lagerhaltern 11, 12 vorgesehen sind, sind frei wählbar. Die Anzahl lokaler Vorsprünge 18 sollte zumindest zwei betragen und vorzugsweise größer sein als die drei gezeigten.

Claims

1. Miniatur-Elektromotor, aufweisend ein metallisches zylindrisches Gehäuse (1), das an einem Ende geschlossen ist und an dessen anderem Ende eine Endplatte (6) befestigt ist; einen im Gehäuse angebrachten Permanentmagneten (2); einen Rotor (5), der einen dem Magneten (2) gegenuber liegenden Anker (3) und einen Kommutator (4) nahegelegen zur Endplatte (6) aufweist, wobei die Endplatte (6) Bursten (7) für einen Schleifkontakt mit dem Kommutator (4) und elektrisch mit diesen verbundene Eingangsanschlusse (8) umfaßt; und ein ölimprägniertes Lager (9, 10), das in einem Lagerhalter (11, 12) sowohl in der Endplatte als auch dem geschlossen Ende des Gehäuses (1) zur Lagerung des Rotors (5) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere lokaler Vorsprünge (18) auf der innenliegenden Endfläche jedes Lagerhalters (11, 12) ausgebildet sind, wobei ledes jeweilige Lager (9, 10) durch Kontakt zwischen seiner Endfläche und den Vorsprüngen (18) in seiner Position gehalten wird.

2. Miniaturmotor nach Anspruch 1, in welchem die Vorsprünge (18) umfangsmäßig gleich beabstandet um die Drehachse der Rotorwelle (13) angeordnet sind.

3. Miniaturmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welchem die Endplatte (6) metallisch ist, wobei die Vorsprünge (18) durch plastische Deformation der Endplatte (6) ausgebildet sind.

4. Miniaturmotor nach Anspruch 1 oder 2, in welchem die Endplatte (6) aus Kunststoffmaterial gefertigt ist.