專利名稱：小型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型電動(dòng)機(jī)，尤其涉及小型照相機(jī)等光學(xué)精密儀器、CD(小型磁盤)唱機(jī)等音響放像設(shè)備、復(fù)印機(jī)等OA機(jī)構(gòu)、吹風(fēng)機(jī)等家用電器、汽車電器以及玩具等用的小型電動(dòng)機(jī)。
小型電動(dòng)機(jī)還廣泛應(yīng)用于上述各裝置的一切領(lǐng)域，從而對(duì)其希望達(dá)到小型輕量與薄型化和性能穩(wěn)定等高性能化以及具有長(zhǎng)壽命。
小型電動(dòng)機(jī)一般為在其殼體內(nèi)周面上安裝永久磁鐵，在其內(nèi)側(cè)配設(shè)轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)軸由安裝在殼體上的軸承支承成可自由回轉(zhuǎn)。將轉(zhuǎn)子的整流子和安裝在殼體上的電刷設(shè)置在殼體內(nèi)部，且形成滑動(dòng)接合。
在上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)中，因在整流子和電刷的滑動(dòng)接觸部產(chǎn)生的電弧放電(所謂火花)、焦耳熱或是整流子與電刷間的金屬接觸等原因，存在在短期內(nèi)使整流子和電刷產(chǎn)生磨損即所謂的異常磨損的問題。
一旦發(fā)生上述異常磨損，便不能確保整流子與電刷間的正常電氣連接。從而，出現(xiàn)預(yù)料的電動(dòng)機(jī)性能的穩(wěn)定性受到影響、電動(dòng)機(jī)壽命縮短的問題。
此外，當(dāng)在大氣中含有有機(jī)氣體的氣氛中使用電動(dòng)機(jī)時(shí)，因上述電弧放電、焦耳熱，而在上述滑動(dòng)部上相繼形成被稱作“黑粉”的黑色絕緣性聚化物。
這樣的絕緣性聚合物使整流子與電刷的接觸狀態(tài)不穩(wěn)定、接觸阻抗增大。其結(jié)果，存在使電流變化、轉(zhuǎn)速、扭矩不穩(wěn)定，同時(shí)也使電動(dòng)機(jī)壽命縮短的問題。
為解決此問題，以往，已提出在殼體內(nèi)部封入使其蒸發(fā)分子附著在上述滑動(dòng)部上、產(chǎn)生潤(rùn)滑作用的氣氛構(gòu)成劑、使殼體內(nèi)經(jīng)常維持此物質(zhì)氣氛的技術(shù)方案。
例如，有在殼體空間內(nèi)封入乙二醇等多元醇，使殼體內(nèi)部處于多元醇?xì)夥盏募夹g(shù)方案。然而，在此場(chǎng)合，使在上述滑動(dòng)部發(fā)生異常磨損，以及附著絕緣性聚合物受抑制的效果未必很好。
因此，本發(fā)明正是為了解決上述問題，目的在于提供使殼體內(nèi)部的整流子與電刷接觸滑動(dòng)部的接觸阻抗降低、電動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定的電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的，在于使提供的電動(dòng)機(jī)滑動(dòng)部的磨損受抑制、電動(dòng)機(jī)壽命延長(zhǎng)。
為達(dá)到上述目的的本發(fā)明小型電動(dòng)機(jī)，在其殼體內(nèi)周表面上安裝永久磁鐵，將轉(zhuǎn)子可自由回轉(zhuǎn)地支承在上述殼體內(nèi)部，將此轉(zhuǎn)子的整流子和己安裝在上述殼體上的電刷設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，使相互形成滑動(dòng)接合，其特點(diǎn)是在所述殼體內(nèi)部封入氣氛構(gòu)成劑。
該氣氛構(gòu)成劑是由分子結(jié)構(gòu)中至少含有一個(gè)由下式 表示的結(jié)合的一種或多種碳酸二酯組成。
最好，上述碳酸二酯由下述的一般式表示 此一般式中的R1和R2可以為同一或不同一，可以是碳原子數(shù)分別為1-30的烷基和鏈烯基中的任何一個(gè)。
例如，上述一般式中的R1和R2為直鏈烷基，直鏈鏈烯基，支鏈烷基，支鏈鏈烯基，環(huán)烷基以及烷化環(huán)烷基中的任何一個(gè)。
例如，上述直鏈烷基為甲基；乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十二烷基，十四(烷)基(ミリスチル基)，十六基(セチル基)，十八基(ステアリル基)，二十烷基(エイコサニル基)，以及三十烷基和十八烯基(オレィル基)中的任何一個(gè)。
例如，上述支鏈烷基為異丙基，異丁基，異戊基，異己基，異庚基，異辛基，異壬基，異癸基，異十二烷基，異十四基，異十六烷基(ィソセチル基)，異十八基(ィソステアリル基)，異二十烷基(イソエイコサニル基)以及異三十烷基中的任何一個(gè)。
例如，上述支鏈鏈烯基為異癸烯基和異十八碳烯基(イソオレイル基)中的任何一個(gè)，上述環(huán)烷基為環(huán)己基，上述烷化環(huán)烷基為4-甲基環(huán)己基。
最好，上述一般式中的R1和R2為同一或不同一，分別表示為丁基，異壬基，異硬脂基中的任何一個(gè)。例如，上述氣氛構(gòu)成劑是從由碳酸二丁酯，碳酸二異壬基，以及碳酸二異硬脂酰組成的一組中至少選擇一種。
因此，本發(fā)明通過使上述氣氛構(gòu)成劑在上述殼體內(nèi)部慢慢蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)分子附著在上述整流子與上述電刷滑動(dòng)接合而形成的滑動(dòng)部上，從而，在上述滑動(dòng)部表面上形成由上述蒸發(fā)分子形成的單分子膜或多分子膜或單分子與多分子膜。
此外，最好通過將上述氣氛構(gòu)成劑注入上述永久磁鐵與上述殼體內(nèi)周面間的間隙部，而將此氣氛構(gòu)成劑封入所述殼體內(nèi)部。具體說，例如通過形成位于上述永久磁鐵外周面以及所述殼體內(nèi)周面上的微細(xì)凹凸部，使上述永久磁鐵外周與上述殼體內(nèi)周面間存在微小的間隙，通過將上述氣氛構(gòu)成劑注入此間隙部，此氣氛構(gòu)成劑即因毛細(xì)管現(xiàn)象而在上述間隙部?jī)?nèi)擴(kuò)散、滯留在此間隙部。此微小間隙部的尺寸可按照上述永久磁鐵的大小以及上述氣氛構(gòu)成劑的注入量、及其粘度及分子量適當(dāng)決定。
此外，可以讓上述氣氛構(gòu)成劑滲入多孔材料內(nèi)，可通過將此多孔材料配置在上述殼體內(nèi)部的任一場(chǎng)所，在上述殼體內(nèi)部空間構(gòu)成由上述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。所述多孔材料最好是脫脂棉、毛氈、以及海綿中的任一種。
此外，可以通過使上述氣氛構(gòu)成劑浸潤(rùn)、附著、吸附、浸透或混合存在于上述永久磁鐵、殼體、轉(zhuǎn)子、整流子、電刷、回轉(zhuǎn)支承所述轉(zhuǎn)子的軸承裝置以及軸承油中的至少一個(gè)組成構(gòu)件上，從而在上述殼體內(nèi)部空間構(gòu)成由上述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
此外，也可以通過使上述氣氛構(gòu)成劑插入或浸透在從上述永久磁鐵、殼體、轉(zhuǎn)子、整流子、電刷以及回轉(zhuǎn)支承所述轉(zhuǎn)子的軸承裝置中選擇的至少兩個(gè)組成構(gòu)件間，從而在上述殼體內(nèi)部空間構(gòu)成由上述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
進(jìn)而，也可以通過將上述氣氛構(gòu)成劑直接涂敷在上述電刷與上述整流子形成滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部上，在上述殼體內(nèi)部空間構(gòu)成由上述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)中，最好將上述殼體內(nèi)部空間構(gòu)成密閉空間，避免此殼體內(nèi)部的上述氣氛構(gòu)成劑向電動(dòng)機(jī)外部泄漏。
然而，較理想的是通過上述氣氛構(gòu)成劑慢慢蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)分子吸附在上述滑動(dòng)部上起潤(rùn)滑劑作用，用上述蒸發(fā)分子的潤(rùn)滑作用，防止上述滑動(dòng)部的異常磨損，以及在上述滑動(dòng)部上發(fā)生和附著絕緣性聚合物。
作為本發(fā)明的最好的具體實(shí)施形態(tài)是在殼體內(nèi)周面上安裝永久磁鐵，將轉(zhuǎn)子可自由回轉(zhuǎn)地支承在殼體內(nèi)部，將此轉(zhuǎn)子的整流子與安裝在上述殼體上的電刷設(shè)置在上述殼體內(nèi)部且形成滑動(dòng)接合形成的小型電動(dòng)機(jī)，通過從由碳酸二丁酯、碳酸二異壬基、以及碳酸二異硬脂酰的一組中選擇的至少一種的氣氛構(gòu)成劑注入上述永久磁鐵外周面和上述殼體內(nèi)周面間的微小間隙部，使此氣氛構(gòu)成劑因毛細(xì)管現(xiàn)象而在上述間隙內(nèi)部擴(kuò)散、滯留于上述間隙部，為了防止封入上述殼體內(nèi)部的上述氣氛構(gòu)成劑向電動(dòng)機(jī)外部泄漏，將上述殼體內(nèi)部構(gòu)成密閉空間，通過使上述氣氛構(gòu)成劑慢慢蒸發(fā)而發(fā)生的蒸發(fā)分子被吸附在上述整流子與電刷形成滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部上而發(fā)揮潤(rùn)滑劑作用，利用上述蒸發(fā)分子的潤(rùn)滑作用防止上述滑動(dòng)部的異常磨損以及在此滑動(dòng)部上發(fā)生、附著絕緣性聚合物。
本發(fā)明由于是如上所述構(gòu)成，能使殼體內(nèi)部整流子與電刷接觸滑動(dòng)部的接觸阻抗降低、電動(dòng)機(jī)性能達(dá)到穩(wěn)定化，此外，能抑制上述滑動(dòng)部的磨損，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)壽命。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說明。


圖1-4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)一例的圖，圖1為小型電動(dòng)機(jī)外形立體圖，圖2為用剖面表示電動(dòng)機(jī)一側(cè)的主視圖，圖3為表示注入氣氛構(gòu)成劑時(shí)狀態(tài)的剖面圖，圖4為沿圖3的IV-IV線的剖面圖，圖5為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式的線圖，圖6為表示上述實(shí)施例中整流子磨損量平均值的線圖，圖7為表示電動(dòng)機(jī)接觸穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果的線圖。
以下，參照?qǐng)D1-4對(duì)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)一例進(jìn)行說明。
首先，基于圖1、圖2對(duì)有著本發(fā)明小型電動(dòng)機(jī)總體組成進(jìn)行說明。圖1為小型電動(dòng)機(jī)外形圖，圖2為用剖面表示該電動(dòng)機(jī)一側(cè)的主視圖。
如圖1、圖2所示，小型電動(dòng)機(jī)1具備將永久磁鐵2安裝在其內(nèi)周面上的殼體3、配置在殼體3內(nèi)部的轉(zhuǎn)子4。用設(shè)置在殼體3上的軸承裝置6、7將轉(zhuǎn)子4的回轉(zhuǎn)軸5支承成可自由回轉(zhuǎn)。
殼體3具有箱體8和蓋子10，將箱體8例如用軟鋼為原材料的冷壓鋼板一類的金屬材料形成有底中空筒狀。蓋子10例如用樹脂材料或其它絕緣材料形成，將其嵌合于箱體8的開口部9。
將一對(duì)永久磁鐵2面對(duì)面地固定配置在箱體8的圓柱狀內(nèi)周面(殼體內(nèi)周面)11上。將此永久磁鐵2例如用橡膠磁鐵、塑料磁鐵或燒結(jié)磁鐵形成環(huán)狀或扇形。
轉(zhuǎn)子4具有沿回轉(zhuǎn)中心軸線方向延伸的回轉(zhuǎn)軸5，安裝在回轉(zhuǎn)軸5上，電樞線圈12成線圈狀卷繞其上的鐵芯13，安裝在回轉(zhuǎn)軸5上，同時(shí)與電樞線圈12形成電氣連接的整流子14。鐵芯13按規(guī)定間隙面對(duì)永久磁鐵2的內(nèi)周面15配置在永久磁鐵2的內(nèi)周面15以內(nèi)。
把由導(dǎo)體材料形成的多組(例如2組)電刷16設(shè)置在蓋子10上，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的整流子14通過滑動(dòng)部17與電刷16接觸、形成滑動(dòng)接合使電流流過。將分別與各電刷16電氣相連的多個(gè)(例如一對(duì))輸入端子18安裝在蓋子10上。各輸入端子18的各端部19從蓋子10的表面20向外伸出。
轉(zhuǎn)子4的整流子14與安裝在殼體3上的電刷16是被設(shè)置在用殼體8與蓋子10圍成的殼體內(nèi)部21內(nèi)。
由軸承裝置7的徑向軸承22回轉(zhuǎn)支承回轉(zhuǎn)軸5。由推力軸承23沿推力方向支承回轉(zhuǎn)軸5。推力軸承23為圓形金屬板、將其壓入固定在蓋子10的軸承容納部24內(nèi)。
如此形成的電動(dòng)機(jī)1，是將永久磁鐵2安裝在殼體3的內(nèi)周面11上，轉(zhuǎn)子4回轉(zhuǎn)支承在殼體3內(nèi)部21內(nèi)。且是將轉(zhuǎn)子4的整流子14與安裝在殼體3上的電刷16設(shè)置在殼體內(nèi)部21內(nèi)，在滑動(dòng)部17形成滑動(dòng)接合。
在上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)1中，如使電流從與外部直流電源(未圖示)相連的輸入端子18通過電刷16與整流子14流入電樞線圈12，則對(duì)存在于由一對(duì)永久磁鐵2形成的磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子4施加回轉(zhuǎn)力，使轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動(dòng)。
據(jù)此，電動(dòng)機(jī)1通過回轉(zhuǎn)著的回轉(zhuǎn)軸5的輸出部25驅(qū)動(dòng)光學(xué)精密機(jī)構(gòu)(未圖示)等。
然而，在本發(fā)明中，通過向永久磁鐵2與箱體內(nèi)周面11間的間隙內(nèi)注入氣氛構(gòu)成劑30，而將此氣氛構(gòu)成劑30封入殼體內(nèi)部21內(nèi)。
而且，能使此氣氛構(gòu)成劑30慢慢蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)分子被吸附在整流子14與電刷16形成滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部17而起潤(rùn)滑劑作用。利用蒸發(fā)分子的這種潤(rùn)滑作用，能防止滑動(dòng)部17的異常磨損，以及在滑動(dòng)部17上發(fā)生和附著絕緣性聚合物。
接著，對(duì)永久磁鐵2的構(gòu)體，及向殼體內(nèi)部21注入氣氛構(gòu)成劑30進(jìn)行說明。
圖3為表示注入氣氛構(gòu)成劑時(shí)狀態(tài)的剖面圖，圖4為沿圖3的IV-IV線的剖面圖。如圖3、圖4所示，永久磁鐵外周面32由于與殼體內(nèi)周面11相接，故具有與殼體內(nèi)周面11的曲率半徑大致相同、剖面為圓形的形狀。
由于在永久磁鐵外周面32與殼體內(nèi)周面11具有微細(xì)的凹凸部分，因而，在這些面32、11間存在微小間隙部。若在此間隙部注入氣氛構(gòu)成劑30，氣氛構(gòu)成劑30即因毛細(xì)管現(xiàn)象而在此間隙部?jī)?nèi)擴(kuò)散，且滯留在此間隙部?jī)?nèi)。此微小間隙部的大小可根據(jù)永久磁鐵2的大小，以及氣氛構(gòu)成劑30的注入量、粘度及分子量等適當(dāng)決定。
使這樣注入的氣氛構(gòu)成劑30漸漸蒸發(fā)而成為蒸發(fā)分子。其結(jié)果，此蒸發(fā)分子附著在整流子14與電刷16間的滑動(dòng)部17上起潤(rùn)滑作用。
注入順序也如圖3所示，首先，使箱體8的開口部9朝上，將永久磁鐵2安裝在箱體8的內(nèi)周面11上，在此狀態(tài)下使注入針37的頂端部靠近殼體內(nèi)周面11與永久磁鐵外周面32間的間隙部。
并且，用注入針37將氣氛構(gòu)成劑30注入上述間隙部?jī)?nèi)。注入的氣氛構(gòu)成劑30因毛細(xì)管現(xiàn)象而迅速在上述微小間隙部?jī)?nèi)擴(kuò)散，且滯留在此間隙部?jī)?nèi)。當(dāng)注入結(jié)束即將注入針37拔去。
在完成電動(dòng)機(jī)1的組裝后，如圖4所示，若使轉(zhuǎn)子4回轉(zhuǎn)，整流子14即在滑動(dòng)部17與電刷16接觸滑動(dòng)。
另一方面，在上述間隙部擴(kuò)散的氣氛構(gòu)成劑30慢慢蒸發(fā)形成蒸發(fā)分子。此微量蒸發(fā)分子經(jīng)常附著在滑動(dòng)部17上起潤(rùn)滑作用。
利用蒸發(fā)分子的這種潤(rùn)滑作用，能防止滑動(dòng)部17的異常磨損以及在滑動(dòng)部17發(fā)生和附著絕緣性聚合物。其結(jié)果，能使整流子14與電刷16間的接觸狀態(tài)穩(wěn)定。
因此，滑動(dòng)部17的與電刷16的接觸阻抗不會(huì)增大，電流值不會(huì)變動(dòng)。從而能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)性能的穩(wěn)定化延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)壽命。
此外，作為在殼體內(nèi)部21的空間形成氣氛構(gòu)成劑氣氛的其它方式，可將氣氛構(gòu)成劑30浸潤(rùn)在脫脂棉、毛氈以及海綿等多孔材料內(nèi)，可將此多孔材料配置在殼體內(nèi)部21的任何部位。
此外，作為另外的手段，還可以采取使氣氛構(gòu)成劑30在永久磁鐵2，殼體3、轉(zhuǎn)子4，整流子14，電刷16，電刷桿(未圖示)，蓋子10，回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)子4的軸承裝置6，7，以及軸承油及其他組成構(gòu)件中一個(gè)以上的構(gòu)件上浸透、附著、吸附或混合的方式。
進(jìn)而，作為其它的方式也可以通過將氣氛構(gòu)成劑30插入或浸透在永久磁鐵2，殼體3，轉(zhuǎn)子4，整流子14，電刷16，電刷桿(未圖示)以及軸承裝置6、7的組成構(gòu)件中的兩個(gè)組成構(gòu)件間，在殼體內(nèi)部21的空間構(gòu)成氣氛構(gòu)成劑的氣氛。
即只要能將滑動(dòng)部17構(gòu)成由氣氛構(gòu)成劑30形成的氣氛就可以。
下面，對(duì)氣氛構(gòu)成劑30作詳細(xì)說明。
在本實(shí)施形態(tài)中，將氣氛構(gòu)成劑30封入殼體內(nèi)部21內(nèi)。此氣氛構(gòu)成劑30由在分子結(jié)構(gòu)中含有單個(gè)或多個(gè)用下式表示的結(jié)合的一種或多種碳酸二酯構(gòu)成。 而且在殼體內(nèi)部使氣氛構(gòu)成劑30慢慢蒸發(fā)成為蒸發(fā)分子，使此蒸發(fā)分子附著在整流子14與電刷16滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部17上。據(jù)此，通過在滑動(dòng)部17的表面上形成由上述蒸發(fā)分子組成的單分子膜或多分子膜或單分子和多分子膜，使產(chǎn)生潤(rùn)滑作用。
所述的單分子膜就是在滑動(dòng)部17的表面上形成蒸發(fā)分子并列而不重疊狀態(tài)的膜；多分子膜就是在滑動(dòng)部表面上形成蒸發(fā)分子重疊狀態(tài)的膜。
上述碳酸二酯用下述一般式表示。 此一般式中的R1和R2為同一或不同一的基，分別表示其碳原子數(shù)為1-30的烷基或鏈烯基。
此一般式中的R1和R2，例如為直鏈烷基或直鏈鏈烯基，支鏈烷基或支鏈鏈烯基，環(huán)烷基和烷化環(huán)烷基中的任何一種。
作為直鏈烷基，例如有甲基(CH3-)、乙基(C2H5-)、丙基(C3H7-)、丁基(C4H9-)、戊基(C5H11-)、己基(C6H13-)、庚基(C7H15-)、辛基(C8H17-)、壬基(C9H19-)、癸基(C10H21-)、十二烷基(C12H25-)、十四基(C14H29-)、十六基(C16H33-)、十八基(C18H37-)、二十烷基(C20H41-)、三十烷基(C30H61-)等。作為直鏈鏈烯基，例如有癸烯基(C10H19-)、十八烯基(C18H35-)等。
作為支鏈烷基，例如有異丙基(C3H7-)、異丁基(C4H9-)、異戊基(C5H11-)、異己基(C6H13-)、異庚基(C7H15-)、異辛基(C8H17-)、異壬基(C9H19-)、異癸基(C10H21-)、異十二烷基(C12H25-)、異十四基(C14H29-)、異十六烷基(C16H33-)、異十八基(C18H37-)、異二十烷基(C20H41-)、異三十烷基(C30H61-)、等。
作為支鏈鏈烯基，例如有異癸烯基(C10H19-)、異十八碳烯基(C18H25-)等。
此外，作為環(huán)烷基，例如有環(huán)己基，作為烷化環(huán)烷基，例如有4-甲基環(huán)己基。
在上述碳酸二酯的一般式中的R1，R2的例子中，無需對(duì)R1，R2給予任何限定，本發(fā)明的氣氛構(gòu)成劑，只要是由一種或多種含有單個(gè)或多個(gè)下式結(jié)合的碳酸二酯組成就可以。
此外，上述一般式中的R1與R2為同一或不同一都是理想的，分別為丁基，異壬基以及異硬脂酸基中的任何一個(gè)都可以。
使由上述物質(zhì)組成的氣氛構(gòu)成劑慢慢蒸發(fā)，使產(chǎn)生的蒸發(fā)分子被滑動(dòng)部17吸付，從而作為滑潤(rùn)劑起作用。因此，能防止滑動(dòng)部17的異常磨損、以及在滑動(dòng)部17上發(fā)生和附著絕緣性聚合物。
所述氣氛構(gòu)成劑在常溫下難以引起分解、氧化、對(duì)光、熱也穩(wěn)定，且耐氣候性與耐老化性優(yōu)良。此外，所述氣氛構(gòu)成劑為具有電氣絕緣性的物質(zhì)。該蒸發(fā)分子在被吸付面上形成單分子膜或多分子膜，或單分子和多分子膜，然而，因隧道效應(yīng)而不會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生不利影響。
因此，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的電流波形穩(wěn)定，以及整流子14與電刷16間的接觸阻抗穩(wěn)定。
這樣，滑動(dòng)部17即受到由氣氛構(gòu)成劑30的蒸發(fā)分子構(gòu)成的單分子膜或多分子膜或單分子膜加多分子膜的保護(hù)。
據(jù)此，因上述分子膜的潤(rùn)滑作用，使在滑動(dòng)部17上發(fā)生的初期磨損得以防止，即使在含有有機(jī)氣體的氣氛中，也能防止在滑動(dòng)部17上發(fā)生絕緣性聚合物。因此，能使滑動(dòng)部17的接觸電阻降低的同時(shí)，且使其穩(wěn)定化，以及達(dá)到電動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定化和壽命延長(zhǎng)的目的。
此外，對(duì)于即使將本發(fā)明氣氛構(gòu)成劑直接涂敷在滑動(dòng)部17上，將殼體內(nèi)部21的空間形成氣氛構(gòu)成劑的氣氛也可以，但在此場(chǎng)合，要盡可能將氣氛構(gòu)成劑涂敷較薄。
此外，通過將電動(dòng)機(jī)1的殼體內(nèi)部21作成密閉空間，提高密合的穩(wěn)定，以防止內(nèi)部的氣氛構(gòu)成劑向電動(dòng)機(jī)外部泄漏，更能發(fā)揮上述各種效果。
以下，對(duì)有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明。
上述氣氛構(gòu)成劑30最好由碳酸二丁酯、碳酸二異壬基、碳酸二異硬脂酰中的一種或兩種以上組成。
碳酸二十酯的示構(gòu)式為如下所示。 碳酸二異壬基的示構(gòu)式為如下所示。
碳酸二異硬脂酰的示構(gòu)式為如下所示。 在本實(shí)施例中，對(duì)碳酸二酯中烷基不同的上述三種物質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。把在永久磁鐵2與箱體內(nèi)周面11間的間隙部注入碳酸二酯中的碳酸二丁酯作為實(shí)施例1，注入碳酸二異壬基作為實(shí)施例2，注入碳酸二異硬脂酰作為實(shí)施例3。
如此分別準(zhǔn)備了使殼體內(nèi)部21的空間成為上述各碳酸二酯氣氛的實(shí)施例1、2、3所需的試驗(yàn)用小型電動(dòng)機(jī)。
作為比較例，把未對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣氛進(jìn)行任何調(diào)整、即殼體內(nèi)部空間為大氣條件的電動(dòng)機(jī)作為比較例1，把在殼體內(nèi)部注入屬多元醇的乙二醇的電動(dòng)機(jī)作為比較例2進(jìn)行了準(zhǔn)備。
在上述各試驗(yàn)用電動(dòng)機(jī)中，為了盡量減少?gòu)碾妱?dòng)機(jī)構(gòu)件產(chǎn)生的氣體，將純鐵體磁鐵用于永久磁鐵2。
圖5表示本實(shí)施例中小型電動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，橫軸表示時(shí)間(秒)，縱軸表示電動(dòng)機(jī)端電壓〔V〕。為了測(cè)試電動(dòng)機(jī)耐磨損性等，使此運(yùn)轉(zhuǎn)模式接近電動(dòng)機(jī)實(shí)際使用狀態(tài)的嚴(yán)酷條件。
如圖5所示，此運(yùn)轉(zhuǎn)模式是把按如下順序運(yùn)轉(zhuǎn)作為一次循環(huán)(1次循環(huán)為3623.1秒)。就是給電動(dòng)機(jī)施加的電壓開始以+4V運(yùn)轉(zhuǎn)0.5，而后以O(shè)V運(yùn)轉(zhuǎn)0.5秒，接著按每0.1秒在+4V與-4V電壓間反復(fù)、運(yùn)行1.5秒，然后以轉(zhuǎn)速約為600〔min-1〕、按每0.1秒在+1.4V和OV電壓間反復(fù)、運(yùn)行3600秒，接著是-4V、0.5秒，接著是+4V、0.1秒，最好以O(shè)V運(yùn)行20秒。
進(jìn)行按此運(yùn)行模式使電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)的循環(huán)試驗(yàn)96小時(shí)。實(shí)驗(yàn)的其它條件如下電動(dòng)機(jī)額定電壓2V電動(dòng)機(jī)額定輸出約0.16W實(shí)際負(fù)荷 實(shí)裝直徑12cm的磁盤(CD)環(huán)境溫度 70℃相對(duì)濕度(Rh) 約4-7％回轉(zhuǎn)方向 時(shí)針方向運(yùn)行時(shí)間 96小時(shí)對(duì)于比較例1，2與實(shí)施例1-3的各電動(dòng)機(jī)，把按順時(shí)針回轉(zhuǎn)的循環(huán)試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行96小時(shí)后的整流子14的磨損量的測(cè)試結(jié)果及其平均值表示在下述表1中。磨損量以磨損掉的體積〔mm3〕表示。圖6是以圖示表示由表1所示所述磨損量的平均值。
表1
此外，表1中的電動(dòng)機(jī)序號(hào)分別表示進(jìn)行試驗(yàn)的電動(dòng)機(jī)的各別序號(hào)。在比較例1，2，實(shí)施例1-3中，分別對(duì)14臺(tái)，5臺(tái)，6臺(tái)，10臺(tái)，6臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。
如表1和圖6所表明那樣，在完全未對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)氣氛進(jìn)行調(diào)整的比較例1中，在整流子上發(fā)生初期異常磨損。而且，盡管在回轉(zhuǎn)時(shí)間為96小時(shí)的短運(yùn)行期間，整流子的磨損量已非常顯著。
在比較例2中，與比較例1相比，可確認(rèn)整流子的磨損量減少，然而，磨損量仍達(dá)到相當(dāng)于比較例1的約70％的程度，磨損量減少的程度小。
與此相對(duì)，在實(shí)施例1-3中，與比較例1相比，則分別成為比較例1的約15％、7％、6％。即使是實(shí)施例1-3中磨損最嚴(yán)重的實(shí)施例1，與比較例1相比，其磨損量減少到比較例1的15％以下。
此外，即使與比較例2相比，實(shí)施例1-3的磨損量分別大幅度降低到約為比較例2的21％、10％、9％。
下面，參照?qǐng)D7對(duì)由本發(fā)明者進(jìn)行的其它實(shí)施例進(jìn)行說明。
作為此實(shí)施例，將橡膠磁鐵(例如丙烯腈丁二烯橡膠(NBR))用于永久磁鐵2，此外，在試驗(yàn)用電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)周面11與永久磁鐵2間的間隙內(nèi)分別注入碳酸二丁酯(實(shí)施例4)、碳酸二異壬基(實(shí)施例5)、碳酸二異硬脂酰(實(shí)施例6)。
而且，在下述實(shí)驗(yàn)條件，將上述各電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)部21的空間構(gòu)成由上述碳酸二酯和從橡膠磁鐵產(chǎn)生的有機(jī)氣體混合而成的氣氛。
其次，在比較例3、4中，在同樣的下述實(shí)驗(yàn)條件下，按下述設(shè)定各試驗(yàn)用電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部氣氛。
就是，在比較例3中，構(gòu)成僅由從像膠磁鐵產(chǎn)生的有機(jī)氣體形成的氣氛，在比較例4中，構(gòu)成由乙二醇與上述有機(jī)氣體混合形成的氣氛。
圖7為圖示表示關(guān)于實(shí)施例4-6，比較例3與4的各電動(dòng)機(jī)的接觸穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)條件如下(實(shí)驗(yàn)條件)電動(dòng)機(jī)額定電壓 2V電動(dòng)機(jī)額定輸出 約0.16W實(shí)際負(fù)荷實(shí)裝直徑12cm磁盤運(yùn)行模式圖5所示的運(yùn)行模式周圍環(huán)境70℃，濕度不控制回轉(zhuǎn)方向時(shí)針方向運(yùn)行時(shí)間96小時(shí)如上所述，在使各電動(dòng)機(jī)沿時(shí)針方向回轉(zhuǎn)的循環(huán)試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行96小時(shí)。其后，將0.2V的電壓加在該電動(dòng)機(jī)上，用外部驅(qū)動(dòng)電源強(qiáng)制地使由圖1及圖2所示的回轉(zhuǎn)軸5的輸出部25按1.0〔min-1〕的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)。
此時(shí)的電動(dòng)機(jī)在每轉(zhuǎn)中的端電流值變化就如圖7所示。此試驗(yàn)與使電動(dòng)機(jī)高速回轉(zhuǎn)，將電流波形取出的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法相比，能更嚴(yán)密地了解電動(dòng)機(jī)的電流特性。
電動(dòng)機(jī)的阻抗是由電樞線圈12的內(nèi)部阻抗值和整流子14與電刷16間接觸阻抗值相加而成?？蓪⒏麟妱?dòng)機(jī)的上述電樞線圈內(nèi)部阻抗預(yù)先調(diào)整為同一值。因此，圖7中的各電動(dòng)機(jī)電流值的減少，根據(jù)歐姆定律，就意味是動(dòng)機(jī)阻抗中的整流子14與電刷16間的接觸阻抗值增大。也即電流值減少表示在滑動(dòng)部17上有絕緣性聚合物等異物附著。
此外，電流值中向上方呈直線狀伸出變化的部分40，由于電動(dòng)機(jī)為3槽3極構(gòu)造，表示因整流子的3個(gè)整流子片14a(圖4)的回轉(zhuǎn)時(shí)電樞線圈12的轉(zhuǎn)換的結(jié)果是必然的電流變化。
如圖7所示，在比較例3中，由于對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣氛完全不進(jìn)行調(diào)整，故受到從丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)制的橡膠磁鐵產(chǎn)生的有機(jī)氣體的影響，使在整流子與電刷形成滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)部上產(chǎn)生黑色絕緣性聚合物。從而使整流子與電刷的接觸阻抗增大且不穩(wěn)定，在整流子的滑動(dòng)面上產(chǎn)生幾乎不導(dǎo)電的部分。
接下來在比較例4中，由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣氛含有上述有機(jī)氣體和乙二醇，故與比較例3相比，使接觸阻抗增大得到改善。然而，仍留有接觸阻抗大的部分，不能說其改善的程度足夠，就是說其效果仍小。
對(duì)此，在本發(fā)明的實(shí)施例4-6中，因?yàn)槭苡袡C(jī)氣體的惡烈影響，在滑動(dòng)部17上不產(chǎn)生使接觸阻抗增大的絕緣性聚合物，從而使整流子與電刷的接觸阻抗減低、接觸穩(wěn)定。
其結(jié)果，確認(rèn)其具有能穩(wěn)定地維持電動(dòng)機(jī)的電氣特性的巨大效果。
此外，上述各圖中，同一標(biāo)號(hào)表示同一或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 權(quán)利要求
1.一種小型電動(dòng)機(jī)，是將永久磁鐵(2)安裝在殼體(3)的內(nèi)表面(11)上，將轉(zhuǎn)子(4)自由回轉(zhuǎn)地支承在殼體(3)的內(nèi)部(21)；該轉(zhuǎn)子的整流子(14)與安裝在上述殼體上的電刷(16)被設(shè)置在上述殼體內(nèi)部，且形成滑動(dòng)接合，將氣氛構(gòu)成劑封入上述殼體內(nèi)部(21)內(nèi)，其特征在于該氣氛構(gòu)成劑是由其構(gòu)造中至少包含一個(gè)用下式，即 表示的結(jié)合的一種或多種碳酸二酯組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的碳酸二酯用下列一般式，即 表示，此一般式中的R1和R2可以為同一或不同一，且分別表示為碳原子數(shù)1-30的烷基或鏈烯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述一般式中的R1及R2為直鏈烷基，直鏈鏈烯基，支鏈烷基，支鏈鏈烯基，環(huán)烷基及烷化環(huán)烷基中的任何一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的直鏈烷基為甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十二烷基，十四基，十六基，十八基，二十烷基，三十烷基中的任何一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的直鏈鏈烯基為癸烯基，十八烯基中的任何一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述支鏈烷基為異丙基，異丁基，異戊基，異己基，異庚基，異辛基，異壬基，異癸基，異十二烷基，異十四基，異十六基，異十八基，異二十烷基，異三十烷基中的任何一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述支鏈鏈烯基為異癸烯基，異十八烯基中的任何一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述環(huán)烷基為環(huán)己基。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的烷化環(huán)烷基為4-甲基環(huán)己基。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的碳酸二酯用下列一般式，即 表示此一般式中的R1和R2可以為同一或不同一，且分別表示為丁基，異壬基和異硬脂酸基中的任何一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的氣氛構(gòu)成劑為從由碳酸二丁酯、碳酸二異壬基以及碳酸二異硬脂酰組成的一組中至少選擇一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過使所述殼體內(nèi)部的氣氛構(gòu)成劑慢慢蒸發(fā)形成的蒸發(fā)分子附著在所述整流子與電刷形成滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部(17)上，而在該滑動(dòng)部(17)的表面形成由上述蒸發(fā)分子形成的單分子膜或多分子膜或單分子及多分子膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過將所述氣氛構(gòu)成劑(30)注入所述永久磁鐵(2)與殼體內(nèi)周面(11)間的間隙部，將此氣氛構(gòu)成劑(30)封入所述殼體內(nèi)部分(21)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，用位于所述永久磁鐵(2)的外周表面(32)以及殼體內(nèi)周表面(11)上的細(xì)微凹凸部，在所述永久磁鐵外周表面(32)和殼體內(nèi)周表面(11)間形成細(xì)微的所述間隙部，通過將所述氣氛構(gòu)成劑(30)注入此間隙部，使此氣氛構(gòu)成劑通過毛細(xì)管理象而在所述間隙部?jī)?nèi)擴(kuò)散、并滯留在此間隙部?jī)?nèi)，且此細(xì)微間隙部的尺寸根據(jù)所述永久磁鐵(2)的大小，以及所述氣氛構(gòu)成劑(30)的注入量、及其粘度與分子量適當(dāng)決定。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過將多孔材料在所述氣氛構(gòu)成劑中浸潤(rùn)并將此浸潤(rùn)過的多孔材料配置在所述殼體內(nèi)(21)任意的處所，從而將所述殼體內(nèi)部(21)的空間構(gòu)成由所述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的多孔材料為脫脂棉、毛氈、海綿中的任何一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過使所述氣氛構(gòu)成劑(30)浸潤(rùn)、附著、吸附、浸透或混合存在于上述永久磁鐵(2)、殼體(3)、轉(zhuǎn)子(4)、整流子(14)、電刷(16)、回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)子(4)的軸承裝置(6、7)，以及軸承端中的至少一個(gè)組成構(gòu)件上，從而將所述殼體內(nèi)部(21)的空間構(gòu)成由所述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過將所述氣氛構(gòu)成劑(30)插入或使浸透于從所述永久磁鐵(2)、殼體(3)、轉(zhuǎn)子(4)、整流子(14)、電刷(16)、回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)子(4)的軸承裝置(6，7)中選擇的至少兩個(gè)組成構(gòu)件間，從而將所述殼體內(nèi)部(21)的空間構(gòu)成由所述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過將所述氣氛構(gòu)成劑(30)直接涂敷在所述電刷(16)與整流子(14)滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部(17)上，從而將所述殼體內(nèi)部(21)的空間構(gòu)成由所述氣氛構(gòu)成劑形成的氣氛。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將所述殼體內(nèi)部(21)形成密閉空間，以避免此殼體內(nèi)部的所述氣氛構(gòu)成劑泄漏到電動(dòng)機(jī)外部。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過使所述氣氛構(gòu)成劑(30)慢慢蒸發(fā)而產(chǎn)生的蒸發(fā)分子吸附在上述整流子(14)與上述電刷(16)滑動(dòng)接合的滑動(dòng)部(17)上而發(fā)揮潤(rùn)滑劑作用，用此蒸發(fā)分子的潤(rùn)滑作用，防止所述滑動(dòng)部(17)上的異常磨損，以及在所述滑動(dòng)部(17)上發(fā)生與附著絕緣性聚合物。
22.一種小型電動(dòng)機(jī)，是將永久磁鐵(2)安裝在殼體(3)的內(nèi)周表面(11)上，將轉(zhuǎn)子(4)自由回轉(zhuǎn)地支承在所述殼體內(nèi)部(21)，將所述轉(zhuǎn)子的整流子(14)和安裝在所述殼體上的電刷(16)設(shè)置在所述殼體內(nèi)部(21)、使形成滑動(dòng)接合，其特征在于，通過把從碳酸丁二酯、碳酸二異壬基、碳酸二異硬脂酰的一組中至少選擇一種的氣氛構(gòu)成劑注入所述永久磁鐵(2)的外周表面(32)與所述殼體內(nèi)周表面(11)間的微細(xì)間隙部，使此氣氛構(gòu)成劑在所述間隙部?jī)?nèi)利用毛細(xì)管現(xiàn)象而擴(kuò)散，并滯留在所述間隙部，為防止封入所述殼體內(nèi)部(21)的所述氣氛構(gòu)成劑向電動(dòng)機(jī)外部泄漏，將所述殼體內(nèi)部(21)構(gòu)成密閉空間，通過使所述氣氛構(gòu)成劑慢慢蒸發(fā)而產(chǎn)生的蒸發(fā)分子吸附于上述整流子(14)與上述電刷(16)滑動(dòng)接合形成的滑動(dòng)部(17)上而發(fā)揮潤(rùn)滑劑作用。利用所述蒸發(fā)分子的潤(rùn)滑作用，防止在所述滑動(dòng)部(17)上的異常磨損以及在所述滑動(dòng)部(17)上發(fā)生吸附絕緣性聚合物。
全文摘要
小型電動(dòng)機(jī)，將永久磁鐵(2)安裝在殼體(3)的內(nèi)周表面(11)上，將轉(zhuǎn)子(4)自由回轉(zhuǎn)地支承在殼體內(nèi)部(21)，將該轉(zhuǎn)子的整流子(14)與電刷(16)設(shè)置在殼體內(nèi)部，使形成滑動(dòng)接合，把由一種或多種碳酸二酯組成的氣氛構(gòu)成劑封入所述殼體內(nèi)部，具有能使殼體內(nèi)部(21)的整流子與電刷相接觸的滑動(dòng)部的接觸阻抗減少、電動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定、所述滑動(dòng)部的磨損受抑制、以及電動(dòng)機(jī)壽命延長(zhǎng)等效果。
文檔編號(hào)H02K23/00GK1152200SQ96113430
公開日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1996年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月7日
發(fā)明者吉村和敏, 谷功, 原野順一, 海老原秀明 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社