專利名稱:一種電動機的制作方法
概括地說，本發(fā)明涉及一種電動機，具體地說，本發(fā)現(xiàn)涉及具有這種結(jié)構(gòu)的電動機包含磁場的電動機外殼與裝有電刷機構(gòu)的外殼端蓋相接合，其中將夾住電刷用的刷握臂制成基本剛性，用以供電給刷握臂時防止電刷產(chǎn)生有害的拉鋸運動，以及防止接觸電阻增加。
圖9是普通型式電動機的縱剖面圖，圖10是沿圖9中的線X-X′所作出的橫剖面視圖，以說明要裝到外殼端蓋上去的電刷機構(gòu)。
普通型式的電動機一般具有圖9圖10中所示的結(jié)構(gòu)。圖中分別用參考編號1表示圓柱形的電動機外殼，2表示由一升永久磁鐵形成的磁場;3表示轉(zhuǎn)子;4表示外殼端蓋;5表示換向器;6表示轉(zhuǎn)軸;7表示軸承;8表示刷握臂;9表示電動機端子;10表示碳刷;11刷握臂裝配部件。
在圖中所示的實施例中，刷握臂8是用彈性板材制成的，靠近其一端夾住一個碳刷10，其另一端被固定裝配到外殼端蓋4上。刷握臂8是與圖9中所示的電動機端子一體制成的，用以接受來自電動機端子9的電流。
如上所述，當(dāng)裝有電刷機構(gòu)的外殼端蓋4與電動機外殼1的敞口端接合時，迫使刷握臂8從圖10中虛線所示的位置張開到實線所示的位置，以致使碳刷10與換向器保持滑動接觸。
雖然使用碳刷的普通型式的電動機適合于較高功率的用途，但是當(dāng)這種型式的電動機用于很高功率的用途時，會遇到以下一些問題(A)如圖10所示，由于彈性刷握臂結(jié)構(gòu)容易將電刷機構(gòu)裝到外殼端蓋4上，并且有利于大量生產(chǎn)，所以這類電動機使用了這種彈性刷臂8?？墒钦鐖D10中所示，這種結(jié)構(gòu)使碳刷強壓在換向器5表面而發(fā)生彎曲，轉(zhuǎn)子在這種情況下轉(zhuǎn)動。假定換向器5在圖10中所示的情況下反時針轉(zhuǎn)動，首先以使彎曲臂8沿圖中箭頭a所指方向延伸的方式使碳刷10移動，當(dāng)刷握臂8一直延伸到極端限度時，然后會使電刷10沿圖中箭頭b所指的方向移動，使得刷握臂8恢復(fù)到原來位置。也就是說，碳刷10在換向器5表面上進行一種如圖中箭頭a和b表示的所謂“拉鋸運動”由于這種拉鋸運動的結(jié)果，往往會產(chǎn)生有害的火花，從而成為獲得高功率電動機方面的一個嚴(yán)重問題。
(B)為了解決以上(A)項中討論的問題，設(shè)想過利用一種基本上剛性的刷握臂代替上述的彈性刷握臂8，并且借助于獨立配置的彈簧強壓在換向器5表面上。可是在這種情況下，電流是經(jīng)過彈簧輸給刷據(jù)臂的。換言之，彈簧必須既具有將碳刷10強壓在換向器5表面的作用，又有將電力輸給刷握臂的作用。這就會在選擇適當(dāng)?shù)膹椈刹牧蠒r出現(xiàn)一個難題。
(C)為了克服以上(B)項中討論的問題，設(shè)想過只將推動作用賦予彈簧。而借助于連接到刷握臂的一種辮子狀的獨立導(dǎo)電引線將電力輸給剛性刷握臂。這種布置可以解決(A)項和(B)項中所指出的那些問題，但卻不是大量生產(chǎn)工藝方面所希望的，因為將引線連接到刷握臂牽涉到焊接和其它方法。
(D)為了解決(A)至(C)項中所討論的問題，配置有一種相對于圓柱形的導(dǎo)電刷握臂導(dǎo)柱可轉(zhuǎn)動地固定剛性刷握臂一端的刷握臂定位器。在這種情況下，利用刷握臂定位器將電力輸給刷握臂，而利用彈簧將電刷強壓在換向器上?？墒?，由于電力是經(jīng)過使一個機件相對于另一個機件轉(zhuǎn)動的位置輸送的，這種布置在刷握臂定位器和刷握臂導(dǎo)柱之間會出現(xiàn)電接觸問題。
本發(fā)明旨在克服上述的那些問題。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種電動機，它有一個容納磁場用的一電動機外殼，以及一個適合于與電動機外殼的敞開端面相接合的外殼端蓋。外殼端蓋上裝有與換向器形成滑動接觸用的電刷機構(gòu)。電刷機構(gòu)的電刷配置成使得在電動機外殼和外殼端蓋接合的情況下與換向器保持滑動接觸，其中每個刷握臂的臂部分制成基本剛性，用以當(dāng)電力輸給刷握臂時防止電刷產(chǎn)生有害的拉鋸運動，以及配置有將電刷強壓在換向器上用的彈簧，用以防止接觸電阻增加。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種電動機，其中每個刷握臂的一端夾有一塊碳刷，其另一端有一個刷握臂定位器，外殼端蓋裝有導(dǎo)電的刷握臂導(dǎo)柱，刷握臂定位器被制成一種基本上抱合刷握臂導(dǎo)柱的圓管形狀;刷握臂導(dǎo)柱與刷握臂定位器保持接觸。從而形成一種橫截面上的兩點接觸。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種電動機，其中刷握臂導(dǎo)柱和/或刷握臂定位器上形成有一個凸環(huán)，用以保證可靠的兩點接觸。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種電動機，其中形成在刷握臂定位器上的橫截面切向部分構(gòu)成一圓弧，該圓弧的直徑大于形成在刷握臂導(dǎo)柱上的凸環(huán)的直徑，使得圓弧部分中的一部分與凸環(huán)保持接觸。
本發(fā)明的第五個目的是提供一種電動機，其中將刷握臂導(dǎo)柱的橫截面制成圓形，使得凸環(huán)的橫截面和橫截面切向部分形成兩點接觸。
本發(fā)明的第六個目的是提供一種電動機，其中刷握臂定位器配置有兩個彼此間以一定間隔的凸耳;刷握臂導(dǎo)柱穿過凸耳上的孔，并借助彈簧形成兩點接觸。
本發(fā)明的第七個目的是提供一種電動機，其中彈簧是一種螺旋形彈簧，彈簧的一端由彈簧座支承，彈簧的另一端固定地裝配到刷握臂上，使得電刷借助彈簧的伸、縮而強壓在換向器上。
圖1表示本發(fā)明實施例的一種電動機的主要部件的結(jié)構(gòu)。
圖2是刷握臂導(dǎo)柱和刷臂定位器的接觸部分的詳圖。
圖3是刷握臂導(dǎo)柱與刷握臂定位器的主要接觸部分的放大視圖。
圖4至圖6表示圖1中所示結(jié)構(gòu)的一些改變。
圖7(A)，(B)，和(C)表示配置在外殼端蓋上的電刷機構(gòu)經(jīng)過改變的一些布置。
圖8表示圖2中所示的接觸部分的一種改變。
圖9和圖10表示普通型式電動機的結(jié)構(gòu)。
圖1至圖10中，分別用參考編號1表示一圓柱形電動機外殼;2表示由永久磁鐵形成的磁場;3表示轉(zhuǎn)子;4表示外殼端蓋;5表示換向器，6表示轉(zhuǎn)軸;7表示軸承;8表示刷握臂;9表示電動機端子;10表示碳刷;11表示刷握臂裝配部件;12表示刷握臂導(dǎo)柱;12a表示凸環(huán);12b表示隆環(huán);13表示彈簧座;14表示彈簧;15表示刷握臂定位器;16表示形成在刷握臂定位器15上的切向部分;17表示螺釘;18表示凸耳;以及19表示孔。
與普通型式的電動機(圖10)相同，圖1中所示的外殼端蓋4也是與如圖9中所示的電動機外殼1相接合。
在圖1所示的情況下。刷握臂8基本上呈剛性，碳刷10夾在近刷握臂的一端，刷握臂的另一端配置有刷握臂定位器15。外殼端蓋4上裝有導(dǎo)電柱體，作為刷握臂導(dǎo)柱12。如圖1中所示的刷握臂定位器15具有抱合刷握臂導(dǎo)柱12的空心圓管形狀。如果觀察橫截面，刷握臂導(dǎo)柱12是與刷握臂定位器15保持接觸的。這些參照圖2和圖3后文還會作說明。也就是說，即使當(dāng)刷臂導(dǎo)柱12和刷握臂定位器15之間出現(xiàn)“間隙”時(定位器15是由刷握臂導(dǎo)柱12可轉(zhuǎn)動地支承的)，彈簧14也會使刷握臂15強壓在刷握臂導(dǎo)柱12上，以保持刷握臂定位器15與刷握臂導(dǎo)柱12處于良好接觸。這時為了加大推力，可以將彈簧14推動刷握臂8的位置選在盡可能靠近刷握臂導(dǎo)柱12的位置。
雖然彈簧14的一端是由彈簧座13支承的(彈簧座13與刷握臂導(dǎo)柱12基本上處在相同的電位)，其另一端推動刷握臂8，但是不用說，彈簧14的一端也可以由刷握臂8支承，而其另一端也可以推壓彈簧座13。
刷握臂導(dǎo)柱12穿過外殼端蓋4，作為電動機的端子，電力經(jīng)過刷握臂定位器15和刷握臂導(dǎo)柱12的接觸點輸給刷握臂8。刷握臂8制成基本上剛性，彈簧14推動刷握臂8，從而使碳刷10強壓在換向器5的表面上。其時，刷握臂8的定位器15由刷握臂導(dǎo)柱12可轉(zhuǎn)動地支承，使得碳刷10即使磨損時也與換向器5的表面緊緊保持滑動接觸。雖然除了從刷握臂導(dǎo)柱，經(jīng)過刷握臂導(dǎo)柱12和定位器15的接觸點通向刷握臂8的那條電流通路外，還有從刷握臂導(dǎo)柱12，經(jīng)過彈簧座13和彈簧14通往刷握臂8的另一條電流通路，但是不必說，電力主要是經(jīng)過刷握臂定位器15輸送的。可以選定彈簧力和彈簧推動刷握臂8的位置，使得碳刷10即使磨損時，也不必改變電刷10壓在換向器表面上的推力，以及刷握臂定位器壓在刷握臂導(dǎo)柱12上的推力。
圖2是刷握臂導(dǎo)柱和刷握臂定位器接觸部分的一個詳圖，圖3是其中主要部分的一個放大視圖。圖4至圖6表示圖1中所示結(jié)構(gòu)的一些改變。圖7(A)，(B)，(C)表示配置在外殼端上的電刷機構(gòu)經(jīng)過改變的一些布置。
圖2和圖3中，編號4，9，12和15對應(yīng)于圖1和圖9中相同的部件。分別用12a表示形成在刷握臂導(dǎo)柱12上的凸環(huán);16表示形成在根據(jù)本發(fā)明的刷握臂定位器上的切向部分;以及17表示螺釘。
圖3(A)和圖3(B)是分別沿圖2中所示的線A-A和B-B作出的放大的橫截面視圖。
在刷握臂定位器15上，刷握臂導(dǎo)柱12與凸環(huán)12a連接位置上形成切向部分16。也就是說，當(dāng)觀察如圖3(A)所示的橫截面時，切向部分16和16配置在刷握臂導(dǎo)柱12與凸環(huán)12a形成的圓環(huán)連接的位置上。例如切向部分16和16適合于使得彼此以30°角相交。
利用這種布置，當(dāng)彈簧14推動刷握臂8時，通過參照圖1可清楚地知道，切向部分16和16總是沿圖3(A)中箭頭P所指的方向與刷握臂導(dǎo)柱12上的凸環(huán)12a保持接觸(當(dāng)觀察如圖3(A)所示的橫截面時，形成兩點接觸)。在沒有凸環(huán)的情況下，本發(fā)明可以采用另一種形式(在這種情況下，雖然觀察橫截面圖時，顯然形成兩點接觸，但實際上是形成兩線接觸)。如圖8中所示，也可以通過在刷握臂定位器15的側(cè)面上配置凸向刷握臂導(dǎo)柱12的隆環(huán)12b，代替配置在刷握臂導(dǎo)柱12上的凸環(huán)12a，而制成切向部分16和16。
而且，切向部分16和16不必具有直線形狀，但可以是一種弧形，其直徑大于凸環(huán)12a所形成的圓環(huán)的直徑，使得圓弧部分與凸環(huán)12a保持接觸。此外，刷握臂導(dǎo)柱12的橫截面形狀也不必是圓形的，而可以是在凸環(huán)12a和切向部分16的橫截面之間能形成兩點接觸的一種形狀。
當(dāng)觀察橫截面圖時，如圖3(A)中的典型結(jié)構(gòu)所示，通過配置至少切向部分16和16，以及借助彈簧14，本發(fā)明適合于實現(xiàn)兩點接觸。即是如圖3(A)中箭頭P所示，使刷握臂定位器15強壓在刷握臂導(dǎo)柱12上。這就不用擔(dān)心不良的電連接，而且導(dǎo)致電動機穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。圖4(A)和圖4(B)中的參考編號4，5，7，8，10，12，13，14和15對應(yīng)于圖1中的相同部件。在圖4(A)所示結(jié)構(gòu)中，不同于圖2和圖3中所示的結(jié)構(gòu)，把刷握臂導(dǎo)柱12制成正圓柱形。圖4(B)是圖4(A)中所示結(jié)構(gòu)主要部分的一個放大視圖，如圖4(B)所示，刷握臂定位器15有兩個相同間距的凸耳18，凸耳18和18上開有孔19和19，刷握臂導(dǎo)柱12穿過孔19，使得類似參照圖2和圖3所述的接觸方式，利用彈簧14的作用形成兩點接觸，彈簧14是以抱合刷握臂導(dǎo)柱12的方式安裝的，它把刷握臂8推向刷握臂導(dǎo)柱12。
圖5中的參考編號4，5，8，10，12，13，14和15對應(yīng)于圖1中的相同部件。圖5中所示的結(jié)構(gòu)中，除了彈簧14是一種螺旋形彈簧外，刷握臂導(dǎo)柱12與刷握臂定位器15之間的接觸方式與圖1中所示的幾乎相同(因而如圖2和圖3中所示)。
圖6中的參考編號4，5，8，10，12，13，14和15對應(yīng)圖1中的相同部件。圖6中的結(jié)構(gòu)與圖5中的結(jié)構(gòu)不同之處在于彈簧14安裝成傳遞拉伸力，而不是傳遞壓縮力。
這些結(jié)構(gòu)并不限于附圖中所示的那些實施例。例如，作用在圖4中所示的刷握臂8上的彈簧14可以具有圖6中所示的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由彈簧14和彈簧座13組成。
圖7(A)至圖7(C)表示裝配在外殼端蓋上的電刷機構(gòu)布置的一些改變，圖中分別用編號4表示外殼端蓋，5表示換向器，以及8表示刷握臂。
如上所述，由于刷握臂8給定為剛性(使用普通型式電刷機構(gòu)的經(jīng)驗)，本發(fā)明使得可以防止碳刷產(chǎn)生有害的拉鋸運動。在設(shè)計本發(fā)明的刷握臂材料時，主要考慮的是電導(dǎo)率。選擇彈簧的材料最好應(yīng)考慮電導(dǎo)率及其固有彈力。雖然由于刷握臂8給定為剛性，以及由于刷握臂必須適合于相對刷握臂導(dǎo)柱可轉(zhuǎn)動，以適應(yīng)電刷的磨損，而可能出現(xiàn)刷握臂導(dǎo)柱與刷握臂之間的電連接問題，但還是能利用本發(fā)明解決這個難題。利用本發(fā)明，彈簧的支承結(jié)構(gòu)比較簡單，而且彈簧也作為將電流輸給刷握臂的一條輔助通路。
權(quán)利要求
1.一種電動機，具有容納一磁場用的一個電動機殼，以及適合與所述電動機外殼的敞口端相接合的一個外殼端蓋，所述外殼端蓋上裝配有與一換向器形成滑動接觸用電刷機構(gòu)；所述電刷機構(gòu)的電刷配置成使得在所述電動機外殼與所述外殼端蓋相接合的情況下，與所述換向器形成滑動接觸，其特征在于所述電刷機構(gòu)包括安裝在所述外殼端蓋上刷握臂導(dǎo)柱，與所述換向器形成滑動接觸用的電刷，以及一端由所述刷握臂導(dǎo)柱可轉(zhuǎn)動地支承，近其另一端上裝有所述電刷的刷握臂；所述刷握臂的臂部適宜為基本剛性，由所述刷握臂導(dǎo)柱可轉(zhuǎn)動地支承的所述刷握臂的那個刷握臂定位器(以所述刷握臂導(dǎo)柱與所述刷握臂定位器相接觸部分的橫截面形狀)有兩個沿關(guān)于所述刷握臂導(dǎo)柱橫截面切線方向延伸相交的切向部分；所述刷握臂經(jīng)過所述刷握臂導(dǎo)柱的橫截面與所述刷握臂定位器的所述橫截面切向部分相接觸的那些點與電動機端子電連接；以及配置有對于所述刷握臂導(dǎo)柱保持導(dǎo)電的彈簧座和一開口端與所述彈簧座相接觸，另一端與所述刷握臂相接觸的彈簧。
2.根據(jù)要求1的一種電動機，其特征在于所述刷握臂導(dǎo)柱形成導(dǎo)電柱體，以及所述刷握臂定位器形成大體上抱合所述刷握臂導(dǎo)柱的這樣一種圓管形;所述刷握臂導(dǎo)柱與所述刷握臂定位器的橫截面切向部分構(gòu)成一種兩點接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種電動機，其特征在于所述刷握臂導(dǎo)柱和1或所述刷握臂定位器上形成有凸環(huán)，以保證兩點接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種電動機，其特征在于所述刷握臂定位器形成直徑大于配置在所述刷握臂導(dǎo)柱上的所述凸環(huán)的圓環(huán)直徑的弧形;所述弧形部分適合與所述凸環(huán)形成接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種電動機，其特征在于在所述刷握臂導(dǎo)柱的橫截面制成一圓形，該凸環(huán)的橫截面與該橫截面切向部分形成兩點接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種電動機，其特征在于每個所述所刷握臂定位器有兩個等間距的凸耳;所述刷握臂導(dǎo)柱穿過所述凸耳中所開的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種電動機，其特征在于所述彈簧為螺旋形彈簧;所述彈簧的一端由所述彈簧座支承，其另一端固定裝配到所述刷握臂上，使得所述電刷利用所述彈簧的拉伸或壓縮力而被強壓在所述換向器上。
專利摘要
一種電動機具有一個容納磁場用的一電動機外殼，以及一個適合于與電動機外殼的敞開端面相接合的外殼端蓋。外殼端蓋上裝有與換向器形成滑動接觸用的電刷機構(gòu)。電刷機構(gòu)的電刷配置成使得在電動機外殼和外殼端蓋接合的情況下與換向器保持滑動接觸，其中每個刷握臂的臂部分制成基本剛性，用以當(dāng)電力輸給刷握臂時防止電刷產(chǎn)生有害的拉鋸運動，以及配置有將電刷強壓在換向器上用的彈簧，用以防止接觸電阻增加。
文檔編號H02K13/00GK87104824SQ87104824
公開日1988年2月10日 申請日期1987年7月9日
發(fā)明者馬淵隆一 申請人:馬淵馬達株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan