無鐵心電動機的製作方法
2023-06-10 06:39:31 1
專利名稱：無鐵心電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無鐵心電動機。特別是，本發明涉及一種最好與像可攜式視頻攝象機這樣的小型電裝置一起使用的小尺寸的無鐵心電動機。此外，本發明涉及在小尺寸電裝置如尋呼機中構成振動源主要部分的無鐵心電動機近年來為了使用方便，再生電裝置在尺寸上更小和更薄的趨勢已經需要更小型化、更經濟和更可靠的無鐵心電動機。同時，對於具有更好可攜帶性的小型記錄儀需要裝在其中的一個電池是小型化的。為了這些原因，在本發明之前已經一直在需要一種小尺寸的和更小的功率損耗的無鐵心電動機。
圖3示出了一種現有的小尺寸無鐵心電動機20。該無鐵心電動機包括一個轉子21。轉子21包括一個輸出軸22、一個安裝在輸出軸22上的換向器23、和一個線圈繞組24，線圈繞組24形成一個園筒，該園筒圍繞著輸出軸22同軸地被設置並且在它的一端上與換向器23固定。線圈在它的兩端利用像焊接或點焊這樣的適當方法與換向器23電連接。利用一對安裝在蓋25的相鄰兩端上的軸承26和27把輸出軸22同軸地和旋轉地支承在蓋25中，由此轉子21能夠圍繞著園筒蓋25轉動。蓋25在它的外表面上載有一個園筒型的磁鐵28。轉子21和蓋25同軸地被裝在一個園筒外殼29中。同時，外殼29的一個端部開口保持園筒蓋25的一端，而它的另一個端部開口中具有一個託架30，最終在磁鐵28和外殼29之間形成一個磁路。託架30在它的內表面上支承著一對相對置的電刷31，以致於電刷31與換向器23接觸。託架30也接收輸出軸22的一端以便防止軸22在它的縱向上移動。根據這種結構的無鐵心電動機，一個電流藉助於電刷31和換向器23被提供給線圈，使轉子21在一個規定的方向上旋轉。
圖4A和4B示出了總地由符號32表示的一個振動器，在該振動器中普通的無鐵心電動機被用作為它的一個主要部件。在這個振動器中一個重物33被偏心地安裝在軸22的一端上，該軸22從外殼29中伸出。因此，通過激勵電動機，重物33轉動以便產生離心力並由此產生周期的振動。
雖然使用無鐵心電動機是可取的，但是根據電裝置的小型化和更高特性的要求一直在需要其它的改進。
此外，當在振動器中使用無鐵心電動機時，施加一個低電流將導致旋轉能量一個較大的損失，其原因是一個相對大的離心力被加在靠近重物的軸承上。
因此，本發明的一個目的是提供一種改進的小尺寸無鐵心電動機，它能夠被小型化和能夠利用一個減小的電流被驅動，並且容易地被組裝。
為了實現這個目的，本發明的一個無鐵心電動機包括一種無鐵心電動機，該無鐵心電動機具有一個磁性材料的園筒外殼、一個園柱狀磁鐵，該園柱狀磁鐵牢固地和同軸地被定位在該外殼中以便在它們之間形成一個園筒型間隙、和一個轉子。該轉子具有一個園筒型繞組的線圈，該繞組被同軸地設置在間隙中、一個換向器，該換向器機械地支承繞組的一端並且與該線圈電連接、和一個被定位在磁鐵的軸線上的軸，用於支承換向器。電動機還包括一對電刷，該電刷被設置與換向器接觸，由此一個電流藉助於換向器被提供給所述線圈、一個第一軸承，該軸承被安裝在磁鐵與換向器相鄰的一個端部上以便旋轉地支承軸的一個第一部分；和一個第二軸承，該軸承與所述外殼的一端相鄰地被安裝以便旋轉地支承所述軸的一個第二部分。
最好無鐵心電動機包括還包括一個燒結金屬環，為了容易地組裝，該燒結金屬環被壓入配合在所述外殼和所述磁鐵之間以便固定所述磁鐵。
最好所述燒結金屬環主要地由銅組成，以便消除一個有害的磁影響，否則它將導致在把磁鐵定位在外殼中時需要利用能磁化的環。
利用所述第一軸承支承的所述軸的第一部分是一個第一末端部分。而由所述第二軸承支承的所述軸的第二部分是與所述第一末端部分相反的一個第二末端部分。
本發明的另一個方面是無鐵心電動機還包括一個由所述軸偏心地支承的重物。該重物可以被支承在所述第一和第二軸承之間。
本發明的這些和其它的目的和特徵從下面結合附圖所描述的最佳實施例中將變得更清楚，在這些附圖中相同的部件利用相同的符號來表示
圖1是一個本發明的第一實施例的一個無鐵心電動機的截面圖；圖2A是一個被用作為一個振動器的主要部件的第二實施例的無鐵心電動機的頂視圖；圖2B是在圖2A中所示的無鐵心電動機的一個截面圖3是一個現有無鐵心電動機的截面圖；圖4A是一個結合有一個現有無鐵心電動機的振動發生器的截面圖；圖4B是一個在圖4A中所示的振動發生器截面圖。
現在參照附圖，特別是參照圖1，在圖1中示出了一個由符號1表示的本發明的無鐵心電動機的例子。無鐵心電動機1具有一個轉子2。轉子2包括一個輸出軸3。軸3在它的一側上，例如下側上載有一個換向器4。具有一對相對導電區段4a的換向器4支承著一個以園筒形式的線圈的繞組5的最上端。同時，線圈的兩端與換向器4的導電區段4a電連接。
一個形成園柱形式的磁鐵6在它的最上端上具有一個軸承組件7。軸承組件7包括一個固定在磁鐵6的頂端上的軸承蓋8、一個以環形式被固定在軸承蓋8中的下軸承9，用於接收軸3的下周邊，和一個被插在軸承蓋8和下軸承9之間的推壓板10，用於接收軸3的最下端，由此把軸3定位在磁鐵6的一個軸線上。該磁鐵6從繞組5的最下開口被插入到繞組5中，以致於下軸承9和推壓板10支承軸3的下端。
轉子2和磁鐵6在一個由磁性材料製成的園筒外殼11中由上軸承12和一個下隔離環13被固定就位。上軸承12被固定在園筒外殼11最上開口上，以致於它支承軸3而下隔離環13被壓入配合在園筒外殼11和磁鐵6之間，由此園筒外殼11、繞組5和磁鐵6被相互同軸地定位，並且在它們相互之間分別留有園筒間隙14和15。下軸承9和上軸承12最好是由金屬製成的。最好下隔離環13是通過一種粉末冶金方法製造的一個燒結金屬環，通過該方法包含有銅的粉末材料被燒結到環中。
此外，上軸承12在它的內表面在支承一個託架16，該託架16也載有一對相對的電刷組件17，以致於它們能夠在相對的位置上與換向器4的對應導電區段4a相接觸。
在這樣構成的無鐵心電動機1的操作中，通過電刷組件17和換向器4提供一個電流給繞組5的線圈的兩端，由此使轉子2和軸3轉動。
如從上面描述所看到的，無鐵心電動機利用了園柱狀磁鐵6，這種園柱狀磁鐵6能夠建立一個比具有與園柱狀磁鐵6的體積相同體積的普通園筒磁鐵的磁場更大的磁場，它使得本發明的無鐵心電動機變為更小型化和具有更大輸出特性。
此外，園柱狀磁鐵6利用一個燒結金屬環13被固定到園筒外殼11中，燒結金屬環13被壓入配合在磁鐵6和園筒外殼11之間，這兩個部件在這之前被組裝。
此外，燒結金屬環13將導致各種優點。特別是，燒結金屬基本上是疏鬆的或多孔的。因此，壓入配合的環13將在園筒外殼11中幾乎不引起過度的壓力。同樣地，一般地燒結金屬產品是通過在一個模具中利用壓力模壓製成的，因此，該環能夠精確地和經濟地被製造，在製造中外側和內側圓周表面被同軸地形成。此外，環13是由主要地包括銅的材料製成的。因此，即使當一個磁性裝置被用於其定位時，磁鐵6能夠外殼11中被固定就位，此外不需要機械的定位裝置來使磁鐵6定位，這就使磁鐵更便宜並且導致電動機的組裝裝置的簡化。
圖2A和圖2B示出了另一個無鐵心電動機，它能夠構成一個振動發生器的一個主要部件，總地由符號1｀來表示，在該無鐵心電動機1｀中軸承12被壓入配合在外殼11的頂部部分中並且在軸承12和託架16之間具有一個足夠的空間，以便在它們之間形成一個腔18。同時一個重物19在腔18內用一種適當的方式，例如壓或焊接被偏心地固定在軸3上。
利用這種機構，具有重物19的軸3在它的兩端由固定軸承9和12被支承，因此由重物19的旋轉引起的離心力被分配給兩個軸承9和12，由此減小了輸出能量的損失以及軸承的摩擦損耗。
雖然固定環首先圍繞著磁鐵被設置，然後與在上述實施例中的磁鐵一道被壓入配合在外殼中，另一種組裝方法也能夠被利用，在該方法中環被固定到外殼中，然後磁鐵被壓入配合到環。
如從上面描述所看到的，本發明無鐵心電動機將提供各種優點。
這些優點是通過利用一個園柱狀磁鐵，磁鐵體積與電動機體積的比能夠被增加，這個增加導致了無鐵心電動機的小型化和更高的輸出特性。
同時，利用燒結金屬環和把該環壓入配合在外殼和磁鐵之間將導致它們更容易地組裝。
此外，利用主要地包括銅的材料來製造燒結金屬環將定位不產生有害影響，在定位時一個磁力被利用。此外，對於磁鐵不需要機械的定位裝置，它使磁鐵更便宜並且導致電動機的一個組裝裝置的簡化。
因此，在外殼中設置一個重物和利用固定地定位在外殼中的軸承來支承它將導致在支承上能量損失的減小、提供給電動機的電流的減小和更高的軸轉速。
權利要求
1.一種無鐵心電動機，包括一個磁材料的園筒外殼；一個園柱狀磁鐵，該園柱狀磁鐵牢固地和同軸地被定位在所述外殼中以便在它們之間形成一個園筒型間隙；一個轉子，該轉子具有一個園筒型繞組的線圈，所述繞組被同軸地設置在所述外殼和所述磁鐵之間形成的所述間隙中、一個換向器，該換向器機械地支承所述繞組的一端並目與所述線圈的兩端電連接、和一個被固定在所述園柱狀磁鐵的一個軸線上的軸，該軸用於支承所述換向器；和一對電刷，該電刷被設置與所述換向器接觸，一個電流藉助於所述換向器被提供給所述線圈的兩端；一個第一軸承，該軸承被安裝在所述磁鐵與所述換向器相鄰的一個端部上以便旋轉地支承所述軸的一個第一部分；和一個第二軸承，該軸承與所述外殼的一端相鄰地被安裝以便旋轉地支承所述軸的一個第二部分。
2.根據權利要求1的無鐵心電動機，還包括一個燒結金屬的環，該燒結金屬環被壓入配合在所述外殼和所述磁鐵之間以便把所述磁鐵固定在所述外殼中。
3.根據權利要求1的無鐵心電動機，其中所述燒結金屬環主要地由銅組成。
4.根據權利要求1的無鐵心電動機，其中由所述第一軸承支承的所述軸的第一部分是一個第一末端部分。
5.根據權利要求1或4的無鐵心電動機，其中由所述第二軸承支承的所述軸的第二部分是與所述第一末端部分相反的一個第二末端部分。
6.根據權利要求1的無鐵心電動機，其中還包括一個由所述軸偏心地支承的重物。
7.根據權利要求6的無鐵心電動機，其中所述重物由所述軸被支承在所述第一和第二軸承之間。
全文摘要
一種無鐵心電動機具有一個磁材料的圓筒外殼、一個圓柱狀磁鐵，該圓柱狀磁鐵牢固地和同軸地被定位在所述外殼中以便在它們之間形成一個圓筒型間隙、和一個轉子。該轉子具有一個圓筒型繞組的線圈，所述繞組被同軸地設置在所述外殼和所述磁鐵之間形成的所述間隙中、一個換向器，該換向器機械地支承所述繞組的一端並且與所述線圈的兩端電連接、和一個用於支承所述換向器的軸。電動機還包括一對電刷，和兩個可旋轉地支承所述軸的軸承。
文檔編號H02K23/56GK1165425SQ9710291
公開日1997年11月19日 申請日期1997年2月7日 優先權日1996年2月7日
發明者福岡公道, 久山浩二 申請人:松下電器產業株式會社