小型直流電動機的電樞的製作方法
2023-11-30 10:47:41 2
專利名稱：小型直流電動機的電樞的製作方法
技術領域：
本發明是關於小型直流電動機(以下簡稱小型電動機)的電樞。更詳細點說，是關於低成本、能確保鐵心和電樞繞線之間絕緣/提高電動機特性的小型直流電動機的電樞。
背景技術：
小型電動機不但可以應用於上述各種機器，還可廣泛應用於其它各種領域。對小型電動機，需要降低其成本及提高電動機的特性，還需要改善其耐熱性、加工性及裝配工作等。
組成設置在小型電動機機殼內的轉子的電樞是用電樞繞線(以下簡稱繞線)按線圈狀繞在其鐵心上。長期以來人們在鐵心和繞線間的絕緣問題上作了許多努力。
比如，有的在鐵心上塗上環氧基樹脂漆，也有將用樹脂成形加工成鐵心形狀的薄膜或模製品覆蓋在鐵心上(參考實開平2-60475號公報，特公昭31-7964號公報，實開平5-70150號公報等)。
但是，電樞是將繞線卷在鐵心上，因此鐵心兩個端面的稜角處容易引起絕緣不良。在塗漆過程中，對絕緣性要求最高的上述稜角處反而不容易沾上漆。
如因此而加厚塗層的話，則鐵心中用於卷繞線的內方空間將減小。由此導致繞線的圈數減少，從而降低電動機的特性。
另外，在噴塗時，不需要塗漆的地方也會沾上漆。為不減少繞線的圈數，需要塗層薄、可靠性高的塗漆工藝，這就需要很好的設備和技術。
而用樹脂製成的薄膜或模製品覆蓋鐵心時，在模壓成形過程中，技術上需要一定的厚度。這樣使上述鐵心內方空間減小，繞線圈數減少，同時也不利於小型電動機的薄形化。
用於薄膜等的樹脂材料，其耐熱溫度低，比如120℃或180℃等，另外薄膜還可能會發生錯位。同時薄膜成形時還會產生廢料而影響環境。
在實公昭31-12529號公報、特許第2807534號公報等中有將紙制絕緣材料設置在鐵心上的記載。但是這些技術沒有考慮其耐熱性、加工性及裝配作業性。另外，也沒有在鐵心的兩個端面上設置絕緣材料，其結構不能防止稜角處的絕緣不良。
本發明是為解決上述問題而實施的，以提供成本低、能確保鐵心和電樞繞線之間的絕緣性、提高電動機特性的小型直流電動機的電樞為目的。本發明的另一個目的是提高電樞的耐熱溫度。
發明的公開本發明的小型直流電動機的電樞，組成設置在小型直流電動機機殼內的轉子，將電樞繞線按線圈狀繞在鐵心上，其特點是，在上述鐵心的至少兩個端面上卷繞上述電樞繞線的部位，為避免上述鐵心與上述電樞繞線直接接觸而粘貼電絕緣的、至少含有普通紙的紙制絕緣構件。
上述絕緣材料最好選用將防水物質滲浸到普通紙內形成的滲浸紙或使普通紙與樹脂制薄板相互粘貼而成的粘接紙。
另外，小型直流電動機的電樞，組成設置在小型直流電動機機殼內的轉子，將電樞繞線按線圈狀繞在鐵心上，其特點是，在上述鐵心的至少兩個端面上卷電樞繞線的部位，為避免上述鐵心與上述電樞繞線直接接觸，也可粘貼硬化纖維紙制的絕緣構件。
另外，小型直流電動機的電樞，組成設置在小型直流電動機機殼內的轉子，將電樞繞線按線圈狀繞鐵心上，其特點是，在上述鐵心的至少兩個端面上卷電樞繞線的部位，為避免上述鐵心與上述電樞繞線直接接觸，也可粘貼軟質樹脂膠片制的絕緣構件。
上述軟質樹脂膠片的材料儘可能從聚脂合成樹脂、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚醯胺、聚丙烯、聚氯乙烯及亞聚氯乙烯中選擇。
在上述電樞中，最好在將上述絕緣構件從上述鐵心的兩個端面的稜角起向內方空間側彎曲的狀態下，將上述電樞繞線隔著上述絕緣構件卷在鐵心上。
不過，上述電樞的絕緣構件也可採用較厚的紙，其形狀可以在上述鐵心的上述兩個端面的卷線部位與端面形狀基本相同或從上述鐵心的臂部及傘部的各端面的稜角處稍有凸出。
對附圖的簡單說明
圖1是剖視地表示小型直流電動機一側的主視圖。
圖2是表示本發明的電樞結構的立體圖。
圖3是表示鐵心上裝絕緣構件時的電樞的立體圖。
圖4是粘貼在剝離紙上的絕緣構件的說明圖。
圖5是圖3中V-V線的剖視圖。
實施發明的最佳形態以下參照圖1至圖5對本發明的一例實施形態進行說明。
圖1是帶有本發明電樞的小型直流電動機一側的剖視主視圖，圖2是表示電樞結構的分解立體圖，圖3是表示鐵心上裝絕緣構件時的電樞的立體圖，圖4是粘貼在剝離紙上的絕緣構件的說明圖，圖5是圖3中V-V線的剖視圖。
如圖1所示，小型電動機(小型直流電動機)1中包括在其內周面2上裝有定子3的機殼4以及設置在機殼4內的轉子5。轉子5的轉軸6由裝在機殼4上的軸承7、8支承，能自由旋轉。
轉子5包括轉軸6、電樞11和整流子12。轉軸6沿旋轉中心即中心軸線CL方向延伸。電樞11是將繞線(電樞繞線)按線圈狀卷在裝於轉軸6上的鐵心9上而成。整流子12裝在轉軸6上並與繞線10導電接觸。整流子12與安裝在機殼4上的電刷13滑動接觸。
如圖2、圖3所示，電樞11的鐵心9稱為疊層鐵心，由數片薄板狀鐵片14疊合而成。鐵心9中有數個(本例為3個)凸極20。
各凸極20是具有向半徑方向外方延伸的臂部21、從臂部21的前端部向兩圓周方向延伸的傘部22。繞線10主要卷在臂部21上。在鐵心9的中心部壓入固定著轉軸6。
在鐵心9的至少兩個端面23，24上卷繞線10的部位，用粘接劑粘貼著不導電的絕緣構件25，26。其目的是為了不讓鐵心9與繞線10直接接觸。
這種絕緣構件25和26是由至少含有普通紙的紙或硬化纖維紙製成。比如用普通紙做成與端面23，24的形狀相對應的薄板狀絕緣構件25和26。
一邊的絕緣構件25貼在一邊端面23上、另一邊的絕緣構件26貼在另一邊端面24上。在絕緣構件25和26的中心部設有可穿過轉軸6的孔27。
電樞11是通過在鐵心9的兩個端面23，24上各自粘貼絕緣構件25、26後，在3個凸極20的臂部21和傘部22卷上線圈狀繞線而成。
繞線10的大部分繞在臂部21上，也有一部分繞在傘部22。在鐵心9的相鄰兩個凸極20和20之間形成的內方空間28中，大部分的繞線置於其中。
圖2和圖3所示的絕緣構件25和26上，可通過轉軸6的孔27呈圓形。不過，為了與整流子12的凸起(圖中沒有表示)卡合，最好在絕緣構件的孔27處開設凹漕。
這樣，在使整流子12與絕緣構件密合的同時，使整流子12的上述凸起與絕緣構件的上述凹漕卡合，從而確定整流子12與電樞11的相對位置並固定。
在絕緣構件上開設凹漕的理由如下如在鐵心的轉軸插入孔位置開設凹漕，則由永久磁鐵所形成的磁場所發出且通過鐵心的磁力線將減少，從而降低電動機的力矩。因此，凹漕最好只開設在絕緣構件上而不是在鐵心上。
用於絕緣構件25和26的材料有高級紙或再生紙等普通紙、將防水物質滲浸到普通紙後形成的滲浸紙、將普通紙與樹脂制薄板上粘貼而成的粘接紙和硬化纖維紙等。
一般情況下可在一定的高溼度環境下向鐵心上粘貼紙，但如果有防溼要求的話，以選用在普通紙上滲浸防水物質後形成的滲浸紙為好。上述防水物質可選用樹脂，蠟及油中的一種。
滲浸紙及粘接紙使用樹脂等材料，可防止因吸水而引起的膨脹。所謂防止吸水引起的膨脹，就是防止絕緣構件膨脹後與其它部件接觸等造成危害。另外，滲浸紙和粘接紙的彎曲性及延伸性也較好。
比如，將丙烯酸類的樹脂用作滲浸紙或粘接紙的材料時，其彎曲性及延伸性好，可輕而易舉地將按所定形狀的形成的絕緣構件25和26裝在鐵心9上。這樣，電樞11的組裝作業就非常容易。
硬化纖維紙是經過規定的工序製成的紙。所謂規定的工序，是指將精選的化學紙漿或木棉纖維為原料製成的纖維原紙用氯化鋅溶液進行加工處理，讓一部分硬化後捲起來，然後水洗，乾燥，壓榨，上光等。
硬化纖維紙也有各種材料，一般含有6％至10％的水分，具有吸水性和吸溼性。為了減少乾燥、吸溼引起的收縮、膨脹從而抑制和防止其變形，硬化纖維紙最好選用吸水性和吸溼性小的材料。
硬化纖維紙具有良好的電絕緣性，故能用低成本確保鐵心9和繞線10之間的絕緣性。另外，硬化纖維紙的組織結構緊密、強度大，故裝在鐵心9上不會破裂，使電樞11的組裝容易。
另外，絕緣構件25和26的厚度有時薄有時稍厚。用作絕緣構件25和26材料的紙，為了便於安裝到鐵心9上時的操作，最好是具有延伸性的長纖維紙為好。比如，該長纖維紙的纖維長度為90至135μm。
絕緣構件25和26也可用軟質樹脂膠片代替紙。用於軟質樹脂膠片的材料有二甲脂等聚酯類合成樹脂、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚醯胺、聚丙稀、聚氯乙烯和亞聚氯乙烯等。
在絕緣構件25、26或鐵心9的一方或雙方都塗上粘接劑後將絕緣構件粘貼在鐵心9上。粘接劑最好選用具有耐熱性和耐水性的材料。比如，丙稀酸類粘接劑，其耐熱性和粘接性都很好，粘貼上的絕緣構件不容易剝落和發生錯位。因此，使電樞11容易組裝。
例如，如圖4(A)所示，將用於絕緣構件25和26的普通紙、浸滲紙、粘接紙、硬化纖維紙或軟質樹脂膠片按所定的形狀成形，同時在其一側面塗上粘接劑，將膠片多片貼在薄膜狀的剝離紙30上。將此狀態的剝離紙30提供給電樞11的組裝工序，可提高絕緣構件25和26的安裝效率。
將絕緣構件25和26的上述材料和厚度等進行適當的組合後貼在鐵心9上。絕緣構件只要貼在鐵心9的兩個端面23和24上卷繞線10的部位上即可。即絕緣構件不一定需要覆蓋凸極20的傘部22的兩個端面整體。
因此，比如如圖4(B)所示，也可在與傘部22對應的外端31處形成稍小的絕緣構件25a和26a。在絕緣構件25a和26a塗上粘接劑後，將數片絕緣構件25a和26a貼在剝離紙30上。
如圖5(A)、(B)所示，將絕緣構件25和26從鐵心9的兩個端面23、24的稜角32向內方空間28(圖3)彎折。在此狀態下將繞線10隔著絕緣構件25、26卷在鐵心9上。
圖5(A)表示絕緣構件25和26較薄、在稜角32處呈完全沿著鐵心9彎折的狀態。圖5(B)的絕緣構件25、26使用了稍厚的滲浸紙、粘接紙或硬化纖維紙。在稜角32處對滲浸紙等用烙鐵等進行加熱，然後朝內方空間28稍作彎折。
構成鐵心9的數片鐵片14是用衝床等衝裁成形的，故衝裁截面有時比較毛糙。因此，如果繞線10直接和鐵心9的臂部21和傘部22的各稜角32接觸的話，繞線10會在稜角處32發生摩擦，有可能使繞線10的絕緣層破損而造成絕緣不良、漏電。
為此，本實施形態是用絕緣構件25、26覆蓋鐵心9的兩個端面23、24和稜角32處。因而繞線10幾乎不可能直接與鐵心9接觸，從而確保鐵心9和繞線10之間的絕緣性。
絕緣構件使用軟質樹脂膠片時，由於其比紙軟，很容易從鐵心9的稜角32處朝內方空間28彎折，並在兩個側面35上延伸後粘貼。這樣，絕緣構件將側面35的大部分覆蓋，可進一步確保絕緣性。
如果絕緣構件25、26很薄，最好將其數片重疊在一起使用。這樣即使鐵心9側的絕緣層破損，也不至於引起絕緣不良。
另外，圖5(C)所示的是絕緣構件25b、26b使用厚紙的例子。絕緣構件25b、26b在鐵心9的兩個端面23、24上卷繞線10的部位具有和端面23、24基本相同的形狀，或者絕緣構件25b、26b從鐵心的臂部21和傘部22的各端面的稜角處32稍有(比如按所定的尺寸b)凸出。
這樣可以起到和圖5(A)、(B)相同的作用和效果。此外，和圖5(B)相比，不必對絕緣構件進行彎折，使組裝工序簡化。
如上所述，本發明是將絕緣構件25、25a、25b、26、26a、26b粘貼在鐵心9的至少兩個端面23、24的卷繞線10的部位上，使鐵心9和繞線10不直接接觸。該絕緣構件由電絕緣的紙或軟質樹脂膠片形成。
由此可低成本地確保鐵心9和繞線10之間的絕緣性，提高小型電動機1的特性。
上述實施形態中，在最有可能發生絕緣不良而引起漏電的鐵心稜角32處用絕緣構件25、25a、25b、26、26a、26b覆蓋，使繞線10和鐵心稜角32處不直接接觸。
這樣可防止在鐵心稜角32處發生繞線10的絕緣層破損，不必擔心會引起絕緣不良。因而可確保鐵心9和繞線10之間的絕緣性，防止漏電，提高小型電動機1的特性。
因為普通紙的炭化溫度大約為700℃，因此如果使用至少包括普通紙在內的紙製成絕緣構件，就可以低成本地提高小型電動機1的電樞11的耐熱溫度。尤其是將普通紙作為絕緣構件單獨使用時，其耐熱性更好。
但在將絕緣構件25、26如圖5(B)那樣進行彎折加工時，單獨用普通紙就很難加工，而使用浸滲紙或粘接紙就能進行彎折加工和拉深加工等。這樣，按所定的形狀成形的絕緣構件25、26可容易地裝在鐵心9上，電樞11的組裝更為方便。
為提高繞線10在鐵心9的內方空間28中的佔有率(繞線體積佔有率)，即增加繞線的圈數，絕緣構件應儘可能薄。但絕緣構件薄的話就會變軟，這樣在卷繞線10時，會發生絕緣構件捲入和打卷。
為此，本實施形態將絕緣構件25、25a、25b、26、26a、26b用粘接劑粘貼在鐵心9上。這樣可避免上述麻煩，提高繞線工作的效率。一旦卷上繞線10，絕緣構件就被繞線10壓住，此後粘接劑的耐熱性就基本不成問題。
另外，由於可將絕緣構件做薄，故增大了內方空間28。這樣可增加繞線圈數，提高電動機特性，且便於電動機薄型化。
如果絕緣構件使用包括耐熱性普通紙在內的紙，則可低成本地提高電樞的耐熱溫度。如果使用浸滲紙或粘接紙作絕緣構件，除了可提高耐熱溫度，還可改善絕緣構件的成形性(即加工性)及電樞的裝配作業。
如果使用硬化纖維紙作絕緣構件，除了可提高耐熱溫度外，還可進一步確保絕緣性。另外，絕緣構件不易破損，使電樞的裝配更方便。
如果用紙作為絕緣構件的材料，則不易發生環境問題，也不會發生使用塗料所產生的問題。
而使用軟質樹脂膠片作為絕緣構件時，與紙相比更軟，恢復力不強。因此，絕緣構件在鐵心的稜角處容易彎折、張貼，即使是尺寸小的電動機用電樞也容易進行裝配。
本發明由於採用上述結構，故可低成本地確保小型直流電動機的鐵心和電樞繞線之間的絕緣性，提高電動機的特性。
另外，鐵心與電樞繞線之間用紙制絕緣構件絕緣的話，除上述效果外還可提高電樞的耐熱溫度。
各附圖中的相同符號表示相同或相當的部件。
工業上利用的可能性本發明的小型直流電動機用電樞適用於安裝在小型照相機等光學精密機器、CD(小型光碟)機等音響·映像機器、複印機等OA(辦公自動化)機器、電吹風等家庭用電器，汽車用電器及玩具等的小型電動機中。
權利要求
1．一種電樞(11)，組成設置在小型直流電動機(1)的機殼(4)內部的轉子(5)，在鐵心(9)上按線圈狀卷上繞線(10)，其特徵在於，在所述鐵心的至少兩個端面(23，24)上卷繞所述電樞繞線的部位上，為避免所述鐵心和所述電樞繞線直接接觸而粘貼具有電絕緣性且至少包含普通紙的紙制絕緣構件(25，25a，25b，26，26a，26b)。
2．根據權利要求1所述的小型直流電動機的電樞，其特徵在於，所述絕緣構件(25，25a，25b，26，26a，26b)採用將防水物質浸滲到普通紙內形成的浸滲紙或將普通紙與樹脂制薄板粘合而成的粘接紙。
3．一種電樞(11)，組成設置在小型直流電動機(1)的機殼(4)內部的轉子(5)，在鐵心(9)上按線圈狀卷上繞線(10)，其特徵在於，在所述鐵心的至少兩個端面(23，24)上卷繞所述電樞繞線的部位上，為避免所述鐵心和所述電樞繞線直接接觸而粘貼用硬化纖維紙製成的絕緣構件(25，25a，25b，26，26a，26b)。
4．一種電樞(11)，組成設置在小型直流電動機(1)的機殼(4)內部的轉子(5)，在鐵心(9)上按線圈狀卷上繞線(10)，其特徵在於，在所述鐵心的至少兩個端面(23，24)上卷繞所述電樞繞線的部位上，為避免所述鐵心和所述電樞繞線直接接觸而粘貼用軟質樹脂膠片製成的絕緣構件(25，25a，26，26a)。
5．根據權利要求4所述的小型直流電動機的電樞，其特徵在於，所述軟質樹脂膠片的材料從聚脂合成樹脂、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚醯胺、聚丙烯、聚氯乙烯及亞聚氯乙烯中選擇。
6．根據權利要求1至5任一項所述的小型直流電動機的電樞，其特徵在於，將所述絕緣構件(25，25a，26，26a)從所述鐵心的所述兩個端面的稜角(32)處朝內方空間(28)彎折，在此狀態下，將所述電樞繞線隔著所述絕緣構件卷在所述鐵心上。
7．根據權利要求1、2、或3所述的小型直流電動機的電樞，其特徵在於，所述絕緣構件(25b、26b)使用厚紙，其形狀在所述鐵心9的所述兩個端面的所述卷線部位與該端面形狀基本相同，或者從所述鐵心的臂部(21)和傘部(22)的所述各端面的稜角(32)處稍有凸出。
全文摘要
一種小型直流電動機的電樞(11),組成設置在機殼內部的轉子,在其鐵心(9)上按線圈狀卷著電樞繞線(10)。在所述電樞(11)的鐵心(9)的至少兩個端面上卷繞線的部位,粘貼著具有電絕緣且至少包括普通紙在內的紙制絕緣構件(25,26)。由此避免鐵心和電樞繞線直接接觸。
文檔編號H02K3/34GK1287706SQ99801746
公開日2001年3月14日 申請日期1999年10月28日 優先權日1998年11月6日
發明者馬淵隆一 申請人:馬淵馬達株式會社