一種便於換向器安裝的超微型直流電機的製作方法

2023-11-03 03:08:37

專利名稱：一種便於換向器安裝的超微型直流電機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於微電機技術領域，尤其涉及一種便於換向器安裝的超微型直流電機。
背景技術：
目前，微型直流電機被廣泛應用於移動通信及航模領域，以分別作為移動通信工 具的振動源及航模飛行器上的驅動源。隨著移動通信工具及航模飛行器不斷向功能更強、 體積更小、更薄、重量更輕的方向發展，電機也要求體積更小、更高效。如圖1所示，現有微型電機通常包括轉子1』、定子2』及刷組3』。轉子1』包括轉 子架11，及繞組12，，轉子架11，包括轉軸111，、套設於轉軸111，一端的固定環112，以及 位於轉軸111』 一端的換向器113』。定子2』包括機殼21』及位於機殼21』內的磁鋼組合 22，，磁鋼組合22，包括套設於轉軸111，上的軸承221，、套設於軸承221，上的拉管222，以 及套設於拉管222』上的磁鋼223』，其中，拉管222』 一端的外壁面與機殼21』 一端的內壁 面接觸。刷組3』包括位於機殼21』 一端的座板31』以及安裝於座板31』上、並且位於機殼 21，內的兩個電刷32』，二電刷32』上分別連接有一根導線4』。如圖2及圖3所示，電刷32』具有直板部321』、由直板部321』的一端垂直延伸而 出的垂直部322』、以及由直板部321』的另一端彎折傾斜延伸而出的傾斜部323』。座板31』 靠近機殼21，的端面314，的中央設有中心孔315』，換向器113，安裝在中心孔315，中。換 向器113』的外徑大於二電刷32』之間的刷距，安裝換向器113』時，要求換向器113』下壓 下電刷32，的傾斜部323』，滑到座板31，的中心孔315』中。在換向器113』安裝的過程中，下電刷32』的傾斜部323』發生了適度變形，需避免 上電刷32』變形，待換向器113』安裝到位後，下電刷32』的傾斜部323』彈性回復至原始狀態。然而，實際操作中，人工操作下壓下電刷32』的尺度不一，尺度小了，換向器113』 容易掛到上電刷32』的傾斜部323』，造成上電刷32』變形，尺度大了，又容易造成下電刷32』 過度變形(圖2中示出了換向器113』正確的初始安裝位置，而圖3中示出的換向器113』 初始安裝位置太靠下，安裝時尺度較大，下電刷32』易過度變形)。此外，上述電機還存在著以下不足之處(1)如圖2所示，座板31』靠近機殼21，的端面314』上凸設有兩個凸柱317』，每 一凸柱317』具有兩條直角稜，合格電機要求電刷32』的直板部321』與垂直部322』交接的 直角位置處緊貼座板31』上凸柱317』的直角稜，即直板部321』與垂直部322』同時緊貼凸 柱317』(如圖2中II』處)，產生的刷距為A。然而，由於現有電刷32』沒有左右限位結構， 往往裝配人員在裝配時為追求速度或其他人為原因，造成電刷32』的直角連接處沒有緊貼 座板31』凸柱317』的直角稜(如圖3中III』處)，這樣製成的產品的刷距為B，B>A，為 不合格產品。(2)如圖4所示，於座板31』上開設有通孔311』，電機導線4』穿過通孔311』，從通孔311』處引出。現有電機的導線4』從通孔311』引出後可上下左右活動，當電機安裝到產 品上後，工作時，由于振動，導線4』根部與座板31』端面的通孔311』處(如圖4中I』處) 產生摩擦，導線4』根部易發生疲勞折斷。(3)為了保證拉管222，與機殼21，的接觸面積，以及拉管222，與機殼21，之間的 附著力度，拉管222』外徑不能做得太小，對於體積要求較小的電機(如直徑為3. 2mm的超 微型電機)，如果採用上述結構，磁鋼223』壁厚太薄，不易加工，另外，即使採用高磁性的釹 鐵硼磁性材料，表磁也達不到設計要求，電機綜合性能太差。(4)如圖5所示，現有電機一般採用三極換向，其換向器113』具有三個換向片，由 於換向片之間的平均電壓與換向片數量成反比，因此，電位差相對較大，火花較大，這會影 響電機的壽命，並有可能產生電氣噪音。(5)現有電機一般採用手工錫焊將電刷32』與導線4』焊接在一起，然而，錫焊的原 材料不夠環保，並且手工錫焊用錫量過多，操作中排除的有害氣體較大，汙染環境。另一方 面，由於微型電機的電刷32』太小，焊接面很小，手工焊錫的操作難度大，效率低。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種便於換向器 安裝的超微型直流電機，其換向器安裝過程中可避免電刷變形。本實用新型是這樣實現的，提供一種便於換向器安裝的超微型直流電機，包括轉 子、定子及刷組。轉子包括轉子架及繞組；轉子架包括轉軸、套設於轉軸一端的固定環以及 位於轉軸一端的換向器。定子包括機殼及位於機殼內的磁鋼組合；磁鋼組合包括套設於轉 軸上的軸承、套設於轉軸上的拉管以及套設於拉管上的磁鋼。刷組包括位於機殼一端的座 板以及安裝於座板上、並且位於機殼內的上、下電刷；座板靠近機殼的端面的中央設有中 心孔；電刷分別與一導線連接，每一電刷具有直板部、由直板部的一端垂直延伸而出的垂直 部、以及由直板部的另一端彎折傾斜延伸而出的傾斜部。其中，座板靠近機殼的端面上設有 換向器安裝滑軌，滑軌的一端與中心孔相連通，其下邊緣與中心孔邊緣相切，並且其下邊緣 與下電刷傾斜部之間的間距等於下電刷傾斜部允許的形變量。作為上述技術方案的進一步改進，所述座板靠近機殼的端面上凸設有兩個凸柱， 每一凸柱的外側與凸柱相隔一定間距的位置處設有柱體，柱體上設有卡槽；電刷的直板部 上向外凸設有定位片；直板部位於凸柱與柱體之間，並且直板部與垂直部都緊貼凸柱，定位 片位於卡槽內。作為上述技術方案的進一步改進，所述座板上開設有通孔，導線穿過通孔，從通孔 處引出；座板遠離機殼的端面上設有用於限制導線移動的凸耳。進一步地，所述凸耳具有兩個相隔一定間距的延伸部及兩個擋止部，延伸部從座 板端面向外延伸而出，擋止部由兩個延伸部相對彎折延伸而成，並且壓置在導線上。進一步地，所述凸耳具有兩個相隔一定間距的延伸部及一擋止部，延伸部從座板 端面向外延伸而出，擋止部連接兩個延伸部，並且壓置在導線上。作為上述技術方案的進一步改進，所述拉管一端的外壁面與機殼的內壁面接觸， 拉管呈階梯狀，其供磁鋼套設的部位的直徑小於與機殼接觸的部位的直徑。進一步地，所述電機具有兩個軸承，拉管位於二軸承之間，並且其直徑較大的部位套設在其中一個軸承上，磁鋼同時套設於另一軸承及拉管上。 作為上述技術方案的進一步改進，所述換向器為五極換向，其具有五個換向片。作為上述技術方案的進一步改進，所述電刷與導線採用點焊連接。與現有技術相比較，上述電機在座板上增設換向器安裝滑軌，由於滑軌的下邊緣 與中心孔邊緣相切，並且其下邊緣與下電刷傾斜部之間的間距等於下電刷傾斜部允許的形 變量，這樣，換向器在安裝時可沿著滑軌下邊緣滑到座板中央，可有效避免電刷變形。此外，上述各個改進的技術方案還分別具有以下優點(1)在電刷的直板部上設置定位片，通過定位片與卡槽的配合，可有效控制電刷的 安裝位置，保證刷距一致。(2)在座板上增設了凸耳，這樣，導線從座板引出後可直接向一個方向打彎，並通 過凸耳限制位移，可避免電機振動時，導線根部與座板端面的通孔處摩擦而發生斷裂。(3)將拉管設計呈階梯狀，在保證拉管與機殼接觸面積及附著力度的同時，可增加 磁鋼壁厚，從而提高磁鋼的表磁，改善電機的綜合性能。另外，拉管直徑較大部位套設在其 中一個軸承上，而另一個軸承與拉管並列設置於轉軸上，這樣可使軸承外徑不至於太小，便 於軸承加工。(4)換向器採用五極換向，換向片之間的間距較小，火花較小，電機換向較平穩、可 靠，從而保證電機的性能較優良、運行較平穩。(5)電刷與導線採用點焊連接，既環保，生產效率也較高，並且可以控制焊錫點的 大小。

[0030]圖1是現有微型直流電機的徑向半剖示意圖。[0031]圖2是合格微型直流電機的電刷安裝位置及換向器初始安裝位置示意圖。[0032]圖3是不合格微型直流電機的電刷安裝位置及換向器初始安裝位置示意圖。[0033]圖4是現有微型直流電機的座板與導線配合的結構示意圖。[0034]圖5是現有微型直流電機的轉子架的端面結構示意圖。[0035]圖6是本實用新型便於換向器安裝的超微型直流電機的徑向截面示意圖。[0036]圖7是圖6中座板與電刷、換向器配合的結構示意圖。[0037]圖8是圖7中換向器安裝過程示意圖。[0038]圖9是圖7中座板與電刷配合的結構示意圖。[0039]圖10是圖6中座板與導線配合的結構示意圖。[0040]圖11是圖6中轉子架的端面結構示意圖。[0041]圖12是採用點焊工裝組件焊接電刷與導線的示意圖。[0042]圖13是圖12中C處的放大示意圖。
具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，並不用於限定本實用新型。[0044]請參閱圖6，是本實用新型便於換向器安裝的超微型直流電機的一較佳實施例，該 電機包括轉子1、定子2及刷組3。轉子1包括轉子架11及繞組12 ；轉子架11包括轉軸 111、套設於轉軸111 一端的固定環112以及位於轉軸111 一端的換向器113。定子2包括 機殼21及位於機殼21內的磁鋼組合22 ；磁鋼組合22包括套設於轉軸111上的軸承221、 套設於轉軸111上的拉管222以及套設於拉管222上的磁鋼223。刷組3包括位於機殼21 一端的座板31以及安裝於座板31上、並且位於機殼21內的兩個電刷32，二電刷32上分別 連接有一根導線4。請一同參閱圖7至圖9，座板31靠近機殼21的端面314的中央設有中心孔315及換向器安裝滑軌316。電刷32具有直板部321、垂直部322及傾斜部323，垂直部322由直 板部321的一端垂直延伸而出，傾斜部323由直板部321的另一端彎折傾斜延伸而出。滑 軌316凹陷設置，其一端與中心孔315相連通，其下邊緣與中心孔315邊緣相切，並且其下 邊緣與下電刷32傾斜部323之間的間距等於下電刷32傾斜部323允許的形變量。如圖8所示，安裝換向器113時，換向器113沿著滑軌316的下邊緣滑動到中心孔 315中央，在滑動過程中，換向器113下壓下電刷32的傾斜部323，使下電刷32的傾斜部 323適度變形，同時，避免了上電刷32變形。由於換向器113下邊緣與下電刷32的傾斜部323之間的間距等於下電刷32傾斜 部323允許的最大形變量，因此，下電刷32的傾斜部323不會過度變形，在換向器113安裝 到位後，可以彈性回復到原始狀態。如圖7及圖9所示，座板31的端面314上、於中心孔315的兩側還分別凸設有一 凸柱317，每一凸柱317的外側與凸柱317相隔一定間距的位置處設有柱體318，柱體318 上設有卡槽3181。電刷32的直板部321上向外凸設有定位片3211，直板部321位於凸柱 317與柱體318之間，並且直板部321與垂直部322都緊貼凸柱317，定位片3211位於卡槽 3181內。這樣，通過定位片3211與卡槽3181的配合，可有效控制電刷32的安裝位置，保證 刷距一致。請參閱圖10，於座板31上開設有通孔311，導線4穿過通孔311，從通孔311處引 出。座板31遠離機殼21的端面312上設有用於限制導線4移動的導線扣，在本實施例中， 所述導線扣是突伸於座板31端面312的凸耳313，其具有兩個相隔一定間距的延伸部3131 及兩個擋止部3132，延伸部3131從座板31端面312向外垂直延伸而出，擋止部3132由兩 個延伸部3131相對彎折延伸而成，並且壓置在導線4上。這樣，導線4從座板31引出後可 直接向一個方向打彎，並卡在凸耳313內，可避免電機振動時，導線4根部與座板31端面 312的通孔311處摩擦而發生斷裂。上述凸耳313的兩個擋止部3132是分離的，當然，其也可以連接在一起而形成一 個整體的擋止部(圖中未示出)，即擋止部連接兩個延伸部3131。請再參閱圖6，拉管222 —端的外壁而與機殼21的內壁面接觸，拉管222呈階梯 狀，其供磁鋼223套設的部位的直徑小於與機殼21接觸的部位的直徑。電機具有兩個軸承 221，拉管222位於二軸承221之間，並且其直徑較大的部位套設在其中一個軸承221上，磁 鋼223同時套設於另一軸承221及拉管222上。由於拉管222與磁鋼223配合部位的直徑 較小，而與機殼21配合部位的直徑較大，這樣，在保證拉管222與機殼21接觸面積及附著 力度的同時，可增加磁鋼223壁厚，從而提高磁鋼223的表磁，改善電機的綜合性能。另外，拉管222直徑較大部位套設在其中一個軸221承上，而另一個軸承221與拉管222並列設 置於轉軸111上，這樣可使軸承221外徑不至於太小，便於軸承221加工。請參閱圖11，本實施例中的換向器113為五極換向，其具有五個換向片。這樣，換 向片之間的間距較小，火花較小，電機換向較平穩、可靠，從而保證電機的性能較優良、運行 較平穩。上述電刷32的垂直部322上凹陷彎曲形成一凹陷部位3221，以容置導線4(如圖 9所示)，本實施例中的電刷32與導線4採用點焊連接。焊接是通過點焊工裝組件進行的， 請參閱圖12及圖13，所述點焊工裝組件包括焊頭6、放置電刷32的工裝7及固定工裝7的 固定柱8。工裝7呈長條狀，垂直固定於固定柱8的柱面，其徑向截面大致呈直角三角形，具 有頂面71、與頂面71垂直的立面72、以及連接頂面71與立面72的斜面73，頂面71設有凹 槽711，斜面73的傾斜角度與電刷32傾斜部323的傾斜角度一致。焊接時，將電刷32安裝至工裝7上，使垂直部322、直板部321及傾斜部323分別 貼靠於工裝7的頂面71、立面72及斜面73，並且凹陷部位3221位於頂面71的凹槽711內， 將導線4安裝至電刷32垂直部322的凹陷部位3221內，通過焊頭6進行點焊。點焊採用高電流放電，使導線4上的錫快速熔化後與電刷32連接，其放電快、火花 小，排除的有害氣體少，另外，導線4錫頭上的錫量少，相對於手工焊錫用錫量少，因此比較 環保；另一方面，點焊可採用半自動設備進行，對操作人員的焊接技能要求相對較低，生產 效率較高，並且可以控制焊錫點的大小。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
權利要求一種便於換向器安裝的超微型直流電機，包括轉子、定子及刷組；所述轉子包括轉子架及繞組，所述轉子架包括轉軸、套設於所述轉軸一端的固定環以及位於所述轉軸一端的換向器；所述定子包括機殼及位於所述機殼內的磁鋼組合，所述磁鋼組合包括套設於所述轉軸上的軸承、套設於所述轉軸上的拉管以及套設於所述拉管上的磁鋼；所述刷組包括位於所述機殼一端的座板以及安裝於所述座板上、並且位於所述機殼內的上、下電刷，所述座板靠近所述機殼的端面的中央設有中心孔，所述電刷分別與一導線連接，每一電刷具有直板部、由所述直板部的一端垂直延伸而出的垂直部、以及由所述直板部的另一端彎折傾斜延伸而出的傾斜部；其特徵在於所述座板靠近所述機殼的端面上設有換向器安裝滑軌，所述滑軌的一端與所述中心孔相連通，其下邊緣與所述中心孔邊緣相切，並且其下邊緣與所述下電刷傾斜部之間的間距等於所述下電刷傾斜部允許的形變量。
2.如權利要求1所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述座板靠 近所述機殼的端面上凸設有兩個凸柱，每一凸柱的外側與凸柱相隔一定間距的位置處設有 柱體，所述柱體上設有卡槽；所述電刷的直板部上向外凸設有定位片；所述直板部位於所 述凸柱與柱體之間，並且所述直板部與垂直部都緊貼所述凸柱，所述定位片位於所述卡槽 內。
3.如權利要求1所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述座板上 開設有通孔，所述導線穿過所述通孔，從所述通孔處弓I出；所述座板遠離所述機殼的端面上 設有用於限制所述導線移動的凸耳。
4.如權利要求3所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述凸耳具 有兩個相隔一定間距的延伸部及兩個擋止部，所述延伸部從所述座板端面向外延伸而出， 所述擋止部由所述兩個延伸部相對彎折延伸而成，並且壓置在所述導線上。
5.如權利要求3所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述凸耳具 有兩個相隔一定間距的延伸部及一擋止部，所述延伸部從所述座板端面向外延伸而出，所 述擋止部連接所述兩個延伸部，並且壓置在所述導線上。
6.如權利要求1所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述拉管一 端的外壁面與所述機殼的內壁面接觸，所述拉管呈階梯狀，其供所述磁鋼套設的部位的直 徑小於與所述機殼接觸的部位的直徑。
7.如權利要求6所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述電機具 有兩個軸承，所述拉管位於二軸承之間，並且其直徑較大的部位套設在其中一個軸承上，所 述磁鋼同時套設於另一軸承及拉管上。
8.如權利要求1所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述換向器 為五極換向，其具有五個換向片。
9.如權利要求1所述的便於換向器安裝的超微型直流電機，其特徵在於所述電刷與 導線採用點焊連接。專利摘要本實用新型涉及一種便於換向器安裝的超微型直流電機，包括轉子、定子及刷組。轉子包括轉子架及繞組；轉子架包括轉軸、套設於轉軸一端的固定環以及位於轉軸一端的換向器。刷組包括位於機殼一端的座板以及安裝於座板上的上、下電刷；座板靠近機殼的端面的中央設有中心孔；每一電刷具有直板部、由直板部的一端垂直延伸而出的垂直部、以及由直板部的另一端彎折傾斜延伸而出的傾斜部。其中，座板靠近機殼的端面上設有換向器安裝滑軌，滑軌的一端與中心孔相連通，其下邊緣與中心孔邊緣相切，並且其下邊緣與下電刷傾斜部之間的間距等於下電刷傾斜部允許的形變量。採用上述結構，換向器在安裝時可沿著滑軌下邊緣滑到座板中央，可有效避免電刷變形。
文檔編號H02K1/17GK201623561SQ20102005666
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月18日 優先權日2010年1月18日
發明者徐玲霞 申請人:深圳市雙環全新機電股份有限公司