小型直流電動機電樞及其製造方法

2024-03-05 23:08:15

專利名稱：小型直流電動機電樞及其製造方法
技術領域：
本發明是關於用於頭戴耳機立體聲系統和可攜式CD唱機等的小型直流電動機電樞及其製造方法的發明。
下面參照附圖對用於頭戴式耳機立體聲系統和可攜式CD唱機等的小型直流電動機電樞的例子加以說明。在圖6、圖7中，軸21上安裝著電樞鐵芯22。電樞鐵芯22由多片鐵晶片堆迭構成、在其外側周邊上形成多個凸極。電樞鐵芯22的上端面與下端面用絕緣體26覆蓋、電樞鐵芯22被絕緣體26夾在裡面。在上面及下面被絕緣體26覆蓋的電樞鐵芯22的各凸極上，從絕緣體26上面開始繞線圈。而且在絕緣體26的，比線圈24纏繞的地方更靠內側的部分上，與該絕緣體整體形成大致垂直於絕緣體26上面的突出的壁26a。
在軸21的電樞鐵芯22再向上的地方安裝著整流子單元23。整流子單元23由整流子支架23a與安裝在整流子支架23a表面的整流子23c構成。整流子支架23a由被壓入軸21的圓筒部與形成於該圓筒部的下端部的凸緣部23b構成。
在整流子支架23a的圓筒部的外周面安裝著多個呈部分圓筒狀的整流子23c。在各整流子23c與23c之間，形成電流切換用的狹縫。而且各整流子23c的下端部向外側彎成直角，同時沿著凸緣部23b的上面向外周側延伸。這樣的凸緣部23b上面的整流子23c的一部分引出到比形成於絕緣體26上的壁26a更向外的外側、成為線圈連接部28。在該線圈連接部28的前端部卷繞線圈24的端部。
而且，裝在凸緣部23b上的整流子23c的、比凸緣部23b更靠外側、而且比壁26a更靠內側的上面安裝著環形的滅弧元件25，該滅弧元件25與各整流子23c之間釺焊連接。滅弧元件25起著抑制電刷(未圖示出)在整流子23c上滑動、切換通向線圈24的電流時產生的火花的作用。
上述由軸21、電樞鐵芯22、整流子單元23構成的小型直流電動機，如圖7所示，安裝於杯狀的轉子外殼29的內部，並能自如旋轉。在轉子外殼29的內圓周面，安裝著環形驅動磁體30。驅動磁體30的內圓周面與電樞鐵芯22的凸極相向並保持一定的間隙。從而，電流從未圖示出的電刷，經整流子23c，線圈連接部28流入線圈24，使電樞鐵芯22被吸上，軸21受驅動旋轉。而一旦軸21轉動，與未圖示出的電刷滑動接觸的整流子23c依序被切換為下一個整流子23c，同時也切換了供給線圈24的電流，軸21連續旋轉。
把線圈24繞於上面那樣的電樞鐵芯22的凸極時，線圈24的一部分靠近內圓周一側、與安裝在整流子單元23上的滅弧元件25互相妨礙，有時發生滅弧元件25破裂、線圈24斷線的情況。從而，為了防止線圈24靠近內圓周，在整流子單元23一側的絕緣體26上形成壁26a，但為了把電動機做得扁平，壁26a的高度尺寸不能做得比線圈24的高度尺寸大，所以不能充分發揮其效果。
而且，纏繞著線圈24的凸極上預先形成壁26a，纏繞的線圈24受到壁26a的外圓周面的影響，從軸的方向看，纏繞成圓弧狀，整體成為扇形，招致線圈24加於整流子支架26的應力增大和線圈24本身的電阻值的增大等問題的產生。
本發明的目的在於解決上述問題，提供一種在線圈成形時線圈與滅弧元件沒有相互妨礙，能防止線圈斷線和滅弧元件破裂等的小型直流電動機電樞及其製造方法。


圖1是表示本發明的小型直流電動機電樞的實施例的剖面圖。
圖2是與表示圖1相同實施例的平面圖。
圖3是表示同上小型直流電動機電樞的製造工序的一部分的剖面圖。
圖4表示本發明的小型直流電動機電樞的另一實施例的分解剖面圖。
圖5是同上的小型直流電動機電樞的剖面圖。
圖6是表示已有的小型直流電動機電樞的例子的剖面圖。
圖7是表示上述電樞適用的小型電動機的例子的平面剖面圖。
下面參照附圖對本發明的小型直流電動機電樞及其製造方法的實施例加以說明。在圖1、圖2中，在軸1上嵌合固定著電樞鐵芯2。電樞鐵芯2由許多鐵晶片迭層構成，其外圍形成數個凸極。電極鐵芯2的上面與下面靠接著絕緣體6，電樞鐵芯2被絕緣體夾於其中。電樞鐵芯2的各凸極上，從絕緣體6上面開始繞著線圈4。
在軸1上，從圖1中的上端一側壓入整流子單元3。整流子單元3由整流子支架3a與整流子3c構成。整流子3a具有相對於軸1嵌合固定的圓筒部和形成於該圓筒部下部的凸緣部3b。又在凸緣部3b的外周邊部形成大致豎立於軸向上的多個突出部3b，在各突出部3d之間形成間隙3f。
在整流子支架3a的圓筒部的外圓周面上安裝多個呈部分圓筒狀的整流子3c。在各整流子3c之間形成電流切換用的狹縫。各整流子3c的下端部向外圓周側大致彎成直角、嵌入上述間隙3f內，同時，前端部從間隙3f進一步向外側延伸、形成線圈連接部3e。在這樣的、連接部3e的前端部纏繞著線圈4的端部。在整流子支架3a上，比上述突出部3d更向內側的地方安裝著環形滅弧元件5，滅弧元件5與各整流子3c之間用釺焊連接。滅弧元件5的下表面與整流子3c的大致彎成直角的部分的上表面靠接著。滅弧元件5起著抑制(未圖示的)電刷在整流子3c上滑動切換通向線圈4的電流時產生火花的作用。
如上所述的電樞，旋轉自如地安裝於小型直流電動機的電動機殼體上。整流子單元3的特定整流子3c，有連接在(未圖示的)電源上的電刷與之接觸。而且，線圈4纏繞的電樞鐵芯2的凸極與安裝在(未圖示的)電動機殼體的內圓周面的驅動磁體隔著一定的間隙相向。從而，一旦(未圖示出的)電源經電刷、整流子3c、線圈連接部3e向線圈4供電，由於與(未圖示出的)驅動磁體之間的磁力的作用，電樞鐵芯2被吸上、軸1受到旋轉驅動。由於軸1的旋轉、電刷接觸的整流子3c依序切換到下一個整流子3c，同時也切換了供給線圈4的電流，於是軸1連續旋轉。
下面對上述小型直流電動機電樞的製造方法實施例加以說明。如圖3所示，首先，在軸1上嵌合固定電樞2後，將整流子單元3壓入軸1暫時固定在軸1的上端部，對電樞鐵芯2的凸極纏繞線圈4。接著將整流子單元3從軸1的上端部壓入下方規定的位置，使線圈4緊靠凸緣部3b的外圓周面。接著用工具(未圖示)將繞在電樞鐵芯2的凸極上的線圈4從軸向的兩側一邊壓縮一邊整形，使線圈4在軸向上的高度尺寸減小。這樣就能造出圖1、圖2所示那樣的小型直流電動機電樞。而且，將上述工序的整流子單元3壓入規定位置的工序與一邊壓縮線圈一邊整形的工序可以同時進行。
上述結構的小型直流電動機電樞中，整流子單元3，在對電樞鐵芯2的凸極繞線圈4時被暫時固定於不易受線圈4影響的、軸1的上端部，由於可以將保護滅弧元件5用的突出部3d置於比線圈4足夠高的位置，因而能完全防止纏繞的線圈4與滅弧元件5的相互妨礙。而且將整流單元3從臨時固定的狀態轉移到規定位置固定後，線圈4與滅弧元件5被突出部3d完全隔開，因而不發生互相妨礙。從而能夠消除滅弧元件5破裂、線圈斷線的不良情況。在整流子單元3臨時固定的情況下纏繞線圈，而後再將整流子單元3固定在規定的位置上，因此，即使保護滅弧元件5用的上述突出部3d的高度低了也行，可以減小電動機的軸向尺寸。
而且，在臨時固定的整流子支架3a的凸緣部3b的外緣部形成突出部3d，因而在將線圈4繞於電樞鐵芯2的凸極時，可以在電樞鐵芯2上不存在妨礙繞線的障礙的條件下將線圈4繞於凸極。因此，繞線圈4時，可以相對於凸極的延伸方向大致上一直向前繞，線圈的總長度變短、其繞組電阻變小，可以提高小型直流電動機的特性，也可以緩和作用在線圈4的整流子支架3a的應力。
下面對本發明的實施例的變例加以說明。圖4、圖5所示的實施例是，整流子支架3a的一部分的凸緣部3b的、外圓周側底面部被開出缺口做成繞組放出部3g的實施例。藉助於形成繞組放出部3g，對線圈4進行整形時，線圈4的一部分進入繞組放出部3g內，因此，可以使線圈4作用在整流子支架3a上的應力更加緩和。
根據本發明，整流子單元具備有嵌合於軸上的圓筒部與凸緣部的整流子支架；和固定於整流子支架的圓筒部的外圓周面上的整流子。在整流子支架的凸緣部的外緣部，由於有大約豎立於軸方向的突出部，因而不僅可以用突出部將線圈一側與滅弧元件一側隔開，在線圈成形時，防止線圈與滅弧元件之間互相妨礙，而且，與已有的那種在電樞鐵芯上將壁設於絕緣體上的情況相比，可以使壁的位置靠近旋轉中心，那樣情況下線圈也可以繞得更加靠近旋轉中心，因而可以將電動機的直徑做得小些。
根據本發明的製造方法，小型直流電動機電樞至少包括下述工序在將電樞鐵芯相對於軸嵌合固定的同時、將整流子單元固定於軸上臨時位置的工序；在嵌合固定於軸上的電樞鐵芯的凸極上繞線圈的工序；將相對於軸固定於臨時位置的整流子單元固定於規定位置的工序；以及給繞在電樞鐵芯的凸極上的線圈整形的工序。因此繞線時，整流子單元的突出部處於高出線圈足夠多的位置上，線圈對滅弧元件沒有妨礙，因此，能夠避免線圈斷線和滅弧元件破裂。而且，在繞線圈時，不存在妨礙在電樞鐵芯上繞線的東西，因此，能夠高精度繞制線圈，能夠把線圈的電阻和對整流子支架的應力抑制於較低的水平。再者，線圈整形後，將整流子單元固定於軸上的規定位置上，因此，為保護滅弧元件而設置於整流子元件上的突出部可以降低其高度，電動機在軸向上的尺寸可以減小，整流子單元正式壓入後也可以真正防止線圈與滅弧元件之間的相互妨礙。
權利要求
1.一種小型的直流電動機電樞，在其軸上沿軸向排列固定著具有多個凸極的電樞鐵芯，以及由整流子支架和安裝在該整流子支架上的多個整流子構成的整流子單元，在所述電樞鐵芯的各凸極上繞著規定匝數的線圈，在所述整流子單元上固定著滅弧元件，其特徵在於，所述整流子單元包含有嵌合固定於所述軸上的圓筒部和形成於該圓筒部的凸緣部的整流子支架；以及固定於該整流子支架的圓筒部的外圓周面上的整流子，在所述整流子支架的凸緣部的外緣部有大致沿軸向豎起的突出部。
2.根據權利要求1所述的小型直流電動機電樞，其特徵在於，在整流子支架上形成繞組放出部。
3.一種小型直流電動機電樞的製造方法，其特徵在於，至少具備如下工序(a)在相對於軸嵌合固定電樞鐵芯的同時，將包含有，在外緣部具有大致沿軸向豎起的突出部的整流子支架和固定於該整流子支架上的整流子的整流子單元固定於軸上的臨時位置上的工序；(b)在嵌合固定於軸上的電樞鐵芯的凸極上繞線圈的工序；(c)將相對於軸固定於臨時位置的整流子單元固定到規定位置上的工序；(d)將繞在電樞鐵芯的凸極上的線圈加以整形的工序。
全文摘要
本發明揭示一種防止線圈斷線和滅弧元件破裂的小型直流電動機電樞及其製法。其整流子單元(3)具備具有嵌合於軸(1)上的圓筒部和凸緣部(3b)的整流子支架(3a)和整流子(3c)。整流子支架(3a)的凸緣部(3b)的外緣部具有大致沿軸方向豎起的壁(3d)。具有整流子單元(3)的電樞的製作工序包括在將電樞鐵芯(2)正式向軸(1)壓入的同時，把整流子單元(3)暫時壓入軸(1)的工序；在電樞鐵芯(2)的凸極上繞線圈(4)的工序；相對於軸(1)嵌合固定整流子單元(3)的工序和線圈(4)整形工序。
文檔編號H02K15/02GK1122066SQ95106810
公開日1996年5月8日 申請日期1995年6月7日 優先權日1994年6月8日
發明者武井宏光 申請人:三協精機製作所株式會社