[發明專利]小型電動機及其制造方法

有效

• 申請號: 00104915.1
• 申請日: 2000-03-30
• 公開（公告）號: CN1270435A
• 公開（公告）日: 2000-10-18
• 發明（設計）人: 古屋健二;由比俊彌
• 申請（專利權）人: 馬淵馬達株式會社
• 主分類號: H02K5/16
• 分類號: H02K5/16;H02K15/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張天安,黃力行

本發明涉及用于小型電動機的一種軸承固定結構及其制造方法，所述小型電動機在自動用途電設備、動力工具之類中用作驅動電動機。

一種傳統小型電動機具有如圖6所示的總體結構[見日本專利申請公開(Kokai)No.3-234915]。用作定子磁極(一般為兩極)的永久磁鐵15固定在電動機外殼1的內圓周表面上，所述外殼1由金屬材料做成有底部的圓筒形狀。在電動機外殼1的底部中心形成接納軸承4(滑動軸承)的一個圓筒形凸部。一個外殼端蓋8固定在電動機外殼1的開口上。在外殼端蓋8中心提供一個用來接納軸承12(滑動軸承)的凸部。外殼端蓋8上還提供多個電刷11和端子9。一個芯13、線圈14和換向器10被固定在電動機軸上5從而構成一個轉子16。

這種小型電動機按下述方法進行組裝。在轉子的電動機軸5的一端插入固定在電動機外殼底部中心的軸承4之后，將攜帶電刷11和端子9的外殼端蓋8安裝在電動機外殼1的開口中，在此同時將電動機軸5的另一端插入固定在外殼端蓋8上的軸承12之中。在組裝期間，固定在電動機軸5上的一個套筒17沿著推進方向(軸線方向)定位轉子16。

有時這種小型電動機會遇到產生機械振動的問題，所述振動是由電動機軸和軸承之間的間隙造成的。在上文所述的日本專利申請公開No.3-234915中該申請的申請人已經提出解決產生振動問題的方法。這個被建議的方法將參照圖7(A)和7(B)進行介紹。

圖7(A)顯示軸承4壓配合在軸承支承部分2中的狀態，軸承支承部分2與電動機外殼1做成整體。在這種狀態，由于機械加工的限制，在電動機軸5和軸承4之間留有一個相對較大的間隙。如圖7(B)所示，該間隙能通過使用加壓模具6壓迫整個軸承支承部分外圓周表面的操作強迫地減小。當軸承支承部分被壓迫時，軸承4的內圓周表面與電動機軸5接觸。然而，當加壓模具6離開時，軸承4產生一個恢復力，致使電動機軸旋轉所需的細小間隙形成。

上文所述的方法解決了由電動機軸和軸承之間的徑向間隙造成的問題。然而，這種方法既不能解決在軸承4和套筒17相對于電動機軸的垂直度降低時出現的問題，也不能解決在電動機軸相對端的兩個軸承之間的對準變得不正確時出現的問題。此外，這種方法不能減少在軸承和套筒之間的間隙或者說容易產生端部竄動。

圖8顯示一個能用于圖6所示傳統小型電動機的軸承4的一個軸承結構實例。圖8顯示沿電動機軸5中心剖取的橫截面的下半。在圖8中，參考編號2表示一個圓筒形軸承支承部分，它與金屬電動機外殼1做成整體以便定位在底部中心并且適于支承軸承4。由于軸承4壓配合在軸承支承部分2內部，在軸承4外圓周表面以及軸承支承部分內圓周表面之間沒有間隙形成，因此軸承4不能相對于軸承支承部分2沿推進方向運動。電動機軸5沿推力方向的運動借助于固定在電動機軸5上的套筒17進行限制。

如圖9(A)和9(B)所示，由于零件和組裝精度不夠，軸承4和套筒17的接觸表面相對于電動機軸的垂直度可能稍微降低。圖9(B)顯示轉子從圖9(A)所示位置旋轉180°的狀態。當與軸承4端面接觸的套筒17端面相對于電動機軸不能保持符合需要的垂直度水平時，轉子會離開，導致噪聲產生。

按照慣例，上文所述的問題通過采用這樣一種方法來克服，以致于電動機軸的推力運動用一個波紋墊圈之類吸收，或者端部竄動(允許電動機軸推力運動的間隙)減小。然而，使用波形墊圈導致零件數量增加，從而加大成本。還有，為了減少端部竄動，每個零件的尺寸公差必需顯著減小。當尺寸公差被設置成很小數值時，超差零件經常產生，導致成本增加。作為替代，為兩個軸承的至少一個提供一個或多個調節墊圈，并且調節墊圈厚度(在使用一個單獨墊圈的情況下)或墊圈數量(在使用多個墊圈情況下)以便減少端部竄動。然而這種方法增加制造工序數量，因而降低效率。

此外，為了應付在電動機軸相對端的兩個軸承之間的對準惡化，必需增加電動機軸和軸承之間的間隙，或者使軸承內表面逐漸變細從而提供晃動。然而，在這種情況下，當對準不降低時，電動機軸會沿徑向打擊軸承，導致噪聲發生。

上文已參照“滑動軸承”用作軸承的典型情況介紹了傳統技術包含的問題。然而，同樣的問題也出現在使用“球軸承”的情況中。圖15是已摘除轉子和外殼端蓋的使用球軸承傳統小型電動機的局部剖視圖。而圖16是該小型電動機從電動機內部朝軸承部分看過去的一個視圖。通常，在球軸承3外側形成一個微小間隙。此外，為了固定球軸承3，使用一個軸承附件30以便消除電動機的端部竄動。