專利名稱：微型馬達的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型馬達的轉(zhuǎn)子，該微型馬達用于提升自動窗戶的玻璃或類似物。
背景技術(shù)：
圖5顯示了公知的帶有蝸桿減速器的傳統(tǒng)微型馬達(見專利公布NO.2636958)。在此圖中，馬達部段用螺釘安裝在減速部段上。馬達軸2固定地裝有蝸桿7，而蝸桿7的末端部分可轉(zhuǎn)動地裝在軸承9上。蝸桿7與構(gòu)成蝸輪的螺旋齒輪10嚙合，使得馬達部段輸出的驅(qū)動扭矩通過馬達軸2傳輸至蝸桿7，從蝸桿7傳輸至減速部段中的螺旋齒輪10，并從輸出軸12輸出至外部。
以上描述的帶有蝸桿減速器的微型馬達的線圈接線結(jié)構(gòu)將參照圖6進行描述。圖6顯示了先有技術(shù)的普通微型馬達的轉(zhuǎn)子組件。馬達軸2固定地安裝有疊片鐵心3，而線圈6繞在疊片鐵心3上。軸2在預定位置上還固定地安裝有換向器4，而換向器4的每個換向器端子5與構(gòu)成轉(zhuǎn)子磁極的每個線圈6的端部連接。如上所述，蝸桿7固定在軸2的輸出側(cè)邊上。軸承8預先安裝，按馬達部段與減速部段的組裝關(guān)系來說位于疊片鐵心3與蝸桿7之間。
當這種帶有蝸桿減速器的微型馬達用于提升自動窗戶的玻璃時，例如，因為有限的安裝空間等原因，希望該馬達被極度小型化，而變成必須使用約3mm直徑的軸2。然而，對于用來提升自動窗戶的玻璃的馬達，由于大的反作用力從蝸桿減速部段作用至軸2，當采用一般使用的直徑約3mm的軸2時，當施加載荷之時整個軸發(fā)生撓曲，而撓曲力傳遞至連接著線圈6的換向器端子5部分。結(jié)果是轉(zhuǎn)子在撓曲的情況下轉(zhuǎn)動，致使線圈的連接部分膨脹和收縮，引起振動。由此產(chǎn)生了麻煩，致使線圈6在該部分破損。還有，問題發(fā)生在因該振動與馬達罩的固有頻率共振而產(chǎn)生大的噪音。
為了克服這些問題，通常涂敷了覆蓋整個連接部分的膠粘劑，以保護線圈6部分及換向器端子5和阻止撓曲及共振。例如，使用了環(huán)氧樹脂膠粘劑作為膠粘劑，因為它必須以滲入線圈6的這種方式粘附在連接部分并包封住該線圈。
但是，因為膠粘劑的應用需要控制其涂敷并用眾多勞動力進行干燥，它不適用于大量生產(chǎn)，該大量生產(chǎn)可達到可靠的穩(wěn)定質(zhì)量。特別是干燥要求中斷生產(chǎn)線運行及處理批量加工，而且在控制膠粘劑的涂敷方面出現(xiàn)難于保證可靠性的困難問題。
還有，換向器4不能容易地定位及固定于馬達軸2上，所以換向器4是通過以觸碰疊片鐵心這種方式使換向器絕緣圓柱體在換向器4的疊片鐵心側(cè)邊上延伸而固定的。因此為使這種換向器定位一般都需要麻煩的工藝。
還有，當微型馬達被用作節(jié)氣門驅(qū)動馬達時，問題發(fā)生在發(fā)動機的振動與馬達罩的固有頻率發(fā)生共振并且因此產(chǎn)生大的噪音，或者軸撓曲而因此破壞線圈。節(jié)氣門驅(qū)動馬達是當利用電控來實現(xiàn)發(fā)動機節(jié)氣門的開啟/關(guān)閉操作時使用的一種馬達。節(jié)氣門驅(qū)動馬達設(shè)置在節(jié)氣門體上，用于完成節(jié)氣門的開啟/關(guān)閉操作，而節(jié)氣門體直接安裝在發(fā)動機上，所以發(fā)動機的振動被直接傳遞出去，這引發(fā)了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
由于軸2的撓曲而發(fā)生的振動問題可通過整體地增大軸直徑或采用特殊軸來解決，在特殊軸上，沿著軸向的軸的一部分部分地增大(所謂的臺階軸)。但是，軸直徑的增大或特殊軸的使用在滿足微型化要求方面是不利的。還有，軸直徑的變化導致增加成本的問題，因為諸如疊片鐵心、軸承及換向器這些涉及軸直徑的所有部件必須改變。勢在必然，臺階軸本身的變化增加了成本。對于較大的零件來說機器消耗加大了，并且發(fā)生了不能完全達到馬達性能的情況。
因此，本發(fā)明的目的是通過防止撓曲傳至線圈與換向器端子的連接部分來防止振動和由撓曲造成的導線破損，同時在不增大軸直徑或不使用特殊軸以及不需要膠粘劑涂敷工藝的情況下完全達到馬達性能，該膠粘劑涂敷工藝不適用于大量生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一個目的是使換向器在馬達軸上的定位變得容易。
本發(fā)明還有的另一個目的是當馬達被用作節(jié)氣門驅(qū)動馬達的情況下，防止來自馬達外部的振動與馬達罩的固有頻率發(fā)生共振。
為達到以上目的，在本發(fā)明中，在軸上于換向器安裝部分與疊片鐵心端面之間安裝了金屬套，以此由于撓曲傳至換向器端子部分而產(chǎn)生的振動被減至最小以防止連接的線圈的破損。
還有，絕緣涂層不僅涂敷在疊片鐵心上，而且也涂敷在金屬套上以使金屬套固定在疊片鐵心上。
還有，通過安裝金屬套，使轉(zhuǎn)子組件的換向器的定位變得容易。


圖1是詳細地圖示微型馬達轉(zhuǎn)子的線圈連接部分的視圖；圖2是顯示繞上線圈之前的微型馬達轉(zhuǎn)子的視圖；圖3是顯示可用于本發(fā)明中的金屬套的例子的視圖；圖4是顯示構(gòu)成疊片鐵心的鐵心與金屬套被裝在轉(zhuǎn)子軸上的狀況的視圖；圖5是顯示先有技術(shù)的帶有蝸桿減速器的微型馬達的視圖；圖6是顯示先有技術(shù)的轉(zhuǎn)子組件的視圖；圖7是顯示試驗結(jié)果的線圖，該試驗結(jié)果指出了本發(fā)明的抗共振的對抗措施的作用；和圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的馬達被用于驅(qū)動節(jié)氣門的例子的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參考附圖中所示例子來詳細描述本發(fā)明。圖1是詳細顯示微型馬達轉(zhuǎn)子組件的線圈連接部分的視圖，而圖2是顯示線圈被繞上之前的轉(zhuǎn)子組件的視圖。圖3是顯示金屬套20的兩個例子的剖視圖。圖4是顯示只有疊片鐵心3與金屬套20被裝在軸上的狀況的視圖。實施本發(fā)明的微型馬達，除了設(shè)置在軸2上的金屬套20及與其相關(guān)的結(jié)構(gòu)之外具有公知的普通構(gòu)造。圖1中所示的轉(zhuǎn)子組件通常具有固定在軸2上的疊片鐵心3及換向器4、繞在疊片鐵心3上的線圈6、以及與每個線圈6的端部連接的換向器端子5。在該圖所示的結(jié)構(gòu)中，金屬套20安裝在軸2上位于疊片鐵心3的端面與換向器4之間。
金屬套20可被構(gòu)造成如圖3(a)所示的管形狀或小孔管形狀，該小孔管形狀在管的一個端部側(cè)邊具有一環(huán)，如圖3(b)所示。該金屬套20的材料可以是鐵、鐵合金(包括不銹鋼)，或是諸如黃銅的銅合金。從成本及可加工性的觀點來看以及進一步因為絕緣涂層必須合適地粘結(jié)在金屬套上，該材料最好是鐵或鐵合金。
如圖4所示，金屬套20被壓在軸2的一側(cè)上，在該一側(cè)換向器被安裝成疊片鐵心3被壓在和固定在軸2上的狀態(tài)，并與疊片鐵心3的端面接觸[工作例子(1)]。雖然這個金屬套20被構(gòu)造成小孔管形狀，并且小孔管的環(huán)與圖4的疊片鐵心3端面接觸，該環(huán)也可與換向器4側(cè)邊接觸。還有，可以使用如圖3(a)中所示的管形狀的金屬套20。換向器安裝在軸2上的部分預先可設(shè)置有滾花11。
通常，通過使用諸如環(huán)氧粉末的絕緣材料把絕緣涂層涂敷到疊片鐵心3上以提供疊片鐵心3與線圈6之間的絕緣。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，絕緣涂層不僅涂敷在槽部及疊片鐵心3的兩端面上，而且也涂敷在金屬套20上。通過這個絕緣涂層，金屬套20被牢固地固定在疊片鐵心3及軸2上。最希望的是小孔管形金屬套20的環(huán)與疊片鐵心3的端面接觸，并涂敷了絕緣涂層，由此被壓在軸2上的金屬套20被牢固地固定住。
還有，除了如圖4所示在疊片鐵心的換向器側(cè)邊上的金屬套之外，具有相同結(jié)構(gòu)的第二金屬套與疊片鐵心的相對側(cè)邊上的疊片鐵心的端面相接觸，并涂敷以絕緣層[工作例子(2)]。這個結(jié)構(gòu)具有進一步增大軸2的剛性的作用。
隨后，換向器4被壓在和固定在軸2上以便與金屬套20接觸，如圖2所示。換向器4相對于疊片鐵心3的位置由金屬套20在軸向上的長度決定。然后，線圈6被繞在疊片鐵心3上面，如圖1所示，并且每個線圈末端連接在換向器4的換向器端子5上。
圖7是顯示試驗結(jié)果的線圖，該試驗結(jié)果指出了本發(fā)明的抗共振的對抗措施的作用。共振(G)以從9V至15.5V的電壓增大來度量。在圖7中，“先有技術(shù)”表示的結(jié)構(gòu)是在該結(jié)構(gòu)中，線圈6的整個連接部分及換向器端子5都被膠粘劑所蓋住，如參考圖6所解釋的；工作例子(1)表示的結(jié)構(gòu)是在該結(jié)構(gòu)中，金屬套20僅設(shè)置在換向器側(cè)邊；工作例子(2)表示的結(jié)構(gòu)是在該結(jié)構(gòu)中，金屬套設(shè)置在疊片鐵心的兩個側(cè)邊；而“沒有對抗措施”表示的結(jié)構(gòu)是在該結(jié)構(gòu)中，沒有采取抗共振的對抗措施。圖中兩個三角形表示通過順時針(CW)方向和逆時針(CCW)方向轉(zhuǎn)動馬達進行測量的情況。還有，三角形的每個頂尖按從上側(cè)到下側(cè)順序表示共振(G)的最大值、平均值及最小值。
如從圖7明顯看出的，根據(jù)本發(fā)明，盡管結(jié)構(gòu)簡單，工作例子(1)及(2)兩者也具有阻止振動的顯著作用。參考圖6解釋的先有技術(shù)也有阻止振動的巨大作用。但是，如前所述，這個技術(shù)需要控制膠粘劑的散布并且需要眾多勞動力用于烘干，而且也需要膠粘劑涂敷工藝，該工藝不適用于可達到可靠的穩(wěn)定質(zhì)量的大量生產(chǎn)。
工作例子(1)及(2)兩者可被構(gòu)造成在馬達的工作電壓(約12V)時不會產(chǎn)生共振，并由此限制了噪音。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的馬達被用于驅(qū)動節(jié)氣門的例子的示意圖。用于控制節(jié)氣門34的開啟/關(guān)閉操作的整個結(jié)構(gòu)稱之為節(jié)氣門體35?；跈z測信號，電子控制單元控制節(jié)氣門驅(qū)動馬達，該檢測信號對應于加速器踏板的行程，該檢測信號由加速器操作單元輸出，從節(jié)氣門傳感器發(fā)出節(jié)氣門開啟信號。節(jié)氣門驅(qū)動馬達31具有固定在其軸上的齒輪32。齒輪32使軸33轉(zhuǎn)動以便通過含有多個齒輪的減速部段驅(qū)動節(jié)氣門34，由此節(jié)氣門34被開啟及被關(guān)閉。
由于節(jié)氣門體35直接安裝在機動車的發(fā)動機上，發(fā)動機的振動被直接傳至驅(qū)動馬達31。因此，在振動從馬達的外部傳至驅(qū)動馬達的場合，通過應用工作例子(1)或工作例子(2)的上述結(jié)構(gòu)，金屬套可阻止從外部傳來的軸的振動。
本發(fā)明可防止由于撓曲振動產(chǎn)生的連接部分的線圈破損，該撓曲的振動是由相對于載荷的馬達軸的細直徑而引起的，本發(fā)明還可通過限制振動而降低噪音，同時通過在馬達軸上安裝金屬套使馬達微型化而保持不增大軸直徑或不使用特殊軸以及不改變其它零件的規(guī)格。
還有，因為軸相對于荷載具有小直徑，本發(fā)明達到了使軸承微型化的效果，由于防止諸如軸承的零件的尺寸被做大而降低機器消耗，由于使用小直徑換向器而減小了圓周速度，由于減小了圓周速度而限制了滑動噪音，由于降低了機器消耗及使用小尺寸零件而節(jié)約了馬達功率，由于使用馬達的通用零件且不用蝸桿而降低了成本。
還有，本發(fā)明可保證線圈接線的高可靠性，因為線圈連接部分不需要不適用于大量生產(chǎn)的膠粘劑涂敷工藝。
還有，因為安裝了金屬套，本發(fā)明達到了換向器容易定位的效果。
再有，當根據(jù)本發(fā)明的馬達被用于驅(qū)動節(jié)氣門的情況下，本發(fā)明防止了來自馬達外部的振動與馬達罩的固有頻率發(fā)生共振的問題。
權(quán)利要求
1.一種具有疊片鐵心及換向器的微型馬達轉(zhuǎn)子，該疊片鐵心及換向器固定在一軸上，線圈繞在所述疊片鐵心上，而換向器端子與所述線圈的端部連接，其中一金屬套在所述疊片鐵心的端面與所述換向器之間安裝于所述軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于絕緣涂層不僅被涂敷在所述疊片鐵心上，而且也涂敷在所述金屬套上，使得所述金屬套被所述絕緣涂層固定在所述疊片鐵心上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于所述金屬套被構(gòu)造成具有管形狀或小孔管形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于所述金屬套是由鐵或鐵合金制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于第二金屬套安裝在所述軸上，以便與疊片鐵心的端面接觸，該疊片鐵心的端面位于所述疊片鐵心的相對側(cè)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于包含安裝在所述軸的末端部分中的蝸桿的減速部段整體地連接在馬達部段上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達轉(zhuǎn)子，其特征在于所述微型馬達被構(gòu)造成節(jié)氣門驅(qū)動馬達，該節(jié)氣門驅(qū)動馬達通過減速部段開啟及關(guān)閉一節(jié)氣門，該減速部段包含安裝于所述軸的末端部分中的一齒輪。
全文摘要
本發(fā)明通過在軸(2)上位于換向器(4)的安裝部分與疊片鐵心(3)的端面之間安裝一金屬套(20)，使傳至換向器端子(5)的撓曲振動減至最小和防止連接的線圈的破損。還有，絕緣涂層不僅被涂覆在疊片鐵心(3)上，而且也涂敷在金屬套(20)上以把金屬套(20)固定在疊片鐵心(3)上。由此，防止了撓曲傳至線圈與換向器端子的連接部分，同時完全達到該馬達的性能，由此防止了導線的破損并且使換向器在該轉(zhuǎn)子軸上的定位變得容易。
文檔編號H02K23/00GK1440108SQ0310546
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月22日
發(fā)明者馬渕隆一, 間弓悅夫 申請人:馬淵馬達株式會社