專利名稱：小型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(chē)用空調(diào)裝置等汽車(chē)用電氣設(shè)備、CD(袖珍激光唱盤(pán))唱機(jī)等音響圖像設(shè)備、復(fù)印機(jī)等0A(辦公室自動(dòng)化)設(shè)備，小型照相機(jī)等光學(xué)精密設(shè)備、家用電氣設(shè)備及玩具等使用的小型電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
小型電動(dòng)機(jī)除了在所述各種設(shè)備以外，還廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，要求降低電動(dòng)機(jī)噪聲、實(shí)現(xiàn)靜音化。
圖5為以往的小型電動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖5所示的小型電動(dòng)機(jī)1，定子5安裝在具有外罩2和蓋板3的殼體4的內(nèi)周面上，而轉(zhuǎn)子6配置在殼體4的內(nèi)部，靠設(shè)置在殼體4上的軸承部7、8，可自由地支承轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)軸9。轉(zhuǎn)子6的整流子10與電刷11滑動(dòng)配合。電刷11由安裝在蓋板3上的電刷保持器12保持。
所述構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)有時(shí)用于例如驅(qū)動(dòng)汽車(chē)用空調(diào)裝置的風(fēng)門(mén)。于是，電動(dòng)機(jī)1旋轉(zhuǎn)時(shí)，電刷11和整流子10滑動(dòng)接觸，電刷11振動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1就發(fā)出噪聲(機(jī)械噪聲)。
若該電動(dòng)機(jī)噪聲頻率在聽(tīng)覺(jué)可覺(jué)察范圍以外，則因?yàn)槿硕?tīng)不見(jiàn)尚無(wú)問(wèn)題。然而，當(dāng)電動(dòng)機(jī)噪聲是在聽(tīng)覺(jué)可覺(jué)察范圍內(nèi)頻率的聲音，尤其是在高頻(例如頻率為10kHz左右的聲音)時(shí)，會(huì)“吱—”作響，成為刺耳的聲音。
近幾年的汽車(chē)，為了追求其舒適性，車(chē)內(nèi)的靜音化要求越來(lái)越高，隨此，要求降低(理想的為除去)從汽車(chē)用電氣設(shè)備所使用的小型電動(dòng)機(jī)發(fā)生的上述高頻音。
因此，為了減少電動(dòng)機(jī)噪聲提出了各種技術(shù)方案。作為對(duì)策之一，有時(shí)通過(guò)在小型電動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置防振用橡膠等彈性體，減少振動(dòng)，來(lái)降低電動(dòng)機(jī)的噪聲。
例如在圖5所示的電動(dòng)機(jī)1里，有時(shí)將彈性體(圖中未示出)配置在電刷11本身上或電刷保持器12與外罩2之間。采取這樣的措施，因?yàn)閺椥泽w吸收電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，所以電動(dòng)機(jī)噪聲會(huì)有某種程度的降低。
但是，要將電動(dòng)機(jī)噪聲充分降低是十分困難的。并且在電動(dòng)機(jī)裝配之際，安裝彈性體的工作比較麻煩費(fèi)人工，電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成部件數(shù)量也增加。因此，電動(dòng)機(jī)的制造工序變得復(fù)雜。另外，倘若滑有精確地將彈性體裝在規(guī)定的位置上，電動(dòng)機(jī)噪聲的降低程度就會(huì)有差異。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的目的在于，提供一種不使用防振用彈性體，噪聲也很低的靜音化小型電動(dòng)機(jī)。
以在后述的實(shí)驗(yàn)中所用小型電動(dòng)機(jī)為例，從噪聲測(cè)量結(jié)果可知，該小型電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生頻率10kHz左右的高頻音。
所以，本發(fā)明人推測(cè)在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的部件中，是不是以與所述高頻音的頻率有相關(guān)關(guān)系的振動(dòng)頻率在振動(dòng)著的部件中成為所述高頻音的發(fā)生源。
對(duì)圖5所示的電動(dòng)機(jī)1的部件中的蓋板3，從電動(dòng)機(jī)1的外側(cè)測(cè)定其振動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中，在蓋板3的整個(gè)外表面上矩陣狀設(shè)定很多(例如幾百或幾千)點(diǎn)，測(cè)定每個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)。根據(jù)各點(diǎn)的測(cè)定數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)圖形顯示功能三維顯現(xiàn)蓋板3的振動(dòng)狀況。
于是可知，蓋板3的中央部13如箭頭E所示，在電動(dòng)機(jī)1的中心軸線CL2的方向上以最大的振幅在振動(dòng)。這是與敲鼓時(shí)其鼓皮振動(dòng)發(fā)聲同樣的現(xiàn)象。
而且，蓋板3振動(dòng)的頻率為10kHz左右，該頻率大體上和電動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的高頻音的頻率一致。這意味著蓋板3振動(dòng)的頻率與噪聲的頻率之間有著相關(guān)關(guān)系，蓋板3一振動(dòng)，就會(huì)從蓋板3發(fā)出與該振動(dòng)的頻率大致相同頻率的高頻音。
而且，蓋板3的中央部13一振動(dòng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子6就在中心軸線CL2方向上振動(dòng)，所以會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)1帶來(lái)不良影響。
這樣就明了從電動(dòng)機(jī)1發(fā)生的高頻音的產(chǎn)生原因是由于蓋板3的振動(dòng)，以下，就為了降低蓋板3的振動(dòng)的對(duì)策作一些研究。
因?yàn)樯w板3的中央部以相當(dāng)大的振幅作振動(dòng)，所以從動(dòng)機(jī)1的外部按壓住該中央部13不讓蓋板3振動(dòng)，就不產(chǎn)生高頻音。但這不能成為電動(dòng)機(jī)本身的降噪對(duì)策。
另一方面，若從電動(dòng)機(jī)內(nèi)部按住蓋板3的中央部13的里側(cè)，亦會(huì)奏效，但因?yàn)樵谠撝醒氩?3的內(nèi)部側(cè)配置著轉(zhuǎn)軸9和軸承部8，所以不能從電動(dòng)機(jī)內(nèi)部按壓中央部13。
因此，本發(fā)明者著眼于固定在蓋板上的電刷保持器，使得用該電刷保持器強(qiáng)制性牢牢按壓住蓋板的中央部附近部位，通過(guò)這樣做，蓋板的振動(dòng)降低，其結(jié)果，能使電動(dòng)機(jī)的噪聲降低。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)具備呈有底中空筒狀的外罩，嵌入該外罩開(kāi)口部中的蓋板、固定在所述外罩內(nèi)周面上的定子、靠分別安裝在所述外罩及所述蓋板上的一側(cè)及另一側(cè)軸承部、轉(zhuǎn)軸被可自由旋轉(zhuǎn)地配置在所述外罩內(nèi)部的轉(zhuǎn)子、以及保持與該轉(zhuǎn)子的整流子滑動(dòng)配合的電刷且安裝在所述蓋板上的電刷保持器，并且所述電刷保持器及所述蓋板中至少有一方在中心附近形成有第1凸起部，并使所述第1凸起部以規(guī)定的推壓力強(qiáng)制性壓靠在另一方的所述電刷保持器或所述蓋板上。
理想的是，所述第1凸起部形成在具有彈性的所述電刷保持器上，并利用所述電刷保持器的彈力，以所述規(guī)定的推壓力壓靠在所述蓋板的里側(cè)面上。
理想的是在所述電刷保持器上形成的所述第1凸起部因?yàn)榭克鲭娝⒈３制鞯乃鰪椓?，以所述?guī)定的推壓力強(qiáng)制壓靠在所述蓋板的所述里側(cè)面中心附近，所述所述第1凸起部會(huì)向電動(dòng)機(jī)內(nèi)部側(cè)稍許移動(dòng)，在這種狀態(tài)下，所述第1凸起部與所述蓋板主要作線接觸。
譬如，所述蓋板一振動(dòng)，該蓋板的中央部振動(dòng)的振幅就會(huì)變大，但是因?yàn)樗龅?凸起部以所述規(guī)定的推壓力壓靠在如上所述振幅變大的中央部附近，所以所述蓋板振動(dòng)的振幅總體變小，另外，以防止所述轉(zhuǎn)子在中心軸線方向上的振動(dòng)。
理想的是，所述電刷保持器在其外周邊附近固定在所述蓋板上，所述電刷保持器的中心形成貫穿的配置所述轉(zhuǎn)子用的開(kāi)口部，沿著該開(kāi)口部的內(nèi)周邊在所述電刷保持器的外側(cè)面一體形成所述第1凸起部，并從所述內(nèi)周邊放射狀地形成多條狹縫部。
理想的是所述多條狹縫部因?yàn)楸痪鶆虻嘏渲迷谒鰞?nèi)周邊的整個(gè)周?chē)希运龅?凸起部分割成多個(gè)，分割后的所述各第1凸起部由于容易分別發(fā)生彈性變形，所以能分別發(fā)揮彈簧作用而與所述蓋板壓緊接觸。
另外理想的是，在與所述電刷保持器的外側(cè)面相反一側(cè)的端面上，一體形成第2凸起部，使該第2凸起部強(qiáng)制性推壓所述定子。
作為一個(gè)實(shí)施形態(tài)，所述電刷保持器在與形成所述第一凸起部的所述外側(cè)面相反一側(cè)具有所述端面，該端面為從所述電刷保持器外周面的端邊起連續(xù)并與中心軸線正交的面，與一對(duì)所述定子的一個(gè)端面分別相對(duì)配置。
理想的是，所述第2凸起部從所述電刷保持器的所述端面上呈部分球面狀突出。
例如在所述定子用塑料磁體或橡膠磁體那樣比較柔軟的磁性材料構(gòu)成時(shí)，所述第2凸起部如果強(qiáng)制性按壓在所述定子的所述一個(gè)端面上，就會(huì)使所述定子稍許變形并稍微嵌入所述定子內(nèi)，在這種狀態(tài)下，所述第2凸起部與所述定子主要作面接觸。
作為與此不同的實(shí)施形態(tài)，在所述定子由硬性材料構(gòu)成時(shí)，所述第2凸起部與所述定子主要作點(diǎn)接觸。
再者，最好在所述電刷保持器的外周面上一體形成第3凸起部，并使該第3凸起部強(qiáng)制推壓所述外罩的所述內(nèi)周面。
最好所述第3凸起部其外側(cè)面做成部分圓筒狀并具有與中心軸線平行延伸的細(xì)長(zhǎng)形狀，所述第3凸起部形成并突出在所述外周面的整個(gè)圓周上。
理想的是使所述蓋板嵌入所述外罩的所述開(kāi)口部，所述電刷保持器的所述外周面如果與所述外罩的所述內(nèi)周面相結(jié)合，所述第3凸起部就與所述外罩主要作線接觸。
作為理想的實(shí)施形態(tài)，所述蓋板由與所述外罩相同的金屬材料或樹(shù)脂一體形成，所述電刷保持器由具有絕緣性的合成樹(shù)脂或摻入玻璃纖維的合成樹(shù)脂一體形成。
在前端電刷保持器上安裝有多個(gè)連接端子，所述電刷與所述連接端子電氣連接，最好所述連接端子的端部從所述蓋板的表面向外露出連接配線。
例如，所述小型電動(dòng)機(jī)的規(guī)定的部件振動(dòng)時(shí)的頻率與電動(dòng)機(jī)噪聲的頻率之間的相關(guān)關(guān)系為相同或正比關(guān)系。
作為一個(gè)實(shí)施形態(tài)，所述蓋板的振動(dòng)與所述電動(dòng)機(jī)噪聲之間的相關(guān)關(guān)系有著所述蓋板振動(dòng)的頻率與產(chǎn)生的高頻音的頻率基本一致的關(guān)系。
作為一個(gè)具體的例子，對(duì)于所述蓋板激烈振動(dòng)時(shí)的頻率將近10kHz，此時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪聲也為頻率約10kHz刺耳的所述高頻音，所以通過(guò)降低所述約10kHz頻率的振動(dòng)，來(lái)降減所述高頻音。
本發(fā)明采用上述的構(gòu)成，所以，不使用防振用的彈性體，也能做出低噪聲的靜音小型電動(dòng)機(jī)。


圖1至圖4C所示為本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)。
圖1為小型電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
圖2為圖1所示電動(dòng)機(jī)的立體圖。
圖3A為所述電動(dòng)機(jī)的蓋板的立體圖，圖3B、圖3C為電刷保持器的立體圖。
圖4A為所述電刷保持器的主視圖，圖4B為沿圖4A的B-B線的單側(cè)剖視圖、圖4C為后視圖。
圖5為以往的小型電動(dòng)機(jī)剖視圖。
圖6A至圖10表示一實(shí)施示例，圖6A為表示小型電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的測(cè)定狀態(tài)的說(shuō)明圖，圖6B為表示電動(dòng)機(jī)噪聲的測(cè)定狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖7為表示以往小型電動(dòng)機(jī)的典型振動(dòng)頻率據(jù)的曲線圖。
圖8為表示以往小型電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的其它數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖9為表示本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率據(jù)的曲線圖。
圖10為表示以往的及本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)的噪聲數(shù)據(jù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1至圖10對(duì)本發(fā)明涉及的實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1至圖4C所示為本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)，圖1為小型電動(dòng)機(jī)的剖視圖，圖2為圖1所示電動(dòng)機(jī)的立體圖。
首先說(shuō)明本發(fā)明涉及的小型電動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)成。如圖1及圖2所示，小型電動(dòng)機(jī)(小型直流電動(dòng)機(jī))20具備在內(nèi)周面21上安裝著一對(duì)定子22的殼體23及配置在殼體23內(nèi)部的轉(zhuǎn)子24。轉(zhuǎn)子24的轉(zhuǎn)軸25靠設(shè)在殼體23一端的軸承部26和另一端的軸承部27支承，可以自由旋轉(zhuǎn)。
殼體23具備呈有底中空?qǐng)A筒狀且內(nèi)部配置著轉(zhuǎn)子24的外罩28、及嵌入外罩28的開(kāi)口部29中的蓋板30。
外罩28由金屬板材一體形成。蓋板30由與外罩28相同的金屬材料或樹(shù)脂材料等一體形成。
軸承部26、27分別安裝在殼體23的兩端部。一端的軸承部26安裝在外罩28上，另一端的軸承部27安裝在蓋板30上。一對(duì)定子固定在外罩28的內(nèi)周面21上且相對(duì)配置。
轉(zhuǎn)子24配置在外罩28的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子24具有轉(zhuǎn)軸25、電樞31及整流子32。轉(zhuǎn)軸25在成為旋轉(zhuǎn)中心的中心軸線CL方向上延伸。
在電樞31中，繞組(電樞繞組)34在安裝于轉(zhuǎn)軸25上的鐵心33上繞成線圈狀。整流子32安裝在轉(zhuǎn)軸25上，與繞組34電氣連接。整流子32具有多個(gè)(例如3個(gè))連接繞組34用的端子35。整流子32與多組(例如兩組)電刷36滑動(dòng)配合。
電刷36靠安裝在蓋板30上的電刷保持器37來(lái)保持。電刷保持器37例如由絕緣性的合成樹(shù)脂或摻入玻璃纖維的合成樹(shù)脂等絕緣材料一體形成。
電刷保持器37上安裝著多個(gè)(例如一對(duì))連接端子38。電刷36與連接端子38電氣連接。連接端子38的端部39從蓋板30的表面40向外露出與配線(圖中未示出)等連接。
在外罩28的平坦部41的中央部一體形成有圓筒形的軸承支持部42。在軸承支持部42的內(nèi)周面上構(gòu)成一端的軸承部26，壓入并固定具有滑動(dòng)面的一端的滑動(dòng)軸承43?；瑒?dòng)軸承43旋轉(zhuǎn)自如地軸支承轉(zhuǎn)軸25的輸出側(cè)。
另一端的軸承部27旋轉(zhuǎn)自如地軸支承轉(zhuǎn)軸25的與輸出相反的一側(cè)。軸承部27具備在推力方向上支持轉(zhuǎn)軸25的端部44的止推構(gòu)件45，及旋轉(zhuǎn)自如地軸支承轉(zhuǎn)軸端部44的另一端滑動(dòng)轉(zhuǎn)軸46?；瑒?dòng)軸承46壓入并固定在蓋板30上形成的突出部47的內(nèi)周面48上。
在電動(dòng)機(jī)20中，若使電流從連接端子38通過(guò)電刷36及整流子32流至電樞31的繞組34，則給予存在在由一對(duì)定子22形成的磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)力，轉(zhuǎn)子24作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，電動(dòng)機(jī)20通過(guò)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸25的輸出部驅(qū)動(dòng)汽車(chē)用空調(diào)裝置(圖中未示出)等。
以下，就電刷保持器37和蓋板30的構(gòu)成作說(shuō)明。
圖3A為蓋板30的立體圖、圖3B、圖3C為電刷保持器37的立體圖。圖4A為電刷保持器37的主視圖、圖4B為沿圖4A的B-B線的單側(cè)剖視圖、圖4C為后視圖。
本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)，在電刷保持器及蓋板中至少有一方在中心附近形成有第1凸起部，并使第1凸起部以規(guī)定的推壓力P強(qiáng)制性壓靠在電刷保持器及蓋板中的另一方上。
圖中，示出的是第1凸起部在電刷保持器上形成的情況，但也可在蓋板上形成，或在電刷保持器和蓋板的雙方上都形成。
如圖1至圖4C所示，在蓋板30上開(kāi)設(shè)了多個(gè)(例如4個(gè))貫穿孔57。四個(gè)貫穿孔57配置在外周邊部58的附近。在蓋板30中的中央部一體地形成突出的突出部47。
收容另一端的軸承部27用的有底凹部由突出部47形成在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部側(cè)。在外周邊部附近貫穿形成有多個(gè)(例如一對(duì))長(zhǎng)圓形的長(zhǎng)孔59。
電刷保持器37具有配置在其外周邊66附近的多個(gè)(在此為4個(gè))卡合件56，電刷保持器37靠卡合件56發(fā)生塑性變形在外周邊66附近固定在蓋板30上。電刷保持器37有稍許彈性，借助該彈力從而能發(fā)出規(guī)定大小的推壓力。
在電刷保持器37的中心01，貫穿形成有配置轉(zhuǎn)子24用的開(kāi)口部60。開(kāi)口部60為圓形，但也可為三角形、四角形、六角形等多角形或其它形狀。
第1凸起部55沿開(kāi)口部60的內(nèi)周邊61一體形成。第1凸起部55形成在電刷保持器37的外側(cè)面(蓋板30一側(cè)的面)62上。第1凸起部55形成在電刷保持器37的中心01附近。而且，第1凸起部55能以規(guī)定的推壓力P強(qiáng)制地壓靠在蓋板30的里側(cè)面63上。
電刷保持器37上形成有從開(kāi)口部60的內(nèi)周邊61起的多條(例如8條)放射狀的狹縫部64。8條狹縫部64形成U字形，均勻地配置在內(nèi)周邊61的整體圓周上。因?yàn)樾纬闪?條狹縫部64，故第1凸起部55被分別成8個(gè)部分，各個(gè)第1凸起部55都能個(gè)別地發(fā)揮彈簧的作用。
電刷保持器37的外面62上，在電刷保持器37的外周邊66附近一體形成有多個(gè)(例如合計(jì)4個(gè))卡合件56和多個(gè)(例如一對(duì))連接端子支持部65?？ê霞?6和連接端子支持部65從外面62向外突出。
卡合件56形成為能嵌入蓋板30的貫穿孔57內(nèi)的圓柱形。連接端子支持部65形成為能嵌入蓋板30的長(zhǎng)孔59內(nèi)的長(zhǎng)圓形。連接端子支持部65也向電刷保持器37的里面67側(cè)突出一體地形成。連接端子38壓入并保持在連接端子支持部65形成的保持用孔68中。
電刷保持器37在與形成有第1凸起部55的外鍘面62相反的一側(cè)具有端面69。端子69為從外周面70的端邊起連續(xù)并與中心軸線CL1正交的面，端面69與一對(duì)定子22的一端端面72分別相對(duì)配置。
端面69上一體地突出形成有多個(gè)(例如合計(jì)6個(gè))第2凸起部71。在一個(gè)端面69和另一個(gè)端面69上，分別形成有3個(gè)第2凸起部71。第2凸起部71從端面69上突出呈部分球面狀，強(qiáng)制地壓靠在定子22上。
在電刷保持器37的外周面70上一體形成有多個(gè)(例如12)第3凸起部73。第3凸起部73形成在外周面70的整個(gè)圓周上，外側(cè)面呈部分圓筒狀，從外周面70向外突出。第3凸起部73具有和中心線軸CL1平行延伸的細(xì)長(zhǎng)形狀，能強(qiáng)制性壓靠在外罩28的內(nèi)周面21上。
又，第2、第3的凸起部71、73可省略去其中一方或雙方。
以下，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)20的裝配步驟。
要將電刷保持器37固定在蓋板30上時(shí)，預(yù)先將電刷36及連接端子38安裝在電刷保持器37上。電刷36和連接端子38電氣連接。預(yù)先將止推構(gòu)件45和滑動(dòng)軸承46安裝在蓋板30的突出部47的內(nèi)側(cè)。
然后，將各卡合件56分別插入各貫穿孔57，并將各連接端子支持部65分別插入各個(gè)長(zhǎng)孔59中。使電刷保持器37與蓋板30的里側(cè)面63接觸，各卡合件56的頭部56a就呈從蓋板30的表面40朝外突出的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，用夾具等以強(qiáng)力將蓋板30按壓到電刷保持器37上，與此同時(shí)，再用別的夾具在卡合件56上施加壓力P1，使其頭部56a受壓變形。
于是頭部56a就產(chǎn)生塑性變形并橫向展寬，所以電刷保持器37的外周邊附近貼緊蓋板30而被固定。這樣，通過(guò)4個(gè)卡合件56，能將蓋板30和電刷保持器37在外周邊附近牢固固定。這是為了降低蓋板30振動(dòng)所需的一個(gè)必要條件。其結(jié)果，蓋板30中央部的附近靠電刷保持器37的第1凸起部55一直處在受推壓力P按壓著的狀態(tài)。
更詳盡地?cái)⑹?，電刷保持?7的第1凸起部55靠電刷保持器37的彈力以規(guī)定的推壓力P強(qiáng)制按壓蓋板30的里側(cè)面63的中心01的附近。電刷保持器37發(fā)生彈性變形，第1凸起部55向電動(dòng)機(jī)內(nèi)部側(cè)稍許移動(dòng)。在這種狀態(tài)下，第1凸起部55與蓋板30主要作線接觸。
另一方面，對(duì)于外罩28，預(yù)先將滑動(dòng)軸承43安裝在軸承支持部42內(nèi)，并將一對(duì)定子22固定在內(nèi)周面21的規(guī)定位置處。接著，將轉(zhuǎn)子24裝入外罩28的內(nèi)部。這時(shí)，將轉(zhuǎn)軸25插入一端的滑動(dòng)軸承43，將電樞31收容在外罩28的內(nèi)部。
其后，將互相固定好的電刷保持器37和蓋板30安裝在外罩28上。這時(shí)，使電刷36和整流子32結(jié)合，同時(shí)將轉(zhuǎn)軸25的端部44插入另一端的滑動(dòng)軸承46中。與此同時(shí)，使蓋板30嵌入外罩28的開(kāi)口部29。
蓋板30一嵌入開(kāi)口部29，電刷保持器37的外周面70就和外罩28的內(nèi)周面21結(jié)合。于是，在外周面70上形成的第3凸起部73就強(qiáng)制性按壓外罩28的內(nèi)周面21。在該狀態(tài)下，第3凸起部73與外罩28主要作線接觸。
另一方面，電刷保持器37的端面69上形成的第2凸起部71強(qiáng)制性按壓定子22的一端端面72。定子22有時(shí)例如用塑料磁件或橡膠磁件等比較柔軟的磁性材料構(gòu)成。在這種場(chǎng)合，第2凸起部71使定子22稍許變形稍微嵌入定子22內(nèi)。在該狀態(tài)下，第2凸起部71與定子22主要作面接觸。而在定子22由硬性材料構(gòu)成時(shí)，第2凸起部71與定子22主要作點(diǎn)接觸。
經(jīng)過(guò)以上步驟，電動(dòng)機(jī)20的裝配結(jié)束。
在所述構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)20中，轉(zhuǎn)子24一旋轉(zhuǎn)，由于整流子32和電刷36的滑接觸引起電刷36振動(dòng)。于是，電刷保持器37就振動(dòng)，該振動(dòng)從電刷保持器37傳遞到蓋板30。
然而，蓋板30的中心附近靠電刷保持器37的第1凸起部55被規(guī)定的推壓力P牢牢地按壓著。因此，蓋板30幾乎不振動(dòng)。
而且，第2凸起部71強(qiáng)制推壓定子22，所以電刷保持器37的振動(dòng)傳到質(zhì)量大的定子22上為其所吸收。再者，因?yàn)閺?qiáng)制地將第3凸起部73推壓外罩28的內(nèi)周面21，所以電刷保持器37的振動(dòng)亦會(huì)可靠地傳遞至外罩28。具結(jié)果，電刷保持器37的振動(dòng)又在質(zhì)量大的外罩28處被吸收。這樣一來(lái)，電刷保持器37的振動(dòng)因?yàn)槟鼙欢ㄗ?2和外罩28所吸收，所以能進(jìn)一步減少傳至蓋板30上的振動(dòng)。
其結(jié)果，即使不使用防振用的彈性體，也能減少因蓋板30的振動(dòng)而引發(fā)的噪聲，使電動(dòng)機(jī)20能肅靜地工作。
第1凸起部55由狹縫部64分割成8處。分割后的各個(gè)第1凸起部55，容易獨(dú)立發(fā)生彈性變形，故各個(gè)第1凸起部55都能發(fā)揮彈簧作用，一個(gè)個(gè)地接觸并壓住蓋板30。因此，即使電刷保持器37的制造尺寸稍許有誤差，也能將第1凸起部55可靠地壓靠在蓋板30上。
本發(fā)明沒(méi)有使用以往那種的防振用彈性體。因此，電動(dòng)機(jī)20的部件沒(méi)有增加，能簡(jiǎn)化制造工序，降低電動(dòng)機(jī)20的成本。電動(dòng)機(jī)20的裝配作業(yè)也較前變得方便。
還有，以往所使用的彈性體較軟，難以高精度加工，電動(dòng)機(jī)的噪聲有時(shí)會(huì)大小不一。對(duì)此，本發(fā)明因能對(duì)電刷保持器37作高精度的加工，所以使電動(dòng)機(jī)20的振動(dòng)穩(wěn)定地減少，能經(jīng)常穩(wěn)定地減少電動(dòng)機(jī)的噪聲。
與圖5所示的以往的小型電動(dòng)機(jī)相比，可知本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)20只要將電刷保持器37作上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變更即可。而且，作為其它的部件，能使用和以往的電動(dòng)機(jī)相同的部件。
即，若只變更電刷保持器37的制造工序，原封不動(dòng)地使用制造圖5所示的以往的電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)線，就能制造本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)20。因此，只要對(duì)生產(chǎn)線稍作變更，就能方便而低成本地生產(chǎn)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)20。
外罩28和蓋板30形成為高精度同軸度的尺寸。然而，與此相比電刷保持器37的同軸度精度就比較低。因此，有可能在電刷保持器37的外周面70和外罩28的內(nèi)周面之間產(chǎn)生間隙。
倘若有該間隙存在，電刷保持器37的振動(dòng)就不能充分地傳遞到外罩28上，其結(jié)果，電刷保持器37的振動(dòng)不能被外罩28充分吸收而傳遞至蓋板30，蓋板30就會(huì)振動(dòng)加劇，故噪聲也增大。
對(duì)此，本發(fā)明中，因?yàn)樵陔娝⒈３制?7的外周面70上形成了第3凸起部73，所以第3凸起部73始終推壓著外罩28的內(nèi)周面21。
因此，電刷保持器37的振動(dòng)通過(guò)第3凸起部73始終充分地傳遞到外罩28上，被外罩28吸收。由此，能降低傳到蓋板30上的振動(dòng)。還有，因?yàn)椴槐剡^(guò)于注重電刷保持器37的同軸度精度，故亦就簡(jiǎn)化了電刷保持器37的制造及安裝到蓋板30上的作業(yè)。
蓋板30一振動(dòng)，蓋板30的中央部處振動(dòng)的振幅就變大。由第1凸起部55以規(guī)定的推壓力P按壓住該振幅大的中央部附近。
因此，蓋板30振動(dòng)的振幅總體變小。由此，因蓋板30的振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲就降低。這如同若用手按住鼓上蒙皮的中央部位，鼓聲就會(huì)變輕乃至消失的現(xiàn)象一樣。
還有，因?yàn)槟芙档蜕w板33中央部的振動(dòng)，故能防止轉(zhuǎn)子24在中心軸線CL方向上的振動(dòng)，不會(huì)給電動(dòng)機(jī)20帶來(lái)不良影響。
(實(shí)施例)以下，說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，就以往的小型電動(dòng)機(jī)(無(wú)彈性體)M1和小型電動(dòng)機(jī)(有彈性體)M2，及本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以往的電動(dòng)機(jī)M1、M2具有和圖5所示的電動(dòng)機(jī)大致相同的構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)M1沒(méi)有使用防振用的彈性體。電動(dòng)機(jī)M2在電刷保持器和外罩之間，在180度相反方向上分別形成空隙部(未圖示)，在該空隙部中插裝防振用的彈性體(圖中未示出)。
該實(shí)驗(yàn)中所使用的電動(dòng)機(jī)M1、M2、M的尺寸及運(yùn)轉(zhuǎn)條件等均相同，如下所述·殼體直徑24mm·殼體長(zhǎng)度31mm·轉(zhuǎn)軸直徑2mm·旋轉(zhuǎn)速度約3000min-1·轉(zhuǎn)矩9.8×10-3N·m(100gf·cm)·電壓12V圖6至圖10為表示這一實(shí)施例的用圖，圖6A、圖6B為分別表示電動(dòng)機(jī)M1、M2、M的振動(dòng)測(cè)定狀態(tài)、電動(dòng)機(jī)噪聲的測(cè)定狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖7為表示以往的電動(dòng)機(jī)M1的典型的振動(dòng)頻率據(jù)的曲線圖，圖8為表示以往的電動(dòng)機(jī)M1的振動(dòng)的其它數(shù)據(jù)的曲線圖，圖9為表示本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)M的振動(dòng)頻率據(jù)的曲線圖。
如圖6所示，將加速度傳感器80安裝在位于小型電動(dòng)機(jī)蓋板中央部的突出部上，測(cè)定電動(dòng)機(jī)M1、M2、M的振動(dòng)。另外，如圖6B所示，在距電動(dòng)機(jī)的殼體的側(cè)面中央部上方10cm處設(shè)置噪聲計(jì)81，測(cè)量電動(dòng)機(jī)M1、M2、M的噪聲。
在圖7至圖9所示的曲線圖中，橫軸表示振動(dòng)頻率，縱軸表示加速度。如圖7所示以往的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率10kHz附近的振幅最大。用相同類(lèi)型的其它小型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)也得到同樣的結(jié)果，所以可知是典型的振動(dòng)。這時(shí)，從電動(dòng)機(jī)M1發(fā)出刺耳的高頻音。
另外，即使相同類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)M1，如圖8所示，有時(shí)，振動(dòng)頻率10kHz附近的振動(dòng)也會(huì)極端增大。一旦發(fā)生這樣的振動(dòng)，高頻音就會(huì)特別大。
對(duì)此，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)M的場(chǎng)合，如圖9所示振動(dòng)頻率10kHz附近的振幅降低，同時(shí)，在振動(dòng)頻率的整個(gè)范圍內(nèi)振動(dòng)減小。
圖10為表示以往的電動(dòng)機(jī)M1、M2及本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)M的噪聲數(shù)據(jù)的曲線圖。橫軸表示噪聲的頻率、縱軸表示能級(jí)、曲線m1、m2、m表示分別對(duì)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M每轉(zhuǎn)100次測(cè)定噪聲，其測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值。
圖10的曲線圖表示，在能極0(零)以上的范圍F1是人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲音范圍，0以下的范圍F2是人耳聽(tīng)得見(jiàn)的聲音范圍。
以往的電動(dòng)機(jī)M1、M2的場(chǎng)合，分別如曲線(虛線)m1、曲線(點(diǎn)劃線)m2所示，人耳聽(tīng)到的是10kHz頻率的高頻音。尤其是在無(wú)彈性體的電動(dòng)機(jī)M1，如曲線m1所示，刺耳的高頻音很大。
對(duì)此，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)M如曲線(實(shí)線)m所示頻率10kHz左右的高頻音降低。該頻率10kHz左右的聲音，在本發(fā)明中能級(jí)較以往約低10至20dB(分貝)。而且，因?yàn)樵摳哳l音的能級(jí)在0以下，故人耳聽(tīng)不見(jiàn)。而且，也產(chǎn)生了頻率13kHz左右的高頻音，但這一聲音因聽(tīng)覺(jué)上是覺(jué)察不到的，故可以忽略不計(jì)。
電動(dòng)機(jī)M1、M2、M的聲壓等級(jí)的測(cè)定結(jié)果示于下·以往的電動(dòng)機(jī)(無(wú)彈性體)M127.2dB·以往的電動(dòng)機(jī)(有彈性體)M225.2dB·本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)M24.3dB從圖7至圖10所示的測(cè)定數(shù)據(jù)可知，蓋板激烈振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)頻率將近10kHz，與此相對(duì)應(yīng)，其時(shí)產(chǎn)生的噪聲也為頻率約10kHz的高頻音，這就成刺耳的聲音。
這樣，因?yàn)樯w板劇烈振動(dòng)的振動(dòng)頻率和產(chǎn)生的高頻音的頻率大體一致，故可知振動(dòng)和噪聲間有著相關(guān)關(guān)系。因此，若使振動(dòng)頻率10kHz附近的振動(dòng)降低成圖9所示那樣，就能如圖10的曲線m所示的本發(fā)明電動(dòng)機(jī)M一樣降低高頻音。這種電動(dòng)機(jī)M將高頻音降低到人耳覺(jué)察不出的程度，故和去除該種聲音在實(shí)質(zhì)上是相同的。
而且，第1至第3的凸起部55、71、73也可形成其它的形狀。
此外，小型電動(dòng)機(jī)的既定的部件(在此為蓋板)振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)頻率和電動(dòng)機(jī)噪聲的頻率之間的相關(guān)關(guān)系在此表示了相同(包括大致上相同)關(guān)系的情形，但也可為正比或其它的函數(shù)關(guān)系。
并且，各圖中相同的符號(hào)表示相同的或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 權(quán)利要求
1.一種小型電動(dòng)機(jī)，具備形成有底中空?qǐng)A筒狀的外罩(28)、嵌入該外罩(28)的開(kāi)口部(29)的蓋板(30)、固定在所述外罩的內(nèi)周面(21)上的定子(22)、由分別安裝在所述外罩(28)和所述蓋板(30)上的一端及另一端軸承部(26、27)可自由旋轉(zhuǎn)地支持其轉(zhuǎn)軸(25)且配置在所述外罩(28)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(24)、以及保持與該轉(zhuǎn)子(24)的整流子(32)滑動(dòng)配合的電刷(36)并安裝在所述蓋板(30)上的電刷保持器(37)，其特征在于，所述電刷保持器(37)及所述蓋板(30)中至少有一方在中心(01)附近形成有第1凸起部(55)，使該第1凸起部(55)以規(guī)定的推壓力(P)強(qiáng)制性壓靠在所述電刷保持架(37)及所述蓋板(30)中的另一方上。
2.如權(quán)利要求1所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第1凸起部(55)形成在具有彈性的所述電刷保持器(37)上，靠所述電刷保持器(37)的彈力以所述規(guī)定的推壓力(P)壓靠在所述蓋板(30)的里側(cè)面(63)上。
3.如權(quán)利要求2所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電刷保持器(37)上形成的所述第1凸起部(55)靠所述電刷保持器(37)的所述彈力以所述規(guī)定的推壓力(P)強(qiáng)制按壓所述蓋板(30)的所述里側(cè)面(63)的中心(01)附近部位，故所述第1凸起部(55)向電動(dòng)機(jī)內(nèi)部側(cè)稍許移動(dòng)，在該狀態(tài)下，所述第1凸起部(55)與所述蓋板(30)主要作線接觸。
4.如權(quán)利要求2所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述蓋板(30)一振動(dòng)，該蓋板(30)的中央部振動(dòng)的振幅增大，但由于所述第1凸起部(55)以所述規(guī)定的推壓力(P)按壓該振幅增大的中央部附近部位，故所述蓋板(30)的振動(dòng)振幅總體上減小，并能防止所述轉(zhuǎn)子(24)在中心軸線(CL)方向上的振動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電刷保持器(37)在其外周邊(66)的附近處，固定在所述蓋板(30)上，所述電刷保持器(37)的中心(01)處貫穿形成有配置所述轉(zhuǎn)子(24)用的開(kāi)口部(60)，沿著該開(kāi)口部(60)的內(nèi)周邊(61)，在所述電刷保持器(37)的外側(cè)面(62)一體形成所述第1凸起部(55)，并從所述內(nèi)周邊(61)形成放射狀的多條狹縫部(64)。
6.如權(quán)利要求5所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述多條的狹縫部(64)均勻地配置在所述內(nèi)周邊(61)的整個(gè)圓周上，故所述第1凸起部(55)被分割成多個(gè)，分割后的所述各個(gè)第1凸起部(55)容易分別發(fā)生彈性變形，所以都獨(dú)立發(fā)揮出彈簧作用而壓靠在所述蓋板(30)上。
7.如權(quán)利要求1的所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在和所述電刷保持器(37)的外側(cè)面(62)相反一側(cè)的端面(69)上一體形成有第2凸起部(71)，使該第2凸超部(71)強(qiáng)制性壓靠在所述定子(22)上。
8.如權(quán)利要求7所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電刷保持器(37)在與形成有所述第1凸起部(55)的所述外側(cè)面(62)相反的一側(cè)上，具有所述端面(69)，該端面(69)為與所述電刷保持器(37)的外周面(70)的端邊連續(xù)并與中心軸線(CL1)正交的面，且配置成與一對(duì)所述定子(22)的一端端面(72)分別相對(duì)。
9.如權(quán)利要求8所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第2凸起部(71)從所述電刷保持器(37)的所述端面(69)上呈部分球面狀突出。
10.如權(quán)利要求9所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于。所述定子(22)由塑料磁體或橡膠磁體那樣比較柔軟的磁性材料形成，所述第2凸起部(71)強(qiáng)制性按壓在所述定子(22)的所述一端端面(72)上時(shí)，就使所述定子(22)稍許變形并稍微嵌入所述定子(22)內(nèi)，在該狀態(tài)下，所述第2凸起部(71)與所述定子(22)主要作面接觸。
11.如權(quán)利要求9所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定子(22)用硬性材料形成時(shí)，所述第2凸起部(71)與所述定子(22)主要作點(diǎn)接觸。
12.如權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電刷保持器(37)的外周面(70)上一體形成有第3凸起部(73)，并使該第3凸起部(73)強(qiáng)制性按壓所述外罩(28)的所述內(nèi)周面(21)。
13.如權(quán)利要求12所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第3凸起部(73)其外周面呈部分圓筒狀并有與中心軸線(CL1)平行延伸的細(xì)長(zhǎng)形狀，所述第3凸起部(73)形成并突出在所述外周面(70)的整個(gè)圓周上。
14.如權(quán)利要求13所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使所述蓋板(30)嵌入所述外罩(28)的所述開(kāi)口部(29)，所述電刷保持器(37)的所述外周面(70)與所述外罩(28)的所述內(nèi)周面(21)結(jié)合時(shí)，所述第3凸起部(73)與所述外罩(28)主要作線接觸。
15.如權(quán)利要求1至11、13及14中任何一項(xiàng)所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述蓋板(30)由與所述外罩(28)相同的金屬材料或樹(shù)脂材料一體形成，所述電刷保持器(37)具有絕緣性，由合成樹(shù)脂或摻入玻璃纖維的合成樹(shù)脂一體形成。
16.根據(jù)根據(jù)1至11、13及14中任何一項(xiàng)所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電刷保持器(37)上安裝有多個(gè)接線端子(38)，所述電刷(36)與所述接線端子(38)電氣連接，所述接線端子(38)的端部(39)從所述蓋板(30)的表面(40)向外露出連接配線。
17.如權(quán)利要求1至11、13及14中任何一項(xiàng)所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述小型電動(dòng)機(jī)的規(guī)定部件振動(dòng)時(shí)的頻率與電動(dòng)機(jī)噪聲的頻率之間的相關(guān)關(guān)系為相同或正比關(guān)系。
18.如權(quán)利要求17所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述蓋板(30)的振動(dòng)與所述電動(dòng)機(jī)噪聲之間的相關(guān)關(guān)系為所述蓋板(30)的振動(dòng)的頻率與正產(chǎn)生的高頻音的頻率基本一致的關(guān)系。
19.如權(quán)利要求18所述的小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述蓋板(30)劇烈振動(dòng)時(shí)的頻率接近10kHz，而此時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)噪聲也為頻率約10kHz的刺耳的所述高頻音，故通過(guò)降低所述頻率約10kHz的振動(dòng)，來(lái)減小所述高頻音。
全文摘要
一種小型電動(dòng)機(jī)(20),具備外罩(28),嵌入外罩的開(kāi)口部(29)的蓋板(30),固定在外罩內(nèi)周面(21)上的定子(22),靠分別安裝在外罩和蓋板上的軸承部(26、27)旋轉(zhuǎn)自如地支持其轉(zhuǎn)軸(25)且設(shè)置在外罩內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(24),及保持與轉(zhuǎn)子的整流子(32)滑動(dòng)配合的電刷(36)且安裝在蓋板上的電刷保持器(37)。在電刷保持器(37)的中心附近形成第1凸起部(55),該第1凸起部(55)以規(guī)定的推壓力(P)強(qiáng)制性壓靠在蓋板(30)上。按照本發(fā)明,不使用防振用彈性體,也能降低小型電動(dòng)機(jī)的噪聲并靜音地運(yùn)轉(zhuǎn)。該電動(dòng)機(jī)能用于驅(qū)動(dòng)汽車(chē)空調(diào)裝置等場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02K13/00GK1351405SQ0113773
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者白本謙次, 板谷英樹(shù) 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社