專利名稱：微型馬達及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種微型馬達和制造該微型馬達的方法，該微型馬達用于承受由于馬達旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力的浸油軸承端面上的滑動損耗較小。
背景技術(shù)：
微型馬達具有蝸輪減速機，馬達輸出的驅(qū)動力矩通過馬達軸傳遞到蝸桿，再從蝸桿傳遞到蝸輪，蝸輪為螺旋齒輪，然后，通過蝸輪輸出軸從蝸輪傳遞給外部負載。當具有與外部負載相連的蝸輪減速機的這種微型馬達順時針或逆時針轉(zhuǎn)動時，與馬達軸相連的蝸桿的推力沿從馬達外殼拉軸的方向進行作用。因此，馬達旋轉(zhuǎn)的同時，軸上的墊圈壓靠在軸承上。
在將蝸桿應用于可將力矩傳遞給外部負載的力矩傳遞裝置的情況下，馬達的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力，且在有些情況下，由于轉(zhuǎn)子上的墊圈和承受推力的浸油軸承的端面之間的摩擦阻力會產(chǎn)生滑動損耗，因而導致馬達的最小啟動電壓增大。與不具有這種滑動損耗的馬達相比，在啟動具有這種滑動損耗的馬達時需要較大的能量。因此，例如在利用具有蝸輪減速機的微型馬達來驅(qū)動汽車空調(diào)阻尼器的情況下，在由于例如低溫而導致電池電壓較低時，不能啟動微型馬達。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種微型馬達，即使在馬達旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生推力時，也可減小承受推力的浸油軸承端面上的滑動損耗，從而解決了馬達最小啟動電壓增大的問題或者需要較大的能量來啟動馬達的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造這種微型馬達的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微型馬達，該馬達包括一個底部封閉的圓筒形馬達外殼，該馬達外殼具有從馬達外殼底部中央伸出的圓筒形軸承支承部分，該馬達還包括容納在軸承支承部分中的馬達外殼側(cè)軸承、安裝到馬達外殼敞開端部的外殼蓋、容納在外殼蓋中部的外殼蓋側(cè)軸承以及由馬達外殼側(cè)軸承和外殼蓋側(cè)軸承可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子。馬達外殼側(cè)軸承的端面至少在將轉(zhuǎn)子推向馬達外殼時貼靠在位于轉(zhuǎn)子軸上的墊圈上的一部分處沿圓周方向進行了同心拋光。
本發(fā)明還提供一種制造微型馬達的方法，其包括以下步驟提供馬達外殼，該馬達外殼具有容納在馬達外殼的軸承支承部分中的馬達外殼側(cè)軸承；將馬達外殼設置在外殼支架上，同時馬達外殼側(cè)軸承容納在馬達外殼的軸承支承部分中；至少在貼靠在位于轉(zhuǎn)子軸上的墊圈上的一部分馬達外殼側(cè)軸承端面處，將旋轉(zhuǎn)拋光桿同軸地壓靠在馬達外殼側(cè)軸承的端面上，從而沿圓周方向同心地對該部分進行拋光；將完整形式的轉(zhuǎn)子和外殼蓋安裝到馬達外殼上。

圖1是本發(fā)明具有蝸輪減速機的微型馬達的視圖；圖2A是圖1中“A”處的放大截面圖；圖2B示出了貼靠調(diào)整墊圈的軸承端面；圖3A和3B分別是與圖2A和2B類似的視圖，示出了軸承的一種改進的實施例；圖4是用于說明同心拋光軸承端面方法的視圖；圖5是測量結(jié)果圖。
具體實施方式圖1是本發(fā)明具有蝸輪減速機的微型馬達的視圖。圖2A和2B是圖1中“A”處的詳圖。這種微型馬達可用在例如用于驅(qū)動汽車空調(diào)阻尼器的電子裝置中。在圖1和2中，標號1表示底部封閉的圓筒形馬達金屬外殼。構(gòu)成定子磁極的磁鐵2與馬達外殼1的內(nèi)圓周表面固定連接。軸承支承部分6是用于容納軸承3的圓筒形凸起部，其整體形成于馬達外殼1的底部中央。金屬外殼蓋22安裝在馬達外殼1的敞開端部上。支承部分整體形成于外殼蓋22的中部。軸承壓配合到支承部分上，且軸擋件容納在支承部分中。電刷21和與電刷21相連的接線端通過樹脂支承件連接到外殼蓋22上。鐵芯12、繞組13和整流子14固定在軸11上，從而形成轉(zhuǎn)子。標號7表示用于使轉(zhuǎn)子軸向定位的樹脂或金屬襯套。標號8表示油堵墊圈。調(diào)整墊圈15夾在油堵墊圈8和軸承3之間。
部分構(gòu)成減速機的蝸桿16牢固地安裝在從馬達外殼1向外伸出的軸11的末端部。用作蝸輪的螺旋齒輪17與蝸桿16相嚙合。從馬達輸出的驅(qū)動力矩通過軸11傳遞到蝸輪16，并在減速機中從蝸輪16傳遞到螺旋齒輪17，然后通過螺旋齒輪17的輸出軸從螺旋齒輪17傳遞給外部負載。
除了軸承3的結(jié)構(gòu)之外，上述結(jié)構(gòu)是一種普通的微型馬達的結(jié)構(gòu)。下面將結(jié)合示出了圖1中“A”處詳細結(jié)構(gòu)的附圖2A和2B來對本發(fā)明的軸承3的結(jié)構(gòu)進行描述。圖2A是圖1中“A”處的放大截面圖。圖2B示出了貼靠調(diào)整墊圈15的軸承3的端面。如圖2A和2B所示，燒結(jié)合金軸承3容納在圓筒形軸承支承部分6中，該軸承支承部分6整體形成于金屬馬達外殼1的底部中央。
軸承3的結(jié)構(gòu)是這樣的，其整個浸油端面基本上是平的。為了減小軸承3自潤滑端面上的摩擦阻力，至少貼靠墊圈15的一部分端面是同心拋光的，以便于其在圓周方向上是光滑的。也就是，不必在軸承3端面的整個表面上進行拋光，拋光所達到的直徑不超過軸承3的外徑，并略大于調(diào)整墊圈15的外徑。圖2B示出了軸承3的端面。在圖2B中，標號4表示同心拋光部分，標號5表示未進行拋光的部分。
圖3A和3B分別與圖2A和2B類似，示出了軸承3的一種改進形式。圖3A和3B中的軸承3的結(jié)構(gòu)是這樣的，其鄰近調(diào)整墊圈15的端面部分從端面凸起。凸起的頂表面是平的。在軸承3上形成通孔以便于允許軸11經(jīng)其延伸。只有凸起的平的頂表面貼靠調(diào)整墊圈15。在本發(fā)明應用的軸承3中，凸起的整個頂表面是同心拋光的。
圖4是用于說明同心拋光軸承3端面的方法的視圖。馬達外殼1設置在外殼支架30上，同時軸承3容納在馬達外殼1的軸承支承部分6上。然后，旋轉(zhuǎn)拋光桿31同軸地壓靠在軸承3的端面上，以便于對端面進行同心拋光。在此情況下，所要拋光的部分的直徑大于調(diào)整墊圈15的外徑，且不超過軸承3的外徑。拋光在進行拋光的部分和不進行拋光的部分之間形成高度差。當進行拋光的部分和不進行拋光的部分之間的高度差在1-5μm時，拋光量是最優(yōu)的，因為在不影響生產(chǎn)率的情況下可使軸承3的粗糙端面完全達到光滑，并留下產(chǎn)油多孔部分。在高度差不足時，端面保持粗糙，沒有達到預期的拋光效果。高度差過大時，會增加拋光粉屑并產(chǎn)生問題(例如，產(chǎn)生不正常的噪聲)。另外，增加拋光時間，會影響生產(chǎn)效率。上述的拋光程度也可應用于圖3所示的軸承3。由于拋光降低了凸起的高度，因此，由高度的減小量就可判斷出拋光的程度。
最好，設置了馬達外殼1的外殼支架30不固定死，而是在預定的范圍內(nèi)可移動，這樣軸承3的端面在整個拋光過程中就可與拋光桿31的端面完全接觸。這可通過以下的方式來實現(xiàn)通過使用彈簧將外殼支架30彈性支承在支承32上。如果外殼支架30是不可動的，且馬達外殼1或軸承3是傾斜的，那么，拋光桿31的端面就會不均勻地貼靠在軸承3的端面上。從而就不能在整個圓形區(qū)域上進行拋光，而只能在半圓或弧形區(qū)域上進行拋光。
由于軸承3只有一個端面必須進行拋光，通常在固定到馬達外殼1上之前，就對軸承3的選定的端面進行拋光。但是，該方法需要操作者或系統(tǒng)來識別哪一個端面進行了拋光，在將拋光的軸承3固定到馬達外殼1上時，就會影響其生產(chǎn)效率。因此，與固定到馬達外殼1上之前拋光軸承3的情況相比，在固定到馬達外殼1之后拋光(沿圓周方向)軸承3就易于掌握并可獲得較高的生產(chǎn)效率。
圖5示出了對具備如下參數(shù)的馬達進行測試后所得出的結(jié)果。
馬達的尺寸和性能參數(shù)馬達外殼直徑24mm；馬達外殼長度31mm；軸的直徑2mm；空載轉(zhuǎn)速3000rpm；制動扭矩100gf.cm；額定電壓12V軸承浸油燒結(jié)鐵-銅軸承(主要由金屬粉末構(gòu)成的浸油燒結(jié)多孔軸承)；外徑5.5mm；內(nèi)徑2.0mm；厚度2.0mm；潤滑劑聚α-烯烴油墊圈材料聚對苯二甲酸乙酯(PET)；外徑3.4mm；內(nèi)徑2.0mm；厚度0.2mm對在上述條件下構(gòu)造的本發(fā)明馬達進行最小啟動電壓測試，同時用大約2kgf的力向馬達外殼方向拉轉(zhuǎn)子。測試結(jié)果顯示在圖5中最右端所標記的“拋光(沿圓周方向)(本發(fā)明)”字樣的上方。如上所述，馬達的額定電壓為12V。在圖5中，馬達在6.2V的平均電壓，7.1V的最大電壓和5.5V的最小電壓下啟動。因此，馬達完全滿足標準(9V或更小)。
圖5中最左端所標記的“未進行拋光(普通)”字樣上方的測試結(jié)果為馬達除了軸承未進行拋光以外在與上述構(gòu)成和測試條件相同的情況下對其進行測試的結(jié)果。圖5表明馬達的啟動電壓太高，不符合標準(9V或更低)。
圖5中間所標記的“拋光(沿直線)(比較例)”字樣上方的測試結(jié)果為馬達除了軸承沿直線進行拋光以外，具體的是，除了軸承端面沿直線進行拋光(軸承沿直線布置并沿所布置的直線方向?qū)ζ溥M行拋光)以外，在與上述構(gòu)成和測試條件相同的情況下對馬達進行測試的結(jié)果。概括地說，馬達的測試結(jié)果較好，也就是，馬達符合標準(9V或更低)。但是，有些馬達不符合標準?？傊瑑H僅是拋光不充分。必須沿圓周方向進行拋光。
采用本發(fā)明可減少軸承上的滑動損耗，甚至在墊圈壓靠在軸承上時也是如此，這樣就不會使最小啟動電壓提高到難于應付的高水平，從而可避免馬達由于低溫電池電壓下降而不能啟動。
權(quán)利要求
1.一種微型馬達，該馬達包括一個底部封閉的圓筒形馬達外殼，該馬達外殼具有從所述馬達外殼底部中央部伸出的圓筒形軸承支承部分，該馬達還包括容納在所述軸承支承部分中的馬達外殼側(cè)軸承、安裝到所述馬達外殼敞開端部的外殼蓋、容納在所述外殼蓋中部的外殼蓋側(cè)軸承以及由所述馬達外殼側(cè)軸承和所述外殼蓋側(cè)軸承可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子，其中，所述馬達外殼側(cè)軸承的端面至少在將所述轉(zhuǎn)子推向所述馬達外殼時貼靠在位于所述轉(zhuǎn)子軸上的墊圈上的一部分處沿圓周方向進行了同心拋光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達，其中，面向所述墊圈的所述馬達外殼側(cè)軸承的整個端面基本上是平的，且所述端面的拋光部分的直徑不大于所述馬達外殼側(cè)軸承的外徑，并略大于所述墊圈的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達，其中，在面向所述墊圈的所述馬達外殼側(cè)軸承的端面上設有凸起，且貼靠所述墊圈的所述凸起的整個表面進行了拋光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型馬達，其中，所述馬達的輸出驅(qū)動力矩通過蝸輪減速機傳遞給電子裝置，該蝸輪減速機包括固定到所述轉(zhuǎn)子軸上的蝸桿和與所述蝸桿嚙合的蝸輪。
5.一種制造微型馬達的方法，該馬達包括一個底部封閉的圓筒形馬達外殼，該馬達外殼具有從所述馬達外殼底部中央部伸出的圓筒形軸承支承部分，該馬達還包括容納在所述軸承支承部分中的馬達外殼側(cè)軸承、安裝到所述馬達外殼敞開端部的外殼蓋、容納在所述外殼蓋中部的外殼蓋側(cè)軸承以及由所述馬達外殼側(cè)軸承和所述外殼蓋側(cè)軸承可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子，所述方法包括以下的步驟制備所述馬達外殼，該馬達外殼具有容納在所述馬達外殼的軸承支承部分中的所述馬達外殼側(cè)軸承；將所述馬達外殼設置在外殼支架上；至少在貼靠在位于所述轉(zhuǎn)子軸上的墊圈上的一部分所述馬達外殼側(cè)軸承的端面處，將旋轉(zhuǎn)拋光桿同軸地壓靠在所述馬達外殼側(cè)軸承的端面上，從而沿圓周方向?qū)λ龅牟糠诌M行同心拋光；將完整形式的所述轉(zhuǎn)子和所述外殼蓋安裝到所述馬達外殼上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造微型馬達的方法，其中，面向所述墊圈的所述馬達外殼側(cè)軸承的整個端面基本上是平的，且所述端面的拋光部分的直徑不大于所述馬達外殼側(cè)軸承的外徑，并略大于所述墊圈的外徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造微型馬達的方法，其中，在面向所述墊圈的所述馬達外殼側(cè)軸承的端面上設有凸起，該凸起具有平的頂表面，且所述凸起的整個平的頂表面進行了拋光。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造微型馬達的方法，其中，所述微型馬達的結(jié)構(gòu)是這樣的，使得所述馬達的輸出驅(qū)動力矩通過蝸輪減速機傳遞給電子裝置，該蝸輪減速機包括固定到所述轉(zhuǎn)子軸上的蝸桿和與所述蝸桿嚙合的蝸輪。
全文摘要
一種微型馬達包括一個底部封閉的圓筒形馬達外殼，該馬達外殼具有從馬達外殼底部中央部伸出的圓筒形軸承支承部分，該馬達還包括容納在軸承支承部分中的馬達外殼側(cè)軸承、安裝到馬達外殼敞開端部的外殼蓋、容納在外殼蓋中部的外殼蓋側(cè)軸承以及由馬達外殼側(cè)軸承和外殼蓋側(cè)軸承可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子。馬達外殼側(cè)軸承的端面至少在將轉(zhuǎn)子推向馬達外殼時貼靠在位于轉(zhuǎn)子軸上的墊圈上的一部分處進行了同心拋光。上述結(jié)構(gòu)減小了承受由馬達旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力的浸油軸承端面上的滑動損耗。
文檔編號H02K5/167GK1440109SQ0310614
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者白木謙次, 板谷英樹 申請人:馬淵馬達株式會社