專利名稱：小型電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個與冷風扇結合的小型電動機，具體地說是一個具有如此結構的小型電動機，其冷風扇可對于擁有不同數目極的轉子通用。
有一種類型的需要用在高能量的動力鋁機上的小型電動機，在出于自我冷卻的目的時候需要使用冷風扇，如

圖1是一個本發明應用在其上的使用一冷風扇的現有技術小型電動機之基本部分的縱向剖視圖。在圖1中，1表示的是一個由金屬材料如低碳鋼制成的殼體，是構成一個底空的筒狀體，并且具有一個弧形斷面的永磁鐵3，例如，固定在其內部環繞表面上。
殼體1支撐一個包括一個其上繞有繞圈10的電樞鐵芯9的轉子及一個換向器12。14表示一個裝在一底板上的由一種具有彈性的導體所制成的電刷，還有一個(未示出的)輸入端子與電刷14電聯接在一起，以這種方式滑動進入與換向器12接觸。11表示的是一個軸承座，軸承座11分別與殼體1的底部和底板4中央部位固定連接，可轉動地支撐轉子8、5、6、7表示的是在殼體1、底板4上的適當位置設置的通風孔，13表示的是在轉子8的電樞鐵芯9和換向器12之間的設量的一冷風扇，并且構成一種可與轉子8一起轉動的方式。因為電流是通過換向器12由輸入端流向線圈10經轉子8和電刷14的，轉動力傳給設置在由固定在殼體1內環繞表面上的永磁鐵3產生的磁場上的電樞鐵芯9使之轉子8轉動，這樣，外部設備(未顯示)可通過旋轉軸來被驅動。因為冷風扇13是由轉子8的轉動而行其轉動，例如，空氣足從通風孔5和7進入，從通風孔6泄出，這將使線圈10和其它組件冷卻從而避免了小型電動機的溫度上升。
圖2是如圖1所示的轉子8的主要部分前視圖，相同的部件已由圖1中給出的相同的數字表示出來了，在圖2中，冷風扇13以這樣一種結構方式，包含一個卡箍21來裝配在換向器12的底部，多個葉片22與卡箍21整體結合并在設置等間距的周邊上，支架23子葉片22是以整體結合的方式沿轉子8軸向延伸。
前述的結構的冷風扇13足以膠粘劑的粘接方式固定在轉子8上，此由冷風扇13在線圈10的末端與端子24的總焊連接后可適配換向器12的端子24的外用，并且支架23的底面與電樞鐵芯9的底面保持著接觸或輕微的分離。
圖3是表示另一現有技術冷風扇轉子實施例的側視圖，在圖3中一個冷風扇13是由在第一扇卡箍32和第二扇卡箍33間整體提供多個葉片34構成的。兩者都設置在軸間的一定間距上，第一扇卡箍32的內環繞表面排成一個多邊形筒狀體(圖3中是一個十二邊形筒狀體)與換向器12的極數一致并保持與換向器12端子24的外環繞表面的接觸，第二扇卡箍33的外底面與一個電樞鐵芯(未顯示)的底面接觸。
圖4仍是表示另一個現有技術小型電動機實施例的縱向剖視圖。并且，圖5是一個表示圖4中的關于冷風扇的局部的大剖視圖(請參考日本公開的未經審定的實用新型，其申請號是昭-49(1974)-129004)。在圖4和圖5中25表示一個定子，26是一個轉子，27是一冷風扇，冷風扇27由一個筒狀體28的外表面上提供多個葉片29來排成一個在其上的底面具有較大直徑支架30的空的其截面為棱形體的形狀，如圖4所示冷風扇27在支架30被插入轉子26的閂后是通過膠粘劑或清漆等固定在轉子26上。
圖6和圖7是關于咖外一些現有技術冷風扇實施例的平面圖，在圖6和圖7中，冷風扇13是通過在軸向上的一定間距設置的第一和第二扇卡箍32和33間整體地設置的多個葉片34而構成的與圖3所示相似，35表示根據一個換向器(未顯示)的極的數目在環繞的等間距的第一扇卡箍32的內環繞表面上設置的定位凸塊，圖6顯示一個可極電動機的冷風扇，圖7是一個與極電動機的冷風扇。
在如圖2所示的有如此結構的冷風扇13中，葉片22只有在它的一端當冷風扇13沒有適合轉子8的狀態下趨于變形成損壞時才與卡箍21連接。上述結構的冷風扇13通常是使用一種樹脂材料鑄模，且其剛性差，結果是，冷風扇13即使是在剛成形后也趨于變形，并且經常包括量綱性的準確度的變異性，比如說，如果聚次苯基硫化物(PPS)被用做樹脂材料來保持剛度，除非鑄模過程中鑄模溫度保持在大約140℃時，預想的剛度則不能被保持，這將導致鑄模操作的麻煩。
如圖3所示冷風扇13的安排中，冷風扇13與轉子8的匹配是受換向器12端子24的點焊的外表面的狀態影響的，線圈1的末端與換向器12聯接，這就是說，端24的厚度和硬度因為各種影響因素而趨于變化。例如點焊的電極的形狀，接觸表面的位置，點焊狀況(電流值，一種負載在端子24上的力等等)。接下來的是例如換向器端子24的外直徑由于前述條件形成的比預定值小，關于換向器12的軸中心冷風扇13的軸中心可能會明顯偏置。這可能會打亂轉子8的平衡，給小型電動機帶來較大的機械噪聲，這同時還可能給軸承座帶來額外的負擔、加速軸承座的損耗或使換向器12和電刷間的接觸不穩定，所有這些會導致降低電動機的性能并縮短其壽命。圖4，5中顯示的冷風扇27有一個優點是轉子26的末尾部分被一個筒狀體28所封閉，造成剛度的增加，然而這種安排不僅會降低冷卻效果還趨于積累來自轉子26的熱量。再進一步，如圖6，7所示結構的冷風扇13，因為在葉片34和34間形成空的開放空間而有較高的致冷效果，這種結構的冷風扇13同樣比如圖2所示的冷風扇有較強的剛度，因為葉片34的兩頭分別被第一扇32和第2扇33卡箍所支持。然而，有這種結構的冷風扇，需要根據電動機不同規格而準備大量的定位凸狀35，因為要求與換向器的極的數目同樣多的定位凸塊，這將帶來制造金環模具費用的增加和零件管理的麻煩。所有上述結構的小型馬達都有一個問題，就是在轉子的軸向上冷風扇的安裝位置是有限的，這個問題將在下面予以描述。
圖8A和8B是表示一個現有技術3極轉子實施例的前視圖和右視圖，圖9A和圖9B是表示一個現有技術5極轉子實施例的前視圖和右視圖，圖10A和10B是表示一個現有技術12極轉子實施例的前視和右視圖，相同部件由圖2和圖3中表示的相同數字的數字表示。
通過10B可以在圖8A中看到，當把來自電樞鐵芯9的底面的L1、L2和L3的尺寸與線圈10的來源部分相比較時L1＜L2＜L3這就是說，無論線圈10是如圖8A和8B所示的在一個3極轉子8和1極的繞法，還是在如圖9A、9B所示的5極轉子的2極繞法，都會在轉子8的末尾部分的線圈10中形成一個重疊部分，在如圖10A、10B所示的12極轉子8中，線圈10在一個5極繞法更加增加可在轉子8末端的線圈10的重疊部分。
在如圖8A、8B所示的3極轉子中匹配L1是小的，換向器12的底面與電樞鐵芯間的距離被減少來增加電樞鐵芯的軸的鐵芯片尺寸來提高馬達性能，即使把一個使用一個相同尺寸殼體(來顯示，參考圖1中的1)的小型電動機中，一個3極或5極轉子，比如說，可以根據具體情況使用，這將會造成電樞鐵芯9的底面和換向器12間有不同的距離進而是要安裝的冷風扇的不同的軸向匹配的不同。這是為什么要準備各種類型的冷風扇的在上述原因之外的另一個原因，這同時能降低小型電動機的制造費用設下了一個障礙。
本發明試圖克服現有技術中的不足且以提供一種有如此結構的小型電動機即對有不同數目極的轉子可以通用一種冷風扇，為了實現這些目的，本發明采用了這樣一個技術方案，其中一個整體的冷風扇是由分別在換向器的末端和電樞鐵芯上的第一扇和第二扇卡箍間環繞地等間距地提供多個葉片所構成的，并且在一包括一個殼體和小型電動機的第二扇卡箍的底面上設置多個輪轂來排成一個底空的筒狀體，并且在它的內環繞表面上設一個永磁鐵，磁鐵對面有一個轉子，還包括一個其上繞有線圈的電樞鐵芯及一個整流子，一個裝在殼體和一端的底板，還有一個電刷滑動進入與換向器接觸，并且輸入端子與電刷電聯接在一起，并且在轉子的電樞鐵芯和換向器之間設置一冷風扇，轉子由殼體底部和底板上設置的軸承座旋轉地予以支撐。
在本發明中，由第一扇卡箍的內環繞表面上設置多于三個定位凸塊，并且，其中兩個凸塊可安置在整流子的外緣上設置的任意一個端子的環繞方向上的兩個端點，其它的凸塊被設置在一相對于上述的兩個凸塊中心一定角度范圍內的位置上。因為參考這樣一種方式可防止對換向器的端子的干擾，這樣，所有相鄰的凸塊間的中心角都小于180°，在本發明中，多個輪轂的底面可在一個與轉子的軸線垂直相交的平面平行的平面上構成，并且這些輪轂的底面可與電樞鐵芯的底面相接觸。
根據上述結構，冷風扇的安放位置可以以下面兩種方式選擇或者通過插入多個在電樞鐵芯上的閂內的第二扇卡箍的底面設置的輪轂，或者使電樞鐵芯的底面與輪轂接觸。這樣對于有不同數目極的轉子便可通過相同的冷風扇。更進一步的是，因為冷風扇可以被定位在環繞方向上并且根據同心度使用第一扇卡箍的內環繞表面上設置的定位凸塊，對可擁有的不同數目極的換向器設有干擾，這樣就有可能對于這樣的整流子使用相同的冷風扇。
圖1是一具有現有技術冷風扇和小型電動機的縱向剖視圖；圖2是關于圖1中的轉子的前視圖；圖3是關于另一現有技術冷風扇的轉子的側視圖；圖4是關于另一現有技術小型電動機的縱向剖視圖；圖5是關于圖4中冷風扇的局部放大剖視圖；圖6和圖7是關于另外一些現有技術冷風扇的平面圖；圖8A和8B是關于一現有技術3極轉子的前視與右視圖；圖9A和9B是關于一現有技術5極轉子的前視與右視圖；圖10A和10B是關于一現有技術12極轉子前視與右視圖；圖11和12是關于本發明中冷風扇實施例的前視圖和右視圖；圖13和14是關于裝有冷風扇的3極轉子的本發明實施例前視，右視圖；圖15和15B是關于裝有冷風扇的5極轉子的本發明實施例的前視，右視圖；圖16A和16B是關于裝有冷風扇的12極轉子的本發明實施例的前視，右視圖；圖17A和17B是關于裝有冷風扇的另一5極轉子的本發明實施例的前視，右視圖。
由圖11、12是關于一個裝有冷風扇的本發明實施例的前視和右視圖，相同的部件是以圖6、7中表示的相同數字的部件來表示的。在圖11、12中，36表示的是一輪轂，在第二扇卡箍33的底面上設置多個輪轂36，并且，輪轂36的底面被排成一個平面平行于冷風扇13的軸線垂直相交的一個平面，根據上述結構，冷卻效果可被增強，冷風扇13的剛度也可被增強并且在鑄模和安裝過程中的變形和損壞也可被避免。如圖6、7中所示的冷風扇的情況一樣，另外，聚酰胺46(PA46)可被用作冷風扇的材料，允許在鑄模過程中采用低鑄模溫度(80℃)來鑄模，其結果是因為模具可通過熱水加熱而大幅度地提高其可使用性。接下來將描述輪轂36的尺寸和安裝方法，假設冷風扇13被適用于擁有不同數目極的兩種類型的轉子A和B(轉子A的極數目較大)，然后，輪轂36的高度h，它在環繞方向上的密度，所安裝的輪轂數目及安裝中心角是高度h＝LA-LB其中LA和LB是來自電樞鐵芯的底部與線圈的未端部分的量綱(參考圖8A和9A的L1和L2。
環繞方向的寬度可被插入組成轉子B的電樞鐵芯上提供的閂的輪轂36長度。
設置的輪轂的數目與轉子B的極的數目相同輪轂間的中心角360°(轉子B的極數目)根據上述的結構，當冷風扇提供輪轂36的一面與轉子B的電樞鐵芯的底面配合時，輪轂36很容易地被插入電樞鐵芯的閂使第二個扇卡箍33的底面與電樞鐵芯的底面接觸，在轉子A，其另一面，輪轂36的底面與電樞鐵芯的底面相接觸，接下來的是冷風扇13可通過轉子A或轉子B的軸向上定位。
在圖12中，37表示的是一個定位凸塊，在第一扇卡箍32的內環繞表面上設置了多于3個定位凸塊37在這些凸塊37之外凸塊37a和37b定位在任何一個由一個整整子(未顯示)的外緣所提供的端子的環繞方向上的兩端，接下來的是，其它的凸塊37c、37d和37d的在這樣的位置提供的避免干擾整流子上設置的端子，這將在下面進行描述。凸塊37a-37e的外直徑被做成與換向器的外直徑基本一致。根據上述結構，當冷風扇13被安裝在一個轉子(未顯示)上時，因為凸塊37a-37e的凸塊的內環繞表面與已被機制成精度很高的換向器的外環繞表面接觸，則轉子和冷風扇13的匹配可以被保持。現在，將詳細介紹關于冷風扇13的輪轂36和凸塊37的安裝方法，這一方法是適用在3極和5極轉子上的。輪轂36的高度h是h＝L2-L1如圖8A和9A，所提供的輪轂36的數目是3，并且，輪轂36間的中心角為120°。在換向器子的外緣上設置的端子被在a×36°/(極的數目)(其中a是一個從1到極數目的連續的整數)，根據中心角，以相對于圖12中的凸塊37a和37b的中心作為參考，更進一步的是凸塊37可被設置在除(換向器子端子±θ/2的位置)之外的位置上，考慮圖12所的換向器端子的中心角θ。所以，對3極轉子來說換向器子端子的角度位置是120°、240°和360°，對5極轉子來說則是72°、144°、216°、288°和360°。因此，由于這個中心角θ的存在凸塊37的位置則取決于這些中心角，例如凸塊37的位置可以被設在(1)0°-72°，(2)72°-120°，(3)120°-144°，(4)144°-216 °，(5)216°-240°，(6)240 °-288°和(7)288°-360°。然后考慮前述的中心角θ，把凸塊37安裝在位置(3)和(5)是不可能的接下來，位置(1)和(7)被分別設在相鄰的0°和360°，因為這些位置將被設在換向器端子的環繞方向上的兩頭來作為在環繞方向上的參考。對于將要放置在位置(4)的凸塊，當將要安置在位置(1)和(7)的凸塊沒有被安置在換向器端子的環繞方向上的兩頭時，被安裝在位置(4)上的凸塊37在環繞方向上的寬度被以如此這樣的方式設定來干擾換向器端子。這樣的安排可避免冷風扇13被在一個錯誤的位置上組合。以這樣的方式，如圖12所示，凸塊37a和37b被分別地設置在位置(1)和(7)，同樣，凸塊37e、37d和37c被分別地設置在位置(2)、(4)和(6)上。
圖13和14是一個裝有關于本發明中的冷風扇13的3極轉子8的前視和右視圖，相同部件同圖1和圖2中的相同數字表示，在圖13、14中，冷風扇13被安置在軸向上，同時，第二扇卡箍33的底面與通過把冷風扇13的第二個扇卡箍33所提供的輪轂36插入由電樞鐵芯9設置的閂38上的電樞鐵芯相嚙合，因為第一個扇卡箍32的內環繞表面上設置的凸塊37a-37e的內環繞表面與換向器12的外緣嚙合，并且凸塊37a和37b被放置在任何一個端子24的環繞方向上的兩端，而且由于其它的凸塊37c-37e不干擾端子24、所以冷風扇13被定位在同中心和環繞方向上，冷風扇13可通過在第一扇卡箍32的里面所用到的膠粘劑而與轉子牢固地結合。
圖15A和15B是一個裝有實現本發明冷風扇13的5極轉子8的前視和右視圖，相同的部件用圖13和14中相同的數字表示，在圖15A和15B中，冷風扇13被定位在軸向上不干擾對應于大于量綱L1的量綱L2的線圈10如圖8所示，因為第二個扇卡箍33提供的輪轂36的底面與電樞鐵芯9的底面嚙合，由第一扇卡箍32提供的凸塊37a-37e的布局與圖13和14所示的類似。
圖16A和16B是裝有實現本發明的冷風扇13的12極轉子8的前視和后視圖，相同部件由圖13和14中相同的數字表示。在圖16A和16B中冷風扇13被定位在軸向上不干擾相應于大于圖8A和9A中的量綱L1和L2的量綱L3的線圈(參考圖10A)，因為由第二個扇卡箍33提供的底面37電樞鐵芯9的底面嚙合，凸塊37a-37h的布局與圖13和圖4所示相類似。
圖17A和17B是裝有實現本發明的冷風扇的5極轉子和前視圖和后視圖，相同部件用圖16A和16B中的相同數字表示，在圖17A和17B中，冷風扇13被定位在軸向上，因為第二個扇卡箍33上提供的輪轂36被插進電樞鐵芯9上的閂38內并第2個扇卡箍33的底面與電樞鐵芯9的底面嚙合，即使在這種情況下冷風扇13也可在不干擾線圈10的情況下通用了5極轉子8。對于3極和12極轉子而言，換向器端子被放置在下列角度位置上且以中心角表示為3極轉子120°、240°、360°
12極轉子30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°。這樣，凸塊37可被放置在下列角度位置，是以中心角度表示(1)0°-30°，(2)30°-60°，(3)60°-90°，(4)90°-120°，(5)120°-150°，(6)150-180°，(7)180°-210°，(8)210°-240°，(9)240°-270°，(10)270°-300°，(11)300°-330°，(12)330°-360°。
當冷風扇返用于有幾個或幾個的整數倍個極的轉子時，對3極和12極轉子而言，定位凸塊37可在定位凸塊37不干擾等于幾的整倍數的換向器端子的位置上設置。對于5極和12極轉子而言，換向器端子被放置在下列角度且以中心角表示為5極轉子72°、144°、216°、288°、360°12極轉子30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°。
這樣，凸塊37可被放置在下列角度位置，并以中心角表示為(1)0°-30°、(2)30°-60°、(3)60°-90°、(4)90°-120°、(5)120°-150°、(6)150°-180°、(7)180°-210°、(8)210°-240°、(9)240°-270°、(10)270°-300°、(11)300°-330°、(12)330°-360°。
在這種情況下，最好是把凸塊37設在位置(1)、(2)、(5)、(8)、(9)、(12)、(15)和(16)上，而不包括(3)、(4)、(6)、(7)、(10)、(11)、(13)和(14)位置，這是因為中心角太小，考慮到凸塊37和換向器端子環繞方向上的寬度，使用這些位置時，冷風扇13也可通用于3極轉子。
本發明擁有上述的結構及其操作有如下之效果(1)相同規格的冷風扇可通用了電樞鐵芯的底面和冷風扇所安裝位置的線圈的底面間距離不同又有不同數目極換向的轉子。(2)鑄造冷風扇的模具可相應減少。(3)在軸向和環繞方向上定位冷風扇及在安裝過程中用軸匹配冷風扇的步驟可被簡化，這將導致生產率的提高。(4)冷風扇部件的數目可減少，使存貨控制簡化。(5)冷風扇的冷卻效果可被提高，冷風扇硬度的提高減少了鑄模的和安裝過程中的變形和損壞，增加穩定性并改進電動機的性能。
權利要求
1.一種小型電動機它包括一個由金屬材料制成的殼體，構成底空的筒狀體且在它的內環繞表面上固定一個永磁鐵， 在所說的永磁鐵的對面設有一個轉子，且包括一個其上繞有一個線圈的電樞鐵芯和一個換向器，一個適配于所說的殼體之開口端的底板，并且有電刷滑動進入與所說的換向器接觸，輸入端子與所說的電刷電連接在一起，及在所說的轉子與所說的電樞鐵芯和所說的換向器之間提供一個冷風扇；所說的轉子被所說的殼體的底部和所說的底板提供的軸承座旋轉地支撐；其特征在于一個整體的冷風扇分別由適合所說的換向器和所說的電樞鐵芯末端的第一和第二扇卡箍間環繞的且等距離的所提供的多個葉片而組成，且在所說的第二個扇卡箍的底面上提供多個輪轂。
2.根據權利要求1所說的小型電動機，其特征是在所述的第一個扇卡箍的內環繞表面上提供多個三個的定位凸塊；所述的定位凸塊中的兩個被設置在所述的換向器的外環繞表面上提供的任意一個端子在環繞方向上的兩端；所述的其它定位凸塊被設置在以所述的兩個端子的中心作參考的中心角表示為70°-120°，144°-216°和240°-288°的任意位置上，這樣，所有所述的相鄰的凸塊間的中心角就都小于180°。
3.根據權利要求1所述的小型電動機，其特征是在以上所說的第一扇卡箍的內環繞表面上提供多于三個的定位凸塊；所說的定位凸塊中的兩個被設置在所說的換向器的外環繞表面上提供的任意一個端子在環繞方向上的兩端，所說的其它是位凸塊被設置在以所說的兩個端子中心體參考以中心角表示為30°-60°，60°-90°，90°-120°，120°-150°，150°-180°，180°-210°，210°-240°，240°-270°，270°-300°和300°-330°的任意位置上，這樣，所有所說的相鄰的凸塊間的中心角就都小于180°。
4.根據權利要求1所述的小型電動機，其特征是在所說的第一扇卡箍的內環表面上提供多于三個的定位凸塊；所說的定位凸塊中的兩個被設置在所說的換向器的外環繞表面上提供的任意一個端子在環繞之間上的兩端，所說的其它定位凸塊被設置在所說的兩個端子的中心體參考的中心角表示為30°-60°，90°-120°，150°-180°，180°-210°，240°-270°，300°-330°的任意位置上，這樣，所有所說的相鄰凸塊間的中心角就都小于180°。
5.根據權利要求1所述的小型電動機，其特征是所說的輪轂將以這樣一種方式來提供，即被插入所說的電樞鐵芯提供的閂內，并且所說的第二扇具箍的附面被造成與所說的電樞鐵芯底面的接觸。
6.根據權利要求1所述的小型電動機，其特征是所說的輪轂的底面在一個平行與所說的轉子的軸線垂直相交的平面的平面上形成，并且所說的輪轂的底面被造成與所說的電樞鐵芯的低面的接觸。
全文摘要
一種小型電動機，它包括一個殼體，且構成底空的筒狀體，并且在它的內部環繞表面上固定一個永磁鐵，在永磁鐵的對面設有一轉子，還包括其上繞有一線圈的電框鐵芯、一個換向器、一塊底板設置在殼體的一開口端，且有電刷滑動進入與換向器接觸，輸入端子與電刷電聯接在一起。在電動機的電框鐵芯和換向器之間設置一冷風扇，電動機由殼體的底部和底板提供的軸承座可轉動地支撐，其中一個整體的冷風扇是分別由裝在換向器底部和電框鐵芯的第一和第二扇卡箍間環繞地等間距提供的多個葉片組成，并且在第二扇卡箍的底面提供多個輪轂。
文檔編號H02K9/04GK1147716SQ96110040
公開日1997年4月16日 申請日期1996年5月31日 優先權日1995年5月31日
發明者由比俊彌, 坂卷美奈子 申請人:馬淵馬達株式會社