专利名称：微型马达的制作方法
技术领域：
本发明一般说来涉及一种用于声频、视频或精密设备的微型马达，更具体地说是涉及这样一种已予改进的微型马达，它通过防止整流子的滑动表面由于整流子与电刷之间的滑动接触而发生的异常磨损，以及防止聚合物的生成，以此来确保它的性能稳定。
图1是适用于本发明的一种具有代表性的微型马达的纵向前视图。在图1中，参考数字1是指由软钢之类的金属材料制的机壳，形成带底的空心圆柱体形式，且在其内周面上固定地配合有呈弧段形的永磁铁2。机壳1之中装有一转子5，转子包括一面向永磁铁2的电枢3以及一整流子4。数字6是指一机壳盖，该机壳盖是由合成树脂或其它合适的绝缘材料制成，且它构成的形状得以与机壳1的开口端配合。数字7是指适合与整流子4作滑动接触的电刷臂，电枢臂装于机壳盖6之内，与输入端子8一起电连接至电刷臂7上。数字9与10分别是指设于机壳1底部与机壳盖6中央部位上的轴承，它们分别支承着可旋转地构成转子5的轴11。
利用上面的结构，当有电流从输入端子8经电刷臂7与整流子4组成的转子5而到达电枢3时，存在于固定地配合在机壳1内周面上的永磁铁2所形成磁场中的电枢3，就会获得传递给它的转动力，转动力促致转子5转动，进而通过轴11驱动输出一侧的设备。
在具有上述结构的传统型微型马达中，设于电刷臂7与整流子4稍端上的电刷(未示明)，由于电弧放电、焦耳热或电刷与整子4之间滑动接触区处的电刷与整流子4之间的相触，就会在短时间内受到异常磨损。如果发生这种异常磨损就不能保持电刷与整流子4之间的电连接，使预期的马达性能稳定性降低，并缩短了微型马达的使用寿命。
当微型马达用于含有机气体的气体环境中时，由于前述的电弧放电与焦耳热会在电刷与转子4的滑动接触区上产生带黑色的绝缘聚合物。这种绝缘聚合物一旦生成时，就将使电刷与整流子4之间的接触状态不稳定，加大接触电阻，结果导致马达寿命降低。
为了解决这类问题，已提出过一种方法(例如日本特许(公开)申请号昭60(1985)-162，449中所公开的)，在马达机壳中封装入多元醇。但即令如此，也未能充分有效地延长具有图1所示结构的微型马达的寿命。
本发明的一个目的即在于提供一种微型马达，其具有能防止整流子滑动表面异常磨损和形成聚合物的功能。
本发明的另一目的在于提供一种微型马达，它能在很长一段时间内保持稳定的性能。
现参照有关附图及具体实施例详述描述本发明的结构、特点及其他目的。其中图1为一纵剖面图，其表明本发明所适用的一种典型的微型马达;
图2A与2B是内部端视图，其表明本发明实施例中一机壳盖的内侧。
图2A与2B是分别表明本发明实施例中一机壳盖内侧的内部端视图。相同的部件由图1中所用的相同数字表示。图2A所示实施例为一机壳盖6，该机壳盖有以聚丁烯浸渍的定位件14，这些定位件14则通过设在电刷臂7附近的安装件15，安装到机壳盖6的内端面上。图2B所示实施例则为这样的机壳盖6，它所具有的以聚丁烯浸渍的定位件14，该定位件14是通过设在电刷臂7周边中央部分处的安装件15而安装到机壳盖6的内端面上的。
具有上述聚丁烯浸渍的定位件14的微型马达已做过寿命实验。
作为对比试样，为马达内设置无气体环境调节的微型马达，以及马达内有多元醇(例如二甘醇)气体环境的微型马达，正如前述日本特许(公开)申请号昭60(1985)162，449中所公开的那样。
表1示明了寿命测试的结果，其中对规格为12V，约1.3W，4400rpm(转数/分)的上述微型马达，在30g-cm的皮带轮负载下，历经了2秒停动-4秒顺时针转动-2秒停动-4秒反时针转动这样的重复周期性试验。
表1
从表1可见，在微型马达内无特殊气体环境调节的对比试样(2)中，马达由于整流子磨损原因停止运转前所经历时间的变化是颇大的，并且具有极短的平均使用寿命。在对比试样(1)中，可以看到平均寿命是延长了，但也只较对比试样(2)延长达1.2倍，而且在停止运转前所经历时间仍然是变化颇大的。
另一方面，本发明的微型马达却能维持到甚至超过1700小时连续运转后而不停机。据此可以肯定，本发明的微型马达的平均寿命可较对比试样(2)高出4倍，或较对比试样(1)多出3.5倍以上。
下面的表2所表明的寿命测试结果是对于上述这样一类微型马达的，它的技术标准是5V，约0.46W，15000rpm，经历有与前述相同的重复周期试验条件，且与1Ω的电阻器串联，仍置于30g-cm的皮带轮负载下。
表2
从表2中可见，本发明的微型马达已使平均寿命较对比试样(1)提高了4倍以上，而较对比试样(2)提高了4.5倍以上。
下面是对于已将表3中所示气体环境成形剂引入或渗入到图1中机壳1与永磁铁2间的空隙中后，已装配好的微型马达所进行的寿命测试。作为对比试样，提供了其中无特殊气体环境调节的微型马达，同时制备了如上所述的、以多元醇(例如二甘醇)引入或渗入机壳1与永磁铁之间空隙的微型马达。
表3表示寿命测试结果，其中上述的这些微型马达的技术数据是12V，约1.3W，4400rpm，在39g-cm的皮带轮负载下，经历2秒停动-4秒顺时针转动-2秒停动-4秒反时针转动的重复性周期实验。
表3
从表3可见，马达内无特殊气体环境调节的对比试样(2)由于整流子磨损致使马达停转前所经历时间变化颇大，且平均寿命极短。虽然看到对比样品(1)的平均寿命有所延长，但也只是对比试样(2)的1.2倍，且在因磨损而致使停机前所经历时间也是很不相同的。
另一方面，本发明的微型马达以五个装置各个均以不同的气体环境进行了测试，它们在经1150小时连续作业后均能继续保持有效的运转。这样，它们的平均寿命要较对比试样(2)高出2.8倍，较对比试样(1)高出2.4倍。
在本发明中，由马达的机壳与机壳盖所限定的内部空间充填有一种或多种化合物的气体环境，即有聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯。为了在上述内部空间中形成一种特殊气体环境，可将渗入性的微孔材料装置，如浸入有一种或多种上述气体环境成形材料的吸收性填料、毡与泡沫材料，置入适当部件，或者可用一种装置，这种装置将一种或多种上述气体环境成形材料浸透或渗透永磁铁、机壳、电枢、整流子、电刷、电刷臂、机壳盖、轴承、轴承油或其它部件中;或可将一种或多种这类气体环境成形材料沉积或吸附到上述这些部件上;或将一种或多种这类气体环境成形材料与这些部件混合;或将一种或多种这类气体环境成形材料引入到上述这些部件之间或是渗透入这些部件中。简言之，凡是可把任何上述气体环境成形材料用于在整流子与电刷间滑动接触面上形成气体环境的方法，都是可以采用的。
本发明中所用聚甲基丙烯酸酯，既可以是普遍采用的分子式如下的不分散型
也可以是那种结构式如下的分散型
其次，本发明中所用的聚丙烯酸酯既可以是普遍采用的那种具有以下结构式的不分散型
也可以是具有以下结构式的那种分散型
聚异丁烯的结构式为
本发明中所用低分子量聚乙烯的结构式为
而低分子量聚丙烯的结构式为
乙烯-丙烯共聚物的结构式为
本发明中所用聚醋酸乙烯酯的结构式为
本发明中所用聚丁烯既可以是具有如下分子式的一般类型
也可是具有如下结构式的氢化类型
具有上述结构与工作方式的本发明，由于在马达的机壳与机壳盖所限定的内部空间中所设的气体环境成形材料逐渐蒸发出特定的蒸汽，从而能防止整流子与电刷之间的滑动接触区的反常磨损，以及在此区域中有聚合物形成。本发明所用的气体环境成形材料在常温下不易分解或氧化，对光照与加热均稳定，并具有良好的抗气候性与抗老化性。尽管这些气体环境成形材料具有良好的介电性质，但它们当吸收时能形成一种单分子膜-多分子膜。因此，这类气体环境成形材料决不会由于它们的隧道交应影响马达电流波形的稳定性，或影响整流子与电刷间接触电阻的稳定性。此外，即令一种有机气体环境中，本发明也能防止整流子的初始磨损和绝缘聚合物的形成。这样，本发明就能有效地稳定微型马达的接触电阻、稳定此类马达性能和延长其使用寿命。
权利要求
1.一种微型马达，它包括一金属材料制的机壳，机壳形成为带底的空心圆柱状，并在其内周面上配合有永磁体；由面向该永磁铁的电枢组成的转子以及一整流子；装配于该机壳开口端上且具有与该整流子滑动接触的电刷以及与该电刷电连接的输入端子的机壳盖；所述转子则为设于该机壳底与机壳盖上的轴承作可旋转的支承，其特征在于，由所述机壳与机壳盖所限定的内部空间充填有下述一或多种材料所形成的气体环境，这些材料是聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯。
2.如权利要求1所述的微型马达，其中，通过电刷臂邻区中一安装件将一定位件安装到所述机壳盖的内端表面上，而该定位件则浸渍有一或多种下述材料聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯。
3.如权利要求1所述的微型马达，其中，将聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯中的一种或多种，浸渍或渗入、或沉积到、或吸附于或混入到所述机壳、或所述机壳盖、或该机壳与机壳盖所限定的内部空间中既有的部件上。
4.如权利要求1所述的微型马达，其中，将聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯中的一种或多种，引入或渗透入所述机壳与机壳盖所限定的内部空间中既有的部件之间或其上。
全文摘要
机壳为金属带底圆筒且其内装有永磁铁的微马达，其包括转子、整流子、电刷与机壳盖以及与电刷电连接的输入端子，转子则支承于机壳底与机壳盖上的轴承中。其特点是在其机壳与壳盖所限定的空间内充有聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚异丁烯、低分子量的聚乙烯或聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯与聚丁烯中的一种或多种，借此可防止整流子的异常磨损与绝缘聚合物的形成，从而能稳定性能与延长使用寿命。
文档编号H02K13/00GK1081289SQ9310761
公开日1994年1月26日 申请日期1993年6月23日 优先权日1992年6月23日
发明者萩原健儿, 澁谷功, 吉村和敏 申请人:马渊马达株式会社