专利名称：小型直流电动机电枢及其制造方法
技术领域：
本发明是关于用于头戴耳机立体声系统和便携式CD唱机等的小型直流电动机电枢及其制造方法的发明。
下面参照附图对用于头戴式耳机立体声系统和便携式CD唱机等的小型直流电动机电枢的例子加以说明。在图6、图7中，轴21上安装着电枢铁芯22。电枢铁芯22由多片铁芯片堆迭构成、在其外侧周边上形成多个凸极。电枢铁芯22的上端面与下端面用绝缘体26覆盖、电枢铁芯22被绝缘体26夹在里面。在上面及下面被绝缘体26覆盖的电枢铁芯22的各凸极上，从绝缘体26上面开始绕线圈。而且在绝缘体26的，比线圈24缠绕的地方更靠内侧的部分上，与该绝缘体整体形成大致垂直于绝缘体26上面的突出的壁26a。
在轴21的电枢铁芯22再向上的地方安装着整流子单元23。整流子单元23由整流子支架23a与安装在整流子支架23a表面的整流子23c构成。整流子支架23a由被压入轴21的圆筒部与形成于该圆筒部的下端部的凸缘部23b构成。
在整流子支架23a的圆筒部的外周面安装着多个呈部分圆筒状的整流子23c。在各整流子23c与23c之间，形成电流切换用的狭缝。而且各整流子23c的下端部向外侧弯成直角，同时沿着凸缘部23b的上面向外周侧延伸。这样的凸缘部23b上面的整流子23c的一部分引出到比形成于绝缘体26上的壁26a更向外的外侧、成为线圈连接部28。在该线圈连接部28的前端部卷绕线圈24的端部。
而且，装在凸缘部23b上的整流子23c的、比凸缘部23b更靠外侧、而且比壁26a更靠内侧的上面安装着环形的灭弧元件25，该灭弧元件25与各整流子23c之间钎焊连接。灭弧元件25起着抑制电刷(未图示出)在整流子23c上滑动、切换通向线圈24的电流时产生的火花的作用。
上述由轴21、电枢铁芯22、整流子单元23构成的小型直流电动机，如图7所示，安装于杯状的转子外壳29的内部，并能自如旋转。在转子外壳29的内圆周面，安装着环形驱动磁体30。驱动磁体30的内圆周面与电枢铁芯22的凸极相向并保持一定的间隙。从而，电流从未图示出的电刷，经整流子23c，线圈连接部28流入线圈24，使电枢铁芯22被吸上，轴21受驱动旋转。而一旦轴21转动，与未图示出的电刷滑动接触的整流子23c依序被切换为下一个整流子23c，同时也切换了供给线圈24的电流，轴21连续旋转。
把线圈24绕于上面那样的电枢铁芯22的凸极时，线圈24的一部分靠近内圆周一侧、与安装在整流子单元23上的灭弧元件25互相妨碍，有时发生灭弧元件25破裂、线圈24断线的情况。从而，为了防止线圈24靠近内圆周，在整流子单元23一侧的绝缘体26上形成壁26a，但为了把电动机做得扁平，壁26a的高度尺寸不能做得比线圈24的高度尺寸大，所以不能充分发挥其效果。
而且，缠绕着线圈24的凸极上预先形成壁26a，缠绕的线圈24受到壁26a的外圆周面的影响，从轴的方向看，缠绕成圆弧状，整体成为扇形，招致线圈24加于整流子支架26的应力增大和线圈24本身的电阻值的增大等问题的产生。
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种在线圈成形时线圈与灭弧元件没有相互妨碍，能防止线圈断线和灭弧元件破裂等的小型直流电动机电枢及其制造方法。
图1是表示本发明的小型直流电动机电枢的实施例的剖面图。
图2是与表示图1相同实施例的平面图。
图3是表示同上小型直流电动机电枢的制造工序的一部分的剖面图。
图4表示本发明的小型直流电动机电枢的另一实施例的分解剖面图。
图5是同上的小型直流电动机电枢的剖面图。
图6是表示已有的小型直流电动机电枢的例子的剖面图。
图7是表示上述电枢适用的小型电动机的例子的平面剖面图。
下面参照附图对本发明的小型直流电动机电枢及其制造方法的实施例加以说明。在图1、图2中，在轴1上嵌合固定着电枢铁芯2。电枢铁芯2由许多铁芯片迭层构成，其外围形成数个凸极。电极铁芯2的上面与下面靠接着绝缘体6，电枢铁芯2被绝缘体夹于其中。电枢铁芯2的各凸极上，从绝缘体6上面开始绕着线圈4。
在轴1上，从图1中的上端一侧压入整流子单元3。整流子单元3由整流子支架3a与整流子3c构成。整流子3a具有相对于轴1嵌合固定的圆筒部和形成于该圆筒部下部的凸缘部3b。又在凸缘部3b的外周边部形成大致竖立于轴向上的多个突出部3b，在各突出部3d之间形成间隙3f。
在整流子支架3a的圆筒部的外圆周面上安装多个呈部分圆筒状的整流子3c。在各整流子3c之间形成电流切换用的狭缝。各整流子3c的下端部向外圆周侧大致弯成直角、嵌入上述间隙3f内，同时，前端部从间隙3f进一步向外侧延伸、形成线圈连接部3e。在这样的、连接部3e的前端部缠绕着线圈4的端部。在整流子支架3a上，比上述突出部3d更向内侧的地方安装着环形灭弧元件5，灭弧元件5与各整流子3c之间用钎焊连接。灭弧元件5的下表面与整流子3c的大致弯成直角的部分的上表面靠接着。灭弧元件5起着抑制(未图示的)电刷在整流子3c上滑动切换通向线圈4的电流时产生火花的作用。
如上所述的电枢，旋转自如地安装于小型直流电动机的电动机壳体上。整流子单元3的特定整流子3c，有连接在(未图示的)电源上的电刷与之接触。而且，线圈4缠绕的电枢铁芯2的凸极与安装在(未图示的)电动机壳体的内圆周面的驱动磁体隔着一定的间隙相向。从而，一旦(未图示出的)电源经电刷、整流子3c、线圈连接部3e向线圈4供电，由于与(未图示出的)驱动磁体之间的磁力的作用，电枢铁芯2被吸上、轴1受到旋转驱动。由于轴1的旋转、电刷接触的整流子3c依序切换到下一个整流子3c，同时也切换了供给线圈4的电流，于是轴1连续旋转。
下面对上述小型直流电动机电枢的制造方法实施例加以说明。如图3所示，首先，在轴1上嵌合固定电枢2后，将整流子单元3压入轴1暂时固定在轴1的上端部，对电枢铁芯2的凸极缠绕线圈4。接着将整流子单元3从轴1的上端部压入下方规定的位置，使线圈4紧靠凸缘部3b的外圆周面。接着用工具(未图示)将绕在电枢铁芯2的凸极上的线圈4从轴向的两侧一边压缩一边整形，使线圈4在轴向上的高度尺寸减小。这样就能造出图1、图2所示那样的小型直流电动机电枢。而且，将上述工序的整流子单元3压入规定位置的工序与一边压缩线圈一边整形的工序可以同时进行。
上述结构的小型直流电动机电枢中，整流子单元3，在对电枢铁芯2的凸极绕线圈4时被暂时固定于不易受线圈4影响的、轴1的上端部，由于可以将保护灭弧元件5用的突出部3d置于比线圈4足够高的位置，因而能完全防止缠绕的线圈4与灭弧元件5的相互妨碍。而且将整流单元3从临时固定的状态转移到规定位置固定后，线圈4与灭弧元件5被突出部3d完全隔开，因而不发生互相妨碍。从而能够消除灭弧元件5破裂、线圈断线的不良情况。在整流子单元3临时固定的情况下缠绕线圈，而后再将整流子单元3固定在规定的位置上，因此，即使保护灭弧元件5用的上述突出部3d的高度低了也行，可以减小电动机的轴向尺寸。
而且，在临时固定的整流子支架3a的凸缘部3b的外缘部形成突出部3d，因而在将线圈4绕于电枢铁芯2的凸极时，可以在电枢铁芯2上不存在妨碍绕线的障碍的条件下将线圈4绕于凸极。因此，绕线圈4时，可以相对于凸极的延伸方向大致上一直向前绕，线圈的总长度变短、其绕组电阻变小，可以提高小型直流电动机的特性，也可以缓和作用在线圈4的整流子支架3a的应力。
下面对本发明的实施例的变例加以说明。图4、图5所示的实施例是，整流子支架3a的一部分的凸缘部3b的、外圆周侧底面部被开出缺口做成绕组放出部3g的实施例。借助于形成绕组放出部3g，对线圈4进行整形时，线圈4的一部分进入绕组放出部3g内，因此，可以使线圈4作用在整流子支架3a上的应力更加缓和。
根据本发明，整流子单元具备有嵌合于轴上的圆筒部与凸缘部的整流子支架；和固定于整流子支架的圆筒部的外圆周面上的整流子。在整流子支架的凸缘部的外缘部，由于有大约竖立于轴方向的突出部，因而不仅可以用突出部将线圈一侧与灭弧元件一侧隔开，在线圈成形时，防止线圈与灭弧元件之间互相妨碍，而且，与已有的那种在电枢铁芯上将壁设于绝缘体上的情况相比，可以使壁的位置靠近旋转中心，那样情况下线圈也可以绕得更加靠近旋转中心，因而可以将电动机的直径做得小些。
根据本发明的制造方法，小型直流电动机电枢至少包括下述工序在将电枢铁芯相对于轴嵌合固定的同时、将整流子单元固定于轴上临时位置的工序；在嵌合固定于轴上的电枢铁芯的凸极上绕线圈的工序；将相对于轴固定于临时位置的整流子单元固定于规定位置的工序；以及给绕在电枢铁芯的凸极上的线圈整形的工序。因此绕线时，整流子单元的突出部处于高出线圈足够多的位置上，线圈对灭弧元件没有妨碍，因此，能够避免线圈断线和灭弧元件破裂。而且，在绕线圈时，不存在妨碍在电枢铁芯上绕线的东西，因此，能够高精度绕制线圈，能够把线圈的电阻和对整流子支架的应力抑制于较低的水平。再者，线圈整形后，将整流子单元固定于轴上的规定位置上，因此，为保护灭弧元件而设置于整流子元件上的突出部可以降低其高度，电动机在轴向上的尺寸可以减小，整流子单元正式压入后也可以真正防止线圈与灭弧元件之间的相互妨碍。
权利要求
1.一种小型的直流电动机电枢，在其轴上沿轴向排列固定着具有多个凸极的电枢铁芯，以及由整流子支架和安装在该整流子支架上的多个整流子构成的整流子单元，在所述电枢铁芯的各凸极上绕着规定匝数的线圈，在所述整流子单元上固定着灭弧元件，其特征在于，所述整流子单元包含有嵌合固定于所述轴上的圆筒部和形成于该圆筒部的凸缘部的整流子支架；以及固定于该整流子支架的圆筒部的外圆周面上的整流子，在所述整流子支架的凸缘部的外缘部有大致沿轴向竖起的突出部。
2.根据权利要求1所述的小型直流电动机电枢，其特征在于，在整流子支架上形成绕组放出部。
3.一种小型直流电动机电枢的制造方法，其特征在于，至少具备如下工序(a)在相对于轴嵌合固定电枢铁芯的同时，将包含有，在外缘部具有大致沿轴向竖起的突出部的整流子支架和固定于该整流子支架上的整流子的整流子单元固定于轴上的临时位置上的工序；(b)在嵌合固定于轴上的电枢铁芯的凸极上绕线圈的工序；(c)将相对于轴固定于临时位置的整流子单元固定到规定位置上的工序；(d)将绕在电枢铁芯的凸极上的线圈加以整形的工序。
全文摘要
本发明揭示一种防止线圈断线和灭弧元件破裂的小型直流电动机电枢及其制法。其整流子单元(3)具备具有嵌合于轴(1)上的圆筒部和凸缘部(3b)的整流子支架(3a)和整流子(3c)。整流子支架(3a)的凸缘部(3b)的外缘部具有大致沿轴方向竖起的壁(3d)。具有整流子单元(3)的电枢的制作工序包括在将电枢铁芯(2)正式向轴(1)压入的同时，把整流子单元(3)暂时压入轴(1)的工序；在电枢铁芯(2)的凸极上绕线圈(4)的工序；相对于轴(1)嵌合固定整流子单元(3)的工序和线圈(4)整形工序。
文档编号H02K15/02GK1122066SQ95106810
公开日1996年5月8日 申请日期1995年6月7日 优先权日1994年6月8日
发明者武井宏光 申请人:三协精机制作所株式会社