专利名称：小型马达的电刷保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电动工具等的驱动的小型马达的电刷保持装置。
背景技术：
本发明的电刷保持装置可用于通常的小型马达，下面参照图5说明这种小型马达的一个例子。
图5(a)是上半部分用剖面图表示的现有结构的小型马达的整体图，(b)是从机壳上卸下状态的合成树脂制造的端箍，(c)则表示机壳盖。在利用金属材料形成有底的中空圆筒状机壳9的内周面上安装磁铁12。通过镶嵌机壳盖15将该机壳9的开口部封闭。在机壳15的中央部上容纳轴17用的轴承16。轴17的另一端由设在有底中空圆筒状的机壳9的底部中央的轴承13支承。
在该轴17上备有叠层的铁心18，卷绕到该叠层铁心18上的绕组19，以及整流子10，构成小型马达的转子。同时，与该整流子10接触的电刷被连接到电刷臂上，连接到该电刷臂上的输入端子11为了进行电连接而贯穿机壳盖15突出到外部。
这样，小型马达的电刷保持装置由电刷以及支承该电刷的电刷臂构成，同时，该电刷臂机械及电气地连接到支承在端箍14上的输入端子上。下面参照图3及图4进一步说明这种电刷的现有技术的电刷保持。
图3是表示现有技术中电刷安装位置的图示，图3(a)是从电刷与整流子接触侧的相反侧观察到的图示，图3(b)是从侧面观察到的图示。此外，图4是将图3所示的结构一个个地分解的图示，图4(a)表示电刷臂的前端部图4(b)表示电刷。
电刷7在与整流子接触侧的相反侧安装到电刷臂1上。电刷臂1为了增强其长度方向的刚性将其两侧面弯折(参照图4(a))。此外，电刷臂1为了将电刷安装到其前端上，具有与电刷镶嵌部的形状一致的安装孔的，同时还具有从该安装孔的两侧面折返的电刷接点部4。在图中省略了电刷臂1除其前端部之外的部分。在把电刷7插入到电刷臂1的安装孔中进行组装时，电刷接点部4机械地接触并支承电刷7，并且与电刷7进行电接触。
这样，在把电刷7组装到电刷臂1中之后，如图3所示，用导电性粘接剂8，例如混有银的环氧粘接剂粘接。这样，完成电刷保持装置的组装。
然而，现有技术的电刷保持装置的组装中，由于导电性粘接剂8价格昂贵，所以是成本增加的主要原因。除此之外，由于导电性粘接剂需要干燥，工作效率低。同时，电刷臂1不仅成为向电刷7流入电流的通路，而且特别还起着由于电刷7与整流子的滑动接触所产生的热量的散热器的作用，从这个观点出发，电刷臂1的板厚较厚比较有利。然而，另一方面，电刷臂1要吸收电刷7与由于各整流子片之间存在间隙而造成的不平滑的整流子面接触所产生的振动，同时还必须使电刷7以一定的电刷应力与旋转的整流子接触，所以，自然而然地对电刷臂1的板厚产生一定的限制。因此，现有技术的电刷臂1不能说其散热效果足够好。
发明内容
因此，本发明的目的是，为了解决上述问题，提供一种可以使用廉价的构件、以低成本进行制造，同时可以提高散发由电刷所产生的热量的散热效果的小型马达用的电刷保持装置。
此外，本发明的目的是将电刷从机械的、电学的、热学的角度可靠地与电刷臂接触并对其进行支承。
本发明的小型电机的电刷保持装置具有电刷臂，该电刷臂以一端连接到与外部进行电连接用的输入端子上，同时，另一端支承电刷。这种电刷保持装置由与电刷嵌合部整体形成的电刷，具有与该电刷的电刷嵌合部的形状大致相同的安装孔、且在该安装孔的左右两侧具有电刷接点部的电刷臂，以及保持器构成。该保持器具有与电刷的电刷安装部的形状大致相同的安装孔，同时，在使该安装孔与电刷臂的安装孔一致的状态下固定在电刷臂上。将电刷的电刷嵌合部压入并固定到固定的保持器及电刷臂的安装孔中。
此外，在保持器的安装孔的上下两侧，可以备有通过弯折形成的电刷接点部。进而，可以配备有通过弯折保持器的上下端形成的冷却用翅。
图1是在图中省了电刷臂的输入端子连接侧、仅表示出电刷安装位置的本发明的电刷保持装置的透视图。
图2是表示图1所示的电刷保持装置的分解图，(a)为保持器，(b)为省略电刷臂的输入端子连接侧图示的前端部侧的图示，(c)表示电刷。
图3是表示现有技术的电刷臂的电刷安装部的图示。
图4是把图3所示的结构的一个个分解开的图示，(a)表示电刷臂的前端部一侧，(b)表示电刷。
图5是表示可以采用本发明的电刷保持装置的通常的小型马达的一个例子的图示，其最左侧以上半部分为剖视图的方式表示的小型马达的整体，在其右方表示从机壳上卸下状态的合成树脂制的端箍，在最右侧表示机壳盖。
图6是表示根据现有技术的电刷保持装置的散热效果的图示。
图7是表示根据本发明的电刷保持装置的散热效果的图示。
具体实施例方式
本发明的小型马达的电刷保持装置由电刷及支承该电刷的电刷臂构成，进而，该电刷臂利用铆接等众所周知的方式机械连接及电连接到支承在端箍上的输入端子上。本发明由于除下面将要说明的电刷相对于电刷臂的支承这一点之外，其它均和前述的现有技术相同，所以除了关于电刷的保持之外，省略其他的说明。
图1是在图中省略了电刷臂的输入端子连接侧、仅表示出电刷的安装部位的本发明的电刷保持装置的透视图。图2是将图1所示的电刷保持装置分解表示的图示，图2(a)表示保持器，图2(b)表示省略了电刷臂的输入端子连接侧的图示的前端部一侧，图2(c)表示电刷。
电刷7本身可以使用现有技术中通常使用的相同的材料(例如碳)以及相同形状的电刷。电刷如图2(c)所示在与整流子接触的相反侧具有设有台阶部的电刷嵌合部。为了增强长度方向的刚性，电刷臂1将两侧面弯折。同时，电刷臂1为了将电刷7安装到其前端侧而具有与电刷的嵌合部的形状一致的安装孔，同时具有从该安装孔的侧面折返的电刷接点部4。在把电刷7插入到电刷臂1的安装孔中进行组装时，该电刷接点部4不仅借助其弹性将对电刷7进行机械支承，而且也进行电接触，成为电流流过电刷7的路径。当然，当电刷保持装置动作时，电刷嵌合部的台阶部与电刷臂的背面接触，成为通电及散热的主要通路。上面所说明的电刷臂1的结构可以和前面所述的现有技术具有相同的结构。
本发明不是直接将电刷7安装到电刷臂1上，而是在一开始与图2(a)所示的保持器2成一体地组装到该电刷臂1上。电刷臂1本身具有规定的弹性，为了维持规定的电刷应力而采用铍青铜等价格较贵的材料。与此相反，由于保持器2不需很强的弹性，可以使用廉价的磷青铜等材料。此外，对于输入端子，例如可以使用黄铜。
如图2(a)所示，在保持器2上，在大致中央部附近具有配合电刷嵌合部用的电刷安装孔。该安装孔的大小和设在电刷臂1上的安装孔大致相同，但严格讲，其大小应当为除了电刷嵌合部之外还可以把电刷臂1的电刷接点部4压入其中。在保持器2上，可以在保持器2的长度方向的电刷安装孔的侧面上通过弯折形成电刷接点部5，该电刷接点部5与设在电刷臂1上的电刷接点部4起着相同的作用。此外，在保持器2的长度方向的两侧上，可以备有通过折返形成的冷却用翅6。具有这种结构的保持器2，在安装电刷7之前，在电刷臂1的前端部，在把电刷臂1的电刷安装孔和保持器2的安装孔对齐的状态下，例如用铆接固定固定成一个整体。铆接固定其本身是一种公知的固定安装方法，例如，可以在保持器2面向电刷臂1上的安装面上设置多个(例如4个)凸台，另一方面，在电刷臂1上设置对应的凸台孔，将两者配合后，通过从电刷1的背面向凸台的前端加力，将其压扁进行铆接。
然后将电刷7安装到将保持器2成一整体地固定的电刷臂1上。由于如前述所述，保持器2无须强的弹性，所以，可通过加工稍厚的厚板制成，可以具有足够的刚性。例如，相对于厚度0.15mm以下的电刷臂1，可以采用0.3mm保持器2。此外，电刷臂1可通过在其两侧设置弯折部增加其长度方向的刚性，而在本发明中，进而通过设置在保持器2上的接点部5及冷却用的翅6，当电刷保持装置完成时，也可以增强其宽度方向的刚性。
成一整体地固定有保持器2的电刷臂1，在安装孔的左右上下侧上，全部有电刷接点部4，5，而且，由于保持器2的电刷接点部5具有大的刚性，所以在把电刷7压入该安装孔内时，通过其弹性牢固地加以固定。不仅保持器2本身起着散热器的作用，而且通过配备有在保持器2的长度方向两侧折返而成的翅6，可以获得很高的散热效果。
图6及图7是分别表示现有技术及本发明的散热效果的图示。图6所示的现有技术是不用导电性粘接剂的图4所示的电刷保持装置。图6及图7分别表示，在电刷背面部(与整流子接触侧的相反侧)测定的碳刷部的温度，以及在电刷臂的前端部测定的电刷臂的温度与所经过的时间的关系。如可从图6及图7看出的，现有技术与本发明相比，相对而言，不仅其温度本身高，而且随着时间的进展，其温度上升梯度也大。即，可以看出，本发明的散热效果比现有技术好。
此外，下面的表1是对使用导电性粘接剂的现有技术的电刷保持装置，不用导电性粘接剂的现有技术的电刷保持装置以及本发明的电刷保持装置的耐久性进行比较的表。对于分别安装到同一种结构的小型马达上的各三个或五个样品，对其直到电刷臂的电刷安装部产生龟裂等故障为止的寿命进行对比。使马达动作1秒钟，然后停止19秒钟作为一个循环，以这种循环的次数表示电刷安装部的寿命。
表1电刷安装部的寿命试验结果
如从表1可以看出的，采用本发明，可以改善电刷保持装置的寿命。这是由于通过将刚性的保持器成一整体地固定在弹性的电刷臂上可以提高强度，并防止电刷保持部扭曲的缘故。
本发明备有固定在电刷臂上的保持器，通过把电刷的电刷嵌合部压入并固定到这种固定状态的保持器与电刷臂的安装孔内的结构，可以使用廉价的构件，以低的成本制造，与此同时，可以提高散发由电刷产生的热量的散热效果。
此外，本发明能够使电刷从机械的角度、电学的角度以及热学的角度使可靠地与电刷臂接触并对其进行支承。
权利要求
1.一种小型马达的电刷保持装置，是具有一端连接到与外部进行电连接的输入端子上，另一端支承电刷的电刷臂的小型马达的电刷保持装置，它由以下部分构成与电刷嵌合部整体形成的电刷，具有与该电刷的电刷嵌合部的形状大致一致的安装孔、且在该安装孔的左右两侧具有电刷接点部的电刷臂，具有与前述电刷的电刷安装部的形状大致一致的安装孔，同时，在该安装孔与前述电刷臂的安装孔一致的状态下固定到前述电刷臂上的保持器，将前述电刷的电刷嵌合部压入并固定到被固定的前述保持器及前述电刷臂的安装孔中。
2.如权利要求1所述的小型马达的电刷保持装置，以前述电刷臂的长度方向作为上下方向，在前述保持器的安装孔的上下两侧上配备有通过弯折形成的电刷接点部。
3.如权利要求1所述的小型马达的电刷保持装置，以前述电刷臂的长度方向作为上下方向，配备有将前述保持器上下端弯折而成的翅。
全文摘要
本发明的小型马达的电刷保持装置由与电刷嵌合部整体形成的电刷,具有与该电刷的电刷嵌合部的形状大致一致的安装孔、且在该安装孔的左右两侧具有电刷接点部的电刷臂,以及保持器构成。该保持器具有与电刷的电刷安装部的形状大致一致的安装孔,同时,在使该安装孔与电刷臂的安装孔一致的状态下固定在电刷臂上。电刷的电刷嵌合部被压入并固定到固定的保持器和电刷臂的安装孔内。
文档编号H02K5/14GK1369947SQ0210350
公开日2002年9月18日 申请日期2002年2月6日 优先权日2001年2月6日
发明者由比俊弥 申请人:马渊马达株式会社