[发明专利]小型电动机及其制造方法

说明书

本发明涉及用于小型电动机的一种轴承固定结构及其制造方法，所述小型电动机在自动用途电设备、动力工具之类中用作驱动电动机。

一种传统小型电动机具有如图6所示的总体结构[见日本专利申请公开(Kokai)No.3-234915]。用作定子磁极(一般为两极)的永久磁铁15固定在电动机外壳1的内圆周表面上，所述外壳1由金属材料做成有底部的圆筒形状。在电动机外壳1的底部中心形成接纳轴承4(滑动轴承)的一个圆筒形凸部。一个外壳端盖8固定在电动机外壳1的开口上。在外壳端盖8中心提供一个用来接纳轴承12(滑动轴承)的凸部。外壳端盖8上还提供多个电刷11和端子9。一个芯13、线圈14和换向器10被固定在电动机轴上5从而构成一个转子16。

这种小型电动机按下述方法进行组装。在转子的电动机轴5的一端插入固定在电动机外壳底部中心的轴承4之后，将携带电刷11和端子9的外壳端盖8安装在电动机外壳1的开口中，在此同时将电动机轴5的另一端插入固定在外壳端盖8上的轴承12之中。在组装期间，固定在电动机轴5上的一个套筒17沿着推进方向(轴线方向)定位转子16。

有时这种小型电动机会遇到产生机械振动的问题，所述振动是由电动机轴和轴承之间的间隙造成的。在上文所述的日本专利申请公开No.3-234915中该申请的申请人已经提出解决产生振动问题的方法。这个被建议的方法将参照图7(A)和7(B)进行介绍。

图7(A)显示轴承4压配合在轴承支承部分2中的状态，轴承支承部分2与电动机外壳1做成整体。在这种状态，由于机械加工的限制，在电动机轴5和轴承4之间留有一个相对较大的间隙。如图7(B)所示，该间隙能通过使用加压模具6压迫整个轴承支承部分外圆周表面的操作强迫地减小。当轴承支承部分被压迫时，轴承4的内圆周表面与电动机轴5接触。然而，当加压模具6离开时，轴承4产生一个恢复力，致使电动机轴旋转所需的细小间隙形成。

上文所述的方法解决了由电动机轴和轴承之间的径向间隙造成的问题。然而，这种方法既不能解决在轴承4和套筒17相对于电动机轴的垂直度降低时出现的问题，也不能解决在电动机轴相对端的两个轴承之间的对准变得不正确时出现的问题。此外，这种方法不能减少在轴承和套筒之间的间隙或者说容易产生端部窜动。

图8显示一个能用于图6所示传统小型电动机的轴承4的一个轴承结构实例。图8显示沿电动机轴5中心剖取的横截面的下半。在图8中，参考编号2表示一个圆筒形轴承支承部分，它与金属电动机外壳1做成整体以便定位在底部中心并且适于支承轴承4。由于轴承4压配合在轴承支承部分2内部，在轴承4外圆周表面以及轴承支承部分内圆周表面之间没有间隙形成，因此轴承4不能相对于轴承支承部分2沿推进方向运动。电动机轴5沿推力方向的运动借助于固定在电动机轴5上的套筒17进行限制。

如图9(A)和9(B)所示，由于零件和组装精度不够，轴承4和套筒17的接触表面相对于电动机轴的垂直度可能稍微降低。图9(B)显示转子从图9(A)所示位置旋转180°的状态。当与轴承4端面接触的套筒17端面相对于电动机轴不能保持符合需要的垂直度水平时，转子会离开，导致噪声产生。

按照惯例，上文所述的问题通过采用这样一种方法来克服，以致于电动机轴的推力运动用一个波纹垫圈之类吸收，或者端部窜动(允许电动机轴推力运动的间隙)减小。然而，使用波形垫圈导致零件数量增加，从而加大成本。还有，为了减少端部窜动，每个零件的尺寸公差必需显著减小。当尺寸公差被设置成很小数值时，超差零件经常产生，导致成本增加。作为替代，为两个轴承的至少一个提供一个或多个调节垫圈，并且调节垫圈厚度(在使用一个单独垫圈的情况下)或垫圈数量(在使用多个垫圈情况下)以便减少端部窜动。然而这种方法增加制造工序数量，因而降低效率。

此外，为了应付在电动机轴相对端的两个轴承之间的对准恶化，必需增加电动机轴和轴承之间的间隙，或者使轴承内表面逐渐变细从而提供晃动。然而，在这种情况下，当对准不降低时，电动机轴会沿径向打击轴承，导致噪声发生。

上文已参照“滑动轴承”用作轴承的典型情况介绍了传统技术包含的问题。然而，同样的问题也出现在使用“球轴承”的情况中。图15是已摘除转子和外壳端盖的使用球轴承传统小型电动机的局部剖视图。而图16是该小型电动机从电动机内部朝轴承部分看过去的一个视图。通常，在球轴承3外侧形成一个微小间隙。此外，为了固定球轴承3，使用一个轴承附件30以便消除电动机的端部窜动。