專利名稱：小型電動(dòng)機(jī)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于小型電動(dòng)機(jī)的一種軸承固定結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述小型電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)用途電設(shè)備、動(dòng)力工具之類中用作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
一種傳統(tǒng)小型電動(dòng)機(jī)具有如圖6所示的總體結(jié)構(gòu)[見日本專利申請(qǐng)公開(Kokai)No.3-234915]。用作定子磁極(一般為兩極)的永久磁鐵15固定在電動(dòng)機(jī)外殼1的內(nèi)圓周表面上，所述外殼1由金屬材料做成有底部的圓筒形狀。在電動(dòng)機(jī)外殼1的底部中心形成接納軸承4(滑動(dòng)軸承)的一個(gè)圓筒形凸部。一個(gè)外殼端蓋8固定在電動(dòng)機(jī)外殼1的開口上。在外殼端蓋8中心提供一個(gè)用來接納軸承12(滑動(dòng)軸承)的凸部。外殼端蓋8上還提供多個(gè)電刷11和端子9。一個(gè)芯13、線圈14和換向器10被固定在電動(dòng)機(jī)軸上5從而構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)子16。
這種小型電動(dòng)機(jī)按下述方法進(jìn)行組裝。在轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)軸5的一端插入固定在電動(dòng)機(jī)外殼底部中心的軸承4之后，將攜帶電刷11和端子9的外殼端蓋8安裝在電動(dòng)機(jī)外殼1的開口中，在此同時(shí)將電動(dòng)機(jī)軸5的另一端插入固定在外殼端蓋8上的軸承12之中。在組裝期間，固定在電動(dòng)機(jī)軸5上的一個(gè)套筒17沿著推進(jìn)方向(軸線方向)定位轉(zhuǎn)子16。
有時(shí)這種小型電動(dòng)機(jī)會(huì)遇到產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的問題，所述振動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)軸和軸承之間的間隙造成的。在上文所述的日本專利申請(qǐng)公開No.3-234915中該申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)提出解決產(chǎn)生振動(dòng)問題的方法。這個(gè)被建議的方法將參照?qǐng)D7(A)和7(B)進(jìn)行介紹。
圖7(A)顯示軸承4壓配合在軸承支承部分2中的狀態(tài)，軸承支承部分2與電動(dòng)機(jī)外殼1做成整體。在這種狀態(tài)，由于機(jī)械加工的限制，在電動(dòng)機(jī)軸5和軸承4之間留有一個(gè)相對(duì)較大的間隙。如圖7(B)所示，該間隙能通過使用加壓模具6壓迫整個(gè)軸承支承部分外圓周表面的操作強(qiáng)迫地減小。當(dāng)軸承支承部分被壓迫時(shí)，軸承4的內(nèi)圓周表面與電動(dòng)機(jī)軸5接觸。然而，當(dāng)加壓模具6離開時(shí)，軸承4產(chǎn)生一個(gè)恢復(fù)力，致使電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)所需的細(xì)小間隙形成。
上文所述的方法解決了由電動(dòng)機(jī)軸和軸承之間的徑向間隙造成的問題。然而，這種方法既不能解決在軸承4和套筒17相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直度降低時(shí)出現(xiàn)的問題，也不能解決在電動(dòng)機(jī)軸相對(duì)端的兩個(gè)軸承之間的對(duì)準(zhǔn)變得不正確時(shí)出現(xiàn)的問題。此外，這種方法不能減少在軸承和套筒之間的間隙或者說容易產(chǎn)生端部竄動(dòng)。
圖8顯示一個(gè)能用于圖6所示傳統(tǒng)小型電動(dòng)機(jī)的軸承4的一個(gè)軸承結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖8顯示沿電動(dòng)機(jī)軸5中心剖取的橫截面的下半。在圖8中，參考編號(hào)2表示一個(gè)圓筒形軸承支承部分，它與金屬電動(dòng)機(jī)外殼1做成整體以便定位在底部中心并且適于支承軸承4。由于軸承4壓配合在軸承支承部分2內(nèi)部，在軸承4外圓周表面以及軸承支承部分內(nèi)圓周表面之間沒有間隙形成，因此軸承4不能相對(duì)于軸承支承部分2沿推進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)軸5沿推力方向的運(yùn)動(dòng)借助于固定在電動(dòng)機(jī)軸5上的套筒17進(jìn)行限制。
如圖9(A)和9(B)所示，由于零件和組裝精度不夠，軸承4和套筒17的接觸表面相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直度可能稍微降低。圖9(B)顯示轉(zhuǎn)子從圖9(A)所示位置旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)。當(dāng)與軸承4端面接觸的套筒17端面相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸不能保持符合需要的垂直度水平時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)離開，導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生。
按照慣例，上文所述的問題通過采用這樣一種方法來克服，以致于電動(dòng)機(jī)軸的推力運(yùn)動(dòng)用一個(gè)波紋墊圈之類吸收，或者端部竄動(dòng)(允許電動(dòng)機(jī)軸推力運(yùn)動(dòng)的間隙)減小。然而，使用波形墊圈導(dǎo)致零件數(shù)量增加，從而加大成本。還有，為了減少端部竄動(dòng)，每個(gè)零件的尺寸公差必需顯著減小。當(dāng)尺寸公差被設(shè)置成很小數(shù)值時(shí)，超差零件經(jīng)常產(chǎn)生，導(dǎo)致成本增加。作為替代，為兩個(gè)軸承的至少一個(gè)提供一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)墊圈，并且調(diào)節(jié)墊圈厚度(在使用一個(gè)單獨(dú)墊圈的情況下)或墊圈數(shù)量(在使用多個(gè)墊圈情況下)以便減少端部竄動(dòng)。然而這種方法增加制造工序數(shù)量，因而降低效率。
此外，為了應(yīng)付在電動(dòng)機(jī)軸相對(duì)端的兩個(gè)軸承之間的對(duì)準(zhǔn)惡化，必需增加電動(dòng)機(jī)軸和軸承之間的間隙，或者使軸承內(nèi)表面逐漸變細(xì)從而提供晃動(dòng)。然而，在這種情況下，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)不降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸會(huì)沿徑向打擊軸承，導(dǎo)致噪聲發(fā)生。
上文已參照“滑動(dòng)軸承”用作軸承的典型情況介紹了傳統(tǒng)技術(shù)包含的問題。然而，同樣的問題也出現(xiàn)在使用“球軸承”的情況中。

圖15是已摘除轉(zhuǎn)子和外殼端蓋的使用球軸承傳統(tǒng)小型電動(dòng)機(jī)的局部剖視圖。而圖16是該小型電動(dòng)機(jī)從電動(dòng)機(jī)內(nèi)部朝軸承部分看過去的一個(gè)視圖。通常，在球軸承3外側(cè)形成一個(gè)微小間隙。此外，為了固定球軸承3，使用一個(gè)軸承附件30以便消除電動(dòng)機(jī)的端部竄動(dòng)。
然而，由于攜帶球軸承3的軸承附件30的固定，是通過鉚合與附件30成一整體的鉚接部分31來實(shí)施的，軸承附件30自身必需做成具有相對(duì)較大的體積和復(fù)雜的形狀，從而導(dǎo)致成本增加。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)用的軸承固定結(jié)構(gòu)，它甚至在軸承和套筒相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直度稍微降低時(shí)也能防止轉(zhuǎn)子離開和噪聲生成，以及提供一種制造這種小型電動(dòng)機(jī)的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是不使用專門墊圈例如波紋墊圈或者調(diào)節(jié)墊圈，也不必將每個(gè)零件的公差減少到過分的程度，就減少端部竄動(dòng)以及在軸承和套筒之間的間隙，從而降低成本。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是防止電動(dòng)機(jī)軸由于沿徑向打擊軸承以及在電動(dòng)機(jī)軸相對(duì)端的兩個(gè)軸承的對(duì)準(zhǔn)惡化時(shí)產(chǎn)生噪聲。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是不用昂貴的零件例如金屬制造的軸承附件就能精確地固定球軸承。
本發(fā)明小型電動(dòng)機(jī)具有從金屬制電動(dòng)機(jī)外殼1端面伸出的圓筒形軸承支承部分2。一個(gè)一般圓筒形的軸承4被接納在軸承支承部分內(nèi)部。軸承4在其中心處具有一插入電動(dòng)機(jī)軸5的通孔。軸承4還具有一個(gè)小于軸承支承部分2內(nèi)直徑的外直徑，以便在軸承4和軸承支承部分2之間形成一個(gè)間隙。在軸承4關(guān)于推力方向的大約中心處，一個(gè)突起19在軸承支承部分2的內(nèi)圓周表面上沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地延伸。此外，一個(gè)凹槽20在軸承4的外圓周表面上沿著所述環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地延伸，以便于凹槽20與突起19相對(duì)應(yīng)。因此，軸承4以這樣一種方式支承在軸承支承部分2內(nèi)部，以便能防止推力運(yùn)動(dòng)但允許圍繞突起19稍微傾斜。
一種制造根據(jù)本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)的方法，其特征為包括以下步驟準(zhǔn)備一個(gè)一般圓筒形軸承4，所述軸承4在其中心處具有一插入電動(dòng)機(jī)軸5的通孔，并具有一個(gè)小于軸承支承部分2內(nèi)直徑的外直徑；將所述軸承4放置在軸承支承部分2中，以便在軸承4和軸承支承部分2之間形成一個(gè)間隙；將包括在內(nèi)部接納著軸承4的電動(dòng)機(jī)外殼1的多個(gè)零件組裝在一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)中；使用一個(gè)加壓模具21(圖4)或一個(gè)加壓模具22(圖5)從徑向外部方向在一關(guān)于推力方向的軸承4大約中心處壓迫軸承支承部分2的外圓周表面，同時(shí)給軸承4施加一個(gè)預(yù)定的推力，以便壓力沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線施加到軸承支承部分2上，以便連續(xù)或不連續(xù)地在軸承支承部分2內(nèi)圓周表面上形成突起19以及在軸承4外圓周表面上形成凹槽20，從而所述凹槽20與所述突起19相對(duì)應(yīng)。因此端部竄動(dòng)以及在軸承4和套筒17之間的間隙可方便地被減小。
在根據(jù)本發(fā)明的制造小型電動(dòng)機(jī)方法中，電動(dòng)機(jī)外殼1最好由一種金屬制成，所述金屬有比軸承4材料回彈性大的回彈性。因此，在軸承4和軸承支承部分2之間形成一個(gè)微小間隙，借此允許軸承4傾斜。
本發(fā)明能被應(yīng)用于使用球軸承3的小型電動(dòng)機(jī)，以及制造這種小型電動(dòng)機(jī)的方法。在這種情況下，在軸承支承部分2內(nèi)提供一個(gè)用來保持球軸承3的襯套6；并且在關(guān)于推力方向的襯套6大約中心處，在軸承支承部分2的內(nèi)圓周表面上形成突起19，而在襯套6的外圓周表面上形成與突起19相應(yīng)的凹槽20，以便突起19和凹槽20沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地延伸。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的小型電動(dòng)機(jī)的示意縱向剖視圖；圖2是圖1所示軸承一個(gè)部分A細(xì)節(jié)的視圖；圖3是與圖2相應(yīng)的視圖，并顯示軸承支承作用；圖4是一個(gè)視圖，它顯示在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成一個(gè)連續(xù)突起的示例方法，同時(shí)還在軸承的外圓周表面上形成一個(gè)連續(xù)凹槽，以致于凹槽與突起相對(duì)應(yīng)；圖5是一個(gè)視圖，它用來顯示形成一個(gè)與圖4類似的不連續(xù)突起和凹槽的示例方法；圖6是顯示傳統(tǒng)小型電動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)的視圖；圖7是顯示傳統(tǒng)軸承結(jié)構(gòu)的視圖；圖8是顯示另一傳統(tǒng)軸承結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是一個(gè)視圖，它顯示在一個(gè)套筒接觸表面相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直度稍微降低時(shí)的作用；圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)的示意縱向剖視圖；圖11是顯示圖10所示軸承部分細(xì)節(jié)的視圖；圖12是顯示圖11所示襯套細(xì)節(jié)的視圖13是一個(gè)視圖，它顯示在圖11所示軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成一個(gè)連續(xù)突起的示例方法，在此同時(shí)還在襯套的外圓周表面上形成一個(gè)連續(xù)凹槽，以致于凹槽與突起相應(yīng)；圖14是一個(gè)視圖，它顯示形成一個(gè)與圖13類似的不連續(xù)突起和凹槽的示例方法；圖15是已拆除轉(zhuǎn)子和外殼端蓋的一個(gè)傳統(tǒng)小型電動(dòng)機(jī)的局部剖出的側(cè)視圖；而圖16是圖15小型電動(dòng)機(jī)從電動(dòng)機(jī)內(nèi)部朝軸承部分看過去的視圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例小型電動(dòng)機(jī)的縱向剖視圖。該小型電動(dòng)機(jī)除軸承4結(jié)構(gòu)外具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如顯示一個(gè)部分A細(xì)節(jié)的圖2所示，軸承4是一個(gè)滑動(dòng)軸承。在圖1中，參考標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)電動(dòng)機(jī)外殼，它用金屬材料做成封閉底部的圓柱形狀。用作定子磁極(在該被描述實(shí)例中是兩個(gè)極)的永久磁鐵15固定在電動(dòng)機(jī)外殼1的內(nèi)表面上，而且一個(gè)用來接納軸承4的圓筒形凸部，即一個(gè)軸承支承部分與電動(dòng)機(jī)外殼1做成整體，從而被定位在底部中心。一個(gè)金屬制外殼端蓋8配裝在電動(dòng)機(jī)外殼1的開口之中。外殼端蓋8的中心形成一個(gè)支承部分，一個(gè)軸承12用傳統(tǒng)的方法壓配合在其中。連接在此處的電刷11和端子9通過一個(gè)樹脂制成的保持物固定在外殼端蓋8上。在一根電動(dòng)機(jī)軸5上固定著一鐵芯13、一個(gè)線圈(未顯示)以及一個(gè)換向器10，借此構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)子16。在圖1中，參考標(biāo)號(hào)17表示一個(gè)套筒，它用樹脂或金屬制成并適于沿軸向定位轉(zhuǎn)子16。
參見圖2和3，介紹作為本發(fā)明特征的軸承4結(jié)構(gòu)。如圖2所示，用燒結(jié)合金制成的軸承4被接納在一個(gè)圓筒形軸承支承部分2中，所述支承部分2與電動(dòng)機(jī)外殼1做成整體以便定位在底部中心。套筒17在推進(jìn)方向被軸承4支承住。套筒17本身是一個(gè)普通的套筒并被固定在電動(dòng)機(jī)軸5上?？稍O(shè)置一個(gè)止推墊圈使在套筒17就位。在任何一種情況下，軸承4沿止推方向支承著電動(dòng)機(jī)軸5。一種傳統(tǒng)技術(shù)利用一個(gè)沿推力方向與軸承4和12中至少一個(gè)接觸的調(diào)節(jié)墊，以使端部竄動(dòng)最小。相反，本發(fā)明不需要任何調(diào)節(jié)墊來調(diào)節(jié)端部竄動(dòng)。然而，可以使用一個(gè)用來防止加在燒結(jié)合金軸承細(xì)孔內(nèi)的油泄漏的止油墊圈，或者一個(gè)用來防止套筒和軸承之間直接接觸的止推墊圈。由于這些墊圈不需調(diào)節(jié)厚度和數(shù)量，提供這些墊圈與使用調(diào)節(jié)墊圈的情況相比不增加成本。
與圖8所示壓配合在軸承支承部分2中的傳統(tǒng)軸承4相反，圖2所示軸承4被放置在軸承支承部分2上，以致于在軸承4外圓周表面和軸承支承部分2的內(nèi)圓周表面之間形成間隙。軸承4具有一般的圓筒形，并且在其中心具有一個(gè)插入電動(dòng)機(jī)軸5的通孔。軸承4的外直徑稍小于軸承支承部分2的內(nèi)直徑。在軸承4插入之后，在軸承支承部分2內(nèi)圓周表面上做出一個(gè)突起19，以便突起19連續(xù)或不連續(xù)地沿著以電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線延伸，還做出一個(gè)與突起19相對(duì)應(yīng)的凹槽20，以便其在軸承4的外圓周表面上沿著該環(huán)線連續(xù)地延伸。因此，軸承4牢固地保持在軸承支承部分2內(nèi)部。
圖3是與圖2相應(yīng)并顯示軸承支承作用。軸承4的推力運(yùn)動(dòng)被突起19和凹槽20阻止，但是由于軸承4被接納在軸承支承部分2內(nèi)部以致于在軸承外側(cè)留下間隙，軸承4可圍繞突起19稍微傾斜。圖3顯示一種狀態(tài)，其中軸承4已沿著這樣一個(gè)方向傾斜，以致于在圖3右側(cè)軸承4和軸承支承部分2之間的間隙增大，而在圖3左側(cè)軸承4接觸軸承支承部分2，因此兩者之間的間隙變成幾乎為零。
借助于上文所述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸承4和套筒17相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直度如圖9所示稍微降低時(shí)，軸承4圍繞突起19傾斜，因此，在套筒17端面和軸承4端面之間總是保持著表面接觸(自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)功能)。因此，根據(jù)本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生由于轉(zhuǎn)子分離導(dǎo)致噪聲發(fā)生的問題。
突起19和與其相應(yīng)的凹槽20在所有零件組裝入一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)之后再形成。組裝按下面的方法進(jìn)行。首先，將轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)軸5插入容納在位于電動(dòng)機(jī)外殼1底部中心的軸承支承部分2的軸承4中，以致于在軸承4和軸承支承部分2之間形成一個(gè)間隙。隨后，將裝有電刷11和端子9的外殼端蓋8安裝在電動(dòng)機(jī)外殼1的開口中，同時(shí)電動(dòng)機(jī)軸5的另一端插入固定在外殼端蓋8上的軸承12之中。在組裝之后，從電動(dòng)機(jī)外側(cè)沿著推力方向，即從圖1的左側(cè)借助于一個(gè)未示出的彈簧等給軸承4施加一個(gè)不變的推力，在這種狀態(tài)下形成突起19和凹槽20。借助于彈簧等施加的力不必那樣強(qiáng)以致于在運(yùn)轉(zhuǎn)期間電動(dòng)機(jī)軸5的推力摩擦變得過度(該力被限制為不大于1000克力)，而且不應(yīng)那樣弱以致于電動(dòng)機(jī)軸5推力運(yùn)動(dòng)允許量(即端部竄動(dòng))變得過度。上文所述的在給軸承4施加一個(gè)適當(dāng)力的同時(shí)，形成突起19和凹槽20的方法，使端部竄動(dòng)達(dá)到最小。
圖4和5顯示一種形成突起19和凹槽20的典型方法。通過使用圖4所示的一種加壓模具21，從徑向外部方向沿著以電動(dòng)機(jī)軸5中心為圓心的環(huán)形線給軸承支承部分2施加一個(gè)壓力，在此同時(shí)如前文所述給軸承4施加一個(gè)不變的推力。為了軸承4能傾斜，加壓操作最好是在軸承4關(guān)于推力方向的中心部分實(shí)施。
盡管沒有顯示，在加壓操作期間，可以使用具有一個(gè)預(yù)定的軸向長(zhǎng)度的滾子，以便從與加壓模具21壓迫軸承支承部分2的側(cè)面相對(duì)置的側(cè)面支承軸承支承部分2。圖4所示的加壓模具21具有圓形和沿著模具21圓周方向連續(xù)延伸的凸起。該凸起具有與圖2所示在軸承支承部分2外圓周表面上形成的凹槽相對(duì)應(yīng)的橫截面形狀(在模具寬度或者說軸線方向)。在突起19和凹槽20的結(jié)合在允許軸承稍微傾斜的同時(shí)，限制軸承的軸向運(yùn)動(dòng)的情況下，該橫截面形狀可為其他任何形狀，例如半圓形或者梯形。使用加壓模具21能形成突起19和凹槽20，而且兩者沿圓周方向連續(xù)。因?yàn)檩S承材料為燒結(jié)合金，軸承由于細(xì)孔斷裂而塑性變形。反之，用金屬例如鐵做成的電動(dòng)機(jī)外殼(軸承支承部分2)在加壓模具21移去后，引起0.01至0.02mm的回彈。因此，當(dāng)移去加壓模具21時(shí)，在軸承4和軸承支承部分2之間形成一個(gè)微小間隙，以便軸承4能稍微傾斜。因?yàn)檫@樣一個(gè)間隙也在突起19和凹槽20之間的接觸部分形成，甚至在突起19和凹槽20具有梯形橫截面形狀時(shí)，軸承也能傾斜。
如圖5所示，可以使用在圓周上具有多個(gè)凸起(在該被描述實(shí)例中是三角形凸起)的加壓模具22。使用模具22能形成突起19和凹槽20，兩者沿著圓周方向均不連續(xù)。如果電動(dòng)機(jī)工作期間軸承4本身在軸承支承部分2內(nèi)旋轉(zhuǎn)，軸承4的性能會(huì)降低。在一般情況下，由于存在大的直徑差別，即在與電動(dòng)機(jī)軸5接觸的軸承4內(nèi)圓周表面以及與軸承支承部分2接觸的軸承4外圓周表面之間接觸表面區(qū)域的差別，盡管在軸承4和軸承支承部分2之間出現(xiàn)間隙，軸承4自身不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，如果電動(dòng)機(jī)軸5和軸承4之間的摩擦，由于缺油或滯塞而增大，軸承4就與電動(dòng)機(jī)軸5一起旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軸承性能下降。采用不連續(xù)突起19和不連續(xù)凹槽20能使軸承4牢固地保持在軸承支承部分2內(nèi)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的小型電動(dòng)機(jī)的示意縱向剖視圖；圖11是顯示圖10所示軸承部分細(xì)節(jié)的放大視圖；而圖12是顯示圖11襯套細(xì)節(jié)的放大視圖。由于本實(shí)施例小型電動(dòng)機(jī)除了在電動(dòng)機(jī)外殼1底部中心處提供的軸承部分結(jié)構(gòu)之外，具有與第一實(shí)施例小型電動(dòng)機(jī)相同的結(jié)構(gòu)，全部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述省略。
如同圖11具體顯示的那樣，一個(gè)球軸承3通過一個(gè)襯套6安置在于金屬制電動(dòng)機(jī)外殼1底部中心處整體形成的圓筒形軸承支承部分2的內(nèi)部。如圖12所示，襯套6最好由一種引起塑性變形的材料例如燒結(jié)合金或銅合金或者合成樹脂制成，并且具有在底部中心具有一個(gè)通孔的帶底部圓筒的形狀。還有，為了在襯套和軸承支承部分之間形成一個(gè)間隙，這樣選擇襯套材料，軸承支承部分或者說金屬電動(dòng)機(jī)外殼的回彈性比襯套的回彈性大。
具有一般圓筒形整體形狀的球軸承3從電動(dòng)機(jī)內(nèi)部插入襯套6，而且保持球軸承3的襯套6被放置在軸承支承部分2之中。襯套6具有比軸承支承部分2內(nèi)直徑小的外直徑。在把襯套6放入軸承支承部分2而且在兩者之間具有一個(gè)間隙之后，利用在軸承支承部分2上形成的突起19和在襯套6上形成的凹槽20固定襯套6。
在襯套6沿著推力方向一個(gè)大體上中心的部分上，突起19在軸承支承部分的內(nèi)圓周表面上沿著以電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地形成，而凹槽20在襯套6的外圓周表面上沿著該環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地形成，以致于凹槽20與突起19相應(yīng)。
突起19和與其相應(yīng)的凹槽20是在所有零件組裝到小型電動(dòng)機(jī)之后才形成的。圖13和14分別顯示一種形成連續(xù)或不連續(xù)突起19和凹槽20的典型方法。由于這些方法與參照?qǐng)D4和5介紹的方法基本相同，因此不再詳細(xì)介紹。
在組裝之后，借助于使用一個(gè)未示出的彈簧等將一個(gè)預(yù)定推力從電動(dòng)機(jī)外側(cè)沿著推力方向施加到襯套6上，再用圖13所示的一個(gè)加壓模具21從徑向外部方向沿著以電動(dòng)機(jī)軸5為中心的環(huán)形線給軸承支承部分2施加壓力，以便在施加適當(dāng)力的情況下同時(shí)形成突起19和凹槽20。因此，圖10和11所示結(jié)構(gòu)具有自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)功能并使端部竄動(dòng)最小。所以，不再需要起自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)作用或消除端部竄動(dòng)用的墊圈。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)中，軸承具有小于軸承支承部分內(nèi)直徑的外直徑，而且軸承被接納在軸承支承部分內(nèi)部以致于兩者之間形成一個(gè)間隙。還有，在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成的突起以及在軸承外圓周表面上形成并與突起相對(duì)應(yīng)的凹槽配合工作，借此限制軸承的推力運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還允許軸承稍微傾斜。所以，甚至在軸承和套筒相對(duì)于電動(dòng)機(jī)軸的垂直稍有下降時(shí)也不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子分離和產(chǎn)生噪聲。還有甚至在電動(dòng)機(jī)軸相對(duì)端的軸承之間的對(duì)準(zhǔn)惡化時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸也不會(huì)由于沿徑向打擊軸承而產(chǎn)生噪聲。
而且，這種突起和凹槽能在一種狀態(tài)下形成，其中一個(gè)不變的推力從電動(dòng)機(jī)外側(cè)施加到軸承上，所以在軸承和套筒之間的間隙可方便地被減小，而且端部竄動(dòng)也能方便地被減小。因此，不需要使用專門的墊圈例如波紋墊圈或調(diào)節(jié)墊圈，也不需要過分減小每個(gè)零件的公差，從而可降低成本。此外，由于端部竄動(dòng)減小，電動(dòng)機(jī)軸在電動(dòng)機(jī)外部的伸出量不受端部竄動(dòng)影響因而變?yōu)楹愣ā?br> 還有，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于具有球軸承的小型電動(dòng)機(jī)時(shí)，不再需要使用昂貴的零件例如與電動(dòng)機(jī)外殼分開制造的軸承附件30。一般，軸承支承部分被形成具有一個(gè)適于附加到顧客設(shè)備的尺寸。當(dāng)顧客設(shè)備的型號(hào)變化時(shí)，必需更換昂貴的軸承附件，導(dǎo)致成本增加。反之，本發(fā)明小型電動(dòng)機(jī)能通過更換不昂貴的襯套而不是用一些不同尺寸的軸承替換該球軸承來適應(yīng)這樣的型號(hào)改變。
權(quán)利要求
1.一種小型電動(dòng)機(jī)，其具有從金屬制電動(dòng)機(jī)外殼端面伸出的圓筒形軸承支承部分，所述電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)被接納在軸承支承部分內(nèi)部的一般圓筒形軸承，所述軸承在其中心處具有一插入電動(dòng)機(jī)軸的通孔，并具有一個(gè)小于軸承支承部分內(nèi)直徑的外直徑，以便在軸承和軸承支承部分之間形成間隙；以及在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成的突起和在軸承外圓周表面上形成并與所述突起相應(yīng)的凹槽，在軸承關(guān)于推力方向的大約中心處，所述突起和凹槽沿著以電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地延伸。
2.一種制造小型電動(dòng)機(jī)的方法，該電動(dòng)機(jī)具有從金屬制電動(dòng)機(jī)外殼端面伸出的圓筒形軸承支承部分，所述方法包括準(zhǔn)備一個(gè)一般圓筒形軸承，所述軸承在其中心處具有插入電動(dòng)機(jī)軸的通孔，并具有一個(gè)小于軸承支承部分內(nèi)直徑的外直徑；將所述軸承放置在軸承支承部分中，以便在軸承和軸承支承部分之間形成一個(gè)間隙；將包括在內(nèi)部接納著軸承的電動(dòng)機(jī)外殼的多個(gè)零件組裝在一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)中；使用一個(gè)加壓模具從徑向外部方向在一個(gè)關(guān)于推力方向的軸承的大約中心處壓迫軸承支承部分的外圓周表面，同時(shí)給軸承施加一個(gè)預(yù)定的推力，以從而壓力沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線施加到軸承支承部分上，以便連續(xù)或不連續(xù)地在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成突起和在軸承外圓周表面上形成凹槽，而所述凹槽與所述突起相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制造小型電動(dòng)機(jī)的方法，其特征為，電動(dòng)機(jī)外殼由一種金屬制成，所述金屬有比軸承材料回彈性大的回彈性。
4.一種小型電動(dòng)機(jī)，其具有從金屬制電動(dòng)機(jī)外殼端伸出的圓筒形軸承支承部分，所述電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)襯套，其在軸承支承部分內(nèi)提供并保持一球軸承；以及一個(gè)突起，其在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成和一個(gè)凹槽，其在襯套外圓周表面上形成并與所述突起相對(duì)應(yīng)，在襯套相對(duì)于推力方向的大約中心處，所述突起和凹槽沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線連續(xù)或不連續(xù)地延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的小型電動(dòng)機(jī)，其特征為，所述襯套由燒結(jié)金屬制成。
6.一種制造小型電動(dòng)機(jī)的方法，該電動(dòng)機(jī)具有從金屬制電動(dòng)機(jī)外殼端面伸出的圓筒形軸承支承部分，所述方法包括準(zhǔn)備一個(gè)襯套，所述襯套具有小于軸承支承部分內(nèi)直徑的外直徑并適于在內(nèi)部保持一個(gè)球軸承；將所述襯套放置在軸承支承部分中，以便在襯套和軸承支承部分之間形成間隙；將包括在內(nèi)部接納著軸承的電動(dòng)機(jī)外殼的多個(gè)零件組裝在小型電動(dòng)機(jī)中；使用一個(gè)加壓模具從徑向外部方向在一個(gè)關(guān)于推力方向的襯套大約中心處壓迫軸承支承部分的外圓周表面，同時(shí)給襯套施加一個(gè)預(yù)定的推力，以便壓力沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線施加到軸承支承部分上，以便連續(xù)或不連續(xù)地在軸承支承部分內(nèi)圓周表面上形成突起以及在襯套外圓周表面上形成凹槽，以便所述凹槽與所述突起相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
軸承4在軸承支承部分2內(nèi)部。軸承4有小于軸承支承部分2內(nèi)直徑的外直徑,以在軸承4和軸承支承部分2間形成間隙。在關(guān)于推力方向的軸承4大約中心處,突起19沿電動(dòng)機(jī)軸為中心的環(huán)形線在軸承支承部分2內(nèi)圓周表面上連續(xù)或不連續(xù)地形成。一個(gè)與突起19相對(duì)應(yīng)的凹槽20沿所述環(huán)形線在軸承4的外圓周表面上連續(xù)或不連續(xù)地形成。軸承4以這樣的方式支承在軸承支承部分2內(nèi)部,以防止推力運(yùn)動(dòng),但允許圍繞突起19稍微傾斜。其不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子分離和噪聲。
文檔編號(hào)F16C33/08GK1270435SQ0010491
公開日2000年10月18日 申請(qǐng)日期2000年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者古屋健二, 由比俊彌 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社