CN1152200A - 小型电动机 - Google Patents

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Abstract

小型电动机，将永久磁铁(2)安装在壳体(3)的内周表面(11)上，将转子(4)自由回转地支承在壳体内部(21)，将该转子的整流子(14)与电刷(16)设置在壳体内部，使形成滑动接合，把由一种或多种碳酸二酯组成的气氛构成剂封入所述壳体内部，具有能使壳体内部(21)的整流子与电刷相接触的滑动部的接触阻抗减少、电动机性能稳定、所述滑动部的磨损受抑制、以及电动机寿命延长等效果。

Description

小型电动机
本发明涉及小型电动机，尤其涉及小型照相机等光学精密仪器、CD(小型磁盘)唱机等音响放像设备、复印机等OA机构、吹风机等家用电器、汽车电器以及玩具等用的小型电动机。
小型电动机还广泛应用于上述各装置的一切领域，从而对其希望达到小型轻量与薄型化和性能稳定等高性能化以及具有长寿命。
小型电动机一般为在其壳体内周面上安装永久磁铁，在其内侧配设转子。该转子的回转轴由安装在壳体上的轴承支承成可自由回转。将转子的整流子和安装在壳体上的电刷设置在壳体内部，且形成滑动接合。
在上述结构的电动机中，因在整流子和电刷的滑动接触部产生的电弧放电(所谓火花)、焦耳热或是整流子与电刷间的金属接触等原因，存在在短期内使整流子和电刷产生磨损即所谓的异常磨损的问题。
一旦发生上述异常磨损，便不能确保整流子与电刷间的正常电气连接。从而，出现预料的电动机性能的稳定性受到影响、电动机寿命缩短的问题。
此外，当在大气中含有有机气体的气氛中使用电动机时，因上述电弧放电、焦耳热，而在上述滑动部上相继形成被称作“黑粉”的黑色绝缘性聚化物。
这样的绝缘性聚合物使整流子与电刷的接触状态不稳定、接触阻抗增大。其结果，存在使电流变化、转速、扭矩不稳定，同时也使电动机寿命缩短的问题。
为解决此问题，以往，已提出在壳体内部封入使其蒸发分子附着在上述滑动部上、产生润滑作用的气氛构成剂、使壳体内经常维持此物质气氛的技术方案。
例如，有在壳体空间内封入乙二醇等多元醇，使壳体内部处于多元醇气氛的技术方案。然而，在此场合，使在上述滑动部发生异常磨损，以及附着绝缘性聚合物受抑制的效果未必很好。
因此，本发明正是为了解决上述问题，目的在于提供使壳体内部的整流子与电刷接触滑动部的接触阻抗降低、电动机性能稳定的电动机。
本发明的进一步目的，在于使提供的电动机滑动部的磨损受抑制、电动机寿命延长。
为达到上述目的的本发明小型电动机，在其壳体内周表面上安装永久磁铁，将转子可自由回转地支承在上述壳体内部，将此转子的整流子和己安装在上述壳体上的电刷设置在所述壳体内部，使相互形成滑动接合，其特点是在所述壳体内部封入气氛构成剂。
该气氛构成剂是由分子结构中至少含有一个由下式表示的结合的一种或多种碳酸二酯组成。
最好，上述碳酸二酯由下述的一般式表示：
此一般式中的R1和R2可以为同一或不同一，可以是碳原子数分别为1-30的烷基和链烯基中的任何一个。
例如，上述一般式中的R1和R2为直链烷基，直链链烯基，支链烷基，支链链烯基，环烷基以及烷化环烷基中的任何一个。
例如，上述直链烷基为甲基；乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十二烷基，十四(烷)基(ミリスチル基)，十六基(セチル基)，十八基(ステアリル基)，二十烷基(エイコサニル基)，以及三十烷基和十八烯基(オレィル基)中的任何一个。
例如，上述支链烷基为异丙基，异丁基，异戊基，异己基，异庚基，异辛基，异壬基，异癸基，异十二烷基，异十四基，异十六烷基(ィソセチル基)，异十八基(ィソステアリル基)，异二十烷基(イソエイコサニル基)以及异三十烷基中的任何一个。
例如，上述支链链烯基为异癸烯基和异十八碳烯基(イソオレイル基)中的任何一个，上述环烷基为环己基，上述烷化环烷基为4-甲基环己基。
最好，上述一般式中的R1和R2为同一或不同一，分别表示为丁基，异壬基，异硬脂基中的任何一个。例如，上述气氛构成剂是从由碳酸二丁酯，碳酸二异壬基，以及碳酸二异硬脂酰组成的一组中至少选择一种。
因此，本发明通过使上述气氛构成剂在上述壳体内部慢慢蒸发产生的蒸发分子附着在上述整流子与上述电刷滑动接合而形成的滑动部上，从而，在上述滑动部表面上形成由上述蒸发分子形成的单分子膜或多分子膜或单分子与多分子膜。
此外，最好通过将上述气氛构成剂注入上述永久磁铁与上述壳体内周面间的间隙部，而将此气氛构成剂封入所述壳体内部。具体说，例如通过形成位于上述永久磁铁外周面以及所述壳体内周面上的微细凹凸部，使上述永久磁铁外周与上述壳体内周面间存在微小的间隙，通过将上述气氛构成剂注入此间隙部，此气氛构成剂即因毛细管现象而在上述间隙部内扩散、滞留在此间隙部。此微小间隙部的尺寸可按照上述永久磁铁的大小以及上述气氛构成剂的注入量、及其粘度及分子量适当决定。
此外，可以让上述气氛构成剂渗入多孔材料内，可通过将此多孔材料配置在上述壳体内部的任一场所，在上述壳体内部空间构成由上述气氛构成剂形成的气氛。所述多孔材料最好是脱脂棉、毛毡、以及海绵中的任一种。
此外，可以通过使上述气氛构成剂浸润、附着、吸附、浸透或混合存在于上述永久磁铁、壳体、转子、整流子、电刷、回转支承所述转子的轴承装置以及轴承油中的至少一个组成构件上，从而在上述壳体内部空间构成由上述气氛构成剂形成的气氛。
此外，也可以通过使上述气氛构成剂***或浸透在从上述永久磁铁、壳体、转子、整流子、电刷以及回转支承所述转子的轴承装置中选择的至少两个组成构件间，从而在上述壳体内部空间构成由上述气氛构成剂形成的气氛。
进而，也可以通过将上述气氛构成剂直接涂敷在上述电刷与上述整流子形成滑动接合的滑动部上，在上述壳体内部空间构成由上述气氛构成剂形成的气氛。
在本发明的电动机中，最好将上述壳体内部空间构成密闭空间，避免此壳体内部的上述气氛构成剂向电动机外部泄漏。
然而，较理想的是通过上述气氛构成剂慢慢蒸发产生的蒸发分子吸附在上述滑动部上起润滑剂作用，用上述蒸发分子的润滑作用，防止上述滑动部的异常磨损，以及在上述滑动部上发生和附着绝缘性聚合物。
作为本发明的最好的具体实施形态是在壳体内周面上安装永久磁铁，将转子可自由回转地支承在壳体内部，将此转子的整流子与安装在上述壳体上的电刷设置在上述壳体内部且形成滑动接合形成的小型电动机，通过从由碳酸二丁酯、碳酸二异壬基、以及碳酸二异硬脂酰的一组中选择的至少一种的气氛构成剂注入上述永久磁铁外周面和上述壳体内周面间的微小间隙部，使此气氛构成剂因毛细管现象而在上述间隙内部扩散、滞留于上述间隙部，为了防止封入上述壳体内部的上述气氛构成剂向电动机外部泄漏，将上述壳体内部构成密闭空间，通过使上述气氛构成剂慢慢蒸发而发生的蒸发分子被吸附在上述整流子与电刷形成滑动接合的滑动部上而发挥润滑剂作用，利用上述蒸发分子的润滑作用防止上述滑动部的异常磨损以及在此滑动部上发生、附着绝缘性聚合物。
本发明由于是如上所述构成，能使壳体内部整流子与电刷接触滑动部的接触阻抗降低、电动机性能达到稳定化，此外，能抑制上述滑动部的磨损，延长电动机寿命。
对附图的简单说明。
图1-4是表示本发明实施形态一例的图，图1为小型电动机外形立体图，
图2为用剖面表示电动机一侧的主视图，
图3为表示注入气氛构成剂时状态的剖面图，
图4为沿图3的IV-IV线的剖面图，
图5为表示有关本发明实施例电动机运转模式的线图，
图6为表示上述实施例中整流子磨损量平均值的线图，
图7为表示电动机接触稳定性试验结果的线图。
以下，参照图1-4对本发明实施形态一例进行说明。
首先，基于图1、图2对有着本发明小型电动机总体组成进行说明。图1为小型电动机外形图，图2为用剖面表示该电动机一侧的主视图。
如图1、图2所示，小型电动机1具备将永久磁铁2安装在其内周面上的壳体3、配置在壳体3内部的转子4。用设置在壳体3上的轴承装置6、7将转子4的回转轴5支承成可自由回转。
壳体3具有箱体8和盖子10，将箱体8例如用软钢为原材料的冷压钢板一类的金属材料形成有底中空筒状。盖子10例如用树脂材料或其它绝缘材料形成，将其嵌合于箱体8的开口部9。
将一对永久磁铁2面对面地固定配置在箱体8的圆柱状内周面(壳体内周面)11上。将此永久磁铁2例如用橡胶磁铁、塑料磁铁或烧结磁铁形成环状或扇形。
转子4具有沿回转中心轴线方向延伸的回转轴5，安装在回转轴5上，电枢线圈12成线圈状卷绕其上的铁芯13，安装在回转轴5上，同时与电枢线圈12形成电气连接的整流子14。铁芯13按规定间隙面对永久磁铁2的内周面15配置在永久磁铁2的内周面15以内。
把由导体材料形成的多组(例如2组)电刷16设置在盖子10上，回转运动的整流子14通过滑动部17与电刷16接触、形成滑动接合使电流流过。将分别与各电刷16电气相连的多个(例如一对)输入端子18安装在盖子10上。各输入端子18的各端部19从盖子10的表面20向外伸出。
转子4的整流子14与安装在壳体3上的电刷16是被设置在用壳体8与盖子10围成的壳体内部21内。
由轴承装置7的径向轴承22回转支承回转轴5。由推力轴承23沿推力方向支承回转轴5。推力轴承23为圆形金属板、将其压入固定在盖子10的轴承容纳部24内。
如此形成的电动机1，是将永久磁铁2安装在壳体3的内周面11上，转子4回转支承在壳体3内部21内。且是将转子4的整流子14与安装在壳体3上的电刷16设置在壳体内部21内，在滑动部17形成滑动接合。
在上述结构的电动机1中，如使电流从与外部直流电源(未图示)相连的输入端子18通过电刷16与整流子14流入电枢线圈12，则对存在于由一对永久磁铁2形成的磁场中的转子4施加回转力，使转子4转动。
据此，电动机1通过回转着的回转轴5的输出部25驱动光学精密机构(未图示)等。
然而，在本发明中，通过向永久磁铁2与箱体内周面11间的间隙内注入气氛构成剂30，而将此气氛构成剂30封入壳体内部21内。
而且，能使此气氛构成剂30慢慢蒸发产生的蒸发分子被吸附在整流子14与电刷16形成滑动接合的滑动部17而起润滑剂作用。利用蒸发分子的这种润滑作用，能防止滑动部17的异常磨损，以及在滑动部17上发生和附着绝缘性聚合物。
接着，对永久磁铁2的构体，及向壳体内部21注入气氛构成剂30进行说明。
图3为表示注入气氛构成剂时状态的剖面图，图4为沿图3的IV-IV线的剖面图。如图3、图4所示，永久磁铁外周面32由于与壳体内周面11相接，故具有与壳体内周面11的曲率半径大致相同、剖面为圆形的形状。
由于在永久磁铁外周面32与壳体内周面11具有微细的凹凸部分，因而，在这些面32、11间存在微小间隙部。若在此间隙部注入气氛构成剂30，气氛构成剂30即因毛细管现象而在此间隙部内扩散，且滞留在此间隙部内。此微小间隙部的大小可根据永久磁铁2的大小，以及气氛构成剂30的注入量、粘度及分子量等适当决定。
使这样注入的气氛构成剂30渐渐蒸发而成为蒸发分子。其结果，此蒸发分子附着在整流子14与电刷16间的滑动部17上起润滑作用。
注入顺序也如图3所示，首先，使箱体8的开口部9朝上，将永久磁铁2安装在箱体8的内周面11上，在此状态下使注入针37的顶端部靠近壳体内周面11与永久磁铁外周面32间的间隙部。
并且，用注入针37将气氛构成剂30注入上述间隙部内。注入的气氛构成剂30因毛细管现象而迅速在上述微小间隙部内扩散，且滞留在此间隙部内。当注入结束即将注入针37拔去。
在完成电动机1的组装后，如图4所示，若使转子4回转，整流子14即在滑动部17与电刷16接触滑动。
另一方面，在上述间隙部扩散的气氛构成剂30慢慢蒸发形成蒸发分子。此微量蒸发分子经常附着在滑动部17上起润滑作用。
利用蒸发分子的这种润滑作用，能防止滑动部17的异常磨损以及在滑动部17发生和附着绝缘性聚合物。其结果，能使整流子14与电刷16间的接触状态稳定。
因此，滑动部17的与电刷16的接触阻抗不会增大，电流值不会变动。从而能实现电动机性能的稳定化延长电动机寿命。
此外，作为在壳体内部21的空间形成气氛构成剂气氛的其它方式，可将气氛构成剂30浸润在脱脂棉、毛毡以及海绵等多孔材料内，可将此多孔材料配置在壳体内部21的任何部位。
此外，作为另外的手段，还可以采取使气氛构成剂30在永久磁铁2，壳体3、转子4，整流子14，电刷16，电刷杆(未图示)，盖子10，回转支承转子4的轴承装置6，7，以及轴承油及其他组成构件中一个以上的构件上浸透、附着、吸附或混合的方式。
进而，作为其它的方式也可以通过将气氛构成剂30***或浸透在永久磁铁2，壳体3，转子4，整流子14，电刷16，电刷杆(未图示)以及轴承装置6、7的组成构件中的两个组成构件间，在壳体内部21的空间构成气氛构成剂的气氛。
即只要能将滑动部17构成由气氛构成剂30形成的气氛就可以。
下面，对气氛构成剂30作详细说明。
在本实施形态中，将气氛构成剂30封入壳体内部21内。此气氛构成剂30由在分子结构中含有单个或多个用下式表示的结合的一种或多种碳酸二酯构成。
而且在壳体内部使气氛构成剂30慢慢蒸发成为蒸发分子，使此蒸发分子附着在整流子14与电刷16滑动接合的滑动部17上。据此，通过在滑动部17的表面上形成由上述蒸发分子组成的单分子膜或多分子膜或单分子和多分子膜，使产生润滑作用。
所述的单分子膜就是在滑动部17的表面上形成蒸发分子并列而不重叠状态的膜；多分子膜就是在滑动部表面上形成蒸发分子重叠状态的膜。
上述碳酸二酯用下述一般式表示。
此一般式中的R1和R2为同一或不同一的基，分别表示其碳原子数为1-30的烷基或链烯基。
此一般式中的R1和R2，例如为直链烷基或直链链烯基，支链烷基或支链链烯基，环烷基和烷化环烷基中的任何一种。
作为直链烷基，例如有甲基(CH3-)、乙基(C2H5-)、丙基(C3H7-)、丁基(C4H9-)、戊基(C5H11-)、己基(C6H13-)、庚基(C7H15-)、辛基(C8H17-)、壬基(C9H19-)、癸基(C10H21-)、十二烷基(C12H25-)、十四基(C14H29-)、十六基(C16H33-)、十八基(C18H37-)、二十烷基(C20H41-)、三十烷基(C30H61-)等。作为直链链烯基，例如有癸烯基(C10H19-)、十八烯基(C18H35-)等。
作为支链烷基，例如有异丙基(C3H7-)、异丁基(C4H9-)、异戊基(C5H11-)、异己基(C6H13-)、异庚基(C7H15-)、异辛基(C8H17-)、异壬基(C9H19-)、异癸基(C10H21-)、异十二烷基(C12H25-)、异十四基(C14H29-)、异十六烷基(C16H33-)、异十八基(C18H37-)、异二十烷基(C20H41-)、异三十烷基(C30H61-)、等。
作为支链链烯基，例如有异癸烯基(C10H19-)、异十八碳烯基(C18H25-)等。
此外，作为环烷基，例如有环己基，作为烷化环烷基，例如有4-甲基环己基。
在上述碳酸二酯的一般式中的R1，R2的例子中，无需对R1，R2给予任何限定，本发明的气氛构成剂，只要是由一种或多种含有单个或多个下式结合的碳酸二酯组成就可以。
Figure A9611343000113
此外，上述一般式中的R1与R2为同一或不同一都是理想的，分别为丁基，异壬基以及异硬脂酸基中的任何一个都可以。
使由上述物质组成的气氛构成剂慢慢蒸发，使产生的蒸发分子被滑动部17吸付，从而作为滑润剂起作用。因此，能防止滑动部17的异常磨损、以及在滑动部17上发生和附着绝缘性聚合物。
所述气氛构成剂在常温下难以引起分解、氧化、对光、热也稳定，且耐气候性与耐老化性优良。此外，所述气氛构成剂为具有电气绝缘性的物质。该蒸发分子在被吸付面上形成单分子膜或多分子膜，或单分子和多分子膜，然而，因隧道效应而不会对电流产生不利影响。
因此，能实现电动机的电流波形稳定，以及整流子14与电刷16间的接触阻抗稳定。
这样，滑动部17即受到由气氛构成剂30的蒸发分子构成的单分子膜或多分子膜或单分子膜加多分子膜的保护。
据此，因上述分子膜的润滑作用，使在滑动部17上发生的初期磨损得以防止，即使在含有有机气体的气氛中，也能防止在滑动部17上发生绝缘性聚合物。因此，能使滑动部17的接触电阻降低的同时，且使其稳定化，以及达到电动机性能稳定化和寿命延长的目的。
此外，对于即使将本发明气氛构成剂直接涂敷在滑动部17上，将壳体内部21的空间形成气氛构成剂的气氛也可以，但在此场合，要尽可能将气氛构成剂涂敷较薄。
此外，通过将电动机1的壳体内部21作成密闭空间，提高密合的稳定，以防止内部的气氛构成剂向电动机外部泄漏，更能发挥上述各种效果。
以下，对有关本发明实施例进行说明。
上述气氛构成剂30最好由碳酸二丁酯、碳酸二异壬基、碳酸二异硬脂酰中的一种或两种以上组成。
碳酸二十酯的示构式为如下所示。
Figure A9611343000121
碳酸二异壬基的示构式为如下所示。
碳酸二异硬脂酰的示构式为如下所示。
Figure A9611343000131
在本实施例中，对碳酸二酯中烷基不同的上述三种物质进行了实验。把在永久磁铁2与箱体内周面11间的间隙部注入碳酸二酯中的碳酸二丁酯作为实施例1，注入碳酸二异壬基作为实施例2，注入碳酸二异硬脂酰作为实施例3。
如此分别准备了使壳体内部21的空间成为上述各碳酸二酯气氛的实施例1、2、3所需的试验用小型电动机。
作为比较例，把未对电动机内部气氛进行任何调整、即壳体内部空间为大气条件的电动机作为比较例1，把在壳体内部注入属多元醇的乙二醇的电动机作为比较例2进行了准备。
在上述各试验用电动机中，为了尽量减少从电动机构件产生的气体，将纯铁体磁铁用于永久磁铁2。
图5表示本实施例中小型电动机1的运转模式，横轴表示时间(秒)，纵轴表示电动机端电压〔V〕。为了测试电动机耐磨损性等，使此运转模式接近电动机实际使用状态的严酷条件。
如图5所示，此运转模式是把按如下顺序运转作为一次循环(1次循环为3623.1秒)。就是：给电动机施加的电压开始以+4V运转0.5，而后以OV运转0.5秒，接着按每0.1秒在+4V与-4V电压间反复、运行1.5秒，然后以转速约为600〔min-1〕、按每0.1秒在+1.4V和OV电压间反复、运行3600秒，接着是-4V、0.5秒，接着是+4V、0.1秒，最好以OV运行20秒。
进行按此运行模式使电动机回转的循环试验96小时。实验的其它条件如下：
电动机额定电压：    2V
电动机额定输出：    约0.16W
实际负荷：          实装直径12cm的磁盘(CD)
环境温度：          70℃
相对湿度(Rh)：      约4-7％
回转方向：          时针方向
运行时间：          96小时
对于比较例1，2与实施例1-3的各电动机，把按顺时针回转的循环试验反复进行96小时后的整流子14的磨损量的测试结果及其平均值表示在下述表1中。磨损量以磨损掉的体积〔mm3〕表示。图6是以图示表示由表1所示所述磨损量的平均值。
                          表1
    气氛   平均值(mm3) 电动机序号 磨损量(mm3)
比较例1 大气 0.02057     1   0.01222
    2   0.01856
    3   0.0174
    4   0.02118
    5   0.02806
    6   0.01642
    7   0.01874
    8   0.01322
    9   0.01738
    10   0.01268
    11   0.023
    12   0.03468
    13   0.02602
    14   0.02848
比较例2 乙二醇 0.01411     1   0.01175
    2   0.00731
    3   0.01425
    4   0.01276
    5   0.0245
实施例1 碳酸二丁酯 0.00303     1   0.00231
    2   0.00179
    3   0.00159
    4   0.00282
    5   0.00826
    6   0.00142
实施例2 碳酸二异壬基 0.00145     1   0.00158
    2   0.00141
    3   0.00137
    4   0.00131
    5   0.00148
    6   0.00153
    7   0.00148
    8   0.00143
    9   0.00142
    10   0.00148
实施例3 碳酸二异硬脂酰 0.00130     1   0.00109
    2   0.00113
    3   0.00096
    4   0.00122
    5   0.00168
    6   0.0017
此外，表1中的电动机序号分别表示进行试验的电动机的各别序号。在比较例1，2，实施例1-3中，分别对14台，5台，6台，10台，6台电动机进行试验。
如表1和图6所表明那样，在完全未对电动机内气氛进行调整的比较例1中，在整流子上发生初期异常磨损。而且，尽管在回转时间为96小时的短运行期间，整流子的磨损量已非常显著。
在比较例2中，与比较例1相比，可确认整流子的磨损量减少，然而，磨损量仍达到相当于比较例1的约70％的程度，磨损量减少的程度小。
与此相对，在实施例1-3中，与比较例1相比，则分别成为比较例1的约15％、7％、6％。即使是实施例1-3中磨损最严重的实施例1，与比较例1相比，其磨损量减少到比较例1的15％以下。
此外，即使与比较例2相比，实施例1-3的磨损量分别大幅度降低到约为比较例2的21％、10％、9％。
下面，参照图7对由本发明者进行的其它实施例进行说明。
作为此实施例，将橡胶磁铁(例如丙烯腈丁二烯橡胶(NBR))用于永久磁铁2，此外，在试验用电动机壳体内周面11与永久磁铁2间的间隙内分别注入碳酸二丁酯(实施例4)、碳酸二异壬基(实施例5)、碳酸二异硬脂酰(实施例6)。
而且，在下述实验条件，将上述各电动机壳体内部21的空间构成由上述碳酸二酯和从橡胶磁铁产生的有机气体混合而成的气氛。
其次，在比较例3、4中，在同样的下述实验条件下，按下述设定各试验用电动机的内部气氛。
就是，在比较例3中，构成仅由从像胶磁铁产生的有机气体形成的气氛，在比较例4中，构成由乙二醇与上述有机气体混合形成的气氛。
图7为图示表示关于实施例4-6，比较例3与4的各电动机的接触稳定性的实验结果的图。
电动机的实验条件如下：
(实验条件)
        电动机额定电压：  2V
        电动机额定输出：  约0.16W
        实际负荷：        实装直径12cm磁盘
        运行模式：        图5所示的运行模式
        周围环境：        70℃，湿度不控制
        回转方向：        时针方向
        运行时间：        96小时
如上所述，在使各电动机沿时针方向回转的循环试验反复进行96小时。其后，将0.2V的电压加在该电动机上，用外部驱动电源强制地使由图1及图2所示的回转轴5的输出部25按1.0〔min-1〕的转速回转。
此时的电动机在每转中的端电流值变化就如图7所示。此试验与使电动机高速回转，将电流波形取出的传统试验方法相比，能更严密地了解电动机的电流特性。
电动机的阻抗是由电枢线圈12的内部阻抗值和整流子14与电刷16间接触阻抗值相加而成。可将各电动机的上述电枢线圈内部阻抗预先调整为同一值。因此，图7中的各电动机电流值的减少，根据欧姆定律，就意味是动机阻抗中的整流子14与电刷16间的接触阻抗值增大。也即电流值减少表示在滑动部17上有绝缘性聚合物等异物附着。
此外，电流值中向上方呈直线状伸出变化的部分40，由于电动机为3槽3极构造，表示因整流子的3个整流子片14a(图4)的回转时电枢线圈12的转换的结果是必然的电流变化。
如图7所示，在比较例3中，由于对电动机内部气氛完全不进行调整，故受到从丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)制的橡胶磁铁产生的有机气体的影响，使在整流子与电刷形成滑动接触的滑动部上产生黑色绝缘性聚合物。从而使整流子与电刷的接触阻抗增大且不稳定，在整流子的滑动面上产生几乎不导电的部分。
接下来在比较例4中，由于电动机内部气氛含有上述有机气体和乙二醇，故与比较例3相比，使接触阻抗增大得到改善。然而，仍留有接触阻抗大的部分，不能说其改善的程度足够，就是说其效果仍小。
对此，在本发明的实施例4-6中，因为受有机气体的恶烈影响，在滑动部17上不产生使接触阻抗增大的绝缘性聚合物，从而使整流子与电刷的接触阻抗减低、接触稳定。
其结果，确认其具有能稳定地维持电动机的电气特性的巨大效果。
此外，上述各图中，同一标号表示同一或相当的部分。

Claims (22)

1.一种小型电动机，是将永久磁铁(2)安装在壳体(3)的内表面(11)上，将转子(4)自由回转地支承在壳体(3)的内部(21)；该转子的整流子(14)与安装在上述壳体上的电刷(16)被设置在上述壳体内部，且形成滑动接合，将气氛构成剂封入上述壳体内部(21)内，其特征在于该气氛构成剂是由其构造中至少包含一个用下式，即
Figure A9611343000021
表示的结合的一种或多种碳酸二酯组成。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述的碳酸二酯用下列一般式，即表示，此一般式中的R1和R2可以为同一或不同一，且分别表示为碳原子数1-30的烷基或链烯基。
3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述一般式中的R1及R2为直链烷基，直链链烯基，支链烷基，支链链烯基，环烷基及烷化环烷基中的任何一个。
4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述的直链烷基为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十二烷基，十四基，十六基，十八基，二十烷基，三十烷基中的任何一个。
5.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述的直链链烯基为癸烯基，十八烯基中的任何一个。
6.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述支链烷基为异丙基，异丁基，异戊基，异己基，异庚基，异辛基，异壬基，异癸基，异十二烷基，异十四基，异十六基，异十八基，异二十烷基，异三十烷基中的任何一个。
7.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述支链链烯基为异癸烯基，异十八烯基中的任何一个。
8.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述环烷基为环己基。
9.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述的烷化环烷基为4-甲基环己基。
10.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述的碳酸二酯用下列一般式，即表示此一般式中的R1和R2可以为同一或不同一，且分别表示为丁基，异壬基和异硬脂酸基中的任何一个。
11.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述的气氛构成剂为从由碳酸二丁酯、碳酸二异壬基以及碳酸二异硬脂酰组成的一组中至少选择一种。
12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过使所述壳体内部的气氛构成剂慢慢蒸发形成的蒸发分子附着在所述整流子与电刷形成滑动接合的滑动部(17)上，而在该滑动部(17)的表面形成由上述蒸发分子形成的单分子膜或多分子膜或单分子及多分子膜。
13.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过将所述气氛构成剂(30)注入所述永久磁铁(2)与壳体内周面(11)间的间隙部，将此气氛构成剂(30)封入所述壳体内部分(21)。
14.根据权利要求13所述的电动机，其特征在于，用位于所述永久磁铁(2)的外周表面(32)以及壳体内周表面(11)上的细微凹凸部，在所述永久磁铁外周表面(32)和壳体内周表面(11)间形成细微的所述间隙部，通过将所述气氛构成剂(30)注入此间隙部，使此气氛构成剂通过毛细管理象而在所述间隙部内扩散、并滞留在此间隙部内，且此细微间隙部的尺寸根据所述永久磁铁(2)的大小，以及所述气氛构成剂(30)的注入量、及其粘度与分子量适当决定。
15.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过将多孔材料在所述气氛构成剂中浸润并将此浸润过的多孔材料配置在所述壳体内(21)任意的处所，从而将所述壳体内部(21)的空间构成由所述气氛构成剂形成的气氛。
16.根据权利要求15所述的电动机，其特征在于，所述的多孔材料为脱脂棉、毛毡、海绵中的任何一种。
17.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过使所述气氛构成剂(30)浸润、附着、吸附、浸透或混合存在于上述永久磁铁(2)、壳体(3)、转子(4)、整流子(14)、电刷(16)、回转支承转子(4)的轴承装置(6、7)，以及轴承端中的至少一个组成构件上，从而将所述壳体内部(21)的空间构成由所述气氛构成剂形成的气氛。
18.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过将所述气氛构成剂(30)***或使浸透于从所述永久磁铁(2)、壳体(3)、转子(4)、整流子(14)、电刷(16)、回转支承转子(4)的轴承装置(6，7)中选择的至少两个组成构件间，从而将所述壳体内部(21)的空间构成由所述气氛构成剂形成的气氛。
19.根据权利要求1-13中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过将所述气氛构成剂(30)直接涂敷在所述电刷(16)与整流子(14)滑动接合的滑动部(17)上，从而将所述壳体内部(21)的空间构成由所述气氛构成剂形成的气氛。
20.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，将所述壳体内部(21)形成密闭空间，以避免此壳体内部的所述气氛构成剂泄漏到电动机外部。
21.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电动机，其特征在于，通过使所述气氛构成剂(30)慢慢蒸发而产生的蒸发分子吸附在上述整流子(14)与上述电刷(16)滑动接合的滑动部(17)上而发挥润滑剂作用，用此蒸发分子的润滑作用，防止所述滑动部(17)上的异常磨损，以及在所述滑动部(17)上发生与附着绝缘性聚合物。
22.一种小型电动机，是将永久磁铁(2)安装在壳体(3)的内周表面(11)上，将转子(4)自由回转地支承在所述壳体内部(21)，将所述转子的整流子(14)和安装在所述壳体上的电刷(16)设置在所述壳体内部(21)、使形成滑动接合，其特征在于，通过把从碳酸丁二酯、碳酸二异壬基、碳酸二异硬脂酰的一组中至少选择一种的气氛构成剂注入所述永久磁铁(2)的外周表面(32)与所述壳体内周表面(11)间的微细间隙部，使此气氛构成剂在所述间隙部内利用毛细管现象而扩散，并滞留在所述间隙部，为防止封入所述壳体内部(21)的所述气氛构成剂向电动机外部泄漏，将所述壳体内部(21)构成密闭空间，通过使所述气氛构成剂慢慢蒸发而产生的蒸发分子吸附于上述整流子(14)与上述电刷(16)滑动接合形成的滑动部(17)上而发挥润滑剂作用。
利用所述蒸发分子的润滑作用，防止在所述滑动部(17)上的异常磨损以及在所述滑动部(17)上发生吸附绝缘性聚合物。
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Contract record no.: Contract filing No. 041000030097

Denomination of invention: Miniature motor

Granted publication date: 20000823

License type: License type general permission

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Name of requester: HUAYUAN MOTOR (JIANGSU) CO., LTD.

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