微型马达及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种微型马达和制造该微型马达的方法，该微型马达用于承受由于马达旋转而产生的转子推力的浸油轴承端面上的滑动损耗较小。
【背景技术】
微型马达具有蜗轮减速机，马达输出的驱动力矩通过马达轴传递到蜗杆，再从蜗杆传递到蜗轮，蜗轮为螺旋齿轮，然后，通过蜗轮输出轴从蜗轮传递给外部负载。当具有与外部负载相连的蜗轮减速机的这种微型马达顺时针或逆时针转动时，与马达轴相连的蜗杆的推力沿从马达外壳拉轴的方向进行作用。因此，马达旋转的同时，轴上的垫圈压靠在轴承上。
在将蜗杆应用于可将力矩传递给外部负载的力矩传递装置的情况下，马达的旋转产生推力，且在有些情况下，由于转子上的垫圈和承受推力的浸油轴承的端面之间的摩擦阻力会产生滑动损耗，因而导致马达的最小启动电压增大。与不具有这种滑动损耗地马达相比，在启动具有这种滑动损耗的马达时需要较大的能量。因此，例如在利用具有蜗轮减速机的微型马达来驱动汽车空调阻尼器的情况下，在由于例如低温而导致电池电压较低时，不能启动微型马达。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种微型马达，即使在马达旋转而产生推力时，也可减小承受推力的浸油轴承端面上的滑动损耗，从而解决了马达最小启动电压增大的问题或者需要较大的能量来启动马达的问题。
本发明的另一个目的是提供一种制造这种微型马达的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种微型马达，该马达包括一个底部封闭的圆筒形马达外壳，该马达外壳具有从马达外壳底部中央伸出的圆筒形轴承支承部分，该马达还包括容纳在轴承支承部分中的马达外壳侧轴承、安装到马达外壳敞开端部的外壳盖、容纳在外壳盖中部的外壳盖侧轴承以及由马达外壳侧轴承和外壳盖侧轴承可转动地支承的转子。马达外壳侧轴承的端面至少在将转子推向马达外壳时贴靠在位于转子轴上的垫圈上的一部分处沿圆周方向进行了同心抛光。
本发明还提供一种制造微型马达的方法，其包括以下步骤：提供马达外壳，该马达外壳具有容纳在马达外壳的轴承支承部分中的马达外壳侧轴承；将马达外壳设置在外壳支架上，同时马达外壳侧轴承容纳在马达外壳的轴承支承部分中；至少在贴靠在位于转子轴上的垫圈上的一部分马达外壳侧轴承端面处，将旋转抛光杆同轴地压靠在马达外壳侧轴承的端面上，从而沿圆周方向同心地对该部分进行抛光；将完整形式的转子和外壳盖安装到马达外壳上。
【附图说明】
图1是本发明具有蜗轮减速机的微型马达的视图；
图2A是图1中“A”处的放大截面图；
图2B示出了贴靠调整垫圈的轴承端面；
图3A和3B分别是与图2A和2B类似的视图，示出了轴承的一种改进的实施例；
图4是用于说明同心抛光轴承端面方法的视图；
图5是测量结果图。
【具体实施方式】
图1是本发明具有蜗轮减速机的微型马达的视图。图2A和2B是图1中“A”处的详图。这种微型马达可用在例如用于驱动汽车空调阻尼器的电子装置中。在图1和2中，标号1表示底部封闭的圆筒形马达金属外壳。构成定子磁极的磁铁2与马达外壳1的内圆周表面固定连接。轴承支承部分6是用于容纳轴承3的圆筒形凸起部，其整体形成于马达外壳1的底部中央。金属外壳盖22安装在马达外壳1的敞开端部上。支承部分整体形成于外壳盖22的中部。轴承压配合到支承部分上，且轴挡件容纳在支承部分中。电刷21和与电刷21相连的接线端通过树脂支承件连接到外壳盖22上。铁芯12、绕组13和整流子14固定在轴11上，从而形成转子。标号7表示用于使转子轴向定位的树脂或金属衬套。标号8表示油堵垫圈。调整垫圈15夹在油堵垫圈8和轴承3之间。
部分构成减速机的蜗杆16牢固地安装在从马达外壳1向外伸出的轴11的末端部。用作蜗轮的螺旋齿轮17与蜗杆16相啮合。从马达输出的驱动力矩通过轴11传递到蜗轮16，并在减速机中从蜗轮16传递到螺旋齿轮17，然后通过螺旋齿轮17的输出轴从螺旋齿轮17传递给外部负载。
除了轴承3的结构之外，上述结构是一种普通的微型马达的结构。下面将结合示出了图1中“A”处详细结构的附图2A和2B来对本发明的轴承3的结构进行描述。图2A是图1中“A”处的放大截面图。图2B示出了贴靠调整垫圈15的轴承3的端面。如图2A和2B所示，烧结合金轴承3容纳在圆筒形轴承支承部分6中，该轴承支承部分6整体形成于金属马达外壳1的底部中央。
轴承3的结构是这样的，其整个浸油端面基本上是平的。为了减小轴承3自润滑端面上的摩擦阻力，至少贴靠垫圈15的一部分端面是同心抛光的，以便于其在圆周方向上是光滑的。也就是，不必在轴承3端面的整个表面上进行抛光，抛光所达到的直径不超过轴承3的外径，并略大于调整垫圈15的外径。图2B示出了轴承3的端面。在图2B中，标号4表示同心抛光部分，标号5表示未进行抛光的部分。
图3A和3B分别与图2A和2B类似，示出了轴承3的一种改进形式。图3A和3B中的轴承3的结构是这样的，其邻近调整垫圈15的端面部分从端面凸起。凸起的顶表面是平的。在轴承3上形成通孔以便于允许轴11经其延伸。只有凸起的平的顶表面贴靠调整垫圈15。在本发明应用的轴承3中，凸起的整个顶表面是同心抛光的。
图4是用于说明同心抛光轴承3端面的方法的视图。马达外壳1设置在外壳支架30上，同时轴承3容纳在马达外壳1的轴承支承部分6上。然后，旋转抛光杆31同轴地压靠在轴承3的端面上，以便于对端面进行同心抛光。在此情况下，所要抛光的部分的直径大于调整垫圈15的外径，且不超过轴承3的外径。抛光在进行抛光的部分和不进行抛光的部分之间形成高度差。当进行抛光的部分和不进行抛光的部分之间的高度差在1-5μm时，抛光量是最优的，因为在不影响生产率的情况下可使轴承3的粗糙端面完全达到光滑，并留下产油多孔部分。在高度差不足时，端面保持粗糙，没有达到预期的抛光效果。高度差过大时，会增加抛光粉屑并产生问题(例如，产生不正常的噪声)。另外，增加抛光时间，会影响生产效率。上述的抛光程度也可应用于图3所示的轴承3。由于抛光降低了凸起的高度，因此，由高度的减小量就可判断出抛光的程度。
最好，设置了马达外壳1的外壳支架30不固定死，而是在预定的范围内可移动，这样轴承3的端面在整个抛光过程中就可与抛光杆31的端面完全接触。这可通过以下的方式来实现：通过使用弹簧将外壳支架30弹性支承在支承32上。如果外壳支架30是不可动的，且马达外壳1或轴承3是倾斜的，那么，抛光杆31的端面就会不均匀地贴靠在轴承3的端面上。从而就不能在整个圆形区域上进行抛光，而只能在半圆或弧形区域上进行抛光。
由于轴承3只有一个端面必须进行抛光，通常在固定到马达外壳1上之前，就对轴承3的选定的端面进行抛光。但是，该方法需要操作者或系统来识别哪一个端面进行了抛光，在将抛光的轴承3固定到马达外壳1上时，就会影响其生产效率。因此，与固定到马达外壳1上之前抛光轴承3的情况相比，在固定到马达外壳1之后抛光(沿圆周方向)轴承3就易于掌握并可获得较高的生产效率。
图5示出了对具备如下参数的马达进行测试后所得出的结果。
马达的尺寸和性能参数：马达外壳直径：24mm；马达外壳长度：31mm；轴的直径：2mm；空载转速3000rpm；制动扭矩：100gf.cm；额定电压：12V
轴承：浸油烧结铁-铜轴承(主要由金属粉末构成的浸油烧结多孔轴承)；外径：5.5mm；内径：2.0mm；厚度：2.0mm；润滑剂：聚α-烯烃油
垫圈：材料：聚对苯二甲酸乙酯(PET)；外径：3.4mm；内径：2.0mm；厚度：0.2mm
对在上述条件下构造的本发明马达进行最小启动电压测试，同时用大约2kgf的力向马达外壳方向拉转子。测试结果显示在图5中最右端所标记的“抛光(沿圆周方向)(本发明)”字样的上方。如上所述，马达的额定电压为12V。在图5中，马达在6.2V的平均电压，7.1V的最大电压和5.5V的最小电压下启动。因此，马达完全满足标准(9V或更小)。
图5中最左端所标记的“未进行抛光(普通)”字样上方的测试结果为马达除了轴承未进行抛光以外在与上述构成和测试条件相同的情况下对其进行测试的结果。图5表明马达的启动电压太高，不符合标准(9V或更低)。
图5中间所标记的“抛光(沿直线)(比较例)”字样上方的测试结果为马达除了轴承沿直线进行抛光以外，具体的是，除了轴承端面沿直线进行抛光(轴承沿直线布置并沿所布置的直线方向对其进行抛光)以外，在与上述构成和测试条件相同的情况下对马达进行测试的结果。概括地说，马达的测试结果较好，也就是，马达符合标准(9V或更低)。但是，有些马达不符合标准。总之，仅仅是抛光不充分。必须沿圆周方向进行抛光。
采用本发明可减少轴承上的滑动损耗，甚至在垫圈压靠在轴承上时也是如此，这样就不会使最小启动电压提高到难于应付的高水平，从而可避免马达由于低温电池电压下降而不能启动。