專利名稱：一種微型直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是一種微型直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
微型直流電機(jī)具有體積小、重量輕、耗電少、啟動性能好的特點(diǎn)，在家用電器、數(shù)碼、汽車等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。微電機(jī)運(yùn)行時(shí)其換向器會產(chǎn)生電火花電和電氣噪聲，會對設(shè)備產(chǎn)生不利的影響。電磁噪聲的頻譜很寬，為了消除高頻電噪聲，微型直流電機(jī)要滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須對這些噪聲進(jìn)行處理。為了消除微電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的火花電噪聲，解決電磁兼容的問題，傳統(tǒng)的方法是加電容、電感、電源濾波器和接地，但在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)是效果欠佳?，F(xiàn)狀最好效果的方法是在微電機(jī)整流器片和線圈處裝上環(huán)形壓敏電阻器。環(huán)形壓敏電阻器的外形是圓環(huán)狀。用于微電 機(jī)消噪的環(huán)形壓敏電阻器的典型安裝方式，如圖I所示。環(huán)形壓敏電阻器I’被套裝在電樞轉(zhuǎn)軸5上，且位于電樞4與整流器2之間。環(huán)形壓敏電阻器I’的三個(gè)扇形電極la’分別與整流器2的三個(gè)整流器片2a連接，當(dāng)電刷3a、3b從一個(gè)整流器片掃到另一個(gè)整流器片時(shí)，電樞繞組因換向過程中瞬時(shí)開路而導(dǎo)致繞組產(chǎn)生過電壓乃至發(fā)生火花放電，這種過電壓是瞬時(shí)脈沖電壓，環(huán)形壓敏電阻器I’極間存在一定的電容量和壓敏特性，可以避免火花放電的發(fā)生。環(huán)形壓敏電阻器I’相當(dāng)于將三個(gè)等效壓敏電阻并聯(lián)在線圈連接，如圖2所示電路，這三個(gè)等效壓敏電阻能有效地吸收繞組因瞬時(shí)開路所產(chǎn)生的脈沖過電壓，避免火花放電的發(fā)生。盡管這樣，如果在轉(zhuǎn)子線圈與地之間接入電容會有更大效果?，F(xiàn)狀的環(huán)形壓敏電阻沒有提供良好接地路徑，器件的濾波效果將大打折扣。環(huán)形壓敏電阻器作為微型電機(jī)的消噪件存在下面缺點(diǎn)①裝配焊接較難實(shí)現(xiàn)自動化。環(huán)形壓敏電阻器焊接點(diǎn)在反向里面，焊接頭的對位、移動、焊接都比較困難，實(shí)現(xiàn)自動化焊接裝配是難度很大，對焊接設(shè)備要求高，目前沒有廠商在應(yīng)用全自動的裝配焊接設(shè)備組裝環(huán)形壓敏電阻微電機(jī)上。②環(huán)形壓敏電阻器只靠焊接點(diǎn)連接轉(zhuǎn)子，牢固性差，抗跌沖擊性是微電機(jī)中的薄弱環(huán)節(jié)。③電機(jī)的電氣噪音頻譜是一頻帶很寬且雜亂的脈沖信號，整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)如未采取必要抑制措施(一般要加接地電容)，很多情況其騷擾電平(EMC)會超過限值。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種微型直流電機(jī)，其裝配簡單，焊接穩(wěn)固，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)和電氣噪音消除，延長馬達(dá)壽命。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種微型直流電機(jī)，包括整流器、電樞和電樞轉(zhuǎn)軸，電樞由繞組和鐵芯組成，其特征在于還包括棘形接地消噪元件，該棘形接地消噪元件包括帶有棘爪的棘形基片，其正面設(shè)有接線圈電極，背面設(shè)有接地電極，接地電極與接線圈電極在垂直棘形基片平面的投影方向上至少部分重疊；棘形基片穿過電樞轉(zhuǎn)軸，接地電極與電樞鐵芯導(dǎo)電連接，接線圈電極同時(shí)與整流器、電樞繞組
三者連接在一起。所述的棘形接地消噪元件背面的接地電極通過導(dǎo)電膠與電樞鐵心的第一片硅鋼片貼合形成導(dǎo)電連接，電樞繞組繞過棘形接地消噪元件和電樞鐵心兩者組成的整體。所述的棘形基片的形狀大小與電樞鐵芯橫截面的形狀大小相匹配。所述的接地電極完全覆蓋棘形基片背面。所述棘爪的端部呈圓冠狀或彎月狀，接線圈電極覆蓋棘爪的端部正面。所述的棘形基片的上下邊緣設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)。所述的棘形基片厚度為O. 5 1· 5mm，接線圈電極的厚度為15 22 μ m，接地電極的厚度為3、μ m。所述棘形基片為鈦酸鍶體系的半導(dǎo)體電子陶瓷基片。所述的接線圈電極為銀電極。所述的接地電極為鎳鉻合金電極。本實(shí)用新型裝配步驟簡單，由于采用具有大面積的背接地電極、大的電容值以及能膠合在轉(zhuǎn)子電樞中的高強(qiáng)度裝配方式的棘形接地消噪元件，能以嵌放方式裝配組裝在微電機(jī)轉(zhuǎn)子電樞組件上，可實(shí)現(xiàn)大面積接地電極接地濾波功能和換向器產(chǎn)生的火花電噪聲過電壓吸收功能，靜電容量性能較大，對微電機(jī)的高頻帶馬達(dá)電氣噪音具有優(yōu)異的清除和抑制能力，轉(zhuǎn)子電樞貼裝結(jié)合強(qiáng)度極大、可靠性高、消噪能量大，組裝時(shí)元件焊接電極向上適合自動化的焊接設(shè)備操作，十分適應(yīng)微型電機(jī)的自動化生產(chǎn)設(shè)備裝配安裝方式，符合技術(shù)發(fā)展的方向。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)形壓敏電阻器在微電機(jī)的典型安裝方式示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)形壓敏電阻器在微電機(jī)中的連接電路圖；圖3是本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件的立體圖；圖4是本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件的正面圖；圖5是本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件的背面圖；圖6是圖3的A-A局部剖面圖；圖7是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實(shí)用新型棘形接地消噪元件在微電機(jī)中的連接電路圖；圖9是本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件、整流器與電樞的構(gòu)件分解圖；

圖10是本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件、整流器與電樞的組裝圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的微型直流電機(jī)如圖7、9、10所示，包括棘形接地消噪元件I、整流器
2、電樞4、電樞轉(zhuǎn)軸5。電樞4由繞組41和鐵芯42組成，棘形接地消噪元件I包括帶有棘爪12的棘形基片，其正面設(shè)有接線圈電極13，背面設(shè)有接地電極14，接地電極14與接線圈電極13在垂直棘形基片平面的投影方向上至少部分重疊；棘形基片穿過電樞轉(zhuǎn)軸5，接地電極14與電樞4鐵芯導(dǎo)電連接，接線圈電極13與整流器2、電樞繞組41三者導(dǎo)電連接。優(yōu)選的，棘形接地消噪元件I嵌放裝在電樞4的上面，電樞4鐵芯42先以硅鋼片疊壓成形，棘形接地消噪元件I背面的接地電極14涂上導(dǎo)電膠嵌放裝在電樞4鐵芯42的第一片硅鋼片上，然后電樞繞組41繞過棘形接地消噪元件I和電樞鐵芯42兩者組成的整體。由于棘形接地消噪元件I直接裝配在轉(zhuǎn)子電樞4硅鋼片上，采用膠合和嵌放方式，與組成轉(zhuǎn)子用的硅鋼片成為一體，大大增加元件支撐穩(wěn)固性，結(jié)合強(qiáng)度極大，可靠性高。微電機(jī)轉(zhuǎn)子棘形接地消噪元件I三個(gè)棘爪12上的接線圈電極13分別與整流器片2a連接電樞繞組處連接，形成如圖8所示電路，由于存在大的電容量和優(yōu)異的壓敏特性，可以避免火花放電的發(fā)生和消除干擾電平。如圖3-5所示，棘形接地消噪元件I包括帶有棘爪12的棘形基片，棘形基片上開設(shè)有供轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸5貫穿的轉(zhuǎn)軸孔11 ;設(shè)于所述棘爪12正面的接線圈電極13 ;設(shè)于棘形基片背面的接地電極14，接地電極14與接線圈電極13在垂直棘形基片平面的投影方向上至少
部分重疊。棘形基片設(shè)計(jì)為棘形，整個(gè)元件形狀簡單，對稱。棘形基片的尺寸是按照微型電極轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì)，與轉(zhuǎn)子電樞4的橫截面形狀吻合匹配。棘形基片按圓周呈放射狀均勻分布有至少3只棘爪12，一般通用的為3只棘爪或5只棘爪，至少其中3只個(gè)棘爪的端部121正面設(shè)有接線圈電極13。優(yōu)選的，棘爪12的端部121呈圓冠狀或彎月狀，既與轉(zhuǎn)子電樞4的橫截面形狀吻合，又能使焊接面積增大，便于焊接操作。優(yōu)選的，棘形基片的上下邊緣設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)15，如圖6所示，在基片的內(nèi)外沿上下邊，設(shè)計(jì)出O. 3^0. 5_寬度的臺階狀倒角，使產(chǎn)品能夠抗焊接熱變化裂和防產(chǎn)品碰撞邊沿缺崩，耐受焊接溫度提高20%以上，在生產(chǎn)線焊接使用時(shí)焊接裂現(xiàn)象為零。棘形基片的材料為鈦酸鍶體系的半導(dǎo)體電子陶瓷，優(yōu)選市面上具有較好的電壓敏感特性與電容特性的鈦酸鍶配方體系瓷粉燒結(jié)而成，市售的鈦酸鍶配方壓敏電阻適用瓷粉目前有日本太陽誘電的四元系列SrTiO3-Nb2O5 — V2O5 — GeO2瓷粉、SrTi03—Nb2O5 — CaO — BaTiO3 瓷粉、TDK 的五元體系 SrTi03—BaTi03—Nb205— CaO — CoO瓷粉等等。棘形基片厚度按實(shí)際需要設(shè)計(jì)，一般為O. 5^1. 5mm。接線圈電極13設(shè)于棘爪12正面，優(yōu)選的設(shè)于棘爪的端部121的正面，可以部分覆蓋或完全覆蓋棘爪端部121正面。接線圈電極13的厚度根據(jù)功能不同，按實(shí)際需要設(shè)計(jì)，優(yōu)選為15 22 μ m。接線圈電極13為銀電極。優(yōu)選的接線圈電極13為兩層結(jié)構(gòu)，采用兩種不同成分的銀漿料(應(yīng)用在鈦酸鍶材質(zhì)上的第一層銀漿例如=PTC熱敏電阻用歐姆銀漿，或暫無商品型的鈦酸鍶壓敏電阻用第一層銀漿，二層銀漿可采用杜邦PV16A和Ferr03116、日本新日化SP-A6PL漿料等)，通過絲網(wǎng)印刷形成。接線圈電極13正面放置，且焊接面大，容易采用自動化設(shè)備來組裝、焊接。接地電極14設(shè)于棘形基片背面，只要能方便的與電樞4導(dǎo)電連接，經(jīng)電樞轉(zhuǎn)軸5和軸承接地即可。由于接地電極14與接線圈電極13在垂直棘形基片平面的投影方向上至少部分重疊，因此接地電極14與接線圈電極13間有著較大的電容量和有壓敏電阻特性，相當(dāng)于各電樞繞組都與地接上一大的電容，對微電機(jī)的高頻帶馬達(dá)電氣噪音具有優(yōu)異的清除和抑制能力。尖峰電壓主要是由微電機(jī)電刷產(chǎn)生，而電容則通過向噪聲源的公共端提供一條阻抗很低的通路來將電壓尖峰旁路掉，因此本實(shí)用新型的棘形接地消噪元件相當(dāng)于電容可以接在微電機(jī)的每根引線與地之間，電路如圖8所示。優(yōu)選的，接地電極14完全覆蓋棘形基片背面(如圖5)，既便于制作，也能與各接線圈電極13與在垂直棘形基片平面的投影方向上全部重疊。接地電極14的厚度按實(shí)際需要設(shè)計(jì)，優(yōu)選為:Γ5 μ m。接地電極14優(yōu)選鎳鉻合金電極，具有很好的附著力和比其他材料更好的耐熱特性，在制造工藝上可采用真空派射技術(shù)，節(jié)省高溫?zé)Y(jié)工序，減少危險(xiǎn)廢棄物排放，符合節(jié)能減排和綠色環(huán)保要求。實(shí)施例I( I)準(zhǔn)備棘形基片的原料通過材料種類、配比、基片形狀設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，可獲得不同特性的微電機(jī)轉(zhuǎn)子棘形接地消噪元件產(chǎn)品，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性好，性能可擴(kuò)展空間大。本實(shí)施例采用鈦酸鍶的半導(dǎo)體電子陶瓷基片材料，按質(zhì)量百分比計(jì)算配方包含35%的Ti02、20%的Sr0、25%的Ba0、ll%的Ca0、0. 4%的Fe203、0. 6%的稀土氧化物材料，經(jīng)混合磨合干燥成粉末狀制作基片的原料。( 2)棘形基片的制造過程在本實(shí)施例中，采用干壓成型的模具壓制出坯片，結(jié)構(gòu)如圖3所示，棘形基片按圓周呈放射狀均勻分布有3只棘爪12，棘爪12的端部121呈圓冠狀。棘形基片中心開設(shè)有供轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸貫穿的轉(zhuǎn)軸孔11，孔徑與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸5匹配。棘形基片的上下邊緣設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)15。然后經(jīng)1000°C烘干處理26h，再采用把坯片埋入石英砂中振動磨片40min，使坯片內(nèi)外沿的臺階倒角兩級角磨圓，最后進(jìn)氣氛爐燒結(jié)出半導(dǎo)體陶瓷棘形基片，并具有圖6所示的倒角臺階結(jié)構(gòu)15。(3)正面接線圈電極13的制造首先在棘形基片的三個(gè)棘爪12的端部121位置采用絲網(wǎng)印刷的工藝印制第一層電極，采用質(zhì)量組成為30%分子銀+18%錫粉+10%鋅粉+10%玻璃粉+12%樹脂+20%溶劑的電極漿料，使用絲網(wǎng)設(shè)備印刷上去，然后在150°C烘干15分鐘；然后再在其上面印上第二層電極，第二層電極采用質(zhì)量組成為60%片狀銀片+22%顆粒銀粉+1%玻璃粉+2%樹脂+15%溶劑的電極漿料，用絲網(wǎng)設(shè)備印刷上去，然后在150°C烘干15分鐘；最后在600°C燒結(jié)10分鐘，形成如圖4所示的正面接線圈電極13，呈圓冠形狀，完全覆蓋三個(gè)棘爪的端部121位置。(4)背面接地電極14的制造接地電極14成型采用真空濺射技術(shù)，覆蓋在整個(gè)棘形基片背面形成整體電極。接地電極14采用鎳鉻合金材料，具有很好的附著力和比其他材料更好的耐熱特性。(5)微電機(jī)轉(zhuǎn)子棘形接地消噪元件I經(jīng)測試機(jī)進(jìn)行電容量、壓敏電壓和a值的測試后，組裝于微型直流電機(jī)上。如圖9、10所示將棘形基片的轉(zhuǎn)軸孔11套接在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸5上，背面接地電極14通過導(dǎo)電膠與轉(zhuǎn)子電樞4鐵芯42的第一片硅鋼片接合，通過轉(zhuǎn)軸5和兩端軸承聯(lián)通機(jī)殼接地，然后繞制電樞繞組41，最后三個(gè)正面接線圈電極13分別與電樞繞組41的線圈接頭連接。對比試驗(yàn)對工作電壓DC12V的500型微電機(jī)所適用的微電機(jī)轉(zhuǎn)子棘形接地消噪元件和環(huán)形壓敏電阻進(jìn)行測試，主要性能參數(shù)見表I。表I.
權(quán)利要求1.一種微型直流電機(jī)，包括整流器、電樞和電樞轉(zhuǎn)軸，電樞由繞組和鐵芯組成，其特征在于還包括棘形接地消噪元件，該棘形接地消噪元件包括帶有棘爪的棘形基片，其正面設(shè)有接線圈電極，背面設(shè)有接地電極，接地電極與接線圈電極在垂直棘形基片平面的投影方向上至少部分重疊；棘形基片穿過電樞轉(zhuǎn)軸，接地電極與電樞鐵芯導(dǎo)電連接，接線圈電極與整流器、電樞繞組三者導(dǎo)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的棘形接地消噪元件背面的接地電極通過導(dǎo)電膠與電樞鐵心的第一片硅鋼片貼合形成導(dǎo)電連接，電樞繞組繞過棘形接地消噪元件和電樞鐵心兩者組成的整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的棘形基片的形狀大小與電樞鐵芯橫截面的形狀大小相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的接地電極完全覆蓋棘形基片背面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述棘爪的端部呈圓冠狀或彎月狀，接線圈電極覆蓋棘爪的端部正面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的棘形基片的上下邊緣設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的棘形基片厚度為O.5^1. 5mm，接線圈電極的厚度為15 22 μ m，接地電極的厚度為3 5 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述棘形基片為鈦酸鍶體系的半導(dǎo)體電子陶瓷基片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的接線圈電極為銀電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微型直流電機(jī)，其特征在于所述的接地電極為鎳鉻合金電極。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型直流電機(jī)，包括整流器、電樞、電樞轉(zhuǎn)軸和棘形接地消噪元件，電樞由繞組和鐵芯組成，棘形接地消噪元件包括帶有棘爪的棘形基片，其正面設(shè)有接線圈電極，背面設(shè)有接地電極，接地電極與接線圈電極在垂直棘形基片平面的投影方向上至少部分重疊；棘形基片穿過電樞轉(zhuǎn)軸，接地電極與電樞鐵芯導(dǎo)電連接，接線圈電極與整流器、電樞繞組三者導(dǎo)電連接。本實(shí)用新型裝配步驟簡單，對微電機(jī)的高頻帶馬達(dá)電氣噪音具有優(yōu)異的清除和抑制能力，轉(zhuǎn)子電樞貼裝結(jié)合強(qiáng)度極大、可靠性高、消噪能量大，組裝時(shí)元件焊接電極向上適合自動化的焊接設(shè)備操作，十分適應(yīng)微型電機(jī)的自動化生產(chǎn)設(shè)備裝配安裝方式，符合技術(shù)發(fā)展的方向。
文檔編號H02K11/00GK202663248SQ20122030382
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者張振勇, 鄧佩佳, 林海 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司