[其他]小型电机

说明书

本发明有关小型电机。具体有关充注含有有机物蒸汽的空气，以延长使用寿命的小型电机。

一种有电刷和与电刷滑动接触的整流子片的小型电机，例如用以驱动录音磁带，录象磁带之类记录磁带的电机。

在经常通电和断电的小型电机中，典型使用的电刷有两种。一种用弹性导电材料（诸如铜，铍铜合金，铜钛合金，磷青铜和镍银等）的薄片或棒材，上面包覆或部分点焊一层贵金属或其合金（诸如金，钯，铂，银和铜或其合金等）。另外一种也用上面的薄片或棒材，在它的一部分上用导电粘合剂粘合，点焊或嵌塞一个用烧结碳（诸如碳，银-碳，铜-碳，银铜-碳，可以按需要增加添加剂如sic，MoS₂，铅和环氧树脂）制造的电刷件。

传统的小型电机有若干缺点，当整流子转动并在电刷上滑动时，电刷的滑动却部件无法避免有达到不利程度的震动。结果，和整流子片接触的电刷滑动部件的接触表面，使会产生不正常的熔结，并且火花常使一种黑色材料产生，这是一种在电刷和整流子片之间形成的碳和磨损粉末的混合物，能引起不正常现象的发生并使之加剧。

在一种类型的小型电机中，和整流子片滑动接触的电刷滑动部分，和电刷基础一体模铸而成，电刷基础用一个支撑件支撑。例如，可将支撑件设置在电机的壳盖上。电刷和整流子片的接触状态如图1所示。

在图1中，电刷的弯曲滑动部分3，3，各自安装在电刷基础2，2上，分别用电刷支撑装置1，1支撑。电刷基础和电刷的滑动部分本身都具有弹性，因此它们压迫整流子片4，并和整流子片接触。电刷施加压力的强度可通过选择电刷基础2和电刷3滑动部分之间的角度予以调整。整流子片4通过一个整流子底座5，固定在电机的旋转轴6上，随电机轴旋转。

在整流和作断-合接触时，整流子片4和电刷3的滑动部分之间产生火花，产生不利的电噪声，整流子片4和/或电刷3的滑动部分发生磨蚀或熔结。

例如，电刷的一个部分A，是和整流子接触的开始及终了的地方，当这个地方上发生熔结时，熔结材料刮擦并损伤整流子片4的表面，于是磨蚀碎屑在相邻的整流子片之间的隙缝B中集中，形成整流子片之间的通路。这便造成了电机转动的不稳定。整流子片的粗糙表面引起电刷的震动，增多火花的产生，并/或使电刷有不正常的磨蚀，并进一步引发噪声和/或使整流点变位。这些都造成电机性能的下降。

电刷3滑动部分的A处和整流子片4接触火花最经常在这里产生。无需说，由于火花以外的原因，还在整流子片4和电刷3的滑动部分上造成机械性磨蚀。

电刷的滑动部分一般用如上所述的贵金属或烧结碳制造，而整流子片用贵金属制造（如AgCu，AgCd，AgCuCd，AgCuTi，等等）。用贵金属制造电刷时，整流子片也用基本相同，而有下表所列的高表面能量的材料制造。（按20℃升华热计算。参见（美国）《化国评论》，52，417（1953））：

Ag（100）＝1，920达因/公分

Ag（111）＝1，650达因/公分

Au（100）＝2，516达因/公分

Au（111）＝2，175达因/公分

Cu（100）＝2，892达因/公分

Cu（111）＝2，499达因/公分

Pt（100）＝3，747达因/公分

Pt（111）＝3，248达因/公分

因此滑动表面受到了不利的擦伤。在用烧结碳电刷时，虽然有比贵金属含金较小的动阻力，但因为含有如SiO₂之类的少量杂质，故仍可能擦伤整流子片的表面。此外，贵金属-碳电刷也不适宜于和贵金属整流子片配合使用，原因与用贵金属电刷相同。

图2A表示没有火花发生防止机械装置的电刷，这种装置有如震动衰减器件。由于这种电制震动的震幅很大，所以经常引发火花，从而造成整流子片的磨蚀和熔结。

图2B表示有震动衰减装置的电刷，装置有一个橡胶隔振件8，用粘合剂9粘附在电刷3的滑动部分上。虽然橡胶隔振件可以吸收震动，并防止在室温下发生火花，但在温度接近60℃时，粘合剂的粘合力下降，因而隔震件9和滑动部分3之间的粘接减弱。结果，隔震性能减退，从而火花猛烈产生。这意味着有这种电刷的电机不能有长期的使用寿命。

图2C所示的是有另一种震动衰减装置的电刷。这装置有一个隔震片12粘附在电刷3的滑动部分上，粘合剂片11有一个基片10，两侧都涂布一种粘合剂8。隔震片12可以在某种程度上防止粘合力在高温中下降。但它不能满足长使用寿命和高温下高质量的要求。小型电机常用于-10℃到+60℃之间的温度范围内。