專利名稱：轉(zhuǎn)子裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到小型電機使用的一種轉(zhuǎn)子，特別是涉及到在一個具有4-6(四個磁極和電樞鐵心的六個凸極)結(jié)構(gòu)的有刷DC電機中裝配轉(zhuǎn)子的方法。
在圖8中表示了具有2-3(二個磁極和三個凸極)結(jié)構(gòu)的有刷小型電機中的一個轉(zhuǎn)子100。在這個轉(zhuǎn)子100中，換向器裝置120上裝有一個電樞鐵心101以及被縫隙104隔開的三個換向器部件103。電樞鐵心101上具有沿著其徑向延伸的三個凸極102。不同相的線圈(未示出)被繞在各個凸極102上。換向器裝置120被緊密裝配在一個軸107上。在這種電機中，饋送到各相線圈的電流的切換定時精度主要取決于每個凸極102的中心線P1和對應(yīng)的縫隙104的中心線對齊的精度。因此，這些中心線的錯位會損害切換定時精度，并且造成沖擊和增大轉(zhuǎn)矩波動。
按照一種慣用的保證中心線嚴格對齊的手段，把設(shè)在換向器支架105上的定位凸臺106安裝到設(shè)在電樞鐵心101的一個軸孔108附近的槽109中。
在這種2-3結(jié)構(gòu)的DC電機中，慣用的手段在一定程度上可以保證對齊的精度。然而，也會不可避免地產(chǎn)生以下問題。那就是槽109過于靠近軸孔108的中心。在圖9中表示了換向器支架105的定位凸臺106和軸孔108上的槽109，由每個部件的尺寸誤差產(chǎn)生的微小尺寸誤差在徑向方向上逐個部件地擴大。因而在實際使用中不可能達到設(shè)計的對齊精度。
在4-6結(jié)構(gòu)或是更高級結(jié)構(gòu)(凸極數(shù)量更大)的DC電機中，縫隙104和換向器部件103的數(shù)量都增加了。因此，每個曲面的換向器部件103的角度只有一半，這樣就會縮小每個換向器部件103與換向器支架105的接觸面積。結(jié)果，換向器部件103就容易發(fā)生傾斜，并且對換向器裝置120的裝配精度以及電樞鐵心101的凸極102與換向器裝置120的定位精度提出了更嚴格的要求。在2-3結(jié)構(gòu)的DC電機中，凸極102的中心線P1與縫隙104的中心線P2之間的對齊公差(偏移角)應(yīng)該在3°以下。在4-6結(jié)構(gòu)的DC電機中則應(yīng)該達到1.5°以下。因此，在制造階段需要進行某種調(diào)整。
繞在電樞鐵心101的凸極102上的線圈110的端子被連接到電樞豎片111，并且用電烙鐵進行焊接。在焊接過程中，來自電烙鐵的壓力和熱量有可能使豎片111和換向器支架105發(fā)生變形(用H表示)，并且破壞換向器部件103的圓度。與2-3結(jié)構(gòu)的DC電機相比，在4-6結(jié)構(gòu)的DC電機中需要對豎片111進行大量的焊接工作，由于焊接點的密度增大，產(chǎn)生的熱量也就更多了。受熱變形H的問題顯得更加突出。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子裝配方法，它可以使電樞鐵心的凸極與換向器裝置精確地定位，并且通過減少焊接工作而降低不利的影響。
按照本發(fā)明的一個方面所提供的轉(zhuǎn)子裝配方法包括以下步驟在帶有凸極的電樞鐵心的中心形成一個軸孔，將線圈繞在凸極上，并且在離開上述軸孔的位置上形成通孔；在換向器裝置中對應(yīng)著上述電樞鐵心的上述通孔的位置上形成接合部分；將一個旋轉(zhuǎn)軸插入并且貫通上述電樞鐵心的上述軸孔，并且將上述旋轉(zhuǎn)軸固定在軸孔內(nèi)；以及從上述通孔的一側(cè)將定位銷插入上述電樞鐵心的上述通孔，并且使上述接合部分與突出到上述通孔的另一側(cè)上面的上述定位銷形成接合，使上述電樞鐵心相對于上述換向器裝置定位，并且將上述換向器裝置固定在上述軸上。
按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子裝配方法，利用定位銷使電樞鐵心的通孔與接合部分對齊?？梢杂煤啙嵉姆绞絹硗瓿呻姌需F心對換向器裝置的定位。這樣就能改善電機的性能。
在將線圈端子連接到豎片的焊接過程中，采用支撐工具從下面支撐著換向器支架和豎片。因此，在焊接過程中不會由于電烙鐵的熱量和力而受到有害影響，支撐工具和豎片不會出現(xiàn)受熱變形，并且淬火元件不會因受熱而開裂。這樣就能有效地完成裝配工作。


圖1是一個平面圖，表示在本發(fā)明的轉(zhuǎn)子制造方法中使用的一種電樞鐵心；圖2是一個截面圖，表示圖1中的電樞鐵心；圖3是一個平面圖，表示圖1中的電樞鐵心；圖4是一個放大的平面圖，表示圖1的電樞鐵心的接合部分中的某些變化；圖5是一個分解透視圖，用來說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)子裝配方法；
圖6是用來說明焊接工藝的一個截面圖；圖7是一個透視圖，用來表示在轉(zhuǎn)子裝配工作中使用的支撐工具；圖8是一個2-3結(jié)構(gòu)的有刷DC電機的分解透視圖；圖9是一個放大的透視圖，用來解釋現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子裝配方法所存在的問題；以及圖10是一個截面圖，用來解釋在執(zhí)行慣用的轉(zhuǎn)子裝配方法的過程中遇到的焊接問題。
以下要參照附圖來說明按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子裝配方法的具體實施例。圖1是一個平面圖，表示在一個4-6結(jié)構(gòu)的有刷DC電機中的電樞鐵心11。如圖所示，從基座部分13上徑向延伸出六個凸極30。在基座部分13的中心部位鏜出一個孔12。
設(shè)在基座部分13內(nèi)部的三個通孔14所處的位置被等間隔地布置在一個與軸孔12同心的半徑為RA的圓周C1上。
圖2和3被用來表示換向器裝置15。圖2是換向器裝置15的一個截面圖，而圖3是它的平面圖。換向器裝置15包括一個換向器支架50，固定在換向器支架50的外圓周面上的六個換向器部件16，以及被放在這些換向器部件16上面的一個夾持環(huán)20，用來將這些部件固定在換向器支架50的外表面上。換向器支架50被制成一個圓筒部分17，用來支撐換向器部件16和設(shè)在圓筒部分17一端的法蘭部分19。這種結(jié)構(gòu)的換向器支架50是用合成樹脂經(jīng)過模制而制成的。豎片18從換向器部件16的端部徑向延伸，并且被支撐在法蘭部分19上。
在圖3中，六個換向器部件16被等間隔地布置在圓筒部分17的外圓周面上。豎片18從換向器部件16上徑向地延伸。法蘭部分19包括分別位于相鄰豎片18之間的中間位置上的接合部分21。
圖5是一個分解透視圖，用來解釋如何在DC電機中裝配一個轉(zhuǎn)子10。電樞鐵心11的軸孔12被安裝到軸22上，并且固定在預(yù)定的位置。定位銷23被埋入一個具有中心孔24的基座部件25，孔的直徑比軸22的直徑要大。每個定位銷23上都裝有一個銷子26，它可以裝入直徑為φd1的對應(yīng)的通孔14，直徑為φd2的定位部分27可以被裝入換向器支架50的對應(yīng)的接合部分21，以便保證準確地對齊。
銷子26的直徑φd1大于定位部分27的直徑φd2，并且銷子26和定位部分27的接合采取了平面階梯部分28的形式。定位部分27的端部是錐形的，以便于被導(dǎo)入對應(yīng)的接合部分21。
定位銷23被設(shè)置在電樞鐵心11的下部，并且被插入通孔14，以便把定位銷23的平面階梯部分28置于在電樞鐵心11的上表面上方。然后把換向器支架50裝在電樞鐵心11上面，并且將換向器支架50的一個軸孔29壓入軸22，從而使接合部分21分別與定位銷23的定位部分27完成接合。讓換向器支架50的下部接觸到平面階梯部分28，并且用手工調(diào)節(jié)支架，直到使其穩(wěn)定地定位。接著使電樞縫隙31相對于電樞鐵心11的凸極30高度精確地定位。
如以上的圖1和圖5中所示，配合著三個定位銷23設(shè)有三個通孔14。只要是電樞鐵心11和換向器裝置15能準確地定位，一個通孔14和一個定位銷23的組合就足以保證電樞鐵心11和換向器裝置15的相對定位。
圖6是沿著圖7中的6-6線提取的一個截面圖，圖中表示了用來焊接豎片18和線圈32的端子的接合點并且焊接到一個淬火元件E上的一個支撐工具34。在使用中，支撐工具34的腿36分別被插入電樞鐵心11的開口縫隙33，直到腿36的頂部頂住豎片18的底面。由于支撐工具34是用它的腿來支撐豎片18的，它可以保護換向器支架50和豎片18，防止電烙鐵產(chǎn)生的力和熱量造成機械和受熱變形。
以下要參照圖1到圖5來說明本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)子裝配方法。每個通孔14的中心被等間隔地布置在半徑為RA的圓周C1上的三個位置，處在凸極30的中心線S1上。
換向器支架50(圖3)的法蘭部分19的接合部分21各自具有U形截面的形狀。
U形接合部分21的底38是弧形的，可以按照良好配合的方式來接收每個定位銷23的定位部分27(其直徑為φd2)。每個接合部分21的參考軸線S3處在U形接合部分19的弧形底38的中心。這些軸線S3被等間隔地布置在半徑為RB的圓周C2上的六個位置，該圓周與換向器支架50的軸孔29是同軸的。
如圖3所示，接合部分21各自具有U形的截面形狀，U形的底部是弧形的。
然而，只要是它能夠阻止圓周方向上的移動，接合部分21也可以采取任何其它的適當形狀。接合部分可以改成圖4(a)到(c)所示的形狀。圖4(a)表示一種圓形的接合部分，它是與有關(guān)的通孔14同軸的，并且被裝在直徑為φd2的銷子上。圖4(b)表示一種V字形截面形狀的接合部分。一個與通孔14同軸的直徑為φd2的圓在V形接合部分內(nèi)部與其相切。圖4(c)表示一種矩形截面的接合部分，在插入銷子時可以接收直徑為φd2的銷子。對于圖4(a)到(c)所示的這些接合部分21，它們的每一條參考軸線S3都包括直徑為φd2的銷子的中心線，直徑為φd2的圓周從接合部分21內(nèi)部與其相切。
每一接合部分21的參考軸線S3從徑向上對準在相鄰的豎片18之間的中心線上的每個縫隙31的中間位置S2(圖5)。包括接合部分21的參考軸線S3的這一圓周C2的半徑RB精確地等于包括電樞鐵心11的通孔14的中心線的那個圓周C1的半徑RA。因此，U形接合部分19的弧形底38可以按一對一的關(guān)系精確地對準通孔14。
在組裝電樞鐵心11和換向器裝置15的過程中，由于不需要尋找特定的組裝位置，因而可以用快速和簡便的方式使鐵心和換向裝置對準。如上所述，定位銷23被插入通孔14，讓通孔14的中心與接合部分21的中心吻合。然后讓電樞縫隙31的中間位置S2準確地落在凸極30的中心線S1上。這樣就能使電樞鐵心11和換向器裝置15形成機械和電氣上的定位，使電樞鐵心11相對于換向器裝置15實現(xiàn)精確的定位。
在圖7中表示了支撐工具34，有一個定位銷23直立在基座元件25上。腿36分布在對應(yīng)豎片18的六個位置上，其寬度沿徑向方向?；蛘呤强梢圆捎脭?shù)量與通孔14相等的定位銷23，使其位置對應(yīng)著通孔14。這樣，換向器支架50就能可靠地抵御電烙鐵的壓力。每個開口縫隙33的大部分被繞在位于開口縫隙兩側(cè)的凸極30上的線圈32占用了。因此，支撐著豎片18的腿36最好是例如用FRP的薄板制成，以便將其插入線圈32之間的縫隙。轉(zhuǎn)子的裝配過程如下。首先把軸22插入電樞鐵心11的軸孔12(圖6)。電樞鐵心11的表面涂有絕緣層，或是用一個絕緣子(未示出)對線圈32進行絕緣處理。然后把換向器支架50的軸孔29裝到軸22上。
將定位銷23的銷子26從通孔14的下方插入通孔，將換向器支架50沿著軸22向下移動，直到接合部分21的底部接觸到定位部分27的平面階梯部分28。標號39代表一個凸緣，用來確定平面階梯部分28突出在電樞鐵心11上面的高度。在必要時可以用其它適當尺寸的凸緣來代替凸緣39。
在用力插入換向器支架50之后，把放在凸極30上的線圈32的端子連接到豎片18，在這種狀態(tài)下用手工或是自動焊接機器進行焊接。同時讓定位銷23仍然插在通孔14和接合部分21中，并且用腿36的頂部35從下面支撐著換向器支架50的法蘭部分19和豎片18。豎片18足以抵抗電烙鐵頂部的壓力，并且將電烙鐵產(chǎn)生的熱量引到腿36上。因此，換向器部件16的圓度不會受到損害，可以保證良好的精度。
如上文所述，按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子裝配方法，利用定位銷使電樞鐵心的通孔與接合部分對齊?？梢杂煤啙嵉姆绞絹硗瓿呻姌需F心對換向器裝置的定位。這樣就能改善電機的性能。
在將線圈端子連接到豎片的焊接過程中，采用支撐工具從下面支撐著換向器支架和豎片。因此，在焊接過程中不會由于電烙鐵的熱量和力造成有害影響，支撐工具和豎片不會出現(xiàn)受熱變形，并且淬火元件不會因受熱而開裂。這樣就能有效地完成裝配工作。
權(quán)利要求
1．一種轉(zhuǎn)子裝配方法，包括以下步驟在帶有凸極的電樞鐵心的中心形成一個軸孔，將線圈繞在凸極上，并且在離開上述軸孔的位置上形成通孔；在換向器裝置中對應(yīng)著上述電樞鐵心的上述通孔的位置上形成接合部分；讓一個旋轉(zhuǎn)軸插入并且貫通上述電樞鐵心的上述軸孔，并且將上述旋轉(zhuǎn)軸固定在軸孔內(nèi)；以及從上述通孔的一側(cè)將定位銷插入上述電樞鐵心的上述通孔，并且使上述接合部分與突出到上述通孔的另一側(cè)上面的上述定位銷形成接合，使上述電樞鐵心相對于上述換向器裝置定位，并且將上述換向器裝置固定在上述軸內(nèi)。
2．如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于，上述換向器裝置包括均勻分割成的多個換向器部件；電連接到上述換向器部件和上述線圈上的豎片；以及用來夾持上述換向器部件和上述豎片的換向器支架；其中的上述接合部分分別形成在上述換向器支架中，并且處在上述相鄰豎片之間的中間位置。
3．如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于，進一步包括以下步驟利用一種支撐工具在位于上述電樞鐵心的相鄰?fù)箻O之間的每個開口縫隙中將上述線圈焊接到上述豎片上，讓工具的多個腿直立地架設(shè)在軸向方向上，使上述腿的頂部接觸到位于上述豎片附近的上述換向器支架。
4．如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于，進一步包括以下步驟利用一種支撐工具在位于上述電樞鐵心的相鄰?fù)箻O之間的每個開口縫隙中將上述線圈焊接到上述豎片上，讓工具的多個腿直立地架設(shè)在軸向方向上，使上述腿的頂部接觸到上述豎片。
5．如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于，上述電樞鐵心包括六個凸極，并且把具有四個磁極的驅(qū)動磁鐵設(shè)置在上述凸極對面。
全文摘要
在一個電樞鐵心11中形成通孔14,并且在一個換向器裝置15中對應(yīng)通孔14的位置上形成接合部分21。將定位銷23插入通孔14和接合部分21,使電樞鐵心11和換向器裝置15精確地定位。將線圈端子焊接到豎片18上,用直立在一個支撐工具34上面的腿36的頂部35支撐在豎片18的下面,將支撐工具插在開口縫隙33中。
文檔編號H01R43/06GK1211099SQ98124320
公開日1999年3月17日 申請日期1998年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月12日
發(fā)明者片桐昌幸, 武井宏光, 宮澤博美 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所