專利名稱：轉(zhuǎn)子及其纏繞方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通用旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子及其纏繞方法，以及更具體地涉及一種具有換向器豎片(commutator risers)的三極鐵芯直流電動機(three-pole core DC motor)的轉(zhuǎn)子及其纏繞方法。
背景技術：
在旋轉(zhuǎn)電機領域，繞組線的匝數(shù)不斷增加，而疊裝系數(shù)(lamination factor)也不斷擴增。因此，采用非常細的導線作為轉(zhuǎn)子繞組線的導線。作為這種導線的材料，通常采用韌性銅(tough pitchcopper，TPC)、無氧銅(oxygen-free copper OFC)等。這些材料強度較低，并因此在纏繞處理期間容易斷開。銅-金合金導線強度和導電性能優(yōu)良，但在成本和生產(chǎn)率方面有問題。出于應用上的原因，提出了包含百分之幾重量銀的銅合金，其強度與纏繞性俱佳。
即使采用這類繞組導線，在常規(guī)張力值(tension value)下，增加的匝數(shù)也會導致繞組線散開、繞組線松弛等。作為防范措施，可提高拉緊張力，使纏繞形狀得以改進。但卻會導致引接線部分的張緊斷開(參見JP-A-1-222645)。
在三極鐵芯直流電動機部件的轉(zhuǎn)子制造步驟中，按照常規(guī)的纏繞方法，將銅線的起始端連接于第一換向器豎片上，并在相對應的位置處，將銅線纏繞在凸極部第一鐵芯上。此時，這樣引導銅線，使其經(jīng)過凸極部第三鐵芯的纏繞區(qū)。
圖2A和圖2B是表示轉(zhuǎn)子纏繞的常規(guī)方法。圖2A是表示繞組線連接狀態(tài)的展開圖，以及圖2B是表示纏繞處理過程的制造步驟圖。在圖中，用箭頭標示纏繞方向。
轉(zhuǎn)子1的電樞鐵芯(轉(zhuǎn)子鐵芯)2由堆疊沖壓磁鋼片構成，并具有環(huán)狀部3，其在中心具有通孔；以及三個凸極部4，使它們從環(huán)狀部3呈放射狀凸出。將凸極部4形成為第一至第三鐵芯，沿一個方向等間距圍繞軸布置。將換向器6與換向器豎片7連結，并用例如樹脂嵌件成型方法使其彼此固定，從而形成換向器支架5。將軸桿8適配于換向器支架5中間形成的開口中。
將纏繞方向設定為圖2A中向左。圖2A表示按纏繞順序編號的換向器豎片(R1、R2、R3)和凸極部(P1、P2、P3)的放置關系。其整體(換向器豎片和凸極部)這樣放置，使得當在圍繞軸桿8的角度位置看時，將第一換向器豎片(R1)定位于凸極部4的第二鐵芯(P2)與第三鐵芯(P3)之間。
在此狀態(tài)下，如圖2A所示，將繞組線10的起始端9圍繞第一換向器豎片(R1)纏繞幾匝，然后將其成直線引出，在凸極部4的第一鐵芯(P1)上進行纏繞，而后將繞組線引出，在第二換向器豎片(R2)上進行纏繞(參見圖2B(1))。其后，如圖2A所示，將繞組線10從第二換向器豎片(R2)引出，在凸極部4的第二鐵芯(P2)上纏繞預定匝，并將其引出到第三換向器豎片(R3)，并在其上進行纏繞(參見圖2B(2))。接著，如圖2A所示，將從第三換向器豎片(R3)引出的繞組線10，按預定匝纏繞在凸極部4的第三鐵芯(P3)上，并在第一換向器豎片(R1)進行纏繞(參見圖2B(3))。當在第三鐵芯(P3)上纏繞繞組線10時，就在纏繞處理起始時從第一換向器豎片(R1)上成直線引出的繞組線10上，重疊地實施纏繞處理。在重疊纏繞處理期間，就會使在纏繞處理起始時成直線引出的繞組線10彎曲。
纏繞在凸極部4上的繞組線10構成線圈11。將懸掛在換向器豎片7與凸極部4之間的繞組線10表示為引接線部分12。
因此，當在凸極部的最后一個鐵芯或第三鐵芯上實施纏繞處理時，所堆疊的銅線逐漸壓迫懸掛到凸極部第一鐵芯的引接線部分，并向第一鐵芯與換向器豎片連接部之間的銅線施加壓力。結果，就可能導致?lián)Q向器豎片的邊緣部分使銅線斷裂的損壞故障(參見圖2B(3)的A)。
特別地，在具有高疊裝系數(shù)的設備中，使繞組線的張緊壓力增加，會因此更容易出現(xiàn)銅線破損現(xiàn)象。
在纏繞處理的起始階段，以較短的間距將繞組線與換向器豎片直線狀連接，并因而使施加于繞組線的應力直接作用于連接部分。因此，在連接之后，導線破損容易在連接部分發(fā)生。為了消除這種現(xiàn)象，也可以松弛地連接引接線部分。但由于引接線部分不穩(wěn)固，幾乎無法實施導線連接工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種對從換向器豎片到凸極部的引接線部分進行布置以使其不會被折斷的轉(zhuǎn)子，以及該轉(zhuǎn)子的纏繞方法。
(1)一種轉(zhuǎn)子，包括軸桿，布置于轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和凸極部，環(huán)狀部具有開口，軸桿適配于該開口中；線圈，由連續(xù)纏繞各凸極部的繞組線組成；以及換向器豎片，布置于凸極部之上，繞組線的一部分纏繞在換向器豎片上并與線圈相連接；其中，將懸掛于換向器豎片和線圈之間的繞組線的引接線部分在軸桿上纏繞一匝或更多。
(2)根據(jù)(1)的轉(zhuǎn)子，其中，轉(zhuǎn)子具有復數(shù)對的凸極部和換向器豎片。
(3)根據(jù)(1)或(2)的轉(zhuǎn)子，其中，將繞組線纏繞在凸極部上，然后纏繞在與凸極部相對應的換向器豎片上。
(4)根據(jù)(1)至(3)任意之一的轉(zhuǎn)子，其中，將繞組線的起始端固定于換向器豎片之一上。
(5)根據(jù)(4)的轉(zhuǎn)子，其中，固定于換向器豎片之一的繞組線，在纏繞于與換向器豎片相對應的凸極部之前，繞軸桿纏繞一匝或更多。
(6)一種轉(zhuǎn)子，包括軸桿，布置于轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和第一至第n凸極部，環(huán)狀部具有適配軸桿的開口，而第一至第n凸極部從環(huán)狀部呈放射狀凸出；線圈，由連續(xù)纏繞各凸極部的繞組線組成；第一至第n換向器豎片，布置于凸極部之上，繞組線的一部分纏繞各換向器豎片并與線圈相連接；以及換向器，各換向器豎片連接在其上，其中，在圍繞相同軸的方向，順次設定若干個凸極部和換向器豎片，將第一換向器豎片放置在圍繞第n-1和第n凸極部之間軸的角度位置處，將纏繞開始時纏繞在第一換向器豎片上的繞組線，在軸桿上纏繞1.5匝，然后，纏擾第一凸極部，并將繞組線連續(xù)串聯(lián)纏繞具有相同編號的換向器豎片和凸極部，以及，其中，n是3或者更大的任意整數(shù)。
(7)一種纏繞轉(zhuǎn)子的方法，所述轉(zhuǎn)子包括軸桿，布置于轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和凸極部，環(huán)狀部具有開口，軸桿適配于該開口中；線圈，由連續(xù)纏繞各凸極部的繞組線組成；以及換向器豎片，布置于凸極部之上，繞組線的一部分纏繞換向器豎片并與線圈相連接；所述方法包括將懸掛于換向器豎片與線圈之間的繞組線的引接線部分繞軸桿纏繞一匝或更多。
(8)根據(jù)(7)的方法，其中，纏繞所述軸桿的所述引接線部分是懸掛于所述換向器豎片和所述線圈之間的起始引接線部分。
(9)根據(jù)(8)的方法，其中，所述轉(zhuǎn)子包括
軸桿；電樞鐵芯，包括凸極部，該凸極部包括從環(huán)狀部呈放射狀凸出的第一至第n凸極部；線圈；換向器豎片，包括與線圈相連接的第一至第n換向器豎片；以及換向器，與換向器豎片相連接，以及，其中n是3或者更大的任意整數(shù)，所述方法包括圍繞相同軸的方向，順次設定若干個凸極部和換向器豎片，在圍繞第n-1和第n凸極部之間的軸的角度位置處，放置第一換向器豎片，將纏繞起始時纏繞在第一換向器豎片上的繞組線，在軸桿上纏繞1.5匝，然后，再圍繞第一凸極部進行纏繞，以及將繞組線連續(xù)串聯(lián)纏繞具有相同編號的換向器豎片和凸極部。
根據(jù)本發(fā)明，可以避免引接線部分斷開。
特別地，在連續(xù)纏繞中，當將從起始換向器豎片到起始線圈的引接線部分在軸桿上纏繞一匝或更多時，可以避免由于隨后的重疊纏繞使該起始引接線部分斷開。
在轉(zhuǎn)子的纏繞方法中，可獲得只有這種構造的轉(zhuǎn)子才具有的防止導線斷開的功能。


圖1(圖1A和圖1B)是表示根據(jù)本發(fā)明一個具體實施方式
的轉(zhuǎn)子的纏繞方法圖；圖2(圖2A和圖2B)是表示轉(zhuǎn)子的常規(guī)纏繞方法的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的特征在于，將繞組線的引接線部分繞軸桿纏繞一匝或更多。優(yōu)選的是，在繞線開始時，將起始引接線部分繞軸桿纏繞一匝或更多。這一特征同樣適用于凸極部和換向器豎片的數(shù)量是三個或更多的任意數(shù)量的情況。
在本發(fā)明的纏繞方法中，將起始端與第一換向器豎片相連接，沿右手或左手方向在軸桿上纏繞一匝或更多或任意匝，然后，再在凸極部的第一鐵芯上進行纏繞。
由于將到第一鐵芯的引接線部分繞軸桿進行纏繞，引接線部分就可以與軸桿和鐵芯保持緊密接觸的狀態(tài)，而且，該引接線部分就不再經(jīng)過除凸極部第一鐵芯之外的鐵芯纏繞區(qū)。同樣，當在除第一鐵芯之外的任意鐵芯上纏繞繞組線時，可以消除施加于第一鐵芯引接線部分的壓力。
除了串激繞組(series winding)的起始引接線部分，換向器豎片與纏繞在凸極部上的線圈之間的引接線部分，也可繞軸桿纏繞一匝或更多。
參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細描述。
本發(fā)明是在凸極部和換向器豎片的數(shù)量(n)是三個或更多的情況下實現(xiàn)的。在此情況下，可以對具體實施方式
進行配置。
為了方便描述，對數(shù)量n為三個的具體實施方式
進行描述。
圖1A和圖1B是表示根據(jù)本發(fā)明具體實施方式
的轉(zhuǎn)子的纏繞方法的圖。圖1A是表示繞組線連接狀態(tài)的展開圖，而圖1B是表示纏繞處理過程的制造步驟圖。在圖中，用箭頭表示纏繞方向。
除了繞組線的纏繞方法之外，圖1的轉(zhuǎn)子1的構造與圖2的常規(guī)轉(zhuǎn)子相同，因此，省略參照圖2所描述的共同部件的說明。
在圖1的轉(zhuǎn)子1中，即具有環(huán)狀部3和凸極部4的電樞鐵芯(轉(zhuǎn)子鐵芯)2、由彼此相連結的換向器6和換向器豎片7組成的換向器支架5、以及軸桿8都與圖2中所示相同。這里省略其說明。在換向器豎片7與電樞鐵芯2之間有換向器基部(未示出)的情況下，將引接線部分12布置成與該基部緊密接觸。
在此狀態(tài)下，按照圖1A中所示的纏繞步驟，將繞組線10的起始端9在第一換向器豎片(R1)上纏繞幾匝，然后，從第一換向器豎片(R1)開始沿右手方向在軸桿8上纏繞1.5匝(參見圖1B(1))，其后，按要求的匝數(shù)在凸極部4的第一鐵芯(P1)上進行纏繞。
在此時，繞組線10在軸桿8上纏繞的匝數(shù)是根據(jù)凸極部4和換向器豎片7的放置關系確定的。該匝數(shù)是一匝或更多，例如，大于等于一匝并小于等于十匝，優(yōu)選的是大于等于一匝并小于等于兩匝。在凸極部4和換向器豎片7具有如圖1A和圖1B所示的放置關系的情況下，具體而言，優(yōu)選的是，將匝數(shù)設定為1.5匝。當保證最少的匝數(shù)或一匝時，將繞組線10纏繞在軸桿8上，并且，使從換向器豎片7上引出的繞組線10，不會凸出到凸極部4的重疊區(qū)域。因此，不會發(fā)生因重疊而導致牽拉繞組線的現(xiàn)象。結果，就可以用相對松弛的方式實施纏繞，從而可以避免發(fā)生導線斷開。當繞組線10繞軸桿8纏繞匝數(shù)增加，超過一匝或者增加到兩匝或者更多，這種纏繞就不再必要，并且也更難實施松弛纏繞。
接著，將繞組線10從凸極部4的第一鐵芯(P1)引出，并引向第二換向器豎片(R2)，并在其上進行纏繞(參見圖1B(1))。然后，如圖1A所示，將繞組線10從第二換向器豎片(R2)引出，按預定匝數(shù)在凸極部4的第二鐵芯(P2)上進行纏繞，并將其引出到第三換向器豎片(R3)，并在其上進行纏繞(參見圖1B(2))。其后，如圖1A所示，將從第三換向器豎片(R3)引出的繞組線，按預定匝數(shù)在凸極部4的第三鐵芯(P3)上進行纏繞，并回到第一換向器豎片(R1)，將其纏繞于其上(參見圖1B(3))。
在將繞組線10纏繞在第三鐵芯(P3)上的處理過程期間，繞組線10起始為從第一換向器豎片(R1)上引出，將該繞組線10與軸桿8和凸極部4鐵芯的外周以緊密接觸的方式纏繞。因此，繞組線不會凸出進入到凸極部4的纏繞區(qū)，而且也不會在其上重疊纏繞。因為繞組線被纏繞在軸桿上，就可以用稍微松弛的方式實施纏繞處理，即使在一定程度上張拉導線時，也不會使導線斷開。
在以上描述之外，除了串激繞組的起始引接線部分，纏繞于凸極部上的換向器豎片與鐵芯之間的引接線部分，也可以在軸桿上纏繞一匝或更多匝。在此情況下，其作用和效果與上述具體實施方式
中的那些相同。
在上述的本發(fā)明中，在不改變部件功能情況下，就可以對其進行改進。
權利要求
1.一種轉(zhuǎn)子，包括軸桿，布置于所述轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和凸極部，所述環(huán)狀部具有開口，所述軸桿適配于該開口中；線圈，由連續(xù)纏繞各所述凸極部的繞組線組成；以及換向器豎片，布置于所述凸極部之上，所述繞組線的一部分纏繞在所述換向器豎片上并與所述線圈相連接；其中，將懸掛于所述換向器豎片和所述線圈之間的所述繞組線的引接線部分在所述軸桿上纏繞一匝或更多。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子具有復數(shù)對的所述凸極部和所述換向器豎片。
3.根據(jù)權利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其中，將所述繞組線纏繞在所述凸極部上，然后纏繞在與所述凸極部相對應的所述換向器豎片上。
4.根據(jù)權利要求3所述的轉(zhuǎn)子，其中，將所述繞組線的起始端固定于所述換向器豎片之一上。
5.根據(jù)權利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其中，固定于所述換向器豎片之一的所述繞組線，在纏繞于與所述換向器豎片相對應的所述凸極部之前，繞所述軸桿纏繞一匝或更多。
6.一種轉(zhuǎn)子，包括軸桿，布置于所述轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和第一至第n凸極部，所述環(huán)狀部具有適配所述軸桿的開口，而所述第一至第n凸極部從所述環(huán)狀部呈放射狀凸出；線圈，由連續(xù)纏繞各所述凸極部的繞組線組成；第一至第n換向器豎片，布置于所述凸極部之上，所述繞組線的一部分纏繞各所述換向器豎片并與所述線圈相連接；以及換向器，各所述換向器豎片連接在其上，其中，在圍繞相同軸的方向，順次設定若干個所述凸極部和所述換向器豎片，將所述第一換向器豎片放置在圍繞第n-1和第n凸極部之間所述軸的角度位置處，將纏繞開始時纏繞在所述第一換向器豎片上的所述繞組線，在所述軸桿上纏繞1.5匝，然后，纏擾所述第一凸極部，并將所述繞組線連續(xù)串聯(lián)纏繞具有相同編號的所述換向器豎片和所述凸極部，以及，其中，n是3或者更大的任意整數(shù)。
7.一種纏繞轉(zhuǎn)子的方法，所述轉(zhuǎn)子包括軸桿，布置于所述轉(zhuǎn)子的中間；電樞鐵芯，包括環(huán)狀部和凸極部，所述環(huán)狀部具有開口，所述軸桿適配于該開口中；線圈，由連續(xù)纏繞各所述凸極部的繞組線組成；以及換向器豎片，布置于所述凸極部之上，所述繞組線的一部分纏繞所述換向器豎片并與所述線圈相連接；所述方法包括將懸掛于所述換向器豎片與所述線圈之間的所述繞組線的引接線部分繞所述軸桿纏繞一匝或更多。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，纏繞所述軸桿的所述引接線部分是懸掛于所述換向器豎片和所述線圈之間的起始引接線部分。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)子包括所述軸桿；所述電樞鐵芯，包括所述凸極部，該凸極部包括從所述環(huán)狀部呈放射狀凸出的第一至第n凸極部；所述線圈；所述換向器豎片，包括與所述線圈相連接的第一至第n換向器豎片；以及換向器，與所述換向器豎片相連接，以及，其中n是3或者更大的任意整數(shù)，所述方法包括圍繞相同軸的方向，順次設定若干個所述凸極部和所述換向器豎片，在圍繞第n-1和第n凸極部之間的所述軸的角度位置處，放置所述第一換向器豎片，將纏繞起始時纏繞在所述第一換向器豎片上的所述繞組線，在所述軸桿上纏繞1.5匝，然后，再圍繞所述第一凸極部進行纏繞，以及將所述繞組線連續(xù)串聯(lián)纏繞具有相同編號的所述換向器豎片和所述凸極部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)子及其纏繞方法。在所述轉(zhuǎn)子中，對從換向器豎片到凸極部的引接線部分進行布置，以使該引接線部分不會斷裂。在轉(zhuǎn)子中具有電樞鐵芯，將軸桿在其上適配并固定，并且具有多個凸極部；以及線圈，在該線圈中將繞組線連續(xù)纏繞在各所述凸極部上，將至線圈的連續(xù)纏繞的繞組線引接線部分在所述軸桿上纏繞一匝或更多。優(yōu)選的是，將所述引接線部分繞軸桿纏繞1.5匝。這同樣適用于起始引接線部分外的引接線部分。
文檔編號H02K23/00GK1794543SQ200510130328
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2004年12月24日
發(fā)明者萩野光明, 中本晴幸 申請人:美蓓亞松下馬達有限公司, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社