專利名稱：疊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小的永磁直流(PMDC)馬達，且更特定地涉及形成該 馬達的電柩芯部的疊片。
背景技術(shù)：
在小的PMDC馬達中，轉(zhuǎn)子或電樞典型地具有帶疊片的芯部.疊片 由電工硅鋼片沖壓且堆疊在一起以形成電樞芯部，它與換向器被壓到 軸上.然后將芯部放在繞線機內(nèi)，其中，典型地為漆包銅線的線圍繞 芯部的凸極纏繞且終止于換向器.
在三極電樞中，線繞單個極纏繞，而對于帶有更高極數(shù)的電樞，繞 組可以繞極組纏繞.
在單獨地纏繞的極中，鄰近極的繞組占據(jù)或享有共同的繞組道，該 繞組道是相鄰的極之間的空間.對于帶有高填充率和/或具有細的線尺 寸的電樞，待纏繞的第一繞組可以填滿繞組道的底部，延展到理想地 應(yīng)由鄰近的仍待幾繞的繞組占據(jù)的區(qū)內(nèi)。因此，當(dāng)纏繞鄰近的繞組時， 它至少部分地錄繞在以前纏繞的繞組的頂上.這導(dǎo)致了多個問題，包 括第二繞組大于第一繞組且最后的繞組仍又可能地更大，因為它纏繞 在兩個鄰近的繞組之間。這意味著雖然每個繞組的匝數(shù)是相同的，但 是所使用的線的量不同，因為后來的繞組被沿更長的路徑纏繞.因此 每個繞組的電阻將不同，對于細的線和非常細的線，這可能對馬達性 能具有不利的影響.更大的線的體積也意味著繞組重量不相同，導(dǎo)致 了馬達平衡的問題，即如果電樞芯部在繞線前幾乎被平衡，則在繞線 后電樞將顯著地不平衡，且當(dāng)使用自動態(tài)平衡機來平衡電柩時，這可 能對性能具有不利的影響，因為自動態(tài)平衡機以材料移除原理運行且 從電樞芯部上移除材料以平衡電樞。從芯部上移除的材料越多，對性 能的影響也越大。在電樞的平衡中另一個重要的考慮是線團的徑向定 位，如杲徑向定位不同，電樞的動態(tài)平衡將受到不利的影響。對于徑 向定位，此處意味著電樞軸線和線圍質(zhì)心之間的徑向距離。該電樞線 團之間距離的差異如不修正，則將影響電樞的動態(tài)平衡而導(dǎo)致使用中 的振動。
因此本發(fā)明的目的是提供用于電樞的疊片，它可以使用繞線機纏 繞，這以簡單但有效的方式提供了閨繞單個電樞極的繞組的分離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了具有被槺繞的凸極電樞的小的PMDC馬達，其 中電樞具有布置在繞組道內(nèi)的繞組導(dǎo)向件，繞組道形成在鄰近的電樞 凸極之間且布置為分離繞組道的徑向內(nèi)部部分，由此，圍繞鄰近的電 樞凸極纏繞的繞組被限制進入繞組道的相對的徑向內(nèi)部部分。
優(yōu)選地，繞組導(dǎo)向件包括位于每個繞組道內(nèi)的葉片，每個葉片沿繞 組道延伸且徑向地從繞組道的徑向內(nèi)部表面向外延伸。
優(yōu)選地，葉片沿對開繞組道的平面延伸.
優(yōu)選地，葉片徑向地延伸到足夠分開共享繞組道的繞組的高度。
優(yōu)選地，電樞芯部以堆疊的電工硅鋼疊片形成且葉片以疊片的指狀 物形成.
優(yōu)選地，大致上成形為T形的凸極具有從中央?yún)^(qū)域延伸的徑向延伸 的輻片和周向延伸的極頭，極頭形成了徑向向外的極面，每個極頭在 周向間隔開的尖端之間延伸，繞組間隙形成在鄰近的極頭的尖端之 間，且繞組道形成在中央?yún)^(qū)域和輻片和鄰近的極的極頭之間且徑向地 通過繞組間隙開放，其中葉片沿徑向平面延伸，對開了繞組道且向繞 組間隙突出且具有足夠分開在繞組道內(nèi)鄰近的繞組的徑向高度，但是
小于等于徑向線條的高度，該徑向線條延伸經(jīng)過葉片且被從一個鄰近
極頭的鄰近尖端延伸到另一個鄰近極頭的鄰近尖端的線條所切開. 選擇地，葉片的徑向高度大致上等于延伸經(jīng)過葉片且被從鄰近極頭
的鄰近尖端延伸到根部區(qū)域的線條切開的徑向線條的高度。 選擇地，指狀物的高度大約為繞組道高度的一半。 優(yōu)選地，繞組導(dǎo)向件為分開地形成的物體，它在繞線之前裝配到電
樞芯部中.
優(yōu)選地，繞組導(dǎo)向件為絕緣材料制造且形成了鄰近繞組之間的絕緣 屏障。
優(yōu)選地，繞組導(dǎo)向件為槽絕緣(slot insulation)的整體部分. 選擇地，槽絕緣直接模制在芯部上.
選擇地，繞組導(dǎo)向件為可移除的屏障。
優(yōu)選地，繞組導(dǎo)向件為至少部分地由低摩擦材料形成，特別是聚四
象乙烯(PTFE),
選擇地，繞組導(dǎo)向件為繞線機的部分. 優(yōu)選地，電柩為三極電樞。 附困說明
現(xiàn)在將僅通過例子結(jié)合附困描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，各附圖
為


圖1為PMDC馬達，本發(fā)明應(yīng)用于該馬達；
圖2為圖1的PMDC馬達的根據(jù)優(yōu)選實施例的電樞；
圖3為圖2的電樞的疊片；
圖4為示出了疊加到困3的電柩上的繞組的示意截面視圖； 圖5為用于五極電樞的根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的疊片； 圖6示出了用于三極電樞的未纏繞的芯部，芯部帶有根據(jù)本發(fā)明另
一個實施例的繞組導(dǎo)向件；
圖7示出了三極電樞芯部的部分分解視困，該電樞芯部帶有根據(jù)本
發(fā)明進一步的實施例的繞組導(dǎo)向件；
圖8為圖7的繞組導(dǎo)向件的透視圖；和
圖9為根據(jù)本發(fā)明的再另一個實施例的可移除線導(dǎo)向件的透視圖.
具體實施例方式
圖1閨示了通用的小尺寸PMDC馬達IO，例如用于汽車附件和電池 驅(qū)動的應(yīng)用中。以部分截面示出的馬達10示出了內(nèi)部工作。馬達10 具有杯形殼體12和封閉了殼體12的打開端的端蓋14。端蓋14典型地 由絕緣材料制成或具有絕緣塑料材料襯，它支撐了馬達接線端16、 一 對葉型電刷組件18和選擇地馬達的其它電氣部件，例如噪聲抑制部 件，如扼流鵬和電容器.殼體12容納了永磁體定子20和纏繞的轉(zhuǎn)子 或電柩22.電樞22具有軸24，軸24上安裝了換向器26和具有多個 凸極的電樞芯部28。繞組30閨繞凸極形成且終止于換向器26.每個 繞組30包括多個絕緣電線匝，形成了閨繞芯部28的各單個極纏繞的 線團。電樞芯部28為由電工硅鋼片沖壓的疊片的堆。軸24軸頸支承 在軸承32中，軸承32由殼體12的封閉的端部和端蓋14所保持，
在使用中，將馬達的接線端連接到合適的電源上以使馬達運行。電 力從接線端經(jīng)過電刷機構(gòu)和換向器傳遞到電樞繞組上，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時
電刷機構(gòu)與換向器進行滑動接觸.
優(yōu)選的電樞為三極電樞，這意味著它具有三個凸極34，圍繞凸極 34纏繞各電樞繞組，每極一個繞組。圖2示出了未纏繞的三極電樞， 以更清晰地閨示電樞的芯部的結(jié)構(gòu)。電樞的芯部28由電樞疊片堆形 成 芯部28在繞組區(qū)域，也就是在繞組道36的軸向端部和內(nèi)表面處， 即鄰近的極之間容納繞組的空間，涂覆有環(huán)氣樹脂涂層.在每個繞組 道中為徑向和軸向延伸的葉片，它形成了如以下將解釋的繞組導(dǎo)向件 38。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的三極電樞疊片40。疊片40由電工 硅鋼片沖壓且具有中央孔24，用于接收軸.三個等間距的極34從中央 區(qū)域徑向延伸.每個極34具有一般地為T形形狀的構(gòu)造，該構(gòu)造具有 徑向延伸的輻片44和周向延伸的蓋或極面46.每個極的極面的端部或 尖端48跨過已知為繞組間隙50的小間隙面向鄰近極的尖端.繞組間 隙50的徑向內(nèi)部為較大的空間，它形成了在堆疊的芯部內(nèi)的通道，已 知為繞組道36，如上所述的繞組位于其中。
在極輻片44之間為較小的徑向突出，已知為指狀物52。指狀物52 有效地將繞組道36的下部部分分為兩個分開的倒，因此在繞線時，指 狀物52將線導(dǎo)向為敷設(shè)在鄰近圍繞其線正被纏繞的極34的繞組道36 的下部部分的其自己的一半內(nèi).當(dāng)疊片堆疊以形成芯部時，指狀物52
形成了脊或葉片，其稱為繞組導(dǎo)向件38.因此，當(dāng)圍繞鄰近的極繞線 時，線可以靠近極輻片44的基部或根部纏繞，因為以前的繞組沒有占 有繞組道底部的空間.這在圖4中示意性地示出，其中繞組被示出為 疊加到圖3的疊片上.因此，每個繞組具有相同的物理形狀，占據(jù)類 似的空間、體積和徑向位置，且使用了相同量的線。因此繞組不制造 在現(xiàn)有技術(shù)的疊片中的不平衡的情況.
指狀物52可以為任何合適的形狀和尺寸，只要它提供了在繞組之 間有效的分離且優(yōu)選地不大到使得它干涉正常繞線機的運行或需要任 何對繞線機的標(biāo)準(zhǔn)繞線機構(gòu)的修改。指狀物的厚度必須足夠使得指狀 物具有充足的強度以抵抗由繞組施加的力而不發(fā)生顯著的變形.當(dāng) 然，較小的或非顯著的變形雖然不是希望的，但是是可以接收的且仍 提供了對現(xiàn)有技術(shù)顯著的改進。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的五極疊片40'。再有，指
狀物52在疊片的鄰近極34的輻片44之間徑向地延伸，對開了形成了 繞組道36的鄰近輻片之間的空間.
指狀物的高度且罔此繞組導(dǎo)向件的高度應(yīng)該逸摔為不與閨繞極的 線圍的繞組干涉。如閨3中所示，繞組導(dǎo)向件的最大高度應(yīng)該使得繞 組導(dǎo)向件的頂部剛好觸及線條54，線條54從鄰近在考慮中的極的極的 極頭的尖端到在考慮中的極的另一側(cè)的其它鄰近的極的極頭的鄰近尖 端。線條54代表了線在閨繞極纏繞時其進給路徑。線條58代表了對 開繞組道的徑向平面，它為繞組導(dǎo)向件的徑向方向.該最大高度可以 描述為線條54與線條58的交叉點。
在實踐中，對于大多數(shù)應(yīng)用繞組導(dǎo)向件的高度將小于最大值，因為 疊片設(shè)計為帶有非常小的繞組間隙或帶有非常低的填充率，導(dǎo)向件指 狀物的高度可以顯著地短于該線條。對于五極電樞，例如在圖5中所 示，高度可以接近觸及到線條56的高度，線條56從鄰近的極面46的 尖端48劃向極輻片44的根部49.極輊片的根部的位置為極輻片聯(lián)結(jié) 到疊片的中央?yún)^(qū)域的位置.根部區(qū)域為初始極的輻片的鄰近的邊緣聯(lián) 結(jié)到中央?yún)^(qū)域的表面的點或區(qū)，忽略任何的倒角的角或交叉部分的輻 射。它是繞組道的底部或內(nèi)部邊緣.同樣地，用于五極電樞的繞組導(dǎo) 向件的希望的高度可以考慮為線條56與線條58的交叉點，
導(dǎo)向件指狀物的最小高度將取決于疊片設(shè)計和應(yīng)用，即繞組道多 滿，因為指狀物僅被要求分開鄰近的繞組.對于帶很少繞組的馬達， 例如小于填充道的40X的馬達，則短的指狀物是足夠的，但是對于高填 充的馬達，例如填充道的60S到70X的馬達，需要較長的指狀物。對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員顯見，因為繞組動力學(xué)的原因繞組的徑向外部部分自 然靠近極輻片纏繞且不要求附加的分離導(dǎo)向件.因此指狀物不需要徑 向地向外延伸經(jīng)過每個繞組的最外匝。然而，如果葉片太短，則繞組 將越過葉片且繞組導(dǎo)向件將無效.如將認(rèn)識到，在存在第一繞組時葉 片需要足夠的結(jié)構(gòu)強度以抵抗變形或彎曲而不至于與為第二繞組保留 的空間發(fā)生干涉。再有，這是折衷，因為一些彎曲是可容忍的且完全 地剛性的葉片可能太大以在繞組道內(nèi)占據(jù)顯著的空間，該空間原本是 繞組可利用的。
雖然優(yōu)選的實施例具有整體地與疊片形成的導(dǎo)向件指狀物，但是也 可以使用在繞線中位于繞組道內(nèi)的分開的導(dǎo)向件指狀物來實現(xiàn)本發(fā)
明.該分開的導(dǎo)向件指狀物可以形成為槽絕緣裝置的部分，或為相絕 緣裝置，或為獨立的部分.作為獨立的部分，它可以留在馬達中或在 繞線后從馬達中移除，
圖6示出了裝配到軸上的未纏繞的三極電樞芯部.電樞芯部具有根 據(jù)本發(fā)明的繞組導(dǎo)向件，在此實施例中，繞組導(dǎo)向件過模制到電樞芯 部上，作為槽襯的整體部分。這通過將芯部和軸放置在注模機的模具 中，且將塑料材料注入模具內(nèi)以形成槽絕緣和線導(dǎo)向件來實現(xiàn)。槽絕 緣為薄層，它在支撐或其它可能與線接觸的區(qū)褒蓋了芯部，即在繞組 道的內(nèi)表面和芯部的軸向端面內(nèi)。此類槽村為更一般地使用的環(huán)氧樹 脂涂層的替代。
作為過模制的替代，槽襯可以形成為分開的注模部分，以在繞線前 裝配到電柩芯部上的線導(dǎo)向件結(jié)束. 一旦被纏繞，繞組將襯牢固地保 持在芯部上，但是在繞線前，槽襯通過其幾何形狀被保持在位置上且 經(jīng)常通過柵襯和軸之間的裝配的緊密性來保持. 一個此類的實施例在 圖7中示出，其中槽襯示出為部分地組裝到芯部.圖8為圖7的槽襯 的透視圖.
困7和困8的槽襯70具有形狀類似于疊片的基部部分72且具有軸 向延伸邊緣部分或唇部78，其延伸到繞組道內(nèi)以保護線不受芯部尖銳 邊緣的損壞.該部分也已知為支架(spider)?？?4以緊配合接收軸 24以在繞線前將槽襯70保持在位置上.翼76軸向從支架延伸到覆蓋 繞組道的底板或徑向內(nèi)部部分.形成繞組導(dǎo)向件38的葉片徑向從翼76 延伸。當(dāng)裝配到芯部時，翼76為繞組導(dǎo)向件給予了側(cè)向支撐，
實際上需要兩個根據(jù)圖8的設(shè)計的槽襯來絕緣電樞芯部或保護繞 組不受繞組遣尖銳邊緣的損壞，每端裝配一個且在中間相遇.雖然看 似需要兩個槽襯相遇且優(yōu)選地互鎖以提供完整的保護層，但是這不是 總是需要的，且間隙可以存在于兩個襯的面對邊緣之間而沒有任何的 襯或繞組導(dǎo)向件的安全性或有效性的關(guān)注.確實，小的間隙是希望的 以保證襯靠在芯部的軸向端部面上的良好的裝配且適應(yīng)罔為單個疊片
的厚度的公差而導(dǎo)致的芯部長度上的變化.大的間隙對于一些應(yīng)用也 可接受，確實，在示出的例子中，內(nèi)部疊片的軾片的側(cè)面沒有被襯所 覆蓋。對于其中完整的菝蓋是必需的應(yīng)用，環(huán)氧樹脂涂層或過模制的 替代是優(yōu)選的.
閨9閨示了可移除的繞組導(dǎo)向件組件80.繞組導(dǎo)向件組件80具有 盤82，盤82帶有中央孔84，用于接收軸24.突出物86從盤82向外 延伸且孔84延伸經(jīng)過突出物86.突出物86提供了附加的在軸上的支 撐，且用作安裝和移除組件的把手。翼88軸向從盤延伸以沿繞組道的 底板定位且形成繞組導(dǎo)向件38的葉片從翼88徑向延伸.在繞線前繞 組導(dǎo)向件組件80插入到繞組道內(nèi)，且在繞線后將它移除.選擇地，這 可以通過手工過程完成，替代地，它也可以合并到繞線機中作為電樞 拾取/保持機構(gòu)的部分，其中當(dāng)在繞線機中拾取或安裝電樞時，繞組導(dǎo) 向件放置在繞組道內(nèi)，且當(dāng)纏繞的電樞從繞線機中移出時被移除。對 于可移除的繞組導(dǎo)向件，優(yōu)選的是它們由低摩擦材料制造或涂復(fù)有低 摩擦材料，以便于移除且避免損壞在繞組的線上的絕緣，該絕緣典型 地為漆包絕緣。 一個特別地合適的低摩擦材料是聚四氟乙烯(PTFE)， 也通過商標(biāo)名"特象綸(TEFLON)"已知。
本發(fā)明適合于具有凸極的電樞，其中電柩繞組圍繞單個離散的極纏 繞且不圍繞多極纏繞.鑒于此，雖然此具有其它個數(shù)的凸極的電樞是 已知的，且可以受到本發(fā)明的幫助，我們發(fā)現(xiàn)因為使用了簡單的繞線 過程和對于電樞繞組不平衡的較大的敏感性和三極電樞的繞組動力學(xué) 的原因，具有三極的電樞最能受益于本發(fā)明.
以上描述的實施例僅通過例子給出，且不偏離在后附的權(quán)利要求書 中限定的本發(fā)明的范圍的不同的修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯見的。
權(quán)利要求
1.一種小的永磁直流馬達，其具有纏繞的凸極電樞，其中電樞(22)具有繞組導(dǎo)向件(38)，其設(shè)置在形成在電樞(22)的鄰近的凸極(34)之間的繞組道(36)內(nèi)且布置為分開繞組道的徑向內(nèi)部部分，由此圍繞電樞的鄰近的凸極(34)纏繞的繞組(30)被限制進入繞組道的相對的內(nèi)部部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(38 )包括位于 每個繞組道(36 )內(nèi)部的葉片(76 )，每個葉片(76 )沿繞組道(36 ) 延伸且從繞組道的徑向內(nèi)部表面徑向向外延伸，
3. 如權(quán)利要求2所述的馬達，其中葉片(76 )沿對開繞組道(36 ) 的平面延伸。
4. 如權(quán)利要求2所述的馬達，其中葉片(76)徑向延伸到足夠 分開共享繞組道(36)的繞組(30)的高度.
5. 如權(quán)利要求2所述的馬達，其中電樞芯部(28)由堆疊的電 工硅鋼疊片(40， 40')形成且葉片(76)由疊片(22)的指狀物(52 ) 形成。
6. 如權(quán)利要求2所述的馬達，其中凸極(34)大致上具有T形 形狀，具有從中央?yún)^(qū)域延伸的徑向延伸的輻片(44)和周向延伸的極 頭，極頭形成了徑向面向外的極面(46)，每個極頭在周向間隔開的 尖端(48)之間延伸，繞組間隙(50)形成在鄰近的極頭的尖端(48) 之間且繞組道(36)形成在中央?yún)^(qū)域和輻片H4)和鄰近的極(34) 的極頭之間且徑向地通過繞組間隙(50)向外開放，其中葉片(76) 沿徑向平面延伸，對開了繞組道(36)且向繞組間隙(50)突出，且 具有這樣的徑向高度，即足夠分開在繞組道(36 )內(nèi)的鄰近的繞組(30 ) 但等于或小于延伸經(jīng)過葉片(76)且被從一個鄰近的極頭的鄰近尖端(48)延伸到另一個鄰近的極頭的鄰近尖端(48)的線條(54)所切 的徑向線條(58)的高度。
7. 如權(quán)利要求6所述的馬達，其中葉片(76)的徑向高度大致 上等于延伸經(jīng)過葉片(76)且被線條(56)所切的徑向線條(58)的 高度，線條(56 )從鄰近的極頭的鄰近尖端(48 )延伸到根部區(qū)域(49 ).
8. 如權(quán)利要求5所述的馬達，其中指狀物(52)的高度大約為 繞組道高度的一半。
9. 如權(quán)利要求1所迷的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(38 )是分開地 形成的物體，在繞線前它裝配到電樞芯部(28)上.
10. 如權(quán)利要求l所述的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(38)由絕緣材 料制成且在鄰近的繞組(30)之間形成了絕緣屏障.
11. 如權(quán)利要求1所述的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(38 )為槽絕緣 的整體部分。
12. 如權(quán)利要求11所述的馬達，其中槽絕緣直接地模制在芯部 (28)上.
13. 如權(quán)利要求1所迷的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(36 )為可移除 的屏障.
14. 如權(quán)利要求13所述的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(36 )至少部分 地由低摩擦材料形成，特別是聚四象乙烯。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的馬達，其中繞組導(dǎo)向件(36 )為 繞線機的部分.
16. 如權(quán)利要求1的所述馬達，其中電樞(20)具有三個凸極 (34)。
全文摘要
小的PMDC馬達具有纏繞的凸極電樞。電樞(22)具有布置在每個繞組道(36)內(nèi)的繞組導(dǎo)向件(38)，繞組道(36)形成在電樞的鄰近的凸極之間。繞組導(dǎo)向件(38)布置為分開各繞組道的徑向內(nèi)部部分，由此圍繞電樞的鄰近的凸極纏繞的繞組(30)被限制進入繞組道(36)的相對的徑向內(nèi)部部分。
文檔編號H02K15/02GK101098090SQ20061010019
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者倪智恒, 劉清式, 凱 閰, 黃耀龍 申請人:德昌電機股份有限公司