有刷直流馬達及其製造方法
2023-07-20 01:19:06 2
專利名稱：有刷直流馬達及其製造方法
技術領域：
本發明涉及整流子組裝體的整流子芯具有繞線時的引導功能的有 刷直流馬達及其製造方法。
背景技術：
有刷直流(DC)馬達從直流電源經電刷及該電刷滑動接觸的整流 子而向轉子繞組供給電流。這樣的有刷直流馬達的繞組中，纏繞於各 轉子磁極鐵芯的繞組兩端掛在分別與各整流子片連接的立板部上而被 電連接。
圖5是說明根據專利文獻1記載的現有技術進行的繞線的圖。在 圖示的例子中，兩級結構的多個整流子片A、 B分別在軸向分離，且整 流子片A與對應的立板部A連接，整流子片B與對應的立板部B連接。
由從整流子芯一體突出設置的突部覆蓋長度大於立板部B的立板 部A的根部，由此與立板部A連接的線圈A向內側的靠近即向線圏B 側的靠近被突部的端面阻止。因此，可切實防止兩繞組A、 B相互接觸。 但是，在自繞線機的噴嘴末端向立板部的確定位置繞掛電線時，需要 有繞線機引導件。
圖6 (A)是說明使用繞線機引導件進行的繞線的圖，(B)是從 軸末端側觀察整流子的側視圖。與配置在整流子芯主體上的各整流子 片的端部連接的立板部沿徑向延伸，在其末端附近設置電線連接部。 整流子墊圈將多個整流子片固定在整流子芯上。從樹脂制的整流子芯 主體沿徑向延伸的整流子芯臺座部從背面側支承立板部。
有刷直流馬達的繞線如下這樣進行將從繞線機的噴嘴末端放出 的電線始端纏到與各整流子片連接的立板部之一上，然後在一個既定 的磁極鐵芯上繞線既定圈數，然後將電線纏到相鄰的立板部上，對下 一磁極鐵芯繞線，如此連續進行繞線。此時，可由伺服馬達準確控制 繞線機的噴嘴末端位置。但是，在磁極鐵芯上繞線時，由於在先纏繞 的電線上接著重疊繞線，因此要準確知道在繞線了既定圏數之後的結 束時的電線位置是較困難的。因此，要將從無法準確知道的繞線結束位置延伸出的電線掛在立板部的既定位置上是較為困難的。
以往，如圖6(A)所示，使用繞線機引導件，使電線在該引導件 上滑動而將電線掛到立板部的既定位置上。但是，這樣的繞線方法需 要由伺服馬達等詳細指定繞線機引導件的位置來進行控制，從而生產
節拍時間(到完成一個單位作業為止的所需時間)變長。而且，生產 線上每次變更整流子時都需要細緻的機械調整。 專利文獻1:日本特開昭63 - 314149號/>報
發明內容
本發明的目的在於解決上述問題點，通過使整流子芯具有引導功 能，而在繞線時不需要繞線機引導件，將電線掛在立板部的規定部位 上。而且，不需要繞線機引導件的細緻定位操作，縮短了生產節拍時 間，且不需要生產線上因整流子變更而引起的細緻機械調整。
本發明的有刷直流馬達，在馬達機殼的內周面安裝磁場磁極用的 磁鐵，且在被可旋轉地支承的軸上具有由磁極鐵芯和纏繞在該磁極鐵 芯上的繞組構成的轉子磁極結構、和整流子組裝體，通過與該整流子 組裝體的整流子片接觸的電刷而自外部接受電源供給。整流子組裝體 由樹脂制的整流子芯、配置在其外周上的多個整流子片、分別與各整 流子片連接且向半徑方向外側延伸的多個立板部構成。整流子芯具有 支承整流子片的整流子芯主體、從背面側支承徑向延伸的立板部的整 流子芯臺座部、形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導部。使該
電線二引導件而發揮作:。 ,，-、
此外，本發明的有刷直流馬達的製造方法，整流子組裝體由整流 子芯、配置在其外周上的多個整流子片、分別與各整流子片連接且向 半徑方向外側延伸的多個立板部構成，該整流子芯具有支承整流子片 的整流子芯主體、從背面側支承徑向延伸的立板部的整流子芯臺座部、 形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導部，使引導部作為用於引 導電線的引導件而發揮作用，並在設於立板部末端側的電線連接部掛 接電線。
電線連接部由沿周向將立板部末端側切口而成的凹部構成，且整 流子芯臺座部的徑向尺寸在與凹部相鄰的一側大於凹部下端位置，且小於凹部上端位置。
將變阻器沿軸的軸向與立板部接近地配置，且與凹部下端位置或 其附近位置一致地使立板部折曲成曲柄狀而形成臺階部，在立板部與 變阻器之間形成間隙。
根據本發明，由於在整流子芯上附加了引導功能，因此在將電線 掛到立板部的規定部位上時，不需要繞線機引導件及其細緻定位操作， 而且，由於節省了該操作而縮短了生產節拍。而且，由於不需要繞線 機引導件，不需要生產線上因整流子變更而引起的細緻機械調整。
圖1中(A)是將可應用本發明的有刷直流馬達的上半部剖切而成
的剖視圖，(B)是從殼體蓋側觀察的側視圖，(C)是在取下了殼體
蓋的狀態下從整流子側觀察的側視圖。
圖2是僅取出圖l所示的有刷直流馬達的轉子而予以表示的圖，(A)
表示將上半部剖切而成的剖視圖，(B )表示從整流子側觀察的側視圖。 圖3是表示圖2所示整流子組裝體的詳細情況的圖，(A)表示將上
半部剖切而成的剖視圖，(B)表示從軸末端側觀察的側視圖。 圖4 (A) 、 (B)分別是圖3所示的P部和Q部的放大圖。 圖5是說明專利文獻1記載的現有技術的繞線的圖。 圖6 (A)是說明使用繞線機引導件進行繞線的圖，(B)是從軸
末端側觀察整流子的側視圖。
具體實施例方式
以下，基於例示說明本發明。圖l (A)是將可應用本發明的有刷 直流馬達的上半部剖切而成的剖視圖，(B)是從殼體蓋側觀察的側視 圖，(C)是在取下了殼體蓋的狀態下從整流子側觀察的側視圖。圖l 中例示了具有四邊形(正方形)狀外形的馬達，但本發明也可用於圓 形形狀外形、平板側面外形的馬達等任何形狀的馬達。此外，對於具 有四極磁場的磁鐵以及六極轉子磁極的有刷直流馬達，將會在以下說 明，但本發明也可適用於具有兩極以上磁場磁極以及三極以上轉子磁 極的有刷直流馬達。
馬達機殼由馬達殼體、嵌裝在該馬達殼體的開口部上的殼體蓋構成。在由金屬材料衝壓加工成有底中空筒狀的馬達殼體的內周面安裝有磁場 磁極用的磁鐵。具有大致一定板厚的金屬制馬達殼體的四邊形狀側面形 成構成磁鐵磁路的磁軛。轉子的軸被分別設於殼體蓋的中央部、馬達殼 體底部中央的軸承支承。構成在軸上的轉子具有由磁極鐵芯和纏繞在該 磁極鐵芯上的繞組構成的轉子磁極結構。整流子組裝體固定在軸上，在 其端部具有用於消去火花的變阻器(盤式變阻器)。與整流子片接觸的 電刷(一對)與支承於殼體蓋上的外部端子連接，通過該外部端子而自 外部接受電源供給。
磁鐵外形形狀與馬達殼體內周面形狀大致相同，通過壓入或粘接而
安裝到馬達殼體內側。磁鐵的磁極是沿徑向被磁化的四極，且沿周向s
和N交替出現。在此例示的磁鐵是由磁鐵材料一體地整體形成為環狀。 該環狀磁鐵的內徑比轉子外徑稍大，該環狀磁鐵的外形是側面部壁薄、 角部壁厚的偏厚形狀。如圖所示，形成磁軛的馬達殼體側面為將與四極 的磁場磁極數相同數量的四邊的平坦側面部(平板面)、和位於該四邊 側面部之間的角部的同樣數量的四個角部連續結合而成的形狀。圓弧形 狀的角部是在其內表面側支承和固定磁鐵的部分。各磁鐵的周向中心(各 磁極的頂點)與同其對應的各磁軛角部的周向中心一致。
圖2是僅取出圖l所示的有刷直流馬達的轉子而予以表示的圖，(A) 表示將上半部剖切而成的剖視圖，(B )表示從整流子側觀察的側視圖。 如圖所示，構成在軸上的轉子具有由磁極鐵芯和纏繞在該磁極鐵芯上的 繞組構成的轉子磁極結構、和具體參照圖3稍後記述的整流子組裝體。 整流子組裝體固定在軸上，其端部具有用於消去火花的變阻器(盤式變 阻器)。在整流子組裝體的相反側的轉子磁極側面上具有套筒和墊圈， 以與馬達殼體底部所配備的軸承抵接的方式配置。
圖3是表示圖2所示整流子組裝體詳細情況的圖，(A)表示將上半 部剖切而成的剖視圖，(B)表示從軸末端側觀察的側視圖。固定在軸上 的圖示的整流子組裝體例示為省略了用於消去火花的變阻器的結構。該 整流子組裝體包括樹脂制的整流子芯、配置在該整流子芯(主體)外 周上且自外部通過電刷導入電流的由導電體構成的多個(例示為6個) 整流子片、將整流子片固定在整流子芯上的整流子墊圈、分別與各整流 子片連接且向徑向外側延伸的多個立板部。圖示的立板部通過與各整流 子片分別成一體地向徑向外側折曲延長而形成。繞組的端部連接在該立板部的既定位置(電線連接部)。整流子芯 中，支承整流子片的整流子芯主體、從背面側支承徑向延伸的立板部的 整流子芯臺座部、形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導部是由合 成樹脂一體成形的，上迷引導部的詳細情況稍後記述。整流子芯臺座部 的一部分被傾斜地進行面加工，以鑽到繞組下方，從而不會妨礙繞線，
又可確保臺座部的強度。此外，與整流子芯一體地設在端部的定位用爪
(例示為3個)嵌合在與磁極鐵芯對應設置的孔中，從而對整流子組裝 體相對於磁極鐵芯進行周向及軸向定位。
在安裝以環狀切去中央的盤式變阻器(圖2 (A))時，在繞線後， 在整流子墊圈的外周側沿軸的軸向與立板部相接近地配置該盤式變阻 器。配置了變阻器後，將變阻器的各電極釺焊到各自對應的立板部上。
接著，參照圖4說明對整流子芯臺座部附加的線引導功能。圖4(A)、 (B)分別是圖3所示的P部和Q部的放大圖。各立板部分別收容於設 在整流子芯臺座部上的定位凹部內而從背面支承。設於立板部末端側的 電線連接部由沿周向切口的凹部構成。周向的凹部用於對掛在此處的電 線定位(以下，將凹部的立板部末端側稱為凹部上端，將立板部根側稱 為凹部下端)。關於凹部形狀，可以做成圓弧狀、矩形狀等能夠繞桂電 線的任意形狀。該凹部只要在由繞線機的繞線方向所確定的任一方的周 向側形成即可，但也可在周向兩側形成凹部。
與該凹部下端位置或其附近位置相一致地將立板部折曲成曲柄狀， 而形成臺階部。即，將徑向延伸的立板部在臺階部沿軸的軸向向臺座部 側直角折曲後，再以很短的長度向徑向折曲。由此，在將變阻器接近立 板部地配置時，在立板部與變阻器之間存在間隙(圖2 (A))，可防止 繞桂在立板部上的繞組與變阻器發生幹涉。若變阻器與立板部的繞組幹 涉，則變阻器相對於軸的直角度變差，結果，出現變阻器與立板部的釺 焊不良、轉子旋轉時產生震動而與電刷發生幹涉這樣的問題。
線引導功能是使整流子芯臺座部的徑向尺寸(引導部直徑)在與凹 部相鄰的一側大於凹部下端位置、且小於凹部上端位置。即，引導部的 徑向尺寸是位於立板部的用於繞線的凹部(缺口)附近的尺寸。
由此，在磁極鐵芯上繞線時，能將從在先纏繞的電線上接著重疊纏 繞既定團數之後的繞線結束位置延伸出的電線引導到引導部上，並使其 在引導部上滑動來桂到凹部內。如圖3 (B)所示，對於該引導部的整體形狀，例示的是在相鄰的兩個立板部之間將整流子芯臺座部外周(引導 部)形成為大致直線形狀，但只要是可使電線順利滑動的形狀，也可採 用圓弧狀等其他任意形狀。如此，通過對整流子芯附加的引導功能，能 夠將電線繞桂在立板部的規定部位(電線連接部)上。
權利要求
1. 一種有刷直流馬達，在馬達機殼的內周面安裝磁場磁極用的磁鐵，且在被可旋轉地支承的軸上具有由磁極鐵芯和纏繞在該磁極鐵芯上的繞組構成的轉子磁極結構、和整流子組裝體，通過與該整流子組裝體的整流子片接觸的電刷而自外部接受電源供給，其中，上述整流子組裝體由整流子芯、配置在其外周上的多個整流子片、分別與各整流子片連接且向半徑方向外側延伸的多個立板部構成，上述整流子芯具有支承上述整流子片的整流子芯主體、從背面側支承徑向延伸的立板部的整流子芯臺座部、形成在上述整流子芯臺座部的徑向外周部的引導部，使上述引導部作為在設於立板部末端側的電線連接部上連接電線時用於引導電線的引導件而發揮作用。
2. 根據權利要求1所述的有刷直流馬達，其中， 上述電線連接部由沿周向將立板部末端側切口而成的凹部構成，且上述整流子芯臺座部的徑向尺寸在與上述凹部相鄰的一側大於凹部 下端位置，且小於凹部上端位置。
3. 根據權利要求2所述的有刷直流馬達，其中， 變阻器沿軸的軸向與上迷立板部接近地配置，而且，通過與上述凹部下端位置或其附近位置一致地將立板部折曲成曲柄狀而形成臺階 部，在上述立板部與上述變阻器之間形成間隙。
4. 一種有刷直流馬達的製造方法，該有刷直流馬達在馬達機殼的內 周面安裝磁場磁極用的磁鐵，且在被可旋轉地支承的軸上具有由磁極 鐵芯和纏繞在該磁極鐵芯上的繞組構成的轉子磁極結構、和整流子組 裝體，通過與該整流子組裝體的整流子片接觸的電刷而自外部接受電 源供給，其中，由整流子芯、配置在其外周上的多個整流子片、分別與各整流子 片連接且向半徑方向外側延伸的多個立板部構成上述整流子組裝體，上述整流子芯具有支承上述整流子片的整流子芯主體、從背面側 支承徑向延伸的立板部的整流子芯臺座部、形成在上述整流子芯臺座 部的徑向外周部的引導部，使上述引導部作為用於引導電線的引導件而發揮作用，並在設於 立板部末端側的電線連接部上掛接電線。
全文摘要
本發明提供一種有刷直流馬達及其製造方法。在繞線時不需要繞線機引導件，便能將電線掛到立板部的規定部位。整流子組裝體由樹脂制的整流子芯、配置在其外周上的多個整流子片、分別與各整流子片連接且向徑向外側延伸的多個立板部構成。整流子芯中，支承整流子片的整流子芯主體、從背面側支承徑向延伸的立板部的整流子芯臺座部、形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導部由合成樹脂一體成形。使該引導部作為在設於立板部末端側的電線連接部上掛接電線時用於引導電線的引導件而發揮作用。
文檔編號H02K15/00GK101425724SQ20081017311
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者友澤俊介 申請人:馬淵馬達株式會社