專利名稱：小型電動機的電樞及在其上繞制線圈的方法
技術領域：
本發(fā)明總的說來涉及小型電動機的一種電樞，更具體地說，涉及小型直流電動機的一種裝有一些滅火花電容器的電樞，該電樞的結構使電樞的線圈繞制工作可連續(xù)地協(xié)調地進行，裝配工作可輕易地進行。本發(fā)明還涉及在這種電樞上繞制線圈的方法。
小型直流電動機的裝有一些滅火花電容器的普通型式電樞(例如6線圈4極小型電動機的電樞)，通常具有下列結構。
圖8是應用于本發(fā)明的小型電動機電樞主要部分的側視圖。圖9是沿圖8的A-B-C-D線截取的剖視圖。在圖8和圖9中，編號1是具有六個電樞磁極2的鐵芯，鐵芯的軸向中心固定裝設有電樞軸3;4是絕緣圓柱體，固定裝設在電樞軸3的一端;5是換向器，固定裝設在絕緣圓柱體4的外周邊上，其外周邊上有六個換向片6;7是個固定環(huán);8是個印刷電路板，安插在鐵芯1與換向器5之間，其外周邊上有三個滅火花電容器9;10是線圈，卷繞在構成鐵芯1的六片電樞磁極2上，且經(jīng)端子引線(圖中未示出)與換向片6連接。電容器9經(jīng)印刷電路板8上形成預定電路的預制線路(圖中未示出)與換向器5及線圈10連接。


圖10是圖8和圖9所示電樞的電路圖。與圖8和9中同樣的部件用同樣的編號表示。圖10中，電容器9是個極化鋁電解電容器，其三個負極短接，其正極則分別換向片61、63和65。
圖11是例示換向片6、電容器9和線圈10之間的接線的展開圖。圖11中，編號61-66為換向片;91-93為電容器;101-106為線圈。電容器91-93的各負極短接，電容器91的正極則接換向片62和65，電容器92的正極接換向片61和64，電容器93的正極分別接換向片63和66。線圈101-106的繞線從換向片61開始，繞成線圈101和104，引到換向片65上。接著，繞線從換向片56延伸，在環(huán)繞線圈104之后，繞成線圈105和102，引到換向片63。繞線再從換向片63繼續(xù)延伸，在環(huán)繞線圈102之后，繞成線圈103和106。
具上述結構的電樞可轉動地配置在這樣一個定子上，該定子由四個磁極組成，四個磁極配置得使不同的磁極交替出現(xiàn)在空心圓柱形外殼的圓周方向上。電樞借助于經(jīng)沿圓周方向間隔90度角配置的饋電電刷饋來的電力平穩(wěn)轉動。
如上所述，裝配普通型式的電樞時，將線圈10繞在圖9的六極電樞2上，裝配其上裝有電容器9的印刷電路板8，裝配換向器5，然后將線圈10的端子引線(圖中未示出)接到換向片6上。這種方案的線圈繞制作業(yè)(即將繞在電樞磁極2上的繞組連接到換向片6的作業(yè))缺乏連續(xù)性，作業(yè)過程往往有許多不必要的中斷，作業(yè)本身既麻煩，又花費大量時間和勞力。
為解決線圈繞制作業(yè)中的上述問題，有人設計了一種將印刷電路板8裝配入鐵芯1中的裝置，該裝置將線圈10繞制到電樞電極2上時是在換向器5已裝配好的情況下進行的。雖然這種方案有這樣的好處線圈可連續(xù)繞制和接線，但事先裝在印刷電路板8上的電容器9可能會妨礙線圈10的繞制作業(yè)。為避免這一點，電容器9就得在線圈10繞制好之后才能安裝。這使電容器9的安裝位置不穩(wěn)定，從而使轉子平衡方面有問題。為解決這個問題，可能需要采用平衡錘的平衡調節(jié)以及其它一些附加作業(yè)，從而增加工時。
本發(fā)明的目的是提供小型電動機的這樣一種電樞，這種電樞的結構使線圈的繞制作業(yè)可以連續(xù)進行，而且給裝配作業(yè)帶來方便。
本發(fā)明另一個目的是提供一種換向片的形狀適用于本發(fā)明的換向器。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種有助于線圈繞制作業(yè)的連續(xù)進行和給裝配作業(yè)帶來方便的印刷電路板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種鐵芯和換向器，該鐵芯和換向器的結構使各換向片在其在線圈繞制在鐵芯的情況下壓配合到電樞軸上時可以相對于鐵芯配置在預定位置上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能防止繞組松開的線圈繞制方法。
在本說明書所公開的實施例中，小型直流電動機裝有一些滅火花電容器的電樞包括一個換向器和一個印刷電路板。換向器有n片徑向換向片，每間隔一個的換向片其端部彎向電樞的軸向，經(jīng)一個絕緣件固定到電樞鐵芯的一端。印刷電路板有n/2個通孔，n/2片彎曲的換向片端部即插入并固定入這些通孔中，滅火花電容器即裝在印刷電路板上。
圖1是本發(fā)明的主要部分的縱向剖視圖。
圖2是實施本發(fā)明的印刷電路板的放大圖。
圖3是實施本發(fā)明的另一個印刷電路板的放大圖。
圖4是實施本發(fā)明的換向器放大了的正視圖。
圖5是圖4的縱向剖視圖。
圖6有助于說明本發(fā)明在電樞磁極上繞制線圈的方法的一個實例。
圖7有助于說明線路的接線。
圖8是普通型式電樞的主要部分的縱向剖視圖。
圖9是沿圖8的A-B-C-D線截取的橫向剖視圖。
圖10是一個電樞的電路圖。
圖11有助于說明普通型式電樞的線路接線。
圖1是本發(fā)明的一個實施例的主要部分的縱向剖視圖。與圖8至10同樣的部件都用相應同樣的編號表示。圖1中，設在線圈10軸向端的每隔一個的換向片6(即六個徑向配置的換向片中的三個換向片)彎向電樞的軸向方向。這三個換向片6配置得使其在軸向通過印刷電路板8。編號11表示釬焊部分，16是絕緣紙，用以將鐵芯1與換向片6絕緣起來。
圖2是圖1所示的印刷電路板一個例子的放大圖。
圖2中，編號8a表示以120度等間距的中心角形成的臂部。各臂部分8a的外圓周端有焊區(qū)13-1、13-2和13-3，以及14-1、14-2和14-3，電容器9的正極和負極即固定并焊接到各該焊區(qū)上。編號12-1、12-2和12-3是以120度等間距設在對應于各臂部8a的位置上的通孔，這些通孔形成得使六個換向片中的三個換向片(其結構稍后即將說明)通過這些通孔。這些通孔12-1至12-3附近設有焊區(qū)，銅箔印刷線路即形成在這些通孔12-1至12-3的焊區(qū)與電容器9的焊區(qū)13-1至13-3和14-1至14-3之間，如圖2所示。
圖3是印刷電路板另一個實例的放大圖。
圖中所示的印刷電路板8上設有接線端子15-1、15-2和15-3(如圖中陰影部分所示)以120度的等間距配置在與弧內周邊上的通孔12-1至12-3互成等角的位置上。接線端子15-1接通孔12-3的焊區(qū)，接線端子15-2接通孔12-1的焊區(qū)，接線端子15-3則接通孔12-2的焊區(qū)，如圖中虛線所示。這些接線是由印刷線路通過堆置各印刷電路板、外跨接線或其它適當?shù)难b置完成的。
這些接線端子15-1至15-3連接到六個換向片61至66中的三個換向片，不包括插入并固定入通孔12-1至12-3的三個換向片，這稍后即將說明。
圖4和5是圖1所示的換向片一個實施例的放大正視圖和放大側視圖。與圖1相同的部件用圖1相同的編號表示。在圖4和5中，各換向片6與換向器5的各元件形成一個整體，以60度的中心角等間距放射狀地配置。六個換向片中在圓周方向上交替出現(xiàn)的三個換向片朝軸向彎曲，并通過設在圖2和3所示的印刷電路板上的通孔12-1、12-2和12-3。編號4a表示與絕緣圓柱體4形成一個整體且可伸縮地固定到圖1所示的鐵芯1上的突出件。
下面就上述結構說明電樞的裝配、線圈繞制和接線的步驟。
圖6和7是說明本發(fā)明一個實施例中各換向片與各線圈之間的線路接線主要部分的端視圖和展開圖。與圖10相同的部件用圖10相同的編號表示。圖6中，編號21-26表示繞有線圈101-106的電樞磁極，對應于圖1所示的六個電樞磁極2。換向片62、64和66朝軸向彎曲。
圖6和圖7中，線圈101-106是在軸向使換向器5和換向片61-66偏離原位置一段距離(例如3毫米)形成間隙的情況下繞制的。就是說，線圈繞線從換向片61開始，繞成線圈101和104，延伸到換向片65，環(huán)繞線圈104，繞成線圈105和102，延伸到換向片63，環(huán)繞線圈102，繞成線圈103和106，引到換向片61上。因此，這時沒有在換向片62、64和66與線圈101-106之間進行任何接線。繞線的接線可無需環(huán)繞線圈102和104，直接在換向片63與線圈103之間以及換向片65與線圈105之間進行。但之所以要環(huán)繞線圈102和104是為了防止繞線松開，因為在繞線圈101-106之后將換向器5和換向片61-66壓配合到它們的原位置時繞線往往會松開。線圈繞制完畢之后，絕緣圓柱體4經(jīng)圖1所示的絕緣紙16壓配合到鐵芯1上。從圖4和圖5中可以看到，絕緣圓柱體4上設有突出件4a，從圖1中可以看到，鐵芯1上設有滑槽1a，與突出件4a接合。突出件4a與滑槽1a接合可以避免絕緣圓柱體4(即換向器5和換向片61-66)在旋轉方向上偏離其相對位置。
當后側裝有圖2所示的電容器9的印刷電路板8(圖2)安置在圖1所示的換向片6上時，圖6所示的換向片62、64和66通過設在印刷電路板8上的通孔12-1至12-3，且伸出印刷電路板8的表面。
在此情況下，將換向片62、64和66的突出部分釬焊到通孔12-1、12-2和12-3的焊區(qū)上，將換向片61、63和65釬焊到繞制好的線圈的端子引線部分上。然后用一個外跨接線將換向片61釬焊到通過通孔12-2的換向片64上。將換向片63和65釬焊到通過通孔12-3和12-1的換向片66和62上。這些釬焊作業(yè)完畢之后，就得出圖10和11所示帶電路的電樞。
當采用圖3所示的印刷電路板時，電容器9裝在印刷電路板8上，印刷電路板8則如上所述安裝在圖1所示的換向片6上，使印刷電路板8與相應于換向片61、63和65配置的接線端子15-3、15-1和15-2接觸。
在此情況下，將與接線端子15-3、15-1和15-2接觸的換向片61、63和65分別釬焊到突出通孔12-1、12-2和12-3各焊區(qū)外的換向片62、64和66上。然后將換向片61、63和65釬焊到繞制好的線圈的端子引線部分上。
圖3中所示的印刷電路板8，其結構是各換向片61、63和65與印刷電路板8上的換向片64、66和62相連接，這種結構的印刷電路板無需圖2所示的印刷電路板8那樣使用外跨接線，而且減少了釬焊點的數(shù)目。
由于釬焊是在印刷電路板8為換向片62、64和66所支撐的情況下進行的，因而提高了換向片6安裝到印刷電路板8上的安裝強度。
在本實施例中，雖然是就6線圈4極小型電動機的電樞進行說明的，但本發(fā)明也適用于n個線圈p個磁極(n和p為任何正偶數(shù))小型電動機的任何電樞。
如上所述，本發(fā)明由于線圈的繞制作業(yè)是自始至終毫不中斷地連續(xù)進行的，因而使線圈的繞制易于進行，而且實質上提高了工作效率。此外，本發(fā)明還可以防止線圈繞組松開。
本發(fā)明的電樞是在線圈繞制好之后裝配其上裝有電容器的印刷電路板并釬焊各線路接線完成的，因而實質上可縮短時間和裝配工作所需要的工時。
本發(fā)明能將各電容器安裝到印刷電路板上各預定的位置上，因而既能提高各電容器定位的精確性，又能穩(wěn)定轉子的平衡。
權利要求
1.小型電動機的一種電樞，具有多個卷繞在一個鐵芯上的線圈和滅火花電容器，且可轉動地安置在具有多個磁極的一個定子中，其特征在于其換向器和印刷電路板，該換向器有n片(n為任何正偶數(shù))徑向換向片，每隔一個的所述換向片其端部朝所述電樞的軸向彎曲，所述徑向換向片經(jīng)一個絕緣件固定到電樞鐵芯的一端，而印刷電路板有n/2個通孔，所述端部彎曲的n/2片換向片即插入并固定入所述n/2個通孔中，所述多個電容器也裝在印刷電路板上，電氣接線通過所述印刷電路板進行。
2.如權利要求1所述的小型電動機的電樞，其特征在于，所述各電容器的負極借助于印刷線路彼此連接起來，而電容器的正極則連接到所述印刷電路板上的所述通孔。
3.如權利要求2所述的小型電動機的電樞，其特征在于，插入并固定入所述通孔的n/2片換向片和其余n/2片相應的換向片用一些外跨接線彼此連接起來。
4.如權利要求1所述的小型電動機的電樞，其特征在于，所述印刷電路板具有這樣的結構所述各電容器的負極借助于印刷線路彼此連接起來，而所述各電容器的正極借助于印刷線路連接到所述各通孔，設在相應各換向片各位置的n/2個接線端子連接到所述印刷電路板上的所述通孔，且所述各相應換向片的端部彎曲，且釬焊到所述接線端子的位置。
5.如權利要求1所述的小型電動機的電樞，其特征在于，所述鐵芯上設有一些滑槽，在一個形成所述換向器的絕緣圓柱體上設有所述各滑槽所引導的突出件，以便給所述換向片定位。
6.一種在小型電動機的一種電樞上繞制繞圈的方法，該電樞具有多個卷繞在一個鐵芯上的線圈、滅火花電容器和一個換向器，且可轉動地安置在具有多個磁極的一個定子中，其特征在于其換向器和印刷電路板，該換向器有n片(n為任何正偶數(shù))徑向換向片，所述徑向換向片每隔一個的換向片其端部朝所述電樞的軸向彎曲;所述徑向換向片經(jīng)一個絕緣件固定到電樞鐵芯的一端，印刷電路板有n/2個通孔，所述端部彎曲的n/2片換向片即插入并固定入所述n/2個通孔中，所述多個電容器也裝在印刷電路板上;多個所述線圈是在所述換向器壓配合到電樞軸上在所述換向器與所述鐵芯之間形成一個間隙時在所述換向片與所述鐵芯之間形成一個間隙的情況下繞制的，而所述換向器是在線圈繞制完畢之后壓配合得使所述換向器與所述鐵芯之間沒有間隙形成，從而將各換向片與線圈的各端子端連接起來。
全文摘要
小型直流電動機的一種裝有一些滅火花電容器的電樞，該電樞包括一個換向器和一個印刷電路板，該換向器有n片徑向換向片，每隔一個的換向片的端部朝電樞的軸向彎曲，該徑向換向片經(jīng)一個絕緣件固定到電樞鐵芯的一端；上述電容器裝在印刷電路板上，印刷電路板有多個通孔，n/2片彎曲的換向器端部即插入并固定入這些通孔中；電氣接線借助于印刷電路板進行。
文檔編號H02K15/04GK1063781SQ92100110
公開日1992年8月19日 申請日期1992年1月18日 優(yōu)先權日1991年1月18日
發(fā)明者松田新一, 岡崎啟, 石井久喜 申請人:馬淵馬達株式會社