專(zhuān)利名稱(chēng)：小型電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種4-6(4-磁極-6-凸極)結(jié)構(gòu)的小型有刷DC電機(jī)，它包括一個(gè)用來(lái)熄滅電弧的變阻器，并且特別涉及到一種在電樞鐵心上繞制線圈的手段。
如圖5所示，一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)4-6(4-磁極-6-凸極)結(jié)構(gòu)的小型有刷DC電機(jī)的電樞50的結(jié)構(gòu)中，為了把線圈53繞在電樞鐵心51上徑向突出的六個(gè)凸極52上，并且把六個(gè)豎片55電連接到六個(gè)換向器54的端子上，需要事先在一個(gè)環(huán)形變阻器56的一側(cè)用一個(gè)基片或是電極印刷圖形57(圖中的陰影部分)制成的厚膜構(gòu)成一個(gè)電路，繞在六個(gè)凸極52上的線圈53的繞組被連接到從對(duì)應(yīng)的換向器54上延伸出來(lái)的六個(gè)豎片55上，并且通過(guò)焊接58把環(huán)形變阻器56的印刷電路圖形57連接到豎片55的表面上，從而構(gòu)成一個(gè)電樞50。
圖5中所示的電極印刷圖形57是一種導(dǎo)電的電路圖形，因此插入電樞的旋轉(zhuǎn)中心而形成了一對(duì)兩個(gè)長(zhǎng)和短的等電位的豎片；用于三對(duì)豎片的三個(gè)電路圖形被制成相同的形狀，并且彼此間保持電氣上相互獨(dú)立。
也就是說(shuō)，用于電連接一對(duì)豎片的電路圖形從在靠近該對(duì)豎片的另一對(duì)中短豎片外側(cè)的一個(gè)長(zhǎng)豎片開(kāi)始延伸通過(guò)仍為靠近該對(duì)豎片的所述另一對(duì)中長(zhǎng)豎片的下方延伸到相關(guān)的短豎片。三個(gè)電路印刷圖形57被設(shè)在環(huán)形變阻器56的一側(cè)，通過(guò)焊接58，印刷圖形57各連接一對(duì)長(zhǎng)短豎片。另外，三個(gè)電路圖形設(shè)置成獨(dú)立包含設(shè)在環(huán)形變阻器56內(nèi)部的三個(gè)電極，并且電連接到一起。
所述的接線結(jié)構(gòu)中使用了在環(huán)形變阻器56中構(gòu)成的電路作為通過(guò)換向器54的線圈53電流換向回路的一部分。
然而，為了電機(jī)的平面化和小型化，很難將電極印刷圖形57設(shè)置在環(huán)形變阻器56中，并且要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造環(huán)形變阻器56，這樣會(huì)不可避免地提高產(chǎn)品的成本。
另外，如果設(shè)置在環(huán)形變阻器56中的電極印刷圖形57變得越來(lái)越小，圖形之間就容易發(fā)生接觸，與豎片55的定位精度也會(huì)要求很?chē)?yán)格；在連接或是焊接線圈端子時(shí)有可能發(fā)生電氣短路。
本發(fā)明的目的是把用于具有三個(gè)電極部件的2-3(2-磁極-3-凸極)結(jié)構(gòu)的普通電樞的具有三個(gè)電極的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形變阻器應(yīng)用于4-6結(jié)構(gòu)的電樞。它是由繞凸極的線圈纏繞方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用標(biāo)準(zhǔn)的3-電極變阻器提供一種相當(dāng)于為4-6結(jié)構(gòu)的電樞專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的變阻器的過(guò)電壓抑制效果。
具體地說(shuō)就是將六個(gè)豎片中的三個(gè)和線圈繞組端子一起直接焊接在變阻器的三個(gè)電極上，并且僅將線圈繞組端子焊接在各自處在變阻器的電極之間的剩下的三個(gè)豎片上而形成電樞，簡(jiǎn)言之，包括與豎片的連接，線圈繞組以如同一筆畫(huà)出的方式繞凸極繞線。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面所提供的一種小型電機(jī)包括一個(gè)電樞鐵心，它具有六個(gè)徑向排列的凸極和一個(gè)繞在凸極上的線圈繞組；連接到所述線圈的六個(gè)豎片；按照一對(duì)一的關(guān)系與所述豎片連接的換向器；連接到所述豎片上用于抑制過(guò)電壓的環(huán)形變阻器；與所述換向器滑動(dòng)接觸的用來(lái)提供電流的電刷；以及放置在凸極對(duì)面的具有四個(gè)磁極的永磁體，其特征是所述線圈包括從繞組起點(diǎn)端子連接繞過(guò)六個(gè)凸極和六個(gè)豎片到達(dá)繞組終點(diǎn)端子的線路，而所述環(huán)形變阻器具有三個(gè)電極部件，所述六個(gè)豎片中交替的三個(gè)豎片被連接到所述三個(gè)電極上。
如上所述，按照本發(fā)明的小型電機(jī)，供2-3(2-磁極-3-凸極)結(jié)構(gòu)電樞使用的普通環(huán)形變阻器可以用于滅弧裝置，用來(lái)抑制4-6(4-磁極-6-凸極)結(jié)構(gòu)電樞的過(guò)電壓，不需要專(zhuān)門(mén)的加工和特別的接線圖形，這樣做對(duì)部件與部件的精度沒(méi)有特殊要求，并且可以使結(jié)構(gòu)和部件得到充分的簡(jiǎn)化。
由于是按照一筆畫(huà)出的圖形的形式纏繞線圈，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且可以提高產(chǎn)量。另外，變阻器可以小型化，從而使電樞本身的裝配也可以小型化。


圖1A是本發(fā)明的小型電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的電樞的平面圖，圖1B是從圖1A中B-B線方向獲得的一個(gè)截面圖；圖2A是一個(gè)示意圖，圖2B是一個(gè)接線圖，用來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的小型電機(jī)的電樞線圈繞組的繞組圖形；
圖3A是圖2A的一個(gè)放大圖，表示一筆畫(huà)出的圖形，用來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的小型電機(jī)的電樞線圈繞組，圖3B和3C被用來(lái)表示一筆畫(huà)出的其它圖形的放大圖；圖4表示本發(fā)明的小型電機(jī)中使用的變阻器的實(shí)施例；圖4a是變阻器的一個(gè)平面圖，電極部件位于外圓周的側(cè)面，圖4b是變阻器的另一個(gè)平面圖，電極部件位于一個(gè)面上；以及圖5是現(xiàn)有技術(shù)的小型電機(jī)電刷的一個(gè)平面圖。
以下要參照附圖來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的小型電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。圖1A是一個(gè)小型有刷DC電機(jī)的電樞10的平面圖，圖1B是從圖1A中B-B線方向獲得的一個(gè)截面圖。這種結(jié)構(gòu)的小型電機(jī)包含用來(lái)提供電流的與換向器15滑動(dòng)接觸的電刷和具有四個(gè)磁極的永磁體。面對(duì)面放置的凸極是公知的，圖中沒(méi)有表示。
將軸12插入電樞鐵心11的中心并且固定，并且在電樞鐵心11的表面上施加一個(gè)絕緣子或是絕緣涂層，用于圍繞凸極P1-P6的線圈14的電絕緣，然后將一個(gè)換向器支架20固定在軸12上電樞鐵心11一側(cè)的預(yù)定位置上，用來(lái)單獨(dú)隔離整體連接在豎片R1-R6上的6個(gè)換向器15并且支撐在整體模制的內(nèi)插(或是外插)模件中。用一個(gè)拉拔機(jī)(未示出)把線圈14繞制在從電樞鐵心11的中心徑向延伸的凸極P1-P6周?chē)總€(gè)凸極的外圍部位有一個(gè)弧形部分16。
在圖2A中示出一個(gè)繞線裝置，在圖2B中示出一種接線圖形。在圖3A中進(jìn)一步將圖2A中示出的一筆畫(huà)出的圖形展開(kāi)成平面。為了便于說(shuō)明，在圖3A-3C中用實(shí)線表示從繞組起點(diǎn)處的第一對(duì)豎片和凸極線圈繞組部分以及在繞組終點(diǎn)的一對(duì)豎片和凸極線圈繞組部分，并且用虛線表示中間對(duì)的豎片和中間的凸極線圈繞組部分。盡管圖3中的線路在兩端被切斷了，代表線路中對(duì)應(yīng)的左、右端子的A,B,C和D與對(duì)應(yīng)的部分(字母)連在一起，并且繞組起點(diǎn)S到繞組結(jié)尾E是由一條連續(xù)的線路構(gòu)成的，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。
在圖3A-3C中，標(biāo)號(hào)P1-P6代表凸極，而標(biāo)號(hào)R1-R6表示豎片，其位置對(duì)應(yīng)著圖2A中的凸極和豎片。以下要參照?qǐng)D2A和3A來(lái)說(shuō)明以如同一筆畫(huà)出的圖形的方式纏繞線圈14的繞組和繞組17。
在圖2A和圖3A中，繞組17(實(shí)線)的繞組起點(diǎn)S被繞在豎片R1上，線路依次通過(guò)與豎片R1相對(duì)于電樞鐵心11旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的相對(duì)豎片R4纏繞在與豎片R4相鄰的凸極P1周?chē)?，并且相?duì)于電樞鐵心11旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)與凸極P1對(duì)稱(chēng)的相對(duì)凸極P2上，從左側(cè)的線路端子A出來(lái)，進(jìn)入右側(cè)的線路端子A，繞在豎片R3上，通過(guò)相對(duì)的豎片R6(虛線)經(jīng)過(guò)相鄰的凸極P3從左側(cè)的線路端子B出來(lái)，進(jìn)入右側(cè)的線路端子B，再引到相對(duì)的凸極P4上。接著通過(guò)豎片R5(實(shí)線)繞到相對(duì)的豎片R2上，從挨著凸極P5的右側(cè)線路端子C出來(lái)，進(jìn)入左側(cè)的線路端子C，繞在凸極P6上，并且將繞組終點(diǎn)端子E繞在豎片R4上。
用標(biāo)號(hào)(字母)來(lái)表示的順序如下S-R1-R4-P1-P2-(左A-右A)-R3-R6-P3-(左B-右B)-P4-R5-R2-P5-(右C-左C)-P6-R4-E。圖3B和3C表示用的其他圖形。為了簡(jiǎn)化而采用與所述類(lèi)似的方式來(lái)說(shuō)明。
圖3BS-R1-R4-P1-(右A-左A)-P2-R6-R3-(右B-左B)-P3-P4-R2-(左C-右C)-R5-P5-(右D-左D)-P6-R4-E。
圖3CS-R1-R4-P1-P2-(左A-右A)-R3-R6-P3-(左B-右B)-P4-R5-R2-P5-(右C-左C)-P6-R4-E。
按照任何一種所述圖形，線圈14被繞在含有與豎片R1-R6的連接的凸極P1-P6上。也就是說(shuō)，對(duì)于繞組17，將線路繞在凸極P1-P6上，然后從一個(gè)凸極到另一個(gè)凸極繞豎片R1-R6的端子上纏繞。圖3B是圖3A的等效電路圖，但是連接順序不一樣，因?yàn)閮H僅在圖3A中的兩對(duì)豎片(R3和R6,R5和R2)改變了連接順序并且成對(duì)豎片為等電位的。圖3C與圖3A的區(qū)別僅僅是繞組17的路線不同，它們?cè)谕箻O和豎片上的繞制順序是相同的。圖3A-3C的圖形只是一些例子，當(dāng)然也可以采用其他一筆畫(huà)出的圖形。
接著如圖1B所示，一個(gè)變阻器18從與電樞鐵心10-11相對(duì)的一側(cè)(圖中的頂面)相對(duì)于換向器支架20固定在換向器支架環(huán)21的外徑上。換向器支架環(huán)21的外徑與變阻器18的環(huán)形內(nèi)表面22為松配合，用來(lái)抑制強(qiáng)力配合中對(duì)變阻器的損傷。變阻器18具有通過(guò)焊接24和繞組17一起固定在三個(gè)豎片R2,R4和R6上的三個(gè)電極部件19。僅有繞組17通過(guò)焊接25連接到其他豎片R1,R3和R5上。
在圖1B中用虛線表示的一個(gè)小直徑變阻器18可以從電樞鐵心11一側(cè)(圖中的下面)連接到換向器支架20的法蘭部件23的位置上。此時(shí)換向器支架20的法蘭部件23的直徑是收縮的，以便配合在變阻器18的環(huán)形內(nèi)表面22上。
圖4表示變阻器18的一個(gè)實(shí)施例；圖4A表表示的變阻器18a具有三個(gè)在外圓周側(cè)面上彼此隔離的尺寸相等的電極部件19a，和一個(gè)用來(lái)裝配的內(nèi)表面22a，而圖4B表示的變阻器18b具有三個(gè)在一個(gè)面上沿著圓周彼此隔離的尺寸相等的扁平電極部件19a，和一個(gè)用來(lái)裝配的內(nèi)表面22b。在所述說(shuō)明中使用的標(biāo)號(hào)18代表圖4A中的變阻器18a。
也就是說(shuō)，圖4A中的變阻器18a，電極19a，以及內(nèi)表面22a分別對(duì)應(yīng)著變阻器18，電極19和內(nèi)表面22。通過(guò)將電極部件19b焊接到豎片R2,R4和R6上，圖4B中所示的變阻器18b也可以起到變阻器18的作用。
如上所述，按照本發(fā)明的小型電機(jī)，供2-3(2-磁極-3-凸極)結(jié)構(gòu)電樞使用的普通環(huán)形變阻器可以用于滅弧裝置，用來(lái)抑制4-6(4-磁極-6-凸極)結(jié)構(gòu)電樞的過(guò)電壓，不需要專(zhuān)門(mén)的加工和特別的接線圖形，這樣做對(duì)部件與部件的精度沒(méi)有特殊要求，并且可以使結(jié)構(gòu)和部件得到充分的簡(jiǎn)化。
由于是按照一筆畫(huà)出的圖形的形式纏繞線圈，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且可以提高產(chǎn)量。另外，變阻器可以小型化，從而使電樞本身的裝配也可以小型化。
權(quán)利要求
1．一種小型電機(jī)包括一個(gè)電樞鐵心，具有六個(gè)徑向排列的凸極和一個(gè)繞在凸極上的線圈繞組；連接到所述線圈的六個(gè)豎片；按照一對(duì)一的關(guān)系與所述豎片連接的換向器；連接到所述豎片上用于抑制過(guò)電壓的環(huán)形變阻器；與所述換向器滑動(dòng)接觸的用來(lái)提供電流的電刷；以及放置在凸極對(duì)面的具有四個(gè)磁極的永磁體，其特征是所述線圈包括從繞組起點(diǎn)端子連接繞過(guò)六個(gè)凸極和六個(gè)豎片到達(dá)繞組終點(diǎn)端子的線路，而所述環(huán)形變阻器具有三個(gè)電極部件，所述六個(gè)豎片中交替的三個(gè)豎片被連接到所述三個(gè)電極上。
2．按照權(quán)利要求1的小型電機(jī)，其特征是所述電樞是通過(guò)重復(fù)三次以下步驟而形成的將所述線圈連接到相對(duì)于所述電樞的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的第一和第二豎片上；然后將所述線圈繞在與第二豎片相鄰的第一凸極上；接著繞在相對(duì)于所述電樞的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)與第一凸極對(duì)稱(chēng)的第二凸極上。
3．按照權(quán)利要求1的小型電機(jī)，其特征是所述環(huán)形變阻器具有在一個(gè)外圓周面上或是在沿著圓周的一個(gè)端面上彼此隔離的三個(gè)電極部件。
全文摘要
在一個(gè)繞組的繞組起點(diǎn)S被繞在一個(gè)豎片R1上時(shí),讓線路依次通過(guò)一個(gè)豎片R4圍繞靠近豎片R4的一個(gè)凸極P1和與P1相對(duì)的凸極P2,并且從豎片R3通過(guò)一個(gè)相對(duì)的豎片R6引到一個(gè)相鄰的凸極P3和一個(gè)相對(duì)的凸極P4上。接著通過(guò)一個(gè)豎片R5繞過(guò)一個(gè)相對(duì)的豎片R2,一個(gè)相鄰的凸極P5,以及一個(gè)凸極P6,然后在豎片R4上結(jié)束。插入一個(gè)變阻器18,并且將三個(gè)電極19焊接在對(duì)應(yīng)的豎片R2,R4和R6上。
文檔編號(hào)H02K23/66GK1215242SQ9812243
公開(kāi)日1999年4月28日 申請(qǐng)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 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所