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      電機(jī)定子繞線方法

      文檔序號(hào):7312680閱讀:920來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:電機(jī)定子繞線方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于電機(jī)部件的制造方法,特別是一種電機(jī)定子繞線方法。
      無(wú)論在日常生活或在科技領(lǐng)域中的制造設(shè)備或各類儀器,電機(jī)通常扮演了極為重要的角色。諸如工業(yè)上驅(qū)動(dòng)大型渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置或是驅(qū)動(dòng)各種電腦周邊的裝置,都需要藉由電機(jī)來(lái)完成,而為了適應(yīng)各種不同的使用環(huán)境,常常需要對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些不同的設(shè)計(jì)及改良才能符合其特殊需求。如在選取應(yīng)用于電腦通訊相關(guān)的周邊產(chǎn)品的電機(jī)時(shí),由于步進(jìn)電機(jī)(Step Motor)具有容易控制輸出角度的特性,因此也常被應(yīng)用在這類產(chǎn)品中。


      圖1所示,常用于電腦周邊設(shè)備的步進(jìn)電機(jī)100包括定子(Stator)118、轉(zhuǎn)子(Rotator)115及覆罩102。定子118系有多重金屬線圈纏繞于特定結(jié)構(gòu)之上,以提供驅(qū)電機(jī)100轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要的磁場(chǎng)。定子118包括用以容納轉(zhuǎn)子115的中空區(qū)域123、極爪(Claw)122、極爪元件120、124、125、126及由塑性材料構(gòu)成用以結(jié)構(gòu)極爪元件120、124、125、126的固定結(jié)構(gòu)128。極爪122系為突起于極爪元件120上的爪狀結(jié)構(gòu),并以一體成型的方式延設(shè)于極爪元件120、124、125、126中環(huán)形區(qū)域相垂直的平面。藉由極爪元件120、124、125、126相互交錯(cuò)排列的方式,使得其間可形成犬牙交錯(cuò)式的排列形狀,即如圖中所示的極爪122所組成的結(jié)構(gòu)。接著藉由塑性材料填充于極爪元件120、124、125、126之間,以固定這些極爪元件120、124、125、126,并同時(shí)形成中空區(qū)域123以容納轉(zhuǎn)子115。接著,以外表絕緣的金屬導(dǎo)線纏繞于極爪元件120、124、125、126各層之間區(qū)域,以提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子115旋轉(zhuǎn)時(shí)所需要的磁場(chǎng)。最后將所纏繞的線圈端點(diǎn)連接于固定結(jié)構(gòu)128上所預(yù)留的兩排導(dǎo)線接頭130、132上,以使外部的電流可流入定子118線圈中,以提供電機(jī)100所需要的電能及控制訊號(hào)。
      轉(zhuǎn)子115系由中空筒狀磁石112構(gòu)成,通常為一些選定的材料經(jīng)過(guò)充磁步驟而得到,圖中所示的磁石112則由中空狀的塑性材料充磁而得。此外,磁石112的內(nèi)部則具有環(huán)狀襯環(huán)116,而轉(zhuǎn)軸114則固定于襯環(huán)116的軸心。欲組合電機(jī)100時(shí),僅需將轉(zhuǎn)子115置于定子中空區(qū)域123內(nèi)時(shí),再將襯墊111置于轉(zhuǎn)子115上方,而后再以覆罩102包覆。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)100時(shí),經(jīng)導(dǎo)線接頭130、132輸入電流,造成柵欄狀極爪122內(nèi)所形成的磁場(chǎng)變化,便可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子115步進(jìn)方式旋轉(zhuǎn)。
      覆罩102系用于覆蓋轉(zhuǎn)子115與定子118,以保護(hù)其內(nèi)部的元件不受外界環(huán)境各種變因的傷害。覆罩102一側(cè)為設(shè)有中央圓孔110及固定導(dǎo)孔110a、110b的橢圓狀覆蓋板104,其一側(cè)延設(shè)為圓柱狀的電機(jī)殼體108,于電機(jī)殼體108上設(shè)有用于容納導(dǎo)線接頭130、132的呈凹形開口的契合區(qū)域106。中央圓孔110用以與襯墊111組合,并使轉(zhuǎn)子115上的轉(zhuǎn)軸114可延伸至覆罩102覆蓋板104外側(cè)。呈凹形開口的契合區(qū)域106與導(dǎo)線130、132相契合,使覆罩102內(nèi)中的定子118仍能與外界電路相互通連。最后全部由覆罩102所覆蓋的整個(gè)電機(jī)100,并藉由穿過(guò)固定導(dǎo)孔110a、110b的螺絲或鉚釘固定于各電子設(shè)備的機(jī)殼(Case)中,此一相類似結(jié)構(gòu)可見于已有的專利技術(shù)中。
      如圖2所示,傳統(tǒng)的電機(jī)定子118包含分別由極爪元件120、124及125、126所組成的第一及第二組極爪總成202、204。極爪元件120、124、125、126則藉由充塞于其空隙間的塑性材料所構(gòu)成的固定結(jié)構(gòu)128而結(jié)合。用以產(chǎn)生磁場(chǎng)的導(dǎo)線線圈則分別纏繞于第一及第二極爪總成202、204上。纏繞于第一極爪總成202上時(shí),首先將兩條相互絕緣的第一、第二導(dǎo)線201、203的端點(diǎn)分別固定于第一、第二導(dǎo)線接頭130a、130b上。接著將第一、第二導(dǎo)線201、203向左以順時(shí)針或向右以逆時(shí)針?lè)较蚶p繞于第一組極爪總成202上;當(dāng)?shù)谝?、第二?dǎo)線201、203纏繞了所需的圈數(shù)后,將此兩條導(dǎo)線201、203由繞線機(jī)上切斷,并將第一導(dǎo)線201末端固定于第二導(dǎo)線接頭130b上,將第二導(dǎo)線203末端固定于第三導(dǎo)線接頭130c上。當(dāng)?shù)谝唤M極爪總成202上的線圈纏繞完畢后,接著將線圈纏繞于第二組極爪總成204上。首先分別將兩條相互絕緣的第三、第四導(dǎo)線205、207的端點(diǎn)固定于第四導(dǎo)線接頭132a與第五導(dǎo)線接頭132b上。以類似前述的方法將第三、第四導(dǎo)線205、207纏繞于第二組極爪總成204上,并將第三導(dǎo)線205的末端固定于第五導(dǎo)線接頭132b上,將第四導(dǎo)線207的末端固定于第六導(dǎo)線接頭132c上。
      定子118作用時(shí),必須將第二、第五導(dǎo)線接頭130b、132b短接,再將導(dǎo)線接頭130b、132b與外部回路連接。傳統(tǒng)上,為了連接導(dǎo)線接頭130b、132b,常利用一塊電路板焊接于導(dǎo)線接頭130a、130b、130c、132a、132b、132c上。而電路板上連接導(dǎo)線接頭130b、132b的節(jié)點(diǎn)處,則預(yù)先以一條埋設(shè)于電路板上的導(dǎo)線短接。故,當(dāng)電路板焊接于導(dǎo)線接頭后將可導(dǎo)通導(dǎo)線接頭130b、132b。接著,再將電路板上的電路接點(diǎn)與外部的回路相連接,使電機(jī)定子118的磁場(chǎng)可藉由外界電場(chǎng)加以控制。
      然而,這種線圈纏繞方式將必須配合外部電路板的使用才能發(fā)揮效果。電機(jī)使用時(shí),常因?yàn)橥饬Φ淖饔枚沟秒娐钒迮c導(dǎo)線接頭的連接處斷裂,即由于電路板的設(shè)置,不僅使電機(jī)的制造過(guò)程復(fù)雜,增加了制造成本,而且造成了制造過(guò)程中產(chǎn)品合格率的降低。
      綜上所述,極需要發(fā)展一種新的電機(jī)定子繞線方法,使線圈可在不設(shè)置電路板的條件下,直接與外部回路連接,以藉由外部電場(chǎng)變化控制定子磁場(chǎng)。
      本發(fā)明的目的是提供一種工序簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品合格率及使用可靠性高的電機(jī)定子繞線方法。
      本發(fā)明用于具有兩組極爪總成的電機(jī)定子;于兩組極爪總成之間及一組極爪總成分別設(shè)有為三個(gè)導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為兩根導(dǎo)線的兩導(dǎo)線組分別纏繞于兩組極爪總成上;纏繞于一組極爪總成的一導(dǎo)線組中的一導(dǎo)線于其導(dǎo)線組的一個(gè)導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到另一組極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于另一導(dǎo)線組的導(dǎo)線接頭上。
      其中兩組極爪總成之間及一組極爪總成設(shè)有為第一、第二、第三導(dǎo)線接頭及第四、第五、第六導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第三、第四導(dǎo)線的端點(diǎn)分別固定于第四、第五導(dǎo)線接頭上;并將第三、第四導(dǎo)線纏繞于第二組極爪總成上;當(dāng)?shù)谌⒌谒膶?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將此兩條導(dǎo)線切斷,并將第三導(dǎo)線末端固定于第五導(dǎo)線接頭上,將第四導(dǎo)線末端固定于第六導(dǎo)線接頭上;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第一、第二導(dǎo)線的端點(diǎn)固定于第一、第二導(dǎo)線接頭上;將第一、第二導(dǎo)線纏繞于第一組極爪總成上;當(dāng)?shù)谝弧⒌诙?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將第二導(dǎo)線切斷,并將第二導(dǎo)線的末端固定于第三導(dǎo)線接頭上;第一導(dǎo)線于第二導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到第二極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于第五導(dǎo)線接頭上。
      兩組極爪總成之間及一組極爪總成設(shè)有為第一、第二、第三導(dǎo)線接頭及第四、第五、第六導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第一、第二導(dǎo)線的端點(diǎn)分別固定于第一、第二導(dǎo)線接頭上;并將第一、第二導(dǎo)線纏繞于第一組極爪總成上;當(dāng)?shù)谝弧⒌诙?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將此兩條導(dǎo)線切斷,并將第一導(dǎo)線末端固定于第二導(dǎo)線接頭上,將第二導(dǎo)線末端固定于第三導(dǎo)線接頭上;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第三、第四導(dǎo)線的端點(diǎn)固定于第四、第五導(dǎo)線接頭上;將第三、第四導(dǎo)線纏繞于第二組極爪總成上;當(dāng)?shù)谌⒌谒膶?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將第四導(dǎo)線切斷,并將第四導(dǎo)線的末端固定于第六導(dǎo)線接頭上;第三導(dǎo)線于第五導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到第一極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于第二導(dǎo)線接頭上。
      由于本發(fā)明為兩根導(dǎo)線的兩導(dǎo)線組分別纏繞于兩組極爪總成上;纏繞于一組極爪總成的一導(dǎo)線組中的一導(dǎo)線于其導(dǎo)線組的一個(gè)導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到另一組極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于另一導(dǎo)線組的導(dǎo)線接頭上。第二、第五導(dǎo)線接頭不需要以一塊額外的電路板而可以直接導(dǎo)通。因此,本發(fā)明所提供電機(jī)定子將具有較習(xí)知技術(shù)更為簡(jiǎn)單的制造工序,減少了導(dǎo)線接頭與外部電路連接時(shí)的焊接點(diǎn),提高了產(chǎn)品合格率及使用的可靠性,同時(shí)降低了制造成本,從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
      圖1、為習(xí)用的電機(jī)分解結(jié)構(gòu)示意立體圖。
      圖2、為傳統(tǒng)的電機(jī)定子繞線示意圖。
      圖3、為以本發(fā)明制造的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
      圖4、為以本發(fā)明制造的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)示意正視圖。
      圖5、為以本發(fā)明制造的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
      圖6、為以本發(fā)明制造的電機(jī)定子繞線示意圖。
      下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
      本發(fā)明系為針對(duì)具有極爪結(jié)構(gòu)的電機(jī)定子繞線方法的改良,使得電機(jī)定子的制造過(guò)程及結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化,以降低制造成本,并進(jìn)而提高使用時(shí)的可靠度。本發(fā)明用于纏繞如圖1所示的與傳統(tǒng)電機(jī)類似的電機(jī)。
      如圖3所示,以本發(fā)明制造的電機(jī)定子118包括呈環(huán)狀并構(gòu)成中空區(qū)域的極爪元件120、124、125、126。沿中空區(qū)域邊緣設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)向同側(cè)折彎成約呈90°的極爪。極爪元件120、124及125、126彼此以其上極爪相向的方向組合成第一、第二極爪總成202、204。極爪總成202推疊于極爪總成204上,并將塑性材料以射出成型的方式射入極爪元件120、124、125、126之間預(yù)留的間隙形成固定極爪元件120、124、125、126的固定結(jié)構(gòu)。接著,以金屬導(dǎo)線,如漆包線纏繞于第一、第二組極爪總成202、204上,形成線圈302、304。電機(jī)定子118中可容納電機(jī)轉(zhuǎn)子115,轉(zhuǎn)子115上則覆蓋有襯墊111。當(dāng)線圈302、304電場(chǎng)改變時(shí),由于電磁效應(yīng)的作用,轉(zhuǎn)子115將相應(yīng)而旋轉(zhuǎn)并經(jīng)轉(zhuǎn)軸114輸出扭矩。
      如圖4所示,以本發(fā)明制造的電機(jī)定子118包括呈環(huán)狀并構(gòu)成中空區(qū)域的極爪元件120、124、125、126。并將塑性材料以射出成型的方式射入極爪元件120、124、125、126之間預(yù)留的間隙形成固定極爪元件120、124、125、126的固定結(jié)構(gòu)128。導(dǎo)線接頭130a、130b、130c及132a、132b、132c固定于由塑性材料構(gòu)成的固定結(jié)構(gòu)128上,導(dǎo)線線圈302、304的端點(diǎn)則固定于其上。
      如圖5所示,在極爪元件120表面環(huán)繞中空區(qū)域123的剖面線位置及導(dǎo)線接頭130a、130b、130c根部的剖面線位置為由塑性材料以射出成型的固定結(jié)構(gòu)128。中空區(qū)域123系用以容納轉(zhuǎn)子,其內(nèi)側(cè)中央的軸孔504則用以與轉(zhuǎn)子115的轉(zhuǎn)軸尾端結(jié)合。經(jīng)導(dǎo)線接頭130a、130b、130c,定子118中導(dǎo)線線圈302、304的磁場(chǎng)可隨外界電流的改變而變化,以驅(qū)動(dòng)置于其中空區(qū)域123內(nèi)的轉(zhuǎn)子115旋轉(zhuǎn)。
      如圖6所示,本發(fā)明包括下述步驟首先,將導(dǎo)線602、604的線頭固定于導(dǎo)線接頭132a、132b上。一般而言,此處用以纏繞的導(dǎo)線為相互絕緣的銅質(zhì)漆包線。而導(dǎo)線接頭130a、130b、130c、132a、132b、132c則為固定于由塑性材料構(gòu)成的固定結(jié)構(gòu)128上的金屬突起物。接著,將導(dǎo)線602、604纏繞于由極爪125與126所組成極爪總成204上。當(dāng)線圈纏繞一定的圈數(shù)后,將導(dǎo)線602、604末端分別固定于導(dǎo)線接頭132b、132c。接著纏繞極爪總成202,首先,將導(dǎo)線601的線頭固定于導(dǎo)線接頭130a上,同時(shí)將導(dǎo)線603的線頭固定于導(dǎo)線接頭130b上,再將導(dǎo)線601、603纏繞于極爪總成202。當(dāng)導(dǎo)線601、603纏繞一定圈數(shù)后,將導(dǎo)線603的末端固定于導(dǎo)線接頭130c上,并將導(dǎo)線自繞線機(jī)上截?cái)?,而?dǎo)線601則于導(dǎo)線接頭130b處繞圈后,拉到極爪總成204上再繞一定圈數(shù)后將末端固定于導(dǎo)線接頭132b上。
      一般而言,當(dāng)導(dǎo)線纏繞完畢后會(huì)進(jìn)行一道焊接程序,以將各導(dǎo)線的末端連接于導(dǎo)線接頭上。此外,以本發(fā)明所提供的繞線方式,導(dǎo)線接頭130b、132b將不需要以一塊額外的電路板而可以直接導(dǎo)通。因此,本發(fā)明所提供電機(jī)定子將具有較習(xí)知技術(shù)更為簡(jiǎn)單的制造工序,減少了導(dǎo)線接頭與外部電路連接時(shí)的焊接點(diǎn),增加了電機(jī)使用的可靠性,同時(shí)降低了制造成本。
      權(quán)利要求
      1.一種電機(jī)定子繞線方法,它用于具有兩組極爪總成的電機(jī)定子;于兩組極爪總成之間及一組極爪總成分別設(shè)有為三個(gè)導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為兩根導(dǎo)線的兩導(dǎo)線組分別纏繞于兩組極爪總成上,其特征在于所述的纏繞于一組極爪總成的一導(dǎo)線組中的一導(dǎo)線于其導(dǎo)線組的一個(gè)導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到另一組極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于另一導(dǎo)線組的導(dǎo)線接頭上。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子繞線方法,其特征在于兩組極爪總成之間及一組極爪總成設(shè)有為第一、第二、第三導(dǎo)線接頭及第四、第五、第六導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第三、第四導(dǎo)線的端點(diǎn)分別固定于第四、第五導(dǎo)線接頭上;并將第三、第四導(dǎo)線纏繞于第二組極爪總成上;當(dāng)?shù)谌?、第四?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將此兩條導(dǎo)線切斷,并將第三導(dǎo)線末端固定于第五導(dǎo)線接頭上,將第四導(dǎo)線末端固定于第六導(dǎo)線接頭上;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第一、第二導(dǎo)線的端點(diǎn)固定于第一、第二導(dǎo)線接頭上;將第一、第二導(dǎo)線纏繞于第一組極爪總成上;當(dāng)?shù)谝?、第二?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將第二導(dǎo)線切斷,并將第二導(dǎo)線的末端固定于第三導(dǎo)線接頭上;其特征在于所述的第一導(dǎo)線于第二導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到第二極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于第五導(dǎo)線接頭上。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子繞線方法,其特征在于兩組極爪總成之間及一組極爪總成設(shè)有為第一、第二、第三導(dǎo)線接頭及第四、第五、第六導(dǎo)線接頭的導(dǎo)線接頭組;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第一、第二導(dǎo)線的端點(diǎn)分別固定于第一、第二導(dǎo)線接頭上;并將第一、第二導(dǎo)線纏繞于第一組極爪總成上;當(dāng)?shù)谝?、第二?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將此兩條導(dǎo)線切斷,并將第一導(dǎo)線末端固定于第二導(dǎo)線接頭上,將第二導(dǎo)線末端固定于第三導(dǎo)線接頭上;為一組導(dǎo)線組的兩條相互絕緣的第三、第四導(dǎo)線的端點(diǎn)固定于第四、第五導(dǎo)線接頭上;將第三、第四導(dǎo)線纏繞于第二組極爪總成上;當(dāng)?shù)谌?、第四?dǎo)線纏繞了所需的圈數(shù)后,將第四導(dǎo)線切斷,并將第四導(dǎo)線的末端固定于第六導(dǎo)線接頭上;其特征在于所述的第三導(dǎo)線于第五導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到第一極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于第二導(dǎo)線接頭上。
      全文摘要
      一種電機(jī)定子繞線方法。為提供一種工序簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品合格率及可靠性高的電機(jī)定子繞線方法,提出本發(fā)明,它為兩根導(dǎo)線的兩導(dǎo)線組分別纏繞于兩組極爪總成上;纏繞于一組極爪總成的一導(dǎo)線組中的一導(dǎo)線于其導(dǎo)線組的一個(gè)導(dǎo)線接頭處繞圈后,拉到另一組極爪總成上再繞一定圈數(shù)后,將末端固定于另一導(dǎo)線組的導(dǎo)線接頭上。
      文檔編號(hào)H02K15/08GK1287400SQ9911898
      公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月6日
      發(fā)明者蕭呈方, 賴俊男 申請(qǐng)人:興建東科技精密工業(yè)股份有限公司
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