專利名稱：有刷直流馬達(dá)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整流子組裝體的整流子芯具有繞線時的引導(dǎo)功能的有 刷直流馬達(dá)及其制造方法。
背景技術(shù)：
有刷直流(DC)馬達(dá)從直流電源經(jīng)電刷及該電刷滑動接觸的整流 子而向轉(zhuǎn)子繞組供給電流。這樣的有刷直流馬達(dá)的繞組中，纏繞于各 轉(zhuǎn)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(jù)專利文獻(xiàn)1記載的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的繞線的圖。在 圖示的例子中，兩級結(jié)構(gòu)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(yīng)的立板部A連接，整流子片B與對應(yīng)的立板部B連接。
由從整流子芯一體突出設(shè)置的突部覆蓋長度大于立板部B的立板 部A的根部，由此與立板部A連接的線圈A向內(nèi)側(cè)的靠近即向線圏B 側(cè)的靠近被突部的端面阻止。因此，可切實(shí)防止兩繞組A、 B相互接觸。 但是，在自繞線機(jī)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(jī)引導(dǎo)件。
圖6 (A)是說明使用繞線機(jī)引導(dǎo)件進(jìn)行的繞線的圖，(B)是從 軸末端側(cè)觀察整流子的側(cè)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(shè)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?zhèn)戎С辛宀俊?br> 有刷直流馬達(dá)的繞線如下這樣進(jìn)行將從繞線機(jī)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，然后在一個既定 的磁極鐵芯上繞線既定圈數(shù)，然后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(xù)進(jìn)行繞線。此時，可由伺服馬達(dá)準(zhǔn)確控制 繞線機(jī)的噴嘴末端位置。但是，在磁極鐵芯上繞線時，由于在先纏繞 的電線上接著重疊繞線，因此要準(zhǔn)確知道在繞線了既定圏數(shù)之后的結(jié) 束時的電線位置是較困難的。因此，要將從無法準(zhǔn)確知道的繞線結(jié)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(jī)引導(dǎo)件，使電線在該引導(dǎo)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(dá)等詳細(xì)指定繞線機(jī)引導(dǎo)件的位置來進(jìn)行控制，從而生產(chǎn)
節(jié)拍時間(到完成一個單位作業(yè)為止的所需時間)變長。而且，生產(chǎn) 線上每次變更整流子時都需要細(xì)致的機(jī)械調(diào)整。 專利文獻(xiàn)1:日本特開昭63 - 314149號/>報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題點(diǎn)，通過使整流子芯具有引導(dǎo)功 能，而在繞線時不需要繞線機(jī)引導(dǎo)件，將電線掛在立板部的規(guī)定部位 上。而且，不需要繞線機(jī)引導(dǎo)件的細(xì)致定位操作，縮短了生產(chǎn)節(jié)拍時 間，且不需要生產(chǎn)線上因整流子變更而引起的細(xì)致機(jī)械調(diào)整。
本發(fā)明的有刷直流馬達(dá)，在馬達(dá)機(jī)殼的內(nèi)周面安裝磁場磁極用的 磁鐵，且在被可旋轉(zhuǎn)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(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)、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(cè)延伸的多個立板部構(gòu)成。整流子芯具有 支承整流子片的整流子芯主體、從背面?zhèn)戎С袕较蜓由斓牧宀康恼?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(dǎo)部。使該
電線二引導(dǎo)件而發(fā)揮作:。 ,，-、
此外，本發(fā)明的有刷直流馬達(dá)的制造方法，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(cè)延伸的多個立板部構(gòu)成，該整流子芯具有支承整流子片 的整流子芯主體、從背面?zhèn)戎С袕较蜓由斓牧宀康恼髯有九_座部、 形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導(dǎo)部，使引導(dǎo)部作為用于引 導(dǎo)電線的引導(dǎo)件而發(fā)揮作用，并在設(shè)于立板部末端側(cè)的電線連接部掛 接電線。
電線連接部由沿周向?qū)⒘宀磕┒藗?cè)切口而成的凹部構(gòu)成，且整 流子芯臺座部的徑向尺寸在與凹部相鄰的一側(cè)大于凹部下端位置，且小于凹部上端位置。
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(jù)本發(fā)明，由于在整流子芯上附加了引導(dǎo)功能，因此在將電線 掛到立板部的規(guī)定部位上時，不需要繞線機(jī)引導(dǎo)件及其細(xì)致定位操作， 而且，由于節(jié)省了該操作而縮短了生產(chǎn)節(jié)拍。而且，由于不需要繞線 機(jī)引導(dǎo)件，不需要生產(chǎn)線上因整流子變更而引起的細(xì)致機(jī)械調(diào)整。


圖1中(A)是將可應(yīng)用本發(fā)明的有刷直流馬達(dá)的上半部剖切而成
的剖視圖，(B)是從殼體蓋側(cè)觀察的側(cè)視圖，(C)是在取下了殼體
蓋的狀態(tài)下從整流子側(cè)觀察的側(cè)視圖。
圖2是僅取出圖l所示的有刷直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)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(cè)觀察的側(cè)視圖。 圖3是表示圖2所示整流子組裝體的詳細(xì)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(cè)觀察的側(cè)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(xiàn)1記載的現(xiàn)有技術(shù)的繞線的圖。 圖6 (A)是說明使用繞線機(jī)引導(dǎo)件進(jìn)行繞線的圖，(B)是從軸
末端側(cè)觀察整流子的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于例示說明本發(fā)明。圖l (A)是將可應(yīng)用本發(fā)明的有刷 直流馬達(dá)的上半部剖切而成的剖視圖，(B)是從殼體蓋側(cè)觀察的側(cè)視 圖，(C)是在取下了殼體蓋的狀態(tài)下從整流子側(cè)觀察的側(cè)視圖。圖l 中例示了具有四邊形(正方形)狀外形的馬達(dá)，但本發(fā)明也可用于圓 形形狀外形、平板側(cè)面外形的馬達(dá)等任何形狀的馬達(dá)。此外，對于具 有四極磁場的磁鐵以及六極轉(zhuǎn)子磁極的有刷直流馬達(dá)，將會在以下說 明，但本發(fā)明也可適用于具有兩極以上磁場磁極以及三極以上轉(zhuǎn)子磁 極的有刷直流馬達(dá)。
馬達(dá)機(jī)殼由馬達(dá)殼體、嵌裝在該馬達(dá)殼體的開口部上的殼體蓋構(gòu)成。在由金屬材料沖壓加工成有底中空筒狀的馬達(dá)殼體的內(nèi)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(dá)殼體的四邊形狀側(cè)面形 成構(gòu)成磁鐵磁路的磁軛。轉(zhuǎn)子的軸被分別設(shè)于殼體蓋的中央部、馬達(dá)殼 體底部中央的軸承支承。構(gòu)成在軸上的轉(zhuǎn)子具有由磁極鐵芯和纏繞在該 磁極鐵芯上的繞組構(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)。整流子組裝體固定在軸上，在 其端部具有用于消去火花的變阻器(盤式變阻器)。與整流子片接觸的 電刷(一對)與支承于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(dá)殼體內(nèi)周面形狀大致相同，通過壓入或粘接而
安裝到馬達(dá)殼體內(nèi)側(cè)。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(xiàn)。在此例示的磁鐵是由磁鐵材料一體地整體形成為環(huán)狀。 該環(huán)狀磁鐵的內(nèi)徑比轉(zhuǎn)子外徑稍大，該環(huán)狀磁鐵的外形是側(cè)面部壁薄、 角部壁厚的偏厚形狀。如圖所示，形成磁軛的馬達(dá)殼體側(cè)面為將與四極 的磁場磁極數(shù)相同數(shù)量的四邊的平坦側(cè)面部(平板面)、和位于該四邊 側(cè)面部之間的角部的同樣數(shù)量的四個角部連續(xù)結(jié)合而成的形狀。圓弧形 狀的角部是在其內(nèi)表面?zhèn)戎С泻凸潭ù盆F的部分。各磁鐵的周向中心(各 磁極的頂點(diǎn))與同其對應(yīng)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(dá)的轉(zhuǎn)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(cè)觀察的側(cè)視圖。 如圖所示，構(gòu)成在軸上的轉(zhuǎn)子具有由磁極鐵芯和纏繞在該磁極鐵芯上的 繞組構(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)、和具體參照圖3稍后記述的整流子組裝體。 整流子組裝體固定在軸上，其端部具有用于消去火花的變阻器(盤式變 阻器)。在整流子組裝體的相反側(cè)的轉(zhuǎn)子磁極側(cè)面上具有套筒和墊圈， 以與馬達(dá)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(xì)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(cè)觀察的側(cè)視圖。固定在軸上 的圖示的整流子組裝體例示為省略了用于消去火花的變阻器的結(jié)構(gòu)。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(dǎo)入電流的由導(dǎo)電體構(gòu)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(cè)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(cè)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?zhèn)戎С袕较蜓由斓牧宀康?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(dǎo)部是由合 成樹脂一體成形的，上迷引導(dǎo)部的詳細(xì)情況稍后記述。整流子芯臺座部 的一部分被傾斜地進(jìn)行面加工，以鉆到繞組下方，從而不會妨礙繞線，
又可確保臺座部的強(qiáng)度。此外，與整流子芯一體地設(shè)在端部的定位用爪
(例示為3個)嵌合在與磁極鐵芯對應(yīng)設(shè)置的孔中，從而對整流子組裝 體相對于磁極鐵芯進(jìn)行周向及軸向定位。
在安裝以環(huán)狀切去中央的盤式變阻器(圖2 (A))時，在繞線后， 在整流子墊圈的外周側(cè)沿軸的軸向與立板部相接近地配置該盤式變阻 器。配置了變阻器后，將變阻器的各電極釬焊到各自對應(yīng)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(dǎo)功能。圖4(A)、 (B)分別是圖3所示的P部和Q部的放大圖。各立板部分別收容于設(shè) 在整流子芯臺座部上的定位凹部內(nèi)而從背面支承。設(shè)于立板部末端側(cè)的 電線連接部由沿周向切口的凹部構(gòu)成。周向的凹部用于對掛在此處的電 線定位(以下，將凹部的立板部末端側(cè)稱為凹部上端，將立板部根側(cè)稱 為凹部下端)。關(guān)于凹部形狀，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(jī)的繞線方向所確定的任一方的周 向側(cè)形成即可，但也可在周向兩側(cè)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(cè)直角折曲后，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(fā)生干涉。若變阻器與立板部的繞組干 涉，則變阻器相對于軸的直角度變差，結(jié)果，出現(xiàn)變阻器與立板部的釬 焊不良、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生震動而與電刷發(fā)生干涉這樣的問題。
線引導(dǎo)功能是使整流子芯臺座部的徑向尺寸(引導(dǎo)部直徑)在與凹 部相鄰的一側(cè)大于凹部下端位置、且小于凹部上端位置。即，引導(dǎo)部的 徑向尺寸是位于立板部的用于繞線的凹部(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(tuán)數(shù)之后的繞線結(jié)束位置延伸出的電線引導(dǎo)到引導(dǎo)部上，并使其 在引導(dǎo)部上滑動來桂到凹部內(nèi)。如圖3 (B)所示，對于該引導(dǎo)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(dǎo) 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，也可采 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(dǎo)功能，能 夠?qū)㈦娋€繞桂在立板部的規(guī)定部位(電線連接部)上。
權(quán)利要求
1. 一種有刷直流馬達(dá)，在馬達(dá)機(jī)殼的內(nèi)周面安裝磁場磁極用的磁鐵，且在被可旋轉(zhuǎn)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(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)、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(cè)延伸的多個立板部構(gòu)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?zhèn)戎С袕较蜓由斓牧宀康恼髯有九_座部、形成在上述整流子芯臺座部的徑向外周部的引導(dǎo)部，使上述引導(dǎo)部作為在設(shè)于立板部末端側(cè)的電線連接部上連接電線時用于引導(dǎo)電線的引導(dǎo)件而發(fā)揮作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有刷直流馬達(dá)，其中， 上述電線連接部由沿周向?qū)⒘宀磕┒藗?cè)切口而成的凹部構(gòu)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(cè)大于凹部 下端位置，且小于凹部上端位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有刷直流馬達(dá)，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(dá)的制造方法，該有刷直流馬達(dá)在馬達(dá)機(jī)殼的內(nèi) 周面安裝磁場磁極用的磁鐵，且在被可旋轉(zhuǎn)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(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)、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(cè)延伸的多個立板部構(gòu)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?zhèn)?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(dǎo)部，使上述引導(dǎo)部作為用于引導(dǎo)電線的引導(dǎo)件而發(fā)揮作用，并在設(shè)于 立板部末端側(cè)的電線連接部上掛接電線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有刷直流馬達(dá)及其制造方法。在繞線時不需要繞線機(jī)引導(dǎo)件，便能將電線掛到立板部的規(guī)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(cè)延伸的多個立板部構(gòu)成。整流子芯中，支承整流子片的整流子芯主體、從背面?zhèn)戎С袕较蜓由斓牧宀康恼髯有九_座部、形成在整流子芯臺座部的徑向外周部的引導(dǎo)部由合成樹脂一體成形。使該引導(dǎo)部作為在設(shè)于立板部末端側(cè)的電線連接部上掛接電線時用于引導(dǎo)電線的引導(dǎo)件而發(fā)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(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者友澤俊介 申請人:馬淵馬達(dá)株式會社