CN103516072A - 电动马达的转子中的线圈导线的布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动马达的转子中的线圈导线的布置。用于电动马达的电枢包括多个齿和多个空腔，其中，这些空腔中的每个空腔均布置在所述多个齿中的两个齿之间，并且所述多个空腔中的至少一个空腔被构造并布置成用于与该至少一个空腔的壁部相邻地接收线圈，所述多个空腔中的所述至少一个空腔包括连接线接收部。

Description

电动马达的转子中的线圈导线的布置

技术领域

本公开内容涉及电动马达。本公开内容具体地涉及用于电动马达的电枢以及连接线和线圈导线在该电枢上的布置。

背景技术

有刷电动马达的电枢包括围绕电枢的齿缠绕的线圈以便为电枢的齿提供所需的磁化。齿的磁化是通过经过线圈施加电流来实现的。线圈以公知方式借助于电刷和换向器电接触。尽管电动马达具有至少两个线圈和两个齿，但现代的电动马达具有多个齿，例如四个或更多个齿。线圈围绕每个齿或多个齿缠绕并借助于换向器单独地寻址。

尽管可以看到电枢具有围绕轴布置的多个齿，但电枢也能被看作具有多个布置在电枢的齿之间的空腔。除了线圈导线之外，所谓的连接线布置在齿之间的空腔中。连接线用于将线圈与换向器相连并使换向器的单个分流条电平衡。线圈导线和连接线相对于彼此的布置取决于制造方法或制造顺序。根据连接线是在布置线圈之前或布置线圈之后放置，连接线和线圈的布置是不同的。这具有的缺点是，线圈导线和线圈的位置无法被精确地确定，并且必须考虑制造顺序。如果不考虑制造顺序，则在一些空腔中，连接线就会布置在本应布置线圈的位置，因此难以整齐地在齿上缠绕线圈，这将具有若干负面作用，例如不受控的导线跨接、增加的末端线匝高度、不平衡及马达的效率下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷。

本发明提议了一种用于电动马达的电枢、具有这种电枢的电动马达及其制造方法。所述电枢包括多个齿和多个空腔或狭槽。这些空腔中的每个空腔均布置在外周表面中。所述空腔布置在在所述多个齿中的两个齿之间，因而形成所述电枢。所述多个空腔中的至少一个空腔被构造并布置成用于与该至少一个空腔/齿的壁部相邻地接收线圈。所述壁部可以是所述多个齿中的一个齿的壁。所述多个空腔中的至少一个空腔包括连接线接收部。所述连接线接收部由用于接收连接线或多根连接线的凹部形成。

位于所述空腔中或位于所述齿之间的连接线接收部可以用来将所述连接线放置、引导和/或支撑在预定位置。这允许更精确地放置所述连接线以及所述线圈导线，这降低了所述电枢的不平衡质量，并且使得所述线圈和电枢的制造更容易。因为所述连接线分开地布置在所述连接线接收部中，因此还可以在不交叉导线的情况下构造线圈和电枢，这使得减小了尺寸，即减小了电枢的半径。本发明有助于设计更小且重量更轻的马达。

所述连接线接收部可以具有位于所述空腔的壁部中的凹部或凹槽的形式。所述凹部可以形成在所述径向最内侧表面中或形成在所述空腔的底部处。所述凹部可以大至足以容纳一根或多根连接线并将所述连接线保持就位。所述凹部或凹槽的横截面因而可以与所述连接线或多根连接线的直径具有相同数量级。

所述连接线接收部也可以具有不同的形状，例如放置在空腔内的夹子或导线保持件。

所述连接线接收部可以具有用于在周向方向上保持并支撑所述连接线的导向表面。可以设置一个或两个凹部，并且可以将两根连接线一起布置在一个连接线接收部中，或者可以为每个连接线设置单独的导线接收部。

本公开内容还涉及一种用来制造用于电动马达的转子或电枢的方法。该方法包括在电动马达的电枢上布置电导线。该方法包括将至少一根连接线放置在所述电枢的空腔中布置的连接线接收部中。所述空腔形成在所述电枢的两个齿之间。该方法还包括将线圈导线缠绕在所述至少一个空腔的线圈导向表面上。所述线圈导向表面可以是所述空腔的壁部，并且可以由所述多个齿中的一个齿形成。

可以将所述线圈导线缠绕在所述至少一个空腔的线圈导向表面上之前或之后进行在布置于所述电枢的空腔中的连接线接收部中放置所述至少一根连接线。所述线圈导线的最终位置在两种情况下都保持相同，即制造次序对所述线圈导线在所述齿上和所述空腔中的位置没有影响，这使得由线圈导线形成的线圈能整齐地缠绕在所述齿上。并且整齐地缠绕的线圈导线能够减少线圈的电阻，这能提高马达的效率。

所述至少一根连接线和绕组的放置可以以任何顺序进行而不会改变结果。可以在将线圈导线形成的线圈缠绕在第一空腔中之前放置至少一根连接线，并且可以在将线圈导线形成的线圈缠绕在与第一空腔不同的空腔中之后放置至少一根连接线。因制造次序对所述线圈导线在所述齿上和所述空腔中的位置没有影响，所述线圈导线的最终位置在两个空腔中都保持相同。

附图说明

当阅读了如下针对附图给出的详细描述时将可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了具有电枢的常规电动马达的剖视图。

图2示出了常规电枢的剖视图的一部分。

图3示出了根据本发明的第一实施方式的电枢的剖视图的相同部分。

图4示出了根据本发明的第二实施方式的电枢的剖视图的相同部分。

具体实施方式

现在更详细地描述本公开内容的示例。应注意的是，执行本发明并不需要实现这些示例的所有特征，本领域技术人员根据电枢和电动马达的应用将修改、添加或省略特征。

图1示出了其中可实施本发明的电动马达2。该电动马达可以是常规的电动马达，并且包括转子3，该转子3具有布置在旋转轴8上的电枢10。具有多个接触元件的换向器6以惯常方式也放置在旋转轴8上。电枢10包括围绕轴8的旋转轴线布置的多个齿12。齿12可具有蘑菇状形状并且可以用如现有技术中已知的可磁化材料制成。本文没有具体地提到的电动马达的所有部件都可以与现有技术中已知的任何电动马达中的一样。

图2示出了常规电枢的剖视图的一部分。线圈导线30形成的至少一个线圈围绕各个齿12缠绕以用来磁化齿12的可磁化材料。该线圈可以直接缠绕在涂覆过的齿12上，或该线圈可缠绕在布置于齿12的表面上的绝缘体上。各个齿12均具有用于缠绕线圈导线的两个基本平行的导向壁部13（如图2所示）。这些导向壁部13还形成在周向方向上布置在齿12的两侧的空腔的壁部。这些空腔还包括布置在导向壁部13之间并沿着周向方向延伸的径向最内侧壁部14。线圈导线30借助连接线41、42连接至换向器的所选择的触头以在转子3的旋转过程中以预定方式将对应的齿磁化。

所述连接线41、42可以是线圈导线30的末端部，并且可以由与线圈导线相同的材料制成。连接线41、42可以具有与线圈导线30相比直径相同或不同的横截面。

连接线41、42还在其他地方布置在两个齿12之间的空腔20中，如图2所示。连接线41、42在空腔中的位置将取决于制造步骤的次序或顺序。如果在放置连接线41之前围绕齿12缠绕线圈导线30，则将线圈导线41被布置在线圈导线的上面，如图2的左手侧所示。如果在缠绕线圈导线30之前在空腔中放置连接线42，则连接线42被不同地放置。在这种情况下，连接线42直接布置在空腔20的导向壁部13处，并且线圈导线30缠绕在连接线42的上面（未示出）。连接线42的该布置示出在图2中的空腔20的右手侧。

连接线41、42的位置并因而线圈导线30的位置取决于制造顺序，即连接线41、42是在缠绕线圈导线之前还是在缠绕线圈之后放置。在制造时必须考虑到制造顺序，这使得电枢的制造复杂。如果不考虑制造顺序，则在一些空腔20中连接线42就会布置在本应布置线圈的位置，从而难以整齐地在齿12上缠绕线圈，这将具有若干负面作用，例如不受控的导线跨接、增加的末端线匝高度、不平衡及马达的效率下降。而且即使考虑了制造顺序，也难以在齿12上整齐地缠绕线圈，这是因为连接线41、42能容易地移动，尤其是当转子3旋转时。并且不整齐地缠绕的线圈导线30将增加线圈的电阻并降低马达的效率。

图3示出了电枢100的与图2用于电枢10的相同的部分。与图2的电枢10相比，图3的电枢100提供了位于空腔或狭槽200的径向最内侧壁部140处的连接线接收部240。连接线接收部240可具有沟槽的形式，为形成于侧壁部140处的凹槽或凹部。连接线410和420在所述连接线接收部中被定位、引导并保持就位。连接线接收部240布置在径向最内侧壁部140处，使得缠绕线圈30的空间将不会受到影响。连接线410和420因而与线圈导线30很好地分离，并且能够在围绕齿12缠绕线圈30之前或之后被放置在连接线接收部240中。连接线410和420以及线圈导线30始终放置在相同位置，而与制造顺序无关。这使得能够更精确地布置线圈导线30以及连接线410和420，从而能够使得制造过程更为灵活。能够将电枢100设计得更为紧凑，且可以获得更小的电枢直径，从而获得更小且重量更轻的马达。齿12中的磁场能够被更精确地产生，并且能够降低电枢10的不平衡质量飞重（flyweight）。而且，线圈导线能够围绕齿整齐地缠绕，这能够降低线圈的电阻并提高马达的效率。

连接线接收部240的深度与连接线410和420的直径对应。连接线接收部240的深度可以比连接线410和420的直径大或者至少比连接线410、420的直径的一半大。深度与连接线410和420的直径对应或比连接线410、420的直径大的连接线接收部240能够确保将连接线410和420保持在该连接线接收部240中。凹部的横截面形状可包括位于径向内侧的底部244以及在周向方向相对的第一壁部241和第二壁部242。第一壁部241和第二壁部242可以沿电枢的周向方向分别为连接线410和420提供支撑。这使得能够将第一连接线410精确且稳定地抵靠第一壁部241定位，并且使得能够将第二连接线420精确且稳定地抵靠第二壁部242定位。连接线接收部240在第一壁部241和第二壁部242之间的宽度可以足够容纳两根连接线410和420。

第一壁部241和第二壁部242可以基本垂直于底部244布置，从而得到矩形横截面的连接线接收部240。有利的是提供如图3所示的锥形横截面的连接线接收部240。与底部相比，在通向空腔的顶侧处该凹部的宽度可以较小。这允许将连接线410、420夹紧并更好地支撑在由底部244和相应的壁部241、242形成的角部中。

尽管在图3所示的示例中一个连接线接收部240用于两根连接线410、420，但是如果需要，还可以为各连接线设置单独的凹部，或者在凹部中放置两根以上的连接线。

还可以将凹部设置在空腔200中的不同于在径向最内侧表面中的位置。

上述空腔200和连接线接收部240能够在任意现有的电枢10中实施，从而能够修改现有的电枢。

尽管本公开内容示出了位于特定电枢100中的连接线接收部240，但对本领域技术人员显而易见的是，能够使用其他电枢，并且本公开内容并不限于齿12的具体数量或电枢的具有具体几何形状的空腔。

图4示出了根据本发明的第二实施方式的电枢的横截面的局部放大视图。在第二实施方式中，凹部250具有与第一实施方式相比不同形状的横截面。

在第二实施方式中，凹部250包括底部254、第一壁部251和第二壁部252。第一壁部251和第二壁部252彼此基本平行地布置，并且第一壁部251和第二壁部252都基本垂直于底部254布置，从而得到基本矩形横截面的凹部250。第一壁部251和第二壁部252彼此基本平行地布置，因此生产该电枢的铸模的寿命较长。

第一壁部251和第二壁部252之间的距离大于连接线411的直径的两倍，并且凹部250在径向方向上的深度大于连接线411的直径的两倍。通过该形状，凹部250大到足以保持至少四根连接线411。在第二实施方式中，凹部250保持3根连接线411、421、431。凹部250的尺寸可以布置成适合于特定马达以保持连接线。

本领域技术人员可以修改所述电枢并使其适合于不同的转子和不同的电动马达。例如，尽管上述优选实施方式是内转子型马达的转子铁芯，但本发明也能够应用于外转子型马达的转子或定子。因此，本发明的范围只由所附的权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种用于电动马达的电枢，所述电枢包括多个齿和多个空腔，其中，这些空腔中的每个空腔均布置在所述多个齿中的两个齿之间，并且所述多个空腔中的至少一个空腔被构造并布置成用于接受与该至少一个空腔的壁部相邻的线圈，所述多个空腔中的所述至少一个空腔包括连接线接收部。

2.根据权利要求1所述的电枢，其中，所述多个空腔中的所述至少一个空腔具有径向最内侧壁部，并且所述连接线接收部布置在该径向最内侧壁部处。

3.根据权利要求1所述的电枢，其中，所述连接线接收部为位于所述多个空腔中的所述至少一个空腔的壁部中的凹部，以用于接收连接线。

4.根据权利要求3所述的电枢，其中，所述连接线接收部的深度基本上对应于所述连接线的直径。

5.根据权利要求3所述的电枢，其中，所述连接线接收部的深度比所述连接线的直径大。

6.根据权利要求1所述的电枢，其中，所述连接线接收部具有用于至少一根连接线的导向表面。

7.根据权利要求1所述的电枢，其中，所述至少一个空腔具有两个周向方向上相对的导向壁部。

8.根据权利要求7所述的电枢，其中，所述两个周向方向上相对的导向壁部形成了朝向径向内侧呈锥形的锥形空腔。

9.根据权利要求2所述的电枢，其中，所述连接线接受部包括在周向方向上相对的第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部形成了朝向径向外侧呈锥形的锥形接收部。

10.根据权利要求2所述的电枢，其中，所述连接线接受部包括在周向方向上相对的第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部彼此基本平行地布置。

11.根据权利要求1所述的电枢，其中，所述连接线是所述线圈导线的末端部。

12.一种电动马达，该电动马达包括根据权利要求1所述的电枢。

13.一种用于在电动马达的电枢上布置电导线的方法，该方法包括：

a．将至少一根连接线放置在所述电枢的至少一个空腔中布置的连接线接收部中；以及

b．将线圈导线形成的线圈缠绕在所述至少一个空腔的线圈导向壁部上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述连接线接收部形成在所述至少一个空腔的径向最内侧壁部中。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，在第一空腔中缠绕所述线圈导线形成的线圈之前放置所述至少一根连接线，并且在与所述第一空腔不同的空腔中缠绕所述线圈导线形成的线圈之后放置所述至少一根连接线。

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