CN106374640B - 直流电动机及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种直流电动机包括:构成磁路的圆柱形磁轭;磁极芯部,该磁极芯部固定于磁轭的内周界,从而沿着磁轭的周向方向以均匀的间隔设置;以及磁场导体,该磁场导体在供给有电流时产生磁场以使磁极芯部磁化。该磁场导体包括芯部间导体,每个芯部间导体均沿磁轭的轴向方向延伸,以设置在周向相邻的磁极芯部之间。芯部间导体的每个均通过将第一导体部分和第二导体部分结合来形成,其中,该第一导体部分产生将要施加于周向相邻的磁极芯部中的一个的磁场,而该第二导体部分产生将要施加于周向相邻的磁极芯部中的另一个的磁场。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁场绕组式电动机。
背景技术
通常,为了提供紧凑且高输出的电动机,需要采用规整缠绕的线圈以增大占空系数。日本专利号4811286描述了一种线圈缠绕技术,其中,线圈的前导部分并不妨碍规整地缠绕线圈。确切地说,该专利文献描述了一种沿边缘缠绕的磁场线圈,该磁场线圈通过沿宽度方向(沿长边方向)缠绕具有矩形横截面的方线来形成。
然而,在该专利文献中描述的沿边缘缠绕的磁场线圈仍具有如下问题:需要在相邻的磁场线圈之间留下空间,以避免在这些磁场线圈之间发生干涉,且因此会减小占空系数。
发明内容
一示例性实施例包括直流电动机,该直流电动机包括:
构成磁路的圆柱形磁轭;
磁极芯部,该磁极芯部固定于磁轭的内周界,从而沿着磁轭的周向方向以均匀的间隔设置;以及
磁场导体,该磁场导体在供给有电流时产生磁场以使磁极芯部磁化,其中
磁场导体包括芯部间导体,每个芯部间导体均沿磁轭的轴向方向延伸,以设置在周向相邻的磁极芯部之间,
芯部间导体的每个均通过将第一导体部分和第二导体部分结合来形成,其中,该第一导体部分产生将要施加于周向相邻的磁极芯部中的一个的磁场,而该第二导体部分产生将要施加于周向相邻的磁极芯部中的另一个的磁场。
根据示例性实施例,提供紧凑且高输出的直流电动机,该直流电动机在磁场导体中的占空系数得以增大。
本发明的其它优点和特征将从包括附图的以下说明以及权利要求书中变得显而易见。
附图说明
附图中:
图1是示出作为根据本发明第一实施例的直流电动机的起动器电动机的第一层线圈导体、第二层线圈导体以及第三层线圈导体的展开视图;
图2是包括根据本发明第一实施例的直流电动机的起动器的剖视图;
图3是沿着图2的线III-III剖取的剖视图;
图4是第一层线圈导体的立体图;
图5是第二层线圈导体的立体图;
图6是第三层线圈导体的立体图;
图7是根据本发明第一实施例的直流电动机的磁场导体的立体图;以及
图8是包括作为根据本发明第二实施例的直流电动机的起动器电动机的起动器的剖视图。
具体实施方式
第一实施例
图2是包括作为根据本发明的第一实施例的直流电动机的起动器电动机2的起动器的剖视图。如图2所示,起动器1包括输出轴3、小齿轮4、杆件6以及电磁开关5,其中,该输出轴3由电动机2驱动而转动,该小齿轮4安装在轴3上。起动器1是所谓的“小齿轮啮合(pinion-enmeshing)型”的起动器1,其中,杆件6被电磁开关5的吸引力驱动,以将小齿轮4朝向发动机的未示出环形齿轮(朝向图5的左侧)推出。由于此种小齿轮啮合型的起动器的结构是众所周知的,因而下文将详细地描述电动机2。
电动机2包括电磁类型的磁场装置、电枢7、整流器8以及电刷9,该电枢7可转动地设置在磁场装置的内周缘处,该整流器8安装在电枢7的轴上,该电刷9设置在整流器8的外周缘处。如图3所示,电枢7包括电枢轴7a、电枢芯部7b以及电枢线圈7c,该电枢芯部7b装配于电枢轴7a的外周界,该电枢线圈7c缠绕在形成于电枢芯部7b的槽内。图3是沿着图2的线III-III剖取的剖视图。整流器8包括圆柱形绝缘基部8a和整流器部段8b,该圆柱形绝缘基部8a由诸如树脂之类的绝缘材料制成,该整流器部段8b由绝缘基部8a保持,从而以圆柱形的形式布置。绝缘基部8a压配到电枢轴8a的一个端部的外周缘上。整流器部段8b通过绝缘基部8a彼此隔离。电枢线圈7c连接于设置在绝缘基部8a的轴向端部处的竖立件8c。
在本实施例中,电刷9为四个,且沿着整流器8的周缘设置。所述电刷9通过电刷弹簧10压抵于整流器部段8b的外周界。如图7所示,四个电刷9中的两个正电刷9通过软辫线(pigtails)11连接于连接杆12。另一方面,两个负电刷9(未示出)经由电动机2的端部框架接地,以形成接地电路的一部分。在本实施例中,虽然电刷弹簧10是板簧,但该电刷弹簧也可以是卷簧。如图3所示,磁场装置包括圆柱形磁轭14、磁极芯部15以及磁场导体,其中,该圆柱形磁轭14构成磁路,所述磁极芯部15固定于磁轭14的内周界,该磁场导体产生磁场以使得磁极芯部15在供给有电流时磁化。
磁轭14由外磁轭14a和内磁轭14b构成,该外磁轭14a和内磁轭14b沿径向方向在彼此的顶部上连结。外磁轭14a和内磁轭14b通过将两个钢板的每个倒圆成圆柱形形状而个别地制造。内磁轭14b在厚度和轴向长度上小于外磁轭14a。内磁轭14b的轴向长度大致与磁极芯部15的轴向长度相同(参见图2)。也就是说,内磁轭14b设置成在设有磁极芯部15的整个轴向区域范围内延伸。
外磁轭14a的轴向端部沿轴向方向从内磁轭14b的端部突出。在下文中,外磁轭14a的沿轴向方向从内磁轭14b的端部突出的部分称为延伸部分14c(参见图2)。在本实施例中,磁轭14包括第一磁路部分和第二磁路部分,该第一磁路部分具有由外磁轭14a和内磁轭14b交迭而形成的较大横截面积,而该第二磁路部分具有由外磁轭14a的延伸部分14c形成的较小横截面积。在第一磁路部分和第二磁路部分之间设有径向台阶。在下文中,从该径向台阶轴向地向外形成的空间、也就是在延伸部分14c的内周缘处形成的空间称为“台阶式空间”。
如图3所示,磁极芯部15为四个并且通过螺钉16固定于磁轭14的内周界,以位于沿着该磁轭14的内周缘的四个等距隔开的位置处。如图1所示,磁极芯部15沿垂直于径向方向的方向的横截面形状是细长圆形,其中,沿轴向方向(沿图1所示垂直方向)的长度大于沿周向方向(沿图1所示的水平方向)的宽度。磁极芯部15的沿周向方向的宽度是近似恒定的,或者是沿径向方向从面向磁轭14的一侧朝向与磁轭14相对的一侧逐渐地增大。
如图3所示,磁极芯部15在与磁轭相对一侧上在该磁极芯部的径向端部处一体地设有边沿部分17。该边沿部分17在沿垂直于轴向方向的方向上的横截面中的、沿着周向方向具有圆弧形状,并且设置成与电枢芯部7b的外周界形成小空隙。在下文中,术语“磁极芯部15”并不包括边沿部分17。
磁场导体包括第一至第三层的三个线圈导体18(第一层线圈导体18、第二层线圈导体18以及第三层线圈导体18),上述三个线圈导体18沿径向方向堆叠。如图1所示,每个线圈导体18均包括芯部间导体18a以及U形底部18b,该芯部间导体18a各自设置成沿轴向方向在两个相邻的磁极芯部15之间延伸,而U形底部18b各自呈U形并且连结两个相邻的芯部间导体18a。线圈导体18可通过将具有矩形横截面的导电板构件(例如,铜板构件)进行沿边缘地缠绕、切割以及按压而形成为预定形状。在通过执行切割和按压工艺来形成线圈导体18的情形中,较佳地在完成切割和按压工艺之后进行电绝缘处理,这是因为板构件的绝缘膜可能在切割和按压工艺期间受损。电绝缘处理可以是绝缘涂层,其中,将绝缘树脂粉末施加于板构件的表面。
芯部间导体18a通过将用于产生将要施加于相邻磁极芯部15的一个的磁场的导体部分与用于产生将要施加于另一磁极芯部15的磁场的另一导体部分结合而形成。
如图3所示,芯部间导体18a具有的周向宽度大于在两个相邻磁极芯部15的边沿部分之间的周向距离,并且在该芯部间导体18a的一个周向端部处与这些边沿部分17的一个周向地交迭,而在该芯部间导体18a的另一周向端部处与另一边沿部分17周向地交迭。更确切地说,芯部间导体18a的周向宽度与两个相邻的磁极芯部15之间的周向距离近似相等,以使得该芯部间导体18a紧密地设置在两个相邻的磁极芯部15之间。
在下文中,图1中示出的每层的四个磁极芯部15在图1中从左至右按顺序地分别称为第一磁极芯部15、第二磁极芯部15、第三磁极芯部15和第四磁极芯部15。对于这些磁极芯部15的每个,图1中的上侧和下侧分别定义为后侧和前侧。此外,沿径向方向堆叠的三个线圈导体18从径向外侧向内侧按顺序地称为第一层线圈导体18、第二层线圈导体18以及第三层线圈导体18。图1示出沿周向方向展开并且从径向内侧观察到的相应各层的线圈导体18。
第一层线圈导体18由芯部间导体18a构成,这些芯部间导体18a中的各自相邻的两个通过位于第二磁极芯部15前侧或第三磁极芯部15后侧或第四磁极芯部15前侧处的U形底部连结。如图1中虚线所示,每个U形底部18b均径向向外(向图1中的背面侧)弯曲。在下文中,U形底部18b的弯曲部分称为弯曲部分18c。设置在第一磁极芯部15和第二磁极芯部15之间的芯部间导体18a形成有突部18d,该突部18d沿轴向方向朝向在与U形底部18b相对的一侧上的端部突出。该突部18d用作用于与后面说明的熔融构件19连结的连结部件(参见图7)。设置在第二磁极芯部15和第三磁极芯部15之间的芯部间导体18a设有用于与第二层线圈导体18连结的连结部件18e。该连结部件18e通过使芯部间导体18a在与U形底部18b相对一侧处朝向第四磁极芯部15的周向中心弯曲而形成。
第二层线圈导体18由芯部间导体18a构成,这些芯部间导体18a中的各自相邻的两个由位于第一磁极芯部15前侧或第二磁极芯部15后侧或第三磁极芯部15前侧处的U形底部连结。如图1中实线所示,每个U形底部18b均径向向内(向图1中的前侧)弯曲以形成弯曲部分18c。设置在第四磁极芯部15和第一磁极芯部15之间的芯部间导体18a设有用于与第三层线圈导体18连结的连结部件18f。该连结部件18f通过使芯部间导体18a在与U形底部18b相对一侧处朝向第一磁极芯部15的周向中心弯曲而形成。设置在第三磁极芯部15和第四磁极芯部15之间的芯部间导体18a设有用于与第一层线圈导体18连结的连结部件18g。该连结部件18g通过使芯部间导体18a在与U形底部18b相对一侧处朝向第四磁极芯部15的周向中心弯曲而形成。
第三层线圈导体18由芯部间导体18a构成,这些芯部间导体中的相应相邻两个由在第二磁极芯部15的前侧或第三磁极芯部15的后侧或第四磁极芯部15的前侧处的U形底部连结。如图1中虚线所示,每个U形底部18b均径向向外弯曲以形成弯曲部分18c。设置在第一磁极芯部15和第二磁极芯部15之间的芯部间导体18a设有用于与第二层线圈导体18连结的连结部件18h。该连结部件18h通过使芯部间导体18a在与U形底部18b相对的一侧处朝向第一磁极芯部15的周向中心弯曲而形成。设置在第四磁极芯部15和第一磁极芯部15之间的芯部间导体18a形成有突部18i,该突部18i沿轴向方向朝向在与U形底部18b相对的一侧上的端部突出。该突部18i用作用于与连接杆12连结的连结部件。
第一层线圈导体18的连结部件18e和第二层线圈导体18的连结部件18g通过焊接之类连结。第二层线圈导体18的连结部件18f和第三层线圈导体18的连结部件18h通过焊接等方式连结。也就是说,第一至第三层线圈导体18串联连接以形成磁场导体。该磁场导体设计成使得设置在第一层线圈导体18中的突部18d通过熔融构件19连接于电动机2的牵拉构件20,并且使得设置在第三层线圈导体18中的突部18i连接于连接杆12。如图3所示,相应各层的线圈导体18形成为使得它们的芯部间导体18a的板厚度(沿径向方向的厚度)和周向宽度彼此不同。确切地说,与径向内线圈导体18相比,径向外线圈导体18在板厚度上更小而在周向宽度上更大。
也就是说,在板厚度上,第一层线圈导体18的芯部间导体18a比第二层线圈导体18的芯部间导体18a小,在周向宽度上,第一层线圈导体18的芯部间导体18a比第二层线圈导体18的芯部间导体18a大,并且在板厚度上,第二层线圈导体18的芯部间导体18a比第三层线圈导体18的芯部间导体18a小,在周向宽度上,第二层线圈导体18的芯部间导体18a比第三层线圈导体18的芯部间导体18a大。
对于第一层和第三层线圈导体18,每个U形底部18b均沿轴向方向设置在面向对应的磁极芯部15的侧部上。另一方面,对于第二层线圈导体18,每个U形底部18b均沿轴向方向设置在与对应的磁极芯部15相对一侧上。设置在第一层线圈导体18的U形底部18b中的弯曲部分18c设置在台阶式空间内,该台阶式空间是因磁轭14的第一磁路部件和第二磁路部件之间的内径差异而产生的(参见图2)。确切地说,弯曲部分18c设置在形成于外磁轭14a的延伸部分14c的内周缘处的空间中。当将由U形底部18b和与该U形底部18b轴向相对的芯部间导体18a限定出的空间称为U形空间时,设置在第二层线圈导体18的U形底部18b中的弯曲部分18c位于第三层线圈导体18的U形空间中。类似地,设置在第三层线圈导体18的U形底部18b中的弯曲部分18c位于第二层线圈导体18的U形空间中。
牵拉构件20是由诸如铜之类导电材料制成的板状构件。如图2所示,牵拉构件20通过由橡胶制成的衬环(grommet)21保持并且装配于磁轭14。牵拉构件20的一个端部从衬环21牵拉到磁轭14的外侧,并且通过电动机引线22连接于电磁开关5的M端子螺栓23。牵拉构件20的另一端部从衬环21牵拉到磁轭14的内侧,并且连结于熔融构件19。熔融构件19是由如下材料(例如,钢)制成的板状构件,该材料的电阻高于牵拉构件20和线圈导体18的材料的电阻。如图7所示,熔融构件19包括在其上游端和下游端之间的最小横截面积部分19a,该熔融构件19在该最小横截面积部分处的横截面积变得最小。
本发明的第一实施例提供以下优点:
1)构成磁场导体的相应各层的线圈导体18的每个均包括芯部间导体18a,该芯部间导体18a各自设置成在相邻的两个磁极芯部15之间沿轴向方向延伸。芯部间导体18a通过将用于产生将要施加于相邻磁极芯部15的一个的磁场的导体部分与用于产生将要施加于另一磁极芯部15的磁场的另一导体部分结合而形成。芯部间导体18a的周向宽度与相邻磁极芯部15之间的周向距离近似相同。根据此种构造,由于无需考虑在产生将要施加于一个磁极芯部15的磁场的导体部分与产生将要施加于另一磁极芯部15的磁场的另一导体部分发生干涉,因而能使用死空间来设置磁极间导体18a以避免此种干涉。因此,由于能有效地使用设置在两个相邻磁极芯部15之间的缠绕空间,因而能增大两个相邻磁极芯部15之间的占空系数。其结果是,能将电动机2制造成在尺寸上紧凑并且输出高功率。
2)每层的线圈导体18设置成使得U形底部18b交替地位于前侧和后侧上。也就是说,每层的线圈导体18具有围绕磁极芯部15迂回的形状。第二层线圈导体18设置成使得其U形底部18b位于沿轴向方向与第一层线圈导体18和第三层线圈导体18相对的侧部上。根据此种构造,由于U形底部18b并不沿轴向方向聚集在磁极芯部15的一侧上,因此能均匀地形成磁通分布,从而能将电动机2制造成尺寸紧凑并输出高功率。此外,由于一个线圈导体18的U形底部18b并不与沿堆叠方向彼此相邻的另一线圈导体18的U形底部18b交迭,因而,即便在持续地向电动机2供给大电流时,也能防止由于U形底部18b之间的不良绝缘而在这些U形底部之间出现短路。
3)每个线圈导体18的U形底部18b均在它们的轴向端部处弯曲。因此,线圈导体18的轴向长度可缩短而不会增大它们的电阻。例如,如果不通过弯曲U形底部18b的端部而使得U形底部18b的轴向宽度缩短至小于芯部间导体18a的周向宽度,则U形底部18b的电阻会增大,从而导致发热量增大。根据每个线圈导体18的U形底部18b在它们的轴向端部处弯曲的本实施例,由于这些U形底部的电阻并不增大,因而能使得电动机2紧凑而不会牺牲耐热性能。
4)沿堆叠方向设置在最外侧上的第一层线圈导体18设置成使得每个U形底部18b的弯曲部分18c均位于磁轭14的台阶式空间内。因此,即便在向电动机2持续地供给大电流时,也可防止在磁轭14和弯曲部分18c之间出现短路。
5)磁轭14由外磁轭14a和内磁轭14b构成,该外磁轭14a和内磁轭14b沿径向方向在彼此的顶部上连结。外磁轭14a和内磁轭14b通过将两个钢板的每个倒圆成圆柱形形状而个别地制造。根据此种构造,与通过将厚钢板倒圆成圆柱形形状来制造磁轭14的情形相比,能以较低的成本来制造磁轭14。此外,由于内磁轭14b的轴向长度小于外磁轭14a的轴向长度,能简单地通过使得外磁轭14a和内磁轭14b沿径向方向彼此交迭来在外磁轭14a的延伸部分14c的内周缘处形成台阶式空间。也就是说,不借助切割作业就能形成该台阶式空间。
6)每层的线圈导体18均包括四个芯部间导体18a,每个芯部间导体18a均设置成靠近其中两个磁极芯部15,且这四个芯部间导体18a通过U形底部18b串联地连接。磁场导体通过将各个层的线圈导体18串联连接而形成,这些线圈导体18沿径向方向堆叠。
根据此种构造,利用较少数量的层就能获得较高的扭矩性能。因此,根据本实施例,由于能减少用于在相邻层之间进行绝缘的绝缘膜或绝缘构件的数量,因而可增大占空系数以由此减小电动机2的尺寸。
7)使用具有矩形横截面形状的板构件来形成线圈导体18。因此,由于占空系数会增大,因而与使用圆导线来形成线圈导体18的情形相比,能将电动机2制造成尺寸紧凑并且输出高功率。
8)相邻线圈导体18的径向外部的一个线圈导体的芯部间导体18a在周向宽度上比相邻线圈导体18的径向内部的一个线圈导体的芯部间导体18a大。也就是说,由于芯部间导体18a的周向宽度根据沿周向方向彼此相邻的磁极芯部15之间的周向距离设定,因而可防止在相邻的磁极芯部之间产生不必要的空间,从而由此增大占空系数。径向外部线圈导体18在径向厚度(板厚度)上比径向内部线圈导体18小。因此,尽管相邻线圈导体在周向宽度上彼此不同,但仍可减小相邻线圈导体18之间的横截面差异。例如,虽然第一层线圈导体18的芯部间导体18a的周向宽度大于第二层线圈导体18的芯部间导体18a的周向宽度,但由于第二层线圈导体18的芯部间导体18a的板厚度大于第一层线圈导体18的芯部间导体18a的板厚度,因而仍可使得两者之间的横截面积差异较小。因此,由于各个层的线圈导体18在发热量方面可以是均匀的,因而,能减少产生热量最多的一部分的发热量,从而能增大电动机2的耐热性能。
9)在第一层线圈导体18和牵拉构件20之间设有熔融构件19,该熔融构件19的电阻高于第一层线圈导体18和牵拉构件20的电阻。因此,即使不期望的大电流持续地流过电动机2,由于熔融构件19的最小横截面部分19a会立即熔断,因而电动机2仍能受保护。
10)能通过沿边缘缠绕具有矩形横截面的导电板构件来形成各个层的线圈导体18。在该情形中,能持续地模制出如图1中所示的线圈导体18的展开形状。
11)各个层的线圈导体18能通过切割和按压导电板构件来形成。在该情形中,能容易地模制出如图1中所示的线圈导体18的展开迂回形状。
12)相应层的线圈导体18在模制成图1所示的形状之后,可在相应层的线圈导体18的将要进行绝缘涂覆的表面处施加由树脂制成的绝缘粉末。在该情形中,线圈导体18能通过简单的切割和按压工艺来形成。
13)第一实施例的构造利用每个磁极较少数量的线圈匝数来实现较高的占空系数。因此,根据本第一实施例的电动机2适合于在低电压和大电流功率下操作的起动器电动机。
接下来,描述本发明的其它实施例。在下面的实施例中,在结构上与第一实施例的那些部件、部分或组件相同或等同的部件、部分或组件由相同的附图标记或字母来指代。
第二实施例
图8是包括作为根据本发明第二实施例的直流电动机的起动器电动机的起动器的剖视图。在本第二实施例中,偶数个(在本实施例中是四个)层的线圈导体18沿径向方向堆叠。在本第二实施例中,线圈导体18设置成使得针对同一磁极芯部15,四个线圈导体18中的两个线圈导体18的U形底部18b位于与另外两个线圈导体18的U形底部18b轴向相对的一侧上。在图8中,四个线圈导体18示作使得它们的轴向定向沿堆叠方向交替。然而,这些线圈导体可设置成使得沿堆叠方向相邻的两个线圈导体18彼此处于相同的轴向定向。例如,第一层和第二层的线圈导体18的轴向定向可与第三层和第四层的线圈导体18的轴向定向相反。替代地,第二层和第三层的线圈导体18的轴向定向可与第一层和第四层的线圈导体18的轴向定向相反。本第二实施例提供类似于由第一实施例所提供优点的优点。
其它实施例
在第一实施例中,磁轭14由外磁轭14a和内磁轭14b构成。也就是说,在第一实施例中,第一磁路部分和第二磁路部分通过将两个钢板在彼此顶部上进行连结而形成。然而,该第一磁路部分和第二磁路部分也可由单个钢板形成。第一实施例的电动机2是4磁极直流电动机。然而,本发明也可用于6磁极直流电动机。在第一实施例中,磁场导体通过将各个层的线圈导体18串联连接而形成。然而,各个层的线圈导体18并不需要必须串联连接。这些线圈导体也可以双并联方式连接以构成磁场导体。
在第一实施例中,四个芯部间导体18a通过U形底部18b串联连接,每个U形底部18b均设置在相邻的磁极芯部15之间以形成线圈导体18。然而,可将第一实施例改型成使得将单独的线圈导体电气地连接以形成线圈导体18。在第一实施例中,线圈导体18的U形底部18b的每个的端部弯曲以形成弯曲部分18c。然而,线圈导体18的U形底部18b的每个的端部也可如同第二实施例的情形那样并不弯曲。
上文解释的较佳实施例是本申请的发明的示例,其仅仅由下文所附的权利要求书进行描述。应理解的是,本领域技术人员也可对这些较佳实施例进行修改。
Claims (24)
1.一种直流电动机,所述直流电动机包括:
构成磁路的圆柱形磁轭;
N个磁极芯部,N个所述磁极芯部固定于所述磁轭的内周界,从而沿着所述磁轭的周向方向以均匀的间隔设置而称为第一磁极芯部、第二磁极芯部、……第N磁极芯部,其中,N是不少于四的偶数;以及
磁场导体,所述磁场导体在供给有电流时产生磁场以使所述磁极芯部磁化,其中,
所述磁场导体包括芯部间导体,每个芯部间导体均沿所述磁轭的轴向方向延伸,以设置在周向相邻的磁极芯部之间,
所述芯部间导体的每个均通过将第一导体部分和第二导体部分结合来形成,其中,所述第一导体部分产生将要施加于所述周向相邻的磁极芯部中的一个的磁场,而所述第二导体部分产生将要施加于所述周向相邻的磁极芯部中的另一个的磁场,
所述磁极芯部的每个均包括边沿部分,所述边沿部分在所述磁极芯部的与所述磁轭径向相对的端部处沿所述周向方向突出,
所述芯部间导体的至少一个具有比相邻的磁极芯部的边沿部件之间的周向距离大的周向宽度,并且设置成使得所述芯部间导体的至少一个的一个周向端部与相邻的所述磁极芯部中一个的边沿部分周向地交迭,并且使得所述芯部间导体的至少一个的另一个周向端部与相邻的所述磁极芯部中另一个的边沿部分周向地交迭,
所述磁场导体包括线圈导体,每个线圈导体均由周向相邻的芯部间导体构成,所述周向相邻的芯部间导体通过U形底部以U形连结,所述U形底部以横贯位于所述U形底部之间的所述磁极芯部的方式定位成彼此轴向地相对,并且所述磁场导体形成为沿所述磁轭的径向方向或者层堆叠方向堆叠的各层线圈导体,
所述磁极芯部的每个均具有周向宽度,所述周向宽度从所述磁极芯部的位于面向所述磁轭的一侧上的一端至所述磁极芯部的位于与所述磁轭相对的一侧上的另一端是恒定的,或者在所述一端处比在所述另一端处小,
对于所述线圈导体中沿作为所述层堆叠方向的径向方向彼此相邻的每两个线圈导体来说,径向外部线圈导体的芯部间导体的周向宽度大于径向内部线圈导体的芯部间导体的周向宽度,
在径向最外侧的线圈导体上,配置在所述第一磁极芯部与所述第二磁极芯部之间的所述芯部间导体的与所述U形底部相反的端部形成有第一突部,所述第一突部在所述轴向上朝与所述U形底部相反的那侧突出,
在径向最内侧的线圈导体上,配置在所述第N磁极芯部与所述第一磁极芯部之间的所述芯部间导体的与所述U形底部相反的端部形成有第二突部,所述第二突部在所述轴向上朝与所述U形底部相反的那侧突出,
所述第一突部起到用于通过熔融构件而与所述直流电动机的牵拉构件连结的连结部分的作用,所述第二突部起到用于与将所述直流电动机的正极电刷连接的连接杆连结的连结部分的作用。
2.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述芯部间导体的至少一个具有与相邻的所述磁极芯部之间的周向距离相同的周向宽度。
3.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所堆叠层的一个层的线圈导体的U形底部与横贯同一磁极芯部的所堆叠层的另一个层的线圈导体的U形底部轴向地相对。
4.如权利要求3所述的直流电动机,其特征在于,所堆叠层的数量是偶数,并且所述线圈导体设置为使得所堆叠层中一半层的线圈导体的U形底部定位成与横贯同一磁极芯部的所堆叠层中另一半层的线圈导体的U形底部轴向地相对。
5.如权利要求3所述的直流电动机,其特征在于,所堆叠层的数量是奇数,并且相对于同一磁极芯部,所堆叠层中所述线圈导体的U形底部位于一个轴向端部处的层数与所堆叠层中所述线圈导体的U形底部位于另一轴向端部处的层数之间的差等于一。
6.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,对于所堆叠层中沿所述层堆叠方向相邻的两层,相对于同一磁极芯部,径向内侧上的线圈导体的U形底部和径向外侧上的线圈导体的U形底部彼此轴向地相对。
7.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述磁轭包括第一磁路部分和第二磁路部分,所述第一磁路部分在所述周向相邻的磁极芯部之间形成磁路,而所述第二磁路部分在所述磁极芯部外侧轴向地形成磁路,且所述第二磁路部分的内径比所述第一磁路部分的内径大,而所述第二磁路部分的板厚度比所述第一磁路部分的板厚度小,以使得在所述第一磁路部分和所述第二磁路部分之间形成台阶。
8.如权利要求7所述的直流电动机,其特征在于,
所述磁轭包括外磁轭和内磁轭,所述外磁轭和所述内磁轭沿所述径向方向在彼此的顶部上连结,且所述内磁轭在轴向长度上小于所述外磁轭,
所述外磁轭和所述内磁轭彼此交迭的区域形成所述第一磁路部分,
所述外磁轭从所述内磁轭的两个端部轴向地突出的延伸部分形成所述第二磁路部分。
9.如权利要求7所述的直流电动机,其特征在于,
所述第二磁路部分与所堆叠层的径向最外层的线圈导体的U形底部径向地相对。
10.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述线圈导体的至少一个的U形底部的轴向宽度小于所述芯部间导体的周向宽度。
11.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,
当将由一个U形底部和与所述一个U形底部轴向地相对的周向相邻的芯部间导体所限定出的空间称为U形空间时,所述线圈导体的至少一个包括形成在所述线圈导体的每个U形底部中的厚部分,
所述厚部分在径向厚度上比所述芯部间导体大,并且位于沿所述层堆叠方向靠近包括所述厚部分的一个线圈导体的另一个线圈导体的U形空间中。
12.如权利要求7所述的直流电动机,其特征在于,所堆叠层的径向最外层的线圈导体包括形成在所述线圈导体的每个U形底部中的厚部分,所述厚部分在径向厚度上比所述芯部间导体大,且所述厚部分位于因所述第一磁路部分与所述第二磁路部分之间的内径差而产生的台阶式空间中。
13.如权利要求11所述的直流电动机,其特征在于,所述厚部分通过对所述U形底部进行弯曲来形成。
14.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,在所述线圈导体的至少一个中,各自设置在相邻的磁极芯部之间的所有芯部间导体通过所述U形底部串联地连接。
15.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述线圈导体中沿所述层堆叠方向相邻的至少两个线圈导体串联地连接。
16.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述线圈导体的所堆叠层的所有层均串联地连接。
17.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述线圈导体的每个均具有矩形横截面形状。
18.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述径向外部线圈导体的芯部间导体的沿所述层堆叠方向的厚度小于所述径向内部线圈导体的芯部间导体的沿所述层堆叠方向的厚度。
19.如权利要求1所述的直流电动机,其特征在于,所述牵拉构件由绝缘构件保持并且装配于所述磁轭,用以从所述磁轭外部将电流供给至所述磁场导体,而所述熔融构件具有比所述牵拉构件和所述磁场导体高的电阻,并且设置在所述牵拉构件和所述磁场导体之间的电流通路中。
20.一种用于制造权利要求8所述的直流电动机的方法,所述方法包括如下步骤:
通过将钢板倒圆成圆柱形形状来形成所述外磁轭;
通过将钢板倒圆成圆柱形形状来形成所述内磁轭;以及
将所述外磁轭和所述内磁轭在彼此的顶部上连结。
21.如权利要求20所述的制造直流电动机的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:通过沿边缘缠绕具有矩形横截面形状的导电板构件来模制出所述线圈导体。
22.如权利要求20所述的制造直流电动机的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:通过切割和按压导电板构件来模制出所述线圈导体。
23.如权利要求21所述的制造直流电动机的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:利用绝缘构件来涂覆模制出的所述线圈导体。
24.一种用于起动内燃机的起动器,其中,所述起动器包括权利要求1所述的直流电动机来作为所述起动器的起动器电动机。
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DE102017207659B4 (de) * | 2017-05-08 | 2019-11-14 | Audi Ag | Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR581944A (fr) * | 1924-05-23 | 1924-12-08 | North East Electric Co | Perfectionnements aux machines dynamo-électriques |
CN1206513A (zh) * | 1995-12-30 | 1999-01-27 | 罗伯特-博希股份公司 | 电机的定子 |
JP2007097245A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Denso Corp | 回転電機およびその製造方法 |
JP2011223652A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Toyota Central R&D Labs Inc | 回転電機巻線及び回転電機構成部材 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4446393A (en) * | 1976-10-29 | 1984-05-01 | The Globe Tool & Engineering Company | Dynamoelectric field assembly and winding therefor |
US4131988A (en) * | 1976-10-29 | 1979-01-02 | The Globe Tool And Engineering Company | Method of manufacturing a dynamoelectric field member |
JPWO2004062065A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2006-05-18 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の固定子およびその固定子巻線の製造方法 |
JP2007089251A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Denso Corp | スタータ |
JP4367401B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2009-11-18 | 株式会社デンソー | スタータ |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR581944A (fr) * | 1924-05-23 | 1924-12-08 | North East Electric Co | Perfectionnements aux machines dynamo-électriques |
CN1206513A (zh) * | 1995-12-30 | 1999-01-27 | 罗伯特-博希股份公司 | 电机的定子 |
JP2007097245A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Denso Corp | 回転電機およびその製造方法 |
JP2011223652A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Toyota Central R&D Labs Inc | 回転電機巻線及び回転電機構成部材 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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