CN106921265B - 转子及其制造方法、以及dc电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转子及其制造方法、以及DC电动机,其抑制绕线的端部与导通板的接合时的热量传递并且提高操作性。本发明的转子具备与轴(10)一体旋转并且卷绕有绕线(30)的芯(20)、固定于轴(10)且具有供绕线(30)的一端连接的端子(42b)的换向器(40)、以及在换向器(40)的端子(42b)与芯(20)之间经由绝缘部外嵌于轴(10)且具有供绕线(30)的另一端连接的连接部(52)的导通板(50)。导通板(50)的连接部(52)的轴向位置设定于绕线(30)的绕线凸部(31)与端子(42b)的中间部(70)。
Description
技术领域
本发明涉及转子及其制造方法、以及具备该转子的DC电动机(直流电动机)。
背景技术
以往,作为成为车载电装品、商用设备等各种装置的动力源的电动机,使用永磁式DC电动机。即,永磁式DC电动机是转子被轴支承为相对于固定有永磁铁的定子(stator)旋转自如的电动机,该电动机通过切换在卷绕于转子的绕线中流动的电流的方向而使转子旋转。作为绕线的卷绕方式(电路结构),有Y接线方式(Y接线的电路)与Δ接线方式(Δ接线的电路)。与后者相比,前者的电阻值更高,因此Y接线方式的转子与使用Δ接线方式的转子相比能够将消耗电流抑制为更低。因此,在内置于电池驱动的设备的DC电动机中,有时采用具备通过Y接线方式连接的绕线的转子(Y接线方式的转子)。
在Y接线方式的转子中设置电中性点。电中性点例如通过将卷绕于芯的绕线的端部拧在一起并通过钎焊等进行连接而形成。或者,也存在通过焊接、钎焊等使卷绕于芯的绕线的端部与金属制的部件(以下称作“导通板”)连接而形成电中性点的情况(参照专利文献1)。需要说明的是,对于Δ接线方式的转子,有时也设置导通板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开昭63-156563号公报
然而,在设置有导通板的转子的情况下(例如利用导通板形成电中性点的转子的情况),由于卷绕于芯的绕线与将绕线的端部连接的导通板的连接部之间的距离近,因此担心向导通板接合时的热量传递至绕线。并且,还存在该距离越近,将绕线的端部连接于导通板的操作越难的课题。特别是,由于电动机尺寸越小,该距离越近,因此操作变得困难,并且接合时的热量的传递增大,绕线受到的热影响增大。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于这样的课题而提出的,其目的之一在于提供抑制绕线的端部与导通板接合时的热量传递并且提高了操作性的转子及其制造方法、以及DC电动机。需要说明的是,不局限于该目的,本发明的其他目的还在于发挥根据后述的具体实施方式所示的各结构导出的作用效果、即现有技术无法获得的作用效果。
用于解决课题的手段
(1)在此公开的转子具备:芯,其与轴一体旋转并且卷绕有绕线;换向器,其固定于所述轴,具有供所述绕线的一端连接的端子;以及导通板,其在所述换向器的所述端子与所述芯之间经由绝缘部外嵌于所述轴,且所述导通板具有供所述绕线的另一端连接的连接部,所述连接部的轴向位置设定于所述绕线的绕线凸部与所述端子的中间部。
所述绕线凸部表示卷绕于所述芯的所述绕线中的、从所述芯的轴向端面呈山状隆起的部分(从所述端面鼓出的部分)。即,所述连接部配置为在轴向上位于所述绕线凸部的顶端与所述端子之间(即所述中间部)。
(2)优选的是,所述连接部配置于所述绕线凸部与所述端子之间的轴向上的中央区域。所述中央区域不仅是指所述中间部的轴向中心,而是包括该中心的规定区域。即,优选的是,所述连接部配置为与所述绕线凸部的顶端和所述端子形成大致等距离的所述中央区域内。
(3)优选的是,所述连接部与所述芯的外周面相比向径向外侧突出设置。需要说明的是,优选的是,所述连接部设置为在进行焊接、钎焊之类的热接合之后,其前端位于比所述芯的外周面靠径向外侧的位置。但是,所述连接部设置为不与收容所述转子的壳体接触。
(4)优选的是,所述导通板具有:平面部,其经由绝缘层载置于所述芯的端面,形成电中性点;多个立壁部,其从所述平面部的径向外侧的端部向与所述平面部交叉的方向延伸设置,限定所述连接部的轴向位置;以及所述连接部,其从各个所述立壁部的延伸设置方向端部向径向外侧突出设置。需要说明的是,优选的是,所述导通板形成为具有三次以上的旋转对称性的外形。
(5)优选的是,所述连接部在所述导通板外嵌于所述轴的组装状态下,以与所述轴的轴向正交的方式从所述立壁部向外侧突出设置。
(6)并且,优选的是,所述转子具备绝缘体,该绝缘体载置于所述平面部的与所述绝缘层相反侧的面,并且沿所述立壁部的内侧面延伸。
(7)在此公开的DC电动机具备:上述(1)至(6)中任一项所述的转子;定子,其具备固定于有底筒状的壳体的内周面的永磁铁,所述定子支承所述转子的所述轴的一端而使所述转子旋转自如;以及端板,其具有电刷且固定于所述壳体的开口部。
(8)在此公开的转子的制造方法是具备与轴一体旋转的芯和换向器、以及在所述芯与所述换向器的端子之间经由绝缘部外嵌于所述轴的导通板的转子的制造方法。本制造方法包括成形工序、组装工序、绕线工序以及接合工序。
在所述成形工序中,成形出所述导通板,该导通板具有从形成电中性点的平面部的径向外侧的端部向与所述平面部交叉的方向延伸设置的多个立壁部、以及从各个所述立壁部的端部向径向外侧突出设置的连接部。在所述组装工序中,在所述成形工序之后,将所述芯、所述导通板以及所述换向器组装于所述轴。在所述绕线工序中,在所述组装工序之后,将绕线的一端卡止于所述换向器的所述端子后将所述绕线卷绕于所述芯,并且将所述绕线的另一端卡止于所述导通板的所述连接部。在所述接合工序中,与所述绕线工序并行或者在所述绕线工序之后,通过热接合将所述绕线的所述一端以及所述另一端分别与所述端子以及所述连接部接合。此外,在所述成形工序中,将所述导通板成形为,在所述组装工序中将所述导通板的所述平面部载置于所述芯的端面的状态下,所述连接部的轴向位置位于所述绕线的绕线凸部与所述端子的中间部。
发明效果
通过将导通板的连接部配置为,轴向位置位于绕线的绕线凸部与换向器的端子的中间部,由此能够避免导通板与电刷的干涉并且使连接部离开绕线凸部。由此,能够抑制进行焊接、钎焊之类的热接合所带来的接合时的热量的传递。并且,能够容易地进行绕线向连接部卡止的卡止操作(钩挂)、基于热接合的接合操作。因此,能够抑制绕线的端部与导通板接合时的热量的传递并且提高操作性。
附图说明
图1是实施方式所涉及的DC电动机的轴向半剖视图。
图2是分解示出实施方式所涉及的转子的接线前的状态的立体图。
图3是构成图2的转子的部件的图,(a)是从轴向观察芯时的图,(b)是从轴向观察导通板时的图,(c)是换向器的立体图。
图4是示出实施方式所涉及的转子的接线后并且向导通板接合前的状态的局部侧视图。
图5是示出图4的转子的接线前的状态的轴向剖视图。
图6是将图2所示的转子的导通板的连接部放大的示意图,(a)示出焊接前,(b)示出焊接后。
图7是示出实施方式所涉及的转子的制造方法的一个例子的流程图。
附图标记说明
1 电动机
2 定子
2A 壳体
2B 永磁铁
3 转子
4 端板
4B 电刷
10 轴
20 芯
30 绕线
31 绕线凸部
40 换向器
41d 脚部(绝缘部)
42b 端子
50 导通板
51 平面部
52 连接部
53 立壁部
60 绝缘体
70 中间部
具体实施方式
参照附图说明作为实施方式的转子及其制造方法、以及DC电动机。以下所示的实施方式仅是例示,不表示排除未通过以下实施方式明示的各种变形、技术的应用。本实施方式的各结构能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形而实施。并且,能够根据需要取舍选择或酌情组合。
[1.结构]
图1是本实施方式的DC电动机1(以下称作“电动机1”)的轴向半剖视图。电动机1是永磁式的带电刷直流电动机,具备定子2、转子3以及端板4。
定子2具备形成为有底筒状的壳体2A、以及沿壳体2A的内周面固定的永磁铁2B。永磁铁2B在转子3组装后的状态下以与转子3的芯20对置地包围芯20的方式朝向轴向延伸设置。本实施方式的永磁铁2B的轴向上的一端以及另一端均配置在超过芯20的对应的一端以及另一端的位置。在壳体2A的永磁铁2B的端板4侧的端面与端板4之间形成空间2C。并且,在壳体2A的底部中央贯通设置圆形状的孔部2h,在该孔部2h中内嵌轴承保持器2D。轴承保持器2D具有将转子3的轴10的一端支承为旋转自如的轴承2E。
端板4具备固定于壳体2A的开口部的主体部4A、保持于主体部4A的电刷4B、以及用于向电动机1供给电力的两个端子4C。电刷4B是与后述的换向器40的电刷接触部42a滑动接触的部件,被电刷基体部(省略图示)支承并且与端子4C连接。端子4C以在端板4固定于壳体2A的状态下向壳体2A的外部突出的方式固定于主体部4A。在主体部4A的中央贯通设置有圆形状的孔部4h,在该孔部4h中内嵌将轴10的另一端支承为旋转自如的轴承4E。
转子3具备与轴10一体旋转的芯20、固定于轴10的换向器40、以及导通板50。轴10是支承转子3的旋转轴,还作为向外部导出电动机1的输出的输出轴而发挥功能。芯20是相同形状的多个钢板层叠而成的层叠芯,轴10以使轴向与钢板的层叠方向一致的状态固定在芯20的中心。此外,在芯20上卷绕有通过Y接线方式连接的绕线30。
如图2以及图3的(a)所示,本实施方式的芯20形成为具有三次旋转对称性的外形。具体地说,芯20包括供轴10插入并且形成有三个键槽25的中央部21、从中央部21向径向外侧呈放射状延伸设置的三个齿部22、以及在各齿部22的外端部以沿周向彼此分离的方式设置的三个圆弧部23,且形成有被位于各齿部22的前端侧的圆弧部23包围而成的插口24。该插口24是沿芯20的轴向延伸的槽,在芯20的周向上以等间隔形成有三个。在芯20的齿部22上,穿过该齿部22的两侧的插口24以规定的匝数卷绕绕线30。需要说明的是,在芯20的供绕线30卷绕的部分涂覆有绝缘层(省略图示),从而保证绝缘性。
如图4所示,绕线30是通过电流流动而产生磁力的绝缘电线。卷绕于芯20的各齿部22的绕线30通过Y接线方式而连接。即,绕线30的一端在与后述的换向器40的三个端子42b中的一个连接之后向芯20的三个齿部22中的一个卷绕,并且另一端与后述的导通板50的三个连接部52中的对应的一个连接。通过利用例如卷绕装置对各齿部22实施该处理,由此能够形成Y接线方式的转子3。以下,将卷绕于芯20的绕线30中的从芯20的端面隆起的部分(呈山状鼓出的部分)称作绕线凸部31。
如图2以及图3的(c)所示,换向器40具有固定于轴10的树脂制并且呈筒状的绝缘部件即支承体41、以及金属制的三个换向器片42。支承体41具有供换向器片42安装的第一圆筒部41a、与第一圆筒部41a相比直径扩大的中间部41b、隔着中间部41b设置于第一圆筒部41a的相反侧的第二圆筒部41c、以及从第二圆筒部41c沿轴向突出设置的三个脚部41d(绝缘部)。绕线凸部31位于第二圆筒部41c的周围(参照图1以及图4)。并且,脚部41d是从第二圆筒部41c的环状的边缘部突出设置的突起,在周向上以等间隔设置。脚部41d以使导通板50与轴10之间绝缘并且限制导通板50相对于轴10的周向位置的方式发挥功能。
换向器片42具有供电刷4B滑动接触的电刷接触部42a、以及供绕线30连接的端子42b。电刷接触部42a形成为将圆筒分割为三部分的形状,内周面与支承体41的第一圆筒部41a的外周面面接触。换向器片42通过在使电刷接触部42a与第一圆筒部41a面接触的状态下安装环状的按压构件44而固定于支承体41。
端子42b是从电刷接触部42a的圆弧状端部向径向外侧突出设置的部位,在绕线30卡止(钩挂)之后通过焊接、钎焊之类的热接合(利用热量的接合处理)而接合。在图4中,例示了端子42b与绕线30通过钎焊而接合的状态。即,图中的涂黑部位45表示钎料。需要说明的是,对于本实施方式的换向器40,如图1所示,吸收成为电噪声的原因的浪涌电压的可变电阻器43配置安装在按压构件44的外周侧。
导通板50是形成电中性点的金属制的板状部件,如图1以及图5所示,在换向器40的端子42b与芯20之间经由换向器40的脚部41d而外嵌于轴10。导通板50设置为,与绕线30连接的连接部52比卷绕于芯20的绕线30的绕线凸部31靠端板4侧的位置,并且位于比端子42b靠芯20侧的位置。即,导通板50的轴向位置设定在绕线凸部31与端子42b的中间部70,使得连接部52与绕线凸部31和端子42b均分离。由此,避免连接部52与电刷4B的干涉,并且,使连接部52与绕线30热接合时的热量难以向绕线30传递。
如图2以及图3的(b)所示,导通板50形成为具有三次旋转对称性的外形。具体地说,导通板50具有以轴插入用的贯通孔51h为中心的平面部51、以及设置在比平面部51靠径向外侧的位置的三个连接部52。平面部51是形成电中性点的部位,具有供轴10插入的环状部51a、以及从环状部51a向径向外侧呈放射状延伸设置的三个延伸设置部51b。连接部52位于使三个延伸设置部51b各自向径向延长时的延长线上。环状部51a的中心的贯通孔51h具有比轴10的外径大一圈的内径,还具有供换向器40的支承体41的脚部41d卡合的凹部51g。由此,导通板50与轴10非接触,并且经由脚部41d限制相对于轴10的周向位置。需要说明的是,脚部41d还与芯20的键槽25卡合。
如图2~图5所示,本实施方式的导通板50的平面部51隔着绝缘层载置于芯20的端面。即,导通板50的延伸设置部51b载置在芯20的齿部22上,绕线30卷绕于齿部2以及平面部51。此外,本实施方式的导通板50具有在平面部51的延伸设置部51b与连接部52之间连续设置的立壁部53,由一张板形成。立壁部53是用于限定连接部52的轴向位置的部位,从延伸设置部51b的径向外侧的端部向与平面部51交叉的方向延伸设置(立起设置)。由于只要利用立壁部53将平面部51载置于芯20的端面就能限定连接部52的位置,因此容易进行导通板50的定位。
连接部52从立壁部53的与延伸设置部51b相反侧的端部(延伸设置方向端部)向径向外侧突出设置。本实施方式的连接部52以在导通板50外嵌于轴10的组装状态下与轴10的轴向正交的方式从立壁部53向外侧突出设置。由此,由于在使绕线30与连接部52热接合时,容易瞄准连接部52,因此接合操作性。并且,通过在与轴向正交的方向上设置连接部52,从而接合时的焊接电极只要在与轴向正交的方向上移动即可,制造设备的控制变容易。此外,通过使连接部52在与轴10的轴向正交的方向上突出设置,从而距绕线凸部31的距离变远,接合时的热量更加难以向绕线30传递。
需要说明的是,本实施方式的立壁部53以从平面部51向垂直方向弯曲形成的方式立起设置,由于设置为与轴10的轴向平行,因此连接部52向与立壁部53正交的方向突出设置。这样,通过立壁部53沿与平面部51正交的方向延伸设置,从而为了在规定位置配置连接部52所需的立壁部53的长度达到最小。
连接部52配置在绕线凸部31与端子42b的中间部70的轴向上的中央区域。其原因在于,具有连接部52离绕线凸部31越远,传递至绕线30的热量的影响越小的优点,以及连接部52离绕线凸部31越近,越容易卷绕绕线30的优点。即,通过将连接部52的轴向位置设为中间部70的中央区域,抑制了接合时的热量的传递,并且确保了向芯20卷绕的卷绕操作的容易度。需要说明的是,在此所说的中央区域严格来说不仅是指中间部70的轴向长度L的中心,而是包括中心在内的规定宽度。即,对于导通板50,立壁部53的高度(轴向长度)设定为,在将平面部51载置于芯20的端面的状态下,连接部52位于距离绕线凸部31和端子42b大致等距离的中央区域内。
即,连接部52设置为前端位于比芯20的外周面靠径向外侧的位置且与绕线凸部31分离。由此,接合时的热量更加难以向绕线30传递。并且,绕线30只能向比导通板50的立壁部53靠径向内侧的位置卷绕。与此相对,通过连接部52与芯20的外周面相比向朝径向外侧突出设置,从而相对地立壁部53的径向位置与芯20的外周面的位置形成为相同程度,能够卷绕绕线30的空间(径向长度)扩大。换句话说,由于平面部51的延伸设置部51b的径向长度与齿部22的径向长度形成为相同程度,因此能够卷绕于芯20的绕线30的宽度(径向长度)不被导通板50限制。
并且,如图1所示,也可以是连接部52位于在轴向上比永磁铁2B的端板4侧的端面靠外侧(远离永磁铁2B的一侧)的位置且位于该端面与端板4之间的空间2C。在该情况下,由于连接部52能够位于比永磁铁2B的内周面靠径向外侧的位置,因此能够使接合时的热量更难以向绕线30传递。
在此,列举通过焊接将绕线30与连接部52接合的情况为例说明了连接部52的形状。图6的(a)以及(b)是将连接部52放大了的示意图,(a)是焊接前的形状,(b)是焊接后的形状。需要说明的是,这些附图是从轴向(连接部52的板厚方向)观察连接部52时的图,图6的(b)中的网格部分表示焊接部位。如图6的(a)所示,连接部52具有位于基端侧(径向内侧)的基端部52a、以及位于前端侧(径向外侧)的宽幅部52b。基端部52a是以恒定的宽度向径向外侧延伸设置的部位,宽幅部52b是以在基端部52a的前端侧宽度比基端部52a大的方式形成为椭圆形状、长圆形状、矩形状、三角形状等的部位。
卷绕于芯20后的绕线30以保持恒定张力的状态在基端部52a的前端侧卷绕多圈。该部分作为在保持绕线30的张力的状态下使连接部52与绕线30连接的卡止部而发挥功能,并且还作为焊接时与宽幅部52b一起熔融并凝固从而使连接部52与绕线30熔敷的接合部而发挥功能。
如图6的(b)所示,当对连接部52与绕线30进行焊接时,卷绕于基端部52a的绕线30与宽幅部52b一起熔融并凝固,从而绕线30与连接部52电连接。连接部52在焊接前后,径向长度会发生变化,优选在焊接前后,连接部52与芯20的外周面相比向径向外侧突出设置。需要说明的是,连接部52如图1所示在转子3组装于定子2的状态下配置在壳体2A内的空间2C中。此时,连接部52与壳体2A的内周面非接触。换言之,导通板50设为在转子3组装于定子2的状态下(即焊接后的形状)不与壳体2A的内周面接触的形状。
将绕线30卷绕于芯20以及本实施方式的导通板50,使导通板50与绕线30绝缘。具体地说,如图2、图4以及图5所示,在导通板50的朝向轴前端侧的面(与芯20相反侧的面)上接触配置绝缘体60。绝缘体60是形成为具有三次旋转对称性的外形的绝缘部件。本实施方式的绝缘体60具有载置在平面部51的与绝缘层相反侧的面上的绝缘平面部61、以及沿着立壁部53的内侧面(朝向径向内侧的面)延伸的绝缘立壁部63。本实施方式的绝缘体60由耐热级别高的材料成形。
绝缘平面部61具有在径向上比导通板50的平面部51的环状部51a大一圈的环状部、以及从环状部朝径向外侧呈放射状延伸设置的三个延伸设置部。并且,绝缘立壁部63形成为周向上比导通板50的立壁部53大一圈的形状,轴向长度形成为从导通板50的平面部51到达连接部52的长度。由此,确保导通板50与绕线30的绝缘性。此外,绝缘立壁部63立起设置在导通板50的连接部52与绕线凸部31之间。由此,接合时的热量的传递被绝缘体60隔断。换言之,绝缘体60还作为隔热板而发挥功能。
[2.转子的制造方法]
使用图7说明上述的转子3的制造方法。本制造方法具有导通板50的成形工序(步骤S10)、向轴10组装的组装工序(步骤S20)、卷绕绕线30的绕线工序(步骤S30)、以及对绕线30的两端部进行接合的接合工序(步骤S40),四个工序依次实施。这些工序既可以通过装置自动地实施,也可以手动进行。需要说明的是,转子3的部件(轴10、芯20等)除了导通板50之外预先准备。
在成形工序中,通过冲压加工将导通板50成形为上述的完成形状。即,成形出具有形成电中性点的平面部51、从平面部51的径向外侧的端部向与平面部51交叉的方向延伸设置的三个立壁部53、以及从各立壁部53的端部向径向外侧突出设置的连接部52的导通板50。此时,在导通板50的平面部51载置于芯20的端面的状态下,连接部52位于比绕线30的绕线凸部31靠轴10的前端侧的位置,并且立壁部53的高度设定为位于比端子42b靠芯20侧的位置。
在本实施方式中,立壁部53的高度设定为,连接部52位于绕线凸部31与端子42b的中间部70的中央区域。此外,在本实施方式中,导通板50的连接部52以在组装状态下向与轴10的轴向正交的方向延伸的方式弯曲形成。此外,导通板50被成形为,连接部52在焊接前后与芯20的外周面相比向径向外侧突出,并且在焊接后与壳体2A的内周面非接触。
在组装工序中,将芯20、通过成形工序成形出的导通板50、绝缘体60、换向器40、可变电阻器43等部件组装于轴10。
在接下来的绕线工序中,在将绕线30的一端卷绕并卡止于换向器40的三个端子42b中的一个之后,在芯20的三个齿部22中的一个上卷绕规定匝数。此时,由于导通板50的连接部52配置在中间部70的中央区域,因此确保了绕线30向芯20卷绕的卷绕操作性。
在绕线工序中,还将绕线30的另一端卷绕并卡止(钩挂)于导通板50的三个连接部52中的对应的一个。此时,将绕线30在连接部52的基端部52a卷绕几圈。在三个位置进行该操作。
在接合工序中,通过焊接、钎焊之类的热接合将绕线30的一端以及另一端分别与端子42b以及连接部52接合。此时,由于连接部52配置在中间部70的中央区域,并且与芯20的外周面相比向径向外侧突出设置,因此接合时的热量难以向绕线30传递。
[3.效果]
(1)上述的转子3设定为,导通板50的连接部52在轴向上位于绕线凸部31与端子42b的中间部70。即,由于连接部52位于比绕线30的绕线凸部31靠端板4侧的位置,因此能够使连接部52与绕线凸部31分离,能够抑制焊接、钎焊之类的热接合所带来的接合时的热量向绕线30传递。由此,能够避免或者减少绕线30接合时受到的热影响,能够提高转子3的可靠性。
并且,由于连接部52与绕线凸部31分离设置,因此即便转子3的尺寸小(例如即便是直径为10mm以下的转子3),也能够容易地进行绕线30向连接部52卡止的卡止操作(钩挂)以及接合操作。由此,能够提高转子3的生产性。此外,连接部52位于比端子42b靠芯20侧的位置,因此不会与电刷4B与接触(干涉)。换句话说,根据上述的转子3,能够避免导通板50与电刷4B的干涉并提高转子3的可靠性以及操作性,进而提高转子3的生产性。
(2)对于上述的转子3,由于连接部52位于绕线凸部31与端子42b的中间部70的轴向上的中央区域,因此能够抑制接合时的热量的传递,并且能够提高向芯20卷绕的卷绕操作性。
(3)对于上述的转子3,由于连接部52与芯20的外周面相比向径向外侧突出设置,因此能够使连接部52远离绕线凸部31,能够进一步抑制朝向绕线30的热量传递。
(4)对于上述的转子3,由于导通板50在平面部51与连接部52之间具有立壁部53,因此只要将平面部51载置于芯20的端面,就能够利用立壁部53限定连接部52的位置。即,能够简单地进行连接部52的定位,提高转子3的生产性。并且,对于具有立壁部53的上述的导通板50,虽然绕线30也卷绕于平面部51,但通过连接部52与芯20的外周面相比向径向外侧突出设置,能够扩大可卷绕于芯20的绕线30的宽度(径向长度)。换言之,能够利用导通板50防止能卷绕绕线30的空间受到限制,能够有效地利用芯20。
(5)对于上述的转子3,由于连接部52以在导通板50的组装状态下与轴10的轴向正交的方式从立壁部53向外侧突出设置,因此能够进一步提高焊接、钎焊之类的热接合的操作性。此外,由于连接部52的前端在径向上距卷绕于芯20的绕线30最远,因此能够进一步抑制接合时的朝向绕线30的热量传递,能够提高绕线30的保护性。
(6)上述的转子3具有相对于导通板50的平面部51载置在与绝缘层相反侧的面的绝缘体60。由于该绝缘体60沿着立壁部53的内侧面(朝向径向内侧的面)延伸,因此能够避免导通板50与绕线30的接触可能性,防止短路。并且,由于绝缘体60沿着立壁部53的内侧面延伸,因此形成立起设置在连接部52与绕线凸部31之间的状态。由此,绝缘体60还能够作为隔断接合时施加于导通板50的热量向绕线30传递的隔热板而发挥功能,能够进一步提高绕线30的保护性。需要说明的是,通过利用耐热级别高的材料成形绝缘体60,能够防止绝缘体60的变形、熔融,能够适当地维持绝缘、隔热的功能。
(7)由于上述的电动机1具备这样的转子3,因此能够与电动机尺寸无关地提高成品的质量,并且能够提高生产性。
(8)并且,上述的转子3在导通板50被成形为具有平面部51、连接部52以及立壁部53的形状之后组装于轴10,并且卷绕并接合绕线30。即,由于在将绕线30连接于连接部52之前将导通板50成形为完成形状,因此与利用连接绕线30之后将导通板弯折的方法制造转子3的情况相比,能够适当地保持绕线30的张力,能够提高绕线30的保护性。
若仅是使导通板50的连接部52远离绕线30(绕线凸部31),也可以不设置上述的立壁部53,而只将上述的延伸设置部51b设置为向径向外侧伸长的形状,在将绕线30与连接部接合后弯折以便收纳于壳体2A(即只要进行“后弯”即可)。但是,在该方法中,由于绕线30的端部已经连接于连接部,因此存在通过进行弯折而使多大的张力作用于绕线30或绕线30断线的可能性。与此相对,根据上述的转子3的制造方法,由于不进行这样的“后弯”,因此如上所述,能够提高绕线30的保护性,提高转子3的可靠性。
[4.其他]
通过上述的实施方式说明的电动机1的结构仅是一个例子,不被上述内容限定。即,定子2、转子3、端板4的形状、结构不被上述内容限定。并且,导通板50的形状、配置也可以是上述以外的形状、配置。例如,导通板50的连接部52也可以不设置在绕线凸部31与端子42b的中间部70的轴向上的中央区域,既可以靠近绕线凸部31地配置,也可以靠近端子42b地配置。
并且,导通板50的立壁部53也可以弯曲形成为相对于平面部51形成钝角。在该情况下,也优选连接部52朝与轴10的轴向正交的方向从立壁部53向外侧突出设置。换句话说,立壁部53与连接部52也可以不正交地设置。需要说明的是,连接部52也可以向不与轴10的轴向正交的方向突出设置。例如,只要连接部52相对于轴10的轴向朝向轴10的前端侧(端板4侧)向斜向外侧突出设置,就能够使连接部52的前端进一步远离绕线30,能够减小热量的影响。
导通板50的连接部52也可以不具有宽幅部52b,直至前端为止以与基端部52a相同的宽度形成。并且,在通过钎焊使连接部52与绕线30接合的情况下,只要将绕线30以保持恒定张力的状态卷绕即可,也可以不平缓地卷绕。
并且,导通板50也可以不具有立壁部53。即,也可以是在与平面部51相同的平面上设置有连接部52的导通板。在该情况下,只要以连接部52位于绕线凸部31与端子42b的中间部70的方式将导通板相对于轴10定位,并且经由绝缘部外嵌于轴10即可。换句话说,在该情况下,不将导通板载置于芯20的端面,只要配置为连接部52到达规定位置即可。即便是这种结构的转子3,与上述相同,也能够避免导通板与电刷4B的干涉并提高转子3的可靠性以及操作性,进而能够提高转子3的生产性。
并且,在上述的制造方法中,在绕线工序后实施接合工序,但也可以与绕线工序并行地进行接合工序。即,也可以在将绕线30的一端卡止于端子42b,通过热接合对该一端进行接合之后,向芯20卷绕绕线30并将另一端卡止、接合而制造出转子3。
并且,也可以将导通板50以及绝缘体60相对于芯20配置在与换向器40相反的一侧。在该情况下,由于不存在与换向器40干涉的可能性,因此连接部52的配置方面的自由度增高。并且,也可以将导通板50、绝缘体60与换向器40嵌入成形为一体。在该情况下,绝缘体60、支承体41以及按压构件44作为一体的树脂部件而形成,组装时的操作性提高。
需要说明的是,在上述的实施方式中,例示了转子3的芯20、导通板50以及绝缘体60均形成为具有三次旋转对称性的外形的情况,上述构件只要形成为具有至少三次以上的旋转对称性的外形即可,不被上述的形状限定。并且,绕线30的接线方式不限定为Y接线。
Claims (6)
1.一种转子,其特征在于,具备:
芯,其与轴一体旋转并且卷绕有绕线;
换向器,其固定于所述轴,具有供所述绕线的一端连接的端子;以及
导通板,其在所述换向器的所述端子与所述芯之间经由绝缘部外嵌于所述轴,且所述导通板具有供所述绕线的另一端连接的连接部、以及位于所述连接部的径向内侧且形成电中性点的平面部,
所述连接部的轴向位置设定于所述绕线的绕线凸部与所述端子的中间部、且在轴向上与所述平面部不同的位置,
所述连接部的轴向位置设定在与所述绕线凸部和所述端子均分离的位置,
所述导通板具有:
所述平面部,其经由绝缘层载置于所述芯的端面;
多个立壁部,其从所述平面部的径向外侧的端部向与所述平面部交叉的方向延伸设置,限定所述连接部的轴向位置;以及
所述连接部,其从各个所述立壁部的延伸设置方向端部向径向外侧突出设置。
2.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,
所述连接部与所述芯的外周面相比向径向外侧突出设置。
3.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,
所述转子具备绝缘体,该绝缘体载置于所述平面部的与所述绝缘层相反侧的面,并且沿所述立壁部的内侧面延伸。
4.一种DC电动机,其特征在于,具备:
权利要求1至3中任一项所述的转子;
定子,其具备固定于有底筒状的壳体的内周面的永磁铁,所述定子支承所述转子的所述轴的一端而使所述转子旋转自如;以及
端板,其具有电刷且固定于所述壳体的开口部。
5.根据权利要求4所述的DC电动机,其特征在于,
所述连接部在所述导通板外嵌于所述轴的组装状态下,以与所述轴的轴向正交的方式从所述立壁部向外侧突出设置,
所述连接部位于在轴向上比所述永磁铁的所述端板侧的端面靠远离所述永磁铁的一侧的位置且位于该端面与所述端板之间的空间。
6.一种转子的制造方法,该转子具备与轴一体旋转的芯和换向器、以及在所述芯与所述换向器的端子之间经由绝缘部外嵌于所述轴的导通板,其特征在于,
所述转子的制造方法包括以下工序:
成形工序,成形出所述导通板,该导通板具有从形成电中性点的平面部的径向外侧的端部向与所述平面部交叉的方向延伸设置的多个立壁部、以及从各个所述立壁部的端部向径向外侧突出设置的连接部;
组装工序,在所述成形工序之后,将所述芯、所述导通板以及所述换向器组装于所述轴;
绕线工序,在所述组装工序之后,将绕线的一端卡止于所述换向器的所述端子后将所述绕线卷绕于所述芯,并且将所述绕线的另一端卡止于所述导通板的所述连接部;以及
接合工序,与所述绕线工序并行或者在所述绕线工序之后,通过热接合将所述绕线的所述一端以及所述另一端分别与所述端子以及所述连接部接合,
在所述成形工序中,将所述导通板成形为,在所述组装工序中将所述导通板的所述平面部载置于所述芯的端面的状态下,所述连接部的轴向位置位于所述绕线的绕线凸部与所述端子的中间部。
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