CN113924719A - 换向器和绕组的连接构造及具有该连接构造的转子、电动机、以及换向器和绕组的连接方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有多个导电性的换向器片的换向器和在金属导线的表面设置绝缘覆膜而成的电枢绕组的连接构造。换向器片具有直线部、以及将直线部的顶端折回而成的钩部。电枢绕组被钩部夹持,钩部和金属导线被接合。电枢绕组和钩部接合的接合部处的电枢绕组的厚度为电枢绕组的直径的60%以下。在接合部,在电枢绕组的两侧形成有空隙,在剖视图中,空隙的截面积为电枢绕组的截面积的70%以下。
Description
技术领域
本公开涉及换向器和绕组的连接构造及具有该连接构造的转子、电动机、以及换向器和绕组的连接方法。
背景技术
以往,在具有换向器的有刷电动机中,为了将电枢绕组和设于换向器的金属导体(以下称为换向器片)连接而使用了熔融。具体而言,将电枢绕组与设于各换向器片的端部的钩部卡合,使用电阻焊接装置对换向器片进行通电而使其发热,利用该发热使电枢绕组的绝缘覆膜消失,将电枢绕组和换向器片的钩部固相结合。
为了抑制熔融期间的加热时间并将电枢绕组可靠地接合于换向器片,提出了一种在钩部的内周面设置凸部,使电枢绕组抵接于该凸部并压接的方法(例如参照专利文献1)。
然而,近年来,要求提高电动机的旋转扭矩。在该情况下,为了增强由电枢绕组产生的磁场,需要增大流过电枢绕组的电枢电流。此时,为了维持电枢绕组的可靠性,而加长电枢绕组的直径并降低流过电枢绕组的电流密度。
但是,若电枢绕组的直径变长,则在进行熔融时热量容易通过电枢绕组而释放,从而难以将接合部加热至期望的温度。
通常,换向器构成为在轴心具有供轴贯穿的贯通孔,并在由树脂形成的基体的外周面安装有多个换向器片。在电枢绕组由铜线构成且换向器片由铜构成的情况下,熔融的加热温度为800度左右,但若对换向器片施加像这样较高的温度,则存在基体受到热损伤而电动机的可靠性下降的风险。
因此,对通过超声波接合将电枢绕组和换向器片连接的方法进行了研究。但是,在专利文献1所公开的以往的结构中,电枢绕组和换向器片的接触面积变小。因此,难以充分地去除绝缘覆膜以使电枢绕组和换向器片可靠地连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4975307号公报
发明内容
本公开是鉴于上述方面而完成的。本公开的目的在于提供一种保证了可靠性的、换向器和绕组的连接构造及具有该连接构造的转子、电动机、以及换向器和绕组的连接方法。
为了实现上述目的,本公开的换向器和绕组的连接构造是包括多个导电性的换向器片的换向器和包括被卷绕的导线的绕组的连接构造,其中,换向器片至少具有:直线部;以及钩部,其通过将直线部的顶端折回而成,绕组被钩部夹持,钩部和导线被接合,绕组和钩部接合的接合部处的绕组的厚度为位于接合部以外的位置的绕组的直径的60%以下,在接合部,在绕组的两侧形成有空隙,空隙的截面积为接合部处的绕组的截面积的70%以下。
根据该结构,能够防止设于绕组的绝缘覆膜介于换向器和绕组接合的接合部,能够可靠地连接换向器和绕组。因此,能够保证接合部的可靠性。
本公开的转子是电动机的转子,其中,该转子至少具有:轴,其能够绕预定的轴线旋转地设置;电枢,其被安装固定于轴的外周面,并且具有分别卷绕有绕组的多个凸极,该绕组包括金属导线、以及包覆金属导线的绝缘覆膜;以及换向器,其沿着轴的长度方向与电枢隔开预定间隔地被安装固定于轴的外周面,换向器至少具有顶端形成有钩部的由金属导体构成的多个换向器片,多个换向器片在换向器的外周方向上隔开预定间隔地设置,在转子中,绕组和至少1个换向器片相互连接,具有上述的连接构造。
根据该结构,能够可靠地连接换向器和绕组,并且能够保证接合部的可靠性。因此,能够提高转子的可靠性。
本公开的电动机至少具有:上述转子;定子,其在转子的半径方向外侧与转子隔开预定间隔地设置;以及电刷,其被设为周期性地反复进行与换向器的接触和分离。
根据该结构,能够可靠地连接换向器和绕组,并且能够保证接合部的可靠性。因此,能够提高电动机的可靠性,并且能够提高旋转扭矩。
本公开的换向器和绕组的连接方法是具有换向器片的换向器与包括金属导线、以及包覆金属导线的绝缘覆膜的绕组的连接方法,其中,换向器片由金属导体构成,其至少具有直线部、以及将直线部的顶端折回而成的钩部,所述连接方法至少具有:绕组配置工序,与钩部的折回部分隔开预定间隔地在钩部的内侧配置绕组;以及超声波接合工序,使焊头与钩部的外侧面抵接,并且一边对焊头施加预定功率的超声波一边利用焊头来按压钩部,从而在钩部的内侧去除绝缘覆膜,并且将换向器片和金属导线固相结合,在绕组配置工序中,钩部的折回部分的曲率半径比绕组的半径小。
根据该方法,能够防止设于绕组的绝缘覆膜介于换向器和绕组接合的接合部,能够高可靠性且可靠地连接换向器和绕组。
根据本公开的换向器和绕组的连接构造,能够可靠地连接换向器和绕组,并且能够保证接合部的可靠性。根据本公开的转子,能够实现高可靠性的转子。根据本公开的电动机,能够实现高可靠性的电动机,并且能够提高电动机的旋转扭矩。根据本公开的换向器和绕组的连接方法,能够可靠地连接换向器和绕组,并且能够保证接合部的可靠性。
附图说明
图1是实施方式的电动机的剖面示意图。
图2是实施方式的电动机的换向器的剖面示意图。
图3是实施方式的电动机的电枢绕组的剖面示意图。
图4是表示实施方式的电动机的换向器片和电枢绕组的连接构造的剖面示意图。
图5A是换向器片和电枢绕组的连接工序中的绕组配置工序的说明图。
图5B是继图5A所示的工序之后的超声波接合工序的说明图。
图6是从径向观察超声波接合后的换向器片和电枢绕组的示意图。
具体实施方式
以下,基于附图详细地说明本公开的实施方式。以下的优选的实施方式的说明本质上只不过是例示,毫无意图限制本发明、其应用物或者其用途。
(实施方式)
[电动机的结构]
图1是实施方式的电动机的剖面示意图。在图1中,电动机200具有框架10、端板(基部21、贯通孔22、电刷保持部23、轴承保持部24)、轴承111、112、转子30、定子100和电刷90。此外,在以下的说明中,将电动机200或转子30的半径方向称为“径向”,将外周方向称为“周向”,将轴40的延伸方向称为“轴向”。另外存在这样的情况:在径向上,将电动机200的中心侧称为径向内侧,将外周侧称为径向外侧。另外存在这样的情况:在轴向上,将安装有端板的一侧称为上侧或上,将其相反侧称为下侧或下。
框架10是在上部具有开口的有底半筒状的金属构件。端板是对树脂材料进行成形而成的板状构件。端板实质上具有圆板状的基部21、设于基部21的中心的贯通孔22、形成于基部21的内侧面的电刷保持部23、以及形成于基部21的外侧面的轴承保持部24。
端板配置于框架10,以覆盖该框架10的开口。在由框架10和端板划分的空间收纳有转子30。轴40贯穿端板20的贯通孔22并自端板向框架10的外侧突出,被轴承111、112支承为旋转自如。
转子30具有轴40、电枢50、换向器60和绝缘体80。电枢50具有电枢铁心51、多个凸极52和电枢绕组53。通过向设于电枢铁心51的轴心的贯通孔(未图示)压入轴40,来将电枢50安装并固定于轴40的外周面。
在电枢铁心51,在周向上隔开预定间隔地配置有向径向外侧突出的多个凸极52。在电枢铁心51,在多个凸极52分别隔着由绝缘性树脂构成的绝缘体80地卷绕有电枢绕组53。在换向器60连接有自电枢铁心51引出的电枢绕组53。电枢铁心51和凸极52通过对所层叠的多个电磁钢板进行冲裁加工而形成,构成供由电枢绕组53产生的磁通通过的磁路。轴40设于转子30的轴心,贯通电枢铁心51的中心和换向器60的中心而连结于该电枢铁心51和该换向器60。此外,在图1中,为了便于说明,关于换向器60和电枢绕组53的连接部分,省略了图示。
换向器60沿着轴向与电枢50隔开预定间隔地安装固定于轴40的外周面。关于换向器60的构造将在后面叙述。
定子100包括框架10、以及在周向上以预定间隔配置于框架10的内周面的多个永久磁体101。在周向上相邻的永久磁体101配置为极性互不相同。框架10也作为与永久磁体101构成磁路的磁轭来发挥功能。
电刷90通过使石墨等碳刷材料中含有固体润滑剂而构成。电刷90被保持于在端板20的内侧面设置的电刷保持部23内。电刷90被电刷弹簧(未图示)向换向器60按压。
对如以上那样构成的电动机200的动作进行说明。
经由自设于端板的电线引出口(未图示)引出的电线(未图示)来从外部向电动机200供给电力。由此,电枢电流经由电刷90和换向器60而向电枢绕组53流动。在由定子100的永久磁体101产生的磁场与由流过电枢绕组53的电枢电流产生的磁场之间产生相互作用,从而在转子30产生旋转扭矩。轴40被轴承111、112支承。旋转扭矩通过轴40的轴心。轴40绕着沿轴向延伸的轴线旋转。与轴40的旋转相应地,电刷90和换向器60周期性地反复接触和分离。与该周期性的周期对应地,流过电枢绕组53的电枢电流的方向发生改变。由此,轴40沿顺时针方向或逆时针方向连续地旋转。
[换向器的结构]
图2是实施方式的电动机200的换向器60的剖面示意图。换向器60具有基体61、多个换向器片70和金属管62。
基体61在轴心具有供轴40贯穿的贯通孔61a。基体61由树脂形成。金属管62是沿着贯通孔61a的内周面安装的圆筒状的构件。通过向金属管62压入轴40,来将换向器60安装并固定于轴40的外周面。
多个换向器片70在周向上隔开预定间隔地设于基体61的外周面。换向器片70由铜等金属导体构成。换向器片70具有直线部71、钩部72和锚固部73。
直线部71的长度方向为轴向。直线部71的内侧面埋设于基体61。钩部72通过将直线部71的顶端折回而成。如后所述,电枢绕组53收纳于钩部72的内侧,电枢绕组53和换向器片70连接。锚固部73自直线部71向径向内侧延伸。锚固部73的顶端分别向轴向的上下延伸。也可以设为,将金属构件一体成形而形成直线部71和钩部72、以及锚固部73。也可以设为,在将金属板材的顶端折回而形成直线部71和钩部72之后,将锚固部73接合于直线部71。
在将多个换向器片70和金属管62配置于预定位置之后,利用树脂进行模制,由此形成换向器60。此时,通过锚固部73卡合于基体61,从而换向器片70保持固定于基体61。
[换向器和电枢绕组的连接构造]
图3是实施方式的电动机200的电枢绕组53的剖面示意图。图4是表示实施方式的电动机200的换向器片70和电枢绕组53的连接构造的剖面示意图。
如图3所示,电枢绕组53通过在剖面为圆形形状的金属导线53a的表面设置绝缘覆膜53b而成。电枢绕组53是直径D的线材。绝缘覆膜53b例如使用瓷漆等。但是,绝缘覆膜53b并不特别限定于此,也可以使用其他绝缘性树脂材料。金属导线53a的材质优选为铜、铜系合金、铝或铝系合金等低电阻率的材料。
如图4所示,电枢绕组53被钩部72夹持。钩部72在折回部分72a被折回,顶端部分与直线部71的外侧面抵接。在剖视图中,以钩部72的顶端部分和直线部71所成的角度θ为10度以下的方式对钩部72进行了弯折。
在钩部72的内侧收纳有电枢绕组53的状态下,将钩部72朝向直线部71按压。因此,在电枢绕组53和钩部72接合的接合部74,电枢绕组53变形。接合部74的厚度E为图3所示的电枢绕组53的直径D的60%以下。
在接合部74,在电枢绕组53的两侧形成有空隙75。在剖视图中,接合部74的两侧的空隙75的截面积为接合部74处的电枢绕组53的截面积的70%以下。
空隙75被设为能够对在后述的超声波接合工序结束后自电枢绕组53去除的绝缘覆膜53b进行收纳。
在电枢绕组53的与换向器片70接触的接触部分,绝缘覆膜53b被去除,金属导线53a和钩部72相互固相结合。
在钩部72的外侧面72b沿着周向形成有多个凹凸72c,对此将在后面进行叙述。
[换向器和电枢绕组的连接方法]
图5A是换向器片和电枢绕组的连接工序中的绕组配置工序的说明图。图5B是继图5A所示的工序之后的超声波接合工序的说明图。图6是从径向观察超声波接合后的换向器片和电枢绕组的示意图。此外,为了便于说明,在图5A、图5B中省略了对锚固部73的图示。
如图5A所示,以与换向器片70的长度方向交叉的方式在钩部72的内侧配置电枢绕组53(绕组配置工序)。此外,在该时刻,钩部72的顶端部分不与直线部71抵接。钩部72以其折回部分72a的曲率半径R比电枢绕组53的半径D/2小的方式折回。因此,电枢绕组53不与折回部分72a的内侧面抵接,电枢绕组53和折回部分72a隔开预定间隔地配置。此外,优选设为,折回部分72a的曲率半径R为电枢绕组53的半径D/2的60%以下。
接下来,如图5B所示,使焊头300与钩部72的外侧面72b抵接。并且对焊头300施加预定功率的超声波。在施加超声波的同时或者在此之前,利用焊头300将钩部72朝向直线部71按压。通过对焊头300施加超声波,而在钩部72与电枢绕组53之间,在换向器片70的长度方向也就是与电枢绕组53交叉的方向上产生摩擦。如图5那样,焊头300与钩部72抵接,自焊头300向钩部72传递超声波振动,钩部72振动,从而在电枢绕组53与钩部72之间产生摩擦。
由此,在电枢绕组53的与钩部72抵接的部分,表面的绝缘覆膜53b被去除而金属导线53a暴露。进而将金属导线53a和钩部72相互固相结合(超声波接合工序)。这样,将换向器片70和电枢绕组53连接。
如图6所示,在超声波接合工序结束后,在钩部72的外侧面72b形成有沿着换向器片70的宽度方向延伸的多个凹凸72c。多个凹凸72c在换向器片70的长度方向上隔开预定间隔地形成。
凹凸72c是转印焊头300的顶端面的形状而成的。换言之,通过使焊头300的顶端面形成为这样的凹凸形状,能够在钩部72与电枢绕组53之间在与电枢绕组53交叉的方向上产生摩擦。
根据本申请发明人等的研究可知,在钩部72与电枢绕组53之间,与在换向器片70的宽度方向上产生摩擦相比,在换向器片70的长度方向上产生摩擦能够更可靠地在接合部74去除绝缘覆膜53b。钩部72和电枢绕组53的抵接面沿着换向器片70的宽度方向延伸。可以认为是由于通过在与该抵接面的延伸方向交叉的方向也就是换向器片70的长度方向上产生摩擦,从而在该抵接面处的摩擦变得更强。
焊头300的形状不限于图5B所示的形状,也可以是其他形状。优选的是,焊头300的形状是防止在利用焊头300按压钩部72时换向器片70向径向内侧弯折而变形的形状。为了避免电枢绕组53被压坏而断线,焊头300的形状优选设为不会使钩部72过度弯折的形状。
电枢绕组53在多个部位和换向器60连接,其连接个数根据电动机200的规格等来适当决定。
[效果等]
如以上说明的那样,本实施方式的连接构造是包括多个导电性的换向器片70的换向器60和包括被卷绕的导线的电枢绕组53的连接构造,其中,多个换向器片70至少具有直线部71、以及将直线部71的顶端折回而成的钩部72。
电枢绕组53被钩部72夹持,钩部72和金属导线53a被接合,电枢绕组53和钩部72接合的接合部74处的电枢绕组53的厚度为位于接合部74以外的位置的电枢绕组53的直径D的60%以下。
在接合部74,在电枢绕组53的两侧形成有空隙75,在剖视图中,接合部74的两侧的空隙75的截面积为接合部74处的电枢绕组53的截面积的70%以下。
另外,对于导线而言,在接合部74,电枢绕组53的绝缘覆膜53b被去除,金属导线53a和钩部72相互固相结合。
根据本实施方式,通过设为在换向器片70和电枢绕组53接合的接合部74,在电枢绕组53的两侧形成有空隙75,从而在超声波接合时所去除的绝缘覆膜53b被向空隙75挤出。由此,能够防止绝缘覆膜53b介于换向器片70和金属导线53a接合的接合界面。能够确保接合界面处的接合面积,并且能够抑制接合部74处的电阻上升。因此,能够保证接合部74的可靠性。通过如上述那样规定空隙75的截面积,能够可靠地将绝缘覆膜53b向空隙75挤出。因此,能够保证接合部74的可靠性。
通过如上述那样规定接合部74处的电枢绕组53的厚度,能够充分地确保换向器片70和电枢绕组53接合的接合面积。
由于将换向器片70和电枢绕组53超声波接合,因此,与通过熔融进行的接合相比,能够使对换向器60或电枢绕组53施加的热负荷减小。由此能够抑制这样的情况:换向器60的基体61受到热损伤,转子30的可靠性和电动机200的可靠性下降。即使电枢绕组53的线径变长,也能够可靠地与换向器60连接。
另外,优选的是,在剖视图中,钩部72的顶端部分和直线部71所成的角度θ为10度以下。
由此,能够可靠地连接换向器片70和电枢绕组53,并且能够保证换向器片70和电枢绕组53接合的接合部74的可靠性。
另外,在接合部74处的钩部72的外侧面72b形成有多个凹凸72c,该多个凹凸72c沿着换向器片70的宽度方向且在换向器片70的长度方向上隔开预定间隔地延伸。
由此,通过在换向器片70的长度方向也就是与电枢绕组53交叉的方向上产生的摩擦,自电枢绕组53所去除的绝缘覆膜53b被可靠地向空隙75挤出。因此,能够防止绝缘覆膜53b介于换向器片70和金属导线53a接合的接合界面。因此,能够进一步提高接合部74的可靠性。
另外,金属导线53a的材质和换向器片70的材质也可以互不相同。
例如,为了降低电动机200的制造成本而存在如下情况:由铝系合金形成电枢绕组53的金属导线53a,而非由铜或铜系合金形成电枢绕组53的金属导线53a。另一方面,对于换向器片70而言,由于其反复进行与电刷90的接触和分离,因此需要提高耐热性,大多使用熔点比铝的熔点高的铜或铜系合金。在该情况下,由于铝的熔点和铜的熔点相差400度以上,因此不可能通过熔融将换向器片70和电枢绕组53接合。
另一方面,根据本实施方式,通过超声波接合使换向器片70和电枢绕组53连接。因此,即使在金属导线53a和换向器片70的熔点大不相同的情况下,也能够将双方可靠地接合,能够提高接合部74的可靠性。
本实施方式的转子30至少具有:轴40,其能够绕预定的轴线旋转地设置;电枢50,其被安装固定于轴40的外周面,并且具有分别卷绕有电枢绕组53的多个凸极52,该电枢绕组53包括金属导线53a、以及包覆金属导线53a的绝缘覆膜53b;以及换向器60,其沿着轴40的长度方向与电枢50隔开预定间隔地被安装固定于轴40的外周面。
换向器60至少具有顶端形成有钩部72的由金属导体构成的多个换向器片70,多个换向器片70在换向器60的外周方向上隔开预定间隔地设置,在转子30中,电枢绕组53和至少1个换向器片70相互连接,具有前述的连接构造。
通过这样构成转子30,能够高可靠性且可靠地连接电枢绕组53和换向器60。由此,能够提高转子30的可靠性。
本实施方式的电动机200至少具有:转子30;定子100,其在转子30的半径方向外侧与转子30隔开预定间隔地设置;以及电刷90,其被设为周期性地反复进行与换向器60的接触和分离。
通过这样构成电动机200,能够高可靠性且可靠地连接电枢绕组53和换向器60,能够提高电动机200的可靠性。与通过熔融进行的接合相比,能够加长电枢绕组53的直径D,能够增大电枢电流。由此,能够提高由电枢绕组53产生的磁场,因此能够提高电动机200的旋转扭矩。
本公开的换向器60和电枢绕组53的连接方法至少具有:绕组配置工序,与钩部72的折回部分72a隔开预定间隔地在钩部72的内侧配置电枢绕组53;以及超声波接合工序,使焊头300与钩部72的外侧面72b抵接,并且一边对焊头300施加预定功率的超声波一边利用焊头300来按压钩部72,从而在钩部72的内侧去除绝缘覆膜53b,并且将换向器片70和金属导线53a固相结合。在此,换向器片70由金属导体构成,其至少具有直线部71、以及将直线部71的顶端折回而成的钩部72。
由此,能够在钩部72的内侧于电枢绕组53的两侧形成空隙75。由此,能够在超声波接合时将绝缘覆膜53b向空隙75挤出。因此,能够防止绝缘覆膜53b介于换向器片70和金属导线53a接合的接合界面,从而能够提高接合部74的可靠性。
在绕组配置工序中,优选的是,钩部72的折回部分72a的曲率半径R比电枢绕组53的半径D/2小。更为优选的是设为,折回部分72a的曲率半径R为电枢绕组53的半径D/2的60%以下。
由此,无需在钩部72的内侧特别地进行电枢绕组53的定位,就能够在钩部72的折回部分72a与电枢绕组53之间可靠地形成空隙75。另外,无需如专利文献1所公开的那样使钩部72的构造变复杂,能够抑制换向器60的制造成本增加的情况,进而能够抑制电动机200的制造成本增加的情况。
另外,无需使用治具、测量器等,就能够在钩部72的内侧自动地对电枢绕组53进行定位,因此,在超声波接合工序中,能够简便且可靠地将焊头300向电枢绕组53和换向器片70抵接的抵接部分推压。由此,能够可靠地连接电枢绕组53和换向器片70。另外,能够抑制电动机200的制造成本上升。
(其他实施方式)
金属导线53a的剖面不限于圆形,也可以是椭圆形、四边形或者边数比该四边形的边数多的多边形。
设于电枢绕组53的绝缘覆膜53b不限于1层构造,也可以是2层以上的构造。
构成电动机200的各部件的于框架10内的配置并不特别限定于图1所示的位置。例如,也可以将轴承111收纳于框架10的内部。
产业上的可利用性
本公开的换向器和绕组的连接构造能够防止设于绕组的绝缘覆膜介于换向器和绕组接合的接合部,能够可靠地连接换向器和绕组,并且能够保证接合部的可靠性,因此,在应用于车载用途或工业用途所使用的电动机的方面是有用的。
附图标记说明
10、框架;21、基部;22、贯通孔;23、电刷保持部;24、轴承保持部;30、转子;40、轴;50、电枢;51、电枢铁心;52、凸极;53、电枢绕组;53a、金属导线;53b、绝缘覆膜;60、换向器;61、基体;62、金属管;70、换向器片;71、直线部;72、钩部;72a、折回部分;72b、外侧面;72c、凹凸;73、锚固部;74、接合部;75、空隙;80、绝缘体;90、电刷;100、定子;101、永久磁体;111、112、轴承;200、电动机;300、焊头。
Claims (9)
1.一种换向器和绕组的连接构造,其是包括多个导电性的换向器片的换向器和包括被卷绕的导线的绕组的连接构造,其中,
所述换向器片至少具有:
直线部;以及
钩部,其通过将所述直线部的顶端折回而成,
所述绕组被所述钩部夹持,所述钩部和所述导线被接合,
所述绕组和所述钩部接合的接合部处的所述绕组的厚度为位于所述接合部以外的位置的所述绕组的直径的60%以下,
在所述接合部,在所述绕组的两侧形成有空隙,
所述接合部的两侧的所述空隙的截面积为所述接合部处的所述绕组的截面积的70%以下。
2.根据权利要求1所述的换向器和绕组的连接构造,其中,
在所述接合部处的所述钩部的外侧面形成有多个凹凸,该多个凹凸沿着所述换向器片的宽度方向且在所述换向器片的长度方向上隔开预定间隔地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的换向器和绕组的连接构造,其中,
在剖视图中,所述钩部的顶端部分和所述直线部所成的角度为10度以下。
4.根据权利要求1~3中任1项所述的换向器和绕组的连接构造,其中,
所述导线包括被卷绕的金属导线、以及包覆所述金属导线的绝缘覆膜,
对于所述导线而言,在所述接合部,所述绝缘覆膜被去除,所述金属导线和所述钩部相互固相结合。
5.根据权利要求1~3中任1项所述的换向器和绕组的连接构造,其中,
所述导线包括被卷绕的金属导线,
所述金属导线的材质和所述换向器片的材质不同。
6.一种转子,其是电动机的转子,其中,
所述转子至少具有:
轴,其能够绕预定的轴线旋转地设置;
电枢,其被安装固定于所述轴的外周面,并且具有分别卷绕有所述绕组的多个凸极,所述绕组包括金属导线、以及包覆所述金属导线的绝缘覆膜;以及
换向器,其沿着所述轴的长度方向与所述电枢隔开预定间隔地被安装固定于所述轴的外周面,
所述换向器至少具有顶端形成有所述钩部的由金属导体构成的多个换向器片,所述多个换向器片在所述换向器的外周方向上隔开预定间隔地设置,
在所述转子中,所述绕组和至少1个所述换向器片相互连接,具有权利要求1~5中任1项所述的连接构造。
7.一种电动机,其中,
所述电动机至少具有:
权利要求6所述的转子;
定子,其在所述转子的半径方向外侧与所述转子隔开预定间隔地设置;以及
电刷,其被设为周期性地反复进行与所述换向器的接触和分离。
8.一种换向器和绕组的连接方法,其是具有换向器片的换向器和包括金属导线、以及包覆所述金属导线的绝缘覆膜的绕组的连接方法,其中,
所述换向器片由金属导体构成,其至少具有直线部、以及将所述直线部的顶端折回而成的钩部,
所述连接方法至少具有:
绕组配置工序,与所述钩部的折回部分隔开预定间隔地在所述钩部的内侧配置所述绕组;以及
超声波接合工序,使焊头与所述钩部的外侧面抵接,并且一边对所述焊头施加预定功率的超声波一边利用所述焊头来按压所述钩部,从而在所述钩部的内侧去除所述绝缘覆膜,并且将所述换向器片和所述金属导线固相结合,
在所述绕组配置工序中,所述钩部的所述折回部分的曲率半径比所述绕组的半径小。
9.根据权利要求8所述的换向器和绕组的连接方法,其中,
所述钩部的所述折回部分的所述曲率半径为所述绕组的所述半径的60%以下。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10210717A (ja) * | 1997-01-18 | 1998-08-07 | Shinko Electric Co Ltd | 電機子コイルと整流子との接続方法 |
JP2001103715A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | 整流装置 |
JP2007166745A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Asmo Co Ltd | 電機子の製造方法、巻線と端子部との接合方法、並びに整流子 |
US20100295409A1 (en) * | 2006-09-29 | 2010-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for producing an electric machine with a commutator |
CN103095082A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 阿斯莫有限公司 | 直流电动机、直流电动机的绕组绕制方法及制造方法 |
DE102013225842A1 (de) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Baugruppe für eine elektrische Maschine |
CN204481647U (zh) * | 2014-03-07 | 2015-07-15 | 日本电产株式会社 | 换向器以及利用换向器的有刷马达 |
JP2017158416A (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 整流子電動機要素、整流子電動機、電動送風機、掃除機 |
JP2017189016A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 整流子および電動機 |
-
2020
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10210717A (ja) * | 1997-01-18 | 1998-08-07 | Shinko Electric Co Ltd | 電機子コイルと整流子との接続方法 |
JP2001103715A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | 整流装置 |
JP2007166745A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Asmo Co Ltd | 電機子の製造方法、巻線と端子部との接合方法、並びに整流子 |
US20100295409A1 (en) * | 2006-09-29 | 2010-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for producing an electric machine with a commutator |
CN103095082A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 阿斯莫有限公司 | 直流电动机、直流电动机的绕组绕制方法及制造方法 |
DE102013225842A1 (de) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Baugruppe für eine elektrische Maschine |
CN204481647U (zh) * | 2014-03-07 | 2015-07-15 | 日本电产株式会社 | 换向器以及利用换向器的有刷马达 |
JP2017158416A (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 整流子電動機要素、整流子電動機、電動送風機、掃除機 |
JP2017189016A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 整流子および電動機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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