CN1194458C - 一种小型电动机的转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

各个转子磁极包括围绕层叠的芯部的绕组，各绕线的两端连接到换向器的引线，引线与换向器单元的对应换向器片段的顶部连接。各个换向器引线包括一基部，基部以基本垂直于径向的方向从对应的换向器片段顶部向外延伸并连接到换向器片段顶部；和一顶端部，其以台阶方式变小以便于绕线的端部连接。中心设有孔的碟状变阻器固定在换向器引线的基部，变阻器的各个电极钎焊到对应的基部。此外，换向器的引线从可卷绕的平的金属母片冲压切割出，并固定到换向器片段的顶部。

Description

一种小型电动机的转子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种小型电动机的转子以及其制造方法。这种转子可使换向器引线容易地连接到各个换向器片段和固定连接一变阻器。

背景技术

根据现有技术的各换向器片段和绕线端部的连接参考图5加以介绍。图5是小型电机的换向器单元的示意性透视图。在图中，标记11代表转子的轴，22是换向器片段；24是换向器芯部；26是换向器引线。因此，换向器单元包括设置在由树脂制成的换向器芯部24上的换向器片段22和换向器引线26，用于连接绕线端的各个换向器引线在换向器片段22的端部与之形成一体。图6显示了处于与绕线端连接的图5所示换向器单元的形状。换向器引线26如图所示通过朝换向器片段弯曲下压绕线端，并通过点焊连接起来。

图7在右半部仅显示了变阻器，在左半部显示了处于固定和连接状态的变阻器。在一个具有换向器的小型电动机中，当与换向器滑动接触的电刷通过换向器片段之间会产生电弧，该电弧可干扰连通的设备或缩短电刷的使用寿命。为了解决这个问题，将变阻器作为电弧的抑制元件安装到电动机的转子上是都知道的一种现有技术。这种变阻器的示例具有图7右半部所示形状。其整个形状是炸面包圈般的碟状，并具有与转子的磁极数目一样多的电极，即与换向器片段的数目一样多。变阻器21的各个电极钎焊到一个个换向器引线26上。钎焊不仅电连接了变阻器21，还使变阻器同心地机械固定到换向器单元20。

但是，利用传统的连接和固定方法，在绕线端被下压到换向器引线26上并进行焊接后，会有氧化膜在换向器引线26上形成，难以将变阻器钎焊到引线上。因此，换向器引线的钎焊部分的氧化膜必须在变阻器钎焊之前刮除。

因为变阻器是通过钎料桥接来机械固定的，如图7所示，根据现有技术的变阻器连接方法还涉及到不得不使用大量钎料的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是解决这些问题并且能够非常容易地装配换向器单元和安装连接变阻器，在钎焊变阻器或使用大量的钎料桥接变阻器之前不需要刮除换向器引线的钎焊部分上的氧化膜。

本发明的另一个目的是提高换向器构成零件相对输入材料的产量，有助于实现自动化，能够选择与换向器引线材料无关的最适合的换向器片段材料，和减少制造成本。

因此，根据本发明的一种用于电动机的转子的换向器，所述换向器包括：多个换向器片段，每个换向器片段都有一个片段表面，所述多个换向器片段安置成使所述片段表面形成一个圆柱形；多个换向器引线，每个换向器引线都与所述换向器片段分开形成，每个所述换向器引线为扁平形并焊接到所述换向器片段的所述片段表面之一上，每个所述换向器引线分别从一个所述片段表面的所述圆柱形径向向外伸展。

此外，根据本发明的一种小型电动机的转子的制造方法，所述小型电动机的转子设置在转子的轴上并带有多个具有凸极结构的转子磁极和换向器单元，各个所述转子磁极包括围绕层叠的芯部的绕组，各绕线的两端连接到所述换向器引线，所述引线与所述换向器单元的对应换向器片段的表面连接；所述方法包括步骤：所述换向器引线从卷绕的平的金属母片冲压切割出，各个所述换向器引线为扁平形，具有固定到所述换向器片段表面的基部和以台阶方式缩小以方便绕线端部连接的顶端部；同时将所述换向器的引线固定到换向器片段表面以基本垂直径向的方向从所述换向器片段表面向外延伸。

附图说明

图1是将安装到转子轴上的换向器单元形状的示意性透视图；

图2显示了用于冲压换向器引线的金属母板和换向器引线；

图3显示了换向器引线是如何安装到换向器固定件上；

图4显示本发明可以应用的小型电动机的转子的结构；

图5显示了根据现有技术的小型电动机的换向器单元的示意性透视图；

图6显示了处于与绕线端连接的状态的图5所示换向器单元的形状；和

图7在右半部仅显示了变阻器，在左半部显示了处于安装和连接状态的变阻器。

具体实施方式

图4中示出了本发明可以应用于的小型电动机的转子的结构。这里定子侧的结构未予显示，但适当的传统结构可与该转子一起使用。例如，安装小型电动机可通过将图示的转子插入中空的设有底部的圆柱形金属壳体中，依靠在其内圆周面上的两个磁铁安装；安装壳体盖以覆盖金属壳体的开口端。这样通过两个轴承形成了对转子轴11两端的支撑，一个轴承设置在壳体底部的中心，另一个设置在壳体盖上。通常，还要设置由壳体盖支撑的电刷，该电刷当与转子的换向器滑动接触时，与进入壳体盖并凸出于内部的的输入端子连接以提供来自外面的电能。

在转子轴上以通常的方式设置安装了多个具有凸极结构的转子磁极。各个转子磁极以通常的方式包括围绕层叠的芯部14形成的绕组13。与磁极的数目一样多的绕组的各自的两端，在围绕连接到对应的换向器片段的换向器引线进行缠绕之后，通过电弧焊接进行连接。结果是各个换向器引线的端部，如图所示，与围绕其上的绕线一起被焊接形成球状。

图1显示了安装到转子轴的换向器单元结构的示意性透视图。在图中，标记11代表转子轴；22代表换向器片段；24代表换向器芯部；26代表换向器引线。如图所示，换向器单元包括设置在树脂制成的换向器芯部24上的换向器片段22和连接到换向器片段22并可与绕线端连接的换向器引线26。尽管这些换向器引线26可以与换向器片段一体形成并大致上以直角进行弯曲，但如下面会详细介绍的那样，换向器片段最好是与换向器引线分开形成，换向器引线26固定到对应的换向器片段顶部。在将换向器单元插入图1的右半部显示的变阻器的中心孔中并使换向器引线26分别接触变阻器对应电极后，对接触部分进行焊接。

装配好的换向器单元沿层叠的芯部14固定在轴11。然后在绕线按照一定方式缠绕，绕组的各圈的两端都围绕换向器引线缠绕后，将转子设置在一电弧焊接机上对换向器引线的已经缠绕上绕线端的顶部进行电弧焊接。如图4所示，转子组件的完成是通过电弧热将绕线端连接到换向器引线的顶部来实现的。

图3显示了换向器引线是如何安装到换向器固定件上的。这里换向器固定件指的是换向器片段的端部，即换向器片段上将要安装换向器引线的部分。换向器引线安装在图3A所示的换向器固定件的表面上，以便引线可以从那里以与固定件成直角的方式沿径向向外延伸。

图3B显示了在一个换向器引线已经安装后要安装第二个换向器引线的状态。另外，如图2所示，换向器引线可以通过可卷绕的平的金属母板冲压(以及切割)形成。换向器引线包括支撑变阻器的基部，和以台阶方式缩小以便绕线端可以缠绕其上的顶端部。所确定的缩小的顶端部的长度和宽度要能够最有利于绕线端在其上缠绕。尽管可以在换向器引线冲压出之后将其固定在换向器固定件上，但最好是在焊接固定的同时将换向器引线冲压出来，或者在固定之后将换向器引线冲压出来，因为这样可使操作更容易。

图3C显示了换向器引线的固定已经完成(这里只显示了两个换向器引线)的状态。通过预先形成换向器引线然后进行固定，而不是与换向器固定件整体形成，可以得到下列优点。

1)由于不必要形成复杂的形状，材料的产出量可以提高；

2)由于不会发生对于整体形成是易于发生的零件互相缠绕，有助于实现自动化；

3)鉴于大部分适用于换向器片段的材料将处于给定的焊接条件和钎焊条件，这些条件对于不同的电动机是不同的，通过分开形成的方法可以选择最适合于换向器片段的材料而不必考虑换向器引线材料。例如磷青铜制成的换向器引线可以与铜导线或铜制成的换向器片段进行令人满意的电弧焊接。当不设置变阻器时，短件(shortpiece)用作图2所示的换向器引线的基部，也可以不采用这种方式制作换向器片段。

图3D显示了图1所示的带有中心孔的变阻器固定在换向器单元的状态，在换向器单元上早已安装了换向器引线，变阻器的电极钎焊到各个对应的换向器引线上。由于各换向器引线侧面和碟状变阻器的侧面电极通过这种方式钎焊到一起，钎焊接头可以通过回流钎焊技术操作非常容易地实现。此外，由于换向器单元在这个阶段仍旧是独立的元件，不存在焊料溅落到转子的其它零件包括绕组的危险，因此，可以省却清洗步骤。

此外，如图所示，由于变阻器钎焊到换向器引线上，而换向器引线如图所示分别从换向器片段的端部以大致直角沿径向向外延伸，为进行这种连接的轴的轴向长度可以减少。通过与图7所示的现有技术的对比，由于换向器引线是折叠的，连接绕线端和变阻器所要求的轴的轴向长度增加。为了在减少电动机尺寸的同时能够缠绕最多数目的绕线，需要保证凸极芯之间有足够的空间以及在轴的轴向两侧要有设置凸出芯部的绕组的足够空间。本发明可以保证提供比现有技术更大的绕组在轴的轴向上的空间。

图3E显示了整个换向器单元固定在轴上，已经缠绕绕线，且绕线端围绕换向器引线缠绕的状态。之后，在各个换向器引线的顶部进行电弧焊接完成转子，如图4所介绍的。

本发明提供了一种结构，其中各个换向器引线包括连接到换向器片段顶部的基部和连接到绕线端的顶端部，碟状变阻器支撑于换向器引线的基部并钎焊于此处，因此不再需要在钎焊变阻器或使用大量焊料桥接变阻器之前清除换向器引线的钎焊部分上的氧化膜，就可以装配换向器单元，连接绕线端到换向器引线，和非常容易操作地安装及连接变阻器。

另外，由于换向器引线是与换向器片段分开形成并通过焊接进行固定的，本发明提供了其它的优点，提高了换向器构件的材料产出量，没有了互相缠绕的零件而有助于自动化，可以不考虑换向器引线的材料来选择最合适的换向器片段材料，当不设置变阻器时由于可使用较短的换向器引线，故降低了制造成本。

Claims (10)

1.一种用于电动机的转子的换向器，所述换向器包括：

多个换向器片段，每个换向器片段都有一个片段表面，所述多个换向器片段安置成使所述片段表面形成一个圆柱形；

多个换向器引线，每个换向器引线都与所述换向器片段分开形成，每个所述换向器引线为扁平形并焊接到所述换向器片段的所述片段表面之一上，每个所述换向器引线分别从一个所述片段表面的所述圆柱形径向向外伸展。

2.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，

每个所述换向器引线有一个基部焊接到各自所述片段表面上；

每个所述换向器引线有一个顶端部从所述基部沿所述径向伸展，所述顶部比所述基部窄。

3.如权利要求2所述的换向器，其特征在于，还包括：

一个变阻器，其为碟状并在其大致中心部分设有一孔，所述变阻器围绕所述多个换向器片段安置，并具有多个电极钎焊在所述换向器引线的基部上，所述换向器引线的顶端部从所述变阻器径向向外伸展。

4.如权利要求2所述的换向器，其特征在于，还包括：

一根轴，带有多个转子磁极，所述换向器片段安装在所述轴上，所述多个换向器引线安置在所述换向器片段的一侧，所述换向器片段向着所述多个转子磁极安置。

5.如权利要求3所述的换向器，其特征在于，还包括：

一根轴，带有多个转子磁极，所述换向器片段安装在所述轴上，所述多个换向器引线安置在所述换向器片段的一侧，所述换向器片段向着所述多个转子磁安置。

6.如权利要求4所述的换向器，其特征在于，还包括：

围绕所述转子磁极的绕组，所述绕组与所述换向器引线的所述顶端部连接。

7.如权利要求5所述的换向器，其特征在于，还包括：

围绕所述转子磁极的绕组，所述绕组与所述换向器引线的所述顶端部连接。

8.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，在所述圆柱形的一径向平面上设有所述换向器引线扁平形的平面。

9.一种小型电动机的转子的制造方法，所述小型电动机的转子设置在转子的轴上并带有多个具有凸极结构的转子磁极和换向器单元，各个所述转子磁极包括围绕层叠的芯部的绕组，各绕线的两端连接到所述换向器引线，所述引线与所述换向器单元的对应换向器片段的表面连接；所述方法包括步骤：

所述换向器引线从卷绕的平的金属母片冲压切割出，各个所述换向器引线为扁平形，具有固定到所述换向器片段表面的基部和以台阶方式缩小以方便绕线端部连接的顶端部；同时将所述换向器的引线固定到换向器片段表面以沿径向的方向从所述换向器片段表面向外延伸。

10.如权利要求9所述的一种小型电动机的转子的制造方法，其特征在于，所述方法还包括将中心设有孔的碟状变阻器沿轴的轴向在所述绕组的背面固定在各所述换向器引线的基部，并将所述变阻器的各个电极钎焊到对应的基部的步骤。

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