电刷型DC电机制造技术

本发明专利技术提供了一种电刷型ＤＣ电机。改进的电机的几个实施例，其中线圈以某种方式缠绕以减少相移且线圈端部以某种形式连接到换向片以减少电压泄漏。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种电刷型旋转DC电机，更具体地涉及用于这种电机的线圈绕组和换向器以及电刷的结构。典型地这种类型的具有电刷的DC电机包括转子和定子的旋转轴。定子通常由多个沿圆周间隔开的永磁体构成，该永磁体与形成在转子和电枢上的沿圆周间隔开的轴向延伸的磁极齿配合且围绕永磁体缠绕线圈。为了在电机的线圈绕组和外部端子之间传递电能，在转子上，通常在邻接磁极齿的轴向端处具有换向器。换向器具有多个环形的导体片，导体片之间具有一定的空隙，线圈绕组的端部连接到导体换向片。与换向器片滑动接触的电刷将电能传输到外部端子或从外部端子传输电能。在这种DC电机中，需要减少电刷之间的电压泄漏和抑制由于线圈中的相移导致的能量损失。当在彼此相对的方向给相邻的线圈绕组通电时，相移以电磁能量损失的形式出现。因此，为了防止相移，因为以相同的方向给线圈绕组通电，当旋转时流动方向相反，因此需要以相反的绕组方向对相邻的线圈通电。还有为了延长电刷的寿命，需要在旋转期间电刷和相关的换向片之间的滑动接触摩擦保持稳定和没有变化的恒定。在日本专利文献JP-A-2001-275327中公开了这种类型的具有电刷的DC电机。在这种DC电机中，线圈绕组的端部与换向片连接使得磁极齿上的一组线圈绕组像用笔一笔画出的线那样连续且线圈通过换向片由两个电刷通电。两个电刷的宽度与两个换向片的宽度一样大，电刷之间的间隔与一个换向片的宽度一样大，且线圈在电刷之间彼此平行设置以减少电机电感使得电刷的寿命延长且有利于更平滑地旋转。但是在这篇文献描述地线圈连接结构中，没有参考当电流从两个电刷的正极(+)侧流向负极(-)侧时线圈中电流的方向进行考，所以很难说这种线圈连接结构会防止在相对方向，垂直或相反方向旋转线圈通电导致的相移。还有，除了线圈绕组的端部连接到换向片，需要在缠绕之后在换向片之间线连接和切削工作，这使得围绕换向片的连接工作以及线结构复杂化。此外，由于仅有换向片之间的一个空隙(绝缘区域)容纳在电刷之间的间隔中，减小了抵抗没有泄漏的电压的能力。还有，由于在线圈缠绕在所有的磁极齿上之后还有未用的换向片，使用率低且在旋转过程中对于电刷的滑动接触摩擦阻力变化，这加速了电刷的损耗。因此本专利技术的主要目的是提供一种能够用简单的连接结构防止相移的DC电机，能够增加电刷接收不泄漏高电压的能力且抑制其损耗使得延长它们的寿命。还有本专利技术进一步的目的是提高换向片的利用率且简化其布线。专利技术概述本专利技术适于以包括可围绕轴线旋转的轴的DC电机实施。多个沿圆周间隔开的永磁体围绕轴线设置。多个沿圆周间隔开的磁极齿面对该永磁体。电线圈缠绕在磁极齿上。多个沿圆周间隔开的换向片在相邻的边缘之间具有间隙，线圈绕组的端部连接到所述换向片。多个电刷与换向片滑动接触用于在线圈和电刷之间传递电能。线圈端部连接到选择的换向片使得当所述电机旋转时电能在相对的方向在相同的电路中流过相邻的线圈对以减小或消除相移。根据本专利技术的另一特征，相邻对的线圈端部连接到被至少两个换向片彼此间隔开的换向片以增加不泄漏电压容量。根据又一特征，第二组线圈绕组围绕每一个极齿形成且连接到没有连接到第一所述组的线圈绕组的换向片以增加容量且提高电刷负载和损耗。 附图说明图1是用于内燃机中特殊形式的电启动电机的旋转电机的剖视图。图2A-2C是包括极齿，周围线圈绕组，永磁体以及在连续相等的部分旋转过程中显示电流流动的换向片的第一实施例的主要电机元件的展开图。图3A-3C部分类似于图2A-2C，是分别表示第一和第二组线圈绕组和联合线圈绕组的第二实施例的相同的元件的展开图。图4A-4C部分类似于图2A-2C和图3A-3C，是在连续相等的部分旋转过程中表示电流流动的第三实施例的相同的元件的展开图。图5部分类似于图2A，3C和4A，是表示第四实施例的结构的展开图。图6部分类似于图2A，3C，4A和5，是表示第五实施例的结构的展开图。图7部分类似于图2A，3C，4A，5和6，是表示没有永磁体的第六实施例的结构的展开图。图8A-8C部分类似于图2A-2C和图3A-3C，是在连续相等的部分旋转过程中表示永磁体和电流流动的第六实施例的相同的元件的展开图。图9A-9C部分类似于图3A-3C，是分别表示第一和第二组线圈绕组和联合线圈绕组的第七实施例的相同的元件。图10部分类似于图2A，3C，4A，5，6和7，是表示没有永磁体的第八实施例的结构的展开图。图11A-11C部分类似于图2A-2C，3A-3C和图10，是在连续相等的部分旋转过程中表示永磁体和电流流动的第八实施例的相同的元件的展开图。图12A-12C是部分类似于图10的图，但是示出了两个不同系列的线圈如何可以形成在类似于图9A-9C的实施例的每个极齿上。图13A是部分类似于图2A的图，但是示出了换向片以一种方式彼此连接以减少需要的电刷的数量的实施例。图13B是部分类似于图7的图，但是示出了换向片以一种方式彼此连接以减少需要的电刷的数量的另一个实施例。图14A-14C是表示在图13A的实施例中使用的且仅有两个电刷的线圈连接的连续状态的展开图。图15A-15C是表示在图13A的实施例中使用的且有四个电刷的线圈连接的连续状态的展开图。详细描述现在详细参考附图，首先参考图2，应用于本专利技术的DC电启动电机形式的旋转电机通常由附图标记21表示。电机21，例如用作摩托车的起动装置。起动装置电机21包括包含圆柱形轭部的外壳体，该圆柱形轭部22由端部隔板23和24在相对端封闭。外壳体且特别是中心轭部22包括定子，其包括适于例如通过粘结到轭部22的内表面上的永磁体25。永磁体25包括多个沿着轭部22的内侧圆周表面以规则的圆周间隔设置的裂开的弧形主体。通常由附图标记26表示的转子以将被描述的方式被轴颈支撑(journalled)于定子的内部。转子26具有中心部分，从该中心部分多个沿圆周隔开的磁极齿27轴向延伸以面对磁体25。每一个磁极齿27通常是T形的，其头部邻近磁体25。在相邻的磁极齿27之间形成槽28。线圈(如点线表示且由附图标记29表示)缠绕在每一个磁极齿27上且通过槽28。转子26适于安装在转子轴31上，该转子轴通过由端部隔板23和24支撑的轴承32轴颈支撑(journalled)在其相对端。转子轴31的一端延伸出端部隔板23且支撑转向装置33用于以任何适当的方式与发动机轴(未示出)啮合。通常由34表示的换向器在线圈29的轴向方向安装在转子轴31的一端，在示出的实施例中邻近端部隔板24。换向器34由多个其间具有一定间隙的设置成环形的换向片35制成。各个线圈绕组29以后面参考剩余的附图描述的方式连接到给定的换向片35。弹簧加载的电刷36提供与换向片35的电连接，其中弹簧加载的电刷的数量和间隔将在后面参考其余的附图描述，在图1中仅出现一个。某个电刷36通过正极端子连接器37连接到正极(+)电池端子。其余的电刷通过与端部隔板24一体形成的电机壳体的安装框架38提供的接地连接连接到负极(-)电池端子。最后由端部隔板23支撑的油密封39密封地啮合在转子轴31上以完成可以实施本专利技术的这种类型的旋转电机的总的描述。下面将参考其余的附图描述实施本专利技术的一些特殊的布线图和元件布置以及线圈间隔。然而，在特别参考它们之前，将对通用的特征进行一些概本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣ电机，包括：围绕轴线旋转的轴，多个围绕所述轴线设置沿圆周隔开的永磁体，多个面对所述永磁体沿圆周隔开的磁极齿，缠绕在所述磁极齿上的电线圈，多个在相邻的边缘之间具有空隙的沿圆周隔开的换向片，所述线圈绕组的末端连接到换向片，以及与 用于在所述线圈和所述电刷之间传递电能的所述换向片滑动接触的多个电刷，所述线圈端部连接到选择的所述换向片，使得当所述电机旋转时在相反的方向在相同的电路中电能流过相邻的线圈对。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子良司，
申请(专利权)人：雅马哈发动机电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]