整流子、直流电动机及整流子的制造方法

专利名称：整流子、直流电动机及整流子的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种带短路部件的整流子，其中的短路部件用于将应为等电位的多 个整流子片彼此短路。本发明还涉及一种带整流子的直流电动机以及整流子的制造 方法。
背景技术：
在圆柱状整流子的外圆周面上，配置有多个整流子片。 一般来说，整流子片的 片数，都选为直流电动机定子中永久磁铁的磁极数(即磁场磁极)和电枢铁芯的齿数
(即凸极磁极数)的最小公倍数。日本专利特开2005-137193号公报，揭示了一种用 于对指定的整流子片之间进行短路的短路部件。
上述文献的图13揭示了第一短路部件，上述文献的图17揭示了第二短路部件。 各种整流子片的轴向端都有卡紧凹部，第一短路部件具有跟整流子片同数的卡紧凸 部。各卡紧凸部进入对应的卡紧凹部，区划卡紧凹部的臂部被铆接，其结果，第一 短路部件组装到整流子片上。
第二短路部件，具有跟整流子片同数的第二卡紧凸部。各个第二卡紧凸部，朝 径向外侧凸出。各个整流子片都有朝轴向凸出的连接终端。连接终端在圆周方向上 卡紧在第二卡紧凸部上，然后被焊接。
为了减小整流子的轴向尺寸，短路部件采用薄金属板的压力成型件制成。因此， 第一短路部件和整流子片的尺寸精度不高，当卡紧凸部和卡紧凹部的位置产生偏移 时，则在将第一短路部件卡合于整流子片的情况下，短路部件有变形的可能。
另外，仅在将整流子片配置于第二短路部件的情况下，第二短路部件相对于整 流子片在圆周方向容易产生偏移。因而，第二短路部件组装到整流子片上的组装性 差。

发明内容
本发明的目的，在于提高短路部件组装到整流子片上时的组装性能。 根据本发明的一个观点，可提供一种包含整流子主体的整流子。整流子主体具 有圆筒状的绝缘体和配置在绝缘体外圆周的多个整流子片。这些整流子片排列在绝 缘体的圆周方向上。绝缘体具有轴向端。短路部件配置在轴向端。短路部件通过将 若干个整流子片之间短路，使其互为等电位。短路部件包括具有第一短路群和第二 短路群的短路部。第一短路群具有跟整流子片同数的第一短路片。平板状的第一短 路片排列在圆周方向上。各个第一短路片具有连接于整流子片的第一径向外端； 在比第一径向外端更靠近径向内部一方，在相对于第一径向外端在圆周方向偏移的 位置上配置着的第一径向内端；和将第一径向外端连接在第一径向内端上的第一连 接部。第二短路群具有跟整流子片同数的第二短路片。平板状的第二短路片，在圆 周方向排列。各个第二短路片具有连接于整流子片的第二径向外端；在比第二径 向外端更在径向的内部，在从第二径向外端在圆周方向偏移的位置上配置着的第二 径向内端；和将第二径向外端连接在第二径向内端的第二连接部。各个第一径向外 端触接在第二径向外端；各个第一径向内端触接于第二径向内端；第一短路群层叠 在第二短路群上，使得第一连接部相对于第二连接部成为非接触状态。其结果，在 圆周方向每隔等角度间隔的多个径向外端，都被调成等电位。板状的绝缘部包覆第 一连接部及第二连接部。轴向端及绝缘部两者中的一方具有限制凹部，另一方具有 限制凸部。为了限制短路部件相对于整流子主体在圆周方向的移动，限制凸部可以 卡合在限制凹部上。
根据本发明另外的一个观点，可提供一种整流子的制造方法。该制造方法具有 在处于互相分离状态的第一径向外端及第二径向外端，分别形成第一贯通孔及第二 贯通孔的工序。通过第一径向外端，重叠于对应的第二径向外端，使第一贯通孔与 第二贯通孔导通，形成合成贯通孔。合成贯通孔的第一开口，被作为整流子片的轴 向端面的配置面堵塞。在合成贯通孔的第二开口周围的至少一部分，和通过合成贯 通孔在配置面上有激光照射着。其结果，第一径向外端，第二径向外端和整流子片， 彼此接合一起。
对有关本发明其他的特征和优点，通过以下的详细说明，以及为说明本发明特征所附上的图纸，会变得更清楚了。


被认为是本发明具有新颖性的特征，特别是在附上的权利要求书中记载得更清楚。伴随着目的及利益的本发明，通过参照如下所示附加了目前最佳实施方式的说 明的附图，将会易于理解。
图1是将本发明具体化了的第一实施方式涉及的直流电动机的横剖视图。
图2是图1电动机的纵剖视图。
图3是图2所示整流子的分解立体图。
图4是图3整流子的仰视图。 图5是图3整流子的纵剖视图。
图6是图3所示多个短路部件和多个整流子片的侧视图。
图7A是图1电动机电气构成的展开图。
图7B是表示图1所示绕组接线状态的电路图。
图8是其他实施例短路部件的立体图。
图9是其他实施例整流子中短路部件和整流子片的侧视图。
图IO是其他实施例整流子的分解立体图。
图11是将本发明具体化了的第二实施方式整流子的分解立体图。 图12是表示图11整流子制造方法的放大剖视图。
具体实施例方式
图1 图7B表示将本发明具体化了的第一实施方式涉及的直流电动机1。 如图1所示，直流电动机1包括圆筒状的定子2和配置在定子2内部的电枢3。 如图1及图2所示，定子2具有带底圆筒状的轭铁壳体(yokehousing) 5;和 配置在轭铁壳体5内圆周面上的六个永久磁铁6。永久磁铁6以等角度间隔配置在 圆周方向上。定子2的磁场磁极数是"6"。在轭铁壳体5的底部中央，配置有第 一轴承7a。轭铁壳体5的开口，用圆板状的端框架(endframe) 8堵塞。在端框架 8的中央，配置有第二轴承7b。端框架8具有集装在轭铁壳体5上的一对刷握(brush
holder) 9。分别在径向延伸的四边形筒状的一对刷握9，在圆周方向上相互间隔 180°地配置。在其中一个刷握9上，集装着阳极电刷IO,另一个刷握9上，集装 着阴极电刷11。
电枢3配置在六个永久磁铁6的内侧。电枢3包括旋转轴21、装于旋转轴21 上的电枢铁芯22和装于旋转轴21上的整流子23。电枢铁芯22靠近第一轴承7a 配置，整流子23靠近第二轴承7b配置。第一轴承7a和第二轴承7b支撑着旋转轴 21，使其可相对于定子2旋转。电枢铁芯22有八个齿22a 22h。如图1所示，齿 22a 22h，以旋转轴21作为中心，呈辐射状延伸。互相邻接的齿22a 22h，区划 出槽25a 25h。槽25a 25h上，配置有八个绕组24a 24h。
如图2所示，在电枢铁芯22中，在轴向两侧装着一对绝缘部件(insulator) 26。 各个绝缘部件26，包覆电枢铁芯22的轴向端。在各个齿22a 22h中，从绝缘部 件26的上面，以集中巻绕的方式分别巻绕着导线27，其结果，形成绕组24a 24h。 具有八个绕组24a 24h的电枢3的凸极磁极数为"8"。
如图2所示，整流子23配置在电枢铁芯22和第二轴承7b之间。整流子23 包含圆筒状整流子主体31和固定于整流子主体31的平板状短路部件32。整流子 主体31直接固定在旋转轴21上。平板状短路部件32固定在整流子主体31的轴向 端。短路部件32位于整流子主体31和电枢铁芯22之间。
如图3所示，整流子主体31具有圆筒状绝缘体41和多个整流子片51。 二十 四个整流子片51配置在绝缘体41的外圆周面上。圆筒状绝缘体41是用具有绝缘 性的合成树脂制成的。绝缘体41具有在轴向贯通的压入孔42。如图2所示，通过 压入孔42内压入旋转轴21，整流子主体31固定在旋转轴21上。如图3所示，绝 缘体41具有朝向电枢铁芯22的第一轴向端面41a。在图3中，整流子主体31的 上面是第一轴向端面41a。在第一轴向端面41a的中央部，形成有限制凹部43。轴 向开口的限制凹部43，从轴向看略为金币形状(椭圆形状)。限制凹部43由第一 平坦侧面43a，第二平坦侧面43b，第一圆弧侧面43c和第二圆弧侧面43d所围成。 第一及第二平坦侧面43a、 43b互相平行。在第一平坦侧面43a和第二平坦侧面43b 之间，存在着作为绝缘体41轴线的第一轴线L1。第一及第二圆弧侧面43c、 43d， 分别将第一平坦侧面43a连接到第二平坦侧面43b上。第一及第二圆弧侧面43c、
43d，分别是第一轴线L1周围的具有相同曲率半径大小的圆弧。限制凹部43的底 面43e，垂直于第一轴线L1。第一及第二平坦侧面43a、 43b和第一及第二圆弧侧 面43c、 43d，分别垂直于底面43e。
由具有导电性的金属材料构成的各个整流子片51，呈细长的长方形状。各个 整流子片51，呈沿绝缘体41外圆周面弯曲的形状。各个整流子片51的纵向(长 度方向)，与第一轴线L1方向一致。在圆周方向上邻接的整流子片51之间存在 着间隙。各个整流子片51具有作为朝向电枢铁芯22的轴向端面的配置面51a。配 置面51a是垂直于第一轴线Ll的平面。配置面51a存在于整流子片51轴向的一端， 存在于图3中整流子片51的上端。配置面51a比第一轴向端面41a，稍微朝轴向 凸出一点。因而，这些整流子片51，区划出用于游嵌短路部件32的一部分的游嵌 凹部41c。
在各个配置面51a圆周方向的一端，即在图3中配置面51a的逆时针旋转端， 形成有触针51b。触针51b沿着第一轴线Ll凸出。触针51b的圆周方向尺寸，比 配置面51a的圆周方向尺寸小得多，在本实施方式中，是配置面51a的圆周方向尺 寸的四分之一。触针51b相对于第一轴向端面41a，朝轴向凸出很多。
如图4及图5所示，短路部件32包含平板状短路部61和将短路部61部分模 制了的绝缘部62。在本实施方式中，短路部61将间隔120°的整流子片51之间进 行短路。
短路部61包含第一短路群Tl和第二短路群T2。第一短路群Tl，包含与整流 子片51同数(即24个)的第一短路片63。这些第一短路片63在圆周方向排列。第 二短路群T2包含与整流子片51同数(即24个)的第二短路片64。这些第二短路片 64在圆周方向排列，并与第一短路片63方向相反。第一短路片63位于整流子片 51和第二短路片64之间。第一短路片63与配置面51a相接。
如图4所示，各个第一短路片63具有一个第一径向外端63a、 一个第一径向 内端63b和一个第一连接部63c，并成为一体。第一径向外端63a配置在整流子片 51的配置面51a上。第一径向内端63b配置在比第一径向外端63a更在径向内部 方向。第一连接部63c呈弯曲状，将第一径向外端63a连接到第一径向内端63b上。
如图4所示，各个第一径向外端63a为四边形的板状。第一径向外端63a的圆
周方向尺寸，比配置面51a的圆周方向尺寸更小。各个第一径向内端63b，是梯形 的板状，比第一径向外端63a更小。第一连接部63c是渐开线曲线状，将第一径向 外端63a连接到在圆周方向上离开了60。的第一径向内端63b上。如图4所示， 在从短路部件32观察整流子23的情况下，第一径向内端63b相对于第一径向外端 63a，在顺时针方向偏移了60。的相位。
如图5所示，第一连接部63c比第一径向外端63a和第一径向内端63b都更薄。 即，第一连接部63c存在着在厚度方向(与第一轴线Ll的方向相同)开口的第一离 间凹部63d。
如图4及图5所示，二十四个第一短路片63分别空开一定间隔，排列在圆周 方向上。各个第一短路片63，通过配置在配置面51a上而被配置在同一平面之上。 第一整流子竖片(riser)63e，从在圆周方向每隔45。的第一径向外端63a，延伸到 径向外侧。第一短路片63是平板状，是通过压力加工具有导电性的金属板(例如 铜板)而得到的。
如图4所示，第二短路片64呈与第一短路片63线性对称的形状。各个第二短 路片64，具有一个第二径向外端64a， 一个第二径向内端64b和一个第二连接部 64c，并形成为一体。第二径向外端64a配置在第一径向外端63a之上。第二径向 内端64b配置在比第二径向外端64a更朝径向内部方向。第二连接部64c将第二径 向外端64a连接在第二径向内端64b上。如图3及图4所示，多个第一短路片63， 从第一径向外端63a向第一径向内端63b，按顺时针方向巻成旋涡状，多个第二短 路片64，从第二径向外端64a向第二径向内端64b，按反时针方向巻成旋涡状。在 从短路部件32方向观察整流子23的情况下，第二径向内端64b相对于第二径向外 端64a，在反时针方向偏离60。。如图5所示，第二连接部64c比第二径向外端 64a和第二径向内端64b更薄。即，第二连接部64c具有在厚度方向开口的第二离 间凹部64d。
第二整流子竖片64e，从每45°的第二径向外端64a朝径向外侧延伸。这些第 二短路片64，与第一短路片63相同，是压力加工铜板而得到的平板状。
各个第一径向外端63a，是被触接(面接触)于对应的第二径向外端64a上而被 焊接的。各个第一径向内端63b，也是被触接(面接触)于对应的第二径向内端64b
上而被焊接的。第一离间凹部63d的开口与第二离间凹部64d的开口方向相对。第 一连接部63c相对于第二连接部64c，在厚度方向是非接触的。短路部61的内径， 即通过第一径向内端63b和第二径向内端64b的假想圆的直径，比在绝缘体41中 的压入孔42直径更大。
第一径向外端63a与第二径向外端64a成电性连接。因而，第一径向外端63a， 经由第一连接部63c和第二连接部64c，与在圆周方向间隔120。的第二径向外端 64a电性连接。
如图3及图5所示，绝缘部62由具有绝缘性的合成树脂材料制成。绝缘部62 呈圆环状的板状，包覆第一连接部63c和第二连接部64c。第一连接部63c和第二 连接部64c存在于绝缘部62的内部。在绝缘部62中央部的插通孔66内，穿插着 旋转轴21。绝缘部62的厚度(轴向尺寸)比短路部61的厚度大。短路部61的厚度 是第一短路片63的厚度和第二短路片64的厚度之和。构成绝缘部62的树脂材料， 被填充在第一短路片63中的第一离间凹部63d和第二短路片64中的第二离间凹部 64d内。并且，树脂材料也填充在各个第一连接部63c之间的空间和各个第二连接 部64c之间的空间内。因此，得以防止第一连接部63c与第二连接部64c短路。另 外，也可防止各个第一连接部63c之间的短路和各个第二连接部64c之间的短路。
如图3及图5所示，绝缘部62具有朝向绝缘体41的第二轴向端面62a。在第 二轴向端面62a的中央部，形成有朝轴向凸出的限制凸部67。限制凸部67从轴向 观察略呈椭圆形状。即，限制凸部67是与绝缘体41的限制凹部43对应的形状。 限制凸部67呈包围插通孔66的环状，在圆周方向上连续延伸。限制凸部67在轴 向与所有第一连接部63c及所有第二连接部64c重叠着。限制凸部67具有垂直于 作为短路部件32轴线的第二轴线L2的前端面67e。限制凸部67的侧面，具有第 三平坦侧面67a，第四平坦侧面67b，第三圆弧侧面67c和第四圆弧侧面67d。在 互相平行的第三平坦侧面67a和第四平坦侧面67b之间，存在着第二轴线L2。第 三及第四圆弧侧面67c、 67d，分别将第三平坦侧面67a连接到第四平坦侧面67b 上。第三及第四圆弧侧面67c、 67d的曲率，分别等于第一及与第二圆弧侧面43c、 43d的曲率。前端面67e垂直于第三及第四平坦侧面67a、 67b和第三及第四圆弧 侧面67c、 67d。限制凸部67的轴向尺寸，等于或小于限制凹部43的深度。
以限制凸部67卡合到限制凹部内的形式，短路部件32组装在整流子主体31 内。在限制凸部67卡合于限制凹部43的状态下，第一平坦侧面43a触接于第三平 坦侧面67a上。第二平坦侧面43b触接于第四平坦侧面67b。第一圆弧侧面43c触 接于第三圆弧侧面67c，第二圆弧侧面43d触接于第四圆弧侧面67d。因此，短路 部件32相对于整流子主体31，在圆周方向的转动受到限制。也就是说，通过限制 凸部67卡合于限制凹部43内，短路部件32相对于整流子主体31不能旋转。
通过限制凸部67卡合于限制凹部43内，在短路部件32组装于整流子主体31 的状态下，第一轴线Ll与第二轴线L2—致。平面状的短路部件32，在垂直于第 一轴线L1的方向扩展。如图6所示，各个第一径向外端63a和第二径向外端64a， 分别被配置在对应的整流子片51的配置面51a上。各个第一径向外端63a和第二 径向外端64a的圆周方向端面，分别触接于对应的触针51b，触接于配置面51a上。 为实现如图6所示的状态，形成有限制凸部67和限制凹部43。第一径向外端63a， 第二径向外端64a和触针51b，通过互相用激光焊接，彼此成电性连接。其结果， 间隔120°的整流子片51之间，彼此成电性连接。
如图7A所示，对存在于第一齿22a和第八齿22h之间的整流子片51，赋予编 号"1"，并按顺序对其他的整流子片51，赋予编号"2" "24"。短路部件32， 将间隔12(T的第一、第九、第十七整流子片51彼此短路，互相调成等电位。同 样，短路部件32，将第二、第十、第十八整流子片51彼此短路，将第三、第十一、 第十九整流子片51彼此短路，…，将第七、第十五、第二十三整流子片51彼此短 路，将第八、第十六、第二十四整流子片51彼此短路。各个绕组24a 24h的端部， 分别卡紧在对应的第一整流子竖片63e或第二整流子竖片64e上，然后电性连接于 第一或第二整流子竖片64e。也就是说，如图7B模式所示，所有绕组24a 24h， 构成一个电气回路。
如图2所示，阳极电刷IO及阴极电刷11，从径向外侧与整流子23滑动接 触。当外部电源通过阳极电刷IO及阴极电刷11，对绕组24a 24h供给电流时， 绕组24a 24h就产生旋转磁场，其结果，电枢3旋转。通过整流子23的旋转，阳 极电刷IO及阴极电刷11，依次在整流子片51上滑动接触，因此，电流被整流。
本实施方式，具有以下的优点。(1) 通过限制凸部67卡合于限制凹部43，短路部件32相对于整流子主体31在 圆周方向的移动受到限制。g卩，只要将限制凸部67卡合于限制凹部43，短路部件 32，相对于整流子主体31在圆周方向上就被定位。因而，很容易将第一及第二径 向外端63a、 64a，分别连接到对应的整流子片51上。也就是说，本实施方式跟以 往不同，既没有必要在各个整流子片51上形成凹部，也没有必要在第一和第二径 向外端63a、 64a上形成卡紧于该凹部的卡紧部。因此，在对短路部件32进行相对 于整流子主体31在圆周方向定位的时候，短路部件32的构成部件变形受到抑制。 也就是说，第一及第二连接部63c、 64c的变形受到抑制。因而，不仅短路部件32 往整流子主体31上组装的组装性得到提高，而且组装时短路部件32的变形也能降 低。其结果，制造直流电动机l的效率得以提高。
(2) 触针51b，从作为整流子片51轴向端面的配置面51a，朝轴向凸出。各个 触针51b在分别对应的配置面51a上，都存在于圆周方向的一端。因此，通过将第 一及第二径向外端63a、 64a的圆周方向端面，与触针51b触接，然后接合，很容 易将短路部件32连接到整流子片51上。
触针51b位于整流子片51的配置面51a上圆周方向的一端。因而，本实施方 式，不像现有技术那样将连接终端卡入一对臂部之间的凹部内，更能容许短路部件 32相对于整流子主体31在圆周方向的位置偏移。其结果，短路部件32构成部件 的变形可以得到抑制。
另外， 一个整流子片51具有的触针51b数量是一个。因而，易于防止在圆周 方向上相邻的整流子片51之间的短路。
(3) 限制凸部67设置在绝缘部62内。因而，由于绝缘部62的厚度增大，短路 部件32得以增强，所以短路部件32更不容易变形。
(4) 限制凸部67配置成在轴向与第一及第二连接部63c、 64c相对应。第一短 路群T1的第一连接部63c，与第二短路群T2的第二连接部64c，在层叠方向是非 接触的。与此相反，第一径向外端63a与第二径向外端64a接触，第一径向内端 63b与第二径向内端64b接触。也就是说，对应于第一及第二连接部63c、 64c的 短路部件32的部分，与对应于第一及第二径向外端63a、 64a的短路部件32的部 分，或对应于第一及与第二径向内端63b、 64b的短路部件32的部分相比较，有强
度降低的担心。但是，限制凸部67可增强与第一及第二连接部63c、 64c对应的短 路部件32的部分。
(5) 限制凸部67呈环状。也就是说，限制凸部67在圆周方向连续延伸。因而， 与例如多个限制凸部67在圆周方向断断续续存在的情况相比较，短路部件32更难 以变形。
(6) 限制凹部43和限制凸部67，从轴向观察分别是略呈椭圆形状。因而，限制 凹部43和限制凸部67，各自都是简易形状。也就是说，本实施方式，既防止短路 部件32形状的复杂化，又阻止整流子主体31在圆周方向相对于短路部件32旋转。
上述实施方式，也可以做以下变更。
限制凹部43和限制凸部67，不只限于从轴向观察是略呈椭圆形状。 限制凹部43和限制凸部67，从轴向观察也可以分别是具有一部分直线段的被 切过的圆形形状。另外，限制凹部43和限制凸部67从轴向观察也可以是为多边形 状。限制凹部43和限制凸部67，不限于存在于分别对应的第一及第二轴向端面41a、 62a的中央部，也可以在第一及第二轴向端面41a、 62a上偏心配置。在偏心配置 的情况下，限制凹部43和限制凸部67，从轴向观察也可以分别做成圆形形状。
限制凹部43不限于是一个，也可以是多个。限制凸部67也不限于是一个，也 可以是多个。
第一径向外端63a，第二径向外端64a以及触针51b的焊接，不限于用激光焊 接，也可以是Tig焊接(钨惰性气体保护焊接)。换句话说，也可以采用Tig焊接， 将短路部件32焊接在整流子片51上。
也可以将图8所示的短路部件81组装到整流子主体31上，代替如图3所示的 短路部件32。短路部件81具有多个第一绕组卡紧部82及多个第二绕组卡紧部83。 各个第一及第二绕组卡紧部82、 83，分别从对应的第一和第二整流子竖片63e、 64e 的径向外端，在轴向延伸。通过各个绕组24a 24h的端部，分别巻挂在对应的第 一及第二绕组卡紧部82、 83上，很容易连接在第一整流子竖片63e和第二整流子 竖片64e上。
如图9及图10所示，也可以在圆周方向上交替配置具有触针51b的整流子片 51和具有触针91的整流子片51。触针91邻接于触针51b。也就是说，触针51b
配置在配置面51a中圆周方向的第一端(图3中反时针方向端)上，而触针91配置
在配置面51a中圆周方向的第二端(图3中顺时针方向端)上。在如图9和图10所
示的情况下，也可以得到与上述优点(2)同样的优点。
图11和图12表示本发明第二实施方式中的整流子主体111和短路部件112。
对于和第一实施方式相同的部件，赋予同一标号而省略说明。
如图11所示，触针51b已从整流子片51的配置面51a删除。 各个整流子片51具有朝径向内部凸出的卡合凸部51c。卡合凸部51c位于整
流子片51的圆周方向中央。卡合凸部51c的轴向尺寸与整流子片51的轴向尺寸一致。
图11的绝缘体41具有和整流子片51同数的外缘凸部41b。各个外缘凸部41b 从第一轴向端面41a朝轴向凸出。外缘凸部41b排列在圆周方向上，绝缘部62部 分地游嵌在这些外缘凸部41b形成的游嵌凹部41c上。外缘凸部41b的轴向端面， 与配置面51a在一个平面上。各个外缘凸部41b，通过夹紧卡合凸部51c，整流子 片51卡合于绝缘体41上。也就是说，图11的整流子片51，在整个轴向都卡合于 绝缘体41，可以防止从绝缘体41剥离。换句话说，外缘凸部41b可以防止整流子 片51的配置面51a从绝缘体41上浮起来。
卡合凸部51c具有多个小凸起(省略图示)。各个小凸起的凸出量很小一点点， 多数的小凸起，分布在卡合凸部51c的整个轴向上。通过多个小凸起卡合于绝缘体 41上，卡合凸部51c得以牢固地卡合于绝缘体41上。
如图11所示，在绝缘体41中的限制凹部43的外圆周边，经倒角加工，形成 有第一倾斜面43f。环状的第一倾斜面43f的直径，越靠近第一轴向端面41a越大。
如图11所示，圆筒部43g从限制凹部43的底面43e，朝轴向凸出。圆筒部43g 存在于压入孔42的圆周边。圆筒部43g的轴向端面与第一轴向端面41a等高。
如图11所示，圆筒部43g被压入绝缘部62中的插通孔66内。插通孔66的直 径与圆筒部43g的外径相同。
图11的限制凸部67尖端的外缘，经倒角加工，形成有第二倾斜面67f。环状 的第二倾斜面67f的直径，越接近尖端面67e越小。同样的倾斜面，在绝缘部62 的外圆周面和外缘凸部41b的径向内面，也分别都形成一点点。绝缘部62的一部
分，可游嵌在游嵌凹部41c，绝缘部62的外径，与游嵌凹部41c的直径相同。
在第一径向外端63a上形成有第一贯通孔63f，在第二径向外端64a上形成有 第二贯通孔64f。如图12所示，互相重叠状态下的第一及第二径向外端63a、 64a， 形成合成贯通孔101。合成贯通孔101具有存在于第一径向外端63a上的第一开口 101a和存在于第二径向外端64a上的第二开口 101b。第一开口 101a与整流子片 51的配置面51a相对。第二开口 101b与电枢铁芯22相对。在第一和第二径向外 端63a、 64a互相被部分焊接之前，第一及第二贯通孔63f、 64f，分别在对应的第 一及第二径向外端63a、 64a上形成。各个第一及第二贯通孔63f、 64f的直径，在 整个轴向是变化的，越靠近配置面51a越大。
如图11所示，第一整流子竖片63e，在圆周方向每间隔90。地设置在第一径 向外端63a上，第二整流子竖片64e，在圆周方向每间隔90°地设置在第二径向外 端64a上。第一整流子竖片63e配置成不与第二整流子竖片64e重叠，而在圆周方 向彼此错开45。。因此，短路部件112得以薄型化，材料用量也得以降低。
在如图12所示，整流子片51的配置面51a，在堵塞了合成贯通孔101的第一 开口 101a的状态下，激光LB照射在第二开口 101b的周围。激光LB通过合成贯 通孔IOI，也照射在配置面51a上。其结果，第一径向外端63a，第二径向外端64a 和整流子片51互相接合。图12表示由激光LB熔融之前的第一径向外端63a，第 二径向外端64a和整流子片51。
其次，说明将短路部件112组装到整流子主体111的方法。首先，将短路部件 112靠近整流子主体111，如图12所示，将第一径向外端63a，第二径向外端64a 和整流子片51在轴向叠合一起。如图11所示的限制凸部67，压入限制凹部43， 圆筒部43g压入插通孔66，绝缘部62游嵌于游嵌凹部41c。第一及第二贯通孔63f、 64f，形成合成贯通孔101。整流子片51的配置面51a，堵塞第一开口 101a。
其次，从图12的上方，将激光LB照射在第二开口 101b的周围，即第二径向 外端64a上，激光LB通过合成贯通孔lOl，照射到配置面51a上，使第一径向外 端63a，第二径向外端64a以及整流子片51互相焊接。也就是说，第一径向外端 63a，第二径向外端64a和整流子片51，通过激光焊接，实现互相电性连接。如此， 制造出整流子23。
与图1 图7B的情况不同，图ll如图12的第一及第二径向外端63a、 64a， 在圆周方向上，不触接整流子片51。因而，可允许整流子23的各部件的尺寸精度 低。详细地说，相对于整流子片51，可允许限制凹部43的第一及第二平坦侧面43a、 43b的相对位置精度低一些。另外，相对于第一及第二径向外端63a、 64a，可允许 限制凸部67的第三及第四平坦侧面67a、 67b的相对位置精度低一些。另外，图 11及图12的方式，与图1 图7B的情况不同，不从圆周方向让第一及第二径向 外端63a、 64a触接触针51b也可以。也就是说，在图11及图12的方式，与图l 图7B的情况不同，相对于触针51b的第一及第二径向外端63a、 64a的相对位置 精度不调整即可。
激光LB照射到合成贯通孔101的第二开口 101b的周围。同时，激光LB被 照射到配置面51a上，所以在第一径向外端63a，第二径向外端64a以及整流子片 51中，分别直接获得激光LB的能量。照射到整流子片51的配置面51a上的激光 LB，经反射，反射激光LBa照射到合成贯通孔101的内面。因而，合成贯通孔101 的内面，也接受到激光LB的能量。因而，第一径向外端63a，第二径向外端64a 和整流子片51，在低能量作用下能良好地接合。
如图12所示，第一贯通孔63f和第二贯通孔64f，分别越接近整流子片51的 配置面51a，其直径越扩大。换句话说，合成贯通孔101的第二开口 101b，比第一 开口101a更加狭窄。因而，通过激光LB在配置面51a中的反射而产生的反射激 光LBa，在合成贯通孔101的内面和配置面51a中，容易重复散射。也就是说，反 射激光LBa，难以从合成贯通孔101中逃逸到外部。因此，可能减少对激光焊接无 贡献的反射激光LBa。因而，第一径向外端63a，第二径向外端64a和整流子片51， 用更低的能量就可良好地接合。 _
将短路部件112镶嵌到整流子主体111的时候，第一倾斜面43f引导第二倾斜 面67f。因而，可防止短路部件112相对于整流子主体111的轴偏移，使短路部件 112往整流子主体111上的组装作业变得容易。也就是说，更容易将短路部件112 定位在整流子主体lll上。
限制凸部67被压入限制凹部43，圆筒部43g被压入插通孔66。因而，整流子 主体111的第一轴线Ll，与短路部件112的第二轴线L2高精度地一致。而且，绝
缘部62，游嵌于游嵌凹部41c。因而，较小径向尺寸的外缘凸部41b，受到径向应 力而变形的情况得以防止。其结果，可防止由多个整流子片51组成的外圆周面的 真圆度的降低。也就是说，阳极电刷IO和阴极电刷11，可稳定地滑动接触在整流 子片51上。
上述各个实施方式，也可以做以下变更。
也可以使如图12所示的第一贯通孔63f和第二贯通孔64f的直径，在整个延
伸方向(轴向M呆持恒定。
由绕组24a 24h电性连接的第一及第二整流子竖片63e、 64e，不限于设置在
第一及第二径向外端63a、 64a,也可以设置在整流子片51上。
倘若能实现将第一连接部63c从第二连接部64c，在轴向的非接触，则可以从 第一短路片63中的第一离间凹部63d和第二短路片64中的第二离间凹部64d两者 中删除一个。
在第一连接部63c和第二连接部64c之间，也可以通过配置绝缘纸，将第一连 接部63c从第二连接部64c非接触。采用绝缘纸的情况下，也可以使第一及第二连 接部63c、 64c各自的厚度，分别等于第一及第二径向外端63a、 64a的厚度。 绝缘部62也可以有限制凹部43，绝缘体41也可以有限制凸部67。 绕组24a 24h不限于以集中巻绕的方式巻绕在齿22a 22h上，也可以是以分 散巻绕方式巻绕。
定子2具有的永久磁铁6的数量，不限于6，也可以是2n(n为自然数)。电枢 3具备的绕组24a 24h的数，不限于8，也可以是多个。也就是说，直流电动机1 的磁场磁极数不限于"6"，凸极磁极数不限于"8"。
权利要求
1、一种整流子(23)，其特征在于，该整流子(23)包括整流子主体(31)，具有圆筒状的绝缘体(41)和配置在上述绝缘体(41)外圆周的多个整流子片(51)；这些整流子片(51)排列在上述绝缘体(41)的圆周方向，上述绝缘体(41)具有轴向端(41a)；和配置在上述轴向端(41a)的短路部件(32)，通过将若干上述整流子片(51)之间进行短路，使其互为等电位；上述短路部件(32)包括具有第一短路群(T1)和第二短路群(T2)的短路部(61)，上述第一短路群(T1)，具有与上述整流子片(51)同数的第一短路片(63)，平板状的上述第一短路片(63)排列在圆周方向上；各个上述第一短路片(63)具有第一径向外端(63a)、第一径向内端(63b)和第一连接部(63c)，所述第一径向外端(63a)连接于上述整流子片(51)，所述第一径向内端(63b)在比上述第一径向外端(63a)更靠近径向内部一方，被配置在相对于上述第一径向外端(63a)在圆周方向上偏移的位置上，所述第一连接部(63c)将上述第一径向外端(63a)连接于上述第一径向内端(63b)；上述第二短路群(T2)，具有与上述整流子片(51)同数的第二短路片(64)，平板状的上述第二短路片(64)排列在圆周方向上；各个上述第二短路片(64)具有第二径向外端(64a)、第二径向内端(64b)和第二连接部(64c)，所述第二径向外端(64a)连接于上述整流子片(51)，所述第二径向内端(64b)在比上述第二径向外端(64a)更靠近径向内部一方，被配置在从上述第二径向外端(64a)在圆周方向上偏移的位置上，所述第二连接部(64c)将上述第二径向外端(64a)连接于上述第二径向内端(64b)；通过上述第一短路群(T1)层叠在上述第二短路群(T2)上，使得各个上述第一径向外端(63a)，分别触接于对应的上述第二径向外端(64a)，各个上述第一径向内端(63b)，分别触接于对应的上述第二径向内端(64b)，各个上述第一连接部(63c)，相对于上述第二连接部(64c)成为非接触状态，从而让在圆周方向间隔等角度的若干个上述第一及第二径向外端(63a、64a)变成等电位；和板状的绝缘部(62)，将上述第一连接部(63c)和上述第二连接部(64c)包覆；上述轴向端(41a)及上述绝缘部(62)两者中的一方，具有限制凹部(43)，另一方具有限制凸部(67)，限制上述短路部件(32)相对于上述整流子主体(31)在圆周方向的移动，上述限制凸部(67)可卡合于上述限制凹部(43)。
2、 根据权利要求1记载的整流子(23)，其特征在于上述整流子片(51)具有作为轴向端面的配置面(51a)和从上述配置面(51a) 中的圆周方向的一端朝轴向凸出的触针(51b、 91);上述触针(51b、 91)触接于上述第一及第二径向外端(63a、 64a)的圆周方 向端面。
3、 根据权利要求1记载的整流子(23)，其特征在于上述第一径向外端(63a)，在接合于上述第二径向外端(64a)之前的状态下， 具有第一贯通孔(63f);上述第二径向外端(64a)，在接合于上述第一径向外端(63a)之前的状态下， 具有第二贯通孔(64f);在上述第一径向外端(63a)重叠于上述第二径向外端(64a)的状态下，上述 第一贯通孔(63f)和上述第二贯通孔(64f)互相连通，形成合成贯通孔(101)， 上述合成贯通孔(101)，具有第一开口 (101a)和与第一开口 (101a)处于相反 一侧的第二开口 (101b);在作为上述整流子片(51)的轴向端面的配置面(51a)堵塞了上述第一开口 (101a)的状态下，通过让激光照射到上述第二开口 (101b)周围的至少一部分上， 并让上述激光通过上述合成贯通孔(101)，照射到上述配置面(51a)，来使得上 述第一及第二径向外端(63a、 64a)接合到上述整流子片(51)上。
4、 根据权利要求1记载的整流子(23)，其特征在于 上述绝缘体(41)具有上述限制凹部(43); 上述绝缘部(62)具有上述限制凸部(67)。
5、 根据权利要求4记载的整流子(23)，其特征在于上述限制凸部(67)配置成在轴向上与上述第一及第二连接部(63c、 64c)重 叠。
6、 根据权利要求4记载的整流子(23)，其特征在于上述限制凸部(67)是在圆周方向连续的环状。
7、 根据权利要求1 6中的任何一项记载的整流子(23)，其特征在于 上述限制凹部(43)和上述限制凸部(67)，从轴向观察分别略呈椭圆形状。
8、 一种直流电动机，其特征在于，该直流电动机包括具有多个永久磁铁(6) 的定子(2)，和配置在上述定子(2)内侧的电枢(3);其中，上述电枢(3)具 有相对于上述定子(2)可旋转地配置的旋转轴(21);和固定在上述旋转轴(21)上的电枢铁芯(22)，该电枢铁芯(22)，具有呈放 射状延伸的多个齿(22a 22h);和多个绕组(24a 24h)，各个上述绕组(24a 24h)分别以集中巻绕方式巻绕 在对应的上述齿(22a 22h)上；和固定于上述旋转轴(21)的、根据权利要求1 6的任何一项记载的整流子(23)。
9、 一种整流子的制造方法，其特征在于，上述方法具备以下工序 在圆筒状的绝缘体(41)外圆周配置多个整流子片(51);和 准备多个第一短路片(63)和多个第二短路片(64)，各个上述第一短路片(63)具有第一径向外端(63a)、第一径向内端(63b)和第一连接部(63c)，所述第 一径向内端(63b)在比上述第一径向外端(63a)更靠近径向内部一方，被配置在 相对于上述第一径向外端(63a)在圆周方向上偏移的位置上，所述第一连接部(63c) 将上述第一径向外端(63a)连接于上述第一径向内端(63b);各个上述第二短路 片(64)具有第二径向外端(64a)、第二径向内端(64b)和第二连接部(64c)， 所述第二径向内端(64b)在比上述第二径向外端(64a)更靠近径向内部一方，被 配置在从上述第二径向外端(64a)在圆周方向上偏移的位置上，所述第二连接部 (64c)将上述第二径向外端(64a)连接于上述第二径向内端(64b);和在互相分离状态的上述第一径向外端(63a)和上述第二径向外端(64a)上， 分别形成第一贯通孔(63f)和第二贯通孔(64f);和通过将上述第一径向外端(63a)重叠到对应的上述第二径向外端(64a)上， 将上述第一贯通孔(63f)与上述第二贯通孔(64f)连通，形成合成贯通孔(101)， 上述合成贯通孔(101)具有第一开口 (101a)以及位于第一开口 (101a)相反一 侧的第二开口 (101b);和形成包覆上述第一连接部(63c)和上述第二连接部(64c)的板状绝缘部(62);和在上述绝缘体(41)以及上述绝缘部(62)两者中的一方，形成限制凹部(43)， 在另一方形成限制凸部(67);和将上述限制凸部(67)卡合于上述限制凹部(43);和 用作为上述整流子片(51)的轴向端面的配置面(51a)堵塞上述第一开口 (101a);和在上述第二开口 (101b)周围的至少一部分进行激光照射，上述激光通过上述 合成贯通孔(101)，照射到上述配置面(51a)上，其结果，上述第一径向外端(63a)， 上述第二径向外端(64a)以及上述整流子片(51)被焊接在一起。
全文摘要
整流子主体(31)具有圆筒状的绝缘体(41)和配置在绝缘体(41)外圆周的多个整流子片(51)。短路部件(32)配置在绝缘体(41)的轴向端(41a)。短路部件(32)具有多个第一短路片(63)和多个第二短路片(64)。板状绝缘部(62)包覆第一短路片(63)的第一连接部(63c)和第二短路片(64)的第二连接部(64c)。绝缘部(62)具有限制凹部(43)，轴向端(41a)具有限制凸部(67)。通过限制凸部(67)卡合到限制凹部(43)，短路部件(32)相对于整流子主体(31)在圆周方向的移动受到限制。因而，短路部件(32)组装到整流子主体(31)上的组装性得以提高。
文档编号H01R39/04GK101106304SQ200710127940
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月27日 优先权日2006年6月28日
发明者伊藤靖英, 山本敏夫, 青山知弘 申请人:阿斯莫有限公司