专利名称：电机中电枢的绝缘体的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种电机，特别是一种用于该电机电枢的改进的绝缘体。
目前有许多关于旋转电机的申请。例如，将旋转电机用作内燃机的起动电机。在这一申请中，直流电机(DC)由蓄电池驱动以起动电机。通常，起动电机包含一个定子，该定子由柱面磁轭组成，多个磁块沿圆周粘合于磁轭的内表面。带着线圈的电枢(转子)相对着磁铁布置，，并提供电流以驱动形成启动电机输出轴的电枢旋转轴。电机输出轴通过减速齿轮、超速离合器驱动内燃机的曲轴，以众所周知的方式启动内燃机。
磁铁通常可通过对铁酸盐类型的材料进行磁化而制得。线圈通过将导线(通常，细导线的直径为0.9mm或更小)缠绕在每个径向排列的电枢磁极的齿上而制成，这些齿通常为T型。此时，磁极的齿上覆盖着缠绕着导线的绝缘体。为了减少尺寸并增加功率，起动电动机采用已开发出来的高能钕磁体来代替铁酸盐磁体。采用该高能钕磁体后，可减小磁体的厚度而电极的输出功率增加。采用该高能钕磁体后，用导线制成的线圈直径大约为1mm或更大，从而使与磁能量相应的电流可顺利通过。
粗导线由于有很大的刚性，因此将其绕在磁极齿上形成线圈需要很大的拉力。从而，在磁极齿线圈的末端表面上产生与该拉力相应的很大的压力。形成该绕组的方法和设备在名称为“用于旋转电动机电枢的绕制方法和装置”的在先专利申请中公开，序列号————，也是本受让人所申请的，该申请是基于日本申请，其系列号为2001-271207，申请日为2001年9月7日。
尽管上述申请中公开的线圈缠绕方法和装置很有效，但仍然有许多地方可进一步改进。例如，当导线在绕组上缠绕或者按压时，线圈端面边的缘上，也就是磁极齿的边缘上受到很大的压力。这一问题突出反映在缠绕着导线的绝缘材料上。参考图1-4可很好的理解这一问题，这些图分别是，半个绝缘材料的顶视图，沿图1中线2-2剖开的截面图，半个绝缘材料的底视图，沿图3中线4-4剖开的截面图。
所述绝缘材料由两部分组成，绝缘材料由附图标记21表述。它的结构基本上与电枢磁芯相配合。绝缘材料由一个中心部分22组成，该中心部分上有一开口23，可使附带电枢的轴由此通过。沿径向延伸的齿24向外伸出，该齿与枢轴齿相配合，如图2和4中的截面图所示，该齿的形状基本上为U形。通常，绝缘体21非常薄，厚度仅有大约0.5mm。
这种形状是由朝着电枢齿侧面的单侧部分25组成的，单侧部分25由搭接部分26连接，搭接部分26大致沿电机旋转轴的方向延伸。这导致弯曲端部分27实际上比其他部分25和26要细，因而缠绕操作中产生的高压或过载很容易使其损坏。如果绝缘体损坏，则在缠绕过程中会出现间断，从而影响机器的效率。
因此，本发明的主要目的是为旋转电机中的电枢提供一种改进的绝缘体，其中绝缘体的尺寸和重量明显增加，从而使绝缘体的强度也增强。
发明内容
本发明主要适用于一种旋转电机，该旋转电机包括一个电枢，该电枢具有一个由磁性物质制成的圆形磁芯和多个从磁芯伸出的呈放射状且沿圆周间隔开由永久磁铁制成的磁极齿，每个磁极齿形成一个截面基本上为矩形的磁极，在圆周方向上相邻的磁极齿间形成凹槽，绝缘体至少覆盖部分磁极齿的磁芯部分。通道状部分由径向伸出的槽组成，槽沿着磁极齿延伸，该磁极齿朝向槽。槽由穿过磁极齿轴外侧的轴连接到一起。绝缘体通道状部分的轴部的厚度比其侧边要大，从而可避免连接处变细。线圈绕组缠绕着磁极齿的磁芯，绝缘体插在两者之间。
图1是现有技术中一半绝缘材料的顶视图。
图2是沿图1中线2-2剖开的横截面图。
图3是图1中所示半个绝缘材料的底视图。
图4是沿图1和3中线4-4剖开的横截面图。
图5是根据本发明的构造，沿启动电机转轴方向的截面图。
图6是沿图5中线6-6剖开的横截面图。
图7所述的是沿图5中线7-7剖开的电机中电刷承载装置的横截面图。
图8部分与图1相似，所示的是根据本发明实施例的半个绝缘体的结构。
图9是沿图8中线9-9剖开的横截面图。
图10部分与图3相似，所示的是从图1相反方向看到的半个绝缘体的底视图。
图11，12和13是沿图8和10中线11-11，12-12和13-13剖开的横截面图。
图14部分与图5相似，是一放大的截面图，所示的是枢轴结构、枢轴磁芯的层以及所放置的绝缘体。
具体实施例方式
首先参见附图5到7，内燃机的起动电机用附图标记51来表示。起动电机51是根据本发明实施例而构造的，虽然已描述了其特定的应用，但本领域技术人员会很容易地想到将其应用到其他类型的旋转电机。
起动电机51由一个外部箱组件组件，用附图标记52来表示，该组件包括一个圆柱磁轭部分，由附图标记53表示。磁轭部分53包括一圆柱形壳54，在其内表面粘合由沿圆周方向间隔开的永磁体55。在这一实施例中，有4个这样的永磁体55，并且沿圆周方向交替设置。优选地，这些永磁体55是由一种具有高能磁性的钕类材料制成。
箱体外壳52由前端盖56和后端盖57组成，两端盖以适宜的方式连接在磁轭轴套54末端，从而限定出一封闭空间，转子以电枢的形式在此封闭区间内，转子标记为58，转子由枢轴引导。后端盖57上有一固定架59，以使附件固定到连带发动机的机体上。
转子或电枢58包括电枢轴61，其前端有转向机构62，该转向机构62与相关的内燃机调速轮上的转向机构相联系。后端盖57有一突出端，其中有一个O形密封环63，从而实现对转向机构的良好密封。电枢轴61的末端在端盖57中被减磨轴承64用作轴颈。油封装置65与轴承64的后部紧邻布置。在另一种类似的方式中，电枢轴61末端在端盖57带着的减磨轴承66中用作作轴颈。
电枢58由磁芯组成，标记为67，电枢的结构在附图6中示出。电枢58由片状铁芯组成，磁芯包含多个放射状延伸的齿68，齿68有一增大的磁头部分69。齿68沿圆周相互间隔排列，在其间形成槽71。增大的磁头部分69之间有一细口72开向槽71。
尽管在图5-7中没有详细示出缠绕磁极齿68形成单个线圈的方法，但在在先的申请中已提到，这一申请是基于申请号为2001-271207的日本申请。绕组末端按上述申请所述的方法，连接到标记为73的整流器上，更明确地，连接到整流器73的接触片74上。
如图7所示，电刷75由电刷支架76支撑，支架76安装在整流器板或电刷支架77上。电刷75通过弹簧78与整流器滑片74接合。
电流通过后端盖57上的接线盒79给绕组通电。电流从接线端81输送给电刷75。这样的电路布置是本领域的公知技术，因此不再详述。同样，由于起动电机51的通常结构也是本领域的公知技术，因而除了线圈绕组上的绝缘装置之外也不再详述。这些绝缘装置将在下面参考图8-14进行详细描述。
绝缘装置由附图标记82表示。可以理解绝缘装置82是由一对装置组成的，每个装置围绕枢轴磁芯67的各自侧容放，枢轴磁芯的层如图14所示，由附图标记83所示。
根据本发明的每个绝缘体82绝缘材料包括一中心部分84，该中心部分上有一通孔85，可使电机轴61的两端通过。多个管状物从中心部分84上向外伸出，被称作电枢齿覆盖部分，由附图标记86表示。这些管状的电枢齿覆盖部分86包括线圈端部覆盖部分87，该覆盖部分覆盖着每个磁极齿68的线圈端表面，侧端88覆盖着每个磁极齿的两侧，磁极齿朝向槽71(见图6)。
绝缘体82的每个线圈端部覆盖部分87的厚度，都比侧端88和上凸起面89厚(见图11-13)。每个线圈端部覆盖部分87的上凸起面89，从形成在外周端的突出壁91上向下倾斜。
也就是说，如图9及图11-13(A)所示，上凸起面89的斜度倾斜，其高度从端部(外周侧)朝着磁极齿的根部方向逐渐下降。每个通道状结构的电枢齿覆盖部分86上都有突出壁91，突出壁在线圈端部覆盖部分87的外围侧上向外突出，以覆盖磁极齿端部的增大部分69。
绝缘体82的每个线圈端部覆盖部分87的厚度都很大，因而增强了抵抗导线线圈的张力的强度。特别是，绝缘体82增强了抵抗磁极齿68边缘产生的应力集中的强度，从而绝缘体82可避免在磁极齿68上缠绕导线时出现中断。而且，每个线圈端部覆盖部分87上都有上凸起面(实施例中的半圆截面)，因此导线可被上凸起面边缘所引导，顺畅地缠绕到磁极齿68上。
此外，当导线靠近上凸起面时，绝缘体82的线圈端部覆盖部分87上的凸起面在其边缘释放所产生的应力集中，从而保护了其边缘。而且，倾斜部分借助所施加的缠绕拉力使倾斜部分上的缠绕导线朝着槽底侧滑落。这样，使得导线平稳地排列在一起，导线几乎不可能从磁极齿中滑落，因而导线得以稳固。突出壁91可防止导线从磁极齿68中滑落。
从上述内容可知，导线中的张力施加在绝缘体的每个线圈端部覆盖部分上，而这些部分都很厚，从而增强了抵抗很大压力的强度。同样，每线圈端部覆盖部分所具有的曲线形截面分散了产生在其边缘的应力集中，从而防止绝缘体上承受巨大压力时产生断裂。这样，导线可以平滑地缠绕，从而紧紧地稳固地缠绕在磁极齿上。当然，上述内容是本发明的优选方案，在不背离本发明精神和权利要求所请求保护的范围的情况下，可以作出多种变化和改进。
权利要求
1.一种旋转电机，该旋转电机包括一个电枢，该电枢具有一个由磁性物质制成的圆形磁芯和多个从磁芯伸出的呈放射状且沿圆周间隔开由永久磁铁制成的磁极齿，每个磁极齿形成一个截面基本上为矩形的磁极，在圆周方向上相邻的磁极齿间形成凹槽，绝缘体上有通道状部分，该部分至少覆盖部分磁极齿的磁芯，所述通道状部分由径向伸出的凹槽组成，凹槽沿着磁极齿延伸，该磁极齿朝向凹槽，凹槽由穿过磁极齿轴外侧的轴连接到一起，所述绝缘体通道状部分的轴部的厚度比其侧边要大，从而可避免连接处变细，线圈绕组缠绕着磁极齿的磁芯，绝缘体插在两者之间。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部的沿其径向厚度不同。
3.如权利要求2所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部厚度在靠近磁极齿外端处最大。
4.如权利要求3所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部的厚度沿着圆周磁芯逐渐降低。
5.如权利要求1所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部是成曲线形的。
6.如权利要求5所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部的沿其径向厚度不同。
7.如权利要求6所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部厚度在靠近磁极齿外端处最大。
8.如权利要求7所述的旋转电机，其中所述绝缘体通道状部分的轴部的厚度沿着圆周磁芯逐渐降低。
9.如权利要求1所述的旋转电机，其中绕组导线的直径不小于1mm。
10.如权利要求1所述的旋转电机，其中磁芯是由多个层状平板制成的，绝缘体的通道状结构至少围绕在所述层状结构的轴向外侧。
11.如权利要求10所述的旋转电动机，其中每个磁极齿在磁芯的末端形成一增大部分，以形成通向槽的狭窄入口，绝缘体轴向伸出的末端部分缠绕着磁极齿的增大部分。
全文摘要
本发明涉及一种用于旋转电机的电枢，特别是用于磁极齿的绝缘层，线圈缠绕在磁极齿上，这样制得的磁极齿有良好的强度，可避免高强度区中增加的厚度而在缠绕中产生对绝缘体的损坏。
文档编号H02K3/38GK1409462SQ0214720
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月9日 优先权日2001年9月7日
发明者永井研二, 近藤浩章, 东久顺, 松本隆宏 申请人:株式会社萌力克