DC电动机的制作方法

本发明涉及一种DC电动机。

背景技术：

已知有一种用于起动器的六极DC电动机，其中，场磁极由永磁体构成。通常来说，这种电动机采用用于电枢线圈的波形绕组结构以及包括两个正电刷和两个负电刷的四电刷结构。例如，如日本专利申请公开第2003-189551号所示，这种电动机中，连接到正电刷且拖到电动机的电动机壳体外侧的引线配置在两个正电刷的大致中间位置处。

同时，具有怠速停止功能且相应地需要具有长寿命的某些起动器采用具有三个正电刷和三个负电刷的六电刷结构。通常来说，在这种六电刷结构中，铅包电缆配置在彼此相邻的正电极中的一个与负电极中的一个之间。采用六电刷结构的DC电动机的引线拉出位置(引线所配置的位置)不同于采用四电刷结构的DC电动机中的引线拉出位置。因此，相同的电动机壳体设计无法在四电刷结构和六电刷结构之间共享。

另外，为了将六电刷结构的引线拉出位置调节到与四电刷结构的引线拉出位置相同的位置处，由于引线拉出位置在周向上与负电刷中的一个的位置重叠，进而需要在负电刷的轴向的铁心侧具有用于配置该引线的空间，因此，不得不使整体的电动机长度增加。

技术实现要素：

一示例性实施例提供一种DC电动机，具有：

圆柱形整流器，所述圆柱形整流器安装在电枢的轴上；

电刷，所述电刷配置在所述整流器的外周上；

电刷弹簧，所述电刷弹簧配置在所述电刷的反整流器侧，用于将所述电刷朝所述整流器推压；

刷握，所述刷握将所述电刷保持在垂直于所述整流器的中心轴线的径向上的内侧，并且将所述电刷弹簧保持在所述电刷的所述反整流器侧；

正连接板，所述正连接板由导电材料制成，并在所述整流器的轴向上配置在相对于所述刷握位于所述整流器的铁心侧，所述正连接板经由软辫线而与所述电刷的正电刷电连接；

负连接板，所述负连接板由导电材料制成，并在所述轴向上配置在相对于所述刷握位于所述电枢的反铁心侧，所述负连接板经由软辫线而与所述电刷的负电刷电连接；以及

拉出构件，所述拉出构件在第一端部处电连接到所述正连接板，以作为连结部，所述拉出构件的第二端部被拉出到所述DC电动机的电动机壳体的外侧，其中，

对负电刷进行保持的所述刷握中的一个是特定的刷握，

所述正连接板具有配合槽，以使所述特定的刷握能够装配到所述配合槽，

所述特定的刷握包括：凸部，所述凸部配合在所述配合槽；以及带台阶面，所述带台阶面在所述凸部的径向外侧具有台阶，并且所述台阶相对于所述凸部的铁心侧端面位于所述反铁心侧，

在相对于所述带台阶面位于所述铁心侧且形成有所述台阶的轴向台阶区域中存在的空间是带台阶空间，以及

所述拉出构件被从与所述特定的刷握周向重叠的位置拉出到所述电动机壳体的外侧，并且被配置成在所述轴向上与所述带台阶空间重叠。

根据示例性实施例，提供一种DC电动机，其中能在不增加DC电动机的整体长度的情况下，将用于六电刷结构的引线的拉出位置和用于四电刷结构的引线的拉出位置设置成相同，由此，能使用于六电刷结构的电动机壳体和用于四电刷结构的电动机壳体共享一个通用设计。

本发明的其它优点和特征可从包括附图及权利要求书在内的下述说明中变得明显。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明第一实施方式的DC电动机的后部的横剖视图；

图2是示出包括在根据本发明第一实施方式的DC电动机中的刷握的横剖视图；

图3是包括在根据本发明第一实施方式的DC电动机中的电刷组件的立体图；

图4是包括在根据本发明第一实施方式的DC电动机的电刷组件中的刷握中的一个的放大横剖视图；

图5是包括根据本发明第一实施方式的DC电动机的起动器的横剖视图；

图6是根据本发明第二实施方式的DC电动机的电刷组件的立体图；

图7是根据本发明第三实施方式的DC电动机的电刷组件的立体图；

图8是根据本发明第三实施方式的DC电动机的后部的横剖视图；

图9是示出根据本发明第三实施方式的DC电动机的拉出组件与正连接板之间的连结的立体图；

图10是根据本发明第四实施方式的DC电动机的电刷组件的立体图；

图11是根据本发明第四实施方式的DC电动机的后部的横剖视图；

图12是示出根据本发明第四实施方式的DC电动机的拉出组件与正连接板之间的连结的立体图；

图13是根据本发明第五实施方式的DC电动机的电刷组件的立体图；以及

图14是示出根据本发明第五实施方式的DC电动机的拉出组件与正连接板之间的连结的立体图。

具体实施方式

第一实施方式

图1是根据本发明第一实施方式的DC电动机2的后部的横剖视图。DC电动机2用于图5所示的起动器1。如图5所示，起动器1具有：输出轴3，该输出轴3被电动机2驱动而旋转；小齿轮4，该小齿轮4安装在轴3上；杠杆6；以及电磁开关5。起动器1是所谓“小齿轮咬合型”的起动器，其中，杠杆6被电磁开关5的吸引力驱动，以朝发动机的未图示的环形齿轮(朝图5的左侧)推出小齿轮4。由于小齿轮咬合型的起动器的结构是公知的，因此，在下文中详细描述电动机2。

电动机2具有：由永磁体7构成的场磁极构件；电枢8，该电枢8能旋转地配置在场磁极构件的内周内；圆柱形整流器9，该圆柱形整流器9安装在电枢8的轴上；以及电刷10，该电刷10配置在整流器9的外周上。整流器9包括：圆柱形绝缘体基座9a，该圆柱形绝缘体基座9例如由树脂材料制成；以及整流器部段9b，该整流器部段9b被绝缘体基座9a保持，以布置成圆柱形式。绝缘体基座9a被压配在电枢轴8a的一端的外周上。如图1所示，整流器部段9b通过绝缘体基座9a而彼此绝缘，各电枢线圈8c在电枢铁心8b侧被连接到配置于相应的整流器部段9b的轴端处的竖板9c。在下文中，“铁心侧”意味着在轴向上面向电枢铁心8b一侧(图1的左侧)，“反铁心侧”意味着在轴向上与电枢铁心8b相反一侧。

如图3所示，电刷10具有三个正电刷10a和负电刷10b，上述三个正电刷10a和负电刷10b沿着整流器9的周向交替地布置。电刷10与电刷弹簧11、刷握12和一对连接板13、14一起组成电刷组件。如图2所示，电刷弹簧11配置在电刷10的反整流器侧，并将电刷10压靠到整流器9。电刷弹簧11的轴向尺寸(弹簧外径D)比电刷10的轴向长度L小。如图4所示，容纳在后面解释的特定刷握12A(刷握12的特定一个)中的电刷弹簧11配置成使其轴向中心Os相对于对应的电刷10的轴向中心Ob朝反铁心侧偏移。

刷握12由诸如树脂之类的绝缘材料制成，并形成为盒状。如图2所示，各刷握12包括：电刷容纳腔室12a，该电刷容纳腔室12a沿垂直于整流器9的轴向中心的径向朝内配置，并且在上述电刷容纳腔室12a内容纳有电刷10；以及弹簧容纳腔室12b，该弹簧容纳腔室12b沿径向朝外配置，并且在上述弹簧容纳腔室12b内容纳有电刷弹簧11。各刷握12形成有插入孔，从而能将电刷弹簧11和电刷10插入在插入孔的内周。各刷握12形成有墙面，该墙面将弹簧容纳腔室12b的外周闭合，并且调节电刷弹簧11的径向位置。特定的刷握12A的电刷容纳腔室12a和弹簧容纳腔室12b形成为满足电刷10的轴向中心Ob与电刷弹簧11的轴向中心Os之间的如上所述的位置关系。也就是说，弹簧容纳腔室12在轴向长度上形成为比电刷容纳腔室12a小，并且弹簧容纳腔室12b的轴向中心相对于电刷容纳腔室12a的轴向中心朝反铁心侧偏移。

在本实施方式中由金属制成的连接板13、14形成为环的形状，连接板的13、14的中心孔的直径比整流器9的外径大。连接板13、14沿着垂直于整流器9的轴向中心的方向配置。如图3所示，连接板13经由软辫线15而与三个正电刷10a电连接，连接板14经由软辫线15而与三个负电刷10b电连接。在下文中，连接板13和连接板14可分别被称为正连接板13和负连接板14。正连接板13和负连接板彼此相互电绝缘，并且隔着六个刷握12地并排配置。如图5所示，正连接板13相对于刷握12配置在铁心侧，并经由拉出构件16和电动机引线17电连接到电磁开关5的M端子螺栓18。负连接板14相对于刷握12配置在反铁心侧，且通过螺栓19固定并电连接到端框20。

如图3所示，正连接板13在其周界上形成有六个配合槽13a，用于组装刷握12。正连接板13也形成有交叉部22，各交叉部22连接六个板部21中对应的两个，它们穿过配合槽13a在周向上彼此相邻。各配合槽13a朝正连接板13的径向内周开口，并且朝正连接板13的径向外周延伸。在六个板部21中，每三个板部21分别与在它们的反铁心侧的表面上正电刷10a的软辫线15连接。交叉部22与板部21齐平，并且延伸以围绕配合槽13a的外周。每个交叉部22在其周向两端连接到相邻的板部21的外周。

接着，对组装到正连接板13的刷握12的铁心侧形状进行说明。如图3所示，刷握12包括形成在刷握12的铁心侧的凸部12c，该凸部12c配合到正连接板13的配合槽13a中。当刷握12被组装到正连接板13时，凸部12c被从正连接板13的内周插入，且配合到配合槽13a中。如图4所示，刷握12包括带台阶面12d，该带台阶面12d在周向两端处形成在凸部12c的径向外侧。带台阶面12d沿径向具有台阶，并且相对于凸部12c的铁心侧端面位于反铁心侧。刷握12的反铁心侧形状可以与上面说明的铁心侧形状相同。也就是说，刷握12可包括形成在其反铁心侧的凸部，该凸部从负连接板的内周配合到形成于负连接板的配合槽中。

接着，对拉出构件16与正连接板13间的连接结构进行说明。各自对负电刷16进行保持的三个刷握12中的一个被称为特定的刷握12A(参照图3)。由特定的刷握12A的带台阶面12a形成的在铁心侧沿轴向具有台阶的空间被称为带台阶空间。如图3所示，交叉部22以特定的刷握12A的凸部12c配合到配合槽13a中的状态配置在带台阶空间内。也就是说，在特定的刷握12A中，凸部12c以凸部12c的铁心侧端面从正连接板13朝铁心突出的方式配合在配合槽13a中。正连接板13在交叉部22处设置有后述的熔断部23。交叉部22的横截面积在该熔断部23处变得最小。

拉出构件16是由电阻比正连接板13的电阻低的材料(例如铜)制成的板状构件。所述拉出构件16配置成使两个主表面均垂直于整流器9的轴向中心。拉出构件16在其一端部处包括连结部16a。连结部16a被连结到交叉部22的反铁心侧表面。拉出构件16的另一端部经由索环24被拉出到电动机壳体25的外侧。也就是说，拉出构件16被从与特定的刷握12A周向重叠的位置拉出到电动机壳体25的外侧，并且被配置成在轴向上与带台阶空间重叠。如图5所示，拉出构件16与配合到电磁开关5的M端子螺栓18的电动机引线17的一端连接。如图1和图2所示，由橡胶制成的作为绝缘构件的索环24被配合到形成于电动机壳体25的拉出槽25a中，从而保持拉出构件16的外周，以与电动机壳体25绝缘。如图3所示，索环24形成有径向向内地突出的铁心侧突起24a。铁心侧突起24a基本覆盖交叉部22的整个铁心侧。

在此，在另一端侧从拉出构件16的连结部16a突出的部分被称为板状拉出部16b。连结部16a的周向宽度比板状拉出部16b的周向宽度大。也就是说，连结部16a形成为位于拉出构件16的一端侧的端部朝两个周向端延伸并超出板状拉出部16b，其周向宽度比配合槽13a的周向宽度大。因而，连结部16a在周向宽度比配合槽13a的周向宽度大的区域处被连结到交叉部22。正连接板13的熔断部23配置在电压比交叉部22与连结部16a间的连结部的电压低的一侧的两个不同位置处。特别地，如图3所示，熔断部23配置在连接到板部段21的部分与位于交叉部22和连结部16a间的连结部分之间。

以上描述的第一实施方式提供下面的优点。

1)在第一实施方式的电动机2中，在带台阶面12d与设置于特定的刷握12A的铁心侧的凸部12c的铁心侧端面之间形成有台阶。拉出构件16配置在由上述台阶沿轴向形成的空间(带台阶空间)内。也就是说，由于拉出构件16从在周向上与特定的刷握12A重叠的位置被拉出到电动机壳体25的外侧，因此，对于六电刷结构和四电刷结构来说，拉出位置能被设置成相同，因而电动机壳体25能在六电刷结构和四电刷结构之间共享相同的设计。

2)拉出构件16是板状构件，且配置成两个主表面均垂直于整流器9的轴向中心，由此能被容纳在沿轴向带有台阶的空间(可称为“轴向带台阶区域”)内。也就是说，拉出构件16在不从凸部12朝铁心侧突出的情况下配置在轴向带台阶区域。因而，当用于六电刷结构的拉出位置被设定成与四电刷结构的拉出位置相同时，由于不需要在相对于特定的刷握12A位于铁心侧确保空间，以将拉出构件16配置其中，因此，能使得电动机2在轴向上被制造得紧凑。

3)电刷弹簧11被容纳在特定的刷握12A中，从而其轴向中心Os相对于电刷10的轴向中心Ob朝反铁心侧偏移。因而，能使形成在凸部12c的铁心侧端面与带台阶面12d之间的台阶制造得足够大。其结果是，由于能将轴向带台阶区域设定得大，并因而能使拉出构件16的放置的自由度变高，因此，能使电动机2在轴向上制造得紧凑。

4)连结部16a在周向宽度上比板状拉出部16c和形成于正连接板13的配合槽13a大。因而，连结部16a能在周向宽度上足够大的区域处连接于交叉部22。其结果是，由于能在不增加连结部16a和交叉部22的径向尺寸的情况下确保足够大的连结区域，因此，能使电动机2在径向上制造得紧凑。

5)由于刷握12由绝缘材料制成，因此，不需要在拉出构件16与特定的刷握12之间配置任何用于绝缘的部件。因而，能使制造成本降低。

6)拉出构件16由电阻比正连接板13的电阻低的材料制成。因而，既然使用中产生的热能够降低，由此能使拉出构件16在尺寸上制造得紧凑。

7)正连接板13的交叉部22形成有熔断部23，在该熔断部23处，横截面积变得最小。因而，若在电动机2中产生无法预料的大电流，则由于熔断部23被熔断，因此能保护电动机2。当熔断部23被熔断时，其温度大幅增加。因而，熔断部23与索环24间的距离必须足够大。在第一实施方式中，熔断部23设置在连接到板部21的部分与位于交叉部22和连结部16a间的连结部分之间。也就是说，由于熔断部23从连结部16a的径向位置径向向内地设置，因此，熔断部23与索环25间的距离能被设定得很大。因而，由于能将用于降低在熔断部23被熔断时产生的高温效果的空间制造得很小，因此，能使电动机2在径向上制造得紧凑。

8)设置于索环24的铁心侧突起24a径向向内地突出，以将交叉部22的整个铁心侧基本覆盖。因而，即便一块导电材料进入电动机2的内侧，也能防止该块导电材料接触电压比熔断部23的电压高的部分。因而，若在电动机2中因该块导电材料而产生无法预料的大电流，则由于熔断部23立即被熔断，因此能保护电动机2。

接着，下面对本发明的其它实施方式进行描述。

在下面描述的实施方式中，对于与在第一实施方式中描述的部分或部件相同或相当的部分或部件，用相同的参照字母或数字。

第二实施方式

参照图6，对本发明的第二实施方式进行描述。如图6所示，在第二实施方式中，容纳在特定的刷握12A中的电刷弹簧11的轴向中心Os不相对于电刷10的轴向中心Ob朝反铁心侧偏移，并且连结部16a被连结到交叉部22的铁心侧表面。因而，由于连结部16a没有从带台阶面朝铁心侧突出，且由此连结部16a能配置在轴向带台阶区域内，因此，能获得与由第一实施方式所提供的优点相似的优点。

第三实施方式

接着，对本发明的第三实施方式进行描述。在第三实施方式中，正连接板13的交叉部22被连结到拉出构件16的连结部16a，由此使它们彼此径向相反。如图7所示，在本实施方式中，配置在周向上与特定的刷握12A重叠的位置处的交叉部22被从板部21朝铁心侧折弯大致直角。如图8所示，与第一实施方式的情况相同，拉出构件16配置成板状拉出部16b的两个主表面垂直于整流器9的中心轴线，并且连结部16a被从板状拉出部16b朝铁心侧折弯，且被连结到交叉部22的径向外表面。

如图9所示，熔断部23设置在位于交叉部22与连结部16a之间的连结部分的两个周向端。特定的刷握12A包括内突起12f，该内突起12f从凸部12c的外周端朝铁心侧突出。内突起12f形成为在轴向上与电压比熔断部23的电压高的交叉部22重叠。优选地，内突起12f的轴向高度比交叉部22相对于板部21的轴向高度稍高。在这种结构中，由于连结部16a的轴向长度能制造得足够大，带有交叉部22的连结区域能够被制造得足够大，以增加连结部分的可靠性。

如图8所示，连结部16a在与电枢线圈8c连接的竖板9c的外侧朝铁心侧(朝图8的左侧)折弯。因而，由于能防止连接部16a与竖板9c发生干涉，因此，存在于竖板9c径向外侧的空间能充分地被用于配置连结部16a。另外，设置于特定的刷握12A的内突起12f配置成在轴向上与电压比熔断部23的电压高的交叉部22重叠。因而，即便一块导电材料进入电动机2的内侧，内突起12f也能与配置于索环24的铁心侧突起一起来防止该块导电材料接触电压比熔断部23的电压高的部分。因而，若在电动机2中产生无法预料的大电流，则由于熔断部23立即被熔断，因此能保护电动机2。

第四实施方式

接着，对本发明的第四实施方式进行描述。在第四实施方式中，与第三实施方式的情况相同，正连接板13的交叉部22被连结到拉出构件16的连结部16a，由此能使它们彼此径向相反。第四实施方式与第三实施方式不同之处在于拉出构件16的方向。如图10和图12所示，在第四实施方式中，拉出构件16配置成板状拉出部16b的两个主表面垂直于整流器9的周向，并且连结部16a被从板状拉出部16b沿周向折弯大致直角，且被连结到交叉部22的径向外表面。如图11和图12所示，正连接板13可设置有形成于交叉部22的两个熔断部23，并且设置有延伸板部26，所述延伸板部通过使位于两个熔断部23间的部分朝反铁心侧延伸而在轴向上与带台阶面重叠。根据这一结构，由于交叉部22的结合部的轴向宽度和延伸板部26的轴向宽度能制造成彼此相同，因此，能使连结区域制造成足够大，以增加连结部分的可靠性。

第五实施方式

接着，对本发明的第五实施方式进行描述。在图5中，交叉部22与用于特定的刷握12A的正连接板13分开设置。如图13所示，在本实施方式中，仅配置在周向上与特定的刷握12A重叠的位置处的交叉部22和正连接板13分开设置，且被连结到板部21。如图14所示，上述分开的交叉部22包括：主体部22a，所述主体部22a形成有两个熔断部23；以及一对脚部22b，所述一对脚部22b形成于主体部22a的周向两端。脚部22b连结到板部21的铁心侧表面。主体部22a从脚部22b朝铁心侧折弯大致直角。在第四实施方式中描述的延伸板状部26可与主体部22a一体设置。

拉出构件16配置成板状拉出部16b的两个主表面垂直于整流器9的周向，并且连结部16a被从板状拉出部16b沿周向折弯大致直角，且被连结到交叉部22的主体部22a和延伸板状部26。根据这一结构，由于位于交叉部22与连结部16a之间的连结区域能被制造得足够大，以增加连结部分的可靠性。拉出构件16可配置成使板状拉出部16b的两个主表面垂直于整流器9的中心轴线，且连结部16a被从板状拉出部16b朝铁心侧折弯大致直角。

变型

在第一实施方式中，电刷弹簧11容纳在特定的刷握12A中，以使其轴向中心Os相对于电刷10的轴向中心Ob朝反铁心侧偏移。但是，电刷弹簧11的轴向中心Os与电刷10的轴向中心Ob可彼此一致。在第一实施方式中，当刷握12被组装到正连接板13时，凸部12c被从正连接板13的内周插入，且配合到配合槽13a中。但是，凸部12c可沿轴向被插入，且压配在配合槽13a中。

上述说明的优选实施方式是本申请发明的示例，而本申请发明仅由随附的权利要求书描述。应当理解，本领域技术人员能使优选实施方式的变型变为能够发生。