专利名称：转子及其缠绕方法
技术领域：
本发明涉及一种通用旋转电机的转子及其缠绕方法，以及更具体地涉及一种具有换向器竖片(commutator risers)的三极铁芯直流电动机(three-pole core DC motor)的转子及其缠绕方法。
背景技术：
在旋转电机领域，绕组线的匝数不断增加，而叠装系数(lamination factor)也不断扩增。因此，采用非常细的导线作为转子绕组线的导线。作为这种导线的材料，通常采用韧性铜(tough pitchcopper，TPC)、无氧铜(oxygen-free copper OFC)等。这些材料强度较低，并因此在缠绕处理期间容易断开。铜-金合金导线强度和导电性能优良，但在成本和生产率方面有问题。出于应用上的原因，提出了包含百分之几重量银的铜合金，其强度与缠绕性俱佳。
即使采用这类绕组导线，在常规张力值(tension value)下，增加的匝数也会导致绕组线散开、绕组线松弛等。作为防范措施，可提高拉紧张力，使缠绕形状得以改进。但却会导致引接线部分的张紧断开(参见JP-A-1-222645)。
在三极铁芯直流电动机部件的转子制造步骤中，按照常规的缠绕方法，将铜线的起始端连接于第一换向器竖片上，并在相对应的位置处，将铜线缠绕在凸极部第一铁芯上。此时，这样引导铜线，使其经过凸极部第三铁芯的缠绕区。
图2A和图2B是表示转子缠绕的常规方法。图2A是表示绕组线连接状态的展开图，以及图2B是表示缠绕处理过程的制造步骤图。在图中，用箭头标示缠绕方向。
转子1的电枢铁芯(转子铁芯)2由堆叠冲压磁钢片构成，并具有环状部3，其在中心具有通孔；以及三个凸极部4，使它们从环状部3呈放射状凸出。将凸极部4形成为第一至第三铁芯，沿一个方向等间距围绕轴布置。将换向器6与换向器竖片7连结，并用例如树脂嵌件成型方法使其彼此固定，从而形成换向器支架5。将轴杆8适配于换向器支架5中间形成的开口中。
将缠绕方向设定为图2A中向左。图2A表示按缠绕顺序编号的换向器竖片(R1、R2、R3)和凸极部(P1、P2、P3)的放置关系。其整体(换向器竖片和凸极部)这样放置，使得当在围绕轴杆8的角度位置看时，将第一换向器竖片(R1)定位于凸极部4的第二铁芯(P2)与第三铁芯(P3)之间。
在此状态下，如图2A所示，将绕组线10的起始端9围绕第一换向器竖片(R1)缠绕几匝，然后将其成直线引出，在凸极部4的第一铁芯(P1)上进行缠绕，而后将绕组线引出，在第二换向器竖片(R2)上进行缠绕(参见图2B(1))。其后，如图2A所示，将绕组线10从第二换向器竖片(R2)引出，在凸极部4的第二铁芯(P2)上缠绕预定匝，并将其引出到第三换向器竖片(R3)，并在其上进行缠绕(参见图2B(2))。接着，如图2A所示，将从第三换向器竖片(R3)引出的绕组线10，按预定匝缠绕在凸极部4的第三铁芯(P3)上，并在第一换向器竖片(R1)进行缠绕(参见图2B(3))。当在第三铁芯(P3)上缠绕绕组线10时，就在缠绕处理起始时从第一换向器竖片(R1)上成直线引出的绕组线10上，重叠地实施缠绕处理。在重叠缠绕处理期间，就会使在缠绕处理起始时成直线引出的绕组线10弯曲。
缠绕在凸极部4上的绕组线10构成线圈11。将悬挂在换向器竖片7与凸极部4之间的绕组线10表示为引接线部分12。
因此，当在凸极部的最后一个铁芯或第三铁芯上实施缠绕处理时，所堆叠的铜线逐渐压迫悬挂到凸极部第一铁芯的引接线部分，并向第一铁芯与换向器竖片连接部之间的铜线施加压力。结果，就可能导致换向器竖片的边缘部分使铜线断裂的损坏故障(参见图2B(3)的A)。
特别地，在具有高叠装系数的设备中，使绕组线的张紧压力增加，会因此更容易出现铜线破损现象。
在缠绕处理的起始阶段，以较短的间距将绕组线与换向器竖片直线状连接，并因而使施加于绕组线的应力直接作用于连接部分。因此，在连接之后，导线破损容易在连接部分发生。为了消除这种现象，也可以松弛地连接引接线部分。但由于引接线部分不稳固，几乎无法实施导线连接工作。
发明内容
本发明的目的是，提供一种对从换向器竖片到凸极部的引接线部分进行布置以使其不会被折断的转子，以及该转子的缠绕方法。
(1)一种转子，包括轴杆，布置于转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和凸极部，环状部具有开口，轴杆适配于该开口中；线圈，由连续缠绕各凸极部的绕组线组成；以及换向器竖片，布置于凸极部之上，绕组线的一部分缠绕在换向器竖片上并与线圈相连接；其中，将悬挂于换向器竖片和线圈之间的绕组线的引接线部分在轴杆上缠绕一匝或更多。
(2)根据(1)的转子，其中，转子具有复数对的凸极部和换向器竖片。
(3)根据(1)或(2)的转子，其中，将绕组线缠绕在凸极部上，然后缠绕在与凸极部相对应的换向器竖片上。
(4)根据(1)至(3)任意之一的转子，其中，将绕组线的起始端固定于换向器竖片之一上。
(5)根据(4)的转子，其中，固定于换向器竖片之一的绕组线，在缠绕于与换向器竖片相对应的凸极部之前，绕轴杆缠绕一匝或更多。
(6)一种转子，包括轴杆，布置于转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和第一至第n凸极部，环状部具有适配轴杆的开口，而第一至第n凸极部从环状部呈放射状凸出；线圈，由连续缠绕各凸极部的绕组线组成；第一至第n换向器竖片，布置于凸极部之上，绕组线的一部分缠绕各换向器竖片并与线圈相连接；以及换向器，各换向器竖片连接在其上，其中，在围绕相同轴的方向，顺次设定若干个凸极部和换向器竖片，将第一换向器竖片放置在围绕第n-1和第n凸极部之间轴的角度位置处，将缠绕开始时缠绕在第一换向器竖片上的绕组线，在轴杆上缠绕1.5匝，然后，缠扰第一凸极部，并将绕组线连续串联缠绕具有相同编号的换向器竖片和凸极部，以及，其中，n是3或者更大的任意整数。
(7)一种缠绕转子的方法，所述转子包括轴杆，布置于转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和凸极部，环状部具有开口，轴杆适配于该开口中；线圈，由连续缠绕各凸极部的绕组线组成；以及换向器竖片，布置于凸极部之上，绕组线的一部分缠绕换向器竖片并与线圈相连接；所述方法包括将悬挂于换向器竖片与线圈之间的绕组线的引接线部分绕轴杆缠绕一匝或更多。
(8)根据(7)的方法，其中，缠绕所述轴杆的所述引接线部分是悬挂于所述换向器竖片和所述线圈之间的起始引接线部分。
(9)根据(8)的方法，其中，所述转子包括
轴杆；电枢铁芯，包括凸极部，该凸极部包括从环状部呈放射状凸出的第一至第n凸极部；线圈；换向器竖片，包括与线圈相连接的第一至第n换向器竖片；以及换向器，与换向器竖片相连接，以及，其中n是3或者更大的任意整数，所述方法包括围绕相同轴的方向，顺次设定若干个凸极部和换向器竖片，在围绕第n-1和第n凸极部之间的轴的角度位置处，放置第一换向器竖片，将缠绕起始时缠绕在第一换向器竖片上的绕组线，在轴杆上缠绕1.5匝，然后，再围绕第一凸极部进行缠绕，以及将绕组线连续串联缠绕具有相同编号的换向器竖片和凸极部。
根据本发明，可以避免引接线部分断开。
特别地，在连续缠绕中，当将从起始换向器竖片到起始线圈的引接线部分在轴杆上缠绕一匝或更多时，可以避免由于随后的重叠缠绕使该起始引接线部分断开。
在转子的缠绕方法中，可获得只有这种构造的转子才具有的防止导线断开的功能。
图1(图1A和图1B)是表示根据本发明一个具体实施方式
的转子的缠绕方法图；图2(图2A和图2B)是表示转子的常规缠绕方法的图。
具体实施例方式
本发明的特征在于，将绕组线的引接线部分绕轴杆缠绕一匝或更多。优选的是，在绕线开始时，将起始引接线部分绕轴杆缠绕一匝或更多。这一特征同样适用于凸极部和换向器竖片的数量是三个或更多的任意数量的情况。
在本发明的缠绕方法中，将起始端与第一换向器竖片相连接，沿右手或左手方向在轴杆上缠绕一匝或更多或任意匝，然后，再在凸极部的第一铁芯上进行缠绕。
由于将到第一铁芯的引接线部分绕轴杆进行缠绕，引接线部分就可以与轴杆和铁芯保持紧密接触的状态，而且，该引接线部分就不再经过除凸极部第一铁芯之外的铁芯缠绕区。同样，当在除第一铁芯之外的任意铁芯上缠绕绕组线时，可以消除施加于第一铁芯引接线部分的压力。
除了串激绕组(series winding)的起始引接线部分，换向器竖片与缠绕在凸极部上的线圈之间的引接线部分，也可绕轴杆缠绕一匝或更多。
参照附图对本发明的具体实施方式
进行详细描述。
本发明是在凸极部和换向器竖片的数量(n)是三个或更多的情况下实现的。在此情况下，可以对具体实施方式
进行配置。
为了方便描述，对数量n为三个的具体实施方式
进行描述。
图1A和图1B是表示根据本发明具体实施方式
的转子的缠绕方法的图。图1A是表示绕组线连接状态的展开图，而图1B是表示缠绕处理过程的制造步骤图。在图中，用箭头表示缠绕方向。
除了绕组线的缠绕方法之外，图1的转子1的构造与图2的常规转子相同，因此，省略参照图2所描述的共同部件的说明。
在图1的转子1中，即具有环状部3和凸极部4的电枢铁芯(转子铁芯)2、由彼此相连结的换向器6和换向器竖片7组成的换向器支架5、以及轴杆8都与图2中所示相同。这里省略其说明。在换向器竖片7与电枢铁芯2之间有换向器基部(未示出)的情况下，将引接线部分12布置成与该基部紧密接触。
在此状态下，按照图1A中所示的缠绕步骤，将绕组线10的起始端9在第一换向器竖片(R1)上缠绕几匝，然后，从第一换向器竖片(R1)开始沿右手方向在轴杆8上缠绕1.5匝(参见图1B(1))，其后，按要求的匝数在凸极部4的第一铁芯(P1)上进行缠绕。
在此时，绕组线10在轴杆8上缠绕的匝数是根据凸极部4和换向器竖片7的放置关系确定的。该匝数是一匝或更多，例如，大于等于一匝并小于等于十匝，优选的是大于等于一匝并小于等于两匝。在凸极部4和换向器竖片7具有如图1A和图1B所示的放置关系的情况下，具体而言，优选的是，将匝数设定为1.5匝。当保证最少的匝数或一匝时，将绕组线10缠绕在轴杆8上，并且，使从换向器竖片7上引出的绕组线10，不会凸出到凸极部4的重叠区域。因此，不会发生因重叠而导致牵拉绕组线的现象。结果，就可以用相对松弛的方式实施缠绕，从而可以避免发生导线断开。当绕组线10绕轴杆8缠绕匝数增加，超过一匝或者增加到两匝或者更多，这种缠绕就不再必要，并且也更难实施松弛缠绕。
接着，将绕组线10从凸极部4的第一铁芯(P1)引出，并引向第二换向器竖片(R2)，并在其上进行缠绕(参见图1B(1))。然后，如图1A所示，将绕组线10从第二换向器竖片(R2)引出，按预定匝数在凸极部4的第二铁芯(P2)上进行缠绕，并将其引出到第三换向器竖片(R3)，并在其上进行缠绕(参见图1B(2))。其后，如图1A所示，将从第三换向器竖片(R3)引出的绕组线，按预定匝数在凸极部4的第三铁芯(P3)上进行缠绕，并回到第一换向器竖片(R1)，将其缠绕于其上(参见图1B(3))。
在将绕组线10缠绕在第三铁芯(P3)上的处理过程期间，绕组线10起始为从第一换向器竖片(R1)上引出，将该绕组线10与轴杆8和凸极部4铁芯的外周以紧密接触的方式缠绕。因此，绕组线不会凸出进入到凸极部4的缠绕区，而且也不会在其上重叠缠绕。因为绕组线被缠绕在轴杆上，就可以用稍微松弛的方式实施缠绕处理，即使在一定程度上张拉导线时，也不会使导线断开。
在以上描述之外，除了串激绕组的起始引接线部分，缠绕于凸极部上的换向器竖片与铁芯之间的引接线部分，也可以在轴杆上缠绕一匝或更多匝。在此情况下，其作用和效果与上述具体实施方式
中的那些相同。
在上述的本发明中，在不改变部件功能情况下，就可以对其进行改进。
权利要求
1.一种转子，包括轴杆，布置于所述转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和凸极部，所述环状部具有开口，所述轴杆适配于该开口中；线圈，由连续缠绕各所述凸极部的绕组线组成；以及换向器竖片，布置于所述凸极部之上，所述绕组线的一部分缠绕在所述换向器竖片上并与所述线圈相连接；其中，将悬挂于所述换向器竖片和所述线圈之间的所述绕组线的引接线部分在所述轴杆上缠绕一匝或更多。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述转子具有复数对的所述凸极部和所述换向器竖片。
3.根据权利要求2所述的转子，其中，将所述绕组线缠绕在所述凸极部上，然后缠绕在与所述凸极部相对应的所述换向器竖片上。
4.根据权利要求3所述的转子，其中，将所述绕组线的起始端固定于所述换向器竖片之一上。
5.根据权利要求4所述的转子，其中，固定于所述换向器竖片之一的所述绕组线，在缠绕于与所述换向器竖片相对应的所述凸极部之前，绕所述轴杆缠绕一匝或更多。
6.一种转子，包括轴杆，布置于所述转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和第一至第n凸极部，所述环状部具有适配所述轴杆的开口，而所述第一至第n凸极部从所述环状部呈放射状凸出；线圈，由连续缠绕各所述凸极部的绕组线组成；第一至第n换向器竖片，布置于所述凸极部之上，所述绕组线的一部分缠绕各所述换向器竖片并与所述线圈相连接；以及换向器，各所述换向器竖片连接在其上，其中，在围绕相同轴的方向，顺次设定若干个所述凸极部和所述换向器竖片，将所述第一换向器竖片放置在围绕第n-1和第n凸极部之间所述轴的角度位置处，将缠绕开始时缠绕在所述第一换向器竖片上的所述绕组线，在所述轴杆上缠绕1.5匝，然后，缠扰所述第一凸极部，并将所述绕组线连续串联缠绕具有相同编号的所述换向器竖片和所述凸极部，以及，其中，n是3或者更大的任意整数。
7.一种缠绕转子的方法，所述转子包括轴杆，布置于所述转子的中间；电枢铁芯，包括环状部和凸极部，所述环状部具有开口，所述轴杆适配于该开口中；线圈，由连续缠绕各所述凸极部的绕组线组成；以及换向器竖片，布置于所述凸极部之上，所述绕组线的一部分缠绕所述换向器竖片并与所述线圈相连接；所述方法包括将悬挂于所述换向器竖片与所述线圈之间的所述绕组线的引接线部分绕所述轴杆缠绕一匝或更多。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，缠绕所述轴杆的所述引接线部分是悬挂于所述换向器竖片和所述线圈之间的起始引接线部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述转子包括所述轴杆；所述电枢铁芯，包括所述凸极部，该凸极部包括从所述环状部呈放射状凸出的第一至第n凸极部；所述线圈；所述换向器竖片，包括与所述线圈相连接的第一至第n换向器竖片；以及换向器，与所述换向器竖片相连接，以及，其中n是3或者更大的任意整数，所述方法包括围绕相同轴的方向，顺次设定若干个所述凸极部和所述换向器竖片，在围绕第n-1和第n凸极部之间的所述轴的角度位置处，放置所述第一换向器竖片，将缠绕起始时缠绕在所述第一换向器竖片上的所述绕组线，在所述轴杆上缠绕1.5匝，然后，再围绕所述第一凸极部进行缠绕，以及将所述绕组线连续串联缠绕具有相同编号的所述换向器竖片和所述凸极部。
全文摘要
本发明提供了一种转子及其缠绕方法。在所述转子中，对从换向器竖片到凸极部的引接线部分进行布置，以使该引接线部分不会断裂。在转子中具有电枢铁芯，将轴杆在其上适配并固定，并且具有多个凸极部；以及线圈，在该线圈中将绕组线连续缠绕在各所述凸极部上，将至线圈的连续缠绕的绕组线引接线部分在所述轴杆上缠绕一匝或更多。优选的是，将所述引接线部分绕轴杆缠绕1.5匝。这同样适用于起始引接线部分外的引接线部分。
文档编号H02K23/00GK1794543SQ200510130328
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月9日 优先权日2004年12月24日
发明者萩野光明, 中本晴幸 申请人:美蓓亚松下马达有限公司, 松下电器产业株式会社