專利名稱：局部浸涂的電起動發(fā)動機轉子電樞和裝有這種電樞的機動車起動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電起動發(fā)動機的轉子電樞，包括-具有支撐帶有半開口槽口的磁路的旋轉輸出軸的轉子、集流環(huán)(collector)以及起動器頭(starter head)，-具有容納在所述半開口槽口中的導體的轉子繞組，所述導體在所述磁路各側突出，以形成位于所述起動器頭側的前引出線和置于所述集流環(huán)側的后引出線。
背景技術：
根據(jù)已知技術，通過浸涂漆(impregnation lacquer)的方式，在金屬片組的前端和后端以及槽口中的導線及其外殼之間使導線彼此粘接到一起，由此屬于旋轉電動機(特別是機動車內(nèi)燃機的起動器)的電樞的繞組的導線固定在包括金屬片組的磁路的槽口中。
專利文獻EP-A-881747中提到一種交流發(fā)電機定子，該定子固定，因此不受離心力作用的支配，其中對容納在槽口內(nèi)的導體部分執(zhí)行浸涂操作。浸涂劑占據(jù)了所述槽口的整個軸向長度，并且引出線處的絕緣層的厚度小于槽口中導體處的絕緣層厚度。
有時其它的固定方法用于鞏固槽口中導體的機械強度。
-或者在起動器頭側的前端和/或集流環(huán)側的后端，在引出線上使用玻璃纖維環(huán)；-或者通過使槽口的入口卷邊來夾持導體，例如專利文獻FR-A-2721769中所介紹的那樣。
存在兩個問題-淀積浸涂漆的方法要求嚴格并且成本高漆的費用、供應到淀積設備和烘箱的電能、復雜的維護操作；-在前引出線處，漆覆蓋在銅線的周圍，消除了粗糙度并堵住間隙，并且減少了導線和環(huán)境空氣之間的熱交換面，因此存在過熱的危險，同時消弱了起動器的熱阻。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電起動發(fā)動機的轉子電樞，特別是沒有內(nèi)齒輪箱的，以解決上述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的電起動發(fā)動機的轉子電樞的特征在于所述轉子繞組沿著預定軸向距離部分浸涂浸涂劑，所述預定軸向距離從所述導體的端部的焊接部分中的后引出線延伸至集流環(huán)的葉片，遠至磁路的中間位置，使得前引出線沒有浸涂以提高它的熱交換表面。繞組的軸向浸涂距離小于磁路的總長度。
浸涂劑通常由漆組成，其僅淀積于集流環(huán)側的電樞后部上。起動器頭側的前引出線上不存在漆這一特點增加了這個區(qū)域中周圍空氣的攪動，并且在加熱檢測中，發(fā)現(xiàn)與浸涂引出線相比能量損失較小。也因此增加起動器的熱阻。另一個優(yōu)點是節(jié)省漆，同時沒有削弱電樞旋轉時的離心抗力作用。
根據(jù)優(yōu)選實施例，浸涂停止的中間位置位于組成磁路的金屬片組的軸向長度的二分之一和三分之二之間。導體通過磁路卷邊而使得凹槽入口變窄的固定方式被保持在槽口中。
本發(fā)明的其它技術特征可以單獨的使用或者進行組合-通過在磁路的至少一個卡點上卷邊凸出部實現(xiàn)固定方式；-集流環(huán)側的磁路后端與各錨固點以軸向距離間隔，中間錨固點相對于浸涂了的引出線更靠近沒有浸涂的前引出線；-為了保護轉子電樞，提供了彈性墊圈，其裝蓋體上以隔離電刷支架殼體以可濾除振動。
其它的優(yōu)點和特點將很清楚地從以下對本發(fā)明的具體實施例的描述中體現(xiàn)出來，但本發(fā)明不局限于附圖中的所示的這些例子，其中-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的安裝有電樞轉子的起動器的軸向剖面圖；-圖2示出圖1中的電樞轉子的軸向剖面圖，顯示出改善槽口中導線的機械強度而構造的磁路的金屬片的卡的分布。
-圖3示出圖1中的電樞轉子的局部浸涂區(qū)域；-圖4示出現(xiàn)有技術的具有浸涂漆的電樞引出線的徑向切面示意圖；-圖5為與圖4相對應的圖，示出根據(jù)本發(fā)明的不具有浸涂漆的電樞引出線的電樞。
具體實施例方式
圖1中，機動車中起動熱機所用的起動器10包括固定于機動車的固定部分的支架11。所述支架11具有用于安裝前軸承13(例如滾針軸承)的凸出部12，其同軸圍繞屬于起動器頭15的管狀套筒14。
所述套筒14的前端構成了從所述凸出部12突出的控制小齒輪(pinion)16，該小齒輪將和與機動車熱機相連的起動圓盤(未示出)接合以起動它。
起動器頭15的套筒14的后端安裝在供屬于處于齒輪16和傳動輪18之間的自由輪的滾柱17使用的內(nèi)部圓形軌道上。
傳動輪18具有與外部槽20相連接的內(nèi)部槽19，該外部槽與屬于起動器的電動機M的轉子22的輸出軸21形成整體。槽19、20有互補的螺旋形。
與起動器頭15相反的，轉子22的軸21以傳統(tǒng)方式設置有這里為軸向形式的集流環(huán)23，例如專利文獻FR-A-2722037中所介紹的。徑向作用的電刷24摩擦集流環(huán)23的導電軸向葉片。
電刷24安裝在電刷支架中的殼體內(nèi)，該電刷支架包括設置用作彈簧支撐部的本體(圖1未示出)，每個彈簧均徑向安裝在電刷支架中的殼體內(nèi)，且與電刷24相關聯(lián)以便向集流環(huán)23的導電葉片的方向推壓電刷。
輸出軸21的末端旋轉地安裝在套裝于蓋體26的中心管狀部分中的后軸承25(例如普通軸承)內(nèi)，如同專利文獻FR-A-2726701中所介紹的那樣。
設置在蓋體26和支架11之間的罩27用來安裝定子28，定子28設置有同軸圍繞轉子22的感應線圈28，兩者間具有徑向空氣間隙。連桿30與支架11連接到蓋體26和罩27。
更精確的，如專利文獻FR-A-2726701中所介紹的，定子包括一組經(jīng)裁切的金屬片，所述金屬片限定電線圈29的外殼(未示出)。
定子的金屬片組的兩個軸向端面各設有由塑料材料制成的側壁(圖1未示出)。側壁用于纏繞線圈29。墊圈(未示出)用于密封電刷24的殼體。因此，通過電刷支架的塑料本體和安裝在該塑料體上并且在蓋體26的局部突出部分上的墊圈限定出這些電刷殼體。電刷支架的本體和相鄰的側壁抵靠。墊圈是彈性的并可濾除軸向振動。更多的信息可以參見專利文獻FR-A-2726701(具體參見圖1)。因此所述墊圈保護了以下所介紹的電刷和轉子電樞。
支架11也用來安裝位于發(fā)動機M之上并與之平行的電磁接觸器CT的電池31。眾所周知的，接觸器CT包括固定芯部32、至少一個激勵繞組33、移動芯部34和移動觸頭35，其與固定端子36、37相配合從而向發(fā)動機M提供電力。叉狀控制桿38樞轉地安裝到與移動芯部34彈性耦接的桿的軸上。叉的底部包括安裝在起動器頭15的傳動輪18的環(huán)形凹槽中的2個齒。
轉子22包括由金屬片堆形成的磁路39，所述金屬片堆被穿孔以便通過例如利用軸21的至少一個滾花部分壓配安裝的方式軸向安裝到輸出軸21上。每個金屬片在其外周包括多個徑向朝外半開口的槽口40。槽口40以固定的角間隔分布，并且在對齊金屬片后形成軸向凹槽。
每個槽口40容納穿過轉子22的磁路39的蛇形電導體41。這些導體41在磁路39的每側軸向延伸，以便在起動器頭側形成前引出線42以及在集流環(huán)側23形成后引出線43。由導體41的前部形成的前引出線42和包括導體41尾部的后引出線43連接到集流環(huán)23的導電葉片上。
有利地，特別的為實現(xiàn)保護導體41，在限定出槽口40的各面和電導體41之間插入槽口絕緣體，或者更準確的說為電絕緣體，例如鉛包或者釉，如圖4和圖5中的標號47。這些絕緣體47覆蓋例如由銅制成的導體41。
這個槽口絕緣體與磁路39優(yōu)選地形成整體，或者更準確的說，槽口絕緣體與構成整體結合有轉軸21的轉子22的本體的金屬片組形成整體。
如圖1到圖3所示，每個槽口40設置一系列重疊導體41來形成轉子繞組。例如，每個繞組設有四條導體41，并且在繞組工序中各導體在槽口40中重疊。導體起初截面為圓狀，然后在帶有卷邊打孔機(crimping punch)的盤狀工具壓制操作后下塌，在圖4和圖5中可看得更加清楚。磁路39的金屬片堆通過盤狀工具的卷邊打孔機在一個或者多個卡點A、B、C(特別的在圖2中是三個卡點)處卡在每條導體上?？ǖ倪^程采用如專利文獻FR-A-2721769中所介紹的卷邊方式，其包括局部折疊部分鐵片到槽口40之上，使得槽口的入口變窄，從而機械地阻止導體滑出。
由三個周圍卡點A、B、C，將導體彼此交織地接觸粘接到一起以及抵靠槽口40的內(nèi)壁這三個因素提供槽口40內(nèi)的導體41的機械強度。根據(jù)本發(fā)明，還補充了轉子繞組局部浸涂漆。參見圖3，電樞的槽口40內(nèi)淀積的漆的量減少，浸涂部分僅位于集流環(huán)23側的電樞后部，也就是說位于集流環(huán)23旋轉時在離心力作用下導體的機械強度更關鍵的位置處。
除了導線絕緣套之外，位于起動器頭15一側的前引出線42上不具有漆或者其他浸涂劑。從導體41的端部的焊接部分44到集流環(huán)23的導電葉片45，導體41的浸涂漆部分延伸距離v，大概有磁路39總長度z的一半或三分之二。集流環(huán)23的葉片45的活動區(qū)同樣也沒有浸涂漆涂層。
卡點A、B、C以距離11、12、13分別與集流環(huán)側的磁路39的后端隔離開，中間錨固點B相對于浸涂了漆的后引出線43而言更靠近沒有浸涂漆的前引出線42。
前引出線42上沒有漆的存在增加了導體41和環(huán)境空間之間的交換表面。參考圖4，可以看出根據(jù)現(xiàn)有技術的具有浸涂漆46的引出線的熱交換表面S小于圖5中所示沒有浸涂漆的引出線的熱交換表面S’。在這兩種情況中，每個導體41都是通過絕緣套47或者釉層的常用方式來使得各導體之間電絕緣的。
增加前引出線42的交換表面提供了更好的起動器的內(nèi)部通風，并且增加了它的熱阻，同時節(jié)約了漆，并且使得制造電動機M時浸涂設備簡單。在引出線42、43處使用額外的環(huán)來徑向支撐導線41是不必要的。
局部浸涂的原理既可以應用于任意類型的繞線式電樞，也可應用于專利文獻FR-A-2244284中所介紹的發(fā)夾式(hairpin)繞組型。應用的領域涉及到起動熱機的任意一種起動器。這個領域特別涉及到輕型車輛或重型車輛的任意一種起動器，特別是沒有內(nèi)部齒輪箱的起動器，因為他們電樞的旋轉速度低，所以使導體的離心問題最小化。
應理解，前述電刷支架的彈性墊圈可抑制軸向振動，并且因此保持無漆的前引出線。
很清楚，集流環(huán)23可以是正面型，并且可以是軸向作用型電刷。同樣的，起動器頭15的小齒輪16可以配置在支架11的內(nèi)側。
作用在起動器頭15的傳動輪18和小齒輪16之間的自由輪同樣可構成摩擦離合器，包括屬于小齒輪16或者起動器頭15的凹摩擦面和屬于組成起動器頭和齒輪的其它一個元件的凸摩擦面。
根據(jù)另一方案，接觸器CT可以配置在電動機M的后部，并垂直于其輸出軸21?？刂茥U38的叉頂端耦接到平行于電動機M延伸的輔助桿，并且返回機構作用于耦接到移動芯部34的桿和輔助桿之間，就如同專利文獻FR-A-2843427中所介紹的。接觸器安裝在電動機的前部，接觸器的移動芯部由起動器頭組成，所以不一定需要控制桿38。
依據(jù)應用不同，每個槽口的導體的數(shù)目可不同。
權利要求
1.一種電起動發(fā)動機(M)的轉子電樞，包括-具有支撐帶有半開口槽口(40)的磁路(39)的旋轉輸出軸(21)的轉子(22)、集流環(huán)(23)和起動器頭(15)，-具有容納于半開口槽口(40)中的導體(41)的轉子繞組，所述導體在磁路(39)各側突出以形成位于起動器頭側(15)的前引出線(42)和置于集流環(huán)側(23)的后引出線(43)，其特征在于，從導體(41)的端部的焊接部分(44)中的后引出線(43)延伸至集流環(huán)(23)的葉片(45)，遠至磁路(39)的中間位置，沿著預定軸向距離(v)對轉子繞組局部浸涂浸涂劑，使得對前引出線(42)沒有浸涂以提高其熱交換表面。
2.根據(jù)權利要求1的轉子電樞，其特征在于，軸向繞組浸涂距離(v)小于磁路(39)的總長度(z)。
3.根據(jù)權利要求2的轉子電樞，其特征在于，浸涂中止所處的中間位置位于組成磁路(39)的金屬片組的軸向長度(z)的1/2和2/3之間。
4.根據(jù)權利要求1的轉子電樞，其特征在于，通過對磁路(39)卷邊而使得凹槽(40)入口變窄的固定方式，將導體(41)保持在凹槽(40)中。
5.根據(jù)權利要求4的轉子電樞，其特征在于，固定方式是采用在磁路(39)的至少一個卡點(A、B、C)卷邊凸出部實現(xiàn)的。
6.根據(jù)權利要求5的轉子電樞，其特征在于，集流環(huán)側(23)的磁路(39)的后前端以軸向距離(11、12、13)與各錨固點(A、B、C)間隔，中間錨固點(B)比浸涂了的后引出線(43)更靠近沒有浸涂的前引出線(42)。
7.根據(jù)權利要求1的轉子電樞，其特征在于，浸涂劑為漆。
8.根據(jù)權利要求7的轉子電樞，其特征在于，轉子繞組的導體(41)由卷繞導線或者發(fā)夾形成。
9.一種機動車起動器，包括設置有轉子電樞并通過接觸器(CT)控制的電動機(M)，其特征在于，具有根據(jù)權利要求1的轉子電樞。
10.根據(jù)權利要求9的起動器，其特征在于所述起動器包括電刷支架，該支架設置有與彈性墊圈一起限定出在集流環(huán)的導電葉片上摩擦的電刷的殼體的本體；轉子(22)的軸(21)后端部被旋轉安裝到套裝于蓋體(26)的中心部分中的后軸承上；彈性墊圈裝在蓋體上，并隔離電刷支架殼體從而濾除振動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動機的轉子電樞，包括轉子繞組，其沿著從焊接著導體(41)端部的焊接部分(44)中的后引出線(43)延伸到遠至磁路(39)的中間位置的集流環(huán)(23)的桿(45)的預定軸向距離(v)部分浸涂有浸涂劑，從而使得前引出線(42)未被浸涂，從而增加其熱交換面積。本發(fā)明可適用于機動車起動器。
文檔編號H02K3/38GK101032066SQ200580030172
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月5日 優(yōu)先權日2004年9月9日
發(fā)明者克里斯托夫·格魯特 申請人:法雷奧電機設備公司