專利名稱：電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器、電樞、制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法以及形成電樞的機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由扁平線材制成的電樞線圈的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，并且特別是涉及電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器、用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞、制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法以及用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，用于安裝在車輛上的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器(特別是啟動(dòng)器)需要試圖通過(guò)重量輕來(lái)使得結(jié)構(gòu)小型化，旨在減小安裝空間，并改善燃料消耗。為此，試圖提供采用扁平線材的電樞線圈的模型，以便提供改進(jìn)層壓率，增加輸出扭矩，由此通過(guò)重量輕來(lái)實(shí)現(xiàn)電樞的小型化。
但是，公知的是扁平線材在上部線圈和下部線圈相互交叉的交叉區(qū)域處在上部線圈和下部線圈之間具有比圓形線材窄的沿面放電路徑，在確保安全絕緣距離時(shí)遇到困難。另外，扁平線材難以形成線圈組(特別是在線材的長(zhǎng)邊方向上)，在確保在相互交叉的上部和下部線圈之間處的上部和下部線圈之間的絕緣距離時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。
為了解決這種問(wèn)題，美國(guó)專利NO.5619088提出用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞。如圖7所示，電樞具有相互交叉的下部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200。下部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200在下部和上部線圈延伸部100、200相互交叉的交叉區(qū)域處分別形成切口(臺(tái)階形)部分110、210，由此確保這些線圈延伸部100、200之間的絕緣間隙。
采用這種現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于下部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200在交叉區(qū)域處的區(qū)域進(jìn)行壓力沖切，使得切口部分110、210形成。采用通過(guò)壓力沖切形成的切口部分110、210，毛刺形成在切口部分110、210的邊緣處。所擔(dān)心的是這些毛刺造成線圈絕緣層損壞，由此出現(xiàn)短路。在試圖去掉毛刺時(shí)，增加了人工量，結(jié)果是增加制造成本。
另外，對(duì)下部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200進(jìn)行壓力沖切以形成切口(臺(tái)階形)部分110、210造成絕緣薄膜分別從下部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200上剝離。這造成短路現(xiàn)象增加。
將要進(jìn)行壓力沖切的線圈數(shù)量從大約100到200件。因此，需要進(jìn)行許多壓力沖切操作量，壓力模具承載的負(fù)載增加，所擔(dān)心的是模具壽命縮短。
另外，壓力沖切過(guò)程中造成的毛刺保留在線圈上，在隨后步驟中造成不利的影響。
此外，壓力沖切過(guò)程中出現(xiàn)的毛刺在設(shè)備中飛離，造成清理設(shè)備的人工增加。
為了解決所出現(xiàn)的短路現(xiàn)象，需要將大量的層間絕緣片材布置在上部線圈延伸部100和上部線圈延伸部200之間。這造成部件數(shù)量的增加，并且制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)解決以上所述的問(wèn)題來(lái)完成，并且其目的在于一種電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器、一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞、一種制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法以及一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其中絕緣距離可以在上部和下部層線圈延伸部的交叉區(qū)域處設(shè)置在兩者之間，而不在上部和下部層線圈延伸部上在相互交叉區(qū)域處形成臺(tái)階部分，并不造成絕緣薄膜從上部和下部層線圈延伸部剝離。
為此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，該電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器包括其上載有多個(gè)永磁體的軛以及固定支承在電樞軸上并可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在軛中的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊。多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材。換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板(riser)。下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部，并且至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離。
采用以上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分，絕緣距離可以在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處設(shè)置在兩者之間。對(duì)于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞線圈來(lái)說(shuō)，這使其可以采用厚的扁平線材，即具有增加的垂直長(zhǎng)度的扁平線材，使得電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)具有重量輕的小型化結(jié)構(gòu)。
另外，采用如上所述的結(jié)構(gòu)，上部和下部層線圈延伸部不需要包括通過(guò)所述現(xiàn)有技術(shù)所需的壓力沖切操作而形成在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的切口部分(臺(tái)階部分)。因此，上部和下部層線圈延伸部沒有由于壓力沖切操作造成的毛刺，并且不需要進(jìn)行去毛刺的操作，使其可以實(shí)現(xiàn)人工減小。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，每個(gè)細(xì)槽的立板可具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，上部和下部層線圈延伸部具有插入換向器的導(dǎo)體部段形成部分的立板的細(xì)槽內(nèi)的遠(yuǎn)端，不需要從相關(guān)線圈延伸部的遠(yuǎn)端預(yù)先剝離絕緣層。因此，上部和下部線圈延伸部可在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處具有變寬的最小間隙。因此，不需要以扁平線材制造線圈組以便在上部和下部層線圈延伸部之間獲得具有足夠的絕緣間隙。
另外，在上部和下部線圈延伸部變得相互靠近的交叉區(qū)域處存在覆蓋絕緣薄膜的上部和下部層線圈延伸部使得小量的絕緣間隙設(shè)置在上部和下部層線圈延伸部之間。因此，可以在上部和下部層線圈延伸部之間的絕緣中獲得穩(wěn)定質(zhì)量，而不造成層間絕緣片材放置在兩個(gè)相關(guān)的線圈延伸部之間。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部處的輪廓變形部分由扭轉(zhuǎn)部分形成，輪廓變形部分可采取簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器成本的任何增加。同樣，由扭轉(zhuǎn)部分的形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分由彎曲部分形成，輪廓變形部分采取簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的形式，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的成本的任何增加。同樣，由彎曲部分形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，下部層線圈延伸部可在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部不需要形成臺(tái)階形部分，不顯著降低每個(gè)線圈延伸部的截面面積。即，下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。同樣，上部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部與上部層線圈延伸部交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于上部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。因此，兩個(gè)線圈延伸部在其交叉區(qū)域處的截面面積沒有顯著減小，由此使其可以形成可以抑制發(fā)熱值增加以及功率輸出退化同時(shí)具有出色耐熱性的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材可通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
在將圓形線材變成扁平線材的金屬滾壓過(guò)程中，在扁平線材中出現(xiàn)加工硬化，造成難以在扁平線材上形成輪廓變形部分。與這種金屬滾壓相比，通過(guò)拉伸步驟形成扁平線材造成較少的加工硬化，使其容易形成線圈的輪廓變形部分。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分可具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部的另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線傾斜，輪廓變形部分可形成簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
采用當(dāng)前實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分可包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于包括塑性變形部分的彎曲部分的存在，沒有絕緣薄膜從彎曲部分上剝離。因此，上部和下部層線圈延伸部不需要確保相關(guān)線圈延伸部之間的不適當(dāng)增加的絕緣距離。另外，彎曲部分可形成最小變形的構(gòu)造，造成至少一個(gè)相關(guān)線圈延伸部?jī)?nèi)形成的應(yīng)力減小。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，該電樞包括電樞軸、固定支承在電樞軸上并適用于在電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊。多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材。換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板。下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部，并且至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分，可以在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間確保足夠的絕緣距離。對(duì)于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞線圈來(lái)說(shuō)，這使其可以采用厚的扁平線材，即具有增加的垂直長(zhǎng)度的扁平線材，使得電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)具有重量輕的小型化結(jié)構(gòu)。
另外，采用如上所述的結(jié)構(gòu)，上部和下部層線圈延伸部不需要包括通過(guò)所述現(xiàn)有技術(shù)所需的壓力沖切操作而形成在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的切口部分(臺(tái)階部分)。因此，上部和下部層線圈延伸部沒有由于壓力沖切操作造成的毛刺，并且不需要進(jìn)行去毛刺的操作，使其可以實(shí)現(xiàn)人工減小。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，每個(gè)細(xì)槽的立板可具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，上部和下部層線圈延伸部具有插入換向器的導(dǎo)體部段形成部分的立板的細(xì)槽內(nèi)的遠(yuǎn)端，不需要從相關(guān)線圈延伸部的遠(yuǎn)端預(yù)先剝離絕緣層。因此，上部和下部線圈延伸部可在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處具有變寬的最小間隙。因此，不需要以扁平線材制造線圈組以便在上部和下部層線圈延伸部之間獲得具有足夠的絕緣間隙。
另外，在上部和下部線圈延伸部變得相互靠近的交叉區(qū)域處存在覆蓋絕緣薄膜的上部和下部層線圈延伸部使得小量的絕緣間隙設(shè)置在上部和下部層線圈延伸部之間。因此，可以在上部和下部層線圈延伸部之間的絕緣中獲得穩(wěn)定質(zhì)量，而不造成層間絕緣片材放置在兩個(gè)相關(guān)的線圈延伸部之間。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部處的輪廓變形部分由扭轉(zhuǎn)部分形成，輪廓變形部分可采取簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器成本的任何增加。同樣，由扭轉(zhuǎn)部分的形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分由彎曲部分形成，輪廓變形部分采取簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的形式，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的成本的任何增加。同樣，由彎曲部分形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，下部層線圈延伸部可在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部不需要形成臺(tái)階形部分，不顯著降低每個(gè)線圈延伸部的截面面積。即，下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。同樣，上部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部與上部層線圈延伸部交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于上部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。因此，兩個(gè)線圈延伸部在其交叉區(qū)域處的截面面積沒有顯著減小，由此使其可以形成可以抑制發(fā)熱值增加以及功率輸出退化同時(shí)具有出色耐熱性的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材可通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
在將圓形線材變成扁平線材的金屬滾壓過(guò)程中，在扁平線材中出現(xiàn)加工硬化，造成難以在扁平線材上形成輪廓變形部分。與這種金屬滾壓相比，通過(guò)拉伸步驟形成扁平線材造成較少的加工硬化，使其容易形成線圈的輪廓變形部分。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分可具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部的另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線傾斜，輪廓變形部分可形成簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分可包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，由于包括塑性變形部分的彎曲部分的存在，沒有絕緣薄膜從彎曲部分上剝離。因此，上部和下部層線圈延伸部不需要確保相關(guān)線圈延伸部之間的不適當(dāng)增加的絕緣距離。另外，彎曲部分可形成最小變形的構(gòu)造，造成至少一個(gè)相關(guān)線圈延伸部?jī)?nèi)形成的應(yīng)力減小。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，該方法包括制備固定支承在電樞軸上并具有形成有多個(gè)細(xì)槽的外周邊的電樞芯以及以與電樞芯面對(duì)面的關(guān)系承載在電樞軸上的換向器，換向器包括包括周向放置在等距離隔開的位置上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段分別具有立板，并且在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)以多層方式卷繞多個(gè)上部和下部涂覆絕緣體的線圈，使得上部和下部涂覆絕緣體的線圈以上部和下部層的方式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)。上部和下部涂覆絕緣體的線圈分別作為上部和下部層線圈延伸部離開電樞芯的細(xì)槽，并且輪廓變形部分在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部?jī)?nèi)，以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部之間形成絕緣距離。下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端電連接到換向器的導(dǎo)體部段的每個(gè)立板上。
采用按照本發(fā)明制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，由于電樞形成方法包括在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)形成輪廓變形部分，可以在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間方便和可靠地確保足夠的絕緣距離。由此，厚扁平線材(即具有增加垂直長(zhǎng)度的扁平線材)可用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的線圈。這形成可以制造具有重量輕的小型化結(jié)構(gòu)的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)的能力。
另外，采用所述的電樞形成方法，上部和下部層線圈延伸部不需要包括通過(guò)所述現(xiàn)有技術(shù)所需的壓力沖切操作而形成在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的切口部分(臺(tái)階部分)。因此，上部和下部層線圈延伸部沒有由于壓力沖切操作造成的毛刺，并且不需要進(jìn)行去毛刺的操作，使其可以實(shí)現(xiàn)人工減小。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，每個(gè)細(xì)槽的立板可具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，上部和下部層線圈延伸部具有插入換向器的導(dǎo)體部段形成部分的立板的細(xì)槽內(nèi)的遠(yuǎn)端，不需要從相關(guān)線圈延伸部的遠(yuǎn)端預(yù)先剝離絕緣層。因此，上部和下部線圈延伸部可在上部和下部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處具有變寬的最小間隙。因此，不需要以扁平線材制造線圈組以便在上部和下部層線圈延伸部之間獲得具有足夠的絕緣間隙。
另外，在上部和下部線圈延伸部變得相互靠近的交叉區(qū)域處存在覆蓋絕緣薄膜的上部和下部層線圈延伸部使得小量的絕緣間隙設(shè)置在上部和下部層線圈延伸部之間。因此，可以在上部和下部層線圈延伸部之間的絕緣中獲得穩(wěn)定質(zhì)量，而不造成層間絕緣片材放置在兩個(gè)相關(guān)的線圈延伸部之間。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
采用所述的電樞形成方法，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部處的輪廓變形部分由扭轉(zhuǎn)部分形成，輪廓變形部分可采取簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器成本的任何增加。同樣，由扭轉(zhuǎn)部分的形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分可包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
采用所述的電樞形成方法，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分由彎曲部分形成，輪廓變形部分采取簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的形式，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的成本的任何增加。同樣，由彎曲部分形成的輪廓變形部分的存在使得電樞的外周邊以緊湊構(gòu)造形成，而不造成電樞徑向尺寸增加。因此，電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可形成小型化尺寸，而不造成形成電樞線圈的扁平線材的有效截面面積減小。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，下部層線圈延伸部可在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
采用所述的電樞形成方法，下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部不需要形成臺(tái)階形部分，不顯著降低每個(gè)線圈延伸部的截面面積。即，下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。同樣，上部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部與上部層線圈延伸部交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于上部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。因此，兩個(gè)線圈延伸部在其交叉區(qū)域處的截面面積沒有顯著減小，由此使其可以形成可以抑制發(fā)熱值增加以及功率輸出退化同時(shí)具有出色耐熱性的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材可通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
在將圓形線材變成扁平線材的金屬滾壓過(guò)程中，在扁平線材中出現(xiàn)加工硬化，造成難以在扁平線材上形成輪廓變形部分。與這種金屬滾壓相比，通過(guò)拉伸步驟形成扁平線材造成較少的加工硬化，使其容易形成線圈的輪廓變形部分。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分可具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
采用所述的電樞形成方法，由于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部的另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線傾斜，輪廓變形部分可形成簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，而不造成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這還使得電樞部件數(shù)量減小，并且減小制造成本。
采用按照本發(fā)明的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分可包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
采用所述的電樞形成方法，由于彎曲部分包括塑性變形部分，沒有絕緣薄膜從彎曲部分上剝離。因此，上部和下部層線圈延伸部不需要確保相關(guān)線圈延伸部之間的不適當(dāng)增加的絕緣距離。另外，彎曲部分可形成最小變形的構(gòu)造，造成至少一個(gè)相關(guān)線圈延伸部?jī)?nèi)形成的應(yīng)力減小。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器。該電樞具有電樞軸、固定支承在電樞軸上并適用于在電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊。多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材。換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板。下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部。至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離。該成形機(jī)器包括可操作地將電樞芯保持在給定位置上的加工保持機(jī)構(gòu)、可操作以便放置在電樞芯的外周邊上從而將上部層線圈延伸部限制在剛好從電樞芯的細(xì)槽抽出的階段的線圈限制環(huán)。成形夾具可操作以便插入從電樞芯的細(xì)槽抽出的上部和下部層線圈延伸部之間的間隙，并且包括成形部分以便在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上形成輪廓變形部分。壓力沖頭可操作以便將至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的外周邊壓靠成形部分。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，輪廓變形部分可以有效的形式形成成形夾具的形狀。
另外，線圈限制環(huán)可剛好在上部層線圈延伸部在其軸向上從電樞芯的相關(guān)細(xì)槽抽出之后的地區(qū)處限制上部層線圈延伸部的外周壁。這防止上部層線圈延伸部由于其反作用力而在壓力沖頭壓靠成形夾具的成形部分的操作過(guò)程中造成的在徑向向外的方向上升高。這形成防止上部層線圈延伸部與電樞芯短路的能力。同樣，輪廓變形部分可以高度可靠的方式形成準(zhǔn)確的形狀。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，成形夾具包括適用于插入上部和下部層線圈延伸部之間的間隙并形成有成形部分的插入舌部，成形部分具有形成有壁表面的兩側(cè)，在壁表面之間形成線圈插入凹口，以便容納上部層線圈延伸部并且使其保持在固定位置上。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，插入舌部可以插入上部和下部層線圈延伸部之間的間隙，并且具有成形部分，成形部分具有形成有壁表面的兩側(cè)，在壁表面之間形成線圈插入凹口，上部層線圈延伸部可以容納在線圈插入凹口內(nèi)，以便以高度可靠的方式將上部層線圈延伸部保持在固定位置上。即，在將輪廓變形部分形成在上部層線圈延伸部上時(shí)，上部層線圈延伸部可保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下，使得輪廓變形部分以高度可靠的方式位于上部層線圈延伸部上。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，插入舌部具有從成形部分的尖端部分朝其遠(yuǎn)端部分減小徑向厚度的傾斜引導(dǎo)壁。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，形成傾斜引導(dǎo)壁的插入舌部的設(shè)置使得插入舌部可通過(guò)與上部層線圈延伸部的較小接觸阻力插入下部和上部層線圈延伸部之間的間隙。因此，插入舌部可插入下部和上部層線圈延伸部之間，使得成形加工的效率增加。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，壓力沖頭具有相對(duì)于上部層線圈延伸部的縱向軸線形成R形的遠(yuǎn)端，并且相對(duì)于上部層線圈延伸部的寬度方向具有給定寬度。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，在壓力沖頭壓靠上部層線圈延伸部時(shí)，壓力沖頭通過(guò)最小的接觸表面面積接觸上部層線圈延伸部。這抑制了覆蓋上部層線圈延伸部的絕緣薄膜的退化。同樣，具有形成R形的遠(yuǎn)端的壓力沖頭的設(shè)置可抑制壓力沖頭的遠(yuǎn)端處應(yīng)力集中的出現(xiàn)。這可以防止壓力沖頭的裂紋或破裂，提供延長(zhǎng)的操作壽命。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，壓力沖頭的寬度可以確定為等于或略微大于上部層線圈延伸部的寬度。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，壓力沖頭可壓靠上部層線圈延伸部的總體寬度，由此可以防止上部層線圈延伸部的局部變形，同時(shí)避免上部層線圈延伸部的絕緣薄膜的退化。
采用按照本發(fā)明的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，成形夾具可具有形成有沖頭引導(dǎo)凹口的外周邊，以便將壓力沖頭引導(dǎo)到上部層線圈延伸部上的給定位置上。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，壓力沖頭的定位可通過(guò)方便和可靠的方式來(lái)完成，使得上部層線圈延伸部以穩(wěn)定方式形成輪廓變形部分。
采用按照本發(fā)明的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，內(nèi)部夾具可安裝在成形夾具內(nèi)，以便限制下部層線圈延伸部的內(nèi)周邊。
采用如上所述的結(jié)構(gòu)，成形夾具插入上部和下部層線圈延伸部之間，可防止下部層線圈延伸部徑向向內(nèi)彎曲。這形成可靠的操作，以便以高效方式形成上部層線圈延伸部的輪廓變形部分。
圖1是結(jié)合有按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的啟動(dòng)器一半的截面圖；圖2是圖1所示的第一實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞一半的截面圖；圖3是圖2所示電樞的放大截面圖；圖4是沿著圖3的線A-A截取的圖3所示線圈的上部和下部層線圈延伸部成形部分的截面圖；圖5是表示電樞線圈連接線路圖的示意圖；圖6A是沿著圖3的線B-B截取的圖3所示電樞的放大截面圖；圖6B是第一實(shí)施例電樞的變形形式的上部和下部層線圈延伸部成形部分的遠(yuǎn)端的截面圖；圖7是現(xiàn)有技術(shù)電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的上部和下部層線圈延伸部的透視圖；圖8A是現(xiàn)有技術(shù)的形成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的放大截面圖；圖8B是圖8A所示的電樞的上部和下部層線圈延伸部遠(yuǎn)端的截面圖；圖9是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的形成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的放大透視圖，其中上部和下部層線圈延伸部從電樞芯的相關(guān)細(xì)槽抽出；圖10是表示用于形成圖9所示電樞的電樞成形機(jī)器的總體結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖11是圖10所示的電樞成形機(jī)器的線圈限制環(huán)和成形夾具之間操作關(guān)系的放大截面圖；圖12是圖11所示的線圈限制環(huán)的平面圖；圖13A是圖10所示的電樞成形機(jī)器的成形夾具的前視圖；圖13B是圖13A所示的成形夾具的截面圖；圖14是表示在壓力沖頭接觸上部層線圈延伸部的上周邊之前在上部層線圈延伸部上形成輪廓變形部分的步驟的放大截面圖；圖15是表示在壓力沖頭在上部層線圈延伸部上形成輪廓變形部分之后在上部層線圈延伸部上形成輪廓變形部分的步驟的放大截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，下面參考附圖詳細(xì)描述按照本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器以及相關(guān)的方法。但是，認(rèn)為本發(fā)明不局限于下面描述的實(shí)施例，并且本發(fā)明的技術(shù)概念可與其它公知的技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用，或與具有與這種公知技術(shù)等同功能的其它技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用。
在下面描述中，在多個(gè)附圖中類似的參考標(biāo)號(hào)指的是類似或相對(duì)應(yīng)的部件。同樣在以下描述中，省略第二實(shí)施例的與第一實(shí)施例的部件相同的部件，但是將理解到第二實(shí)施例的與第一實(shí)施例的部件相同的部件指的是第一實(shí)施例的那些使用類似參考標(biāo)號(hào)的部件。
現(xiàn)在，下面參考附圖詳細(xì)描述作為按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的啟動(dòng)器1。圖1是表示啟動(dòng)器1的上半部的截面的視圖，并且圖2是表示電樞14的上半部的視圖。
如圖1所示，第一實(shí)施例的啟動(dòng)器1包括可以操作以便產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的馬達(dá)2、減小馬達(dá)2的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的齒輪減速單元3、與馬達(dá)2的馬達(dá)軸2a以同心關(guān)系放置以便經(jīng)由齒輪減速單元3接收驅(qū)動(dòng)扭矩的輸出軸4、形成在與其形成整體的輸出軸4的外周邊上的小齒輪6以及平行于馬達(dá)2放置并可以操作以驅(qū)動(dòng)變速桿7的電磁開關(guān)8，通過(guò)變速桿7，離合器5和小齒輪6與馬達(dá)2相反地向前運(yùn)動(dòng)(如圖1所示向左)。電磁開關(guān)8還可操作以便開啟或閉合結(jié)合在激勵(lì)回路(此后成為馬達(dá)回路)中的主觸點(diǎn)(隨后描述)。
馬達(dá)2包括DC馬達(dá)，該馬達(dá)具有帶有固定安裝有多個(gè)永磁體10以便形成磁通場(chǎng)的內(nèi)周邊的圓柱形軛9、具有固定承載其上的電樞軸11以及卷繞有電樞線圈13并可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在永磁體10的內(nèi)周邊內(nèi)部的地區(qū)內(nèi)的電樞芯12的電樞14，以及用于將電能從電池(未示出)供應(yīng)到電樞14的多個(gè)碳刷16。
齒輪減速單元3包括在與電樞軸11同心的軸線上進(jìn)行齒輪減速以便將行星齒輪17的軌道運(yùn)動(dòng)傳遞到輸出軸4的行星式齒輪減速單元。
輸出軸4與電樞軸11放置成同心關(guān)系，并且具有經(jīng)由軸承18通過(guò)殼體19可轉(zhuǎn)動(dòng)支承的前端以及連接到齒輪減速單元3上的后端。
離合器5是連接到輸出軸4的外周邊上并且可以操作以便在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)將輸出軸4的驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞到小齒輪6上的花鍵。另外，離合器5包括以如下結(jié)構(gòu)構(gòu)造的單向離合器，即在小齒輪6通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也就是說(shuō)在小齒輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過(guò)輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，在輸出軸4和小齒輪6之間傳遞的動(dòng)力中斷，以便防止小齒輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到輸出軸4上。
小齒輪6在其與馬達(dá)2相對(duì)的一側(cè)安裝在離合器5上，并且在輸出軸4上和離合器5一起以整體方式向前軸向運(yùn)動(dòng)，以便與發(fā)動(dòng)機(jī)的成套齒輪(未示出)嚙合接合，由此經(jīng)由離合器5傳遞的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到齒圈上。
電磁開關(guān)8包括通電以便在啟動(dòng)器開關(guān)閉合時(shí)響應(yīng)從車載電池供應(yīng)的電能的電磁線圈(未示出)以及在電磁線圈13的內(nèi)周邊內(nèi)軸向運(yùn)動(dòng)的柱塞(未示出)。當(dāng)電磁線圈通電以便形成電磁體時(shí)，電磁體吸引柱塞以便靠近主觸點(diǎn)。另外，當(dāng)電磁線圈斷電以便終止電磁體的吸引力時(shí)，由于返回彈簧(未示出)的反作用力，柱塞返回到其原始位置，由此開啟主觸點(diǎn)。
主觸點(diǎn)包括經(jīng)由兩個(gè)端子螺栓20、21連接到馬達(dá)回路上的一組固定觸點(diǎn)(未示出)以及適用于與柱塞以整體方式運(yùn)動(dòng)以便連接到或脫離固定觸點(diǎn)的可動(dòng)觸點(diǎn)(未示出)。
兩個(gè)端子螺栓20、21包括經(jīng)由電池纜線連接到車載電池上的B端子螺栓20以及連接到從馬達(dá)2抽出的導(dǎo)線22上的M端子螺栓21，其中兩個(gè)端子固定到電磁開關(guān)8的觸點(diǎn)蓋23上。
變速桿7具有擺動(dòng)支承在殼體10上的桿支點(diǎn)7a以及從桿支點(diǎn)7a向上延伸的一個(gè)桿端部分7b，桿端部分連接到安裝在電磁開關(guān)8的柱塞上的轉(zhuǎn)換桿24上。桿7具有從桿支點(diǎn)7a向下延伸的另一桿端部分7c，該桿端部分保持與離合器5接合，以便將柱塞的運(yùn)動(dòng)傳遞到離合器5。即，在電磁體吸引柱塞以使其如圖1所示向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接到轉(zhuǎn)換桿24上的桿端部分7b通過(guò)柱塞拉動(dòng)并向右運(yùn)動(dòng)。這使得與離合器5接合的桿端部分7c圍繞桿支點(diǎn)7a的中心擺動(dòng)，造成離合器5在與馬達(dá)2相對(duì)的方向上向前推出，即如圖1所述向右。
接著，下面描述按照本發(fā)明的形成啟動(dòng)器1一部分的電樞線圈13。
電樞線圈13包括在形成在電樞芯12的外周邊上的細(xì)槽25(見圖5)內(nèi)以多層方式卷繞的多個(gè)涂覆絕緣體的扁平線材。特別是，每個(gè)扁平線材形成以上部和下部層方式插入每個(gè)細(xì)槽25內(nèi)部的上部和下部線圈13B、13A。下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be具有分別下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be，其遠(yuǎn)端13a、13b連接到換向器15上。同樣，扁平線材通過(guò)具有較小加工硬化的拉伸工藝形成，并且插入細(xì)槽25內(nèi)，其中扁平線材的主軸線在電樞芯12的徑向上對(duì)準(zhǔn)。
如圖2所示，電樞軸11具有固定支承圓柱形絕緣構(gòu)件26的后端11a。換向器15包括以圓柱形構(gòu)造在周向等距離位置處固定布置在絕緣構(gòu)件26的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段15a。
更特別是，圓柱形絕緣構(gòu)件26包括在電樞軸11的后端11a上承載的圓柱形部分26a、形成在圓柱形部分26a的前端上的徑向向外延伸的前部環(huán)形凸緣26b以及形成在圓柱形部分26a的后端上的徑向向外延伸的后部環(huán)形凸緣26c。此外，前部環(huán)形凸緣26b具有形成其截面為三角形構(gòu)造的環(huán)形凸脊部分26d的后表面，環(huán)形凸脊部分26d保持與形成在導(dǎo)體部段15a的前端處的環(huán)形凹口15d配合接合。絕緣構(gòu)件26的圓柱形部分26a具有固定安裝有導(dǎo)體部段15a的外周壁26e。
如圖3清楚示出，導(dǎo)體部段15a形成長(zhǎng)桿形狀的截面，并且具有形成有在徑向向外方向上延伸的立板15b的前端，立板15b具有徑向延伸的細(xì)槽15c以便插入下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be的遠(yuǎn)端13a、13b(見圖6A和6B)。
同樣，在以下描述中，插入細(xì)槽25的下部層的扁平線材指的是下部層線圈13A。同樣，插入細(xì)槽25的上部層的另一扁平線材指的是上部層線圈13A。
插入電樞芯12的相同細(xì)槽25內(nèi)的下部層線圈13A和上部層線圈13B作為下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be在徑向上從相關(guān)細(xì)槽25抽出，并且隨后在與下部層線圈13A和上部層線圈13B連接到換向器15的不同導(dǎo)體部段15a的方向相反的周向方向上彎曲，如圖5所示。采用這種構(gòu)造，在徑向上從電樞芯12的相關(guān)細(xì)槽25抽出的下部層線圈13A和上部層線圈13B具有在交叉區(qū)域(圖5中部分“X”表示)處相互交叉的周向彎曲部分。
下部層線圈13A和上部層線圈13B的至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be在上部層線圈延伸部13Be和下部層線圈延伸部13Ae相互交叉的交叉區(qū)域X處具有輪廓變形部分。即，如圖4所示，上部層線圈延伸部13Be具有形成有輪廓變形部分13Bt的中間部分。輪廓變形部分13Bt包括在一個(gè)方向上在上部層線圈延伸部13Be的中間位置處扭轉(zhuǎn)以便造成上部層線圈延伸部13Be的主軸線相對(duì)于電樞芯12的徑向傾斜的扭轉(zhuǎn)部分。接著，扭轉(zhuǎn)部分扭轉(zhuǎn)回到原始取向，以便進(jìn)入導(dǎo)體部段15a的立板15b的細(xì)槽15c，使得上部層線圈延伸部13Be的主軸線與和電樞芯12的徑向匹配的下部層線圈延伸部13Ae的主軸線對(duì)準(zhǔn)。
現(xiàn)在描述啟動(dòng)器1的操作。
在啟動(dòng)器閉合并且電磁開關(guān)8的電磁線圈通電以便形成電磁體時(shí)，電磁體吸引柱塞，柱塞隨后如圖1所示向右運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，柱塞的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由變速桿7傳遞到離合器5，并且離合器和小齒輪6一起在離開馬達(dá)2的向前方向上在輸出軸4上運(yùn)動(dòng)。因此，小齒輪6的端表面鄰靠接合齒圈的端表面，并且在固定位置停止。
同時(shí)，在柱塞運(yùn)動(dòng)并且馬達(dá)回路的主觸點(diǎn)閉合時(shí)，馬達(dá)2從車載電池中供應(yīng)電能，以便造成電樞14產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力。電樞14的轉(zhuǎn)動(dòng)速度通過(guò)減速齒輪單元3減速，并且作為驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞到輸出軸4，從中驅(qū)動(dòng)扭矩進(jìn)一步經(jīng)由離合器5傳遞到小齒輪5。因此，小齒輪6強(qiáng)制地轉(zhuǎn)動(dòng)到小齒輪6可以嚙合接合齒圈以便將馬達(dá)2的驅(qū)動(dòng)扭矩經(jīng)由小齒輪6傳遞到齒圈的位置上，由此通過(guò)曲柄運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲柄操作啟動(dòng)并且啟動(dòng)器開關(guān)開啟時(shí)，電磁線圈斷電，以便消除吸引力。這使得返回彈簧的反作用力將柱塞推回原始位置。此時(shí)，主觸點(diǎn)開啟，中斷從車載電池供應(yīng)到馬達(dá)2的電能，并且因此電樞14的轉(zhuǎn)動(dòng)速度逐漸減小，并停止。
另外，在柱塞推回時(shí)，造成變速桿7在與變速桿7在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間的方向相反的方向上擺動(dòng)，柱塞的運(yùn)動(dòng)傳遞到離合器5。因此，小齒輪6從發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈上脫開，并且小齒輪6和離合器在輸出軸4上一起向后運(yùn)動(dòng)到給定位置(即，圖1所示的位置)，并且停止啟動(dòng)操作。
(第一實(shí)施例的有利效果)采用所述的啟動(dòng)器1，由于從細(xì)槽25抽出的至少一個(gè)上部和下部層線圈延伸部13Be、13Ae(即當(dāng)前實(shí)施例的上部線圈層13Bbe)在下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉區(qū)域X處包括作為輪廓變形部分的扭轉(zhuǎn)部分13Bt，絕緣距離可在交叉區(qū)域X處充分地設(shè)置在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間(見圖4)。這使得電樞線圈13可以使用具有增加厚度的扁平線材，或者垂直細(xì)長(zhǎng)扁平線材，使得啟動(dòng)器1實(shí)現(xiàn)重量輕的小型化結(jié)構(gòu)。
采用按照本發(fā)明第一實(shí)施例的啟動(dòng)器1，不需要通過(guò)壓力沖切操作在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be相互交叉的交叉區(qū)域處將臺(tái)階形部分形成在上部和下部層線圈延伸部上，兩個(gè)上部層線圈13Ae、13Be在交叉區(qū)域處的截面面積不顯著減。即，下部層線圈延伸部13Ae具有其截面面積與下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be相互交叉的交叉區(qū)域處的前后地區(qū)的截面面積相同的總體長(zhǎng)度。同樣，上部層線圈延伸部13Be具有其截面面積與下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be相互交叉的交叉區(qū)域處的前后地區(qū)的截面面積相同的總體長(zhǎng)度。這使得兩個(gè)上部層線圈13Ae、13Be在交叉區(qū)域處的截面面積不顯著減小，從而可以抑止發(fā)熱值。因此，可以減小啟動(dòng)器1的輸出電壓的降低，從而可以容易實(shí)現(xiàn)具有增加的耐熱性能的馬達(dá)2的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖6A和6B描述第一實(shí)施例的變型形式的啟動(dòng)器。圖6A是局部表示形成第一實(shí)施例的變型的啟動(dòng)器一部分的電樞14A的放大截面圖，其中導(dǎo)體部段15a的立板15b的細(xì)槽15c在其中容納下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13b、13b，并且圖6B是表示線圈端部13a、13b的截面圖。
下面參考示例性結(jié)構(gòu)描述第一實(shí)施例的變型形式的啟動(dòng)器，其中插入立板15b的細(xì)槽15c的下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13a、13b通過(guò)熔化相互結(jié)合。
在熔化插入立板15b的細(xì)槽15c的下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13a、13b之前，預(yù)先去除覆蓋線圈端部13a、13b的絕緣薄膜的部分區(qū)域。更特別是，如圖6B所示，覆蓋下部層線圈13A的線圈端部13a的絕緣薄膜的底部區(qū)域Ifa被去除，使得線圈端部13a具有平的底部表面。同樣，去除覆蓋上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13b的絕緣薄膜的上部區(qū)域Ifb，使得線圈端部13b具有平的上部表面。換言之，下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13a、13b具有在立板15b的細(xì)槽15c內(nèi)相互面對(duì)的區(qū)域，在該區(qū)域中分別留有絕緣薄膜。因此，下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be的線圈端部13a、13b插入每個(gè)導(dǎo)體部段15a的立板15b的細(xì)槽15c，其中線圈端部13a、13b在覆蓋絕緣薄膜的區(qū)域處的非結(jié)合部分保持相互鄰靠接合，如圖6A所示。在這種配置狀態(tài)下，線圈端部13a、13b的絕緣薄膜通過(guò)熔融而熔化，并且相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
以此方式，采用所示的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)，如圖8A和8B所示，下部層線圈端部11具有預(yù)先去除其絕緣薄膜的頂部和底部端壁111a、111b。同樣，上部層線圈端部211具有預(yù)先去除其絕緣薄膜的頂部和底部端壁211a、211b。隨后，在下部層線圈端部111的頂部端壁111a和上部層線圈端部211的底部端壁211b保持相互鄰靠接合的狀態(tài)下，兩個(gè)線圈端部111、211插入導(dǎo)體部段的立板300的細(xì)槽310內(nèi)。在這種狀態(tài)下，下部層線圈端部111的頂部端壁111a和上部層線圈端部211的底部端壁211b通過(guò)熔融相互電氣和機(jī)械結(jié)合。對(duì)于這種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，預(yù)先去除下部層線圈端部111的頂部端壁111a的絕緣薄膜T2和上部層線圈端部211的底部端壁211b的絕緣薄膜B1造成上部和下部層線圈211和111相互靠近的交叉區(qū)域處上部和下部層線圈211、111之間的窄小的最小間隙。
相反，采用第一實(shí)施例的變型形式的電樞的結(jié)構(gòu)，由于絕緣薄膜保留在其主軸線與電樞14A的徑向?qū)?zhǔn)地布置在細(xì)槽25內(nèi)的兩個(gè)線圈端部13a、13b的相對(duì)端壁上，可以在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be相互靠近的交叉區(qū)域處、在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間確保變寬的間隙。由此，不需要扁平導(dǎo)線有意地形成現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中所需的特別沖切構(gòu)造，以便獲得下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部之間的絕緣距離，并且絕緣距離可容易在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處獲得。
另外，由于下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be相互靠近的交叉區(qū)域處具有覆蓋各自絕緣薄膜的相對(duì)壁，足以在交叉區(qū)域處、在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間的空間內(nèi)確保少量絕緣距離。因此，當(dāng)前實(shí)施例的啟動(dòng)器的電樞可在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間的間隙中具有穩(wěn)定的質(zhì)量。因此，不需要層間絕緣片材放置在下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間。
雖然可單獨(dú)使用第一實(shí)施例的變型，將理解到根據(jù)需要，第一和第二實(shí)施例可結(jié)合使用。
現(xiàn)在，參考圖9-15描述按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的啟動(dòng)器的電樞。第二實(shí)施例的電樞不同于第一實(shí)施例之處在于上部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在上部層線圈延伸部和下部上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的彎曲部分。同樣，第二實(shí)施例針對(duì)用于在從電樞的電樞芯形成部分中抽出的上部層線圈延伸部上形成彎曲部分的成形機(jī)器。
圖9是表示形成第二實(shí)施例的啟動(dòng)器一部分的電樞的透視圖。圖10-15是表示用于按照本發(fā)明的第二實(shí)施例電樞的成形機(jī)器的視圖。
采用本發(fā)明的啟動(dòng)器，電樞14B可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在啟動(dòng)器1的軛9內(nèi)，如圖1所示的結(jié)構(gòu)那樣。
電樞14B包括電樞軸11、固定安裝在電樞軸11上的電樞芯12、卷繞在電樞芯12上的多個(gè)電樞線圈13以及在如圖1所示的相同結(jié)構(gòu)上在其一端處固定安裝在電樞軸11上的換向器15。
電樞芯12還具有沿著電樞芯12的周邊等距離放置的周向延伸細(xì)槽25(在圖9所示的結(jié)構(gòu)中的二十五個(gè)細(xì)槽)，如圖9所示。細(xì)槽25在其整個(gè)軸向長(zhǎng)度上形成在電樞芯12上。
電樞線圈13包括涂覆絕緣體的銅線材，并且卷繞在電樞芯12上，使得涂覆絕緣體的銅線材以上部和下部層的形式插入電樞芯12的細(xì)槽25內(nèi)。電樞線圈13具有上部層線圈13A和上部層線圈13B，上部層線圈13A和上部層線圈13B分別具有從電樞芯12的細(xì)槽25的一端抽出的下部和上部層線圈延伸部13Ae和13Be和連接到換向器15上的遠(yuǎn)端線圈端13a、13b(見圖1和2)。
采用第二實(shí)施例的電樞14B，如圖9所示，下部線圈13A和上部線圈層13BB以下部和上部層的形式布置在電樞芯12的細(xì)槽25內(nèi)，并且下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be從電樞芯12的一端抽出。下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be在電樞芯12的周邊上在相反方向上彎曲，以便連接到不同導(dǎo)體部段上，并且在與參考第一實(shí)施例描述的圖5所示的相同結(jié)構(gòu)內(nèi)在交叉區(qū)域X內(nèi)相互交叉。
在上部層線圈13B和下部層線圈13A的上部和下部層線圈延伸部13Be、13Ae相互交叉的交叉區(qū)域X處，上部層線圈13B和下部層線圈13A的上部和下部層線圈延伸部13Be、13Ae相互靠近，上部和下部層線圈延伸部13Be、13Ae之間出現(xiàn)絕緣距離。為了解決這種問(wèn)題，至少一個(gè)上部層線圈延伸部13Be、13Ae(即當(dāng)前實(shí)施例的上部層線圈延伸部13Be)具有輪廓變形部分，該輪廓變形部分具有在上部層線圈延伸部13Be和下部層線圈延伸部13Ae相互交叉的交叉區(qū)域(如同圖5所示的交叉區(qū)域X)處形成的彎曲部分13Bc。設(shè)置包括位于上部層線圈延伸部13Be上的彎曲部分13Bc的輪廓變形部分可以在上部層線圈延伸部13Be和下部層線圈延伸部13Ae之間確保足夠的絕緣距離，而不需要在上部層線圈延伸部13Be和下部層線圈延伸部13Ae上形成臺(tái)階形部分的壓力沖切操作。
采用第二實(shí)施例，使用圖10-15所示的成形機(jī)器30形成上部層線圈延伸部13Be的這種輪廓變形部分。
更特別是，成形機(jī)器30的結(jié)構(gòu)構(gòu)造成在上部層線圈13B的上部層線圈延伸部13Be上形成彎曲部分13Bc，其中換向器15固定支承在電樞軸11上，即下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be在軸向上從電樞芯12的細(xì)槽25抽出。
參考圖10，成形機(jī)器30表示成包括加工保持機(jī)構(gòu)31、線圈限制環(huán)32、成形夾具34、壓力沖頭36以及內(nèi)部夾具38。
加工保持機(jī)構(gòu)31包括從底座43直立的一組工件接收器40、42以及緊固機(jī)構(gòu)44。
所述一組工件接收器40、42包括在與換向器相對(duì)的位置上支承電樞軸11的前端11b的工件接收器40以及在靠近換向器的位置處經(jīng)由成形夾具34支承電樞軸11的后端11b的工件接收器42。
緊固機(jī)構(gòu)44包括緊固手柄45、在其后端部分處從底座43直立的緊固立柱46、從緊固手柄45經(jīng)由緊固立柱46向前延伸的緊固螺釘45a以及固定在成形夾具34的后端表面上的緊固構(gòu)件48。轉(zhuǎn)動(dòng)緊固手柄45使得緊固螺釘45a的前端45b壓靠電樞軸11的最后面的端部11c的端表面，由此在軸向上將電樞軸11保持在固定位置上。
如圖11所示，線圈限制環(huán)32剛好在上部層線圈延伸部13Be在徑向上從細(xì)槽25延伸之后的位置處放置在上部層線圈13B的外周邊上，并且限制上部線圈13B的外周邊，以便防止上部層線圈13B在彎曲部分13Bc成形過(guò)程中在徑向向外的方向上升高。如圖12所示，線圈限制環(huán)32包括通過(guò)多個(gè)螺釘32c、32c連接成單件的上部和下部半圓形半件32a、32b。
如圖13A所示，成形夾具34包括圓柱形構(gòu)件50，其一端在底壁52處閉合。圓柱形構(gòu)件50具有軸向延伸圓形內(nèi)孔50a以及形成有多個(gè)軸向延伸線圈插入凹口54的前端部分，凹口的數(shù)量等于沿著圓柱形構(gòu)件50的周邊形成在等距離位置處的細(xì)槽25的數(shù)量，以便限制從電樞芯12的細(xì)槽25抽出的上部層線圈13B的上部層線圈延伸部13Be。
如圖13B所示，每個(gè)線圈插入凹口54與形成在圓柱形構(gòu)件50的前端上的插入舌部56相關(guān)。軸向延伸以便起到線圈插入凹口54的底壁作用的插入舌部56具有適用于在軸向上插入下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間的間隙的成形部分56a以及在線圈插入凹口54的兩個(gè)周向側(cè)面向外徑向延伸的壁部分54a。成形部分56a由形成凸脊形狀的插入舌部56的外周邊形成。插入舌部56形成朝著成形部分56a的前部遠(yuǎn)端逐漸減小其徑向厚度的傾斜構(gòu)造。插入舌部56還具有與成形部分56a連續(xù)的后部彎曲傾斜部分56b，以便在上部層線圈延伸部13Be上形成最終形狀的彎曲部分13Bc。此外，成形夾具34具有在靠近插入舌部56的成形部分56a的位置處形成多個(gè)徑向延伸的沖頭引導(dǎo)凹口50b的前部區(qū)域。成形夾具34的底壁52具有電樞軸11的末端11c延伸通過(guò)其中的中心孔52a以及固定螺栓58分別延伸穿過(guò)其中的多個(gè)螺栓頭孔52b和多個(gè)螺栓插入孔52c。
放置在保持在線圈插入孔凹口54內(nèi)的上部線圈層13B的上部層線圈延伸部13Be徑向外部位置處的壓力沖頭36具有插入穿過(guò)成形夾具34的圓柱形構(gòu)件50的引導(dǎo)凹口50b的下部遠(yuǎn)端36a。壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a具有伸入線圈插入凹口54的底端，并且在受壓時(shí)，壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a壓靠上部線圈層13BB的上部層線圈延伸部13Be。
采用壓力沖頭36，遠(yuǎn)端36a具有壓靠上部層線圈延伸部13Be的形成為圓形R形的底端，并且在周向上具有給定寬度。壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a的寬度選擇成具有壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a可插入成形夾具34的引導(dǎo)凹槽50b中的尺寸，并且該尺寸大于上部層線圈延伸部13Be的周向?qū)挾取?br>
回到圖10，內(nèi)部夾具38分別具有圓柱形外部構(gòu)造以及用于容納電樞軸11的內(nèi)部孔38a、38b、38c、端部11a和末端11c。內(nèi)部夾具38容納在圓柱形孔34a內(nèi)，并且經(jīng)由安裝在成形夾具34的圓柱形孔34a上的環(huán)形支承板60通過(guò)支承在成形夾具34的底壁52上的固定螺栓58在其中固定支承，其中在成形夾具34的圓柱形壁34a和內(nèi)部夾具38的外部圓柱形表面之間限定給定環(huán)形引導(dǎo)空間62。采用這種結(jié)構(gòu)，內(nèi)部夾具38插入下部層線圈延伸部13Ae徑向內(nèi)部的區(qū)域內(nèi)，并且起到在插入舌部56插入下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be之間的間隙時(shí)限制下部層線圈延伸部13Ae的內(nèi)周邊的限制裝置的作用。
接著，將描述使用成形機(jī)器30在上部層線圈延伸部13Be上形成成形部分13Bc的方法。
最初，成形夾具34和內(nèi)部夾具38插入在電樞14的徑向上從電樞芯12的相關(guān)細(xì)槽25抽出的下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be。即，內(nèi)部夾具38插入下部層線圈延伸部13Ae的徑向內(nèi)部區(qū)域。同樣，插入舌部56插入下部層線圈延伸部13Ae和上部層線圈延伸部13Be之間的間隙。在這種情況下，上部層線圈延伸部13Be伸入成形夾具34的線圈插入凹口54，并且固定保持在固定位置。
隨后，線圈限制環(huán)32定位并安裝在電樞芯12的外周邊的拐角區(qū)域上，由此在剛好從電樞芯12的相關(guān)細(xì)槽25延伸的位置處限制上部層線圈延伸部13Be的外周邊。接著，成形夾具34的插入舌部56插入上部和下部層線圈延伸部13Ae、13Be之間，同時(shí)使得上部層線圈延伸部13Be引導(dǎo)并固定保持在線圈插入凹口54內(nèi)。隨后，壓力沖頭36經(jīng)由沖頭引導(dǎo)凹口50b徑向向內(nèi)壓靠，造成遠(yuǎn)端36a壓靠上部層線圈延伸部13Be。由此，上部層線圈延伸部13Be形成有彎曲部分13Bc，如同跟隨圖15所示的成形夾具34的成形部分56a的形狀的輪廓變形部分那樣。
在完成形成上部層線圈延伸部13Be的彎曲部分的壓力沖切操作時(shí)，電樞芯12和成形夾具34轉(zhuǎn)過(guò)等于一個(gè)細(xì)槽的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。在這種情況下，降低壓力沖頭36可以進(jìn)行隨后的步驟，以便在另一上部層線圈延伸部13Be上形成另一彎曲部分13Bc。隨后的步驟以所述順序進(jìn)行，由此在上部層線圈延伸部13Be上形成彎曲部分。
(第二實(shí)施例的有利效果)采用所述當(dāng)前實(shí)施例的電樞14B，彎曲部分13Bc在下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉區(qū)域處形成在上部層線圈延伸部13Be上。因此，在下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be之間可以確保足夠的作為絕緣距離的空氣間隙。此外，上部層線圈延伸部13Be的彎曲部分13Bc塑性變形成跟隨成形部分56a形狀的彎曲形狀，沒有絕緣薄膜剝離。因此，不需要過(guò)大量的絕緣距離在下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉區(qū)域X處設(shè)置在兩個(gè)上部和下部層線圈延伸部13Be、13Ae之間。這使得彎曲部分13Bc形成最小的構(gòu)造，造成作用在上部層線圈延伸部13Be上的應(yīng)力減小。
采用所示的成形機(jī)器30，不需要使用壓力沖切機(jī)器進(jìn)行壓力沖切操作以便在與交叉區(qū)域X相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)在下部和上部承線圈延伸部13Ae、13Be上形成臺(tái)階形部分。因此，下部和上部承線圈延伸部13Ae、13Be不具有沖切操作造成的毛刺，并且容易解決由于出現(xiàn)毛刺造成的多種問(wèn)題。
另外，成形機(jī)器30裝備有可以在剛好從相關(guān)細(xì)槽25抽出的位置處限制上部層線圈延伸部13Be的線圈限制環(huán)32。在上部層線圈延伸部13Be通過(guò)壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a壓靠時(shí)，這種結(jié)構(gòu)防止由于其反作用而使得上部層線圈延伸部13Be在徑向向外的方向上浮動(dòng)。這使得上部層線圈延伸部13Be與電樞芯12電接觸(以便接地)。
另外，由于成形機(jī)器30裝備有緊固機(jī)構(gòu)44以便在其軸向上壓靠電樞軸11，在使用壓力沖頭36在上部層線圈延伸部13Be上形成彎曲部分13Bc時(shí)的階段中不出現(xiàn)電樞芯12的軸向移動(dòng)。即，彎曲部分13Bc可形成在上部層線圈延伸部13Be上，其中上部層線圈延伸部13Be固定局限于給定軸向位置。因此，彎曲部分13Bc可跟隨成形夾具34的成形部分56a的形狀以高效和可靠的方式形成在上部層線圈延伸部13Be上。
此外，由于在相鄰壁表面54a、54a之間設(shè)置具有線圈插入凹口54的成形夾具34以及插入舌部56，上部層線圈延伸部13Be可以可靠地局限于線圈插入凹口54內(nèi)。因此，上部層線圈延伸部13Be可在穩(wěn)定狀態(tài)下耐以使用，使其容易在上部層線圈延伸部13Be上以高度可靠的方式形成彎曲部分13Bc。
另外，成形夾具34的插入舌部56具有從插入舌部56朝其遠(yuǎn)端逐漸減小其徑向厚度的傾斜引導(dǎo)壁。這造成插入舌部56插入下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be之間的間隙時(shí)的操作過(guò)程中上部層線圈延伸部13Be和插入舌部56之間的接觸阻力減小。這使其可以使得插入舌部56容易插入下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be。
此外，在將插入舌部56插入下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be之間的間隙的操作過(guò)程中，下部層線圈延伸部13Ae插入限定在圓柱形孔50a的內(nèi)壁和內(nèi)部夾具38的外周邊之間的環(huán)形引導(dǎo)空間62內(nèi)，使其可以防止下部層線圈延伸部13Ae向內(nèi)徑向塌陷。
另外，采用成形機(jī)器30，用于壓靠上部層線圈延伸部13Be的壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a形成R形。采用這種構(gòu)造，壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a可具有與上部層線圈延伸部13Be的最小接觸表面面積，減小上部層線圈延伸部13Be的絕緣質(zhì)量退化。另外，形成在壓力沖頭36上的遠(yuǎn)端36a上的R形可以抑制壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a上的應(yīng)力集中，由此防止壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a上出現(xiàn)裂紋或破碎。此外，采用其中壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a的寬度確定成大于上部層線圈延伸部13Be的周向?qū)挾鹊慕Y(jié)構(gòu)，壓力沖頭36的遠(yuǎn)端36a可在其整個(gè)周向?qū)挾壬蠅嚎可喜繉泳€圈延伸部13Be，防止上部層線圈延伸部13Be出現(xiàn)局部變形及其絕緣質(zhì)量出現(xiàn)退化。
(第二實(shí)施例的變型)雖然參考其中上部層線圈延伸部13Be具有作為輪廓變形部分的彎曲部分13Bc的一個(gè)實(shí)例描述了當(dāng)前實(shí)施例，其它選擇形式也是可以的，可以使得下部層線圈延伸部13Ae具有作為輪廓變形部分的彎曲部分，其形狀類似于上部層線圈延伸部13Be的彎曲部分13Bc。在另一選擇形式中，下部和上部層線圈延伸部13Ae、13Be都可分別具有類似于彎曲部分13Bc的彎曲部分。
雖然上面參考采用單個(gè)壓力沖頭36的結(jié)構(gòu)提出當(dāng)前實(shí)施例的成形機(jī)器30，成形機(jī)器30可以構(gòu)造成具有與成形夾具34的整個(gè)線圈插入凹口54相關(guān)的多個(gè)壓力沖頭36。采用這種選擇形式，彎曲部分13Bc可同時(shí)形成在上部線圈13B的所有上部層線圈延伸部13Bc上，造成成形操作的效率增加。
同樣，插入舌部56的成形部分56a可以變化，使得成形部分56a具有考慮上部層線圈延伸部13Be在壓力沖頭36壓靠上部層線圈延伸部Be時(shí)出現(xiàn)反彈作用的形狀。
此外，成形機(jī)器30可在結(jié)構(gòu)上改變，以便使得成形夾具34的外周邊形成沖切引導(dǎo)凹口，以便將壓力沖頭36引導(dǎo)到給定位置。采用這種選擇形式，可方便地實(shí)現(xiàn)壓力沖頭36的定位，并且穩(wěn)定上部層線圈延伸部13Be的彎曲位置。
除此之外，雖然上面參考多種實(shí)施例的啟動(dòng)器描述本發(fā)明的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，勿庸置疑的是除了啟動(dòng)器之外，根據(jù)需要，本發(fā)明的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器可適用于例如馬達(dá)或交流發(fā)電機(jī)的另一種機(jī)器。
雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到可在此披露的總體教導(dǎo)的啟發(fā)下開發(fā)出這些細(xì)節(jié)的多種變型和選型。因此，所披露的特定配置指的是示例性的，而不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求起及其等同概念的完整范圍來(lái)給出。
權(quán)利要求
1.一種電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，包括其上載有多個(gè)永磁體的軛；固定支承在電樞軸上并可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在軛中的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊；多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈，該電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材；以及換向器，換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板；其中下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部，并且至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離。
2.如權(quán)利要求1所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于每個(gè)細(xì)槽的立板具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
4.如權(quán)利要求1所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
5.如權(quán)利要求1所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
6.如權(quán)利要求1所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
7.如權(quán)利要求3所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
8.如權(quán)利要求4所述的電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
9.一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，包括電樞軸；固定支承在電樞軸上并適用于在電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊；多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈，電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材；換向器，該換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板；其中下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部，并且至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離。
10.如權(quán)利要求9所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于每個(gè)細(xì)槽的立板具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
11.如權(quán)利要求9所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
12.如權(quán)利要求9所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
13.如權(quán)利要求9所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
14.如權(quán)利要求9所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
15.如權(quán)利要求11所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
16.如權(quán)利要求12所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
17一種制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，包括制備固定支承在電樞軸上并具有形成有多個(gè)細(xì)槽的外周邊的電樞芯以及以與電樞芯面對(duì)面的關(guān)系承載在電樞軸上的換向器，換向器包括包括周向放置在等距離隔開的位置上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段分別具有立板；在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)以多層方式卷繞多個(gè)上部和下部涂覆絕緣體的線圈，使得上部和下部涂覆絕緣體的線圈以上部和下部層的方式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)；上部和下部涂覆絕緣體的線圈分別作為上部和下部層線圈延伸部從電樞芯的細(xì)槽抽出；輪廓變形部分在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部?jī)?nèi)，以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部之間形成絕緣距離；以及下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端電連接到換向器的導(dǎo)體部段的每個(gè)立板上。
18.如權(quán)利要求17所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于每個(gè)細(xì)槽的立板具有在其中容納形成上部和下部層的下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端的立板細(xì)槽，其中下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端分別具有覆蓋絕緣薄膜的相對(duì)表面，該薄膜通過(guò)熔融而熔化，使得下部和上部層線圈延伸部的遠(yuǎn)端相互電氣和機(jī)械結(jié)合。
19.如權(quán)利要求17所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于至少一個(gè)下部和下部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域的地區(qū)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)部分。
20.如權(quán)利要求17所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的輪廓變形部分包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的彎曲部分。
21.如權(quán)利要求17所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于下部層線圈延伸部在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處在其前后地區(qū)內(nèi)具有大致等于下部層線圈延伸部的截面面積的截面面積。
22.如權(quán)利要求17所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于用于每個(gè)電樞線圈的扁平線材通過(guò)拉伸步驟來(lái)形成。
23.如權(quán)利要求19所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的扭轉(zhuǎn)部分具有其主軸線相對(duì)于下部和上部層線圈延伸部中另一個(gè)延伸部的截面面積的主軸線以給定角度傾斜的截面面積。
24.如權(quán)利要求20所述的制造電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法，其特征在于至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的彎曲部分包括以彎曲形狀形成在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上的塑性變形部分。
25.一種用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，該電樞具有電樞軸、固定支承在電樞軸上并適用于在電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞芯，其具有形成多個(gè)細(xì)槽的外周邊；多個(gè)涂覆絕緣體的電樞線圈以多層形式卷繞在電樞芯的細(xì)槽內(nèi)，每個(gè)線圈包括形成在以上部和下部層形式布置在每個(gè)細(xì)槽內(nèi)的下部和上部層線圈內(nèi)的扁平線材；換向器在其一端處固定支承在電樞軸上，并且具有在其周向上等距離布置在電樞軸的外周邊上的多個(gè)導(dǎo)體部段，導(dǎo)體部段包括分別與下部和上部層線圈電連接的立板；其中下部和上部層線圈包括從電樞芯的每個(gè)細(xì)槽抽出的下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部；至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部包括形成在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處的地區(qū)內(nèi)的輪廓變形部分以便在下部層線圈延伸部和上部層線圈延伸部交叉區(qū)域處并在兩者之間形成絕緣距離；該成形機(jī)器包括可操作地將電樞芯保持在給定位置上的加工保持機(jī)構(gòu)；可操作以便放置在電樞芯的外周邊上從而將上部層線圈延伸部限制在剛好從電樞芯的細(xì)槽抽出的階段的線圈限制環(huán)；成形夾具，可操作以便插入從電樞芯的細(xì)槽抽出的上部和下部層線圈延伸部之間的間隙，并且包括成形部分以便在至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部上形成輪廓變形部分；以及壓力沖頭，可操作以便將至少一個(gè)下部和上部層線圈延伸部的外周邊壓靠成形部分。
26.如權(quán)利要求25所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，還包括緊固機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可操作以便在其軸向上壓靠電樞軸，以便將電樞軸定位在給定位置，從而防止電樞芯的軸向移動(dòng)。
27.如權(quán)利要求25所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于成形夾具包括適用于插入上部和下部層線圈延伸部之間的間隙并形成有成形部分的插入舌部，成形部分具有形成有壁表面的兩側(cè)，在壁表面之間形成線圈插入凹口，以便容納上部層線圈延伸部并且使其保持在固定位置上。
28.如權(quán)利要求27所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于插入舌部具有從成形部分的尖端部分朝其遠(yuǎn)端部分減小徑向厚度的傾斜引導(dǎo)壁。
29.如權(quán)利要求25所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于壓力沖頭具有相對(duì)于上部層線圈延伸部的縱向軸線形成R形的遠(yuǎn)端，并且相對(duì)于上部層線圈延伸部的寬度方向具有給定寬度。
30.如權(quán)利要求29所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于壓力沖頭的寬度確定為等于或略微大于上部層線圈延伸部的寬度。
31.如權(quán)利要求25所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于成形夾具具有形成有沖頭引導(dǎo)凹口的外周邊，以便將壓力沖頭引導(dǎo)到上部層線圈延伸部上的給定位置上。
32.如權(quán)利要求25所述的用于電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其特征在于，其特征在于內(nèi)部夾具安裝在成形夾具內(nèi)，以便限制下部層線圈延伸部的內(nèi)周邊。
全文摘要
披露一種電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器、用于電機(jī)的電樞、形成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的方法以及形成電轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的電樞的成形機(jī)器，其中覆蓋絕緣體的線圈延伸部延伸并連接到換向器上。上部層線圈延伸部在下部和上部層線圈延伸部相互交叉的交叉區(qū)域處具有輪廓變形部分，以便在下部和上部層線圈延伸部之間具有絕緣距離。成形機(jī)器包括保持電樞的加工保持件以及在上部層線圈延伸部上形成彎曲部分的成形夾具。
文檔編號(hào)H02K3/32GK1988326SQ20061016378
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者鬼頭和行, 伊藤彰康, 井上勝信, 酒井榮治, 福井實(shí) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝