TW517430B - Coil winding for DC machine - Google Patents

Description

517430 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明背景 本發明有關於一種直流機器用之線圈繞組，而更特定言 之，有關於一種改良的、簡單化的、及低成本的、供該類 機器使用的線圈繞組總成。 實用上，製備一直流機器用的線圈繞組，使其中的電 樞鐵芯係由徑向上間隔設置的内側或外側環形元件所構 成。該電樞鐵芯係製作成爲該兩元件中之一者的伸出牙 齒。如眾所週知，該鐵芯最好是用眾多電磁鋼片，像是 矽酸鋼之類’疊層製成。該内側元件的外周邊，係以收 縮配合方式裝進該外側元件的内周邊内，以形成一完整 的總成。 可是，在此之前，線圈繞組係製作在該鐵芯牙齒上。此 常在該兩元件收縮配合在一起之前，在該鐵芯牙齒上放置 纏繞有線圈在外圍的絕緣繞線管來達成。 雖然這種權J：措施可以提供一種非常良好的總成，但是 其中還是會有諸多問題發生。舉例來説，該收縮配合可能 終結於兩元件間不精確的軸向定位。此項問題由於元件的 疊層製成，更形惡化。 爲要维持該等元件在其適當位置上，曾有建議將兩者在 收縮配合之後黏合。這通常是將其等埋人在―種樹脂材料 中來達成。然而，這仍然不足於提供結實的連接。舉例言 之’這種型式的機構，、經常作爲供给—車輪的動力的直^ 馬達使用。此種應用的伴隨振動，能夠在該兩元件間引： 滑動而影響該繞線管和磁極之間的耦合精確度。 己 準(CNS ) A4規格(训心在 (請先閲讀背面之注意事 1· 項再填· 裝-- 寫本頁) 訂 -4- 517430 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（2) 此外，實用上，常將該電馬達埋在或浸在油料中以改善 冷卻，然而，所用的潤滑油會侵襲用於黏合的樹脂而導致 連接因而變弱。 所以，本發明的主要目標’在提供一種改良的供電機 用線圈繞組，其中該線圈繞組能用在徑向上成互連的内 側和外側環形元件製成，兩元件中之一具有多個伸出的 牙齒。 本發明的另一個目標，在提供一種較爲堅固的定位安置 方式，俾便該内側和外側元件彼此相對的定位，不必用到 黏著劑的黏合。 使用前述的構造，就必需使用預定的方式來處理該兩線 圈繞組相互間的連接，而且當所使用的是區分相位的繞組 時，就必需按一定時順序，來供應電力給與該等繞組或從 該等繞組抽用電力。這個就需要一接觸板或接線板，讓線 圈端頭可連接在板上。在以前，這些繞組板是分立架設的 ，而使得佈線連接的安排趨於複雜。 所以，本發明更有一目標，在提供一改良的供電機用線 圈繞組，其中相關的接線板可方便而堅固地關聯該繞組架 設，並因此改進元件彼此相互關聯的實體的保留。 在關於將從該線圈繞組引出的拉線連接到控制電路來 説，有一個風險存在，即該線圈端頭可能會鬆開變動。 這樣將引起整個繞組的鬆開，並可能終結於電連接的斷 開。 所以，本發明更有一目標，在提供一種改良的繞線管安 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 x 297公聲） -» I! n ϋ n n n ...... m 1....... -I -- I I —i- In 1=--- I - m ·1 - - - —I- 1-1« 广请先開tt背N%年.在意事項真填寫奉 517430 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 排方式，用在這一型式的線圈繞組中，而其中該繞線管提 七、一止動裝置，用於固定該線圈繞組的電線端頭。 發明概要 本發明的第一特徵，就是適合於具體表現在旋轉式電機 用的電線圈繞組總成中。該繞組總成包括一個用環形的徑 向上的内側和外側元件製成的鐵芯；外側元件形成多數個 在k向上伸出的電樞鐵芯。電線圈係環繞該電樞鐵芯纏繞 。在該鐵芯元件週邊上間隔設置並徑向延伸相互結合的零 件，維持著該鐵芯元件間的軸向關係。 本發明的另一特色，也是適合於具體表現在旋轉式電機 用的電線圈繞組總成中。根據本發明此一特徵，該繞組總 成包括一個鐵芯，由環形的徑向上内側元件及形成多數個 技向伸展的電樞鐵芯的徑向上外側元件所製成。有多數個 〜、’泉嘗，各自包圍奢各自的電樞鐵芯。各個繞線管有電線 圈圍繞。繞線管及各自的電線圈，係成可卸除方式連接到 茲恁藉止動夬子成爲電樞鐵芯的鐵芯元件上。至少部分 的止動夾子’具有在向軸向上伸展超出該鐵芯元件的端 頭部分，而且有一接線板係由這種止動夾子端頭部分所 支持。 本發明還有另一個特色，也是適合於具體表現在旋轉式 電機用的電線圈繞組總成中。該總成包括一由環形的、徑 向上内側元件，與形成多數個徑向伸展的電樞鐵芯的、徑 向上外側7G件所構成的鐵芯。多數個繞線管，其外圍纏繞 有各自的電線圈，各自包圍一個別的電樞鐵芯。該繞線管 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A^i：77^^97公釐） 0^------1T------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 517430

五、發明説明（4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 具有止動件部分，構成一用以固定各別的導線端頭、不許 其移動的定位器。 對圖式之簡略説明 圖1爲由一電動馬達驅動之車輪之橫剖面圖，該電動馬達 係根據本發明之一具體實施例所建構者。 圖2爲一端面正視圖，顯示用於圖1所示佈置方式中之電 動馬達之繞組總成。、 圖3爲一端面正視圖，自相反於圖2方向觀看該繞組總成 所得。 圖4爲沿圖2中的4 - 4線所取之該繞組總成之剖面圖。 圖5爲某一定繞組總/成各元件之分解圖，表示該總成之樣 式及程序。 圖6爲一放大透視圖，顯示繞線管和相關聯之止動結構。 詳細説明 現i尤圖式來作祥細說明，先從圖1開始，一根據本發明第 一具體實施例建構之電動馬達，總體係以參考數碼1 1標示 。該電動馬達11，係使用在示範説明的具體實施例中，用 以供應動力與一車輪12，俾於地面上驅動相關車輛（未圖示） 之用。雖然本發明係關聯一電動馬達來説明，但應可易於 瞭解，本發明也能關聯其它旋轉式電機使用，例如發電機 。然而，所提出説明的特定具體實施例，是一種對於「發 明背景」一節中所提及的幾項問題特別盛行的實施例，但 已藉構造予以解決。 包容在一馬達殼體總成内的馬達11(總體以參考數碼13標 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS) A4規格（2ι〇χ297公釐） --------------IT------Aw (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

發明説明（ 經濟、邻中夬榡準局員工消費合作杜印製 等行星齒輪3 3的外周邊作盘 工、、、 邳對4馬達外殼元件15成爲固定， 而孩載體板3 7係藉有螺好沾私 15上。 于精哥螺紋的緊固件38固定到該外殼元件 士車輪u也成爲一個一體式的鼓式刹車總成。爲此，兮輪 作有-鼓式财内表面39,該内表面係與輪殼成 成作’而且係由引動元件U所支持的刹車動塊额之 -合。這些引動元件42係由一適當刹車引動器所操作，俾 以將刹車動塊4丨帶進與該鼓式刹車内表面㈣合，停止該 車輪12的轉動。 應請該解’前面的説明’主要是爲了提供—個本發明可 加利用的環境而作。本發明主要是與電動馬達"的構造有 關’尤其是電動馬達11的靜子或電樞的繞組總成16，其構 成多數個電樞鐵芯者。這些電樞鐵芯是用疊層板件所製成 ，而疊層板件係由一外側構件43和一内側構件44、兩者以 -種將要説明的方式結合在一起所構成。該内側構件44形 成多數個磁極，磁極外圍繞有以一種方式製作的線圈繞 、’且45，茲一種方式不久將在後面參照圖2至6作較詳細的 說明。 這些線圈繞組45係與永久磁鐵46合作，永久磁鐵粍係透 過叠層電磁鋼板環形磁性軸襯50，附接到該馬達轉子17的 外周邊上。應加一提，該轉子17主要是用鋁或鋁合金製作 。這些永久磁鐵46係安排成在該馬達丨丨的轉子丨7圓周上， 具有不同磁極輪替變換，而在一較佳的具體實施例中有12 (請先閱讀背面之注意事 I# •項再填. 裝-- 寫本頁) 訂

Lt 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 517430 發明説明（

經濟部中央標準局員工消費合作社印¾ 個永久磁鐵46。該永久磁鐵46係用一具有大磁通密度的材 料來製作，像是钕-鐵-硼。 現在再另外加上其餘的圖式來討論，從圖4和5開始，該 電樞繞組總成16係由一雙圓環形元件所組成，該圓環形元 件包含一外凡件（總體以參考數碼47標示）和一内元件（總體 以參考數碼48標示）。兩元件47和48都是用具有高磁性的疊 層薄板材料製成，例如電磁鋼板。 該内元件48具有一輪轂部分49，該輪轂部分的形成一連 績的圓環，從該圓環有磁極牙齒5丨成輻射狀向外延伸出。 在一較佳具體實例中，有18個磁極牙齒51。該磁極牙齒Μ 的外直徑，最宜是稍微大於該外元件47的内徑52，以便兩 者間可進行收縮配合。 該外元件47上面製作有數個突耳53。各突耳53具有—開 孔54,以便通過一有螺紋的緊固件55(圖丨），用於禁制相對 該馬達殼體的内殼體元件14轉動之固定· 繞線管（總體以參考數碼56標示），圖6中有最明細的顯示 ’係設置來包圍該牙齒5 1的，而圍繞該繞、線管，以一種將 要交代的方式，製作有個別的線圈繞組45β根據本發明， I繞線管56係用-適當的材料製成，像是樹脂之類，而且 繞線管56通常包括包圍個別的牙齒51的矩形的管製㈣及 内側和外側凸緣58和59。該内側凸緣58係與該内元件48的 輪較部分简接，同時，該外側元件59係隔開朝外設置在 違牙齒5 1的外周邊緣處。 矩形段57的内周邊上，劁作右 I作有多個有彈性的鎖緊牙齒61 (請先閲讀背面之注意事- 4 •項再填· 裝— 寫本頁) 訂 — • — ?- 1 11 ·

本紙張尺歧

11 III 517430 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 可以確保有良好的電力和磁 設置一修長形的凸出部分6 8 可以看出，該修長形凸出部 五、發明説明（ ，可以與该磁極牙齒51的外周邊緊貼嚙合，俾與牙齒η有 良好的連結。3外在繞線管56的一軸向端上製作有一鍵塊 或牙齒62，這是設計成徑向朝外延伸、超出該磁極牙齒51 的外周邊緣，而且進入與該外元件47毗鄰，以致與其一邊 相啣接，如在圖4中有明白顯示，而且提供内、外元件叼、 48之間的軸向準直功用。 在該磁極牙齒5 1的另一軸向側面，某些繞線管56製作有 一凹部63，以接納一L形止動楔銷65的一邊股64。此止動楔 銷65具有類似倒鉤的邊緣66，因此當緊壓進該凹部〇時， 該止動楔銷65將會永久保持在該繞線管56内。在圖示的具 體實施例中，有7個繞線管56接納這種止動楔銷65，爲了不 久即可明瞭的原因。 邊股64在軸向上朝外伸出，超過該磁極牙齒5丨的外週邊 緣，如在圖4中67處所示，並與外元件47的一相反於鍵塊或 牙齒62相接合的一側面啣接。如此，在該兩元件47和48之 間的準確而結實的軸向定位 力性質。 該止動楔銷65的另一邊股 ，其用意不久將會加以解釋 分68在軸向上伸展，在徑向上超出該線圈繞組45，並穿過 成槽縫的開口 69，後者係以同數目製成在一接線板71上。 該接線板7 1可藉施行軟焊到該修長形凸出部分68的端頭， 而結實加上以完成組裝。 該線圈總成的組裝步驟，可參考圖5以獲得最佳的瞭解。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 0^------1T------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 517430 A7 B7 五、發明説明（ 首先，在第一步驟上，將該内元件48放定，然後，將已繞 線的繞線管56套上牙齒5 1。於是在第二步驟上，將外元件 套進該内兀件並進行收縮配合。這是可以藉冷卻·該内元件 48、加熱另外的外元件47, $者，@時加熱兩元件，讓兩 元件回復到原來溫度來達成。然後，在第三步驟上，在外 環47已收縮套上内環48之後，將止動楔銷65插上以完成軸 向鎖定。在第四步驟，將該接線板插上，並用前述的軟焊 步驟予以固定。 接線板71的構造及其與線圈繞組45的關係，現在要加以 説明，主要參照圖2到4及圖6，除了此後將要強調的以外。 先就圖6來説，可以看到該繞線管59的一相反於接納止動 楔銷65的一邊，係製作有成槽口的開口 72，橫跨該開口有 一彈性耳片73伸出。該繞組的端頭，以74指示，可以藉扳 起該耳片的外邊緣75，結成圈環套在該耳片73的底下。如 此’在組裝中和組裝後，該線圈繞組4 5將會牢牢地固定在 相對該繞線管56的位置上。這樣可以避免繞組在使用中鬆 開的可能性。 這些繞組端頭74，於是以一種方式連接到該接線板7 J。 此種方式將主要參照圖2至4來加以説明。 首先就圖2至4而言，須提請注意的是，該線圈繞組45係 彼此互相連接，俾用於一三相電路中，三相位以“U，，，“V，，及 W 辨認’各具有一 120。的相位差。於是，在該接線板7 1 的絕緣表面上，附設有三個金屬傳導體76、77及78，各與 個別相位”U，，，“V”及，，W”相關聯。各金屬條的一端，分別設 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事 裝—— 寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 517430 經濟部中央標準局員工消費合作社印«. A7 B7 五、發明説明（1Q) 置一個別的終接端子79、81和82，各具有溝槽供連接到外 部傳導體之用。外部傳導體包括一終端盒83(圖1}，安裝在 馬達殼體總成13内，而明確言之，在内殼元件丨4内，而且 終端盒返連接到一通到個別的傳導體76、77和78的内部成 行導線上。 該接線板7 1的絕緣板，製作有若干周邊凹口 84，來自個 別的線圈端74的個別電線端頭，可以橫跨通過該凹口。如 在圖2中以多根虚線表示，個別的線圈繞組，可以如何透過 傳導體連接到個別的終端板；該俸導體可以與該絕緣底板 成一體製作或分開附接製作。 每二個線圈組合成一組，一如在圖2中藉虛線可以看出， 虛線全爲方便清楚顯示連接情形而作。該線圈繞組45的 其餘端頭’係經組合後通過絕緣板上的開孔引出，並用密 封劑85將開孔密封，如在圖3中可以看到。顯示於圖6中的 止動結構，有利於在組裝時完成此項接線工作。 此外’設有一角度感測器，如在圖1中以參考數碼86標示 ，其與製成在轉子17上、與個別的磁極對正之定時凸台a 合作，俾以有效變換電流，以獲得所需的馬達運作。驅 動扭力可藉脈衝控制該“U，，，“V”及“W，，相位電流，予以 控制。 最後，該接線板71也設置有一雙端子88和89(圖2和3)，也 可以透過成行導線，連接到終端盒83。這些端子可以設置溫 度感測器（未圖示），用以偵檢靜子電樞總成的溫度。 於是，從前面的説明中應可獲得瞭解，所陳述的構造可 -13 - ^紙張尺度適用中國國家標準（〇阳）八4規格（21〇父297公釐)' ---- * - m n li i - - n —111— n 11- I I ——1 ! m m m n : I n m (請先閱tt背痴il法意事續房填寫奉育)

Claims (1)

1. 517430

   六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •一種電線圈繞組總成，用於旋轉式電機，包括-鐵芯， 孩鐵芯係由環形的、徑向上内側及軸向上外側元件所構 成，形成多數個輻射伸展的電樞鐵芯，電樞鐵芯有電線 圈圍、凡I周邊上間隔設置，而在該兩鐵芯元件上，有 位向延伸相互結合零件，用於維持該鐵芯元件間之軸向 關係。 2.根據申清專利氣圍第i項之電線圈繞組總成，其中該相互 …口零件包括多個軸向延伸突出體在該兩鐵芯元件之一 上，與另-鐵芯元件之一周邊表面相却接。 3_根據申請專利範圍第i項之電線圈、繞組總成，肖包括多數 個繞線官，各包圍一個別的電樞鐵芯，而各別的電線圈， 則圍繞各該繞線管。 4·根據申請專利範圍第3項之電線圈繞组總成，其中該徑向 延伸相互結合零件有部分係由該繞線管製成。 5 _根據申請專利範圍第4項之電線圈繞組總成，其中該繞線 管係成非可旋轉方式固定至該電樞鐵芯。 6·根據申請專利範圍第1項之電線圈繞組總成，尚包括多數 個繞線管各包圍一個別的電樞鐵芯，且各繞線管四周圍 繞有個別的電線圈，該繞線管係成可卸除方式連接至恁 藉止動夾子構成電樞鐵芯的鐵芯元件。 7 ·根據申請專利範圍第6項之電線圈繞組總成，其中該止動 夾子亦部分構成該徑向延伸相互結合零件。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------1-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 517430 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8·根據申請專利範圍第6項之電線圈繞組總成，其中至少有 幾個該止動夾子具有端頭部分在軸向上延伸超出該鐵芯 元件，並還包括一爲該止動夾子所支持的接線板。 9. 根據申請專利範圍第8項之電線圈繞組總成，其中該接線 板包含一絕緣板，有多數個傳導體附加在該絕緣板上。 10. 根據申請專利範圍第9項之電線圈繞組總成，其中該線圈 繞組的組合具有個別的端頭電連接至各個別的傳導體 上。 U.根據申請專利範圍第10項之電線圈繞組總成，其中該個 別的線圈繞組端頭橫越通過製作在該絕緣板的周邊上的 定位凹口。 12·根據申請專利範圍第11項之電線圈繞組總成，其中該接 線板係呈圓形。 U·根據申請專利範圍第12項之電線圈繞組總成，其中該繞 線官具有構成止動件的部分，用以約束該個別的電線圈 的導線端頭的移動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14.根據申請專利範圍第13項之電線圈繞組總成，其中該繞 線管構成止動件之部分，包括一槽口在該繞線管的周邊 ’用以接納該導線端頭；並包括一有彈性夾子，用以將 該導線端頭固定在該槽口内。 15·根據申請專利範圍第6項之電綠圈繞組總成，其中該繞線 管具有構成一止動件的部分，用以約束該個別線圈的導 線端頭不讓其移動。 -16、 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） )丄7430 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 §88 C8 ------- D8 '~*------------- 、申請專利範圍 16. 根據中請專利範圍第15項之電、線圈繞組總成，1中該繞 線管構成止動件之部分，包括—槽口在該繞線管的周邊 ，用以接納該導線端頭；並包括—有彈性夹子，用以將 孩導線端頭固定在該槽口内。 17. -種電線圈繞組總成，用於旋轉式電機，包括：一鐵芯 ’該鐵芯係由環形的、徑向上内側及轴向上外側元件所 構成，形成多數個輕射伸展的電樞鐵芯；多數個繞線管 ，各包圍該電樞鐵芯之一個別電樞鐵芯，有個別的電線一 圈圍繞各該繞線管；該繞線管及個別的電線圈，係成可 P除方式連接至该恁藉.止動夾子構成該電樞鐵芯的鐵芯 元件上，至少有幾個該止動夫子，具有端頭部分在軸向 上延伸超出該鐵芯元件；及一接線板，由該止動夾子端 頭部分支持。 18·根據申請專利範圍第17項，之電線圈繞組總成，其中該接 、、泉板包括一絕緣板其上附加有多個傳導體。 19·根據申請專利範圍第18項之電線圈繞組總成，其中該線 圈的組合具有個別的端頭，成電連接至個別的傳導體 上。 20·根據申請專利範圍第丨9項之電線圈繞組總成，其中該個 別的線圈繞組端頭，橫越通過製作在該絕緣板的周邊上 的定位凹口。 21·根據申請專利範圍第2〇項之電線圈繞組總成，其中該接 線板係呈圓形。 ______ -17- 本紙張尺！週用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --------------------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 517430 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 22. -種電線圈繞組總成，用於旋轉式電機，包括：一鐵芯 ’喊芯係由環形的、徑向上内側及輛向上外側元件所 構成’形成多數個輻射伸展的電樞鐵芯；多數個繞線管 ，各包圍該電樞鐵芯之一個別電樞鐵芯，有個別的電線 圈圍繞各該燒線管；該繞線管具有構成—止動件的部分 ，用以約束該個別線圈的導線端頭不讓其移動。 刀 23. 根據申請專利範圍第22項之電線圈繞組總成，其中構 該止動件之繞線管部分包括—在該繞線管周邊^的槽口 ，用於接納電線端頭及一有彈性夾子用以將該^ 固定在該槽口内。 .响項 — — — — — I II--I ·1111111 ^ · II I ---I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18- 卜紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）