旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(1)，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛起動(dòng)器。所述機(jī)器具有旋轉(zhuǎn)軸(X)并包括定子(2a)，定子包括：發(fā)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈(4)，該線圈包括至少一條含鋁導(dǎo)線(4a)；和至少一個(gè)極靴(3)，該極靴包括至少部分定子在其上形成的繞組芯(31)。該芯具有中心和當(dāng)從垂直于旋轉(zhuǎn)軸并通過芯中心的觀測(cè)軸觀察時(shí)具有至少一部分曲線的周界。
【專利說明】
旋轉(zhuǎn)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明特別地涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)是可逆的或不可逆的，特別是機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]起動(dòng)器包括同軸配合的感應(yīng)轉(zhuǎn)子和電感定子。轉(zhuǎn)子與在殼中旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸成為整體。定子具有多個(gè)磁極，其布置在殼的內(nèi)圓周表面，且由電感導(dǎo)線纏繞的磁極組成，連同組件組成繞線電感。
[0003]繞線電感的生產(chǎn)可以是復(fù)雜的，需要昂貴的原材料比如銅。銅由于其良好的導(dǎo)電性被用于繞線電感。應(yīng)用其他價(jià)格更低的材料代替銅是可能的，如果電性能的下降可以被補(bǔ)償。
[0004]起動(dòng)器從美國(guó)專利US 3 877 142可知，其包括極芯和纏繞在這些芯上的繞組。
[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是降低電機(jī)的成本而不降低其性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)特別是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別是機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)器，該機(jī)器具有旋轉(zhuǎn)軸線并包括定子，定子包括:
[0007]-電感繞組，特別是同中心的，包括至少一條含鋁的導(dǎo)線。
[0008]-至少一個(gè)極靴，包括繞組芯，至少一部分定子繞組在該繞組芯上形成，該芯具有中心和周界，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線并通過芯中心的觀察軸觀察周界時(shí)，該周界的至少一部分是彎曲的。
[0009]通過本發(fā)明，含鋁的導(dǎo)線取代了通常使用的銅導(dǎo)線。使用含鋁的導(dǎo)線代替銅導(dǎo)線得到了降低材料成本的效果。電阻的減小和導(dǎo)線長(zhǎng)度的減小，使得有可能獲得類似于使用銅獲得的起動(dòng)功率。其極芯具有改良的幾何形狀的極靴的使用，具有減小該極芯的橫截面的效果。這使得有可能減小纏繞在磁極芯的導(dǎo)線的長(zhǎng)度以減小電阻。換句話說，本發(fā)明使得有可能取到滿意的折中。
[0010]優(yōu)選地，該繞組是同心繞組。
[0011]每個(gè)繞組芯可以由多個(gè)同心匝圍繞。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該機(jī)被設(shè)計(jì)為使用12V的電源電壓運(yùn)行，并且:
[0013]-繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由4匝繞組圍繞;或
[0014]-繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由8匝繞組圍繞。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該機(jī)被設(shè)計(jì)為使用24V的電源電壓運(yùn)行，并且:
[0016]-繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由8匝繞組圍繞;或
[0017]-繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由16匝繞組圍繞。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例，該機(jī)被設(shè)計(jì)為使用48V的電源電壓運(yùn)行，并且:
[0019]-繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由16匝繞組圍繞;或
[0020]-繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由32匝繞組圍繞。
[0021]每一匝電感繞組可以由手中一條單獨(dú)的導(dǎo)線或手中多條導(dǎo)線組成。手中一條導(dǎo)線的情況下，該匝是由圍繞繞組芯纏繞一條單一的導(dǎo)線形成，該導(dǎo)線則優(yōu)選地具有沿該匝有至少一個(gè)扁平的部分的橫截面。手中多條導(dǎo)線的情況下，該匝是由圍繞繞組芯同時(shí)纏繞多條導(dǎo)線形成。
[0022]出乎意料地，本發(fā)明使得有可能在同時(shí)滿足轉(zhuǎn)矩和電阻要求的同時(shí)降低每極靴的項(xiàng)數(shù)。
[0023]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將傾向于保留較大的匝數(shù)，例如每個(gè)極五匝用于具有兩個(gè)平行的軌道的接線圖。
[0024]然而，去除一匝例如使得有可能確保轉(zhuǎn)矩的正確水平，該轉(zhuǎn)矩取決于安培匝(amps-turns)和導(dǎo)線的橫截面，因?yàn)樵谙嗤目捎每臻g，從5匝中去除一匝使得可以大幅度增加導(dǎo)線的橫截面，以能夠在同樣的有效功率的情況下將銅變?yōu)殇X，因?yàn)殡娮枋且粯拥摹?br>[0025]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將保留5匝，總之不會(huì)選擇減少匝數(shù)到4，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致電樞離心的許多風(fēng)險(xiǎn)，只有4匝時(shí)高無負(fù)載轉(zhuǎn)速的平方變得過高。
[0026]然而，由于具有根據(jù)本發(fā)明的形狀的繞組芯具有更多的磁通，因此具有令人滿意的扭矩(令人滿意的電阻)，即使只有4匝，不存在所述電樞的離心的風(fēng)險(xiǎn)。
[0027]優(yōu)選地，該機(jī)器包括電樞，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線測(cè)量的電樞的長(zhǎng)度大于或等于根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線測(cè)量的極靴的長(zhǎng)度。這使得有可能利用電樞的表面積至從電磁角度看的最大值，而不增加該裝置的電阻。
[0028]有利地，極靴的長(zhǎng)度大于或等于電樞長(zhǎng)度的90%，特別為95%，最好為97%。
[0029]如果適用，電樞的長(zhǎng)度是在30到40毫米的范圍內(nèi)，特別是基本上等于35毫米。
[0030]根據(jù)該機(jī)器的一個(gè)實(shí)施例，極靴的長(zhǎng)度是在30到40毫米的范圍內(nèi)，特別是基本上等于34毫米。
[0031]有利地，當(dāng)根據(jù)觀察軸線觀察，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線，極芯的周界具有伸長(zhǎng)的形狀。
[0032]優(yōu)選地，極芯的周界具有包括兩段優(yōu)選平行并且通過兩個(gè)曲線部分彼此連接的直線的形狀。這具有建立芯的橫截面和電感繞組的導(dǎo)線長(zhǎng)度之間的折中的效果。
[0033]如果適用，至少一個(gè)曲線部分對(duì)應(yīng)于圓的弧。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察，磁極芯的周界具有橢圓形狀。此幾何形狀是具有兩段優(yōu)選平行并且通過兩個(gè)曲線部分彼此連接的直線的極芯周界的替代。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察，極芯的周界具有圓形形狀。
[0036]優(yōu)選地，極靴包括連接到芯并被徑向布置在相對(duì)于芯的內(nèi)部的加寬部。
[0037]如果適用，加寬部當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察時(shí)具有大致矩形形狀。
[0038]優(yōu)選地，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察時(shí)，加寬部具有跨度大于芯的跨度。
[0039]有利地，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量的加寬部的長(zhǎng)度基本上等于芯的長(zhǎng)度。
[0040]優(yōu)選地，加寬部具有比芯更大的圓周尺寸。
[0041]如果需要，該機(jī)器可以包括數(shù)量等于至少2或更多對(duì)極靴。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，磁極芯通過用螺絲擰緊被固定在定子的頭部上。這允許磁極芯的簡(jiǎn)單安裝和拆卸。
[0043]優(yōu)選地，極靴包括在徑向方向上通過的凹部，此凹部被用于將極靴擰到頭部上。這允許固定元件的通過，比如緊固螺釘。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，磁極芯通過被卷邊固定在定子的頭部上。
[0045]有利地，在徑向方向上測(cè)量的磁極芯的厚度在5到8毫米范圍內(nèi)，特別地在6到7毫米范圍內(nèi)，且優(yōu)選地為6.5毫米。
[0046]如果需要，該機(jī)器可以包括具有在至少一部分長(zhǎng)度上具有至少一個(gè)扁平部分的橫截面的繞組導(dǎo)線。這使得有可能促進(jìn)繞在磁極芯上的繞組導(dǎo)線的填充。
[0047]優(yōu)選地，電感繞組包括至少一匝具有纏繞在定子極靴的芯的圓形橫截面的導(dǎo)線。
[0048]有利地，該導(dǎo)線包括覆蓋著銅的鋁芯。這使得有可能改善對(duì)鋁的腐蝕的抗性。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該機(jī)器形成機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)器，該起動(dòng)器可以簡(jiǎn)單地理解，或者沒有能力用作交流發(fā)電機(jī)，或者作為變型，能夠作為交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。
【附圖說明】
[0050]通過閱讀本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述以及通過研究附圖將更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0051]-圖1示意性地且部分地示出根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的橫截面；
[0052]-圖2示出根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察的圖1中機(jī)器的極靴，
[0053]-圖3示出根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察的，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的極靴。
[0054]-圖4示意性地且部分地示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電機(jī)的一部分的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0055]圖1示意性地示出用于機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器1.
[0056]此直流起動(dòng)器I包括定子2a，或電感器，和繞組4，定子或電感器包括極靴3固定在其上的頭部2，繞組由纏繞在這些極靴3的導(dǎo)線4a形成。此起動(dòng)器I還包括可以在定子2a中繞旋轉(zhuǎn)軸線X轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子5，也被稱為電樞。轉(zhuǎn)子5包括缺口 51，缺口包括未在圖1示出的纏繞電樞線。如可在圖2中看到的，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線X測(cè)量的轉(zhuǎn)子5的長(zhǎng)度Lr大于根據(jù)軸線X測(cè)量的極靴的長(zhǎng)度Ls，如此使得利用電樞的表面積至從電磁角度看的最大值，而不增加設(shè)備的電阻。在示例中，根據(jù)軸線X測(cè)量的極靴的長(zhǎng)度大于電樞長(zhǎng)度的90%。在示例中，轉(zhuǎn)子5的長(zhǎng)度Lr是35暈米，而長(zhǎng)度Ls是34暈米。
[0057]如可在圖2中看到的，極靴3包括芯31和繞組32。
[0058]芯31包括根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線X具有伸長(zhǎng)的形狀的周界311。
[0059]如圖2所示，芯31的周界311具有形狀，其包括兩個(gè)通過曲線313的兩部分彼此連接的平行段312，并且至少曲線的一部分基本上對(duì)應(yīng)于圓的弧。
[0060]如圖3所示，作為變型，芯31的周界311根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的觀測(cè)軸線觀察時(shí)具有帶有兩個(gè)平行的直線段315的全局橢圓形狀。在未示出的變型中，磁極芯31的周界311當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的觀測(cè)軸線觀察時(shí)具有圓形形狀。
[0061]加寬部32被連接到芯31并被徑向布置在相對(duì)于芯31的內(nèi)部。加寬部32當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的觀測(cè)軸線觀察時(shí)具有大致矩形形狀，并具有跨度大于當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的觀測(cè)軸線觀察時(shí)芯31的跨度。
[0062]加寬部32還具有比芯31更大的圓周尺寸。
[0063]如圖1所示，該機(jī)器包括數(shù)量等于2對(duì)的極靴。
[0064]芯31通過用螺絲擰緊被固定在定子的頭部2上。這允許芯31的簡(jiǎn)單安裝和拆卸。
[0065]極靴3包括在徑向方向上通過的凹部，此凹部被用于將極靴擰到殼上。此凹部允許用于擰到定子的殼2上的固定螺釘通過。
[0066]作為變型，芯31通過被卷邊(crimping)固定在定子的殼2上。
[0067]在徑向方向上測(cè)量的芯31的厚度為6.5毫米。
[0068]如圖4所示，作為變型，機(jī)器I包括電感繞組4，該繞組的導(dǎo)線具有在至少一部分長(zhǎng)度上具有至少一個(gè)扁平部分41的橫截面。
[0069]繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯31由4匝繞組圍繞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)器，此機(jī)器具有旋轉(zhuǎn)軸線(X)并包括定子(2a)，定子包括: -電感繞組(4)，其特別是同中心的，包括至少一條含鋁的導(dǎo)線(4a)。 -至少一個(gè)極靴(3)，包括繞組芯，至少一部分定子繞組在該繞組芯上形成，該芯具有中心和周界，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線并通過芯中心的觀察軸線觀察該周界時(shí)，該周界的至少一部分是彎曲(313)的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，該機(jī)器被設(shè)計(jì)為使用12V的電源電壓運(yùn)行，并且在于: -繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由4匝繞組圍繞;或 -繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由8匝繞組圍繞。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，該機(jī)器被設(shè)計(jì)為使用24V的電源電壓運(yùn)行，并且在于: -繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由8匝繞組圍繞;或 -繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由16匝繞組圍繞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，該機(jī)器被設(shè)計(jì)為使用48V的電源電壓運(yùn)行，并且在于: -繞組設(shè)置在2個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由16匝繞組圍繞;或 -繞組設(shè)置在4個(gè)平行軌道上，且每一個(gè)繞組芯由32匝繞組圍繞。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，該機(jī)器包括電樞，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線測(cè)量的電樞的長(zhǎng)度(Lr)大于或等于根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸線測(cè)量的極靴的長(zhǎng)度(Ls)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，極靴的長(zhǎng)度大于或等于電樞長(zhǎng)度的90%，特別為95%，最好為97%。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，電樞的長(zhǎng)度是30到40毫米范圍內(nèi)，且特別是基本等于35暈米。8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，極靴的長(zhǎng)度是30到40毫米范圍內(nèi)，且特別是基本等于34暈米。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，當(dāng)根據(jù)觀測(cè)軸線觀察時(shí)，極芯的周界根據(jù)旋轉(zhuǎn)線軸具有伸長(zhǎng)的形狀。10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，極芯的周界具有包括兩段直線(312)的形狀，該兩段直線優(yōu)選平行并且通過兩曲線部分(313)彼此連接。11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，曲線部分中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于圓的弧。12.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，當(dāng)根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的觀測(cè)軸線觀察時(shí)，極芯的周界具有橢圓形狀。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，該繞組導(dǎo)線在其至少一部分長(zhǎng)度上具有包括至少一個(gè)扁平部分的橫截面。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，構(gòu)成導(dǎo)線(4a)的至少一種合金元素是銅。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其形成機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)器。
【文檔編號(hào)】H02K3/02GK106063082SQ201580010071
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日
【發(fā)明人】N.拉比, R.安德魯克斯
【申請(qǐng)人】法雷奧電機(jī)設(shè)備公司