專利名稱：電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)的電刷溫度，該電動(dòng)機(jī)具有多片整流子片用樹脂固定的園筒形整流子、及與該整流子的所述整流子片外圓周面滑動(dòng)接觸的電刷。
背景技術(shù)：
已有的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)中，為了降低電刷的溫升，除了增大電動(dòng)機(jī)通電電流的下降率，抑制發(fā)熱，或增大電動(dòng)機(jī)自身的外形以提高熱容量外，還有具備緊貼刷握裝置以吸收散發(fā)電刷產(chǎn)生的熱并降低電刷溫升的散熱部件等方法(例如參考專利文獻(xiàn)1)。
特開2002-153022號(hào)公報(bào)(段落 第1圖、第2圖)已有的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)中，為了避免電動(dòng)機(jī)過熱，有時(shí)就增大電動(dòng)機(jī)通電電流下降率，限制通電電流以抑制發(fā)熱，所以有的情況下在較短的時(shí)間里降低所述電動(dòng)機(jī)的助推轉(zhuǎn)矩，駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩增大，尤其是車輛低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向感覺欠佳。另外，在增大電動(dòng)機(jī)自身外形以提高熱容量的情況下，除了隨著電動(dòng)機(jī)的大型化而導(dǎo)致安裝不便、噪音增加之外，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、損耗轉(zhuǎn)矩也增大，轉(zhuǎn)向感覺、轉(zhuǎn)向盤回位均欠佳。再有，在使散熱部件緊貼刷握裝置以降低電刷溫升的情況下，還存在著零部件數(shù)增加、隨著追加散熱部件而導(dǎo)致外形增大、噪聲增加等問題。
在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)中，例如在車輛停止時(shí)轉(zhuǎn)向的場合、或車輛進(jìn)庫時(shí)等情況下，與通常行駛中的轉(zhuǎn)向時(shí)相比，需要通過大電流，而電動(dòng)機(jī)在停止旋轉(zhuǎn)或以極低速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，將有大電流通過。在這種特有的使用狀態(tài)，降低電刷溫度成為重要的課題，要求有更適合于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)降低電刷溫度用的新的解決手段。
本發(fā)明正是為解決上述課題而進(jìn)行的，目的在于獲得一種適于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)以降低電刷溫度的手段，該手段能夠使電刷部的發(fā)熱有效地向電樞側(cè)傳導(dǎo)，以圖抑制電刷部溫升，力求能不增加零部件數(shù)、不增大裝置外形、容易抑制電刷溫升，那樣電動(dòng)機(jī)通電電流下降率也減小，或者增大通電電流，以改善轉(zhuǎn)向感覺，同時(shí)亦能降低噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，包括固定在磁軛內(nèi)壁面上的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊繞方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端有連接所述繞組的箍圈、所述各整流子片的內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向幾乎整個(gè)區(qū)域有防止所述整流子片飛出用的凸起、與用樹脂將所述整流子片一體成形的園筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)一片所述整流子片的截面積為A(mm2)、所述整流子片片數(shù)為N、所述整流子片外圓周面直徑為D(mm)，則取0.18＜＝(A×N)/(D×D)＜＝0.23。
另外，本發(fā)明涉及的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，包括固定在磁軛內(nèi)壁面上的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊繞方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端有連接所述繞組的箍圈、所述各整流子片的內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向幾乎整個(gè)區(qū)域各設(shè)一個(gè)底腳部、該底腳部的一端有防止所述整流子片飛出用的凸起、與用樹脂將所述整流子片一體成形的園筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片的外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)所述整流子片徑向厚度為T(mm)、所述整流子片外圓周面直徑為D(mm)，則取0.19＜＝T/D＜＝0.1

圖1為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)剖面圖。
圖2為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電樞的主要部分剖面圖。
圖3為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電刷形狀的說明圖。
圖4為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電刷滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。
圖5為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)的電氣連接圖。
圖6為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的整流子的主要部分剖面圖。
圖7為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的截面積指數(shù)與電刷溫度及允許轉(zhuǎn)速測定結(jié)果的說明圖。
圖8為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的電樞的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。
圖9為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的電樞的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。
圖10為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的電樞的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。
圖11為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的電刷形狀的說明圖。
圖12為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的厚度指數(shù)和電刷溫度及允許轉(zhuǎn)速測定結(jié)果的說明圖。
圖13為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的電刷的滑動(dòng)接觸部沿與軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。
標(biāo)號(hào)說明1電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)、2磁軛3勵(lì)磁部(磁鐵)4電樞5鐵芯7整流子8槽9繞組10整流子片10a底腳部11樹脂12箍圈13均壓線14刷握
15底座(樹脂)18電刷31滑動(dòng)面32滑動(dòng)痕跡33凸起34下挖溝槽35溝槽具體實(shí)施方式
實(shí)施形態(tài)1圖1為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)的剖面圖，圖2為其電樞的主要部分剖面圖。對(duì)以下圖中同一或相同部分賦予同一標(biāo)號(hào)說明之。圖中，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1在磁軛2的內(nèi)壁面上固定構(gòu)成4極的勵(lì)磁部的磁鐵3，在磁鐵3的內(nèi)徑一側(cè)隔著規(guī)定的氣隙與電樞4的鐵芯5相對(duì)。電樞4具備固定在轉(zhuǎn)軸6上的鐵芯5及整流子7，由電工鋼片層疊構(gòu)成的鐵芯5有22條槽8，槽8中有用疊繞方式卷繞著線徑為0.7mm左右漆包線等構(gòu)成的繞組9整流子7具有22片整流子片10，用酚醛等樹脂11一體成形，完成整流子片10的固定、絕緣，通過壓入旋轉(zhuǎn)軸6等進(jìn)行固定。在由銅材構(gòu)成的整流子片10的外圓周面的一端，箍圈12和整流子片10形成一體，繞組9及均壓線13嵌放在箍圈12上，用熔融等方法和整流子片10連接。
刷握14這樣構(gòu)成，即在PPS等樹脂形成的底座15上，安裝黃銅片等構(gòu)成的薄片16及刷架17，在薄片16及刷架17形成的刷盒中設(shè)置電刷18及將電刷18向整流子片10的外圓周面壓緊的彈簧19。4個(gè)電刷18以90度間隔配置在刷握14上。與圖中未示出的控制裝置連接的引線20，被引入刷握14，與從電刷18引出的軟辮子線21電氣連接。又，刷握14利用安裝螺釘22固定在外殼23上。
電樞4靠軸承24及25支承而可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，磁軛2靠緊固螺釘固定在外殼22上。轉(zhuǎn)軸6的一端用壓入等方法固定聯(lián)軸節(jié)27，與圖中未示出的蝸桿軸等聯(lián)接，傳遞電樞旋轉(zhuǎn)力。還有，該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1的額定電流為80A，裝在排氣量2000cc左右的車輛上。
圖3為表示電刷形狀的說明圖，電刷18形成的形狀是，其軸向的內(nèi)側(cè)部分具有不與整流子片10滑動(dòng)接觸的凹下部分28，軸向的兩端部分與整流子片10滑動(dòng)接觸。電刷18軸向的箍圈一側(cè)端部29和箍圈相反一側(cè)的端部30的滑動(dòng)面31具有與整流子片10外圓周面的直徑幾乎相同的曲率，滑動(dòng)面31與整流子片10的外圓周面滑動(dòng)接觸，形成兩條滑動(dòng)痕跡32。還有，電刷18的軸向尺寸約為15mm，軸向兩端都具有約2mm的滑動(dòng)面。
圖4為圖3的電刷滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷的主要部分剖面圖，電刷18做成具有跨越相鄰3片整流子片10并進(jìn)行滑動(dòng)接觸的寬度的形狀。略呈鼓形的各整流子片10具有向內(nèi)圓周側(cè)延伸的一個(gè)底腳部10a，底腳部10a的一端有防止整流子片10飛出用的燕尾形凸起33。底腳部10a遍及軸向的大致整個(gè)區(qū)域，凸起33防止整流子片10由于離心力等作用而松動(dòng)。整流子片10是這樣構(gòu)成的，它用管狀的銅材通過加壓，形成園環(huán)狀的連接22片整流子片的狀態(tài)，用樹脂11將它們一體成形，成形后將相鄰的整流子片間利用下挖溝槽在電氣上分開。還有，減小整流子片10的內(nèi)徑尺寸，整流子片10徑向厚度約為以往裝置的1.4倍。
該整流子7的整流子片10的片數(shù)N為22，整流子片10的外圓周面的直徑D為28mm。又，一片整流子片10的截面積A為7.5mm2。因此，為(A×N)/(D×D)＝0.21。還有，在以后，將(A×N)/(D×D)稱為截面積指數(shù)。
圖5為該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1的電氣連接圖。圖6為沿軸向切斷的整流子7的主要部分剖面圖，圖6(a)為表示電樞4制造過程中均壓線13及繞組9配置在箍圈12上的狀態(tài)的說明圖，圖6(b)為表示均壓線13及繞組9與整流子片10連接狀態(tài)的主要部分剖面圖。上述圖中，電樞4的鐵芯5有22條槽8，槽8中嵌入以規(guī)定的槽間距多圈卷繞成一個(gè)線圈的繞組9，用依次將該繞組9錯(cuò)開1個(gè)槽間距嵌入的所謂疊繞的形式構(gòu)成。均壓線13是用11根銅漆包線等將22片整流子片10中的11處相向?qū)χ玫恼髯悠?0之間連接。
先把均壓線13的一端掛在箍圈12上，另一端掛在相差180°的相反一側(cè)的箍圈12上，然后切斷。反復(fù)上述動(dòng)作構(gòu)成11根均壓線13。接著把繞組9的一端掛在箍圈12上，在規(guī)定的槽間卷繞多圈后，回到相鄰的箍圈12，掛上繞組9，在不切斷的狀態(tài)下繼續(xù)在規(guī)定的槽間卷繞多圈，再回到相鄰的箍圈12。反復(fù)上述動(dòng)作，利用嵌入44個(gè)線圈的所謂重繞構(gòu)成繞組9。因此，在某個(gè)箍圈12上會(huì)嵌放2股(按線卷始端及線圈末端為4組)繞組9，換言之，在某個(gè)箍圈12和鐵芯5之間有4股繞組9來往。繞組9所需截面積的一半截面積嵌入的線圈的2倍(通常22個(gè)，現(xiàn)嵌入44個(gè))，電氣上與電樞電阻等效。
從上述可知，圖6中，整流子片10構(gòu)成的溝槽35中，配置一根均壓線13、2股繞組9(箍圈12和鐵芯5之間為4股)，用熔融等剝除繞組9及均壓線13上的絕緣涂膜，同時(shí)與整流子片10可靠連接。
圖7為說明截面積指數(shù)和電刷溫度及允許轉(zhuǎn)速測定結(jié)果的說明圖。電刷溫度為在電刷18上安裝熱電偶，在將電樞4堵轉(zhuǎn)的狀態(tài)下通過規(guī)定的電流，測定此時(shí)的電刷溫升。電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1如前所述，因?yàn)殡姌?沒有旋轉(zhuǎn)時(shí)存在大電流通過的狀態(tài)，所以在對(duì)電刷溫度最嚴(yán)重的狀態(tài)下測量溫度。允許轉(zhuǎn)速為電樞4置于規(guī)定高溫下，自外部驅(qū)動(dòng)使其旋轉(zhuǎn)，測定整流子片10因離心力而破壞的轉(zhuǎn)速。在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)1中，設(shè)想自車輪側(cè)通過減速機(jī)構(gòu)使電樞4過度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，考慮到其安全系數(shù)，決定允許轉(zhuǎn)速。最小允許轉(zhuǎn)速為作為電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)1求出的最小允許轉(zhuǎn)速。如圖中所示，隨著截面積指數(shù)增加，電刷溫度降低，允許轉(zhuǎn)速減小。
截面積指數(shù)，在同樣的已有裝置上為0.166、或0.168等，是小于0.17的值。通過取截面積指數(shù)在0.18以上0.23以下，能夠在確保最小允許轉(zhuǎn)速以上的前提下，降低電刷溫度。更理想的為截面積指數(shù)取0.21以上，效果更明顯。增大截面積指數(shù)，由于除了整流子片10旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低之外，還隨著銅材用量增加，導(dǎo)致增加成本，而且引起整流子片10的生產(chǎn)率降低等，因此以前不考慮超出所需要的數(shù)值，從而沒有發(fā)現(xiàn)截面積指數(shù)增大會(huì)使電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1電刷部的發(fā)熱傳至電樞側(cè)而使電刷溫度降低的技術(shù)思想。
在這樣構(gòu)成的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1中，自圖中未示出的控制裝置通過引線20，使電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1通過規(guī)定的電流，電樞4產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，該旋轉(zhuǎn)力傳遞到與固定在轉(zhuǎn)軸6上的聯(lián)軸節(jié)27聯(lián)接的蝸桿軸(未示出)上，從而能減輕駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向力。
如上所述，因取截面積指數(shù)為0.21，增加整流子片10的截面積，故不單是增加熱容量，而且即使在車輛入庫時(shí)等短時(shí)間產(chǎn)生大量發(fā)熱的情形，電刷18的發(fā)熱也能有效地從整流子片10傳至繞組9或均壓線13，另外，整流子片10自身的發(fā)熱也減小，能抑制電刷18的溫升。因此，能抑制通電的電流下降率，或增加額定電流，改善轉(zhuǎn)向感覺。另外，滿足最小允許轉(zhuǎn)速，能獲得安全的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。又因整流子片10的內(nèi)徑尺寸縮小，而增加截面積，故不必改變電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造，能獲得小型、損耗轉(zhuǎn)矩小的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。
因?yàn)榫哂?極的磁鐵3、22條槽8，電刷18為4個(gè)，故發(fā)熱及熱傳導(dǎo)由4個(gè)電刷18分擔(dān)，同時(shí)相對(duì)設(shè)置的電刷18的狀態(tài)相同，所以電刷溫度穩(wěn)定，能有效地抑制溫升。再有，由于采用4極22條槽，因此噪聲、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)降低，同時(shí)設(shè)置均壓線13，電刷溫度、噪聲等也能降低，能得到前所未有的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。
另外，因整流子片10外圓周面的一端具有和整流子片10形成一體并且與繞組9、均壓線13連接的箍圈12，它具有和外圓周面大致相同的直徑，所以與在整流子片10外圓周面的一端有向外徑方向延伸的凸緣部即所謂升高片式的整流子7相比，由于自電刷18至繞組9、均壓線13的距離短，因此熱傳導(dǎo)好，能有效抑制溫升。另外，與升高片式相比可承受更大的離心力，所以整流子片10截面積可增加，更能抑制溫升。
另外，各整流子片10設(shè)置一個(gè)底腳部10a，容易增加截面積，生產(chǎn)率也高。底腳部10a，因除了軸向兩端的“喇叭口”等處外遍及整個(gè)區(qū)域，所以熱傳導(dǎo)好，能有效降低電刷溫度。另外，凸起33也是除了軸向兩端的“喇叭口”等處外幾乎遍及整個(gè)區(qū)域，所以整流子片10牢固地與樹脂11緊固在一起，整流子片10不易松動(dòng)，從而能獲得安全、低噪聲的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。還由于增加了銅材構(gòu)成的整流子片10的截面積，故比固定整流子片10的樹脂11熱傳導(dǎo)更好，能有效地抑制溫升。
還有，與在整流子片10的內(nèi)圓周面一側(cè)的軸向中部沿外徑方向有切槽等的其它類型的整流子7相比，因?yàn)闊o切槽，故向繞組9的熱傳導(dǎo)性好，能有效地抑制溫升。此外整流子7的制造也便宜。另外，整流子7為整流子片10連接好的狀態(tài)下用樹脂11一體成形的澆注整流子，其成形后將各整流子片間電氣上分開而構(gòu)成，故整流子7的制造容易、成本降低，因?yàn)樵诔尚魏笤俜珠_，故整流子10的連接部形狀的自由度提高，生產(chǎn)率高，因?yàn)樵诔尚魏笤俜珠_，故整流子片10的截面積容易增加。
因?yàn)殡姌?的繞組9為重繞，箍圈12上連接2股繞組9，因此整流子片10和繞組9的接觸面積大，股數(shù)也多，能有效改善向繞組9的熱傳導(dǎo)。另外，利用重繞方式，繞組9變成高密度，鐵芯5端面的繞組9、槽8內(nèi)的繞組9彼此的接觸面積變大，也能改善熱傳導(dǎo)。
另外，箍圈12因連接均壓線13，故能力圖從整流子片10向均壓線13傳熱，能更有效地降低電刷18的溫升，同時(shí)能提高整流效果，降低電刷溫度，也能降低噪聲。
另外，因能有效降低電刷18的溫升，因此即使是電刷18的附近有用樹脂構(gòu)成的底座15的刷握14，仍能抑制樹脂熔融及尺寸變化，能得到電刷18滑動(dòng)性好、低噪聲、價(jià)廉的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。另外，由于電流的下降率減小等，也能改善轉(zhuǎn)向的感覺。
電刷18因其軸向的一部分做成與整流子片10滑動(dòng)接觸的形狀，所以，增加滑動(dòng)面31的表面壓力，除了使電刷18接觸穩(wěn)定，更加減少發(fā)熱之外，還能降低噪聲。在為了降低損耗轉(zhuǎn)矩而彈簧19的載荷較低的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1上尤為適合。
另外，因?yàn)殡娝?8的形狀做成具有能與圓周方向上3片以上相鄰的整流子片10滑動(dòng)接觸的寬度，故與接觸2片的情況相比，能更加改善整流子片10向繞組9、均壓線13的熱傳導(dǎo)，能有效降低電刷18的溫升。
另外，由于整流子片10的外圓周面的直徑D取28mm，因此在確保整流子片10的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的前提下，可增加截面積指數(shù)，降低電刷溫度。若整流子片10的外圓周面的直徑D取得太小，則雖能減小損耗轉(zhuǎn)矩，但在確保旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的前提下無法增加截面積指數(shù)。另外，若整流子片10的外圓周面的直徑取得太大，則因損耗轉(zhuǎn)矩增加，故整流子片10的外圓周面的直徑D以取20mm至50mm為佳。更理想的為取23至33mm。另外，如額定電流與通電時(shí)間之積為一定，則在額定電流為25A至80A的范圍中可得到同樣的效果，能有效降低溫升。
實(shí)施形態(tài)2圖8所示為防止整流子片10飛出用的凸起33的其它實(shí)施形態(tài)，除此以外與實(shí)施形態(tài)1相同。圖8和圖4同樣，為將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷的主要部分剖面圖，整流子10的內(nèi)圓周面上有兩個(gè)幾乎遍及其軸向的整個(gè)區(qū)域、向各整流子片10的圓周方向中心側(cè)彎曲的防飛出用的凸起33，防止整流子片10因離心力等作用而松動(dòng)。整流子片10的構(gòu)成為，將2.4mm厚的銅板彎成圓環(huán)狀后，形成凸起33，在22片整流子片10連接好的狀態(tài)下用樹脂11一體成形，將成形后相鄰的整流子片間利用下挖溝槽34在電氣上分開。整流子7的整流子片10的片數(shù)N為22，整流子片10的外圓周面的直徑D為28mm。另外1片整流子片10的截面積A為6.5mm2。因而，截面積指數(shù)為0.18。
因?yàn)槿〗孛娣e指數(shù)為0.18，在內(nèi)徑側(cè)整流子片10的截面積增加，所以，與實(shí)施形態(tài)1相比，電刷溫度降低的效果稍些減少，但仍能得到相當(dāng)?shù)男Ч?。特別是因?yàn)橛砂宀膹潏A形成，比用管材形成更便宜。整流子片10因?yàn)閳D8的截面形狀大致遍及整個(gè)軸向，容易增加截面積，同時(shí)，整流子片10和樹脂11牢固地緊固在一起，所以即使是板材彎圓形成的整流子7，也能用于要求噪聲低的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。因?yàn)槭浅尚魏髮⒏髡髯悠g電氣分開而構(gòu)成，故能容易、廉價(jià)地制造整流子7。因?yàn)槌尚魏笤俜珠_，所以，整流子片10及其連接部形狀的自由度提高，整流子片10的生產(chǎn)率得以改善，同時(shí)整流子片10的截面積也能容易增加。
實(shí)施形態(tài)3圖9和圖4相同，為將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷的主要部分剖面圖，具有和圖4同樣的構(gòu)成。該整流子7的整流子片10的片數(shù)N為22，整流子片10的外圓周面直徑D為24.5mm。另外，一片整流子片10的截面積A為5.74mm2。因而，截面積指數(shù)為0.21。另外，額定電流為40A，配備在排氣量1000cc左右的車輛上。
因?yàn)榻孛娣e指數(shù)取0.21，在內(nèi)徑側(cè)增加整流子片10的截面積，故能得到與實(shí)施形態(tài)1同樣的效果。相比實(shí)施形態(tài)1，由于整流子片10的外圓周面直徑D減小，故損耗轉(zhuǎn)矩亦減小，能配備在排氣量較小的車輛上。
實(shí)施形態(tài)4圖10和圖4相同，為將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷的主要部分剖面圖。略呈鼓形的各整流子片10分別有一個(gè)向內(nèi)圓周側(cè)延伸的底腳部10a，底腳部10a的一端有防整流子片10飛出用的燕尾形的凸起33。底腳部10a大致遍及軸向的整個(gè)區(qū)域，凸起33防止整流子片10因離心力等作用而松動(dòng)。整流子片10的構(gòu)成為，用管狀的銅材進(jìn)行壓制，形成22片圓環(huán)狀連接的狀態(tài)，將其用樹脂11一體成形，成形后用下挖溝槽34將相鄰的整流子片間電氣上分開。整流子7在將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷時(shí)，整流子片徑向厚度T為3.5mm，整流子片外圓周面直徑D為28mm，T/D＝0.12。還有，已有的同樣裝置的T/D小于0.09，在內(nèi)圓周的整流子片徑向厚度T為已有的約1.4倍。還有，在下文中，將T/D稱為厚度指數(shù)。再者，該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1的額定電流為80A。
圖11為表示電刷形狀的說明圖，電刷18其軸向的箍圈一側(cè)端部29的滑動(dòng)面31具有與整流子片10外圓周面直徑幾乎相同的曲率，滑動(dòng)面31與整流子片10外圓周面滑動(dòng)接觸，形成一條滑動(dòng)痕跡32。還有，電刷18軸向尺寸約15mm，箍圈一側(cè)端部29有約4mm的滑動(dòng)面31。除上述以外，余者與實(shí)施形態(tài)1相同。
圖12為表示厚度指數(shù)與電刷溫度及允許轉(zhuǎn)速測定結(jié)果的說明圖。電刷溫度及允許轉(zhuǎn)速的測定同上述，關(guān)于最小允許轉(zhuǎn)速也一樣。如圖中所述，隨著厚度指數(shù)的增加，則電刷溫度降低，允許轉(zhuǎn)速下降。另外，厚度指數(shù)在已有裝置中為0.086、或0.089等，小于0.09。厚度指數(shù)取0.10以上0.14以下，則在確保最小允許轉(zhuǎn)速以上的前提下，能降低電刷溫度。更理想的為厚度指數(shù)取0.12以上，則效果更佳。增大厚度指數(shù)，由于除了整流子片10的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低外，還隨著銅材使用量增加，導(dǎo)致成本提高，而且引起整流子片10的生產(chǎn)率降低等等，所以在以往不考慮超出所需要的數(shù)值，從而沒有發(fā)現(xiàn)將厚度指數(shù)取大會(huì)使電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1電刷部的發(fā)熱傳向電樞側(cè)而使電刷溫度降低的技術(shù)思想。
因?yàn)樵O(shè)厚度指數(shù)為0.12，整流子片10的截面積增加，所以不僅增加熱容量，而且在車輛入庫時(shí)等短時(shí)間大量發(fā)熱的場合，電刷18的發(fā)熱也能有效地自整流子片10傳至繞組9、均壓線13，另外，整流子片10自身發(fā)熱也減少，能抑制電刷18的溫升。因此，能抑制通電電流的下降率，或增加額定電流，改善轉(zhuǎn)向感覺。另外，在滿足最小轉(zhuǎn)速的情況下，能得到安全的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。另外，因整流子片10內(nèi)徑尺寸取小，而增加截面積，故不必改變電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，就能得到小型、損耗轉(zhuǎn)矩小的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。
電刷18由于做成箍圈一側(cè)端部29與整流子片10滑動(dòng)接觸的形狀，故增加滑動(dòng)面31的表面壓力，除了電刷18的接觸穩(wěn)定，減少發(fā)熱外，也能減少噪聲。另外，因箍圈一側(cè)端部29做成與整流子片10滑動(dòng)接觸，因此至繞組9、均壓線13的距離縮短，亦能有效減低電刷溫度?？蛇m合于為了減小損耗轉(zhuǎn)矩而彈簧19的載荷較低的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)1。
實(shí)施形態(tài)5圖13和圖10相同，為將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷的主要部分剖面圖，具有和圖10同樣的構(gòu)成，整流子7在將電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷時(shí)，整流子片徑向厚度T為2.7mm，整流子片外圓周面直徑D為24.5mm，厚度指數(shù)T/D＝0.11。
因在內(nèi)徑側(cè)增加整流子片10截面積，使厚度指數(shù)為0.11，因此與實(shí)施形態(tài)4相比，雖然電刷溫度降低的效果減小，但仍能得到相當(dāng)?shù)男Ч?。更理想的是厚度指?shù)為0.12以上。另外，因?qū)⒄髯悠?0外圓周面直徑D縮小，故損耗轉(zhuǎn)矩減少，能配備在排氣量較小的車輛上。
本發(fā)明如上所述，因包括固定在磁軛內(nèi)壁面的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊繞方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端有連接前述繞組的箍圈、所述各整流子片的內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向的幾乎整個(gè)區(qū)域有防止所述整流子片飛出用的凸起、和用樹脂將所述整流子片一體成形的圓筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿接觸與軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)一片所述整流子片的截面積為A(mm2)、所述整流子片的片數(shù)為N、所述整流子片外圓周面直徑為D(mm)，則取0.18≤(A×N)/(D×D)≤0.23所以能得到電刷部的發(fā)熱能有效傳至電樞側(cè)而抑制電刷的溫升、零部件數(shù)減少、轉(zhuǎn)向感覺良好的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)。
另外，因包括固定在磁軛內(nèi)壁面上的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊繞方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端有連接所述繞組的箍圈、在所述各整流子片內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向的幾乎整個(gè)區(qū)域各設(shè)一個(gè)底腳部、該底腳部的一端有防止所述整流子片飛出用的凸起、和用樹脂將所述整流子片一體成形的圓筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸面垂直切斷時(shí)，設(shè)所述整流子片徑向厚度為T(mm)、所述整流子片外圓周面直徑為D(mm)，則取0.10≤T/D≤0.14所以能得到電刷部的發(fā)熱能有效傳至電樞側(cè)而抑制電刷的溫升、零部件數(shù)減少、轉(zhuǎn)向感覺良好的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括固定在磁軛內(nèi)壁面上的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊卷方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端上有連接所述繞組的箍圈、在所述各整流子的內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向幾乎整個(gè)區(qū)域有防所述整流子片飛出用的凸起、和用樹脂將所述整流子片一體成形的圓筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)一片所述整流子片的截面積為A(mm2)、所述整流子片的片數(shù)為N、所述整流子片外圓周直徑為D(mm)，則取0.18≤(A×N)/(D×D)≤0.23
2.一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括固定在磁軛內(nèi)壁面上的4極勵(lì)磁部；在有22條槽的鐵芯上以疊繞方式構(gòu)成的繞組、及在22片整流子片的一端有連接所述繞組的箍圈、在所述各整流子片內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向幾乎整個(gè)區(qū)域各設(shè)一個(gè)底腳部、該底腳部的一端有防整流子片飛出用的凸起、和用樹脂將所述整流子片一體成形的圓筒形整流子組成的電樞；及與所述整流子片的外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷，所述整流子在將所述電刷的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)所述整流子片徑向厚度為T(mm)、所述整流子片外圓周面直徑為D(mm)，則取0.10≤T/D≤0.14
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，箍圈至少連接電樞的2股繞組。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，箍圈連接均壓線。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有保持電刷并至少在所述電刷的附近有用樹脂構(gòu)成的零部件的刷握。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，電刷具有其軸向的一部分與整流子片滑動(dòng)接觸的形狀。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，電刷具有跨越在圓周方向上相鄰的整流子片3片以上并與它滑動(dòng)接觸的形狀。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)，其特征在于，整流子片外圓周面直徑為20mm至50mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能有效降低電刷部溫升、零部件數(shù)少、小型、低噪聲、轉(zhuǎn)向感覺良好的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電刷電動(dòng)機(jī)包括，4極的勵(lì)磁部；在有22條槽8的鐵芯5上以疊繞方式構(gòu)成的繞組9、及在22片整流子片10的一端有連接繞組9的箍圈12、在各整流子片10的內(nèi)圓周面?zhèn)缺榧捌漭S向幾乎整個(gè)區(qū)域有防整流子片飛出用的凸起33、和用樹脂將整流子片10一體成形的圓筒形整流子7組成的電樞4；及與整流子片10的外圓周面滑動(dòng)接觸的4個(gè)電刷18，整流子7在將電刷18的滑動(dòng)接觸部沿軸向垂直切斷時(shí)，設(shè)一片整流子片10的截面積為A(mm
文檔編號(hào)H02K23/38GK1512647SQ03145898
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者田中俊則, 山本雅祥, 和久攝, 山本京平, 平, 祥 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社