[发明专利]转子和换向器

说明书

本发明涉及电动机，特别涉及在燃料泵电机中使用的转子和换向器。燃料泵电机应用于车辆中以将燃料从燃料箱传送到发动机。

在燃料泵电机中，燃料通过电机，使电机和泵浸没在燃料箱中或构成燃料管路的一部分，减少了泵和电机间发生渗漏的危险。电机是直流电机，其具有永磁定子和绕线转子或电枢。电刷和换向器把转子的绕组连接到外部电源上。因为转子浸没在燃料中，所以注意力放在使转子符合空气动力学，以减少在燃料中物理转动转子所需要的动力，当燃料更粘稠时，该所需要动力要比在空气中转动转子所需要的动力大得多。在湿和干运行情况下转动转子所需动力的差别被称作冲压损耗(punch losses)。

为减少冲压损耗，已知的方法是当转子被缠绕完后，通过全部模制转子来完全封装转子。从流体动力学观点来看，这是最好的解决方法，但封装的材料也热隔离了转子绕组，导致较高的绕组温度和较高的故障危险。通过使用较大直径的金属丝可以克服这一点，但这会导致电机庞大和成本较高。全部模制转子的成本也是一个重大的缺点，并且还存在转向片污染问题。

另一个已知的费用低廉的方法是一个折衷方案，其中一个外罩放在远离换向器的转子端部上，其覆盖从转子铁芯这一端伸出的绕组的端部或头部。在燃料流动方向上这一端是前端，该外罩减少了转子前端处的紊流。其还允许一些燃料通过电机与绕组接触，以保持转子铁芯和绕组冷却。然而，由于换向器端部的换向器连接和绕组端部是暴露的，冲压损耗仍是很明显的。

从而，需要一种燃料泵电机用转子，其以适当的成本具有降低的与换向器连接相关的冲压损耗。

根据第一方面，本发明为电机绕线转子提供了一种换向器；该换向器包括：

一换向器底座；

多个由底座支撑并固定在底座上的换向器转向片，每个转向片具有整体式开槽终端，用于接收并夹住各自的转子绕组接头部分；

一冠状物，其具有多个腔体，用于接收换向器转向片的终端，每个腔体具有一对端部开口的槽，用于接收各自的绕组接头部分，其特征在于，换向器底座具有轴向延伸的环形套筒，套筒径向包围终端并形成一个凹腔，凹腔用于至少部分地容纳冠状物和绕组的轴向端部。

根据第二方面，本发明为燃料泵电机提供了一种转子，包括：一根轴；一个转子铁芯，该铁芯固定在轴上并具有多个凸极；转子绕组，缠绕在凸极上并具有接头部分；一换向器，该换向器固定在轴上，与转子铁芯的一端相邻。该换向器具有一换向器底座；多个换向器转向片和一冠状物。转向片固定在底座上，每个转向片具有开槽的终端，用于接收并夹住各自的转子绕组接头部分。冠状物具有多个用于接收终端的腔体。每个腔体具有一对端部开口的槽，该槽在转子的缠绕过程中接收各自的接头部分，当通过换向器底座和冠状物间的相对轴向运动将终端压入腔体中时，该槽还在把终端与接头部分连接在一起的过程中支持各自的接头部分。换向器底座具有轴向延伸的环形套筒，套筒径向包围终端并形成一个凹腔，凹腔至少部分地容纳冠状物和绕组的轴向端部。

这样，可减少由换向器端部的换向器连接和绕组端部产生的紊流。由于绕组不是全部模制在转子铁芯上，燃料将穿过转子铁芯并冷却绕组。

有利的是，换向器底座具有径向壁，套筒从该壁的径向外侧边缘部分延伸。径向壁允许换向器底座具有多个在径向壁和套筒之间延伸的肋条以加强套筒。

理想的是，肋条的数量是终端的两倍，每个终端分别位于相邻的一对肋条之间。

为增加通过转子铁芯的燃料流量，径向壁可具有一个或多个用于通过燃料的孔。实际上，在套筒和转子铁芯之间可以有一个轴向间隙，以保证转子绕组周围具有适当的燃料流量而仍然能减少紊流。此外或作为另外一种选择，套筒的形状可以是张开的。

有利的是，每个换向器转向片包括一个导电金属终端部分，该导电金属终端部分部分地嵌入在碳材料电刷接触部分中。这对于具有较高酒精含量的燃料是特别可取的。

有利的是，换向器转向片形成一个圆柱形滑动接触表面或一个平面滑动接触表面。

现在仅参考附图通过实例来描述本发明的两个优选实施例，其中：

图1所示为根据第一实施例并具有圆柱体形式换向器的供燃料泵电机使用的转子的侧视图；

图2所示为从换向器端观察的图1转子的端视图；

图3所示为图1转子的剖面图；

图4所示为图3转子换向器的一部分的放大剖面图；

图5所示为冠状物的端视图，该冠状物为图3转子换向器的一部分；

图6所示为根据第二实施例具有平面形式换向器的供燃料泵电机使用的转子的侧视图；

图7所示为从换向器端观察的图6转子的端视图；

图8所示为图6转子换向器的底座部分的放大剖面图。