專利名稱：直流電動機的電樞、直流電動機以及直流電動機的電樞繞組方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在車輛等上裝載的直流電動機的電樞、直流電動機、以 及直流電動才幾的電樞繞組方法。
本申請基于2006年10月30日在日本專利局申請的日本專利申請 2006-293868、以及2007年10月24日在日本專利局申請的日本專利申 請2007-276373號主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
歷來，已知在車輛等上裝載的帶電刷的直流電動才幾。該直流電動機 是在內(nèi)周面上安裝有偶數(shù)個磁鐵的圓筒狀的磁軛的內(nèi)側(cè)，巻繞有電樞線 圏的電樞以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式配置的結(jié)構(gòu)。電樞具有在旋轉(zhuǎn)軸上外嵌 固定的電樞鐵芯。在電樞鐵芯上沿圓周方向放射狀地形成用于巻繞繞組 的丁字鋼(tees),在這些丁字鋼之間在軸方向上形成有長槽(slot)。 繞組(winding)被巻繞到各丁字鋼上，形成3相巻繞結(jié)構(gòu)的線圏。各線 圈與安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的各換向器片(segment)導通。各換向器片能夠與 電刷滑接，通過從該電刷對換向器片端子施加電壓，從而對各線圈供給 電流。
這時，流到各線圈的電流的相位產(chǎn)生偏差，由此在各線圈形成不同 的磁場，利用在磁輒與磁鐵之間產(chǎn)生的磁吸引力和排斥力，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸。
可是，近年來，在以上述方式構(gòu)成的三相直流電動機中，要求進一 步小型化、長壽命化、以及高性能化。因此，提出了以下技術(shù)，即通過 磁鐵的多極化、以及使槽數(shù)增加，使變動力矩(cogging torque,在電動 機中產(chǎn)生的振動)、電動機的力矩不均勻降低，并且使換向器 (commutator)的一部分^皮收容在電樞鐵芯上形成的收容孔中，由此謀 求電動機的小型化(例如，參照專利文獻l)。
專利文獻l:日本專利特開2006-204070號7>報
可是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，由于電動機的極數(shù)和槽數(shù)是規(guī)則的(2 極3槽的極對數(shù)倍)，所以當在各線圈與磁鐵之間使所希望的磁吸引力
4或排斥力發(fā)生時，有換向器片間的電壓變高的傾向。因此，謀求提高電 刷的耐久性有極限，結(jié)果是存在難以成為有效的電動機的長壽命化的方 法的問題。
此外，降低變動力矩和電動機的力矩不均勻存在極限，有難以謀求 高性能化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，提供一種相對于三相直流 電動機，能夠謀求更小型化、長壽命化、以及高性能化的直流電動機的 電片區(qū)、直流電動才幾以及直流電動才幾的電才區(qū)繞組方法。
解決問題的方法
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一發(fā)明的直流電動機的電樞，包括 旋轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼，安裝在上述旋轉(zhuǎn) 軸上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞鐵芯，具有在上述丁字鋼之間 形成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述電樞鐵芯鄰接地 設置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器片，該電樞是8 極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任何一種，該直流 電動機的電樞的特征在于，在上述換向器上設置有對成為相同電位的換 向器片彼此進行短路的短路構(gòu)件，在具有與鄰接的換向器片間的電位差 相等的電位差的換向器片之間電連接繞組，并且在上述丁字鋼上該巻繞 繞組，形成線圏。.
在該情況下，本發(fā)明的第二發(fā)明是，可以在相當于同相的丁字鋼彼 此上連續(xù)巻繞上述繞組。
此外，本發(fā)明的第三發(fā)明是，可以在上述鄰接的換向器片之間電連 接上述繞組，在上述丁字鋼的每一個上分別巻繞不同的上述繞組。
通過以這樣的方式構(gòu)成，能夠使電樞為5相巻繞結(jié)構(gòu)，因此與三相 巻繞結(jié)構(gòu)的電樞相比能夠使換向器片間的電壓下降。
此外，通過以短路構(gòu)件將成為相同電位的換向器片彼此短路，從而 不再需要設置與換向器片的個數(shù)相同數(shù)量的電刷，能夠降低電刷的設置 數(shù)量。
進而，由于成為相同電位的換向器片彼此被短路，所以不再需要將 繞組的巻繞起始端與巻繞結(jié)束端連接在鄰接的換向器片之間，能夠電連接在巻繞起始端、巻繞結(jié)束端的各自附近存在的換向器片上。因此，能 夠防止換向器與電樞鐵芯之間的巻太粗。
本發(fā)明的第四發(fā)明是一種直流電動機，其特征在于，使用第一發(fā)明 ~第三發(fā)明的任何 一 種直流電動機的電樞。
本發(fā)明的第五發(fā)明是一種直流電動機的電樞繞組方法，該直流電動
機的電樞包括旋轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼， 安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞鐵芯，具有在 上述丁字鋼之間形成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述 電樞鐵芯鄰接地設置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器 片，該電樞是8極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任 何一種，該直流電動才幾的電樞繞組方法的特征在于，以短;洛構(gòu)件對成為 相同電位換向器片彼此進行短路，在具有與鄰接的換向器片之間的電位 差相等的電位差的楝向器片之間電連接繞組，在相當于同相的丁字鋼彼 此上連續(xù)巻繞上述繞組。
本發(fā)明的第六發(fā)明是一種直流電動機的電樞繞組方法，該直流電動 機的電樞包括旋轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼， 安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞鐵芯，具有在 上述丁字鋼之間形成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述 電樞鐵芯鄰接地設置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器 片，該電樞是8極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任 何一種，該直流電動才幾的電樞繞組方法的特征在于，以短路構(gòu)件對成為 相同電位的換向器片彼此進行短路，在上述鄰接的換向器片之間電連接 繞組，并且對上述丁字鋼的每一個分別巻繞不同的上述繞組。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠使電樞為5相巻繞結(jié)構(gòu)，所以與3相巻繞結(jié) 構(gòu)的電樞相比能夠使換向器片間的電壓下降。因此，能夠延長電刷的壽 命，結(jié)果能夠延長電動機的壽命。
此外，通過采用5相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機，與3相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機 相比每一次旋轉(zhuǎn)的電流的變化小，因此，比起3相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機， 能夠使電動機的變動力矩、電動機的力矩不均勻降低。因此，能夠謀求 直流電動機的高性能化。而且，因為通過以短路構(gòu)件對成為相同電位的換向器片彼此進行短 路，從而不再需要設置與換向器片的個數(shù)相同數(shù)量的電刷，能夠使電刷 的設置數(shù)量減少。因此，能夠使部件件數(shù)減少，能夠削減制造成本，并 且能夠使直流電動機進一步小型化。
此外，由于成為相同電位的換向器片彼此被短路，所以不再需要將 繞組的巻繞起始端與巻繞結(jié)束端連接在鄰接的換向器片之間，能夠電連 接在巻繞起始端、巻繞結(jié)束端的各自附近存在的換向器片上。因此，能 夠防止換向器與電樞鐵芯之間的巻太粗。由此，能夠進一步謀求直流電 動機的小型化。
進而，根據(jù)本發(fā)明，通過使用第一發(fā)明的電樞，能夠提供相對于3 相直流電動機實現(xiàn)更小型化、長壽命化以及高性能化的直流電動機。


圖1是本發(fā)明的實施方式的電動機的縱剖面圖。 圖2是本發(fā)明的實施方式的電動機的橫剖面圖。 圖3是表示本發(fā)明的第 一 實施方式的電樞線圏的巻繞狀態(tài)的電樞的
展開圖。 .
圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的變動力矩的變化的圖表。
圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的力矩的變化的圖表。
圖6是表示本發(fā)明的笫 一 實施方式的電刷的耐久時間的圖表。
圖7是表示本發(fā)明的第 一 實施方式的電樞線圏的巻繞狀態(tài)的電樞的
展開圖。 .
圖8是表示本發(fā)明的第二實施方式的電樞線圏的巻繞狀態(tài)的電樞的
展開圖。
圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式的電樞線圈的巻繞狀態(tài)的電樞的 展開圖。
附圖標記說明.
1. 電動機
2. 電動機殼體(磁扼)
3. 電樞
4. 永磁鐵(磁極)
5. 旋轉(zhuǎn)軸 -6. 電樞
7. 電樞鐵芯
7a.第一線圈(線圏) 7b.第二線圈(線圏) 7c.第三線圈(線圈) 9. 丁字鋼
11. 槽
12. 繞組
13. 換向器
14. 14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f.換向器片 25.連接線(短路構(gòu)件)
具體實施例方式
接著，基于圖1 ~圖6對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。 如圖1、圖2所示，電動機1是裝載在車輛上的電氣安裝件(例如， 散熱器風扇)的驅(qū)動源，是在有底圓筒形狀的電動機殼體2內(nèi)以旋轉(zhuǎn)自 由的方式配置了電樞3的結(jié)構(gòu)。在電動機殼體2的內(nèi)周面上在圓周方向 上固定有多個永磁鐵4。具體地說是8個永磁鐵4,也就是說具有8個 磁極。
電樞3由在旋轉(zhuǎn)軸5上固定的電樞鐵芯6、在電樞鐵芯6上巻繞的 電樞線圏7、在電樞鐵芯6的一端側(cè)配置的換向器13而構(gòu)成。電樞鐵芯 6是在軸方向上層疊多枚環(huán)狀的金屬板8的結(jié)構(gòu)。在金屬板8的外周部 上沿著圓周方向等間隔地放射狀地形成有多個(在本實施方式中是10 個)T字形的丁字鋼9 (參照圖2)。通過在旋轉(zhuǎn)軸5上外嵌多枚金屬板 8，在電樞鐵芯6的外周上在鄰接的丁字鋼9之間形成有燕尾槽狀的槽 11。槽11沿著軸方向延伸，沿著圓周方向等間隔地形成有多個(在本 實施方式中是IO個)。
在該槽11間巻繞瓷漆(enamel)被覆的繞組12，由此在電樞鐵芯 6的外周形成多個電樞線圏7。
換向器13被外嵌固定在旋轉(zhuǎn)軸5的一端。在換向器13的外周面上， 安裝有多個(在本實施方式中是20個)以導電材料形成的換向器片14。
換向器片14由在軸方向上長的板狀的金屬片構(gòu)成，以彼此絕緣的
8狀態(tài)沿著圓周方向等間隔地并列固定。在各換向器片14的電樞鐵芯6 一側(cè)的端部上，整體形成有以向外徑側(cè)翻回的形式^皮折彎的豎片(riser) 15。成為電樞線圏7的巻繞起始端部和巻繞結(jié)束端部的繞組12掛繞在 豎片15上，繞組12通過熔融固定在豎片15上。由此，換向器片14和 與此對應的電樞線圏7電連4妻。
此外，如圖2所示，與成為相同電位的換向器片(在本實施方式中 是每隔四個的換向器片14)對應的豎片15上分別掛繞有連接線25,連 接線25通過熔融固定在豎片15上。連接線25用于對成為相同電位的 換向器片14彼此進行短路，在換向器13與電樞鐵芯6之間布線。
如圖l所示，旋轉(zhuǎn)軸5的另一端側(cè)被在電動機殼體2上突出形成的 軸轂(boss)內(nèi)的軸承16旋轉(zhuǎn)自由地支撐。在電動機殼體2的開口端上 設置有蓋17，在該蓋17的內(nèi)側(cè)安裝有支撐物(holder stay) 18。在支撐 物18上，在繞圓周方向上隔開45°的間隔形成有兩處刷握(brush holder) 19。電刷21分別經(jīng)由各個彈簧21在被加力的狀態(tài)下出沒自由 地內(nèi)置在刷握19中。由于該電刷21的前端部通過彈簧29 ^:加力，所 以與換向器13滑接，來自外部的電源經(jīng)由電刷21被供給到換向器13。
在以上述方式構(gòu)成的8極10槽20換向器片的電動機1的電樞3上， 按照以下方式巻繞繞組12。
圖3是將電樞3的換向器片14 (豎片15)和丁字鋼9、在電動機殼 體2側(cè)固定的永磁鐵4、和連接線25展開后的圖，鄰接的丁字鋼9之間 的空隙相當于槽11。再有，在以下的附圖中，分別對各換向器片14、 各丁字鋼9以及巻繞的繞組12賦予符號進行說明。
如同圖所示，成為相同電位的換向器片14彼此通過連接線25被短 路。也就是說，每隔四個的換向器片14彼此通過連接線25被分別短路。
此外，U、 V、 W、 X、 Y相在圍繞圓周的方向上分別以該順序被分 配給各丁字鋼9。也就是說，第一、第六丁字鋼9是U相，第二、第七 丁字鋼9是V相，第三、第八丁字鋼9是W相，第四、第九丁字鋼9 是X相，第五、第十丁字鋼9是Y相。
繞組12例如在其巻繞起始端部30從第一換向器片14a起開始巻繞 的情況下，首先在笫一換向器片14a的豎片15上掛繞之后，將繞組12 引入在第一換向器片14a附近存在的第一 第十丁字鋼9之間的槽lla。
然后，在第一丁字鋼9上巻繞n (n是1以上的自然數(shù))次形成第一線圈7a。
接著，從第一 第二丁字鋼9之間的槽lib引出繞組12,引入第五~ 第六丁字鋼9之間的槽llc。然后，在第六丁字鋼9上巻繞n次形成第 二線圈7b。該第一丁字鋼9和第六丁字鋼9存在于以旋轉(zhuǎn)軸5為中心彼 此點對稱的位置上。
繞組12在形成第二線圈7b之后，從第六~第七丁字鋼9之間的槽 lld被引出，在第六丁字鋼9附近存在的第十二換向器片14b的豎片15 上掛繞。然后，將繞組12的巻繞結(jié)束端40連接在第十二換向器片14b 上。由此，在第一、第十二換向器片14a、 14b之間形成電樞線圏7 (U 相)，該電樞線圏7 (U相)具備被巻繞在第一丁字鋼9和第六丁字 鋼9上，并且串聯(lián)連接的一對線圈7a、 7b。再有，連接有巻繞結(jié)束端 40的第十二換向器片14b和與第一換向器片14a鄰接的第二換向器片 14e,通過連接線25被短路。因此，第一換向器片14a、第十二換向器 片14b之間的電位差，與鄰接的換向器片(換向器片14a、 14e)之間的 電位差相等。
同樣地，例如在繞組12的巻繞起始端30從第三換向器片14c起開 始巻繞的情況下，首先在第三換向器片14c的豎片15上掛繞之后，將 繞組12引入在第三換向器片14c附近存在的第一 第二丁字鋼9之間 的槽llb。然后，在第二丁字鋼9上巻繞n次形成第一線圏7a。
接著，從第二-第三丁字鋼9之間的槽lie引出繞組12，引入第六~ 笫七丁字鋼9之間的槽lld。然后，在第七丁字鋼9上巻繞n次形成笫 二線圈7b。該笫二丁字鋼9和第七丁字鋼9存在于以旋轉(zhuǎn)軸5為中心彼 此點對稱的位置上。
繞組12在形成第二線圈7b之后，從第七~第八丁字鋼9之間的槽 被引出，在第七丁字鋼9附近存在的第十四換向器片14d的豎片15上 掛繞。然后，將繞組12的巻繞結(jié)束端40連接在第十四換向器片14d上。 由此，在第二、第十四換向器片14c、 14d之間形成電樞線圈7(V相)， 該電樞線圈7 (V相)具備被巻繞在第二丁字鋼9和第七丁字鋼9上， 并且串聯(lián)連接的一對線圈7a、 7b。
然后， 一邊反復該過程依次在各換向器片14之間形成兩個線圏7a、 7b—邊進行巻繞，由此在電樞鐵芯6上形成5相(U, V, W, X, Y相) 巻繞結(jié)構(gòu)的電樞線圏7。此外，由于成為相同電位的換向器片14彼此通過連接線25被短路， 結(jié)果成為在鄰接的換向器片14之間，U, V, W, X, Y相的電樞線圈7 以該順序依次被電連接的結(jié)構(gòu)。也就是說，在第一~第二換向器片14a、 14e之間連接U相的電樞線圈7，在第二~第三換向器片14e、 14c之間 連接X相的電樞線圈7，接著在鄰接的換向器片14之間分別連接有V, Y, W相的電樞線圈7。
因此，如上述第一實施方式那樣，通過采用5相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機， 旋轉(zhuǎn)中的電流變化的次數(shù)增多，由此，每次換流的電流的變化比3相巻 繞結(jié)構(gòu)的電動機小，因此能夠使電動機的力矩的不均勻減少。
此外，由于以8極10槽構(gòu)成，所以能夠使該次數(shù)為40次。相對于 此，3相直流電動機的同磁極數(shù)(8極12槽)的結(jié)構(gòu)的次數(shù)變?yōu)?4次。 即，通過釆用5相巻繞結(jié)構(gòu)(8極IO槽)的電動機，與3相直流電動機 相比能夠使次數(shù)增加，因此比起3相直流電動機能夠減小變動力矩。
這里，通常次數(shù)與電樞1旋轉(zhuǎn)中的變動力矩的山峰的數(shù)量相等。因 此，次數(shù)越多，越能夠使電樞1旋轉(zhuǎn)中的山峰、即變動力矩變小。
圖4是在將縱軸作為變動力矩、將橫軸作為電樞的任意角度6的情 況下，比較該第一實施方式的電動機1 (8極、10槽，8P-10S),和現(xiàn) 有的3相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機(8極、12槽，8P-12S)的變動力矩的變化 的圖表。根據(jù)該圖，能夠確認電動機1的變動力矩相對于現(xiàn)有的電動機 的變動力矩減少一半。
圖5是將縱軸作為力矩、將橫軸作為電樞的任意角度6時的比較該 第一實施方式的電動機1 (8P-10S)，和現(xiàn)有的電動機(8P-12S)的力 矩的不均勻的圖表。根據(jù)該圖，能夠確認電動機1的力矩不均勻相對于 現(xiàn)有的電動機的變動力矩減少大約一半。
此外，通過采用5相巻繞結(jié)構(gòu)，與3相巻繞結(jié)構(gòu)的電動機相比能夠 使換向器片之間電壓下降，能夠延長電刷21的壽命。
圖6是對該第一實施方式的電動機1 (8P-10S)，和現(xiàn)有的電動機 (8P-12S)的電刷21的耐久時間進行比較的圖。如同圖所示，電動機l 的電刷21的壽命與現(xiàn)有的電動機(8P-12S)相比，延長大約2倍。再 有，換向器片14的設置個數(shù)相對于槽11變?yōu)閮杀?，這也能使換向器片 14間的電壓下降，由此，能夠進一步延長電刷21的壽命。
此外，根據(jù)上述第一實施方式，由于成為相同電位的換向器片14
ii彼此通過連接線25被短路，所以不需要對與相同的相(U, V, W, X, Y相)對應的換向器片14都設置電刷21,能夠減少電刷21的設置數(shù)量。 因此，通過減少部件件數(shù)，能夠削減制造成本，并且能夠使直流電動機 進一步小型化。
進而，不需要將繞組12的巻繞開始端30和巻繞結(jié)束端40連接在 鄰接的換向器片14之間，而能夠連接在巻繞開始端30、巻繞結(jié)束端40 各自附近存在的換向器片14上。因此，能夠防止換向器13與電樞6之 間的巻太粗。由此，能夠進一步使電動機1小型化。
再有，在該第一實施方式中，說明了串聯(lián)連接在彼此同相的丁字鋼 9上分別形成的一對線圈7a、 7b,形成電樞線圏7的結(jié)構(gòu)的情況，但如 圖7所示，也可以是在鄰接的換向器片14之間連接繞組12，在丁字鋼 9的每一個上巻繞繞組12的結(jié)構(gòu)。
在該情況下，在繞組12例如其巻繞起始端30從第一換向器片14a 起開始巻繞的情況下，首先在第一換向器片14a的豎片15上桂繞之后， 將繞組12引入在第一換向器片14a附近存在的第一 第十丁字鋼9之 間的槽lla。然后，在第一丁字鋼9上巻繞n次。
接著，從第一 第二丁字鋼9之間的槽lib引出繞組12,在與第一 換向器片14a鄰接的第二換向器片14e的豎片15上掛繞。然后，在第二 換向器片14e上連接巻繞結(jié)束端40。由此，在第一、第二換向器片14a、 14e之間形成在第一丁字鋼9上巻繞的U相的電樞線圏7。然后， 一邊 反復該過程依次在鄰接的換向器片14之間形成對丁字鋼9的每一個巻 繞的電樞線圏7， 一邊進行巻繞，由此在電樞6上形成5相(U, V, W, X, Y相)巻繞結(jié)構(gòu)的電樞線圈7。
此外，由于成為相同電位的換向器片14彼此通過連接線25被短路， 結(jié)果成為在鄰接的換向器片14之間，U, V， W， X, Y相的電樞線圈7 以該順序依次被電連接的結(jié)構(gòu)。進而，通過連接線25,從電刷21對換 向器片14施加電壓，對電樞線圈7供給電流的情況下，該電刷21對與 抵接的換向器片14相當?shù)南嗟碾姌芯€圈7的全部供給電流。
像這樣，當對丁字鋼9的每一個形成電樞線圈7時，與串聯(lián)連接在 彼此同相的丁字鋼9上分別形成的一對線圈7a、 7b而形成電樞線圈7 的情況下的并聯(lián)電路數(shù)(電動機的并聯(lián)電路數(shù)是2)相比，能夠使并聯(lián) 電路數(shù)量增加(電動機的并聯(lián)電路數(shù)是4)。因此，能夠使繞組12的線^圣變細。
接著，援用圖1,基于圖8、圖9對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。
在該第二實施方式中，對設置了 12個永磁鐵4(磁極)、15個槽 11、 30個換向器片14的12極15槽30換向器片的電動機1進行說明。 再有，在該第二實施方式中，在圍繞圓周方向上隔開30°形成兩處刷握 (brush holder) 19。
如圖8所示，在繞組12例如其巻繞起始端30從第一換向器片14a 起開始巻繞的情況下，首先在第一換向器片14a的豎片15上掛繞之后， 將繞組12引入在第一換向器片14a附近存在的第一~第十五丁字鋼9 之間的槽lla。然后，在第一丁字鋼9上巻繞n次形成第一線圈7a。
接著，從第一~第二丁字鋼9之間的槽llb引出繞組12,引入第五~ 第六丁字鋼9之間的槽llc。然后，在第六丁字鋼9上巻繞n次形成第 二線圏7b。進而，從第六 第七丁字鋼9之間的槽lld引出繞組12， 引入第十 第十一丁字鋼9之間的槽llg。然后，在第十一丁字鋼9上 巻繞n次形成第三線圏7c。該笫一丁字鋼9、第六丁字鋼9和第十一丁 字鋼9分別存在于120°間隔上。
繞組12在形成第三線圈7c之后，從第十一~第十二丁字鋼9之間 的槽llh被引出，在第十一丁字鋼9附近存在的第二十二換向器片14f 的豎片15上掛繞。然后，將繞組12的巻繞結(jié)束端40連接在第二十二 換向器片14f上。由此，在第一、第二十二換向器片14a、 14f之間形成 U相的電樞線圈7，該U相的電樞線圈7具備在第一丁字鋼9、第六 丁字鋼9和第十一丁字鋼9上巻繞、并且串聯(lián)連接的線圏7a、 7b、 7c。
然后， 一邊反復該過程依次在各換向器片14之間形成三個線圏7a、 7b、 7c—邊進行巻繞，由此在電樞6上形成5相(U, V, W, X, Y相) 巻繞結(jié)構(gòu)的電樞線圏7。
因此，根據(jù)上述第二實施方式，即使是12極15槽30換向器片的 電動機1,也能夠得到與笫一實施方式相同的效果。進而，通過使永磁 鐵4 (極數(shù))和槽11增加，與第一實施方式相比，能夠進一步使變動力 矩和電動機l的力矩不均勻下降。
再有，在該第二實施方式中，對在串聯(lián)連接彼此同相的丁字鋼9上 分別形成的三個線圈7a、 7b、 7c而形成電樞線圏7的結(jié)構(gòu)的情況進行了說明，但如圖9所示，也可以是將繞組連接在鄰接的換向器片14之間，
對丁字鋼9的每一個巻繞繞組12形成電樞線圈7的結(jié)構(gòu)。
在該情況下，與將在同相的丁字鋼9上分別形成的三個線圏7a、7b、 7c串聯(lián)連接而形成電樞線圈7的情況下的并聯(lián)電路數(shù)(電動機的并聯(lián)電 路數(shù)量是2)相比較，能夠使并聯(lián)電路數(shù)量增加(電動機的并聯(lián)電路數(shù) 量是6)。因此，能夠使繞組12的線徑變細。
再有，本發(fā)明并不被上述實施方式限定，還包含在不脫離本發(fā)明的 主旨的范圍中，對上述實施方式施加各種變更的情況。
此外，在上述實施方式中，說明了在成為相同電位的換向器片14 彼此通過連接線25:被短路的情況下，在支撐物18上形成兩處刷握19, 各電刷21經(jīng)由各個彈簧29以被加力的狀態(tài)出沒自由地內(nèi)置在該刷握19 中的情況?？墒?，即使是在成為相同電位的換向器片14彼此通過連接 線25被短路的情況下，刷握19(電刷21)的設置處所也不被限定為兩 處，能夠?qū)谙蚋麟姌芯€圈7供給的電流密度的大小進行增設。
進而，在上述實施方式中，說明了繞組12的巻繞起始端30與巻繞 結(jié)束端40分別位于被巻繞的丁字鋼9的附近，并且連接在與該丁字鋼9 的相(U, V, W, X, Y相)相當?shù)膿Q向器片14上的情況，但并不限 定于此。巻繞起始端30與巻繞結(jié)束端40只要連接在與該繞組12被巻 繞的丁字鋼9的相相當?shù)膿Q向器片14上即可。
此外，在上述實施方式中，說明了電樞鐵芯6是將環(huán)狀的金屬板8 在軸方向上層疊多枚而成，在金屬板8的外周部沿著圓周方向等間隔地 放射狀地形成多個T字形的丁字鋼9的情況，但電樞鐵芯6的形狀并不 限定于此，是在圓周方向上能夠分割的分割鐵芯方式也可，是以相對于 軸方向一邊:t丑轉(zhuǎn)一邊傾4斗的方式具有凍牛交角(skew angle)的形狀也可。
權(quán)利要求
1.一種直流電動機的電樞，包括旋轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼，安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞鐵芯，具有在上述丁字鋼之間形成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述電樞鐵芯鄰接地設置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器片，該電樞是8極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任何一種，該直流電動機的電樞的特征在于，在上述換向器上設置有對成為相同電位的換向器片彼此進行短路的短路構(gòu)件，在具有與鄰接的換向器片間的電位差相等的電位差的換向器片之間電連接繞組，并且在上述丁字鋼上卷繞該繞組，形成線圈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動機的電樞，其特征在于，在相當 于同相的丁字鋼彼此上連續(xù)巻繞上述繞組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動機的電樞，其特征在于，在上述 鄰接的換向器片之間電連接上述繞組，在上述丁字鋼的每一個上分別巻 繞不同的上述繞組。
4. 一種直流電動機，其特征在于，使用權(quán)利要求1~權(quán)利要求3的 任何 一 項所述的直流電動機的電樞。
5. —種直流電動才幾的電樞繞組方法，該直流電動才幾的電片區(qū)包4舌》走 轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼，安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸 上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞鐵芯，具有在上述丁字鋼之間形 成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述電樞鐵芯鄰接地設 置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器片，該電樞是8極 10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任何一種，該直流電動 機的電樞繞組方法的特征在于，以短路構(gòu)件對成為相同電位的換向器片彼此進行短路，在具有與鄰 接的換向器片之間的電位差相等的電位差的換向器片之間電連接繞組， 在相當于同相的丁字鋼彼此上連續(xù)巻繞上述繞組。
6. —種直流電動機的電樞繞組方法，該直流電動機的電樞包括旋 轉(zhuǎn)軸，被具有多個磁極的磁軛軸支撐；多個丁字鋼，安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸 上，并朝向徑方向放射狀地延伸；電樞4失芯，具有在上述丁字鋼之間形 成、沿著軸方向延伸的多個槽；以及換向器，與上述電樞鐵芯鄰接地設 置在上述旋轉(zhuǎn)軸上，在圓周方向上配置有多個換向器片，該電樞是8極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任何一種，該直流電動 機的電樞繞組方法的特征在于，以短路構(gòu)件對成為相同電位的換向器片彼此進行短路，在上述鄰接 的換向器片之間電連接繞組，并且對上述丁字鋼的每一個分別巻繞不同 的上述繞組。
全文摘要
本發(fā)明涉及8極10槽20換向器片、或12極15槽30換向器片的任何一種的直流電動機的電樞(3)，在換向器上設置對成為相同單位的換向器片(14)彼此進行短路的連接線(25)，在具有與鄰接的換向器片(14)之間的電位差相等的電位差的換向器片(14)之間電連接繞組(12)，并且在丁字鋼(9)上卷繞繞組(12)形成電樞線圈(7)。由此，提供相對于3相直流電動機，能夠謀求更小型化、長壽命化以及高性能化的直流電動機的電樞、直流電動機、以及直流電動機的電樞繞組方法。
文檔編號H02K15/02GK101584104SQ200780048939
公開日2009年11月18日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者川島義親, 鹽田直樹 申請人:株式會社美姿把