本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮閜ct/jp2013/072539,國際申請日為2013年08月23日,進(jìn)入中國國家階段的申請?zhí)枮?01380043515.3,名稱為“電動馬達(dá)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種例如裝載在車輛中的電動馬達(dá)。
本發(fā)明基于2012年8月30日在日本提交的日本專利特愿2012-189993號以及2012年12月18日在日本提交的日本專利特愿2012-276265號要求優(yōu)先權(quán),并將其內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù):
例如,作為汽車用的刮水器電動機(jī),有時使用能切換轉(zhuǎn)速的三電刷式電動機(jī)。在這種電動機(jī)中,卷裝有電樞線圈的電樞能自由旋轉(zhuǎn)地配置在圓筒狀的軛鐵的內(nèi)側(cè),在該軛鐵的內(nèi)周面包括多個磁極。電樞具有外嵌固定在轉(zhuǎn)軸上的電樞鐵心,在電樞鐵心上形成有沿軸向較長的切槽。在該切槽內(nèi)隔著規(guī)定間隔地以分布卷繞方式卷裝有繞組,形成多個線圈。各線圈與安裝在轉(zhuǎn)軸上的整流器的各整流片接通。
各整流片能與電刷滑動接觸。電刷由低速用電刷、高速用電刷以及在這些電刷中共用的共用電刷這三種電刷構(gòu)成。高速用電刷配置成比低速用電刷提前觸發(fā)的形態(tài)。并且,在通常工作時,利用共用電刷和低速用電刷供給電力,在高速工作時,利用共用電刷和高速用電刷供給電力。通過這樣構(gòu)成,三電刷式電動機(jī)能使通常工作時和高速工作時的有效導(dǎo)體數(shù)存在不同。也就是說,在高速工作時,與通常工作時相比,電動機(jī)提前觸發(fā),從而能使電動機(jī)以比通常工作時更高速的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行工作。
在此,考慮到提高車輛裝載性等要求,始終希望刮水器電動機(jī)等裝載于車輛的電動機(jī)能實(shí)現(xiàn)小型化。因而,例如公開了一種將電樞鐵心的切槽的個數(shù)(槽數(shù))設(shè)定為十六個、且將磁極數(shù)設(shè)定為四個極的電動機(jī)。在上述電動機(jī)中,根據(jù)磁極數(shù)以跨過四個極齒的分布卷繞方式卷繞有線圈。此外,將線圈與具有使處于相同電位的整流片彼此短路的十六片整流片的整流器連接(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2010-226847號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
另外,上述現(xiàn)有技術(shù)的電動機(jī)為了獲得較大的輸出,大多與減速器(減速部)連接來進(jìn)行使用。在此,作為實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的小型化的方法,可考慮增大減速器的減速比。這是由于通過增大減速比,能夠抑制電動機(jī)本身的輸出,其結(jié)果是,能使電動機(jī)小型化。
此時,需要與增大減速比相應(yīng)地增加電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,但在切槽數(shù)較多的情況下,由磁極數(shù)和切槽數(shù)的最小公倍數(shù)確定的階數(shù)增大。
因而,存在電動機(jī)的噪聲變?yōu)楦哳l、且該噪聲刺耳這樣的問題。
另外,由于切槽的個數(shù)越多,電樞鐵心的形狀變得越是復(fù)雜,因此,存在電樞的生產(chǎn)率降低這樣的問題。
此外,由于每一極對的整流片數(shù)較少,因此,整流片間的電壓變大,存在整流性變差這樣的問題。
另外,由于將線圈以分布卷繞方式卷繞在極齒上,因此,存在線圈末端的重疊增多、線圈的線材成本增加,并且使電動機(jī)性能下降、電動馬達(dá)大型化這樣的問題。
因而,本發(fā)明鑒于上述情況而作,提供一種能夠防止高頻的噪聲,并且提高電樞的生產(chǎn)率,還能提高整流性的電動馬達(dá)。另外,提供一種能夠降低生產(chǎn)成本,并且能夠提高電動機(jī)性能、實(shí)現(xiàn)小型化的電動馬達(dá)。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,電動馬達(dá)的特征是,包括:軛鐵,上述軛鐵具有多個磁極;轉(zhuǎn)軸,上述轉(zhuǎn)軸能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述軛鐵的內(nèi)側(cè);電樞鐵心,上述電樞鐵心安裝在上述轉(zhuǎn)軸上,并具有朝向徑向呈放射狀延伸的多個極齒和形成在這些極齒之間的多個切槽;線圈,上述線圈分別以集中卷繞的方式卷裝在各極齒上;整流器,上述整流器與上述電樞鐵心相鄰地設(shè)置在上述轉(zhuǎn)軸上,且沿周向配置有多個整流片;以及三個電刷,這三個電刷是經(jīng)由上述整流片對上述線圈進(jìn)行供電的低速用電刷、高速用電刷以及與上述低速用電刷和高速用電刷共用的共用電刷,將上述磁極設(shè)定為四個極,將上述切槽的個數(shù)設(shè)定為六個,將上述整流片的個數(shù)設(shè)定為十八個,卷裝在各極齒上的線圈包括沿正向卷繞而形成的一個正向卷繞線圈和沿反向卷繞而形成的兩個反向卷繞線圈,在將各極齒沿周向依次分配為u相、v相、w相,并將卷裝在各相上的上述正向卷繞線圈分別設(shè)定為u相、v相、w相的線圈,將卷裝在各相上的上述反向卷繞線圈分別設(shè)定為-u相、-v相、-w相的線圈時,在相鄰的整流片之間,將u相、-w相、-w相、v相、-u相、-u相、w相、-v、-v相的線圈依次電連接,并且,在上述電樞鐵心與上述整流器之間拉繞的上述線圈繞著上述轉(zhuǎn)軸沿相同的方向拉繞。
另外,根據(jù)本發(fā)明的第二方面,電動馬達(dá)的特征是,包括:軛鐵,上述軛鐵具有多個磁極;轉(zhuǎn)軸,上述轉(zhuǎn)軸能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述軛鐵的內(nèi)側(cè);電樞鐵心,上述電樞鐵心安裝在上述轉(zhuǎn)軸上,并具有朝向徑向呈放射狀延伸的多個極齒和形成在這些極齒之間的多個切槽;線圈,上述線圈分別以集中卷繞的方式卷裝在各極齒上;整流器,上述整流器與上述電樞鐵心相鄰地設(shè)置在上述轉(zhuǎn)軸上,且沿周向配置有多個整流片;以及兩個電刷,這兩個電刷經(jīng)由上述整流片對上述線圈進(jìn)行供電,將上述磁極設(shè)定為四個極,將上述切槽的個數(shù)設(shè)定為六個,將上述整流片的個數(shù)設(shè)定為十八個,卷裝在各極齒上的線圈包括沿正向卷繞而形成的一個正向卷繞線圈和沿反向卷繞而形成的兩個反向卷繞線圈,在將各極齒沿周向依次分配為u相、v相、w相,并將卷裝在各相上的上述正向卷繞線圈分別設(shè)定為u相、v相、w相的線圈,將卷裝在各相上的上述反向卷繞線圈分別設(shè)定為-u相、-v相、-w相的線圈時,在相鄰的整流片之間,將u相、-w相、-w相、v相、-u相、-u相、w相、-v、-v相的線圈依次電連接,并且,在上述電樞鐵心與上述整流器之間拉繞的上述線圈繞著上述轉(zhuǎn)軸沿相同的方向拉繞。
通過這樣構(gòu)成,能夠在不使電動機(jī)性能下降的情況下減少切槽數(shù),因此,能夠減少電動機(jī)的次數(shù)。因而,能夠防止電動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時的高頻噪聲。
另外,通過減少切槽數(shù),相應(yīng)地能夠簡化電樞鐵心的形狀,提高電樞的生產(chǎn)率。此外,與減少切槽數(shù)相對應(yīng)地,能夠?qū)⒏髑胁鄣拇笮≡O(shè)定得較大。因而,能將向各極齒卷繞的線圈的卷繞數(shù)設(shè)定得較多。其結(jié)果是,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心的小型、輕量化。
此外,通過將整流片數(shù)設(shè)定為切槽數(shù)的三倍以上,能夠增加每一極對的整流片數(shù)。因而,能夠減小整流片間的電壓,提高整流性。另外,每一個整流片的線圈的有效導(dǎo)體數(shù)減少,因此,能容易應(yīng)對由高速用電刷引起的速度變化。
另外,由于將線圈以集中卷繞的方式卷繞在極齒上,因此,與以分布卷繞的方式卷繞線圈的情況相比,能夠提高線圈的堆積因數(shù),并且減少線圈末端的重疊部分。因而,能夠降低線圈的線材成本,提供廉價(jià)的電動馬達(dá)。此外,在使電動機(jī)性能相同的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心的小型、短軸化。
另外,在電樞鐵心與整流器之間拉繞的線圈繞著轉(zhuǎn)軸沿相同的方向拉繞,因此,能使拉繞線圈的繞組裝置的動作方向恒定。因而,能夠減輕繞組裝置的負(fù)擔(dān),提高線圈的繞組作業(yè)性,并且能消除作用于線圈的張力的不均,進(jìn)一步提高堆積因數(shù)。因而,能夠降低生產(chǎn)成本,并且提高電動機(jī)性能。
本發(fā)明的電動馬達(dá)的特征是,利用連接線,將各整流片中、處于相同電位的整流片彼此連接,在形成上述u相、-w相、-w相、v相、-u相、-u相、w相、-v、-v相的線圈時,與上述u相、-w相、-w相、v相、-u相、-u相、w相、-v、-v相的線圈一起一連串地形成上述連接線,在形成上述連接線時,以和在上述電樞鐵心與上述整流器之間拉繞上述線圈時的方向相同的方向,來拉繞上述線圈,將上述線圈以α式卷繞的方式卷繞在形成于上述整流片的豎片上,將上述整流片與上述線圈連接。
通過這樣構(gòu)成,能夠可靠地防止整流片與線圈的連接不良。另外,能夠可靠地抑制整流器頸部的線圈變寬,因此,能抑制掛繞在相鄰的豎片上的線圈彼此發(fā)生接觸。因而,能夠抑制熱的產(chǎn)生,并且能夠防止因線圈的覆蓋層發(fā)生剝離使得掛繞在相鄰的豎片上的線圈彼此發(fā)生接觸,而引起電動馬達(dá)的工作故障。
發(fā)明效果
根據(jù)上述的電動馬達(dá),能夠在不使電動機(jī)性能下降的情況下減少切槽數(shù),因此,能夠減少電動機(jī)的次數(shù)。因而,能夠防止電動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時的高頻噪聲。
另外,通過減少切槽數(shù),相應(yīng)地能夠簡化電樞鐵心的形狀,并能夠提高電樞的生產(chǎn)率。此外,與減少切槽數(shù)相對應(yīng)地,能夠?qū)⒏髑胁鄣拇笮≡O(shè)定得較大。因而,能將向各極齒卷繞的線圈的卷繞數(shù)設(shè)定得較多。其結(jié)果是,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心的小型、輕量化。
此外,通過將整流片數(shù)設(shè)定為切槽數(shù)的三倍以上,能夠增加每一極對的整流片數(shù)。因而,能夠減小整流片之間的電壓,提高整流性。另外,由于每一個整流片的線圈的有效導(dǎo)體數(shù)減少,因此,容易應(yīng)對由高速用電刷引起的速度變化。
另外,由于將線圈以集中卷繞的方式卷繞在極齒上,因此,與以分布卷繞的方式卷繞線圈的情況相比,能夠提高線圈的堆積因數(shù),并且能夠減少線圈末端的重疊部分。因而,能夠降低線圈的線材成本,并能夠提供廉價(jià)的電動馬達(dá)。此外,在使電動機(jī)性能相同的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心的小型、短軸化。
另外,在電樞鐵心與整流器之間拉繞的線圈繞著轉(zhuǎn)軸沿相同的方向拉繞,因此,能使拉繞線圈的繞組裝置的動作方向恒定。因而,能夠減輕繞組裝置的負(fù)擔(dān),提高線圈的繞組作業(yè)性,并且能消除作用于線圈的張力的不均,進(jìn)一步提高堆積因數(shù)。因此,能夠降低生產(chǎn)成本,并且提高電動機(jī)性能。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的帶減速器的電動機(jī)的縱剖視圖。
圖2是從軸向觀察本發(fā)明實(shí)施方式的電動馬達(dá)的俯視圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的電刷收納部的俯視圖。
圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式的電樞的展開圖。
圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的、繞組朝向各整流片的豎片掛繞的掛繞方法的說明圖。
圖6是本發(fā)明第一實(shí)施方式的整流器的豎片部分的放大立體圖,其示出了將繞組以α式卷繞的方式卷繞在豎片上的狀態(tài)。
圖7是本發(fā)明第一實(shí)施方式的整流器的豎片部分的放大立體圖,其示出了沒有將繞組以α式卷繞的方式卷繞在豎片上的狀態(tài)。
圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的電樞的展開圖。
圖9是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電刷收納部的俯視圖。
圖10是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電樞的展開圖。
圖11是本發(fā)明第四實(shí)施方式的帶減速器的電動機(jī)的縱剖視圖。
圖12是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電樞的立體圖。
圖13是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電樞鐵心的俯視圖。
圖14是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電樞的展開圖。
圖15是本發(fā)明第四實(shí)施方式的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖16是本發(fā)明第四實(shí)施方式的、從整流器側(cè)對安裝在電樞鐵心上的絕緣體進(jìn)行觀察的放大立體圖。
圖17是本發(fā)明第四實(shí)施方式的絕緣體的立體圖。
圖18是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的各分隔壁、防卷繞松散板及防卷繞松散凸部的相對關(guān)系的說明圖。
圖19是本發(fā)明第四實(shí)施方式的第一變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖20是本發(fā)明第四實(shí)施方式的第二變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖21是本發(fā)明第四實(shí)施方式的第三變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖22是本發(fā)明第五實(shí)施方式的電樞的展開圖。
圖23是本發(fā)明第五實(shí)施方式的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖24是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的分隔壁、防卷繞松散板及防卷繞松散凸部的相對關(guān)系的說明圖。
圖25是本發(fā)明第五實(shí)施方式的第一變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖26是本發(fā)明第五實(shí)施方式的第二變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
圖27是本發(fā)明第五實(shí)施方式的第三變形例的、將絕緣體安裝在電樞鐵心上的狀態(tài)的立體圖。
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施方式)
(帶減速器的電動機(jī))
接著,基于圖1至圖6,對本發(fā)明第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是使用本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動馬達(dá)的帶減速器的電動機(jī)的縱剖視圖,圖2是從軸向觀察電動馬達(dá)的俯視圖。
如圖1和圖2所示,帶減速器的電動機(jī)1包括電動馬達(dá)2和與電動馬達(dá)2的轉(zhuǎn)軸3連接的減速機(jī)構(gòu)4。電動馬達(dá)2具有有底筒狀的軛鐵5和能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軛鐵5內(nèi)的電樞6。
軛鐵5的筒部53形成為大致圓筒狀,在該筒部53的內(nèi)周面配置有四個整流片型的永磁體7。
在軛鐵5的底壁(端部)51的徑向中央形成有朝向軸向外側(cè)突出的軸承外殼19,在該軸承外殼19上設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)軸3的一端軸支承成能自由旋轉(zhuǎn)的滑動軸承18。上述滑動軸承18具有轉(zhuǎn)軸3的調(diào)心功能。
在筒部53的開口部53a設(shè)置有外凸緣部52。在外凸緣部52上形成有螺栓孔(未圖示)。將未圖示的螺栓插通到上述螺栓孔中,并且螺入到形成在減速機(jī)構(gòu)4的后述齒輪箱23上的未圖示的螺栓孔,從而將軛鐵5旋緊固定到減速機(jī)構(gòu)4。
電樞6包括:電樞鐵心8,該電樞鐵心8外嵌固定在轉(zhuǎn)軸3上;電樞線圈9,該電樞線圈9卷裝在電樞鐵心8上;以及整流器10,該整流器10配置在轉(zhuǎn)軸3的另一端側(cè)。通過將利用沖壓加工等沖裁得到的磁性材料的板材沿軸向?qū)盈B(層疊鐵心)、或是對軟磁性粉末進(jìn)行加壓成型(壓粉鐵心),從而形成電樞鐵心8,該電樞鐵心8具有大致圓柱狀的鐵心主體11。
在鐵心主體11的徑向大致中央形成有用于使轉(zhuǎn)軸3壓入的通孔11a。另外,在鐵心主體11的外周部呈放射狀設(shè)置有六個軸向俯視觀察呈大致t字型的極齒12。通過將極齒12呈放射狀設(shè)置在鐵心主體11的外周部,從而在相鄰的極齒12間形成六個燕尾槽狀的切槽13。
利用上述切槽13來將電樞線圈9卷裝到電樞鐵心8上。
在此,在鐵心主體11的、與極齒12的根部對應(yīng)的位置處,沿周向形成有六個分別沿軸向貫穿的、截面呈圓形的空孔11b。更具體來說,在鐵心主體11的通孔11a與極齒12之間的、比上述通孔11a與極齒12的根部間的徑向大致中央稍靠通孔11a一側(cè)的位置處,形成有空孔11b。上述空孔11b用于促進(jìn)空氣在電動馬達(dá)2的內(nèi)部的對流,并抑制電動馬達(dá)2的溫度上升。
在轉(zhuǎn)軸3的比電樞鐵心8更靠另一端側(cè)的位置處,外嵌固定有整流器10。在上述整流器10的外周面上安裝有十八片由導(dǎo)電材料形成的整流片15。整流片15由沿軸向較長的板狀的金屬片構(gòu)成,并且以彼此絕緣的狀態(tài)沿周向等間隔地并排固定。
這樣,電動馬達(dá)2是永磁體7設(shè)定為四個(磁極數(shù)為四個極)、切槽13的個數(shù)設(shè)定為六個、整流片15的片數(shù)設(shè)定為十八片的所謂四極六槽十八整流片的電動馬達(dá)。
另外,在各整流片15的靠電樞鐵心8側(cè)的端部一體成型有以朝向外徑側(cè)折返的形態(tài)折曲的豎片16。電樞線圈9的端部掛繞在豎片16上,并通過熔合等方式固定在豎片16上。藉此,整流片15與對應(yīng)于該整流片15的電樞線圈9接通。
另外,在分別與處于相同電位的整流片15對應(yīng)的豎片16上掛繞有連接線17(參照圖4),該連接線17通過熔合的方式固定在豎片16上。連接線17用于使處于相同電位的整流片15彼此短路,并且連接線17在整流器10與電樞鐵心8之間拉繞(詳細(xì)情況在后面進(jìn)行說明)。
這樣構(gòu)成的整流器10處于面對減速機(jī)構(gòu)4的齒輪箱23的狀態(tài)。齒輪箱23由鋁鑄件制的外殼主體42和樹脂制的底板43構(gòu)成,其中,上述外殼主體42形成為在一個面上具有開口部42a的大致箱狀,并用于收納減速機(jī)構(gòu)4的齒輪組41,上述底板43將外殼主體42的開口部42a封閉。在外殼主體42的電動馬達(dá)2一側(cè)一體成型有電刷收納部22,電動馬達(dá)2的整流器10與上述電刷收納部22面對。
(電刷收納部)
圖3是電刷收納部22的俯視圖。
如圖3所示,電刷收納部22在齒輪箱23的靠電動馬達(dá)2一側(cè)形成為凹狀。電刷收納部22的周壁30形成為截面呈大致長圓形,其由平面壁30a和圓弧壁30b構(gòu)成。
在電刷收納部22的內(nèi)側(cè)設(shè)置有蓋33,該蓋33形成為截面呈大致長圓形的筒狀,以與電刷收納部22對應(yīng)。上述蓋33也具有平面壁33a和圓弧壁33b。此外,在蓋33的內(nèi)側(cè)設(shè)置有以與上述蓋33對應(yīng)的方式形成的保持支承件34。保持支承件34通過螺栓35而螺旋固定在外殼主體42的側(cè)壁42b上。
在保持支承件34的周向三個部位處設(shè)置有刷握36。在刷握36內(nèi)安裝有電刷21,電刷21分別以被各自的彈簧s施力的狀態(tài)而在相對于刷握36自由突出或沒入。這些電刷21的前端部由于被彈簧s施力,因此與整流器10的整流片15滑動接觸。另外,電刷21與未圖示的外部電源、例如裝載在汽車中的蓄電池電連接。接著,能將來自未圖示的外部電源的電力供給到整流器10中。
電刷21由與陽極側(cè)連接的低速用電刷21a和高速用電刷21b、以及與上述低速用電刷21a和高速用電刷21b共用且與陰極側(cè)連接的共用電刷21c構(gòu)成。低速用電刷21a與共用電刷21c彼此以電角計(jì)隔著180°、也就是說以機(jī)械角計(jì)在周向上隔著90°的間隔配置。另一方面,高速用電刷21b配置成在周向上與低速用電刷21a分開角度α。另外,在本實(shí)施方式中,將共用電刷21c作為陰極側(cè)、將低速用電刷21a及高速用電刷21b作為陽極側(cè)來進(jìn)行說明,但也可以使陽極側(cè)和陰極側(cè)反過來。
在此,由于整流器10的處于相同電位的整流片15、即以轉(zhuǎn)軸3為中心而彼此相對的整流片15相互通過連接線17短路,因此,也能對沒有與電刷21滑動接觸的整流片供電。因而,高速用電刷21b位于比低速用電刷21a提前角度θ的位置處。
(連接線的接線結(jié)構(gòu)及電樞線圈的卷裝結(jié)構(gòu))
在此,基于圖4,對連接線17的接線結(jié)構(gòu)及電樞線圈9的卷裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖4是電樞6的展開圖,相鄰的極齒12間的空隙相當(dāng)于切槽13。另外,在以下的圖4中,對各整流片15、各極齒12及卷裝后的電樞線圈9分別標(biāo)注符號來進(jìn)行說明。
如上圖所示,各極齒12在周向上依次分別分配為u相、v相、w相。也就是說,一號極齒12和四號極齒12為u相,二號極齒12和五號極齒12為v相,三號極齒12和六號極齒12為w相。另外,處于相同電位的整流片15相互通過連接線17短路。在此,將相當(dāng)于整流片15所標(biāo)注的編號中的一號的位置設(shè)定為與一號極齒12對應(yīng)的位置。
此外,通過將繞組14以雙錠翼(日文:ダブルフライヤ方式)方式卷繞在電樞鐵心8及整流器10的豎片16上,從而形成卷裝在各極齒12上的電樞線圈9以及連接線17。另外,雙錠翼方式是指根據(jù)以轉(zhuǎn)軸3為中心而呈點(diǎn)對稱的關(guān)系在兩個部位同時卷繞繞組14的方式。以下,進(jìn)行更具體的說明。
在此,繞組14的卷繞起始端81具有兩個,掛繞在分別處于相同電位的一號整流片15的豎片16和十號整流片15的豎片16上。接著,在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14,以及為了形成連接線17而拉繞的繞組14的拉繞方向設(shè)定為繞轉(zhuǎn)軸3全為相同方向。
另外,在以下的說明中,將依次對各極齒12分配u相、v相、w相的方向、即圖4中的右側(cè)簡稱為右側(cè)來進(jìn)行說明。
另外,由于從一號整流片15開始卷繞的繞組14,與從十號整流片15開始卷繞的繞組14的拉繞步驟是以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對稱的,因此,在以下的說明中,僅對從十號整流片15開始卷繞的繞組14進(jìn)行說明。
卷繞起始端81掛繞在十號整流片15的豎片16上的繞組14,隨后掛繞到轉(zhuǎn)軸3上,同時朝向右側(cè)被拉繞,從而掛繞到處于與十號整流片15相同電位的一號整流片15上。接著,在將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到一號極齒12與六號極齒12間的切槽13內(nèi)。接著,當(dāng)將繞組14在各極齒12上分別卷繞n(n為1以上的自然數(shù))圈的情況下,在一號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/3圈,以形成u相線圈91a。
接著,將繞組14從一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中拉出,并將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與一號整流片15相鄰的二號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞到轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與二號整流片15相同電位的十一號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中。接著,在三號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-w相”線圈91b。
接著,將繞組14從二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在與二號整流片15相鄰的三號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在處于與三號整流片15相同電位的十二號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14拉入到三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中。接著,在三號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-w相”線圈92b。
接著,將繞組14從二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在與三號整流片15相鄰的四號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在處于與四號整流片15相同電位的十三號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14拉入到四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/3圈,以形成v相線圈91c。
接著,將繞組14從五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在與十三號整流片15相鄰的十四號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在處于與十四號整流片15相同電位的五號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14拉入到一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中。接著,在一號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-u相”線圈92a。
接著,將繞組14從一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在與十四號整流片15相鄰的十五號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十五號整流片15相同電位的六號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14拉入到一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中。接著,在一號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-u相”線圈93a。
接著,將繞組14從一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14掛繞在與十五號整流片15相鄰的十六號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十六號整流片15相同電位的七號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將該繞組14拉入到二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中。接著,在三號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/3圈,以形成w相線圈93b。
接著,將繞組14從三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,將該繞組14掛繞在與七號整流片15相鄰的八號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與八號整流片15相同電位的十七號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-v相”線圈92c。
接著,將繞組14從四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與八號整流片15相鄰的九號整流片15的豎片16上。接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,將繞組14掛繞在處于與九號整流片15相同電位的十八號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/3圈,以形成“-v相”線圈93c。
然后,將繞組14從四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與九號整流片15相鄰的十號整流片15的豎片16上,使繞組14的卷繞結(jié)束端82與上述十號整流片15連接。
藉此,在一號極齒12上形成由u相線圈91a、“-u相”線圈92a及“-u相”線圈93a構(gòu)成的、卷繞n圈的u相的電樞線圈9u1。另外,在三號極齒12上形成由“-w相”線圈91b、“-w相”線圈92b及w相線圈93b構(gòu)成的、卷繞n圈的w相的電樞線圈9w1。此外,在五號極齒12上形成由v相線圈91c、“-v相”線圈92c及“-v相”線圈93c構(gòu)成的、卷繞n圈的v相的電樞線圈9v1。
另一方面,與上述的卷繞起始端81掛繞在十號整流片15的豎片16上的繞組14同時、且以轉(zhuǎn)軸3為中心點(diǎn)呈對稱地,對卷繞起始端81掛繞在一號整流片15的豎片16上的繞組14進(jìn)行拉繞。
接著,在二號極齒12上形成由v相線圈91d、“-v相”線圈92d及“-v相”線圈93d構(gòu)成的、卷繞n圈的v相的電樞線圈9v2。另外,在四號極齒12上形成由u相線圈91e、“-u相”線圈92e及“-u相”線圈93e構(gòu)成的、卷繞n圈的u相的電樞線圈9u2。此外,在六號極齒12上形成由“-w相”線圈91f、“-w相”線圈92f及w相線圈93f構(gòu)成的、卷繞n圈的w相的電樞線圈9w2。
這樣,電樞線圈9由形成在一號極齒12和四號極齒12上的u相的電樞線圈9u1、9u2、形成在二號極齒12和五號極齒12上的v相的電樞線圈9v1、9v2以及形成在三號極齒12和六號極齒12上的w相的電樞線圈9w1、9w2構(gòu)成,并聯(lián)電路的數(shù)量為四個。
并且,在相鄰的整流片15間,各相線圈91a~93f按照u、“-w”、“-w”、v、“-u”、“-u”、w、“-v”、“-v”相的順序依次電連接。
在此,如圖2中詳細(xì)表示的那樣,繞組14以集中繞組方式卷繞在各極齒12上,因此,能省略在相鄰的極齒12間跨過的繞組14的跨接線。即,存在于電樞鐵心8的軸向端部的電樞線圈9的線圈末端9a的重疊部分與將繞組14以分布卷繞的方式卷繞的情況相比有所減少。因而,電樞鐵心8的鐵心主體11的軸向端部不會被繞組14覆蓋,而使得形成于鐵心主體11的空孔11b露出。
另外,電樞鐵心8與整流片15的豎片16之間的繞組14以掛繞在轉(zhuǎn)軸3上的方式被拉繞,因此,能夠抑制在整流器10頸部處卷繞得太粗。
此外,由于將在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14及為了形成連接線17而拉繞的繞組14的拉繞方向設(shè)定為繞著轉(zhuǎn)軸3朝向相同方向(圖4中的右側(cè)),因此,將繞組14以α式卷繞的方式卷繞各整流片15的豎片16上。
基于圖5對α式卷繞進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖5是表示向各整流片的豎片掛繞繞組的方法的說明圖。
如該圖所示,在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14及為了形成連接線17而拉繞的繞組14的拉繞方向設(shè)定為繞著轉(zhuǎn)軸3全部朝向相同方向(圖4中的右側(cè)),因此,掛繞在各整流片15的豎片16上的繞組14始終是從左側(cè)掛繞在豎片16上并向右側(cè)被拉出。因此,如圖5的a部所示,繞組14以α式卷繞的方式卷繞在豎片16上。
(減速機(jī)構(gòu))
如圖1所示,在安裝有這種電動馬達(dá)2的齒輪箱23的外殼主體42內(nèi)收納有齒輪組41。齒輪組41由與電動馬達(dá)2的轉(zhuǎn)軸3連接的蝸桿軸25、與蝸桿軸25嚙合的一對的階梯型齒輪(日文:段付歯車)26、26以及與階梯型齒輪26嚙合的正齒輪27構(gòu)成。
蝸桿軸25的一端與轉(zhuǎn)軸3連接,另一端能自由旋轉(zhuǎn)地軸支承于外殼主體42。蝸桿軸25與轉(zhuǎn)軸3的連接部24、即轉(zhuǎn)軸3的另一端能自由旋轉(zhuǎn)地支承于滾動軸承32,該滾動軸承32設(shè)置在形成于外殼主體42的電刷收納部22的底壁31上。
另外,蝸桿軸25具有螺紋彼此反向的第一螺紋部25a及第二螺紋部25b。上述第一螺紋部25a及第二螺紋部25b形成為一條或兩條。但是,也可以將第一螺紋部25a及第二螺紋部25b形成為三條以上。
在夾著蝸桿軸25位于其兩側(cè)的位置處配置有一對階梯型齒輪26、26,一對階梯型齒輪26、26分別與第一螺紋部25a及第二螺紋部25b嚙合。
一對階梯型齒輪26一體地成型有與蝸桿軸25嚙合的蝸輪28和形成為直徑比蝸輪28小的小徑齒輪29。在階梯型齒輪26的徑向中央壓入有空轉(zhuǎn)輪軸61??辙D(zhuǎn)輪軸61朝與小徑齒輪29相反的一側(cè)突出,其突出的端部61a能自由旋轉(zhuǎn)地軸支承于外殼主體42。另一方面,位于與空轉(zhuǎn)輪軸61的端部61a相反側(cè)的一端處的小徑齒輪29的前端能自由旋轉(zhuǎn)地軸支承于底板43。
這樣,利用外殼主體42和底板43對一對階梯型齒輪26的兩端進(jìn)行軸支承。此外,一對階梯型齒輪26、26分別沿相同的方向旋轉(zhuǎn),以將蝸桿軸25的旋轉(zhuǎn)傳遞到正齒輪27。即,利用蝸桿軸25和一對階梯型齒輪26、26構(gòu)成所謂的編組(日文:マーシャル)機(jī)構(gòu),利用一對階梯型齒輪26、26將施加于蝸桿軸25的推力抵消。
正齒輪27與階梯型齒輪26的小徑齒輪29嚙合。在正齒輪27的徑向中央朝向底板43側(cè)突出形成有凸點(diǎn)部65。該凸點(diǎn)部65能自由旋轉(zhuǎn)地支承于底板43。另外,在凸點(diǎn)部65中壓入有輸出軸62。輸出軸62從外殼主體42的底壁(端部)42c突出。在外殼主體42的底壁42c的、與輸出軸62對應(yīng)的部位處朝向外側(cè)突出形成有凸點(diǎn)部63。在該凸點(diǎn)部63上設(shè)置有用于將輸出軸62軸支承成能自由旋轉(zhuǎn)的滑動軸承64。
在輸出軸62的、從外殼主體42突出的部分形成有隨著朝向前端而逐漸變細(xì)的錐狀部66。在該錐狀部66上形成有梳齒部67。藉此,例如能使用于驅(qū)動刮水器等的外部機(jī)構(gòu)與輸出軸62連接。
另外,在外殼主體42的側(cè)壁42b上,沿轉(zhuǎn)軸3的軸向突出設(shè)置有連接器68。連接器68與未圖示的控制設(shè)備連接,以將未圖示的外部電源的電力供給到電動馬達(dá)2。
在將外殼主體42的開口部42a封閉的底板43的內(nèi)表面43a上配置有基板71。在該基板71上設(shè)置有用于將連接器68與電動馬達(dá)2電連接的接線柱72。另外,在基板71上設(shè)置有觸點(diǎn)73a、73b。觸點(diǎn)73a、73b是用于檢測正齒輪27的旋轉(zhuǎn)位置的滑動接點(diǎn)。在正齒輪27的與觸點(diǎn)73a、73b滑動接觸的部位處設(shè)置有未圖示的接觸板。
此外,伴隨著正齒輪27、即輸出軸62的旋轉(zhuǎn),因觸點(diǎn)73a、73b與接觸板(未圖示)的接觸位置發(fā)生變化、或是接觸/非接觸,從而能夠檢測出輸出軸62的旋轉(zhuǎn)位置。利用觸點(diǎn)73a、73b檢測的信號經(jīng)由接線柱72輸出到未圖示的控制設(shè)備中,對電動馬達(dá)2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
(電動馬達(dá)的作用)
接著,基于圖4,對電動馬達(dá)2的作用進(jìn)行說明。
例如,如圖4所示,對低速用電刷21a配置在一號整流片15與二號整流片15間、共用電刷21c配置在六號整流片15上的狀態(tài),且在上述低速用電刷21a與共用電刷21c之間施加有電壓的情況進(jìn)行說明。
在這種情況下,以跨過一號整流片15與二號整流片15間的方式配置低速用電刷21a,因此,u相的正向卷繞線圈91a、91e處于短路的狀態(tài)。
一方面,在卷繞于一號極齒12及四號極齒12上的“-u”相線圈92a、92e中,電流沿反向(圖4中的逆時針方向)流動。另一方面,在卷繞于一號極齒12及四號極齒12上的“-u”相線圈93a、93e中,電流沿正向(圖4中的順時針方向)流動。這樣,在卷繞于一號極齒12及四號極齒12且沒有通過電刷21a、21c短路的“-u”相線圈92a、92e及“-u”相線圈93a、93e中,流過彼此反向的電流,因此磁場被抵消,從而與永磁體7之間不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
與此相對的是,在卷繞于二號極齒12及五號極齒12上的v相線圈91c、91d、“-v相”線圈92c、92d及“-v相”線圈93c、93d中,電流分別沿正向流動。
另一方面,在卷繞于三號極齒12及六號極齒12上的“-w相”線圈91b、91f、“-w相”線圈92b、92f及w相線圈93b、93f中,電流分別沿反向流動。
這樣,在二號極齒12、三號極齒13、五號極齒12和六號極齒12中分別形成磁場。這些磁場的朝向沿周向依次設(shè)置,因此,在形成于各極齒12的磁場與永磁體7之間,磁性的吸引力和排斥力以轉(zhuǎn)軸3為中心在點(diǎn)對稱的位置處沿相同的方向作用。藉此使轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)轉(zhuǎn)軸3開始旋轉(zhuǎn)時,與電刷21a、21c滑動接觸的整流片15依次改變,流到線圈中的電流的朝向切換,進(jìn)行所謂的整流。藉此,使轉(zhuǎn)軸3持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
與此相對的是,在對高速用電刷21b與共用電刷21c之間施加有電壓的情況下,由于高速用電刷21b位于比低速用電刷21a提前了角度θ的位置處(參照圖3和圖4),因此,與對低速用電刷21a與共用電刷21c之間施加電壓的情況相比,通電的有效導(dǎo)體數(shù)量減少。因此,在對高速用電刷21b與共用電刷21c之間施加有電壓的情況下,電動馬達(dá)2提前觸發(fā),以比對低速用電刷21a與共用電刷21c之間施加電壓的情況高的轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作。
(效果)
因而,根據(jù)上述的第一實(shí)施方式,在軛鐵5上設(shè)置四個永磁體7,在電樞鐵心8上形成六個切槽13,在整流器10上設(shè)置十八片整流片15,能將由磁極數(shù)和切槽數(shù)的最小公倍數(shù)確定的階數(shù)設(shè)定為十二階。與此相對的是,以往的電動馬達(dá)將磁極數(shù)設(shè)定為四極,將切槽數(shù)設(shè)定為十六個,因此,階數(shù)為三十二階。因而,能夠在不使電動機(jī)性能下降的情況下,使階數(shù)比以往少,因此,能夠防止在電動馬達(dá)2高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高頻的噪聲。
另外,以往的切槽數(shù)為十六個,但是,由于將電樞鐵心8的切槽數(shù)設(shè)定為六個,因此,能夠與切槽數(shù)減少相應(yīng)地簡化電樞鐵心8的形狀,并能夠提高電樞6的生產(chǎn)率。
此外,能夠與切槽數(shù)減少相應(yīng)地將各切槽13的大小設(shè)定得較大。因而,能將繞組14向各極齒12卷繞的卷繞數(shù)設(shè)定得較多,其結(jié)果是,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心8的小型、輕型化。
此外,將整流片數(shù)設(shè)定為切槽數(shù)的三倍,因此,每一極對的整流片數(shù)變得比以往多。因而,能夠減小整流片15間的電壓,并能夠使整流性比以往得以提高。另外,由于每一個整流片15的電樞線圈9的有效導(dǎo)體數(shù)減少,因此,容易應(yīng)對由高速用電刷21b引起的速度的變化。
另外,在各極齒12上以集中卷繞的方式卷繞有繞組14,因此,能省略跨過相鄰的極齒12間的繞組14的跨接線。相應(yīng)地,能夠降低電樞線圈9的線材成本,并能夠提供廉價(jià)的電動馬達(dá)2。
此外,在各極齒12上以集中卷繞的方式卷繞有繞組14,因此,與像以往那樣以分布卷繞的方式卷繞繞組14的情況相比,能夠提高繞組14的堆積因數(shù),此外,能夠減少線圈末端9a的重疊。因而,能夠降低銅損,因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動馬達(dá)2的高效率化。此外,在使電動機(jī)性能相同的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)電樞鐵心8的小型、短軸化。
此外,通過省略繞組14的跨接線,電樞鐵心8的鐵心主體11的軸向端部不會被繞組14覆蓋。因此,能使形成于鐵心主體11的空孔11b可靠地露出,并能夠促進(jìn)在電動馬達(dá)2內(nèi)部的空氣的對流。因而,能夠抑制電動馬達(dá)2的溫度上升,提高電動機(jī)效率。
另外,在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14繞著轉(zhuǎn)軸3全部朝向相同的方向(圖4中的右側(cè))拉繞,因此,能使對繞組14進(jìn)行拉繞的未圖示的繞組裝置的動作方向恒定。因而,能夠減輕未圖示的繞組裝置的負(fù)擔(dān),提高繞組14的繞組作業(yè)性,并且消除作用于繞組14的張力不均,還能提高堆積因數(shù)。因此,能夠降低生產(chǎn)成本,并且能夠提高電動馬達(dá)2的電動機(jī)性能。
此外,除了在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14之外,為了形成連接線17而拉繞的繞組14的拉繞方向也設(shè)定為相同的方向(圖4中的右側(cè)),將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在整流片15的豎片16上。因而,能夠可靠地防止整流片15與繞組14的連接不良。另外,能夠可靠地抑制整流器10頸部的繞組14變寬,因此,能抑制掛繞在相鄰的豎片16上的繞組14彼此的接觸,并能抑制熱的產(chǎn)生。
基于圖6和圖7,對上述繞組14的連接不良以及熱產(chǎn)生的抑制進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖6是整流器的豎片部分的放大立體圖,其示出了將繞組以α式卷繞的方式卷繞在豎片上的狀態(tài)。圖7是整流器的豎片部分的放大立體圖,其示出了沒有將繞組以α式卷繞的方式卷繞在豎片上的狀態(tài)。
如圖6所示,通過將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在各豎片16上,將繞組14掛繞成圍繞在各豎片16的周圍。與此相對的是,在沒有將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在豎片16上的情況下,換言之在將繞組14呈u形卷繞狀卷繞在豎片16上的情況下,繞組14處于僅勾掛在豎片16上的狀態(tài)。因而,通過將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在各豎片16上,從而能夠可靠地防止整流片15與繞組14的連接不良。
另外,如圖6所示,通過將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在各豎片16上,在整流器10的頸部,繞組14處于交叉的狀態(tài),從而能抑制在整流器10頸部處的繞組14的變寬。與此相對的是,在沒有將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在豎片16上的情況下,在整流器10的頸部處繞組14沒有交叉,相應(yīng)地會使繞組14變寬。這樣,當(dāng)繞組14在整流器10頸部變寬時,掛繞在相鄰的豎片16上的繞組14會彼此接觸,而促進(jìn)熱的產(chǎn)生。因而,通過將繞組14以α式卷繞的方式卷繞在各豎片16上,能夠抑制熱的產(chǎn)生。
(第二實(shí)施方式)
接著,引用圖1和圖2,基于圖8對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖8是第二實(shí)施方式中的電樞的展開圖,其與圖4對應(yīng)。另外,對于與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注與第一實(shí)施方式相同的符號進(jìn)行說明(在以下的實(shí)施方式中亦是如此)。
在本第二實(shí)施方式中,帶減速器的電動機(jī)1例如用于驅(qū)動汽車的刮水器,在以下方面與上述的第一實(shí)施方式相同(在以下的實(shí)施方式中亦是如此):包括電動馬達(dá)2以及與電動馬達(dá)2的轉(zhuǎn)軸3連接的減速機(jī)構(gòu)4;電動馬達(dá)2具有有底筒狀的軛鐵5以及能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軛鐵5內(nèi)的電樞6;電動馬達(dá)2是配置在軛鐵5上的永磁體7設(shè)定為四個、形成在電樞鐵心8上的切槽13的個數(shù)設(shè)定為六個、設(shè)置在整流器10上的整流片15的片數(shù)設(shè)定為十八片的所謂四極六槽十八整流片的電動馬達(dá);各極齒12沿周向依次分別分配為u相、v相、w相;處于相同電位的整流片15彼此利用連接線17短路;通過將繞組14以雙錠翼方式卷繞在電樞鐵心8和整流器10的豎片16上,來形成卷裝在各極齒12上的電樞線圈9以及連接線17;在電樞鐵心6與整流器10之間拉繞的繞組14以及為了形成連接線17而拉繞的繞組14的拉繞方向設(shè)定為繞著轉(zhuǎn)軸3全部朝向相同方向等。
在此,本第二實(shí)施方式與上述第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于:在形成于第一實(shí)施方式的各極齒12上的電樞線圈9u1~9w2中,每次形成各相線圈91a~93f時,繞組14與規(guī)定的整流片15連接,但在形成于第二實(shí)施方式的各極齒12上的電樞線圈9u1~9w2中,同相且沿相同方向卷繞的各相線圈91a~93f與對應(yīng)的兩個極齒12連續(xù)地形成。
(連接線的接線結(jié)構(gòu)以及電樞線圈的卷裝結(jié)構(gòu))
以下,對連接線17的接線結(jié)構(gòu)以及電樞線圈9u1~9w2的卷裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
另外,與上述的第一實(shí)施方式同樣地,對將繞組14的卷繞起始部位設(shè)為一號整流片15及十號整流片15來進(jìn)行說明。另外,從一號整流片15開始卷繞的繞組14與從十號整流片15開始卷繞的繞組14的拉繞順序是以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對稱的,因此,在以下的說明中,僅對從十號整流片15開始卷繞的繞組14進(jìn)行說明。
卷繞起始端81掛繞在十號整流片15的豎片16上的繞組14隨后掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而被掛繞在處于與十號整流片15相同電位的一號整流片15上。接著,在將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,當(dāng)將繞組14在各極齒12上分別卷繞了n(n為1以上的自然數(shù))圈的情況下,在一號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成u相線圈91a。
接著,將繞組14從一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,并拉入到三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中。然后,在四號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成u相線圈91e。接著,將繞組14從四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與十號整流片15相鄰的十一號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十一號整流片15相同電位的二號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在六號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成“-w相”線圈91f。
接著,將繞組14從五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中。然后,在三號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-w相”線圈91b。接著,將繞組14從二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與二號整流片15相鄰的三號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與三號整流片15相同電位的十二號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中。接著,在三號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-w相”線圈92b。
接著,將繞組14從二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在六號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-w相”線圈92f。接著,將繞組14從五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與十二號整流片15相鄰的十三號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,將繞組14掛繞在處于與十三號整流片15相同電位的四號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中。接著,在二號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成v相線圈91d。
接著,將繞組14從二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成v相線圈91c。接著,將繞組14從五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與十三號整流片15相鄰的十四號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十四號整流片15相同電位的五號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中。接著,在一號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-u相”線圈92a。
接著,將繞組14從一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中。接著,在四號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-u相”線圈92e。接著,將繞組14從三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與五號整流片15相鄰的六號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與六號整流片15相同電位的十五號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中。接著,在四號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-u相”線圈93e。
接著,將繞組14從三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中。接著,在一號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-u相”線圈93a。接著,將繞組14從一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與十五號整流片15相鄰的十六號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十六號整流片15相同電位的七號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中。接著,在三號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成w相線圈93b。
接著,將繞組14從三號極齒12與四號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在六號極齒12上將繞組14沿正向卷繞n/6圈,來形成w相線圈93f。接著,將繞組14從一號極齒12與六號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與七號整流片15相鄰的八號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與八號整流片15相同電位的十七號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14拉入到五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組沿反向卷繞n/6圈,來形成“-v相”線圈92c。
接著,將繞組14從四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中。接著,在二號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-w相”線圈92d。接著,將繞組14從一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與十七號整流片15相鄰的十八號整流片15的豎片16上。
接著,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在處于與十八號整流片15相同電位的九號整流片15的豎片16上。當(dāng)再次將繞組14從整流器10朝向電樞鐵心8拉繞時,將繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到二號極齒12與三號極齒12間的切槽13中。接著,在二號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-v相”線圈93d。
接著,將繞組14從一號極齒12與二號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14朝向右側(cè)拉繞,從而拉入到五號極齒12與六號極齒12間的切槽13中。接著,在五號極齒12上將繞組14沿反向卷繞n/6圈,來形成“-v相”線圈93c。接著,將繞組14從四號極齒12與五號極齒12間的切槽13中拉出,將該繞組14掛繞在轉(zhuǎn)軸3上,且朝向右側(cè)拉繞,從而將繞組14掛繞在與九號整流片15相鄰的十號整流片15的豎片16上,并將繞組14的卷繞結(jié)束端82與上述十號整流片15連接。
藉此,在一號極齒12上形成由u相線圈91a、“-u相”線圈92a及“-u相”線圈93a構(gòu)成的、卷繞了n/2圈的u相的電樞線圈9u1。另外,在三號極齒12上形成由“-w相”線圈91b、“-w相”線圈92b及w相線圈93b構(gòu)成的、卷繞了n/2圈的w相的電樞線圈9w1。此外,在五號極齒12上形成由v相線圈91c、“-v相”線圈92c及“-v相”線圈93c構(gòu)成的、卷繞了n/2圈的v相的電樞線圈9v1。
此外,同相且沿相同方向卷繞的各相線圈91a~93f與對應(yīng)的兩個極齒12連續(xù)地形成。
另一方面,卷繞起始端81掛繞在一號整流片15的豎片16上的繞組14與卷繞起始端81掛繞在上述的十號整流片15的豎片16上的繞組14同時且以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對稱地進(jìn)行拉繞。然后,形成卷繞了n/2圈的各相的電樞線圈9u1~9w2。
藉此,電樞線圈9由形成在一號極齒12和四號極齒12上的u相的電樞線圈9u1、9u2、形成在二號極齒12和五號極齒12上的v相的電樞線圈9v1、9v2以及形成在三號極齒12和六號極齒12上的w相的電樞線圈9w1、9w2構(gòu)成,并聯(lián)電路的數(shù)量為四個。
在此,在各相的電樞線圈9u1~9w2的繞組14的卷繞數(shù)n為奇數(shù)的情況下,只要使從一號整流片15及十號整流片15開始卷繞的卷裝工序中的一方的卷繞數(shù)多一圈,而使另一方的卷繞數(shù)少一圈即可。
因而,在上述第二實(shí)施方式中,能夠起到與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。
(第三實(shí)施方式)
接著,基于圖9和圖10,對本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖9是第三實(shí)施方式中的電刷收納部的俯視圖,其與圖3對應(yīng)。另外,圖10是第三實(shí)施方式中的電樞的展開圖,其與圖4對應(yīng)。
如圖9和圖10所示,本第三實(shí)施方式與上述第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于:在第一實(shí)施方式中,電刷21由與陽極側(cè)連接的低速用電刷21a及高速用電刷21b、與上述低速用電刷21a和高速用電刷21b共用且與陰極側(cè)連接的共用電刷21c這三個電刷21構(gòu)成,而在第三實(shí)施方式中,電刷121由與陽極側(cè)連接的陽極側(cè)電刷121a以及與陰極側(cè)連接的陰極側(cè)電刷121b這兩個電刷121構(gòu)成。
陽極側(cè)電刷121a和陰極側(cè)電刷121b彼此沿周向以電角計(jì)隔著180°、也就是說以機(jī)械角計(jì)隔著90°的間隔地配置。
在將這樣構(gòu)成的帶減速器的電動機(jī)1例如用于驅(qū)動汽車的刮水器的情況下,使用兩個帶減速器的電動機(jī)1使刮水片往復(fù)運(yùn)動。藉此,能夠起到與上述的第一實(shí)施方式同樣的效果。除此之外,也能對刮水片的下折回位置與上折回位置之間的往復(fù)拂拭范圍進(jìn)行調(diào)節(jié),或是將未使用刮水片時的刮水器的收納位置設(shè)定在比使用刮水片時的刮水器的下折回位置更靠車身內(nèi)部的位置,以提高汽車整體的美觀性。
另外,本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式,其包含在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)對上述的實(shí)施方式進(jìn)行了各種改變后的結(jié)構(gòu)。
例如,在上述第二實(shí)施方式中,對利用所謂的雙錠翼方式在各極齒12上將繞組14每次卷繞n/6圈并形成各相線圈91a~93f的情況進(jìn)行了說明。但是,本發(fā)明并不局限于此,也可以采用所謂的單錠翼方式在各極齒12上將繞組14每次卷繞n/3圈并形成各相線圈91a~93f。即,也可以一次將各相線圈91a~93f形成在各極齒12上。在這樣構(gòu)成的情況下,并聯(lián)電路的數(shù)量為兩個。
(第四實(shí)施方式)
(帶減速器的電動機(jī))
接著,基于圖11至圖18,對本發(fā)明的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖11是應(yīng)用了本發(fā)明的電動馬達(dá)的帶減速器的電動機(jī)的縱剖視圖。
如圖11所示,帶減速器的電動機(jī)101例如用于驅(qū)動汽車的刮水器,其包括電動馬達(dá)102以及與電動馬達(dá)102的轉(zhuǎn)軸103連接的減速機(jī)構(gòu)104。電動馬達(dá)102具有有底筒狀的軛鐵105以及能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軛鐵105內(nèi)的電樞106。
軛鐵105的筒部153形成為大致圓筒狀,在該筒部153的內(nèi)周面上配置有四個整流片型的磁體107。另外,磁體107并不局限于整流片型結(jié)構(gòu),也可以為環(huán)型結(jié)構(gòu)。
在軛鐵105的底壁(端部)151的徑向中央形成有朝向軸向外側(cè)突出的軸承外殼119,在該軸承外殼119上設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)軸103的一端軸支承成能自由旋轉(zhuǎn)的滑動軸承118。上述滑動軸承118具有轉(zhuǎn)軸103的調(diào)心功能。
在筒部153的開口部153a設(shè)置有外凸緣部152。在外凸緣部152形成有螺栓孔(未圖示)。將未圖示的螺栓插通到上述螺栓孔內(nèi),并且螺入到形成在減速機(jī)構(gòu)104的后述的齒輪箱123上的未圖示的螺栓孔,從而將軛鐵105旋緊固定到減速機(jī)構(gòu)104。
圖12是電樞的立體圖,圖13是構(gòu)成電樞的電樞鐵心的俯視圖。
如圖11至圖13所示,電樞106包括:電樞180,該電樞180外嵌固定在轉(zhuǎn)軸103上;以及整流器110,該整流器110配置在轉(zhuǎn)軸103的另一端側(cè)(減速機(jī)構(gòu)104側(cè))。
電樞180具有:電樞鐵心108;電樞線圈109,該電樞線圈109形成在電樞鐵心108上;以及絕緣體160,該絕緣體160將上述電樞鐵心108與電樞線圈109之間絕緣。
通過將利用沖壓加工等沖裁得到的磁性材料的板材沿軸向?qū)盈B(層疊鐵心),或者對軟磁性粉末進(jìn)行加壓成型(壓粉鐵心),從而形成電樞鐵心108,該電樞鐵心108具有大致圓柱狀的鐵心主體111。
如圖13中詳細(xì)表示的那樣,在鐵心主體111的徑向大致中央形成有供轉(zhuǎn)軸103壓入的通孔111a。另外,在鐵心主體111的外周部呈放射狀設(shè)置有六個極齒112。極齒112形成為軸向俯視觀察呈大致t字型的形狀,極齒112由卷筒部112a和凸緣部112b構(gòu)成,其中,上述卷筒部112a從鐵心主體111沿徑向呈放射狀突出,上述凸緣部112b從卷筒部112a的前端沿周向延伸,并構(gòu)成電樞鐵心108的外周。
基于這樣的結(jié)構(gòu),在相鄰的極齒112間形成有六個燕尾槽狀的切槽113。使繞組114穿過這些切槽113,將繞組114卷繞在極齒112的卷筒部112a上,從而形成電樞線圈109(電樞線圈109的形成方法的詳細(xì)情況在后面進(jìn)行說明)。
如圖11和圖12所示,在外嵌固定在轉(zhuǎn)軸103的比電樞鐵心108更靠另一端側(cè)的整流器110的外周面上,安裝有十八片由導(dǎo)電材料形成的整流片115。整流片115由沿軸向較長的板狀的金屬片構(gòu)成,并以彼此絕緣的狀態(tài)沿周向等間隔并排固定。
這樣,電動馬達(dá)102構(gòu)成為磁極數(shù)設(shè)定為四極、切槽113的個數(shù)設(shè)定為六個、整流片115的片數(shù)設(shè)定為十八片的所謂四極六槽十八整流片的電動馬達(dá)。
另外,在各整流片115的靠電樞鐵心108側(cè)的端部一體成型有以朝向外徑側(cè)折返的形態(tài)折曲的豎片116。電樞線圈109的末端部掛繞在豎片116上,并通過熔合等方式固定在豎片116上。藉此,整流片115與對應(yīng)于該整流片115的電樞線圈109接通。
此外,在分別與處于相同電位的整流片115對應(yīng)的豎片116上掛繞有連接線117,該連接線117通過熔合的方式固定在豎片116上。連接線117用于使處于相同電位的整流片115彼此短路,并且連接線117在整流器110與電樞鐵心108之間拉繞。
如圖11所示,這樣構(gòu)成的整流器110處于面對減速機(jī)構(gòu)104的齒輪箱123的狀態(tài)。齒輪箱123由鋁鑄件制的外殼主體142和樹脂制的底板143構(gòu)成,其中,上述外殼主體142形成為在一個面上具有開口部142a的大致箱狀,上述底板143將外殼主體142的開口部142a封閉。
在外殼主體142內(nèi)收納有減速機(jī)構(gòu)104的齒輪組141。在外殼主體142的電動馬達(dá)102側(cè)一體成型有電刷收納部122,電動馬達(dá)102的整流器110與上述電刷收納部122面對。
電刷收納部122在齒輪箱123的靠電動馬達(dá)102一側(cè)形成為凹狀。在電刷收納部122的內(nèi)側(cè)設(shè)置有保持支承件134。在保持支承件134上設(shè)置有多個刷握(未圖示),電刷121以能相對于各刷握自由突出或沒入的方式收納在各刷握中。電刷121用于將來自外部電源(例如裝載在汽車中的蓄電池等)的電力供給到整流器110。利用未圖示的彈簧將電刷121朝向整流器110側(cè)施力,以使電刷121的前端與整流片115滑動接觸。
(電樞線圈的形成方法)
接著,基于圖14,對電樞線圈109的形成方法的一例進(jìn)行說明。
圖14是電樞的展開圖,相鄰的極齒間的空隙相當(dāng)于切槽。另外,在以下的圖14中,對各整流片115、各極齒112及形成的電樞線圈109分別標(biāo)注符號來進(jìn)行說明。
如圖14所示,各極齒112在周向上依次分別分配為u相、v相、w相。也就是說,一號極齒112和四號極齒112為u相,二號極齒112和五號極齒112為v相,三號極齒112和六號極齒112為w相。在此,將相當(dāng)于整流片115所標(biāo)注的編號中的一號的位置設(shè)定為與一號極齒112對應(yīng)的位置。
另外,在圖14中,將繞組114向各極齒112卷繞的卷繞方向?yàn)轫槙r針時的方向稱為正向,將上述卷繞方向?yàn)槟鏁r針時的方向稱為反向來進(jìn)行說明。
首先,例如在將繞組114的卷繞起始端114a從一號整流片115開始卷繞的情況下,隨后將繞組114拉入到位于一號整流片115附近的一號極齒112與六號極齒112間的切槽113中。接著,當(dāng)在各極齒112上將繞組分別卷繞n(n為自然數(shù),是3的倍數(shù))圈的情況下,在一號極齒112上將繞組114沿正向以集中卷繞的方式卷繞n/3圈。
接著,將繞組114從一號極齒112與二號極齒112間的切槽113中拉出,將繞組114掛繞在與一號整流片115相鄰的二號整流片115的豎片116上。接著,使卷繞結(jié)束端114b與二號整流片115連接。藉此,在一號整流片115與二號整流片115之間形成沿正向卷繞在一號極齒112上的u相的第一線圈191。
另外,將卷繞起始端114a掛繞在五號整流片115的豎片116上的繞組114拉入到一號極齒112與二號極齒112間的切槽113中。接著,在一號極齒112上將繞組114沿反向以集中卷繞的方式卷繞n/3圈。
接著,將繞組114從一號極齒112與六號極齒112間的切槽113中拉出,并將繞組114掛繞在與五號整流片115相鄰的六號整流片115的豎片116上。接著,使卷繞結(jié)束端114b與六號整流片115連接。藉此,在五號整流片115與六號整流片115間形成沿反向卷繞在一號極齒112上的“-u”相的第二線圈192。
接著,將卷繞起始端114a掛繞在六號整流片115的豎片116上的繞組114拉入到一號極齒112與二號極齒112間的切槽113中。接著,在一號極齒112上將繞組114沿反向以集中卷繞的方式卷繞n/3圈。
接著,將繞組114從一號極齒112與六號極齒112間的切槽113中拉出,將繞組114掛繞在與六號整流片115相鄰的七號整流片115的豎片116上。接著,使卷繞結(jié)束端114b與七號整流片115連接。藉此,在六號整流片115與七號整流片115間形成沿反向卷繞在一號極齒112上的“-u”相的第三線圈193。
因而,在相當(dāng)于u相的一號極齒112上形成有由u相的第一線圈191、“-u”相的第二線圈192以及“-u”相的第三線圈193構(gòu)成的、卷繞了n圈的電樞線圈109,其中,通過將繞組114沿正向卷繞n/3圈來形成上述第一線圈191,通過將繞組114沿反向卷繞n/3圈來形成上述第二線圈192。
接著,通過在與各相對應(yīng)的整流片115間依次進(jìn)行上述操作,在電樞鐵心108上形成包括第一線圈191、第二線圈192及第三線圈193的三相結(jié)構(gòu)的電樞線圈109,在相鄰的整流片115間依次電連接有“-w”、“-w”、v、“-u”、“-u”、w、“-v”、“-v”相的線圈191~193。
另外,形成各相的線圈191~193的繞組114的卷繞起始端114a及卷繞結(jié)束端114b的與整流片115連接的連接部位,只要按照“-w”、“-w”、v、“-u”、“-u”、w、“-v”、“-v”相的線圈191~193的順序依次與相鄰的整流片115間電連接即可。
在此,在電樞鐵心108上分別從軸向兩端側(cè)安裝有樹脂制的絕緣體160,繞組114從這兩個絕緣體160的上方開始卷繞。
(絕緣體)
圖15是在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖,圖16是從整流器側(cè)對安裝在電樞鐵心上的絕緣體進(jìn)行觀察的放大立體圖,圖17是絕緣體的立體圖。
如圖15至圖17所示,絕緣體160包括:鐵心主體覆蓋部161,該鐵心主體覆蓋部161將電樞鐵心108的鐵心主體111覆蓋;以及極齒覆蓋部162,該極齒覆蓋部162將極齒112覆蓋。鐵心主體覆蓋部161及極齒覆蓋部162通過樹脂等的絕緣材料一體成型。
鐵心主體覆蓋部161具有:主體覆蓋部端面161a,該主體覆蓋部端面161a將鐵心主體111的軸向端部覆蓋;以及主體覆蓋部側(cè)面161b,該主體覆蓋部側(cè)面161b將鐵心主體111的外周面覆蓋。在主體覆蓋部端面161a的徑向中央朝向軸向外側(cè)突出形成有大致圓筒狀的軸插通部163。在該軸插通部163中插通有轉(zhuǎn)軸103。
主體覆蓋部側(cè)面161b從主體覆蓋部端面161a的外周緣部延伸形成,直至電樞鐵心108的軸向大致中央。
極齒覆蓋部162具有:極齒覆蓋部端面162a,該極齒覆蓋部端面162a將極齒112的軸向端部覆蓋;以及極齒覆蓋部側(cè)面162b,該極齒覆蓋部側(cè)面162b將極齒112的側(cè)面覆蓋的。
極齒覆蓋部端面162a以與極齒112的形狀對應(yīng)的方式形成為沿軸向俯視觀察呈大致t字形的形狀。更具體來說,極齒覆蓋部端面162a一體成型有卷筒覆蓋部端面164a和凸緣覆蓋部端面164b,其中,上述卷筒覆蓋部端面164a將極齒112的卷筒部112a的軸向端面覆蓋,上述凸緣覆蓋部端面164b將凸緣部112b的軸向端面覆蓋。
另一方面,極齒覆蓋部側(cè)面162b形成為截面呈大致l字形,從極齒覆蓋部端面162a上的卷筒覆蓋部端面164a的側(cè)緣及凸緣覆蓋部端面164b的徑向內(nèi)側(cè)的側(cè)緣延伸至電樞鐵心108的軸向大致中央。更具體來說,極齒覆蓋部側(cè)面162b一體成型有卷筒覆蓋部側(cè)面165a和凸緣覆蓋部側(cè)面165b,其中,上述卷筒覆蓋部側(cè)面165a將極齒112的卷筒部112a的側(cè)面覆蓋,上述凸緣覆蓋部側(cè)面165b將凸緣部112b的徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)面覆蓋。
在此,在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型有板狀的第一分隔壁166及第二分隔壁167這兩個分隔壁166、167。此外,第一分隔壁166配置在極齒覆蓋部162的徑向大致中央。此外,第二分隔壁167配置在第一分隔壁166與凸緣覆蓋部端面164b及凸緣覆蓋部側(cè)面165b之間的大致中間。另外,在各分隔壁166、167的角部形成有平面倒角部168。
在此,兩個分隔壁166、167將極齒覆蓋部162的供繞組114卷繞的部位劃分成三個小室。藉此,在極齒覆蓋部162形成能分別單獨(dú)地對三個線圈191、192、193進(jìn)行收容的三個收容部171、172、173。
即,三個收容部171~173中的第一收容部171形成在極齒覆蓋部162的第一分隔壁166的徑向內(nèi)側(cè)。并且,在第一收容部171中收容有第一線圈191。另外,三個收容部171中的第二收容部172形成在極齒覆蓋部162的第一分隔壁166與第二分隔壁167之間。并且,在第二收容部172中收容有第二線圈192。此外,三個收容部171中的第三收容部173形成在極齒覆蓋部162的第二分隔壁167的徑向外側(cè)。并且,在第三收容部173中收容有第三線圈193。
這樣,三個線圈191、192、193的形成順序越早,就會被收容在越靠徑向內(nèi)側(cè)的收容部171~173內(nèi)。即,首先將繞組114卷繞在第一收容部171上來形成第一線圈181。接著,將繞組114卷繞在第二收容部172上來形成第二線圈182。接著,將繞組114卷繞在第三收容部173上來形成第三線圈183。
在此,在各分隔壁166、167的角部形成有平面倒角部168,因此,在將各線圈191~193收容到各收容部171~173中時,形成上述線圈191~193的繞組114的卷繞作業(yè)性得到提高。即,通過平面倒角部168,能夠在不使繞組114勾掛于各分隔壁166、167的情況下,順暢地進(jìn)行繞組114的卷繞作業(yè)。
另外,在極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部一體成型有防卷繞松散板169。防卷繞松散板169用于防止收容在第一收容部171內(nèi)的第一線圈191的卷繞松散。防卷繞松散板169也具有劃分形成第一收容部171的作用。
此外,在極齒覆蓋部162的凸緣覆蓋部端面164b的周向大致中央處一體成型有防卷繞松散凸部170。防卷繞松散凸部170用于防止收容在第三收容部173內(nèi)的第三線圈193的卷繞松散。防卷繞松散凸部170也具有劃分形成第三收容部173的作用。
在此,各分隔壁166、167、防止繞組松散板169及防止繞組松散凸部170分別形成為滿足以下關(guān)系。
圖18是表示各分隔壁、防卷繞松散板及防卷繞松散凸部的相對關(guān)系的說明圖。
即,如圖18所示,在將防卷繞松散板169的高度設(shè)定為t1,將第一分隔壁166的高度設(shè)定為t2,將第二分隔壁167的高度及防卷繞松散凸部170的高度設(shè)定為t3時,各高度t1、t2、t3設(shè)定為滿足
t1≤t2≤t3···(1)。
此外,在將防卷繞松散板169與第一分隔壁166之間的距離設(shè)定為l1,將第一分隔壁166與第二分隔壁167之間的距離設(shè)定為l2,將第二分隔壁167與防卷繞松散凸部170之間的距離設(shè)定為l3時,各距離l1、l2、l3設(shè)定為滿足
l1≥l2≥l3···(2)。
另外,在將由防卷繞松散板169、極齒覆蓋部162及第一分隔壁166形成的第一收容部171的容積(參照實(shí)線陰影部)設(shè)定為y1,將由第一分隔壁166、極齒覆蓋部162及第二分隔壁167形成的第二收容部172的容積(參照雙點(diǎn)劃線陰影部)設(shè)定為y2,將由第二分隔壁167、極齒覆蓋部162及防卷繞松散凸部170形成的第三收容部173的容積(參照點(diǎn)劃線陰影部)設(shè)定為y3時,各容積y1、y2、y3設(shè)定為滿足
y1≒y2≒y3···(3)。
通過以滿足算式(1)、(2)的方式形成各分隔壁166、167、防卷繞松散板169及防卷繞松散凸部170,從而越是位于徑向內(nèi)側(cè)的線圈191~193,能將繞組高度抑制得越低。即,三個線圈191~193中的第一線圈191的繞組高度最低,第三線圈193的繞組高度最高。
在此,如圖13中詳細(xì)表示的那樣,極齒112從電樞鐵心108呈放射狀延伸,因此,越是靠徑向內(nèi)側(cè)的部位,相鄰的極齒112間的距離越窄。因而,越是位于徑向內(nèi)側(cè)的線圈191~193,能將繞組高度抑制得越低,從而能避免在周向上相鄰的線圈191~193彼此發(fā)生接觸。除此之外,通過使第一收容部171的容積y1、第二收容部172的容積y2及第三收容部173的容積y3分別滿足算式(3),從而能使形成三個線圈191~193的各繞組114的長度相同。
(減速機(jī)構(gòu))
回到圖11,在安裝有這種電動馬達(dá)102的齒輪箱123的外殼主體142內(nèi)收納有齒輪組141。齒輪組141由與電動馬達(dá)102的轉(zhuǎn)軸103連接的蝸桿軸125、與蝸桿軸125嚙合的階梯型齒輪126以及與階梯型齒輪126嚙合的正齒輪127構(gòu)成。
蝸桿軸125的一端與轉(zhuǎn)軸103連接,另一端能自由旋轉(zhuǎn)地軸支承于外殼主體142。蝸桿軸125與轉(zhuǎn)軸103的連接部124、即轉(zhuǎn)軸103的另一端能自由旋轉(zhuǎn)地支承于滾動軸承132,該滾動軸承132設(shè)置在外殼主體142上。
在正齒輪127上設(shè)置有輸出軸128,該輸出軸128的前端處于從外殼主體142突出的狀態(tài)。另外,在輸出軸128的前端形成有錐狀部129,此外在錐狀部129上形成有梳齒部130。上述梳齒130例如能在將用于驅(qū)動刮水器等的外部機(jī)構(gòu)與輸出軸128連接時使用。
(電動馬達(dá)的動作)
接著,基于圖14,對電動馬達(dá)102的動作進(jìn)行說明。
在說明電動馬達(dá)102的動作時,例如,如圖14所示,對在一號整流片115與二號整流片115間配置有電刷121,并且在六號整流片115上配置有電刷121,并對這兩個電刷121間施加有電壓的情況進(jìn)行說明。
在這種情況下,u相的第一線圈191處于短路的狀態(tài)。此外,反向(圖14中的逆時針方向)的電流在“-u”相的第二線圈192內(nèi)流動,正向(圖14中的順時針方向)的電流在“-u”相的第三線圈193內(nèi)流動。即,彼此反向的電流在第二線圈192及第三線圈193中流動,因此磁場被抵消,與磁體107之間不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
與此相對的是,在v相的第一線圈191、“-v”相的第二線圈192及“-v”相的第三線圈193中,電流分別沿正向流動。另外,在“-w”相的第一線圈191、“-w”相的第二線圈192及“-w”相的第三線圈193中,電流分別沿反向流動。
這樣,在二號極齒112、三號極齒112、五號極齒112和六號極齒112中分別形成磁場。這些磁場的朝向沿周向依次設(shè)置。因此,在形成于各極齒112的磁場與磁體107之間,磁性的吸引力和排斥力以轉(zhuǎn)軸103為中心在點(diǎn)對稱的位置處沿相同的方向作用。藉此使轉(zhuǎn)軸103旋轉(zhuǎn)。
另外,例如在上述的電動馬達(dá)102的動作的說明中,也可以使配置在一號整流片115與二號整流片115間的電刷121提前,并能使轉(zhuǎn)軸103高速旋轉(zhuǎn)。
(效果)
因而,根據(jù)上述第四實(shí)施方式,當(dāng)在電樞鐵心108上形成繞組114以形成電樞線圈109時,由于在安裝于電樞鐵心108的絕緣體160的極齒覆蓋部162上設(shè)置有第一分隔壁166及第二分隔壁167來形成三個收容部171~173,因此,能將構(gòu)成電樞線圈109的三個線圈191~193的配置部位區(qū)分開。因此,能夠容易地進(jìn)行繞組114的卷繞作業(yè),也能減少繞組114卷繞粗細(xì)。
另外,三個線圈191~193的形成順序越早,就會被收容在越靠徑向內(nèi)側(cè)的收容部171~173內(nèi)。即,首先,將繞組114卷繞在第一收容部171中來形成第一線圈181。接著,將繞組114卷繞在第二收容部172中來形成第一線圈182。接著,將繞組114卷繞在第三收容部173中來形成第三線圈183。因而,與將繞組114從極齒112的前端側(cè)依次卷繞的情況相比,能夠在極齒112上順利地形成各線圈191~193。此外,能夠防止繞組114的體積增大,并能可靠地減少繞組114的卷繞粗細(xì)。
此外,由于在各分隔壁166、167的角部形成有平面倒角部168,因此,在將各線圈191~193收容到各收容部171~173內(nèi)時,能使形成上述線圈191~193的繞組114的卷繞作業(yè)性得到提高。即,通過平面倒角部168,從而能夠在不使繞組114勾掛于各分隔壁166、167的情況下更加順暢地進(jìn)行繞組114的卷繞作業(yè)。
另外,在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上,遍布整周地一體成型有第一分隔壁166及第二分隔壁167這兩個分隔壁166、167。因而,能夠可靠地將三個線圈191~193的配置部位區(qū)分開,使繞組114的卷繞作業(yè)更加容易地進(jìn)行,且也能可靠地減少繞組114的卷繞粗細(xì)。
此外,由于將防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部,因此,能可靠地防止收容在第一收容部171內(nèi)的第一線圈191的卷繞松散。另外,由于將防卷繞松散凸部170一體成型于在極齒覆蓋部162的凸緣覆蓋部端面164b的周向大致中央一體成型有,因此能對收容在第三收容部173內(nèi)的第三線圈193的繞組形狀的松散進(jìn)行防止。
另外,由于各分隔壁166、167、防卷繞松散板169及防卷繞松散凸部170形成為滿足算式(1)~(3),因此,能使三個線圈191~193中的第一線圈191的繞組高度最低,使第三線圈193的繞組高度最高。
因而,能夠避免在周向上相鄰的線圈191~193彼此發(fā)生接觸,并且能夠高效地將繞組114卷繞在各極齒112上。此外,能夠提高繞組114的堆積因數(shù)。此外,能使形成三個線圈191~193的各繞組114的長度相同,使電動馬達(dá)102的特性穩(wěn)定。
另外,在上述第四實(shí)施方式中,對將防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部的情況進(jìn)行了說明。
另外,在上述第四實(shí)施方式中,對在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型有第一分隔壁166及第二分隔壁167這兩個分隔壁166、167的情況進(jìn)行了說明。
但是,本發(fā)明并不局限于此,例如也可以構(gòu)成為以下的變形例。
(第一變形例)
圖19是本第四實(shí)施方式的第一變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖19所示,上述第四實(shí)施方式與本第一變形例的不同點(diǎn)在于:在上述第四實(shí)施方式的絕緣體160上,防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部,而在第一變形例中,防卷繞松散板169沒有一體成型于上述卷筒覆蓋部端面164a與上述主體覆蓋部端面161a的連接部。
第一收容部171位于三個收容部171~173中的、最靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。即,第一收容部171形成在極齒112的根部,利用第一分隔壁166和主體覆蓋部側(cè)面161b,就能抑制收容在第一收容部171內(nèi)的第一線圈191的卷繞松散。
因而,即使在構(gòu)成為第一變形例的情況下,也能起到與上述第四實(shí)施方式同樣的效果。
(第二變形例)
圖20是本第四實(shí)施方式的第二變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖20所示,上述第四實(shí)施方式與本第二變形例的不同點(diǎn)在于:在第四實(shí)施方式中,在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型有第一分隔壁166及第二分隔壁167,而在第二變形例中,僅在極齒覆蓋部端面162a上形成有板狀的第一分隔壁366及第二分隔壁367。
即使在這樣構(gòu)成的情況下,也能將三個線圈191~193的配置部位區(qū)分開。因而,能夠起到與上述的第四實(shí)施方式同樣的效果。
(第三變形例)
圖21是本第四實(shí)施方式的第三變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖21所示,第二變形例與本第三變形例的不同點(diǎn)在于:在上述第二變形例中,防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部,而在第三變形例中,防卷繞松散板169沒有一體成型于上述卷筒覆蓋部端面164a與上述主體覆蓋部端面161a的連接部。
在此,如在第一變形例中所述的那樣,防止繞組松散板169劃分所形成的第一收容部171位于極齒112的根部。因而,利用第一分隔壁166和主體覆蓋部側(cè)面161b,就能抑制收容在第一收容部171內(nèi)的第一線圈191的卷繞松散。
因而,即使在構(gòu)成為第三變形例的情況下,也能起到與上述第二變形例同樣的效果。
(第五實(shí)施方式)
接著,基于圖22~圖24,對本發(fā)明的第五實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外,對于與第四實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注與第四實(shí)施方式相同的符號進(jìn)行說明。
圖22是第五實(shí)施方式中的電樞的展開圖。
如圖22所示,第四實(shí)施方式與第五實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于:在第四實(shí)施方式的整流器110中安裝有十八片整流片115,而在第五實(shí)施方式的整流器210中安裝有十二片整流片115。即,第五實(shí)施方式的電動馬達(dá)202構(gòu)成為磁極數(shù)設(shè)定為四極、切槽113的個數(shù)設(shè)定為六個、整流片115的片數(shù)設(shè)定為十二片的所謂四極六槽十二整流片的電動馬達(dá)。
另外,在構(gòu)成第四實(shí)施方式的電樞180的電樞鐵心108上,形成有包括第一線圈191、第二線圈192及第三線圈193這三個線圈191~193的三相結(jié)構(gòu)的電樞線圈109,而在構(gòu)成第五實(shí)施方式的電樞280的電樞鐵心108上,形成有包括第一線圈291及第二線圈292這兩個線圈291、292的三相結(jié)構(gòu)的電樞線圈209。
此外,隨著電樞線圈209的形狀不同,使上述電樞線圈209與電樞鐵心108絕緣的絕緣體260的形狀與第四實(shí)施方式的絕緣體160的形狀不同。
下面,關(guān)于這些不同點(diǎn),進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
(電樞線圈的形成方法)
首先,基于圖22,對第五實(shí)施方式中的電樞線圈209的形成方法的一例進(jìn)行說明。
如圖22所示,各極齒112在周向上依次分別分配為u相、v相、w相。也就是說,一號極齒112和四號極齒112為u相,二號極齒112和五號極齒112為v相,三號極齒112和六號極齒112為w相。
在此,相當(dāng)于整流片115所標(biāo)注的編號中的一號的位置為與一號極齒112對應(yīng)的位置。另外,利用連接線117使處于相同電位的整流片115彼此短路。
另外,在圖22中,將繞組114向各極齒112卷繞的卷繞方向?yàn)轫槙r針時的方向稱為正向,將上述卷繞方向?yàn)槟鏁r針時的方向稱為反向來進(jìn)行說明。
首先,例如,在將繞組114的卷繞起始端114a從一號整流片115開始卷繞的情況下,隨后將繞組114拉入到位于一號整流片115附近的一號極齒112與六號極齒112間的切槽113中。此外,當(dāng)在各極齒112上將繞組114分別卷繞n(n為自然數(shù),是2的倍數(shù))圈的情況下,在一號極齒112上將繞組114沿正向以集中卷繞的方式卷繞n/2圈。
接著,將繞組114從一號極齒112與二號極齒112間的切槽113中拉出,并將繞組114掛繞在與一號整流片115相鄰的二號整流片115的豎片116上。接著,使卷繞結(jié)束端114b與二號整流片115連接。藉此,在一號整流片115與二號整流片115之間形成沿正向卷繞在一號極齒112上的u相的第一線圈291。
此外,將卷繞起始端114a掛繞在四號整流片115的豎片116上的繞組114拉入到一號極齒112與二號極齒112間的切槽113中。接著,在一號極齒112上將繞組114沿反向以集中卷繞的方式卷繞n/2圈。
接著,將繞組114從一號極齒112與六號極齒112間的切槽113中拉出,并將繞組114掛繞在與四號整流片115相鄰的五號整流片115的豎片116上。接著,使卷繞結(jié)束端114b與五號整流片115連接。藉此,在四號整流片115與五號整流片115間形成沿反向卷繞在一號極齒112上的“-u”相的第二線圈292。
因而,在相當(dāng)于u相的一號極齒112上形成有由u相的第一線圈291和“-u”相的第二線圈292構(gòu)成的、卷繞了n圈的電樞線圈209,其中,通過將繞組114沿正向卷繞n/2圈來形成上述第一線圈291,通過將繞組114沿反向卷繞n/2圈來形成上述第二線圈292。
此外,通過在與各相對應(yīng)的整流片115間依次進(jìn)行上述操作,在電樞鐵心108上形成包括第一線圈291及第二線圈292的三相結(jié)構(gòu)的電樞線圈209,在相鄰的整流片115間依次電連接有u、“-w”、v、“-u”、w、“-v”相的線圈291、292。
另外,形成各相的線圈291、292的繞組114的卷繞起始端114a及卷繞結(jié)束端114b的與整流片115連接的連接部位,只要按照u、“-w”、v、“-u”、w、“-v”相的線圈291、292的順序依次與相鄰的整流片115間電連接即可。
(絕緣體)
圖23是在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖23所示,絕緣體260包括:鐵心主體覆蓋部161,該鐵心主體覆蓋部161將電樞鐵心108的鐵心主體111覆蓋;以及極齒覆蓋部162,該極齒覆蓋部162將極齒112覆蓋。鐵心主體覆蓋部161及極齒覆蓋部162通過樹脂等絕緣材料一體成型。
在此,在第四實(shí)施方式中,在極齒覆蓋部162處的極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型有兩個分隔壁166、167。但是,在第五實(shí)施方式中,在極齒覆蓋部162處的極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地僅一體成型有一個分隔壁266。
該分隔壁266形成為板狀,配置在比極齒覆蓋部162的徑向大致中央稍靠徑向外側(cè)的位置。另外,在分隔壁266的角部形成有平面倒角部268。
通過在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上形成分隔壁266,從而將極齒覆蓋部162的卷繞有繞組114的部位劃分成兩個小室。藉此,在極齒覆蓋部162形成有分別單獨(dú)地對兩個線圈291、292進(jìn)行收容的兩個收容部271、272。
即,兩個收容部271、272中的第一收容部271形成在極齒覆蓋部162的分隔壁266的徑向內(nèi)側(cè)。并且,在第一收容部271中收容有第一線圈291。另外,兩個收容部271中的第二收容部272形成在極齒覆蓋部162的分隔壁266的徑向外側(cè)。并且,在第二收容部272中收容有第二線圈292。
這樣,形成順序較早的第一線圈291被收容在位于徑向內(nèi)側(cè)的第一收容部271內(nèi),形成順序較晚的第二線圈292被收容在位于徑向外側(cè)的第二收容部272內(nèi)。
在此,在分隔壁266的角部形成有平面倒角部268,因此,在將各線圈291、292收容在各收容部271、272中時,形成各線圈291、292的繞組114的卷繞作業(yè)性得到提高。
另外,防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部。此外,在極齒覆蓋部162的凸緣覆蓋部端面164b的周向大致中央一體成型有防卷繞松散凸部170。
在此,分隔壁266、防卷繞松散板169及防卷繞松散凸部170分別形成為滿足以下關(guān)系。
圖24是表示分隔壁、防卷繞松散板及防卷繞松散凸部的相對關(guān)系的說明圖。
即,如圖24所示,在將防止繞組松散板169的高度設(shè)定為t4,將分隔壁266的高度設(shè)定為t5時,各高度t4、t5設(shè)定為滿足
t4≤t5···(4)。
此外,在將防止繞組松散板169與分隔壁266之間的距離設(shè)定為l4,將分隔壁266與防止繞組松散凸部170之間的距離設(shè)定為l5時,各距離l4、l5設(shè)定為滿足
l4≥l5···(5)。
此外,在將由防止繞組松散板169、極齒覆蓋部162及分隔壁266形成的第一收容部271的容積(參照實(shí)線陰影部)設(shè)定為y4,將由分隔壁266、極齒覆蓋部162及防止繞組松散凸部170形成的第二收容部272的容積(參照點(diǎn)劃線陰影部)設(shè)定為y5時,各容積y4、y5設(shè)定為滿足
y4≒y5···(6)。
通過以滿足算式(4)、(5)的方式形成分隔壁266及防卷繞松散板169,能夠?qū)⑽挥趶较騼?nèi)側(cè)的第一線圈291的繞組高度抑制得較低。另外,通過使第一收容部271的容積y4及第二收容部272的容積y5分別滿足算式(6),能夠使形成兩個線圈291、292的各繞組114的長度相同。
因而,根據(jù)上述的第五實(shí)施方式,即使在由兩個線圈291、292構(gòu)成電樞線圈209的情況下,也能起到與上述第四實(shí)施方式同樣的效果。
另外,在上述第五實(shí)施方式中,對將防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部的情況進(jìn)行了說明。
另外,在上述第五實(shí)施方式中,對在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型分隔壁266的情況進(jìn)行了說明。
但是,本發(fā)明并不局限于此,例如也可以構(gòu)成為以下的變形例。
(第一變形例)
圖25是本第五實(shí)施方式的第一變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖25所示,上述第五實(shí)施方式與本第一變形例的不同點(diǎn)在于:在上述的第五實(shí)施方式的絕緣體260中,防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部,而在第一變形例中,防卷繞松散板169沒有一體成型于上述卷筒覆蓋部端面164a與上述主體覆蓋部端面161a的連接部。
在此,防卷繞松散板169劃分所形成的第一收容部171位于極齒112的根部。因而,利用第一分隔壁166和主體覆蓋部側(cè)面161b,就能抑制收容在第一收容部171中的第一線圈291的卷繞松散。
因而,即使在構(gòu)成為第一變形例的情況下,也能起到與上述第五實(shí)施方式同樣的效果。
(第二變形例)
圖26是本第五實(shí)施方式的第二變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖26所示,上述第五實(shí)施方式與本第二變形例的不同點(diǎn)在于:在第五實(shí)施方式中,在極齒覆蓋部端面162a及極齒覆蓋部側(cè)面162b上遍布整周地一體成型有分隔壁266,而在第二變形例中,僅在極齒覆蓋部端面162a上形成有板狀的分隔壁466。
即使在這樣構(gòu)成的情況下,也能將兩個線圈291、292的配置部位區(qū)分開。因而,能夠起到與上述第五實(shí)施方式同樣的效果。
(第三變形例)
圖27是本第五實(shí)施方式的第三變形例中的、在電樞鐵心上安裝有絕緣體的狀態(tài)的立體圖。
如圖27所示,第二變形例與本第三變形例的不同點(diǎn)在于:在上述第二變形例中,防卷繞松散板169一體成型于極齒覆蓋部162的卷筒覆蓋部端面164a與鐵心主體覆蓋部161的主體覆蓋部端面161a的連接部,而在第三變形例中,防卷繞松散板169沒有一體成型于上述卷筒覆蓋部端面164a與上述主體覆蓋部端面161a的連接部。
即使在這樣構(gòu)成的情況下,也能起到與上述第五實(shí)施方式的第二變形例同樣的效果。
另外,本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式,包含在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)對上述的實(shí)施方式進(jìn)行各種改變后的情況。
例如,對帶減速器的電動機(jī)101用于驅(qū)動汽車的刮水器的情況進(jìn)行了說明。但是,本發(fā)明并不局限于此,其能夠用作各種各樣的裝置的驅(qū)動源。
另外,在上述的實(shí)施方式中,對電動馬達(dá)102具有有底筒狀的軛鐵105以及能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軛鐵105內(nèi)的電樞106,在電樞鐵心108上卷繞有繞組114的情況進(jìn)行了說明。但是,本發(fā)明并不局限于此,也可以利用定子以及能自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子上的轉(zhuǎn)子來構(gòu)成電動馬達(dá)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu),在定子的定子鐵心上安裝絕緣體,并從該絕緣體的上方開始卷繞繞組。也能夠?qū)⒈緦?shí)施方式應(yīng)用于在此使用的絕緣體中。
此外,對上述第四實(shí)施方式的電動馬達(dá)102構(gòu)成為四極六槽十八整流片的結(jié)構(gòu),第五實(shí)施方式的電動馬達(dá)102構(gòu)成為四極六槽十二整流片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。
但是,本發(fā)明并不局限于此,能將本實(shí)施方式的絕緣體應(yīng)用在由多個線圈形成電樞線圈的結(jié)構(gòu)的各種電動馬達(dá)中。在這種情況下,較為理想的是,根據(jù)構(gòu)成電樞線圈的線圈的個數(shù)來改變分隔壁的數(shù)量。例如,在構(gòu)成電樞線圈的線圈的個數(shù)為四個的情況下,較為理想的是,在極齒覆蓋部162設(shè)置三個分隔壁來形成四個收容部。
另外,在上述第四實(shí)施方式中,對在各分隔壁166、167的角部形成有平面倒角部168的情況進(jìn)行了說明。此外,在上述第五實(shí)施方式中,對在分隔壁266上形成有平面倒角部268的情況的情況進(jìn)行了說明。
但是,本發(fā)明并不局限于此,也可以使用倒圓角部來代替平面倒角部168、268。在各分隔壁166、167、266上形成有倒圓角部的情況下,也能在不使繞組114勾掛于各分隔壁166、167、266的情況下順利地進(jìn)行繞組114的卷繞作業(yè)。
此外,在上述實(shí)施方式中,對將各分隔壁166、167、366、367、266、466形成為板狀的情況進(jìn)行了說明。但是,本發(fā)明不局限于此,各分隔壁166、167、366、367、266、466只要是能將各線圈191、192、193、291、292分別單獨(dú)地配置在極齒覆蓋部162上的形狀即可。例如也可以在任意部位形成多個突起等,以代替各分隔壁166、167、366、367、266、466。
(符號說明)
1帶減速器的電動機(jī)
2電動馬達(dá)
3轉(zhuǎn)軸
5軛鐵
7永磁體(磁極)
8電樞鐵心
9電樞線圈(線圈)
10整流器
12極齒
13切槽
14繞組(線圈)
15整流片
16豎片
17連接線
21電刷
21a低速用電刷
21b高速用電刷
21c共用電刷
91a、91eu相線圈(u相的線圈)
92a、93a、92e、93e-u相線圈(-u相的線圈)
91b、92b、91f、92f-w相線圈(-w相的線圈)
93b、93fw相線圈(w相的線圈)
91c、91dv相線圈(v相的線圈)
92c、93c、92d、93d-v相線圈(-v相的線圈)
9u1、9u2u相的電樞線圈
9v1、9v2v相的電樞線圈
9w1、9w2w相的電樞線圈。