電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如裝設(shè)在車輛上的電動(dòng)機(jī)。
[0002]本申請(qǐng)基于2013年3月26日在日本申請(qǐng)的日本專利特愿2013 — 063214號(hào)及2013年12月26日在日本申請(qǐng)的日本專利特愿2013 — 270446號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，并將上述申請(qǐng)的內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003]作為電動(dòng)機(jī)，例如，存在一種在有底筒狀的軛部的內(nèi)周面配置多個(gè)永磁體，并在比該永磁體靠徑向內(nèi)側(cè)的位置以能自由旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)有電樞的電動(dòng)機(jī)。電樞具有外套固定于轉(zhuǎn)軸的電樞鐵心和配置有多個(gè)整流片的整流器。在電樞鐵心上設(shè)有朝徑向外側(cè)延伸的多個(gè)極齒，在上述極齒間形成有多個(gè)軸向較長(zhǎng)的切槽。通過上述切槽在電樞鐵心上卷繞有繞組。繞組與整流器的整流片導(dǎo)通。用于進(jìn)行供電的電刷與各整流片滑動(dòng)接觸。通過該電刷朝繞組供給電流。
[0004]此處，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的小型化、高性能化，提出了各種技術(shù)。例如，公開了一種設(shè)置四個(gè)永磁體、將磁極數(shù)設(shè)為4極、在電樞鐵心上形成10個(gè)極齒、將切槽的個(gè)數(shù)設(shè)為10個(gè)、并在整流器上設(shè)有10塊整流片的所謂4極10切槽10整流片的電動(dòng)機(jī)(例如參照專利文獻(xiàn)I) O
[0005]卷繞于該電動(dòng)機(jī)的繞組以橫跨兩個(gè)極齒的方式通過所謂的疊繞組方式(日文:重卷方式)卷繞繞組。另外，該電動(dòng)機(jī)的相同電位的整流片、即以轉(zhuǎn)軸為中心相對(duì)的兩個(gè)整流片因均壓線而短路。藉此，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高性能化，并能減少電刷的設(shè)置個(gè)數(shù)以將電動(dòng)機(jī)小型化。
[0006]另外，公開了一種設(shè)置六個(gè)永磁體、將磁極數(shù)設(shè)為6極、在電樞鐵心上形成24個(gè)極齒、將切槽的個(gè)數(shù)設(shè)為24個(gè)、并在整流器上設(shè)有24塊整流片的所謂6極24切槽24整流片的電動(dòng)機(jī)(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0007]該6極24切槽24整流片的電動(dòng)機(jī)包括:三個(gè)繞組部，該三個(gè)繞組部分別以規(guī)定次數(shù)卷繞于由四根極齒構(gòu)成的三個(gè)極齒組；搭接線，該搭接線從繞組部延伸并與規(guī)定的兩個(gè)整流片連接；主繞組部，該主繞組部連續(xù)地具有中間搭接線，該中間搭接線將相鄰的繞組部間以不與在該各繞組部個(gè)別地與整流片連接的情況下應(yīng)連接的該整流片連接的方式加以連接；以及均壓線(短路構(gòu)件)，該均壓線將各搭接線所連接的規(guī)定整流片及應(yīng)與該各繞組部連接的整流片連接為相同電位。藉此，能多極地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高性能化，并能減少電刷的設(shè)置個(gè)數(shù)以將電動(dòng)機(jī)小型化。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2005 - 33843號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2007 - 282451號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0013]然而，在上述專利文獻(xiàn)I中，整流片的塊數(shù)為10塊，整流片間的電壓與2極5切槽5整流片的電動(dòng)機(jī)等價(jià)，難以高效率地使電動(dòng)機(jī)高性能化。
[0014]另外，需將兩個(gè)電刷以機(jī)械角在周向上隔著90°間隔加以配置。因此，不能采用以轉(zhuǎn)軸為中心相對(duì)配置這樣的一般的二極電動(dòng)機(jī)的電刷配置結(jié)構(gòu)，并相應(yīng)地導(dǎo)致制造成本升尚O
[0015]此外，為了減少電刷的設(shè)置個(gè)數(shù)而需要均壓線，因此，相應(yīng)地因花費(fèi)繞組的卷繞時(shí)間而導(dǎo)致制造成本升高。
[0016]此外，當(dāng)將繞組卷繞于電樞鐵心時(shí)，不能采用以轉(zhuǎn)軸為中心呈點(diǎn)對(duì)稱的關(guān)系在兩個(gè)部位同時(shí)卷繞繞組這樣的所謂雙錠翼(flyer)方式。因此，進(jìn)一步花費(fèi)繞組的卷繞時(shí)間，導(dǎo)致制造成本升高。
[0017]另外，在上述專利文獻(xiàn)2中，整流片的塊數(shù)為24塊，整流片間的電壓與2極8切槽8整流片的電動(dòng)機(jī)等價(jià)，難以高效率地使電動(dòng)機(jī)高性能化。此外，整流片數(shù)較多，相應(yīng)地難以使整流器小型化。此外，為了減少電刷的設(shè)置個(gè)數(shù)而需要均壓線，因此，相應(yīng)地因花費(fèi)繞組的卷繞時(shí)間而導(dǎo)致制造成本升高。
[0018]本發(fā)明提供一種能高效率地實(shí)現(xiàn)高性能化，并能實(shí)現(xiàn)小型化、低成本化的電動(dòng)機(jī)。
[0019]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方案，電動(dòng)機(jī)包括:軛部，該軛部的磁極數(shù)為六極；轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸以能自由旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于上述軛部的內(nèi)側(cè)；電樞鐵心，該電樞鐵心具有極齒和偶數(shù)個(gè)切槽，其中，上述極齒安裝于上述轉(zhuǎn)軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，且配置個(gè)數(shù)被設(shè)定為偶數(shù)個(gè)，上述偶數(shù)個(gè)切槽形成于上述極齒之間；線圈，該線圈通過單波繞組方式(日文:一重波卷)卷繞于上述極齒；以及整流器，該整流器以與上述電樞鐵心相鄰的方式設(shè)于上述轉(zhuǎn)軸，并在周向上配置有與上述線圈連接的多個(gè)整流片。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)方案，配線于上述電樞鐵心與上述整流器之間的上述線圈掛繞于上述轉(zhuǎn)軸。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三技術(shù)方案，電動(dòng)機(jī)包括一對(duì)電刷，這一對(duì)電刷與上述整流片滑動(dòng)接觸，并用于對(duì)上述線圈進(jìn)行供電。上述一對(duì)電刷以上述轉(zhuǎn)軸為中心相對(duì)配置。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第四技術(shù)方案，電動(dòng)機(jī)包括低速用電刷、高速用電刷及共用電刷這三個(gè)電刷，其中，上述低速用電刷和上述高速用電刷與上述整流片滑動(dòng)接觸，并用于對(duì)上述線圈進(jìn)行供電，上述低速用電刷和上述高速用電刷共用地使用上述共用電刷。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第五技術(shù)方案，上述電動(dòng)機(jī)的上述整流器具有圓柱狀的整流器主體。在該整流器主體的外周面配置有上述多個(gè)整流片。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第六技術(shù)方案，上述電動(dòng)機(jī)的上述整流器具有圓板狀的整流器主體。在該整流器主體的與上述電樞鐵心相反一側(cè)的一表面配置有上述多個(gè)整流片。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第七技術(shù)方案，上述偶數(shù)個(gè)切槽也可由具有徑向外側(cè)較大的形狀的前端寬度大切槽以及具有底部較大的形狀的底部寬度大切槽構(gòu)成。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第八技術(shù)方案，上述偶數(shù)個(gè)切槽也可還包括中間寬度切槽，該中間寬度切槽具有徑向外側(cè)比上述前端寬度大切槽狹小、底部比上述底部寬度大切槽大的形狀。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第九技術(shù)方案，多個(gè)上述極齒呈前端具有長(zhǎng)邊部和短邊部的左右非對(duì)稱的形狀。也可以采用以下結(jié)構(gòu):多個(gè)上述極齒中的構(gòu)成上述前端寬度大切槽的極齒的前端旋轉(zhuǎn)，上述長(zhǎng)邊部和上述短邊部的配置反轉(zhuǎn)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第十技術(shù)方案，也可以采用以下結(jié)構(gòu):上述前端寬度大切槽、上述底部寬度大切槽及上述中間寬度切槽與上述線圈卷繞于上述極齒的徑向位置相對(duì)應(yīng)地配置。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第十一技術(shù)方案，上述極齒及上述切槽的個(gè)數(shù)被設(shè)定為14個(gè)、16個(gè)及20個(gè)中的任一方。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)，通過采用單波繞組方式，與疊繞組方式相比較，能降低整流片間的電壓。另外，能采用以轉(zhuǎn)軸為中心相對(duì)配置電刷這樣的一般的二極電動(dòng)機(jī)的電刷配置結(jié)構(gòu)。此外，無需均壓線，能縮短繞組的卷繞時(shí)間。此外，當(dāng)將繞組卷繞于電樞鐵心時(shí)，能采用以轉(zhuǎn)軸為中心呈點(diǎn)對(duì)稱的關(guān)系在兩個(gè)部位同時(shí)卷繞繞組這樣的所謂雙錠翼方式。另外，切槽數(shù)被設(shè)定為偶數(shù)，并采用單波繞組方式，從而能獲得與切槽數(shù)被設(shè)定為奇數(shù)的情況相同的效果。即，切槽數(shù)被設(shè)定為偶數(shù)，能如切槽數(shù)被設(shè)定為奇數(shù)的情況那樣降低齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。此外，配線于電樞鐵心與整流器之間的線圈掛繞于轉(zhuǎn)軸，因此，與用線圈直接對(duì)電樞鐵心和整流器進(jìn)行配線的情況相比較，能抑制電樞鐵心與整流器之間的線圈的擴(kuò)大。
[0033]這樣，根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)，能高效地實(shí)現(xiàn)高性能化，并能實(shí)現(xiàn)小型化、低成本化。
【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的縱剖圖。
[0035]圖2是沿著圖1的A — A線的剖視圖，未圖示出電樞線圈。
[0036]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的電樞的展開圖。
[0037]圖4是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第一實(shí)施方式的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
[0038]圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式的變形例的電樞的展開圖。
[0039]圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0040]圖7是沿著圖6的B — B線的剖視圖，未圖示出電樞線圈。
[0041]圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的電樞的展開圖。
[0042]圖9是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第二實(shí)施方式的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
[0043]圖10是本發(fā)明第二實(shí)施方式的變形例的電樞的展開圖。
[0044]圖11是本發(fā)明第三實(shí)施方式的帶減速器的電動(dòng)機(jī)的縱剖視圖。
[0045]圖12是沿著圖11的C — C線的剖視圖，未圖示出電樞線圈。
[0046]圖13是表不本發(fā)明第三實(shí)施方式的電刷的配置的說明圖。
[0047]圖14是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電樞的展開圖。
[0048]圖15是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第三實(shí)施方式的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
[0049]圖16是本發(fā)明第三實(shí)施方式的第一變形例的電樞的展開圖。
[0050]圖17是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的第二變形例的電刷的配置的說明圖。
[0051]圖18是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0052]圖19是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0053]圖20是從電樞鐵心一側(cè)觀察本發(fā)明第四實(shí)施方式的電樞的立體圖。
[0054]圖21是從蝸桿軸一側(cè)觀察本發(fā)明第四實(shí)施方式的電樞的立體圖。
[0055]圖22是本發(fā)明第四實(shí)施方式的保持件托架的側(cè)視圖。
[0056]圖23是從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)觀察本發(fā)明第四實(shí)施方式的保持件托架的立體圖。
[0057]圖24是本發(fā)明第五實(shí)施方式的帶減速器的電動(dòng)機(jī)的縱剖圖。
[0058]圖25A是從整流器一側(cè)觀察本發(fā)明第五實(shí)施方式的刷握單元的俯視圖。
[0059]圖25B示出了本發(fā)明第五實(shí)施方式的刷握單元，其是圖25A的D向視圖。
[0060]圖26是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的變形例的電刷的配置結(jié)構(gòu)的圖。
[0061]圖27是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的變形例的電刷的配置考慮方法的圖。
[0062]圖28是表不本發(fā)明第六實(shí)施方式的電樞鐵心的圖。
[0063]圖29是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第六實(shí)施方式的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
[0064]圖30是表不本發(fā)明第六實(shí)施方式的第一變形例的電樞鐵心的圖。
[0065]圖31是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第六實(shí)施方式的第一變形例的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
[0066]圖32是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的第二變形例的電樞鐵心的圖。
[0067]圖33是從軸向觀察電樞線圈卷繞于本發(fā)明第六實(shí)施方式的第二變形例的電樞鐵心的卷繞狀態(tài)的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0068](第一實(shí)施方式)(電動(dòng)機(jī))
[0069]接著，根據(jù)圖1?圖4對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0070]圖1是表示電動(dòng)機(jī)I的結(jié)構(gòu)的縱剖圖。圖2是沿著圖1的A — A線的剖視圖，未圖示出電樞線圈7。
[0071]如圖1、圖2所示，電動(dòng)機(jī)I是所謂帶電刷的直流電動(dòng)機(jī)，例如被用作汽車的散熱器(radiator)冷卻用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)I包括以能自由旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于有底圓筒形狀的軛部2內(nèi)的電樞3，用端部支架17覆蓋軛部2的開口部2c。此外，電動(dòng)機(jī)I以電樞3的轉(zhuǎn)軸5沿著水平方向的狀態(tài)安裝于汽車的散熱器。
[0072](軛部)
[0073]在軛部2的周壁2a的內(nèi)表面沿著周向配置有瓦形狀(具有曲率的矩形形狀)的六個(gè)永磁體4。上述永磁體4被配置成磁極依次沿著周向。
[0074]在軛部2的端部(底部)2b的徑向大致中央形成有凹部10。在該凹部10的大部分形成有朝軸向外側(cè)突出的軸套部10a。在該軸套部1a形成有用于供電樞3的轉(zhuǎn)軸5的一端(圖1中的左側(cè)端)插通的插通孔11，并且內(nèi)嵌有用于將轉(zhuǎn)軸5的一端側(cè)支承成能自由旋轉(zhuǎn)的軸承12。
[0075](電樞)
[0076]電樞3由外套固定于轉(zhuǎn)軸5的電樞鐵心6、卷繞于電樞鐵心6的電樞線圈7、以及配置于轉(zhuǎn)軸5的另一端側(cè)(圖1中的右側(cè))的整流器13構(gòu)成。
[0077]電樞鐵心6是通過沿軸向?qū)盈B多個(gè)金屬板或?qū)洿判苑勰┻M(jìn)行加壓成形而形成的。電樞鐵心6具有外套固定于轉(zhuǎn)軸5的大致圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)軸固定部61。轉(zhuǎn)軸5壓入固定于插通孔61a，該插通孔61a形成于轉(zhuǎn)軸固定部61。
[0078]在該轉(zhuǎn)軸固定部61的徑向外側(cè)設(shè)有與轉(zhuǎn)軸固定部61同心圓狀形成的外側(cè)環(huán)狀部62。在上述轉(zhuǎn)軸固定部61與外側(cè)環(huán)狀部62之間沿周向等間隔地設(shè)有多根(例如本第一實(shí)施方式中為十根)輪福部63，這多根輪福部63橫跨轉(zhuǎn)軸固定部61和外側(cè)環(huán)狀部62，并將轉(zhuǎn)軸固定部61與外側(cè)環(huán)狀部62彼此連接在一起。S卩，在電樞鐵心6上由轉(zhuǎn)軸固定部61、夕卜側(cè)環(huán)狀部62及輪輻部63形成沿軸向貫穿且軸向俯視呈大致扇狀的多個(gè)(例如本實(shí)施方式中為十個(gè))通孔64。另外，外側(cè)環(huán)狀部62形成為比轉(zhuǎn)軸固定部61及輪輻部63厚。
[0079]在外側(cè)環(huán)狀部62的徑向外側(cè)沿周向等間隔地且呈放射狀地形成有20個(gè)軸向俯視觀察時(shí)呈大致T字狀的極齒36。在相鄰的極齒36間形成有燕尾槽狀的切槽37。切槽37沿軸向延伸，并沿周向等間隔地形成有20個(gè)。此外，覆蓋有瓷釉的繞組38(參照?qǐng)D3)穿過該切槽37，在切槽37上從安裝于極齒36的未圖示的絕緣體上卷繞有繞組38。藉此，在電樞鐵心6的外周形成有多個(gè)電樞線圈7。另外，在后面詳細(xì)說明繞組38的卷繞方法。
[0080]配置于轉(zhuǎn)軸5的另一端側(cè)的整流器(commutator) 13由樹脂模塑體40和二十塊整流片41構(gòu)成，其中，上述樹脂模塑體40外套固定于轉(zhuǎn)軸5并形成為大致圓柱狀，上述整流片41露出配置于該樹脂模塑體40的外周面40a。S卩，第一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)I是永磁體4(磁極)為六個(gè)、切槽37為二十個(gè)、整流片41為二十塊的所謂六極二十槽二十整流片的直流電動(dòng)機(jī)。
[0081]整流片41由沿軸向較長(zhǎng)的板狀金屬片形成，并以彼此絕緣的狀態(tài)沿周向等間隔地并列固定。在上述整流片41的靠電樞鐵心6 —側(cè)的端部一體地成形有豎板(riser)43，該豎板43被折曲成朝外徑側(cè)折返的形狀。
[0082]豎板43是用于使電樞線圈7與整流片41連接的構(gòu)件，供構(gòu)成電樞線圈7的繞組38掛繞，并通過熔合而被固定。藉此，整流片41與和其對(duì)應(yīng)的電樞線圈7電連接。
[0083](端部支架)
[0084]覆蓋軛部2的開口部2c的端部支架17形成為大致圓板狀。在端部支架17的中央的大部分形成有朝外側(cè)突出的凸部15。通過形成凸部15而使內(nèi)表面?zhèn)葹榘紶?。該凹狀的凸?5的內(nèi)表面?zhèn)茸鳛橛糜谑占{后述電刷22的收納凹部16起作用。
[0085]在凸部15的端部(底部)15a的徑向大致中央形成有因臺(tái)階差而進(jìn)一步朝外側(cè)突出的軸套部18。在該軸套部18上壓入固定有用于將轉(zhuǎn)軸5的另一端側(cè)支承成能自由旋轉(zhuǎn)的軸承19。
[0086]在端部支架17的外周部側(cè)設(shè)有朝外側(cè)延伸的托架9。該托架9在固定電動(dòng)機(jī)I時(shí)被使用。在托架9上形成有能供未圖示的螺栓插通的插通孔9a。
[0087]另外，在端部支架17的收納凹部16安裝有保持件托架20。保持件托架20由樹脂制成并形成為大致圓板狀。在保持件托架20的內(nèi)表面固定有兩個(gè)刷握21。
[0088]刷握21通過黃銅等形成為長(zhǎng)方體的箱狀。刷握21被配置成其長(zhǎng)邊方向沿著徑向，且彼此以轉(zhuǎn)軸