專利名稱：電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及搭載于車輛等的電動機(electric motor)。本申請根據2008年1月31日在日本提出申請的日本特愿2008-021660號主張優 先權，并在此援引其內容。
背景技術：
一般情況下，搭載于車輛等的帶電刷的三相電動機成為卷裝有電樞線圈的電樞以 能夠自由旋轉的方式配置在內周面安裝有永磁鐵的圓筒狀的磁軛的內側的結構。電樞具有 外嵌固定于旋轉軸的電樞鐵心(armature core) 0在電樞鐵心呈放射狀地形成有多個齒， 在這些齒之間形成有在軸線方向長的槽(slot)。在各個齒卷裝有繞組，形成了三相(U相、 V相、W相)構造的線圈。各個線圈分別與安裝于旋轉軸的多個換向器片(segment)導通。各換向器片能夠 與電刷滑動接觸，通過從該電刷對換向器片施加電壓從而對各個線圈供給電流。此時，在各 個線圈中流動的電流的相位錯開，由此，在各個線圈形成不同的磁場，通過與在磁軛的磁鐵 之間產生的磁吸引力、磁排斥力而使旋轉軸旋轉。此外，通過該旋轉，電刷所滑動接觸的換 向器片依次變更，在線圈中流動的電流的方向被切換，進行所謂的整流，電樞持續旋轉。此處，根據圖7對以往的各個線圈的卷裝構造的一例進行說明。圖7是示出以往的線圈107的卷裝狀態的電樞103的展開圖，示出了換向器片104 和齒109。而且，鄰接的齒109之間的空隙相當于槽101。另外，在圖7中，對各個換向器片 104、以及卷裝于各個齒109的繞組102分別賦予附圖標記進行說明。如圖7所示，以往的電樞103設有6個槽101，并且設有6片換向器片104。在各 個換向器片104中的成為同電位的換向器片104彼此間連接有短路線125。此外，在鄰接的 換向器片104之間連接有電容器126。繞組102例如在其卷線開始端30從Sl換向器片104開始卷線的情況下，首先卷 裝于al齒109而形成al線圈107。此外，從S2換向器片104開始卷線的繞組102卷裝于 bl齒109而形成bl線圈107。進一步，從S3換向器片104開始卷線的繞組102卷裝于cl 齒109而形成cl線圈107。這些al線圈107、bl線圈107以及cl線圈107的卷線結束端 相互連接而形成星形結線的中性點200。而且，在a2齒109、b2齒109以及c2齒109卷裝 有分別從S4換向器片104、S5換向器片104以及S6換向器片104開始卷線的繞組102。而 且，各個的卷線結束端相互連接，形成了另一個星形結線的中性點200。對于這種繞組102的卷裝構造，并聯回路數為2地進行回路形成。即，利用al線 圈107、bl線圈107以及cl線圈107形成1個回路，并且，利用a2線圈107、b2線圈107以 及c2線圈107形成另1個回路(例如參照專利文獻1)。但是，像上述的現有技術那樣，在以三相集中卷線方式卷裝繞組的情況下，由于并 聯回路數與槽數無關地成為2個回路，所以在使繞組細徑化的方面存在界限。因此，需要使 繞組的線徑在某種程度上變粗，存在難以進行卷裝作業的課題。
專利文獻1 日本特開2004-328987號公報
發明內容
發明要解決的問題本發明是鑒于上述情況而做出的，提供一種即便是在以三相集中卷線方式卷裝繞 組的情況下也能夠容易地進行卷裝作業的電動機。用于解決問題的方案為了解決上述課題，第一方面的發明是，電動機具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多 個磁極的磁軛軸支承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于 卷裝繞組；電樞鐵心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向 延伸；換向器(commutator)，該換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓 周方向配置有多個換向器片(segment)；以及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向 器片中的成為同電位的換向器片彼此分別短路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極 數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片的個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片 數Se以滿足下式的方式進行設定P = 4A、Sr = 6A和Se = 12A，卷裝于各個齒的繞組形成 以所述旋轉軸為中心呈點對稱地配置的2個三相集中卷線的線圈組，在所述電動機中，各 個線圈組分別具備所述繞組在正方向卷繞的第一線圈和所述繞組在反方向卷繞的第二線 圈，當將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，并設卷裝于各相的所述第 一線圈分別為U相、V相、W相的線圈，設卷裝于各相的所述第二線圈分別為-U相、-V相、-W 相的線圈時，在鄰接的換向器片之間，將U相、-W相、V相、-U相、W相、-V相的線圈按照該 順序電連接。第二方面的發明是，電動機具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支 承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組；電樞鐵 心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸；換向器，該 換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多個換向器片；以 及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別短 路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片的 個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定P = 4A、 Sr = 6A和Se = 12A，將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，在所述電 動機中，在每隔3個齒而存在的三相的齒上分別串聯地以集中卷線方式卷裝所述繞組，并 將其作為1個線圈組而在所述電樞鐵心形成2個線圈組，各個線圈組分別具備所述繞組在 正方向卷繞的第一線圈和所述繞組在反方向卷繞的第二線圈，當設卷裝于各相的所述第一 線圈分別為U相、V相、W相的線圈，設卷裝于各相的所述第二線圈分別為-U相、-V相、-W 相的線圈時，在鄰接的換向器片之間，將U相、-W相、V相、-U相、W相、-V相的線圈按照該 順序電連接。第三方面的發明是，電動機是所述磁極設有8極、所述槽設有12個、所述換向器片 設有24片的8極12槽24換向器片的電動機，其中，構成各個線圈組的所述第一線圈和所 述第二線圈分別各具有2個相同相的線圈。第四方面的發明是，電動機具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支
6承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組；電樞鐵 心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸；換向器，該 換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多個換向器片；以 及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別短 路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片的 個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定P = 4A、Sr =6A和Se = 6A，卷裝于各個齒的繞組形成以所述旋轉軸為中心呈點對稱地配置的2個三 相集中卷線的線圈組，在所述電動機中，當將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序 進行分配，并設卷裝于各相的所述繞組分別為U相、V相、W相的線圈時，將存在于一方的線 圈組的W相線圈的卷線結束端和存在于另一方的線圈組的U相的線圈的卷線開始端連接起 來，并且，將存在于一方的線圈組的U相的線圈的卷線開始端和存在于另一方的線圈組的W 相的線圈的卷線結束端連接起來，在鄰接的換向器片之間，將U相、V相、W相的線圈按照該 順序電連接。第五方面的發明是，電動機具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支 承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組；電樞鐵 心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸；換向器，該 換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多個換向器片；以 及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別短 路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片的 個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定P = 4A、 Sr = 6A和Se = 6A，將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，在每隔3個 齒而存在的三相的齒上分別串聯地以集中卷線方式卷裝所述繞組，并將其作為1個線圈組 而在所述電樞鐵心形成2個線圈組，在所述電動機中，當設卷裝于各相的所述繞組分別為U 相、V相、W相的線圈時，將存在于一方的線圈組的U相的線圈的卷線開始端和存在于另一方 的線圈組的W相的線圈的卷線結束端連接起來，并且在鄰接的換向器片之間，將U相、V相、 W相的線圈按照該順序電連接。第六方面的發明是，電動機是所述磁極設有8極、所述槽設有12個、所述換向器片 設有12片的8極12槽12換向器片的電動機，其中，各個線圈組分別各具有2個相同相的 線圈。發明效果根據本發明，由于能夠將2個三相集中卷線的線圈組并聯地連接于換向器的換向 器片，所以能夠將并聯電路數增大至4個回路。因此，與并聯電路數為2個回路的情況相比 較，能夠使用線徑細的繞組，能與線徑細的量相應地，使繞組的卷裝作業變得容易。此外，通過當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、 所述換向器片的個數為Se時，以滿足P = 4A、Sr = 6A和Se = 12A的方式設定磁極數P、 槽數Sr和換向器片數Se，從而換向器片數Se相對于槽數Sr成為2倍。因此，與以往那樣 地槽數Sr和換向器片數Se設定成相同數量的情況相比較，能夠降低換向器片間的電壓，能 夠抑制在換向器片和與其滑動接觸的電刷之間產生的放電。進一步，在換向器片數Se相對于槽數Sr成為2倍的情況下，通過利用在正方向卷繞的第一線圈和在反方向卷繞的第二線圈構成各相的線圈，從而能夠使每個相的整流的中 心為鄰接的換向器片之間的中心。因此，能夠容易地知道每個相的整流的中心，通過以使該 整流的中心與電刷的中心一致的方式設置電刷，從而能夠使整流性提高，能夠使電動機特 性提高。
圖1是本發明的第一實施方式中的電動機的縱剖視圖。圖2是本發明的第一實施方式中的電動機的橫剖視圖。圖3是示出本發明的第一實施方式中的電樞線圈的卷裝狀態的電樞的展開圖。圖4是示出本發明的第二實施方式中的電樞線圈的卷裝狀態的電樞的展開圖。圖5是示出本發明的第三實施方式中的電樞線圈的卷裝狀態的電樞的展開圖。圖6是示出本發明的第四實施方式中的電樞線圈的卷裝狀態的電樞的展開圖。圖7是示出現有的線圈的卷繞狀態的電樞的展開圖。附圖標記說明1、51電動機；2磁軛；3電樞；4永磁鐵(磁極)；5旋轉軸；6電樞鐵心；7 電樞線 圈(線圈)；9齒；IlUla Ilf槽；12繞組；13換向器；14、14a 14q換向器片；21電樞; 30卷線開始端；33第一線圈；33a、33b正卷線線圈；34第二線圈；34a、34b反卷線線圈；40 卷線結束端；71、81第一線圈組；72、82第二線圈組。
具體實施例方式下面，根據圖1 圖4對本發明的第一實施方式進行說明。如圖1、圖2所示，電動機1是搭載于車輛的電氣部件(例如散熱器風扇)的驅動 源，且成為將電樞3以能夠自由旋轉的方式配置在有底圓筒形狀的磁軛2內的結構。多個 (在該第一實施方式中為8個)永磁鐵4在圓周方向等間隔地以磁極輪流的方式固定在磁 軛2的內周面。電樞3包括電樞鐵心6，該電樞鐵心6固定于旋轉軸5 ；電樞線圈7，該電樞線圈 7卷裝于電樞鐵心6 ；以及換向器13，該換向器13配置在電樞鐵心6的一端側。電樞鐵心 6在軸線方向層疊有多片環狀的金屬板8。在金屬板8的外周部沿著圓周方向等間隔地呈 放射狀地形成有多個(在該第一實施方式中為12個)T字型的齒9。通過將多片金屬板8 外嵌于旋轉軸5從而在電樞鐵心6的外周在鄰接的齒9之間形成燕尾槽狀的槽(slot) 11。 槽11沿著軸線方向延伸，且沿著圓周方向等間隔地形成有多個(在該第一實施方式中為12 個)。在該槽11之間卷裝有漆包皮的繞組12，由此在電樞鐵心6的外周形成有多個電樞線 圈7。換向器13外嵌固定于旋轉軸5的一端。在換向器13的外周面安裝有多片(在本 實施方式中為24片)由導電材料形成的換向器片14。即，在換向器13設有數量為槽11的 個數的2倍的數量的換向器片14。進一步，當設永磁鐵4的磁極數為P、槽11的槽數為Sr、 換向器片14的個數為Se、A為2以上的自然數時，磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿 足下式的方式設定P = 4A、Sr = 6A、Se = 12A。
即，在該第一實施方式中，設A = 2 (2以上的自然數)，則設定為P = 4A = 4X2 = 8、Sr = 6A = 6X2 = 12、Se = 12A = 12X2 = 24。換向器片14由在軸線方向較長的板狀的金屬片構成，且在相互絕緣的狀態下沿 著圓周方向等間隔地并列固定。在各個換向器片14的電樞鐵心6側的端部一體形成有以 朝外徑側折回的形式被折彎的換向器豎片(riser) 15。成為電樞線圈7的卷線開始端部和 卷線結束端部的繞組12卷掛于換向器豎片15，該繞組12通過熔融固定于換向器豎片15。 由此，換向器片14和與其對應的電樞線圈7電連接。此外，在與成為同電位的換向器片14(在該第一實施方式中為每隔5個的換向器 片14)對應的換向器豎片15，分別卷掛有連接線25，連接線25通過熔融固定于換向器豎片 15。連接線25是用于使成為同電位的換向器片14彼此短路的部件，且布線于換向器13和 電樞鐵心6之間。如圖1所示，旋轉軸5的另一端側由突出形成于磁軛2的凸臺內的軸承16支承為 能夠自由旋轉。在磁軛2的開口端設有罩17，在該罩17的內側安裝有保持器固定件18。在 保持器固定件18形成有一對電刷保持器19，電刷21分別在經由彈簧29施力的狀態下出沒 自如地內裝于電刷保持器19。由于由彈簧29施力，所以這些電刷21的前端部與換向器13 滑動接觸，來自外部的電源經由電刷21供給至換向器13。這樣，在永磁鐵4 (磁極)的磁極數P設定為8、槽11的槽數Sr設定為12、換向器 片14的個數Se設定為24的8極12槽24換向器片的電動機1中，繞組12以下述方式卷裝。圖3是將電樞3的換向器片14(換向器豎片15)、齒9、固接于磁軛2側的永磁鐵 4、以及連接線25展開后的圖。鄰接的齒9之間的空隙相當于槽11。另外，在以下的圖中， 分別對各個換向器片14、各個齒9以及卷裝的繞組12賦予附圖標記進行說明。如圖3所示，成為同電位的換向器片14彼此由連接線25短路。即，每隔6個(例 如第一換向器片14a和第七換向器片14i)的換向器片14彼此由連接線25分別短路。此外，對各個齒9分別依次分配U相、V相、W相。即，第一、第四、第七、第十齒9為 U相，第二、第五、第八、第十一齒9為V相，第三、第六、第九、第十二齒9為W相。進一步，卷裝于各個齒9的繞組12形成以旋轉軸5為中心相互呈點對稱地配置的 2個三相集中卷線的第一線圈組71和第二線圈組72。對于第一線圈組71的繞組12，例如，在其卷線開始端30從第一換向器片14a開始 卷線的情況下，首先卷掛于第一換向器片14a的換向器豎片15，然后被引入存在于第一換 向器片14a附近的第1-第12齒9之間的槽11a。而且，在第一齒9在正方向卷繞η/2圈而 形成正卷線線圈33a。另外，η為1以上的自然數，表示對各個齒9的所希望的繞組卷繞數。接著，從第一齒9和第二齒9之間的槽lib引出繞組12。而且，將繞組12弓丨入第 三齒9和第四齒9之間的槽11c。而且，形成在第四齒9在正方向卷裝η/2圈的正卷線線圈 33b。在形成正卷線線圈33b之后，從第四齒9和第五齒9之間的槽Ild引出繞組12。 而且，將繞組12卷掛在存在于第四齒9的附近的第八換向器片14b的換向器豎片15。而 且，繞組12的卷線結束端40連接于第八換向器片14b。由此，在第一換向器片14a和第八 換向器片14b之間形成U相的第一線圈33，該第一線圈33具備在正方向卷裝于第一齒9和第四齒9、且串聯連接的一對正卷線線圈33a、33b。此處，連接卷線結束端40的第八換向器片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短路。因此，第一換向器片14a與第八換向器片14b之間的電 位差和鄰接的換向器片之間的電位差相等。因此，第一線圈33電連接于鄰接的第一換向器 片14a和第二換向器片14e之間(相互鄰接的換向器片之間)。因此，等同于在第一換向器 片14a和第二換向器片14e之間形成有U相的第一線圈33。另一方面，卷掛于第四換向器片14c的換向器豎片15的繞組12被引入存在于第 四換向器片14c附近的第一齒9和第二齒9之間的槽lib。而且，在第一齒9在反方向卷裝 η/2圈而形成反卷線線圈34a。接著，從第一齒9和第十二齒9之間的槽Ila引出繞組12，并將其引入第四齒9和 第五齒9之間的槽lid。而且，在第四齒9在反方向卷裝η/2圈而形成反卷線線圈34b。在形成反卷線線圈34b之后，繞組12從第三齒9和第四齒9之間的槽Ilc引出。 而且，繞組12卷掛在與第四換向器片14c鄰接、且存在于第四齒9附近的第五換向器片14d 的換向器豎片15。而且，繞組12的卷線結束端40連接于第五換向器片14d。由此，在相互 鄰接的第四換向器片14c和第五換向器片14d之間形成-U相的第二線圈34，該第二線圈 34具備在反方向卷裝于第一齒9和第四齒9、且串聯連接的一對反卷線線圈34a、34b。這樣，在第一線圈組71的相當于U相的第一齒9和第四齒9形成有η圈卷線的U 相電樞線圈7，該電樞線圈7具備繞組12在正方向卷裝η/2圈的第一線圈33和繞組12在 反方向卷裝η/2圈的第二線圈34。此外，當一對電刷21中的例如一方的電刷21抵接在第一換向器片14a和第二換 向器片14e之間時，另一方的電刷21抵接在第四換向器片14c和第五換向器片14d之間。 即，一對電刷21兩者均是相同的相，且以與連接在正方向卷裝的第一線圈33和在反方向卷 裝的第二線圈34的換向器片14之間相對應的方式配設。同樣，例如在繞組12的卷線開始端30從第三換向器片14f開始卷線的情況下，被 引入存在于該第三換向器片14f附近的第一齒9與第二齒9之間的槽lib。而且，在第一線 圈組71的相當于V相的第二齒9和第五齒9分別在正方向卷裝η/2圈而形成正卷線線圈 33a、33b，形成V相的第一線圈33。然后，連接于存在于第五齒9附近的第十換向器片14g。另一方面，卷掛于第六換向器片14d的換向器豎片15的繞組12被引入存在于第 六換向器片14d附近的第二齒9和第三齒9之間的槽lie。而且，繞組12形成在第二齒9 和第五齒9分別在反卷線方向卷裝η/2圖的反卷線線圈34a、34b，形成-V相的第二線圈34。 然后，將卷線結束端40連接于存在于第五齒9附近的第七換向器片14i。通過這樣，在第一線圈組71的相當于V相的第二齒9和第五齒9，形成有η圈卷線 的V相的電樞線圈7，該電樞線圈7具備繞組12在正方向各卷裝η/2圈的V相的第一線圈 33和繞組12在反方向各卷裝η/2圈的-V相的第二線圈34。而且，將其對于第一線圈組71的相當于W相的第三齒9和第六齒9也同樣地進 行。即，在第三齒9和第六齒9分別卷裝第一線圈33和第二線圈34，在與它們對應的換向 器片14、即第五換向器片14d和第十二換向器片14j、以及第八換向器片14b和第九換向器 片14k連接各自的卷線開始端30、卷線結束端40。由此，在從第一齒9到第六齒9之間，形成三相(U、V、W相)集中卷線構造的第一
10線圈組71。此處，由于成為同電位的換向器片14彼此由連接線25短路，所以設繞組12在正 方向卷裝的各相的第一線圈33分別為U、V、W相。此外，設繞組12在反方向卷裝的各相的第 二線圈34分別為-U、-V、-W相。在該情況下，存在于從第一換向器片14a到第十二換向器 片14j之間的各個鄰接的換向器片14間，以左右鄰相互異相、且正反交替的方式成為U、-W、 V、-U、W、-V相的線圈33、34按照該順序依次電連接的構造。S卩，在第一換向器片14a和第二換向器片14e之間電連接有U相的第一線圈33。 此外，異相的-V相的第二線圈34的卷線結束端40電連接于第一換向器片14a。此外，異相 的-W相的第二線圈34的卷線開始端30電連接于第二換向器片14e。另一方面，形成在相對于第一線圈組71以旋轉軸5為中心呈點對稱位置的第二線 圈組72的繞組12，卷裝于從第七齒9到第十二齒9的各個齒9。S卩，在第二線圈組72的相當于U相的第七齒9和第十齒9，分別卷裝第一線圈 33(正卷線線圈33a、33b)和第二線圈34(反卷線線圈34a、34b)。而且，在與它們對應的第 十三換向器片141和第二十換向器片14m、以及十六換向器片14η和第十七換向器片14ο連 接各自的卷線開始端30、卷線結束端40。在第二線圈組72的相當于V相的第八齒9和第十一齒9、以及相當于W相的第九 齒9和第十二齒9，也與相當于U相的各個齒9同樣地卷裝第一線圈33和第二線圈34。而 且，各相的第一線圈33和第二線圈34的卷線開始端30和卷線結束端40按照U、_W、V、_U、 W、-V相的順序電連接于存在于從第十三換向器片141到第二十四換向器片14p之間的各 個鄰接的換向器片14之間。因此，根據上述的第一實施方式，能夠將三相(U、V、W相)的集中卷線構造的第一 線圈組71和第二線圈組72以并聯狀態連接于換向器片14。S卩，由于各個線圈組71、72分 別以并聯回路數為2的方式進行電路形成，所以當將它們以并聯的狀態連接于換向器片14 時能夠使并聯回路數增大為4個回路。因此，與并聯回路數為2個回路的情況相比較，能夠 使用線徑細的繞組12，能夠與線徑細的量對應地，使繞組12對各個齒9的卷裝作業變得容 易ο此外，在換向器13設有槽11的個數的2倍的數量的換向器片14。因此，與以往 那樣地槽11的個數和換向器片14的片數設定成相同數量的情況相比較，能夠降低換向器 片14之間的電壓。因此，能夠抑制在換向器片14和與其滑動接觸的電刷12之間產生的放 H1^ ο進一步，通過利用在正方向卷繞的第一線圈33和在反方向卷繞的第二線圈34構 成各相的電樞線圈7，從而能夠將按每個相卷裝的繞組12連接于相互鄰接的換向器片14之 間。S卩，通常情況下，對于設有槽11的個數的2倍的數量的換向器片14的、所謂的倍 換向器片的電動機，會產生將按每個相卷裝的繞組12連接于相同換向器片14的部位。對 于這種情況，由于因各個繞組12的卷線結束端30和卷線開始端40對換向器片14的連接 位置而會使整流的中心位置變化，所以擔心整流會惡化。但是，根據該第一實施方式，由于能夠將按每個相卷裝的繞組12連接于相互鄰接 的換向器片14之間，所以能夠使每個相的整流的中心為鄰接的換向器片14之間的中心。因此，能夠容易地知道每個相的整流的中心，通過以使該整流的中心與電刷21的中心一致的 方式設置各個電刷21，從而能夠使整流性提高，能夠使電動機1的電動機特性提高。此外，例如，在將卷裝于各個齒9的繞組12卷裝于隔開預定的間隔的槽11之間 的、以所謂的重疊卷線(分布卷線)方式進行卷裝的情況下，繞組12的走線路徑變長，電樞 線圈7卷粗了。但是，像該第一實施方式這樣，通過以集中卷線方式卷裝繞組12，從而能夠 消除卷粗的情況。因此，與重疊卷線方式相比較，能夠降低繞組12的成本，并且，能夠實現 電動機1的小型、輕量化。接著，根據圖4對本發明的第二實施方式進行說明。圖4是示出電樞線圈7的卷裝狀態的電樞3的展開圖。基本的結構與上述的第一 實施方式的圖3同樣。因此，在圖4中，對與圖3相同的方式賦予相同的附圖標記并省略說 明(對以下的實施方式也同樣)。此外，在以下的實施方式中，對于電動機1，將電樞3以能夠自由旋轉的方式配置 在具有永磁鐵4的磁軛2內等的基本結構與上述的第一實施方式同樣。此處，在該第二實施方式中，在每隔3個而存在的三相(U相、V相、W相)的齒9分 別串聯地以集中卷線方式卷裝繞組12，將其作為1個線圈組，在電樞鐵心6形成2個線圈組 71、72。S卩，在第一、第二、第三齒9這三相的齒9和從它們隔3個齒9存在的第七、第八、 第九齒這三相的齒9，分別形成各相的第一線圈33和第二線圈34，利用它們形成第一線圈 組71。另一方面，在第四、第五、第六齒9這三相的齒9和從它們隔3個齒9存在的第十、 第十一、第十二齒9這三相的齒9，分別形成各相的第一線圈33和第二線圈34，利用它們形 成第二線圈組72。此外，各相的第一線圈33和第二線圈34的卷線開始端30以及卷線結束端40分 別電連接于作為存在于被引出(引入)的槽11附近的換向器片14的、且按照U、-W、v、-U、 W、-V相的順序鄰接的換向器片14之間。因此，根據該第二實施方式，能夠起到與上述第一實施方式同樣的效果。接著，根據圖5對本發明的第三實施方式進行說明。在該第三實施方式中，電動機51利用永磁鐵4設有8極、槽11設有12個、換向器 片14設有12片的8極12槽12換向器片來構成。即，當設永磁鐵4的磁極數為P、槽11的 槽數為Sr、換向器片14的個數為Se、A為2以上的自然數時，磁極數P、槽數Sr和換向器片 數Se設定成滿足下式P = 4A、Sr = 6A、Se = 6A,在該第三實施方式中，設A = 2(2以上的偶數)，則設定為P = 4A = 4X2 = 8, Sr = 6A = 6X2 = 12，Se = 6A = 6X2 = 12。此外，成為同電位的換向器片14彼此通過連接線25短路。S卩，每隔2個(例如第 一換向器片14a和第四換向器片14c)的換向器片14彼此通過連接線25分別短路。進一 步，一對電刷21以下述方式配設當其中的例如一方的電刷21抵接于第一換向器片14a和 第二換向器片14e之間時，另一方的電刷21抵接于第三換向器片14f。卷裝于這樣構成的電動機51的各個齒9的繞組12形成以旋轉軸5作為中心相互呈點對稱地配置的三相集中卷線的第一線圈組81和第二線圈組82。對于第一線圈組81的繞組12，例如，在其卷線開始端30從第一換向器片14a開始 卷線的情況下，被引入存在于該第一換向器片14a附近的第一齒9和第十二齒9之間的槽 Ila0而且，分別在第一線圈組81的相當于U相的第一齒9和第四齒9在正方向卷繞η圈 而形成U相的電樞線圈7。然后，連接于存在于第四齒9附近的第五換向器片14d。將其對于第一線圈組81的相當于V相的第二齒9和第五齒9、以及相當于W相的 第三齒9和第六齒9也同樣地進行。而且，將U、V、W相的電樞線圈7按照該順序依次電連 接于存在于從第一換向器片14a到第七換向器片14i之間的各個鄰接的換向器片14之間。另一方面，對于第二線圈組82的繞組12，例如，在其卷線開始端30從第七換向器 片14a開始卷線的情況下，被引入存在于該第七換向器片14a附近的第六齒9和第七齒9 之間的槽llf。而且，分別在第二線圈組82的相當于U相的第七齒9和第十齒9在正方向 卷繞η圈而形成U相的電樞線圈7。然后，連接于存在于第十齒9附近的第十一換向器片 14q。將其對于第二線圈組82的相當于V相的第八齒9和第十一齒9、以及相當于W相 的第九齒9和第十二齒9也同樣地進行。而且，將U、V、W相的電樞線圈7按照該順序依次 電連接于存在于從第七換向器片14i到第一換向器片14a之間的各個鄰接的換向器片14 之間。此處，存在于第一線圈組81的W相的電樞線圈7的卷線結束端40和存在于第二 線圈組82的U相的電樞線圈7的卷線開始端30分別連接于相同的第七換向器片14i，二者 30、40成為相互連接的狀態。除此之外，存在于第一線圈組81的U相的電樞線圈7的卷線開始端30和存在于 第二線圈組82的W相的電樞線圈7的卷線結束端40分別連接于相同的第一換向器片14a， 二者30、40成為相互連接的狀態。因此，根據上述的第三實施方式，由于成為在換向器片14分別并聯連接有三相集 中卷線構造的第一線圈組81和第二線圈組82的狀態，所以并聯電路數變為4。因此，能夠 起到與上述的第一實施方式同樣的效果。接著，根據圖6對本發明的第四實施方式進行說明。該第四實施方式的電動機51也與第三實施方式的電動機51同樣地利用8極12 槽12換向器片來構成。在該第四實施方式中，電動機51利用永磁鐵4設有8極、槽11設有12個、換向器 片14設有12片的8極12槽12換向器片來構成等的基本結構與上述的第三實施方式同樣。此處，在該第四實施方式中，在每隔3個而存在的三相的齒9分別串聯地以集中卷 線方式卷裝繞組12，并將其作為1個線圈組在電樞鐵心6形成2個線圈組71、72。S卩，在第一、第二、第三齒9這三相的齒9和從它們隔3個齒9存在的第七、第八、 第九齒這三相的齒9形成第一線圈組81。此外，在第四、第五、第六齒9這三相的齒9和從 它們隔3個齒存在的第十、第十一、第十二齒這三相的齒9形成第二線圈組82。而且，各相的電樞線圈7的卷線開始端30以及卷線結束端40分別電連接于作為 存在于被引出(引入)的槽11附近的換向器片14的、且按照U、V、W相的順序鄰接的換向 器片14之間。
此外，存在于第一線圈組81的U相的電樞線圈7的卷線開始端30和存在于第二 線圈組82的W相的電樞線圈7的卷線結束端40分別連接于相同的第一換向器片14a，卷線 開始端30和卷線結束端40成為相互連接的狀態。因此，根據上述的第四實施方式，能夠起到與上述的第三實施方式同樣的效果。另外，本發明并不限定于上述的實施方式，也包含在不脫離本發明的主旨的范圍 內對上述實施方式施加各種變更后的方式。此外，在上述的實施方式中，對各個繞組12的卷線開始端30以及卷線結束端40 分別連接于作為存在于被引出(引入)的槽11附近的換向器片14的、且各個對應的相的 換向器片14的情況進行了說明。但是，并不限定于此，只要卷線開始端30以及卷線結束端 40分別連接于對應的相的換向器片14，就也可以不分別連接于存在于被引出(引入)的槽 11附近的換向器片14。進一步，在上述第一實施方式和第二實施方式中，對電動機1利用永磁鐵4(磁極) 的磁極數P設定為8、槽11的槽數Sr設定為12、換向器片14的個數Se設定為24的8極 12槽24換向器片來構成的情況進行了說明。但是，并不限定于此，磁極數P、槽數Sr和換 向器片數Se只要以滿足下式的方式設定即可P = 4A、Sr = 6A、Se = 12A。而且，在上述第三實施方式和第四實施方式中，對電動機51利用永磁鐵4 (磁極) 的磁極數P設定為8、槽11的槽數Sr設定為12、換向器片14的個數Se設定為12的8極 12槽12換向器片來構成的情況進行了說明。但是，并不限定于此，磁極數P、槽數Sr和換 向器片數Se只要以滿足下式的方式設定即可P = 4A、Sr = 6A、Se = 6A。產業上的可利用性本發明能夠應用于即便是在以三相集中卷線方式卷裝繞組的情況下也能夠容易 地進行卷裝作業的電動機等中。
權利要求
一種電動機，其具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組；電樞鐵心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸；換向器，該換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多個換向器片；以及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別短路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片的個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定P＝4A、Sr＝6A和Se＝12A，卷裝于各個齒的繞組形成以所述旋轉軸為中心呈點對稱地配置的2個三相集中卷線的線圈組，在所述電動機中，各個線圈組分別具備所述繞組在正方向卷繞的第一線圈和所述繞組在反方向卷繞的第二線圈，當將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，并設卷裝于各相的所述第一線圈分別為U相、V相、W相的線圈，設卷裝于各相的所述第二線圈分別為 U相、 V相、 W相的線圈時，在鄰接的換向器片之間，將U相、 W相、V相、 U相、W相、 V相的線圈按照該順序電連接。
2.一種電動機，其具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組； 電樞鐵心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸； 換向器，該換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多 個換向器片；以及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別 短路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片 的個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定 P = 4A、Sr = 6A 禾口 Se = 12A,將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配， 在所述電動機中，在每隔3個齒而存在的三相的齒上分別串聯地以集中卷線方式卷裝所述繞組，并將其 作為1個線圈組而在所述電樞鐵心形成2個線圈組，各個線圈組分別具備所述繞組在正方向卷繞的第一線圈和所述繞組在反方向卷繞的第二線圈，當設卷裝于各相的所述第一線圈分別為U相、V相、W相的線圈，設卷裝于各相的所述第二線圈分別為-U相、-V相、-W相的線圈時，在鄰接的換向器片之間，將U相、-W相、V相、-U相、W相、-V相的線圈按照該順序電連接。
3.根據權利要求1或2所述的電動機，所述電動機是所述磁極設有8極、所述槽設有12個、所述換向器片設有24片的8極12 槽24換向器片的電動機，其中，構成各個線圈組的所述第一線圈和所述第二線圈分別各具有2個相同相的線圈。
4.一種電動機，其具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組； 電樞鐵心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸； 換向器，該換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多 個換向器片；以及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別 短路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片 的個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定 P = 4A、Sr = 6A 禾口 Se = 6A,卷裝于各個齒的繞組形成以所述旋轉軸為中心呈點對稱地配置的2個三相集中卷線 的線圈組，在所述電動機中，當將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，并設卷裝于各相的所述繞 組分別為U相、V相、W相的線圈時，將存在于一方的線圈組的W相線圈的卷線結束端和存在于另一方的線圈組的U相的線 圈的卷線開始端連接起來，并且，將存在于一方的線圈組的U相的線圈的卷線開始端和存在于另一方的線圈組的W相的 線圈的卷線結束端連接起來，在鄰接的換向器片之間，將U相、V相、W相的線圈按照該順序電連接。
5.一種電動機，其具備旋轉軸，該旋轉軸由具有多個磁極的磁軛軸支承；多個齒，該齒安裝于所述旋轉軸，并朝向徑向呈放射狀地延伸，用于卷裝繞組； 電樞鐵心，該電樞鐵心具有多個槽，所述槽形成在所述齒之間，并沿著軸線方向延伸； 換向器，該換向器與所述電樞鐵心鄰接地設置于所述旋轉軸，并在圓周方向配置有多 個換向器片；以及短路部件，該短路部件用于使所述多個換向器片中的成為同電位的換向器片彼此分別 短路，當設A為2以上的自然數、所述磁極的磁極數為P、所述槽的槽數為Sr、所述換向器片 的個數為Se時，將磁極數P、槽數Sr和換向器片數Se以滿足下式的方式進行設定 P = 4A、Sr = 6A 禾口 Se = 6A,將各個齒繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，在每隔3個齒而存在的三相的齒上分別串聯地以集中卷線方式卷裝所述繞組，并將其 作為1個線圈組而在所述電樞鐵心形成2個線圈組， 在所述電動機中，當設卷裝于各相的所述繞組分別為U相、V相、W相的線圈時， 將存在于一方的線圈組的U相的線圈的卷線開始端和存在于另一方的線圈組的W相的 線圈的卷線結束端連接起來，并且在鄰接的換向器片之間，將U相、V相、W相的線圈按照該順序電連接。
6.根據權利要求4或5所述的電動機，所述電動機是所述磁極設有8極、所述槽設有12個、所述換向器片設有12片的8極12 槽12換向器片的電動機，其中，各個線圈組分別各具有2個相同相的線圈。
全文摘要
卷裝于各個齒(9)的繞組(12)形成以旋轉軸為中心呈點對稱地配置的2個三相集中卷線的線圈組(71、72)，各線圈組(71、72)分別具備繞組(12)在正方向卷繞的第一線圈(33)和繞組(12)在反方向卷繞的第二線圈(34)，將各個齒(9)繞圓周方向按照U相、V相、W相的順序進行分配，當設卷裝于各相的第一線圈(33)分別為U相、V相、W相的線圈，并設卷裝于各相的第二線圈(34)分別為-U相、-V相、-W相的線圈時，在鄰接的換向器片(14)之間，將U相、-W相、V相、-U相、W相、-V相的線圈按照該順序電連接。
文檔編號H02K23/36GK101933217SQ200980103440
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月28日 優先權日2008年1月31日
發明者川島義親, 鹽田直樹 申請人:株式會社美姿把