電動(dòng)機(jī)及帶減速器電的制造方法

電動(dòng)機(jī)及帶減速器電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)及帶減速器電機(jī)。本發(fā)明的電機(jī)中，對(duì)換向器(10)設(shè)置使相同電位的換向片之間短路的連接線，利用低速用電刷(21a)、高速用電刷(12b)和與它們共同使用的公共電刷(21c)來(lái)構(gòu)成電刷(21)并沿周向排列設(shè)置，將高速用電刷的周向的電刷寬度(W2)設(shè)定得比低速用電刷的周向的電刷寬度(W1)小，并將這些高速用電刷和低速用電刷形成為可避免與相同電位的換向片(15)同時(shí)滑動(dòng)接觸。另外，電樞鐵芯(8)形成為，使得多個(gè)齒(12)被設(shè)置成分別沿周向等間隔且以轉(zhuǎn)軸(3)為中心成為點(diǎn)對(duì)稱，且以周向90度間隔使齒和槽(13)交替存在。利用上述結(jié)構(gòu)，既可實(shí)現(xiàn)電機(jī)小型化、高性能化，又可減小振動(dòng)和噪聲。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)及帶減速器電機(jī)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為“2009年10月7日”、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00980139974.5”、題為“電動(dòng)機(jī)及帶減速器電機(jī)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及例如安裝于車輛的電動(dòng)機(jī)、及使用該電動(dòng)機(jī)的帶減速器電機(jī)。
[0003]本申請(qǐng)基于2008年10月7日在日本提出申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2008-260987號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0004]以往，使用帶電刷的電動(dòng)機(jī)以作為汽車用的刮水器電機(jī)的情況較多。這種電動(dòng)機(jī)在圓筒狀的磁軛的內(nèi)周面沿周向以等間隔配置多個(gè)永磁體，在這些永磁體的內(nèi)側(cè)支承著電樞使其可自由旋轉(zhuǎn)。電樞具有呈放射狀形成多個(gè)齒的電樞鐵芯。在各齒間形成多個(gè)在軸線方向較長(zhǎng)的槽，通過(guò)利用重疊卷繞的方式在空開(kāi)預(yù)定間隔的槽間卷繞繞組從而形成線圈。線圈從外側(cè)嵌入轉(zhuǎn)軸使得與電樞鐵芯相鄰，并與固定的換向器導(dǎo)通。
[0005]換向器以相互絕緣的狀態(tài)沿周向配置多個(gè)為金屬片的換向片，這些換向片分別與線圈的卷繞始端及卷繞末端連接。另外，各換向片與電刷可滑動(dòng)接觸地連接，通過(guò)該電刷向各個(gè)線圈進(jìn)行供電。于是，在接受了供電的線圈中形成磁場(chǎng)，利用與磁軛的永磁體之間產(chǎn)生的磁性吸引力和排斥力來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸。
[0006]其中，為滿足近年來(lái)刮水器電機(jī)小型化、高性能化的要求，披露了如下技術(shù):力圖使磁極數(shù)多極化成4極(極對(duì)數(shù)為2)并且進(jìn)行多槽化，以使電機(jī)高性能化，并且沿周向等間隔地配置四個(gè)電刷，使電機(jī)速度可變(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0007]該專利文獻(xiàn)I的電機(jī)中，通過(guò)改變給予四個(gè)電刷的通電模式，從而對(duì)于低速(LOW)模式、中速(MID)模式、及高速(HI)模式各種模式中的每一種模式，使提供給線圈的電流量變化。通過(guò)這樣，既可成為磁極數(shù)為4極且進(jìn)行了多槽化的電機(jī)，又可使每一模式的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)專利特開(kāi)2006-353019號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]然而，上述的電機(jī)中，由于在配置于磁軛的四個(gè)永磁體之間分別形成空隙，因此以各永磁體的周向兩端為界，永磁體側(cè)和空隙之間的磁通變化變大。因此，當(dāng)各齒通過(guò)各永磁體的周向兩端時(shí)，作用于齒的磁性吸引力和排斥力變化較大，會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲變大。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其提供既可實(shí)現(xiàn)小型化、高性能化又可減小振動(dòng)和噪聲的可改變速度的電動(dòng)機(jī)、及帶減速器電機(jī)。
[0011]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)，包括極對(duì)數(shù)為2的磁軛、及軸支承于所述磁軛且可自由旋轉(zhuǎn)的電樞，所述電樞包括:軸支承于所述磁軛的轉(zhuǎn)軸；電樞鐵芯，該電樞鐵芯具有安裝于所述轉(zhuǎn)軸并朝徑向呈放射狀延伸且用于卷繞線圈的多個(gè)齒、和形成在所述齒間并沿軸向延伸的多個(gè)槽；及換向器，該換向器沿所述轉(zhuǎn)軸與所述電樞鐵芯相鄰設(shè)置且沿周向配置有多個(gè)換向片，通過(guò)該換向片向所述線圈進(jìn)行供電的電刷與所述換向片滑動(dòng)接觸。本發(fā)明所涉及的第一技術(shù)方案是在該電機(jī)中，對(duì)所述換向器設(shè)置使相同電位的換向片之間短路的短路構(gòu)件。另外，利用低速用電刷、高速用電刷、和與它們共同使用的公共電刷這三種電刷來(lái)構(gòu)成上述電刷并沿周向排列設(shè)置，將上述高速用電刷的周向?qū)挾仍O(shè)定得比上述低速用電刷的周向?qū)挾刃?，將這些高速用電刷和低速用電刷形成為可避免與相同電位的上述換向片同時(shí)滑動(dòng)接觸。另外，上述電樞鐵芯形成為，使得上述多個(gè)齒被設(shè)置成分別沿周向等間隔并以上述轉(zhuǎn)軸為中心成為點(diǎn)對(duì)稱，且以周向90度間隔使上述齒和上述槽交替存在。
[0012]本發(fā)明所涉及的第二技術(shù)方案中，將上述多個(gè)齒、及上述多個(gè)槽的個(gè)數(shù)設(shè)定成為上述極對(duì)數(shù)的7倍、9倍、及11倍中的任一倍數(shù)的個(gè)數(shù)。
[0013]本發(fā)明所涉及的第三技術(shù)方案中，將上述換向器的外徑設(shè)定在20mm以上、30mm以下的范圍內(nèi)。
[0014]本發(fā)明所涉及的第四技術(shù)方案中，將上述低速用電刷、及上述公共電刷的周向?qū)挾仍O(shè)定在2.5mm以上、5mm以下的范圍內(nèi)。
[0015]本發(fā)明所涉及的第五技術(shù)方案中，將上述高速用電刷的周向?qū)挾仍O(shè)定在1.5mm以上、且小于2.5mm的范圍內(nèi)。
[0016]另外，本發(fā)明所涉及的第六技術(shù)方案中，提供如下的帶減速器電機(jī)，該帶減速器電機(jī)具有上述第一?第五技術(shù)方案中的任一個(gè)技術(shù)方案所記載的電動(dòng)機(jī)、與上述電動(dòng)機(jī)的上述轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)的蝸桿軸、及與上述蝸桿軸嚙合的蝸輪。
[0017]本發(fā)明中，電樞鐵芯形成為，使得多個(gè)齒被設(shè)置成分別沿周向等間隔并以轉(zhuǎn)軸為中心成為點(diǎn)對(duì)稱，且以周向90度間隔使上述齒和上述槽交替存在。因而，在極對(duì)數(shù)為2的電動(dòng)機(jī)的情況下，可使N極和與其相對(duì)的齒及槽的相對(duì)位置關(guān)系、S極和與其相對(duì)的齒及槽的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化。
[0018]因此，可將通過(guò)N極的齒(槽)上產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生定時(shí)、和通過(guò)S極的齒(槽)上產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生定時(shí)錯(cuò)開(kāi)。由此，整個(gè)電樞的齒槽轉(zhuǎn)矩減小，可減小電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲。
[0019]另外，通過(guò)將多個(gè)齒、及多個(gè)槽的個(gè)數(shù)設(shè)定成為極對(duì)數(shù)的7倍、9倍、及11倍中的任一倍數(shù)的個(gè)數(shù)，從而既可減小振動(dòng)和噪聲又可實(shí)現(xiàn)多槽化。因此，可提供高性能的電動(dòng)機(jī)、及帶減速器電機(jī)。
[0020]而且，在可改變速度時(shí)，由于利用低速用電刷、高速用電刷、和與它們共同使用的公共電刷這三種電刷來(lái)構(gòu)成電刷，因此與以往相比可減少部件數(shù)量。
[0021]而且，將高速用電刷的周向?qū)挾仍O(shè)定得比低速用電刷的周向?qū)挾刃。瑢⑦@些高速用電刷和低速用電刷形成為可避免與相同電位的換向片同時(shí)滑動(dòng)接觸。因此，相比以往使換向片的周向?qū)挾葴p小，容易實(shí)現(xiàn)換向器的小型化。其結(jié)果是，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)整體的小型化。
[0022]這里，在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的情況下，有時(shí)會(huì)因未被使用的高速用電刷與換向片滑動(dòng)接觸而使等效電路的線圈數(shù)產(chǎn)生差異，會(huì)因流過(guò)各個(gè)線圈的電流產(chǎn)生偏差而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲增大。[0023]然而，通過(guò)將高速用電刷的周向?qū)挾仍O(shè)定得比低速用電刷的周向?qū)挾刃?從而可減小低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)高速用電刷的影響。因此，可提供振動(dòng)和噪聲更小的電動(dòng)機(jī)、及帶減速器電機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶減速器電機(jī)的俯視圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶減速器電機(jī)的縱向剖視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)的橫向剖視圖。
[0027]圖4是圖2的A箭頭向視圖。
[0028]圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式中的電樞的展開(kāi)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]接著，根據(jù)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0030]如圖1?圖3所示，帶減速器電機(jī)I例如被用作為汽車的刮水器電機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)
2、及與電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)軸3聯(lián)結(jié)的減速機(jī)構(gòu)4。
[0031]電動(dòng)機(jī)2具有有底筒狀的磁軛5、及設(shè)于磁軛5內(nèi)且可自由旋轉(zhuǎn)的電樞6。
[0032]磁軛5的筒部53形成為大致圓筒狀，在其內(nèi)周面沿周向以等間隔地配置有四個(gè)片型的永磁體7，使得磁極交替。S卩，設(shè)于磁軛5的永磁體7被設(shè)定成極對(duì)數(shù)為2。
[0033]在磁軛5的底壁(端部)51，形成有在徑向中央朝軸線方向外側(cè)突出的軸套部19，并在此處設(shè)有用于軸支承轉(zhuǎn)軸3的一端的軸承18。此外，對(duì)磁軛5的外表面實(shí)施黑色涂裝，利用該黑色涂裝，可增大從磁軛5向外部的散熱量，可降低電動(dòng)機(jī)2的溫度上升。
[0034]在筒部53的開(kāi)口部53a設(shè)有外凸緣部52。在外凸緣部52形成有螺栓孔(未圖示)。螺栓24穿過(guò)該螺栓孔，擰入形成在減速機(jī)構(gòu)4的后述的齒輪箱23上的螺栓孔(未圖示)，從而磁軛5與減速機(jī)構(gòu)4緊固。
[0035]電樞6從外側(cè)嵌入轉(zhuǎn)軸3,包括固定的電樞鐵芯8、卷繞于電樞鐵芯8的電樞線圈
9、和配置在轉(zhuǎn)軸3的另一端側(cè)的換向器10。電樞鐵芯8是沿軸向?qū)盈B利用沖壓加工等沖裁出的磁性材料的板材(層疊鐵芯)、或者是對(duì)軟磁性粉進(jìn)行加壓成形(壓粉鐵芯)而形成的，具有大致圓環(huán)狀的鐵芯主體11。
[0036]在鐵芯主體11的外周部，沿周向等間隔地呈放射狀設(shè)有18個(gè)軸向俯視大致呈T字型的齒12。各齒12包括沿徑向延伸且卷繞有繞組14的卷繞主體部31、及設(shè)于卷繞主體部31的前端且相對(duì)于卷繞主體部31呈左右對(duì)稱地延伸的周壁部32。S卩，設(shè)于齒12的前端的周壁部32構(gòu)成電樞鐵芯8的外周面，該周壁部32處于與永磁體7相對(duì)的狀態(tài)。
[0037]通過(guò)在鐵芯主體11的外周部呈放射狀地設(shè)置齒12，從而在相鄰的齒12之間，在18處形成有燕尾槽狀的槽13。槽13沿軸線方向延伸，且沿周向等間隔地形成。
[0038]在這些槽13間穿過(guò)搪瓷被覆的繞組14，隔著作為絕緣材料的絕緣體(未圖示)將繞組14卷繞于齒12的卷繞主體部31。由此，在電樞鐵芯8的外周形成多個(gè)電樞線圈9。
[0039]這里，若沿周向等間隔地形成18個(gè)齒12，則各齒12和各槽13變成以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對(duì)稱存在。另一方面，在沿周向空開(kāi)90度間隔的位置關(guān)系下，齒12和槽13成為交替存在的狀態(tài)。[0040]即，本實(shí)施方式中，由于設(shè)有四個(gè)永磁體7 (磁極數(shù)為4極)，因此極對(duì)數(shù)為2，對(duì)此設(shè)有18個(gè)齒12 (槽13)。S卩，齒12 (槽13)的個(gè)數(shù)被設(shè)定成極對(duì)數(shù)的9倍。
[0041]另外，各齒12、及各槽13以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對(duì)稱，且在沿周向空開(kāi)90度間隔的位置關(guān)系下，齒12和槽13交替存在，從而N極的永磁體7和與其相對(duì)的各齒12的相對(duì)位置關(guān)系、S極的永磁體7和與其相對(duì)的各齒12的相對(duì)位置關(guān)系成為錯(cuò)開(kāi)了槽13沿周向的寬度的一半的量的狀態(tài)。
[0042]在轉(zhuǎn)軸3的遠(yuǎn)離電樞鐵芯8的另一端側(cè)，換向器10從外側(cè)嵌入并固定。在該換向器10的外周面，安裝有18片由導(dǎo)電材料形成的換向片15。換向片15由在軸線方向較長(zhǎng)的板狀的金屬片構(gòu)成，且以相互絕緣的狀態(tài)沿周向等間隔地并排固定。換向器10的外徑Dl設(shè)定在20mm以上、30mm以下的范圍內(nèi)。
[0043]在各換向片15的電樞鐵芯8 一側(cè)的端部，一體成形有在外徑側(cè)以折返形狀彎曲的豎片16。在豎片16上，掛繞有成為電樞線圈9的卷繞始端部和卷繞末端部的繞組14，繞組14利用熔融等固定于豎片16。由此，換向片15和與其對(duì)應(yīng)的電樞線圈9導(dǎo)通。
[0044]另外，在與相同電位的換向片15、即以轉(zhuǎn)軸3為中心彼此相對(duì)的換向片15(本實(shí)施方式中為間隔9個(gè)的換向片15)分別對(duì)應(yīng)的豎片16上，分別掛繞連接線40，該連接線40利用熔融固定于豎片16(參照?qǐng)D5)。連接線40用于使相同電位的換向片15之間短路，配置在換向器10和電樞鐵芯8之間。
[0045]這樣構(gòu)成的換向器10處于成為面向減速機(jī)構(gòu)4的齒輪箱23的狀態(tài)。齒輪箱23包括一面具有開(kāi)口部42a且形成為大致箱狀并容納減速機(jī)構(gòu)4的齒輪組41的箱體42、和封閉箱體42的開(kāi)口部42a的蓋43。在箱體42的電動(dòng)機(jī)2 —側(cè)，形成電刷容納部22，電動(dòng)機(jī)2的換向器10面向這一側(cè)。
[0046]如圖2?圖4所示，電刷容納部22在齒輪箱23的電動(dòng)機(jī)2 —側(cè)形成為凹狀。電刷容納部22的周壁30形成為截面大致呈長(zhǎng)圓形，包括平面壁30a和圓弧壁30b。
[0047]在電刷容納部22的內(nèi)側(cè)，設(shè)有形成為截面大致呈長(zhǎng)圓形的筒狀的蓋33與其對(duì)應(yīng)。該蓋33也具有平面壁33a和圓弧壁33b。而且，在蓋33的內(nèi)側(cè)設(shè)有保持臺(tái)34，該保持臺(tái)34形成為與該蓋33對(duì)應(yīng)。保持臺(tái)34利用螺栓35與箱體42的側(cè)壁42b緊固。
[0048]在保持臺(tái)34上，沿周向在三處設(shè)有電刷架36。在電刷架36內(nèi)，各個(gè)電刷21分別以通過(guò)彈簧S進(jìn)行施力的狀態(tài)被支承成可自由出入。由于利用彈簧S進(jìn)行施力，因此這些電刷21的前端部與換向器10的換向片15滑動(dòng)接觸，來(lái)自外部的電源(未圖示)通過(guò)電刷21提供給換向器10。
[0049]電刷21包括與陽(yáng)極側(cè)連接的低速用電刷21a和高速用電刷21b、及與這些低速用電刷21a和高速用電刷21b共同使用且與陰極側(cè)連接的公共電刷21c。低速用電刷21a和公共電刷21c彼此以電角度180°、即機(jī)械角度沿周向空開(kāi)90°間隔進(jìn)行配置。而高速用電刷21b沿周向與低速用電刷21a隔開(kāi)角度α進(jìn)行配置。此外，本實(shí)施方式中，雖然是將公共電刷21c設(shè)為陰極側(cè)，將低速用電刷21a及高速用電刷21b設(shè)為陽(yáng)極側(cè)進(jìn)行說(shuō)明，但也可使陽(yáng)極側(cè)和陰極側(cè)相反。
[0050]本實(shí)施方式中，相比于低速用電刷21a、及公共電刷21c的電阻值，將高速用電刷21a的電阻值設(shè)定成要高兩倍以上。因此，可降低從高速用電刷21a向電樞線圈9提供電流的電流值。由此，當(dāng)從高速用電刷21a向電樞線圈9提供電流，使電動(dòng)機(jī)2的電樞6高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在利用外部負(fù)載使電樞6停止旋轉(zhuǎn)(鎖定)的情況下，可降低提供給電樞線圈9的大電流(鎖定電流)的電流值。因此，可預(yù)防電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所具備的熔斷器等用于保護(hù)電路的元件受到損傷。
[0051]這里，由于換向器10的相同電位的換向片15、即以轉(zhuǎn)軸3為中心彼此相對(duì)的換向片15之間利用連接線40進(jìn)行短路，因此也可向未與電刷21滑動(dòng)接觸的換向片進(jìn)行供電。因而，高速用電刷21b存在于比低速用電刷21a超前角度Θ的位置。此外，在該實(shí)施方式中，角度Θ被設(shè)定成約30度。
[0052]這樣，通過(guò)配置各電刷2Ia?21c，從而可切除蓋33及保持臺(tái)34中沒(méi)有電刷2Ia?21c存在的部分。即，可將蓋33形成為截面大致呈長(zhǎng)圓形狀，并使低速用電刷21a及公共電刷21c配置在平面壁33a和圓弧壁33b的連接部分附近。另一方面，可在蓋33的以轉(zhuǎn)軸3為中心與低速用電刷21a、及公共電刷21c所配置的部位相反一側(cè)的圓弧壁33b，配置高速用電刷21b。因此，可將電刷容納部22形成為截面大致呈長(zhǎng)圓形狀，可力圖使電刷容納部22扁平化。
[0053]另外，如圖3所示，低速用電刷21a、及公共電刷21c與換向器10滑動(dòng)接觸的周向的電刷寬度Wl被設(shè)定成彼此大致相同。與此不同的是，高速用電刷21b與換向器10滑動(dòng)接觸的周向的電刷寬度W2設(shè)定得比低速用電刷21a的電刷寬度Wl小。具體而言，若換向器10的外徑被設(shè)定在20mm以上、30mm以下的范圍內(nèi)，則低速用電刷21a、及公共電刷21c的電刷寬度Wl被設(shè)定在2.5mm以上、5mm以下的范圍內(nèi)。而高速用電刷21b的電刷寬度W2被設(shè)定在1.5mm以上、且小于2.5mm的范圍內(nèi)。
[0054]這樣，通過(guò)設(shè)定低速用電刷21a、及公共電刷21c的電刷寬度Wl、和高速用電刷21b的電刷寬度W2，從而可避免低速用電刷2Ia和高速用電刷2Ib彼此同時(shí)與同一換向片15滑動(dòng)接觸。
[0055]即，利用與換向器10連接的連接線40，例如，低速用電刷21a也存在于以轉(zhuǎn)軸3為中心的點(diǎn)對(duì)稱位置(參照?qǐng)D3中的兩點(diǎn)劃線)。在這種情況下，低速用電刷21a和高速用電刷21b的間隔與相鄰的換向片15、15的間隔大致相同。然而，由于高速用電刷21b的電刷寬度W2被設(shè)定得比低速用電刷21a的電刷寬度Wl小，因此可避免低速用電刷21a和高速用電刷21b彼此同時(shí)與同一換向片15滑動(dòng)接觸。
[0056]在高速用電刷21b和公共電刷21c之間也存在相同情況。即，利用與換向器10連接的連接線40，高速用電刷21b也存在于以轉(zhuǎn)軸3為中心的點(diǎn)對(duì)稱位置。然而，由于高速用電刷21b的電刷寬度W2被設(shè)定得比公共電刷21c的電刷寬度Wl小，因此可避免這些高速用電刷21b和公共電刷21c彼此同時(shí)與同一換向片15滑動(dòng)接觸。
[0057]如圖1、圖2所示，容納于齒輪箱23的箱體42中的齒輪組41包括與電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)軸3聯(lián)結(jié)的蝸桿軸25、與蝸桿軸25嚙合的階梯齒輪26、和與階梯齒輪26嚙合的正齒輪27。蝸桿軸25的一端與轉(zhuǎn)軸3聯(lián)結(jié)，并且另一端軸支承于箱體42且可自由旋轉(zhuǎn)。階梯齒輪26是將與蝸桿軸25嚙合的蝸輪28和直徑形成得比蝸輪28小的小直徑齒輪29進(jìn)行一體成形而構(gòu)成的。
[0058]在階梯齒輪26的徑向中央，壓入惰輪軸61。惰輪軸61朝著與小直徑齒輪29相反一側(cè)突出，該突出的端部61a軸支承于箱體42且可自由旋轉(zhuǎn)。另一方面，在與惰輪軸61的端部61a相反一側(cè)端存在的小直徑齒輪29的前端被軸支承于蓋43且可自由旋轉(zhuǎn)。這樣，階梯齒輪26成為兩端被箱體42和蓋43軸支承的狀態(tài)。
[0059]正齒輪27與階梯齒輪26的小直徑齒輪29嚙合。在正齒輪27的徑向中央，軸套部65朝蓋43 —側(cè)突出形成。該軸套部65被支承于蓋43且可自由旋轉(zhuǎn)。另外，對(duì)軸套部65壓入輸出軸62。輸出軸62從箱體42的底壁(端部)42c突出。在箱體42的底壁42c，在與輸出軸62對(duì)應(yīng)的部位，軸套部63朝外側(cè)突出形成。在該軸套部63設(shè)有用于可自由旋轉(zhuǎn)地軸支承輸出軸62的滑動(dòng)軸承64。
[0060]在輸出軸62的從箱體42突出的部分，形成有向前端逐漸變細(xì)的前端變細(xì)部66。在該前端變細(xì)部66形成有鋸齒67。由此，例如，可將用于驅(qū)動(dòng)刮水器等的外部機(jī)構(gòu)與輸出軸62進(jìn)行聯(lián)結(jié)。
[0061]除此以外，在箱體42的側(cè)壁42b，沿轉(zhuǎn)軸3的軸向突出設(shè)置有連接器68。連接器68用于將來(lái)自外部的電源提供給電動(dòng)機(jī)2。在連接器68的接收口 69設(shè)有連接端子70，該連接端子70與電動(dòng)機(jī)2的電刷21 (21a?21c)電連接。由此，來(lái)自外部的電源通過(guò)電刷21提供給換向器10。
[0062]而且，在箱體42的開(kāi)口邊緣，一體成形有用于緊固蓋43的螺栓座71。在蓋43的與箱體42的螺栓座71對(duì)應(yīng)的部位，一體成形有具有可供螺栓72穿過(guò)的螺栓孔(未圖示)的安裝座73。通過(guò)將螺栓72穿過(guò)安裝座73，并將該螺栓72擰入箱體42的螺栓座71，從而蓋43與箱體42緊固。
[0063]另外，在蓋43上設(shè)有用于將連接器68的連接端子70和電動(dòng)機(jī)2的電刷21進(jìn)行電連接的配電基板74。在配電基板74上形成有具有引線作用的圖案(未圖示)。
[0064]接著，根據(jù)圖5，說(shuō)明用于對(duì)電樞6的電樞鐵芯8卷繞繞組14的結(jié)構(gòu)。
[0065]圖5是電樞6的展開(kāi)圖，相鄰的齒12間的空隙相當(dāng)于槽13。此外，以下的附圖中，對(duì)各換向片15、及各齒12分別標(biāo)注標(biāo)號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
[0066]如圖所示，相同電位的換向片15之間利用連接線40進(jìn)行短路。即，本實(shí)施方式中，相隔9個(gè)(例如，I號(hào)換向片15和10號(hào)換向片51)的換向片15之間利用連接線40分別進(jìn)行短路。
[0067]這里，繞組14包括第I導(dǎo)線110和第2導(dǎo)線120。此外，圖5中，用實(shí)線表示第I導(dǎo)線110，用虛線表示第2導(dǎo)線120。
[0068]第I導(dǎo)線110在相隔3個(gè)的任意的槽13、13之間正向卷繞，且在從任意的槽13、13分別沿周向偏移90度的槽13、13之間反向卷繞，形成第I?第9繞組161?169。
[0069]第2導(dǎo)線120在相隔3個(gè)的任意的槽13、13之間正向卷繞，且在從任意的槽13、13分別沿周向偏移90度的槽13、13之間反向卷繞，形成另一第I?第9繞組171?179。
[0070]這些第I?第9繞組161?169、和另一第I?第9繞組171?179分別存在于以轉(zhuǎn)軸3為中心的點(diǎn)對(duì)稱位置。
[0071]S卩，由第I導(dǎo)線110形成的第I繞組161、和由第2導(dǎo)線120形成的另一第I繞組171存在于以轉(zhuǎn)軸3為中心相對(duì)的位置，利用這些繞組161和繞組171來(lái)形成第I繞組對(duì)。同樣地，利用第2?第9繞組162?169、和另一第2?第9繞組172?179來(lái)分別形成第2繞組對(duì)162、172 ;第3繞組對(duì)163、173 ;第4繞組對(duì)164、174 ;第5繞組對(duì)165、175 ;第6繞組對(duì)166、176 ;第7繞組對(duì)167、177 ;第8繞組對(duì)168、178 ;及第9繞組對(duì)169、179。
[0072]第I?第9繞組161?169分別通過(guò)9根連接線40連接在一起。而另一第I?第9繞組171?179分別通過(guò)9根連接線40連接在一起。各繞組161?179的卷繞始端、及卷繞末端連接在相鄰的換向片15、15之間。這樣形成在各槽13間的第I?第9繞組161?169、及另一第I?第9繞組171?179例如可使用雙翼錠(double flyer)式的卷繞機(jī)等進(jìn)行卷繞。
[0073]接著，對(duì)帶減速器電機(jī)I的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0074]首先，在低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，帶減速器電機(jī)I的電動(dòng)機(jī)2由公共電刷21c和低速用電刷21a進(jìn)行供電。此時(shí)，在卷繞于電樞鐵芯8的電樞線圈9中產(chǎn)生磁場(chǎng)，在該磁場(chǎng)和設(shè)于磁軛5的永磁體7之間產(chǎn)生磁性吸引力和排斥力，轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另一方面，在高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)2由高速用電刷21b進(jìn)行進(jìn)角，以比低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)更高速的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行動(dòng)作。
[0075]若轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則通過(guò)減速機(jī)構(gòu)4傳遞到輸出軸62。用于驅(qū)動(dòng)刮水器等的外部機(jī)構(gòu)與輸出軸62聯(lián)結(jié)，因此輸出軸62進(jìn)行旋轉(zhuǎn)會(huì)使外部機(jī)構(gòu)以低速進(jìn)行動(dòng)作，或者以高速進(jìn)行動(dòng)作。
[0076]這里，電動(dòng)機(jī)2的各齒12、及各槽13以轉(zhuǎn)軸3為中心呈點(diǎn)對(duì)稱，且在沿周向空開(kāi)90度間隔的位置關(guān)系、即電角度180度間隔下，齒12和槽13交替存在，從而N極的永磁體7和與其相對(duì)的各齒12的相對(duì)位置關(guān)系、S極的永磁體7和與其相對(duì)的各齒12的相對(duì)位置關(guān)系處于錯(cuò)開(kāi)了槽13沿周向的寬度的一半的量的狀態(tài)。
[0077]因此，與N極對(duì)應(yīng)的部分的齒12的齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生定時(shí)、和與S極對(duì)應(yīng)的部分的齒12的齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生定時(shí)錯(cuò)開(kāi)。由此，電動(dòng)機(jī)2整體的齒槽轉(zhuǎn)矩減小。
[0078]另外，在低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由公共電刷21c和低速用電刷21a進(jìn)行供電，因此不向高速用電刷21b供電，其成為不通電狀態(tài)。因此，當(dāng)高速用電刷21b處于跨過(guò)相鄰的換向片15、15之間時(shí)，這些換向片15、15因高速用電刷21b發(fā)生短路。而且，與被短路的換向片15、15連接的繞組14只是成為閉環(huán)路，其結(jié)果是，等效電路的線圈數(shù)產(chǎn)生差異。
[0079]此時(shí)，由于磁通通過(guò)因高速用電刷21b而成為閉環(huán)路的繞組14，因此會(huì)因該磁通的變化而在繞組14中產(chǎn)生感應(yīng)電壓(反電動(dòng)勢(shì))。由于該感應(yīng)電壓(反電動(dòng)勢(shì))會(huì)導(dǎo)致瞬間流過(guò)與通電方向反向的電流，使整流變差，由此轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)增大。
[0080]然而，在本實(shí)施方式中，低速用電刷21a、及公共電刷21c的周向的電刷寬度Wl彼此設(shè)定成大致相同，另一方面，高速用電刷21b的周向的電刷寬度W2設(shè)定得比低速用電刷21a的電刷寬度Wl小(參照?qǐng)D3)。因此，可設(shè)定高速用電刷21b使相鄰的換向片15、15短路的時(shí)間，并且可使因高速用電刷21b而形成閉環(huán)路的繞組14中流過(guò)的電流減少。
[0081]另一方面，在高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由公共電刷21c和高速用電刷21b進(jìn)行供電，因此不向低速用電刷21a供電，其成為不通電狀態(tài)。然而，由于在低速用電刷21a中不易產(chǎn)生使整流變差的感應(yīng)電壓(反電動(dòng)勢(shì))，因此在高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)基本上沒(méi)有低速用電刷21a的影響。
[0082]因而，根據(jù)上述實(shí)施方式，極對(duì)數(shù)為2、即磁極數(shù)為4極且進(jìn)行多槽化(槽數(shù)為極對(duì)數(shù)的7倍、9倍、11倍)，即使是可改變速度的電動(dòng)機(jī)2也可減小齒槽轉(zhuǎn)矩。因此，可減小電動(dòng)機(jī)2(帶減速器電機(jī)I)的振動(dòng)和噪聲。
[0083]尤其是，在與高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)相比使用頻率更高的低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可減少因高速用電刷21b而引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的增大。因此，可進(jìn)一步減小在低速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)2的振動(dòng)和噪聲。[0084]另外，通過(guò)將高速用電刷21b的周向的電刷寬度W2設(shè)定得比低速用電刷2la、及公共電刷21c的周向的電刷寬度Wl小，從而可避免低速用電刷21a和高速用電刷21b彼此同時(shí)與同一換向片15滑動(dòng)接觸。因此，可提供小型且多槽化的高性能的電動(dòng)機(jī)2。
[0085]而且，作為帶減速器電機(jī)1，通過(guò)利用電動(dòng)機(jī)2、和與電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)軸3聯(lián)結(jié)的減速結(jié)構(gòu)4來(lái)構(gòu)成，從而可力圖帶減速器電動(dòng)機(jī)I的小型、高性能化。
[0086]此外，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)，包含對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種變更的情況。
[0087]另外，上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了對(duì)電動(dòng)機(jī)2的電樞鐵芯8設(shè)置18個(gè)齒12，并將齒12的個(gè)數(shù)設(shè)定成極對(duì)數(shù)的9倍的情況。然而，齒12的個(gè)數(shù)并不局限于此，在考慮利用電動(dòng)機(jī)2的多槽化使其高性能化的情況下，優(yōu)選將齒12的個(gè)數(shù)設(shè)定成極對(duì)數(shù)的7倍、9倍、11倍中的任一倍數(shù)。
[0088]工業(yè)上的實(shí)用性
[0089]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供既可力圖小型化、高性能化又可減小振動(dòng)和噪聲的可改變速度的電動(dòng)機(jī)、及帶減速器電機(jī)。
[0090]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0091]I帶減速器電機(jī)，2電動(dòng)機(jī)，3轉(zhuǎn)軸，4減速機(jī)構(gòu)，5磁軛，6電樞，7永磁體(磁極)，8電樞鐵芯，9電樞線圈(線圈)，10換向器，12齒，13槽，14繞組(線圈)，15換向片，21電刷，21a低速用電刷，21b高速用電刷，21c公共電刷，25蝸桿軸，28蝸輪，40連接線(短路構(gòu)件)，Dl外徑，W1、W2電刷寬度
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)擋刮水器電機(jī),包括: 減速機(jī)構(gòu)單元，該減速機(jī)構(gòu)單元具有構(gòu)成為與驅(qū)動(dòng)車輛的刮水器裝置的外部機(jī)構(gòu)連接的輸出軸；及 電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述減速機(jī)構(gòu)， 其特征在于， 所述電動(dòng)機(jī)包括: 磁軛，該磁軛有底且形成為圓筒形； 四個(gè)磁體，該四個(gè)磁體在所述磁軛的內(nèi)表面上配置成圓筒形，使得磁極彼此交替配置； 電樞，該電樞包括:支承于所述磁軛且能旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、固定于所述轉(zhuǎn)軸且包含18個(gè)齒的電樞鐵芯、固定于所述轉(zhuǎn)軸并包含數(shù)量與所述電樞鐵芯的所述齒的數(shù)量相同且彼此絕緣的多個(gè)換向片的換向器、包圍卷繞所述電樞鐵芯的預(yù)先決定的所述齒且包含與所述換向器的相鄰的所述換向片相連接的多個(gè)繞組的電樞線圈、及分別與以所述轉(zhuǎn)軸為中心彼此相對(duì)配置的所述換向片相連接的多根連接線，該電樞由所述四個(gè)磁體包圍且容納在所述磁軛內(nèi)；以及 與所述換向器的所述換向片接觸且能滑動(dòng)的第I電刷、第2電刷及第3電刷， 所述第I電刷與所述第2電刷配置成實(shí)質(zhì)上彼此隔開(kāi)90度的角度， 所述第3電刷配置成與所述第I電刷及所述第2電刷隔開(kāi)90度以上的角度， 所述第I電刷與公共電位連接`， 對(duì)所述第2電刷選擇性提供用于使所述電樞低速旋轉(zhuǎn)的電流， 對(duì)所述第3電刷選擇性提供用于使所述電樞高速旋轉(zhuǎn)的電流， 在所述第2電刷與所述換向器的第I換向片滑動(dòng)接觸時(shí)，所述第3電刷不與第I同電位換向片滑動(dòng)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 在所述第2電刷與所述換向器的第I換向片滑動(dòng)接觸時(shí)，所述第3電刷與和第I同電位換向片相鄰的相鄰換向片滑動(dòng)接觸，而不與第I同電位換向片滑動(dòng)接觸，其中，該第I同電位換向片由連接線與第I換向片相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 在所述第2電刷與所述換向器的第I換向片、及和第I換向片相鄰的第2換向片滑動(dòng)接觸時(shí)，將所述第3電刷配置在不與第I同電位換向片及第2同電位換向片滑動(dòng)接觸的位置，其中，該第I同電位換向片由第I連接線與所述換向器的第I換向片相連接，該第2同電位換向片由第2連接線與第2換向片相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 在所述第2電刷與所述換向器的第I換向片、及和第I換向片相鄰的第2換向片滑動(dòng)接觸時(shí)，將所述第3電刷配置在與第3同電位換向片滑動(dòng)接觸的位置，其中，該第3同電位換向片由第3連接線與和所述換向器的第2換向片相鄰的第3換向片相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 在所述第I電刷與所述換向器的第3換向片滑動(dòng)接觸時(shí)，所述第3電刷與和第I同電位換向片相鄰的相鄰換向片滑動(dòng)接觸，而不與第I同電位換向片滑動(dòng)接觸，其中，該第I同電位換向片由連接線與第3換向片相連接。
6.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 所述電樞的所述電樞線圈包括由第I導(dǎo)線形成的第I多個(gè)繞組、及由第2導(dǎo)線形成的第2多個(gè)繞組， 所述第I多個(gè)繞組和第2多個(gè)繞組配置成點(diǎn)對(duì)稱， 所述第I多個(gè)繞組和第2多個(gè)繞組各自的端部與所述換向器的預(yù)先決定的換向片相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 所述電樞的所述連接線包括由所述第I導(dǎo)線形成的第I多個(gè)連接線部、及由所述第2導(dǎo)線形成的第2多個(gè)連接線部， 所述第I多個(gè)連接線部與所述第I多個(gè)繞組串聯(lián)連接，所述第2多個(gè)連接線部與所述第2多個(gè)繞組串聯(lián)連接。
8.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)擋刮水器電機(jī)，其特征在于， 所述電樞的所述電樞線圈包括由第I導(dǎo)線形成的第I多個(gè)繞組、及由第2導(dǎo)線形成的第2多個(gè)繞組， 所述第I繞組和第2繞組配置成點(diǎn)對(duì)稱， 所述電樞的所述連接線包括由所述第I導(dǎo)線形成的第I多個(gè)連接線部、及由所述第2導(dǎo)線形成的第2多個(gè)連接線部， 第I多個(gè)連接線部與所述第I多個(gè)繞組串聯(lián)連接，第2多個(gè)連接線部與所述第2多個(gè)繞組串聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】H02K23/04GK103560638SQ201310347716
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2008年10月7日
【發(fā)明者】齋藤龍之, 高草木龍一, 木村俊之, 川島義親, 坂田憲兒 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美姿把