电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种例如装设在车辆上的电动机。
[0002]本申请基于2013年3月26日在日本申请的日本专利特愿2013 — 063214号及2013年12月26日在日本申请的日本专利特愿2013 — 270446号要求优先权，并将上述申请的内容援引于此。
【背景技术】
[0003]作为电动机，例如，存在一种在有底筒状的轭部的内周面配置多个永磁体，并在比该永磁体靠径向内侧的位置以能自由旋转的方式设有电枢的电动机。电枢具有外套固定于转轴的电枢铁心和配置有多个整流片的整流器。在电枢铁心上设有朝径向外侧延伸的多个极齿，在上述极齿间形成有多个轴向较长的切槽。通过上述切槽在电枢铁心上卷绕有绕组。绕组与整流器的整流片导通。用于进行供电的电刷与各整流片滑动接触。通过该电刷朝绕组供给电流。
[0004]此处，为了实现电动机的小型化、高性能化，提出了各种技术。例如，公开了一种设置四个永磁体、将磁极数设为4极、在电枢铁心上形成10个极齿、将切槽的个数设为10个、并在整流器上设有10块整流片的所谓4极10切槽10整流片的电动机(例如参照专利文献I) O
[0005]卷绕于该电动机的绕组以横跨两个极齿的方式通过所谓的叠绕组方式(日文:重卷方式)卷绕绕组。另外，该电动机的相同电位的整流片、即以转轴为中心相对的两个整流片因均压线而短路。藉此，能实现电动机的高性能化，并能减少电刷的设置个数以将电动机小型化。
[0006]另外，公开了一种设置六个永磁体、将磁极数设为6极、在电枢铁心上形成24个极齿、将切槽的个数设为24个、并在整流器上设有24块整流片的所谓6极24切槽24整流片的电动机(例如参照专利文献2)。
[0007]该6极24切槽24整流片的电动机包括:三个绕组部，该三个绕组部分别以规定次数卷绕于由四根极齿构成的三个极齿组；搭接线，该搭接线从绕组部延伸并与规定的两个整流片连接；主绕组部，该主绕组部连续地具有中间搭接线，该中间搭接线将相邻的绕组部间以不与在该各绕组部个别地与整流片连接的情况下应连接的该整流片连接的方式加以连接；以及均压线(短路构件)，该均压线将各搭接线所连接的规定整流片及应与该各绕组部连接的整流片连接为相同电位。藉此，能多极地实现电动机的高性能化，并能减少电刷的设置个数以将电动机小型化。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利特开2005 - 33843号公报
[0011]专利文献2:日本专利特开2007 - 282451号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的技术问题
[0013]然而，在上述专利文献I中，整流片的块数为10块，整流片间的电压与2极5切槽5整流片的电动机等价，难以高效率地使电动机高性能化。
[0014]另外，需将两个电刷以机械角在周向上隔着90°间隔加以配置。因此，不能采用以转轴为中心相对配置这样的一般的二极电动机的电刷配置结构，并相应地导致制造成本升尚O
[0015]此外，为了减少电刷的设置个数而需要均压线，因此，相应地因花费绕组的卷绕时间而导致制造成本升高。
[0016]此外，当将绕组卷绕于电枢铁心时，不能采用以转轴为中心呈点对称的关系在两个部位同时卷绕绕组这样的所谓双锭翼(flyer)方式。因此，进一步花费绕组的卷绕时间，导致制造成本升高。
[0017]另外，在上述专利文献2中，整流片的块数为24块，整流片间的电压与2极8切槽8整流片的电动机等价，难以高效率地使电动机高性能化。此外，整流片数较多，相应地难以使整流器小型化。此外，为了减少电刷的设置个数而需要均压线，因此，相应地因花费绕组的卷绕时间而导致制造成本升高。
[0018]本发明提供一种能高效率地实现高性能化，并能实现小型化、低成本化的电动机。
[0019]解决技术问题所采用的技术方案
[0020]根据本发明的第一技术方案，电动机包括:轭部，该轭部的磁极数为六极；转轴，该转轴以能自由旋转的方式设于上述轭部的内侧；电枢铁心，该电枢铁心具有极齿和偶数个切槽，其中，上述极齿安装于上述转轴，并朝向径向呈放射状地延伸，且配置个数被设定为偶数个，上述偶数个切槽形成于上述极齿之间；线圈，该线圈通过单波绕组方式(日文:一重波卷)卷绕于上述极齿；以及整流器，该整流器以与上述电枢铁心相邻的方式设于上述转轴，并在周向上配置有与上述线圈连接的多个整流片。
[0021]根据本发明的第二技术方案，配线于上述电枢铁心与上述整流器之间的上述线圈挂绕于上述转轴。
[0022]根据本发明的第三技术方案，电动机包括一对电刷，这一对电刷与上述整流片滑动接触，并用于对上述线圈进行供电。上述一对电刷以上述转轴为中心相对配置。
[0023]根据本发明的第四技术方案，电动机包括低速用电刷、高速用电刷及共用电刷这三个电刷，其中，上述低速用电刷和上述高速用电刷与上述整流片滑动接触，并用于对上述线圈进行供电，上述低速用电刷和上述高速用电刷共用地使用上述共用电刷。
[0024]根据本发明的第五技术方案，上述电动机的上述整流器具有圆柱状的整流器主体。在该整流器主体的外周面配置有上述多个整流片。
[0025]根据本发明的第六技术方案，上述电动机的上述整流器具有圆板状的整流器主体。在该整流器主体的与上述电枢铁心相反一侧的一表面配置有上述多个整流片。
[0026]根据本发明的第七技术方案，上述偶数个切槽也可由具有径向外侧较大的形状的前端宽度大切槽以及具有底部较大的形状的底部宽度大切槽构成。
[0027]根据本发明的第八技术方案，上述偶数个切槽也可还包括中间宽度切槽，该中间宽度切槽具有径向外侧比上述前端宽度大切槽狭小、底部比上述底部宽度大切槽大的形状。
[0028]根据本发明的第九技术方案，多个上述极齿呈前端具有长边部和短边部的左右非对称的形状。也可以采用以下结构:多个上述极齿中的构成上述前端宽度大切槽的极齿的前端旋转，上述长边部和上述短边部的配置反转。
[0029]根据本发明的第十技术方案，也可以采用以下结构:上述前端宽度大切槽、上述底部宽度大切槽及上述中间宽度切槽与上述线圈卷绕于上述极齿的径向位置相对应地配置。
[0030]根据本发明的第十一技术方案，上述极齿及上述切槽的个数被设定为14个、16个及20个中的任一方。
[0031]发明效果
[0032]根据上述电动机，通过采用单波绕组方式，与叠绕组方式相比较，能降低整流片间的电压。另外，能采用以转轴为中心相对配置电刷这样的一般的二极电动机的电刷配置结构。此外，无需均压线，能缩短绕组的卷绕时间。此外，当将绕组卷绕于电枢铁心时，能采用以转轴为中心呈点对称的关系在两个部位同时卷绕绕组这样的所谓双锭翼方式。另外，切槽数被设定为偶数，并采用单波绕组方式，从而能获得与切槽数被设定为奇数的情况相同的效果。即，切槽数被设定为偶数，能如切槽数被设定为奇数的情况那样降低齿槽转矩、转矩脉动。此外，配线于电枢铁心与整流器之间的线圈挂绕于转轴，因此，与用线圈直接对电枢铁心和整流器进行配线的情况相比较，能抑制电枢铁心与整流器之间的线圈的扩大。
[0033]这样，根据上述电动机，能高效地实现高性能化，并能实现小型化、低成本化。
【附图说明】
[0034]图1是表示本发明第一实施方式的电动机的结构的纵剖图。
[0035]图2是沿着图1的A — A线的剖视图，未图示出电枢线圈。
[0036]图3是本发明第一实施方式的电枢的展开图。
[0037]图4是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第一实施方式的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
[0038]图5是本发明第一实施方式的变形例的电枢的展开图。
[0039]图6是表示本发明第二实施方式的电动机装置的结构的剖视图。
[0040]图7是沿着图6的B — B线的剖视图，未图示出电枢线圈。
[0041]图8是本发明第二实施方式的电枢的展开图。
[0042]图9是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第二实施方式的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
[0043]图10是本发明第二实施方式的变形例的电枢的展开图。
[0044]图11是本发明第三实施方式的带减速器的电动机的纵剖视图。
[0045]图12是沿着图11的C — C线的剖视图，未图示出电枢线圈。
[0046]图13是表不本发明第三实施方式的电刷的配置的说明图。
[0047]图14是本发明第三实施方式的电枢的展开图。
[0048]图15是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第三实施方式的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
[0049]图16是本发明第三实施方式的第一变形例的电枢的展开图。
[0050]图17是表示本发明第三实施方式的第二变形例的电刷的配置的说明图。
[0051]图18是表示本发明第四实施方式的电动机装置的结构的俯视图。
[0052]图19是表示本发明第四实施方式的电动机装置的结构的剖视图。
[0053]图20是从电枢铁心一侧观察本发明第四实施方式的电枢的立体图。
[0054]图21是从蜗杆轴一侧观察本发明第四实施方式的电枢的立体图。
[0055]图22是本发明第四实施方式的保持件托架的侧视图。
[0056]图23是从传动机构一侧观察本发明第四实施方式的保持件托架的立体图。
[0057]图24是本发明第五实施方式的带减速器的电动机的纵剖图。
[0058]图25A是从整流器一侧观察本发明第五实施方式的刷握单元的俯视图。
[0059]图25B示出了本发明第五实施方式的刷握单元，其是图25A的D向视图。
[0060]图26是表示本发明第五实施方式的变形例的电刷的配置结构的图。
[0061]图27是表示本发明第五实施方式的变形例的电刷的配置考虑方法的图。
[0062]图28是表不本发明第六实施方式的电枢铁心的图。
[0063]图29是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第六实施方式的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
[0064]图30是表不本发明第六实施方式的第一变形例的电枢铁心的图。
[0065]图31是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第六实施方式的第一变形例的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
[0066]图32是表示本发明第六实施方式的第二变形例的电枢铁心的图。
[0067]图33是从轴向观察电枢线圈卷绕于本发明第六实施方式的第二变形例的电枢铁心的卷绕状态的说明图。
【具体实施方式】
[0068](第一实施方式)(电动机)
[0069]接着，根据图1?图4对本发明的第一实施方式进行说明。
[0070]图1是表示电动机I的结构的纵剖图。图2是沿着图1的A — A线的剖视图，未图示出电枢线圈7。
[0071]如图1、图2所示，电动机I是所谓带电刷的直流电动机，例如被用作汽车的散热器(radiator)冷却用的风扇电动机。电动机I包括以能自由旋转的方式设于有底圆筒形状的轭部2内的电枢3，用端部支架17覆盖轭部2的开口部2c。此外，电动机I以电枢3的转轴5沿着水平方向的状态安装于汽车的散热器。
[0072](轭部)
[0073]在轭部2的周壁2a的内表面沿着周向配置有瓦形状(具有曲率的矩形形状)的六个永磁体4。上述永磁体4被配置成磁极依次沿着周向。
[0074]在轭部2的端部(底部)2b的径向大致中央形成有凹部10。在该凹部10的大部分形成有朝轴向外侧突出的轴套部10a。在该轴套部1a形成有用于供电枢3的转轴5的一端(图1中的左侧端)插通的插通孔11，并且内嵌有用于将转轴5的一端侧支承成能自由旋转的轴承12。
[0075](电枢)
[0076]电枢3由外套固定于转轴5的电枢铁心6、卷绕于电枢铁心6的电枢线圈7、以及配置于转轴5的另一端侧(图1中的右侧)的整流器13构成。
[0077]电枢铁心6是通过沿轴向层叠多个金属板或对软磁性粉末进行加压成形而形成的。电枢铁心6具有外套固定于转轴5的大致圆环状的转轴固定部61。转轴5压入固定于插通孔61a，该插通孔61a形成于转轴固定部61。
[0078]在该转轴固定部61的径向外侧设有与转轴固定部61同心圆状形成的外侧环状部62。在上述转轴固定部61与外侧环状部62之间沿周向等间隔地设有多根(例如本第一实施方式中为十根)轮福部63，这多根轮福部63横跨转轴固定部61和外侧环状部62，并将转轴固定部61与外侧环状部62彼此连接在一起。S卩，在电枢铁心6上由转轴固定部61、夕卜侧环状部62及轮辐部63形成沿轴向贯穿且轴向俯视呈大致扇状的多个(例如本实施方式中为十个)通孔64。另外，外侧环状部62形成为比转轴固定部61及轮辐部63厚。
[0079]在外侧环状部62的径向外侧沿周向等间隔地且呈放射状地形成有20个轴向俯视观察时呈大致T字状的极齿36。在相邻的极齿36间形成有燕尾槽状的切槽37。切槽37沿轴向延伸，并沿周向等间隔地形成有20个。此外，覆盖有瓷釉的绕组38(参照图3)穿过该切槽37，在切槽37上从安装于极齿36的未图示的绝缘体上卷绕有绕组38。藉此，在电枢铁心6的外周形成有多个电枢线圈7。另外，在后面详细说明绕组38的卷绕方法。
[0080]配置于转轴5的另一端侧的整流器(commutator) 13由树脂模塑体40和二十块整流片41构成，其中，上述树脂模塑体40外套固定于转轴5并形成为大致圆柱状，上述整流片41露出配置于该树脂模塑体40的外周面40a。S卩，第一实施方式的电动机I是永磁体4(磁极)为六个、切槽37为二十个、整流片41为二十块的所谓六极二十槽二十整流片的直流电动机。
[0081]整流片41由沿轴向较长的板状金属片形成，并以彼此绝缘的状态沿周向等间隔地并列固定。在上述整流片41的靠电枢铁心6 —侧的端部一体地成形有竖板(riser)43，该竖板43被折曲成朝外径侧折返的形状。
[0082]竖板43是用于使电枢线圈7与整流片41连接的构件，供构成电枢线圈7的绕组38挂绕，并通过熔合而被固定。藉此，整流片41与和其对应的电枢线圈7电连接。
[0083](端部支架)
[0084]覆盖轭部2的开口部2c的端部支架17形成为大致圆板状。在端部支架17的中央的大部分形成有朝外侧突出的凸部15。通过形成凸部15而使内表面侧为凹状。该凹状的凸部15的内表面侧作为用于收纳后述电刷22的收纳凹部16起作用。
[0085]在凸部15的端部(底部)15a的径向大致中央形成有因台阶差而进一步朝外侧突出的轴套部18。在该轴套部18上压入固定有用于将转轴5的另一端侧支承成能自由旋转的轴承19。
[0086]在端部支架17的外周部侧设有朝外侧延伸的托架9。该托架9在固定电动机I时被使用。在托架9上形成有能供未图示的螺栓插通的插通孔9a。
[0087]另外，在端部支架17的收纳凹部16安装有保持件托架20。保持件托架20由树脂制成并形成为大致圆板状。在保持件托架20的内表面固定有两个刷握21。
[0088]刷握21通过黄铜等形成为长方体的箱状。刷握21被配置成其长边方向沿着径向，且彼此以转轴