[发明专利]直流电动机的电枢、直流电动机以及直流电动机的电枢绕组方法

说明书

技术领域

本发明涉及在车辆等上装载的直流电动机的电枢、直流电动机、以 及直流电动机的电枢绕组方法。

本申请基于2006年10月30日在日本专利局申请的日本专利申请 2006-293868、以及2007年10月24日在日本专利局申请的日本专利申 请2007-276373号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

历来，已知在车辆等上装载的带电刷的直流电动机。该直流电动机 是在内周面上安装有偶数个磁铁的圆筒状的磁轭的内侧，卷绕有电枢线 圈的电枢以能够自由旋转的方式配置的结构。电枢具有在旋转轴上外嵌 固定的电枢铁芯。在电枢铁芯上沿圆周方向放射状地形成用于卷绕绕组 的丁字钢(tees)，在这些丁字钢之间在轴方向上形成有长槽(slot)。 绕组(winding)被卷绕到各丁字钢上，形成3相卷绕结构的线圈。各线 圈与安装在旋转轴上的各换向器片(segment)导通。各换向器片能够与 电刷滑接，通过从该电刷对换向器片端子施加电压，从而对各线圈供给 电流。

这时，流到各线圈的电流的相位产生偏差，由此在各线圈形成不同 的磁场，利用在磁轭与磁铁之间产生的磁吸引力和排斥力，驱动旋转轴。

可是，近年来，在以上述方式构成的三相直流电动机中，要求进一 步小型化、长寿命化、以及高性能化。因此，提出了以下技术，即通过 磁铁的多极化、以及使槽数增加，使变动力矩(cogging torque，在电动 机中产生的振动)、电动机的力矩不均匀降低，并且使换向器 (commutator)的一部分被收容在电枢铁芯上形成的收容孔中，由此谋 求电动机的小型化(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2006-204070号公报

可是，在上述的现有技术中，由于电动机的极数和槽数是规则的(2 极3槽的极对数倍)，所以当在各线圈与磁铁之间使所希望的磁吸引力 或排斥力发生时，有换向器片间的电压变高的倾向。因此，谋求提高电 刷的耐久性有极限，结果是存在难以成为有效的电动机的长寿命化的方 法的问题。

此外，降低变动力矩和电动机的力矩不均匀存在极限，有难以谋求 高性能化的问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种相对于三相直流 电动机，能够谋求更小型化、长寿命化、以及高性能化的直流电动机的 电枢、直流电动机以及直流电动机的电枢绕组方法。

解决问题的方法

为了解决上述课题，本发明的第一发明的直流电动机的电枢，包括： 旋转轴，被具有多个磁极的磁轭轴支撑；多个丁字钢，安装在上述旋转 轴上，并朝向径方向放射状地延伸；电枢铁芯，具有在上述丁字钢之间 形成、沿着轴方向延伸的多个槽；以及换向器，与上述电枢铁芯邻接地 设置在上述旋转轴上，在圆周方向上配置有多个换向器片，该电枢是8 极10槽20换向器片、或12极15槽30换向器片的任何一种，该直流 电动机的电枢的特征在于，在上述换向器上设置有对成为相同电位的换 向器片彼此进行短路的短路构件，在具有与邻接的换向器片间的电位差 相等的电位差的换向器片之间电连接绕组，并且在上述丁字钢上该卷绕 绕组，形成线圈。

在该情况下，本发明的第二发明是，可以在相当于同相的丁字钢彼 此上连续卷绕上述绕组。

此外，本发明的第三发明是，可以在上述邻接的换向器片之间电连 接上述绕组，在上述丁字钢的每一个上分别卷绕不同的上述绕组。

通过以这样的方式构成，能够使电枢为5相卷绕结构，因此与三相 卷绕结构的电枢相比能够使换向器片间的电压下降。

此外，通过以短路构件将成为相同电位的换向器片彼此短路，从而 不再需要设置与换向器片的个数相同数量的电刷，能够降低电刷的设置 数量。

进而，由于成为相同电位的换向器片彼此被短路，所以不再需要将 绕组的卷绕起始端与卷绕结束端连接在邻接的换向器片之间，能够电连 接在卷绕起始端、卷绕结束端的各自附近存在的换向器片上。因此，能 够防止换向器与电枢铁芯之间的卷太粗。

本发明的第四发明是一种直流电动机，其特征在于，使用第一发明 ～第三发明的任何一种直流电动机的电枢。