CN100570996C - 电动机 - Google Patents

Abstract

具备低速用、高速用与共同电刷的电动机，对应于低速用、高速用电刷的配置而使电枢线圈取对称设置，从而提高其耐久性和减少其振动与噪音。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及安装于车辆等之上的电动机，特别涉及到用于刮水器装置等驱动源中的具有高速用与低速用电刷的电动机。

背景技术

一般，作为安装于汽车等车辆上的刮水器装置的驱动源，多采用带电刷的电动机(以下可适当地简作马达)。这种马达取下述结构：在内周面上安装有磁铁的圆筒形磁轭的内侧设有可自由转动的卷绕着电枢线圈的电枢。此电枢具有外嵌于并固定在转动轴上的电枢铁心。在电枢铁心上沿轴向形成有许多长槽。槽中隔一定间隔卷绕着绕组，形成多个线圈。线圈为安装于转动同上的换向器片接通。换向器片与电刷滑动接触，通过电刷给线圈供电而形成磁场，由磁轭与磁铁间产生的磁吸力与斥力驱动此转动轴。

在上述马达中，例如在2极12槽的情形，线圈是按以下方式形成。图11为电枢的展开图，12个换向器片51与12个齿52分别附以序号1～12。如图11所示，例如绕组53A从3号换向器片开卷，将绕组于1～2号齿间的槽54a与6～7号的齿间的槽54f之间作n次(多次例如66次)卷绕，形成线圈55A后再连接到4号换向器片上。然后，从4号换向器片卷出的绕组53B，多次地卷绕到2～3号齿间的槽54b与7～8号齿间的槽54g这两个槽之间，形成线圈55B后再与5号换向器片连接。同样，从各换向器片51卷出的绕组53于各槽之间作多次卷绕形成线圈55，而由此于电枢铁心周围形成许多线圈55。

另一方面，用作刮水器装置驱动源的马达除需输出规定转动的作业外，还要求能应对豪雨而进行高速的转动作业。这就是说，刮水器装置用马达需要有通常(低速)与高速两种作业形式，而且这两种作业形式必须瞬时变换。为此，在上述马达中，如图12所示，除通常作业(LOW)时所用的低速用电刷61之外，还设有高速作业(HI)时所用的高速用电刷62，通过电刷的切换来改变马达转数。

低速用电刷61和高速用电刷62与共用电刷63一起形成一对电刷对。各个电刷61～63共同与换向器片64滑动接触，在通常作业时由共用电刷63与低速用电刷61进行供电。另一方面，高速作业时，正极电刷或负极电刷中之一变换为高速用电刷62，由共用电刷63与高速用电刷62进行供电。高速用电刷62设置在于转动方向上与低速用电刷61离开一角度α的位置。在高速作业时，通过此高速用电刷62，马达成为调整提前角的形式，与通常作业时相比能增加转数，进行高速清拭作业。

特许文献1：特开2002-305861号公报

但是，在这样的除低速用电刷61之外还具有高速用电刷62的3电刷马达中，在通常作业时，高速用电刷62不仅完全不需，而且高速用电刷62与相邻的换向器片一旦接触，就会使连接于其间的线圈55短路。例如在图11中，当于通常作业中，低速用电刷61与共用电刷63接触到3号与9号换向器片时，高速用电速62当跨接4号与5号换向器片后，线圈55B短路。这就是说，由于有了高速用电刷62，在通常作业中本不应短路的线圈发生了短路，致马达的电路产生不平衡。于是加速了共用电刷63与低速用电刷61的磨耗，这种影响在高电压下尤为显著，导致了缩短制品寿命的问题。

再有，在3电刷马达中，因高速用电刷所致短路的线圈的位置也是个问题。图13说明短路线圈的配置。如前所述，例如由于高速用电刷62导致线圈55B短路时，此线圈55B卷绕到2～3号齿间的槽54b与7～8号齿间的槽54g这两个槽之间。于是，变更线圈55B的位置进行验证，相对于通过低速用电刷61与共用电刷63的中心的轴线P和垂直于其的轴线Q等，线圈55B隔着此两个轴线各存在1个，线圈个数相对于轴线均等分配。

但如图13所示，线圈55B相对于相当高速用电刷62位置的轴线M偏向地存在于一侧(图中X区域侧)。这就是说，相对于轴线M，在X区域侧存在有Z个短路线圈，但在γ区域侧则不存在短路线圈。因此，在轴线M的X区域侧与γ区域侧，电流流过的线圈数不均等，破坏了磁平衡，由此产生振摆回转力，成为发生振动与噪音等的原因。

发明内容

本发明的目的在于使具有低速用与高速用转速的电动机提高其耐用性和减减少其振动与噪音。

本发明的电动机，其特征在于具有：具备有安装于转动轴上沿径向辐射状延伸的多个齿，沿上述齿间形成的依轴向延伸的多个槽的电枢铁心；于上述转动轴上同上述电枢铁心相邻设置，沿周向配置有与上述槽的个数相同的换向器片的换向器；与上述换向器滑动接触的第1电刷；按规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且同上述换向器滑动接触的第2电刷；与上述换向器滑动接触且同上述第1电刷或第2电刷之一共同使用的第3电刷；电枢线圈，它具有在相邻的上述换向器片之间电连且卷绕到任意的上述槽间的第1线圈、以及在与上述任意的槽相对于上述转动轴的中心成点对称位置处存在的槽间按与上述第1线圈相反方向卷绕的第2线圈，同时当上述第2电刷接触所邻接的上述换向器片、上述第1与第2线圈通过上述第2电刷而短路时，上述第1线圈与上述第2线圈存在于相对通过上述第2电刷的中心与上述转动轴的中心的轴线的对称位置上。

本发明的电动机即使是由于第二电刷使电枢线圈短路，但由于电枢线圈的第1线圈与第2线圈存在于相对于通过第2电刷中心与转动轴中心的轴线的对称位置处，短路线圈能相对于包含此轴线的任意中心线对称地配置。因此，即使是在3电刷结构的电动机中，也能使第2电刷的短路线圈作不偏置的配置，从而能均衡电刷间的电路，抑制电刷的磨耗，提高制品寿命。此外，由于消除了短路线圈的偏置问题，可使磁平衡稳定，抑制了电枢中发生的振摆回转力，可谋求减少振动与噪音。

在上述转动机中，上述第1线圈与第2线圈可以串联连接。此外，此第1与第2线圈也可并联连接。

在上述电动机中，上述第1线圈与上述第2线圈可各自构成为，具有卷绕到2个前述槽间的主线圈和只卷绕到上述主线圈所卷绕到上述槽中之一的副线圈。这样，由于能将各副线圈以0.5圈卷绕到电枢，例如即使是电枢线圈的绕组圈数为奇数时，若将两主线圈各按相同圈数卷绕，则第1线圈与第2线圈能按相同的圈数卷绕。于是绕组的圈数可不考虑奇偶，第1线圈与第2线圈能相对于通过第2电刷的中心与转动轴的中心的轴线存在于对称位置，而在由于第2电刷致电枢线圈短路时，短路线圈也可相对于包含上述轴线的任意中心线对称配置。

此外，也可将上述第1与第2线圈的上述主线圈分别以相同圈数卷绕到上述电枢铁心上，同时将上述副线圈各自以0.5圈卷绕电枢铁心上。此时，如前所述，即便形成于相邻换向器片间的电枢线圈的绕组圈数为奇数时，也能将第1与第2线圈以相同的圈数卷绕到电枢铁心上。

再有，也可将上述副线圈形成在上述第1与第2线圈的上述主线圈之间，此时，例如可先形成第1线圈的主线圈，在通过卷绕主线圈的槽中之一后，通过卷绕第2线圈的主线圈的槽中之一形成副线圈，然后卷绕第2线圈的主线圈。

本发明的另一种电动机其特征在于具有：具备有安装于转动轴上沿径向作辐射状延伸的多个齿，沿上述齿间形成的依轴向延伸的多个槽的电枢铁心；于上述转动轴上同上述电枢铁心相邻设置，沿周向配置有与上述槽的数相同的换向器片的换向器；与上述换向器滑动接触的第1电刷；按规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且同上述换向器滑动接触的第2电刷；与上述换向器滑动接触且同上述第1电刷或第2电刷之一共同使用的第3电刷；电枢线圈，它具有在相邻的上述换向器片之间电连且卷绕到任意的上述槽间的第1线圈、以及在与上述任意的槽同一槽之间按与上述第1线圈相反方向卷绕的第2线圈；同时当上述第2电刷接触所邻接的上述换向器片而上述第1与第2线圈短路时，上述第1线圈与上述第2线圈存在于通过上述转动轴中心的轴线上。

本发明中，即使由于第2电刷使电枢线圈短路，但由于电枢线圈的第1线圈与第2线圈存在于通过第2电刷的中心与转动轴的中心的轴线上，短路线圈能相对于包含此轴线的任意中心线作对称地配置。因此，即使是在3电刷结构的电动机中，也能使第2电刷的短路线圈作不偏置的配置，从而能够均衡电刷间的电路，抑制电刷的磨耗，提高制品寿命。此外，由于消除了短路线圈的偏置存在问题，可使磁平衡稳定，抑制了电枢中发生的振摆回转力，可谋求减少振动与噪音。

在上述电动机中，上述的槽也可以取8个以上的偶数个。

另外，本发明的一种电动机，具有：在内周面上固定着一对永磁铁的电动机机壳；电枢铁心，该电枢铁心具备有安装于转动轴上且沿径向以辐射状延伸的偶数个齿、和在上述齿间形成且沿轴向延伸的偶数个槽；在上述转动轴上与上述电枢铁心相邻设置、且沿周向配置有与上述槽的个数相同的换向器片的换向器；与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第1电刷；以规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第2电刷；以及与上述第1电刷相对配置、并与上述换向器的上述换向器片滑动接触且与上述第1电刷或上述第2电刷之一共同使用的第3电刷，在上述第1电刷与上述第3电刷之间、以及上述第2电刷与上述第3电刷之间被选择性地提供电流，在上述第1电刷与上述第3电刷被提供电流时，上述电枢铁心以低于上述第2电刷与上述第3电刷被提供电流时的转速进行转动，所述电动机的特征在于，具有电枢线圈，该电枢线圈具有：在相邻的上述换向器片之间电连接且围绕多个齿而卷绕到上述槽间的第1线圈；以及围绕相对于上述转动轴的中心而配置在卷绕上述第1线圈的上述齿的点对称位置处的多个上述齿、而卷绕到上述槽间的第2线圈，上述第2线圈围绕与上述第1线圈的个数相同的上述齿，向与上述第1线圈相反的方向卷绕，上述第1和第2线圈以相同数量的圈数卷绕，且相互串连连接。

另外，本发明的一种电动机，具有：在内周面上固定着一对永磁铁的电动机机壳；电枢铁心，该电枢铁心具备有安装于转动轴上且沿径向以辐射状延伸的偶数个齿、和在上述齿间形成且沿轴向延伸的偶数个槽；在上述转动轴上与上述电枢铁心相邻设置、且沿周向配置有与上述槽的个数相同的换向器片的换向器；与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第1电刷；以规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第2电刷；以及与上述第1电刷相对配置、并与上述换向器的上述换向器片滑动接触且与上述第1电刷或上述第2电刷之一共同使用的第3电刷，在上述第1电刷与上述第3电刷之间、以及上述第2电刷与上述第3电刷之间被选择性地提供电流，在上述第1电刷与上述第3电刷被提供电流时，上述电枢铁心以低于上述第2电刷与上述第3电刷被提供电流时的转速进行转动，所述电动机的特征在于，具有电枢线圈，该电枢线圈具有：在相邻的上述换向器片之间电连接且围绕多个齿而卷绕到上述槽间的第1线圈；以及围绕相对于上述转动轴的中心而配置在卷绕上述第1线圈的上述齿的点对称位置处的多个上述齿、而卷绕到上述槽间的第2线圈，上述第2线圈围绕与上述第1线圈的个数相同的上述齿，向与上述第1线圈相反的方向卷绕，上述第1和第2线圈以相差一个的圈数卷绕，且相互串连连接。

发明效果

根据本发明的电动机，在具有第1～第3电刷的3电刷结构的电动机中设有电枢线圈：卷绕于任意槽间的第1线圈以及与此任意的槽相对于转动轴的中心取点对称位置处所存在的槽之间按与第1线圈成相反方向卷绕的第2线圈，同时当上述第2电刷接触所邻接的上述换向器片，上述第1与第2线圈通过上述第2电刷而短路时，上述第1线圈与上述第2线圈存在于相对通过上述第2电刷的中心与上述转动轴的中心的轴线m对称位置上，于是因第2电刷而短路的线圈可被相对于包含上述轴线的任意中心线对称地设置，这样即使在3电刷结构的电动机中也能不偏向地设置第2电刷的短路线圈。从而能均衡电刷间的电路，抑制电刷的磨耗，提高制品寿命。此外，由于消除了短路线圈的偏置问题，可使磁平衡稳定，抑制了电枢中发生的振摆回转力，可谋求减少振动与噪声。

根据本发明的电动机，它具有将第1线圈与第2线圈分别卷绕到2个前述槽间的主线圈以及只卷装到卷绕上述主线圈的上述槽中之一的副线圈，通过这种结构就能将各副线圈以0.5圈卷绕到电枢铁心上，例如即使是电枢线圈的绕组圈数是奇数时，当以相同的圈数卷绕两主线圈时，也能使第1线圈与第2线圈的圈数相同。于是，纵然绕组圈数为奇数时，也可将第1线圈与第2线圈相对于通过第2电刷的中心与转动轴的中心的轴线配置于对称位置，这样，即使由于第2电刷使电枢线圈短路时，也能将短路相对于包含上述轴线的任意中心线作对称配置。从而与绕组的圈数为奇或偶无关。在3电刷结构的电动机中，可将取决于第2电刷的短路线圈作不偏置的配置，故能提高制品寿命与减少振动与噪音。

根据本发明另一种电动机，在具有第1～第3电刷结构的电动机中，设置有电枢线圈，它具有卷绕到任意槽间的第1线圈以及在与此任意槽相同的槽间以与第1线圈相反方向卷绕的第2线圈，同时在第二电刷接触相邻的换向器片、第1与第2线圈通过此第2电刷而短路时，此第1与第2线圈存在于通过第2电刷中心与转动轴中心的轴线上，于是可把取决于第2电刷的短路线圈相对于包含上述轴线的任意中心线作对称地配置，从而即使是在3电刷结构中也能不偏地配置取决于第2电刷的短路线圈。于是可使电刷间的电路均衡，抑制电路的磨耗，提高制品的寿命。此外，由于消除了短路线圈的偏置，还能稳定磁平衡，抑制电枢中发生的振摆回转力，减少振动与噪音。

附图说明

图1是示明本发明实施例1的电动机结构的局部剖面侧视图。

图2是示明图1的电动机中电枢线圈卷绕状态的局部展开图。

图3说明电枢的卷绕位置。

图4是示明发明人试验结果的曲线图。

图5说明有关电枢线圈形成方法的其他例子。

图6说明有关电枢线圈形成方法的其他例子。

图7说明第1线圈与第2线圈并联形成时的绕组状态。

图8是示明本发明实施例2的电动机中电枢线圈的卷绕状态的展开图。

图9说明图8的电动机中电枢线圈的卷绕位置。

图10是示明本发明实施例3电动机中电枢线圈的卷绕状态的展开图。

图11是示明已有的电动机中电枢线圈卷绕状态的展开图。

图12说明了电刷结构的马达中电刷的配置。

图13说明短战线圈的配置。

图中有标号的意义如下：

1，电动机；2，电动机机壳；3，电枢；4永磁铁；5，转动轴；6，电枢铁心；7，电枢线圈；7A、7B，电枢线圈；7A1、7B1，第1线圈；7A2、7B2，第2线圈；8，金属板；9，齿；11，槽；11a、11b、11f、11g、11h、11l，槽；12，绕组；13，换向器；14，换向器片；14b、14c、14d、14e、14h、14i、14j，换向器片；15，上升装置；16，轴承；17，盖；18，支架拉条；19，电刷支架；21，电刷；21c，低速用电刷；21b，高速用电刷；21c，共用电刷；31、31A、31B，主线圈；32、32A、32B，副线圈；51，换向器片；52，T封接头；53，绕组；53A、53B，绕组；54a、54b、54f、54g，槽；55，线圈；55A、55B，线圈；61，低速用电刷；62，高速用电刷；63，共用电刷；64，换向器；M、P、Q，轴线；O，中心。

具体实施方式

实施例1

图1为示明本发明实施例1的电动机结构的局部剖面侧视图。电动机1用作汽车刮水器装置的驱动源，如图1所示，构成为在有底圆筒状的电动机机壳2内可自由转动的设置着电枢3。在机壳2的内周面上沿周向固定着一对永磁铁4。刮用此永磁铁4，电动机1构成为2极的。

电枢3由固定于转动轴5上的电枢铁心6和卷状到电枢铁心6上的电枢线圈7构成。电枢铁心6由多块环状金属板8叠置而成。在金属板8的外周部上沿周向取辐射状设有多个(在本实施例中为12个)齿9(参看图3)。通过将多块金属板8以止转形式外嵌于转轴5上，能于电枢铁心6的外周上于相邻的齿之间凹设有蚁沟状的槽11。槽11沿向延伸，顺着周向形成有多个(12个)。在隔预定间隔设置的槽11间卷装着漆包线绕组12，由此于电枢铁心3的外周形成多个电枢绕组7。

于电枢铁心6的一端相邻地设置着换向器13。换向器13外嵌并固定地转动轴5上。换向器13的外表面上安装着多片(本例中为12片)的换向器片14。换向器片沿轴向的长板状金属片组成，以相互绝缘的状态沿周向并排设立的状态固定。在各换向器片14的在电枢铁心6一侧的端部，于外周侧整体地形成取反复曲折形式的上升装置15。上述装置15中盘绕着成为电枢线圈7卷绕开始的端部和卷绕结束的端部的绕组12，通过熔接方式固定。这样，换向器片14和与之对应的电枢绕圈7便可电连。

转动轴5的一端通过安装于电动机机壳2中的轴承作自由转动的支承，电枢3可自由转动地装于此机壳2的内部。在机壳2的开口端设有盖17，盖17的内侧安装着支架拉条180在支架拉条18上沿周向于3处形成有电刷支架19。在电刷支架19中内装有可自由出入的各电刷21。电刷21的突出前端(内径侧前端)与换向器13滑动接触，由外部电源通过电刷21给换向器13供电。

在电动机1中，作为电刷21设有低速用电刷(第1电刷)21a、高速用电刷(第2电刷)21b以及共用电刷(第3电刷)21c。各电刷21a～21c的布置与图12中的相同，高速用电刷21b设置成在周向上沿转动方向与低速用电刷21c离开一角度α(例如为45°)。这样，在通常工作时由共用电则21c与低速用电连21a供电。而在高速工作时由共用电刷21c与高速用电刷21b供电。高速工作时，电动机1通过共用电刷21b使角度超前，与通常工作时相比以高的转速工作。此外，可以以电刷21c一方或是以电刷21a、21b的一方为阳极或阴极。

在上述电动机1中，电枢线圈7可以按下述方式卷绕。图2是示明电枢3中电枢线圈7的卷绕位置的局部展开图。此电动机1的电枢线圈7是以重绕方式卷绕。绕组12顺次卷绕在越过4个槽11的槽11之间。成为短节距绕组，绕组12如图2所示，例如它的一端是从3号换向器片14开始卷绕，在3号换向器片14c的上升装置15中盘绕的绕组12是在1～2号齿9之间的槽11a与6～7号齿9之间的槽11f之间卷绕，形成第1线圈7A1(下面简记为线圈7A1)。线圈A1是以已有的圈数n之半的次数(n/2；本实施例为33次)卷绕。

线圈7A1然后不是如先前那样立即连接到4号换向器片14d上，而是卷绕到与槽11f、11a径向相对的即沿周向转过180°位置处的12～1号齿9之间的槽11l与7～8号齿9之间的槽11g这两个槽之间，形成第2线圈7A2(以下简记为线圈7A2)。线圈7A2取与线圈7A1相反的方向以过去圈数n之半的次数(n/2；本实施例中为33次)卷绕，然后才与4号换向器片14d连接。

这样，在3、4号换向器片14c～14d之间，形成了具有径向上相对且串联连接的一对线圈7A1、7A2的电枢线圈7A。图3说明电枢线圈7A的卷绕或卷状状态。如图3所示，线圈7A1、7A2夹着1号齿与7号齿相互以相反的卷绕方向的状态的卷绕，在给电枢线圈7A通电后，发生相对的电磁力。此外，线圈7A1、7A2形成在相对于通过高速用电刷21b的中心与转动轴5的中心O的轴线M的对称位置上，当轴线M与1号、7号齿的中心一致时，线圈7A1、7A2相对于轴线M对称地卷绕。也即线圈7A1、7A2均等地配置在以轴线M为中心的半部X区域和另一半部的Y区域，而对于包含轴线M以外的中心线(轴线P、Q等)，也是框对于通过中心O的任意中心线均等地设置线圈7A1、7A2。

连接到4号换向器片14d上的绕组12继续卷绕到2～3号齿9之间的槽11b与7～8号齿9之间的槽11g这两个槽之间，形成线圈7B1(第1线圈)。线圈B1也按过去圈数一半的次数(n/2；本实施例33次)卷绕。线圈7B1然后在与槽11g、11b在径向上相对的即沿周向转过180°的位置处的1～2号齿9之间的槽11a与8～9号齿9之间的槽11h这两个槽之间卷绕，形成线圈7B2(第2线圈)。线圈7B2依与线圈7B1的相反方向按过去圈数n之半的次数(n/2；本实施例为33次)卷绕，然后与5号换向器片14e连接。由此在4、5号换向器片14d、14e之间形成了具有沿径向相对、串联连接的一对线圈7B1、7B2的电枢线圈7B。

同样，与各换向器片14连接的绕组成12形成沿径向相对、卷绕方向相反的第1与第2线圈，而在邻接的换向器片14之间形成了电枢线圈。这样，电枢线圈7使由均等地分配在通过包含轴线M的任意中心线分割成的X、Y区域中的第1与第2线圈7XA、7XB形成。

当电枢线圈7的绕组圈数n为偶数时，第1与第2线圈的圈虽都为n/2，但对于n为奇数的情形，则使其中一方的圈数增多1次。也即在第1线圈侧为(n+1)/2圈时，使得第2线圈为(n-1)/2圈；而在第1线圈为(n-1)/2圈时，使第2线圈取(n+1)/2圈。

在具有上述绕组结构的电动机1中，对于通常的工作，例如图3所示，可以考虑以低速用电刷21a接触2号换向器片14b而以共用电刷21c接触8号换向器片14h的情形。此时，高速用电刷21b与3、4号换向器片14c、14d接触，使电枢线圈7A短路。这样，在已有的电动机中，如图13所示，短路线圈相对于轴线M配置不均等就会使磁平衡成为问题。与此相反，在本发明的电动机1中，如图3所示，电框线圈7A(线圈7A1、7A2)便相对于轴线M均等地配置于区域X、Y中。此外，线圈7A1、7A2即使相对于轴线P、Q等其他任意的中心线，也均等地配置于由它们分别分开的两半部之中。

这样，在电动机1中，于通常工作中即使由于高速用电刷21b致电枢线圈7短路时，通过采用前述的绕组结构，也能使短路线圈相对于包含轴线M的任意中心线作对称的分布。于是在具备有高速用与低速用电刷的3电刷结构的电动机中，在通常工作时可不偏置地设置短路线圈，能均衡电刷间的电路，抑制电刷的磨耗，提高制品寿命。

图4是发明人在接通电压42V、工作形式为Low通电、连续与过负荷状态下进行耐久性试验结果的曲线图。如图4所示，本发明的电动机(改善绕组)中，电刷磨耗速度降低了约一半，而预期寿命增大约2倍。特别是此试验是在42V这样的高电压下进行，确认了高电压时的寿命大幅度地超过已有电动机的，在高电压规格的电动机中取得了显著的效果。此外，即使在12V时也同样地可提同耐久性。

此外，在此电动机1中消除了短路线圈的偏置，磁平衡得以稳定。因此可以抑制电枢3中发生的振摆回转力，减少振动与噪音。因此可以减少以电动机1为驱动源的刮水器装置的振动或工作声响，可改进运行环境的静寂性。

再者，电动机1在将绕组12卷绕到电枢铁心6上之时，是在任意处和与之沿径向相对的两处连续地形成线圈7A1、7A2，因而不需另外的部件或特别的安装作业。于是能原样地利用过去的电动机中所用的部件，不会导致成本增加，可谋求提高耐久性与降低振动和噪音。

上述的电动机1是在卷绕第1线圈之后卷绕第2线圈而形成电枢线圈7，但电枢线圈7的形成方法不限于所述形式而是可以有种种绕线方式。图5与6说明有关电枢线圈7的形成方法的其他例子。

在图5的方式中，交互形成第1线圈与第2线圈。具体地说，以先前的例子而言，从3号换向器片14C通过槽11a、11f将线圈7A1形成1圈之后，再通过槽11l、11g将线圈7A2形成1圈。然后再返回到槽11a、11f将线圈7A1形成1圈，之后再通过槽11l、11g将线圈7A2形成1圈。这时并不是将线圈7A1与线圈7A2各形成1圈(N＝1)，例如相对于电枢线圈7的总圈数n，在N＝(n/2)/3、(n/2)/4、(n/2)/5...的情形，也可以将它们各按多圈(n＝66圈时，设N＝(n/2)/3时，则N＝11圈)卷绕。

在图6的方式中，首先将第1线圈按规定圈数卷绕后，移至第二线圈侧形成所有的圈。最后再返回第1线圈一方，卷绕完余剩的圈数，就先有的例子来说，开始时于线圈7A1侧卷绕((n/l)-a)圈，然后于线圈7A2侧卷绕n/2圈，最后于线圈7A1侧卷绕a圈(线圈7A1成为n/2圈)。例如相对于总圈数66。在第一线圈侧卷绕16周后，移到第2线圈侧卷绕33圈，然后再返回第1线圈侧卷绕17圈。

另一方面，在前述的电动机1中是将第1线圈与第2线圈串联形成，但也可能将它们并联形成。图7说明第1线圈与第2线圈并联形成时的绕组状态。如图7所示，例如在3号换向器片14C上并联地设置着线圈7A1与7A2。这就是说，在3号换向器片14C上，分别形成有卷装于槽11a、11f中的线圈7A1和卷装到槽11l、11g中的线圈7A2，由它们形成电枢线圈7。

实施例2

下面说明将电枢线圈作为全节距绕组的情形，以之作为本发明的实施例2。图8是示明本发明实施例2的电动机中电枢线圈卷绕状态的展开图，图9说明图8的电动机中电枢线圈的卷绕位置。此电动机的整体结构与图1的相同，说明省略。此外，在以下的实施例中与实施例1相同的部件，部分附以相同的标号而略去其说明。

如图8所示，实施例2的电枢线圈中例如它的一端从3号换向器片14C开始卷绕，盘绕于3号换向器片14C的上升器中的绕组12卷绕在12～1号齿9之间的槽11a与6～7号齿9之间的槽11g这两个槽之间，形成线圈7A1。线圈7A1是按以往圈数n之半的次数(n/2)卷绕。

线圈7A1然后不是像过去那样立即连接到4号换向器片14d上，而是在沿径向与槽11g、11a相对的即顺着周向转过180°位置处存在的12～1号齿9之间的槽11a与6～7号齿9之间的槽11a与6～7号齿9之间的槽11g这两个槽之间，卷绕形成线圈7A2。线圈7A2虽然是与线圈7A1卷绕到相同的槽11a、11g内，但卷绕的方向与线圈7A1相反，按以往圈数n之半的次数(n/2)卷绕，然后与4号换向器片14d连接。这样，在3、4号换向器片14c、14d之间形成了具有沿径向相同取串联连接的一对线圈7A1、7A2的电枢线圈7A。

在实施例2的电动机中，高速用电刷21b相对于低速用电刷21a沿周向离开一角度α＝60°配置，轴线M相对于轴线P倾斜60°。于是在此种电动机中可以考虑电枢线圈7因高速用电刷7导致短路的情形。例如图8所示，当高速用电刷21b接触3、4号换向器片14c、14d时，线圈7A1、7A2短路。此时，短路线圈(7A1、7A2)如图9所示，在位于轴线M上的槽11a、11g内按全节距卷绕，且各按n/2圈数卷绕，相对于轴线M存在于对称位置处。

于是，电枢线圈7A相对于轴线M均等地配置于区域X、Y之中。此外，电枢线圈7A还相对于轴线P、Q等其他的任意中心线均等地配置于为它们分别分开的两半部中。由此，在实施例2的电动机中，在通常工作时能够不偏置地配置短路线圈，有助于均衡电刷间的电路、抑制电刷的磨耗和提高制品的寿命。

实施例3

再来说明绕组圈数为奇数时的线圈卷绕例并以之作为本发明的实施例3。绕组圈数为奇数(2n+1)的情形，在前述实施例中将第1、第2线圈的其中一方的圈数增多1次而为(n，n+1)。但这样一来，第1、第2线圈的圈数不同，为使绕组圈数成为偶数次，则第1、第2两线圈就不成为完全对称关系。图4所示的改善效果有时就被削弱。

为此，本发明人探讨了当绕组圈数为奇数次时也能求得所希望的改善效果的绕线方式。结果得知，通过图10所示的绕线方式，即使绕组圈数为奇数时，也能实现平衡的绕组。图10是这种绕组的展开图。如图10所示，在实施例3的电枢线圈中，例如它的一端是从3号换向器片14C开始卷绕的，盘卷于3号换向器片14C的上升装置中的绕组12，首先于1～2号的齿9之间的槽11a与6～7号的齿9之间的槽11f这两个槽之间卷绕，形成主线圈31A。主线圈31A相对于所要求的圈数2n+1作n圈卷绕。

形成主线圈31A后，从槽11f中引出的绕组12虽然再次卷绕到槽11a中，但此时的绕组12并不卷绕到槽11f内而是卷绕到槽11g中。槽11g形成于7～8号齿9之间，配置于在径向上与槽11a相对的(以O为中心沿周向转过180°的)位置上。这样就在主线圈31A之后形成只在槽11a内卷绕0.5圈的副线圈32A。主线圈31A与副线圈32A串联连接，由此两者形成线圈7A1。

槽11g中卷绕的绕组12，其后在与槽11l之间卷绕n圈形成主线圈31B。这时，从槽11a到槽11g中卷绕的绕组12在主线圈31B前面，形成只卷绕在槽11g中0.5圈部分的副线圈32B。主线圈31B和副线圈32B串联连接，由二者形成线圈7A2。此外，槽11l形成于12～1号齿9之间，配置在与槽11f沿径向相对的位置。主线圈31B按照与线圈7A1相反的方向卷绕。

在槽11g～11l间卷绕n圈后，绕组12与4号换向器片14d连接。由此在3、4号换向器片14c、14d之间形成具有沿径向相对且串联连接的一对线圈7A1～7A2的电枢线圈7A。其他相邻的换向器片间的绕组12也取相同的方式卷绕，第1与第2线圈分别由主线圈31与副线圈32形成相同的圈数。

这样，在实施例3绕线方式下，线圈7A1、7A2分别由n圈的主线圈31A、31B与0.5圈的副线圈32A、32B形成。这就是说，按照此种绕线方式，即使是电枢线圈7A的绕组圈数为奇数[(2n+1)圈]时，线圈7A1、7A2是以相同的圈数[各为(n+0.5)圈]卷绕，相对于轴线M均等地配置于区域X、Y中。此外，即使是对于轴线P、Q等其他的任意中心线，线圈7A1、7A2也均等地配置于由这类中心线分开的两半部中。因此，绕组圈数为奇数时也能与偏数圈数的情形相同，可求得提高耐久性与减少振摆回转力的改进效果。

此外，通过实施例3的绕线方式，本发明的电动机1可不论绕组圈数的奇、偶，能将短路线圈相对于包含轴线M的任意中心线对称地分布。从而在3电刷结构的电动机中可不考虑绕组圈数来谋求提高制品寿命和减少振动与噪音等。此外，在图10中，电枢线圈7为短节距绕组，但这里的绕组方式也适用于全节距绕组。

虽然，本发明不局限于前述实施例，在不脱离其主要精神的范围内是可以作种种变更的。

例如在上述电动机1中虽为具有12个槽的结构，但槽数不限于12，也可采用8以上的偶数值。此外，在实施例2中，第1与第2线圈(7A1、7A2)是按全节距绕组各形成n/2圈，但也可使此两线圈取n圈结构。再者，实施例2的第1与第2线圈(7A1、7A2)为串联连接方式，但也可与图7相同，将第1与第2线圈(7A1、7A2)以并联连接方式与换向器片(14c，14d)连接。

还可将实施例2的第2线圈(7A2)不与换向器片(14c，14d)连接，而是将其连接到与换向器片(14c，14d)沿周向离开180°相对设置的换向器片(14i，14j)之间，形成卷绕到同一槽内而卷绕方向相异的两个各别电枢线圈(圈数n)。此时的电枢线圈也能于位于轴线M上的槽(11a、11g)内成为取全节距绕组各卷绕n圈的形式，将电枢线圈相对于轴线M配置于对称位置上。

另一方面，在前述实施例中是把本发明作为刮水器装置的驱动源所用的电动机进行说明，但本发明的适用对象不限于刮水器装置用的电动机，也可适用于其他的车载电动机或机械手等工业用机械、个人计算机及其外围设备等工厂设备。

Claims (2)

1、一种电动机，具有：

在内周面上固定着一对永磁铁的电动机机壳；

电枢铁心，该电枢铁心具备有安装于转动轴上且沿径向以辐射状延伸的偶数个齿、和在上述齿间形成且沿轴向延伸的偶数个槽；

在上述转动轴上与上述电枢铁心相邻设置、且沿周向配置有与上述槽的个数相同的换向器片的换向器；

与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第1电刷；

以规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第2电刷；以及

与上述第1电刷相对配置、并与上述换向器的上述换向器片滑动接触且与上述第1电刷或上述第2电刷之一共同使用的第3电刷，

在上述第1电刷与上述第3电刷之间、以及上述第2电刷与上述第3电刷之间被选择性地提供电流，在上述第1电刷与上述第3电刷被提供电流时，上述电枢铁心以低于上述第2电刷与上述第3电刷被提供电流时的转速进行转动，

所述电动机的特征在于，

具有电枢线圈，该电枢线圈具有：在相邻的上述换向器片之间电连接且围绕多个齿而卷绕到上述槽间的第1线圈；以及围绕相对于上述转动轴的中心而配置在卷绕上述第1线圈的上述齿的点对称位置处的多个上述齿、而卷绕到上述槽间的第2线圈，

上述第2线圈围绕与上述第1线圈的个数相同的上述齿，向与上述第1线圈相反的方向卷绕，

上述第1和第2线圈以相同数量的圈数卷绕，且相互串连连接。

2、一种电动机，具有：

在内周面上固定着一对永磁铁的电动机机壳；

电枢铁心，该电枢铁心具备有安装于转动轴上且沿径向以辐射状延伸的偶数个齿、和在上述齿间形成且沿轴向延伸的偶数个槽；

在上述转动轴上与上述电枢铁心相邻设置、且沿周向配置有与上述槽的个数相同的换向器片的换向器；

与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第1电刷；

以规定角度沿周向与上述第1电刷分开设置且与上述换向器的上述换向器片滑动接触的第2电刷；以及

与上述第1电刷相对配置、并与上述换向器的上述换向器片滑动接触且与上述第1电刷或上述第2电刷之一共同使用的第3电刷，

在上述第1电刷与上述第3电刷之间、以及上述第2电刷与上述第3电刷之间被选择性地提供电流，在上述第1电刷与上述第3电刷被提供电流时，上述电枢铁心以低于上述第2电刷与上述第3电刷被提供电流时的转速进行转动，

所述电动机的特征在于，

具有电枢线圈，该电枢线圈具有：在相邻的上述换向器片之间电连接且围绕多个齿而卷绕到上述槽间的第1线圈；以及围绕相对于上述转动轴的中心而配置在卷绕上述第1线圈的上述齿的点对称位置处的多个上述齿、而卷绕到上述槽间的第2线圈，

上述第2线圈围绕与上述第1线圈的个数相同的上述齿，向与上述第1线圈相反的方向卷绕，

上述第1和第2线圈以相差一个的圈数卷绕，且相互串连连接。

Images