CN102859850B - 直流电动机 - Google Patents

Abstract

本发明的直流电动机具备：定子，其具有多个励磁极；电枢，其具备电枢芯、电枢线圈以及换向器；以及电刷，其与该换向器滑动地接触。电枢线圈包括被集中卷绕在各齿上的集中绕组线圈单元和将集中绕组线圈单元彼此间连接来将它们电连接的接线单元。换向器的片群包括与集中绕组线圈单元连接的邻接的第一、第二片和与其邻接的仅与接线单元连接的第三片。而且，多个接线单元包括通过槽并将集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元。

Description

直流电动机

技术领域

本发明涉及一种具有电刷和换向器的直流电动机，例如涉及一种安装于汽车的电气设备、电动工具所使用的直流电动机。

背景技术

近年来，电动设备、例如安装于汽车的电气设备、电动工具正在朝着小型化、轻量化、高效化发展。随着该发展，自然要求作为这种电动设备的动力源而被安装于该设备的直流电动机更小型化、轻量化、高效化。

另外，使用于电气设备或者家电用设备的直流电动机随着高速化、小型轻量化、高输出化，在电刷与换向器片(整流子セグメント)之间火花的产生变得显著，伴随该情况要求电刷具有更长的使用寿命，还要求该直流电动机具有高可靠性。

该直流电动机的一般结构是，具备构成励磁装置的定子和隔着环状空隙与该定子相对置地配置的转子。在该转子中使用在芯上卷绕线圈且具备换向器的所谓的电枢。为了驱动该直流电动机，需要对电枢进行供电。使通过引线等与外部电源相连结的电刷滑动地与换向器接触来对电枢进行供电。

而且，当增加这种直流电动机的磁体的磁极的数量时，需要将针对磁体磁极数量的线圈磁极的数量、换向器片的数量、绕组的接线结构等各种构成要素的组合进行优化。

针对这样的需求，在使电动机性能优化的绕组的接线结构中存在以下问题：在多个电枢线圈中，无效线圈的比例增加。因此，会导致以下不期望的结果：如果不进一步增加电枢线圈的数量，则产生不能满足电动机特性的倾向，因解决问题而产生新的问题。其结果是，由于受到电感变化变大、电压波形紊乱的影响，还产生电动机的寿命变短的倾向而不得不采用牺牲若干性能的绕组结构。另外，对于由同样的问题因素引起的噪音，也产生问题。

参照附图说明这种以往的直流电动机。图8是表示以往的直流电动机的电枢线圈的绕线方法的展开图。该以往的直流电动机具备励磁极数量为4的定子、电枢以及一对电刷，其中，该电枢具备有5个齿的芯、包括10个片的换向器以及通过向片连接的接线卷绕在齿上而得到的线圈，一对电刷的两个电刷片相互正交地配置且与换向器滑动地接触。而且，将电刷的与换向器滑动地接触的旋转方向圆弧长度形成为换向器的外周长度的二十分之一(π×A/20，A为换向器外径)以下。

图8示出了电刷片B101是正电压且与片S103滑动地接触、电刷片B102是负电压且与片S105滑动地接触的状态，各线圈的通电状态如下。此外，在图8中示出了将左右的圆圈内编号1、2、3以及4相同的编号彼此连接的情况。第一电流路径是从电刷片B101经由S103流经齿T105的周围，经S108中继后流经齿T104的周围，经S109中继后流经齿T103的周围，经S104中继后流经齿T102的周围，经由S105到达电刷片B102。第二电流路径是，从电刷片B101经由S103流经齿T101的周围，经S102中继后流经齿T102的周围，经S107中继后流经齿T103的周围，经S106中继后流经齿T104的周围，经S101中继后流经齿T105的周围，经S110中继后流经齿T101的周围，经由S105到达电刷片B102。以往，针对直流电动机，致力于改善要求规格、使直流电动机的结构优化，并公开了各种技术(例如专利文献1和专利文献2)。

在实施了分布绕组的直流电动机中，绕组依次经过各齿，因此不产生转矩的线圈端部变大，该部分的铜损导致电动机的效率降低，还成为使轴向的尺寸变大的主要原因。另外，在图8中，如标记×所示那样产生流过逆电流的线圈，因此成为电动机效率降低的主要原因。这样，在以往的直流电动机的情况下，对于当前的要求规格，在小型轻量化和高效化方面有改善的余地(例如专利文献1)。

另外，在实施了集中绕组或者波绕组的直流电动机中，也致力于实现磁极数量、电枢绕组数量、换向器片数量组合的优化来实现高转矩、高效率、小型化。但是，与上述同样地，对于当前的要求规格，在小型轻量化和高效化方面有改善的余地(例如专利文献2)。

专利文献1：日本特开2002-209362号公报

专利文献2：日本特开昭55-125069号公报

发明内容

本发明的直流电动机具备定子、电枢以及电刷。定子具有多个励磁极。电枢具备：电枢芯，其具有多个齿和形成在齿之间的槽；电枢线圈，其被卷绕在齿上并被收纳在槽中；以及换向器，其具有包括多个片的片群。电刷与片滑动地接触来对电枢线圈进行供电。而且，电枢线圈包括以集中绕组的方式卷绕在各齿上的多个集中绕组线圈单元和将集中绕组线圈单元彼此间连接来将它们电连接的多个接线单元。

并且，片群包括与集中绕组线圈单元的一端连接的第一片、与集中绕组线圈单元的另一端连接的第二片以及仅与接线单元连接的第三片。另外，第一片和第二片邻接配置，与邻接配置邻接地配置第三片。

而且，在本发明的直流电动机中，多个接线单元包括通过槽并将集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元。

根据该结构，本发明的直流电动机能够抑制在换向器片之间产生火花并且实现驱动效率的提高和小型轻量化。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的直流电动机的轴向的半剖视图。

图2是将该直流电动机的支架卸下后的状态的侧视图。

图3是该直流电动机的绕组展开图。

图4是表示该直流电动机的收纳接线单元C1的槽的位置的绕组展开图。

图5是表示该直流电动机的接线单元C1的接线的图。

图6是表示该直流电动机的收纳接线单元C2的槽的位置的绕组展开图。

图7是表示该直流电动机的电刷间距离为60度时的收纳接线单元C1的槽的位置的绕组展开图。

图8是以往的直流电动机的绕组展开图。

具体实施方式

下面，利用附图说明本发明的实施方式。

(实施方式)

图1是本实施方式的直流电动机的轴向的半剖视图。定子11构成为在有底中空圆筒形状的框架13的内周面上具备磁体12，利用支架17覆盖开口端。并且，经由电刷保持件32将电刷31设置在该支架17上。

另一方面，转子(以后称作电枢)21由以下部件构成：电枢芯23，其呈大致圆弧形状，具有多个槽24；电枢线圈22，其被卷绕收纳在该槽24中；输出轴28，其沿轴向贯穿电枢芯23的中心并被固定；以及换向器25，其被固定在该输出轴28上。后文说明其详细内容，电枢线圈22的末端与换向器25的片电连接。

输出轴28被轴承35和轴承36支承而旋转自如，该轴承35的外圈被固定在框架13上，该轴承36的外圈被固定在支架17上。电枢21的电枢芯23的外周与定子11的磁体12的内周隔着规定的空隙相对置。

接着，图2是将本发明的实施方式中的直流电动机的支架17卸下后的状态的侧视图。使用该图2进一步详细地说明本发明的直流电动机的结构。

在图2中，构成定子11的框架13在三处具有安装孔18，在内周面上具有磁体12。该磁体12被分割为三个，且该三个磁体彼此间设置有磁体固定弹簧15，磁体12被粘接固定在框架13的内周面上。而且，该磁体12的每个磁体均被磁化为以N极和S极为一对的励磁极。因而，在整周以6个励磁极进行磁化。

此外，该磁体12为环状，因而也可以沿圆周方向等间隔且交替将磁体12的内壁磁化为N极、S极来磁化为6个磁极。或者，也可以将分别磁化为N极、S极的六个圆弧状磁体作为该磁体12。

接着，电枢21由以下部件构成：电枢芯23，其具有多个齿(本实施方式中为8个)和形成在齿之间的槽24；电枢线圈22，其被卷绕在各个齿上且被收纳在槽24中；输出轴28，其沿轴向贯穿电枢芯23的中心并被固定；以及换向器25，其被固定在该输出轴28上。通过层叠电磁钢板来构成电枢芯23。在电枢芯23的各个齿T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8上以集中绕组的方式卷绕有集中绕组线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8，且各集中绕组线圈单元经由扣接部25f与换向器25的片25s连接。后文说明该绕组结构的详细内容。

此外，下面，将电枢芯23的配置有换向器25的一侧的面作为上表面，将电枢芯23的另一个面作为下表面来适当地进行说明。在图2中示出了从上表面观察到的定子11、电枢21。

图3是表示本实施方式中的直流电动机的绕组的基本布线的绕组展开图。此外，下面进一步说明绕组的具体布线的详细情况。电枢芯23具备8个齿T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8以及在各齿彼此间形成的相同数量的槽24。电枢线圈22具备8个集中绕组线圈单元(以下，适当简称为线圈单元)W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8和多个接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8。各线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8均是以集中绕组的方式分别卷绕在各个齿T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8上，且被收纳在各槽24中。即，例如，在齿T1上多次卷绕绕线，由此形成线圈单元W1。

另一方面，对于换向器25，作为各片25s，具备片S1至片S24共24个片。各片25s彼此间绝缘，在该片25s的前端具备用于与线圈末端相连接的扣接部25f。在将线圈单元的末端、接线单元连接到各片时，连接到该片25s前端的扣接部25f，但下面适当省略地记载为连接到片。

电刷31由以机械角度180度的间隔进行配置的一对的阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2构成，与换向器25的各片25s滑动地接触。而且，这些阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2构成为与直流电源相连接，经由换向器25对电枢线圈22进行供电。此外，以下，角度表示机械角度。

在此，构成电枢线圈22的线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8分别与邻接的片25s连接。即，线圈单元的一个末端与某个片25s连接，另一个末端和与其邻接的片25s连接。而且，与连接这些线圈单元的邻接的片邻接的片不连接集中绕组线圈单元，而仅连接接线单元(后述说明详细情况)。将连接这些集中绕组线圈单元的一端的片定义为第一片，将连接集中绕组线圈单元的另一端的片定义为第二片。另外，将仅连接接线单元的片定义为第三片。

按照这样的定义，第一片和第二片被邻接配置，在该邻接配置的邻接位置处配置第三片。并且，该电枢线圈经由这些片群和接线单元构成串联闭合电路。而且，将该第一片的数量、第二片的数量以及第三片的数量设为相同，片群的片的总数为这些第一片的数量、第二片的数量以及第三片的数量之和。

如果进一步详细地说明这些片的配置，则如下所述。如图3所示，片群的片的数量为24个，因而，片间距为15度。第一片彼此间、第二片彼此间以及第三片彼此间均以45度的间隔进行配置。另外，对于任意的第一片，在120度间隔的位置处配置第二片或者第三片。同样地，对于任意的第二片，在120度间隔的位置处配置第三片或者第一片，对于任意的第三片，在120度间隔的位置处配置第一片或者第二片。而且，第一片、第二片以及第三片彼此间通过接线单元进行连接。

接着，具体说明电枢线圈的绕组结构。被卷绕在齿T1上的集中绕组线圈单元W1与第一片S2和第二片S3相连接。被卷绕在齿T2上的集中绕组线圈单元W2与第一片S5和第二片S6相连接。被卷绕在齿T3上的集中绕组线圈单元W3与第一片S8和第二片S9相连接。被卷绕在齿T4上的集中绕组线圈单元W4与第一片S11和第二片S12相连接。被卷绕在齿T5上的集中绕组线圈单元W5与第一片S14和第二片S15相连接。被卷绕在齿T6上的集中绕组线圈单元W6与第一片S17和第二片S18相连接。被卷绕在齿T7上的集中绕组线圈单元W7与第一片S20和第二片S21相连接。被卷绕在齿T8上的集中绕组线圈单元W8与第一片S23和第二片S24相连接。

接着，对被连接到第三片S1、S4、S7、S10、S13、S16、S19、S22的接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的详细情况进行说明。这些接线单元通过将集中绕组线圈单元彼此间连接来将它们电连接。这些接线单元将位于120度间隔位置处的第一片、第二片以及第三片连接，具体情况如下。

接线单元C1与第一片S2、第三片S10以及第二片S18相连接。接线单元C2与第一片S5、第三片S13以及第二片S21相连接。接线单元C3与第一片S8、第三片S16以及第二片S24相连接。接线单元C4与第一片S11、第三片S19以及第二片S3相连接。接线单元C5与第一片S14、第三片S22以及第二片S6相连接。接线单元C6与第一片S17、第三片S1以及第二片S9相连接。接线单元C7与第一片S20、第三片S4以及第二片S12相连接。接线单元C8与第一片S23、第三片S 7以及第二片S15相连接。

如上所述，通过将各集中绕组线圈单元和接线单元与各片相连接，该电枢线圈22构成闭合电路。具体地说，在图3中，例如当将电路走向设为从片S1向片S9的方向时，成为如下的电路。成为S1-S9-W3-S8-S16-S24-W8-S23-S7-S15-W5-S14-S22-S6-W2-S5-S13-S21-W7-S20-S4-S12-W4-S11-S19-S3-W1-S2-S10-S18-W6-S17-S1，可知形成一个接线环路，构成了闭合电路。

通过对如上所述的接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8实施接下来说明的连接方法，能够使连接工数合理化。被卷绕在齿T1上的集中绕组线圈单元W1的一端在被连接到第一片S2之后，并没有被在此切断而是进行延伸并与第三片S10相连接。同样地，被卷绕在齿T6上的集中绕组线圈单元W6的另一端在被连接到第二片S18之后，没有被在此切断而是进行延伸并与第三片S10相连接。通过这样，接线单元C1能够由集中绕组线圈单元W1的一端的延长线和集中绕组线圈单元W6的另一端的延长线构成，能够使连接工数合理化。接线单元C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8也能够与上述接线单元C1同样地构成。

另外，在本实施方式中，特别是构成为在多个这种接线单元中包括通过槽24而将集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元。即，这些接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8不是在换向器的外周上进行接线，而是与各集中绕组线圈单元一起被卷入电枢的槽24内来进行接线。由此，在换向器附近不产生多余的接线单元布线用空间，通过有效地利用电枢的槽24内的空间，能够实现电动机的小型化。

接着，将阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2配置成其宽度方向(圆周方向)的中心线与规定的磁体12的圆周方向的中心线一致且相互具有等角度(180度)间隔。而且，电刷片B1和电刷片B2的圆周方向的宽度被设定为与各片的圆周方向的宽度相等或比各片的圆周方向的宽度小。因而，电刷片B1和电刷片B2成为与一个片或者各片中的邻接的某两片滑动地接触的结构。与一片滑动地接触的时间非常短，因此在下面省略其说明。

如图3所示，对阳极侧电刷片B1滑动地接触片S2和S3、与该阳极侧电刷片B1具有180度间隔的阴极侧电刷片B2滑动地接触片S14和S15的状态下的电流的流动进行说明。

从片S2流入的电流经由片S18流过集中绕组线圈单元W6，经由片S17和片S9流过集中绕组线圈单元W3，经由片S8和片S24流过集中绕组线圈单元W8，经由片S23从片S15流出。同样地，从片S3流入的电流经由片S11流过集中绕组线圈单元W4，经由片S12和片S20流过集中绕组线圈单元W7，经由片S21和片S5流过集中绕组线圈单元W2，经由片S6从片S14流出。在图3中的各集中绕组线圈单元中用箭头示出这些电流的流向。

如上所述，从片S2流入的电流流经集中绕组线圈单元W6、W3、W8的串联电路后从片S15流出，从片S3流入的电流流经集中绕组线圈单元W4、W7、W2的串联电路后从片S14流出。这样，从阳极侧电刷片B1流入的电流在有两条支路的并联电路中流过，并从阴极侧电刷片B2流出。通过这样的电流流动，该结构的直流电动机能够自启动。

图4示出本实施方式中的接线单元的具体的布线例。如上所述，多个接线单元是包括通过槽24而将集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元的结构。即，接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8不是在换向器的外周上进行接线，而是与各集中绕组线圈单元一起收纳在电枢槽24中来与各片相连接。在这种情况下，选择与集中绕组线圈单元的电流方向一致的时刻多的槽24。

图4具体地示出了收纳接线单元C1的槽24的位置。接线单元C1从第一片S2起通过齿T1与齿T2之间的槽24，通过齿T2与齿T3之间的槽24而与第三片S10相连接。并且，接线单元C1从第三片S10起通过齿T3与齿T4之间的槽24，通过齿T5与齿T6之间的槽24而与第二片S18相连接。

图5是进一步具体地示出图4所示的接线单元C1的接线的图。如图5所示，从配置在电枢芯23上表面的第一片S2引出的接线单元C1通过齿T1与齿T2之间的槽24后到达电枢芯23下面侧，通过如虚线所示的齿T2的下面侧，通过齿T2与齿T3之间的槽24之后返回到上面侧，并与第三片S10连接。接着，从第三片S10引出的接线单元C1通过齿T3与齿T4之间的槽24后到达电枢芯23下面侧，通过齿T4与齿T5的下面侧，通过齿T5与齿T6之间的槽24之后返回到上面侧，并与第二片S18连接。这样，本实施方式的直流电动机的从片引出的接线单元包括通过某个槽24到达电枢芯的相反面侧、通过齿的下面侧后通过其它槽24并返回到第三片的接线。

并且，该接线单元C1的在各槽24中的电流方向如箭头所示那样，在各槽24中接线单元C1的电流方向与集中绕组线圈单元的电流方向一致。此外，通过电动机旋转而电刷位置改变，因此电流方向与之相应地发生变化，接线单元的电流方向与集中绕组线圈单元的电流方向并不总是一致，但选择电流方向一致的时刻多的槽24，将接线单元收纳到其中。

此外，在图4和图5中列举了将接线单元C1在齿T2上卷绕半圈，在齿T4和齿T5上卷绕半圈的例子，但也可以将接线单元C1卷绕多圈，能够适当地判断各卷绕次数。

接着，图6示出了收纳接线单元C2的槽24的位置。接线单元C2从第一片S5起通过齿T2与齿T3之间的槽24，通过齿T3与齿T4之间的槽24而与第三片S13连接。并且，接线单元C2从第三片S13起通过齿T4与齿T5之间的槽24，通过齿T6与齿T7之间的槽24而与第二片S21连接。该接线单元C2的在各槽24中的电流方向如箭头所示那样，在各槽24中接线单元C2的电流方向与集中绕组线圈单元的电流方向一致。

此外，在该例中也可以将接线单元C2在上述齿上卷绕多圈，能够适当地判断各卷绕次数。

如上所述，示出了收纳接线单元C1和C2的槽24的位置，其它接线单元C3、C4、C5、C6、C7、C8也能够同样地选择槽24以使自身的电流方向与集中绕组线圈单元的电流方向一致。

另外，优选将多个接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8全部设为如上所述那样通过槽24而将集中绕组线圈单元彼此间连接的结构。但是，也可以将一些接线单元设为仅在电枢芯23的上表面侧将集中绕组线圈单元彼此间连接的结构。即，多个接线单元只要包括通过槽24而将集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元即可。由此，能够抑制换向器附近接线单元密集而导致的接线单元的膨胀，能够实现直流电动机的小型化。

对阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2以180度间隔进行配置的情况进行了说明，但也可以代替图4的结构而如图7所示那样以60度间隔进行配置。即，相对于阳极侧电刷片B1，以60度的间隔配置阴极侧电刷片B3。在这种情况下成为如下状态：阳极侧电刷片B1与片S2和S3滑动地接触，与阳极侧电刷片B1具有60度间隔的阴极侧电刷片B3与片S6和S7滑动地接触，此时的电流流动如下。

从片S2流入的电流经由片S18流过集中绕组线圈单元W6，经由片S17和片S9流过集中绕组线圈单元W3，经由片S8和片S24流过集中绕组线圈单元W8，经由片S23从片S7流出。同样地，从片S3流入的电流经由片S11流过集中绕组线圈单元W4，经由片S12和片S20流过集中绕组线圈单元W7，经由片S21和片S5流过集中绕组线圈单元W2并从片S6流出。在图7中的各集中绕组线圈单元中用箭头表示这些电流的流向。

在电刷间距离为60度的情况下也同样地，从片S2流入的电流流经集中绕组线圈单元W6、W3、W8的串联电路后从片S7流出，从片S3流入的电流流经集中绕组线圈单元W4、W7、W2的串联电路后从片S6流出。这样，从阳极侧电刷片B1流入的电流在有两条支路的并联电路中流过，并从阴极侧电刷片B3流出。此外，在这种情况下，集中绕组线圈单元W1和集中绕组线圈单元W5也为短路线圈，无法产生驱动转矩。

其理由如下。片S14通过接线单元C5与片S6相连接，片S15通过接线单元C8与片S7相连接，因此与片S6和S7滑动地接触的阴极侧电刷片B3会使集中绕组线圈单元W5短路。另外，与电刷间距离为180度的情况同样地，不存在流过逆电流的线圈。

接着，对收纳接线单元C1的槽24的位置进行说明。接线单元C 1从第一片S2起通过齿T1与齿T2之间的槽24，通过齿T2与齿T3之间的槽24而与第三片S10连接。并且，接线单元C1从第三片S10起通过齿T3与齿T4之间的槽24，通过齿T5与齿T6之间的槽24而与第二片S18连接。该接线单元C1的在各槽24中的电流方向如箭头所示那样，在各槽24中均与集中绕组线圈单元的电流方向一致。通过电动机旋转而电刷位置改变，因此电流方向与之相应地发生变化，接线单元和集中绕组线圈单元的电流方向并不总是一致，但选择一致的时刻多的该槽24，将接线单元收纳在其中。

此外，能够适当地判断该接线单元C1的各卷绕次数。

另外，关于本实施方式的直流电动机，片群的片数T为励磁极的磁极数量P与集中绕组线圈单元的数量N(与槽数、齿数相同)相乘得到的数值的二分之一。即，T=(1/2)PN。而且构成为磁极数量P是除以2后变为奇数的偶数，集中绕组线圈单元的数量N是不会成为磁极数P的整数倍的偶数。具体地说，各数值如下且满足上述公式。即，片数T=24、磁极数量P=6、集中绕组线圈单元的数量N=8。

此外，各集中绕组线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8以及各接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8由覆盖了绝缘层的导体线构成。根据直流电动机的规格适当地选择该绝缘层的厚度、材质、层数。另外，关于导体线的导体部即芯线部的材质，根据直流电动机的规格而适当地选择铜、铝、铜合金、铝合金、至少含有铜和铝的合金、含有微量杂质的铝或者铝合金、镁合金等。另外，关于覆盖了绝缘层的该导体线，根据直流电动机的规格而适当地选择单心线、复线或者利兹线(绞合线)等。

根据本发明的直流电动机，电枢线圈以集中绕组的方式卷绕在各齿上，因此能够提高各槽的槽满率。另外，该电枢线圈是经由片群和接线单元构成闭合电路并且将并联电路设为两路的结构，不存在流过逆电流的集中绕组线圈单元，另外能够减少短路的集中绕组线圈单元的数量并且抑制电枢线圈的电感的变化。另外，选择收纳接线单元的槽以使接线单元的电流方向与集中绕组线圈单元的电流方向一致的时刻多，因此接线单元还能够有助于提高转矩。根据该结构，能够提供如下一种直流电动机：抑制换向器片之间产生火花，并且提高了驱动效率和实现了小型轻量化。

产业上的可利用性

本发明所涉及的直流电动机是具有电刷和换向器的直流电动机，例如适用于对安装于汽车的电气设备、电动工具进行驱动。能够提供如下一种直流电动机：抑制换向器片之间产生火花，并且有助于提高驱动效率和实现小型轻量化。

附图标记说明

11：定子；12：磁体；13：框架；15：磁体固定弹簧；17：支架；18：安装孔；21：电枢(转子)；22：电枢线圈；23：电枢芯；24：槽；25：换向器；25s：片；25f：扣接部；28：输出轴；31：电刷；32：电刷保持件；35、36：轴承；N：线圈单元数；P：磁极数；T：片数；B1：阳极侧电刷片；B2、B3：阴极侧电刷片；C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8：接线单元；S2、S5、S8、S11、S14、S17、S20、S23：第一片;S3、S6、S9、S12、S15、S18、S21、S24：第二片；S1、S4、S7、S10、S13、S16、S19、S22：第三片；T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8：齿;W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8：集中绕组线圈单元。

Claims (10)

1.一种直流电动机，具备：

定子，其具有多个励磁极；

电枢，其具备电枢芯、电枢线圈以及换向器，其中，该电枢芯具有多个齿和形成在上述齿彼此间的槽，该电枢线圈被卷绕在上述齿上并被收纳在上述槽中，该换向器具有包括多个片的片群；以及

电刷，其与上述片滑动地接触来对上述电枢线圈进行供电，

其中，上述电枢线圈包括以集中绕组的方式卷绕在各齿上的多个集中绕组线圈单元，以及将上述集中绕组线圈单元彼此间连接来将它们电连接的多个接线单元，

该直流电动机的特征在于，

上述片群包括与上述集中绕组线圈单元的一端连接的第一片、与上述集中绕组线圈单元的另一端连接的第二片以及仅与上述接线单元连接的第三片，

其中，上述第一片和上述第二片邻接配置，与上述邻接配置邻接地配置上述第三片，

上述第一片彼此间、上述第二片彼此间以及上述第三片彼此间分别以机械角度45度间隔进行配置，

上述多个接线单元中包括以下接线单元：

该接线单元从上述第一片到机械角度120度间隔的位置处的上述第三片进行布线，该布线通过上述槽，在上述第一片与上述第三片之间的一个上述齿上卷绕半圈，

从上述第三片到机械角度120度间隔的位置处的上述第二片进行布线，该布线通过上述槽，以在远离上述换向器的位置跨过上述第三片与上述第二片之间的两个上述齿之间的槽上的方式在上述第三片与上述第二片之间的两个上述齿上卷绕半圈，

将上述集中绕组线圈单元彼此间连接以使通过上述槽的接线单元的电流方向与上述集中绕组线圈单元的电流方向一致的时刻多。

2.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述多个接线单元中的至少几个接线单元是不通过上述槽而沿上述电枢芯的上述换向器侧上的周围布置来将上述集中绕组线圈单元彼此间连接的接线单元。

3.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述电枢线圈的上述集中绕组线圈单元和上述接线单元经由上述片群而构成串联闭合电路。

4.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述片群具备数量分别相同的上述第一片、上述第二片以及上述第三片，并且，上述片群的片数为上述第一片的数量、上述第二片的数量以及上述第三片的数量之和。

5.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

如果将上述片群的片数设为T，将上述励磁极的磁极数量设为P，将上述电枢线圈的上述集中绕组线圈单元的数量设为N，则满足T＝(1/2)PN。

6.根据权利要求5所述的直流电动机，其特征在于，

上述磁极数量P是除以2后变为奇数的偶数，上述集中绕组线圈单元的数量N是上述磁极数量P的非整数倍的偶数。

7.根据权利要求5所述的直流电动机，其特征在于，

上述磁极数量P是6，上述集中绕组线圈单元的数量N是8，上述片数T是24。

8.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述电刷包括成为一对的阳极侧电刷和阴极侧电刷，上述阳极侧电刷和上述阴极侧电刷以180度间隔或者60度间隔进行配置。

9.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述电刷与邻接的两个上述片滑动地接触，通过有两条支路的并联电路来从上述电刷对上述电枢线圈进行供电。

10.根据权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，

上述电枢线圈的被卷绕的绕线的芯线部的材质是至少含有铜和铝的合金、含有微量杂质的铝或者铝合金。