CN103703661B - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，包括：轭部，该轭部具有多个永磁体；转轴；电枢铁心（8），该电枢铁心（8）具有安装于转轴的多个极齿（12）及切槽（13）；电枢线圈（9），该电枢线圈（9）分别以集中卷绕的方式卷绕安装于各极齿（12）；整流器，该整流器设于转轴，并在周向上配置有多个整流片（15）；以及通过整流片（15）对电枢线圈（9）进行供电的低速用电刷（21a）、高速用电刷（21b）及与所述低速用电刷（21a）和所述高速用电刷（21b）共通地使用的共用电刷（21c），在将n设为3以上的自然数时，磁极、切槽（13）及整流片（15）的个数比被设定为2：3：3n。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种例如装设在车辆上的电动机。

本申请基于2011年7月27日在日本申请的日本专利特愿2011－164304号及2011年11月16日在日本申请的日本专利特愿2011－250721号要求优先权，并将上述申请的内容援引于此。

背景技术

例如，作为车用的雨刷电动机，使用了能切换旋转速度的三电刷式电动机。在这种电动机中，安装有电枢线圈的电枢以能自由旋转的方式配置在圆筒状的轭部的内侧，其中，上述轭部在内周面具有多个磁极。电枢具有从外侧嵌入转轴而被固定的电枢铁心。在电枢铁心上形成有沿轴向较长的切槽。在该切槽上形成有多个线圈，这多个线圈隔着规定间隔以分布卷绕的方式卷绕安装有绕组。各线圈与安装于转轴的整流器的各整流片导通。

各整流片构成为能与电刷滑动接触。电刷由低速用电刷、高速用电刷以及与上述低速用电刷和高速用电刷共通地使用的共用电刷这三个电刷构成。高速用电刷配置成比低速用电刷更超前的状态。此外，在通常工作时，利用共用电刷和低速用电刷进行电力供给，在高速工作时，利用共用电刷和高速用电刷进行电力供给。通过采用上述结构，在三电刷式电动机中，通常工作时和高速工作时的有效导体数产生偏差。即，电动机在高速工作时比在通常工作时更超前，因此，能够以比通常工作时更高的转速进行工作。

此处，雨刷电动机等装设在车辆上的电动机由于提高车辆装设性等要求而始终要求小型化。因此，例如，公开了将电枢铁心的切槽的个数（切槽数）设定为十六个并将磁极数设定为四极的电动机。在上述电动机中，根据磁极数以横跨四个极齿的分布卷绕方式卷绕有线圈。此外，线圈与具有十六片整流片的 整流器连接，其中，十六片整流片具有相同的电位且彼此被短路（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－226847号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述现有技术的电动机中，为了获得较大的输出，多数情况下使其连接到减速器（减速部）后加以使用。此处，作为实现电动机小型化的方法，可考虑增大减速器的减速比的方法。这是由于通过增大减速比，就能抑制电动机自身的输出，其结果是，能使电动机小型化。

此时，随着增大减速比，则需要相应地增加电动机的转速。然而，在切槽数较多的情况下，由磁极数与切槽数的最小公倍数确定的次数会增大。

因此，电动机的噪声变为高音质，而这种噪声可能会刺耳。

另外，随着切槽的个数增多，则相应地使电枢铁心的形状变得复杂。因此，电枢的生产率可能会变差。

此外，每一极对的整流片数较少，因此，整流片间电压变大，整流性可能会变差。

此外，线圈通过分布卷绕方式卷绕于极齿，因此，线圈端的重叠增多。因此，提高了线圈的线材成本，并可能使电动机性能降低，而使电动机大型化。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能防止高音质的噪声，并能提高电枢的生产率，还能提高整流性的电动机。另外，本发明的目的在于提供一种能降低生产成本，并能提高电动机性能，且能实现小型化的电动机。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的第一技术方案，电动机包括：轭部，该轭部具有多个磁极；转轴，该转轴以能自由旋转的方式设置在上述轭部的内侧；电枢铁心，该电枢铁心具有多个极齿及多个切槽，其中，多个上述极齿安装于上述转轴并朝径向 呈放射状延伸，多个上述切槽形成在多个上述极齿之间；电枢线圈，该电枢线圈分别以集中卷绕方式卷绕安装于各极齿；整流器，该整流器与上述电枢铁心相邻地设于上述转轴，并沿周向配置有多个整流片；以及三个电刷，这三个电刷是通过上述整流片对上述线圈进行供电的低速用电刷、高速用电刷及与上述低速用电刷和上述高速用电刷共通地使用的共用电刷，在将n设为3以上的自然数时，上述磁极、上述切槽及上述整流片的个数比被设定为2：3：3n。

通过采用上述结构，能在不使电动机性能变差的情况下减少切槽数。因此，能减少电动机的次数。藉此，能防止电动机在高速旋转时的高音质的噪声。

此外，由于减少切槽数，因此，能相应地简化电枢铁心的形状。藉此，能提高电枢的生产率。此外，能与切槽数减少相应地将各切槽的大小设定得较大。因此，能将线圈卷绕于各极齿的圈数设定得较多。其结果是，能实现电枢铁心的小型、轻量化。

此外，通过将整流片数设定为切槽数的三倍以上，能增加每一极对的整流片数。因此，能将整流片间的电压设定得较小，从而能提高整流性。另外，减少了每一个整流片的线圈的有效导体数，因此，能容易地应对高速用电刷的速度的变化。

另外，在极齿上以集中卷绕的方式卷绕有线圈，因此，与通过分布卷绕方式卷绕线圈的情况相比，能提高线圈的空间系数。此外，还能减少线圈端的重叠。因此，能降低线圈的线材成本，从而能提供廉价的电动机。此外，在电动机性能相同的情况下，能实现电枢铁心的小型、短轴化。

根据本发明的第二技术方案，在本发明第一技术方案的电动机的基础上，将上述磁极设定为四极，将上述切槽的个数设定为六个，将上述整流片的个数设定为十八个。

根据本发明的第三技术方案，在本发明第二技术方案的电动机的基础上，卷绕于各极齿的线圈包括沿正向卷绕而形成的一个正向卷绕线圈和沿逆向卷绕而形成的两个逆向卷绕线圈，在将各极齿在环绕方向上依次按U相、V相、W相的顺序分配，将卷绕于各相的上述正向卷绕线圈分别设定为U相、V相、W相的线圈，将卷绕安装于各相的上述逆向卷绕线圈分别设定为－U相、－V相、 －W相的线圈时，在相邻的整流片之间，按U相、－W相、－W相、V相、－U相、－U相、W相、－V相、－V相的顺序将各相的线圈依次电连接。

通过采用上述结构，可提供一种能在不使电动机性能变差的情况下，可靠地防止高音质的噪声，并能提高电枢的生产率，还能提高整流性的电动机。另外，可提供一种能降低生产成本，并能提高电动机性能，且能实现小型化的电动机。

根据本发明的第四技术方案，在本发明第一技术方案至第三技术方案中任一技术方案的电动机的基础上，上述转轴的轴向两端侧分别通过轴承支承成能自由旋转，各轴承中的至少一个轴承是滚动轴承。

通过采用上述结构，即便在转轴的转速增大的情况下，也能有效地使转轴旋转。其结果是，能提供高效的电动机。

根据本发明的第五技术方案，在本发明第一技术方案至第四技术方案中任一技术方案的电动机的基础上，上述整流器是扁平型的盘状整流器，在该盘状整流器的旋转滑动面上沿周向配置有多个上述整流片。

通过采用上述结构，不仅能维持电动机整体的小型、轻量化，而且能防止电刷周围的大型化。另外，由于采用盘状整流器，因此，各电刷能沿轴向配置。因而，各电刷不会以朝径向外侧扩大的方式配置。相应地，能将整流器的直径设定得较大。此处，在配置于旋转滑动面的多个整流片中，形成为周向的宽度随着朝向径向外侧而逐渐变大。因此，若将整流器的直径设定得较大，则也能将整流片在周向上的宽度设定得较大。因而，不会将电刷的周向的宽度极端薄壁化，并且能获得与两极电机相同的电动机性能。

发明效果

根据上述发明，能在不使电动机性能变差的情况下减少切槽数，因此，能减少电动机的次数。藉此，能防止使电动机高速旋转时的高音质的噪声。

另外，通过减少切槽数，从而能相应地简化电枢铁心的形状，并提高电枢的生产率。此外，能与切槽数减少相应地将各切槽的大小设定得较大。因此，能将线圈卷绕于各极齿的圈数设定得较多，其结果是，能实现电枢铁心的小型、轻量化。

此外，通过将整流片数设定为切槽数的三倍以上，能增加每一极对的整流片数。因此，能减小整流片间的电压，从而能提高整流性。另外，由于减少每一个整流片的线圈的有效导体数，因此，能容易地应对高速用电刷的速度的变化。

另外，在极齿上以集中卷绕的方式卷绕有线圈，因此，与现有技术那样通过分布卷绕方式卷绕线圈的情况相比，能提高线圈的空间系数。此外，还能减少线圈端的重叠。因此，能降低线圈的线材成本，从而能提供廉价的电动机。此外，在电动机性能相同的情况下，能实现电枢铁心的小型、短轴化。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的带减速器的电动机的纵剖视图。

图2是从轴向观察本发明第一实施方式的电动机的俯视图。

图3是本发明第一实施方式的电刷收纳部的俯视图。

图4是本发明第一实施方式的电枢的展开图。

图5是本发明第一实施方式的电枢线圈及电刷的温度图表。

图6是本发明第二实施方式的带减速器的电动机的纵剖视图。

图7是本发明第二实施方式的电枢的立体图。

图8A是本发明第二实施方式的刷握支架的立体图。

图8B是本发明第二实施方式的刷握支架的侧视图。

图9A是本发明第二实施方式的变形例的刷握支架的立体图。

图9B是本发明第二实施方式的变形例的刷握支架的侧视图。

具体实施方式

（第一实施方式）

（带减速器的电动机）

接着，根据图1～图5对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是本实施方式的电动机2所适用的带减速器的电动机1的纵剖视图。图2是从轴向观察电动机2的俯视图。

如图1、图2所示，带减速器的电动机1例如是用于驱动汽车的雨刷的电动机。带减速器的电动机1包括电动机2和与电动机2的转轴3连接的减速机构4。电动机2包括具有底部的筒状的轭部5和在轭部5内设置成能自由旋转的电枢6。

轭部5的筒部53形成为大致圆筒状。在筒部53的内周面配置有四个整流片型的永磁体7。

在轭部5的底壁（端部）51的径向中央处形成有朝轴向外侧突出的轴承外壳19。在轴承外壳19上设有用于将转轴3的一端轴支承成能自由旋转的滑动轴承18。该滑动轴承18具有转轴3的调心功能。

在筒部53的开口部53a设有外凸缘部52。在外凸缘部52上形成有螺栓孔（未图示）。通过将未图示的螺栓插通上述螺栓孔，并将其拧入形成在减速机构4的后述齿轮外壳23上的未图示的螺栓孔中，来将轭部5旋紧固定于减速机构4。

电枢6包括：从外侧嵌入转轴3而被固定的电枢铁心8；卷绕安装于电枢铁心8的电枢线圈9；以及配置于转轴3的另一端侧的整流器。电枢铁心8是将通过冲压加工等冲裁出的磁性材料的板材沿轴向层叠而成的（层叠铁心）、或是对软磁性粉进行加压成形而形成的（压粉铁心）。电枢铁心8具有大致圆柱状的铁心主体11。

在铁心主体11的径向大致中央处，形成有用于压入转轴3的通孔11a。另外，在铁心主体11的外周部呈放射状地设有六个沿轴向俯视观察呈大致T字型的极齿12。通过将极齿12呈放射状地设于铁心主体11的外周部，藉此在相邻的极齿12之间形成有六个燕尾槽状的切槽13。

通过这些切槽13在电枢铁心8上卷绕安装有电枢线圈9。

此处，在铁心主体11的、与极齿12的根部相对应的位置处，沿周向形成有六个截面呈圆形的空孔11b，这些空孔11b分别沿轴向贯通。更具体来说，空孔11b形成在铁心主体11的通孔11a与极齿12的根部之间的、比这些通孔11a与极齿12的根部间的径向大致中央稍靠通孔11a的位置处。上述空孔11b是为了促进空气在电动机2内部的对流并抑制电动机2的温度上升而形成的。

整流器10从外部嵌入并被固定在转轴3的比电枢铁心8更靠另一端侧的位置处。在该整流器10的外周面上安装有十八片由导电材料形成的整流片15。整流片15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排列固定。

此处，当将配置于轭部5的永磁体7的个数、即磁极数设为P，将切槽13的个数、即切槽数设为Sr，并将整流片15的片数、即整流片数设为Se，将n设为3以上的自然数时，

磁极数P、切槽数Sr及整流片数Se设定成满足：

P：Sr：Se＝2：3：3n…（1）

在本实施方式中，由于永磁体7的个数被设定为四个（磁极数为四极），切槽13的个数被设定为六个，整流片15的片数被设定为十八片，因此，设定为“n＝3”，满足上述式（1）

另外，在各整流片15的靠电枢铁心8一侧的端部一体地成形有竖板16，该竖板16被折曲成朝外径侧折返的形状。在竖板16上挂绕着电枢线圈9的末端部，并通过熔合等而固定着。藉此，使整流片15和与整流片15相对应的电枢线圈9导通。

另外，在与处于相同电位的整流片15各自对应的竖板19上挂绕有连接线17（参照图4）。上述连接线17通过熔合而固定于竖板16。连接线17是用于使处于相同电位的整流片15彼此短路的构件，其配置在整流器10与电枢铁心8之间（详细后述）。

具有上述结构的整流器10设置成与减速机构4的齿轮外壳23相对。齿轮外壳23形成为大致箱状，由压铸铝制的外壳主体42和树脂制的底板43构成，其中，上述外壳主体42对减速机构4的齿轮组41进行收纳，上述底板43将外壳主体42的开口部42a封闭。在外壳主体42的一个面上形成有开口部42a。在外壳主体42的电动机2一侧，一体地成形有电刷收纳部22。电动机2的整流器10设置成与电刷收纳部22相对。

（电刷收纳部）

图3是电刷收纳部22的俯视图。

如图3所示，电刷收纳部22是以在齿轮外壳23的电动机2一侧具有凹部的方式形成为凹状的构件。电刷收纳部22的周壁30形成为截面呈大致长圆形。电刷收纳部22的周壁30由平面壁30a和圆弧壁30b构成。

在电刷收纳部22的内侧设有形成为筒状的盖33，该盖33具有大致长圆形的截面，从而与该电刷收纳部22相对应。上述盖33也具有平面壁33a和圆弧壁33b。此外，在盖33的内侧设置有以与该盖33相对应的方式形成的刷握支架34。刷握支架34利用螺栓35旋紧并固定于外壳主体42的侧壁42b。

在刷握支架34的、在周向上的三个部位处设置有刷握36。在刷握36内分别内置有电刷21，这些电刷21以通过各弹簧S施力的状态而能自由地从刷握36内伸出或是没入刷握36内。这些电刷21的前端部因被弹簧S施力而与整流器10的整流片15滑动接触。另外，电刷21与未图示的外部电源、例如装设于汽车的蓄电池电连接。此外，构成为能将来自未图示的外部电源的电力供给到整流器10。

电刷21由低速用电刷21a及高速用电刷21b和共用电刷21c构成，其中，上述低速用电刷21a及高速用电刷21b与阳极侧连接，上述共用电刷21c与这些低速用电刷21a及高速用电刷21b共通地使用，并与阴极侧连接。低速用电刷21a和共用电刷21c配置成彼此的电角度相差180°、即配置成机械角在周向上隔开90°间隔。另一方面，高速用电刷21b配置成从低速用电刷21a沿周向分开角度α。在本实施方式中，将共用电刷21c设为阴极侧，并将低速用电刷21a及高速用电刷21b设为阳极侧来进行说明。但是，阳极侧和阴极侧也可以设定成相反。

此处，处于与整流器10相同电位的整流片15、即以转轴3为中心彼此相对的整流片15彼此通过连接线17而被短路。因此，也能对没有与电刷21滑动接触的整流片供电。因此，高速用电刷21b位于比低速用电刷21a超前角度θ的位置处。

（连接线的接线结构、及电枢线圈的卷绕安装结构）

此处，根据图4，对连接线17的接线结构及电枢线圈9的卷绕安装结构进行详细说明。

图4是电枢6的展开图，相邻的极齿12间的空隙相当于切槽13。另外，在以下的图4中，对各整流片15、各极齿12及卷绕安装的电枢线圈9分别标注符号并进行说明。

如图4所示，在各极齿12上将U相、V相、W相分别朝环绕方向依次分配。即，在一号、四号极齿12上分配有U相，在二号、五号极齿12上分配有V相，在三号、六号极齿12上分配有W相。另外，处于相同电位的整流片15彼此通过连接线17而被短路。此处，将与对整流片15进行标注的编号中的、相当于一号的位置设为与一号极齿12相对应的位置。

此外，卷绕安装于各极齿12的电枢线圈9及连接线17是通过双锭翼方式（日文：ダブルフライヤ方式）对绕组14进行卷绕而形成于电枢铁心8、整流器10的竖板16。另外，双锭翼方式是指将绕组14以转轴3为中心呈点对称地同时卷绕在两个部位的方式。以下，进一步具体地进行说明。

存在两个绕组14的卷绕起始端81。绕组14的卷绕起始端81分别挂绕于处于相同电位的一号整流片15的竖板16和十号整流片15的竖板16。

其中，在一号整流片15的竖板16上挂绕有卷绕起始端81的绕组14随后被挂绕于与一号整流片15相同电位的十号整流片16。接着，将绕组14引入一号极齿12与六号极齿12之间的切槽13。接着，将绕组14在各极齿12上分别卷绕N（N为1以上的自然数）圈的情况下，绕组14在一号极齿12上沿正向卷绕N/3圈，从而形成U相线圈91a。

接着，将绕组14引入一号极齿12与二号极齿12之间的切槽13。上述绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边挂绕于与十号整流片15相邻的十一号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与十一号整流片15相同电位的二号整流片15的竖板16上。接着，将绕组14引入三号极齿12与四号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在三号极齿12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－W相”线圈91b。

接着，将绕组14引入二号极齿12与三号极齿12之间的切槽13。上述绕组14挂绕于与十一号整流片15相邻的十二号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与十二号整流片15相同电位的三号整流片15的竖板16上。接 着，再将绕组14引入三号极齿12与四号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在三号极齿12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－W相”线圈92b。

接着，将绕组14从二号极齿12与三号极齿12之间的切槽13中引出。上述绕组14挂绕于与十二号整流片15相邻的十三号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与十三号整流片15相同电位的四号整流片15的竖板16上。然后，绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边被引入四号极齿12与五号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在五号极齿12上沿正向卷绕N/3圈，从而形成“V相”线圈91c。

接着，将绕组14从五号极齿12与六号极齿12之间的切槽13引出。上述绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边挂绕于与四号整流片15相邻的五号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与五号整流片15相同电位的十四号整流片15的竖板16上。然后，绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边被引入一号极齿12与二号极齿12之间的切槽13。随后，绕组14在一号绕组12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－U相”线圈92a。

接着，将绕组14从一号绕组12与六号极齿12之间的切槽13引出。上述绕组14挂绕于与五号整流片15相邻的六号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与六号整流片15相同电位的十五号整流片15的竖板16上。然后，将绕组14再次引入一号极齿12与二号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在一号极齿12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－U相”线圈93a。

接着，将绕组14从一号极齿12与六号极齿12之间的切槽13引出。该绕组14挂绕于与六号整流片15相邻的七号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与七号整流片15相同电位的十六号整流片15的竖板16上。然后，将绕组14引入二号极齿12与三号极齿12之间的切槽13。随后，绕组14在三号极齿12上沿正向卷绕N/3圈，从而形成W相线圈93b。

接着，将绕组14从一号极齿12与六号极齿12之间的切槽13引出。该绕组14挂绕于与六号整流片15相邻的七号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与七号整流片15相同电位的十六号整流片15的竖板16上。接着，将绕组14引入二号极齿12与三号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在三 号极齿12上沿正向卷绕N/3圈，从而形成W相线圈93b。

接着，将绕组14从三号极齿12与四号极齿12之间的切槽13引出。该绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边挂绕于与十六号整流片15相邻的十七号整流片15的竖板16。接着，将绕组14挂绕在与十七号整流片15相同电位的八号整流片15的竖板16上。接着，将绕组14引入五号极齿12与六号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在五号极齿12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－V相”线圈92c。

接着，将绕组14从四号极齿12与五号极齿12之间的切槽13引出。该绕组14挂绕于与十七号整流片15相邻的十八号整流片15的竖板16。接着，将绕组14卷绕在与十八号整流片15相同电位的九号整流片15的竖板16上。接着，将绕组14再次引入五号极齿12与六号极齿12之间的切槽13。然后，绕组14在五号极齿12上沿逆向卷绕N/3圈，从而形成“－V相”线圈93c。

然后，将引线14从四号极齿12与五号极齿12之间的切槽13引出。该绕组14一边以挂绕于转轴3的方式配线，一边连接到与十八号整流片15相邻的一号整流片15。

通过上述结构，在一号极齿12上形成有由U相线圈91a、“－U相”线圈92a及“－U相”线圈93a构成并卷绕了N圈的U相电枢线圈9U1。此外，在三号极齿12上形成有由“－W相”线圈91b、“－W相”线圈92b及W相线圈93b构成并卷绕了N圈的W相电枢线圈9W1。另外，在五号极齿12上形成有由V相线圈91c、“－V相”线圈92c及“－V相”线圈93c构成并卷绕了N圈的V相电枢线圈9V1。

另一方面，在十号整流片15的竖板16上挂绕有卷绕起始端81的绕组14，与在上述一号整流片15的竖板16上挂绕有卷绕起始端81的绕组14同时地，且以转轴3为中心呈对称地配线。

此外，在二号极齿12上形成有由V相线圈91d、“－V相”线圈92d及“－V相”线圈93d构成并卷绕了N圈的V相电枢线圈9V2。此外，在四号极齿12上形成有由U相线圈91e、“－U相”线圈92e及“－U相”线圈93e构成并卷绕了N圈的U相电枢线圈9U2。另外，在六号极齿12上形成有由“－W相”线 圈91f、“－W相”线圈92f及W相线圈93f构成并卷绕了N圈的W相电枢线圈9W2。

这样，电枢线圈9由形成于一号极齿12及四号极齿12的U相电枢线圈9U1、9U2、形成于二号极齿12及五号极齿12的V相电枢线圈9V1、9V2和形成于三号极齿12及六号极齿12的W相电枢线圈9W1、9W2构成。

此外，在相邻的整流片15之间，各相线圈91a～93f以U、“－W”、“－W”、V、“－U”、“－U”、W、“－V”、“－V”相的顺序依次电连接。

此处，如图2详细所示，在各极齿12上通过集中卷绕方式卷绕有绕组14。因此，无需设置横跨相邻极齿12间的卷绕14的过渡线。即，与通过分布卷绕方式卷绕绕组14的情况相比，减少了位于电枢铁心8的轴向端部处的电枢线圈9的线圈端9a的重叠。因此，电枢铁心8的铁心主体11的轴向端部没有被绕组14所覆盖，因而使形成于铁心主体11的空孔11b露出。

另外，配线于电枢铁心8与整流片15的竖板16之间的绕组14以挂绕于转轴3的方式配线。因此，能抑制整流器10与电枢铁心8之间的卷绕粗大。

（减速机构）

如图1所示，在电动机2所安装的齿轮外壳23的外壳主体42内收纳有齿轮组41。齿轮组41由与电动机2的转轴3连接的蜗杆轴25、与蜗杆轴25啮合的一对带台阶的齿轮26、26和与带台阶的齿轮26啮合的正齿轮27构成。

蜗杆轴25构成为一端与转轴3连接，而另一端以能自由旋转的方式轴支承于外壳主体42。蜗杆轴25与转轴3的连接部24、即转轴3的另一端以能自由旋转的方式支承于滚动轴承32，该滚动轴承32设置在形成于外壳主体42的电刷收纳部22的底壁31上。

另外，蜗杆轴25具有彼此具有相反螺纹的第一螺纹部25a和第二螺纹部25b。上述第一螺纹部25a及第二螺纹部25b形成为一条或两条。但是，第一螺纹部25a及第二螺纹部25b也可以形成为三条以上。

在夹着蜗杆轴25的两侧配置有一对带台阶的齿轮26、26。一对带台阶的齿轮26、26分别与第一螺纹部25a及第二螺纹部25b啮合。

一对带台阶的齿轮26是将与蜗杆轴25啮合的蜗轮28和形成为直径比蜗 轮28的直径小的小径齿轮29一体成形而成的构件。在带台阶的齿轮26的径向中央处压入惰轮轴61。惰轮轴61设置成朝与小径齿轮29相反的一侧突出。上述突出的端部61a以能自由旋转的方式轴支承于外壳主体42。另一方面，位于惰轮轴61的、与端部61a相反一侧的端部处的小径齿轮29的前端，以能自由旋转的方式轴支承于底板43。

这样，一对带台阶的齿轮26构成为两端被外壳主体42和底板43轴支承。此外，一对带台阶的齿轮26、26各自朝相同方向旋转，以将蜗杆轴25的旋转传递到正齿轮27。即，由蜗杆轴25和一对带台阶的齿轮26、26来构成所谓的传递机构（日文：マーシャル機構），利用一对带台阶的齿轮26、26来抵消在蜗杆轴25上产生的推力。

正齿轮27与带台阶的齿轮26的小径齿轮29啮合。在正齿轮27的径向中央处以能朝底板43一侧突出的方式形成有轴套部65。该轴套部65以能自由旋转的方式支承于底板43。另外，在轴套部65中压入输出轴62。输出轴62从外壳主体42的底壁（端部）42c突出。在外壳主体42的底壁42c的、与输出轴62相对应的部位处，轴套部63以朝外侧突出的方式形成。在该轴套部63上设有用于将输出轴62轴支承成能自由旋转的滑动轴承64。

在输出轴62的从外壳主体42突出的部分处形成有随着朝向前端而逐渐变尖细的尖细部66。在该尖细部66上形成有锯齿部67。藉此，例如能将用于驱动雨刷等的外部机构与输出轴62连接。

另外，在外壳主体42的侧壁42b上，以沿着转轴3的轴向突出的方式设有连接器68。连接器68与未图示的控制设备连接，并将未图示的外部电源的电力供给至电动机2。

在将外壳主体42的开口部42a封闭的底板43的内表面43a上配置有基板71。在该基板71上设有用于将连接器68与电动机2电连接的端子72。另外，在基板71上设有接触器73a、73b。接触器73a、73b是用于对正齿轮27的旋转位置进行检测的滑动触点。在正齿轮27的、与接触器73a、73b滑动接触的部位处设有未图示的接触板。

此外，能根据伴随着正齿轮27、即输出轴62的旋转而产生的接触器73a、 73b与接触板（未图示）的接触位置的变化、接触器73a、73b与接触板（未图示）的接触/非接触，来对输出轴62的旋转位置进行检测。由接触器73a、73b检测出的信号经由端子72而被输出至未图示的控制设备，从而来进行电动机2的旋转控制。

（电动机的作用）

接着，根据图4，对电动机2的作用进行说明。

例如，如图4所示，对在一号整流片15与二号整流片15之间配置有低速用电刷21a并在六号整流片15上配置有共用电刷21c的状态，且在上述低速用电刷21a与共用电刷21c之间施加有电压的情况进行说明。

在这种情况下，低速用电刷21a以横跨一号整流片15与二号整流片15之间的方式配置。因此，U相的正向卷绕线圈91a、91e处于短路的状态。

一方面，在卷绕于一号极齿12及四号极齿12的“－U”相线圈92a、92e中，电流沿逆向（图4中的逆时针方向）流动。另一方面，在卷绕于一号极齿12及四号极齿12的“－U”相线圈93a、93e中，电流沿正向（图4中的顺时针方向）流动。这样，在卷绕于一号极齿12及四号极齿12、且没有通过电刷21a、21c而短路的“－U”相线圈92a、92e及“－U”相线圈93a、93e中，流动有彼此相反的电流。因此，磁场被抵消，在磁场与永磁体7之间不产生转矩。

与此相对的是，在卷绕于二号极齿12及五号极齿12之间的V相线圈91c、91d、“－V相”线圈92c、92d及“－V相”线圈93c、93d中，电流各自沿正向流动。

另一方面，在卷绕于三号极齿12及六号极齿12的“－W相”线圈91b、91f、“－W相”线圈92b、92f及W相线圈93b、93f中，电流各自沿逆向流动。

这样，在二、三、五、六号极齿12上分别形成有磁场。上述磁场在环绕方向上依次形成。因此，在形成于各极齿12的磁场与永磁体7之间，磁吸引力和斥力沿相同的方向作用在以转轴3为中心呈点对称的位置处。然后，藉此使转轴3旋转。

一旦转轴3开始旋转，与电刷21a、21c滑动接触的整流片15依次改变，并对在线圈中流动的电流方向进行切换，即进行所谓的整流。藉此，使转轴3 持续旋转。

与此相对的是，在高速用电刷21b与共用电刷21c之间施加有电压的情况下，高速用电刷21b位于比低速用电刷21a超前角度θ的位置（参照图3、图4）处，因此，与在低速用电刷21a与共用电刷21c之间施加有电压的情况相比，能减少被通电的有效导体数。因此，在对高速用电刷21b与共用电刷21c之间施加电压的情况下，电动机2更提前，与对低速用电刷21a与共用电刷21c之间施加电压的情况相比，电动机2能高速旋转地进行工作。

由于对电刷线圈9进行通电，因此，使得电动机2的内部温度升高。

此处，在电枢铁心8的铁心主体11的、与极齿12的根部相对应的位置处沿周向形成有空孔11b，这些空孔11b分别在轴向上贯通。利用上述空孔11b，就能促进空气在电动机2内部的对流，并抑制电动机2的温度上升。

更具体地，根据图5来进行说明。

图5是在形成有空孔11b的情况和没有设置空孔11b的情况下对电枢线圈9的温度“℃”进行比较，并在设有空孔11b和没有设置空孔11b的情况下对电刷21（21a、21b、21c）的温度“℃”进行比较的图表。

如图5所示，在电动机2工作时的电枢线圈9及电刷21中，与在电枢铁心8上没有形成空孔11b的情况相比，形成有空孔11b的情况更能抑制温度上升。

此处，如图2所示，通过对电枢线圈9进行通电，不仅在各极齿12上形成有磁场，而且在铁心主体11上以横跨在周向上相邻的极齿之间的方式形成有磁路（参照图2的双点划线）。形成于铁心主体11的空孔11b配置在通孔11a与极齿12的根部之间的、比通孔11a与极齿12的根部之间的径向大致中央稍靠通孔11a的位置处。因此，不会妨碍磁路的形成。

（效果）

根据上述第一实施方式，能在轭部5上设置四个永磁体7，在电枢铁心8上形成六个切槽13，在整流器10上设置十八片整流片15，并能将由磁极数与切槽数的最小公倍数确定的次数设为十二次。与此相对的是，在现有的电动机中，磁极数被设定为四极，切槽数被设定为十六，因此，次数为三十二次。因 此，电动机性能并不会变差，与现有技术相比，能减少次数，因此，能防止使电动机2高速旋转时的高音质的噪声。

另外，与现有的切槽数为十六的情况相比，在上述第一实施方式中，电枢铁心8的切槽数被设定为六。因此，能与切槽数减少相应地简化电枢铁心8的形状，并能提高电枢6的生产率。

此外，能与切槽数减少相应地将各切槽13设定得较大。因此，能将绕组14卷绕于各极齿12的卷绕数设定得较多。其结果是，能实现电枢铁心8的小型、轻量化。

此外，在上述第一实施方式中，整流片数被设定为切槽数的三倍。因此，每一极对的整流片数比现有技术的多。因此，能减小整流片15间的电压，与现有技术相比能提高整流性。另外，每一个整流片15的电枢线圈9的有效导体数变小，因此，能容易地应对高速用电刷21b的速度的变化。

另外，在上述第一实施方式中，在各极齿12上以集中卷绕的方式卷绕有绕组14。因此，无需设置横跨相邻极齿12间的卷绕14的过渡线。相应地，能降低电枢线圈9的线材成本，并能提供廉价的电动机2。

另外，在上述第一实施方式中，在各极齿12上以集中卷绕的方式卷绕有绕组14。因此，与现有技术那样通过分布卷绕的方式卷绕绕组14的情况相比，能提高绕组14的空间系数。此外，还能减少线圈端9a的重叠。其结果是，能降低铜损，因此，能实现电动机2的高效化。此外，在电动机性能相同的情况下，能实现电枢铁心8的小型、短轴化。

此外，无需设置绕组14的过渡线，因此，电枢铁心8的铁心主体11在轴向上的端部未被绕组14所覆盖。因而，能可靠地使形成于铁心主体11的空孔11b露出，从而能促进空气在电动机2内部的对流。藉此，能抑制电动机2的温度上升，并能提高电动机效率。

另外，形成于铁心主体11的空孔11b配置在通孔11a与极齿12的根部之间的、比通孔11a与极齿12的根部间的径向大致中央稍靠通孔11a的位置处。因此，不会妨碍磁路的形成。藉此，能提供高效率的电动机2。

此外，蜗杆轴25与转轴3的连接部24、即转轴3的另一端以能自由旋转 的方式支承在设于外壳主体42的滚动轴承32上。与滑动轴承相比，滚动轴承32能减少滑动阻力。因此，即便在增大转轴3的转速的情况下，也能有效地使转轴3旋转。其结果是，能提供更高效的电动机2。

（第二实施方式）

接着，根据图6～图9B对本发明的第二实施方式进行说明。

图6是本实施方式的带减速器的电动机201的纵剖视图，其对应于上述第一实施方式的图1。图7是本实施方式的电枢206的立体图。图8A是刷握支架234的立体图。图8B是刷握支架234的侧视图。另外，对于与第一实施方式相同的实施方式标注相同的符号来进行说明。

如图6～图8B所示，在本实施方式中，带减速器的电动机201是例如用于驱动汽车的雨刷的电动机。带减速器的电动机201在包括电动机202和与电动机202的转轴3连接的减速机构4这点、电动机202包括具有底部的筒状的轭部5和在轭部5内以能自由旋转的方式设置的电枢206这点、在电动机202中将配置于轭部5的永磁体7设定为四个，将形成于电枢8的切槽13的个数设定为六个，将设于整流器210的整流片15的片数设定为十八片，且磁极数P、切槽数Sr及整流片数Se满足上述式（1）这点等基本结构上，与上述第一实施方式相同。

此处，本实施方式与上述第一实施方式的不同之处在于本实施方式的整流器210与第一实施方式的整流器10的形状不同，随之与整流器210滑动接触的电刷221的形状及其周边的形状不同。

更详细而言，如图6、图7所示，本实施方式的整流器210是扁平型的盘状整流器（日文：ディスクコンミテータ），其具有形成为大致圆板状的树脂模塑件101。在树脂模塑体101的径向中央处一体地成形有从外侧嵌入转轴3而被固定的筒部102。

另外，在树脂模塑体101中，减速机构4一侧的面被设定为与后述电刷221滑动接触的旋转滑动面。在该旋转滑动面上沿着周向等间隔地配置有十八片整流片215。换言之，各整流片215以转轴3为中心呈放射状配置，并以分别从径向中心朝径向外侧逐渐扩大的方式形成沿轴向俯视观察时呈大致扇状。 此外，在周向上相邻的整流片215、215之间，形成有确保彼此绝缘的狭缝103。

另外，各整流片215的径向外侧的端部形成为比树脂模塑体101更朝径向外侧延伸。在各整流片215的径向外侧的端部的、靠电枢铁心8一侧，一体地成形有竖板216。

另一方面，与整流片215滑动接触的电刷221通过刷握支架234设置在电刷收纳部22中，该电刷收纳部22呈凹状地设于齿轮外壳23。刷握支架234形成为大致圆板状。此外，在与构成电刷221的低速用电刷221a、高速用电刷221b及共用电刷221c相对应的部位处，分别形成有沿轴向俯视观察时呈大致扇状的刷握支架开口部104。

在各刷握支架开口部104中插入刷握236。刷握236形成为在一方具有刷握开口部256a的大致长方体的箱状。刷握236的闭截面形成为大致扇状，以与刷握支架开口部104的形状相对应。此外，将刷握236的刷握开口部236a一侧插入刷握支架开口部104，从而配置有刷握236。即，刷握236被配置成其长边方向沿着轴向。

另外，在刷握236的刷握开口部236a的外周缘形成有在周向上相对的一对卡合爪110。另一方面，在刷握支架234上形成有能与卡合爪110卡合的狭缝111。由于具有上述结构，因此，能将刷握236固定在刷握支架234上。

此外，在刷握236上收纳有能自由地从刷握236内伸出或是没入刷握236内的电刷221（221a、221b、221c），这些电刷221形成为具有大致扇状的截面，以与上述刷握236的闭截面的形状相对应。各电刷221a、221b、221c在通过未图示的弹簧S施力的状态下，与整流器210的整流片215滑动接触。

另外，各电刷221a、221b、221c与软辫线105连接。软辫线105经由扼流线圈106而与端子107连接。

上述端子107与未图示的外部电源、例如装设于汽车的蓄电池电连接。藉此，能将来自未图示的外部电源的电力供给到整流器210。

因此，根据本实施方式，能起到与上述第一实施方式相同的效果。除此之外，由于整流器210由扁平型的盘状整流器构成，因此，能将刷握236及电刷221（221a、221b、221c）沿轴向配置。因而，在本实施方式中，并没有像上 述第一实施方式的电刷21（21a、21b、21c）那样以朝径向外侧扩大的方式配置（对图3和图8A及图8B进行对比参照）。因此，能在维持电动机202整体的小型、轻量化的同时，能防止电刷221周围的大型化。另外，能与电刷221不朝径向外侧扩大相应地将整流器210的直径设定得较大。

此处，整流器210的整流片215以从径向中心朝径向外侧逐渐扩大的方式形成为沿轴向俯视观察时呈大致扇状。因此，当能将整流器210的直径设定得较大时，也能将整流片215在周向上的宽度设定得较大。因此，不会将电刷221在周向上的宽度极端薄壁化，因而能实现电刷221的寿命延长。此外，还能获得与两极电机（日文：2極機）相同的电动机性能。

另外，本实施方式中，对刷握236设置成插入刷握支架234的各刷握支架开口部104的情况进行了说明。然而，并不限于此，也可采用以下结构。

（第二实施方式的变形例）

图9A是刷握支架334的立体图。图9B是刷握支架334的侧视图。

即，如图9A、图9B所示，在形成于刷握支架334的刷握支架开口部114中仅插入有电刷221（221a、221b、221c）。此外，对电刷221进行保持的刷握336以覆盖刷握支架开口部114的方式设置在刷握支架334的靠减速机构4一侧（图9B的左侧）的面上。

另外，在刷握336的开口缘形成有在周向上相对的一对卡合爪120。另一方面，在刷握支架334上形成有能与卡合爪120卡合的狭缝121。由于包括上述结构，因此，能将刷握336固定在刷握支架334上。

因此，即便在这样构成的情况下，也能起到与上述第二实施方式相同的效果。

另外，本发明并不局限于上述实施方式，也包括在不脱离本发明思想的范围内对上述实施方式进行各种变更后的结构。

例如，在上述各实施方式中，对电动机2、202是将永磁体7设定为四个（磁极数为四极）、将切槽13的个数设定为六个、将整流片15的片数设定为十八片的电动机的情况进行了说明。但是，本发明并不局限于此，只要以满足式（1）的方式设定磁极数P、切槽数Sr及整流片数Se即可。通过采用上述结 构，与电动机性能相同的现有的电动机相比，能减少切槽数、次数。

另外，在上述各实施方式中，对在电枢铁心8的铁心主体11的、与极齿12的根部相对应的位置处沿周向形成有六个具有圆形截面的空孔11b且这些空孔11b分别在轴向上贯通的情况进行了说明。然而，空孔11b的形状并不局限于圆形状的截面。另外，空孔11b的形成个数也并不局限于六个。此外，空孔11b所形成的位置也并不局限于铁心主体11的、与极齿12的根部相对应的位置，能将空孔11b形成在任意部位处。

工业上的可利用性

根据上述电动机，由于能在不使电动机性能变差的情况下减少切槽数，因此，能减少电动机的次数。因此，能防止使电动机高速旋转时的高音质的噪声。

符号说明

1、201 带减速器的电动机

2、202 电动机

3 转轴

5 轭部

7 永磁体（磁极）

8 电枢铁心

9 电枢线圈（线圈）

10 整流器

12 极齿

13 切槽

15、215 整流片

18 轴承

21、221 电刷

21a、221a 低速用电刷

21b、221b 高速用电刷

21c、221c 共用电刷

32 滚动轴承

91a、91e U相线圈（U相的线圈）

92a、93a、92e、93e －U相线圈（－U相的线圈）

91b、92b、91f、92f －W相线圈（－W相的线圈）

93b、93f W相线圈（W相的线圈）

91c、91d V相线圈（V相的线圈）

92c、93c、92d、93d －V相线圈（－V相的线圈）

9U1、9U2 U相的电枢线圈

9V1、9V2 V相的电枢线圈

9W1、9W2 W相的电枢线圈

210 整流器（盘状整流器）

Claims (3)

1.一种电动机，其特征在于，包括：

轭部，该轭部具有四个磁极；

转轴，该转轴以能自由旋转的方式设置在所述轭部的内侧；

电枢铁心，该电枢铁心具有六个极齿及六个切槽，其中，六个所述极齿安装于所述转轴并朝径向呈放射状延伸，六个所述切槽形成在多个所述极齿之间；

电枢线圈，该电枢线圈分别以集中卷绕的方式卷绕安装于各极齿；

整流器，该整流器与所述电枢铁心相邻地设于所述转轴，并在周向上配置有十八个整流片；以及

三个电刷，这三个电刷是通过所述整流片对所述线圈进行供电的低速用电刷、高速用电刷及与所述低速用电刷和所述高速用电刷共通地使用的共用电刷，

卷绕于各极齿的线圈包括沿正向卷绕而形成的一个正向卷绕线圈和沿逆向卷绕而形成的两个逆向卷绕线圈，

在将各极齿在环绕方向上依次按U相、V相、W相的顺序分配，将卷绕于各相的所述正向卷绕线圈分别设定为U相、V相、W相的线圈，将卷绕安装于各相的所述逆向卷绕线圈分别设定为－U相、－V相、－W相的线圈时，在相邻的整流片之间，按U相、－W相、－W相、V相、－U相、－U相、W相、－V相、－V相的顺序将各相的线圈依次电连接，

所述线圈的末端部分别与对应的所述整流片连接，而使处于相同电位的所述整流片彼此通过连接线连接。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述转轴的轴向两端侧分别通过轴承支承成能自由旋转，

各轴承中的至少一个轴承是滚动轴承。

3.如权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述整流器是扁平型的盘状整流器，在该盘状整流器的旋转滑动面上沿周向配置有多个所述整流片。