CN104040849B - 换向器式电动机及其绕线的接线方法 - Google Patents

Abstract

本换向器式电动机的电枢具有：电枢芯，其具有多个齿和槽；电枢线圈；以及换向器，其具有多个换向片。电枢线圈包括：多个线圈单元，各个线圈单元是将绕线卷绕于齿而形成的；多个连接线单元，其对线圈单元的彼此之间进行接线。换向片组具有：第1换向片和第2换向片，其与线圈单元连接；第3换向片，其只与连接线单元连接。第1换向片与第2换向片邻接配置，在该邻接配置的旁边配置有第3换向片。而且，包括如下的连接线单元：该连接线单元以自第3换向片到达一方的一侧和自第3换向片到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线，从而对线圈单元的彼此之间进行接线。

Description

换向器式电动机及其绕线的接线方法

技术领域

本发明涉及具有绕线芯（日语：巻線コア）、换向器的换向器式电动机及其绕线的接线方法，涉及例如搭载于汽车的电气设备、电动工具中使用的换向器式电动机及其绕线的接线方法。

背景技术

对于例如搭载于汽车的电气设备中使用的电动机，要求其小型化、轻量化的同时具备高可靠性。

作为这种电动机之一，存在具有电刷和换向器的换向器式电动机。换向器式电动机通常具有构成励磁件的定子和以隔着环状间隙与该定子相对的方式配置的转子。而且，该转子具有包括换向器的所谓的电枢。通过向该电枢供电，换向器式电动机被旋转驱动。此外，为了向电枢供电，设置有与外部直流电源连接的电刷。通过使这样的电刷抵接于换向器，向电枢供电。此外，转子在具有卷绕了绕线的铁芯芯部的同时，还具有将多个换向器片（换向片）配置成环状、筒状而构成的换向器。此外，作为换向器，通常广泛使用在各换向器片上设置钩以连接绕线的钩式换向器。按照规定的接线方式，一边将绕线挂或卷绕于这些钩而进行连接，一边将绕线卷绕于铁芯芯部，从而形成电枢。

在这样的钩式换向器中，作为将绕线连接于钩的方法，通常采用将绕线以α状卷绕于钩的方法。在这里，“以α状卷绕”是指以描画字母α的方式将绕线卷绕于钩。作为像这样的钩卷绕的一例，提出有如下技术：钩根部卷绕部的外周面在左右设置有不同高度的台阶，从而稳定地确保将绕线以α状卷绕于钩时的线间距离（例如，参照专利文献1）。

此外，提出如下一种技术，其目的在于：在换向器式电动机中，通过在绕线的接线结构上下功夫来实现驱动效率的提高和小型轻量化（例如，参照专利文献2）。接着，示出这样的绕线的接线结构的以往例。

首先，在以往例中，电枢线圈形成为包括多个线圈单元和多个连接线单元这样的结构。在这里，线圈单元是卷绕在齿上的线圈，连接线单元是对线圈单元的彼此之间进行接线而进行电连接的线。而且，在换向器的换向片组中，划分为与线圈单元的一端连接的第1换向片、与线圈单元的另一端连接的第2换向片以及只与连接线单元连接的第3换向片，第1换向片和第2换向片邻接配置，在邻接配置的旁边配置有第3换向片。而且，构成为包括经过槽来对线圈单元的彼此之间进行接线这样的连接线单元。

图5A、图5B是表示这样的以往的连接线单元的接线的一例的图，图5A是以往的电枢96的俯视图，图5B是电枢96的侧视图。另外，在图5A、图5B中，为了避免繁杂化，只例示了1个连接线单元的接线。

如图5A、图5B所示，从配置于电枢芯17的上表面的第1换向片S2出来的连接线单元C91经过线圈单元W1与线圈单元W2之间的槽SL12而到达电枢芯17的下表面侧。

进一步地，连接线单元C91经过线圈单元W2的下表面侧，并经过线圈单元W2与线圈单元W3之间的槽SL23而到达上表面侧。然后，连接线单元C91以α状卷绕于第3换向片S10的钩而与第3换向片S10接线。

接着，从第3换向片S10出来的连接线单元C91经过线圈单元W3与线圈单元W4之间的槽SL34而到达电枢芯17的下表面侧。

进一步地，连接线单元C91经过线圈单元W4和线圈单元W5的下表面侧，并经过线圈单元W5与线圈单元W6之间的槽SL56而到达上表面侧。然后，连接线单元C91与第2换向片S18接线。

这样一来，以往的换向器式电动机构成为包括如下这样的接线：连接线单元经过槽而到达第3换向片。

但是，虽然如上述以往例那样在将绕线接线于第3换向片时通过在其钩上以α状卷绕绕线能够确保绕线接线方法的容易化、连接品质，但是存在如下课题：绕线容易接触与第3换向片邻接的换向片的钩，无法确保足够的品质。尤其是，如图5A、图5B所示，换向器的直径Dc越接近铁芯芯部的槽内周的直径Ds，像这样的接触就越容易发生。作为这样的一例，像图5A、图5B所示的连接线单元C91的从第3换向片S10向槽SL34去的路径那样，容易成为随着连接线单元C91向换向片S9的钩接近而连接线单元C91进入换向片S9的钩的下侧这样的配线，容易发生在该位置的接触。而且，因为绕线的连接线单元部分与钩接触而对绕线产生损伤，从而容易引起绝缘不良、接触位置处的短路故障。

此外，在将这样的换向器式电动机搭载在汽车上时，因为除了电动机自身的振动以外，汽车的振动也会施加于绕线，从而存在由于振动也会引起像这样的接触的弊端。

专利文献1：日本特开平9－322484号公报

专利文献2：国际公开第2011／121991号

发明内容

本发明的换向器式电动机具有：定子，其具有多个励磁极；电枢；以及电刷，其与换向片滑动接触而向电枢线圈供电。并且，电枢具有：电枢芯，其具有多个齿，并在该齿的彼此之间具有槽；电枢线圈，其是将绕线卷绕于电枢芯而形成的；以及换向器，其具有由多个换向片构成的换向片组。电枢线圈包括：多个线圈单元，各个线圈单元是将绕线卷绕于齿而形成的；多个连接线单元，各个连接线单元对线圈单元的彼此之间进行接线而进行电连接。换向片组具有：第1换向片，其与线圈单元的一端连接；第2换向片，其与线圈单元的另一端连接；第3换向片，其只与连接线单元连接。第1换向片与第2换向片邻接配置，在邻接配置的旁边配置有第3换向片。而且，本发明的换向器式电动机是如下结构：多个连接线单元包括以连接线单元中的自第3换向片到达一方的一侧和自第3换向片到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线来对线圈单元的彼此之间进行接线的连接线单元。

此外，本发明的绕线的接线方法是一种换向器式电动机的绕线的接线方法，其中，该换向器式电动机具有：定子，其具有多个励磁极；电枢；以及电刷，其与换向片滑动接触而向电枢线圈供电。并且，电枢具有：电枢芯，其具有多个齿，并在该齿的彼此之间具有槽；电枢线圈，其是将绕线卷绕于电枢芯而形成的；以及换向器，其具有由多个换向片构成的换向片组。电枢线圈包括：多个线圈单元，各个线圈单元是将绕线卷绕于齿而形成的；多个连接线单元，各个连接线单元对线圈单元彼此之间进行接线而进行电连接。换向片组具有：第1换向片，其与线圈单元的一端连接；第2换向片，其与线圈单元的另一端连接；第3换向片，其只与连接线单元连接。第1换向片与第2换向片邻接配置，在邻接配置的旁边配置有第3换向片。而且，本绕线的接线方法构成为包括：以连接线单元中的自第3换向片到达一方的一侧和自第3换向片到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线，从而利用连接线单元对线圈单元的彼此之间进行接线。

采用该结构，连接线单元不会被引向与第3换向片邻接的换向片的方向，而是以使连接线单元的到达一方的一侧与到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线。因此，能够抑制连接线单元与邻接于第3换向片的换向片的钩接触这样的接线不良。

这样一来，本发明的换向器式电动机及其绕线的接线方法因为能够抑制连接线单元与邻接于第3换向片的换向片的钩接触这样的接线不良，从而能够实现电枢中的绕线的绝缘不良的降低化，实现电枢中的绕线在接触位置处的短路故障的降低化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的换向器式电动机的剖视图。

图2是该换向器式电动机的拆除了托架的状态下的俯视图。

图3是示出该换向器式电动机的绕线的配线例的绕线展开图。

图4A是表示该换向器式电动机的连接线单元的接线的更具体的例子的俯视图。

图4B是该换向器式电动机的连接线单元的接线的更具体的例子的侧视图。

图5A是表示以往的连接线单元的接线的一例的俯视图。

图5B是以往的连接线单元的接线的一例的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

（实施方式）

图1是本发明的实施方式的换向器式电动机10的剖视图。

如图1所示，换向器式电动机10以被框架11和托架12包围的方式构成，该框架11构成为杯状的形状，该托架12是以封堵框架11的开口部的方式来安装的。

首先，在托架12中形成有用于保持一对电刷片30的电刷保持部。各个电刷片30以配置在一条直线上的方式来配设。电刷片30收纳于电刷箱32内，在电刷箱32内利用弹簧33将该电刷片30向换向器20按压。

此外，在框架11的内壁上粘着有永磁体13a。永磁体13a配置为圆筒状，沿着周向实施固定数目的磁化。这样一来，通过将永磁体13a保持于框架11的内壁而构成定子13。而且，在永磁体13a的内周侧收纳有保持着电枢16的转子14。

转子14具有转轴15、电枢芯17、绕线18以及换向器20。转轴15贯穿电枢芯17以及换向器20的中心，其两端附近部分分别被轴承19所支承。由此，转子14旋转自如地支承于定子13的内周。而且，转轴15的一端侧作为输出轴15a从托架12向外部突出。

而且，在转子14中，电枢芯17以隔着环状间隙与永磁体13a相对的方式配置。电枢芯17是将电磁钢板层叠而形成的，且卷绕有用于形成电枢线圈的绕线18。而且，在电枢芯17的一端面侧，具有多个换向片(segment)25的换向器20固定于转轴15。各换向片25是换向器片，由沿着转轴15方向长的金属板形成，在换向器20主体的外周沿着周向等间隔地配置。此外，为了将绕线18与换向片25进行电连接，在各换向片25的电枢芯17侧分别形成有作为绕线连接部的钩26。通过将绕线18挂于该钩(hook)26并进行规定的处理，从而将绕线18与钩26进行电连接。通过将换向器20与卷绕有绕线18的电枢芯17像这样地构成，从而构成电枢16。此外，通过弹簧33的按压，两个电刷片30抵接于换向器20。即，通过将连接于外部电源的电刷片30与换向器20的换向片25滑动接触，从而向转子14的绕线18供电。由此，在电枢线圈与构成励磁件的永磁体13a之间产生旋转力，而使转子14在定子13的内侧旋转，其中，该电枢线圈是将绕线18卷绕于电枢芯17而形成的。

接着，以电枢16为中心说明换向器式电动机10的更详细的结构。

图2是本发明的实施方式的换向器式电动机10的拆除了托架12的状态下的俯视图。在图2中，构成定子13的框架11在3个位置处具有安装孔11a，在杯形状部的内周面保持有永磁体13a。在本实施方式中，例举了保持有3个永磁体13a的一例，在3个永磁体13a彼此之间设置有磁体固定弹簧13b。这样一来，将永磁体13a粘着固定于框架11的内周面，形成了定子13。而且，该永磁体13a磁化成每一个永磁体13a具有N极和S极这一对励磁极。因此，在本实施方式中，在整周上磁化出的励磁极数为6个。此外，也可以是：该永磁体13a做成环形状，将其内壁沿周向以N极－S极的方式等间隔且交替地磁化成6极。或者，也可以是：该永磁体13a做成6个圆弧状磁体，该圆弧状磁体被单独磁化成N极、S极。

接着，如上述那样，转子14构成为包括电枢16和用于保持电枢16的转轴15。并且，电枢16具有卷绕了绕线18的电枢芯17和换向器20。

电枢芯17具有多个齿17T，该齿17T从固定于转轴15的芯主体部17C向外周方向突出，并且，在周向上与齿17T交替地形成有作为空间部的槽17S。利用该齿彼此之间的槽17S的空间，将绕线18卷绕于各齿17T。而且，通过像这样将绕线18卷绕于齿17T而形成电枢线圈18L。

换向器20具有换向片组，该换向片组由沿着固定于转轴15的换向器主体部27的外周等间隔地配置的多个换向片25构成，并且，各个换向片25具有钩26。

如图2所示，在本实施方式中，例举出电枢芯17具有8个齿17T这一例来进行说明。并且，在本实施方式中，将绕线18以集中绕组的方式卷绕于各齿17T。即，不是像跨跃多个齿而形成线圈这样的分布绕组，而是相对于1个齿形成1个线圈的集中绕组。由此，如图2所示，在电枢16上形成有电枢线圈18L，该电枢线圈18L包括线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8这8个线圈单元18W。而且，以集中绕组的方式形成的线圈单元18W的两线端部像图2那样与各个钩26连接。

此外，虽然具体的结构是利用以下说明的连接线进一步将线圈单元18W分别连接起来，但为了避免繁杂，在图2中仅示出线圈单元18W与钩26的连接。在后面会详细叙述包括连接线的绕线结构。此外，以下，将作为电枢芯17的一个面的配置有换向器20的一侧的面作为上表面，将电枢芯17的另一个面作为下表面，从而适当说明。在图2中示出从上表面观察到的定子13、转子14。

图3是示出了本实施方式的换向器式电动机10的绕线18的配线例的绕线展开图，采用图3说明连接线的具体的配线例。

电枢芯17具有齿T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8这8个齿17T，在该齿17T彼此之间具有与齿的数量相同的槽17S。而且，电枢线圈18L由利用绕线18形成为单元的8个线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8与连接线单元18C构成，该连接线单元18C是指作为对线圈单元间进行接线的连接线的多个连接线单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8。线圈单元W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8均是以集中绕组的方式分别将绕线18卷绕于齿T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8而成。例如，在齿T1上将绕线18卷绕多圈，由此形成线圈单元W1。

另一方面，换向器20具有作为各个换向片25的自换向片S1到换向片S24这24个换向片。各换向片25的彼此之间是绝缘的，各换向片25的前端具有钩26。在将线圈单元18W的末端、连接线单元18C与各换向片连接的情况下，虽然是与该换向片25前端的钩26连接起来的，但以下进行适当省略，记载为与换向片连接。

此外，电刷片30由以180度的机械角度为间隔来配置的一对阳极侧电刷片B1与阴极侧电刷片B2构成，与换向器20的各换向片25滑动接触。而且，该阳极侧电刷片B1与阴极侧电刷片B2以连接于直流电源、并经由换向器20向电枢线圈18L供电的方式构成。此外，以下角度表示的是机械角度。

在这里，如图2所示，构成电枢线圈18L的各线圈单元18W连接于彼此相邻的换向片25。即，线圈单元18W的一个末端连接于某个换向片25，另一个末端连接于该换向片25旁边的换向片25。而且，将在后述中详细说明的是：这些线圈单元18W所连接的相邻换向片25的旁边的换向片25不连接线圈单元18W而只连接连接线单元18C。将这些线圈单元18W的一端所连接的换向片25定义为第1换向片、将线圈单元18W的另一端所连接的换向片25定义为第2换向片。此外，将只连接有连接线单元18C的换向片25定义为第3换向片。在图2和图3中，作为第1换向片Sg1、第2换向片Sg2以及第3换向片Sg3示出一例。

并且，在本实施方式中，以第3换向片位于槽17S面前的方式配置换向器20。即，配置成：与第1换向片和第2换向片相比，第3换向片最接近槽17S的内周侧。更具体而言，如图2的虚线线段Lcnt所示的那样，以第3换向片与槽17S的内周侧中心17Sc在径向上相对的方式构成电枢16。

接着，按照上述那样的定义，将第1换向片与第2换向片邻接配置，在该邻接配置的旁边配置第3换向片。而且，该电枢线圈18L借助这些换向片组与连接线单元18C构成串联闭合电路。而且，该第1换向片数量、第2换向片数量以及第3换向片数量是相同的，换向片组的换向片25的总数就是这些第1换向片数量、第2换向片数量以及第3换向片数量之和。

如下述那样进一步详细说明这些换向片25的配置。在本实施方式中，如图3所示，换向片组的换向片数量是24个，因此，换向片间距为15度。配置成第1换向片彼此之间、第2换向片彼此之间以及第3换向片彼此之间均间隔45度。此外，就任意的第1换向片而言，在间隔120度的位置处配置第2换向片或者第3换向片。同样，就任意的第2换向片而言，在间隔120度的位置处配置第3换向片或者第1换向片，就任意的第3换向片而言，在间隔120度的位置处配置第1换向片或者第2换向片。而且，在第1换向片、第2换向片以及第3换向片的彼此之间，利用连接线单元18C来进行连接。

接着，说明具体的电枢线圈18L的绕线结构。卷绕于齿T1的线圈单元W1连接于第1换向片S2和第2换向片S3。卷绕于齿T2的线圈单元W2连接于第1换向片S5和第2换向片S6。卷绕于齿T3的线圈单元W3连接于第1换向片S8和第2换向片S9。卷绕于齿T4的线圈单元W4连接于第1换向片S11和第2换向片S12。卷绕于齿T5的线圈单元W5连接于第1换向片S14和第2换向片S15。卷绕于齿T6的线圈单元W6连接于第1换向片S17和第2换向片S18。卷绕于齿T7的线圈单元W7连接于第1换向片S20和第2换向片S21。卷绕于齿T8的线圈单元W8连接于第1换向片S23和第2换向片S24。

接着，详细说明连接于第3换向片S1、S4、S7、S10、S13、S16、S19、S22的连接线单元18C。这些连接线单元18C对线圈单元18W的彼此之间进行接线而进行电连接。这些连接线单元18C将处于间隔120度的位置的第1换向片、第2换向片以及第3换向片连接起来，具体情况如下所述。

连接线单元C1连接于第1换向片S2、第3换向片S10以及第2换向片S18。连接线单元C2连接于第1换向片S5、第3换向片S13以及第2换向片S21。连接线单元C3连接于第1换向片S8、第3换向片S16以及第2换向片S24。连接线单元C4连接于第1换向片S11、第3换向片S19以及第2换向片S3。连接线单元C5连接于第1换向片S14、第3换向片S22以及第2换向片S6。连接线单元C6连接于第1换向片S17、第3换向片S1以及第2换向片S9。连接线单元C7连接于第1换向片S20、第3换向片S4以及第2换向片S12。连接线单元C8连接于第1换向片S23、第3换向片S7以及第2换向片S15。

如以上那样，通过将各线圈单元18W和连接线单元18C如上述那样连接于各换向片25，从而该电枢线圈18L构成闭合电路。具体而言，在图3中，例如从换向片S1向换向片S9的方向追踪电路则如下。构成为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，形成一个接线环路，可知构成了闭合电路。即，虽然在以上的说明中是将各线圈单元18W和连接线单元18C分开来进行说明的，但能够利用1根绕线18形成像这样的接线环路。

以上所述的各连接线单元18C通过实施接下来叙述的连接方法，能够使连接工时合理化。卷绕于齿T1的线圈单元W1的一端在连接于第1换向片S2之后，不在这里切断而是延长，从而连接于第3换向片S10。同样，卷绕于齿T6的线圈单元W6的另一端在连接于第2换向片S18之后，不在这里切断而是延长，从而连接于第3换向片S10。像这样，连接线单元C1能够由线圈单元W1的一端的延长线与线圈单元W6的另一端的延长线来构成，从而能够使连接工时合理化。对于连接线单元C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，也能够与上述连接线单元C1同样地构成。采用本实施方式，基于像这样的连接方法，即使是利用1根绕线18也能够形成电枢线圈18L。

接着，阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2配置为彼此具有等角度（180度）的间隔。而且，电刷片B1和电刷片B2的周向宽度设定为与各换向片的周向宽度相等或者比各换向片的周向宽度小的尺寸。因此，电刷片B1和电刷片B2构成为与各换向片的相邻的任意2个位置或者1个位置滑动接触的结构。因为滑动接触于1个位置的时间极其短暂，故此在以下的说明中省略。

针对在如图3所示那样阳极侧电刷片B1与换向片S2、换向片S3滑动接触、且与阳极侧电刷片B1具有180度间隔的阴极侧电刷片B2与换向片S14、换向片S15滑动接触的状态下的电流的流动进行说明。

从换向片S2流入的电流自换向片S18流经线圈单元W6，经由换向片S17和换向片S9而流经线圈单元W3，经由换向片S8和换向片S24而流经线圈单元W8，经由换向片S23而从换向片S15流出。同样，从换向片S3流入的电流自换向片S11流经线圈单元W4，经由换向片S12和换向片S20而流经线圈单元W7，经由换向片S21和换向片S5而流经线圈单元W2，经由换向片S6而从换向片S14流出。在图3的各线圈单元中用箭头表示这些电流的流动方向。

如上所述，从换向片S2流入的电流流经线圈单元W6、W3、W8的串联电路而从换向片S15流出，从换向片S3流入的电流流经线圈单元W4、W7、W2的串联电路而从换向片S14流出。这样一来，从阳极侧电刷片B1流入的电流流经并联电路数量为2个的电路，并从阴极侧电刷片B2流出。通过像这样的电流的流动，该结构的换向器式电动机能够自启动。

并且，在本实施方式中，构成为在多个连接线单元18C中包括如下的连接线单元18C：该连接线单元18C经过槽17S而对线圈单元18W的彼此之间进行接线。即，这些各个连接线单元18C还包括不是在换向器20的外周上进行接线而是与各个线圈单元18W一起卷入到电枢芯17的槽17S中的接线。由此，不使换向器20的周边产生多余的用于对连接线单元18C进行配线的空间，有效地使用槽17S内的空间，从而实现电动机的小型化。

在图3中，以连接线单元C1为例，示出将连接线单元18C卷入槽17S来接线的一例，具体而言，示出作为用于收纳连接线单元C1的槽17S的槽SL12、SL34、SL56的位置。连接线单元C1从第1换向片S2经过齿T1与齿T2之间的槽SL12、再经过齿T3与齿T4之间的槽SL34，从而接线于第3换向片S10。并且，以从第3换向片S10返回齿T3与齿T4之间的槽SL34的方式经过槽SL34、再经过齿T5与齿T6之间的槽SL56，从而接线于第2换向片S18。

图4A、图4B是更具体地示出图3所示的连接线单元C1的接线的图。在图4A、图4B中，图4A是电枢16的俯视图，图4B是电枢16的侧视图。此外，在图4A、图4B中，为了避免繁杂化，只例示了电枢16的连接线单元C1的接线。

如图4A、图4B所示，从配置于电枢芯17的上表面的第1换向片S2出来的连接线单元C1经过线圈单元W1与线圈单元W2之间的槽SL12而到达电枢芯17的下表面侧。

进一步地，连接线单元C1如虚线所示那样经过线圈单元W2和线圈单元W3的下表面侧，并经过线圈单元W3与线圈单元W4之间的槽SL34而到达上表面侧，从而接线于第3换向片S10。

接着，从第3换向片S10出来的连接线单元C1以返回线圈单元W3与线圈单元W4之间的槽SL34的方式经过槽SL34，从而到达电枢芯17的下表面侧。

进一步地，连接线单元C1如虚线所示那样经过线圈单元W4和线圈单元W5的下表面侧，并经过线圈单元W5与线圈单元W6之间的槽SL56而到达上表面侧，从而接线于第2换向片S18。

以上，虽然是采用图3、图4A、图4B来说明了连接线单元C1的接线，但其它连接线单元18C也可以同样地构成。例如，连接线单元C2从第1换向片S5经过线圈单元W2与线圈单元W3之间的槽17S、并经过线圈单元W3和线圈单元W4的下表面、然后经过线圈单元W4与线圈单元W5之间的槽17S而到达上表面侧，从而挂于第3换向片S13的钩26。进一步地，返回线圈单元W4与线圈单元W5之间的槽17S而到达下表面侧，经过线圈单元W5和线圈单元W6的下表面、并经过线圈单元W6与线圈单元W7之间的槽17S，从而接线于第2换向片S21。如上所述那样示出收纳连接线单元C1、C2的槽17S的位置，但其它连接线单元C3、C4、C5、C6、C7、C8也只要进行相同的接线即可。

此外，优选的是，多个连接线单元18C都构成为像上述那样经过槽17S而对线圈单元18W的彼此之间进行接线这样的结构。但是，也可以是几个连接线单元18C只在电枢芯17的上表面侧对线圈单元18W的彼此之间进行接线的结构。即，多个连接线单元18C只要是包括经过槽17S而对线圈单元18W的彼此之间进行接线的连接线单元18C的结构即可。由此，能够抑制在换向器周围由于连接线单元18C密集而产生连接线单元18C的膨胀（日语：膨らみ），从而能够实现直流电动机的小型化。

这样一来，本实施方式的换向器式电动机10包括如下接线：从第1换向片、第2换向片出来的连接线单元18C经过某个槽17S而到达电枢芯17的相反的一面侧，再经过齿17T的下表面侧并经过其它槽17S而到达第3换向片。

而且，尤其是，在本实施方式中，构成为包括如下配线：如图4A、图4B的槽SL34附近所例示的那样，连接线单元18C从下表面侧经过槽17S而到达第3换向片，从而挂于该第3换向片的钩26，进一步返回同一槽17S而到达下表面。换言之，在将连接线单元18C连接于第3换向片的接线中，以连接线单元18C的配线根侧18Cs和配线前端侧18Ce这两根线经过相同的槽17S的方式进行接线。这样一来，在本实施方式中，以连接线单元18C中的自第3换向片到达一方的一侧（配线根侧18Cs）和自第3换向片到达另一方的一侧（配线前端侧18Ce）均经过相同的槽17S的方式进行配线，从而对线圈单元18W的彼此之间进行了接线。

此外，像这样地连接线单元18C的两侧的2根线所经过的槽17S是位于离进行了接线的第3换向片最近的位置的槽17S。即，如上所述，在本实施方式中，以第3换向片位于槽17S面前（距内周侧最近）的方式配置换向器，连接线单元18C的配线根侧18Cs和配线前端侧18Ce均经过该第3换向片面前的槽17S。

这样一来，在本实施方式中，构成为如下结构：将接线于第3换向片的连接线单元18C的配线根侧18Cs和配线前端侧18Ce向与第3换向片接近并与之相对的面前方向的槽17S引入。因此，连接线单元18C不会被引向与第3换向片邻接的换向片的方向。在本实施方式中，通过构成为这样的结构，能够抑制连接线单元18C与邻接于第3换向片的换向片的钩接触这样的接线不良，从而实现绝缘不良、短路故障的降低化。此外，因为将挂于第3换向片的连接线单元18C引向面前的槽17S，即使是换向器20的直径Dc接近电枢芯17的槽内周的直径Ds的结构，也不会引起像上述那样的接线不良。例如，采用本实施方式，即使换向器20的直径Dc与槽内周的直径Ds之间的差（Ds－Dc）在10mm以下也能够适用。

此外，在本实施方式中，如图4A、图4B所示，在将连接线单元18C连接于第3换向片时，对于该第3换向片的钩26，将连接线单元18C以描画英文字母“U”的方式连接成U字形状。即，不是卷绕成α状，而只要挂成U状即可，因此，在本实施方式中，由此实现了连接方法的简单化。此外，挂于第3换向片的钩26的连接线单元18C的配线根侧18Cs和配线前端侧18Ce以向面前的槽17S拉伸的方式配置，因此，还能够充分确保钩26与绕线18的密合度等的连接品质。

此外，在以上的说明中，说明了阳极侧电刷片B1和阴极侧电刷片B2是以180度的间隔来配置的，但也可以以60度的间隔来配置。即，相对于阳极侧电刷片B1，间隔60度来配置阴极侧电刷片B2。在该情况下，在将连接线单元18C连接于第3换向片的接线中，也只要以连接线单元18C的配线根侧18Cs和配线前端侧18Ce这2根线经过位于该第3换向片的面前的槽17S的方式进行接线即可。

此外，在本实施方式的换向器式电动机10中，励磁极的磁极数量P与线圈单元数量N（与槽的数量、齿的数量相同）相乘、并将该相乘而得到的数值的二分之一作为换向片组的换向片数量T。即，T＝（1／2）PN。而且构成为，磁极数量P是被2除后变为奇数的偶数，线圈单元数量N为偶数，该偶数不是磁极数量P的整数倍。具体而言，各个数值如下述那样构成，且满足上述算式。即，换向片数量T＝24，磁极数量P＝6，集中绕组线圈单元数量N＝8。

此外，各线圈单元18W以及各连接线单元18C由被绝缘层覆盖的导线构成。该绝缘层的厚度、材质、层数能够根据换向器式电动机10的规格来适当地选择。此外，导线的导体部、即芯线部的材质能够根据换向器式电动机10的规格来适当地选择铜、铝、铜合金、铝合金、至少包含铜和铝的合金、包含微量的杂质的铝或者铝合金、镁合金等。此外，该被绝缘层覆盖的导线能够根据换向器式电动机10的规格来适当地选择单根导线、多根导线或者利兹线（绞合线）等。

以上，本发明的换向器式电动机是如下结构，即多个连接线单元包括如下连接线单元：该连接线单元以连接线单元中的自第3换向片到达一方的一侧和自第3换向片到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线，从而对线圈单元的彼此之间进行接线。

此外，本发明的绕线的接线方法构成为：以连接线单元中的自第3换向片到达一方的一侧和自第3换向片到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线，从而利用连接线单元对线圈单元的彼此之间进行接线。

因为本发明具有像这样的结构，连接线单元不会被引向与第3换向片邻接的换向片的方向，而是以使连接线单元的到达一方的一侧与到达另一方的一侧均经过相同的槽的方式进行配线。因此，能够抑制连接线单元与邻接于第3换向片的换向片的钩接触这样的接线不良，由此，能够实现电枢中的绕线的绝缘不良的降低化，实现电枢中的绕线在接触位置处的短路故障的降低化。

产业上的可利用性

本发明的换向器式电动机因为能够降低电枢的绕线的绝缘不良、接触位置处的短路故障，例如，适用于作为汽车所搭载的电气设备、电动工具的驱动用的电动机以及其它要求高可靠性的设备的电动机。

附图标记说明

10   换向器式电动机

11   框架

11a  安装孔

12   托架

13   定子

13a  永磁体

13b  磁体固定弹簧

14   转子

15   转轴

15a  输出轴

16，96 电枢

17   电枢芯

17C  芯主体部

17S  槽

17T  齿

18   绕线

18L  电枢线圈

18C  连接线单元

18W  线圈单元

19   轴承

20   换向器

25   换向片

26   钩

27   换向器主体部

30   电刷片

32   电刷箱

33   弹簧

Claims (14)

1.一种换向器式电动机，其具有：

定子，其具有多个励磁极；

电枢，其具有：电枢芯，其具有多个齿，并在上述齿的彼此之间具有槽；电枢线圈，其是将绕线卷绕于上述电枢芯而形成的；以及换向器，其具有由多个换向片构成的换向片组；以及

电刷，其与上述换向片滑动接触而向上述电枢线圈供电，

上述电枢线圈包括：多个线圈单元，各个线圈单元是将上述绕线卷绕于上述齿而形成的；多个连接线单元，各个连接线单元对上述线圈单元的彼此之间进行接线而进行电连接，

该换向器式电动机的特征在于，

上述换向片组具有：第1换向片，其与上述线圈单元的一端连接；第2换向片，其与上述线圈单元的另一端连接；第3换向片，其只与上述连接线单元连接，

上述第1换向片与上述第2换向片邻接配置，在上述邻接配置的旁边配置有上述第3换向片，

上述换向器以上述第3换向片位于上述槽的面前的方式配置，

上述多个连接线单元包括以上述连接线单元中的自上述第3换向片到达一方的一侧和自上述第3换向片到达另一方的一侧均经过上述第3换向片面前的相同的上述槽的方式进行配线来对上述线圈单元的彼此之间进行接线的连接线单元。

2.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述换向片均具有钩，

上述连接线单元以U字状连接于上述第3换向片的上述钩。

3.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述换向器的直径与上述电枢芯的槽内周的直径之间的差是10mm以下。

4.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

就上述电枢线圈而言，上述线圈单元和上述连接线单元借助上述换向片组构成串联闭合电路。

5.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述换向片组具有数量均相同的上述第1换向片、上述第2换向片以及上述第3换向片，并且上述换向片组的换向片数量是上述第1换向片的数量、上述第2换向片的数量以及上述第3换向片的数量之和。

6.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

就任意的上述第1换向片而言，在间隔120度的位置处配置有上述第2换向片或者上述第3换向片，就任意的上述第2换向片而言，在间隔120度的位置处配置有上述第3换向片或者上述第1换向片，就任意的上述第3换向片而言，在间隔120度的位置处配置有上述第1换向片或者上述第2换向片。

7.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

配置成上述第1换向片彼此之间、上述第2换向片彼此之间以及上述第3换向片彼此之间均间隔45度。

8.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

当上述换向片组的换向片数量为T、上述励磁极的磁极数量为P、上述电枢线圈的线圈单元数量为N时，满足T＝(1/2)PN。

9.根据权利要求8所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述磁极数量P是被2除后变为奇数的偶数，上述线圈单元数量N为偶数，该偶数不是上述磁极数量P的整数倍。

10.根据权利要求8所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述磁极数量P是6，上述线圈单元数量N是8，上述换向片数量T是24。

11.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述电刷包括一对阳极侧电刷和阴极侧电刷，上述阳极侧电刷与上述阴极侧电刷配置成间隔180度或者间隔60度。

12.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述电刷与相邻的两个上述换向片滑动接触，从上述电刷以并联电路数量为2个的电路向上述电枢线圈供电。

13.根据权利要求1所述的换向器式电动机，其特征在于，

上述电枢线圈所卷装的绕线的芯线部的材质是至少包含铜和铝的合金、包含微量的杂质的铝或者铝合金。

14.一种换向器式电动机的绕线的接线方法，该换向器式电动机具有：

定子，其具有多个励磁极；

电枢，其具有：电枢芯，其具有多个齿，并在上述齿的彼此之间具有槽；电枢线圈，其是将绕线卷绕于上述电枢芯而形成的；以及换向器，其具有由多个换向片构成的换向片组；以及

电刷，其与上述换向片滑动接触而向上述电枢线圈供电，

上述电枢线圈包括：多个线圈单元，各个线圈单元是将上述绕线卷绕于上述齿而形成的；多个连接线单元，各个连接线单元对上述线圈单元的彼此之间进行接线而进行电连接，

上述换向片组具有：第1换向片，其与上述线圈单元的一端连接；第2换向片，其与上述线圈单元的另一端连接；第3换向片，其只与上述连接线单元连接，

上述第1换向片与上述第2换向片邻接配置，在上述邻接配置的旁边配置有上述第3换向片，

该换向器式电动机的绕线的接线方法的特征在于，包括：

将上述换向器以上述第3换向片位于上述槽的面前的方式配置，

以上述多个连接线单元中的自上述第3换向片到达一方的一侧和自上述第3换向片到达另一方的一侧均经过上述第3换向片面前的相同的上述槽的方式进行配线，从而利用连接线单元对上述线圈单元的彼此之间进行接线。