CN1849738A - 电机 - Google Patents

Abstract

一种电机，包括可旋转地容纳在电机壳内的电枢，以及一对固定在电机壳内表面的磁体。所述电枢具有固定在旋转轴(16)上的电枢铁芯(17)以及容纳在十个槽(S1－S10)内的绕组，所述槽在电枢铁芯(17)中形成。这些槽(S1－S10)具有四种不同的形状，从而增加了各个绕组的填充系数。由于各个槽(S1－S10)在旋转方向上相对于旋转轴(16)的轴线方向倾斜，因此可以使不同形状的槽(S1－S10)所导致的磁失衡均匀化。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种通过磁能将电能转换为机械能的电机，本发明尤其涉及一种配置有电枢铁芯的电机，线圈以叠绕组的形式绕电枢铁芯缠绕。

背景技术

电机具有可旋转地容纳在电机壳内的电枢，和以面向电枢的方式固定到所述电机壳的内表面一对磁体，所述电机将直流(即，提供到电枢的电能)转换为电枢的旋转(即，磁能)用于输出。

在这种电机中使用的电枢具有旋转轴和固定到旋转轴的电枢铁芯，并可旋转地支撑在电机壳中的旋转轴处。电枢铁芯具有固定到旋转轴的毂部分，以及多个从毂部分径向突出的齿。在这些齿之间，形成有在旋转轴的轴线方向延伸的槽。通常，每个齿都被形成为相同的形状，并且在圆周方向等间隔地隔开。这样，各个槽也就形成了相同的形状。线圈绕这些槽中的每一个进行缠绕，并且通过将直流提供到这些线圈，使位于磁场中的线圈产生磁力，由此使得在电枢(也就是，旋转轴)处产生了旋转力。

作为线圈绕电枢铁芯缠绕的一种方案，通常所说的双飞方法是公知的，其中，在两个位置同时进行层叠缠绕，以相对于旋转轴满足点对称关系。在这种情况下，首先将线圈缠绕在一对槽(在其之间设置有预定数量的齿)之间，这种方式的操作在两侧进行，从而相对于旋转轴满足点对称关系。然后在预定的缠绕方向上顺次前移至相邻槽中进一步进行缠绕。

然而，在这种绕组方案中，后来缠绕的线圈的交迭部分，即，在电枢铁芯的边缘表面连接在槽之间的部分，重叠在先前缠绕的线圈的交迭部分的外侧。因此，后来缠绕的线圈置于与槽的开放侧接近的部分。而且，需要在两侧对线圈进行缠绕，以满足相对于旋转轴具有点对称的关系。因此，某些槽容纳了最先缠绕的线圈和其次缠绕的线圈，而其他的槽则容纳最后缠绕的线圈和次后缠绕的线圈。这样，如果所有的槽具有相同的形状，则在各个槽中会有浪费的空间，从而使线圈到槽的层叠系数减少。

因此，例如在专利文献1中披露的电机中，每个槽被形成为容纳绕组开始的侧的线圈的槽在底侧的周向宽度较宽、而在开口侧较窄，并且容纳绕组结束的侧的线圈的槽在底侧的周向宽度较窄、而在开口侧较宽。这样，就减少了在各个槽中的浪费空间，从而提高了线圈的层叠系数。因此，具有多种不同形状的槽的电枢铁芯还被称为变体铁芯，并被公知为用于增加要缠绕的线圈数量，以及提高电机效率的技术。

专利文献1：日本悬而未决的专利，其公布号为4-255438(第3-4页，图2-7)

发明内容

然而，在具有上述变体铁芯的电机中，在各个齿之间，相邻齿的间隔是不同的，这就使在每次的缠绕过程中，每个线圈的交迭部分的长度在每个线圈中都是变化的。因此，在电枢铁芯和磁体之间的磁平衡在旋转方向上变化，并且难以减少由各个线圈引起的磁力波动和齿形力矩，以及难以减少输出扭矩波动。

本发明的目的在于提高电机的效率，并减少扭矩波动。

根据本发明的电机通过磁能将电能转换为机械能，并且可包括：旋转轴，可旋转地支撑在电机壳中；电枢铁芯，设置有固定到所述旋转轴的毂部分，以及多个齿，所述多个齿中的每一个包括从所述毂部分突出的基部；磁体，以面向所述电枢铁芯的外周面的方式固定到所述电机壳的内表面；以及线圈，延伸通过在之间相隔预定数量的齿的一对齿，并缠绕地容纳在槽中，其中，在所述齿之间形成有至少两种形状类型不同的槽，并且所述槽在旋转方向上相对于所述旋转轴的轴向方向倾斜。

根据本发明的电机，还可包括：容纳缠绕开始端的两个线圈的第一槽，和容纳缠绕末端的两个线圈的第二槽；其中，所述第一槽底侧的周向宽度被形成为大于所述第二槽底侧的周向宽度，并且，所述第二槽开口侧的周向宽度被形成为大于所述第一槽开口侧的周向宽度。

根据本发明的电机是这样的，即，所述齿中的每一个在顶端部分具有接合部分，所述接合部分从所述顶端部分以圆周的方向延伸，并且其尖端是锐角。

根据本发明，由于容纳线圈的槽为至少两种在形状上不同的类型，并且在旋转方向上相对于所述旋转轴的轴向方向倾斜，因此提高了绕所述槽缠绕的线圈的层叠系数，并且同时使得电枢相对于所述磁体的磁平衡均匀。因此，可以提高电机的效率，减少扭矩波动。此外，扭矩波动的减少使得电机操作时产生的振动和噪音减少。

此外，根据本发明，由于槽在旋转方向上相对于所述旋转轴的轴向方向倾斜而导致的线圈绕组量减少，可以通过改变槽的形状得到补偿。因此，通过增加各个槽的倾斜角，能够进一步降低电机的扭矩波动。

而且，根据本发明，由于接合部分的尖端被形成为锐角，所以能够增强线圈的保持特性。此外，由于减少了相邻的接合部分之间的磁阻，因此可以减少磁阻泄漏，并增加线圈的整流。

附图说明

图1是设置有根据本发明的一个实施方案的电机的调整电机的局部剖面图；

图2是显示从轴向方向看到的在图1中示出的电枢铁芯形状的截面图；

图3A到3C是分别显示绕电枢铁芯缠绕线圈的方案的截面图；

图4是示出了图2所示的电枢铁芯的修改实施例的剖视图；

图5A到5C是分别示出了环绕图4所示的电枢铁芯缠绕线圈的方法的剖视图；

图6A到6C是分别示出了图5A到5C中的线圈的缠绕方向反转的情况的剖视图；

图7是示出了本发明的另一实施方案的剖视图；

图8是示出了本发明的又一实施方案的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图，详细说明本发明的实施方式。

图1是根据本发明的一个实施方式的带有电机的调节器电机的局部剖视图。图2是显示图1所示的电枢铁芯的轴向剖视图。图3A-3C显示的分别是绕电枢铁芯缠绕线圈的方案的剖视图。

如图1所示，调节器电机11安装在某交通工具(未示出)的门上，用于打开/关闭设置在门上的可开关的门玻璃。在这种情况下，门玻璃通过导向构件沿垂直方向可开关地支撑在门上，并通过调节器连接到调节器电机11的输出轴(未示出)上。当调节器电机11工作时，输出轴的旋转运动通过调节器转换为门玻璃的垂直移动，从而实现打开和关闭操作。

如图1所示，调节器电机11具有电机12和减速器13。电机12的旋转通过减速器13减慢到预定的旋转量，随后从输出轴输出。

电机12具有截面为椭圆形的电机壳14。在电机壳14中容纳有电枢15。电枢15具有旋转轴16(也称作电枢轴)，和电枢铁芯17(也称作铁芯)。旋转轴16通过轴承21可旋转地设置在电机壳14内。这样，电枢15能够在电机壳14内自由旋转。

电枢铁芯17通过层压多个预定形状的冲压片而形成，而且其轴心固定在旋转轴16上并能和旋转轴16整体地一起旋转。此外，电枢铁芯17上形成有10个槽S1-S10，并且在槽S1-S10内容纳有线圈C1-C10。

槽S1-S10中的每一个的轴向都以人们常说的偏斜方式倾斜，从而使冲压片被层压为顺序偏移预定角度，并相对于旋转轴16的轴向在旋转轴16的旋转方向上倾斜预定角度。下面将对电枢铁芯17和线圈C1-C10进行详细说明。

旋转轴16具有固定在其上的整流器22，并且整流器22设有10个相互绝缘并径向放置的整流片22a。线圈C1-C10中每一个在其端部都和相应的整流片22a相连。此外，一对电刷(未示出)与这些整流片22a可滑动地相接触。整流器22对供给到这些电刷的直流进行整流，并将它们供给到每个线圈C1-C10上。也就是说，这些电机是配有电刷的电机。

被设置成不同的磁极相互面对的两个磁铁23和24固定在电机壳14的内表面上。通过磁铁23和24，在电机壳14的内部形成磁场。磁铁23和24面向电枢铁芯17的外表面，并与其具有一定间隙(空气间隙)。也就是说，电枢铁芯17和线圈C1-C10位于由磁铁23和24形成的磁场内。由此，当将经过整流器22整流的直流提供到线圈C1-C10时，位于磁场中的线圈C1-C10将产生电磁力，从而在电枢15上产生旋转力。也就是说，电机12将直流(即，通过电刷提供到线圈C1-C10上的电能)转换为电枢15的旋转(即，经过磁铁23和24的磁能和线圈C1-C10产生的电磁力的机械能)。

另一方面，减速器13具有的结构是，装配在电机壳14上的齿轮箱25内容纳了减速装置26。在这种情况下，使用蜗轮装置作为减速装置26。电机12的旋转轴16从电机壳14的内部突出到齿轮箱25的内部。构成减速装置26的蜗杆27与旋转轴16突出到齿轮箱25内的一部分的外周面形成为一体。另外，上述未示出的输出轴可旋转地支撑在齿轮箱25内。与蜗杆27相接合的蜗轮28固定在输出轴上。因此，电机12的转动(即旋转轴16)通过蜗杆27和蜗轮28减速后传输到输出轴上。

另外，齿轮箱25内设置有转动传感器31，以检测旋转轴16的转动速度和转动方向。转动传感器31具有环形传感磁体32(其具有以圆周方向排列的多个磁极)以及两个磁传感器33。传感磁体32装配在旋转轴16上，以与旋转轴16共同转动。另外，各个磁传感器33被设置为以旋转轴16为中心、在圆周方向上以90度的相差面对传感磁体32，并根据由旋转磁体32的旋转而产生的磁极的变化来输出脉冲信号(其为检测信号)。应该注意，在这种情况下使用霍尔元件作为磁传感器33。

齿轮箱25设置有耦合器34，并且各个电刷和磁传感器33通过耦合器34与未示出的控制装置相连。使用包括CPU、存储器和其他元件的所谓微型计算器作为控制装置。根据未示出的电动窗开关或类似装置的操作，将来自于安装在车辆上的电源的直流电提供给电刷。另外，控制装置通过磁传感器33输入的脉冲信号的周期检测旋转轴16的转动速度，并且通过各个磁传感器33输入的脉冲信号的出现顺序检测旋转轴16的转动方向。根据这些检测结果控制电机12的操作。这样，举例来说，当电动窗开关以打开的方向操作时，控制装置控制电机12在打开门玻璃的方向上工作。旋转轴16的旋转从输出轴经过调节器输送至门玻璃，从而使得门玻璃进行打开操作。相反，当电动窗开关以关闭方向操作时，控制电机12被控制为在关闭门玻璃的方向上工作。旋转轴16的旋转从输出轴经过调节器输送至门玻璃，从而使得门玻璃进行关闭操作。

如图2所示，在电机12中使用的电枢铁芯17设置有固定至旋转轴16的柱形毂部分41，以及从毂部分41突出来的十个齿T1到T10。上述槽S1到S10分别在齿T1到T10中的相邻的齿之间形成。

齿T1到T10在其顶端部分都具有接合部分42，接合部分42在圆周方向上从顶端部分延伸，并且其顶端形成为锐角，而且接合部分42的形状整体地形成为近似T形。另外，齿T1、T2、T3、T6、T7和T8在图2中的逆时针方向上相对于径向方向倾斜，而齿T4、T5、T9和T10在图2中的顺时针方向上相对于径向方向倾斜。此外，齿T1到T10的接合部分42在圆周方向上具有相同的宽度，并且在圆周方向上的间隔相等。因此，在电枢铁芯17上形成的槽S1到S10为形状不同的四种类型。以下将描述槽S1到S10的各个形状。

槽S1形成在齿T1和T10之间，并且相对于设定作为参考并且在图中由点划线表示的槽位置参考线L在圆周方向上对称，槽位置参考线L将位于相邻的接合部分42之间的开口部分的圆周方向中间位置与旋转轴16连接。另外，槽S1被形成为在毂部分41的一侧(即，在底侧)的圆周方向宽度与在径向外侧(即，在开口侧)的圆周方向宽度基本相等。另外，在齿T5和T6之间形成并相对于旋转轴16与槽S1成180度点对称的槽S6与槽S1的形状相同。

另一方面，对于在槽S1两侧形成的槽S2和S10，相对于槽位置参考线L(设定作为参考)与槽S1相对的部分被形成为与槽S1的形状近似相同，而相对于槽位置参考线L(设定作为参考)位于槽S1的侧的部分的圆周方向宽度在底侧窄于槽S1的圆周方向宽度，并且在开口侧宽于槽S1的圆周方向宽度。即，槽S2和S10都被形成为其圆周方向宽度在底侧窄于槽S1和S6，而在开口侧宽于槽S1和S6。因此，作为一个整体，槽S2和S10向槽S1的一侧倾斜。另外，紧邻槽S6形成的槽S5被形成为其形状与槽S10相同，而紧邻槽S6形成的槽S7被形成为其形状与槽S2相同。此外，而紧邻槽S2并且与槽S1相对的槽S3以及紧邻槽S7并且与槽S6相对的槽S8被形成为其形状分别与槽S2和S7近似相同。

另外，形成在槽S3和S5之间的槽S4被形成为在圆周方向上相对于设定为参考的槽位置参考线L近似对称，并且在底侧的圆周方向宽度小于槽S2、S3、S5、S7、S8和S10的圆周方向宽度，以及在开口侧的圆周方向宽度大于槽S2、S3、S5、S7、S8和S10的圆周方向宽度。另外，形成在齿T8和T9之间、并且相对于旋转轴与槽S4成180度点对称的槽S9也被形成为与槽S4的形状相似。这样，该电枢铁芯17为所谓的变体铁芯具有形状不同的四种类型的槽S1到S10)。

以下将根据图3A到3C描述绕着电枢铁芯17缠绕线圈C1到C10的方法。

通过人们常说的双飞方法绕电枢铁芯17缠绕线圈C1到C10，其中在两个位置同时进行层叠缠绕，从而满足相对于旋转轴16的点对称关系。即，线圈首先穿过并且绕在其间设置有四个齿的一对齿缠绕，并且在相对于旋转轴16满足点对称关系的两侧进行缠绕。然后，在预定的缠绕方向上顺次偏移至相邻槽中进一步进行缠绕。在图3A到3C所示的情形中，缠绕方向为顺时针方向。

如图3A所示，首先在将旋转轴16夹在其间的两侧，将线圈C1和C2分别缠绕在齿T1和T4之间以及T6和T9之间。穿过齿T1和T4的线圈C1容纳在槽S1和S5内，而穿过齿T6和T9的线圈C2容纳在槽S6和S10内。这时，线圈C1和C2分别容纳在槽S1和S5的底部以及槽S6和S10的底部。在缠绕完成后，这些线圈C1和C2的末端各自与相应的整流器22的整流器片22a连接。

然后，如图3B所示，第二组线圈C3和C4分别穿过齿T2和T5以及齿T7和T10。线圈C3容纳在槽S2和S6内，而线圈C4容纳在槽S7和S1内。这时，连接在槽之间的线圈C3和C4的各个交迭部分分别叠置在第一组缠绕的线圈C1和C2的各个交迭部分外侧。因此，线圈C3和C4分别容纳在槽S2和S7内，从而从底侧稍微朝着开口侧移位，并且分别容纳在槽S6和S1内，从而与第一组线圈C1和C2相邻，并且相对于线圈C1和C2来说位于开口侧。在缠绕完成后，这些线圈C3和C4的末端各自与相应的整流器22的整流器片22a连接。

然后，依次缠绕线圈C5和C6以及线圈C7和C8，从而以与以上所述类似的方式在缠绕方向上相继偏移。最后的线圈，即第五组线圈C9和C10缠绕完成后的状态如图3C中所示。应该注意，这些线圈C1到C10是通过不止一次地缠绕电绝缘线来形成的，所述线的外表面覆盖有绝缘漆等。在附图中，出于方便的目的，各个线圈被示出为具有一束线的形状。

当通过双飞方法绕电枢铁芯17缠绕完线圈C1至C10后，如图3C所示，最后缠绕的各个线圈C9和C10的交迭部分叠置在最外侧，从而分别容纳在槽S5和S9以及槽S4和S10的开口侧。另外，次后缠绕的线圈C7和C8分别容纳在槽S4和S8以及槽S3和S9的开口侧。因此，容纳最后缠绕的两组线圈C9和C10聚积在在作为第二组槽的槽S4和S9的开口侧。另一方面，如图3A所示，第一组缠绕的线圈C1和C2分别容纳在槽S1和S5以及槽S6和S10的底侧，并且如图3B所示，第二组缠绕的线圈C3和C4也分别容纳在槽S2和S6以及槽S7和S1的底侧。因此，首先缠绕的两组线圈C1和C2聚积在作为第一组槽的槽S1和S6的底侧。

然而，在电机12中使用的电枢铁芯17中，其开口侧容纳有线圈C9和C10的槽S4和S9的圆周方向宽度被设定为较宽，并且其底侧聚积有线圈C1和C2的槽S1和S6的圆周方向宽度也被设定为较宽。因此，用于将线圈C1和C2容纳在槽S1和S6内的容纳空间以及用于将线圈C9和C10容纳在槽S4和S9内的容纳空间被充分地扩展。即，在容纳最先缠绕的线圈C1和C2的槽S1和S6各自被形成为其圆周方向宽度在底侧较大而在开口侧较小。相应地，容纳线圈最后缠绕的C9和C10的槽S4和S9各自被形成为其圆周方向宽度在底侧较小而在开口侧较大。因此，槽S1、S4、S6和S9内产生的空间浪费被减小。由此，可以有效地容纳线圈C1、C2、C9和C10。另外，容纳线圈C3到C8(在缠绕过程的中间阶段进行缠绕)的槽S2和S3以及槽S7和S8分别被形成为介于槽S1和S6，以及介于槽S4和S9之间的形状。因此可以有效地容纳线圈C3到C8中的各个线圈。因此，在电枢铁芯17中，可以增大绕着槽S1到S10缠绕的线圈C1到C10的层叠系数，即增大线圈的绕组量的占据率与槽的容纳空间的比，从而增加了绕槽S1到S10缠绕的线圈C1到C10的绕组量，从而提高电机12的效率。

这样，在电机12中，由于电枢铁芯17具有形状不同的四种形式的槽S1到S10，因此可能能够提高线圈C1到C10的层叠系数从而提高电机12的效率。

另外，由于容纳最后缠绕的线圈C9和C10的槽S3、S4、S5、S8、S9和S10被形成为在开口侧的圆周方向宽度较大，因此各个齿T2、T3、T4、T5、T7、T8、T9和T10的接合部分42在线圈C9和C10经过的一侧较长。由此，线圈C9和C10与齿T2、T3、T4、T5、T7、T8、T9和T10的接合得到了保证，从而提高了线圈C9和C10的固定特性。

此外，在电机12中，T1到T10的各个齿的接合部分42具有形成为锐角的尖端。因此，在缠绕时，线圈可以容易地落入槽S1到S10中的相应槽中，从而可以容易地缠绕线圈C1到C10。另外，由于尖端形成为锐角，绕槽S1到S10缠绕的线圈可以可靠地设置在接合部分42上。特别地，可以增强齿T5和T8对最后的线圈C9的保持，以及增强齿T3和T10对最后的线圈C10的保持。

这样，在电机12中，由于接合部分42的尖端形成为锐角，因此可以容易地将线圈C1到C10环绕槽S1到S10缠绕。另外，还增强了齿T1和T10对线圈C1到C10的保持。

另外，由于各个接合部分42形成为锐角，因此相邻的接合部分42之间相面对的区域较小，从而降低了接合部分42之间的磁阻。因此，当为线圈C1到C10提供功率时，接合部分42之间产生的漏感降低，从而可以增强线圈C1到C10的整流。

这样，在电机12中，由于接合部分42的尖端形成为锐角，相邻的接合部分42之间的漏感可以被降低，从而可以增强线圈C1到C10的整流。

此外，在电枢铁芯17中，由于齿T1到T10在圆周方向上被不同地分隔开，因此线圈C1到C10的交迭部分的长度(即线圈的长度)彼此不同。因此，转子15与磁体23和24之间的磁平衡在旋转方向上是变化的。然而，在电机12中，槽S1到S10被形成为具有形状不同的四种类型，如图1所示，槽S1到S10被偏斜从而在旋转方向上相对于旋转轴16的轴线方向倾斜地延伸。因此，由齿T1到T10和线圈C1到C10产生的磁平衡被均匀地降低。即，由于各个齿T1到T10在圆周方向上被不同地隔开而导致的齿形力矩中的波动、以及由绕各个线圈C1到C10缠绕的线圈的不同长度所导致的线圈C1到C10间电磁力的差异(即输出转矩中的波动)通过倾斜的槽S1到S10得到均匀。因此，即使在电枢铁芯17中设置了不同形状的四种形式的槽S1到S10，在电机12的输出转矩中产生的转矩波动可以减小。

另外，在所有槽都形成为相同形状的电枢铁芯17中，如果槽在转动方向上相对于旋转轴16的轴线方向倾斜，则各个槽的投影区域减小。因此，这些槽中可以容纳的线圈的缠绕量降低，从而降低电机的效率。然而，在电机12中，即使槽S1到S10在转动方向上相对于旋转轴16的轴线方向倾斜，由于槽S1到S10的投影区域的减小而导致的线圈的缠绕量降低可以通过槽S1到S10的形状不同来补偿。

这样，在电机12中，在电枢铁芯17上形成形状不同的四种形式的槽S1到S10，并且槽S1到S10中的各个相对于旋转轴16的轴线方向以转动方向倾斜。因此，不同铁芯之间的相互作用和偏斜可以改善电机12的效率并降低转矩波动。另外，转矩波动的降低使得电机12工作时的振动和噪声降低。另外，在不降低线圈C1到C10的层叠系数的情况下，由于可以增加槽S1到S10相对于旋转轴16的转动方向的倾斜角度，因此可以进一步降低电机12的转矩波动。

另外，如果该电机12用于打开和关闭车辆的玻璃门的调节器电机11，那么可以平稳地操作玻璃门。另外，通过缩小电机12的尺寸，可以改善其在车辆上的可安装性。

图4是示出了图2所示的电枢铁芯进行修改的实施例的剖视图。图5A到5C分别是示出了绕图4所示的电枢铁芯缠绕线圈的方法的剖视图。

图4所示的电枢铁芯51包括固定至旋转轴52的柱形毂部分53，以及通过毂部分53彼此耦合的十个齿T11到T20。齿T11到T20各包括从毂部分53突出出来的基部54，以及一体形成在基部54的顶端并且在圆周方向上向两侧延伸的接合部分55。因此，各个齿T11到T20形成为近似T形。另外齿T11到T20形成为使得各个基部54在圆周方向上具有基本上相同的宽度，并且使得各个接合部分55在圆周方向上具有相同的宽度。另外，各个接合部分55以在相邻的接合部分55之间具有预定间隙的状态设置在圆周方向上。

在齿T11到T20的相邻齿之间，与以上所述的槽类似的槽S11到S20被形成为由齿T11到T20的相邻齿之间的基部54和接合部分55分隔开。这些槽S11到S20中的各个在相邻的接合部分55之间是开口的。槽S11到S20具有多种形状，即，该电枢铁芯为所谓的变体铁芯。另外，当具有图2中所示的电枢铁芯17时，槽S11到S20在旋转方向上相对于旋转轴52的轴线方向倾斜。

以下将描述槽S11到S20的形状。

槽S11在齿T11和T12之间形成，并且相对于设定为参考并且在图中由点划线表示的槽位置参考线L(连接相邻的接合部分55之间的开口部分的圆周方向中间位置与旋转轴52的轴心)在圆周方向上对称。另外，槽S11被形成为在毂部分53的一侧(即，在底侧)的圆周方向宽度与在外侧(即，在开口侧)的圆周方向宽度基本相等。即，槽S11被形成为近似于矩形的形状。

另外，在齿T15和T16之间形成的槽S16形成为与槽S11的形状相同。槽S16相对于与槽S11的参考线相同的槽位置参考线L(设定为参考)设置。即，作为第一个槽的槽S11和槽S16设置为以旋转轴52为中心点对称。

在槽S11的两侧，作为第二槽的一对槽S12和S20与槽S11并列布置。槽S12和S20都被形成为，使得在槽S11的一侧、相对于相应的槽位置参考线L的圆周方向宽度在底侧窄于槽S11，并且在开口侧宽于槽S11，并且使得在与槽S11相对的一侧、相对于槽位置参考线L的圆周方向宽度在底侧和开口侧基本上与槽S11相等。即，作为一个整体，槽S12和S20各自被形成为在底侧上的圆周方向宽度窄于槽S11，而在开口侧上的圆周方向宽度宽于槽S11，并且作为一个整体在槽S11的一侧相对于设定为参考的相应的槽位置参考线L倾斜。

类似地，在位于以旋转轴52为中心相对于槽S11对称的槽S16的两侧，作为第二槽的一对槽S15和S17与槽S16并列布置。槽S15形成为与槽S20具有相同的形状，并且设置在以旋转轴52为中心相对于槽S20对称的位置。槽S17形成为与槽S12具有相同的形状，并且设置在以旋转轴52为中心相对于槽S12对称的位置。即，槽S15和S17都被形成为，使得在槽S16的一侧、相对于相应的槽位置参考线L的圆周方向宽度在底侧窄于槽S16，并且在开口侧宽于槽S16，以及使得在与槽S16相反的一侧、相对于槽位置参考线L的圆周方向宽度在底侧和开口侧基本上与槽S16相等。因此，作为一个整体，槽S15和S17各自被形成为在底侧上的圆周方向宽度窄于槽S16，而在开口侧上的圆周方向宽度宽于槽S16，并且在槽S16的一侧相对于相应的槽位置参考线L倾斜。这样，彼此形成为相同形状的上述两对槽，即槽S11和S16以及槽S12和S17，在S16的两侧并列布置。

相对于槽S12，槽S13在槽S11相反的一侧并列布置；相对于槽S20，槽S19在槽S11相反的一侧并列布置。另外，相对于槽S15，槽S14在槽S16相反的一侧并列布置；相对于槽S17，槽S18在槽S16相反的一侧并列布置。槽S13、S14、S18和S19各自被形成为在底侧的圆周方向宽度比槽S12、S15、S17和S20更窄，而在开口侧的圆周方向宽度比槽S12、S15、S17和S20更宽，并且被形成为相对于设定为参考的相应的槽位置参考线L对称。即，在槽S13、S14、S18和S19中，相对于相应的槽位置参考线L与各个槽S12、S15、S17和S20相反一侧上的圆周方向宽度在底侧窄于槽S11和S16、而在开口侧宽于槽S11和S16。

这样，通过如上所述地构建槽S11到S20，电枢铁芯51被形成为具有线对称形状，其中各个槽S11和S16的槽位置参考线L被设定为参考线。

以下将根据图5A到5C描述绕着电枢铁芯51缠绕线圈C11到C20的方法。

通过双层叠缠绕(即，人们常说的双飞方法)绕电枢铁芯51缠绕线圈C11到C20，其中在两个位置同时进行层叠缠绕，从而满足相对于旋转轴52的点对称关系。在双飞方法中，首先将线圈穿过并绕彼此相隔四个齿的一对齿缠绕，并且这一步骤在相对于旋转轴52满足点对称关系的两侧进行。然后，在预定的缠绕方向上顺次前移至相邻槽中进一步进行缠绕。应该注意，在图5A到5C所示的情形中，缠绕方向被设定为顺时针方向。

如图5A所示，首先将线圈C11和C12在将旋转轴52夹在其间的两侧缠绕在齿T11和T14之间以及T16和T19之间。穿过齿T11和T14的线圈C11容纳在槽S11和S15内，而穿过齿T16和T19的线圈C12容纳在槽S16和S20内。这时，线圈C11和C12分别容纳在槽S11和S14的底部以及槽S16和S20的底部。在缠绕完成后，线圈C11和C12的末端各自与相应的整流器22的整流器片22a连接。

然后，如图5B所示，第二组线圈C13穿过齿T12和T15，线圈C14穿过齿T17和T20。线圈C13容纳在槽S12和S16内，而线圈C14容纳在槽S17和S11内。这时，各个线圈C13和C14连接槽的交迭部分分别叠置在第一组缠绕的线圈C11和C12的各个交迭部分外侧。因此，线圈C13和C14分别容纳在槽S12和S17内，从而从底侧稍微朝着开口侧偏移，并且分别容纳在槽S16和S11内，以与第一组线圈C11和C12相邻，并且相对于线圈C11和C12来说位于开口侧。在缠绕完成后，这些线圈C13和C14的末端各自与相应的整流器22的整流器片22a连接。

然后，缠绕线圈C15和C16以及线圈C17和C18，从而以与以上所述类似的方式在缠绕方向上相继前移。最后的线圈，即第五组线圈C19和C20缠绕完成后的状态如图5C中所示。注意到这些线圈C11到C20是通过不止一次地缠绕电绝缘线来形成的，所述线的外表面覆盖有绝缘漆等。在附图中，出于方便的目的，各个线圈被示出为具有一束线的形状。

当通过双飞方法绕电枢铁芯51缠绕完线圈C11至C20后，如图5C所示，最后缠绕的各个线圈C19和C20的交迭部分叠置在最外侧，从而分别容纳在槽S15和S19以及槽S14和S20的开口侧。另外，次后缠绕的线圈C17和C18分别容纳在槽S14和S18以及槽S13和S19的开口侧。因此，容纳在作为第二组槽的槽S14和S19内的最后缠绕的线圈C19和C20聚积在开口侧。另一方面，如图5A所示，第一组缠绕的线圈C11和C12分别容纳在槽S11和S15以及槽S16和S20的底侧，并且第二组缠绕的线圈C13和C14也分别容纳在槽S12和S16以及槽S17和S11的底侧，如图5B所示。因此，容纳在作为第一组槽的槽S11和S16内的首先缠绕的线圈C11和C12聚积在底侧。

然而，在电枢铁芯51中，在开口侧容纳线圈C19和C20的槽S14和S19的圆周方向宽度设定为较宽，并且在底侧聚积线圈C11和C12的槽S11和S16的圆周方向宽度也设定为较宽。因此，用于将线圈C11和C12容纳在槽S11和S16内的容纳空间，以及用于将线圈C19和C20容纳在槽S14和S19内的容纳空间充分地得到扩展。即，容纳首先缠绕的线圈C11和C12的槽S11和S16都形成为其圆周方向宽度在底侧较大而在开口侧较小。相应地，容纳在最后缠绕的线圈C19和C20的槽S14和S19都形成为其圆周方向宽度在底侧较小而在开口侧较大。因此，减小了槽S11、S14、S16和S19内的空间浪费。由此，可以有效地容纳线圈C11、C12、C19和C20。另外，容纳线圈C15和C18的槽S13以及容纳线圈C16和C17的槽S18形成为与槽S14和S19具有类似的形状，从而在开口侧的宽度较大。容纳线圈C13和C16的槽S12、容纳线圈C14和C15的槽S17、容纳线圈C11和C19的槽S15、以及容纳线圈C12和C20的槽S20分别形成为具有介于槽S11和S16与槽S14和S19之间的形状。因此，可以有效地容纳线圈C13到C18中的各个线圈。因此，在电枢铁芯51中，增大了绕着槽S11到S20缠绕的线圈C11到C20的层叠系数，即增大了线圈的绕组量的占据率与槽的容纳空间的比，从而增加了绕着槽S11到S20缠绕的线圈C11到C20的绕组量，从而提高电机12的效率。

这样，在电机12中，由于电枢铁芯51具有形状不同的多种形式的槽S11到S20，因此即使这些槽S11到S20相对于旋转轴52的轴线方向以旋转方向倾斜，也能提高线圈C1到C10的层叠系数从而增加电机12的效率。

在电机12中，容纳最后的线圈C19的槽S19被形成为在与槽S20相反的一侧、相对于槽位置参考线L的周向宽度在开口侧较大。因此，缠绕线圈C19的齿T18的接合部分55的长度较长。另外，容纳线圈C19的另一侧的槽S15形成为使得槽S16的开口侧的圆周方向宽度较大。因此，缠绕线圈C19的齿T15的接合部分55的长度较长。因此，线圈C20可以可靠地保持在齿T15和T18之间。

类似地，容纳最后的线圈C20的槽S14形成为在与槽S15相反的一侧、相对于槽位置参考线L的圆周方向宽度在开口侧较大。因此，缠绕线圈C20的齿T13的接合部分55的长度较长。另外，线圈C20的另一侧容纳在槽S20内，但是槽S20被形成为使得相对于槽位置参考线L、槽S11的开口侧的圆周方向宽度较大。因此，缠绕线圈C20的齿T20的接合部分55的长度较长。因此，线圈C20可以可靠地保持在齿T13和T20之间。

这样，在电枢铁芯51中，最后的线圈C19和C20可以可靠地保持在电枢铁芯51内。

图6A到6C是示出了与图5A到5C中的线圈缠绕方向相反的实施方案的剖视图。

其间，由于电枢铁芯51被形成为相对于槽S11和S16的槽位置参考线L(作为参考)线对称，因此即使线圈的双层叠缠绕方向是与图5所示的情况相反的逆时针方向，最后的线圈C19和C20也可以可靠地保持在槽内，如图6A至6C所示。

即，如图6A到6C所示，在线圈C11到C20的缠绕方向与图5A到5C所示的方向相反的情况下，线圈C19和C20分别容纳在槽S13和S18内，通过将槽S11和S16的槽位置参考线L设定为参考来将槽S13和S18设置为相对于槽S14和S19线对称，并且槽S13和S18具有相同的形状。因此，线圈C19穿过齿T13和T16，而线圈C20穿过齿T11和T18。这些齿T11、T13、T16和T18在其上延伸的接合部分55的各侧被形成为较长，因此线圈C19和C20可以以类似于图5A到5C所示的形式可靠地保持在电枢铁芯51内。

这样，在电机12中，电枢铁芯51被形成为相对于设定为参考的槽S11和S16的槽位置参考线L线对称，从而无论槽S11到S20以哪个方向缠绕，最后的线圈C19和C20都可以接合在被形成为较长的接合部分55内。因此，线圈C19和C20可以可靠地保持在电枢铁芯51内。

另外，在绕电枢铁芯51缠绕线圈的过程中，不需要规定线圈C11到C20的缠绕方向或者设定电枢铁芯51相对于未示出的绕线机的方向，从而使得绕电枢铁芯51缠绕线圈C11到C20更加容易。

本发明并不限于以上所述的实施方案，而可以在其范围不背离本发明的要点的情况下进行各种改变。例如，在上述实施方案中，已经描述了根据本发明的电机12被示例性地应用于调节器电机1以用于打开和关闭车辆门玻璃的情况。然而，本发明并不仅限于此，并且可以用于驱动其他的从动部件，例如驱动雨刮电机以驱动设置在车辆上的后雨刮器。另外，在类似的情况下，平稳地操作从动部件。此外，通过使电机12小型化，可以改善其可安装性以及安装性能。

另外，在上述实施方案中，电枢铁芯17包括具有不同形状的四种类型的十个槽S1到S10。然而，本发明并不仅限于此，并且可以设置有具有不同形状的至少两种类型的槽。例如，如图7所示，可以提供具有形成在齿T21到T26之间的六个槽S21到S26的电枢铁芯61。在这种情况下，电枢铁芯61被形成为相对于设定为参考的槽S21和S24的槽位置参考线L线对称。另外，举例来说，如图8所示，可以提供具有形成在齿T31到T38之间的八个槽S31到S38的电枢铁芯71。在这种情况下，电枢铁芯71被形成为相对于设定为参考的槽S31和S35的槽位置参考线L线对称。应该注意到，在图7和图8中对应于以上所述的部件由相同的参考标号表示。

另外，在上述实施方案中，利用蜗轮装置作为减速装置26。然而，本发明并不仅限于此，而是可以使用其他的减速装置例如齿数不同的正齿轮组合。

另外，以下将描述可由上述实施方案得出的根据本发明的除了这些以外的技术方案(发明)。

根据本发明的电机通过磁能将电能转化为机械能，并且包括：可旋转地支撑在电机壳中的旋转轴；固定至所述旋转轴的毂部分；设置有多个齿的电枢铁芯，所述多个齿中的每一个都包括从毂部分突出的基部以及在圆周方向上向两侧延伸的接合部分；安装在电机壳的内表面上并面对电枢铁芯的磁体；以及在一对齿之间缠绕的多个线圈，所述一对齿之间相距一定数量的齿，所述线圈容纳在沿着齿形成的槽内，其中所述槽底侧的圆周方向宽度和开口侧的圆周方向宽度近似相等，并且被形成为相对于槽位置参考线近似对称，所述槽包括一对第一组槽(其被设置为相对于设定为中心的旋转轴点对称)以及至少两对第二组槽(其设置在第一组槽中一个槽的两侧以及另一个槽的两侧，并且设置为使得在第一组槽一侧的、相对于槽位置参考线的圆周方向宽度在底侧小于第一组槽而在开口侧大于第一组槽)，所述电枢铁芯被形成为相对于第一组槽的设定作为参考的槽位置参考线线对称。

在根据本发明的电机中，齿的基部的圆周方向宽度近似相同，并且齿的接合部分的圆周方向宽度近似相同。

工业应用性

本发明可用于制造具有高效率和较小的转矩波动的电机。

Claims (3)

1.一种通过磁能将电能转换为机械能的电机，包括：

旋转轴，可旋转地支撑在电机壳中；

电枢铁芯，设置有固定到所述旋转轴的毂部分，以及多个齿，所述多个齿中的每一个包括从所述毂部分突出的基部；

磁体，以面向所述电枢铁芯的外周面的方式固定到所述电机壳的内表面；以及

线圈，延伸通过在之间相隔预定数量的齿的一对齿，并缠绕地容纳在槽中，

其中，在所述齿之间形成有至少两种形状类型不同的槽，并且所述槽在旋转方向上相对于所述旋转轴的轴向方向倾斜。

2.如权利要求1所述的电机，还包括：

容纳缠绕开始端的两个线圈的第一槽，和容纳缠绕末端的两个线圈的第二槽；

其中，所述第一槽底侧的周向宽度被形成为大于所述第二槽底侧的周向宽度，并且，所述第二槽开口侧的周向宽度被形成为大于所述第一槽开口侧的周向宽度。

3.如权利要求1或2所述的电机，其中，所述多个齿中的每一个在顶端部分具有接合部分，所述接合部分从所述顶端部分在圆周方向延伸，并且其尖端是锐角。

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