[发明专利]电动机及带减速器电机

说明书

技术领域

本发明涉及例如安装于车辆的电动机、及使用该电动机的带减速器电机。

本申请基于2008年10月7日在日本提出申请的专利申请2008-260987号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，使用带电刷的电动机以作为汽车用的刮水器电机的情况较多。这种电动机在圆筒状的磁轭的内周面沿周向以等间隔配置多个永磁体，在这些永磁体的内侧支承着电枢使其可自由旋转。电枢具有呈放射状形成多个齿的电枢铁芯。在各齿间形成多个在轴线方向较长的槽，通过利用重叠卷绕的方式在空开预定间隔的槽间卷绕绕组从而形成线圈。线圈从外侧嵌入转轴使得与电枢铁芯相邻，并与固定的换向器导通。

换向器以相互绝缘的状态沿周向配置多个为金属片的换向片，这些换向片分别与线圈的卷绕始端及卷绕末端连接。另外，各换向片与电刷可滑动接触地连接，通过该电刷向各个线圈进行供电。于是，在接受了供电的线圈中形成磁场，利用与磁轭的永磁体之间产生的磁性吸引力和排斥力来驱动转轴。

其中，为满足近年来刮水器电机小型化、高性能化的要求，披露了如下技术：力图使磁极数多极化成4极(极对数为2)并且进行多槽化，以使电机高性能化，并且沿周向等间隔地配置四个电刷，使电机速度可变(例如，参照专利文献1)。

该专利文献1的电机中，通过改变给予四个电刷的通电模式，从而对于低速(LOW)模式、中速(MID)模式、及高速(HI)模式各种模式中的每一种模式，使提供给线圈的电流量变化。通过这样，既可成为磁极数为4极且进行了多槽化的电机，又可使每一模式的电机转速变化。

专利文献1：日本国专利特开2006-353019号公报

发明内容

然而，上述的电机中，由于在配置于磁轭的四个永磁体之间分别形成空隙，因此以各永磁体的周向两端为界，永磁体侧和空隙之间的磁通变化变大。因此，当各齿通过各永磁体的周向两端时，作用于齿的磁性吸引力和排斥力变化较大，会产生齿槽转矩，使电动机的振动和噪声变大。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其提供既可实现小型化、高性能化又可减小振动和噪声的可改变速度的电动机、及带减速器电机。

本发明涉及一种电动机，包括极对数为2的磁轭、及轴支承于所述磁轭且可自由旋转的电枢，所述电枢包括：轴支承于所述磁轭的转轴；电枢铁芯，该电枢铁芯具有安装于所述转轴并朝径向呈放射状延伸且用于卷绕线圈的多个齿、和形成在所述齿间并沿轴向延伸的多个槽；及换向器，该换向器沿所述转轴与所述电枢铁芯相邻设置且沿周向配置有多个换向片，通过该换向片向所述线圈进行供电的电刷与所述换向片滑动接触。本发明所涉及的第一技术方案是在该电机中，对所述换向器设置使相同电位的换向片之间短路的短路构件。另外，利用低速用电刷、高速用电刷、和与它们共同使用的公共电刷这三种电刷来构成上述电刷并沿周向排列设置，将上述高速用电刷的周向宽度设定得比上述低速用电刷的周向宽度小，将这些高速用电刷和低速用电刷形成为可避免与相同电位的上述换向片同时滑动接触。另外，上述电枢铁芯形成为，使得上述多个齿被设置成分别沿周向等间隔并以上述转轴为中心成为点对称，且以周向90度间隔使上述齿和上述槽交替存在。

本发明所涉及的第二技术方案中，将上述多个齿、及上述多个槽的个数设定成为上述极对数的7倍、9倍、及11倍中的任一倍数的个数。

本发明所涉及的第三技术方案中，将上述换向器的外径设定在20mm以上、30mm以下的范围内。

本发明所涉及的第四技术方案中，将上述低速用电刷、及上述公共电刷的周向宽度设定在2.5mm以上、5mm以下的范围内。

本发明所涉及的第五技术方案中，将上述高速用电刷的周向宽度设定在1.5mm以上、且小于2.5mm的范围内。

另外，本发明所涉及的第六技术方案中，提供如下的带减速器电机，该带减速器电机具有上述第一～第五技术方案中的任一个技术方案所记载的电动机、与上述电动机的上述转轴联结的蜗杆轴、及与上述蜗杆轴啮合的蜗轮。

本发明中，电枢铁芯形成为，使得多个齿被设置成分别沿周向等间隔并以转轴为中心成为点对称，且以周向90度间隔使上述齿和上述槽交替存在。因而，在极对数为2的电动机的情况下，可使N极和与其相对的齿及槽的相对位置关系、S极和与其相对的齿及槽的相对位置关系发生变化。

因此，可将通过N极的齿(槽)上产生的齿槽转矩的产生定时、和通过S极的齿(槽)上产生的齿槽转矩的产生定时错开。由此，整个电枢的齿槽转矩减小，可减小电动机的振动和噪声。