[发明专利]直流电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括用于供电的电刷的直流电动机。

背景技术

直流电动机包括定子、电枢和电刷。定子包括布置在圆周方向上的多个磁极。电枢可以旋转并且径向地面对定子。电刷将电能提供给电枢。例如，电枢包括电枢芯、换向器和线圈。电枢芯包括在电枢旋转轴周围径向延伸的多个齿。包括布置在圆周方向(电枢的旋转方向)上的多个换向片的换向器与电枢芯整体地旋转。线圈以分布绕组的形式缠绕在电枢芯的周围，并且延伸穿过在圆周方向上彼此相邻的齿之间所形成的槽。电刷与换向片接触从而将电流经过换向片提供给线圈。

日本专利公开公报第2009-124850号描述了这种直流电动机的一个例子，其中布置在换向器中的换向片数量可以是电枢芯的槽数量(齿数量)的一半。日本专利公开公报第2009-124850号中所描述的直流电动机构造成满足磁极数量:槽数量(齿数量):换向片数量=2P:2PN:PN(其中P是大于或等于2的整数，N为大于或等于3的奇数)的关系。例如，直流电动机可包括4个磁极、20个槽(齿)和10个换向片。

在换向片数量是槽数量(齿数量)一半的直流电动机的换向器中，在圆周方向上分离相邻换向片的凹槽(底切undercuts)数量小于换向片数量等于或大于槽数量的直流电动机的换向器的凹槽数量。由此减小电刷在这些凹槽上移动时(即，电刷所接触的换向片被切换时)的机械磨损，因此电刷的使用寿命不受影响。此外，由此减小电刷所接触换向片被切换时电刷撞击换向片所产生的噪声。

发明内容

在换向片数量为槽数量的一半的直流电动机中，磁极数量、槽数量和换向片数量的组合不一定必须满足磁极数量:槽数量(齿数量):换向片数量=2P:2PN:PN(其中P为大于或等于2的整数，N为大于或等于3的奇数)的关系，如日本专利公开公报第2009-124850号中所述。例如，直流电动机也可满足磁极数量:槽数量:换向片数量=n:2mn:mn(其中m为正整数，n为大于或等于2的偶数)的关系。

然而，在这种直流电动机中，槽数量和换向片数量是磁极数量的倍数。因此，由于流动的电流不能获得令人满意的旋转。

本公开的一个目的是提供一种包括n个磁极、2mn个槽和mn个换向片的可旋转直流电动机。

本公开的一个方面是关于一种具备定子的直流电动机，该定子包括布置在圆周方向上的n个磁极(其中n为大于或等于2的偶数)。电枢包括电枢芯，该电枢芯包括布置在圆周方向上且径向地面对磁极的2mn个槽(其中m为正整数，n为大于或等于2的偶数)。换向器与电枢芯整体地旋转。换向器包括mn个换向片(其中m为正整数，n为大于或等于2的偶数)，这些换向片在圆周方向上被布置在圆周方向上的mn个凹槽(其中m为正整数，n为大于或等于2的偶数)所分开。多个线圈以分布绕组的方式缠绕在槽内。多个电刷接触这些换向片。以电角度180°的整数倍的间距而布置且彼此串联连接的至少2个线圈连接到被各电刷电短路的2个换向片，使得线圈中的至少2个线圈在这2个换向片之间延伸。每个凹槽位于在圆周方向上与凹槽中的另一个凹槽分开电角度180°的位置偏离的位置。

在上述方面，各凹槽在圆周方向上位于与凹槽中的另一个凹槽开电角度180°的位置偏离的位置。换句话说，凹槽不被布置在圆周方向上与另一个凹槽分开电角度180°的位置。因此，nm个换向片不具有固定的圆周尺寸。电刷经常被布置成形成在阳极电刷和阴极电刷之间的电角度为180°的间距。由此使阳极电刷的换向定时和阴极电刷的换向定时错开（shift）。因此，提供给线圈的电流变得不规则并且磁平衡受到干扰。由此产生使电枢旋转的旋转力。结果，包括n个磁极、2mn个槽和mn个换向片的直流电动机可以旋转。

在本公开的直流电动机的又一方面，磁极的数量为大于或等于4的偶数，并且以电角度为360°的间距所布置的换向片彼此连接。

在此结构中，可以将电流同时提供给连接的换向片。因此，电刷的数量可以小于n。

在本公开的直流电动机的又一方面，串联连接的线圈包括缠绕成正向绕组的线圈和缠绕成反向绕组的线圈。每个电刷的周向位置位于在圆周方向上彼此相邻的2个磁极的中间。

本公开的直流电动机的又一方面包括4个磁极、16个槽和8个换向片。

本公开的直流电动机的又一方面包括2个磁极、8个槽和4个换向片。

基于下面通过举例来说明本发明原理的描述并且结合附图，本发明的其它方面和优点将变得显见。

附图说明