專利名稱：馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用磁阻的變化來(lái)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻馬達(dá)(Switched Reluctance Motor,以下,稱“SR馬達(dá)“)能夠不使用磁鐵而高速旋轉(zhuǎn)并輸出高轉(zhuǎn)矩。近年來(lái)，由于磁鐵所使用的稀土的價(jià)格高漲，因此SR馬達(dá)受到關(guān)注。SR馬達(dá)具有二重突極結(jié)構(gòu)。即，旋轉(zhuǎn)部的鐵芯具有多個(gè)突極，靜止部的鐵芯也具有多個(gè)突極。在靜止部的突極形成線圈。以往，通過(guò)具有半導(dǎo)體開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行對(duì)線圈的通電切換。但是，驅(qū)動(dòng)電路價(jià)格高且控制也復(fù)雜。因此，例如在日本公開公報(bào)第2001-190049號(hào)公報(bào)中公開的自激式磁阻馬達(dá)中，在定子形成線圈，不使用驅(qū)動(dòng)電路而使用電刷和整流子(換向器)來(lái)進(jìn)行對(duì)線圈的通電切換。然而，在磁阻馬達(dá)中，當(dāng)用電刷和整流子給線圈通電時(shí)，在通電線圈進(jìn)行切換時(shí)有可能在電刷和整流子之間產(chǎn)生火花。由于火花能夠加快電刷的磨損，因此使馬達(dá)的壽命下降。其結(jié)果是，有時(shí)具有壽命要求的馬達(dá)的設(shè)計(jì)變得困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是:在磁阻馬達(dá)中通過(guò)用電刷和整流子來(lái)進(jìn)行對(duì)線圈的通電，從而在降低制造成本的同時(shí)延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。根據(jù)本申請(qǐng)所例示的第一實(shí)施方式，馬達(dá)包括靜止部、旋轉(zhuǎn)部以及軸承部。靜止部包括定子鐵芯、端子部以及一對(duì)二極管。定子鐵芯包括沿周向配置且與多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極對(duì)置的多個(gè)靜止突極。端子部與直流電源連接。旋轉(zhuǎn)部具有轉(zhuǎn)子鐵芯。轉(zhuǎn)子鐵芯包括沿周向配置且朝向靜止部突出的多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極。 軸承部將旋轉(zhuǎn)部支撐為能夠以朝向上下方向的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部以及靜止部的一方包括整流子和多個(gè)線圈。多個(gè)線圈配置在多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極或者多個(gè)靜止突極。整流子包括多個(gè)接觸構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)部以及靜止部的另一方包括一對(duì)通電電刷和一對(duì)再生電刷。一對(duì)通電電刷與端子部電連接并與整流子接觸。一對(duì)再生電刷與端子部電連接并與整流子接觸。一對(duì)二極管中的一方配置在端子部與一對(duì)再生電刷中的一個(gè)再生電刷之間。一對(duì)二極管中的另一方配置在端子部與一對(duì)再生電刷中的另一再生電刷之間。通過(guò)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，與一對(duì)通電電刷接觸的一對(duì)接觸構(gòu)件被切換，從而通電的線圈被切換。當(dāng)一對(duì)通電電刷中的一個(gè)通電電刷從接觸構(gòu)件離開時(shí)，一對(duì)再生電刷中的一個(gè)再生電刷與接觸構(gòu)件接觸、或者與同接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸。當(dāng)一對(duì)通電電刷中的另一通電電刷從其他接觸構(gòu)件離開時(shí)，一對(duì)再生電刷中的另一再生電刷與其他接觸構(gòu)件接觸、或者與同其他接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸。一對(duì)二極管配置成朝向這樣的方向:使得利用一對(duì)通電電刷從一對(duì)接觸構(gòu)件離開時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流通過(guò)一對(duì)再生電刷返回到直流電源。根據(jù)本申請(qǐng)所例示的第一實(shí)施方式，能夠在降低馬達(dá)的制造成本的同時(shí)延長(zhǎng)馬達(dá)的使用壽命。

圖1是馬達(dá)的縱剖視圖。圖2是定子鐵芯以及轉(zhuǎn)子鐵芯的俯視圖。圖3是整流子的立體圖。圖4A是表不定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的配直的圖。圖4B是表示通電電刷和接觸構(gòu)件的接觸的圖。圖5A是表不定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的配直的圖。圖5B是表示通電電刷與接觸構(gòu)件的接觸的圖。圖6A是表示定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的配置的圖。圖6B是表示通電電刷與接觸構(gòu)件的接觸的圖。圖7A是表不定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的配直的圖。圖7B是表示通電電刷與接觸構(gòu)件的接觸的圖。圖8是表示正轉(zhuǎn)時(shí)直流電源與電刷群的連接的圖。圖9是表示反轉(zhuǎn)時(shí)直流電源與電刷群的連接的圖。圖10是表示其他的例子所涉及的正轉(zhuǎn)時(shí)直流電源與電刷群的連接的圖。圖11是表示其他的例子所涉及的反轉(zhuǎn)時(shí)直流電源與電刷群的連接的圖。
具體實(shí)施方式
在本說(shuō)明書中，將圖1所示的在馬達(dá)I的中心軸線Jl方向的上側(cè)簡(jiǎn)稱為“上側(cè)”，將下側(cè)簡(jiǎn)稱為“下側(cè)”。另外，上下方向并不表示組裝到實(shí)際設(shè)備時(shí)的位置關(guān)系和方向。并且，將與中心軸線Jl平行的方向稱作“軸向”，將以中心軸線Jl為中心的徑向簡(jiǎn)稱為“徑向”，將以中心軸線Jl為中心的周向簡(jiǎn)稱為“周向”。圖1是表示本實(shí)用新型所例示的一實(shí)施方式所涉及的馬達(dá)I的縱剖視圖。馬達(dá)I為內(nèi)轉(zhuǎn)子型且通過(guò)被提供直流電流而旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)I為利用磁阻的變化來(lái)獲得轉(zhuǎn)矩的磁阻馬達(dá)。馬達(dá)I包括靜止部2、旋轉(zhuǎn)部3以及軸承部4。軸承部4將旋轉(zhuǎn)部3支撐為相對(duì)于靜止部2能夠以朝向上下方向的中心軸線Jl為中心旋轉(zhuǎn)。軸承部4由第一球軸承41和第二球軸承42構(gòu)成。第二球軸承42配置在第一球軸承41的下側(cè)。靜止部2包括第一軸承支撐部211、第二軸承支撐部212、機(jī)殼22、定子鐵芯23、電路板24、電刷群25以及端子部26。第一軸承支撐部211固定在機(jī)殼22的上端。第二軸承支撐部212固定在機(jī)殼22的下端。第一球軸承41配置在第一軸承支撐部211的中央。第二球軸承42配置在第二軸承支撐部212的中央。定子鐵芯23為層疊鋼板。電路板24與中心軸線Jl垂直并固定在第二軸承支撐部212。在電路板24上安裝有電刷群25。端子部26安裝在第二軸承支撐部212。端子部26的端子與電路板24上的配線電連接。在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)I時(shí)，端子部26與外部的直流電源連接。旋轉(zhuǎn)部3包括軸31、轉(zhuǎn)子鐵芯32、多個(gè)線圈33以及整流子34。軸31被第一球軸承41以及第二球軸承42支撐為能 夠以中心軸線Jl為中心旋轉(zhuǎn)。軸31的輸出端從第一軸承支撐部211的開口向上方突出。轉(zhuǎn)子鐵芯32為層疊鋼板且配置在定子鐵芯23的徑向內(nèi)側(cè)。圖2是定子鐵芯23以及轉(zhuǎn)子鐵芯32的俯視圖。定子鐵芯23包括環(huán)狀的鐵芯背231和多個(gè)靜止突極232。轉(zhuǎn)子鐵芯32包括環(huán)狀的鐵芯背部321和多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極322。在本實(shí)施方式中，靜止突極232的個(gè)數(shù)為4。旋轉(zhuǎn)突極322的個(gè)數(shù)為6。多個(gè)靜止突極232沿周向配置。多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極322也沿周向配置。多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極322朝向靜止部2突出。多個(gè)靜止突極232朝向旋轉(zhuǎn)部3突出。即，多個(gè)靜止突極232與多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極322在徑向?qū)χ?。如圖1所示，在各旋轉(zhuǎn)突極322配置有線圈33。準(zhǔn)確地說(shuō)，在各旋轉(zhuǎn)突極322上配置有絕緣件，并通過(guò)在絕緣件上卷繞導(dǎo)線而形成線圈33。圖3是整流子34的立體圖。整流子34包括為導(dǎo)電部件的多個(gè)接觸構(gòu)件341。多個(gè)接觸構(gòu)件341在周向等間距地配置。各接觸構(gòu)件341在軸向較長(zhǎng)。接觸構(gòu)件341的數(shù)量是線圈33的數(shù)量的2倍。如圖1所示，接觸構(gòu)件341與線圈33的導(dǎo)線的兩端連接。電刷群25為四個(gè)電刷，如下文所述，這些電刷為一對(duì)通電電刷和一對(duì)再生電刷。通電電刷以及再生電刷與端子部26電連接。通電電刷以及再生電刷的頂端從徑向外側(cè)與整流子34接觸。通過(guò)旋轉(zhuǎn)部3的旋轉(zhuǎn)，與一對(duì)通電電刷接觸的一對(duì)接觸構(gòu)件341被切換，從而通電的線圈33被切換。與一對(duì)再生電刷接觸 的一對(duì)接觸構(gòu)件341也通過(guò)旋轉(zhuǎn)部3的旋轉(zhuǎn)而切換。圖4A至圖7B是表示馬達(dá)I旋轉(zhuǎn)的原理的圖。圖4A、圖5A、圖6A以及圖7A表示轉(zhuǎn)子鐵芯32相對(duì)于定子鐵芯23的旋轉(zhuǎn)位置。圖4B、圖5B、圖6B以及圖7B表示整流子34相對(duì)于通電電刷251、252的旋轉(zhuǎn)位置。在這些圖中，省略了再生電刷的圖示。旋轉(zhuǎn)部3相對(duì)于靜止部2逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。如圖4B所示，若一對(duì)通電電刷251、252與編號(hào)I的接觸構(gòu)件341開始接觸，則在U-U，相的線圈33流過(guò)電流，從而如圖4A所示，一對(duì)旋轉(zhuǎn)突極322被激磁。由此，被激磁的旋轉(zhuǎn)突極322被引向位于圖4A的上下位置的一對(duì)靜止突極232。即，在被激磁的旋轉(zhuǎn)突極322以使旋轉(zhuǎn)突極322相對(duì)于最近的靜止突極232整齊排列的方式作用有力。其結(jié)果是，對(duì)旋轉(zhuǎn)部3作用逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。通過(guò)旋轉(zhuǎn)部3的旋轉(zhuǎn)，接觸構(gòu)件341也旋轉(zhuǎn)。然后，如圖5B所示，一對(duì)通電電刷251、252與編號(hào)2的接觸構(gòu)件341接觸，在V-V’相的線圈33流過(guò)電流,從而如圖5A所示,一對(duì)旋轉(zhuǎn)突極322被激磁。由此,被激磁的旋轉(zhuǎn)突極322被引向位于圖5A的左右位置的一對(duì)靜止突極232。并且，如圖6B所示，一對(duì)通電電刷251、252與編號(hào)3的接觸構(gòu)件341接觸，在W-W’相的線圈33流過(guò)電流，從而如圖6A所示，一對(duì)旋轉(zhuǎn)突極322被激磁。由此，被激磁的旋轉(zhuǎn)突極322被引向位于圖6A的上下位置的一對(duì)靜止突極232。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部3從圖4B所示的位置旋轉(zhuǎn)90°，一對(duì)通電電刷251、252與編號(hào)I的接觸構(gòu)件341接觸，如圖7B所示，在U-U’相的線圈33流過(guò)與圖5B的情況相反方向的電流，從而如圖7A所示，一對(duì)旋轉(zhuǎn)突極322被激磁。由此，被激磁的旋轉(zhuǎn)突極322被引向位于圖7A的左右位置的一對(duì)靜止突極232。重復(fù)上述動(dòng)作，對(duì)旋轉(zhuǎn)部3連續(xù)作用逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。如上文所述，通過(guò)使用通電電刷251、252和整流子34，與靜止突極232和旋轉(zhuǎn)突極322之間的磁阻的變化同步切換通電線圈33，馬達(dá)I進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，通電電刷251、252的周向的寬度比接觸構(gòu)件341之間的間隙稍寬。再生電刷253、254的周向的寬度也同樣。[0036]圖8是表示直流電源91與電刷群25之間的連接的圖。直流電源91的正極與一個(gè)通電電刷251連接。直流電源91的負(fù)極與另一通電電刷252連接。由此，如參照?qǐng)D4A至圖7B進(jìn)行的說(shuō)明那樣，旋轉(zhuǎn)部3向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。以下，將逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)稱作“正轉(zhuǎn)”。一對(duì)通電電刷251、252在周向錯(cuò)開180°地進(jìn)行配置。換言之，一對(duì)通電電刷251、252在徑向配置在互為相反側(cè)的位置。靜止部2還包括一對(duì)二極管241、242。二極管241、242配置在電路板24上。一對(duì)再生電刷253、254被配置于從一對(duì)通電電刷251、252沿周向向逆時(shí)針方向錯(cuò)開30°的位置。30°為接觸構(gòu)件341的間距(B卩，角度間隔)。一對(duì)再生電刷253、254也在周向錯(cuò)開180°地進(jìn)行配置。換言之,一對(duì)再生電刷253、254在徑向配置在互為相反側(cè)的位置。另外，通電電刷251、252與再生電刷253、254不必精確地配置在錯(cuò)開了接觸構(gòu)件341的一個(gè)間距的位置，也可進(jìn)行微調(diào)?？拷婋娝?51的再生電刷253通過(guò)二極管241與直流電源91的負(fù)極連接。SP，一個(gè)二極管241配置在端子部26與一個(gè)再生電刷253之間。二極管241配置成朝向這樣的方向:阻礙從再生電刷253朝向直流電源91的負(fù)極的電流。靠近通電電刷252的再生電刷254通過(guò)二極管242與直流電源91的正極連接。即，另一二極管242配置在端子部26與另一再生電刷254之間。二極管242配置成朝向這樣的方向:阻礙從直流電源91的正極朝向再生電刷254的電流。一個(gè)通電電刷251離開接觸構(gòu)件341時(shí)，一個(gè)再生電刷253與該接觸構(gòu)件341接觸。同樣，另一通電電刷252離開其他接觸構(gòu)件341時(shí)，另一再生電刷254與該其他接觸構(gòu)件341接觸。一對(duì)通電電刷251、252離開一對(duì)接觸構(gòu)件341時(shí)，通過(guò)蓄積在線圈33的能量，在一對(duì)接觸構(gòu)件341產(chǎn)生從再生電刷253朝向再生電刷254的方向的反電動(dòng)勢(shì)。二極管241、242配置在這樣的方向:使得利用反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流通過(guò)再生電刷253、254返回到直流電源91。通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)，電流流向給直流電源91充電的方向，從而能夠防止在通電電刷251、252與接觸構(gòu)件341之間產(chǎn)生火花。
其結(jié)果是，能夠防止通電電刷251、252以及接觸構(gòu)件341的壽命下降。并且，通過(guò)防止火花，也提高了馬達(dá)I的工作效率。每當(dāng)通電電刷251、252離開接觸構(gòu)件341時(shí)，實(shí)現(xiàn)了由再生電刷253、254帶來(lái)的防止火花功能。當(dāng)然，通過(guò)利用電刷，沒有必要利用成本高且復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在降低馬達(dá)的制造成本的同時(shí)延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。另外，大致所有的直流電源可視為與將電容器串聯(lián)或者并聯(lián)至理想的直流電源的結(jié)構(gòu)等同，允許微量的充電。并且，通過(guò)利用再生電刷253、254充電，提高了馬達(dá)I的工作效率。在馬達(dá)I中，設(shè)置有兩個(gè)切換開關(guān)271、272作為連接切換部27。圖9是表示通過(guò)切換開關(guān)271、272切換了直流電源91與通電電刷251、252以及再生電刷253、254間的連接的狀態(tài)的圖。通過(guò)連接的切換，通電電刷251和再生電刷253實(shí)質(zhì)上被替換，通電電刷252和再生電刷254實(shí)質(zhì)上被替換。詳細(xì)地說(shuō)，通過(guò)切換開關(guān)271，端子部26與通電電刷251的連接切換為端子部26與再生電刷253的連接的同時(shí)，端子部26與再生電刷253的連接切換為端子部26與通電電刷251的連接。由此，再生電刷253與直流電源91的正極連接，通電電刷251通過(guò)二極管241與直流電源91的負(fù)極連接。二極管241配置成朝向這樣的方向:阻礙從通電電刷251朝向直流電源91的負(fù)極的電流。[0043]通過(guò)切換開關(guān)272，端子部26與通電電刷252的連接切換為端子部26與再生電刷254的連接的同時(shí)，端子部26與再生電刷254的連接切換為端子部26與通電電刷252的連接。由此，再生電刷254與直流電源91的負(fù)極連接，通電電刷252通過(guò)二極管242與直流電源91的正極連接。二極管242配置成朝向這樣的方向:阻礙從直流電源91的正極朝向通電電刷252的電流。通過(guò)上述切換，一對(duì)再生電刷253、254作為通電電刷發(fā)揮作用，旋轉(zhuǎn)部3向順時(shí)針方向進(jìn)行反轉(zhuǎn)。以下，將再生電刷253、254稱作“反轉(zhuǎn)通電電刷”。并且，一對(duì)通電電刷251、252作為再生電刷發(fā)揮作用。以下，將通電電刷251、252稱作“反轉(zhuǎn)再生電刷”。與正轉(zhuǎn)時(shí)一樣，通過(guò)反轉(zhuǎn)再生電刷251、252防止火花的產(chǎn)生。即，與一對(duì)反轉(zhuǎn)通電電刷253、254接觸的接觸構(gòu)件341被切換，從而切換了通電線圈33，當(dāng)一個(gè)反轉(zhuǎn)通電電刷253離開接觸構(gòu)件341時(shí)，一個(gè)反轉(zhuǎn)再生電刷251與該接觸構(gòu)件341接觸。并且，當(dāng)另一反轉(zhuǎn)通電電刷254離開其他接觸構(gòu)件341時(shí)，另一反轉(zhuǎn)再生電刷252與該其他接觸構(gòu)件341接觸。通過(guò)反轉(zhuǎn)再生電刷251、252以及二極管241、242，反電動(dòng)勢(shì)以給直流電源91充電的方式被回收，從而能夠防止在反轉(zhuǎn)通電電刷253、254與接觸構(gòu)件341之間產(chǎn)生火花。其結(jié)果是，防止了反轉(zhuǎn)通電電刷253、254以及接觸構(gòu)件341的壽命下降。每當(dāng)反轉(zhuǎn)通電電刷253,254離開接觸構(gòu)件341時(shí)實(shí)現(xiàn)了由反轉(zhuǎn)再生電刷251、252帶來(lái)的防止火花的功能。如上文所述，在馬達(dá)I中，通過(guò)連接切換部27，在制造時(shí)能夠容易地變更正反轉(zhuǎn)。實(shí)際上，優(yōu)選正轉(zhuǎn)時(shí)和反轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)電刷群25的周向位置進(jìn)行微調(diào)。因此，優(yōu)選在馬達(dá)I中設(shè)置電刷位置調(diào)整部。例如，在本實(shí)施方式中，如圖1所示，通電電刷251、252與再生電刷253、254的相對(duì)位置在電路板24上被固定。在支撐電刷群25的電路板24設(shè)置有沿周向延伸的多個(gè)長(zhǎng)孔281。通過(guò)將螺 絲282插入于長(zhǎng)孔281，電路板24被固定在第二軸承支撐部212。通過(guò)利用長(zhǎng)孔281調(diào)整電刷板24的周向位置，從而調(diào)整電刷群25的周向位置。如此一來(lái)，設(shè)置在靜止部2的電刷位置調(diào)整部28可通過(guò)長(zhǎng)孔281以及螺絲282來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可在電路板24上設(shè)置作為電刷位置調(diào)整部的專用的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。圖10是表示馬達(dá)I的其他例子的圖。在圖10中，設(shè)置有兩對(duì)通電電刷251、252、255,2560與通電電刷251、252 —樣，一對(duì)通電電刷255、256與端子部26電連接，并與整流子34接觸。通電電刷251、252在周向錯(cuò)開180°地進(jìn)行配置。通電電刷255、256也在周向錯(cuò)開180°地進(jìn)行配置。通電電刷255配置于相對(duì)于通電電刷251沿周向向逆時(shí)針方向錯(cuò)開了接觸構(gòu)件341的間距(間隔角度)即30°的位置。通電電刷256配置于相對(duì)于通電電刷252沿周向向逆時(shí)針方向錯(cuò)開了 30°的位置。另外，這些電刷不必精確地錯(cuò)開I個(gè)間距地進(jìn)行配置，也可進(jìn)行微調(diào)。再生電刷253配置在通電電刷251、255之間。再生電刷254配置在通電電刷252、256之間。S卩，再生電刷253配置在從通電電刷251、255錯(cuò)開不足接觸構(gòu)件341的一個(gè)間距的位置。再生電刷254配置在從通電電刷252、256錯(cuò)開不足接觸構(gòu)件341的一個(gè)間距的距離的位置。一對(duì)再生電刷253、254錯(cuò)開180°地進(jìn)行配置。換言之，各個(gè)一對(duì)通電電刷251、252, —對(duì)通電電刷255、256以及一對(duì)再生電刷253、254中的一方電刷和另一方電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置。另外，一對(duì)再生電刷253、254間錯(cuò)開量也可不必為精確的180。。連接切換部27具有兩個(gè)切換開關(guān)273、274。切換開關(guān)273切換直流電源91的正極與通電電刷251的連接、以及該正極與通電電刷255的連接。切換開關(guān)274切換直流電源91的負(fù)極與通電電刷252的連接、以及該負(fù)極與通電電刷256的連接。當(dāng)然，由于與直流電源91的連接通過(guò)端子部26來(lái)進(jìn)行，因此，實(shí)際上切換開關(guān)273將端子部26與通電電刷251的連接切換為端子部26與通電電刷255的連接，而切換開關(guān)274將端子部26與通電電刷252的連接切換為端子部26與通電電刷256的連接。圖11表示由連接切換部27切換連接的狀態(tài)。一對(duì)再生電刷253、254與直流電源91以及二極管241、242的連接關(guān)系與圖8 一樣。馬達(dá)I的其他的結(jié)構(gòu)與圖1以及圖8 —樣。在圖10所示的狀態(tài)中，一對(duì)通電電刷251、252發(fā)揮作用，一對(duì)通電電刷255、256不發(fā)揮作用。由此，馬達(dá)I向逆時(shí)針方向正轉(zhuǎn)。在圖11所示的狀態(tài)中，一對(duì)通電電刷255、256發(fā)揮作用，一對(duì)通電電刷251、252不發(fā)揮作用，由此，馬達(dá)I向順時(shí)針方向反轉(zhuǎn)，即，通過(guò)連接切換部27實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)I的正反轉(zhuǎn)的切換。并且，與圖8的情況一樣，在旋轉(zhuǎn)部3正轉(zhuǎn)時(shí)，與通電電刷251、252接觸的接觸構(gòu)件341被切換，從而通電線圈33被切換。并且，當(dāng)一個(gè)通電電刷251離開接觸構(gòu)件341時(shí)，一個(gè)再生電刷253與該接觸構(gòu)件341接觸。當(dāng)另一通電電刷252離開其他接觸構(gòu)件341時(shí)，另一再生電刷254與該其他接觸構(gòu)件341接觸，由此，再生電刷253、254以及二極管241、242防止了在通電電刷251、252與接觸構(gòu)件341之間產(chǎn)生火花。在旋轉(zhuǎn)部3反轉(zhuǎn)時(shí)，與圖9的情況一樣，與通電電刷255、256接觸的接觸構(gòu)件341被切換，從而通電線圈33被切換。并且，當(dāng)一個(gè)通電電刷255離開接觸構(gòu)件341時(shí)，一個(gè)再生電刷253與該接觸構(gòu)件341接觸。當(dāng)另一通電電刷256離開其他接觸構(gòu)件341時(shí)，另一再生電刷254與該其他接觸構(gòu)件341接觸。由此，再生電刷253、254以及二極管241、242防止了在通電電刷255、 256和接觸構(gòu)件341之間產(chǎn)生火花。如上文所述，在圖10以及圖11所示的馬達(dá)I中，也能夠在延長(zhǎng)壽命的同時(shí)用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)切換正反轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式可以進(jìn)行各種變更。例如也可在靜止部2設(shè)置線圈以及整流子，在旋轉(zhuǎn)部3設(shè)置電刷群。此時(shí)，線圈配置在靜止突極232。但是，由于端子部26與電刷群25電連接，因此需要滑環(huán)等滑接結(jié)構(gòu)。當(dāng)通電電刷離開接觸構(gòu)件341時(shí)，再生電刷不必與該接觸構(gòu)件341接觸，也可與同該接觸構(gòu)件341導(dǎo)通的其他接觸構(gòu)件341接觸。在圖8所示的例子中，在不必反轉(zhuǎn)時(shí)，通電電刷251與再生電刷253也可進(jìn)一步靠近。關(guān)于通電電刷252與再生電刷254也一樣。通電電刷251、252以及再生電刷253、254至少有一對(duì)即可，也可設(shè)置多對(duì)。例如當(dāng)各線圈33個(gè)別流過(guò)電流時(shí)，設(shè)置兩對(duì)通電電刷以及兩對(duì)再生電刷。在馬達(dá)I能夠旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，靜止突極232的個(gè)數(shù)與旋轉(zhuǎn)突極322的個(gè)數(shù)的組合可以進(jìn)行各種變更。馬達(dá)I的相數(shù)不限定為3。但是，為了穩(wěn)定地啟動(dòng)優(yōu)選為三相以上。并且，通過(guò)將馬達(dá)設(shè)置成4相以上，能夠降低轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。定子鐵芯23的外形不限定為圓形，也可為四方形或者其他的多邊形。馬達(dá)I也可為定子鐵芯位于轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)側(cè)的外轉(zhuǎn)子型馬達(dá)。靜止突極232與旋轉(zhuǎn)突極322也可在軸向?qū)χ谩］S承部44也可利用球軸承以外的軸承。上述實(shí)施方式以及各變形例中的結(jié)構(gòu)只要不相互矛盾即可進(jìn)行適當(dāng)組合。本實(shí)用新 型能夠用于各種用途的馬達(dá)。
權(quán)利要求1.一種馬達(dá)，其包括: 靜止部； 旋轉(zhuǎn)部；以及 軸承部，其將所述旋轉(zhuǎn)部支撐為能夠以朝向上下方向的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)， 所述旋轉(zhuǎn)部具有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括沿周向配置且朝向所述靜止部突出的多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極， 所述靜止部包括: 定子鐵芯，其包括沿周向配置且與所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極對(duì)置的多個(gè)靜止突極； 端子部，其與直流電源連接；以及 一對(duì)二極管， 所述馬達(dá)的特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)部以及所述靜止部中的一方包括: 多個(gè)線圈，所述多個(gè)線圈配置在所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極或者所述多個(gè)靜止突極；以及整流子，其包括多個(gè)接觸構(gòu)件， 所述旋轉(zhuǎn)部以及所述靜止部中的另一方包括: 一對(duì)通電電刷，其與所述端子部電連接且與所述整流子接觸；以及 一對(duì)再生電刷，其與所·述端子部電連接且與所述整流子接觸， 所述一對(duì)二極管中的一方配置在所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的一個(gè)再生電刷之間，所述一對(duì)二極管中的另一方配置在所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的另一再生電刷之間， 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)，與所述一對(duì)通電電刷接觸的一對(duì)接觸構(gòu)件被切換，從而通電的線圈被切換，當(dāng)所述一對(duì)通電電刷中的一個(gè)通電電刷離開接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷與所述接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸，當(dāng)所述一對(duì)通電電刷中的另一通電電刷離開其他接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)再生電刷中的所述另一再生電刷與所述其他接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述其他接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸， 所述一對(duì)二極管配置成朝向這樣的方向:使得利用所述一對(duì)通電電刷離開一對(duì)接觸構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生的電流通過(guò)所述一對(duì)再生電刷返回到所述直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述馬達(dá)還具有連接切換部，該連接切換部通過(guò)將所述端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷的連接切換為所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷的連接，并且將所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷的連接切換為所述端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷的連接，并且，將所端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述另一通電電刷的連接切換為所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的所述另一再生電刷的連接，而且將所述端子部與所述一對(duì)再生電刷中的所述另一再生電刷的連接切換為所述端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述另一通電電刷的連接，來(lái)使所述一對(duì)再生電刷作為一對(duì)反轉(zhuǎn)通電電刷發(fā)揮作用，使所述一對(duì)通電電刷作為一對(duì)反轉(zhuǎn)再生電刷發(fā)揮作用， 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)部朝向與所述旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)，與所述一對(duì)反轉(zhuǎn)通電電刷接觸的接觸構(gòu)件被切換，從而通電的線圈被切換，當(dāng)所述一對(duì)反轉(zhuǎn)通電電刷中的一方離開接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)反轉(zhuǎn)再生電刷中的一方與所述接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸，當(dāng)所述一對(duì)反轉(zhuǎn)通電電刷中的另一方離開其他接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)反轉(zhuǎn)再生電刷中的另一方與所述其他接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述其他接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述一對(duì)通電電刷和所述一對(duì)再生電刷之間的相對(duì)位置被固定， 所述靜止部還具有電刷位置調(diào)整部，所述電刷位置調(diào)整部對(duì)所述一對(duì)通電電刷以及所述一對(duì)再生電刷的周向位置進(jìn)行微調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)接觸構(gòu)件的個(gè)數(shù)為所述多個(gè)線圈的個(gè)數(shù)的2倍，且所述多個(gè)接觸構(gòu)件在周向等間距地配置， 所述多個(gè)接觸構(gòu)件與所述多個(gè)線圈的導(dǎo)線的兩端部連接， 所述一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷和所述另一通電電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置， 所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷和所述另一再生電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置， 所述一對(duì)通電電刷和所述一對(duì)再`生電刷在周向的位置錯(cuò)開了所述多個(gè)接觸構(gòu)件的一個(gè)間距的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)部以及所述靜止部中的所述另一方還包括: 另一對(duì)通電電刷，其與所述端子部電連接并與所述整流子接觸；以及 連接切換部，其將所述端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷的連接切換為所述端子部與所述另一對(duì)通電電刷中的一個(gè)通電電刷的連接，并將所述端子部與所述一對(duì)通電電刷中的所述另一通電電刷的連接切換為所述端子部與所述另一對(duì)通電電刷中的另一通電電刷的連接， 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)部朝向與所述旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)，與所述另一對(duì)通電電刷接觸的接觸構(gòu)件被切換，從而通電的線圈被切換，當(dāng)所述另一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷離開接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷與所述接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸，當(dāng)所述另一對(duì)通電電刷中的所述另一通電電刷離開其他接觸構(gòu)件時(shí)，所述一對(duì)再生電刷中的所述另一再生電刷與所述其他接觸構(gòu)件接觸、或者與同所述其他接觸構(gòu)件導(dǎo)通的接觸構(gòu)件接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)接觸構(gòu)件的個(gè)數(shù)為所述多個(gè)線圈的個(gè)數(shù)的2倍，且所述多個(gè)接觸構(gòu)件在周向等間距地配置， 所述多個(gè)接觸構(gòu)件與所述多個(gè)線圈的導(dǎo)線的兩端部連接， 所述一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷和所述另一通電電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置， 所述另一對(duì)通電電刷中的所述一個(gè)通電電刷和所述另一通電電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置， 所述一對(duì)再生電刷中的所述一個(gè)再生電刷和所述另一再生電刷在徑向配置在互為相反側(cè)的位置， 所述一對(duì)通電電刷和所述另一對(duì)通電電刷在周向的位置錯(cuò)開了所述多個(gè)接觸構(gòu)件的I個(gè)間距的距離， 所述一對(duì)通電電刷和所述一對(duì)再生電刷在周向的位置錯(cuò)開了不足所述多個(gè)接觸構(gòu)件的I個(gè)間距的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5和6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)線圈配置在所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)線圈配置在所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)靜止突極的個(gè)數(shù)為4。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極的個(gè)數(shù)為6。
11.根據(jù) 權(quán)利要求4所述的馬達(dá)，其特征在于， 所述接觸構(gòu)件的一個(gè)間距為30°。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其特征在于， 該馬達(dá)的相數(shù)為3相以上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種馬達(dá)，所述馬達(dá)的靜止部具有多個(gè)靜止突極，旋轉(zhuǎn)部具有整流子和多個(gè)旋轉(zhuǎn)突極。靜止部包括一對(duì)再生電刷和與整流子的接觸構(gòu)件接觸的一對(duì)通電電刷。在旋轉(zhuǎn)突極形成線圈。通過(guò)通電電刷以及整流子來(lái)切換通電線圈，從而旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)。通過(guò)使用通電電刷以及整流子，不需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，從而能夠降低馬達(dá)的制造成本。并且，再生電刷通過(guò)二級(jí)管與直流電源連接。當(dāng)通電電刷離開接觸構(gòu)件時(shí)，再生電刷與該接觸構(gòu)件接觸，由此防止了在通電電刷和整流子之間產(chǎn)生火花。由此，能夠延長(zhǎng)馬達(dá)的壽命。
文檔編號(hào)H02K23/20GK203104245SQ20132002594
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者中澤悅雄 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)株式會(huì)社