[发明专利]有刷直流电机和使用该电机的车辆用制动系统

说明书

技术领域

本发明涉及有刷直流电机。

背景技术

作为汽车的辅助设备（辅机）中使用的有刷直流电机，具有6个磁极、偶数个齿和以波形绕法卷绕于该齿的绕组的直流电机被广泛使用。图8表示该有刷直流电机的截面（XZ）图。有刷直流电机具有机壳100、固定在机壳内的磁体102、使用轴承107而被支承成能够在机壳100内旋转的轴110、与轴110一体旋转的芯（铁芯）112、绕组113、换向器111和被按压在换向器111上且可相对于换向器滑动的刷（电刷）104。此外，固定在机壳100上的前板101具有用于对轴110进行支承而使其可旋转的轴承107，和用于保持刷104的刷保持件103。

这种齿数为偶数的有刷直流电机与齿数为奇数的有刷直流电机相比振动较小但转矩波动（转矩脉动）很大。因此需要减小转矩波动。于是，专利文献1提出了一种具有6个磁极、偶数个齿和以双重波形绕法卷绕在该齿上的绕组的有刷直流电机，使通常为2个的刷的数量为6个。

图9表示从轴110的旋转轴方向观察与专利文献1同样具有6个刷的直流电机的XY截面图。在机壳100的内周部按大致相同间隔配置有6个磁体102，由此形成6个磁极。换向器111具有绝缘件111b和在其外周部周期性地配置的20个换向片111a。相对于该换向片111a，以从外周部与其滑动接触的方式配置有6个刷104。6个刷104由在旋转方向上交替且等间隔配置的阳极刷105和阴极刷106构成。芯112具有以轴110为中心辐射状延伸，在周向上周期性配置的20个齿112a，和将齿112a连接的芯轭部（背芯部，core back）112b。在周向上相邻的齿112a之间形成了槽114，其中插入绕组113。绕组113具有多个跨多个齿112a卷绕成的线圈113a。不过图9中仅表示了一个线圈113a。

图10中表示将图9所示的有刷直流电机的齿112a和槽114、绕组113、换向片111a、刷104平面展开的示意图。线圈113a具有跨多个齿卷绕、两端与不同的换向器连接的导线。例如，导线的一端部与第二个换向片111a连接的线圈113a，被卷绕在T4～T6的齿112a上，而另一个端部与第八个换向片111a连接。然后，与上述第八个换向片111a连接的导线接着卷绕在T10～T12的齿112a上，另一个端部与第十四个换向片111a连接。如此反复，对第偶数个换向片111a连接线圈113a。接着，使连接的换向片111a的位置偏移一个，同样地卷绕线圈113a，从而对第奇数个换向片111a连接线圈113a。这样，对全部的齿112a都卷绕线圈113a，将该接线状态称为双重波形绕法（双波绕组）。

一般来说，在有刷直流电机中，从阳极刷向阴极刷流动的电流产生转矩，而在同极刷间构成闭合回路的线圈则成为不产生转矩的无效线圈。因此，该无效线圈的数量随芯112的旋转而一起变化，成为导致转矩波动的原因。在图10中，图中的粗线表示的线圈113a为无效线圈，阳极刷间的无效线圈的数量共计为2个。该阳极刷间的无效线圈随着芯112的旋转按2个→1个→2个→1个的方式周期性变化，其变化幅度为1，较小，因此是低转矩波动，这在专利文献1中已有公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－273532号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

像专利文献1那样，在具有6个磁极、偶数个齿和以波形绕法卷绕成的绕组的有刷直流电机中，在为了减小转矩波动而使刷的数量为6个时，阳极刷和阴极刷在周向上交替排列，因此电源配线变得复杂。另一方面，若像图11所示的那样将刷的数量从6个减少到4个，则与刷的数量为6个的情况相比，转矩波动会增大。

于是，本发明的目的在于，提供一种即使在刷的数量为4个时也能够抑制转矩波动的有刷直流电机。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，例如采用以下技术方案。

本发明的有刷直流电机，包括：定子，具有2×P个磁极（P为3以上的奇数）；电枢芯，被保持成可相对于上述定子旋转，在周向上具有P×N±2个齿（N为4以上的偶数）；换向器，被保持成与上述电枢芯一体旋转，具有数量与上述齿相同的换向片；以双重波形绕法卷绕在上述齿上的绕组；和与上述换向器滑动接触地配置的两个阳极刷和两个阴极刷，上述有刷直流电机的特征在于：上述各刷的与换向器滑动接触的宽度所对的角度（圆周上宽度（弧长）所对的圆心角）WB被设定成满足WB＞WP＋WI（WP为换向器节距的宽度所对的角度，WI为换向器间的宽度所对的角度）。