DE112012000591T5

DE112012000591T5 - Motor

Info

Publication number: DE112012000591T5
Application number: DE112012000591.0T
Authority: DE
Inventors: Takahiro HIWA; Yusuke Makino; Shohei Osuga
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JP5928452B2; US20130249339A1; CN103283131A; WO2012102019A1; CN103283131B; US9431862B2; JP2014504128A

Abstract

Eine Wicklungsstruktur, die über einem Anker und einem Stromwender angeordnet ist, umfasst einen Ausgleicher. Der Ausgleicher umfasst einen hinlaufenden Abschnitt und einen zurücklaufenden Abschnitt, die durch einen Schlitz über eine Gruppe von Zähnen gewickelt sind und zwischen zwei identische Segmenten geschaltet sind. In einem Fall, in dem eine Ganzzahl als ein Expansionswert unter Werten gegeben ist, die ganzzahlige Vielfache eines Werts sind, der durch Teilen der Gesamtzahl der Schlitze durch die Gesamtzahl von Polpaaren erhalten wird, sind, wenn eine Gruppe der Zähne mit der gleichen Gesamtzahl wie der Expansionswert als eine Elementzähnegruppe gegeben ist, der hinlaufende Abschnitt und der zurücklaufende Abschnitt durch die Schlitze, die an beiden Seiten der Elementzähnegruppe positioniert sind, über die Elementzähnegruppe gewickelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motor mit einer Bürste und insbesondere auf eine Ausgleicher- bzw. Equalizerstruktur.
Hintergrundtechnik
Eine Ausgleicherstruktur ist beispielsweise in PTL 1 offenbart. In PTL 1 ist der Ausgleicher um einen Schlitz eines Ankerkerns gewickelt und verbindet Stromwender-(oder Kommutator-)stücke mit dem gleichen Potential.
In den letzten Jahren wurden auf dem Gebiet der Miniaturisierung eines Motors mit einer Bürste Fortschritte erzielt. In einem kleinen Motor mit einer Bürste wird eine konzentrierte Wicklungsstruktur, die in der Lage ist, eine Höhe in einer Axialrichtung zu senken, angewendet. In der konzentrierten Wicklungsstruktur jedoch besteht allgemein eine Tendenz, dass die Anzahl der Magnetpole von Magneten oder die Anzahl der Bürsten ansteigt. Angesichts der Kosten der Bauteile und der Toncharakteristika und dergleichen ist es vorzuziehen, die Anzahl der Bürsten zu senken. Wenn jedoch die Anzahl der Bürsten gesenkt wird, wird die Stromkapazität des Ausgleichers zu einem Problem.
Dies ist unter Bezugnahme auf 1 erklärt. In 1 zeigt das Bezugszeichen 101 Bürsten an, 102 zeigt Segmente an, 103 zeigt Spulen an und 104 zeigt einen Ausgleicher an. Beispielsweise kann, wie in 1A gezeigt ist, in einem Fall, in dem die Bürsten 101 direkt die Segmente 102 berühren, mit denen die Spulen 103 verbunden sind, die mit Strom versorgt werden, obwohl eine Mehrzahl von Spulen 103 parallel zu den Segmenten 102 geschaltet ist, ein Strom ohne Schwierigkeit an jede Spule 103 geliefert werden.
Wie in 1B gezeigt ist, fließt jedoch in einem Fall, in dem der Ausgleicher 104 verwendet wird, während die Anzahl der Bürsten gesenkt wird, die Gesamtkapazität des Stroms, der an jede Spule 103 geliefert werden soll, zu dem Ausgleicher. Dadurch besteht, wenn die Stromkapazität des Ausgleichers 104 unzureichend ist, eine Sorge darin, dass der Ausgleicher 104 unter Umständen durchbrennt. Diesbezüglich kommen beispielsweise die folgenden beiden Maßnahmen in Betracht.

(1) Für die Spulen und den Ausgleicher werden unterschiedliche leitende Drähte verwendet und der Durchmesser des Ausgleichers ist größer als derjenige der Spule.
(2) Für die Spulen und den Ausgleicher wird der gleiche leitende Draht verwendet und der Durchmesser des Ausgleichers und der Durchmesser der Spulen sind größer.

Bei der Maßnahme (1) jedoch wird der Verbindungswirkung zwischen den Spulen und dem Ausgleicher erhöht, wodurch dadurch Probleme vorliegen, dass ein Anstieg der Kosten oder ein Rückgang der Produktivität auftritt. Bei der Maßnahme (2) ist das Wickeln schwierig, wenn der Durchmesser des leitenden Drahts der Spule erhöht wird, und es besteht dahingehend ein Problem, dass ein Rückgang der Produktivität auftritt.
So geht man als Maßnahme in Bezug auf die Probleme davon aus, dass eine Mehrzahl von Reihen von Ausgleichern hergestellt wird. In Bezug auf diese Maßnahme ist in Absatz [0031] von PTL 2 eine Struktur offenbart, in der zwei Punkte von Segmenten mit dem gleichen Potential durch eine Mehrzahl von Ausgleichern verbunden sind. Ferner ist auch in Absatz [0012] von PTL 1 eine Struktur offenbart, in der zwei Ausgleicher um dazwischen liegende Stromwenderstücke gewickelt sind.
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: JP-A2002-186210
PTL 2: JP-A2000-60074

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie in PTL1 oder PTL 2 wird jedoch, wenn die Segmente mit dem gleichen Potential durch die Mehrzahl von Ausgleichern verbunden sind, eine Schleifenschaltung zwischen den Ausgleichern gebildet. Zusätzlich wird, wenn die Ausgleicher um einen Ankerkern gewickelt sind, eine induzierte Spannung in den Ausgleichern erzeugt.
Wenn die induzierte Spannung in den Ausgleichern erzeugt wird, wird ein zirkulierender Kurzschlussstrom in der Schleifenschaltung erzeugt und ein Rückgang des Motorwirkungsgrads erfolgt.
Folglich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Motor bereitzustellen, der in der Lage ist, ein Auftreten des Kurzschlussstroms zu unterdrücken, obwohl Segmente mit dem gleichen Potential durch eine Mehrzahl von Ausgleichern verbunden sind.
Lösung für das Problem
Ein Motor gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Anker, einen Stromwender, der eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, und eine Welle, die zusammen mit dem Anker und dem Stromwender um eine Mittelachse gedreht wird. Zusätzlich umfasst der Motor der vorliegenden Erfindung einen Magneten, eine Bürste und eine Wicklungsstruktur. Der Magnet ist um den Anker herum angeordnet und ein N-Pol und ein S-Pol sind abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Bürste ist um den Stromwender herum angeordnet und stellt einen gleitenden Kontakt zu dem Segment her. Die Wicklungsstruktur ist über dem Anker und dem Stromwender angeordnet.
Der Anker umfasst eine Mehrzahl von Spulen und einen Ankerkern, der an der Welle befestigt ist. Der Ankerkern umfasst eine Mehrzahl von Zähnen, die sich radial in einer Radialrichtung erstrecken, und eine Mehrzahl von Schlitzen, die zwischen den Zähnen angeordnet sind und sich in einer Axialrichtung erstrecken. Die Wicklungsstruktur umfasst einen Spulenwicklungsdraht, der die Spule bildet, und eine Führerleitung, die eine Verbindung zwischen der Spule und dem Segment herstellt. Zusätzlich umfasst die Wicklungsstruktur einen Verbindungsdraht, der eine Verbindung zwischen zwei Spulen herstellt, und einen Ausgleicher, der eine Verbindung zwischen zwei Segmenten herstellt. Der Ausgleicher ist durch den Schlitz an den Zahn angeschlossen. Zusätzlich umfasst der Ausgleicher einen hinlaufenden Abschnitt und einen zurücklaufenden Abschnitt, die eine Verbindung zwischen zweien der identischen Segmente herstellen.
Zusätzlich ist die Zahl, die die Ganzzahl wird, als der Expansionswert unter Werten gegeben, die ganzzahlige Vielfache des Werts sind, der durch Teilen der Anzahl der Schlitze durch die Anzahl von Pol-Paaren, die durch den N-Pol und den S-Pol gebildet sind, erhalten wird. In diesem Fall sind, wenn eine Gruppe der Zähne, die so angeordnet ist, um in der Umfangsrichtung fortgeführt zu werden, und die gleiche Zahl wie der Erweiterungswert aufweist, als eine Elementzähnegruppe gegeben ist, der hinlaufende Abschnitt und der zurücklaufende Abschnitt durch den Schlitz, der an beiden Seiten der Elementzähnegruppe positioniert ist, an die Elementzähnegruppe angeschlossen.
Zusätzlich ist in einem Motor gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Gesamtzahl der hinlaufenden Abschnitte und der zurücklaufenden Abschnitte gerade und jeder der hinlaufenden Abschnitte und der zurücklaufenden Abschnitte kann durch den gleichen Schlitz an die gleichen Zähne angeschlossen sein.
Gemäß dem Motor gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, da der gleiche leitende Draht wie die Spule oder dergleichen als der leitende Draht des Ausgleichers verwendet wird, die Kapazität des Ausgleichers gesichert werden. Zusätzlich kann das Auftreten eines Kurzschlussstroms unterdrückt werden.
Die obigen und weitere Merkmale, Elemente, Schritte, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind Diagramme zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Anzahl von Bürsten und einer Kapazität eines Ausgleichers.
2 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines Motors des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
3 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm entlang einer Linie I-I in 2.
4 ist ein schematisches Grundrissdiagramm bei Betrachtung aus der Richtung eines Pfeils II aus 2 in einem Zustand, in dem eine Rückabdeckung entfernt ist.
5 ist ein Diagramm, das eine Positionsbeziehung zwischen Zähnen oder dergleichen und Segmenten zeigt.
6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel einer Wicklungsstruktur zeigt.
7A ist ein Diagramm, das eine Wicklungsreihenfolge eines Teils (1) in 6 zeigt. 7B ist ein Diagramm, das eine Wicklungsreihenfolge eines Teils (6) in 6 zeigt.
8 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer ersten Wicklungsstruktur.
9 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Wicklungsstruktur.
10 ist ein Diagramm, das eine Basiskonfiguration eines Ausgleichers eines Ausführungsbeispiels 1 zeigt.
11 ist ein Diagramm, das eine Basiskonfiguration eines Ausgleichers eines Ausführungsbeispiels 2 zeigt.
12 ist ein Diagramm, das eine Basiskonfiguration eines Ausgleichers eines Vergleichsbeispiels zeigt.
13 ist ein Graph, der Ergebnisse von Bestätigungstests zeigt.
Beispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. Die folgende Erläuterung jedoch ist lediglich beispielhafter Natur und die vorliegende Erfindung, die angewendeten Objekte oder die Verwendungen sind nicht eingeschränkt.
Die 2 bis 4 zeigen einen Motor des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Der Motor ist ein Gleichstrommotor und ist gebildet aus einer Welle 1, einem Anker 2, einem Magneten 3, einem Stromwender 4, einer Bürste 5, einem Gehäuse 6 oder dergleichen. Die Bestandteile der Welle 1 und dergleichen sind in dem Gehäuse 6 untergebracht. Eine Wicklungsstruktur 50, die aus leitenden Drähten 12 gebildet ist, ist an einem Abschnitt angeordnet, der von dem Anker 2 bis zu dem Stromwender 4 reicht.
Die Wicklungsstruktur 50 umfasst einen Spulenwicklungsdraht 51, der die Spule 10 bildet, und eine Führerleitung 52, die eine Verbindung zwischen der Spule 10 und einem Segment 15 herstellt. Zusätzlich umfasst die Wicklungsstruktur 50 einen Verbindungsdraht 53, der eine Verbindung zwischen zwei Spulen 10 herstellt, und einen Ausgleicher 54, der eine Verbindung zwischen zwei Segmenten 15 herstellt. Die Wicklungsstruktur 50, und insbesondere der Ausgleicher 54, sind unten separat detailliert beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Gehäuse 6 eine im Wesentlichen zylindrische Hülle 6a, in der das eine Ende geöffnet ist, und eine Rückabdeckung 6b, die eine Öffnung der Hülle 6a bedeckt. Die Lagerabschnitte 7a und 7b sind in dem Mittelabschnitt in der Axialrichtungsseite in sowohl der Hülle 6a als auch der Rückabdeckung 6b vorgesehen. Ein Wellenloch ist an dem Lagerabschnitt 7a gebildet.
Die Welle 1 wird drehbar über die Lagerabschnitte 7a und 7b an dem Gehäuse 6 getragen. Dadurch wird die Welle 1 um eine Rotationswelle J gedreht. Das eine Ende der Welle 1 steht durch das Wellenloch außerhalb des Gehäuses 6 vor. Der Anker 2 und der Stromwender 4 sind an der Welle 1 befestigt.
Zusätzlich wird zur Erläuterung die Richtung, in der sich die Rotationswelle J erstreckt, als eine „Axialrichtung” bezeichnet, die Richtung, die senkrecht oder in etwa senkrecht zu der Axialrichtung J ist, wird als „Radialrichtung” bezeichnet und die Rotationsrichtung der Rotationswelle J wird als „Umfangsrichtung” bezeichnet.
Wie ebenso in 3 gezeigt ist, umfasst der Anker 2 einen Ankerkern 2a, die Spule 10 und einen Isolator (nicht gezeigt) mit isolierenden Eigenschaften. Der Ankerkern 2a ist durch Laminieren von Metallplatten in der Axialrichtung gebildet. Der Isolator ist an dem Ankerkern 2a angebracht und isoliert den Ankerkern 2a und den leitenden Draht 12.
Der Ankerkern 2a umfasst einen Mittelkern 8, der in der Axialrichtung der Welle 1 an dem Zwischenabschnitt befestigt ist. Zusätzlich umfasst der Ankerkern 2a eine Mehrzahl von Zähnen 9, die sich radial erstrecken, während sie im Wesentlichen regelmäßige Abstände von dem Mittelkern 8 in der Radialrichtung nach außen besitzen. Folglich ist ein Schlitz 11, der sich in der Axialrichtung erstreckt, zwischen zwei Zähnen 9 gebildet, die benachbart zueinander sind. Entsprechend umfasst der Ankerkern 2a eine Mehrzahl von Schlitzen 11. Zusätzlich beträgt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anzahl der Zähne 9 und die Anzahl der Schlitze 11 jeweils 12.
Die Spule 10 ist durch eine so genannte konzentrierte Wicklung gebildet, die den leitenden Draht 12 für jeden Zahn 9 wickelt. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 entspricht dem Spulenwicklungsdraht 51. Insbesondere ist die Spule 10 durch Wickeln des leitenden Drahts 12 um jeden Zahn 9 gebildet, während der leitende Draht 12 durch jeden Schlitze 11 verläuft, der an beiden Seiten in der Umfangsrichtung des Zahns 9 positioniert ist, der ein Objekt ist. Entsprechend umfasst der Anker 2 eine Mehrzahl von Spulen 10. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Spulen 10 12.
Der Magnet 3 ist ringförmig um den Anker 2 herum angeordnet. Der Magnet 3 ist an der Innenumfangsoberfläche der Hülle 6a befestigt und ist der Außenumfangsoberfläche des Ankers 2 zugewandt und durch einen kleinen Zwischenraum von demselben getrennt. Der Magnet 3 umfasst Magnetpole 3a, die aus einer Mehrzahl von N-Polen und einer Mehrzahl von S-Polen gebildet sind. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Magnetpole 8. Jeder Magnetpol 3a ist so angeordnet, dass die N-Pole und die S-Pole abwechselnd in der Umfangsrichtung vorgesehen sind. Entsprechend ist eine Mehrzahl von Polpaaren 3b, die aus den N-Polen und den S-Polen gebildet sind, in dem Magnet 3 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Polpaare 4. Zusätzlich kann der Magnet 3 aus einer Mehrzahl von Magneten 3 gebildet sein. Ferner kann der Magnet 3 durch Polarisieren eines einzelnen Magnetkörpers gebildet sein.
Der Stromwender 4 befindet sich benachbart zu dem Anker 2 und ist an dem anderen Ende der Welle 1 befestigt. Der Stromwender 4 umfasst eine Mehrzahl von Segmenten 15 an der Außenumfangsoberfläche. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Segmente 15 24 und die Anzahl der Segmente 15 beträgt zweimal die Anzahl der Schlitze 11. Das Segment 15 ist ein Metallbauteil, das ein plattenartiges Band ist, das sich in der Axialrichtung erstreckt. Jedes Segment 15 ist so angeordnet, um in der Umfangsrichtung in einem Zustand einer Isolierung voneinander fortgesetzt zu werden.
Ein Hakenabschnitt 15a ist an dem Ende der Seite des Ankers 2 jedes Segments 15 vorgesehen. Ein leitender Draht 12, der aus der Spule 10 herausgezogen ist, ist an den Hakenabschnitt 15a angeschlossen (mit demselben verhakt). Durch Schweißen des leitenden Drahts 12, der an den Hakenabschnitt 15a angeschlossen ist, ist jedes Segment 15 elektrisch mit der Spule 10 verbunden.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Bürste 5 an einer Bürstenplatte 16 angebracht. Die Bürstenplatte 16 ist ein plattenförmiges Bauteil. Die Bürstenplatte 16 ist in dem Gehäuse 6 in einem Zustand gegenüber von der Innenoberfläche der Gehäuseabdeckung 6b in der Axialrichtung angeordnet. Ein kreisförmiges Loch 16a, in dem der Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Stromwenders 4, ist so gebildet, um in dem Mittelabschnitt der Bürstenplatte 16 geöffnet zu sein. Der Stromwender 4 ist in der Innenseite des kreisförmigen Lochs 16a angeordnet.
Die Bürste 5 ist aus zwei Positivpol-Bürsten 5a und zwei Negativpol-Bürsten 5b gebildet. Jede Bürste 5a, 5b ist mit einer Steuervorrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen über einen Verbindungsanschluss 17 verbunden. Jede Bürste 5a, 5b ist um den Stromwender 4 herum angeordnet. Jede Bürste 5a, 5b wird durch eine Feder 5c in der Radialrichtung von außen an die Seite des Stromwenders 4 gepresst.
Entsprechend berührt jede Bürste 5a, 5b immer einige der Segmente 15. Gemäß der Drehung des Stromwenders 4 stellt jede Bürste 5a, 5b periodisch einen gleitenden Kontakt zu jedem Segment 15 her. Folglich wird Strom periodisch von der Steuervorrichtung oder dergleichen gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge über die Bürste 5, das Segment 15 und die Wicklungsstruktur 50 an eine vorbestimmte Spule 10 geliefert.
Die Wicklungsstruktur 50 ist durch Verwenden eines einzelnen leitenden Drahts 12 gebildet. Dies bedeutet, dass der Spulenwicklungsdraht 51, die Führerleitung 52, der Verbindungsdraht 53 und der Ausgleicher 54 ein einzelner, durchgehender leitender Draht sind. Insbesondere sind durch eine speziell vorgesehene Wicklungsvorrichtung der leitende Draht 12 und ein vorbestimmtes Segment 15 elektrisch miteinander verbunden, während der leitende Draht 12 an den Hakenabschnitt 15a des vorbestimmten Segments 15 angeschlossen ist. Danach ist der leitende Draht 12 um einen vorbestimmten Zahn 9 gewickelt und die Wicklungsstruktur 50 wird gebildet. Dies bedeutet, dass eine Mehrzahl von Spulen 10 durch einen einzelnen leitenden Draht 12 gebildet ist. Die Führerleitung 52, die eine Verbindung zwischen der Spule 10 und dem Segment 15 herstellt, der Verbindungsdraht 53, der eine Verbindung zwischen zwei Spulen 10 herstellt, und ein Ausgleicher 54, der eine Verbindung zwischen zwei Segmenten 15 herstellt, sind zwischen den Spulen 10 vorhanden.
Auf diese Weise wird, da die Wicklungsstruktur 50 durch fortwährendes Wickeln eines einzelnen leitenden Drahts 12 gebildet ist, der Wicklungsvorgang ohne Weiteres durchgeführt und die Produktivität verbessert.
Die Wicklungsstruktur 50 wird basierend auf der Anordnung der Zähne 9 und der Segmente 15, die in 5 gezeigt sind, detailliert erläutert. Zu Erläuterungszwecken sind, wie in 5 gezeigt ist, jedem Zahn 9 Nummern gegeben und die Spulen 10 oder dergleichen werden unterschieden.
Die Zahlen von 1 bis 12 von einem vorbestimmten Zahn 9 in einer Richtung im Uhrzeigersinn (US) sind jedem Zahn 9 der Reihe nach gegeben und es wird zwischen jedem Zahn 9 unterschieden. Ähnlich wird auch jede Spule 10 durch die gleiche Zahl wie diejenige des Zahns 9 unterschieden, an dem die Spule 10 gebildet ist. Ferner wird jedes Segment 15 dadurch unterschieden, dass es durch die Zahlen von 1 bis 24 von einem vorbestimmten Segment 15 in der Nähe des Zahns 9 mit der Zahl Nr. 1 der Reihe in einer Richtung im Uhrzeigersinn (US) bezeichnet wird, in der gleichen Weise wie der Zahn 9.
6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel der Wicklungsstruktur 50 zeigt. Teile (1) bis (6) von 6 stellen einfach die Wicklungsstruktur 50 dar, bei der die Wicklung bei Segment Nr. 1 15 beginnt und mit Segment Nr. 7 15 endet. 7A zeigt die Wicklungsreihenfolge im Teil (1) in 6. 7B zeigt die Wicklungsreihe im Teil (6) in 6.
Wie in 6 oder 7A gezeigt ist, ist zuerst der leitende Draht 12 mit dem Segment Nr. 1 15 als Wicklungsstartanschluss durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 12 9 und Zahn Nr. 1 9 zu der Seite herausgeführt (im Folgenden als die „Seite von Zahn 9” bezeichnet), die gegenüber von dem Stromwender 4 in dem Zahn 9 ist. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 3 9 und Zahn Nr. 4 9 über die Zähne Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 9 zu der Seite des Stromwenders 4 in dem Zahn 9 herausgeführt. Der herausgeführte leitende Draht 12 ist an das Segment Nr. 7 15 angeschlossen. Dadurch werden Segment Nr. 1 15 und Segment Nr. 7 15 kurzgeschlossen. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Segmenten bildet einen hinlaufenden Abschnitt 54a des Ausgleichers 54.
Der leitende Draht 12, der an das Segment Nr. 7 15 angeschlossen ist, ist durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 4 9 und Zahn Nr. 5 9 zu der Seite des Zahns 9 herausgeführt. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 2 9 und Zahn Nr. 1 9 über die Zähne Nr. 4, Nr. 3 und Nr. 2 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt. Der herausgeführte leitende Draht 12 ist wieder an das Segment Nr. 1 15 angeschlossen. Dadurch werden Segment Nr. 1 15 und Segment Nr. 7 15 kurzgeschlossen. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Segmenten bildet außerdem einen zurücklaufenden Abschnitt 54b des Ausgleichers 54.
Als Nächstes ist der leitende Draht 12, der an das Segment Nr. 1 15 angeschlossen ist, zu der Seite des Zahns 9 herausgeführt. Dieser Abschnitt entspricht der Führerleitung 52. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 12 9 und Zahn Nr. 1 9 um Zahn Nr. 19 gewickelt, wodurch die Spule 10 gebildet wird. Die Spule 10 ist bei Betrachtung von der Spitzenseite des Zahns 9 in einer Richtung im Uhrzeigersinn (US) gebildet.
Ferner wird, nachdem der leitende Draht 12 eine vorbestimmte Anzahl von Malen um Zahn Nr. 1 9 gewickelt ist, der leitende Draht 12, der durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 1 9 und Zahn Nr. 2 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt ist, über die Zähne Nr. 2 und Nr. 3 9 zu Zahn Nr. 4 9 überführt. Entsprechend bildet der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Zähnen 9 den Verbindungsdraht 53.
Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 3 9 und Zahn Nr. 4 9 um Zahn Nr. 4 9 gewickelt, wodurch die Spule 10 gebildet wird. Die Spule wird außerdem bei Betrachtung von der Spitzenseite des Zahns 9 in einer Richtung im Uhrzeigersinn (US) gebildet. Ferner ist, nachdem der leitende Draht 12 eine vorbestimmte Anzahl von Malen um Zahn Nr. 4 9 gewickelt ist, der leitende Draht 12, der durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 4 9 und Zahn Nr. 5 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt ist, an das Segment Nr. 8 15 angeschlossen.
Der leitende Draht 12, der an das Segment Nr. 8 15 angeschlossen ist, ist durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 3 9 und Zahn Nr. 4 9 zu der Seite von Zahn 9 herausgeführt. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 6 9 und Zahn Nr. 7 9 über die Zähne Nr. 4, Nr. 5 und Nr. 6 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt. Der herausgeführte leitende Draht 12 ist an das Segment Nr. 14 15 angeschlossen. Dadurch werden Segment Nr. 8 15 und Segment Nr. 14 15 kurzgeschlossen. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Segmenten bildet einen hinlaufenden Abschnitt 54a des Ausgleichers 54.
Der leitende Draht 12, der an das Segment Nr. 14 15 angeschlossen ist, ist durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 7 9 und Zahn Nr. 8 9 zu der Seite von Zahn 9 herausgeführt. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 5 9 und Zahn Nr. 4 9 über Zähne Nr. 7, Nr. 6 und Nr. 5 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt. Der herausgeführte leitende Draht 12 ist wieder an das Segment Nr. 8 15 angeschlossen. Dadurch werden Segment Nr. 8 15 und Segment Nr. 14 15 kurzgeschlossen. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Segmenten bildet außerdem einen zurücklaufenden Abschnitt 54b des Ausgleichers 54.
Als nächstes ist der leitende Draht 12, der an das Segment Nr. 8 15 angeschlossen ist, durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 3 9 und Zahn Nr. 4 9 um Zahn Nr. 3 9 gewickelt, wodurch die Spule 10 gebildet wird. Die Spule 10 ist bei Betrachtung von der Spitzenseite des Zahns 9 in einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn (EUS) gebildet.
Ferner ist, nachdem der leitende Draht 12 eine vorbestimmte Anzahl von Malen um Zahn Nr. 3 9 gewickelt ist, der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 2 9 und Zahn Nr. 3 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt. Danach wird der leitende Draht 12 über die Zähne Nr. 2 und Nr. 1 9 zu Zahn Nr. 12 9 überführt. Der Abschnitt des leitenden Drahts 12 zwischen den Zähnen 9 bildet den Verbindungsdraht 53.
Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 1 9 und Zahn Nr. 12 9 um Zahn Nr. 12 9 gewickelt, wodurch die Spule 10 gebildet wird. Die Spule 10 wird außerdem bei Betrachtung von der Spitzenseite des Zahns 9 in einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn (EUS) gebildet. Ferner ist, nachdem der leitende Draht 12 eine vorbestimmte Anzahl von Malen um Zahn Nr. 12 9 gewickelt ist, der leitende Draht 12, der durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 11 9 und Zahn Nr. 12 9 zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt ist, an das Segment Nr. 21 15 angeschlossen.
Gemäß dem obigen Ablauf wird die Wicklungsstruktur 50 von Teil (1) in 6 gebildet.
Danach wird die Wicklungsstruktur 50 von (2) bis (5) in 6 durch Verarbeitung durch das gleiche Verfahren gebildet. Dies bedeutet, dass Segment Nr. 1 15, das der Wicklungsstartanschluss ist, Segment Nr. 21, Nr. 17, Nr. 13 oder Nr. 9 15 ersetzt und die relative Positionsbeziehung jedes anderen Segments 15 oder jedes Zahns 9 ebenso ersetzt wird. Alleine hierdurch wird der leitende Draht 12 gemäß der gleichen Reihenfolge wie derjenigen des oben beschriebenen Teils (1) von 6 gewickelt.
In Teil (6) in 6 unterscheidet sich nur die Verarbeitung des Wicklungsendanschlusses von den anderen Abschnitten, wie beispielsweise Teil (1), der weitere Verarbeitungsinhalt ist der gleiche wie derjenige von Teil (1) oder dergleichen. Insbesondere ist der leitende Draht 12 eine vorbestimmte Anzahl von Malen um Zahn Nr. 2 gewickelt und die Spule entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn 10 wird gebildet. Danach ist der leitende Draht 12 durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 2 9 und Zahn Nr. 3 9 zu der Seite von Zahn 9 herausgeführt. Der herausgeführte leitende Draht 12 wird durch den Schlitz 11 zwischen Zahn Nr. 4 9 und Zahn Nr. 5 9 über die Zähne Nr. 3 und Nr. 4 9 wieder zu der Seite des Stromwenders 4 herausgeführt.
Schließlich ist der herausgeführte leitende Draht 12 an das Segment Nr. 7 15 angeschlossen und wird der Wicklungsendanschluss.
Zwei Arten von Spulen 10 sind um jeden Zahn 9 der Wicklungsstruktur 50, die auf diese Weise gebildet wird, gewickelt. Dies bedeutet, dass das Element der Spule im Uhrzeigersinn (US) 10a und das Element der Spule entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn (EUS) 10b, die zwei Arten von Spulen 10 sind, die in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, bei Betrachtung von der Spitzenseite des Zahns 9 an jedem der Zähne 9 gebildet sind. Aufgrund der Tatsache, dass die Spulen 10 auf diese Weise gebildet sind, kann die Motorleistung verbessert werden. Insbesondere kann die Erzeugung von Funken verhindert werden und die Lebenserwartung des Motors verbessert werden.
Um diesen Punkt detailliert zu erläutern, wird allgemein in dem Motor mit der Bürste Strom durch die Bürste zu dem Anker geliefert, die einen gleitenden Kontakt zu dem sich drehenden Stromwender herstellt, und der Motor wird gedreht. Zu diesem Zeitpunkt besteht die Sorge, dass eine Funkenentladung, d. h. Funken, zwischen der Bürste und dem Stromwender erzeugt werden könnte. Insbesondere wird, wenn das Segment, das einen gleitenden Kontakt zu der Bürste herstellt, ersetzt wird, da die Richtung, in der Strom fließt, in einer sehr kurzen Zeit umgekehrt wird, eine so genannte Stoßspannung im Verhältnis zu der raschen Änderung des Stroms aufgrund der Induktivität der Spule erzeugt. Ein Funke wird durch Effekte erzeugt, wie z. B. die Stoßspannung. Wenn der Funke erzeugt wird, wird die Lebenserwartung der Bürste verkürzt und die Lebenserwartung des Motors sinkt.
Im Gegensatz dazu wird in dem Motor mit der Bürste des vorliegenden Ausführungsbeispiels jede Spule 10 durch zwei Arten von Elementspulen 10a und 10b gebildet. Ferner wird Strom in regelmäßigen Intervallen durch die Positivpol-Bürste 5a und die Negativpol-Bürste 5b an jede Elementspule 10a, 10b geliefert, der an jede Elementspule 10a, 10b gelieferte Strom ist so eingestellt, um in der gleichen Wicklungsrichtung zu fließen.
Zusätzlich sind die Positivpol-Bürste 5a und die Negativpol-Bürste 5b so angeordnet, dass eine Versorgungszeitgebung des Stroms zu den Elementspulen 10a und 10b abweicht. Wenn die Versorgungszeitgebung des Stroms zu den Elementspulen 10a und 10b jeder Spule 10 abweicht, sinkt die Rate einer Veränderung des Stroms zu der Zeit des Ersetzens des Segments. Folglich wird die Erzeugung von Funken wirksam unterdrückt und die Lebenserwartung des Motors kann verbessert werden.
Zusätzlich können, obwohl die Wicklungsrichtung jeder einer Mehrzahl von Spulenarten 10, die in einem einzelnen Zahn 9 gebildet sind, die gleiche Richtung ist, die ähnlichen Effekte durch Anpassen des Flusses eines zu liefernden Stroms erhalten werden. Dies bedeutet, dass es ausreichend ist, wenn die Wicklungsstruktur 50 eine Struktur aufweist, bei der eine Mehrzahl von Arten von Spulen 10 auf einem einzelnen Zahn 9 gebildet ist und der leitende Draht 12, der jede Spule 10 bildet, an die Segmente 15 angeschlossen ist, die sich voneinander unterscheiden.
Ferner wird zur Verbesserung einer Motorleistung die Verdrahtung des Ausgleichers 54 betrachtet.
Erstens ist der Ausgleicher 54, der eine Verbindung zwischen zwei identischen Segmenten 15 herstellt, als eine Mehrzahl ausgebildet. Insbesondere umfasst der Ausgleicher 54 den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b, die zwischen zwei identischen Segmenten 15 hin- und zurücklaufen. Dadurch kann, da eine Stromkapazität des Ausgleichers 54 gesichert werden kann, obwohl der leitende Draht 12, wie z. B. die Spule 10, verwendet wird, die Anzahl der Bürsten gesenkt werden. Zusätzlich muss die Gesamtzahl der hinlaufenden Abschnitte 54a und der zurücklaufenden Abschnitte 54b nicht notwendigerweise 2 sein und könnte 3 oder mehr sein.
Zweitens sind der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b unter einer vorbestimmten Voraussetzung angeordnet. Dies heißt, dass unter Werten, die ganzzahlige Vielfache des Werts sind, der durch Teilen der Anzahl der Schlitze 11 durch die Anzahl von Polpaaren 3b erhalten wird, die Zahl, die die Ganzzahl wird, als der Expansionswert gegeben ist. Ferner ist in diesem Fall eine Gruppe von Zähnen 9, die so angeordnet ist, um in der Umfangsrichtung fortgesetzt zu werden, und die gleiche Zahl wie der Expansionswert aufweist, als Elementzähnegruppe gegeben. Zu diesem Zeitpunkt sind der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b so angeordnet, dass der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b durch den Schlitz, der zu beiden Seiten der Elementzähnegruppe positioniert ist, über die Elementzähnegruppe gewickelt sind. Die Wicklungsstruktur 50 wird als eine „erste Wicklungsstruktur 50” bezeichnet.
In einem Fall z. B., in dem der Motor 8 Pole und 10 Schlitze aufweist, beträgt die Anzahl der Schlitze 11 10 und die Anzahl der Polpaare 3b beträgt 4. Entsprechend ist der Wert, der durch Teilen von 10, was die Anzahl der Schlitze 11 ist, durch 4, was die Anzahl der Polpaare 3b ist, erhalten wird, 2,5. Ferner sind unter den Werten, die ganzzahlige Vielfache von 2,5 sind, die Zahlen, die Ganzzahlen werden, 5, 10 und dergleichen. Deswegen wird der Expansionswert ein Vielfaches von 5.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Schlitze 11 12 und die Anzahl der Polpaare 3b beträgt 4. Entsprechend ist der Wert, der durch Teilen von 12, was die Anzahl der Schlitze 11 ist, durch 4, was die Anzahl der Polpaare 3b ist, erhalten wird, 3. Ferner sind unter den Werten, die ganzzahlige Vielfache von 3 sind, die Zahlen, die Ganzzahlen werden, 3, 6 oder dergleichen. Deswegen wird der Expansionswert ein Vielfaches von 3.
Auf diese Weise gibt es einen Fall, bei dem die Anzahl der Schlitze 11 kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Polpaare 3b ist, sowie einen Fall, bei dem die Anzahl der Schlitze 11 ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Polpaare 3b ist. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch ist es zu bevorzugen, dass die Anzahl der Schlitze 11 ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Polpaare 3b ist. Als ein Ergebnis des Teilens der Anzahl der Schlitze 11 durch die Anzahl der Polpaare 3b ohne Rest nimmt der minimale Wert des Expansionswerts ab. Deshalb kann eine effektive Wicklungsstruktur 50 gebildet werden.
Ferner sind der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b durch Schlitze 11, die an beiden Seiten in der Umfangsrichtung einer Gruppe von Zähnen 9 positioniert sind, über die Gruppe von Zähnen 9 gewickelt, d. h. eine so genannte Elementzähnegruppe, die so angeordnet ist, um mit der gleichen Zahl wie der Expansionswert fortgesetzt zu werden. Zusätzlich beträgt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die gleiche Zahl wie der Expansionswert 3 n.
Beispielsweise weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt ist, ein Polpaar 3b immer eine Beziehung auf, dass es dem Abschnitt dreier Zähne 9 zugewandt ist, selbst wenn der Motor gedreht wird, wird die Beziehung nur durch eine Abweichung der Positionsbeziehung zwischen einem Polpaar 3 und dem Abschnitt dreier Zähne 9 verändert. Entsprechend ist die Schaltung (Spule) des hinlaufenden Abschnitts 54a oder des zurücklaufenden Abschnitts 54b, die über die Elementzähnegruppe gewickelt sind, immer dem Abschnitt eines ganzzahligen Vielfachen des Polpaars 3b zugewandt. Folglich fließt, da eine induzierte Spannung nicht in jeder Schaltung des hinlaufenden Abschnitts 54a und des zurücklaufenden Abschnitts 54b erzeugt wird, kein Kurzschlussstrom in jeder Schaltung des hinlaufenden Abschnitts 54a und des zurücklaufenden Abschnitts 54b. Entsprechend fließt in der Schleifenschaltung, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet ist, kein zirkulierender Kurzschlussstrom. Folglich wird die Motorleistung verbessert. Ferner gibt es, da nicht in jeder Schaltung des hinlaufenden Abschnitts 54a und des zurücklaufenden Abschnitts 54b eine induzierte Spannung erzeugt wird, keinen Effekt auf die Spannung, die durch die Bürsten zugeführt wird. Folglich ergibt sich kein Verlust der Motorleistung.
Der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b können über die gleiche Elementzähnegruppe gewickelt sein. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es jedoch vorzuziehen, dass der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b über unterschiedliche Elementzähnegruppen gewickelt sind. Hierdurch kann, da die Richtung eines Einziehens und die Richtung eines Herausziehens des leitenden Drahts 12 in Bezug auf den Hakenabschnitt 15a voneinander unterschiedlich sind, der leitende Draht 12 ohne Weiteres an den Hakenabschnitt 15a angeschlossen sein. Folglich wird die Produktivität verbessert.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie durch das Bezugszeichen 20 in 7A gezeigt ist, die Elementzähnegruppe durch 3 Zähne 9 von Nr. 1 bis Nr. 3, 3 Zähne 9 von Nr. 2 bis Nr. 4, 3 Zähne 9 von Nr. 4 bis Nr. 6, 3 Zähne 9 von Nr. 5 bis Nr. 7 und dergleichen gebildet. Die Anzahl der Zähne 9, die die Elementzähnegruppe bilden, kann sich in dem hinlaufenden Abschnitt 54a und dem zurücklaufenden Abschnitt 54b unterscheiden.
In einigen Fällen jedoch kann der Ausgleicher 54 unter der oben beschriebenen Voraussetzung aufgrund der Spezifikationen des Motors oder dergleichen verdrahtet sein.
Wenn beispielsweise der Motor 8 Pole und 10 Schlitze aufweist, ist es vorzuziehen, dass der Ausgleicher 54 über eine Gruppe von 5 oder 10 Zähnen 9 gewickelt ist. In einigen Fällen jedoch muss der Ausgleicher 54 beispielsweise über eine Gruppe von 4 oder weniger Zähnen 9 gewickelt sein. In diesem Fall ist Folgendes vorzuziehen. Dies bedeutet, dass die Gesamtzahl der hinlaufenden Abschnitte 54a und der zurücklaufenden Abschnitte 54b gerade ist und jeder der hinlaufenden Abschnitte 54a und der zurücklaufenden Abschnitte 54b so verdrahtet ist, um durch den gleichen Schlitz 11 über eine Gruppe der gleichen Zähne 9 gewickelt zu sein. Diese Wicklungsstruktur 50 wird als eine zweite Wicklungsstruktur 50 bezeichnet.
Dies wird unter Bezugnahme auf 9 erläutert und der Motor mit 8 Polen und 10 Schlitzen wird exemplarisch verwendet. In diesem Fall ist ein Polpaar 3b immer 2,5 Stücken der Zähne 9 zugewandt. Entsprechend ist in dem Fall, in dem der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b über eine Gruppe zweier Zähne 9 gewickelt sind, ein Polpaar 3b teilweise der Schaltung zugewandt, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet ist. Zusätzlich ist in dem Fall, in dem der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b über eine Gruppe von 3 oder 4 Zähnen 9 gewickelt sind, die Schaltung, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet ist, teilweise einem Polpaar 3b zugewandt. Folglich wird eine induzierte Spannung in jeder Schaltung des hinlaufenden Abschnitts 54a und des zurücklaufenden Abschnitts 54b durch eine Drehung des Motors erzeugt.
Entsprechend wird, wenn eine Phasenabweichung in den induzierten Spannungen erzeugt wird, die jeweils zwischen der Schaltung, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a gebildet ist, und der Schaltung, die durch den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet wird, erzeugt werden, ein zirkulierender Kurzschlussstrom in der Schleifenschaltung erzeugt, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet ist. Folglich wird eine Bremskraft erzeugt.
Deshalb sind der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b so hergestellt, um ein Paar von Schaltungen zu sein, die immer wieder hin und her über eine Gruppe der gleichen Zähne 9 gewickelt sind. Wenn der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b der Weg sind, der über eine Gruppe der gleichen Zähne 9 gewickelt ist, wird die Anzahl der Zähne 9, die der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b überspannen, nicht beachtet. Dies bedeutet, dass, wenn der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b der Weg sind, der über eine Gruppe der gleichen Zähne 9 gewickelt ist, die Anzahl der Zähne 9, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b abgedeckt sind, 1 oder mehr sein kann. Dadurch werden die induzierten Spannungen, die in beiden Schaltungen erzeugt werden, immer gleichphasig, der zirkulierende Kurzschlussstrom fließt nicht in der Schleifenschaltung, die durch den hinlaufenden Abschnitt 54a und den zurücklaufenden Abschnitt 54b gebildet ist. Folglich wird die Motorleistung verbessert. Ferner bewegt sich zu diesem Zeitpunkt der Ausgleicher 54 eine Mehrzahl von Malen hin und her und ist über eine Gruppe der gleichen Zähne 9 gewickelt und eine Mehrzahl hinlaufender Abschnitte 54a und zurücklaufender Abschnitte 54b kann jeweils gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf die Effekte der oben beschriebenen ersten Wicklungsstruktur 50 (Ausführungsbeispiel 1) und zweiten Wicklungsstruktur 50 (Ausführungsbeispiel 2) wurden die folgenden Bestätigungstests durchgeführt.
Das Ausführungsbeispiel 1 ist der Motor, der bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 8 Pole und 12 Schlitze der ersten Wicklungsstruktur aufweist. Die grundlegende Konfiguration des Ausgleichers 54 ist in 10 gezeigt. Ausführungsbeispiel 2 ist der Motor, der bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 8 Pole und 10 Schlitze der zweiten Wicklungsstruktur aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 sind der hinlaufende Abschnitt 54a und der zurücklaufende Abschnitt 54b jeweils für jeden über eine Gruppe der Zähne, die aus 2 Zähnen gebildet sind, herumgewickelt. Die grundlegende Konfiguration des Ausgleichers 54 ist in 11 gezeigt. Als Vergleichsbeispiel wurde bei dem Motor des Ausführungsbeispiels 2 ein Test in Bezug auf einen Fall durchgeführt, in dem die Schaltung des hinlaufenden Abschnitts 54a und des zurücklaufenden Abschnitts 54b durch unterschiedliche Wege gebildet ist. Die grundlegende Konfiguration des Ausgleichers 54 ist in 12 gezeigt.
Die Ergebnisse der Bestätigungstests, die in Bezug auf die Beziehung zwischen dem Motorwirkungsgrad und dem Drehmoment in dem Ausführungsbeispiel 1 oder dergleichen gesammelt wurden, sind in 13 gezeigt. In 13 stellt eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie Ausführungsbeispiel 1 dar, eine unterbrochene Linie stellt das Ausführungsbeispiel 2 dar und eine durchgezogene Linie stellt das Vergleichsbeispiel dar.
Es war zu beobachten, dass der Motorwirkungsgrad der Ausführungsbeispiele 1 und 2 verglichen zu demjenigen des Vergleichsbeispiels verbessert ist. Unter diesen ist der Motorwirkungsgrad des Ausführungsbeispiels 1 als Ganzes höher als derjenige des Ausführungsbeispiels 2, wobei zu beobachten war, dass das Ausführungsbeispiel besonders effektiv ist.
Nur ausgewählte bevorzugte Ausführungsbeispiele wurden zur Darstellung der vorliegenden Erfindung ausgewählt. Für Fachleute auf dem Gebiet jedoch ist aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen, dass verschiedene Veränderungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Ferner ist die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich zu Darstellungszwecken vorgesehen und nicht als Einschränkung der Erfindung, wie durch die die beigefügten Ansprüche und der Äquivalente definiert ist.
Beispielsweise ist das Wicklungsverfahren in der Spule des Motors nicht auf die konzentrierte Wicklung eingeschränkt und eine verteilte Wicklung könnte eingesetzt werden. Dies bedeutet, dass die Spule 10 durch Wickeln des Spulenwicklungsdrahts 51 um eine Mehrzahl von Zähnen 9 gebildet werden könnte. Zusätzlich wird die Wicklungsstruktur 50 durch Verwenden eines einzelnen leitfähigen Drahts 12 gebildet. Die Wicklungsstruktur 50 könnte jedoch durch Verwenden einer Mehrzahl leitender Drähte 12 gebildet sein.
Der Motor der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise geeignet für einen Motor, der in ein Fahrzeug eingebaut ist.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Anker
2a: Ankerkern
3: Magnet
3a: Magnetpol (N-Pol, S-Pol)
3b: Polpaar
4: Stromwender
5: Bürste
6: Gehäuse
9: Zahn
10: Spule
11: Schlitz
15: Segment
20: Elementzähnegruppe
50: Wicklungsstruktur
51: Spulenwicklungsdraht
52: Führerleitung
53: Verbindungsdraht
54: Ausgleicher (Equalizer)
54a: hinlaufender Abschnitt
54b: zurücklaufender Abschnitt
J: Rotationswelle

Claims

Ein Motor, der folgende Merkmale aufweist: einen Anker; einen Stromwender, der eine Mehrzahl von Segmenten umfasst; eine Welle, die zusammen mit dem Anker und dem Stromwender um eine Mittelachse gedreht wird; einen Magneten, der um den Anker herum angeordnet ist, und bei dem ein N-Pol und ein S-Pol abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet sind; eine Bürste, die um den Stromwender herum angeordnet ist und einen gleitenden Kontakt zu der Mehrzahl von Segmenten herstellt; und eine Wicklungsstruktur, die über dem Anker und dem Stromwender angeordnet ist, wobei der Anker eine Mehrzahl von Spulen und einen Ankerkern, der an der Welle befestigt ist, umfasst, der Ankerkern eine Mehrzahl von Zähnen, die sich radial in einer Radialrichtung erstrecken, und eine Mehrzahl von Schlitzen umfasst, die zwischen der Mehrzahl von Zähnen angeordnet sind und sich in einer Axialrichtung erstrecken, die Wicklungsstruktur einen Spulenwicklungsdraht, der die Spule definiert, eine Führerleitung, die zwischen die Spule und die Mehrzahl von Segmenten geschaltet ist, einen Verbindungsdraht, der zwischen zwei Spulen geschaltet ist, und einen Ausgleicher umfasst, der zwischen zwei Segmente der Mehrzahl von Segmenten geschaltet ist, der Ausgleicher einen hinlaufenden Abschnitt und einen zurücklaufenden Abschnitt umfasst, die durch die Mehrzahl von Schlitzen über eine Gruppe der Mehrzahl von Zähnen gewickelt sind und eine Verbindung zwischen zwei identischen Segmenten der Mehrzahl von Segmenten herstellen; und wenn ein Expansionswert eine Ganzzahl unter Werten ist, die ganzzahlige Vielfache eines Werts sind, der durch Teilen einer Gesamtzahl der Schlitze durch eine Gesamtzahl von Polpaaren erhalten wird, die durch den N-Pol und den S-Pol definiert sind, und wenn eine Gruppe der Mehrzahl von Zähnen durchgehend in der Umfangsrichtung angeordnet ist und eine gleiche Zahl der Mehrzahl von Zähnen umfasst wie der Expansionswert, als eine Elementzähnegruppe gegeben ist, der hinlaufende Abschnitt und der zurücklaufende Abschnitt durch einen der Mehrzahl von Schlitzen, die zu beiden Seiten der Elementzähnegruppe positioniert sind, über die Elementzähnegruppe gewickelt sind.
Ein Motor, der folgende Merkmale aufweist: einen Anker; einen Stromwender, der eine Mehrzahl von Segmenten umfasst; eine Welle, die zusammen mit dem Anker und dem Stromwender um eine Mittelachse gedreht wird; einen Magneten, der um den Anker herum angeordnet ist, und bei dem ein N-Pol und ein S-Pol abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet sind; eine Bürste, die um den Stromwender herum angeordnet ist und einen gleitenden Kontakt zu der Mehrzahl von Segmenten herstellt; und eine Wicklungsstruktur, die über dem Anker und dem Stromwender angeordnet ist, wobei der Anker eine Mehrzahl von Spulen und einen Ankerkern, der an der Welle befestigt ist, umfasst, der Ankerkern eine Mehrzahl von Zähnen, die sich radial in einer Radialrichtung erstrecken, und eine Mehrzahl von Schlitzen umfasst, die zwischen der Mehrzahl von Zähnen angeordnet sind und sich in einer Axialrichtung erstrecken, die Wicklungsstruktur einen Spulenwicklungsdraht, der die Spule definiert, eine Führerleitung, die zwischen die Spule und die Mehrzahl von Segmenten geschaltet ist, einen Verbindungsdraht, der zwischen zwei Spulen geschaltet ist, und einen Ausgleicher umfasst, der zwischen zwei Segmente der Mehrzahl von Segmenten geschaltet ist, der Ausgleicher einen hinlaufenden Abschnitt und einen zurücklaufenden Abschnitt umfasst, die durch die Mehrzahl von Schlitzen über die Mehrzahl von Zähnen gewickelt sind und zwischen zwei identische Segmente der Mehrzahl von Segmenten geschaltet sind, eine Gesamtzahl des hinlaufenden Abschnitts und des zurücklaufenden Abschnitts gerade ist; und jeder des hinlaufenden Abschnitts und des zurücklaufenden Abschnitts durch einen der Mehrzahl von Schlitzen über einige der Mehrzahl von Zähnen gewickelt ist.
Der Motor gemäß Anspruch 1, bei dem die Gesamtzahl der Mehrzahl von Schlitzen ein ganzzahliges Vielfaches der Gesamtzahl der Polpaare ist.
Der Motor gemäß Anspruch 1, bei dem die Elementzähnegruppe, die durch den hinlaufenden Abschnitt abgedeckt ist, sich von der Elementzähnegruppe, die durch den zurücklaufenden Abschnitt abgedeckt ist, unterscheidet.
Der Motor gemäß Anspruch 1, bei dem die Spule eine Verteilungswicklung ist, bei der der Spulenwicklungsdraht über mehr als einen der Mehrzahl der Zähne gewickelt ist.
Der Motor gemäß Anspruch 1, bei dem die Spule eine Konzentrationswicklung ist, bei der der Spulenwicklungsdraht für jeden Zahn der Mehrzahl von Zähnen gewickelt ist.
Der Motor gemäß Anspruch 6, bei dem zwei Arten von Elementspulen um jeden der Mehrzahl von Zähnen gewickelt sind; und eine Gesamtzahl der Mehrzahl von Segmenten die doppelte Gesamtzahl der Mehrzahl von Schlitzen ist.
Der Motor gemäß Anspruch 1, bei dem der Spulenwicklungsdraht, die Führerleitung, der Verbindungsdraht und der Ausgleicher ein einzelner, durchgehender leitender Draht sind.