JP2002058227A - 直流電動機 - Google Patents
直流電動機Info
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Abstract
て、電機子(アーマチャ)に加わる力のバランスの崩れ
を抑制して、振動および異音の発生を低減すること。 【解決手段】 モータは、アーマチャの回転中心に対し
点対称の構造を有している。アーマチャコア6に巻線さ
れる電機子巻線は、アーマチャコア6の180°相対す
る位置に巻線される2個の電機子コイル10a、10b
が、それぞれ一対のセグメント9a、9bに対し直列に
接続されている。この構成によれば、回転中心に対し対
称位置、即ち180°相対する2個の電機子コイル10
に必ず同時且つ同一量の電流が流れる。これにより、一
対のセグメント9に繋がる2個の電機子コイル10で発
生する励磁力が点対称位置で常に等しくなるため、同極
のブラシが2本以上ある場合に、各ブラシのセグメント
9に対する接触タイミングがずれたり、各ブラシの抵抗
差による電流差があっても、アーマチャの振動を抑える
ことができる。
Description
を有する直流電動機に関する。
用される直流モータでは、高出力化に伴い、ブラシ1本
当たりの負荷電流を軽減する等の目的で、例えば4本以
上の多本ブラシを使用することがある。この場合、同極
のブラシは、整流子を形成するセグメントに対して同じ
タイミングで接触するのが理想とされている。
シがそれぞれ対応するセグメントに対し同時に接触する
ためには、極めて高い精度(各部品の製作誤差が小さ
く、且つ組付け精度が高いこと)が要求されるため、現
実的には、同極のブラシがそれぞれ対応するセグメント
に対し同時に接触することは困難である。これにより、
セグメントを介して通電される個々の電機子コイルの励
磁タイミングのバランスが崩れるため、結果として、モ
ータの電機子に加わる力のバランスが崩れ、振動および
異音が発生する原因となる。この振動および異音の発生
は、電動パワーステアリング装置において、ドライバー
に不快感を与える等、性能及び製品上に大きな問題とな
る。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、そ
の目的は、4本以上のブラシを有する直流電動機におい
て、電機子(アーマチャ)に加わる力のバランスの崩れ
を抑制して、振動および異音の発生を低減することにあ
る。
明の電機子巻線は、電機子鉄心の180°相対する位置
に巻線される2個の電機子コイルが一対のセグメントに
対し直列に接続されている。この構成によれば、一対の
セグメントに接続される2個の電機子コイルには、必ず
同時かつ同一量の電流が流れるので、2個の電機子コイ
ルに発生する励磁力は、点対称位置で常に等しくなる。
これにより、一対のセグメントに繋がる1つの巻線で励
磁バランスが取れているため、同極のブラシが2本以上
ある場合に、各ブラシのセグメントに対する接触タイミ
ングがずれたり、各ブラシの抵抗差による電流差があっ
ても、振動を抑えることができる。
は、電機子鉄心の180°相対する位置に巻線される2
個の電機子コイルが一対のセグメントに対し並列に接続
され、且つ両電機子コイルの抵抗が略等しく成る様に巻
線されている。この構成によれば、一対のセグメントに
接続される2個の電機子コイルには、同時かつ略同一量
の電流が流れるので、2個の電機子コイルに発生する励
磁力は、点対称位置で略等しくなる。これにより、一対
のセグメントに繋がる1つの巻線で励磁バランスが取れ
ているため、同極のブラシが2本以上ある場合に、各ブ
ラシのセグメントに対する接触タイミングがずれたり、
各ブラシの抵抗差による電流差があっても、振動を抑え
ることができる。
流電動機において、一対のセグメントに対し並列に接続
される2個の電機子コイルは、同一のスロット内に挿入
される他の電機子コイルに対し、共に内側または外側に
巻線されている。この場合、2個の電機子コイルを同一
条件で巻線できるので、両者の抵抗を略等しくできる。
流電動機において、一対のセグメントに対し並列に接続
される一方の電機子コイルと他方の電機子コイルは、同
一のスロット内に挿入される他の電機子コイルに対し、
一方の電機子コイルが内側に巻線され、他方の電機子コ
イルが外側に巻線されている。この場合、一方の電機子
コイルと他方の電機子コイルとを巻線する条件が異な
り、両者の経路長に差が生じる。そこで、一方の電機子
コイルを、電機子鉄心に対し一対のセグメントと反対側
に設けて、一対のセグメントに対する巻線長さを長くす
ることにより、一方の電機子コイルと他方の電機子コイ
ルの抵抗を略等しくすることができる。
た何れかの直流電動機は、自動車の電動パワーステアリ
ング装置に使用される。電動パワーステアリング装置
は、モータの力のバランスの崩れに伴う振動や異音の発
生がドライバーに不快感及び不安感を与えるため、力の
バランスの崩れを抑制して振動や異音の発生を低減でき
る本発明の直流電動機を使用することで、ドライバーの
不快感及び不安感を解消することができ、電動パワース
テアリング装置としての品質及び性能向上に寄与でき
る。
基づいて説明する。図1は一対のセグメントに接続され
る2個の電機子コイルの巻線構成を示す斜視図であり、
図2は直流電動機の断面図である。本実施例の直流電動
機(以下モータ1と呼ぶ)は、自動車の電動パワーステ
アリング装置(図示しない)に使用され、ステアリング
の操舵機構にトルクアシストしてステアリングの操舵力
を補助するものである。
は、図2に示す様に、内周面に4個の磁極2(永久磁
石)を具備するヨーク3、整流子を有するアーマチャ
(下述する)、整流子に摺接する4個のブラシ4等から
構成されている。アーマチャは、シャフト5、アーマチ
ャコア6、電機子巻線7等より構成され、シャフト5に
固定されたアーマチャコア6に22個のスロット8が設
けられ、このスロット8を介してアーマチャコア6に電
機子巻線7が巻線されている。整流子は、互いに絶縁さ
れた22個のセグメント9(9a、9b)をシャフト5
の周囲に円筒状に配置して設けられている。
0(10a、10b)から成り、図1に示す様に、アー
マチャコア6の径方向に180°相対する位置に巻線さ
れる2個の電機子コイル10a、10bが、それぞれ隣
接する一対のセグメント9a、9bに対し直列に接続さ
れている。なお、図1では、見やすくするために、一対
のセグメント9a、9bに接続された2個の電機子コイ
ル10a、10bのみを示しているが、実際は各セグメ
ント9に対し同様の巻線が施されている。従って、電機
子巻線7は、電機子コイル10がアーマチャコア6の各
スロット8内に2層状態で重ね巻きされている。
成する巻線は、一端が一方のセグメント9aに接続さ
れ、そのセグメント9aから直ぐ近くにある2個のスロ
ット間Aに巻かれて一方の電機子コイル10aを形成し
た後、アーマチャコア6の反対側へ移動して、前記2個
のスロット8と180°相対する位置にある2個のスロ
ット間Bに巻かれて他方の電機子コイル10bを形成
し、再びアーマチャコア6の反対側へ移動して、他方の
セグメント9bに他端が接続される。これにより、アー
マチャコア6の180°相対する位置に巻線される2個
の電機子コイル10a、10bは、1本の巻線で直列に
構成される。
1は、アーマチャの回転中心に対し点対称の構造を有し
ている。このモータ1において、一対のセグメント9に
繋がる巻線で、回転中心に対し対称位置、即ち180°
相対する2個の電機子コイル10を直列に形成すること
で、その2個の電機子コイル10には、必ず同時且つ同
一量の電流が流れることになる。これにより、それぞれ
一対のセグメント9に繋がる2個の電機子コイル10で
発生する励磁力が点対称位置で常に等しくなるため、同
極のブラシ4が2本以上ある場合(本実施例では正極2
本、負極2本)に、各ブラシ4のセグメント9に対する
接触タイミングがずれたり、各ブラシ4の抵抗差による
電流差があっても、アーマチャの振動を抑えることがで
きる。特に、電動パワーステアリング装置では、モータ
1の振動や異音の発生がドライバーに不快感及び不安感
を与えるため、アーマチャに加わる力のバランスの崩れ
を抑制して振動や異音の発生を低減できることで、ドラ
イバーの不快感及び不安感を解消することができ、電動
パワーステアリング装置の品質及び性能向上に寄与でき
る。
に接続される2個の電機子コイル10の巻線構成を示す
斜視図である。本実施例の電機子巻線7は、図3に示す
様に、アーマチャコア6の径方向に180°相対する位
置に巻線される2個の電機子コイル10a、10bが、
隣接する一対のセグメント9a、9bに対し並列に接続
され、且つ両電機子コイル10a、10bの抵抗が略等
しく成る様に巻線されている。なお、図3では、一対の
セグメント9a、9bに接続された2個の電機子コイル
10a、10bのみを示しているが、第1実施例の場合
と同じく、実際は各セグメント9に対し同様の巻線が施
されている。
一対のセグメント9a、9bに接続される巻線は、一方
の電機子コイル10aを形成する第1の巻線と他方の電
機子コイル10bを形成する第2の巻線から成る。一方
の巻線は、一端が一方のセグメント9aに接続され、そ
のセグメント9aから直ぐ近くにある2個のスロット間
Aに巻かれて一方の電機子コイル10aを形成し、他端
が他方のセグメント9bに接続される。他方の巻線は、
一端が一方のセグメント9aに接続され、そのセグメン
ト9aからアーマチャコア6の反対側へ移動して、一方
の電機子コイル10aが巻線される前記2個のスロット
間Aと180°相対する位置にある2個のスロット間B
に巻かれて他方の電機子コイル10bを形成し、再びア
ーマチャコア6の反対側へ移動して、他方のセグメント
9bに他端が接続される。
抵抗が略同一となる様に巻線することで、一対のセグメ
ント9a、9bに対し並列に接続された2個の電機子コ
イル10a、10bには、同時且つ略同一量の電流が流
れる。これにより、それぞれ一対のセグメント9に繋が
る2個の電機子コイル10で発生する励磁力が点対称位
置で略等しくなるため、第1実施例の場合と同様に、ア
ーマチャの振動を抑えることができる。
し並列に接続された2個の電機子コイル10a、10b
の抵抗が略同一となる様に巻線する方法について説明す
る。a)2個の電機子コイル10a、10bを同時に巻
線する。この場合、図4に示す様に、同一のスロット8
内に挿入される他の電機子コイル10(180°反対側
のセグメント9に接続された電機子コイル10)に対
し、共に内側(または外側)に巻線される。つまり、一
方の電機子コイル10aと他方の電機子コイル10bを
常に同時に巻線することにより、巻線の重なりも等しく
なり、同一の抵抗を確保できる。
0bを別々に巻線すると、図5に示す様に、同一のスロ
ット8内に挿入される他の電機子コイル10に対し、一
方の電機子コイル10aが内側に巻線され、他方の電機
子コイル10bが外側に巻線される。この場合、2個の
電機子コイル10a、10b同士で巻線の重なり具合が
異なるため、抵抗を調整する必要がある。そこで、図5
に示す様に、先に巻線する一方の電機子コイル10a
(他の電機子コイル10の内側に巻線される)を一対の
セグメント9a、9bと反対側に設け、一対のセグメン
ト9a、9bに対しシャフト5に巻き付ける様に配線し
て巻線長さを長くすることにより抵抗を調整する。この
時、巻線途中での巻線の弛み、線径の変更、巻線の引っ
張り具合等で抵抗調整を行っても良い。
イルの巻線構成を示す斜視図である(第1実施例)。
イルの巻線構成を示す斜視図である(第2実施例)。
の電機子コイルを同時に巻線した時の巻線状態を示す平
面図である(第2実施例)。
の電機子コイルを別々に巻線した時の巻線状態を示す平
面図である(第2実施例)。
Claims (5)
- 【請求項1】偶数の磁極と、 偶数のスロットを有する電機子鉄心と、 前記スロットを介して前記電機子鉄心に巻線される電機
子巻線と、 偶数個のセグメントで構成される整流子と、 この整流子に摺接する4本以上のブラシとを具備した直
流電動機であって、 前記電機子巻線は、前記電機子鉄心の180°相対する
位置に巻線される2個の電機子コイルが一対の前記セグ
メントに対し直列に接続されていることを特徴とする直
流電動機。 - 【請求項2】偶数の磁極と、 偶数のスロットを有する電機子鉄心と、 前記スロットを介して前記電機子鉄心に巻線される電機
子巻線と、 偶数個のセグメントで構成される整流子と、 この整流子に摺接する4本以上のブラシとを具備した直
流電動機であって、 前記電機子巻線は、前記電機子鉄心の180°相対する
位置に巻線される2個の電機子コイルが一対の前記セグ
メントに対し並列に接続され、且つ両電機子コイルの抵
抗が略等しく成る様に巻線されていることを特徴とする
直流電動機。 - 【請求項3】請求項2に記載した直流電動機において、 前記一対のセグメントに対し並列に接続される2個の電
機子コイルは、同一の前記スロット内に挿入される他の
電機子コイルに対し、共に内側または外側に巻線されて
いることを特徴とする直流電動機。 - 【請求項4】請求項2に記載した直流電動機において、 前記一対のセグメントに対し並列に接続される一方の電
機子コイルと他方の電機子コイルは、同一の前記スロッ
ト内に挿入される他の電機子コイルに対し、前記一方の
電機子コイルが内側に巻線され、前記他方の電機子コイ
ルが外側に巻線されており、前記一方の電機子コイル
は、前記電機子鉄心に対し前記一対のセグメントと反対
側に設けられていることを特徴とする直流電動機。 - 【請求項5】請求項1〜4に記載した何れかの直流電動
機は、自動車の電動パワーステアリング装置に使用され
ることを特徴とする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=18733768
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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- 2000-08-10 JP JP2000242807A patent/JP4437363B2/ja not_active Expired - Lifetime
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