JP2008099416A - Armature for motor, motor, and winding method of armature for motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両等に搭載される電動モータ用アーマチュア、電動モータ及び電動モータ用アーマチュアの巻き線方法に関するものである。 The present invention relates to an armature for an electric motor mounted on a vehicle or the like, an electric motor, and a winding method for the armature for an electric motor.
一般に、ブラシ付きの電動モータは、内周面に磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている。アーマチュアは回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有しており、アーマチュアコアには軸方向に長いスロットが複数形成されている。このスロットには所定間隔をあけて巻線が巻装され、複数のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸に取り付けられた各々コンミテータ片に導通している。各々コンミテータ片はブラシと摺接可能になっており、ブラシを介してコイルに給電することにより磁界が形成され、ヨークの磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動される。 Generally, an electric motor with a brush has a configuration in which an armature around which an armature coil is wound is rotatably arranged inside a cylindrical yoke having a magnet attached to an inner peripheral surface. The armature has an armature core that is externally fixed to a rotating shaft, and the armature core has a plurality of slots that are long in the axial direction. A plurality of coils are formed in this slot by winding windings at predetermined intervals. Each coil is electrically connected to each commutator piece attached to the rotating shaft. Each commutator piece is slidable in contact with the brush, and a magnetic field is formed by supplying power to the coil through the brush. The rotating shaft is driven by the magnetic attractive force and repulsive force generated between the magnets of the yoke. Is done.
ところで、このような電動モータにおいて、例えば、ブラシのコンミテータ片への当接が、一方は一つのコンミテータ片に当接し、他方は二つのコンミテータ片に跨るように当接する状態になってしまうと、等価電気回路のコイル数に差が生じ、各々コイルを流れる電流にバラツキが生じてしまう。これが電動モータの振動や騒音の原因となるばかりか、ブラシの寿命を短くしてしまう。 By the way, in such an electric motor, for example, when the brush comes into contact with the commutator piece, one comes into contact with one commutator piece, and the other comes into contact with the two commutator pieces. A difference occurs in the number of coils in the equivalent electric circuit, and the current flowing through each coil varies. This not only causes vibration and noise of the electric motor, but also shortens the life of the brush.
そこで、任意のコンミテータ片から引き出された巻線を予め設定される第一のスロット間に例えばｎ回巻装して第一コイルを形成し、その後、第一のスロット間と径方向に対向する第二スロット間に巻線をｎ回巻装して第二コイルを形成し、その後、巻き始め端が接続されているコンミテータ片に隣接するコンミテータ片に巻き終わり端を接続する構成となっている技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにすることで、磁気バランスのとれた電動モータとすることで振動や騒音を低減することができ、ブラシを延命させることができる。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、第二コイルを巻き終えてコンミテータ片に接続される巻線がコンミテータ片とアーマチュアコアとの間の回転軸外周部位に長く配線されることになり、その部位が巻太りしてしまう。このため、コンミテータ片と巻線との接続が困難になり、作業しづらいという課題がある。 However, in the above-described prior art, the winding connected to the commutator piece after finishing the second coil is wired long in the outer peripheral portion of the rotating shaft between the commutator piece and the armature core, The part gets rolled up. For this reason, it becomes difficult to connect the commutator piece and the winding, and there is a problem that it is difficult to work.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、容易にコンミテータと巻線を接続させることができ、作業効率を向上させることができる磁気バランスの優れた電動モータ用アーマチュア、電動モータ及び電動モータ用アーマチュアの巻線方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can easily connect the commutator and the winding, and can improve the working efficiency. An electric motor and a winding method for an armature for the electric motor are provided.
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転軸に取り付けられ、径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、コンミテータ片を周方向に配置したコンミテータとから成り、隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続され、前記回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在する前記スロット間に前記巻線が各々逆方向に巻装されてコイルを形成している電動モータ用アーマチュアであって、各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線したことを特徴とする。
このように構成することで、対向するコイル同士の磁気バランスをとる場合において、巻線をコンミテータとアーマチュアコアとの間に渡り線を配線せずに巻装することができる。このため、コンミテータ片とアーマチュアコアとの間の回転軸外周部位の巻太りを解消することができる。
In order to solve the above-described problem, the invention described in
With such a configuration, when the magnetic balance between the opposing coils is taken, the winding can be wound without wiring a crossover between the commutator and the armature core. For this reason, the thickening of the outer peripheral part of the rotating shaft between the commutator piece and the armature core can be eliminated.
請求項２に記載した発明は、少なくとも四つの偶数個の磁極が形成されたヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、コンミテータ片を周方向に配置したコンミテータとから成り、隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続されると共に、前記各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻線方向が同方向で、隣り合うコイルの巻線方向が互いに逆方向となるように巻装されている電動モータ用アーマチュアであって、各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線したことを特徴とする。
この場合、請求項３に記載した発明のように、前記コイルは、巻線方向を順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装されていてもよい。
このように構成することで、全てのコイル（全ての磁極）で磁気バランスをとる場合において、巻線をコンミテータとアーマチュアコアとの間に渡り線を配線せずに巻装することができる。このため、コンミテータ片とアーマチュアコアとの間の回転軸外周部位の巻太りを解消することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft that is pivotally supported by a yoke on which at least four even number of magnetic poles are formed, a plurality of teeth that are attached to the rotary shaft and extend radially in the radial direction, and An armature core formed between teeth and having a plurality of slots extending along the axial direction; and a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having a commutator piece disposed in the circumferential direction. Windings are electrically connected between the commutator pieces, and the windings are wound between slots facing the magnetic poles to form coils. Each coil is point-symmetric with respect to the rotation axis. The armature for the electric motor is wound so that the winding directions of the coils existing in the same direction are the same and the winding directions of adjacent coils are opposite to each other. , Characterized in that the connecting wire to be wired between the respective coils are wired to the site to avoid the placement site of the commutator.
In this case, as in the invention described in
With this configuration, when the magnetic balance is achieved by all the coils (all the magnetic poles), the winding can be wound without wiring between the commutator and the armature core. For this reason, the thickening of the outer peripheral part of the rotating shaft between the commutator piece and the armature core can be eliminated.
請求項４に記載した発明は、ｎを１以上の自然数としたとき、前記コイルは、前記巻線を巻き始めとなるスロット間にｎ−０．５回巻装し、他のスロット間にｎ回巻装した後、再度巻き始めのスロット間に０．５回巻装するように構成されていることを特徴とする。
このように構成することで、容易にコンミテータ片とアーマチュアコアとの間の回転軸外周部位の巻太りを解消することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, when n is a natural number of 1 or more, the coil is wound n-0.5 times between slots at which the winding starts and n is placed between other slots. After the winding, it is configured to wind 0.5 times between the slots at the beginning of winding again.
By comprising in this way, the thickening of the outer peripheral part of the rotating shaft between a commutator piece and an armature core can be easily eliminated.
請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動モータ用アーマチュアを用いた電動モータとすることを特徴とする。
このように構成することで、磁気バランスに優れ、製造作業の効率を向上させることができる電動モータを提供することができる。
The invention described in claim 5 is an electric motor using the armature for an electric motor according to any one of
By comprising in this way, the electric motor which is excellent in magnetic balance and can improve the efficiency of manufacturing work can be provided.
請求項６に記載した発明は、回転軸に取り付けられ、径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、コンミテータ片を周方向に配置したコンミテータとから成り、隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続され、前記回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在する前記スロット間に前記巻線が各々逆方向に巻装されてコイルを形成している電動モータ用アーマチュアの巻線方法であって、各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially in the radial direction, an armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction, The rotating shaft is provided adjacent to the armature core, and is composed of a commutator in which commutator pieces are arranged in the circumferential direction. Windings are electrically connected between the adjacent commutator pieces, and each other around the rotating shaft. A winding method for an armature for an electric motor in which the windings are wound in opposite directions between the slots existing at point symmetry positions to form a coil, and a connecting wire wired between the coils The wiring is provided in a portion that avoids the placement portion of the commutator.
請求項７に記載した発明は、少なくとも四つの偶数個の磁極が形成されたヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、コンミテータ片を周方向に配置したコンミテータとから成り、隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続されると共に、前記各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻線方向が同方向で、隣り合うコイルの巻線方向が互いに逆方向となるように、巻線方向を順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装されている電動モータ用アーマチュアの巻線方法であって、各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft that is pivotally supported by a yoke on which at least four even number of magnetic poles are formed, a plurality of teeth that are attached to the rotary shaft and extend radially in the radial direction, The armature core formed between the teeth and having a plurality of slots extending along the axial direction, and the commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having commutator pieces disposed in the circumferential direction, are adjacent to each other. Windings are electrically connected between the commutator pieces, and the windings are wound between slots facing the magnetic poles to form coils. Each coil is point-symmetric with respect to the rotation axis. The winding direction of the adjacent coils is the same direction and the winding direction of adjacent coils is opposite to each other so that the winding direction is alternated between forward winding and reverse winding. Successively a wound on the winding method of the armature electric motor which, characterized by routing the crossover wire to be wired between the coils to the site to avoid the placement site of the commutator to.
請求項８に記載した発明は、ｎを１以上の自然数としたとき、前記巻線を巻き始めとなるスロット間にｎ−０．５回巻装し、他のスロット間にｎ回巻装した後、再度巻き始めのスロット間に０．５回巻装することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電動モータ用アーマチュアの巻線方法とする。
According to the eighth aspect of the present invention, when n is a natural number of 1 or more, the winding is wound n-0.5 times between slots at which winding starts, and n times between other slots. 8. The winding method for an armature for an electric motor according to
本発明によれば、巻線をコンミテータとアーマチュアコアとの間に渡り線を配線せずに巻装することができるため、コンミテータ片とアーマチュアコアとの間の回転軸外周部位の巻太りを解消することができる。このため、優れた磁気バランスを確保しつつ、容易にコンミテータと巻線を接続させることができ、作業効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the winding can be wound between the commutator and the armature core without wiring a jumper, the winding thickness of the outer peripheral portion of the rotating shaft between the commutator piece and the armature core is eliminated. can do. For this reason, it is possible to easily connect the commutator and the winding while ensuring an excellent magnetic balance, and to improve the working efficiency.
次に、この発明の第一実施形態を図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明する。
図１に示すように、電動モータ１は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、有底円筒形状のモータハウジング２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング２の内周面には周方向に二対の永久磁石４が固定されている。これによって、電動モータ１は、モータハウジング２内に四個の磁極が形成された四極型の電動モータとなっている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described based on FIG. 1, FIG. 2 (a), and FIG. 2 (b).
As shown in FIG. 1, the
アーマチュア３は、回転軸５に固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７と、アーマチュアコア６の一端側に配置されたコンミテータ（整流子）１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部にはＴ字型のティース９（図２（ｂ）参照）が周方向に沿って等間隔に複数個（本実施例では２０個）放射状に形成されている。複数枚の金属板８を回転軸５に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース９間に蟻溝状のスロット１１が形成されている。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数個（２０個）形成されている。このスロット１１間にはエナメル被覆の巻線１２が巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。
The
コンミテータ１３は回転軸５の一端に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたコンミテータ片１４が複数枚（本実施例では２０枚）取り付けられている。コンミテータ片１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各コンミテータ片１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１２が掛け回わされ、巻線１２は、ヒュージングによりライザ１５に固定されている。これにより、コンミテータ片１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。
The
回転軸５の他端側は、モータハウジング２に突出形成されたボス内の軸受１６によって回転自在に支持されている。モータハウジング２の開口端にはカバー１７が設けられており、このカバー１７の内側にはホルダーステー１８が取り付けられている。ホルダーステー１８には、周回り方向四箇所にブラシホルダ１９が形成されている。ブラシホルダ１９にはそれぞれブラシ２１が各々スプリングＳを介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２１の先端部は、スプリングＳによって付勢されているためコンミテータ１３に摺接しており、外部からの電源がブラシ２１を介してコンミテータ１３に供給されるようになっている。
The other end of the rotating shaft 5 is rotatably supported by a bearing 16 in a boss that is formed to protrude from the motor housing 2. A
次に、巻線１２によるアーマチュアコア６への巻線方法について説明する。
図２（ａ）は、アーマチュア３のコンミテータ片１４（ライザ１５）とティース９、そして、モータハウジング２側に固着される永久磁石４とを展開した図面であり、隣接するティース９間のとの間の空隙がスロット１１に相当している。また、図２（ｂ）は、アーマチュア３への巻線１２の巻装状態を示す、アーマチュアコア６の平面図である。尚、以下の図面においては、各コンミテータ片１４、各ティース９及び巻装された巻線１２にそれぞれ符号を附して説明する。
Next, a method for winding the
FIG. 2 (a) is a developed view of the commutator piece 14 (riser 15) of the
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、巻線１２は、一対の隣接するコンミテータ片１４の間には、回転軸５を中心にして互いに点対称位置に存在するスロット１１間に重巻方式に基づいて巻装されている。つまり、例えば、その巻き始め端３０が３番コンミテータ片１４ａより巻き始められた場合、まず、３番コンミテータ片１４ａのライザ１５に掛け回された後、巻線１２を３番コンミテータ片１４ａ近傍に存在する１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。そして、このスロット１１ａと５−６番ティース９の間のスロット１１ｂとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することにより主コイル７１を形成する。続いて、５−６番ティース９の間のスロット１１ｂから引き出された巻線１２を再び１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ａのみに巻装された０．５回分の第一副コイル７２ａが形成される。すなわち、この時点でスロット１１ａ，１１ｂ間には、巻線１２がｎ（主コイル７１分）−１＋０．５（第一副コイル７２ａ分）＝ｎ−０．５回巻装されていることになる（巻き始めのコイル）。
As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the winding 12 is between a pair of
次に、スロット１１ａから引き出された巻線１２を再びスロット１１ｂに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側（コンミテータ１３の配置部位を避ける部位）に配線して１１−１２番ティース９の間のスロット１１ｃに引き込む。そして、このスロット１１ｃと１５−１６番ティース９の間のスロット１１ｄとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第二コイル７ｂを形成する。これらスロット１１ｃ，１１ｄは、主コイル７１が巻装されているスロット１１ａ，１１ｂ間と回転軸５を中心にして互いに点対称位置、すなわち、周方向に１８０°回転した位置に存在している。
Next, without winding the winding 12 drawn out from the
さらに、スロット１１ｄから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に配線して、再び主コイル７１が形成されているスロット１１ａ，１１ｂ間（巻き始めのスロット間）のうちのスロット１１ｂに引き込む。続いて、そのままスロット１１ｂから引き出す。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ｂのみに巻装された０．５回分の第二副コイル７２ｂが形成される。すなわち、この時点でスロット１１ａ，１１ｂ間には、巻線１２がｎ（主コイル７１分）−１＋０．５（第一副コイル７２ａ分）＋０．５（第二副コイル７２ｂ分）＝ｎ回巻装されていることになる。そして、これら主コイル７１、第一副コイル７２ａ、及び第二副コイル７２ｂによって第一コイル７ａが形成される。
Further, the winding
その後、スロット１１ｂから引き出された巻線１２を４番コンミテータ片１４ｂのライザ１５に掛け回し、４番コンミテータ片１４ｂに巻線１２の巻き終わり端４０を接続する。したがって、３番コンミテータ片１４ａと４番コンミテータ片１４ｂとの間は、第一コイル７ａ及び第二コイル７ｂが直列に接続した状態で巻装されるように設定されている。
そして、これを順次各隣接するコンミテータ片１４の間に二個のコイル７ａ，７ｂ，を繰り返し形成しながら巻き進むことにより、各隣接するコンミテータ片１４，１４の間に回転軸５を中心にして互いに点対称位置に存在し、且つ互いに逆方向に巻装された二つの第一、第二コイル７ａ，７ｂ、が形成され、短節巻線のアーマチュアコイル７となる。
Thereafter, the winding 12 drawn out from the
Then, by sequentially winding the two
したがって、上述の第一実施形態によれば、巻装方向が順巻である主コイル７１を形成した後、続いてスロット１１ａに第一副コイル７２ａを形成することによって、巻線１２が引き出される方向をコンミテータ片１４のコンミテータ片１４とは反対側（コンミテータ１３の配置部位を避ける部位）にすることができる。このため、第一コイル７ａと第二コイル７ｂとの間に配線される渡り線２５をコンミテータ１３の配置部位を避ける部位に配線することができる。よって、コンミテータ片１４とアーマチュアコア６との間の回転軸５外周部位の巻太りを解消することができる。
Therefore, according to the above-described first embodiment, after forming the
また、第二コイル７ｂを巻装方向逆巻としてｎ回巻装した後、再び主コイル７１が形成されているスロット１１ｂに引き込むことで第二副コイル７２ｂを形成している。このため、主コイル７１、第一副コイル７２ａ、及び第二副コイル７２ｂによって形成されている第一コイル７ａは、結果的にｎ回巻装されたことになり、回転軸５を中心にして互いに点対称位置に存在する第二コイル７ｂの巻装回数と同一にすることができる。
このようにすれば、例えば、ブラシ２１のコンミテータ片１４への当接が、二つのコンミテータ片１４ａ，１４ｂに跨るように当接する状態になり、各コイル７ａ，７ｂが短絡されたとしても、短絡された各コイル７ａ，７ｂを回転軸５を中心にして互いに点対称位置に分布させることができる。よって、ブラシ２１間の電気回路が均等化し、電動モータ１を振動や騒音の少ないものにできると共に、ブラシ２１を延命させることができる。
In addition, after the
In this way, for example, the contact of the
尚、この第一実施形態では、主コイル７１を巻装した後、第一副コイル７２ａを形成する場合について説明したが、図３に示すように、第一副コイル７２ａを形成し、第二コイル７ｂを巻装した後、第二副コイル７２ｂを形成し、その後、主コイル７１を巻装してもよい。
この場合、まず、巻線１２を１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。続いて、スロット１１ａから引き出された巻線１２をスロット１１ｂに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側（コンミテータ１３の配置部位を避ける部位）に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｃに引き込む。
In the first embodiment, the case where the
In this case, first, the winding 12 is drawn into the
そして、スロット１１ｃとスロット１１ｄとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第二コイル７ｂを形成する。続いて、スロット１１ｄから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｂに引き込む。さらに、スロット１１ａとスロット１１ｂとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することにより主コイル７１を形成する。
このようにすることで、スロット１１ａ，１１ｂ間には、巻線１２がｎ（主コイル７１分）−１＋０．５（第一副コイル７２ａ分）＋０．５（第二副コイル７２ｂ分）＝ｎ回巻装され、これに回転軸５を中心にして点対称位置に配置されたスロット１１ｃ，１１ｄ間にｎ回（第二コイル分）巻装された状態になる。
Then, between the
By doing in this way, between the
次に、この発明の第二実施形態を図４（ａ）、図４（ｂ）に基づいて説明する。
図４（ａ）はアーマチュア３の展開図であって、前述した第一実施形態の図２（ａ）に対応している。図４（ｂ）は、アーマチュアコア６の平面図であって、前述した第一実施形態の図２（ｂ）に対応している。したがって、図４（ａ）、図４（ｂ）において、図２（ａ）、図２（ｂ）と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態について、図６（ａ）、図６（ｂ）も同様）。また、以下の実施形態において、電動モータ１の基本的構造は前記第一実施形態と同様である。
この第二実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態の場合、対向するコイル同士（第一コイル７ａ、第二コイル７ｂ）の磁気バランスをとる巻装形態であるのに対し、第二実施形態の場合、全てのコイル（全ての磁極、この第二実施形態においては４極）で磁気バランスをとる巻装形態となる点にある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b).
FIG. 4A is a development view of the
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the case of the first embodiment, it is a winding form in which the opposing coils (
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、例えば、その巻き始め端３０が３番コンミテータ片１４ａより巻き始められた場合、まず、３番コンミテータ片１４ａのライザ１５に掛け回された後、巻線１２を１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。そして、このスロット１１ａと５−６番ティース９の間のスロット１１ｂとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することによりＮ極に対向する主コイル７１を形成する。続いて、５−６番ティース９の間のスロット１１ｂから引き出された巻線１２を再び１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ａのみに巻装された０．５回分の第一副コイル７２ａが形成される。すなわち、この時点でスロット１１ａ，１１ｂ間には、巻線１２がｎ（主コイル７１分）−１＋０．５（第一副コイル７２ａ分）＝ｎ−０．５回巻装されていることになる（巻き始めのコイル）。
As shown in FIGS. 4A and 4B, for example, when the winding start end 30 starts to be wound from the
次に、スロット１１ａから引き出された巻線１２を再びスロット１１ｂに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線して６−７番ティース９の間のスロット１１ｅに引き込む。そして、このスロット１１ｅと１０−１１番ティース９の間のスロット１１ｆとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することによりＳ極に対向する第二コイル７ｂを形成する。これらスロット１１ｅ，１１ｆは、主コイル７１が巻装されているスロット１１ａ，１１ｂに隣接する、すなわち、周方向に９０°回転した位置に存在している。
Next, the winding
続いて、スロット１１ｆから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線して、１５−１６番ティース９の間のスロット１１ｄに引き込む。そして、このスロット１１ｄと１１−１２番ティース９の間のスロット１１ｃとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ回巻装することによりＮ極に対向する第三コイル７ｃを形成する。これらスロット１１ｃ，１１ｄは、第二コイル７ｂが巻装されているスロット１１ｅ，１１ｆに隣接する、すなわち、周方向に９０°回転した位置に存在し、且つ主コイル７１が巻装されているスロット１１ａ，１１ｂ間と回転軸５を中心にして互いに点対称位置、すなわち、周方向に１８０°回転した位置に存在している。
Subsequently, the winding
次に、スロット１１ｃから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線して、１６−１７番ティース９の間のスロット１１ｇに引き込む。そして、このスロット１１ｇと２０−１番ティース９の間のスロット１１ｈとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することによりＳ極に対向する第四コイル７ｄを形成する。これらスロット１１ｇ，１１ｈは、第三コイル７ｃが巻装されているスロット１１ｃ，１１ｄと、主コイル７１が巻装されているスロット１１ａ，１１ｂとに隣接し、且つ第ニコイル７ｂが巻装されているスロット１１ｅ，１１ｆ間と回転軸５を中心にして互いに点対称位置に存在している。
Next, the winding
そして、スロット１１ｈから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線して、再び主コイル７１が形成されているスロット１１ａ，１１ｂ間（巻き始めのスロット間）のうちのスロットスロット１１ｂに引き込む。続いて、そのままスロット１１ｂから引き出す。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ｂのみに巻装された０．５回分の第二副コイル７２ｂが形成される。すなわち、この時点でスロット１１ａ，１１ｂ間には、巻線１２がｎ（主コイル７１分）−１＋０．５（第一副コイル７２ａ分）＋０．５（第二副コイル７２ｂ分）＝ｎ回巻装されていることになる。そして、これら主コイル７１、第一副コイル７２ａ、及び第二副コイル７２ｂによって第一コイル７ａが形成される。
Then, the winding
その後、スロット１１ｂから引き出された巻線１２を４番コンミテータ片１４ｂのライザ１５に掛け回し、４番コンミテータ片１４ｂに巻線１２の巻き終わり端４０を接続する。したがって、３番コンミテータ片１４ａと４番コンミテータ片１４ｂとの間は、それぞれ第一コイル７ａ、第二コイル７ｂ、第三コイル７ｃ、第四コイル７ｄが直列に接続した状態でｎ回巻装されるように設定されている。
Thereafter, the winding 12 drawn out from the
そして、これを順次各隣接するコンミテータ片１４の間に四個のコイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを繰り返し形成しながら巻き進むことにより、各隣接するコンミテータ片１４，１４の間に、周回り方向に９０°の角度間隔を存した四つの第一〜第四コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成される。
すなわち、各永久磁石４，４，４，４に対向する各スロット１１間には都合四つのコイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが重ねて巻装された短節巻線のアーマチュアコイル７が形成されるようになっている。
Then, by sequentially winding the four
That is, a short-
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、巻線１２に電源供給がなされ、各コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが励磁することによって発生するアーマチュアコイル７の磁力が点対称状となり、励磁タイミングがズレても周回り方向のバランスを保持できるようになっている。
Therefore, according to the second embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, power is supplied to the winding 12 and the
尚、この第二実施形態では、主コイル７１を巻装した後、第一副コイル７２ａを形成する場合について説明したが、図５に示すように、第一副コイル７２ａを形成し、第二コイル７ｂ、第三コイル７ｃ、第四コイル７ｄを巻装した後、第二副コイル７２ｂを形成し、その後、主コイル７１を巻装してもよい。
この場合、まず、巻線１２を１−２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。続いて、スロット１１ａから引き出された巻線１２をスロット１１ｂに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｅに引き込む。
In the second embodiment, the case where the
In this case, first, the winding 12 is drawn into the
そして、このスロット１１ｅとスロット１１ｆとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第二コイル７ｂを形成する。続いて、スロット１１ｆから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｄに引き込む。そして、このスロット１１ｄとスロット１１ｃとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ回巻装することにより第三コイル７ｃを形成する。次に、スロット１１ｃから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｇに引き込む。そして、このスロット１１ｇとスロット１１ｈとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第四コイル７ｄを形成する。
Then, between the
そして、スロット１１ｈから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｂに引き込む。続いて、このスロット１１ｂとスロット１１ａとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することにより主コイル７１を形成する。このようにすることで、３番コンミテータ片１４ａと４番コンミテータ片１４ｂとの間は、それぞれ第一コイル７ａ、第二コイル７ｂ、第三コイル７ｃ、第四コイル７ｄが直列に接続した状態でｎ回巻装されるように設定されている。
Then, the winding
次に、この発明の第三実施形態を図６（ａ）、図６（ｂ）に基づいて説明する。この第三実施形態では、第一実施形態、第二実施形態の場合が少なくとも四つの偶数個の磁極が形成された多極型の電動モータ１に適用されるものであったのに対し、自動車用ワイパ装置等に用いられる二個の磁極が形成された二極型の電動モータに適用されるものについて説明する。すなわち、この第三実施形態のアーマチュア３３には、ティース９が２０個形成アーマチュアコア６６と、コンミテータ片１４が２０枚形成されたコンミテータ５３とが設けられている。尚、この二極型の電動モータが有底円筒形状のモータハウジング２内にアーマチュア３３を回転自在に配置した構成となっている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). In the third embodiment, the case of the first embodiment and the second embodiment is applied to the multipolar
ここで、一般的に、自動車用ワイパ装置等に用いられる二極型の電動モータにあっては、ブラシ２１が低速用ブラシ（第一ブラシ）２１ａと、高速用ブラシ（第二ブラシ）２１ｂと、共通ブラシ（第三ブラシ）２１ｃの三つのブラシで構成されている。
図８に示すように、低速用ブラシ２１ａと共通ブラシ２１ｃは互いに対向するように配置され、高速用ブラシ２１ｂは低速用ブラシ２１ａから回転方向に角度α（例えば４５°）だけ周方向に離間して配置されている。そして、電動モータ１は、通常作動時は共通ブラシ２１ｃと低速用ブラシ２１ａによって、高速作動時は共通ブラシ２１ｃと高速用ブラシ２１ｂによって電力供給されるようになっている。高速作動時は、高速用ブラシ２１ｂによって電動モータ１は進角され、通常作動時よりも高回転で作動する。尚、ブラシ２１ｃ側とブラシ２１ａ，２１ｂ側の何れを陽極または陰極にしてもよい。
Here, in general, in a bipolar electric motor used in an automobile wiper device or the like, the
As shown in FIG. 8, the
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、例えば、その巻き始め端３０が３番コンミテータ片１４ａより巻き始められた場合、まず、３番コンミテータ片１４ａのライザ１５に掛け回された後、１２−１番ティース９の間のスロット１１ｉに引き込む。そして、このスロット１１ｉと５−６番ティース９の間のスロット１１ｊとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することにより主コイル７１を形成する。続いて、５−６番ティース９の間のスロット１１ｊから引き出された巻線１２を再び１２−１番ティース９の間のスロット１１ｉに引き込む。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ｉのみに巻装された０．５回分の第一副コイル７２ａが形成される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, for example, when the winding start end 30 starts to be wound from the
次に、スロット１１ｉから引き出された巻線１２を再びスロット１１ｊに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側（コンミテータ５３の配置部位を避ける部位）に渡り線２５が配索されるように配線して６−７番ティース９の間のスロット１１ｋに引き込む。そして、このスロット１１ｋと１１−１２番ティース９の間のスロット１１ｌとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第二コイル７ｂを形成する。これらスロット１１ｋ，１１ｌは、主コイル７１が巻装されているスロット１１ｉ，１１ｊ間と回転軸５を中心にして互いに点対称位置、すなわち、周方向に１８０°回転した位置に存在している。
Next, the winding
さらに、スロット１１ｋから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線して、再び主コイル７１が形成されているスロット１１ｉ，１１ｊ間（巻き始めのスロット間）のうちのスロット１１ｊに引き込む。続いて、そのままスロット１１ｊから引き出す。これにより、主コイル７１の後にスロット１１ｂのみに巻装された０．５回分の第二副コイル７２ｂが形成される。そして、これら主コイル７１、第一副コイル７２ａ、及び第二副コイル７２ｂによって第一コイル７ａが形成される。その後、スロット１１ｊから引き出された巻線１２を４番コンミテータ片１４ｂのライザ１５に掛け回し、４番コンミテータ片１４ｂに巻線１２の巻き終わり端４０を接続する。
Further, the winding 12 drawn out from the
ここで、図９に示すように、第一コイル７ａ、第二コイル７ｂは、１２番ティースと６番ティースを挟んで互いに巻線方向が逆になる状態で巻装されており、アーマチュアコイル７に通電を行うと相対する電磁力を発生する。また、各コイル７ａ，７ｂは高速用ブラシ２１ｂの中心と回転軸５の中心Ｏを通る軸線Ｍに対して対称な位置に形成され、軸線Ｍと１２番、６番ティースの中心が一致した場合には、各コイル７ａ，７ｂは軸線Ｍに対して対称に巻装されていることになる。すなわち、各コイル７ａ，７ｂは、軸線Ｍ以外の中心線（軸線Ｐ，Ｑ）も含め、中心Ｏを通る任意の中心線に対し各コイル７ａ，７ｂは均等に配置される。
Here, as shown in FIG. 9, the
同様にして、各コンミテータ片１４に接続された巻線１２は、径方向に対向し巻線方向が逆転した第一コイル７ａおよび第二コイル７ｂを形成しつつ、隣接したコンミテータ片１４間にアーマチュアコイル７を形成していく。これにより、アーマチュアコイル７は、軸線Ｍを含む任意の中心線によって分割されたＸ，Ｙ領域に均等に配分される第一コイル７ａおよび第二コイル７ｂにて形成される。このように、電動モータ１のアーマチュアコイル７は重巻方式にて巻装され、短節巻線となっている。
Similarly, the winding 12 connected to each
したがって、上述の第三実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様に加え、自動車用ワイパ装置等に用いられる二極型の電動モータのように、ブラシ２１が低速用ブラシ（第一ブラシ）２１ａと、高速用ブラシ（第二ブラシ）２１ｂと、共通ブラシ（第三ブラシ）２１ｃの三つのブラシで構成されている場合であっても磁気バランスをとることができる。
より具体的には、例えば、通常動作時に、図６（ａ）に示すように、２番コンミテータ片１４ｃに低速ブラシ２１ａ、８番コンミテータ片１４ｄに共通ブラシ２１ｃが接触した場合、高速用ブラシ２１ｂは、３，４番コンミテータ片１４ａ，１４ｂと接触し、各コイル７ａ，７ｂが短絡される。しかしながら、図９に示すように、各コイル７ａ，７ｂは、軸線Ｍに対して領域Ｘ，Ｙに均等に配置され、また、軸線Ｐ，Ｑ等の他の任意の中心線に対しても、それによって区画される両半分に均等に配置されている。このため、各コイル７ａ，７ｂが短絡されても、短絡された各コイル７ａ，７ｂを軸線Ｍを含む任意の中心線に対し対称に分布させることができる。よって、ブラシ２１間の電気回路が均等化し、電動モータ１を振動や騒音の少ないものにできると共に、ブラシ２１を延命させることができる。
Therefore, according to the above-described third embodiment, in addition to the above-described first embodiment, the
More specifically, for example, when the
尚、この第三実施形態では、主コイル７１を巻装した後、第一副コイル７２ａを形成する場合について説明したが、図７に示すように、第一副コイル７２ａを形成し、第二コイル７ｂを巻装した後、第二副コイル７２ｂを形成し、その後、主コイル７１を巻装してもよい。
この場合、まず、巻線１２を１２−１番ティース９の間のスロット１１ｉに引き込む。続いて、スロット１１ｉから引き出された巻線１２をスロット１１ｊに引き込まずに、コンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｋに引き込む。
In the third embodiment, the case where the
In this case, first, the winding
そして、スロット１１ｋとスロット１１ｌとの間において、巻装方向を逆巻とし、ｎ回巻装することにより第二コイル７ｂを形成する。続いて、スロット１１ｋから引き出された巻線１２をコンミテータ片１４とは反対側に渡り線２５が配索されるように配線してスロット１１ｊに引き込む。さらに、スロット１１ｉとスロット１１ｊとの間において、巻装方向を順巻とし、ｎ−１回巻装することにより主コイル７１を形成する。
Then, between the
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の第二実施形態では、アーマチュアコイル７は、巻線１２を巻線方向順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装することにより形成したものである場合について説明したが、巻線順序はこれに限られるものではなく、渡り線２５をコンミテータ片１４とは反対側（コンミテータ１３の配置部位を避ける部位）に配線できれば巻線方向が順巻である第一コイル７ａと第二コイル７ｂとを順次巻装した後、巻線方向が逆巻である第三コイル７ｃと第四コイル７ｄとを順次巻装してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the second embodiment described above, the
１ 電動モータ
２ モータハウジング（ヨーク）
３，３３ アーマチュア
４ 永久磁石（磁極）
５ 回転軸
６，６６ アーマチュアコア
７ アーマチュアコイル
７ａ 第一コイル（コイル）
７ｂ 第二コイル（コイル）
７ｃ 第三コイル（コイル）
７ｄ 第四コイル（コイル）
９ ティース
１１，１１ｃ，１１ｄ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌ スロット
１２ 巻線
１３，５３ コンミテータ
１４ コンミテータ片
１４ａ ３番コンミテータ片
１４ｂ ４番コンミテータ片
２５ 渡り線
７１ 主コイル
７２ａ 第一副コイル
７２ｂ 第二副コイル
1 Electric motor
2 Motor housing (yoke)
3,33 Armature
4 Permanent magnet (magnetic pole)
5 Rotating
7b Second coil (coil)
7c Third coil (coil)
7d Fourth coil (coil)
9
12
Claims (8)
各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線したことを特徴とする電動モータ用アーマチュア。 A plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially in the radial direction; an armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction; and the armature core adjacent to the rotating shaft. Between the slots, the windings are electrically connected between the adjacent commutator pieces, and the slots are located symmetrically with respect to each other about the rotation axis. Wherein the windings are wound in opposite directions to form a coil,
An armature for an electric motor, characterized in that a crossover wire wired between the coils is wired in a portion that avoids the arrangement portion of the commutator.
隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続されると共に、前記各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、
各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻線方向が同方向で、隣り合うコイルの巻線方向が互いに逆方向となるように巻装されている電動モータ用アーマチュアであって、
各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線したことを特徴とする電動モータ用アーマチュア。 A rotating shaft that is pivotally supported by a yoke on which at least four even number of magnetic poles are formed, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and are formed between the teeth along the axial direction. An armature core having a plurality of slots extending in parallel, and a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having commutator pieces arranged in a circumferential direction,
A winding is electrically connected between adjacent commutator pieces, and the winding is wound between slots facing each of the magnetic poles to form a coil,
Each coil is wound for an electric motor that is wound so that the winding directions of the coils existing at point symmetry positions around the rotation axis are the same direction and the winding directions of adjacent coils are opposite to each other. An armature,
An armature for an electric motor, characterized in that a crossover wire wired between the coils is wired in a portion that avoids the arrangement portion of the commutator.
各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線することを特徴とする電動モータ用アーマチュアの巻線方法。 A plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially in the radial direction; an armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction; and the armature core adjacent to the rotating shaft. Between the slots, the windings are electrically connected between the adjacent commutator pieces, and the slots are located symmetrically with respect to each other about the rotation axis. A winding method for an armature for an electric motor, wherein the windings are wound in opposite directions to form a coil,
A winding method for an armature for an electric motor, characterized in that a crossover wire wired between each coil is wired to a site that avoids the location of the commutator.
隣接する前記コンミテータ片間に巻線が電気的に接続されると共に、前記各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、
各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻線方向が同方向で、隣り合うコイルの巻線方向が互いに逆方向となるように、巻線方向を順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装されている電動モータ用アーマチュアの巻線方法であって、
各コイル間に配線される渡り線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配線することを特徴とする電動モータ用アーマチュアの巻線方法。 A rotating shaft that is pivotally supported by a yoke on which at least four even number of magnetic poles are formed, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and are formed between the teeth along the axial direction. An armature core having a plurality of slots extending in parallel, and a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having commutator pieces arranged in a circumferential direction,
A winding is electrically connected between adjacent commutator pieces, and the winding is wound between slots facing each of the magnetic poles to form a coil,
In each coil, the winding direction is forward winding so that the winding directions of the coils existing at point symmetry positions around the rotation axis are the same and the winding directions of adjacent coils are opposite to each other. A winding method for an armature for an electric motor that is wound in turn in the circumferential direction alternately with reverse winding,
A winding method for an armature for an electric motor, characterized in that a crossover wire wired between each coil is wired to a site that avoids the location of the commutator.
When n is a natural number of 1 or more, the winding is wound n-0.5 times between the slots at which winding starts, and n times between other slots, and then again between the slots at which winding starts. The winding method for an armature for an electric motor according to claim 6 or 7, wherein the winding is performed 0.5 times.
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