JP2009060775A - 直流モータ用アーマチュア、および直流モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、容易にライザとコイルとの結線作業を行うことができると共に、コイルの巻装作業を簡略化することができる直流モータ用アーマチュア、および直流モータを提供する。
【解決手段】各ティース３６をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、相毎のコイル７１，７２，７３，７４，７５がＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイル７１，７２，７３，７４，７５を一連で形成し、異相間に配索される巻線３８をセグメント４１に接続した。
【選択図】図３

Description

この発明は、車両等に搭載される直流モータ用アーマチュア、および直流モータに関するものである。

従来から、車両等に搭載されるブラシ付きの直流モータが知られている。この直流モータは、内周面に少なくとも２極の永久磁石を取り付けた円筒状のヨークと、このヨークの内側に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いる。アーマチュアコアには、巻線を巻装するためのティースが周方向に沿って放射状に形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。

各ティースには巻線が巻装され、複数の相のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸に外嵌固定され複数のセグメントを有するコンミテータに導通している。すなわち、各セグメントの一端には外径側に折り返す形で折り曲げられたライザが一体成形されており、ここに各々コイルの端末部が掛け回されている。各セグメントはブラシに摺接しており、このブラシからセグメントに電圧を印加することによって各コイルに電流が給電される。このとき、各コイルに流れる電流の位相がずれることにより、各コイルに異なる磁界が形成され、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する。

ところで、近年、このように構成された直流モータにおいては、さらなる高性能化、および小型化が望まれている。そこで、永久磁石を６極設け、スロットを８つ設けた６極８スロットの直流モータが提案されている。この６極８スロットの直流モータは、各ティースに巻線が集中巻き方式にて巻装されて各々コイルを形成している。そして、これらコイルの端末部は、所定のセグメント間に接続されている。このように構成することで、コギングトルク（モータに生じる振動）やモータのトルクむらの低減を図ろうとしている。また、コンミテータの一部をアーマチュアコアに形成した収納孔に収納することによりモータの小型化を図ろうとしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２０４０７０号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、モータの磁極数が６極であることから、モータ特性を確保しつつ小型化を図るのには限界があるという課題がある。
また、コンミテータの一部がアーマチュアコアに形成した収納孔に収納されているため、セグメントの一端に設けられたライザがアーマチュアコアに埋没した状態になる。このため、ライザとコイルとの結線作業が行い難くなるという課題がある。
さらに、各ティースに集中巻き方式にて巻装されたコイルの端末部がそれぞれ所定のセグメント間に接続されているので、各ティースにコイルを巻装する度にこの端末部を切断し、この端末部を各々セグメントに結線する必要がある。このため、コイルの端末部を切断する作業が煩わしく、巻装作業の工数が増大してしまうという課題がある。

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、小型化を図りつつ、容易にライザとコイルとの結線作業を行うことができると共に、コイルの巻装作業を簡略化することができる直流モータ用アーマチュア、および直流モータを提供するものである。

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、巻線が集中巻き方式にて巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、同じ相となるティースに、前記巻線を集中巻き方式にて直列に巻装して相毎のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、前記相毎のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、異相間に配索される前記巻線を前記セグメントに接続することを特徴とする。
このように構成することで、従来よりも磁極数を増大することができる。また、コンミテータの一部をアーマチュアコアに埋没させる必要がなくなる。さらに、各ティースにコイルを一連に巻装することができるので、従来のように各ティースにコイルを巻装する度にこの端末部を切断し、この端末部を各々セグメントに結線する必要がなくなる。

請求項２に記載した発明は、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、巻線が巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、各ティースに前記巻線を集中巻き方式にて巻装して各相のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、前記各相のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、異相間に配索される前記巻線を前記セグメントに接続することを特徴とする。
このように構成することで、従来の並列回路数が２回路であるのに対し、並列回路数を４回路に増大させることができる。このため、並列回路数が２つの場合と比較して線径の細い巻線を用いることが可能になる。

請求項３に記載した発明は、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、巻線が集中巻き方式にて巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、同じ相となるティースに、前記巻線を集中巻き方式にて直列に巻装して相毎のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、前記相毎のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、同じ相のコイルの間に配索される前記巻線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配索すると共に、異相間に配索される前記巻線を前記コンミテータの配置部位に配索して前記セグメントに接続することを特徴とする。
このように、同じ相のコイルの間に配索される巻線をアーマチュアコアのコンミテータ配置側を避けて配索することで、アーマチュアコアとコンミテータとの間の巻き太りを解消することができる。

請求項４に記載した発明は、前記アーマチュアコアは、環状に形成され前記回転軸に外嵌固定される回転軸固定部と、前記回転軸固定部よりも径方向外側で、且つ前記回転軸固定部と同心円上に形成された外側環状部と、これら回転軸固定部と、外側環状部とを連結するスポーク部と、前記外側環状部から径方向外側に向かって放射状に突設された前記ティースとで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、アーマチュアコアの回転軸固定部と外側環状部との間に軸方向に貫通する貫通孔を形成することができる。

請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の直流モータ用アーマチュアと、８極の磁極を有するヨークとを有することを特徴とする直流モータとした。

請求項１に記載した発明によれば、従来よりも磁極数を増大することができるので、モータ特性を損なうことなく小型化を図ることができる。
また、コンミテータの一部をアーマチュアコアに埋没させる必要がないので、ライザとコイルとの結線作業を容易に行うことができる。
さらに、各ティースにコイルを一連に巻装することができるので、従来のように各ティースにコイルを巻装する度にこの端末部を切断し、この端末部を各々セグメントに結線する必要がなくなる。このため、巻装作業の工数を低減することが可能になる。

請求項２に記載した発明によれば、従来の並列回路数が２回路であるのに対し、並列回路数を４回路に増大させることができる。このため、並列回路数が２つの場合と比較して線径の細い巻線を用いることが可能になる。よって、線径が細い分、巻線の巻装作業を容易にすることができる。

請求項３に記載した発明によれば、同じ相のコイルの間に配索される巻線をアーマチュアコアのコンミテータ配置側を避けて配索することで、アーマチュアコアとコンミテータとの間の巻き太りを解消することができる。このため、ライザとコイルとの結線作業をさらに容易に行うことが可能になる。

請求項４に記載した発明によれば、アーマチュアコアの回転軸固定部と外側環状部との間に軸方向に貫通する貫通孔を形成することができる。このため、この貫通孔に空気を通すことができ、アーマチュアコアの放熱性を高めることが可能になる。よって、直流モータの性能を高めることができる。

請求項５に記載した発明によれば、小型化を図りつつ、容易にライザとコイルとの結線作業を行うことができると共に、コイルの巻装作業を簡略化することが可能な直流モータを提供できる。

次に、この発明の第一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、ブラシ付きの直流モータ１は、車両に搭載する電装品（例えば、ラジエータファン）の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク２内に回転自在に設けられたアーマチュア３を備え、ヨーク２の開口部２ｃをエンドブラケット１７で閉塞したものである。
ヨーク２の周壁２ａには、内面に周方向に沿って永久磁石４が８個並設されている。また、ヨーク２のエンド部（底部）２ｂには、径方向略中央にボス部１０が形成されている。このボス部１０には、アーマチュア３の回転軸５を挿通するための挿通孔１１が形成されていると共に、回転軸５の一端側を回転自在に支持するための軸受け１２が内装されている。

アーマチュア３は、回転軸５に外嵌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、回転軸５の他端側に配置されたコンミテータ１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、複数の金属板を軸方向に積層したり、軟磁性粉末を加圧成形したりすることで成るものである。
アーマチュアコア６は、回転軸５に外嵌固定される略円環状の回転軸固定部６１を有している。回転軸固定部６１に形成されている挿通孔６１ａに回転軸５が圧入固定されている。この回転軸固定部６１の径方向外側には、回転軸固定部６１と同心円上に形成された外側環状部６２が設けられている。これら回転軸固定部６１と外側環状部６２との間には、両者６１，６２に跨り互いを連結するスポーク部６３が周方向に等間隔で５本設けられている。すなわち、アーマチュアコア６には、回転軸固定部６１、外側環状部６２、およびスポーク部６３によって、軸方向に貫通し、且つ軸方向平面視略扇状の貫通孔６４が５つ形成されていることになる。

外側環状部６２の径方向外側には、軸方向平面視略Ｔ字状のティース３６が周方向に沿って等間隔に１０個放射状に形成されている。隣接するティース３６間には、蟻溝状のスロット３７が形成されている。スロット３７は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に１０個形成されている。そして、このスロット３７にエナメル被覆の巻線３８が通され、この巻線３８が不図示のインシュレータを介して集中巻にてティース３６に巻装されている。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が形成されるようになっている。

また、アーマチュアコア６には、径方向中央に軸方向の平面視で略円形の凹部３０，３０が形成されている。これら凹部３０，３０のうち、コンミテータ１３側に形成されている凹部３０には、リング状のガイド部６６がインロー嵌合されている。このガイド部６６は、各ティース３６間に配索される巻線３８の渡り線部分が後述するコンミテータ１３のライザ４３と干渉しないようにするためのものである。

コンミテータ１３は、回転軸５に外嵌固定され円柱状に形成されている樹脂モールド体４０と、この樹脂モールド体４０の外周面に露出配設された２０枚のセグメント４１と、樹脂モールド体４０に埋設され２０枚のセグメント４１のうちの同電位セグメント同士を短絡させる短絡部材４２とで構成されている。
セグメント４１は軸方向に長い板状の金属片から成るものであって、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。これらセグメント４１のうち、周方向に等間隔で存在する５枚のセグメント４１には、アーマチュアコア６側の端部に外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ４３が一体成形されている。

ライザ４３はセグメント４１にアーマチュアコイル７を接続させるためのものであって、アーマチュアコイル７から引き出された巻線３８の巻き始め端と巻き終わり端とがそれぞれ掛け回わされ、ヒュージングにより固定されるようになっている。これにより、セグメント４１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。
短絡部材４２は、複数の短絡リング４６を軸方向に間隔をあけて積層したものである。すなわち、同電位セグメント同士を１つの短絡リング４６で短絡させている。

ここで、本実施形態の直流モータ１は、永久磁石４（磁極）が８個、スロット３７が１０個、セグメント４１が２０枚であって、アーマチュアコア６のティース３６に巻線３８が集中巻にて巻装された８極１０スロット２０セグメントの５相直流モータである。このため、４つ置きに配置されたセグメント４１が同電位セグメント同士となる。したがって、同電位セグメントの組みが５つ形成されるので、短絡部材４２は５つの短絡リング４６で構成されている。

エンドブラケット１７は、金属製で略円盤形状に形成されたものであって、径方向略中央にボス部１８が突出形成されている。このボス部１８には、回転軸５の他端側を回転自在に支持するための軸受け１９が圧入固定されている。
エンドブラケット１７の外周部側には、外側に向かって延出するステー９が設けられている。このステー９は、直流モータ１を固定するときに使用されるものであって、バーリング加工によって形成されヨーク２とは反対側に向かって突出するボルト孔９ａが設けられている。

エンドブラケット１７の内側には、ホルダステー２０が取り付けられている。ホルダステー２０は、樹脂製で略円盤状に形成されたものであって、ここにブラシホルダ２１が固定されている。ブラシホルダ２１には、それぞれブラシ２２がスプリング２３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２２の先端部は、スプリング２３によって付勢されているためコンミテータ１３のセグメント４１に摺接した状態になっている。なお、ブラシ２２は、不図示の外部電源に接続されている。これにより、ブラシ２２が摺接されているセグメント４１を介してアーマチュアコイル７に電流を供給することができる。

次に、図３に基づいて８極１０スロット２０セグメントの直流モータ１におけるアーマチュア３への巻線３８の巻装方法について説明する。
図３は、アーマチュア３のセグメント４１（ライザ４３）とティース３６、および短絡部材４２の短絡リング４６を展開した図面であり、隣接するティース３６間の空隙がスロット３７に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント４１、各ティース３６および巻装された巻線３８にそれぞれ符号を附して説明する。

同図に示すように、各ティース３６には、それぞれＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相の５相が周回り方向にこの順で割り当てられている。つまり、１番、６番ティース３６がＵ相、２番、７番ティース３６がＶ相、３番、８番ティース３６がＷ相、４番、９番ティース３６がＸ相、５番、１０番ティース３６がＹ相になっている。
巻線３８は、例えば、その巻き始め端５０が１９番セグメント４１ａより巻き始められた場合、まず、１９番セグメント４１ａのライザ４３に掛け回された後、巻線３８を１−１０番ティース３６の間のスロット３７ａに引き込む。そして、１番ティース３６にｎ（ｎは１以上の自然数）回巻装して第一Ｕ相コイル７１ａを形成する。

続いて、１−２番ティース３６の間のスロット３７ｂから巻線３８を引き出し、５−６番ティース３６の間のスロット３７ｃに引き込む。そして、６番ティース３６にｎ回巻装して第二Ｕ相コイル７１ｂを形成する。なお、これら１番ティース３６と６番ティース３６は、互いに回転軸５を中心に点対称位置に存在している。
巻線３８は、第二Ｕ相コイル７１ｂを形成した後、６−７番ティース３６の間のスロット３７ｄから引き出し、１５番セグメント４１ｂのライザ４３に掛け回される。これにより１９，１５番セグメント４１ａ，４１ｂ間には、１番ティース３６と６番ティース３６に巻装され、且つ直列巻きされたＵ相コイル７１が形成される。

ここで、第二Ｕ相コイル７１ｂを形成した後に巻線３８が掛け回される１５番セグメント４１ｂは、短絡リング４６によって２０番セグメント４１ｃと短絡している。この２０番セグメント４１ｃは、巻線３８の巻き始め端５０が掛け回されている１９番セグメント４１ａに隣接配置されている。すなわち、１９番セグメント４１ａ、１５番セグメント４１ｂ間の電位差は、隣接するセグメント４１間の電位差と等しくなる。

続いて、１５番セグメント４１ｂに掛け回された巻線３８を８−９番ティース３６の間のスロット３７ｅに引き込む。そして、９番ティース３６にｎ回巻装して第一Ｘ相コイル７２ａを形成する。そして、９−１０番ティース３６の間のスロット３７ｆから巻線３８を引き出し、３−４番ティース３６の間のスロット３７ｇに引き込んで４番ティース３６にｎ回巻装された第二Ｘ相コイル７２ｂを形成する。なお、これら９番ティース３６と４番ティース３６も互いに回転軸５を中心に点対称位置に存在している。

巻線３８は、第二Ｘ相コイル７２ｂを形成した後、４−５番ティース３６の間のスロット３７ｈから引き出し、１１番セグメント４１ｄのライザ４３に掛け回される。これにより１５，１１番セグメント４１ｂ，４１ｄ間には、９番ティース３６と４番ティース３６に巻装され、且つ直列巻きされたＸ相コイル７２が形成される。１５，１１番セグメント４１ｂ，４１ｄ間の電位差も短絡部材４２の短絡リング４６によって隣接するセグメント４１巻の電位差と等しくなっている。

次に、Ｘ相コイル７２を形成した巻線３８は、７番ティース３６、２番ティース３６に直列巻きのＶ相コイル７３を形成して７番セグメント４１ｅのライザ４３に掛け回される。引き続き、巻線３８は５番ティース３６、１０番ティース３６にＹ相コイル７４を形成し、３番セグメント４１ｆに掛け回された後、３番ティース３６、８番ティース３６にＷ相コイル７５を形成する。そして、Ｗ相コイル７５を形成した巻線３８は、この巻き終わり端５１を１９番セグメント４１ａに接続して巻装作業を完了する。

これにより、アーマチュアコア６には、５相のコイル、つまり、Ｕ相コイル７１、Ｘ相コイル７２、Ｖ相コイル７３、Ｙ相コイル７４、およびＷ相コイル７５で構成されるアーマチュアコイル７が形成される。
ここで、巻線３８は、各相のコイル７１〜７５を形成する度に所定のセグメント４１に掛け回されるが、その都度巻線３８を切断することなく引き回して他相のコイルを形成しているので、結果的にＵ相コイル７１、Ｘ相コイル７２、Ｖ相コイル７３、Ｙ相コイル７４、およびＷ相コイル７５がこの順で直列に接続された状態になっている。

また、各相のコイルが直列に接続されているので、結果的にＵ相コイル７１とＸ相コイル７２との間に配索された巻線３８が１５番セグメント４１ｂに接続された状態になっている。これと同様に、Ｘ相コイル７２とＶ相コイル７３との間に配索された巻線３８が１１番セグメント４１ｄに接続され、Ｖ相コイル７３とＹ相コイル７４との間に配索された巻線３８が７番セグメント４１ｅに接続され、Ｙ相コイル７４とＷ相コイル７５との間に配索された巻線３８が３番セグメント４１ｆに接続され、Ｗ相コイル７５とＵ相コイル７１との間に配索された巻線３８が１９番セグメント４１ａに接続された状態になっている。すなわち、異相間に配索される巻線３８が接続されたセグメント４１においては、隣り合うセグメント４１、例えば、３番セグメント４１ｆと７番セグメント４１ｅが隣接するセグメント４１である２−３番セグメント４１ｇ，４１ｆ間の電位差に等しくなっている。

したがって、上述の第一実施形態によれば、各ティース３６に巻線３８を一連に巻装しつつ、直流モータ１を正常に回転駆動させることができる。このため、従来のように各ティース３６に巻線３８を巻装する度に切断し、巻き始め端５０、および巻き終わり端５１となる端末部をそれぞれセグメント４１に結線する必要がなくなる。よって、巻装作業の工数を低減することが可能になる。しかも、異相間に配索される巻線３８が接続されたセグメント４１が周方向に等間隔に存在するので、巻線３８とセグメント４１との結線バランスもよい。このため、直流モータ１の回転駆動時の振動低減を図ることができる。

また、直流モータ１を従来の６極モータから８極モータへと磁極数を増大することができるので、モータ特性を損なうことなく直流モータ１の小型化を図ることができる。
さらに、従来のようにコンミテータ１３の一部をアーマチュアコア６に埋没させる必要がないので、ライザ４３と巻線３８との結線作業を容易に行うことができる。
そして、アーマチュアコア６の回転軸固定部６１と外側環状部６２との間に軸方向に貫通する貫通孔６４を形成することができる。このため、この貫通孔６４に空気を通すことができ、アーマチュアコア６の放熱性を高めることが可能になり、直流モータの性能を高めることができる。

また、コンミテータ１３の樹脂モールド体４０に、同電位となるセグメント４１同士を短絡させる短絡部材４２が埋設されている。このため、同電位となるセグメント４１同士を短絡させるにあたり、各セグメント４１にライザ４３を形成し、ここに銅線等から成る短絡線を接続する必要がなくなる。すなわち、巻線３８を掛け回す必要のないセグメント４１においてはライザ４３が不要となり、この不要のライザ４３を除去することができる。よって、この第一実施形態では、図２に示すように、ライザ４３を周方向に等間隔で５個設ければ足りるので、コンミテータ１３のバランス性を確保しつつ、コンミテータ１３の軽量化、材料コストの低減化を図ることが可能になる。

次に、この発明の第二実施形態を図１を援用し、図４、図５に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
この第二実施形態において、直流モータ１は、有底円筒形状のヨーク２内に回転自在に設けられたアーマチュア３を備え、ヨーク２の開口部２ｃをエンドブラケット１７で閉塞したものである点、アーマチュアコア６は略円環状の回転軸固定部６１と、この回転軸固定部６１よりも径方向外側で、且つ同心円上に形成された外側環状部６２と、これら回転軸固定部６１と外側環状部６２とを連結するスポーク部６３と、外側環状部６２から径方向外側に向かって放射状に突設されたティース３６とで構成されている点、各ティース３６には、それぞれＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相の５相が周回り方向にこの順で割り当てられている点、コンミテータ１３の樹脂モールド体４０に短絡部材４２が埋設されている点等の基本的構成は上述の第一実施形態と同様である（以下の実施形態についても同様）。

ここで、第二実施形態にあっては、各ティース３６に巻線３８が集中巻き方式にて巻装されて各々Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相のコイルを形成し、ティース３６毎に形成された各相のコイルがＵ，Ｘ，Ｖ，Ｙ，Ｗ相の順で直列に接続されている。
より詳しくは、図４に示すように、例えば、その巻き始め端５０が１９番セグメント４１ａより巻き始められた場合、まず、１９番セグメント４１ａのライザ４３に掛け回された後、巻線３８を１−１０番ティース３６の間のスロット３７ａに引き込む。そして、１番ティース３６にｎ回巻装してＵ相コイル７１を形成する。

続いて、１−２番ティース３６の間のスロット３７ｂから巻線３８を引き出し、５番セグメント４１ｈのライザ４３に掛け回される。５番セグメント４１ｈは、短絡リング４６によって１９番セグメント４１ａに隣接する２０番セグメント４１ｃと短絡している。
次に、５番セグメント４１ｈから引き出された巻線３８は４番ティース３６にｎ回巻装してＸ相コイル７２を形成し、１１番セグメント４１ｄに掛け回される。
このように巻線３８を順次各ティース３６にＵ相コイル７１、Ｘ相コイル７２、Ｖ相コイル７３、Ｙ相コイル７４、およびＷ相コイル７５の順に形成するように一連で巻装していく。また、異相間に配索される巻線３８が接続されるセグメント４１にあっては、隣り合うセグメント４１が隣接するセグメント４１間の電位差に等しくなるように巻装する。

ここで、この第二実施形態においては、上述の第一実施形態よりもライザ４３の設置個数が増大するものの、銅線等から成る短絡線を用いて同電位となるセグメント４１同士を短絡させる場合と比較してライザ４３の設置個数を低減させることができる（図５参照）。
したがって、この第二実施形態によれば、上述の第一実施形態と同様の効果に加え、従来の並列回路数が２回路であるのに対し、並列回路数を４回路に増大させることができる。このため、並列回路数が２つの場合と比較して線径の細い巻線３８を用いることが可能になる。よって、線径が細い分、巻線３８の巻装作業を容易にすることができる。

次に、この発明の第三実施形態を図１、図２を援用し、図６に基づいて説明する。
ここで、第三実施形態にあっては、同じ相のコイルの間に配索される巻線３８（例えば、第一Ｕ相コイル７１ａと第二Ｕ相コイル７１ｂとの間に配索される巻線３８）をアーマチュアコア６のコンミテータ１３配置側を避けて、つまり、同じ相のコイルの間に配索される巻線３８をヨーク２のエンド部２ｂ側（図１における右側）に配索している。
より詳述すると、図６に示すように、巻線３８は、例えば、その巻き始め端５０が１９番セグメント４１ａより巻き始められた場合、まず、１９番セグメント４１ａのライザ４３に掛け回された後、巻線３８を１−１０番ティース３６の間のスロット３７ａに引き込む。そして、１番ティース３６にｎ回巻装して第一Ｕ相コイル７１ａを形成する。

続いて、１−２番ティース３６の間のスロット３７ｂから引き出された巻線３８を再びスロット３７ａに引き込み０．５回分の副コイル７１ａ’を形成する。そして、スロット３７ａから引き出された巻線３８をコンミテータ４１とは反対側であるヨーク２のエンド部２ｂ側に配索して６−７番ティース３６の間のスロット３７ｄに引き込み、６番ティース３６に０．５回分の副コイル７１ｂ’を形成する。その後、６番ティース３６にｎ回巻装して第二Ｕ相コイル７１ｂを形成する。
巻線３８は、第二Ｕ相コイル７１ｂを形成した後、６−７番ティース３６の間のスロット３７ｄから引き出し、１５番セグメント４１ｂのライザ４３に掛け回される。これにより１９，１５番セグメント４１ａ，４１ｂ間には、１番ティース３６と６番ティース３６にｎ＋０．５回巻回された直列巻きのＵ相コイル７１が形成される。

続いて、１５番セグメント４１ｂに掛け回された巻線３８を８−９番ティース３６の間のスロット３７ｅに引き込む。そして、９番ティース３６にｎ回巻装して第一Ｘ相コイル７２ａを形成する。次に、９−１０番ティース３６の間のスロット３７ｆから引き出された巻線３８を再びスロット３７ｅに引き込み０．５回分の副コイル７２ａ’を形成する。続いて、スロット３７ｅから引き出された巻線３８をコンミテータ４１とは反対側に配索して４−５番ティース３６の間のスロット３７ｈに引き込み、４番ティース３６に０．５回分の副コイル７２ｂ’を形成する。その後、４番ティース３６にｎ回巻装して第二Ｘ相コイル７２ｂを形成する。

巻線３８は、第二Ｘ相コイル７２ｂを形成した後、４−５番ティース３６の間のスロット３７ｈから引き出し、１１番セグメント４１ｄのライザ４３に掛け回される。これにより１５，１１番セグメント４１ｂ，４１ｄ間には、９番ティース３６と４番ティース３６にｎ＋０．５回巻回された直列巻きのＸ相コイル７２が形成される。
次に、Ｘ相コイル７２を形成した巻線３８は、７番ティース３６、２番ティース３６にそれぞれ連続で直列巻きされた第一Ｖ相コイル７３ａ、第二Ｖ相コイル７３ｂを形成すると共に、副コイル７３ａ’，７３ｂ’を形成し、７番ティース３６と２番ティース３６との間の巻線３８をアーマチュア６のコンミテータ１３配置側を避けるようにして配索する。そして、７番ティース３６、２番ティース３６にｎ＋０．５回巻回された直列巻きのＶ相コイル７３を形成する。Ｖ相コイル７３を形成した巻線３８は、７番セグメント４１ｅのライザ４３に掛け回される。

これを繰り返し行い、５番ティース３６、１０番ティース３６にＹ相コイル７４を形成し、巻線３８を３番セグメント４１ｆに掛け回した後、３番ティース３６、８番ティース３６にＷ相コイル７５を形成する。そして、Ｗ相コイル７５を形成した巻線３８は、この巻き終わり端５１を１９番セグメント４１ａに接続して巻装作業を完了する。
これにより、アーマチュアコア６には、同じ相のコイルの間に配索される巻線３８をアーマチュアコア６のコンミテータ１３配置側を避けて配索し、且つ各ティース３６に巻線３８がｎ＋０．５回巻回された５相構成のアーマチュアコイル７が形成される。

したがって、上述の第三実施形態によれば、上述の第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、同じ相のコイルの間に配索される巻線３８をアーマチュアコア６のコンミテータ１３配置側を避けて配索することで、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間の巻き太りを解消することができる。このため、ライザ４３と巻線３８との結線作業をさらに容易に行うことが可能になる。

なお、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、上述の実施形態では、直流モータ１が車両に搭載する電装品である場合について説明したが、これに限られるものではなく、この直流モータを家電等に搭載してもよい。

さらに、上述の実施形態では、コンミテータ１３の樹脂モールド体４０に、同電位となるセグメント４１同士を短絡させる短絡部材４２を埋設させた場合について説明したが、これに限られるものではなく、各セグメント４１にライザ４３を形成し、ここに銅線等から成る短絡線を接続してもよい。この場合、ライザ４３の設置個数を減少させるという効果は得られないものの、巻装作業の工数を低減させることができる等、他の効果については上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明の実施形態における直流モータの構成を示す縦断面図である。 本発明の第一実施形態におけるエンドブラケットを取り外した状態の直流モータの平面図である。 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第二実施形態におけるエンドブラケットを取り外した状態の直流モータの平面図である。 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアの展開図である。

符号の説明

１ 直流モータ
２ ヨーク
３ アーマチュア
４ 永久磁石（磁極）
５ 回転軸
６ アーマチュアコア
７ アーマチュアコイル
１３ コンミテータ
３６ ティース
３７ スロット
３８ 巻線
４１，４１ａ〜４１ｈ セグメント
４２ 短絡部材
４６ 短絡リング
６１ 回転軸固定部
６２ 外側環状部
６３ スポーク部
６４ 貫通孔
７１ Ｕ相コイル
７１ａ 第一Ｕ相コイル
７１ｂ 第二Ｕ相コイル
７１ａ’，７１ｂ’，７２ａ’，７２ｂ’７３ａ’，７３ｂ’ 副コイル
７２ Ｘ相コイル
７２ａ 第一Ｘ相コイル
７２ｂ 第二Ｘ相コイル
７３ Ｖ相コイル
７４ Ｙ相コイル
７５ Ｗ相コイル

Claims (5)

1. 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、巻線が集中巻き方式にて巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
   前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、
   同じ相となるティースに、前記巻線を集中巻き方式にて直列に巻装して相毎のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、
   各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、
   前記相毎のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、
   異相間に配索される前記巻線を前記セグメントに接続することを特徴とする直流モータ用アーマチュア。
2. 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、巻線が巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
   前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、
   各ティースに前記巻線を集中巻き方式にて巻装して各相のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、
   各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、
   前記各相のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、
   異相間に配索される前記巻線を前記セグメントに接続することを特徴とする直流モータ用アーマチュア。
3. 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、巻線が集中巻き方式にて巻装される１０個のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる１０個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２０枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
   前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材を設け、
   同じ相となるティースに、前記巻線を集中巻き方式にて直列に巻装して相毎のコイルを形成した直流モータ用アーマチュアであって、
   各ティースをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相の順で割り当てたとき、
   前記相毎のコイルがＵ相、Ｘ相、Ｖ相、Ｙ相、Ｗ相の順で直列に接続されてこれらのコイルを一連で形成し、
   同じ相のコイルの間に配索される前記巻線を前記コンミテータの配置部位を避ける部位に配索すると共に、
   異相間に配索される前記巻線を前記コンミテータの配置部位に配索して前記セグメントに接続することを特徴とする直流モータ用アーマチュア。
4. 前記アーマチュアコアは、
   環状に形成され前記回転軸に外嵌固定される回転軸固定部と、
   前記回転軸固定部よりも径方向外側で、且つ前記回転軸固定部と同心円上に形成された外側環状部と、
   これら回転軸固定部と、外側環状部とを連結するスポーク部と、
   前記外側環状部から径方向外側に向かって放射状に突設された前記ティースとで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の直流モータ用アーマチュア。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の直流モータ用アーマチュアと、８極の磁極を有するヨークとを有することを特徴とする直流モータ。
   
   
   

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