JP2009118579A

JP2009118579A - Electric motor

Info

Publication number: JP2009118579A
Application number: JP2007286380A
Authority: JP
Inventors: Naoki Shioda; 直樹塩田; Yoshichika Kawashima; 義親川島
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: JP5058753B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor that switches a rotational speed by changing a conduction pattern of four brushes even if winding is wound by a concentrated winding system. <P>SOLUTION: A segment 14 is constituted of two segment groups 41 and 42 existing in point symmetry positions with a rotation axis as a center. The segments 14 of the same potential in the segment groups 41 and 42 are short-circuited by connection lines 25a and 25b. Circuits K1 and K2 constituted of wirings 12 of respective phases, which are wound in series to all teeth 9 in the same phases, are formed for the respective segment groups 41 and 42. A winding end edge 40 of an armature coil W with a W phase in a first circuit K1 is connected to a winding start edge 30 of an armature coil U' with a U phase in a second circuit K2. A winding start edge 30 of the armature coil U with the U phase in the first circuit K1 is connected to a winding end edge 40 with the W phase in the second circuit K2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両等に搭載される電動モータに関するものである。 The present invention relates to an electric motor mounted on a vehicle or the like.

従来から、車両等に搭載されるブラシ付きの電動モータが知られている。この電動モータは、内周面に複数個の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。 Conventionally, an electric motor with a brush mounted on a vehicle or the like is known. This electric motor has a configuration in which an armature around which an armature coil is wound is rotatably arranged inside a cylindrical yoke having a plurality of magnets attached to its inner peripheral surface. The armature has an armature core that is externally fixed to the rotating shaft. In the armature core, teeth for winding the winding are formed radially, and a long slot is formed between the teeth in the axial direction.

各ティースには巻線が巻装され、集中巻き構造のアーマチュアコイルが形成されている。
アーマチュアコイルは、回転軸に取り付けられた各セグメントに導通している。各セグメントはブラシと摺接可能になっており、このブラシからセグメント端子に電圧を印加することによってアーマチュアコイルに電流が給電されるようになっている。このとき、アーマチュアコイルに磁界が形成され、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ようになっている（例えば、特許文献１参照）。 Each tooth is wound with a winding to form an armature coil having a concentrated winding structure.
The armature coil is electrically connected to each segment attached to the rotating shaft. Each segment can be slidably contacted with a brush, and a current is supplied to the armature coil by applying a voltage from the brush to the segment terminal. At this time, a magnetic field is formed in the armature coil, and the rotating shaft is driven by a magnetic attractive force or repulsive force generated between the magnets of the yoke (see, for example, Patent Document 1).

ところで、アーマチュアコアへの巻線の巻装方式としては、集中巻き方式の他に重ね巻き（分布巻）方式がある。この重ね巻き方式によって巻装されたアーマチュアと４つのブラシを用い、各ブラシの通電パターンを変えることで回転速度を切替える電動モータがある。
この種の電動モータの作用を図１３〜図１５に基づいて説明する。図１３〜図１５は、アーマチュア１００への通電パターンを示す説明図であり、図１３は２つの陽極側ブラシ１０１，１０３と２つの陰極側ブラシ１０２，１０４との４つのブラシに通電した状態、図１４は１つの陽極側ブラシ１０１と２つの陰極側ブラシ１０２，１０４との３つのブラシに通電した状態、図１５は１つの陽極側ブラシ１０１と１つの陰極側ブラシ１０２との２つのブラシに通電した状態を示す。 By the way, as a winding method of the winding around the armature core, there is a lap winding (distributed winding) method in addition to the concentrated winding method. There is an electric motor that uses an armature wound by this lap winding method and four brushes and changes the energization pattern of each brush to switch the rotation speed.
The operation of this type of electric motor will be described with reference to FIGS. FIGS. 13 to 15 are explanatory diagrams showing energization patterns to the armature 100, and FIG. 13 shows a state where the four brushes of the two anode side brushes 101 and 103 and the two cathode side brushes 102 and 104 are energized. 14 shows a state in which three brushes, one anode-side brush 101 and two cathode-side brushes 102 and 104, are energized, and FIG. 15 shows two brushes, one anode-side brush 101 and one cathode-side brush 102. Indicates the energized state.

図１３〜図１５に示すように、重ね巻き方式にて巻線が巻装されたアーマチュア１００は、並列回路数が４つの回路（直列コイル）Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４となる。
４つのブラシ１０１，１０２，１０３，１０４に通電すると（図１３参照）、回路Ｃ１にブラシ１０１からブラシ１０４に向かう電流Ｉ１が流れ、回路Ｃ２にブラシ１０１からブラシ１０２に向かう電流Ｉ２が流れ、回路Ｃ３にブラシ１０３からブラシ１０２に向かう電流Ｉ３が流れ、回路Ｃ４にブラシ１０３からブラシ１０４に向かう電流Ｉ４が流れる。すなわち、全ての回路Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に電流が流れる。 As shown in FIGS. 13 to 15, the armature 100 in which the winding is wound by the lap winding method has four parallel circuits (series coils) C1, C2, C3, and C4.
When the four brushes 101, 102, 103, 104 are energized (see FIG. 13), a current I1 from the brush 101 to the brush 104 flows through the circuit C1, and a current I2 from the brush 101 to the brush 102 flows through the circuit C2. A current I3 from the brush 103 to the brush 102 flows through C3, and a current I4 from the brush 103 to the brush 104 flows through circuit C4. That is, a current flows through all the circuits C1, C2, C3, and C4.

これに対し、３つのブラシ１０１，１０２，１０４に通電すると（図１４参照）、回路Ｃ１と回路Ｃ２のみに電流Ｉ１，Ｉ２が流れる。したがって、３ブラシ通電時のトルクは、４ブラシ通電時の半分のトルクしか得られない。
一方、２つのブラシ１０１，１０２に通電すると（図１５参照）、各回路Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４’が流れる。 In contrast, when the three brushes 101, 102, and 104 are energized (see FIG. 14), currents I1 and I2 flow only in the circuit C1 and the circuit C2. Therefore, only half of the torque at the time of energizing the four brushes can be obtained.
On the other hand, when the two brushes 101 and 102 are energized (see FIG. 15), currents I1, I2, I3, and I4 ′ flow through the circuits C1, C2, C3, and C4.

ここで、図１５に示すように、回路Ｃ４に流れる電流Ｉ４’はブラシ１０４からブラシ１０３に向かって流れる。つまり、２ブラシ通電時の回路Ｃ４に流れる電流Ｉ４’は、４ブラシ通電時の回路Ｃ４に流れる電流Ｉ４と向きが逆になり、回路Ｃ１または回路Ｃ３のトルクと打ち消しあう。したがって、２ブラシ通電時のトルクは、４ブラシ通電時の１／３のトルクしか得られない。
このように、各ブラシ１０１，１０２，１０３，１０４の通電パターンを変えることで、有効導体数や通電電流を変えてトルクを変化させ、回転速度を切替えることができる。
特開２００６−２０４０７０号公報 Here, as shown in FIG. 15, the current I 4 ′ flowing in the circuit C 4 flows from the brush 104 toward the brush 103. That is, the current I4 ′ flowing through the circuit C4 when the two brushes are energized is opposite in direction to the current I4 flowing through the circuit C4 when the four brushes are energized, and cancels out with the torque of the circuit C1 or the circuit C3. Therefore, the torque at the time of energizing the two brushes can only obtain 1/3 of the torque at the time of energizing the four brushes.
Thus, by changing the energization pattern of each brush 101, 102, 103, 104, the number of effective conductors and the energization current can be changed to change the torque, and the rotation speed can be switched.
JP 2006-204070 A

しかしながら、上述の従来技術のように並列回路数が４回路の４ブラシ付電動モータでは、各ブラシ１０１，１０２，１０３，１０４の通電パターンを変えることで回転速度を切替えることができるが、アーマチュアコアに巻線を集中巻き方式にて巻装した場合にあっては並列回路数が２回路になるため、ブラシの通電パターンを変えても回転速度を切替えることが困難であるという課題がある。 However, in the four-brush electric motor having four parallel circuits as in the prior art described above, the rotation speed can be switched by changing the energization pattern of each brush 101, 102, 103, 104. In the case where the windings are wound by the concentrated winding method, the number of parallel circuits is two, so there is a problem that it is difficult to switch the rotation speed even if the brush energization pattern is changed.

そこで、この発明は、巻線を集中巻き方式にて巻装した場合であっても、４つのブラシの通電パターンを変えることで回転速度の切替えを行うことができる電動モータを提供するものである。 Therefore, the present invention provides an electric motor capable of switching the rotational speed by changing the energization pattern of the four brushes even when the winding is wound by the concentrated winding method. .

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、８極の磁極を有するヨークと、前記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、巻線が集中巻き方式にて巻装される１２個のティースと、該ティース間に形成され軸線方向に沿って延びる１２個のスロットと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１２枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための４つのブラシとを備え、前記４つのブラシを陽極側ブラシと陰極側ブラシとの組みを２つ備えて構成し、同極側同士のブラシを前記回転軸を中心にして対向配置すると共に、異極側同士のブラシを電気角で１８０度周方向に間隔をあけて配置している３相構造の電動モータであって、前記セグメントを前記回転軸を中心にして互いに点対称位置に存在する２つのセグメント群で構成し、各セグメント群の同電位となるセグメント同士を短絡部材で短絡し、前記セグメント群毎に、同相同士のティース全てに直列に巻装された各相の巻線で構成される回路を形成し、一方の回路の第３相の巻き終わり端と、他方の回路の第１相の巻き始め端とを接続すると共に、一方の回路の第１相の巻き始め端と、他方の回路の第３相の巻き終わり端とを接続することを特徴とする。
このように構成することで、ティースに集中巻き方式にて巻線を巻装しても２つのセグメント群にそれぞれ３相構造の回路が形成される。このため、並列回路数を従来の集中巻き構造での並列回路数と比較して２倍の４回路とすることができる。つまり、１つの３相集中巻きの回路には、並列回路数が２回路存在しているので、これを２つ合わせて全部で４回路とすることができる。
また、各相の巻線はそれぞれ同相同士のティース全てに直列に巻装されているので、ブラシの通電パターンを変化させて例えば、３つのブラシに通電した場合であっても通電される巻線のバランスが悪化することを防止できる。すなわち、ブラシの通電パターンを変化させることで、通電される巻線がアンバランスになった場合であっても、通電している相と同相のティース全てに同程度の磁界を発生させることができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a yoke having an 8-pole magnetic pole, a rotating shaft supported by the yoke, and a radial attached to the rotating shaft in a radial direction. An armature core having twelve teeth in which the winding is wound in a concentrated winding manner, twelve slots formed between the teeth and extending along the axial direction, and the armature on the rotating shaft A commutator provided adjacent to the core and having twelve segments arranged in the circumferential direction; and four brushes for supplying power to the windings via the segments, the four brushes being anode-side brushes Two pairs of cathode side brushes are provided, the same polarity side brushes are arranged opposite to each other around the rotation axis, and the different polarity side brushes are spaced at an electrical angle of 180 degrees in the circumferential direction. An electric motor having a three-phase structure, wherein the segment is composed of two segment groups that are located symmetrically with respect to each other about the rotation axis, and each segment group has the same potential. Short-circuit each other with a short-circuit member, and for each of the segment groups, a circuit composed of windings of each phase wound in series around all teeth of the same phase is formed, and the third-phase winding of one circuit is formed Connecting the end of the first phase winding start end of the other circuit and connecting the first phase winding start end of one circuit to the third phase winding end end of the other circuit. It is characterized by.
With this configuration, even if the winding is wound around the teeth by the concentrated winding method, a circuit having a three-phase structure is formed in each of the two segment groups. For this reason, the number of parallel circuits can be doubled to 4 circuits compared with the number of parallel circuits in the conventional concentrated winding structure. That is, since there are two parallel circuits in one three-phase concentrated winding circuit, the two can be combined to make a total of four circuits.
In addition, since the windings of each phase are wound in series around all the teeth of the same phase, for example, even when three brushes are energized by changing the energization pattern of the brush, It can prevent the balance of the line from deteriorating. That is, by changing the energization pattern of the brush, even if the energized winding becomes unbalanced, the same level of magnetic field can be generated in all teeth in phase with the energized phase. .

請求項２に記載した発明は、ｎを２以上の自然数、ａを１以上の自然数で、かつｎよりも小さい数としたとき、前記各相の巻線は、この巻線に対応するティースで、かつ巻き始め端が接続されているセグメントの近傍に存在するティース、または、巻き始め端が接続されているセグメントの近傍に存在するティースと同相であって、かつこのティースに隣接する２つのティースのうちの何れか一方にｎ−ａ回巻回し、これらのティースと同相であって、かつその他のティースにｎ回巻回した後、再度巻き始めのティース、または、巻き始めのティースに隣接する前記一方のティースにａ回巻回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、各相のコイルを形成するにあたり、巻線の巻き始めとなるティースと巻き終わりとなるティースをそれぞれ巻線の巻き始め端が接続されるセグメントと巻線の巻き終わり端が接続されるセグメントの近傍に設定することができる。このため、巻き始め端から巻き始めのティースに至るまでの配線長さ、および巻き終わりのティースから巻き終わり端に至るまでの配線長さを短く設定することができる。 According to the second aspect of the present invention, when n is a natural number of 2 or more, a is a natural number of 1 or more, and smaller than n, the winding of each phase is a tooth corresponding to this winding. 2 teeth adjacent to the segment to which the winding start end is connected or adjacent to the teeth that are in phase with the teeth existing in the vicinity of the segment to which the winding start end is connected After winding n-a times on any one of these, being in phase with these teeth and winding n times on the other teeth, it is adjacent to the first winding tooth or the first winding tooth. The one of the teeth is wound a times.
With this configuration, when forming the coil of each phase, the teeth that start winding and the teeth that end winding are divided into the segment to which the winding start end of the winding is connected and the winding end of the winding, respectively. It can be set near the segment to which the end is connected. For this reason, the wiring length from the winding start end to the winding start tooth and the wiring length from the winding end tooth to the winding end end can be set short.

請求項１に記載した発明によれば、ティースに集中巻き方式にて巻線を巻装しても２つのセグメント群にそれぞれ３相構造の回路が形成される。このため、並列回路数を従来の集中巻き構造での並列回路数と比較して２倍の４回路とすることができる。つまり、１つの３相集中巻きの回路には、並列回路数が２回路存在しているので、これを２つ合わせて全部で４回路とすることができる。
このため、４ブラシ通電時、３ブラシ通電時、および２ブラシ通電時において、電流が流れる巻線の本数を変化させることができ、それぞれトルクの大きさを変化させることが可能になる。よって、巻線を３相集中巻き方式にて巻装した場合であっても、４つのブラシの通電パターンを変えることで回転速度の切替えを行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, a circuit having a three-phase structure is formed in each of the two segment groups even when the winding is wound around the teeth by the concentrated winding method. For this reason, the number of parallel circuits can be doubled to 4 circuits compared with the number of parallel circuits in the conventional concentrated winding structure. That is, since there are two parallel circuits in one three-phase concentrated winding circuit, the two can be combined to make a total of four circuits.
For this reason, the number of windings through which a current flows can be changed at the time of energizing four brushes, at the time of energizing three brushes, and at the time of energizing two brushes, and the magnitude of torque can be changed. Therefore, even when the winding is wound by the three-phase concentrated winding method, the rotation speed can be switched by changing the energization patterns of the four brushes.

また、各相の巻線はそれぞれ同相同士のティース全てに直列に巻装されているので、ブラシの通電パターンを変化させて例えば、３つのブラシに通電した場合であっても通電される巻線のバランスが悪化することを防止できる。すなわち、ブラシの通電パターンを変化させることで、通電される巻線がアンバランスになった場合であっても、通電している相と同相のティース全てに同程度の磁界を発生させることができる。
このため、通電される巻線によるアーマチュアの振れ回りを低減することが可能になると共に、電磁気バランスの差異や抵抗差によって生じる循環電流を低減させることが可能になる。 In addition, since the windings of each phase are wound in series around all the teeth of the same phase, for example, even when three brushes are energized by changing the energization pattern of the brush, It can prevent the balance of the line from deteriorating. That is, by changing the energization pattern of the brush, even if the energized winding becomes unbalanced, the same level of magnetic field can be generated in all teeth in phase with the energized phase. .
For this reason, it becomes possible to reduce the swing of the armature due to the winding to be energized, and it is possible to reduce the circulating current caused by the difference in electromagnetic balance and the resistance difference.

請求項２に記載した発明によれば、各相のコイルを形成するにあたり、巻線の巻き始めとなるティースと巻き終わりとなるティースをそれぞれ巻線の巻き始め端が接続されるセグメントと巻線の巻き終わり端が接続されるセグメントの近傍に設定することができる。このため、巻き始め端から巻き始めのティースに至るまでの配線長さ、および巻き終わりのティースから巻き終わり端に至るまでの配線長さを短く設定することができる。
よって、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、アーマチュアの小型化を図ることが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, in forming the coils of the respective phases, the teeth at the winding start and the teeth at the winding end are respectively connected to the segment and the winding to which the winding start end of the winding is connected. It can be set in the vicinity of the segment to which the winding end is connected. For this reason, the wiring length from the winding start end to the winding start tooth and the wiring length from the winding end tooth to the winding end end can be set short.
Therefore, the winding thickness between the armature core and the commutator can be eliminated, and the armature can be downsized.

次に、この発明の第一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、電動モータ１は、例えば、自動車のパワーウインドウモータ、ワイパモータ、およびファンモータ等に用いられる車両搭載用の直流モータであって、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置している。ヨーク２の内周面には周方向にセグメント型の永久磁石４が磁極を順番に変えながら８個固定されている。 Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an electric motor 1 is a direct current motor mounted on a vehicle used for, for example, a power window motor, a wiper motor, and a fan motor of an automobile, and includes an armature 3 in a bottomed cylindrical yoke 2. Is arranged so that it can rotate freely. Eight segment-type permanent magnets 4 are fixed to the inner peripheral surface of the yoke 2 in the circumferential direction while changing the magnetic poles in order.

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を軸線方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部には軸線方向平面視で略Ｔ字状を有するティース９が放射状に１２個形成されている。各ティース９には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相が周回り方向にこの順で割り当てられている。 The armature 3 includes an armature core 6 fixed to the rotating shaft 5, an armature coil 7 wound around the armature core 6, and a commutator 13 disposed on one end side of the armature core 6. The armature core 6 is obtained by laminating a plurality of ring-shaped metal plates 8 in the axial direction. Twelve teeth 9 having a substantially T shape in a plan view in the axial direction are radially formed on the outer peripheral portion of the metal plate 8. To each tooth 9, three phases of U phase, V phase, and W phase are assigned in this order in the circumferential direction.

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は軸線方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に１２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。 By fitting a plurality of metal plates 8 to the rotating shaft 5, dovetail-shaped slots 11 are formed between adjacent teeth 9 on the outer periphery of the armature core 6. Twelve slots 11 extend in the axial direction and are formed at equal intervals along the circumferential direction. An enamel-wrapped winding 12 is wound between the slots 11, whereby a plurality of armature coils 7 are formed on the outer periphery of the armature core 6.

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セグメント１４が１２枚取り付けられている。セグメント１４は軸線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。 The commutator 13 is externally fitted and fixed to one end of the rotating shaft 5. Twelve segments 14 made of a conductive material are attached to the outer peripheral surface of the commutator 13. The segment 14 is made of a plate-like metal piece that is long in the axial direction, and is fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction while being insulated from each other.

各セグメント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、セグメント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。また、ライザ１５には、同電位となるセグメント１４同士に後述する接続線２５ａ，２５ｂが掛け回されてヒュージングにより固定され、同電位のセグメント１４同士が短絡されている。 A riser 15 is integrally formed at an end portion of each segment 14 on the armature core 6 side and is bent in a manner of being folded back to the outer diameter side. The riser 15 is wound around the winding 12 that is the winding start end and the winding end of the armature coil 7, and the winding 12 is fixed to the riser 15 by fusing. Thereby, the segment 14 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected. In addition, connecting lines 25a and 25b, which will be described later, are hung around the segments 14 having the same potential and fixed by fusing, and the segments 14 having the same potential are short-circuited.

回転軸５の他端側は、ヨーク２に突出形成されたボス内の軸受け１６によって回転自在に支持されている。一方、ヨーク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の内側にはホルダステー１８が取り付けられている。ホルダステー１８には周方向に沿ってブラシホルダ１９が４箇所設けられている。
ブラシホルダ１９には、それぞれブラシ２１がスプリング２９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２９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 side of the rotating shaft 5 is rotatably supported by a bearing 16 in a boss protruding from the yoke 2. On the other hand, a cover 17 is provided at the open end of the yoke 2, and a holder stay 18 is attached to the inside of the cover 17. The holder stay 18 is provided with four brush holders 19 along the circumferential direction.
Each brush holder 19 is provided with a brush 21 that can be moved in and out in a state where the brush 21 is urged through a spring 29. The tip portions of these brushes 21 are urged by springs 29 so as to be in sliding contact with the commutator 13, and power from the outside is supplied to the commutator 13 via the brushes 21.

図２に示すように、ブラシ２１は、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａと陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂとの組みを２つ備えた４つのブラシ５１ａ〜５２ｂで構成されている。そして、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａ同士、および陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂ同士は互いに回転軸５を中心に対向配置されていると共に、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａと陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂは周方向に４５°間隔をあけて配置されている。すなわち、同極側同士のブラシは、機械角で１８０°、異極側同士のブラシは電気角で１８０°間隔をあけて配置されている。なお、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａと陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂとの配置を互いに反対にしてもよい。 As shown in FIG. 2, the brush 21 includes four brushes 51a to 52b each including two sets of anode side brushes 51a and 52a and cathode side brushes 51b and 52b. The anode-side brushes 51a and 52a and the cathode-side brushes 51b and 52b are opposed to each other around the rotation shaft 5, and the anode-side brushes 51a and 52a and the cathode-side brushes 51b and 52b are arranged in the circumferential direction. They are arranged at 45 ° intervals. That is, the brushes on the same polarity side are arranged at a mechanical angle of 180 °, and the brushes on the opposite polarity side are arranged at an electrical angle of 180 °. The arrangement of the anode side brushes 51a and 52a and the cathode side brushes 51b and 52b may be opposite to each other.

このように、永久磁石４が８個、つまり、磁極が８極、スロット１１が１２個、セグメント１４が１２枚設けられ、８極１２スロット１２セグメントの３相に構成された電動モータ１のアーマチュア３には、以下のように巻線１２が巻装されてアーマチュアコイル７が形成されている。
図３、図４はアーマチュア３のセグメント１４（ライザ１５）とティース９を展開した図面であり、隣接するティース９間の空隙がスロット１１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１４、各ティース９、および巻装された巻線１２にそれぞれ符号を附し、各ティース９にＵ相、Ｖ相、Ｗ相をこの順で割り当てて説明する。 As described above, the armature of the electric motor 1 having eight permanent magnets 4, that is, eight magnetic poles, twelve slots 11, twelve segments 14, and three phases of eight poles, twelve slots and twelve segments. 3, an armature coil 7 is formed by winding a winding 12 as follows.
3 and 4 are views in which the segment 14 (riser 15) and the teeth 9 of the armature 3 are developed, and the gap between the adjacent teeth 9 corresponds to the slot 11. FIG. In the following drawings, each segment 14, each tooth 9, and the wound winding 12 are respectively given reference numerals, and U-phase, V-phase, and W-phase are assigned to each tooth 9 in this order. To do.

ここで、セグメント１４は、回転軸５を中心にして互いに点対称位置に存在する第一セグメント群４１と第二セグメント群４２との２つのセグメント群４１，４２で構成され、各々セグメント群４１，４２には、同電位となるセグメント１４同士を短絡する接続線２５ａ，２５ｂが接続されている。すなわち、１番セグメント１４ａから６番セグメント１４ｆに至る間で第一セグメント群４１を構成すると共に、７番セグメント１４ｇから１２番セグメント１４ｌに至る間で第二セグメント群４２を構成している。そして、第一セグメント群４１のうち、同電位となる２つ置きのセグメント１４（例えば、１番セグメント１４ａと４番セグメント１４ｄ）同士が接続線２５ａによって短絡されていると共に、第二セグメント群４２のうち、同電位となる２つ置きのセグメント１４（例えば、７番セグメント１４ｇと１０番セグメント１４ｊ）同士が接続線２５ｂによって短絡されている。 Here, the segment 14 is composed of two segment groups 41 and 42, which are a first segment group 41 and a second segment group 42 that exist at point-symmetric positions with respect to the rotation axis 5, and each segment group 41, 42 is connected to connection lines 25a and 25b for short-circuiting the segments 14 having the same potential. That is, the first segment group 41 is configured from the first segment 14a to the sixth segment 14f, and the second segment group 42 is configured from the seventh segment 14g to the twelfth segment 14l. In the first segment group 41, every two segments 14 (for example, the first segment 14a and the fourth segment 14d) having the same potential are short-circuited by the connection line 25a, and the second segment group 42 Among them, every two segments 14 (for example, the seventh segment 14g and the tenth segment 14j) having the same potential are short-circuited by the connection line 25b.

巻線１２は、例えば、その巻き始め端３０が第一セグメント群４１の１番セグメント１４ａより巻き始められた場合、まず、１番セグメント１４ａのライザ１５に掛け回された後、１番セグメント１４ａの近傍に存在する１−１２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込まれる。続いて、１番ティース９にｎ回（ｎは２以上の自然数であって、各ティース９に対する所望の巻回数）巻回された後、１−２番ティース９の間のスロット１１ｂから巻線１２が引き出される。 For example, when the winding start end 30 starts to be wound from the first segment 14a of the first segment group 41, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the first segment 14a and then the first segment 14a. Is pulled into the slot 11a between the 1-12th teeth 9 present in the vicinity of Subsequently, after being wound around the first tooth 9 n times (n is a natural number of 2 or more and a desired number of turns for each tooth 9), winding is performed from the slot 11b between the first and second teeth 9. 12 is pulled out.

そして、３−４番ティース９の間のスロット１１ｃに引き込んで１番ティース９と同相の４番ティース９に巻線１２をｎ回巻回し、４−５番ティース９の間のスロット１１ｄから引き出す。この巻装手順をその他の同相のティース９、つまり、７番ティース９、１０番ティース９にも順次行い、４つのティース９にそれぞれ巻装された巻線１２を１０−１１番ティース９の間のスロット１１ｈから引き出す。そして、スロット１１ｈから引き出された巻線１２は、５番セグメント１４ｅに巻き終わり端４０が接続される。なお、５番セグメント１４ｅは１番セグメント１４ａに隣接する２番セグメント１４ｂと接続線２５ａによって短絡されている。すなわち、５番セグメント１４ｅに巻き終わり端４０を接続することは、２番セグメント１４ｂに巻き終わり端４０が電気的に接続されていることになる。これにより、１−２番セグメント１４ａ，１４ｂ間には、このセグメント１４ａ，１４ｂ間に対応するＵ相の全てのティース９に直列にｎ回巻装されたＵ相のアーマチュアコイルＵが形成される。 Then, the coil 12 is drawn into the slot 11c between the 3rd and 4th teeth 9 and the winding 12 is wound n times around the 4th tooth 9 in the same phase as the 1st tooth 9 and pulled out from the slot 11d between the 4th and 5th teeth 9. . This winding procedure is sequentially performed on the other in-phase teeth 9, that is, the 7th tooth 9 and the 10th tooth 9, and the windings 12 wound around the 4 teeth 9 are respectively placed between the 10th and 11th teeth 9. Pull out from the slot 11h. Then, the winding end 12 of the winding 12 drawn out from the slot 11h is connected to the fifth segment 14e. In addition, the 5th segment 14e is short-circuited by the 2nd segment 14b adjacent to the 1st segment 14a and the connection line 25a. That is, connecting the winding end 40 to the 5th segment 14e means that the winding end 40 is electrically connected to the 2nd segment 14b. Thus, a U-phase armature coil U wound n times in series on all U-phase teeth 9 corresponding to the segment 14a and 14b is formed between the first and second segments 14a and 14b. .

また、Ｖ相のアーマチュアコイルＶ、Ｗ相のアーマチュアコイルＷについてもそれぞれＵ相のアーマチュアコイルＵと同様に巻線１２を巻装し、Ｖ相のアーマチュアコイルＶの巻き始め端３０、および巻き終わり端４０を対応する第一セグメント群４１のセグメント１４間に接続すると共に、Ｗ相のアーマチュアコイルＷの巻き始め端３０を第一セグメント群４１の対応するセグメント１４に接続する。このようにすることで、第一セグメント群４１に、８極１２スロットの３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）構造の第一回路Ｋ１が形成される（図４参照）。ここで、Ｗ相のアーマチュアコイルＷの巻き終わり端４０は、第一セグメント群４１上のセグメント１４ではなく、第二セグメント群４２上の７番セグメント１４ｇに接続される。 Similarly, the V-phase armature coil V and the W-phase armature coil W are wound with the winding 12 in the same manner as the U-phase armature coil U, and the winding start end 30 and the winding end of the V-phase armature coil V, respectively. The ends 40 are connected between the segments 14 of the corresponding first segment group 41, and the winding start end 30 of the W-phase armature coil W is connected to the corresponding segment 14 of the first segment group 41. In this way, a first circuit K1 having a three-phase (U, V, W phase) structure with 8 poles and 12 slots is formed in the first segment group 41 (see FIG. 4). Here, the winding end 40 of the W-phase armature coil W is connected not to the segment 14 on the first segment group 41 but to the seventh segment 14g on the second segment group 42.

この７番セグメント１４ｇには、巻線１２の巻き終わり端４０の他に巻線１２の巻き始め端３０も接続されている。
この７番セグメント１４ｇに巻き始め端３０が接続された巻線１２は、７番セグメント１４ｇのライザ１５に掛け回された後、７番セグメント１４ｇの近傍に存在する６−７番ティース９の間のスロット１１ｅに引き込まれる。続いて、７番ティース９にｎ回巻回された後、７−８番ティース９の間のスロット１１ｆから巻線１２が引き出される。 In addition to the winding end 40 of the winding 12, the winding start end 30 of the winding 12 is connected to the seventh segment 14g.
The winding 12 having the winding start end 30 connected to the 7th segment 14g is wound around the riser 15 of the 7th segment 14g, and then between the 6th and 7th teeth 9 existing in the vicinity of the 7th segment 14g. Into the slot 11e. Subsequently, after being wound n times around the 7th tooth 9, the winding 12 is drawn out from the slot 11 f between the 7th and 8th teeth 9.

その後、巻線１２は９−１０番ティース９の間のスロット１１ｇに引き込まれ１０番ティース９にｎ回巻回され、さらに、１番ティース９、４番ティース９にも巻線１２をｎ回巻回して４−５番ティース９の間のスロット１１ｄから引き出す。そして、スロット１１ｄから引き出された巻線１２は、１１番セグメント１４ｋに巻き終わり端４０が接続される。なお、１１番セグメント１４ｋは、７番セグメント１４ｇに隣接する８番セグメント１４ｈと接続線２５ｂによって短絡されている。これにより、７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間には、このセグメント１４ｇ，１４ｈ間に対応するＵ相の全てのティース９に直列にｎ回巻装されたＵ相のアーマチュアコイルＵ’が形成される。 After that, the winding 12 is drawn into the slot 11g between the 9th and 10th teeth 9 and wound around the 10th tooth 9 n times. Further, the winding 12 is wound around the 1st tooth 9 and the 4th tooth 9 n times. Winding and pulling out from the slot 11d between the 4th and 5th teeth Then, the winding end 12 of the winding 12 drawn out from the slot 11d is connected to the 11th segment 14k. The eleventh segment 14k is short-circuited by the connecting line 25b and the eighth segment 14h adjacent to the seventh segment 14g. As a result, a U-phase armature coil U ′ wound n times in series on all U-phase teeth 9 corresponding to the segment 14g and 14h is formed between the 7th and 8th segments 14g and 14h. The

また、Ｖ相のアーマチュアコイルＶ’、Ｗ相のアーマチュアコイルＷ’についてもそれぞれＵ相のアーマチュアコイルＵ’と同様に巻線１２を巻装し、Ｖ相のアーマチュアコイルＶ’の巻き始め端３０、および巻き終わり端４０を対応する第二セグメント群４２のセグメント１４間に接続すると共に、Ｗ相のアーマチュアコイルＷ’の巻き始め端３０を第二セグメント群４２の対応するセグメント１４に接続する。このようにすることで、第二セグメント群４２に、８極１２スロットの３相（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’相）構造の第二回路Ｋ２が形成される（図４参照）。ここで、Ｗ相のアーマチュアコイルＷ’の巻き終わり端４０は、第二セグメント群４２上のセグメント１４ではなく、第一セグメント群４１上の１番セグメント１４ａに接続される。 Similarly, the V-phase armature coil V ′ and the W-phase armature coil W ′ are each wound with the winding 12 in the same manner as the U-phase armature coil U ′, and the winding start end 30 of the V-phase armature coil V ′. And the winding end 40 are connected between the segments 14 of the corresponding second segment group 42, and the winding start end 30 of the W-phase armature coil W ′ is connected to the corresponding segment 14 of the second segment group 42. In this way, a second circuit K2 having a three-phase (U ′, V ′, W′-phase) structure with 8 poles and 12 slots is formed in the second segment group 42 (see FIG. 4). Here, the winding end 40 of the W-phase armature coil W ′ is connected to the first segment 14 a on the first segment group 41, not the segment 14 on the second segment group 42.

したがって、アーマチュア３は、３相集中巻き構造である第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷ、つまり、第３相のアーマチュアコイルＷの巻き終わり端４０と、３相集中巻き構造である第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’、つまり、第１相のアーマチュアコイルＵ’の巻き始め端３０とが互いに接続され、かつ第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵ（第１相のアーマチュアコイル）の巻き始め端３０と、第二回路Ｋ２のＷ相のアーマチュアコイルＷ’（第３相のアーマチュアコイル）の巻き終わり端４０とが互いに接続された状態になっている。 Therefore, the armature 3 is the W-phase armature coil W of the first circuit K1 having a three-phase concentrated winding structure, that is, the winding end end 40 of the third-phase armature coil W, and the second phase having a three-phase concentrated winding structure. The U-phase armature coil U ′ of the circuit K2, that is, the winding start end 30 of the first-phase armature coil U ′ is connected to each other, and the U-phase armature coil U (first-phase armature of the first circuit K1) The winding start end 30 of the coil) and the winding end end 40 of the W-phase armature coil W ′ (third-phase armature coil) of the second circuit K2 are connected to each other.

これに加え、同極側同士のブラシ２１が機械角で１８０°、異極側同士のブラシ２１が電気角で１８０°間隔に配置されている。すなわち、例えば、図３、図４に示すように、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａがそれぞれ第一セグメント群４１の１−２番セグメント１４ａ，１４ｂ間、第二セグメント群４２の７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に配置され、陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂがそれぞれ第一セグメント群４１の３番セグメント１４ｃ、第二セグメント群４２の９番セグメント１４ｉに配置され、各セグメント群４１，４２に常に対となるブラシ２１が存在する状態となる。このため、１つの回路に並列回路数が２回路となり、アーマチュア３には、集中巻方式であっても並列回路数が４回路構成されることになる。 In addition to this, the brushes 21 on the same polarity side are arranged at a mechanical angle of 180 °, and the brushes 21 on the different polarity side are arranged at an electrical angle of 180 °. That is, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, the anode brushes 51 a and 52 a are respectively positioned between the first and second segments 14 a and 14 b of the first segment group 41 and the seventh and eighth segments 14 g of the second segment group 42. 14h, and the cathode brushes 51b and 52b are respectively disposed in the third segment 14c of the first segment group 41 and the ninth segment 14i of the second segment group 42, and are always paired with each segment group 41 and 42. This is a state where the brush 21 exists. For this reason, the number of parallel circuits is two in one circuit, and the number of parallel circuits is configured in the armature 3 even in the concentrated winding method.

次に、図５〜図７に基づいて、この第一実施形態のアーマチュア３の作用について説明する。
図５〜図７は、通電させるブラシ別の各アーマチュアコイルＵ〜Ｗ’の通電状態を示す結線図であって、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）は、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａがそれぞれ５番セグメント１４ｅ、１１番セグメント１４ｋに存在し、陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂがそれぞれ１番セグメント１４ａ、７番セグメント１４ｇに存在している場合を示す。また、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）は、陽極側ブラシ５１ａ，５２ａがそれぞれ５番セグメント１４ｅ、１１番セグメント１４ｋに存在し、陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂがそれぞれ６−７番セグメント１４ｆ，１４ｇ間、１２−１番セグメント１４ｌ，１４ａ間に存在している場合を示す。
なお、図５〜図７において、ＳＷは各ブラシ５１ａ〜５２ｂへの通電／非通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を示す。 Next, based on FIGS. 5-7, the effect | action of the armature 3 of this 1st embodiment is demonstrated.
5 to 7 are connection diagrams showing energization states of the respective armature coils U to W ′ for each brush to be energized. FIGS. 5 (a), 6 (a), and 7 (a) are anodes. The side brushes 51a and 52a are present in the 5th segment 14e and the 11th segment 14k, respectively, and the cathode side brushes 51b and 52b are present in the 1st segment 14a and the 7th segment 14g, respectively. 5 (b), 6 (b), and 7 (b), anode-side brushes 51a and 52a exist in the 5th segment 14e and 11th segment 14k, respectively, and the cathode-side brushes 51b and 52b respectively. The case where it exists between the 6-7th segments 14f and 14g and the 12-1st segments 14l and 14a is shown.
5 to 7, SW denotes a switching element for switching between energization / non-energization states of the brushes 51a to 52b.

ここで、図５(ａ)のように各ブラシ５１ａ〜５２ｂを配置した状態で４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた場合にあっては、各アーマチュアコイルＵ〜Ｗ’に電流が流れる。このため、各アーマチュアコイルＵ〜Ｗ’の抵抗をＲ、印加電圧をＥとした場合、Ｕ相の各アーマチュアコイルＵ，Ｕ’に流れる電流の電流値ＩはそれぞれＩ＝Ｅ／Ｒとなる。一方、Ｖ相、Ｗ相のアーマチュアコイルＶ，Ｗ、およびアーマチュアコイルＶ’，Ｗ’に流れる電流の電流値Ｉ’はそれぞれＩ’＝Ｅ／２Ｒとなる。 Here, when all the four brushes 51a to 52b are energized with the brushes 51a to 52b arranged as shown in FIG. 5A, current flows through the armature coils U to W '. For this reason, when the resistance of each of the armature coils U to W ′ is R and the applied voltage is E, the current value I of the current flowing through each of the U-phase armature coils U and U ′ is I = E / R. On the other hand, the current values I ′ of the currents flowing through the V-phase and W-phase armature coils V and W and the armature coils V ′ and W ′ are I ′ = E / 2R, respectively.

また、図５（ｂ）のように各ブラシ５１ａ〜５２ｂを配置した状態で４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた場合にあっては、第一回路Ｋ１、および第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ，Ｕ’と、第一回路Ｋ１、および第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ，Ｖ’とに電流が流れる。すなわち、６−７番セグメント１４ｆ，１４ｇ間に形成された第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷと、１２−１番セグメント１４ｌ，１４ａ間に形成された第二回路Ｋ２のＷ相のアーマチュアコイルＷ’は、陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂによって短絡された状態となる。このため、Ｕ相の各アーマチュアコイルＵ，Ｕ’とＶ相の各アーマチュアコイルＶ，Ｖ’にそれぞれ電流値Ｉ＝Ｅ／Ｒの電流が流れる。 Further, when all the four brushes 51a to 52b are energized with the brushes 51a to 52b arranged as shown in FIG. 5B, the U phase of the first circuit K1 and the second circuit K2 is used. Current flows through the armature coils U and U ′ of the first and second armature coils V and V ′ of the first circuit K1 and the second circuit K2. That is, the W-phase armature coil W of the first circuit K1 formed between the 6-7th segments 14f and 14g and the W-phase armature of the second circuit K2 formed between the 12-1th segments 14l and 14a. The coil W ′ is short-circuited by the cathode side brushes 51b and 52b. Therefore, currents having a current value I = E / R flow through the U-phase armature coils U and U 'and the V-phase armature coils V and V', respectively.

したがって、４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた状態でのモータトルクをＴ４、極対数をＰ、円周率をπ、導体数をＺ、１極あたりの磁束をφとしたとき、モータトルクＴ４は次式のようになる。
Ｔ４＝（Ｐ／π）Ｚφ×（Ｅ／Ｒ）×４
つまり、通常の８極１２スロット集中巻き方式と同様のトルク（モータ特性）を得ることができる。 Therefore, when T4 is the motor torque when all four brushes 51a to 52b are energized, P is the number of pole pairs, π is the circumference ratio, Z is the number of conductors, and φ is the magnetic flux per pole, the motor torque T4 is as follows.
T4 = (P / π) Zφ × (E / R) × 4
That is, it is possible to obtain the same torque (motor characteristics) as in the normal 8-pole 12-slot concentrated winding method.

図６（ａ）に示すように、５番セグメント１４ｅに存在する陽極側ブラシ５１ａ、１番セグメント１４ａに存在している陰極側ブラシ５１ｂ、および１１番セグメント１４ｋに存在している陽極側ブラシ５２ａの３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させた場合にあっては、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵと、第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’、およびＷ相のアーマチュアコイルＷ’とに電流が流れる。すなわち、第一回路Ｋ１のＶ相のアーマチュアコイルＶ、およびＷ相のアーマチュアコイルＷと、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’は無通電状態になる。
このため、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵに電流値Ｉ＝Ｅ／Ｒの電流が流れる。一方、第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’とＷ相のアーマチュアコイルＷ’とに電流値Ｉ’＝Ｅ／２Ｒの電流が流れる。 As shown in FIG. 6A, the anode brush 51a present in the fifth segment 14e, the cathode brush 51b present in the first segment 14a, and the anode brush 52a present in the eleventh segment 14k. When the three brushes 51a, 51b and 52a are energized, the U-phase armature coil U of the first circuit K1, the V-phase armature coil V ′ of the second circuit K2, and the W-phase armature A current flows through the coil W ′. That is, the V-phase armature coil V and the W-phase armature coil W of the first circuit K1 and the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 are not energized.
For this reason, a current of I = E / R flows through the U-phase armature coil U of the first circuit K1. On the other hand, a current I ′ = E / 2R flows through the V-phase armature coil V ′ and the W-phase armature coil W ′ of the second circuit K2.

また、図６（ｂ）に示すように、５番セグメント１４ｅに存在する陽極側ブラシ５１ａ、１２−１番セグメント１４ｌ，１４ａ間に存在する陰極側ブラシ５１ｂ、および１１番セグメント１４ｋに存在する陽極側ブラシ５２ａの３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させた場合にあっては、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵと、第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’のみに電流が流れる。すなわち、第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷと第二回路Ｋ２のＷ相のアーマチュアコイルＷ’とがそれぞれ陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂによって短絡された状態となると共に、第一回路Ｋ１のＶ相のアーマチュアコイルＶと、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’とが無通電状態になる。
このため、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵと第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’には、電流値Ｉ＝Ｅ／Ｒの電流が流れる。 Further, as shown in FIG. 6 (b), the anode brush 51a present in the 5th segment 14e, the cathode brush 51b present between the 12-1 segments 14l and 14a, and the anode present in the 11th segment 14k. When the three brushes 51a, 51b, 52a of the side brush 52a are energized, current flows only to the U-phase armature coil U of the first circuit K1 and the V-phase armature coil V ′ of the second circuit K2. Flows. That is, the W-phase armature coil W of the first circuit K1 and the W-phase armature coil W ′ of the second circuit K2 are short-circuited by the cathode-side brushes 51b and 52b, respectively, and the V of the first circuit K1. The phase armature coil V and the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 are not energized.
Therefore, a current of I = E / R flows through the U-phase armature coil U of the first circuit K1 and the V-phase armature coil V ′ of the second circuit K2.

したがって、３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させた状態でのモータトルクをＴ３としたとき、モータトルクＴ３は次式のようになる。
Ｔ３＝（Ｐ／π）Ｚφ×（Ｅ／Ｒ）×２＝Ｔ４／２
つまり、３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させた状態でのモータトルクＴ３は、４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた状態でのモータトルクＴ４の半分のトルクとなる。 Therefore, when the motor torque in a state where the three brushes 51a, 51b, and 52a are energized is T3, the motor torque T3 is expressed by the following equation.
T3 = (P / π) Zφ × (E / R) × 2 = T4 / 2
That is, the motor torque T3 when the three brushes 51a, 51b, and 52a are energized is half the motor torque T4 when all the four brushes 51a to 52b are energized.

図７（ａ）に示すように、５番セグメント１４ｅに存在する陽極側ブラシ５１ａ、および１番セグメント１４ａに存在している陰極側ブラシ５１ｂの２つのブラシ５１ａ，５２ａを通電させた場合にあっては、各アーマチュアコイルＵ〜Ｗ’に電流が流れる。すなわち、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵに電流値Ｉ＝Ｅ／Ｒの電流が流れる一方、第一回路Ｋ１のＶ相のアーマチュアコイルＶ、Ｗ相のアーマチュアコイルＷ、および第二回路Ｋ２の各相のアーマチュアコイルＵ’，Ｖ’，Ｗ’に電流値Ｉ’＝Ｅ／５Ｒの電流が流れる。 As shown in FIG. 7A, when the two brushes 51a and 52a of the anode side brush 51a existing in the 5th segment 14e and the cathode side brush 51b existing in the 1st segment 14a are energized. Thus, a current flows through each of the armature coils U to W ′. That is, a current of I = E / R flows through the U-phase armature coil U of the first circuit K1, while the V-phase armature coil V, the W-phase armature coil W, and the second circuit of the first circuit K1. A current of I ′ = E / 5R flows through the armature coils U ′, V ′, W ′ of each phase of K2.

ここで、２つのブラシ５１ａ，５２ａを通電させた場合にあっては、４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電した場合とは異なり、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’に流れる電流が逆方向となる。つまり、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’に流れる電流は、本来流れる方向と逆方向に流れる。したがって、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’に生じるトルクは、第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷ、または第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’の何れか一方のトルクと打ち消しあうことになる。 Here, when the two brushes 51a and 52a are energized, the current flowing through the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 is different from the case where all the four brushes 51a to 52b are energized. The reverse direction. That is, the current flowing through the U-phase armature coil U 'of the second circuit K2 flows in a direction opposite to the direction in which it originally flows. Therefore, the torque generated in the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 is the torque of either the W-phase armature coil W of the first circuit K1 or the V-phase armature coil V ′ of the second circuit K2. Will cancel each other.

この結果、２つのブラシ５１ａ，５２ａを通電させた場合のモータトルクをＴ２とすると、モータトルクＴ２は次式のようになる。
Ｔ２＝（２／５）Ｔ４
つまり、モータトルクＴ２は４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた状態でのモータトルクＴ４の２／５のトルクとなる。 As a result, when the motor torque when the two brushes 51a and 52a are energized is T2, the motor torque T2 is expressed by the following equation.
T2 = (2/5) T4
That is, the motor torque T2 is 2/5 of the motor torque T4 when all the four brushes 51a to 52b are energized.

一方、図７（ｂ）に示すように、５番セグメント１４ｅに存在する陽極側ブラシ５１ａ、および１２−１番セグメント１４ｌ，１４ａ間に存在する陰極側ブラシ５１ｂの２つのブラシ５１ａ，５１ｂを通電させた場合にあっては、第一回路Ｋ１、および第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ，Ｕ’と、第一回路Ｋ１、および第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ，Ｖ’とに電流が流れる。すなわち、第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷと、第二回路Ｋ２のＷ相のアーマチュアコイルＷ’は、陰極側ブラシ５１ｂ，５２ｂによって短絡された状態となり、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵに電流値Ｉ＝Ｅ／Ｒの電流が流れる一方、第一回路Ｋ１のＶ相のアーマチュアコイルＶ、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’、およびＶ相のアーマチュアコイルＶ’に電流値Ｉ’＝Ｅ／３Ｒの電流が流れる。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, the two brushes 51a and 51b of the anode side brush 51a existing in the 5th segment 14e and the cathode side brush 51b existing between the 12th and 14th segments 14l and 14a are energized. In this case, the U-phase armature coils U and U ′ of the first circuit K1 and the second circuit K2 and the V-phase armature coils V and V ′ of the first circuit K1 and the second circuit K2 are used. A current flows through. That is, the W-phase armature coil W of the first circuit K1 and the W-phase armature coil W ′ of the second circuit K2 are short-circuited by the cathode side brushes 51b and 52b, and the U-phase of the first circuit K1. While a current of I = E / R flows through the armature coil U, the V-phase armature coil V of the first circuit K1, the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2, and the V-phase armature coil V ′. Current of current value I ′ = E / 3R flows.

この場合にあっても第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’に流れる電流は、本来流れる方向と逆方向に流れるので、第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’に生じるトルクは、第一回路Ｋ１のＶ相のアーマチュアコイルＶ、または第二回路Ｋ２のＶ相のアーマチュアコイルＶ’の何れか一方のトルクと打ち消しあうことになる。
この結果、モータトルクＴ２は次式のようになる。
Ｔ２＝（１／３）Ｔ４
つまり、モータトルクＴ２は４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた状態でのモータトルクＴ４の１／３のトルクとなる。 Even in this case, since the current flowing through the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 flows in the direction opposite to the original flow direction, the torque generated in the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2 is The torque of either the V-phase armature coil V of the first circuit K1 or the V-phase armature coil V ′ of the second circuit K2 cancels out.
As a result, the motor torque T2 is expressed by the following equation.
T2 = (1/3) T4
That is, the motor torque T2 is 1/3 of the motor torque T4 when all the four brushes 51a to 52b are energized.

したがって、上述の第一実施形態によれば、８極１２スロット１２セグメントの３相に構成された電動モータ１のアーマチュア３に３相集中巻きの２つの回路Ｋ１，Ｋ２を形成することができる。
これに加え、第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷの巻き終わり端４０が第二回路Ｋ２のＵ相のアーマチュアコイルＵ’の巻き始め端３０に接続されていると共に、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵの巻き始め端３０が第二回路Ｋ２のＷ相の巻き終わり端４０に接続されている。さらに、同極側同士のブラシ２１が機械角で１８０°、異極側同士のブラシ２１が電気角で１８０°間隔に配置されている。 Therefore, according to the first embodiment described above, two circuits K1, K2 having three-phase concentrated winding can be formed in the armature 3 of the electric motor 1 configured in three phases of eight poles, 12 slots, and 12 segments.
In addition, the winding end 40 of the W-phase armature coil W of the first circuit K1 is connected to the winding start end 30 of the U-phase armature coil U ′ of the second circuit K2, and the first circuit K1 The winding start end 30 of the U-phase armature coil U is connected to the W-phase winding end 40 of the second circuit K2. Furthermore, the brushes 21 on the same polarity side are arranged at a mechanical angle of 180 °, and the brushes 21 on the opposite polarity side are arranged at an electrical angle of 180 °.

このため、１つの閉回路に並列回路数が２回路となり、アーマチュア３には３相集中巻き方式で巻線１２が巻装されていても並列回路数が４回路構成されることになる。つまり、４つのブラシ５１ａ〜５２ｂ全てを通電させた状態でのモータトルクＴ４に対して、３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させた状態でのモータトルクＴ３をＴ４／２とすることができる。また、２つのブラシ５１ａ，５２ａを通電させた場合のモータトルクＴ２を（２／５）Ｔ４、または（１／３）Ｔ４とすることができる。
よって、巻線１２を集中巻き方式でアーマチュアコア６に巻装した場合であっても、４つのブラシ５１ａ〜５２ｂの通電パターンを変えることでトルクを変化させ、アーマチュア３の回転軸５の回転速度の切替えを行うことが可能になる。 Therefore, the number of parallel circuits is two in one closed circuit, and the number of parallel circuits is four even if the armature 3 is wound with the winding 12 by the three-phase concentrated winding method. That is, the motor torque T3 when the three brushes 51a, 51b, and 52a are energized can be set to T4 / 2 with respect to the motor torque T4 when all the four brushes 51a to 52b are energized. . Further, the motor torque T2 when the two brushes 51a and 52a are energized can be (2/5) T4 or (1/3) T4.
Therefore, even when the winding 12 is wound around the armature core 6 by the concentrated winding method, the torque is changed by changing the energization pattern of the four brushes 51a to 52b, and the rotation speed of the rotary shaft 5 of the armature 3 is changed. Can be switched.

また、各相のアーマチュアコイルＵ〜Ｗ’は、それぞれに対応する相の全てのティース９に直列に巻装されているので、ブラシ５１ａ〜５２ｂの通電パターンを変化させても通電される巻線１２のバランスが悪化することを防止できる。すなわち、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、例えば、３つのブラシ５１ａ，５１ｂ，５２ａを通電させることで、通電されるアーマチュアコイル７（Ｕ〜Ｗ’）がアンバランスになった場合であっても、通電している相と同相のティース９全てに同程度の磁界を発生させることができる。このため、通電される巻線１２によるアーマチュア３の振れ回りを低減することが可能になると共に、電磁気バランスの差異や抵抗差によって生じる循環電流を低減させることが可能になる。 Further, since the armature coils U to W ′ of each phase are wound in series around all the teeth 9 of the corresponding phases, the windings that are energized even when the energization pattern of the brushes 51a to 52b is changed. 12 can be prevented from deteriorating. That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, for example, by energizing three brushes 51a, 51b, and 52a, the energized armature coils 7 (U to W ′) are unbalanced. Even in this case, the same magnetic field can be generated in all the teeth 9 in phase with the energized phase. For this reason, it is possible to reduce the swing of the armature 3 due to the winding 12 being energized, and it is possible to reduce the circulating current caused by the difference in electromagnetic balance and the resistance difference.

なお、この第一実施形態では、例えば、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵは、この巻き始め端３０が第一セグメント群４１の１番セグメント１４ａに接続されると共に、巻き終わり端４０が５番セグメント１４ｅに接続され、これを相毎に対応するセグメント１４間で行うことで各相のアーマチュアコイル７（Ｕ〜Ｗ’）を形成する場合について説明した（図３、図４参照）。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、図８、図９に示すように、例えば、第一回路Ｋ１のＵ相のアーマチュアコイルＵにおいて、巻き始め端３０を１番セグメント１４ａと同電位の４番セグメント１４ｄに接続すると共に、巻き終わり端４０を５番セグメント１４ｅと同電位の２番セグメント１４ｂに接続し、これを相毎に対応するセグメント１４間で行うことで各相のアーマチュアコイル７（Ｕ〜Ｗ’）を形成してもよい。この場合であっても第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷの巻き終わり端４０を第二セグメント群４２の７番セグメント１４ｇに接続するようにする。 In the first embodiment, for example, the U-phase armature coil U of the first circuit K1 has the winding start end 30 connected to the first segment 14a of the first segment group 41 and the winding end end 40. Is connected to the fifth segment 14e, and this is performed between the segments 14 corresponding to each phase to form the armature coils 7 (U to W ′) of each phase (see FIGS. 3 and 4). . However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, for example, in the U-phase armature coil U of the first circuit K1, the winding start end 30 has the same potential as the first segment 14a. The armature coil 7 of each phase is connected to the fourth segment 14d and the winding end 40 is connected to the second segment 14b having the same potential as the fifth segment 14e, and this is performed between the corresponding segments 14 for each phase. (U to W ′) may be formed. Even in this case, the winding end 40 of the W-phase armature coil W of the first circuit K1 is connected to the seventh segment 14g of the second segment group 42.

次に、この発明の第二実施形態を図１、図２を援用し、図１０〜図１２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。また、この第二実施形態において、電動モータ１は８極１２スロット１２セグメントの３相に構成されたものである点、コンミテータ１３に摺接する４つのブラシ５１ａ〜５２ｂは同極側同士が機械角で１８０°、異極側同士が電気角で１８０°間隔をあけて配置されている点等の基本的構成は前記第一実施形態と同様である。
ここで、第二実施形態では、各相のアーマチュアコイルＵ〜Ｗ’を形成するにあたり、巻線１２の巻き終わりとなるティース９が巻き始めとなるティース９から数えて２番目のティース９に設定されている。すなわち、巻線１２の巻き終わりとなるティース９が、巻き始めとなるティース９と同相であって、かつ巻き始めとなるティース９の近傍に存在するティース９に設定されている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 10 to 12 with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same aspect as 1st embodiment. Moreover, in this 2nd embodiment, the electric motor 1 is comprised by the three phases of 8 poles 12 slots 12 segments, and the four brushes 51a-52b slidably contacted with the commutator 13 are mechanical angles on the same pole side. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, such that the sides of the different polarities are 180 ° apart from each other with an electrical angle of 180 °.
Here, in the second embodiment, when forming the armature coils U to W ′ of each phase, the tooth 9 that is the end of winding of the winding 12 is set to the second tooth 9 counted from the tooth 9 that starts winding. Has been. That is, the tooth 9 that is the end of winding of the winding 12 is set to the tooth 9 that is in phase with the tooth 9 that starts winding and is in the vicinity of the tooth 9 that starts winding.

より具体的には、図１０、図１１に示すように、例えば、巻線１２の巻き始め端３０が第一セグメント群４１の１番セグメント１４ａより巻き始められた場合、まず、１番セグメント１４ａのライザ１５に掛け回された後、１番セグメント１４ａの近傍に存在する１番ティース９にｎ−ａ回（ａは１以上の自然数であって、かつｎよりも小さい数）巻回し、主コイル７１を形成する。続いて、１番ティース９と同相であって、かつ１番ティース９の近傍に存在する４番ティース９にｎ−ａ回巻回して主コイル７１を形成する。 More specifically, as shown in FIGS. 10 and 11, for example, when the winding start end 30 of the winding 12 starts to be wound from the first segment 14a of the first segment group 41, first, the first segment 14a. Is wound around the riser 15 and wound around the first tooth 9 in the vicinity of the first segment 14a by na times (a is a natural number of 1 or more and smaller than n), A coil 71 is formed. Subsequently, the main coil 71 is formed by winding the No. 4 tooth 9 in the same phase as the No. 1 tooth 9 and in the vicinity of the No. 1 tooth 9 by na times.

そして、巻線１２を４−５番ティース９の間のスロット１１ｄから引き出して６−７番ティース９の間のスロット１１ｅに引き込む。次に、７番ティース９に巻線１２をｎ回巻回し、引き続き１０番ティース９にｎ回巻回する。その後、巻線１２は１０−１１番ティース９の間のスロット１１ｈから引き出され、再び１−１２番ティース９の間のスロット１１ａに引き込まれる。そして、１番ティース９、４番ティース９にそれぞれ巻線１２をａ回巻回し、副コイル７２，７２を形成する。 Then, the winding 12 is pulled out from the slot 11d between the 4th and 5th teeth 9 and pulled into the slot 11e between the 6th and 7th teeth 9. Next, the winding 12 is wound n times around the 7th tooth 9 and subsequently wound around the 10th tooth 9 n times. After that, the winding 12 is pulled out from the slot 11h between the 10-11th tooth 9 and again into the slot 11a between the 1-12th tooth 9. Then, the windings 12 are wound a times around the 1st tooth 9 and the 4th tooth 9 to form auxiliary coils 72 and 72.

この後、巻線１２は４−５番ティース９の間のスロット１１ｄから引き出され、１番セグメント１４ａに隣接する２番セグメント１４ｂと同電位の５番セグメント１４ｅに巻き終わり端４０が接続される。これにより、Ｕ相の１番ティース９、および４番ティース９には、ｎ−ａ回巻回された主コイル７１とａ回巻回された副コイル７２とによって巻線１２がｎ回巻回されていることになる。したがって、１−２番セグメント１４ａ，１４ｂ間には各Ｕ相のティース９の全てに直列にｎ回巻装されたＵ相のアーマチュアコイルＵが形成される。 Thereafter, the winding 12 is pulled out from the slot 11d between the 4th and 5th teeth 9, and the winding end 40 is connected to the 5th segment 14e having the same potential as the 2nd segment 14b adjacent to the 1st segment 14a. . As a result, the winding 12 is wound n times on the first teeth 9 and the fourth teeth 9 of the U phase by the main coil 71 wound n-a times and the sub-coil 72 wound a times. Will be. Therefore, a U-phase armature coil U wound n times in series around all the U-phase teeth 9 is formed between the first and second segments 14a and 14b.

また、Ｖ相のアーマチュアコイルＶ、Ｗ相のアーマチュアコイルＷについてもそれぞれＵ相のアーマチュアコイルＵと同様に巻線１２を巻装し、この巻き始め端３０、および巻き終わり端４０を対応するセグメント１４間に接続する。これにより、第一セグメント群４１に８極１２スロットの３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）構造の第一回路Ｋ１が形成される（図１１参照）。
また、これと同様に、第二回路Ｋ２の各相のアーマチュアコイルＵ’，Ｖ’，Ｗ’も巻き始めのティース９と、巻き始めから２番目のティース９をｎ−ａ回巻きの主コイル７１とａ回巻きの副コイル７２とで構成する。そして、対応するセグメント１４間に各相のアーマチュアコイルＵ’，Ｖ’，Ｗ’の巻き始め端３０、および巻き終わり端４０を接続する。これにより、第二セグメント群４２に４極６スロットの３相（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）構造の第二回路Ｋ２を形成する。 Similarly, the V-phase armature coil V and the W-phase armature coil W are each wound with the winding 12 in the same manner as the U-phase armature coil U, and the winding start end 30 and the winding end end 40 correspond to the corresponding segments. 14 is connected. As a result, a first circuit K1 having a three-phase (U, V, W) structure of 8 poles and 12 slots is formed in the first segment group 41 (see FIG. 11).
Similarly, the armature coils U ′, V ′, W ′ of each phase of the second circuit K2 are also wound with teeth 9 and the second tooth 9 from the start of winding is the main coil with na turns. 71 and a sub-coil 72 wound a times. Then, the winding start end 30 and the winding end end 40 of the armature coils U ′, V ′, W ′ of each phase are connected between the corresponding segments 14. As a result, a second circuit K2 having a three-phase (U ′, V ′, W ′) structure with four poles and six slots is formed in the second segment group.

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を奏することができる。これに加え、各相のアーマチュアコイルＵ〜Ｗ’を形成するにあたり、巻線１２の巻き終わりとなるティース９が巻き始めとなるティース９から数えて２番目のティース９に設定されているので、巻き始め端３０から巻き始めのティース９に至るまでの配線長さ、および巻き終わりのティース９から巻き終わり端４０に至るまでの配線長さを短く設定することができる。このため、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、アーマチュア３の小型化を図ることが可能になる。 Therefore, according to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved. In addition to this, when forming the armature coils U to W ′ of each phase, the tooth 9 that is the end of winding of the winding 12 is set as the second tooth 9 counted from the tooth 9 that starts winding. The wiring length from the winding start end 30 to the winding start tooth 9 and the wiring length from the winding end tooth 9 to the winding end end 40 can be set short. For this reason, the winding thickness between the armature core 6 and the commutator 13 can be eliminated, and the armature 3 can be downsized.

なお、この第二実施形態では、巻線１２の巻き終わりとなるティース９が巻き始めとなるティース９から数えて２番目のティース９に設定されている場合について説明した。すなわち、巻線１２の巻き終わりとなるティース９が巻き始め端３０が接続されているセグメント１４の近傍に存在するティース９と同相であって、かつこのティース９に隣接するティース９に設定されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、巻線１２の巻き終わりとなるティース９と、巻き始めとなるティース９を同じティース９に設定してもよい。
具体的には、図１２に示すように、例えば、Ｕ相のアーマチュアコイルＵとＶ相のアーマチュアコイルＶを形成するにあたり、１番ティース９と２番ティース９のみ、ｎ−ａ回巻回された主コイル７１とａ回巻回された副コイル７２とで構成してもよい。この場合、それぞれの巻き終わり端４０は、巻き終わりのティース９の近傍に存在する所定のセグメント１４に接続すればよい。 In the second embodiment, the case where the tooth 9 that is the end of winding of the winding 12 is set to the second tooth 9 counted from the tooth 9 that starts winding is described. That is, the tooth 9 that is the winding end of the winding 12 is set to the tooth 9 that is in phase with the tooth 9 that exists in the vicinity of the segment 14 to which the winding start end 30 is connected and that is adjacent to the tooth 9. Explained the case. However, the present invention is not limited to this, and the tooth 9 at the end of winding 12 and the tooth 9 at the start of winding may be set to the same tooth 9.
Specifically, as shown in FIG. 12, for example, in forming the U-phase armature coil U and the V-phase armature coil V, only the first tooth 9 and the second tooth 9 are wound n-a times. Alternatively, the main coil 71 and the secondary coil 72 wound a times may be used. In this case, each winding end 40 may be connected to a predetermined segment 14 in the vicinity of the winding end tooth 9.

また、この第二実施形態におけるｎ−ａ回巻きの主コイル７１とａ回巻きの副コイル７２とを有する各相のアーマチュアコイルＵ〜Ｗ’を上述の第一実施形態における図９の巻線１２の巻装方法に適用することも可能である。すなわち、図９において、第一回路Ｋ１のＷ相のアーマチュアコイルＷのうち、６番ティース９に巻回される巻線１２をｎ−ａ回巻きの主コイル７１とａ回巻きの副コイル７２とで構成し、Ｗ相のアーマチュアコイルＷの巻き終わり端４０を６−７番ティース９の間のスロット１１ｅから引き出すようにしてもよい。これにより、巻き終わりのティース９から巻き終わり端４０に至るまでの配線長さを短く設定することができる。 Further, the armature coils U to W ′ of the respective phases having the na coiled main coil 71 and the a coiled subcoil 72 in the second embodiment are wound as shown in FIG. 9 in the first embodiment. It is also possible to apply to 12 winding methods. That is, in FIG. 9, among the W-phase armature coils W of the first circuit K <b> 1, the winding 12 wound around the sixth tooth 9 is composed of a na-turn main coil 71 and an a-turn subcoil 72. The winding end end 40 of the W-phase armature coil W may be pulled out from the slot 11e between the 6th and 7th teeth 9. Accordingly, the wiring length from the winding end tooth 9 to the winding end end 40 can be set short.

本発明の実施形態における電動モータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electric motor in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における電動モータのブラシ配置図である。It is a brush arrangement diagram of the electric motor in the embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の実施形態における各アーマチュアコイルの通電状態を示す結線図である。It is a connection diagram which shows the electricity supply state of each armature coil in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における各アーマチュアコイルの通電状態を示す結線図である。It is a connection diagram which shows the electricity supply state of each armature coil in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における各アーマチュアコイルの通電状態を示す結線図である。It is a connection diagram which shows the electricity supply state of each armature coil in embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 従来の電動モータにおけるアーマチュアへの通電パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply pattern to the armature in the conventional electric motor. 従来の電動モータにおけるアーマチュアへの通電パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply pattern to the armature in the conventional electric motor. 従来の電動モータにおけるアーマチュアへの通電パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply pattern to the armature in the conventional electric motor.

Explanation of symbols

１電動モータ
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，Ｕ〜Ｗ’ アーマチュアコイル
９ティース
１１，１１ａ〜１１ｈスロット
１２巻線
１３コンミテータ
１４、１４ａ〜１４ｌセグメント
２１ブラシ
２５ａ，２５ｂ接続線（短絡部材）
３０巻き始め端
４０巻き終わり端
４１第一セグメント群
４２第二セグメント群
５１ａ，５２ａ陽極側ブラシ
５１ｂ，５２ｂ陰極側ブラシ
７１主コイル
７２副コイル
Ｋ１第一回路（一方の回路）
Ｋ２第二回路（他方の回路） 1 Electric motor 2 Yoke 3 Armature 4 Permanent magnet (magnetic pole)
5 Rotating shaft 6 Armature core 7, U to W ′ Armature coil 9 Teeth 11, 11 a to 11 h Slot 12 Winding 13 Commutator 14, 14 a to 14 l Segment 21 Brushes 25 a and 25 b Connecting wire (short-circuit member)
30 winding start end 40 winding end end 41 1st segment group 42 2nd segment group 51a, 52a Anode side brush 51b, 52b Cathode side brush 71 Main coil 72 Subcoil K1 1st circuit (one circuit)
K2 Second circuit (the other circuit)

Claims

A yoke having eight magnetic poles;
A rotating shaft pivotally supported by the yoke;
Twelve teeth that are attached to the rotary shaft and extend radially in the radial direction and the winding is wound in a concentrated winding manner; and twelve slots that are formed between the teeth and extend along the axial direction An armature core having,
A commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having 12 segments arranged in the circumferential direction;
Comprising four brushes for feeding the windings through the segments;
The four brushes are configured to include two sets of an anode side brush and a cathode side brush,
This is an electric motor having a three-phase structure in which brushes on the same polarity side are arranged opposite to each other around the rotation axis, and brushes on the opposite polarity sides are arranged at an electrical angle of 180 degrees in the circumferential direction. And
The segment is composed of two segment groups that exist in point-symmetric positions with respect to the rotation axis,
Short-circuit the segments that have the same potential in each segment group with a short-circuit member,
For each segment group, form a circuit composed of windings of each phase wound in series around all teeth of the same phase,
Connecting the winding end of the third phase of one circuit and the winding start of the first phase of the other circuit;
An electric motor characterized in that a first phase winding start end of one circuit and a third phase winding end end of the other circuit are connected.

When n is a natural number of 2 or more, a is a natural number of 1 or more, and a number smaller than n,
The winding of each phase is a tooth corresponding to the winding and is present in the vicinity of the segment to which the winding start end is connected, or in the vicinity of the segment to which the winding start end is connected. Wound in one or two of the two teeth adjacent to and in phase with the teeth,
It is in phase with these teeth, and after winding n times on the other teeth, it is wound around the first tooth adjacent to the starting tooth or the first tooth adjacent to the starting winding again. The electric motor according to claim 1.