JP2010011565A - 電動モータにおけるアーマチュアおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集中巻として銅損を減少させ、コンパクト化が図れるようにした電動モータを提供できるようにする。
【解決手段】ティース６ｃの数を偶数とし、整流子片８ｂの数をティース６ｃの数の二倍、永久磁石３による磁極数、ブラシ９ｂの数をそれぞれ４個に設定し、１番ライザ８ｃと２０番ライザ８ｃに導通する第一巻線１２により、正巻ＩＩＩ番コイル１３と正巻ＶＩＩＩ番コイル１３とを両者でＭ回巻装して形成し、２０番ライザ８ｃと１９番ライザ８ｃとに導通する第二巻線１２により、逆巻Ｘ番コイル１３と逆巻Ｖ番コイル１３とを両者でＭ回巻装して形成する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両等に搭載される回転電機におけるアーマチュアおよびその製造方法の技術分野に属するものである。

一般に、電動モータのなかには、内周面に複数対の永久磁石により磁極が設けられたヨークと、コアの外周に軸方向に長く、かつ、周回り方向に複数のスロットが形成され、所定の間隙を存したスロット間に巻線を重ね巻された複数のコイルの各端部を、周回り方向に隣接する整流子片の適宜箇所に導通されたアーマチュアと、整流子片に外部電源を供給するブラシとを備えて構成されたものが知られている。このような電動モータにおいて、高トルク、かつ、小型化が要求される場合では、永久磁石を複数対用いて電動モータを多極化することや、整流子片やスロットの数を多くすることが提唱されている。ところで、このような電動モータにおいて、コイルの端部が導通される整流子片と、コイル巻装位置とを軸方向に略対向する状態で重ね巻した場合、磁気のアンバランスが生じて、トルクリップル等に基づいて、整流子片とブラシとの摺接部に火花が生じ、整流子片が損傷したり、早期に摩耗するという問題があることが知られている。

この改善策として、任意の整流子片に導通する巻線を、予め設定される任意のスロット間と、該スロット間に径方向に対向するスロット間とに直列接続する状態で巻装してコイルを形成し、これによって、磁気バランスの向上を計るようにすることが提唱されている。
特開２００２−３０５８６１号公報

一方、近年、巻線を所定の間隙を存したスロット間に巻装する重ね巻に対し、巻線を隣接スロット間、即ち、各ティースにそれぞれ巻装する集中巻が提唱されており、このようにすることにより、電動モータを、コイル同士の間の渡り線が大幅に減少して、銅損を減少できるばかりでなく、巻太りが防止されてコンパクト化が図られたものになり、さらには、モータ効率の高いものにできることが知られている。しかるに、集中巻をした場合において、磁気バランスが劣り整流性が悪くなることが知られているが、集中巻のものにおいて磁気バランスを向上させるような手法についての示唆は今だ提唱されることはない。さらに、集中巻で、かつ、整流子片の数をティースの数の二倍に設定した場合では、重ね巻するものと同様にコイルとライザとの間に巻線が混み合ってしまうという問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、周回り方向に複数設けられるティースのそれぞれに、巻線を予め設定される所定の巻回数で集中巻した各コイルを、周回り方向に隣接する整流子片の適宜箇所に導通してなるアーマチュアと、複数対の磁極が設けられたヨークと、整流子片に外部電源を供給するブラシとを備えた電動モータにおいて、ティースの数を偶数とする一方、整流子片の数をティースの数の二倍、磁極の数を４の倍数、ブラシの数を４に設定し、任意の整流子片を基準として周回り方向一方に隣接する整流子片に導通する第一巻線を、任意のティースと、該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して直列接続する二つのコイルを形成する一方、任意の整流子片を基準として周回り方向他方に隣接する整流子片に導通する第二巻線を、前記任意のティースに対して少なくとも一つのティースを間において前記任意のティースと隣接しないティースと、該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して直列接続する二つのコイルを形成し、巻線の整流子片を巻進む順序は、周回り方向所定の方向に隣接する整流子片に順次導通するように巻装する一方、ティースを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順で巻装されている電動モータにおけるアーマチュアである。
請求項２の発明は、周回り方向に複数設けられるティースのそれぞれに、巻線を予め設定される所定の巻回数で集中巻した各コイルを、周回り方向に隣接する整流子片の適宜箇所に導通してなるアーマチュアと、複数対の磁極が設けられたヨークと、整流子片に外部電源を供給するブラシとを備えた電動モータにおいて、ティースの数を偶数とする一方、整流子片の数をティースの数の二倍、磁極の数を４の倍数、ブラシの数を４に設定し、任意の整流子片を基準として周回り方向一方に隣接する整流子片に導通する第一巻線を任意のティースと該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して二つのコイルを直列接続するよう形成し、任意の整流子片を基準として周回り方向他方に隣接する整流子片に導通する第二巻線を前記任意のティースに対して少なくとも一つのティースを間において前記任意のティースと隣接しないティースと該ティースと径方向に対向するティーーストに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して二つのコイルを直列接続するよう形成し、巻線の整流子片を巻進む順序は、周回り方向所定の方向に隣接する整流子片に順次導通するように巻装する一方、ティースを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順とした電動モータにおけるアーマチュアの製造方法である。
請求項３の発明は、アーマチュアに巻装されるコイルは、径方向に対向する一対の整流子片からそれぞれ引出された一対の巻線によりダブルフライヤーを用いて巻装されている請求項２に記載の電動モータにおけるアマチュアの製造方法である。

請求項１または２の発明とすることにより、集中巻として、銅損を減少でき、しかも、巻太りを防止できて電動モータのコンパクト化を図ることができるうえ、コイル形成部位とライザとの間に巻線が混み合うことがなく、しかも、磁気バランスが向上して整流が改善され、整流子片、ブラシの摩耗が抑制された耐久性の優れた電動モータとすることができる。
請求項３の発明とすることにより、コイルの巻装作業が簡略化され、生産性が向上してコスト低下に寄与できる。

次ぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図中、１は車両に搭載されるファンの駆動源となる電動モータ（回転電機）であって、該電動モータ１を構成する有底筒状に形成されたヨーク（モータハウジング）２の内周面には周回り方向に四対のＮ、Ｓ極が形成されるべく都合八個の永久磁石３が固定され、これによって、同極同士が径方向に対向する八（四の倍数）極型の電動モータ１に構成されている。４はアーマチュアであって、該アーマチュア４を構成するアーマチュア軸５には、リング状板材であるコア材６を複数枚積層して構成されたアーマチュアコア７が一体的に外嵌されており、さらに、アーマチュアコア７の先端部に位置してコンミテータ（整流子）８が外嵌固定されている。そして、アーマチュア軸５は、基端部がヨーク２に軸受２ａを介して軸承されており、ヨーク２内において回動自在となるように支持されている一方、先端部は、ヨーク２の開口端に一体的に設けられるカバー２ｂに設けた軸受２ｃにより回転自在に支持されている。そして、カバー２ｂとヨーク２開口端とのあいだには、ホルダステー９が挟持状に支持されており、該ホルダステー９には、周回り方向四箇所に位置してブラシホルダ９ａが形成され、該ブラシホルダ９ａにそれぞれブラシ９ｂが出没自在に内装されており、該ブラシ９ｂの突出先端部（内径側先端部）がコンミテータ８に弾圧状に当接（接触）することによって、外部からの電源がブラシ９ｂを介してコンミテータ８に供給されるように構成されており、これらの基本構成は従来通りとなっている。

さて、前記アーマチュアコア７を構成するコア材６は、アーマチュア軸５に一体的に外嵌する内径を有した第一コア材６ａと、該第一コア材６ａよりも大径な内径を有した第二コア材６ｂとの二種類により構成されており、第一コア材６ａの軸方向両端部に第二コア材６ｂを積層ボスにより締結することにより一体化され、第二コア材６ｂ内径部位とアーマチュア軸５とのあいだに空隙部を形成するようにしている。前記第一、第二コア材６ａ、６ｂの外周部には、それぞれＴ字形のティース６ｃが周回り方向に十個形成されており、これによって、アーマチュアコア７の外周には、隣接するティース６ｃのあいだに軸芯方向に凹設された蟻溝状のスロット６ｄが、軸方向に長く、かつ、周回り方向に十個形成されている。因みに、各ティース６ｃは、外径方向に延出する脚片６ｅと、該脚片６ｅの外径側端部に周回り方向両側に突出する爪片６ｆとにより構成されている。
さらに、アーマチュアコア７は、コア材６の軸方向先端側と基端側とに位置して一対のインシュレータ１０、１１がそれぞれ一体的に設けられるが、これらインシュレータ１０、１１は、第二コア材６ｂと略同形状に形成されており、コア材６の複数枚のティース６ｃの側片に外嵌する側片１０ａ、１１ａが形成されている。

一方、前記コンミテータ８はアーマチュア軸５に外嵌するリング状体８ａの周面に、導電性長板材で構成された複数の整流子片８ｂを、互いに絶縁する状態で周回り方向並列状に配して構成されるが、これら整流子片８ｂは、ティース６ｃ（スロット６ｄ）の数の倍である二十個が設けられており、これによって、電動モータ１は、八極、十スロット６ｄ、二十整流子片８ｂ、四ブラシ９ｂに構成されている。さらに、各整流子片８ｂのアーマチュアコア７側の端部には、ライザ８ｃがそれぞれ形成されているが、これら各ライザ８ｃは、外径方向に突出し、該突出端部がコンミテータ側に折り返し状に折曲された形状に形成されている。
ところで、アーマチュアコア７の先端側、基端側に設けられたインシュレータ１０、１１のうち、先端側に位置するインシュレータ１０には、コンミテータ８の各ライザ８ｃの外径側に位置する状態で、周回り方向に２０個の規制片１０ｂが先端側に突出する状態で形成されている。また、基端側に位置するインシュレータ１１には、ライザ８ｃの外径側に位置し、基端側に突出する規制片１１ｂがリング状に形成されている。そして、後述するように、アーマチュアコア７の各ティース６ｃに巻線１２を巻装してコイル１３を形成する場合に、コイル１３同士のあいだの渡り線１２ａ（スロット６ｄのあいだを引回される巻線１２）を規制片１０ｂ、１１ｂに沿って引回すことにより、アーマチュア軸５の外周に巻回される渡り線１２ａを、ライザ８ｃよりも外径側に位置規制して、渡り線１２ａがアーマチュア軸５側にずれ込むことがないように構成されている。

そして、前記アーマチュアコア７の任意の箇所に位置し、隣接するスロット６ｄ間、即ち、各ティース６ｃの脚片６ｅに、エナメル被覆の巻線１２を後述する巻装手順により集中巻に巻装することで、アーマチュアコア７の外周に複数（二十個）のコイル１３が巻装されるように構成されている。これら各コイル１３の巻始め端部と巻終り端部となる巻線１２は、各対応する整流子片８ｂであって、周回り方向に隣接する一対の整流子片８ｂの各ライザ８ｃに懸回され（フッキングされ）、該懸回された巻始め端部および巻終り端部となる巻線１２を、ライザ７ｃ部位（懸回部位）においてヒュージングすることで整流子片８ｂと巻線１２、即ち、対応するコイル１３との導通がなされるように構成されている。

このように、巻線１２を各ティース６ｃに集中巻してコイル１３を形成する場合に、本実施の形態では、任意の整流子片８ｂを基準として周回り方向一方に隣接する整流子片８ｂに導通する巻線１２を第一巻線としたとき、該第一巻線を、任意のティース６ｃと、該ティース６ｃと径方向に対向するティース６ｃとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装することにより、互いに直列接続する二つのコイル１３を形成するように構成されている。また、前記任意の整流子片８ｂを基準として周回り方向他方に隣接する整流子片８ｂに導通する巻線１２を第二巻線としたとき、該第二巻線を、前記任意のティース６ｃに対して少なくとも一つのティースを間において前記任意のティースと隣接しないティース６ｃと、そのティース６ｃと径方向に対向するティース６ｃとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装することにより、互いに直列接続する二つのコイル１３を形成するように構成されている。

次に、コイル１３の巻装手順について図３〜４の図面に基づいて説明するが、各ライザ８ｃ、先端側のインシュレータ１０に形成された規制片１０ｂには１〜２０の番号を附し、各ティース６ｃにはＩ〜Ｘの番号を附し、巻装される二十個のコイル１３には、それぞれ巻線１２が巻装されるティース番号を基準とする符号を附して説明する。
尚、図３は、アーマチュアコア７に巻線１２を巻装する手順を説明するべく、巻装過程を説明する断面図であって、このようにして形成されたコイル１３断面における巻線１２の巻方向が●印と×印とにより示されている。因みに、●印は、図面奥から手前側に向く巻線方向を示し、×印は、図面手前から奥側に向く巻線方向を示しており、図３では、１番ライザ８ｃから巻出された巻線１２が１１番ライザ８ｃまで巻装された状態を示している。さらに、図３の一点鎖線は、軸方向基端側における巻線１２（渡り線１２ａ）の引回し状態を直線で示したものであり、実際は、基端側のインシュレータ１１の規制片１１ｂの外周面に沿って引回されている。また、図４は、コイル１３の形成順位を示すパターン図であって、コイル１３の位置、巻方向と、該コイル１３に導通する整流子片８ｂ（ライザ８ｃ）との位置関係を説明しており、巻線１２が巻装されるティース６ｃの位置がコイル１３上方に記した符号により示されている。

ここで、アーマチュア４を集中巻により構成する場合、周回り方向に隣接するティース６ｃは、コイル１３への導通がなされると互いに異極となるように磁化されることが要件であり、このため、コイル１３の巻方向はブラシ９ｂに接続される整流子片８ｂ（ライザ８ｃ）を介して供給される電流の方向に基づいて正巻、あるいは、逆巻に決定される。
また、本実施の形態のアーマチュア４に巻装されるコイル１３の巻回数は総巻回数Ｍとなるように構成されている。
これらの条件に基づく本実施の形態における巻装手順は、具体的には次のようになっている。

２０番ライザ８ｃを基準とし、該２０番ライザの周回り方向一方に位置する１番ライザ８ｃから巻始める場合、１番ライザ８ｃに導通する巻線１２（第一巻線に相当する）は、１番ライザ８ｃからＩＩ番ティース６ｃとＩＩＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄに引回されてＩＩＩ番ティース６ｃに集中巻される。このとき、図３に示すように、巻線１２は渡り線１２ａとなって、１番規制片１０ｂと２番規制片１０ｂとの間から外径側に引出され、ＩＩＩ番ティース６ｃ側の各規制片１０ｂの外周面に沿って引回されるように構成されており、これによって、渡り線１２ａが各ライザ８ｃから離れた外径側に位置するように設定されている。そして、巻線１２をＩＩＩ番ティース６ｃに集中巻するにあたり、総巻回数Ｍを奇数とした場合では（Ｍ／２−０．５）回、総巻回数Ｍを偶数とした場合では（Ｍ／２−１）または（Ｍ／２）回巻装して、巻方向が正逆何れか一方であり、本実施の形態では該巻方向を正巻と設定し、正巻ＩＩＩ番コイル１３を形成する。

続いて、巻線１２を、ＩＩＩ番ティース６ｃとＩＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向基端側（反コンミテータ８側）に引出し、該軸方向基端側において、ＶＩＩＩ番ティース６ｃとＩＸ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向基端側に引回すが、このとき、巻線１２は渡り線１２ａとなって、基端側インシュレータ１１の規制片１１ｂの外周面に沿って引回されるように構成されている。これによって、アーマチュア４の基端側において渡り線１２ａがアーマチュア軸５側にずれ込むことがないように構成されている。そして、巻線１２を、ＶＩＩＩ番ティース６ｃとＩＸ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向先端側に引出し、該引出された巻線１２をＶＩＩＩ番ティース６ｃに集中巻するが、このとき、総巻回数Ｍを奇数とした場合では（Ｍ／２−０．５）回、総巻回数Ｍを偶数とした場合では（Ｍ／２）または（Ｍ／２−１）回（１２または１１回）回巻装して、前記正巻ＩＩＩ番コイル１３とは径方向に対向する周回り位置に位置し、巻方向が正巻となった正巻ＶＩＩＩ番コイル１３を形成し、正巻ＩＩＩ番コイル１３の巻数と正巻ＶＩＩＩ番コイル１３の巻数とを加えるとＭ回となるように巻装する。続いて、ＶＩＩＩ番ティース６ｃとＩＸ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向先端側（コンミテータ８側）から引出された巻線１２を２０番ライザ８ｃに懸け回すが、図３に示すように、巻線１２は渡り線１２ａとなって、１８、１９番規制片１０ｂの外周面に沿って引回すことによりライザ８ｃから離れた外径側に位置させ、１９番規制片１０ｂと２０番規制片１０ｂとの間から２０番ライザに懸け回すことで、巻線１２（渡り線１２ａ）が周回り方向他側から２０番ライザに引込まれるように設定されている。

そして、前記２０番ライザ８ｃから引出される巻線１２は、本発明の第二巻線に相当しており、渡り線１２ａとなってＸ番ティース６ｃとＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄに引込まれるが、このとき、巻線１２（渡り線１２ａ）は、２０番規制片１０ｂと１番規制片１０ｂとの間からＸ番ティース６ｃとＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄに引込まれるように構成されている。このため、２０番ライザ８ｃを基準としたとき、巻線１２は周回り方向両側に引出される状態となり、αフック状に懸け回す（αフッキングする）ことができるように構成されている。そして、このように巻線１２を、規制片１０ｂの外周に沿って引回し、かつ、ライザ８ｃに対してαフッキングすることにより、スロット６ｄとライザ８ｃとの間に巻線１２が混み合うことがなく、ライザ８ｃへの巻線１２の懸回が容易になるうえ、ライザ８ｃへの巻線１２の固定が簡単、かつ、確実になり、ヒュージング作業が確実にできるように構成されている。
そして、２０番ライザ８ｃからＸ番ティース６ｃとＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄに引込まれた巻線１２は、ＩＩＩ番ティース６ｃに対して周回り方向他方（反時計回り方向であって、前進方向）に二つのティース６ｃを間においたＸ番ティース６ｃに集中巻するが、総巻回数Ｍを奇数とする場合では（Ｍ／２−０．５）回、総巻回数Ｍを偶数とする場合では（Ｍ／２−１）回巻装して、巻方向が逆巻となった逆巻Ｘ番コイル１３を形成する。

この後、巻線１２を、Ｘ番ティース６ｃとＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向基端側に引出し、該軸方向基端側において、ＩＶ番ティース６ｃとＶ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの軸方向基端側に引き回すが、このとき、巻線１２は渡り線１２ａとなって、基端側インシュレータ１１の規制片１１ｂの外周面に沿って引回され、これによって、渡り線１２ａがアーマチュア軸５側にずれ込むことがないように構成されている。そして、巻線１２をＶ番ティース６ｃに集中巻するが、総巻回数Ｍを奇数とした場合では（Ｍ／２−０．５）回、総巻回数Ｍを偶数とする場合では（Ｍ／２）回巻装して、前記逆巻Ｘ番コイルとは径方向に対向する周回り位置に位置し、巻方向が逆巻となった逆巻Ｖ番コイル１３を形成する。続いて、巻線１２を、Ｖ番ティース６ｃとＶＩ番ティース６ｃとの間のスロット６ｄの基端側に引出し、渡り線１２ａとなって規制片１１ｂの外周面に沿ってＩＸ番ティース６ｃとＸ番ティース６ｃとの間のスロット５ｄの基端側に引回し、該スロット５ｄの先端側に引出す。さらに、該引き出された巻線１２を、１９番規制片１０ｂの外周面に沿って引回し、１８番規制片１０ｂと１９番規制片１０ｂとの間から１９番ライザ８ｃに懸け回し、１９番規制片１０ｂと２０番規制片１０ｂとの間から２０番規制片１０ｂの外周面側に引回すことで、図３に示すように、渡り線１２ａがライザ８ｃから離れた外径側に位置し、かつ、１９番ライザ８ｃにαフッキングするように設定されている。

さらに、１９番ライザ８ｃから引出されて規制片１０ｂの外周面に沿って引回された巻線１２は、前記逆巻Ｘ番コイル１３に対して周回り方向一方（時計回り方向であって、後進方向）に一つのティース６ｃを間においたＩＩ番ティース６ｃに集中巻して逆巻ＩＩ番コイル１３と、該逆巻ＩＩ番コイル１３に径方向に対向する逆巻ＶＩＩ番コイル１３とを形成する。そして、逆巻ＶＩＩ番コイル１３から引出された巻線１２は、規制片１０ｂの外周面に沿って１８番ライザ８ｃにαフッキングされ、該１８番ライザ８ｃから引出された巻線１２を、規制片１０ｂの外周面に沿って引回して、前記逆巻ＩＩ番コイル１３に対して周回り方向他方（反時計回り方向であって、前進方向）に二つのティース６ｃを間においたＩＸ番ティース６ｃに集中巻して正巻ＩＸ番コイル１３と、該正巻ＩＸ番コイル１３に径方向に対向する正巻ＩＶ番コイル１３とを形成し、正巻ＩＸ番コイル１３側に戻ってから、規制片１０ｂを経由して１７番ライザ８ｃに引込んでαフッキングする。前記１７番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、前記正巻ＩＸ番コイル１３に対して周回り方向一方（時計回り方向であって、後進方向）に一つのティース６ｃを間においた正巻Ｉ番コイル１３と、該正巻Ｉ番コイル１３ｂに径方向に対向する正巻ＶＩ番コイル１３とを形成し、規制片１０ｂを経由して１６番ライザ８ｃに引込まれてαフッキングする。
さらに、１６番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、規制片１０ｂの外周面に沿って引回されて、前記正巻Ｉ番コイル１３に対して周回り方向他方（反時計回り方向であって、前進方向）に二つのティース６ｃを間においたＶＩＩＩ番ティース６ｃにコイルを形成することになるが、該ＶＩＩＩ番ティース６ｃには、既に１番ライザ８ｃに導通する正巻ＶＩＩＩ番コイル１３が形成されている。
一方、電動モータ１は、四つのブラシ９ｂが周回り方向等間隔を存して配される構成であり、１番ライザと１６番ライザ８ｃとは９０度の間隔を存する位置関係であって、これらのライザ８ｃには逆方向の電流が供給される。このため、１６番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、１番ライザ８ｃに導通する正巻Ｖ１１１番コイル１３とは逆方向に巻装されて逆巻ＶＩＩＩ番コイル１３を形成し、該ＶＩＩＩ番ティース６ｃに径方向に対向するＩＩＩ番ティース６ｃに逆巻ＩＩＩ番コイル１３を形成する。

そして、巻線１２は、ＶＩＩＩ番コイル１３側に戻ってから巻線１２は規制片１０ｂの外周面を経由して１５番ライザ８ｃに引込まれ、該１５番ライザ８ｃにαフッキングされた巻線１２は、規制片１０ｂの外周面に沿って引回されて、前記逆巻ＶＩＩＩ番コイル１３に対して周回り方向一方（時計回り方向であって、後進方向）に一つのティース６ｃを間においたＸ番ティース６ｃに正巻に巻装され、２０番ライザ８ｃに導通する逆巻Ｘ番コイル１３とは逆の正巻Ｘ番コイル１３を形成し、該正巻Ｘ番コイル１３とは径方向に対向するＶ番ティース６ｃに正巻Ｖ番コイル１３を形成する。このように、巻線１２は、図４に示すパターン図に基づく巻装手順で順次巻装されるように設定されている。
このように巻装することにより、周回り方向に隣接する一対の整流子片に導通する巻線は、任意のティースと、該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して直列接続する二つのコイルを形成するように巻装されている。そして、本実施の形態において、巻線１２の整流子片８ｂ（ライザ８ｃ）を巻進む順序は、周回り方向他方（反時計回り方向）に隣接する整流子片８ｂに順次導通するように巻装する一方、ティース６ｃを巻進む順序は、最初に巻装したティース６ｃ（前記第一の実施の形態ではＩＩＩ番ティース）を基準として、周回り方向一方（反時計回り方向であって、前進方向）に二つのティース６ｃを間においたティース６ｃ（Ｘ番ティース）と該ティース６ｃと径方向に対向するティース６ｃ、続いて、前記ティース６ｃ（Ｘ番ティース）を基準として周回り方向他方（時計回り方向であって、後進方向）に一つのティース６ｃを間においたティース６ｃ（ＩＩ番ティース）と該ティース６ｃと径方向に対向するティース６ｃ、続いて、前記ティース６ｃ（ＩＩ番ティース）を基準として周回り方向一方（反時計回り方向、前進方向）に二つのティース６ｃを間においたティース６ｃ（ＩＸ番ティース）と該ティース６ｃと径方向に対向するティース６ｃ、というように、周回り方向一方に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順で巻装されている。これによって、整流子片８ｂの数がティース６ｃの数の二倍に設定されたアーマチュア４に集中巻したものでありながら、コイル１３とライザ８ｃとの間に渡り線１２ａが混み合ってしまうような不具合が防止されるように構成されている。

尚、本発明のアーマチュア４は、アーマチュアコア７に対し、ダブルフライヤーを用いて巻線１２を巻装するようにすることができる。この場合、１番ライザ８ｃと１１番ライザ８ｃとに巻線１２を懸け回し、図４のパターン図に示す巻装手順で、点対称状態で巻線１２を巻装するように構成されている。従って、１１番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、正巻ＶＩＩＩ番コイル１３、正巻ＩＩＩ番コイル１３を形成して１０番ライザ８ｃに引込まれ、１０番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、逆巻Ｖ番コイル１３、逆巻Ｘ番コイル１３を形成し、そして、逆巻Ｖ番コイル１３に戻ってから９番ライザ８ｃに引込まれる。続いて、９番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、逆巻ＶＩＩ番コイル１３、逆巻ＩＩ番コイル１３を形成して８番ライザ８ｃに引込まれ、８番ライザ８ｃから引出された巻線１２は、正巻ＩＶ番コイル１３、正巻ＩＸ番コイル１３を形成し、そして、正巻ＩＶ番コイル１３に戻ってから７番ライザ８ｃに引込まれるというような巻装手順で、それぞれのフライヤーから引出された巻線１２がそれぞれ１０個のライザ８ｃに懸け回されるように巻装されるように設定されている。
尚、図５に、ダブルフライヤーを用いてコイル１３を巻装した場合のアーマチュア４の正面断面図を示す。
そして、このようにダブルフライヤーを用いて巻装することにより、各ティース６ｃには、Ｍ回巻装されたコイル１３が二個づつ形成されることになり、従来の集中巻の巻装方法で一層巻した状態と同様のコイル巻装状態となるように設定され、これによって、生産性の向上が図れて、コスト低下に寄与できるように構成されている。

このように、本実施の形態の巻装手順でコイル１３を巻装した場合では、前述したように、整流子片８ｂの数がティース６ｃの数の二倍に設定されているものでありながら、コイル１３の形成順序を周回り方向一方において前進、後進を繰り返す状態で巻装することにより、コイル１３形成部位とライザ８ｃとの間に巻線１２（渡り線１２ａ）が混み合うことがないように構成されている。また、第一、第二巻線１２により形成される各コイル１３は、それぞれ径方向に対向する箇所に直列接続するコイル１３を形成することにより、磁気バランスが優れるように構成されているが、このようにすることにより、図３に示すように、巻線１２が引出される任意のスロット６ｄと、該引出された巻線１２が懸回するライザ８ｃと、該ライザ８ｃから引出された巻線１２が引込まれるスロット６ｄとの位置関係が、ライザ８ｃ形成位置を基準として周回り方向反対方向となるようにすることができ、これによって、ライザ８ｃに巻線１２を懸回する場合に、巻線１２を、ライザ８ｃの基端側で交差させるαフッキング状態で懸回させることができるように構成されている。

しかも、このように巻線１２を巻装する場合に、任意のライザ８ｃとそれに隣接するライザ８ｃに導通されて、直列接続されるコイル１３を径方向に対向する部位に形成する場合に、巻線１２の渡り線１２ａは、スロット６ｄのコンミテータ８側（軸方向先端側）ではなく、軸方向基端側において引回すように構成されており、しかも、軸方向基端側において、インシュレータ１１の規制片１１ｂの外周面に沿って引回すように構成されていて、巻線１２が規制片１１ｂよりも内径側、つまり、アーマチュア軸５側にずれ込まないように構成されている。これによって、ヒュージング作業をするべく、径方向に延出するライザ８ｃに対しヒュージング用の装置を軸方向先端側と基端側とから挿し込む場合に、渡り線１２ａが邪魔をすることがなく、ヒュージング作業を円滑、かつ、容易に行えるように構成されている。

叙述の如く構成された本形態において、前述したように、各ティース６ｃに巻装されるコイル１３は集中巻されているので、コイル１３同士の間の渡り線１２を大幅に削減できて、銅損を減少でき、しかも、巻太りを防止できて、電動モータのコンパクト化を図ることができる。さらにこのものでは、アーマチュア４に設けられる整流子片８ｂは二十個であるのに対し、アーマチュアコア７の外周に形成されるスロット６ｄは十個のものになっているものでありながら、任意の整流子片８ｂを基準として周回り方向一方側に隣接する整流子片８ｂに導通する第一巻線１２と、周回り方向他方側に隣接する整流子片８ｂに導通する第二巻線１２とにより形成されるコイル１３は、少なくとも一つのティース６ｃを間において巻装されて、巻線１２の整流子片８ｂを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に隣接する整流子片８ｂに順次導通するように巻装する一方、ティース６ｃを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順で巻装されているので、コイル１３形成部位とライザ８ｃとの間に巻線１２が混み合うようなことがなく、コンパクト化を損なうようなことがない。しかも、第一、第二巻線１２により形成されるコイル１３は、径方向に対向する箇所に形成されるので、磁気バランスの向上を図ることができ、トルクリップル等に基づいて整流子片とブラシとの摺接部に火花が発生するような不具合が低減され、整流子片、ブラシの摩耗が低減され、耐久性に優れ電動モータ１とすることができる。

さらに、本発明が実施された手順で巻線１２を巻装する場合に、ダブルフライヤーを用いてコイル１３を巻装することができるので、巻装時間の短縮が図れて生産性が向上し、コスト低下に寄与することが可能となる。

電動モータの一部切欠き断面側面図である。 図２（Ａ）はアーマチュアの正面図、図２（Ｂ）はアーマチュアからコイルを外した状態の側面断面図である。 コイルの巻装状態を説明するアーマチュアの正面断面図である。 コイルと整流子片との位置関係を説明するための展開パターン説明図である。 ダブルフライヤーを用いた場合のコイルの巻装状態を説明するアーマチュアの正面断面図である。

符号の説明

１ 電動モータ
４ アーマチュア
６ コア材
６ｃ ティース
８ コンミテータ
８ｂ 整流子片
８ｃ ライザ
１０ インシュレータ
１０ｂ 規制片
１２ 巻線
１２ａ 渡り線
１３ コイル

Claims (3)

1. 周回り方向に複数設けられるティースのそれぞれに、巻線を予め設定される所定の巻回数で集中巻した各コイルを、周回り方向に隣接する整流子片の適宜箇所に導通してなるアーマチュアと、複数対の磁極が設けられたヨークと、整流子片に外部電源を供給するブラシとを備えた電動モータにおいて、ティースの数を偶数とする一方、整流子片の数をティースの数の二倍、磁極の数を４の倍数、ブラシの数を４に設定し、任意の整流子片を基準として周回り方向一方に隣接する整流子片に導通する第一巻線を、任意のティースと、該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して直列接続する二つのコイルを形成する一方、任意の整流子片を基準として周回り方向他方に隣接する整流子片に導通する第二巻線を、前記任意のティースに対して少なくとも一つのティースを間において前記任意のティースと隣接しないティースと、該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して直列接続する二つのコイルを形成し、巻線の整流子片を巻進む順序は、周回り方向所定の方向に隣接する整流子片に順次導通するように巻装する一方、ティースを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順で巻装されている電動モータにおけるアーマチュア。
2. 周回り方向に複数設けられるティースのそれぞれに、巻線を予め設定される所定の巻回数で集中巻した各コイルを、周回り方向に隣接する整流子片の適宜箇所に導通してなるアーマチュアと、複数対の磁極が設けられたヨークと、整流子片に外部電源を供給するブラシとを備えた電動モータにおいて、ティースの数を偶数とする一方、整流子片の数をティースの数の二倍、磁極の数を４の倍数、ブラシの数を４に設定し、任意の整流子片を基準として周回り方向一方に隣接する整流子片に導通する第一巻線を任意のティースと該ティースと径方向に対向するティースとに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して二つのコイルを直列接続するよう形成し、任意の整流子片を基準として周回り方向他方に隣接する整流子片に導通する第二巻線を前記任意のティースに対して少なくとも一つのティースを間において前記任意のティースと隣接しないティースと該ティースと径方向に対向するティーーストに、同方向の巻方向で、かつ、両者の巻回数の和が前記所定の巻回数となるように巻装して二つのコイルを直列接続するよう形成し、巻線の整流子片を巻進む順序は、周回り方向所定の方向に隣接する整流子片に順次導通するように巻装する一方、ティースを巻進む順序は、周回り方向所定の方向に向けて前進、後進を繰り返しつつ巻進む巻装手順とした電動モータにおけるアーマチュアの製造方法。
3. アーマチュアに巻装されるコイルは、径方向に対向する一対の整流子片からそれぞれ引出された一対の巻線によりダブルフライヤーを用いて巻装されている請求項２に記載の電動モータにおけるアマチュアの製造方法。

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