JP2012196042A - 直流モータの巻線巻装方法、及び直流モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】U相コイル71U,72Uに対応するセグメント14を短絡した後、U相コイル71U,72Uを形成し、V相コイル71V,72Vに対応するセグメント14を短絡した後、V相コイル71V,72Vを形成し、W相コイル71W,72Wに対応するセグメント14を短絡した後、W相コイル71W,72Wを形成し、X相コイル71X,72Xに対応するセグメント14を短絡した後、X相コイル71X,72Xを形成し、Y相コイル71Y,72Yに対応するセグメント14を短絡した後、Y相コイル71Y,72Yを形成し、且つ、巻線12が掛け渡される所定のセグメント14と所定のティース9との位置関係は、回転軸を中心にして対向する位置関係になっている。
【選択図】図2
Description
そして、ブラシを介して巻線に電流が供給されるとアーマチュアコアに磁界が形成され、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によってアーマチュアが回転する(例えば、特許文献1参照)。
また、巻線が掛け渡される所定のセグメントと所定のティースとの位置関係は、回転軸を中心にして対向する位置関係になっているので、コンミテータの首下の巻線が回転軸に掛かるように配索することができる。
また、巻線が掛け渡される所定のセグメントと所定のティースとの位置関係は、回転軸を中心にして対向する位置関係になっているので、コンミテータの首下の巻線が回転軸に掛かるように配索することができる。このため、コンミテータの首下の巻線が径方向外側に向かって弛んでしまうのを防止でき、巻線による巻太りを低減することができる。
(直流モータ)
次に、この発明の第1実施形態を図1、図2に基づいて説明する。
図1は、直流モータの縦断面図である。
同図に示すように、直流モータ1は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には周方向に4つの永久磁石4が磁極が順番となるように配設されている。これによって、直流モータ1は、ヨーク2内に4極の磁極が形成された状態になっている。
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。
図2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、そして、ヨーク2側に配設されている永久磁石4とを展開した図面であり、隣接するティース9の空隙がスロット11に相当している(以下の図面についても同様)。なお、以下の図面においては、各セグメント14、及び各ティース9に回転方向に沿って順に番号を付けると共に、巻装された巻線12にそれぞれ符号を付して説明する。また、図2において、アーマチュア3の回転方向(以下、単に回転方向という)は、右方向とする。
このような構成のアーマチュアコイル7、及び接続線25は、互いに一連に巻線12を引き回すことにより形成される。以下、より具体的に説明する。
したがって、上述の第1実施形態によれば、アーマチュアコイル7、及び接続線25を形成するにあたって、巻線12を一筆書きの要領で繰り返し移動するように配索することにより、アーマチュアコイル7、及び接続線25を一連に形成することができるので、アーマチュアコア6への巻線12の巻装時間、及びセグメント14間に渡る接続線25の形成時間の総時間を短縮することができる。この結果、直流モータ1の製造コストを低減できる。
次に、この発明の第2実施形態を図1を援用し、図3に基づいて説明する。
図3は、この第2実施形態におけるアーマチュア3のセグメント14(ライザ15)とティース9、そして、ヨーク2側に配設されている永久磁石4とを展開した図である。なお、第1実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態でも同様)。
この第2実施形態において、直流モータ1は、永久磁石4を4つ、スロット11を10個、セグメント14を10個有したモータである点、アーマチュアコア6の外周に形成されるアーマチュアコイル7は、隣接する2つのティース9,9に跨るように分布巻き方式で巻線12が巻装されることにより形成され、U相、V相、W相、X相、Y相の5相構造になっている点、そして、各相のアーマチュアコイル7は、それぞれ回転軸5を中心にして対向するように2箇所に形成される点、同電位となるセグメント14同士、つまり、回転軸5を中心にして対向する2つのセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている点等の基本的構成は、前述の第1実施形態と同様である(以下の実施形態でも同様)。
図3に示すように、巻線12の巻き始め端31は2つ存在しており、それぞれ同電位となる6番セグメント14のライザ15と、1番セグメント14のライザ15とに掛け回されている。そして、6番セグメント14のライザ15に巻き始め端31が掛け回されている巻線12は、第1U相コイル71U、第1V相コイル71V、第1W相コイル71W、第1X相コイル71X、及び第1Y相コイル71Yと、これらのコイル71U〜71Yに対応するセグメント14に接続される接続線25を一連に形成する。
まず、巻線12の巻き始め端31が6番セグメント14のライザ15に掛け回された後、6番セグメント14と同電位となる1番セグメント14のライザ15に巻線12が掛け回される。そして、6番セグメント14と1番セグメント14とを短絡する接続線25を形成する。
このように、アーマチュアコア6に巻装されるアーマチュアコイル7のうち、第1U相コイル71U、第1V相コイル71V、第1W相コイル71W、第1X相コイル71X、第1Y相コイル71Yと、これらのコイル71U〜71Yに対応するセグメント14に接続される接続線25が形成される。
したがって、上述の第2実施形態によれば、アーマチュアコア6への巻線12の分布巻き方式での巻装方法として、回転軸5を中心にして点対称となる関係で2箇所同時に行う所謂ダブルフライヤ方式を採用することができる。このため、さらにアーマチュアコア6への巻線12の巻装時間、及びセグメント14間に渡る接続線25の形成時間の総時間を短縮することができる。この結果、直流モータ1の製造コストをさらに低減できる。
(巻線の巻装方法)
次に、この発明の第3実施形態を図4に基づいて説明する。
図4は、この第3実施形態におけるアーマチュア3のセグメント14(ライザ15)とティース9、そして、ヨーク2側に配設されている永久磁石4とを展開した図である。
同図に示すように、第1実施形態の巻線12の巻装方法と、第3実施形態の巻線12の巻装方法との相違点は、第1実施形態の各相コイル71U〜72Yは、それぞれ巻線12を一度にN回巻回することにより形成されているのに対し、第3実施形態の各相コイル71U〜72Yは、それぞれN/2回巻回された2つの小コイル171U〜272Yにより構成されている。
ここで、図4に示すように、巻線12の巻き始め端31は、前述した第2実施形態と同様、2つ存在している。2つの巻き始め端31,31のうち、一方の巻き始め端31が、例えば、6番セグメント14のライザ15に掛け回された場合、続いて6番セグメント14と同電位となる1番セグメント14のライザ15に巻線12が掛け回される。そして、6番セグメント14と1番セグメント14とを短絡する接続線25を形成する。
第1U相小コイル171Uを形成した巻線12は、5番−6番ティース9,9間のスロット11から引き出され、回転方向に向かって配索された後、2番−3番ティース9,9間のスロット11に引き込まれる。そして、2番−3番ティース9,9間のスロット11と、10番−1番ティース9,9間のスロット11との間に巻線12がN/2回巻回され、第2U相小コイル172Uが形成される。
次に、2番−3番ティース9,9間のスロット11に巻線12を引き込み、2番−3番ティース9,9間のスロット11と、10番−1番ティース9,9間のスロット11との間に、巻線12がN/2回巻回され、第2U相小コイル272Uが形成される。第2U相小コイル272Uを形成した巻線12は、10番−1番ティース9,9間のスロット11から引き出され、回転方向に向かって配索された後、7番−8番ティース9,9間のスロット11に引き込まれる。そして、7番−8番ティース9,9間のスロット11と、5番−6番ティース9,9間のスロット11との間に巻線12がN/2回巻回され、第1U相小コイル271Uが形成される。
このように、各相コイル71U〜72Yは、それぞれN/2回巻回された2つの小コイル171U〜272Yにより構成され、全体としてN回巻回されたコイル71U〜72Yを形成する。
したがって、上述の第3実施形態によれば、前述の第2実施形態と同様に、所謂ダブルフライヤ方式を用いて巻線12を巻装することができるので、前述の第2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、ダブルフライヤ方式を採用しつつ、同相同士の小コイル171U〜172Y、及び小コイル271U〜272Yを直列に接続することができる。つまり、例えば、第1U相小コイル171Uと第2U相小コイル172Uとが直列接続されている。
ここで、例えば、前述の第2実施形態のように、第1各相コイル71U〜71Yと、第2各相コイル72U〜72Yとが異なる巻線12により形成されている場合、多少の巻装誤差等により、導線長さが変化し、同相同士のコイルでも異なる電流が供給されるおそれがある。しかしながら、この第3実施形態では、同相同士の小コイル171U〜172Y、及び小コイル271U〜272Yを直列に接続されているので、同相同士のコイルには、同様の電流が安定して供給される。よって、各相のコイル71U〜72Yで形成される磁界を安定させることができ、磁気バランスの優れた直流モータ1を提供することが可能になる。この結果、ブラシ21の耐久性を向上させることができる。
例えば、上述の実施形態では、ホルダステー18に、2つのブラシホルダ19が設けられ、2つのブラシ21,21がセグメント14に摺接し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、極数と同じ数である4つまでブラシ21を増加させることが可能である。
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(コイル)
9 ティース
11 スロット
12 巻線
13 コンミテータ
14 セグメント
25 接続線
71U 第1U相コイル
72U 第2U相コイル
71V 第1V相コイル
72V 第2V相コイル
71W 第1W相コイル
72W 第2W相コイル
71X 第1X相コイル
72X 第2X相コイル
71Y 第1Y相コイル
72Y 第2Y相コイル
171U,271U 第1U相小コイル
172U,272U 第2U相小コイル
171V,271V 第1V相小コイル
172V,272V 第2V相小コイル
171W,271W 第1W相小コイル
172W,272W 第2W相小コイル
171X,271X 第1X相小コイル
172X,272X 第2X相小コイル
171Y,271Y 第1Y相小コイル
172Y,272Y 第2Y相小コイル
Claims (4)
- 4極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられた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たコンミテータとを備え、
前記アーマチュアコアは、径方向に向かって放射状に延びる10個のティースと、これらティース間に形成される10個のスロットとを有し、各ティースには、それぞれ隣接する2つのティースに跨るように分布巻き方式で巻線が巻装されU相、V相、W相、X相、Y相の5相構造のコイルが形成され、互いに前記回転軸を中心にして対向する位置に形成された前記コイルが同相のコイルとなり、
前記コンミテータは、各相に対応する同電位の2つのセグメントが前記回転軸を中心にして対向配置されるように、総計10個の前記セグメントが周方向に沿って配置され、同電位のセグメント同士が前記巻線で短絡されている4極10スロット10セグメントの直流モータの巻線巻装方法であって、
前記U相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記U相に対応する4つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記V相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記V相に対応する4つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記W相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記W相に対応する4つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記X相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記X相に対応する4つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記Y相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記Y相に対応する4つのティースに前記巻線を巻装し、
且つ、前記巻線が掛け渡される所定のセグメントと所定のティースとの位置関係は、前記回転軸を中心にして対向する位置関係になっていることを特徴とする直流モータの巻線巻装方法。 - 4極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークに支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられた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たコンミテータとを備え、
前記アーマチュアコアは、径方向に向かって放射状に延びる10個のティースと、これらティース間に形成される10個のスロットとを有し、各ティースには、それぞれ隣接する2つのティースに跨るように分布巻き方式で巻線が巻装され周方向にU1相、V1相、W1相、X1相、Y1相、U2相、V2相、W2相、X2相、Y2相の順に5相構造の各コイルが形成され、
前記コンミテータは、各相に対応する同電位の2つのセグメントが前記回転軸を中心にして対向配置されるように、総計10個の前記セグメントが周方向に沿って配置され、同電位のセグメント同士が前記巻線で短絡されている4極10スロット10セグメントの直流モータの巻線巻装方法であって、
前記U1相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記U1相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記V1相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記V1相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記W1相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記W1相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記X1相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記X1相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記Y1相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記Y1相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、
さらに、これらU1相、V1相、W1相、X1相、Y1相のコイルを形成するのと同時に、前記U2相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記U2相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記V2相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記V2相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記W2相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記W2相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記X2相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記X2相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、この後、前記Y2相のコイルに対応する2つのセグメントに前記巻線を接続した後、前記Y2相に対応する2つのティースに前記巻線を巻装し、
且つ、前記巻線が掛け渡される所定のセグメントと所定のティースとの位置関係は、前記回転軸を中心にして対向する位置関係になっていることを特徴とする直流モータの巻線巻装方法。 - 4極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークに支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられた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たコンミテータとを備え、
前記アーマチュアコアは、径方向に向かって放射状に延びる10個のティースと、これらティース間に形成される10個のスロットとを有し、各ティースには、それぞれ隣接する2つのティースに跨るように分布巻き方式で巻線が巻装されU相、V相、W相、X相、Y相の5相構造のコイルが形成され、互いに前記回転軸を中心にして対向する位置に形成された前記コイルが同相のコイルとなり、
前記コンミテータは、各相に対応する同電位の2つのセグメントが前記回転軸を中心にして対向配置されるように、総計10個の前記セグメントが周方向に沿って配置され、同電位のセグメント同士が前記巻線で短絡されている4極10スロット10セグメントの直流モータの巻線巻装方法であって、
前記U相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの一方から他方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記U相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記V相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの一方から他方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記V相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記W相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの一方から他方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記W相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記X相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの一方から他方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記X相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記Y相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの一方から他方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記Y相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装することによって第1アーマチュアコイルを形成すると共に、
この第1アーマチュアコイルを形成するのと同時に、前記U相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの他方から一方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記U相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記V相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの他方から一方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記V相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記W相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの他方から一方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記W相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記X相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの他方から一方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記X相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装した後、前記Y相のコイルに対応する2つのセグメントのうちの他方から一方に前記巻線を接続した後、互いに前記回転軸を中心にして対向する前記Y相のコイルに対応する一方の隣接する2つのティース、及び他方の隣接する2つのティースのうちの前記他方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装し、さらに前記一方の隣接する2つのティースに前記巻線を巻装することによって第2アーマチュアコイルを形成し、
且つ、前記巻線が掛け渡される所定のセグメントと所定のティースとの位置関係は、前記回転軸を中心にして対向する位置関係になっていることを特徴とする直流モータの巻線巻装方法。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の直流モータの巻線巻装方法を用いて前記巻線が巻装された前記アーマチュアコアと、前記コンミテータとを備えたことを特徴とする直流モータ。
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JP2014096859A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Mitsuba Corp | 電動モータ |
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Publication number | Publication date |
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JP5714948B2 (ja) | 2015-05-07 |
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