JP2016059176A - Electric motor, vehicle fan motor, and brush energization method - Google Patents

Electric motor, vehicle fan motor, and brush energization method Download PDF

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義親 川島
Yoshichika Kawashima
義親 川島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor, a vehicle fan motor, and a brush energization method capable of dealing with variable speed while achieving miniaturization and enhancing the performance.SOLUTION: An electric motor comprises: a yoke having a plurality of magnetic poles; a rotation shaft rotatably supported by the yoke; an armature core attached to the rotation shaft; a coil wound between predetermined slots by the wave winding method; a commutator provided on the rotation shaft adjacently to the armature core; a plurality of brushes 22 slidably contacted with segments of the commutator, and provided for supplying a current to the coil; and power feeding terminals 25 for electrically connecting between the brushes 22 and the external power supply. The number of magnetic poles of the yoke is set to any one of four, six, and eight. The number of brushes 22 is set to any one of four, six, and eight so as to correspond to the number of poles. The number of power feeding terminals 25 is set to four or more.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、電動モータ、車両用ファンモータおよびブラシ通電方法に関するものである。   The present invention relates to an electric motor, a vehicle fan motor, and a brush energization method.

例えば、車両に搭載される電動モータとしては、ブラシ付き直流モータが多く使用されている。この種の直流モータは、円筒状のモータケースの内周面に複数の永久磁石を周方向に等間隔で配置し、これら永久磁石の内側にアーマチュアが回転自在に支持されている。アーマチュアは、複数のティースが放射状に形成されたアーマチュアコアを有している。各ティース間には軸方向に長いスロットが複数形成され、所定間隔をあけたスロット間に巻線を巻回することでコイルを形成している。コイルは、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータに導通している。   For example, a brushed DC motor is often used as an electric motor mounted on a vehicle. In this type of DC motor, a plurality of permanent magnets are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of a cylindrical motor case, and an armature is rotatably supported inside these permanent magnets. The armature has an armature core in which a plurality of teeth are formed radially. A plurality of long slots in the axial direction are formed between the teeth, and a coil is formed by winding a winding between the slots spaced apart by a predetermined distance. The coil is electrically connected to a commutator that is externally fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core.

コンミテータは、金属片である複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれコイルの巻き始め端、および巻き終わり端が接続される。また、各セグメントはブラシに摺接可能に接続されており、このブラシを介してそれぞれのコイルに給電される。そして、給電されたコイルには磁界が形成され、モータケースに設けられている永久磁石(磁極)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。   In the commutator, a plurality of segments, which are metal pieces, are arranged in the circumferential direction in a state of being insulated from each other, and a winding start end and a winding end end of a coil are connected to these segments, respectively. Each segment is slidably connected to the brush, and power is supplied to each coil via the brush. A magnetic field is formed in the supplied coil, and the rotating shaft is driven by a magnetic attractive force or repulsive force generated between the permanent magnet (magnetic pole) provided in the motor case.

ここで、ブラシ付き直流モータの小型化、高性能化を図る一手段として、磁極数やスロット数の増加が挙げられる。例えば、磁極数を6に設定した技術が開示されている。
また、アーマチュアコアへの巻線の巻回方式として波巻方式を採用する場合がある。波巻方式を採用することにより、重ね巻方式と比較してセグメント間の電圧を低減できる(例えば、特許文献1参照)。
Here, an increase in the number of magnetic poles and the number of slots can be cited as one means for reducing the size and performance of a brushed DC motor. For example, a technique in which the number of magnetic poles is set to 6 is disclosed.
In some cases, a wave winding method is adopted as a winding method for winding the armature core. By adopting the wave winding method, the voltage between segments can be reduced as compared with the lap winding method (see, for example, Patent Document 1).

特表2012−503456号公報Special table 2012-503456 gazette

ところで、近年、ブラシ付き直流モータの多様化に伴い、速度可変に対応したブラシ付き直流モータの製造が望まれている。しかしながら、上述の従来技術にあっては、直流モータの多極化、巻線の巻回方式として波巻方式を採用することによってブラシ付き直流モータの小型化、高性能化は図れるものの、そのままでは速度可変に対応することができないという課題がある。   By the way, in recent years, with the diversification of brushed DC motors, it is desired to manufacture brushed DC motors corresponding to variable speeds. However, in the above-described prior art, the DC motor with brushes can be reduced in size and performance by adopting a multi-pole DC motor and a wave winding method as a winding winding method. There is a problem that it cannot cope with.

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、高性能化を図りつつ、速度可変に対応可能な電動モータ、車両用ファンモータおよびブラシ通電方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an electric motor, a vehicle fan motor, and a brush energization method that can cope with variable speed while achieving downsizing and high performance. It is.

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、複数の磁極を有するモータケースと、前記モータケース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外側に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、所定の前記スロット間に波巻方式により巻回される巻線と、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複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための複数のブラシと、前記ブラシと外部電源とを電気的に接続するための給電端子と、を備え、前記モータケースの前記磁極の極数は、4極、6極、および8極の何れかに設定され、前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、4つ、6つ、および8つの何れかに設定され、前記給電端子の個数は、4個以上に設定されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an electric motor according to the present invention includes a motor case having a plurality of magnetic poles, a rotating shaft supported by the motor case, a radial shaft attached to the rotating shaft and directed outward in the radial direction. An armature core having a plurality of teeth extending radially and a plurality of slots formed between the teeth and extending in the axial direction; a winding wound by a wave winding method between the predetermined slots; and A commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction, a plurality of brushes slidably in contact with the segments and supplying current to the windings, and the brushes and the outside A power supply terminal for electrically connecting a power source, and the number of poles of the magnetic pole of the motor case is set to any one of 4 poles, 6 poles, and 8 poles, The number of brushes so as to correspond to the number of poles, four, is set to six, and eight either, the number of the power supply terminals, characterized in that it is set to four or more.

本発明に係る電動モータは、前記スロットの個数は偶数個に設定されており、且つ前記磁極の極数を2で除した値で割り切れない個数に設定されていることを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the number of slots is set to an even number, and the number is not divisible by a value obtained by dividing the number of poles of the magnetic pole by two.

本発明に係る電動モータは、前記磁極の極数は6極に設定されており、前記スロットの個数は20個に設定されていることを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the number of poles of the magnetic pole is set to 6 and the number of slots is set to 20.

本発明に係る電動モータは、前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索される前記巻線は、前記回転軸に掛け回されていることを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the winding routed between the armature core and the commutator is wound around the rotating shaft.

本発明に係る電動モータは、前記回転軸を中心に対向する同電位の2つの前記セグメントに、前記巻線を同時に巻回することを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the winding is wound around two segments of the same potential facing each other around the rotating shaft.

本発明に係る電動モータは、前記スロットの個数は、偶数個に設定されており、偶数個の前記スロットは、径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロットと、径方向内側の底部が広い形状を有する底部幅広スロットと、を有することを特徴とする。   In the electric motor according to the present invention, the number of the slots is set to an even number, and the even number of the slots has a wide tip end slot having a wide shape on the radially outer side and a wide bottom portion on the radially inner side. A bottom wide slot having

本発明に係る電動モータは、偶数個の前記スロットは、径方向外側が前記先端幅広スロットよりも狭く、底部が前記底部幅広スロットよりも広い形状を有する中間幅スロットをさらに有することを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the even number of slots further includes an intermediate width slot having a radially outer side that is narrower than the tip wide slot and a bottom that is wider than the bottom wide slot. .

本発明に係る電動モータは、前記複数のティースは、先端が長辺部と短辺部とを有する左右非対称の形状を有し、前記複数のティースのうち前記先端幅広スロットを構成するティースは、先端が回転し、前記長辺部と前記短辺部との配置が反転していることを特徴とする。   In the electric motor according to the present invention, the plurality of teeth have a left-right asymmetric shape having a long side portion and a short side portion, and the teeth constituting the wide tip slot among the plurality of teeth are: The tip is rotated, and the arrangement of the long side portion and the short side portion is reversed.

本発明に係る車両用ファンモータは、上記に記載の電動モータを、車両用のファンを駆動するために用いたことを特徴とする。   A vehicle fan motor according to the present invention is characterized in that the electric motor described above is used for driving a vehicle fan.

本発明に係るブラシ通電方法は、複数の磁極を有するモータケースと、前記モータケース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外側に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、所定の前記スロット間に波巻方式により巻回される巻線と、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複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための複数のブラシと、を備え、前記モータケースの前記磁極の極数は、4極、6極、および8極の何れかに設定され、前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、4つ、6つ、および8つの何れかに設定された電動モータのブラシ通電方法であって、通電される前記ブラシの個数を、偶数個で切り換えることにより、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させることを特徴とする。   A brush energization method according to the present invention includes a motor case having a plurality of magnetic poles, a rotating shaft pivotally supported by the motor case, and a plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially outward. An armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction; a winding wound by a wave winding method between the predetermined slots; and the armature core adjacent to the rotary shaft A plurality of segments arranged in the circumferential direction, and a plurality of brushes that are slidably contacted with the segments to supply current to the windings, and the number of poles of the magnetic poles of the motor case Is set to any one of 4 poles, 6 poles, and 8 poles, and the number of brushes is set to any one of 4, 6, and 8 so as to correspond to the number of poles. A brush energization method of the electric motor, the number of the brush to be energized by switching in an even number, characterized in that changing the rotational torque and the rotational speed of the rotary shaft.

本発明に係る車両用ファンモータは、上記に記載のブラシ通電方法を用いて駆動されることを特徴とする。   The vehicle fan motor according to the present invention is driven using the brush energization method described above.

本発明によれば、巻線の巻回方式を波巻方式としながら、各ブラシへの通電パターンを変化させることにより、回転軸の回転数を変化させることができる。このため、小型化、高性能化を図りつつ、速度可変に対応可能な電動モータ、車両用ファンモータおよびブラシ通電方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to change the number of rotations of the rotating shaft by changing the energization pattern to each brush while the winding method of the winding is a wave winding method. Therefore, it is possible to provide an electric motor, a vehicular fan motor, and a brush energization method that can cope with variable speed while achieving miniaturization and high performance.

本発明の実施形態における電動モータの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the composition of the electric motor in the embodiment of the present invention. 図1のA−A線に沿う断面図であって、アーマチュアコイルの図示を省略している。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 1, Comprising: Illustration of an armature coil is abbreviate | omitted. 本発明の第1実施形態におけるブラシの配置と、各ブラシの外部電源との接続状態を示す簡略図である。It is a simplified diagram which shows the arrangement | positioning of the brush in 1st Embodiment of this invention, and the connection state with the external power supply of each brush. 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and the permanent magnet in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアコア6のアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the winding state of the armature coil of the armature core 6 in 1st Embodiment of this invention from the axial direction. 本発明の第1実施形態における各ブラシへの通電パターンを示す表である。It is a table | surface which shows the electricity supply pattern to each brush in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における各通電パターンにおける各ブラシへの通電状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply condition to each brush in each electricity supply pattern in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における2つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the number of effective conductors when energizing two brushes in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における4つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the number of effective conductors when energizing the four brushes in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における6つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the number of effective conductors when energizing the six brushes in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における電動モータの回転数および回転トルクの変化を、通電パターンごとに示したグラフである。It is the graph which showed the rotation speed and rotation torque change of the electric motor in 1st Embodiment of this invention for every electricity supply pattern. 本発明の第2実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and the permanent magnet in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態におけるヨークおよびアーマチュアコアの横断面図である。It is a cross-sectional view of a yoke and an armature core in the third embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and the permanent magnet in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the winding state of the armature coil to the armature core in 3rd Embodiment of this invention from the axial direction. 本発明の第4実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and the permanent magnet in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態におけるヨークおよびアーマチュアコアの横断面図である。It is a cross-sectional view of a yoke and an armature core in the fifth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and permanent magnet in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the winding state of the armature coil to the armature core in 5th Embodiment of this invention from the axial direction. 本発明の第6実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。It is an expanded view of the armature and permanent magnet in 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態における各ブラシへの通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシへの通電状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply pattern to each brush in 7th Embodiment of this invention, and the electricity supply condition to each brush for every these electricity supply patterns. 本発明の第8実施形態における各ブラシへの通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシへの通電状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electricity supply pattern to each brush in 8th Embodiment of this invention, and the electricity supply condition to each brush for every these electricity supply patterns. 本発明の第9実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。It is a top view of the armature core in 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。It is explanatory drawing which looked at the winding state of the armature coil to the armature core in 9th Embodiment of this invention from the axial direction. 本発明の他の実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。It is a top view of the armature core in other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。It is a top view of the armature core in other embodiments of the present invention.

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
(電動モータ)
図1は、電動モータ1の構成を示す縦断面図、図2は、図1のA−A線に沿う断面図であって、アーマチュアコイル7の図示を省略している。
図1、図2に示すように、電動モータ1はいわゆるブラシ付き直流モータであって、例えば、自動車のラジエータ冷却用のファンモータとして用いられる。電動モータ1は、有底円筒形状のヨーク(モータケース)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がエンドブラケット17によって覆蓋されている。そして、電動モータ1は、アーマチュア3の回転軸5が水平方向に沿うような状態で自動車のラジエータに取り付けられている。
(First embodiment)
(Electric motor)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the electric motor 1, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and the illustration of the armature coil 7 is omitted.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric motor 1 is a so-called brushed DC motor, and is used, for example, as a fan motor for cooling a radiator of an automobile. The electric motor 1 includes an armature 3 rotatably provided in a bottomed cylindrical yoke (motor case) 2, and an opening 2 c of the yoke 2 is covered with an end bracket 17. And the electric motor 1 is attached to the radiator of a motor vehicle in the state in which the rotating shaft 5 of the armature 3 follows a horizontal direction.

ヨーク2の周壁2aには、内面に周方向に沿って瓦状の永久磁石4が6個配置されている。これら永久磁石4は、周方向に沿って磁極が順番となるように配置されている。
また、ヨーク2のエンド部(底部)2bには、径方向略中央に凹部10が形成されている。この凹部10の大部分に、軸方向外側に向かって突出するボス部10aが形成されている。このボス部10aには、アーマチュア3の回転軸5の一端(図1における左側端)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12が内嵌されている。
Six tile-shaped permanent magnets 4 are arranged on the inner surface of the peripheral wall 2a of the yoke 2 along the circumferential direction. These permanent magnets 4 are arranged so that the magnetic poles are in order along the circumferential direction.
In addition, a concave portion 10 is formed in the end portion (bottom portion) 2b of the yoke 2 at a substantially radial center. A boss portion 10 a that protrudes outward in the axial direction is formed in the majority of the recess 10. The boss portion 10a is formed with an insertion hole 11 through which one end (the left end in FIG. 1) of the rotary shaft 5 of the armature 3 is inserted, and for rotatably supporting one end side of the rotary shaft 5. The bearing 12 is fitted inside.

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に巻回されたアーマチュアコイル7と、回転軸5の他端側(図1における右側)に配置されたコンミテータ13とにより構成されている。   The armature 3 includes an armature core 6 that is externally fitted and fixed to the rotating shaft 5, an armature coil 7 that is wound around the armature core 6, and a commutator 13 that is disposed on the other end side (right side in FIG. 1) of the rotating shaft 5. It is comprised by.

(アーマチュアコア)
図2は、アーマチュアコア6の平面図である。
図1、図2に示すように、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により形成される。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。
(Armature core)
FIG. 2 is a plan view of the armature core 6.
As shown in FIGS. 1 and 2, the armature core 6 is formed by laminating a plurality of metal plates in the axial direction or pressure-molding soft magnetic powder. The armature core 6 has a substantially annular rotary shaft fixing portion 61 that is fitted and fixed to the rotary shaft 5. The rotary shaft 5 is press-fitted and fixed in an insertion hole 61 a formed in the rotary shaft fixing portion 61.

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複数本(例えば、本第1実施形態では8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が複数(例えば、本実施形態では10個)形成されていることになる。   An outer annular portion 62 formed concentrically with the rotating shaft fixing portion 61 is provided on the outer side in the radial direction of the rotating shaft fixing portion 61. Between the rotary shaft fixing portion 61 and the outer annular portion 62, a plurality of spoke portions 63 are provided at equal intervals in the circumferential direction across the both 61 and 62 (for example, 8 in the first embodiment). Book) is provided. In other words, the armature core 6 includes a plurality of through holes 64 that penetrate in the axial direction and are substantially fan-shaped in a plan view in the axial direction by the rotating shaft fixing portion 61, the outer annular portion 62, and the spoke portion 63 (for example, in the present embodiment). 10).

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20個放射状に形成されている。そして、各ティース36間に、それぞれ蟻溝状のスロット37が形成される。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20個形成されている。そして、これらスロット37にエナメル被覆の巻線38(図4参照)が挿通され、ティース36上に不図示の絶縁体を介して巻線38が巻回されている。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。なお、巻線38の巻回方法についての詳細は、後述する。   On the radially outer side of the outer annular portion 62, 20 teeth 36 that are substantially T-shaped in a plan view in the axial direction are radially formed at equal intervals along the circumferential direction. A dovetail slot 37 is formed between the teeth 36. The slots 37 extend along the axial direction, and 20 slots 37 are formed at equal intervals along the circumferential direction. Then, enamel-coated windings 38 (see FIG. 4) are inserted into these slots 37, and the windings 38 are wound on the teeth 36 via an insulator (not shown). As a result, a plurality of armature coils 7 are formed on the outer periphery of the armature core 6. Details of the winding method of the winding 38 will be described later.

回転軸5の他端側に配置されたコンミテータ13は、回転軸5に外嵌固定され略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40aに露出配設された20枚のセグメント41とにより構成されている。すなわち、本第1実施形態の電動モータ1は、永久磁石4(磁極)が6個(6極)、スロット37が20個、セグメント41が20枚のいわゆる6極20スロット20セグメントの直流モータとなっている。
セグメント41は、軸方向に長い板状の金属片により形成されたものであって、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43が一体成形されている。
The commutator 13 disposed on the other end side of the rotating shaft 5 is exposed and disposed on the resin mold body 40 that is externally fixed to the rotating shaft 5 and formed in a substantially cylindrical shape, and the outer peripheral surface 40 a of the resin mold body 40. The 20 segments 41 are formed. That is, the electric motor 1 of the first embodiment is a so-called 6-pole 20-slot 20-segment DC motor having 6 permanent magnets 4 (magnetic poles), 20 slots 37, and 20 segments 41. It has become.
The segments 41 are formed by plate-like metal pieces that are long in the axial direction, and are fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction in a state of being insulated from each other. A riser 43 is integrally formed at the end portion of the segment 41 on the armature core 6 side so as to be folded back to the outer diameter side.

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を構成する巻線38が掛け回され、ヒュージング溶接等の電気的固着手段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。
なお、ヒュージング溶接は、アーマチュアコア6の複数の巻線の貫通孔64を介してライザ43を挟むように一対の電極棒を軸方向から押し当て電極棒への通電によって巻線71のエナメル被覆を溶かしつつ、ライザ43を溶接させることによって行う。
The riser 43 is for connecting the armature coil 7 to the segment 41, and the winding 38 constituting the armature coil 7 is wound around and fixed by an electrical fixing means such as fusing welding. Yes. Thereby, the segment 41 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected.
In the fusing welding, a pair of electrode rods are pressed from the axial direction so as to sandwich the riser 43 through the through holes 64 of the plurality of windings of the armature core 6, and the energization of the winding 71 is performed by energizing the electrode rods. This is done by welding the riser 43 while melting.

(エンドブラケット)
ヨーク2の開口部2cを覆蓋しモータケースの一部を成すエンドブラケット17は、略円板状に形成されており、中央の大部分に外側に向かって突出する凸部15が形成されている。凸部15を形成することによって、内面側が凹状になる。この凹状の凸部15の内面側は、後述するブラシ22を収納するための収納凹部16として機能する。
凸部15のエンド部(底部)15aには、径方向略中央に、段差によってさらに外側に突出するボス部18が形成されている。このボス部18の内面側には、回転軸5の他端側を回転自在に支持するための軸受19がホルダ19aによって固定されている。
(End bracket)
An end bracket 17 that covers the opening 2c of the yoke 2 and forms a part of the motor case is formed in a substantially disc shape, and a convex portion 15 that protrudes outward is formed in a large part of the center. . By forming the convex portion 15, the inner surface side becomes concave. The inner surface side of the concave convex portion 15 functions as an accommodating concave portion 16 for accommodating a brush 22 described later.
A boss portion 18 is formed on the end portion (bottom portion) 15a of the convex portion 15 so as to protrude further outward due to a step at a substantially central portion in the radial direction. A bearing 19 for rotatably supporting the other end side of the rotating shaft 5 is fixed to the inner surface side of the boss portion 18 by a holder 19a.

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が一体的に設けられている。このステー9は、電動モータ1を固定するときに使用されるものであって、不図示のボルトを挿通可能な挿通孔9aが形成されている。
また、エンドブラケット17の収納凹部16には、ホルダステー20が不図示のねじ等の固着手段によって取り付けられている。ホルダステー20は、樹脂製で略円板状に形成されたものであって、この内面にブラシホルダ21が6つ固定されている。
On the outer peripheral side of the end bracket 17, a stay 9 that extends outward is integrally provided. The stay 9 is used when the electric motor 1 is fixed, and has an insertion hole 9a into which a bolt (not shown) can be inserted.
A holder stay 20 is attached to the storage recess 16 of the end bracket 17 by a fixing means such as a screw (not shown). The holder stay 20 is made of resin and formed in a substantially disc shape, and six brush holders 21 are fixed to the inner surface.

ブラシホルダ21は、真鋳などで直方体の箱状に形成されたものであって、その長手方向が径方向に沿うように配置され、且つ周方向に等間隔で(各永久磁石4に対応するように)配置されている。
ブラシホルダ21には、それぞれブラシ22がコイルスプリング23を介して付勢された状態でコンミテータ13に対して進退自在に内装されている。
これらブラシ22の先端部は、コイルスプリング23によって径方向内側に向け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。ブラシ22は、不図示のピグテールを介してホルダステー20上に配索された複数のターミナル24と電気的に接続されコネクタ等によって外部電源(不図示)と電気的に接続されている。
The brush holder 21 is formed in a rectangular parallelepiped box shape by brass or the like, and is arranged so that its longitudinal direction is along the radial direction, and at equal intervals in the circumferential direction (corresponding to each permanent magnet 4). Is arranged).
The brush holder 21 is provided with a brush 22 that is urged via a coil spring 23 so that the brush 22 can advance and retreat relative to the commutator 13.
Since the tip portions of the brushes 22 are urged radially inward by the coil springs 23, they are in sliding contact with the segments 41 of the commutator 13. The brush 22 is electrically connected to a plurality of terminals 24 arranged on the holder stay 20 via a pigtail (not shown), and is electrically connected to an external power source (not shown) by a connector or the like.

図3は、ブラシ22の配置と、各ブラシ22の外部電源との接続状態を示す簡略図である。
同図に示すように、電動モータ1には、ブラシ22の個数に対応するように6つの給電端子25が設けられており、これら給電端子25に、各ブラシ22がそれぞれ別々にピグテールを介して接続されている。
FIG. 3 is a simplified diagram showing the arrangement of the brushes 22 and the connection state between the brushes 22 and the external power supply.
As shown in the figure, the electric motor 1 is provided with six power supply terminals 25 corresponding to the number of the brushes 22, and the brushes 22 are individually connected to the power supply terminals 25 via pigtails. It is connected.

より具体的には、6つの給電端子25は、それぞれ外部電源の陽極側に接続される3つの陽極端子25aと、外部電源の陰極側に接続される3つの陰極端子25bとにより構成されている。そして、6つのブラシ22のうち、陽極端子25aに接続される陽極ブラシ22aと、陰極端子25bに接続される陰極ブラシ22bは、それぞれ周方向に順番に配置されている。なお、以下の説明の都合上、図3において、各給電端子25に「+(1)〜−(3)」と番号を付した。ここで、「+」は、陽極端子25aを示し、「−」は、陰極端子25bを示している。   More specifically, each of the six power supply terminals 25 includes three anode terminals 25a connected to the anode side of the external power source and three cathode terminals 25b connected to the cathode side of the external power source. . Of the six brushes 22, the anode brush 22a connected to the anode terminal 25a and the cathode brush 22b connected to the cathode terminal 25b are arranged in order in the circumferential direction. For convenience of the following description, numbers “+ (1) to − (3)” are assigned to the respective power supply terminals 25 in FIG. Here, “+” indicates the anode terminal 25a, and “−” indicates the cathode terminal 25b.

(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図4、図5に基づいて、アーマチュアコイル7の巻回構造について説明する。
図4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、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。図5は、アーマチュアコア6へのアーマチュアコイル7の巻回状態を軸方向からみた説明図である。なお、以下の図4においては、各セグメント41、各ティース36、および巻回されたアーマチュアコイル7にそれぞれ符号を付して説明する。また、セグメント41に付した番号のうち、1番に相当するセグメント41は、1番ティース36の位置に対応するように、この1番ティース36に近接配置されているものとする。
(Wound structure of armature coil)
Next, the winding structure of the armature coil 7 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an expanded view of the segment 41 (riser 43) of the armature 3, the teeth 36, and the permanent magnet 4 disposed on the yoke 2 side. The gap between the adjacent teeth 36 is in the slot 37. It corresponds. FIG. 5 is an explanatory view of the winding state of the armature coil 7 around the armature core 6 as seen from the axial direction. In the following FIG. 4, each segment 41, each tooth 36, and the wound armature coil 7 will be described with reference numerals. In addition, of the numbers assigned to the segments 41, the segment 41 corresponding to No. 1 is arranged close to the first tooth 36 so as to correspond to the position of the first tooth 36.

ここで、アーマチュアコイル7は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル7は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回されることにより形成されている。なお、ダブルフライヤ方式とは、巻線38を引き回すために用いられる巻線機のフライヤ(不図示)を2つ用い、回転軸5を中心にして点対称となる関係で2箇所同時に巻線38を巻回する方式をいう。
以下、より具体的に説明する。
Here, the armature coil 7 is formed by winding a winding 38 with a so-called single wave winding between predetermined slots 37. The armature coil 7 is formed by winding the winding 38 by a double flyer system. Note that the double flyer system uses two winders (not shown) of a winding machine used to route the windings 38, and the two windings 38 are simultaneously point-symmetric with respect to the rotating shaft 5. The method of winding.
More specific description will be given below.

図4、図5に示すように、ダブルフライヤ方式を採用する場合、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント41のライザ43と、11番セグメント41のライザ43とに掛け回されている。
なお、以下の説明において、1番セグメント41から巻き始められる巻線38と、11番セグメント41から巻き始められる巻線38の引き回し手順は、回転軸5を中心にして点対称となるので、1番セグメント41から巻き始められる巻線38のみについて説明し、11番セグメント41から巻き始められる巻線38については、1番セグメント41から巻き始められる巻線38により形成されるアーマチュアコイル7の符号と同一符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 4 and 5, when the double flyer method is adopted, there are two winding start ends 38 a of the winding 38, and each of them is located at a point-symmetrical position around the rotation axis 5. It is wound around the riser 43 of the segment 41 and the riser 43 of the 11th segment 41.
In the following description, the routing procedure of the winding 38 that starts winding from the first segment 41 and the winding 38 that starts winding from the eleventh segment 41 is point-symmetric about the rotating shaft 5, so Only the winding 38 starting from the first segment 41 will be described, and the winding 38 starting from the eleventh segment 41 will be described with reference to the armature coil 7 formed by the winding 38 started from the first segment 41. The same reference numerals are given and the description is omitted.

まず、1番セグメント41のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間でN回(Nは自然数)巻回されてコイル7aを形成する。次に、5−6番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、8番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、9−10番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と12−13番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7bを形成する。次に、12−13番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、15番セグメント41のライザ43に掛け回す。
First, the winding 38 in which the winding start end 38a is wound around the riser 43 of the first segment 41 is inserted into the slot 37 between the second and third teeth 36, and the slot 37 and the fifth and sixth teeth 36 are inserted. The coil 7a is formed by winding N times (N is a natural number) between the slots 37 therebetween. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 8th segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 9th and 10th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 12th and 13th teeth 36, and the coil 7b. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 12th and 13th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 15th segment 41.

続いて、巻線38は、16−17番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と19−20番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7cを形成する。次に、19−20番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、3−4番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と6−7番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7dを形成する。次に、6−7番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、9番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 16th and 17th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 19th and 20th teeth 36, and the coil 7c. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 19th to 20th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the second segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 3rd and 4th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 6th and 7th teeth 36, and the coil 7d. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 6th and 7th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 9th segment 41.

続いて、巻線38は、10−11番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と13−14番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7eを形成する。次に、13−14番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、16番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、17−18番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と20−1番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7fを形成する。次に、20−1番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、3番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 10th to 11th teeth 36, and is wound N times between this slot 37 and the slot 37 between the 13th to 14th teeth 36, and the coil 7e. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 13th and 14th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 16th segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 17th and 18th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 20th and 19th teeth 36, and the coil 7f. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 20th and 36th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the third segment 41.

続いて、巻線38は、4−5番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と7−8番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7gを形成する。次に、7−8番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、10番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、11−12番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−15番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7hを形成する。次に、14−15番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、17番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 4th and 5th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 7th and 8th teeth 36, and the coil 7g. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 7th and 8th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 10th segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 11th and 12th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 14th and 15th teeth 36, and the coil 7h. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 14th and 15th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 17th segment 41.

続いて、巻線38は、18−19番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と1−2番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7iを形成する。次に、1−2番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、4番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、5−6番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と8−9番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7jを形成する。次に、8−9番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、11番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 18th to 19th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 1-2th tooth 36, and the coil 7i. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the first and second teeth 36 and is wound around the riser 43 of the fourth segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36, and is wound N times between this slot 37 and the slot 37 between the 8th and 9th teeth 36, and the coil 7j. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 8th and 9th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 11th segment 41.

これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業が完了する。そして、これにより、10個のコイル7a〜7jで構成されるアーマチュアコイル7が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、10個のコイル7a〜7j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、一方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き終わり端38bは、他方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き始め端38aと同じセグメント41に接続されることになる。
Thereby, the winding operation of the winding 38 using one of the double fryer is completed. As a result, an armature coil 7 composed of ten coils 7a to 7j is formed. At the same time, the winding operation of the winding 38 using the other flyer of the double fryer is completed. Even when the other flyer is used, the armature coil 7 composed of the ten coils 7a to 7j is formed.
Here, the winding end 38b of the winding 38 wound by one flyer is connected to the same segment 41 as the winding start 38a of the winding 38 wound by the other flyer.

このような構成のもと、各給電端子25a,25b(図3参照)に、不図示の外部電源から電流が供給されると、ブラシ22およびセグメント41を介してアーマチュアコイル7に電流が供給される。そして、アーマチュアコイル7が形成されたアーマチュアコア6に磁界が発生し、この磁界とヨーク2に設けられた永久磁石4との間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア3(回転軸5)が回転する。
ここで、電動モータ1において、各給電端子25a,25bへの通電は、不図示の制御部によって制御されており、以下に示すように、複数の通電パターンを有している。
With such a configuration, when current is supplied to each of the power supply terminals 25a and 25b (see FIG. 3) from an external power source (not shown), current is supplied to the armature coil 7 via the brush 22 and the segment 41. The A magnetic field is generated in the armature core 6 on which the armature coil 7 is formed, and a magnetic attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic field and the permanent magnet 4 provided on the yoke 2. Thereby, the armature 3 (rotating shaft 5) rotates.
Here, in the electric motor 1, energization to the power supply terminals 25a and 25b is controlled by a control unit (not shown), and has a plurality of energization patterns as described below.

(ブラシ通電方法)
図6は、各通電パターンを示す表、図7は、各通電パターンにおける各ブラシ22への通電状況を示す説明図である。なお、図6と図7は、それぞれの通電パターンを対応させて記載している。また、図6における「+(1)〜−(3)」は、図3の各給電端子25a,25bに付した「+(1)〜−(3)」に対応している。
(Brush energization method)
FIG. 6 is a table showing each energization pattern, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the energization status of each brush 22 in each energization pattern. 6 and 7 show the respective energization patterns corresponding to each other. Further, “+ (1) to − (3)” in FIG. 6 corresponds to “+ (1) to − (3)” attached to the power supply terminals 25a and 25b in FIG.

図3、図6、図7に示すように、各給電端子25a,25bへの通電パターンは、2つのブラシ22(2ブラシ)に通電させるパターン、4つのブラシ22(4ブラシ)に通電させるパターン、6つのブラシ22(6ブラシ)の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子25a,25bへの通電パターンは、通電されるブラシ22が偶数個で切り換わることにより形成される。
さらに、2つのブラシ22に通電させるパターン、および4つのブラシ22に通電させるパターンは、それぞれ通電させるブラシ22のパターンを2つずつ有する。
ここで、各給電端子25a,25bへの通電パターンが変化させることにより、通電されるアーマチュアコイル7の有効導体数が変化する。以下、具体的に説明する。
As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the energization pattern to each of the power supply terminals 25 a and 25 b is a pattern for energizing two brushes 22 (2 brushes), and a pattern for energizing four brushes 22 (4 brushes). , And a pattern for energizing all six brushes 22 (six brushes). In other words, the energization pattern to each of the power supply terminals 25a and 25b is formed by switching the energized brush 22 by an even number.
Furthermore, the pattern for energizing the two brushes 22 and the pattern for energizing the four brushes 22 each have two patterns of the brushes 22 that are energized.
Here, the number of effective conductors of the armature coil 7 to be energized changes by changing the energization pattern to each of the power supply terminals 25a and 25b. This will be specifically described below.

図8は、2つのブラシ22に通電させた場合の有効導体数を示す説明図、図9は、4つのブラシ22に通電させた場合の有効導体数を示す説明図、図10は、6つのブラシ22に通電させた場合の有効導体数を示す説明図であって、それぞれ前述の図4に対応する。
なお、図8〜図10において、矢印が記載されているコイル7a〜7jが通電されているコイル7a〜7jである。すなわち、矢印の本数(矢印1本をコイル1束分とする)が有効導体数となる。また、図8〜図10において、実線で示されたブラシ22が通電されているブラシ22であり、二点鎖線で示されたブラシ22は、無通電状態になっている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the number of effective conductors when two brushes 22 are energized, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the number of effective conductors when four brushes 22 are energized, and FIG. It is explanatory drawing which shows the number of effective conductors at the time of energizing the brush 22, Comprising: Each corresponds to above-mentioned FIG.
8 to 10, the coils 7 a to 7 j indicated by arrows are the coils 7 a to 7 j that are energized. That is, the number of arrows (one arrow corresponds to one bundle of coils) is the number of effective conductors. 8 to 10, the brush 22 indicated by the solid line is the energized brush 22, and the brush 22 indicated by the two-dot chain line is in the non-energized state.

図8に示すように、2つのブラシ22に通電させた場合、有効導体数は、コイル28束分となる。
図9に示すように、4つのブラシ22に通電させた場合、有効導体数は、コイル24束分となる。
図10に示すように、6つのブラシ22に通電させた場合、有効導体数は、コイル20束分となる。
As shown in FIG. 8, when the two brushes 22 are energized, the number of effective conductors is equal to the bundle of 28 coils.
As shown in FIG. 9, when the four brushes 22 are energized, the number of effective conductors is equal to 24 coil bundles.
As shown in FIG. 10, when the six brushes 22 are energized, the number of effective conductors is equivalent to 20 bundles of coils.

図11は、横軸を回転軸5の回転トルク[kgf・cm]とし、縦軸を回転軸5の回転数[rpm]、ブラシ22へ供給する電流の電流値[A]としたときの回転数および回転トルクの変化を、通電パターンごとに示したグラフである。
同図に示すように、外部電源からの電流の供給量が同じであっても(ブラシ22へ供給する電流の電流値を同じにした場合であっても)、ブラシ22(給電端子25a,25b)への通電パターンごとに、回転軸5の回転数および回転トルクが異なることが確認できる。
つまり、2つのブラシに通電させた場合、電動モータ1は低速となり、4つのブラシに通電させた場合、電動モータ1は中速となり、6つのブラシに通電させた場合、電動モータ1は高速となるため、1つの電動モータ1にて、3つの速度のモータ特性を得ることが可能となる。
In FIG. 11, the horizontal axis represents the rotational torque [kgf · cm] of the rotating shaft 5, the vertical axis represents the rotational speed [rpm] of the rotating shaft 5, and the current value [A] of the current supplied to the brush 22. It is the graph which showed the change of the number and rotation torque for every energization pattern.
As shown in the figure, even if the amount of current supplied from the external power source is the same (even if the current value of the current supplied to the brush 22 is the same), the brush 22 (power supply terminals 25a and 25b). It can be confirmed that the rotational speed and the rotational torque of the rotating shaft 5 are different for each energization pattern to the above.
That is, when two brushes are energized, the electric motor 1 is at a low speed, when four brushes are energized, the electric motor 1 is at a medium speed, and when six brushes are energized, the electric motor 1 is at a high speed. Therefore, it is possible to obtain motor characteristics at three speeds with one electric motor 1.

このように、上述の第1実施形態では、磁極数を6に設定し、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル7を形成しながら、ブラシ22の個数を6つに設定している。すなわち、通常巻線38を波巻方式にて巻回する場合、ブラシ22は、陽極ブラシ22aを1つ、陰極ブラシ22bを1つ設ければよいが、敢えて磁極数と同数の6つに設定している。さらに、給電端子25を6つ設けることにより、各ブラシ22への通電パターンを変化させることができる。このため、小型化、高性能化を図りつつ、速度可変に対応できる電動モータ1を提供できる。   As described above, in the first embodiment described above, the number of the brushes 22 is set to 6 while the number of magnetic poles is set to 6 and the armature coil 7 is formed by winding the winding 38 with a so-called single wave winding. Is set. That is, when the normal winding 38 is wound by the wave winding method, the brush 22 may be provided with one anode brush 22a and one cathode brush 22b, but it is set to the same number of magnetic poles as six. doing. Furthermore, by providing six power supply terminals 25, the energization pattern to each brush 22 can be changed. For this reason, the electric motor 1 which can respond to variable speed can be provided, aiming at size reduction and performance enhancement.

(第2実施形態)
次に、図12に基づいて、第2実施形態について説明する。
図12は、第2実施形態におけるアーマチュア3および永久磁石4の展開図であって、前述の図4に対応している。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を省略する(以下の実施形態についても同様)。
図8に示すように、前述の第1実施形態と第2実施形態との相違点は、第1実施形態では、アーマチュアコア6に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント41と所定のスロット37との間を最短距離で配索したが、第2実施形態では、所定のセグメント41と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5に掛け回しながら配索している点にある。以下に詳述する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIG.
FIG. 12 is a development view of the armature 3 and the permanent magnet 4 in the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 described above. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the aspect same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted (same also about the following embodiment).
As shown in FIG. 8, the difference between the first embodiment and the second embodiment described above is that in the first embodiment, when winding the winding 38 around the armature core 6, a predetermined segment 41 and a predetermined In the second embodiment, the winding 38 between the predetermined segment 41 and the predetermined slot 37 is routed around the rotary shaft 5 while being routed between the slots 37 at the shortest distance. In the point. This will be described in detail below.

(アーマチュアコイルの巻回構造)
図12に示すように、1番セグメント41のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、ティース36の間のスロット37に直接挿入されず、回転軸5の周りに1周掛け回され、その後に2−3番ティース36の間のスロット37に挿入される。そして、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7aを形成する。
(Wound structure of armature coil)
As shown in FIG. 12, the winding 38 in which the winding start end 38 a is wound around the riser 43 of the first segment 41 is not directly inserted into the slot 37 between the teeth 36, and is rotated once around the rotating shaft 5. It is hung and then inserted into the slot 37 between the second and third teeth 36. And it winds N times between this slot 37 and the slot 37 between the 5-6th teeth 36, and forms the coil 7a.

次に、5−6番ティース36の間のスロット37から引き出された巻線38は、直接セグメント41のライザ43に掛け回されず、再び回転軸5の周りに1周掛け回され、その後に8番セグメント41のライザ43に掛け回される。
続いて、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、9−10番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と12−13番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7bを形成する。
Next, the winding 38 drawn out from the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36 is not directly wound around the riser 43 of the segment 41, but is again wound around the rotating shaft 5 once, and thereafter It is hung around the riser 43 of the eighth segment 41.
Subsequently, the winding 38 is again wound around the rotary shaft 5 and then inserted into the slot 37 between the 9th to 10th teeth 36 and the slot 37 between the slot 37 and the 12th to 13th teeth 36. Is wound N times to form a coil 7b.

次に、12−13番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、回転軸5の周りに1周掛け回した後、15番セグメント41のライザ43に掛け回す。
さらに、巻線38は、再び回転軸5の周りに1周掛け回された後、16−17番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と19−20番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7cを形成する。そして、再び回転軸5の周りに1周に巻線38を掛け回し、その後に2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 12th and 13th teeth 36, and is wound around the rotation shaft 5 once, and then is wound around the riser 43 of the 15th segment 41.
Further, the winding 38 is again wound around the rotary shaft 5 once and then inserted into the slot 37 between the 16-17th tooth 36 and between the slot 37 and the 19-20th tooth 36. The coil 7c is formed by winding N times with the slot 37. Then, the winding 38 is again wound around the rotation shaft 5 around the rotation shaft 5, and then wound around the riser 43 of the second segment 41.

このように、アーマチュアコア6とセグメント41との間に配索される巻線38を、全て回転軸5の周りに1周掛け回しながら、所定のスロット37間、および所定のセグメント41のライザ43に順次巻線38を引き回し、10個のコイル7a〜7jで構成されるアーマチュアコイル7を形成する。   As described above, the windings 38 arranged between the armature core 6 and the segment 41 are all wound around the rotation shaft 5 for one turn, and between the predetermined slots 37 and the riser 43 of the predetermined segment 41. The armature coil 7 composed of the ten coils 7a to 7j is formed by sequentially winding the windings 38.

したがって、上述の第2実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とセグメント41との間に配索される巻線38が回転軸5の周りに掛け回されるので、アーマチュアコア6とセグメント41との間の巻線38を回転軸5周りに集中配索することができる。すなわち、アーマチュアコア6とセグメント41との間を巻線38により最短距離で接続する場合と比較して、これらの間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア3を小型化できる。   Therefore, according to the second embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, the winding 38 arranged between the armature core 6 and the segment 41 is hung around the rotary shaft 5. Since it is rotated, the winding 38 between the armature core 6 and the segment 41 can be concentratedly routed around the rotation axis 5. That is, compared with the case where the armature core 6 and the segment 41 are connected by the winding 38 at the shortest distance, the winding of the winding 38 between them can be suppressed. For this reason, the armature 3 can be reduced in size.

(第3実施形態)
次に、図13〜図15に基づいて、第3実施形態について説明する。
図13は、第3実施形態におけるヨーク2およびアーマチュアコア206の横断面図であって、前述の図2に対応している。
同図に示すように、前述の第1実施形態と第3実施形態との相違点は、前述の第1実施形態では、アーマチュアコア6のティース36が周方向に沿って等間隔に20個放射状に形成されているのに対し、第3実施形態では、アーマチュアコア206のティース36が周方向に沿って等間隔に14個放射状に形成されている点にある。そして、第3実施形態のコンミテータ213のセグメント41の枚数もティース36の個数に対応するように14枚に設定されている。すなわち、第3実施形態の電動モータ201は、永久磁石4(磁極)が6個(6極)、スロット37が14個、セグメント41が14枚のいわゆる6極14スロット14セグメントの直流モータとなっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described based on FIGS.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the yoke 2 and the armature core 206 in the third embodiment, and corresponds to FIG. 2 described above.
As shown in the figure, the difference between the first embodiment and the third embodiment is that, in the first embodiment, 20 teeth 36 of the armature core 6 are radially spaced along the circumferential direction. On the other hand, in the third embodiment, 14 teeth 36 of the armature core 206 are radially formed at equal intervals along the circumferential direction. The number of segments 41 of the commutator 213 of the third embodiment is also set to 14 so as to correspond to the number of teeth 36. That is, the electric motor 201 according to the third embodiment is a so-called 6-pole 14-slot 14-segment DC motor having 6 permanent magnets 4 (magnetic poles) (14 poles), 14 slots 37, and 14 segments 41. ing.

(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図14、図15に基づいて、アーマチュアコイル7の巻回構造について説明する。
図14は、第3実施形態におけるアーマチュア203および永久磁石4の展開図であって、前述の図4に対応している。図15は、アーマチュアコア206へのアーマチュアコイル7の巻回状態を軸方向からみた説明図であって前述の図5に対応している。
(Wound structure of armature coil)
Next, the winding structure of the armature coil 7 will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 is a development view of the armature 203 and the permanent magnet 4 in the third embodiment, and corresponds to FIG. 4 described above. FIG. 15 is an explanatory view of the winding state of the armature coil 7 around the armature core 206 as seen from the axial direction, and corresponds to FIG. 5 described above.

なお、アーマチュアコイル7は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル7は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回することにより形成されている。すなわち、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5(図1参照)を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント41のライザ43と、8番セグメント41のライザ43とに掛け回されている。   The armature coil 7 is formed by winding a winding 38 in a so-called single wave winding between predetermined slots 37. The armature coil 7 is formed by winding the winding 38 by a double flyer method. That is, there are two winding start ends 38 a of the winding 38, and the riser 43 of the first segment 41 and the eighth segment 41 existing at point-symmetrical positions around the rotation axis 5 (see FIG. 1). The riser 43 is hung around.

また、以下の説明において、1番セグメント41から巻き始められる巻線38と、8番セグメント41から巻き始められる巻線38の引き回し手順は、回転軸5を中心にして点対称となるので、1番セグメント41から巻き始められる巻線38のみについて説明し、8番セグメント41から巻き始められる巻線38については、1番セグメント41から巻き始められる巻線38により形成されるアーマチュアコイル7の符号と同一符号を付して説明を省略する。   Further, in the following description, the routing procedure of the winding 38 starting from the first segment 41 and the winding 38 starting from the eighth segment 41 is point-symmetric about the rotation axis 5, so that 1 Only the winding 38 that starts winding from the No. segment 41 will be described, and the winding 38 that starts winding from the No. 8 segment 41 will be described with reference to the armature coil 7 formed by the winding 38 that starts winding from the No. 1 segment 41. The same reference numerals are given and the description is omitted.

図14、図15に示すように、まず、1番セグメント41のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7aを形成する。次に、5−6番ティース236の間のスロット37から巻線38を引き出し、7番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、8−9番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7bを形成する。次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、11番セグメント41のライザ43に掛け回す。
As shown in FIGS. 14 and 15, first, the winding 38 in which the winding start end 38a is wound around the riser 43 of the first segment 41 is inserted into the slot 37 between the second and third teeth 36. The coil 7a is formed by winding N times between the slot 37 and the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 5th and 6th teeth 236 and is wound around the riser 43 of the 7th segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 8th and 9th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 9th and 10th teeth 36, and the coil 7b. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 9th and 10th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 11th segment 41.

続いて、巻線38は、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−1番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7cを形成する。次に、14−1番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、3−4番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7dを形成する。次に、5−6番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、7番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 12th and 13th teeth 36, and is wound N times between this slot 37 and the slot 37 between the 14th and 13th teeth 36, and the coil 7c. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 14-1 teeth 36 and hung around the riser 43 of the second segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 3rd and 4th teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36, and the coil 7d. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 5th and 6th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 7th segment 41.

続いて、巻線38は、8−9番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と10−11番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7eを形成する。次に、10−11番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、12番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、13−14番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と1−2番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7fを形成する。次に、1−2番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、3番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 8th and 9th teeth 36, and is wound N times between this slot 37 and the slot 37 between the 10th and 11th teeth 36, and the coil 7e. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 10th to 11th teeth 36 and hung around the riser 43 of the 12th segment 41.
Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the thirteenth and fourteenth teeth 36, and is wound N times between the slot 37 and the slot 37 between the first and second teeth 36, and the coil 7f. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the first and second teeth 36 and is wound around the riser 43 of the third segment 41.

続いて、巻線38は、4−5番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と6−7番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7gを形成する。次に、6−7番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、8番セグメント41のライザ43に掛け回す。   Subsequently, the winding 38 is inserted into the slot 37 between the 4th and 5th teeth 36, and is wound N times between this slot 37 and the slot 37 between the 6th and 7th teeth 36, and the coil 7g. Form. Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 6th and 7th teeth 36 and is wound around the riser 43 of the 8th segment 41.

これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業が完了する。そして、これにより、7個のコイル7a〜7gで構成されるアーマチュアコイル7が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、7個のコイル7a〜7g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、一方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き終わり端38bは、他方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き始め端38aと同じセグメント41に接続されることになる。
したがって、上述の第3実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Thereby, the winding operation of the winding 38 using one of the double fryer is completed. Thus, an armature coil 7 composed of seven coils 7a to 7g is formed. At the same time, the winding operation of the winding 38 using the other flyer of the double fryer is completed. Even when the other flyer is used, the armature coil 7 composed of the seven coils 7a to 7g is formed.
Here, the winding end 38b of the winding 38 wound by one flyer is connected to the same segment 41 as the winding start 38a of the winding 38 wound by the other flyer.
Therefore, according to the above-described third embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.

(第4実施形態)
(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図16に基づいて、第4実施形態について説明する。
図16は、第4実施形態におけるアーマチュア203および永久磁石4の展開図であって、前述の図14に対応している。
同図に示すように、前述の第3実施形態と第4実施形態との相違点は、第3実施形態では、アーマチュアコア206に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント41と所定のスロット37との間を最短距離で配索したが、第4実施形態では、所定のセグメント41と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5に掛け回しながら配索している点にある。以下に詳述する。
(Fourth embodiment)
(Wound structure of armature coil)
Next, a fourth embodiment will be described based on FIG.
FIG. 16 is a development view of the armature 203 and the permanent magnet 4 in the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 14 described above.
As shown in the figure, the difference between the third embodiment and the fourth embodiment described above is that, in the third embodiment, when winding the winding 38 around the armature core 206, a predetermined segment 41 and a predetermined In the fourth embodiment, the winding 38 between the predetermined segment 41 and the predetermined slot 37 is routed around the rotary shaft 5 while being routed between the slots 37 at the shortest distance. In the point. This will be described in detail below.

図16に示すように、1番セグメント241のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、ティース36の間のスロット37に直接挿入されず、回転軸5周りに1周掛け回され、その後に2−3番ティース36の間のスロット37に挿入される。そして、このスロット37と4−5番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7aを形成する。   As shown in FIG. 16, the winding 38 in which the winding start end 38 a is wound around the riser 43 of the first segment 241 is not directly inserted into the slot 37 between the teeth 36, and is wound around the rotation shaft 5 once. Then, it is inserted into the slot 37 between the second and third teeth 36. And it winds N times between this slot 37 and the slot 37 between the 4th-5th teeth 36, and forms the coil 7a.

次に、4−5番ティース36の間のスロット37から引き出された巻線38は、直接6番セグメント41のライザ43に掛け回されず、再び回転軸5周りに1周掛け回され、その後に6番セグメント41のライザ43に掛け回される。
続いて、巻線38は、再び回転軸5周りに1周掛け回された後、7−8番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7bを形成する。
Next, the winding 38 drawn out from the slot 37 between the 4th and 5th teeth 36 is not directly wound around the riser 43 of the 6th segment 41, but is again wound around the rotation shaft 5 once, Is hung around the riser 43 of the sixth segment 41.
Subsequently, the winding 38 is again wound around the rotary shaft 5 once and then inserted into the slot 37 between the 7-8th teeth 36 and between the slot 37 and the 9-10th teeth 36. The coil 7b is formed by winding N times with the slot 37.

次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、回転軸5の周りに1周掛け回した後、10番セグメント41のライザ43に掛け回す。
さらに、巻線38は、再び回転軸5周りに1周掛け回された後、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−1番ティース36の間のスロット37との間でN回巻回されてコイル7cを形成する。そして、再び回転軸5周りに1周巻線38を掛け回し、その後に2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
Next, the winding 38 is pulled out from the slot 37 between the 9th and 10th teeth 36, and is wound around the rotation shaft 5 once, and then is wound around the riser 43 of the 10th segment 41.
Further, the winding 38 is again wound around the rotary shaft 5 once and then inserted into the slot 37 between the 12-13 th teeth 36 and the slot between the slot 37 and the 14-1 th teeth 36. 37 is wound N times to form the coil 7c. Then, the one-turn winding 38 is again wound around the rotation shaft 5, and then is wound around the riser 43 of the second segment 41.

このように、アーマチュアコア206とセグメント41との間に配索される巻線38を、全て回転軸5の周りに1周掛け回しながら、所定のスロット37間、および所定のセグメント41のライザ43に順次巻線38を引き回し、7個のコイル7a〜7gで構成されるアーマチュアコイル7を形成する。
したがって、上述の第4実施形態によれば、前述の第3実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア206とセグメント41との間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア203を小型化できる。
In this way, the windings 38 arranged between the armature core 206 and the segment 41 are all wound around the rotation shaft 5 for one turn, and between the predetermined slots 37 and the riser 43 of the predetermined segment 41. Next, the winding 38 is sequentially drawn to form the armature coil 7 composed of seven coils 7a to 7g.
Therefore, according to the above-described fourth embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described third embodiment, the winding of the winding 38 between the armature core 206 and the segment 41 can be suppressed. For this reason, the armature 203 can be reduced in size.

(第5実施形態)
次に、図17〜図19に基づいて、第5実施形態について説明する。
図17は、第5実施形態におけるヨーク2およびアーマチュアコア306の横断面図であって、前述の図2に対応している。
同図に示すように、前述の第3実施形態と第5実施形態との相違点は、前述の第3実施形態では、アーマチュアコア206のティース36が周方向に沿って等間隔に14個放射状に形成されているのに対し、第5実施形態では、アーマチュアコア306のティース36が周方向に沿って等間隔に16個放射状に形成されている点にある。そして、第5実施形態のコンミテータ313のセグメント41の枚数もティース36の個数に対応するように16枚に設定されている。すなわち、第5実施形態の電動モータ301は、永久磁石4(磁極)が6個(6極)、スロット37が16個、セグメント41が16枚のいわゆる6極16スロット16セグメントの直流モータとなっている。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described based on FIGS.
FIG. 17 is a cross-sectional view of the yoke 2 and the armature core 306 in the fifth embodiment, and corresponds to FIG. 2 described above.
As shown in the figure, the difference between the third embodiment and the fifth embodiment is that in the third embodiment, the teeth 36 of the armature core 206 are radially arranged at equal intervals along the circumferential direction. On the other hand, in the fifth embodiment, 16 teeth 36 of the armature core 306 are formed radially at equal intervals along the circumferential direction. The number of segments 41 of the commutator 313 of the fifth embodiment is also set to 16 so as to correspond to the number of teeth 36. That is, the electric motor 301 of the fifth embodiment is a so-called 6-pole 16-slot 16-segment DC motor having six permanent magnets 4 (magnetic poles) (16 poles), 16 slots 37, and 16 segments 41. ing.

(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図18、図19に基づいて、アーマチュアコイル7の巻回構造について説明する。
図18は、第5実施形態におけるアーマチュア303および永久磁石4の展開図であって、前述の図4に対応している。図19は、アーマチュアコア306へのアーマチュアコイル7の巻回状態を軸方向からみた説明図であって前述の図5に対応している。
(Wound structure of armature coil)
Next, the winding structure of the armature coil 7 will be described with reference to FIGS.
FIG. 18 is a development view of the armature 303 and the permanent magnet 4 in the fifth embodiment, and corresponds to FIG. 4 described above. FIG. 19 is an explanatory view of the winding state of the armature coil 7 around the armature core 306 when viewed from the axial direction, and corresponds to FIG. 5 described above.

図18、図19に示すように、第5実施形態のアーマチュアコイル7の巻回構造は、前述の第3実施形態のアーマチュアコイル7の巻回構造と基本的に同一である。
すなわち、アーマチュアコイル7は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル7は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回することにより形成されている。つまり、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5(図1参照)を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント41のライザ43と、9番セグメント41のライザ43とに掛け回されている。
As shown in FIGS. 18 and 19, the winding structure of the armature coil 7 of the fifth embodiment is basically the same as the winding structure of the armature coil 7 of the third embodiment described above.
That is, the armature coil 7 is formed by winding the winding 38 between the predetermined slots 37 by so-called single wave winding. The armature coil 7 is formed by winding the winding 38 by a double flyer method. That is, there are two winding start ends 38 a of the winding 38, and the riser 43 of the first segment 41 and the ninth segment 41 existing at point-symmetrical positions around the rotation axis 5 (see FIG. 1). The riser 43 is hung around.

したがって、上述の第5実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   Therefore, according to the above-described fifth embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.

(第6実施形態)
(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図20に基づいて、第6実施形態について説明する。
図20は、第6実施形態におけるアーマチュア303および永久磁石4の展開図であって、前述の図18に対応している。
同図に示すように、前述の第5実施形態と第6実施形態との相違点は、第5実施形態では、アーマチュアコア306に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント41と所定のスロット37との間を最短距離で配索したが、第6実施形態では、所定のセグメント41と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5周りに掛け回しながら配索している点にある。
(Sixth embodiment)
(Wound structure of armature coil)
Next, a sixth embodiment will be described based on FIG.
FIG. 20 is a development view of the armature 303 and the permanent magnet 4 in the sixth embodiment, and corresponds to FIG. 18 described above.
As shown in the figure, the difference between the fifth embodiment and the sixth embodiment described above is that in the fifth embodiment, when winding the winding 38 around the armature core 306, a predetermined segment 41 and a predetermined In the sixth embodiment, the winding 38 between the predetermined segment 41 and the predetermined slot 37 is routed around the rotation axis 5 while being routed between the slots 37 at the shortest distance. There is in point.

したがって、上述の第6実施形態によれば、前述の第5実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア306とセグメント41との間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア303を小型化できる。   Therefore, according to the above-described sixth embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described fifth embodiment, the winding of the winding 38 between the armature core 306 and the segment 41 can be suppressed. For this reason, the armature 303 can be reduced in size.

(第7実施形態)
(ブラシ通電方法)
次に、図21に基づいて、第7実施形態について説明する。
図21は、各ブラシ22への通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシ22への通電状況を示す説明図であって、前述の図7に対応している。
図21に示すように、前述の第1実施形態と第7実施形態との相違点は、前述の第1実施形態は、磁極数(永久磁石4の個数)が6、ブラシ22の個数が磁極数に対応するように6個であるのに対し、第7実施形態は、磁極数が8、ブラシ22の個数が磁極数に対応するように8個である点にある。また、詳細な図示は省略するが、第7実施形態では、給電端子25がブラシ22の個数に対応するように8個設けられている。すなわち、給電端子25は、4個の陽極端子25a、および4個の陰極端子25bにより構成される。
(Seventh embodiment)
(Brush energization method)
Next, a seventh embodiment will be described based on FIG.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing energization patterns to the respective brushes 22 and energization states to the respective brushes 22 for the respective energization patterns, and corresponds to FIG. 7 described above.
As shown in FIG. 21, the difference between the first embodiment and the seventh embodiment is that, in the first embodiment, the number of magnetic poles (the number of permanent magnets 4) is 6, and the number of brushes 22 is a magnetic pole. Whereas the number of magnetic poles is six to correspond to the number, the seventh embodiment is that the number of magnetic poles is eight and the number of brushes 22 is eight to correspond to the number of magnetic poles. Although detailed illustration is omitted, in the seventh embodiment, eight power supply terminals 25 are provided so as to correspond to the number of brushes 22. In other words, the power supply terminal 25 includes four anode terminals 25a and four cathode terminals 25b.

このような構成のもと、ブラシ22への通電パターンは、2つのブラシ22(2ブラシ)に通電させるパターン、4つのブラシ22(4ブラシ)に通電させるパターン、6つのブラシ22(6ブラシ)に通電させるパターン、8つのブラシ22(8ブラシ)の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子25a,25bへの通電パターンは、通電されるブラシ22が偶数個で切り換わることにより形成される。
さらに、2つのブラシ22に通電させるパターンは、通電させるブラシ22のパターンを4つ有する。4つのブラシ22に通電させるパターンは、通電させるブラシ22のパターンを5つ有する。6つのブラシ22に通電させるパターンは、通電させるブラシ22のパターンを2つ有する。これらの通電パターンによって1つの電動モータ1にて、4つの速度のモータ特性を得られるという効果を奏する。
Under such a configuration, the energization pattern for the brushes 22 is a pattern for energizing two brushes 22 (2 brushes), a pattern for energizing four brushes 22 (4 brushes), and 6 brushes 22 (6 brushes). And a pattern for energizing all eight brushes 22 (8 brushes). In other words, the energization pattern to each of the power supply terminals 25a and 25b is formed by switching the energized brush 22 by an even number.
Further, the patterns for energizing the two brushes 22 have four patterns of the brushes 22 for energizing. The patterns for energizing the four brushes 22 have five patterns of the brushes 22 for energizing. The patterns for energizing the six brushes 22 include two patterns of the brushes 22 for energizing. With these energization patterns, there is an effect that one electric motor 1 can obtain motor characteristics of four speeds.

したがって、上述の第7実施形態によれば、磁極数を8に設定し、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル7を形成した場合であっても、ブラシ22の個数を8つに設定し、電動モータ1の小型化、高性能化を図りつつ、速度可変に対応できる電動モータ1を提供できる。   Therefore, according to the above-described seventh embodiment, even when the armature coil 7 is formed by setting the number of magnetic poles to 8 and winding the winding 38 by so-called single wave winding, The number of the motors can be set to eight, and the electric motor 1 capable of responding to variable speed can be provided while reducing the size and improving the performance of the electric motor 1.

(第8実施形態)
(ブラシ通電方法)
次に、図22に基づいて、第8実施形態について説明する。
図22は、各ブラシ22への通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシ22への通電状況を示す説明図であって、前述の図7に対応している。
図22に示すように、前述の第1実施形態と第7実施形態との相違点は、前述の第1実施形態は、磁極数(永久磁石4の個数)が6、ブラシ22の個数が磁極数に対応するように6個であるのに対し、第8実施形態は、磁極数が4、ブラシ22の個数が磁極数に対応するように4個である点にある。また、詳細の図示は省略するが、第8実施形態では、給電端子25がブラシ22の個数に対応するように4個設けられている。すなわち、給電端子25は、2個の陽極端子25a、および2個の陰極端子25bにより構成される。
(Eighth embodiment)
(Brush energization method)
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing energization patterns to the brushes 22 and energization states to the brushes 22 for the respective energization patterns, and corresponds to FIG. 7 described above.
As shown in FIG. 22, the difference between the first embodiment and the seventh embodiment is that the number of magnetic poles (number of permanent magnets 4) is 6 and the number of brushes 22 is magnetic poles. Whereas the number of magnetic poles is six so as to correspond to the number, the eighth embodiment is that the number of magnetic poles is four and the number of brushes 22 is four so as to correspond to the number of magnetic poles. Although illustration of details is omitted, in the eighth embodiment, four power supply terminals 25 are provided so as to correspond to the number of brushes 22. In other words, the power supply terminal 25 includes two anode terminals 25a and two cathode terminals 25b.

このような構成のもと、ブラシ22への通電パターンは、2つのブラシ22(2ブラシ)に通電させるパターン、4つのブラシ22(4ブラシ)の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子25a,25bへの通電パターンは、通電されるブラシ22が偶数個で切り換わることにより形成される。本実施形態においても、この様な通電パターンによって1つの電動モータ1にて、2つの速度のモータ特性を得られるという効果を奏する。
したがって、上述の第8実施形態によれば、磁極数を4に設定し、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル7を形成した場合であっても、ブラシ22の個数を4つに設定し、電動モータ1の小型化、高性能化を図りつつ、速度可変に対応できる電動モータ1を提供できる。
With this configuration, the energization pattern for the brush 22 has a pattern for energizing the two brushes 22 (2 brushes) and a pattern for energizing all the four brushes 22 (4 brushes). In other words, the energization pattern to each of the power supply terminals 25a and 25b is formed by switching the energized brush 22 by an even number. Also in the present embodiment, there is an effect that the motor characteristics of two speeds can be obtained with one electric motor 1 by such an energization pattern.
Therefore, according to the above-described eighth embodiment, even when the armature coil 7 is formed by setting the number of magnetic poles to 4 and winding the winding 38 by so-called single wave winding, The number of the motors can be set to four, and the electric motor 1 that can respond to variable speed can be provided while the electric motor 1 is reduced in size and performance.

(第9実施形態)
(アーマチュアコア)
次に、図23に基づいて、第9実施形態について説明する。
図23は、第9実施形態におけるアーマチュアコア606の平面図、図24は、アーマチュアコア606へのアーマチュアコイル7の巻回状態を軸方向からみた説明図である。
図23に示すように、第1実施形態と第9実施形態との相違点は、第1実施形態のアーマチュアコア6のティース36およびスロット37の形状と、第9実施形態のアーマチュアコア606のティース636およびスロット637の形状とが異なる点にある。以下、より具体的に説明する。
(Ninth embodiment)
(Armature core)
Next, a ninth embodiment will be described based on FIG.
FIG. 23 is a plan view of the armature core 606 according to the ninth embodiment, and FIG. 24 is an explanatory view of the winding state of the armature coil 7 around the armature core 606 as seen from the axial direction.
As shown in FIG. 23, the differences between the first embodiment and the ninth embodiment are the shapes of the teeth 36 and the slots 37 of the armature core 6 of the first embodiment and the teeth of the armature core 606 of the ninth embodiment. 636 and the slot 637 are different in shape. More specific description will be given below.

図2に示すように、第1実施形態におけるアーマチュアコア6のティース36の間隔は周方向に等間隔に設定され、それぞれ軸方向平面視略T字状に形成されている。また、スロット37の間隔および形状は、周方向に等間隔に設定されている。
これに対し、図23の第9実施形態におけるアーマチュアコア606のティース636の間隔は、周方向に等間隔に設定されておらず、形状も異形になっている。また、スロット637の間隔および形状は、周方向に均等に設定されていない。換言すれば、第9実施形態におけるアーマチュアコア606は、異形コアになっている。
As shown in FIG. 2, the intervals between the teeth 36 of the armature core 6 in the first embodiment are set at equal intervals in the circumferential direction, and each is formed in a substantially T shape in an axial plan view. The intervals and shapes of the slots 37 are set at equal intervals in the circumferential direction.
On the other hand, the interval between the teeth 636 of the armature core 606 in the ninth embodiment in FIG. 23 is not set to be equal in the circumferential direction, and the shape is also irregular. Further, the intervals and shapes of the slots 637 are not set evenly in the circumferential direction. In other words, the armature core 606 in the ninth embodiment is a deformed core.

すなわち、図23に示すように、アーマチュアコア606が有するスロット637は、アーマチュアコア606の径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロット637Aと、径方向内側の底部(以下、単に底部という)が広い形状を有する底部幅広スロット637Bと、先端幅広スロット637Aと底部幅広スロット637Bとの中間形状を有する中間幅スロット637Cとを有する。   That is, as shown in FIG. 23, the slot 637 of the armature core 606 has a wide tip end slot 637A having a shape that the outer side in the radial direction of the armature core 606 is wide and a bottom portion (hereinafter simply referred to as a bottom portion) on the inner side in the radial direction. A bottom wide slot 637B having a shape, and an intermediate width slot 637C having an intermediate shape between the wide tip end 637A and the wide bottom slot 637B.

先端幅広スロット637Aにおいては、隣接するティース636が、径方向外側ほど間隔が拡がっている。これにより、先端幅広スロット637Aは、ティース636の底部側で幅が狭く、径方向外側で間隔が広い形状となる。
一方、底部幅広スロット637Bにおいては、隣接するティース636の根元の間隔をあけて配置されている。そして、各ティース636は、径方向外側に向かって放射状に直線状に延びる。これにより、底部幅広スロット637Bは、ティース636の底部側で間隔が広い形状となる。
In the tip wide slot 637A, the interval between adjacent teeth 636 is increased toward the radially outer side. As a result, the wide end slot 637A has a shape that is narrow on the bottom side of the tooth 636 and wide on the radially outer side.
On the other hand, in the bottom wide slot 637B, the bases of the adjacent teeth 636 are spaced apart. Each tooth 636 extends linearly radially outward. Thereby, the bottom wide slot 637 </ b> B has a shape with a wide interval on the bottom side of the tooth 636.

中間幅スロット637Cにおいては、隣接するティース636の径方向外側の間隔が、先端幅広スロット637Aよりも狭く、底部幅広スロット637Bよりも広く設定されている。そして、隣接するティース636の根元の間隔が、先端幅広スロット637Aよりも広く、底部幅広スロット637Bよりも狭く設定されている。この形状により、中間幅スロット637Cは、ティース636の径方向の中間位置に広い空間を確保できる。   In the intermediate width slot 637C, the distance between the adjacent teeth 636 in the radial direction is set narrower than the wide tip slot 637A and wider than the wide bottom slot 637B. The base interval between adjacent teeth 636 is set to be wider than the wide tip slot 637A and narrower than the wide bottom slot 637B. With this shape, the intermediate width slot 637 </ b> C can secure a wide space at the intermediate position in the radial direction of the teeth 636.

また、ティース636は、先端部の一方が長く、一方が短い、左右非対称に形成されている。すなわち、本実施形態に係るティース636は、先端部が、長辺部636aと短辺部636bとを有している。
アーマチュアコア606において、ティース636は、巻線38が巻回される方向に向かって先端の長辺部636aが配置される形状を原則とし、一方で、先端幅広スロット637Aにおいて、巻線38の巻回の順番が後になる側のティース636で、先端部が回転する形状に構成される。
In addition, the teeth 636 are formed asymmetrically such that one of the tip portions is long and one is short. That is, the tooth 636 according to the present embodiment has a long side portion 636a and a short side portion 636b at the tip portion.
In the armature core 606, the teeth 636 have a shape in which the long side portion 636a of the tip is disposed in the direction in which the winding 38 is wound, while the winding of the winding 38 is formed in the wide tip slot 637A. The teeth 636 on the side where the turn is performed later is configured to rotate the tip.

そして、中間幅スロット637Cは、ティース636の先端の長辺部636aと短辺部636bの配置構成により、順向き中間幅スロット637CNと、逆向き中間幅スロット637CRとの2つの形状に分けられる。順向き中間幅スロット637CNにおいては、順向き中間幅スロット637CNを構成する隣接したティース636先端の長辺部636aは、いずれも巻線38が巻回される方向に向かって配置される。
一方、逆向き中間幅スロット637CRにおいては、逆向き中間幅スロット637CRを構成する隣接したティース636先端は回転し、巻線38が巻回される方向と逆の方向に向かって長辺部636aが配置される。
The intermediate width slot 637C is divided into two shapes, a forward-direction intermediate width slot 637CN and a reverse-direction intermediate width slot 637CR, depending on the arrangement configuration of the long side portion 636a and the short side portion 636b at the tip of the tooth 636. In the forward intermediate width slot 637CN, the long side portions 636a of the tips of the adjacent teeth 636 constituting the forward intermediate width slot 637CN are all arranged in the direction in which the winding 38 is wound.
On the other hand, in the reverse intermediate width slot 637CR, the tips of the adjacent teeth 636 constituting the reverse intermediate width slot 637CR rotate, and the long side portion 636a extends in the direction opposite to the direction in which the winding 38 is wound. Be placed.

具体的に、アーマチュアコア606において、セグメント41に対応してティース636に1から20までの番号を付するとすると、1番ティース636と2番ティース636の間に形成されるスロット637は、先端幅広スロット637Aとなっている。そして、1番ティース636は、先端の長辺部636aが巻線38が巻回される方向である2番ティース636側に配置されている。
一方、2番ティース636は、図23中一点鎖線で示した仮想円と、アーマチュアコア606の中心部から2番ティース636に向かって延ばした仮想中心線とが交わる点において先端部が回転され、長辺部636aが1番ティース636を向く形状に形成される。
Specifically, in the armature core 606, if the teeth 636 are numbered 1 to 20 corresponding to the segment 41, the slot 637 formed between the first tooth 636 and the second tooth 636 has a wide tip. The slot is 637A. And the 1st teeth 636 is arrange | positioned at the 2nd teeth 636 side which is the direction where the coil | winding 38 is wound by the long side part 636a of a front-end | tip.
On the other hand, the tip of the second tooth 636 is rotated at the point where the virtual circle indicated by the one-dot chain line in FIG. 23 and the virtual center line extending from the center of the armature core 606 toward the second tooth 636 intersect, The long side portion 636 a is formed in a shape facing the first tooth 636.

3番ティース636は、根元が2番ティース636から周方向に間隔を空けて設けられる。そして、3番ティース636は、アーマチュアコア606の径方向外側に向かって放射状に略直線状に延びている。これにより、2番ティース636と3番ティース636との間には、底部で間隔が広い底部幅広スロット637Bが形成される。
2番ティース636と3番ティース636との間に形成されるスロット637は、底部で間隔が広い底部幅広スロット637Bである。従って、巻線38が巻回される順番が後になる3番ティース636の先端部は回転しない。すなわち、3番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である4番ティースに向かって配置される形状となっている。
The third tooth 636 is provided with a root spaced from the second tooth 636 in the circumferential direction. The third tooth 636 extends in a substantially straight line radially outwardly in the radial direction of the armature core 606. Thus, a bottom wide slot 637B having a wide gap at the bottom is formed between the second tooth 636 and the third tooth 636.
A slot 637 formed between the second tooth 636 and the third tooth 636 is a bottom wide slot 637B having a wide interval at the bottom. Accordingly, the tip end portion of the third tooth 636, which is later in the winding order of the winding 38, does not rotate. That is, the long side portion 636a at the tip of the third tooth 636 has a shape arranged toward the fourth tooth, which is the direction in which the winding 38 is wound.

4番ティース636は、根元が3番ティース636から周方向に間隔を空けて設けられる。しかし、3番ティース636の底部と4番ティース636の底部の間隔は、2番ティース636の底部と3番ティース636の底部の間よりも狭い。4番ティース636の先端は、径方向外側ほど3番ティース636から離れる方向に延びている。しかし、3番ティース636の先端と4番ティース636の先端の間隔は、1番ティース636と2番ティース636の間隔よりも狭い。そして、4番ティース636先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である5番ティース636に向かって配置される。
このようにして、3番ティース636と4番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。
The root of the fourth tooth 636 is provided at a distance from the third tooth 636 in the circumferential direction. However, the distance between the bottom of the third tooth 636 and the bottom of the fourth tooth 636 is narrower than between the bottom of the second tooth 636 and the bottom of the third tooth 636. The tip of the fourth tooth 636 extends in a direction away from the third tooth 636 toward the outer side in the radial direction. However, the distance between the tip of the third tooth 636 and the tip of the fourth tooth 636 is narrower than the distance between the first tooth 636 and the second tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the fourth tooth 636 is disposed toward the fifth tooth 636, which is the direction in which the winding 38 is wound.
In this way, the forward intermediate width slot 637CN is formed between the third tooth 636 and the fourth tooth 636.

4番ティース636と5番ティース636との間には、先端幅広スロット637Aが形成される。5番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、5番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが4番ティース636に向かって配置される。   Between the 4th tooth 636 and the 5th tooth 636, a wide tip slot 637A is formed. The tip of the fifth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the fifth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the fourth tooth 636.

6番ティース636は、根元が5番ティース636から周方向に間隔を空けて設けられる。しかし、6番ティース636の底部と5番ティース636の底部の間隔は、2番ティース636の底部と3番ティース636の底部の間よりも狭い。6番ティース636の先端は、径方向外側ほど5番ティース636から離れる方向に延びている。しかし、6番ティース636の先端と5番ティース636の先端の間隔は、4番ティース636と5番ティース636の間隔よりも狭い。そして、6番ティース636先端は、一点鎖線で示す仮想円と、6番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが5番ティース636に向かって配置される。   The sixth tooth 636 is provided with a base spaced from the fifth tooth 636 in the circumferential direction. However, the distance between the bottom of the sixth tooth 636 and the bottom of the fifth tooth 636 is narrower than between the bottom of the second tooth 636 and the bottom of the third tooth 636. The tip of the sixth tooth 636 extends in a direction away from the fifth tooth 636 toward the radially outer side. However, the distance between the tip of the sixth tooth 636 and the tip of the fifth tooth 636 is narrower than the distance between the fourth tooth 636 and the fifth tooth 636. The tip of the sixth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the sixth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the fifth tooth 636.

このようにして、5番ティース636と6番ティース636との間には、逆向き中間幅スロット637CRが形成される。逆向き中間幅スロット637CRを構成する5番ティース636の先端と6番ティース636の先端はいずれも回転し、巻線38が巻回される方向と逆の方向に向かって長辺部636aが配置される。
以下同様に、6番ティース636と7番ティース636との間には、底部幅広スロット637Bが形成される。7番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である8番ティース636に向かって配置される。
In this manner, a reverse intermediate width slot 637CR is formed between the fifth tooth 636 and the sixth tooth 636. The tip of the fifth tooth 636 and the tip of the sixth tooth 636 constituting the reverse intermediate width slot 637CR rotate, and the long side portion 636a is arranged in the direction opposite to the direction in which the winding 38 is wound. Is done.
Similarly, a bottom wide slot 637B is formed between the sixth tooth 636 and the seventh tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the seventh tooth 636 is disposed toward the eighth tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.

7番ティース636と8番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。8番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である9番ティース636に向かって配置される。
8番ティース636と9番ティース636との間には、先端幅広スロット637Aが形成される。9番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、9番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが8番ティース636に向かって配置される。
A forward intermediate width slot 637CN is formed between the seventh tooth 636 and the eighth tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the eighth tooth 636 is disposed toward the ninth tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.
Between the 8th tooth 636 and the 9th tooth 636, a wide tip slot 637A is formed. The tip of the ninth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the one-dot chain line and the virtual center line of the ninth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the eighth tooth 636.

9番ティース636と10番ティース636との間には、底部幅広スロット637Bが形成される。10番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である11番ティース636に向かって配置される。
10番ティース636と11番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。11番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である12番ティース636に向かって配置される。
A bottom wide slot 637 </ b> B is formed between the ninth tooth 636 and the tenth tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the tenth tooth 636 is disposed toward the eleventh tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.
A forward intermediate width slot 637CN is formed between the tenth tooth 636 and the eleventh tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the eleventh tooth 636 is disposed toward the twelfth tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.

11番ティース636と12番ティース636との間には、先端幅広スロット637Aが形成される。12番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、12番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが11番ティース636に向かって配置される。
12番ティース636と13番ティース636との間には、底部幅広スロット637Bが形成される。13番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である14番ティース636に向かって配置される。
Between the eleventh tooth 636 and the twelfth tooth 636, a wide tip slot 637A is formed. The tip of the twelfth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the twelfth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the eleventh tooth 636.
A bottom wide slot 637B is formed between the twelfth tooth 636 and the thirteenth tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the thirteenth tooth 636 is disposed toward the fourteenth tooth 636, which is the direction in which the winding 38 is wound.

13番ティース636と14番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。14番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である15番ティース636に向かって配置される。
14番ティース636と15番ティース636との間には、先端幅広スロット637Aが形成される。15番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、15番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが14番ティース636に向かって配置される。
A forward intermediate width slot 637CN is formed between the 13th tooth 636 and the 14th tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the fourteenth tooth 636 is disposed toward the fifteenth tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.
Between the 14th tooth 636 and the 15th tooth 636, a wide tip slot 637A is formed. The tip of the 15th tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the 15th tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the 14th tooth 636.

15番ティース636と16番ティース636との間には、逆向き中間幅スロット637CRが形成される。16番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、16番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが15番ティース636に向かって配置される。
16番ティース636と17番ティース636との間には、底部幅広スロット637Bが形成される。17番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である18番ティース636に向かって配置される。
Between the fifteenth tooth 636 and the sixteenth tooth 636, a reverse intermediate width slot 637CR is formed. The tip of the sixteenth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the sixteenth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the fifteenth tooth 636.
A bottom wide slot 637B is formed between the 16th tooth 636 and the 17th tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the 17th tooth 636 is disposed toward the 18th tooth 636 which is the direction in which the winding 38 is wound.

17番ティース636と18番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。18番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である19番ティース636に向かって配置される。
18番ティース636と19番ティース636との間には、先端幅広スロット637Aが形成される。19番ティース636の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、19番ティース636の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部636aが18番ティース636に向かって配置される。
A forward intermediate width slot 637CN is formed between the 17th tooth 636 and the 18th tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the 18th tooth 636 is disposed toward the 19th tooth 636 in which the winding 38 is wound.
Between the 18th tooth 636 and the 19th tooth 636, a wide tip slot 637A is formed. The tip of the nineteenth tooth 636 is rotated at a position where the virtual circle indicated by the alternate long and short dash line and the virtual center line of the nineteenth tooth 636 intersect, and the long side portion 636a is disposed toward the eighteenth tooth 636.

19番ティース636と20番ティース636との間には、底部幅広スロット637Bが形成される。20番ティース636の先端の長辺部636aは、巻線38が巻回される方向である1番ティース636に向かって配置される。
20番ティース636と1番ティース636との間には、順向き中間幅スロット637CNが形成される。
A bottom wide slot 637B is formed between the 19th tooth 636 and the 20th tooth 636. The long side portion 636a at the tip of the 20th tooth 636 is disposed toward the 1st tooth 636 that is the direction in which the winding 38 is wound.
A forward intermediate width slot 637CN is formed between the 20th tooth 636 and the 1st tooth 636.

このような構成のもと、図24に示すように、アーマチュアコア606に巻回されるアーマチュアコイル7は、図4、図5に示す第1実施形態と同じ順番で巻回される。しかし、第9実施形態においては、巻回されたアーマチュアコイル7の配置構成が異なる。   Under such a configuration, as shown in FIG. 24, the armature coil 7 wound around the armature core 606 is wound in the same order as in the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5. However, in the ninth embodiment, the arrangement of the wound armature coil 7 is different.

すなわち、後半に巻かれるコイル(2番−4番ティース636に巻回されている7h等)のティース636に隣接して形成されるスロット637を先端幅広スロット637Aに構成して、巻線38が巻回される空間をティース636の先端(径方向外側)に十分に確保している。
また、前半に巻かれる径方向内側(中心)寄りのコイル(7番−9番ティース636に巻回されている7c等)のティース636に隣接して形成されるスロット637を底部幅広スロット637Bに構成して、巻線38が巻回される空間をティース636の底部(径方向内側)に十分に確保している。
That is, a slot 637 formed adjacent to a tooth 636 of a coil wound in the latter half (7h or the like wound around No. 2-4 teeth 636) is formed as a wide tip slot 637A, and the winding 38 is formed. A space to be wound is sufficiently secured at the tip (outside in the radial direction) of the tooth 636.
Further, a slot 637 formed adjacent to a tooth 636 of a coil (such as 7c wound around the 7th to 9th teeth 636) closer to the inner side (center) in the radial direction wound in the first half is formed into a wide bottom slot 637B. In this configuration, a space around which the winding 38 is wound is sufficiently secured at the bottom (in the radial direction) of the tooth 636.

さらに、中間に巻かれるティース636の径方向中央付近のコイル(8番−10番ティース636に巻回されている7f等)のティース636に隣接して形成されるスロット637を中間幅スロット637Cに構成して、巻線38が巻回される空間をティース636の径方向中央付近に十分に確保している。   Further, a slot 637 formed adjacent to the teeth 636 of a coil (such as 7f wound around the 8th to 10th teeth 636) near the center in the radial direction of the teeth 636 wound in the middle is changed to an intermediate width slot 637C. By configuring, a space in which the winding 38 is wound is sufficiently secured near the radial center of the tooth 636.

したがって、上述の第9実施形態によれば、ティース636に巻線38(コイル7a〜7j)が巻回される位置に応じて、スロット637の形状を変化させ、巻線38が巻回される空間を十分に確保している。これにより、アーマチュアコア606におけるアーマチュアコイル7の占積率、および巻線性を向上することができる。
この結果、アーマチュアコア606におけるアーマチュアコイル7の径方向高さを低減することができる。さらに、巻線38の銅量を低減して銅損を低減することができる。また、電動モータ1全体の軸長を短くすることができ、電動モータ1の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
また、巻線38の巻回方式を波巻方式としながら、コイル7a〜7j同士の重なり部を小さくすることで、アーマチュアコア606と各コイル7a〜7jが直接接触するため、各コイル7a〜7jの熱引きを改善することができる。
Therefore, according to the above-described ninth embodiment, the shape of the slot 637 is changed according to the position where the winding 38 (coils 7a to 7j) is wound around the tooth 636, and the winding 38 is wound. Sufficient space is secured. Thereby, the space factor and the winding property of the armature coil 7 in the armature core 606 can be improved.
As a result, the radial height of the armature coil 7 in the armature core 606 can be reduced. Furthermore, the copper loss of the winding 38 can be reduced and the copper loss can be reduced. Moreover, the axial length of the entire electric motor 1 can be shortened, and the electric motor 1 can be reduced in size and weight.
In addition, since the winding method of the winding 38 is a wave winding method, and the overlapping portion between the coils 7a to 7j is reduced, the armature core 606 and the coils 7a to 7j are in direct contact with each other. Can be improved.

なお、上述の第9実施形態では、アーマチュアコア606は、20個のティース636(20個のスロット637)を有する異形コアであ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、前述の第3実施形態におけるアーマチュアコア206(図13参照)や、前述の第5実施形態におけるアーマチュアコア306に適用することも可能である。   In the above-described ninth embodiment, the case where the armature core 606 is a deformed core having 20 teeth 636 (20 slots 637) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the armature core 206 (see FIG. 13) in the above-described third embodiment and the armature core 306 in the above-described fifth embodiment.

すなわち、例えば、図25に示すように、ティース636(スロット637)の個数を14個に設定した異形のアーマチュアコア606Aとしたり、図26に示すように、ティース636(スロット637)の個数を16個に設定した異形のアーマチュアコア606Bとしたりしてもよい。なお、図25、図26に示す異形のアーマチュアコア606A,606Bの基本的構成は、前述のアーマチュアコア606(図23参照)と同様であるので、このアーマチュアコア606と同一符号を付して説明を省略する。   That is, for example, as shown in FIG. 25, the shape of the armature core 606A is modified with the number of teeth 636 (slot 637) set to 14, or the number of teeth 636 (slot 637) is 16 as shown in FIG. Alternatively, it may be a deformed armature core 606B that is set individually. The basic configuration of the deformed armature cores 606A and 606B shown in FIGS. 25 and 26 is the same as that of the above-described armature core 606 (see FIG. 23). Is omitted.

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。
例えば、上述の実施形態では、電動モータ1は、自動車のラジエータ冷却用のファンモータとして用いられ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、電動モータ1を、さまざまな用途に用いることが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the electric motor 1 is used as a fan motor for cooling a radiator of an automobile has been described. However, it is not restricted to this, The electric motor 1 can be used for various uses.

また、上述の実施形態では、アーマチュアコア6〜606Bのティース36,636(スロット37,637)の個数がそれぞれ20個、14個、16個であ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、ティース36,636(スロット37,637)の個数は偶数個に設定されており、且つ磁極の極数を2で除した値(極対数)で割り切れない個数に設定されていればよい。   In the above-described embodiment, the case where the number of teeth 36 and 636 (slots 37 and 637) of the armature cores 6 to 606B is 20, 14, and 16 has been described. However, the number of teeth 36 and 636 (slots 37 and 637) is set to an even number, and the number is not divisible by the value obtained by dividing the number of poles by two (the number of pole pairs). As long as it is set to.

さらに、上述の実施形態のいくつかは、ダブルフライヤ方式によりアーマチュアコイル7を形成した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、1つのフライヤのみで行ういわゆるシングルフライヤ方式にてアーマチュアコイル7を形成することも可能である。   Further, in some of the above-described embodiments, the case where the armature coil 7 is formed by the double flyer method has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to form the armature coil 7 by a so-called single flyer method performed by only one flyer.

1…電動モータ(車両用ファンモータ)
2…ヨーク(モータケース)
3,203,303…アーマチュア
4…永久磁石(磁極)
5…回転軸
6,206,306,606,606A,606B…アーマチュアコア
13…コンミテータ
22…ブラシ
22a…陽極ブラシ
22b…陰極ブラシ
25…給電端子
25a…陽極端子
25b…陰極端子
36,636…ティース
37,637…スロット
38…巻線
636a…長辺部
636b…短辺部
637A…先端幅広スロット
637B…底部幅広スロット
637C…中間幅スロット
1. Electric motor (vehicle fan motor)
2 ... Yoke (motor case)
3, 203, 303 ... Armature 4 ... Permanent magnet (magnetic pole)
5 ... Rotating shaft 6, 206, 306, 606, 606A, 606B ... Armature core 13 ... Commutator 22 ... Brush 22a ... Anode brush 22b ... Cathode brush 25 ... Feed terminal 25a ... Anode terminal 25b ... Cathode terminals 36, 636 ... Teeth 37 , 637 ... Slot 38 ... Winding 636a ... Long side 636b ... Short side 637A ... Wide tip slot 637B ... Wide bottom slot 637C ... Medium width slot

Claims (11)

複数の磁極を有するモータケースと、
前記モータケース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外側に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、
所定の前記スロット間に波巻方式により巻回される巻線と、
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複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための複数のブラシと、
前記ブラシと外部電源とを電気的に接続するための給電端子と、
を備え、
前記モータケースの前記磁極の極数は、4極、6極、および8極の何れかに設定され、
前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、4つ、6つ、および8つの何れかに設定され、
前記給電端子の個数は、4個以上に設定されていることを特徴とする電動モータ。
A motor case having a plurality of magnetic poles;
A rotating shaft pivotally supported by the motor case;
An armature core having a plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially outward in a radial direction; and a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
A winding wound by a wave winding method between the predetermined slots;
A commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in a circumferential direction;
A plurality of brushes slidably contacted with the segments to supply current to the windings;
A power supply terminal for electrically connecting the brush and an external power source;
With
The number of poles of the magnetic pole of the motor case is set to any of 4 poles, 6 poles, and 8 poles,
The number of brushes is set to 4, 6, or 8 to correspond to the number of poles,
The electric motor is characterized in that the number of the power supply terminals is set to four or more.
前記スロットの個数は偶数個に設定されており、且つ前記磁極の極数を2で除した値で割り切れない個数に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。   2. The electric motor according to claim 1, wherein the number of the slots is set to an even number, and is set to a number that is not divisible by a value obtained by dividing the number of poles of the magnetic pole by two. 前記磁極の極数は6極に設定されており、前記スロットの個数は20個に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の電動モータ。   3. The electric motor according to claim 2, wherein the number of poles of the magnetic pole is set to 6 and the number of slots is set to 20. 前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索される前記巻線は、前記回転軸に掛け回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1項に記載の電動モータ。   4. The electric motor according to claim 1, wherein the winding routed between the armature core and the commutator is wound around the rotating shaft. 5. . 前記回転軸を中心に対向する同電位の2つの前記セグメントに、前記巻線を同時に巻回することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電動モータ。   The electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the winding is wound around two segments of the same potential that are opposed to each other with the rotation axis as a center. 前記スロットの個数は、偶数個に設定されており、
偶数個の前記スロットは、
径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロットと、
径方向内側の底部が広い形状を有する底部幅広スロットと、
を有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の電動モータ。
The number of slots is set to an even number,
The even number of slots is
A wide slot at the tip having a wide radially outer shape;
A wide bottom slot having a wide shape at the bottom on the radially inner side;
The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is provided.
偶数個の前記スロットは、径方向外側が前記先端幅広スロットよりも狭く、底部が前記底部幅広スロットよりも広い形状を有する中間幅スロットをさらに有することを特徴とする請求項6に記載の電動モータ。   7. The electric motor according to claim 6, wherein the even number of slots further includes an intermediate width slot having a radially outer side narrower than the wide tip end and a bottom wider than the wide bottom slot. . 前記複数のティースは、先端が長辺部と短辺部とを有する左右非対称の形状を有し、
前記複数のティースのうち前記先端幅広スロットを構成するティースは、先端が回転し、前記長辺部と前記短辺部との配置が反転していることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の電動モータ。
The plurality of teeth has a left-right asymmetric shape having a long side portion and a short side portion at a tip,
The teeth constituting the wide slot at the tip of the plurality of teeth are rotated at the tip, and the arrangement of the long side portion and the short side portion is reversed. The electric motor described in 1.
請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の電動モータを、車両用のファンを駆動するために用いたことを特徴とする車両用ファンモータ。   9. A vehicle fan motor, wherein the electric motor according to claim 1 is used to drive a vehicle fan. 複数の磁極を有するモータケースと、
前記モータケース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外側に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、
所定の前記スロット間に波巻方式により巻回される巻線と、
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複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための複数のブラシと、
を備え、
前記モータケースの前記磁極の極数は、4極、6極、および8極の何れかに設定され、
前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、4つ、6つ、および8つの何れかに設定された電動モータのブラシ通電方法であって、
通電される前記ブラシの個数を、偶数個で切り換えることにより、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させることを特徴とするブラシ通電方法。
A motor case having a plurality of magnetic poles;
A rotating shaft pivotally supported by the motor case;
An armature core having a plurality of teeth attached to the rotating shaft and extending radially outward in a radial direction; and a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
A winding wound by a wave winding method between the predetermined slots;
A commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in a circumferential direction;
A plurality of brushes slidably contacted with the segments to supply current to the windings;
With
The number of poles of the magnetic pole of the motor case is set to any of 4 poles, 6 poles, and 8 poles,
The number of the brushes is a brush energization method of the electric motor set to any one of four, six, and eight so as to correspond to the number of poles,
A brush energization method characterized by changing the rotational torque and the rotational speed of the rotating shaft by switching the number of energized brushes by an even number.
請求項10に記載のブラシ通電方法を用いて駆動されることを特徴とする車両用ファンモータ。   It drives using the brush electricity supply method of Claim 10, The fan motor for vehicles characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021157657A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 ミネベアミツミ株式会社 Motor

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