JP2019161727A - motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに関するものである。 The present invention relates to a motor.
モータの中には、車両等に搭載されるブラシ付きの3相直流モータ(以下、ブラシ付きモータという)がある。このブラシ付きモータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークと、ヨークの径方向内側に回転自在に設けられたアーマチュアと、を備えている。
アーマチュアは、回転軸と、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、回転軸にアーマチュアコアと隣接するように外嵌固定されたコンミテータと、を有している。
Among motors, there is a brushed three-phase DC motor (hereinafter referred to as a brushed motor) mounted on a vehicle or the like. This motor with a brush includes a cylindrical yoke having a permanent magnet attached to an inner peripheral surface thereof, and an armature provided rotatably on the radially inner side of the yoke.
The armature includes a rotating shaft, an armature core that is externally fitted to the rotating shaft, and a commutator that is externally fitted and fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core.
アーマチュアコアには、径方向に沿って延び、放射状に配置された複数のティースを有している。周方向に隣接する各ティース間には、蟻溝状のスロットが形成される。これらスロットを介して各ティースにコイル(巻線)が巻回される。
コンミテータには、複数のセグメントが周方向に沿って配置されている。これらセグメントに、コイルが接続されている。また、各セグメントには、ブラシが摺接される。ブラシは、外部電源に電気的に接続される。そして、外部電源の電力がブラシを介して各セグメントに印加されることにより、各コイルに電流が供給される。
The armature core has a plurality of teeth extending in the radial direction and arranged radially. Between the teeth adjacent in the circumferential direction, dovetail-shaped slots are formed. A coil (winding) is wound around each tooth through these slots.
In the commutator, a plurality of segments are arranged along the circumferential direction. Coils are connected to these segments. Each segment is in sliding contact with a brush. The brush is electrically connected to an external power source. And the electric current of an external power supply is applied to each segment via a brush, and an electric current is supplied to each coil.
これにより、アーマチュアコアに所定の磁界が形成され、この磁界と永久磁石との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。このため、アーマチュアが回転する。
また、アーマチュアが回転することによって、ブラシが摺接するセグメントが順次変更され、コイルに供給される電流の向きが切替えられる、いわゆる整流が行われる。これにより、アーマチュアが継続的に回転する。
As a result, a predetermined magnetic field is formed in the armature core, and a magnetic attractive force or repulsive force is generated between the magnetic field and the permanent magnet. For this reason, the armature rotates.
Further, when the armature rotates, the segment in which the brush is in sliding contact is sequentially changed, and so-called rectification is performed in which the direction of the current supplied to the coil is switched. As a result, the armature rotates continuously.
ここで、ブラシ付きモータのモータ性能を改善するために、さまざまな技術が提案されている。
例えば、各ティースに、コイルを以下のように巻回する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
以下では、各ティースを周方向にU,V,W相の順に割り当て、ティースに周方向に1から9まで順に番号を付するとともに、セグメントに周回り方向に1から27まで順に番号を付して説明する。
Here, various techniques have been proposed to improve the motor performance of the brushed motor.
For example, a technique for winding a coil around each tooth as follows has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In the following, each tooth is assigned in the order of U, V, and W phases in the circumferential direction, and the teeth are numbered in order from 1 to 9 in the circumferential direction, and the segments are numbered in order from 1 to 27 in the circumferential direction. I will explain.
コイルを、例えば、その巻き始め端を1番セグメントより巻き始めた場合、まず、1番セグメントに接続した後、1番ティースに順方向に巻回する。続いて、コイルを4番ティースに巻回する。続いて、コイルの巻き終わり端を、8番セグメントに接続する。
また、4番セグメントに接続されたコイルを、1番ティースに順方向とは逆方向に巻回する。続いて、コイルを4番ティースに巻回する。その後、5番セグメントにコイルの巻き終わり端を接続する。
For example, when the winding start end of the coil is started from the first segment, the coil is first wound around the first tooth after being connected to the first segment. Subsequently, the coil is wound around the fourth tooth. Subsequently, the winding end of the coil is connected to the 8th segment.
Further, the coil connected to the fourth segment is wound around the first tooth in the direction opposite to the forward direction. Subsequently, the coil is wound around the fourth tooth. Thereafter, the coil winding end is connected to the fifth segment.
同様にして、コイルを、例えば、その巻き始め端を3番セグメントより巻き始めた場合、3番セグメントに接続した後、2,5番ティースに順方向に巻回する。続いて、コイルの巻き終わり端を、10番セグメントに接続する。また、2,5番ティースに、逆方向にコイルを巻回する。このコイルの巻き始め端、巻き終わり端を、それぞれ6,7番セグメントに接続する。そして、これを各相に対応するセグメント間で順次行う。また、同電位となるセグメント同士を接続線(均圧線)によって短絡している。 Similarly, for example, when the winding start end of the coil starts from the third segment, the coil is wound around the second and fifth teeth in the forward direction after being connected to the third segment. Subsequently, the winding end of the coil is connected to the 10th segment. Moreover, a coil is wound around the 2nd and 5th teeth in the reverse direction. The coil winding start end and winding end end are connected to the 6th and 7th segments, respectively. This is sequentially performed between segments corresponding to each phase. In addition, the segments having the same potential are short-circuited by a connecting line (equal pressure line).
このように、コイルの結線は、いわゆるデルタ結線されている。また、このようにコイルを巻回することにより、各相の順方向に巻回されているコイルの巻き始め端が接続されたセグメントと、各相の逆方向に巻回されているコイルの巻き始め端が接続されたセグメントとの相対位置を、一対のブラシ同士の相対位置と等しくすることができる。つまり、セグメントとセグメントとの間のスリットを整流の中心とすることができるため、磁極の中心及びブラシの中心と、整流の中心を容易に合致させることができる。よって、モータ性能を向上させることができる。 Thus, the coil connection is a so-called delta connection. In addition, by winding the coil in this way, the segment connected to the winding start end of the coil wound in the forward direction of each phase and the winding of the coil wound in the opposite direction of each phase are connected. The relative position with the segment to which the start end is connected can be made equal to the relative position between the pair of brushes. That is, since the slit between the segments can be used as the center of rectification, the center of the magnetic pole and the center of the brush can be easily matched with the center of rectification. Therefore, motor performance can be improved.
ところで、上述の特許文献1のようなコイルの巻回構造を、アーマチュアの小型化、巻線作業の容易化、モータ性能の向上化等のために、1つのコイルで一筆書きの如く一連に引き回そうとすると、図4に示すように、接続線が全周に引き回されなくなる。すなわち、例えば、同電位となる1番、10番、19番セグメント214は、接続線252によって、1番−10番セグメント214間が接続されているとともに、10番−19番セグメント214間が接続されている。これに対し、19番−1番セグメント214間は、接続線252で接続されていない。
By the way, the coil winding structure as described in
このようなコイルの巻回構造の場合、図5に示すように、電気回路を示すように展開すると、直列に結線される接続線252の一端がコイルに接続されるものの、他端が開放されてしまう。このため、セグメントへのブラシの摺接位置によっては、接続線252に供給される電流の電流値が、コイルに供給される電流の電流値の約2倍程度になってしまう可能性があった。この結果、接続線252に供給される電流値が大きくなってしまい、接続線252が損傷する可能性があった。なお、図5中、「セグ」とは、セグメントを略して称したものである。
In the case of such a coil winding structure, as shown in FIG. 5, when deployed so as to show an electric circuit, one end of the connecting
そこで、本発明は、小型化を図りつつ、モータ性能を向上させ、接続線の損傷を防止できるモータを提供する。 Therefore, the present invention provides a motor capable of improving motor performance and preventing damage to connecting wires while achieving downsizing.
上記の課題を解決するために、本発明に係るモータは、複数の磁極を有するヨークと、前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、前記アーマチュアに電流を供給する複数のブラシと、を備え、前記アーマチュアは、回転軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸に固定され、コイルが巻回される複数のティース、及び周方向に隣接する前記ティース間に形成される複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に固定され、前記コイルが接続されるとともに前記ブラシが摺接される複数のセグメントを有するコンミテータと、同電位となる前記セグメント同士を短絡する複数の接続線と、を備え、前記スロットの個数をSrとし、前記セグメントの個数をSeとしたとき、各前記個数Sr,Seは、
Sr=3・Se
を満たすように設定されており、各前記ティースに巻回された前記コイルのうち、異相の前記コイル間に跨るように前記接続線が設けられ、前記接続線の両端がそれぞれ別の相の前記コイルに接続されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a motor according to the present invention includes a yoke having a plurality of magnetic poles, an armature provided rotatably with respect to the yoke, a plurality of brushes for supplying current to the armature, The armature includes a rotation shaft that rotates about a rotation axis, a plurality of teeth fixed to the rotation shaft and wound with a coil, and a plurality of slots formed between the teeth adjacent in the circumferential direction. An armature core having: a commutator fixed to the rotating shaft, to which the coil is connected and to which the brush is slidably contacted; and a plurality of connection lines that short-circuit the segments having the same potential. , And when the number of the slots is Sr and the number of the segments is Se, each of the numbers Sr and Se is
Sr = 3 · Se
Among the coils wound around each of the teeth, the connection line is provided so as to straddle between the coils of different phases, and both ends of the connection line are in different phases, respectively. It is connected to a coil.
このように構成することで、各ティースへのコイルの巻回作業、及び各セグメントへの接続線の結線作業を、一筆書きの如く一連に1つのコイルで行うことができる。このため、モータの小型化を図りつつ、モータ性能を向上させることができる。
また、接続線は、その両端が必ずそれぞれ別の相のコイルに接続されるので、接続線の一端が開放されてしまうことがない。このため、接続線に供給される電流の電流値が、コイルに供給される電流の電流値の約2倍程度になってしまうことを防止できる。よって、接続線の損傷を防止できる。
By configuring in this way, the coil winding operation around each tooth and the connection operation of connecting wires to each segment can be performed in series with one coil as in a single stroke. For this reason, motor performance can be improved, aiming at size reduction of a motor.
In addition, since both ends of the connection line are always connected to coils of different phases, one end of the connection line is not opened. For this reason, it is possible to prevent the current value of the current supplied to the connection line from being about twice the current value of the current supplied to the coil. Therefore, damage to the connection line can be prevented.
本発明に係るモータは、同相となる前記ティースに巻回された前記コイルは、同相の各前記ティースの全てに連続して一連に巻回され、両端のみ前記セグメントに接続されていることを特徴とする。 The motor according to the present invention is characterized in that the coil wound around the teeth having the same phase is continuously wound around all the teeth having the same phase, and both ends thereof are connected to the segment. And
このように構成することで、各ティースに巻回されたコイルの端末部をそれぞれ対応するセグメントに接続する場合と比較して、コイルの引き回し量を低減できる。
また、コイルの引き回し量を低減できる分、コイルの引き回しを容易にできる。
By comprising in this way, compared with the case where the terminal part of the coil wound around each teeth is connected to a corresponding segment, the amount of coil routing can be reduced.
Further, the coil can be easily routed as much as the coil routing amount can be reduced.
本発明に係るモータは、前記スロットの個数Srを9、前記セグメントの個数Seを27に設定し、前記ティースに周方向に1から6まで順に番号を付するとともに、前記セグメントに周回り方向に1から12まで順に番号を付したとき、前記コイルは、1番−20番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに順方向に巻回され、5番−6番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに前記順方向とは逆方向に巻回され、24番−25番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに前記逆方向に巻回され、4番−23番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記順方向に巻回され、8番−9番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記逆方向に巻回され、19番−27番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記逆方向に巻回され、7番−26番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記順方向に巻回され、2番−3番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記逆方向に巻回され、21番−22番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記逆方向に巻回されていることを特徴とする。 In the motor according to the present invention, the number of slots Sr is set to 9, the number of segments Se is set to 27, the teeth are sequentially numbered from 1 to 6 in the circumferential direction, and the segments are circumferentially arranged. When numbers are assigned in order from 1 to 12, the coil is connected at both ends between the 1st and 20th segments and wound in the forward direction on the 1st, 4th and 7th teeth, and the 5th- Both ends are connected between the 6th segment, the 1st, 4th and 7th teeth are wound in the direction opposite to the forward direction, and both ends are connected between the 24th and 25th segments, and 1 No. 4, No. 7 and No. 7 are wound in the reverse direction, both ends are connected between No. 4 and No. 23 segments, and No. 2, No. 5 and No. 8 are wound in the forward direction, Both ends are connected between the 8th and 9th segments At the same time, it is wound around the second, fifth, and eighth teeth in the reverse direction, and both ends are connected between the nineteenth and twenty-seventh segments, and the opposite direction is applied to the second, fifth, and eighth teeth. And both ends are connected between the 7th and 26th segments, and are wound around the 3rd, 6th and 9th teeth in the forward direction, and both ends are connected between the 2nd and 3rd segments. At the same time, it is wound around the No. 3, No. 6, No. 9 teeth in the reverse direction, and both ends are connected between the No. 21 and No. 22 segments, and the No. 3, No. 6 and No. 9 teeth are connected in the opposite direction. It is characterized by being wound.
このように構成することで、スロット数が9、セグメント数が27のいわゆる9スロット27セグメントのモータにおいて、各ティースへのコイルの巻回作業、及び各セグメントへの接続線の結線作業を、一筆書きの如く一連に1つのコイルで行うことができる。このため、9スロット27セグメントのモータの小型化を図りつつ、モータ性能を向上させることができる。
また、接続線の両端を、必ずそれぞれ別の相のコイルに接続することができる。このため、9スロット27セグメントのモータにおいて、接続線に供給される電流の電流値が、コイルに供給される電流の電流値の約2倍程度になってしまうことを防止できる。よって、接続線の損傷を防止できる。
With such a configuration, in the so-called 9-slot 27-segment motor with 9 slots and 27 segments, the coil winding work to each tooth and the connection work of the connecting wire to each segment can be performed with one stroke. It can be done with one coil in a series as written. Therefore, the motor performance can be improved while reducing the size of the 9-slot 27-segment motor.
In addition, both ends of the connection line can always be connected to coils of different phases. For this reason, in the 9-slot 27-segment motor, it is possible to prevent the current value of the current supplied to the connection line from being about twice the current value of the current supplied to the coil. Therefore, damage to the connection line can be prevented.
本発明に係るモータにおいて、前記ヨークは有底筒状に形成されており、前記ヨークの開口部を閉塞するブラケットを有し、前記ヨークの径方向の最大長さをLxとし、前記ヨークの底部と前記ブラケットとの間の外側の長さをLyとしたとき、前記最大長さLxと前記長さLyは、
Lx>Ly
を満たすように設定されていることを特徴とする。
In the motor according to the present invention, the yoke is formed in a bottomed cylindrical shape, has a bracket for closing the opening of the yoke, the maximum radial length of the yoke is Lx, and the bottom of the yoke When the outer length between the bracket and the bracket is Ly, the maximum length Lx and the length Ly are
Lx> Ly
It is set so that it may satisfy | fill.
このように構成することで、小型で扁平型のモータを提供できる。 By comprising in this way, a small and flat motor can be provided.
本発明によれば、各ティースへのコイルの巻回作業、及び各セグメントへの接続線の結線作業を、一筆書きの如く一連に1つのコイルで行うことができる。このため、モータの小型化を図りつつ、モータ性能を向上させることができる。
また、接続線は、その両端が必ずそれぞれ別の相のコイルに接続されるので、接続線の一端が開放されてしまうことがない。このため、接続線に供給される電流の電流値が、コイルに供給される電流の電流値の約2倍程度になってしまうことを防止できる。よって、接続線の損傷を防止できる。
According to the present invention, the winding operation of the coil around each tooth and the connecting operation of the connection line to each segment can be performed in series with one coil as in a single stroke. For this reason, motor performance can be improved, aiming at size reduction of a motor.
In addition, since both ends of the connection line are always connected to coils of different phases, one end of the connection line is not opened. For this reason, it is possible to prevent the current value of the current supplied to the connection line from being about twice the current value of the current supplied to the coil. Therefore, damage to the connection line can be prevented.
次に、本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.
(ブラシ付きモータ)
図1は、ブラシ付きモータ1の軸方向に沿う断面図である。
ブラシ付きモータ1は、例えば、車両に搭載する電装品の駆動源として用いられる。
図1に示すように、ブラシ付きモータ1は、略有底円筒形状のヨーク2内に回転自在に設けられたアーマチュア3を備え、ヨーク2の開口部2cをエンドブラケット17で閉塞してある。
(Brush motor)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the brushed
The brushed
As shown in FIG. 1, the brushed
ヨーク2の周壁2aには、外側に、ブラシ付きモータ1を固定するときに使用されるステー9が突設されている。また、周壁2aの内側には、周方向に沿って6個の永久磁石4(図2も併せて参照)が、磁極が順番になるように並んで設けられている。さらに、ヨーク2の底部2bには、径方向略中央にボス部10が形成されている。このボス部10には、アーマチュア3の回転軸5を挿通するための挿通孔11が形成されている。また、この挿通孔11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が設けられている。
On the outer
アーマチュア3は、回転軸5の外側に固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に巻回されたコイル7と、回転軸5の他端側に配置されたコンミテータ13と、を備えている。
アーマチュアコア6は、リング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものである。なお、アーマチュアコア6を、軟磁性粉を加圧することにより形成してもよい。
アーマチュアコア6の外周部には、軸方向からみてT字型のティース50が9個放射状に形成されている。これらティース50間に、それぞれスロット51(図2参照)が形成される。そして、スロット51を通して、ティース50にコイル7が集中巻方式により巻回されている(詳細は後述する)。
The
The
Nine T-shaped
コンミテータ13の外周面には、導電材で形成されたセグメント14が27枚取り付けられている。
ここで、ブラシ付きモータ1は、スロット51の個数をSrとし、セグメント14の個数(枚数)をSeとしたとき、個数Sr,Seは、
Sr=3・Se ・・・(1)
を満たすように設定されている。
本実施形態のブラシ付きモータ1は、6個の永久磁石4(磁極数が4極)、9個のスロット51(9個のティース50)、及び27枚のセグメント14を有する、いわゆる6極9スロット27セグメント(3倍セグメント)のモータである。このため、ブラシ付きモータ1は、上記式(1)を満たしている。
27
Here, in the
Sr = 3 · Se (1)
It is set to satisfy.
The
セグメント14は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント14のアーマチュアコア6側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ15が、セグメント14と一体形成されている。ライザ15には、ティース50に巻回されたコイル7が掛け回わされ、例えばヒュージングにより固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するコイル7とが電気的に接続される。
The
また、各セグメント14のうち、所定の3個のセグメント14、つまり、同電位となる3個のセグメント14同士を短絡するように、コイル7が接続されている(図2参照、詳細は後述する)。同電位となる2個のセグメント14同士を短絡するコイル7は、接続線(均圧線)52として機能する。これら接続線52も、所定のセグメント14のライザ15に掛け回され、例えばヒュージングにより固定されている。
In addition, among the
エンドブラケット17は、金属製で略円板状に形成されている。エンドブラケット17の径方向略中央には、軸方向外側に向かってボス部18が突出形成されている。このボス部18には、回転軸5の他端側を回転自在に支持するための軸受19が圧入固定されている。また、エンドブラケット17の内側(図1における下側)には、ブラシユニット60が設けられている。ブラシユニット60は、エンドブラケット17の内側に固定された略円板状のホルダステー20と、ホルダステー20のエンドブラケット17とは反対側の面に配置された4個のブラシホルダ21と、これらブラシホルダ21に収納されたブラシ22と、を主構成としている。
The
ホルダステー20は樹脂により形成されており、径方向中央にコンミテータ13を挿入可能な開口部20aを有している。また、ホルダステー20には、開口部20aの周囲に、つまり、コンミテータ13の周囲に、ブラシホルダ21が複数(例えば4個)設けられている。各ブラシホルダ21は、径方向に長くなるように配置されている。このような各ブラシホルダ21には、それぞれブラシ22がスプリング23を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。このスプリング23によって、コンミテータ13のセグメント14に各ブラシ22の先端部が摺接される。
The holder stay 20 is made of resin and has an
また、各ブラシ22は、不図示のピグテールを介して外部電源に電気的に接続されている。各ブラシ22は、正極ブラシと負極ブラシとに分類される。このようなブラシ22は、電気角で90°間隔を開けて配置されている。
Each
ここで、ヨーク2の径方向の最大長さをLxとし、ヨーク2の底部2bとエンドブラケット17との間の長さをLyとしたとき、最大長さLxと長さLyは、
Lx>Ly ・・・(2)
を満たすように設定されている。このため、ブラシ付きモータ1は、いわゆる扁平型のモータとして構成されている。
Here, when the maximum length in the radial direction of the
Lx> Ly (2)
It is set to satisfy. For this reason, the
(コイルの巻回方法)
次に、図2に基づいて、コイル7の巻回方法について説明する。
図2は、アーマチュア3のティース50、セグメント14、及びコイル7(接続線52)と、を展開した図であり、隣接するティース50間の空隙がスロット51に相当している。
ここで、図2に示すように、アーマチュア3は、3相(U相、V相、W相)構造であり、各ティース50は、周方向に沿ってU相、V相、W相の順に割り当てられている。
(Coil winding method)
Next, a method for winding the
FIG. 2 is an expanded view of the
Here, as shown in FIG. 2, the
なお、以下の説明では、各ティース50に割り当てられた相と番号を順に付すとともに、各セグメント14に周方向に順に番号を付して説明する。また、図2では、U1(1)番のティース50の近傍に、1番のセグメント14が位置するように各セグメント14に番号を付しているが、これに限られるものではなく、1番のセグメント14の位置を任意に設定することができる。
In the following description, the phases and numbers assigned to the
まず、U相(U1,U2,U3)のティース50に巻回されるコイル7について説明する。コイル7は、U相が割り当てられているU1(1)番、U2(4)番、U3(7)番ティース50に、一連に巻回されている。また、U1(1)番、U2(4)番、U3(7)ティース50には、それぞれ3つのコイル71Ua〜73Uc(第1U相順コイル71Ua、第2U相順コイル72Ua、第3U相順コイル73Ua、第1U相逆コイル71Ub,71Uc、第2U相逆コイル72Ub,72Uc、第3U相逆コイル73Ub,73Uc)が形成されている。
First, the
すなわち、各U相順コイル71Ua〜73Uaは、U1(1)番ティース50に集中巻き方式によって順方向(図2における時計回り方向)にコイル7が巻回され、第1U相順コイル71Uaが形成される。この第1U相順コイル71Uaの一端は、U1(1)番−V1(2)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側(図2における下側)に引き出され、W1(3)番−U2(4)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U2(4)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第2U相順コイル72Uaが形成される。
That is, in each U-phase forward coil 71Ua to 73Ua, the
この第2U相順コイル72Uaの一端は、U2(4)番−V2(5)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、W2(6)番−U3(7)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U3(7)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第3U相順コイル73Uaが形成される。このように形成されたU相順コイル71Ua〜73Uaは、一端が1番セグメント14に接続されている。また、U相順コイル71Ua〜73Uaの他端は、20番セグメント14に接続されている。
One end of the second U-phase sequential coil 72Ua is drawn to the
続いて、各U相逆コイル71Ub〜73Ubは、U1(1)番ティース50に集中巻き方式によって順方向とは逆方向(図2における反時計回り方向)にコイル7が巻回され、第1U相逆コイル71Ubが形成される。この第1U相逆コイル71Ubの一端は、W3(9)番−U1(1)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U3(7)番−V3(8)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U3(7)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3U相逆コイル73Ubが形成される。
Subsequently, in each U-phase reverse coil 71Ub to 73Ub, the
この第3U相逆コイル73Ubの一端は、W2(6)番−U3(7)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U2(4)番−V2(5)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U2(4)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2U相逆コイル72Ubが形成される。このように形成されたU相逆コイル71Ub〜73Ubは、一端が5番セグメント14に接続されている。また、U相逆コイル71Ub〜73Ubの他端は、6番セグメント14に接続されている。
One end of the third U-phase reverse coil 73Ub is drawn from the
続いて、各U相逆コイル71Uc〜73Ucは、U3(7)番ティース50に集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3U相逆コイル73Ucが形成される。この第3U相逆コイル73Ucの一端は、W2(6)番−U3(7)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U2(4)番−V2(5)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U2(4)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2U相逆コイル72Ucが形成される。
Subsequently, in each U-phase reverse coil 71Uc to 73Uc, the
この第2U相逆コイル72Ucの一端は、W1(3)番−U2(4)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U1(1)番−V1(2)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、U1(1)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第1U相逆コイル71Ucが形成される。このように形成されたU相逆コイル71Uc〜73Ucは、一端が24番セグメント14に接続されている。また、U相逆コイル71Uc〜73Ucの他端は、25番セグメント14に接続されている。
One end of the second U-phase reverse coil 72Uc is drawn from the
続いて、V相(V1,V2,V3)のティース50に巻回されるコイル7について説明する。コイル7は、V相が割り当てられているV1(2)番、V2(5)番、V3(8)番ティース50に、一連に巻回されている。また、V1(2)番、V2(5)番、V3(8)ティース50には、それぞれ3つのコイル71Va〜73Vc(第1V相順コイル71Va、第2V相順コイル72Va、第3V相順コイル73Va、第1V相逆コイル71Vb,71Vc、第2V相逆コイル72Vb,72Vc、第3V相逆コイル73Vb,73Vc)が形成されている。
Next, the
すなわち、各V相順コイル71Va〜73Vaは、V1(2)番ティース50に集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第1V相順コイル71Vaが形成される。この第1V相順コイル71Vaの一端は、V1(2)番−W1(3)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U2(4)番−V2(5)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V2(5)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第2V相順コイル72Vaが形成される。
That is, in each of the V-phase forward coils 71Va to 73Va, the
この第2V相順コイル72Vaの一端は、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、U3(7)番−V3(8)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V3(8)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第3V相順コイル73Vaが形成される。このように形成されたV相順コイル71Va〜73Vaは、一端が4番セグメント14に接続されている。また、V相順コイル71Va〜73Vaの他端は、23番セグメント14に接続されている。
One end of the second V-phase forward coil 72Va is drawn from the
続いて、各V相逆コイル71Vb〜73Vbは、V1(2)番ティース50に集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第1V相逆コイル71Vbが形成される。この第1V相逆コイル71Vbの一端は、U1(1)番−V1(2)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V3(8)番−W3(9)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V3(8)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3V相逆コイル73Vbが形成される。
Subsequently, in each of the V-phase reverse coils 71Vb to 73Vb, the
この第3V相逆コイル73Vbの一端は、U3(7)番−V3(8)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V2(5)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2V相逆コイル72Vbが形成される。このように形成されたV相逆コイル71Vb〜73Vbは、一端が8番セグメント14に接続されている。また、V相逆コイル71Vb〜73Vbの他端は、9番セグメント14に接続されている。
One end of the third V-phase reverse coil 73Vb is drawn from the
続いて、各V相逆コイル71Vc〜73Vcは、V1(2)番ティース50に集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第1V相逆コイル71Vcが形成される。この第1V相逆コイル71Vcの一端は、U1(1)番−V1(2)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V3(8)番−W3(9)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V3(8)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3V相逆コイル73Vcが形成される。
Subsequently, in each of the V-phase reverse coils 71Vc to 73Vc, the
この第3V相逆コイル73Vcの一端は、U3(7)番−V3(8)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、V2(5)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2V相逆コイル72Vcが形成される。このように形成されたV相逆コイル71Vc〜73Vcは、一端が27番セグメント14に接続されている。また、V相逆コイル71Vc〜73Vcの他端は、19番セグメント14に接続されている。
One end of the third V-phase reverse coil 73Vc is drawn from the
続いて、W相(W1,W2,W3)のティース50に巻回されるコイル7について説明する。コイル7は、W相が割り当てられているW1(3)番、W2(6)番、W3(9)番ティース50に、一連に巻回されている。また、W1(3)番、W2(6)番、W3(9)ティース50には、それぞれ3つのコイル71Wa〜73Wc(第1W相順コイル71Wa、第2W相順コイル72Wa、第3W相順コイル73Wa、第1W相逆コイル71Wb,71Wc、第2W相逆コイル72Wb,72Wc、第3W相逆コイル73Wb,73Wc)が形成されている。
Next, the
すなわち、各W相順コイル71Wa〜73Waは、W1(3)番ティース50に集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第1W相順コイル71Waが形成される。この第1W相順コイル71Waの一端は、W1(3)番−U2(4)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W2(6)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第2W相順コイル72Waが形成される。
That is, in each of the W-phase forward coils 71Wa to 73Wa, the
この第2W相順コイル72Waの一端は、W2(6)番−U3(7)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、V3(8)番−W3(9)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W3(9)番ティース50に、集中巻き方式によって順方向にコイル7が巻回され、第3W相順コイル73Waが形成される。このように形成されたW相順コイル71Wa〜73Waは、一端が7番セグメント14に接続されている。また、W相順コイル71Wa〜73Waの他端は、26番セグメント14に接続されている。
One end of the second W-phase forward coil 72Wa is drawn from the
続いて、各W相逆コイル71Wb〜73Wbは、W3(9)番ティース50に集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3W相逆コイル73Wbが形成される。この第3W相逆コイル73Wbの一端は、V3(8)番−W3(9)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、W2(6)番−U3(7)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W2(6)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2W相逆コイル72Wbが形成される。
Subsequently, in each of the W-phase reverse coils 71Wb to 73Wb, the
この第2W相逆コイル72Wbの一端は、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、W1(3)番−U2(4)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W1(3)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第1W相逆コイル71Wbが形成される。このように形成されたW相逆コイル71Wb〜73Wbは、一端が2番セグメント14に接続されている。また、W相逆コイル71Wb〜73Wbの他端は、3番セグメント14に接続されている。
One end of the second W-phase reverse coil 72Wb is drawn from the
続いて、各W相逆コイル71Wc〜73Wcは、W2(6)番ティース50に集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第2W相逆コイル72Wcが形成される。この第2W相逆コイル72Wcの一端は、V2(5)番−W2(6)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、W1(3)番−U2(4)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W1(3)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第1W相逆コイル71Wcが形成される。
Subsequently, in each of the W-phase reverse coils 71Wc to 73Wc, the
この第1W相逆コイル71Wcの一端は、V1(2)番−W1(3)番ティース50の間のスロット51からコンミテータ13側に引き出され、W3(9)番−U1(1)番ティース50の間のスロット51に引き込まれる。そして、W3(9)番ティース50に、集中巻き方式によって逆方向にコイル7が巻回され、第3W相逆コイル73Wcが形成される。このように形成されたW相逆コイル71Wc〜73Wcは、一端が21番セグメント14に接続されている。また、W相逆コイル71Wc〜73Wcの他端は、22番セグメント14に接続されている。
One end of the first W-phase reverse coil 71Wc is drawn from the
続いて、接続線52について説明する。
接続線52は、同電位となる8個置きのセグメント14(同電位となる3個のセグメント14)同士を接続し、これら同電位となるセグメント14を短絡している。また、接続線52は、同電位となる3個のセグメント14のうち、1個のセグメント14を間に挟んで両側のセグメント14同士を接続するとともに、この接続線52と、3個のセグメント14のうち、間に位置するセグメント14とを接続している。このように、同電位となるセグメント14同士を短絡するにあたって、接続線52を全周に渡って引き回さずに短絡している。
Next, the
The
より具体的には、接続線52によって、1番セグメント14と10番セグメント14とを接続する。また、接続線52によって、10番セグメント14と19番セグメント14とを接続する。同電位となる1番セグメント14と19番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
また、接続線52によって、2番セグメント14と11番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、11番セグメント14と20番セグメント14とを接続する。同電位となる2番セグメント14と20番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
More specifically, the
Further, the
また、接続線52によって、3番セグメント14と12番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、12番セグメント14と21番セグメント14とを接続する。同電位となる3番セグメント14と21番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
また、接続線52によって、4番セグメント14と13番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、13番セグメント14と22番セグメント14とを接続する。同電位となる4番セグメント14と22番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
Further, the
Further, the
また、接続線52によって、5番セグメント14と14番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、14番セグメント14と23番セグメント14とを接続する。同電位となる5番セグメント14と23番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
また、接続線52によって、6番セグメント14と15番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、15番セグメント14と24番セグメント14とを接続する。同電位となる6番セグメント14と24番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
Further, the
Further, the
また、接続線52によって、7番セグメント14と16番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、16番セグメント14と25番セグメント14とを接続する。同電位となる7番セグメント14と25番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
また、接続線52によって、8番セグメント14と17番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、17番セグメント14と26番セグメント14とを接続する。同電位となる8番セグメント14と26番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
Further, the
Further, the
また、接続線52によって、9番セグメント14と18番セグメント14とを接続する。さらに、接続線52によって、18番セグメント14と27番セグメント14とを接続する。同電位となる9番セグメント14と27番セグメント14との間には、接続線52が引き回されない。
Further, the
次に、図3に基づいて、上記のように巻回されたコイル7の電気回路について説明する。
図3は、コイル7の電気回路を示す説明図である。なお、図3中、「セグ」とは、セグメント14を略して称したものである。
図3に示すように、各コイル71Ua〜73Wc、及び接続線52は、ループ状に直列接続される。そして、上記のように巻回されたコイル7は、各ティース50に巻回されたコイル71Ua〜73Wcのうち、異相のコイル71Ua〜73Wc間に、接続線52が跨っている。そして、直列接続された各接続線52の両端が、それぞれ別の相のコイル71Ua〜73Wcに接続されている。
Next, an electric circuit of the
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electric circuit of the
As shown in FIG. 3, the coils 71Ua to 73Wc and the
このような電気回路となるので、コイル7を一筆書きの如く一連に引き回しながら上記のように各コイル71Ua〜73Wc、及び接続線52を形成することが可能である。この際、同電位とセグメント14同士を接続するコイル7が、接続線52として機能する。
また、所定のセグメント14に、ブラシ22(正極ブラシ、負極ブラシ)を摺接させた際、ブラシ22間には、並列の電気回路が形成されることになる。
Since it becomes such an electric circuit, it is possible to form each coil 71Ua-73Wc and the
Further, when the brush 22 (positive brush, negative brush) is brought into sliding contact with the
したがって、上述の実施形態によれば、各ティース50へのコイル7の巻回作業、及び各セグメント14への接続線52の結線作業を、一筆書きの如く一連に1つのコイル7で行うことができる。このため、ブラシ付きモータ1の小型化を図りつつ、モータ性能を向上させることができる。
また、接続線52は、その両端が必ずそれぞれ別の相のコイル71Ua〜73Wcに接続されるので、従来のように接続線52の一端が開放されてしまうことがない。このため、接続線52に供給される電流の電流値が、コイル71Ua〜73Wcに供給される電流の電流値の約2倍程度になってしまうことを防止できる。よって、接続線52の損傷を防止できる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the winding work of the
Further, since both ends of the
また、同相となるティース50に巻回されたコイル7は、同相の各ティース50の全てに連続して一連に巻回され、両端のみセグメント14に接続されている。このため、各ティース50に巻回されたコイル71Ua〜73Wcの端末部をそれぞれ対応するセグメント14に接続する場合と比較して、コイル71Ua〜73Wcの引き回し量を低減できる。また、コイル71Ua〜73Wcの引き回し量を低減できる分、コイル7の引き回しを容易にできる。
Further, the
また、ブラシ付きモータ1は、ヨーク2の径方向の最大長さをLxとし、ヨーク2の底部2bとエンドブラケット17との間の長さをLyとしたとき、最大長さLxと長さLyを、上記式(2)を満たすように設定している。このため、ブラシ付きモータ1を、いわゆる扁平型のモータとして構成でき、効果的にブラシ付きモータ1を小型化できる。
The brushed
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ブラシ付きモータ1は、車両に搭載する電装品の駆動源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、さまざまな機器の駆動用としてブラシ付きモータ1を採用することができる。
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 brushed
また、上述の実施形態では、ブラシ付きモータ1は、6個の永久磁石4(磁極数が4極)、9個のスロット51(9個のティース50)、及び27枚のセグメント14を有する、いわゆる6極9スロット27セグメント(3倍セグメント)のモータである場合について説明した。さらに、ブラシ付きモータ1において、同相となるティース50に巻回されたコイル7は、同相の各ティース50の全てに連続して一連に巻回され、両端のみセグメント14に接続されている場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、ブラシ付きモータ1は、スロット51の個数をSrとし、セグメント14の個数(枚数)をSeとしたとき、個数Sr,Seが、上記式(1)を満たすように設定されていればよい。この際、各ティース50に巻回されたコイル7のうち、異相のコイル7間に、接続線52が跨るようにすればよい。そして、直列接続された各接続線52の両端が、それぞれ別の相のコイル7に接続されていればよい。したがって、同相の各ティース50の全てに、連続して一連にコイル7が巻回されていなくてもよい。
In the above-described embodiment, the brushed
However, the present invention is not limited to this. In the
1…ブラシ付きモータ(モータ)、2…ヨーク、2b…底部、2c…開口部、3…アーマチュア、4…永久磁石(磁極)、5…回転軸、6…アーマチュアコア、7…コイル、13…コンミテータ、14…セグメント、17…エンドブラケット(ブラケット)、22…ブラシ、50…ティース、51…スロット、52…接続線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、
前記アーマチュアに電流を供給する複数のブラシと、
を備え、
前記アーマチュアは、
回転軸線回りに回転する回転軸と、
前記回転軸に固定され、コイルが巻回される複数のティース、及び周方向に隣接する前記ティース間に形成される複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
前記回転軸に固定され、前記コイルが接続されるとともに前記ブラシが摺接される複数のセグメントを有するコンミテータと、
同電位となる前記セグメント同士を短絡する複数の接続線と、
を備え、
前記スロットの個数をSrとし、前記セグメントの個数をSeとしたとき、各前記個数Sr,Seは、
Sr=3・Se
を満たすように設定されており、
各前記ティースに巻回された前記コイルのうち、異相の前記コイル間に跨るように前記接続線が設けられ、前記接続線の両端がそれぞれ別の相の前記コイルに接続されている
ことを特徴とするモータ。 A yoke having a plurality of magnetic poles;
An armature provided rotatably with respect to the yoke;
A plurality of brushes for supplying current to the armature;
With
The armature is
A rotation axis that rotates about the rotation axis;
An armature core having a plurality of teeth fixed to the rotating shaft and wound with a coil, and a plurality of slots formed between the teeth adjacent in the circumferential direction;
A commutator having a plurality of segments fixed to the rotating shaft, to which the coil is connected and to which the brush is slid;
A plurality of connecting lines for short-circuiting the segments having the same potential;
With
When the number of slots is Sr and the number of segments is Se, each of the numbers Sr and Se is
Sr = 3 · Se
Is set to meet
Among the coils wound around each of the teeth, the connection line is provided so as to straddle between the coils of different phases, and both ends of the connection line are respectively connected to the coils of different phases. Motor.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。 2. The coil wound around the teeth having the same phase is wound continuously in series around all the teeth having the same phase, and only both ends thereof are connected to the segment. Motor.
前記ティースに周方向に1から6まで順に番号を付するとともに、前記セグメントに周回り方向に1から12まで順に番号を付したとき、
前記コイルは、
1番−20番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに順方向に巻回され、
5番−6番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに前記順方向とは逆方向に巻回され、
24番−25番セグメント間に両端が接続されるとともに、1番、4番、7番ティースに前記逆方向に巻回され、
4番−23番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記順方向に巻回され、
8番−9番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記逆方向に巻回され、
19番−27番セグメント間に両端が接続されるとともに、2番、5番、8番ティースに前記逆方向に巻回され、
7番−26番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記順方向に巻回され、
2番−3番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記逆方向に巻回され、
21番−22番セグメント間に両端が接続されるとともに、3番、6番、9番ティースに前記逆方向に巻回されている
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ。 Set the number of slots Sr to 9 and the number of segments Se to 27;
When the teeth are sequentially numbered from 1 to 6 in the circumferential direction, and the segments are sequentially numbered from 1 to 12 in the circumferential direction,
The coil is
Both ends are connected between the No. 1-20 segment and wound in the forward direction on No. 1, No. 4, No. 7 teeth,
Both ends are connected between the 5th and 6th segments and wound around the 1st, 4th and 7th teeth in the direction opposite to the forward direction,
Both ends are connected between the 24th and 25th segments and wound in the reverse direction on the 1st, 4th and 7th teeth,
Both ends are connected between the 4th and 23rd segments and wound in the forward direction on the 2nd, 5th and 8th teeth,
Both ends are connected between the 8th and 9th segments, and wound around the 2nd, 5th and 8th teeth in the reverse direction,
Both ends are connected between the 19th to 27th segments and wound around the 2nd, 5th and 8th teeth in the reverse direction,
Both ends are connected between the 7th and 26th segments and wound in the forward direction on the 3rd, 6th and 9th teeth,
Both ends are connected between the No. 2 and No. 3 segments and wound around the No. 3, No. 6, No. 9 teeth in the reverse direction,
The motor according to claim 2, wherein both ends are connected between the 21st and 22nd segments and wound around the 3rd, 6th and 9th teeth in the reverse direction.
前記ヨークの開口部を閉塞するブラケットを有し、
前記ヨークの径方向の最大長さをLxとし、前記ヨークの底部と前記ブラケットとの間の外側の長さをLyとしたとき、前記最大長さLxと前記長さLyは、
Lx>Ly
を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のモータ。 The yoke is formed in a bottomed cylindrical shape,
A bracket for closing the opening of the yoke;
When the maximum radial length of the yoke is Lx, and the outer length between the bottom of the yoke and the bracket is Ly, the maximum length Lx and the length Ly are
Lx> Ly
4. The motor according to claim 1, wherein the motor is set to satisfy the following.
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WO2010010906A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 株式会社ミツバ | Three-phase dc motor |
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WO2010010906A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 株式会社ミツバ | Three-phase dc motor |
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