JP2020058173A - Armature and electric motor - Google Patents

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直樹 緒方
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Abstract

To provide an armature and an electric motor, capable of reliably obtaining desired motor characteristics and determining the entire mass with high accuracy while suppressing variations in rotation balance and weight balance.SOLUTION: A plurality of coils 71U to 72W of each phase is formed in one of each of teeth 50 and a predetermined slot 51. The coils 71U to 72W of each phase are laminated on one of the teeth 50 and the predetermined slot 51 along a direction in which the coils are separated from the teeth 50. The number of windings of a winding wire 7 is smaller for the coils 71U to 72W located farther from the teeth 50.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、アーマチュア、及び電動モータに関する。   The present invention relates to an armature and an electric 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 the motors, there is a three-phase DC motor with a brush (hereinafter referred to as a brush motor) mounted on a vehicle or the like. The brushed motor includes a cylindrical yoke having a permanent magnet attached to an inner peripheral surface thereof, and an armature rotatably provided radially inside the yoke.
The armature has a rotating shaft, an armature core externally fixed to the rotating shaft, and a commutator externally fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core.

アーマチュアコアは、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の間には、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巻線が巻回される。複数回巻回された巻線により、1つのコイルが形成される。なお、巻線の巻回作業は、巻線装置によって行われる。
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、巻線の端末部が接続されている。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、巻線に電流が供給される。
The armature core extends in a radial direction and has a plurality of teeth arranged radially. A dovetail-shaped slot is formed between adjacent teeth in the circumferential direction. A winding is wound around each tooth via these slots. One coil is formed by a plurality of turns. The winding operation of the winding is performed by a winding device.
The commutator has a plurality of segments arranged along the circumferential direction. The ends of the windings are connected to these segments. A brush is slid on each segment. The brush is electrically connected to an external power supply. Then, current is supplied to the windings by applying the power of the external power supply to each segment via the brush.

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 a repulsive force is generated between the magnetic field and the permanent magnet. Therefore, the armature rotates.
In addition, as the armature rotates, the segments with which the brush slides are sequentially changed, and the direction of the current supplied to the coil is switched, that is, so-called rectification is performed. This causes the armature to rotate continuously.

ここで、使用する巻線装置によって、ティースに巻回される巻線にかかるテンションが異なることが多い。また、巻線は、同じ線径であっても製造誤差による僅かな線径の違いが生じてしまうことが多い。このため、アーマチュアの回転バランスや重量バランスがばらついてしまう可能性があった。
このようなアーマチュアの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制するために、所定のティースに、巻線を巻回してなる1つのコイルを2つ配置する技術が開示されている。2つのコイルは、ティースから離間する方向に沿って積層されている。このような2つのコイルを形成する巻線を巻回する方法としては、回転軸を中心に点対称位置に存在する2つのフライヤから同時に巻線を繰り出す、いわゆるダブルフライヤ方式が採用されている。
Here, the tension applied to the winding wound on the teeth often differs depending on the winding device used. In addition, even if the windings have the same wire diameter, a slight difference in wire diameter often occurs due to a manufacturing error. For this reason, there is a possibility that the rotation balance and the weight balance of the armature may vary.
In order to suppress such variations in the rotational balance and the weight balance of the armature, there is disclosed a technique in which two coils each having a winding wound around a predetermined tooth are arranged. The two coils are stacked along a direction away from the teeth. As a method of winding the windings forming such two coils, a so-called double flyer method is adopted, in which windings are simultaneously drawn out from two flyers existing at point symmetric positions about the rotation axis.

すなわち、所定のティースに、1つ目のフライヤから繰り出される巻線を巻回して1つ目のコイル(第1コイル)を形成した後、この1つ目のコイルの上に、2つの目のフライヤから繰り出される巻線を巻回して2つ目のコイル(第2コイル)を形成する。つまり、1つの巻線、及び1つのフライヤにより、各ティースに満遍なくコイルを形成できる。また、各ティースに、1つ目のコイルの上から2つ目のコイルを満遍なく形成できる。この2つ目のコイルも、1つの巻線、及び1つのフライヤにより形成される。2つのコイルを形成するための巻線の巻回数を、それぞれ所定の巻回数の半分にすることにより、各ティースには、結果的に所定の巻回数のコイルが形成される。このように構成することで、アーマチュアの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制できる。   That is, after winding a coil wound from a first flyer around a predetermined tooth to form a first coil (first coil), a second coil is placed on the first coil. A second coil (second coil) is formed by winding a winding fed from a flyer. That is, a coil can be formed evenly on each tooth by one winding and one flyer. In addition, the second coil from the first coil can be uniformly formed on each tooth. This second coil is also formed by one winding and one flyer. By reducing the number of turns of the windings for forming two coils to half of the predetermined number of turns, a coil having the predetermined number of turns is eventually formed on each tooth. With this configuration, it is possible to suppress variations in the rotational balance and the weight balance of the armature.

特開2013−090428号公報JP 2013-090428 A

しかしながら、1つ目のコイルの上に2つ目のコイルを形成するので、これら2つのコイルを形成する各巻線の巻回数を同数にした場合であっても、周長の違いから2つ目の巻線の長さが長くなってしまう。このため、1つ目のコイルの抵抗値と2つ目のコイルの抵抗値とが異なってしまい、所望のモータ特性を得ることが困難になる可能性があった。
また、巻線を巻回する方法として、ダブルフライヤ方式を採用すると、フライヤ毎に別々の巻線を使用することになる。巻線は、同じ線径であっても製造誤差による僅かな線径の違いが生じてしまうことがある。このため、ダブルフライヤ方式を採用すると、アーマチュアの質量を高精度に決めにくい可能性があった。
However, since the second coil is formed on the first coil, even if the number of turns of each winding forming these two coils is the same, the second coil is formed due to the difference in circumference. Winding length becomes long. Therefore, the resistance value of the first coil differs from the resistance value of the second coil, and it may be difficult to obtain desired motor characteristics.
Further, when a double flyer method is adopted as a method of winding the winding, a separate winding is used for each flyer. Even if the windings have the same wire diameter, a slight difference in wire diameter may occur due to a manufacturing error. For this reason, if the double flyer method is adopted, there is a possibility that it is difficult to determine the mass of the armature with high accuracy.

そこで、本発明は、回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しつつ、所望のモータ特性を確実に得ることができるとともに、全体の質量を高精度に決定することができるアーマチュア、及び電動モータを提供する。   Accordingly, the present invention provides an armature and an electric motor that can reliably obtain desired motor characteristics while suppressing variations in rotational balance and weight balance, and that can determine the overall mass with high accuracy. I do.

上記の課題を解決するために、本発明に係るアーマチュアは、周方向に並んで配置された複数のティース、及び周方向で隣接する前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するアーマチュアコアと、各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、巻線が所定回数巻回されてなるコイルと、前記巻線の端末部が接続されるセグメントを複数有するコンミテータと、を備え、各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、前記コイルが複数形成され、複数の前記コイルは、各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、ティースから離間する方向に沿って積層され、前記ティースから離間する位置にある前記コイルほど前記巻線の巻回数が少ないことを特徴とする。   In order to solve the above problem, an armature according to the present invention includes an armature core having a plurality of teeth arranged in a circumferential direction and a plurality of slots formed between the teeth adjacent in the circumferential direction. A coil formed by winding a winding a predetermined number of times, and a commutator having a plurality of segments to which terminal portions of the windings are connected, in each of the teeth and one of the predetermined slots. A plurality of the coils are formed in each of the teeth and one of the predetermined slots; and a plurality of the coils are formed in the one of the teeth and the predetermined slots by the teeth. The coil is stacked along a direction in which the coils are separated from each other, and the number of turns of the winding is smaller as the coils are positioned further away from the teeth.

積層された複数のコイルは、ティースから離間する位置にあるコイルほど巻線の巻回数が少ない。ティースから離間している分、周長が長くなるので、結果的に各コイルを形成する巻線の長さが同一になりやすい。また、各ティース又は所定のスロットの間に、コイルが複数形成されているので、アーマチュアの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しやすい。このため、所望のモータ特性を確実に得ることができる。
また、巻線を巻回する方法として、1つのフライヤを用いて行う、いわゆるシングルフライヤ方式を採用できる。このため、できる限り同一の巻線を用いることができるので、アーマチュアの質量を高精度に決定することができる。
In the plurality of stacked coils, the number of turns of the winding is smaller as the coil is located farther from the teeth. Since the circumferential length is increased by the distance from the teeth, the lengths of the windings forming each coil are likely to be the same as a result. Further, since a plurality of coils are formed between each tooth or a predetermined slot, it is easy to suppress variations in the rotational balance and weight balance of the armature. Therefore, desired motor characteristics can be reliably obtained.
Further, as a method of winding the winding, a so-called single flyer method which uses one flyer can be adopted. For this reason, since the same winding can be used as much as possible, the mass of the armature can be determined with high accuracy.

本発明に係るアーマチュアにおいて、前記ティースの個数は偶数個であり、1つの前記コイルは、前記アーマチュアコアの回転軸線を中心に点対称に配置された2つの前記ティース、及び2つの所定の前記スロットの間に直列に巻回された前記巻線からなることを特徴とする。   In the armature according to the present invention, the number of the teeth is an even number, and one of the coils includes the two teeth and the two predetermined slots that are arranged point-symmetrically with respect to a rotation axis of the armature core. Characterized by comprising the winding wound in series between the windings.

このように構成することで、1つのコイルの重量バランスを確実に向上させることができる。このため、回転バランスや重量バランスのばらつきをより確実に抑制しつつ、所望のモータ特性をより確実に得ることができる。   With this configuration, the weight balance of one coil can be reliably improved. For this reason, desired motor characteristics can be obtained more reliably while variations in rotation balance and weight balance are more reliably suppressed.

本発明に係るアーマチュアは、各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、前記コイルが2つ配置されており、内側の前記コイルを形成する前記巻線の巻回数は、内側の前記コイルの上に配置された外側の前記コイルを形成する前記巻線の巻回数よりも多いことを特徴とする。   In the armature according to the present invention, two of the coils are arranged in each of the teeth and any one of the predetermined slots, and the number of turns of the winding forming the inner coil is the inner number. The number of turns of the windings forming the outer coil disposed on the coil is larger than the number of turns.

このように構成することで、簡素な構造で、アーマチュアの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しつつ、所望のモータ特性を確実に得ることができる。また、アーマチュア全体の質量を高精度に決定することができる。   With this configuration, desired motor characteristics can be reliably obtained with a simple structure while suppressing variations in the rotational balance and weight balance of the armature. In addition, the mass of the entire armature can be determined with high accuracy.

本発明に係るアーマチュアは、所定の前記セグメントの間に両端末部が接続されている各前記巻線は、各々の長さが同一であることを特徴とする。
この場合、電動モータは、所定の前記セグメントの間に両端末部が接続されている各前記巻線は、各々の抵抗が同一であってもよい。
The armature according to the present invention is characterized in that each of the windings whose both ends are connected between the predetermined segments has the same length.
In this case, in the electric motor, each of the windings having both ends connected between the predetermined segments may have the same resistance.

このように構成することで、電動モータのモータ特性を確実に向上できる。   With this configuration, the motor characteristics of the electric motor can be reliably improved.

本発明に係る電動モータは、上記に記載のアーマチュアと、前記アーマチュアを回転自在に支持し、筒状のヨークと、前記ヨークの内周面に設けられた複数の永久磁石と、複数の前記セグメントに摺接され、前記コイルに電流を供給する複数のブラシと、を備えたことを特徴とする。   The electric motor according to the present invention includes the armature described above, the armature rotatably supported, a cylindrical yoke, a plurality of permanent magnets provided on an inner peripheral surface of the yoke, and a plurality of the segments. And a plurality of brushes slidably contacting the coil to supply a current to the coil.

このように構成することで、電動モータの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しつつ、所望のモータ特性を確実に得ることができる。また、電動モータ全体の質量を高精度に決定することができる。   With this configuration, it is possible to reliably obtain desired motor characteristics while suppressing variations in the rotation balance and weight balance of the electric motor. Further, the mass of the entire electric motor can be determined with high accuracy.

本発明に係る電動モータは、前記永久磁石の磁極数が4極、前記ティースの個数が6個、前記セグメントの個数が12個であることを特徴とする。   The electric motor according to the present invention is characterized in that the permanent magnet has four magnetic poles, the number of teeth is six, and the number of segments is twelve.

このように、いわゆる4極6スロット12セグメントの電動モータに、好適に用いることができる。   Thus, it can be suitably used for a so-called 4-pole, 6-slot, 12-segment electric motor.

本発明によれば、積層された複数のコイルは、ティースから離間する位置にあるコイルほど巻線の巻回数が少ない。ティースから離間している分、周長が長くなるので、結果的に各コイルを形成する巻線の長さが同一になりやすい。また、各ティース又は所定のスロットの間に、コイルが複数形成されているので、アーマチュアの回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しやすい。このため、所望のモータ特性を確実に得ることができる。
また、巻線を巻回する方法として、1つのフライヤを用いて行う、いわゆるシングルフライヤ方式を採用できる。このため、できる限り同一の巻線を用いることができるので、アーマチュアの質量を高精度に決定することができる。
According to the present invention, in the plurality of stacked coils, the number of turns of the winding is smaller as the coil is located farther from the teeth. Since the circumferential length is increased by the distance from the teeth, the lengths of the windings forming each coil are likely to be the same as a result. Further, since a plurality of coils are formed between each tooth or a predetermined slot, it is easy to suppress variations in the rotational balance and weight balance of the armature. Therefore, desired motor characteristics can be reliably obtained.
Further, as a method of winding the winding, a so-called single flyer method which uses one flyer can be adopted. For this reason, since the same winding can be used as much as possible, the mass of the armature can be determined with high accuracy.

本発明の実施形態におけるブラシ付きモータの軸方向に沿う断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which follows the axial direction of the motor with a brush in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における永久磁石、ティース、セグメント、及び各相のコイルを展開した図である。It is the figure which expanded the permanent magnet, the teeth, the segment, and the coil of each phase in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるアーマチュアコアに対する各相のコイルの配置説明図である。It is an explanatory view of arrangement of a coil of each phase to an armature core in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における巻線の抵抗値の変化を示すグラフである。4 is a graph showing a change in a resistance value of a winding according to the embodiment of the present invention.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment 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。以下の説明では、アーマチュア3の回転軸線方向を単に軸方向、アーマチュア3の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するアーマチュア3の径方向を単に径方向、と称して説明する。
(Motor with brush)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the brushed motor 1 along the axial direction.
The brushed motor 1 is used, for example, as a drive source for electrical components mounted on a vehicle.
As shown in FIG. 1, the brushed motor 1 includes an armature 3 rotatably provided in a substantially bottomed cylindrical yoke 2, and an opening 2 c of the yoke 2 is closed by an end bracket 17. In the following description, the rotation axis direction of the armature 3 will be referred to simply as the axial direction, the rotation direction of the armature 3 will be referred to as the circumferential direction, and the radial direction of the armature 3 orthogonal to the axial direction and the circumferential direction will be referred to simply as the radial direction.

ヨーク2の内周面には、周方向に永久磁石4が4個固定されている。つまり、磁極を4個有している。
アーマチュア3は、回転軸5と、回転軸5に固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に形成された各相のコイル71U〜72Wと、アーマチュアコア6の一端側に配置されたコンミテータ13と、を備えている。回転軸5の軸線は、アーマチュア3の回転軸線と一致している。
Four permanent magnets 4 are fixed to the inner peripheral surface of the yoke 2 in the circumferential direction. That is, it has four magnetic poles.
The armature 3 includes a rotating shaft 5, an armature core 6 fixed to the rotating shaft 5, coils 71 </ b> U to 72 </ b> W of each phase formed on the armature core 6, and a commutator 13 disposed at one end of the armature core 6. , Is provided. The axis of the rotation shaft 5 matches the rotation axis of the armature 3.

アーマチュアコア6は、例えばリング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものである。しかしながら、アーマチュアコア6を、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
金属板8の外周部には、軸方向からみてT字型のティース50が径方向外側に向かって突出するように6個形成されている。各ティース50は、周方向に沿って等間隔に配置されている。複数枚の金属板8を回転軸5の外周面に嵌合することにより、アーマチュアコア6の外周には隣接するティース50の間に蟻溝状のスロット51が形成されている。スロット51は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に6個形成されている。これらスロット51を通して、ティース50に巻線7が巻回されている。巻回された巻線7は、各相のコイル71U〜72Wを形成する(詳細は後述する)。
The armature core 6 is formed, for example, by stacking a plurality of ring-shaped metal plates 8 in the axial direction. However, the armature core 6 may be formed by press-molding soft magnetic powder.
Six T-shaped teeth 50 are formed on the outer peripheral portion of the metal plate 8 so as to project radially outward when viewed from the axial direction. Each tooth 50 is arranged at equal intervals along the circumferential direction. By fitting a plurality of metal plates 8 to the outer peripheral surface of the rotating shaft 5, a dovetail-shaped slot 51 is formed between adjacent teeth 50 on the outer periphery of the armature core 6. The slots 51 extend in the axial direction, and are formed at equal intervals along the circumferential direction. The winding 7 is wound around the teeth 50 through these slots 51. The wound winding 7 forms coils 71U to 72W of each phase (details will be described later).

コンミテータ13は、回転軸5における一端の外周面に嵌合固定されている。コンミテータ13の外周面には、導電材で形成されたセグメント14が12枚取り付けられている。このように、本実施形態のブラシ付きモータ1は、4個の永久磁石4(磁極数が4極)、6個のスロット51(6個のティース50)、及び12枚のセグメント14を有する、いわゆる4極6スロット12セグメント(倍セグメント)のモータである。   The commutator 13 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of one end of the rotating shaft 5. On the outer peripheral surface of the commutator 13, twelve segments 14 made of a conductive material are attached. As described above, the brushed motor 1 of the present embodiment has four permanent magnets 4 (the number of magnetic poles is four), six slots 51 (six teeth 50), and twelve segments 14. This is a so-called 4-pole, 6-slot, 12-segment (double segment) motor.

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に巻回された巻線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とこれに対応する巻線7とが電気的に接続される。   The segments 14 are formed of plate-shaped metal pieces that are long in the axial direction, and are fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction while being insulated from each other. A riser 15 is formed integrally with the segment 14 at the end of the armature core 6 side of each segment 14 so as to be folded back toward the outer diameter side. The winding 7 wound around the teeth 50 is wound around the riser 15, and is fixed by, for example, fusing. As a result, the segment 14 and the corresponding winding 7 are electrically connected.

また、各セグメント14のうち、所定の2個のセグメント14、つまり、同電位となる2個のセグメント14同士を短絡するように、巻線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同士を短絡する巻線7は、均圧線(接続線)52として機能する。これら均圧線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。   The windings 7 are connected so as to short-circuit two predetermined segments 14 among the segments 14, that is, two segments 14 having the same potential. Do). The winding 7 that short-circuits the two segments 14 having the same potential functions as a pressure equalizing line (connection line) 52. These pressure equalizing lines 52 are also looped around the riser 15 of the predetermined segment 14 and are fixed by, for example, fusing.

回転軸5の他端側は、ヨーク2の底部2bに突出形成されたボス内の軸受12によって回転自在に支持されている。ヨーク2の開口部2c側端にはエンドブラケット17が設けられている。このエンドブラケット17の内側には、ホルダステー20が取り付けられている。ホルダステー20には、例えば、周方向に90°の間隔を開けて一対のブラシホルダ21が形成されている。ブラシホルダ21には、それぞれブラシ22が各々スプリング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。   The other end of the rotating shaft 5 is rotatably supported by a bearing 12 in a boss protruding from the bottom 2 b of the yoke 2. An end bracket 17 is provided at an end of the yoke 2 on the opening 2c side. A holder stay 20 is mounted inside the end bracket 17. For example, a pair of brush holders 21 are formed on the holder stay 20 at intervals of 90 ° in the circumferential direction. The brush holders 21 are provided with brushes 22 which are urged through springs 23 so as to be able to come and go.

各ブラシ22は、ピグテール16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。これらブラシ22の先端部は、スプリング23によって付勢されているためコンミテータ13に摺接している。また、ブラシ22は、不図示の外部電源に電気的に接続されている。これにより、外部電源からの電力がブラシ22を介してコンミテータ13に供給される。   Each brush 22 is electrically connected to an external power supply via the pigtail 16. Each brush 22 is classified into a positive brush and a negative brush. The tips of the brushes 22 are urged by the springs 23 and are in sliding contact with the commutator 13. The brush 22 is electrically connected to an external power supply (not shown). As a result, electric power from an external power supply is supplied to the commutator 13 via the brush 22.

(コイルの形成方法)
次に、図2、図3に基づいて、各相のコイル71U〜72Wの形成方法について説明する。
図2は、永久磁石4と、アーマチュア3のティース50、セグメント14、及び各相のコイル71U〜72W(均圧線52)と、を展開した図であり、隣接するティース50の間の空隙がスロット51に相当している。図3は、アーマチュアコア6に対する各相のコイル71U〜72Wの配置説明図である。図3では、アーマチュアコア6を軸方向からみている。
(Coil forming method)
Next, a method of forming the coils 71U to 72W of each phase will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a developed view of the permanent magnet 4, the teeth 50 of the armature 3, the segments 14, and the coils 71U to 72W (equalizing lines 52) of each phase. It corresponds to the slot 51. FIG. 3 is an explanatory diagram of the arrangement of the coils 71U to 72W of each phase with respect to the armature core 6. In FIG. 3, the armature core 6 is viewed from the axial direction.

ここで、各ティース50、及び各セグメント14に巻線7を巻回するにあたり、使用される巻線装置としては、巻線7を繰り出すフライヤ(巻線装置、及びフライヤのいずれも不図示)を1つ有する巻線装置が用いられる。すなわち、各ティース50、及び各セグメント14には、シングルフライヤ方式により各相のコイル71U〜72Wが形成される。   Here, in winding the winding 7 around each tooth 50 and each segment 14, as a winding device to be used, a flyer that draws out the winding 7 (neither the winding device nor the flyer is shown). A winding device having one is used. That is, coils 71U to 72W of each phase are formed in each tooth 50 and each segment 14 by a single flyer method.

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。つまり、同相同士のティース50は、回転軸5を中心に点対称に配置される。
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。なお、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。
As shown in FIG. 2, the armature 3 has a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) structure, and each tooth 50 is assigned in the circumferential direction in the order of U-phase, V-phase, and W-phase. I have. That is, the teeth 50 of the same phase are arranged point-symmetrically about the rotation axis 5.
In the following description, the phases and numbers assigned to the teeth 50 will be sequentially assigned, and the segments 14 will be sequentially numbered in the circumferential direction. In FIG. 2, each segment 14 is numbered so that the first segment 14 is located near the U1 (1) tooth 50, but the number is not limited thereto. Can be set arbitrarily.

巻線7は、各ティース50に集中巻き方式により巻回されている。巻線7は、巻き始め端7aが7番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。続いて、アーマチュア3(回転軸5)の回転方向一方向(図2における右方向、以下の説明では単に一方向という)に向かって巻線7が引き回される。その後、巻線7は、1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、7,1番セグメント14の間に均圧線52を形成する。
続いて、巻線7は、1番セグメント14から一方向に向かって引き回された後、U1(1)番ティース50に順方向(図2における時計回り方向)に巻回されて第1U相順コイル171Uaを形成する。
The winding 7 is wound around each tooth 50 by a concentrated winding method. The winding 7 is wound around the riser 15 of the seventh segment 14 at the winding start end 7a and is connected thereto. Subsequently, the winding 7 is routed in one rotational direction of the armature 3 (the rotating shaft 5) (to the right in FIG. 2, in the following description, simply referred to as one direction). Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the first segment 14, and forms a pressure equalizing line 52 between the seventh and first segments 14.
Subsequently, the winding 7 is wound around the U1 (1) tooth 50 in the forward direction (clockwise direction in FIG. 2) after being wound in one direction from the first segment 14, and is wound in the first U-phase. A forward coil 171Ua is formed.

続いて、巻線7は、U1(1)番ティース50から一方向とは逆方向(アーマチュア3(回転軸5)の回転方向他方向、図2における左方向、以下の説明では単に他方向という)に引き回される。その後、巻線7は、U2(4)番ティース50に順方向に巻回されて第2U相順コイル172Uaを形成する。これら第1U相順コイル171Uaと第2U相順コイル172Uaは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたU相の第1コイル71Uを構成する。   Subsequently, the winding 7 is rotated from the U1 (1) tooth 50 in a direction opposite to the one direction (the other direction of the rotation direction of the armature 3 (the rotating shaft 5), the left direction in FIG. 2, and hereinafter simply referred to as the other direction). ). Thereafter, the winding 7 is wound in the forward direction around the U2 (4) th tooth 50 to form a second U-phase forward coil 172Ua. The first U-phase forward coil 171Ua and the second U-phase forward coil 172Ua are arranged point-symmetrically about the rotating shaft 5, and constitute a U-phase first coil 71U connected in series to each other.

続いて、巻線7は、U2(4)番ティース50から他方向に引き回される。その後、巻線7は、2番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
このように、第1U相順コイル171Ua、及び第2U相順コイル172UaからなるU相の第1コイル71Uを形成する巻線7の端末部は、1,2番セグメント14に接続される。
Subsequently, the winding 7 is routed from the U2 (4) th tooth 50 in the other direction. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the second segment 14.
As described above, the terminal portion of the winding 7 forming the U-phase first coil 71U including the first U-phase forward coil 171Ua and the second U-phase forward coil 172Ua is connected to the first and second segments 14.

続いて、巻線7は、2番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、8番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、2,8番セグメント14の間に均圧線52を形成する。   Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the second segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the eighth segment 14, and forms a pressure equalizing line 52 between the second and eighth segments 14.

続いて、巻線7は、8番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、W1(3)番ティース50に順方向とは逆向きの逆方向(図2における反時計回り方向)に巻回されて第1W相逆コイル171Wbを形成する。
続いて、巻線7は、W1(3)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、W2(6)番ティース50に逆方向に巻回されて第2W相逆コイル172Wbを形成する。これら第1W相逆コイル171Wbと第2W相逆コイル172Wbは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたW相の第1コイル71Wを構成する。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the eighth segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around the W1 (3) th tooth 50 in a reverse direction (counterclockwise direction in FIG. 2) opposite to the forward direction to form a first W-phase reverse coil 171Wb.
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the W1 (3) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound in the reverse direction around the W2 (6) th tooth 50 to form a second W-phase reverse coil 172Wb. The first W-phase reverse coil 171Wb and the second W-phase reverse coil 172Wb are arranged point-symmetrically about the rotating shaft 5, and constitute a W-phase first coil 71W connected in series to each other.

続いて、巻線7は、W2(6)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、3番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
このように、第1W相逆コイル171Wb、及び第2W相逆コイル172WbからなるW相の第1コイル71Wを形成する巻線7の端末部は、8,3番セグメント14に接続される。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the W2 (6) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the third segment 14.
As described above, the terminal portion of the winding 7 forming the W-phase first coil 71W including the first W-phase reverse coil 171Wb and the second W-phase reverse coil 172Wb is connected to the eighth and third segments 14.

続いて、巻線7は、3番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、9番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、3,9番セグメント14の間に均圧線52を形成する。   Subsequently, the winding 7 is routed in one direction from the third segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the ninth segment 14, and forms a pressure equalizing line 52 between the third and ninth segments 14.

続いて、巻線7は、9番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、V2(5)番ティース50に順方向に巻回されて第2V相順コイル172Vaを形成する。
続いて、巻線7は、V2(5)番ティース50から他方向に引き回される。その後、巻線7は、V1(2)番ティース50に順方向に巻回されて第1V相順コイル171Vaを形成する。これら第2V相順コイル172Vaと第1V相順コイル171Vaは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたV相の第1コイル71Vを構成する。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the ninth segment 14. After that, the winding 7 is wound around the V2 (5) th tooth 50 in the forward direction to form the second V-phase forward coil 172Va.
Subsequently, the winding 7 is routed in the other direction from the V2 (5) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around the V1 (2) th tooth 50 in the forward direction to form a first V-phase forward coil 171Va. The second V-phase forward coil 172Va and the first V-phase forward coil 171Va are arranged point-symmetrically with respect to the rotation axis 5, and constitute a V-phase first coil 71V connected in series to each other.

続いて、巻線7は、V1(2)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、10番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。このように、第2V相順コイル172Va、及び第1V相順コイル171VaからなるV相の第1コイル71Vを形成する巻線7の端末部は、9,10番セグメント14に接続される。   Subsequently, the winding 7 is drawn in one direction from the V1 (2) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the tenth segment 14. As described above, the terminal portion of the winding 7 forming the V-phase first coil 71V including the second V-phase forward coil 172Va and the first V-phase forward coil 171Va is connected to the ninth and tenth segments 14.

続いて、巻線7は、10番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、4番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、10,4番セグメント14の間に均圧線52を形成する。   Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the tenth segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the fourth segment 14 to form a pressure equalizing line 52 between the tenth and fourth segments 14.

続いて、巻線7は、4番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、U1(1)番ティース50に逆方向に巻回されて第1U相逆コイル171Ubを形成する。
続いて、巻線7は、U1(1)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、U2(4)番ティース50に逆方向に巻回されて第2U相逆コイル172Ubを形成する。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the fourth segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around the U1 (1) th tooth 50 in the reverse direction to form a first U-phase reverse coil 171Ub.
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the U1 (1) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around the U2 (4) th tooth 50 in the reverse direction to form a second U-phase reverse coil 172Ub.

これら第1U相逆コイル171Ubと第2U相逆コイル172Ubは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたU相の第2コイル72Uを構成する。U相の第2コイル72U(第1U相逆コイル171Ub、第2U相逆コイル172Ub)は、予め形成されているU相の第1コイル71U(第1U相順コイル171Ua、第2U相順コイル172Ua)の上に巻線7を巻回して形成される。このため、図3に詳示するように、U相の第1コイル71Uに対し、U相の第2コイル72Uは、ティース50から離間する方向に沿って積層されたように配置される。   The first U-phase reverse coil 171Ub and the second U-phase reverse coil 172Ub are arranged point-symmetrically about the rotation shaft 5, and constitute a U-phase second coil 72U connected in series to each other. The U-phase second coil 72U (first U-phase reverse coil 171Ub, second U-phase reverse coil 172Ub) is a U-phase first coil 71U (first U-phase forward coil 171Ua, second U-phase forward coil 172Ua). ) Is formed by winding the winding 7. For this reason, as shown in detail in FIG. 3, the U-phase second coil 72U is arranged so as to be stacked along the direction away from the teeth 50 with respect to the U-phase first coil 71U.

図2に戻り、続いて、巻線7は、U2(4)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、11番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。このように、第1U相逆コイル171Ub、及び第2U相逆コイル172UbからなるU相の第2コイル72Uを形成する巻線7の端末部は、4,11番セグメント14に接続される。   Returning to FIG. 2, subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the U2 (4) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the eleventh segment 14. As described above, the terminal portion of the winding 7 forming the U-phase second coil 72U including the first U-phase reverse coil 171Ub and the second U-phase reverse coil 172Ub is connected to the fourth and eleventh segments 14.

続いて、巻線7は、11番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、5番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、11,5番セグメント14の間に均圧線52を形成する。   Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the eleventh segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the fifth segment 14, and forms a pressure equalizing line 52 between the eleventh and fifth segments 14.

続いて、巻線7は、5番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、W1(3)番ティース50に順方向に巻回されて第1W相順コイル171Waを形成する。
続いて、巻線7は、W1(3)番ティース50から他方向に引き回される。その後、W2(6)番ティース50に順方向に巻回されて第2W相順コイル172Waを形成する。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the fifth segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around the W1 (3) th tooth 50 in the forward direction to form the first W-phase forward coil 171Wa.
Subsequently, the winding 7 is routed from the W1 (3) th tooth 50 in the other direction. Thereafter, the second W-phase forward coil 172 Wa is formed by being wound around the W2 (6) th tooth 50 in the forward direction.

これら第1W相順コイル171Waと第2W相順コイル172Waは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたW相の第2コイル72Wを構成する。W相の第2コイル72W(第1W相順コイル171Wa、第2W相順コイル172Wa)は、予め形成されているW相の第1コイル71W(第1W相逆コイル171Wb、第2W相逆コイル172Wb)の上に巻線7を巻回して形成される。このため、図3に詳示するように、W相の第1コイル71Wに対し、W相の第2コイル72Wは、ティース50から離間する方向に沿って積層されたように配置される。   The first W-phase forward coil 171Wa and the second W-phase forward coil 172Wa are arranged point-symmetrically about the rotating shaft 5, and constitute a W-phase second coil 72W connected in series to each other. The W-phase second coil 72W (first W-phase forward coil 171Wa, second W-phase forward coil 172Wa) is a W-phase first coil 71W (first W-phase reverse coil 171Wb, second W-phase reverse coil 172Wb) formed in advance. ) Is formed by winding the winding 7. For this reason, as shown in detail in FIG. 3, the W-phase second coil 72W is arranged so as to be stacked along the direction away from the teeth 50 with respect to the W-phase first coil 71W.

図2に戻り、続いて、巻線7は、W2(6)番ティース50から他方向に引き回される。その後、巻線7は、6番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。このように、第1W相順コイル171Wa、及び第2W相順コイル172WaからなるW相の第2コイル72Wを形成する巻線7の端末部は、5,6番セグメント14に接続される。   Returning to FIG. 2, subsequently, the winding 7 is routed in the other direction from the W2 (6) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the sixth segment 14. As described above, the terminal portion of the winding 7 forming the W-phase second coil 72 </ b> W including the first W-phase forward coil 171 Wa and the second W-phase forward coil 172 Wa is connected to the fifth and sixth segments 14.

続いて、巻線7は、6番セグメント14から一方向に引き回される。その後、巻線7は、12番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続され、6,12番セグメント14の間に均圧線52を形成する。   Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the sixth segment 14. Thereafter, the winding 7 is wound around and connected to the riser 15 of the twelfth segment 14, and forms a pressure equalizing line 52 between the sixth and twelfth segments 14.

続いて、巻線7は、12番セグメント14から一方向に引き回される。その後、V2(5)番ティース50に逆方向に巻回されて第2V相逆コイル172Vbを形成する。
続いて、巻線7は、V2(5)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、V1(2)番ティース50に逆方向に巻回されて第1V相逆コイル171Vbを形成する。
Subsequently, the winding 7 is wound in one direction from the twelfth segment 14. Thereafter, the second V-phase reverse coil 172Vb is formed by being wound around the V2 (5) th tooth 50 in the reverse direction.
Subsequently, the winding 7 is routed in one direction from the V2 (5) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around the V1 (2) th tooth 50 in the reverse direction to form the first V-phase reverse coil 171Vb.

これら第2V相逆コイル172Vbと第1V相逆コイル171Vbは、回転軸5を中心に点対称に配置され、互いに直列接続されたV相の第2コイル72Vを構成する。V相の第2コイル72V(第2V相逆コイル172Vb、第1V相逆コイル171Vb)は、予め形成されているV相の第1コイル71V(第2V相順コイル172Va、第1V相順コイル171Va)の上に巻線7を巻回して形成される。このため、図3に詳示するように、V相の第1コイル71Vに対し、V相の第2コイル72Vは、ティース50から離間する方向に沿って積層されたように配置される。   The second V-phase reverse coil 172Vb and the first V-phase reverse coil 171Vb are arranged point-symmetrically with respect to the rotation axis 5 and constitute a V-phase second coil 72V connected in series to each other. The V-phase second coil 72V (second V-phase reverse coil 172Vb, first V-phase reverse coil 171Vb) is a V-phase first coil 71V (second V-phase forward coil 172Va, first V-phase forward coil 171Va) formed in advance. ) Is formed by winding the winding 7. For this reason, as shown in detail in FIG. 3, the V-phase second coil 72V is arranged so as to be stacked along the direction away from the teeth 50 with respect to the V-phase first coil 71V.

図2に戻り、続いて、巻線7は、V1(2)番ティース50から一方向に引き回される。その後、巻線7は、巻き終わり端7bが7番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。このように、第2V相逆コイル172Vb、及び第1V相逆コイル171VbからなるV相の第2コイル72Vを形成する巻線7の端末部は、12,7番セグメント14に接続される。また、これにより、第1フライヤから繰り出される巻線7の巻回作業が完了する。   Returning to FIG. 2, subsequently, the winding 7 is routed in one direction from the V1 (2) th tooth 50. Thereafter, the winding 7 is wound around the riser 15 of the seventh segment 14 at the winding end 7 b and connected. In this way, the terminal of the winding 7 forming the V-phase second coil 72V composed of the second V-phase reverse coil 172Vb and the first V-phase reverse coil 171Vb is connected to the twelfth and seventh segments 14. This completes the winding operation of the winding 7 fed from the first flyer.

(巻線の巻回数)
次に、各相の第1コイル71U,71V,71W、及び第2コイル72U,72V,72Wを形成する巻線7の巻回数について詳述する。
各相の第1コイル71U,71V,71Wを構成する第1U相順コイル171Ua、第2U相順コイル172Ua、第2V相順コイル172Va、第1V相順コイル171Va、第1W相逆コイル171Wb、及び第2W相逆コイル172Wbは、それぞれ巻線7の巻回数が全て同一である。これらの巻線7の巻回数が全て同一であるので、この巻回数を各相の第1コイル71U,71V,71Wの巻回数N1とする。
(Number of turns of winding)
Next, the number of turns of the windings 7 forming the first coils 71U, 71V, 71W and the second coils 72U, 72V, 72W of each phase will be described in detail.
The first U-phase forward coil 171Ua, the second U-phase forward coil 172Ua, the second V-phase forward coil 172Va, the first V-phase forward coil 171Va, the first W-phase reverse coil 171Wb and the first coils 71U, 71V, 71W of each phase, and The second W-phase reverse coil 172Wb has the same number of turns of the winding 7. Since the number of turns of these windings 7 is all the same, the number of turns is defined as the number of turns N1 of the first coils 71U, 71V, 71W of each phase.

一方、各相の第2コイル72U,72V,72Wを構成する第1U相逆コイル171Ub、第2U相逆コイル172Ub、第2V相逆コイル172Vb、第1V相逆コイル171Vb、第1W相順コイル171Wa、及び第2W相順コイル172Waは、それぞれ巻線7の巻回数が全て同一である。これらの巻線7の巻回数が全て同一であるので、この巻回数を各相の第2コイル72U,72V,72Wの巻回数N2とする。   On the other hand, the first U-phase reverse coil 171Ub, the second U-phase reverse coil 172Ub, the second V-phase reverse coil 172Vb, the first V-phase reverse coil 171Vb, and the first W-phase forward coil 171Wa constituting the second coils 72U, 72V, 72W of each phase. , And the second W-phase forward coil 172 Wa have the same number of turns of the winding 7. Since the number of turns of these windings 7 is all the same, the number of turns is defined as the number of turns N2 of the second coils 72U, 72V, 72W of each phase.

ここで、各相の第1コイル71U,71V,71Wに対し、各相の第2コイル72U,72V,72Wは、ティース50から離間する方向に沿って積層されたように配置される。このため、ティース50の周囲に各相の第1コイル71U,71V,71Wを形成する巻線7が1回巻回される場合の周長に対し、ティース50の周囲に各相の第2コイル72U,72V,72Wを形成する巻線7が1回巻回される場合の周長が長くなる。   Here, the first coils 71U, 71V, and 71W of each phase are arranged such that the second coils 72U, 72V, and 72W of each phase are stacked in a direction away from the teeth 50. For this reason, the second coil of each phase is arranged around the teeth 50 with respect to the circumference when the winding 7 forming the first coils 71U, 71V, 71W of each phase is wound once around the teeth 50. When the winding 7 forming 72U, 72V, 72W is wound once, the circumference becomes longer.

そこで、本実施形態では、各相の第1コイル71U,71V,71Wの巻回数N1を、各相の第2コイル72U,72V,72Wの巻回数N2よりも多くした。例えば、1つのティース50に対する巻線7の所定巻回数を21回としたとき、各相の第1コイル71U,71V,71Wの巻回数N1は、11回に設定されている。また、各相の第2コイル72U,72V,72Wの巻回数N2は、10回に設定されている。   Therefore, in the present embodiment, the number of turns N1 of the first coils 71U, 71V, 71W of each phase is set to be larger than the number of turns N2 of the second coils 72U, 72V, 72W of each phase. For example, when the predetermined number of turns of the winding 7 for one tooth 50 is 21 times, the number of turns N1 of the first coils 71U, 71V, 71W of each phase is set to 11 times. The number of turns N2 of the second coils 72U, 72V, 72W of each phase is set to ten.

このように構成することで、各相の第1コイル71U,71V,71Wを形成する巻線7の全長と、各相の第2コイル72U,72V,72Wを形成する巻線7の全長と、がほぼ同一になる。この結果、各相の第1コイル71U,71V,71Wを形成する巻線7の抵抗と、各相の第2コイル72U,72V,72Wを形成する巻線7の抵抗と、がほぼ同一になる。   With this configuration, the total length of the windings 7 forming the first coils 71U, 71V, 71W of each phase, the total length of the windings 7 forming the second coils 72U, 72V, 72W of each phase, Are almost the same. As a result, the resistance of the winding 7 forming the first coils 71U, 71V, 71W of each phase is substantially the same as the resistance of the winding 7 forming the second coils 72U, 72V, 72W of each phase. .

図4は、縦軸を巻線7の抵抗値[Ω]とし、横軸を巻線7の抵抗値を測定するためのセグメント14の位置とした場合の巻線7の抵抗値の変化を示すグラフである。図4において、横軸の2つの数字(例えば、「1−2」)は、それぞれセグメント14に付した番号を示している。なお、図4中、符号INは、各相の第1コイル71U,71V,71W、及び各相の第2コイル72U,72V,72Wのうち、ティース50に近い(内側に位置している)各相の第1コイル71U,71V,71Wを示している。図4中、符号OUTは、各相の第1コイル71U,71V,71Wよりもティース50から離間している各相の第2コイル72U,72V,72Wを示している。
図4に示すように、セグメント14の各測定位置において、巻線7の抵抗がほぼ同等であることが確認できる。
FIG. 4 shows a change in the resistance value of the winding 7 when the vertical axis is the resistance value [Ω] of the winding 7 and the horizontal axis is the position of the segment 14 for measuring the resistance value of the winding 7. It is a graph. In FIG. 4, two numbers (for example, “1-2”) on the horizontal axis indicate numbers assigned to the segments 14 respectively. In FIG. 4, reference symbol IN denotes each of the first coils 71 </ b> U, 71 </ b> V, 71 </ b> W of each phase and the second coils 72 </ b> U, 72 </ b> V, 72 </ b> W of each phase that is closer to the teeth 50 (located inside). The first coils 71U, 71V, 71W of the phase are shown. In FIG. 4, reference symbol OUT indicates second coils 72 </ b> U, 72 </ b> V, 72 </ b> W of each phase which are more distant from teeth 50 than first coils 71 </ b> U, 71 </ b> V, 71 </ b> W of each phase.
As shown in FIG. 4, at each measurement position of the segment 14, it can be confirmed that the resistance of the winding 7 is substantially equal.

このように、上述の実施形態では、各ティース50に、それぞれ対応する相の第1コイル71U,71V,71Wと、第2コイル72U,72V,72Wと、が積層されている。これら2つのコイル71U〜72Wは、ティース50から離間しているコイルほど、巻線7の巻回数が少ない。つまり、各相の第1コイル71U,71V,71Wを形成する巻線7の巻回数よりも、これら第1コイル71U,71V,71Wよりもティース50から離間している各相の第2コイル72U,72V,72Wを形成する巻線7の巻回数が少ない。このため、各コイル71U〜72Wを形成する各巻線7の長さ、及び抵抗をほぼ同一にすることができる。よって、アーマチュア3の回転バランスや重量バランスのばらつきを抑制しつつ、ブラシ付きモータ1の所望のモータ特性を確実に得ることができる。   Thus, in the above-described embodiment, the first coils 71U, 71V, 71W and the second coils 72U, 72V, 72W of the corresponding phases are stacked on each tooth 50, respectively. In these two coils 71U to 72W, the number of turns of the winding 7 decreases as the distance from the teeth 50 increases. That is, the second coil 72U of each phase which is farther from the teeth 50 than the first coils 71U, 71V, 71W than the number of turns of the winding 7 forming the first coils 71U, 71V, 71W of each phase. , 72V, 72W, the number of turns of the winding 7 is small. Therefore, the length and resistance of each winding 7 forming each of the coils 71U to 72W can be made substantially the same. Therefore, desired motor characteristics of the brushed motor 1 can be reliably obtained while suppressing variations in the rotation balance and weight balance of the armature 3.

また、巻線7を巻回する方法として、シングルフライヤ方式を採用できる。このため、できる限り同一の巻線7を用いることができるので、アーマチュア3の質量を高精度に決定することができる。
また、上述の実施形態のブラシ付きモータ1は、いわゆる4極6スロット12セグメント(倍セグメント)のモータであり、ティース50の個数が偶数個である。そして、同相同士のティース50は、回転軸5を中心に点対称に配置される。同相同士のティース50に巻線7を連続して(直列にして)巻回し、各コイル71U〜72Wを形成している。このため、各コイル71U〜72Wそれぞれの重量バランスを確実に向上させることができる。よって、回転バランスや重量バランスのばらつきをより確実に抑制しつつ、所望のモータ特性をより確実に得ることが可能なブラシ付きモータ1を提供できる。
In addition, a single flyer method can be adopted as a method of winding the winding 7. For this reason, since the same winding 7 can be used as much as possible, the mass of the armature 3 can be determined with high accuracy.
The brushed motor 1 of the above embodiment is a so-called 4-pole, 6-slot, 12-segment (double segment) motor, and the number of teeth 50 is an even number. The teeth 50 having the same phase are arranged point-symmetrically about the rotation axis 5. The windings 7 are wound continuously (in series) around the teeth 50 of the same phase to form the coils 71U to 72W. Therefore, the weight balance of each of the coils 71U to 72W can be reliably improved. Therefore, it is possible to provide the brushed motor 1 that can more reliably obtain desired motor characteristics while more reliably suppressing variations in rotation balance and weight balance.

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(例えば、パワーウインドウ)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。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the brushed motor 1 is used as a drive source of an electrical component (for example, a power window) mounted on a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the brushed motor 1 can be employed for driving various devices.

また、上述の実施形態では、ブラシ付きモータ1は、4個の永久磁石4(磁極数が4極)、6個のスロット51(6個のティース50)、及び12枚のセグメント14を有する、いわゆる4極6スロット12セグメント(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、各ティース50に、対応する相の第1コイル71U〜71Wと、第2コイル72U〜72Wとの2つのコイル71U〜72Wを形成した場合について説明した。この上で、上述の実施形態では、例えば、1つのティース50に対する巻線7の所定巻回数を21回としたとき、各相の第1コイル71U,71V,71Wの巻回数N1を11回に設定した場合について説明した。さらに、各相の第2コイル72U,72V,72Wの巻回数N2を10回に設定した場合について説明した。そして、各コイル71U〜72Wを形成する巻線7の長さ、及び抵抗をほぼ同一にした場合について説明した。
しかしながら、モータは、4極6スロット12セグメントのモータに限られない。各ティース50に、これらティース50から離間する方向に沿って2層以上の複数のコイルが積層されているさまざまなモータに、上述の実施形態のコイル71U〜72Wの形成方法を採用することができる。ティース50の個数は、偶数個であることが望ましい。各ティース50に積層されたコイルは、ティース50から離間する位置にあるコイルほど巻線7の巻回数が少なければよい。各コイルの巻回数は上記巻回数に限定されるものではなく、各コイルを形成する各巻線7の各々の長さが同一になるように巻回数が設定されたり、各巻線7の各々の抵抗が同一になるように巻回数が設定されたりしていればよい。
In the above-described embodiment, the brushed motor 1 has four permanent magnets 4 (the number of magnetic poles is four), six slots 51 (six teeth 50), and twelve segments 14. The case of a so-called 4-pole, 6-slot, 12-segment (double segment) motor has been described. Furthermore, the case where two teeth 71U to 72W of the first coil 71U to 71W and the second coil 72U to 72W of the corresponding phase are formed in each tooth 50 has been described. In addition, in the above-described embodiment, for example, when the predetermined number of turns of the winding 7 for one tooth 50 is 21 times, the number of turns N1 of the first coils 71U, 71V, and 71W of each phase is set to 11 times. The case of setting has been described. Furthermore, the case where the number of turns N2 of the second coils 72U, 72V, 72W of each phase is set to 10 has been described. The case where the lengths and the resistances of the windings 7 forming the coils 71U to 72W are made substantially the same has been described.
However, the motor is not limited to a motor having 4 poles, 6 slots, and 12 segments. The method of forming the coils 71U to 72W of the above-described embodiment can be adopted for various motors in which a plurality of coils of two or more layers are stacked on each tooth 50 along a direction away from the teeth 50. . It is desirable that the number of the teeth 50 be an even number. The coils stacked on each of the teeth 50 need only have a smaller number of turns of the winding 7 at a position farther from the teeth 50. The number of turns of each coil is not limited to the above number of turns. The number of turns is set so that the length of each winding 7 forming each coil is the same. Or the number of turns may be set so that is the same.

また、上述の実施形態では、各ティース50に巻線7が集中巻き方式により巻回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、複数のティース50を跨いで所定のスロット51の間に巻線7を巻回する、いわゆる重ね巻き方式や波巻き方式にも、上述の実施形態のコイル71U〜72Wの形成方法を採用することができる。   In the above-described embodiment, the case where the winding 7 is wound around each tooth 50 by the concentrated winding method has been described. However, the present invention is not limited to this, and the coil 71U of the above-described embodiment may be used in a so-called lap winding method or a wave winding method in which the winding 7 is wound between predetermined slots 51 over a plurality of teeth 50. ~ 72W forming method can be adopted.

1…ブラシ付きモータ(電動モータ)、2…ヨーク、3…アーマチュア、4…永久磁石、5…回転軸、6…アーマチュアコア、7…巻線、7a…巻き始め端(端末部)、7b…巻き終わり端(端末部)、13…セグメント、14…コンミテータ、22…ブラシ、50…ティース、51…スロット、52…均圧線、71U…U相の第1コイル(コイル)、71V…V相の第1コイル(コイル)、71W…W相の第1コイル(コイル)、72U…U相の第2コイル(コイル)、72V…V相の第2コイル(コイル)、72W…W相の第2コイル(コイル)、171Ua,271Ua…第1U相順コイル、171Ub,271Ub…第1U相逆コイル、171Va,271Va…第1V相順コイル、171Vb,271Vb…第1V相逆コイル、171Wa,271Wa…第1W相順コイル、171Wb,271Wb…第1W相逆コイル、172Ua,272Ua…第2U相順コイル、172Ub,272Ub…第2U相逆コイル、172Va,272Va…第2V相順コイル、172Vb,272Vb…第2V相逆コイル、172Wa,272Wa…第2W相順コイル、172Wb,272Wb…第2W相逆コイル、N1,N2…巻回数 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brush motor (electric motor), 2 ... Yoke, 3 ... Armature, 4 ... Permanent magnet, 5 ... Rotary shaft, 6 ... Armature core, 7 ... Winding, 7a ... Winding start end (terminal part), 7b ... End of winding (end part), 13: segment, 14: commutator, 22: brush, 50: teeth, 51: slot, 52: equalizing line, 71U: first coil (coil) of U phase, 71V: V phase , A first coil (coil) of 71W... A second coil (coil) of 72U... U phase, a second coil (coil) of 72V. 2 coils (coils), 171Ua, 271Ua: first U-phase forward coil, 171Ub, 271Ub: first U-phase reverse coil, 171Va, 271Va: first V-phase forward coil, 171Vb, 271Vb: first V-phase reverse coil, 1 1 Wa, 271 Wa: first W phase forward coil, 171 Wb, 271 Wb: first W phase reverse coil, 172 Ua, 272 Ua: second U phase forward coil, 172 Ub, 272 Ub: second U phase reverse coil, 172 Va, 272 Va: second V phase forward coil, 172 Vb, 272 Vb: second V-phase reverse coil, 172 Wa, 272 Wa: second W-phase forward coil, 172 Wb, 272 Wb: second W-phase reverse coil, N1, N2 ... number of turns

Claims (7)

周方向に並んで配置された複数のティース、及び周方向で隣接する前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、巻線が所定回数巻回されてなるコイルと、
前記巻線の端末部が接続されるセグメントを複数有するコンミテータと、
を備え、
各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、前記コイルが複数形成され、
複数の前記コイルは、各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、ティースから離間する方向に沿って積層され、前記ティースから離間する位置にある前記コイルほど前記巻線の巻回数が少ない
ことを特徴とするアーマチュア。
An armature core having a plurality of teeth arranged side by side in the circumferential direction, and a plurality of slots formed between the teeth adjacent in the circumferential direction;
A coil formed by winding a predetermined number of times on each of the teeth and any one of the predetermined slots;
A commutator having a plurality of segments to which a terminal portion of the winding is connected;
With
A plurality of the coils are formed in each of the teeth and any one of the predetermined slots,
The plurality of coils are stacked on one of the teeth and one of the predetermined slots along a direction away from the teeth. An armature characterized by a small number of times.
前記ティースの個数は偶数個であり、
1つの前記コイルは、前記アーマチュアコアの回転軸線を中心に点対称に配置された2つの前記ティース、及び2つの所定の前記スロットの間のいずれか一方に直列に巻回された前記巻線からなる
ことを特徴とする請求項1に記載のアーマチュア。
The number of the teeth is an even number,
One of the coils is composed of the two teeth that are arranged point-symmetrically about the rotation axis of the armature core, and the winding wound in series on one of two predetermined slots. The armature according to claim 1, wherein the armature comprises:
各前記ティース、及び所定の前記スロットの間のいずれか一方に、前記コイルが2つ配置されており、
内側の前記コイルを形成する前記巻線の巻回数は、内側の前記コイルの上に配置された外側の前記コイルを形成する前記巻線の巻回数よりも多い
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアーマチュア。
In each of the teeth and any one of the predetermined slots, two coils are arranged,
The number of turns of the winding forming the inner coil is greater than the number of turns of the winding forming the outer coil disposed on the inner coil. An armature according to claim 2.
所定の前記セグメントの間に両端末部が接続されている各前記巻線は、各々の長さが同一である
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のアーマチュア。
The armature according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the windings having both ends connected between the predetermined segments has the same length. .
所定の前記セグメントの間に両端末部が接続されている各前記巻線は、各々の抵抗が同一である
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のアーマチュア。
The armature according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the windings having both ends connected between the predetermined segments has the same resistance.
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のアーマチュアと、
前記アーマチュアを回転自在に支持し、筒状のヨークと、
前記ヨークの内周面に設けられた複数の永久磁石と、
複数の前記セグメントに摺接され、前記コイルに電流を供給する複数のブラシと、
を備えたことを特徴とする電動モータ。
The armature according to any one of claims 1 to 5,
Rotatably supporting the armature, a cylindrical yoke,
A plurality of permanent magnets provided on the inner peripheral surface of the yoke,
A plurality of brushes that are in sliding contact with the plurality of segments and supply current to the coil;
An electric motor comprising:
前記永久磁石の磁極数が4極、前記ティースの個数が6個、前記セグメントの個数が12個である
ことを特徴とする請求項6に記載の電動モータ。
The electric motor according to claim 6, wherein the number of magnetic poles of the permanent magnet is four, the number of the teeth is six, and the number of the segments is twelve.
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