JP3278402B2 - 回転電機 - Google Patents

回転電機

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JP3278402B2
JP3278402B2 JP22454698A JP22454698A JP3278402B2 JP 3278402 B2 JP3278402 B2 JP 3278402B2 JP 22454698 A JP22454698 A JP 22454698A JP 22454698 A JP22454698 A JP 22454698A JP 3278402 B2 JP3278402 B2 JP 3278402B2
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shaft
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京平 山本
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光幸 津村
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K13/04—Connections between commutator segments and windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/26—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
    • H02K23/38—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having winding or connection for improving commutation, e.g. equipotential connection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49011—Commutator or slip ring assembly

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、同電位であるべ
き整流子片同士を電気的に接続した均圧線を備えた回転
電機及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１４は従来の回転電機である電動機の
要部断面図であり、この電動機では、電機子１００の近
傍に整流装置１０１が設けられている。
【０００３】電機子１００は、軸線方向に延びた複数の
スロットを有する鉄心１０２と、スロットに導線が重巻
方式で巻回されて構成された巻線１０３とを備えてい
る。
【０００４】整流装置１０１は、周方向に複数配列され
た整流子片１０４及び巻線１０３と電気的に接続された
ライザ１０６を有する整流子１０５と、整流子片１０４
に当接するブラシ（図示せず）と、同電位であるべき整
流子片１０４同士を電気的に接続した均圧線１０７とを
備えている。図１５に示したこの均圧線１０７は、先端
部１０８がロー付け等により、ライザ１０６に固定され
ている。均圧線１０７は固定部材１０９で固定、支持さ
れており、この固定部材１０９により、均圧線１０７は
遠心力に耐え得るようになっている。
【０００５】４極、重巻方式の上記電動機では、整流子
片１０４に当接するブラシを介して外部から電流を巻線
１０３に供給することにより、回転軸（図示せず）に固
定された電機子１００、均圧線１０７及び整流子１０５
は電磁作用により、回転軸とともに回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の電動機で
は、巻線１０３の回路間に生じる誘起電圧の差によりブ
ラシに流れる循環電流の発生を防止するために、均圧線
１０７を有しているが、この均圧線１０７を支持するた
めの固定部材１０９が必要となり、部品点数が多くなっ
てしまうという問題点があった。また、均圧線１０７及
び固定部材１０９を確保する空間が必要であり、小型化
が困難であるという問題点もあった。
【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、部品点数を削減する
ことができるとともに、小形化が可能である等の回転電
機を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る回転電機は、シャフトと、このシャフトに固定され軸
線方向に延びた複数のスロットが形成された鉄心と、前
記スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻
線と、前記鉄心の片側にシャフトに固定されて設けら
れ、周方向に複数配列された整流子片を有する整流子
と、同電位であるべき整流子片同士を電気的に接続した
均圧線とを備え、一方の前記整流子片に一端部が接続さ
れた前記均圧線は、その他端部が前記スロットを通って
他方の前記整流子片と接続されている。
【０００９】この発明の請求項２に係る回転電機では、
均圧線は、鉄心の整流子側の端面からスロットを通って
鉄心の反整流子側の端面まで延びた線と、この端面で折
り返されてスロットを通って整流子側の端面まで延びた
線とにそれぞれ発生する誘起電圧が互いに相殺するよう
に配置されている。
【００１０】この発明の請求項３に係る回転電機では、
均圧線は、途中シャフトで巻回されているとともに、単
一のスロットを通っている。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】実施の形態１． 図１はこの発明の実施の形態１の電動機の要部断面図で
あり、この電動機は、円筒状のヨークと、このヨーク内
に周方向に間隔をおいて４個固定されたフェライトで構
成された永久磁石と、ヨーク内に軸受により回転自在に
設けられたシャフト１と、このシャフト１に固定された
電機子２と、電機子２の片側に設けられた整流装置３と
を備えている。なお、ヨーク及び永久磁石は図示されて
いない。
【００２２】電機子２は、軸線方向に延びた２２個のス
ロットを有する鉄心４と、スロットにエナメル被覆の銅
線で構成された導線５が重巻方式で巻回されて構成され
た巻線６とを備えている。
【００２３】整流装置３は、シャフト１の端部に固定さ
れ周方向に複数配列された整流子片８を有する整流子７
と、この整流子片８の表面にスプリングの弾性力により
当接しているとともに等分間隔で４個配設されたブラシ
と、同電位であるべき整流子片８同士を電気的に接続し
かつ導線５と同一部材で構成された均圧線９を備えてい
る。
【００２４】図２ないし図５は整流子片８同士を電気的
に接続した均圧線９を示す図である。この均圧線９は、
一端部が整流子片８のフック３１ａに係止された状態で
フック３１ａから１８０°反対側の鉄心４のスロット５
１ａを通って鉄心４の一側面まで延びており、その後シ
ャフト１を跨ぎスロット５１ａと対向したスロット５１
ｂを通って鉄心４の他側面まで延びて、スロット５１ｂ
から１８０°反対側の整流子片８のフック３１ｂに係止
されている。同様に、一端部がフック３２ａに係止され
た均圧線９はフック３２ａから１８０°反対側の鉄心４
のスロット５２ａを通って鉄心４の一側面まで延びてお
り、その後シャフト１を跨ぎスロット５２ａと対向した
スロット５２ｂを通って、鉄心４の他側面まで延びて、
スロット５２ｂから１８０°反対側の整流子片８のフッ
ク３２ｂに係止されている。以下、他の９本の各均圧線
９も、それぞれ一端部がフック３３ａ〜４１ａに係止さ
れ、スロット５３ａ〜６１ａ、スロット５３ｂ〜６１ｂ
を通って、他端部がフック３３ｂ〜４１ｂに係止されて
いる。
【００２５】そして、上記のように各均圧線９が同電位
であるべき整流子片８同士で物理的に接続された後、連
続して鉄心４の各スロット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６
１ｂに導線５を重巻方式で巻回し、各フック３１ａ〜４
１ａ、３１ｂ〜４１ｂと、均圧線９及び導線５とをヒュ
ージング等により電気的に接続する。
【００２６】この実施の形態の電動機では、各均圧線９
は、各フック３１ａ〜４１ａ、３１ｂ〜４１ｂと各スロ
ット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂとの間、及びスロ
ット５１ａ〜６１ａとスロット５１ｂ〜６１ｂとの間で
は、それぞれシャフト１を跨ぐようにして橋渡しされて
おり、均圧線９はシャフト１の一部に当接して、確実に
位置決めされている。また、均圧線９は幅の狭いスロッ
ト５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂの底面に当接してお
り、均圧線９を設けたことにより、電機子２の径方向の
寸法が大きくなるようなことはない。
【００２７】また、均圧線９は互いに対向したスロット
５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂを通っている、即ち、
鉄心４の整流子７側の端面からスロット５１ａ〜６１
ａ、５１ｂ〜６１ｂを通って鉄心４の反整流子側の端面
まで延びた線と、この端面で折り返されてスロット５１
ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂを通って整流子７側の端面
まで延びた線とにそれぞれ発生する誘起電圧が互いに相
殺するように配置されており、巻線６の回路間の誘起電
圧の差により生じる循環電流を防止するという均圧線９
の効果を十分に得ることができる。
【００２８】実施の形態２． 図６はこの発明の実施の形態２の電動機の要部断面図で
あり、実施の形態１と同一、または相当部分は同一符号
を付して、説明する。この均圧線１０は、一端部が整流
子片８のフック３１ａに係止された状態でフック３１ａ
から１８０°反対側の鉄心４のスロット５１ａを通って
鉄心４の一側面まで延びており、その後シャフト１を巻
いて同じスロット５１ａを通って鉄心４の他側面まで延
びて、スロット５１ａからフック３１ａと対向したフッ
ク３１ｂに係止されている。同様に、一端部がフック３
２ａに係止された均圧線１０はフック３２ａから１８０
°反対側の鉄心４のスロット５２ａを通って鉄心４の一
側面まで延びており、その後シャフト１を巻いて同じス
ロット５２ａを通って鉄心４の他側面まで延びて、スロ
ット５２ａからフック３２ａと対向したフック３２ｂに
係止されている。以下、他の９本の各均圧線１０も、そ
れぞれ一端部がフック３３ａ〜４１ａに係止され、スロ
ット５３ａ〜６１ａを通って、他端部がフック３３ｂ〜
４１ｂに係止されている。
【００２９】そして、上記のように各均圧線１０が同電
位であるべき整流子片８同士と物理的に接続された後、
連続して鉄心４の各スロット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜
６１ｂに導線５を重巻方式で巻回し、その後各フック３
１ａ〜４１ａ、３１ｂ〜４１ｂと、均圧線１０及び導線
５とをヒュージング等により電気的に接続する。
【００３０】なお、スロット５１ａ〜６１ａを通って、
均圧線１０の他端部がフック３１ｂ〜４１ｂに係止され
る前に、シャフト１に均圧線１０を一回巻回した後、フ
ック３１ｂ〜４１ｂに係止してもよい。
【００３１】この実施の形態の電動機では、各均圧線１
０は、各フック３１ａ〜４１ａと各スロット５１ａ〜６
１ａとの間ではシャフト１を跨ぐようにして橋渡しされ
ており、またスロット５１ａ〜６１ａを通ってシャフト
で巻かれた後、再び同じスロット５１ａ〜６１ａを通っ
て、各フック３１ｂ〜４１ｂに係止されており、均圧線
１０は途中シャフト１に巻かれており、確実に位置決め
されている。また、均圧線１０は幅の狭いスロット５１
ａ〜６１ａの底面に当接しており、均圧線１０を設けた
ことにより、電機子２の径方向の寸法が大きくなるよう
なことはない。
【００３２】また、均圧線１０は、鉄心４の整流子７側
の端面からスロット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂを
通って鉄心４の反整流子側の端面まで延びた線（往路）
と、この端面で折り返されてスロット５１ａ〜６１ａ、
５１ｂ〜６１ｂを通って整流子７側の端面まで延びた線
（復路）とでは同じスロット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜
６１ｂを通っており、それぞれの線に発生する誘起電圧
が互いに相殺されている。そのため、巻線６の回路間の
誘起電圧の差により生じる循環電流を防止するという均
圧線９の効果を十分に得ることができる。
【００３３】参考例１． 図１０はこの発明の参考例１の電動機の要部断面図、図
１１は図１０の整流子の断面図である。実施の形態１の
電動機の整流子７ではフック３１ａ〜４１ａ、３１ｂ〜
４１ｂを用いていたが、この参考例の整流子１１では断
面凹状のライザ７１ａ〜８１ａ、７１ｂ〜８１ｂを用い
ており、この点が実施の形態１と異なる。
【００３４】この参考例の均圧線９は、一端部が整流子
片１２のライザ７１ａに係止された状態でライザ７１ａ
から１８０°反対側の鉄心４のスロット５１ａを通って
鉄心４の一側面まで延びており、その後シャフト１を跨
ぎスロット５１ａと対向したスロット５１ｂを通って鉄
心４の他側面まで延びて、スロット５１ｂから１８０°
反対側の整流子片８のライザ７１ｂに係止されている。
同様に、他の１０本の各均圧線９も、それぞれ一端部が
ライザ７２ａ〜８１ａに係止され、スロット５３ａ〜６
１ａ、スロット５３ｂ〜６１ｂを通って、他端部がライ
ザ７２ｂ〜８１ｂに係止されている。
【００３５】参考例２． 図１２はこの発明の参考例２の電動機の均圧線の巻線図
であり、実施の形態１の均圧線９と異なり、整流子７と
鉄心４との間の均圧線１３の一対の渡り部１５は並設さ
れている。
【００３６】この参考例では、均圧線１３が鉄心４のス
ロット５１ａ〜６１ａ、５１ｂ〜６１ｂに巻回される途
中において、巻線装置のノズルと、整流子７及び鉄心４
との相対移動は一方向でよく、巻線の作業性及び巻線装
置の簡素化を図ることができる。
【００３７】なお、上記各実施の形態および参考例で
は、巻線５は所謂ダブル巻で構成されている。つまり、
図１３に示すように、４極、２２スロット、重巻におい
て、導線５を例えば１０ターンして形成された１コイル
部１４が１スロットずつずれた形で２周回することで形
成された４４のコイル部１４により巻線５は構成されて
いる。ダブル巻の場合、シングル巻の導線の断面積の半
分の導線を１０ターンして形成された１コイル部を１ス
ロットずつずれた形で４４のコイル部、つまり２周巻回
することで、シングル巻の電機子２と抵抗値が等価とな
り、巻線時間が長くなるが、細線であるため巻線性がよ
く、スロット内での巻線の占積率が大きくなる。
【００３８】また、上記の各実施の形態および参考例で
は、均圧線９，１０，１３は、巻線６の導線５と同径で
あるが、均圧線の線径を導線よりも小さくしてもよい
し、また大きくしてもよい。
【００３９】また、複数本の均圧線を整流子片に接続し
た後、スロットに導線を巻回して巻線を形成したが、ス
ロットに導線を巻回して巻線を形成した後、引く続き連
続して複数本の均圧線を整流子片に接続してもよい。
【００４０】また、上記各実施の形態および参考例では
回転電機として電動機について説明したが、この発明は
発電機についても適用することができる。また、６極、
８極等の極数でもよいし、スロット数も２２に限定され
ない。また、均圧線の数も１１本に限定されない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る回転電機によれば、シャフトと、このシャフト
に固定され軸線方向に延びた複数のスロットが形成され
た鉄心と、前記スロットに導線が重巻方式で巻回されて
構成された巻線と、前記鉄心の片側にシャフトに固定さ
れて設けられ、周方向に複数配列された整流子片を有す
る整流子と、同電位であるべき前記整流子片同士を電気
的に接続した均圧線とを備え、一方の整流子片に一端部
が接続された前記均圧線は、その他端部が前記スロット
を通って他方の前記整流子片と接続されているので、前
記均圧線はスロット内に収まっており、均圧線を保持す
る部材が不要であるとともに、小型化される。
【００４２】また、この発明の請求項２に係る回転電機
によれば、均圧線は、鉄心の整流子側の端面からスロッ
トを通って鉄心の反整流子側の端面まで延びた線と、こ
の端面で折り返されてスロットを通って整流子側の端面
まで延びた線とにそれぞれ発生する誘起電圧が互いに相
殺するように配置されているので、巻線の回路間の誘起
電圧の差により生じる循環電流を防止するという均圧線
の効果を十分に得ることができる。
【００４３】また、この発明の請求項３に係る回転電機
によれば、均圧線は、途中シャフトで巻回されていると
ともに、単一のスロットを通っているので、均圧線はシ
ャフトに対して確実に位置決めされ、耐振性が向上する
とともに、均圧線に発生する誘起電圧は互いに確実に相
殺される。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動機の内部
断面図である。
【図２】 図１の整流子の断面図である。
【図３】 図１の鉄心に均圧線が巻回された状態を説明
する説明図である。
【図４】 図１の鉄心に均圧線が巻回された状態を説明
する説明図である。
【図５】 図１の均圧線の巻線図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による電動機の内部
断面図である。
【図７】 図６の鉄心に均圧線が巻回された状態を説明
する説明図である。
【図８】 図６の鉄心に均圧線が巻回された状態を説明
する説明図である。
【図９】 図６の均圧線の巻線図である。
【図１０】 この発明の参考例１による電動機の内部断
面図である。
【図１１】 図１０のライザに均圧線が巻回された状態
を説明する説明図である。
【図１２】 この発明の参考例２による電動機の巻線図
である。
【図１３】 所謂ダブル巻の巻線の巻線図である。
【図１４】 従来の電動機の要部断面図である。
【図１５】 図１４の均圧線の斜視図である。
【符号の説明】
１ シャフト、２ 電機子、３ 整流装置、４ 鉄心、
５ 導線、６ 巻線、７，１１ 整流子、８，１２ 整
流子片、９，１０，１３ 均圧線、１４ コイル部、１
５ 渡り部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 晴美 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 津村 光幸 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 大穀 晃裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−136863（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−341722（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 3/00 - 3/52

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シャフトと、 このシャフトに固定され軸線方向に延びた複数のスロッ
    トが形成された鉄心と、 前記スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された
    巻線と、 前記鉄心の片側にシャフトに固定されて設けられ、複数
    配列された整流子片を有する整流子と、 同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した
    均圧線とを備え、一方の前記整流子片に一端部が接続さ
    れた前記均圧線は、その他端部が前記スロットを通って
    他方の前記整流子片と接続された回転電機。
  2. 【請求項２】 均圧線は、鉄心の整流子側の端面からス
    ロットを通って鉄心の反整流子側の端面まで延びた線
    と、この端面で折り返されてスロットを通って整流子側
    の端面まで延びた線とにそれぞれ発生する誘起電圧が互
    いに相殺するように配置された請求項１に記載の回転電
    機。
  3. 【請求項３】 均圧線は、途中、シャフトに巻回されて
    いるとともに、単一のスロットを通っている請求項２に
    記載の回転電機。
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