JP4510573B2 - Rotating machine armature - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機の電機子に関するものである。 The present invention relates to an armature of a rotary electric machine.
従来、回転軸の軸線方向が扁平化された回転電機の電機子及び電機子の製造方法としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この電機子は、ブラシ(電流供給端子)付きモータの小型高出力化のために、ステータ(固定子)磁界が多極化され、回転子コアが多スロット化され、更にモータの軸方向の長さが短くされて扁平化(モータ全長の短縮)が図られている。
Conventionally, as an armature of a rotating electrical machine in which the axial direction of the rotating shaft is flattened and a method for manufacturing the armature, for example, the one described in
そして、このような電機子の製造は、例えば次のような方法で行われていた。まず、回転子コア及びコンミテータ(整流子)を比較的広い間隔をあけて軸線方向に並ぶようにシャフト(回転軸)に装着する。次に、回転子コアのスロットに巻線を巻装する。このとき、巻線は、コンミテータのセグメントの結線爪(接続部)に係止される。そして、巻線のコンミテータセグメントに対する電気的な接続を通電による溶着で行ういわゆるヒュージング処理を行う。その後、回転子コア又はコンミテータを移動させて、回転子コアとコンミテータとが実質的に間隔をあけないように位置決めする。 And manufacture of such an armature was performed by the following methods, for example. First, a rotor core and a commutator (commutator) are mounted on a shaft (rotary shaft) so as to be aligned in the axial direction with a relatively wide interval. Next, a winding is wound around the slot of the rotor core. At this time, the winding is locked to the connection claws (connection portions) of the commutator segment. Then, a so-called fusing process is performed in which electrical connection of the winding to the commutator segment is performed by welding by energization. Thereafter, the rotor core or commutator is moved and positioned so that the rotor core and the commutator are not substantially spaced apart.
このように仮装着処理で回転子コアとコンミテータとの間の間隔を比較的広くした後、巻線処理を行うことによって、巻線作業に必要なスペースを確保して巻線を適切に巻装することが可能となる。そして、巻装処理の後に回転子コアとコンミテータとの間を狭くする方向に再度位置決め処理(コンミテータの再圧入)を行うことによって、最終的に扁平化を図っている。 As described above, after the interval between the rotor core and the commutator is relatively widened by the temporary mounting process, the winding process is performed to secure a space necessary for the winding work and to properly wind the winding. It becomes possible to do. Then, after the winding process, the positioning process (recompression of the commutator) is performed again in the direction of narrowing the space between the rotor core and the commutator, so that the flattening is finally achieved.
なお、このような電機子の巻線方法としては、例えば図14に示す巻線方法がある。この電機子の回転子コア121は周方向に沿って等角度間隔に配置された19個のティース124cが備えられ、各ティース124c間にスロット124bが形成されている。ここで、19個のティース124cを区別するためにティース番号を第1〜第19ティース124cとする。また、19個のセグメント129をそれぞれ区別するためにセグメント番号を第1〜第19セグメント129とする。ここで、巻線方法を説明する便宜上、全巻線の一部を示している。この場合、巻線部128を接続するセグメント129のピッチ(セグメントピッチ)は「1:7」であり、巻線部128のコイルピッチは「1:4」である。セグメントピッチ「1:7」は巻線部128を接続するセグメント129の相対位置を表す。巻線部128は2つのセグメント129に接続され、巻回を開始するセグメント129を1番目とした場合に巻回の終了は7番目のセグメント129である。コイルピッチ「1:4」は、一方のコイル片のスロット位置と他方のコイル片のスロット位置を相対的に表すものであり、一方のコイル片が配置されたスロット124bを1番目とし、そのスロット124bから数えて4番目のスロット124bに他方のコイル片が配置されていることを示す。
As a winding method of such an armature, for example, there is a winding method shown in FIG. The rotor core 121 of this armature is provided with 19 teeth 124c arranged at equiangular intervals along the circumferential direction, and
ここで、従来の巻線方法について簡単に説明する。1番目のセグメント129と7番目のセグメント129の間に形成される巻線部128は、それら1番目のセグメント129と7番目のセグメント129のほぼ中間に配置された4番目のティース124cを中心としてコイルピッチが3スロットにて形成される。まず巻線部128の一端を第1セグメント129に結線し(スタート)、この巻線部128を第2ティース124cと第3ティース124cとの間から通し、第5ティース124cと第6ティース124cとの間を通す。この間をターン数分、巻装する(本巻き工程)。そして、第7セグメント129に結線する。以下、この巻線方法をすべてのセグメント129に対して繰り返す。
ところで、上記特許文献1に記載のような多スロットの回転子コアの場合、コンミテータセグメントの間隔が狭くなり、特に波巻き(山がけ結線)の場合は、図15に示すように、隣接するコンミテータセグメントに係止された巻線が該コンミテータの近傍で接触交差する。そして、ヒュージング処理によって巻線の皮膜が交差する点よりも回転子コア側まで除去されるため隣接するコンミテータセグメントが短絡し、回転子コアの短絡不良となりやすい。
By the way, in the case of the multi-slot rotor core as described in
また、例えば波巻きで結線をα掛けすると、図16に示すように、結線爪129aの上に巻線128の渡り線部128aが通るためヒュージング処理の際にヒュージング電極による結線爪129aの押圧が不足する。またヒュージング電極と結線爪129aの接触が好適になされないため渡り線部128aと結線爪129aとが好適に溶着されず接合不良が発生しやすくなる。また、コンミテータの再圧入時に渡り線部128aが回転子コアに向かって突出しているため、渡り線部128aが回転子コアと接触し圧入方向と逆方向に曲げられ、巻線が断線することがある。
Further, for example, when the connection is multiplied by α by wave winding, as shown in FIG. 16, since the connecting
また、あるいはロングα巻き(結線をα掛けとし、結線後の渡り線部をシャフトに巻き付ける)にすれば、隣接するコンミテータセグメントの渡り線部同士の交差を結線部から離すことはできるが、シャフトへ巻き付けた巻線によってコンミテータを再圧入する事が不可能となる。 Alternatively, if the long α winding (the connection is multiplied by α and the crossover portion after connection is wound around the shaft), the crossover between the crossover portions of adjacent commutator segments can be separated from the connection portion, but the shaft It becomes impossible to re-press the commutator with the winding wound around.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、短絡不良の要因となる渡り線部同士の重なりと、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線の接触を回避し、コンミテータの再圧入を可能とし、該再圧入することでモータの全長を短縮する回転電機の電機子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to avoid the overlapping of the crossover portions that cause a short circuit failure and the contact between the fusing electrode and the winding that cause a joint failure. , to allow the re-injection of the commutator is to provide a armature of a rotary electric machine to reduce the overall length of the motor by該再pressed.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に装着され周方向に沿って複数のティースが設けられ各ティース間にスロットが形成された回転子コアと、該回転子コアに対して前記回転軸の軸線方向に圧入され周方向に沿って複数のセグメントが設けられ各セグメントには巻線を接続するための接続部が形成されたコンミテータと、前記複数のティースに巻装された巻線部とを備え、前記巻線部の巻装後に、前記回転子コアに対して回転軸の軸線方向にコンミテータが再圧入された回転電機の電機子において、前記巻線部は、前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記本巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記ダミー巻部に接続され、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、前記ダミー巻部は該直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットを通るように該直近のティースに巻装され、前記2本の渡り線部が接続されるセグメントに対して前記第1の渡り線部が接続される前記本巻部の巻装されるスロットの一方は前記第2の渡り線部が接続される前記ダミー巻部の巻装されるスロットの一方と同一のスロットであることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に装着され周方向に沿って複数のティースが設けられ各ティース間にスロットが形成された回転子コアと、該回転子コアに対して前記回転軸の軸線方向に圧入され周方向に沿って複数のセグメントが設けられ各セグメントには巻線を接続するための接続部が形成されたコンミテータと、前記複数のティースに巻装された巻線部とを備え、前記巻線部の巻装後に、前記回転子コアに対して回転軸の軸線方向にコンミテータが再圧入された回転電機の電機子において、前記巻線部は、前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては該本巻部に接続されるダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、前記ダミー巻部のスロットピッチは、前記本巻部のスロットピッチと同じ、又は、前記本巻部のスロットピッチよりも狭くなるように設定され、前記所定の本巻部が接続される2つのセグメント間において、該本巻部が巻装されるティースのうち前記第2の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースは、該本巻部に接続される前記ダミー巻部がまたぐティースのうち前記第1の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースと同一のティースであることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft, a rotor core mounted on the rotating shaft and provided with a plurality of teeth along the circumferential direction, and slots are formed between the teeth, and the rotor core And a commutator in which a plurality of segments are provided along the circumferential direction and press-fitted in the axial direction of the rotating shaft, and a connecting portion for connecting a winding is formed in each segment, and wound around the plurality of teeth. An armature of a rotating electrical machine, wherein the commutator is re-press-fitted in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core after the winding portion is wound. Two crossovers connected to the segment, a main winding wound around the teeth by the number of turns, and the two crossovers connected to the main winding. Make the angle between them sharp A dummy winding portion wound around the first connecting wire portion, and one of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the dummy winding portion. Connected to the main winding portion, the two crossover portions are passed to a slot formed between the tooth closest to the segment to which the crossover portion is connected and the teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction. The dummy winding portion connected to the main winding portion is between two segments to which the predetermined main winding portion is connected, and the main winding portion is not connected to one of the two segments. The second segment is connected via the second connecting wire portion, and the other segment is connected to the main winding portion via a dummy winding portion and the first connecting wire portion connected to the dummy winding portion. And the slot pitch of the dummy winding portion is the same as that of the main winding portion. Of the teeth around which the main winding portion is wound between two segments, which are set to be equal to the pitch pitch or narrower than the slot pitch of the main winding portion, and to which the predetermined main winding portion is connected. The teeth that are farthest from the segment to which the second crossover portion is connected are the most distant from the segment to which the first crossover portion is connected among the teeth that the dummy winding portion that is connected to the main winding portion straddles. The gist is that it is the same tooth as the distant tooth .
請求項3に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に装着され周方向に沿って複数のティースが設けられ各ティース間にスロットが形成された回転子コアと、該回転子コアに対して前記回転軸の軸線方向に圧入され周方向に沿って複数のセグメントが設けられ各セグメントには巻線を接続するための接続部が形成されたコンミテータと、前記複数のティースに巻装された巻線部とを備え、前記巻線部の巻装後に、前記回転子コアに対して回転軸の軸線方向にコンミテータが再圧入された回転電機の電機子において、前記巻線部は、前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては該本巻部に接続されるダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、前記ダミー巻部のスロットピッチは、前記本巻部のスロットピッチよりも広くなるように設定され、前記所定の本巻部が接続される2つのセグメント間において、該本巻部が巻装されるティースのうち前記第2の渡り線部が接続されるセグメントに最も近いティースは、該本巻部に接続される前記ダミー巻部がまたぐティースのうち前記第1の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースと同一のティースであることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft, a rotor core mounted on the rotating shaft and provided with a plurality of teeth along the circumferential direction, and slots are formed between the teeth, and the rotor core And a commutator in which a plurality of segments are provided along the circumferential direction and press-fitted in the axial direction of the rotating shaft, and a connecting portion for connecting a winding is formed in each segment, and wound around the plurality of teeth. An armature of a rotating electrical machine, wherein the commutator is re-press-fitted in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core after the winding portion is wound. Two crossovers connected to the segment, a main winding wound around the teeth by the number of turns, and the two crossovers connected to the main winding. Make the angle between them sharp A dummy winding portion wound around the first connecting wire portion, and one of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the dummy winding portion. Connected to the main winding portion, the two crossover portions are passed to a slot formed between the tooth closest to the segment to which the crossover portion is connected and the teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction. The dummy winding portion connected to the main winding portion is between two segments to which the predetermined main winding portion is connected, and the main winding portion is not connected to one of the two segments. The second segment is connected via the second connecting wire portion, and the other segment is connected to the main winding portion via a dummy winding portion and the first connecting wire portion connected to the dummy winding portion. And the slot pitch of the dummy winding portion is the same as that of the main winding portion. A segment to which the second crossover portion is connected among the teeth around which the main winding portion is wound, between two segments which are set to be wider than the base pitch and to which the predetermined main winding portion is connected. The teeth closest to the teeth are the same teeth as those most distant from the segment to which the first crossover portion is connected among the teeth that the dummy winding portion connected to the main winding portion straddles. To do.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機の電機子において、前記2本の渡り線部が接続される前記セグメントに直近のティースは2つあり、該2本の渡り線部は2つのティースとそれらティースの周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡されており、前記回転子コアに形成される各スロットにおいて、同じスロットに配設される各巻線部分には同じ方向の電流が流れることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the armature for a rotating electric machine according to any one of the first to third aspects, there are two teeth closest to the segment to which the two crossover portions are connected. The two connecting wire portions are passed to slots formed between the two teeth and the teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction of the teeth. In each slot formed in the rotor core, The gist is that currents in the same direction flow through the winding portions disposed in the same slot .
請求項5に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に装着され周方向に沿って複数のティースが設けられ各ティース間にスロットが形成された回転子コアと、該回転子コアに対して前記回転軸の軸線方向に圧入され周方向に沿って複数のセグメントが設けられ各セグメントには巻線を接続するための接続部が形成されたコンミテータと、前記複数のティースに巻装された巻線部とを備え、前記巻線部の巻装後に、前記回転子コアに対して回転軸の軸線方向にコンミテータが再圧入された回転電機の電機子において、前記巻線部は、前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては前記ダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、前記ダミー巻部は、周方向に向かって前記ティースの反セグメント側と前記ティースのセグメント側とを交互に通して前記スロットを縫うように巻装されることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に装着され周方向に沿って複数のティースが設けられ各ティース間にスロットが形成された回転子コアと、該回転子コアに対して前記回転軸の軸線方向に圧入され周方向に沿って複数のセグメントが設けられ各セグメントには巻線を接続するための接続部が形成されたコンミテータと、前記複数のティースに巻装された巻線部とを備え、前記巻線部の巻装後に、前記回転子コアに対して回転軸の軸線方向にコンミテータが再圧入された回転電機の電機子において、前記巻線部は、前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、前記2本の渡り線部はそれぞれ異なるダミー巻部に接続され、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続され前記ティースをまたぐように巻装される第1のダミー巻部及び第2のダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては第1のダミー巻部及び該第1のダミー巻部に接続される渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては第2のダミー巻部及び該第2のダミー巻部に接続される渡り線部を介して接続されることを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft, a rotor core mounted on the rotating shaft and provided with a plurality of teeth along the circumferential direction, and slots are formed between the teeth, and the rotor core And a commutator in which a plurality of segments are provided along the circumferential direction and press-fitted in the axial direction of the rotating shaft, and a connecting portion for connecting a winding is formed in each segment, and wound around the plurality of teeth. An armature of a rotating electrical machine, wherein the commutator is re-press-fitted in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core after the winding portion is wound. Two crossovers connected to the segment, a main winding wound around the teeth by the number of turns, and the two crossovers connected to the main winding. Make the angle between them sharp A dummy winding portion wound around the first connecting wire portion, and one of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the dummy winding portion. Connected to the main winding portion, the two crossover portions are passed to a slot formed between the tooth closest to the segment to which the crossover portion is connected and the teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction. The dummy winding portion connected to the main winding portion is between two segments to which the predetermined main winding portion is connected, and the main winding portion is not connected to one of the two segments. Connected via the second crossover portion and connected to the other segment via the dummy winding portion and the first crossover portion connected to the dummy winding portion, the dummy The winding portion is on the side opposite to the teeth of the teeth toward the circumferential direction. A segment side of the serial teeth through alternately and gist to be wound so as to sew the slot.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft, a rotor core mounted on the rotating shaft and provided with a plurality of teeth along the circumferential direction, and slots are formed between the teeth, and the rotor core And a commutator in which a plurality of segments are provided along the circumferential direction and press-fitted in the axial direction of the rotating shaft, and a connecting portion for connecting a winding is formed in each segment, and wound around the plurality of teeth. An armature of a rotating electrical machine, wherein the commutator is re-press-fitted in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core after the winding portion is wound. Two crossovers connected to the segment, a main winding wound around the teeth by the number of turns, and the two crossovers connected to the main winding. Make the angle between them sharp And the two crossover portions are connected to different dummy winding portions, respectively, and the two crossover portions are closest to the segment to which the crossover portion is connected. It is passed to a slot formed between the teeth and the adjacent teeth on both outer sides in the circumferential direction, and between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, is connected to the main winding portion and straddles the teeth. There are a first dummy winding portion and a second dummy winding portion that are wound as described above, and the main winding portion has the first dummy winding portion and the first dummy portion for one of the two segments. And connected to the other segment via the second dummy winding portion and the connecting portion connected to the second dummy winding portion. The gist is that
請求項7に記載の発明は、請求項1〜3,5,6のいずれか一項に記載の回転電機の電機子において、前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続される前記セグメントに直近の1つのティースの両側のスロットに渡されることを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転電機の電機子において、前記セグメントの結線は山がけ結線であることを要旨とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the armature for a rotating electrical machine according to any one of the first to third, fifth, and sixth aspects, the two crossover portions are connected to the crossover portion. The gist is to be passed to the slots on both sides of one tooth closest to the segment .
The gist of the invention according to
(作用)
各請求項に記載の発明によれば、ダミー巻部によって、2本の渡り線部同士の開き角度を鋭角にするように巻装されることで、短絡不良の要因となる渡り線部同士の重なりと、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線部との接触を回避することができるようになる。また、このように渡り線部を結線することでコンミテータを再圧入することが可能となり、コンミテータと回転子コアとの間の距離を短くし、モータの全長を短縮することができるようになる。
(Function)
According to the invention described in each claim, by the dummy winding portion, the opening angle between the two connecting wire portions by being wound such that an acute angle, the connecting wire portions which cause the short circuit failure It is possible to avoid contact between the fusing electrode and the winding part, which causes overlapping and bonding failure. Further, by connecting the crossover portions in this way, the commutator can be re-press-fitted, and the distance between the commutator and the rotor core can be shortened, and the total length of the motor can be shortened.
また、請求項3に記載の発明によれば、ダミー巻きのスロットピッチを本巻きのスロットピッチよりも広くすることでも上記ダミー巻部を実現することができる。このようにダミー巻きを行うことでダミー巻きの巻線加工がし易くなる。すなわち、巻線機のアームを動かす回数はダミー巻きをしても基本的には増えることがないため、巻線加工がし易い。また、巻線機のアームを動かす回数が増えないため生産性が高い。 According to the third aspect of the present invention, the dummy winding portion can be realized by making the dummy winding slot pitch wider than the main winding slot pitch. By performing the dummy winding in this manner, the dummy winding can be easily processed. That is, the number of times the arm of the winding machine is moved basically does not increase even if dummy winding is performed, so that winding processing is easy. In addition, productivity is high because the number of times to move the arm of the winding machine does not increase.
また、請求項4に記載の発明によれば、モータの回転時に回転にブレーキをかけてしまうことがないように巻装することができる。
Further, according to the invention described in
また、請求項8に記載の発明によれば、セグメントの結線を山がけ結線とすることで、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線との接触を回避することができ、コンミテータ再圧入時に巻線の断線や無理な曲げもないものとなる。
Further, according to the invention described in
短絡不良の要因となる渡り線部同士の重なりと、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線の接触を回避し、コンミテータの再圧入を可能とする。コンミテータを再圧入することでコンミテータと回転子コアとの間の距離を短くし、モータの全長を短縮することができるようになる。 Overlapping of the crossover portions that cause a short circuit failure and contact between the fusing electrode and the winding that cause a joint failure are avoided, and the commutator can be re-pressed. By re-pressing the commutator, the distance between the commutator and the rotor core can be shortened, and the total length of the motor can be shortened.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明にかかる回転電機の電機子を電動ポンプに用いた一例を示す概略断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the armature of a rotating electrical machine according to the present invention is used in an electric pump.
電動ポンプ1は、電動機としてのモータ部2とポンプ部3とを備えている。
モータ部2は、有底円筒形状のモータヨーク21を備えており、その開口部端部21aは例えばOリング11を介して後述するポンプハウジング41にボルト12で固定されている。このモータヨーク21の内周面には、円弧形状の磁石22が固着されている。なお、本実施形態では、電動機の界磁として6極の磁石22が配設されている。また、モータヨーク21内には、磁石22と対向して電機子23が配設されている。
The
The
電機子23は、回転子コア24と、該回転子コア24を軸支する回転軸としてのシャフト25と、シャフト25に一体回転可能に固定されたコンミテータ(整流子)26と、コンミテータ26に接続され回転子コア24に巻装された回転子巻線31とを備えている。シャフト25は、ポンプハウジング41に固定されたベアリング51と、モータヨーク21に固定されたベアリング52とにより軸支されている。シャフト25の一端には偏心ベアリング43が固定されている。
The
ポンプ部3はポンプハウジング41を備え、ポンプハウジング41には、上記偏心ベアリング43が挿入される収容部42が形成されている。偏心ベアリング43の外周面一部には、ポンプハウジング41内に配置されたプランジャ44が当接している。従って、シャフト25の回転により偏心ベアリング43が偏心運動するとプランジャ44が往復運動して、ポンプハウジング41に形成された吸入孔45から吸入されたオイルが吐出孔46から吐出される。
The
上記コンミテータ26には、電流供給端子としてのブラシ27が当接しており、回転子コア24に巻装された巻線(巻線部)28に電流を供給する。
回転子コア24には周方向に沿って等角度間隔に複数(本実施形態では19個)ティース24cが設けられている。各ティース24cはその先端に周方向両側に延びる突起を有して略T字形状に形成されている。そして、各ティース24c間にはスロット24bが形成されている。
The
The rotor core 24 is provided with a plurality (19 in this embodiment) of
コンミテータ26は、周方向に沿って配列された複数のセグメント29を備えている。本実施形態では、19個のセグメント29が設けられている。各セグメント29には、結線爪29aが設けられている。
The
回転子コア24のスロット24b間には回転子巻線31が波巻きにて巻装されている。そして、更にセグメント29の結線爪29aには、回転子巻線31が山がけ結線にて接続されている。
A rotor winding 31 is wound between the
回転子巻線31は、複数の巻線部28から構成され、各巻線部28は2つのセグメント29間に接続されている。本実施形態の電機子23は19個のセグメント29を備えているため、それに対応する19個の巻線部28を備えている。図2に示すように、各巻線部28は、セグメント29に接続される渡り線部28aと、複数のティース24cをまたいで所定ターン数にて巻回された本巻部28bと、渡り線部28aの開き角度を鋭角にするためのダミー巻部28cを備えている。渡り線部28aの開き角度は、各セグメント29に接続される2つの渡り線部28aが成す角度である。
The rotor winding 31 is composed of a plurality of winding
尚、図2を利用した説明において、19個のスロット24bで構成される19個のティース24cを区別するためにティース番号を第1〜第19ティースとする。また、19個のセグメント29をそれぞれ区別するためにセグメント番号を第1〜第19セグメント29とする。
In the description using FIG. 2, the teeth numbers are first to nineteenth teeth in order to distinguish the nineteen
図2において、巻線部28を接続するセグメント29のピッチ(セグメントピッチ)は「1:7」であり、本巻部28bのコイルピッチは「1:4」である。セグメントピッチ「1:7」は巻線部28を接続するセグメント29の相対位置を表す。巻線部28は2つのセグメント29に接続され、巻回を開始するセグメント29を1番目とした場合に巻回の終了は7番目のセグメント29である。コイルピッチ「1:4」は、一方のコイル片のスロット位置と他方のコイル片のスロット位置を相対的に表すものであり、一方のコイル片が配置されたスロット24bを1番目とし、そのスロット24bから数えて4番目のスロット24bに他方のコイル片が配置されていることを示す。
In FIG. 2, the pitch (segment pitch) of the
上記したように、各セグメント29の結線爪29aには巻線が山がけ結線にて接続されている。つまり、各セグメント29には、結線爪29aと、その結線爪29aと直近のスロット24bとの間に渡された2つの渡り線部28aが接続されている。これら2つの渡り線部28aが成す角度(開き角度)は、それらが接続される結線爪29aと、それぞれが渡されるスロット24bとの位置関係によって決定される。そして、本実施形態では、渡り線部28aは、結線爪29aに直近のスロット24bに接続されている。
As described above, the winding is connected to the
例えば、図2に示す電機子23の場合、第1セグメント29と直近のスロット24bは、その第1セグメント29と対応する第1ティース24cの両側に形成されたスロット24bである。つまり、第19ティース24cと第1ティース24cとの間に形成されたスロット24bと、第1ティース24cと第2ティース24cとの間に形成されたスロット24bであり、これらのスロット24bは互いに隣り合っている。
For example, in the case of the
これに対し、従来例では図11に示すようにセグメント129に接続された渡り線部128aが渡されるスロット124bは、そのセグメント129から離れている。従って、図2に示す各セグメント29に接続された2つの渡り線部28aの開き角度は、従来のスロットピッチ及びセグメントピッチで波巻きされた巻線部の渡り線部が成す角度に比べて狭い。このため、図3に示すように、隣り合うセグメント29の結線爪29aにそれぞれ接続された2つの渡り線部28aは、交差しない、或いは交差してもその位置はセグメント29から離れている。従って、渡り線部28aをセグメント29に接続するヒュージング処理において、例えば交差した渡り線部28aの交点まで巻線部の被覆(絶縁膜)が除去されないため、渡り線部28a同士の接触が防止される。
On the other hand, in the conventional example, as shown in FIG. 11, the
また、ダミー巻部28cは、セグメント29とティース24c及びスロット24bの相対的な位置関係と、本巻部28bを巻回するティース24cの位置に応じて、セグメント29に接続される渡り線部28aが交差しないようにするために設けられている。例えば、図2において、第1セグメント29に接続した巻線部28は、第1〜第3ティース24cに本巻部28bが巻回されている。この本巻部28bから第7セグメント29に渡り線部28aを接続すると、その渡り線部28aは第5,第6セグメント29に接続する渡り線部28aと交差する。このため、本巻部28bから第7ティース24cを巻回する(第6,第7ティース24c間のスロット24bと第7,第8ティース24c間のスロット24bを通過する)ダミー巻部28cを形成が形成されている。これにより、第7セグメント29に接続された渡り線部28aは、他のセグメント29に接続された渡り線部28aと交差しない。
Further, the
次に、図2、図3を参照して上述した電機子の製造方法について説明する。
図2は、本実施形態の巻線方法を説明する概念図である。なお、図2は、巻線方法を説明する便宜上、全巻線の一部を示している。
Next, a method for manufacturing the armature described above with reference to FIGS. 2 and 3 will be described.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the winding method of the present embodiment. FIG. 2 shows a part of all windings for convenience of explaining the winding method.
図2に示すように、まず1つ目の巻線部28を第1セグメント29の結線爪29a(図1)に山がけ結線にて結線する(スタート)。この巻線部28を第19ティース24cと第1ティース24cとの間を通し、第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通す。この間をターン数分、巻装する(本巻き工程)。そして、第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通してコンミテータ26のセグメント29側の回転子コア端面24a(図1)を通って第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通し、第7ティース24cと第8ティース24cとの間を通って第7ティース24cを例えば1ターン巻装する(ダミー巻き工程)。そして、第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線する。なお、ここで、セグメント29側の回転子コア端面24aを、いわゆる回転子コア24の表面という。また、この回転子コア24の表面に対して、セグメント29側とは反対側の回転子コア端面24aを、いわゆる回転子コア24の裏面という。
As shown in FIG. 2, first, the first winding
次に、2つ目の巻線部28を第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線し、1つ目の巻線部28と同じ要領で第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通して巻装していく。以下、この巻線方法をすべてのセグメント29に対して繰り返す。
Next, the second winding
このように結線することで、例えば第7セグメント29の結線爪29aには、巻線が山がけされて2つの巻線部28の渡り線部28aが接続される。それら渡り線部28aの1つが第7ティース24cと第8ティース24cとの間のスロット24bから第7セグメント29に向かい、他の1つの渡り線部28aは第7セグメント29から第6ティース24cと第7ティース24cとの間のスロット24bに向かって渡される。すなわち、第7セグメント29に接続される渡り線部28aが第7ティース24cの両隣のスロット24bとその第7セグメント29の間に渡される。
By connecting in this way, for example, the connecting
このように本巻きをした後、ダミー巻きを行うことで、図3に示すように、渡り線部28aを結線するセグメント29直近のスロット24bに巻線を通し、2本の渡り線部28a同士の開き角度を鋭角とすることができる。
After performing the main winding in this way, the dummy winding is performed, and as shown in FIG. 3, the winding is passed through the
そして、コンミテータ26(図1)の再圧入機構によって、コンミテータ26を再圧入する(コンミテータの再圧入)。
このとき、渡り線部28aは、コンミテータ26の外径よりも外側に引き出されている。従って、図1に示したように巻線部28がシャフト25に巻回されていないので、コンミテータ26の再圧入時にそのコンミテータ26を絶縁に必要な圧入限界まで回転子コア24に近接させ、回転軸の軸方向の長さを短縮化することができる。また、渡り線部28aがコンミテータ26の外径よりも外側に引き出されているため、コンミテータ26の再圧入時に渡り線部28aが無理に屈曲されないため、断線が防がれる。
Then, the
At this time, the
次に、図4を参照して本実施形態の巻線の巻線順序について説明する。
図4(a)は19スロットの回転子コアの巻線態様を示す上面図、図4(b)は巻線順序を説明する図表、図4(c)は巻線の巻線順序を示す概念図である。なお、図4(a)中のセグメント番号及びティース番号は、先の図2の番号に対応している。
Next, the winding sequence of the windings of this embodiment will be described with reference to FIG.
4A is a top view showing a winding mode of a 19-slot rotor core, FIG. 4B is a chart for explaining the winding sequence, and FIG. 4C is a concept showing the winding sequence of the windings. FIG. The segment number and the tooth number in FIG. 4A correspond to the numbers in FIG.
図4(a)に示すように、2つの巻線機構のガイド治具として左側フォーマ61及び右側フォーマ62は、巻線部28を所定のスロットピッチでスロット24b内に導けるようにスロットピッチに対応した長さに形成されている。本実施形態では、左側フォーマ61及び右側フォーマ62はティース24cの3個分の長さに形成されている。また、左側フォーマ61と右側フォーマ62とは、ティース24cを7個分挟んだ位置となる間隔に配設されている。そして、図示しない巻線機構のフライヤにより巻線が左側フォーマ61及び右側フォーマ62の回りに巻回されて、挿入すべきスロット24b間に巻線部28が巻装される。そして、左側フォーマ61と右側フォーマ62とそれぞれのフライヤとが協働して同時に別々のスロット24b間で巻装を行う(ダブル巻き)。
As shown in FIG. 4A, the left former 61 and the right former 62 as guide jigs for the two winding mechanisms correspond to the slot pitch so that the winding
ここで、巻線の巻線手順について説明する。なお、ここで巻き順1〜8までは左側フォーマ61と右側フォーマ62とそれぞれのフライヤとが協働して上記ダブル巻きを行い、巻き順9〜11までは右側フォーマ62と右側フォーマ62のフライヤとが協働してスロット24b間の巻装(シングル巻き)を行う。
Here, the winding procedure of the winding will be described. Here, in the winding order 1-8, the left former 61, the right former 62 and the respective flyers cooperate to perform the above-described double winding, and in the winding orders 9-11, the right former 62 and the right former 62 flyers. Cooperate to perform winding (single winding) between the
図4(b)に示すように、巻き順1では、ダブル巻きを行い、左側フォーマ61で巻線(A)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(K)をガイド巻装する。尚、巻線(A)は図4(a)において符号(A)が付されたティースを中心とする巻線を示している。
As shown in FIG. 4B, in the winding
同様に、巻き順2〜8では、ダブル巻きを行い、左側フォーマ61で巻線(G)〜(E)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(Q)〜(O)をガイド巻装する。なお、図4(b)中、L1〜L8は、左側フォーマ61の巻線の順序を示しており、R1〜R11は、右側フォーマ62の巻線の順番を示している。
Similarly, in the winding
図4(c)では、この巻き順2までの巻線態様を、左側フォーマ61による巻線を実線にて示し、右側フォーマ62による巻線を破線にて示している。以下、同様の巻線方法で、巻き順3では、左側フォーマ61で巻線(M)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(D)をガイド巻装する。巻き順4では、左側フォーマ61で巻線(S)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(J)をガイド巻装する。巻き順5では、左側フォーマ61で巻線(F)を巻装し、右側フォーマ62で巻線(P)を巻装する。巻き順6では、左側フォーマ61で巻線(L)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(C)を巻装する。巻き順7では、左側フォーマ61で巻線(R)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(I)をガイド巻装する。巻き順8では、左側フォーマ61で巻線(E)をガイド巻装し、右側フォーマ62で巻線(O)をガイド巻装する。
In FIG. 4C, in the winding mode up to the winding
そして、巻き順9では、シングル巻きを行い右側フォーマ62で巻線(B)をガイド巻装する。同様に、巻き順10では、右側フォーマ62で巻線(H)をガイド巻装し、巻き順11では、右側フォーマ62で巻線(N)をガイド巻装する。このように、巻き順9〜11をシングル巻きにて巻線部28を巻装することで、同じところに巻装することがないようにしている。
In winding
このような巻き順で巻線していくことで、19スロットのような奇数スロットであっても左右2つのフォーマ61、62で同時にダブル巻きできるようになる。このことで加工時間を短縮し生産性が向上する。また、ひいてはコストを削減することができる。
By winding in such a winding order, even in an odd slot such as 19 slots, the two left and
以下説明した第1の実施形態によれば、以下に列記する優れた効果が得られる。
(1)セグメント29の直近のスロット24bから巻線部28を通し、該スロット24bとセグメント29との間を結線する渡り線部28aの開き角度を鋭角にしたことで、短絡不良の要因となる渡り線部28a同士の重なりと、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線部28との接触を回避することができるようになる。また、このように渡り線部28aを結線することでコンミテータ26を再圧入することが可能となり、コンミテータ26と回転子コア24との間の距離を短くし、モータの全長を短縮することができるようになる。
According to the first embodiment described below, the excellent effects listed below can be obtained.
(1) The winding
(2)渡り線部28aは、前記コンミテータ26の外径よりも外側に引き出されるようにした。このような構成としたことで、コンミテータ26と回転子コア24との間の距離を絶縁に必要な圧入限界まで接近させることができる。このようにコンミテータ26と回転子コア24との間の距離を限界まで短くすることで、モータの全長をより短縮することができる。
(2) The
(3)本巻部28bを形成した後にダミー巻部28cを形成することで、本巻部28bのターン数を従来のターン数と同等にすることができる。このため、モータの回転時にトルクの低下を抑えることができる。
(3) By forming the
(4)セグメント29の結線を山がけ結線とすることで、接合不良の要因となるヒュージング電極と巻線との接触を回避することができ、コンミテータ26の再圧入時に巻線部28の断線や無理な曲げを防ぐことができる。
(4) By making the connection of the
(5)スロット数が19スロット(奇数スロット)であっても2つの巻線機構を用いて同時に2つの巻線部28を同時に巻装することによって、巻線の加工時間を短縮することができるようになる。また、ひいてはコストを削減することもできるようになる。
(5) Even if the number of slots is 19 slots (odd number slots), the winding time can be shortened by simultaneously winding two winding
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、巻き順1〜8までをダブル巻きとし、巻き順9〜11をシングル巻きとしたが、巻き順としてはこのようなものに限定されるものではない。例えば、巻き順1〜3までをシングル巻きとし、巻き順4〜11までをダブル巻きとしてもよい。このような巻き順で巻装することでも上記実施形態と同様の効果、もしくはそれに準じた効果を得ることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the winding
・上記実施形態では、19スロットの回転子コア24を例示としたが、回転子コア24のスロット数としては19スロットに限定されるものではない。また、回転子コアのスロット数は奇数スロットに限定されるものでもない。要は、巻線可能な複数のスロットが形成された回転子コアであればよい。 In the above embodiment, the 19-slot rotor core 24 is exemplified, but the number of slots of the rotor core 24 is not limited to 19 slots. Further, the number of slots in the rotor core is not limited to odd slots. In short, any rotor core having a plurality of slots capable of winding may be used.
・上記実施形態では、左側フォーマ61と右側フォーマ62を備えた巻線機構を例示したが、巻線機構としてはこのような2つに限定されるものではない。巻線機構としては複数のフォーマと複数のフライヤを備えたものでもよい。また、巻線機構としては、フォーマとフライヤに限らず、例えばノズルによる巻線機構であってもよい。なお、複数の巻線機構を備えている方が加工時間の短縮できるため望ましいが、電動子を製造する上では、1つの巻線機構を備えていればよい。 In the above embodiment, the winding mechanism including the left former 61 and the right former 62 is illustrated, but the winding mechanism is not limited to two. The winding mechanism may include a plurality of formers and a plurality of flyers. Further, the winding mechanism is not limited to the former and the flyer, and may be a winding mechanism using a nozzle, for example. Although it is desirable to provide a plurality of winding mechanisms because the machining time can be shortened, it is sufficient to provide one winding mechanism when manufacturing the armature.
・上記実施形態では、ダミー巻きを行い1つのティース24cの両隣りのスロット24bからセグメント29に渡り線部28aを渡すようにしたが、このダミー巻きは1つのティース24cの両隣りのスロット24bから巻線部28が出るものに限定されるものではない。例えば図5に示すように2つのティース24cにまたがってダミー巻きを行いそれぞれのスロット24bとセグメント29との間に渡り線部28aを渡すようにしてもよい。このように渡り線部28aを形成することで、図6(a)〜(c)に示すように、各スロット24bに配設された巻線のコイル片(本巻部28b及びダミー巻部28cのコイル片)に同じ方向の電流を流すことができる。同図6(a)〜(c)中、巻線部28に付けられた矢印は、電流の流れる方向を示している。これに対し、第1の実施形態では、同じスロット24bに配設された巻線のコイル片に異なる方向の電流が流れることがあり、このことは巻線部28に発生する磁束数を減少させ、トルクの低下を招く。従って、本実施形態では、スロット24bのコイル片に同じ方向の電流が流れるため、巻線部28に発生する磁束数の減少を抑制することができ、トルクの低下を抑えることができる。
In the above embodiment, dummy winding is performed and the
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を図面に従って説明する。
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明した巻線方法の別の方法について説明する。第1の実施形態では、本巻きをした後にダミー巻きをしたのに対して、第2の実施形態では、先にダミー巻きをしてから本巻きをする巻線方法について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the second embodiment, another method of the winding method described in the first embodiment will be described. In the first embodiment, the dummy winding is performed after the main winding is performed, whereas in the second embodiment, a winding method in which the dummy winding is performed first and then the main winding is described.
ここで、図7を参照して第2の実施形態の巻線方法について説明する。なお、図7は第2の実施形態の巻線方法を説明する概念図である。なお、第1の実施形態同様、巻線方法を分りやすくするために、19個のスロット24bで構成される19個のティース24cを区別するためにティース番号を第1〜第19ティース24cとする。また、19個のセグメント29をそれぞれ区別するためにセグメント番号を第1〜第19セグメント29とする。ここで、巻線方法を説明する便宜上、全巻線の一部を示している。また、一例としてセグメントピッチは6セグメント(「1:7」)で巻いており、本巻部28bのスロットピッチは3スロット(「1:4」)で巻いており、ダミー巻部28cのスロットピッチは3スロット(「1:4」)で巻いている。
Here, the winding method of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating the winding method according to the second embodiment. As in the first embodiment, in order to make the winding method easy to understand, the teeth numbers are defined as first to
図7に示すように、まず1つ目の巻線部28を第1セグメント29の結線爪29a(図1)に山がけ結線にて結線する(スタート)。そして、この巻線部28を第1ティース24cと第2ティース24cとの間を通し、回転子コア24の裏面を通って、第4ティース24cと第5ティース24cとの間を通って、第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通って第4ティース24cを例えば1ターン巻装する(ダミー巻き工程)。そして、このダミー巻きをした後、第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通して、再び第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通し、ターン数分、巻装する(本巻き工程)。そして、第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線する。次に、2つ目の巻線部28を第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線し、1つ目の巻線部28と同じ要領で巻装していく。以下、この巻線方法をすべてのセグメント29に対して繰り返すこととなる。
As shown in FIG. 7, first, the first winding
このように結線することで、例えば第7セグメント29は1つ目の巻線部28が第6ティース24cと第7ティース24cとの間から入ってくる。また、2つ目の巻線部28は第7セグメント29から山がけ結線され、第7ティース24cと第8ティース24cとの間から出ていくことで、第7ティース24cの両隣りのスロット24bから巻線部28が出るようにもっていくことができる。
By connecting in this way, for example, the first winding
このように先にダミー巻きをしてから本巻きを行うことで、上述の図3に示したように、渡り線部28aを結線するセグメント29直近のスロット24bから巻線部28を通し、2本の渡り線部28a同士の開き角度を鋭角とすることができる。
In this way, by performing the dummy winding first and then performing the main winding, as shown in FIG. 3 described above, the winding
以上説明した第2の実施形態によっても、先の第1の実施形態による上記(1)、(2)及び(4)〜(6)の効果と同様の効果もしくはそれに準じた効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。 According to the second embodiment described above, it is possible to obtain the same effects as the effects (1), (2) and (4) to (6) according to the first embodiment or an effect equivalent thereto. In addition, the following effects can be newly obtained.
(7)ダミー巻きを行ってから本巻きを行うことで上記ダミー巻部28cを実現することができる。また、このようにダミー巻きを行うことで、ダミー巻きのターン数分、巻装することとなるため、本巻部28bのターン数を従来のターン数と同等にすることができる。このため、モータの回転時にトルクの低下を抑えることができる。
(7) The
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、1つ目の巻線部28を第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通し、第7セグメント29に山がけ結線にて結線するとしたが、例えば図8に示すように、1つ目の巻線部28を第5ティース24cと第6ティース24cとの間から通し、第1セグメント29に結線してもよい。このように結線することで、スロット24bのコイル片に同じ方向の電流が流れるため、巻線部28に発生する磁束数の減少を抑制することができ、トルクの低下を抑えることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the first winding
また、このように2つのティース24cにまたがって巻装し、スロットピッチを広くすることで、巻線時、巻線加工がし易くなる。
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した第3の実施形態を図面に従って説明する。
Further, winding is performed across the two
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第3の実施形態では、第1の実施形態及び第2の実施形態で説明した巻線方法の別の方法について説明する。第2の実施形態では、ダミー巻部のスロットピッチを3スロット(「1:4」)で巻装していたのに対して、第3の実施形態では、ダミー巻部のスロットピッチを本巻部のスロットピッチ(3スロット(「1:4」))よりも広く巻いてダミー巻部のスロットピッチを5スロット(「1:6」)で巻装している。 In the third embodiment, another method of the winding method described in the first embodiment and the second embodiment will be described. In the second embodiment, the slot pitch of the dummy winding portion is wound with 3 slots (“1: 4”), whereas in the third embodiment, the slot pitch of the dummy winding portion is set to the main winding. Winding wider than the slot pitch (3 slots ("1: 4")), the dummy winding section is wound with 5 slots ("1: 6").
ここで、図9を参照して第3の実施形態の巻線方法について説明する。なお、図9は第3の実施形態の巻線方法を説明する概念図である。なお、第1の実施形態及び第2の実施形態同様、巻線方法を分りやすくするために、19個のスロット24bで構成される19個のティース24cを区別するためにティース番号を第1〜第19ティース24cとする。また、19個のセグメント29をそれぞれ区別するためにセグメント番号を第1〜第19セグメント29とする。ここで、巻線方法を説明する便宜上、全巻線の一部を示している。また、セグメントピッチを6セグメント(「1:7」)で巻いている。
Here, the winding method of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the winding method of the third embodiment. As in the first embodiment and the second embodiment, in order to make the winding method easy to understand, the
図9に示すように、まず1つ目の巻線部28を第1セグメント29の結線爪29a(図1)に山がけ結線にて結線する(スタート)。そして、この巻線部28を第1ティース24cと第2ティース24cとの間を通し、回転子コア24の裏面を通って、第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通して例えば1ターン巻装する(ダミー巻き工程)。そして、第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通して、第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通し、この間をターン数分、巻装する(本巻き工程)。そして、第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線する。次に、2つ目の巻線部28を第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線し、1つ目の巻線部28と同じ要領で巻装していく。以下、この巻線方法をすべてのセグメント29に対して繰り返すこととなる。
As shown in FIG. 9, first, the first winding
このように結線することで、例えば第7セグメント29は1つ目の巻線が第6ティース24cと第7ティース24cとの間から入ってくる。また、2つ目の巻線は第1セグメント29から山がけ結線され、第7ティース24cと第8ティース24cとの間から出ていくことで、第7ティース24cの両隣りのスロット24bから巻線部28が出るようにもっていくことができる。
By connecting in this way, for example, the first winding of the
このようにダミー巻部28cのスロットピッチを5スロットで巻装することでも上述の図3に示したように、渡り線部28aを結線するセグメント29直近のスロット24bから巻線部28を通し、2本の渡り線部28a同士の開き角度を鋭角とすることができる。
Thus, even when the slot pitch of the
以下説明した第3の実施形態によっても、先の第1の実施形態による上記(1)、(2)及び(4)〜(6)の効果と同様の効果もしくはそれに準じた効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。 According to the third embodiment described below, it is possible to obtain the same effects as the effects (1), (2) and (4) to (6) of the previous first embodiment, or an equivalent effect. In addition, the following effects can be newly obtained.
(8)ダミー巻部28cのスロットピッチを本巻部28bのスロットピッチよりも広くすることで上記ダミー巻部28cを実現することができる。このようにダミー巻きを行うことでダミー巻きの巻線加工がし易くなる。すなわち、巻線機のアームを動かす回数はダミー巻きをしても基本的には増えることがないため、巻線加工がし易い。また、巻線機のアームを動かす回数が増えないため生産性が高い。
(8) The
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ダミー巻部28cのスロットピッチを5スロット(「1:6」)で巻装するようにしたが、ダミー巻部28cのスロットピッチは5スロットに限定されるものではない。例えば、図10に示すように、ダミー巻部28cのスロットピッチは4スロット(「1:5」)であってもよい。このように結線することで、スロット24bのコイル片に同じ方向の電流が流れるため、巻線部28に発生する磁束数の減少を抑制することができ、トルクの低下を抑えることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the slot pitch of the
(第4の実施形態)
次に、本発明を具体化した第4の実施形態を図面に従って説明する。
第4の実施形態では、第1〜第3の実施形態で説明した巻線方法の別の方法について説明する。第4の実施形態では、ダミー巻部の巻線を、1スロット毎に回転子コアの裏面と回転子コアの表面とを交互に通して、ティースを、いわゆる縫うように巻装する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the fourth embodiment, another method of the winding method described in the first to third embodiments will be described. In the fourth embodiment, the windings of the dummy winding portions are wound so as to sew so that the back surface of the rotor core and the front surface of the rotor core are alternately passed for each slot.
ここで、図11を参照して第4の実施形態の巻線方法について説明する。なお、図11は第4の実施形態の巻線方法を説明する概念図である。なお、第1〜第3の実施の形態同様、巻線方法を分りやすくするために、19個のスロット24bで構成される19個のティース24cを区別するためにティース番号を第1〜第19ティース24cとする。また、19個のセグメント29をそれぞれ区別するためにセグメント番号を第1〜第19セグメント29とする。ここで、巻線方法を説明する便宜上、全巻線の一部を示している。また、セグメントピッチを6セグメント(「1:7」)で巻いており、本巻部28bのスロットピッチは3スロット(「1:4」)で巻いている。
Here, the winding method of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating the winding method according to the fourth embodiment. As in the first to third embodiments, in order to make the winding method easy to understand, the tooth numbers are assigned to the first to nineteenth to distinguish the nineteen
図11に示すように、まず1つ目の巻線部28を第1セグメント29の結線爪29a(図1)に山がけ結線にて結線する(スタート)。そして、この結線部28を第1ティース24cと第2ティース24cとの間を通し、回転子コア24(図1)の裏面を通って第2ティース24cと第3ティース24cとの間を通して回転子コア24の表面を通し、第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通して例えば1ターン巻装する(ダミー巻き工程)。すなわち、ダミー巻部28cの巻線を、1スロット毎に回転子コア24の裏面と回転子コア24の表面とを交互に通して、ティース24cを、いわゆる縫うように巻装する。
As shown in FIG. 11, first, the first winding
そして、この巻線28を第6ティース24cと第7ティース24cとの間を通し、再び第3ティース24cと第4ティース24cとの間を通して、この間をターン数分、巻装する(本巻き工程)。そして、第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線する。次に、2つ目の巻線部28を第7セグメント29の結線爪29aに山がけ結線にて結線し、1つ目の巻線部28と同じ要領で巻装していく。以下、この巻線方法をすべてのセグメント29に対して繰り返すこととなる。
Then, the winding 28 is passed between the
このように結線することで、例えば第7セグメント29は1つ目の巻線が第6ティース24cと第7ティース24cとの間から入ってくる。また、2つ目の巻線は第1セグメント29から山がけ結線され、第7ティース24cと第8ティース24cとの間から出ていくことで、第7ティース24cの両隣りのスロット24bから巻線部28が出るようにもっていくことができる。
By connecting in this way, for example, the first winding of the
このようにダミー巻部28cの巻線を、1スロット毎に回転子コア24の表裏を通過させ、スロット24bを縫うように巻装することでも上述の図3に示したように、渡り線部28aを結線するセグメント29直近のスロット24bから巻線部28を通し、2本の渡り線28a同士の開き角度を鋭角とすることができる。
In this way, the winding of the
以下説明した第4の実施形態によっても、先の第1の実施形態による上記(1)、(2)及び(4)〜(6)の効果と同様の効果もしくはそれに準じた効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。 According to the fourth embodiment described below, it is possible to obtain the same effect as the effects (1), (2) and (4) to (6) according to the first embodiment, or an effect equivalent thereto. In addition, the following effects can be newly obtained.
(9)ダミー巻部28cの巻線を、1スロット毎に回転子コア24の表裏を通過させ、スロット24bを縫うように巻装することでも上記ダミー巻部28cを実現することができる。また、このようにダミー巻きを行うことで、ダミー巻きのターン数分、巻装することとなるため、本巻部28bのターン数を従来のターン数と同等にすることができる。このため、モータの回転時にトルクの低下を抑えることができる。
(9) The
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ダミー巻部28cの巻線を、1スロット毎に回転子コア24の裏面と回転子コア24の表面とを交互に通して、ティース24cを、いわゆる縫うように巻装することとしたが、巻線方法としてはこのようなものに限定されるものではない。例えば、図12に示すように、ダミー巻部28cを1スロット巻装した後、本巻き部28bを巻装し、再びダミー巻部28cを1スロット巻装するようにしてもよい。あるいは、例えば図13に示すように、本巻き部28bを巻装した後、ダミー巻部28cの巻線を、1スロット毎に回転子コア24の表面と回転子コア24の裏面とを交互に通して、ティース24cを、いわゆる縫うように巻装してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the windings of the
(他の実施形態)
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては、次のようなものがある。
・上記各実施形態では、ダミー巻部28cの巻き数を1ターンとしたが、ダミー巻部28cの巻きターン数としては1ターンに限定されるものではない。すなわち、ダミー巻部28cの巻きターン数としては任意である。
(Other embodiments)
Other elements that can be changed in common with the above embodiments include the following.
In each of the above embodiments, the number of turns of the
2…モータ部、22…磁石、23…電機子、24…回転子コア、24a…回転子コア端面、24b…スロット、24c…ティース、25…シャフト、26…コンミテータ(整流子)、27…ブラシ、28…巻線(巻線部)、28a…渡り線部、28b…本巻部、28c…ダミー巻部、29…セグメント、29a…結線爪。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記巻線部は、
前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、
前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、
前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、
前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記本巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記ダミー巻部に接続され、
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、前記ダミー巻部は該直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットを通るように該直近のティースに巻装され、
前記2本の渡り線部が接続されるセグメントに対して前記第1の渡り線部が接続される前記本巻部の巻装されるスロットの一方は前記第2の渡り線部が接続される前記ダミー巻部の巻装されるスロットの一方と同一のスロットであることを特徴とする回転電機の電機子。 A rotary shaft, a rotor core slots are formed between the teeth is provided with a plurality of teeth are mounted on the rotary shaft along the circumferential direction, pressed in the axial direction of the rotary shaft with respect to the rotor core A plurality of segments are provided along the circumferential direction, and each segment includes a commutator in which a connection portion for connecting a winding is formed, and a winding portion wound around the plurality of teeth. In the armature of the rotating electrical machine in which the commutator is re-pressed in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor core after winding the wire portion,
The winding portion is
Two crossovers connected to the segment of the commutator;
A main volume wound around the teeth for a number of turns in the slot, and
The present is connected to the winding unit, and a said two dummy winding portion the angle formed by connecting wire portions are wound so as to acute,
One of the two connecting wire portions is connected to the main winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the dummy winding portion,
The two connecting wire portions are passed to a slot formed between a tooth closest to the segment to which the connecting wire portion is connected and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction, and the dummy winding portion is It is wound around the nearest teeth so as to pass through a slot formed between the nearest teeth and the teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction,
One of the slots wound in the main winding portion to which the first crossover portion is connected to the segment to which the two crossover portions are connected is connected to the second crossover portion. An armature for a rotating electrical machine, wherein the slot is the same as one of the slots in which the dummy winding portion is wound .
前記巻線部は、The winding portion is
前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、Two crossovers connected to the segment of the commutator;
前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、A main volume wound around the teeth for a number of turns in the slot, and
前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、A dummy winding part connected to the main winding part and wound so as to make an angle formed by the two crossover parts an acute angle;
前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、One of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the main winding portion,
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、The two connecting wire portions are passed to a slot formed between a tooth closest to the segment to which the connecting wire portion is connected and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction,
所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては該本巻部に接続されるダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、Between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, there is the dummy winding portion connected to the main winding portion, and the main winding portion has the above-mentioned one segment out of the two segments. Connected via the second crossover portion and connected to the other segment via the dummy winding portion connected to the main winding portion and the first crossover portion connected to the dummy winding portion Has been
前記ダミー巻部のスロットピッチは、前記本巻部のスロットピッチと同じ、又は、前記本巻部のスロットピッチよりも狭くなるように設定され、The slot pitch of the dummy winding portion is set to be the same as the slot pitch of the main winding portion or narrower than the slot pitch of the main winding portion,
前記所定の本巻部が接続される2つのセグメント間において、該本巻部が巻装されるティースのうち前記第2の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースは、該本巻部に接続される前記ダミー巻部がまたぐティースのうち前記第1の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースと同一のティースであることを特徴とする回転電機の電機子。Between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, the tooth that is farthest from the segment to which the second crossover portion is connected is the main winding. An armature for a rotating electrical machine, wherein the teeth are the same as the teeth farthest from the segment to which the first crossover portion is connected among the teeth straddled by the dummy winding portion connected to the portion.
前記巻線部は、The winding portion is
前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、Two crossovers connected to the segment of the commutator;
前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、A main volume wound around the teeth for a number of turns in the slot, and
前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、A dummy winding part connected to the main winding part and wound so as to make an angle formed by the two crossover parts an acute angle;
前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、One of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the main winding portion,
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、The two connecting wire portions are passed to a slot formed between a tooth closest to the segment to which the connecting wire portion is connected and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction,
所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては該本巻部に接続されるダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、Between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, there is the dummy winding portion connected to the main winding portion, and the main winding portion has the above-mentioned one segment out of the two segments. Connected via the second crossover portion and connected to the other segment via the dummy winding portion connected to the main winding portion and the first crossover portion connected to the dummy winding portion Has been
前記ダミー巻部のスロットピッチは、前記本巻部のスロットピッチよりも広くなるように設定され、The slot pitch of the dummy winding portion is set to be wider than the slot pitch of the main winding portion,
前記所定の本巻部が接続される2つのセグメント間において、該本巻部が巻装されるティースのうち前記第2の渡り線部が接続されるセグメントに最も近いティースは、該本巻部に接続される前記ダミー巻部がまたぐティースのうち前記第1の渡り線部が接続されるセグメントから最も離れたティースと同一のティースであることを特徴とする回転電機の電機子。The teeth closest to the segment to which the second crossover portion is connected among the teeth to which the main winding portion is wound between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected are the main winding portion. An armature for a rotating electrical machine, wherein the teeth are the same as the teeth farthest from the segment to which the first crossover portion is connected among the teeth straddled by the dummy winding portion.
前記2本の渡り線部が接続される前記セグメントに直近のティースは2つあり、該2本の渡り線部は2つのティースとそれらティースの周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡されており、There are two teeth closest to the segment to which the two crossover portions are connected, and the two crossover portions are between two teeth and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction of the teeth. Passed to the slot formed,
前記回転子コアに形成される各スロットにおいて、同じスロットに配設される各巻線部分には同じ方向の電流が流れることを特徴とする回転電機の電機子。In each slot formed in the rotor core, current in the same direction flows through each winding portion disposed in the same slot.
前記巻線部は、The winding portion is
前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、Two crossovers connected to the segment of the commutator;
前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、A main volume wound around the teeth for a number of turns in the slot, and
前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、A dummy winding part connected to the main winding part and wound so as to make an angle formed by the two crossover parts an acute angle;
前記2本の渡り線部のうち一方の第1の渡り線部は前記ダミー巻部に接続されるとともに、他方の第2の渡り線部は前記本巻部に接続され、One of the two connecting wire portions is connected to the dummy winding portion, and the other second connecting wire portion is connected to the main winding portion,
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、The two connecting wire portions are passed to a slot formed between a tooth closest to the segment to which the connecting wire portion is connected and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction,
所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続される前記ダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては前記第2の渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては前記ダミー巻部及び該ダミー巻部に接続される第1の渡り線部を介して接続されており、Between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, there is the dummy winding portion connected to the main winding portion, and the main winding portion has the above-mentioned one segment out of the two segments. Connected to the other segment through the second connecting wire portion and connected to the dummy winding portion and the first connecting wire portion connected to the dummy winding portion,
前記ダミー巻部は、周方向に向かって前記ティースの反セグメント側と前記ティースのセグメント側とを交互に通して前記スロットを縫うように巻装されることを特徴とする回転電機の電機子。The armature of a rotating electrical machine, wherein the dummy winding portion is wound so as to sew the slot by alternately passing the anti-segment side of the tooth and the segment side of the tooth in a circumferential direction.
前記巻線部は、The winding portion is
前記コンミテータのセグメントに接続された2本の渡り線部と、Two crossovers connected to the segment of the commutator;
前記ティースをまたいで前記スロットをターン数分、巻装された本巻部と、A main volume wound around the teeth for a number of turns in the slot, and
前記本巻部に接続され、前記2本の渡り線部同士が成す角度を鋭角にするように巻装されたダミー巻部とを備え、A dummy winding part connected to the main winding part and wound so as to make an angle formed by the two crossover parts an acute angle;
前記2本の渡り線部はそれぞれ異なるダミー巻部に接続され、The two crossovers are connected to different dummy windings,
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続されるセグメントに直近のティースと周方向の両外側に隣接するティースとの間に形成されるスロットに渡され、The two connecting wire portions are passed to a slot formed between a tooth closest to the segment to which the connecting wire portion is connected and teeth adjacent to both outer sides in the circumferential direction,
所定の前記本巻部が接続される2つのセグメント間には該本巻部に接続され前記ティースをまたぐように巻装される第1のダミー巻部及び第2のダミー巻部があり、該本巻部は該2つのセグメントのうち一方のセグメントに対しては第1のダミー巻部及び該第1のダミー巻部に接続される渡り線部を介して接続されるとともに他方のセグメントに対しては第2のダミー巻部及び該第2のダミー巻部に接続される渡り線部を介して接続されることを特徴とする回転電機の電機子。Between the two segments to which the predetermined main winding portion is connected, there are a first dummy winding portion and a second dummy winding portion which are connected to the main winding portion and wound so as to straddle the teeth, The main winding portion is connected to one of the two segments via a first dummy winding portion and a crossover portion connected to the first dummy winding portion, and to the other segment. An armature for a rotating electrical machine, wherein the armature is connected via a second dummy winding portion and a crossover portion connected to the second dummy winding portion.
前記2本の渡り線部は、該渡り線部が接続される前記セグメントに直近の1つのティースの両側のスロットに渡されることを特徴とする回転電機の電機子。The armature of a rotating electrical machine, wherein the two crossover portions are passed to slots on both sides of one tooth closest to the segment to which the crossover portion is connected.
前記セグメントの結線は山がけ結線であることを特徴とする回転電機の電機子。 In the armature of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7,
An armature for a rotating electrical machine, wherein the connection of the segments is a mountain connection.
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