JP4961197B2 - DC motor armature and DC motor - Google Patents

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Description

この発明は、車両等に搭載される直流モータのアーマチュア及び直流モータに関するものである。   The present invention relates to an armature for a DC motor and a DC motor mounted on a vehicle or the like.

従来から、例えば自動車用のワイパーモータとして、回転速度を切替えることができる3ブラシ式モータが用いられることが知られている。この種のモータは、内周面に2極の磁極を備えた円筒状のヨークの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている。アーマチュアコアは回転軸に外嵌固定されたアーマチュアを有しており、アーマチュアコアには軸方向に長いスロットが12個形成されている。このスロットには所定間隔をあけて巻線が重巻方式にて巻装され、複数のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸に取り付けられた各セグメントに導通している。   2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that, for example, a three-brush motor capable of switching the rotation speed is used as a wiper motor for an automobile. This type of motor has a configuration in which an armature around which an armature coil is wound is rotatably arranged inside a cylindrical yoke having two magnetic poles on the inner peripheral surface. The armature core has an armature that is externally fixed to the rotating shaft, and the armature core has twelve long slots in the axial direction. In this slot, a plurality of coils are formed by winding the windings at a predetermined interval by a double winding method. Each coil is electrically connected to each segment attached to the rotating shaft.

各セグメントは、ブラシと摺接可能になっている。ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらブラシに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成されている。通常、低速用ブラシと共通ブラシは互いに対向するように配置され、高速用ブラシは、低速用ブラシから回転方向に角度θ(例えば45°)だけ周方向に離間して配置されている。そして、直流モータは、通常作動時は共通ブラシと低速用ブラシによって、高速作動時は共通ブラシと高速用ブラシによって電力供給されるようになっている。このように構成することによって、3ブラシ式モータは、通常作動時と高速作動時の有効導体数に差をつけることができる。つまり、高速作動時には通常作動時よりもモータが進角され、通常作動時よりも高回転で作動させることができる(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−189549号公報
Each segment can be in sliding contact with the brush. The brushes are composed of three brushes: a low-speed brush, a high-speed brush, and a common brush used in common with these brushes. Usually, the low-speed brush and the common brush are arranged to face each other, and the high-speed brush is arranged away from the low-speed brush in the circumferential direction by an angle θ (for example, 45 °). The DC motor is supplied with power by a common brush and a low-speed brush during normal operation and by a common brush and a high-speed brush during high-speed operation. With this configuration, the three-brush motor can make a difference in the number of effective conductors during normal operation and high-speed operation. That is, the motor is advanced during high-speed operation than during normal operation, and can be operated at a higher rotation than during normal operation (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-189549 A

しかしながら、上述の従来技術のような3つのブラシを一般的な3相集中巻きのブラシ付きモータに適用しても有効導体数に差をつけることができない。この一例を図26、図27に基づいて説明する。図26は、従来の3相集中巻きのブラシ付きモータにおけるアーマチュア60の展開図、図27は、図26の結線図である。
図26に示すように、例えば、6個のセグメント61にそれぞれ番号S1〜S6を付し、6個のティース62にそれぞれ番号1〜6を付した場合、巻線63は、S1セグメント61aから巻出され、1−6番ティース62の間のスロット64aと1−2番ティース62の間のスロット64bを通って1番ティース62にn(nは1以上の自然数)回順方向に巻装されコイルC1を形成し、S2セグメント61bに接続される。
However, even if the three brushes as in the prior art described above are applied to a general three-phase concentrated winding brushed motor, the number of effective conductors cannot be differentiated. An example of this will be described with reference to FIGS. FIG. 26 is a development view of the armature 60 in the conventional three-phase concentrated winding brushed motor, and FIG. 27 is a connection diagram of FIG.
As shown in FIG. 26, for example, when the numbers S1 to S6 are assigned to the six segments 61 and the numbers 1 to 6 are assigned to the six teeth 62, the winding 63 is wound from the S1 segment 61a. Is wound around the first tooth 62 through the slot 64a between the 1-6th teeth 62 and the slot 64b between the 1-2th teeth 62 (n is a natural number of 1 or more) times in the forward direction. A coil C1 is formed and connected to the S2 segment 61b.

続いて、巻線63は、S2セグメント61bから巻出され、1−2番ティース62の間のスロット64bと2−3番ティース62の間のスロット64cを通って2番ティース62にn回順方向に巻装されコイルC2を形成し、S3セグメント61cに接続される。これを順次各セグメント61間で行うことによって複数のコイルC1,C2,C3,C4,C5,C6がアーマチュアコアの周回りに形成される。尚、同電位となるセグメント同士は、接続線66によって短絡されている。   Subsequently, the winding 63 is unwound from the S2 segment 61b and passes through the slot 64b between the first and second teeth 62 and the slot 64c between the second and third teeth 62 in order n times to the second tooth 62. Wrapped in the direction to form the coil C2, and connected to the S3 segment 61c. By sequentially performing this operation between the segments 61, a plurality of coils C1, C2, C3, C4, C5, and C6 are formed around the armature core. The segments having the same potential are short-circuited by the connection line 66.

このようなアーマチュア60にあっては、図27に示すように、結線図は三角形になる。そして、図26、図27に示すように、セグメント61に低速(Lo)用ブラシ67と高速(Hi)用ブラシ68と共通(−)ブラシ69をそれぞれ所定間隔以上離間して配設すると、低速用ブラシ67と共通ブラシ69によって電力供給する場合と、高速用ブラシ68と共通ブラシ69によって電力供給する場合とで有効導体数に差が生じない。このことは、磁極を多極化した場合であっても巻線63の巻装方法が同じであれば、並列回路数が増加するだけのことであって、結線図は三角形のままである。尚、図26に示すように、共通ブラシ69は、S2セグメント61bとS3セグメント61cとに跨って接続されているため、コイルC2とコイルC5は短絡されている。   In such an armature 60, the connection diagram is a triangle as shown in FIG. As shown in FIGS. 26 and 27, when a low speed (Lo) brush 67, a high speed (Hi) brush 68, and a common (-) brush 69 are arranged on the segment 61 at a predetermined distance or more, the speed is low. There is no difference in the number of effective conductors between when power is supplied by the brush 67 and the common brush 69 and when power is supplied by the high-speed brush 68 and the common brush 69. This means that even if the number of magnetic poles is increased, if the winding method of the winding 63 is the same, the number of parallel circuits only increases, and the connection diagram remains a triangle. As shown in FIG. 26, since the common brush 69 is connected across the S2 segment 61b and the S3 segment 61c, the coil C2 and the coil C5 are short-circuited.

また、図28に基づいてスロット数に対してセグメントの数が2倍である場合の一般的な3相集中巻き構造の場合について説明する。
図28は、スロット54が6個、セグメント51が12個設けられたアーマチュア50の展開図である。尚、同電位となるセグメント同士は、接続線66によって短絡されている。
同図に示すように、各ティース52に巻線56をそれぞれn(nは1以上の自然数)回順方向に巻装するものとすると、巻線56は、例えば、S1セグメント51aより巻出された場合、まず、S1セグメント51aから1−6番ティース52の間のスロット54aに引き込んで1番ティース52にn/2回順方向に巻装し、副コイルC1’を形成する。続いて、1−2番ティース52の間のスロット54bから巻線56を引き出し、一端2番セグメント51bに接続する。
A general three-phase concentrated winding structure in which the number of segments is twice the number of slots will be described with reference to FIG.
FIG. 28 is an exploded view of the armature 50 in which six slots 54 and twelve segments 51 are provided. The segments having the same potential are short-circuited by the connection line 66.
As shown in the figure, when the winding 56 is wound around each tooth 52 in the forward direction n (n is a natural number of 1 or more), the winding 56 is unwound from, for example, the S1 segment 51a. In this case, first, the S1 segment 51a is drawn into the slot 54a between the 1st to 6th teeth 52 and wound around the 1st tooth 52 n / 2 times in the forward direction to form the secondary coil C1 ′. Subsequently, the winding 56 is pulled out from the slot 54b between the first and second teeth 52 and connected to the second segment 51b at one end.

そして、再びスロット54aに引き込んで1番ティース52にn/2回順方向に巻装し、副コイルC1’を形成する。その後、スロット54bから巻線56を引き出し、S3セグメント51cに接続する。これによって1番ティース52に二つの副コイルC1’を備えたコイルC1が形成される。これを順次各セグメント51間で行うことによって複数のコイルC1,C2,C3,C4,C5,C6がアーマチュアコアの周回りに形成される。   Then, it is again drawn into the slot 54a and wound around the first tooth 52 n / 2 times in the forward direction to form the subcoil C1 '. Thereafter, the winding 56 is pulled out from the slot 54b and connected to the S3 segment 51c. As a result, a coil C1 having two auxiliary coils C1 'is formed on the first tooth 52. By sequentially performing this operation between the segments 51, a plurality of coils C1, C2, C3, C4, C5, and C6 are formed around the armature core.

このようなアーマチュア50にあっては、スロット数に対してセグメントの数が2倍となっているが、一つのセグメント51に対して同相のコイル同士の巻線56が接続される箇所がある(例えば、S2,S4,S6,S8,S10,S12)。このため、これら同相同士の巻線56が接続されるセグメント51(S2,S4,S6,S8,S10,S12)に単独でブラシが接触してしまうと副コイルC1’同士に互いに逆方向の電流が流れてしまい、副コイルC1’同士で磁界を打ち消しあってしまう。したがって、図28に示すように、各ブラシ67,68,69の周方向の幅をセグメント51の周方向の幅よりも大きく設定し、一つのセグメント51に単独でブラシ67,68,69が接触することがないようにすることが好ましい。   In such an armature 50, the number of segments is twice as many as the number of slots, but there are places where the windings 56 of coils having the same phase are connected to one segment 51 ( For example, S2, S4, S6, S8, S10, S12). For this reason, if a brush contacts the segment 51 (S2, S4, S6, S8, S10, S12) to which the windings 56 of the same phase are connected, the subcoil C1 ′ is in a direction opposite to each other. Current flows, and the magnetic field is canceled between the subcoils C1 ′. Therefore, as shown in FIG. 28, the circumferential width of each brush 67, 68, 69 is set to be larger than the circumferential width of the segment 51, and the brush 67, 68, 69 is in contact with one segment 51 alone. It is preferable not to do so.

このように、各ブラシ67,68,69の周方向の幅をセグメント51の周方向の幅よりも大きく設定すると、低速用ブラシ67と高速用ブラシ68とが同電位となるセグメント51同士に接触してしまう。このため、スロット数に対してセグメントの数が2倍であっても、結果的にその結線図は3角形のままとなり、通常作動時と高速作動時で有効導体数に差をつけることができない。また、各ブラシ67,68,69により常に短絡するコイルが発生するため、通常作動時の有効導体数が減少してしまう。
したがって、3相集中巻きのブラシ付きモータは、3ブラシ式モータとして使用することが困難であり、これにより、従来の3ブラシ式のモータでは小型化に限界があるという課題がある。
Thus, when the circumferential width of each brush 67, 68, 69 is set larger than the circumferential width of the segment 51, the low speed brush 67 and the high speed brush 68 come into contact with the segments 51 having the same potential. Resulting in. For this reason, even if the number of segments is twice the number of slots, as a result, the connection diagram remains triangular, and the number of effective conductors cannot be differentiated between normal operation and high-speed operation. . In addition, since a coil that is always short-circuited is generated by each brush 67, 68, 69, the number of effective conductors during normal operation is reduced.
Therefore, a three-phase concentrated winding motor with a brush is difficult to use as a three-brush motor, and there is a problem that there is a limit to downsizing of a conventional three-brush motor.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、回転速度の切替えを行う3ブラシ式モータを小型化することができる直流モータのアーマチュア及び直流モータを提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a DC motor armature and a DC motor that can reduce the size of a three-brush motor that performs rotation speed switching.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が4:6:12に設定され、各ティースは、U相、V相、W相がこの順で割り当てられ、前記コイルは、周方向に順方向と逆方向とが交互となるように巻装されている直流モータのアーマチュアであって、前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、前記コイルが順方向に巻装されている各相をU相、V相、W相とし、前記コイルが逆方向に巻装されている各相を−U相、−V相、−W相としたとき、隣接するセグメント間には、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、周方向に連続して配設されている任意の3つのセグメントには、それぞれ任意の異相の2つのコイルが電気的に接続され、前記任意の3つのセグメントは、セグメント一つ置きに存在していてもよい。
このように構成することで、スロット数に対してセグメントの数を2倍とし、且つ一つのセグメントに対してそれぞれ異相のコイル同士を結線することができる。このため、結線図を多角形にすることができる。
In order to solve the above-described problems, an invention described in claim 1 is directed to a rotating shaft that is pivotally supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a radial shaft that is attached to the rotating shaft and extends radially. A plurality of teeth for winding, an armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction, and a plurality of segments provided on the rotating shaft adjacent to the armature core in the circumferential direction And a brush for supplying power to the coil through the segment, the number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 4: 6: 12. Phase, V phase, and W phase are assigned in this order, and the coil is wound in such a manner that the forward and reverse directions are alternately arranged in the circumferential direction. The brush is composed of three brushes, a low speed brush, a high speed brush, and a common brush used in common, and the commutator has a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential. The phases in which the coil is wound in the forward direction are U phase, V phase, and W phase, and the phases in which the coil is wound in the reverse direction are -U phase, -V phase,- When the phase is W, the coils of U phase, -W phase, V phase, -U phase, W phase, -V phase are electrically connected in this order between adjacent segments. To do.
In this case, as in the invention described in claim 2, two arbitrary coils having different phases are electrically connected to any three segments continuously arranged in the circumferential direction, These three segments may exist every other segment.
With this configuration, the number of segments can be doubled with respect to the number of slots, and coils having different phases can be connected to one segment. For this reason, a connection diagram can be made into a polygon.

請求項3に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が2:3:6に設定され、各ティースは、U相、V相、W相がこの順で割り当てられると共に、順方向に巻装された第一コイルと、逆方向に巻装された第二コイルとを備えている直流モータのアーマチュアであって、前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、前記第一コイルが巻装されている各相をU相、V相、W相とし、前記第二コイルが巻装されている各相を−U相、−V相、−W相としたとき、隣接するセグメント間には、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft that is pivotally supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth that are attached to the rotary shaft and extend radially in the radial direction, and for winding a coil. An armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending in the axial direction; a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft; and a plurality of segments arranged in the circumferential direction; And a number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 2: 3: 6, and each tooth has a U phase, a V phase, and a W phase. A DC motor armature, which is assigned in order and includes a first coil wound in the forward direction and a second coil wound in the reverse direction, The brush is composed of three brushes, a low speed brush, a high speed brush, and a common brush used in common, and each phase around which the first coil is wound is a U phase, a V phase, and a W phase. And when each phase around which the second coil is wound is -U phase, -V phase, -W phase, between adjacent segments, U phase, -W phase, V phase, -U phase , W-phase, and -V-phase coils are electrically connected in this order.

請求項4に記載した発明は、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、同電位となるセグメント同士が短絡されているため、コイルの巻き始め端と巻き終わり端とを隣接するセグメント間に接続する必要がなく、巻き始め端、巻き終わり端のそれぞれ近傍に存在するセグメントに電気的に接続することができる。
The invention described in claim 4 is characterized in that the commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential.
By configuring in this way, the segments having the same potential are short-circuited, so there is no need to connect the coil winding start end and winding end end between adjacent segments, and the winding start end, winding end end Can be electrically connected to segments in the vicinity of each.

請求項5に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して巻線に給電を行うためのブラシとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が4:5:10に設定されている直流モータのアーマチュアであって、前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、隣接するセグメント間に前記巻線が電気的に接続されると共に、前記巻線が前記ティースに巻装されてコイルを形成していることを特徴とする。
この場合、請求項6に記載した発明のように、同じ相に相当するティース同士に前記巻線が連続して巻装されていてもよい。
また、請求項7に記載した発明のように、前記隣接するセグメント間に前記巻線が電気的に接続され、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線が巻装されていてもよい。
このように、アーマチュアを5相巻き構造とすることで極対数あたりのセグメント数を奇数にすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth attached to the rotary shaft and extending radially in a radial direction, and a shaft formed between the teeth. An armature core having a plurality of slots extending in a direction; a commutator provided adjacent to the armature core on the rotation shaft; and a plurality of segments arranged in a circumferential direction; and supplying power to the winding via the segment A DC motor armature in which the number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 4: 5: 10, and the brush includes a low-speed brush, a high-speed brush, It is composed of three common brushes commonly used for these, and the commutator is a short circuit that short-circuits the segments having the same potential. Member is provided with the winding between adjacent segments are electrically connected, said windings, characterized in that to form a wound on a coil on the teeth.
In this case, as in the invention described in claim 6, the windings may be continuously wound around the teeth corresponding to the same phase.
Further, as in the invention described in claim 7, the windings may be electrically connected between the adjacent segments, and the separate windings may be wound for each of the teeth.
Thus, the number of segments per pole pair can be made odd by making the armature have a five-phase winding structure.

請求項8に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が2:3:6に設定されている直流モータのアーマチュアにおいて、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、前記低速用ブラシと前記共通ブラシの周方向の幅を前記セグメントの周方向の幅よりも大きく、且つ前記セグメント2つ分の周方向の幅より小さくなるように設定し、前記高速用ブラシの周方向の幅を前記セグメントの周方向の幅より小さくなるように設定したことを特徴とする。
このように構成することで、低速用ブラシと共通ブラシによってコイルに電力供給する場合には高速用ブラシに通電されないので、高速用ブラシから同相に逆方向の電流が流れることを防止することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft that is pivotally supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and for winding a coil. An armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending in the axial direction; a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft; and a plurality of segments arranged in the circumferential direction; In the armature of the direct current motor in which the number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 2: 3: 6, the commutator has the same potential. A short-circuit member for short-circuiting the segments, and the brush is used in common with the low-speed brush and the high-speed brush. The width of the low-speed brush and the common brush in the circumferential direction is larger than the circumferential width of the segment and smaller than the circumferential width of the two segments. The circumferential width of the high-speed brush is set to be smaller than the circumferential width of the segment.
With this configuration, when power is supplied to the coil by the low-speed brush and the common brush, the high-speed brush is not energized, so that it is possible to prevent a reverse current from flowing in the same phase from the high-speed brush. .

請求項9に記載した発明は、請求項1〜請求項8の何れかに記載の直流モータのアーマチュアを用いたことを特徴とする直流モータ。   The invention described in claim 9 is a DC motor using the DC motor armature according to any one of claims 1 to 8.

本発明によれば、スロット数に対してセグメントの数を2倍とし、且つ一つのセグメントに対してそれぞれ異相のコイル同士を結線することができるため、結線図を多角形にすることができる。このため、通常作動時(低速用ブラシと共通ブラシによって電力供給)と高速作動時(高速用ブラシと共通ブラシによって電力供給)の有効導体数に差をつけることができる。よって、3相集中巻きのブラシ付きモータを3ブラシ式モータとして使用することができ、これにより、回転速度を切替えることができる3ブラシ式モータを小型化することが可能になる。   According to the present invention, since the number of segments can be doubled with respect to the number of slots, and coils having different phases can be connected to one segment, the connection diagram can be made polygonal. For this reason, it is possible to make a difference in the number of effective conductors during normal operation (power supply by a low-speed brush and a common brush) and at high speed operation (power supply by a high-speed brush and a common brush). Therefore, a three-phase concentrated winding brushed motor can be used as a three-brush motor, and this makes it possible to reduce the size of the three-brush motor that can switch the rotation speed.

また、同電位となるセグメント同士が短絡されているため、コイルの巻き始め端と巻き終わり端とを隣接するセグメント間に接続する必要がなく、巻き始め端、巻き終わり端のそれぞれ近傍に存在するセグメントに電気的に接続することができる。このため、コンミテータとアーマチュアコアとの間の巻太りを防止することができる。よって、さらに3ブラシ式モータの小型化を図ることができる。   Further, since the segments having the same potential are short-circuited, there is no need to connect the winding start end and the winding end end of the coil between adjacent segments, and they exist in the vicinity of the winding start end and the winding end end, respectively. It can be electrically connected to the segment. For this reason, it is possible to prevent the winding thickness between the commutator and the armature core. Therefore, further miniaturization of the 3-brush motor can be achieved.

さらに、アーマチュアを5相巻き構造とすることで極対数あたりのセグメント数を奇数にすることができる。このため、通常作動時と高速作動時の有効導体数に差をつけることができる。   Furthermore, the number of segments per pole pair can be made odd by making the armature have a five-phase winding structure. For this reason, it is possible to make a difference in the number of effective conductors during normal operation and high-speed operation.

そして、低速用ブラシと共通ブラシによってコイルに電力供給する場合には高速用ブラシに通電されないので、高速用ブラシから同相に逆方向の電流が流れることを防止することができる。このため、図25に示すような高速用ブラシによって短絡されるコイルが常時存在するような状態がなくなり、且つ高速ブラシが3つのセグメントに同時に接触することがなくなる。よって、通常作動時と高速作動時の有効導体数に差をつけることができ、3相集中巻きのブラシ付きモータを3ブラシ式モータとして使用することが可能になる。   When power is supplied to the coil by the low speed brush and the common brush, the high speed brush is not energized, so that it is possible to prevent a reverse current from flowing in the same phase from the high speed brush. For this reason, there is no state where there is always a coil that is short-circuited by the high-speed brush as shown in FIG. 25, and the high-speed brush does not contact the three segments simultaneously. Therefore, the number of effective conductors during normal operation and high-speed operation can be made different, and a three-phase concentrated winding brushed motor can be used as a three-brush motor.

次に、この発明の第一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1、図2に示すように、直流モータ1は、自動車用のワイパーモータに用いられるものであって、有底円筒形状のモータハウジング2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。モータハウジング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。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the DC motor 1 is used for a wiper motor for an automobile, and has a configuration in which an armature 3 is rotatably arranged in a bottomed cylindrical motor housing 2. Yes. Four permanent magnets 4 are fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 2 in the circumferential direction. That is, it has four magnetic poles.

アーマチュア3は、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に巻装されたアーマチュアコイル7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とから構成されている。アーマチュアコア6は、リング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものである。金属板8の外周部にはT字型のティース9(図2参照)が周方向に沿って等間隔に6個放射状に形成されている。   The armature 3 includes an armature core 6 fixed to the rotating shaft 5, an armature coil 7 wound around the armature core 6, and a commutator 13 disposed on one end side of the armature core 6. The armature core 6 is obtained by laminating a plurality of ring-shaped metal plates 8 in the axial direction. Six T-shaped teeth 9 (see FIG. 2) are radially formed on the outer peripheral portion of the metal plate 8 at equal intervals along the circumferential direction.

複数枚の金属板8を回転軸5に外嵌することにより、アーマチュアコア6の外周には隣接するティース9間に蟻溝状のスロット11が形成されている。スロット11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。このスロット11間にはエナメル被覆の巻線12が巻装され、これによりアーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成される。   By fitting a plurality of metal plates 8 to the rotating shaft 5, dovetail-shaped slots 11 are formed between adjacent teeth 9 on the outer periphery of the armature core 6. The slots 11 extend along the axial direction, and six slots 11 are formed at equal intervals along the circumferential direction. An enamel-wrapped winding 12 is wound between the slots 11, whereby a plurality of armature coils 7 are formed on the outer periphery of the armature core 6.

コンミテータ13は回転軸5の一端に外嵌固定されている。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個取り付けられている。すなわち、コンミテータ13には、スロット11の個数に対して2倍の数のセグメント14が設けられている。
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が一体形成されている。ライザ15には、アーマチュアコイル7の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線12が掛け回わされ、巻線12はヒュージングによりライザ15に固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するアーマチュアコイル7とが電気的に接続される。
The commutator 13 is externally fitted and fixed to one end of the rotating shaft 5. Twelve segments 14 made of a conductive material are attached to the outer peripheral surface of the commutator 13. That is, the commutator 13 is provided with twice as many segments 14 as the number of slots 11.
The segments 14 are made of plate-like metal pieces that are long in the axial direction, and are fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction in a state of being insulated from each other. A riser 15 is integrally formed at an end portion of each segment 14 on the armature core 6 side and is bent in a manner of being folded back to the outer diameter side. The riser 15 is wound around the winding 12 that is the winding start end and the winding end of the armature coil 7, and the winding 12 is fixed to the riser 15 by fusing. Thereby, the segment 14 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected.

また、図2に示すように、同電位となるセグメント14(本実施形態では5つ置きのセグメント14)に対応するライザ15には、それぞれ接続線25が掛け回され、接続線25はヒュージングによりライザ15に固定されている。接続線25は、同電位となるセグメント14同士を短絡するためのものであって、コンミテータ13とアーマチュアコア6との間に配線されている。   In addition, as shown in FIG. 2, connecting lines 25 are respectively wound around risers 15 corresponding to the segments 14 having the same potential (every five segments 14 in this embodiment), and the connecting lines 25 are fusing. Is fixed to the riser 15. The connection line 25 is for short-circuiting the segments 14 having the same potential, and is wired between the commutator 13 and the armature core 6.

図1に示すように、回転軸5の他端側は、モータハウジング2に突出形成されたボス内の軸受16によって回転自在に支持されている。モータハウジング2の開口端にはカバー17が設けられており、このカバー17の内側にはホルダーステー18が取り付けられている。ホルダーステー18には周方向3箇所にブラシホルダ19が形成されている。   As shown in FIG. 1, the other end side of the rotating shaft 5 is rotatably supported by a bearing 16 in a boss protruding from the motor housing 2. A cover 17 is provided at the opening end of the motor housing 2, and a holder stay 18 is attached to the inside of the cover 17. Brush holders 19 are formed on the holder stay 18 at three locations in the circumferential direction.

ブラシホルダ19にはそれぞれブラシ21が各々スプリング29を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ21の先端部は、スプリング29によって付勢されているためコンミテータ13に摺接しており、外部からの電源がブラシ21を介してコンミテータ13に供給されるようになっている。   In the brush holder 19, the brushes 21 are housed in such a manner that they can be moved in and out in a state of being urged through springs 29. The tip portions of these brushes 21 are urged by springs 29 so as to be in sliding contact with the commutator 13, and power from the outside is supplied to the commutator 13 via the brushes 21.

図3に示すように、ブラシ21は、低速用ブラシ(Lo)21aと、高速用ブラシ(Hi)21bと、共通ブラシ(−)21cとで構成されている。低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cは周方向に90°だけ離間して配置され、高速用ブラシ21bは低速用ブラシ21aから回転方向に角度α(この実施形態では135°)だけ周方向に離間して配置されている。そして、直流モータ1は、通常作動時は共通ブラシ21cと低速用ブラシ21aによって、高速作動時は共通ブラシ21cと高速用ブラシ21bによって電力供給されるようになっている。尚、この第一実施形態では、共通ブラシ21cを陰極側とし、低速用ブラシ21a及び高速用ブラシ21bを陽極側として説明するが、陽極側と陰極側を反対にしてもよい。   As shown in FIG. 3, the brush 21 includes a low speed brush (Lo) 21a, a high speed brush (Hi) 21b, and a common brush (-) 21c. The low speed brush 21a and the common brush 21c are spaced apart from each other by 90 ° in the circumferential direction, and the high speed brush 21b is separated from the low speed brush 21a in the circumferential direction by an angle α (135 ° in this embodiment). Are arranged. The DC motor 1 is supplied with power by the common brush 21c and the low speed brush 21a during normal operation, and by the common brush 21c and the high speed brush 21b during high speed operation. In the first embodiment, the common brush 21c is described as the cathode side, and the low speed brush 21a and the high speed brush 21b are described as the anode side. However, the anode side and the cathode side may be reversed.

このように、永久磁石4(磁極)とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6に設定されている直流モータ1、すなわち、4極6スロット12セグメントの直流モータ1のアーマチュア3には、以下のように巻線12が巻装されている。
図4は、アーマチュア3のセグメント14(ライザ15)とティース9、そして、接続線25を展開した図面であり、隣接するティース9間のとの間の空隙がスロット11に相当している。尚、以下の図面においては、各セグメント14、各ティース9及び巻装された巻線12にそれぞれ符号を附して説明する。
Thus, in the DC motor 1 in which the number ratio of the permanent magnet 4 (magnetic pole), the slot 11 and the segment 14 is set to 2: 3: 6, that is, the armature 3 of the DC motor 1 having 4 poles, 6 slots and 12 segments. The winding 12 is wound as follows.
FIG. 4 is an expanded view of the segment 14 (riser 15) of the armature 3, the teeth 9, and the connection line 25, and the gap between the adjacent teeth 9 corresponds to the slot 11. In the following drawings, each segment 14, each tooth 9 and the wound winding 12 will be described with reference numerals.

同図に示すように、同電位となるセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている。つまり、5つ置きのセグメント14同士(例えば、S1セグメント14aとS7セグメント14d)が接続線25によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース9には、それぞれU,V,W相がこの順で割り当てられている。つまり、1番、4番ティース9がU相、2番、5番ティース9がV相、3番、6番ティース9がW相になっている。
As shown in the figure, the segments 14 having the same potential are short-circuited by a connection line 25. That is, every fifth segment 14 (for example, the S1 segment 14a and the S7 segment 14d) is short-circuited by the connection line 25, respectively.
Each tooth 9 is assigned with U, V and W phases in this order. In other words, the first and fourth teeth 9 are in the U phase, the second and fifth teeth 9 are in the V phase, and the third and sixth teeth 9 are in the W phase.

巻線12は、例えば、その巻き始め端30がS1セグメント14aより巻き始められた場合、まず、S1セグメント14aのライザ15に掛け回された後、S1セグメント14aの近傍に存在する1−6番ティース9の間のスロット11aに引き込まれる。続いて、1番ティース9にn(nは1以上の自然数)回順方向に巻装された後、1−2番ティース9の間のスロット11bから巻線12が引き出される。そして、S1セグメント14aに隣接するS2セグメント14bのライザ15に掛け回され、S2セグメント14bに巻き終わり端40が接続される。これにより、S1−S2セグメント14a,14b間には1番ティース9に順方向にn回巻装されたコイルC1(U相)が形成される。   For example, when the winding start end 30 of the winding 12 starts to be wound from the S1 segment 14a, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the S1 segment 14a and then 1-6 located near the S1 segment 14a. It is drawn into the slot 11a between the teeth 9. Subsequently, after winding around the first tooth 9 n (n is a natural number of 1 or more) times in the forward direction, the winding 12 is pulled out from the slot 11 b between the first and second teeth 9. Then, it is wound around the riser 15 of the S2 segment 14b adjacent to the S1 segment 14a, and the winding end 40 is connected to the S2 segment 14b. As a result, a coil C1 (U-phase) is formed between the S1-S2 segments 14a and 14b and is wound n times around the first tooth 9 in the forward direction.

また、S1セグメント14aのS2セグメント14b側とは反対側に隣接しているS12セグメント14cより巻き始められる巻線12は、まず、S12セグメント14cのライザ15にその巻き始め端30が掛け回された後、2−3番ティース9の間のスロット11cに引き込まれる。続いて、2番ティース9にn回逆方向に巻装された後、スロット11bから巻線12が引き出される。そして、S1セグメント14aのライザ15に掛け回され、S1セグメント14aに巻き終わり端40が接続される。これにより、S12−S1セグメント14c,14a間には2番ティース9に逆方向にn回巻装されたコイルC2(−V相)が形成される。   In addition, the winding 12 that starts winding from the S12 segment 14c adjacent to the S1 segment 14a opposite to the S2 segment 14b side was first wound around the riser 15 of the S12 segment 14c by the winding start end 30. Then, it is drawn into the slot 11c between the 2-3 teeth 9. Subsequently, the second tooth 9 is wound n times in the reverse direction, and then the winding 12 is pulled out from the slot 11b. Then, it is wound around the riser 15 of the S1 segment 14a, and the winding end 40 is connected to the S1 segment 14a. As a result, a coil C2 (-V phase) is formed between the S12-S1 segments 14c, 14a by being wound n times around the second tooth 9 in the reverse direction.

続いて、S2セグメント14bから一つ飛ばしたS4セグメント14eより巻線12が巻き始められる。この場合、巻線12は、S4セグメント14eのライザ15に掛け回された後、4−5番ティース9の間のスロット11dに引き込まれる。続いて、4番ティース9にn回逆方向に巻装された後、3−4番ティース9の間のスロット11eから巻線12が引き出される。そして、S5セグメント14fに巻き終わり端40が接続される。これにより、S4−S5セグメント14e,14f間には4番ティース9に逆方向にn回巻装されたコイルC4(−U相)が形成される。   Subsequently, the winding 12 starts to be wound from the S4 segment 14e skipped from the S2 segment 14b. In this case, the winding 12 is wound around the riser 15 of the S4 segment 14e and then drawn into the slot 11d between the 4th and 5th teeth 9. Subsequently, after winding around the fourth tooth 9 n times in the reverse direction, the winding 12 is drawn out from the slot 11e between the third and fourth teeth 9. Then, the winding end 40 is connected to the S5 segment 14f. As a result, a coil C4 (-U phase) is formed between the S4-S5 segments 14e and 14f and is wound n times around the fourth tooth 9 in the reverse direction.

さらに、S5セグメント14fより巻き始められる巻線12は、まず、S5セグメント14fのライザ15にその巻き始め端30が掛け回された後、スロット11cに引き込まれる。続いて、3番ティース9にn回順方向に巻装された後、スロット11eから巻線12が引き出される。そして、S6セグメント14gに巻き終わり端40が接続される。これにより、S5−S6セグメント14f,14g間には3番ティース9に順方向にn回巻装されたコイルC3(W相)が形成される。   Further, the winding 12 that starts to be wound from the S5 segment 14f is first drawn into the slot 11c after the winding start end 30 is wound around the riser 15 of the S5 segment 14f. Subsequently, after winding around the third tooth 9 n times in the forward direction, the winding 12 is pulled out from the slot 11e. Then, the winding end 40 is connected to the S6 segment 14g. As a result, a coil C3 (W phase) is formed between the S5-S6 segments 14f and 14g and is wound n times around the third tooth 9 in the forward direction.

同様にして、S6セグメント14gから一つ飛ばしたS8セグメント14hと、これに周方向に連続して配置されているS9,S10セグメント14i,14jの3つのセグメントにC5,C6コイルが接続され、S8−S9セグメント14h,14i間に−W相が、S9−S10セグメント14i,14j間にV相が形成される。これによりアーマチュアコア6の外周には、順方向と逆方向とが交互となるように巻線12が巻装されている3相(U,V,W相)集中巻きのアーマチュアコイル7が形成される。   Similarly, the C5 and C6 coils are connected to three segments of S8 segment 14h skipped from S6 segment 14g and S9, S10 segments 14i and 14j arranged continuously in the circumferential direction, and S8 A -W phase is formed between the S9 segments 14h and 14i, and a V phase is formed between the S9 and S10 segments 14i and 14j. As a result, a three-phase (U, V, W phase) concentrated winding armature coil 7 is formed on the outer periphery of the armature core 6 in which the windings 12 are wound so that the forward direction and the reverse direction are alternated. The

したがって、順方向に巻装されたコイルC1,C3,C5の各相をU相、V相、W相とし、逆方向に巻装されたコイルC2,C4,C6の各相を−U相、−V相、−W相としたとき、隣接するセグメント14間には、S1−S2セグメント14a,14b間から順次U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルが電気的に接続されていることになる。
図5は、図4の結線図である。同図に示すように、隣接するセグメント14間にU相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順に電気的に接続されたものの結線図は多角形となる。このため、通常作動時(低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cによって電力供給)と高速作動時(高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cによって電力供給)の有効導体数に差をつけることができる。
Therefore, the phases of the coils C1, C3 and C5 wound in the forward direction are U phase, V phase and W phase, and the phases of the coils C2, C4 and C6 wound in the reverse direction are -U phase, When the -V phase and -W phase are set, between the adjacent segments 14, the U phase, the -W phase, the V phase, the -U phase, the W phase, and the -V phase are sequentially arranged between the S1-S2 segments 14a and 14b. The coil is electrically connected.
FIG. 5 is a connection diagram of FIG. As shown in the figure, a connection diagram of a coil in which U-phase, -W-phase, V-phase, -U-phase, W-phase, and -V-phase coils are electrically connected in this order between adjacent segments 14 is a polygon. It becomes. Therefore, it is possible to make a difference in the number of effective conductors during normal operation (power is supplied by the low speed brush 21a and the common brush 21c) and at high speed operation (power is supplied by the high speed brush 21b and the common brush 21c).

より詳しく、図6、図7に基づいて説明する。図6、図7は、低速用ブラシ21aがS4セグメント14eに、高速用ブラシ21bがS8−S9セグメント14h,14i間に、共通ブラシ21cがS1セグメント14aにそれぞれ接触している場合を示し、図6は、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cとによって電力供給している状態のアーマチュア3の展開図、図7は、高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cによって電力供給している状態のアーマチュア3の展開図である。尚、図6、図7において、各コイルC1,C2,C3,C4,C5,C6上に記載されている矢印は電流の流れる方向を示している。   This will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 show a case where the low speed brush 21a is in contact with the S4 segment 14e, the high speed brush 21b is in contact with the S8-S9 segments 14h and 14i, and the common brush 21c is in contact with the S1 segment 14a. 6 is a development view of the armature 3 in a state where power is supplied by the low speed brush 21a and the common brush 21c, and FIG. 7 is a development view of the armature 3 in a state where power is supplied by the high speed brush 21b and the common brush 21c. FIG. In FIGS. 6 and 7, the arrows described on the coils C1, C2, C3, C4, C5, and C6 indicate the direction of current flow.

図6に示すように、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cとによって電力供給される場合においては、コイルC1,C2,C4,C5に逆方向の電流が流れ、コイルC3に順方向の電流が流れる。これに対し、図7に示すように、高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cによって電力供給される場合においては、コイルC1,C2,C4に逆方向の電流が流れ、コイルC3,C5に順方向の電流が流れる。つまり、通常作動時と高速作動時では、コイルC5の電流の向きが変化することによって、有効導体数に差をつけることができる。   As shown in FIG. 6, when power is supplied by the low speed brush 21a and the common brush 21c, a reverse current flows through the coils C1, C2, C4, and C5, and a forward current flows through the coil C3. . On the other hand, as shown in FIG. 7, when power is supplied by the high-speed brush 21b and the common brush 21c, reverse current flows through the coils C1, C2, and C4, and forward current flows through the coils C3 and C5. Current flows. That is, the number of effective conductors can be made different by changing the direction of the current of the coil C5 during normal operation and high-speed operation.

したがって、上述の第一実施形態によれば、スロット11の数に対してセグメント14の数が2倍に構成されているアーマチュア3において、隣接するセグメント14間に、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルをこの順で電気的に接続することができる。この結果、2つのコイルが接続されているS1セグメント14a、S5セグメント14f及びS9セグメント14iにおいて、それぞれ異相のコイル同士を結線することが可能になる。このため、モータ特性を低減させることなく結線図を多角形にすることができ、通常作動時と高速作動時の有効導体数に差をつけることができる。よって、3相集中巻きのブラシ付きモータ(直流モータ1)を3ブラシ式モータとして使用することができ、3ブラシ式モータを小型化することが可能になる。   Therefore, according to the first embodiment described above, in the armature 3 in which the number of the segments 14 is doubled with respect to the number of the slots 11, between the adjacent segments 14, the U phase, the -W phase, the V Phase, -U phase, W phase, and -V phase coils can be electrically connected in this order. As a result, in the S1 segment 14a, the S5 segment 14f, and the S9 segment 14i to which the two coils are connected, it is possible to connect coils of different phases. For this reason, a connection diagram can be made into a polygon without reducing motor characteristics, and the number of effective conductors during normal operation and high-speed operation can be differentiated. Therefore, the motor with a brush of three-phase concentrated winding (DC motor 1) can be used as a 3-brush motor, and the 3-brush motor can be reduced in size.

また、S1セグメント14a、S5セグメント14f及びS9セグメント14iにおいて、それぞれ異相のコイル同士が結線されているので、各ブラシ21a,21b,21cの周方向の幅を各コイルに供給する負荷電流に応じて任意に設定することが可能になる。
因みに、各ブラシ21a,21b,21cの周方向の幅をセグメント14の周方向の幅よりも小さく設定することによって、通常作動時の有効導体数を増加させ、通常作動/高速作動での有効導体比率を小さくすることができる。ここで、一般的に、回転速度を切替えることができる3ブラシ式モータにあっては、通常作動/高速作動での有効導体比率が小さい方が通常作動時と高速作動時の回転速度差を付けやすい。
Further, in the S1 segment 14a, the S5 segment 14f, and the S9 segment 14i, coils having different phases are connected to each other, so that the circumferential widths of the brushes 21a, 21b, and 21c correspond to the load current supplied to the coils. It can be set arbitrarily.
Incidentally, by setting the circumferential width of each brush 21a, 21b, 21c to be smaller than the circumferential width of the segment 14, the number of effective conductors during normal operation is increased, and the effective conductors during normal operation / high-speed operation are increased. The ratio can be reduced. Here, in general, in a 3-brush motor that can switch the rotation speed, the smaller the effective conductor ratio in normal operation / high-speed operation, the difference in rotation speed between normal operation and high-speed operation is added. Cheap.

さらに、同電位となるセグメント14同士が短絡されているため、コイルが結線されていないセグメント(例えば、S3,S7,S11)にブラシ21a,21b,21cが接触した場合であっても所望のコイルに電流を供給することができる。このため、コンミテータ13とアーマチュアコア6との間の巻太りを防止することができ、結果的に、より3ブラシ式モータの小型化を図ることができる。
尚、各コイルC1,C2,C3,C4,C5,C6は、1本の巻線12で巻装される場合に限られるものではなく、図8に示すように、各コイルC1,C2,C3,C4,C5,C6を2本以上の巻線12で巻装してもよい。
Further, since the segments 14 having the same potential are short-circuited, even if the brushes 21a, 21b, and 21c are in contact with segments (for example, S3, S7, and S11) to which the coils are not connected, a desired coil Can be supplied with current. For this reason, the winding thickness between the commutator 13 and the armature core 6 can be prevented, and as a result, the 3-brush motor can be further downsized.
Note that the coils C1, C2, C3, C4, C5, and C6 are not limited to the case of being wound by one winding 12, and as shown in FIG. 8, the coils C1, C2, C3 , C4, C5, C6 may be wound by two or more windings 12.

また、上述の第一実施形態では、4極6スロット12セグメントの直流モータ1の場合について説明したが、これに限られるものではなく、永久磁石4とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6に設定されていればよい。
その一例を図9〜図12に基づいて説明する。
図9は、8極12スロット24セグメントの直流モータにおけるアーマチュア3の展開図、図10は、図9の結線図である。
In the above-described first embodiment, the case of the DC motor 1 having 4 poles, 6 slots, and 12 segments has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number ratio of the permanent magnets 4, the slots 11, and the segments 14 is 2: It may be set to 3: 6.
An example of this will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a development view of the armature 3 in an 8-pole 12-slot 24-segment DC motor, and FIG. 10 is a connection diagram of FIG.

図9、図10に示すように、各ティースには順方向と逆方向とが周方向に交互となるように巻線12が巻装され、コイルが形成されている。そして、2つのコイルC1,C2は周方向に連続して配設されている3つのS24,S1,S2セグメントに電気的に接続され、コイルC3,C4はS4,S5,S6に電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, windings 12 are wound around the teeth so that the forward direction and the reverse direction are alternately arranged in the circumferential direction, thereby forming a coil. The two coils C1 and C2 are electrically connected to three S24, S1, and S2 segments arranged continuously in the circumferential direction, and the coils C3 and C4 are electrically connected to S4, S5, and S6. Has been.

このように、上述した第一実施形態と同様、任意の3つのセグメント14にそれぞれ任意の2つの相のコイルが電気的に接続されるように巻線12を巻き進め、且つ前記任意の3つのセグメントをセグメント1つ置きに存在させることによって、隣接するセグメント14間には、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相の各コイルがこの順で電気的に接続される。尚、同電位となるセグメント14同士は、全て接続線25によって短絡されている。   Thus, like the first embodiment described above, the winding 12 is advanced so that any two phase coils are electrically connected to any three segments 14, respectively, and the any three By having every other segment, the coils of U phase, -W phase, V phase, -U phase, W phase, and -V phase are electrically connected in this order between adjacent segments 14. Connected. The segments 14 having the same potential are all short-circuited by the connection line 25.

図11、図12も8極12スロット24セグメントの直流モータにおけるアーマチュア3の展開図と、この結線図であるが、各ティース9に巻装されているコイルの巻き方向が図9、図10に対して逆になっている。すなわち、コイルC1が逆方向に巻装され、コイルC2が順方向に巻装され、この順で各ティース9にコイルが順次巻装されている。   FIGS. 11 and 12 are also a development view of the armature 3 in the 8-pole 12-slot 24-segment DC motor and its connection diagram. The winding directions of the coils wound around the teeth 9 are shown in FIGS. The opposite is true. That is, the coil C1 is wound in the reverse direction, the coil C2 is wound in the forward direction, and the coils are sequentially wound around the teeth 9 in this order.

したがって、2つのコイルC2,C3が3つのS2,S3,S4セグメントに電気的に接続され、コイルC4,C5はS6,S7,S8セグメントに電気的に接続され、これを順次行うことで周方向に連続する3つのセグメント14に2つのコイルが接続されている。尚、この実施形態も同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されているが、図11、図12に示すように、同電位となるセグメント14同士を全て接続線25によって短絡させなくても上述した第一実施形態と同様の効果を奏することができる。   Therefore, the two coils C2 and C3 are electrically connected to the three S2, S3 and S4 segments, and the coils C4 and C5 are electrically connected to the S6, S7 and S8 segments. Two coils are connected to three consecutive segments 14. In this embodiment, the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25. However, as shown in FIGS. 11 and 12, all the segments 14 having the same potential are not short-circuited by the connection line 25. However, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

次に、この発明の第二実施形態を図13に基づいて説明する。
この第二実施形態では、直流モータ1は、永久磁石4を有するモータハウジング2内にアーマチュア3を回転自在に配置した4極6スロット12セグメントの直流モータである点、同電位となるセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている点等の基本的構造は前記第一実施形態と同様である。したがって、以下の図面において、第一実施形態のアーマチュア3の展開図である図4と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this second embodiment, the DC motor 1 is a 4-pole 6-slot 12-segment DC motor in which an armature 3 is rotatably arranged in a motor housing 2 having a permanent magnet 4, and the segments 14 having the same potential are connected to each other. The basic structure such as being short-circuited by the connection line 25 is the same as that of the first embodiment. Accordingly, in the following drawings, the same reference numerals are given to the same aspects as those in FIG. 4 which is a development view of the armature 3 of the first embodiment, and description thereof will be omitted.

図13に示すように、この第二実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態が各ティース9に順方向と逆方向とが交互となるように巻線12が巻装されているものであるのに対し、各ティース9は、順方向に巻装された第一コイルと逆方向に巻装された第二コイルとを備えている点にある。
巻線12は、例えば、その巻き始め端30がS1セグメント14aより巻き始められた場合、まず、S1セグメント14aのライザ15に掛け回された後、巻線12をS1セグメント14aの近傍に存在する1−6番ティース9の間のスロット11aに引き込む。そして、各ティース9に巻線12をそれぞれn回巻装するものとすると、1番ティース9にn/2回順方向に巻装して順巻きコイル33aを形成する。
続いて、1−2番ティース9の間のスロット11bから巻線12を引き出し、3−4番ティース9の間のスロット11eに引き込む。そして、4番ティース9にn/2回順方向に巻装した順巻きコイル33bを形成する。
As shown in FIG. 13, the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the winding 12 is wound around the teeth 9 so that the forward direction and the reverse direction are alternately arranged in the first embodiment. In contrast, each tooth 9 includes a first coil wound in the forward direction and a second coil wound in the reverse direction.
For example, when the winding start end 30 of the winding 12 is started from the S1 segment 14a, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the S1 segment 14a, and then the winding 12 exists in the vicinity of the S1 segment 14a. Pull into the slot 11a between the 1-6th teeth 9. Then, assuming that the winding 12 is wound n times around each tooth 9, the forward winding coil 33 a is formed by winding the first tooth 9 n / 2 times in the forward direction.
Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11 b between the first and second teeth 9 and pulled into the slot 11 e between the third and fourth teeth 9. Then, the forward winding coil 33b wound around the fourth tooth 9 n / 2 times in the forward direction is formed.

巻線12は、順巻きコイル33bを形成した後、4−5番ティース9の間のスロット11dから引き出し、4番ティース9の近傍に存在するS8セグメント14hのライザ15に掛け回される。そして、S8セグメント14hに巻線12の巻き終わり端40が接続される。これにより、S1−S8セグメント14a,14b間には1番ティース9と4番ティース9に順方向に巻装され、且つ直列接続された一対の順巻きコイル33a,33bを備える第一コイル33(U相)が形成される。   After the forward winding coil 33b is formed, the winding 12 is pulled out from the slot 11d between the 4th and 5th teeth 9, and is wound around the riser 15 of the S8 segment 14h existing near the 4th tooth 9. Then, the winding end 40 of the winding 12 is connected to the S8 segment 14h. Thereby, between the S1-S8 segments 14a, 14b, the first coil 33 (a pair of forward winding coils 33a, 33b wound in the forward direction around the first tooth 9 and the fourth tooth 9 and connected in series) U phase) is formed.

尚、巻き終わり端40が接続されているS8セグメント14hとS1セグメント14aに隣接するS2セグメント14bは、接続線25により短絡されている。このため、S1−S8セグメント14a,14h間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなる。したがって、第一コイル33は、隣接するS1−S2セグメント14a,14b間に電気的に接続されており、このS1−S2セグメント14a,14b間に第一コイル33(U相)が形成されているのと等しいことになる。   The S8 segment 14h to which the winding end 40 is connected and the S2 segment 14b adjacent to the S1 segment 14a are short-circuited by the connection line 25. For this reason, the potential difference between the S1-S8 segments 14a and 14h is equal to the potential difference between adjacent segments. Therefore, the first coil 33 is electrically connected between the adjacent S1-S2 segments 14a, 14b, and the first coil 33 (U-phase) is formed between the S1-S2 segments 14a, 14b. Will be equal to

一方、S4セグメント14eのライザ15に掛け回された巻線12を1−2番ティース9の間のスロット11bに引き込む。そして、1番ティース9にn/2回逆方向に巻装して逆巻きコイル34aを形成する。
続いて、1−6番ティース9の間のスロット11aから巻線12を引き出し、4−5番ティース9の間のスロット11dに引き込む。そして、4番ティース9にn/2回逆方向に巻装して逆巻きコイル34bを形成する。
On the other hand, the winding 12 wound around the riser 15 of the S4 segment 14e is drawn into the slot 11b between the first and second teeth 9. The first tooth 9 is wound n / 2 times in the reverse direction to form the reverse winding coil 34a.
Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11 a between the 1-6th tooth 9 and pulled into the slot 11 d between the 4th-5th tooth 9. The fourth tooth 9 is wound n / 2 times in the reverse direction to form the reverse winding coil 34b.

巻線12は、逆巻きコイル34bを形成した後、3−4番ティース9の間のスロット11eから引き出し、S4セグメント14eに隣接するS5セグメント14fのライザ15に掛け回される。そして、S5セグメント14fに巻線12の巻き終わり端40が接続される。これにより、S4−S5セグメント14e,14f間には1番ティース9と4番ティース9に逆方向に巻装され、且つ直列接続された一対の逆巻きコイル34a,34bを備える第二コイル34(−U相)が形成される。   The winding 12 is pulled out from the slot 11e between the third and fourth teeth 9 after forming the reverse winding coil 34b, and is wound around the riser 15 of the S5 segment 14f adjacent to the S4 segment 14e. Then, the winding end 40 of the winding 12 is connected to the S5 segment 14f. Thereby, between the S4-S5 segments 14e and 14f, the second coil 34 (-) is provided with a pair of reverse winding coils 34a and 34b wound in the reverse direction around the first tooth 9 and the fourth tooth 9 and connected in series. U phase) is formed.

このように、U相に相当する1番ティース9及び4番ティース9には、巻線12が順方向にn/2回巻装された第一コイル33と巻線12が逆方向にn/2回巻装された第二コイル34とを備えたn回巻きのアーマチュアコイル7が形成される。
同様にして、例えば、巻線12の巻き始め端30がS3セグメント14kより巻き始められた場合、V相に相当する2番ティース9と5番ティース9にそれぞれn/2回順方向に巻装して順巻きコイル33a,33bを形成して第一コイル33を形成する。その後、S10セグメント14jに接続する。
Thus, in the first teeth 9 and the fourth teeth 9 corresponding to the U phase, the first coil 33 in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction and the winding 12 in the reverse direction n / An n-turn armature coil 7 including a second coil 34 wound twice is formed.
Similarly, for example, when the winding start end 30 of the winding 12 is started from the S3 segment 14k, the winding is wound n / 2 times forward around the second tooth 9 and the fifth tooth 9 corresponding to the V phase. Then, the first coil 33 is formed by forming the forward winding coils 33a and 33b. Then, it connects to S10 segment 14j.

一方、2番ティース9と5番ティース9とにそれぞれn/2回逆巻き方向に巻装した逆巻きコイル34a,34bを形成して第二コイル34を形成する。この第二コイル34の巻き始め端30及び巻き終わり端40は、S6−S7セグメント14g,14dに接続されている。
このようにすることで、V相に相当する2番ティース9及び5番ティース9には、巻線12が順方向にn/2回ずつ巻装された第一コイル33(V相)と巻線12が逆方向にn/2回ずつ巻装された第二コイル34(−V相)とを備えたn回巻きのアーマチュアコイル7が形成される。
そして、これを各相に対応するセグメント14間で順次行うことにより、アーマチュアコア6には3相集中巻き構造のアーマチュアコイル7が形成される。
On the other hand, the second coil 34 is formed by forming the reverse winding coils 34a and 34b wound in the reverse winding direction n / 2 times on the second tooth 9 and the fifth tooth 9, respectively. The winding start end 30 and the winding end end 40 of the second coil 34 are connected to the S6-S7 segments 14g and 14d.
In this way, the second tooth 9 and the fifth tooth 9 corresponding to the V phase are wound with the first coil 33 (V phase) in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction. The n-turned armature coil 7 including the second coil 34 (-V phase) in which the wire 12 is wound n / 2 times in the opposite direction is formed.
Then, this is sequentially performed between the segments 14 corresponding to the respective phases, whereby the armature coil 7 having a three-phase concentrated winding structure is formed in the armature core 6.

また、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されているため、巻線12が順方向に巻装されている各相の第一コイル33をそれぞれU,V,W相、巻線12が逆方向に巻装されている各相の第二コイル34をそれぞれ−U,−V,−W相としたとき、隣接するセグメント14間には、S1−S2セグメント14a,14b間からU相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順で電気的に接続されていることになる。   Further, since the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25, the first coil 33 of each phase in which the winding 12 is wound in the forward direction is respectively connected to the U, V, W phase, and winding. When the second coils 34 of the respective phases wound with 12 in the reverse direction are set to the -U, -V, and -W phases, respectively, between the adjacent segments 14, U between the S1-S2 segments 14a and 14b The coils of phase, -W phase, V phase, -U phase, W phase, and -V phase are electrically connected in this order.

したがって、上述の第二実施形態であっても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、同電位となるセグメント14同士が短絡されているため、巻線12の巻き始め端30と巻き終わり端40とを隣接するセグメント14間に接続する必要がない。このため、巻き始め端30、巻き終わり端40のそれぞれ近傍に存在するセグメント14に電気的に接続させれば、各ブラシ21a,21b,21cによって所望の電流を各コイルに供給することができる。   Therefore, even if it is the above-mentioned 2nd embodiment, there can exist an effect similar to 1st embodiment. In addition, since the segments 14 having the same potential are short-circuited, it is not necessary to connect the winding start end 30 and the winding end end 40 of the winding 12 between the adjacent segments 14. For this reason, if it connects electrically to the segment 14 which exists in the vicinity of each of the winding start end 30 and the winding end end 40, a desired electric current can be supplied to each coil by each brush 21a, 21b, 21c.

尚、この第二実施形態においては、4極6スロット12セグメントの直流モータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、永久磁石4とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6に設定されていればよい。例えば、図14に示すように、6極9スロット18セグメントのアーマチュア3であっても、同じ相に相当するティース9同士に順巻きコイルを直列接続して第一コイル33(順巻きコイル33a,33b,33c)を形成すると共に、逆巻きコイルを直列接続して第二コイル34(逆巻きコイル34a,34b,34c)を形成し、これによって各相のアーマチュアコイル7を形成することができる。   In this second embodiment, the case of a DC motor with 4 poles, 6 slots and 12 segments has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number ratio of the permanent magnets 4, slots 11 and segments 14 is 2: It may be set to 3: 6. For example, as shown in FIG. 14, even in the case of an armature 3 having 6 poles, 9 slots and 18 segments, a forward coil is connected in series between teeth 9 corresponding to the same phase, and the first coil 33 (forward coil 33a, 33b, 33c), and the reverse winding coils are connected in series to form the second coil 34 (reverse winding coils 34a, 34b, 34c), whereby the armature coil 7 of each phase can be formed.

また、同じ相に相当するティース9同士の第一コイル33及び第二コイル34をそれぞれ直列接続することなく、ティース9毎にそれぞれ別体の巻線12を巻装して第一コイル33と第二コイル34を形成し、各コイル33,34を隣接するセグメント14間に接続した構造としてもよい。   In addition, the first coil 33 and the second coil 34 of the teeth 9 corresponding to the same phase are not connected in series, but a separate winding 12 is wound for each tooth 9 and the first coil 33 and the second coil 34 are wound together. Two coils 34 may be formed, and the coils 33 and 34 may be connected between the adjacent segments 14.

その一例を、図15、図16に基づいて説明する。図15、図16は、2極3スロット6セグメントの直流モータにおけるアーマチュア3の展開図である。
図15に示すように、巻線12は、例えば、その巻き始め端30がS1セグメント14aより巻き始められた場合、まず、S1セグメント14aのライザ15に掛け回された後、巻線12をS1セグメント14a近傍に存在する1−3番ティース9の間のスロット11aに引き込む。そして、1番ティース9にn/2回順方向に巻装する。
続いて、巻線12は1−2番ティース9の間のスロット11bから引き出され、S1セグメント14aに隣接するS2セグメント14eのライザ15に掛け回される。そして、S2セグメント14bに巻き終わり端40が接続される。これにより、S1−S2セグメント14a,14b間には1番ティース9に順方向に巻装された第一コイル33(U相)が形成される。
One example thereof will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIGS. 15 and 16 are development views of the armature 3 in a 2-pole 3-slot 6-segment DC motor.
As shown in FIG. 15, for example, when the winding start end 30 of the winding 12 is started from the S1 segment 14a, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the S1 segment 14a, and then the winding 12 is turned into S1. It is drawn into the slot 11a between the first to third teeth 9 existing in the vicinity of the segment 14a. The first tooth 9 is wound n / 2 times in the forward direction.
Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11b between the first and second teeth 9, and is wound around the riser 15 of the S2 segment 14e adjacent to the S1 segment 14a. Then, the winding end 40 is connected to the S2 segment 14b. Thereby, between the S1-S2 segments 14a and 14b, the first coil 33 (U phase) wound in the forward direction on the first tooth 9 is formed.

一方、S4セグメント14eのライザ15に掛け回された巻線12を1−2番ティース9の間のスロット11bに引き込む。そして、1番ティース9にn/2回逆方向に巻装する。
続いて、巻線12は1−3番ティース9の間のスロット11aから引き出され、S4セグメント14eに隣接するS5セグメント14fのライザ15に掛け回される。そして、S5セグメント14fに巻き終わり端40が接続される。これにより、S4−S5セグメント14e,14f間には1番ティース9に逆方向に巻装された第二コイル33(−U相)が形成される。
On the other hand, the winding 12 wound around the riser 15 of the S4 segment 14e is drawn into the slot 11b between the first and second teeth 9. Then, the first tooth 9 is wound n / 2 times in the reverse direction.
Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11a between the first to third teeth 9, and is wound around the riser 15 of the S5 segment 14f adjacent to the S4 segment 14e. Then, the winding end 40 is connected to the S5 segment 14f. As a result, a second coil 33 (-U phase) wound around the first tooth 9 in the reverse direction is formed between the S4-S5 segments 14e and 14f.

したがって、U相に相当する1番ティース9には、巻線12が順方向にn/2回巻装された第一コイル33と巻線12が逆方向にn/2回巻装された第二コイル34とを備えたn回巻きのアーマチュアコイル7が形成される。そして、これを各相に対応するセグメント14間で順次行うことにより、アーマチュアコア6には3相集中巻き構造のアーマチュアコイル7が形成される。   Accordingly, the first tooth 9 corresponding to the U phase has the first coil 33 in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction and the first coil 33 in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. An n-turn armature coil 7 having two coils 34 is formed. Then, this is sequentially performed between the segments 14 corresponding to the respective phases, whereby the armature coil 7 having a three-phase concentrated winding structure is formed in the armature core 6.

また、図16に示すように、それぞれのコイル33,34の順逆を図15とは逆にして各隣接するセグメント14間に巻き始め端30と巻き終わり端40を接続してもよい。具体的には、S1−S2セグメント14a,14b間に逆方向にn/2回巻装された第二コイル34を形成し、S4−S5セグメント14e,14f間に順方向に巻装された第一コイル33を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 16, the winding start end 30 and the winding end end 40 may be connected between the adjacent segments 14 by reversing the order of the coils 33, 34 from that in FIG. 15. Specifically, the second coil 34 wound n / 2 times in the reverse direction between the S1-S2 segments 14a, 14b is formed, and the second coil 34 wound in the forward direction between the S4-S5 segments 14e, 14f. One coil 33 may be formed.

次に、この発明の第三実施形態を図3を援用し、図17、図18に基づいて説明する。
この第三実施形態においては、上述の実施形態の永久磁石4とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6に設定されている場合であるのに対し、その個数比が4:5:10に設定されている場合について説明する。
図17は、4極5スロット10セグメントの直流モータにおけるアーマチュア3の展開図、図18は、図17の結線図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18 with reference to FIG.
In the third embodiment, the number ratio of the permanent magnet 4, the slot 11 and the segment 14 in the above-described embodiment is set to 2: 3: 6, whereas the number ratio is 4: 5. : A case where 10 is set will be described.
FIG. 17 is a development view of the armature 3 in the 4-pole 5-slot 10-segment DC motor, and FIG. 18 is a connection diagram of FIG.

図17、図18に示すように、同電位となるセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている。つまり、4つ置きのセグメント14同士(例えば、S1セグメント14aとS6セグメント14g)が接続線25によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース9には、それぞれU,V,W,X,Y相が周方向にこの順で割り当てられている。つまり、1番ティース9がU相、2番ティース9がV相、3番ティース9がW相、4番ティース9がX相、5番ティース9がY相になっている。
As shown in FIGS. 17 and 18, the segments 14 having the same potential are short-circuited by a connection line 25. That is, every fourth segment 14 (for example, the S1 segment 14a and the S6 segment 14g) is short-circuited by the connection line 25, respectively.
In addition, each tooth 9 is assigned with U, V, W, X, and Y phases in this order in the circumferential direction. That is, the first tooth 9 is the U phase, the second tooth 9 is the V phase, the third tooth 9 is the W phase, the fourth tooth 9 is the X phase, and the fifth tooth 9 is the Y phase.

巻線12は、例えば、その巻き始め端30がS1セグメント14aより巻き始められた場合、まず、S1セグメント14aのライザ15に掛け回された後、巻線12をS1セグメント14a近傍に存在する1−5番ティース9の間のスロット11aに引き込む。そして、1番ティース9にn回順方向に巻装する。これにより、S1−S2セグメント14a,14bの間には1番ティース9に巻装されたU相のコイルC1が形成される。   For example, when the winding start end 30 of the winding 12 is started from the S1 segment 14a, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the S1 segment 14a, and then the winding 12 exists in the vicinity of the S1 segment 14a. -Pull into the slot 11a between the fifth teeth 9. Then, the first tooth 9 is wound n times in the forward direction. As a result, a U-phase coil C1 wound around the first tooth 9 is formed between the S1-S2 segments 14a and 14b.

続いて、巻線12は1−2番ティース9の間のスロット11bから引き出され、S1セグメント14aに隣接するS2セグメント14bのライザ15に掛け回される。そして、S2セグメント14bに巻き終わり端40が接続される。次に、S3セグメント14kから巻線12を巻き始め、2番ティース9にn回順方向に巻装した後、その巻き終わり端40をS4セグメント14eに接続する。   Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11b between the first and second teeth 9, and is wound around the riser 15 of the S2 segment 14b adjacent to the S1 segment 14a. Then, the winding end 40 is connected to the S2 segment 14b. Next, the winding wire 12 is wound from the S3 segment 14k, wound around the second tooth 9 n times in the forward direction, and then the winding end 40 is connected to the S4 segment 14e.

そして、これを順次隣接するセグメント14間にティース9毎に各コイルC1,C2,C3,C4,C5を形成しながら巻き進むことにより、アーマチュアコア6には5相(U,V,W,X,Y相)巻き構造のアーマチュアコイル7が形成される。
また、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されているため、結果的に隣接するセグメント14間には、U,X,V,Y,W相のアーマチュアコイル7がこの順で電気的に順次接続された構造となっている。
The armature core 6 is then wound into five phases (U, V, W, X) by sequentially winding the coils C1, C2, C3, C4, C5 for each tooth 9 between adjacent segments 14. , Y-phase) armature coil 7 having a winding structure is formed.
In addition, since the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25, the U, X, V, Y, and W phase armature coils 7 are electrically connected in this order between the adjacent segments 14. The structure is sequentially connected.

したがって、上述の第三実施形態のように、アーマチュア3を5相巻き構造とすることで、極対数あたりのセグメント数を奇数にすることができる。このようにすれば、通常作動時と高速作動時との有効導体数に差をつけることができ、上述の第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
尚、この第三実施形態においても各ブラシ21a,21b,21cの周方向の幅を各コイルに供給する負荷電流に応じて任意に設定することが可能であるが、これらブラシ21a,21b,21cの周方向の幅をセグメント14の周方向の幅よりも小さく設定すれば、通常作動時には、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cとが同時に整流されることがない。このため、通常作動/高速作動での有効導体比率を小さくすることができる。
Therefore, the number of segments per pole pair can be made odd by making the armature 3 have a five-phase winding structure as in the third embodiment described above. In this way, it is possible to make a difference in the number of effective conductors during normal operation and during high-speed operation, and the same effects as in the first embodiment described above can be achieved.
In the third embodiment, the circumferential widths of the brushes 21a, 21b, and 21c can be arbitrarily set according to the load current supplied to the coils, but the brushes 21a, 21b, and 21c. If the circumferential width is set smaller than the circumferential width of the segment 14, the low speed brush 21a and the common brush 21c are not rectified at the same time during normal operation. For this reason, the effective conductor ratio in normal operation / high-speed operation can be reduced.

また、上述の第三実施形態では、各コイルC1,C2,C3,C4,C5が1本の巻線12で巻装されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、図19に示すように、各コイルC1,C2,C3,C4,C5を2本以上の巻線12で巻装してもよい。
さらに、上述の第三実施形態では、4極5スロット10セグメントの直流モータの場合について説明したが、これに限られるものではなく、永久磁石4とスロット11とセグメント14の個数比が4:5:10に設定されていればよい。具体的には、図20に示すように、8極10スロット20セグメントのアーマチュア3であっても、同様の5相巻き構造とすることができる。
Further, in the third embodiment described above, the case where each of the coils C1, C2, C3, C4, and C5 is wound by one winding 12 has been described, but the present invention is not limited to this, and FIG. Each coil C1, C2, C3, C4, C5 may be wound with two or more windings 12 as shown in FIG.
Further, in the third embodiment described above, the case of a 4-pole 5-slot 10-segment DC motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number ratio of the permanent magnet 4, the slot 11 and the segment 14 is 4: 5. : 10 may be set. Specifically, as shown in FIG. 20, even an armature 3 having 8 poles and 10 slots and 20 segments can have the same 5-phase winding structure.

そして、上述の第三実施形態では、巻線12を隣接するセグメント14間に接続し、ティース9毎に巻線12を巻装した構造の場合について説明したが、同じ相に相当するティース9同士にそれぞれ形成されたコイルを直列接続してアーマチュアコイル7を形成する構造としてもよい。
具体的に図21に示す。同図は、8極10スロット20セグメントのアーマチュア3の展開図である。
And in the above-mentioned 3rd embodiment, although the coil | winding 12 was connected between the adjacent segments 14, and the case where the coil | winding 12 was wound for every tooth | gear 9 was demonstrated, teeth 9 equivalent to the same phase mutually It is good also as a structure which forms the armature coil 7 by connecting the coils respectively formed in series.
Specifically, it is shown in FIG. This figure is an exploded view of the armature 3 having 8 poles, 10 slots and 20 segments.

図21に示すように、巻線12は、例えば、その巻き始め端30がS1セグメント14aより巻き始められた場合、まず、S1セグメント14aのライザ15に掛け回された後、巻線12をS1セグメント14aの近傍に存在する1−10番ティース9の間のスロット11aに引き込む。そして、1番ティース9にn回巻装して第一コイル7aを形成する。
続いて、1−2番ティース9の間のスロット11bから巻線12を引き出し、5−6番ティース9の間のスロット11eに引き込む。そして、6番ティース9にn回巻装して第二コイル7bを形成する。
As shown in FIG. 21, for example, when the winding start end 30 starts to be wound from the S1 segment 14a, the winding 12 is first wound around the riser 15 of the S1 segment 14a, and then the winding 12 is turned to S1. It is drawn into the slot 11a between the 1-10th teeth 9 existing in the vicinity of the segment 14a. Then, the first coil 7a is formed by winding the first tooth 9 n times.
Subsequently, the winding 12 is pulled out from the slot 11b between the first and second teeth 9, and is pulled into the slot 11e between the fifth and sixth teeth 9. And the 6th teeth 9 are wound n times and the 2nd coil 7b is formed.

巻線12は、第二コイル7bを形成した後、6−7番ティース9の間のスロット11fから引き出し、6番ティース9の近傍に存在するS12セグメント14cのライザ15に掛け回される。そして、S12セグメント14cに巻線12の巻き終わり端40が接続される。これにより、S1−S12セグメント14a,14cの間には1番ティース9と6番ティース9に巻装され、且つ直列接続された一対のコイル7a,7bを備えるアーマチュアコイル7(U相)が形成される。   After forming the second coil 7 b, the winding 12 is pulled out from the slot 11 f between the 6th and 7th teeth 9, and is wound around the riser 15 of the S12 segment 14 c existing near the 6th tooth 9. Then, the winding end 40 of the winding 12 is connected to the S12 segment 14c. Thereby, between the S1-S12 segments 14a and 14c, an armature coil 7 (U phase) including a pair of coils 7a and 7b wound around the first tooth 9 and the sixth tooth 9 and connected in series is formed. Is done.

尚、巻き終わり端40が接続されているS12セグメント14cとS1セグメント14aに隣接するS2セグメント14bは、接続線25により短絡されている。このため、S1セグメント14a、S12セグメント14c間の電位差は、隣接するセグメント(セグメント14a,14b)間の電位差と等しくなる。
そして、これを順次各セグメント14間に二つのコイル7a,7bを繰り返し形成しながら巻き進むことにより、アーマチュアコア6には5相(U,V,W,X,Y相)巻き構造のアーマチュアコイル7が形成される。
The S12 segment 14c to which the winding end 40 is connected and the S2 segment 14b adjacent to the S1 segment 14a are short-circuited by the connection line 25. For this reason, the potential difference between the S1 segment 14a and the S12 segment 14c is equal to the potential difference between the adjacent segments (segments 14a and 14b).
Then, the armature core 6 is wound while repeatedly forming the two coils 7a and 7b between the segments 14, so that the armature core 6 has a five-phase (U, V, W, X, Y phase) winding structure. 7 is formed.

次に、この発明の第四実施形態を図3を援用し、図22に基づいて説明する。
図22は、永久磁石4(磁極)とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6に設定されている直流モータ1、例えば、4極6スロット12セグメントの直流モータ1におけるアーマチュア3の展開図である。
この第四実施形態においては、各ティース9に巻線12が一般的な3相集中巻き構造(図28参照)で巻装されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 22 shows the armature 3 in the DC motor 1 in which the number ratio of the permanent magnet 4 (magnetic pole), the slot 11 and the segment 14 is set to 2: 3: 6, for example, the DC motor 1 having 4 poles, 6 slots and 12 segments. FIG.
In the fourth embodiment, a winding 12 is wound around each tooth 9 with a general three-phase concentrated winding structure (see FIG. 28).

しかしながら、上述の第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態においては各ブラシ21a,21b,21cの周方向の幅を任意に設定することができるのに対し、この第四実施形態においては各ブラシ21a,21b,21cの周方向の幅が所定の寸法に規定されている。
つまり、図22に示すように、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cの周方向の幅がセグメント14の周方向の幅よりも大きく、且つセグメント14の2つ分の周方向の幅よりも小さく設定されていると共に、高速用ブラシ21bの周方向の幅がセグメント14の周方向の幅よりも小さく設定されている。
However, in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment described above, the circumferential widths of the brushes 21a, 21b, and 21c can be arbitrarily set, whereas in the fourth embodiment, The width of each brush 21a, 21b, 21c in the circumferential direction is defined to a predetermined dimension.
That is, as shown in FIG. 22, the circumferential width of the low speed brush 21 a and the common brush 21 c is set to be larger than the circumferential width of the segment 14 and smaller than the circumferential width of two segments 14. In addition, the circumferential width of the high speed brush 21b is set to be smaller than the circumferential width of the segment 14.

したがって、上述の第四実施形態によれば、永久磁石4(磁極)とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6(例えば、4極6スロット12セグメント)の直流モータ1において、そのアーマチュア3が一般的な3相集中巻き構造であっても、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cによってコイル(C1,C2,C3,C4,C5,C6)に電力供給する場合には高速用ブラシ21bに通電されないので、高速用ブラシ21bから同相に逆方向の電流が流れることを防止することができる。このため、高速用ブラシ21bによって短絡されるコイルが常時存在するような状態がなくなり、且つ高速ブラシ21bが3つのセグメント14に同時に接触することがなくなる。よって、通常作動時と高速作動時の有効導体数に差をつけることができる。   Therefore, according to the fourth embodiment described above, in the DC motor 1 in which the number ratio of the permanent magnet 4 (magnetic pole), the slot 11 and the segment 14 is 2: 3: 6 (for example, 4 poles, 6 slots, 12 segments) Even if the armature 3 has a general three-phase concentrated winding structure, when power is supplied to the coils (C1, C2, C3, C4, C5, C6) by the low speed brush 21a and the common brush 21c, the high speed brush 21b is used. Therefore, it is possible to prevent a reverse current from flowing in the same phase from the high speed brush 21b. For this reason, there is no state where there is always a coil that is short-circuited by the high-speed brush 21b, and the high-speed brush 21b does not contact the three segments 14 at the same time. Therefore, the number of effective conductors during normal operation and high-speed operation can be made different.

また、高速作動時は、高速ブラシ21bによって同相のコイルが接続されているセグメント14(この第四実施形態においては、S2,S4,S6,S8,S10,S12セグメント)から同相に互いに逆方向となる電流を流すことにより高速作動時の有効導体数を小さくし、通常作動/高速作動での有効導体比率を小さくすることができる。
尚、上述の第四実施形態では、各ティース9に巻線12が一般的な3相集中巻き構造で巻装されている場合について説明したが、これはほんの一例にすぎず、例えば、図23に示すように、同じ相に相当するティース9同士に巻線12が連続して巻装されていてもよい。
During high-speed operation, the segments 14 (in the fourth embodiment, S2, S4, S6, S8, S10, and S12 segments) connected to the same-phase coil by the high-speed brush 21b are in the same phase and in opposite directions. Therefore, the number of effective conductors at high speed operation can be reduced, and the effective conductor ratio at normal operation / high speed operation can be reduced.
In the above-described fourth embodiment, the case where the winding 12 is wound around each tooth 9 with a general three-phase concentrated winding structure is described only as an example. For example, FIG. As shown in FIG. 4, the winding 12 may be wound continuously around the teeth 9 corresponding to the same phase.

さらに、上述の第四実施形態では、4極6スロット12セグメントの場合について説明したが、永久磁石4(磁極)とスロット11とセグメント14の個数比が2:3:6であればよい。図24、図25にその一例を示す。図24、図25は、6極9スロット18セグメントの直流モータにおけるアーマチュア3の展開図である。
図24、図25に示すように、6極9スロット18セグメントであっても、低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cの周方向の幅がセグメント14の周方向の幅よりも大きく、且つセグメント14の2つ分の周方向の幅よりも小さく設定されていると共に、高速用ブラシ12bの周方向の幅がセグメント14の周方向の幅よりも小さく設定されていれば、この第四実施形態と同様の効果を奏することができる。
Further, in the above-described fourth embodiment, the case of 4 poles, 6 slots, and 12 segments has been described. However, the number ratio of the permanent magnets 4 (magnetic poles), the slots 11 and the segments 14 may be 2: 3: 6. An example is shown in FIGS. 24 and 25 are development views of the armature 3 in a 6-pole 9-slot 18-segment DC motor.
As shown in FIGS. 24 and 25, even in the 6 pole 9 slot 18 segment, the circumferential width of the low speed brush 21a and the common brush 21c is larger than the circumferential width of the segment 14, and If the circumferential width of the high speed brush 12b is set to be smaller than the circumferential width of the segment 14 as long as it is set smaller than the circumferential width of the two, it is the same as in the fourth embodiment. The effect of can be produced.

また、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。
さらに、上述の実施形態では、アーマチュアコア6は、リング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものであって、金属板8の外周部にはT字型のティース9が周方向に沿って等間隔に複数個放射状に形成されている場合について説明したが、アーマチュアコア6の形状はこれに限られるものではなく、周方向に分割可能な分割コア方式であってもよいし、軸方向に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角を有しているものであってもよい。
さらに、上述の実施形態では、直流モータ1が自動車用のワイパーモータに用いられるものである場合について説明したが、直流モータ1の使用はこれに限られるものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Furthermore, in the above-described embodiment, the armature core 6 is obtained by laminating a plurality of ring-shaped metal plates 8 in the axial direction, and T-shaped teeth 9 are provided in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the metal plate 8. Although the case where a plurality of pieces are formed radially at equal intervals has been described, the shape of the armature core 6 is not limited to this, and may be a divided core system that can be divided in the circumferential direction, You may have a predetermined | prescribed skew angle so that it may incline while twisting with respect to a direction.
Furthermore, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the DC motor 1 was used for the wiper motor for motor vehicles, use of the DC motor 1 is not restricted to this.

本発明の実施形態における直流モータの縦断面図である。It is a longitudinal section of a direct-current motor in an embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態における直流モータの横断面図である。It is a cross-sectional view of the DC motor in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における直流モータのブラシ配置図である。It is a brush arrangement diagram of a DC motor in an embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 図4の結線図である。FIG. 5 is a connection diagram of FIG. 4. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 図9の結線図である。FIG. 10 is a connection diagram of FIG. 9. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 1st embodiment of this invention. 図11の結線図である。FIG. 12 is a connection diagram of FIG. 11. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 3rd embodiment of this invention. 図17の結線図である。FIG. 18 is a connection diagram of FIG. 17. 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 4th embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 4th embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 4th embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the armature coil in 4th embodiment of this invention. 従来のアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the conventional armature coil. 図26の結線図である。FIG. 27 is a connection diagram of FIG. 26. 従来のアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the winding state of the conventional armature coil.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流モータ
2 モータハウジング(ヨーク)
3,50,60 アーマチュア
4,53 永久磁石(磁極)
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7,55,65 アーマチュアコイル(コイル)
9,52,62 ティース
11,11a,11b、11c,11d,11e,11f,54,54a,54b,64,64a,64b,64c スロット
12,56,63 巻線
13 コンミテータ
14,51,61 セグメント
21 ブラシ
21a,67 低速用ブラシ
21b,68 高速用ブラシ
21c,70 共通ブラシ
25,66 接続線(短絡部材)
33 第一コイル
34 第二コイル
1 DC motor 2 Motor housing (yoke)
3, 50, 60 Armature 4, 53 Permanent magnet (magnetic pole)
5 Rotating shaft 6 Armature core 7, 55, 65 Armature coil (coil)
9, 52, 62 Teeth 11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 54, 54a, 54b, 64, 64a, 64b, 64c Slot 12, 56, 63 Winding 13 Commutator 14, 51, 61 Segment 21 Brushes 21a, 67 Brushes for low speed 21b, 68 Brushes for high speed 21c, 70 Common brushes 25, 66 Connection line (short-circuit member)
33 First coil 34 Second coil

Claims (9)

複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が4:6:12に設定され、
各ティースは、U相、V相、W相がこの順で割り当てられ、前記コイルは、周方向に順方向と逆方向とが交互となるように巻装されている直流モータのアーマチュアであって、
前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、
前記コイルが順方向に巻装されている各相をU相、V相、W相とし、前記コイルが逆方向に巻装されている各相を−U相、−V相、−W相としたとき、
隣接するセグメント間には、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする直流モータのアーマチュア。
A rotating shaft that is supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and for winding a coil, and an axial direction formed between the teeth An armature core having a plurality of slots extending along the axis, a commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction, and for supplying power to the coil via the segments And consists of
The number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 4: 6: 12,
Each tooth is assigned to a U phase, a V phase, and a W phase in this order, and the coil is an armature of a DC motor that is wound so that the forward direction and the reverse direction are alternately arranged in the circumferential direction. ,
The brush is composed of three brushes, a low-speed brush and a high-speed brush, and a common brush used in common.
The commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential,
The phases in which the coil is wound in the forward direction are U phase, V phase, and W phase, and the phases in which the coil is wound in the reverse direction are -U phase, -V phase, and -W phase. When
A DC motor armature, wherein coils of U phase, -W phase, V phase, -U phase, W phase, and -V phase are electrically connected in this order between adjacent segments.
周方向に連続して配設されている任意の3つのセグメントには、それぞれ任意の異相の2つのコイルが電気的に接続され、前記任意の3つのセグメントは、セグメント一つ置きに存在していることを特徴とする請求項1に記載の直流モータのアーマチュア。   Arbitrary three segments arranged continuously in the circumferential direction are electrically connected to two coils of arbitrary different phases, and the arbitrary three segments exist every other segment. The DC motor armature according to claim 1, wherein: 複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が2:3:6に設定され、
各ティースは、U相、V相、W相がこの順で割り当てられると共に、順方向に巻装された第一コイルと、逆方向に巻装された第二コイルとを備えている直流モータのアーマチュアであって、
前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、
前記第一コイルが巻装されている各相をU相、V相、W相とし、前記第二コイルが巻装されている各相を−U相、−V相、−W相としたとき、
隣接するセグメント間には、U相、−W相、V相、−U相、W相、−V相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする直流モータのアーマチュア。
A rotating shaft that is supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and for winding a coil, and an axial direction formed between the teeth An armature core having a plurality of slots extending along the axis, a commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction, and for supplying power to the coil via the segments And consists of
The number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 2: 3: 6,
Each tooth is assigned a U phase, a V phase, and a W phase in this order, and includes a first coil wound in the forward direction and a second coil wound in the reverse direction. An armature,
The brush is composed of three brushes, a low-speed brush and a high-speed brush, and a common brush used in common.
When each phase around which the first coil is wound is a U phase, V phase, and W phase, and each phase around which the second coil is wound is a -U phase, -V phase, and -W phase. ,
A DC motor armature, wherein coils of U phase, -W phase, V phase, -U phase, W phase, and -V phase are electrically connected in this order between adjacent segments.
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の直流モータのアーマチュア。   4. The DC motor armature according to claim 3, wherein the commutator is provided with a short-circuit member for short-circuiting segments having the same potential. 複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して巻線に給電を行うためのブラシとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が4:5:10に設定されている直流モータのアーマチュアであって、
前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、隣接するセグメント間に前記巻線が電気的に接続されると共に、前記巻線が前記ティースに巻装されてコイルを形成していることを特徴とする直流モータのアーマチュア。
A rotation shaft supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth attached to the rotation shaft and extending radially, and a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction. An armature core having, a commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction, and a brush for supplying power to the winding via the segment,
A DC motor armature in which the number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 4: 5: 10,
The brush is composed of three brushes, a low-speed brush and a high-speed brush, and a common brush used in common.
The commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential, and the winding is electrically connected between adjacent segments, and the winding is wound around the teeth to form a coil. DC motor armature characterized by
同じ相に相当するティース同士に前記巻線が連続して巻装されていることを特徴とする請求項5に記載の直流モータのアーマチュア。   6. The DC motor armature according to claim 5, wherein the windings are continuously wound around teeth corresponding to the same phase. 前記隣接するセグメント間に前記巻線が電気的に接続され、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線が巻装されていることを特徴とする請求項5に記載の直流モータのアーマチュア。   6. The DC motor armature according to claim 5, wherein the winding is electrically connected between the adjacent segments, and the separate winding is wound for each of the teeth. 複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、コイルを巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うためのブラシとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が2:3:6に設定されている直流モータのアーマチュアにおいて、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、
前記ブラシは、低速用ブラシと高速用ブラシと、これらに共通して用いられる共通ブラシの3つのブラシで構成され、前記低速用ブラシと前記共通ブラシの周方向の幅を前記セグメントの周方向の幅よりも大きく、且つ前記セグメント2つ分の周方向の幅より小さくなるように設定し、前記高速用ブラシの周方向の幅を前記セグメントの周方向の幅より小さくなるように設定したことを特徴とする直流モータのアーマチュア。
A rotating shaft that is supported by a yoke having a plurality of magnetic poles, a plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction, and for winding a coil, and an axial direction formed between the teeth An armature core having a plurality of slots extending along the axis, a commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction, and for supplying power to the coil via the segments And consists of
In a DC motor armature in which the number ratio of the magnetic pole, the slot, and the segment is set to 2: 3: 6,
The commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential,
The brush is composed of three brushes, a low-speed brush and a high-speed brush, and a common brush used in common, and the circumferential width of the low-speed brush and the common brush is set in the circumferential direction of the segment. It is set to be larger than the width and smaller than the circumferential width of the two segments, and the circumferential width of the high-speed brush is set to be smaller than the circumferential width of the segment. Characteristic DC motor armature.
請求項1〜請求項8の何れかに記載の直流モータのアーマチュアを用いたことを特徴とする直流モータ。


A DC motor using the DC motor armature according to any one of claims 1 to 8.


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