JP5075972B2 - 回転電機のアーマチュアおよびその製造方法 - Google Patents
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そして、このようにすることにより、磁気バランスの優れた回転電機を構成することができるうえ、巻線による巻き太りの防止を図ることができる。
請求項2の発明は、Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが形成されたコアの外周に複数のコイルを巻装して構成したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、周回り方向複数箇所のスロット間に巻装されて直列接続する複数のコイルとなるよう巻装するにあたり、これら直列接続する複数のコイルのそれぞれは、Nおよびnを自然数とし、かつ、N>nとしたとき、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとし、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装した後、周回り方向に隣接する磁極に対向するスロット間に順次N回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにしたものである。
そして、このようにすることにより、磁気バランスの優れた回転電機を構成することができるうえ、巻線による巻き太りの防止を図ることができる。
請求項2の発明とすることにより、磁気バランスの優れるうえ、巻線による巻き太りを回避できる。
図1において、1は車両に搭載する電装品の駆動源となる電動モータ(回転電機)であって、該電動モータ1を構成する有底筒状に形成されたモータハウジング(ヨーク)2の内周面には周回り方向に二対の永久磁石3が固定され、これによって、モータハウジング2内に四(P=4)個の磁極が形成された四極型の電動モータ1に構成されている。4はアーマチュアであって、該アーマチュア4を構成するシャフト(アーマチュア軸)5には、リング状の板材6aを複数枚積層することにより構成されるアーマチュアコア(コア)6が一体的に外嵌されているとともに、該アーマチュアコア6の一端部に位置してコンミテータ(整流子)7が外嵌固定されている。そして、アーマチュア4のシャフト5は、他側部(基端部)がモータハウジング2に軸受2aを介して軸承され、モータハウジング2内において回動自在となるように内装されている。また、モータハウジング2の開口端にはカバー2bが設けられ、該カバー2bに、ホルダステー8が一体的に内嵌支持されている。このホルダステー8には、周回り方向四箇所に位置してブラシホルダ8aが形成されており、これらブラシホルダ8aに、それぞれブラシ8bが出没自在に内装されている。これら各ブラシ8bは、それぞれ突出先端部(内径側先端部)がコンミテータ7に弾圧状に当接(接触)するように構成され、これによって、外部からの電源がブラシ8bを介してコンミテータ7に供給されるように構成されており、これらの基本構成は従来通りとなっている。
一方、前記コンミテータ7は、外周面に導電材で形成された軸方向に長い板状の整流子片7aの複数枚(本実施の形態では20枚)を、互いに絶縁される状態で周回り方向に並列状に固定したものとなっており、各整流子片7aのアーマチュアコア6側を向く端部には、外径側に折返し折曲されたライザ7bが一体形成されている。
図2は、アーマチュア4の整流子片7a(ライザ7b)とティース6b、そして、モータハウジング2側に固着される永久磁石3とを展開した図面となっており、隣接するティース6bとのあいだの空隙がスロット6cに相当している。そして、これら図面において、各整流子片7a、各ティース6b、巻装されたコイル10にそれぞれ符号を附し、これらに基づいて巻装手順を説明する。
つまり、本実施の形態のアーマチュア4に巻装されるコイル10は、巻線9を、三個のスロット6cを飛ばしたスロット6c間に順次巻装する重巻方式に基づいて巻装されている。この場合に、巻線9は、一端が3番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始められ、該3番ライザに懸け回された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、該1−2番ティースのあいだのスロット6cと5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を順巻とし、かつ、従来の巻装する回数の1/4の回数(本実施の形態では6回)巻装することにより、N極に対向する(3−1)番(第一)のコイル10を形成する。
続いて、5−6番ティースのあいだから引き出された巻線9を、10−11番ティースに引き込んで、該10−11番ティースのあいだのスロット6cと6−7番ティースとのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻きとして6回巻装することにより、(3−1)番コイルとは90度(360度を磁極数4で除した角度)の角度間隔を存した周回り方向位置であり、前記N極に隣接するS極に対向する(3−2)番(第二)のコイル10を形成する。
さらに、この場合に、巻線9は、周回り方向に順次巻装することにより、スロット6c形成部位(アーマチュアコア6)とライザ7b形成部位(コンミテータ7)とのあいだを横切る巻線9の長さを短くすることができ、これによって、所謂巻き太りの防止ができるように構成されている。
前記第二の参考例では、第一の参考例と同様に四極の電動モータ1における巻線9の巻装状態が開示されており、このものは、前記第一の参考例と同様に、3番ライザ7bから巻き出された巻線9が、周回り方向に90度の角度間隔を存する四箇所のスロット6c間に、(3−1)、(3−2)、(3−3)、(3−4)番コイル(第一〜第四のコイル10)を形成しており、第四のコイル10を巻き終えた巻線9の4番ライザへの引き回し方向が、前記第一の参考例と逆となっている。つまり、16−17番ティースのあいだのスロット6cから引き出された巻線9は、図4において時計回り方向に引き回され、そして、4番ライザに懸け回されるように構成されており、第一の実施の形態のように反時計回り方向とは逆方向となっている。そして、この場合では、巻き終えた巻線9のスロット6cからライザ7bへの引き回し長さが前記第一の実施の形態の場合よりもさらに短くすることができ、巻線9による巻き太りのさらなる防止を図ることができる。
つまり、このものでは、3番ライザから巻き出された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cと5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだに巻装して(3−1)番コイル(第一のコイル10)を形成するにあたり、巻線9の巻数を、予め設定される巻数をNとしたとき、該N回よりも少ないn回(N>n)を差し引いた回数(N−n)だけ巻装するように設定されており、本実施の形態では、予め設定される6回の巻数より1回少ない5回の巻装がなされている。その後、前記第一、第二の参考例と同様に、(3−2)番コイル(第二のコイル10)、(3−3)番コイル(第三のコイル10)、(3−4)番コイル(第四のコイル10)を順次N回(6回)の巻数で巻装し、そして、最後に、第一のコイル10の巻装部位に巻き戻って、第一のコイル10をさらに1回(n回)巻装することで、3番ライザと4番ライザとのあいだに直列接続され、かつ、それぞれ巻線9が6回巻装された第一〜第四のコイル10が形成される構成となっている。このように、本実施の形態では、一対の隣接する整流子片7aのあいだに直列接続される第一〜第四のコイル10は、前記第一の参考例と同様に週回り方向に全ての磁極に対向する箇所に、巻方向を順巻と逆巻とが交互になされる状態で巻装されている。そしてこのとき、巻線9は、第一のコイル10から巻き始めて、第四のコイル10まで巻き終えた後、再度、第一のコイル10を巻装することにより、巻線9の巻き終り端部が引き出されるスロット6位置が、導通するべく懸け回されるライザ7bに対し、周回り方向において近付くことができるように設定されている。
叙述の如く構成された第一の実施の形態において、例えば、3番ライザと4番ライザとのあいだに直列接続される第一〜第四のコイル10を巻装した巻線9は、最終的に5−6番ティースのあいだのスロット6cから引き出されて、該スロット6cからは周回り方向に近接している4番ライザ7bに懸け回されている。これによって、スロット6cとコンミテータ7とのあいだに引き回される巻線9の長さを一層短くすることができて、巻き太りのさらなる防止を図ることができる。
このものは、電動モータの基本的な構成等は前記各実施の形態と同様の四極型となっており、一対の隣接する整流子片7aのあいだには、径方向に対向する一対のコイル10が直列状に接続される構成となっており、このため、一対のコイル10は、同極に対向しており巻線9の巻き方向は同方向になっている。そして、このものでは、3番ライザから巻き出された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、予め設定されるN回(本実施の形態では12回)よりn回(本実施の形態では2回)少ない(N−n)回巻装して第一のコイル10を形成した後、巻線9を、11−12番ティースのあいだのスロット6cに引き込み、15−16番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいてN回巻装して第二のコイル10を形成し、その後、巻線9を1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、再度、第一のコイル10をn回(2回)巻装し、巻線9を5−6番ティースのあいだのスロット6cから引出して、該スロット6cと周回り方向位置の近い4番ライザ7bに懸け回すように構成されている。
そして、このような構成とすることで、スロット6cとコンミテータ7とのあいだに引き回される巻線9の長さを短くすることができて、巻き太りの防止を図ることができる。
3 永久磁石
4 アーマチュア
6 アーマチュアコア
6c スロット
7 コンミテータ
7a 整流子片
7b ライザ
9 巻線
Claims (2)
- Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが形成されたコアの外周に複数のコイルを巻装して構成したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、周回り方向複数箇所のスロット間に巻装されて直列接続する複数のコイルとするにあたり、これら直列接続する複数のコイルのそれぞれは、Nおよびnを自然数、かつ、N>nとしたとき、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとし、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装し、その他のスロット間にはN回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにして構成されている回転電機のアーマチュア。
- Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが形成されたコアの外周に複数のコイルを巻装して構成したものにおいて、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、周回り方向複数箇所のスロット間に巻装されて直列接続する複数のコイルとなるよう巻装するにあたり、これら直列接続する複数のコイルのそれぞれは、Nおよびnを自然数とし、かつ、N>nとしたとき、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとし、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装した後、周回り方向に隣接する磁極に対向するスロット間に順次N回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにした回転電機のアーマチュアの製造方法。
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