JP5248087B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
この発明は、自動車等に搭載され回転速度の切換えを行うことができる電動モータに関するものである。 The present invention relates to an electric motor that is mounted on an automobile or the like and can be switched in rotation speed.
一般に、自動車等の車両に搭載される電動モータとしては、ブラシ付きの電動モータが多く使用されている。この種の電動モータは、円筒状のヨークの内周面に複数の永久磁石を周方向に等間隔で配置し、これら永久磁石の内側にアーマチュアが回転自在に支持されている。アーマチュアは、複数のティースが放射状に形成されたアーマチュアコアを有している。各ティース間には軸線方向に長いスロットが複数形成され、所定間隔をあけたスロット間に巻線を重ね巻き方式にて巻装することでコイルを形成している。コイルは、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータに導通している。 In general, many electric motors with brushes are used as electric motors mounted on vehicles such as automobiles. In this type of electric motor, a plurality of permanent magnets are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of a cylindrical yoke, and an armature is rotatably supported inside these permanent magnets. The armature has an armature core in which a plurality of teeth are formed radially. A plurality of slots that are long in the axial direction are formed between the teeth, and a coil is formed by winding a winding by a lap winding method between slots having a predetermined interval. The coil is electrically connected to a commutator that is externally fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core.
コンミテータは、金属片である複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれコイルの巻き始め端、および巻き終わり端が接続される。また、各セグメントはブラシに摺接可能に接続されており、このブラシを介してそれぞれのコイルに給電される。そして、給電されたコイルには磁界が形成され、ヨークの永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する。 In the commutator, a plurality of segments, which are metal pieces, are arranged in the circumferential direction in a state of being insulated from each other, and a winding start end and a winding end end of a coil are connected to these segments, respectively. Each segment is slidably connected to the brush, and power is supplied to each coil via the brush. A magnetic field is formed in the supplied coil, and the rotating shaft is driven by a magnetic attractive force or a repulsive force generated between the yoke and the permanent magnet.
ところで、このような電動モータにおいて、例えば、一対のブラシが複数のセグメントのうちの2つに確実に接触する場合には問題ないが、一方のブラシは1つのセグメントに摺接し、他方のブラシは2つのセグメントに跨るように摺接した状態になると、等価電気回路のコイル数に差が生じて各々コイルを流れる電流にバラツキが生じてしまい、電動モータの振動や騒音の原因となる。そこで、磁気バランスのとれた電動モータとするために、同電位となるセグメント同士を接続線(均圧線)によって短絡する場合がある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
By the way, in such an electric motor, for example, there is no problem when a pair of brushes reliably contact two of a plurality of segments. However, one brush is in sliding contact with one segment, and the other brush is If the two segments are in sliding contact with each other, there is a difference in the number of coils in the equivalent electric circuit, resulting in variations in the current flowing through the coils, causing vibration and noise in the electric motor. Therefore, in order to obtain an electric motor with a magnetic balance, segments having the same potential may be short-circuited by a connecting line (equal pressure equalization line) (see, for example,
また、例えば、図8に示すように、磁気バランスのとれた電動モータとするために、巻線87を四方に等分に巻装することも考えられる。
すなわち、例えば3番セグメント84eより巻き始められた巻線87は、1−2番ティース82の間のスロット83eと5−6番ティース82の間のスロット83fとの間に順方向にn回(nは自然数)巻装され(コイル93A)、次に、スロット83e,83fから周方向に90°ずれた位置に存在する6−7番ティース82の間のスロット83bと10−11番ティース82の間のスロット83hとの間に逆方向にn回巻装される(コイル93B)。
Further, for example, as shown in FIG. 8, in order to obtain an electric motor having a magnetic balance, it is conceivable to wind the
That is, for example, the winding 87 started from the
ここで、コイル93Bは、極性の異なる磁極(永久磁石81)に対向するため、コイル93Aとは逆向きに巻装されている。さらに、同様の手順で、周方向に90°ずらしながら、11−12番ティース82の間のスロット83hと15−16番ティース82の間のスロット83iとの間に、巻線87を順方向にn回巻装してコイル93Cを形成し、16−17番ティース82の間のスロット83dと20−1番ティース82の間のスロット83jとの間にコイル93Dを形成する。その後、巻線87はスロット83jから引き出され、3番セグメント84eに隣接する4番セグメント84aに接続される。このように構成することで、四方で磁気バランスをとることが可能になる。
しかしながら、上述の特許文献1、特許文献2にあっては、同電位となるセグメント同士を接続線によって短絡するので、回転軸を中心に対向する通電コイルの有効導体数を等しくすることができるが、周方向に隣り合う通電コイルの有効導体数が異なる。このため、四方で磁気バランスをとることが困難で、それに伴う振動や騒音の低減化に限界があるというという課題がある。
However, in
一方、図8に示すように、周方向に90°ずれたスロット93間に、順方向と逆方向とを順番に繰り返しながら巻線87を巻装して4つのコイル93A,93B,93C,93Dを形成する場合、並列回路数が磁極数と同じになる。つまり、例えば、図8に示すように、4極20スロット20セグメントの電動モータ80にあっては、並列回路数が4つとなる。したがって、磁極数が増大するほど並列回路数も多くなるので、巻線が細径化し、巻線の巻回数を増大する必要がある。このため、巻装時間が増大して製造コストが増大するばかりか、各コイルのテンション(張力)管理が困難になるという課題がある。
On the other hand, as shown in FIG. 8, a
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、全ての位置関係で磁気バランスをとることができ、振動や騒音を低減することができると共に、製造管理が容易で製造コストを低減することができる電動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 can achieve a magnetic balance in all positional relationships, reduce vibration and noise, and can be easily managed and manufactured at a low cost. An electric motor capable of reducing the above is provided.
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、極対数が2以上の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、巻線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線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から成り、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、各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻装方向が同方向で、且つ隣り合うコイルの巻装方向が互いに逆方向となるように、各々周方向に等分に巻装され、前記極対数をP、前記スロットの数をN、aを0または正の整数としたとき、N=2P(a+2)を満たすように、Nを決定し、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接続線を設け、前記接続線は、前記各コイルと前記接続線とを一連で巻装可能に各セグメント間にそれぞれ1本ずつ接続されており、前記コンミテータの前記セグメントに摺接可能なブラシを設け、前記ブラシは、低速用ブラシと、前記低速用ブラシから所定角度周方向に離間して設けられた高速用ブラシと、これら低速用ブラシ、および高速用ブラシに共通使用される共通ブラシとの3つのブラシで構成され、前記低速用ブラシ、および前記高速用ブラシの何れか一方のブラシと、前記共通ブラシとが、それぞれ1つの前記セグメントに摺接した状態で、かつ前記低速用ブラシ、および前記高速用ブラシの何れか他方のブラシが、隣接する2つの前記セグメントに跨るように摺接した状態において、短絡されている前記コイル、および通電されている前記コイルが、周方向全体に亘って等しく分布されるように構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
請求項2に記載した発明は、前記コイルは、前記スロット間に前記巻線を短節巻にて巻装することで形成されていることを特徴とする。
The invention described in
請求項3に記載した発明は、前記コイルは、前記スロット間に前記巻線を全節巻にて巻装することで形成されていることを特徴とする。
The invention described in
本発明によれば、各コイルは回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻装方向が同方向で、且つ隣り合うコイルの巻装方向が互いに逆方向となるようにスロット間に巻装されるので、全ての位置関係で磁気バランスをとることができる。このため、電動モータの振動や騒音を低減することが可能になる。 According to the present invention, the coils are arranged between the slots so that the winding directions of the coils existing at point symmetry positions around the rotation axis are the same, and the winding directions of adjacent coils are opposite to each other. Since it is wound, a magnetic balance can be achieved in all positional relationships. For this reason, it becomes possible to reduce vibration and noise of the electric motor.
また、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接続線を設けると共に、これら接続線を各コイルと接続線とを一連で巻装可能に各セグメント間にそれぞれ1本ずつ接続されている。
このため、低速用ブラシと、この低速用ブラシから所定角度周方向に離間して設けられた高速用ブラシと、これら低速用ブラシ、および高速用ブラシに共通使用される共通ブラシとの3つのブラシを設置するだけで、極対数が2以上で、且つ回転速度の切換え可能な電動モータを提供することが可能になる。
これに加え、磁極数に係らず並列回路数を2つとすることができるので、巻線の細径化を防止し、巻線のティースへの巻回数を低減することが可能になる。このため、巻装時間の低減化を図りことが可能になり製造コストを低減できると共に、各コイルのテンション管理を容易にすることが可能になる。
In addition, the commutator is provided with connection lines for short-circuiting the segments having the same potential, and the connection lines are connected one by one between the segments so that the coils and the connection lines can be wound in series.
Therefore, three brushes: a low-speed brush, a high-speed brush that is spaced apart from the low-speed brush by a predetermined angle in the circumferential direction, and a common brush that is commonly used for the low-speed brush and the high-speed brush It is possible to provide an electric motor having two or more pole pairs and capable of switching the rotation speed simply by installing the motor.
In addition, since the number of parallel circuits can be two irrespective of the number of magnetic poles, it is possible to prevent the diameter of the winding from being reduced and to reduce the number of turns of the winding to the teeth. For this reason, the winding time can be reduced, the manufacturing cost can be reduced, and the tension management of each coil can be facilitated.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、電動モータ1は、例えば、自動車のパワーウインドウモータ、ワイパモータ、およびファンモータ等の駆動源として用いられるものであって、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3が回転自在に配置されている。ヨーク2の内周面には周方向に4つの永久磁石4が固定されている。すなわち、この実施形態の電動モータ1は4極型の電動モータであり、極対数は2となっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
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、複数の金属板を軸線方向に積層したものである。金属板の外周部には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複数個(本実施形態では20個)放射状に形成されている。複数枚の金属板を回転軸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。
The
スロット11は軸線方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数個(本実施形態では20個)形成されている。
ここで、スロット11の数「N」は、極対数を「P」、「a」を0または正の整数としたとき、下式により決定される。
N=2P(a+2)
The
Here, the number “N” of the
N = 2P (a + 2)
すなわち、本実施形態では、スロット11の数Nが「20」、極対数Pが「2」であるため、aが「3」となり、数式を満たしていることになる。
また、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が形成されている。
That is, in this embodiment, since the number N of the
Further, enamel-wrapped
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が複数枚(本実施形態では20枚)取り付けられている。セグメント14は軸線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
また、同電位となるセグメント14、すなわち、回転軸5を中心にして互いに対向するセグメント14(本実施形態では9つ置きのセグメント14)にそれぞれ対応するライザ15には、各々接続線25が掛け回され、この接続線25がヒュージングによりライザ15に固定されている(図2参照)。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との間に配索されている。
The
回転軸5の他端側は、ヨーク2に突出形成されたボス内の軸受け16によって回転自在に支持されている。ヨーク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の内側にはホルダステー18が取り付けられている。ホルダステー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。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S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S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(不図示)がブラシ21を介してコンミテータ13に供給される。
The other end side of the
図3に詳示するように、ブラシ21は、陽極側に接続されている低速用ブラシ21a、および高速用ブラシ21bと、これら低速用ブラシ21aと高速用ブラシ21bとに共通使用され陰極側に接続されている共通ブラシ21cとで構成されている。低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cは互いに電気角で180°、つまり、機械角で周方向に90°間隔をあけて配設されている。一方、高速用ブラシ21bは、低速用ブラシ21aから周方向に角度αだけ離間して配置されている。なお、この実施形態では、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 detail in FIG. 3, the
ここで、コンミテータ13の同電位となるセグメント14、すなわち、回転軸5を中心にして互いに対向するセグメント14同士は接続線25によって短絡されているため、ブラシ21が摺接していないセグメントにも給電することが可能になる。したがって、図3に2点鎖線で示すように、各ブラシ21a,21b,21cの回転軸5を中心にして対向する位置にもそれぞれブラシ21a’,21b’,21c’が存在しているとみなすことができる。
Here, since the
これによれば、高速用ブラシ21b’は低速用ブラシ21aよりも角度θだけ進角した位置に存在していることになる。
そして、電動モータ1は、低回転駆動時は共通ブラシ21cと低速用ブラシ21aによって、高回転駆動時は共通ブラシ21cと高速用ブラシ21bによって電力供給される。このため、高回転駆動時は、高速用ブラシ21bによって電動モータ1は進角され、低回転駆動時よりも高回転で作動する。
According to this, the
The
次に、図4、図5に基づいて電動モータ1におけるアーマチュア3への巻線12の巻装方法について説明する。
図4、図5は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース9間の空隙がスロット11に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント14、および各ティース9にそれぞれ符号を附して説明する。
Next, a method for winding the winding 12 around the
4 and 5 are development views of the
ここで、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、本実施形態においては、9つ置き(例えば、1番セグメント14aと11番セグメント14d)のセグメント14同士が接続線25によってそれぞれ短絡されている。そして、これら接続線25は、アーマチュアコイル7と接続線25とを一連で巻装可能に各セグメント14間にそれぞれ1本ずつ接続されている。
また、巻線12は、一対の隣接するセグメント14の間に回転軸5を中心にして点対称位置に存在するスロット11間の巻装方向が同方向で、且つ隣り合うスロット11間の巻装方向が互いに逆方向になるように短節巻にて四方に等分に巻装されている。
Here, the
In addition, the winding 12 has a winding direction between the
より具体的には、例えば、11番セグメント14cのライザ15に巻き始め端30が掛け回された巻線12は、まず、11番セグメント14cと同電位のセグメントである1番セグメント14aのライザ15に掛けまわされる。続けて、巻線12を19−20番ティース9の間のスロット11aと3−4番ティース9の間のスロット11cとの間に順方向にn回巻装してコイル7Aを形成する。
次に、巻線12をスロット11a,11cから周方向に90°ずれた位置に存在する4−5番ティース9の間のスロット11dと8−9番ティース9の間のスロット11eとの間に逆方向にn回巻装してコイル7Bを形成する。
More specifically, for example, the winding 12 in which the winding
Next, the winding 12 is positioned between the
ここで、コイル7Bは、極性の異なる磁極(永久磁石4)に対向するため、コイル7Aとは逆向きに巻装されている。引き続き、4−5番ティース9の間のスロット11dから引き出された巻線12をスロット11d,11eから周方向に90°ずれた位置に存在する9−10番ティース9の間のスロット11fと13−14番ティース9の間のスロット11gとの間に順方向にn回巻装してコイル7Cを形成する。
Here, since the
さらに、スロット11f,11gから周方向に90°ずれた位置に存在する14−15番ティース9の間のスロット11hと18−19番ティース9の間のスロット11iとの間に巻線12を逆方向にn回巻装してコイル7Dを形成する。その後、巻線12はスロット11hから引き出され、11番セグメント14cに隣接する12番セグメント14dのライザ15に掛け回される。
Further, the winding 12 is reversed between the
続いて、12番セグメント14dのライザ15に掛け回された巻線12を12番セグメント14dと同電位のセグメントである2番セグメント14bのライザ15に掛けまわす。そして、20−1番ティース9の間のスロット11bに巻線12を引き込む。これを順次繰り返し行うことにより、一筆書きのような作業でアーマチュアコア6に短節巻のアーマチュアコイル7を形成すると共に、同電位のセグメント14間同士を短絡させる。
Subsequently, the winding 12 wound around the
したがって、アーマチュアコア6には、周方向に90°ずれたスロット11間に順方向と逆方向とを順番に繰り返しながら巻線12が巻装された、つまり、回転軸5を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻装方向が同方向で、且つ隣り合うコイルの巻装方向が互いに逆方向となるように巻装された4つのコイル7A,7B,7C,7Dが形成されることになる。
また、各接続線25は、同電位のセグメント14同士を短絡させるにあたり、各々全周に配索されることなく、対応するセグメント14間にそれぞれ1本ずつ接続されることになる。
Therefore, the
Each
図5、図6に示すように、このように巻装されたアーマチュア3に、例えば、低回転駆動時において2番セグメント14eに低速用ブラシ21a、7番セグメント14fに共通ブラシ21cが摺接した場合、高速用ブラシ21bは13番セグメント14gと14番セグメント14hとに跨って摺接する。このとき、13番セグメント14gは3番セグメント14bと短絡し、14番セグメント14hは4番セグメント14cと短絡しているため、各コイル7A,7B,7C,7Dが高速用ブラシ21bによって短絡される。
しかしながら、これらコイル7A,7B,7C,7Dは四方に等分に巻装されているため、通電されているアーマチュアコイル7のエリア(図6における2点鎖線部分)を四方共に等しくなる。すなわち、回転軸5を中心に四方の通電コイルの有効導体数が等しくなる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
However, since these
次に、図5に基づいて、各アーマチュアコイル7への通電状態について説明する。
ここで、例えば、低速用ブラシ21a(陽極側)と共通ブラシ21c(陰極側)を用いて電動モータ1を低回転駆動させた場合、低速用ブラシ21aが摺接している2番セグメント14bに接続されているアーマチュアコイル7に電流が流れ、この電流は引き続き各セグメント14、接続線25、およびこれらに対応するアーマチュアコイル7を通って共通ブラシ21cが摺接している7番セグメント14eへと流れていく(図5における実線矢印参照)。
Next, the energization state to each
Here, for example, when the
一方、12番セグメント14dは、低速用ブラシ21aが摺接している2番セグメント14bに接続線25によって短絡されている。このため、12番セグメント14dに接続されているアーマチュアコイル7にも電流が流れる。そして、この電流は引き続き各セグメント14、接続線25、およびこれらに対応するアーマチュアコイル7を通って共通ブラシ21cが摺接している7番セグメント14eへと流れていく(図5における破線矢印参照)。
On the other hand, the
すなわち、低速用ブラシ21aが2番セグメント14bを印加することによって流れる電流は、2番セグメント14bに接続されているアーマチュアコイル7から共通ブラシ21cに向かって流れる電流と、12番セグメント14dに接続されているアーマチュアコイル7から共通ブラシ21cに向かって流れる電流との2通り存在することになる。したがって、アーマチュアコア6に巻装されているアーマチュアコイル7は2つの並列回路数を有する構造になっていることになる。このことは、高速用ブラシ21b(陽極側)と共通ブラシ21c(陰極側)を用いて電動モータ1を高回転駆動させた場合であっても同様である。
That is, the current flowing when the
したがって、上述の実施形態によれば、高速用ブラシ21bによって短絡されるコイル7A,7B,7C,7Dが四方に等分に巻装されているため、全ての位置関係で磁気バランスをとることが可能になる。このため、電動モータの振動や騒音を従来よりもさらに低減することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
また、コンミテータ13に同電位となるセグメント14同士を短絡する接続線25を設けると共に、これら接続線25をアーマチュアコイル7と接続線25とを一連で巻装可能に各セグメント14間にそれぞれ1本ずつ接続されている。
このため、低速用ブラシ21aと、この低速用ブラシ21aから周方向に角度αだけ離間して配置された高速用ブラシ21bと、これら低速用ブラシ21a、および高速用ブラシ21bに共通使用される共通ブラシ21cとの3つのブラシを設置するだけで、回転速度の切換え可能な電動モータ1を提供することが可能になる。
これに加え、磁極数に係らず並列回路数を2つとすることができるので、巻線12の細径化を防止し、巻線12のティース9への巻回数を低減することが可能になる。このため、巻装時間の低減化を図りことが可能になり製造コストを低減できると共に、各コイル7A,7B,7C,7Dのテンション(張力)管理を容易にすることが可能になる。
In addition, the
Therefore, the low-
In addition, since the number of parallel circuits can be two regardless of the number of magnetic poles, it is possible to prevent the winding 12 from being reduced in diameter and to reduce the number of turns of the winding 12 around the
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、4つのコイル7A,7B,7C,7Dが各スロット11間に巻線12をn回巻装することで形成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、例えば、巻線12の総巻回数を奇数にしたい場合、つまり、総巻回数がコイル7A,7B,7C,7Dの数である「4」で割れないような場合にあっては、各コイル7A,7B,7C,7D全てが同じ巻回数でなくてもよい。
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.
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the four
さらに、上述の実施形態では、電動モータ1はヨーク2に永久磁石4が4つ固定され、アーマチュアコア6に20個のスロット11が形成され、コンミテータ13に20枚のセグメント14が取り付けられた4極20スロット20セグメントの電動モータである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、極対数が2以上で、且つスロット11の数を「N」、極対数を「P」、「a」を0または正の整数としたとき、NがN=2P(a+2)を満たすように構成されていればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
そして、上述の実施形態では、ブラシ21が低速用ブラシ21aと、高速用ブラシ21bと、これら低速用ブラシ21a、および高速用ブラシ21bに共通使用される共通ブラシ21cとの3つのブラシで構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、4極以上であって、同電位のセグメント同士を短絡する接続線25をアーマチュアコイル7と接続線25とを一連で巻装可能に設けた電動モータ全てに採用可能である。すなわち、接続線25だけでは解消しきれない磁気的なアンバランスを本実施形態のような巻線12の巻装構造とすることでアンバランスを解消することができる。
And in the above-mentioned embodiment, the
このことは、例えば、ブラシ数が2つの場合や極数と同数(例えば、4極の場合は4つ)の場合であっても採用することが可能であるといえる。すなわち、ブラシ数が2つの場合や4つの場合にあっては、本発明の3ブラシのような磁気的なアンバランスが生じ難いものの、本発明における巻線12の巻装構造、および接続線25を用いた構造を採用することにより、さらに確実に磁気的なバランスがとれた電動モータを提供することが可能になる。
This can be adopted even when the number of brushes is two or when the number is the same as the number of poles (for example, four in the case of four poles). That is, when the number of brushes is two or four, the magnetic unbalance unlike the three brushes of the present invention hardly occurs, but the winding structure of the winding 12 and the
また、上述の実施形態では、アーマチュアコア6の各スロット11間に巻線12を短節巻にて巻装した場合について説明したが、これに限られるものではなく、全節巻にて巻装してもよい。
さらに、上述の実施形態では、アーマチュアコア6が複数の金属板を軸線方向に積層したもの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、アーマチュアコアを軟磁性粉末を加圧成形することで形成される、所謂圧粉磁性体により形成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the winding 12 is wound with the short-pitch winding between the
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
1 電動モータ
2 ヨーク
3 アーマチュア
4 永久磁石(磁極)
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7 アーマチュアコイル
7A,7B,7C,7D コイル
9 ティース
11,11a〜11i スロット
12 巻線
13 コンミテータ
14 セグメント
21 ブラシ
21a 低速用ブラシ
21b 高速用ブラシ
21c 共通ブラシ
25 接続線
1
5 Rotating
Claims (3)
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、巻線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線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から成り、
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、各磁極に対向するスロット間に前記巻線が巻装されてコイルを形成し、
各コイルは、前記回転軸を中心に点対称位置に存在するコイル同士の巻装方向が同方向で、且つ隣り合うコイルの巻装方向が互いに逆方向となるように、各々周方向に等分に巻装され、
前記極対数をP、前記スロットの数をN、aを0または正の整数としたとき、
N=2P(a+2)
を満たすように、Nを決定し、
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接続線を設け、
前記接続線は、前記各コイルと前記接続線とを一連で巻装可能に各セグメント間にそれぞれ1本ずつ接続されており、
前記コンミテータの前記セグメントに摺接可能なブラシを設け、
前記ブラシは、
低速用ブラシと、
前記低速用ブラシから所定角度周方向に離間して設けられた高速用ブラシと、
これら低速用ブラシ、および高速用ブラシに共通使用される共通ブラシとの3つのブラシで構成され、
前記低速用ブラシ、および前記高速用ブラシの何れか一方のブラシと、前記共通ブラシとが、それぞれ1つの前記セグメントに摺接した状態で、かつ前記低速用ブラシ、および前記高速用ブラシの何れか他方のブラシが、隣接する2つの前記セグメントに跨るように摺接した状態において、短絡されている前記コイル、および通電されている前記コイルが、周方向全体に亘って等しく分布されるように構成されていることを特徴とする電動モータ。 A rotating shaft pivotally supported by a yoke having two or more pole pairs;
A plurality of teeth that are attached to the rotating shaft and extend radially in the radial direction to wind a winding; and an armature core having a plurality of slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
The rotating shaft comprises a commutator provided adjacent to the armature core and having a plurality of segments arranged in the circumferential direction.
The winding is electrically connected between adjacent segments, and the winding is wound between slots facing each magnetic pole to form a coil,
Each coil is equally divided in the circumferential direction so that the winding directions of the coils existing at point symmetry positions around the rotation axis are the same and the winding directions of adjacent coils are opposite to each other. It is wound on,
When the number of pole pairs is P, the number of slots is N, and a is 0 or a positive integer,
N = 2P (a + 2)
N is determined so as to satisfy
The commutator is provided with a connection line for short-circuiting the segments having the same potential,
The connection lines are connected one by one between the segments so that the coils and the connection lines can be wound in series .
A brush that can slide in contact with the segment of the commutator is provided,
The brush
A brush for low speed,
A high-speed brush provided at a predetermined angle in the circumferential direction from the low-speed brush;
These brushes are composed of three brushes, a low-speed brush and a common brush commonly used for high-speed brushes.
One of the low-speed brush and the high-speed brush, and the common brush are in sliding contact with one of the segments, and any of the low-speed brush and the high-speed brush In a state where the other brush is in sliding contact with two adjacent segments, the shorted coil and the energized coil are configured to be equally distributed over the entire circumferential direction. An electric motor characterized by that .
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