JP5370387B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electric machine enabling both increase in output of a motor and reduction in nonuniformity of motor rotation, vibration and noise, and enabling reduction in commutation sparks. <P>SOLUTION: This rotating electric machine includes upper layer windings and lower layer windings which are wound around a slot group 22c of an armature 20, comprise two upper and lower layers and have the same wire turns. In upper layer windings 27, 28 and lower layer winding 25, 26 wound around the slot group 22c with the same phase, one ends of the upper layer winding 27 and the lower layer winding 25 are connected to a segment S2 on the side around which the upper layer winding 27 and the lower layer winding 25 are wound. The other end of the upper layer winding 27 is connected to a segment S3 on the side around which the upper layer winding 27 and the lower layer winding 25 are wound, and the other end of the lower layer winding 25 is connected to a segment 24a on the side around which the upper layer winding 28 and the lower layer winding 26 are wound. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電機子を備えた回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine having an armature.

ブラシ付き直流モータ等の回転電機において、高出力化に伴い、ブラシ1つあたりの負荷電流を軽減する等の目的で4つ以上の複数のブラシ(例えば4ブラシ)を備えたものを用いる場合がある。例えば、4つのブラシを備えた回転電機の場合、同極の2つのブラシを整流子のセグメントに同期接触させるのが理想とされるが、現実的に個々の同極のブラシが同時に整流子のセグメントに接触することは困難であり、同極の2つのブラシがそれぞれセグメントA、Bに同期接触した場合、セグメントA、Bそれぞれに結線された巻線に電流が同時に流れることで発生する電機子の励磁タイミングは同時であることから、各電機子のバランスは保持されるが、ブラシの接触するタイミングのズレが生じた場合、セグメントA、Bそれぞれに結線された巻線に電流が流れるタイミングがズレてしまうため、各巻線に電流が流れたことで発生する電機子の励磁タイミングのバランスが崩され、結果として、モータの回転ムラ、振動および異音等が生じるという問題があった。   In a rotating electrical machine such as a DC motor with a brush, there is a case where a motor having four or more brushes (for example, four brushes) is used for the purpose of reducing the load current per brush as the output increases. is there. For example, in the case of a rotating electric machine having four brushes, it is ideal that two brushes with the same polarity are brought into synchronous contact with the commutator segment. It is difficult to contact the segment, and when two brushes of the same polarity are in synchronous contact with the segments A and B, respectively, an armature generated when current flows simultaneously through the windings connected to the segments A and B, respectively. Since the excitation timings of the armatures are the same, the balance of the armatures is maintained, but when the brush contact timing shifts, the current flows through the windings connected to the segments A and B, respectively. As a result, the balance of the excitation timing of the armature generated by the current flowing through each winding is lost, resulting in motor rotation unevenness, vibration, abnormal noise, etc. There is a problem that arises.

そこで、このような複数のブラシを備えた回転電機において、ブラシの接触するタイミングのズレが生じた場合でも、モータ回転のムラ、振動および異音の発生を低減するものとして、例えば、特許文献1に記載の回転電機の電機子が提案されている。特許文献1に記載の電機子は、上下2層からなる上層巻線および下層巻線を巻装した電機子において、各スロットの上層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、下層巻線はロングα巻、上層巻線はショートα巻であって、一方の同一相のスロットの下層巻線と、他方の同一相のスロットの上層巻線とを対応する一方の同一相のセグメントに結線するとともに、前記一方の同一相のスロットの上層巻線と、前記他方の同一相のスロットの下層巻線とを対応する他方の同一相のセグメントに結線するようにしたものであり、このように結線することで、ブラシの接触するタイミングのズレが生じた場合でも、同一相の各スロットは均等に励磁され、その結果、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減している。   Therefore, in such a rotating electrical machine having a plurality of brushes, even when a deviation in the timing of contact of the brushes occurs, it is possible to reduce the occurrence of uneven motor rotation, vibration, and abnormal noise. The armature of the rotary electric machine described in 1 is proposed. In the armature described in Patent Document 1, in the armature in which the upper layer winding and the lower layer winding composed of two upper and lower layers are wound, the upper layer winding and the lower layer winding of each slot have the same number of turns, and the lower layer winding The wire is a long α winding, the upper layer winding is a short α winding, and the lower layer winding of one same-phase slot and the upper layer winding of the other same-phase slot are combined into a corresponding one-phase segment. In addition to connecting, the upper layer winding of the one same-phase slot and the lower layer winding of the other same-phase slot are connected to the corresponding other same-phase segment. As a result, even when the brush contact timing is deviated, the slots in the same phase are evenly excited, and as a result, the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise is reduced.

特開2001−95219号公報JP 2001-95219 A

特許文献1に記載の電機子は、例えば、一方の同一相の下層巻線が巻装される側のセグメントと対応する他方の同一相のセグメントが同一の場合、このセグメント(これをセグメントS1とする)に下層巻線の始端を結線し、その下層巻線を回転軸付近を絡み付けながら経由してから該セグメントS1と180°(相対向)するスロットコアに所定巻数にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線を回転軸付近を絡み付けながら経由してから前記セグメントS1に隣接するセグメントS2に結線し、上層巻線の始端をセグメントS1に結線し、該上層巻線を前記下層巻線と同数の巻数にて、セグメントS1に対応するスロットコア(前記下層巻線が巻装されたスロット)に巻装させてからセグメントS2に結線するものであることから、上層巻線の、スロットに巻回されるコイル部分の巻線端とこの巻線端が接続されるセグメント間の巻線(以下、渡り線という)は最短距離であるが、下層巻線の渡り線は上層巻線の渡り線に比べて長くなる。また、一方の同一相の下層巻線が巻装される側のセグメントと対応する一方の同一相のセグメントが同一の場合は、上層巻線の渡り線が長くなることから、いずれの場合においても、モータ全体の抵抗が増加するため、モータの出力が低下するという問題があった。   In the armature described in Patent Document 1, for example, when a segment on the side where one lower-layer winding of one same phase is wound and a segment of the other same phase corresponding to the same, this segment (this is referred to as segment S1). ), The winding of the lower layer winding is connected to the slot core which is 180 ° (opposite to the segment S1) through the lower layer winding while tangling the vicinity of the rotation axis, and then wound at a predetermined number of turns. The lower layer winding wound again is connected to the segment S2 adjacent to the segment S1 through the vicinity of the rotation axis, the upper end of the upper layer winding is connected to the segment S1, and the upper layer winding is connected to the segment S1. Since the same number of turns as the lower layer winding is wound around the slot core corresponding to the segment S1 (the slot in which the lower layer winding is wound), the upper layer is connected to the segment S2. The winding of the coil portion wound in the slot and the winding between the segments to which this winding end is connected (hereinafter referred to as the connecting wire) is the shortest distance, but the connecting wire of the lower layer winding is Longer than the crossover of the upper layer winding. In addition, in the case where one of the same-phase segments corresponding to the segment on which the same-phase lower-layer winding is wound is the same, the connecting wire of the upper-layer winding becomes longer. Since the resistance of the entire motor increases, there is a problem that the output of the motor decreases.

なお、特許文献1の図4には、従来の電機子への巻線を示した説明図が従来技術として示されており、この説明図に示すように巻線が巻装された電機子であれば、上層巻線の渡り線、下層巻線の渡り線は、ともに最短距離であることから、モータ全体の抵抗が増加することはないが、モータの回転ムラ、振動および異音が発生するという問題があった。   In FIG. 4 of Patent Document 1, an explanatory diagram showing a winding to a conventional armature is shown as a conventional technique. As shown in this explanatory diagram, an armature in which a winding is wound is shown. If there is, the connecting wire of the upper layer winding and the connecting wire of the lower layer winding are both the shortest distance, so the resistance of the entire motor does not increase, but the motor rotation unevenness, vibration and noise occur. There was a problem.

また、特許文献1に記載の電機子、特許文献1に記載の従来技術は、ともに1つのブラシによって整流が行われ、任意のセグメント(例えば、セグメントS2とする)に下層巻線(または上層巻線)の始端を結線した場合、セグメントS2に隣接するセグメント(これをセグメントS3とする)に下層巻線(または上層巻線)の終端を結線するものである。例として、2組、4つのブラシ115のうち、同極のブラシ115a、115cがそれぞれ隣接する両セグメント(セグメントS2、S3とセグメントS13、S14)に摺接したときに、短絡されている巻線を図11に示す。図11から、下層巻線125および上層巻線127は、セグメントS2、S3間に結線され、ブラシ115aにより短絡されており、これら2つの巻線は、並列接続されているので、セグメントS2、S3間に短絡されている巻線の接触抵抗は各巻線短絡時の接触抵抗よりも小さくなる。セグメントS13、S14間に短絡されている巻線(下層巻線126、上層巻線128)についても同様である。一般に、ブラシと整流子(の構成要素であるセグメント)間の接触抵抗は、短絡されている巻線に対しては、その接触抵抗が大きいほど、短絡電流をセーブする役目、すなわち、整流火花防止の役目をすることが知られているが、特許文献1に記載の電機子および特許文献1に記載の従来技術は、ともに1つのブラシによって整流が行われ、短絡されている巻線の接触抵抗が各巻線の接触抵抗よりも小さくなるため、整流火花が増大し、騒音の原因となる異音が生じる等、モータの寿命が短くなるという問題があった。   In addition, the armature described in Patent Document 1 and the prior art described in Patent Document 1 are both rectified by one brush, and a lower layer winding (or upper layer winding) is provided on an arbitrary segment (for example, segment S2). When the starting end of the line is connected, the end of the lower layer winding (or upper layer winding) is connected to the segment adjacent to the segment S2 (referred to as segment S3). As an example, of two sets and four brushes 115, the same-polarized brushes 115a and 115c are short-circuited when they are in sliding contact with both adjacent segments (segments S2 and S3 and segments S13 and S14). Is shown in FIG. From FIG. 11, the lower layer winding 125 and the upper layer winding 127 are connected between the segments S2 and S3 and are short-circuited by the brush 115a. Since these two windings are connected in parallel, the segments S2 and S3 The contact resistance of the windings short-circuited between them is smaller than the contact resistance when each winding is short-circuited. The same applies to the windings (the lower layer winding 126 and the upper layer winding 128) that are short-circuited between the segments S13 and S14. In general, the contact resistance between the brush and the commutator (the segment that is a component of) the role of saving the short-circuit current for the shorted winding, that is, the prevention of rectifying sparks However, the armature described in Patent Document 1 and the prior art described in Patent Document 1 are both rectified by one brush and contact resistance of a short-circuited winding. However, since the contact resistance of each winding is smaller, the commutation spark is increased, and there is a problem that the life of the motor is shortened.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、モータの高出力化と、ブラシの接触するタイミングのズレが生じた場合の、モータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、整流火花の低減を図ることのできる回転電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the occurrence of motor rotation unevenness, vibration, and abnormal noise when a high output of the motor and a deviation in timing of contact with the brush occur. It is an object of the present invention to provide a rotating electrical machine that can reduce both rectification sparks.

本発明に係る回転電機は、複数のセグメントを有し、2組のブラシが摺接される整流子と、前記セグメントと同数のスロットコアを有する電機子と、前記電機子の各スロットに巻装され、それぞれ上下2層からなる上層巻線および下層巻線とを備えた回転電機において、各スロットの上層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、所定スロットで構成されるスロット群のうち、同一相となるスロット群に巻装された、2つの上層巻線および2つの下層巻線であって、第1の同一相のスロット群の上層巻線および下層巻線の一端は前記第1の同一相のスロット群の上層巻線、下層巻線の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第1の同一相のスロット群に対して180度対向する第2の同一相のスロット群の上層巻線および下層巻線の一端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されているとともに、前記第1の同一相のスロット群の上層巻線、下層巻線の2つの巻線のうち、何れか一方の巻線の他端は前記巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記一方の巻線と同じ層の巻線の他端は前記巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、他方の巻線の他端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記他方の巻線と同じ層の巻線の他端は前記第1の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されるようにしたものである。

A rotating electric machine according to the present invention includes a commutator having a plurality of segments and in which two sets of brushes are slidably contacted, an armature having the same number of slot cores as the segments, and wound around each slot of the armature. In the rotating electrical machine having an upper layer winding and a lower layer winding each consisting of two upper and lower layers, the number of turns of the upper layer winding and the lower layer winding of each slot is the same, and Of these, two upper layer windings and two lower layer windings wound around a slot group having the same phase, one end of the upper layer winding and the lower layer winding of the first same phase slot group being the first The first and the same phase slot groups are connected to the corresponding segments on the side where the upper layer winding and the lower layer winding of each slot winding are wound, and are opposed to the first same phase slot group by 180 degrees . Above two identical-phase slots One end of each of the windings and the lower layer winding is connected to a corresponding segment on the side where each layer winding of the second same-phase slot group is wound, and the upper layer of the first same-phase slot group Of the two windings of the winding and the lower layer winding, the other end of one of the windings is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and the second same-phase slot group The other end of the winding in the same layer as the one winding is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and the other end of the other winding is the first winding. 2 layers of the same phase slot group are connected to corresponding segments on the side where the windings are wound, and each layer winding of the second same phase slot group is the same layer as the other winding. The other end of the winding is a corresponding segment on the side where each layer winding of the slot group of the first same phase is wound. Is obtained so as to be connected to.

本発明によれば、モータの高出力化と、ブラシの接触するタイミングのズレが生じた場合の、モータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、整流火花の低減を図ることのできる回転電機を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to achieve both high motor output and reduction in motor rotation unevenness, vibration, and abnormal noise generation when a brush contact timing shift occurs, and a rectifying spark. It is possible to provide a rotating electrical machine capable of reducing the above.

本発明の実施の形態1に係るブラシ付きモータ1の断面図である。It is sectional drawing of the motor 1 with a brush which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1中の電機子20の断面図である。It is sectional drawing of the armature 20 in FIG. 図2中の電機子鉄心22の断面図である。It is sectional drawing of the armature core 22 in FIG. 図2中の整流子24および整流子24に摺接されるブラシ15の断面図である。It is sectional drawing of the brush 15 slidably contacted with the commutator 24 and the commutator 24 in FIG. 図2に示した電機子20の巻線図である。FIG. 3 is a winding diagram of the armature 20 shown in FIG. 2. 図5に示した電機子20において、セグメント24a(セグメントS2、S13)が同時OFFの場合の、磁気バランスを説明する図である。In the armature 20 shown in FIG. 5, it is a figure explaining a magnetic balance in case the segment 24a (segment S2, S13) is simultaneous OFF. 図5に示した電機子20において、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合の磁気バランスを説明する図である。In the armature 20 shown in FIG. 5, it is a figure explaining the magnetic balance in case a shift | offset | difference arises in the timing which a brush contacts. 図5に示した電機子20において、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合の磁気バランスを説明する図である。In the armature 20 shown in FIG. 5, it is a figure explaining the magnetic balance in case a shift | offset | difference arises in the timing which a brush contacts. ブラシ15が整流子24に摺接したときの、(a)下層巻線、(b)上層巻線の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of (a) lower layer winding and (b) upper layer winding when the brush 15 is in sliding contact with the commutator 24. 図9中の電気回路図において、短絡されている巻線を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a short-circuited winding in the electric circuit diagram in FIG. 9. 比較のため、電機子20の代わりに、特許文献1に記載の電機子において、ブラシ15が整流子24に摺接したときに、短絡されている巻線を示した図である。For comparison, in the armature described in Patent Document 1, instead of the armature 20, when the brush 15 is in sliding contact with the commutator 24, the winding is short-circuited. 図2に示した電機子20の変形例である電機子20aの巻線図である。FIG. 4 is a winding diagram of an armature 20a that is a modification of the armature 20 shown in FIG. 2. 図1中のブラシ15の周方向幅が異なる場合の電機子20の巻線図である。FIG. 2 is a winding diagram of the armature 20 when the circumferential widths of the brushes 15 in FIG. 1 are different. 本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータの整流子44の断面図である。It is sectional drawing of the commutator 44 of the motor with a brush which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータの電機子40の巻線図である。It is a winding figure of the armature 40 of the motor with a brush concerning Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態3に係るブラシ付きモータ41の断面図である。It is sectional drawing of the motor 41 with a brush which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図16中の電機子60の断面図である。It is sectional drawing of the armature 60 in FIG. 図17中の電機子鉄心62の断面図である。It is sectional drawing of the armature core 62 in FIG. 図17中の整流子64および整流子64に摺接されるブラシ55の断面図である。It is sectional drawing of the brush 55 slidably contacted with the commutator 64 and the commutator 64 in FIG. 図17に示した電機子60の巻線図である。FIG. 18 is a winding diagram of the armature 60 shown in FIG. 17. 図20に示した電機子60において、セグメント64a(セグメントS2、S11、S20)が同時OFFの場合の、磁気バランスを説明する図である。In the armature 60 shown in FIG. 20, it is a figure explaining a magnetic balance in case the segment 64a (segment S2, S11, S20) is simultaneous OFF. 図20に示した電機子60において、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合の磁気バランスを説明する図である。In the armature 60 shown in FIG. 20, it is a figure explaining the magnetic balance in case a shift | offset | difference arises in the timing which a brush contacts. 図20に示した電機子60において、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合の磁気バランスを説明する図である。In the armature 60 shown in FIG. 20, it is a figure explaining the magnetic balance in case a shift | offset | difference arises in the timing which a brush contacts. 図20に示した電機子60において、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合の磁気バランスを説明する図である。In the armature 60 shown in FIG. 20, it is a figure explaining the magnetic balance in case a shift | offset | difference arises in the timing which a brush contacts. ブラシ55が整流子64に摺接したときの、(a)下層巻線、(b)中層巻線、(c)上層巻線の電気回路図である。FIG. 6 is an electrical circuit diagram of (a) a lower layer winding, (b) an intermediate layer winding, and (c) an upper layer winding when the brush 55 is in sliding contact with the commutator 64. 図25中の電気回路図において、短絡されている巻線を示した図である。It is the figure which showed the coil | winding which is short-circuited in the electric circuit diagram in FIG. 比較のため、電機子60の代わりに、特許文献1に記載の電機子において、ブラシ55が整流子64に摺接したときに、短絡されている巻線を示した図である。For comparison, in the armature described in Patent Document 1, instead of the armature 60, when the brush 55 is in sliding contact with the commutator 64, the winding is short-circuited. 図17に示した電機子60の変形例である電機子60aの巻線図である。FIG. 18 is a winding diagram of an armature 60a that is a modification of the armature 60 shown in FIG. 17. 図17に示した電機子60の別の変形例である電機子60bの巻線図である。FIG. 18 is a winding diagram of an armature 60b which is another modification of the armature 60 shown in FIG. 17. 図17に示した電機子60のさらに別の変形例である電機子60cの巻線図である。FIG. 18 is a winding diagram of an armature 60 c that is still another modification of the armature 60 shown in FIG. 17. 図16中のブラシ55の周方向幅が異なる場合の電機子60の巻線図である。FIG. 17 is a winding diagram of the armature 60 when the circumferential widths of the brushes 55 in FIG. 16 are different. 本発明の実施の形態4に係るブラシ付きモータの整流子84の断面図である。It is sectional drawing of the commutator 84 of the motor with a brush which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るブラシ付きモータの電機子80の巻線図である。It is a winding figure of the armature 80 of the motor with a brush concerning Embodiment 4 of the present invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る回転電機の一つであるブラシ付きモータ1の断面図、図2は、図1中の電機子20の断面図、図3は、図2中の電機子鉄心22の断面図、図4、図2中の整流子24および整流子24に摺接されるブラシ15の断面図である。なお、以下各図において同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view of a motor 1 with a brush which is one of the rotating electrical machines according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an armature 20 in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the armature core 22, and a cross-sectional view of the commutator 24 in FIG. 4 and FIG. 2 and a brush 15 that is in sliding contact with the commutator 24. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

図1に示すように、ブラシ付きモータ1は、有底筒形状のヨーク10と、ヨーク10の内周面に沿って周方向に等間隔で配置される複数(図5では4個)の永久磁石11と、永久磁石11を保持する磁石ホルダ12と、各永久磁石11の内周面と所定の空隙を介して配設される電機子20とを備える。電機子20はシャフト21に固定されており、ヨーク10に設けられたベアリングケース部10aに保持されるリアベアリング13およびハウジング14に設けられたベアリングケース部14aに保持されるフロントベアリング17によって、シャフト21は回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 1, the brushed motor 1 includes a bottomed cylindrical yoke 10 and a plurality (four in FIG. 5) of permanents arranged at equal intervals in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the yoke 10. A magnet 11, a magnet holder 12 that holds the permanent magnet 11, and an armature 20 that is disposed via an inner peripheral surface of each permanent magnet 11 and a predetermined gap. The armature 20 is fixed to a shaft 21, and the shaft is driven by a rear bearing 13 held by a bearing case portion 10 a provided on the yoke 10 and a front bearing 17 held by a bearing case portion 14 a provided on the housing 14. 21 is rotatably supported.

また、図2に示すように、電機子20はシャフト21と、シャフト21に固定される電機子鉄心22と、電機子鉄心22に巻回される電機子巻線23と、シャフト21に固定され、電機子巻線23と接続される整流子24とを備える。電機子鉄心22は、図3に示すように、シャフト21を中心として放射状に延びる複数(図3では22個)のスロットコア22aを有している。そして、電機子巻線23は、スロットコア22a間のスロット22bに巻回され、スロット22bの数は、スロットコア22aと同数、すなわち、22個である。また、整流子24は、図4に示すように、その表面にスロットコア22aと同数(図4では22個)のセグメント24aが円周上に等角度間隔に設けられている。各セグメント24aはそれぞれフック24bを有し、該フック24bには電機子巻線23の始端(一端)または終端(他端)が結線されている。なお、図4では、セグメント24aを周方向に連続した番号であるセグメント番号「1」〜「22」として付して図示しており、以下では、セグメント番号「n」のセグメント24aをセグメントSnと表記する。そして、図1に示すように、ブラシ15はスプリングブラシ16によって整流子24側に固定されることで、セグメント24aに摺接している。より詳細には、図3に示すように、2組、すなわち、4つのブラシ15(陽極側ブラシ15a、15cと、陰極側ブラシ15b、15d)がセグメント24aに摺接している。隣接する両ブラシ15が互いに90度をなしていることから、相対向する同極の両ブラシ15はそれぞれ180度対向(相対向)する同一相のセグメント24aに摺接している。なお、同極のブラシ15は、図示しない電極プレートにより接続されている。   As shown in FIG. 2, the armature 20 is fixed to the shaft 21, the armature core 22 fixed to the shaft 21, the armature winding 23 wound around the armature core 22, and the shaft 21. And a commutator 24 connected to the armature winding 23. As shown in FIG. 3, the armature core 22 has a plurality of (22 in FIG. 3) slot cores 22 a extending radially around the shaft 21. The armature windings 23 are wound around the slots 22b between the slot cores 22a, and the number of slots 22b is the same as the slot cores 22a, that is, 22 pieces. Further, as shown in FIG. 4, the commutator 24 has the same number of segments 24a (22 pieces in FIG. 4) as the slot cores 22a on the surface thereof provided at equal angular intervals on the circumference. Each segment 24a has a hook 24b, and the start end (one end) or the end (other end) of the armature winding 23 is connected to the hook 24b. In FIG. 4, the segment 24 a is shown as segment numbers “1” to “22” that are consecutive numbers in the circumferential direction. In the following, the segment 24 a with the segment number “n” is referred to as a segment Sn. write. As shown in FIG. 1, the brush 15 is fixed to the commutator 24 side by the spring brush 16, and is in sliding contact with the segment 24 a. More specifically, as shown in FIG. 3, two sets, that is, four brushes 15 (the anode side brushes 15a and 15c and the cathode side brushes 15b and 15d) are in sliding contact with the segment 24a. Since the adjacent brushes 15 form 90 degrees, the opposite-polarity brushes 15 that are opposite to each other are in sliding contact with the same-phase segment 24a that is opposite (opposite) by 180 degrees. The same polarity brush 15 is connected by an electrode plate (not shown).

次に、電機子鉄心22の各スロット22bに巻回される電機子巻線23について、図5を用いて説明する。図5は、電機子20の巻線図であり、図には、同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)がそれぞれ同一相のセグメント24aに接触するときであって、同極のブラシ15が同時にセグメントS3、S14に摺接した場合(同時ONの場合)の、各ブラシ15a〜15dの摺接位置が示されている。以下では、ブラシ15が機械的にセグメント24a(例えば、Sn)に摺接することをセグメントSnがONすると表現し、ブラシ15が機械的にセグメント24a(例えば、Sn)に摺接しないことをセグメントSnがOFFすると表現する。なお、図5では、図4と同様、セグメント24aにセグメント番号「1」〜「22」を付しているとともに、スロットコア22aを周方向に連続した番号であるスロットコア番号「1」〜「22」として付して図示しており、上記セグメント番号と同様、以下では、スロットコア番号「n」のスロットコア22aをスロットコアSnと表記する。また、電機子巻線23を巻回するスロット22b(スロットコア22a)をスロット群22cと表記する。電機子巻線23のスロット群22cへの巻装は、図5に示すように、180度対向(相対向)する同一相のスロットコア22aに対してそれぞれ複数層(図5では、上下2層)にて行われる。   Next, the armature winding 23 wound around each slot 22b of the armature core 22 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a winding diagram of the armature 20, in which the same-polarity brush 15 (anode-side brushes 15 a and 15 c) is in contact with the same-phase segment 24 a, and the same-polarity brush is shown. The slidable contact positions of the brushes 15a to 15d when 15 is in slidable contact with the segments S3 and S14 simultaneously (when simultaneously ON) are shown. In the following, it is expressed that the segment Sn is ON when the brush 15 mechanically contacts the segment 24a (for example, Sn), and the segment Sn indicates that the brush 15 does not mechanically contact the segment 24a (for example, Sn). Is expressed as OFF. In FIG. 5, similarly to FIG. 4, segment numbers “1” to “22” are attached to the segment 24a, and the slot core numbers “1” to “22”, which are numbers consecutive in the circumferential direction of the slot core 22a. The slot core 22a having the slot core number “n” is represented as a slot core Sn below. A slot 22b (slot core 22a) around which the armature winding 23 is wound is referred to as a slot group 22c. As shown in FIG. 5, the armature winding 23 is wound around the slot group 22c in a plurality of layers (in FIG. ).

詳述すると、図5に示すように、まず各スロットコア22aに巻線層としての下層(1層目)の巻線(以下、下層巻線という)25、26をセミロングα巻(以下で詳述)にてそれぞれ所定巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、下層巻線25の一端(始端)を、同下層巻線25が巻装される側のセグメント24a(図5では、セグメントS2、詳細にはセグメントS2のフック24b)に結線し、渡り線25aを介して、セグメントS2に対応するスロット群22c(図5では、スロットコアS1〜S5)に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、渡り線25bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS2に対応するスロット群22cと同一相の(180度対向する)スロット群22c(図5では、スロットコアS12〜S16)の下層巻線26が巻装される側のセグメント24a(図5では、セグメントS13)に隣接するセグメント24a(図5では、セグメントS14)に下層巻線25の他端(終端)を結線する。セミロングα巻とは、このような巻線方法のことである。   More specifically, as shown in FIG. 5, first, lower windings (hereinafter referred to as lower layer windings) 25 and 26 serving as winding layers are placed on each slot core 22a in semi-long α windings (described in detail below). In the description above, each is wound with a predetermined number of turns (for example, 10 turns). At this time, one end (starting end) of the lower layer winding 25 is connected to the segment 24a on which the lower layer winding 25 is wound (in FIG. 5, the segment S2, in detail, the hook 24b of the segment S2). The wire is wound around the slot group 22c (slot cores S1 to S5 in FIG. 5) corresponding to the segment S2 with a predetermined number of turns (for example, 10 turns) through the wire 25a, and then around the shaft 21 through the connecting wire 25b. And the lower layer winding 26 of the slot group 22c (slot cores S12 to S16 in FIG. 5) having the same phase as the slot group 22c corresponding to the segment S2 (opposite by 180 degrees) is wound. The segment 24a (segment S14 in FIG. 5) adjacent to the segment 24a (segment S13 in FIG. 5) is connected to the other end (termination of the lower layer winding 25). The the connection. The semi-long α winding is such a winding method.

そして、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア22aに対して同様に下層巻線を巻装していく。やがて、セグメントS2と相対向するセグメント24a(図5では、セグメントS13)が巡ってくると、図5に示すように、下層巻線26の一端(始端)をセグメントS13に結線し、渡り線26aを介して、セグメントS13に対応するスロット群22c(図5では、スロットコアS12〜S16)に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、渡り線26bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS13に対応するスロット群22cと同一相の(180度対向する)スロット群22c(図5では、スロットコアS1〜S5)の下層巻線25が巻装される側のセグメント24a(図5では、セグメントS2)に隣接するセグメント24a(図5では、セグメントS3)に下層巻線26の他端(終端)を結線する。   Then, the lower layer winding is wound around each slot core 22a in order while rotating the shaft 21. Eventually, when the segment 24a (segment S13 in FIG. 5) opposite to the segment S2 comes around, one end (starting end) of the lower layer winding 26 is connected to the segment S13 as shown in FIG. Is wound around the slot group 22c corresponding to the segment S13 (slot cores S12 to S16 in FIG. 5) with a predetermined number of turns (for example, 10 turns), and then the vicinity of the shaft 21 is entangled via the crossover 26b. Then, the lower layer winding 25 of the slot group 22c (slot cores S1 to S5 in FIG. 5) having the same phase as the slot group 22c corresponding to the segment S13 (opposite by 180 degrees) is wound. The other end of the lower layer winding 26 on the segment 24a (segment S3 in FIG. 5) adjacent to the side segment 24a (segment S2 in FIG. 5) Termination) to connect the.

上記順番でシャフト21を一周して全てのスロットコア22aに下層巻線を巻装させたら、次に、前記下層巻線25、26等を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア22aに巻線層としての上層(2層目)の巻線(以下、上層巻線という)27、28をショートα巻(以下で詳述)にてそれぞれ前記下層巻線25、26と同数の巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、上層巻線27の一端(始端)を、同上層巻線27が巻装される側のセグメント24a(図5では、セグメントS2)に結線し、渡り線27aを介して、セグメントS2に対応するスロット群22c(前記下層巻線25が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線27bを介して、セグメントS2に隣接するセグメント24a(図5では、セグメントS3)に結線する。ショートα巻とは、このような巻線方法のことである。   Once the shaft 21 is made a round in the above order and the lower layer windings are wound around all the slot cores 22a, the slot cores 22a are then wound in the same order as the winding order of the lower layer windings 25, 26, etc. The upper layer (second layer) windings 27 and 28 as winding layers (hereinafter referred to as upper layer windings) 27 and 28 are short α windings (detailed below) and the same number of turns as the lower layer windings 25 and 26 ( For example, 10 turns). At this time, one end (starting end) of the upper layer winding 27 is connected to the segment 24a (segment S2 in FIG. 5) on which the upper layer winding 27 is wound, and is connected to the segment S2 via the crossover wire 27a. After winding in the corresponding slot group 22c (slot group in which the lower layer winding 25 is wound), it is connected to the segment 24a (segment S3 in FIG. 5) adjacent to the segment S2 via the crossover 27b. To do. The short α winding is such a winding method.

そして、下層巻線を巻装する場合と同様に、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア22aに上層巻線を巻装していく。やがて、セグメントS2と相対向するセグメント24a(図5では、セグメントS13)が巡ってくると、上層巻線28の一端(始端)をセグメントS13に結線し、渡り線28aを介して、セグメントS13に対応するスロット群22c(前記下層巻線26が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線28bを介して、セグメントS13に隣接するセグメント24a(図5では、セグメントS14)に結線する。   Then, similarly to the case where the lower layer winding is wound, the upper layer winding is wound around each slot core 22a sequentially while rotating the shaft 21. Eventually, when the segment 24a (segment S13 in FIG. 5) opposite to the segment S2 comes around, one end (starting end) of the upper layer winding 28 is connected to the segment S13, and then connected to the segment S13 via the crossover 28a. A corresponding slot group 22c (slot group around which the lower layer winding 26 is wound) is wound, and then connected to the segment 24a (segment S14 in FIG. 5) adjacent to the segment S13 via the crossover 28b. To do.

上記順番でシャフト21を一周して全てのスロットコア22aに上層巻線を巻装させたら、電機子鉄心22への電機子巻線23の巻装が完了する。ここで、上記手順により、電機子鉄心22の各スロットコア22aに巻装された電機子巻線23の各上層巻線および下層巻線の巻数は同じ巻数にて巻装している。すなわち、同一相となるセグメント24a(例えば、セグメントS2、S3、S13、S14)に下層巻線25、26、上層巻線27、28を均等に振り分けて巻装させるようにしている。また、前記電機子巻線23のうち、上層巻線27、28は、ショートα巻にて巻装されていることから、上層巻線27、28の渡り線27a、27b、28a、28bの長さは、従来と同様である。これに対して、下層巻線25、26は、セミロングα巻にて巻装されており、下層巻線がロングα巻である従来の場合に比べて、下層巻線25、26の渡り線25a、26aのセグメント24aへの接続を上層巻線27、28の渡り線27a、27b、28a、28bのセグメント24aへの接続と同様の接続としたことにより、渡り線25a、26aの長さを短縮できることから、モータ全体の抵抗が低減し、モータの高出力化を図ることができる。また、電機子鉄心22への電機子巻線23の巻回時間が短縮されることから、生産性が向上する。   When the upper layer winding is wound around all the slot cores 22 a by making a round of the shaft 21 in the above order, the winding of the armature winding 23 around the armature core 22 is completed. Here, according to the above procedure, the upper layer winding and the lower layer winding of the armature winding 23 wound around each slot core 22a of the armature core 22 are wound with the same number of turns. That is, the lower layer windings 25 and 26 and the upper layer windings 27 and 28 are equally distributed and wound around the segments 24a (for example, the segments S2, S3, S13, and S14) having the same phase. Further, among the armature windings 23, the upper layer windings 27 and 28 are wound with a short α winding, so that the lengths of the connecting wires 27a, 27b, 28a and 28b of the upper layer windings 27 and 28 are long. This is the same as in the prior art. On the other hand, the lower layer windings 25 and 26 are wound with semi-long α windings, and the connecting wires 25a of the lower layer windings 25 and 26 are compared with the conventional case where the lower layer windings are long α windings. , 26a is connected to the segment 24a in the same manner as the connection of the upper layer windings 27, 28 to the connecting wires 27a, 27b, 28a, 28b, thereby shortening the length of the connecting wires 25a, 26a. As a result, the resistance of the entire motor is reduced, and the output of the motor can be increased. Moreover, since the winding time of the armature winding 23 around the armature core 22 is shortened, productivity is improved.

また、図5に示すように、同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)がそれぞれ同一相のセグメント24aに接触するときであって、セグメントS3、S14が同時ONした場合、陽極側ブラシ15aは隣接する両セグメント24a(図5では、セグメントS2、S3)に摺接し、陽極側ブラシ15cは隣接する両セグメント24a(図5では、セグメントS13、S14)に摺接していることから、下層巻線25、26および上層巻線27、28はすべて短絡され、通電されない。従って、電機子巻線23に電流が流れたことで発生する電機子20の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   Further, as shown in FIG. 5, when the same polarity brushes 15 (anode side brushes 15a and 15c) are in contact with the same phase segment 24a and the segments S3 and S14 are simultaneously turned on, the anode side brush 15a is in sliding contact with both adjacent segments 24a (segments S2 and S3 in FIG. 5), and the anode brush 15c is in sliding contact with both adjacent segments 24a (segments S13 and S14 in FIG. 5). The windings 25 and 26 and the upper layer windings 27 and 28 are all short-circuited and are not energized. Therefore, the balance of the excitation timing of the armature 20 generated by the current flowing through the armature winding 23 is not lost, and thus, rotation irregularity, vibration, and abnormal noise of the motor do not occur.

次に、上記のように構成した電機子20において、同極のブラシ15がそれぞれ同一相のセグメント24aに接触した場合であって、セグメントS2、S13が同時OFFの場合の電機子20の巻線図を図6に、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合であって、例えば、セグメントS14のONが遅れている場合およびセグメントS3のONが遅れている場合の電機子20の巻線図をそれぞれ図7、図8に示す。   Next, in the armature 20 configured as described above, the windings of the armature 20 when the same-polarity brushes 15 are in contact with the segments 24a of the same phase and the segments S2 and S13 are simultaneously OFF. FIG. 6 shows a winding diagram of the armature 20 when the brush contact timing is deviated, for example, when the ON of the segment S14 is delayed and when the ON of the segment S3 is delayed. They are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.

図6に示すように、同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)がそれぞれ同一相のセグメント24aに接触するときであって、セグメントS2、S13が同時OFFした場合、陽極側ブラシ15aはセグメントS3に、陽極側ブラシ15cはセグメントS14にそれぞれ摺接しており、下層巻線26の渡り線26bはセグメントS3に結線され、下層巻線26の渡り線26aおよび上層巻線28の渡り線28aはともにセグメントS13に結線されるとともに、上層巻線28の渡り線28bはセグメントS14に結線されていることから、下層巻線26、上層巻線28はともに通電される。同様に、下層巻線25の渡り線25bはセグメントS14に結線されており、渡り線25aと渡り線27aが接続され、上層巻線27の渡り線27bはセグメントS3に結線されていることから、下層巻線25、上層巻線27はともに通電される。従って、電機子巻線23に電流が流れたことで発生する電機子20の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   As shown in FIG. 6, when the same polarity brush 15 (anode side brushes 15a, 15c) is in contact with the same phase segment 24a, and the segments S2, S13 are simultaneously turned off, the anode side brush 15a is The anode side brush 15c is in sliding contact with the segment S14 to the segment S3, the connecting wire 26b of the lower layer winding 26 is connected to the segment S3, the connecting wire 26a of the lower layer winding 26 and the connecting wire 28a of the upper layer winding 28. Since both are connected to the segment S13 and the connecting wire 28b of the upper layer winding 28 is connected to the segment S14, both the lower layer winding 26 and the upper layer winding 28 are energized. Similarly, the connecting wire 25b of the lower layer winding 25 is connected to the segment S14, the connecting wire 25a and the connecting wire 27a are connected, and the connecting wire 27b of the upper layer winding 27 is connected to the segment S3. Both the lower layer winding 25 and the upper layer winding 27 are energized. Therefore, the balance of the excitation timing of the armature 20 generated by the current flowing through the armature winding 23 is not lost, and thus, rotation irregularity, vibration, and abnormal noise of the motor do not occur.

また、図7に示すように、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合であって、セグメントS14のONが遅れた場合、すなわち、セグメントS3が、セグメントS14より先に同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)に接触するときは、セグメントS14はブラシ15cに摺接しないので、下層巻線25、26および上層巻線27、28のうち、巻線の一端が結線されるセグメント24aが同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)に摺接し、巻線の他端がセグメントS14に結線された下層巻線25、および同下層巻線25と相対向し巻数が同じ上層巻線28が通電される。従って、ブラシ15の接触するタイミングにズレが生じた場合の一例として、図6に示すような場合でも、180度対向するスロットコア22aは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシ15のセグメント24aに接触するタイミングのズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減することができる。   Further, as shown in FIG. 7, when the timing of contact of the brush 15 is shifted and the ON of the segment S14 is delayed, that is, the segment S3 has the same polarity of the brush 15 before the segment S14. Since the segment S14 does not slide in contact with the brush 15c when contacting the (anode side brushes 15a, 15c), the segment in which one end of the winding is connected among the lower layer windings 25, 26 and the upper layer windings 27, 28. 24a is in sliding contact with the same-polarity brush 15 (anode-side brushes 15a and 15c), and the other end of the winding is connected to the segment S14 and the lower layer winding 25 is opposed to the lower layer winding 25 and has the same number of turns. Winding 28 is energized. Therefore, as an example of the case where a deviation occurs in the contact timing of the brush 15, even in the case shown in FIG. 6, the slot cores 22a facing each other by 180 degrees are evenly excited. As a result, the excitation imbalance due to the deviation of the timing of contact with the segment 24a of the brush 15 can be suppressed, and the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise can be reduced.

次に、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合の別の例として、図8に示すように、セグメントS3のONが遅れた場合、すなわち、セグメントS14が、セグメントS3より先に同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)に接触するときは、セグメントS3はブラシ15aに摺接しないので、下層巻線25、26および上層巻線27、28のうち、巻線の一端が結線されるセグメント24aが同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)に摺接し、巻線の他端がセグメントS3に結線された下層巻線26、および同下層巻線26と相対向し巻数が同じ上層巻線27が通電される。従って、ブラシ15の接触するタイミングにズレが生じた場合の別の一例として、図8に示すような場合でも、180度対向するスロットコア22aは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシ15のセグメント24aに接触するタイミングのズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減することができる。   Next, as another example of the case where the contact timing of the brush 15 is shifted, as shown in FIG. 8, when the ON of the segment S3 is delayed, that is, the segment S14 has the same polarity before the segment S3. Since the segment S3 does not slide in contact with the brush 15a when contacting the brush 15 (the anode side brushes 15a, 15c), one end of the winding of the lower layer windings 25, 26 and the upper layer windings 27, 28 is connected. The segment 24a is in sliding contact with the same-polarity brush 15 (anode side brushes 15a, 15c), and the other end of the winding is connected to the segment S3. Are energized in the same upper layer winding 27. Therefore, as another example of the case where a deviation occurs in the contact timing of the brush 15, even in the case shown in FIG. 8, the slot cores 22 a facing each other by 180 degrees are excited equally. As a result, the excitation imbalance due to the deviation of the timing of contact with the segment 24a of the brush 15 can be suppressed, and the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise can be reduced.

続いて、電機子巻線23を電機子鉄心22の各スロット22bに巻回した電機子20において、図5に示すように、2組、4つのブラシ15が整流子24(セグメント24a)に摺接したときの電気回路図を図9に示す。ここで、図9(a)、図9(b)は、それぞれ下層巻線、上層巻線の電気回路図を示している。また、図9中の電気回路図において、短絡されている巻線を示したものを図10に示す。   Subsequently, in the armature 20 in which the armature winding 23 is wound around each slot 22b of the armature core 22, as shown in FIG. 5, two sets of four brushes 15 are slid onto the commutator 24 (segment 24a). FIG. 9 shows an electric circuit diagram when contacted. Here, FIGS. 9A and 9B show electric circuit diagrams of the lower layer winding and the upper layer winding, respectively. Further, FIG. 10 shows a short-circuited winding in the electric circuit diagram in FIG.

図9(a)から、上記下層巻線のうち、下層巻線25、26は、それぞれセグメントS2、S14間、セグメントS3、S13間に結線され、同極の両ブラシ15(陽極側ブラシ15aおよび15c)により短絡されている。これに対して、図9(b)から、上記上層巻線のうち、上層巻線27、28は、従来と同様、それぞれセグメントS2、S3間、セグメントS13、S14間に結線され、1つのブラシ15(陽極側ブラシ15aまたは15c)により短絡されている。そして、これらの4つの短絡されている巻線(下層巻線25、26、上層巻線27、28)を示した図10と、従来の電機子において、同様に短絡されている巻線(下層巻線125、126、上層巻線127、128)を示した図11を比較すると、図10に示した4つの短絡されている巻線のうち、上層巻線27、28は、従来と同様、それぞれ隣接する両セグメント24a(セグメントS2、S3とセグメントS13、S14)間に結線され、同極の1つのブラシ15(陽極側ブラシ15aまたは15c)により短絡されている。これに対して、下層巻線25は、その始端(一端)を前記下層巻線25および上層巻線27が巻装されるスロットコア22aに対応するセグメント24a(図10では、セグメントS2)に結線し、その終端(他端)をセグメントS2と180度対向(相対向)するセグメント24a(図10では、セグメントS13)に隣接するセグメント24a(図10では、S14)に結線するようにしている。下層巻線26についても同様である。その結果、下層巻線25、上層巻線27は、それぞれ陽極側ブラシ15a、15cが摺接するセグメント24a(セグメントS2、S14)間、陽極側ブラシ15aが摺接するセグメント24a(セグメントS2、S3)間で直列接続され、同極の両ブラシ15(陽極側ブラシ15aおよび15c)によって整流が行われる。下層巻線26、上層巻線28についても同様である。ゆえに、下層巻線125、上層巻線127がともに隣接する両セグメント64a(セグメントS2、S3)間で並列接続され、1つのブラシ15(陽極側ブラシ15a)によって整流が行われる従来の場合(図11参照)に比べて、短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなることから、整流火花の低減を図ることができる。また、異音抑制につながるとともにモータの耐久性を向上することができる。   From FIG. 9A, among the lower layer windings, the lower layer windings 25 and 26 are respectively connected between the segments S2 and S14 and between the segments S3 and S13, and both brushes 15 of the same polarity (the anode brush 15a and the anode side brush 15a). 15c). On the other hand, from FIG. 9B, among the above-described upper layer windings, the upper layer windings 27 and 28 are connected between the segments S2 and S3 and between the segments S13 and S14, respectively, as in the prior art, and are connected to one brush. 15 (anode side brush 15a or 15c). 10 shows these four short-circuited windings (lower layer windings 25 and 26, upper layer windings 27 and 28), and in the conventional armature, the short-circuited windings (lower layer) Comparing FIG. 11 showing the windings 125 and 126 and the upper layer windings 127 and 128), among the four short-circuited windings shown in FIG. Each of the adjacent segments 24a (segments S2, S3 and S13, S14) is connected and short-circuited by one brush 15 (anode side brush 15a or 15c) of the same polarity. On the other hand, the lower layer winding 25 has its starting end (one end) connected to the segment 24a (segment S2 in FIG. 10) corresponding to the slot core 22a around which the lower layer winding 25 and the upper layer winding 27 are wound. The end (the other end) is connected to the segment 24a (segment S13 in FIG. 10) adjacent to the segment 24a (segment S13 in FIG. 10) that faces (opposites) the segment S2 by 180 degrees. The same applies to the lower layer winding 26. As a result, the lower layer winding 25 and the upper layer winding 27 are respectively connected between the segments 24a (segments S2 and S14) in which the anode brushes 15a and 15c are in sliding contact and between the segments 24a (segments S2 and S3) in which the anode brush 15a is in sliding contact. Are connected in series, and rectification is performed by both brushes 15 (anode-side brushes 15a and 15c) of the same polarity. The same applies to the lower layer winding 26 and the upper layer winding 28. Therefore, the lower layer winding 125 and the upper layer winding 127 are both connected in parallel between the adjacent segments 64a (segments S2, S3), and rectification is performed by one brush 15 (anode side brush 15a) (see FIG. 11), the contact resistance of the short-circuited winding is increased, so that the rectifying spark can be reduced. In addition, abnormal noise can be suppressed and the durability of the motor can be improved.

以上のように、本発明の実施の形態1に係る回転電機は、22個のセグメント24aを有し、2組のブラシ15が摺接される整流子24と、前記セグメント24aと同数のスロットコア22aを有する電機子20と、前記電機子20の各スロット22bに巻装され、それぞれ上下2層からなる上層巻線および下層巻線とを備えた回転電機において、各スロット22bの上層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、5つのスロットで構成されるスロット群22cのうち、同一相となるスロット群22c(スロットコアS1〜S5とスロットコアS12〜S16)に巻装された、2つの上層巻線27、28および2つの下層巻線25、26であって、第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の上層巻線27および下層巻線25の一端は前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の上層巻線27、下層巻線25の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS2)に結線され、第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の上層巻線28および下層巻線26の一端は前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線(上層巻線28、下層巻線26)が巻装される側のセグメント24a(セグメントS13)に結線されるとともに、前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の上層巻線27、下層巻線25の2つの巻線のうち、一方の巻線(上層巻線27)の他端は前記巻線(上層巻線27)が巻装される側のセグメント24a(セグメントS3)に結線され、前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線(上層巻線28、下層巻線26)であって、前記上層巻線27と同じ層の巻線(上層巻線28)の他端は前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線(上層巻線28、下層巻線26)が巻装される側のセグメント24a(セグメントS14)に結線され、他方の巻線(下層巻線25)の他端は前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線(上層巻線28、下層巻線26)が巻装される側のセグメント24a(セグメントS14)に結線され、前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線(上層巻線28、下層巻線26)であって、前記下層巻線25と同じ層の巻線(下層巻線26)の他端は前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の各層巻線(上層巻線27、下層巻線25)が巻装される側のセグメント24a(セグメントS3)に結線されるように構成したので、下層巻線25、26の長さを短縮でき、モータ全体の抵抗が低減するとともに、ブラシ15の接触するタイミングにズレが生じた場合でも、180度対向するスロットコア22aは均等に励磁されることから、モータの高出力化と、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合の、モータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、同極の両ブラシ15によって整流が行われるので、ブラシ15が整流子24(セグメント24a)に摺接したときに、ブラシ15により短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなり、整流火花の低減を図ることができる回転電機を提供することができる。   As described above, the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention includes the 22 segments 24a, the commutator 24 in which the two sets of brushes 15 are slidably contacted, and the same number of slot cores as the segments 24a. In a rotating electrical machine comprising an armature 20 having 22a and each slot 22b of the armature 20 and having an upper layer winding and a lower layer winding each having two upper and lower layers, the upper layer winding of each slot 22b and The number of turns of the lower layer winding is the same, and the slot group 22c composed of five slots is wound around the slot group 22c (slot cores S1 to S5 and slot cores S12 to S16) having the same phase. Two upper layer windings 27, 28 and two lower layer windings 25, 26, the upper layer windings 27 of the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) and One end of the layer winding 25 is a segment 24a (segment S2) on which the layer windings of the upper layer winding 27 and lower layer winding 25 of the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) are wound. ) And one end of the upper layer winding 28 and the lower layer winding 26 of the second in-phase slot group 22c (slot cores S12 to S16) is connected to the second in-phase slot group 22c (slot cores S12 to S16). ) Of each layer winding (upper layer winding 28, lower layer winding 26) is connected to a segment 24a (segment S13) on which the winding is wound, and the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S1) is connected. S5) Of the two windings of the upper layer winding 27 and the lower layer winding 25, the other end of one winding (upper layer winding 27) is on the side where the winding (upper layer winding 27) is wound. Segment 24a (Segmen S3), each layer winding (upper layer winding 28, lower layer winding 26) of the second same-phase slot group 22c (slot cores S12 to S16), and the same layer as the upper layer winding 27 The other end of each winding (upper layer winding 28) is wound with each layer winding (upper layer winding 28, lower layer winding 26) of the slot group 22c (slot cores S12 to S16) of the second same phase. Is connected to the segment 24a (segment S14) on the side, and the other end of the other winding (lower layer winding 25) is connected to each layer winding (upper layer winding) of the slot group 22c (slot cores S12 to S16) of the second same phase. The wire 28 and the lower layer winding 26) are connected to the segment 24a (segment S14) on which the wire is wound, and each layer winding (upper layer winding) of the slot group 22c (slot cores S12 to S16) of the second same phase. 28, lower layer winding 26) The other end of the same layer winding (lower layer winding 26) as the lower layer winding 25 is connected to the respective layer windings (upper layer windings 27, 27) of the first same phase slot group 22c (slot cores S1 to S5). Since it is configured to be connected to the segment 24a (segment S3) on the side where the lower layer winding 25) is wound, the length of the lower layer windings 25 and 26 can be shortened, and the resistance of the entire motor is reduced. Even when a deviation occurs in the contact timing of the brush 15, the slot cores 22 a facing each other by 180 degrees are evenly excited, so that a high output of the motor and a deviation in the contact timing of the brush 15 occur. Further, it is possible to achieve both reduction in motor rotation unevenness, vibration, and generation of abnormal noise, and rectification is performed by both brushes 15 having the same polarity, so that the brush 15 is connected to the commutator 24 (segment 24a). Sliding when in contact, the contact resistance of the windings being short-circuited by the brush 15 is increased, it is possible to provide a rotary electric machine can be reduced commutation sparks.

なお、本発明の実施の形態1に係る回転電機においては、第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の下層巻線25の他端は第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS14)に結線され、前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の上層巻線27の他端は前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS3)に結線される場合について示したが、この場合に限らず、上層巻線と下層巻線の巻線方法を逆にした場合であってもよく、図12に示すように、第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の下層巻線25の他端が前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS3)に結線され、前記第1の同一相のスロット群22c(スロットコアS1〜S5)の上層巻線27の他端が前記第2の同一相のスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS14)に結線されるようにしてもよい。この場合、上層巻線27、28の渡り線27c、28cの長さを短縮でき、モータ全体の抵抗が低減するとともに、ブラシ15の接触するタイミングにズレが生じた場合でも、180度対向するスロットコア22aは均等に励磁されることから、モータの高出力化と、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合の、モータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、同極の両ブラシ15によって整流が行われるので、ブラシ15が整流子24(セグメント24a)に摺接したときに、ブラシ15により短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなり、整流火花の低減を図ることができる回転電機を提供することができる。   In the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, the other end of the lower layer winding 25 of the first same-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) is the second same-phase slot group 22c. (Slot cores S12 to S16) are connected to the segment 24a (segment S14) on the side where each layer winding is wound, and the upper layer winding 27 of the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) The other end of the first wire is connected to the segment 24a (segment S3) on which the layer windings of the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) are wound. However, the winding method of the upper layer winding and the lower layer winding may be reversed. As shown in FIG. 12, the first group of slots 22c (slot cores S1 to S5) of the same phase may be used. Lower layer winding 25 The other end of the first in-phase slot group 22c (slot cores S1 to S5) is connected to a segment 24a (segment S3) on which each layer winding is wound, and the first in-phase slot group The other end of the upper layer winding 27 of 22c (slot cores S1 to S5) is the segment 24a (segment S14) on which the respective layer windings of the slot group 22c (slot cores S12 to S16) of the second same phase are wound. ) May be connected. In this case, the lengths of the connecting wires 27c and 28c of the upper layer windings 27 and 28 can be shortened, the resistance of the entire motor is reduced, and even when the timing at which the brush 15 contacts is displaced, the slots facing each other by 180 degrees. Since the core 22a is evenly excited, it is possible to achieve both high motor output and reduced generation of uneven motor rotation, vibration, and abnormal noise when the timing of contact with the brush 15 shifts. Since the rectification is performed by both brushes 15 of the same polarity, when the brush 15 is in sliding contact with the commutator 24 (segment 24a), the contact resistance of the winding short-circuited by the brush 15 increases. A rotating electrical machine capable of reducing the rectifying spark can be provided.

また、本発明の実施の形態1によれば、同一スロット群22cに巻装される上層巻線、下層巻線に関して、例えば、スロット群22c(スロットコアS1〜S5)に巻装される上層巻線27はショートα巻であって、前記上層巻線27の一端と他端はそれぞれ前記上層巻線27が巻装される側の対応するセグメント24a(セグメントS2、S3)に対して結線されるとともに、前記スロット群22c(スロットコアS1〜S5)に巻装される下層巻線25はセミロングα巻であって、前記下層巻線25の一端は前記下層巻線25が巻装される側の対応するセグメント24a(セグメントS2)に対して結線され、前記下層巻線25の他端は前記下層巻線25が巻装されるスロット群22c(スロットコアS1〜S5)と同一相となるスロット群22c(スロットコアS1〜S5とスロットコアS12〜S16)であって、前記下層巻線25が巻装されるスロット群22c(スロットコアS1〜S5)とは異なるスロット群22c(スロットコアS12〜S16)の下層巻線26が巻装される側の対応するセグメント24a(セグメントS14)に対して結線されるようにしたので、各スロットコア22aに1層目の巻線として、下層巻線がショートα巻にて巻装される従来の場合に比べて、下層巻線に対するデッドスペース(具体的には、シャフト21と渡り線25a、26aとの間に形成されるデッドスペース)を低減することができる。それゆえ、各スロットコア22aに2層目の巻線としての上層巻線の占積率を向上することができる。したがって、電機子20の巻装における占積を向上することができる。   Further, according to the first embodiment of the present invention, for the upper layer winding and the lower layer winding wound around the same slot group 22c, for example, the upper layer winding wound around the slot group 22c (slot cores S1 to S5). The wire 27 is a short α winding, and one end and the other end of the upper layer winding 27 are respectively connected to corresponding segments 24a (segments S2 and S3) on the side where the upper layer winding 27 is wound. The lower layer winding 25 wound around the slot group 22c (slot cores S1 to S5) is a semi-long α winding, and one end of the lower layer winding 25 is on the side where the lower layer winding 25 is wound. A slot connected to a corresponding segment 24a (segment S2), the other end of the lower layer winding 25 having the same phase as the slot group 22c (slot cores S1 to S5) around which the lower layer winding 25 is wound. Group 22c (slot cores S1 to S5 and slot cores S12 to S16) that is different from the slot group 22c (slot cores S1 to S5) around which the lower layer winding 25 is wound. Since the lower layer winding 26 of S16) is connected to the corresponding segment 24a (segment S14) on which the lower layer winding 26 is wound, the lower layer winding is provided as the first layer winding in each slot core 22a. Reduce dead space (specifically, dead space formed between the shaft 21 and the connecting wires 25a and 26a) compared to the conventional case of winding with a short α winding. Can do. Therefore, the space factor of the upper layer winding as the second layer winding in each slot core 22a can be improved. Therefore, the space in the winding of the armature 20 can be improved.

また、本発明の実施の形態1に係る回転電機においては、各ブラシ15a〜15dの摺接位置に関して、例えば、図5に示すように、各ブラシ15a〜15dの周方向の幅が各セグメント24aの周方向の幅と同程度の場合について示したが、この場合に限らず、例えば、図13に示すように、各ブラシ15a〜15dの周方向の幅が各セグメント24aの周方向の幅の2倍程度であってもよいし、それ以上であってもよい。このような場合であっても、陽極側ブラシ15aは隣接する3つのセグメント24a(図13では、セグメントS2、S3およびS4)に摺接することから、下層巻線25、26および上層巻線27、28は図5の場合と同様、すべて短絡され、通電されず、また、下層巻線25’、26’および上層巻線27’、28’もすべて短絡され、通電されない。従って、図5の場合と同様、電機子巻線23に電流が流れたことで発生する電機子20の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。図6〜図8についても同様である。   Moreover, in the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention, as shown in FIG. 5, for example, as shown in FIG. 5, the width | variety of the circumferential direction of each brush 15a-15d has each segment 24a. However, the present invention is not limited to this case. For example, as shown in FIG. 13, the circumferential widths of the brushes 15a to 15d are equal to the circumferential widths of the segments 24a. It may be about twice or more. Even in such a case, since the anode brush 15a is in sliding contact with the adjacent three segments 24a (segments S2, S3 and S4 in FIG. 13), the lower layer windings 25 and 26 and the upper layer winding 27, As in the case of FIG. 5, all 28 are short-circuited and are not energized, and the lower layer windings 25 ′ and 26 ′ and the upper layer windings 27 ′ and 28 ′ are all short-circuited and are not energized. Accordingly, as in the case of FIG. 5, the balance of the excitation timing of the armature 20 generated by the current flowing through the armature winding 23 is not disturbed, thereby causing the rotation unevenness, vibration and abnormal noise of the motor. Absent. The same applies to FIGS.

実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る回転電機の一つであるブラシ付きモータは、上記実施の形態1に係る回転電機において、整流子に任意のセグメントとこのセグメントと180度対向するセグメントとを結線する均圧結線を有するものである。以下、本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータを図14、図15を用いて説明する。図14は、本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータの整流子44の断面図、図15は、本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータの電機子40の巻線図である。なお、本発明の実施の形態2に係るブラシ付きモータにおいて、図14に示した整流子44、図15に示した電機子40以外の構成は、図1に示すブラシ付きモータ1と同じであるので、その詳細説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
The brushed motor, which is one of the rotating electrical machines according to Embodiment 2 of the present invention, connects an arbitrary segment to the commutator and a segment facing this segment by 180 degrees in the rotating electrical machine according to Embodiment 1 described above. It has a uniform pressure connection. Hereinafter, a brushed motor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 is a cross-sectional view of the commutator 44 of the brushed motor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a winding diagram of the armature 40 of the brushed motor according to the second embodiment of the present invention. . In the brushed motor according to Embodiment 2 of the present invention, the configuration other than the commutator 44 shown in FIG. 14 and the armature 40 shown in FIG. 15 is the same as that of the brushed motor 1 shown in FIG. Therefore, detailed description thereof is omitted.

図14に示すように、整流子44は、任意のセグメント24a(図14では、セグメントS2)とこのセグメントS2と180度対向(相対向)するセグメント24a(図14では、セグメントS13)とを1対1で結線する均圧結線29を有している。また、図14において、図示しないが、均圧結線29は、他の対向した位置の2つのセグメント24a間にも同様に設けられており、均圧結線29の数は、整流子44全体ではセグメント24aの数の半数(図14では、11本)である。   As shown in FIG. 14, the commutator 44 includes an arbitrary segment 24 a (segment S <b> 2 in FIG. 14) and a segment 24 a (segment S <b> 13 in FIG. 14) that is opposed (opposite) 180 degrees to the segment S <b> 2. It has a pressure equalizing wire 29 that is connected in a pair. Further, in FIG. 14, although not shown, the pressure equalizing wires 29 are similarly provided between the two segments 24 a at other opposed positions, and the number of pressure equalizing wires 29 is the number of segments in the commutator 44 as a whole. It is half the number of 24a (11 in FIG. 14).

また、図15に示すように、均圧結線29は、同じ電圧を供給する2つの同極のブラシ15が接触する。つまり、均圧結線29は、同じ電圧を供給する複数のブラシが同時に接触する複数のセグメントを互いに接続する。それゆえ、図15に示すように、同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)がそれぞれ同一相のセグメント24aに接触するときであって、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合であって、セグメントS2のOFFが進んでいる場合、すなわち、セグメントS2が、セグメントS13より先に同極のブラシ15(陽極側ブラシ15a、15c)に接触するときや陽極側ブラシ15a、15cのうち、一方の接触が不良となった場合であっても、均圧結線29により、セグメントS2とこれに相対向するセグメントS13が接続されていることから、下層巻線25、26および上層巻線27、28はすべて短絡され、通電されない。従って、電機子巻線23に電流が流れたことで発生する電機子40の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   Further, as shown in FIG. 15, two equal-polarity brushes 15 that supply the same voltage are in contact with the pressure equalizing wire 29. That is, the pressure equalizing wire 29 connects a plurality of segments, which are simultaneously in contact with a plurality of brushes that supply the same voltage. Therefore, as shown in FIG. 15, when the brushes 15 with the same polarity (anode-side brushes 15 a and 15 c) are in contact with the same-phase segment 24 a, and the timing at which the brush 15 contacts is shifted. When the segment S2 is being turned off, that is, when the segment S2 comes into contact with the same-polarity brush 15 (anode side brushes 15a, 15c) before the segment S13, or the anode side brushes 15a, 15c Even when one of the contacts is defective, the segment S2 and the segment S13 opposite to each other are connected by the pressure equalizing wire 29, so that the lower layer windings 25 and 26 and the upper layer windings are connected. 27 and 28 are all short-circuited and are not energized. Therefore, the balance of the excitation timing of the armature 40 generated by the current flowing through the armature winding 23 is not lost, and thus, rotation unevenness, vibration and abnormal noise of the motor do not occur.

以上のように、本発明の実施の形態2に係る回転電機は、上記実施の形態1に係る回転電機において、任意のセグメントとこのセグメントと180度対向するセグメントとを結線する均圧結線を有する構成としたので、上記実施の形態1に記載の効果に加え、ブラシ15の接触するタイミングのズレが生じた場合や同極のブラシ15のうち、一方の接触が不良となった場合であっても、電機子巻線23に電流が流れたことで発生する電機子40の励磁タイミングのバランスが崩されることがないことから、さらなる磁気アンバランスの抑制効果を奏することができ、電機子40が振れることなく、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を抑制することができる。   As described above, the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention has a pressure equalization connection that connects an arbitrary segment and a segment that faces this segment by 180 degrees in the rotating electrical machine according to the first embodiment. Since it is configured, in addition to the effects described in the first embodiment, there is a case where a deviation of the timing of contact of the brush 15 occurs or a case where one of the same-polarity brushes 15 becomes defective. However, since the balance of the excitation timing of the armature 40 generated by the current flowing through the armature winding 23 is not disturbed, a further effect of suppressing the magnetic imbalance can be achieved. The occurrence of uneven rotation, vibration, and abnormal noise of the motor can be suppressed without shaking.

実施の形態3.
上記実施の形態1、2では、2組、4つのブラシを有するブラシ付きモータの場合について示した。これに対して、実施の形態3では、3組、6つのブラシを有するブラシ付きモータの場合について、図16〜図30を用いて説明する。図16は、本発明の実施の形態3に係る回転電機の一つであるブラシ付きモータ41の断面図、図17は、図16中の電機子60の断面図、図18は、図17中の電機子鉄心62の断面図、図19は、図17中の整流子64および整流子64に摺接されるブラシ55の断面図である。
Embodiment 3 FIG.
In the said Embodiment 1, 2, it showed about the case of the motor with a brush which has 2 sets and 4 brushes. On the other hand, in the third embodiment, the case of a motor with a brush having three sets and six brushes will be described with reference to FIGS. 16 is a cross-sectional view of a brushed motor 41 that is one of the rotating electrical machines according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 17 is a cross-sectional view of the armature 60 in FIG. 16, and FIG. FIG. 19 is a sectional view of the commutator 64 and the brush 55 that is in sliding contact with the commutator 64 in FIG.

図16に示すように、ブラシ付きモータ41は、有底筒形状のヨーク10と、ヨーク10の内周面に沿って周方向に等間隔で配置される複数(図16では6個)の永久磁石51と、永久磁石51を保持する磁石ホルダ12と、各永久磁石51の内周面と所定の空隙を介して配設される電機子60とを備える。電機子60はシャフト21に固定されており、ヨーク10に設けられたベアリングケース部10aに保持されるリアベアリング13およびハウジング14に設けられたベアリングケース部14aに保持されるフロントベアリング17によって、シャフト21は回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 16, the brushed motor 41 includes a bottomed cylindrical yoke 10 and a plurality (six in FIG. 16) of permanents arranged at equal intervals along the inner peripheral surface of the yoke 10. A magnet 51, a magnet holder 12 that holds the permanent magnet 51, and an armature 60 that is disposed via an inner peripheral surface of each permanent magnet 51 and a predetermined gap. The armature 60 is fixed to the shaft 21, and the shaft is driven by the rear bearing 13 held by the bearing case portion 10 a provided on the yoke 10 and the front bearing 17 held by the bearing case portion 14 a provided on the housing 14. 21 is rotatably supported.

また、図17に示すように、電機子60はシャフト21と、シャフト21に固定される電機子鉄心62と、電機子鉄心62に巻回される電機子巻線63と、シャフト21に固定され、電機子巻線63と接続される整流子64とを備える。電機子鉄心62は、図18に示すように、シャフト21を中心として放射状に延びる複数(図18では27個)のスロットコア62aを有している。そして、電機子巻線63は、スロットコア62a間のスロット62bに巻回され、スロット62bの数は、スロットコア62aと同数、すなわち、27個である。また、整流子64は、図19に示すように、その表面にスロットコア62aと同数(図19では27個)のセグメント64aが円周上に等角度間隔に設けられている。各セグメント64aはそれぞれフック64bを有し、該フック64bには電機子巻線63の始端(一端)または終端(他端)が結線されている。なお、図19では、セグメント64aを周方向に連続した番号であるセグメント番号「1」〜「27」として付して図示しており、上記実施の形態1の記載と同様、以下では、セグメント番号「n」のセグメント64aをセグメントSnと表記する。そして、図16に示すように、ブラシ55はスプリングブラシ16によって整流子64側に固定されることで、セグメント64aに摺接している。より詳細には、図19に示すように、3組、すなわち、6つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55eと、陰極側ブラシ55b、55d、55f)がセグメント64aに摺接している。隣接する両ブラシ55が互いに60度をなしていることから、互いに120度の間隔を有して配置される同極の両ブラシ55は、それぞれ120度ずれて位置する同一相のセグメント64aに摺接している。なお、同極のブラシ55は、図示しない電極プレートにより接続されている。   As shown in FIG. 17, the armature 60 is fixed to the shaft 21, the armature core 62 fixed to the shaft 21, the armature winding 63 wound around the armature core 62, and the shaft 21. And a commutator 64 connected to the armature winding 63. As shown in FIG. 18, the armature core 62 has a plurality of (27 in FIG. 18) slot cores 62 a extending radially around the shaft 21. The armature winding 63 is wound around the slot 62b between the slot cores 62a, and the number of the slots 62b is the same as the slot cores 62a, that is, 27. Further, as shown in FIG. 19, the commutator 64 has the same number of segments 64a as the slot cores 62a (27 in FIG. 19) on its surface. Each segment 64a has a hook 64b, and the start end (one end) or the end (the other end) of the armature winding 63 is connected to the hook 64b. In FIG. 19, the segments 64a are shown as segment numbers “1” to “27” that are consecutive numbers in the circumferential direction. Similarly to the description in the first embodiment, the segment numbers are described below. The segment “64” of “n” is denoted as segment Sn. As shown in FIG. 16, the brush 55 is fixed to the commutator 64 side by the spring brush 16, and is in sliding contact with the segment 64 a. More specifically, as shown in FIG. 19, three sets, that is, six brushes 55 (the anode side brushes 55a, 55c, and 55e and the cathode side brushes 55b, 55d, and 55f) are in sliding contact with the segment 64a. Since the adjacent brushes 55 are 60 degrees apart from each other, the same-polarity brushes 55 arranged with an interval of 120 degrees are slid onto the same-phase segment 64a located 120 degrees apart. It touches. The same polarity brush 55 is connected by an electrode plate (not shown).

次に、電機子鉄心62の各スロット62bに巻回される電機子巻線63について、図20を用いて説明する。図20は、電機子60の巻線図であり、図には、セグメントS3、S12、S21が同時ONした場合の各ブラシ51a〜51fの摺接位置が示されている。なお、図20では、図19と同様、セグメント64aにセグメント番号「1」〜「27」を付しているとともに、スロットコア62aを周方向に連続した番号であるスロットコア番号「1」〜「27」として付して図示しており、上記セグメント番号と同様、以下では、スロットコア番号「n」のスロットコア62aをスロットコアSnと表記する。電機子巻線63のスロット群62cへの巻装は、図20に示すように、120度、または240度ずれて位置する同一相のスロットコア62aに対してそれぞれ複数層(図20では、上中下3層)にて行われる。   Next, the armature winding 63 wound around each slot 62b of the armature core 62 will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a winding diagram of the armature 60, and shows the sliding contact positions of the brushes 51a to 51f when the segments S3, S12, and S21 are simultaneously turned on. 20, similarly to FIG. 19, segment numbers “1” to “27” are attached to the segment 64a, and the slot core numbers “1” to “1”, which are numbers consecutive in the circumferential direction of the slot core 62a. The slot core 62a having the slot core number “n” is hereinafter referred to as a slot core Sn. As shown in FIG. 20, the armature winding 63 is wound around the slot group 62c in a plurality of layers with respect to the slot cores 62a of the same phase positioned at 120 degrees or 240 degrees (in FIG. (Middle and lower three layers).

詳述すると、図20に示すように、まず各スロットコア62aに巻線層の1層目である下層巻線65〜67をセミロングα巻にてそれぞれ所定巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、下層巻線65の一端(始端)を、同下層巻線65が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS2)に結線し、渡り線65aを介して、セグメントS2に対応するスロット群62c(図20では、スロットコアS1〜S4)に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、渡り線65bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS2に対応するスロット群62cと同一相の(120度ずれて位置する)スロット群22c(図20では、スロットコアS10〜S13)の下層巻線66が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS11)に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS12)に下層巻線65の他端(終端)を結線する。   More specifically, as shown in FIG. 20, first, lower windings 65 to 67, which are the first layer of the winding layer, are wound around each slot core 62a with a semi-long α winding at a predetermined number of turns (for example, 10 turns). To do. At this time, one end (starting end) of the lower layer winding 65 is connected to the segment 64a (segment S2 in FIG. 20) on which the lower layer winding 65 is wound, and is connected to the segment S2 via the crossover 65a. After winding the corresponding slot group 62c (slot cores S1 to S4 in FIG. 20) with a predetermined number of turns (for example, 10 turns), and tangling the vicinity of the shaft 21 via the connecting wire 65b, The segment 64a (on the side where the lower layer winding 66 of the slot group 22c (slot cores S10 to S13 in FIG. 20) of the same phase as that of the slot group 62c corresponding to the segment S2 is wound (in FIG. 20, the slot cores S10 to S13) is wound. In FIG. 20, the other end (termination) of the lower layer winding 65 is connected to the segment 64a (segment S12 in FIG. 20) adjacent to the segment S11).

そして、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに対して同様に下層巻線を巻装していく。やがて、セグメントS2と120度ずれて位置するセグメント64a(図20では、セグメントS11)が巡ってくると、下層巻線66の一端(始端)をセグメントS11に結線し、渡り線66aを介して、セグメントS11に対応するスロット群62c(図20では、スロットコアS10〜S13)に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、渡り線66bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS11に対応するスロット群62cと同一相の(120度ずれて位置する)スロット群62c(図20では、スロットコアS19〜S22)の下層巻線67が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS20)に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS21)に下層巻線66の他端(終端)を結線する。引き続き、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに対して同様に下層巻線を巻装していくと、セグメントS2と240度ずれて位置するセグメント64a(図20では、セグメント20)が巡ってくるが、このときも同様にして、下層巻線67の一端(始端)をセグメントS20に結線し、下層巻線67の他端(終端)をセグメントS3に結線する。   Then, the lower layer winding is wound around each slot core 62a in order while rotating the shaft 21. Eventually, when the segment 64a (segment S11 in FIG. 20) located 120 degrees apart from the segment S2 comes around, one end (starting end) of the lower layer winding 66 is connected to the segment S11, and via the crossover 66a, The slot group 62c corresponding to the segment S11 (slot cores S10 to S13 in FIG. 20) is wound with a predetermined number of turns (for example, 10 turns), and then tangled around the shaft 21 via the connecting wire 66b. After that, the slot group 62c (slot cores S19 to S22 in FIG. 20) in the same phase as the slot group 62c corresponding to the segment S11 (slot cores S19 to S22 in FIG. 20) To segment 64a (segment S21 in FIG. 20) adjacent to segment 64a (segment S20 in FIG. 20) To connect the other end (end) of the layer winding 66. Subsequently, when the lower layer winding is similarly wound around each slot core 62a in order while rotating the shaft 21, the segment 64a (segment 20 in FIG. 20) located 240 degrees away from the segment S2 circulates. Similarly, at this time, one end (starting end) of the lower layer winding 67 is connected to the segment S20 and the other end (termination) of the lower layer winding 67 is connected to the segment S3.

上記順番でシャフト21を一周して全てのスロットコア62aに下層巻線を巻装させたら、次に、前記下層巻線65〜67等を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア62aに巻線層としての中層(2層目)の巻線(以下、中層巻線という)68〜70をセミロングα巻にてそれぞれ前記下層巻線65〜67と同数の巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、中層巻線68の一端(始端)を、同中層巻線68が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS2)に結線し、渡り線68aを解して、セグメントS2に対応するスロット群62c(前記下層巻線65が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線68bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS2に対応するスロット群62cと同一相の(240度ずれて位置する)スロット群62c(図20では、スロットコアS19〜S21)の中層巻線70が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS20)に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS21)に中層巻線68の他端(終端)を結線する。   Once the shaft 21 is made a round in the order described above and the lower layer windings are wound on all the slot cores 62a, the slot cores 62a are then wound in the same order as the order in which the lower layer windings 65 to 67 are wound. The middle layer (second layer) windings 68 to 70 as winding layers (hereinafter referred to as middle layer windings) 68 to 70 are semi-long α windings with the same number of turns as the lower layer windings 65 to 67 (for example, 10 turns). Wrap it. At this time, one end (starting end) of the middle layer winding 68 is connected to the segment 64a (segment S2 in FIG. 20) on the side where the middle layer winding 68 is wound, and the connecting wire 68a is disconnected to obtain the segment S2. Is wound around the slot group 62c (the slot group in which the lower layer winding 65 is wound), and is entangled around the shaft 21 via the connecting wire 68b, and then the segment S2. A segment 64a (in FIG. 20) on the side where the middle layer winding 70 of the slot group 62c (in FIG. 20, the slot cores S19 to S21) of the same phase as that of the corresponding slot group 62c is wound (slot cores S19 to S21 in FIG. 20) is wound. The other end (termination) of the middle layer winding 68 is connected to the segment 64a (segment S21 in FIG. 20) adjacent to the segment S20).

そして、下層巻線を巻装する場合と同様に、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに中層巻線を巻装していく。やがて、セグメントS2と120度ずれて位置するセグメント24a(図20では、セグメントS11)が巡ってくると、中層巻線69の一端(始端)をセグメントS11に結線し、渡り線69aを介して、セグメントS11に対応するスロット群62c(前記下層巻線66が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線69bを介して、シャフト21付近を絡み付けながら経由してから、前記セグメントS11に対応するスロット群62cと同一相の(240度ずれて位置する)スロット群62c(図20では、スロットコアS1〜S4)の中層巻線68が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS2)に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS3)に中層巻線69の他端(終端)を結線する。引き続き、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに対して同様に中層巻線を巻装していくと、セグメントS2と240度ずれて位置するセグメント64a(図20では、セグメント20)が巡ってくるが、このときも同様にして、中層巻線70の一端(始端)をセグメントS20に結線し、中層巻線70の他端(終端)をセグメントS12に結線する。   Then, as in the case of winding the lower layer winding, the middle layer winding is sequentially wound around each slot core 62a while rotating the shaft 21. Eventually, when the segment 24a (segment S11 in FIG. 20) located 120 degrees apart from the segment S2 comes around, one end (starting end) of the middle layer winding 69 is connected to the segment S11, and via the crossover wire 69a, After being wound around the slot group 62c corresponding to the segment S11 (the slot group around which the lower layer winding 66 is wound), and tangling the vicinity of the shaft 21 via the connecting wire 69b, the segment The segment 64a (FIG. 20) on the side where the middle layer winding 68 of the slot group 62c (in FIG. 20, the slot cores S1 to S4 in FIG. 20) is wound in the same phase as the slot group 62c corresponding to S11. Then, the other end (termination) of the middle layer winding 69 is connected to the segment 64a (segment S3 in FIG. 20) adjacent to the segment S2). Subsequently, when the middle layer winding is similarly wound around each slot core 62a sequentially while rotating the shaft 21, the segment 64a (segment 20 in FIG. 20) located 240 degrees away from the segment S2 rotates. Similarly, at this time, one end (starting end) of the middle layer winding 70 is connected to the segment S20, and the other end (termination) of the middle layer winding 70 is connected to the segment S12.

上記順番でシャフト21を一周して全てのスロットコア62aに中層巻線を巻装させたら、最後に、前記下層巻線65〜67、中層巻線68〜70等を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア62aに巻線層の3層目である下層巻線71〜73をショートα巻にてそれぞれ前記下層巻線65〜67、中層巻線68〜70と同数の巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、上層巻線71の一端(始端)を、同上層巻線71が巻装される側のセグメント64a(図20では、セグメントS2)に結線し、渡り線71aを解して、セグメントS2に対応するスロット群62c(前記下層巻線65、中層巻線68が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線71bを介して、セグメントS2に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS3)に結線する。   After the shaft 21 is made a round in the above order and the middle layer windings are wound around all the slot cores 62a, finally, the lower layer windings 65 to 67, the middle layer windings 68 to 70 and the like are wound in the same order. In turn, the lower layer windings 71 to 73, which are the third layer of the winding layer, are wound on each slot core 62a by a short α winding in the same number as the lower layer windings 65 to 67 and the middle layer windings 68 to 70 (for example, 10). Wound in turn). At this time, one end (starting end) of the upper layer winding 71 is connected to the segment 64a (segment S2 in FIG. 20) on which the upper layer winding 71 is wound, the connecting wire 71a is disconnected, and the segment S2 Is wound around the slot group 62c (slot group in which the lower layer winding 65 and the middle layer winding 68 are wound), and then the segment 64a (in FIG. 20) adjacent to the segment S2 via the crossover wire 71b. , Segment S3).

そして、下層巻線、中層巻線を巻装する場合と同様に、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに上層巻線を巻装していく。やがて、セグメントS2と120度ずれて位置するセグメント64a(図20では、セグメントS11)が巡ってくると、上層巻線72の一端(始端)をセグメントS11に結線し、渡り線72aを介して、セグメントS11に対応するスロット群62c(前記下層巻線66、中層巻線69が巻装されたスロット群)に巻装させてから、渡り線72bを介して、セグメントS11に隣接するセグメント64a(図20では、セグメントS12)に結線する。引き続き、シャフト21を回転させながら順次各スロットコア62aに対して同様に上層巻線を巻装していくと、セグメントS2と240度ずれて位置するセグメント64a(図20では、セグメント20)が巡ってくるが、このときも同様にして、上層巻線73の一端(始端)をセグメントS20に結線し、上層巻線73の他端(終端)をセグメントS21に結線する。   Then, as in the case of winding the lower layer winding and the middle layer winding, the upper layer winding is wound around each slot core 62a sequentially while rotating the shaft 21. Eventually, when the segment 64a (segment S11 in FIG. 20) located 120 degrees apart from the segment S2 comes around, one end (starting end) of the upper layer winding 72 is connected to the segment S11, and via the crossover 72a, After being wound around the slot group 62c corresponding to the segment S11 (the slot group around which the lower layer winding 66 and the middle layer winding 69 are wound), the segment 64a adjacent to the segment S11 via the connecting wire 72b (see FIG. In 20, a connection is made to segment S12). Subsequently, when the upper layer winding is wound around the slot cores 62a in the same manner while rotating the shaft 21, the segment 64a (segment 20 in FIG. 20) located 240 degrees away from the segment S2 circulates. Similarly, at this time, one end (starting end) of the upper layer winding 73 is connected to the segment S20 and the other end (termination) of the upper layer winding 73 is connected to the segment S21.

上記順番でシャフト21を一周して全てのスロットコア62aに上層巻線を巻装させたら、電機子鉄心62への電機子巻線63の巻装が完了する。ここで、上記手順により、電機子鉄心62の各スロットコア62aに巻装された電機子巻線63の各上層巻線、中層巻線および下層巻線の巻数は同じ巻数にて巻装している。すなわち、同一相となるセグメント64a(例えば、セグメントS2、S3、S11、S12、S20、S21)に下層巻線65〜67、中層巻線68〜70、上層巻線71〜73を均等に振り分けて巻装させるようにしている。また、前記電機子巻線63のうち、上層巻線71〜73は、ショートα巻にて巻装されていることから、上層巻線71〜73の渡り線71a、71b、72a、72b、73a、73bの長さは、従来と同様である。これに対して、中層巻線68〜70、下層巻線65〜67は、セミロングα巻にて巻装されており、中層巻線、下層巻線がロングα巻である従来の場合に比べて、中層巻線68〜70、下層巻線65〜67の渡り線65a、66a、67a、68a、69a、70aのセグメント64aへの接続を上層巻線71〜73の渡り線71a、71b、72a、72b、73a、73bのセグメント64aへの接続と同様の接続としたことにより、渡り線65a、66a、67a、68a、69a、70aの長さを短縮できることから、モータ全体の抵抗が低減し、モータの高出力化を図ることができる。また、電機子鉄心62への電機子巻線63の巻回時間が短縮されることから、生産性が向上する。   When the upper layer winding is wound around all the slot cores 62a by making one round of the shaft 21 in the above order, the winding of the armature winding 63 around the armature core 62 is completed. Here, according to the above procedure, the upper layer winding, the middle layer winding, and the lower layer winding of the armature winding 63 wound around each slot core 62a of the armature core 62 are wound with the same number of turns. Yes. That is, the lower layer windings 65 to 67, the middle layer windings 68 to 70, and the upper layer windings 71 to 73 are equally distributed to the segments 64a (for example, the segments S2, S3, S11, S12, S20, and S21) in the same phase. I try to wind it. Further, among the armature windings 63, the upper layer windings 71 to 73 are wound with a short α winding, and therefore the connecting wires 71a, 71b, 72a, 72b, 73a of the upper layer windings 71 to 73 are wound. , 73b are the same as the conventional ones. On the other hand, the middle layer windings 68 to 70 and the lower layer windings 65 to 67 are wound with semi-long α windings, compared to the conventional case where the middle layer windings and the lower layer windings are long α windings. , Connecting the connecting wires 65a, 66a, 67a, 68a, 69a, 70a of the middle layer windings 68-70 and the lower layer windings 65-67 to the segment 64a, connecting the connecting wires 71a, 71b, 72a of the upper layer windings 71-73, Since the connection lines 72b, 73a, and 73b are connected to the segment 64a, the lengths of the jumpers 65a, 66a, 67a, 68a, 69a, and 70a can be shortened. Output can be increased. Moreover, since the winding time of the armature winding 63 around the armature core 62 is shortened, productivity is improved.

また、図20に示すように、同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)がそれぞれ同一相のセグメント64aに接触するときであって、セグメントS3、S12、S21が同時ONした場合、陽極側ブラシ55aは隣接する両セグメント64a(図20では、セグメントS2、S3)に摺接し、陽極側ブラシ55cは隣接する両セグメント64a(図20では、セグメントS11、S12)に摺接し、陽極側ブラシ55eは隣接する両セグメント64a(図20では、セグメントS20、S21)に摺接していることから、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73はすべて短絡され、通電されない。従って、電機子巻線63に電流が流れたことで発生する電機子60の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   In addition, as shown in FIG. 20, when the same polarity brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e) is in contact with the segment 64a of the same phase and the segments S3, S12, S21 are simultaneously turned on. The anode brush 55a is in sliding contact with both adjacent segments 64a (segments S2 and S3 in FIG. 20), and the anode brush 55c is in sliding contact with both adjacent segments 64a (segments S11 and S12 in FIG. 20). Since the side brush 55e is in sliding contact with both adjacent segments 64a (segments S20 and S21 in FIG. 20), the lower layer windings 65 to 67, the middle layer windings 68 to 70, and the upper layer windings 71 to 73 are all short-circuited. Is not energized. Therefore, the balance of the excitation timing of the armature 60 that is generated when a current flows through the armature winding 63 is not lost, and thus, rotation unevenness, vibration, and abnormal noise of the motor do not occur.

次に、上記のように構成した電機子60において、同極のブラシ55がそれぞれ同一相のセグメント64aに接触した場合であって、セグメントS2、S11、S20が同時OFFの場合の電機子60の巻線図を図21に、ブラシの接触するタイミングにズレが生じる場合であって、例えば、セグメントS21のONが遅れている場合、セグメントS12のONが遅れている場合およびセグメントS3のONが遅れている場合の電機子60の巻線図をそれぞれ図22〜図24に示す。   Next, in the armature 60 configured as described above, the same-polarity brush 55 is in contact with the segment 64a of the same phase, and when the segments S2, S11, and S20 are simultaneously OFF, The winding diagram is shown in FIG. 21, where there is a deviation in the timing of contact of the brush. For example, when the segment S21 is delayed, the segment S12 is delayed, and the segment S3 is delayed. FIG. 22 to FIG. 24 show winding diagrams of the armature 60 in the case of the above.

図21に示すように、同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)がそれぞれ同一相のセグメント64aに接触するときであって、セグメントS2、S11、S20が同時OFFした場合、陽極側ブラシ55aはセグメントS3に、陽極側ブラシ55cはセグメントS12に、陽極側ブラシ55eはセグメントS21にそれぞれ摺接しており、下層巻線67の渡り線67bはセグメントS3に結線され、下層巻線67の渡り線67a、中層巻線70の渡り線70aおよび上層巻線73の渡り線73aはともにセグメントS20に結線されるとともに、中層巻線70の渡り線70bはセグメントS12に結線され、上層巻線73の渡り線73bはセグメントS21に結線されていることから、下層巻線67、中層巻線70および上層巻線73はともに通電される。同様に、下層巻線66の渡り線66bはセグメントS21に結線されており、渡り線69aと渡り線72aが接続され、中層巻線69の渡り線69bはセグメントS3に結線され、上層巻線72の渡り線72bはセグメントS12に結線されていることから、下層巻線66、中層巻線69および上層巻線72はともに通電される。さらに、下層巻線65の渡り線65bはセグメントS12に結線されており、渡り線68aと渡り線71aが接続され、中層巻線68の渡り線68bはセグメントS21に結線され、上層巻線71の渡り線71bはセグメントS3に結線されていることから、下層巻線65、中層巻線68および上層巻線71はともに通電される。従って、電機子巻線63に電流が流れたことで発生する電機子60の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   As shown in FIG. 21, when the same-polarity brush 55 (anode-side brushes 55a, 55c, and 55e) is in contact with the same-phase segment 64a and the segments S2, S11, and S20 are simultaneously turned off, The side brush 55a is in sliding contact with the segment S3, the anode brush 55c is in sliding contact with the segment S12, and the anode brush 55e is in sliding contact with the segment S21. The crossover 67b of the lower layer winding 67 is connected to the segment S3. The connecting wire 67a, the connecting wire 70a of the middle layer winding 70, and the connecting wire 73a of the upper layer winding 73 are all connected to the segment S20, and the connecting wire 70b of the intermediate layer winding 70 is connected to the segment S12. Since the connecting wire 73b of 73 is connected to the segment S21, the lower layer winding 67, the middle layer winding 70, and Layer winding 73 are both energized. Similarly, the connecting wire 66b of the lower layer winding 66 is connected to the segment S21, the connecting wire 69a and the connecting wire 72a are connected, the connecting wire 69b of the middle layer winding 69 is connected to the segment S3, and the upper layer winding 72 is connected. Since the connecting wire 72b is connected to the segment S12, the lower layer winding 66, the middle layer winding 69 and the upper layer winding 72 are all energized. Further, the connecting wire 65b of the lower layer winding 65 is connected to the segment S12, the connecting wire 68a and the connecting wire 71a are connected, and the connecting wire 68b of the middle layer winding 68 is connected to the segment S21. Since the connecting wire 71b is connected to the segment S3, the lower layer winding 65, the middle layer winding 68, and the upper layer winding 71 are all energized. Therefore, the balance of the excitation timing of the armature 60 that is generated when a current flows through the armature winding 63 is not lost, and thus, rotation unevenness, vibration, and abnormal noise of the motor do not occur.

また、図22に示すように、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合であって、セグメントS21のONが遅れた場合、すなわち、セグメントS3、S12が、セグメントS21より先に同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に接触するときは、セグメントS21はブラシ55eに摺接しないので、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73のうち、巻線の一端が結線されるセグメント64aが同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に摺接し、巻線の他端がセグメントS21に結線された下層巻線66、同下層巻線66と120度ずれて位置し巻数が同じ上層巻線73、および同下層巻線66と240度ずれて位置し巻数が同じ中層巻線68が通電される。従って、ブラシ55の接触するタイミングにズレが生じた場合の一例として、図22に示すような場合でも、120度、または240度ずれて位置する同一相のスロットコア62aは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシ55のセグメント64aに接触するタイミングのズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減することができる。   Further, as shown in FIG. 22, when the timing of contact of the brush 55 is shifted and the ON of the segment S21 is delayed, that is, the segments S3 and S12 have the same polarity before the segment S21. When contacting the brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e), the segment S21 does not slide on the brush 55e, so the lower layer windings 65-67, the middle layer windings 68-70, and the upper layer windings 71-73. Among them, the segment 64a to which one end of the winding is connected is in sliding contact with the brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e) having the same polarity, and the lower layer winding 66 having the other end connected to the segment S21. The upper winding 73 having the same number of turns as the lower winding 66 is deviated by 120 degrees and the middle winding 68 having the same number of turns and being deviated by 240 degrees from the lower winding 66 are energized. Therefore, as an example of the case where a deviation occurs in the contact timing of the brush 55, even in the case shown in FIG. 22, the slot cores 62a of the same phase positioned 120 degrees or 240 degrees apart are equally excited. become. As a result, the excitation imbalance due to the deviation of the timing of contact with the segment 64a of the brush 55 can be suppressed, and the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise can be reduced.

次に、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合の別の例として、図23に示すように、セグメントS12のONが遅れた場合、すなわち、セグメントS3、S21が、セグメントS12より先に同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に接触するときは、セグメントS12はブラシ55cに摺接しないので、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73のうち、巻線の一端が結線されるセグメント64aが同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に摺接し、巻線の他端がセグメントS12に結線された下層巻線65、同下層巻線65と120度ずれて位置し巻数が同じ上層巻線72、および同下層巻線65と240度ずれて位置し巻数が同じ中層巻線70が通電される。従って、ブラシ55の接触するタイミングにズレが生じた場合の一例として、図23に示すような場合でも、同一相のスロットコア62aは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシ55のセグメント64aに接触するタイミングのズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減することができる。   Next, as another example when the timing of contact of the brush 55 occurs, as shown in FIG. 23, when the ON of the segment S12 is delayed, that is, the segments S3 and S21 are ahead of the segment S12. When contacting the same polarity brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e), the segment S12 does not slide in contact with the brush 55c, so the lower layer windings 65-67, the middle layer windings 68-70 and the upper layer winding 71. -73, the segment 64a to which one end of the winding is connected is in sliding contact with the brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e) of the same polarity and the other end of the winding is connected to the segment S12. 65, the upper layer winding 72 positioned 120 degrees apart from the lower layer winding 65 and the same number of turns and the middle layer winding 70 positioned 240 degrees different from the lower layer winding 65 and the same number of turns are energized. That. Therefore, as an example of a case where a deviation occurs in the timing of contact of the brush 55, even in the case shown in FIG. 23, the slot cores 62a of the same phase are evenly excited. As a result, the excitation imbalance due to the deviation of the timing of contact with the segment 64a of the brush 55 can be suppressed, and the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise can be reduced.

次に、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合のさらに別の例として、図24に示すように、セグメントS3のONが遅れた場合、すなわち、セグメントS12、S21が、セグメントS3より先に同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に接触するときは、セグメントS3はブラシ55aに摺接しないので、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73のうち、巻線の一端が結線されるセグメント64aが同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に摺接し、巻線の他端がセグメントS3に結線された下層巻線67、同下層巻線67と120度ずれて位置し巻数が同じ上層巻線71、および同下層巻線67と240度ずれて位置し巻数が同じ中層巻線69が通電される。従って、ブラシ55の接触するタイミングにズレが生じた場合の一例として、図24に示すような場合でも、同一相のスロットコア62aは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシ55のセグメント64aに接触するタイミングのズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を低減することができる。   Next, as another example when the timing of contact of the brush 55 occurs, as shown in FIG. 24, when the ON of the segment S3 is delayed, that is, the segments S12 and S21 are ahead of the segment S3. Since the segment S3 does not slidably contact the brush 55a when contacting the same polarity brush 55 (anode side brush 55a, 55c, 55e), the lower layer windings 65-67, the middle layer windings 68-70, and the upper layer windings 71-73, the segment 64a to which one end of the winding is connected is in sliding contact with the brush 55 of the same polarity (anode side brush 55a, 55c, 55e), and the other end of the winding is connected to the segment S3. The wire 67, the upper layer winding 71 located 120 degrees apart from the lower layer winding 67 and the same number of turns, and the middle layer winding 69 located 240 degrees away from the lower layer winding 67 and the same number of turns are energized. That. Therefore, as an example of the case where a deviation occurs in the timing of contact of the brush 55, even in the case shown in FIG. 24, the slot cores 62a of the same phase are evenly excited. As a result, the excitation imbalance due to the deviation of the timing of contact with the segment 64a of the brush 55 can be suppressed, and the occurrence of motor rotation unevenness, vibration and abnormal noise can be reduced.

続いて、電機子巻線63を電機子鉄心62の各スロット62bに巻回した電機子60において、図20に示すように、3組、6つのブラシ55が整流子64(セグメント64a)に摺接したときの電気回路図を図25に示す。ここで、図25(a)〜図25(c)は、それぞれ下層巻線、中層巻線、上層巻線の電気回路図を示している。また、図25中の電気回路図において、短絡されている巻線を示したものを図26に示す。さらに、比較のため、従来の3層巻線の電機子において、短絡されている巻線を示したものを図27に示す。   Subsequently, in the armature 60 in which the armature winding 63 is wound around each slot 62b of the armature core 62, as shown in FIG. 20, three sets of six brushes 55 are slid onto the commutator 64 (segment 64a). FIG. 25 shows an electrical circuit diagram when contacted. Here, FIG. 25A to FIG. 25C show electric circuit diagrams of the lower layer winding, the middle layer winding, and the upper layer winding, respectively. FIG. 26 shows the windings that are short-circuited in the electrical circuit diagram of FIG. For comparison, FIG. 27 shows a short-circuited winding in a conventional three-layer winding armature.

図25(a)から、上記した下層巻線のうち、下層巻線65〜67は、それぞれセグメントS2、S12間、セグメントS11、S21間、セグメントS20、S3間に結線され、同極の3つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55cおよび55e)により短絡されている。また、図25(b)から、上記した中層巻線のうち、中層巻線68〜70は、それぞれセグメントS2、S21間、セグメントS11、S3間、セグメントS20、S12間に結線され、同極の3つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55cおよび55e)により短絡されている。これに対して、図25(c)から、上記した上層巻線のうち、上層巻線71〜73は、従来と同様、それぞれセグメントS2、S3間、セグメントS11、S12間、セグメントS20、S21間に結線され、1つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55cまたは55e)により短絡されている。そして、これらの9つの短絡されている巻線(下層巻線65〜67、中層巻線68〜70、上層巻線71〜73)を示した図26と、従来の電機子において、同様に短絡されている巻線(下層巻線165〜167、中層巻線168〜170、上層巻線171〜173)を示した図27を比較すると、図26に示した9つの短絡されている巻線のうち、上層巻線71〜73は、従来と同様、それぞれ隣接する両セグメント64a(セグメントS2、S3とセグメントS11、S12とセグメントS20、S21)間に結線され、同極の1つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55cまたは55e)により短絡されている。これに対して、下層巻線65は、その始端(一端)を前記下層巻線65および上層巻線71が巻装されるスロットコア62aに対応するセグメント64a(図26では、セグメントS2)に結線し、その終端(他端)をセグメントS2と120度ずれて位置するセグメント64a(図26では、セグメントS11)に隣接するセグメント64a(図26では、S12)に結線するようにしている。下層巻線66、67についても同様である。また、中層巻線68は、その始端(一端)を前記中層巻線68および上層巻線71が巻装されるスロットコア62aに対応するセグメント64a(図26では、セグメントS2)に結線し、その終端(他端)をセグメントS2と240度ずれて位置するセグメント64a(図26では、セグメントS20)に隣接するセグメント64a(図26では、S21)に結線するようにしている。中層巻線69、70についても同様である。その結果、下層巻線65、中層巻線68、上層巻線71は、それぞれ陽極側ブラシ55a、55cが摺接するセグメント64a(セグメントS2、S12)間、陽極側ブラシ55a、55eが摺接するセグメント64a(セグメントS2、S21)間、陽極側ブラシ55aが摺接するセグメント64a(セグメントS2、S3)間で直列接続され、同極の3つのブラシ55(陽極側ブラシ55a、55cおよび55e)によって行われる。下層巻線66、中層巻線69、上層巻線72あるいは下層巻線67、中層巻線70、上層巻線73についても同様である。ゆえに、下層巻線165、中層巻線168、上層巻線171がともに隣接する両セグメント64a(セグメントS2、S3)間で並列接続され、1つのブラシ55(陽極側ブラシ55a)によって整流が行われる従来の場合(図27参照)に比べて、短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなることから、整流火花の低減を図ることができる。また、異音抑制につながるとともにモータの耐久性を向上することができる。   From FIG. 25A, among the lower layer windings described above, the lower layer windings 65 to 67 are respectively connected between the segments S2 and S12, between the segments S11 and S21, and between the segments S20 and S3. Short-circuited by the brush 55 (anode-side brushes 55a, 55c and 55e). Also, from FIG. 25 (b), among the above-described intermediate layer windings, the intermediate layer windings 68 to 70 are connected between the segments S2, S21, between the segments S11, S3, and between the segments S20, S12, respectively. Short-circuited by three brushes 55 (anode-side brushes 55a, 55c and 55e). On the other hand, from FIG. 25 (c), among the above-described upper layer windings, the upper layer windings 71 to 73 are respectively between the segments S2 and S3, between the segments S11 and S12, and between the segments S20 and S21. Are short-circuited by one brush 55 (anode-side brush 55a, 55c or 55e). And in FIG. 26 which showed these nine short-circuited windings (lower layer windings 65-67, middle layer windings 68-70, upper layer windings 71-73) and the conventional armature, they are similarly short-circuited. FIG. 27 showing the windings (lower layer windings 165 to 167, middle layer windings 168 to 170, and upper layer windings 171 to 173) of the nine shorted windings shown in FIG. Among them, the upper layer windings 71 to 73 are connected between the adjacent segments 64a (segments S2, S3 and S11, S12 and segments S20, S21) as in the conventional case, and have one brush 55 (anode) of the same polarity. Shorted by side brush 55a, 55c or 55e). On the other hand, the lower layer winding 65 is connected at its starting end (one end) to a segment 64a (segment S2 in FIG. 26) corresponding to the slot core 62a around which the lower layer winding 65 and the upper layer winding 71 are wound. Then, the terminal end (the other end) is connected to the segment 64a (S12 in FIG. 26) adjacent to the segment 64a (segment S11 in FIG. 26) located 120 degrees apart from the segment S2. The same applies to the lower layer windings 66 and 67. The middle layer winding 68 is connected at its starting end (one end) to a segment 64a (segment S2 in FIG. 26) corresponding to the slot core 62a around which the middle layer winding 68 and the upper layer winding 71 are wound. The terminal end (the other end) is connected to the segment 64a (segment S20 in FIG. 26) adjacent to the segment 64a (segment S20 in FIG. 26) located at a position shifted by 240 degrees from the segment S2. The same applies to the middle layer windings 69 and 70. As a result, the lower layer winding 65, the middle layer winding 68, and the upper layer winding 71 are respectively connected between the segments 64 a (segments S 2 and S 12) where the anode side brushes 55 a and 55 c are in sliding contact, and the segments 64 a where the anode side brushes 55 a and 55 e are in sliding contact. Between (segments S2, S21), the anode side brush 55a is connected in series between the segments 64a (segments S2, S3) in sliding contact, and is performed by three brushes 55 (anode side brushes 55a, 55c and 55e) of the same polarity. The same applies to the lower layer winding 66, the middle layer winding 69, the upper layer winding 72 or the lower layer winding 67, the middle layer winding 70, and the upper layer winding 73. Therefore, the lower layer winding 165, the middle layer winding 168, and the upper layer winding 171 are connected in parallel between the adjacent segments 64a (segments S2, S3), and rectification is performed by one brush 55 (anode side brush 55a). Compared with the conventional case (see FIG. 27), the contact resistance of the short-circuited winding is increased, so that the rectifying spark can be reduced. In addition, abnormal noise can be suppressed and the durability of the motor can be improved.

以上のように、本発明の実施の形態3に係る回転電機は、27個のセグメント64aを有し、3組のブラシ55が摺接される整流子64と、前記セグメント64aと同数のスロットコア62aを有する電機子60と、前記電機子60の各スロット62bに巻装され、それぞれ上中下3層からなる上層巻線、中層巻線および下層巻線とを備えた回転電機において、各スロット62bの上層巻線、中層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、所定スロットで構成されるスロット群22cのうち、同一相となるスロット群62c(スロットコアS1〜S4とスロットコアS10〜S13とスロットコアS19〜S22)に巻装された、3つの上層巻線71〜73、3つの中層巻線68〜70および3つの下層巻線65〜67であって、第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の上層巻線71、中層巻線68および下層巻線65の一端は前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の上層巻線71、中層巻線68、下層巻線65の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS2)に結線され、第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の上層巻線72、中層巻線69および下層巻線66の一端は前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS11)に結線され、第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の上層巻線73、中層巻線70および下層巻線67の一端は前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS20)に結線されるとともに、前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の上層巻線71、中層巻線68、下層巻線65の3つの巻線のうち、一方の巻線(上層巻線71)の他端は前記巻線(上層巻線71)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS3)に結線され、前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)であって、上層巻線71と同じ層の巻線(上層巻線72)の他端は前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS12)に結線され、前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)であって、上層巻線71と同じ層の巻線(上層巻線73)の他端は前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS21)に結線され、残り2つの巻線(中層巻線68、下層巻線65)のうち、一方の巻線(下層巻線65)の他端は前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS12)に結線され、前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)であって、下層巻線65と同じ層の巻線(下層巻線66)の他端は前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS21)に結線され、前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)であって、下層巻線65と同じ層の巻線(下層巻線67)の他端は前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の各層巻線(上層巻線71、中層巻線68、下層巻線65)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS3)に結線され、残りの1つの巻線(中層巻線68)の他端は前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS21)に結線され、前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69、下層巻線66)であって、中層巻線68と同じ層の巻線(中層巻線69)の他端は前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の各層巻線(上層巻線71、中層巻線68、下層巻線65)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS3)に結線され、前記第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線(上層巻線73、中層巻線70、下層巻線67)であって、中層巻線68と同じ層の巻線(中層巻線70)の他端は前記第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線(上層巻線72、中層巻線69および下層巻線66)が巻装される側のセグメント64a(セグメントS12)に結線されるように構成されているので、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70の長さを短縮でき、モータ全体の抵抗が低減するとともに、ブラシ55の接触するタイミングにズレが生じた場合でも、120度、または240度ずれて位置する同一相のスロットコア62aは均等に励磁されることから、モータの高出力化と、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合のモータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、同極の3つのブラシ55によって整流が行われるので、ブラシ55が整流子64(セグメント64a)に摺接したときに、ブラシ55により短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなり、整流火花の低減を図ることができる回転電機を提供することができる。   As described above, the rotating electrical machine according to the third embodiment of the present invention includes the 27 segments 64a, the commutator 64 in which the three brushes 55 are slidably contacted, and the same number of slot cores as the segments 64a. In a rotating electrical machine comprising an armature 60 having 62a and an upper layer winding, a middle layer winding and a lower layer winding each comprising three layers of upper, middle and lower layers, wound around each slot 62b of the armature 60, each slot The number of turns of the upper layer winding, the middle layer winding, and the lower layer winding 62b is the same, and the slot group 62c (slot cores S1 to S4 and the slot core S10) of the same phase among the slot group 22c composed of predetermined slots. To S13 and slot cores S19 to S22), three upper layer windings 71 to 73, three middle layer windings 68 to 70 and three lower layer windings 65 to 67, One end of the upper layer winding 71, middle layer winding 68, and lower layer winding 65 of the same phase slot group 62c (slot cores S1 to S4) of the first phase slot group 62c (slot cores S1 to S4) The upper layer winding 71, the middle layer winding 68, and the lower layer winding 65 are connected to the segment 64a (segment S2) on which the respective layer windings are wound, and the second in-phase slot group 62c (slot cores S10 to S13). The upper layer winding 72, the middle layer winding 69, and the lower layer winding 66 have one end of each layer winding (upper layer winding 72, middle layer winding 69) of the slot group 62c (slot cores S10 to S13) of the second same phase. The lower layer winding 66) is connected to the segment 64a (segment S11) on which the lower layer winding 66 is wound, and the upper layer winding 73 and middle layer winding 70 of the third in-phase slot group 62c (slot cores S19 to S22). Each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the third same phase slot group 62c (slot cores S19 to S22) is wound at one end of the lower layer winding 67. Three segments of an upper layer winding 71, an intermediate layer winding 68, and a lower layer winding 65 of the first same phase slot group 62c (slot cores S1 to S4) are connected to the segment 64a (segment S20) on the side. Of the wires, the other end of one winding (upper layer winding 71) is connected to a segment 64a (segment S3) on which the winding (upper layer winding 71) is wound, and the second same phase. Of the slot group 62c (slot cores S10 to S13) of the upper layer winding 71 (upper layer winding 72, upper layer winding 72, middle layer winding 69, lower layer winding 66). ) Is the second slot group 6 of the same phase. Each layer winding (upper layer winding 72, middle layer winding 69, lower layer winding 66) of 2c (slot cores S10 to S13) is connected to a segment 64a (segment S12) on the side where it is wound, and the third same Each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the phase slot group 62c (slot cores S19 to S22), and the same layer winding as the upper layer winding 71 (upper layer winding) 73) is provided on the side where the respective layer windings (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the third same-phase slot group 62c (slot cores S19 to S22) are wound. Of the remaining two windings (middle layer winding 68, lower layer winding 65), the other end of one winding (lower layer winding 65) is connected to the segment 64a (segment S21) of the second same phase. Each of the slot group 62c (slot cores S10 to S13) The windings (upper layer winding 72, middle layer winding 69, lower layer winding 66) are connected to the segment 64a (segment S12) on which the windings are wound, and the second in-phase slot group 62c (slot cores S10 to S10). S13) each layer winding (upper layer winding 72, middle layer winding 69, lower layer winding 66), the other end of the winding of the same layer as the lower layer winding 65 (lower layer winding 66) is the third winding Each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the slot group 62c (slot cores S19 to S22) of the same phase is connected to the segment 64a (segment S21) on the side where the winding is wound, Each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the third same-phase slot group 62c (slot cores S19 to S22), and the winding of the same layer as the lower layer winding 65 The other end of the wire (lower layer winding 67) is the same as the first The slot group 62c (slot cores S1 to S4) of each layer winding (upper layer winding 71, middle layer winding 68, lower layer winding 65) is connected to the segment 64a (segment S3) on the side where the winding is wound, and the rest The other end of one winding (middle layer winding 68) is connected to each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding 70, lower layer winding 67) of the slot group 62c (slot cores S19 to S22) of the third same phase. ) Is connected to the segment 64a (segment S21) on the winding side, and the respective layer windings (upper layer winding 72, middle layer winding 69) of the slot group 62c (slot cores S10 to S13) of the second same phase. The other end of the lower layer winding 66) of the same layer as the middle layer winding 68 (middle layer winding 69) is the respective layer winding of the slot group 62c (slot cores S1 to S4) of the first same phase. (Upper layer winding 71, middle layer winding 68, lower layer winding Wire 65) is connected to the segment 64a (segment S3) on the winding side, and each layer winding (upper layer winding 73, middle layer winding) of the slot group 62c (slot cores S19 to S22) of the third same phase. 70, the lower layer winding 67), and the other end of the same layer winding (middle layer winding 70) as the middle layer winding 68 is the respective layer of the slot group 62c (slot cores S10 to S13) of the second same phase. Since the windings (upper layer winding 72, middle layer winding 69 and lower layer winding 66) are configured to be connected to the segment 64a (segment S12) on the winding side, the lower layer windings 65 to 67, The lengths of the middle layer windings 68 to 70 can be shortened, the resistance of the entire motor is reduced, and even when a deviation occurs in the contact timing of the brush 55, the slots of the same phase positioned at 120 degrees or 240 degrees are shifted. Core 6 Since a is excited evenly, it is possible to achieve both high motor output and reduced generation of uneven motor rotation, vibration and abnormal noise when the timing of contact of the brush 55 occurs. At the same time, since the rectification is performed by the three brushes 55 of the same polarity, when the brush 55 is slidably contacted with the commutator 64 (segment 64a), the contact resistance of the winding short-circuited by the brush 55 is increased, and the rectification is performed. A rotating electric machine capable of reducing sparks can be provided.

なお、本発明の実施の形態3に係る回転電機においては、第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の下層巻線65の他端は第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS12)に結線され、前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の中層巻線68の他端は第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS21)に結線され、前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の上層巻線71の他端は前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS3)に結線される場合について示したが、この場合に限らず、上層巻線、中層巻線および下層巻線のうち、2つの巻線の巻線方法を逆にした場合、すなわち、上層巻線と中層巻線の巻線方法を逆にした場合(図28)、上層巻線と下層巻線の巻線方法を逆にした場合(図29)、中層巻線と下層巻線の巻線方法を逆にした場合(図30)であってもよく、例えば、図28に示しように、第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の下層巻線65の他端が第2の同一相のスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS12)に結線され、前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の中層巻線68の他端が前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の各層巻線が巻装される側のセグメント24a(セグメントS3)に結線され、前記第1の同一相のスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の上層巻線71の他端が第3の同一相のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の各層巻線が巻装される側のセグメント64a(セグメントS21)に結線されるようにしてもよい。この場合、下層巻線65〜68、上層巻線71〜73の長さを短縮でき、モータ全体の抵抗が低減するとともに、ブラシ55の接触するタイミングにズレが生じた場合でも、120度、または240度ずれて位置する同一相のスロットコア62aは均等に励磁されることから、モータの高出力化と、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合のモータ回転のムラ、振動および異音の発生の低減とを両立させることができるとともに、同極の3つのブラシ55によって整流が行われるので、ブラシ55が整流子64(セグメント64a)に摺接したときに、ブラシ55により短絡されている巻線の接触抵抗が大きくなり、整流火花の低減を図ることができる回転電機を提供することができる。   In the rotating electrical machine according to the third embodiment of the present invention, the other end of the lower layer winding 65 of the first same-phase slot group 62c (slot cores S1 to S4) is the second same-phase slot group 62c. (Slot cores S10 to S13) are connected to the segment 64a (segment S12) on the side where each layer winding is wound, and the middle layer winding 68 of the first in-phase slot group 62c (slot cores S1 to S4). Is connected to a segment 64a (segment S21) on which each layer winding of the third in-phase slot group 62c (slot cores S19 to S22) is wound, and the first in-phase slot group The other end of the upper layer winding 71 of 62c (slot cores S1 to S4) is a segment 64a (on the side where each layer winding of the slot group 62c (slot cores S1 to S4) of the first same phase is wound. However, the present invention is not limited to this case, and the case where the winding method of two windings of the upper layer winding, the middle layer winding and the lower layer winding is reversed, that is, the upper layer winding is shown. When the winding method of the winding and the middle layer winding is reversed (FIG. 28), when the winding method of the upper layer winding and the lower layer winding is reversed (FIG. 29), the winding of the middle layer winding and the lower layer winding For example, as shown in FIG. 28, the other end of the lower layer winding 65 of the first in-phase slot group 62c (slot cores S1 to S4) may be used. Are connected to the segment 64a (segment S12) on which the respective layer windings of the second slot group 62c (slot cores S10 to S13) are wound, and the first slot group 62c (slot) The other end of the middle layer winding 68 of the cores S1 to S4) is the same as the first one. The slot group 62c (slot cores S1 to S4) is connected to the segment 24a (segment S3) on the side where each layer winding is wound, and the slot group 62c (slot cores S1 to S4) of the first same phase is connected. The other end of the upper layer winding 71 may be connected to the segment 64a (segment S21) on the side where each layer winding of the third same phase slot group 62c (slot cores S19 to S22) is wound. . In this case, the lengths of the lower layer windings 65 to 68 and the upper layer windings 71 to 73 can be shortened, the resistance of the entire motor is reduced, and even when a deviation occurs in the timing at which the brush 55 contacts, Since the slot cores 62a of the same phase, which are shifted by 240 degrees, are evenly excited, uneven motor rotation, vibration, and abnormal noise when a high output of the motor and a deviation in timing of contact with the brush 55 occur. In addition, since the rectification is performed by the three brushes 55 having the same polarity, the brush 55 is short-circuited by the brush 55 when slidably contacting the commutator 64 (segment 64a). It is possible to provide a rotating electrical machine capable of increasing the contact resistance of the windings and reducing rectifying sparks.

また、本発明の実施の形態3によれば、同一スロット群62cに巻装される上層巻線、中層巻線および下層巻線に関して、例えば、スロット群62c(スロットコアS1〜S4)に巻装される上層巻線71はショートα巻であって、前記上層巻線71の一端と他端はそれぞれ前記上層巻線71が巻装される側の対応するセグメント64a(セグメントS2、S3)に対して結線され、スロット群62c(スロットコアS1〜S4)に巻装される中層巻線68はセミロングα巻であって、前記中層巻線68の一端は前記中層巻線68が巻装される側の対応するセグメント64a(セグメントS2)に対して結線され、前記中層巻線68の他端は前記中層巻線68が巻装されるスロット群62c(スロットコアS1〜S4)と同一相となるスロット群62c(スロットコアS1〜S4とスロットコアS10〜S13とスロットコアS19〜S22)であって、前記中層巻線68が巻装されるスロット群62c(スロットコアS1〜S4)とは異なる2つのスロット群62c(スロットコアS10〜S13とスロットコアS19〜S22)のうち、一方のスロット群62c(スロットコアS19〜S22)の中層巻線70が巻装される側の対応するセグメント64a(セグメントS21)に対して結線されるとともに、スロット群62c(スロットコアS1〜S4)に巻装される下層巻線65はセミロングα巻であって、前記下層巻線65の一端は前記下層巻線65が巻装される側の対応するセグメント64a(セグメントS2)に対して結線され、前記下層巻線65の他端は前記下層巻線65が巻装されるスロット群62c(スロットコアS1〜S4)と同一相となるスロット群62c(スロットコアS1〜S4とスロットコアS10〜S13とスロットコアS19〜S22)であって、前記下層巻線65が巻装されるスロット群62c(スロットコアS1〜S4)とは異なる2つのスロット群62c(スロットコアS10〜S13とスロットコアS19〜S22)のうち、前記下層巻線65が巻装されるスロット群62c(スロットコアS1〜S4)の中層巻線68の他端が結線されるセグメント64a(セグメントS21)に対応するスロット群62c(スロットコアS19〜S22)とは異なるスロット群62c(スロットコアS10〜S13)の下層巻線66が巻装される側の対応するセグメント64a(セグメントS12)に対して結線されるようにしたので、各スロットコア62aに1層目、2層目の巻線として、それぞれ下層巻線、中層巻線がショートα巻にて巻装される従来の場合に比べて、下層巻線、中層巻線に対するデッドスペース(具体的には、シャフト21と渡り線65a、66a、67aとの間に形成されるデッドスペース、シャフト21と渡り線68a、69a、70aとの間に形成されるデッドスペース)を低減することができる。それゆえ、各スロットコア62aに3層目の巻線としての上層巻線の占積率を向上することができる。したがって、電機子60の巻装における占積を向上することができる。また、下層巻線65と中層巻線68の巻線方法を逆にした場合(図30)であっても、下層巻線、中層巻線に対するデッドスペースが生じる場所が異なるが、デッドスペースの大きさは同じであることから、従来の場合に比べて、デッドスペースを低減することができる。ゆえに、電機子60cの巻装における占積を向上することができる。   Further, according to the third embodiment of the present invention, for example, the upper layer winding, the middle layer winding, and the lower layer winding wound around the same slot group 62c are wound around the slot group 62c (slot cores S1 to S4). The upper layer winding 71 is a short α winding, and one end and the other end of the upper layer winding 71 are respectively corresponding to the corresponding segments 64a (segments S2, S3) on the side where the upper layer winding 71 is wound. The intermediate layer winding 68 wound around the slot group 62c (slot cores S1 to S4) is a semi-long α winding, and one end of the intermediate layer winding 68 is on the side where the intermediate layer winding 68 is wound. The other end of the middle layer winding 68 is in the same phase as the slot group 62c (slot cores S1 to S4) around which the middle layer winding 68 is wound. Two groups 62c (slot cores S1 to S4, slot cores S10 to S13, and slot cores S19 to S22) that are different from the slot group 62c (slot cores S1 to S4) around which the intermediate layer winding 68 is wound. Of the slot group 62c (slot cores S10 to S13 and slot cores S19 to S22), the corresponding segment 64a (segment S21) on the side where the middle layer winding 70 of one slot group 62c (slot core S19 to S22) is wound. ) And the lower layer winding 65 wound around the slot group 62c (slot cores S1 to S4) is a semi-long α winding, and one end of the lower layer winding 65 is connected to the lower layer winding 65. Wired to the corresponding segment 64a (segment S2) on the winding side, the other end of the lower layer winding 65 is connected to the lower layer winding 5 is a slot group 62c (slot cores S1 to S4, slot cores S10 to S13, and slot cores S19 to S22) in the same phase as the slot group 62c (slot cores S1 to S4) in which 5 is wound, Of the two slot groups 62c (slot cores S10 to S13 and slot cores S19 to S22) different from the slot group 62c (slot cores S1 to S4) around which the wire 65 is wound, the lower layer winding 65 is wound. Slot group 62c (slot core S19 to S22) corresponding to the segment 64a (segment S21) to which the other end of the middle layer winding 68 is connected is different from the slot group 62c (slot core S19 to S22). Corresponding segment 64a (segment S1) on the side where the lower layer winding 66 of the cores S10 to S13) is wound 2) Since the first layer and the second layer are wound around each slot core 62a, the lower layer winding and the middle layer winding are wound with a short α winding, respectively. Compared to the case, the dead space for the lower layer winding and the middle layer winding (specifically, the dead space formed between the shaft 21 and the connecting wires 65a, 66a, 67a, the shaft 21 and the connecting wires 68a, 69a, Dead space formed with respect to 70a) can be reduced. Therefore, the space factor of the upper layer winding as the third layer winding in each slot core 62a can be improved. Therefore, the space in the winding of the armature 60 can be improved. Further, even when the winding method of the lower layer winding 65 and the middle layer winding 68 is reversed (FIG. 30), the place where the dead space is generated for the lower layer winding and the middle layer winding is different. Since they are the same, dead space can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, the space in the winding of the armature 60c can be improved.

また、本発明の実施の形態3に係る回転電機においては、各ブラシ55a〜55fの摺接位置に関して、例えば、図20に示すように、各ブラシ55a〜55fの周方向の幅が各セグメント64aの周方向の幅と同程度の場合について示したが、この場合に限らず、例えば、図31に示すように、各ブラシ55a〜55fの周方向の幅が各セグメント64aの周方向の幅の2倍程度であってもよいし、それ以上であってもよい。このような場合であっても、陽極側ブラシ55aは隣接する3つのセグメント24a(図31では、セグメントS2、S3およびS4)に摺接することから、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73は図20の場合と同様、すべて短絡され、通電されず、また、下層巻線65’〜67’、中層巻線68’〜70’および上層巻線71’〜73’もすべて短絡され、通電されない。従って、図20の場合と同様、電機子巻線63に電流が流れたことで発生する電機子60の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。図21〜図24についても同様である。   In the rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention, for example, as shown in FIG. 20, the circumferential width of each brush 55a to 55f is set to each segment 64a with respect to the sliding contact position of each brush 55a to 55f. However, the present invention is not limited to this case. For example, as shown in FIG. 31, the circumferential width of each brush 55a to 55f is equal to the circumferential width of each segment 64a. It may be about twice or more. Even in such a case, since the anode brush 55a is in sliding contact with the three adjacent segments 24a (segments S2, S3 and S4 in FIG. 31), the lower layer windings 65 to 67 and the middle layer windings 68 to 70 and the upper layer windings 71 to 73 are all short-circuited and not energized, as in the case of FIG. 20, and the lower layer windings 65 ′ to 67 ′, the middle layer windings 68 ′ to 70 ′ and the upper layer windings 71 ′ to All 73 'are also short-circuited and are not energized. Accordingly, as in the case of FIG. 20, the balance of the excitation timing of the armature 60 generated by the current flowing through the armature winding 63 is not lost, and this causes uneven rotation, vibration, and abnormal noise of the motor. Absent. The same applies to FIGS.

実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る回転電機の一つであるブラシ付きモータは、上記実施の形態3に係る回転電機において、整流子に任意のセグメントとこのセグメントと120度、240度ずれて位置するセグメントとを結線する均圧結線を有するものである。以下では、実施の形態3において、整流子に均圧結線を有するものについて、図32、図33に基づいて説明する。図32は、本発明の実施の形態4に係るブラシ付きモータの整流子84の断面図、図33は、本発明の実施の形態4に係るブラシ付きモータの電機子80の巻線図である。なお、本発明の実施の形態4に係るブラシ付きモータにおいて、図32に示した整流子84、図33に示した電機子80以外の構成は、図16に示すブラシ付きモータ41と同じであるので、その詳細説明は省略する。
Embodiment 4 FIG.
The brushed motor, which is one of the rotating electrical machines according to Embodiment 4 of the present invention, is located in the rotating electrical machine according to Embodiment 3 described above, with an arbitrary segment on the commutator and a position shifted by 120 degrees and 240 degrees from this segment. It has a pressure equalization line connecting the segments to be connected. Below, what has a pressure equalization connection in a commutator in Embodiment 3 is demonstrated based on FIG. 32, FIG. 32 is a cross-sectional view of commutator 84 of the brushed motor according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 33 is a winding diagram of armature 80 of the brushed motor according to Embodiment 4 of the present invention. . In the brushed motor according to the fourth embodiment of the present invention, the configuration other than the commutator 84 shown in FIG. 32 and the armature 80 shown in FIG. 33 is the same as that of the brushed motor 41 shown in FIG. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

図32に示すように、整流子84は、任意のセグメント64a(図32では、セグメントS2)とこのセグメント64aと同一相のセグメント64a、すなわち、セグメントS2と120度ずれて位置するセグメント64a(図32では、セグメントS11)とセグメントS2と240度ずれて位置するセグメント64a(図32では、セグメントS20)とをそれぞれ1対1で結線する均圧結線74を有している。また、図32において、図示しないが、均圧結線74は、他の同一相となる3つのセグメント64a間にも同様に設けられており、均圧結線74の数は、整流子84全体ではセグメント64aの数と同数(図32では、27本)である。   As shown in FIG. 32, the commutator 84 includes an arbitrary segment 64a (segment S2 in FIG. 32) and a segment 64a in the same phase as the segment 64a, that is, a segment 64a (FIG. 32, the segment S11) and the segment 64a (segment S20 in FIG. 32) that are located 240 degrees apart from the segment S2 are each provided with a pressure equalizing connection line 74 that connects one to one. In addition, although not shown in FIG. 32, the pressure equalizing wires 74 are similarly provided between the three segments 64a that are in the same phase, and the number of the pressure equalizing wires 74 is the number of segments in the commutator 84 as a whole. The number is the same as the number of 64a (27 in FIG. 32).

また、図33に示すように、均圧結線74は、同じ電圧を供給する3つの同極のブラシ55が接触する。つまり、均圧結線74は、同じ電圧を供給する複数のブラシが同時に接触する複数のセグメントを互いに接続する。それゆえ、図33に示すように、同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)がそれぞれ同一相のセグメント64aに接触するときであって、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合であって、セグメントS2のOFFが進んでいる場合、すなわち、セグメントS2が、セグメントS11、S20より先に同極のブラシ55(陽極側ブラシ55a、55c、55e)に接触するときや陽極側ブラシ55a、55c、55eのうち、1つあるいは2つの陽極側ブラシが接触不良となった場合であっても、均圧結線74により、セグメントS2とこれと同一相のセグメント64a(セグメント11、S20)が接続されていることから、下層巻線65〜67、中層巻線68〜70および上層巻線71〜73はすべて短絡され、通電されない。従って、電機子巻線63に電流が流れたことで発生する電機子80の励磁タイミングのバランスが崩されることなく、これによりモータの回転ムラ、振動および異音は生じない。   Also, as shown in FIG. 33, the equalizing wire 74 is in contact with three same-polarity brushes 55 that supply the same voltage. In other words, the pressure equalizing wire 74 connects a plurality of segments in which a plurality of brushes supplying the same voltage simultaneously contact each other. Therefore, as shown in FIG. 33, when the same-polarity brush 55 (anode-side brushes 55a, 55c, 55e) contacts the same-phase segment 64a, the timing of the contact of the brush 55 is shifted. In the case where the segment S2 is turned off, that is, when the segment S2 comes into contact with the same-polarity brush 55 (anode side brushes 55a, 55c, 55e) before the segments S11, S20, or the anode Even if one or two anode brushes out of the side brushes 55a, 55c, 55e are in poor contact, the segment S2 and the segment 64a in the same phase as the segment S2 (segment 11, S20) is connected, the lower layer windings 65-67, the middle layer windings 68-70 and the upper layer windings 71-73 are all short. It is, not energized. Accordingly, the balance of the excitation timing of the armature 80 generated by the current flowing through the armature winding 63 is not lost, and therefore, rotation unevenness, vibration and abnormal noise of the motor do not occur.

以上のように、本発明の実施の形態4に係る回転電機は、上記実施の形態3に係る回転電機において、任意のセグメントとこのセグメントと同一相のセグメントとをそれぞれ1対1で結線する均圧結線を有する構成としたので、上記実施の形態3に記載の効果に加え、ブラシ55の接触するタイミングのズレが生じた場合や同極のブラシ55のうち、1つあるいは2つのブラシが接触不良となった場合であっても、電機子巻線63に電流が流れたことで発生する電機子80の励磁タイミングのバランスが崩されることがないことから、さらなる磁気アンバランスの抑制効果を奏することができ、電機子80が振れることなく、モータの回転ムラ、振動および異音の発生を抑制することができる。   As described above, the rotating electrical machine according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the rotating electrical machine according to the third embodiment, in which an arbitrary segment and a segment having the same phase as this segment are connected one-to-one. In addition to the effects described in the third embodiment, when the displacement of the timing of contact with the brush 55 occurs or when one or two brushes of the same polarity brush 55 are in contact Even if it becomes defective, since the balance of the excitation timing of the armature 80 generated by the current flowing through the armature winding 63 is not lost, there is a further effect of suppressing magnetic unbalance. Therefore, the rotation of the motor, vibration, and abnormal noise can be suppressed without causing the armature 80 to swing.

なお、本発明の実施の形態1、2においては、永久磁石11の個数が4個の場合について示し、本発明の実施の形態3、4においては、永久磁石51の個数が6個の場合について示したが、永久磁石11、51の個数はそれぞれ4個、6個に限らず、偶数個であればよい。   The first and second embodiments of the present invention show the case where the number of permanent magnets 11 is four, and the third and fourth embodiments of the present invention show the case where the number of permanent magnets 51 is six. Although shown, the number of permanent magnets 11 and 51 is not limited to 4 and 6, respectively, and may be an even number.

1、41:ブラシ付きモータ(回転電機)、
10:ヨーク、
10a、14a:ベアリングケース部、
11、51:永久磁石、
11a、11c、51a、51c、51e:永久磁石(N極)、
11b、11d、51b、51d、51f:永久磁石(S極)、
12:磁石ホルダ、
13:リアベアリング、
14:ハウジング、
15、55:ブラシ、
15a、15a’、15c、15c’、55a、55a’、55c、55c’、55e、55e’:陽極側ブラシ、
15b、15b’、15d、15d’、55b、55b’、55d、55d’、55f、55f’:陰極側ブラシ、
16:スプリングブラシ、
17:フロントベアリング、
20、20a、40、60、60a、60b、60c、80:電機子、
21:シャフト、
22、62:電機子鉄心、
22a、62a:スロットコア、
22b、62b:スロット、
22c、62c:スロット群
23、63、63a:電機子巻線、
24、44、64、84:整流子、
24a、64a:セグメント、
24b、64b:フック、
25、25’、26、26’、65、65’、66、66’、67、67’、125、126、165、166、167:下層巻線、
27、27’、28、28’、71、71’、72、72’、73、73’、127、128、171、172、173:上層巻線、
25a〜25d、26a〜26d、27a〜27d、28a〜28d、65a〜65f、65h〜65k、66a〜66f、66h〜66k、67a〜67f、67h〜67k、68a〜68f、68h〜68k、69a〜69f、69h〜69k、70a〜70f、70h〜70k、71a〜71f、71h〜71k、72a〜72f、72h〜72k、73a〜73f、73h〜73k:渡り線、
29、74:均圧結線、
68、68’、69、69’、70、70’、168、169、170:中層巻線、
65g、66g、67g、68g、69g、70g、71g、72g、73g:コイル部。
1, 41: motor with brush (rotary electric machine),
10: York,
10a, 14a: bearing case part,
11, 51: permanent magnet,
11a, 11c, 51a, 51c, 51e: permanent magnet (N pole),
11b, 11d, 51b, 51d, 51f: Permanent magnet (S pole),
12: Magnet holder,
13: Rear bearing,
14: Housing
15, 55: brush,
15a, 15a ′, 15c, 15c ′, 55a, 55a ′, 55c, 55c ′, 55e, 55e ′: anode side brush,
15b, 15b ′, 15d, 15d ′, 55b, 55b ′, 55d, 55d ′, 55f, 55f ′: cathode side brush,
16: Spring brush,
17: Front bearing,
20, 20a, 40, 60, 60a, 60b, 60c, 80: armature,
21: shaft,
22, 62: Armature core,
22a, 62a: slot core,
22b, 62b: slot,
22c, 62c: Slot group 23, 63, 63a: Armature winding,
24, 44, 64, 84: commutator,
24a, 64a: segment,
24b, 64b: hook,
25, 25 ', 26, 26', 65, 65 ', 66, 66', 67, 67 ', 125, 126, 165, 166, 167: lower layer winding,
27, 27 ', 28, 28', 71, 71 ', 72, 72', 73, 73 ', 127, 128, 171, 172, 173: upper layer winding,
25a-25d, 26a-26d, 27a-27d, 28a-28d, 65a-65f, 65h-65k, 66a-66f, 66h-66k, 67a-67f, 67h-67k, 68a-68f, 68h-68k, 69a- 69f, 69h-69k, 70a-70f, 70h-70k, 71a-71f, 71h-71k, 72a-72f, 72h-72k, 73a-73f, 73h-73k: Crossover,
29, 74: pressure equalization connection,
68, 68 ', 69, 69', 70, 70 ', 168, 169, 170: middle layer winding,
65g, 66g, 67g, 68g, 69g, 70g, 71g, 72g, 73g: Coil part.

Claims (5)

複数のセグメントを有し、2組のブラシが摺接される整流子と、前記セグメントと同数のスロットコアを有する電機子と、前記電機子の各スロットに巻装され、それぞれ上下2層からなる上層巻線および下層巻線とを備えた回転電機において、各スロットの上層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、所定スロットで構成されるスロット群のうち、同一相となるスロット群に巻装された、2つの上層巻線および2つの下層巻線であって、第1の同一相のスロット群の上層巻線および下層巻線の一端は前記第1の同一相のスロット群の上層巻線、下層巻線の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第1の同一相のスロット群に対して180度対向する第2の同一相のスロット群の上層巻線および下層巻線の一端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されているとともに、前記第1の同一相のスロット群の上層巻線、下層巻線の2つの巻線のうち、何れか一方の巻線の他端は前記巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記一方の巻線と同じ層の巻線の他端は前記巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、他方の巻線の他端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記他方の巻線と同じ層の巻線の他端は前記第1の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されていることを特徴とする回転電機。 A commutator having a plurality of segments, to which two sets of brushes are slidably contacted, an armature having the same number of slot cores as the segments, and wound in each slot of the armature, each having two upper and lower layers In a rotating electrical machine having an upper layer winding and a lower layer winding, the number of turns of the upper layer winding and the lower layer winding in each slot is the same, and among the slot groups constituted by predetermined slots, the slot group having the same phase Two upper layer windings and two lower layer windings wound around each of the upper layer windings and the lower layer windings of the first in-phase slot group. The second and same phase slot groups are connected to the corresponding segments on the side where each layer winding of the upper layer winding and the lower layer winding is wound, and are opposed to the first same phase slot group by 180 degrees . One of the upper and lower windings Is connected to a corresponding segment on the side where each layer winding of the second same-phase slot group is wound, and 2 of the upper layer winding and lower layer winding of the first same-phase slot group. Of the two windings, the other end of one of the windings is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and each layer winding of the second group of same-phase slots, The other end of the winding in the same layer as the one winding is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and the other end of the other winding is the slot group of the second same phase. Each layer winding is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and each layer winding of the second group of same-phase slots, the other end of the winding of the same layer as the other winding is That each layer winding of the slot group of the first same phase is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound. Rotating electric machine according to symptoms. 上層巻線はショートα巻であって、前記上層巻線の一端と他端はそれぞれ前記上層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線されているとともに、下層巻線はセミロングα巻であって、前記下層巻線の一端は前記下層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線され、前記下層巻線の他端は前記下層巻線が巻装されるスロット群と同一相となるスロット群であって、前記下層巻線が巻装されるスロット群とは異なるスロット群の下層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。   The upper layer winding is short α winding, and one end and the other end of the upper layer winding are connected to the corresponding segment on the side where the upper layer winding is wound, and the lower layer winding is semi-long. α winding, one end of the lower layer winding is connected to a corresponding segment on which the lower layer winding is wound, and the other end of the lower layer winding is wound with the lower layer winding A slot group having the same phase as the slot group, and is connected to a corresponding segment on the side where the lower layer winding of the slot group different from the slot group around which the lower layer winding is wound is wound The rotating electrical machine according to claim 1. 複数のセグメントを有し、3組のブラシが摺接される整流子と、前記セグメントと同数のスロットコアを有する電機子と、前記電機子の各スロットに巻装され、それぞれ上中下3層からなる上層巻線、中層巻線および下層巻線とを備えた回転電機において、各スロットの上層巻線、中層巻線および下層巻線の巻数を同じにするとともに、所定スロットで構成されるスロット群のうち、同一相となるスロット群に巻装された、3つの上層巻線、3つの中層巻線および3つの下層巻線であって、第1の同一相のスロット群の上層巻線、中層巻線および下層巻線の一端は前記上層巻線、中層巻線、下層巻線の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第1の同一相のスロット群に対して120度ずれて位置する第2の同一相のスロット群の上層巻線、中層巻線および下層巻線の一端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第1の同一相のスロット群に対して240度ずれて位置する第3の同一相のスロット群の上層巻線、中層巻線および下層巻線の一端は前記第3の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されているとともに、前記第1の同一相のスロット群の上層巻線、中層巻線、下層巻線の3つの巻線のうち、何れか一方の巻線の他端は前記巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線、前記第3の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記一方の巻線と同じ層の巻線の他端はそれぞれ前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメント、前記第3の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、残り2つの巻線のうち、何れか一方の巻線の他端は前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線、前記第3の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記残り2つの巻線のうち、何れか一方の巻線と同じ層の巻線の他端はそれぞれ前記第3の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメント、前記第1の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、残りの1つの巻線の他端は前記第3の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線され、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線、前記第3の同一相のスロット群の各層巻線であって、前記残りの1つの巻線と同じ層の巻線の他端はそれぞれ前記第1の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメント、前記第2の同一相のスロット群の各層巻線が巻装される側の対応するセグメントに結線されていることを特徴とする回転電機。 A commutator having a plurality of segments, in which three sets of brushes are slidably contacted, an armature having the same number of slot cores as the segments, and wound on each slot of the armature, and each of upper, middle and lower three layers In a rotating electrical machine having an upper layer winding, an intermediate layer winding, and a lower layer winding made of the slots, the upper layer winding, the middle layer winding, and the lower layer winding of each slot have the same number of turns, and are configured with predetermined slots. A group of three upper layer windings, three middle layer windings and three lower layer windings wound around a group of slots in the same phase, the upper layer winding of the first group of slots in the same phase; One end of each of the middle layer winding and the lower layer winding is connected to a corresponding segment on the side where each layer winding of the upper layer winding, middle layer winding, and lower layer winding is wound, and is connected to the slot group of the first same phase. the second identical phase position displaced 120 degrees against Upper winding of lot group, one end of the middle winding and the lower winding is connected to the segment corresponding to the side of each winding slot group of the second of the same phase is wound, the first of the same phase One end of the upper layer winding, middle layer winding and lower layer winding of the third in-phase slot group located at 240 degrees with respect to each slot group is wound by each layer winding of the third in-phase slot group. One of the three windings of the upper layer winding, the middle layer winding, and the lower layer winding of the first same-phase slot group that is connected to the corresponding segment on the mounting side The other end of each of the windings is connected to a corresponding segment on the side where the winding is wound, and each layer winding of the second same phase slot group and each layer winding of the third same phase slot group. The other ends of the windings on the same layer as the one winding are respectively connected to the second same-phase winding. The corresponding segment on the side where each layer winding of the wire group is wound, and the corresponding segment on the side where each layer winding of the slot group of the third same phase is wound, the remaining two windings The other end of one of the windings is connected to a corresponding segment on the side where each layer winding of the second in-phase slot group is wound, and the other end of the second in-phase slot group Each layer winding and each layer winding of the third same-phase slot group, and the other end of the winding of the same layer as any one of the remaining two windings is the third winding, respectively. Are connected to the corresponding segment on the side where each layer winding of the slot group of the same phase is wound, the corresponding segment on the side where each layer winding of the slot group of the first same phase is wound, and the rest The other end of one winding corresponds to the side on which each layer winding of the third same-phase slot group is wound. Each layer winding of the second same-phase slot group and each layer winding of the third same-phase slot group, the same-layer winding as the remaining one winding The other end of each of the first and second phase slots corresponds to the corresponding segment on the side where each layer winding is wound, and the other side corresponding to the side where each layer winding of the second same phase slot group is wound. A rotating electrical machine characterized in that it is connected to a segment to be connected. 上層巻線はショートα巻であって、前記上層巻線の一端と他端はそれぞれ前記上層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線され、中層巻線はセミロングα巻であって、前記中層巻線の一端は前記中層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線され、前記中層巻線の他端は前記中層巻線が巻装されるスロット群と同一相となるスロット群であって、前記中層巻線が巻装されるスロット群とは異なる2つのスロット群のうち、一方のスロット群の中層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線されているとともに、下層巻線はセミロングα巻であって、前記下層巻線の一端は前記下層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線され、前記下層巻線の他端は前記下層巻線が巻装されるスロット群と同一相となるスロット群であって、前記下層巻線が巻装されるスロット群とは異なる2つのスロット群のうち、前記下層巻線が巻装されるスロット群の中層巻線の他端が結線されるセグメントに対応するスロット群とは異なるスロット群の下層巻線が巻装される側の対応するセグメントに対して結線されていることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。   The upper layer winding is a short α winding, and one end and the other end of the upper layer winding are respectively connected to corresponding segments on the side where the upper layer winding is wound, and the middle layer winding is a semi-long α winding. One end of the intermediate layer winding is connected to a corresponding segment on the side where the intermediate layer winding is wound, and the other end of the intermediate layer winding is a slot group in which the intermediate layer winding is wound. Of two slot groups different from the slot group in which the middle layer winding is wound, the corresponding group on the side where the middle layer winding of one slot group is wound. The lower layer winding is semi-long α winding, and one end of the lower layer winding is connected to the corresponding segment on the side where the lower layer winding is wound, and the lower layer winding The other end of the slot group in which the lower layer winding is wound Of the two slot groups different from the slot group in which the lower layer winding is wound, the other end of the middle layer winding of the slot group in which the lower layer winding is wound is the same phase slot group. 4. The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the rotating electrical machine is connected to a corresponding segment on a side where a lower layer winding of a slot group different from the slot group corresponding to the connected segment is wound. 同一相のセグメント同士を結線する均圧結線をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pressure equalizing connection for connecting segments of the same phase.
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