JP5872849B2 - 直流モータおよび直流モータの巻線方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1および図2(a),(b)に基づいて説明する。
図1に示すように、直流モータ11は、筒状の固定子12、ならびに固定子12の内部に回転可能に支持される電機子13および整流子14、ならびに固定子12の内部に固定されて整流子14に摺接する複数個のブラシ15を備えてなる。
固定子12は、円筒状のヨークハウジング21、およびヨークハウジング21の内周面に固定された6個の永久磁石22を備えている。ヨークハウジング21は、有蓋筒状のフロントハウジング23、およびフロントハウジング23の開口部を閉塞する有底筒状のエンドハウジング24を有している。各永久磁石22は、フロントハウジング23の周方向に沿って等角度間隔に、かつ正極および負極が交互となるように設けられている。
電機子13は、回転軸31に外嵌して固定された鉄心32、および鉄心32に巻装されたエナメル被覆の巻線33を備えてなる。
整流子14は、鉄心32のエンドハウジング24側に設けられている。整流子14は、図示しない円筒状の絶縁体の周面にティース36の個数の2倍、すなわち18個の整流子片(セグメント)41が固定されてなる。各整流子片41は、整流子14の軸方向へ延びる短冊状の金属片からなるとともに、互いに絶縁された状態で絶縁体の周方向に沿って等間隔で並んでいる。各整流子片41の鉄心32側の端部には、外径側に折り返されたライザ42が一体形成されている。ライザ42には、巻線33における巻き始め端部、および巻き終わり端部がそれぞれ掛け回わされる。巻線33は、ヒュージングによりライザ42に固定される。これにより、各整流子片41と各整流子片41に対応する巻線33とが電気的に接続される。
6つのブラシ15は、エンドハウジング24の内周面に設けられた6つのブラシホルダ51にそれぞれ収容されている。各ブラシホルダ51は、合成樹脂材料により有底筒状に形成されている。各ブラシホルダ51は、エンドハウジング24の円周方向において等角度間隔に、かつヨークハウジング21の軸方向において各永久磁石22と対応するように設けられている。
つぎに、巻線の巻装手順を図2(a)に基づいて説明する。図2(a)は、電機子13および整流子14の展開図である。同図において、互いに隣接するティース36,36間の空隙はスロット37に相当する。また同図では、各整流子片41に1番〜18番、各ティース36に1番〜9番の番号を付して区別する。さらに図2(a)では、1,2番の整流子片41間、7,8番の整流子片41間および13,14番の整流子片41間にそれぞれ正極となるブラシ15が、4,5番の整流子片41間、10,11番の整流子片41間および16,17番の整流子片41間にそれぞれ負極となるブラシ15が接触した状態を示す。
つぎに、前述のように巻装された巻線の作用を説明する。
本例のように6つのブラシ15を設ける場合には、つぎのような問題が懸念される。すなわち、同極(正極または負極)で分散された3つのブラシ15を各整流子片41に対して同期接触させるのが理想であるところ、各ブラシ15の組み付け誤差などに起因して、各ブラシ15の整流子片41に対する接触タイミングがずれるおそれがある。すると、各逆巻線33aおよび各順巻線33bに対する給電タイミング、ひいては各逆巻線33aおよび各順巻線33bの励磁および非励磁のタインミングについても同期しなくなる。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)6つのブラシ15を設けたので、ブラシ15を6つ未満とする場合に比べて、1つのブラシ当たりの負荷電流が低減される。電気的摩耗も抑制されるので、ブラシ15の寿命が確保される。また、同電位となるべき整流子片41間を接続する均圧線も存在しない。このため、均圧線の配設スペースを確保する必要はない。したがって、直流モータ11の高出力化に対応することが可能である。
つぎに、本発明の第2の実施の形態を説明する。本例は、巻線の巻き方の点で前記第1の実施の形態と異なり、基本的には先の図1に示される直流モータと同様の構成を有している。したがって、前記第1の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
(4)順巻線33bの第2端は、当該順巻線33bが設けられるティース36に対する直近の整流子片41に接続される。このため、直近の整流子片41に接続しない場合に比べて、順巻線33bの第2端と整流子片41とを接続する巻線33のリード部分の長さが短縮される。巻線33のリード部分が短縮される分だけ巻線33の抵抗損失も小さくなる。
つぎに、本発明の第3の実施の形態を説明する。本例は、巻線の巻装パターンの点で第2の実施の形態と異なる。
(5)順巻線33bの第1端および第2端と整流子片41とをそれぞれ接続する巻線33のリード部分は、交差せず同方向へ延びる。このため、順巻線33bの両端リード部分が重なることがない。
つぎに、本発明の第4の実施の形態を説明する。本例は、巻線の巻装パターンの点で第1の実施の形態と異なる。
(6)逆巻線33aの第2端は、第1の実施の形態に比べて、自身に近い整流子片41に接続される。このため、逆巻線33aの第2端と整流子片41とを接続する巻線33のリード部分の長さが短縮される。巻線33のリード部分が短縮される分だけ巻線33の抵抗損失も小さくなる。
なお、各実施の形態の直流モータの用途は様々であるところ、たとえば自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)の駆動源となるABSモータとして使用することができる。ABSは、ブレーキ圧を断続的に緩めることによりタイヤのロックを防ぐシステムである。そして、ABSモータは、減圧のために吐出されたブレーキ液を、再び元の油圧シリンダに押し戻す油圧ポンプを駆動する。
Claims (4)
- 6つの磁極を有する円筒状のヨークと、
ヨークの内部に回転可能に設けられて当該回転方向に並ぶ9つのティースを有する鉄心と、
各ティースに対して順方向に巻回された第1の巻線と、
各ティースに対して第1の巻線とは逆方向に巻回された第2の巻線と、
鉄心と一体回転可能に設けられて回転方向に並ぶ18枚の整流子片を有する整流子と、
ヨークの内部に保持されて各整流子片に対する摺接を通じて各巻線へ給電する2つを1組とする3組のブラシと、を備え、
同一のティースに設けられる第1および第2の巻線は、互いに異なる正極側のブラシと負極側のブラシとの間における同位相の整流子片に導通されるとともに、前記回転方向において、当該第1の巻線の両端が接続された各整流子片間の中央と対応する位置であって且つ当該第2の巻線の両端が接続された各整流子片間の中央と対応する位置には、当該第1および第2の巻線が設けられた前記同一のティースが配置されている直流モータ。 - 請求項1に記載の直流モータにおいて、
第1の巻線の両端は、それぞれ整流子の回転方向における少なくとも180°だけ位相がずれた2つの整流子片に接続される直流モータ。 - 請求項1または請求項2に記載の直流モータにおいて、
第1の巻線の接続された整流子片には、当該第1の巻線が設けられたティースとは異なるティースに設けられた第2の巻線が接続されており、当該第1の巻線と当該第2の巻線とは1本の同じ導線により構成されている直流モータ。 - 6つの磁極を有する円筒状のヨークと、
ヨークの内部に回転可能に設けられて当該回転方向に並ぶ9つのティースを有する鉄心と、
各ティースに対して順方向に巻回された第1の巻線と、
各ティースに対して第1の巻線とは逆方向に巻回された第2の巻線と、
鉄心と一体回転可能に設けられて回転方向に並ぶ18枚の整流子片を有する整流子と、
ヨークの内部に保持されて各整流子片に対する摺接を通じて各巻線へ給電する2つを1組とする3組のブラシと、を備えてなる直流モータの巻線方法において、
同一のティースに設けられる第1および第2の巻線は、互いに異なる正極側のブラシと負極側のブラシとの間における同位相の整流子片に導通されるとともに、前記回転方向において、当該第1の巻線の両端が接続される各整流子片間の中央と対応する位置であって且つ当該第2の巻線の両端が接続される各整流子片間の中央と対応する位置に、当該第1および第2の巻線が設けられる前記同一のティースが配置されるように、かつ第1の巻線および第2の巻線を一連で巻装する直流モータの巻線方法。
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