JPH10341562A - 直流機 - Google Patents
直流機Info
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- JPH10341562A JPH10341562A JP15059397A JP15059397A JPH10341562A JP H10341562 A JPH10341562 A JP H10341562A JP 15059397 A JP15059397 A JP 15059397A JP 15059397 A JP15059397 A JP 15059397A JP H10341562 A JPH10341562 A JP H10341562A
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- coil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小形でトルクリップルを低減でき、且つ多相
巻線に合った整流を確保できる直流機を提供すること。 【解決手段】 界磁極数ｎ＝６、スロット数ｓ＝７の場
合、整流子のセグメント数は２１となる。セグメントＳ
１に接続されたコイルＣは、スロットＳＬ１とスロット
ＳＬ２との間に形成される鉄心磁極Ｐ１に集中巻した
後、セグメントＳ７に接続する。続いて、セグメントＳ
７から引き出されたコイルＣをスロットＳＬ３とスロッ
トＳＬ４との間の鉄心磁極Ｐ３に集中巻した後、セグメ
ントＳ１３に接続する。以下、同様に鉄心磁極Ｐ５、Ｐ
７、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の順にコイルＣを集中巻して所定
のセグメントＳに接続する。また、ブラシＢは、界磁極
数ｎと同数の６個で構成され、電機子コイルＣの展開方
向に等分、即ち６０度等間隔にて配置されている。ま
た、各ブラシＢは、一つおきに結線されて、各々がプラ
ス側電源端子とマイナス側電源端子とに接続されてい
る。
巻線に合った整流を確保できる直流機を提供すること。 【解決手段】 界磁極数ｎ＝６、スロット数ｓ＝７の場
合、整流子のセグメント数は２１となる。セグメントＳ
１に接続されたコイルＣは、スロットＳＬ１とスロット
ＳＬ２との間に形成される鉄心磁極Ｐ１に集中巻した
後、セグメントＳ７に接続する。続いて、セグメントＳ
７から引き出されたコイルＣをスロットＳＬ３とスロッ
トＳＬ４との間の鉄心磁極Ｐ３に集中巻した後、セグメ
ントＳ１３に接続する。以下、同様に鉄心磁極Ｐ５、Ｐ
７、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の順にコイルＣを集中巻して所定
のセグメントＳに接続する。また、ブラシＢは、界磁極
数ｎと同数の６個で構成され、電機子コイルＣの展開方
向に等分、即ち６０度等間隔にて配置されている。ま
た、各ブラシＢは、一つおきに結線されて、各々がプラ
ス側電源端子とマイナス側電源端子とに接続されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、整流子を具備した
直流機に係わり、特に電機子の構成に関する。
直流機に係わり、特に電機子の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流機の電機子巻線は、界磁極より発生
する磁束分を有効に利用するために、各電機子コイルが
電機子鉄心の軸方向外側（スロットの外側）で交差する
ため、軸長の増大やスロット内のコイル占積率の低下を
招いている。そこで、特開平１−１３３５５１号公報で
は、整流装置等を工夫して各電機子コイルのコイルエン
ド部が重ならない直流電動機が提案されている。この直
流電動機は、４極の界磁極に対して５相巻線を有し、且
つ各巻線が接続される１０個のセグメントから成る整流
子を具備している。
する磁束分を有効に利用するために、各電機子コイルが
電機子鉄心の軸方向外側（スロットの外側）で交差する
ため、軸長の増大やスロット内のコイル占積率の低下を
招いている。そこで、特開平１−１３３５５１号公報で
は、整流装置等を工夫して各電機子コイルのコイルエン
ド部が重ならない直流電動機が提案されている。この直
流電動機は、４極の界磁極に対して５相巻線を有し、且
つ各巻線が接続される１０個のセグメントから成る整流
子を具備している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された直流電動機は、スロット数が少ないために各
巻線の位相差が大きくなり、且つ整流子のセグメント数
が１０個と少なく、整流子が１回転する間に行われる電
流の切り換え回数が少ないことからトルクリップルが大
きくなる。そのため、騒音に厳しい車両用モータ（例え
ばエアコンのブロワモータ）等への適用が困難であっ
た。また、１相の巻線に対する電圧がスロット数の多い
一般の電動機（例えば１２スロットの電動機）より高く
なり、これを整流するためにブラシの寿命が低下する問
題があった。本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、小形でトルクリップルを低減でき、
且つ多相巻線に合った整流を確保できる直流機を提供す
ることにある。
開示された直流電動機は、スロット数が少ないために各
巻線の位相差が大きくなり、且つ整流子のセグメント数
が１０個と少なく、整流子が１回転する間に行われる電
流の切り換え回数が少ないことからトルクリップルが大
きくなる。そのため、騒音に厳しい車両用モータ（例え
ばエアコンのブロワモータ）等への適用が困難であっ
た。また、１相の巻線に対する電圧がスロット数の多い
一般の電動機（例えば１２スロットの電動機）より高く
なり、これを整流するためにブラシの寿命が低下する問
題があった。本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、小形でトルクリップルを低減でき、
且つ多相巻線に合った整流を確保できる直流機を提供す
ることにある。
【０００４】
（請求項１の手段）本発明では、界磁極数ｎを６極以
上、電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±１、及び整流子の
セグメント巾角度を略３６０／（ｎ×ｓ／２）度として
電機子コイルを集中巻としたことを特徴とする。これに
よれば、最も少ないスロット数が５となり、整流子のセ
グメント数が１５となる。この場合、従来の４極−５ス
ロットの直流機と比較して、各コイルの位相差は同じで
あるが、セグメント数が増加（従来は１０セグメント）
した分だけ、整流子が１回転する間に行われる電流の切
り換え回数が多くなるため、その分トルクリップルを小
さくできる。また、スロット数が６以上になれば、それ
に伴って電流の切り換え回数も増加し、且つ各コイルの
位相差も小さくなるため、更にトルクリップルを小さく
でき、ブラシの寿命低下を抑えることもできる。
上、電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±１、及び整流子の
セグメント巾角度を略３６０／（ｎ×ｓ／２）度として
電機子コイルを集中巻としたことを特徴とする。これに
よれば、最も少ないスロット数が５となり、整流子のセ
グメント数が１５となる。この場合、従来の４極−５ス
ロットの直流機と比較して、各コイルの位相差は同じで
あるが、セグメント数が増加（従来は１０セグメント）
した分だけ、整流子が１回転する間に行われる電流の切
り換え回数が多くなるため、その分トルクリップルを小
さくできる。また、スロット数が６以上になれば、それ
に伴って電流の切り換え回数も増加し、且つ各コイルの
位相差も小さくなるため、更にトルクリップルを小さく
でき、ブラシの寿命低下を抑えることもできる。
【０００５】（請求項２の手段）本発明では、界磁極数
ｎを６極以上、電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±２（但
し、ｓは８以上）、及び整流子のセグメント巾角度を略
３６０／（ｎ×ｓ／２）度として電機子コイルを集中巻
としたことを特徴とする。これによれば、最も少ないス
ロット数を８、整流子のセグメント数を２４とすること
ができる。この場合、従来の４極−５スロットの直流機
と比較して、スロット数が多くなることで各コイルの位
相差を小さくできる。また、スロット数が増加した分だ
け、電気的１サイクルの間に行われる電流の切り換え回
数が多くなる。その結果、従来よりトルクリップルを小
さくでき、且つブラシの寿命低下を抑えることもでき
る。
ｎを６極以上、電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±２（但
し、ｓは８以上）、及び整流子のセグメント巾角度を略
３６０／（ｎ×ｓ／２）度として電機子コイルを集中巻
としたことを特徴とする。これによれば、最も少ないス
ロット数を８、整流子のセグメント数を２４とすること
ができる。この場合、従来の４極−５スロットの直流機
と比較して、スロット数が多くなることで各コイルの位
相差を小さくできる。また、スロット数が増加した分だ
け、電気的１サイクルの間に行われる電流の切り換え回
数が多くなる。その結果、従来よりトルクリップルを小
さくでき、且つブラシの寿命低下を抑えることもでき
る。
【０００６】（請求項３の手段）本発明では、発生する
起電力の位相の近い電機子コイル同士をｋ個ずつ直列に
接続し、整流子のセグメント巾角度を略３６０／｛ｎ×
ｓ／（２×ｋ）｝度として電機子コイルを集中巻とした
ことを特徴とする。この場合、界磁極数及び鉄心スロッ
ト数が多くなっても（例えば１０極−１２スロット）、
整流子のセグメント数を減らすことができるため、その
分、セグメント巾を大きく設定でき、製造が容易とな
る。
起電力の位相の近い電機子コイル同士をｋ個ずつ直列に
接続し、整流子のセグメント巾角度を略３６０／｛ｎ×
ｓ／（２×ｋ）｝度として電機子コイルを集中巻とした
ことを特徴とする。この場合、界磁極数及び鉄心スロッ
ト数が多くなっても（例えば１０極−１２スロット）、
整流子のセグメント数を減らすことができるため、その
分、セグメント巾を大きく設定でき、製造が容易とな
る。
【０００７】（請求項４の手段）本発明では、界磁極の
極数を６〜１２極（但し、偶数）とし、電機子鉄心のス
ロット数を７以上としたことを特徴とする。この場合、
界磁極数を６〜１２極とすることにより、整流子のセグ
メント数を実用的な範囲内に設定することができる。
極数を６〜１２極（但し、偶数）とし、電機子鉄心のス
ロット数を７以上としたことを特徴とする。この場合、
界磁極数を６〜１２極とすることにより、整流子のセグ
メント数を実用的な範囲内に設定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の直流機を適用した
電動機の実施例を説明する。図１は電機子コイルと整流
子セグメントとの結線状態を示す展開図である。本実施
例の電動機１は、図２に示す様に、界磁を形成する継鉄
２と複数の界磁極３、整流子４を備えた電機子５、整流
子４に摺接するブラシＢ等より構成される。継鉄２は、
図２（ｂ）に示す様に、円筒形に設けられて、両端開口
部が各々フレーム６、７により閉塞されている。界磁極
３は、継鉄２の内周面に６極設けられ、それぞれ永久磁
石から成る。各永久磁石は、継鉄２の周方向に等間隔に
配置され、電機子５に対向する内周面の極性が交互にＮ
極とＳ極となる様に着磁されている。
電動機の実施例を説明する。図１は電機子コイルと整流
子セグメントとの結線状態を示す展開図である。本実施
例の電動機１は、図２に示す様に、界磁を形成する継鉄
２と複数の界磁極３、整流子４を備えた電機子５、整流
子４に摺接するブラシＢ等より構成される。継鉄２は、
図２（ｂ）に示す様に、円筒形に設けられて、両端開口
部が各々フレーム６、７により閉塞されている。界磁極
３は、継鉄２の内周面に６極設けられ、それぞれ永久磁
石から成る。各永久磁石は、継鉄２の周方向に等間隔に
配置され、電機子５に対向する内周面の極性が交互にＮ
極とＳ極となる様に着磁されている。
【０００９】電機子５は、図２（ａ）に示す様に、フレ
ーム６、７に固定された軸受８、９を介して回転自在に
支持された回転軸１０、この回転軸１０の外周に嵌合し
て回転軸１０と一体に回転する電機子鉄心１１、この電
機子鉄心１１に装着される電機子巻線１２、及び複数の
セグメントＳ（図１参照）が互いに絶縁されて円筒形に
組み立てられた整流子４から成る。電機子鉄心１１は、
薄い鋼板を多数積層して構成され、外周に複数のスロッ
トＳＬ（図２（ｂ）参照）が設けられている。そのスロ
ット数ｓは、界磁極数ｎ（＝６）より１つ多く設定され
ている。即ちｓ＝ｎ＋１＝７である。電機子巻線１２
は、スロット数ｓと同じ７つの電機子コイルＣから成
り、各電機子コイルＣが電機子鉄心１１に巻装されて所
定のセグメントＳに接続されている（図１参照）。整流
子４は、セグメント数がｎ×ｓ／２＝２１であり、１つ
のセグメントＳの巾角度（回転方向の巾角度）は、約１
７．１度（＝３６０／２１）である。
ーム６、７に固定された軸受８、９を介して回転自在に
支持された回転軸１０、この回転軸１０の外周に嵌合し
て回転軸１０と一体に回転する電機子鉄心１１、この電
機子鉄心１１に装着される電機子巻線１２、及び複数の
セグメントＳ（図１参照）が互いに絶縁されて円筒形に
組み立てられた整流子４から成る。電機子鉄心１１は、
薄い鋼板を多数積層して構成され、外周に複数のスロッ
トＳＬ（図２（ｂ）参照）が設けられている。そのスロ
ット数ｓは、界磁極数ｎ（＝６）より１つ多く設定され
ている。即ちｓ＝ｎ＋１＝７である。電機子巻線１２
は、スロット数ｓと同じ７つの電機子コイルＣから成
り、各電機子コイルＣが電機子鉄心１１に巻装されて所
定のセグメントＳに接続されている（図１参照）。整流
子４は、セグメント数がｎ×ｓ／２＝２１であり、１つ
のセグメントＳの巾角度（回転方向の巾角度）は、約１
７．１度（＝３６０／２１）である。
【００１０】ブラシＢは、整流子４の径方向外側でブラ
シホルダ１３に保持され、外径側からスプリング１４に
より付勢されて整流子４の外周面に所定の押圧力で接触
している。このブラシＢは、界磁極数ｎ（＝６）と同数
の６個で構成され、図１に示す様に、電機子コイルＣの
展開方向に等分、即ち６０度等間隔にて配置されてい
る。また、各ブラシＢは、一つおきに結線されて、各々
がプラス側電源端子とマイナス側電源端子とに接続され
ている。
シホルダ１３に保持され、外径側からスプリング１４に
より付勢されて整流子４の外周面に所定の押圧力で接触
している。このブラシＢは、界磁極数ｎ（＝６）と同数
の６個で構成され、図１に示す様に、電機子コイルＣの
展開方向に等分、即ち６０度等間隔にて配置されてい
る。また、各ブラシＢは、一つおきに結線されて、各々
がプラス側電源端子とマイナス側電源端子とに接続され
ている。
【００１１】次に、電機子巻線１２（各電機子コイル
Ｃ）の結線方法及び整流子４との接続状態について図１
を参照しながら説明する。まず、整流子４のセグメント
Ｓ１に接続されたコイルＣを、スロットＳＬ１とスロッ
トＳＬ２との間に形成される鉄心磁極Ｐ１の回りに複数
回周回（つまり集中巻）した後、セグメントＳ７に接続
する。続いて、そのセグメントＳ７から引き出されたコ
イルＣを、スロットＳＬ３とスロットＳＬ４との間に形
成される鉄心磁極Ｐ３の回りに複数回周回した後、セグ
メントＳ１３に接続する。以下、同様に、鉄心磁極Ｐ
５、Ｐ７、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の順にコイルＣを集中巻し
て、それぞれ所定のセグメントＳに接続する。なお、こ
の実施例では、整流子４のセグメントＳ１から２つおき
毎の各セグメントＳにコイルＣが接続され、セグメント
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１
２、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２１
にはコイルＣが接続されていない。
Ｃ）の結線方法及び整流子４との接続状態について図１
を参照しながら説明する。まず、整流子４のセグメント
Ｓ１に接続されたコイルＣを、スロットＳＬ１とスロッ
トＳＬ２との間に形成される鉄心磁極Ｐ１の回りに複数
回周回（つまり集中巻）した後、セグメントＳ７に接続
する。続いて、そのセグメントＳ７から引き出されたコ
イルＣを、スロットＳＬ３とスロットＳＬ４との間に形
成される鉄心磁極Ｐ３の回りに複数回周回した後、セグ
メントＳ１３に接続する。以下、同様に、鉄心磁極Ｐ
５、Ｐ７、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の順にコイルＣを集中巻し
て、それぞれ所定のセグメントＳに接続する。なお、こ
の実施例では、整流子４のセグメントＳ１から２つおき
毎の各セグメントＳにコイルＣが接続され、セグメント
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１
２、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２１
にはコイルＣが接続されていない。
【００１２】次に、本実施例の動作について説明する。
ここでの要点は、各鉄心磁極Ｐに集中巻された各コイル
Ｃの起電力の位相順に従って整流を行うことである。つ
まり、コイルＣ１（鉄心磁極Ｐ１を周回するコイルＣ、
以下のコイル番号も同様とする）に対して各コイルＣの
位相差θは、電気角度で考えれば以下の数式１により求
められる。
ここでの要点は、各鉄心磁極Ｐに集中巻された各コイル
Ｃの起電力の位相順に従って整流を行うことである。つ
まり、コイルＣ１（鉄心磁極Ｐ１を周回するコイルＣ、
以下のコイル番号も同様とする）に対して各コイルＣの
位相差θは、電気角度で考えれば以下の数式１により求
められる。
【数１】 コイルＣｎの位相差θ＝３×２π×（ｎ−１）／７ （ｎ：コイル番号） 当然周期は２πであるので、０≦θ≦２πとなる条件で
コイルＣｎを並べると、コイルＣ１（０）→コイルＣ６
（２π／７）→コイルＣ４（４π／７）→コイルＣ２
（６π／７）→コイルＣ７（８π／７）→コイルＣ５
（１０π／７）→コイルＣ３（１２π／７）の順番にな
る。望ましい整流の順番はこの順番であり、これは機械
的なコイルＣの順番とは必ずしも一致しない。
コイルＣｎを並べると、コイルＣ１（０）→コイルＣ６
（２π／７）→コイルＣ４（４π／７）→コイルＣ２
（６π／７）→コイルＣ７（８π／７）→コイルＣ５
（１０π／７）→コイルＣ３（１２π／７）の順番にな
る。望ましい整流の順番はこの順番であり、これは機械
的なコイルＣの順番とは必ずしも一致しない。
【００１３】上記のことを念頭において図３に基づき本
発明の動作を説明する。まず、初期の状態を図３（ａ）
とすると、電源のプラス端子は、ブラシＢ１からセグメ
ントＳ１に接続される（プラス端子にはブラシＢ３、Ｂ
５も接続されているが、このブラシＢ３、Ｂ５が接触す
るセグメントＳ８、Ｓ１５にはコイルＣが接続されてい
ない）。一方電源のマイナス端子は、ブラシＢ２とブラ
シＢ６から、それぞれセグメントＳ４とセグメントＳ１
９に接続される。この結果、電機子コイルＣに流れる電
流は、セグメントＳ１→コイルＣ１（スロットＳＬ１→
スロットＳＬ２）→セグメントＳ７→コイルＣ３（スロ
ットＳＬ３→スロットＳＬ４）→セグメントＳ１３→コ
イルＣ５（スロットＳＬ５→スロットＳＬ６）→セグメ
ントＳ１９のループと、セグメントＳ１→コイルＣ６
（スロットＳＬ７→スロットＳＬ６）→セグメントＳ１
６→コイルＣ４（スロットＳＬ５→スロットＳＬ４）→
セグメントＳ１０→コイルＣ２（スロットＳＬ３→スロ
ットＳＬ２）→セグメントＳ４のループの２つができ
る。但し、コイルＣ７は、両端がセグメントＳ４とＳ１
９及びブラシＢ２とＢ６を通じてマイナス端子に接続さ
れるため電流が流れない。これにより、略６０度毎、つ
まり界磁極ピッチで各スロットＳＬ内の電流の方向が変
化して、界磁極３と上手く協調して有効にトルクを引き
出すことができる。
発明の動作を説明する。まず、初期の状態を図３（ａ）
とすると、電源のプラス端子は、ブラシＢ１からセグメ
ントＳ１に接続される（プラス端子にはブラシＢ３、Ｂ
５も接続されているが、このブラシＢ３、Ｂ５が接触す
るセグメントＳ８、Ｓ１５にはコイルＣが接続されてい
ない）。一方電源のマイナス端子は、ブラシＢ２とブラ
シＢ６から、それぞれセグメントＳ４とセグメントＳ１
９に接続される。この結果、電機子コイルＣに流れる電
流は、セグメントＳ１→コイルＣ１（スロットＳＬ１→
スロットＳＬ２）→セグメントＳ７→コイルＣ３（スロ
ットＳＬ３→スロットＳＬ４）→セグメントＳ１３→コ
イルＣ５（スロットＳＬ５→スロットＳＬ６）→セグメ
ントＳ１９のループと、セグメントＳ１→コイルＣ６
（スロットＳＬ７→スロットＳＬ６）→セグメントＳ１
６→コイルＣ４（スロットＳＬ５→スロットＳＬ４）→
セグメントＳ１０→コイルＣ２（スロットＳＬ３→スロ
ットＳＬ２）→セグメントＳ４のループの２つができ
る。但し、コイルＣ７は、両端がセグメントＳ４とＳ１
９及びブラシＢ２とＢ６を通じてマイナス端子に接続さ
れるため電流が流れない。これにより、略６０度毎、つ
まり界磁極ピッチで各スロットＳＬ内の電流の方向が変
化して、界磁極３と上手く協調して有効にトルクを引き
出すことができる。
【００１４】続いて、上記のトルクにより電機子５が図
３にて左方向へ回転できるとする。ここで、電機子５が
１／２セグメントＳだけ左方向へ回転した状態を図３
（ｂ）に示す。この位置では、コイルＣ７の一端が接続
されたセグメントＳ１９にブラシＢ６が接触し、コイル
Ｃ７の他端が接続されたセグメントＳ４にブラシＢ２が
接触していないため、コイルＣ７に電流が流れる。この
時、スロットＳＬ７を流れる電流の向きが反転する。ま
た、コイルＣ６は、両端がセグメントＳ１とＳ１６及び
ブラシＢ１とＢ５を通じてプラス端子に接続されるため
電流が流れない。
３にて左方向へ回転できるとする。ここで、電機子５が
１／２セグメントＳだけ左方向へ回転した状態を図３
（ｂ）に示す。この位置では、コイルＣ７の一端が接続
されたセグメントＳ１９にブラシＢ６が接触し、コイル
Ｃ７の他端が接続されたセグメントＳ４にブラシＢ２が
接触していないため、コイルＣ７に電流が流れる。この
時、スロットＳＬ７を流れる電流の向きが反転する。ま
た、コイルＣ６は、両端がセグメントＳ１とＳ１６及び
ブラシＢ１とＢ５を通じてプラス端子に接続されるため
電流が流れない。
【００１５】続いて、更に電機子５が１／２セグメント
Ｓだけ左方向へ回転した状態を図３（ｃ）に示す。この
位置では、コイルＣ６に電流が流れて、スロットＳＬ６
を流れる電流の向きが反転する。同時にコイルＣ５に電
流が流れなくなる。更に電機子５が１／２セグメントＳ
だけ左方向へ回転した状態を図３（ｄ）に示す。この位
置では、コイルＣ５に電流が流れて、スロットＳＬ５を
流れる電流の向きが反転する。同時にコイルＣ４に電流
が流れなくなる。以後、同様にコイルＣ３、Ｃ２、Ｃ１
……の順で電流が流れなくなり、次の状態で電流の向き
が反転する。以上の様に、プラス電源でコイルＣ６→コ
イルＣ４の順で整流が行われており、これは前述した望
ましい順番である。
Ｓだけ左方向へ回転した状態を図３（ｃ）に示す。この
位置では、コイルＣ６に電流が流れて、スロットＳＬ６
を流れる電流の向きが反転する。同時にコイルＣ５に電
流が流れなくなる。更に電機子５が１／２セグメントＳ
だけ左方向へ回転した状態を図３（ｄ）に示す。この位
置では、コイルＣ５に電流が流れて、スロットＳＬ５を
流れる電流の向きが反転する。同時にコイルＣ４に電流
が流れなくなる。以後、同様にコイルＣ３、Ｃ２、Ｃ１
……の順で電流が流れなくなり、次の状態で電流の向き
が反転する。以上の様に、プラス電源でコイルＣ６→コ
イルＣ４の順で整流が行われており、これは前述した望
ましい順番である。
【００１６】（第２実施例）図４は電機子コイルＣとセ
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、第１実施例に示した構成において、所定のセグメン
トＳ同士を接続することによりブラシＢの数を減らした
一例を示す。具体的には、各セグメントＳを７つおき毎
に接続（例えばセグメントＳ１とＳ８とＳ１５、またセ
グメントＳ２とＳ９とＳ１６等）することにより、ブラ
シＢの数は２個（ブラシＢ１とブラシＢ４）ですむ。こ
の場合でもコイルＣの整流は第１実施例と同様に所定の
順番で行われる。なお、ブラシＢが６個でも動作できる
ことは言うまでもない。
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、第１実施例に示した構成において、所定のセグメン
トＳ同士を接続することによりブラシＢの数を減らした
一例を示す。具体的には、各セグメントＳを７つおき毎
に接続（例えばセグメントＳ１とＳ８とＳ１５、またセ
グメントＳ２とＳ９とＳ１６等）することにより、ブラ
シＢの数は２個（ブラシＢ１とブラシＢ４）ですむ。こ
の場合でもコイルＣの整流は第１実施例と同様に所定の
順番で行われる。なお、ブラシＢが６個でも動作できる
ことは言うまでもない。
【００１７】（第３実施例）図５は電機子コイルＣとセ
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、第１実施例に示した構成から結線しないセグメント
Ｓを省略した一例を示すものである。従って、セグメン
トＳ１、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ１９
の７つより構成される。この場合においても、各セグメ
ントＳの巾は第１実施例の場合と同じ約１７．１度であ
る。なお、セグメントＳを省略した部分を絶縁材で整流
子４の外径と同一に形成すれば、セグメントＳ間のアン
ダーカットを不要にできる。
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、第１実施例に示した構成から結線しないセグメント
Ｓを省略した一例を示すものである。従って、セグメン
トＳ１、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ１９
の７つより構成される。この場合においても、各セグメ
ントＳの巾は第１実施例の場合と同じ約１７．１度であ
る。なお、セグメントＳを省略した部分を絶縁材で整流
子４の外径と同一に形成すれば、セグメントＳ間のアン
ダーカットを不要にできる。
【００１８】（第４実施例）図６は電機子コイルＣとセ
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、界磁極数ｎ＝１０、スロット数ｓ＝１２の場合を示
す。この場合、整流子４のセグメント数を６０とし、コ
イルＣとの結線を図６に示す。ブラシＢは、界磁極数ｎ
に対応して１０個使用し、整流子４の外周に１０等分し
た位置、即ち３６度毎に配置され、１つおき毎に正負の
電源がブラシＢから電機子５へ供給される。なお、本実
施例においても、第２実施例で行った様にセグメントＳ
間を所定の角度で接続してブラシＢの数を低減すること
もできる。また、第３実施例と同様に、コイルＣの接続
されていないセグメントＳを省略することもできる。
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、界磁極数ｎ＝１０、スロット数ｓ＝１２の場合を示
す。この場合、整流子４のセグメント数を６０とし、コ
イルＣとの結線を図６に示す。ブラシＢは、界磁極数ｎ
に対応して１０個使用し、整流子４の外周に１０等分し
た位置、即ち３６度毎に配置され、１つおき毎に正負の
電源がブラシＢから電機子５へ供給される。なお、本実
施例においても、第２実施例で行った様にセグメントＳ
間を所定の角度で接続してブラシＢの数を低減すること
もできる。また、第３実施例と同様に、コイルＣの接続
されていないセグメントＳを省略することもできる。
【００１９】（第５実施例）図７は電機子コイルＣとセ
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、位相の近いコイルＣ同士を直列に接続することによ
り、セグメント数を少なくした場合の一例を示す。例え
ば、界磁極数ｎ＝１０、スロット数ｓ＝１２の場合であ
れば、鉄心磁極Ｐ１に集中巻したコイルＣ１と、このコ
イルＣ１とモータ起電力の位相の近いコイルＣ、即ち鉄
心磁極Ｐ６に集中巻したコイルＣ６とを直列に接続し
て、セグメントＳ１とセグメントＳ２６に接続する。以
下、同様に各コイルＣ２個ずつを直列接続して２個のセ
グメントＳに接続する。これにより、見かけ上スロット
数ｓが半減された恰好となり、セグメント数は第４実施
例の６０から３０へと半減できるため、各セグメント巾
を大きく設定して製造を容易にできるメリットがある。
また、図８に示す様に、コイルＣの巻線方向を換えて起
電力の位相を合わせた場合でも同様にセグメント数を半
減することができる。この実施例では、２個のコイルＣ
同士を直列接続しているが、３個以上のコイルＣ同士を
直列接続することにより更にセグメント数を低減しても
良い。
グメントＳとの結線状態を示す展開図である。本実施例
は、位相の近いコイルＣ同士を直列に接続することによ
り、セグメント数を少なくした場合の一例を示す。例え
ば、界磁極数ｎ＝１０、スロット数ｓ＝１２の場合であ
れば、鉄心磁極Ｐ１に集中巻したコイルＣ１と、このコ
イルＣ１とモータ起電力の位相の近いコイルＣ、即ち鉄
心磁極Ｐ６に集中巻したコイルＣ６とを直列に接続し
て、セグメントＳ１とセグメントＳ２６に接続する。以
下、同様に各コイルＣ２個ずつを直列接続して２個のセ
グメントＳに接続する。これにより、見かけ上スロット
数ｓが半減された恰好となり、セグメント数は第４実施
例の６０から３０へと半減できるため、各セグメント巾
を大きく設定して製造を容易にできるメリットがある。
また、図８に示す様に、コイルＣの巻線方向を換えて起
電力の位相を合わせた場合でも同様にセグメント数を半
減することができる。この実施例では、２個のコイルＣ
同士を直列接続しているが、３個以上のコイルＣ同士を
直列接続することにより更にセグメント数を低減しても
良い。
【００２０】（発明の効果）以上の各実施例で示した様
に、本発明を利用することにより、占積率の高い集中巻
の直流機が６極以上でも可能となり、小型、且つ高効率
な直流機を提供できる。また、従来の４極−５スロット
の直流電動機と比較して、トルクリップルが小さく、且
つブラシの寿命を延ばすことができる。
に、本発明を利用することにより、占積率の高い集中巻
の直流機が６極以上でも可能となり、小型、且つ高効率
な直流機を提供できる。また、従来の４極−５スロット
の直流電動機と比較して、トルクリップルが小さく、且
つブラシの寿命を延ばすことができる。
【００２１】（変形例）上記の各実施例では、界磁極３
として永久磁石を使用しているが、巻線タイプつまり直
巻電動機や分巻電動機についても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、電動機１のみならず発電
機についても実施できる。各実施例では、界磁極数ｎよ
りスロット数ｓの方が１個または２個だけ多い例を記載
したが、界磁極数ｎよりスロット数ｓの方が１個または
２個だけ少なく設定しても良い。但し、界磁極数ｎ＝６
の場合は、最も少ないスロット数ｓ＝５とする。なお、
実用的には、界磁極数ｎを６〜１２極とし、スロット数
ｓを７以上として設定することが望ましい。
として永久磁石を使用しているが、巻線タイプつまり直
巻電動機や分巻電動機についても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、電動機１のみならず発電
機についても実施できる。各実施例では、界磁極数ｎよ
りスロット数ｓの方が１個または２個だけ多い例を記載
したが、界磁極数ｎよりスロット数ｓの方が１個または
２個だけ少なく設定しても良い。但し、界磁極数ｎ＝６
の場合は、最も少ないスロット数ｓ＝５とする。なお、
実用的には、界磁極数ｎを６〜１２極とし、スロット数
ｓを７以上として設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第１実施例）。
を示す展開図である（第１実施例）。
【図２】（ａ）は電動機の側面断面図、（ｂ）はＡ−Ａ
線に沿う断面図である。
線に沿う断面図である。
【図３】本実施例の動作を説明する電機子の展開図であ
る。
る。
【図４】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第２実施例）。
を示す展開図である（第２実施例）。
【図５】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第３実施例）。
を示す展開図である（第３実施例）。
【図６】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第４実施例）。
を示す展開図である（第４実施例）。
【図７】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第５実施例）。
を示す展開図である（第５実施例）。
【図８】電機子コイルと整流子セグメントとの結線状態
を示す展開図である（第５実施例）。
を示す展開図である（第５実施例）。
１ 電動機（直流機） ２ 継鉄（界磁） ３ 界磁極（界磁） ４ 整流子 ５ 電機子 １１ 電機子鉄心 Ｃ 電機子コイル Ｓ セグメント ＳＬ スロット
Claims (4)
- 【請求項１】６極以上の界磁極を有する界磁と、 相互に絶縁された複数のセグメントから成る整流子を有
し、前記セグメントに接続された電機子コイルを電機子
鉄心に巻装して成る電機子とを備えた直流機において、 前記界磁極の極数をｎ（但し、ｎは６以上の偶数）、前
記電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±１、及び前記整流子
のセグメント巾角度を略３６０／（ｎ×ｓ／２）度とし
て前記電機子コイルを集中巻としたことを特徴とする直
流機。 - 【請求項２】６極以上の界磁極を有する界磁と、 相互に絶縁された複数のセグメントから成る整流子を有
し、前記セグメントに接続された電機子コイルを電機子
鉄心に巻装して成る電機子とを備えた直流機において、 前記界磁極の極数をｎ（但し、ｎは６以上の偶数）、前
記電機子鉄心のスロット数ｓをｎ±２（但し、ｓは８以
上）、及び前記整流子のセグメント巾角度を略３６０／
（ｎ×ｓ／２）度として前記電機子コイルを集中巻とし
たことを特徴とする直流機。 - 【請求項３】６極以上の界磁極を有する界磁と、 相互に絶縁された複数のセグメントから成る整流子を有
し、前記セグメントに接続された電機子コイルを電機子
鉄心に巻装して成る電機子とを備えた直流機において、 前記界磁極の極数ｎ（但し、ｎは６以上の偶数）と前記
電機子鉄心のスロット数ｓとが請求項１または請求項２
の関係を満たす時に、 発生する起電力の位相の近い前記電機子コイル同士をｋ
個（但し、ｋは２以上の整数）ずつ直列に接続し、前記
整流子のセグメント巾角度を略３６０／｛ｎ×ｓ／（２
×ｋ）｝度として前記電機子コイルを集中巻としたこと
を特徴とする直流機。 - 【請求項４】前記界磁極の極数を６〜１２極（但し、偶
数）とし、前記電機子鉄心のスロット数ｓを７以上とし
たことを特徴とする請求項１〜３に記載した何れかの直
流機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15059397A JPH10341562A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 直流機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15059397A JPH10341562A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 直流機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10341562A true JPH10341562A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15500281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15059397A Pending JPH10341562A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 直流機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10341562A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700281B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-03-02 | Denso Corporation | DC motor and method of controlling the same |
| US6756717B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-06-29 | Asmo Co. Ltd. | Motor |
| US6819025B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-11-16 | Asmo Co., Ltd. | Core of rotation apparatus, method for manufacturing core, and rotation apparatus |
| US6903483B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-06-07 | Asmo, Co., Ltd. | Motor |
| JP2006094633A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Moric Co Ltd | ブラシ付きインナーマグネットモータ |
| JP2006109562A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Moric Co Ltd | ブラシ付きスロットレスモータ |
| JP2007282500A (ja) * | 2007-07-30 | 2007-10-25 | Asmo Co Ltd | 直流機 |
| WO2010054539A1 (zh) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 鹤山市鹤龙机电有限公司 | 空调系统 |
| JP2011024416A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Johnson Electric Sa | ブラシモータ |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP15059397A patent/JPH10341562A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6819025B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-11-16 | Asmo Co., Ltd. | Core of rotation apparatus, method for manufacturing core, and rotation apparatus |
| US7254881B2 (en) | 2001-03-02 | 2007-08-14 | Asmo Co., Ltd. | Method for manufacturing an armature of a rotation apparatus |
| US6700281B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-03-02 | Denso Corporation | DC motor and method of controlling the same |
| US6756717B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-06-29 | Asmo Co. Ltd. | Motor |
| US6903483B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-06-07 | Asmo, Co., Ltd. | Motor |
| JP2006094633A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Moric Co Ltd | ブラシ付きインナーマグネットモータ |
| JP2006109562A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Moric Co Ltd | ブラシ付きスロットレスモータ |
| JP4503409B2 (ja) * | 2004-10-01 | 2010-07-14 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | ブラシ付きスロットレスモータ |
| JP2007282500A (ja) * | 2007-07-30 | 2007-10-25 | Asmo Co Ltd | 直流機 |
| JP4568307B2 (ja) * | 2007-07-30 | 2010-10-27 | アスモ株式会社 | 直流機 |
| WO2010054539A1 (zh) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 鹤山市鹤龙机电有限公司 | 空调系统 |
| JP2011024416A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Johnson Electric Sa | ブラシモータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040128 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040319 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040616 |