JPH11341723A

JPH11341723A - 電機子

Info

Publication number: JPH11341723A
Application number: JP13994398A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yamamura; 真史山村; Sumio Yanase; 純夫簗瀬; Akira Fukushima; 明福島
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: JP3745533B2

Abstract

(57)【要約】【課題】直流モータの出力が低減されることはなく、
接続用巻線の脱落を防止することができる電機子を提供
する。【解決手段】接続用巻線２５を第３セグメント３に結
線し、両スロット２０ｃ，２０ｄ間の第４ティース２１
ｄに接続用巻線２５を１回巻回した後、接続用巻線２５
を第３セグメント３と相対応する同相セグメントの第２
セグメント２に引っかける。接続用巻線２５の巻装が終
了すると、電機子１３を回転させない状態で起電力用巻
線２４の巻装が行われる。つまり、第２セグメント２に
引っかけた接続用巻線２５を起電力用巻線２４として、
先に巻装した接続用巻線２５と同方向に第４ティース２
１ｄに巻き付ける。この後、起電力用巻線２４をセグメ
ントピッチに対応する第７セグメント７に引っかける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直流機の電機子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流モータのような直流機を駆動させる
とき、電機子に給電させる必要がある。電機子に給電す
るのは、リード線にて外部電源に連結されたブラシを電
機子のコンミテータに当接させることにより行われてい
る。ブラシの数（対数、正負のブラシを１対のブラシと
いう）は、電機子の界磁数、スロット数及びセグメント
数（即ち異なるセグメントの位相数）によって異なる。
例えば、４界磁、５スロット、１０セグメント（異なる
位相数が２つある）の電機子の場合は、４個（２対）の
ブラシが設けられている。そして、この種のモータにお
いて、特開昭５９−１６５９４７号公報には、ブラシ数
（対数）を少なくしてモータの小型化を図るための同位
相セグメント同士を最短距離で短絡線にて短絡させたも
のが開示されている。また、一度ティースに巻装した後
に同位相セグメント同士を接続するようにした短絡線
（先の短絡線と区別するために、以下、接続用巻線とい
う）も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の巻線
方法にて巻装された電機子では、起電力用巻線と接続用
巻線とは同位相のスロット間に巻装されていないため、
接続用巻線に流れる電流による起電力は起電力用巻線に
流れる電流による起電力のブレーキ力となるため、直流
モータの出力が低減されるという問題点があった。

【０００４】また、従来の巻装方法は起電力用巻線の巻
装が終了する後に、接続用巻線の巻装が行われる巻装方
法である。つまり、接続用巻線が起電力用巻線の外側に
巻装されている。従って、電機子回転の遠心力又は電機
子の振動などによって接続用巻線は脱落するといった不
具合が発生するといった問題点がある。

【０００５】本発明の目的は直流モータの出力が低減さ
れることはなく、接続用巻線の脱落を防止することがで
きる電機子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、回転軸の回りにｍ個の界
磁を有し、スロット数ｓをｍ±１とする電機子におい
て、起電力用巻線及びその起電力用巻線と同位相の接続
用巻線を同位相スロット間に巻装したことを要旨とす
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、回転軸の回りに
ｍ個の界磁を有し、スロット数ｓをｍ±１とする電機子
において、起電力用巻線を巻装したスロット間にその起
電力用巻線と同位相の接続用巻線を巻装したことを要旨
とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の電機子において、前記接続用巻線は、起電力用
巻線より内側に巻装したことを要旨とする。請求項４に
記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の電
機子において、回転軸の回りに界磁が４個であり、電機
子のスロット数が５であり、コンミテータのセグメント
の数が１０個であることを要旨とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１に記載の電機子において、回転軸の回りに
界磁が６個であり、電機子のスロット数が７であり、コ
ンミテータのセグメントの数が２１個であることを要旨
とする。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５
のいずれか１に記載の電機子において、起電力用巻線は
波巻で集中巻にて巻装されていることを要旨とする。（作用）従って、請求項１〜６に記載の発明によれば、
接続用巻線は起電力用巻線と同位相のスロット間に巻装
されたため、接続用巻線に流れる電流の方向が起電力用
巻線に流れる電流の方向と同方向であれば、接続用巻線
に流れる電流による起電力は起電力用巻線に流れる電流
による起電力を相殺することはなく、接続用巻線に流れ
る電流によるブレーキ力が発生されない。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、接続用巻
線は、起電力用巻線より内側に巻装した。つまり、接続
用巻線は、起電力用巻線により押さえられるため、電機
子回転の遠心力又は電機子の振動などによる接続用巻線
の脱落を防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１に示すように、直流
機としての直流モータ１１を構成するモータハウジング
１２内には電機子１３が収容され、その電機子１３の回
転軸１４は軸受１５，１６にて回転可能に支持されてい
る。モータハウジング１２の内壁には、電機子１３を囲
むようにｍ個の界磁１７が配置されている。本実施形態
では、４個の界磁１７が配置されている。

【００１３】電機子１３の外周には回転軸１４の軸線と
平行なｓ（＝ｍ＋１）個のスロット２０が設けられてい
る。スロット２０は、図２に示すように、くさび状の溝
に形成されている。本実施形態では、５（＝４＋１）個
のスロット２０が形成されている。また、各スロット２
０間には、スロット２０側に延びた突部を有するティー
ス２１が形成されている。ティース２１の突部は隣接す
る両スロット２０を覆うように突出形成され、該ティー
ス２１は径方向に延びたＴ字断面形状に形成されてい
る。

【００１４】電機子１３の一端には、コンミテータ２２
が設けられている。コンミテータ２２は（ｍ×ｓ／２）
個のセグメント２３から構成されていて、本実施形態で
は１０（＝４×５／２）個のセグメント２３が設けられ
ている。そして、このように構成された電機子１３に起
電力用巻線２４及び接続用巻線２５が集中巻にて巻装さ
れる。

【００１５】図２に示すように、２つの巻線機構の第１
フォーマ３１及び第２フォーマ３２は、起電力用巻線２
４及び接続用巻線２５を所定のスロットピッチでスロッ
ト２０内に導けるようにスロットピッチに対応した長さ
に形成されている。本実施形態では、第１フォーマ３１
及び第２フォーマ３２はティース２１の１個分の長さに
形成されている。また、第１フォーマ３１と第２フォー
マ３２とは、ティース２１を１個分挟んだ位置となる間
隔に配置されている。そして、図示しない巻線機構のフ
ライヤにより起電力用巻線２４及び接続用巻線２５が第
１及び第２フォーマ３１, ３２の回りに巻回されて、挿
入すべきのスロット２０間に起電力用巻線２４及び接続
用巻線２５が巻装される。

【００１６】次に、電機子１３に起電力用巻線２４及び
接続用巻線２５を集中巻にて巻装する場合の巻線方法に
ついて図２〜図５に従って説明する。なお、図２〜図５
では、巻線方法を分かりやすく説明するために、５個の
スロット２０をそれぞれ区別するために番号「２０」に
「ａ」〜「ｅ」の符号を付して第１〜第５スロット２０
ａ〜２０ｅとし、１０個のセグメント２３をそれぞれ区
別するために第１〜第１０セグメント１〜１０とする。
また、５個のティース２１をそれぞれ区別するために番
号「２１」に「ａ」〜「ｅ」の符号を付して第１〜第５
ティース２１ａ〜２１ｅとする。

【００１７】さらに、○中に「×」のある印は、起電力
用巻線２４及び接続用巻線２５が紙面の手前から奥に進
行していることを示し、○の中に「・」のある印は起電
力用巻線２４及び接続用巻線２５が紙面の奥から手前に
進行していることを示す。また、○の中を黒く塗りつぶ
した「●」の印は起電力用巻線２４が巻終わったことを
示し、「☆」の印は巻端を同位相セグメント同士を接続
するために１回巻した接続用巻線２５を示す。

【００１８】まず、第１フォーマ３１と第２フォーマ３
２が同時に別々のスロット２０間に接続用巻線２５の巻
装が行われる。第１フォーマ３１では、第９セグメント
９に接続用巻線２５を結線し、第１ティース２１ａと第
２ティース２１ｂの間の第１スロット２０ａに接続用巻
線２５を通す。次にスロットピッチに対応する第２ティ
ース２１ｂと第３ティース２１ｃの間の第２スロット２
０ｂに接続用巻線２５を通し、両スロット２０ａ，２０
ｂ間の第２ティース２１ｂに接続用巻線２５を１回巻回
した後、接続用巻線２５を前記第９セグメント９と相対
応する同相セグメントの第８セグメント８に引っかけ
る。

【００１９】一方、第２フォーマ３２では、第５セグメ
ント５に接続用巻線２５を結線し、第４ティース２１ｄ
と第５ティース２１ｅの間の第４スロット２０ｄに接続
用巻線２５を通す。次にスロットピッチに対応する第５
ティース２１ｅと第１ティース２１ａの間の第５スロッ
ト２０ｅに接続用巻線２５を通し、両スロット２０ｄ，
２０ｅ間の第５ティース２１ｅに接続用巻線２５を１回
巻回した後、接続用巻線２５を前記第５セグメント５と
相対応する同相セグメントの第４セグメント４に引っか
ける。

【００２０】接続用巻線２５の巻装が終了すると、電機
子１３を回転させない状態で起電力用巻線２４の巻装が
ダブル巻にて行われる。つまり、図２（ｂ）に示すよう
に、第１フォーマ３１では、第８セグメント８に引っか
けた接続用巻線２５を起電力用巻線２４として、第１テ
ィース２１ａと第２ティース２１ｂの間の第１スロット
２０ａに通す。次に第２ティース２１ｂと第３ティース
２１ｃの間の第２スロット２０ｂにその起電力用巻線２
４を通し、第２ティース２１ｂに起電力用巻線２４を集
中巻にて巻回した後、起電力用巻線２４を回転軸１４に
絡み付くように回転軸１４に沿ってほぼ１周まわしてか
らセグメントピッチに対応する第３セグメント３に引っ
かける。

【００２１】一方、これと同時に第２フォーマ３２で
は、第４セグメント４に引っかけた接続用巻線２５を起
電力用巻線２４として、第４ティース２１ｄと第５ティ
ース２１ｅの間の第４スロット２０ｄに通す。次に第５
ティース２１ｅと第１ティース２１ａの間の第５スロッ
ト２０ｅに起電力用巻線２４を通し、第５ティース２１
ｅに起電力用巻線２４を集中巻にて巻回した後、起電力
用巻線２４を回転軸１４に絡み付くように回転軸１４に
沿ってほぼ１周まわしてからセグメントピッチに対応す
る第９セグメント９に引っかける。

【００２２】起電力用巻線２４の巻装が完了すると、図
２（ａ）及び図２（ｂ）におけるスロット２０ａの位置
にスロット２０ｃがくるように、図２（ｂ）に矢印にて
示す反時計回り方向に、回転軸１４を中心に電機子１３
を回転させて（本実施形態では、反時計回り方向に２１
６（＝１８０＋３６０／１０）度回転させる）、第２フ
ォーマ３２での巻装を止め、図３に示すように、第１フ
ォーマ３１のみでシングル巻にて接続用巻線２５及び起
電力用巻線２４の巻装が行われる。

【００２３】第１フォーマ３１では、前記第３セグメン
ト３に引っかけた起電力用巻線２４を接続用巻線２５と
して、第３ティース２１ｃと第４ティース２１ｄの間の
第３スロット２０ｃに通す。次に第４ティース２１ｄと
第５ティース２１ｅの間の第４スロット２０ｄに接続用
巻線２５を通し、両スロット２０ｃ，２０ｄ間の第４テ
ィース２１ｄに接続用巻線２５を１回巻回した後、接続
用巻線２５を前記第３セグメント３と相対応する同相セ
グメントの第２セグメント２に引っかける。

【００２４】接続用巻線２５の巻装が終了すると、電機
子１３を回転させない状態で起電力用巻線２４の巻装が
行われる。つまり、第１フォーマ３１では、第２セグメ
ント２に引っかけた接続用巻線２５を起電力用巻線２４
として、第３ティース２１ｃと第４ティース２１ｄの間
の第３スロット２０ｃに通す。次に第４ティース２１ｄ
と第５ティース２１ｅの間の第４スロット２０ｄに起電
力用巻線２４を通し、第４ティース２１ｄに起電力用巻
線２４を集中巻にて巻回した後、起電力用巻線２４を回
転軸１４に絡み付くように回転軸１４に沿ってほぼ１周
まわしてからセグメントピッチに対応する第７セグメン
ト７に引っかける。

【００２５】起電力用巻線２４の巻装が完了すると、図
３におけるスロット２０ｃの位置にスロット２０ｅがく
るように、図３に矢印にて示す反時計回り方向に、回転
軸１４を中心に電機子１３を回転させて（本実施形態で
は、反時計回り方向に２１６（＝１８０＋３６０／１
０）度回転させる）、図４に示すように、第１フォーマ
３１のみでシングル巻にて接続用巻線２５及び起電力用
巻線２４の巻装が行われる。

【００２６】第１フォーマ３１では、前記第７セグメン
ト７に引っかけた起電力用巻線２４を接続用巻線２５と
して、第５ティース２１ｅと第１ティース２１ａの間の
第５スロット２０ｅに通す。次に第１ティース２１ａと
第２ティース２１ｂの間の第１スロット２０ａに接続用
巻線２５を通し、両スロット２０ｅ，２０ａ間の第１テ
ィース２１ａに接続用巻線２５を１回巻回した後、接続
用巻線２５を前記第７セグメント７と相対応する同相セ
グメントの第６セグメント６に引っかける。

【００２７】接続用巻線２５の巻装が終了すると、電機
子１３を回転させない状態で起電力用巻線２４の巻装が
行われる。つまり、第１フォーマ３１では、第６セグメ
ント６に引っかけた接続用巻線２５を起電力用巻線２４
として、第５ティース２１ｅと第１ティース２１ａの間
の第５スロット２０ｅに通す。次に第１ティース２１ａ
と第２ティース２１ｂの間の第１スロット２０ａに起電
力用巻線２４を通し、第１ティース２１ａに起電力用巻
線２４を集中巻にて巻回した後、起電力用巻線２４を回
転軸１４に絡み付くように回転軸１４に沿ってほぼ１周
まわしてからセグメントピッチに対応する第１セグメン
ト１に引っかける。

【００２８】起電力用巻線２４の巻装が完了すると、図
４におけるスロット２０ｅの位置にスロット２０ｂがく
るように、図４に矢印にて示す反時計回り方向に、回転
軸１４を中心に電機子１３を回転させて（本実施形態で
は、反時計回り方向に２１６（＝１８０＋３６０／１
０）度回転させる）、図５に示すように、第１フォーマ
３１のみでシングル巻にて接続用巻線２５及び起電力用
巻線２４の巻装が行われる。

【００２９】第１フォーマ３１では、前記第１セグメン
ト１に引っかけた起電力用巻線２４を接続用巻線２５と
して、第２ティース２１ｂと第３ティース２１ｃの間の
第２スロット２０ｂに通す。次に第３ティース２１ｃと
第４ティース２１ｄの間の第３スロット２０ｃに接続用
巻線２５を通し、両スロット２０ｂ，２０ｃ間の第３テ
ィース２１ｃに接続用巻線２５を１回巻回した後、同接
続用巻線２５を第１セグメント１と相対応する同相セグ
メントの第１０セグメント１０に引っかける。

【００３０】接続用巻線２５の巻装が終了すると、電機
子１３を回転させない状態で起電力用巻線２４の巻装が
行われる。つまり、第１フォーマ３１では、第１０セグ
メント１０に引っかけた接続用巻線２５を起電力用巻線
２４として、第２ティース２１ｂと第３ティース２１ｃ
の間の第２スロット２０ｂに通す。次に第３ティース２
１ｃと第４ティース２１ｄの間の第３スロット２０ｃに
起電力用巻線２４を通し、第３ティース２１ｃに起電力
用巻線２４を集中巻にて巻回した後、起電力用巻線２４
を回転軸１４に絡み付くように回転軸１４に沿ってほぼ
１周まわしてからセグメントピッチに対応する第５セグ
メント５に引っかける。そして、起電力用巻線２４の端
部を第５セグメント５に結線することにより、電機子１
３へのワインディングが終了する。図６は上記巻線方法
による接続の関係を示す。

【００３１】次に、上記した巻線方法にて巻装された電
機子１３の特徴を以下に述べる。（１）本実施形態では、接続用巻線２５は起電力用巻線
２４と同位相のスロット２０間に巻装された。しかも、
接続用巻線２５に流れる電流の方向と起電力用巻線２４
に流れる電流の方向とは同方向となるように接続用巻線
２５と起電力用巻線２４とをワインディングした。従っ
て、接続用巻線２５に流れる電流による起電力は起電力
用巻線２４に流れる電流による起電力を相殺することは
なく、接続用巻線２５に流れる電流によるブレーキ力の
発生を防止することができる。その結果、直流モータの
出力が低減されることを防止することができる。

【００３２】（２）本実施形態では、ダブル巻及びシン
グル巻において、接続用巻線２５の巻装が終了する後
に、起電力用巻線２４の巻装が行われるため、接続用巻
線２５は起電力用巻線２４の内側に位置する。つまり、
接続用巻線２５は起電力用巻線２４により押さえられて
いる。従って、電機子回転の遠心力又は電機子の振動な
どによる接続用巻線２５の外れを防止することができ
る。その結果、接続用巻線２５の脱落を防止することが
できる。

【００３３】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよい。 ○上記実施形態では、起電力用巻線２４及び接続用巻線
２５をダブル巻にて巻装した後にシングル巻にて巻装し
て実施したが、全てのスロット（又はティース）に起電
力用巻線２４及び接続用巻線２５をシングル巻にて巻装
して実施してもよい。この場合、上記実施形態と同様な
効果を奏することができる。

【００３４】○上記実施形態では、巻装すべくティース
２１に起電力用巻線２４を集中巻にて巻回した後、起電
力用巻線２４を回転軸１４に絡み付くように回転軸１４
に沿ってほぼ１周まわしてからセグメントピッチに対応
するセグメント２３に引っかけるように実施したが、巻
装すべくティース２１に起電力用巻線２４を集中巻にて
巻回した後、起電力用巻線２４を直接に当該ティース２
１の近傍のセグメントピッチに対応するセグメント２３
に引っかけるように実施してもよい。この場合、上記実
施形態と同様な効果を奏することができる。

【００３５】○上記実施形態では、本発明を電機子の回
転軸回りに４個の界磁を有する５スロット１０セグメン
ト直流機の波巻を集中巻にて巻装した電機子に実施した
が、５以上のスロットを有する他の直流機の波巻を集中
巻にて巻装した電機子に実施してもよい。例えば、６個
の界磁を有する７スロット２１セグメント直流機の波巻
を集中巻にて巻装した電機子に実施した場合の接続の関
係を図７に示す。この場合、上記実施形態と同様な効果
を得ることができる。また、電機子への起電力用巻線２
４及び接続用巻線２５の巻装を２回以上のダブル巻にて
行ってもよい。

【００３６】○上記実施形態では、起電力用巻線２４は
波巻で集中巻にて巻装されるように実施したが、巻装方
法は限定されなく、例えば、常に、接続用巻線２５に流
れる電流が起電力用巻線２４の起電力を妨げなければ、
起電力用巻線２４及び接続用巻線２５のいずれか一方が
集中巻で他方が分布巻で実施してもよい。この場合、上
記実施形態とほぼ同様な効果を奏することができる。

【００３７】○また、本発明を波巻に代えて重ね巻の直
流モータに応用してもよい。この場合、上記実施形態と
ほぼ同様な効果を奏することができる。 ○上記実施形態では、本発明を直流機としての直流モー
タの電機子に具体化したが、永久磁石モータ全般の電機
子に具体化して実施してもよい。この場合、上記実施形
態と同様な効果を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜６に記
載の発明によれば、直流モータの出力が低減されること
を防止することができる。

【００３９】また、請求項３に記載の発明によれば、接
続用巻線の脱落を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直流モータの断面図。

【図２】電機子への接続用巻線及び起電力用巻線の巻装
を示す巻線方法説明図。

【図３】同じく電機子への接続用巻線及び起電力用巻線
の巻装を示す巻線方法説明図。

【図４】同じく電機子への接続用巻線及び起電力用巻線
の巻装を示す巻線方法説明図。

【図５】同じく電機子への接続用巻線及び起電力用巻線
の巻装を示す巻線方法説明図。

【図６】電機子への接続用巻線及び起電力用巻線の巻装
と等価する巻線方法説明図。

【図７】６極、７スロット２１セグメント電機子への起
電力用巻線及び接続用巻線の巻装と等価する巻線方法説
明図。

【符号の説明】

１１…直流モータ、１２…モータハウジング、１３…電
機子、１４…回転軸、１７…界磁、２０，２０ａ〜２０
ｅ…スロット、２１，２１ａ〜２１ｅ…ティース、２３
…セグメント、２４…起電力用巻線、２５…接続用巻
線、３１…第１フォーマ、３２…第２フォーマ。

フロントページの続き (72)発明者福島明愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸（１４）の回りにｍ個の界磁（１
７）を有し、スロット（２０）数ｓをｍ±１とする電機
子において、起電力用巻線（２４）及びその起電力用巻線（２４）と
同位相の接続用巻線（２５）を同位相スロット（２０）
間に巻装したことを特徴とする電機子。
【請求項２】回転軸（１４）の回りにｍ個の界磁（１
７）を有し、スロット（２０）数ｓをｍ±１とする電機
子において、起電力用巻線（２４）を巻装したスロット（２０）間に
その起電力用巻線（２４）と同位相の接続用巻線（２
５）を巻装したことを特徴とする電機子。
【請求項３】請求項１又は２に記載の電機子におい
て、前記接続用巻線（２５）は、起電力用巻線（２４）より
内側に巻装したことを特徴とする電機子。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１に記載の電
機子において、回転軸（１４）の回りに界磁（１７）が４個であり、電
機子（１３）のスロット（２０）数が５であり、コンミ
テータ（２２）のセグメント（２３）の数が１０個であ
ることを特徴とする電機子。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれか１に記載の電
機子において、回転軸（１４）の回りに界磁（１７）が６個であり、電
機子（１３）のスロット（２０）数が７であり、コンミ
テータ（２２）のセグメント（２３）の数が２１個であ
ることを特徴とする電機子。
【請求項６】請求項２乃至５のいずれか１に記載の電
機子において、起電力用巻線（２４）は波巻で集中巻にて巻装されてい
ることを特徴とする電機子。