JPS58201550A - 直流回転機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電動機や直流発電機の直流回転機における
回転子に関するもので、特に回転子におけるコイルエン
ド部の盛り上がりを抑制したコイルの巻着態様に関する
ものである。

近年、直ａ回転機はその用途が多様化すると共に設置性
の向上が強く要望されてきており、回転機装置の小型軽
量化は不可避の課題となった。特に前輪駆動方式の自動
車に蕾用されるラジェータファン駆動モータ等は、各種
部品が密集する設置スペースに余裕がないエンジンルー
ムに設置される為、外形の小型扁平化が強く望まれてい
る。

通常の直流回転機は、大略第１ＷＪに示される如くハウ
ジングＨ９このハウジングＨの内側面に固着された固定
子としての磁石Ｍ、中央部に配設された回転子Ｒ，及び
ブラシ装置Ｂで構成されている。この様な直流回転機に
おいて、ロータコアＲ１の表面上に盛り上がったコイル
エンド部Ｒ２は、形成された磁界を切らないので出力に
関係がなく、かつｉｓ１図に示される如くその盛り上が
り高さ■、■は一転機の軸方向長さで相当の割合を占め
ている。故にこのコイルエンド部Ｒ２の高さを縮めるこ
とが、回転機の小ＩＩＪＩ平化に有利であることが解る
。

従来の直流回転機の回転子でのコイル形成方法は％第２
図に示される如く、ロータコア１の周辺部全周に１段に
均等に形成された多数のＩＩＩ溝２から固定子の磁極の
間隔に対応する間隔を確保して選択された２個の巻線溝
に、導線３′を挿通させて導＠　３’を一一タ；ア１に
巻着させコイル３を形成する。上記操作を２個の巻線溝
２の間隔を変えずに巻着する巻線溝２を１個ずつずらせ
て組合せを変えて繰り返し行ない、回転子Ｒの全体の多
数のコイル３が完成されている。従って、１通り巻着が
完了して形成されたコイル３の上に違った組合せの巻線
＄２に巻着された別の数個１本例においては３個、のコ
イル３が順次重なって形成され、その結果第１図て示さ
れる如くコイルエンド１ｌＲ２が巻太りを起して隆起す
る。そして前述した如く、この隆起したコイルエンド１
ＢＩｌが、直ｌｌＬａ転機の軸方向長さを短縮する上で
障害、となっていた。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、コイル
エンド部の巻太り屹よる隆起が抑制御れて直ｍｕ転機の
外形の小型化に都合の良い直＃ｌａ転横の回転子を提供
することを目的とする。零発Ｗｉ４における直流回転機
の回転子の特徴とするところは、多数の＊＊溝が形成さ
れたロータコアと、多数のセグメントから構成されたコ
ミュテータと、多数の前記巻線溝の内選択的Ｅｌｌ１合
せられた巻線溝の対に導線を巻着させると共に前記コミ
ュテータのセグメントへ前記導線を接続して形成される
多数のコイルを有する直ｉｉａ転機の一転子において、
前記ロータコアは深さの異なる少なくとも２段に形成さ
れた多段の＊＊溝を有し、多数の前記コイルは前記段毎
に選択的に組合せられた巻線溝に導線を巻着して影威さ
れると共に前記コミュテータの夫々の前記セグメントに
おいて互に異なる段の巻線溝に形成された前記コイルと
接続かわでいる点である。

周知の通り、直流回転機においてコイルを形成する場合
の導線の巻着方法や田−タコアにおけるその巻着箇所等
を変更すると、Ｊ［！上その機＊！特性が変化する。従
って部品としての直流回転機を小型化する為にコイルの
形成方法を変更する場合は、部品としての互換性を極カ
保っ為、その機能特性があまり変化しない方策を採る必
要がある。例えば、導線の巻着方法が変更されても電流
の流れ方は変わらない方法、即ち、形成され４回路が結
果的に変わらない方法、が最も好都合である。本発明は
このような目的も達成される有用な直流回転機の回転子
を提供するものである。

次に、本発明の具体的な！！麹のｍｓを添付のＩｇ１ｗ
ＩＩｃ基龜説明する。第３図は本発明によるコイル形成
を２段に分散させて行った直流１転機の回転子の平面図
である。第３図において、１転輪５に軸着されている外
形が大略円板状のロータコア１は、第４図に示される如
１！レータコア片１′を適数枚積層して形成されている
。このロータコア片ＩＩには、第４図に示される如く、
円板の端面を含む円周■から溝の底部までの深さがより
深い１０＠の第１巻線溝２＆とこの深さが第１巻線溝よ
り浅い１０個の第２巻線溝２ｂの２ｆｆｉに形成された
総計２０個の巻線溝２が円板状のロータコア片の全周辺
部に均等に刻設されている。この２種類の巻線溝２の形
状は、共に入口が狭く奥に広い巻線を施すのに都合の良
い形状であわば良く、本実施例の形状に限定されるもの
ではない。ロータコア片１′の中央ニハ回転輪５が挿通
される中心孔１ａが穿設されている。かくの如く形成さ
れた四−タコア片ＩＩを積層して構成されるａ−タコア
１が回転軸５に軸着され、これに近接してコミュテータ
４が並列的Ｅ１１転輪すに軸着されている。このコミュ
テータ４は大略円柱状をなし、この全周側面には、ロー
タ；アｌに形成された前記巻線溝２とＷＩ４款のセグメ
ン）４８が均等に固着されている。

夫々のセグメン）４ｍには導線３Ｉを係止する為のライ
ブ部４ｂが設けられている。

而して、ロータコア１に２段に形成された２０個の巻線
溝２の各段毎に、固定子側の磁極間隔に対応して一定の
間隔を保った巻線が施されて、第３図に示される如き２
段に分散されたコイル３が形成されている。又、コイル
３はセグメント４１のライザ部４ｂにおいて、互いに興
なる段に形成されたコイル３と接続されている。この場
合、各段毎にその段の巻線溝１個置きの間隔で１０通り
のコイル３が形成され総計２０通りのコイル３が２段に
分散されて形成されている為、２通りの；イル３が２重
に重なるのが限度で、これ以上型なる箇所は存在しない
。従って４重に重なる従来技術の場合に比して、第１図
に示される如き巻き太りによるコイルエンド部Ｒ２の論
起が著しく抑制されている。

次に、本実施例の製造方法について説明す４まず前述し
たロータコア片１′を適数枚積層して２段の巻線溝２を
有するロータコア１を形成する。そしてこのロータコア
１とコミュテータ４を回転軸５に圧入外挿し、互いに並
列的に近接した状態で回転軸５に軸着する。

而して、次に前述の２段ｌこ分散したコイル３を形成す
る。以下その巻線方法を第５（ａ）、第５（ｂ）図の回
転子の模式的展開図１こより詳細に説明する。第５（ａ
）図において、１ｂはロータコアの周辺部で２０の巻線
溝を形成する為に分岐させた夫々の枝部を表わす。夫々
の枝部１ｂには。

時計方向に順に番号を付して区別しである。この枝部１
ｂも総計２０本形成されている。４ａは、コミュテータ
４の側面全局番こ配役されているセグメントを表わして
おり、同様に時計回り方向ｌこ順に番号を付して区別し
である。４ｂは、夫々のセグメントｌこ設けらｎている
ライザ部である。ここで、深い第１巻線溝２ａは第４図
ｉこ示さｎる如く、偶数番の枝部ｉｂから奇数番の枝部
１ｂに至る間で形成されている。逆に浅い第２巻線溝は
奇数番の枝部１ｂから偶数番の枝ｓｌｂに至る間で形成
嘔れている。又、深い第１巻線溝はＡ、浅い第２巻線溝
はＢで示して区別する。個々の巻線溝２は同様に時計方
向に１括して順に番号を付して区別する。従って、枝部
（１）と枝部（２）の間の第２巻線溝２ｂは＄　２ｂ１
゜枝部（２）と枝部（３）の間の第１巻線溝２ａは溝２
ｍｌとなる。又、第１巻線溝２ａに形成されるコイルの
経路は破線で示し、第２巻線溝２ｂに形成されるコイル
の経路は実線で示した。

まず、連続した１本の導ａ３′の先端をセグメン）　（
４’）に係止して深い第１巻線溝２＆の方から巻線を開
始する。セグメン）　（４’）から溝２ａｐを経、溝２
ａ４を置いて溝２ａ６へ至り、セグメン）　（５’）に
帰る経路に、１通りのコイル３を形成する。この間溝２
ｍ４と溝２１の間で数回巻着操作をくり返してセグメン
）　＋５’）に帰る。次に、セグメント（５’）のライ
ブ部４ｂに導線イを係止した後、隣設されるセグメン）
　（６’）に移行してそのライブ部４ｂに導線３′を係
止し、その後溝２ａ４から溝２ａ１　ｌこ至って前回と
同様に所定回数巻着した後セグメン）　（７’）に帰る
。以上の操作を、導４１３’を挿通させる溝を順次１個
ずつずらしつつ連続する導線イが再びセグメン）　（４
’）に帰るまで繰り返すと、１０通りのコイルが１０個
の第１巻線溝２＆に均等に巻着されて形成される。即ち
。

第１１に線溝２ａＪＣ所■重巻による巻線が施されたの
である。次に浅いＢのｗ１２巻線溝２ｂにも同様の型巻
を施す。今度は、まずセグメン）（３’）から溝２ｂ、
を経、溝２ｂｓを置いて溝２ｂｉに至りセダメン）　（
４’）に帰る経路で１通りのコイルを形成し、続いて隣
設されるセグメント（５′）に至った後、順次導線３′
を挿通させる溝を１個ずつずらしつつ・、導線３′の巻
線溝２ｂへの巻着と夫々のセグメン）４ｍのライブ部４
ｂへの係止を繰り返し、１０通りのコイル３を形成する
。

以上述べた如き平原で巻線を施しコイル形成を行うと、
第３図に示される如く、夫々の異なる組合せの巻線溝の
対に形成された２０通りのコイル３は２段に分散さｎ、
互いに２通りのコイルが重なるのが＠度となり巻き太り
が解消される。尚、ライブ部４ｂを形成する代わりに、
適切な治具等を用いて導線３′を各セグメン）４ａ表面
に止着させる方法としても良い。

この後、導線を係止した夫々のライブ部を。

ヒエージング等により電気的に接続させる。然るに、第
６（ａ）図に示される如くこの段階での回転子は、夫々
隣設されるセダメン）４ｍ間に導線３′がまたがって夫
々のライブ部４ｂに係止されており、この間が電気的に
導通されていて回転子としての機能を果さない。従って
第６（６）図に示される如く夫々のセグメント間にまた
がる導線３′を全て切断する。

以上の如き方法により製造された回転子は。

第５伽）図の展開図に示される如く、２段に分散された
コ、イル３がセグメン）４ｍにおいて互に異なる段のコ
イル３と接続され、電気回路上は従来の１段溝に１巻が
施された回転子と大略勢しい回路を有している。従って
本実施例の回転１ ／子を従来の１段の１巻による回転子に換えて使用して
も直流回転機の機能特性が大きく変動する不都合はない
。又本実施例の如く、１本の連続した導線を用い、深さ
の違う夫々の段毎で夫々のコイルを連続して形成すれば
％２段に分散させてコイルを形成しても作業効率が低下
することはない。

次に１本発明による直流回転機の回転子の他の実施例に
ついて説明する。本実施例は第７図に示される如く、ロ
ータコアの周辺部には深さが異なる３段の巻線溝２ｍ、
２ｂ、２ｃが形成され。

従ってこれに巻着され形成されるコイルも３段に分散さ
れる。導線の巻着方法は第８図に示される如く、まず破
線で示される如く、最も深い巻線溝２ａにコイルを形成
する。その経路はセグメント（５′）→溝ａ７→溝ａｉ
ｍ→セグメント（１６’）→セグメント（１４’）→溝
ａｔＳ→溝ａ１→セグメン）　（４’）→セグメント（
２’）の如くなる。この場合溝２１と溝２１の間に１個
の溝２ａを置いて数回の巻着を施すのは前記実施例と同
様であるが。

次に形成するコイルは置いた溝２ａには戻らずに連続し
て後順の溝を組合せて形成されている。このような方法
が所謂波巻であり、コイルきコイルの間の間隔を適切に
選べば前記実施例と同様に溝２ａの数だけのコイルが均
岬にこの段に形成される。又本例では、セグメン）　ｔ
ｘｔ）からセグメン）　（１５’）を経てセグメン）　
（１４’）への如く、３個の隣設されたセグメントを連
結しながら巻線を施している。これは、従来の１転子で
１段に形成されたコイルが波巻方法で形成されていた場
合に、この従来のコイル形成法による回転子と大略同一
の機能特性を有する回転子を得る為である。以上の如き
波巻方法による巻線を異った深さの巻線溝２ｂ、２＠に
も施せば。

第９図に示される如く、波巻法による３段に分散された
コイルが形成される。ここで、破線は巻線溝２ｂに、１
点鎖線は巻線溝２Ｃに、夫々施した巻線を表わす。この
後は、前記実施例と同様に各セグメントと導線を電気的
に結合した後にセグメント間に砥在する導線を切断すれ
ばコイルが完成する。尚、セグメントの連結の仕方と波
巻を施す間隔を適切に組合せればその他のコイル形成方
法も可能である。

以上詳述した如く１本発明によれば、多段にコイルが分
散して形成されるので、コイルエンドの除起の小さな直
流回転機用回転子を得ることができる。従ってこの回転
子を使用することにより、直流回転機の軸方向長さが短
縮でき。

外形の小量扁平化が可能となる。又、直流回転機の内部
スペースに余裕ができ、他部品、特にブラシ等、を長く
できる為、長寿命の直流回転機が得られる。さらに出力
に無関係なコイルエンド部の導線の絶対長さは、深い巻
線溝にコイルを形成することにより短くなるので、その
分重景が軽減されコストも低下できる。尚、本発明は上
記の特定の実施例に限定されるべきものでなく１種々の
変形が可能であることは勿論である。例えば、２段の巻
線溝に波巻でコイルを形成しても良いし、回帰巻線を施
しても良い。

又、導線は複数本束にして巻着しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流回転機の模式的断面図。 第２図は、従来の直流回転機の回転子の平面図。 第３図は本発明による直流回転機の回転子の１実施例を
示す平面図、第４図は前記１実施例に使用されるロータ
コア片の平面図、第５（ｍ１図。 第５（ｂ）図は前記１実施例の巻線方法を示す回転子の
模式的展開図で七グメント間を連結する導線の切断前と
切断後を夫々示しており、第６　（ａ）。 第６（ｂ）図は本発明による直流回転機の回転子のコイ
ル形成時のライブ部への導線の係止方法と切断方法を示
す説明図、第７図は本発明による直流回転機の回転子の
他の実施例のロータコアの１部を示す平面図、第８（ａ
）図は前記他の実施例の巻線方法を示す回転子の模式的
展開図て最下段の巻線を終了した状態を示しており、第
８（６）図は前記他の実施例の巻線方法を示す回転子の
模式的展開図で３段にコイルを形成し終えた状態を示し
ている。 （符号の説明） １：ロータコア　　２．　ｚａ、　２ｂ、　２ｅ　：巻
線溝３：コイル　　　　４：コンユテータ ４＆：セグメント　　４ｂニライブ部 ｊ１１図 １１１４閤 第６（ａ）図 Ｗ　−−−一　先１：ｔｌしてい名來い一一一禿業東２
０＝＝コーーーー　汽い溝へ６色１東 第６（ｂ）閣 良塞＝コーーーー　先＋＝ｐゴして１１ろ１５１溝へめ
会線口＝＝コー−−一　汽い溝へν外東 ）（−−−−ｉせ鄭 第７１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　多数の巻線溝が形成されたロータコアと、多数の
   セグメントから構成されたコミュテータと、多数の前記
   巻線溝の内選択的に組合せられた巻線溝の対に導線を巻
   着させると共に前記コミュテータのセグメントへ前記導
   線を接続して形成される多数のコイルを有する直流回転
   機の回転子において、前記ロータコアは深さの異なる少
   なくとも２段に形成された多数の巻線溝を有し、多数の
   前記コイルは両組段毎に選択的に組合せられた巻線溝に
   導線を巻着して形成されると共に前記コミュテータの夫
   々の前記セグメントにおいて互に異なる段の巻線溝に形
   成された前記コイルと接続されていることを特徴とする
   直流回転機の回転子。