JPS6031184B2 - 整流特性の良好な波巻電機子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、沙ｐ個（ｎは１以上の正整数、ｐは２以上の
正整数）の磁極を備えた界磁磁極に対して、ｎＸ（ｐｙ
±１）個（ｙは３以上の正整数）の電機子巻線が最少限
に車畳し、整流特性を良好にし、円板状若しくは円筒状
に形成して有効な直流電動機に関するものである。

尚上記したｎ×（ｐｙ士１）の式の×の記号（乗算記号
）は、以降の文においてすべて省略して表示する。従来
より複数個の電機子巻線を有する重ね巻或いは波巻の巻
線を用いた直流電動機は、電機子巻線の数が多い程高効
率であり、整流特性も良好となることは周知の通りであ
る。

しかしながら、従釆の重ね巻或いは波巻の巻線を無鉄心
電動機に採用する場合においては、電機子巻線が多層に
重畳されることになるため、電機子の厚みが増加する。
かかる厚みは電機子を貫通する有効な界磁磁界を著しく
弱化して効率及び起動トルクを減少せしめる欠点がある
。このため従来においては、発生トルクに寄与する導体
部の厚みを薄くするよう努力していた。しかし発生トル
クに寄与する導体部の厚みを薄くする工程は加圧成形等
によって行なわれるために、鰭磯子巻線が断線したり、
短絡等の不良品が多く発生していた。更に電機子巻線を
配設する際において相互の位相関係が規制されていない
ため、位相関係がずれ易く高効率の直流電動機を得るこ
とが非常に困難であり、その製造工程も煩雑で量産性が
なく高価なものとなっていた。また従来の円筒状電機子
を備えた無鉄心電動機に使用されている方法には、電機
子巻線の周縁部分が重ならないようにするために、絶縁
鰭線を一本ずつ整列巻により、全巻幅或いは一部分を回
転軸に対して斜めに通過するように順次連続巻回して円
筒状電機子を形成する方法が用いられているが、この場
合においても量産性がなく高価なものとなっていた。本
発明は上記した欠点を除去すると共に、構成が簡素化さ
れ、従って量産に適し、廉価に供野合でき、効率が良好
なこの種の波巻電機子を得ることのできる効果を有する
のである。

即ち、従来の波巻の巻線を展開し、桝ｐ個の磁極備えた
界磁磁極に対して、ｎ（ｐｙ±１）個の電機子巻線を後
述するように規制して配設し、１回転における電機子電
流の切り換わり（整流）をｎｐ（ｐｙ土１）回、或いは
かｐ（ｐｙ±１）回とすることにより、重畳する電機子
巻線の個数は少なくなり、電機子の周緑部分等も特別な
処理を必要とせずに電機子の厚みを薄く形成でき、高ト
ルク、高効率で整流特性も良好な波巻電機子を得ること
ができる。次にかかる効果を有する本発明装置の詳細を
第１図以下について説明する。第１図は、円板状の電機
子を設けた整流子電動機の構成の説明図である。

プレス加工された軟鋼制の蔭体３には軸承５が固定され
、またプレス加工された軟鋼製の隆体２がビス１１によ
って萱体３に固定されて磁路となっている。陸体２には
軸承４が固定され、軸承４，５には回転軸１が支承され
、回転軸１の一端は錘体３に圧接している。崖体３には
Ｎ，Ｓ磁極が回転軸方向に磁化された円環状の界磁磁極
６が貼着して固定されている。回転軸１には一体にモー
ルドされた電機子７及び整流子８が固定されている。電
機子７は崖体２と界磁磁極６との空隙磁界内に介在する
ように構成されている。記号１０は刷子保持具であり、
整流子８に摺接する剛子９を保持している。第２図は、
従来より公知の界磁磁極が４磁極で電機子巻線の数が１
０固よりなる波巻電機子の展開式巻線図である。

界磁磁極１２は、９０度の開角でＮ．Ｓ極に磁化された
磁極１２一１，１２−２，１２一３，１２一４より構成
されている。電機子はクロス接続正規二重波巻であり、
各電機子巻線の発生トルクに寄与する導体部の開角を磁
極幅と同一にした実施例である。電機子巻線１３一１，
１３一２，・・・・・・，１３一１０‘ま互いに３母度
（磁極幅の２／５）ずつのピッチで装着されている。図
示の如く電機子巻線は一般の装着手段に従うと多眉に童
畳して電機子に設けられることになる。従って端末の処
理に手数がかかり量産を阻害する原因となっている。又
成形固化した電機子巻線を電機子面に配設せんとすると
、各電機子巻線が多層に重畳するので電機子の厚みを増
加する。かかる厚みは電機子を貫通する有効な界磁磁界
を著しく弱化して効率及び起動トルクを減少せしめる欠
点がある。整流子１４は３６度の開角（磁極幅の２／５
）の整流子片１４−１，１４一２，・・・・・・，１４
一１０より構成されている。前述した通り二重波巻であ
るため、刷子は２対となり、剛子１５−１，１５−２は
直流電源正負極１６−１，１６−２より、刷子１５−３
，１５−４は直流電源正負極１６−３，１６−４よりそ
れぞれ給電されおり、それぞれの開角は９０度（磁極幅
）となっている。次に第３、第４、第５図によりｎ＝１
，ｐ＝２の場合、即ち、界磁磁極が４磁極の場合につき
、上述した円板状の電機子を設けた整流子電動機に本発
明を適用したものについて説明する。第３図ａに示した
ものは、ｎ＝１，ｐ＝２，ｙ＝３の場合、即ち、界磁磁
極が狐ｐ＝４磁極で、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ−１）
＝５個よりなる実施例の展開式巻線図である。

界滋磁極１７は、第５図ａに示すように９０度の開角で
Ｎ，Ｓ極に回転軸方向に磁化された磁極１７一１，１７
−２，１７−３，７一４よりなり、第１図示の界磁磁極
６に相当する。整流子１９は３６度の開角（磁極幅の２
／５）のｎｐ（ｐｙ−１）＝１Ｍ固の整流子片１９一１
，１９−２，…・・・，１９−１０より構成され、磁極
幅の２倍の開角（３６０／ｎｐ＝１８０度）だけ離れた
ｎｐ＝２個ずつの整流子片同士を電気的に暖続している
。即ち、整流子片１９一１と１９−６、及び整流子片１
９−２と１９−７、及び整流子片１９−３と１９一８、
及び整流子片１９一４と１９一９、及び整流子片１９−
５と１９一１０はそれぞれ導線で接続されている。電機
子１８は、第５図ｂに示すように電機子巻線１８一１，
１８一２，１８−３，１８一４，１８一５が等しいピッ
チで、即ち、７２度の開角（磁極幅の４／５）で−部分
が重畳して配設されて構成している。電機子巻線の発生
トルクに寄与する導体部（電機子巻線１８一１の場合は
１８−１一ａ，１８−１−ｂ部である）の開角は９０度
で、磁極幅と等しくされており、第１図示の電機子７に
相当する。第３図ａに戻り、各電機子巻線は波巻接続と
され電機子巻線１８−１と１８一４，１８一４と１８一
２，１８−２と１８−５，１８−５と１８−３，１８一
３と１８ーーの接続部はそれぞれ整流子片１９−５，１
９−１，１９−７，１９−３，１９−９に接続されてお
り、第２図に示した電機子巻線１３一１，１３一３，１
３一５，１３一７，１３一９を削除して多層に重畳しな
いように形成したものである。刷子１５一１，１５−２
の開角は磁極幅（３６０／幻ｐ＝９０度）となっている
が、２７０度の開角でも等価である。図示の関係位置で
は矢印方向に通電され、それぞれの電機子巻線にトルク
が発生して電機子１８及び整流子１９はそれぞれ矢印Ａ
，Ｂ方向に回転する。かくして電機子電流の切り換わり
（整流）が１回転にかｐ（ｐｙ−１）＝２０回（特異点
は除く）の割合で行なわれ引続いたトルクが発生して回
転するものである。第３図ｂは、各電機子巻線と対応す
る整流子片との接続のみが第３図ａの場合と異なるもの
であるが、電動機としての特性は全く同様となるもので
ある。電機子巻線１８−１の一端は整流子片１９−１に
、他端は整流子片１９−２に接続され、他も同様に電機
子巻線１８−２の両端はそれぞれ整流子片１９一３，１
９一４に、電機子巻線１８−３の両端はそれぞれ整流子
片１９−５，１９−６に、電機子巻線１８−４の両端は
それぞれ整流子片１９−７，１９−８に、電機子巻線１
８−５の両端はそれぞれ整流子片１９一９，１９一１０
に接続されている。第４図ａに示したものは、ｎ＝１，
ｐ＝２，ｙ；３の場合、即ち、界磁磁極が初ｐ＝４磁極
で、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ＋１）＝７個よりなる実
施例の展開式巻線図である。

整流子２１は約２５７度の関角（磁極幅の２／７）のｎ
ｐ（ｐｙ＋１）こ１４個の整流子片２１−１，２１一２
，…・・・，２１−１４より構成され、磁極幅の２倍の
開角（３６０／ｎｐ＝１８０度）だけ離れたｎｐ＝２個
ずつの整流子片同士を電気的に接続している。即ち、整
流子片２１一１と２１−８、及び整流子片２１−２と２
１−９、及び整流子片２１一３と２１一１０、及び整流
子片２１一４と２１一１１、及び整流子片２１一５と２
１一１２、及び整流子片２１一１６と２１一１３、及び
整流子片２１一７と２１一１４はそれぞれ導線で接続さ
れている。電機子２０は、第５図ｃに示すように電機子
巻線２０一１，２０一２，……２０一７が等しいピッチ
で、即ち、約５１．犯隻の開角（磁極幅の４／７）で一
部分が童畳して配設されて構成している。電機子巻線の
発生トルクに寄与する導体部（電機子巻線２０−１の場
合は２０−１−ａと２０−１−ｂ部である）の開角は９
０度で、磁極幅と等しくされており、第１図示の電機子
７に相当する。第４図ａに戻り、各電機子巻線は波巻接
続とされ、電機子巻線２０一１と２０一４，２０一４と
２０一７，２０−７と２０−３，２０一３と２０−６，
２０−６と２０一２，２０−２と２０−５，２０−５と
２０一１の接続部はそれぞれ整流子片、２１一５，２１
−１１，２１−３，２１−９，２１−１，２１−７，２
１一１３に接続されている。刷子１５一１，１５一２の
開角は磁極幅（３６０／幻ｐ＝９０度）となっているが
、２７０度の開角でも等価である。図示の関係位置では
矢印方向に通電され、それぞれの電機子巻線にトルクが
発生して電機子２０及び整流子２１はそれぞれ矢印Ａ，
Ｂ方向に回転する。かくして、電機子電流の切り換わり
（整流）が１回転にかｐ（ｐｙ十１）＝２８回（特異点
は除く）の割合で行なわれ引続いたトルクが発生して回
転するものである。第４図ｂは、ｎ＝１，ｐ＝２，ｙ＝
４の場合、即ち、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ−１）＝７
個よりなる実施例の展開式巻線図であるが、電機子巻線
相互の接続方法、並びに対応する整流子片との接続が第
４図ａの場合と異なるのみで、電動機としての特性は全
く同様となるものである。

各電機子巻線は第４図ａと異なった波巻接続とされ、露
磯子巻線２０一１と２０−５，２０−５と２０−２，２
０一２と２０一６，２０一６と２０一３，２０−３と２
０−７，２０−７と２０−４，２０−４と２０一１の接
続部はそれぞれ整流子片２１−６，２１−１４，２１一
８，２１−２，２１−１０，２１一４，２１一１２に接
続されている。尚、上述した通り第４図ａに対して第４
図Ｄに示したように、ｙ＝３或いはｙ＝４の場合におい
ても電機子巻線の数はそれぞれｎ（ｐｙ＋１）＝７個、
ｎ（ｐｙ−１）＝７個で同数となる。ｐ＝２の場合にお
いては、電機子巻線相互の接続方法、並びに対応する整
流子片との接続がそれぞれ異なっても電動機としての特
性は全く同様となるものである。第４図ｃは、各電機子
巻線と対応する整流子片との接続のみが第４図ａ，ｂの
場合と異なるものであるが、電動機としての特性は全く
同様となるものである。

電機子巻線２０−１の一端は整流子片２１−１に、他端
は整流子片２１一２に接続されており、他も同様に電機
子巻線２０一２の両端はそれぞれ整流子片２１−３，２
１−４に、電機子巻線２０−３の両端はそれぞれ整流子
片２１一５，２１−６に、電機子巻線２０一４の両端は
それぞれ整流子片２１−７，２１一８に、電機子巻線２
０一５の両端はそれぞれ整流子片２１一９，２１−１川
こ、電機子巻線２０−６の両端はそれぞれ整流子片２１
−１１，２１−１２に、電機子巻線２０一７の両端はそ
れぞれ整流子片２１−１３，２１−１４に接続されてい
る。第６図は、従釆より公知の界磁磁極が６磁極で電機
子巻線の数が２４個よりなる波巻電機子の展開式巻線図
である。

界磁磁極２２は、６０度の開角でＮ，Ｓ極に磁化された
磁極２２ーー，２２−２，・・・・・・，２２−６より
構成されている。電機子はクロス接続正規三重波巻であ
り、各電機子巻線の発生トルクに寄与する導体部の開角
を磁極幅と同一にした実施例である。電機子巻線２３−
１，２３−２，・・・・・・，２３−２４は互いに１５
度（磁極幅の１／４）ずつのピッチで装着されている。
整流子２４は１５度の開角（磁極幅の１／４）の整流子
片２４−１，２４−２，・・…・，２４一２４より構成
されている。前述した通り三重波巻であるため、刷子は
３対となり、刷子１５ーー，１５一２は直流電源正負極
１６−１，１６−２より、刷子１５−３．１５−４は直
流電源ＧＥ負極１６−３，１６−４より、刷子１５一５
，１５−６は直流電源正負機１６一５，１６一６よりそ
れぞれ給電されており、それぞれの開角は６０度（磁極
幅）となっている。次に第７、第８、第９、第１０図に
よりｎ＝１，ｐ＝３の場合、即ち、界磁磁極が６磁極の
場合につき、前述した円板状の電機子を設けた整流子爵
動機に本発明を適用したものについて説明する。

第７図ａに示したものは、ｎ：１、ｐ＝３、ｙ＝３の場
合、即ち界磁磁極が沙ｐ＝６磁極で、電機子巻線の数が
ｎ（ｐｙ‐１）＝８個よりなる実施例の展開式巻線図で
ある。

界磁磁極２５は、第１０図ａに示すように６０度の関角
でＮ，Ｓ極に回転軸方向に磁化された磁極２５−１，２
５−２，．・・…’２５−６よりなり第１図示の界磁磁
極６に相当する。整流子２７は１９隻の開角（磁極幅の
１／４）のｎｐ（ｐｙ−１）＝２４個の整流子片２７−
１，２７一２，・・・・・・，２７−２４より構成され
、磁極幅の２倍の開角（３６０／ｎｐ＝１２０度）だけ
離れたｎｐ＝３個ずつの整流子片同士を電気的に接続し
ている。即ち、整流子片２７−１と２７一９と２７−１
７、及び整流子片２７一２と２７一１０と２７一１８、
及び整流子片２７一３と２７一１１と２７−１９、及び
整流子片２７−４と２７−１２と２７−２０、及び整流
子片２７−５と２７−１３と２７一２１、及び整流子片
２７一６と２７一１４と２７一２２、及び整流子片２７
−７と２７−１５と２７一２３、及び整流子片２７一８
と２７−１６と２７一２４はそれぞれ導線で接続されて
いる。電機子２６は、第１０図ｂに示すように、電機子
巻線２６一１，２６−３，２６一５，２６−７は円板状
電機子の上面に等しいピッチで、即ち、９０度の開角（
磁極幅の３／２）で並議されている。電機子巻線の発生
トルクに寄与する導体部（電機子巻線２６一１の場合は
２６一１−ａ，２６−１一ｂ部である）の開角は６０度
で、磁極幅と等しくこれ、４個の電機子巻線は互いに隣
接し合って並談されている。電機子巻線２６−２，２６
−４，２６−６，２６−８は円板状電機子の下面に同様
の開角で並設され、上面に並設された電機子巻線群と、
下面並設された電機子巻線群とは開角が４５度の位相差
をもって二重に車畳して円板状電機子を構成しており、
第１図示の電機子７に相当する。第７図ａに戻り、各電
機子巻線は波巻接続とされ電機子巻線２６−１と２６−
４，２６一４と２６一７，２６−７と２６−２，２６−
２と２６一５，２６−５と２６−８，２６一８と２６−
３，２６−３と２６一６，２６一６と２６−１の接続部
はそれぞれ整流子片２７−５，２７−１４．２７−２３
，２７一８，２７一１７，２７一２，２７一１１，２７
一２０に接続されており、第６図に示した電機子巻線２
３−２，２３−３，２３−５，２３一６，２３−８，２
７−９，２７−１１，２７−１２，２７−１４，２７−
１５，２７−１７，２７−１８，２７−２０，２７一２
１，２７−２３，２７−２４を削除して多層に童畳しな
いように形成したものである。刷子１５一１，１５一２
の開角は１８０度（磁極幅の３／１）なっているが、３
６０／かｐ＝６０度（磁極幅）、或いは３００度の開角
でも等価である。図示の関係位置では矢印方向に通電さ
れ、それぞれの電機子巻線にトルクが発生して電機子２
６及び整流子２７はそれぞれ矢印Ａ，Ｂ方向に回転する
。かくして、電機子電流の切り換わり（整流）が１回転
にｎｐ（ｐｙ−１）＝２４回（特異点は除く）の割合で
行なわれ、引続いたトルクが発生して回転するものであ
る。第７図ｂは、各電機子巻線と対応する整流子片との
接続のみが第７図ａの場合と異なるものであるが、電動
機としての特性は全く同様となるものである。

電機子巻線２６−１の一端は整流子片２７一２４に、他
端は整流子片２７一１に接続され、他も同機に電機子巻
線２６一２の両端はそれぞれ整流子片２７−３，２７−
４に、電機子巻線２６−３の両端はそれぞれ整流子片２
７−６，２７−７に、電機子巻線２６−４の両端はそれ
ぞれ整流子片２７一９，２７一１川こ、電機子巻線２６
−５の両端はそれぞれ整流子片２７−１２，２７−１３
に、電機子巻線２６−６の両端はそれぞれ整流子片２７
−１５，２７一１６に、電機子巻線２６−７の両端はそ
れぞれ整流子片２７一１８，２７−１９に、電機子巻線
２６一８の両端はそれぞれ整流子片２７−２１，２７一
２２に接続されている。尚、上述した通り第３図ａに対
して第３図ｂ、第４図ａ，ｂに対して第４図ｃ、第７図
ａに対して第７図ｂに示したように各電機子巻線と対応
する整流子片との接続のみが異なっていても電動機とし
ての特性は全く同様となるものであり、後述する実施例
についても同様であるが、一方法のみについて説明する
。第８図に示したものは、ｎ＝１，ｐ＝３，ｙ＝３の場
合、即ち、界磁磁極が幻ｐ＝６磁極で、電機子巻線の数
がｎ（ｐｙ十１）＝１０個よりなる実施例の展開式巻線
図である。

整流子２９は１２度の関角（磁極幅の１／５）のｎｐ（
ｐｙ十１）＝３０個の整流子片２９−１，２９−２，・
・・・・・，２９一３０より構成され、磁極幅の２倍の
開角（３６０／ｎｐ＝１２０度）だけ離れたｎｐ＝３個
ずつの整流子片同士を電気的に接続している。即ち、整
流子片２９一１と２９一１１と２９一２１、及び整流子
片２９−２と２９一１２と２９一２２、及び整流子片２
９−３と２９一１３と２９一２３、及び整流子片２９一
４と２９一１４と２９一２４、及び整流子片２９一５と
２９一１５と２９一２５、及び整流子片２９一６と２９
一１６と２９一２６、及び整流子片２９−７と２９−１
７と１９−２７、及び整流子片２９一８と２９−１８と
２９一２８、及び整流子片２９一９と２９一１９と２９
−２９、及び整流子片２９−１０と２９一２０と２９−
３０はそれぞれ導線で接続されている。電機子２８は、
第１０図ｃに示すように、電機子巻線２８一１，２８−
３，２８−５，２８−７，２８−９は円板状電機子の上
面に等しいピッチで、即ち、７２度の開角（磁極幅の６
／５）で並設されている。電機子巻線の発生トルクに寄
与する導体部（電機子巻線２８一１の場合は２８−１−
ａ，２８一１−ｂ部である）の開角は６０度で、磁極幅
と等しくされ、５個の電機子巻線は互いに隣接し合って
並設されている。電機子巻線２８−２，２８一４，２８
一６，２８一８，２８一１川ま円板状電機子の下面に同
様の開角で並設され、上面に並設された電機子巻線群と
、下面に並設された電機子巻線群とは開角が３６度の位
相差をもって二重に車畳して円板状電機子を構成してお
り、第１図示の電機子７に相当する。第８図に戻り、電
機子巻線２８一１の一端は整流子片２９−２に、池端は
整流子片２９一３に接続され、他も同様に電機子巻線２
８−２の両端はそれぞれ整流子片２９−５，２９−６に
、電機子巻線２８−３の両端はそれぞれ整流子片２９−
８，２９−９に、電機子巻線２８一４の両端はそれぞれ
整流子片２９−１１，２９一１２に、電機子巻線２８一
５の両端はそれぞれ整流子片２９−１４，２９−１５に
、電機子巻線２８−６の両端はそれぞれ整流子片２９一
１７，２９一１８に、電機子巻線２８−７の両端はそれ
ぞれ整流子片２９−２０，２９一２１に、電機子巻線２
８−８の両端はそれぞれ整流子片２９一２３，２９−２
４に、電機子巻線２８一９の両端はそれぞれ２９一２６
，２９一２７に、電機子巻線２８一１０の両端はそれぞ
れ整流子片２９−２９，２９−３川こ接続されている。
刷子１５ーー，１５一２の開角は１８０度（磁極幅の３
／１）となっているが、３６０／幻ｐ＝６０度（磁極幅
）、或いは３００度の開角でも等価である。図示の関係
位置では矢印方向に通電され、それぞれの蟹磯子巻線に
トルクが発生して電機子２８及び整流子２９はそれぞれ
矢印Ａ，Ｂ方向に回転する。かくして、電機子巻線の切
り換わり（整流）が１回転にｎｐ（ｐｙ十１）＝３ｍ団
（特異点は除く）の割合で行なわれ、引続いたトルクが
発生して回転するものである。第９図に示したものは、
ｎ＝１，ｐ＝３，ｙ＝４の場合、即ち、界磁磁極が初ｐ
＝６磁極で、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ−１）＝１１個
よりなる実施例の展開式巻線図である。

整流子３１は約１０．９度の開角（磁極幅の２′１１）
のｎｐ（ｐｙ−１）＝３３個の整流子片３１一１，３１
−２．…・・・，３１一３３より構成され、磁極幅の２
倍の開角（３６０／ｎｐ＝１２０度）だけ離れたｎｐ＝
３個ずつの整流子片同士を電気的に接続している。即ち
、整流子片３１−１と３１−１２と３１一２３、及び整
流子片３１−２と３１−１３と３１一２４、及び整流子
片３１一３と３１一１４と３１一２５、及び整流子片３
１−４と３１−１５と３１−２６、及び整流子片３１−
５と３１一１６と３１一２７、及び整流子片３１−６と
３１−１７と３１−２８、及び整流子片３１一７と３１
−１８と３１一２９、及び整流子片３１−８と３１−１
９と３１一３０、及び整流子片３１−９と３１−２０と
３１−３１、及び整流子片３１−１０と３１−２１と３
１一３２、及び整流子片３１−１１と３１−２２と３１
−３３はそれぞれ導線で接続されている。電機子３川ま
、第１０図ｄに示すように電機子巻線３０−１，３０一
２，……，３０−１１が等しし、ピッチで、即ち、約３
２．７度の関角（磁極幅の６／１１）で一部分が童畳し
て配設されて構成している。電機子巻線の発生トルクに
寄与する導体部（電機子巻線３０一１の場合は３０−１
一ａ，３０−１一ｂ部である）の開角は６０度で、磁極
幅と等しくされており、第１図示の電機子７に相当する
。第９図に戻り、電機子巻線３０−１の一端は整流子片
３１−２に、他風端は整流子片３１−３に接続され、他
も同様に電機子巻線３０一２の両端はそれぞれ整流子片
３１−５，３１−６に、電機子巻線３０−３の両端はそ
れぞれ整流子片３１一８，３１−９に、電機子巻線３０
一４の両端はそれぞれ整流子片３１−１１，３１−１２
に、電機子巻線３０一５の両端はそれぞれ整流子片３１
−１４，３１一１５に、電機子巻線３０−６の両端はそ
れぞれ整流子片３１一１７，３１一１８に、電機子巻線
３０−７の両端はそれぞれ整流子片３１−２０，３１一
２１に、電機子巻線３０一８の両端はそれぞれ整流子片
３１一２３，３１一２４に、電機子巻線３０−９の両端
はそれぞれ整流子片３１−２６．３１−７に、電機子巻
線３０−１０の両端はそれぞれ整流子片３１−２９，３
１−３川こ、電機子巻線３０−１１の両端はそれぞれ整
流子片３１−３２，３１−３３に接続されている。刷子
１５−１，１ ５一２の開角は１８０度（磁極幅の３／
１）となっているが３６０／机ｐ＝６０度（磁極幅）、
或いは３００度の開角でも等価である。図示の関係位置
では矢印方向に通電され、それぞれの電機子巻線にトル
クが発生して電機子３０及び整流子３１はそれぞれ矢印
Ａ，Ｂ方向に回転する。かくして、電機子電流の切り換
わり（整流）が１回転に初ｐ（ｐｙ−１）＝６６回（特
異点は除く）の割合で行なわれ、引続いたトルクが発生
して回転するものである。第１１図に示したものは、ｎ
＝１，ｐ＝４，ｙ＝３の場合、即ち、界磁磁極がかｐ二
８磁極で、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ−１）＝１１個よ
りなる実施例の展開式巻線図である。

界磁磁極３２は、第１２図ａに示すように４５度の開角
でＮ，Ｓ極に回転軸方向に磁化された磁極３２−１，３
２−２，…．・・，３２−８よりなり、第１図示の界磁
磁極６に相当する。整流子３４は約８．２度の開角（磁
極幅の２／１１）のｎｐ（ｐｙ−１）＝４４個の整流子
片３４−１，３４−２，・・…・，３４−４４より構成
され、磁極幅の２倍の開角（３６０／ｎｐ＝９０度）だ
け離れたｎｐ＝４個ずつの整流子片同士を電気的に接続
している。即ち、整流子片３４−１，３４−１２と３４
−２３と３４一３４、及び整流子片３４−２と３４一１
３と３４一２４と３４一３５、及び整流子片３４一３と
３４一１４と３４一２５と３４一３６、及び整流子片３
４−−と３４−１５と３４一２６と３４一３７、及び整
流子片３４一５と３４−１６と３４−２７と３４一３８
、及び整流子片３４−６と３４−１７と３４一２８と３
４一３９、及び整流子片３４−７と３４一１８と３４−
２９と３４−４０、及び整流子片３４−８と３４一１９
と３４一３０と３４−４１、及び整流子片３４−９と３
４一２０と３４一３１と３４一４２、及び整流子片３４
一１０と３４−２１と３４一３２と３４一４３、及び整
流子片３４−１１と３４一２２と３４−３３と３４一４
４はそれぞれ導線で接続されている。電機子３３は、第
１２図ｂに示すように電機子巻線３３一１，３３−２，
……，３３一１１が等しいピッチで、即ち、約３２．７
度の開角（磁極幅の８／１１）で一部分が車畳して配談
されて構成している。電機子巻線の発生トルクに寄与す
る導体部（電機子巻線３３一１の場合は３３一１−ａ，
３３−１一ｂ部である）の開角は４５度で、磁極幅と等
しくされており、第１図示の電機子７に相当する。第１
１図に戻り、電機子巻線３３−１の一端は整流子片３４
−２に、他端は整流子片３４−３に接続され、他も同様
に電機子巻線３３−２の両端はそれぞれ整流子片３４−
６，３４一７に、電機子巻線３３−３の両端はそれぞれ
整流子片３４−１０，３４−１１に、電機子巻線３３−
４の両端はそれぞれ整流子片３４−１４，３４−１５に
、電機子巻線３３−５の両端はそれぞれ整流子片３４−
１８，３４−１９に、電機子巻線３３−６の両端はそれ
ぞれ整流子片３４−２２，３４−２３に、電機子巻線３
３−７の両端はそれぞれ整流子片３４一２６，３４−２
７に、電機子巻線３３一８の両端はそれぞれ整流子片３
４−３０，３４−３１に、電機子巻線３３−９の両端は
それぞれ整流子片３４−３４，３４−３５に、電機子巻
線３３一１０の両端はそれぞれ整流子片３４−３８，３
４一３９に、電機子巻線３３−１１の両端はそれぞれ整
流子片３４−４２，３４一４３に接続されている。別子
１５一１，１５一２の開角は１３５度（磁極幅の３／１
）となっているが、３６０／沙ｐ＝４５度（磁極幅）、
或いは松８隻、或いは３１５度の開角でも等価である。
図示の関係位置では矢印方向に速電され、それぞれの電
機子巻線にトルクが発生して蝿磯子３３及び整流子３４
はそれぞれ矢印Ａ，Ｂ方向に回転する。かくして、電機
子電流の切り換わり（整流）が１回転中にかｐ（ｐｙ−
１）＝斑回（特異点は除く）の割合で行なわれ、引続い
たトルク発生して回転するものである。第１３図は、円
板状の電機子を設けた半導体電動機の構成の説明図であ
る。

プレス加工された軟鋼製の笹体３８には藤承３９が固定
され、またプレス加工された軟鋼製崖体３７がビス４５
によって崖体３８に固定されている。軸承３９にはター
ンテーブル３６を保持する回転軸３５が回転自在に支承
され、回転軸３５にはマグネット回転子４０がマグネッ
トホルダー４０ａを介して固定されている。マグネット
回転子４０の外周には被位置検知帯４２がリング状に固
定されている。界磁となるマグネット回転子４０はＮ，
Ｓ磁極が回転軸方向に磁化されて設けられ、上面は磁路
となる軟鋼製円板４１が貼着されている。篭体３８の内
面には電機子４４が貼着されている。記号４３は位置検
知素子の支持体であり、篭体３７に設けらた空孔部に保
持されている。軸承３９の下部は外周にネジ部を設け雌
ネジ３９ーーに螺着されて回転軸３５のスラスト方向の
調節を可能ならしめている。第１４図につき、上述した
円板状の電機子を設けた半導体電動機に本発明を適用し
たものについて説明する。

ｎ＝１，ｐ＝２，ｙ＝３の場合、即ち、界磁磁極がかｐ
＝４磁極で、電機子巻線の数がｎ（ｐｙ−１）＝５個よ
りなる実施例の展開式巻線図である。界磁磁極となるマ
グネット回転子４６は、９０度の開角でＮ，Ｓ極に回転
軸方向に磁化された磁極４６−１，４６−２，４６−３
，４６−４よりなり、矢印Ｃ方向に回転し第１３図示の
マグネット回転子４０‘こ相当する。電機子巻線４７−
１，４７−２，４７−３，４７−４，４７−６は等しい
ピッチで、即ち、７２度の開角（磁極幅の４／５）で一
部分が車畳して配設されて電機子４７を構成している。
電機子巻線の発生トルクに寄与する導体部（電機子巻線
４７−１の場合は４７−１−ａ，４７−１−ｂ部である
）の開角は９０度で、磁極幅と等しくされており、第１
３図示の電機子４４に相当する。各電機子巻線は直列接
続され、電機子巻線４７−１と４７一４、４７−４と４
７−２、４７−２と４７−５、４７−５と４７−３、４
７一３と４７−１の接続部は慣用されている通電制御回
路４８を介して直流電源ロＥ極５１−１、直流電源正負
極５１−２に接続されている。記号４９一１，４９一２
，４９一３，４９一４，４９一５は位置検知素子で例え
ばホール素子、誘導コイル等が使用されている。それぞ
れの開角は７２度（磁極幅の４／５）となっている。位
置検知素子４９一１，４９−２，４９−３，４９−４，
４９−５は、第１３図示の支持体４３に収納され、被位
置検知帯４２に対向している。被位置検知帯４２が磁極
である場合にはマグネット回転子４６の磁極４６一１，
４６−２，４６−３，４６一４の外側への漏洩磁束を利
用することができる。記号５０は打点部５０一１，５０
一３をＳ極とし、斜線部５０一２，５０−４をＮ極とす
る緋位置検知帯であり、第１３図示の被位置検知帯４２
に相当する。Ｎ極に対向したときのホール素子４９−１
．４９−２，４９−３，４９−４，４９一５の出力によ
り通電制御回路５川こ含まれるそれぞれ第１群の対応し
たトランジスタ等を導通し、直流電源正極５１−１と対
応する電機子巻線は導通となる。又、Ｓ極に対向したと
きのホール素子４９一１，４９一２，４９一３，４９一
４，４９一５の出力により通電制御回路５０に含まれる
それぞれ第２群の対応したトランジスタ等を導通し、直
流電源正負極５１−２と対応する電機子巻線は導通とな
り、これらの導通により電機子爵流が制御されるように
構成されている。即ち、図示する関係位置ではＮ極に対
向しているホール素子４９−４の出力により第１群の対
応したトランジスタを導通し、直流電源正極５１−１と
、亀磯子巻線４７一２，４７一５の接続部は導通となる
。又、Ｓ極に対向しているホール素子４９−３の出力に
より第２群の対応したトランジスタを導通し、直流電源
正負極５１−２と、電機子巻線４７−１，４７−４の接
続部は導通となる。従って、矢印方向に通電されて、各
電機子巻線にトルクが発生し、マグネット回転子４６及
び被位置検知帯５川まそれぞれ矢印Ｃ，Ｄ方向に回転す
る。かくして鰭磯子電流の切り換わり（整流）が１回転
にかｐ（（ｐｙ−１）＝２０国の割合で行なわれ引続い
たトルクが発生して回転するものである。かかる通電方
式は慣用されている半導体電動機の場合と同じなのでマ
グネット回転子４６及び被位置検知帯５０は矢印Ｃ，Ｄ
方向に回転する半導体電動機となるものである。上述し
た実施例は、界滋磁極が４磁極で、電機子巻線の数が５
個の場合であるが、他の実施例についても半導体電動機
に同様に適用できるものである。上述した全ての実施例
は、円板状の電機子に本発明を適用したものであるが円
筒状電機子にも適用でき、更に有鉄′Ｄ電動機にも適用
できることは明らかである。

また本発明は冒頭において述べた通り、幼ｐ個の磁極を
備えた界磁磁極に対して、ｎ（ｐｙ士１）個の電機子巻
線の場合には全て本発明の目的が達成できるものである
。故に上述した実施例の他に、４磁極の場合、９，１１
，１３，…・・・個の電機子巻線、６磁極の場合、１３
，１４，１６，……個の電機子巻線、８磁極の場合、１
３，１５，１７，・・・・・・個の電機子巻線、１０磁
極の場合、１４，１６，１９，・・・・・・個の電機子
巻線等々いずれの場合においても適用でき、更に上述し
た実施例は、全てｎ＝１の場合であるが、界磁磁極の磁
極数、電機子巻線の数をそれぞれ整数ｎ倍としても同様
に全て電機子巻線は等しいピッチで、しかも電機子の厚
みを薄く形成でき、高トルク高効率で整流特性も良好な
波巻電機子を得ることができる特徴がある。尚、本発明
の波巻電機子は各実施例において説明した直流電動機に
適用されて有効となるばかりでなく、発電機に適用され
た場合においても有効となるものである。以上の説明よ
り判るように、本発明によれば、冒頭において述べた目
的が達成されて効果著しきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、整流子爵動機の構成の説明図、第２図、第６
図は、従来より公知の界磁磁極及び波巻電機子の展開式
巻線図、第３図、第４図、第７図、第８図、第９図、第
１１図は、整流子電動機に適用したそれぞれの異なる界
磁磁極及び電機子の実施例の展開式巻線図、第５図ａは
、第３図、第４図示の界滋磁極の実施例の展開図、第５
図ｂ，ｃは、それぞれ第３図、第４図示の電機子の実施
例の展開図、第１０図ａは、第７図、第８図、第９図示
の界滋磁極の実施例の展開図、第１０図ｂ，ｃ，ｄは、
それぞれ第７図、第８図、第９図示の電機子の実施例の
展開図、第１２図ａは、第１１図示の界磁磁極の実施例
の展開図、第１２図ｂは、第１１図示の電機子の実施例
の展開図、第１３図は、半導体電動機の構成の説明図、
第１４図は、半導体電動機に適用した界磁磁極及び電機
子の実施例の展開式巻線図をそれぞれ示す。 １，３５・・・・・・回転軸、２，３，３７，３８．．
・．．・蔭体、４，５，３９・・・・・・軸承、６・・
・・・・界磁磁極、７，４４・・・・・・電機子、８・
・・・・・整流子、９，１５一１，１５一２，・・・・
・・，１５一６・・・・・・刷子、１０・・・…刷子保
持具、１１，４５・・・・・・ビス、１２・・・・・・
磁極、１２一１，１２−２，１２一３，１２一４を有す
る界磁磁極、１３……電機子巻線、１３−１，１３−２
，…・・・，１３−１０を有する電機子、１４・・・・
・・整流子片１４−１，１４一２，…・・・，１４一１
０を有する整流子、１６一１，１６一３，１６−５，５
１−１…・・・直流電源正極、１６−２，１６−４，１
６−６，５１−２・・・・・・直流電源負極、１７・・
・・・・磁極１７一１，１７一２，１７−３，１７−４
を有する界磁磁極、１８・・・・・・電機子巻線１８ー
ー，１８一２，１８−３，１８−４，１８一５を有する
電機子、１８一１−ａ，１８一１一ｂ・・・・・・電機
子巻線１８一１の発生トルクに寄与する導体部、１９…
・・・整流子片１９一１，１９一２，…・・・，１９一
１０を有する整流子、２０・・・・・・電機子巻線２０
一１，２０−２，・・・・・・，２０一７を有する電機
子、２０一１一ａ，２０一１一ｂ…・・・電機子巻線２
０一１の発生トルクに寄与する導体部、２１・・・・・
・整流子片２１一１，２１一２，・・・・・・，２１−
１４を有する整流子、２２・・・・・・磁極２１ーー，
２１−２，・・・・・・２１一６を有する界磁磁極、２
３・・・・・・電機子巻線２３一１，２３一２，・・・
・・・，２４一２４を有する電機子、２４・・・・・・
整流子片２４一１，２４一２，・・・・・・，２４−２
４を有する整流子、２５・・・・・・磁極２５−１，２
５−２，・・・・・・，２５一６を有する界磁磁極、２
６・・・・・・電機子巻線２６−１，２６−２，・・・
・・・，２６−８を有する電機子、２６−１−ａ，２６
一１一ｂ．・・・・・電機子巻線２６−１の発生トルク
に寄与する導体部、２７・・・・・・整流子片２７−１
，２７−２，・・・・・・，２７一２４を有する整流子
、２８・・・・・・電機子巻線２８一１，２８−２，・
・・・・・，２８−１０を有する電機子、２８一１一ａ
，２８一１−ｂ・・・・・・電機子巻線２８一１の発生
トルクに寄与する導体部、２９……整流子片２９一１，
２９一２，…・・・，２９一３０を有する整流子、３０
・・’・・・電機子巻線３０−１，３０一２，・・・・
・・，３０−１１を有する電機子、３０一１一ａ，３０
一１−ｂ・・・・・・電機子巻線３０−１の発生トルク
に寄与する導体部、３１・・・…整流子片３１一１，３
１−２，…・・・，３１−３３を有する整流子、３２・
…・・磁極３２−１，３２一２，・・・・・・，３２−
８を有する界磁磁極、３３…・・・電機子巻線３３一１
，３３一２，……，３３−１１を有する電機子、３３−
１−ａ，３３−１−ｂ・・・・・・電機子巻線３３一１
の発生トルクに寄与する導体部、３４・・・・・・整流
子片３４一１，３４一２，・・・・・・，３４−４４を
有する整流子、３６……ターンテーブル、４０……マグ
ネット回転子、４０ａ・・・・・・マグネットホルダー
、４１・・・・・・軟鋼製円板、４２・・・・・・被位
置検知帯、４３・・・．・．支持体、４６・・・・・・
磁極４６−１，４６−２，４６−３，４６一４を有する
マグネット回転子、４７・・…・電機子巻線４７一１，
４７一２，４７一３，４７−４，４７一５を有する電機
子、４７一１一ａ，４７一１一ｂ・・・・・・電機子巻
線４７−１の発生トルクに寄与する導体部、４８・・・
・・・通電制御回路、４９一１，４９一２，４９−３，
４９一４，４９一５・・・・・・位置検知素子、５０・
・・・・・５０一１，５０−２、５０−３，５０−４部
を有する被位置検知帯。 第１３図 第１図 第２図 第５図 第３図 第６図 第４図 第７図 第１４図 第８図 第９図 第１０図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎ，Ｓ極に等しい開角で磁化された２ｎｐ個（ｎは
   １以上の正整数、ｐは２以上の正整数）の磁極を備えた
   界磁磁極と、該界磁磁極に対向して設けられた電機子と
   、該電機子若しくは前記した界磁磁極を回転軸により回
   転自在に支持すると共に、外筐に設けた軸承に支承され
   た前記回転軸とより構成された直流電動機において、前
   記電機子は、発生トルクに寄与する導体部の開角が前記
   した界磁磁極の幅と等しく巻回されたｎ×（ｐｙ±１）
   個（ｙは３以上の正整数）の電機子巻線が互いに等しい
   ピツチで、２層に重畳して配設されたことを特徴とする
   整流特性の良好な波巻電機子。 ２ 固定界磁磁極と電機子と同期回転する整流子と整流
   子を形成するｎｐ×（ｐｙ±１）個の整流子片とを備え
   、所定の該整流子片にそれぞれ対応するｎ×（ｐｙ±１
   ）個の前記した電機子巻線の端子を接続すると共に、前
   記した界磁磁極の磁極幅の２倍の開角（３６０／ｎｐ度
   ）だけ離れたｎｐ個ずつの前記した整流子片同士を電気
   的に接続する接続部材とを備え、前記した電機子巻線に
   直流電源正負極より前記した整流子片上を摺動する刷子
   を介して給電し、該刷子の前記した整流子片上における
   開角を前記した界磁磁極の磁極幅の開角（３６０／２ｎ
   ｐ度）と同一、又はそれらの整流子片と共通に接続され
   た整流子片における間の開角としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の整流特性の良好な波巻電機子
   。 ３ 固定電機子と、界磁磁極が回転する回転子と、回転
   子の回転位置を検知する位置検知素子とを備え、該位置
   検知素子より得られる検知出力を介して電機子電流を制
   御して１方向の駆動トルクの得られる通電制御回路とよ
   り構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の整流特性の良好な波巻電機子。