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JP2011078308A - Armature of rotary electric machine and method of manufacturing the same - Google Patents

Armature of rotary electric machine and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2011078308A JP2010275297A JP2010275297A JP2011078308A JP 2011078308 A JP2011078308 A JP 2011078308A JP 2010275297 A JP2010275297 A JP 2010275297A JP 2010275297 A JP2010275297 A JP 2010275297A JP 2011078308 A JP2011078308 A JP 2011078308A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine with four or more magnetic poles, which improves a magnetism balance of an armature and moreover prevents winding into a lump by winding. <P>SOLUTION: When a coil 10 is formed by wrapping a winding 9 conducting electrically to a pair of commutator segments 7a adjacent to a circumferential direction between optional slots 6c among a plurality of slots 6c formed at an outer periphery of an armature core 6, the winding 9 conducting electrically to a pair of adjacent commutator segments 7b is wrapped between the slots having a prescribed angle space so as to be opposed to each magnetic pole and is formed while the same number of coils 10 as the number of magnetic poles are connected in series. Each coil 10 is wrapped sequentially to the circumferential direction while repeating winding alternately in a normal winding direction and in a reverse winding direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電装品を構成する回転電機のアーマチュアおよびその製造方法の技術分野に属するものである。   The present invention belongs to the technical field of an armature of a rotating electrical machine constituting an electrical component and a manufacturing method thereof.

一般に、この種回転電機のアーマチュアは、シャフトに外嵌固定されるコアの外周に軸方向に長いスロットが複数形成されており、シャフトの外周面に複数設けられた整流子片の隣接する一対に導通する巻線を、所定間隔を存して位置するスロット間に巻装して、周回り方向に複数のコイルを形成することにより構成されている。そして、回転電機は、前記アーマチュアを、内周面に磁石を固定することで磁極が形成されたヨークに回動自在に支持せしめて構成され、前記整流子片にブラシを介して給電することにより、アーマチュアシャフトが回転駆動するように構成されている。このような回転電機において、一対の整流子片に導通される巻線は、従来、任意の一箇所のスロット間に巻装されている。このため、整流子片とブラシとの当接関係にズレが生じ、各ブラシ同士のあいだで隣接する整流子片に移行するタイミングがずれたような場合では、各コイルの励磁バランスが崩れてしまい、振動や異音の発生の要因となるという問題があり、特に、高電圧で回転電機を駆動させた場合では、前記振動や異音の発生が顕著になり、改善が望まれている。   Generally, an armature of this type of rotating electrical machine has a plurality of axially long slots formed on the outer periphery of a core that is fitted and fixed to a shaft, and a pair of adjacent commutator pieces provided on the outer peripheral surface of the shaft. The conductive winding is wound between slots located at a predetermined interval to form a plurality of coils in the circumferential direction. The rotating electrical machine is configured such that the armature is rotatably supported by a yoke on which a magnetic pole is formed by fixing a magnet on an inner peripheral surface, and power is supplied to the commutator piece via a brush. The armature shaft is configured to be driven to rotate. In such a rotating electrical machine, the winding that is conducted to the pair of commutator pieces is conventionally wound between any one slot. For this reason, deviation occurs in the contact relationship between the commutator piece and the brush, and the excitation balance of each coil is lost when the timing of shifting to the adjacent commutator piece between the brushes is shifted. There is a problem that it becomes a factor of generation of vibration and abnormal noise. In particular, when the rotating electrical machine is driven at a high voltage, the generation of the vibration and abnormal noise becomes remarkable, and improvement is desired.

この改善策として、一対の整流子片に導通する巻線を、径方向に対向するスロット間に直列接続する関係で巻装するようにして、磁気バランスの崩れを低減させるようにすることが提唱されている。   As an improvement measure, it is proposed that windings that are connected to a pair of commutator pieces are wound in a series connection between radially opposed slots to reduce the loss of magnetic balance. Has been.

特開2002−305861号公報JP 2002-305861 A

ところが、前記従来のものは、任意の整流子片から引き出された巻線を、予め設定される第一のスロット間に例えばN回巻装して第一コイルを形成し、その後、第一のスロット間と径方向に対向する第二のスロット間に巻線をN回巻装して第二コイルを形成し、その後、前記整流子片に隣接する整流子片に導通させる構成となっている。このため、第二コイルを巻き終えて整流子片に巻き回される巻線がコンミテータとアーマチュアコアとのあいだのアーマチュアシャフト外周部位に長く配線されることになり、該部位が巻き太りしてしまうという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。   However, the conventional one forms a first coil by winding a winding drawn from an arbitrary commutator piece, for example, N times between preset first slots, and then forming a first coil. A winding is wound N times between the slots and between the second slots that are radially opposed to each other to form a second coil, which is then connected to the commutator piece adjacent to the commutator piece. . For this reason, the winding wound around the commutator piece after the second coil has been wound is wired long in the outer peripheral portion of the armature shaft between the commutator and the armature core, and the portion becomes thickened. There is a problem to be solved by the present invention.

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが外周に形成されたコアの外周に、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、複数箇所の任意のスロット間に巻装して構成するにあたり、前記複数のコイルは、各磁極に対向するスロット間に巻装されるものとし、これらコイルは、巻線方向を順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装されているものである。
そして、このようにすることにより、磁気バランスの優れた回転電機を構成することができるうえ、巻線による巻き太りの防止を図ることができる。
請求項2の発明は、請求項1において、Nおよびnを自然数、かつ、N>nとし、コイルは、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとしたときに、一対の整流子片に導通する巻線は、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装し、その他のスロット間にはN回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにして構成されているものであり、このようにすることにより、巻き太りのさらなる回避を図ることができる。
請求項3の発明は、Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが外周に形成されたコアの外周に、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、複数箇所の任意のスロット間に巻装して構成するにあたり、前記複数のコイルを、各磁極に対向するスロット間に、巻線方向を順巻と逆巻とを交互に繰り返しながら周回り方向に順次巻装したものである。
そして、このようにすることにより、磁気バランスの優れた回転電機を構成することができるうえ、巻線による巻き太りの防止を図ることができる。
請求項4の発明は、請求項3において、Nおよびnを自然数とし、かつ、N>nとしたとき、コイルは、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとし、一対の整流子片に導通する巻線は、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装した後、周回り方向に隣接する磁極に対向するスロット間に順次N回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装することで、磁極数と同数のコイルを形成したものであり、このようにすることにより、巻き太りのさらなる回避を図ることができる。
The present invention was created for the purpose of solving these problems in view of the above circumstances, and the invention of claim 1 is such that P is an even number of 4 or more and a is a natural number of 1 or more. When an armature supported by a yoke with P magnetic poles is connected to a pair of adjacent commutator pieces on the outer periphery of a core having (a × P) teeth formed on the outer periphery in the circumferential direction When the coil to be wound is configured by winding between arbitrary slots at a plurality of locations, the plurality of coils shall be wound between the slots facing each magnetic pole, and these coils are arranged in the winding direction. Winding and reverse winding are alternately wound in the circumferential direction.
And by doing in this way, while being able to comprise the rotary electric machine excellent in magnetic balance, prevention of the thickening by winding can be aimed at.
A second aspect of the present invention is the first aspect of the present invention, wherein N and n are natural numbers and N> n, and the coil is formed by winding the winding N times between slots. Winding that is conducted to the commutator piece is wound (N−n) times between the slots at the beginning of winding, N times between the other slots, and n times between the slots at the beginning of winding again. By doing so, it is possible to further avoid winding up.
According to the invention of claim 3, when P is an even number of 4 or more and a is a natural number of 1 or more, (a × P) armatures supported by a yoke on which P magnetic poles are formed are provided in the circumferential direction. When a coil that is connected to a pair of adjacent commutator pieces is wound between a plurality of arbitrary slots on the outer periphery of a core having teeth formed on the outer periphery, the plurality of coils are connected to each magnetic pole. Between the slots facing each other, the winding direction is sequentially wound in the circumferential direction while alternately repeating forward winding and reverse winding.
And by doing in this way, while being able to comprise the rotary electric machine excellent in magnetic balance, prevention of the thickening by winding can be aimed at.
According to a fourth aspect of the present invention, when N and n are natural numbers and N> n in the third aspect, the coil is formed by winding the winding N times between the slots. After winding (Nn) turns between the slots at the beginning of winding, the windings conducting to the commutator pieces are sequentially wound N times between slots facing the adjacent magnetic poles in the circumferential direction, and again By winding n times between slots at the beginning of winding, the same number of coils as the number of magnetic poles is formed. By doing in this way, it is possible to further avoid winding thickening.

請求項1の発明とすることにより、磁気バランスの優れるうえ、巻線による巻き太りを回避できる。
請求項2の発明とすることにより、巻き太りのさらなる回避を図れる。
請求項3の発明とすることにより、磁気バランスの優れるうえ、巻線による巻き太りを回避できる。
請求項4の発明とすることにより、巻き太りのさらなる回避を図れる。
According to the first aspect of the invention, the magnetic balance is excellent, and the winding thickening due to the winding can be avoided.
By making it the invention of Claim 2, the further avoidance of winding thickening can be aimed at.
According to the invention of claim 3, the magnetic balance is excellent, and the winding thickening due to the winding can be avoided.
By making it the invention of Claim 4, the further avoidance of winding thickening can be aimed at.

電動モータの一部断面側面図である。It is a partial cross section side view of an electric motor. アーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図である。It is an expanded view explaining the coil winding state of an armature. アーマチュアのコイル巻装状態を説明する正面図である。It is a front view explaining the coil winding state of an armature. 第二の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する正面図である。It is a front view explaining the coil winding state of the armature in 2nd embodiment. 図5(A)、(B)はそれぞれ第三の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図、正面図である。FIGS. 5A and 5B are a developed view and a front view, respectively, for explaining the coil winding state of the armature in the third embodiment. 図5(A)、(B)はそれぞれ第四の実施の形態におけるアーマチュアのコイル巻装状態を説明する展開図、正面図である。FIGS. 5A and 5B are a developed view and a front view, respectively, for explaining the coil winding state of the armature in the fourth embodiment.

つぎに、本発明の実施の形態について、図1〜3の図面に基づいて説明する。
図面において、1は車両に搭載する電装品の駆動源となる電動モータ(回転電機)であって、該電動モータ1を構成する有底筒状に形成されたモータハウジング2の内周面には周回り方向に二対の永久磁石3が固定され、これによって、モータハウジング2内に四(P=4)個の磁極が形成された四極型の電動モータ1に構成されている。4はアーマチュアであって、該アーマチュア4を構成するシャフト(アーマチュア軸)5には、リング状の板材6aを複数枚積層することにより構成されるアーマチュアコア6が一体的に外嵌されているとともに、該アーマチュアコア6の一端部に位置してコンミテータ(整流子)7が外嵌固定されている。そして、アーマチュア4のシャフト5は、他側部(基端部)がモータハウジング2に軸受2aを介して軸承され、モータハウジング2内において回動自在となるように内装されている。また、モータハウジング2の開口端にはカバー2bが設けられ、該カバー2bに、ホルダステー8が一体的に内嵌支持されている。このホルダステー8には、周回り方向四箇所に位置してブラシホルダ8aが形成されており、これらブラシホルダ8aに、それぞれブラシ8bが出没自在に内装されている。これら各ブラシ8bは、それぞれ突出先端部(内径側先端部)がコンミテータ7に弾圧状に当接(接触)するように構成され、ことによって、外部からの電源がブラシ8bを介してコンミテータ7に供給されるように構成されており、これらの基本構成は従来通りとなっている。
Next, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings of FIGS.
In the drawings, reference numeral 1 denotes an electric motor (rotary electric machine) serving as a drive source for electrical components mounted on a vehicle, and an inner peripheral surface of a motor housing 2 formed in a bottomed cylindrical shape constituting the electric motor 1 Two pairs of permanent magnets 3 are fixed in the circumferential direction, whereby a four-pole electric motor 1 is formed in which four (P = 4) magnetic poles are formed in the motor housing 2. Reference numeral 4 denotes an armature, and an armature core 6 formed by laminating a plurality of ring-shaped plate members 6a is integrally fitted on a shaft (armature shaft) 5 constituting the armature 4. A commutator (commutator) 7 is fitted and fixed at one end of the armature core 6. The shaft 5 of the armature 4 is mounted so that the other side portion (base end portion) is supported by the motor housing 2 via a bearing 2 a and is rotatable in the motor housing 2. A cover 2b is provided at the opening end of the motor housing 2, and a holder stay 8 is integrally fitted and supported by the cover 2b. The holder stay 8 is formed with brush holders 8a located at four places in the circumferential direction, and brushes 8b are respectively housed in the brush holders 8a so as to be able to appear and retract. Each of the brushes 8b is configured such that the protruding tip portion (inner diameter side tip portion) abuts (contacts) the commutator 7 in an elastic manner, whereby an external power source is applied to the commutator 7 via the brush 8b. These basic configurations are the same as before.

さて、前記アーマチュアコア6を構成するリング状の板材6aは、外周部に放射状に突出するT字形のティース6bが周回り方向複数(本実施の形態では20(20=5×4(a×P))個)形成されたものになっており、これら板材6aの複数枚をシャフト5に回り止め状に外嵌することにより、アーマチュアコア6の外周に、隣接するティース6b同士とのあいだに軸芯方向に凹設された蟻溝状のスロット6cが、軸方向に長く、かつ、周回り方向に複数(20個)形成されている。
一方、前記コンミテータ7は、外周面に導電材で形成された軸方向に長い板状の整流子片7aの複数枚(本実施の形態では20枚)を、互いに絶縁される状態で周回り方向に並列状に固定したものとなっており、各整流子片7aのアーマチュアコア6側を向く端部には、外径側に折返し折曲されたライザ7bが一体形成されている。
The ring-shaped plate member 6a constituting the armature core 6 has a plurality of T-shaped teeth 6b projecting radially on the outer peripheral portion (in this embodiment, 20 (20 = 5 × 4 (a × P )) Pieces are formed, and a plurality of these plate members 6a are fitted around the shaft 5 in a non-rotating manner so that a shaft is formed between the adjacent teeth 6b on the outer periphery of the armature core 6. The dovetail-shaped slots 6c that are recessed in the core direction are long in the axial direction, and a plurality (20 pieces) are formed in the circumferential direction.
On the other hand, the commutator 7 is configured so that a plurality of axially long plate-like commutator pieces 7a (20 in the present embodiment) formed of a conductive material on the outer peripheral surface are circumferentially insulated from each other. A riser 7b that is folded back to the outer diameter side is integrally formed at the end of each commutator piece 7a facing the armature core 6 side.

そして、前記アーマチュアコア6の任意の箇所に位置し、かつ所定間隔を存するスロット6c間に、エナメル被覆の巻線9を後述するような巻装手順により巻装することで、コア6の外周に複数のコイル10が巻装されてアーマチュア4が構成されるが、これら各コイル10の巻き始め端部と巻き終り端部となる巻線9は、各対応する周回り方向に隣接する整流子片7aのライザ7bに懸回されている。そして、前記各ライザ7bに懸回される(導通される)各コイル10の巻き始め端部および巻き終り端部となる巻線9を対応する整流子片7aにフュージングすることで、整流子片7aと巻線9との電気的な導通がなされ、前述したように、ブラシ8bを介して整流子片7aに外部電源が供給されることに基づいて、コイル10が励磁するように設定されている。   Then, the enamel-covered winding 9 is wound around the outer periphery of the core 6 between the slots 6c located at an arbitrary position of the armature core 6 and having a predetermined interval by a winding procedure as described later. A plurality of coils 10 are wound to form the armature 4. The windings 9 serving as the winding start ends and the winding end ends of the coils 10 are commutator pieces adjacent to each other in the circumferential direction. 7a is suspended by a riser 7b. Then, by fusing the winding 9 serving as the winding start end and winding end of each coil 10 suspended (conducted) to each riser 7b to the corresponding commutator piece 7a, the commutator piece 7a and the winding 9 are electrically connected, and as described above, the coil 10 is set to be excited based on the external power supplied to the commutator piece 7a via the brush 8b. Yes.

次に、コイル9の巻装手順について図2、3に基づいて説明する。
図2は、アーマチュア4の整流子片7a(ライザ7b)とティース6b、そして、モータハウジング2側に固着される永久磁石3とを展開した図面となっており、隣接するティース6bとのあいだの空隙がスロット6cに相当している。そして、これら図面において、各整流子片7a、各ティース6b、巻装されたコイル10にそれぞれ符号を附し、これらに基づいて巻装手順を説明する。
つまり、本実施の形態のアーマチュア4に巻装されるコイル10は、巻線9を、三個のスロット6cを飛ばしたスロット6c間に順次巻装する重巻方式に基づいて巻装されている。この場合に、巻線9は、一端が3番ライザに導通するべく懸け回された状態で巻き始められ、該3番ライザに懸け回された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、該1−2番ティースのあいだのスロット6cと5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を順巻とし、かつ、従来の巻装する回数の1/4の回数(本実施の形態では6回)巻装することにより、N極に対向する(3−1)番(第一)のコイル10を形成する。
続いて、5−6番ティースのあいだから引き出された巻線9を、10−11番ティースに引き込んで、該10−11番ティースのあいだのスロット6cと6−7番ティースとのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻きとして6回巻装することにより、(3−1)番コイルとは90度(360度を磁極数4で除した角度)の角度間隔を存した周回り方向位置であり、前記N極に隣接するS極に対向する(3−2)番(第二)のコイル10を形成する。
Next, the winding procedure of the coil 9 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a developed view of the commutator piece 7a (riser 7b) of the armature 4 and the teeth 6b, and the permanent magnet 3 fixed to the motor housing 2 side, between the adjacent teeth 6b. The gap corresponds to the slot 6c. And in these drawings, each commutator piece 7a, each tooth 6b, and the wound coil 10 are respectively given reference numerals, and the winding procedure will be described based on them.
That is, the coil 10 wound around the armature 4 according to the present embodiment is wound based on the double winding method in which the winding 9 is wound sequentially between the slots 6c obtained by skipping the three slots 6c. . In this case, the winding 9 is started in a state where one end is suspended so as to conduct to the third riser, and the winding 9 suspended around the third riser is placed between the first and second teeth. Withdrawing into the slot 6c, between the slot 6c between the first and second teeth and the slot 6c between the fifth and sixth teeth, the winding direction is forward winding, and the number of times of conventional winding is set. By winding 1/4 times (six times in this embodiment), the (3-1) -th (first) coil 10 facing the N pole is formed.
Subsequently, the winding 9 drawn out during the 5-6th tooth is drawn into the 10-11th tooth, and the slot between the slot 6c and the 6-7th tooth between the 10-11th tooth. 6c, the winding direction was reversed 6 times, so that the coil (3-1) was rotated 90 degrees (360 degrees divided by 4 magnetic poles). The (3-2) -th (second) coil 10 is formed which is in the rotational direction and faces the S pole adjacent to the N pole.

さらに、このものでは、6−7番ティースのあいだのスロット6cから引き出された巻線9を、11−12番ティースのあいだのスロット6cに引き込み、該11−12番ティースのあいだのスロット6cと15−16番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を順巻として6回巻装することにより、(3−2)番コイルとは90度の角度間隔を存した状態であり、前記S極に隣接するN極に対向する(3−3)番(第三)のコイル10を形成する。続いて、15−16番ティースのあいだのスロット6cから引き出された巻線9を、20−1番ティースのあいだのスロット6cに引き込み、該20−1番ティースのあいだのスロット6cと16−17番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、巻装方向を逆巻として6回巻装することにより、(3−3)番コイルとは90度の角度間隔を存した状態であり、前記N極に隣接するS極に対向する(3−4)番(第四)のコイル10を形成する。そして、16−17番ティースのあいだのスロット6cから引き出された巻線9を、図3において反時計回り方向に引き回して4番ライザに懸け回すことにより、3番、4番ライザのあいだに、(3−1)、(3−2)、(3−3)、(3−4)番(第一〜第四)の各コイル10が直列接続する状態で巻装されるように設定されている。   Further, in this case, the winding 9 drawn out from the slot 6c between the 6th and 7th teeth is drawn into the slot 6c between the 11th and 12th teeth, and the slot 6c between the 11th and 12th teeth Between the slot 6c between the 15th and 16th teeth, by winding 6 times with the winding direction as a forward winding, the (3-2) coil is in a state with an angular interval of 90 degrees. The (3-3) th (third) coil 10 is formed opposite to the N pole adjacent to the S pole. Subsequently, the winding 9 drawn out from the slot 6c between the 15th and 16th teeth is drawn into the slot 6c between the 20th and 20th teeth, and the slots 6c and 16-17 between the 20th and 16th teeth are drawn. In the slot 6c between the teeth, the winding direction is reversed and the winding is reversed 6 times, so that the (3-3) coil is in a state having an angular interval of 90 degrees, and the N The (3-4) th (fourth) coil 10 facing the S pole adjacent to the pole is formed. Then, by winding the winding 9 drawn out from the slot 6c between the 16th and 17th teeth in the counterclockwise direction in FIG. 3 and hanging around the 4th riser, between the 3rd and 4th risers, (3-1), (3-2), (3-3), (3-4) No. (first to fourth) coils 10 are set to be wound in a state of being connected in series. Yes.

そして、4番ライザに懸け回された巻線9は、2−3番ティースのあいだのスロット6cに引き込まれ、6−7番ティースのあいだのスロット6cとのあいだに(4−1)番(第一)のコイル10を形成し、続いて、(3−2)、(3−3)、(3−4)番の各コイル10とは、周回り方向に一つのスロット6c分だけ移動した状態で(4−2)、(4−3)、(4−4)番(第二〜第四)の各コイル10を形成した後、5番ライザに懸け回され、これによって、4番ライザと5番ライザとのあいだに、(4−1)、(4−2)、(4−3)、(4−4)番(第一〜第四)の各コイル10を直列に接続する状態で巻装するように設定され、このようにして、巻線9は、順次各隣接する整流子片7aのあいだに四個のコイル10を形成しながら巻き進むように設定されている。   The winding 9 wound around the 4th riser is drawn into the slot 6c between the 2nd and 3rd teeth, and the number (4-1) ( The first coil 10 was formed, and then moved to each coil 10 of the numbers (3-2), (3-3), and (3-4) by one slot 6c in the circumferential direction. After forming the coils (4-2), (4-3), and (4-4) (second to fourth) in the state, they are hung around the fifth riser. And (4-1), (4-2), (4-3), and (4-4) (first to fourth) coils 10 are connected in series between the first and fourth risers. In this way, the winding 9 forms four coils 10 between the adjacent commutator pieces 7a in sequence. It is set so as to advance come.

前述したように、順次巻線9を巻装することにより、各隣接するライザ7b同志のあいだに、周回り方行に90度の角度間隔を存した四つの第一〜第四のコイル10がそれぞれ形成され、各スロット6c間には、都合四つのコイル10が重ねて巻装されたアーマチュア4が形成されるように設定され、これによって、巻線9に電源供給がなされ、コイル10が励磁することによって発生するアーマチュア4の磁力が点対称状となり、もって、励磁タイミングがズレても周回り方向のバランスを保持できるように設定されている。
さらに、この場合に、巻線9は、周回り方向に順次巻装することにより、スロット6c形成部位(アーマチュアコア6)とライザ7b形成部位(コンミテータ7)とのあいだを横切る巻線9の長さを短くすることができ、これによって、所謂巻き太りの防止ができるように構成されている。
As described above, by winding the windings 9 sequentially, the four first to fourth coils 10 having an angular interval of 90 degrees in the circumferential direction are provided between the adjacent risers 7b. Each armature 4 is formed between the slots 6c so that four coils 10 are wound in an overlapping manner. Thereby, power is supplied to the winding 9, and the coil 10 is excited. The magnetic force of the armature 4 generated by doing so is point-symmetric, so that the balance in the circumferential direction can be maintained even if the excitation timing is deviated.
Further, in this case, the winding 9 is wound in the circumferential direction sequentially, so that the length of the winding 9 that crosses between the slot 6c forming portion (armature core 6) and the riser 7b forming portion (commutator 7) is long. The length can be shortened, so that the so-called roll-up can be prevented.

叙述の如く構成された本形態において、電動モータ1のコア6に巻装される巻線9は、任意の整流子片7aから繰り出され、任意のスロット間に通常の巻数の略1/4の回数を巻装して第一のコイル10を形成し、該第一のコイル10位置とは、360度を磁極数(4)で除した角度(90度)だけ変位した(90度の間隙を存した)スロット6c間部位に1/4の回数を巻装して第二のコイル10を形成し、該第二のコイル10位置とは90度の間隙を存したスロット6c間位置に1/4の回数を巻装して第三のコイル10を形成し、さらに、第三のコイル10位置とは90度の間隙を存したスロット6c間位置に1/4の回数を巻装して第四のコイル10を形成し、前記任意の整流子片7aに隣接する整流子片7aに懸け回すようにして巻装されている。これによって、一対の整流子片7aのあいだに直列接続されるコイル10は、アーマチュア4の周回りに、直列に接続された状態のコイル10が各磁極に対向して位置することになり、しかも、各位置に巻装されるコイル10は、対向する磁極に合わせて順巻と逆巻とが交互に位置するように巻装されている。このため、仮令ブラシ8bの整流子片7aとの当接が、一方は二個の整流子片7aと、他方は一個の整流子片7aと当接するようなアンバランスな状態となったとしても、アーマチュア4全体としての磁気バランスを保つことができ、もって、電動モータ1を振動の少ない低騒音なものにでき、安定した性能を備えた電動モータ1とすることができる。   In the present embodiment configured as described, the winding 9 wound around the core 6 of the electric motor 1 is drawn out from an arbitrary commutator piece 7a, and is approximately 1/4 of the normal number of turns between arbitrary slots. The first coil 10 is formed by winding a number of times, and the position of the first coil 10 is displaced by an angle (90 degrees) obtained by dividing 360 degrees by the number of magnetic poles (4) (a gap of 90 degrees is formed). The second coil 10 is formed by winding 1/4 times around the portion between the slots 6c, and the position of the second coil 10 is 1/2 at the position between the slots 6c with a gap of 90 degrees. 4 is wound to form the third coil 10, and the third coil 10 position is wound to a position between the slots 6 c having a 90-degree gap and wound 1/4 times. Four coils 10 are formed and hung around the commutator piece 7a adjacent to the arbitrary commutator piece 7a. It has been so. As a result, the coil 10 connected in series between the pair of commutator pieces 7a is positioned around the armature 4 so that the coil 10 connected in series faces the magnetic poles. The coil 10 wound at each position is wound so that forward winding and reverse winding are alternately positioned in accordance with the opposing magnetic poles. For this reason, even if the contact of the temporary brush 8b with the commutator piece 7a is in an unbalanced state in which one of them contacts the two commutator pieces 7a and the other contacts the one commutator piece 7a. The magnetic balance of the armature 4 as a whole can be maintained, so that the electric motor 1 can be reduced in vibration and low noise, and the electric motor 1 having stable performance can be obtained.

このように、電動モータ1は、アーマチュア4の磁気バランスが確保されたものとできるが、このものは、アーマチュアコア6に巻線9を巻装する際に、任意の箇所を基準として、磁極数と同数のコイル10を形成するべく周回り方向に等間隔を存したスロット6c間部位にコイル10を形成することにより磁気バランスを確保する構成である。この結果、磁気バランスの向上のために別途部材が必要になったり、特別な取付け作業が必要になったりすることがなく、電動モータ1に必要な部材をそのまま利用することで磁気バランスを向上させることがで来て、構造の簡略化を図れるとともに、コスト低下にも寄与できる。   As described above, the electric motor 1 can be such that the magnetic balance of the armature 4 is ensured. This is because when the winding 9 is wound around the armature core 6, the number of magnetic poles is based on an arbitrary position. The magnetic balance is ensured by forming the coils 10 at the portions between the slots 6c that are equally spaced in the circumferential direction so as to form the same number of coils 10. As a result, a separate member is not required for improving the magnetic balance or a special mounting operation is not required, and the magnetic balance is improved by using the necessary members for the electric motor 1 as they are. As a result, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

さらにこのものでは、周回り方向に隣接する任意の一対の整流子片7aに導通する巻線9により、周回り方向四箇所に位置する四つのコイル10を一続きに形成する構成となっているので、前記任意の整流子片7aのライザ7bに懸け回される巻線9の本数を少なくできて、巻線9をライザ7bにフュージングする作業が容易になるとともにフュージングの信頼性が向上し、高品質の電動モータ1を安定した状態で供給できるという利点もある。   Furthermore, in this thing, it becomes the structure which forms continuously the four coils 10 located in four places of the circumference direction by the coil | winding 9 which conduct | electrically_connects to arbitrary pair of commutator pieces 7a adjacent to the circumference direction. Therefore, the number of the windings 9 suspended around the riser 7b of the arbitrary commutator piece 7a can be reduced, the work of fusing the windings 9 to the riser 7b is facilitated and the reliability of fusing is improved, There is also an advantage that the high-quality electric motor 1 can be supplied in a stable state.

さらには、このものでは、巻線9は、所定の間隙を存して周回り方向に順次巻装されるものであり、巻き終った巻線9を、該巻線9が巻き始められたライザ7bに隣接するライザ7bに向けて引き出す場合に、該ライザ7bの位置が第四のコイル10が巻装されて巻線9が引き出されるスロット6cに対し、周回り方向に近付いた位置となっているため、巻線9の引き回し出し長さを短くすることができて、コンミテータ7とアーマチュア4とのあいだに巻線9が長く引き回されて集中する所謂巻き太りを回避することができる。   Further, in this case, the winding 9 is sequentially wound in the circumferential direction with a predetermined gap, and the winding 9 that has been wound is used as the riser from which the winding 9 has started to be wound. When pulling out toward the riser 7b adjacent to 7b, the position of the riser 7b is close to the circumferential direction with respect to the slot 6c around which the fourth coil 10 is wound and the winding 9 is pulled out. Therefore, the lead-out length of the winding 9 can be shortened, and so-called thickening of the winding 9 can be avoided where the winding 9 is drawn long and concentrated between the commutator 7 and the armature 4.

尚、本発明は前記実施の形態に限定されることは勿論なく、図4に示す第二の実施の形態のように構成することができる。
前記第二の実施の形態では、第一の実施の形態と同様に四極の電動モータ1における巻線9の巻装状態が開示されており、このものは、前記第一の実施の形態と同様に、3番ライザ7bから巻き出された巻線9が、周回り方向に90度の角度間隔を存する四箇所のスロット6c間に、(3−1)、(3−2)、(3−3)、(3−4)コイル(第一〜第四のコイル10)を形成しており、第四のコイル10を巻き終えた巻線9の4番ライザへの引き回し方向が、前記第一の実施の形態と箱となっている。つまり、16−17番ティースのあいだのスロット6cから引き出された巻線9は、図4において時計回り方向に引き回され、そして、4番ライザに懸け回されるように構成されており、第一の実施の形態のように反時計回り方向とは逆方向となっている。そして、この場合では、巻き終えた巻線9のスロット6cからライザ7bへの引き回し長さが前記第一の実施の形態の場合よりもさらに短くすることができ、巻線9による巻き太りのさらなる防止を図ることができる。
The present invention is of course not limited to the above-described embodiment, and can be configured as in the second embodiment shown in FIG.
In the second embodiment, the winding state of the winding 9 in the four-pole electric motor 1 is disclosed as in the first embodiment, and this is the same as in the first embodiment. Furthermore, the winding 9 unwound from the third riser 7b is placed between the four slots 6c having an angular interval of 90 degrees in the circumferential direction (3-1), (3-2), (3- 3), (3-4) coils (first to fourth coils 10) are formed, and the winding direction of the winding 9 that has finished winding the fourth coil 10 to the fourth riser is the first It is a box with the embodiment. That is, the winding 9 drawn out from the slot 6c between the 16th and 17th teeth is drawn in the clockwise direction in FIG. 4 and is wound around the 4th riser. As in one embodiment, the direction is opposite to the counterclockwise direction. In this case, the winding length of the wound winding 9 from the slot 6c to the riser 7b can be made shorter than in the case of the first embodiment. Prevention can be achieved.

つぎに、第三の実施の形態について、図5を用いて説明する。このものは、電動モータの基本的な構成等は前記各実施の形態と同様の四極型であり、巻線9の巻装方法がつぎのようになっている。
つまり、第三の実施の形態では、3番ライザから巻き出された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cと5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだに巻装して(3−1)番コイル(第一のコイル10)を形成するにあたり、巻線9の巻数を、予め設定される巻数をNとしたとき、該N回よりも少ないn回だけ巻装するように設定されており、本実施の形態では、予め設定される6回の巻数より1回少ない5回の巻装がなされている。その後、(3−2)番コイル(第二のコイル10)、(3−3)番コイル(第三のコイル10)、(3−4)番コイル(第四のコイル10)を順次N回の巻数で巻装し、そして、最後に、第一のコイル10の巻装部位に巻き戻って、第一のコイル10をさらに1回巻装することで、3番ライザと4番ライザとのあいだに直列接続され、かつ、それぞれ巻線9が6回巻装された第一〜第四のコイル10が形成される構成となっている。このように、本実施の形態では、一対の隣接する整流子片7aのあいだに直列接続される第一〜第四のコイル10は、第一のコイル10から巻き始めて、第四のコイル10まで巻き終えた後、再度、第一のコイル10を巻装することにより、巻線9の巻き終り端部が引き出されるスロット6位置が、導通するべく懸け回されるライザ7bに体し、周回り方向において近付くことができるように設定されている。
このように構成することにより、例えば、3番ライザと4番ライザとのあいだの第一〜第四のコイル10を巻装した巻線9は、最終的に5−6番ティースのあいだのスロット6cから引き出されて、該スロット6cからは周回り方向に近接している4番ライザ7bに懸け回され、これによって、スロット6cとコンミテータ7とのあいだに引き回される巻線9の長さを一層短くすることができて、巻き太りのさらなる防止を図ることができる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. This is a four-pole type in which the basic configuration of the electric motor and the like are the same as those of the above-described embodiments, and the winding method of the winding 9 is as follows.
That is, in the third embodiment, the winding 9 unwound from the third riser is wound between the slot 6c between the first and second teeth and the slot 6c between the fifth and sixth teeth. Then, in forming the (3-1) -th coil (first coil 10), when the number of turns of the winding 9 is N, the number of turns set in advance is N times less than N times. In this embodiment, the winding is performed five times, which is one less than the preset number of windings of six. Thereafter, the (3-2) -th coil (second coil 10), the (3-3) -th coil (third coil 10), and the (3-4) -th coil (fourth coil 10) are sequentially N times. And finally, by winding back to the winding part of the first coil 10 and winding the first coil 10 once more, the third riser and the fourth riser The first to fourth coils 10 are formed in series, and the windings 9 are wound six times. Thus, in this Embodiment, the 1st-4th coil 10 connected in series between a pair of adjacent commutator pieces 7a starts to wind from the 1st coil 10, and goes to the 4th coil 10. After the winding is completed, the first coil 10 is wound again, so that the position of the slot 6 from which the winding end of the winding 9 is pulled out is formed in the riser 7b that is suspended to be conductive, It is set so that it can approach in the direction.
By configuring in this way, for example, the winding 9 around which the first to fourth coils 10 between the third riser and the fourth riser are wound is finally a slot between the fifth and sixth teeth. The length of the winding 9 pulled out from the slot 6c and suspended from the slot 6c by the fourth riser 7b adjacent in the circumferential direction, thereby being routed between the slot 6c and the commutator 7. Can be further shortened, and further prevention of thickening can be achieved.

因みに、図6に示す第四の実施の形態のようにすることも可能である。このものは、電動モータの基本的な構成等は前記各実施の形態と同様の四極型となっており、一対の隣接する整流子片7aのあいだには、径方向に対向する一対のコイル10が直列状に接続される構成となっており、このため、一対のコイル10は、同極に対向しており巻線9の巻き方向は同方向になっている。そして、このものでは、3番ライザから巻き出された巻線9を、1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、5−6番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいて、予め設定されるN回(本実施の形態では12回)よりn回(本実施の形態では2回)少ない(N−n)回巻装して第一のコイル10を形成した後、巻線9を、11−12番ティースのあいだのスロット6cに引き込み、15−16番ティースのあいだのスロット6cとのあいだにおいてN回巻装して第二のコイル10を形成し、その後、巻線9を1−2番ティースのあいだのスロット6cに引き込んで、再度、第一のコイル10をn回(2回)巻装し、巻線9を5−6番ティースのあいだのスロット6cから引出して、該スロット6cと周回り方向位置の近い4番ライザ7bに懸け回すように構成されている。
そして、このような構成とすることで、スロット6cとコンミテータ7とのあいだに引き回される巻線9の長さを短くすることができて、巻き太りの防止を図ることができる。
Incidentally, the fourth embodiment shown in FIG. 6 may be used. The basic structure of the electric motor is a quadrupole type similar to that of each of the embodiments described above, and a pair of coils 10 facing each other in the radial direction between a pair of adjacent commutator pieces 7a. Are connected in series. For this reason, the pair of coils 10 are opposed to the same pole, and the winding direction of the winding 9 is the same direction. In this case, the winding 9 unwound from the third riser is drawn into the slot 6c between the first and second teeth, and is preset in the slot 6c between the fifth and sixth teeth. The first coil 10 is formed by winding (N−n) times n times (2 times in the present embodiment) less than N times (12 times in the present embodiment). The second coil 10 is formed by winding N times between the slots 6c between the teeth 11-12 and the slots 6c between the teeth 15-16 and forming the second coil 10. -2 is pulled into the slot 6c between the teeth # 2, and the first coil 10 is again wound n times (twice), and the winding 9 is pulled out from the slot 6c between the teeth 5-6, Slot 6c and circumferential position It is configured to turn applied to have the fourth riser 7b.
And by setting it as such a structure, the length of the coil | winding 9 routed between the slot 6c and the commutator 7 can be shortened, and the prevention of winding thickening can be aimed at.

1 電動モータ
3 永久磁石
4 アーマチュア
6 アーマチュアコア
6c スロット
7 コンミテータ
7a 整流子片
7b ライザ
9 巻線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 3 Permanent magnet 4 Armature 6 Armature core 6c Slot 7 Commutator 7a Commutator piece 7b Riser 9 Winding

Claims (4)

Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが形成されたコアの外周に、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、複数箇所の任意のスロット間に巻装して構成するにあたり、前記複数のコイルは、各磁極に対向するスロット間に巻装されるものとし、これらコイルは、巻線方向を順巻と逆巻とを交互として周回り方向に順次巻装されている回転電機のアーマチュア。   When P is an even number of 4 or more and a is a natural number of 1 or more, an armature supported by a yoke having P magnetic poles is formed, and a core having (a × P) teeth formed in a circumferential direction. On the outer periphery of the coil, a coil conducting to a pair of adjacent commutator pieces is wound between a plurality of arbitrary slots, and the plurality of coils are wound between slots facing each magnetic pole. These coils are armatures of rotating electrical machines in which the winding direction is wound in order in the circumferential direction with the forward winding and the reverse winding alternately. 請求項1において、Nおよびnを1以上の自然数、かつ、N>nとし、コイルは、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとしたときに、一対の整流子片に導通する巻線は、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装し、その他のスロット間にはN回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにして構成されている回転電機のアーマチュア。   2. A pair of commutator pieces according to claim 1, wherein N and n are natural numbers of 1 or more and N> n, and the coil is formed by winding a winding N times between slots. The winding that is conducted to the winding is wound (N−n) times between the slots at the beginning of winding, N times between the other slots, and n times between the slots at the beginning of winding again. An armature of a rotating electrical machine that is configured as Pを4以上の偶数、aを1以上の自然数としたとき、P個の磁極が形成されたヨークに軸承されるアーマチュアを、周回り方向に(a×P)個のティースが外周に形成されたコアの外周に、隣接する一対の整流子片に導通するコイルを、複数箇所の任意のスロット間に巻装して構成するにあたり、前記複数のコイルを、各磁極に対向するスロット間に、巻線方向を順巻と逆巻とを交互に繰り返しながら周回り方向に順次巻装した回転電機のアーマチュアの製造方法。   When P is an even number of 4 or more and a is a natural number of 1 or more, an armature supported by a yoke on which P magnetic poles are formed, and (a × P) teeth are formed on the outer periphery. On the outer periphery of the core, a coil conducting to a pair of adjacent commutator pieces is wound between a plurality of arbitrary slots, and the plurality of coils are arranged between the slots facing each magnetic pole, A method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine in which winding is sequentially wound in a circumferential direction while alternately repeating forward winding and reverse winding. 請求項3において、Nおよびnを自然数とし、かつ、N>nとしたとき、コイルは、巻線をスロット間にN回巻装して形成されるものとし、一対の整流子片に導通する巻線は、巻き始めとなるスロット間に(N−n)回巻装した後、周回り方向に隣接する磁極に対向するスロット間に順次N回巻装し、再度巻き始めのスロット間にn回巻装するようにした回転電機のアーマチュアの製造方法。   In claim 3, when N and n are natural numbers and N> n, the coil is formed by winding a winding N times between slots, and is electrically connected to a pair of commutator pieces. The winding is wound (N−n) times between the slots at which winding starts, and then wound N times sequentially between the slots facing the magnetic poles adjacent in the circumferential direction, and n times between the slots at which winding starts again. A method of manufacturing an armature for a rotating electrical machine that is wound around.
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