JP2011041389A - 3相直流モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる3相直流モータを提供する。
【解決手段】第1U相のティース9、第1V相のティース9、および第1W相のティース9に、それぞれU相コイルC1、V相コイルC7、W相コイルC4を1つずつ形成し、第2U相のティース9、および第3U相のティース9に、−U相コイルC3,C8を形成し、第2V相のティース9、および第3V相のティース9に、−V相コイルC5,C9を形成し、第2W相のティース9、および第3W相のティース9に、−W相コイルC2,C6を形成し、隣接するセグメント14間に、U相コイルC1、−W相コイルC6、−W相コイルC2、V相コイルC7、−U相コイルC3、−U相コイルC8、W相コイルC4、−V相コイルC9、−V相コイルC5を周回り方向にこの順で電気的に接続した。
【選択図】図3
【解決手段】第1U相のティース9、第1V相のティース9、および第1W相のティース9に、それぞれU相コイルC1、V相コイルC7、W相コイルC4を1つずつ形成し、第2U相のティース9、および第3U相のティース9に、−U相コイルC3,C8を形成し、第2V相のティース9、および第3V相のティース9に、−V相コイルC5,C9を形成し、第2W相のティース9、および第3W相のティース9に、−W相コイルC2,C6を形成し、隣接するセグメント14間に、U相コイルC1、−W相コイルC6、−W相コイルC2、V相コイルC7、−U相コイルC3、−U相コイルC8、W相コイルC4、−V相コイルC9、−V相コイルC5を周回り方向にこの順で電気的に接続した。
【選択図】図3
Description
この発明は、車両等に搭載される3相直流モータに関するものである。
一般に、ブラシ付きの3相直流モータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側に、アーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている場合が多い。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには軸方向に長いティースが複数形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。各ティースには3相(U相、V相、W相)構造のコイルが集中巻き方式にて巻装されている。
各相のコイルの巻き始め端、および巻き終わり端は、それぞれ回転軸に取り付けられた各セグメントに接続され導通している。各セグメントは複数のブラシと摺接可能になっており、これらブラシを介して各相のコイルに所定の直流電流が供給される。そして、アーマチュアコアに形成される磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が回転される。この回転によってブラシが摺接するセグメントが順次変更されコイルに流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われ、アーマチュアコアが継続的に回転する。
ここで、近年の3相直流モータの小型化、高トルク化の要望に伴い、さまざまな技術が提案されている。この一例を図9に基づいて説明する。
図9は、3相直流モータ101の展開図である。
同図に示すように、3相直流モータ101は、永久磁石102を4つ、ティース103を9つ、セグメント104を6つ備えた、所謂4極9スロット6セグメントのモータである。コンミテータ105には、90°交差角の正極ブラシB+ と負極ブラシB−とが摺接している。
図9は、3相直流モータ101の展開図である。
同図に示すように、3相直流モータ101は、永久磁石102を4つ、ティース103を9つ、セグメント104を6つ備えた、所謂4極9スロット6セグメントのモータである。コンミテータ105には、90°交差角の正極ブラシB+ と負極ブラシB−とが摺接している。
U相に相当するティース群は、第1ティースT1と、この第1ティースT1に対し、回転方向前側にW相に相当する第3ティースT2 を置いて一つ飛びで離れた第2ティースT3 と、第1ティースT1 に対し回転方向後側にV相に相当する第2ティースT9 を置いて一つ飛びで離れた第3ティースT8 とから成る。
また、V相に相当するティース群は、U相の第1ティースT1 に対し回転方向後側120°の位置にある第1ティースT7 と、この第1ティースT7 に対し回転方向前側にU相に相当する第3ティースT8 を置いて一つ飛びで離れた第2ティースT9 と、第1ティースT7 に対し回転方向後側にW相に相当する第2ティースT6 を置いて一つ飛びで離れた第3ティースT5 とから成る。
さらに、W相に相当するティース群は、U相の第1ティースT1に対し回転方向後側240°の位置にある第1ティースT4と、この第1ティースT4に対し回転方向前側にV相に属する第3ティースT5を置いて一つ飛びで離れた第2ティースT6と、第1ティースT4に対し回転方向後側にU相に属する第2ティースT3を置いて一つ飛びで離れた第3ティースT2とから成る。
そして、共有結線点Cに接続するU相が集中巻の巻線(コイル)U3−,U1+,U2−の直列接続から成り、また共有結線点Cに接続するV相も集中巻の巻線V3−,V1+,V2−の直列接続から成り、さらに共有結線点Cに接続するW相も集中巻の巻線W3−,W1+,W2−の直列接続から成る。何れの相の第1ティースT1,T7,T4の巻線U1+,V1+,W1+に対して同相の第2ティースT3,T9,K6の巻線U2−,V2−,W2−および第3突極T8,T5,T2の巻線U3−,V3−,W3−が逆巻きとなっている。このように構成することで、3相直流モータの小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図っている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述の3相直流モータは、3相構造でありながらセグメント104の個数が6つであるので、1極対当たりのセグメント数が3と少ない。このため、隣接するセグメント間の電圧が大きくなり、ブラシの寿命が低下すると共に、整流が悪化するという課題がある。
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる3相直流モータを提供するものである。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、4極の磁極を有するヨークと、前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、18つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、前記アーマチュアコアは、周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための9つのティースと、各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる9つのスロットとを有し、前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する3つのティースをそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、前記第1U相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2U相、第3U相として割り当て、前記第1V相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2V相、第3V相として割り当て、前記第1W相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2W相、第3W相として割り当て、前記第1U相のティース、第1V相のティース、および第1W相のティースに、それぞれ順方向に前記巻線を巻装してU相コイル、V相コイル、W相コイルを1つずつ形成し、前記第2U相のティース、および前記第3U相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−U相コイルを形成し、前記第2V相のティース、および前記第3V相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−V相コイルを形成し、前記第2W相のティース、および前記第3W相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−W相コイルを形成し、隣接する前記セグメント間に、前記U相コイル、前記−W相コイル、前記−W相コイル、前記V相コイル、前記−U相コイル、前記−U相コイル、前記W相コイル、前記−V相コイル、前記−V相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、従来のセグメント数と比較してセグメント数を3倍に増大することが可能になる。このため、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる。
このように構成することで、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、従来のセグメント数と比較してセグメント数を3倍に増大することが可能になる。このため、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる。
請求項2に記載した発明は、4極の磁極を有するヨークと、前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、18つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、前記アーマチュアコアは、周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための9つのティースと、各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる9つのスロットとを有し、前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する3つのティースをそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、前記第1U相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2U相、第3U相として割り当て、前記第1V相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2V相、第3V相として割り当て、前記第1W相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2W相、第3W相として割り当て、前記第1U相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1U相コイル、および第2U相コイルの2つのコイルを形成し、前記第1V相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1V相コイル、および第2V相コイルの2つのコイルを形成し、前記第1W相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1W相コイル、および第2W相コイルの2つのコイルを形成し、前記第2U相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1U相コイル、および−第2U相コイルの2つのコイルを形成すると共に、前記第3U相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1U相コイル、および前記−第2U相コイルの2つのコイルを形成し、前記第2V相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1V相コイル、および−第2V相コイルの2つのコイルを形成すると共に、前記第3V相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1V相コイル、および前記−第2V相コイルの2つのコイルを形成し、前記第2W相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1W相コイル、および−第2W相コイルの2つのコイルを形成すると共に、前記第3W相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1W相コイル、および前記−第2W相コイルの2つのコイルを形成し、隣接する前記セグメント間に、前記第1U相コイル、前記−第1W相コイル、前記−第2W相コイル、前記第2V相コイル、前記−第1U相コイル、前記−第2U相コイル、前記第1W相コイル、前記−第1V相コイル、前記−第2V相コイル、前記第2U相コイル、前記−第1W相コイル、前記−第2W相コイル、前記第1V相コイル、前記−第1U相コイル、前記−第2U相コイル、前記第2W相コイル、前記−第1V相コイル、前記−第2V相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、並列回路数を4回路に増大することができる。このため、並列回路数が2回路の場合と比較して線径の細い巻線を用いることが可能になり、巻線の巻装作業を容易にすることができる。
このように構成することで、並列回路数を4回路に増大することができる。このため、並列回路数が2回路の場合と比較して線径の細い巻線を用いることが可能になり、巻線の巻装作業を容易にすることができる。
請求項3に記載した発明は、前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索されている前記巻線が軸方向に対して捩れるように配索されていることを特徴とする。
このように構成することで、アーマチュアコアとコンミテータとの間の巻線の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータのさらなる小型化を図ることが可能になる。
このように構成することで、アーマチュアコアとコンミテータとの間の巻線の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータのさらなる小型化を図ることが可能になる。
請求項4に記載した発明は、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、1つのセグメントにブラシが摺接している際、同電位となるセグメント全てに電流を供給することができる。このため、ブラシの設置個数を低減し、部品点数を減少することができる。
このように構成することで、1つのセグメントにブラシが摺接している際、同電位となるセグメント全てに電流を供給することができる。このため、ブラシの設置個数を低減し、部品点数を減少することができる。
本発明によれば、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、従来のセグメント数と比較してセグメント数を3倍に増大することが可能になる。このため、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる。
(3相直流モータ)
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1は、3相直流モータ1の縦断面図、図2は、アーマチュア3の平面図である。
図1、図2に示すように、3相直流モータ1は、車両に搭載する電装品(例えば、ラジエータファン)の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には、周回り方向に等間隔で瓦状に形成された永久磁石4が4つ固定されている。
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1は、3相直流モータ1の縦断面図、図2は、アーマチュア3の平面図である。
図1、図2に示すように、3相直流モータ1は、車両に搭載する電装品(例えば、ラジエータファン)の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には、周回り方向に等間隔で瓦状に形成された永久磁石4が4つ固定されている。
アーマチュア3は、回転軸5に固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に巻装されたアーマチュアコイル7と、アーマチュアコア6の一端側に配置されたコンミテータ13とから構成されている。アーマチュアコア6は、リング状の金属板8を軸方向に複数枚積層したものである。金属板8の外周部にはT字型のティース9(図2参照)が周回り方向に沿って等間隔となるように放射状に9つ形成されている。
複数枚の金属板8を回転軸5に外嵌することにより、アーマチュアコア6の外周には隣接するティース9間に蟻溝状のスロット11が形成されている。スロット11は軸方向に沿って延びており、周回り方向に沿って等間隔に9つ形成されている。
各ティース9には、スロット11を介してエナメル被覆の巻線12が集中巻き方式にて巻装され、これによりアーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成される。
各ティース9には、スロット11を介してエナメル被覆の巻線12が集中巻き方式にて巻装され、これによりアーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成される。
コンミテータ13は、回転軸5の一端に外嵌固定されている。コンミテータ13の外周面には、導電材で形成されたセグメント14が18枚取り付けられている。すなわち、本第一実施形態の3相直流モータ1は、永久磁石4が4つ(磁極数が4極)、スロット11の個数が9つ、セグメント14の個数が18枚に設定された4極9スロット18セグメントの直流モータである。
セグメント14は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周回り方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント14のアーマチュアコア6側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ15が一体形成されている。
ライザ15には、アーマチュアコイル7を形成する巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62(後述の図3で詳述する)が掛け回わされている。これら巻き始め端61、および巻き終わり端62は、ヒュージングによりライザ15に固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するアーマチュアコイル7とが電気的に接続される。
ライザ15には、アーマチュアコイル7を形成する巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62(後述の図3で詳述する)が掛け回わされている。これら巻き始め端61、および巻き終わり端62は、ヒュージングによりライザ15に固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するアーマチュアコイル7とが電気的に接続される。
また、同電位となるセグメント14(本実施形態では8つ置きのセグメント14)に対応するライザ15には、それぞれ接続線25が掛け回され、接続線25はヒュージングによりライザ15に固定されている(後述の図3で詳述する)。接続線25は、同電位となるセグメント14同士を短絡するためのものであって、コンミテータ13とアーマチュアコア6との間に配索されている。
アーマチュア3の回転軸5の他端側は、ヨーク2に突出形成されたボス内の軸受け16によって回転自在に支持されている。ヨーク2の開口端にはカバー17が設けられており、このカバー17の内側にはホルダーステー18が取り付けられている。ホルダーステー18には、電気角で180°の間隔を開けてブラシホルダ19が2箇所形成されている。つまり、この第一実施形態では、永久磁石4が周回り方向に4つ周回り方向に等間隔で配置されているので、周回り方向に機械角で90°の間隔を開けてブラシホルダ19が2箇所形成されていることになる。
ブラシホルダ19には、それぞれブラシ21が各々スプリング29を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ21の先端部は、スプリング29によって付勢されているためコンミテータ13に摺接しており、外部からの電源がブラシ21を介してコンミテータ13に供給されるようになっている。
(巻装構造)
次に、図2、図3に基づいて、巻線12の巻装構造について説明する。
図3は、アーマチュア3のセグメント14(ライザ15)とティース9、ヨーク2側に固着される永久磁石4、そして、接続線25を展開した図面であり、隣接するティース9間の空隙がスロット11に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント14、各ティース9、および巻装された巻線12にそれぞれ符号を附して説明する。
次に、図2、図3に基づいて、巻線12の巻装構造について説明する。
図3は、アーマチュア3のセグメント14(ライザ15)とティース9、ヨーク2側に固着される永久磁石4、そして、接続線25を展開した図面であり、隣接するティース9間の空隙がスロット11に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント14、各ティース9、および巻装された巻線12にそれぞれ符号を附して説明する。
図2、図3に示すように、同電位となるセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている。つまり、8つ置きのセグメント14同士(例えば、1番セグメント14と10番セグメント14)が接続線25によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース9は、周回り方向に等間隔に存在する、つまり、2つ置きに存在する3つのティース9をそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当てている。すなわち、本第一実施形態においては、1番ティース9を第1U相とし、4番ティース9を第1W相とし、7番ティース9を第1V相として割り当てている。
また、各ティース9は、周回り方向に等間隔に存在する、つまり、2つ置きに存在する3つのティース9をそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当てている。すなわち、本第一実施形態においては、1番ティース9を第1U相とし、4番ティース9を第1W相とし、7番ティース9を第1V相として割り当てている。
さらに、第1U相の1番ティース9の周回り方向両側に位置するティース9をそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティース9をそれぞれ第2U相、第3U相として割り当てている。すなわち、3番ティース9を第2U相とし、8番ティース9を第3U相として割り当てている。
また、第1W相の4番ティース9の周回り方向両側に位置するティース9をそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティース9をそれぞれ第2W相、第3W相として割り当てている。すなわち、6番ティース9を第2W相とし、2番ティース9を第3W相として割り当てている。
また、第1W相の4番ティース9の周回り方向両側に位置するティース9をそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティース9をそれぞれ第2W相、第3W相として割り当てている。すなわち、6番ティース9を第2W相とし、2番ティース9を第3W相として割り当てている。
さらに、第1V相の7番ティース9の周回り方向両側に位置するティース9をそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティース9をそれぞれ第2V相、第3V相として割り当てている。すなわち、9番ティース9を第2V相とし、5番ティース9を第3V相として割り当てている。
ここで、例えば、第1U相の1番ティース9に巻線12を巻装する場合、1−9番ティース9,9の間のスロット11と、1−2番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を1番ティース9にn(nは1以上の自然数)回順方向に巻回する。そして、1番ティース9にU相コイルC1を形成する。U相コイルC1を形成した巻線12の巻き始め端61は、1番ティース9の近傍に存在する1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62は、1番セグメント14に隣接する2番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第2U相の3番ティース9に巻線12を巻装する場合、2−3番ティース9,9の間のスロット11と、3−4番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を3番ティース9にn回逆方向に巻回する。そして、3番ティース9に−U相コイルC3を形成する。−U相コイルC3を形成した巻線12の巻き始め端61は、3番ティース9の近傍に存在する5番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62は、5番セグメント14に隣接する6番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第3U相の8番ティース9に巻線12を巻装する場合、7−8番ティース9,9の間のスロット11と、8−9番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を8番ティース9にn回逆方向に巻回する。そして、8番ティース9に−U相コイルC8を形成する。−U相コイルC8を形成した巻線12の巻き始め端61は、8番ティース9の近傍に存在する15番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62は、15番セグメント14に隣接する17番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
すなわち、第1U相の1番ティース9には、U相コイルC1が形成されている一方、第2U相の3番ティース9、および第3U相の第8ティース9には、それぞれU相コイルC1とは逆巻きに形成された−U相コイルC3,C8が形成される。
また、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されているので、1−2番セグメント14,14間と、これら1−2番セグメント14,14に対して機械角180°の位置に存在する10−11番セグメント14,14間とにU相コイルC1が電気的に接続された状態になる。
また、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されているので、1−2番セグメント14,14間と、これら1−2番セグメント14,14に対して機械角180°の位置に存在する10−11番セグメント14,14間とにU相コイルC1が電気的に接続された状態になる。
さらに、1−2番セグメント14,14に対して電気角180°(機械角90°)の位置の近傍に存在する5−6番セグメント14,14間と、14−15番セグメント14,14間とに−U相コイルC3が電気的に接続され、6−7番セグメント14,14間と、15−16番セグメント14,14間とに−U相コイルC8が電気的に接続された状態になる。
より詳しくは、1−2番セグメント14,14に対して機械角85°の位置に5−6番セグメント14,14が存在し、ここに−U相コイルC3が電気的に接続されている。一方、1−2番セグメント14,14に対して機械角95°の位置に6−7番セグメント14,14が存在し、ここに−U相コイルC8が電気的に接続されている。
より詳しくは、1−2番セグメント14,14に対して機械角85°の位置に5−6番セグメント14,14が存在し、ここに−U相コイルC3が電気的に接続されている。一方、1−2番セグメント14,14に対して機械角95°の位置に6−7番セグメント14,14が存在し、ここに−U相コイルC8が電気的に接続されている。
各W相のティース9にも各U相のティース9と同様に巻線12が巻装され、それぞれ対応するセグメント14,14間に巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62が接続されている。すなわち、第1W相の4番ティース9に、巻線12がn回順方向に巻回されW相コイルC4が形成されている。このW相コイルC4を形成している巻線12の巻き始め端61は7番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は8番セグメント14に接続されている。
また、第2W相の6番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−W相コイルC6が形成されている。この−W相コイルC6を形成している巻線12の巻き始め端61は11番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は12番セグメント14に接続されている。
さらに、第3W相の2番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−W相コイルC2が形成されている。この−W相コイルC2を形成している巻線12の巻き始め端61は3番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は4番セグメント14に接続されている。
さらに、第3W相の2番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−W相コイルC2が形成されている。この−W相コイルC2を形成している巻線12の巻き始め端61は3番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は4番セグメント14に接続されている。
また、各V相のティース9にも各U相、W相のティース9と同様に巻線12が巻装され、それぞれ対応するセグメント14,14間に巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62が接続されている。すなわち、第1V相の7番ティース9に、巻線12がn回順方向に巻回されV相コイルC7が形成されている。このV相コイルC7を形成している巻線12の巻き始め端61は13番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は5番セグメント14に接続されている。
さらに、第2V相の9番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−V相コイルC9が形成されている。この−V相コイルC9を形成している巻線12の巻き始め端61は17番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は18番セグメント14に接続されている。
そして、第3V相の5番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−V相コイルC5が形成されている。この−V相コイルC5を形成している巻線12の巻き始め端61は9番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は10番セグメント14に接続されている。
そして、第3V相の5番ティース9に、巻線12がn回逆方向に巻回され−V相コイルC5が形成されている。この−V相コイルC5を形成している巻線12の巻き始め端61は9番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62は10番セグメント14に接続されている。
このように、各相のティース9に所定のコイルC1〜C9が形成され、隣接するセグメント14間に、U相コイルC1、−W相コイルC6、−W相コイルC2、V相コイルC7、−U相コイルC3、−U相コイルC8、W相コイルC4、−V相コイルC9、−V相コイルC5を周回り方向にこの順で電気的に接続した状態になる。
(作用)
次に、3相直流モータ1の作用について説明する。
図4は、図3の結線図である。図3、図4に示すように、同図に示すように、隣接するセグメント14間に接続された各相のコイルC1〜C9は、接続線25を介して多角形を形成する。そして、並列回路数は2回路になっている。
ここで、例えば、2つのブラシ21,21のうちの一方が3番セグメント14に摺接し、他方が7−8番セグメント14,14間に摺接している場合であって、3番セグメント14に摺接しているブラシ21を正極ブラシとし、7−8番セグメント14,14間に摺接しているブラシ21を負極ブラシとして構成した場合について説明する。
次に、3相直流モータ1の作用について説明する。
図4は、図3の結線図である。図3、図4に示すように、同図に示すように、隣接するセグメント14間に接続された各相のコイルC1〜C9は、接続線25を介して多角形を形成する。そして、並列回路数は2回路になっている。
ここで、例えば、2つのブラシ21,21のうちの一方が3番セグメント14に摺接し、他方が7−8番セグメント14,14間に摺接している場合であって、3番セグメント14に摺接しているブラシ21を正極ブラシとし、7−8番セグメント14,14間に摺接しているブラシ21を負極ブラシとして構成した場合について説明する。
図4に示すように、外部電源からの電力よりブラシ21に電流が供給されると、正極ブラシから負極ブラシに向かって各相のコイルC1〜C9に電流が供給される(図4における矢印参照)。このとき、7−8番セグメント14,14間に接続されているW相コイルC4は、ブラシ21によって短絡されるので、電流が供給されない。そして、各相のコイルC1〜C9が形成されているティース9には、それぞれ位相の異なる磁界が形成される。
このため、各ティース9とヨーク2に設けられている永久磁石4との間には、磁気的な吸引力や反発力が生じる。これら磁気的な吸引力や反発力は、アーマチュア3を正回転方向、または逆回転方向に向かって回転させる制動トルクを発生させる。これにより、アーマチュア3が正回転方向、または逆回転方向に向かって回転する。
アーマチュア3が回転し始めると、ブラシ21,21に摺接するセグメント14が順次変更され各相コイルC1〜C9に流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われる。これにより、アーマチュア3を継続的に回転させることができる。
アーマチュア3が回転し始めると、ブラシ21,21に摺接するセグメント14が順次変更され各相コイルC1〜C9に流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われる。これにより、アーマチュア3を継続的に回転させることができる。
(効果)
したがって、上述の第一実施形態によれば、磁極が4極に対してスロット数が9であるので、スロット数が多い分、3相直流モータ1の高トルク化、コギングトルクの低減化を図ることができ、3相直流モータ1を小型化できる。
また、従来の4極9スロットのモータに対してセグメント数を3倍に増大することができる。つまり、2つのブラシ21,21間のセグメント数を増大することができる。このため、セグメント数が増大した分、隣接するセグメント14,14間の電圧を小さくすることができる。よって、ブラシ21の寿命を延命できる。
さらに、隣接するセグメント14,14間の電位の変化を小さくすることができるので、この分、整流を向上させることができる。
したがって、上述の第一実施形態によれば、磁極が4極に対してスロット数が9であるので、スロット数が多い分、3相直流モータ1の高トルク化、コギングトルクの低減化を図ることができ、3相直流モータ1を小型化できる。
また、従来の4極9スロットのモータに対してセグメント数を3倍に増大することができる。つまり、2つのブラシ21,21間のセグメント数を増大することができる。このため、セグメント数が増大した分、隣接するセグメント14,14間の電圧を小さくすることができる。よって、ブラシ21の寿命を延命できる。
さらに、隣接するセグメント14,14間の電位の変化を小さくすることができるので、この分、整流を向上させることができる。
(第二実施形態)
次に、この発明の第二実施形態を図1を援用し、図5に基づいて説明する。
なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態についても同様)。
この第二実施形態において、3相直流モータ201は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、永久磁石4を有するヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した4極9スロット18セグメントの直流モータである点、アーマチュアコア6の各ティース9は、周回り方向に等間隔に存在する3つのティース9をそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、それぞれのティース9に隣接するティースを1つ飛ばして第2U相〜第3W相が割り当てられている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である(以下の実施形態についても同様)。
次に、この発明の第二実施形態を図1を援用し、図5に基づいて説明する。
なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態についても同様)。
この第二実施形態において、3相直流モータ201は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、永久磁石4を有するヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した4極9スロット18セグメントの直流モータである点、アーマチュアコア6の各ティース9は、周回り方向に等間隔に存在する3つのティース9をそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、それぞれのティース9に隣接するティースを1つ飛ばして第2U相〜第3W相が割り当てられている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である(以下の実施形態についても同様)。
(巻装構造)
図5は、第二実施形態の3相直流モータ201の展開図である。
ここで、第二実施形態では、アーマチュアコア6の第1U相、第1V相、および第1W相のティース9にそれぞれ順方向にn回巻線12を巻装してU相コイルC1、V相コイルC7、およびW相コイルC4を形成すると共に、第2U相、第3U相、第2V相、第3V相、第2W相、および第3W相のティース9にそれぞれ逆方向にn回巻線12を巻装して−U相コイルC3,C8、−V相コイルC5,C9、および−W相コイルC2,C6を形成している点は、前述した第一実施形態と同様である。
図5は、第二実施形態の3相直流モータ201の展開図である。
ここで、第二実施形態では、アーマチュアコア6の第1U相、第1V相、および第1W相のティース9にそれぞれ順方向にn回巻線12を巻装してU相コイルC1、V相コイルC7、およびW相コイルC4を形成すると共に、第2U相、第3U相、第2V相、第3V相、第2W相、および第3W相のティース9にそれぞれ逆方向にn回巻線12を巻装して−U相コイルC3,C8、−V相コイルC5,C9、および−W相コイルC2,C6を形成している点は、前述した第一実施形態と同様である。
また、同電位となるセグメント14同士は、接続線25によって短絡されている。つまり、8つ置きのセグメント14同士(例えば、1番セグメント14と10番セグメント14)が接続線25によってそれぞれ短絡されている点、2つのブラシ21,21が電気角で180°の間隔を開けて配置されている点は、前述した第一実施形態と同様である。
すなわち、第二実施形態と第一実施形態との相違点は、各相コイルC1〜C9を形成している巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62と、セグメント14との接続位置が異なる点にある。
各相コイルC1〜C9を形成している巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62は、各相コイルC1〜C9が形成されているティース9の近傍に存在しているセグメント14に接続されていない。つまり、接続線25によって短絡されている他の同電位のセグメント14にそれぞれ対応する巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62が接続されている。
各相コイルC1〜C9を形成している巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62は、各相コイルC1〜C9が形成されているティース9の近傍に存在しているセグメント14に接続されていない。つまり、接続線25によって短絡されている他の同電位のセグメント14にそれぞれ対応する巻線12の巻き始め端61、および巻き終わり端62が接続されている。
これにより、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12が軸方向に対して捩れるように配索される。つまり、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12は、回転軸5に絡みついた状態になる。
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間の巻線12の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータ1のさらなる小型化を図ることが可能になる。
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間の巻線12の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータ1のさらなる小型化を図ることが可能になる。
なお、上述の第二実施形態では、同電位となるセグメント14同士を接続線25によって短絡すると共に、2つのブラシ21,21を電気角で180°の間隔を開けて配置した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、接続線25を用いずに、4つのブラシ21,21,…を電気角で180°、つまり、周回り方向に等間隔となるように配置してもよい。
(第三実施形態)
次に、この発明の第三実施形態を図6、図7に基づいて説明する。
図6は、第三実施形態の3相直流モータ301の展開図である。
ここで、第三実施形態の3相直流モータ301では、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されておらず、4つのブラシ21,21,…を周回り方向に等間隔となるように配置している。また、各ティース9には、それぞれ巻線12によって2つの相コイルが形成され、各々巻き始め端61、および巻き終わり端62が異なるセグメント14に接続されている。
次に、この発明の第三実施形態を図6、図7に基づいて説明する。
図6は、第三実施形態の3相直流モータ301の展開図である。
ここで、第三実施形態の3相直流モータ301では、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されておらず、4つのブラシ21,21,…を周回り方向に等間隔となるように配置している。また、各ティース9には、それぞれ巻線12によって2つの相コイルが形成され、各々巻き始め端61、および巻き終わり端62が異なるセグメント14に接続されている。
(巻装構造)
例えば、第1U相の1番ティース9に巻線12を巻装する場合、1−9番ティース9,9の間のスロット11と、1−2番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を1番ティース9にn/2回順方向に巻回する。そして、1番ティース9に第1U相コイルC1aを形成する。第1U相コイルC1aを形成した巻線12の巻き始め端61aは、1番ティース9の近傍に存在する1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62aは、1番セグメント14に隣接する2番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
例えば、第1U相の1番ティース9に巻線12を巻装する場合、1−9番ティース9,9の間のスロット11と、1−2番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を1番ティース9にn/2回順方向に巻回する。そして、1番ティース9に第1U相コイルC1aを形成する。第1U相コイルC1aを形成した巻線12の巻き始め端61aは、1番ティース9の近傍に存在する1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62aは、1番セグメント14に隣接する2番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第1U相の1番ティース9には、巻線12をn/2回順方向に巻回した第2U相コイルC1bが形成されている。第2U相コイルC1bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、1番セグメント14と同電位となる10番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、2番セグメント14と同電位となる11番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第2U相の3番ティース9に巻線12を巻装する場合、2−3番ティース9,9の間のスロット11と、3−4番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を3番ティース9にn/2回逆方向に巻回する。そして、3番ティース9に−第1U相コイルC3aを形成する。−第1U相コイルC3aを形成した巻線12の巻き始め端61aは、3番ティース9の近傍に存在する5番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62aは、5番セグメント14に隣接する6番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第2U相の3番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2U相コイルC3bが形成されている。−第2U相コイルC3bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、6番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、6番セグメント14に隣接する7番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第3U相の8番ティース9に巻線12を巻装する場合、7−8番ティース9,9の間のスロット11と、8−9番ティース9,9の間のスロット11とに巻線12を通しながら、この巻線12を8番ティース9にn/2回逆方向に巻回する。そして、8番ティース9に−第1U相コイルC8aを形成する。−第1U相コイルC8aを形成した巻線12の巻き始め端61aは、8番ティース9の近傍に存在する15番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62aは、15番セグメント14に隣接する17番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第3U相の8番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2U相コイルC8bが形成されている。−第2U相コイルC8bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、15番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、15番セグメント14に隣接する16番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
各W相のティース9にも各U相のティース9と同様に二重に巻線12が巻装され、それぞれ対応するセグメント14,14間に巻線12の巻き始め端61a,61b、および巻き終わり端62a,62bが接続されている。
すなわち、第1W相の4番ティース9に、巻線12がn/2回順方向に巻回され第1W相コイルC4aが形成されている。この第1W相コイルC4aを形成している巻線12の巻き始め端61aは7番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは8番セグメント14に接続されている。
すなわち、第1W相の4番ティース9に、巻線12がn/2回順方向に巻回され第1W相コイルC4aが形成されている。この第1W相コイルC4aを形成している巻線12の巻き始め端61aは7番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは8番セグメント14に接続されている。
さらに、第1W相の4番ティース9には、巻線12をn/2回順方向に巻回した第2W相コイルC4bが形成されている。第2W相コイルC4bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、7番セグメント14と同電位となる16番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、8番セグメント14と同電位となる17番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第2W相の6番ティース9に、巻線12がn/2回逆方向に巻回され−第1W相コイルC6aが形成されている。この−第1W相コイルC6aを形成している巻線12の巻き始め端61aは11番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは12番セグメント14に接続されている。
さらに、第2W相の6番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2W相コイルC6bが形成されている。−第2W相コイルC6bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、12番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、12番セグメント14に隣接する13番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第2W相の6番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2W相コイルC6bが形成されている。−第2W相コイルC6bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、12番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、12番セグメント14に隣接する13番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第3W相の2番ティース9に、巻線12がn/2回逆方向に巻回され−第1W相コイルC2aが形成されている。この−第1W相コイルC2aを形成している巻線12の巻き始め端61aは2番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは3番セグメント14に接続されている。
さらに、第3W相の2番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2W相コイルC2bが形成されている。−第2W相コイルC2bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、3番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、3番セグメント14に隣接する4番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第3W相の2番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2W相コイルC2bが形成されている。−第2W相コイルC2bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、3番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、3番セグメント14に隣接する4番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、各V相のティース9にも各U相、W相のティース9と同様に二重に巻線12が巻装され、それぞれ対応するセグメント14,14間に巻線12の巻き始め端61a,61b、および巻き終わり端62a,62bが接続されている。
すなわち、第1V相の7番ティース9に、巻線12がn/2回順方向に巻回され第1V相コイルC7aが形成されている。この第1V相コイルC7aを形成している巻線12の巻き始め端61aは13番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは14番セグメント14に接続されている。
すなわち、第1V相の7番ティース9に、巻線12がn/2回順方向に巻回され第1V相コイルC7aが形成されている。この第1V相コイルC7aを形成している巻線12の巻き始め端61aは13番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは14番セグメント14に接続されている。
さらに、第1V相の7番ティース9には、巻線12をn/2回順方向に巻回した第2V相コイルC7bが形成されている。第2V相コイルC7bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、13番セグメント14と同電位となる4番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、14番セグメント14と同電位となる5番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第2V相の9番ティース9に、巻線12がn/2回逆方向に巻回され−第1V相コイルC9aが形成されている。この−第1V相コイルC9aを形成している巻線12の巻き始め端61aは17番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは18番セグメント14に接続されている。
さらに、第2V相の9番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2V相コイルC9bが形成されている。−第2W相コイルC9bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、18番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、18番セグメント14に隣接する1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第2V相の9番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2V相コイルC9bが形成されている。−第2W相コイルC9bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、18番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、18番セグメント14に隣接する1番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
また、第3V相の5番ティース9に、巻線12がn/2回逆方向に巻回され−第1V相コイルC5aが形成されている。この−第1V相コイルC5aを形成している巻線12の巻き始め端61aは8番セグメント14に接続されている一方、巻き終わり端62aは9番セグメント14に接続されている。
さらに、第3V相の5番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2V相コイルC5bが形成されている。−第2V相コイルC5bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、9番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、9番セグメント14に隣接する10番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
さらに、第3V相の5番ティース9には、巻線12をn/2回逆方向に巻回した−第2V相コイルC5bが形成されている。−第2V相コイルC5bを形成した巻線12の巻き始め端61bは、9番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端62bは、9番セグメント14に隣接する10番セグメント14のライザ15に掛け回されて接続される。
このように、各相のティース9に所定のコイルC1a〜C9bが形成され、隣接するセグメント14間に、第1U相コイルC1a、−第1W相コイルC2a、−第2W相コイルC2b、第2V相コイルC7b、−第1U相コイルC3a、−第2U相コイルC3b、第1W相コイルC4a、−第1V相コイルC5a、−第2V相コイルC5b、第2U相コイルC1b、−第1W相コイルC6a、−第2W相コイルC6b、第1V相コイルC7a、−第1U相コイルC8a、−第2U相コイルC8b、第2W相コイルC4b、−第1V相コイルC9a、−第2V相コイルC9bを周回り方向にこの順で電気的に接続した状態になる。
図7は、図6の結線図である。
同図に示すように、第三実施形態に形成された相コイルC1a〜C9bは、並列回路数を4回路形成する。
同図に示すように、第三実施形態に形成された相コイルC1a〜C9bは、並列回路数を4回路形成する。
したがって、上述の第三実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、並列回路数を4回路に増大することができる。このため、第一実施形態のように、並列回路数が2回路の場合と比較して線径の細い巻線12を用いることが可能になる。よって、巻線12の巻装作業を容易にすることができる。
(第四実施形態)
(巻装構造)
次に、この発明の第三実施形態を図8に基づいて説明する。
図8は、第四実施形態の3相直流モータ401の展開図である。
ここで、第四実施形態では、アーマチュアコア6の第1U相、第1V相、および第1W相のティース9にそれぞれ順方向にn/2回巻線12を巻装して第1U相コイルC1a、第2U相コイルC1b、第1V相コイルC7a、第2V相コイルC7b、第1W相コイルC4a、および第2W相コイルC4bを形成すると共に、第2U相、第3U相、第2V相、第3V相、第2W相、および第3W相のティース9にそれぞれ逆方向にn/2回巻線12を巻装して−第1U相コイルC3a,C8a、−第2U相コイルC3b,C8b、−第1V相コイルC5a,C9a、−第2V相コイルC5b,C9b、−第1W相コイルC2a,C6a、および−第2W相コイルC2b,C6bを形成している点、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されていない点は、前述した第三実施形態と同様である。
(巻装構造)
次に、この発明の第三実施形態を図8に基づいて説明する。
図8は、第四実施形態の3相直流モータ401の展開図である。
ここで、第四実施形態では、アーマチュアコア6の第1U相、第1V相、および第1W相のティース9にそれぞれ順方向にn/2回巻線12を巻装して第1U相コイルC1a、第2U相コイルC1b、第1V相コイルC7a、第2V相コイルC7b、第1W相コイルC4a、および第2W相コイルC4bを形成すると共に、第2U相、第3U相、第2V相、第3V相、第2W相、および第3W相のティース9にそれぞれ逆方向にn/2回巻線12を巻装して−第1U相コイルC3a,C8a、−第2U相コイルC3b,C8b、−第1V相コイルC5a,C9a、−第2V相コイルC5b,C9b、−第1W相コイルC2a,C6a、および−第2W相コイルC2b,C6bを形成している点、同電位となるセグメント14同士が接続線25によって短絡されていない点は、前述した第三実施形態と同様である。
ここで、第三実施形態と第四実施形態との相違点は、各相コイルC1a〜C9bを形成している巻線12の巻き始め端61a,61b、および巻き終わり端62a,62bと、セグメント14との接続位置が異なる点にある。
図8に示すように、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12は、軸方向に対して捩れるように配索される。つまり、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12は、回転軸5に絡みついた状態になる。
したがって、上述の第四実施形態によれば、前述した第三実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間の巻線12の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータ401のさらなる小型化を図ることが可能になる。
図8に示すように、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12は、軸方向に対して捩れるように配索される。つまり、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間に存在する巻線12は、回転軸5に絡みついた状態になる。
したがって、上述の第四実施形態によれば、前述した第三実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とコンミテータ13との間の巻線12の巻太りを解消することができる。このため、3相直流モータ401のさらなる小型化を図ることが可能になる。
なお、上述の第三実施形態、および第四実施形態では、4つのブラシ21,21,…を電気角で180°、つまり、周回り方向に等間隔となるように配置した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、同電位となるセグメント14同士を接続線25によって短絡してもよい。このように構成することで、ブラシ21の個数を4つから2つに削減することができ、部品点数を減少させることが可能になる。
また、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、3相直流モータ1,201,301,401は、車両に搭載する電装品(例えば、ラジエータファン)の駆動源となるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電装品に3相直流モータ1,201,301,401を適用することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、3相直流モータ1,201,301,401は、車両に搭載する電装品(例えば、ラジエータファン)の駆動源となるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電装品に3相直流モータ1,201,301,401を適用することが可能である。
1,201,301,401 3相直流モータ
2 ヨーク
3 アーマチュア
4 永久磁石(磁極)
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7 アーマチュアコイル
9 ティース
11 スロット
12 巻線
13 コンミテータ
14 セグメント
15 ライザ
21 ブラシ
61,61a,61b 巻き始め端
62,62a,62b 巻き終わり端
C1 U相コイル
C3,C8 −U相コイル
C7 V相コイル
C5,C9 −V相コイル
C4 W相コイル
C2,C6 −W相コイル
C1a 第1U相コイル
C1b 第2U相コイル
C3a,C8a −第1U相コイル
C3b,C8b −第2U相コイル
C7a 第1V相コイル
C7b 第2V相コイル
C5a,C9a −第1V相コイル
C5b,C9b −第2V相コイル
C4a 第1W相コイル
C4b 第2W相コイル
C2a,C6a −第1W相コイル
C2b,C6b −第2W相コイル
2 ヨーク
3 アーマチュア
4 永久磁石(磁極)
5 回転軸
6 アーマチュアコア
7 アーマチュアコイル
9 ティース
11 スロット
12 巻線
13 コンミテータ
14 セグメント
15 ライザ
21 ブラシ
61,61a,61b 巻き始め端
62,62a,62b 巻き終わり端
C1 U相コイル
C3,C8 −U相コイル
C7 V相コイル
C5,C9 −V相コイル
C4 W相コイル
C2,C6 −W相コイル
C1a 第1U相コイル
C1b 第2U相コイル
C3a,C8a −第1U相コイル
C3b,C8b −第2U相コイル
C7a 第1V相コイル
C7b 第2V相コイル
C5a,C9a −第1V相コイル
C5b,C9b −第2V相コイル
C4a 第1W相コイル
C4b 第2W相コイル
C2a,C6a −第1W相コイル
C2b,C6b −第2W相コイル
Claims (4)
- 4極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、
前記アーマチュアは、
前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、18つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、
前記アーマチュアコアは、
周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための9つのティースと、
各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる9つのスロットとを有し、
前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する3つのティースをそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、
前記第1U相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2U相、第3U相として割り当て、
前記第1V相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2V相、第3V相として割り当て、
前記第1W相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2W相、第3W相として割り当て、
前記第1U相のティース、第1V相のティース、および第1W相のティースに、それぞれ順方向に前記巻線を巻装してU相コイル、V相コイル、W相コイルを1つずつ形成し、
前記第2U相のティース、および前記第3U相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−U相コイルを形成し、
前記第2V相のティース、および前記第3V相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−V相コイルを形成し、
前記第2W相のティース、および前記第3W相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して2つの−W相コイルを形成し、
隣接する前記セグメント間に、前記U相コイル、前記−W相コイル、前記−W相コイル、前記V相コイル、前記−U相コイル、前記−U相コイル、前記W相コイル、前記−V相コイル、前記−V相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする3相直流モータ。 - 4極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、
前記アーマチュアは、
前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、18つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、
前記アーマチュアコアは、
周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための9つのティースと、
各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる9つのスロットとを有し、
前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する3つのティースをそれぞれ第1U相、第1V相、第1W相として割り当て、
前記第1U相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2U相、第3U相として割り当て、
前記第1V相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2V相、第3V相として割り当て、
前記第1W相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ1つ飛ばして存在する2つのティースをそれぞれ第2W相、第3W相として割り当て、
前記第1U相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1U相コイル、および第2U相コイルの2つのコイルを形成し、
前記第1V相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1V相コイル、および第2V相コイルの2つのコイルを形成し、
前記第1W相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第1W相コイル、および第2W相コイルの2つのコイルを形成し、
前記第2U相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1U相コイル、および−第2U相コイルの2つのコイルを形成すると共に、
前記第3U相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1U相コイル、および前記−第2U相コイルの2つのコイルを形成し、
前記第2V相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1V相コイル、および−第2V相コイルの2つのコイルを形成すると共に、
前記第3V相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1V相コイル、および前記−第2V相コイルの2つのコイルを形成し、
前記第2W相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第1W相コイル、および−第2W相コイルの2つのコイルを形成すると共に、
前記第3W相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第1W相コイル、および前記−第2W相コイルの2つのコイルを形成し、
隣接する前記セグメント間に、前記第1U相コイル、前記−第1W相コイル、前記−第2W相コイル、前記第2V相コイル、前記−第1U相コイル、前記−第2U相コイル、前記第1W相コイル、前記−第1V相コイル、前記−第2V相コイル、前記第2U相コイル、前記−第1W相コイル、前記−第2W相コイル、前記第1V相コイル、前記−第1U相コイル、前記−第2U相コイル、前記第2W相コイル、前記−第1V相コイル、前記−第2V相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする3相直流モータ。 - 前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索されている前記巻線が軸方向に対して捩れるように配索されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の3相直流モータ。
- 前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の3相直流モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009185883A JP2011041389A (ja) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | 3相直流モータ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009185883A JP2011041389A (ja) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | 3相直流モータ |
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Family
ID=43768552
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---|---|---|---|
JP2009185883A Pending JP2011041389A (ja) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | 3相直流モータ |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011041389A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013099109A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Asmo Co Ltd | 直流モータおよび直流モータの巻線方法 |
CN103647425A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-19 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 永磁直流电动机 |
JP2015116015A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | アスモ株式会社 | アーマチャ及びモータ |
DE102022116584A1 (de) | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor |
-
2009
- 2009-08-10 JP JP2009185883A patent/JP2011041389A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013099109A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Asmo Co Ltd | 直流モータおよび直流モータの巻線方法 |
US9419506B2 (en) | 2011-10-31 | 2016-08-16 | Asmo Co., Ltd. | Direct current motor, coil winding method for direct-current motor, and method for manufacturing direct-current motor |
JP2015116015A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | アスモ株式会社 | アーマチャ及びモータ |
US10128708B2 (en) | 2013-12-10 | 2018-11-13 | Denso Corporation | Armature and motor |
CN103647425A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-19 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 永磁直流电动机 |
CN103647425B (zh) * | 2013-12-11 | 2016-01-20 | 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 | 永磁直流电动机 |
DE102022116584A1 (de) | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor |
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