JP3667683B2 - Armature and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電機子に巻線を巻回する方法について種々提案されている。例えば電機子に巻線を巻回する一般的な方法であるショートα結線方式や、ロングα結線方式が知られている。
【0003】
図6はショートα結線方式の説明図である。なお、図では製造方法を分かりやすく説明するために○中に「×」のある印は、コミンテータ11からスロット10に向う巻線13(巻き始め)であることを示し、○中に「・」のある印は、スロット10からコンミテータ11に向う巻線13(巻き終わり)であることを示している。この他の図面も同様の様式で図示している。
【0004】
ショートα結線方式は、巻線13を巻回する2つのスロット10間に存在し、隣接する2つの結線爪に、巻線13の巻き始めと巻き終わりを結線するものである。詳述すると、先ずコンミテータ11の結線爪12aに巻線13を結線し、所定のスロット10b、10g間を複数回巻回し、最初の結線爪12aと巻線13の巻回方向に隣接する結線爪12bに結線する。その後、次の所定のスロット10間を複数回巻回し、その隣の結線爪12cに結線していくということを順次繰返す。
【0005】
また図8はロングα結線方式の説明図である。ロングα結線方式は、巻線13の巻き始めと巻き終わりを、巻回する2つのスロット10の範囲外に巻回した後に隣接する2つの結線爪に結線するものである。詳述すると、結線爪12aに巻線13を結線し所定のスロット10h、10a間を複数回巻回し、回転軸4に渡り線14を巻き付けて隣の結線爪12bに結線することを順次繰返す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ショートα結線方式を行う際、図7に示すように渡り線14が回転軸4から離間し、巻線13に対するデッドスペース15ができる。このデッドスペース15が、巻線13をスロット10に巻回する際に電機子コア8の両端面にできる巻線13の盛り上がり部を邪魔をする。このため、スロット10に巻線13を所定回数巻回できなくなり、占積率が低下する。
【0007】
また、巻線13をスロット10に所定回数巻き付けると巻線13の盛り上がり部が大きくなる。そのために電機子コア8とコンミテータ11との間のコイルエンド16を長くする必要があり、モータを小型化するのには問題があった。
【0008】
また、ロングα結線方式は、図9に示すようにスロット10からコンミテータ11への渡り線14は回転軸4に巻き付けた後結線されているので、渡り線14と回転軸4のデッドスペース15が少なくなる。このため、巻線13の占積率は向上する。
【0009】
しかしながら、渡り線14を回転軸4に巻き付けているので、コイルエンド16に渡り線14を巻き付けるスペースが必要となる。このため、結果的にコイルエンド16が長くなり、モータを小型化するのには問題があった。
【0010】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、巻線の占積率を向上させつつ、コイルエンドを短縮させることができる電機子及びその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、電機子コアとコンミテータとを有する回転軸を備え、前記電機子コアの複数の極歯における隣り合う極歯間のスロットに巻線が巻回された回転電機の電機子において、前記スロットのうち、巻線が巻回される第1のスロットと第2のスロットとの間には極歯が2本以上挟まれ、前記コンミテータから前記第1のスロットに向う渡り線と前記第2のスロットから前記コンミテータに戻る渡り線とがお互いに交差するように前記コンミテータに結線されていることを要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電機子において、渡り線が回転軸に接触しない程度に近づくように結線されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の電機子において、渡り線が前記コンミテータの結線爪から距離が遠い前記スロットへ結線されていることを要旨とする。
【0013】
請求項4に記載の発明は、電機子コアとコンミテータとを有する回転軸を備え、前記電機子コアの複数の極歯における隣り合う極歯間のスロットに巻線が巻回された回転電機の電機子の製造方法において、前記スロットへの巻線巻回時に、該スロットのうち、巻線が巻回される第1のスロットと第2のスロットとの間に極歯が2本以上挟まれるように構成されるとともに、前記コンミテータから前記第1のスロットに向う渡り線と前記第2のスロットから前記コンミテータに戻る渡り線とがお互いに交差するように構成されることを要旨とする。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電機子の製造方法において、渡り線が回転軸に接触しない程度近づくように結線されることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は請求項5に記載の電機子の製造方法において、スロット間を所定回数巻回させた後、巻線の巻回方向と逆方向に電機子を所定角度回転させることを要旨とする。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載の電機子の製造方法において、渡り線が前記コンミテータの結線爪から距離が遠い前記スロットに結線されることを要旨とする。
【0016】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、スロットへの巻線巻回時に、コンミテータから第1のスロットに向う渡り線と第2のスロットからコンミテータに戻る渡り線とがお互いに交差するようにしたため、渡り線が回転軸に近づく。このため、渡り線と回転軸の間のデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上する。これにより、電機子コアとコンミテータとの間のコイルエンドを短縮することができる。
【0017】
請求項2に記載の発明によれば、渡り線を回転軸に近づけるため、渡り線と回転軸にできるデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上する。また、巻線を回転軸に接触させないことにより、回転軸に巻線を巻きつけるスペースが不要となり、コイルエンドを短縮することができる。
【0018】
請求項3に記載の発明によれば、コンミテータの結線爪から距離が遠いスロットへ向うように渡り線が結線されたため、コンミテータからスロットへ向う渡り線と回転軸との間が近づく。そのため、渡り線と回転軸との間のデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上することができる。
【0019】
請求項4に記載の発明によれば、スロットへの巻線巻回時に、コンミテータから第1のスロットに向う渡り線と第2のスロットからコンミテータに戻る渡り線がお互いに交差するようにしたため、渡り線が回転軸に近づく。このため、渡り線と回転軸の間のデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上する。これにより、電機子コアとコンミテータとの間のコイルエンドを短縮することができる。
【0020】
請求項5に記載の発明によれば、渡り線を回転軸に近づけるため、渡り線と回転軸にできるデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上する。また、巻線を回転軸に接触させないことにより、回転軸に巻線を巻きつけるスペースが不要となり、コイルエンドを短縮することができる。
【0021】
請求項6に記載の発明によれば、スロット間を所定回数巻回させた後、巻線の巻回方向と逆方向に電機子を所定角度回転させるため、従来の結線方式を加工する設備においてプログラミングの変更のみで容易に実施することができる。
【0022】
請求項7に記載の発明によれば、コンミテータの結線爪から距離が遠いスロットへ向うように渡り線が結線されたため、コンミテータからスロットへ向う渡り線と回転軸との間が近づく。そのため、渡り線と回転軸との間のデッドスペースが少なくなり、巻線の占積率が向上することができる。
【0023】
【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に示すように直流モータ1を構成するモータハウジング2内には電機子3が収容され、その電機子3の回転軸4は軸受5、6にて回転可能に支持されている。
【0024】
モータハウジング2の内壁には、電機子3を囲むように複数のマグネット7が配置されている。電機子3は電機子コア8を備え、電機子コア8には、その中央部から放射線状にかつ等角度間隔に複数個(本実施形態では12個)の極歯としてのティース9が延出形成されている。隣い合うティース9間で形成される空間はスロット10a〜10lを構成する。スロット10a〜10lは図2に示すように、くさび状の溝である。
【0025】
電機子3の一端には、コンミテータ11が設けられている。コンミテータ11はスロット10a〜10lに対応する12個のセグメント12から構成されていて、それぞれのセグメント12は結線爪12a〜12lを有している。
【0026】
スロット10a〜10lの所定の2つの間には巻線13がそれぞれ巻回されている。巻線13は、その巻き始め及び巻き終わりが巻回するスロット10a〜10lに対応するセグメント12の結線爪12a〜12lに結線されている。そのコンミテータ11とスロット10の間の巻線13が渡り線14である。
【0027】
次に、電機子3に巻線13を巻回する方法について図2を用いて説明する。
図2に示すように、所定の結線位置に配置されている結線爪12aに結線してから渡り線14aをスロット10aへ向かわせ、スロット10aとスロット10fの間を所定回数巻回させる。
【0028】
スロット10間を所定回数巻回させた後、巻線13の巻回方向と逆方向に電機子3を所定角度(セグメント1個分であり本実施形態では30度)回転させる。すると、結線位置には巻線13の巻回方向と逆方向に結線爪12aと隣接する結線爪12lが配置される。スロット10fからコンミテータ11側へ戻る渡り線14bを結線爪12aからスロット10aへ向う渡り線14aと交差させ、結線爪12lに結線させている。この時の電機子3の回転方向は、従来の結線方式におけるそれと逆である。即ち、従来の結線方式は、電機子3を巻回方向と同じ方向に回転させ、巻き終わりを結線爪12bに結線するものである。
【0029】
この後、同様に、次のスロット10lへ渡り線14aを向わせ、スロット10lとスロット10eとの間で所定回数巻回する。そしてスロット10eから戻る渡り線14bを結線爪12lと隣接する結線爪12kに結線させる。同様の作業を順次繰返し、最初の結線爪12aに巻線13を結線させ終えたら、電機子3への巻装作業が終了する。
【0030】
以上詳述したように本実施の形態は、以下の効果を有する。
(1)図3に示すようにスロット10側からコンミテータ11側に向う渡り線14aが回転軸4に近づくため、回転軸4と渡り線14aとの間のデッドスペース15が少なくなる。
【0031】
このため、スロット10間を複数回巻回することによってできる巻線13の盛り上がり部を邪魔することがなくなり、何回も巻線13をスロット10に巻くことができ、巻線13の占積率が向上する。巻線13を効率よく巻くことができるので、コイルエンド16を短縮でき、直流モータ1を小型化することができる。
【0032】
(2)回転軸4に巻線13を巻きつけるスペースを必要としないので、コイルエンド16を余分に長くする必要がなく、ロングα結線方式に比べてコイルエンド16を短縮することができる。
【0033】
(3)巻き終わりを結線する際に電機子3の回転方向を従来の回転方向にくらべて逆方向に回転させるだけなので、従来の結線方式を加工する設備においてプログラミングの変更のみで容易に実施することができ、新たな設備コストが不要である。
【0034】
尚、巻線13の重ねる進行方向が逆になりそのままでは直流モータ1は逆回転するが、巻線13の方向、マグネット7の着磁極、または通電方向のいずれかを逆にすれば容易に直流モータ1の回転方向を通常と同方向にすることができる。
【0035】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
○上記実施形態では結線爪12aに結線してからスロット10aへ渡り線14aを向わせたが、図4に示すように、スロット10lへ向かわせて、スロット10l、10e間を所定回数巻回させてもよい。この場合、上記実施形態とほぼ同じ効果を得られる。
○上記実施形態では結線爪12aに結線してからスロット10aへ渡り線14aを向わせたが、図5に示すように、スロット10kへ向かわせて、スロット10k、10d間を所定回数巻回させてもよい。この場合、上記実施形態とほぼ同じ効果を得られる。
【0036】
○上記実施形態では最初にスロット10a、10f間に巻線13を巻回したが、スロット10b、10g間を最初に巻回してもよい。この場合、上記実施形態とほぼ同じ効果が得られる。
【0037】
○上記実施形態では最初にスロット10a、10f間に巻線13を巻回したが、スロット10c、10h間を最初に巻回してもよい。この場合、上記実施形態とほぼ同じ効果が得られる。
【0038】
○上記実施形態では、回転電機として直流モータ1に具現化したが、回転軸4に固着された電機子コア8に巻線13が巻装される電機子3を備えた回転機械であるならば、その他のモータまたは発電機に適用してもよい。
【0039】
○上記実施形態では、電機子コア8に12個のスロット10を備えていたが、スロット10の数が12個以外の電機子コア8を備える電機子に適用してもよい。
【0040】
○上記実施形態では、コンミテータ11は12個のセグメント12から構成されていたが、12個以外のセグメント12から構成されるコンミテータ11を備える電機子3に適用してもよい。
【0041】
○上記実施形態では、巻線13を巻きつけるスロット10間にティース9を5本挟むように実施されていたが、スロット10間のティース9は5本に限定されるものではない。スロット10間にはティース9が少なくとも1本以上あるように巻線13を巻きつけてもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜請求項3に記載の発明によれば、巻線の占積率を向上させ、コイルエンドを短縮させることが容易にできる電機子を提供できる。
【0043】
また、請求項4〜請求項7に記載の発明によれば、巻線の占積率を向上させ、コイルエンドを短縮させることが容易にできる電機子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 直流モータの側断面図。
【図2】 本実施形態における製造方法の説明図。
【図3】 本実施形態における電機子コアとコンミテータの側面図。
【図4】 別例における製造方法の説明図。
【図5】 別例における製造方法の説明図。
【図6】 ショートα結線方式における製造方法の説明図。
【図7】 ショートα結線方式における電機子コアとコンミテータの側面図。
【図8】 ロングα結線方式における製造方法の説明図。
【図9】 ロングα結線方式における電機子コアとコンミテータの側面図。
【符号の説明】
1…直流モータ、2…モータハウジング、3…電機子、4…回転軸,7…マグネット、8…電機子コア、9…ティース、10、10a〜10l…スロット、11…コンミテータ、12…セグメント、12a〜12l…結線爪、13…巻線、14、14a、14b…渡り線、15…デッドスペース、16…コイルエンド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods for winding a winding around an armature have been proposed. For example, a short α connection method and a long α connection method, which are general methods for winding a winding around an armature, are known.
[0003]
FIG. 6 is an explanatory diagram of the short α connection method. In the drawing, in order to explain the manufacturing method in an easy-to-understand manner, the mark with “x” in the circle indicates that the
[0004]
The short α-connection method exists between two
[0005]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the long α connection method. In the long α connection method, the winding start and the winding end of the winding 13 are wound outside the range of the two
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the short α connection method is performed, as shown in FIG. 7, the crossover wire 14 is separated from the
[0007]
Further, when the
[0008]
Further, in the long α connection system, as shown in FIG. 9, the connecting wire 14 from the
[0009]
However, since the connecting wire 14 is wound around the rotating
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an armature capable of shortening the coil end while improving the space factor of the winding, and a manufacturing method thereof. There is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to
[0012]
The gist of the invention according to
The gist of the invention according to claim 3 is that, in the armature according to
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotating electric machine comprising a rotating shaft having an armature core and a commutator, wherein a winding is wound in a slot between adjacent pole teeth of a plurality of pole teeth of the armature core. In the armature manufacturing method, when winding the winding around the slot, two or more pole teeth are sandwiched between the first slot and the second slot around which the winding is wound. while it is configured to, from the the connecting wire toward the first slot from the commutator second slots and connecting wire returning to the commutator is summarized in that configured to intersect each other.
[0014]
The gist of the invention described in claim 5 is that, in the armature manufacturing method according to
According to a sixth aspect of the present invention, in the armature manufacturing method according to the fourth or fifth aspect, the armature is wound in a direction opposite to the winding direction of the winding after the slots are wound a predetermined number of times. The gist is to rotate it by a predetermined angle.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the armature manufacturing method according to any one of the fourth to sixth aspects, the connecting wire is connected to the slot that is far from the connecting claw of the commutator. Is the gist.
[0016]
(Function)
According to the invention described in
[0017]
According to the invention described in
[0018]
According to the third aspect of the present invention, since the connecting wire is connected so as to go to the slot that is far from the connecting claw of the commutator, the connecting wire that goes from the commutator to the slot and the rotating shaft approach each other. Therefore, the dead space between the crossover and the rotating shaft is reduced, and the space factor of the winding can be improved.
[0019]
According to the invention described in
[0020]
According to the invention described in claim 5, since the connecting wire is brought close to the rotating shaft, the dead space that can be formed between the connecting wire and the rotating shaft is reduced, and the space factor of the winding is improved. Further, by not allowing the winding to contact the rotating shaft, a space for winding the winding around the rotating shaft is not required, and the coil end can be shortened.
[0021]
According to the invention described in claim 6, in the equipment for processing the conventional connection method in order to rotate the armature by a predetermined angle in the direction opposite to the winding direction of the winding after winding between the slots a predetermined number of times. It can be easily implemented with only programming changes.
[0022]
According to the seventh aspect of the present invention, since the connecting wire is connected so as to go to the slot that is far from the connecting claw of the commutator, the connecting wire that goes from the commutator to the slot and the rotating shaft approach each other. Therefore, the dead space between the crossover and the rotating shaft is reduced, and the space factor of the winding can be improved.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an armature 3 is accommodated in a
[0024]
A plurality of
[0025]
A
[0026]
[0027]
Next, a method of winding the winding 13 around the armature 3 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, after connecting to the
[0028]
After the
[0029]
Thereafter, similarly, the
[0030]
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(1) Since the
[0031]
For this reason, it does not obstruct the rising part of the winding 13 that is formed by winding the
[0032]
(2) Since a space for winding the winding
[0033]
(3) Since the rotation direction of the armature 3 is simply rotated in the reverse direction compared with the conventional rotation direction when connecting the winding end, it is easily implemented only by changing the programming in the equipment for processing the conventional connection method. And no new equipment costs are required.
[0034]
Note that the
[0035]
In addition to the above, it can be embodied in the following form.
In the above embodiment, the connecting
In the above embodiment, the connecting
[0036]
In the above embodiment, the winding 13 is first wound between the
[0037]
In the above embodiment, the winding 13 is first wound between the
[0038]
In the above embodiment, the
[0039]
In the above embodiment, the armature core 8 includes the twelve
[0040]
In the above embodiment, the
[0041]
In the above embodiment, the five
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first to third aspects of the invention, it is possible to provide an armature that can easily improve the space factor of the winding and shorten the coil end.
[0043]
Moreover, according to the invention of Claim 4-7, the manufacturing method of the armature which can improve the space factor of a coil | winding and can shorten a coil end easily can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a DC motor.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing method in the present embodiment.
FIG. 3 is a side view of an armature core and a commutator in the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing method in another example.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing method in another example.
FIG. 6 is an explanatory view of a manufacturing method in a short α connection method.
FIG. 7 is a side view of an armature core and a commutator in a short α connection system.
FIG. 8 is an explanatory view of a manufacturing method in the long α connection method.
FIG. 9 is a side view of an armature core and a commutator in the long α connection system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記スロット(10)のうち、巻線(13)が巻回される第1のスロットと第2のスロットとの間には極歯(9)が2本以上挟まれ、前記コンミテータ(11)から前記第1のスロットに向う渡り線(14a)と前記第2のスロットから前記コンミテータ(11)に戻る渡り線(14b)とがお互いに交差するように前記コンミテータ(11)に結線されていることを特徴とする電機子。A rotary shaft (4) having an armature core (8) and a commutator (11) is provided, and slots (10 ) between adjacent pole teeth (9) in a plurality of pole teeth (9) of the armature core (8). ) In the armature of the rotating electrical machine in which the winding (13) is wound,
Among the slots (10), two or more pole teeth (9) are sandwiched between the first slot and the second slot around which the winding (13) is wound, and from the commutator (11) is the co Nmi connection to stator (11) such that the first connecting wire towards the slot (14a) and back from the second slot to the commutator (11) connecting wire (14b) and intersect one another An armature characterized by
渡り線(14)が回転軸(4)に接触しない程度近づくように結線されていることを特徴とする電機子。The armature according to claim 1,
An armature characterized in that the connecting wire (14) is connected so as not to contact the rotating shaft (4).
渡り線(14)が前記コンミテータ(11)の結線爪(12)から距離が遠い前記スロット(10)に結線されていることを特徴とする電機子。The armature according to claim 1 or 2,
An armature characterized in that the crossover (14) is connected to the slot (10) which is far from the connection claw (12) of the commutator (11).
前記スロット(10)への巻線(13)巻回時に、該スロット(10)のうち、巻線(13)が巻回される第1のスロットと第2のスロットとの間に極歯(9)が2本以上挟まれるように構成されるとともに、前記コンミテータ(11)から前記第1のスロットに向う渡り線(14a)と前記第2のスロットから前記コンミテータ(11)に戻る渡り線(14b)とがお互いに交差するように構成されることを特徴とする電機子の製造方法。A rotary shaft (4) having an armature core (8) and a commutator (11) is provided, and slots (10 ) between adjacent pole teeth (9) in a plurality of pole teeth (9) of the armature core (8). In the manufacturing method of the armature of the rotating electrical machine in which the winding (13) is wound around
When the winding (13) is wound around the slot (10), among the slots (10), pole teeth (between the first slot and the second slot around which the winding (13) is wound) 9) is configured such that two or more are sandwiched, and a crossover line (14a) from the commutator (11) to the first slot and a crossover line (14) from the second slot to the commutator (11) ( method of manufacturing an armature, characterized in that 14b) and are arranged to intersect each other.
渡り線(14)が回転軸(4)に接触しない程度近づくように結線されることを特徴とする電機子の製造方法。In the manufacturing method of the armature of Claim 4,
A method of manufacturing an armature, characterized in that the connecting wire (14) is connected so as to approach the rotating shaft (4) so as not to contact the rotating shaft (4).
スロット(10)間を所定回数巻回させた後、巻線(13)の巻回方向と逆方向に電機子(3)を所定角度回転させることを特徴とする電機子の製造方法。In the manufacturing method of the armature of Claim 4 or Claim 5,
A method for manufacturing an armature, comprising: winding a predetermined number of times between slots (10), and then rotating the armature (3) by a predetermined angle in a direction opposite to a winding direction of the winding (13).
渡り線(14)が前記コンミテータ(11)の結線爪(12)から距離が遠い前記スロット(10)に結線されることを特徴とする電機子の製造方法。In the manufacturing method of the armature as described in any one of Claims 4-6,
A method for manufacturing an armature, characterized in that the crossover (14) is connected to the slot (10) which is far from the connection claw (12) of the commutator (11).
Priority Applications (1)
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