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技術 給電ブラシ付電動機及び電機子のコンミテータ

出願人 アスモ株式会社
発明者 山田高廣石塚俊康増井尚鈴木章浩杉島一志
出願日 1999年10月4日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 1999-283078
公開日 2001年4月20日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2001-112217
状態 特許登録済
技術分野 電動機、発電機の集電 直流機
主要キーワード 回転軸軸線 クロス巻 各巻線層 本ブラシ 各導電板 短絡接続 ブラシ幅 励磁タイミング
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

モータ回転ムラ振動及び騒音の発生を低減することができるとともに、長寿命化を図ることができる給電ブラシ電動機及び電機子コンミテータを提供する。

解決手段

コンミテータ14には、22個のセグメント15がコンミリング14aの外周に等角度間隔に設けられている。180°対向する同一相のセグメント15同士は、導電板16にて連結されている。各導電板16は、互いにショートしないようにコンミテータ14の軸方向において所定間隔に隔てられコンミリング14a内にモールドされている。コンミテータ14の回りに配置されたブラシ17a〜17dの幅は、3つのセグメント15を跨ぐことができる幅にて形成させている。

概要

背景

従来、ブラシ付き直流モータ等において、高出力化に伴い、ブラシ1本あたりの負荷電流を軽減する等の目的で多本ブラシ(例えば4ブラシ)構造を用いる場合がある。そして、この同極の2つのブラシが接触する2つのセグメントは同じタイミングで接触するのが理想とされている。

しかしながら、現実的に同極の2つのブラシが同時に対応するセグメントに接触することは難しい。そのため、ブラシの接触におけるタイミングのズレが生じることによって、片方巻線電流が流れたことで発生する電機子励磁タイミングバランスが崩され、結果として、モータ回転ムラ振動及び異音等が生じる原因となる。

このモータ回転ムラ、振動及び二次的に発生する異音は、モータの用途例えば家電用品及び自動車部品電動パワステモータ等)において、動作レスポンスの低下、不快感を与える等、性能及び製品上に大きな問題点となった。

そこで、従来では、同一相のセグメント間に短絡線にて短絡させ、いわゆる均圧結線することによってブラシ接触のバラツキに起因するモータ回転のムラ、振動及び異音等を防止することを図っていた。

概要

モータの回転ムラ、振動及び騒音の発生を低減することができるとともに、長寿命化を図ることができる給電ブラシ電動機及び電機子のコンミテータを提供する。

コンミテータ14には、22個のセグメント15がコンミリング14aの外周に等角度間隔に設けられている。180°対向する同一相のセグメント15同士は、導電板16にて連結されている。各導電板16は、互いにショートしないようにコンミテータ14の軸方向において所定間隔に隔てられコンミリング14a内にモールドされている。コンミテータ14の回りに配置されたブラシ17a〜17dの幅は、3つのセグメント15を跨ぐことができる幅にて形成させている。

目的

本発明の目的は、モータの回転ムラ、振動の発生を低減することができるとともに、長寿命化及び低騒音化を図ることができる電動機及び電機子のコンミテータを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

複数のセグメント(15,26)がコンミテータ(14,24)のコンミリング(14a)に配設され、そのコンミリング(14a)に配設された複数のセグメント(15,26)に対して、複数組給電ブラシ(17a〜17d)が摺接する給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメント(15,26)のうち互いに同一相となるセグメント(15,26)同士を、短絡手段(16,27)にて電気的に接続するとともに、前記複数組の各給電ブラシ(17a〜17d)のセグメント接触面の幅(W)を、少なくとも3つのセグメント(15,26)を跨ぐことができる幅に形成したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項2

請求項1に記載の給電ブラシ付電動機において、前記給電ブラシ(17a〜17d)の数は界磁数と同数であることを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項3

請求項1又は2に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント(15)同士を連結する導電板(16)であって、各同一相のセグメント(15)同士を連結する導電板(16)は、互いに短絡しないようにコンミリング(14a)内にモールドされていることを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項4

請求項1又は2に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント(26)同士を短絡接続する短絡線(27)であって、その短絡線(27)は、同一相のセグメント(26)間を直接に短絡接続したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項5

請求項4に記載の給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメント(26)を配設したコンミテータ(24)には、軸方向に隆起するテーパ凸部(25c)が形成され、前記短絡線(27)は、そのテーパ凸部(25c)を這うように同一相のセグメント(26)間を直接に短絡接続したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項6

請求項1乃至5のいずれか1に記載の給電ブラシ付電動機において、同一スロットコア(12)に巻装される複数の巻線層巻線(19〜22)をそれぞれ複数の同一相のセグメント(15,26)に振り分け結線するとともに、各巻線層の巻線(19〜22)の巻数を同じとなるようにしたことを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項7

請求項6に記載の給電ブラシ付電動機において、前記同一のスロットコア(12)に巻装される巻線層が上下2層であって、下層巻線(19,20)をロングα巻にて、上層巻線(21,22)をショートα巻にて、それぞれ180°対向する同一相のセグメント(15,26)に相互にクロスして振り分けて結線したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。

請求項8

コンミリング(14a)の外周に設けた複数のセグメント(15)を有し、同一相のセグメント(15)同士を導電板(16)にて連結させるとともに、その各同一相のセグメント(15)同士を連結する導電板(16)は、互いに短絡しないようにコンミリング(14a)内にモールドさせたことを特徴とする電機子のコンミテータ。

技術分野

0001

本発明は、給電ブラシ電動機及び電機子コンミテータに関するものである。

背景技術

0002

従来、ブラシ付き直流モータ等において、高出力化に伴い、ブラシ1本あたりの負荷電流を軽減する等の目的で多本ブラシ(例えば4ブラシ)構造を用いる場合がある。そして、この同極の2つのブラシが接触する2つのセグメントは同じタイミングで接触するのが理想とされている。

0003

しかしながら、現実的に同極の2つのブラシが同時に対応するセグメントに接触することは難しい。そのため、ブラシの接触におけるタイミングのズレが生じることによって、片方巻線電流が流れたことで発生する電機子の励磁タイミングバランスが崩され、結果として、モータ回転ムラ振動及び異音等が生じる原因となる。

0004

このモータ回転ムラ、振動及び二次的に発生する異音は、モータの用途例えば家電用品及び自動車部品電動パワステモータ等)において、動作レスポンスの低下、不快感を与える等、性能及び製品上に大きな問題点となった。

0005

そこで、従来では、同一相のセグメント間に短絡線にて短絡させ、いわゆる均圧結線することによってブラシ接触のバラツキに起因するモータ回転のムラ、振動及び異音等を防止することを図っていた。

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、従来の均圧結線は、別の特殊な巻線工程が必要となるとともに、短絡線を電機子のスロットコア巻装していたため、巻線工数が増大され、電機子つまり電動機のコストアップ要因となっていた。また、余分の短絡線を長く巻装するため、電機子に対してインダクタンス等の面で悪い影響が生じていた。

0007

さらに、均圧結線を施した電機子に対しても、電機子のセグメントに当接する従来のブラシは、セグメントに接触する面の幅が小さくて、つまり、最大2セグメントを同時に跨いで当接する幅しかなかった。そのため、同極のブラシ間位置ずれがあったとき、同極のブラシが同時に同一相のセグメントに当接することができず、接触するタイミングがずれる。つまり、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際、他方のブラシがその一方のブラシと当接する次のセグメントと同一相となるセグメントと当接しない場合が生ずる。

0008

このとき、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際にそのブラシから次のセグメントに印加される電圧が吸収されず、火花ノイズが発生してしまう。これは、電動機の長寿命化及び低騒音化を図る上の問題点となった。

0009

本発明の目的は、モータの回転ムラ、振動の発生を低減することができるとともに、長寿命化及び低騒音化を図ることができる電動機及び電機子のコンミテータを提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1に記載の発明によれば、複数のセグメントがコンミテータのコンミリングに配設され、そのコンミリングに配設された複数のセグメントに対して、複数組の給電ブラシが摺接する給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメントのうち互いに同一相となるセグメント同士を、短絡手段にて電気的に接続するとともに、前記複数組の各給電ブラシのセグメント接触面の幅を、少なくとも3つのセグメントを跨ぐことができる幅に形成したことをその要旨とする。

0011

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の給電ブラシ付電動機において、前記給電ブラシの数は界磁数と同数であることをその要旨とする。請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を連結する導電板であって、各同一相のセグメント同士を連結する導電板は、互いに短絡しないようにコンミリング内にモールドされていることをその要旨とする。

0012

請求項4に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を短絡接続する短絡線であって、その短絡線は、同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。

0013

請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメントを配設したコンミテータには、軸方向に隆起するテーパ凸部が形成され、前記短絡線は、そのテーパ凸部を這うように同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。

0014

請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至5のいずれか1に記載の給電ブラシ付電動機において、同一スロットコアに巻装される複数の巻線層の巻線をそれぞれ複数の同一相のセグメントに振り分け結線するとともに、各巻線層の巻線の巻数を同じとなるようにしたことをその要旨とする。

0015

請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の給電ブラシ付電動機において、前記同一のスロットコアに巻装される巻線層が上下2層であって、下層巻線ロングα巻にて、上層巻線ショートα巻にて、それぞれ180°対向する同一相のセグメントに相互にクロスして振り分けて結線したことをその要旨とする。

0016

請求項8に記載の発明によれば、コンミリング(14a)の外周に設けた複数のセグメント(15)を有し、同一相のセグメント(15)同士を導電板(16)にて連結させるとともに、その各同一相のセグメント同士を連結する導電板は、互いに短絡しないようにコンミリング内にモールドさせたことをその要旨とする。

0017

(作用)請求項1及び請求項2に記載の発明によれば、同一相のセグメント間は短絡手段にて短絡するとともに、各給電ブラシは常に最低2セグメントと接触するため、同一相のセグメント間にそれぞれ当接する複数の同極の給電ブラシのうち、1つの給電ブラシが位置ずれで又は飛び跳ねて一方のセグメントと非接触になっても他の同極の給電ブラシが他方の同一相のセグメントは確実に当接しているので、電流は短絡手段を介して前記一方の同一相のセグメントに流れる。

0018

その結果、励磁バランスが崩れないことから、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、火花の発生やノイズが抑制されることから電動機の長寿命化及び低騒音化を図ることができる。

0019

請求項3に記載の発明によれば、請求項1及び2に記載の発明の作用に加えて、従来のように同一相のセグメント同士を結ぶための短絡線が不要となるとともにその短絡線の結線作業がなくなる。その結果、短絡線の巻装による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数を低減することができる。

0020

請求項4に記載の発明によれば、請求項1及び2に記載の発明の作用に加えて、各短絡線は、同相セグメント間を直接に短絡接続したため、従来技術のような各短絡線を各スロットコアに巻装してから同一相のセグメント間を接続するに比べて、短絡線は簡単に接続されるとともに、電圧降下や、インダクタンスの影響を小さくすることができる。

0021

請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の作用に加えて、コンミテータのテーパ凸部を形成したため、テーパ凸部を這うように配線される短絡線の配線スペースは広くなることから、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するセグメントが邪魔になることはない。

0022

請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜5に記載の発明の作用に加えて、ブラシ接触のタイミングにずれが生じた際も、巻線の巻数が同じであるため、励磁タイミングのずれ及び励磁バランスの崩れを防止でき、さらに、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。

0023

請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の発明の作用に加えて、下層巻線をロングα巻にて巻装し上層巻線をショートα巻にて巻装したため、電動機の回転軸軸線方向においける巻線の密度を密に巻くことができる。

0024

請求項8に記載の発明によれば、従来のように同一相のセグメント同士を結ぶための短絡線が不要となるとともにその短絡線の結線作業をなくすことができる。その結果、短絡線の巻装による電圧降下や、インダクタンスの影響をなくすことができるとともに、巻線工数を低減させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0025

(第1実施の形態)以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。

0026

図1に示すように、本実施形態の電動機としての直流モータの電機子11は、スロットコア12と、そのスロットコア12を貫挿する回転軸13と、その回転軸13の一端に回転軸13に対して固定されるコンミテータ14とから構成されている。

0027

前記コンミテータ14には、複数個(例えば22個)のセグメント15(第1セグメントS1〜第22セグメントS22)が絶縁材からなるコンミリング14aの外周に等角度間隔に設けられている。22個のセグメント15は、それぞれ互いに180°対向するセグメント15同士を同一相のセグメントとしている。そして、同一相となるセグメント15同士は、コンミリング14a内に埋設された短絡手段としての導電板16にて電気的に接続されている。

0028

詳述すると、図3(a)に示すように、回転軸13の軸線と平行に延びた同一相となる各セグメント15(図3(a)において、例えば第1セグメントS1と第12セグメントS12)同士は、それぞれ内側面から延出形成され回転軸13を迂回するように半円弧状に湾曲形成された導電板16を介して連結されている。

0029

尚、各セグメント15同士を接続する導電板16において、その各セグメントに対する導電板16の連結位置は、隣接する導電板16が接触しないように各同一相のセグメント毎偏倚させている。それぞれ偏倚した導電板16にて連結された各同一相のセグメントは、銅板プレス加工して成形している。それぞれ偏倚した導電板16にて連結された各同一相のセグメントは、図3(b)に示すように、導電板16が互いに接触しないように配置される。そして、絶縁樹脂14bでモールド成形することによりコンミテータ14が形成されている。

0030

前記コンミテータ14の回りには、この直流モータの界磁数(本実施形態では4つとする)の同じ数の4つのブラシ17a〜17dが前記セグメント15と接触可能に配置されている。プラス極ブラシ17a,17cは180°対向(相対向)する同相セグメント15と接触可能に配置されている。マイナス極ブラシ17b,17dは、前記プラス極ブラシ17a,17cに対して90゜偏倚して、それぞれ180°対向(相対向)する同相セグメント15と接触可能に配置されている。

0031

各ブラシ17a〜17dにおいて、セグメント15が摺動する方向のブラシ幅Wは、図2に示すように、最大3つのセグメント15(第22,第1及び第2セグメントS22,S1,S2)を跨いで同時に接触できる幅に形成させている。

0032

電機子11のスロットコア12への巻線巻装は、図4に示すように、180°対向(相対向)するスロットコア12に対してそれぞれ複数層(本実施形態では、上下2層)にて行われている。

0033

詳述すると、図4に示すように、まず各スロットコア12に巻線層としての下層(1層目)の下層巻線19,20をロングα巻にてそれぞれ所定巻数(例えば10ターン)にて巻装する。このとき、あるセグメント15(例えば第1セグメントS1)に下層巻線19の始端を結線し、その下層巻線19を回転軸13付近を絡み付けながら経由してから該セグメント15(第1セグメントS1)と180°対向(相対向)するスロットコア12に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線19を回転軸13付近を絡み付けながら経由してから前記セグメント15(第1セグメントS1)に隣接するセグメント15(第2セグメントS2)に結線する。

0034

そして、電機子11を回転させながら順次に各スロットコア12に下層巻線を巻装(クロス巻)していく。やがて、前記セグメント15(第1セグメントS1)と180°対向(相対向)する同一相のセグメント15(第12セグメントS12)が巡ってくると、図4に示すように、下層巻線20の始端をその第12セグメントS12に結線し、その下層巻線20を回転軸13付近を絡み付けながら経由してからその第12セグメントS12と相対向するスロットコア12(つまり第1セグメントS1側スロットコア)に所定巻数(例えば10ターン)にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線20を回転軸13付近を絡み付けながら経由してから前記第12セグメントS12に隣接するセグメント15(第13セグメントS13)に結線する。

0035

上記順番で電機子11を一周して全てのスロットコア12に下層巻線を巻装させたら、次に、下層の巻線19,20を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア12に巻線層としての上層(2層目)の上層巻線21,22をショートα巻にてそれぞれ前記下層巻線19,20と同数の巻数(例えば10ターン)にて巻装する。

0036

つまり、上層巻線21の始端をセグメント15(第1セグメントS1)に結線し、その上層巻線21を第1セグメントS1に対応するスロットコア12に巻装させてから第2セグメントS2に結線する。

0037

そして、同様に、電機子11を回転させながら順次に各スロットコア12に上層巻線を巻装(重ね巻)していく。やがて、前記第1セグメントS1と180°対向(相対向)する同一相のセグメント15(第12セグメントS12)が巡ってくると、図4に示すように、上層巻線22の始端を第12セグメントS12に結線し、その上層巻線22を第12セグメントS12に対応するスロットコア12に巻装させてからセグメント15(第13セグメントS13)に結線する。

0038

上記順番で電機子11を一周して全てのスロットコア12に上層巻線が巻装させた時、電機子11への巻線巻装が完了する。本実施形態の直流モータ及びそのコンミテータ14によれば、以下のような特徴を得ることができる。

0039

(1)本実施形態では、同一相のセグメント15同士を導電板16にてに連結させるようにした。つまり、同一相のセグメント15同士は、均圧短絡接続されている。

0040

従って、図1に示すように、同一相の2つのセグメント15にそれぞれ当接する2つのプラス極ブラシ17a,17cまたはマイナス極ブラシ17b,17cのうち、1つのブラシ(例えばブラシ17a)が位置ずれで又は飛び跳ねて第1セグメントS1に当接できなくても、対向する同極ブラシ17cは他方の同一相のセグメント15の第12セグメントS12に当接すれば、電流が導電板16を介して同一相のセグメント15の第1セグメントS1に流れる。

0041

その結果、励磁タイミングはずれないことから、直流モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を防止することができる。また、同一相のセグメント15同士はコンミリング14aにモールドされた導電板16にて短絡されるため、同一相のセグメント15同士を従来のように短絡線にて連結する方法に比べ、従来の均圧結線に必要な別の巻線及びその結線作業が不要となる。その結果、短絡線による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数及び製造コストを低減することができる。

0042

(2)本実施形態では、各ブラシ17a〜17dは、セグメント15に接触する面の幅Wを、3つのセグメント15をまたぐ幅に形成させている。つまり、直流モータの回転中におけるどんな場合においても、各ブラシ17a〜17dは必ず同時に最低2つのセグメントと接触する状態となっている。

0043

従って、同極ブラシ同士(例えばプラス極ブラシ17a,17c)間の位置ずれがあったときにおいても、図1に示すように、一方のブラシ(例えばブラシ17a)が第22セグメントS22から離れて次の第1セグメントS1に当接する際、他方のブラシ17cが該第1セグメントS1と同一相の第12セグメントS12と必ず当接させることができる。

0044

そのため、一方のブラシ17aが第22セグメントS22から離れる際に生じる電位差は他方のブラシ17cより吸収されるので、火花やノイズ等の発生を防止することができる。その結果、火花やノイズ等の発生によるブラシ寿命の低下及び異音の発生をなくすことができることから、直流モータの長寿命化及び低騒音化を図ることができる。

0045

(3)本実施形態では、電機子11の各スロットコア12に対して、上下2層の巻線19〜22巻装させ、各下層巻線19,20を、巻装するスロットコア12と180°対向するセグメント15に結線するロングα巻にて巻装し、各上層巻線21,22を、巻装するスロットコア12と対応するセグメント15に結線するショートα巻にて巻装した。つまり、下層巻線19,20と上層巻線21,22とを180°対向する同極同相のセグメント15に相互クロスしてそれぞれ結線した。

0046

また、上下層の巻線19〜22の巻数を同様な巻数にて巻装させた。つまり、同極、同位相となるセグメント15に各層の巻線19〜22を均等に振り分けて巻装させるようにした。

0047

従って、各ブラシ17a〜17dがセグメント15に接触するとき、ブラシ接触のタイミングにズレが生じた場合、例えば、同極の2つのブラシ17a,17cまたはブラシ17b,17dのうち片方のブラシ例えばブラシ17a又はブラシ17bだけ先にセグメント15に接触する際でも、180°対向するスロットコア12にそれぞれ巻装された上下層の巻線19〜22がともに通電される。しかも、上下層の巻線19〜22が同じ巻数にて巻装され、つまり、均等に分散されているため、励磁の遅れがあっても上下層巻線19〜22に発生する誘導力がベクトル位相)として互いに打ち消される方向に均等に分散される。

0048

その結果、ブラシ17a〜17dのセグメント接触ズレによる励磁のアンバランスを抑え、モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。

0049

また、下層巻線19,20をロングα巻にて巻装したため、下層巻線19,20をスロット内径側に寄らせ同巻線19,21を密に巻くことができ、電機子11の巻線巻装における占積を向上することができる。

0050

(第2の実施形態)以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第2の実施形態を図面に従って説明する。なお、第2の実施形態の電動機としての直流モータは、第1の実施形態の直流モータとは電機子11のコンミテータ14の構成のみ異なるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。

0051

本実施形態の電機子11のコンミテータ24は、図5及び図6に示すように、樹脂等の絶縁材料からなる芯筒部25と、該芯筒部25の外周に固着された複数(例えば22個)のセグメント26とを備えている。

0052

前記芯筒部25は、大径部25aと、小径部25bと、その大径部25a及び小径部25b間のテーパ凸部25cとから構成されている。また、芯筒部25の中央には、図示しない回転軸を貫挿する貫通孔25dが設けられている。

0053

前記セグメント26は、セグメント本体26aと、該セグメント本体26aの先端を折り曲げ形成したライザ26bとを備え、前記大径部25aの表面とほぼ面一となるように大径部25aに固着されている。各セグメント26のセグメント本体26aは、前記大径部25aの外周に沿って等角度間隔にて配置されている。

0054

そして、図5及び図7に示すように、同一相のセグメント26同士間(例えば図7に示す180°対向する同一相の第1セグメントS1と第12セグメントS12間)を、前記テーパ凸部25cの表面を這うように配線した短絡手段としての短絡線27にて短絡接続させている。つまり、同一相のセグメント26同士間が短絡線27にて均圧結線するように短絡されている。

0055

従って、本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(2)(3)に記載の特徴に加えて、以下のような特徴を得ることができる。
(1)第2の実施形態では、コンミテータ24は、同一相のセグメント26同士が短絡線27にて直接に均圧短絡接続されている。つまり、その短絡線27は、スロットコア12に巻装させずに直接に同一相のセグメント26同士を連結している。

0056

従って、短絡線を電機子のスロットコアに巻装することも考えられるが、短絡線27の接続が容易に行われるとともに、短絡線27を余分に長く巻装する必要がないため、電機子11に対するインダクタンス等の面での悪い影響を低減することができる。

0057

(2)第2の実施形態では、コンミテータ24には、テーパ凸部25cが形成されているため、そのテーパ凸部25cにより隣接するセグメント26のライザ26b間にスペースがより広くなったことから、図示しない隣接するライザ26b間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するライザ26bは互いに邪魔にならないようにすることができる。つまり、セグメント26のライザ26bに結線した巻線(短絡線27も含む)の切断が容易となる。

0058

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○第1の実施形態では、180°対向する同相のセグメント15同士は、導電板16にて連結されて実施したが、導電板16は銅板に限定されず、他の金属板例えば亜鉛板アルミ合金板等にて実施してもよい。また、同相のセグメント15同士と導電板16とは同様な導電材料にて一体に成形されて実施してもよい。この場合、第1実施形態の特徴(1)〜(3)に記載の効果に加えて、製造工数が低減され、セグメント15同士と導電板16との接続不良等の不都合を防止することができる。

0059

○上記各実施形態では、コンミテータ14,24には、22個の15,26が設けられて実施したが、セグメント15,26を22個に限定せず、コンミテータ14,24には、22個以外の複数個のセグメント15,26が設けられて実施してもよい。この場合、第1実施形態の特徴(1)〜(3)及び第2実施形態の特徴(1)(2)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

0060

○上記各実施形態では、コンミテータ14,24の回りには、4つのブラシ17a〜17dが配置されて実施したが、ブラシを4つに限定せず、コンミテータ14,24の回りには、直流モータの界磁数と同数となる6つ以上のブラシが配置されて実施してもよい。この場合、第1実施形態の特徴(1)〜(3)及び第2実施形態の特徴(1)(2)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

0061

○上記各実施形態では、電機子11のスロットコア12への巻線巻装は、180°対向(相対向)するスロットコア12に対してそれぞれ上下2層にて行われて実施したが、電機子11のスロットコア12への巻線巻装は、180°対向(相対向)するスロットコア12に対してそれぞれ4層以上の偶数層にて行われて実施してもよい。このとき、各セグメント15,26へ各層の巻線を均等に振り分けて結線すれば、第1実施形態の特徴(1)〜(3)及び第2実施形態の特徴(1)(2)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

0062

○また、電機子11のスロットコア12への巻線巻装は、上記各実施形態の用に限定せず、他の巻線方法にて実施しても。この場合、第1実施形態の特徴(1)(2)及び第2実施形態の特徴(1)(2)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

0063

○第2実施形態では、コンミテータ24に形成されたテーパ凸部25cを省略して実施してもよい。この場合、第2実施形態の特徴(1)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

0064

○上記各実施形態では、本発明を直流モータ以外の給電ブラシ付き電動機に具体化して実施してもよい。この場合、第1実施形態の特徴(1)〜(3)及び第2実施形態の特徴(1)(2)に記載の効果と同様な効果を得ることができる。

発明の効果

0065

以上詳述したように、請求項1及び2に記載の発明によれば、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、電動機の長寿命化を図ることができる。

0066

請求項3に記載の発明によれば、請求項1及び2に記載の発明の効果に加えて、短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数つまり製造コストを低減することができる。

0067

請求項4に記載の発明によれば、請求項1及び2に記載の発明の効果に加えて、短絡線は簡単に接続されるとともに、余分の長い短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響をなくすことができる。

0068

請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加えて、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、セグメントに結線した巻線の切断は容易となる。

0069

請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜5に記載の発明の効果に加えて、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の発明の効果に加えて、電機子の巻線巻装における占積を向上することができる。

0070

請求項8に記載の発明によれば、短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数つまり製造コストを低減することができる。

図面の簡単な説明

0071

図1本発明の給電ブラシ付電動機を構成する電機子とブラシの相対位置関係を示す平面図。
図2図1における要部拡大図。
図3第1実施形態のコンミテータの説明図。
図4第1実施形態の電機子への巻線巻装図。
図5第2実施形態のコンミテータの斜視図。
図6第2実施形態のコンミテータの縦断面図。
図7第2実施形態のコンミテータの平面図。

--

0072

11…電機子、12…スロットコア、14,24…コンミテータ、14a…コンミリング、15,26…セグメント、16…短絡手段としての導電板、17a〜17d…ブラシ、19,20…巻線層としての1層目(下層)の巻線、21,22…巻線層としての2層目(上層)の巻線、25c…テーパ凸部、27…短絡手段としての短絡線、W…ブラシのセグメント接触面の幅。

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