(57)【要約】【課題】電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースを均等に励磁でき、電機子の回転ムラ、振動、異音の発生をより確実に低減できる電機子を提供する。【解決手段】２２個のセグメントで構成される整流子を備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれる共に、第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されている。【選択図】図３
2004289992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１３番目から第１７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第６番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項２】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項３】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１１番目から第１４番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１０番目から第１３番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第５番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項４】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１１番目から第１４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項５】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１４番目から第１９番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第 １４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する第１５のセグメントに接続され、次いで第１４番目から第２０番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項６】
シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、
第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、
前記第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する１５セグメントに接続され、次いで第１５番目から第２０番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする電機子。
【請求項７】
磁気ヨークと、前記磁気ヨークに支持され、略円筒形に配置された４極のマグネットと、前記略円筒形に配置されたマグネットに囲まれて配置され、シャフトと整流子とを備えた電機子と、前記電機子の整流子に接触する４本のブラシからなる直流電動機において、電機子が、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された電機子であることを特徴とする直流電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロット形の電機子及び直流電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付き直流モータでは、高出力化に伴い、ブラシ１本当たりの負荷電流を軽減する等の目的で、例えば４本以上の多本ブラシを用いることがある。この場合、同極で分散された一対のブラシを、整流子のセグメント（整流子片）に同期接触させるのが理想とされている。
【０００３】
しかし、現実的に、同極の個々のブラシを整流子のセグメントに対して同時に接触させるのは精度上困難である。これにより、セグメントを介して通電される個々の電機子コイルの励磁タイミングのバランスが崩れ、結果として、モータの電機子の回転ムラにより振動及び異音が発生した。この振動及び異音は、モータの用途（例えば、家電用品及び自動車部品等）において、動作レスポンスの低下や不快感の発生等、性能及び製品上に大きな問題となっている。
【０００４】
そこで、従来では、ブラシ接触のバラ付きを電機子の巻線において解消する手段及び方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図５は、４極、４ブラシ、２２セグメント整流子を有する直流モータの電機子及び電機子の巻線方法を示した説明図である。この直流モータの電機子５０は、シャフト５１と、このシャフト５１に固定され、２２個のスロットを有した電機子鉄心５２と、シャフト５１の一端部に固定され、円周上に等角度間隔に２２個のセグメント５４を有した整流子５３とで構成されている。
【０００６】
電機子鉄心５２の各スロットへの各電機子コイル５５，５６，５７，５８の巻き付けは、１８０°相対向する電機子鉄心５２に対してそれぞれ上下２層にて行われている。即ち、整流子５３の第１セグメント（Ｓ１）に下層用の第１電機子コイル５５の始端を結線し、この下層用の第１電機子コイル５５をシャフト５１付近を絡み付けながら経由してから該第１セグメント（Ｓ１）と１８０°対向する電機子鉄心５２に所定の各スロットを介してロングアルファ巻きにて巻き付けた後、再び下層用の第１電機子コイル５５をシャフト５１付近を絡み付けながら経由してから整流子５３の第１セグメント（Ｓ１）に隣接する第２セグメント（Ｓ２）に結線する。そして、同様に、電機子５０を回転させながら整流子５３の第１２セグメント（Ｓ１２）まで順次行う。
【０００７】
同時に、この整流子５３の第１２セグメント（Ｓ１２）に下層用の第２電機子コイル５６の始端を結線し、この下層用の第２電機子コイル５６をシャフト５２付近を絡み付けながら経由してから該第１２セグメント（Ｓ１２）と１８０°対向する電機子鉄心５２に所定の各スロットを介してロングアルファ巻きにて巻き付けた後、再び下層用の第２電機子コイル５６をシャフト５２付近を絡み付けながら経由してから整流子５３の第１２セグメント（Ｓ１２）に隣接する第１３セグメント（Ｓ１３）に結線する。そして、同様に、電機子５０を回転させながら整流子５３の第１セグメント（Ｓ１）まで順次行う。
【０００８】
次に、上層用の第１電機子コイル５７の始端を整流子５３の第１セグメント（Ｓ１）に結線し、この上層用の第１電機子コイル５７を第１セグメント（Ｓ１）に対応する電機子鉄心５２に所定の各スロットを介してショートアルファ巻きにて巻き付けてから整流子５３の第２セグメント（Ｓ２）に結線する。そして、同様に、電機子５０を回転させながら整流子５３の第１２セグメント（Ｓ１２）まで順次行う。
【０００９】
また同時に、この整流子５３の第１２セグメント（Ｓ１２）に上層用の第２電機子コイル５８の始端を結線し、この上層用の第２電機子コイル５８を第１２セグメント（Ｓ１２）に対応する電機子鉄心５２に所定の各スロットを介してショートアルファ巻きにて巻き付けてから整流子５３の第１３セグメント（Ｓ１３）に結線する。そして、同様に、電機子５０を回転させながら整流子５３の第１セグメント（Ｓ１）まで順次行う。
【００１０】
したがって、下層巻線となる下層用の第１電機子コイル５５と該第１電機子コイル５５と相対向する上層巻線となる上層用の第２電機子コイル５８とからなる組と、下層巻線となる下層用の第２電機子コイル５６と該第２電機子コイル５６と相対向する上層巻線となる上層用の第１電機子コイル５７とからなる組とを、それぞれ１８０゜対向する整流子５３の同一相のセグメント５４に相互にクロスしてそれぞれ結線することができる。これにより、整流子５３の同一相のセグメント５４に同極の図示しないブラシがそれぞれ接触するときに、ブラシ接触のタイミングにズレが生じた場合でも、１８０゜対向する電機子鉄心５２のスロットは均等に励磁されることになる。その結果、ブラシのセグメント接触ズレによる励磁のアンバランスが抑えられ、直流モータの電機子５０の回転ムラによる振動及び異音の発生を低減することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−９５２１９号公報
【００１２】
【特許文献２】特公平７−４４８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の電機子５０及び電機子５０の巻線方法では、電機子鉄心５２に巻き付けられる電機子巻線５５〜５８の下層を全てロングアルファ巻きにすると共に、その上層を全てショートアルファ巻きにしているため、電機子鉄心５２の形状等の相違により該電機子鉄心５２の１８０゜対向する位置に巻線される２つの電機子コイルに同一量の電流が流れない場合がある。これにより、電機子鉄心５２の１８０°対向する位置が不均等に励磁されて、電機子鉄心５２に励磁力のアンバランスが生じて回転ムラ、振動及び異音の発生が十分には改善されない。
【００１４】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができ、回転ムラ、振動及び異音の発生をより確実に低減することができる電機子及び直流電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１３番目から第１７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第６番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１１番目から第１４番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１０番目から第１３番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第５番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１１番目から第１４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１４番目から第１９番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する第１５のセグメントに接続され、次いで第１４番目から第２０番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、前記シャフトに固定され、前記電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、前記電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが前記整流子の第１のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、前記第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する１５セグメントに接続され、次いで第１５番目から第２０番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、磁気ヨークと、前記磁気ヨークに支持され、略円筒形に配置された４極のマグネットと、前記略円筒形に配置されたマグネットに囲まれて配置され、シャフトと整流子とを備えた電機子と、前記電機子の整流子に接触する４本のブラシからなる直流電動機において、電機子が、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された電機子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１３番目から第１７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第６番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２２個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の５個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された２２個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１２番目から第１６番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１２のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１番目から第５番目の５個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに隣接する第１３のセグメントに接続され、次いで第１３番目から第１７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第６番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１１番目から第１４番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１０番目から第１３番目の４個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第５番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された１８個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の４個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された１８個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１１番目から第１４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１０のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１番目から第４番目の４個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１０のセグメントに隣接する第１１のセグメントに接続され、次いで第１１番目から第１４番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１２のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２６】
請求項５の発明の電機子によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第１４番目から第１９番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１ ４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する第１５のセグメントに接続され、次いで第１４番目から第２０番目のティースとは１８０°の角度で相対向する第２番目から第７番目のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがショートアルファ巻きとロングアルファ巻きで交互に電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、シャフトと、このシャフトに固定され、スロットによって分離された２６個のティースを有する電機子鉄心と、この電機子鉄心の６個毎のティースに重ね巻きされる電機子巻線と、シャフトに固定され、電機子巻線と接続された２６個のセグメントで構成される整流子とを備え、電機子巻線が第１、第２の一対の電機子コイルからなる電機子において、第１の電機子コイルが整流子の第１のセグメントに接続され、電機子鉄心の第１４番目から第１９番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１のセグメントに隣接する第２のセグメントに接続され、次いで第２番目から第７番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第３のセグメントに接続され、順次第１の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれるとともに、第２の電機子コイルが整流子の第１４のセグメントに接続され、前記電機子鉄心の第１番目から第６番目の６個のティースを囲んでロングアルファ巻きで巻き付けられて第１４のセグメントに隣接する１５セグメントに接続され、次いで第１５番目から第２０番目のティースを囲んでショートアルファ巻きで巻き付けられて第１６のセグメントに接続され、順次第２の電機子コイルがロングアルファ巻きとショートアルファ巻きで交互に前記電機子鉄心のティースを囲んで巻かれて構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、磁気ヨークと、磁気ヨークに支持され、略円筒形に配置された４極のマグネットと、略円筒形に配置されたマグネットに囲まれて配置され、シャフトと整流子とを備えた電機子と、電機子の整流子に接触する４本のブラシからなる直流電動機において、電機子が、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された電機子であるので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができる。これにより、電機子の回転ムラ、振動及び異音の発生をより確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面に示す発明の実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は本発明の実施例のブラシ付き直流モータを示す側面図、図２は同直流モータに用いられる電機子の電機子鉄心のスロットとティース及びセグメントの関係を示す説明図、図３は本発明による電機子の実施例１における巻線を示す模式図、図４は本発明による電機子の実施例２における巻線を示す模式図である。
【００３１】
図１に示すように、ブラシ付き直流モータ（直流電動機）３０は、電機子（アーマチュア）４０と、この電機子４０を回転自在に支持するヨーク３１と、このヨーク３１の内周面に固着された４個のマグネット（磁極）３２と、電機子４０の整流子（コンミュテータ）４８に摺接する４本のブラシ３３と、ヨーク３１の開口部を覆うカバー３４とを備えている。
【００３２】
また、図１に示すように、電機子４０は、シャフト４１と、このシャフト４１に固定され、外周に各スロット４３を介して２２個のティース４４を有する電機子鉄心（アーマチュアコア）４２と、電機子鉄心４２の各ティース４４に各スロット４３を介して重ね巻きされる第１及び第２の電機子コイル４６，４７からなる電機子巻線４５と、シャフト４１の一端部４１ａに固定され、２２個のセグメント（整流子片）４９で構成される整流子４８とを備えている。さらに、シャフト４１の両端はヨーク３１の底部の凹部に設けられた軸受３５とカバー３４の中央に設けられた軸受３６に回転自在に支持されている。
【００３３】
図２に示すように、電機子鉄心４２の２２個（図２、図３及び図４中順番に１〜２２の符号で示す）のティース４４のスキュー中心での各ティース４４の位置は、整流子４８の２２個（図２、図３及び図４中順番に１〜２２の符号で示す）のセグメント４９の隣接する各セグメント４９の境目に位置する。即ち、整流子４８の２２個のセグメント４９のスキュー中心での各セグメント４９の位置は、電機子鉄心４２の２２個のティース４４の隣接する各ティース４４の境目に位置する。さらに、電機子巻線４５のコイルピッチは５個のティース４４の間隔毎であり、その巻き付け方向は右巻きである。この際の電機子鉄心４２の送り方向は左送りである。
【００３４】
次に、４極、４ブラシ、２２セグメントのブラシ付き直流モータ３０で、その電機子鉄心４２の所定の５個のティース４４の間隔毎に電機子巻線４５を構成する第１及び第２の電機子コイル４６，４７を同時に巻き付ける手順について図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００３５】
図３は本発明の実施例１を示す図で、図３（ａ）に示すように、整流子４８の１番目の第１のセグメント（１）の係止片４９ａに接続された第１の電機子コイル４６を電機子鉄心４２のティース（１〜５）にショートアルファ巻き４６ａにて巻き付け、第２のセグメント（２）の係止片４９ａに接続する。次いで電機子鉄心４２のティース（１３〜１７）に第１の電機子コイル４６をロングアルファ巻き４６ｂにて巻き付け、第３のセグメント（３）の係止片４９ａに接続する。
【００３６】
これと同時に、図３（ｂ）に示すように、整流子４８の１２番目の第１２のセグメント（１２）の係止片４９ａに接続された第２の電機子コイル４７を電機子鉄心４２の各ティース（１２〜１６）にショートアルファ巻き４７ａにて巻き付け、第１３のセグメント（１３）の係止片４９ａに接続する。次いで第１３のセグメント（１３）の係止片４９ａに接続された第２の電機子コイル４７を電機子鉄心４２の各ティース（２〜６）にロングアルファ巻き４７ｂにて巻き付ける。
【００３７】
次いで、図３（ａ）に示すように、第１の電機子コイル４６を、整流子４８の３番目の第３のセグメント（３）の係止片４９ａから順次ショートアルファ巻きとロングアルファ巻きとにより、交互に電機子鉄心４２のティースに巻き、２２番目のセグメント（２２）の係止片４９ａから、さらに第１のセグメント（１）の係止片４９ａにまで、連続して順次第１の電機子コイル４６を巻き付け、電機子鉄心４２に電機子巻線４５を形成する。
【００３８】
また、図３（ｂ）に示すように、第２の電機子コイル４７を、整流子４８の第１４のセグメント（１４）の係止片４９ａから順次ショートアルファ巻きとロングアルファ巻きとにより、交互に電機子鉄心４２のティースに巻き、１１番目のセグメント（２２）の係止片４９ａからさらに第１２のセグメント（１２）の係止片４９ａにまで、連続して順次第２の電機子コイル４７を巻き付け、電機子鉄心４２に電機子巻線４５を形成する。
【００３９】
この際に、第１の電機子コイル４６と第２の電機子コイル４７とは互いに１８０度の角度で対向し、同時にかつ連続して電機子鉄心４２にそれぞれ巻き付けられるため、電機子鉄心４２の全周に電機子巻線４５を隙間なく容易かつスムーズに短時間で巻き付けることができる。
【実施例２】
【００４０】
図４は本発明の実施例２を示す図で、図４（ａ）に示すように、整流子４８の１番目の第１のセグメント（１）の係止片４９ａに接続された第１の電機子コイル４６を電機子鉄心４２のティース（１２〜１６）にロングアルファ巻き４６ｄにて巻き付け、第２のセグメント（２）の係止片４９ａに接続する。次いで電機子鉄心４２の各ティース（２〜６）に第１の電機子コイル４６をショートアルファ巻き４６ｃにて巻き付け、第３のセグメント（３）の係止片４９ａに接続する。
【００４１】
これと同時に、図４（ｂ）に示すように、整流子４８の１２番目の第１２のセグメント（１２）の係止片４９ａに接続された第２の電機子コイル４７を電機子鉄心４２のティース（１〜５）にロングアルファ巻き４７ｄにて巻き付け、第１３のセグメント（１３）の係止片４９ａに接続する。次いで第１３のセグメント（１３）の係止片４９ａに接続された第２の電機子コイル４７を電機子鉄心４２のティース（１３〜１７）にショートアルファ巻き４７ｃにて巻き付ける。
【００４２】
次いで、図４（ａ）に示すように、第１の電機子コイル４６を、整流子４８の３番目の第３のセグメント（３）の係止片４９ａから順次ロングアルファ巻きとショートアルファ巻きとにより、交互に電機子鉄心４２のティースに巻き、２２番目のセグメント（２２）の係止片４９ａから、さらに第１のセグメント（１）の係止片４９ａにまで、連続して順次第１の電機子コイル４６を巻き付け、電機子鉄心４２に電機子巻線４５を形成する。また、図４（ｂ）に示すように、第２の電機子コイル４７を、整流子４８の第１４のセグメント（１４）の係止片４９ａから順次ロングアルファ巻きとショートアルファ巻きとにより、交互に電機子鉄心４２のティースに巻き、１１番目のセグメント（２２）の係止片４９ａからさらに第１２のセグメント（１２）の係止片４９ａにまで、連続して順次第２の電機子コイル４７を巻き付け、電機子鉄心４２に電機子巻線４５を形成する。
【００４３】
この際にも、第１の電機子コイル４６と第２の電機子コイル４７とは互いに１８０度の角度で対向し、同時にかつ連続して電機子鉄心４２にそれぞれ巻き付けられるため、電機子鉄心４２の全周に電機子巻線４５を隙間なく容易かつスムーズに短時間で巻き付けることができる。
【００４４】
これら各実施例により、従来のように、電機子鉄心４２の各ティース４４の形状等にバラ付きがあっても電機子鉄心４２の１８０°相対向する各ティース４４に巻かれた各電機子コイル４６，４７に同時かつ同一量の電流が流れる。これにより、電機子鉄心４２の１８０°相対向する各ティース４４を均等に励磁することができ、ブラシ付き直流モータ３０の電機子４０の回転ムラ、振動及び異音の発生をより確実に低減することができる。
【００４５】
尚、前記実施形態の各実施例によれば、４極、４ブラシ、２２セグメントで５個のティースの間隔毎に電機子巻線を巻き付けられたブラシ付き直流モータ（直流電動機）について説明したが、１８個或いは２６個のセグメントで４個或いは６個のティースの間隔毎に電機子巻線を巻き付けるブラシ付き直流モータに、上記実施例１，２を適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、以上のように構成されているので、電機子鉄心の１８０°相対向する各ティースに巻かれた各電機子コイルに同時かつ同一量の電流を流して該１８０°相対向する各ティースを均等に励磁することができ、回転ムラ、振動及び異音の発生をより確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例のブラシ付き直流モータを示す側面図である。
【図２】上記直流モータに用いられる電機子の電機子鉄心のスロットとティース及びセグメントの関係を示す説明図である。
【図３】本発明による電機子の実施例１における巻線を示す模式図であり、（ａ）は同電機子の電機子鉄心への第１の電機子コイルの巻線工程を示す図、（ｂ）は同電機子鉄心への第２の電機子コイルの巻線工程を示す図である。
【図４】本発明による電機子の実施例２における巻線を示す模式図であり、（ａ）は同電機子の電機子鉄心への第１の電機子コイルの巻線工程を示す図、（ｂ）は同電機子鉄心への第２の電機子コイルの巻線工程を示す図である。
【図５】従来の電機子への巻線を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
３０  ブラシ付き直流モータ（直流電動機）
３１  ヨーク
３２  マグネット（磁極）
３３  ブラシ
４０  電機子
４１  シャフト
４１ａ  一端部
４２  電機子鉄心
４３  スロット
４４  ティース
４５  電機子巻線
４６  第１の電機子コイル
４７  第２の電機子コイル
４８  整流子
４９  セグメント（整流子片）
Ｈ  垂線
【図１】
2004289992.tif 000003
【図２】
2004289992.tif 000004
【図３】
2004289992.tif 000005
【図４】
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【図５】
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