JPH0130379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電動機や直流発電機の直流回転機
における回転子に関するもので、特に回転子にお
けるコイルエンド部の盛り上がりを抑制したコイ
ルの巻着態様に関するものである。

近年、直流回転機はその用途が多様化すると共
に設置性の向上が強く要望されてきており、回転
機装置の小型軽量化は不可避の課題となつた。特
に前輸駆動方式の自動車に使用されるラジエータ
フアン駆動モータ等は、各種部品が密集する設置
スペースに余裕がないエンジンルームに設置され
る為外形の小型扁平化が強く望まれている。

通常の直流回転機は、大略第１図に示される如
くハウジングＨ、このハウジングＨの内側面に固
着された固定子としての磁石Ｍ、中央部に配設さ
れた回転子Ｒ、及びブラシ装置Ｂで構成されてい
る。この様な直流回転機に於いて、ロータコアＲ
１の表面上に盛り上がつたコイルエンド部Ｒ２
は、形成された磁界を切らないので出力に関係が
なく、かつ第１図に示される如くその盛り上がり
高さ、は回転機の軸方向長さで相当の割合を
占めている。故にこのコイルエンド部Ｒ２の高さ
を縮めることが、回転機の小型扁平化に有利であ
ることが解る。

従来の直流回転機の回転子でのコイル形成方法
は、第２図に示される如く、ロータコア１の周辺
部全周に１段に均等に形成された多数の巻線溝２
から固定子の磁極の間隔に対応する間隔を確保し
て選択された２個の巻線溝に、導線３′を挿通さ
せて導線３′ロータコア１に巻着させコイル３を
形成する。上記操作を２個の巻線溝２の間隔を変
えずに巻着する巻線溝２を１個ずつずらせて組合
せを変えて繰り返し行ない、回転子Ｒの全体の多
数のコイル３が完成されている。従つて、１通り
巻着が完了して形成されたコイル３の上に違つた
組合せの巻線溝２に巻着された別の数個、本例に
おいては３個、のコイル３が順次重なつて形成さ
れ、その結果第１図で示される如くコイルエンド
部Ｒ２が巻太りを起して降起する。そして前述し
た如く、この隆起したコイルエンド部Ｒ２が、前
流回転機の軸方向長さを短縮する上で障害となつ
ていた。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであつ
て、コイルエンド部の巻太りによる隆起が抑制さ
れて直流回転機の外形の小型化に都合の良い直流
回転機の回転子を提供することを目的とする。本
発明における直流回転機の回転子の特徴とすると
ころは、多数の巻線溝が形成されたロータコア
と、多数のセグメントから構成されたコミユテー
タと、多数の前記巻線溝の内選択的に組合せられ
た巻線溝の対に導線を巻着させると共に前記コミ
ユテータのセグメントへ前記導線を接続して形成
される多数のコイルを有する直流回転機の回転子
において、前記ロータコアは深さの異なる少なく
とも２段に形成された多段の巻線溝を有し、多数
の前記コイルは前記段毎に選択的に組合せられた
巻線溝に導線を巻着して形成されると共に前記コ
ミユテータの夫々のセグメントにおいて互に同じ
段の巻線溝に巻着された前記コイルが接続され構
成されている点である。

次に、本発明の具体的な実施の態様を添付の図
面に基き説明する。第３図は本発明によるコイル
を２段に分散させて形成した直流回転機の回転子
の平面図である。第３図において、回転軸５に軸
着されている外形が大略円板状のロータコア１
は、第４図に示される如きロータコア片１′を適
数枚積層して形成されている。このロータコア片
１′には、第４図に示される如く、ロータコア片
１′の端面を結ぶ円周から溝の底部までの深さ
がより深い13個の第１巻線溝２ａとこの深さが第
１巻線溝より浅い13個の第２巻線溝２ｂの２段に
形成された総計26個の巻線溝２が、円板状のロー
タコア片の全周辺部に均等の刻設されている。こ
の２種類の巻線溝２の形状は、共に入口が狭く奥
に広い巻線を施すのに都合の良い形状であれば良
く、本実施例の形状に限定されるものではない。
ロータコア片１′の中央には回転軸５が挿通され
る中心孔１ａが穿設されている。かくの如き形状
をしたロータコア片′から構成されるロータコア
１が回転軸５に軸着され、これに近接してコミユ
テータ４が並列的に回転軸５に軸着されている。
このコミユテータ４は円柱状をしており、この全
周側面には、ロータコア１に形成された前記巻線
溝２と同数のセグメント４ａが均等に固着されて
いる。夫々のセグメント４ａには導線３′を係止
する為のライザ部が設けられている。

而して、ロータコア１に２段に形成された26個
の巻線溝２の各段毎に、固定子側の磁極間隔に対
応して一定の間隔を保つた巻線が施されて、第３
図に示される如き第２段に分散されたコイル３が
形成されている。又、コイル３はセグメント４ａ
のライザ部４ｂにおいて互いに同じ段の巻線溝に
巻着されたコイル３と接続されている。この場
合、各段毎にその段の巻線溝１個置きの間隔で13
通りのコイル３が形成され、総計26通りのコイル
３が２段に分散されて形成されている為、２通り
のコイル３が２重に重なるのが限度で、これ以上
重なる箇所は存在しない。従つて４重に重なる従
来技術の場合に比して、第１図に示される如き巻
き太りによるコイルエンド部Ｒ２の隆起が著しく
抑制されている。

次に、本実施例の直流回転機用回転子の製造方
法について説明する。まず前述したロータコア片
１′を適数枚積層して２段の巻線溝２を有するロ
ータコア１を形成する。そして、このロータコア
１とコミユテータ４を回転軸５に圧入外挿し、互
いに並列的に近接した状態で回転軸５に軸着す
る。

而して、次に２段に分散したコイル３を形成す
る。以下その巻線方法を第５図の回転子の模式的
展開図により詳細に説明する。第５図において、
１ｂはロータコアの周辺部で26個の巻線溝を形成
する為に分岐させた夫々の枝部を表わす。夫々の
枝部１ｂには時計方向に順に番号を付して区別し
てある。この枝部１ｂも総計26本形成されてい
る。４ａはコミユテータ４の側面全周に配設され
ているセグメントを表わしており、同様に時計回
り方向に順に番号を付して区別してある。４ｂは
夫々のセグメントに設けられているライザ部であ
る。ここで、深い第１巻線溝２ａは第４図に示さ
れる如く、偶数番の枝部１ｂから寄数番の枝部１
ｂに至る間で形成されている。逆に浅い第２巻線
溝２ｂは奇数番の枝部１ｂから偶数番の枝部１ｂ
に至る間で形成されている。深い第１巻線溝は
ａ、浅い第２巻線溝はｂで示して区別する。個々
の巻線溝２は同様に時計方向に１括して順に番号
を付して区別する。従つて枝部(1)と枝部(2)の間の
第２巻線溝は溝ｂ１、枝部(2)と枝部(3)の間の第１
巻線溝は溝ａ２となる。又、第１巻線溝２ａに形
成されるコイルの経路は破線で示し、第２巻線溝
２ｂに形成されるコイルの経路は実線で示した。

まず連続した１本の導線３′の先端をセグメン
ト４′のライザ部に係止して深い第１巻線溝２ａ
の方から巻線を開始する。セグメント４′から、
溝ａ６を経、溝ａ８を置いて、溝ａ１０へ至りセ
グメント１２′に帰る経路に１通りのコイル３を
形成する。この間溝ａ６と溝ａ１０の間で数回巻
着操作をくり返してセグメント１２′に帰る。次
にセグメント１２′に導線３′を係止した後、溝ａ
１２を置いて溝ａ１４に至り、さらに溝ａ１６を
置いて溝１８に至る。この溝ａ１４と溝ａ１８の
間で、前回と同様に所定回数巻着した後セグメン
ト２０′に帰る。以上の如き経路に従つてコイル
３を形成する操作を、ロータコア１の周りを同方
向に数回、本例においては４回、廻りつつ連続す
る導線３′が始点のセグメント４′に帰るまで繰り
返すと、13通りのコイル13個の第１巻線溝２ａに
均等に巻着されて形成される。このように１通り
のコイルを形成した後前順のセグメントに戻らず
設定された一定間隔を保ちながら後順に進んでコ
イルを順次形成して行く巻線方法が、所謂波巻方
法であるこの第１巻線溝２ａに波巻方法により巻
線を完了した時点では、偶数番のセグメントのラ
イザ部にのみ導線が係止されて１個の閉じた回路
が完成されている。次に、浅い方の第２巻線溝２
ｂに、新たな１本の連続した導線を用いて、前記
第１巻線溝２ａに巻線を施した方法と同様の波巻
方法で巻線を施す。使用されていない半数の奇数
番のセグメントと奇数番の第２巻線溝とを用い
て、前回同様13通りのコイルが同間隔で均等に形
成され、同時に１個の閉じた回路が構成される。
一般に、本例の如く全体のコイルの中に複数の回
路を含む巻線方法を多重巻と言い、その回路数を
多重度と呼んでいる。

以上述べた如き手順により巻線を施しコイル形
成を行うと、第３図に示される如く、各段におい
て夫々の異なる組合せの巻線溝の対に形成された
総計26通りのコイル３は２段に分散され、互いに
２通りのコイルが２重に重なるのが限度となり、
巻き太り現象が解消されコイルエンドの隆起が抑
制される。この後、導線を係止した夫々のライザ
部をヒユージング等により電気的に接続させて、
直流回転機の回転子を完成する。かくの如くして
製造された回転子には、２段の巻線溝に各段にお
いて独立した２個の回路が形成されており、２重
波巻の巻線が施されたことになる。そして、この
ような２重波巻の巻線が施された回転子に対して
は、第５図に示される如く、セグメント４ａと摺
接する方向の幅がセグメント４ａのその方向の幅
の約２倍の摺接面を有する１対のブラシ６が配設
されており、常時双方の回路が導通されることに
なる。尚、ライザ部４ｂを形成する代わりに、適
切な治具等を用いて導線３′を各セグメント４ａ
の表面に止着させる方法としても良い。

以上詳述した如く、本発明によれば、多段にコ
イル分散して形成することにより、コイルエンド
の隆起の小さな直流回転機の回転子を得ることが
できる。従つてこの回転子を使用することによ
り、直流回転機の軸方向の長さが短縮でき、外形
の小型扁平化が可能となる。又、直流回転機の内
部スペースに余裕ができ、他部品特にブラシ等を
長くできる為長寿命の直流回転機が得られる。さ
らに出力に無関係なコイルエンド部の導線の絶対
長さは、深い巻線溝にコイルエンドを形成するこ
とにより短くなるので、その分重量が軽減されコ
ストも低下できる。尚、本発明は上記の特定の実
施例に限定されるべきものでなく種々の変形が可
能であることは勿論である。例えば、導線は複数
本束ねたものを用いても良く、各段における独立
した回路を形成するコイル巻線方法は重巻であつ
ても回帰重巻或は回帰波巻でも良い。又、巻線溝
の段数はロータコアの大きさから許容される範囲
内で多段に形成しても良く、段数をｓ、多重度を
ｍとした時、 ｍ≧ks（ｋは自然数、ｍ、ｓは２以上の自然
数） の関係が成り立てば良い。但し、ｍ＝ksであれ
ば各段における巻線方法を同様にすることができ
るので、設備及び工数的に有利となる。尚ここ
で、回帰巻線の回帰度は多重度に等しいとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流回転機の模式的断面図、第
２図は従来の直流回転機の回転子の平面図、第３
図は本発明による直流回転機の回転子の１実施例
を示す平面図、第４図は前記１実施例に使用され
るロータコア片の平面図、第５図は前記１実施例
の巻線方法を示す回転子の模式的展開図である。 （符号の説明）、１：ロータコア、２，２ａ，
２ｂ：巻線溝、３：コイル、４：コミユテータ、
４ａ：セグメント、４ｂ：ライザ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の巻線溝が形成されたロータコアと、多
   数のセグメントから構成されたコミユテータと、
   多数の前記巻線溝の内選択的に組合せられた巻線
   溝の対に導線を巻着させると共に前記コミユテー
   タのセグメントへ前記導線を接続して形成される
   多数のコイルを有する直流回転機の回転子におい
   て、前記ロータコアは深さの異なる少なくとも２
   段に形成された多段の巻線溝を有し、多数の前記
   コイルは前記段毎に選択的に組合せられた巻線溝
   に導線を巻着して形成されると共に前記コミユテ
   ータの夫々のセグメントにおいて互に同じ段の巻
   線溝に巻着された前記コイルが接続され構成され
   ていることを特徴とする直流回転機の回転子。