JP6834520B2 - Manufacturing method of rotary electric machine and rotary armature - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機、回転電機子の製造方法に関する。 The present invention, rotary electric machine, a method of manufacturing a rotating armature.
下記特許文献１には、複数のティースを等角度間隔に有する電機子コアと、電機子コアと同軸上に配置され、周方向に配列された複数のセグメントを有する整流子と、それぞれ複数のティースのうち複数本のティースに跨って巻線が複数回巻回されると共に、電機子コアの周方向に隣り合う同士で一部重なる重ね巻とされた複数のコイル部と、を備えた回転電機子が開示されている。 In Patent Document 1 below, an armature core having a plurality of teeth at equal angular intervals, a commutator having a plurality of segments arranged coaxially with the armature core and arranged in the circumferential direction, and a plurality of teeth each. A rotary electric machine provided with a plurality of coil portions in which a winding is wound a plurality of times over a plurality of teeth and the armature core is partially overlapped with each other adjacent to each other in the circumferential direction. The child is disclosed.
ところで、上記のように、複数本のティースに跨って巻線が複数回巻回されることで複数のコイルが形成される回転電機子では、当該回転電機子を含んで構成された回転電機の作動中に巻線を流れる循環電流の電流値を低減できることが望ましい。 By the way, as described above, in the rotary armature in which a plurality of coils are formed by winding the windings a plurality of times across a plurality of teeth, the rotary armature including the rotary armature is used. It is desirable to be able to reduce the current value of the circulating current flowing through the winding during operation.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、巻線を流れる循環電流の電流値を低減できる回転電機、及び、回転電機子の製造方法を提供することにある。 The present invention was made in view of the above problems, rotary electric machine can reduce the current value of the circulating current flowing in the winding, and to provide a manufacturing method of the rotary armature ..
請求項１に記載の回転電機は、複数のティースを等角度間隔に有する電機子コアと、
前記電機子コアと同軸上に配置され、周方向に配列された複数のセグメントを有する整流子と、それぞれ前記複数のティースのうち複数本のティースに跨って複数回巻回されると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同士で一部重なる重ね巻とされた複数のコイル部と、を備え、前記電機子コアの周囲に設けられた複数の磁極の数をｍ、自然数をｎとした場合に、前記複数のティース間のスロットの数は、ｍ×ｎであり、前記複数のコイル部の各々が跨ぐティースの本数は、同じであり、前記複数のコイル部を形成する複数の巻線の各々には、前記複数のコイル部のうち前記電機子コアの周方向に等間隔で配置され直列に接続された複数個のコイル部が形成され、前記複数個のコイル部を有する各前記巻線は、前記複数のセグメントのうち一のセグメントと、該一のセグメントと同位相となる他のセグメントとに結線され、各前記複数本のティースには、前記コイル部が前記電機子コアの径方向に複数層巻回され、複数層の前記コイル部のうち少なくとも一の層のコイル部は、他の層のコイル部とターン数が異なっていると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同じ層のコイル部とターン数が異なっている回転電機子と、前記電機子コアの周囲に設けられた複数の磁極と、前記複数のセグメントと摺接される正極のブラシ及び負極のブラシと、を備え、前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さく設定されている。
Rotary electric machine according to claim 1, an armature core having a plurality of teeth at equal angular intervals,
A rectifier having a plurality of segments arranged coaxially with the armature core and arranged in the circumferential direction, and each of the plurality of teeth are wound a plurality of times over a plurality of teeth and the electric machine. It is provided with a plurality of coil portions that are partially overlapped with each other adjacent to each other in the circumferential direction of the child core, and the number of a plurality of magnetic poles provided around the armature core is m and the natural number is n. In this case, the number of slots between the plurality of teeth is m × n, the number of teeth straddled by each of the plurality of coil portions is the same, and the plurality of windings forming the plurality of coil portions are formed. Of the plurality of coil portions, a plurality of coil portions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the armature core and connected in series are formed in each of the plurality of coil portions, and each of the windings having the plurality of coil portions. The wire is connected to one segment of the plurality of segments and another segment having the same phase as the one segment, and in each of the plurality of teeth, the coil portion has the diameter of the armature core. A plurality of layers are wound in the direction, and the coil portion of at least one layer of the coil portions of the plurality of layers has a different number of turns from the coil portions of the other layers and is adjacent to each other in the circumferential direction of the armature core. A rotating armature having a coil portion of the same layer and a different number of turns, a plurality of magnetic poles provided around the armature core, and a positive electrode brush and a negative electrode brush that are in sliding contact with the plurality of segments. The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the rotating armature is set so that the number of turns of the coil portion of the same layer is the same as the number of turns. It is set smaller than the difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the rotating armature.
請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載の回転電機において、前記複数のコイル部は、３で割り切れるターン数の前記コイル部と、３で割り切れないターン数の前記コイル部と、を含んで構成され、前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さくなるように、３で割り切れないターン数の前記コイル部の位置が設定されている。 The rotary electric machine according to claim 2 is the rotary electric machine according to claim 1 , wherein the plurality of coil portions include the coil portion having a number of turns divisible by 3 and the coil portion having a number of turns not divisible by 3. The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the rotating armature is such that the number of turns of the coil portion of the same layer is the same as the number of turns. The coil portion having a number of turns not divisible by 3 so as to be smaller than the difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase of rotation of the rotating armature set to. The position is set.
請求項３に記載の回転電機子の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載された回転電機の回転電機子の製造方法であって、前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さくなるように、前記複数のコイル部の各々が跨ぐ前記ティースの本数を同じとして、前記複数のコイル部を形成する複数の巻線の各々に、前記複数のコイル部のうち前記電機子コアの周方向に等間隔で配置され直列に接続された複数個のコイル部を形成すると共に、前記複数個のコイル部を有する各前記巻線を、前記複数のセグメントのうち一のセグメントと、該一のセグメントと同位相となる他のセグメントとに結線し、各前記複数本のティースに、前記コイル部を複数層巻回すると共に、複数層の前記コイル部のうち少なくとも一の層のコイル部を、他の層のコイル部とターン数を異ならせると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同じ層のコイル部とターン数を異ならせることを含む。 The method for manufacturing a rotating arm according to claim 3 is the method for manufacturing a rotating arm for a rotating arm according to claim 1 or 2, wherein the rotating arm is in each phase during rotation. The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush is that the number of turns of the coil portion of the same layer is set to the same number of turns as each other. the negative electrode of so small compared with the difference between the combined resistance between the brushes, as the same the number of said teeth, each of the plurality of coil portions straddling a plurality of windings forming a plurality of coil portions and Each of the plurality of coil portions is formed with a plurality of coil portions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the armature core and connected in series, and each of the windings having the plurality of coil portions. The wire is connected to one segment of the plurality of segments and another segment having the same phase as the one segment, and the coil portion is wound in a plurality of layers around each of the plurality of teeth. The coil portion of at least one layer of the coil portions of the plurality of layers has a different number of turns from the coil portions of the other layers, and the coil portions of the same layer adjacent to each other in the circumferential direction of the armature core have the same number of turns. Including making different.
以上の本発明の回転電機、及び、回転電機子の製造方法によれば、巻線を流れる循環電流の電流値を低減できる。 More rotating electrical machine of the invention, and, according to the manufacturing method of the rotary armature, it can reduce the current value of the circulating current through the winding.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
図１では、本実施形態の回転電機Ｍの構成要素が直線状に並べられて示されている。この図１に示されるように、本実施形態の回転電機Ｍは、電機子コア１２と、整流子１４と、複数の巻線１６と、複数の磁極１８と、複数のブラシ２０とを備える。電機子コア１２、整流子１４、及び、複数の巻線１６は、回転電機子１０を構成している。複数の磁極１８は、電機子コア１２の周囲に設けられている。 In FIG. 1, the components of the rotary electric machine M of the present embodiment are shown arranged in a straight line. As shown in FIG. 1, the rotary electric machine M of the present embodiment includes an armature core 12, a commutator 14, a plurality of windings 16, a plurality of magnetic poles 18, and a plurality of brushes 20. The armature core 12, the commutator 14, and the plurality of windings 16 constitute the rotating armature 10. The plurality of magnetic poles 18 are provided around the armature core 12.
電機子コア１２は、複数のティース２２を有する。この複数のティース２２は、図２に示されるように、電機子コア１２の軸芯部を中心にして放射状に形成されており、等角度間隔で並んでいる。整流子１４は、シャフト２３に電機子コア１２と共に固定されており、電機子コア１２と同軸上に配置されている。この整流子１４は、周方向に配列された複数のセグメント２４を有する。複数の巻線１６の構成については、後述する巻線方法（回転電機子の製造方法）と併せて説明する。 The armature core 12 has a plurality of teeth 22. As shown in FIG. 2, the plurality of teeth 22 are formed radially around the shaft core portion of the armature core 12, and are arranged at equal angular intervals. The commutator 14 is fixed to the shaft 23 together with the armature core 12, and is arranged coaxially with the armature core 12. The commutator 14 has a plurality of segments 24 arranged in the circumferential direction. The configuration of the plurality of windings 16 will be described together with the winding method (method of manufacturing a rotating armature) described later.
図１に示される本実施形態の回転電機Ｍは、一例として、６極１８スロットとされており、磁極１８は６極、ティース２２は１８本設けられている。各ティース２２間は、スロットとされている。複数の磁極１８は、「Ｓ極」又は「Ｎ極」であり、「Ｓ極」、「Ｎ極」は、周方向に交互に配列されている。セグメント２４は、ティース２２と同数の１８個設けられており、複数のブラシ２０は、磁極１８と同数の６個設けられている。複数のセグメント２４には、複数のブラシ２０が摺接される。複数のブラシ２０は、正極のブラシと負極のブラシに分類される。複数のブラシ２０、及び、複数のセグメント２４は、組付誤差及び製造誤差の範囲内においてそれぞれ均等な間隔で配置されている。 As an example, the rotary electric machine M of the present embodiment shown in FIG. 1 has 6 poles and 18 slots, has 6 poles of 18 poles, and 18 teeth 22. Each tooth 22 is a slot. The plurality of magnetic poles 18 are "S poles" or "N poles", and the "S poles" and "N poles" are arranged alternately in the circumferential direction. Eighteen segments 24 are provided in the same number as the teeth 22, and six brushes 20 are provided in the same number as the magnetic poles 18. A plurality of brushes 20 are slidably contacted with the plurality of segments 24. The plurality of brushes 20 are classified into a positive electrode brush and a negative electrode brush. The plurality of brushes 20 and the plurality of segments 24 are arranged at equal intervals within the range of assembly error and manufacturing error.
図１、図２において、複数のティース２２、及び、複数のセグメント２４には、識別番号「１」〜「１８」がそれぞれ付されている。以下、図１、図２を用いた説明において、複数のティース２２、及び、複数のセグメント２４の各々を識別する場合には、図面に記された識別番号「１」〜「１８」を用いる。 In FIGS. 1 and 2, the plurality of teeth 22 and the plurality of segments 24 are assigned identification numbers "1" to "18", respectively. Hereinafter, in the description using FIGS. 1 and 2, when identifying each of the plurality of teeth 22 and the plurality of segments 24, the identification numbers “1” to “18” described in the drawings are used.
次に、本実施形態の回転電機の製造方法について説明する。 Next, a method of manufacturing the rotary electric machine of the present embodiment will be described.
本実施形態の回転電機Ｍの製造方法において、巻線１６の巻回には、ダブルフライヤが用いられる。図１には、ダブルフライヤを用いた場合の一方側のダイヤグラムが示されている。また、図１は、ダブルフライヤの一方側において巻線１６の巻回をセグメント「１」から開始するダイヤグラムである。ダブルフライヤの他方側において巻線の巻回はセグメント「１０」（１８０°対向する位置）から開始される。 In the method for manufacturing the rotary electric machine M of the present embodiment, a double flyer is used for winding the winding 16. FIG. 1 shows a diagram on one side when a double flyer is used. Further, FIG. 1 is a diagram in which the winding of the winding 16 is started from the segment “1” on one side of the double flyer. On the other side of the double flyer, winding of the winding starts at segment "10" (180 ° opposite position).
先ず、図１に示されるように、巻線１６の一端をセグメント「１」に結線し、この巻線１６を３本のティース「１８、１、２」に跨って複数回巻回し、１番目のコイル部２６を形成する。その後、巻線１６の他端をセグメントに結線せず、３本のティース「６、７、８」に跨って複数回巻回し、２番目のコイル部２６を形成する。また同様に、巻線１６の他端をセグメントに結線せず、３本のティース「１２、１３、１４」に跨って複数回巻回し、３番目のコイル部２６を形成する。このように、本実施形態では、１本の巻線１６に直列に接続された３個のコイル部２６が形成される。そして、セグメント「２」と同位相となるセグメント「１４」に巻線１６の他端を結線する。 First, as shown in FIG. 1, one end of the winding 16 is connected to the segment "1", and the winding 16 is wound a plurality of times across three teeth "18, 1, 2", and the first The coil portion 26 of the above is formed. After that, the other end of the winding 16 is not connected to the segment, but is wound a plurality of times over the three teeth "6, 7, 8" to form the second coil portion 26. Similarly, the other end of the winding 16 is not connected to the segment, but is wound a plurality of times across the three teeth "12, 13, 14" to form the third coil portion 26. As described above, in the present embodiment, the three coil portions 26 connected in series with one winding 16 are formed. Then, the other end of the winding 16 is connected to the segment "14" having the same phase as the segment "2".
続いて、上述の１番目の巻線１６の他端が結線されたセグメント１４を開始点として、次の巻線を上記１番目の巻線１６と同様の要領で巻回する。ダブルフライヤを用いる場合には、以上の作業を９回繰り返して行う。図１には、上記要領で上述の１番目の巻線から３番目の巻線が巻回された状態が示されている。また、図２には、直列に接続された３個のコイル部２６を有する１番目の巻線１６が巻回された状態が示されている。 Subsequently, the next winding is wound in the same manner as the first winding 16 with the segment 14 to which the other end of the first winding 16 is connected as a starting point. When using a double flyer, the above work is repeated 9 times. FIG. 1 shows a state in which the first to third windings are wound in the same manner as described above. Further, FIG. 2 shows a state in which the first winding 16 having three coil portions 26 connected in series is wound.
また、図３〜図５には、ダブルフライヤを用い、上記要領で１８本の巻線が順に巻回される様子が示されている。図３〜図５において、濃い色で表示されたコイル部２６は、ダブルフライヤの一方側で形成されたものであり、薄い色で表示されたコイル部２６は、ダブルフライヤの他方側で形成されたものである。以下、図３〜図５を用いた説明において、複数のティース２２、及び、複数のセグメント２４の各々を識別する場合には、図面に記された識別番号「１」〜「１８」を用いる。 Further, FIGS. 3 to 5 show how 18 windings are wound in order in the same manner as described above using a double flyer. In FIGS. 3 to 5, the coil portion 26 displayed in dark color is formed on one side of the double flyer, and the coil portion 26 displayed in light color is formed on the other side of the double flyer. It is a thing. Hereinafter, in the description using FIGS. 3 to 5, when identifying each of the plurality of teeth 22 and the plurality of segments 24, the identification numbers “1” to “18” described in the drawings are used.
図３（Ａ）には１セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１８、１、２」に跨るコイル部２６、ティース「６、７、８」に跨るコイル部２６、ティース「１２、１３、１４」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「９、１０、１１」に跨るコイル部２６、ティース「１５、１６、１７」に跨るコイル部２６、ティース「３、４、５」に跨るコイル部２６が形成される。 FIG. 3 (A) shows the first set. On one side of the double flyer, as three coil portions connected in series, the coil portion 26 straddling the teeth "18, 1, 2" and the teeth. A coil portion 26 straddling "6, 7, 8" and a coil portion 26 straddling the teeth "12, 13, 14" are formed, and on the other side of the double flyer, the teeth are formed as three coil portions connected in series. A coil portion 26 straddling "9, 10, 11", a coil portion 26 straddling the teeth "15, 16, 17", and a coil portion 26 straddling the teeth "3, 4, 5" are formed.
また、図３（Ｂ）には２セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１３、１４、１５」に跨るコイル部２６、ティース「１、２、３」に跨るコイル部２６、ティース「７、８、９」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「４、５、６」に跨るコイル部２６、ティース「１０、１１、１２」に跨るコイル部２６、ティース「１６、１７、１８」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 3B shows the second set, and on one side of the double flyer, the coil portions 26 straddling the teeth “13, 14, 15” as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "1, 2, 3" and a coil portion 26 straddling the teeth "7, 8, 9" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "4, 5, 6", the coil portion 26 straddling the teeth "10, 11, 12", and the coil portion 26 straddling the teeth "16, 17, 18" are formed.
また、図３（Ｃ）には３セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「８、９、１０」に跨るコイル部２６、ティース「１４、１５、１６」に跨るコイル部２６、ティース「２、３、４」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１７、１８、１」に跨るコイル部２６、ティース「５、６、７」に跨るコイル部２６、ティース「１１、１２、１３」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 3C shows a third set, and on one side of the double flyer, the coil portion 26 straddling the teeth “8, 9, 10” is used as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "14, 15, 16" and a coil portion 26 straddling the teeth "2, 3, 4" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "17, 18, 1", the coil portion 26 straddling the teeth "5, 6, 7", and the coil portion 26 straddling the teeth "11, 12, 13" are formed.
また、図４（Ａ）には４セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「３、４、５」に跨るコイル部２６、ティース「９、１０、１１」に跨るコイル部２６、ティース「１５、１６、１７」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１２、１３、１４」に跨るコイル部２６、ティース「１８、１、２」に跨るコイル部２６、ティース「６、７、８」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 4 (A) shows the fourth set, and on one side of the double flyer, the coil portions 26 straddling the teeth “3, 4, 5” as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "9, 10, 11" and a coil portion 26 straddling the teeth "15, 16, 17" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "12, 13, 14", the coil portion 26 straddling the teeth "18, 1, 2", and the coil portion 26 straddling the teeth "6, 7, 8" are formed.
また、図４（Ｂ）には５セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１６、１７、１８」に跨るコイル部２６、ティース「４、５、６」に跨るコイル部２６、ティース「１０、１１、１２」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「７、８、９」に跨るコイル部２６、ティース「１３、１４、１５」に跨るコイル部２６、ティース「１、２、３」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 4B shows the fifth set, and on one side of the double flyer, the coil portions 26 straddling the teeth “16, 17, 18” are formed as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "4, 5, 6" and a coil portion 26 straddling the teeth "10, 11, 12" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "7, 8, 9", the coil portion 26 straddling the teeth "13, 14, 15", and the coil portion 26 straddling the teeth "1, 2, 3" are formed.
また、図４（Ｃ）には６セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１１、１２、１３」に跨るコイル部２６、ティース「１７、１８、１」に跨るコイル部２６、ティース「５、６、７」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「２、３、４」に跨るコイル部２６、ティース「８、９、１０」に跨るコイル部２６、ティース「１４、１５、１６」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 4C shows the sixth set, and on one side of the double flyer, the coil portion 26 straddling the teeth “11, 12, 13” as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "17, 18, 1" and a coil portion 26 straddling the teeth "5, 6, 7" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "2, 3, 4", the coil portion 26 straddling the teeth "8, 9, 10", and the coil portion 26 straddling the teeth "14, 15, 16" are formed.
また、図５（Ａ）には７セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「６、７、８」に跨るコイル部２６、ティース「１２、１３、１４」に跨るコイル部２６、ティース「１８、１、２」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１５、１６、１７」に跨るコイル部２６、ティース「３、４、５」に跨るコイル部２６、ティース「９、１０、１１」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 5 (A) shows the seventh set, and on one side of the double flyer, the coil portion 26 straddling the teeth "6, 7, 8" as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "12, 13, 14" and a coil portion 26 straddling the teeth "18, 1, 2" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "15, 16, 17", the coil portion 26 straddling the teeth "3, 4, 5", and the coil portion 26 straddling the teeth "9, 10, 11" are formed.
また、図５（Ｂ）には８セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１、２、３」に跨るコイル部２６、ティース「７、８、９」に跨るコイル部２６、ティース「１３、１４、１５」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１０、１１、１２」に跨るコイル部２６、ティース「１６、１７、１８」に跨るコイル部２６、ティース「４、５、６」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 5B shows the eighth set, and on one side of the double flyer, the coil portions 26 straddling the teeth “1, 2, 3” are formed as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "7, 8, 9" and a coil portion 26 straddling the teeth "13, 14, 15" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "10, 11, 12", the coil portion 26 straddling the teeth "16, 17, 18", and the coil portion 26 straddling the teeth "4, 5, 6" are formed.
また、図５（Ｃ）には９セット目が示されており、ダブルフライヤの一方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「１４、１５、１６」に跨るコイル部２６、ティース「２、３、４」に跨るコイル部２６、ティース「８、９、１０」に跨るコイル部２６が形成され、ダブルフライヤの他方側では、直列に接続される３個のコイル部として、ティース「５、６、７」に跨るコイル部２６、ティース「１１、１２、１３」に跨るコイル部２６、ティース「１７、１８、１」に跨るコイル部２６が形成される。 Further, FIG. 5C shows the ninth set, and on one side of the double flyer, the coil portion 26 straddling the teeth “14, 15, 16” is used as three coil portions connected in series. , A coil portion 26 straddling the teeth "2, 3, 4" and a coil portion 26 straddling the teeth "8, 9, 10" are formed, and on the other side of the double flyer, as three coil portions connected in series. , The coil portion 26 straddling the teeth "5, 6, 7", the coil portion 26 straddling the teeth "11, 12, 13", and the coil portion 26 straddling the teeth "17, 18, 1" are formed.
以上のようにして製造された回転電機子では、それぞれ３本のティース２２に跨って複数回巻回された複数のコイル部２６が、電機子コア１２の周方向に隣り合う同士で一部重なる重ね巻とされる。この複数のコイル部２６の総数は、３個×２×９セット分＝５４個である（図５の（Ｃ）参照）。 In the rotating armature manufactured as described above, a plurality of coil portions 26, which are wound a plurality of times over three teeth 22 respectively, partially overlap each other adjacent to each other in the circumferential direction of the armature core 12. It is said to be a layered winding. The total number of the plurality of coil portions 26 is 3 × 2 × 9 sets = 54 (see (C) in FIG. 5).
また、図３〜図５に示されるように、複数のコイル部２６の各々が跨ぐティース２２の本数は、３本で同じとされ、複数のコイル部２６を形成する複数の巻線１６の各々には、電機子コア１２の周方向に等間隔で配置された３個のコイル部２６が形成される。さらに、図１に示されるように、複数の巻線１６の各々において、３個のコイル部２６は、直列に接続されており、且つ、この３個のコイル部２６を有する各巻線１６は、複数のセグメント２４のうち一のセグメント２４と、該一のセグメント２４と同位相となる他のセグメント２４とに結線される。 Further, as shown in FIGS. 3 to 5, the number of teeth 22 straddled by each of the plurality of coil portions 26 is the same for all three, and each of the plurality of windings 16 forming the plurality of coil portions 26 is formed. Is formed of three coil portions 26 arranged at equal intervals in the circumferential direction of the armature core 12. Further, as shown in FIG. 1, in each of the plurality of windings 16, the three coil portions 26 are connected in series, and each winding 16 having the three coil portions 26 has. One of the plurality of segments 24 is connected to one segment 24 and another segment 24 having the same phase as the one segment 24.
また、図１に示されるように、複数の巻線１６の各々において、複数個のコイル部２６を連結する連結線２８は、複数個のコイル部２６の巻回方向とは逆向きに配線されており（渡らせており）、連結線２８が最短距離で配線されている。つまり、コイル部２６の巻回方向は、矢印Ｐ方向であり、連結線２８の配線方向は、矢印Ｐ方向とは逆方向とされている。 Further, as shown in FIG. 1, in each of the plurality of windings 16, the connecting wire 28 connecting the plurality of coil portions 26 is wired in the direction opposite to the winding direction of the plurality of coil portions 26. The connecting wire 28 is wired at the shortest distance. That is, the winding direction of the coil portion 26 is the arrow P direction, and the wiring direction of the connecting wire 28 is opposite to the arrow P direction.
また、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示される１セット目から３セット目までに形成されたコイル部２６は、１層目を構成し、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示される４セット目から６セット目までに形成されたコイル部２６は、２層目を構成し、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示される７セット目から９セット目までに形成されたコイル部２６は、３層目を構成する。従って、各コイル部２６がそれぞれ巻回される各３本のティース２２（各ティース群）には、コイル部２６が複数層（本実施形態では３層）巻回される。 Further, the coil portions 26 formed from the first set to the third set shown in FIGS. 3A to 3C form the first layer, and are shown in FIGS. 4A to 4C. The coil portions 26 formed from the 4th set to the 6th set form the second layer, and the coil portions formed from the 7th set to the 9th set shown in FIGS. 5A to 5C. 26 constitutes the third layer. Therefore, the coil portions 26 are wound in a plurality of layers (three layers in the present embodiment) around each of the three teeth 22 (each tooth group) in which each coil portion 26 is wound.
この各層を構成する複数のコイル部２６は、第一の巻線１６（濃い色）に形成された複数の第一のコイル部２６と、第二の巻線１６（薄い色）に形成された複数の第二のコイル部２６とによって構成されており、第一のコイル部２６と第二のコイル部２６とは、電機子コア１２の周方向に交互に配置される。また、第一のコイル部２６の一方の端部（第二のコイル部２６側の端部）と第二のコイル部２６の他方の端部（第一のコイル部２６側の端部）とは、複数のティース２２間における同一のスロットに挿入される。 The plurality of coil portions 26 constituting each layer are formed in the plurality of first coil portions 26 formed in the first winding 16 (dark color) and in the second winding 16 (light color). It is composed of a plurality of second coil portions 26, and the first coil portion 26 and the second coil portion 26 are alternately arranged in the circumferential direction of the armature core 12. Further, one end of the first coil portion 26 (the end on the second coil portion 26 side) and the other end of the second coil portion 26 (the end on the first coil portion 26 side). Is inserted into the same slot among the plurality of teeth 22.
このように、本実施形態では、１本の巻線１６に直列に接続された３個のコイル部２６が形成されると共に、複数のコイル部２６が３層に巻回されるので、このような特徴的な巻き方を「３直列３層巻き」と称することができる。 As described above, in the present embodiment, the three coil portions 26 connected in series to one winding 16 are formed, and the plurality of coil portions 26 are wound in three layers. A characteristic winding method can be referred to as "three series three-layer winding".
図６には、本実施形態の回転電機子１０の配線図が示されている。図６において、識別番号「１」、「４」、「７」、「１０」、「１３」、「１６」が付されたセグメント２４は、図１、図２において、識別番号「１」、「４」、「７」、「１０」、「１３」、「１６」が付されたセグメント２４と同一のものである。 FIG. 6 shows a wiring diagram of the rotary armature 10 of the present embodiment. In FIG. 6, the segments 24 having the identification numbers “1”, “4”, “7”, “10”, “13”, and “16” are the identification numbers “1” in FIGS. 1 and 2. It is the same as the segment 24 with "4", "7", "10", "13", and "16".
また、図６において、複数のコイル部２６には、識別番号「１」〜「１８」が付されており、この識別番号「１」〜「１８」は、コイル部２６の中心に配置されたティース２２（コイル部２６が３跨ぎする中心のティース２２）の識別番号と一致している。また、複数のブラシ２０には、識別番号「１」〜「６」が付されている。識別番号「１」、「３」、「５」のブラシ２０は、正極のブラシであり、識別番号「２」、「４」、「６」のブラシ２０は、負極のブラシである。複数のセグメント２４のうち識別番号にアンダーバーが付されたセグメントは、負極のブラシ２０と接するセグメントを示している。また、複数のコイル部２６のうち識別番号にアンダーバーが付されたコイル部は、逆向きに電流が流れるコイル部（逆励磁のコイル部）を示している。 Further, in FIG. 6, the plurality of coil portions 26 are assigned identification numbers “1” to “18”, and the identification numbers “1” to “18” are arranged at the center of the coil portions 26. It matches the identification number of the teeth 22 (the central teeth 22 over which the coil portion 26 straddles three). Further, the plurality of brushes 20 are assigned identification numbers "1" to "6". The brushes 20 having the identification numbers "1", "3" and "5" are positive electrode brushes, and the brushes 20 having the identification numbers "2", "4" and "6" are negative electrode brushes. Of the plurality of segments 24, the segment with an underscore in the identification number indicates the segment in contact with the brush 20 of the negative electrode. Further, among the plurality of coil portions 26, the coil portion having an underscore attached to the identification number indicates the coil portion (reverse excitation coil portion) in which the current flows in the opposite direction.
以下、図６を用いた説明において、複数のセグメント２４、複数のコイル部２６、及び、複数のブラシ２０の各々を識別する場合には、図面に記された識別番号をそれぞれ用いる。 Hereinafter, in the description using FIG. 6, when each of the plurality of segments 24, the plurality of coil portions 26, and the plurality of brushes 20 is identified, the identification numbers shown in the drawings are used.
図６に示されるコイル群２６Ｒ−１は、上述のダブルフライヤの一方側（右フライヤ）で１セット目から３セット目までに巻回されたものであり、コイル部「１」、「７」、「１３」、「１４」、「２」、「８」、「９」、「１５」、「３」によって構成されている。また、コイル群２６Ｌ−１は、上述のダブルフライヤの他方側（左フライヤ）で１セット目から３セット目までに巻回されたものであり、コイル部「１０」、「１６」、「４」、「５」、「１１」、「１７」、「１８」、「６」、「１２」によって構成されている。このコイル群２６Ｒ−１及びコイル群２６Ｌ−１によって、１層目のコイル部２６が構成されている。 The coil group 26R-1 shown in FIG. 6 is wound from the first set to the third set on one side (right flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions “1” and “7”. , "13", "14", "2", "8", "9", "15", "3". Further, the coil group 26L-1 is wound from the first set to the third set on the other side (left flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions "10", "16", "4". , "5", "11", "17", "18", "6", "12". The coil group 26R-1 and the coil group 26L-1 constitute the first layer coil portion 26.
また、図６に示されるコイル群２６Ｒ−２は、上述のダブルフライヤの一方側（右フライヤ）で４セット目から６セット目までに巻回されたものであり、コイル部「４」、「１０」、「１６」、「１７」、「５」、「１１」、「１２」、「１８」、「６」によって構成されている。また、コイル群２６Ｌ−２は、上述のダブルフライヤの他方側（左フライヤ）で４セット目から６セット目までに巻回されたものであり、コイル部「１３」、「１」、「７」、「８」、「１４」、「２」、「３」、「９」、「１５」によって構成されている。このコイル群２６Ｒ−２及びコイル群２６Ｌ−２によって、２層目のコイル部２６が構成されている。 Further, the coil group 26R-2 shown in FIG. 6 is wound from the 4th set to the 6th set on one side (right flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions “4” and “ It is composed of "10", "16", "17", "5", "11", "12", "18", and "6". Further, the coil group 26L-2 is wound from the 4th set to the 6th set on the other side (left flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions "13", "1", "7". , "8", "14", "2", "3", "9", "15". The coil group 26R-2 and the coil group 26L-2 form a second layer coil portion 26.
また、図６に示されるコイル群２６Ｒ−３は、上述のダブルフライヤの一方側（右フライヤ）で７セット目から９セット目までに巻回されたものであり、コイル部「７」、「１３」、「１」、「２」、「８」、「１４」、「１５」、「３」、「９」によって構成されている。また、コイル群２６Ｌ−３は、上述のダブルフライヤの他方側（左フライヤ）で７セット目から９セット目までに巻回されたものであり、コイル部「１６」、「４」、「１０」、「１１」、「１７」、「５」、「６」、「１２」、「１８」によって構成されている。このコイル群２６Ｒ−３及びコイル群２６Ｌ−３によって、３層目のコイル部２６が構成されている。なお、本実施形態では、図７に示されるように、右フライヤ及び左フライヤによって同時に形成される（各セットで形成される）２つのコイル部２６のターン数は、同一の場合もあり、異なる場合もある。なお、図７に示された「１周目」は１層目を構成する１セット目、２層目を構成する４セット目、３層目を構成する７セット目に対応し、「２周目」は１層目を構成する２セット目、２層目を構成する５セット目、３層目を構成する８セット目に対応し、「３周目」は１層目を構成する３セット目、２層目を構成する６セット目、３層目を構成する９セット目に対応している。 Further, the coil group 26R-3 shown in FIG. 6 is wound from the 7th set to the 9th set on one side (right flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions "7" and " It is composed of "13", "1", "2", "8", "14", "15", "3", and "9". Further, the coil group 26L-3 is wound from the 7th set to the 9th set on the other side (left flyer) of the above-mentioned double flyer, and the coil portions "16", "4", "10". , "11", "17", "5", "6", "12", "18". The coil group 26R-3 and the coil group 26L-3 constitute a third layer coil portion 26. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the number of turns of the two coil portions 26 simultaneously formed by the right flyer and the left flyer (formed in each set) may be the same or different. In some cases. The "first lap" shown in FIG. 7 corresponds to the first set constituting the first layer, the fourth set constituting the second layer, and the seventh set constituting the third layer, and "second lap". The "eyes" correspond to the second set that constitutes the first layer, the fifth set that constitutes the second layer, and the eighth set that constitutes the third layer, and the "third lap" corresponds to the third set that constitutes the first layer. It corresponds to the 6th set that constitutes the 2nd layer and the 9th set that constitutes the 3rd layer.
詳述すると、図６に示されるように、コイル群２６Ｒ−１を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１」、「７」、「１３」のターン数が５ターンとされ、コイル部「１４」、「２」、「８」、「９」、「１５」、「３」のターン数が６ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−１を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１０」、「１６」、「４」、「５」、「１１」、「１７」のターン数が６ターンとされ、コイル部「１８」、「６」、「１２」のターン数が５ターンとされている。なお、図６において６ターンとされたコイル部２６には、符号６Ｔを付していると共に、５ターンとされたコイル部２６には、符号５Ｔを付している。 More specifically, as shown in FIG. 6, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-1, the number of turns of the coil portions “1”, “7”, and “13” is set to 5 turns. The number of turns of the coil portions "14", "2", "8", "9", "15", and "3" is 6 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-1, the number of turns of the coil portions "10", "16", "4", "5", "11", and "17" is 6 turns. The number of turns of the coil portions "18", "6", and "12" is set to 5 turns. The coil portion 26 having 6 turns in FIG. 6 is designated by a reference numeral 6T, and the coil portion 26 having 5 turns is designated by a reference numeral 5T.
また、コイル群２６Ｒ−２を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「４」、「１０」、「１６」のターン数は６ターンとされ、コイル部「１７」、「５」、「１１」のターン数は５ターンとされ、コイル部「１２」、「１８」、「６」のターン数が６ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−２を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１３」、「１」、「７」のターン数は６ターンとされ、コイル部「８」、「１４」、「２」のターン数は５ターンとされ、コイル部「３」、「９」、「１５」のターン数が６ターンとされている。 Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-2, the number of turns of the coil portions “4”, “10” and “16” is set to 6 turns, and the coil portions “17”, “5” and The number of turns of "11" is set to 5, and the number of turns of the coil portions "12", "18", and "6" is set to 6 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-2, the number of turns of the coil portions "13", "1", and "7" is set to 6, and the number of turns of the coil portions "8", "14", The number of turns of "2" is set to 5, and the number of turns of the coil portions "3", "9", and "15" is set to 6 turns.
さらに、コイル群２６Ｒ−３を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「７」、「１３」、「１」、「２」、「８」、「１４」のターン数が６ターンとされ、コイル部「１５」、「３」、「９」のターン数が５ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−３を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１６」、「４」、「１０」のターン数が５ターンとされ、コイル部「１１」、「１７」、「５」、「６」、「１２」、「１８」のターン数が６ターンとされている。 Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-3, the number of turns of the coil portions "7", "13", "1", "2", "8", and "14" is 6 turns. The number of turns of the coil portions "15", "3", and "9" is set to 5 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-3, the number of turns of the coil portions “16”, “4” and “10” is set to 5 turns, and the coil portions “11”, “17” and The number of turns of "5", "6", "12", and "18" is 6 turns.
以上説明したように、本実施形態の回転電機子１０では、電機子コア１２の径方向に隣り合う３つのコイル部２６（１層目から３層目のコイル部２６）のうちいずれか１つのコイル部２６のターン数が５ターンとなり、残り２つのコイル部２６のターン数が６ターンとなっている。また、ターン数が５ターンとされたコイル部２６に対して電機子コア１２の周方向一方側に配置されたコイル部２６及び周方向他方側に配置されたコイル部２６のターン数が６ターンとなっている。そして、本実施形態では、図８に示されるように、３本のティース２２に巻回された３つの層のコイル部２６の総ターン数（和）が１７ターンとなっている。 As described above, in the rotary armature 10 of the present embodiment, any one of the three coil portions 26 (coil portions 26 of the first to third layers) adjacent to each other in the radial direction of the armature core 12 The number of turns of the coil portion 26 is 5, and the number of turns of the remaining two coil portions 26 is 6. Further, the number of turns of the coil portion 26 arranged on one side in the circumferential direction and the coil portion 26 arranged on the other side in the circumferential direction of the armature core 12 is 6 turns with respect to the coil portion 26 having 5 turns. It has become. Then, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the total number of turns (sum) of the coil portions 26 of the three layers wound around the three teeth 22 is 17 turns.
なお、各々のコイル部２６のターン数は上記に限られない。各ティース群（本実施形態では各３本のティース）に巻回された複数層のコイル部２６の総ターン数（和）が回転電機全体で統一されていれば良い。また、電機子コア１２の径方向に隣り合う複数のコイル部２６の少なくともいずれか１つのコイル部２６のターン数を所定のターン数と異ならせると共に、当該所定のターン数と異なるターン数とされたコイル部２６に対して電機子コア１２の周方向一方側に配置されたコイル部２６及び周方向他方側に配置されたコイル部２６のターン数が所定のターン数となっていればよい。 The number of turns of each coil portion 26 is not limited to the above. It suffices that the total number of turns (sum) of the multi-layer coil portions 26 wound around each tooth group (three teeth in each of the present embodiments) is unified in the entire rotary electric machine. Further, the number of turns of at least one of the plurality of coil portions 26 adjacent to each other in the radial direction of the armature core 12 is made different from the predetermined number of turns, and the number of turns is different from the predetermined number of turns. The number of turns of the coil portion 26 arranged on one side of the armature core 12 in the circumferential direction and the number of turns of the coil portion 26 arranged on the other side in the circumferential direction with respect to the coil portion 26 may be a predetermined number.
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Action and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
先ず、本実施形態の作用及び効果を明確にするために、比較例について説明する。 First, in order to clarify the action and effect of the present embodiment, a comparative example will be described.
（比較例に係る回転電機子３０の構成及びその動作）
図９〜図１１には、比較例に係る回転電機子３０を説明するための図６〜図８にそれぞれ対応する図が示されている。図９に示されるように、比較例に係る回転電機子３０では、コイル群２６Ｒ−１、コイル群２６Ｌ−１、コイル群２６Ｒ−２及びコイル群２６Ｌ−２を構成する複数のコイル部２６のターン数が６ターンとされ、コイル群２６Ｒ−３及びコイル群２６Ｌ−３を構成する複数のコイル部２６のターン数が５ターンとされている。また、図１０に示されるように、この回転電機子３０では、右フライヤ及び左フライヤによって同時に形成される（各セットで形成される）２つのコイル部２６のターン数は同一である。さらに、図１１に示されるように、この回転電機子３０では、前述の本実施形態の回転電機子１０と同様に、３本のティース２２に巻回された３つの層のコイル部２６の総ターン数（和）が１７ターンとなっている。
(Configuration and operation of the rotary armature 30 according to the comparative example)
9 to 11 show diagrams corresponding to FIGS. 6 to 8 for explaining the rotary armature 30 according to the comparative example. As shown in FIG. 9, in the rotary armature 30 according to the comparative example, a plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-1, the coil group 26L-1, the coil group 26R-2, and the coil group 26L-2. The number of turns is 6 turns, and the number of turns of the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-3 and the coil group 26L-3 is 5 turns. Further, as shown in FIG. 10, in the rotary armature 30, the number of turns of the two coil portions 26 simultaneously formed by the right flyer and the left flyer (formed in each set) is the same. Further, as shown in FIG. 11, in the rotary armature 30, similarly to the rotary armature 10 of the present embodiment described above, the total number of coil portions 26 of the three layers wound around the three teeth 22 is total. The number of turns (sum) is 17 turns.
ここで、図１２Ａ〜図１５Ｂを用いて、以上説明した比較例に係る回転電機子３０の動作を説明する。図１２Ａ〜図１５Ｂには、各位相における、ブラシ２０とセグメント２４との接触状態、及び、コイル部２６の通電励磁状態が示されている。 図１２Ａ〜図１５Ｂにおいて、複数のセグメント２４、及び、複数のコイル部２６には、識別番号「１」〜「１８」がそれぞれ付されており、複数のブラシ２０には、識別番号「１」〜「６」が付されている。識別番号「１」、「３」、「５」のブラシ２０は、正極のブラシであり、識別番号「２」、「４」、「６」のブラシ２０は、負極のブラシである。複数のセグメント２４のうち識別番号にアンダーバーが付されたセグメントは、負極のブラシ２０と接するセグメントを示している。また、複数のコイル部２６のうち識別番号にアンダーバーが付されたコイル部は、逆向きに電流が流れるコイル部（逆励磁のコイル部）を示している。また、複数のブラシ２０の各々を識別する場合には、図面に記された識別番号「１」〜「６」を用いて説明する。同様に、複数のセグメント２４、及び、複数のコイル部２６の各々を識別する場合には、図面に記された識別番号「１」〜「１８」を用いて説明する。 Here, the operation of the rotary armature 30 according to the comparative example described above will be described with reference to FIGS. 12A to 15B. 12A to 15B show the contact state between the brush 20 and the segment 24 and the energization excitation state of the coil portion 26 in each phase. In FIGS. 12A to 15B, the plurality of segments 24 and the plurality of coil portions 26 are respectively assigned identification numbers "1" to "18", and the plurality of brushes 20 are assigned identification numbers "1". ~ "6" is attached. The brushes 20 having the identification numbers "1", "3" and "5" are positive electrode brushes, and the brushes 20 having the identification numbers "2", "4" and "6" are negative electrode brushes. Of the plurality of segments 24, the segment with an underscore in the identification number indicates the segment in contact with the brush 20 of the negative electrode. Further, among the plurality of coil portions 26, the coil portion having an underscore attached to the identification number indicates the coil portion (reverse excitation coil portion) in which the current flows in the opposite direction. Further, when identifying each of the plurality of brushes 20, the identification numbers "1" to "6" described in the drawings will be used for description. Similarly, when identifying each of the plurality of segments 24 and the plurality of coil portions 26, identification numbers "1" to "18" shown in the drawings will be used for description.
（位相：０°）
図１２Ａ、図１２Ｂの段階では、計６個のブラシ「１」〜「６」が、計１８個のセグメント「１」〜「１８」のうち向かい合う各１対のセグメントとそれぞれ接している。また、正極のブラシ「１」は、セグメント「１」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「７」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１３」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「４」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１０」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１６」と接している。なお、各々のコイル部２６のターン数が５ターンとされた３直列コイル部が、矩形状の枠で囲まれており、この枠で囲まれた部分を、５ターン３直列コイル部Ｚというものとする。ここで、図１２Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１、２列目Ｌ２、４列目Ｌ４及び５列目Ｌ５には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６は、５ターン３直列コイル部Ｚのみによって構成されている。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｂ０である。
(Phase: 0 °)
At the stage of FIGS. 12A and 12B, a total of 6 brushes "1" to "6" are in contact with each pair of opposing segments "1" to "18" of a total of 18 segments. Further, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "1", the positive electrode brush "3" is in contact with the segment "7", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "13". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "4", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "10", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "16". The three series coil portions in which the number of turns of each coil portion 26 is five are surrounded by a rectangular frame, and the portion surrounded by this frame is called a five turn three series coil portion Z. And. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 12B, the first row L1. The 5th turn 3 series coil portion Z does not exist in the 2nd row L2, the 4th row L4, and the 5th row L5. Further, the third row L3 and the sixth row L6 are composed of only the 5-turn 3 series coil portion Z. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R b0 .
この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。６個のブラシ２０の切り替わりタイミングにズレがあっても励磁バランスが崩れる事なく、次のセグメント２４へシフトする状態を以下に示す。なお、回転電機子３０は、図１２Ａにおいて反時計回り方向へ回転するが、図示の便宜上、ブラシ２０が時計回り方向に回転したものとして、以下の説明を行う。 In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. The state of shifting to the next segment 24 without losing the excitation balance even if the switching timing of the six brushes 20 is deviated is shown below. Although the rotating armature 30 rotates in the counterclockwise direction in FIG. 12A, the following description will be given assuming that the brush 20 is rotated in the clockwise direction for convenience of illustration.
（位相：２０°）
回転電機子３０が、図１２Ａ、図１２Ｂに示された状態から２０°回転した図１３Ａ、図１３Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「２」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「８」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１４」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「５」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１１」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１７」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１３Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、２列目Ｌ２及び５列目Ｌ５には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、１列目Ｌ１及び４列目Ｌ４には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｂ１である。
(Phase: 20 °)
At the stage of FIGS. 13A and 13B in which the rotary armature 30 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 12A and 12B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “2” and the positive electrode brush “3”. Is in contact with the segment "8", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "14". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "5", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "11", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "17". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 13B, the second row L2 and The 5th row L5 does not have the 5 turn 3 series coil portion Z. Further, the third row L3 and the sixth row L6 have one 5-turn 3 series coil portion Z, and the first row L1 and the fourth row L4 have two 5-turn 3 series coil portions Z. doing. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R b1 .
（位相：４０°）
回転電機子３０が、図１３Ａ、図１３Ｂに示された状態から２０°回転した図１４Ａ、図１４Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「３」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「９」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１５」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「６」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１２」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１８」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１４Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、２列目Ｌ２及び５列目Ｌ５には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、１列目Ｌ１及び４列目Ｌ４には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｂ１である。
(Phase: 40 °)
At the stage of FIGS. 14A and 14B in which the rotary armature 30 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 13A and 13B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “3” and the positive electrode brush “3” is in contact with the segment “3”. Is in contact with the segment "9", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "15". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "6", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "12", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "18". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 14B, the third row L3 and The 6th row L6 does not have the 5 turn 3 series coil portion Z. Further, the second row L2 and the fifth row L5 have one 5-turn 3 series coil portion Z, and the first row L1 and the fourth row L4 have two 5-turn 3 series coil portions Z. doing. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R b1 .
（位相：６０°）
回転電機子３０が、図１４Ａ、図１４Ｂに示された状態から２０°回転した図１５Ａ、図１５Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「４」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「１０」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１６」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「７」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１３」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１５Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１、３列目Ｌ３、４列目Ｌ４及び６列目Ｌ６には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、２列目Ｌ２及び５列目Ｌ５は、５ターン３直列コイル部Ｚのみによって構成されている。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｂ０である。
(Phase: 60 °)
At the stage of FIGS. 15A and 15B in which the rotary armature 30 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 14A and 14B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “4” and the positive electrode brush “3”. Is in contact with the segment "10", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "16". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "7", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "13", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "1". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 15B, the first row L1. The 3rd row L3, the 4th row L4, and the 6th row L6 do not have the 5 turn 3 series coil portion Z. Further, the second row L2 and the fifth row L5 are composed of only the 5-turn 3 series coil portion Z. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R b0 .
（本実施形態に係る回転電機子１０の動作）
次に、比較例に係る回転電機子３０の動作の説明で用いた図１２Ａ〜図１５Ｂにそれぞれ対応する図１６Ａ〜図１９Ｂを用いて、前述の本実施形態に係る回転電機子１０の動作を説明する。
(Operation of rotary armature 10 according to this embodiment)
Next, using FIGS. 16A to 19B corresponding to FIGS. 12A to 15B used in the description of the operation of the rotary armature 30 according to the comparative example, the operation of the rotary armature 10 according to the above-described embodiment is performed. explain.
（位相：０°）
図１６Ａ、図１６Ｂの段階では、計６個のブラシ「１」〜「６」が、計１８個のセグメント「１」〜「１８」のうち向かい合う各１対のセグメントとそれぞれ接している。また、正極のブラシ「１」は、セグメント「１」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「７」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１３」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「４」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１０」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１６」と接している。ここで、図１６Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１〜６列目Ｌ６には、それぞれ５ターン３直列コイル部Ｚが１つのみ存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｃ０である。
(Phase: 0 °)
At the stage of FIGS. 16A and 16B, a total of 6 brushes "1" to "6" are in contact with each pair of opposing segments "1" to "18" of a total of 18 segments. Further, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "1", the positive electrode brush "3" is in contact with the segment "7", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "13". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "4", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "10", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "16". Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 16B, the first row L1 to In the sixth row L6, there is only one 3 series coil portion Z for 5 turns each. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R c0 .
この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。６個のブラシ２０の切り替わりタイミングにズレがあっても励磁バランスが崩れる事なく、次のセグメント２４へシフトする状態を以下に示す。なお、回転電機子１０は、図１６Ａにおいて反時計回り方向へ回転するが、図示の便宜上、ブラシ２０が時計回り方向に回転したものとして、以下の説明を行う。 In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. The state of shifting to the next segment 24 without losing the excitation balance even if the switching timing of the six brushes 20 is deviated is shown below. Although the rotating armature 10 rotates in the counterclockwise direction in FIG. 16A, the following description will be given assuming that the brush 20 is rotated in the clockwise direction for convenience of illustration.
（位相：２０°）
回転電機子１０が、図１６Ａ、図１６Ｂに示された状態から２０°回転した図１７Ａ、図１７Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「２」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「８」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１４」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「５」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１１」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１７」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１７Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、５列目Ｌ５には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、１列目Ｌ１、２列目Ｌ２、４列目Ｌ４及び６列目Ｌ６には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、３列目Ｌ３には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｃ１である。
(Phase: 20 °)
At the stage of FIGS. 17A and 17B in which the rotary armature 10 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 16A and 16B, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "2" and the positive electrode brush "3". Is in contact with the segment "8", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "14". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "5", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "11", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "17". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 17B, the fifth row is L5. Does not have 3 series coil portions Z for 5 turns. Further, the first row L1, the second row L2, the fourth row L4, and the sixth row L6 have one 5-turn 3 series coil portion Z, and the third row L3 has two 5-turn 3 series. The coil portion Z is present. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R c1 .
（位相：４０°）
回転電機子１０が、図１７Ａ、図１７Ｂに示された状態から２０°回転した図１８Ａ、図１８Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「３」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「９」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１５」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「６」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１２」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１８」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１８Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、４列目Ｌ４には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、１列目Ｌ１、２列目Ｌ２、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、５列目Ｌ５には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｃ１である。
(Phase: 40 °)
At the stage of FIGS. 18A and 18B in which the rotary armature 10 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 17A and 17B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “3” and the positive electrode brush “3” is in contact with the segment “3”. Is in contact with the segment "9", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "15". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "6", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "12", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "18". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 18B, the fourth row is L4. Does not have 3 series coil portions Z for 5 turns. Further, one 5 turn 3 series coil portion Z exists in the 1st row L1, 2nd row L2, 3rd row L3 and 6th row L6, and 2 5 turns 3 series in the 5th row L5. The coil portion Z is present. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R c1 .
（位相：６０°）
回転電機子１０が、図１８Ａ、図１８Ｂに示された状態から２０°回転した図１９Ａ、図１９Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「４」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「１０」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１６」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「７」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１３」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図１９Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１〜６列目Ｌ６には、それぞれ５ターン３直列コイル部Ｚが１つのみ存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｃ０である。
(Phase: 60 °)
At the stage of FIGS. 19A and 19B in which the rotary armature 10 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 18A and 18B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “4” and the positive electrode brush “3”. Is in contact with the segment "10", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "16". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "7", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "13", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "1". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 19B, the first row L1 to In the sixth row L6, there is only one 3 series coil portion Z for 5 turns each. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R c0 .
そして、以上説明した比較例に係る回転電機子３０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｂ１−Ｒｂ０）と、本実施形態の回転電機子１０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｃ１−Ｒｃ０）と、を比較すると、（Ｒｃ１−Ｒｃ０）が（Ｒｂ１−Ｒｂ０）よりも小さな値となっている。これにより、本実施形態の回転電機子１０では、比較例に係る回転電機子３０と比べて、各々のコイル部２６を構成する巻線を流れる循環電流（上記抵抗差によって回路内に発生する無駄な循環電流）の電流値を低減することができる。すなわち、並列回路間の（コイル部２６の）抵抗差によって発生する循環電流を低減することができる。ここで、３周巻きにターン数を分割した際に、３で割り切れないターン数が異なるコイル部２６の配置を工夫する事で、並列回路間の抵抗差を小さくして循環電流を減らすことにより、無駄な電流値を低減することができる。 Then, the difference in combined resistance (R b1- R b0 ) between the positive and negative brushes in each phase of the rotating armature 30 according to the comparative example described above and the rotating armature 10 of the present embodiment are shown. Comparing the difference in combined resistance between the positive and negative brushes (R c1- R c0 ) in the phase, (R c1- R c0 ) is smaller than (R b1- R b0). As a result, in the rotary armature 10 of the present embodiment, as compared with the rotary armature 30 according to the comparative example, the circulating current flowing through the windings constituting each coil portion 26 (waste generated in the circuit due to the above resistance difference). The current value of the circulating current) can be reduced. That is, the circulating current generated by the resistance difference (of the coil portion 26) between the parallel circuits can be reduced. Here, when the number of turns is divided into three turns, by devising the arrangement of the coil portions 26 having different numbers of turns that cannot be divided by 3, the resistance difference between the parallel circuits is reduced and the circulating current is reduced. , The useless current value can be reduced.
（第２実施形態に係る回転電機子の構成及びその動作）
図２０〜図２２には、第２実施形態に係る回転電機子４０を説明するための図６〜図８にそれぞれ対応する図が示されている。
(Structure and operation of the rotating armature according to the second embodiment)
20 to 22 are diagrams corresponding to FIGS. 6 to 8 for explaining the rotary armature 40 according to the second embodiment.
図２０に示されるように、第２実施形態に係る回転電機子４０では、コイル群２６Ｒ−１を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１」、「７」、「１３」のターン数が５ターンとされ、コイル部「１４」、「２」、「８」、「９」、「１５」、「３」のターン数が６ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−１を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１０」、「１６」、「４」のターン数が５ターンとされ、コイル部「５」、「１１」、「１７」、「１８」、「６」、「１２」のターン数が６ターンとされている。 As shown in FIG. 20, in the rotary armature 40 according to the second embodiment, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-1, the coil portions “1”, “7”, and “13” The number of turns is set to 5, and the number of turns of the coil portions "14", "2", "8", "9", "15", and "3" is set to 6 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-1, the number of turns of the coil portions “10”, “16”, “4” is set to 5, and the number of turns of the coil portions “5”, “11”, The number of turns of "17", "18", "6", and "12" is 6 turns.
また、コイル群２６Ｒ−２を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「４」、「１０」、「１６」のターン数は６ターンとされ、コイル部「１７」、「５」、「１１」のターン数は５ターンとされ、コイル部「１２」、「１８」、「６」のターン数が６ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−２を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１３」、「１」、「７」のターン数は６ターンとされ、コイル部「８」、「１４」、「２」のターン数は５ターンとされ、コイル部「３」、「９」、「１５」のターン数が６ターンとされている。 Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-2, the number of turns of the coil portions “4”, “10” and “16” is set to 6 turns, and the coil portions “17”, “5” and The number of turns of "11" is set to 5, and the number of turns of the coil portions "12", "18", and "6" is set to 6 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-2, the number of turns of the coil portions "13", "1", and "7" is set to 6, and the number of turns of the coil portions "8", "14", The number of turns of "2" is set to 5, and the number of turns of the coil portions "3", "9", and "15" is set to 6 turns.
さらに、コイル群２６Ｒ−３を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「７」、「１３」、「１」、「２」、「８」、「１４」のターン数が６ターンとされ、コイル部「１５」、「３」、「９」のターン数が５ターンとされている。また、コイル群２６Ｌ−３を構成する複数のコイル部２６のうち、コイル部「１６」、「４」、「１０」、「１１」、「１７」、「５」のターン数が６ターンとされ、コイル部「６」、「１２」、「１８」のターン数が５ターンとされている。 Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26R-3, the number of turns of the coil portions "7", "13", "1", "2", "8", and "14" is 6 turns. The number of turns of the coil portions "15", "3", and "9" is set to 5 turns. Further, among the plurality of coil portions 26 constituting the coil group 26L-3, the number of turns of the coil portions "16", "4", "10", "11", "17", and "5" is 6 turns. The number of turns of the coil portions "6", "12", and "18" is set to 5 turns.
また、図２１に示されるように、この回転電機子４０では、右フライヤ及び左フライヤによって同時に形成される（各セットで形成される）２つのコイル部２６のターン数は同一である。さらに、図２２に示されるように、この回転電機子４０では、前述の本実施形態の回転電機子１０と同様に、３本のティース２２に巻回された３つの層のコイル部２６の総ターン数（和）が１７ターンとなっている。 Further, as shown in FIG. 21, in the rotary armature 40, the number of turns of the two coil portions 26 simultaneously formed by the right flyer and the left flyer (formed in each set) is the same. Further, as shown in FIG. 22, in the rotary armature 40, the total number of coil portions 26 of the three layers wound around the three teeth 22 is the same as that of the rotary armature 10 of the present embodiment described above. The number of turns (sum) is 17 turns.
次に、前述の回転電機子１０の動作の説明で用いた図１６Ａ〜図１９Ｂにそれぞれ対応する図２３Ａ〜図２６Ｂを用いて、第２実施形態に係る回転電機子４０の動作を説明する。 Next, the operation of the rotary armature 40 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 23A to 26B corresponding to FIGS. 16A to 19B used in the description of the operation of the rotary armature 10 described above.
（位相：０°）
図２３Ａ、図２３Ｂの段階では、計６個のブラシ「１」〜「６」が、計１８個のセグメント「１」〜「１８」のうち向かい合う各１対のセグメントとそれぞれ接している。また、正極のブラシ「１」は、セグメント「１」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「７」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１３」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「４」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１０」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１６」と接している。ここで、図２３Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１〜６列目Ｌ６には、それぞれ５ターン３直列コイル部Ｚが１つのみ存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｄ０である。
(Phase: 0 °)
At the stage of FIGS. 23A and 23B, a total of 6 brushes "1" to "6" are in contact with each pair of opposing segments "1" to "18" of a total of 18 segments. Further, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "1", the positive electrode brush "3" is in contact with the segment "7", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "13". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "4", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "10", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "16". Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 23B, the first row L1 to In the sixth row L6, there is only one 3 series coil portion Z for 5 turns each. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R d0 .
この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。６個のブラシ２０の切り替わりタイミングにズレがあっても励磁バランスが崩れる事なく、次のセグメント２４へシフトする状態を以下に示す。 In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. The state of shifting to the next segment 24 without losing the excitation balance even if the switching timing of the six brushes 20 is deviated is shown below.
（位相：２０°）
回転電機子４０が、図２３Ａ、図２３Ｂに示された状態から２０°回転した図２４Ａ、図２４Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「２」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「８」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１４」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「５」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１１」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１７」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図２４Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、２列目Ｌ２及び５列目Ｌ５には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、１列目Ｌ１及び４列目Ｌ４には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｄ１である。
(Phase: 20 °)
At the stage of FIGS. 24A and 24B in which the rotary armature 40 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 23A and 23B, the positive electrode brush “1” is in contact with the segment “2” and the positive electrode brush “3”. Is in contact with the segment "8", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "14". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "5", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "11", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "17". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 24B, the second row L2 and The 5th row L5 does not have the 5 turn 3 series coil portion Z. Further, the third row L3 and the sixth row L6 have one 5-turn 3 series coil portion Z, and the first row L1 and the fourth row L4 have two 5-turn 3 series coil portions Z. doing. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R d1 .
（位相：４０°）
回転電機子４０が、図２４Ａ、図２４Ｂに示された状態から２０°回転した図２５Ａ、図２５Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「３」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「９」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１５」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「６」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１２」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１８」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図２５Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１及び４列目Ｌ４には、５ターン３直列コイル部Ｚが存在しない。また、３列目Ｌ３及び６列目Ｌ６には、１つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在し、２列目Ｌ２及び５列目Ｌ５には、２つの５ターン３直列コイル部Ｚが存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｄ１である。
(Phase: 40 °)
At the stage of FIGS. 25A and 25B in which the rotary armature 40 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 24A and 24B, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "3" and the positive electrode brush "3". Is in contact with the segment "9", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "15". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "6", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "12", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "18". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 25B, the first row L1 and The 4th row L4 does not have the 5 turn 3 series coil portion Z. Further, the third row L3 and the sixth row L6 have one 5-turn 3 series coil portion Z, and the second row L2 and the fifth row L5 have two 5-turn 3 series coil portions Z. doing. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R d1 .
（位相：６０°）
回転電機子４０が、図２５Ａ、図２５Ｂに示された状態から２０°回転した図２６Ａ、図２６Ｂの段階では、正極のブラシ「１」は、セグメント「４」と接し、正極のブラシ「３」は、セグメント「１０」と接し、正極のブラシ「５」は、セグメント「１６」と接している。さらに、負極のブラシ「２」は、セグメント「７」と接し、負極のブラシ「４」は、セグメント「１３」と接し、負極のブラシ「６」は、セグメント「１」と接している。この状態では、各セグメント２４に結線された「１」〜「１８」×３層＝計５４個全てのコイル部２６が回転バランス良く励磁されている。ここで、図２６Ｂに示された正極のブラシ「１」「３」「５」と負極のブラシ「２」「４」「６」との間の６並列回路を見ると、１列目Ｌ１〜６列目Ｌ６には、それぞれ５ターン３直列コイル部Ｚが１つのみ存在している。この状態の正負ブラシ間の合成抵抗値はＲｄ０である。
(Phase: 60 °)
At the stage of FIGS. 26A and 26B in which the rotary armature 40 is rotated by 20 ° from the state shown in FIGS. 25A and 25B, the positive electrode brush "1" is in contact with the segment "4" and the positive electrode brush "3". Is in contact with the segment "10", and the positive electrode brush "5" is in contact with the segment "16". Further, the negative electrode brush "2" is in contact with the segment "7", the negative electrode brush "4" is in contact with the segment "13", and the negative electrode brush "6" is in contact with the segment "1". In this state, all 54 coil portions 26 of "1" to "18" x 3 layers connected to each segment 24 are excited with good rotational balance. Here, looking at the 6 parallel circuits between the positive electrode brushes "1", "3", "5" and the negative electrode brushes "2", "4", "6" shown in FIG. 26B, the first row L1 to In the sixth row L6, there is only one 3 series coil portion Z for 5 turns each. The combined resistance value between the positive and negative brushes in this state is R d0 .
そして、以上説明した比較例に係る回転電機子３０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｂ１−Ｒｂ０）と、第２実施形態の回転電機子４０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｄ１−Ｒｄ０）と、を比較すると、（Ｒｄ１−Ｒｄ０）が（Ｒｂ１−Ｒｂ０）よりも小さな値となっている。これにより、第２実施形態の回転電機子４０では、比較例に係る回転電機子３０と比べて、各々のコイル部２６を構成する巻線を流れる循環電流の電流値を低減することができる。なお、第２実施形態の回転電機子４０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｄ１−Ｒｄ０）は、前述の本実施形態の回転電機子１０の回転中の各位相において正負ブラシ間の合成抵抗の差（Ｒｃ１−Ｒｃ０）よりは大きな値となっている。 Then, the difference in combined resistance (R b1- R b0 ) between the positive and negative brushes in each phase of the rotating armature 30 according to the comparative example described above and the rotating armature 40 of the second embodiment during rotation. Comparing the difference in combined resistance between the positive and negative brushes (R d1- R d0 ) in each phase, (R d1- R d0 ) is smaller than (R b1- R b0). As a result, in the rotary armature 40 of the second embodiment, the current value of the circulating current flowing through the windings constituting each coil portion 26 can be reduced as compared with the rotary armature 30 according to the comparative example. The difference in combined resistance (R d1- R d0 ) between the positive and negative brushes in each phase of the rotating armature 40 of the second embodiment during rotation is the difference between the rotating armature 10 of the present embodiment described above. In the phase, the value is larger than the difference in combined resistance between the positive and negative brushes (R c1- R c0).
＜その他の変形例＞
上記実施形態において、回転電機Ｍ（図１参照）は、一例として、６極１８スロットとされているが、電機子コア１２の周囲に設けられた複数の磁極１８の数をｍ、自然数をｎとした場合に、複数のティース２２間のスロットの数がｍ×ｎを満たせば、複数の磁極１８の数、及び、スロットの数は、上記以外でも良い。
<Other variants>
In the above embodiment, the rotary electric machine M (see FIG. 1) has 6 poles and 18 slots as an example, but the number of a plurality of magnetic poles 18 provided around the armature core 12 is m, and the natural number is n. If the number of slots between the plurality of teeth 22 satisfies m × n, the number of the plurality of magnetic poles 18 and the number of slots may be other than the above.
また、上記実施形態において、各巻線１６には、３個のコイル部２６が直列に接続されているが、各巻線１６において直列に接続されるコイル部２６の数は、３個以外でも良い。 Further, in the above embodiment, three coil portions 26 are connected in series to each winding 16, but the number of coil portions 26 connected in series in each winding 16 may be other than three.
また、上記実施形態において、複数のコイル部２６は、３層に構成されているが、３層以外でも良い。 Further, in the above embodiment, the plurality of coil portions 26 are configured in three layers, but may be other than the three layers.
また、上記実施形態では、ダブルフライヤを用いたが、シングルフライヤを用いることも可能である。 Further, in the above embodiment, the double flyer is used, but a single flyer can also be used.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that the present invention can be variously modified and implemented within a range not deviating from the gist thereof. Is.
１０…回転電機子、１２…電機子コア、１４…整流子、１８…磁極、２０…ブラシ、２２…ティース、２６…コイル部、Ｍ…回転電機、４０…回転電機子 10 ... rotating armature, 12 ... armature core, 14 ... commutator, 18 ... magnetic pole, 20 ... brush, 22 ... teeth, 26 ... coil part, M ... rotating electric machine, 40 ... rotating armature
Claims (3)
前記電機子コアと同軸上に配置され、周方向に配列された複数のセグメントを有する整流子と、
それぞれ前記複数のティースのうち複数本のティースに跨って複数回巻回されると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同士で一部重なる重ね巻とされた複数のコイル部と、
を備え、
前記電機子コアの周囲に設けられた複数の磁極の数をｍ、自然数をｎとした場合に、前記複数のティース間のスロットの数は、ｍ×ｎであり、
前記複数のコイル部の各々が跨ぐティースの本数は、同じであり、
前記複数のコイル部を形成する複数の巻線の各々には、前記複数のコイル部のうち前記電機子コアの周方向に等間隔で配置され直列に接続された複数個のコイル部が形成され、
前記複数個のコイル部を有する各前記巻線は、前記複数のセグメントのうち一のセグメントと、該一のセグメントと同位相となる他のセグメントとに結線され、
各前記複数本のティースには、前記コイル部が前記電機子コアの径方向に複数層巻回され、
複数層の前記コイル部のうち少なくとも一の層のコイル部は、他の層のコイル部とターン数が異なっていると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同じ層のコイル部とターン数が異なっている回転電機子と、
前記電機子コアの周囲に設けられた複数の磁極と、
前記複数のセグメントと摺接される正極のブラシ及び負極のブラシと、
を備え、
前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さく設定された回転電機。 An armature core with multiple teeth at equal intervals,
A commutator having a plurality of segments arranged coaxially with the armature core and arranged in the circumferential direction,
A plurality of coil portions, each of which is wound a plurality of times over a plurality of the teeth among the plurality of teeth and is partially overlapped with each other adjacent to each other in the circumferential direction of the armature core, and a plurality of coil portions.
With
When the number of a plurality of magnetic poles provided around the armature core is m and the natural number is n, the number of slots between the plurality of teeth is m × n.
The number of teeth straddled by each of the plurality of coil portions is the same.
Each of the plurality of windings forming the plurality of coil portions is formed with a plurality of coil portions of the plurality of coil portions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the armature core and connected in series. ,
Each of the windings having the plurality of coil portions is connected to one segment of the plurality of segments and another segment having the same phase as the one segment.
A coil portion is wound around each of the plurality of teeth in a plurality of layers in the radial direction of the armature core.
The coil portion of at least one layer of the coil portions of the plurality of layers has a different number of turns from the coil portions of the other layers, and has the same number of turns and the coil portions of the same layer adjacent to each other in the circumferential direction of the armature core. and a rotating armature is different,
A plurality of magnetic poles provided around the armature core and
A positive electrode brush and a negative electrode brush that are in sliding contact with the plurality of segments,
With
The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush at each phase during rotation of the rotating armature is such that the number of turns of the coil portion of the same layer is set to the same number of turns. A rotating armature set small compared to the difference in combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the child.
前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さくなるように、３で割り切れないターン数の前記コイル部の位置が設定された請求項１に記載の回転電機。The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush at each phase during rotation of the rotating armature is such that the number of turns of the coil portion of the same layer is set to the same number of turns. A claim in which the positions of the coil portions with a number of turns that are not divisible by 3 are set so as to be smaller than the difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the armature. Item 1. The rotary electric machine according to Item 1.
前記回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差が、同じ層の前記コイル部のターン数が互いに同じターン数に設定された回転電機子の回転中の各位相における前記正極のブラシと前記負極のブラシとの間の合成抵抗の差と比べて小さくなるように、前記複数のコイル部の各々が跨ぐ前記ティースの本数を同じとして、前記複数のコイル部を形成する複数の巻線の各々に、前記複数のコイル部のうち前記電機子コアの周方向に等間隔で配置され直列に接続された複数個のコイル部を形成すると共に、前記複数個のコイル部を有する各前記巻線を、前記複数のセグメントのうち一のセグメントと、該一のセグメントと同位相となる他のセグメントとに結線し、各前記複数本のティースに、前記コイル部を複数層巻回すると共に、複数層の前記コイル部のうち少なくとも一の層のコイル部を、他の層のコイル部とターン数を異ならせると共に、前記電機子コアの周方向に隣り合う同じ層のコイル部とターン数を異ならせることを含む、回転電機子の製造方法。 The method for manufacturing a rotary armature of a rotary electric machine according to claim 1 or 2.
The difference in the combined resistance between the positive electrode brush and the negative electrode brush in each phase during rotation of the rotary armature is set so that the number of turns of the coil portion of the same layer is the same as the number of turns. to be smaller than the difference between the combined resistance between brushes of the positive electrode in each phase in the rotation of the child and the negative electrode of the brush, as the same the number of said teeth, each of the plurality of coil portions crosses, In each of the plurality of windings forming the plurality of coil portions, among the plurality of coil portions, a plurality of coil portions arranged at equal intervals in the circumferential direction of the armature core and connected in series are formed. , Each of the windings having the plurality of coil portions is connected to one segment of the plurality of segments and another segment having the same phase as the one segment, and the plurality of teeth are formed. In addition to winding the coil portion in a plurality of layers, the coil portion of at least one of the coil portions in the plurality of layers has a different number of turns from the coil portion of the other layer, and the circumferential direction of the armature core. A method for manufacturing a rotating armature, which comprises making the number of turns different from the coil parts of the same layer adjacent to each other.
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