JP2011041389A

JP2011041389A - Three-phase direct-current motor

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Publication number: JP2011041389A
Application number: JP2009185883A
Authority: JP
Inventors: Yoshichika Kawashima; 義親川島
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-02-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase direct-current motor enabling size reduction, enhanced torque, and reduced cogging torque thereof, extension of the life of a brush, and improved commutation. SOLUTION: One U-phase coil C1, one V-phase coil C7, and one W-phase coil C4 are formed on a tooth 9 of first U phase, a tooth 9 of first V phase, and a tooth 9 of first W phase. -U-phase coils C3, C8 are formed on a tooth 9 of second U phase and a tooth 9 of third U phase. -V-phase coils C5, C9 are formed on a tooth 9 of second V phase and a tooth 9 of third V phase. -W-phase coils C2, C6 are formed on a tooth 9 of second W phase and a tooth 9 of third W phase. The U-phase coil C1, -W-phase coil C6, -W-phase coil C2, V-phase coil C7, -U-phase coil C3, -U-phase coil C8, W-phase coil C4, -V-phase coil C9, and -V-phase coil C5 are electrically connected in this order between adjacent segments 14 in the circumferential direction. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両等に搭載される３相直流モータに関するものである。 The present invention relates to a three-phase DC motor mounted on a vehicle or the like.

一般に、ブラシ付きの３相直流モータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側に、アーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている場合が多い。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには軸方向に長いティースが複数形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。各ティースには３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）構造のコイルが集中巻き方式にて巻装されている。 Generally, a three-phase DC motor with a brush may have a configuration in which an armature around which an armature coil is wound is rotatably arranged inside a cylindrical yoke having a permanent magnet attached to the inner peripheral surface. Many. The armature has an armature core that is externally fixed to the rotating shaft. A plurality of long teeth in the axial direction are formed on the armature core, and a long slot is formed in the axial direction between the teeth. A coil having a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) structure is wound around each tooth by a concentrated winding method.

各相のコイルの巻き始め端、および巻き終わり端は、それぞれ回転軸に取り付けられた各セグメントに接続され導通している。各セグメントは複数のブラシと摺接可能になっており、これらブラシを介して各相のコイルに所定の直流電流が供給される。そして、アーマチュアコアに形成される磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が回転される。この回転によってブラシが摺接するセグメントが順次変更されコイルに流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われ、アーマチュアコアが継続的に回転する。 The winding start end and the winding end end of the coils of each phase are connected and electrically connected to the respective segments attached to the rotating shaft. Each segment can be slidably contacted with a plurality of brushes, and a predetermined direct current is supplied to the coils of each phase via these brushes. Then, the rotating shaft is rotated by a magnetic attractive force or repulsive force generated between the magnetic field formed in the armature core and the permanent magnet. This rotation sequentially changes the segments in sliding contact with the brush and switches the direction of the current flowing in the coil, so-called rectification is performed, and the armature core continuously rotates.

ここで、近年の３相直流モータの小型化、高トルク化の要望に伴い、さまざまな技術が提案されている。この一例を図９に基づいて説明する。
図９は、３相直流モータ１０１の展開図である。
同図に示すように、３相直流モータ１０１は、永久磁石１０２を４つ、ティース１０３を９つ、セグメント１０４を６つ備えた、所謂４極９スロット６セグメントのモータである。コンミテータ１０５には、９０°交差角の正極ブラシＢ+ と負極ブラシＢ−とが摺接している。 Here, various techniques have been proposed in response to the recent demand for miniaturization and higher torque of three-phase DC motors. An example of this will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a development view of the three-phase DC motor 101.
As shown in the figure, the three-phase DC motor 101 is a so-called four-pole, nine-slot, six-segment motor including four permanent magnets 102, nine teeth 103, and six segments 104. The commutator 105 is in sliding contact with a positive brush B + and a negative brush B− having a 90 ° crossing angle.

Ｕ相に相当するティース群は、第１ティースＴ１と、この第１ティースＴ１に対し、回転方向前側にＷ相に相当する第３ティースＴ2 を置いて一つ飛びで離れた第２ティースＴ3 と、第１ティースＴ1 に対し回転方向後側にＶ相に相当する第２ティースＴ9 を置いて一つ飛びで離れた第３ティースＴ8 とから成る。 The teeth group corresponding to the U phase includes a first tooth T1, and a second tooth T3 separated from the first tooth T1 by placing a third tooth T2 corresponding to the W phase on the front side in the rotational direction. The second teeth T9 corresponding to the V phase are placed on the rear side in the rotational direction with respect to the first teeth T1, and the third teeth T8 are separated by one.

また、Ｖ相に相当するティース群は、Ｕ相の第１ティースＴ1 に対し回転方向後側１２０°の位置にある第１ティースＴ7 と、この第１ティースＴ7 に対し回転方向前側にＵ相に相当する第３ティースＴ8 を置いて一つ飛びで離れた第２ティースＴ9 と、第１ティースＴ7 に対し回転方向後側にＷ相に相当する第２ティースＴ6 を置いて一つ飛びで離れた第３ティースＴ5 とから成る。 The teeth group corresponding to the V phase includes a first tooth T7 located 120 ° rearward of the U-phase first tooth T1 and a U-phase forward of the first tooth T7 in the rotational direction. The second tooth T9, which is separated by one third tooth T8, and the second tooth T6, which is equivalent to the W phase on the rear side in the rotational direction with respect to the first tooth T7, is separated by one. It consists of the third tooth T5.

さらに、Ｗ相に相当するティース群は、Ｕ相の第１ティースＴ１に対し回転方向後側２４０°の位置にある第１ティースＴ４と、この第１ティースＴ４に対し回転方向前側にＶ相に属する第３ティースＴ５を置いて一つ飛びで離れた第２ティースＴ６と、第１ティースＴ４に対し回転方向後側にＵ相に属する第２ティースＴ３を置いて一つ飛びで離れた第３ティースＴ２とから成る。 In addition, the teeth group corresponding to the W phase includes a first tooth T4 at a position 240 ° rearward in the rotational direction with respect to the first tooth T1 of the U phase, and a V phase on the front side in the rotational direction with respect to the first tooth T4. A third tooth T6 that is separated by one third tooth T5 and a third tooth T3 that belongs to the U phase on the rear side in the rotational direction with respect to the first tooth T4 is separated by one. It consists of teeth T2.

そして、共有結線点Ｃに接続するＵ相が集中巻の巻線（コイル）Ｕ３−，Ｕ１＋，Ｕ２−の直列接続から成り、また共有結線点Ｃに接続するＶ相も集中巻の巻線Ｖ３−，Ｖ１＋，Ｖ２−の直列接続から成り、さらに共有結線点Ｃに接続するＷ相も集中巻の巻線Ｗ３−，Ｗ１＋，Ｗ２−の直列接続から成る。何れの相の第１ティースＴ１，Ｔ７，Ｔ４の巻線Ｕ１＋，Ｖ１＋，Ｗ１＋に対して同相の第２ティースＴ３，Ｔ９，Ｋ６の巻線Ｕ２−，Ｖ２−，Ｗ２−および第３突極Ｔ８，Ｔ５，Ｔ２の巻線Ｕ３−，Ｖ３−，Ｗ３−が逆巻きとなっている。このように構成することで、３相直流モータの小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図っている（例えば、特許文献１参照）。 The U phase connected to the common connection point C is a series connection of concentrated windings (coils) U3-, U1 +, U2-, and the V phase connected to the shared connection point C is also a concentrated winding V3. −, V1 +, and V2− are connected in series, and the W phase connected to the common connection point C is also formed of concentrated windings W3−, W1 +, and W2−. The windings U2-, V2-, W2- and the third salient poles T8 of the second teeth T3, T9, K6 in phase with the windings U1 +, V1 +, W1 + of the first teeth T1, T7, T4 of any phase , T5, T2 windings U3-, V3-, W3- are reversely wound. With this configuration, the three-phase DC motor is reduced in size, increased in torque, and reduced in cogging torque (see, for example, Patent Document 1).

特開平１０−１４６０３２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-146032

しかしながら、上述の３相直流モータは、３相構造でありながらセグメント１０４の個数が６つであるので、１極対当たりのセグメント数が３と少ない。このため、隣接するセグメント間の電圧が大きくなり、ブラシの寿命が低下すると共に、整流が悪化するという課題がある。 However, since the above-described three-phase DC motor has a three-phase structure and has six segments 104, the number of segments per pole pair is as small as three. For this reason, the voltage between adjacent segments increases, and there is a problem that the life of the brush is reduced and rectification is deteriorated.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる３相直流モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can extend the life of the brush and improve rectification while reducing the size, increasing the torque, and reducing the cogging torque. A three-phase DC motor is provided.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、４極の磁極を有するヨークと、前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、１８つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、前記アーマチュアコアは、周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための９つのティースと、各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有し、前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する３つのティースをそれぞれ第１Ｕ相、第１Ｖ相、第１Ｗ相として割り当て、前記第１Ｕ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｕ相、第３Ｕ相として割り当て、前記第１Ｖ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｖ相、第３Ｖ相として割り当て、前記第１Ｗ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｗ相、第３Ｗ相として割り当て、前記第１Ｕ相のティース、第１Ｖ相のティース、および第１Ｗ相のティースに、それぞれ順方向に前記巻線を巻装してＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを１つずつ形成し、前記第２Ｕ相のティース、および前記第３Ｕ相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して２つの−Ｕ相コイルを形成し、前記第２Ｖ相のティース、および前記第３Ｖ相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して２つの−Ｖ相コイルを形成し、前記第２Ｗ相のティース、および前記第３Ｗ相のティースに、それぞれ前記巻線を逆方向に巻装して２つの−Ｗ相コイルを形成し、隣接する前記セグメント間に、前記Ｕ相コイル、前記−Ｗ相コイル、前記−Ｗ相コイル、前記Ｖ相コイル、前記−Ｕ相コイル、前記−Ｕ相コイル、前記Ｗ相コイル、前記−Ｖ相コイル、前記−Ｖ相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、従来のセグメント数と比較してセグメント数を３倍に増大することが可能になる。このため、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a yoke having a four-pole magnetic pole and an armature rotatably provided inside the yoke, and the armature is attached to the yoke. A rotating shaft that is rotatably supported; an armature core that is attached to the rotating shaft; and a commutator that is provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and has 18 segments arranged in a circumferential direction. The armature core is arranged at equal intervals in the circumferential direction, and has nine teeth for winding a winding, and nine slots formed between the teeth and extending along the axial direction, Of the teeth, three teeth that are equally spaced in the circumferential direction are assigned as the first U phase, the first V phase, and the first W phase, respectively, and both the circumferential directions of the first U phase are assigned. Two teeth that are present by skipping one tooth each are assigned as the second U phase and the third U phase, respectively, and two teeth that are present on both sides of the first V phase in the circumferential direction are skipped. The teeth are assigned as the second V phase and the third V phase, respectively, and the two teeth present on the both sides in the circumferential direction of the first W phase are assigned as the second W phase and the third W phase, respectively. Winding the windings in the forward direction around the first U-phase teeth, the first V-phase teeth, and the first W-phase teeth to form one U-phase coil, one V-phase coil, and one W-phase coil, The second U-phase teeth and the third U-phase teeth are wound in opposite directions to form two -U-phase coils, and the second V-phase teeth And the third V-phase teeth are wound in opposite directions to form two -V-phase coils, and the second W-phase teeth and the third W-phase teeth are respectively The windings are wound in opposite directions to form two -W phase coils, and between the adjacent segments, the U phase coil, the -W phase coil, the -W phase coil, the V phase coil, The -U phase coil, the -U phase coil, the W phase coil, the -V phase coil, and the -V phase coil are electrically connected in this order in the circumferential direction.
With this configuration, it is possible to increase the number of segments by a factor of three compared to the conventional number of segments while reducing the size, increasing the torque, and reducing the cogging torque. For this reason, the life of the brush can be extended and rectification can be improved.

請求項２に記載した発明は、４極の磁極を有するヨークと、前記ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、１８つのセグメントを周回り方向に配置したコンミテータとを有し、前記アーマチュアコアは、周回り方向に等間隔に配置され、巻線を巻装するための９つのティースと、各ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有し、前記ティースのうち、周回り方向に等間隔に存在する３つのティースをそれぞれ第１Ｕ相、第１Ｖ相、第１Ｗ相として割り当て、前記第１Ｕ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｕ相、第３Ｕ相として割り当て、前記第１Ｖ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｖ相、第３Ｖ相として割り当て、前記第１Ｗ相の周回り方向両側に位置するティースをそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティースをそれぞれ第２Ｗ相、第３Ｗ相として割り当て、前記第１Ｕ相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第１Ｕ相コイル、および第２Ｕ相コイルの２つのコイルを形成し、前記第１Ｖ相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第１Ｖ相コイル、および第２Ｖ相コイルの２つのコイルを形成し、前記第１Ｗ相のティースに、順方向に前記巻線を巻装して第１Ｗ相コイル、および第２Ｗ相コイルの２つのコイルを形成し、前記第２Ｕ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第１Ｕ相コイル、および−第２Ｕ相コイルの２つのコイルを形成すると共に、前記第３Ｕ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第１Ｕ相コイル、および前記−第２Ｕ相コイルの２つのコイルを形成し、前記第２Ｖ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第１Ｖ相コイル、および−第２Ｖ相コイルの２つのコイルを形成すると共に、前記第３Ｖ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第１Ｖ相コイル、および前記−第２Ｖ相コイルの２つのコイルを形成し、前記第２Ｗ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して−第１Ｗ相コイル、および−第２Ｗ相コイルの２つのコイルを形成すると共に、前記第３Ｗ相のティースに、逆方向に前記巻線を巻装して前記−第１Ｗ相コイル、および前記−第２Ｗ相コイルの２つのコイルを形成し、隣接する前記セグメント間に、前記第１Ｕ相コイル、前記−第１Ｗ相コイル、前記−第２Ｗ相コイル、前記第２Ｖ相コイル、前記−第１Ｕ相コイル、前記−第２Ｕ相コイル、前記第１Ｗ相コイル、前記−第１Ｖ相コイル、前記−第２Ｖ相コイル、前記第２Ｕ相コイル、前記−第１Ｗ相コイル、前記−第２Ｗ相コイル、前記第１Ｖ相コイル、前記−第１Ｕ相コイル、前記−第２Ｕ相コイル、前記第２Ｗ相コイル、前記−第１Ｖ相コイル、前記−第２Ｖ相コイルを周回り方向にこの順で電気的に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、並列回路数を４回路に増大することができる。このため、並列回路数が２回路の場合と比較して線径の細い巻線を用いることが可能になり、巻線の巻装作業を容易にすることができる。 According to a second aspect of the present invention, a yoke having four magnetic poles and an armature rotatably provided inside the yoke are provided, and the armature includes a rotating shaft that is rotatably supported by the yoke. An armature core attached to the rotating shaft, and a commutator provided on the rotating shaft adjacent to the armature core and having 18 segments arranged in a circumferential direction, the armature core being arranged in the circumferential direction Nine teeth arranged at equal intervals for winding the windings, and nine slots formed between the teeth and extending along the axial direction. Three teeth present at intervals are assigned as the first U phase, the first V phase, and the first W phase, respectively, and the teeth located on both sides of the first U phase in the circumferential direction are respectively assigned. Two teeth that are separated by one are assigned as the second U phase and the third U phase, respectively, and two teeth that are located on both sides of the circumferential direction of the first V phase are respectively skipped and the two teeth that are present respectively are the second V phase. , Assigned as the third V phase, and skipped one tooth located on both sides in the circumferential direction of the first W phase and assigned two teeth as the second W phase and the third W phase, respectively, to the teeth of the first U phase Winding the winding in the forward direction to form two coils, a first U-phase coil and a second U-phase coil, and winding the winding in the forward direction on the first V-phase teeth. Two coils, a 1V phase coil and a second V phase coil, are formed, and the winding is wound around the first W phase teeth in the forward direction, and the first W phase coil and the second W phase coil are two. A coil is formed, and the winding is wound around the second U-phase teeth in the opposite direction to form two coils of a first U-phase coil and a second U-phase coil, and the third U-phase coil The winding is wound around the teeth in the opposite direction to form two coils, the first U-phase coil and the second U-phase coil, and the second V-phase teeth are wound in the opposite direction. Are wound to form two coils, a first V-phase coil and a second V-phase coil, and the third V-phase teeth are wound in the opposite direction to wind the first V-phase coil. A coil and two coils of the -second V-phase coil are formed, and the windings are wound around the second W-phase teeth in the opposite direction--the first W-phase coil and the second W-phase coil 2 In addition to forming one coil, the third W-phase teeth The winding is wound in the direction to form two coils of the -first W-phase coil and the -second W-phase coil, and the first U-phase coil and the -first W-phase are disposed between the adjacent segments. Coil, -second W phase coil, second V phase coil, -first U phase coil, -second U phase coil, first W phase coil, -first V phase coil, -second V phase coil, Second U-phase coil, -first W-phase coil, -second W-phase coil, first V-phase coil, -first U-phase coil, -second U-phase coil, second W-phase coil, -first V-phase The coil and the -second V-phase coil are electrically connected in this order in the circumferential direction.
With this configuration, the number of parallel circuits can be increased to four. For this reason, it is possible to use a winding with a thin wire diameter as compared with the case where the number of parallel circuits is two, and the winding work of the winding can be facilitated.

請求項３に記載した発明は、前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索されている前記巻線が軸方向に対して捩れるように配索されていることを特徴とする。
このように構成することで、アーマチュアコアとコンミテータとの間の巻線の巻太りを解消することができる。このため、３相直流モータのさらなる小型化を図ることが可能になる。 The invention described in claim 3 is characterized in that the windings arranged between the armature core and the commutator are arranged so as to be twisted in the axial direction.
By comprising in this way, the winding thickening of the coil | winding between an armature core and a commutator can be eliminated. For this reason, it is possible to further reduce the size of the three-phase DC motor.

請求項４に記載した発明は、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、１つのセグメントにブラシが摺接している際、同電位となるセグメント全てに電流を供給することができる。このため、ブラシの設置個数を低減し、部品点数を減少することができる。 The invention described in claim 4 is characterized in that the commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential.
With this configuration, when the brush is in sliding contact with one segment, current can be supplied to all the segments having the same potential. For this reason, the number of installed brushes can be reduced, and the number of parts can be reduced.

本発明によれば、小型化、高トルク化、コギングトルクの低減化を図りつつ、従来のセグメント数と比較してセグメント数を３倍に増大することが可能になる。このため、ブラシの寿命を延命できると共に、整流を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the number of segments three times as compared with the conventional number of segments while reducing the size, increasing the torque, and reducing the cogging torque. For this reason, the life of the brush can be extended and rectification can be improved.

本発明の実施形態における３相直流モータの縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a three-phase DC motor in an embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアの平面図である。It is a top view of the armature in the first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態における３相直流モータの展開図である。It is an expanded view of the three-phase DC motor in 1st embodiment of this invention. 図３の結線図である。FIG. 4 is a connection diagram of FIG. 3. 本発明の第二実施形態における３相直流モータの展開図である。It is an expanded view of the three-phase DC motor in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態における３相直流モータの展開図である。It is an expanded view of the three-phase DC motor in 3rd embodiment of this invention. 図６の結線図である。FIG. 7 is a connection diagram of FIG. 6. 本発明の第四実施形態における３相直流モータの展開図である。It is an expanded view of the three-phase DC motor in 4th embodiment of this invention. 従来の３相直流モータの展開図である。It is a development view of a conventional three-phase DC motor.

（３相直流モータ）
次に、この発明の第一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、３相直流モータ１の縦断面図、図２は、アーマチュア３の平面図である。
図１、図２に示すように、３相直流モータ１は、車両に搭載する電装品（例えば、ラジエータファン）の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク２の内周面には、周回り方向に等間隔で瓦状に形成された永久磁石４が４つ固定されている。 (3-phase DC motor)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the three-phase DC motor 1, and FIG. 2 is a plan view of the armature 3.
As shown in FIGS. 1 and 2, the three-phase DC motor 1 serves as a drive source for an electrical component (for example, a radiator fan) mounted on a vehicle, and includes an armature 3 in a bottomed cylindrical yoke 2. Is configured to be freely rotatable. Four permanent magnets 4 formed in a tile shape at equal intervals in the circumferential direction are fixed to the inner peripheral surface of the yoke 2.

アーマチュア３は、回転軸５に固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７と、アーマチュアコア６の一端側に配置されたコンミテータ１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部にはＴ字型のティース９（図２参照）が周回り方向に沿って等間隔となるように放射状に９つ形成されている。 The armature 3 includes an armature core 6 fixed to the rotating shaft 5, an armature coil 7 wound around the armature core 6, and a commutator 13 disposed on one end side of the armature core 6. The armature core 6 is obtained by laminating a plurality of ring-shaped metal plates 8 in the axial direction. Nine T-shaped teeth 9 (see FIG. 2) are radially formed on the outer peripheral portion of the metal plate 8 so as to be equally spaced along the circumferential direction.

複数枚の金属板８を回転軸５に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース９間に蟻溝状のスロット１１が形成されている。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周回り方向に沿って等間隔に９つ形成されている。
各ティース９には、スロット１１を介してエナメル被覆の巻線１２が集中巻き方式にて巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。 By fitting a plurality of metal plates 8 to the rotating shaft 5, dovetail-shaped slots 11 are formed between adjacent teeth 9 on the outer periphery of the armature core 6. The slots 11 extend along the axial direction, and nine slots 11 are formed at equal intervals along the circumferential direction.
Each tooth 9 is wound with an enamel-wrapped winding 12 via a slot 11 in a concentrated winding manner, whereby a plurality of armature coils 7 are formed on the outer periphery of the armature core 6.

コンミテータ１３は、回転軸５の一端に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が１８枚取り付けられている。すなわち、本第一実施形態の３相直流モータ１は、永久磁石４が４つ（磁極数が４極）、スロット１１の個数が９つ、セグメント１４の個数が１８枚に設定された４極９スロット１８セグメントの直流モータである。 The commutator 13 is fitted and fixed to one end of the rotating shaft 5. Eighteen segments 14 made of a conductive material are attached to the outer peripheral surface of the commutator 13. That is, in the three-phase DC motor 1 of the first embodiment, the four permanent magnets 4 (number of magnetic poles is four), the number of slots 11 is nine, and the number of segments 14 is set to eight. This is a DC motor with 9 slots and 18 segments.

セグメント１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周回り方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。
ライザ１５には、アーマチュアコイル７を形成する巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２（後述の図３で詳述する）が掛け回わされている。これら巻き始め端６１、および巻き終わり端６２は、ヒュージングによりライザ１５に固定されている。これにより、セグメント１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。 The segments 14 are made of plate-like metal pieces that are long in the axial direction, and are fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction in a state of being insulated from each other. A riser 15 is integrally formed at an end portion of each segment 14 on the armature core 6 side and is bent in a manner of being folded back to the outer diameter side.
The riser 15 is wound around a winding start end 61 and a winding end end 62 (described in detail in FIG. 3 described later) of the winding 12 forming the armature coil 7. The winding start end 61 and the winding end end 62 are fixed to the riser 15 by fusing. Thereby, the segment 14 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected.

また、同電位となるセグメント１４（本実施形態では８つ置きのセグメント１４）に対応するライザ１５には、それぞれ接続線２５が掛け回され、接続線２５はヒュージングによりライザ１５に固定されている（後述の図３で詳述する）。接続線２５は、同電位となるセグメント１４同士を短絡するためのものであって、コンミテータ１３とアーマチュアコア６との間に配索されている。 The risers 15 corresponding to the segments 14 having the same potential (every eight segments 14 in the present embodiment) are respectively connected with the connection lines 25, and the connection lines 25 are fixed to the riser 15 by fusing. (Detailed in FIG. 3 described later). The connection line 25 is for short-circuiting the segments 14 having the same potential, and is wired between the commutator 13 and the armature core 6.

アーマチュア３の回転軸５の他端側は、ヨーク２に突出形成されたボス内の軸受け１６によって回転自在に支持されている。ヨーク２の開口端にはカバー１７が設けられており、このカバー１７の内側にはホルダーステー１８が取り付けられている。ホルダーステー１８には、電気角で１８０°の間隔を開けてブラシホルダ１９が２箇所形成されている。つまり、この第一実施形態では、永久磁石４が周回り方向に４つ周回り方向に等間隔で配置されているので、周回り方向に機械角で９０°の間隔を開けてブラシホルダ１９が２箇所形成されていることになる。 The other end side of the rotating shaft 5 of the armature 3 is rotatably supported by a bearing 16 in a boss protruding from the yoke 2. A cover 17 is provided at the open end of the yoke 2, and a holder stay 18 is attached to the inside of the cover 17. The holder stay 18 is formed with two brush holders 19 at an electrical angle of 180 °. In other words, in this first embodiment, four permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction at equal intervals in the circumferential direction, so that the brush holder 19 is opened at a mechanical angle of 90 ° in the circumferential direction. Two places are formed.

ブラシホルダ１９には、それぞれブラシ２１が各々スプリング２９を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２１の先端部は、スプリング２９によって付勢されているためコンミテータ１３に摺接しており、外部からの電源がブラシ２１を介してコンミテータ１３に供給されるようになっている。 In the brush holder 19, the brushes 21 are housed in such a manner that they can be moved in and out in a state where the brushes 21 are urged through springs 29. The tip portions of these brushes 21 are urged by springs 29 so as to be in sliding contact with the commutator 13, and power from the outside is supplied to the commutator 13 via the brushes 21.

（巻装構造）
次に、図２、図３に基づいて、巻線１２の巻装構造について説明する。
図３は、アーマチュア３のセグメント１４（ライザ１５）とティース９、ヨーク２側に固着される永久磁石４、そして、接続線２５を展開した図面であり、隣接するティース９間の空隙がスロット１１に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント１４、各ティース９、および巻装された巻線１２にそれぞれ符号を附して説明する。 (Wound structure)
Next, the winding structure of the winding 12 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a developed view of the segment 14 (riser 15) and the teeth 9 of the armature 3, the permanent magnet 4 fixed to the yoke 2 side, and the connection line 25. The gap between the adjacent teeth 9 is a slot 11. It corresponds to. In the following drawings, each segment 14, each tooth 9, and the wound winding 12 will be described with reference numerals.

図２、図３に示すように、同電位となるセグメント１４同士は、接続線２５によって短絡されている。つまり、８つ置きのセグメント１４同士（例えば、１番セグメント１４と１０番セグメント１４）が接続線２５によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース９は、周回り方向に等間隔に存在する、つまり、２つ置きに存在する３つのティース９をそれぞれ第１Ｕ相、第１Ｖ相、第１Ｗ相として割り当てている。すなわち、本第一実施形態においては、１番ティース９を第１Ｕ相とし、４番ティース９を第１Ｗ相とし、７番ティース９を第１Ｖ相として割り当てている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the segments 14 having the same potential are short-circuited by a connection line 25. That is, every eighth segment 14 (for example, the first segment 14 and the tenth segment 14) is short-circuited by the connection line 25.
Each tooth 9 exists at equal intervals in the circumferential direction, that is, every third tooth 9 is assigned as a first U phase, a first V phase, and a first W phase. That is, in the first embodiment, the first tooth 9 is assigned as the first U phase, the fourth tooth 9 is assigned as the first W phase, and the seventh tooth 9 is assigned as the first V phase.

さらに、第１Ｕ相の１番ティース９の周回り方向両側に位置するティース９をそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティース９をそれぞれ第２Ｕ相、第３Ｕ相として割り当てている。すなわち、３番ティース９を第２Ｕ相とし、８番ティース９を第３Ｕ相として割り当てている。
また、第１Ｗ相の４番ティース９の周回り方向両側に位置するティース９をそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティース９をそれぞれ第２Ｗ相、第３Ｗ相として割り当てている。すなわち、６番ティース９を第２Ｗ相とし、２番ティース９を第３Ｗ相として割り当てている。 Further, two teeth 9 existing by skipping one tooth 9 located on both sides in the circumferential direction of the first tooth 9 of the first U phase are assigned as the second U phase and the third U phase, respectively. That is, the third tooth 9 is assigned as the second U phase, and the eighth tooth 9 is assigned as the third U phase.
Further, two teeth 9 existing by skipping one tooth 9 located on both sides in the circumferential direction of the fourth tooth 9 of the first W phase are assigned as the second W phase and the third W phase, respectively. That is, the sixth tooth 9 is assigned as the second W phase, and the second tooth 9 is assigned as the third W phase.

さらに、第１Ｖ相の７番ティース９の周回り方向両側に位置するティース９をそれぞれ１つ飛ばして存在する２つのティース９をそれぞれ第２Ｖ相、第３Ｖ相として割り当てている。すなわち、９番ティース９を第２Ｖ相とし、５番ティース９を第３Ｖ相として割り当てている。 Further, two teeth 9 existing by skipping one tooth 9 located on both sides in the circumferential direction of the 7th tooth 9 of the first V phase are assigned as the second V phase and the third V phase, respectively. That is, the ninth tooth 9 is assigned as the second V phase, and the fifth tooth 9 is assigned as the third V phase.

ここで、例えば、第１Ｕ相の１番ティース９に巻線１２を巻装する場合、１−９番ティース９，９の間のスロット１１と、１−２番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を１番ティース９にｎ（ｎは１以上の自然数）回順方向に巻回する。そして、１番ティース９にＵ相コイルＣ１を形成する。Ｕ相コイルＣ１を形成した巻線１２の巻き始め端６１は、１番ティース９の近傍に存在する１番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２は、１番セグメント１４に隣接する２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Here, for example, when winding the winding 12 around the first tooth 9 of the first U phase, the slot 11 between the 1-9th teeth 9 and 9 and the slot between the 1-2th teeth 9 and 9 11, the winding 12 is wound around the first tooth 9 n (n is a natural number of 1 or more) times in the forward direction. Then, the U-phase coil C 1 is formed on the first tooth 9. The winding start end 61 of the winding 12 forming the U-phase coil C1 is wound around and connected to the riser 15 of the first segment 14 existing in the vicinity of the first tooth 9. On the other hand, the winding end 62 is wound around and connected to the riser 15 of the second segment 14 adjacent to the first segment 14.

また、第２Ｕ相の３番ティース９に巻線１２を巻装する場合、２−３番ティース９，９の間のスロット１１と、３−４番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を３番ティース９にｎ回逆方向に巻回する。そして、３番ティース９に−Ｕ相コイルＣ３を形成する。−Ｕ相コイルＣ３を形成した巻線１２の巻き始め端６１は、３番ティース９の近傍に存在する５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２は、５番セグメント１４に隣接する６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 When winding the winding 12 around the second U-phase third tooth 9, the slot 11 between the second and third teeth 9 and 9 and the slot 11 between the third and fourth teeth 9 and 9 are arranged. While passing the winding 12, the winding 12 is wound around the third tooth 9 n times in the reverse direction. Then, the -U phase coil C3 is formed on the third tooth 9. The winding start end 61 of the winding wire 12 forming the U-phase coil C3 is connected by being wound around the riser 15 of the fifth segment 14 existing in the vicinity of the third tooth 9. On the other hand, the winding end 62 is wound around and connected to the riser 15 of the sixth segment 14 adjacent to the fifth segment 14.

さらに、第３Ｕ相の８番ティース９に巻線１２を巻装する場合、７−８番ティース９，９の間のスロット１１と、８−９番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を８番ティース９にｎ回逆方向に巻回する。そして、８番ティース９に−Ｕ相コイルＣ８を形成する。−Ｕ相コイルＣ８を形成した巻線１２の巻き始め端６１は、８番ティース９の近傍に存在する１５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２は、１５番セグメント１４に隣接する１７番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, when winding the winding 12 around the third U-phase 8th tooth 9, the slot 11 between the 7-8th tooth 9 and 9 and the slot 11 between the 8th 9th tooth 9 and 9 are arranged. While passing the winding 12, the winding 12 is wound n times around the eighth tooth 9 in the reverse direction. Then, the -U phase coil C8 is formed on the eighth tooth 9. -The winding start end 61 of the winding wire 12 forming the U-phase coil C8 is wound around and connected to the riser 15 of the 15th segment 14 existing in the vicinity of the 8th tooth 9. On the other hand, the winding end 62 is wound around and connected to the riser 15 of the 17th segment 14 adjacent to the 15th segment 14.

すなわち、第１Ｕ相の１番ティース９には、Ｕ相コイルＣ１が形成されている一方、第２Ｕ相の３番ティース９、および第３Ｕ相の第８ティース９には、それぞれＵ相コイルＣ１とは逆巻きに形成された−Ｕ相コイルＣ３，Ｃ８が形成される。
また、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されているので、１−２番セグメント１４，１４間と、これら１−２番セグメント１４，１４に対して機械角１８０°の位置に存在する１０−１１番セグメント１４，１４間とにＵ相コイルＣ１が電気的に接続された状態になる。 That is, the U-phase coil C1 is formed on the first U-phase first tooth 9, while the second U-phase third tooth 9 and the third U-phase eighth tooth 9 are respectively provided with the U-phase coil C1. -U-phase coils C3 and C8 are formed in a reverse winding.
In addition, since the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25, between the first and second segments 14 and 14, and at a mechanical angle of 180 ° with respect to the first and second segments 14 and 14. The U-phase coil C1 is electrically connected between the existing 10-11th segments 14 and 14.

さらに、１−２番セグメント１４，１４に対して電気角１８０°（機械角９０°）の位置の近傍に存在する５−６番セグメント１４，１４間と、１４−１５番セグメント１４，１４間とに−Ｕ相コイルＣ３が電気的に接続され、６−７番セグメント１４，１４間と、１５−１６番セグメント１４，１４間とに−Ｕ相コイルＣ８が電気的に接続された状態になる。
より詳しくは、１−２番セグメント１４，１４に対して機械角８５°の位置に５−６番セグメント１４，１４が存在し、ここに−Ｕ相コイルＣ３が電気的に接続されている。一方、１−２番セグメント１４，１４に対して機械角９５°の位置に６−７番セグメント１４，１４が存在し、ここに−Ｕ相コイルＣ８が電気的に接続されている。 Furthermore, between the No. 5-6 segments 14 and 14 and the No. 14-15 segments 14 and 14 existing in the vicinity of the electrical angle 180 ° (mechanical angle 90 °) with respect to the No. 1-2 segments 14 and 14 And the -U phase coil C3 is electrically connected, and the -U phase coil C8 is electrically connected between the 6th to 7th segments 14 and 14 and between the 15th to 16th segments 14 and 14. Become.
More specifically, the 5-6th segments 14 and 14 are present at a mechanical angle of 85 ° with respect to the 1-2th segments 14 and 14, and the -U phase coil C3 is electrically connected thereto. On the other hand, the 6th to 7th segments 14 and 14 are present at a mechanical angle of 95 ° with respect to the 1-2th segments 14 and 14, and the -U phase coil C8 is electrically connected thereto.

各Ｗ相のティース９にも各Ｕ相のティース９と同様に巻線１２が巻装され、それぞれ対応するセグメント１４，１４間に巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２が接続されている。すなわち、第１Ｗ相の４番ティース９に、巻線１２がｎ回順方向に巻回されＷ相コイルＣ４が形成されている。このＷ相コイルＣ４を形成している巻線１２の巻き始め端６１は７番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は８番セグメント１４に接続されている。 As with each U-phase tooth 9, the winding 12 is wound around each W-phase tooth 9, and the winding start end 61 and the winding end end 62 of the winding 12 are connected between the corresponding segments 14 and 14, respectively. Has been. That is, the winding 12 is wound n times forward in the first W-phase fourth tooth 9 to form a W-phase coil C4. The winding start end 61 of the winding 12 forming the W-phase coil C4 is connected to the seventh segment 14, while the winding end 62 is connected to the eighth segment 14.

また、第２Ｗ相の６番ティース９に、巻線１２がｎ回逆方向に巻回され−Ｗ相コイルＣ６が形成されている。この−Ｗ相コイルＣ６を形成している巻線１２の巻き始め端６１は１１番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は１２番セグメント１４に接続されている。
さらに、第３Ｗ相の２番ティース９に、巻線１２がｎ回逆方向に巻回され−Ｗ相コイルＣ２が形成されている。この−Ｗ相コイルＣ２を形成している巻線１２の巻き始め端６１は３番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は４番セグメント１４に接続されている。 Further, a winding 12 is wound n times in the reverse direction around the second W-phase sixth tooth 9 to form a -W-phase coil C6. The winding start end 61 of the winding 12 forming the -W phase coil C6 is connected to the 11th segment 14, while the winding end 62 is connected to the 12th segment 14.
Further, a winding 12 is wound n times in the reverse direction around the third tooth 9 of the third W phase to form a -W phase coil C2. The winding start end 61 of the winding 12 forming the −W phase coil C 2 is connected to the third segment 14, while the winding end 62 is connected to the fourth segment 14.

また、各Ｖ相のティース９にも各Ｕ相、Ｗ相のティース９と同様に巻線１２が巻装され、それぞれ対応するセグメント１４，１４間に巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２が接続されている。すなわち、第１Ｖ相の７番ティース９に、巻線１２がｎ回順方向に巻回されＶ相コイルＣ７が形成されている。このＶ相コイルＣ７を形成している巻線１２の巻き始め端６１は１３番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は５番セグメント１４に接続されている。 The windings 12 are wound around the V-phase teeth 9 in the same manner as the U-phase and W-phase teeth 9, and the winding start ends 61 of the windings 12 and the windings between the corresponding segments 14 and 14, respectively. The end 62 is connected. That is, the winding 12 is wound n times forward in the first V-phase seventh tooth 9 to form a V-phase coil C7. The winding start end 61 of the winding 12 forming the V-phase coil C7 is connected to the 13th segment 14, while the winding end 62 is connected to the 5th segment 14.

さらに、第２Ｖ相の９番ティース９に、巻線１２がｎ回逆方向に巻回され−Ｖ相コイルＣ９が形成されている。この−Ｖ相コイルＣ９を形成している巻線１２の巻き始め端６１は１７番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は１８番セグメント１４に接続されている。
そして、第３Ｖ相の５番ティース９に、巻線１２がｎ回逆方向に巻回され−Ｖ相コイルＣ５が形成されている。この−Ｖ相コイルＣ５を形成している巻線１２の巻き始め端６１は９番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２は１０番セグメント１４に接続されている。 Further, a winding 12 is wound n times in the reverse direction around the second V-phase 9th tooth 9 to form a -V-phase coil C9. The winding start end 61 of the winding 12 forming the −V phase coil C9 is connected to the 17th segment 14, while the winding end 62 is connected to the 18th segment 14.
The winding 12 is wound n times in the reverse direction around the third V-phase fifth tooth 9 to form a -V-phase coil C5. The winding start end 61 of the winding 12 forming the −V phase coil C5 is connected to the ninth segment 14, while the winding end 62 is connected to the tenth segment 14.

このように、各相のティース９に所定のコイルＣ１〜Ｃ９が形成され、隣接するセグメント１４間に、Ｕ相コイルＣ１、−Ｗ相コイルＣ６、−Ｗ相コイルＣ２、Ｖ相コイルＣ７、−Ｕ相コイルＣ３、−Ｕ相コイルＣ８、Ｗ相コイルＣ４、−Ｖ相コイルＣ９、−Ｖ相コイルＣ５を周回り方向にこの順で電気的に接続した状態になる。 In this manner, predetermined coils C1 to C9 are formed on the teeth 9 of each phase, and between the adjacent segments 14, a U-phase coil C1, a -W-phase coil C6, a -W-phase coil C2, a V-phase coil C7,- The U-phase coil C3, -U-phase coil C8, W-phase coil C4, -V-phase coil C9, and -V-phase coil C5 are electrically connected in this order in the circumferential direction.

（作用）
次に、３相直流モータ１の作用について説明する。
図４は、図３の結線図である。図３、図４に示すように、同図に示すように、隣接するセグメント１４間に接続された各相のコイルＣ１〜Ｃ９は、接続線２５を介して多角形を形成する。そして、並列回路数は２回路になっている。
ここで、例えば、２つのブラシ２１，２１のうちの一方が３番セグメント１４に摺接し、他方が７−８番セグメント１４，１４間に摺接している場合であって、３番セグメント１４に摺接しているブラシ２１を正極ブラシとし、７−８番セグメント１４，１４間に摺接しているブラシ２１を負極ブラシとして構成した場合について説明する。 (Function)
Next, the operation of the three-phase DC motor 1 will be described.
FIG. 4 is a connection diagram of FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the coils C 1 to C 9 of each phase connected between the adjacent segments 14 form a polygon via a connection line 25, as shown in FIG. 3 and FIG. 4. The number of parallel circuits is two.
Here, for example, when one of the two brushes 21 and 21 is in sliding contact with the third segment 14 and the other is in sliding contact between the seventh and eighth segments 14 and 14, A case will be described in which the brush 21 in sliding contact is a positive brush, and the brush 21 in sliding contact between the seventh and eighth segments 14 and 14 is a negative brush.

図４に示すように、外部電源からの電力よりブラシ２１に電流が供給されると、正極ブラシから負極ブラシに向かって各相のコイルＣ１〜Ｃ９に電流が供給される（図４における矢印参照）。このとき、７−８番セグメント１４，１４間に接続されているＷ相コイルＣ４は、ブラシ２１によって短絡されるので、電流が供給されない。そして、各相のコイルＣ１〜Ｃ９が形成されているティース９には、それぞれ位相の異なる磁界が形成される。 As shown in FIG. 4, when current is supplied to the brush 21 from the power from the external power source, current is supplied to the coils C1 to C9 of each phase from the positive brush to the negative brush (see arrows in FIG. 4). ). At this time, the W-phase coil C4 connected between the seventh and eighth segments 14 and 14 is short-circuited by the brush 21, so that no current is supplied. And the magnetic field from which a phase differs is formed in the teeth 9 in which the coils C1-C9 of each phase are formed, respectively.

このため、各ティース９とヨーク２に設けられている永久磁石４との間には、磁気的な吸引力や反発力が生じる。これら磁気的な吸引力や反発力は、アーマチュア３を正回転方向、または逆回転方向に向かって回転させる制動トルクを発生させる。これにより、アーマチュア３が正回転方向、または逆回転方向に向かって回転する。
アーマチュア３が回転し始めると、ブラシ２１，２１に摺接するセグメント１４が順次変更され各相コイルＣ１〜Ｃ９に流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われる。これにより、アーマチュア３を継続的に回転させることができる。 For this reason, a magnetic attractive force and a repulsive force are generated between each tooth 9 and the permanent magnet 4 provided on the yoke 2. These magnetic attractive force and repulsive force generate a braking torque for rotating the armature 3 in the forward rotation direction or the reverse rotation direction. As a result, the armature 3 rotates in the forward rotation direction or the reverse rotation direction.
When the armature 3 starts to rotate, so-called rectification is performed in which the segments 14 that are in sliding contact with the brushes 21 and 21 are sequentially changed and the direction of the current flowing through the phase coils C1 to C9 is switched. Thereby, the armature 3 can be continuously rotated.

（効果）
したがって、上述の第一実施形態によれば、磁極が４極に対してスロット数が９であるので、スロット数が多い分、３相直流モータ１の高トルク化、コギングトルクの低減化を図ることができ、３相直流モータ１を小型化できる。
また、従来の４極９スロットのモータに対してセグメント数を３倍に増大することができる。つまり、２つのブラシ２１，２１間のセグメント数を増大することができる。このため、セグメント数が増大した分、隣接するセグメント１４，１４間の電圧を小さくすることができる。よって、ブラシ２１の寿命を延命できる。
さらに、隣接するセグメント１４，１４間の電位の変化を小さくすることができるので、この分、整流を向上させることができる。 (effect)
Therefore, according to the first embodiment described above, since the number of slots is nine with respect to four magnetic poles, the number of slots is large, so that the torque of the three-phase DC motor 1 is increased and the cogging torque is reduced. The three-phase DC motor 1 can be downsized.
Further, the number of segments can be increased by a factor of three compared to the conventional 4-pole 9-slot motor. That is, the number of segments between the two brushes 21 and 21 can be increased. For this reason, the voltage between the adjacent segments 14 and 14 can be made small by the increase in the number of segments. Therefore, the life of the brush 21 can be extended.
Further, since the potential change between the adjacent segments 14 and 14 can be reduced, rectification can be improved accordingly.

（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図１を援用し、図５に基づいて説明する。
なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
この第二実施形態において、３相直流モータ２０１は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、永久磁石４を有するヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した４極９スロット１８セグメントの直流モータである点、アーマチュアコア６の各ティース９は、周回り方向に等間隔に存在する３つのティース９をそれぞれ第１Ｕ相、第１Ｖ相、第１Ｗ相として割り当て、それぞれのティース９に隣接するティースを１つ飛ばして第２Ｕ相〜第３Ｗ相が割り当てられている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である（以下の実施形態についても同様）。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, the same aspect as 1st embodiment is attached | subjected and demonstrated (it is the same also about the following embodiment).
In this second embodiment, a three-phase DC motor 201 is a drive source for electrical components mounted on a vehicle, and is a four-pole 9 in which an armature 3 is rotatably arranged in a yoke 2 having a permanent magnet 4. Each tooth 9 of the armature core 6 is a slot 18 segment DC motor, and three teeth 9 existing at equal intervals in the circumferential direction are assigned as a first U phase, a first V phase, and a first W phase, respectively. The basic configuration such as the point where the second U phase to the third W phase are assigned by skipping one tooth adjacent to the tooth 9 is the same as that in the first embodiment described above (the same applies to the following embodiments). .

（巻装構造）
図５は、第二実施形態の３相直流モータ２０１の展開図である。
ここで、第二実施形態では、アーマチュアコア６の第１Ｕ相、第１Ｖ相、および第１Ｗ相のティース９にそれぞれ順方向にｎ回巻線１２を巻装してＵ相コイルＣ１、Ｖ相コイルＣ７、およびＷ相コイルＣ４を形成すると共に、第２Ｕ相、第３Ｕ相、第２Ｖ相、第３Ｖ相、第２Ｗ相、および第３Ｗ相のティース９にそれぞれ逆方向にｎ回巻線１２を巻装して−Ｕ相コイルＣ３，Ｃ８、−Ｖ相コイルＣ５，Ｃ９、および−Ｗ相コイルＣ２，Ｃ６を形成している点は、前述した第一実施形態と同様である。 (Wound structure)
FIG. 5 is a development view of the three-phase DC motor 201 of the second embodiment.
Here, in the second embodiment, the first U-phase, the first V-phase, and the first W-phase teeth 9 of the armature core 6 are wound with n turns 12 in the forward direction, respectively, so that the U-phase coil C1 and the V-phase are wound. The coil C7 and the W-phase coil C4 are formed, and the second U-phase, the third U-phase, the second V-phase, the third V-phase, the second W-phase, and the third W-phase teeth 9 are wound n times in the reverse direction. Is wound to form -U phase coils C3 and C8, -V phase coils C5 and C9, and -W phase coils C2 and C6, as in the first embodiment described above.

また、同電位となるセグメント１４同士は、接続線２５によって短絡されている。つまり、８つ置きのセグメント１４同士（例えば、１番セグメント１４と１０番セグメント１４）が接続線２５によってそれぞれ短絡されている点、２つのブラシ２１，２１が電気角で１８０°の間隔を開けて配置されている点は、前述した第一実施形態と同様である。 Further, the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25. That is, every eighth segment 14 (for example, the first segment 14 and the tenth segment 14) is short-circuited by the connection line 25, and the two brushes 21 and 21 are spaced by an electrical angle of 180 °. This is the same as the first embodiment described above.

すなわち、第二実施形態と第一実施形態との相違点は、各相コイルＣ１〜Ｃ９を形成している巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２と、セグメント１４との接続位置が異なる点にある。
各相コイルＣ１〜Ｃ９を形成している巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２は、各相コイルＣ１〜Ｃ９が形成されているティース９の近傍に存在しているセグメント１４に接続されていない。つまり、接続線２５によって短絡されている他の同電位のセグメント１４にそれぞれ対応する巻線１２の巻き始め端６１、および巻き終わり端６２が接続されている。 That is, the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the winding start end 61 and the winding end end 62 of the winding 12 forming each phase coil C1 to C9 and the connection position of the segment 14 Is in a different point.
The winding start ends 61 and winding end ends 62 of the windings 12 forming the phase coils C1 to C9 are connected to the segments 14 existing in the vicinity of the teeth 9 where the phase coils C1 to C9 are formed. Not connected. That is, the winding start end 61 and the winding end 62 of the winding 12 corresponding to the other segments 14 of the same potential that are short-circuited by the connection line 25 are connected.

これにより、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に存在する巻線１２が軸方向に対して捩れるように配索される。つまり、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に存在する巻線１２は、回転軸５に絡みついた状態になる。
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間の巻線１２の巻太りを解消することができる。このため、３相直流モータ１のさらなる小型化を図ることが可能になる。 Thereby, the winding wire 12 existing between the armature core 6 and the commutator 13 is routed so as to be twisted in the axial direction. That is, the winding 12 existing between the armature core 6 and the commutator 13 is in a state of being entangled with the rotary shaft 5.
Therefore, according to the above-described second embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described first embodiment, the winding of the winding 12 between the armature core 6 and the commutator 13 can be eliminated. For this reason, it is possible to further reduce the size of the three-phase DC motor 1.

なお、上述の第二実施形態では、同電位となるセグメント１４同士を接続線２５によって短絡すると共に、２つのブラシ２１，２１を電気角で１８０°の間隔を開けて配置した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、接続線２５を用いずに、４つのブラシ２１，２１，…を電気角で１８０°、つまり、周回り方向に等間隔となるように配置してもよい。 In the second embodiment described above, the case has been described in which the segments 14 having the same potential are short-circuited by the connection line 25 and the two brushes 21 and 21 are arranged at an electrical angle of 180 °. However, the present invention is not limited to this, and the four brushes 21, 21,... May be arranged at an electrical angle of 180 °, that is, at equal intervals in the circumferential direction without using the connection line 25. .

（第三実施形態）
次に、この発明の第三実施形態を図６、図７に基づいて説明する。
図６は、第三実施形態の３相直流モータ３０１の展開図である。
ここで、第三実施形態の３相直流モータ３０１では、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されておらず、４つのブラシ２１，２１，…を周回り方向に等間隔となるように配置している。また、各ティース９には、それぞれ巻線１２によって２つの相コイルが形成され、各々巻き始め端６１、および巻き終わり端６２が異なるセグメント１４に接続されている。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a development view of the three-phase DC motor 301 of the third embodiment.
Here, in the three-phase DC motor 301 of the third embodiment, the segments 14 having the same potential are not short-circuited by the connection line 25, and the four brushes 21, 21,... Are arranged as follows. Each tooth 9 has two phase coils formed by windings 12, and the winding start end 61 and the winding end end 62 are connected to different segments 14.

（巻装構造）
例えば、第１Ｕ相の１番ティース９に巻線１２を巻装する場合、１−９番ティース９，９の間のスロット１１と、１−２番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を１番ティース９にｎ／２回順方向に巻回する。そして、１番ティース９に第１Ｕ相コイルＣ１ａを形成する。第１Ｕ相コイルＣ１ａを形成した巻線１２の巻き始め端６１ａは、１番ティース９の近傍に存在する１番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ａは、１番セグメント１４に隣接する２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 (Wound structure)
For example, when winding the winding 12 around the first tooth 9 of the first U phase, the slot 11 between the 1-9th teeth 9 and 9 and the slot 11 between the 1-2th teeth 9 and 9 The winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction around the first tooth 9 while passing the winding 12. Then, the first U-phase coil C1a is formed on the first tooth 9. The winding start end 61a of the winding wire 12 forming the first U-phase coil C1a is wound around and connected to the riser 15 of the first segment 14 existing in the vicinity of the first tooth 9. On the other hand, the winding end 62 a is wound around and connected to the riser 15 of the second segment 14 adjacent to the first segment 14.

さらに、第１Ｕ相の１番ティース９には、巻線１２をｎ／２回順方向に巻回した第２Ｕ相コイルＣ１ｂが形成されている。第２Ｕ相コイルＣ１ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、１番セグメント１４と同電位となる１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、２番セグメント１４と同電位となる１１番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Furthermore, the first U-phase first tooth 9 is formed with a second U-phase coil C1b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction. The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second U-phase coil C1b is wound around and connected to the riser 15 of the tenth segment 14 having the same potential as the first segment 14. On the other hand, the winding end 62b is wound around and connected to the riser 15 of the eleventh segment 14 having the same potential as the second segment 14.

また、第２Ｕ相の３番ティース９に巻線１２を巻装する場合、２−３番ティース９，９の間のスロット１１と、３−４番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を３番ティース９にｎ／２回逆方向に巻回する。そして、３番ティース９に−第１Ｕ相コイルＣ３ａを形成する。−第１Ｕ相コイルＣ３ａを形成した巻線１２の巻き始め端６１ａは、３番ティース９の近傍に存在する５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ａは、５番セグメント１４に隣接する６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 When winding the winding 12 around the second U-phase third tooth 9, the slot 11 between the second and third teeth 9 and 9 and the slot 11 between the third and fourth teeth 9 and 9 are arranged. The winding 12 is wound around the third tooth 9 n / 2 times in the reverse direction while passing through the winding 12. Then, the first U-phase coil C3a is formed in the third tooth 9. -The winding start end 61a of the winding wire 12 forming the first U-phase coil C3a is wound around and connected to the riser 15 of the fifth segment 14 existing in the vicinity of the third tooth 9. On the other hand, the winding end 62 a is wound around and connected to the riser 15 of the sixth segment 14 adjacent to the fifth segment 14.

さらに、第２Ｕ相の３番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｕ相コイルＣ３ｂが形成されている。−第２Ｕ相コイルＣ３ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、６番セグメント１４に隣接する７番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, the second U-phase third tooth 9 is provided with a second U-phase coil C3b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second U-phase coil C3b is wound around and connected to the riser 15 of the sixth segment 14. On the other hand, the winding end 62 b is wound around and connected to the riser 15 of the seventh segment 14 adjacent to the sixth segment 14.

また、第３Ｕ相の８番ティース９に巻線１２を巻装する場合、７−８番ティース９，９の間のスロット１１と、８−９番ティース９，９の間のスロット１１とに巻線１２を通しながら、この巻線１２を８番ティース９にｎ／２回逆方向に巻回する。そして、８番ティース９に−第１Ｕ相コイルＣ８ａを形成する。−第１Ｕ相コイルＣ８ａを形成した巻線１２の巻き始め端６１ａは、８番ティース９の近傍に存在する１５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ａは、１５番セグメント１４に隣接する１７番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 When winding the winding 12 around the third U-phase 8th tooth 9, the slot 11 between the 7-8th tooth 9 and 9 and the slot 11 between the 8-9th tooth 9 and 9 are arranged. The winding 12 is wound around the eighth tooth 9 n / 2 times in the reverse direction while passing the winding 12. Then, the first U-phase coil C8a is formed on the eighth tooth 9. -The winding start end 61a of the winding wire 12 forming the first U-phase coil C8a is wound around and connected to the riser 15 of the 15th segment 14 existing in the vicinity of the 8th tooth 9. On the other hand, the winding end 62 a is wound around and connected to the riser 15 of the 17th segment 14 adjacent to the 15th segment 14.

さらに、第３Ｕ相の８番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｕ相コイルＣ８ｂが形成されている。−第２Ｕ相コイルＣ８ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、１５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、１５番セグメント１４に隣接する１６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, the third U-phase eighth tooth 9 is formed with a second U-phase coil C8b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second U-phase coil C8b is wound around and connected to the riser 15 of the 15th segment 14. On the other hand, the winding end 62b is wound around and connected to the riser 15 of the 16th segment 14 adjacent to the 15th segment 14.

各Ｗ相のティース９にも各Ｕ相のティース９と同様に二重に巻線１２が巻装され、それぞれ対応するセグメント１４，１４間に巻線１２の巻き始め端６１ａ，６１ｂ、および巻き終わり端６２ａ，６２ｂが接続されている。
すなわち、第１Ｗ相の４番ティース９に、巻線１２がｎ／２回順方向に巻回され第１Ｗ相コイルＣ４ａが形成されている。この第１Ｗ相コイルＣ４ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは７番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは８番セグメント１４に接続されている。 Similarly to each U-phase tooth 9, the W-phase teeth 9 are also wound with the windings 12, and the winding start ends 61 a and 61 b of the winding 12 are respectively wound between the corresponding segments 14 and 14. End ends 62a and 62b are connected.
That is, the first W-phase coil C4a is formed on the first W-phase fourth tooth 9 by winding the winding 12 n / 2 times in the forward direction. The winding start end 61a of the winding wire 12 forming the first W-phase coil C4a is connected to the 7th segment 14, while the winding end end 62a is connected to the 8th segment 14.

さらに、第１Ｗ相の４番ティース９には、巻線１２をｎ／２回順方向に巻回した第２Ｗ相コイルＣ４ｂが形成されている。第２Ｗ相コイルＣ４ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、７番セグメント１４と同電位となる１６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、８番セグメント１４と同電位となる１７番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, the first W-phase fourth tooth 9 is formed with a second W-phase coil C4b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction. The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second W-phase coil C4b is wound around and connected to the riser 15 of the 16th segment 14 having the same potential as the 7th segment 14. On the other hand, the winding end 62b is wound around and connected to the riser 15 of the 17th segment 14 having the same potential as the 8th segment 14.

また、第２Ｗ相の６番ティース９に、巻線１２がｎ／２回逆方向に巻回され−第１Ｗ相コイルＣ６ａが形成されている。この−第１Ｗ相コイルＣ６ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは１１番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは１２番セグメント１４に接続されている。
さらに、第２Ｗ相の６番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｗ相コイルＣ６ｂが形成されている。−第２Ｗ相コイルＣ６ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、１２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、１２番セグメント１４に隣接する１３番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, a winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction around the second W-phase sixth tooth 9 to form a first W-phase coil C6a. The winding start end 61a of the winding 12 forming the first W-phase coil C6a is connected to the 11th segment 14, while the winding end 62a is connected to the 12th segment 14.
Furthermore, the second W-phase sixth tooth 9 is formed with a second W-phase coil C6b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second W-phase coil C6b is wound around and connected to the riser 15 of the 12th segment 14. On the other hand, the winding end 62 b is connected to the riser 15 of the 13th segment 14 adjacent to the 12th segment 14.

また、第３Ｗ相の２番ティース９に、巻線１２がｎ／２回逆方向に巻回され−第１Ｗ相コイルＣ２ａが形成されている。この−第１Ｗ相コイルＣ２ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは２番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは３番セグメント１４に接続されている。
さらに、第３Ｗ相の２番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｗ相コイルＣ２ｂが形成されている。−第２Ｗ相コイルＣ２ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、３番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、３番セグメント１４に隣接する４番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 In addition, the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction around the second tooth 9 of the third W phase to form a first W-phase coil C2a. The winding start end 61a of the winding 12 forming the first W-phase coil C2a is connected to the second segment 14, while the winding end 62a is connected to the third segment 14.
Further, the second tooth 9 of the third W-phase is formed with a second W-phase coil C2b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second W-phase coil C2b is wound around and connected to the riser 15 of the third segment 14. On the other hand, the winding end 62 b is connected to the riser 15 of the fourth segment 14 adjacent to the third segment 14.

また、各Ｖ相のティース９にも各Ｕ相、Ｗ相のティース９と同様に二重に巻線１２が巻装され、それぞれ対応するセグメント１４，１４間に巻線１２の巻き始め端６１ａ，６１ｂ、および巻き終わり端６２ａ，６２ｂが接続されている。
すなわち、第１Ｖ相の７番ティース９に、巻線１２がｎ／２回順方向に巻回され第１Ｖ相コイルＣ７ａが形成されている。この第１Ｖ相コイルＣ７ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは１３番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは１４番セグメント１４に接続されている。 Each V-phase tooth 9 is also wound with double windings 12 like the U-phase and W-phase teeth 9, and the winding start end 61a of the winding 12 between the corresponding segments 14 and 14, respectively. 61b and winding end ends 62a and 62b are connected.
That is, the first V-phase coil C7a is formed on the first V-phase seventh tooth 9 by winding the winding 12 n / 2 times in the forward direction. The winding start end 61 a of the winding wire 12 forming the first V-phase coil C 7 a is connected to the 13th segment 14, while the winding end end 62 a is connected to the 14th segment 14.

さらに、第１Ｖ相の７番ティース９には、巻線１２をｎ／２回順方向に巻回した第２Ｖ相コイルＣ７ｂが形成されている。第２Ｖ相コイルＣ７ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、１３番セグメント１４と同電位となる４番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、１４番セグメント１４と同電位となる５番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, the first V-phase seventh tooth 9 is formed with a second V-phase coil C7b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the forward direction. The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second V-phase coil C7b is wound around and connected to the riser 15 of the fourth segment 14 having the same potential as the thirteenth segment 14. On the other hand, the winding end 62b is wound around and connected to the riser 15 of the fifth segment 14 having the same potential as the fourteenth segment 14.

また、第２Ｖ相の９番ティース９に、巻線１２がｎ／２回逆方向に巻回され−第１Ｖ相コイルＣ９ａが形成されている。この−第１Ｖ相コイルＣ９ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは１７番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは１８番セグメント１４に接続されている。
さらに、第２Ｖ相の９番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｖ相コイルＣ９ｂが形成されている。−第２Ｗ相コイルＣ９ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、１８番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、１８番セグメント１４に隣接する１番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, a winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction around the second V-phase ninth tooth 9 to form a first V-phase coil C9a. The winding start end 61a of the winding 12 forming the first V-phase coil C9a is connected to the 17th segment 14, while the winding end 62a is connected to the 18th segment 14.
Further, the second V-phase ninth tooth 9 is formed with a second V-phase coil C9b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second W-phase coil C9b is wound around and connected to the riser 15 of the 18th segment 14. On the other hand, the winding end 62 b is wound around and connected to the riser 15 of the first segment 14 adjacent to the eighteenth segment 14.

また、第３Ｖ相の５番ティース９に、巻線１２がｎ／２回逆方向に巻回され−第１Ｖ相コイルＣ５ａが形成されている。この−第１Ｖ相コイルＣ５ａを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａは８番セグメント１４に接続されている一方、巻き終わり端６２ａは９番セグメント１４に接続されている。
さらに、第３Ｖ相の５番ティース９には、巻線１２をｎ／２回逆方向に巻回した−第２Ｖ相コイルＣ５ｂが形成されている。−第２Ｖ相コイルＣ５ｂを形成した巻線１２の巻き始め端６１ｂは、９番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。一方、巻き終わり端６２ｂは、９番セグメント１４に隣接する１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回されて接続される。 Further, a winding 12 is wound n / 3 times in the reverse direction around the third V-phase fifth tooth 9 to form a first V-phase coil C5a. The winding start end 61a of the winding 12 forming the first V-phase coil C5a is connected to the eighth segment 14, while the winding end 62a is connected to the ninth segment 14.
Furthermore, the third V-phase fifth tooth 9 is formed with a second V-phase coil C5b in which the winding 12 is wound n / 2 times in the reverse direction. -The winding start end 61b of the winding wire 12 forming the second V-phase coil C5b is wound around and connected to the riser 15 of the ninth segment 14. On the other hand, the winding end 62 b is wound around and connected to the riser 15 of the tenth segment 14 adjacent to the ninth segment 14.

このように、各相のティース９に所定のコイルＣ１ａ〜Ｃ９ｂが形成され、隣接するセグメント１４間に、第１Ｕ相コイルＣ１ａ、−第１Ｗ相コイルＣ２ａ、−第２Ｗ相コイルＣ２ｂ、第２Ｖ相コイルＣ７ｂ、−第１Ｕ相コイルＣ３ａ、−第２Ｕ相コイルＣ３ｂ、第１Ｗ相コイルＣ４ａ、−第１Ｖ相コイルＣ５ａ、−第２Ｖ相コイルＣ５ｂ、第２Ｕ相コイルＣ１ｂ、−第１Ｗ相コイルＣ６ａ、−第２Ｗ相コイルＣ６ｂ、第１Ｖ相コイルＣ７ａ、−第１Ｕ相コイルＣ８ａ、−第２Ｕ相コイルＣ８ｂ、第２Ｗ相コイルＣ４ｂ、−第１Ｖ相コイルＣ９ａ、−第２Ｖ相コイルＣ９ｂを周回り方向にこの順で電気的に接続した状態になる。 In this way, predetermined coils C1a to C9b are formed on the teeth 9 of each phase, and between the adjacent segments 14, the first U-phase coil C1a, the first W-phase coil C2a, the second W-phase coil C2b, the second V-phase A coil C7b, a first U phase coil C3a, a second U phase coil C3b, a first W phase coil C4a, a first V phase coil C5a, a second V phase coil C5b, a second U phase coil C1b, a first W phase coil C6a, The second W-phase coil C6b, the first V-phase coil C7a, the first U-phase coil C8a, the second U-phase coil C8b, the second W-phase coil C4b, the first V-phase coil C9a, and the second V-phase coil C9b. Are connected in this order.

図７は、図６の結線図である。
同図に示すように、第三実施形態に形成された相コイルＣ１ａ〜Ｃ９ｂは、並列回路数を４回路形成する。 FIG. 7 is a connection diagram of FIG.
As shown in the figure, the phase coils C1a to C9b formed in the third embodiment form four parallel circuits.

したがって、上述の第三実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、並列回路数を４回路に増大することができる。このため、第一実施形態のように、並列回路数が２回路の場合と比較して線径の細い巻線１２を用いることが可能になる。よって、巻線１２の巻装作業を容易にすることができる。 Therefore, according to the third embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, the number of parallel circuits can be increased to four circuits. For this reason, as in the first embodiment, it is possible to use the winding 12 having a smaller wire diameter compared to the case where the number of parallel circuits is two. Therefore, the winding work of the winding 12 can be facilitated.

（第四実施形態）
（巻装構造）
次に、この発明の第三実施形態を図８に基づいて説明する。
図８は、第四実施形態の３相直流モータ４０１の展開図である。
ここで、第四実施形態では、アーマチュアコア６の第１Ｕ相、第１Ｖ相、および第１Ｗ相のティース９にそれぞれ順方向にｎ／２回巻線１２を巻装して第１Ｕ相コイルＣ１ａ、第２Ｕ相コイルＣ１ｂ、第１Ｖ相コイルＣ７ａ、第２Ｖ相コイルＣ７ｂ、第１Ｗ相コイルＣ４ａ、および第２Ｗ相コイルＣ４ｂを形成すると共に、第２Ｕ相、第３Ｕ相、第２Ｖ相、第３Ｖ相、第２Ｗ相、および第３Ｗ相のティース９にそれぞれ逆方向にｎ／２回巻線１２を巻装して−第１Ｕ相コイルＣ３ａ，Ｃ８ａ、−第２Ｕ相コイルＣ３ｂ，Ｃ８ｂ、−第１Ｖ相コイルＣ５ａ，Ｃ９ａ、−第２Ｖ相コイルＣ５ｂ，Ｃ９ｂ、−第１Ｗ相コイルＣ２ａ，Ｃ６ａ、および−第２Ｗ相コイルＣ２ｂ，Ｃ６ｂを形成している点、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されていない点は、前述した第三実施形態と同様である。 (Fourth embodiment)
(Wound structure)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a development view of the three-phase DC motor 401 of the fourth embodiment.
Here, in the fourth embodiment, n / 2 turns 12 are wound around the first U-phase, first V-phase, and first W-phase teeth 9 of the armature core 6 in the forward direction, and the first U-phase coil C1a is wound. , The second U-phase coil C1b, the first V-phase coil C7a, the second V-phase coil C7b, the first W-phase coil C4a, and the second W-phase coil C4b, and the second U-phase, third U-phase, second V-phase, third V N / 2 windings 12 are wound in opposite directions around the teeth 9 of the phase, the second W phase, and the third W phase, respectively, -first U-phase coils C3a, C8a, -second U-phase coils C3b, C8b,- 1V-phase coils C5a and C9a, -second V-phase coils C5b and C9b, -first W-phase coils C2a and C6a, and -second W-phase coils C2b and C6b are formed. Line 25 Thus a point that is not short-circuited, is similar to the third embodiment described above.

ここで、第三実施形態と第四実施形態との相違点は、各相コイルＣ１ａ〜Ｃ９ｂを形成している巻線１２の巻き始め端６１ａ，６１ｂ、および巻き終わり端６２ａ，６２ｂと、セグメント１４との接続位置が異なる点にある。
図８に示すように、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に存在する巻線１２は、軸方向に対して捩れるように配索される。つまり、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に存在する巻線１２は、回転軸５に絡みついた状態になる。
したがって、上述の第四実施形態によれば、前述した第三実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間の巻線１２の巻太りを解消することができる。このため、３相直流モータ４０１のさらなる小型化を図ることが可能になる。 Here, the difference between the third embodiment and the fourth embodiment is that the winding start ends 61a and 61b and the winding end ends 62a and 62b of the winding 12 forming the phase coils C1a to C9b, and the segments 14 is different in connection position.
As shown in FIG. 8, the winding 12 existing between the armature core 6 and the commutator 13 is routed so as to be twisted with respect to the axial direction. That is, the winding 12 existing between the armature core 6 and the commutator 13 is in a state of being entangled with the rotary shaft 5.
Therefore, according to the above-described fourth embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described third embodiment, the winding of the winding 12 between the armature core 6 and the commutator 13 can be eliminated. For this reason, it is possible to further reduce the size of the three-phase DC motor 401.

なお、上述の第三実施形態、および第四実施形態では、４つのブラシ２１，２１，…を電気角で１８０°、つまり、周回り方向に等間隔となるように配置した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、同電位となるセグメント１４同士を接続線２５によって短絡してもよい。このように構成することで、ブラシ２１の個数を４つから２つに削減することができ、部品点数を減少させることが可能になる。 In the third embodiment and the fourth embodiment described above, the case where the four brushes 21, 21,... Are arranged at an electrical angle of 180 °, that is, at equal intervals in the circumferential direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and the segments 14 having the same potential may be short-circuited by the connection line 25. With this configuration, the number of brushes 21 can be reduced from four to two, and the number of parts can be reduced.

また、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、３相直流モータ１，２０１，３０１，４０１は、車両に搭載する電装品（例えば、ラジエータファン）の駆動源となるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電装品に３相直流モータ１，２０１，３０１，４０１を適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the three-phase DC motors 1, 201, 301, and 401 serve as driving sources for electrical components (for example, radiator fans) mounted on the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the three-phase DC motors 1, 201, 301, 401 can be applied to various electrical components.

１，２０１，３０１，４０１３相直流モータ
２ヨーク
３アーマチュア
４永久磁石（磁極）
５回転軸
６アーマチュアコア
７アーマチュアコイル
９ティース
１１スロット
１２巻線
１３コンミテータ
１４セグメント
１５ライザ
２１ブラシ
６１，６１ａ，６１ｂ巻き始め端
６２，６２ａ，６２ｂ巻き終わり端
Ｃ１Ｕ相コイル
Ｃ３，Ｃ８ −Ｕ相コイル
Ｃ７Ｖ相コイル
Ｃ５，Ｃ９ −Ｖ相コイル
Ｃ４Ｗ相コイル
Ｃ２，Ｃ６ −Ｗ相コイル
Ｃ１ａ第１Ｕ相コイル
Ｃ１ｂ第２Ｕ相コイル
Ｃ３ａ，Ｃ８ａ −第１Ｕ相コイル
Ｃ３ｂ，Ｃ８ｂ −第２Ｕ相コイル
Ｃ７ａ第１Ｖ相コイル
Ｃ７ｂ第２Ｖ相コイル
Ｃ５ａ，Ｃ９ａ −第１Ｖ相コイル
Ｃ５ｂ，Ｃ９ｂ −第２Ｖ相コイル
Ｃ４ａ第１Ｗ相コイル
Ｃ４ｂ第２Ｗ相コイル
Ｃ２ａ，Ｃ６ａ −第１Ｗ相コイル
Ｃ２ｂ，Ｃ６ｂ −第２Ｗ相コイル 1, 201, 301, 401 Three-phase DC motor 2 Yoke 3 Armature 4 Permanent magnet (magnetic pole)
5 Rotating shaft 6 Armature core 7 Armature coil 9 Teeth 11 Slot 12 Winding 13 Commutator 14 Segment 15 Riser 21 Brush 61, 61a, 61b Winding start end 62, 62a, 62b Winding end C1 U phase coil C3, C8 -U phase Coil C7 V phase coil C5, C9-V phase coil C4 W phase coil C2, C6-W phase coil C1a 1st U phase coil C1b 2nd U phase coil C3a, C8a-1st U phase coil C3b, C8b-2nd U phase coil C7a 1st V-phase coil C7b 2nd V-phase coil C5a, C9a-1st V-phase coil C5b, C9b-2nd V-phase coil C4a 1st W-phase coil C4b 2nd W-phase coil C2a, C6a-1st W-phase coil C2b, C6b-2nd W-phase coil

Claims

A yoke having four poles;
An armature provided rotatably inside the yoke,
The armature is
A rotating shaft rotatably supported by the yoke;
An armature core attached to the rotating shaft;
A commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having 18 segments arranged in a circumferential direction;
The armature core is
Nine teeth arranged at equal intervals in the circumferential direction and for winding the winding;
9 slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
Of the teeth, three teeth that are present at equal intervals in the circumferential direction are respectively assigned as the first U phase, the first V phase, and the first W phase,
Two teeth present by skipping one each of the teeth located on both sides in the circumferential direction of the first U phase are assigned as a second U phase and a third U phase, respectively.
Two teeth that are present by skipping one tooth located on both sides in the circumferential direction of the first V phase are assigned as a second V phase and a third V phase, respectively.
Two teeth present by skipping one each of the teeth located on both sides in the circumferential direction of the first W phase are assigned as the second W phase and the third W phase, respectively.
The windings are wound around the first U-phase teeth, the first V-phase teeth, and the first W-phase teeth in the forward direction to form one U-phase coil, one V-phase coil, and one W-phase coil. ,
Winding the windings in opposite directions on the second U-phase teeth and the third U-phase teeth to form two -U-phase coils;
Winding the windings in opposite directions around the second V-phase teeth and the third V-phase teeth to form two -V-phase coils,
Winding the windings in opposite directions on the second W-phase teeth and the third W-phase teeth to form two -W-phase coils,
Between the adjacent segments, the U phase coil, the -W phase coil, the -W phase coil, the V phase coil, the -U phase coil, the -U phase coil, the W phase coil, the -V phase A three-phase DC motor comprising a coil and the -V phase coil electrically connected in this order in a circumferential direction.

A yoke having four poles;
An armature provided rotatably inside the yoke,
The armature is
A rotating shaft rotatably supported by the yoke;
An armature core attached to the rotating shaft;
A commutator provided adjacent to the armature core on the rotating shaft and having 18 segments arranged in a circumferential direction;
The armature core is
Nine teeth arranged at equal intervals in the circumferential direction and for winding the winding;
9 slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
Of the teeth, three teeth that are present at equal intervals in the circumferential direction are respectively assigned as the first U phase, the first V phase, and the first W phase,
Two teeth present by skipping one each of the teeth located on both sides in the circumferential direction of the first U phase are assigned as a second U phase and a third U phase, respectively.
Two teeth that are present by skipping one tooth located on both sides in the circumferential direction of the first V phase are assigned as a second V phase and a third V phase, respectively.
Two teeth present by skipping one each of the teeth located on both sides in the circumferential direction of the first W phase are assigned as the second W phase and the third W phase, respectively.
Winding the winding in the forward direction on the first U-phase teeth to form two coils, a first U-phase coil and a second U-phase coil;
Winding the winding in the forward direction on the first V-phase teeth to form two coils, a first V-phase coil and a second V-phase coil,
Winding the winding in the forward direction on the first W-phase teeth to form two coils, a first W-phase coil and a second W-phase coil;
The second U-phase teeth are wound with the winding in the opposite direction to form two coils, a first U-phase coil and a second U-phase coil,
The third U-phase teeth are wound in the opposite direction to form the two coils of the -first U-phase coil and the -second U-phase coil,
The second V-phase teeth are wound with the winding in the opposite direction to form two coils, a first V-phase coil and a second V-phase coil,
Winding the winding in the opposite direction on the third V-phase teeth to form the -first V-phase coil and the -second V-phase coil;
The second W-phase teeth are wound with the winding in the opposite direction to form two coils, a first W-phase coil and a second W-phase coil,
Winding the winding in the opposite direction on the third W-phase teeth to form the -first W-phase coil and the -second W-phase coil;
Between the adjacent segments, the first U-phase coil, the first W-phase coil, the second W-phase coil, the second V-phase coil, the first U-phase coil, the second U-phase coil, the first W Phase coil, the first V phase coil, the second V phase coil, the second U phase coil, the first W phase coil, the second W phase coil, the first V phase coil, the first U phase coil, A three-phase DC motor, wherein the -second U-phase coil, the second W-phase coil, the -first V-phase coil, and the -second V-phase coil are electrically connected in this order in the circumferential direction.

The three-phase according to claim 1 or 2, wherein the windings arranged between the armature core and the commutator are arranged so as to be twisted with respect to an axial direction. DC motor.

The three-phase DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the commutator is provided with a short-circuit member that short-circuits the segments having the same potential.