小型电机及其制造方法

专利名称：小型电机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及转子磁极绕组，和连续进行该绕组与整流片
(commutator segment )的连4妄和连4妄径向的对置4立置上的两个整流片 之间的短路线的连接的小型电机及其制造方法。
背景技术：
4极磁场的直流小型电机用于例如需要用于电动工具等的大输出 功率的领域。图16是表示传统技术的4极磁场的直流小型电机的转 子绕组的原理展开图(参照专利文献1)。在转子磁极数为6、整流 片数为6的情况下，以对于转子磁极的绕组绕3磁极巻绕的所谓多极 巻绕(multi-polar winding)为例，说明传统技术的绕组的原理。图 示的绕组利用2根电线连续进行的，用实线表示从整流片a开始巻绕 的第一绕组，且用虚线表示从整流片a，开始巻绕的第二绕组。
图中的整流片a和a， 、 b和b' 、 c和c'分別位于整流子上径 向的相反侧(对置位置)。用实线表示的第一绕组从整流片a开始巻 绕，绕转子磁极3、 2、 l巻绕规定匝数后，连接(钩住(hooked)) 至邻接的下一个整流片b，由此，连接到与整流片b处于对置关系的 整流片b，。将连接该整流片b和b，的部分显示为短路线。接着， 从整流片b，开始，同样地，绕转子磁极巻绕后，连接到邻接的整流 片c，，然后连接至与它处于对置关系的整流片c。接着，从整流片c 开始巻绕，经由整流片a'连接至最初开始巻绕的整流片a。同样地， 用虚线表示的第二绕组从整流片a，开始且由整流片a，结束。
图17是表示通过传统技术实际制造的4极磁场的直流小型电机 的转子绕组的展开图。在转子磁极数为10、整流片数为10的场合，以对于转子磁极的绕组绕3磁极巻绕的所谓多极巻绕为例，说明利用 传统技术的绕组。为了方便显示，图中以上下两重的方式显示了转子 磁极，其中相同的数字表示相同的转子磁极。图示的绕组利用2根电
线连续进行，在整流片下侧显示从整流片a开始巻绕的第一绕组，且 在整流片上侧显示从整流片a，开始巻绕的第二绕组。图中的S表示 开始巻绕端，且E表示结束巻绕端。巻绕方法如图17所示，与图16 所示的方法基本相同，因此省略其说明。
如图16或图17所示的，实际上在4极^f兹场的直流小型电机使用 1对电刷的场合或使用2对电刷但要进一步提高电机旋转精度的场合， 也需要连接处于对置关系的整流片之间的短路线，但是图示的巻绕方 法可用2根电线连续进行绕组和短路线对各磁极的连接。
但是，在这种巻绕方法中，开始巻绕及结束巻绕的整流片上需要 钩住3根电线。例如，图17所示的整流片a除了开始巻绕线的第一钩 住、结束巻绕线的第二钩住以外，还要从整流片e巻绕磁极并在整流 片a上进行第三钩住后，连接到对置位置的整流片a，。在各整流片 中，钩住电线后，通过点焊，进行电连接及机械固定，但是尤其在电 机需要大输出功率而在转子绕组上使用粗线时，难以点焊。
图18是说明电线对整流片的连接的图。如图18 (A)所示，位 于固定于轴(shaft)上的圆筒形整流芯上的整流片的端部被弯曲而形 成了电线连接部。接着，如(B)所示，电线在该电线连接部与整流 片之间形成的间隙中被钩住。接着，如(C)所示，将点焊电极按在 电线连接部上加压，并进行点焊。但是，如(D)所示，当有3根粗 电线^皮钩住的场合，难以进行点焊。再者，如果为了改善点焊性而构 成较长的电线连接部(钩住电线的深沟)，电机全长就会变长，因此 在电机尺寸受限制的情况下是不可取的。
此外，如图16或图17所示的巻绕方法中为了能以连续巻绕的方 式进行对各转子磁极的巻绕和短路线的连接，处于对置关系的各整流 片之间，分别进行2次，即用2根短路线连接。因此，短路线在整流子与转子磁极之间靠近整流子侧而集中，尤其在使用粗线的场合在整 流子附近电线鼓胀。此外，由于巻绕形状偏置、在绕组电阻上发生差 异，性能(电流)不稳定。图19是说明巻绕形状的偏置的图，是从转子上冲(thrust)方向 侧面观看绕组的概念图。(A)示出利用2根电线，每2个同时连续 巻绕6个绕组的场合，并且，(B)示出通过1才艮电线连续缠上6个 绕组的场合。任何场合都是多极巻绕，通过附加在图中用椭圆表示的 绕组上的数字，显示巻绕顺序。最初被巻上的绕组1的侧面的溢出部 小，依次，在后面巻绕的绕组巻绕前一绕组之上，所以其侧面的溢出 部变大(巻绕形状偏置)。通过因短路线而在整流子附近电线鼓胀以 及用粗电线，该巻绕形状的偏置进一步变大。因此，由连接在两个整 流片之间的各绕组的全部长度而产生的电阻，按后面的绕组依次增 大。在4极-兹场的直流电机中，位于对极的各两个绕组中，电流按同 一定时流过而发生同一方向的合成磁场，特别是，如图19(A)所示， 通过使各小电阻之间以及各大电阻之间的绕组互相位于对极，转子转 1圈过程中流过的电流上会发生很大的变动。
图20是转子转1圏的期间的电流波形的变动示图。图中所示传 统例表示对如图17所示那样巻绕的小型电机进行测定后的电流波形 的变动。测定出与本发明(后面参照图6及图7进行说明的第一实施 方式)相比，在传统例的场合，转子1转中流过的电流在1转中发生 很大的变动。
在图16或图17所示的巻绕方法中，转子磁极的各绕组线圏 (winding coil)两端分别与整流片连接，并且用短路线连接对置位置 上的各整流片之间，从而处于对极关系的两个绕组成为与直流电源并 联连接，但也知道将各绕组串联连接的情形。图21是说明一例一般 的串联连接的绕组的图。如图所示，从整流片a开始巻绕，接着绕转 子磁极3、 2、 l巻绕规定匝数的绕组l,与它串联地，绕转子磁极8、 7、 6巻绕绕组2后，连接至邻接的下一个整流片b。由此，通过短路线连接至与整流片b处于对置关系的整流片b，。以下，同样地巻绕。 在这种串联连接的绕组中，邻接的整流片间两个绕组会串联连接。由 此，连接对置位置上的各整流片之间的短路线只有l根，不发生如上 述的钩住3根的问题。但是，串联连接的绕组与并联连接相比在性能 上还有缺陷。通过将绕组匝数减半、并使电线面积(粗细)成为2倍， 可以发挥出与并联连接时相同的性能，但是在制造上对于小型电机无 法缠上粗电线，并且由于粗绕组而巻绕形状会进一步偏置，从而在转 子电阻上会产生差异。
专利文献1:日本实公平6 - 2463号公报

发明内容
本发明的目的在于在4极磁场以上的直流小型电机中，为了连 续巻绕在性能上有优点的并联连接的转子绕組，而具备用于并联连接 的短路线，并且将钩住到整流片的线抑制到2根或其以下，且容易进 行电线对整流片的电连接及机械固定。
在本发明的小型电机及其制造方法中，作为磁场磁极，在电机壳 体内周面安装以NS交互的磁铁，并且在旋转轴上固定偶数个转子石兹 极和具有与该转子磁极数相同数目的整流片的整流子，该转子磁极分 别具备凸招J兹极芯和在该磁极芯的一个或多个上巻绕的绕组，将该绕 组的两端分别连接至整流片，且用短路线连接径向对置位置上的两个 整流片之间。作为连接至该整流片的绕组，组合使用将其一端及其另 一端连接至邻接整流片的一方及另一方的第一类型绕组和至少将一 端连接至与连接该第一类型绕组的邻接整流片处于对置位置的整流 片上的第二类型绕组。连接对置位置的各整流片之间的短路线只有1 根。
在偶数个转子;兹极数和相同数目的整流片数为2xN、 N为整数、 且以径向上处于对极位置的两个绕组为l组的情况下，第一类型绕组 和第二类型绕组的组合，在N为偶数时至少为N/2组，或者N为奇数
8时至少为(N-1)/2组，剩余组分别为第一类型绕组和第二类型绕组
的组合，或者第一类型绕组之间的组合。
此外，本发明的小型电机的转子用l根或2根电线连续巻绕，并 且钩住到整流片的电线连接部的电线为2根或1根。在偶数个转子》兹 极数和相同数目的整流片数为2xN、 N为整数、且以径向上对置的两 个整流片为1组的情况下，在全部的N组中有N-1组是组合了集中 4根电线的整流片和集中2根电线的整流片。在包含成为开始巻绕端 及结束巻绕端的整流片的l组中，在开始巻绕和结束巻绕为同一整流 片的场合，组合集中4根电线的整流片和集中成为开始巻绕及结束巻 绕的2根电线的整流片，且，在开始巻绕和结束巻绕为对置的不同整 流片的场合，组合两方都集中3根电线的整流片。 (发明效果)
依据本发明，在4极磁场以上的直流小型电机中，用绕线机连续 巻绕在性能上有优点的并联连接的转子绕组时，连接对置的整流片之 间的短路线分别只有1根，可将整流片上的钩住线抑制到2根或其以 下a
此外，通过将短路线分别只设l根，即使在使用粗线的情况下， 短路线也在整流子与转子磁极之间靠近整流子一侧地集中，电线不会 在整流子附近鼓胀，从而，能够抑制巻绕形状的偏置、绕组电阻间的 不均等性，并能稳定性能(电流)。


图1 ( A)是表示可以适用本发明的4极磁场的小型电机的整体纵 剖视图，图1 (B)是仅表示整流子的图。
图2 (A)是将轴横向配置后观看的巻绕前的转子的前视图，图2 (B)是从整流子一侧观看的侧视图。
图3 (A)是表示一对电刷相对整流子的位置关系的图，图3 (B) 是表示二对电刷的配置的图。图4 ( A )是说明传统技术的最单纯的4极电机连线的原理的概念 图，图4 (B)是说明连续巻绕时的传统绕组的图。
图5 (A)是表示一例说明本发明的原理的绕组的图，图5 (B) 是表示本发明的不同绕组例的图。
图6是例示第一实施方式的转子绕组的展开图。
图7是将图6所示的绕组配置在圆周上并加以表示的说明图。
图8是"i兌明图7所示的绕组结构的巻绕顺序的图。
图9是本发明第二实施方式的示图。
图IO是本发明第三实裤方式的示图。
图ll是本发明第四实施方式的示图。
图12是本发明第五实施方式的示图。
图13是本发明第六实施方式的示图。
图14是本发明第七实施方式的示图。
图15是本发明第八实施方式的示图。
图16是原理性地示出传统技术的4极^f兹场的直流小型电机的转子 绕组的展开图。
图17是表示通过传统技术来实际制造的4极磁场的直流小型电机 的转子绕组的展开图，
图18是说明电线到整流片的连接的图。
图19是说明巻绕形状的偏置的图，并且是从转子侧面观看绕组的 概念图。
图20是转子旋转1周的期间的电流波形的变动示图。 图21是说明一例一般的串联连接的绕组的图。
具体实施例方式
以下，才艮据示例对本发明的实施方式进行说明，但在说明之前， 参照图1至图3，对成为能够适用本发明的本发明前提的小型电机进 行说明。图1是表示能够适用本发明的4极磁场的小型电机的图，其中，(A)是表示其整体纵剖视图；(B)是仅表示整流子的图。在图 示的电机中，作为磁场磁极在用金属材料形成为有底空心筒状的电机 壳体内周面安装了NS交互的二对(4极)磁铁。本发明可以适用于4 极磁场以上的电机，但是在下面以4拟J兹场的小型电机为例进行说明。
如图1 (A)所示，电机壳体的开口部上嵌入地安装了壳盖。在壳 盖的中央部收入了用于保持轴的轴承。通过设置在有底空心筒状的电 机壳体的底部中央的轴承，轴的另一端得到支撑。在该轴上通常具备 由层叠的凸极磁极芯及缠在该磁极芯上的绕组(图示中省略了与整流 片的连接)构成的偶数极的转子磁极，和具有与该石兹极数相同数目的 整流片的整流子，构成小型电机的转子。再者，接触于该整流子的一 对或二对碳电刷经由弹簧构件被支撑于壳盖上，并且各电刷电连接至 一对外部端子。作为示例，图1 (B)所示的整流子具有IO个整流片。 在绝缘体(树脂制)的整流芯之上由导电体构成的各整流片，通过缝 隙被互相分割，并且弯曲其端部而构成电线连接部。在该电线连接部 的各电线连接部上，连接有巻绕在凸极磁极芯的各绕组的端部，且被 点焊(参照图18)。
图2是表示巻绕前的转子的图，图2 (A)是将轴横向配置后观看 的转子的前视图，图2(B)是从整流子一侧观看的侧视图。图3是表 示电刷相对整流子的位置关系的图，图3 (A)示出一对电刷的配置， 图3 (B)示出二对电刷的配置。图3 (B)所示的二对电刷例如以图 示那样的极性连接到直流电源的情况下，正极(+ )间、负极(-) 间是电连接的。此外，在图示的例中，与对应的磁铁中心对齐位置地 配置的电刷。
由图2 (B)可看出在以IO个为示例的整流片(及电线连接部) 上如图所示附记了记号a-e及a， ~ e，，且对与整流片相同数目的 转子凸极;兹极芯附记了序号1-10,以下做具体说明。作为基本的巻 绕方法，可以巻绕成使巻绕于各磁极芯的绕组的两端与整流片连接。 例如，巻绕于1个;兹极芯2上的绕组两端与整流片a和b连接。如图示的例那样，使各绕组线圈的中心(各转子芯凸极磁极的中心)与整 流片间缝隙一致，以使绕组的电流方向在磁场极磁铁的中央交替，从 而，能够连线成使巻绕于磁极芯的绕组的连接全部呈现电中性(不会 与整流片间缝隙位置错开)，但是本发明不仅具有呈现电中性的结构，
而且可以适用于除此以外的转子超前角(advanced angle )(或4也后角 (delayed angle))的场合。作为构成该超前角结构的方法，众所周 知使对置电刷配置成分别与-兹铁NS的中心对齐，而使转子的整流片 的配置相对于各转子A兹极的配置，在转子旋转方向上错开的方法，本 发明也可适用于这种超前角(或拖后角)结构的电机。此外，为了极 力减小整流子上切换的电压及电流的变动， 一直以来绕2极或3极等 多极进行巻绕的多极巻绕，但是本发明不只是将各绕组巻绕在1个凸 极不兹极芯上的单极巻绕结构，还可以对多极巻绕结构的绕组适用。
图4( A)是利用传统技术进行最单纯的4极磁场的电机连线的原 理说明图，图4 (B)示出连续巻绕时的传统绕组。图5 (A)是表示 一例说明本发明的原理的绕组的图，图5 (B)是表示本发明的不同绕 组例的图。在图4及图5中，用3角形表示各绕组线圈(分别仅图示 2个)，示出该绕组两端分别连接到邻接的整流片。
如图4 (A)所示，在利用传统技术进行的最单纯的电机连线中， 位于整流片两侧的绕组线圈的各一端、和连接对置的整流片之间的短 路线的共3根(奇数)电线，全部集中于整流片。由于这种连线方法 不可能进行连续的巻绕，例如在无短路线的情况下连续巻绕后，在后 面附加短路线。为了连续巻绕，如图4(B)所示，需要2根短路线。 从而，全部的整流片上会集中4根(偶数根)电线，因此可利用绕线 机连续巻绕。在连续巻绕的场合，钩住l根进入l个整流片且出去的 电线，对于4根电线而言总共钩住2根，但是在开始巻绕及结束巻绕 的整流片中，因为开始巻绕电线和结束巻绕电线而需要分别钩住1才艮。 因此，如参照图16或图17所说明的那样，在开始巻绕及结束巻绕的 整流片中，总共要钩住3根电线。如图5 (A)及图5 (B)所示，本发明组合使用绕组类型A和绕 组类型B。绕组类型A是指连接在邻接的整流片间的绕组，且绕組类 型B是指将绕组的至少一个端从原来的整流片变更为其对置位置的整 流片的绕组。图5 (A)中例示的绕组类型B是只将绕组的一个端乂人 原来的整流片变更为其对置位置的整流片的例子，而图5(B)中例示 的绕组类型B是将绕组两个端都变更为对置位置的整流片的例子。
至于图5 ( A)的下方所示的绕组类型B (将绕组的一个端连接到 对置位置的整流片的绕组)，本来应该连接在整流片a，和整流片b， (参照图4(B)),但是在图5 (A)中该绕组的一个端取代整流片 a，而连接到其对置位置的整流片a上。从而，连接对置位置的整流片 间的短路线只有l才艮。再者，图中集中于整流片a的电线与图4 (B) 相比，照样为4根而无变化，但是在整流片a，中从4根减至2根。 由此，如果整流片a，成为连续巻绕过程中的通过点，则其钩住线为1 根，并且，如果整流片a，成为开始巻绕及结束巻绕端，则钩住线为2 根。
同样地，至于图5(B)的下方所示的绕组类型B (将绕组端的两 方都连接到对置位置的整流片)，也将绕组端连接到对置位置的整流 片(后面将参照图12对具体例进行说明)。本来应该连接在(参照 图4 (B))整流片a，和整流片b，，却代之以将绕組的两端分别连 接到整流片a和整流片b。从而，连接对置位置的整流片间的短路线 成为只有1根。图中集中于整流片a、 b的电线与图4 (B)相比，照 样为4根而无变化，但整流片a， 、 b，中从4根减少至2根。因而， 如果整流片a， 、 b，成为连续巻绕过程中的通过点，则其钩住线为1 根，并且，如果整流片a， 、 b，成为开始巻绕及结束巻绕端，则钩住 线为2根。
总之，使整流片数成为与转子磁极数相同数目的2xN(N为整 数)，在以对置的两个整流片为1组的全部N组中，除了包含成为开 始巻绕及结束巻绕端的整流片的1组以外的，N-1组是一个整流片上集中4根电线(钩住2根电线)，且在另一整流片上集中2根电线
(钩住l根电线)。至于成为开始巻绕及结束巻绕端的1组，分场合 即开始巻绕和结束巻绕为同一整流片的场合及分开为对置的不同整 流片的场合，所集中的线数有所不同。在同一整流片的场合(例如参
照图7), —个整流片上集中4根电线(钩住2根电线)，而另一个 成为开始巻绕和结束巻绕的整流片上集中2根电线(钩住2根电线)。 在开始巻绕和结束巻绕为对置的不同整流片的场合(例如参照图9)， 两个整流片上都集中3根电线(钩住2根电线)。
接着，参照图6至图8,就本发明的第一实施方式进行说明。第 一实施方式为4极石兹场、1对或2对电刷、转子石兹极数和整流片数为 相同数目且6以上的偶数2xN (N为整数)的直流小型电机。图6 是例示10缝隙(slot)转子绕组的展开图，且图7是将图6所示的绕 组配置于圆周上加以显示的说明图。
如参照图5进行说明的那样，存在使绕组线圈两端对于整流片的 连接方式不同2种绕组(绕组类型A，绕组类型B)。图7中，以实 线的三角形表示的绕组类型A与任意的整流片和与它邻接的整流片 连接。以虚线的菱形表示的绕组类型B将连接绕组的一个端部的原来 的(应该如绕组类型A那样连接)整流片变更为其对置位置的整流片 后进行连接。在图6及图7所示的例子中，这种绕组类型A和绕组类 型B分别以相同数目的5组(N组)交互地配置在圆周上。在图6的 下方所示的显示A、 B表示绕组类型。连接对置关系中的整流片之间 的短路线各为l根，全部为整流片数(10个)的半数(5根)。从而， 在任意整流片中，都可钩住2根线以下。此外，可用1根或2根绕组 (中途不断)连续巻绕。
以下，进一步对绕组进行具体说明。如图6及图7所示，整流片 a成为开始巻绕端S,同时也成为结束巻绕端E。但是，以下任何实施 方式中，都可以使开始巻绕端S和结束巻绕端E相反而从结束巻绕端 E开始巻绕并在开始巻绕端S结束巻绕，但为了方侵^见，称其一个为开始巻绕端S、另一个为结束巻绕端E而进行说明。
最初将第1 ~第N ( 5 )绕组作为绕组类型A进行巻绕。因此，从 整流片a开始巻绕，绕转子磁极6、 5、 4进行多极巻绕后，钩住在邻 接的整流片b。接着，通过连续的短路线钩住到处于整流片b的对置 位置的整流片b，后，绕转子磁极2、 1、 IO进行巻绕，钩住到邻接的 整流片c，。以下，同样地进行巻绕，绕组类型A的情况下，为了巻 绕最后的第N (5)绕组，从整流片e绕转子磁极10、 9、 8进行巻绕 后，连接到邻接的下一个整流片a'。
接着，将第(N+l) ~第2N (第6~第10)绕组以绕组类型B 的方式进行巻绕。因此，从整流片a，开始巻绕，绕转子磁极l、 10、 9进行巻绕后，钩住到其对置位置的整流片b上，而不是邻接整流片 b，。以下，同样巻绕后，第2N(10)绕组从整流片e，开始巻绕， 在巻绕转子磁极5、 4、 3后，钩住到对置位置的整流片a，，接着， 钩住到最初的整流片a,结束全部巻绕。
图8是说明图7所示的绕组结构的巻绕顺序的图。由1到10的数 字表示巻绕顺序。用实线的三角形显示的绕组类型A和用虛线的菱形 显示的绕组类型B在圆周上交互且径向对置地配置。依次接着巻绕的 绕组成为与经向相反一侧的绕组邻接的绕组。但是，结束第5绕组的 巻绕后下一个第6绕组成为邻接的位置。因而，绕组可以通过称为单 飞(single flyer)的绕线机用1根电线连续巻绕，或者通过称为双飞 (double flyer)的绕线机用2根电线连续巻绕。但是，用2根电线的 情况下，也需要选择开始巻绕及结束巻绕的整流片，以不会钩住3根。 如此，绕组可在圆周上有序且平稳地巻绕，巻绕形状不会偏置且转子 绕组电阻之差小。如上述参照图20所做的说明那样，测定出在通过 第一实施方式构成的转子的l转中流过的电流在l转中的变动比传统 例小。
如上所述，作为绕组类型B，采用了将绕组的一个端连接到对置 位置的整流片的绕组时，若以对;f及位置的两个绕组线圏为1组，则N- 1组由绕组类型A和绕组类型B的组合构成，而剩下的1组可为绕
组类型A和绕组类型B的组合或绕组类型A之间的组合。再者，以 下的任何实施方式中，处于对极位置的绕组类型A和绕组类型B可在 对极位置之间更换其绕组类型。以下，参照图9至图15，就其它几个 典型的实施方式进行-说明。
图9是表示本发明第二实施方式的图。与上述第一实施方式不同 的是第二实施方式的开始巻绕位置及结束巻绕位置。在该第二实施方 式中，巻绕第IO绕组后，连接到邻接的整流片a。然后，开始巻绕是 通过从整流片a，到整流片.a为止的短路线来开始的。在该例中，为 了将第IO绕組变更为绕组类型A,绕组类型A成为N+1个，而绕组 类型B成为N - 1个。换句话说，N - i组中对置配置了绕组类型A 和绕组类型B,而剩余的1组中对置的两者为绕组类型A。
图10是表示本发明第三实施方式的图。第三实施方式是与上述例 相同结构的电机，但巻绕顺序不同。从开始巻绕端S开始按照数字的 顺序巻绕。最初的4个绕组为绕组类型B，在开始第5绕组的巻绕之 前，短路线的布置全部结束。从第5绕组开始为绕组类型A，无需布 置短路线，依次向相邻的绕组前进，最后，将第10绕组的结束巻绕 端钩住在邻接整流片上，结束全部的巻绕。图示的例中，具有依次邻 接配置的N - 1个绕组类型B和依次邻接配置的N + 1个绕组类型A。 如此，为了在依次邻接的位置上巻绕，巻绕形状会偏置，但是短路线 只有1根，且也可将钩住线抑制在2根以下。
图11是表示本发明第四实施方式的图。图示的例中，具有与1 个绕组类型A邻接地依次邻接配置的N - 1个绕组类型B和依次邻接 配置的N个的绕组类型A。如此，从开始巻绕端S开始按照数字顺序 巻绕，最初的第1绕组为绕组类型A,且第5绕组为绕组类型B,在 这一点上与上述第三实施方式不同，但具有同样的效果。
图12是表示本发明第五实施方式的图。第五实施方式中，作为绕 组类型B,采用绕组两端均连接至对置位置的整流片的绕组(参照图5 (B))，在这一点上与上述第一至第四实施方式不同。在图12所
示的第五实施方式中，与上述例同样地，用实线的三角形显示绕组类
型A,且用虚线的菱形显示绕组类型B。附加在绕组上的数字表示巻 绕顺序。在图示的例中例示了有3个绕组类型B，其中的l个只将绕 组的一个端连接于对置位置的整流片，且剩下的2个将绕组的两端都 连接到对置位置的整流片。因此，在以对极位置的两个绕组线圏为1 组的场合，3組由绕组类型A和绕组类型B的组合来构成，而剩下2 组为绕组类型A之间的组合。再者，可将对极位置的绕组类型A和绕 组类型B,在对极位置之间更换其绕组类型。
接着，对绕组进行说明。如图12所示，就整流片a成为开始巻绕 端S并且成为结束春绕端E的情形进行说明。最初以第1 ~第5绕组 为绕组类型A进行巻绕，这一点上与上述的图8相同。但是，在图 12所示的例中，还将在其后第6及第8绕组也设为绕组类型A进行 巻绕。并且将第7、第9、第IO绕组设为绕组类型B进行巻绕。第7 及第9绕组的两端都连接到对置位置的整流片。第10绕组只有绕组 的一端与对置位置的整流片连接。从而，与上述的例同样地，连接对 置关系的整流片之间的短路线各为1根，总共为整流片数(10个)的 半数(5根)。如此，在任何整流片中，都可钩住2根线以下。此外， 可用l根或2根绕组(中途不断)连续巻绕。
图13是表示本发明第六实施方式的图。第六实施方式与第五实施 方式的不同点在于使用2个绕组类型B。图13中例示出在以对极位置 的两个绕组线圏为1组的情况下，有2组是由绕组类型A和绕组类型 B的组合来构成，而剩下3组成为绕组类型A之间的组合。如上所述， 本发明可以适用于转子磁极数和整流片数为相同数目且为6以上的偶 数2xN (N为整数)的直流小型电机，但是当N为偶数时，类型A -A的组合最多为N/2，而当N为奇数时，成为(N+l)/2。因此， 类型A-B的组合，在N为偶数时至少成为N/2,而当N为奇数时至 少为(N-1)/2。如图13所示的例那样，在10个(N-5组的奇数)的绕组(转子磁极数)的场合，类型A-A的组合的最多成为(5+1) /2 = 3,而类型A-B的组合至少为(5-1 ) /2 = 2。
图14是表示本发明第七实施方式的图。第七实施方式与第一至第 六实施方式的不同点在于转子磁极数20 (N= IO组的偶数)。如上所 述，N为偶数，因此类型A-A的组合最多为N/2 = 5组，而类型A -B的组合至少为5组。图14中例示了类型A-A的最大組合为5 组的场合。此外，在图中的整流片附加的数字表示钩住线数。
图15是表示本发明第八实施方式的图。第八实施方式为4极磁场、 1对或2对电刷、转子磁极数和整流片数为相同数的6个(偶数)的 直流小型电机。第八实施方式示出只要转子磁极数和整流片数为相同 数且为偶数，就能适用于本发明。从开始巻绕端S开始巻绕，按照数 字顺序巻绕至第6绕组。
权利要求
1.一种小型电机，其中，作为磁场磁极，在电机壳体内周面安装以NS交互的磁铁，并且在旋转轴上固定偶数个转子磁极和具有与该转子磁极数相同数目的整流片的整流子，该转子磁极分别具备凸极磁极芯和在该磁极芯的一个或多个上卷绕的绕组，将该绕组的两端分别连接至整流片，且用短路线连接径向对置位置上的两个整流片之间，作为连接至所述整流片的绕组，组合使用将其一端及其另一端连接至邻接整流片的一方及另一方的第一类型绕组和至少将一端连接至与连接该第一类型绕组的邻接整流片处于对置位置的整流片上的第二类型绕组，连接对置位置的各整流片之间的短路线只有1根。
2. 如权利要求1所述的小型电机，其中，在所述偶数个转子磁极数和相同数目的整流片数为2xN、 N为 整数、且以径向上处于对极位置的两个绕组为l組的情况下，第一类型绕组和第二类型绕组的组合，在N为偶数时至少为N/2 组，或者N为奇数时至少为(N-1)/2组，剩余组分别为第一类型 绕组和第二类型绕组的组合，或者第 一类型绕组之间的组合。
3. —种小型电机的转子，其中，在旋转轴上固定偶数个转子磁极和具有与该转子磁极数相同数 目的整流片的整流子，该转子磁极分别具备凸极磁极芯和在该磁极芯 的一个或多个上巻绕的绕组，将该绕组的两端分别连接至整流片，且 用短路线连接径向对置位置上的两个整流片之间，钩住到整流片的电线连接部的电线为2根或1根。
4. 如权利要求3所述的小型电机的转子，其中， 在所述偶数个转子磁极数和相同数目的整流片数为2xN、 N为整数、且以径向上对置的两个整流片为l组的情况下，在全部的N组中有N- l组是组合了集中4根电线的整流片和集 中2根电线的整流片，在包含成为开始巻绕端及结束巻绕端的整流片的1组中，在开始 巻绕和结束巻绕为同一整流片的场合，组合集中4根电线的整流片和 集中成为开始巻绕及结束巻绕的2根电线的整流片，且，在开始巻绕 和结束巻绕为对置的不同整流片的场合，组合两方都集中3根电线的 整流片。
5. 如权利要求4所述的小型电机的转子，其中， 作为连接到所述整流片的绕组，组合使用将其一端及另一端连接至邻接整流片的一方及另一方的第一类型绕组，和至少将一端连接至 与连接该第一类型绕组的邻接整流片处于对置位置的整流片的第二 类型绕组。
6. 如权利要求5所述的小型电机的转子，其中， 在以径向对^^位置上的两个绕组为l组的情况下， 第一类型绕组和第二类型绕组的组合，在N为偶数时至少为N/2
7. 如权利要求6所述的小型电机的转子，其中，N个第一类型绕组和N个第二类型绕组交互邻接地、且在径向上 乂于置J4配置。
8. 如权利要求6所述的小型电机的转子，其中， 除了最初或最后巻绕的1个绕组外，第一类型绕组和第二类型绕组交互邻接地、且在径向上对置地配置，并且，以最初或最后的绕组 为第一类型绕组，与其它第一类型绕组相对置地配置。 '
9. 如权利要求6所述的小型电机的转子，其中， 具有依次邻接地配置的N - 1个第二类型绕组和依次邻接地配置的N+1个第一类型绕組。
10. 如权利要求6所述的小型电机的转子，其中，具有邻接于第一类型绕组而依次邻接地配置的N - 1个第二类型 绕组和依次邻接地配置的N个第一类型绕组。
11. 如权利要求6所述的小型电机的转子，其中，所用多个所述第二类型绕组的各第二类型绕组，采用只有一端连 接至对置位置的整流片的绕组，或者两端都连接至对置位置的整流片 的绕组。
12. —种小型电机的制造方法，其中，作为磁场磁极，在电机壳体内周面安装以NS交互的磁铁，并且 在旋转轴上固定偶数个转子磁极和具有与该转子磁极数相同数目的 整流片的整流子，该转子磁极分别具备凸极磁极芯和在该磁极芯的一 个或多个上巻绕的绕组，将该绕组的两端分別连接至整流片，且用短 路线连接径向对置位置上的两个整流片之间，作为连接至所述整流片的绕组，组合将其一端及其另一端连接至 邻接整流片的一方及另一方的第一类型绕组和至少将一端连接至与 连接该第一类型绕组的邻接整流片处于对置位置的整流片上的第二 类型绕组，依次用l根或2根电线进行连续巻绕，连接对置位置的各整流片之间的短路线只有1根。
13. 如权利要求12所述的小型电机的制造方法，其中， 在所述偶数个转子^兹极数和相同数目的整流片数为2xN、 N为整数、且以径向上处于对极位置的两个绕组为l组的情况下，第一类型绕組和第二类型绕组的组合，在N为偶数时至少为N/2 组，或者N为奇数时至少为(N-1)/2组，剩余组分别为第一类型 绕组和第二类型绕组的组合，或者第 一类型绕组之间的组合。
全文摘要
用实线的三角形显示的绕组类型A连接到任意的整流片和与其邻接的整流片。用虚线的菱形显示的绕组类型B将连接绕组的一个端部的原来的整流片变更为其对置位置的整流片后进行连接。组合这种绕组类型A和绕组类型B并加以使用。连接处于对置关系的整流片之间的短路线各为1根，总共成为整流片数(10个)的半数(5根)。从而，在任意整流片中都可进行2根线以下的钩住。此外，能够用1根或2根的绕组连续卷绕。
文档编号H02K15/08GK101682245SQ20088001967
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月8日 优先权日2007年4月10日
发明者宫岛祐介 申请人:马渊马达株式会社