电枢及直流电的制造方法

电枢及直流电的制造方法
【专利摘要】电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设置的多个齿的芯；以2个以上齿为一组、按各组而缠绕的多个绕组；贯穿芯的中心的轴；以及被固定于轴、随电枢一起旋转的整流子。多个绕组包括被配置在齿的旋转轴侧的多个内侧绕组、和被配置在内侧绕组的外侧的多个外侧绕组。多个内侧绕组以相邻的内侧绕组不缠绕于同一齿的方式环状地配置。多个外侧绕组以相邻的外侧绕组不缠绕于同一齿的方式环状地配置。外侧绕组被缠绕于与缠绕有内侧绕组的齿的组合不同的组合的齿上。整流子被分割成与内侧绕组或外侧绕组相同数量的片(segment)。
【专利说明】电枢及直流电机

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电枢及电机。

【背景技术】
[0002]以往，在汽车、办公设备等各种各样的用途中使用着电机。电机内设有缠绕着多个 绕组的电枢，在制造电机时，需要在电枢的芯的槽上缠绕铜线。
[0003]将铜线缠绕到芯上的方法和装置已有各种设计。例如，已设计出如下这样的支流 电机转子：在电枢铁芯的磁极部间形成的沟槽中的任意沟槽、与跨越过相邻于该任意沟槽 的沟槽的其它任意沟槽之间，依次缠绕多个预定圈数（N)的电枢线圈，其中，所述电枢铁芯 由具有在中心部固定了转子轴的通孔的转子轴外周部、从该转子轴外周部沿径向突出的突 出部、以及从该突出部的目U端沿圆周方向延伸出的前端部形成的多个大致T字型的磁极部 所构成（专利文献1参照）。
[0004] 〔在先技术文献〕
[0005] 〔专利文献〕
[0006] 〔专利文献1)日本特开平10-285854号公报


【发明内容】

[0007]〔发明所要解决的课题〕
[0008]然而，在上述电机转子中，后缠绕的电枢线圈会与已缠绕在其内侧的电枢线圈干 扰，故不会成为与已缠绕的电枢线圈相同的绕线形态。因此，在电机整体中，有可能因多个 绕组的配置相靠近而对电机的转矩特性、振动等产生影响。
[0009] 本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种能进一步改善电机的特 性的技术。
[0010] 〔用于解决课题的手段〕
[0011] 为解决上述课题，本发明一个方案的电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设 置的多个齿的芯；以2个以上齿为一组、按各组而缠绕的多个绕组。多个绕组包括被配置在 齿的旋转轴侧的多个内侧绕组、和被配置在内侧绕组的外侧的多个外侧绕组。多个内侧绕 组以相邻的内侧绕组不缠绕于同一齿的方式环状配置，多个外侧绕组以相邻的外侧绕组不 缠绕于同一齿的方式环状配置，外侧绕组被缠绕于与缠绕有内侧绕组的齿的组合不同的组 合的齿上。
[0012] 本发明的另一方案也是一种电枢。该电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设 置的m个（m为6以上的整数）齿的芯；以η个（η为m/n在3以上的整数）齿为一组，按各 组而缠绕的多个绕组。多个绕组包括被配置在齿的旋转轴侧的m/n个内侧绕组、和被配置 在内侧绕组的外侧的m/n个外侧绕组。m/n个内侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（m/ η)角形的方式配置,m/n个外侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（m/n)角形的方式配置， 外侧绕组被配置在以旋转轴为中心、相对于相邻的内侧绕组、相位变化了（360° /m)的位 置。在前述的外侧绕组的外侧，可以再配置绕组。此时，若将内侧绕组记作第1层、将与该 第1层相邻的外侧绕组记作第2层、将在该第2层的外侧相邻的外侧绕组记作第3层、将在 该第3层的外侧相邻的外侧绕组记作第4层，则层数可以用 m/(m/n)来表示。
[0013] 本发明的再一种方案是直流电机。该直流电机包括：筒状的外壳；沿外壳的内面 而设、具有一对以上磁极的定子；与定子相对配置的电枢；以及以沿整流子的外周面滑动 的方式设置的一对或多对电刷。
[0014] 此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统等间变 换后的方案，作为本发明的方案也是有效的。
[0015] 〔发明效果〕
[0016] 通过本发明，能进一步改善电机的特性。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1是实施方式的直流电机的主视图。
[0018] 图2是直流电机的分解立体图。
[0019] 图3是图1的A-A箭头方向剖面图。
[0020]图4是在本实施方式的电枢中使用的芯的主视图。
[0021]图5是表示在本实施方式的芯上缠绕了绕组的电枢的状态的示意图。
[0022]图6是说明作为比较例的被称作分布绕法的绕组的缠绕方式的图。
[0023]图7是说明作为比较例的被称作双绕法的绕组的缠绕方式的图。
[0024]图8是用于说明本实施方式的绕组的缠绕方式的图。
[0025]图9的（a)是示意性地表示实施例1的电枢的构成的图；图9的（b)是示意性地 表示实施例2的电抠的构成的图；图9的（c)是示意性地表示实施例3的电枢的构成的图。 [00 26^图10的（a)是示意性地表示实施例4的电枢的构成的图；图10的（b)是示意性 地表示实施例5的电枢的构成的图；图 10的（c)是示意性地表示实施例6的电枢的构成的 图。
[0027]图^的（a)是表示电刷接触于图7所示的电枢的整流子的状态的示意图；图U 的（b)是表不图11的（a)所示的电枢旋转了 3〇。后的状态的示意图。
[0028] 12的（a)是表示图η的（a)所示的状态的电枢内的电路结构的图；图 12的 (b)是表不图11的（b)所示的状态的电枢内的电路结构的图。
[0029]图Π 的（a)是表示电刷接触到图8所示的电枢的整流子的状态的示意图；图13 的（b)是表示图13的（a)所示的电枢旋转了 3〇。后的状态的示意图。
[0030] ^ 14的（a)是表示图13的（a)所示的状态的电枢内的电路结构的图；图 14的 (b)是表不图13的（b)所示的状态的电枢内的电路结构的图。
[0031]图I5是用于说明本实施方式的变形例的绕组的缠绕方式的图。
[0032]图16是用于说明本实施方式的另一变形例的绕组的缠绕方式的图。

【具体实施方式】 ^〇33]本发明一个实施方式的电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设置的多个齿的 芯；和以2个以上的齿为一组、按各组来缠绕的多个绕组。多个绕组包括被配置在齿的旋转 轴侧的多个内侧绕组、和被配置在内侧绕组的外侧的多个外侧绕组。多个内侧绕组被以相 邻的内侧绕组不被缠绕于相同的齿的方式环状地配置，多个外侧绕组被以相邻的外侧绕组 不被缠绕于相同的齿的方式环状地配置，外侧绕组被缠绕于与缠绕有内侧绕组的齿的组合 不同的组合的齿上。
[0034] 根据该实施方式，被配置在齿的旋转轴侧的多个内侧绕组以相邻的内侧绕组不缠 绕于相同齿的方式环状地配置。即，多个内侧绕组被彼此几乎不干扰地缠绕于预定的齿上， 故绕组彼此的千扰所导致的配置的偏靠较少，能配置出对称性高（平衡好）的绕组。同样 地，多个外侧绕组以相邻的外侧绕组不被缠绕于相同齿的方式环状地配置。即，多个外侧绕 组被彼此几乎不相干扰地缠绕于预定的齿上，故绕组彼此干扰所导致的配置的偏靠较少， 能配置出对称性高（平衡好）的绕组。另外，外侧绕组被配置于与缠绕有内侧绕组的齿的 组合不同的组合的齿上，故能得到转矩变动平滑的旋转特性。
[0035] 在此，齿只要是能缠绕绕组的形状即可，例如可以是垂直于旋转轴的剖面形状为 沿芯的径向延伸的臂（I)状的形状，或其前端向圆周方向两侧分岔的T字状的形状。此外， 缠绕外侧绕组的所谓"不同的组合的齿"，不仅是与缠绕有内侧绕组的所有齿都不同的情 况，还包括与一部分齿不同的情况。此外，所谓"环状"，不仅是圆形的情况，例如还可以包括 三角形、四角形、五角形等多角形状。
[0036]另一实施方式也是一种电枢。该电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设置的 m个（m为6以上的整数）齿的芯；以η个（n为m/n在3以上的整数）齿为一组、按各组来 缠绕的多个绕组。多个绕组包括被配置在齿的旋转轴侧的m/n个内侧绕组、和被配置在内 侦機组的外侧的m/n个外侧绕组。m/n个内侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（ m/n)角 形的方式配置，m/n个外侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（m/ n)角形的方式配置，外侧 绕组被配置在以旋转轴为中心、相对于相邻的内侧绕组、相位变化了（360。/m)的位置。在 前述的外侧绕组的外侧可以再配置绕组。此时，若将内侧绕组记作第1层、将在该第1层的 外侧相邻的绕组记作第2层、将在该第2层的外侧相邻的外侧绕组记作第3层、将在该第3 层的外侧相邻的外侧绕组记作第4层，则层数能用'(m/n)来表示。
[0037] 根据该实施方式，m/n个内侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（m/n)角形的方 式配置，m/n个外侧绕组被以从旋转轴的轴线方向看呈（m/n)角形的方式配置，内侧绕组与 外侧绕组被配置成彼此相似的多角形状。此外，外侧绕组被配置在以旋转轴为中心、相对于 相邻的内侧绕组、相位变化了（ 36〇° /m)的位置。因此，各绕组被以旋转轴为中心按均等角 度配置，故能得到转矩变动平滑的旋转特性。
[0038] 在相邻的齿间所形成的切口中的、未插入内侧绕组的多个切口中，被形成在比外 侧绕组更靠旋转轴侧的空间的形状可以实质相同。由此，电枢旋转时的平衡会变好，能抑制 将这样的电枢适用于电机时的振动。
[0039] 在空间为S个时，多个绕组可以以旋转轴为中心呈S旋转对称地设置。由此，电枢 旋转时的平衡变好，能抑制将这样的电枢适用于电机时的振动。
[0040] 可以还包括贯通芯的中心的轴，和被固定于轴、与电枢一起旋转的整流子。整流子 可以具有与齿的数量相同数量的片。或者，整流子也可以被分割成与内侧绕组或外侧绕组 相同数量以下的片。由此，整流子的片数在绕组总数的一半以下即可，能加大一个片的尺 寸，故整流子的制造变得容易，且能提高组装时的操作性。
[0041] 片可以具有至少卡定内侧绕组的一端的第1卡定部和至少卡定外侧绕组的一端 的第2卡定部。由此，即使需要使多个绕组的一端卡定于一个片，也不用卡定于同一卡定 部。因此，能缩小卡定部的大小。此外，与在其它绕组的一端已被卡定的状态下使下一绕组 的一端卡定的情况相比，制造变得容易。
[0042] 多个绕组可以以连续不断的方式连线。由此，能不使用被称作双翼锭的可同时缠 绕2个绕组的装置地、以更廉价的装置制造电枢。
[0043] 再一个实施方式是直流电机。该直流电机包括：筒状的外壳；被沿外壳的内面而 设、具有一对以上的磁极的定子；与定子相对配置的电枢；以及以沿整流子的外周面滑动 的方式而设的一对或多对电刷。由此，能实现与以往相比特性得到改善的直流电机。
[0044] 再一个实施方式是电枢。该电枢包括：具有以旋转轴为中心放射状地设置的m个 (m为偶数）齿的芯；m/2个片；以及以2个以上的齿为一组、按各组来缠绕的多个绕组。多 个绕组包括从轴方向来看平行地配置的一对绕组，其被配置成相对于穿过该一对绕组各自 的中心的直线呈线对称，并且2个绕组被并联连接于一对片之间。
[0045]根据该实施方式，多个绕组被线对称地配置，从而旋转过程中的稳定性增加。
[0046] 被并联连接于一对片之间的2个绕组优选被配置成夹着与旋转轴正交的一条直 线地180°相对的方式。此外，齿的数量例如是6个。另外，绕组的数量例如是6个。
[0047]以下参照附图详细说明用于实施本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同的 要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。
[0048](直流电机）
[0049] 首先，说明直流电机（以下适当称之为"电机"）的概略构成。图1是实施方式的 直流电机的主视图。图2是直流电机的分解立体图。图3是图1的A-A箭头方向剖面图。 图1?图3所示的电机的构成仅为例示，并不是说本实施方式的电枢的构成就限于此。 [0050] 如图1及图2所示，电机10在筒状的外壳12内部收容有转子14。外壳12是通过 组装有底筒状的金属盒16和筒状的树脂制的刷握18而构成的。金属盒16还作为形成磁 路的磁轭来发挥作用，其内周面固定有筒状的磁场磁体（简称"磁体，，）2〇,一起构成定子。 本实施方式的磁体20为2极，但极数和配置不限于此。在金属盒16的底部中央以向外略 微突出的方式形成凸起部17,并收容有后述的轴承。
[0051]转子14在作为旋转轴的轴22的一端侧半部设有电枢24、整流子26、检测用磁体 28等。刷握18上配设有与整流子26相对配置的一对碳刷30。刷握18上可装卸地安装有 未图示的用于与电部件电连接的连接器32。
[0052]刷握18以安装了连接器32的刷握组合体的状态，以插入的方式组装于金属盒16。 在金属盒16的开口端附近的侧面设有切口部34、35,在组装刷握组合体时，连接器32及刷 握18的预定位置通过分别卡定于切口部 34、35的各基端部而被进行适当的定位。
[0053]在像这样组装刷握组合体后，通过端板封装金属盒16的开口部。端板36具有与 金属盒16的开口部几乎相同形状的外形，被插通嵌合于该开口部。端板36在被插入金属 盒I6内后在内侧被固定于端板 36的开口端，由此相对于金属盒16固定。在端板36的周 缘部设有彼此向相反侧延伸的一对法兰部38,各法兰部38形成向电部件的安装部。
[0054]在端板36的中央以向外略突出的方式形成凸起部39,被压入由环状的含浸了润 滑用的油的所谓无油金属构成的滑动轴承37。在凸起部39的底部，与该滑动轴承37同轴 状地设有插通孔。轴22的另一端侧半部贯穿该插通孔而露出于外部，介由未图示的齿轮等 连接驱动对象。此外，也可以不将滑动轴承37设于端板36、而是设于刷握18,但用金属构 成的端板36来进行保持的本实施例的构成，与树脂相比耐温度湿度变化更强，因电机使用 温度湿度环境的变化而导致的体积的膨胀收缩较小，故能提高轴22的同轴度，能高精度地 使转子14保持稳定的旋转状态。
[0055] 如图3所示，由金属盒16、刷握18及连接器32包围而形成外壳12的内部空间。 上述的滑动轴承37被压入端板36的凸起部39,可自由旋转地轴支承轴22的插通孔40附 近的部分。另一方面，在金属盒16的凸起部17,配置有有底筒状的轴承保持器42,其被同 轴状地内插嵌合了作为滑动轴承的、外形形状为球形的球形滑动轴承41。球形滑动轴承41 被压入轴22的一端部。在轴承保持器42的底部中央设有剖面为三角形状的凸部43,通过 嵌合于设在凸起部17的底部的同形状的凹部44,来阻止沿其轴线周围的转动。即，通过该 凸部43和凹部44,实现轴承保持器42的止转构造。此外，球形滑动轴承41在其外周的曲 面部可相对于轴承保持器42转动。即，成为容许与轴22同轴的球形滑动轴承41的轴线与 轴承保持器42的轴线有预定角度的倾斜的构成，通过轴22的旋转来进行自动调心。
[0056] 电枢24包含被压入轴22的芯46和缠绕于芯46的缠绕线48,芯46的外周面与磁 体20的内周面隔着预定的空隙（clearance)(磁隙）地相对配置着。关于这些磁体20及 芯46的磁极构成的详细情况，将在后面叙述。
[0057] 在轴22上的电枢24与滑动轴承37之间，从电枢24侧起按顺序并排设有整流子 26、检测用磁体28、衬套50。整流子26呈圆筒状，在连接器32被组装入金属盒16时，在与 碳刷30相对配置的位置被压入轴22。刷握18上固定有筒状的碳刷握31，碳刷30被内插 于该碳刷握31地支承着。
[0058] 检测用磁体28呈外径比整流子26略小的圆筒状，以沿轴线方向抵接于整流子26 的方式被轴22插通。在连接器32的下面配设有霍尔元件52,在连接器32被组装于金属盒 16时，该霍尔元件52与检测用磁体2S相对配置。检测用磁体28被构成得比整流子26略 小，从而防止在轴22从另一端侧插通于刷握18时检测用磁体28千扰到碳刷30。此外，通 过使检测用磁体2 8在比整流子26小的范围内增大，能靠近霍尔元件52地配置。
[0059] 检测用磁体28被磁化为2极,使得随着旋转、其外周面交替呈现N极和S极，霍尔 元件52检测伴随于该检测用磁体2S的旋转的磁极的切换（分界），输出脉冲信号。通过取 得预定期间内的该脉冲信号的数量，能检测出电机10的转速。另外，在本实施例中，是将检 测用磁体28两极磁化的，但例如也可以设定成4极磁化等其它偶数极数。
[0060] 在检测用磁体28的与衬套50的相对面，设有剖面为四角形状的凹部54。另一方 面，衬套50呈具有与该凹部Μ互补形状的外形的阶梯柱状。衬套 50以使其前端部嵌合于 凹部54的方式被压入轴22,其结果，防止了检测用磁体28相对于轴22的旋转。衬套50由 铁等磁性材料构成，还作为使检测用磁体28的磁力稳定化的背磁轭来发挥作用。
[0061] (电枢）
[0062] 接下来详细说明本实施方式的电枢。图4是在本实施方式的电枢中使用的芯的主 视图。本实施方式的芯100是通过层积多个预定形状的电磁钢板而制成的。
[0063]图4所示的芯100具有以旋转轴C为中心放射状地设置的6个齿T1?T6。此外， 在芯100的各齿之间，沿圆周方向按顺序形成了第1切口 S1?第6切口 S6。齿T1?T6只 要是能缠绕绕组的形状即可，例如可以是垂直于旋转轴的剖面形状沿芯的径向L延伸的臂 (I)状的形状，或其前端向圆周方向两侧分岔的T字状的形状。
[0064] 图5是表示本实施方式的在芯上缠绕了绕组后的电枢的状态的示意图。电枢24 包括：被缠 绕在第1切口 S1和第3切口 S3之间的第1内侧绕组C1 ;被缠绕在第5切口 S5 和第1切口 S1之间的第2内侧绕组C2 ;被缠绕在第3切口 S3和第5切口 S5之间的第3 内侧绕组C3 ;被缠绕在第6切口 S6和第2切口 S2之间的第1外侧绕组C1';被缠绕在第2 切口 S2和第4切口 S4之间的第2外侧绕组C2' ；以及被缠绕在第4切口 S4和第6切口 S6 之间的第3外侧绕组C3'。
[0065] 第1内侧绕组C1、第2内侧绕组C2及第3内侧绕组C3以从旋转轴C的轴线方向 看呈大致正三角形的方式配置在各切口的旋转轴侧，第1外侧绕组C1'、第2外侧绕组C2' 及第3外侧绕组C3'以包围第1内侧绕组C1、第2内侧绕组C2及第3内侧绕组C3、且从旋 转轴C的轴线方向看呈大致正三角形的方式配置。
[0066] 这样构成的电枢24中，3个内侧绕组C1，C2，C3彼此不太干扰地、大致正三角形地 配置着，故绕组彼此的干扰所导致的配置的偏靠较少，能配置出对称性高（平衡好）的绕 组。同样地，3个外侧绕组Cl'，C2'，C3'彼此不太千扰地、大致正三角形地配置着，故绕组 彼此的干扰所导致的配置的偏靠较少，能配置出对称性高（平衡好）的绕组。因此，具有电 枢24的电机10的旋转时的重量平衡较好，电机的振动或杂音被降低，故能进一步改善电机 特性。
[0067] 接下来说明本实施方式的电枢中的绕组的缠绕方式。本实施方式的绕组的缠绕方 式具有凭以往方法无法得到的多种效果。图6是说明作为比较例的被称作分布绕法的绕组 的缠绕方式的图。
[0068] 如图6所示，首先，包围齿T1和齿T2地反复从第1切口 S1和第3切口 S3穿过铜 线，形成第1绕组C11。
[0069] 形成完第1绕组C11后，接下来包围齿T2和齿T3地反复从第2切口 S2和第4切 口 S4穿过铜线，形成第2绕组C12。此时，在齿T2的基部己缠 绕有第1绕组C11，故在第2 切口 S2,第2绕组C12会干扰第1绕组C11。其结果，在齿T2和齿T3上，缠绕第2绕组C12 的位置有所错开。
[0070] 形成完第2绕组C12后，接下来包围齿T3和齿T4地反复从第3切口 S3和第5切 口 S5穿过铜线，形成第3绕组C13。此时，在齿T3的基部已缠绕有第2绕组C12,故在第3 切口 S3,第3绕组C13会千扰第2绕组C12。其结果，在齿T3和齿T4上，缠绕第3绕组C13 的位置有所错开。
[0071] 形成完第3绕组C13后，接下来包围齿T4和齿T5地反复从第4切口 S4和第6切 口 S6穿过铜线，形成第4绕组C14。此时，在齿T4的基部己缠绕有第3绕组C13,故在第4 切口 S4,第4绕组C14会千扰第3绕组C13。其结果，在齿T4和齿T5上，缠绕第4绕组C14 的位置有所错开。
[0072] 形成完第4绕组C14后，接下来包围齿T5和齿T6地反复从第5切口 S5和第1切 口 S1穿过铜线，形成第5绕组C15。此时，在齿T5的基部已缠绕有第4绕组C14,故在第5 切口 S5,第5绕组C15会千扰第4绕组C14。其结果，在齿T5和齿T6上，缠绕第5绕组C15 的位置有所错开。
[0073] 形成完第5绕组C15后,接下来包围齿T6和齿T1地反复从第6切口 S6和第2切 口 S2穿过铜线，形成第6绕组C16。此时，在齿T6的基部已缠绕有第5绕组C15,在齿T1 的基部已缠绕有第1绕组Cl 1，故在第6切口 S6,第6绕组C16会千扰第5绕组C15,在第2 切口 S2,第6绕组C16会干扰第1绕组C11。其结果，在齿T6和齿T1上，缠绕第6绕组C16 的位置有可能错开。
[0074] 在用这样的分布绕法制作的电枢102中，除第1绕组C11、第6绕组C16这2个绕 组外的其它4个绕组C12?C15没有相对于芯100的径向垂直而设，且其角度也有所不同。 并且，各绕组的中心（重心）与旋转轴C的距离也各自不同。除此之外，第2切口 S2?第 6切口 S6内形成有不存在绕组的空间V12?V16,但其形状也不相同。因此，使用了用分布 绕法制作的电枢102的电机，在绕组的配置的偏靠方面有改善的余地。
[0075]图7是说明作为比较例的被称作双绕法的绕组的缠绕方式的图。双绕法是使用双 翼锭装置，一次缠绕2根铜线来形成绕组的方法。
[0076] 如图7所示，首先，包围齿T1和齿T2地反复从第1切口 S1和第3切口 S3穿过铜 线，形成第1绕组C21，并同时包围齿T4和齿T5地反复从第4切口 S4和第6切口 S6穿过 铜线，形成另一个第1绕组C21'。
[0077] 形成完第1绕组C21，C21'后，接下来包围齿T2和齿T3地反复从第2切口 S2和 第4切口 S4穿过铜线，形成第2绕组C22,并同时包围齿T5和齿T6地反复从第5切口 S5 和第1切口 S1穿过铜线，形成另一个第2绕组C22'。此时，在齿T2的基部已缠绕有第1绕 组C21，故在第2切口 S2,第2绕组C22会干扰第1绕组C21。其结果，在齿T2和齿T3上， 缠绕第2绕组C22的位置有所错开。同样地、在齿T5的基部已缠绕有第1绕组C21'，故在 第5切口 S5,第2绕组C22'会千扰第1绕组C21'。其结果，在齿T5和齿T6上，缠绕第2 绕组C22'的位置有所错开。
[0078] 形成完第2绕组C22, C22'后，接下来包围齿T3和齿T4地反复从第3切口 S3和 第5切口 S5穿过铜线，形成第3绕组C23,并同时包围齿T6和齿T1地反复从第6切口 S6 和第2切口 S2穿过铜线，形成另一个第3绕组C23'。此时，在齿T3的基部己缠绕有第2绕 组C22,在齿T4的基部已缠绕有第1绕组C21'，故在第3切口 S3、第5切口 S5中，第3绕组 C23会干扰第2绕组C22、第1绕组C21'。其结果，在齿T3和齿T4上，缠绕第3绕组C23的 位置有可能错开。同样地、在齿T6的基部已缠绕有第2绕组C22'，在齿T1的基部已缠绕有 第1绕组C21,故在第6切口 S6、第2切口 S2中，第3绕组C23'会干扰第2绕组C22'、第1 绕组C21。其结果，在齿T6和齿T1上，缠绕第3绕组C23'的位置有可能错开。
[0079] 在用这样的双绕法制作的电枢104中，除第1绕组C21、C21'和第3绕组C23、C23' 外的其它2个绕组C22、C22'并没有相对于芯1〇〇的径向垂直而设，且其角度也有所不同。 此外，第1绕组C21 (C21'）、第2绕组C22(C22'）、第3绕组C23(C23,）的中心（重心）与 旋转轴C的距离也各自不同。除此以外，在第2切口 S2、第3切口 S3、第5切口 S5、第6切 口 S6内形成了不存在绕组的空间￥22、￥23、￥25、￥26，但其形状也不相同。因此，使用了用 双绕法制作的电枢104的电机，与用分布绕法制作的电枢1〇2相比，绕组的配置的偏靠被改 善了，但仍有改善的余地。此外，双绕法需要使用双翼锭装置，还存在制造装置的成本上升 这样的问题。
[00S0]本发明人基于从这些缠绕方式中得到的认识，研究出能进一步改善绕组的配置的 偏靠的缠绕方式。
[0081]图8是用于说明本实施方式的绕组的缠绕方式的图。如图8所示，首先，包围齿T1 和齿T2地反复从第丨切口 S1和第3切口 S3穿过铜线，形成第1内侧绕组C1。
[0082]形成完第1内侧绕组C1后，接下来包围齿T5和齿T6地反复从第5切口 S5和第 1切口 S1穿过铜线，形成第2内侧绕组C2。此时，在齿T5及齿T6的基部没有缠绕其它绕 组，故第2内侧绕组C2不与其它绕组相干扰，被缠绕在齿Τ5及齿Τ6的基部。
[0083]形成完第2内侧绕组C2后，接下来包围齿Τ3和齿Τ4地反复从第3切口 S3和第 5切口 S5穿过铜线，形成第3内侧绕组C3。此时，在齿Τ3及齿 Τ4的基部没有缠绕其它绕 组，故第3内侧绕组C3不与其它绕组相干扰，被缠绕在齿T3及齿T4的基部。
[0084]形成完第3内侧绕组C3后，接下来包围齿T6和齿T1地反复从第6切口 S6和第2 切口 S2穿过铜线，形成第丨外侧绕组C1，。此时，在齿T6的基部缠绕有第2内侧绕组C2， 在齿Τ1的基部缠绕有第i内侧绕组ci，故第i外侧绕组C1，在第6切口 S6内会与第2内 侧绕组C2相干扰，在第2切口 S2内会与第1内侧绕组C1相干扰。但是，由于第1内侧绕 组C1及第2内侧绕组C2的形状几乎相同，故在齿 T6和齿T1上，缠绕第1外侧绕组C1，的 位置与旋转轴C的距离是相同的。
[0085] 形成完第1外侧绕组C1，后，接下来包围齿T2和齿T3地反复从第2切口 S2和第 4切口 S4穿过铜线，形成第2外侧绕组C2'。此时，在齿T2的基部己缠绕有第1内侧绕组 C1，在齿T3的基部已缠绕有第3内侧绕组C3,故第2外侧绕组 C2,在第2切口 S2内与第1 内侧绕组C1相干扰，在第4切口 S4内与第3内侧绕组C3相千扰。但是，由于第1内侧绕 组C1和第3内侧绕组C3的形状几乎相同，故在齿T2和齿T3上，缠绕第2外侧绕组C2'的 位置与旋转轴C的距离是相同的。
[0086] 形成完第2外侧绕组C2'后，接下来包围齿T4和齿T5地反复从第4切口 S4和第 6切口 se穿过铜线，形成第3外侧绕组C3'。此时，在齿T4的基部已缠绕有第3内侧绕组 C3,在齿T5的基部已缠绕有第2内侧绕组C2,故第3外侧绕组C3'在第4切口 S4内与第3 内侧绕组C3相干扰，在第6切口 S6内与第2内侧绕组C2相干扰。但是，由于第2内侧绕 组C2和第3内侧绕组C3的形状几乎相同，故在齿T4和齿T5上，缠绕第3外侧绕组C3'的 位置与旋转轴C的距离是相同的。
[0087] 在用这样的方法制作的电枢24中，所有绕组都相对于芯100的径向几乎垂直。需 要说明的是，各绕组只要相对于芯100的径向实质垂直即可，在不脱离本发明技术思想的 范围内也允许略微倾斜地配置的情况。此外，第1内侧绕组C1、第2内侧绕组C2、第3内侧 绕组C3的中心（重心）与旋转轴C的距离是一定的。同样地、第1外侧绕组C1'、第2外 侧绕组C2'、第 3外侧绕组C3'的中心（重心）与旋转轴C的距离是一定的。除此以外，第 2切口 S2、第4切口 S4、第6切口 S6内形成有不存在绕组的空间卩2、￥4、￥6，但其形状是相 同的。因此，使用了按本实施方式制作的电枢24的电机，与按分布绕法或双绕法制作的电 枢102、104相比，改善了绕组的配置的偏靠。
[0088]另外，本实施方式的电枢的绕线方法能按第1内侧绕组C1、第2内侧绕组C2、第3 内侧绕组C3、第1外侧绕组C1'、第2外侧绕组C2'及第3外侧绕组C3'的顺序连续不断地 接线，可使用廉价的单翼锭装置。因此，能不使用被称为双翼锭的可同时形成2个绕组的装 置，以更廉价的装置制造电枢。
[0089]如上所述，本实施方式的电枢24包括：具有以旋转轴C为中心放射状地设置的6 个齿的芯100 ;以2个齿为一组，按各组来缠绕的6个绕组。6个绕组包括被配置于齿的旋转 轴侧的3个内侧绕组（Cl，C2, C3)、和被配置于内侧绕组的外侧的3个外侧绕组（C1，，C2,， C3,）。
[0090] 第1内侧绕组C1被缠绕于齿Tl、T2,相邻的第2内侧绕组C2被缠绕于齿T5、T6, 同样相邻的第3内侧绕组C3被缠绕于齿T3、T4。即，3个内侧绕组以相邻的内侧绕组不被 缠绕于相同齿上的方式环状配置。
[0091]第1外侧绕组C1'被缠绕于齿T6、T1，相邻的第2外侧绕组C2,被缠绕于齿T2、 T3,同样相邻的第3外侧绕组C3'被缠绕于齿T4、T5。即，3个外侧绕组以相邻的外侧绕组 不被缠绕于相同齿上的方式环状配置。因此，3个外侧绕组被缠绕于与缠绕有内侧绕组的齿 的组合（T1与T2、T3与T4、T5与T6)不同组合的齿（T2与T3、T4与T5、T6与Π )上。 [0092] 根据该实施方式，被配置于齿的旋转轴侧的多个内侧绕组以相邻的内侧绕组不被 缠绕于相同齿的方式环状地配置。即，多个内侧绕组彼此不相干扰地缠绕于预定的齿，故绕 组彼此的干扰所引起的配置的偏靠较少，能配置出对称性高（平衡好）的绕组。同样地、多 个外侧绕组以相邻的外侧绕组不被缠绕于相同齿的方式环状地配置。即，多个外侧绕组彼 此不相干扰地缠绕于预定的齿，故绕组彼此的干扰所引起的配置的偏靠较少，能配置出对 称性高（平衡好）的绕组。此外，外侧绕组被缠绕于与缠绕有内侧绕组的齿的组合不同的 组合的齿上，故与缠绕有外侧绕组和内侧绕组的齿的组合相同时相比，能得到转矩变动平 滑的旋转特性。
[0093] 此外，所谓缠绕外侧绕组的"不同的组合的齿"，不仅包括与缠绕有内侧绕组的所 有齿都不同的情况，还包括如电枢24所示那样一部分齿不同的情况。此外，所谓"环状"，不 仅包括圆形的情况，例如还可以包括三角形、四角形、五角形等多角形状s。
[0094] 接下来，说明本实施方式的另一实施例。表1中列举了图8所示的电枢、和实施例 1至6的电枢中的构成。
[0095] 【表1】
[0096]

【权利要求】
1. 一种电枢，其特征在于，包括： 具有以旋转轴为中心放射状地设置的多个齿的芯，和 以2个以上的齿为一组、按组而缠绕的多个绕组； 该电枢还包括： 贯穿上述芯的中心的轴，和 被固定于上述轴、随上述电枢一起旋转的整流子； 上述多个绕组包括： 被配置在齿的旋转轴侧的多个内侧绕组，和 被配置在上述内侧绕组的外侧的多个外侧绕组； 上述多个内侧绕组以相邻的内侧绕组不缠绕于同一齿上的方式环状地配置； 上述多个外侧绕组以相邻的外侧绕组不缠绕于同一齿上的方式环状地配置； 上述外侧绕组被缠绕在与缠绕有上述内侧绕组的齿的组合不同的组合的齿上； 上述整流子被分割成与上述内侧绕组或上述外侧绕组相同数量的片。
2. 如权利要求1所述的电枢，其特征在于， 上述片具有至少卡定上述内侧绕组的一端的第1卡定部和至少卡定上述外侧绕组的 一端的第2卡定部。
3. 如权利要求1或2所述的电枢，其特征在于， 上述多个绕组以连续不断的方式接线。
4. 一种直流电机，其特征在于，包括： 筒状的外壳， 沿上述外壳的内面而设、具有一对以上磁极的定子， 与上述定子相对配置的权利要求1至3的任一项所述的电枢，以及 以沿整流子的外周面滑动的方式设置的一对或多对电刷。
5. -种电枢，其特征在于，包括： 具有沿周向按顺序形成的第1?第6切口的芯， 缠绕在第1切口和第3切口间的第1内侧绕组， 缠绕在第5切口和第1切口间的第2内侧绕组， 缠绕在第3切口和第5切口间的第3内侧绕组， 缠绕在第6切口和第2切口间的第1外侧绕组， 缠绕在第2切口和第4切口间的第2外侧绕组，以及 缠绕在第4切口和第6切口间的第3外侧绕组； 其中，上述第1内侧绕组、上述第2内侧绕组及第3内侧绕组以从旋转轴的轴线方向看 呈三角形的方式被配置在各切口的旋转轴侧； 上述第1外侧绕组、上述第2外侧绕组及第3外侧绕组被以包围上述第1内侧绕组、上 述第2内侧绕组及第3内侧绕组，且从旋转轴的轴线方向看呈三角形的方式配置。
6. 如权利要求5所述的电枢，其特征在于， 上述第1内侧绕组、上述第2内侧绕组、上述第3内侧绕组、上述第1外侧绕组、上述第 2外侧绕组及上述第3外侧绕组被按该顺序以连续不断的方式接线。
7. 如权利要求5或6所述的电枢，其特征在于，还包括： 贯穿上述芯的中心的轴，和 被固定于上述轴、随上述电枢一起旋转的整流子； 上述整流子沿周向被划分成第1片、第2片及第3片； 在上述第1片与上述第2片之间，第2内侧绕组和第2外侧绕组被并联连接，在上述第 2片与上述第3片之间，上述第1内侧绕组和上述第3外侧绕组被并联连接，在上述第3片 与上述第1片之间，第3内侧绕组和第1外侧绕组被并联连接。
8. -种直流电机，其特征在于，包括： 筒状的外壳， 沿上述外壳的内面而设、具有一对以上磁极的定子， 与上述定子相对配置的权利要求7所述的电枢，以及 以沿整流子的外周面滑动的方式设置的一对电刷； 在上述电枢中， 在上述一对电刷中的一者仅接触于上述第1片，上述一对电刷中的另一者仅接触于第 2片时，在上述第1片和上述第2片之间， 上述第1内侧绕组及上述第3外侧绕组彼此并联连接， 上述第2内侧绕组及上述第2外侧绕组彼此并联连接， 上述第3内侧绕组及上述第1外侧绕组彼此并联连接， 上述第1内侧绕组及上述第3内侧绕组彼此串联连接， 上述第1外侧绕组及上述第3外侧绕组彼此串联连接， 上述第1内侧绕组、上述第3外侧绕组、上述第2内侧绕组及上述第2外侧绕组彼此并 联连接， 在上述一对电刷中的一者仅接触于上述第1片、上述一对电刷中的另一者接触于第2 片和第3片两者时，在上述第1片与上述第2片和上述第3片之间， 上述第1外侧绕组、上述第2内侧绕组、上述第2外侧绕组及上述第3内侧绕组彼此并 联连接。
9. 一种直流电机，其特征在于，包括： 筒状的外壳， 沿上述外壳的内面而设、具有一对以上磁极的定子， 与上述定子相对配置的权利要求5至7的任一项所述的电枢，以及 以沿整流子的外周面滑动的方式设置的一对电刷； 上述电枢在上述一对电刷与整流子相接触的状态下，上述第1内侧绕组、上述第2内侧 绕组、上述第3内侧绕组、上述第1外侧绕组、上述第2外侧绕组及上述第3外侧绕组中的 至少4个绕组彼此并联连接。
10. -种电枢，其特征在于，包括： 具有以旋转轴为中心放射状地设置的m个齿的芯，m为偶数， m/2个片，以及 以2个以上齿为一组、按各组而缠绕的多个绕组； 其中，上述多个绕组包括从轴方向看平行配置的一对绕组，且相对于穿过该一对绕组 各自的中心的直线呈线对称地配置，并且， 在一对片之间并联连接有2个绕组。
11. 如权利要求10所述的电枢，其特征在于， 被并联连接在一对片之间的上述2个绕组，被以夹着与旋转轴正交的一条直线呈 180°相对的方式配置。
12. 如权利要求10或11所述的电枢，其特征在于， 上述齿的数量为6个，上述绕组的数量为6个。
【文档编号】H02K23/26GK104285364SQ201380024761
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2012年5月11日
【发明者】木村浩, 村本崇, 荻野久史 申请人:马渊马达株式会社