JP2004242442A - 電機子 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転子コアの破損を防止することができる電機子を提供すること。
【解決手段】電機子３は複数のティース１５が放射状に延出されるコア８を備えている。各ティース１５には巻線２３が巻回されている。電機子３の他の部材と接触する部位は、弾性を有する保護部材３２によって覆われている。
【選択図】 図２
【解決手段】電機子３は複数のティース１５が放射状に延出されるコア８を備えている。各ティース１５には巻線２３が巻回されている。電機子３の他の部材と接触する部位は、弾性を有する保護部材３２によって覆われている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの電機子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２０に示すように、モータの電機子コア５１には、巻線を巻回するための複数のティース５２が放射状に延出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５２５３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電機子コア５１は、磁性粉体の圧縮成形によって形成されるため、延性が非常に小さい。そのため、電機子の製造時等において他の部材に接触すると破損し易いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、回転子コアの破損を防止することができる電機子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、巻線が巻回される複数のティースが放射状に延出される回転子コアを備え、前記各ティースに前記回転子コアと前記巻線とを絶縁するインシュレータが装着された電機子において、前記回転子コアが他の部材と接触する部位が弾性を有する保護部材によって覆われることを要旨とする。この発明においては、保護部材によって回転子コアが他の部材と直接接触しないため、他の部材の接触による回転子コアの破損が防止される。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記保護部材は合成樹脂によって形成されていることを要旨とする。この発明においては、他の部材との接触によって生じる衝撃が保護部材によって吸収されるため、回転子コアの破損をより一層防止することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記保護部材は前記インシュレータと一体形成されていることを要旨とする。この発明においては、電機子を構成する部品点数が少なくなり、電機子の製造工程が少なくなるため、電機子を低コストで製造することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保護部材は、前記回転子コアに設けられた貫通孔の内周面に当接し回転軸が圧入される管部を備えていることを要旨とする。この発明においては、圧入された回転軸から回転子コアに対して作用する荷重が管部の変形によって吸収される。よって、回転軸の圧入による回転子コアの破損を防止することができる。また、貫通孔の内径及び回転軸の外径の誤差が管部の変形によって吸収されるため、貫通孔及び回転軸の寸法精度のバラツキが許容される。よって、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記管部に、同管部の軸方向に延びる複数のスリットが形成されていることを要旨とする。この発明においては、管部を周方向に延伸させるのが容易になるため、圧入された回転軸から回転子コアに対して作用する荷重がより容易に吸収される。よって、回転軸の圧入による回転子コアの破損をより一層防止できる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記回転軸の外周面には、前記管部と当接する部位に軸方向に延びる凹部が周方向に複数設けられていることを要旨とする。この発明においては、回転軸の外周面において凹部が設けられていない部分だけが管部の内周面に接触するため、回転軸の圧入時において管部が周方向に延伸しにくくなる。その結果、回転軸から回転子コアに対して作用する荷重を低減させることができるため、回転軸の圧入による回転子コアの破損をより一層防止できる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保護部材は、前記回転子コアの軸方向端面に当接する円板部を備えており、前記円板部及び前記回転子コアのいずれか一方に第１係合部が形成され、いずれか他方に前記第１係合部と周方向及び径方向に係合される第２係合部が形成されていることを要旨とする。この発明においては、第１係合部を第２係合部に係合させて、回転軸の圧入によって作用する荷重を管部の外周面から直接コアに伝達させないようにすれば、回転軸によるコアの破損をより一層防止できる。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の発明において、前記回転子コアは、前記全ティースの半数ずつがそれぞれ等角度間隔に配置される第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材を互いに組み付けることにより形成され、前記第１の分割コア部材及び前記第２の分割コア部材に、嵌合凹部と、同嵌合凹部に嵌合する嵌合部とが設けられ、前記嵌合凹部の開口端縁及び前記嵌合部の先端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを要旨とする。この発明においては、嵌合凹部の開口端縁及び嵌合部の先端縁に作用する応力が分散されるため、第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材の破損を防止することができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各ティースの先端に設けられた傘部の両端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを要旨とする。この発明においては、傘部の両端縁に作用する応力が分散されるため、第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材の破損を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、モータ（直流モータ）１は、固定子２及び電機子３を備えている。固定子２は、円筒状をなすヨーク４と、磁極を構成する複数（本実施形態において６個）のマグネット５とを備えている。各マグネット５は、ヨーク４の内周面において等角度間隔に配置されている。マグネット５は、ネオジウム、鉄及びボロンを材料としたネオジウム系の磁石である。
【００１６】
図２に示すように、電機子３は、回転軸６、整流子７及び回転子コア（コア）８を備えている。回転軸６は、ヨーク４に設けられた図示しない軸受によって回転可能に支持されている。整流子７及びコア８は回転軸６に固定されている。コア８は、マグネット５に囲まれた状態でヨーク４内に回転可能に収容されている。
【００１７】
整流子７は、略円筒状に形成された絶縁体９を備えている。図１に示すように、絶縁体９の外周面には、複数個（本実施形態において２４個）のセグメント１０が配置されている。図２に示すように、絶縁体９には、複数のセグメント１０同士を短絡して同電位にする短絡線１１が設けられている。各セグメント１０には、ヨーク４内に設けられた図示しないブラシが摺接するとともに、短絡線１１が結線されている。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の直流モータ１は６極８スロットであるため、２４個のセグメント１０において８個おきに配置される３つのセグメント１０が１本の短絡線１１によって同電位となる。
【００１９】
図２に示すように、前記回転軸６の外周面において前記コア８が固定される部位、即ち、後記する管部３６の内周面と当接する部位には、複数の凹部１２が設けられている。各凹部１２は、回転軸６の軸方向に沿って一直線状に延びている。各凹部１２は、回転軸６の周方向において等角度間隔に配置されている。なお、回転軸６の外周面に凹部１２を設ける代わりに、回転軸６の外周面にローレット加工を施してもよい。また、各凹部１２は設けられていなくてもよい。
【００２０】
図４に示すように、コア８は、貫通孔１３を有する中心コア１４と、複数（本実施形態において８本）のティース１５とを備えている。各ティース１５は、中心コア１４の外周から放射状に延出されており、それぞれ等角度間隔に配置されている。それにより、各ティース１５間には８個のスロット１６が形成される。
【００２１】
各ティース１５は、ティース本体１７及び傘部１８を備えている。ティース本体１７は、その基端が中心コア１４の外周に接続されており、径方向に沿って延出されている。傘部１８は、ティース本体１７の先端に設けられており、周方向及び軸方向に沿ってフランジ状に延設されている。図３に示すように、傘部１８の両端縁には、同傘部１８が先端に行くに従って幅狭になるように面取り部１８ａがそれぞれ形成されている。
【００２２】
図２に示すように、各ティース１５にはインシュレータ１９が装着されている。インシュレータ１９は、巻線巻回部２０及び保護部材としての先端絶縁部２１を備えている。図３に示すように、巻線巻回部２０は、ティース本体１７の周方向側面を覆い、先端絶縁部２１は傘部１８の周方向側面を覆うようになっている。図２に示すように、先端絶縁部２１には、直流モータ１の軸方向に向けて延びる突起２２が形成されている。突起２２は、巻線２３を仮止めするためのものであり、各ティース１５にそれぞれ２個ずつ設けられている。各突起２２は、コア８において前記整流子７側に配置されている。
【００２３】
ティース本体１７には、インシュレータ１９（巻線巻回部２０）を介して巻線２３が巻回されている。ティース本体１７に巻回された巻線２３の端部は、突起２２に巻き付けられ、短絡線１１に接続されている。従って、巻線２３は、前記短絡線１１を介して対応する前記セグメント１０と電気的に接続されている。
【００２４】
図５に示すように、コア８は、第１の分割コア部材としての第１コア部材２４と第２の分割コア部材としての第２コア部材２５とを互いに組み付けることにより形成されている。第１コア部材２４及び第２コア部材２５は、それぞれ磁性粉体によって圧縮成形されている。
【００２５】
第１コア部材２４は、貫通孔１３ａを有する第１環部２６ａを備えている。第１環部２６ａの外周側には、４本の前記ティース１５が等角度間隔（９０°）に配置されている。つまり、第１コア部材２４には、コア８を構成する全ティース１５の半数が設けられている。
【００２６】
第１環部２６ａの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。第１環部２６ａの上面は、各ティース１５の基端部上面と面一になっている。つまり、第１環部２６ａは、各ティース１５の厚さ方向において上側に配置されている。
【００２７】
第１環部２６ａには４つの嵌合凹部２７ａが形成されている。各嵌合凹部２７ａは、同各嵌合凹部２７ａ及び各ティース１５が交互に等角度間隔（４５°）に配置されるように、隣接する各ティース１５の間に設けられている。嵌合凹部２７ａの開口端縁には面取り部２７ｃが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合凹部２７ａには第２コア部材２５の後記する各嵌合部２９ｂが嵌合されるようになっている。
【００２８】
また、第１環部２６ａの裏面２８には、４つの嵌合部２９ａが設けられている。各嵌合部２９ａの外周部は各ティース１５の基端部に接続されている。各嵌合部２９ａは、内周部に行くに従って幅狭となる楔状をなしている。各嵌合部２９ａの外周部における肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。各嵌合部２９ａの下面は、各ティース１５の下面と面一となっている。つまり、各嵌合部２９ａは、各ティース１５の厚さ方向において下側に配置されている。嵌合部２９ａの内周部側の両端縁には、同嵌合部２９ａが先端に行くに従って幅狭になるようにそれぞれ面取り部２９ｃが形成されている。そして、第１環部２６ａ及び各嵌合部２９ａにより、第１コア部材２４と第２コア部材２５とを互いに組み付けるための係合凹部３０ａが構成される。
【００２９】
第２コア部材２５は、貫通孔１３ｂを有する第２環部２６ｂを備えている。第２環部２６ｂの外周側には、４本のティース１５が等角度間隔（９０°）に配置されている。つまり、第２コア部材２５には、前記コア８を構成する全ティース１５の半数が設けられている。
【００３０】
第２環部２６ｂの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。第２環部２６ｂの外周部は、各ティース１５の下面と面一となっている。つまり、第２環部２６ｂは、各ティース１５の厚さ方向において下側に配置されている。
【００３１】
第２環部２６ｂには４つの嵌合凹部２７ｂが形成されている。各嵌合凹部２７ｂは、同各嵌合凹部２７ｂ及び各ティース１５が交互に等角度間隔（４５°）に配置されるように、隣接する各ティース１５の間に設けられている。嵌合凹部２７ｂの開口端縁には面取り部２７ｄが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合凹部２７ｂには、前記第１コア部材２４の前記各嵌合部２９ａが嵌合されるようになっている。
【００３２】
また、第２環部２６ｂの裏面３１には、４つの嵌合部２９ｂが設けられている。各嵌合部２９ｂは各ティース１５の基端部に接続されている。各嵌合部２９ｂは、内周部に行くに従って幅狭となる楔状をなしている。各嵌合部２９ｂの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。各嵌合部２９ｂの上面は、各ティース１５の基端部上面と面一となっている。つまり、各嵌合部２９ｂは、各ティース１５の厚さ方向において上側に配置されている。嵌合部２９ｂの両端縁には、同嵌合部２９ｂが先端に行くに従って幅狭になるようにそれぞれ面取り部２９ｄが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合部２９ｂは、第１コア部材２４の前記各嵌合凹部２７ａに嵌合するようになっている。そして、第２環部２６ｂ及び各嵌合部２９ｂにより、第１コア部材２４と第２コア部材２５とを互いに組み付けるための係合凹部３０ｂが構成される。即ち、第１コア部材２４及び第２コア部材２５の構成は互いに同一となっている。
【００３３】
第１コア部材２４と第２コア部材２５とは、両コア部材２４，２５の当接部位、即ち嵌合部２９ａと嵌合凹部２７ｂ、嵌合部２９ｂと嵌合凹部２７ａとの間に介在する接着剤によって固着され、接着剤には磁性金属粉が混入されている。ゆえに、コア８の形成時において第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減される。なお、第１コア部材２４及び第２コア部材２５は、金属板を積層することによって形成されていてもよい。
【００３４】
図２に示すように、コア８には、同コア８を保護するための２つの保護部材３２が取り付けられている。保護部材３２は、弾性を有する金属板材によって形成されている。各保護部材３２は、コア８の軸方向端面の貫通孔１３近傍をそれぞれ覆う円板部３３を備えている。各円板部３３の外径は、図５に示す第１環部２６ａ及び第２環部２６ｂの外径とほぼ同一になっている。図４に示すように、円板部３３には、複数（本実施形態において４つ）の第１係合部としての係合突部３４がそれぞれ同一方向に突設されている。各係合突部３４は、円柱状をなし、円板部３３の周方向において等角度間隔（９０°）に配置されている。各係合突部３４は、コア８の軸方向端面に設けられた円形状をなす複数（本実施形態において４つ）の第２係合部としての係合凹部３５に対して、周方向及び径方向に係合するようになっている。各係合凹部３５は、第１環部２６ａ及び第２環部２６ｂの周方向において等角度間隔（９０°）に配置されている。
【００３５】
円板部３３の中心部分には、略円筒状をなす管部３６がバーリング加工によって形成されている。管部３６は、各係合突部３４と同一方向に突出している。管部３６は前記貫通孔１３の内周面を覆うようになっている。各円板部３３に形成された管部３６は、両円板部３３の管部３６先端が互いに離間するようにその軸方向の長さが設定されている。管部３６の外径は、コア８の貫通孔１３の内径よりもやや小さくなっている。また、管部３６の内径は、前記回転軸６の外径よりもやや小さくなっている。よって、管部３６には前記回転軸６が圧入される。
【００３６】
次に、電機子３の製造方法を説明する。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１コア部材２４の各ティース１５にインシュレータ１９が装着され、各インシュレータ１９の巻線巻回部２０に巻線２３が巻回され、巻線２３が突起２２に仮止めされる。また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２コア部材２５の各ティース１５にインシュレータ１９が装着され、各インシュレータ１９の巻線巻回部２０に巻線２３が巻回され、巻線２３が突起２２に仮止めされる。
【００３７】
次に、第１コア部材２４の第１環部２６ａと第２コア部材２５の第２環部２６ｂとが軸線が一致するように配置され、それぞれのティース１５の位置が円周方向に４５°ずれた状態で第１コア部材２４と第２コア部材２５とが互いに組み付けられて、コア８が形成される。詳しくは、第１コア部材２４の嵌合部２９ａが第２コア部材２５の嵌合凹部２７ｂに嵌め込まれるとともに、第２コア部材２５の嵌合部２９ｂが第１コア部材２４の嵌合凹部２７ａに嵌め込まれ、第１コア部材２４と第２コア部材２５とが連結される。
【００３８】
この状態において、コア８の貫通孔１３内に保護部材３２の管部３６を挿入し、同管部３６に直流モータ１の回転軸６が圧入される。その結果、管部３６が外周方向に広がることによって管部３６の外周面が貫通孔１３の内周面を押圧するため、コア８が回転軸６に固定されるとともにコア８が芯出しされる。
【００３９】
その後、回転軸６に整流子７を固定し、各巻線２３の端部を短絡線１１に接続する。短絡線１１は整流子７の対応するセグメント１０と接続されている。従って、各巻線２３は、短絡線１１を介して対応するセグメント１０に電気的に接続され、電機子３が完成する。
【００４０】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コア８は２つの保護部材３２によって覆われている。そのため、回転軸６の圧入時に同回転軸６が直接コア８と接触しないため、電機子３の製造時におけるコア８の破損を防止することができる。
【００４１】
（２）コア８の貫通孔１３内には、保護部材３２の管部３６を介して回転軸６が圧入されている。そのため、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重が管部３６の変形によって吸収される。よって、回転軸６の圧入によるコア８の破損を防止することができる。
【００４２】
また、延性が殆どない磁性粉体にて形成されるコア８の貫通孔１３内に対して管部３６を介さずに回転軸６を圧入する場合のように、貫通孔１３の内径及び回転軸６の外径の寸法精度、即ち、貫通孔１３に対して回転軸６の圧入が成立する嵌め合いの寸法精度のバラツキが許容される。つまり、貫通孔１３の内径及び回転軸６の外径の誤差が管部３６の変形によって吸収されるため、コア８に回転軸６を容易に圧入させることができる。よって、コア８及び回転軸６に品質のバラツキが生じても、それらのバラツキを保護部材３２が吸収するため、コア８及び回転軸６が無駄にならず、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００４３】
（３）回転軸６の外周面においてコア８が固定される部分には、複数の凹部１２が設けられている。よって、回転軸６の外周面において凹部１２が設けられていない部分だけが管部３６の内周面に接触するため、回転軸６の圧入時において管部３６が周方向に延伸しにくくなる。その結果、回転軸６からコア８に対して作用する荷重を低減させることができるため、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止できる。
【００４４】
（４）円板部３３には複数の係合突部３４が突設され、コア８の軸方向端面には複数の係合凹部３５が設けられている。そのため、各係合突部３４を各係合凹部３５に係合させて、回転軸６の圧入によって作用する荷重を管部３６の外周面から直接コア８に伝達させないようにすれば、回転軸６によるコア８の破損をより一層防止できる。
【００４５】
また、回転軸６を圧入した状態で、管部３６の外径が貫通孔１３の内径に対して中間ばめまたは隙間ばめとなるように管部３６の外径及び貫通孔１３の内径の寸法が設定されていればよいため、貫通孔１３の内径及び管部３６の外径の寸法精度のバラツキが許容される。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００４６】
さらに、各係合突部３４が各係合凹部３５に対して周方向に係合しているため、回転軸６が圧入された保護部材３２に対してコア８が回転してしまうのを防止することができる。従って、コア８が回転軸６に対して回転してしまうのを防止することができる。
【００４７】
（５）嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁にそれぞれ面取り部２７ｃ，２７ｄが形成され、嵌合部２９ａ，２９ｂの内周部側の両端縁にそれぞれ面取り部２９ｃ，２９ｄが形成されている。そのため、嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁及び嵌合部２９ａ，２９ｂの先端縁に作用する応力が分散される。よって、第１コア部材２４及び第２コア部材２５を互いに組み付ける組付装置の精度が悪い場合に、第１コア部材２４と第２コア部材２５とが衝突して破損するのを防止することができる。
【００４８】
（６）傘部１８の両端縁には、同傘部１８が先端に行くに従って幅狭になるように面取り部１８ａがそれぞれ形成されている。そのため、コア８の形成、コア８の運搬及び直流モータ１の製造等の工程で、コア８同士が衝突したり、コア８と他の部材とが衝突したりしても、傘部１８の両端縁に作用する応力が分散されるため、第１コア部材２４及び第２コア部材２５の破損を防止することができる。
【００４９】
（７）コア８が形成されている状態において、第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間には磁性金属粉を混入した接着剤が充填されている。よって、第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減されるため、直流モータ１の高出化が可能となる。
【００５０】
（８）傘部１８は、インシュレータ１９に形成された先端絶縁部２１によって覆われている。よって、他の部材との接触によって生じる衝撃は、そのまま傘部１８に伝達されるのではなく、インシュレータ１９によって吸収されてから傘部１８に伝達される。従って、傘部１８の破損を防止することができる。
【００５１】
（９）コア８の貫通孔１３内には、保護部材３２の管部３６を介して回転軸６が圧入されている。よって、保護部材３２を設けずに、回転軸６とコア８とを接着したり、回転軸６とコア８との間に生じる隙間に樹脂を充填した場合のように、接着剤や樹脂に温度変化による強度低下やクリープ変形が生じてしまうのを防止できる。従って、直流モータ１の信頼性を長期的に確保することができる。
【００５２】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図８に示すように、管部３６に、同管部３６の軸方向全体に延びる複数のスリット３７を切欠形成し、各スリット３７を、管部３６の周方向において等角度間隔に配置してもよい。このように構成すれば、管部３６を周方向に延伸させるのが容易になる。よって、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重は、管部３６が周方向に延びることでより容易に吸収される。従って、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止できる。なお、この場合、回転軸６の外周面に凹部１２が設けられていなくてもよい。
【００５３】
・図９に示すように、円板部３３に４つの係合凹部３５を形成し、コア８の軸方向端面に係合突部３４を係合させるための４つの係合突部３４を設けてもよい。また、これら係合突部３４及び係合凹部３５の数を変更してもよい。
【００５４】
・図１０に示すように、各保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。このように構成すれば、管部３６の外周面が貫通孔１３の内側面に接触しなくなるため、管部３６の外径寸法のバラツキが許容され、電機子３の製造工程が少なくなる。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００５５】
・図１１に示すように、コア８の内周部における軸方向長さを、コア８の外周部における軸方向長さよりも短く設定し、保護部材３２にコア８を径方向に支持する支持部としての段部３８を設けてもよい。そして、貫通孔１３の内周面の中央部分を管部３６の外周面から離間させてもよい。このように構成すれば、回転軸６の外周面は、管部３６及び段部３８を介して貫通孔１３の内周面の両端部に接触するため、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重は、管部３６だけでなく段部３８の変形によっても吸収される。よって、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止することができる。
【００５６】
・図１２に示すように、コア８の内周部における軸方向長さを、コア８の外周部における軸方向長さよりも短く設定し、各保護部材３２にコア８を径方向に支持する支持部としての段部３８を設けるとともに、各保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。
【００５７】
また、図１２に示す状態において、コア８の内周部に、貫通孔１３側に行くに従って軸方向長さが徐々に短くなるテーパ部を形成し、段部３８をテーパ部に沿った形状に変更してもよい。
【００５８】
・図１３に示すように、段部３８の軸方向長さを、コア８の内周部における軸方向長さと同一に設定するとともに、保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。この場合、図１４に示すように、貫通孔１３ａ，１３ｂの内径を前記実施形態のものよりも大きくした第１コア部材２４及び第２コア部材２５が用いられている。なお、図１５に示すように、管部３６はコア８側に延設されていてもよい。このように構成すれば、コア８を一つの保護部材３２だけで径方向に支持できるため、電機子３を構成する部品点数を削減することができる。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００５９】
・図１６，図１８に示すように、上記実施形態の保護部材３２とインシュレータ１９とを一体に形成した保護部材３２ａを設けてもよい。このように構成すれば、電機子３を構成する部品点数が少なくなり、電機子３の製造工程が少なくなるため、電機子３を低コストで製造することができる。なお、図１７に示すように、コア８は磁性粉体によって一体に圧縮成形されていることが望ましい。
【００６０】
また、図１６に示す状態において、保護部材３２ａを磁性金属板材のプレス成形によって形成し、保護部材３２ａの表面を絶縁処理してもよい。具体的には、保護部材３２ａの表面に、化学処理や熱処理による絶縁層をコーティングしてもよい。このように構成すれば、保護部材３２ａを通過する磁束の磁気抵抗を低減させることができるため、直流モータ１の高出力化が可能となる。しかも、保護部材３２ａを磁性体によって形成した場合でも、コア８と巻線２３との間を確実に絶縁することができる。また、絶縁層の膜厚を薄くすることで、直流モータ１の大型化を巻線２３の占積率を損なうことなく防止できる。
【００６１】
・前記実施形態において、保護部材３２を、弾性を有する合成樹脂によって形成してもよい。このように構成すれば、回転軸６との接触によって生じる衝撃が保護部材３２によってより一層吸収される。そのため、コア８への衝撃の伝達がより一層防止される。よって、コア８の破損をより一層防止することができる。
【００６２】
・前記実施形態において、保護部材３２から管部３６が省略されていてもよい。
・前記実施形態において、保護部材３２を磁性金属板材のプレス成形によって形成してもよい。さらに、保護部材３２の表面に、化学処理や熱処理による絶縁層をコーティングしてもよい。
【００６３】
・前記実施形態において、図１７に示すように、コア８を磁性粉体によって一体に圧縮成形してもよい。
また、図１９に示すように、コア８を中心コア１４及び複数のティース１５によって形成し、各ティース１５の基端部に嵌合突部３９をティース１５の軸方向に突設するとともに、中心コア１４の外周部に各嵌合突部３９が嵌合する嵌合凹部４０を設けてもよい。このように構成すれば、各嵌合突部３９を各嵌合凹部４０に嵌合させることにより、中心コア１４に各ティース１５が組み付けられ、コア８が形成される。
【００６４】
・前記実施形態において、嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁、嵌合部２９ａ，２９ｂの内周部側の両端縁及び傘部１８の両端縁に、それぞれ面取り部１８ａ，２７ｃ，２７ｄ，２９ｃ，２９ｄが形成されていなくてもよい。
【００６５】
・前記実施形態において、第１コア部材２４及び第２コア部材２５を互いに組み付けるための接着剤に磁性金属粉が混入されていなくてもよい。
・前記実施形態では、ティース本体１７及び傘部１８がインシュレータ１９によって覆われていた。しかし、ティース本体１７だけがインシュレータ１９によって覆われていてもよい。
【００６６】
・前記実施形態では、ティース１５の数を８本としたが、その他の本数でもよく、マグネット５の数も６個でなくともよい。即ち、直流モータ１に、６極８スロット２４セグメント以外の他のレイアウトが採用されていてもよい。
【００６７】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項４〜９のいずれか一項において、前記管部は、前記回転子コア側の反対側に延設されていることを特徴とする電機子。よって、上記（イ）によれば、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００６８】
（ロ）請求項１〜９、上記（イ）のいずれか一項において、前記回転子コアの内周部における軸方向長さが、前記回転子コアの外周部における軸方向長さよりも短く設定され、前記保護部材に前記回転子コアを径方向に支持する支持部が設けられることを特徴とする電機子。よって、上記（ロ）によれば、回転軸の圧入によるコアの破損をより一層防止することができる。
【００６９】
（ハ）技術的思想（ロ）において、前記支持部の軸方向長さが、前記回転子コアの内周部における軸方向長さと同一に設定されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ハ）によれば、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００７０】
（ニ）請求項１において、前記保護部材は磁性金属板材によって形成されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ニ）によれば、保護部材を通過する磁束の磁気抵抗を低減させることができるため、モータの高出力化が可能となる。
【００７１】
（ホ）技術的思想（ニ）において、前記保護部材の表面が絶縁処理されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ホ）によれば、保護部材を磁性体によって形成した場合でも、回転子コアと巻線との間を確実に絶縁することができる。
【００７２】
（ヘ）請求項８において、前記第１の分割コア部材及び前記第２の分割コア部材が、磁性金属粉を混入した接着剤によって互いに組み付けられていることを特徴とする電機子。よって、上記（ヘ）によれば、第１の分割コア部材と第２の分割コア部材との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減されるため、モータの高出化が可能となる。
【００７３】
（ト）請求項９において、前記傘部が、前記インシュレータに形成された前記保護部材によって覆われていることを特徴とする電機子。よって、上記（ト）によれば、傘部の破損を防止することができる。
【００７４】
（チ）請求項１〜請求項１６、上記（イ）〜（ト）のいずれか一項に記載の電機子を備え、前記電機子は、ヨークの内周面に配置された複数のマグネットに囲まれた状態で前記ヨーク内に収容されていることを特徴とするモータ。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転子コアの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における直流モータの断面図。
【図２】電機子の断面図。
【図３】ティースの正面図。
【図４】コア及び保護部材の斜視図。
【図５】第１コア部材及び第２コア部材の斜視図。
【図６】（ａ）は、第１コア部材の平面図、（ｂ）は、第１コア部材の断面図。
【図７】（ａ）は、第２コア部材の平面図、（ｂ）は、第２コア部材の断面図。
【図８】他の実施形態におけるコア及び保護部材の斜視図。
【図９】他の実施形態におけるコア及び保護部材の斜視図。
【図１０】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１１】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１２】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１３】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１４】他の実施形態における第１コア部材及び第２コア部材の斜視図。
【図１５】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１６】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１７】他の実施形態におけるコアの斜視図。
【図１８】他の実施形態におけるインシュレータを兼ねる保護部材の要部斜視図。
【図１９】他の実施形態におけるコアの正面図。
【図２０】従来技術における電機子コアの正面図。
【符号の説明】
３…電機子、６…回転軸、８…回転子コア（コア）、１２…凹部、１３…貫通孔、１５…ティース、１８…傘部、１９…インシュレータ、２１…保護部材としての先端絶縁部、２３…巻線、２４…第１の分割コア部材としての第１コア部材、２５…第２の分割コア部材としての第２コア部材、２７ａ，２７ｂ…嵌合凹部、２９ａ，２９ｂ…嵌合部、３２，３２ａ…保護部材、３３…円板部、３４…第１係合部としての係合突部、３５…第２係合部としての係合凹部、３６…管部、３７…スリット、３８…支持部としての段部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの電機子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２０に示すように、モータの電機子コア５１には、巻線を巻回するための複数のティース５２が放射状に延出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５２５３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電機子コア５１は、磁性粉体の圧縮成形によって形成されるため、延性が非常に小さい。そのため、電機子の製造時等において他の部材に接触すると破損し易いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、回転子コアの破損を防止することができる電機子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、巻線が巻回される複数のティースが放射状に延出される回転子コアを備え、前記各ティースに前記回転子コアと前記巻線とを絶縁するインシュレータが装着された電機子において、前記回転子コアが他の部材と接触する部位が弾性を有する保護部材によって覆われることを要旨とする。この発明においては、保護部材によって回転子コアが他の部材と直接接触しないため、他の部材の接触による回転子コアの破損が防止される。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記保護部材は合成樹脂によって形成されていることを要旨とする。この発明においては、他の部材との接触によって生じる衝撃が保護部材によって吸収されるため、回転子コアの破損をより一層防止することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記保護部材は前記インシュレータと一体形成されていることを要旨とする。この発明においては、電機子を構成する部品点数が少なくなり、電機子の製造工程が少なくなるため、電機子を低コストで製造することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保護部材は、前記回転子コアに設けられた貫通孔の内周面に当接し回転軸が圧入される管部を備えていることを要旨とする。この発明においては、圧入された回転軸から回転子コアに対して作用する荷重が管部の変形によって吸収される。よって、回転軸の圧入による回転子コアの破損を防止することができる。また、貫通孔の内径及び回転軸の外径の誤差が管部の変形によって吸収されるため、貫通孔及び回転軸の寸法精度のバラツキが許容される。よって、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記管部に、同管部の軸方向に延びる複数のスリットが形成されていることを要旨とする。この発明においては、管部を周方向に延伸させるのが容易になるため、圧入された回転軸から回転子コアに対して作用する荷重がより容易に吸収される。よって、回転軸の圧入による回転子コアの破損をより一層防止できる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記回転軸の外周面には、前記管部と当接する部位に軸方向に延びる凹部が周方向に複数設けられていることを要旨とする。この発明においては、回転軸の外周面において凹部が設けられていない部分だけが管部の内周面に接触するため、回転軸の圧入時において管部が周方向に延伸しにくくなる。その結果、回転軸から回転子コアに対して作用する荷重を低減させることができるため、回転軸の圧入による回転子コアの破損をより一層防止できる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保護部材は、前記回転子コアの軸方向端面に当接する円板部を備えており、前記円板部及び前記回転子コアのいずれか一方に第１係合部が形成され、いずれか他方に前記第１係合部と周方向及び径方向に係合される第２係合部が形成されていることを要旨とする。この発明においては、第１係合部を第２係合部に係合させて、回転軸の圧入によって作用する荷重を管部の外周面から直接コアに伝達させないようにすれば、回転軸によるコアの破損をより一層防止できる。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の発明において、前記回転子コアは、前記全ティースの半数ずつがそれぞれ等角度間隔に配置される第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材を互いに組み付けることにより形成され、前記第１の分割コア部材及び前記第２の分割コア部材に、嵌合凹部と、同嵌合凹部に嵌合する嵌合部とが設けられ、前記嵌合凹部の開口端縁及び前記嵌合部の先端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを要旨とする。この発明においては、嵌合凹部の開口端縁及び嵌合部の先端縁に作用する応力が分散されるため、第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材の破損を防止することができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各ティースの先端に設けられた傘部の両端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを要旨とする。この発明においては、傘部の両端縁に作用する応力が分散されるため、第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材の破損を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、モータ（直流モータ）１は、固定子２及び電機子３を備えている。固定子２は、円筒状をなすヨーク４と、磁極を構成する複数（本実施形態において６個）のマグネット５とを備えている。各マグネット５は、ヨーク４の内周面において等角度間隔に配置されている。マグネット５は、ネオジウム、鉄及びボロンを材料としたネオジウム系の磁石である。
【００１６】
図２に示すように、電機子３は、回転軸６、整流子７及び回転子コア（コア）８を備えている。回転軸６は、ヨーク４に設けられた図示しない軸受によって回転可能に支持されている。整流子７及びコア８は回転軸６に固定されている。コア８は、マグネット５に囲まれた状態でヨーク４内に回転可能に収容されている。
【００１７】
整流子７は、略円筒状に形成された絶縁体９を備えている。図１に示すように、絶縁体９の外周面には、複数個（本実施形態において２４個）のセグメント１０が配置されている。図２に示すように、絶縁体９には、複数のセグメント１０同士を短絡して同電位にする短絡線１１が設けられている。各セグメント１０には、ヨーク４内に設けられた図示しないブラシが摺接するとともに、短絡線１１が結線されている。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の直流モータ１は６極８スロットであるため、２４個のセグメント１０において８個おきに配置される３つのセグメント１０が１本の短絡線１１によって同電位となる。
【００１９】
図２に示すように、前記回転軸６の外周面において前記コア８が固定される部位、即ち、後記する管部３６の内周面と当接する部位には、複数の凹部１２が設けられている。各凹部１２は、回転軸６の軸方向に沿って一直線状に延びている。各凹部１２は、回転軸６の周方向において等角度間隔に配置されている。なお、回転軸６の外周面に凹部１２を設ける代わりに、回転軸６の外周面にローレット加工を施してもよい。また、各凹部１２は設けられていなくてもよい。
【００２０】
図４に示すように、コア８は、貫通孔１３を有する中心コア１４と、複数（本実施形態において８本）のティース１５とを備えている。各ティース１５は、中心コア１４の外周から放射状に延出されており、それぞれ等角度間隔に配置されている。それにより、各ティース１５間には８個のスロット１６が形成される。
【００２１】
各ティース１５は、ティース本体１７及び傘部１８を備えている。ティース本体１７は、その基端が中心コア１４の外周に接続されており、径方向に沿って延出されている。傘部１８は、ティース本体１７の先端に設けられており、周方向及び軸方向に沿ってフランジ状に延設されている。図３に示すように、傘部１８の両端縁には、同傘部１８が先端に行くに従って幅狭になるように面取り部１８ａがそれぞれ形成されている。
【００２２】
図２に示すように、各ティース１５にはインシュレータ１９が装着されている。インシュレータ１９は、巻線巻回部２０及び保護部材としての先端絶縁部２１を備えている。図３に示すように、巻線巻回部２０は、ティース本体１７の周方向側面を覆い、先端絶縁部２１は傘部１８の周方向側面を覆うようになっている。図２に示すように、先端絶縁部２１には、直流モータ１の軸方向に向けて延びる突起２２が形成されている。突起２２は、巻線２３を仮止めするためのものであり、各ティース１５にそれぞれ２個ずつ設けられている。各突起２２は、コア８において前記整流子７側に配置されている。
【００２３】
ティース本体１７には、インシュレータ１９（巻線巻回部２０）を介して巻線２３が巻回されている。ティース本体１７に巻回された巻線２３の端部は、突起２２に巻き付けられ、短絡線１１に接続されている。従って、巻線２３は、前記短絡線１１を介して対応する前記セグメント１０と電気的に接続されている。
【００２４】
図５に示すように、コア８は、第１の分割コア部材としての第１コア部材２４と第２の分割コア部材としての第２コア部材２５とを互いに組み付けることにより形成されている。第１コア部材２４及び第２コア部材２５は、それぞれ磁性粉体によって圧縮成形されている。
【００２５】
第１コア部材２４は、貫通孔１３ａを有する第１環部２６ａを備えている。第１環部２６ａの外周側には、４本の前記ティース１５が等角度間隔（９０°）に配置されている。つまり、第１コア部材２４には、コア８を構成する全ティース１５の半数が設けられている。
【００２６】
第１環部２６ａの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。第１環部２６ａの上面は、各ティース１５の基端部上面と面一になっている。つまり、第１環部２６ａは、各ティース１５の厚さ方向において上側に配置されている。
【００２７】
第１環部２６ａには４つの嵌合凹部２７ａが形成されている。各嵌合凹部２７ａは、同各嵌合凹部２７ａ及び各ティース１５が交互に等角度間隔（４５°）に配置されるように、隣接する各ティース１５の間に設けられている。嵌合凹部２７ａの開口端縁には面取り部２７ｃが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合凹部２７ａには第２コア部材２５の後記する各嵌合部２９ｂが嵌合されるようになっている。
【００２８】
また、第１環部２６ａの裏面２８には、４つの嵌合部２９ａが設けられている。各嵌合部２９ａの外周部は各ティース１５の基端部に接続されている。各嵌合部２９ａは、内周部に行くに従って幅狭となる楔状をなしている。各嵌合部２９ａの外周部における肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。各嵌合部２９ａの下面は、各ティース１５の下面と面一となっている。つまり、各嵌合部２９ａは、各ティース１５の厚さ方向において下側に配置されている。嵌合部２９ａの内周部側の両端縁には、同嵌合部２９ａが先端に行くに従って幅狭になるようにそれぞれ面取り部２９ｃが形成されている。そして、第１環部２６ａ及び各嵌合部２９ａにより、第１コア部材２４と第２コア部材２５とを互いに組み付けるための係合凹部３０ａが構成される。
【００２９】
第２コア部材２５は、貫通孔１３ｂを有する第２環部２６ｂを備えている。第２環部２６ｂの外周側には、４本のティース１５が等角度間隔（９０°）に配置されている。つまり、第２コア部材２５には、前記コア８を構成する全ティース１５の半数が設けられている。
【００３０】
第２環部２６ｂの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。第２環部２６ｂの外周部は、各ティース１５の下面と面一となっている。つまり、第２環部２６ｂは、各ティース１５の厚さ方向において下側に配置されている。
【００３１】
第２環部２６ｂには４つの嵌合凹部２７ｂが形成されている。各嵌合凹部２７ｂは、同各嵌合凹部２７ｂ及び各ティース１５が交互に等角度間隔（４５°）に配置されるように、隣接する各ティース１５の間に設けられている。嵌合凹部２７ｂの開口端縁には面取り部２７ｄが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合凹部２７ｂには、前記第１コア部材２４の前記各嵌合部２９ａが嵌合されるようになっている。
【００３２】
また、第２環部２６ｂの裏面３１には、４つの嵌合部２９ｂが設けられている。各嵌合部２９ｂは各ティース１５の基端部に接続されている。各嵌合部２９ｂは、内周部に行くに従って幅狭となる楔状をなしている。各嵌合部２９ｂの肉厚は、各ティース１５の基端部における肉厚の半分となっている。各嵌合部２９ｂの上面は、各ティース１５の基端部上面と面一となっている。つまり、各嵌合部２９ｂは、各ティース１５の厚さ方向において上側に配置されている。嵌合部２９ｂの両端縁には、同嵌合部２９ｂが先端に行くに従って幅狭になるようにそれぞれ面取り部２９ｄが形成されている。コア８の形成時において、各嵌合部２９ｂは、第１コア部材２４の前記各嵌合凹部２７ａに嵌合するようになっている。そして、第２環部２６ｂ及び各嵌合部２９ｂにより、第１コア部材２４と第２コア部材２５とを互いに組み付けるための係合凹部３０ｂが構成される。即ち、第１コア部材２４及び第２コア部材２５の構成は互いに同一となっている。
【００３３】
第１コア部材２４と第２コア部材２５とは、両コア部材２４，２５の当接部位、即ち嵌合部２９ａと嵌合凹部２７ｂ、嵌合部２９ｂと嵌合凹部２７ａとの間に介在する接着剤によって固着され、接着剤には磁性金属粉が混入されている。ゆえに、コア８の形成時において第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減される。なお、第１コア部材２４及び第２コア部材２５は、金属板を積層することによって形成されていてもよい。
【００３４】
図２に示すように、コア８には、同コア８を保護するための２つの保護部材３２が取り付けられている。保護部材３２は、弾性を有する金属板材によって形成されている。各保護部材３２は、コア８の軸方向端面の貫通孔１３近傍をそれぞれ覆う円板部３３を備えている。各円板部３３の外径は、図５に示す第１環部２６ａ及び第２環部２６ｂの外径とほぼ同一になっている。図４に示すように、円板部３３には、複数（本実施形態において４つ）の第１係合部としての係合突部３４がそれぞれ同一方向に突設されている。各係合突部３４は、円柱状をなし、円板部３３の周方向において等角度間隔（９０°）に配置されている。各係合突部３４は、コア８の軸方向端面に設けられた円形状をなす複数（本実施形態において４つ）の第２係合部としての係合凹部３５に対して、周方向及び径方向に係合するようになっている。各係合凹部３５は、第１環部２６ａ及び第２環部２６ｂの周方向において等角度間隔（９０°）に配置されている。
【００３５】
円板部３３の中心部分には、略円筒状をなす管部３６がバーリング加工によって形成されている。管部３６は、各係合突部３４と同一方向に突出している。管部３６は前記貫通孔１３の内周面を覆うようになっている。各円板部３３に形成された管部３６は、両円板部３３の管部３６先端が互いに離間するようにその軸方向の長さが設定されている。管部３６の外径は、コア８の貫通孔１３の内径よりもやや小さくなっている。また、管部３６の内径は、前記回転軸６の外径よりもやや小さくなっている。よって、管部３６には前記回転軸６が圧入される。
【００３６】
次に、電機子３の製造方法を説明する。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１コア部材２４の各ティース１５にインシュレータ１９が装着され、各インシュレータ１９の巻線巻回部２０に巻線２３が巻回され、巻線２３が突起２２に仮止めされる。また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２コア部材２５の各ティース１５にインシュレータ１９が装着され、各インシュレータ１９の巻線巻回部２０に巻線２３が巻回され、巻線２３が突起２２に仮止めされる。
【００３７】
次に、第１コア部材２４の第１環部２６ａと第２コア部材２５の第２環部２６ｂとが軸線が一致するように配置され、それぞれのティース１５の位置が円周方向に４５°ずれた状態で第１コア部材２４と第２コア部材２５とが互いに組み付けられて、コア８が形成される。詳しくは、第１コア部材２４の嵌合部２９ａが第２コア部材２５の嵌合凹部２７ｂに嵌め込まれるとともに、第２コア部材２５の嵌合部２９ｂが第１コア部材２４の嵌合凹部２７ａに嵌め込まれ、第１コア部材２４と第２コア部材２５とが連結される。
【００３８】
この状態において、コア８の貫通孔１３内に保護部材３２の管部３６を挿入し、同管部３６に直流モータ１の回転軸６が圧入される。その結果、管部３６が外周方向に広がることによって管部３６の外周面が貫通孔１３の内周面を押圧するため、コア８が回転軸６に固定されるとともにコア８が芯出しされる。
【００３９】
その後、回転軸６に整流子７を固定し、各巻線２３の端部を短絡線１１に接続する。短絡線１１は整流子７の対応するセグメント１０と接続されている。従って、各巻線２３は、短絡線１１を介して対応するセグメント１０に電気的に接続され、電機子３が完成する。
【００４０】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コア８は２つの保護部材３２によって覆われている。そのため、回転軸６の圧入時に同回転軸６が直接コア８と接触しないため、電機子３の製造時におけるコア８の破損を防止することができる。
【００４１】
（２）コア８の貫通孔１３内には、保護部材３２の管部３６を介して回転軸６が圧入されている。そのため、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重が管部３６の変形によって吸収される。よって、回転軸６の圧入によるコア８の破損を防止することができる。
【００４２】
また、延性が殆どない磁性粉体にて形成されるコア８の貫通孔１３内に対して管部３６を介さずに回転軸６を圧入する場合のように、貫通孔１３の内径及び回転軸６の外径の寸法精度、即ち、貫通孔１３に対して回転軸６の圧入が成立する嵌め合いの寸法精度のバラツキが許容される。つまり、貫通孔１３の内径及び回転軸６の外径の誤差が管部３６の変形によって吸収されるため、コア８に回転軸６を容易に圧入させることができる。よって、コア８及び回転軸６に品質のバラツキが生じても、それらのバラツキを保護部材３２が吸収するため、コア８及び回転軸６が無駄にならず、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００４３】
（３）回転軸６の外周面においてコア８が固定される部分には、複数の凹部１２が設けられている。よって、回転軸６の外周面において凹部１２が設けられていない部分だけが管部３６の内周面に接触するため、回転軸６の圧入時において管部３６が周方向に延伸しにくくなる。その結果、回転軸６からコア８に対して作用する荷重を低減させることができるため、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止できる。
【００４４】
（４）円板部３３には複数の係合突部３４が突設され、コア８の軸方向端面には複数の係合凹部３５が設けられている。そのため、各係合突部３４を各係合凹部３５に係合させて、回転軸６の圧入によって作用する荷重を管部３６の外周面から直接コア８に伝達させないようにすれば、回転軸６によるコア８の破損をより一層防止できる。
【００４５】
また、回転軸６を圧入した状態で、管部３６の外径が貫通孔１３の内径に対して中間ばめまたは隙間ばめとなるように管部３６の外径及び貫通孔１３の内径の寸法が設定されていればよいため、貫通孔１３の内径及び管部３６の外径の寸法精度のバラツキが許容される。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００４６】
さらに、各係合突部３４が各係合凹部３５に対して周方向に係合しているため、回転軸６が圧入された保護部材３２に対してコア８が回転してしまうのを防止することができる。従って、コア８が回転軸６に対して回転してしまうのを防止することができる。
【００４７】
（５）嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁にそれぞれ面取り部２７ｃ，２７ｄが形成され、嵌合部２９ａ，２９ｂの内周部側の両端縁にそれぞれ面取り部２９ｃ，２９ｄが形成されている。そのため、嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁及び嵌合部２９ａ，２９ｂの先端縁に作用する応力が分散される。よって、第１コア部材２４及び第２コア部材２５を互いに組み付ける組付装置の精度が悪い場合に、第１コア部材２４と第２コア部材２５とが衝突して破損するのを防止することができる。
【００４８】
（６）傘部１８の両端縁には、同傘部１８が先端に行くに従って幅狭になるように面取り部１８ａがそれぞれ形成されている。そのため、コア８の形成、コア８の運搬及び直流モータ１の製造等の工程で、コア８同士が衝突したり、コア８と他の部材とが衝突したりしても、傘部１８の両端縁に作用する応力が分散されるため、第１コア部材２４及び第２コア部材２５の破損を防止することができる。
【００４９】
（７）コア８が形成されている状態において、第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間には磁性金属粉を混入した接着剤が充填されている。よって、第１コア部材２４と第２コア部材２５との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減されるため、直流モータ１の高出化が可能となる。
【００５０】
（８）傘部１８は、インシュレータ１９に形成された先端絶縁部２１によって覆われている。よって、他の部材との接触によって生じる衝撃は、そのまま傘部１８に伝達されるのではなく、インシュレータ１９によって吸収されてから傘部１８に伝達される。従って、傘部１８の破損を防止することができる。
【００５１】
（９）コア８の貫通孔１３内には、保護部材３２の管部３６を介して回転軸６が圧入されている。よって、保護部材３２を設けずに、回転軸６とコア８とを接着したり、回転軸６とコア８との間に生じる隙間に樹脂を充填した場合のように、接着剤や樹脂に温度変化による強度低下やクリープ変形が生じてしまうのを防止できる。従って、直流モータ１の信頼性を長期的に確保することができる。
【００５２】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図８に示すように、管部３６に、同管部３６の軸方向全体に延びる複数のスリット３７を切欠形成し、各スリット３７を、管部３６の周方向において等角度間隔に配置してもよい。このように構成すれば、管部３６を周方向に延伸させるのが容易になる。よって、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重は、管部３６が周方向に延びることでより容易に吸収される。従って、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止できる。なお、この場合、回転軸６の外周面に凹部１２が設けられていなくてもよい。
【００５３】
・図９に示すように、円板部３３に４つの係合凹部３５を形成し、コア８の軸方向端面に係合突部３４を係合させるための４つの係合突部３４を設けてもよい。また、これら係合突部３４及び係合凹部３５の数を変更してもよい。
【００５４】
・図１０に示すように、各保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。このように構成すれば、管部３６の外周面が貫通孔１３の内側面に接触しなくなるため、管部３６の外径寸法のバラツキが許容され、電機子３の製造工程が少なくなる。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００５５】
・図１１に示すように、コア８の内周部における軸方向長さを、コア８の外周部における軸方向長さよりも短く設定し、保護部材３２にコア８を径方向に支持する支持部としての段部３８を設けてもよい。そして、貫通孔１３の内周面の中央部分を管部３６の外周面から離間させてもよい。このように構成すれば、回転軸６の外周面は、管部３６及び段部３８を介して貫通孔１３の内周面の両端部に接触するため、圧入された回転軸６からコア８に対して作用する荷重は、管部３６だけでなく段部３８の変形によっても吸収される。よって、回転軸６の圧入によるコア８の破損をより一層防止することができる。
【００５６】
・図１２に示すように、コア８の内周部における軸方向長さを、コア８の外周部における軸方向長さよりも短く設定し、各保護部材３２にコア８を径方向に支持する支持部としての段部３８を設けるとともに、各保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。
【００５７】
また、図１２に示す状態において、コア８の内周部に、貫通孔１３側に行くに従って軸方向長さが徐々に短くなるテーパ部を形成し、段部３８をテーパ部に沿った形状に変更してもよい。
【００５８】
・図１３に示すように、段部３８の軸方向長さを、コア８の内周部における軸方向長さと同一に設定するとともに、保護部材３２の管部３６をコア８側の反対側に延設してもよい。この場合、図１４に示すように、貫通孔１３ａ，１３ｂの内径を前記実施形態のものよりも大きくした第１コア部材２４及び第２コア部材２５が用いられている。なお、図１５に示すように、管部３６はコア８側に延設されていてもよい。このように構成すれば、コア８を一つの保護部材３２だけで径方向に支持できるため、電機子３を構成する部品点数を削減することができる。よって、電機子３をより一層低コストで製造することができる。
【００５９】
・図１６，図１８に示すように、上記実施形態の保護部材３２とインシュレータ１９とを一体に形成した保護部材３２ａを設けてもよい。このように構成すれば、電機子３を構成する部品点数が少なくなり、電機子３の製造工程が少なくなるため、電機子３を低コストで製造することができる。なお、図１７に示すように、コア８は磁性粉体によって一体に圧縮成形されていることが望ましい。
【００６０】
また、図１６に示す状態において、保護部材３２ａを磁性金属板材のプレス成形によって形成し、保護部材３２ａの表面を絶縁処理してもよい。具体的には、保護部材３２ａの表面に、化学処理や熱処理による絶縁層をコーティングしてもよい。このように構成すれば、保護部材３２ａを通過する磁束の磁気抵抗を低減させることができるため、直流モータ１の高出力化が可能となる。しかも、保護部材３２ａを磁性体によって形成した場合でも、コア８と巻線２３との間を確実に絶縁することができる。また、絶縁層の膜厚を薄くすることで、直流モータ１の大型化を巻線２３の占積率を損なうことなく防止できる。
【００６１】
・前記実施形態において、保護部材３２を、弾性を有する合成樹脂によって形成してもよい。このように構成すれば、回転軸６との接触によって生じる衝撃が保護部材３２によってより一層吸収される。そのため、コア８への衝撃の伝達がより一層防止される。よって、コア８の破損をより一層防止することができる。
【００６２】
・前記実施形態において、保護部材３２から管部３６が省略されていてもよい。
・前記実施形態において、保護部材３２を磁性金属板材のプレス成形によって形成してもよい。さらに、保護部材３２の表面に、化学処理や熱処理による絶縁層をコーティングしてもよい。
【００６３】
・前記実施形態において、図１７に示すように、コア８を磁性粉体によって一体に圧縮成形してもよい。
また、図１９に示すように、コア８を中心コア１４及び複数のティース１５によって形成し、各ティース１５の基端部に嵌合突部３９をティース１５の軸方向に突設するとともに、中心コア１４の外周部に各嵌合突部３９が嵌合する嵌合凹部４０を設けてもよい。このように構成すれば、各嵌合突部３９を各嵌合凹部４０に嵌合させることにより、中心コア１４に各ティース１５が組み付けられ、コア８が形成される。
【００６４】
・前記実施形態において、嵌合凹部２７ａ，２７ｂの開口端縁、嵌合部２９ａ，２９ｂの内周部側の両端縁及び傘部１８の両端縁に、それぞれ面取り部１８ａ，２７ｃ，２７ｄ，２９ｃ，２９ｄが形成されていなくてもよい。
【００６５】
・前記実施形態において、第１コア部材２４及び第２コア部材２５を互いに組み付けるための接着剤に磁性金属粉が混入されていなくてもよい。
・前記実施形態では、ティース本体１７及び傘部１８がインシュレータ１９によって覆われていた。しかし、ティース本体１７だけがインシュレータ１９によって覆われていてもよい。
【００６６】
・前記実施形態では、ティース１５の数を８本としたが、その他の本数でもよく、マグネット５の数も６個でなくともよい。即ち、直流モータ１に、６極８スロット２４セグメント以外の他のレイアウトが採用されていてもよい。
【００６７】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項４〜９のいずれか一項において、前記管部は、前記回転子コア側の反対側に延設されていることを特徴とする電機子。よって、上記（イ）によれば、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００６８】
（ロ）請求項１〜９、上記（イ）のいずれか一項において、前記回転子コアの内周部における軸方向長さが、前記回転子コアの外周部における軸方向長さよりも短く設定され、前記保護部材に前記回転子コアを径方向に支持する支持部が設けられることを特徴とする電機子。よって、上記（ロ）によれば、回転軸の圧入によるコアの破損をより一層防止することができる。
【００６９】
（ハ）技術的思想（ロ）において、前記支持部の軸方向長さが、前記回転子コアの内周部における軸方向長さと同一に設定されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ハ）によれば、電機子をより一層低コストで製造することができる。
【００７０】
（ニ）請求項１において、前記保護部材は磁性金属板材によって形成されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ニ）によれば、保護部材を通過する磁束の磁気抵抗を低減させることができるため、モータの高出力化が可能となる。
【００７１】
（ホ）技術的思想（ニ）において、前記保護部材の表面が絶縁処理されていることを特徴とする電機子。よって、上記（ホ）によれば、保護部材を磁性体によって形成した場合でも、回転子コアと巻線との間を確実に絶縁することができる。
【００７２】
（ヘ）請求項８において、前記第１の分割コア部材及び前記第２の分割コア部材が、磁性金属粉を混入した接着剤によって互いに組み付けられていることを特徴とする電機子。よって、上記（ヘ）によれば、第１の分割コア部材と第２の分割コア部材との間に生じる隙間を通過する磁束の磁気抵抗が低減されるため、モータの高出化が可能となる。
【００７３】
（ト）請求項９において、前記傘部が、前記インシュレータに形成された前記保護部材によって覆われていることを特徴とする電機子。よって、上記（ト）によれば、傘部の破損を防止することができる。
【００７４】
（チ）請求項１〜請求項１６、上記（イ）〜（ト）のいずれか一項に記載の電機子を備え、前記電機子は、ヨークの内周面に配置された複数のマグネットに囲まれた状態で前記ヨーク内に収容されていることを特徴とするモータ。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転子コアの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における直流モータの断面図。
【図２】電機子の断面図。
【図３】ティースの正面図。
【図４】コア及び保護部材の斜視図。
【図５】第１コア部材及び第２コア部材の斜視図。
【図６】（ａ）は、第１コア部材の平面図、（ｂ）は、第１コア部材の断面図。
【図７】（ａ）は、第２コア部材の平面図、（ｂ）は、第２コア部材の断面図。
【図８】他の実施形態におけるコア及び保護部材の斜視図。
【図９】他の実施形態におけるコア及び保護部材の斜視図。
【図１０】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１１】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１２】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１３】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１４】他の実施形態における第１コア部材及び第２コア部材の斜視図。
【図１５】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１６】他の実施形態における電機子の要部断面図。
【図１７】他の実施形態におけるコアの斜視図。
【図１８】他の実施形態におけるインシュレータを兼ねる保護部材の要部斜視図。
【図１９】他の実施形態におけるコアの正面図。
【図２０】従来技術における電機子コアの正面図。
【符号の説明】
３…電機子、６…回転軸、８…回転子コア（コア）、１２…凹部、１３…貫通孔、１５…ティース、１８…傘部、１９…インシュレータ、２１…保護部材としての先端絶縁部、２３…巻線、２４…第１の分割コア部材としての第１コア部材、２５…第２の分割コア部材としての第２コア部材、２７ａ，２７ｂ…嵌合凹部、２９ａ，２９ｂ…嵌合部、３２，３２ａ…保護部材、３３…円板部、３４…第１係合部としての係合突部、３５…第２係合部としての係合凹部、３６…管部、３７…スリット、３８…支持部としての段部。
Claims (9)
- 巻線が巻回される複数のティースが放射状に延出される回転子コアを備え、前記各ティースに前記回転子コアと前記巻線とを絶縁するインシュレータが装着された電機子において、
前記回転子コアが他の部材と接触する部位が弾性を有する保護部材によって覆われることを特徴とする電機子。 - 前記保護部材は合成樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
- 前記保護部材は前記インシュレータと一体形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電機子。
- 前記保護部材は、前記回転子コアに設けられた貫通孔の内周面に当接し回転軸が圧入される管部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電機子。
- 前記管部に、同管部の軸方向に延びる複数のスリットが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電機子。
- 前記回転軸の外周面には、前記管部と当接する部位に軸方向に延びる凹部が周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電機子。
- 前記保護部材は、前記回転子コアの軸方向端面に当接する円板部を備えており、
前記円板部及び前記回転子コアのいずれか一方に第１係合部が形成され、いずれか他方に前記第１係合部と周方向及び径方向に係合される第２係合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の電機子。 - 前記回転子コアは、前記全ティースの半数ずつがそれぞれ等角度間隔に配置される第１の分割コア部材及び第２の分割コア部材を互いに組み付けることにより形成され、
前記第１の分割コア部材及び前記第２の分割コア部材に、嵌合凹部と、同嵌合凹部に嵌合する嵌合部とが設けられ、
前記嵌合凹部の開口端縁及び前記嵌合部の先端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の電機子。 - 前記各ティースの先端に設けられた傘部の両端縁のうち少なくともいずれか一方が面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の電機子。
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