JP2017028799A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、異形電機子コアにおける巻線の占積率を向上させ、高出力化が実現されたモータを提供することにある。
【解決手段】シャフト1と、電機子3と、ヨークハウジング6と、このヨークハウジング6の内壁面において電機子3の外側面に対向するように配置された複数の磁石5と、を備えたモータに関する。電機子3は、電機子コア31と、この電機子コア31に巻装される巻線32と、を有して構成される。電機子コア31は、シャフト1に固定されたボス部31Aと、このボス部31Aから放射状の突出する複数のティース部31Bと、を備えて構成されるとともに、隣接するティース部31B,31Bの間の空間は巻線32が配設されるスロット33となっている。巻線32の巻始め位置に配置されるティース部31B(131)には、凹部131aが形成されており、この凹部131aは、巻線32が巻回した際、巻回圧が働く方向に向けて窪んでいる。
【選択図】図3
【解決手段】シャフト1と、電機子3と、ヨークハウジング6と、このヨークハウジング6の内壁面において電機子3の外側面に対向するように配置された複数の磁石5と、を備えたモータに関する。電機子3は、電機子コア31と、この電機子コア31に巻装される巻線32と、を有して構成される。電機子コア31は、シャフト1に固定されたボス部31Aと、このボス部31Aから放射状の突出する複数のティース部31Bと、を備えて構成されるとともに、隣接するティース部31B,31Bの間の空間は巻線32が配設されるスロット33となっている。巻線32の巻始め位置に配置されるティース部31B(131)には、凹部131aが形成されており、この凹部131aは、巻線32が巻回した際、巻回圧が働く方向に向けて窪んでいる。
【選択図】図3
Description
本発明はモータに係り、特に、異形電機子コアに巻線が巻回されてなる電機子を備えたモータに関するものである。
例えば、モータでは、回転可能に支承されたシャフトと、当該シャフトに固定され、電流方向が切替わる電機子が備えられ、この電機子の外側に配置された界磁用マグネットとの相互作用により、電機子及びシャフトが回転するように構成されている。
この電機子は、電機子コアと、当該電機子コアに巻装される巻線により構成されており、この巻線に流れる電流方向が切替わることにより、界磁用マグネットとの相互作用が発現する。
この電機子コアは、円筒形状のボス部と、当該ボス部から放射状に延出する複数のティースと、で構成されており、巻線は、隣接するティース間の溝であるスロット部に配置されながら、複数のティースに亘って規則的に巻装されている。
この電機子は、電機子コアと、当該電機子コアに巻装される巻線により構成されており、この巻線に流れる電流方向が切替わることにより、界磁用マグネットとの相互作用が発現する。
この電機子コアは、円筒形状のボス部と、当該ボス部から放射状に延出する複数のティースと、で構成されており、巻線は、隣接するティース間の溝であるスロット部に配置されながら、複数のティースに亘って規則的に巻装されている。
一般的には、ティースは、一定の間隔(スロット)を有して放射状に突出している。
一方、昨今、モータをより小型化したいという要請がある。しかしながら、小型化に際してモータ出力が小さくなることは避けなければならず、よって、モータ小型化と高出力維持を両立させる必要があった。
つまり、モータを小型化するためには、電機子を小さくするという方法があり、これを実現するために、電機子コア長を短くし、その分、巻線のターン数を多くする方法が考えられる。
しかしながら、巻線の高占積率化は難易度が高く、巻線が周方向端部側へとはみ出してしまう恐れがあった。また、先に巻装された巻線の上に後から巻装される巻線が上乗せされる配置になるため、巻線の占積率が低くなるという問題があった。
このような状況を回避し、巻線の占積率を向上させるための技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、昨今、モータをより小型化したいという要請がある。しかしながら、小型化に際してモータ出力が小さくなることは避けなければならず、よって、モータ小型化と高出力維持を両立させる必要があった。
つまり、モータを小型化するためには、電機子を小さくするという方法があり、これを実現するために、電機子コア長を短くし、その分、巻線のターン数を多くする方法が考えられる。
しかしながら、巻線の高占積率化は難易度が高く、巻線が周方向端部側へとはみ出してしまう恐れがあった。また、先に巻装された巻線の上に後から巻装される巻線が上乗せされる配置になるため、巻線の占積率が低くなるという問題があった。
このような状況を回避し、巻線の占積率を向上させるための技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、巻線の占積率を向上するために異形コアを採用した電動モータが界磁されている。
この技術によれば、少なくとも2種類の形状で形成されたスロットを有する電機子コアが使用されている。つまり、複数のスロットを同一形状に形成するのではなく、4パターンに形状を変えるように構成されており、これにより、スロットにより生じる無駄なスペースを減少させて占積率を高めている。
具体的には、各スロットは、回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜して形成されており、これにスロット形状を異形としたことと相まって、巻線の占積率を高める構成である。
この技術によれば、少なくとも2種類の形状で形成されたスロットを有する電機子コアが使用されている。つまり、複数のスロットを同一形状に形成するのではなく、4パターンに形状を変えるように構成されており、これにより、スロットにより生じる無駄なスペースを減少させて占積率を高めている。
具体的には、各スロットは、回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜して形成されており、これにスロット形状を異形としたことと相まって、巻線の占積率を高める構成である。
以上のように、スロット形状を改変することにより、巻線の占積率を向上させている。
しかしながら、このような構成とした場合、最先に巻装される巻線は、スロットの底部(ボス部側の面)の配置されることとなり、ここに多くの巻線を巻装することが困難であった。
このため、巻線部最外径が大きくなり(外側に膨らみ)、占積率が小さくなってしまうという問題点があった。
よって、巻線部の最外形を低減させ、スロット内に密に巻線を配置する(つまり、占積率を高める)ことのできる技術の開発が求められていた。
このように、巻線の占積率を向上させることで、モータの出力を向上させうることができるため、同出力を得るためのモータ体格は小さくすることが可能となる。
しかしながら、このような構成とした場合、最先に巻装される巻線は、スロットの底部(ボス部側の面)の配置されることとなり、ここに多くの巻線を巻装することが困難であった。
このため、巻線部最外径が大きくなり(外側に膨らみ)、占積率が小さくなってしまうという問題点があった。
よって、巻線部の最外形を低減させ、スロット内に密に巻線を配置する(つまり、占積率を高める)ことのできる技術の開発が求められていた。
このように、巻線の占積率を向上させることで、モータの出力を向上させうることができるため、同出力を得るためのモータ体格は小さくすることが可能となる。
本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、異形電機子コアにおける巻線の占積率を向上させ、高出力化が実現されたモータを提供することにある。
本発明の他の目的は、小型化が実現されたモータを提供することにある。
本発明の他の目的は、小型化が実現されたモータを提供することにある。
上記課題は、本発明に係るモータによれば、回転中心軸となるシャフトと、該シャフトに固定されて共に回転可能に支持される電機子と、該電機子の外側を被覆するヨークハウジングと、該ヨークハウジングの内壁面において前記電機子の外側面に対向するように配置された複数の磁石と、を備えたモータであって、前記電機子は、前記シャフトに固定される電機子コアと、該電機子コアに巻装される巻線と、を有して構成されるものであり、前記電機子コアは、前記シャフトに固定されたボス部と、該ボス部から放射状の突出する複数のティース部と、を備えて構成されるとともに、隣接する前記ティース部の間の空間は前記巻線が配設されるスロットとなっており、前記巻線の巻始め位置に配置される前記ティース部には、凹部が形成されており、該凹部は、前記巻線が巻回した際、巻回圧が働く方向に向けて窪んでいることにより解決される。
このように本発明においては、巻線の巻始め位置のティース部の形状を変更した異形電機子コアを使用している。つまり、巻始めの位置のティース部に凹部を形成した。
そして、この凹部は、巻線の巻回圧が働く方向に窪んでいるため、巻線を巻回すると巻回圧により自動的に巻き始めの巻線を凹部に格納することができ、これにより、後から巻回される巻線が上乗せされることを回避しながら、スロット内に多く巻線を配置できる。
よって、巻線が軸方向へと膨出することなく、巻線の占積率を向上させることができ、このため、モータを高出力化することができる。
また、凹部の存在により、巻線が径方向へ膨出することもまた回避できるため、巻線の最外径を低減することができ、よって、モータ自体の小型化を実現することができる。
そして、この凹部は、巻線の巻回圧が働く方向に窪んでいるため、巻線を巻回すると巻回圧により自動的に巻き始めの巻線を凹部に格納することができ、これにより、後から巻回される巻線が上乗せされることを回避しながら、スロット内に多く巻線を配置できる。
よって、巻線が軸方向へと膨出することなく、巻線の占積率を向上させることができ、このため、モータを高出力化することができる。
また、凹部の存在により、巻線が径方向へ膨出することもまた回避できるため、巻線の最外径を低減することができ、よって、モータ自体の小型化を実現することができる。
また、具体的な構成としては、請求項2に記載のように、前記凹部は、前記ティース部において、前記ボス部との連続部分付近である基端部に形成されると好適である。
更に具体的な適用構成として、請求項3に記載のように、前記巻線は、分布巻により所定数の前記ティース部を跨いで巻回されているものであり、前記凹部は、巻始め位置に相当する所定数の前記ティース部の集合体のうち、周方向両端部に配置される前記ティース部に形成されていると好適である。
このように構成されていると、巻始めの位置するティース部の基端部分(ボス部との連続部分付近)に形成された凹部に巻始めの巻線が格納されるため、巻線の最外径を更に有効に低減することができる。
また、複数のティース部を跨いで巻線が巻回される分布巻においては、巻始めの一群のティース部の両端部に凹部を形成すれば、上記作用効果を有効に奏することが可能となる。
更に具体的な適用構成として、請求項3に記載のように、前記巻線は、分布巻により所定数の前記ティース部を跨いで巻回されているものであり、前記凹部は、巻始め位置に相当する所定数の前記ティース部の集合体のうち、周方向両端部に配置される前記ティース部に形成されていると好適である。
このように構成されていると、巻始めの位置するティース部の基端部分(ボス部との連続部分付近)に形成された凹部に巻始めの巻線が格納されるため、巻線の最外径を更に有効に低減することができる。
また、複数のティース部を跨いで巻線が巻回される分布巻においては、巻始めの一群のティース部の両端部に凹部を形成すれば、上記作用効果を有効に奏することが可能となる。
更に、上記課題は、回転中心軸となるシャフトと、該シャフトに固定されて共に回転可能に支持される電機子と、該電機子の外側を被覆するヨークハウジングと、該ヨークハウジングの内壁面において前記電機子の外側面に対向するように配置された複数の磁石と、を備えたモータであって、前記電機子は、前記シャフトに固定される電機子コアと、該電機子コアに巻装される巻線と、を有して構成されるものであり、前記電機子コアは、前記シャフトに固定されたボス部と、該ボス部から放射状の突出する複数のティース部と、を備えて構成されるとともに、隣接する前記ティース部の間の空間は前記巻線が配設されるスロットとなっており、前記巻線は、分布巻により所定数の前記ティース部を跨いで巻回されているものであり、前記巻線の巻始め位置に配置される所定数の前記ティース部における前記ボス部との連続部分付近である基端部は集合しており、前記巻線の巻始め位置に配置される所定数の前記ティース部は、前記基端部の集合位置から放射状に径方向に広がるように延びていることにより解決される。
このように構成されていると、巻始めの一群のティース部の基端部(ボス部との連続部分付近)を集合させて(つまり、径方向サイズを小さくし)、ここから、各ティースが放射状の径方向に延びるように構成されていると、巻始めのティース部の一群において、基端部両端に面するスロットが広がるため(ティース部の基端部が集合したため、その分、横のスロットが広がる)、当該部分に巻始めの巻線を格納することができ、上記と同様の効果を奏することができる。
このように構成されていると、巻始めの一群のティース部の基端部(ボス部との連続部分付近)を集合させて(つまり、径方向サイズを小さくし)、ここから、各ティースが放射状の径方向に延びるように構成されていると、巻始めのティース部の一群において、基端部両端に面するスロットが広がるため(ティース部の基端部が集合したため、その分、横のスロットが広がる)、当該部分に巻始めの巻線を格納することができ、上記と同様の効果を奏することができる。
また、本発明に係るモータは、コラム型電動パワーステアリング装置において、ステアリングコラムに配設され、ステアリングシャフトの運動をアシストする用途に好適に使用されるものである。
本発明によれば、巻線の巻始め位置のティース部の形状を変更した異形電機子コアを使用している。つまり、巻始めの位置のティース部に巻始めの巻線の格納箇所を設けた。
この格納箇所は、巻線圧が働く方向に窪む凹部でもよいし、一群のティース部の基端部を集合させることにより創出された一群のティース部基端部両端の空隙(一群のティース部基端部両端の外側に面するスロットが広がった分の空隙)でもよいが、これにより、後から巻回される巻線が上乗せされることを回避しながら、スロット内に多く巻線を配置できる。
よって、巻線が軸方向へと膨出することなく、巻線の占積率を向上させ、モータを高出力化することができる。
また、凹部の存在により、巻線が径方向へ膨出することもまた回避できるため、巻線の最外径を低減することができ、よって、モータ自体の小型化を実現することができる。
この格納箇所は、巻線圧が働く方向に窪む凹部でもよいし、一群のティース部の基端部を集合させることにより創出された一群のティース部基端部両端の空隙(一群のティース部基端部両端の外側に面するスロットが広がった分の空隙)でもよいが、これにより、後から巻回される巻線が上乗せされることを回避しながら、スロット内に多く巻線を配置できる。
よって、巻線が軸方向へと膨出することなく、巻線の占積率を向上させ、モータを高出力化することができる。
また、凹部の存在により、巻線が径方向へ膨出することもまた回避できるため、巻線の最外径を低減することができ、よって、モータ自体の小型化を実現することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、低コギングトルクを維持しつつも、高出力を確保することが可能なモータを提供することによる。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、低コギングトルクを維持しつつも、高出力を確保することが可能なモータを提供することによる。
図1乃至図6は、本発明の一実施形態を示すものであり、図1はコラム型電動パワーステアリング装置を示す説明図、図2はモータの概略構成を示す説明図、図3は電機子コアの部分平面図、図4は電機子コアへの巻線状態を示す説明図、図5は巻線の巻装手順を示す説明図、図6は巻線の退避状態を示す説明図である。
<電動パワーステアリング装置Sについて>
本実施形態は、本発明に係るモータMをコラム型の電動パワーステアリング装置Sに適用した例について説明する。
最初に、図1により、本実施形態に係るコラム型の電動パワーステアリング装置Sについて説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置Sは、コラム型が採用されており、ステアリングホイールS2、ステアリングシャフトS3、自在継手S4、インターミディエイトS5、ラックS6、ピニオン軸S7、タイロッドS8、を有して構成されている。
ステアリングホイールS2の基端部には、ステアリングシャフトS3が連結されており、このステアリングシャフトS3の他端部には、自在継手S4を介して、インターミディエイトS5が連結されている。
本実施形態は、本発明に係るモータMをコラム型の電動パワーステアリング装置Sに適用した例について説明する。
最初に、図1により、本実施形態に係るコラム型の電動パワーステアリング装置Sについて説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置Sは、コラム型が採用されており、ステアリングホイールS2、ステアリングシャフトS3、自在継手S4、インターミディエイトS5、ラックS6、ピニオン軸S7、タイロッドS8、を有して構成されている。
ステアリングホイールS2の基端部には、ステアリングシャフトS3が連結されており、このステアリングシャフトS3の他端部には、自在継手S4を介して、インターミディエイトS5が連結されている。
ステアリングシャフトS3は、入力軸S3aと、出力軸S3bと、を有して構成されており、円筒状の入力軸S3a内に、出力軸S3bの一部が貫挿されている。
入力軸S3aの基端部には、ステアリングホイールS2が固定され、出力軸S3bの先端部には、自在継手S4が連結されている。
また、入力軸S3aと出力軸S3bの間には、図示しないトーションバーが設けられ、入力軸S3aの回転に追従して出力軸S3bを回転させるようになっている。
入力軸S3aの基端部には、ステアリングホイールS2が固定され、出力軸S3bの先端部には、自在継手S4が連結されている。
また、入力軸S3aと出力軸S3bの間には、図示しないトーションバーが設けられ、入力軸S3aの回転に追従して出力軸S3bを回転させるようになっている。
そして、ステアリング操作に基づく、回転及び操舵トルクはラックS6及びピニオン軸S7に伝達され、ピニオン軸S7の回転によって、ラックS6が車幅方向に往復運動する。これにより、ラックS6の両端に連結したタイロッドS8を介して操舵輪S9の舵角が変更される。
ステアリングシャフトS3の入力軸S3aには、ステアリングコラムS10が装備されている。ステアリングコラムS10には、モータMが設けられている。このモータMは、入力軸S3aを回転制御してステアリング操作をする際に、ステアリングホイールS2に対して補助操舵力を付与する。
なお、このモータMに関しては、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
なお、このモータMに関しては、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
電動パワーステアリング装置Sの動作について簡単に説明する。
ステアリングホイールS2の操作に基づいて入力軸S3aが回転すると、出力軸S3bとの間にずれが生じ、このずれが図示しないトーションバーのねじれとなって現れる。つまり、出力軸S3bは、操舵輪S9の路面抵抗等で、入力軸S3aの回転に対して遅れが生じて、これにより図示しないトーションバーにねじれが生じる。
そして、このトーションバーのねじれ角を図示しないトルクセンサにて検出し、入力軸S3a(ステアリングホイールS2)にかかる操舵トルクが検出され、その検出された操舵トルクに基づいて、ステアリング操作する際の補助操舵力が算出されて、モータMが駆動制御されるよう構成されている。
ステアリングホイールS2の操作に基づいて入力軸S3aが回転すると、出力軸S3bとの間にずれが生じ、このずれが図示しないトーションバーのねじれとなって現れる。つまり、出力軸S3bは、操舵輪S9の路面抵抗等で、入力軸S3aの回転に対して遅れが生じて、これにより図示しないトーションバーにねじれが生じる。
そして、このトーションバーのねじれ角を図示しないトルクセンサにて検出し、入力軸S3a(ステアリングホイールS2)にかかる操舵トルクが検出され、その検出された操舵トルクに基づいて、ステアリング操作する際の補助操舵力が算出されて、モータMが駆動制御されるよう構成されている。
<モータについて>
次いで、本発明の主要構成部分であるモータMについて説明する。
本実施形態に係るモータMは、所謂「ブラシ付き直流モータ」の構成を採用したものである。
なお、本例では、ブラシ付き直流モータへの適用例を説明したが、これに限られることはなく、本発明は、ブラシレスモータに対しても適用可能なものである。
本実施形態に係るモータMは、図2に示すように、出力軸となるシャフト1と、巻線2が巻回された電機子3と、整流子4と、界磁機構を構成する磁石5と、これらを内部に収納するヨークハウジング6と、ブラシ装置72を含むブラシホルダ7と、このブラシホルダ7が搭載されるエンドハウジング8と、を主たる構成要素として構成されている。
次いで、本発明の主要構成部分であるモータMについて説明する。
本実施形態に係るモータMは、所謂「ブラシ付き直流モータ」の構成を採用したものである。
なお、本例では、ブラシ付き直流モータへの適用例を説明したが、これに限られることはなく、本発明は、ブラシレスモータに対しても適用可能なものである。
本実施形態に係るモータMは、図2に示すように、出力軸となるシャフト1と、巻線2が巻回された電機子3と、整流子4と、界磁機構を構成する磁石5と、これらを内部に収納するヨークハウジング6と、ブラシ装置72を含むブラシホルダ7と、このブラシホルダ7が搭載されるエンドハウジング8と、を主たる構成要素として構成されている。
シャフト1は、軸受T,Tを介して回転自在にヨークハウジング6に支持されている。
また、シャフト1には、電機子3が固定されており、その周囲には電機子3の外周を囲むように、複数の磁石5(ヨークハウジング6の内壁面に電機子3の外周側面と対向するように配設されている)が配置されている。
更に、シャフトの出力側には整流子4もまた固定されている。
なお、磁石5は、永久磁石であり、本実施形態においては、4極(N極が2個、S極が2個の合計4個の磁石5が使用されている)の設計である。そして、複数の磁石5は、ヨークハウジング6の内周面周方向に沿って、N極とS極が交互となるよう等間隔に配置されている。
また、周方向に隣接する磁石5,5間には、空間が介在するように構成されている。この空間が介在することにより、異極の磁石5,5が接触することがないので、理想的な正弦波に近い磁束密度波形を得ることができる。
また、シャフト1には、電機子3が固定されており、その周囲には電機子3の外周を囲むように、複数の磁石5(ヨークハウジング6の内壁面に電機子3の外周側面と対向するように配設されている)が配置されている。
更に、シャフトの出力側には整流子4もまた固定されている。
なお、磁石5は、永久磁石であり、本実施形態においては、4極(N極が2個、S極が2個の合計4個の磁石5が使用されている)の設計である。そして、複数の磁石5は、ヨークハウジング6の内周面周方向に沿って、N極とS極が交互となるよう等間隔に配置されている。
また、周方向に隣接する磁石5,5間には、空間が介在するように構成されている。この空間が介在することにより、異極の磁石5,5が接触することがないので、理想的な正弦波に近い磁束密度波形を得ることができる。
電機子3は、電機子コア31と、巻線32と、を有して構成されている。
本例においては、電機子コア31は、所定形状に形成された平板を積層して作成された積層コアである。
この電機子コア31は、円筒形状のボス部31Aと、このボス部31Aから放射状に突出する複数のティース部31Bと、を有して構成されている。
本例においては、ティース部31Bは、22個形成されている。
そして、隣接するティース部31B,31B間の空間がスロット33となり、当該スロット33もまた22個形成されることとなる。
なお、このスロット33は、全て同じ形状をなすものではなく、異なる形状をなす。つまり、本例に係る電機子コア31は、異形電機子コアである。
この電機子コア31を構成するスロット33の構成は、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
本例においては、電機子コア31は、所定形状に形成された平板を積層して作成された積層コアである。
この電機子コア31は、円筒形状のボス部31Aと、このボス部31Aから放射状に突出する複数のティース部31Bと、を有して構成されている。
本例においては、ティース部31Bは、22個形成されている。
そして、隣接するティース部31B,31B間の空間がスロット33となり、当該スロット33もまた22個形成されることとなる。
なお、このスロット33は、全て同じ形状をなすものではなく、異なる形状をなす。つまり、本例に係る電機子コア31は、異形電機子コアである。
この電機子コア31を構成するスロット33の構成は、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
整流子4は、シャフト1と一体的に回転する円筒状の部材であり、その回転方向に沿って一定間隔毎に配置された複数のセグメント4aを備えて構成される。
この整流子4は、巻線32に電気的に接続されるとともに、シャフト1の回転に伴って回転し、この回転により、ブラシ装置72に搭載されるブラシ本体72bと当接するセグメント4aが順次切り替わる。そして、この切替わりにより、巻線32を流れる電流の向きが切り替わる。
この整流子4は、巻線32に電気的に接続されるとともに、シャフト1の回転に伴って回転し、この回転により、ブラシ装置72に搭載されるブラシ本体72bと当接するセグメント4aが順次切り替わる。そして、この切替わりにより、巻線32を流れる電流の向きが切り替わる。
また、電機子3はシャフト1に固定された状態で、カップ形状のヨークハウジング6により被覆されており、そのヨークハウジング6の内壁面には、電機子3の外側面と対向するように前述の磁石5が複数配設されている。
そして、前述のとおり、シャフト1の出力側には、整流子4が固定されており、この整流子4を出力側に配置した状態で、ヨークハウジング6開口部側(モータMの出力側となる)は、ブラシホルダ6が搭載されたエンドハウジング8で閉塞されている。
なお、整流子4は、エンドハウジング8が配置された状態において、ブラシ本体72bの端面と当接可能な位置に配置される。
そして、前述のとおり、シャフト1の出力側には、整流子4が固定されており、この整流子4を出力側に配置した状態で、ヨークハウジング6開口部側(モータMの出力側となる)は、ブラシホルダ6が搭載されたエンドハウジング8で閉塞されている。
なお、整流子4は、エンドハウジング8が配置された状態において、ブラシ本体72bの端面と当接可能な位置に配置される。
<電機子の形状について>
次いで、図3乃至図6により、電機子3の形状について説明する。
特に、スロット33(ティース部31B)の形状に特徴があるものであり、当該構成について詳しく説明する。
本例においては、巻線32は、図4及び図5に示すように、分布巻により電機子コア31に巻装されており、本例においては、4本のティース部31Bを跨いで巻装されるものである。
つまり、巻線32は、まず、回転中心Oに対して点対称の位置にある5個のティース部31Bを跨いで各々に巻装され(図5(b)参照)、あとは、1個ずつスロット33の位置をずらしながら、回転中心Oに対して点対称の位置にある5個のティース部31Bを各々跨ぐように巻装されていく(図5(c)〜図5(l)。
なお、本例では、上記の工程を、ダブルフライヤを使用することにより実行している。
次いで、図3乃至図6により、電機子3の形状について説明する。
特に、スロット33(ティース部31B)の形状に特徴があるものであり、当該構成について詳しく説明する。
本例においては、巻線32は、図4及び図5に示すように、分布巻により電機子コア31に巻装されており、本例においては、4本のティース部31Bを跨いで巻装されるものである。
つまり、巻線32は、まず、回転中心Oに対して点対称の位置にある5個のティース部31Bを跨いで各々に巻装され(図5(b)参照)、あとは、1個ずつスロット33の位置をずらしながら、回転中心Oに対して点対称の位置にある5個のティース部31Bを各々跨ぐように巻装されていく(図5(c)〜図5(l)。
なお、本例では、上記の工程を、ダブルフライヤを使用することにより実行している。
本例に係る電機子コア31においては、巻線32の巻始めの位置に係るティース部31Bに特徴がある。もちろん、当該位置のティース部31Bの形状が他のティース部31Bの形状と異なれば、当該異なった形状のティース部31Bにより外郭の一部を規定されるスロット33の形状も異なることとなる。
本例においては、5個のティース部31Bに跨って巻線32が巻装される分布巻が採用されており、巻始め位置の10個(5個×2=10個)のティース部31Bの形状が、他の12個のティース部31Bの形状とは異なっている。
本例においては、5個のティース部31Bに跨って巻線32が巻装される分布巻が採用されており、巻始め位置の10個(5個×2=10個)のティース部31Bの形状が、他の12個のティース部31Bの形状とは異なっている。
巻始めの位置は、5個のティース部31Bを1セットとすると、点対称の位置にもう1セットあり(本例では、ダブルフライヤにより双方から巻回する)、両者構成は同様であるので、以下、一方の説明にとめる。
以下、5個のティースのうち、周方向両端部のティース部31Bを、「第1異形ティース部131」と記し、これらの間に配設される3本のティース部31Bをまとめて「第2異形ティース部集合体132」と記す。
なお、これら巻始めの10個(5個×2)のティース部31B以外のその他の12本のティース部31Bを「通常ティース部133」と記す。
以下、5個のティースのうち、周方向両端部のティース部31Bを、「第1異形ティース部131」と記し、これらの間に配設される3本のティース部31Bをまとめて「第2異形ティース部集合体132」と記す。
なお、これら巻始めの10個(5個×2)のティース部31B以外のその他の12本のティース部31Bを「通常ティース部133」と記す。
第1異形ティース部131の基端部(ボス部31Aとの連続部分)には、凹部131aが形成されている。
一方の端部に配設される第1異形ティース部131に形成された凹部131aは、他方の端部に配設される第1異形ティース部131方向に向かってえぐれるように凹んでいる。
つまり、巻線32の巻始めでは、両端部の第1異形ティース部131,131を渡るように巻線32が巻き渡されるので、換言すれば、巻線32の巻回圧がかかる方向側に向かって凹んでいる。
このように構成されているため、図6に示すように、巻線32の巻始め位置において巻回された巻線32は、巻回圧により力F方向へと寄せられ、凹部131a内に退避することとなる(図5(b)の点P1参照)。
これにより、深い位置に巻装される巻線32は、凹部131aに退避することが可能となり、軸方向に膨らむことを防止しつつ、スロット33内部に多くの巻線32を配置することが可能となる。
一方の端部に配設される第1異形ティース部131に形成された凹部131aは、他方の端部に配設される第1異形ティース部131方向に向かってえぐれるように凹んでいる。
つまり、巻線32の巻始めでは、両端部の第1異形ティース部131,131を渡るように巻線32が巻き渡されるので、換言すれば、巻線32の巻回圧がかかる方向側に向かって凹んでいる。
このように構成されているため、図6に示すように、巻線32の巻始め位置において巻回された巻線32は、巻回圧により力F方向へと寄せられ、凹部131a内に退避することとなる(図5(b)の点P1参照)。
これにより、深い位置に巻装される巻線32は、凹部131aに退避することが可能となり、軸方向に膨らむことを防止しつつ、スロット33内部に多くの巻線32を配置することが可能となる。
また、第2異形ティース部集合体132は、3個のティース部31Bで構成されている。
この3個のティース部31Bは、その基端部(ボス部31Aとの連続部分)が集合して1塊となっており、その1塊の基端部から各々放射状に延出している。
つまり、基端部(ボス部31Aとの連続部分)の幅(周方向長さ)が小さく、径方向に延出するにつれて周方向に広がるような外形をなるように構成されている。
このように構成したことにより、巻始めの位置(図5(b))に対し、1個分ずらして巻線32を巻回する場合(図5(c))、この第2異形ティース部集合体132の基端部の外側(図5(c)の点P2参照)に巻線が納まるため、効率良く巻回を行うことができる。
また、次に1個分ずらして巻線32を巻回する場合(図5(d))、この第2異形ティース部集合体132間に形成されるスロット33の底部(ボス部31Aに近接する部分)は、凹部131aや、点P2よりも径方向外側に配置される(図5(d)の点P3参照)ため、点P1や点P2地点で巻装されている巻線32に乗り上げることなく、効率的に巻線32を巻装していくことができる。
この3個のティース部31Bは、その基端部(ボス部31Aとの連続部分)が集合して1塊となっており、その1塊の基端部から各々放射状に延出している。
つまり、基端部(ボス部31Aとの連続部分)の幅(周方向長さ)が小さく、径方向に延出するにつれて周方向に広がるような外形をなるように構成されている。
このように構成したことにより、巻始めの位置(図5(b))に対し、1個分ずらして巻線32を巻回する場合(図5(c))、この第2異形ティース部集合体132の基端部の外側(図5(c)の点P2参照)に巻線が納まるため、効率良く巻回を行うことができる。
また、次に1個分ずらして巻線32を巻回する場合(図5(d))、この第2異形ティース部集合体132間に形成されるスロット33の底部(ボス部31Aに近接する部分)は、凹部131aや、点P2よりも径方向外側に配置される(図5(d)の点P3参照)ため、点P1や点P2地点で巻装されている巻線32に乗り上げることなく、効率的に巻線32を巻装していくことができる。
なお、この第2異形ティース部集合体132に関しては一例であり、巻線32の巻き方により形状は異なるものである。つまり、基端部(ボス部31Aとの連続部分)から径方向外側に向かって周方向へ広がるように外形が形成されていればよく、第2異形ティース部集合体132を構成するティース部31Bの本数は、巻線32が跨ぐ本数により変更されるものである。
またなお、上記では、具体的な例として、第1異形ティース部131,131の基端部(ボス部31Aとの連続部付近)に凹部131a,131aが形成したが、これに限られることはない。
つまり、本発明の効果は、第1異形ティース部131,131の基端部(ボス部31Aとの連続部付近)に凹部131a,131aが形成されており、それらの間に、3個のティース部31Bの基端部(ボス部31Aとの連続部分付近)が集合して1塊となった第2異形ティース部集合体132が配置されていることにより、この巻始めの5個のティース部31Bは、基端部(ボス部31A)との境界付近が集合し(つまり、当該基端部付近の周方向距離が小さくなり)、その位置から径方向外側へと広がるように構成されることで奏される。
換言すれば、巻始めの一群のティース部31B(本例では、5個のティース部31Bで構成される一群)において、これら個々の基端部(ボス部31Aとの連続部分付近)が集合し(つまり、周方向の距離が小さくなり)、そこから径方向へ放射状に広がる構成であれば、第1異形ティース部131,131の周方向外側(第2異形ティース集合体132が配設される側と反対側)に面するスロット33,33により多くの巻線32を巻装することが可能となり、同様の効果を奏することができる。
つまり、本発明の効果は、第1異形ティース部131,131の基端部(ボス部31Aとの連続部付近)に凹部131a,131aが形成されており、それらの間に、3個のティース部31Bの基端部(ボス部31Aとの連続部分付近)が集合して1塊となった第2異形ティース部集合体132が配置されていることにより、この巻始めの5個のティース部31Bは、基端部(ボス部31A)との境界付近が集合し(つまり、当該基端部付近の周方向距離が小さくなり)、その位置から径方向外側へと広がるように構成されることで奏される。
換言すれば、巻始めの一群のティース部31B(本例では、5個のティース部31Bで構成される一群)において、これら個々の基端部(ボス部31Aとの連続部分付近)が集合し(つまり、周方向の距離が小さくなり)、そこから径方向へ放射状に広がる構成であれば、第1異形ティース部131,131の周方向外側(第2異形ティース集合体132が配設される側と反対側)に面するスロット33,33により多くの巻線32を巻装することが可能となり、同様の効果を奏することができる。
このように、本実施形態に係る電機子コア31では、巻始めのティース部31Bを異形とし、第1異形ティース部131、第2異形ティース部集合体132を形成したことにより、巻始めの巻線32(先に巻装された巻線32)に、後から巻装された巻線32が乗り上がることを防止することができ、スロット33内に多くの巻線32を格納することができる。また、巻線32の乗り上げによる軸方向への膨らみを防止することができる。
つまり、第1異形ティース部131に、巻始めの巻線32が退避することのできる凹部131aを形成したため、当該部分に巻始めの巻線32を退避させ、上記効果を簡易な構成で効率良く奏することができる。
つまり、第1異形ティース部131に、巻始めの巻線32が退避することのできる凹部131aを形成したため、当該部分に巻始めの巻線32を退避させ、上記効果を簡易な構成で効率良く奏することができる。
1・・シャフト、2・・巻線、3・・電機子、4・・整流子、4a・・セグメント、
5・・磁石、6・・ヨークハウジング、T・・軸受、
7・・ブラシホルダ、72・・ブラシ装置、72b・・ブラシ本体、
8・・エンドハウジング、
31・・電機子コア、32・・巻線、33・・スロット、
31A・・ボス部、31B・・ティース部、
131・・第1異形ティース部、131a・・凹部、
132・・第2異形ティース部集合体、133・・通常ティース部、
S・・電動パワーステアリング装置、S2・・ステアリングホイール、
S3・・ステアリングシャフト、S3a・・入力軸、S3b・・出力軸、
S4・・自在継手、S5・・インターミディエイト、
S6・・ラック、S7・・ピニオン軸、S8・・タイロッド、S9・・操舵輪、
S10・・ステアリングコラム、
M・・モータ
5・・磁石、6・・ヨークハウジング、T・・軸受、
7・・ブラシホルダ、72・・ブラシ装置、72b・・ブラシ本体、
8・・エンドハウジング、
31・・電機子コア、32・・巻線、33・・スロット、
31A・・ボス部、31B・・ティース部、
131・・第1異形ティース部、131a・・凹部、
132・・第2異形ティース部集合体、133・・通常ティース部、
S・・電動パワーステアリング装置、S2・・ステアリングホイール、
S3・・ステアリングシャフト、S3a・・入力軸、S3b・・出力軸、
S4・・自在継手、S5・・インターミディエイト、
S6・・ラック、S7・・ピニオン軸、S8・・タイロッド、S9・・操舵輪、
S10・・ステアリングコラム、
M・・モータ
Claims (5)
- 回転中心軸となるシャフトと、該シャフトに固定されて共に回転可能に支持される電機子と、該電機子の外側を被覆するヨークハウジングと、該ヨークハウジングの内壁面において前記電機子の外側面に対向するように配置された複数の磁石と、を備えたモータであって、
前記電機子は、前記シャフトに固定される電機子コアと、該電機子コアに巻装される巻線と、を有して構成されるものであり、
前記電機子コアは、前記シャフトに固定されたボス部と、該ボス部から放射状の突出する複数のティース部と、を備えて構成されるとともに、隣接する前記ティース部の間の空間は前記巻線が配設されるスロットとなっており、
前記巻線の巻始め位置に配置される前記ティース部には、凹部が形成されており、
該凹部は、前記巻線が巻回した際、巻回圧が働く方向に向けて窪んでいることを特徴とするモータ。 - 前記凹部は、前記ティース部において、前記ボス部との連続部分付近である基端部に形成されることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記巻線は、分布巻により所定数の前記ティース部を跨いで巻回されているものであり、前記凹部は、巻始め位置に相当する所定数の前記ティース部の集合体のうち、周方向両端部に配置される前記ティース部に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータ。
- 回転中心軸となるシャフトと、該シャフトに固定されて共に回転可能に支持される電機子と、該電機子の外側を被覆するヨークハウジングと、該ヨークハウジングの内壁面において前記電機子の外側面に対向するように配置された複数の磁石と、を備えたモータであって、
前記電機子は、前記シャフトに固定される電機子コアと、該電機子コアに巻装される巻線と、を有して構成されるものであり、
前記電機子コアは、前記シャフトに固定されたボス部と、該ボス部から放射状の突出する複数のティース部と、を備えて構成されるとともに、隣接する前記ティース部の間の空間は前記巻線が配設されるスロットとなっており、
前記巻線は、分布巻により所定数の前記ティース部を跨いで巻回されているものであり、
前記巻線の巻始め位置に配置される所定数の前記ティース部における前記ボス部との連続部分付近である基端部は集合しており、
前記巻線の巻始め位置に配置される所定数の前記ティース部は、前記基端部の集合位置から放射状に径方向に広がるように延びていることを特徴とするモータ。 - コラム型電動パワーステアリング装置において、ステアリングコラムに配設され、ステアリングシャフトの運動をアシストすることを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載のモータ。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2015143276A Pending JP2017028799A (ja) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | モータ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3506470A1 (fr) * | 2018-01-02 | 2019-07-03 | Valeo Systèmes d'Essuyage | Rotor de machine electrique tournante et procede de fabrication associe |
-
2015
- 2015-07-17 JP JP2015143276A patent/JP2017028799A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3506470A1 (fr) * | 2018-01-02 | 2019-07-03 | Valeo Systèmes d'Essuyage | Rotor de machine electrique tournante et procede de fabrication associe |
FR3076406A1 (fr) * | 2018-01-02 | 2019-07-05 | Valeo Systemes D'essuyage | Rotor de machine electrique tournante et procede de fabrication associe |
CN110011451A (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-12 | 法雷奥系统公司 | 旋转电机的转子及相关制造过程 |
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