JP2020061858A - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ及びモータの製造方法を提供する。【解決手段】2つの整数M,NがそれぞれM≧2,N≧3の条件を満たすとき、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と、回転軸に固定され2Nのスロット22を有するコアと、前記スロット22間に巻回されるコイル30と、前記コイル30が接続される複数のセグメント23と、を備え、前記コイル30は、所定の2つの前記スロット22間において順方向に巻回される第一コイル31と、前記第一コイル31から前記回転軸を中心として点対称となる位置に存在する2つの前記スロット22間において逆方向に巻回され、一端が前記第一コイル31に接続される第二コイル32と、を有し、前記第二コイル32の巻数は、前記第一コイル31の巻数よりも少ない。【選択図】図3
Description
本発明は、モータ及びモータの製造方法に関するものである。
従来、自動車等の車両に搭載される電動モータとして、ブラシ付きの直流モータが多く使用されている。直流モータは、内周部に磁石を有するヨークと、外周部に突出する複数のティースに巻回されたコイルを備え、ヨークの内側で回転するアーマチュアと、を備える。この種の直流モータでは、高回転化が要求される場合、コイルの巻回数を減少することにより調整することが多い。しかしながら、巻回数を減少する場合、巻線抵抗が小さくなるため拘束電流が上昇し、焼損が生じやすくなる。このため、コイル線径や巻回数を減少することなく、同一負荷特性を維持しながら拘束電流の小さいモータ特性が得られるコイルの巻回方法が提案されている。
例えば特許文献1には、同極となるスロット間に同一方向に巻回された複数の主コイルと、同極となるスロット間に巻回され、且つ互いに逆方向となるように巻回された2つの副コイルと、を有するモータの構成が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、2つの副コイルにより各々形成される磁界が互いにトルクを打ち消し合う方向に作用するので、コイルの巻回数は増加するが、トルクの増大が発生しない。この結果、コイルの抵抗値が増加するので拘束電流が低下し、高回転・低トルクにすることができる。
このように、従来技術にあっては、拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて、拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供するという課題があった。また、コイル線径を変更する方法にあっては、製造工程における段取りロスが発生するおそれがある。このため、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能なモータを提供するという課題があった。
したがって、従来技術にあっては、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ及びモータの製造方法を提供するという課題があった。
したがって、従来技術にあっては、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ及びモータの製造方法を提供するという課題があった。
そこで、本発明は、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ及びモータの製造方法を提供するものである。
上記の課題を解決するために、本発明に係るモータは、2つの整数M,NがそれぞれM≧2,N≧3の条件を満たすとき、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と、回転軸に固定され、2Nのスロットを有するコアと、前記スロット間に巻回されるコイルと、前記コイルが接続される複数のセグメントと、を備え、前記コイルは、巻線の一端が所定の前記セグメントに接続されるとともに所定の2つの前記スロット間において順方向に巻回される第一コイルと、前記第一コイルから前記回転軸を中心として点対称となる位置に存在する2つの前記スロット間において逆方向に巻回され、一端が前記第一コイルに接続されるとともに他端が所定の前記セグメントに接続される第二コイルと、を有し、前記第二コイルの前記巻線の巻数は、前記第一コイルの前記巻線の巻数よりも少ないことを特徴としている。
このように構成することで、第一コイルと第二コイルとは巻回方向が逆であるため、第一コイルにより発生する磁界と第二コイルにより発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、第一コイルのみに巻線を巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線は第一コイル及び第二コイルを形成するので巻線の長さを確保できる。よって、巻線内部の電気抵抗が増加し、巻線を流れる拘束電流が小さくなるので、焼損の発生を抑制できる。
従来、モータの高回転化が要求される場合にコイルの巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータの負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータによれば、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
従来、モータの高回転化が要求される場合にコイルの巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータの負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータによれば、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
本発明に係るモータにおいて、同電位となる前記セグメントの間を、接続線により接続したことを特徴としている。
このように構成することで、巻線の巻始め端及び巻終り端を、同電位のセグメントであればいずれのセグメントにも接続することができる。したがって、巻線配置の自由度を向上できる。
本発明に係るモータにおいて、前記磁極は4極であり、前記スロットの個数は10個であり、前記セグメントの個数は10個であり、各前記スロットに、周方向に順に1番から10番の番号を付して、所定の2つの前記スロット間に跨るように分布巻き方式で前記巻線が巻回されて前記コイルが形成されたモータであって、1番スロット及び3番スロットに跨って順方向に前記巻線を巻回して前記第一コイルを形成するとともに、6番スロット及び8番スロットに跨って前記第一コイルよりも少ない巻き数で逆方向に前記巻線を巻回して前記第二コイルを形成し、前記第一コイル及び前記第二コイルを直列に接続して前記コイルを構成し、前記コイルを周方向の一方向に沿って前記スロットを1つずつずらして全周に亘って前記コイルを形成することを特徴としている。
このように構成することで、4極10スロット10セグメントのモータにおいて、1つ置きのスロット(例えば1番スロット及び3番スロット)に対して巻線が巻回されて第一コイル及び第二コイルの少なくとも一方が形成される。さらに、これらのコイルが周方向に沿って複数形成されることにより、アーマチュアのコイルが形成される。よって、拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて、拘束電流を低減し焼損の発生を抑制したモータとすることができる。また、巻線の巻回数を調整することにより、所望の負荷特性に設定できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
本発明に係るモータにおいて、所望の負荷特性を得るための前記巻線の総巻数をAとしたとき、前記第一コイルの巻回数をA+2回とし、前記第二コイルの巻回数を2回としたことを特徴としている。
このように構成することで、第二コイルにより発生する磁界が第一コイルにより発生する磁界を打ち消すので、第一コイル及び第二コイルにそれぞれ磁界が発生することにより、総巻数をAとしたときに得られる負荷特性と同等の負荷特性を得ることができる。これにより、第一コイルのみに巻線をA回巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線の長さを巻回数4回分だけ長く確保できる。したがって、巻線を流れる拘束電流が低減され、焼損の発生を抑制したモータとすることができる。
本発明に係るモータの製造方法は、2つの整数M,NがそれぞれM≧2,N≧3の条件を満たすとき、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と、2Nのスロットと、複数のセグメントと、を有し回転軸に固定されるコアにおいて、巻線の一端を所定の前記セグメントに接続する第一工程と、第一工程で接続された前記巻線の他端を所定の2つの前記スロット間において順方向に巻回して第一コイルを形成する第二工程と、前記第一コイルから前記回転軸を中心として点対称となる位置に存在する2つの前記スロット間において、前記第一コイルの端部を逆方向に巻回して第二コイルを形成する第三工程と、前記第二コイルの端部を、前記第一工程における前記セグメントとは別の所定の前記セグメントに接続する第四工程と、を備え、前記第二コイルの前記巻線の巻数は、前記第一コイルの前記巻線の巻数よりも少なくなるように巻回されることを特徴としている。
本構成によれば、第二工程により第一コイルが形成され、第三工程により第二コイルが形成される。また、第一コイルと第二コイルとは巻回方向が逆であるため、第一コイルにより発生する磁界と第二コイルにより発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、所望の負荷特性に設定できるとともに、巻線の拘束電流が低減され焼損の発生が抑制されたモータを製造できる。
また、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができるので、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータの製造方法を提供できる。
また、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができるので、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータの製造方法を提供できる。
本発明に係るモータの製造方法は、前記磁極は4極であり、前記スロットの個数は10個であり、前記セグメントの個数は10個であり、前記スロットに周方向に順に1から10の番号を付するとともに、前記セグメントに周方向に順に1から10の番号を付し、1番セグメントと6番セグメントとを同電位に設定し、2番セグメントと7番セグメントとを同電位に設定し、3番セグメントと8番セグメントとを同電位に設定し、4番セグメントと9番セグメントとを同電位に設定し、5番セグメントと10番セグメントとを同電位に設定し、対応する前記巻線に順に1から10の番号を付したとき、1番セグメントと6番セグメントとの間が同電位となる前記セグメントの間を接続する接続線により接続され、2番セグメントと7番セグメントとの間が前記接続線により接続され、3番セグメントと8番セグメントとの間が前記接続線により接続され、4番セグメントと9番セグメントとの間が前記接続線により接続され、5番セグメントと10番セグメントとの間が前記接続線により接続され、1番巻線は、巻始め端が1番セグメント及び6番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転軸の回転方向の一方向に向かって引き回されてから8番スロットと6番スロットを順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて1番スロットと3番スロットを前記順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が7番セグメント及び2番セグメントのいずれか一方に接続され、2番巻線は、巻始め端が2番セグメント及び7番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから9番スロットと7番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて2番スロットと4番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が8番セグメント及び3番セグメントのいずれか一方に接続され、3番巻線は、巻始め端が3番セグメント及び8番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから10番スロットと8番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて3番スロットと5番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が9番セグメント及び4番セグメントのいずれか一方に接続され、4番巻線は、巻始め端が4番セグメント及び9番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから1番スロットと9番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて4番スロットと6番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が10番セグメント及び5番セグメントのいずれか一方に接続され、5番巻線は、巻始め端が5番セグメント及び10番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから2番スロットと10番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて5番スロットと7番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が1番セグメント及び6番セグメントのいずれか一方に接続され、6番巻線は、巻始め端が6番セグメント及び1番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから3番スロットと1番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて6番スロットと8番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が2番セグメント及び7番セグメントのいずれか一方に接続され、7番巻線は、巻始め端が7番セグメント及び2番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから4番スロットと2番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて7番スロットと9番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が3番セグメント及び8番セグメントのいずれか一方に接続され、8番巻線は、巻始め端が8番セグメント及び3番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから5番スロットと3番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて8番スロットと10番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が4番セグメント及び9番セグメントのいずれか一方に接続され、9番巻線は、巻始め端が9番セグメント及び4番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから6番スロットと4番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて9番スロットと1番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が5番セグメント及び10番セグメントのいずれか一方に接続され、10番巻線は、巻始め端が10番セグメント及び5番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから7番スロットと5番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて10番スロットと2番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が6番セグメント及び1番セグメントのいずれか一方に接続されることを特徴としている。
このように1番から10番巻線をアーマチュアコアに対して巻回することにより、一対のスロットに対して、第一コイルと、第一コイルとは異なる巻線からなる第二コイルと、が形成される。また、これらの第一コイル及び第二コイルが周方向に沿って複数(例えば10個)形成されることにより、アーマチュアのコイルが形成される。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータの製造方法を提供できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータの製造方法を提供できる。
本発明に係るモータの製造方法は、所望の負荷特性を得るための前記巻線の総巻数をAとしたとき、前記第一コイルの巻回数をA+2回とし、前記第二コイルの巻回数を2回としたことを特徴としている。
本構成によれば、第二コイルにより発生する磁界が第一コイルにより発生する磁界を打ち消すので、第一コイル及び第二コイルにそれぞれ磁界が発生することにより、総巻数をAとしたときに得られる負荷特性と同等の負荷特性を得ることができる。これにより、第一コイルのみに巻線をA回巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線の長さを巻回数4回分だけ長く確保できる。したがって、巻線を流れる拘束電流が低減され、焼損の発生を抑制したモータの製造方法とすることができる。
本発明によれば、第一コイルと第二コイルとは巻回方向が逆であるため、第一コイルにより発生する磁界と第二コイルにより発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、第一コイルのみに巻線を巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線は第一コイル及び第二コイルを形成するので巻線の長さを確保できる。よって、巻線内部の電気抵抗が増加し、巻線を流れる拘束電流が小さくなるので、焼損の発生を抑制できる。
従来、モータの高回転化が要求される場合にコイルの巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータの負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータによれば、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
従来、モータの高回転化が要求される場合にコイルの巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータの負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータによれば、第一コイル及び第二コイルの巻回数を変更することにより、コイルの線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータにおいて拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータを提供できる。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(モータ)
図1は、本発明に係るモータ1の部分断面図であり、図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。
モータ1は、例えば車両のパワーウィンドウ、サンルーフ、電動シートおよびワイパ装置等の駆動用として用いられている。
図1は、本発明に係るモータ1の部分断面図であり、図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。
モータ1は、例えば車両のパワーウィンドウ、サンルーフ、電動シートおよびワイパ装置等の駆動用として用いられている。
モータ1は、筒部材4を有するヨーク2と、ヨーク2内において軸線C回りに回転自在に設けられたアーマチュア3と、を備える。以下の説明において、アーマチュア3の軸線Cに沿う方向を軸方向といい、軸線C回りの方向を周方向といい、軸線C、及び周方向に直交する方向を径方向という場合がある。
(ヨーク)
ヨーク2は、例えば鉄等の金属からなる有底筒状の筒部材4と、筒部材4の内周面に沿って配置される磁石5と、を備える。筒部材4は、深絞りによるプレス加工等により成型される。筒部材4は、軸方向から見て軸線Cを挟んで径方向に対向する一対の平坦部4aと、一対の平坦部4aを連結する弧状部4bと、により構成されている。
ヨーク2は、例えば鉄等の金属からなる有底筒状の筒部材4と、筒部材4の内周面に沿って配置される磁石5と、を備える。筒部材4は、深絞りによるプレス加工等により成型される。筒部材4は、軸方向から見て軸線Cを挟んで径方向に対向する一対の平坦部4aと、一対の平坦部4aを連結する弧状部4bと、により構成されている。
筒部材4の内周面には、複数の磁石5が周方向に磁極が順番となるように接着剤等により固着されている。磁石5としては、ネオジ焼結磁石およびネオジボンド磁石の希土類磁石や、フェライト磁石等が使用される。磁石5の個数Nmは、Kを2以上の整数としたとき、
Nm≧2K・・・(1)
を満たすように設定されている。また、整数Mが
M≧2・・・(2)
の条件を満たすとき、ヨーク2は、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と有する。本実施形態では、磁石5の個数Nmは4個であり、上記式(1)を満たしている。また、ヨーク2は、4個の磁石5を有しているので、磁極数は4極となる。また、極対数(N極とS極と対の数)でいうと2対となる。
Nm≧2K・・・(1)
を満たすように設定されている。また、整数Mが
M≧2・・・(2)
の条件を満たすとき、ヨーク2は、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と有する。本実施形態では、磁石5の個数Nmは4個であり、上記式(1)を満たしている。また、ヨーク2は、4個の磁石5を有しているので、磁極数は4極となる。また、極対数(N極とS極と対の数)でいうと2対となる。
さらに、磁石5は、筒部材4を構成する弧状部4bの形状に対応するように、軸方向から見て円弧形状に形成されている。また、4つの磁石5は、N極およびS極の磁極がそれぞれ対向するように配置されている。さらに、隣り合う磁石5のピッチ角(機械角)は、90°になるように設定されている。このピッチ角(機械角)でいう90°が、電気角でいう180°となる。
筒部材4の底壁部4cにおける径方向の中央部には、軸線Cに沿って外側に突出するボス部4dが形成されている。ボス部4dの内周面には、円環状の金属等からなる軸受6が圧入固定されている。この軸受け6は、アーマチュア3を構成する回転軸10の一端(図1における上方側)を回転自在に支持するためのものである。
また、ボス部4dの底部には、スラストプレート15が設けられている。スラストプレート15は、スチールボール16を介して回転軸10のスラスト荷重を受けている。スチールボール16は、回転軸10とスラストプレート15との間の摺動抵抗を減少すると共に回転軸10の芯ズレを吸収している。
また、ボス部4dの底部には、スラストプレート15が設けられている。スラストプレート15は、スチールボール16を介して回転軸10のスラスト荷重を受けている。スチールボール16は、回転軸10とスラストプレート15との間の摺動抵抗を減少すると共に回転軸10の芯ズレを吸収している。
ヨーク2の筒部材4には、開口4e側(図1における下方側)に、ブラシホルダ収納部7が一体成形されている。このブラシホルダ収納部7に、ブラシホルダユニット11が収納される。
ブラシホルダ収納部7側の周壁70には、モータ1をウォームギヤ減速機構(不図示)に締結固定するための外フランジ部71が設けられている。外フランジ部71には、ウォームギヤ減速機構に螺入されるボルト12を挿入するための挿通孔(不図示)が形成されている。
ブラシホルダ収納部7側の周壁70には、モータ1をウォームギヤ減速機構(不図示)に締結固定するための外フランジ部71が設けられている。外フランジ部71には、ウォームギヤ減速機構に螺入されるボルト12を挿入するための挿通孔(不図示)が形成されている。
(アーマチュア)
ヨーク2内に回転自在に設けられたアーマチュア3は、回転軸10と、回転軸10に外嵌固定されたアーマチュアコア20と、アーマチュアコア20に巻回されたコイル30(図3参照)と、回転軸10の他端側に配置されたコンミテータ24と、を備えている。アーマチュアコア20は、電磁鋼板等からなるリング状の板部材29を軸方向に複数枚積層したものである。なお、アーマチュアコア20は、軟磁性粉を加圧成形したものであってもよい。
ヨーク2内に回転自在に設けられたアーマチュア3は、回転軸10と、回転軸10に外嵌固定されたアーマチュアコア20と、アーマチュアコア20に巻回されたコイル30(図3参照)と、回転軸10の他端側に配置されたコンミテータ24と、を備えている。アーマチュアコア20は、電磁鋼板等からなるリング状の板部材29を軸方向に複数枚積層したものである。なお、アーマチュアコア20は、軟磁性粉を加圧成形したものであってもよい。
図2に詳示するように、アーマチュアコア20の外周部には、軸方向平面視で略T字状に形成された複数(本実施形態では10個)のティース21が、周方向に沿って等間隔に、且つ放射状に延出形成されている。各ティース21は、径方向に延出するティース本体部21aと、ティース本体部21aの先端に設けられ周方向に張り出した外周部21bと、により構成されている。
アーマチュアコア20の外周には、整数Nが、
N≧3・・・(3)
の条件を満たすとき、個数が2Nとなるように軸方向に沿って延在する溝状のスロット22が形成されている。スロット22は、回転軸10に複数枚の板部材29を外嵌固定することにより形成され、隣接するティース21の外周部21b間に形成される。前述の通り、本実施形態ではティース21の数が10個であるため、ティース21間のスロット22も10スロット形成される。また、ティース21が周方向に沿って等間隔に配置されているため、各スロット22も周方向に沿って等間隔に複数形成される。
また、各ティース21には、樹脂等の絶縁材料からなるインシュレータ27(図1参照)が装着されている。このインシュレータ27の上から各ティース本体部21aにコイル30が巻回される。
N≧3・・・(3)
の条件を満たすとき、個数が2Nとなるように軸方向に沿って延在する溝状のスロット22が形成されている。スロット22は、回転軸10に複数枚の板部材29を外嵌固定することにより形成され、隣接するティース21の外周部21b間に形成される。前述の通り、本実施形態ではティース21の数が10個であるため、ティース21間のスロット22も10スロット形成される。また、ティース21が周方向に沿って等間隔に配置されているため、各スロット22も周方向に沿って等間隔に複数形成される。
また、各ティース21には、樹脂等の絶縁材料からなるインシュレータ27(図1参照)が装着されている。このインシュレータ27の上から各ティース本体部21aにコイル30が巻回される。
コイル30は、各スロット22間に跨るように分布巻き方式で巻回される。コイル30は、所定の2つのスロット22間において順方向に巻回される第一コイル31と、第一コイル31から回転軸10を中心として点対称となる位置に存在する2つのスロット22間において逆方向に巻回される第二コイル32と、を有する。
第一コイル31の巻線33の一端は、所定のセグメント23に接続されている。第二コイル32は、巻線33の一端が第一コイル31に接続されるとともに、他端が所定のセグメント23に接続されている。第一コイル31及び第二コイル32は直列に接続される。第二コイル32の巻線33の巻数は、第一コイル31の巻線33の巻数よりも少ない。なお、コイル30の詳細な巻回方法については、後述する。
第一コイル31の巻線33の一端は、所定のセグメント23に接続されている。第二コイル32は、巻線33の一端が第一コイル31に接続されるとともに、他端が所定のセグメント23に接続されている。第一コイル31及び第二コイル32は直列に接続される。第二コイル32の巻線33の巻数は、第一コイル31の巻線33の巻数よりも少ない。なお、コイル30の詳細な巻回方法については、後述する。
回転軸10の他端側(図1における下方側)に外嵌固定されるコンミテータ24の外周面には、導電材で形成されたセグメント23が複数枚(本実施形態では10枚)取り付けられている。したがって、本実施形態のモータ1は、磁石5(磁極数)が4個(4極)、スロット22が10スロット、セグメント23が10枚の、4極10スロット10セグメントで構成された直流モータ1である。
セグメント23は、軸線方向に長い板状の金属片により形成されている。そして、セグメント23は、互いに離間して絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
セグメント23は、軸線方向に長い板状の金属片により形成されている。そして、セグメント23は、互いに離間して絶縁された状態で周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23のアーマチュアコア20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25が一体成形されている。ライザ25には、コイル30の巻線33(何れも図3参照)が掛け回わされる。巻線33は、例えばヒュージングによりライザ25に固定されている。これにより、セグメント23と、これに対応するコイル30とが導通される。
セグメント23には、このセグメント23に電力を供給するためのブラシ(不図示)が摺接されている。ブラシは、ブラシホルダ収納部7の周壁70に収納されているブラシホルダユニット11に設けられている。
セグメント23には、このセグメント23に電力を供給するためのブラシ(不図示)が摺接されている。ブラシは、ブラシホルダ収納部7の周壁70に収納されているブラシホルダユニット11に設けられている。
(ブラシホルダユニット)
ブラシホルダユニット11は、ブラシホルダ収納部7の形状に対応するように、且つアーマチュアコア20側の面が開口するように、略箱状に形成されたブラシホルダ8を有している。すなわち、ブラシホルダ8は、対向配置された一対の平坦壁8aと、一対の平坦壁8aに跨るように形成された一対の弧状壁8bと、を有している。
そして、ブラシホルダ8の平坦壁8aとブラシホルダ収納部7の平坦部7aとが当接されている。また、ブラシホルダ8の弧状壁8bとブラシホルダ収納部7の弧状部7bとが当接されている。このように、ブラシホルダ収納部7にブラシホルダ8が嵌合され、このブラシホルダ8によってヨーク2の開口4eが閉塞されている。このように配置されたブラシホルダ8内に、不図示のブラシが配置されている。
ブラシホルダユニット11は、ブラシホルダ収納部7の形状に対応するように、且つアーマチュアコア20側の面が開口するように、略箱状に形成されたブラシホルダ8を有している。すなわち、ブラシホルダ8は、対向配置された一対の平坦壁8aと、一対の平坦壁8aに跨るように形成された一対の弧状壁8bと、を有している。
そして、ブラシホルダ8の平坦壁8aとブラシホルダ収納部7の平坦部7aとが当接されている。また、ブラシホルダ8の弧状壁8bとブラシホルダ収納部7の弧状部7bとが当接されている。このように、ブラシホルダ収納部7にブラシホルダ8が嵌合され、このブラシホルダ8によってヨーク2の開口4eが閉塞されている。このように配置されたブラシホルダ8内に、不図示のブラシが配置されている。
(モータの製造方法)
図3は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース21間の空隙がスロット22に相当している。上述したモータ1は、次のようにアーマチュアコア20にコイル30が巻回されることにより製造される。すなわち、モータ1は、巻線33の一端を所定のセグメント23に接続する第一工程と、第一コイル31を形成する第二工程と、第二コイル32を形成する第三工程と、巻線33の他端を所定のセグメント23に接続する第四工程と、により製造される。
図3は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース21間の空隙がスロット22に相当している。上述したモータ1は、次のようにアーマチュアコア20にコイル30が巻回されることにより製造される。すなわち、モータ1は、巻線33の一端を所定のセグメント23に接続する第一工程と、第一コイル31を形成する第二工程と、第二コイル32を形成する第三工程と、巻線33の他端を所定のセグメント23に接続する第四工程と、により製造される。
第一工程では、巻線33の巻始め端33aを所定のセグメント23に接続する。
第二工程では、第一工程で接続された巻線33の他端を所定の2つのスロット22間において順方向に巻回して第一コイル31を形成する。
第三工程では、第一コイル31から回転軸10を中心として点対称となる位置に存在する2つのスロット22間において、第一コイル31の端部を第一コイル31の巻線33の巻数よりも少ない巻数で逆方向に巻回して第二コイル32を形成する。
第四工程では、第二コイル32の端部を、第一工程におけるセグメント23とは別の所定のセグメント23に接続する。
第二工程では、第一工程で接続された巻線33の他端を所定の2つのスロット22間において順方向に巻回して第一コイル31を形成する。
第三工程では、第一コイル31から回転軸10を中心として点対称となる位置に存在する2つのスロット22間において、第一コイル31の端部を第一コイル31の巻線33の巻数よりも少ない巻数で逆方向に巻回して第二コイル32を形成する。
第四工程では、第二コイル32の端部を、第一工程におけるセグメント23とは別の所定のセグメント23に接続する。
(コイルの巻回方法)
次に、図3に基づいて、コイル30の具体的な巻回方法について説明する。
なお、以下の図面においては、各セグメント23、各ティース21及び各スロット22にそれぞれ符号を付して説明する。また、アーマチュア3は、外フランジ部71側からみて(図1における下方から上方をみて)時計回りに回転(図3における左方から右方、矢印CW参照、以下、この回転方向を一方向と称する場合がある。)するものとする。
次に、図3に基づいて、コイル30の具体的な巻回方法について説明する。
なお、以下の図面においては、各セグメント23、各ティース21及び各スロット22にそれぞれ符号を付して説明する。また、アーマチュア3は、外フランジ部71側からみて(図1における下方から上方をみて)時計回りに回転(図3における左方から右方、矢印CW参照、以下、この回転方向を一方向と称する場合がある。)するものとする。
ここで、セグメント23に周方向に順に1から10の番号を付した場合、1番セグメント23と6番セグメント23とは同電位のセグメントに設定されている。2番セグメント23と7番セグメント23とは同電位に設定されている。3番セグメント23と8番セグメント23とは同電位に設定されている。4番セグメント23と9番セグメント23とは同電位に設定されている。5番セグメント23と10番セグメント23とは同電位に設定されている。同電位となるセグメント23同士は、接続線60によって接続されている。つまり、本実施形態においては、4つ置き(例えば、1番セグメント23と6番セグメント23)のセグメント23同士が接続線60によってそれぞれ接続されている。
また、コイル30は、所定のティース21間に巻回された第一コイル31と、第一コイル31よりも少ない巻回数で所定のティース21間に巻回された第二コイル32と、により構成されている。これら第一コイル31及び第二コイル32は、巻線33を巻回してなる。さらに、複数の巻線33により、アーマチュアコア20の周方向の一方向に沿ってスロット22を1つずつずらしながら全周に亘って複数の第一コイル31及び第二コイル32が形成されることにより、アーマチュア3のコイル30が形成される。
以下の説明では、複数の巻線33にそれぞれ順に1から10の番号を付して、各巻線33の巻回方法を詳細に述べる。
1番巻線33は、巻始め端33aが1番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向(図3の矢印CW方向)に向かって引き回されてから8番スロット22と6番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて1番スロット22と3番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが7番セグメントに接続されている。
なお、1番巻線33において巻始め端33aは6番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは2番セグメントに接続されてもよい。
なお、1番巻線33において巻始め端33aは6番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは2番セグメントに接続されてもよい。
2番巻線33は、巻始め端33aが2番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから9番スロット22と7番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて2番スロット22と4番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが8番セグメントに接続されている。
なお、2番巻線33において巻始め端33aは7番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは3番セグメントに接続されてもよい。
なお、2番巻線33において巻始め端33aは7番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは3番セグメントに接続されてもよい。
3番巻線33は、巻始め端33aが3番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから10番スロット22と8番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて3番スロット22と5番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが9番セグメント23に接続されている。
なお、3番巻線33において巻始め端33aは8番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは4番セグメントに接続されてもよい。
なお、3番巻線33において巻始め端33aは8番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは4番セグメントに接続されてもよい。
4番巻線33は、巻始め端33aが4番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから1番スロット22と9番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて4番スロット22と6番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが10番セグメント23に接続されている。
なお、4番巻線33において巻始め端33aは9番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは5番セグメントに接続されてもよい。
なお、4番巻線33において巻始め端33aは9番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは5番セグメントに接続されてもよい。
5番巻線33は、巻始め端33aが5番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから2番スロット22と10番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて5番スロット22と7番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが1番セグメント23に接続されている。
なお、5番巻線33において巻始め端33aは10番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは6番セグメントに接続されてもよい。
なお、5番巻線33において巻始め端33aは10番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは6番セグメントに接続されてもよい。
6番巻線33は、巻始め端33aが6番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから3番スロット22と1番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて6番スロット22と8番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが2番セグメント23に接続されている。
なお、6番巻線33において巻始め端33aは1番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは7番セグメントに接続されてもよい。
なお、6番巻線33において巻始め端33aは1番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは7番セグメントに接続されてもよい。
7番巻線33は、巻始め端33aが7番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから4番スロット22と2番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて7番スロット22と9番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが3番セグメント23に接続されている。
なお、7番巻線33において巻始め端33aは2番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは8番セグメントに接続されてもよい。
なお、7番巻線33において巻始め端33aは2番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは8番セグメントに接続されてもよい。
8番巻線33は、巻始め端33aが8番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから5番スロット22と3番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて8番スロット22と10番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが4番セグメント23に接続されている。
なお、8番巻線33において巻始め端33aは3番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは9番セグメントに接続されてもよい。
なお、8番巻線33において巻始め端33aは3番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは9番セグメントに接続されてもよい。
9番巻線33は、巻始め端33aが9番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから6番スロット22と4番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて9番スロット22と1番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが5番セグメント23に接続されている。
なお、9番巻線33において巻始め端33aは4番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは10番セグメントに接続されてもよい。
なお、9番巻線33において巻始め端33aは4番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは10番セグメントに接続されてもよい。
10番巻線33は、巻始め端33aが10番セグメント23に接続され、回転軸10の回転方向の一方向に向かって引き回されてから7番スロット22と5番スロット22を順方向に巻回されて第一コイル31を形成するとともに、第一コイル31から回転方向の一方向に向かって引き回されて10番スロット22と2番スロット22を順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて第二コイル32を形成し、巻線33の巻終わり端33bが6番セグメント23に接続されている。
なお、10番巻線33において巻始め端33aは5番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは1番セグメントに接続されてもよい。
なお、10番巻線33において巻始め端33aは5番セグメント23に接続されてもよく、巻終わり端33bは1番セグメントに接続されてもよい。
このようにして第一コイル31及び第二コイル32がアーマチュア3の周方向に順次形成される。
ここで、第一コイル31の巻線33の巻数Xは、第二コイル32の巻線33の巻数Yよりも少ない。具体的には、例えば、コイル30を第一コイル31と第二コイル32との2つのコイル31,32により構成せず、従来のように1つのコイル30で所望のモータ負荷特性を得ようとした場合のコイル30の巻線33の巻数をAとした場合、第一コイル31の巻線33の巻数Xは、A+2回であり、第二コイル32の巻線33の巻数Yは、2回である。例えば、従来において、1つのコイル30による巻線33の巻数が31回であった場合、本実施形態では、第一コイル31の巻線33の巻数Xを33回とし、第二コイル32の巻線33の巻数Yを2回としている。
ここで、第一コイル31の巻線33の巻数Xは、第二コイル32の巻線33の巻数Yよりも少ない。具体的には、例えば、コイル30を第一コイル31と第二コイル32との2つのコイル31,32により構成せず、従来のように1つのコイル30で所望のモータ負荷特性を得ようとした場合のコイル30の巻線33の巻数をAとした場合、第一コイル31の巻線33の巻数Xは、A+2回であり、第二コイル32の巻線33の巻数Yは、2回である。例えば、従来において、1つのコイル30による巻線33の巻数が31回であった場合、本実施形態では、第一コイル31の巻線33の巻数Xを33回とし、第二コイル32の巻線33の巻数Yを2回としている。
これにより、例えば巻線33を順方向に31回巻回して形成される第一コイル31により得られる負荷特性と、巻線33を順方向に33回巻回して形成される第一コイル31及び巻線33を逆方向に2回巻回して形成される第二コイル32により得られる負荷特性と、がほぼ同一となる。一方、第一コイル31と第二コイル32とを形成することにより巻線33の長さが長くなるので、巻線33内部の電気抵抗は増加し、拘束電流を低減させることができる。
(モータの作用、効果)
本実施形態によれば、第一コイル31と第二コイル32とは巻回方向が逆であるため、第一コイル31により発生する磁界と第二コイル32により発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、第一コイル31のみに巻線33を巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線33は第一コイル31及び第二コイル32を形成するので巻線33の長さを確保できる。よって、巻線33内部の電気抵抗が増加し、巻線を流れる拘束電流が小さくなるので、焼損の発生を抑制できる。
従来、モータ1の高回転化が要求される場合にコイル30の巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線33の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータ1の負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータ1によれば、第一コイル31及び第二コイル32の巻回数を変更することにより、コイル30の線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータ1において拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ1を提供できる。
本実施形態によれば、第一コイル31と第二コイル32とは巻回方向が逆であるため、第一コイル31により発生する磁界と第二コイル32により発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、第一コイル31のみに巻線33を巻回する従来の方法と比較して、従来と同等の負荷特性を維持しつつ、巻線33は第一コイル31及び第二コイル32を形成するので巻線33の長さを確保できる。よって、巻線33内部の電気抵抗が増加し、巻線を流れる拘束電流が小さくなるので、焼損の発生を抑制できる。
従来、モータ1の高回転化が要求される場合にコイル30の巻回数を減少するとともに拘束電流を低減するために巻線33の線径を細くする必要があった。このため従来は、モータ1の負荷特性を変更する際にボビン交換による段取りロスが発生していた。本構成のモータ1によれば、第一コイル31及び第二コイル32の巻回数を変更することにより、コイル30の線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができる。よって、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータ1において拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ1を提供できる。
また、同電位となるセグメント23同士は接続線60により接続されているので、巻線33の巻始め端33a及び巻終わり端33bを、同電位のセグメント23であればいずれのセグメント23にも接続することができる。したがって、巻線33配置の自由度を向上できる。
また、本実施形態によれば、4極10スロット10セグメントのモータ1において、1つ置きのスロット22(例えば1番スロット22及び3番スロット22)に対して巻線33が巻回されて第一コイル31及び第二コイル32の少なくとも一方が形成される。さらに、これらのコイル30が周方向に沿って複数形成されることにより、アーマチュア3のコイル30が形成される。よって、拘束電流に制約がある高回転型モータに1おいて、拘束電流を低減し焼損の発生を抑制したモータ1とすることができる。また、巻線33の巻回数を調整することにより、所望の負荷特性に設定できる。
本構成のモータ1の製造方法によれば、第二工程により第一コイル31が形成され、第三工程により第二コイル32が形成される。また、第一コイル31と第二コイル32とは巻回方向が逆であるため、第一コイル31により発生する磁界と第二コイル32により発生する磁界とが互いに打ち消し合う。これにより、所望の負荷特性に設定できるとともに、巻線33の拘束電流が低減され焼損の発生が抑制されたモータ1を製造できる。
また、第一コイル31及び第二コイル32の巻回数を変更することにより、コイル30の線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができるので、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
また、第一コイル31及び第二コイル32の巻回数を変更することにより、コイル30の線径を変えることなく所望の負荷特性を設定することができるので、製造工程におけるボビン交換等の段取りロスを低減できる。
また、1番から10番巻線33をアーマチュアコア20に対して巻回することにより、一対のスロット22に対して、第一コイル31と、第一コイル31とは異なる巻線33からなる第二コイル32と、が形成される。また、これらの第一コイル31及び第二コイル32が周方向に沿って複数(本実施形態では10個)形成されることにより、アーマチュア3のコイル30が形成される。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータ1において拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ1の製造方法を提供できる。
したがって、製造が容易で簡素な構成によりモータ特性を変更可能で、かつ拘束電流に制約がある高回転型モータ1において拘束電流を抑えて焼損に対して有利なモータ1の製造方法を提供できる。
なお、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、例えば車両のパワーウィンドウ、サンルーフ、電動シートおよびワイパ装置等の駆動用として用いられるモータ1を適用し、このモータ1におけるアーマチュア3に、コイル30が巻回されてい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、さまざまな用途に用いられるモータ1に、コイル30を巻回することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、例えば車両のパワーウィンドウ、サンルーフ、電動シートおよびワイパ装置等の駆動用として用いられるモータ1を適用し、このモータ1におけるアーマチュア3に、コイル30が巻回されてい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、さまざまな用途に用いられるモータ1に、コイル30を巻回することが可能である。
また、上述の実施形態では、磁石5(磁極数)が4個(4極)、スロット22が10スロット、セグメント23が10枚の、4極10スロット10セグメントで構成された直流モータ1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、磁石5の個数Nmは、Kを2以上の整数としたとき、式(1)を満たすように配置されていればよい。また、整数Mが式(2)の条件を満たすとき、磁極数は2Mに設定されていればよい。また、整数Nが式(3)の条件を満たすとき、スロット22(ティース21)の個数は2Nに設定されていればよい。
なお、上述の実施形態では、所望の負荷特性を得るための巻線33の総巻数をAとしたとき、第一コイル31の巻回数をA+2回とし、第二コイル32の巻回数を2回とした。すなわち、所望の負荷特性を得るための巻線33の総巻数を31としたとき、第一コイル31の巻回数を33回とし、第二コイル32の巻回数を2回としたが、これに限られない。
所望の負荷特性を得るための巻線33の総巻数をAとしたとき、WをAよりも小さい任意の整数として、第一コイル31の巻回数をA+W回、及び第二コイル32の巻回数をW回としてもよい。
所望の負荷特性を得るための巻線33の総巻数をAとしたとき、WをAよりも小さい任意の整数として、第一コイル31の巻回数をA+W回、及び第二コイル32の巻回数をW回としてもよい。
1…モータ
10…回転軸
20…アーマチュアコア(コア)
22…スロット
23…セグメント
30…コイル
31…第一コイル
32…第二コイル
33…巻線
33a…巻始め端
33b…巻終わり端
60…接続線
10…回転軸
20…アーマチュアコア(コア)
22…スロット
23…セグメント
30…コイル
31…第一コイル
32…第二コイル
33…巻線
33a…巻始め端
33b…巻終わり端
60…接続線
Claims (7)
- 2つの整数M,NがそれぞれM≧2,N≧3の条件を満たすとき、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と、
回転軸に固定され、2Nのスロットを有するコアと、
前記スロット間に巻回されるコイルと、
前記コイルが接続される複数のセグメントと、
を備え、
前記コイルは、
巻線の一端が所定の前記セグメントに接続されるとともに所定の2つの前記スロット間において順方向に巻回される第一コイルと、
前記第一コイルから前記回転軸を中心として点対称となる位置に存在する2つの前記スロット間において逆方向に巻回され、一端が前記第一コイルに接続されるとともに他端が所定の前記セグメントに接続される第二コイルと、
を有し、
前記第二コイルの前記巻線の巻数は、前記第一コイルの前記巻線の巻数よりも少ない
ことを特徴とするモータ。 - 同電位となる前記セグメントの間を、接続線により接続した
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。 - 前記磁極は4極であり、
前記スロットの個数は10個であり、
前記セグメントの個数は10個であり、
各前記スロットに、周方向に順に1番から10番の番号を付して、所定の2つの前記スロット間に跨るように分布巻き方式で前記巻線が巻回されて前記コイルが形成されたモータであって、
1番スロット及び3番スロットに跨って順方向に前記巻線を巻回して前記第一コイルを形成するとともに、6番スロット及び8番スロットに跨って前記第一コイルよりも少ない巻き数で逆方向に前記巻線を巻回して前記第二コイルを形成し、前記第一コイル及び前記第二コイルを直列に接続して前記コイルを構成し、前記コイルを周方向の一方向に沿って前記スロットを1つずつずらして全周に亘って前記コイルを形成する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ。 - 所望の負荷特性を得るための前記巻線の総巻数をAとしたとき、
前記第一コイルの巻回数をA+2回とし、
前記第二コイルの巻回数を2回とした
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ。 - 2つの整数M,NがそれぞれM≧2,N≧3の条件を満たすとき、磁極数が2Mに設定されている複数の磁極と、2Nのスロットと、複数のセグメントと、を有し回転軸に固定されるコアにおいて、
巻線の一端を所定の前記セグメントに接続する第一工程と、
第一工程で接続された前記巻線の他端を所定の2つの前記スロット間において順方向に巻回して第一コイルを形成する第二工程と、
前記第一コイルから前記回転軸を中心として点対称となる位置に存在する2つの前記スロット間において、前記第一コイルの端部を逆方向に巻回して第二コイルを形成する第三工程と、
前記第二コイルの端部を、前記第一工程における前記セグメントとは別の所定の前記セグメントに接続する第四工程と、
を備え、
前記第二コイルの前記巻線の巻数は、前記第一コイルの前記巻線の巻数よりも少なくなるように巻回される
ことを特徴とするモータの製造方法。 - 前記磁極は4極であり、
前記スロットの個数は10個であり、
前記セグメントの個数は10個であり、
前記スロットに周方向に順に1から10の番号を付するとともに、前記セグメントに周方向に順に1から10の番号を付し、1番セグメントと6番セグメントとを同電位に設定し、2番セグメントと7番セグメントとを同電位に設定し、3番セグメントと8番セグメントとを同電位に設定し、4番セグメントと9番セグメントとを同電位に設定し、5番セグメントと10番セグメントとを同電位に設定し、対応する前記巻線に順に1から10の番号を付したとき、
1番セグメントと6番セグメントとの間が同電位となる前記セグメントの間を接続する接続線により接続され、
2番セグメントと7番セグメントとの間が前記接続線により接続され、
3番セグメントと8番セグメントとの間が前記接続線により接続され、
4番セグメントと9番セグメントとの間が前記接続線により接続され、
5番セグメントと10番セグメントとの間が前記接続線により接続され、
1番巻線は、巻始め端が1番セグメント及び6番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転軸の回転方向の一方向に向かって引き回されてから8番スロットと6番スロットを順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて1番スロットと3番スロットを前記順方向とは逆向きの逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が7番セグメント及び2番セグメントのいずれか一方に接続され、
2番巻線は、巻始め端が2番セグメント及び7番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから9番スロットと7番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて2番スロットと4番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が8番セグメント及び3番セグメントのいずれか一方に接続され、
3番巻線は、巻始め端が3番セグメント及び8番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから10番スロットと8番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて3番スロットと5番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が9番セグメント及び4番セグメントのいずれか一方に接続され、
4番巻線は、巻始め端が4番セグメント及び9番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから1番スロットと9番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて4番スロットと6番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が10番セグメント及び5番セグメントのいずれか一方に接続され、
5番巻線は、巻始め端が5番セグメント及び10番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから2番スロットと10番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて5番スロットと7番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が1番セグメント及び6番セグメントのいずれか一方に接続され、
6番巻線は、巻始め端が6番セグメント及び1番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから3番スロットと1番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて6番スロットと8番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が2番セグメント及び7番セグメントのいずれか一方に接続され、
7番巻線は、巻始め端が7番セグメント及び2番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから4番スロットと2番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて7番スロットと9番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が3番セグメント及び8番セグメントのいずれか一方に接続され、
8番巻線は、巻始め端が8番セグメント及び3番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから5番スロットと3番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて8番スロットと10番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が4番セグメント及び9番セグメントのいずれか一方に接続され、
9番巻線は、巻始め端が9番セグメント及び4番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから6番スロットと4番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて9番スロットと1番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が5番セグメント及び10番セグメントのいずれか一方に接続され、
10番巻線は、巻始め端が10番セグメント及び5番セグメントのいずれか一方に接続され、前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されてから7番スロットと5番スロットを前記順方向に巻回されて前記第一コイルを形成するとともに、前記第一コイルから前記回転方向の前記一方向に向かって引き回されて10番スロットと2番スロットを前記逆方向に巻回されて前記第二コイルを形成し、前記巻線の巻終わり端が6番セグメント及び1番セグメントのいずれか一方に接続される
ことを特徴とする請求項5に記載のモータの製造方法。 - 所望の負荷特性を得るための前記巻線の総巻数をAとしたとき、
前記第一コイルの巻回数をA+2回とし、
前記第二コイルの巻回数を2回とした
ことを特徴とする請求項6に記載のモータの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018191299A JP2020061858A (ja) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | モータ及びモータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018191299A JP2020061858A (ja) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | モータ及びモータの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020061858A true JP2020061858A (ja) | 2020-04-16 |
Family
ID=70219116
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JP2018191299A Pending JP2020061858A (ja) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | モータ及びモータの製造方法 |
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JP (1) | JP2020061858A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113394896A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-14 | 浙江开拓电器股份有限公司 | 多对极直流永磁电机转子的绕线方法 |
-
2018
- 2018-10-09 JP JP2018191299A patent/JP2020061858A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN113394896A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-14 | 浙江开拓电器股份有限公司 | 多对极直流永磁电机转子的绕线方法 |
CN113394896B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-04-19 | 浙江开拓电器股份有限公司 | 多对极直流永磁电机转子的绕线方法 |
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