JP6500669B2 - 直流モータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、巻き線界磁式の直流モータに関する。

従来、モータを小型高出力化するには、コイルを整列巻きにして占積率を向上する方法が一般的である。しかし、集中巻きコイルを整列巻きにして高占積率にするためには、コイルの引き出し部が整列巻きを阻害しない巻き方が必要であり、それを可能にする従来技術として特許文献１が公知である。
特許文献１には、略矩形の断面形状を有する平角線を幅方向（長辺方向）に巻いて形成されるエッジワイズ巻きの界磁コイルが提案されている。

特許第４８１１２８６号公報

特許文献１に開示されるエッジワイズ巻きは、丸線よりも占積率を向上できるが、隣り合う二つの界磁コイル同士の干渉を回避するために、二つの界磁コイル間に空間を残す必要があり、その分だけ占積率を向上できないという課題が残っている。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、界磁導体の占積率を高めて小型高出力化を図る直流モータを提供することにある。

請求項１に係る本発明は、磁気回路を形成する円筒状のヨークと、このヨークの内周に固定されて周方向に等間隔に配置される複数のポールコアと、電流が流れることにより磁界を発生して前記ポールコアを磁化させる界磁導体とを備える直流モータであって、前記界磁導体は、周方向に隣り合う前記ポールコア同士の間を軸方向に延びて配置されるコア間導体を有し、このコア間導体は、周方向に隣り合う２本の前記ポールコアのうち、一方の前記ポールコアに印加される磁界を発生する導体部と、他方の前記ポールコアに印加される磁界を発生する導体部とを一体化して形成されることを特徴とする。

本発明の界磁導体は、周方向に隣り合うポールコア同士の間を軸方向に延びて配置されるコア間導体を有する。このコア間導体は、一方のポールコアに印加される磁界を発生する導体部と、他方のポールコアに印加される磁界を発生する導体部とを一体化して形成される。また、界磁導体は、断面矩形の板材を径方向に積層することで設けられ、直流モータは内燃機関の始動用モータとして使用される。
この構成によれば、一方のポールコアに印加される磁界を発生する導体部と、他方のポールコアに印加される磁界を発生する導体部との干渉を考慮する必要がなく、干渉を回避するための空間を利用してコア間導体を配置できる。その結果、隣り合う２本のポールコアの間に設定される巻線スペースを効率的に使用できるので、２本のポールコア間における界磁導体の占積率を向上でき、モータの小型高出力化を図ることが可能である。

実施例１に係る第１、第２、第３層のコイル導体の展開図である。 実施例１に係るスタータの断面図である。 実施例１に係るモータの断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。 実施例１に係る第１層のコイル導体の斜視図である。 実施例１に係る第２層のコイル導体の斜視図である。 実施例１に係る第３層のコイル導体の斜視図である。 実施例１に係る界磁導体の斜視図である。 実施例２に係るスタータの断面図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
実施例１では、本発明の直流モータをスタータ１に搭載される始動用モータ２に適用した事例を説明する。
スタータ１は、例えば、図２に示すように、モータ２に駆動されて回転する出力軸３の軸上にピニオン４を配置し、電磁スイッチ５の吸引力によりレバー６を駆動してピニオン４をエンジンのリングギヤ側（図示左側）へ押し出す方式である。同方式を有するスタータ１の基本構造および動作は周知であるため、詳細な説明は省略して、以下、本発明に係るモータ２について詳述する。

モータ２は、電磁石式の界磁（下述する）と、この界磁の内周に回転自在に配置される電機子７と、この電機子７の軸上に設けられるコンミュテータ８と、このコンミュテータ８の外周上に配置されるブラシ９等を備える。
電機子７は、図３に示すように、電機子軸７ａの外周に嵌合する電機子鉄心７ｂと、この電機子鉄心７ｂに設けられるスロット内に巻装される電機子コイル７ｃとを備える。なお、図３はモータ２の断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）であるが、断面を表示するハッチングは省略している。
コンミュテータ８は、例えば、樹脂材料で構成される円筒形状の絶縁体ベース８ａと、この絶縁体ベース８ａに保持されて円筒状に配列される複数の整流子セグメント８ｂとを有し、絶縁体ベース８ａが電機子軸７ａの一端側外周に圧入により嵌合して固定される。
個々の整流子セグメント８ｂは、絶縁体ベース８ａによって互いに絶縁され、且つ、軸方向コア側の端部に設けられるライザ８ｃに電機子コイル７ｃが結線される。

ブラシ９は、例えば、コンミュテータ８の周方向に４個配置され、ブラシスプリング１０により整流子セグメント８ｂの外周面に押圧される。４個のブラシ９のうち、２個のプラス側ブラシ９は、図７に示すように、それぞれピグテール１１を介してコネクションバー１２に接続され、２個のマイナス側ブラシ（図示せず）は、例えば、アース回路の一部を形成するモータ２のエンドフレーム１３を介してアース側に接続される。なお、図２に示すブラシスプリング１０は、板バネを図示しているが、板バネに替えてコイルスプリングを使用することもできる。
界磁は、図３に示すように、磁気回路を形成する円筒状のヨーク１４と、このヨーク１４の内周に固定されるポールコア１５と、通電により磁界を発生してポールコア１５を磁化させる界磁導体（後述する）とを有する。

ヨーク１４は、径方向の外側と内側とに重ね合わせて配置される外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとで構成される。この外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂは、二枚の鉄板を別々に円筒状に丸め加工して製造される。
内側ヨーク１４ｂは、外側ヨーク１４ａより肉厚が薄く、且つ、軸方向の長さが短く設けられる。内側ヨーク１４ｂの軸方向長さは、ポールコア１５の軸方向長さと略同一である（図２参照）。言い換えると、ポールコア１５が配置される軸方向範囲に亘って内側ヨーク１４ｂが配置される。

外側ヨーク１４ａは、軸方向の両側が内側ヨーク１４ｂの両端よりそれぞれ軸方向に延出している。以下、内側ヨーク１４ｂの両端より軸方向に延出する外側ヨーク１４ａの部位を延出部１４ｃ（図２参照）と呼ぶ。
実施例１のヨーク１４は、外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとが重なることで磁路断面積が大きく形成される第１磁路部と、外側ヨーク１４ａの延出部１４ｃによって磁路断面積が小さく形成される第２磁路部とを有し、第１磁路部と第２磁路部との間に径方向の段差が設けられる。以下、段差より軸方向の外側に形成される空間、つまり、延出部１４ｃの内周に形成される空間を段差空間と呼ぶ。

ポールコア１５は、図３に示すように、ヨーク１４の内周にスクリュー１６で固定され、ヨーク１４の周方向に等間隔に４カ所配置される。ポールコア１５の径方向と直交する断面形状は、図１に示すように、周方向（図示左右方向）の幅より軸方向（図示上下方向）の長さの方が大きく、且つ、軸方向の両端外周が半円状に湾曲した長円形状を有する。また、ポールコア１５は、径方向のヨーク１４側から反ヨーク側へ向かって周方向の幅が略同一、あるいは次第に大きくなっている。
このポールコア１５は、図３に示すように、径方向の反ヨーク側端部にポールコア１５の全周に亘って外側へ突き出る鍔部１７が一体に設けられる。鍔部１７は、軸方向と直交する断面形状（図３に示す断面形状）が円周方向に湾曲する円弧状に設けられ、電機子鉄心７ｂの外周面との間に僅かなエアギャップを有して対向配置される。なお、実施例の説明でポールコア１５と言う時は、鍔部１７を除いた部分を指す。

界磁導体は、図４〜図６に示す三つのコイル導体１８を有し、これらのコイル導体１８を径方向に積層して構成される。
コイル導体１８は、図１に示すように、周方向に隣り合う２本のポールコア１５の間を軸方向に延びて配置されるコア間導体１８ａと、一方のコア間導体１８ａと他方のコア間導体１８ａとをＵ字状に連結するＵ字底部１８ｂとを有する。このコイル導体１８は、例えば、導電性を有する断面矩形の板材（例えば銅板）からエッジワイズ巻きによって所定の形状に成形される、あるいは、打ち抜きとプレスにより所定の形状に成形することもできる。また、絶縁皮膜の無い板材を使用する場合、あるいは皮膜付きの板材であっても打ち抜き及びプレスで成形する場合、言い換えると、成形時に皮膜が損傷する恐れがある場合は、成形後に絶縁処理が行われる。絶縁処理の一例として、樹脂系の絶縁紛体を塗布して表面を絶縁コーティングする方法がある。

コア間導体１８ａは、周方向に隣り合う２本のポールコア１５のうち、一方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部と、他方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部とを一体化して形成される。このコア間導体１８ａは、図３に示すように、周方向に隣り合う２本のポールコア１５が有する互いの鍔部１７間の周方向距離より大きい周方向幅を有し、周方向の一端側が一方の鍔部１７と周方向にラップし、周方向の他端側が他方の鍔部１７と周方向にラップしている。より具体的に記載すると、コア間導体１８ａは、周方向に隣り合う２本のポールコア１５の間の周方向距離と略同一の周方向幅を有し、２本のポールコア１５間に略隙間無く配置される。

以下、図１に示す４本のポールコア１５を図示左側から右側へ向かって順に第１ポールコア１５、第２ポールコア１５、第３ポールコア１５、第４ポールコア１５と呼び、各ポールコア１５に対して軸方向の図示上側をリヤ側、軸方向の図示下側をフロント側と定義する。また、径方向に積層される各層のコイル導体１８を径方向の外側から内側へ向かって順に第１層のコイル導体１８、第２層のコイル導体１８、第３層のコイル導体１８と呼ぶ。なお、図１の展開図は、図４〜図６に示す各層のコイル導体１８を周方向に展開して内径側から見た状態を図示している。

第１層のコイル導体１８は、第２ポールコア１５のフロント側、第３ポールコア１５のリヤ側、および第４ポールコア１５のフロント側でそれぞれ周方向に隣り合う二つのコア間導体１８ａがＵ字底部１８ｂによって連結される。各Ｕ字底部１８ｂは、図示破線で示すように、軸方向の端部が外径側（紙面裏側）へ折り曲げられている。以下、Ｕ字底部１８ｂの折り曲げられた部位を折り曲げ部１８ｃと呼ぶ。
第１ポールコア１５と第２ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、反Ｕ字底部側の端部に軸方向へ突き出る突出部１８ｄが設けられ、この突出部１８ｄが後述する溶断部材１９（図７参照）との接合部となる。また、第４ポールコア１５と第１ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、第２層のコイル導体１８との接合部１８ｅが設けられる。この接合部１８ｅは、同コア間導体１８ａの反Ｕ字底部側を第４ポールコア１５の周方向中心側へ屈曲して設けられる。

第２層のコイル導体１８は、第１ポールコア１５のフロント側、第２ポールコア１５のリヤ側、および第３ポールコア１５のフロント側で、それぞれ周方向に隣り合う二つのコア間導体１８ａがＵ字底部１８ｂによって連結される。各Ｕ字底部１８ｂは、図示実線で示すように、軸方向の端部が内径側（紙面表側）へ折り曲げられて折り曲げ部１８ｃを形成している。
第４ポールコア１５と第１ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、第３層のコイル導体１８との接合部１８ｆが設けられる。この接合部１８ｆは、同コア間導体１８ａの反Ｕ字底部側を第１ポールコア１５の周方向中心側へ屈曲して設けられる。また、第３ポールコア１５と第４ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、第１層のコイル導体１８との接合部１８ｇが設けられる。この接合部１８ｇは、同コア間導体１８ａの反Ｕ字底部側を第４ポールコア１５の周方向中心側へ屈曲して設けられる。

第３層のコイル導体１８は、第２ポールコア１５のフロント側、第３ポールコア１５のリヤ側、および第４ポールコア１５のフロント側で、それぞれ周方向に隣り合う二つのコア間導体１８ａがＵ字底部１８ｂによって連結される。各Ｕ字底部１８ｂは、図示破線で示すように、軸方向の端部が外径側へ折り曲げられて折り曲げ部１８ｃを形成している。
第１ポールコア１５と第２ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、第２層のコイル導体１８との接合部１８ｈが設けられる。この接合部１８ｈは、同コア間導体１８ａの反Ｕ字底部側を第１ポールコア１５の周方向中心側へ屈曲して設けられる。また、第４ポールコア１５と第１ポールコア１５との間に配置されるコア間導体１８ａには、反Ｕ字底部側の端部に軸方向へ突き出る突出部１８ｉが設けられ、この突出部１８ｉがコネクションバー１２との接合部となる。

径方向に積層される各層のコイル導体１８は、第１層のコイル導体１８の接合部１８ｅと第２層のコイル導体１８の接合部１８ｇおよび第２層のコイル導体１８の接合部１８ｆと第３層のコイル導体１８の接合部１８ｈが溶接等により接合される。すなわち、各層のコイル導体１８が直列に結線されて界磁導体を構成している。この界磁導体は、第１層のコイル導体１８に設けられる突出部１８ｄが溶断部材１９を介してモータ２の引き出し部材２０に接続され、第３層のコイル導体１８に設けられる突出部１８ｉがコネクションバー１２に接続される。
各層のコイル導体１８は、図３に示すように、それぞれコア間導体１８ａの板厚（径方向の厚さ）および周方向幅が異なり、外径側のコイル導体１８の方が内径側のコイル導体１８より板厚が薄く、周方向幅が大きく形成される。つまり、第１層のコイル導体１８の方が第２層のコイル導体１８よりコア間導体１８ａの板厚が薄く、周方向幅が大きく形成され、第２層のコイル導体１８の方が第３層のコイル導体１８よりコア間導体１８ａの板厚が薄く、周方向幅が大きく形成される。

各層のコイル導体１８のうち、第１層のコイル導体１８と第３層のコイル導体１８は、各ポールコア１５に対してＵ字底部１８ｂが軸方向の同一側に配置され、第２層のコイル導体１８は、第１層のコイル導体１８および第３層のコイル導体１８に対してＵ字底部１８ｂが軸方向の反対側に配置される。また、第１層のコイル導体１８のＵ字底部１８ｂに設けられる折り曲げ部１８ｃは、ヨーク１４の第１磁路部と第２磁路部との内径差によって生じる段差空間に配置される（図２参照）。つまり、外側ヨーク１４ａの延出部１４ｃの内周に形成される空間に配置される。
Ｕ字底部１８ｂと軸方向の反対側で一方のコア間導体１８ａと他方のコア間導体１８ａとの間に有する空間をＵ字空間と呼ぶ時に、第２層のコイル導体１８のＵ字底部１８ｂに設けられる折り曲げ部１８ｃは、第３層のコイル導体１８のＵ字空間に配置される。同様に、第３層のコイル導体１８のＵ字底部１８ｂに設けられる折り曲げ部１８ｃは、第２層のコイル導体１８のＵ字空間に配置される。

引き出し部材２０は、例えば、銅を用いた板状の部品であり、図２に示すように、ゴム製のグロメット２１に保持されてヨーク１４に取り付けられる。引き出し部材２０の一端は、グロメット２１よりヨーク１４の外側に引き出されて、モータリード線２２を介して電磁スイッチ５のＭ端子ボルト２３と電気的に接続される。引き出し部材２０の他端は、グロメット２１よりヨーク１４の内側に取り出されて溶断部材１９に接合される。
溶断部材１９は、引き出し部材２０及びコイル導体１８より高抵抗の材質（例えば、鉄）を使用して形成される板状の部品であり、図７に示すように、通電経路の上流端と下流端との間に断面積が最も小さい最小断面積部１９ａが形成される。

〔実施例１の作用および効果〕
１）界磁導体を構成する各層のコイル導体１８は、それぞれ、周方向に隣り合う２本のポールコア１５の間を軸方向に延びて配置されるコア間導体１８ａを有する。このコア間導体１８ａは、一方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部と、他方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部とを一体化して形成され、且つ、２本のポールコア１５の間の周方向距離と略同一の周方向幅を有する。この構成によれば、一方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部と、他方のポールコア１５に印加される磁界を発生する導体部との干渉を考慮する必要がなく、干渉を回避するための空間を利用してコア間導体１８ａを配置できる。これにより、隣り合う２本のポールコア１５の間に設定される巻線スペースを効率的に使用できるので、２本のポールコア１５間における界磁導体の占積率を向上できる。その結果、モータ２の小型高出力化を図ることが可能である。

２）各層のコイル導体１８は、それぞれ、Ｕ字底部１８ｂがポールコア１５毎にフロント側とリヤ側とに交互に配置される。つまり、各層のコイル導体１８は、周方向に隣り合うポールコア１５間を蛇行する形状を有する。また、第２層のコイル導体１８は、第１層のコイル導体１８および第３層のコイル導体１８に対してＵ字底部１８ｂが軸方向の反対側に配置される。この構成によれば、Ｕ字底部１８ｂがポールコア１５に対して軸方向の片側のみに集中しないので、磁束分布を均一化でき、モータ２の小型高出力化に寄与できる。また、積層方向に隣り合うコイル導体１８同士で互いのＵ字底部１８ｂが重なることがないため、大電流連続通電のような過負荷をモータ２に与えた場合でも、互いのＵ字底部１８ｂ間で絶縁不良による短絡が発生することはなく、耐熱性を向上できる。

３）各層のコイル導体１８は、Ｕ字底部１８ｂの軸方向の端部を折り曲げているので、抵抗値が増大することなく軸方向長さを短縮できる。例えば、Ｕ字底部１８ｂの端部を折り曲げることなくＵ字底部１８ｂの軸方向の幅をコア間導体１８ａの周方向幅より小さく形成すると、Ｕ字底部１８ｂの抵抗値が高くなって発熱が増加する。これに対し、Ｕ字底部１８ｂの端部を折り曲げて軸方向の幅を短くする場合は、Ｕ字底部１８ｂの抵抗値が増大することはないので、耐熱性を維持したままモータ２の小型化に寄与できる。
４）積層方向の最も外側に配置される第１層のコイル導体１８は、Ｕ字底部１８ｂの折り曲げ部１８ｃがヨーク１４の段差空間に配置される。このため、大電流連続通電のような過負荷をモータ２に与えた場合でも、ヨーク１４と折り曲げ部１８ｃとの間で絶縁不良による短絡が発生することはなく、耐熱性を向上できる。

５）ヨーク１４は、板厚が異なる二枚の鉄板を別々に円筒状に丸めて製造される外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとを有し、その外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとを径方向に重ね合わせて構成される。この構成によれば、外側ヨーク１４ａの厚さと内側ヨーク１４ｂの厚さとを合わせた板厚を有する１枚の鉄板を円筒状に丸めてヨーク１４を製造する場合と比較して、低コストで容易に構成できる。また、内側ヨーク１４ｂの軸方向長さが外側ヨーク１４ａの軸方向長さより短く設けられるので、外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとを径方向に重ね合わせるだけで外側ヨーク１４ａの延出部１４ｃの内周側に段差空間を形成できる。つまり、ヨーク１４に切削等の加工を施さなくても段差空間を形成できる。

６）各層のコイル導体１８は、それぞれ、周方向に隣り合う２本のポールコア１５の間に配置される四つのコア間導体１８ａを有し、この四つのコア間導体１８ａがＵ字底部１８ｂを介して直列に連結される。また、界磁導体は、径方向に積層される各層のコイル導体１８を直列に結線して構成される。この構成によれば、より少ない層数で高いトルク性能が得られるため、その分だけ層数を少なくすることが可能である。コイル導体１８の層数を少なくすることで、積層方向に隣り合う層間を絶縁するための皮膜または絶縁部材の数を低減できるので、その分、占積率を向上してモータ２をより小型化できる。
７）コイル導体１８は、断面形状が矩形の板材を使用して形成されるため、丸線を使用する場合より占積率を向上でき、モータ２の小型高出力化に寄与する。

８）積層方向に隣り合う内径側のコイル導体１８と外径側のコイル導体１８とでは、外径側のコイル導体１８の方が内径側のコイル導体１８よりコア間導体１８ａの周方向幅が大きく形成される。つまり、各層のコイル導体１８は、周方向に隣り合う２本のポールコア１５の間の周方向距離に合わせてコア間導体１８ａの周方向幅を決めているので、２本のポールコア１５の間に無駄なスペースが生じることはなく、界磁導体の占積率を向上できる。また、外径側のコイル導体１８は、内径側のコイル導体１８より径方向の厚さ（板厚）が薄いので、周方向幅が大きくても断面積の差を小さくできる。例えば、第１層のコイル導体１８と第２層のコイル導体１８とでは、第１層のコイル導体１８のコア間導体１８ａの方が第２層のコイル導体１８のコア間導体１８ａより周方向幅は大きいが、板厚が薄いため、両者の断面積の差を小さくできる。これにより、各層のコイル導体１８の発熱量がより均一化されて通電時の最大発熱部位の発熱量が低減されるため、通電時の耐熱性が向上する。

９）第１層のコイル導体１８と引き出し部材２０との間に両者より高抵抗となる溶断部材１９を設けているので、モータ２に意図しない連続通電が発生した場合、溶断部材１９に形成される最小断面積部１９ａが最初に溶断することで安全に通電を遮断できる。
１０）各層のコイル導体１８は、断面形状が矩形を有する板材からエッジワイズ巻きによって成形できる。この場合、図１に示すコイル導体１８の展開形状を連続的に成形できる。
１１）各層のコイル導体１８は、板材から打ち抜きとプレスで成形することもできる。この場合、図１に示すコイル導体１８の蛇行した展開形状を容易に成形できる。
１２）各層のコイル導体１８は、図１に示す所定の形状に成形された後、例えば、樹脂系の絶縁紛体を表面に塗布して絶縁コーティングすることができる。この場合、成形後に絶縁処理を行うので、例えば、成形が容易な打ち抜き及びプレスでの成形が可能である。
１３）内燃機関の始動用モータ２は、一般的に低電圧かつ高電流用で使用されるため、１極あたりの巻き数が少なくても高占積率を達成できる実施例１の構成が適している。

以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例１と共通する部品および構成を示すものは、実施例１と同一の符号を付与して詳細な説明は省略する。
〔実施例２〕
実施例２は、図８に示すように、径方向に積層されるコイル導体１８の層数を偶数（図８では４層）とした事例である。この場合、半分のコイル導体１８と、残り半分のコイル導体１８とは、同一のポールコア１５に対して互いのＵ字底部１８ｂが軸方向の反対側に配置される。なお、図８の事例は、四つのコイル導体１８の軸方向の向きが交互に逆になっているが、積層方向に隣り合う二つのコイル導体１８の向きを同一方向に設定しても良い。例えば、第１層と第２層のコイル導体１８の向きと、第３層と第４層のコイル導体１８の向きとを逆にしても良い。あるいは、第２層と第３層のコイル導体１８の向きと、第１層と第４層のコイル導体１８の向きとを逆にしても良い。
この実施例２の構成においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

〔変形例〕
実施例１に記載したヨーク１４は、外側ヨーク１４ａと内側ヨーク１４ｂとで構成される。つまり、二枚の鉄板を重ね合わせて第１磁路部と第２磁路部とを構成しているが、その第１磁路部と第２磁路部とを一枚の鉄板で構成しても良い。
実施例１では、界磁極を４極の構成で説明したが、本発明を６極以上のモータに適用することもできる。
実施例１では、各層のコイル導体１８を直列に結線して界磁導体を形成しているが、必ずしも直列に結線する必要はなく、例えば、各層のコイル導体１８を二並列に結線する構成でも良い。

実施例１に記載したコイル導体１８は、隣り合う２本のポールコア１５の間に配置される四つのコア間導体１８ａがＵ字底部１８ｂを介して直列に連結される構成であるが、コイル導体１８を複数に分割して、それらを電気的に接続する構成とすることもできる。
実施例１では、コイル導体１８のＵ字底部１８ｂに折り曲げ部１８ｃを設けているが、Ｕ字底部１８ｂの端部を折り曲げない構成でも良い。ちなみに、図８に示す実施例２の事例は、Ｕ字底部１８ｂの端部を折り曲げていない構成を図示している。

２ 始動用モータ（直流モータ） １４ ヨーク
１４ａ 外側ヨーク １４ｂ 内側ヨーク
１４ｃ 外側ヨークの延出部 １５ ポールコア
１７ 鍔部 １８ コイル導体
１８ａ コア間導体（導体部） １８ｂ Ｕ字底部
１８ｃ 折り曲げ部（厚肉部） １９ 溶断部材
２０ 引き出し部材 ２１ グロメット（絶縁部材）

Claims (27)

1. 磁気回路を形成する円筒状のヨーク（１４）と、
   このヨークの内周に固定されて周方向に等間隔に配置される複数のポールコア（１５）と、
   電流が流れることにより磁界を発生して前記ポールコアを磁化させる界磁導体とを備える直流モータ（２）であって、
   前記界磁導体は、周方向に隣り合う前記ポールコア同士の間を軸方向に延びて配置されるコア間導体（１８ａ）を有し、このコア間導体は、周方向に隣り合う２本の前記ポールコアのうち、一方の前記ポールコアに印加される磁界を発生する導体部と、他方の前記ポールコアに印加される磁界を発生する導体部とを一体化して形成され、
   また、前記界磁導体は、断面矩形の板材を径方向に積層することで設けられ、
   前記直流モータは内燃機関の始動用モータとして使用されることを特徴とする直流モータ。
2. 請求項１に記載した直流モータにおいて、
   前記ポールコアは、径方向の反ヨーク側端部に少なくとも前記ポールコアの周方向に突き出る鍔部（１７）を有し、
   前記コア間導体の少なくとも一つは、周方向に隣り合う２本の前記ポールコアが有する互いの前記鍔部間の周方向距離より大きい周方向幅を有し、且つ、周方向の一端側が、一方の前記ポールコアが有する前記鍔部と周方向にラップし、周方向の他端側が、他方の前記ポールコアが有する前記鍔部と周方向にラップして配置されることを特徴とする直流モータ。
3. 請求項１または２に記載した直流モータにおいて、
   前記コア間導体の少なくとも一つは、周方向に隣り合う２本の前記ポールコアの間の周方向距離と同一の周方向幅を有することを特徴とする直流モータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載した直流モータにおいて、
   前記界磁導体の一部は、周方向に隣り合う少なくとも二つの前記コア間導体をＵ字状に連結して構成されるコイル導体（１８）を有し、このコイル導体を径方向に複数積層して構成されることを特徴とする直流モータ。
5. 請求項４に記載した直流モータにおいて、
   周方向に隣り合う一方の前記コア間導体と他方の前記コア間導体とをＵ字状に連結する部位をＵ字底部（１８ｂ）と呼ぶ時に、
   前記コイル導体は、周方向に隣り合う前記ポールコア毎に前記Ｕ字底部の位置が軸方向の反対側に配置されることを特徴とする直流モータ。
6. 請求項５に記載した直流モータにおいて、
   積層された全ての前記コイル導体のうち、少なくとも一つの前記コイル導体と他の前記コイル導体とは、同一の前記ポールコアに対して互いの前記Ｕ字底部が軸方向の反対側に配置されることを特徴とする直流モータ。
7. 請求項６に記載した直流モータにおいて、
   前記コイル導体の積層数が偶数であり、その半分の前記コイル導体と残り半分の前記コイル導体とは、同一の前記ポールコアに対して互いの前記Ｕ字底部が軸方向の反対側に配置されることを特徴とする直流モータ。
8. 請求項６に記載した直流モータにおいて、
   前記コイル導体の積層数が奇数であり、同一の前記ポールコアに対して前記Ｕ字底部が軸方向の一端側に配置される前記コイル導体の数と、前記Ｕ字底部が軸方向の他端側に配置される前記コイル導体の数との差が１層であることを特徴とする直流モータ。
9. 請求項５〜８のいずれか一項に記載した直流モータにおいて、
   積層方向に隣り合う内径側の前記コイル導体と外径側の前記コイル導体は、同一の前記ポールコアに対して互いの前記Ｕ字底部が軸方向の反対側に配置されることを特徴とする直流モータ。
10. 請求項５〜９のいずれか一項に記載した直流モータにおいて、
    前記ヨークは、周方向に隣り合う前記ポールコア同士の間に磁束通路を形成する第１磁路部と、前記ポールコアより軸方向の外側に磁束通路を形成する第２磁路部とを有し、この第２磁路部は、前記第１磁路部との間に段差を有して前記第１磁路部より内径が大きく、且つ、肉厚が薄く形成されることを特徴とする直流モータ。
11. 請求項１０に記載した直流モータにおいて、
    前記ヨークは、径方向の外側と内側とに重ね合わせて配置される外側ヨーク（１４ａ）と内側ヨーク（１４ｂ）とを有し、前記内側ヨークが前記外側ヨークより軸方向の長さが短く設けられ、
    前記外側ヨークと前記内側ヨークとを重ね合わせた領域が前記第１磁路部として構成され、前記内側ヨークの両端より軸方向に突き出る前記外側ヨークの延出部（１４ｃ）が前記第２磁路部として構成されることを特徴とする直流モータ。
12. 請求項１０または１１に記載した直流モータにおいて、
    積層方向で最も外径側に配置される前記コイル導体を最外コイル導体と呼ぶ時に、
    前記第２磁路部は、前記最外コイル導体が有する前記Ｕ字底部と径方向に対向する位置に設けられることを特徴とする直流モータ。
13. 請求項５〜１２のいずれか一項に記載した直流モータにおいて、
    前記コイル導体の少なくとも一つは、前記Ｕ字底部の軸方向の幅が前記コア間導体の周方向の幅より小さく形成されることを特徴とする直流モータ。
14. 請求項５〜１３のいずれか一項に記載した直流モータにおいて、
    前記コイル導体の前記Ｕ字底部と軸方向の反対側で一方の前記コア間導体と他方の前記コア間導体との間に有する空間をＵ字空間と呼ぶ時に、
    積層された全ての前記コイル導体のうち、少なくとも一つの前記コイル導体は、前記Ｕ字底部の一部に径方向の厚さを前記コア間導体より厚くした厚肉部（１８ｃ）を少なくとも一つ有し、この厚肉部は、積層方向に隣り合う他の前記コイル導体の前記Ｕ字空間に配置されることを特徴とする直流モータ。
15. 請求項１０または１１に記載した直流モータにおいて
    積層方向で最も外径側に配置される前記コイル導体を最外コイル導体と呼ぶ時に、
    前記最外コイル導体は、前記Ｕ字底部の一部に径方向の厚さを前記コア間導体より厚くした厚肉部（１８ｃ）を少なくとも一つ有し、この厚肉部は、前記第１磁路部と前記第２磁路部との内径差によって生じる段差空間に配置されることを特徴とする直流モータ。
16. 請求項１４または１５に記載した直流モータにおいて
    前記厚肉部は、前記Ｕ字底部の一部を折り曲げて構成されることを特徴とする直流モータ。
17. 請求項５〜１６のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    前記コイル導体の少なくとも一つは、周方向に隣り合う全ての前記ポールコア間に配置される前記コア間導体が前記Ｕ字底部を介して直列に連結されることを特徴とする直流モータ。
18. 請求項４〜１７のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    積層方向に隣り合う少なくとも一組の前記コイル導体が直列に結線されることを特徴とする直流モータ。
19. 請求項４〜１７のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    積層された全ての前記コイル導体が直列に結線されていることを特徴とする直流モータ。
20. 請求項４〜１９のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    前記コイル導体は、断面形状が矩形状であることを特徴とする直流モータ。
21. 請求項４〜２０のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    前記ポールコアは、周方向の幅が径方向の前記ヨーク側から反ヨーク側まで同一寸法である、もしくは前記反ヨーク側より前記ヨーク側の方が小さく形成され、
    積層方向に隣り合う内径側の前記コイル導体と外径側の前記コイル導体とでは、外径側の前記コイル導体の方が内径側の前記コイル導体より前記コア間導体の周方向幅が大きいことを特徴とする直流モータ。
22. 請求項２１に記載した直流モータにおいて
    積層方向に隣り合う内径側の前記コイル導体と外径側の前記コイル導体とでは、外径側の前記コイル導体の方が内径側の前記コイル導体より前記コア間導体の積層方向の厚さが薄いことを特徴とする直流モータ。
23. 請求項１〜２２のいずれか一項に記載した直流モータにおいて
    絶縁部材（２１）に保持されて前記ヨークに取り付けられ、前記ヨークの外部から前記界磁導体へ給電するための引き出し部材（２０）を有し、この引き出し部材と前記界磁導体との通電経路間に、前記引き出し部材及び前記界磁導体より高抵抗となる溶断部材（１９）が設けられることを特徴とする直流モータ。
24. 請求項１１に記載した直流モータの製造方法であって、
    前記外側ヨークと前記内側ヨークは、二枚の鉄板を別々に円筒状に丸め加工して製造されることを特徴とする直流モータの製造方法。
25. 請求項４〜２３のいずれか一項に記載した直流モータの製造方法であって、
    前記コイル導体は、断面矩形の板材を長辺方向に折り曲げるエッジワイズ巻きによって所定の形状に成形されることを特徴とする直流モータの製造方法。
26. 請求項４〜２３のいずれか一項に記載した直流モータの製造方法であって、
    前記コイル導体は、板状の部材からの打ち抜き及びプレスにより所定の形状に成形されることを特徴とする直流モータの製造方法。
27. 請求項２５または２６に記載した直流モータの製造方法において、
    前記コイル導体は、所定の形状に成形された後、表面に絶縁性の部材が塗布されることを特徴とする直流モータの製造方法。

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