WO2005025032A1

WO2005025032A1 - 電動モータ

Info

Publication number: WO2005025032A1
Application number: PCT/JP2004/012652
Authority: WO
Inventors: Shigehiro Maita; Yoshichika Kawashima
Original assignee: Mitsuba Corporation
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2005-03-17
Also published as: US7362031B2; US20070024148A1

Abstract

　電動モータはモータハウジングの内部に回転自在に収容されるアマチュアとアマチュアと対向してモータハウジングの内面に固定される一対のマグネットとを有している。アマチュアは回転軸１６に固定されるアマチュアコア１７を有しており、アマチュアコア１７に形成された１０個のスロットＳ１～Ｓ１０には巻線が収容される。これらのスロットＳ１～Ｓ１０は形状が相違する４種類を有しており、各巻線の占積率を高めるようになっている。また、各スロットＳ１～Ｓ１０は回転軸１６の軸方向に対して回転方向に傾斜して形成されており、これにより、スロットＳ１～Ｓ１０を不等形状に形成したことにより生じる磁気的なアンバランスを均一化させるようになっている。

Description

電動モータ

技術分野

[0001] 本発明は、磁気エネルギを介して電気工ネルギを機械工ネルギに変換する電動モータに関し、特に、卷線が重ね卷により卷装されるアマチュアコアを備えたものに関する。

背景技術

[0002] 電動モータは、モータハウジングの内部に回転自在に収容されるアマチュアと、モータハウジングの内面にアマチュアと対向して固定される一対のマグネットとを有しており、アマチュアに供給される直流電流つまり電機エネルギを機械工ネルギであるァマチュアの回転に変換して出力するようになって、る。

[0003] このような電動モータに用いられるアマチュアは、回転軸と回転軸に固定されるアマチユアコアとを有しており、回転軸においてモータハウジングに回転自在に支持されている。アマチュアコアは回転軸に固定されるボス部とボス部力も放射状に突出する複数のティースとを有しており、各ティースの相互間は回転軸の軸方向に延びるスロットとなっている。通常、各ティースは全て同一の形状に形成されるとともに周方向に等間隔に配置されており、これにより、各スロットも全て同一の形状に形成されている。そして、これらのスロットには卷線が卷装されており、この卷線に直流電流を供給することにより、磁界内に位置する卷線が電磁力を生じてアマチュアつまり回転軸に回転力が生じるようになって!/、る。

[0004] このようなアマチュアコアへの卷線の卷装方法としては、重ね卷を回転軸に点対称となる関係で 2力所同時に行う所謂ダブルフライヤ方式が知られている。この場合、所定数のティースを隔てた一対のスロット間に卷始めの卷線を施し、また、これを回転軸に点対称となる関係で両側に行、、これを所定の卷方向に向けて順次隣接するスロット間にずらして卷線が行われる。

[0005] しかし、このような卷線方法では、後に巻かれる卷線の渡り線部つまりアマチュアコァの端面でスロット間を結ぶ部分は先に巻かれた卷線の渡り線部の外側に重ねられることになるので、後に巻かれる卷線ほどスロット内において開口側に配置されることになる。また、卷線の卷装は回転軸に対して点対称となる関係で両側で行われるので、あるスロットは最初に卷装される卷線と 2番目に卷装される卷線を収容し、あるスロットは最後に卷装される卷線と最後から 2番目に卷装される卷線を収容することになる。そのため、全てのスロットが同一の形状に形成されていると、各スロットに無駄なスペースが生じてスロットに対する卷線の占積率が低下することになる。

[0006] そこで、たとえば特許文献 1に示される電動モータでは、スロットの形状を卷始め側の卷線を収容するスロットを底部側が周方向に広ぐ開口側が狭い形状に形成するとともに、その分、卷終わり側の卷線を収容するスロットを底部側が狭ぐ開口側が広い形状に形成している。これにより、各スロットに生じる無駄なスペースを減少させて卷線の占積率を高めるようにしている。このように、形状の異なる複数種類のスロットを有するアマチュアコアは異形コアとも呼ばれており、卷線量を増やして電動モータの効率を増す技術として広く用いられて、る。

特許文献 1 :特開平 4 255438号公報 (第 3— 4頁、第 2— 7図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、このような異形コアを備えた電動モータでは、隣り合うティースの間隔が各ティース間で相違しており、また、これにより各卷線の渡り線部の長さが各卷装工程における卷線毎に相違することになる。そのため、アマチュアコアとマグネットとの間の磁気バランスが回転方向に相違することになり、各卷線が生じる電磁力ゃコギングトルクの変動を減少させて出力トルクのトルクリップルを低減させるのは困難であつた o

[0008] 本発明の目的は、電動モータの効率を向上させるとともにトルクリップルを低減させることにめる。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の電動モータは、磁気エネルギを介して電気工ネルギを機械工ネルギに変換する電動モータであって、モータハウジングに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に固定されるボス部と前記ボス部力突出する複数のティースとを備えたァマチュアコアと、前記モータハウジングの内面に前記アマチュアコアの外周面に対向して固定されるマグネットと、所定数の前記ティースを隔てた一対の前記ティースに掛け渡され、スロット内に卷装される卷線とを有し、前記ティースの相互間に形成される形状の異なる前記スロットを少なくとも 2種類設けるとともに前記回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜させたことを特徴とする。

[0010] 本発明の電動モータは、卷始め側の 2つの前記卷線を収容する第 1のスロットと卷終わり側の 2つの前記卷線を収容する第 2のスロットとを有し、前記第 1のスロットの底部側における周方向の幅を前記第 2のスロットの底部側における周方向の幅より広く形成し、前記第 2のスロットの開口側における周方向の幅を前記第 1のスロットの開口側における周方向の幅より広く形成したことを特徴とする。

[0011] 本発明の電動モータは、前記ティースの先端部に該先端部力周方向に延びるとともに先端が鋭角の係止部を設けたことを特徴とする。

発明の効果

[0012] 本発明によれば、卷線を収容するスロットは形状が異なる少なくとも 2種類を有するとともに回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜して、るので、スロットに卷装される卷線の占積率を高めるとともにアマチュアのマグネットに対する磁気バランスを均一ィ匕することができる。したがって、この電動モータの効率を向上させるとともにトルクリップルを低減することができる。また、トルクリップルが低減されることにより、この電動モータの作動時における振動や騒音を低減させることができる。

[0013] また、本発明によれば、スロットが回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜することにより減少する卷線量をスロットを不等形状とすることにより補うことができるので、スロットの傾斜角度を大きくして、この電動モータのトルクリップルをさらに低減させることがでさる。

[0014] さらに、本発明によれば、係止部の先端は鋭角に形成されているので、卷線のスロットへの保持性を高めることができる。また、隣り合う係止部の間におけるレラクタンスが低減されるので、漏れインダクタンスを低減させて、卷線に対する整流性を高めることができる。

図面の簡単な説明 [0015] [図 1]本発明の一実施の形態である電動モータが設けられたレギユレータモータを示す一部切り欠き断面図である。

[図 2]図 1に示すアマチュアコアを軸方向力も見た形状を示す断面図である。

[図 3] (a)一 (c)は、それぞれアマチュアコアへの卷線の卷装方法を示す断面図である。

[図 4]図 2に示すアマチュアコアの変形例を示す断面図である。

[図 5] (a)一 (c)は、それぞれ図 4に示すアマチュアコアへの卷線の卷装方法を示す断面図である。

[図 6] (a)一 (c)は、それぞれ卷線の卷方向を図 5とは逆にした場合を示す断面図である。

[図 7]本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

[図 8]本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0017] 図 1は本発明の一実施の形態である電動モータが設けられたレギユレータモータを示す一部切り欠き断面図であり、図 2は図 1に示すアマチュアコアを軸方向から見た形状を示す断面図である。また、図 3 (a)—（c)は、それぞれアマチュアコアへの卷線の卷装方法を示す断面図である。

[0018] 図 1に示すレギユレータモータ 11は、図示しない車両に設けられたドアに装着されて、このドアに開閉自在に設けられたドアガラスを開閉駆動するためのものである。この場合、ドアガラスはガイド部材を介してドアの上下方向に開閉自在に支持されるとともにレギユレータを介してレギユレータモータ 11の図示しない出力軸に接続されており、レギユレータモータ 11が作動すると、その出力軸の回転運動がレギユレータによりドアガラスの上下運動に変換されて開閉動作されるようになっている。

[0019] 図 1に示すように、レギユレータモータ 11は電動モータ 12と減速機 13とを有しており、電動モータ 12の回転は減速機 13により所定の回転数に減速されて出力軸から出力されるようになっている。

[0020] 電動モータ 12は断面小判形に形成されたモータハウジング 14を有しており、このモータハウジング 14の内部にはアマチュア 15が収容されている。アマチュア 15はァマチュアシャフトとも呼ばれる回転軸 16と鉄心とも呼ばれるアマチュアコア 17とを有しており、回転軸 16は軸受け 21を介してモータハウジング 14に回転自在に支持されている。これにより、アマチュア 15はモータハウジング 14の内部で回転自在となっている。

[0021] アマチュアコア 17は、所定の形状に形成された抜き板を複数枚重ね合わせて形成されており、その軸心において回転軸 16に固定されて回転軸 16と一体的に回転するようになっている。また、アマチュアコア 17には 10個のスロット S1— S10が形成されており、各スロット S1— S10にはそれぞれ卷線 C1一 C10が収容されている。

[0022] また、各スロット S1— S10の軸方向は、抜き板が回転方向に順次所定の角度ずつずらして積層されることにより回転軸 16の軸方向に対して回転軸 16の回転方向に所定の角度だけ傾斜した所謂スキューが施されている。なお、このアマチュアコア 17や卷線 C1一 C10の詳細については後述する。

[0023] 回転軸 16には整流子 22が固定されており、この整流子 22には互いに絶縁されて放射状に配置される 10個の整流子片 22aが設けられている。そして、各卷線 C1一 C 10はその端部において対応する整流子片 22aに接続されている。また、整流子片 2 2aには図示しない一対のブラシが摺接するようになっており、整流子 22はこれらのブラシに供給される直流電流を整流して各卷線 C1一 C10へ供給するようになっている。つまり、この電動モータはブラシ付きモータとなっている。

[0024] モータハウジング 14の内面には互いに異なる磁極を向かい合わせて配置された 2 つのマグネット 23, 24が固定されており、これらのマグネット 23, 24によりモータハウジング 14の内部に磁界が形成されるようになっている。これらのマグネット 23, 24はアマチュアコア 17の外周面に所定の空隙（エアギャップ）を介して対向するようになつており、つまり、アマチュアコア 17ゃ卷線 C1一 C10はマグネット 23, 24が形成する磁界の内部に位置するようになっている。これにより、整流子 22により整流された直流電流が卷線 C 1一 C 10に供給されると、磁界中に位置する卷線 C 1一 C 10に電磁力が生じてアマチュア 15に回転力が発生することになる。つまり、この電動モータ 12 は、ブラシを介して卷線 C1一 C10に供給される直流電流つまり電機エネルギを、マグネット 23, 24と卷線 CI一 CIOが生じる電磁力とによる磁気エネルギを介してアマチユア 15の回転つまり機械工ネルギに変換するようになっている。

[0025] 一方、減速機 13はモータハウジング 14に固定されるギヤケース 25の内部に減速機構 26を収容した構造となっており、この場合、減速機構 26としてはウォームギヤ機構が用いられている。電動モータ 12の回転軸 16はモータハウジング 14の内部からギヤケース 25の内部にまで突出しており、この回転軸 16のギヤケース 25に突出する部分の外周面には減速機構 26を構成するウォーム 27がー体的に形成されている。また、ギヤケース 25には前述の図示しない出力軸が回転自在に支持されており、この出力軸にはウォーム 27と嚙み合うウォームホイル 28が固定されている。これにより、電動モータ 12つまり回転軸 16の回転はウォーム 27とウォームホイル 28とを介して出力軸に減速して伝達される。

[0026] また、ギヤケース 25の内部には回転軸 16の回転速度や回転方向を検出するために回転センサ 31が設けられて、る。この回転センサ 31は周方向に並ぶ複数の磁極を備えた円環状のセンサマグネット 32と 2つの磁気センサ 33とを有しており、センサマグネット 32は回転軸 16に嵌合されて回転軸 16と一体に回転するようになっている。また、各磁気センサ 33は回転軸 16を中心として周方向に 90度の位相差を有してセンサマグネット 32と対向するように配置されており、それぞれセンサマグネット 32の回転に伴う磁極の変化に応じて検出信号であるパルス信号を出力するようになっている。なお、この場合、磁気センサ 33としてはホール素子が用いられている。

[0027] ギヤケース 25にはカプラ 34が設けられており、各ブラシや磁気センサ 33はこの力ブラ 34を介して図示しな、制御装置に接続されて!、る。この制御装置としては CPU やメモリ等を備えた所謂マイクロコンピュータが用いられており、図示しないパワーゥインドスィッチ等の操作に応じて、車載された電源力の直流電流をブラシに供給するようになっている。また、制御装置は磁気センサ 33から入力されるパルス信号の周期から回転軸 16の回転速度を検出し、各磁気センサ 33が出力するパルス信号の出現順序から回転軸 16の回転方向を検出するようになっており、これらの検出結果に基づいて電動モータ 12の作動制御を行うようになっている。これにより、たとえばパヮ一ウィンドスィッチが開方向に操作されると電動モータ 12は制御装置によりドアガラスを開く方向に作動制御され、回転軸 16の回転が出力軸からレギユレータを介してドァガラスに伝達されてドアガラスは開動作される。反対に、パワーウィンドスィッチが閉方向に操作されると電動モータ 12はドアガラスを閉じる方向に作動制御されて、ドァガラスは閉動作することになる。

[0028] 図 2に示すように、この電動モータ 12に用いられるアマチュアコア 17は回転軸 16に固定される円筒状のボス部 41とボス部 41から突出する 10個のティース T1一 T10とを備えており、前述のスロット S1— S10は各々隣り合うティース T1一 T10の相互間に形成されている。

[0029] ティース T1一 T10は、その先端部に該先端部力も周方向に延びるとともに先端が鋭角に形成される係止部 42を有しており、全体として略 T字状に形成されている。また、ティース Tl, T2, T3, T6, T7, T8は径方向に対して図 2中反時計回り方向に傾斜し、ティース T4, T5, T9, T10は径方向に対して図 2中時計回り方向に傾斜しており、さらに、各ティース T1一 T10の係止部 42は周方向の幅寸法が全て同一であるとともに周方向に等間隔に配置されている。これにより、このアマチュアコア 17に形成されるスロット S1— S10は形状の異なる 4種類が設けられることになる。以下に各スロット S1— S10の形状について説明する。

[0030] スロット S1はティース T1とティース T10との相互間に形成されており、隣り合う係止部 42の間の開口部の周方向の中間位置と回転軸 16とを結ぶ図中一点鎖線で示すスロット位置基準線 Lを基準として周方向に対称であるとともに、ボス部 41側つまり底部側と径方向の外側つまり開口側とにおける周方向の幅が略等しく形成されている。また、スロット S 1に対して回転軸 16を中心とした 180度点対称の位置にあるスロット S 6も、ティース T5とティース T6との相互間でスロット S1と同様の形状に形成されている。

[0031] これに対して、スロット S1の両隣に形成されるスロット S2, S10は、それぞれスロット位置基準線 Lを基準としてスロット S1とは反対側の部分はスロット S1と略同一の形状に形成される力スロット位置基準線 Lよりスロット S1側の部分は底部側における周方向の幅がスロット S1より狭く形成されるとともに開口側における周方向の幅がスロット S1より広く形成されている。つまり、スロット S2とスロット S 10は、底部側における周方向の幅がスロット SI, S6より狭く形成され、開口側における周方向の幅がスロット S1 , S6より広く形成されるとともに全体的にスロット S1側に偏倚している。また、スロット S 6の隣に形成されるスロット S5はスロット S10と同一の形状に形成され、スロット S6の隣に形成されるスロット S7はスロット S2と同一の形状に形成される。さらに、スロット S 2にスロット S1とは反対側に隣接するスロット S3と、スロット S7にスロット S6とは反対側に隣接するスロット S8は、それぞれスロット S2, S7と略同一の形状に形成される。

[0032] 次いで、スロット S3とスロット S5の間に形成されるスロット S4は、スロット位置基準線 Lを基準として周方向に略対称であるとともに底部側における周方向の幅がスロット S 2, S3, S5, S7, S8, S10よりさらに狭く、且つ開口佃 Jにおける周方向の幅力スロット S2, S3, S5, S7, S8, S10よりさらに広く形成されている。また、ティース T8とティース T9との相互間に形成されてスロット S4と回転軸に対して 180度点対称の位置にあるスロット S9も、スロット S4と同様な形状に形成されている。このように、このアマチュァコア 17は形状力種類に相違するスロット S1— S10を有する所謂異形コアとなっている。

[0033] 次に、このアマチュアコア 17への卷線 C1一 C10の卷装方法について図 3に基づいて説明する。

[0034] このアマチュアコア 17への卷線 C1一 C10の卷装は、重ね卷を回転軸 16に点対称となる関係で 2力所同時に行う所謂ダブルフライヤ方式により行われる。つまり、 4つのティースを隔てた一対のティースに卷始めの卷線を掛け渡して卷装するとともに、これを回転軸 16に点対称となる関係で両側に行い、さらに、これを所定の卷方向に向けて順次隣接するスロット間にずらして行われる。この場合、卷方向は、図 3中時計回りの方向となっている。

[0035] 図 3 (a)に示すように、卷始めの卷線 CI, C2はティース T1とティース T4との間と、ティース T6とティース T9との間との回転軸 16を挟んだ両側で行われ、ティース T1とティース T4とに掛け渡された卷線 C1はスロット S1とスロット S5に収容され、ティース T 6とティース T9とに掛け渡された卷線 C2はスロット S6とスロット S10に収容される。このとき、各卷線 CI, C2はそれぞれスロット SI, S5もしくはスロット S6, S10の底部側に収容されている。そして、これらの卷線 Cl、 C2は卷終わりの後にその端部において整流子 22の対応する整流子片 22aに接続される。

[0036] 次!、で、図 3 (b)に示すように、 2番目の卷線 C3, C4力ティース T2とティース T5もしくはティース T7とティース T10に掛け渡され、卷線 C3はスロット S2とスロット S6に収容され、卷線 C4はスロット S7とスロット S1に収容される。このとき、各卷線 C3, C4のスロット間を結ぶ渡り線部は最初に巻かれた卷線 CI, C2の渡り線部の外側に重ねられるので、卷線 C3, C4はスロット S2, S7においては底部側よりやや開口側にずれて収容され、スロット S6, S1においては最初の卷線 CI, C2に隣接して卷線 CI, C2 より開口側に収容される。そして、これらの卷線 C3, C4においても卷終わりの後にはその端部において整流子 22の対応する整流子片 22aに接続される。

[0037] そして、卷線 C5, C6、卷線 C7, C8を、同様な方法で順次卷方向にずらしながら卷装し、最終つまり 5番目の卷線 C9, C10を巻き終えると、図 3 (c)に示す状態となる。なお、これらの卷線 C1一 C10は外面がエナメル等により被覆されて電気的に絶縁されたワイヤを複数回巻いて形成されたものであり、図中では、便宜上これらのワイヤをまとめた形状として示してある。

[0038] このようなアマチュアコア 17にダブルフライヤ方式により卷線 C1一 C10が施されると、図 3 (c)に示すように、最終の卷線 C9, C10の渡り線部は一番外側に重ねられるので、それぞれスロット S5, S9もしくはスロット S4, S10において開口側に収容されることになる。また、最後から 1つ前の卷線 C7, C8も、それぞれスロット S4, S8もしくはスロット S3, S9において開口側に収容されることになる。そのため、第 2のスロットとしてのスロット S4やスロット S9では卷終わり側の 2つの卷線 C9, C10が開口側に集中することになる。一方、最初に巻かれる卷線 CI, C2は、図 3 (a)に示すようにスロット SI, S5もしくはスロット S6, S10の底部側に収容され、 2番目に巻かれる卷線 C3, C 4も、図 3 (b)に示すようにスロット S2, S6もしくはスロット S7, S1の底部側に収容されることになる。そのため、第 1のスロットとしてのスロット S1もしくはスロット S6では卷始め側の 2つの卷線 CI, C2が底部側に集中することになる。

[0039] し力し、この電動モータ 12に用いられるアマチュアコア 17では、開口側に卷線 C9, C10が集中するスロット S4, S9の開口側における周方向の幅は広く設定されており、また、底部側に卷線 CI, C2が集中するスロット SI, S6における底部側の周方向の幅は大きく設定されているので、各スロット SI, S6への卷線 CI, C2の収容スペースや各スロット S4, S9への卷線 C9, C10の収容スペースは実質拡大されることになる。つまり、卷始め側の卷線 CI, C2を収容するスロット SI, S6を、その周方向の幅が底部側で広ぐ開口側で狭くなるように形成するとともに、その分、卷終わり側の卷線 C9, C10を収容するスロット S4, S9を、その周方向の幅が底部側で狭ぐ開口側で広くなるように形成することにより、各スロット SI, S4, S6, S9に生じる無駄なスぺースを減少させている。これにより、卷線 CI, C2, C9, C10を効率よく収容することができる。また、卷装工程の中間に巻かれる卷線 C3— C8が収容されるスロット S2, S3 およびスロット S7, S8はスロット SI, S6とスロット S4, S9の中間の形状に形成されているので、各卷線 C3— C8を効率よく収容することができる。したがって、このアマチユアコア 17では、各スロット S1— S10へ卷装される卷線 C1一 C10の占積率つまりスロットの収容スペースで卷線量が占める割合は高められることになり、各スロット S1— S10に卷装される卷線 C1一 C10の卷線量を増やしてこの電動モータ 12の効率を向上させることができる。

[0040] このように、この電動モータ 12では、アマチュアコア 17は形状が相違する 4種類のスロット S1— S10を有しているので、卷線 C1一 C10の占積率を向上させて、この電動モータ 12の効率を向上させることができる。

[0041] また、卷終わり側の卷線 C9, C10力収容されるスロッ卜 S3, S4, S5, S8, S9, S10 の開口側における周方向の幅は広く形成されているので、これらの卷線 C9, C10が掛け渡される側におけるティース T2, T3, T4, Τ5、 Τ7, Τ8, Τ9, T10の係止部 42 は長くなる。した力て、各卷線 C9, C10のティース Τ2, Τ3, Τ4, Τ5、 Τ7, Τ8, Τ9 , T10への引っ掛力りが確実となり、卷線 C9, C10の保持性が高められることになる

[0042] さらに、この電動モータ 12では、各ティース T1一 T10の係止部 42は先端が鋭角に形成されているので、卷装時において卷線が各スロット S1から S10内へ落ち込み易くなり、卷線 C1一 C10の卷装を容易にすることができる。また、先端が鋭角であるので、スロット S1— S10内に収容された卷線は係止部 42に確実に引っかけられることになり、特に、最終の卷線 C9のティース Τ5, Τ8による保持性や、卷線 C10のティース T3, T10による保持性が高められることになる。

[0043] このように、この電動モータ 12では、係止部 42の先端は鋭角に形成されているので、スロット S1— S10への卷線 C1一 C10の卷装を容易にすることができる。また、ティース T1一 T10による卷線 C1一 C10の保持性を高めることができる。

[0044] さらに、各係止部 42は鋭角に形成されているので、隣り合う係止部 42の対向面積は小さくなり、係止部 42の間のレラクタンスは低減されることになる。したがって、各卷線 C1一 C10に給電された際に生じる係止部 42の間からの漏れインダクタンスが低減されて、卷線 C1一 C10の整流性を高めることができる。

[0045] このように、この電動モータ 12では、係止部 42の先端は鋭角に形成されているので、隣り合う係止部 42の間からの漏れインダクタンスを低減させて、卷線 C1一 C10 の整流性を高めることができる。

[0046] ところで、このアマチュアコア 17では各ティース T1一 T10の周方向の間隔は相違することになり、また、これにより各卷線 C1一 C10の渡り線部の長さつまり卷線長は相違することになる。そのため、アマチュア 15とマグネット 23, 24の間の磁気バランスは回転方向に相違することになる。し力し、この電動モータ 12では、スロット S1— S1 0を形状が相違する 4種類で形成するとともに、図 1から解るように、スロット S1— S10 を回転軸 16の軸方向に対して回転方向に傾斜させて延びるようにスキューを施したので、各ティース T1一 T10や各卷線 C1一 C10による磁気的アンバランスは均一化されて低減されることになる。つまり、各ティース T1一 T10の周方向の間隔が相違することにより生じるコギングトルクの変動や、各卷線 C1一 C10の卷線長が相違することにより生じる各卷線 C1一 C10の電磁力の相違つまり出力トルクの変動は、スロット S 1一 S 10にスキューが施されることにより均一化されることになる。したがって、形状が相違する 4種類のスロット S1— S10をアマチュアコア 17に設けた場合であっても、この電動モータ 12の出力トルクに生じるトルクリップルを低減することができる。

[0047] また、スロットが全て同一の形状に形成されたアマチュアコアにあっては、スロットを回転軸 16の軸方向に対して回転方向に傾斜させると各スロットの投影面積が減少することになる、したがって、これらのスロットに収容可能な卷線量は低下し、電動モータの効率が低下することになる。し力し、この電動モータ 12では、スロット S1— S10を回転軸 16の軸方向に対して回転方向に傾斜させた場合であっても、スロット SI— S 10の投影面積が低下したことにより減少する卷線量をスロット SI— S10を不等形状とすること〖こよりネ ΐうことができる。

[0048] このように、この電動モータ 12では、アマチュアコア 17に形状が相違する 4種類のスロット S1— S10を形成するとともに、各スロット S1— S10を回転軸 16の軸方向に対して回転方向に傾斜させたので、異形コアとスキューの相互作用により、この電動モータ 12の効率を向上させるとともにトルクリップルを低減することができる。また、トルクリップルが低減することにより、この電動モータ 12の作動時の振動や騒音を低減することができる。また、卷線 C1一 C10の占積率を低下させることなぐスロット S1— S1 0の回転軸 16の回転方向に対する傾斜角度を増すことができるので、この電動モータ 12のトルクリップルを更に低減させることができる。

[0049] さらに、この電動モータ 12を車両のドアガラスを開閉するレギユレータモータ 11に用いた場合には、このドアガラスを滑らかに作動させることができ、また、この電動モータ 12を小型化して車両への搭載性を向上させることができる。

[0050] 図 4は図 2に示すアマチュアコアの変形例を示す断面図であり、図 5 (a)一 (c)は、それぞれ図 4に示すアマチュアコアへの卷線の卷装方法を示す断面図である。

[0051] 図 4に示すアマチュアコア 51は回転軸 52に固定される円筒状のボス部 53と、ボス部 53により互!、に連結される 10個のティース Tl 1一 T20とを備えて!/、る。それぞれのティース T11一 T20はボス部 53から突出する基部 54および各基部 54の先端に一体的に設けられて周方向の両側に延びる係止部 55を備えており、これにより、各ティース T11一 T20は略 T字形状に形成されている。また、それぞれのティース T11一 T 20における基部 54の周方向の幅は全て略同一に形成されており、それぞれのティース T11一 T20における係止部 55の周方向の幅も全て同一に形成されている。さらに、それぞれの係止部 55は隣り合う係止部 55との間に所定の隙間を有した状態で、周方向に等間隔に並べて配置されている。

[0052] 隣り合うティース T11一 T20の相互間には、隣り合うティース T11一 T20の基部 54 と係止部 55とで区画されて前述のスロット S11— S20が形成されており、これらのスロット S11— S20は隣り合う係止部 55の間で開口している。これらのスロット S11— S20 は形状が相違する複数種類を有しており、つまり、このアマチュアコアは所謂異形コァとなっている。また、これらのスロット S11— S20は図 2に示すアマチュアコア 17の場合と同様に、回転軸 52の軸方向に対して回転方向に傾斜して、る。

[0053] 以下に各スロット S11— S20の形状について説明する。

[0054] スロット S 11はティース T11とティース T20との相互間に形成されており、隣り合う係止部 55の間の開口部の周方向の中間位置と回転軸 52の軸心とを結ぶ図中一点鎖線で示すスロット位置基準線 Lを基準として周方向に対称であるとともに、ボス部 53 側つまり底部側における周方向の幅と径方向の外側つまり開口側における周方向の幅とが略同一に形成されている。つまり、このスロット S 11は略四角形状に形成されている。

[0055] また、ティース T15とティース T16との相互間に形成されるスロット S16はスロット S1 1と同一の形状に形成されている。このスロット S16はスロット S11と同一のスロット位置基準線 Lを基準として位置決めされており、つまり、第 1スロットとしてのスロット S11 とスロット S16は互いに回転軸 52を中心として点対称に配置されている。

[0056] スロット S11の両隣には第 2のスロットとしての一対のスロット S12と S20とがスロット S 11に並べて配置されている。これらのスロット S12、 S20は対応するスロット位置基準線 Lに対してスロット S11側における周方向の幅が底部側ではスロット S11より狭ぐ開口側ではスロット S 11より広く形成されるとともに、スロット位置基準線 Lに対してスロット S11とは反対側における周方向の幅は底部側と開口側の両方においてスロット S 11と略同一に形成されている。つまり、スロット S 12, S20は、全体として、それぞれ底部側における周方向の幅がスロット S11より狭ぐ且つ開口側における周方向の幅力 Sスロット S 11より広く形成されるとともに、対応するスロット位置基準線 Lを基準としてスロット S 11側に偏倚している。

[0057] 同様に、スロット S11に対して回転軸 52を中心とした点対称の位置に配置されたスロット S16の両隣にも第 2のスロットとしての一対のスロット S15, S17力 Sスロット S16に並べて配置されている。このスロット S15はスロット S20と同一の形状に形成されるとともにスロット S20に対して回転軸 52を中心とした点対称の位置に配置され、スロット S 17はスロット S12と同一の形状に形成されるとともにスロット S12に対して回転軸 52を中心とした点対称の位置に配置されている。つまり、これらのスロット S15、 S17は対応するスロット位置基準線 Lに対してスロット S16側における周方向の幅が底部側ではスロット S16より狭ぐ開口側ではスロット S16より広く形成されるとともに、スロット位置基準線 Lに対してスロット S16とは反対側における周方向の幅は底部側と開口側の両方においてスロット S16と略同一に形成されている。これにより、スロット S15, S1 7は、全体として、それぞれ底部側における周方向の幅がスロット S16より狭ぐ且つ開口側における周方向の幅がスロット S16より広く形成されるとともに、対応するスロット位置基準線 Lを基準としてスロット S 16側に偏倚している。このように、スロット S11とスロット S16の両隣には、互いに同一の形状に形成されたスロット S12, S17もしくはスロット S20, S15の二対のスロットが並べて配置されている。

[0058] スロット S 12のスロット S 11とは反対側にはスロット S 13が並べて配置され、スロット S 20のスロット S 11とは反対側にはスロット S 19が並べて配置されている。また、スロット S 15のスロット S 16とは反対側にはスロット S 14が並べて配置され、スロット S 17のスロット S16とは反対側にはスロット S18が並べて配置されている。これらのスロット S13, S14, S18, S19は、それぞれ底咅則における周方向の幅力 ^sスロット S12, S15, S1 7, S20よりさらに狭く、且つ開口佃 Jにおける周方向の幅力スロット S12, S15, S17, S20よりさらに広く形成されるとともに対応するスロット位置基準線 Lを基準として略対称【こ形成されてヽる。つまり、スロット S13, S14, S18, S19【こお!ヽても、それぞれスロット位置基準線 Lに対してスロット S12, S15, S17, S20とは反対側における周方向の幅が底部側においてスロット Sl l, S16より狭く、且つ開口側においてスロット S1 1, S16より広くなつている。

[0059] このように、このアマチュアコア 51は前述のようなスロット S11— S20により構成されることにより、スロット Sl l, S16のスロット位置基準線 Lを基準として線対称に形成されている。

[0060] 次に、このアマチュアコア 51への卷線 C11一 C20の卷装方法について図 5に基づいて説明する。

[0061] このアマチュアコア 51への卷線 C11一 C20の卷装は、重ね卷を回転軸 52に点対称となる関係で 2力所同時に行う両重ね卷つまり所謂ダブルフライヤ方式により行われる。ダブルフライヤ方式では、 4つのティースを隔てた一対のティース間に卷始めの卷線を掛け渡して卷装するとともに、これを回転軸 52に点対称となる関係で両側に行い、さらに、これを所定の卷方向に向けて順次隣接するスロット間にずらして行われる。なお、図 5に示す場合では、卷方向は時計回りの方向とされている。

[0062] 図 5 (a)に示すように、卷始めの卷線 Cl l, C12はティース T11とティース T14の間と、ティース T16とティース T19の間との回転軸 52を挟んだ両側で行われ、ティース T11とティース T14とに掛け渡された卷線 C 11はスロット S 11とスロット S 15に収容され、ティース T16とティース T19とに掛け渡された卷線 C12はスロット S16とスロット S 20に収容される。このとき、各卷線 Cl l, C12はそれぞれスロット Sl l, S14もしくはスロット S16, S20の底部側に収容されている。そして、これらの卷線 Cl l、 C12は卷終わりの後にその端部において整流子 22の対応する整流子片 22aに接続される。

[0063] 次いで、図 5 (b)に示すように、 2番目の卷線 C13がティース T12とティース T15とに掛け渡され、卷線 C 14がティース T17とティース T20に掛け渡される。そして、卷線 C 13はスロット S12とスロット S16に収容され、卷線 C14はスロット S17とスロット S11に収容される。このとき、各卷線 C13, C14のスロット間を結ぶ渡り線部は最初に巻かれた卷線 Cl l, C12の渡り線部の外側に重ねられるので、卷線 C13, C14はスロット S 12, S17においては底部側よりやや開口側にずれて収容され、スロット S16, S11においては最初の卷線 Cl l, C12に隣接して卷線 Cl l, C12より開口側に収容される。そして、これらの卷線 C13, C14においても卷終わりの後にはその端部において整流子 22の対応する整流子片 22aに接続される。

[0064] そして、卷線 C15, C16、卷線 C17, C18を、同様な方法で順次卷方向にずらしな力 Sら卷装し、最終つまり 5番目の卷線 C19, C20を巻き終えると、図 5 (c)に示す状態となる。なお、これらの卷線 C11一 C20は外面がエナメル等により被覆されて電気的に絶縁されたワイヤを複数回巻いて形成されたものであり、図中では、便宜上これらのワイヤをまとめた形状として示してある。

[0065] このようなアマチュアコア 51にダブルフライヤ方式により卷線 C11一 C20が施されると、図 5 (c)に示すように、最終の卷線 C19, C20の渡り線部は一番外側に重ねられるので、それぞれスロット S15, S19もしくはスロット S14, S20において開口側に収容されることになる。また、最後から 1つ前の卷線 C 17, C18も、それぞれスロット S 14, S18もしくはスロット S13, S19において開口側に収容されることになる。そのため、第 2のスロットとしてのスロット S 14やスロット S 19に収容される卷終わり側の 2つの卷線 C19, C20は開口側に集中することになる。一方、最初に巻かれる卷線 Cl l, C 12ίま、図 5 (a)に示すようにスロット Sl l, S15もしく ίまスロット S16, S20の底杳則に収容され、 2番目に卷カれる卷線 C13, C14ち、図 5 (b)に示すうにス Ρッ卜 S12, S 16もしくはスロット S17, S11の底部側に収容されることになる。そのため、第 1のスロットとしてのスロット S11もしくはスロット S16に収容される卷始め側の 2つの卷線 C11 , C12は底部側に集中することになる。

し力し、このアマチュアコア 51では、開口側に卷線 C19, C20が集中するスロット S 14, S19の開口側における周方向の幅は広く設定されており、また、底部側に卷線 Cl l, C12が集中するスロット Sl l, S16における底部側の周方向の幅は大きく設定されているので、各スロット Sl l, S16への卷線 Cl l, C 12の収容スペースや各スロット S14, S19への卷線 C19, C20の収容スペースは実質拡大されることになる。つまり、卷始め側の卷線 Cl l, C12を収容するスロット Sl l, S16を、底部側の周方向の幅が広ぐ開口側の周方向の幅が狭くなるように形成するとともに、その分、卷終わり側の卷線 C19, C20を収容するスロット S14, S19を、底部側の周方向の幅が狭ぐ開口側の周方向の幅が広くなるように形成することにより、各スロット Sl l, S14, S16 , S19に生じる無駄なスペースを減少させている。これにより、卷線 Cl l, C12, C19 , C20を効率よく収容することができる。また、卷線 C 15と卷線 C 18を収容するスロット S13と、卷線 C16, C17を収容するスロット S18は、それぞれスロット S14, S19と同様に開口側の幅が広く形成され、卷線 C13, C16を収容するスロット S12、卷線 C14 , C15を収容するスロット S17、卷線 Cl l, C19を収容するスロット S15および卷線 C 12, C20を収容するスロット S20は、それぞれスロット Sl l, S16とスロット S14, S19 の中間の形状に形成されているので、各卷線 C13— C18を効率よく収容することができる。したがって、このアマチュアコア 51では、各スロット S11— S20へ卷装される卷線 CI 1一 C20の占積率つまりスロットの収容スペースに対する卷線量が占める割合は高められることになり、各スロット S11— S20に卷装される卷線 C11一 C20の卷線量を増やしてこの電動モータ 12の効率を向上させることができる。

[0067] このように、この電動モータ 12では、アマチュアコア 51は形状が相違する複数種類のスロット S 11— S20を有して!/、るので、これらのスロット S 11— S20を回転軸 52の軸方向に対して回転方向に傾斜させた場合であっても卷線 C 1一 C 10の占積率を向上させて、この電動モータ 12の効率を向上させることができる。

[0068] また、この電動モータ 12では、最終の卷線 C19を収容する S19のスロット位置基準線 Lに対してスロット S20とは反対側における周方向の幅は開口側において広く形成されているので、卷線 C19が引っ掛けられるティース T18の係止部 55の長さは長くなつている。また、卷線 C19の他方側を収容するスロット S15のスロット S16側の開口側における周方向の幅は広く形成されているので、卷線 C19が引っ掛けられるティース T15の係止部 55の長さは長くなつている。したがって、卷線 C20は、ティース T15とティース T18との間で確実に保持されることになる。

[0069] 同様に、最終の卷線 C20を収容するスロット S14のスロット位置基準線 Lに対してスロット S15とは反対側における周方向の幅は開口側において広く形成されているので、卷線 C20が引っ掛けられるティース T13の係止部 55の長さは長くなつている。また、卷線 C20の他方側はスロット S20に収容される力このスロット S20のスロット位置基準線 Lに対してスロット S11側の開口側における周方向の幅は広く形成されているので、卷線 C20が弓 Iつ掛けられるティース T20の係止部 55の長さは長くなつて!/、る。したがって、卷線 C20は、ティース T13とティース T20との間で確実に保持されることになる。

[0070] このように、このアマチュアコア 51では、最終の卷線 C19, C20をアマチュアコア 51 に確実に保持させることができる。

[0071] 図 6 (a)一 (c)は、それぞれ卷線の卷方向を図 5とは逆にした場合を示す断面図である。

[0072] 一方、このアマチュアコア 51は、スロット Sl l, S16のスロット位置基準線 Lを基準として線対称に形成されているので、卷線の両重ね卷の卷方向を図 5に示す場合とは逆に反時計回りに行った場合であっても、図 6に示すように、最終の卷線 C19, C20 をそれぞれスロットに確実に保持することができる。 [0073] つまり、図 6 (a)—（c)に示すように、各卷線 C11一 C20の卷方向を図 5に示す場合に対して逆方向とした場合には、卷線 C19, C20は、それぞれスロット S14, S19に対して、スロット Sl l, S16におけるスロット位置基準線 Lを基準として線対称に配置されるとともに同一の形状を有するスロット S13, S18に収容されることになるので、卷線 C19は T18ティース T13とティース T16との間に掛け渡され、卷線 C20はティース T11とティース 18との間に掛け渡される。そして、これらのティース Ti l, T13, T16 , T18における卷線 C19, C20が掛け渡される側の係止部 55は長く形成されているので、これらの卷線 C19, C20を、図 5に示す場合と同様に、アマチュアコア 51に確実〖こ保持させることができる。

[0074] このように、この電動モータ 12では、アマチュアコア 51をスロット Sl l, S16のスロット位置基準線 Lを基準として線対称に形成したので、卷線 S 11— S 20の卷方向をヽずれの方向とした場合であっても、最終の卷線 C19, C20を長く形成されたティースの係止部 55に係止することができる。したがって、卷線 C19, C20をアマチュアコア 5 1に確実に保持させることができる。

[0075] また、アマチュアコア 51に卷線を卷装する工程においては、卷線 C11一 C20の卷方向や図示しない卷線機へのアマチュアコア 51のセット方向を指定する必要が無く、このアマチュアコア 51への卷線 CI 1一 C20の卷装を容易にすることができる。

[0076] 本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、本発明の電動モータ 12を車両のドアガラスを開閉するためのレギユレータモータ 1 1に適用した場合を示している力これに限らず、たとえば、車両に設けられるリャワイパを駆動するワイパモータなど、他の被駆動部材を駆動する用途に用いてもよい。これらの場合においても、各被駆動部材を滑らかに作動させることができ、また、電動モータ 12を小型化してその搭載性や設置性を向上させることができる。

[0077] また、前記実施の形態においては、アマチュアコア 17は形状の異なる 4種類を有する合計 10個のスロット S1— S10を備えている力これに限らず、形状の相違する少なくとも 2種類のスロットを備えていればよい。たとえば、図 7に示すように、ティース T21 一 T26の相互間に形成される 6つのスロット S21— S26を有するアマチュアコア 61としてもよく、この場合、アマチュアコア 61はスロット S21とスロット S24のスロット基準線 Lを基準として線対称に形成される。また、たとえば、図 8に示すように、ティース T31 一 T38の相互間に形成される 8つのスロット S31— S38を有するアマチュアコア 71としてもよく、この場合では、アマチュアコア 71はスロット S31とスロット S35のスロット位置基準線 Lを基準として線対称に形成される。なお、図 7、図 8においては前述した部材に対応した部材には同一の符号が付されている。

[0078] さらに、前記実施の形態においては、減速機構 26としてウォームギヤ機構が用いられているが、これに限らず、歯数の相違する平歯車を組み合わせたものなど、他の構造の減速機構を用いてもょ、。

[0079] さらに、前記実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術思想 (発明）について、以下に記載する。

[0080] 本発明の電動モータは、磁気エネルギを介して電機エネルギを機械工ネルギに変換する電動モータであって、前記モータハウジングに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に固定されるボス部と、それぞれ前記ボス部力突出する基部および前記基部の先端力周方向両側に延びる係止部を備えた複数のティースとが設けられたアマチュアコアと、モータハウジングの内面に前記アマチュアコアに対向して固定されるマグネットと、それぞれ所定数の前記ティースを隔てた一対のティース間に卷装され、前記ティースの相互間に形成されるスロット内に収容される複数の卷線とを有し、底部側における周方向の幅と開口側における周方向の幅とが略同一であるとともにスロット位置基準線に対して略対称に形成され、互いに前記回転軸を中心として点対称に配置される一対の第 1スロットと、それぞれ一方の前記第 1スロットと他方の前記第 1スロットの両隣に配置され、それぞれスロット位置基準線に対して前記第 1スロット側における周方向の幅が底部側において前記第 1スロットより狭ぐ開口側において前記第 1スロットより広く形成された少なくとも二対の第 2スロットとで前記スロットを構成し、前記アマチュアコアを前記第 1スロットのスロット位置基準線を基準として線対称に形成したことを特徴とする。

[0081] 本発明の電動モータは、それぞれの前記ティースにおける前記基部の周方向の幅を略同一に形成するとともに、それぞれの前記ティースにおける前記係止部の周方向の幅を略同一に形成したことを特徴とする。

産業上の利用可能性

効率がよくトルクリップルの少なヽ電動モータを製造する際に本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 磁気エネルギを介して電気工ネルギを機械工ネルギに変換する電動モータであつて、

モータハウジングに回転自在に支持される回転軸と、

前記回転軸に固定されるボス部と前記ボス部力突出する複数のティースとを備えたアマチュアコアと、

前記モータハウジングの内面に前記アマチュアコアの外周面に対向して固定されるマグッ卜と、

所定数の前記ティースを隔てた一対の前記ティースに掛け渡され、スロット内に卷装される卷線とを有し、

前記ティースの相互間に形成される形状の異なる前記スロットを少なくとも 2種類設けるとともに前記回転軸の軸方向に対して回転方向に傾斜させたことを特徴とする電動モータ。

[2] 請求項 1記載の電動モータにおいて、卷始め側の 2つの前記卷線を収容する第 1 のスロットと卷終わり側の 2つの前記卷線を収容する第 2のスロットとを有し、前記第 1 のスロットの底部側における周方向の幅を前記第 2のスロットの底部側における周方向の幅より広く形成し、前記第 2のスロットの開口側における周方向の幅を前記第 1のスロットの開口側における周方向の幅より広く形成したことを特徴とする電動モータ。

[3] 請求項 1または 2記載の電動モータにおいて、前記ティースは先端部に該先端部力周方向に延びるとともに先端が鋭角の係止部を有することを特徴とする電動モータ。