(57)【要約】【課題】電機子コアでの磁気飽和を生じにくくすることができる電機子を提供する。【解決手段】電機子コアは、同一形状をなす複数のコアシート２１を周方向に等角度ずつ回転させつつ軸方向に積層してなり、各コアシート２１に形成された軸圧入孔２２には、径方向外側に窪む複数の凹部２２ａが周方向等間隔に形成される。そして、各コアシート２１の回転積層角度が各凹部２２ａ間の角度間隔よりも小さい角度に設定され、各凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２がベース部２３の最小径部２３ａに対して周方向にずれた位置に設定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が圧入固定される軸圧入孔を有するベース部と、該ベース部から径方向外側に延び周方向等間隔に設けられた複数のティース部とを有する電機子コアを備え、
前記電機子コアは、同一形状をなす複数のコアシートを周方向に等角度ずつ回転させつつ軸方向に積層してなり、
前記各コアシートの前記軸圧入孔には、径方向外側に窪む複数の凹部が周方向等間隔に形成され、
前記各コアシートの回転積層角度が前記各凹部間の角度間隔よりも小さい角度、若しくは前記各凹部間の角度間隔の整数倍とならない角度に設定されるとともに、前記各凹部の周方向中心線が前記ベース部の最小径部に対して周方向にずれた位置に設定されていることを特徴とする電機子。
【請求項２】
請求項１に記載の電機子において、
１つの前記コアシートに形成された前記凹部の個数は、前記ティース部の個数より少なく、かつ前記ティース部の個数に対して割り切れない数に設定されていることを特徴とする電機子。
【請求項３】
請求項２に記載の電機子において、
前記ティース部は、周方向等間隔に１０個設けられ、
前記凹部は、１つの前記コアシートに４個形成されていることを特徴とする電機子。
【請求項４】
請求項３に記載の電機子において、
前記ティース部の周方向中心線に対する前記凹部の周方向中心線のずれ角度θが、
０°＜θ＜１８°の範囲内に設定されていることを特徴とする電機子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電機子を備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの電機子は、例えば特許文献１に示されるように、回転軸と一体回転する電機子コアに巻線が巻装されて構成されている。電機子コアは、回転軸が圧入固定される軸圧入孔を有するベース部を備え、そのベース部には、径方向外側に延びるティース部が周方向等間隔に複数形成されている。このような電機子コアでは、ベース部の軸圧入孔には、回転軸を圧入する際の変形を許容するための凹部が径方向外側に窪むように形成されている。特許文献１では、断面円形の回転軸に対し、正多角形の軸圧入孔の各角部が圧入時の肉を逃がすための凹部となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電機子において、ティース部の径方向長さを確保しつつ径方向に小型する場合、ベース部の磁路（軸圧入孔からティース部基端までの間隔）が狭くなる。特に、軸圧入孔に上記のような凹部を形成する場合には、ベース部の磁路が凹部の形成箇所で極端に狭くなってしまう。これにより、ベース部で磁気飽和が生じやすくなり、モータ出力が低下する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電機子コアでの磁気飽和を生じにくくすることができる電機子及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電機子は、回転軸が圧入固定される軸圧入孔を有するベース部と、該ベース部から径方向外側に延びる複数のティース部とを有する電機子コアを備え、前記電機子コアは、同一形状をなす複数のコアシートを周方向に等角度ずつ回転させつつ軸方向に積層してなり、前記各コアシートに形成された前記軸圧入孔には、径方向外側に窪む複数の凹部が周方向等間隔に形成され、前記各コアシートの回転積層角度が前記各凹部間の角度間隔よりも小さい角度、若しくは前記各凹部間の角度間隔の整数倍とならない角度に設定されるとともに、前記各凹部の周方向中心線が前記ベース部の最小径部に対して周方向にずれた位置に設定されている。
【０００７】
この構成によれば、回転積層された各コアシートの凹部が軸方向に連続して一致しないように構成される。このため、各コアシートにおける凹部の形成箇所が周方向に分散されることとなり、電機子コア全体で見るとベース部の径方向に沿った断面積が極端に狭くなる箇所をなくすことができる。これにより、ベース部での磁気飽和を生じにくくすることができる。更に、各凹部の周方向中心線がベース部の最小径部に対して周方向にずれた位置に設定されるため、凹部によってベース部の磁路が狭まることを抑えることが可能となり、ベース部での磁気飽和をより生じにくくすることができる。
【０００８】
上記電機子において、１つの前記コアシートに形成された前記凹部の個数は、前記ティース部の個数より少なく、かつ前記ティース部の個数に対して割り切れない数に設定されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ベース部での磁気飽和を生じにくくするより好適な構成となる。
上記電機子において、前記ティース部は、周方向等間隔に１０個設けられ、前記凹部は、１つの前記コアシートに４個形成されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、ベース部での磁気飽和を生じにくくするより好適な構成となる。
上記電機子において、前記ティース部の周方向中心線に対する前記凹部の周方向中心線のずれ角度θが、０°＜θ＜１８°の範囲内に設定されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ベース部での磁気飽和を生じにくくするより好適な構成となる。
上記課題を解決するモータは、上記の電機子を備えるモータである。
この構成によれば、電機子コアでの磁気飽和を生じにくくすることができ、その結果、径方向に小型化しつつもモータ出力の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電機子及びモータによれば、電機子コアでの磁気飽和を生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のモータの正面図である。
【図２】同形態のコアシートの平面図である。
【図３】同形態のコアシートの一部を拡大して示す平面図である。
【図４】同形態の電機子コアの一部を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。モータ１０は、図１において上部に位置するモータ本体１１と、モータ本体１１の出力側（下側）に設けられた減速部１２とを備える。なお、減速部１２は、モータ本体１１の回転軸１３の回転を減速するための減速機構（図示略）をギヤハウジング１４内に有している。
【００１５】
モータ本体１１のヨークハウジング１５は、反出力側端部（図１において上側の端部）が閉塞された有底筒状をなしている。ヨークハウジング１５の出力側端部１５ａは、モータ１０の軸方向（図１において下側）に開口しており、その出力側端部１５ａがギヤハウジング１４に固定されている。また、ヨークハウジング１５の出力側端部１５ａには、ブラシ（図示略）を保持するブラシホルダ１５ｂが組み付けられている。
【００１６】
ヨークハウジング１５の内周面には、図示しないマグネットが固着されるとともに、そのマグネットの内側に電機子１６が配置されている。なお、マグネットは４極で構成されている。
【００１７】
電機子１６は、ヨークハウジング１５の径方向の中央部に配置された円柱状の回転軸１３と、回転軸１３に一体回転可能に固定された電機子コア１７と、電機子コア１７に巻装された巻線１８と、回転軸１３において電機子コア１７よりも先端側（図１において下端側）に固定された整流子１９とから構成されている。
【００１８】
回転軸１３は、ヨークハウジング１５の底部中央に設けられた軸受（図示略）と、ブラシホルダ１５ｂに設けられた軸受（図示略）とによって軸支されている。また、回転軸１３の先端部は、ヨークハウジング１５の出力側端部１５ａからギヤハウジング１４側に挿入されている。ヨークハウジング１５内に収容された電機子コア１７は、ヨークハウジング１５内の前記マグネットと径方向に対向している。
【００１９】
整流子１９は、回転軸１３におけるヨークハウジング１５から外部に突出した部分に外嵌固定されている。これにより、整流子１９は、ヨークハウジング１５の外部に配置されるとともに、回転軸１３と一体回転可能に構成される。この整流子１９は、円筒状をなすとともに、その外周面には、周方向に離間するように複数のセグメント１９ａが並設されている。一部のセグメント１９ａ若しくは全てのセグメント１９ａは、前記巻線１８に電気的に接続されている。そして、セグメント１９ａは、前記ブラシに対して摺接可能に構成されており、そのブラシからセグメント１９ａを介して巻線１８に給電可能となっている。
【００２０】
電機子コア１７は、同一の打ち抜き型で電磁鋼板からプレス成形された複数のコアシート２１が軸方向に積層されて構成されている。
図２及び図３に示すように、コアシート２１は、回転軸１３が圧入固定される軸圧入孔２２を有するベース部２３と、ベース部２３から径方向外側に延びる複数（本実施形態では１０個）のティース部２４とを備える。各ティース部２４は、周方向等間隔（３６°間隔）に設けられており、その先端部（外周側端部）は、周方向両側にそれぞれ突出する形状をなしている。各ティース部２４の周方向間のスペース（スロット）には、前記巻線１８が巻装されるようになっている。また、スロットの径方向内側端部は、径方向内側に凸となる湾曲状に形成されている。これにより、ベース部２３は、周方向に隣り合うティース部２４の間の周方向真ん中位置で径が最小となるように形成されている。即ち、ベース部２３の最小径部２３ａは、ティース部２４の周方向中心線Ｌ１に対して周方向に１８°ずれた位置に設定されている。
【００２１】
ここで、ベース部２３の軸圧入孔２２には、回転軸１３を圧入する際の変形を許容するための４個の凹部２２ａが周方向等間隔（本実施形態では９０°間隔）に形成されている。各凹部２２ａは、平面視（軸方向視）において、軸圧入孔２２の縁部から径方向外側に円弧状に窪むように形成されており、凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２は、ティース部２４の周方向中心線Ｌ１に対して所定のずれ角度θだけ周方向にずれるように設定されている。このずれ角度θは、０°＜θ＜１８°の範囲内に設定されている。つまり、凹部２２ａは、その周方向中心線Ｌ２がティース部２４の周方向中心線Ｌ１及びベース部２３の最小径部２３ａと重ならないように形成されている。
【００２２】
電機子コア１７は、上記形状の複数のコアシート２１を周方向に７２°ずつ（ティース部２４の２個分ずつ）回転させつつ軸方向に積層した構成となっている。
これにより、図４に示すように、各コアシート２１の凹部２２ａは、各凹部２２ａの角度間隔の９０°と回転積層角度の７２°の差である１８°ずつ周方向にずれて構成される。つまり、凹部２２ａは、軸方向に連続して一致しないように構成される。なお、周方向に１個おきのティース部２４の先端部には、積層されたティース部２４同士を固定するためのかしめ固定部２４ａが形成されている（図２参照）。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
同一の打ち抜き型で打ち抜かれた複数のコアシート２１を、等角度（本実施形態では７２°）ずつ周方向に回転させつつ積層することで、電機子コア１７の精度（特に各ティース部２４の先端面の精度）によるコギングトルク特性の悪化を相殺させて良好に緩和することができる。
【００２４】
ここで、本実施形態では、各コアシート２１の回転積層角度（７２°）は、コアシート２１における各凹部２２ａ間の角度間隔（９０°）よりも小さい角度に設定されている。これにより、電機子コア１７の全体で見ると、凹部２２ａが周方向に１８°ずつずれて分散された構成となり、ベース部２３の径方向に沿った断面積が極端に狭くなる箇所がない構成となる。このため、ベース部２３での磁気飽和が生じにくくなっており、その結果、モータ１０の出力の低下が抑制され、電機子１６、ひいてはモータ１０（モータ本体１１）を径方向に小型化するのに有利な構成となる。
【００２５】
更に、本実施形態では、各凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２がベース部２３の最小径部２３ａに対して周方向にずれた位置に設定されている。このため、凹部２２ａによってベース部２３の磁路が狭まることを抑えることが可能となり、ベース部２３での磁気飽和がより生じにくくなっている。
【００２６】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）各コアシート２１の回転積層角度が各凹部２２ａ間の角度間隔よりも小さい角度に設定され、各凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２がベース部２３の最小径部２３ａに対して周方向にずれた位置に設定される。この構成によれば、各コアシート２１の凹部２２ａが軸方向に連続して一致しないように構成され、各コアシート２１における凹部２２ａの形成箇所が周方向に分散される。このため、電機子コア１７全体で見るとベース部２３の径方向に沿った断面積が極端に狭くなる箇所をなくすことができる。これにより、ベース部２３での磁気飽和を生じにくくすることができる。
【００２７】
更に、各凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２がベース部２３の最小径部２３ａに対して周方向にずれた位置に設定されるため、凹部２２ａによってベース部２３の磁路が狭まることを抑えることが可能となり、ベース部２３での磁気飽和をより生じにくくすることができる。
【００２８】
（２）１つのコアシート２１に形成された凹部２２ａの個数（４個）は、ティース部２４の個数（１０個）より少なく、かつティース部２４の個数に対して割り切れない数に設定されるため、ベース部２３での磁気飽和を生じにくくするより好適な構成となる。
【００２９】
（３）ティース部２４の周方向中心線Ｌ１に対する凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２のずれ角度θが、０°＜θ＜１８°の範囲内に設定される。このため、１０個のティース部２４を持つ電機子コア１７（コアシート２１）において、各凹部２２ａの周方向中心線Ｌ２がベース部２３の最小径部２３ａに対して周方向にずれるように構成でき、ベース部２３での磁気飽和を生じにくくするより好適な構成となる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各コアシート２１の回転積層角度をティース部２４の２個分としたが、これ以外に例えば、ティース部２４の１個分としてもよい。
【００３１】
・マグネットの極数（４極）、ティース部２４の個数（１０個）、及び軸圧入孔２２の凹部２２ａの個数（４個）は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。なお、例えば凹部２２ａを周方向等間隔（７２°間隔）に５個設ける場合には、各コアシート２１の回転積層角度をティース部２４の１個分（３６°）、又はティース部２４の５個分（１８０°であって、各凹部２２ａ間の角度間隔の整数倍とならない角度）とすることで、上記実施形態と略同様の効果が得られる。
【００３２】
・凹部２２ａを含む軸圧入孔２２の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよく、上記実施形態以外の形状としては、正方形等の正多角形が好ましい。
【符号の説明】
【００３３】
１０…モータ、１３…回転軸、１６…電機子、１７…電機子コア、２１…コアシート、２２…軸圧入孔、２２ａ…凹部、２３…ベース部、２３ａ…最小径部、２４…ティース部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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