(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻装されるアーマチュアコアのスロットを、ボス部から放射状に突設される複数のティース基部と、該ティース基部先端から周方向両側に向けて突設され、かつ周方向に所定間隔を存して等ピッチで配設される係止爪部とで略Ｔ字形に形成されるティース間に形成すると共に、これら各スロットのうち予め決定される個数のスロットを飛び越えた二つのスロット間に対して巻線群を巻装することを、径方向に対向する一対のティースの両側に存するスロット間に対称となる関係で行い、かつこれを順次隣接するスロット間にずらして行うダブルフライヤ方式の二層重ね巻きにして、前記各スロットに巻装される二束の巻線群の各ティース基部に対する巻き掛け方向を異なるように構成してなるモータにおいて、前記各ティースのうち、最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が共に巻装されるスロットを形成する一対のティースを、スロットの基部幅は一定に維持された状態で、スロット開口側部の幅寸法が他のスロット開口側部の幅寸法より大きくなるよう係止爪部の周方向の中心に対して互いに逆方向に向けて偏倚させて、前記最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が巻装される両係止爪部の周方向長を長くして最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群がスロットから外れることを防止するよう構成するにあたり、前記最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が巻装されるかつスロット深さは他のスロットと一定に統一された状態にして略一定のコギングトルクとなるように構成したことを特徴とする電動モータにおけるアーマチュア構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電装品等の電機機器に用いられる電動モータにおけるアーマチュア構造に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、この種の電動モータに内装されるアーマチュアは、ボス部から放射状に突出する略Ｔ字形のティースが複数形成されたアーマチュアコアに、巻線を巻装することで構成され、そしてアーマチュアコアに対する巻線の巻装方式としては、ティース間に形成される各スロットのうち予め決定される個数のスロットを飛び越えた二つのスロット間に対して巻線群を巻装することを、コア軸の軸芯対称となる関係で両側に行い、かつこれを順次隣接するスロット間にずらして行う所謂ダブルフライヤ方式が広く採用されている。しかるに従来では、二層重ね巻きをダブルフライヤ方式で巻線する場合、前半の巻装工程でスロットに巻装された巻線群は、後半の巻装工程で巻装される巻線群が外周側に積層されるが、後半の巻装工程で巻装される巻線群、特に最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程で巻装される巻線群にあっては、外周側に巻線群が積層されない許りでなく、ティース先端の係止爪部間に形成される開口に極めて近い位置に巻装されることもあってスロットから外れ易いという不具合がある。さらに従来では、前記後半の巻装工程で巻装される巻線群を、スロットにおける占積率を高めるべく周方向に並べて巻装する場合に、後行して巻装される巻線群がスロット内に入りづらく、このため巻線の巻装工程が生産効率の低下を招いているのが実状であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特許第３０５９７７０号公報に示されるように、異形のコア形状とし、これによって、ティース基部の強度は損なわない状態で後行して巻き掛けられる少なくとも最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が巻装される係止爪部の周方向長が長く形成されるようにして、少なくとも最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程で巻装される巻線群は、前記長く形成された係止爪部によって確実に係止されるようにして、外周側に巻線群が積層されず、しかも外周側開口に極めて近い位置に巻装される巻線群がスロットから外れるという従来の不具合を防止するようにしたものが提唱されている。
そしてこのものは、巻線性の向上は計れるものの、スロット深さ（スロット底径）にバラツキがあって均一でないため、鉄心幅が変化し、この結果、磁気的アンバランスが発生しトルクリップルが増加するだけでなく、回転バランスが損なわれて振れ回りが発生するという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃することができるモータにおけるアーマチュア構造を提供することを目的として創作されたものであって、巻線が巻装されるアーマチュアコアのスロットを、ボス部から放射状に突設される複数のティース基部と、該ティース基部先端から周方向両側に向けて突設され、かつ周方向に所定間隔を存して等ピッチで配設される係止爪部とで略Ｔ字形に形成されるティース間に形成すると共に、これら各スロットのうち予め決定される個数のスロットを飛び越えた二つのスロット間に対して巻線群を巻装することを、径方向に対向する一対のティースの両側に存するスロット間に対称となる関係で行い、かつこれを順次隣接するスロット間にずらして行うダブルフライヤ方式の二層重ね巻きにして、前記各スロットに巻装される二束の巻線群の各ティース基部に対する巻き掛け方向を異なるように構成してなるモータにおいて、前記各ティースのうち、最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が共に巻装されるスロットを形成する一対のティースを、スロットの基部幅は一定に維持された状態で、スロット開口側部の幅寸法が他のスロット開口側部の幅寸法より大きくなるよう係止爪部の周方向の中心に対して互いに逆方向に向けて偏倚させて、前記最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が巻装される両係止爪部の周方向長を長くして最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群がスロットから外れることを防止するよう構成するにあたり、前記最終の巻装工程およびその一つ前の巻装工程の巻線群が巻装されるかつスロット深さは他のスロットと一定に統一された状態にして略一定のコギングトルクとなるように構成したことを特徴とする電動モータにおけるアーマチュア構造である。
そして本発明は、このようにすることによって、巻線がスロットから外れてしまう不具合を防止し、生産効率の向上を計ることができるよう異形スロットにしながら、スロット深さを統一することで、トルクリップルを低減し磁気的アンバランスを解消できると共に、振れ回りを回避できるようにしたものである。
【０００５】
【実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１は電動モータであって、該モータ１のケース２内には、コア軸３に一体的に設けられるアーマチュアコア４およびコンミテータ５、該コンミテータ５に弾圧状に摺接するブラシ６、アーマチュアコア４の外周と所定間隔を存して対向する磁石７等が内装されるが、これらの構成は何れも従来通りである。
【０００６】
前記アーマチュアコア４は、ボス部４ａから放射状に突出する所定幅ａのティース基部４ｂと、該ティース基部４ｂ先端から所定幅ｂを有するべく周方向両側に向けて突設され、かつ周方向に所定間隔ｃを存して等ピッチで配設される係止爪部４ｃとで略Ｔ字形に形成されるティースＴ１〜１２が形成され、各ティースＴ間にスロットＳ１〜１２が形成されている。
【０００７】
Ｃはアーマチュアコア４に巻装される巻線群であって、該巻線群Ｃは、前記各スロットＳのうち、４個のスロットＳを飛び越えた二つのスロットＳ間に対して巻装される工程を、コア軸３の軸芯対称となる関係で両側に行うことで一回の巻装工程とし、該巻装工程を順次隣接するスロットＳ間にずらして行うことによって各スロットＳに対して二束ずつ巻装されるが、これによって各スロットＳに巻装される二束の巻線群Ｃは、各ティース基部４ｂに対する巻き掛け方向が異なるようになっている。
【０００８】
前記巻線群Ｃは、実施の形態においては、Ｓ１−Ｓ８間およびＳ２−Ｓ７間に巻装される第一巻装工程、Ｓ２−Ｓ９間およびＳ３−Ｓ８間に巻装される第二巻装工程、Ｓ３−Ｓ１０間およびＳ４−Ｓ９間に巻装される第三巻装工程、Ｓ４−Ｓ１１間およびＳ５−Ｓ１０間に巻装される第四巻装工程、Ｓ５−Ｓ１２間およびＳ６−Ｓ１１間に巻装される第五巻装工程、Ｓ６−Ｓ１間およびＳ７−Ｓ１２間に巻装される第六巻装工程を経て内周側から外周側へ順次積層状に巻装されるが、前記各ティースＴのうち、スロットＳの外周側開口近くに巻装される巻線群Ｃ４〜６が巻き掛けられるティースＴ１、２、４〜８、１０〜１２のティース基部４ｂは、係止爪部４ｃの周方向中心に対して、先行して巻き掛けられる巻線群Ｃ１〜３が巻装されるスロットＳ側に左右幅を維持した状態で偏倚している。即ち、後行して巻き掛けられる巻線群Ｃ４〜６が巻装されるスロットＳにおける係止爪部４ｃの周方向長ｄを長くすると共に、スロットＳの外周側開口近くに二束の巻線群Ｃが周方向に並ぶよう巻装されるスロットＳ、特にスロットＳ６およびＳ１２においては開口側部の幅寸法ｅを広くするようになっている。またさらに、実施の形態においては、前記ティースＴの偏倚量を、最終巻装工程に近づく程大きくなるよう設定すると共に、最終巻装工程である第六巻装工程と、その一つ手前である第五巻装工程とで巻線群Ｃ６およびＣ５が巻装されるスロットＳ６およびＳ１２にあっては、スロット深さを浅くすることによりスロットＳにおける巻線群Ｃの占積率を高めるようになっている。しかもこれら各スロットＳは、そのスロット深さＤが一定となるよう寸法設定されている。
【０００９】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、アーマチュアコア４の各スロットＳには、巻線群Ｃがダブルフライヤ方式の二層重ね巻きによって内周側から順次巻装されることになり、そして、後半の巻装工程である第四〜第六巻装工程で巻装される巻線群Ｃ４〜６は、スロットＳの外周側開口近くに巻装されることになるが、巻線群Ｃ４〜６が巻き掛けられるティースＴ１、２、４〜８、１０〜１２のティース基部４ｂを、係止爪部４ｃの周方向中心に対して、先行して巻き掛けられる巻線群Ｃ１〜３が巻装されるスロットＳ側に偏倚せしめて、上記巻線群Ｃ４〜６が巻装されるスロットＳにおける係止爪部４ｃの周方向長ｄを長く形成しているので、巻線群Ｃ４〜６は長く形成された係止爪部４ｃによって確実に係止されてスロットＳから外れてしまうような不具合が無い。
【００１０】
しかも、所定ティースＴのティース基部４ｂを、幅ａについては維持した状態で偏倚させたことによって、特にスロットＳ６およびＳ１２における開口側部の幅寸法ｅが他のものよりも広く形成されることになり、このため、スロットＳ６およびＳ１２の外周側開口近くに、最終とその一つ前工程で巻装される二束の巻線群Ｃ５およびＣ６を共に一つのスロットＳ６およびＳ１２に周方向に並ぶよう巻装する際に、後行して巻装される巻線群Ｃ６を容易にスロットＳ内に巻装することができ、この結果、巻線群Ｃの巻装工程における作業効率を向上させて著しい生産性の向上を計ることができる。
このように、巻線ＣがスロットＳから外れてしまう不具合を防止し、生産効率の向上を計ることができるよう異形スロットにしながら、スロット深さＤを一定に統一することで、トルクリップルを低減し磁気的アンバランスを解消できると共に、振れ回りを回避できるようにしたものである。そして本発明が実施されたものが如何に優れているかを、図４を用いてさらに具体的に説明する。図４（Ａ）（Ｂ）には、本実施の形態のアーマチュアコアと従来例としてあげた前記特許第３０５９７７０号公報に記載される異形のアーマチュアコアとについて、同じ体格のモータを作成して実際にコギングトルクの波形を測定した結果が図示されているが、この図から、本発明の実施の形態のものは、略一定のコギングトルク状態となっているのに対し、従来の異形コアのものは、大きく波打った状態となっており、これらから本発明を実施したものは明らかにトルクリップルが低減していることが確認される。
【００１１】
さらにこのものでは、巻線群Ｃ６およびＣ５が巻装されるスロットＳ６およびＳ１２のスロット深さを浅く、それ以外のスロットＳのスロット深さを深く設定しているので、スロットＳにおける巻線群Ｃの占積率を高めることができ、もってモータ性能も向上させることができる。
【００１２】
また、偏倚されるティース基部４ｂは、切欠かれたりすることなく、他のティース基部４ｂと同様に所定幅ａが確保されているため、磁路のアンバランスに伴うモータ性能の低下が無いものとできる。
【００１３】
尚、本発明は、前記実施の形態のものに限定されないものであることは勿論であって、例えば図５、６に示す第二および第三の実施の形態のようにすることもできる。図５に示す第二の実施の形態のものは、９０度毎に同じスロット形状となるよう配置したものであり、このようにすることにより、９０度回転の積層にも対応ができることになる。また図６に示す第三の実施の形態のものは２０スロットとしたもので、４極と極数の多いものにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータの断面図である。
【図２】アーマチュアコアの側面図である。
【図３】巻線を巻装した状態の同上側面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は第一の実施の形態の異形コアと従来の異形コアのコギングトルク波形の測定結果図である。
【図５】第二実施の形態を示すアーマチュアコアの側面図である。
【図６】第三実施の形態を示すアーマチュアコアの側面図である。
【符号の説明】
１    モータ
４    アーマチュアコア
４ａ  ボス部
４ｂ  ティース基部
４ｃ  係止爪部
Ｔ    ティース
Ｓ    スロット
Ｃ    巻線群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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