(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に巻き線を収納する複数のスロットを備えるアーマチュアコアと、そのアーマチュアコアから軸方向に離隔した位置で同軸に設けられた整流子と、前記アーマチュアコアと前記整流子との間に設けられ、前記整流子よりも小径のネック部とを備える電動モータであって、
前記巻き線の一端が前記整流子を構成する一の整流子片に接続され、その巻き線が前記ネック部の外周に沿わされた後、前記アーマチュアコアの一のスロットに通され、Ｕターンして隣のスロットに通された後、このスロットから前記アーマチュアコアの中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロットに通され、この反対側のスロットと前記一のスロット、あるいは前記隣のスロットとを使用して、前記巻き線が前記アーマチュアコアに巻装され、その巻き線の他端が前記一のスロット、あるいは前記隣のスロットから出て、前記ネック部の外周に沿わされた後、前記一の整流子片の隣りに位置する整流子片に接続される構成であり、
前記一のスロット、及び前記隣のスロットが前記一の整流子片、及び前記隣りの整流子片に対して軸心回りに約180°回転した位置に配置されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載された電動モータであって、
前記アーマチュアコアに巻装されるときに使用される一対のスロットを共用する一の巻き線と他の巻き線とにおいて、一の巻き線が最初に通されるスロットと他の巻き線が最初に通されるスロットとが異なることを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円周方向に巻き線を収納する複数のスロットを備えるアーマチュアコアと、そのアーマチュアコアから軸方向に離隔した位置で同軸に設けられた整流子と、前記アーマチュアコアと前記整流子との間に設けられ、前記整流子よりも小径のネック部とを備える電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した電動モータに関する技術が特許文献１に記載されており、その回転子Ｒの模式構成図が図２（Ｂ）に示されている。
図２（Ｂ）に示すように、アーマチュアコア１０と整流子１２との間にネック部１４を備える回転子Ｒでは、整流子１２に接続されて、アーマチュアコア１０に巻装される巻き線Ｗがネック部１４の位置で巻き上がり時に浮かないように、巻き線Ｗの巻装方法に改良が加えられている。
【０００３】
即ち、図１０（Ａ）に示すように、例えば、一端が整流子１２のNo.１整流子片に接続された巻き線Ｗ１は、ネック部１４を一周した後、最初のスロット１１（No.１スロット）に通され、そのNo.１スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロット（No.８スロット）に通される。そして、巻き線Ｗ１は、No.１スロットとNo.８スロットを使用してアーマチュアコア１０に巻装される。さらに、巻き線Ｗ１の他端は、No.８スロットから出てネック部１４を半周した後、No.１整流子片の隣りのNo.２整流子片に接続される。
このように、巻き線Ｗ１の両端部分をネック部１４にたるみをもたせて巻き付けることにより、巻き線Ｗ１が巻き上がり時に浮くこと（ネック部で直線的に張られること）がない。これにより、巻装時の余分な張力や運転時の振動が巻き線Ｗ１に負担を掛けないため、整流子１２の部分で巻き線Ｗ１の断線を防止できる。ここで、図１０（Ａ）の模式図は、１６スロット／３２セグメントの電動モータＭを例示している。
また、図１０（Ａ）に示す点線は、No.１、No.２整流子片に対して位相が180°ずれた位置にあるNo.１７、No.１８整流子片に接続された巻き線Ｗ２を表している。巻き線Ｗ２も巻き線Ｗ１と同様の方法で、No.１６スロットとNo.９スロットを使用してアーマチュアコア１０に巻装される。
なお、他の整流子片に接続される巻き線（図示省略）も、整流子片の位相に合わせて使用するスロットを変えた状態で、上記した方法で、アーマチュアコア１０に巻装される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した電動モータＭでは、整流子１２の整流子片に接続された巻き線Ｗ１，Ｗ２がネック部１４を一周した後、アーマチュアコア１０に巻装される構成である。このため、位相が180°ずれた位置にあるNo.１整流子片、No.１７整流子片に接続された巻き線Ｗ１と巻き線Ｗ２とがネック部１４の位置で接触するようになる。ここで、図１０（Ｂ）に示すように、巻き線Ｗ１と巻き線Ｗ２間には、No.１、No.２整流子片とNo.１７、No.１８整流子片とにブラシＢｒがそれぞれ接続されることで、電源電圧に等しい電位差が加わるようになる。さらに、ネック部１４では、スロット１１の部分と比較して巻き線Ｗ１,Ｗ２の固定が不十分であるため、使用時の振動で巻き線Ｗ１,Ｗ２どうしが擦れることがある。これにより、巻き線Ｗ１,Ｗ２の絶縁膜が薄くなり、特に、巻き線Ｗ１と巻き線Ｗ２のように電位差が大きい巻き線間では短絡を起こす可能性が高くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、ネック部の位置で巻き線間の短絡が発生し難い構成にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、円周方向に巻き線を収納する複数のスロットを備えるアーマチュアコアと、そのアーマチュアコアから軸方向に離隔した位置で同軸に設けられた整流子と、前記アーマチュアコアと前記整流子との間に設けられ、前記整流子よりも小径のネック部とを備える電動モータであって、前記巻き線の一端が前記整流子を構成する一の整流子片に接続され、その巻き線が前記ネック部の外周に沿わされた後、前記アーマチュアコアの一のスロットに通され、Ｕターンして隣のスロットに通された後、このスロットから前記アーマチュアコアの中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロットに通され、この反対側のスロットと前記一のスロット、あるいは前記隣のスロットとを使用して、前記巻き線が前記アーマチュアコアに巻装され、その巻き線の他端が前記一のスロット、あるいは前記隣のスロットから出て、前記ネック部の外周に沿わされた後、前記一の整流子片の隣りに位置する整流子片に接続される構成であり、前記一のスロット、及び前記隣のスロットが前記一の整流子片、及び前記隣りの整流子片に対して軸心回りに約180°回転した位置に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、巻き線が最初に通されるスロット（一のスロット）と、巻き線の他端が出るスロット（一のスロット、あるいは隣りのスロット）とは同一のスロット、あるいは隣り合うスロットである。また、一のスロット、及び隣りのスロットが一の整流子片、及び隣りの整流子片に対して軸心回りに約180°回転した位置に配置されている。このため、前記巻き線の一端側と他端側とは、ネック部に対して約180°（半周分）だけ巻きつけられるようになる。
ここで、一の整流子片と隣りの整流子片とに接続される巻き線を第１の巻き線とし、一の整流子片に対して180°回転した位置にある対向側の整流子片と隣りの整流子片とに接続される巻き線を第Ｎの巻き線とする。前述のように、巻き線の一端側と他端側とは、ネック部に対して約180°（半周分）だけ巻きつけられるため、第１の巻き線と第Ｎの巻き線とは前記ネック部において互いに接触しない。即ち、互いに対向する整流子片に接続されて、電位差が最も大きくなる第１の巻き線と第Ｎの巻き線とが振動等の影響を受け易いネック部において互いに接触しないため、巻き線間で短絡が発生し難くなる。
なお、巻き線の一端側と他端側とは、ネック部に対して約180°（半周分）だけ巻きつけられるため、巻き線の一端側と他端側とがネック部の位置で浮くことがない。
【０００９】
請求項２の発明によると、アーマチュアコアに巻装されるときに使用される一対のスロットを共用する一の巻き線と他の巻き線とにおいて、一の巻き線が最初に通されるスロットと他の巻き線が最初に通されるスロットとが異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、互いに対向する整流子片に接続されて、電位差が最も大きくなる第１の巻き線と第Ｎの巻き線とが振動等の影響を受け易いネック部において互いに接触しないため、巻き線間で短絡が発生し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図１から図９に基づいて、本発明の実施形態１に係る電動モータの説明を行なう。本実施形態に係る電動モータは、ハンマードリル等の電動工具に使用される電動モータであり、図１はアーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す模式図を表している。図２は電動モータの回転子を表す模式図、図３〜図９はアーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【００１２】
＜電動モータＭの回転子Ｒの概要について＞
電動モータＭの回転子Ｒは、図２（Ａ）に示すように、回転中心となるシャフト１０ｓと、そのシャフト１０ｓの長手方向におけるほぼ中央位置に同軸に固定されたアーマチュアコア１０と、前記シャフト１０ｓの端部寄りに同軸に固定された整流子１２とを備えている。そして、アーマチュアコア１０と整流子１２間の小径部分、即ち、シャフト１０ｓの部分がネック部１４となる。
なお、図２（Ｂ）は、アーマチュアコア１０に巻き線Ｗを巻装した状態を表している。
前記電動モータＭは、１６スロット／３２セグメントの電動モータであり、図１に示すように、アーマチュアコア１０の外周面に１６個のスロット１１（No.１スロット〜No.１６スロット）が円周方向に等間隔で形成されている。また、整流子１２は円周方向に等間隔で３２分割されており（３２セグメント）、３２個の整流子片１２ｔ（No.１〜No.３２整流子片）から構成されている。
【００１３】
＜アーマチュアコア１０に対する巻き線Ｗの巻装方法について＞
次に、図１、図３〜図６に基づいて、アーマチュアコア１０に対する巻き線Ｗの巻装方法（パターン１）について説明する。
先ず、一端がNo.１整流子片に接続され、他端がNo.２整流子片に接続される第１の巻き線Ｗ１１の巻装方法について説明する。第１の巻き線Ｗ１１は、図１の実線に示すように、一端がNo.１整流子片に接続された状態で、ネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、アーマチュアコア１０のNo.８スロットに通される。なお、No.８スロットはNo.１整流子片と位相が約180°ずれている。
次に、図１、図３に示すように、第１の巻き線Ｗ１１は、No.８スロットからＵターンして隣のNo.９スロットに通され、そのNo.９スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロット（No.１スロット）に通される。そして、No.１スロットとNo.８スロットとを使用して第１の巻き線Ｗ１１がアーマチュアコア１０に巻装される。第１の巻き線Ｗ１１の他端は、図１に示すように、No.８スロットから出てネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、No.２整流子片に接続される。
【００１４】
第１の巻き線Ｗ１１の他端には、図５の点線に示すように、No.２整流子片を介して第２の巻き線Ｗ１２が接続される。
第２の巻き線Ｗ１２は、第１の巻き線Ｗ１１と同じスロットを使用して、同じ順番でアーマチュアコア１０に巻装される。そして、No.８スロットから出た第２の巻き線Ｗ１２の他端がNo.３整流子片に接続される。
また、第２の巻き線Ｗ１２の他端には、図６の一点鎖線で示すように、No.３整流子片を介して第３の巻き線Ｗ１３が接続される。
第３の巻き線Ｗ１３は、第１の巻き線Ｗ１１、第２の巻き線Ｗ１２に対してスロットを一個ずらした状態でアーマチュアコア１０に巻装される。即ち、第３の巻き線Ｗ１３は、図６の一点鎖線に示すように、一端がNo.３整流子片に接続された状態で、ネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、アーマチュアコア１０のNo.９スロットに通される。次に、No.９スロットからＵターンして隣のNo.１０スロットに通され、そのNo.１０スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロット（No.２スロット）に通される。そして、No.２スロットとNo.９スロットとを使用して第３の巻き線Ｗ１３がアーマチュアコア１０に巻装される。第３の巻き線Ｗ１３の他端は、No.９スロットから出てネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、No.４整流子片に接続される。
なお、第３の巻き線Ｗ１３とNo.４整流子片を介して接続される第４の巻き線（図示省略）は、第３の巻き線Ｗ１３と同じスロットを使用して、同じ順番でアーマチュアコア１０に巻装される。
このように、二本の巻き線が同じスロットを使用してアーマチュアコア１０に巻装され、次の二本の巻き線がスロットを一個ずらした状態でアーマチュアコア１０に巻装される。以下、同様に二本一組の巻き線がスロットを一個づつずらした状態で順番にアーマチュアコア１０に巻装される。
【００１５】
次に、No.１、No.２整流子片と位相が180°ずれたNo.１７、No.１８整流子片に、一端と他端とが接続される第Ｎの巻き線Ｗ２１の巻装方法について説明する。
第Ｎの巻き線Ｗ２１は、図１の一点鎖線に示すように、一端がNo.１７整流子片に接続された状態で、ネック部１４の外周面の右側に沿って約半周した後、アーマチュアコア１０のNo.１６スロットに通される。次に、図１、図４に示すように、第Ｎの巻き線Ｗ２１は、No.１６スロットからＵターンして隣のNo.１スロットに通され、そのNo.１スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成された反対側のスロット（No.９スロット）に通される。そして、No.１６スロットとNo.９スロットとを使用して第Ｎの巻き線Ｗ２１がアーマチュアコア１０に巻装される。第Ｎの巻き線Ｗ２１の他端は、図１に示すように、No.１６スロットから出てネック部１４の外周面の右側に沿って約半周した後、No.１８整流子片に接続される。
【００１６】
＜本実施形態に係る電動モータＭの長所について＞
本実施形態に係る電動モータＭによると、図１に示すように、第１の巻き線Ｗ１１が最初に通されるスロット（No.８スロット）と、第１の巻き線Ｗ１１の他端が出るスロット（No.８スロット）とは同一のスロットである。また、第１の巻き線Ｗ１１が最初に通され、さらに第１の巻き線Ｗ１１の他端が出るスロット（No.８スロット）は、第１の巻き線Ｗ１１が接続されるNo.１、No.２整流子片に対して軸心回りに約180°回転した位置に配置されている。このため、第１の巻き線Ｗ１１の一端側と他端側とは、ネック部１４に対して約180°（半周分）だけ巻きつけられる。したがって、No.１、No.２整流子片に接続される第１の巻き線Ｗ１１と、No.１７、No.１８整流子片に接続されて、第１の巻き線Ｗ１１に対して位相が180°ずれている第Ｎの巻き線Ｗ２１とは、図１に示すように、ネック部において互いに接触することがない。
即ち、互いに対向する整流子片に接続されて、電位差が最も大きくなる第１の巻き線Ｗ１１と第Ｎの巻き線Ｗ２１とが振動等の影響を受け易いネック部１４において互いに接触しないため、巻き線間で短絡が発生し難くなる。
なお、巻き線の一端側と他端側とは、ネック部に対して約180°（半周分）だけ巻きつけられるため、巻き線の一端側と他端側とがネック部の位置で浮くことがない。
ここで、第１の巻き線Ｗ１１と第Ｎの巻き線Ｗ２１とは、No.１スロット内とNo.９スロット内で部分的に重なるが、スロット内では巻き線が安定的に固定されているため振動等の影響を受けることがなく、電位差の大きい巻き線どうしを重ねても問題は生じない。
【００１７】
＜他の巻き線の巻装方法＞
次に、図７から図９に基づいて、他の巻き線の巻装方法について説明する。
この巻装方法では、アーマチュアコア１０に巻装されるときに使用される一対のスロットを共用する一の巻き線と他の巻き線とにおいて、一の巻き線が最初に通されるスロットと他の巻き線が最初に通されるスロットとが異なることを特徴とする。
即ち、図７に示すように、一端がNo.１整流子片に接続された第１の巻き線ＷＸ１は、ネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、アーマチュアコア１０のNo.７スロットに通される。次に、No.７スロットからＵターンして隣のNo.８スロットに通され、そのNo.８スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成されたNo.１スロットに通される。そして、No.１スロットとNo.８スロットとを使用して第１の巻き線ＷＸ１がアーマチュアコア１０に巻装される。第１の巻き線ＷＸ１の他端は、No.８スロットから出てネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、No.２整流子片に接続される。このように、第１の巻き線ＷＸ１では、最初に通されるスロット（No.７スロット）と他端が出るスロット（No.８スロット）とは異なっている（パターン２）。
第２の巻き線ＷＸ２は、図８の点線に示すように、No.２整流子片からアーマチュアコア１０のNo.８スロットに通される。次に、No.８スロットからＵターンして隣のNo.９スロットに通され、そのNo.９スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成されたNo.１スロットに通される。そして、No.１スロットとNo.８スロットとを使用して第２の巻き線ＷＸ２がアーマチュアコア１０に巻装される。
即ち、第２の巻き線ＷＸ２は、図３から図６に示す巻装方法（パターン１）でアーマチュアコア１０に巻装されており、最初に通されるスロット（No.８スロット）と他端が出るスロット（No.８スロット）とは同じである。
【００１８】
このように、第１の巻き線ＷＸ１と第２の巻き線ＷＸ２は、共にNo.１スロットとNo.８スロットとを使用してアーマチュアコア１０に巻装されている。しかし、第１の巻き線ＷＸ１と第２の巻き線ＷＸ２とは、最初に通されるスロット（No.７スロット、No.９スロット）が異なっている。
第３の巻き線ＷＸ３は、図９の一点鎖線に示すように、第１の巻き線ＷＸ１に対してスロットを一個ずらした状態でアーマチュアコア１０に巻装されている（パターン２）。
即ち、一端がNo.３整流子片に接続された第３の巻き線ＷＸ１は、アーマチュアコア１０のNo.８スロットに通される。次に、No.８スロットからＵターンして隣のNo.９スロットに通され、そのNo.９スロットからアーマチュアコア１０の中心を挟んでほぼ対向する位置に形成されたNo.２スロットに通される。そして、No.２スロットとNo.９スロットとを使用して第３の巻き線ＷＸ３がアーマチュアコア１０に巻装される。第３の巻き線ＷＸ３の他端は、No.９スロットから出てネック部１４の外周面の左側に沿って約半周した後、No.４整流子片に接続される。
第４の巻き線（図示省略）は、第２の巻き線ＷＸ２に対してスロットを一個ずらした状態でアーマチュアコア１０に巻装されている（パターン１）。即ち、第４の巻き線は、第３の巻き線ＷＸ３と同じNo.２スロットとNo.９スロットとを使用してアーマチュアコア１０に巻装されるが、最初に通されるスロットは第３の巻き線ＷＸ３と異なっている。
このように、二本の巻き線が同じスロットを使用してアーマチュアコア１０に巻装され、次の二本の巻き線がスロットを一個ずらした状態でアーマチュアコア１０に巻装される。以下、同様の二本一組の巻き線がスロットを一個づつずらした状態で順番にアーマチュアコア１０に巻装される。
【００１９】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図３から図６に示すように、パターン１のみで巻き線Ｗを巻装する例と、図７から図９に示すように、パターン２、パターン１の順番で巻きパターンを交互に変えながら巻き線Ｗを巻装する例を示した。しかし、例えば、パターン２のみで巻き線Ｗを巻装することも可能であるし、パターン１、パターン２の順番で巻きパターンを交互に変えながら巻き線Ｗを巻装することも可能である。
また、本実施形態では、１６スロット／３２セグメントの電動モータＭを例に説明したが、スロット数やセグメント数は適宜変更可能である。
また、図３から図９に示す展開図では、巻き線Ｗをアーマチュアコア１０に一回巻装する状態を示しているが、巻装回数は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る電動モータのアーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す模式図である。
【図２】電動モータの回転子を表す模式図（Ａ図、Ｂ図）である。
【図３】アーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図４】アーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図５】アーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図６】アーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図７】アーマチュアコアに対する他の巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図８】アーマチュアコアに対する他の巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図９】アーマチュアコアに対する他の巻き線の巻装方法を表す展開図である。
【図１０】従来の電動モータのアーマチュアコアに対する巻き線の巻装方法を表す模式図（Ａ図）、及び電動モータの配線模式図（Ｂ図）である。
【符号の説明】
【００２１】
１０・・・・アーマチュアコア
１１・・・・スロット
１２・・・・整流子
１２ｔ・・・整流子片
１４・・・・ネック部
Ｗ・・・・・巻き線
【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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【図７】
0005047717.tif 000008
【図８】
0005047717.tif 000009
【図９】
0005047717.tif 000010
【図１０】
0005047717.tif 000011