JP2004064982A - 電機子およびモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる電機子およびモータを提供することにある。
【解決手段】本発明は、環状体からなるコア本体１２に突起状のティース１３が放射状に複数形成されてなる電機子コア１１と、ティース１３に巻回された巻線１４と、を有して構成された電機子１０に関する。
ティース１３には、巻線１４が巻回可能な巻線巻回部１３ａが形成され、この巻線巻回部１３ａは、ティース１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されている。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明は、環状体からなるコア本体１２に突起状のティース１３が放射状に複数形成されてなる電機子コア１１と、ティース１３に巻回された巻線１４と、を有して構成された電機子１０に関する。
ティース１３には、巻線１４が巻回可能な巻線巻回部１３ａが形成され、この巻線巻回部１３ａは、ティース１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子およびモータに係り、特に、ティースに巻線が巻回された電機子およびモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来からモータに用いられている電機子の構成を示す部分説明図である。図１２に示すように、従来の電機子５１０は、環状体からなるコア本体５１２に突起状のティース５１３が放射状に複数形成されてなる電機子コア５１１を有して構成されている。
【０００３】
ティース５１３には、断面略四角形状からなる巻線巻回部５１３ａが形成されており、この巻線巻回部５１３ａには、巻線５１４が例えば３重に巻回されている。これにより、ティース５１３に、第１重目の巻線部５１４−１，第２重目の巻線部５１４−２，第３重目の巻線部５１４−３が形成されている。
【０００４】
そして、上記構成からなる従来の電機子５１０では、巻線５１４を互いに密着させるために、巻線５１４にテンションを掛けた状態で、図示しない巻線巻回装置を矢印▲１▼，▲２▼，▲３▼の方向に向かって順に移動させるようにして、巻線５１４を巻線巻回部５１３ａに巻回するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第３重目の巻線部５１４−３を形成するとき、テンションを掛けながら巻線５１４を巻線部５１４−２の外側に巻回すると、巻線部５１４−２は、図中矢印Ｘの方向へ押し退けられて整列状態が崩されてしまうという不具合があった。
【０００６】
特に、巻線５１４の太さが直径０．８ｍｍ以上ある場合には、巻線５１４が曲がりにくくなっているので、巻線５１４を巻線巻回部５１３ａにきれいに整列させた状態に巻回させるために、巻線５１４に掛けるテンションを強める必要があった。
【０００７】
このように、巻線５１４に掛けるテンションを強めると、特に巻線部５１４−２において、巻線部５１４−３として巻回されている巻線５１４によって作用する押し付け力がより強大になってしまうため、第２重目に巻回された巻線部５１４−２の整列状態が大きく崩されてしまうという不具合があった。
【０００８】
本発明は、上記不具合に鑑みてなされたものであって、その目的は、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる電機子およびモータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載の電機子によれば、環状体からなるコア本体に突起状のティースが放射状に複数形成されてなる電機子コアと、前記ティースに巻回された巻線と、を有して構成された電機子であって、前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記ティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されていること、により解決される。
【００１０】
このように、ティースの巻線が巻回される部分がティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されていると、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線が内側に巻回された巻線を押し付ける力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００１１】
これにより、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線全体をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００１２】
このとき、請求項２に記載のように、ティースの巻線が巻回された部分が、電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に細くなるように形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力を、電機子コアの半径方向外側に分散させて低減させることができるので好適である。
【００１３】
また、請求項３に記載のように、ティースの巻線が巻回された部分が、電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に太くなるように形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力を、電機子コアの半径方向内側に分散させて低減させることができるので好適である。
【００１４】
また、請求項４に記載のように、巻線が直径０．８ｍｍ以上に形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力の低減効果をより顕著なものとすることができるので好適である。
【００１５】
また、請求項５に記載のモータは、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電機子を用いているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線による押し付け力によって、内側に巻回された巻線の整列状態が崩れてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させて巻回することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１７】
図１乃至図４は本発明の第一実施形態を示す図で、図１は電機子の構成を示す部分説明図、図２はティースの形状を示す説明図、図３は巻線に押し付け力が作用した状態を示す説明図、図４はモータの断面側面図である。なお、図３において、理解の容易のために、ティース１３のテーパ角度は、図２に示すティース１３のテーパ角度よりも大きくなるように図示してある。
【００１８】
図５，図６は本発明の第二実施形態を示す図で、図５は電機子の構成を示す部分説明図、図６はティースの形状を示す説明図である。
【００１９】
（第一実施形態）
はじめに、本発明の第一実施形態に係る電機子について説明する。
図１に示す本発明の第一実施形態に係る電機子１０は、アウターロータ型ブラシレスモータのステータとして用いられるものであり、電機子１０の半径方向外側に配設された回転子３０を回転させるためのものである。
【００２０】
本実施形態に係る電機子１０は、所定形状からなる金属製薄板を軸方向に積層して形成された電機子コア１１を有して構成されている。この電機子コア１１は、環状体からなるコア本体１２と、このコア本体１２の外側に放射状に複数配設された突起体からなるティース１３と、から構成されている。
【００２１】
ティース１３には、巻線１４が巻回可能な巻線巻回部１３ａが形成されており、この巻線巻回部１３ａの突出端部には、コア本体１２の接線方向両側に延びる磁極部１３ｂが形成されている。
【００２２】
巻線巻回部１３ａは、図２のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面に示すように、断面略四角形状に形成されており、巻線巻回部１３ａのコア本体１２側の部分から磁極部１３ｂが配設された部分までは、軸方向の厚みが、「厚みａ」になるように均一に形成されている。
【００２３】
また、巻線巻回部１３ａは、コア本体１２側の部分が最も幅が広く形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、ティース１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅が狭くなるように、すなわち、「幅ｃ」から「幅ｂ」へと徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００２４】
ここで、巻線巻回部１３ａのテーパ角度は、巻線巻回部１３ａに巻線１４を巻回する際に巻線１４に掛けるテンションや、巻線１４の太さに応じて設定されていることが望ましい。
【００２５】
すなわち、図示しない巻線巻回装置によって巻線１４に掛けるテンションが強い場合や、巻線１４の太さが直径１．０ｍｍよりも太いような場合には、巻線巻回部１３ａのテーパ角度も大きくなるようにしておくことが望ましい。
【００２６】
磁極部１３ｂは、巻線巻回部１３ａに巻回された巻線１４から生ずる磁束の通路を形成すると共に、上述のように、コア本体１２の接線方向両側に延びるように形成されることにより、巻線１４の半径方向外側への脱落を防止するためのストッパの役割を果たすようになっている。
【００２７】
巻線１４は、被膜が施された銅線等で形成されており、巻線巻回部１３ａに３重に巻回されている。なお、本実施形態では、比較的太い巻線であっても巻線巻回部１３ａに整列させた状態に巻回することができるという、本発明による効果をより明確にするために、巻線１４は、低電圧タイプの太目のもの、例えば直径０．８ｍｍ以上のものが使用されている。
【００２８】
次に、上記各構成からなる電機子１０において、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回する方法について説明する。以下に、本実施形態の電機子１０において、図示しない巻線巻回装置を用いて、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに３重に巻回する方法について示す。
【００２９】
はじめに、巻線巻回部１３ａのコア本体１２側の部分から磁極部１３ｂが配設された部分まで、巻線１４を矢印▲１▼で示す方向に向かって巻回することにより、第１重目の巻線部１４−１を形成する。
【００３０】
このとき、上述のように、巻線１４にテンションを掛けることにより、巻線１４に弛みが生じないようにすることができるので、巻線１４を巻線巻回部１３ａに整列させた状態に巻回することができる。
【００３１】
次に、第１重目の巻線部１４−１の上に重なるように、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂが配設された部分から巻線巻回部１３ａの中央部よりもややコア本体１２側の部分まで、第２重目としての巻線１４を矢印▲２▼で示す方向に向かって巻回することにより、第２重目の巻線部１４−２を形成する。
【００３２】
最後に、第２重目の巻線部１４−２の上に重なるように、巻線巻回部１３ａのほぼ中央部から磁極部１３ｂが配設された部分まで、第３重目としての巻線１４を矢印▲３▼で示す方向に向かって巻回することにより、第３重目の巻線部１４−３を形成する。このようにすることにより、巻線１４が巻線巻回部１３ａに３重に巻回される。
【００３３】
ここで、第２重目の巻線部１４−２の上に、テンションを掛けながら第３重目としての巻線１４を巻回すると、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２に、第３重目として巻回される巻線１４による押し付け力が作用する。
【００３４】
ところが、本実施形態の電機子１０では、上述のように、巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００３５】
従って、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに多重に巻回しても、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２が巻線巻回部１３ａの表面に垂直に押し付けられる力は、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減される。
【００３６】
すなわち、図３に示すように、第３重目の巻線部１４−３による巻線巻回部１３ａの表面への押し付け力Ｆは、巻線巻回部１３ａの表面と平行な基準線Ｌｓとティース１３の長手方向中心軸線Ｌｔとの成す角度、すなわちテーパ角度θとの関係により、Ｆ＝Ｆａ×ｓｉｎθで求めることができる。
【００３７】
ここで、巻線巻回部１３ａが、テーパ角度θ（０＜θ＜９０）からなるテーパ状に形成されていると、ｓｉｎθ＜１になるので、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２が巻線巻回部１３ａの表面に垂直に押し付けられる力を低減させることができる。
【００３８】
これにより、第３重目として巻回される巻線１４の押し付け力により、第２重目の巻線部１４−２の整列状態が崩れてしまうことを防止することができるので、巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させて巻回することができる。
【００３９】
また、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２は、第３重目として巻回される巻線１４に生ずる分力Ｆｂによって、コア本体１２の半径方向外側に押えつけられるので、巻線部１４−１，１４−２の上から巻線１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１４全体を密着させることができる。
【００４０】
従って、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００４１】
また、上記のように巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させて巻回することができるので、各ティース１３に巻回される巻線１４の長さを均一にすることができ、これにより、各ティース１３における巻線１４の抵抗値のバラツキを無くすことができる。
【００４２】
次に、上記構成からなる電機子１０を、ブラシレスモータのステータとして適用した例について説明する。
【００４３】
図４に示す本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ４０は、電機子１０の半径方向外側で回転子が回転するタイプのアウターロータ型ブラシレスモータである。
【００４４】
本実施形態に係るブラシレスモータ４０において、上述の電機子１０は、ホルダ部材２１に形成されたホルダ部２２よって固定されている。このホルダ部２２の突出端部には、シャフト２３が形成されており、このシャフト２３には軸受２４の内輪が固定されている。
【００４５】
電機子１０の半径方向外側には、回転子３０が配設されている。この回転子３０は、カップ状に形成されたアウターロータ３１を有して構成されており、このアウターロータ３１の内周面には、電機子１０のティース１３と対向する位置に磁石３２が配設されている。
【００４６】
また、アウターロータ３１の底面中央部分には、軸受２４の外輪が固定され、これにより、アウターロータ３１が電機子１０に対して回転可能になっている。
【００４７】
ここで、本実施形態のブラシレスモータ４０では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂ配設側の部分がコア本体１２側の部分よりも細くなるようにテーパ状に形成されているので、より磁石３２に近い部分に巻線１４を多く巻回することができるようになっている。
【００４８】
これにより、磁石３２に対する磁力を強めることができるので、ブラシレスモータ４０の回転力を高めることができる。
【００４９】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る電機子について説明する。
図５に示す本発明の第二実施形態に係る電機子１１０は、インナーロータ型ブラシレスモータのステータとして用いられるものであり、電機子１１０の半径方向内側に配設された回転子１３０を回転させるためのものである。
【００５０】
本実施形態に係る電機子１１０は、所定形状からなる金属製薄板を軸方向に積層して形成された電機子コア１１１を有して構成されている。この電機子コア１１１は、環状体からなるコア本体１１２と、このコア本体１１２の内側に放射状に複数配設された突起体からなるティース１１３と、から構成されている。
【００５１】
ティース１１３には、巻線１１４が巻回可能な巻線巻回部１１３ａが形成されており、この巻線巻回部１１３ａの突出端部は、環状の磁極部１１３ｂによって連結されている。
【００５２】
巻線巻回部１１３ａは、図６のＣ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面に示すように、断面略四角形状に形成されており、巻線巻回部１１３ａのコア本体１１２側の部分から磁極部１１３ｂが配設された部分までは、軸方向の厚みが、「厚みｄ」になるように均一に形成されている。
【００５３】
また、巻線巻回部１１３ａは、磁極部１１３ｂ配設側の部分が最も幅が広く形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、ティース１１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅が狭くなるように、すなわち、「幅ｆ」から「幅ｅ」へと徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００５４】
磁極部１１３ｂは、巻線巻回部１１３ａに巻回された巻線１１４から生ずる磁束の通路を形成すると共に、上述のように、環状に形成されることにより、巻線１１４の半径方向内側への脱落を防止するためのストッパの役割を果たすようになっている。
【００５５】
巻線１１４は、被膜が施された銅線等で形成されており、巻線巻回部１１３ａに３重に巻回されている。なお、本実施形態においても、比較的太い巻線であっても巻線巻回部１１３ａに整列巻回することができるという、本発明による効果をより明確にするために、巻線１１４は、低電圧タイプの太目のもの、例えば直径０．８ｍｍ以上のものが使用されている。
【００５６】
そして、上記各構成からなる電機子１１０においても、上記第一実施形態に示した電機子１０と同様な方法により、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回する。
【００５７】
すなわち、巻線巻回装置等を用いて、テンションを掛けながら巻線１１４を、矢印▲１▼，▲２▼，▲３▼の方向に向かって順に巻回する。これにより、第１重目の巻線部１１４−１、第２重目の巻線部１１４−２、第３重目の巻線部１１４−３が形成される。
【００５８】
ここで、第２重目の巻線部１１４−２の上に、テンションを掛けながら第３重目としての巻線１１４を巻回すると、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２に、第３重目として巻回される巻線１１４による押し付け力が作用する。
【００５９】
ところが、本実施形態の電機子１１０では、上述のように、巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００６０】
従って、テンションを掛けながら巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに多重に巻回しても、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２が巻線巻回部１１３ａの表面に垂直に押し付けられる力は、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減される。
【００６１】
これにより、第３重目として巻回される巻線１１４の押し付け力により、第２重目の巻線部１１４−２の整列状態が崩れてしまうことを防止することができるので、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａにきれいに整列させて巻回することができる。
【００６２】
また、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２は、第３重目として巻回される巻線１１４に生ずる分力によって、コア本体１１２の半径方向外側に押えつけられるので、巻線部１１４−１，１１４−２の上から巻線１１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１１４全体を密着させることができる。
【００６３】
従って、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００６４】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）本発明の第一実施形態に係る電機子１０では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線１４によって内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００６５】
これにより、外側の巻線１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００６６】
（ロ）また、巻線巻回部１３ａがテーパ状に形成されることにより、外側に巻回された巻線部１４−３には、テーパ斜面下側に向けて分力が働くので、内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２は、コア本体１２の半径方向外側に押えつけられる。
【００６７】
これにより、内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２の上から巻線１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１４全体を密着させることができる。
【００６８】
従って、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００６９】
（ハ）また、本実施形態の電機子１０では、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂ配設側の部分がコア本体１２側の部分よりも細くなるようにテーパ状に形成されているので、より磁石３２に近い部分に巻線１４を多く巻回することができるようになっている。
【００７０】
従って、本実施形態の電機子１０をブラシレスモータ４０に適用することにより、磁石３２に対する磁力を強めることができるので、ブラシレスモータ４０の回転力を高めることができる。
【００７１】
（ニ）本発明の第二実施形態に係る電機子１１０では、図６に示すように、ティース１１３に形成された巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに多重巻回しても、外側に巻回された巻線部１１４−３によって内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部１１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００７２】
これにより、外側の巻線１１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部１１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線１１４全体を巻線巻回部１１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００７３】
（ホ）また、巻線巻回部１１３ａがテーパ状に形成されることにより、外側に巻回された巻線部１１４−３には、テーパ斜面下側に向けて分力が働くので、内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２は、コア本体１１２の半径方向外側に押えつけられる。
【００７４】
これにより、内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２の上から巻線１１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１１４全体を密着させることができる。
【００７５】
従って、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００７６】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。図７乃至図１１は、本実施形態の改変例を示す図で、図７は電機子の第一改変例を示す説明図、図８は第一改変例に係る電機子をブラシレスモータに適用した例を示す説明図、図９は電機子の第二改変例を示す説明図、図１０は電機子の第三改変例を示す説明図、図１１は電機子の第四改変例を示す説明図である。なお、図７は、電機子を回転軸と平行な平面で切断した断面図である。
【００７７】
（ａ）上記実施形態では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａは、軸方向の厚みが「厚みａ」になるように均一に形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、巻線巻回部は、図７に示すように形成されていても良い。すなわち、図７に示す電機子２１０において、ティース２１３に形成された巻線巻回部２１３ａは、Ｅ−Ｅ断面およびＦ−Ｆ断面に示すように、幅が「幅ｇ」になるように均一に形成され、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、「厚みｉ」から「厚みｈ」へと徐々に厚みが薄くなるようにテーパ状に形成されていても良い。
【００７９】
このようにしても、テンションを掛けながら巻線２１４を巻線巻回部２１３ａに多重巻回した際に、外側に巻回される巻線２１４によって内側に巻回された巻線部２１４−１，２１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部２１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００８０】
これにより、外側の巻線２１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部２１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線２１４全体を巻線巻回部２１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００８１】
また、巻線巻回部２１３ａの厚みが、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に薄くなるように形成されているので、図８に示すように、本例における電機子２１０をブラシレスモータ４０に適用した場合には、巻線２１４が巻回される位置を、巻線巻回部をストレートに形成した従来の電機子における基準線Ｌ２よりも基準線Ｌ１の位置まで下げることができる。
【００８２】
これにより、アウターロータ３１の底面３１ａとティース２１３とのクリアランスＣを小さくすることが可能になるので、ブラシレスモータ４０を偏平化することができる。
【００８３】
また、本改変例に係る巻線巻回部２１３ａは、幅が「幅ａ」になるように均一に形成され、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に厚みが薄くなるようにテーパ状に形成されていたが、図９に示す電機子２１０のように、ティース２１３に形成された巻線巻回部２１３ａは、断面四角状に形成されると共に、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に細くなるようにテーパ状に形成されていても良い。
【００８４】
（ｂ）上記実施形態では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線１４が巻線巻回部１３ａの半径方向外側の部分に集中的に巻回されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８５】
例えば、図１０に示す電機子３１０のように、ティース３１３に形成された巻線巻回部３１３ａが、電機子コア３１１の半径方向外側から内側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線３１４が巻線巻回部３１３ａの半径方向内側の部分に集中的に巻回されていても良い。
【００８６】
また、図５に示すインナーロータ型のブラシレスモータに用いられる電機子１１０においても、巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向外側から内側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線１１４が巻線巻回部１１３ａの半径方向内側の部分に集中的に巻回されていても良い。
【００８７】
（ｃ）上記実施形態では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａが、断面略四角形状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８８】
例えば、図１１に示す電機子４１０のように、ティース４１３に形成された巻線巻回部４１３ａは、コア本体側の部分における断面が電機子コア４１１の軸方向に長い楕円形で形成され、コア本体４１２とは反対側に向かうに従って、徐々にコア本体の接線方向に長い楕円形になるように形成されていても良い。また、巻線巻回部は、断面真円状や、断面多角形状に形成されていても良い。
【００８９】
（ｄ）上記実施形態では、図２に示すように、金属製の電機子コア１１に形成された巻線巻回部１３ａに被膜が施された巻線１４を巻回するようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、巻線巻回部１３ａは、樹脂製のインシュレータ等によって周囲が覆われるように形成され、これによって巻線巻回部１３ａと巻線１４との絶縁性が確保されるように構成されていても良い。このとき、巻線巻回部１３ａのテーパ形状は、前記インシュレータに形成されていても良い。
【００９１】
また、巻線巻回部１３ａに絶縁紛体を静電塗装して固着させて、巻線巻回部１３ａと巻線１４との絶縁性が確保されるように構成されていても良い。このとき、巻線巻回部１３ａのテーパ形状は、前記絶縁紛体による被膜層の厚みを変化させることによって形成されていても良い。
【００９２】
（ｅ）上記実施形態では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａに巻線１４が３重に巻回されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、巻線巻回部１３ａには、巻線１４が５重に巻回されていても良い。このように巻線１４が５重に巻回される場合には、第２重目，第４重目に巻回された巻線１４がその上から巻回される巻線１４によって崩されてしまうことを防止することができる。
【００９３】
（ｆ）上記実施形態では、巻線巻回部１３ａが一定のテーパ角度によってテーパ状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、巻線巻回部１３ａの中央部を境にして、巻線巻回部１３ａの中央部よりも半径方向外側の部分と巻線巻回部１３ａの中央部よりも半径方向内側の部分とでは、異なるテーパ角度で形成されていても良い。
【００９４】
（ｇ）上記実施形態では、電機子１０，１１０がブラシレスモータのステータに適用されるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、本発明の電機子は、ブラシ付きモータのロータに適用することができる。
【００９５】
上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９６】
前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記コア本体側の部分における断面が電機子コアの軸方向に長い楕円形で形成されると共に、前記コア本体とは反対側に向かうに従って、徐々にコア本体の接線方向に長い楕円形になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【００９７】
このように形成されていても、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回された巻線によって内側に巻回された巻線が押し付けられる力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができるので、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電機子によれば、ティースの巻線が巻回される部分がティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線によって内側に巻回された巻線が押し付けられる力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００９９】
これにより、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【０１００】
また、本発明のモータによれば、上記電機子を用いているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線による押し付け力によって、内側に巻回された巻線の整列状態が崩れてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させて巻回することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電機子の構成を示す部分説明図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るティースの形状を示す説明図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る巻線に押し付け力が作用した状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るモータの断面側面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る電機子の構成を示す部分説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るティースの形状を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係る電機子の第一改変例を示す説明図である。
【図８】第一改変例に係る電機子をブラシレスモータに適用した例を示す説明図である。
【図９】本実施形態に係る電機子の第二改変例を示す説明図である。
【図１０】本実施形態に係る電機子の第三改変例を示す説明図である。
【図１１】本実施形態に係る電機子の第四改変例を示す説明図である。
【図１２】従来の電機子の構成を示す部分説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ 電機子、１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１ 電機子コア、１２，１１２，４１２，５１２ コア本体、１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３ ティース、１３ａ，１１３ａ，２１３ａ，３１３ａ，４１３ａ，５１３ａ 巻線巻回部、１３ｂ，１１３ｂ 磁極部、１４，１１４，２１４，３１４，５１４ 巻線、１４−１，１４−２，１４−３，１１４−１，１１４−２，１１４−３，５１４−１，５１４−２，５１４−３ 巻線部、２１ ホルダ部材、２２ ホルダ部、２３ シャフト、２４ 軸受、３０ 回転子、３１ アウターロータ、３１ａ 底面、３２ 磁石、４０ ブラシレスモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子およびモータに係り、特に、ティースに巻線が巻回された電機子およびモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来からモータに用いられている電機子の構成を示す部分説明図である。図１２に示すように、従来の電機子５１０は、環状体からなるコア本体５１２に突起状のティース５１３が放射状に複数形成されてなる電機子コア５１１を有して構成されている。
【０００３】
ティース５１３には、断面略四角形状からなる巻線巻回部５１３ａが形成されており、この巻線巻回部５１３ａには、巻線５１４が例えば３重に巻回されている。これにより、ティース５１３に、第１重目の巻線部５１４−１，第２重目の巻線部５１４−２，第３重目の巻線部５１４−３が形成されている。
【０００４】
そして、上記構成からなる従来の電機子５１０では、巻線５１４を互いに密着させるために、巻線５１４にテンションを掛けた状態で、図示しない巻線巻回装置を矢印▲１▼，▲２▼，▲３▼の方向に向かって順に移動させるようにして、巻線５１４を巻線巻回部５１３ａに巻回するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第３重目の巻線部５１４−３を形成するとき、テンションを掛けながら巻線５１４を巻線部５１４−２の外側に巻回すると、巻線部５１４−２は、図中矢印Ｘの方向へ押し退けられて整列状態が崩されてしまうという不具合があった。
【０００６】
特に、巻線５１４の太さが直径０．８ｍｍ以上ある場合には、巻線５１４が曲がりにくくなっているので、巻線５１４を巻線巻回部５１３ａにきれいに整列させた状態に巻回させるために、巻線５１４に掛けるテンションを強める必要があった。
【０００７】
このように、巻線５１４に掛けるテンションを強めると、特に巻線部５１４−２において、巻線部５１４−３として巻回されている巻線５１４によって作用する押し付け力がより強大になってしまうため、第２重目に巻回された巻線部５１４−２の整列状態が大きく崩されてしまうという不具合があった。
【０００８】
本発明は、上記不具合に鑑みてなされたものであって、その目的は、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる電機子およびモータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載の電機子によれば、環状体からなるコア本体に突起状のティースが放射状に複数形成されてなる電機子コアと、前記ティースに巻回された巻線と、を有して構成された電機子であって、前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記ティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されていること、により解決される。
【００１０】
このように、ティースの巻線が巻回される部分がティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されていると、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線が内側に巻回された巻線を押し付ける力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００１１】
これにより、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線全体をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００１２】
このとき、請求項２に記載のように、ティースの巻線が巻回された部分が、電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に細くなるように形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力を、電機子コアの半径方向外側に分散させて低減させることができるので好適である。
【００１３】
また、請求項３に記載のように、ティースの巻線が巻回された部分が、電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に太くなるように形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力を、電機子コアの半径方向内側に分散させて低減させることができるので好適である。
【００１４】
また、請求項４に記載のように、巻線が直径０．８ｍｍ以上に形成されていると、内側に巻回された巻線に作用する押し付け力の低減効果をより顕著なものとすることができるので好適である。
【００１５】
また、請求項５に記載のモータは、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電機子を用いているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線による押し付け力によって、内側に巻回された巻線の整列状態が崩れてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させて巻回することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１７】
図１乃至図４は本発明の第一実施形態を示す図で、図１は電機子の構成を示す部分説明図、図２はティースの形状を示す説明図、図３は巻線に押し付け力が作用した状態を示す説明図、図４はモータの断面側面図である。なお、図３において、理解の容易のために、ティース１３のテーパ角度は、図２に示すティース１３のテーパ角度よりも大きくなるように図示してある。
【００１８】
図５，図６は本発明の第二実施形態を示す図で、図５は電機子の構成を示す部分説明図、図６はティースの形状を示す説明図である。
【００１９】
（第一実施形態）
はじめに、本発明の第一実施形態に係る電機子について説明する。
図１に示す本発明の第一実施形態に係る電機子１０は、アウターロータ型ブラシレスモータのステータとして用いられるものであり、電機子１０の半径方向外側に配設された回転子３０を回転させるためのものである。
【００２０】
本実施形態に係る電機子１０は、所定形状からなる金属製薄板を軸方向に積層して形成された電機子コア１１を有して構成されている。この電機子コア１１は、環状体からなるコア本体１２と、このコア本体１２の外側に放射状に複数配設された突起体からなるティース１３と、から構成されている。
【００２１】
ティース１３には、巻線１４が巻回可能な巻線巻回部１３ａが形成されており、この巻線巻回部１３ａの突出端部には、コア本体１２の接線方向両側に延びる磁極部１３ｂが形成されている。
【００２２】
巻線巻回部１３ａは、図２のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面に示すように、断面略四角形状に形成されており、巻線巻回部１３ａのコア本体１２側の部分から磁極部１３ｂが配設された部分までは、軸方向の厚みが、「厚みａ」になるように均一に形成されている。
【００２３】
また、巻線巻回部１３ａは、コア本体１２側の部分が最も幅が広く形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、ティース１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅が狭くなるように、すなわち、「幅ｃ」から「幅ｂ」へと徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００２４】
ここで、巻線巻回部１３ａのテーパ角度は、巻線巻回部１３ａに巻線１４を巻回する際に巻線１４に掛けるテンションや、巻線１４の太さに応じて設定されていることが望ましい。
【００２５】
すなわち、図示しない巻線巻回装置によって巻線１４に掛けるテンションが強い場合や、巻線１４の太さが直径１．０ｍｍよりも太いような場合には、巻線巻回部１３ａのテーパ角度も大きくなるようにしておくことが望ましい。
【００２６】
磁極部１３ｂは、巻線巻回部１３ａに巻回された巻線１４から生ずる磁束の通路を形成すると共に、上述のように、コア本体１２の接線方向両側に延びるように形成されることにより、巻線１４の半径方向外側への脱落を防止するためのストッパの役割を果たすようになっている。
【００２７】
巻線１４は、被膜が施された銅線等で形成されており、巻線巻回部１３ａに３重に巻回されている。なお、本実施形態では、比較的太い巻線であっても巻線巻回部１３ａに整列させた状態に巻回することができるという、本発明による効果をより明確にするために、巻線１４は、低電圧タイプの太目のもの、例えば直径０．８ｍｍ以上のものが使用されている。
【００２８】
次に、上記各構成からなる電機子１０において、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回する方法について説明する。以下に、本実施形態の電機子１０において、図示しない巻線巻回装置を用いて、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに３重に巻回する方法について示す。
【００２９】
はじめに、巻線巻回部１３ａのコア本体１２側の部分から磁極部１３ｂが配設された部分まで、巻線１４を矢印▲１▼で示す方向に向かって巻回することにより、第１重目の巻線部１４−１を形成する。
【００３０】
このとき、上述のように、巻線１４にテンションを掛けることにより、巻線１４に弛みが生じないようにすることができるので、巻線１４を巻線巻回部１３ａに整列させた状態に巻回することができる。
【００３１】
次に、第１重目の巻線部１４−１の上に重なるように、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂが配設された部分から巻線巻回部１３ａの中央部よりもややコア本体１２側の部分まで、第２重目としての巻線１４を矢印▲２▼で示す方向に向かって巻回することにより、第２重目の巻線部１４−２を形成する。
【００３２】
最後に、第２重目の巻線部１４−２の上に重なるように、巻線巻回部１３ａのほぼ中央部から磁極部１３ｂが配設された部分まで、第３重目としての巻線１４を矢印▲３▼で示す方向に向かって巻回することにより、第３重目の巻線部１４−３を形成する。このようにすることにより、巻線１４が巻線巻回部１３ａに３重に巻回される。
【００３３】
ここで、第２重目の巻線部１４−２の上に、テンションを掛けながら第３重目としての巻線１４を巻回すると、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２に、第３重目として巻回される巻線１４による押し付け力が作用する。
【００３４】
ところが、本実施形態の電機子１０では、上述のように、巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００３５】
従って、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに多重に巻回しても、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２が巻線巻回部１３ａの表面に垂直に押し付けられる力は、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減される。
【００３６】
すなわち、図３に示すように、第３重目の巻線部１４−３による巻線巻回部１３ａの表面への押し付け力Ｆは、巻線巻回部１３ａの表面と平行な基準線Ｌｓとティース１３の長手方向中心軸線Ｌｔとの成す角度、すなわちテーパ角度θとの関係により、Ｆ＝Ｆａ×ｓｉｎθで求めることができる。
【００３７】
ここで、巻線巻回部１３ａが、テーパ角度θ（０＜θ＜９０）からなるテーパ状に形成されていると、ｓｉｎθ＜１になるので、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２が巻線巻回部１３ａの表面に垂直に押し付けられる力を低減させることができる。
【００３８】
これにより、第３重目として巻回される巻線１４の押し付け力により、第２重目の巻線部１４−２の整列状態が崩れてしまうことを防止することができるので、巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させて巻回することができる。
【００３９】
また、第１重目の巻線部１４−１および第２重目の巻線部１４−２は、第３重目として巻回される巻線１４に生ずる分力Ｆｂによって、コア本体１２の半径方向外側に押えつけられるので、巻線部１４−１，１４−２の上から巻線１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１４全体を密着させることができる。
【００４０】
従って、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００４１】
また、上記のように巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させて巻回することができるので、各ティース１３に巻回される巻線１４の長さを均一にすることができ、これにより、各ティース１３における巻線１４の抵抗値のバラツキを無くすことができる。
【００４２】
次に、上記構成からなる電機子１０を、ブラシレスモータのステータとして適用した例について説明する。
【００４３】
図４に示す本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ４０は、電機子１０の半径方向外側で回転子が回転するタイプのアウターロータ型ブラシレスモータである。
【００４４】
本実施形態に係るブラシレスモータ４０において、上述の電機子１０は、ホルダ部材２１に形成されたホルダ部２２よって固定されている。このホルダ部２２の突出端部には、シャフト２３が形成されており、このシャフト２３には軸受２４の内輪が固定されている。
【００４５】
電機子１０の半径方向外側には、回転子３０が配設されている。この回転子３０は、カップ状に形成されたアウターロータ３１を有して構成されており、このアウターロータ３１の内周面には、電機子１０のティース１３と対向する位置に磁石３２が配設されている。
【００４６】
また、アウターロータ３１の底面中央部分には、軸受２４の外輪が固定され、これにより、アウターロータ３１が電機子１０に対して回転可能になっている。
【００４７】
ここで、本実施形態のブラシレスモータ４０では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂ配設側の部分がコア本体１２側の部分よりも細くなるようにテーパ状に形成されているので、より磁石３２に近い部分に巻線１４を多く巻回することができるようになっている。
【００４８】
これにより、磁石３２に対する磁力を強めることができるので、ブラシレスモータ４０の回転力を高めることができる。
【００４９】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る電機子について説明する。
図５に示す本発明の第二実施形態に係る電機子１１０は、インナーロータ型ブラシレスモータのステータとして用いられるものであり、電機子１１０の半径方向内側に配設された回転子１３０を回転させるためのものである。
【００５０】
本実施形態に係る電機子１１０は、所定形状からなる金属製薄板を軸方向に積層して形成された電機子コア１１１を有して構成されている。この電機子コア１１１は、環状体からなるコア本体１１２と、このコア本体１１２の内側に放射状に複数配設された突起体からなるティース１１３と、から構成されている。
【００５１】
ティース１１３には、巻線１１４が巻回可能な巻線巻回部１１３ａが形成されており、この巻線巻回部１１３ａの突出端部は、環状の磁極部１１３ｂによって連結されている。
【００５２】
巻線巻回部１１３ａは、図６のＣ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面に示すように、断面略四角形状に形成されており、巻線巻回部１１３ａのコア本体１１２側の部分から磁極部１１３ｂが配設された部分までは、軸方向の厚みが、「厚みｄ」になるように均一に形成されている。
【００５３】
また、巻線巻回部１１３ａは、磁極部１１３ｂ配設側の部分が最も幅が広く形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、ティース１１３の長手方向中心軸線Ｌｃに沿って幅が狭くなるように、すなわち、「幅ｆ」から「幅ｅ」へと徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００５４】
磁極部１１３ｂは、巻線巻回部１１３ａに巻回された巻線１１４から生ずる磁束の通路を形成すると共に、上述のように、環状に形成されることにより、巻線１１４の半径方向内側への脱落を防止するためのストッパの役割を果たすようになっている。
【００５５】
巻線１１４は、被膜が施された銅線等で形成されており、巻線巻回部１１３ａに３重に巻回されている。なお、本実施形態においても、比較的太い巻線であっても巻線巻回部１１３ａに整列巻回することができるという、本発明による効果をより明確にするために、巻線１１４は、低電圧タイプの太目のもの、例えば直径０．８ｍｍ以上のものが使用されている。
【００５６】
そして、上記各構成からなる電機子１１０においても、上記第一実施形態に示した電機子１０と同様な方法により、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回する。
【００５７】
すなわち、巻線巻回装置等を用いて、テンションを掛けながら巻線１１４を、矢印▲１▼，▲２▼，▲３▼の方向に向かって順に巻回する。これにより、第１重目の巻線部１１４−１、第２重目の巻線部１１４−２、第３重目の巻線部１１４−３が形成される。
【００５８】
ここで、第２重目の巻線部１１４−２の上に、テンションを掛けながら第３重目としての巻線１１４を巻回すると、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２に、第３重目として巻回される巻線１１４による押し付け力が作用する。
【００５９】
ところが、本実施形態の電機子１１０では、上述のように、巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。
【００６０】
従って、テンションを掛けながら巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに多重に巻回しても、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２が巻線巻回部１１３ａの表面に垂直に押し付けられる力は、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減される。
【００６１】
これにより、第３重目として巻回される巻線１１４の押し付け力により、第２重目の巻線部１１４−２の整列状態が崩れてしまうことを防止することができるので、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａにきれいに整列させて巻回することができる。
【００６２】
また、第１重目の巻線部１１４−１および第２重目の巻線部１１４−２は、第３重目として巻回される巻線１１４に生ずる分力によって、コア本体１１２の半径方向外側に押えつけられるので、巻線部１１４−１，１１４−２の上から巻線１１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１１４全体を密着させることができる。
【００６３】
従って、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００６４】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）本発明の第一実施形態に係る電機子１０では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線１４を巻線巻回部１３ａに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線１４によって内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００６５】
これにより、外側の巻線１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線１４全体を巻線巻回部１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００６６】
（ロ）また、巻線巻回部１３ａがテーパ状に形成されることにより、外側に巻回された巻線部１４−３には、テーパ斜面下側に向けて分力が働くので、内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２は、コア本体１２の半径方向外側に押えつけられる。
【００６７】
これにより、内側に巻回された巻線部１４−１，１４−２の上から巻線１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１４全体を密着させることができる。
【００６８】
従って、巻線１４を巻線巻回部１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００６９】
（ハ）また、本実施形態の電機子１０では、巻線巻回部１３ａの磁極部１３ｂ配設側の部分がコア本体１２側の部分よりも細くなるようにテーパ状に形成されているので、より磁石３２に近い部分に巻線１４を多く巻回することができるようになっている。
【００７０】
従って、本実施形態の電機子１０をブラシレスモータ４０に適用することにより、磁石３２に対する磁力を強めることができるので、ブラシレスモータ４０の回転力を高めることができる。
【００７１】
（ニ）本発明の第二実施形態に係る電機子１１０では、図６に示すように、ティース１１３に形成された巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに多重巻回しても、外側に巻回された巻線部１１４−３によって内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部１１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００７２】
これにより、外側の巻線１１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部１１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線１１４全体を巻線巻回部１１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００７３】
（ホ）また、巻線巻回部１１３ａがテーパ状に形成されることにより、外側に巻回された巻線部１１４−３には、テーパ斜面下側に向けて分力が働くので、内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２は、コア本体１１２の半径方向外側に押えつけられる。
【００７４】
これにより、内側に巻回された巻線部１１４−１，１１４−２の上から巻線１１４を重ねるようにして巻回するだけで、巻線１１４全体を密着させることができる。
【００７５】
従って、巻線１１４を巻線巻回部１１３ａに巻回した後に、治具等を用いて巻線１１４を押さえ込むようにして整列させる作業を不要とすることができるので、従来に比して作業工数を減らすことができる。
【００７６】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。図７乃至図１１は、本実施形態の改変例を示す図で、図７は電機子の第一改変例を示す説明図、図８は第一改変例に係る電機子をブラシレスモータに適用した例を示す説明図、図９は電機子の第二改変例を示す説明図、図１０は電機子の第三改変例を示す説明図、図１１は電機子の第四改変例を示す説明図である。なお、図７は、電機子を回転軸と平行な平面で切断した断面図である。
【００７７】
（ａ）上記実施形態では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａは、軸方向の厚みが「厚みａ」になるように均一に形成され、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、巻線巻回部は、図７に示すように形成されていても良い。すなわち、図７に示す電機子２１０において、ティース２１３に形成された巻線巻回部２１３ａは、Ｅ−Ｅ断面およびＦ−Ｆ断面に示すように、幅が「幅ｇ」になるように均一に形成され、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、「厚みｉ」から「厚みｈ」へと徐々に厚みが薄くなるようにテーパ状に形成されていても良い。
【００７９】
このようにしても、テンションを掛けながら巻線２１４を巻線巻回部２１３ａに多重巻回した際に、外側に巻回される巻線２１４によって内側に巻回された巻線部２１４−１，２１４−２が押し付けられる力を、巻線巻回部２１３ａのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００８０】
これにより、外側の巻線２１４の押し付け力により、内側に巻回された巻線部２１４−２の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線２１４全体を巻線巻回部２１３ａにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【００８１】
また、巻線巻回部２１３ａの厚みが、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に薄くなるように形成されているので、図８に示すように、本例における電機子２１０をブラシレスモータ４０に適用した場合には、巻線２１４が巻回される位置を、巻線巻回部をストレートに形成した従来の電機子における基準線Ｌ２よりも基準線Ｌ１の位置まで下げることができる。
【００８２】
これにより、アウターロータ３１の底面３１ａとティース２１３とのクリアランスＣを小さくすることが可能になるので、ブラシレスモータ４０を偏平化することができる。
【００８３】
また、本改変例に係る巻線巻回部２１３ａは、幅が「幅ａ」になるように均一に形成され、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に厚みが薄くなるようにテーパ状に形成されていたが、図９に示す電機子２１０のように、ティース２１３に形成された巻線巻回部２１３ａは、断面四角状に形成されると共に、電機子コア２１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に細くなるようにテーパ状に形成されていても良い。
【００８４】
（ｂ）上記実施形態では、図２に示すように、ティース１３に形成された巻線巻回部１３ａが、電機子コア１１の半径方向内側から外側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線１４が巻線巻回部１３ａの半径方向外側の部分に集中的に巻回されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８５】
例えば、図１０に示す電機子３１０のように、ティース３１３に形成された巻線巻回部３１３ａが、電機子コア３１１の半径方向外側から内側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線３１４が巻線巻回部３１３ａの半径方向内側の部分に集中的に巻回されていても良い。
【００８６】
また、図５に示すインナーロータ型のブラシレスモータに用いられる電機子１１０においても、巻線巻回部１１３ａが、電機子コア１１１の半径方向外側から内側へ向かうに従って、徐々に幅が狭くなるようにテーパ状に形成され、巻線１１４が巻線巻回部１１３ａの半径方向内側の部分に集中的に巻回されていても良い。
【００８７】
（ｃ）上記実施形態では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａが、断面略四角形状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８８】
例えば、図１１に示す電機子４１０のように、ティース４１３に形成された巻線巻回部４１３ａは、コア本体側の部分における断面が電機子コア４１１の軸方向に長い楕円形で形成され、コア本体４１２とは反対側に向かうに従って、徐々にコア本体の接線方向に長い楕円形になるように形成されていても良い。また、巻線巻回部は、断面真円状や、断面多角形状に形成されていても良い。
【００８９】
（ｄ）上記実施形態では、図２に示すように、金属製の電機子コア１１に形成された巻線巻回部１３ａに被膜が施された巻線１４を巻回するようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、巻線巻回部１３ａは、樹脂製のインシュレータ等によって周囲が覆われるように形成され、これによって巻線巻回部１３ａと巻線１４との絶縁性が確保されるように構成されていても良い。このとき、巻線巻回部１３ａのテーパ形状は、前記インシュレータに形成されていても良い。
【００９１】
また、巻線巻回部１３ａに絶縁紛体を静電塗装して固着させて、巻線巻回部１３ａと巻線１４との絶縁性が確保されるように構成されていても良い。このとき、巻線巻回部１３ａのテーパ形状は、前記絶縁紛体による被膜層の厚みを変化させることによって形成されていても良い。
【００９２】
（ｅ）上記実施形態では、図２に示すように、巻線巻回部１３ａに巻線１４が３重に巻回されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、巻線巻回部１３ａには、巻線１４が５重に巻回されていても良い。このように巻線１４が５重に巻回される場合には、第２重目，第４重目に巻回された巻線１４がその上から巻回される巻線１４によって崩されてしまうことを防止することができる。
【００９３】
（ｆ）上記実施形態では、巻線巻回部１３ａが一定のテーパ角度によってテーパ状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、巻線巻回部１３ａの中央部を境にして、巻線巻回部１３ａの中央部よりも半径方向外側の部分と巻線巻回部１３ａの中央部よりも半径方向内側の部分とでは、異なるテーパ角度で形成されていても良い。
【００９４】
（ｇ）上記実施形態では、電機子１０，１１０がブラシレスモータのステータに適用されるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、本発明の電機子は、ブラシ付きモータのロータに適用することができる。
【００９５】
上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００９６】
前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記コア本体側の部分における断面が電機子コアの軸方向に長い楕円形で形成されると共に、前記コア本体とは反対側に向かうに従って、徐々にコア本体の接線方向に長い楕円形になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【００９７】
このように形成されていても、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回された巻線によって内側に巻回された巻線が押し付けられる力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができるので、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電機子によれば、ティースの巻線が巻回される部分がティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線によって内側に巻回された巻線が押し付けられる力を、ティースのテーパ角度による合力によって低減させることができる。
【００９９】
これにより、外側の巻線の押し付け力により、内側に巻回された巻線の整列状態が崩されてしまうことを防止することができるので、巻線をティースにきれいに整列させた状態に巻回することができる。
【０１００】
また、本発明のモータによれば、上記電機子を用いているので、テンションを掛けながら巻線をティースに多重巻回する際に、外側に巻回される巻線による押し付け力によって、内側に巻回された巻線の整列状態が崩れてしまうことを防止することができ、巻線をティースにきれいに整列させて巻回することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電機子の構成を示す部分説明図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るティースの形状を示す説明図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る巻線に押し付け力が作用した状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るモータの断面側面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る電機子の構成を示す部分説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るティースの形状を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係る電機子の第一改変例を示す説明図である。
【図８】第一改変例に係る電機子をブラシレスモータに適用した例を示す説明図である。
【図９】本実施形態に係る電機子の第二改変例を示す説明図である。
【図１０】本実施形態に係る電機子の第三改変例を示す説明図である。
【図１１】本実施形態に係る電機子の第四改変例を示す説明図である。
【図１２】従来の電機子の構成を示す部分説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ 電機子、１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１ 電機子コア、１２，１１２，４１２，５１２ コア本体、１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３ ティース、１３ａ，１１３ａ，２１３ａ，３１３ａ，４１３ａ，５１３ａ 巻線巻回部、１３ｂ，１１３ｂ 磁極部、１４，１１４，２１４，３１４，５１４ 巻線、１４−１，１４−２，１４−３，１１４−１，１１４−２，１１４−３，５１４−１，５１４−２，５１４−３ 巻線部、２１ ホルダ部材、２２ ホルダ部、２３ シャフト、２４ 軸受、３０ 回転子、３１ アウターロータ、３１ａ 底面、３２ 磁石、４０ ブラシレスモータ
Claims (5)
- 環状体からなるコア本体に突起状のティースが放射状に複数形成されてなる電機子コアと、前記ティースに巻回された巻線と、を有して構成された電機子であって、
前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記ティースの長手方向中心軸線に沿って幅又は厚みが変化するようにテーパ状に形成されていることを特徴とする電機子。 - 前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に細くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
- 前記ティースの前記巻線が巻回された部分は、前記電機子コアの半径方向内側から外側へ向かうに従って徐々に太くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
- 前記巻線は、直径０．８ｍｍ以上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電機子を用いたことを特徴とするモータ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002224203A JP2004064982A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 電機子およびモータ |
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| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
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Cited By (4)
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| KR101164461B1 (ko) | 2008-06-17 | 2012-07-18 | 니혼 덴산 가부시키가이샤 | 모터 |
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| CN107636937A (zh) * | 2015-05-29 | 2018-01-26 | 电装多利牡株式会社 | 旋转电机 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |