JP4613091B2 - モータおよびモータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータおよびモータの製造方法に関し、詳しくは、電機子巻線を構成するワイヤを整流子と電機子にバランス良く巻くモータ構築技術に関する。

通常、直流モータでは、固定子の極数と同数のブラシが必要とされていた。しかしながら、ブラシの数が多くなる程に、電機子が回転する際の整流子とブラシの摩擦による抵抗損失が大きくなる虞がある。また、ブラシの数が多くなる程に、部品点数も増加する。そこで、整流子に設けられたセグメントのうち対角に位置するセグメントを均圧線により接続し、両セグメントにそれぞれ接続されているコイルを接続して電気的に等価とし、固定子が４極であっても、２個のブラシを用いて駆動することができるようにしたモータが特開平２−１８４２４６号公報（特許文献１参照）に開示されている。
特開平２−１８４２４６号公報

上記従来の技術で記載したようなモータでは、電気的に等価な２つのコイル及び均圧線を含むワイヤの結線部（以降、単位巻線と称呼する。）を形成する方法として、始点のセグメントに接続したワイヤを、所定のスロット間に巻いてコイルを形成し、続けてワイヤをこのスロット間の対角に位置するスロット間に巻いてコイルを形成し、中継のセグメントに接続し、続けて中継のセグメントと終点のセグメントを接続して均圧線を形成する方法が知られている。そして、始点のセグメントが、整流子の長軸回りの周方向に１つずつシフトされつつ上記単位巻線が繰り返し形成され、各単位巻線の２つのコイルはそれぞれ電機子の長軸回りの周方向に１スロットずつシフトしつつ順次形成され、これによって電機子と整流子間に電機子巻線が形成される。
このような場合、整流子の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントから、電機子の長軸回りの周方向に１スロットずつシフトしたスロットに向かって順次ワイヤが配線される等の要因により、ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子と電機子間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じ易い。したがって、出力軸、電機子、整流子、電機子巻線から構成される回転子の重量にアンバランスが生じ、回転子の回転中心が出力軸から偏心し易い。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電機子巻線を構成するワイヤを整流子と電機子にバランス良く巻くモータ構築技術を提供することを目的とする。

（請求項１に記載の発明）
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、複数のスロットが設けられた電機子と、電機子とともに回転する整流子と、整流子の長軸周りの周方向に配設された複数のセグメントと、電機子とセグメント間に形成された少なくとも第１および第２の単位巻線を有する電機子巻線とを備えたモータが構成される。本発明における「モータ」としては、整流子およびブラシにより、電機子巻線に供給される電流の方向が整流されるモータを広く包含する。典型的には、直流モータ、交流整流子モータがこれに該当する。

本発明のモータに係る第１の単位巻線は、複数のセグメントのうちの第１、第２および第３の各セグメントと、複数のスロットから各々選択された所定のスロット群にワイヤを巻くことで形成された第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルと、ワイヤで形成された第１の均圧線を有している。
そして、第１のセグメントは、当該第１の単位巻線の始点を構成し、第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルは、第１のセグメントから第２のセグメントへと、第１の単位巻線用の第１グループのコイル、第１の単位巻線用の第２グループのコイルの順で直列状に接続され、第１の均圧線は、第２のセグメントから当該第１の単位巻線の終点を構成する第３のセグメントへと配設されている。
このように本発明のモータでは、第１の単位巻線を、始点の第１のセグメント、第１グループのコイル、第２グループのコイル、第２のセグメント、終点の第３のセグメントの順に接続して構成している。なお、第１の単位巻線は、少なくとも第１、第２および第３の各セグメントを有していればよく、他のセグメントも備えていてもよい。また、第１の単位巻線は、少なくとも第１、第２グループのコイルを有していればよく、他のグループのコイルを備えていてもよい。そして、一般的には、第１の単位巻線内のコイルのグループ数と均圧線で接続されるセグメントの数は同数にて構成される。

また、本発明のモータに係る第２の単位巻線は、複数のセグメントのうちの第３のセグメント、第４および第５の各セグメントと、複数のスロットから、第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルが形成されているスロット群のスロットを一部含むように選択された所定のスロット群にワイヤを巻くことで形成され、第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルに対して、各々が電機子の長軸回りの周方向にシフトした状態で配設された第２の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルと、ワイヤで形成された第２の均圧線を有している。
そして、第３のセグメントは、第１の単位巻線の終点を構成するとともに、当該第２の単位巻線の始点を構成し、第２の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルは、第３のセグメントから第４のセグメントへと、第２の単位巻線用の第２グループ、第２の単位巻線用の第１グループのコイルの順で直列状に接続され、第２の均圧線は、第４のセグメントから当該第２の単位巻線の終点を構成する第５のセグメントへと配設されている。
このように本発明のモータでは、第２の単位巻線を、始点の第３のセグメント、第２グループのコイル、第１グループのコイル、第４のセグメント、終点の第５のセグメントの順に接続して構成している。なお、第２の単位巻線は、少なくとも第３、第４および第５の各セグメントを有していればよく、他のセグメントも備えていてもよい。また、第２の単位巻線は、少なくとも第１、第２グループのコイルを有していればよく、他のグループのコイルを備えていてもよい。そして、一般的には、第２の単位巻線内のコイルのグループ数と均圧線で接続されるセグメントの数とは同数にて構成されるとともに、第２の単位巻線内のコイルのグループ数および均圧線で接続されるセグメントの数は第１の単位巻線とそれぞれ同数にて構成される。また、電機子巻線には、１または複数の第１の単位巻線および１または複数の第２の単位巻線が設けられていればよく、他の単位巻線を備えていてもよい。他の単位巻線のコイル数、セグメント数、コイルのグループ接続順序、セグメントの接続順序は、任意の数および接続順序で構成されればよい。

すなわち、本発明のモータには、始点のセグメントから終点のセグメントに向けて接続されているコイルのグループの接続順序が相違する２種類の単位巻線が設けられている。したがって、整流子の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントから、電機子の長軸回りの周方向に１スロットずつシフトしたスロットに向かって順次ワイヤが規則的に配線される回数が減少される。すなわち、ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子と電機子間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じ難い。これにより、電機子巻線を構成するワイヤを整流子と電機子間にバランス良く巻くことができる。
本発明のモータによれば、出力軸、電機子、整流子、電機子巻線から構成される回転子の重量にアンバランスが生じて、回転子の回転中心が出力軸から偏心する事態を回避することができる。したがって、モータの製造過程で、整流子や電機子を部分的に削って軽くする、あるいはパテ等を用いて部分的に重くする等、バランスを調整する作業に時間を要することなく、効率よく製造することができるモータを構成することができる。

（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のモータの、第１の単位巻線の第３のセグメントは第１のセグメントの隣に位置するように配設されている。また、第２の単位巻線の第４のセグメントは第３のセグメントの隣に位置するように配設されている。
本発明のモータでは、第１の単位巻線と第２の単位巻線について、さらに、均圧線を構成するセグメントを接続する順序が相違している。第１の単位巻線では、終点のセグメントである第３のセグメントが、始点のセグメントである第１のセグメントの隣のセグメントであり、そしてこのセグメントが第２の単位巻線の始点のセグメントとなっている。したがって、第２の単位巻線の始点のセグメントは、第１の単位巻線の始点のセグメントの隣に配置されている。一方、第２の単位巻線では、コイルの終端が接続された第４のセグメントが、始点のセグメントである第３のセグメントの隣のセグメントとなっている。そして、このセグメントと均圧線で接続された第５のセグメントが次ぎに形成される単位巻線の始点のセグメントとなり得る。したがって、第２の単位巻線の次に形成される単位巻線の始点のセグメントは、第２の単位巻線の始点のセグメントの隣には配置されていない。

本発明のモータでは、第１の単位巻線と第２の単位巻線について、均圧線で接続するセグメントの順序が相違している。したがって、電機子巻線が複数の単位巻線で構成されている場合に、画一的に、整流子の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントを始点のセグメントとして、複数の単位巻線が順次形成される事態を回避することができる。これにより、整流子と電機子間に配設されるワイヤのボリュームの偏りが、さらに生じ難い。

（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明は、「モータ」の発明として記載した請求項１に記載の発明を、モータを生産する方法の発明（「モータの製造方法」）として記載したものであるので、詳細な説明は省略する。
本発明のモータの製造方法では、始点の第１のセグメントに接続したワイヤにより、第１グループのコイル、第２グループのコイル、第２のセグメント、終点の第３のセグメントが順に接続されて、第１の単位巻線が形成されている。また、続けて、始点の第３のセグメント、第２グループのコイル、第１グループのコイル、第４のセグメント、終点の第５のセグメントが順に接続されて、第２の単位巻線が形成されている。
すなわち、本発明のモータの製造方法では、第１の単位巻線と第２の単位巻線について、始点のセグメントから終点のセグメントに向けて接続されているコイルのグループを、相違する順序で接続している。したがって、整流子の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントから、電機子の長軸回りの周方向に１スロットずつシフトしたスロットに向かって順次ワイヤが規則的に配線される回数が減少される。すなわち、ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子と電機子間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じ難い。これにより、電機子巻線を構成するワイヤを整流子と電機子間にバランス良く巻くことができる。
本発明のモータの製造方法によれば、出力軸、電機子、整流子、電機子巻線から構成される回転子の重量にアンバランスが生じて、回転子の回転中心が出力軸から偏心する事態を回避することができる。したがって、モータの製造過程で、整流子や電機子を部分的に削って軽くする、あるいはパテ等を用いて部分的に重くする等、バランスを調整する作業に時間を要することなく、モータを効率よく製造することができる。

（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載のモータの製造方法において、複数の第１の単位巻線が形成されるステップが繰り返されることで、第１の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成され、その後、第２の単位巻線が形成されるステップが繰り返されることで、第２の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成される。
本発明によれば、複数の単位巻線が形成される際に、第１の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成された後に、第２の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成される。このような、いわゆるワイヤの巻き方の変更は、何回繰り返されてもよいが、典型的には、複数の単位巻線が形成される際のほぼ中間の時点で１回変更される。
ところで、一般的に、電機子巻線は、巻線機を用いてワイヤを配線して形成する。巻線機は、ワイヤを配線する順序が変更される回数が少ない方が効率よく電機子巻線を形成することができる。本発明のモータの製造方法によれば、複数の単位巻線が形成される際に、１回のみコイルを形成する順序、すなわちワイヤの巻き方を変更することができるので、作業者は、巻線機を用いて比較的効率良く電機子巻線を形成することができる。

本発明によれば、電機子巻線を構成するワイヤを、整流子と電機子にバランス良く巻くモータ構築技術が提供されることとなった。

以下に本発明の一実施の形態につき、図１〜図１９に基づいて説明する。
本実施の形態では、本発明の「モータ」を、電動式（充電式）のインパクトドライバ１００に設けられる駆動モータに適用する場合について説明する。また、駆動モータが４極２ブラシの直流モータであり、整流子の対角に位置するセグメント間がワイヤで接続されて均圧され（均圧線が形成され）、電機子の対角に位置するコイルが直列状に接続されている場合について説明する。
図１は、本実施の形態に係るインパクトドライバ１００の全体構成を概略的に示す一部破断の側断面図である。図２は、インパクトドライバ１００の駆動モータの概略構成を示す断面図である。図３には、駆動モータに設けられた回転子につき、電機子巻線を形成する前の構成を概略的に示す。図４、図６、図８、図１０、図１２には、駆動モータの電機子巻線について、整流子の各セグメントと各スロット間に配線されるワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。図５、図７、図９、図１１、図１３には、上記各ワイヤの配線状況を、電機子及び整流子の断面図を用いて示す。図１４〜図１７には、ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子と電機子間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じている例を示す。図１８には、本実施の形態で、セグメントとスロット間に配線され電機子巻線のコイルを形成するワイヤの一部を示す。図１９には、セグメント間を接続する均圧線を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係るインパクトドライバ１００は、概括的に見て、インパクトドライバ１００の外郭を形成する本体部１０１、当該本体部１０１の先端領域に着脱自在に取り付けられて各種ネジのネジ締め作業を行うドライバビット１０９を主体として構成される。
本体部１０１は、モータハウジング１０３、ギアハウジング１０５およびハンドグリップ１０７から構成されている。モータハウジング１０３内には、駆動モータ１２１が収容されている。駆動モータ１２１は、本発明における「モータ」に対応する。
ハンドグリップ１０７には、駆動モータ１２１の電源スイッチを投入操作するトリガ１２５が設けられている。
ギアハウジング１０５内には、駆動モータ１２１の出力軸１２２の回転を適宜減速するための遊星ギア装置からなる減速機構１１１、減速機構１１１によって回転駆動されるスピンドル１１２、当該スピンドル１１２からボール１１３を伝達部材として回転駆動されるハンマー１１４、およびハンマー１１４によって回転駆動されるアンビル１１５が配置されている。ハンマー１１４はスピンドル１１２の長軸方向に相対的に移動可能とされ、圧縮コイルスプリング１１６によってアンビル１１５側に向けて付勢されている。なお、アンビル１１５の先端は、ギアハウジング１０５の先端から突出しており、この突出された先端部にドライバビット１０９が着脱自在に取り付けられる。

このように構成されたインパクトドライバ１００によれば、ドライバビット１０９による締め付けトルクが大きくなって所定の高負荷状態となった際には、ハンマー１１４の打撃動作によりドライバビット１０９に大きな締め付けトルクを発生させることができる。なお、インパクトドライバの作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は、便宜上省略する。

次に駆動モータ１２１の概略構成を、図２を参照して説明する。本実施の形態における駆動モータ１２１としては、バッテリー１２７（併せて、図１参照）を駆動電源とする４極の直流モータが用いられている。駆動モータ１２１は、出力軸１２２、出力軸１２２と一体的に回転し電機子巻線１３４を構成するワイヤが巻装されている電機子１３３、モータハウジング１０３に固定されて電機子１３３の周囲にフィールド磁界を発生させている固定子１３５、出力軸１２２の一端側（減速機構１１１の反対側）に設けられた整流子１３７、整流子１３７の外周面に設けられた複数のセグメントに摺接して電機子１３３に配設された電機子巻線１３４に駆動電流を供給する２個のブラシ１４５を主体として構成されている。
出力軸１２２は、一端（後端、すなわち図２に示す左端）がモータハウジング１０３に軸受１２３を介して回転自在に支持され、他端側（減速機構１１１側、すなわち図２に示す右側）がギアハウジング１０５（併せて、図１参照）に軸受１２４を介して回転自在に支持されている。なお、出力軸１２２、電機子１３３、整流子１３７、電機子巻線１３４によって回転子が構成されている。

上記のように構成された駆動モータ１２１に電源が投入され、固定子１３５のフィールド磁界の中で電機子１３３の電機子巻線１３４に、ブラシ１４５、整流子１３７のセグメントを介して駆動電流が供給されることで、回転子が回転駆動される。この際、整流子１３７およびブラシ１４５により電機子巻線１３４に流れる電流の方向が適宜切り替えられ、電機子１３３および出力軸１２２が所定の方向に連続的に回転する構成となっている。なお、このように構成された直流モータの作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は、便宜上省略する。

この回転子について、ワイヤが巻かれて電機子巻線１３４が形成される前の外観を図３に示す。電機子１３３の中心に挿通されている出力軸１２２の一端側には、整流子１３７が設けられ、整流子１３７の外周には、ブラシ１４５が順次摺接される１０個のセグメント４０〜４９（併せて、図５参照）が形成されている。各セグメントにはワイヤを接続する接続部Ｘがそれぞれ設けられている。なお、隣接するセグメント間は絶縁されている。
電機子１３３は、径方向に凸状の１０個のティース３０〜３９を備え（併せて、図５参照）、断面が歯車状に構成されている。各ティースの間には１０個のスロットが形成され、スロット間には電機子巻線１３４を構成するワイヤが巻かれコイルが形成される。

次に、各セグメントとスロット間に配設される電機子巻線１３４のコイルと、セグメント間を接続する均圧線の詳細な形成方法を、図４〜図１３を用いて説明する。
本実施の形態の駆動モータ１２１の電機子巻線１３４は、セグメント４０を始点とする第１巻線（図４，５参照）、セグメント４１を始点とする第２巻線（図６，７参照）、セグメント４２を始点とする第３巻線（図８，９参照）、セグメント４８を始点とする第４巻線（図１０，１１参照）、セグメント４９を始点とする第５巻線（図１２，１３参照）から構成される。
第１〜第５巻線は、各々、上記した始点のセグメント、Ａグループのコイル、Ａグループのコイルとは電機子１３３の対角に位置するＢグループのコイル、中継のセグメント、中継のセグメントと接続された終点のセグメントから構成されている。ＡグループのコイルとＢグループのコイルが直列に接続されたコイル部分は、一端が始点のセグメントに、他端が中継のセグメントに接続されている。また、中継のセグメントと終点のセグメントは、互いに電機子１３３の対角に位置する。
各巻線のＡグループのコイルと、次に形成される巻線のＡグループのコイルは、電機子１３３の長軸回りに周方向に互いに１スロットシフトしたスロット間に形成される。また、同様に、各巻線のＢグループのコイルと、次に形成される巻線のＢグループのコイルは、電機子１３３の長軸回りに周方向に互いに１スロットシフトしたスロット間に形成される。
すなわち、第１巻線の始点のセグメント（セグメント４０）に接続されたワイヤにより、第１、第２、第３、第４、第５巻線が、順次各巻線の終点のセグメントが次に形成する巻線の始点のセグメントとされつつ形成されることで、同一グループのコイルが電機子１３３の長軸回りに周方向にシフトしつつ周期的に配設される。
なお、中継のセグメントと終点のセグメントを接続したワイヤは、各セグメント間を電気的に短絡しているので、均圧線と称呼される。
本実施の形態の第１〜第５巻線は、本発明の「単位巻線」に対応する。

本実施の形態では、第１、第２巻線については、始点のセグメント→Ａグループのコイル→Ｂグループのコイル→中継のセグメントの順にコイルを形成し、第３、第４、第５巻線については、始点のセグメント→Ｂグループのコイル→Ａグループのコイル→中継のセグメントの順にコイルを形成する。
なお、図中、ワイヤ上に示した矢印は、ワイヤを巻く方向を意味する（駆動電流が流れる方向ではない。）。また、セグメントから電機子１３３に向かうワイヤ（コイル部を形成するワイヤ）は、振動により断線を防止するために、整流子１３７と電機子１３３の間で、少なくとも半周は出力軸１２２周りにネック巻きされた後にスロットに配線される。

第１巻線は、図４，５に示すように、セグメント４０を始点のセグメントとして構成される。セグメント４０に接続されたワイヤは、図５に示す反時計回りに巻かれて、ティース３７とティース３８の間のスロットに挿通され、ティース３７，３６，３５を越えて、ティース３５とティース３４の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ａ１コイルが形成される。
次に、ワイヤは、そのまま反時計回りに巻かれて、ティース３３とティース３２の間のスロットに挿通され（図４に示す矢印ａ）、ティース３２，３１，３０を越えて、ティース３０とティース３９の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ａ１コイルとは電機子１３３の対角に位置するＢ１コイルが形成される。
そして、ワイヤは、再び、反時計回りに巻かれて、中継のセグメントであるセグメント４６に接続される。このように、セグメント４０に接続されたワイヤにより、Ａ１コイルが形成され、Ａ１コイルと電機子１３３の対角に設けられたスロット間にＢ１コイルが形成され、直列状に接続されたＡ１コイル及びＢ１コイルを有する第１巻線のコイル部分が形成される。
そして、セグメント４６に接続されたワイヤは、第１巻線の終点のセグメントであるセグメント４１に接続され（図４に示す矢印ｂ）、セグメント４６とセグメント４１が均圧される（第１巻線の均圧線が形成される）。

第２巻線は、図６，７に示すように、第１巻線の終点のセグメントであるセグメント４１を始点のセグメントとして構成される。セグメント４１に接続されたワイヤは、図７に示す反時計回りに巻かれて、ティース３９とティース３８の間のスロットに挿通され、ティース３８，３７，３６を越えて、ティース３６とティース３５の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ａ２コイルが形成される。
次に、ワイヤは、そのまま反時計回りに巻かれて、ティース３４とティース３３の間のスロットに挿通され（図６に示す矢印ｃ）、ティース３３，３２，３１を越えて、ティース３１とティース３０の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ａ２コイルとは電機子１３３の対角に位置するＢ２コイルが形成される。
そして、ワイヤは、再び、反時計回りに巻かれて、中継のセグメントであるセグメント４７に接続される。このように、セグメント４１に接続されたワイヤにより、Ａ２コイルが形成され、Ａ２コイルと電機子１３３の対角に設けられたスロット間にＢ２コイルが形成され、直列状に接続されたＡ２コイル及びＢ２コイルを有する第２巻線のコイル部分が形成される。
そして、セグメント４７に接続されたワイヤは、第２巻線の終点のセグメントであるセグメント４２に接続され（図６に示す矢印ｄ）、セグメント４７とセグメント４２が均圧される（第２巻線の均圧線が形成される）。
本実施の形態の「第２巻線」は、本発明の「第１の単位巻線」に対応する。そして、本実施の形態の「セグメント４１」、「セグメント４７」、「セグメント４２」は、それぞれ本発明の「第１のセグメント」、「第２のセグメント」、「第３のセグメント」に対応する。また、本実施の形態の「Ａ２コイル」は本発明の「第１グループのコイル」に、本実施の形態の「Ｂ２コイル」は本発明の「第２グループのコイル」に、それぞれ対応する。また、Ａ２コイルが形成される「ティース３９とティース３８の間のスロットと、ティース３６とティース３５の間のスロットによるスロット間」およびＢ２コイルが形成される「ティース３４とティース３３の間のスロットと、ティース３１とティース３０の間のスロットによるスロット間」は、本発明の「複数のスロットから各々選択された所定のスロット群」に対応する。

第３巻線は、図８，９に示すように、第２巻線の終点のセグメントであるセグメント４
２を始点のセグメントとして構成される。セグメント４２に接続されたワイヤは、図９に示す反時計回りに、出力軸１２２に１周ネック巻きされた後に、ティース３５とティース３４の間のスロットに挿通され（図８に示す矢印ｋ）、ティース３４，３３，３２を越えて、ティース３２とティース３１の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ３コイルが形成される。
次に、ワイヤは、そのまま反時計回りに巻かれて、ティース３０とティース３９の間のスロットに挿通され、ティース３９，３８，３７を越えて、ティース３７とティース３６の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ３コイルとは電機子１３３の対角に位置するＡ３コイルが形成される。
そして、ワイヤは、再び、反時計回りに巻かれて、中継のセグメントであるセグメント４３に接続される（図８に示す矢印ｍ）。このように、セグメント４２に接続されたワイヤにより、Ｂ３コイルが形成され、Ｂ３コイルと電機子１３３の対角に設けられたスロット間にＡ３コイルが形成され、直列状に接続されたＢ３コイル及びＡ３コイルを有する第３巻線のコイル部分が形成される。
そして、セグメント４３に接続されたワイヤは、第３巻線の終点のセグメントであるセグメント４８に接続され、セグメント４３とセグメント４８が均圧される（第３巻線の均圧線が形成される）。
本実施の形態の「第３巻線」は、本発明の「第２の単位巻線」に対応する。そして、本実施の形態の「セグメント４２」、「セグメント４３」、「セグメント４８」は、それぞれ本発明の「第３のセグメント」、「第４のセグメント」、「第５のセグメント」に対応する。また、本実施の形態の「Ａ３コイル」は本発明の「第１グループのコイル」に、本実施の形態の「Ｂ３コイル」は本発明の「第２グループのコイル」に、それぞれ対応する。また、Ａ３コイルが形成される「ティース３０とティース３９の間のスロットと、ティース３７とティース３６の間のスロットによるスロット間」およびＢ３コイルが形成される「ティース３５とティース３４の間のスロットと、ティース３２とティース３１の間のスロットによるスロット間」は、本発明の「第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルが形成されているスロット群のスロットを一部含むように選択された所定のスロット群」に対応する。

第４巻線は、図１０，１１に示すように、第３巻線の終点のセグメントであるセグメント４８を始点のセグメントとして構成される。セグメント４８に接続されたワイヤは、図１１に示す反時計回りに巻かれ、ティース３６とティース３５の間のスロットに挿通され（図１０に示す矢印ｎ）、ティース３５，３４，３３を越えて、ティース３３とティース３２の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ４コイルが形成される。
次に、ワイヤは、そのまま反時計回りに巻かれて、ティース３１とティース３０の間のスロットに挿通され、ティース３０，３９，３８を越えて、ティース３８とティース３７の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ４コイルとは電機子１３３の対角に位置するＡ４コイルが形成される。
そして、ワイヤは、再び、反時計回りに巻かれて、中継のセグメントであるセグメント４４に接続される（図１０に示す矢印ｐ）。このように、セグメント４８に接続されたワイヤにより、Ｂ４コイルが形成され、Ｂ４コイルと電機子１３３の対角に設けられたスロット間にＡ４コイルが形成され、直列状に接続されたＢ４コイル及びＡ４コイルを有する第４巻線のコイル部分が形成される。
そして、セグメント４４に接続されたワイヤは、第４巻線の終点のセグメントであるセグメント４９に接続され、セグメント４４とセグメント４９が均圧される（第４巻線の均圧線が形成される）。

第５巻線は、図１２，１３に示すように、第５巻線の終点のセグメントであるセグメント４９を始点のセグメントとして構成される。セグメント４９に接続されたワイヤは、図１３に示す反時計回りに巻かれ、ティース３７とティース３６の間のスロットに挿通され（図１２に示す矢印ｓ）、ティース３６，３５，３４を越えて、ティース３４とティース３３の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ５コイルが形成される。
次に、ワイヤは、そのまま反時計回りに巻かれて、ティース３２とティース３１の間のスロットに挿通され（図１２に示す矢印ｔ）、ティース３１，３０，３９を越えて、ティース３９とティース３８の間のスロットに挿通される。そして、当該ワイヤがこのスロット間に８回巻かれることで、Ｂ５コイルとは電機子１３３の対角に位置するＡ５コイルが形成される。
そして、ワイヤは、再び、反時計回りに巻かれて、中継のセグメントであるセグメント４５に接続される。このように、セグメント４９に接続されたワイヤにより、Ｂ５コイルが形成され、Ｂ５コイルと電機子１３３の対角に設けられたスロット間にＡ５コイルが形成され、直列状に接続されたＢ５コイル及びＡ５コイルを有する第５巻線のコイル部分が形成される。
そして、セグメント４５に接続されたワイヤは、第５巻線の終点のセグメントであるセグメント４０に接続され、セグメント４５とセグメント４０が均圧される（第５巻線の均圧線が形成される）。

ここで、各コイルについて、その配設状況をまとめて説明する。
上記したように、第１巻線〜第５巻線を形成することにより、Ａグループのコイルは、電機子１３４の長軸回りに周方向に互いに１スロットシフトしつつ、Ａ１コイル、Ａ２コイル、Ａ３コイル、Ａ４コイル、Ａ５コイルの順に形成され、Ｂグループのコイルは、電機子の長軸回りに周方向に互いに１スロットシフトしつつ、Ｂ１コイル、Ｂ２コイル、Ｂ３コイル、Ｂ４コイル、Ｂ５コイルの順に形成される。

次に、各均圧線について、その配線状況をまとめて説明する。
また、第１巻線（併せて図４参照）では、巻線のコイル部分の終端が接続されている中継のセグメントは、始点のセグメント（セグメント４０）の隣に位置するセグメント（セグメント４１）の対角に位置するセグメント（セグメント４６）として、また、終点のセグメントは、始点のセグメントの隣に位置するセグメント（セグメント４１）として構成されている。したがって、始点のセグメントの隣に位置するセグメントの対角に位置するセグメント（セグメント４６）から、始点のセグメントの隣に位置するセグメント（セグメント４１）に均圧線が配線されている。すなわち、始点のセグメントの隣に位置するセグメント（セグメント４１）が第１巻線の終点のセグメントとなっており、このセグメントが第２巻線の始点のセグメントとなっている。同様に、第２巻線（併せて図６参照）では、始点のセグメント（セグメント４１）の隣に位置するセグメント（セグメント４２）が第２巻線の終点のセグメントとなっており、このセグメントが第３巻線の始点のセグメントとなっている。
一方、第３巻線では、（併せて図８参照）では、巻線のコイル部分が接続されている中継のセグメントは、始点のセグメント（セグメント４２）の隣に位置するセグメント（セグメント４３）として、また、終点のセグメントは、始点のセグメントの隣に位置するセグメント（セグメント４３）の対角に位置するセグメント（セグメント４８）として構成されている。したがって、始点のセグメントの隣に位置するセグメント（セグメント４３）から、始点のセグメントの隣に位置するセグメントの対角に位置するセグメント（セグメント４８）に均圧線が配線されている。すなわち、始点のセグメントの隣に位置するセグメントの対角に位置するセグメント（セグメント４８）が第３巻線の終点のセグメントとなっており、このセグメントが第４巻線の始点のセグメントとなっている。同様に、第４巻線（併せて図１０参照）では、始点のセグメント（セグメント４８）の隣に位置するセグメント（セグメント４９）が第４巻線の終点のセグメントとなっており、このセグメントが第５巻線の始点のセグメントとなっている。そして、第５巻線（併せて図１２参照）では、始点のセグメント（セグメント４９）の隣に位置するセグメント（セグメント４０）が第５巻線の終点のセグメントとなっており第１巻線の始点のセグメントに戻っている。これにより、整流子１３７に設けられているそれぞれのセグメントにワイヤが接続され、電機子巻線１３４が形成されている。したがって、第１巻線〜第５巻線の各々始点のセグメントは、セグメント４０、セグメント４１、セグメント４２、セグメント４８、セグメント４９となっている。

ところで、第１巻線〜第５巻線について、仮に、整流子１３７の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントから、電機子１３３の長軸回りの周方向に１スロットずつシフトしたスロットに向かって順次ワイヤが配線され、各巻線の始点のセグメントに接続されたワイヤにより常に同じＡグループのコイルが形成されていると、図１４に示すように、ワイヤに規則的な重なりが生じ易い。図１４では、このように形成した場合の第１〜第３巻線のセグメントからスロットおよびスロットからセグメントに配線されるワイヤをピックアップして記載してある。図１４に示すようにワイヤを配線した場合には、第５巻線まで形成すると、セグメント４５〜４７の下付近で、整流子１３７と電機子１３３の間に配線されたワイヤに特に重なりが生じ易く、ワイヤのボリュームが大きくなることがわかる。さらに、図１５に示すように、このように配線した場合の均圧線をピックアップして記載してみると、ワイヤのボリュームが大きくなるセグメント４５〜４７の下付近とは対角に位置するセグメント４０〜４２付近には、均圧線の入口が集まっていることがわかる。均圧線の入口付近では、図１６に示すように、各セグメントからスロットへ配線されたワイヤが均圧線により整流子１３７方向に持ち上げられるとともに、出力軸１２２方向に締め上げられる。したがって、均圧線の入口付近では、ワイヤのボリュームが小さくなる傾向にある。均圧線の出口付近では、図１７に示すように、均圧線によりワイヤのボリュームが小さくなる傾向はない。したがって、このように順次規則的にワイヤが配線されると、図１４に示す場合では、セグメント４５〜４７の下付近のワイヤのボリュームが、セグメント４０〜４２の下付近のワイヤのボリュームと比較して大きくなり、ワイヤのボリュームの偏りが生じ易い。

そこで、本実施の形態では、各巻線を形成する際に、第３巻線から始点のセグメントに接続するコイルの順序を変更している。また、第３巻線から均圧線で接続するセグメントの順序を変更し、画一的に、整流子１３７の長軸回りの周方向に１つずつシフトしたセグメントを始点のセグメントとしていない。図１８に、本実施の形態で形成した電機子巻線１３４について、第１〜第４巻線について、セグメントからスロット、およびスロットからセグメントに配線されるワイヤをピックアップして記載してある。
これによれば、セグメント４０〜４２の下付近のワイヤのボリュームが図１４の場合と比較して大きくなり、セグメント４５〜４７の下付近のワイヤのボリュームとのバランスが改善されている。このように、本実施の形態の駆動モータ１２１では、整流子１３７と電機子１３３間のワイヤの配線を不規則にし、ワイヤに規則的な重なりが生じて整流子１３７と電機子１３３間に配設されるワイヤのボリュームが偏ることを防止することができる。
そして、出力軸１２２、電機子１３３、整流子１３７、電機子巻線１３４から構成される回転子の重量にアンバランスが生じて、回転子の回転中心が出力軸から偏心する事態を回避することができる。したがって、モータの製造過程で、整流子１３７や電機子１３３を部分的に削って軽くする、あるいはパテ等を用いて部分的に重くする等、バランスを調整する作業に時間を要することなく、効率よく製造することができるモータを構成することができる。

また、本実施の形態のモータでは、第３巻線から、１回のみワイヤを配線する順序が変更されている。一般的に、電機子巻線１３４は、作業者が、巻線機を用いてワイヤを配線して形成する。巻線機は、ワイヤを配線する順序が変更される回数が少ない方が効率よく電機子巻線を形成することができる。したがって、本実施の形態のモータでは、ワイヤを整流子１３７と電機子１３３間にバランス良く巻くことができるとともに、比較的効率良く電機子巻線１３４を形成することができる。

なお、本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態では、駆動モータが４極２ブラシの直流モータの場合について説明したが、極数やブラシの数は、これに限定されない。例えば、６極２ブラシの場合、電機子巻線の各コイル部は、Ａグループ、Ｂグループ、Ｃグループの３個のコイルが直列状に接続されて構成される。そして、均圧線により３個のセグメントが接続される。この場合、例えば、途中の巻線までは、Ａグループ→Ｂグループ→Ｃグループの順序でワイヤが巻き回されてコイル部が形成され、途中の巻線から、Ｃグループ→Ｂグループ→Ａグループの順序でコイル部が形成される。形成されるコイルのグループの順序、及びいずれの巻線から、形成されるコイルの順序が変更されるかに関しては、ワイヤのボリュームの偏りが生じ難いように適宜選択される。セグメント間を接続するワイヤ、すなわち均圧線について、セグメントを接続する順序に関しても同様である。
また、本実施の形態では、第１〜第５巻線が形成される際に、第３巻線から１回のみコイルが形成される順序が変更される場合について説明したが、複数回にわたってコイルが形成される順序が変更されてもよい。
また、本実施の形態では、コイルが形成される順序が変更される際に、均圧線で接続されるセグメントの順序も変更される場合について説明したが、コイルが形成される順序が変更されるだけでも本発明の効果は得られる。
なお、本実施の形態では、コイルが形成されるステップと均圧線が形成されるステップが交互に繰り返され、電機子巻線１３４が形成される場合について説明したが、この電機子巻線の巻線方法は、均圧線は別途形成する場合（セグメント間を、ワイヤではなく接続導体で接続する場合も含む。）にも適用することができる。
本実施の形態では、インパクトドライバ１００に設けられているモータについて、本発明を適用した場合について説明したが、本発明のモータの製造方法は、他の機器に設けられているモータについて広く適用することができる。

本発明のモータが駆動モータとして適用された電動工具の一例として、インパクトドライバ１００の全体構成を示す。 インパクトドライバ１００に設けられていている駆動モータ１２１の側断面図を示す。 駆動モータ１２１に設けられた回転子につき、電機子巻線１３４を形成する前の構成を概略的に示す。 第１巻線のワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。 第１巻線のワイヤの配線状況を、電機子１３３及び整流子１３７の断面図を用いて示す。 第２巻線のワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。 第２巻線のワイヤの配線状況を、電機子１３３及び整流子１３７の断面図を用いて示す。 第３巻線のワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。 第３巻線のワイヤの配線状況を、電機子１３３及び整流子１３７の断面図を用いて示す。 第４巻線のワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。 第４巻線のワイヤの配線状況を、電機子１３３及び整流子１３７の断面図を用いて示す。 第５巻線のワイヤの配線状況を、各セグメント及び各スロットを展開した図で示す。 第５巻線のワイヤの配線状況を、電機子１３３及び整流子１３７の断面図を用いて示す。 ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子１３７と電機子１３３間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じている例を示す。 ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子１３７と電機子１３３間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じている例を示す。 ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子１３７と電機子１３３間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じている例を示す。 ワイヤに規則的な重なりが生じ、整流子１３７と電機子１３３間に配設されるワイヤのボリュームに偏りが生じている例を示す。 本実施の形態で、セグメントとスロット間に配線され電機子巻線１３４のコイルを形成するワイヤの一部を示す。 本実施の形態で、セグメント間を接続する均圧線を示す。

符号の説明

１００ インパクトドライバ
１０１ 本体部
１０３ モータハウジング
１０５ ギアハウジング
１０７ ハンドグリップ
１０９ ドライバビット
１１１ 減速機構
１１２ スピンドル
１１３ ボール
１１４ ハンマー
１１５ アンビル
１１６ 圧縮コイルスプリング
１２１ 駆動モータ
１２２ 出力軸
１２３，１２４ 軸受
１２５ トリガ
１２７ バッテリー
１３３ 電機子
１３４ 電機子巻線
１３５ 固定子
１３７ 整流子
１４５ ブラシ

Claims (4)

1. 複数のスロットが長軸回りの周方向に配設された電機子と、前記電機子とともに回転する整流子と、前記整流子の長軸周りの周方向に配設された複数のセグメントと、前記電機子と前記セグメント間に形成された少なくとも第１および第２の単位巻線を有する電機子巻線とを備えたモータであって、
   前記第１の単位巻線は、前記複数のセグメントのうちの第１、第２および第３の各セグメントと、前記複数のスロットから各々選択された所定のスロット群にワイヤを巻くことで形成された第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルと、ワイヤで形成された第１の均圧線を有するとともに、
   前記第１のセグメントは、当該第１の単位巻線の始点を構成し、
   前記第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルは、前記第１のセグメントから前記第２のセグメントへと、前記第１の単位巻線用の第１グループのコイル、前記第１の単位巻線用の第２グループのコイルの順で直列状に接続され、
   前記第１の均圧線は、前記第２のセグメントから当該第１の単位巻線の終点を構成する前記第３のセグメントへと配設され、
   前記第２の単位巻線は、前記複数のセグメントのうちの前記第３のセグメント、第４および第５の各セグメントと、前記複数のスロットから、前記第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルが形成されているスロット群のスロットを一部含むように選択された所定のスロット群にワイヤを巻くことで形成され、前記第１の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルに対して、各々が前記電機子の長軸回りの周方向にシフトした状態で配設された第２の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルと、ワイヤで形成された第２の均圧線を有するとともに、
   前記第３のセグメントは、前記第１の単位巻線の終点を構成するとともに、当該第２の単位巻線の始点を構成し、
   前記第２の単位巻線用の第１および第２グループの各コイルは、前記第３のセグメントから前記第４のセグメントへと、前記第２の単位巻線用の第２グループ、前記第２の単位巻線用の第１グループのコイルの順で直列状に接続され、
   前記第２の均圧線は、前記第４のセグメントから当該第２の単位巻線の終点を構成する前記第５のセグメントへと配設されることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記第１の単位巻線の前記第３のセグメントは前記第１のセグメントの隣に位置するように配設され、
   前記第２の単位巻線の前記第４のセグメントは前記第３のセグメントの隣に位置するように配設されていることを特徴とするモータ。
3. 複数のスロットが長軸回りの周方向に配設された電機子と、
   前記電機子とともに回転する整流子と、
   前記整流子に設けられた複数のセグメントと、
   前記電機子と前記セグメント間に形成された少なくとも第１および第２の単位巻線を有する電機子巻線とを備えたモータについて、
   前記複数のセグメントのうち前記第１の単位巻線の始点を構成する第１のセグメントに接続されたワイヤを、前記複数のスロットから各々選択された所定のスロット群に巻いて、前記第１の単位巻線用の第１グループのコイル、前記第１の単位巻線用の第２グループのコイルの順に、前記第１のセグメントから第２のセグメントへと直列状に接続した各コイルを形成して前記第２のセグメントに接続し、当該ワイヤを前記第２のセグメントから前記第１の単位巻線の終点を構成する第３のセグメントに接続する第１の単位巻線を形成するステップと、
   前記第１の単位巻線の終点を構成するとともに前記第２の単位巻線の始点を構成する前記第３のセグメントに接続されたワイヤを、前記第１の単位巻線用の第２グループのコイルを形成するスロット群のスロットを一部含むように前記複数のスロットから選択された所定のスロット群に巻いて、前記第１の単位巻線用の第２グループのコイルに対して、前記電機子の長軸回りの周方向にシフトした状態にて、第２の単位巻線用の第２グループのコイルを形成し、当該ワイヤを、前記第１の単位巻線用の第１グループのコイルを形成するスロット群のスロットを一部含むように前記複数のスロットから選択された所定のスロット群に巻いて、前記第１の単位巻線用の第１グループのコイルに対して、前記電機子の長軸回りの周方向にシフトした状態にて、第２の単位巻線用の第１グループのコイルを形成して、前記第２の単位巻線用の第２グループのコイル、前記第２の単位巻線用の第１グループのコイルの順に、前記第３のセグメントから第４のセグメントへと直列状に接続した各コイルを形成して前記第４のセグメントに接続し、当該ワイヤを前記第４のセグメントから前記第２の単位巻線の終点を構成する第５のセグメントに接続する第２の単位巻線を形成するステップを有することを特徴とするモータの製造方法。
4. 請求項３に記載のモータの製造方法であって、
   前記電機子巻線として、
   前記第１の単位巻線を形成するステップが繰り返されることで、第１の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成され、その後、前記第２の単位巻線を形成するステップが繰り返されることで、第２の単位巻線と同種の単位巻線が複数形成されることを特徴とするモータの製造方法。

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