(57)【要約】【課題】損失、発熱が小さく製造が容易なモータを提供すること。【解決手段】遊星歯車式導電機構１１、１２によりスリップリング・ブラシ型のロータ給電装置を構成する。直流モータの整流子構造も構成することができる。従来のロータ給電装置のカーボンブラシに相当する遊星歯車は、外部とのトルク授受が不要なので、自転及び公転が容易となり、軽量化することができる。内歯歯車４Ａに複数の電極部を設けることにより、整流子型のロータ給電装置を構成することもできる。【選択図】図１
2010110194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転するリング状の内側導体及びリング状の外側導体と、内側導体及び外側導体の一方を支持する回転軸の周囲を自転及び公転する遊星導体とを備え、
内側導体は外側導体の径方向内側に配置され、
遊星導体は、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に接触する遊星導体型給電装置をもち、
この遊星導体型給電装置は、回転軸に固定されたロータコイルと電力を授受するモータにおいて、
遊星導体は、弾性金属材料を主成分とする導電材料によりリング形状に形成され、
遊星導体は、外力が作用しない条件にて、外側導体の内径Doと内側導体の外径Diとの差よりも大きく形成された外径をもつことを特徴とするモータ。
【請求項２】
遊星導体の外周面は、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に接触し、
遊星導体は、公転方向へ膨らみ、回転軸の径方向へ圧縮された略楕円形状に弾性変形範囲内にて弾性変形し、
この弾性変形により遊星導体に作用する回転軸の径方向への弾性回復力がF１であり、
所定の最大定格回転数にて遊星導体の公転遠心力により遊星導体に作用する回転軸の径方向への力がF２であり、
所定の最大定格回転数にて遊星導体の自転遠心力により遊星導体に作用する回転軸の径方向への力がF３であり、
遊星導体と回転導体との許容最小接触圧力がFthであり、
遊星導体は、F１がFth−F３＋F２より大きくなる弾性変形を生じさせる外径をもつ請求項１記載のモータ。
【請求項３】
内側導体、外側導体及び遊星導体は、互いに噛合する所定個の歯部をそれぞれ有するリング状の歯車により構成されている請求項１記載のモータ。
【請求項４】
遊星導体の内周面は、遊星導体の歯部の数に等しい数の溝部を有し、
溝部は、遊星導体の歯部の位置にて、遊星導体の内周面から径方向外側に凹設され、
遊星導体の軸心から溝部の底面までの距離は、遊星導体の軸心から歯底面までの距離よりも大きく形成され、
内側導体及び外側導体の歯部は、遊星導体の歯部と噛み合う時に、遊星導体の歯部の周方向幅を弾性圧縮する周方向幅を有する請求項３記載のモータ。
【請求項５】
外側導体は、遊星ギヤ機構の内歯ギヤを構成し、
内側導体は、遊星ギヤ機構の太陽ギヤを構成し、
遊星導体は、遊星ギヤ機構の遊星ギヤを構成し、
太陽ギヤは、周方向所定ピッチで分割された複数の整流子片により構成され、
遊星ギヤは、自転及び公転して太陽ギヤの複数の整流子片に順番に接触する請求項３記載のモータ。
【請求項６】
遊星導体の外周面は、外側導体の内周面に接触し、
遊星導体の内周面は、内側導体の外周面に接触し、
遊星導体は、内側導体及び外側導体の少なくとも一方の回転により駆動されて自転及び公転する請求項１記載のモータ。
【請求項７】
遊星導体、内側導体及び外側導体は、互いに噛合する所定個の歯部をそれぞれ有するリング状の歯車により構成されている請求項６記載のモータ。
【請求項８】
遊星導体を内側導体及び外側導体の少なくとも一方に密着させる磁気吸引力を発生する磁力発生機構を有する請求項６記載のモータ。
【請求項９】
遊星導体型給電装置は、単極モータのロータに給電する請求項１記載のモータ。
【請求項１０】
ロータコイルは、複数の相コイルからなる直流モータの電機子コイルにより構成され、
複数の相コイルは、それぞれ異なる短絡コイルと電磁結合してトランスを構成し、
前記各短絡コイルは、閉回路を構成する請求項１記載のモータ。
【請求項１１】
回転軸に固定されたロータコアと、ハウジングに固定されたステータコアと、ステータコアに巻かれたステータコイルと、回転軸に固定されたラジアルファンと、ラジアルファンの径方向外側に設けられた冷却空気通路とを有し、
冷却空気通路は、ラジアルファンから出た冷却空気流を径方向外側に排出し、
ステータコイルは、ハウジングに固定されて整流器又はインバータを構成する半導体装置と電力を授受し、
この半導体装置は、冷却空気通路内に配置される請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの改良に関し、特に好適には遊星導体が回転導体と固定導体とに接触しつつ遊星回転運動（自転運動及び公転運動）を行う遊星導体型給電装置をもつモータの改良に関する。この遊星導体型給電装置は、モータのロータコイルとの電力授受に好適に適用されることができる。本明細書において、技術用語としてのモータは、発電機を含む技術概念である。
【背景技術】
【０００２】
接触型給電機構をもつモータとして、たとえばブラシ型直流モータ、ブラシ型交流整流子モータ、界磁コイル型同期モータ、二次巻線型誘導機及び単極モータが知られている。接触型給電機構のブラシの摩耗を低減するために、円筒形状又歯車形状に形成された回転ブラシをもつ接触型給電機構（回転ブラシ型給電機構）がモータが特許文献１に記載されている。回転ブラシは、回転軸に固定された回転導体と、ハウジングに固定されたリング状の固定導体とに接触しつつ自転する。この回転ブラシは、支持軸によりハウジングに回転自在に支持される。支持軸は、スプリングにより、回転導体に向けて付勢される。回転導体は、周方向に一定ピッチで配置されたコミュニケータセグメントにより構成される。回転導体を単純な円筒導体（スリップリング）に変更することによりロータコイルへの通電が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特許３９７４６４７
【発明の概要】
【０００４】
（従来技術の問題）
けれども、この回転ブラシ型給電機構は、構造が複雑であり、製造費用が大幅に増大するという問題がある。
そこで、上記した回転ブラシの支持軸及びスプリングを省略することにより、円筒状又は遊星ギヤ形状の回転ブラシ（以下、遊星導体と呼ぶ）が回転導体の周囲を自由に公転する構造が考えられる。この遊星導体は、構造が簡単なため製造が容易となる。また、回転ブラシを回転自在に支持する軸受け機構が無いため、保守性に優れている。
しかしながら、この遊星導体型給電装置は、次の問題をもつことがわかった。この問題を以下に説明する。ただし、回転導体が遊星導体よりも径方向内側に配置され、固定導体が遊星導体よりも径方向外側に配置されることが仮定される。
【０００５】
接触する２導体間には接触抵抗が発生する。この接触抵抗を低減するために、遊星導体と回転導体との間の接触部、並びに遊星導体と固定導体との間の接触部に大きな接触圧力を加えることが必要である。たとえば、良く知られている直流モータや車両用交流発電機のブラシは、スプリングにより整流子又はスリップリングに強力に押される。接触圧力が小さいと、接触抵抗の増大により接触部の発熱が増大する。遊星導体型給電装置において、遊星導体と回転導体との間の接触圧力、及び、遊星導体と固定導体との間の接触圧力の両方を同時に所定しきい値以上に維持することが、接触抵抗の低減のために必要となる。
ところが、公転する遊星導体の質量は、遊星導体を回転導体から離す方向への公転遠心力を発生する。その結果、高速回転時に遊星導体と回転導体との間の接触圧力が低下することが問題となる。更に、回転ブラシは、回転導体及び固定導体に対して線接触状態となるため接触面積が小さくなり、その接触抵抗が大きい問題をもつ。接触面積は、回転ブラシを歯車状に形成することにより改善される。しかし、歯車状の回転ブラシの歯と歯車状の回転導体及び固定導体の歯との間の接触圧力は大きくなく、接触抵抗の不足は解決されない。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、良好な電気的接触性及び低い摩耗率をもつ回転ブラシ機構をもつモータを実現することをその目的としている。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、冷却性に優れたモータを実現することをその他の目的としている。
【０００７】
（発明の特徴）
本発明のモータは、互いに相対回転するリング状の内側導体及びリング状の外側導体と、内側導体及び外側導体の一方を支持する回転軸の周囲を自転及び公転する遊星導体とを備える遊星導体型給電装置をもつ。内側導体は外側導体の径方向内側に配置される。遊星導体は、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に接触する。この遊星導体型給電装置は、回転軸に固定されたロータコイルと電力を授受する。
特に、本発明の遊星導体は、弾性金属材料を主成分とする導電材料によりリング形状に形成される。遊星導体は、外力が作用しない条件にて、外側導体の内径Doと内側導体の外径Diとの差よりも大きく形成された外径をもつ。本発明によれば、小さい接触抵抗をもつ回転ブラシ構造の給電機構を実現することができる。
【０００８】
すなわち、本発明の回転ブラシ型給電機構の遊星導体は、弾性金属によりリング状に形成されて大きな寸法を有し、弾性変形する。したがって、遊星導体は、弾性変形して内側導体及び外側導体に広く密着するので、接触抵抗の低減を実現することができる。リング状の遊星導体は、優れた弾性変形能力をもつ燐青銅又はスチールにより形成されることができる。リング状の遊星導体の接触面に小さい電気抵抗又は小さな摩擦係数又は小さい摩耗率をもつ層を設けることもできる。
【０００９】
好適な態様において、遊星導体の外周面は、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に接触する。遊星導体は、公転方向へ膨らみ、回転軸の径方向へ圧縮された略楕円形状に弾性変形範囲内にて弾性変形する。
この弾性変形により遊星導体に作用する回転軸の径方向への弾性回復力はF１と呼ばれる。所定の最大定格回転数にて遊星導体の公転遠心力により遊星導体に作用する回転軸の径方向への力がF２と呼ばれる。所定の最大定格回転数にて遊星導体の自転遠心力により遊星導体に作用する回転軸の径方向への力がF３と呼ばれる。遊星導体と回転導体との許容最小接触圧力がFthと呼ばれる。遊星導体は、F１がFth−F３＋F２より大きくなる弾性変形が生じる外径をもつ。
【００１０】
遊星導体の公転により発生する遠心力（公転遠心力）は、内側導体の外周面から離れる向きの力をリング状の遊星導体に与える。しかし、リング状の遊星導体は、内側導体の外周面と外側導体の内周面との間のギャップに圧入される。弾性変形した遊星導体は、内側導体の径方向両側への強く押しつけられる。その結果、遊星導体と内側導体との間の接触圧力、及び遊星導体と外側導体との間の接触圧力は、遊星導体の弾性回復力により大幅に強化される。
【００１１】
更に、リング状の遊星導体は、自転により発生する遠心力（自転遠心力）により円形に戻ろうとする。この力は、遊星導体と内側導体との間の接触圧力、及び遊星導体と外側導体との間の接触圧力を増大する。結局、遊星導体の上記弾性回復力及び自転遠心力が公転遠心力よりも常に所定値以上大きくされているので、回転数の変化にかかわらず良好な接触圧力を維持することができる。公転遠心力は回転数の増加に応じて増加するが、自転遠心力も回転数が増加に応じて増加するため、公転遠心力による接触圧力の低下を抑止することができる。
【００１２】
好適な態様において、内側導体、外側導体及び遊星導体は、互いに噛合する所定個の歯部をそれぞれ有するリング状の歯車により構成されている。これにより、内側導体と遊星導体との間の接触面積、並びに、外側導体と遊星導体との間の接触面積が増大するので接触抵抗を低減することができる。
【００１３】
好適態様において、遊星導体の内周面は、歯部の数に等しい数の溝部を有する。溝部は、遊星導体の歯部の位置にて、遊星導体の内周面から径方向外側に凹設される。遊星導体の軸心から溝部の底面までの距離は、遊星導体の軸心から歯底面までの距離よりも大きい。内側導体及び外側導体の歯部は、遊星導体の歯部と噛み合う時に、遊星導体の歯部の周方向幅を弾性圧縮する周方向幅を有する。
【００１４】
つまり、この態様の遊星導体は、波形リング形状に形成されている。これにより、遊星導体の歯は、遊星導体の周方向へ弾性変形することができる。その結果、噛み合い時に、遊星導体の歯は、内側導体の歯及び外側導体の歯に押し込まれる。その結果、遊星導体の歯が、内側導体の歯及び外側導体の歯に周方向へ押しつけられるので、接触抵抗は大幅に低減される。好適には、遊星導体の歯部は、遊星導体を構成するための金属筒部を歯部の表面に沿いつつ曲げることにより構成される。その結果、歯部内には溝部が形成される。
【００１５】
好適態様において、外側導体は、遊星ギヤ機構の内歯ギヤを構成する。内側導体は、遊星ギヤ機構の太陽ギヤを構成する。遊星導体は、遊星ギヤ機構の遊星ギヤを構成する。内側導体は、周方向所定ピッチで分割された複数の整流子片により構成される。各ギヤの噛み合いによりロータ回転角度に対する各ギヤの位置を正確に設定することができるので、遊星リングは、複数の整流子片に順番に接触することができる。その結果、簡素な構造で摩耗が少ない整流子構造を実現することができる。
【００１６】
好適態様において、リング状の遊星導体の外周面は、外側導体の内周面に接触する。遊星導体の内周面は、内側導体の外周面に接触する。遊星導体は、内側導体及び外側導体の少なくとも一方の回転により駆動されて内側導体の周囲を自転及び公転する。この遊星導体型給電装置をもつモータは、通常において、発電機として用いられる。この態様によれば、内側導体に嵌着されたリング状の遊星導体が、上記した公転遠心力により内側導体の外周面及び外側導体の内周面の両方に強く押しつけられる。つまり、リング状の遊星導体が内側導体の周囲を公転する時に発生する遠心力（公転遠心力と呼ばれる）によるリング状の遊星導体の弾性変形により、遊星導体は、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に広い面積で接触し、かつ、強い接触圧力を発生する。これにより、内側導体と外側導体との間の接触抵抗を大幅に低減することができる。
【００１７】
更に説明すると、公転するリング状の遊星導体に作用する公転遠心力により、リング状の遊星導体は、内側導体の軸心から遠ざかる向きに弾性変形する。その結果、遊星導体と外側導体との接触面積が増大する。同じく、遊星導体と内側導体との接触面積も増大する。また、回転数が増加すると、公転遠心力が増大する。その結果、遊星導体と内側導体との間の接触圧力、及び、遊星導体と外側導体との間の接触圧力が増大する。これらの結果として、接触抵抗を低減することができる。この態様では、回転数が小さい時、必要な接触圧力が得られない点である。しかし、発電機では、所定回転数以下では発電は行わない。したがって、回転数が所定値以上となった段階で、この遊星導体型給電装置を通じてロータコイルへ励磁電流を通電すればよい。その結果、公転遠心力が小さく、接触抵抗が大きい低回転領域において、遊星導体型給電装置の接触抵抗損失の増大を防止することができる。
【００１８】
たとえば、エンジン駆動の車両用発電機は、アイドリング回転数（たとえば１５ｒｐｓ）より少し小さい回転数以下において発電を必要としないため、たとえば１０ｒｐｓ以上の回転数において、リング状の遊星導体の公転遠心力が必要な接触圧力を発生させるように設計すればよい。
【００１９】
好適態様において、リング状の遊星導体、内側導体及び外側導体は、互いに噛合する所定個の歯部をそれぞれ有するリング状の歯車により構成されている。接触面積が増大するので、接触抵抗を低減することができる。
【００２０】
好適態様において、リング状の遊星導体を内側導体及び外側導体の少なくとも一方に密着させる磁気吸引力を発生する磁力発生機構を有する。接触圧力が増大するので、接触抵抗を低減することができる。磁力発生機構は、たとえば外側導体又は内側導体に隣接配置された永久磁石により構成されることができる。好適には、遊星導体、内側導体及び外側導体の少なくとも一つは、接触面がアモルファス加工された導体金属により構成されている。これにより、接触面の摩耗を更に低減することができるので、リング状の遊星導体の交換周期を延長することができる。導体金属としては、銅合金や鉄合金などを採用することができる。アモルファス加工法としては、リング状の遊星導体の接触面の他、内側導体の外周面及び外側導体の内周面に非常に短期間だけ高エネルギービームを照射する方法を採用することができる。高エネルギービームとしては、レーザービームや電子線を採用することができる。
【００２１】
好適な態様において、リング状の遊星導体に対して軸方向に隣接する位置に、遊星導体の軸方向への変位を規制するリング状のストッパが設けられる。好適態様において、遊星導体型給電装置は、単極モータのロータに給電する。これにより、端極モータの問題点であるロータ給電機構を簡素に構成することができる。
好適態様において、回転軸に固定されたロータコアと、ハウジングに固定されたステータコアと、ステータコアに巻かれたステータコイルと、回転軸に固定されたラジアルファンと、ラジアルファンの径方向外側に設けられた冷却空気通路とを有する。界磁コイルを構成するロータコイルは、遊星導体型給電装置を通じて給電される。冷却空気通路は、ラジアルファンから出た冷却空気流を径方向外側に排出する。ステータコイルは、ハウジングに固定されて整流器又はインバータを構成する半導体装置と電力を授受する。この半導体装置は、冷却空気通路内に配置される。このようにすれば、半導体装置を良好に冷却することができる。なお、この態様は、ステータコイルと電力を授受する半導体装置を備える界磁コイル型同期モータ以外の通常の同期モータ、同期発電機にも採用することができる。
半導体装置は、冷却空気通路内にて、螺旋方向又は径方向に流れる冷却空気流と平行に配置されたヒートシンクに固定される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１のモータの遊星歯車式導電機構を示す縦断面図である。
【図２】図１の遊星歯車式導電機構の一例を示す正面図である。
【図３】図２の遊星歯車式導電機構の斜視図である。
【図４】実施形態２の遊星歯車式導電機構の模式径方向正面図である。
【図５】図４の遊星歯車の軸方向半断面図である。
【図６】実施形態３の遊星歯車式導電機構の模式部分径方向正面図である。
【図７】実施形態４の遊星リング式導電機構の模式径方向正面図である。
【図８】実施形態５の直流モータの遊星歯車式導電機構（整流機構）を示す模式径方向断面図である。
【図９】図８の遊星歯車式導電機構の軸方向模式断面図である。
【図１０】図９の遊星歯車式導電機構の周方向展開図である。
【図１１】実施形態６の遊星歯車式導電機構の模式図である。
【図１２】実施形態７のモータの模式軸方向半断面図である。
【図１３】遊星歯車式導電機構の動作を示す模式周方向展開図である。
【図１４】実施形態８のモータの模式軸方向半断面図である。
【図１５】遊星歯車式導電機構の動作を示す模式径方向正面図である。
【図１６】遊星歯車式導電機構の動作を示す模式周方向展開図である。
【図１７】遊星歯車式導電機構の動作を示す模式周方向展開図である。
【図１８】実施形態９のモータの軸方向断面図である。
【図１９】図１８の回転給電装置の軸方向断面図である。
【図２０】変形態様の回転給電装置の径方向断面図である。
【図２１】変形態様の回転給電装置の模式軸方向断面図である。
【図２２】実施形態１０の遊星機構の模式径方向断面図である。
【図２３】変形態様を示す模式軸方向断面図である。
【図２４】変形態様を示す模式軸方向断面図である。
【図２５】実施形態１１の単極回転電機を示す模式軸方向断面図である。
【図２６】実施形態１２の単極回転電機を示す模式軸方向断面図である。
【図２７】図２６の単極回転電機の等価回路図である。
【図２８】実施形態１３のモータの軸方向断面図である。
【図２９】図１８の回転給電装置の軸方向断面図である。
【図３０】変形態様の回転給電装置の軸方向断面図である。
【図３１】変形態様の回転給電装置の軸方向断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の遊星導体型給電装置をもつモータの好適な実施形態を図面を参照して以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術の組み合わせにより実現してもよい。
【００２４】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１を参照して以下に説明する。この車両用交流発電機は、周知であるランデルロータ型の車両用交流発電機であるので、全体構造の図示は省略する。図１は、この車両用交流発電機のロータ給電装置近傍を示す模式部分縦断面図である。
１は、この車両用交流発電機の回転軸であり、図１ではその後端部が図示されている。２A、２Bは銅製の太陽歯車、３A、３Bは軸方向に貫通孔が形成された銅製の中空の遊星歯車、４A、４Bは銅製の内歯歯車、５はレギュレータ、６は車両用交流発電機のハウジングの後端壁、７は後端壁６を覆う樹脂カバー、８は軸受け、９は空気流入孔である。
【００２５】
回転軸１の後端部の外周面には軸方向に所定間隔を隔てて太陽歯車２Ａ、２Ｂが嵌着、固定されている。太陽歯車２Ａ、２Ｂと回転軸１との間には電気絶縁性樹脂からなる図略のスリーブが介設されて回転軸１に対して電気絶縁されている。内歯歯車４Ａ、４Ｂは、回転軸１と同軸配置され、内歯歯車４Ａは太陽歯車２Ａと軸方向等位置に配置され、内歯歯車４Ｂは太陽歯車２Ｂと軸方向等位置に配置されている。太陽歯車２Ａ、２Ｂの外周面には所定数の歯が形成されており、遊星歯車式導電機構の太陽歯車を構成している。内歯歯車４Ａ、４Ｂの内周面にも所定数の歯が形成されている。遊星歯車３Ａは太陽歯車２Ａと内歯歯車４Ａとに噛合する歯車であり、遊星歯車３Ｂは太陽歯車２Ｂと内歯歯車４Ｂとに噛合する歯車である。それぞれ銅合金により形成された太陽歯車２Ａと遊星歯車３Ａと内歯歯車４Ａとは第１の遊星歯車式導電機構１１を構成し、それぞれ銅又は銅合金により形成された太陽歯車２Bと遊星歯車３Bと内歯歯車４Bとは第２の遊星歯車式導電機構１２を構成している。第１の遊星歯車式導電機構１１及び第２の遊星歯車式導電機構１２は、回転軸１の軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。
【００２６】
内歯歯車４Ａ及び内歯歯車４Ｂは、レギュレータ５の樹脂ケースにインサート成形により一体固定され、レギュレータ５の界磁電流調整用のスイッチングトランジスタ（図示せず）からの出力電圧を受け取る。レギュレータ５は、車両用交流発電機のリアハウジングの後端壁６に図略のねじにより固定されている。回転軸１は軸受け８を通じて後端壁６に回転自在に支承されている。回転軸１には図略のランデル形ロータコアが嵌着、固定され、このランデル形ロータコアには図略の界磁コイルが巻回され、界磁コイルの両端は２つの太陽歯車２Ａ、２Ｂに個別に接続されている。ランデル形ロータコアの径方向外側には円筒状のステータが配置されている。レギュレータ５は、図略のバッテリ電圧と予め記憶するその目標電圧との比較結果により太陽歯車２Ａ、２Ｂを通じて界磁コイルへ給電する界磁電流を断続するフィードバック制御を行う。上記した車両用交流発電機は、第１、第２の遊星歯車式導電機構を除いて従来周知の車両用交流発電機と同じであるので、これ以上の説明は省略し、この実施形態の特徴を成す遊星歯車式導電機構を以下に説明する。
【００２７】
（遊星歯車式導電機構）
第１の遊星歯車式導電機構１１を図２及び図３を参照して更に詳しく説明する。第２の遊星歯車式導電機構は、印加される電位を除いて第１の遊星歯車式導電機構と同じであるため、その説明は省略される。図２、図３に示す第１の遊星歯車式導電機構１１は、回転軸１に嵌着された太陽歯車２Ａと遊星歯車３Ａと内歯歯車４Ａとからなる。この種の遊星歯車式機構自体は周知である。内歯歯車４Ａはレギュレータ５から正電位を印加され、内歯歯車４Ｂはレギュレータ５から接地電位を印加されている。太陽歯車２Ａ、２Ｂは、図略のロータコアに巻装された図略の界磁コイルの両端に個別に接続されている。第１、第２の遊星歯車式導電機構の各歯車の歯部は、従来周知の遊星歯車機構の各歯車と同一の歯面形状をもつ。
【００２８】
製造例を下記に説明する。
導電性の遊星歯車３Ａ、３Ｂ、太陽歯車２Ａ、２Ｂ及び内歯歯車４Ａ、４Ｂの材料としては、銅合金、純銅、弾性変形寿命に優れたりん青銅、銅粉末と黒鉛粉末との混合材料を採用することができる。この混合材料は焼結されることができる。
第１例において、遊星歯車３Ａ、３Ｂは、その外周面に歯車形状の銅板を貼り付けたり、インサート成形したりして製造される。第２例において、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、遊星歯車３Ａ、３Ｂ、内歯歯車４Ａ、４Ｂは、銅板を打ち抜いて形成される。銅板の厚さよりもギヤの軸方向幅を大きくしたい場合には、打ち抜いた部材が積層され、互いに固定される。第３例において、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、遊星歯車３Ａ、３Ｂ、内歯歯車４Ａ、４Ｂは、ギヤ形状に成形加工された銅筒を軸方向所定幅に切断して形成される。第４例において、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、遊星歯車３Ａ、３Ｂ、内歯歯車４Ａ、４Ｂは、円筒をプレス成形して歯面を形成して製造される。第５例において、歯の凹凸がプレス成形された銅平板を丸めて周方向両端部を接合して筒状に形成される。
【００２９】
この実施例のリング状の遊星ギヤ３Ａは中空形状であるので、質量が小さい。このため、遊星ギヤ３Ａに作用する公転遠心力を減らすことができる。その結果、高速回転する遊星ギヤ３Ａが、この公転遠心力によりサンギヤ２Ａから離れるのを防止することができる。
【００３０】
（遊星ギヤ３A及び３Bの径）
図２において、Diは内歯ギヤ４Aの歯頂面の径である。Dsはサンギヤ（太陽ギヤ）２Aの歯頂面の半径である。Dpは遊星ギヤ３Aの歯底面の直径である。
図２において、リング状の遊星ギヤ３Aは、内歯ギヤ４Aとサンギヤ２Ａとの間に挿入されて噛合している。遊星ギヤ３Ａの歯頂面は、内歯ギヤ４Ａの歯底面に接触することができる。遊星ギヤ３Ａの歯頂面は、サンギヤ２Ａの歯底面に接触することができる。その他、遊星ギヤ３Ａの歯底面は、内歯ギヤ４Ａの歯頂面に接触することができる。遊星ギヤ３Ａの歯底面は、サンギヤ２Ａの歯頂面に接触することができる。その他、遊星ギヤ３Ａの歯側面は、内歯ギヤ４Ａの歯側面に接触することができる。遊星ギヤ３Ａの歯側面は、サンギヤ２Ａの歯側面に接触することができる。
【００３１】
内歯ギヤ４A及びサンギヤ２Ａと噛み合った状態で、リング状の遊星ギヤ３Aは、回転軸１の周方向（遊星ギヤ３Ａの公転方向）に弾性変形する直径をもつ。つまり、この弾性変形により、遊星ギヤ３Ａが回転軸１の径方向に圧縮されて内歯ギヤ４Ａとサンギヤ２Ａとの間のギャップに圧入される。
つまり、遊星ギヤ３Ａは、内歯ギヤ４Ａとサンギヤ２Ａとの間のギャップに挿入する前に、内歯ギヤ４Ａの内径Doとサンギヤ２Ａの外径Diとの差よりも大きく形成された外径をもつ。ここで言う内歯ギヤ４Ａの内径Doとは、遊星ギヤ３Ａに接する内歯ギヤ４Ａの領域のうち、回転軸１に最も近い部位の径方向長である。ここで言うサンギヤ２Ａの外径Diとは、遊星ギヤ３Ａに接するサンギヤ２Ａの領域のうち、回転軸１から最も遠い部位の径方向長である。遊星ギヤ３Ａの外径は、内歯ギヤ４Ａに接する遊星ギヤ３Ａの領域のうち、回転軸１に最も近い部位から、サンギヤ２Ａに接する遊星ギヤ３Ａのの領域のうち、回転軸１から最も遠い部位までの径方向の長さを言う。
【００３２】
この遊星ギヤ３Ａは、このギャップに挿入された時、公転方向へ弾性変形する。これにより、遊星ギヤ３Ａと内歯ギヤ４Ａとの間の接触面積、及び、遊星ギヤ３Ａとサンギヤ２Ａとの間の接触面積を増大することができる。更に、遊星ギヤ３Ａの弾性回復力により、遊星ギヤ３Ａと内歯ギヤ４Ａとの間の接触圧力、及び、遊星ギヤ３Ａとサンギヤ２Ａとの間の接触圧力を増大することができる。遊星ギヤ３Ａは、高張力鋼により作製されることができる。
【００３３】
（遊星ギヤ３Ａに働く力）
回転停止状態にて周方向に膨らんだ遊星ギヤ３Ａに働く回転軸１の径方向への弾性回復力をF１、所定の最大定格回転数にて遊星ギヤ３Ａの公転遠心力により遊星ギヤ３Ａに作用する回転軸１の径方向への力をF２、及び、所定の最大定格回転数にて遊星導体の自転遠心力により遊星導体に作用する回転軸の径方向への力をF３、遊星導体と回転導体との許容最小接触圧力をFthとする時、F１＋F３−F２がFthより大きくなるように、遊星ギヤ３Ａの直径が決定される。
【００３４】
（実施形態２）
実施形態１で説明した遊星歯車式導電機構の変形態様である実施形態２を図４及び図５を参照して説明する。図４は遊星歯車式導電機構の模式径方向正面図、図５は図４の遊星歯車式導電機構の軸方向半断面図である。
【００３５】
１はモータの回転軸、２は太陽歯車、３は互いに９０度離れて配置された合計４個の遊星歯車、４は内歯歯車である。２０は回転軸１に嵌着、固定された太陽歯車２の円筒部、２１は太陽歯車２の歯底円、２２は太陽歯車２の歯先円である。３１は遊星歯車３の歯底円、３２は遊星歯車３の歯先円である。４０は内歯歯車４の円筒部、４１は内歯歯車４の歯底円、４２は内歯歯車４の歯先円である。太陽歯車２及び内歯歯車は銅合金により形成されている。
【００３６】
遊星歯車３を図５を参照して説明する。遊星歯車３は、厚さがｔである燐青銅の筒部３３により形成されている。ゴム３４がこの筒部３３の内部に充填されている。筒部３３は、波形に曲げられいる。その結果、遊星歯車３の歯部と谷部とが周方向に交互に形成されている。筒部３３の外周面の最大径部が歯先円３２を構成し、図１７にて点線で示される筒部３３の外周面の最小径部が歯底円３１を構成している。したがって、筒部３３の内周面の最小径部３５よりも径方向内側のゴム３４は円柱状に形成された部分となり、筒部３３の内周面の最大径部３６よりも径方向内側のゴム３４は遊星歯車３の歯部内に充填されている部分となる。筒部３３の厚さｔは、歯部の最大周方向幅の半分及び最大径方向高さｈよりも小さくされている。つまり、ゴム３４は歯車形状に形成されている。
【００３７】
重要な点は、遊星歯車３の歯部は、内歯歯車４及び太陽歯車２と噛合した状態にて弾性圧縮されて内歯歯車４及び太陽歯車２の歯部に所定圧力で押しつけられる点にある。
好適な一例にて、内歯歯車４及び太陽歯車２と噛合しない遊星歯車３の歯部は、内歯歯車４及び太陽歯車２と噛合した遊星歯車３の歯部よりも遊星歯車３の周方向において大きな幅をもつ。これにより、遊星歯車３の歯部は噛合時にその周方向に弾性圧縮され、遊星歯車３の歯部は所定の面圧で噛合し、接触電気抵抗を低減することができる。
好適な他例にて、遊星歯車３の直径は、内歯歯車４の歯底円４１の半径から太陽歯車２の歯底円２１の半径を差し引いた値よりも大きくされる。このようにすれば、遊星歯車３は噛合により内歯歯車４及び太陽歯車２の径方向へ弾性圧縮されて、内歯歯車４及び太陽歯車２の周方向へ弾性膨張し、遊星歯車３の歯部と内歯歯車４及び太陽歯車２の歯部との面圧が増大する。これにより、接触電気抵抗を低減することができる。
（変形態様）
ゴム３４を省略し、遊星歯車３の筒部３３の弾性だけを利用して、内歯歯車４及び太陽歯車２の周方向への遊星歯車３の歯部の弾性膨張を行わせても良い。この場合、ゴム３４が充填されていた遊星歯車３内の部分はキャビティとなる。このキャビティは、遊星歯車３よりも少し小さい歯車形状となっている。
【００３８】
（変形態様）
遊星歯車３の筒部３３は、複数種類の筒部を嵌合して構成してもよい。たとえば、筒部３３の露出側（噛合側）の筒部は銅合金により構成され、筒部３３の非露出側（非噛合側）の筒部は弾性金属により構成されることが好適である。銅合金に黒鉛粉末を混入してもよい。弾性金属としては、燐青銅又は高張力鋼を採用することができる。このようにすれば、良好な導電性と良好な弾性とを両立させることができる。
【００３９】
（変形態様）
遊星歯車３に弾性を与えて噛合状態の遊星歯車３の歯部を遊星歯車３の周方向に弾性変形させる代わりに、同様の弾性構造を内歯歯車４又は太陽歯車２に与えてもよい。たとえば、内歯歯車４を燐青銅製の筒部に歯部と谷部を周方向交互に形成し、この筒部の外周面に密着して筒状のゴム部材を被せても良い。ただし、このゴム部材も歯部と谷部を有して内歯歯車形状をもち、ゴム部材の歯部は内歯歯車４の燐青銅製の筒部の歯部に挿入される。このようにすれば、遊星歯車３や太陽歯車２の製造を簡素化することができる。その他、遊星歯車３と内歯歯車４との両方に上記した弾性構造を与えても良い。これにより、各歯部の弾性変形量を半減できるため、寿命を向上することができる。
【００４０】
（実施形態３）
実施形態１で説明した遊星歯車式導電機構の変形態様である実施形態３を図６を参照して説明する。図６は遊星歯車式導電機構の模式径方向部分正面図である。２は太陽歯車、３は遊星歯車、４は内歯歯車である。
【００４１】
遊星歯車３は、鋼製円筒を歯車形状にプレス加工して製作されている。遊星歯車３の外周面はニッケルメッキされている。既述したように、遊星歯車３の直径は、遊星歯車３と内歯歯車４との間のギャップよりも大きくされている。このため、遊星歯車３は、弾性変形して周方向に膨らんだ楕円形状となっている。ただし、図６では、略円形に記載されている。
【００４２】
これにより、遊星歯車３の弾性回復力により、遊星歯車３は、太陽歯車２及び内歯歯車４に押しつけられる。その結果、この遊星歯車式導電機構の接触圧力を増大することができるので接触抵抗を低減できる。また、遊星歯車３の質量を減らせるので、遊星歯車３と太陽歯車２との間の接触圧力が公転遠心力により減少するのを防止することができる。遊星歯車３の外周部は全周にわたって存在するので、その自転遠心力の減少は少ない。このため、遊星歯車３は、この自転遠心力により太陽歯車２及び内歯歯車４に強く押しつけられる。
【００４３】
重要な点は、遊星歯車３の歯部の周方向幅は、内歯歯車４の歯溝の周方向幅、及び、太陽歯車２の歯溝の周方向幅よりも大きく形成されている点にある。これらの歯溝に噛み合う遊星歯車３の歯部は、周方向に弾性圧縮される。その結果、遊星歯車３の歯側面は、内歯歯車４の歯側面、及び、太陽歯車２の歯側面に略周方向に押しつけられる。これにより、接触圧力を更に向上することができる。
【００４４】
この実施形態の特徴は、リング状の遊星歯車（すなわち遊星導体）３の内周面が、歯部の数に等しい数の溝部を有する点にある。つまり、遊星歯車３は、波形リング形状を有する。各溝部は、遊星導体の歯部の位置にて、遊星導体の内周面から径方向外側に凹設されている。遊星歯車３の軸心から溝部の底面までの距離は、遊星導体の軸心から遊星歯車３の歯底面までの距離よりも大きい。内歯歯車（外側導体）４及び太陽歯車（内側導体）２の歯部は、遊星歯車３の歯部と噛み合う時に、遊星歯車３の歯部を周方向に弾性圧縮する周方向幅を有する。
遊星歯車３の各歯は、噛み合い時に遊星歯車３の周方向へ弾性変形するので、接触抵抗は大幅に低減される。
【００４５】
（実施形態４）
実施形態１で説明した遊星歯車式導電機構の変形態様である実施形態４を図７を参照して説明する。図７は遊星歯車式導電機構の模式径方向部分正面図である。１は回転軸、２０は円筒状の内側導体（スリップリング）、３０は円形リング形状の遊星リング、４０は円筒状の外側導体である。銅合金からなる内側導体２０は回転軸１に嵌められて固定されている。銅合金からなる外側導体４０は図略のハウジングに固定されている。合金鋼からなる遊星リング３０は、優れた弾性を有する。
【００４６】
内側導体２０と外側導体４０との間のギャップに圧入された遊星リング３０は、図７に示すようにC字状に湾曲している。遊星リング３０に囲まれる面積は、このギャップの径方向断面積の約半分を占めている。もちろん、遊星リング３０は、更に短く形成されることができる。遊星リング３０の弾性回復力により、遊星リング３０は、内側導体２０及び外側導体４０に押しつけられる。その結果、この遊星歯車式導電機構の接触圧力を増大することができるので接触抵抗を低減できる。
【００４７】
遊星リング３０と内側導体２０との間の接触圧力Fは、F１＋F３−F２となる。F１は、遊星リング３０の径方向への弾性回復力である。F２は、所定の最大定格回転数（たとえば８０００ｒｐｍ）にて遊星リング３０の内側導体２０に接触する部位に作用する遊星リング３０の公転遠心力、F３は、所定の最大定格回転数（たとえば８０００ｒｐｍ）にて遊星リング３０の内側導体２０に接触する部位に作用する遊星リング３０の自転遠心力である。F１は、遊星リング３０の形状及び材質により調整することができる。F２は回転数の増加により増大する。F３は回転数の増加により減少する。遊星導体と回転導体との許容最小接触圧力をFthとする時、F１は、F１＋F３−F２がFthより大きくなるように、遊星ギヤ３Ａの直径が決定される。この実施例では、遊星リング３０の質量は小さいので、その公転遠心力F2は比較的小さくすることができる。これにより、回転軸１の回転により、遊星リング３０は、遊星運動（自転運動及び公転運動）を行う。このため、内側導体２０と外側導体４０とは、電力を授受することができる。
【００４８】
（実施形態５）
実施形態１で説明した遊星歯車式導電機構を用いた直流モータの整流子機構を図８及び図９を参照して説明する。図８は、この整流子機構の原理を説明する径方向模式断面図である。図９はこの整流子機構の軸方向模式断面図である。
【００４９】
直流モータは、Δ型接続された３相の相コイル（Ｕ、Ｖ、Ｗ）からなる図略の電機子コイルが巻装されて回転軸１に嵌着、固定された図略のロータコアをもつ。図略のステータは、ハウジングの周壁内周面にフェライト磁石などにより構成されたＮ極部とＳ極部とを互いに１８０度離れて１対有する。ステータは、図略のハウジングに固定されてロータコアの径方向外側に所定の小電磁ギャップを挟んで対面する。すなわち、この直流モータは２極構造を有している。
【００５０】
直流磁極であるＮ極部とＳ極部とは、永久磁石により周方向へ極性交互に径方向へ磁化されているが、界磁コイルにより磁化されてもよい。この種のモータは、直流モータとして周知の構造であるため、図示は省略される。
【００５１】
この実施形態の特徴は、整流子型直流モータの整流子・ブラシ機構と同等の機能をもつ接触式の電力伝送装置を採用した点にある。この電力伝送装置は、本質的に既述した遊星歯車式導電機構からなる。ただし、内歯歯車の内周面には＋電位の電極部と−電位の電極部とが周方向交互に設けられている。この電力伝送装置の詳細を図８及び図９を参照して説明する。電力伝送装置は、内歯歯車４を除いて、図１及び図２に示す実施形態１の装置と本質的に同じ構造をもつ。この実施形態では、図９に示すように、３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３が軸方向に配置される。
【００５２】
遊星歯車式導電機構１１〜１３は、樹脂ケース１０に収容されている。遊星歯車式導電機構１１〜１３の共通の内歯歯車４は樹脂ケース１０の周壁に固定されて軸方向に延在している。樹脂ケース１０内は、樹脂ケース１０と一体に形成されて径方向に延在する隔壁板２１により互いに隔てられて軸方向に配列された３つの部屋Ａ〜Ｃを有し、３つの部屋Ａ〜Ｃには遊星歯車式導電機構１１〜１３が別々に収容されている。
【００５３】
遊星歯車式導電機構１１は、太陽歯車２Ａと遊星歯車３Ａと内歯歯車４とからなる。遊星歯車式導電機構１２は、太陽歯車２Ｂと図略の遊星歯車と内歯歯車４とからなる。遊星歯車式導電機構１３は、太陽歯車２Ｃと図略の遊星歯車と内歯歯車４とからなる。樹脂ケース１０の周壁には、摩耗粉を外部に排出するとともに、冷却風が流出する貫通孔を有するが、その図示は省略されている。Ｘは歯底を示すライン、Ｙは歯頂を示すラインである。太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、図略のロータコアに巻回されるとともに図略の３相の相コイルＵ、Ｖ、ＷをΔ接続して構成された電機子コイルの３つの端子（図示せず）に別々に接続されている。
【００５４】
この実施形態の内歯歯車４の歯面は、図８に示すように、３つの歯面領域１０１と３つの歯面領域１０２と６つの歯面領域１０３とに区画される。歯面領域１０１と歯面領域１０２とは周方向交互に配置され、歯面領域１０３は歯面領域１０１と歯面領域１０２との間に配置されている。歯面領域１０１又は歯面領域１０２と歯面領域１０３との合計ピッチは６０度とされている。歯面領域１０３は、遊星歯車３Ａの歯が歯面領域１０１と歯面領域１０２とに同時に接触不能な範囲で最小の周方向幅をもつ。
【００５５】
歯面領域１０１の歯面には電極部１０１Ａが、歯面領域１０２には電極部１０２Ａが、歯面領域１０３には中性の電極部１０３Ａがそれぞれ露出している。なお、電極部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａは図８、図９では図示省略され、図１０においてのみ図示されている。これらの電極部１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａは、内歯歯車４の歯そのものにより構成されてもよく、あるいは内歯歯車４Ａの歯面に露出するように樹脂製の内歯歯車４にインサート成形された電極部材により構成されてもよい。
図１０は、内歯歯車４及び太陽歯車２Ａを周方向に展開した模式展開図である。図１０において、互いに１２０度離れた３つの歯面領域１０１の電極部１０１Ａは図略のバッテリの正極端子に接続されて＋電極部を構成している。互いに１２０度離れた３つの歯面領域１０２の電極部１０２Ａは図略のバッテリの負極端子に接続されて−電極部を構成している。図１０では、簡単に＋、−の記号によりこの接続状態を図示している。中間の歯面領域１０３には、中性の電極部１０３Ａが露出している。
【００５６】
この実施形態では、電極部１０１Ａ、１０２Ａは樹脂ケース１０と一体の内歯歯車４の樹脂部に埋設されて互いに電気的に絶縁され、軸方向に延在している。つまり、３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３の内歯歯車４の合計９つの電極部１０１Ａは互いに電気的に接続されて同一の正電位となっている。同じく、３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３の内歯歯車４の合計９つの電極部１０２Ａは互いに電気的に接続されて同一の負電位となっている。遊星歯車式導電機構１１の３つの中性の電極部１０３Ａは互いに接続されて同一電位を有する。遊星歯車式導電機構１２の３つの中性の電極部１０３Ａは互いに接続されて同一電位を有する。遊星歯車式導電機構１３の３つの中性の電極部１０３Ａは互いに接続されて同一電位を有する。ただし、３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３の各中性の電極部１０３Ａは、別々に配置され、互いに独立の電位をもつ。
【００５７】
遊星歯車式導電機構１１の中性の電極部１０３Ａは、図１０に示すように上アームのフライホイルダイオードＤＨと下アームのフライホイルダイオードＤＬとを通じて電極部１０１Ａ及び電極部１０２Ａに接続されている。遊星歯車式導電機構１２の中性の電極部１０３Ａも上アームのフライホイルダイオードＤＨと下アームのフライホイルダイオードＤＬとを通じて電極部１０１Ａ及び電極部１０２Ａに接続されている。遊星歯車式導電機構１２の中性の電極部１０３Ａも上アームのフライホイルダイオードＤＨと下アームのフライホイルダイオードＤＬとを通じて電極部１０１Ａ及び電極部１０２Ａに接続されている。つまり、各遊星歯車式導電機構１１〜１３はそれぞれ上アームのフライホイルダイオードＤＨと下アームのフライホイルダイオードＤＬとをもち、これら合計６つのフライホイルダイオードは、いわゆる３相全波整流回路と同等の回路構成を形成している。
【００５８】
結局、電極部１０１Ａは＋電極部を構成し、電極部１０２Ａは−電極部を構成している。重要な点は、遊星歯車式導電機構１１の遊星歯車３Ａと遊星歯車式導電機構１２の遊星歯車３Ｂと遊星歯車式導電機構１３の遊星歯車３Ｃとは互いに４０度離れて配置されている。
【００５９】
以下、この実施形態のロータ給電装置の動作を説明する。遊星歯車式導電機構１１〜１３は、一部を除いて図１、図２に示す実施形態１の遊星歯車式導電機構と本質的に同じ構造を有するので、遊星歯車３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、噛合する太陽歯車２Ａの回転と同期して内歯歯車４Ａと噛合しつつ自転、公転する。
【００６０】
２極構造である直流モータの電機子コイルの３つの相コイル（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に印加される電位は、それぞれロータの半回転ごとに正電位と負電位との間で変化する必要がある。このため、従来では、各相コイルの電流の方向を切り替えるために、整流子・ブラシ構造又は３相インバータを採用していた。これに対して、この実施形態では、電機子コイルの３つの端子が接続される３つの太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃが、遊星歯車を通じて内歯歯車４の電極部１０１Ａに接触して＋電位となり、電極部１０２Ａに接触して−電位となる。
【００６１】
太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃの歯数Ｎ１と内歯歯車４Ａの歯数Ｎ２との比が２であるため、回転軸が半回転（１８０度回転）する間に、遊星歯車３Ａは６０度公転する。内歯歯車固定条件における遊星歯車の公転回転数N２は、太陽歯車の回転数がN１である時、Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）となる。３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３の遊星歯車３Ａ、３Ｂ、３Ｃは４０度だけずれている。これにより、電機子コイルの各相コイルの電圧である３つの相電圧の位相は１２０度ずれることになる。
【００６２】
次に、中性の電極部１０３Ａの機能について遊星歯車式導電機構１１を例として説明する。遊星歯車３Ａが＋電位の電極部１０１Ａから中性の電極部１０３Ａに達し、遊星歯車３Ａが電極部１０１Ａから離れた瞬間は、従来の３相インバータのＵ相のハーフインバータの上アームのスイッチング素子がオフしたことに相当する。この後、電機子コイルの磁気エネルギーが中性の電極部１０３Ａからの電流の流出を維持するため、フライホイルダイオードＤＬがオンして、中性の電極部１０３Ａにこのフライホイル電流を供給する。その後、遊星歯車３Ａが−電位の電極部１０２Ａから中性の電極部１０３Ａに達し、遊星歯車３Ａが電極部１０２Ａから離れた瞬間は、従来の３相インバータのＵ相のハーフインバータの下アームのスイッチング素子がオフしたことに相当する。この後、電機子コイルの磁気エネルギーが中性の電極部１０３Ａへの電流供給を維持するため、フライホイルダイオードＤＨがオンして、中性の電極部１０３Ａからフライホイル電流を電源側に放出する。
【００６３】
（実施形態６）
本発明の実施形態６を図１１を参照して以下に説明する。図１１は直流モータの模式図である。
この実施形態のモータは、Δ型接続された３相の相コイル（Ｕ、Ｖ、Ｗ）からなる電機子コイルの３つの端子に、３つの遊星歯車式導電機構１１〜１３により互いに１２０度位相が異なる交流電力を給電する。この実施形態では、Δ型接続された３相の相コイル（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、それぞれバリスタ２０１〜２０３と個別に並列接続されている。この実施形態では、実施形態５で採用した中性の電極部１０３Ａと、それに接続されるフライホイルダイオードＤＨ、ＤＬとを省略している。図１１において、２Ａ、２Ｂ、２Ｃは太陽歯車であり、Δ接続型の電機子コイルの３つの端子に個別に接続されている。３Ａ、３Ｂ、３Ｃは遊星歯車、４は内歯歯車である。１０３は樹脂製の中間の歯面領域であって電気絶縁性を有している。
【００６４】
この態様では、中性の電極部１０３Ａが無いため、遊星歯車３Ａ、３Ｂ、３Ｃが電極部１０１Ａ又は１０２Ａから離れる場合に、電機子コイルの３つの端子に個別に接続される３つの太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃの電位変化が大きくなり、火花発生の危険が生じる。この実施形態では、相コイルＵ、Ｖ、Ｗの電圧が所定値を超えると、相コイルＵ、Ｖ、Ｗと並列に接続されたバリスタ２０１〜２０３がオンして磁気エネルギーを吸収する。バリスタ２０１〜２０３の放熱性を向上することにより、バリスタ２０１〜２０３の温度上昇は抑制される。なお、バリスタ２０１〜２０３の代わりに２つのショットキーダイオードを逆向きに直列接続した回路を用いてもよい。
【００６５】
（実施形態７）
本発明の実施形態７を図１２及び図１３を参照して以下に説明する。図１２は直流モータの模式軸方向半断面図である。図１３は図１２のロータ給電装置の周方向展開図である。
回転軸１の前端部には、遊星歯車式導電機構１１〜１３が軸方向に配列されている。遊星歯車式導電機構１１は太陽歯車２Ａ、遊星歯車３Ａ、内歯歯車４Ａからなる。遊星歯車式導電機構１２は太陽歯車２Ｂ、遊星歯車３Ｂ、内歯歯車４Ｂからなる。遊星歯車式導電機構１３は太陽歯車２Ｃ、遊星歯車３Ｃ、内歯歯車４Ｃからなる。遊星歯車式導電機構１１乃至１３は実施形態５と同じ基本構造を有しているため、これ以上の説明は省略する。
【００６６】
３０１は回転軸１に嵌着固定された軟鉄製のロータコアである。３０２はロータコア３０１の１２０度離れて径方向外側に突出する３つのアームに個別に巻装された電機子コイルである。３０３は電機子コイル３０２よりも径方向外側に突出して永久磁石３０４に径方向に対面するロータコアの３つの磁極部である。永久磁石３０４は円筒状のフェライトコアからなり、その内周面の周方向半分はＮ極に、残りの半分はＳ極に磁化されている。３０５は底付き円筒状の軟鉄製のケースであり、ヨークを兼ねている。３０６は円盤状の樹脂蓋であり、ケース３０５の開口を封鎖している。３０７は樹脂蓋３０６の内端面から後方へ突出する円筒部であり、円筒部３０７には内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃが固定されている。３０８は軸受けである。この２極３相直流モータ自体はマイクロモータとして周知であるため、これ以上の説明は省略する。
【００６７】
次に、ロータ給電装置を更に詳しく説明する。この実施形態では、遊星歯車式導電機構１１乃至１３の各遊星歯車３Ａ、３Ｂ、３Ｃは同一形状とされ、周方向同一位置かつ径方向同一位置に配置されている。内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃも同一形状とされ、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃも同一形状とされている。周方向同一位置の３つの遊星歯車３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、樹脂軸３０９に嵌着固定されて、同一部品となっており、部品点数が削減されている。このため、内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃの＋電極部１０１Ａは互いに４０度周方向にずれており、内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃの−電極部１０２Ａも互いに４０度周方向にずれている。
【００６８】
３１０は、回転軸１に嵌着固定された樹脂スリーブであり、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃは樹脂スリーブ３１０の外周面に軸方向に所定ギャップを隔てて露出している。樹脂スリーブ３１０内には銅製の軸方向延在部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが互いに周方向に１２０度ずつ離れてそれぞれ軸方向に延在している。軸方向延在部２０Ａの後端部は、径方向外側に曲げられて樹脂スリーブ３１０から突出してライザ部２１Ａを構成している。軸方向延在部２０Ｂ、２０Ｃの後端部も、径方向外側に曲げられて樹脂スリーブ３１０から突出してライザ部２１Ａと同一形状のライザ部を構成している。これら３つのライザ部は周方向に１２０度ずれて全体として輪板面状に配置されている。３つのライザ部の先端部には電機子コイルをなす３つ相コイルの端部が接続されて、これら３つの相コイルがΔ接続されている。
【００６９】
４００は公知のリングバリスタである。リングバリスタ４００の前端面は３つのライザ部（一つは２１Ａ）に密着乃至はんだ付けされており、リングバリスタ４００の後端面は放熱のためにロータコア３０１の前端面に密着している。リングバリスタ４００及びライザ部は、電機子コイル３０２の径方向内側の空きスペースに収容されている。このロータ給電装置の動作は、実施形態５及び６と同じである。図１３において、θｒは回転軸の回転角、θｉは遊星歯車の公転角である。
【００７０】
（変形態様）
図１２に示す太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、銅系平板を筒状に丸め、周方向へ凹凸を設けて形成することができる。この銅系平板により構成される軸方向延在部２０Ａ、２０Ｂ、２０は、太陽歯車２Ａ、２Ｂ、２Ｃの谷部すなわち径が小さい部分から延在させることが好適である。これにより、端子部を有する太陽歯車を簡素な工程により製造することができる。同じく、内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃも、銅系平板を筒状に丸め、周方向へ凹凸を設けて形成することができる。この銅系平板により構成される内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃの端子部は、内歯歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃの谷部すなわち径が大きい部分から延在させることが好適である。これにより、端子部を有する太陽歯車を簡素な工程により製造することができる。
【００７１】
（変形態様）
既述の遊星歯車式導電機構は、巻き線型誘導モータのロータコイルである二次コイルと電力を授受することができる。遊星歯車、太陽歯車及び内歯歯車の少なくとも一つをシザーズギヤとしてもよい。これにより、接触抵抗を低減することができる。
【００７２】
（実施形態８）
本発明の実施形態８を図１４及び図１５を参照して以下に説明する。図１４は直流モータの模式軸方向半断面図である。図１４に示す直流モータは、整流装置をなす遊星歯車式導電機構を除いて実施形態７の直流モータ（図１２参照）と同じ構造を有している。したがって、遊星歯車式導電機構（整流装置）だけが以下に説明される。３０２は、Δ接続された３相コイルU、V及びW（図１１参照）からなるロータコイル（電機子コイル）である。
この整流装置は、遊星歯車式導電機構１１及び遊星歯車式導電機構１２により構成されている。遊星歯車式導電機構１１及び１２は、既述した実施形態５、６及び７で説明した遊星歯車式導電機構と本質的に同じである。遊星歯車式導電機構１１は、内歯歯車４A、３つの遊星歯車３A及び整流子２０により構成されている。整流子２０は、遊星歯車式導電機構１１の太陽歯車に相当する。遊星歯車式導電機構１２は、内歯歯車４B、３つの遊星歯車３B及び整流子２０により構成されている。整流子２０は、遊星歯車式導電機構１２の太陽歯車に相当する。遊星歯車式導電機構１１及び１２は、軸方向に所定の小距離を隔てて配置されている。
【００７３】
図１５は、遊星歯車式導電機構１１及び１２の軸方向に見た模式径方向正面図である。ただし、図１５において、内歯歯車４A及び４Bと遊星歯車３A及び３Bとは、円形の線で略示されている。図１５において、内歯歯車４Bは、内歯歯車４Aの紙面奥側に配置されている。遊星歯車３Bは、遊星歯車３Aの紙面奥側に配置されている。
遊星歯車式導電機構１１は、互いに１２０度離れた３つの遊星歯車３Aをもつ。遊星歯車式導電機構１２は、互いに１２０度離れた３つの遊星歯車３Bをもつ。遊星歯車３Aは、遊星歯車３Bに対して６０度離れている。
整流子２０は、４０度ピッチで配置された９個のセグメントにより構成されている。９つのセグメントは３つのセグメントグループからなる。一つのセグメントグループは、セグメント２０U、２０V及び２０Wにより構成される。セグメント２０U、２０V及び２０Wは順番に並んでいる。ロータコイル３０２は、図１１と同様に、３つの端子２A、２B及び２Cをもつ。互いに１２０度離れた３つのセグメント２０Uは、ロータコイル３０２の端子２Aに接続される。互いに１２０度離れた３つのセグメント２０Vは、ロータコイル３０２の端子２Bに接続される。互いに１２０度離れた３つのセグメント２０Wは、ロータコイル３０２の端子２Cに接続される。
【００７４】
内歯歯車４A及び４BはNi個の歯（図示省略）を有している。太陽歯車である合計９つのセグメントからなる整流子２０は、Ns個の歯（図示省略）をもつ。リング状の遊星歯車３A、３Bは、内歯歯車４A及び４Bの歯と、整流子２０の歯に噛み合う歯（図示省略）をもつ。整流子２０の合計９つのセグメントは、整流子２０をなす太陽歯車の歯溝部に形成されている。この太陽歯車の歯頂部は、各セグメントの間のギャップを構成する。
内歯歯車４A及び４Bの歯数Niは、太陽歯車３A及び３BのNsの２倍に設定されている。このため、合計９つの遊星歯車３A及び３Bの公転回転数は、太陽歯車３Ａ及び３Ｂの回転数の１／３となる。
遊星歯車式導電機構１１及び１２の動作を図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は遊星歯車式導電機構１１の模式周方向展開図である。図１７は遊星歯車式導電機構１２の模式周方向展開図である。
【００７５】
図１６に示す時点ｔ１において、遊星歯車３Aは、セグメント２０Uとセグメント２０Wとの間のギャップの上に存在している。図１６に示す時点ｔ２は、時点ｔ１から回転軸１が１２０度回転した時点である。図１６に示す時点ｔ２において、遊星歯車３Aは、セグメント２０Vとセグメント２０Uとの間のギャップの上に存在している。遊星歯車３Aは、時点ｔ１から時点ｔ２の間の期間に４０度公転する。ラインXは、整流子２０が１２０度回転したことを示す。ラインYは、遊星歯車３Aが４０度回転したことを示す。
結局、回転軸５０１が１２０度移動する期間に、遊星歯車３Aは整流子２０に対して４０度相対移動する。整流子２０のセグメントピッチが４０度であるので、実質的にブラシである遊星歯車３Aは、回転軸５０１が１２０度移動する期間にセグメントに対して１セグメントピッチ移動する。
【００７６】
図１７に示す時点ｔ１において、遊星歯車３Bは、セグメント２０Vの上に存在している。図１７に示す時点ｔ２は、時点ｔ１から回転軸１が１２０度回転した時点である。図１７に示す時点ｔ２において、遊星歯車３Bは、セグメント２０Wの上に存在している。遊星歯車３Bは、時点ｔ１から時点ｔ２の間の期間に４０度公転する。ラインXは、整流子２０が１２０度回転したことを示す。ラインYは、遊星歯車３Bが４０度回転したことを示す。
結局、回転軸５０１が１２０度移動する期間に、遊星歯車３Bは整流子２０に対して４０度相対移動する。整流子２０のセグメントピッチが４０度であるので、実質的にブラシである遊星歯車３Bは、回転軸５０１が１２０度移動する期間にセグメントに対して１セグメントピッチ移動する。
結局、遊星歯車３A及び３Bが公転するにもかかわらず、整流子２０から見て遊星歯車３A及び３Bは静止していると見なすことができる。これは、遊星歯車の公転角度と回転軸の回転角との比率を１／Mとする時、セグメントグループをM個設けることにより可能となる。この実施形態では、M及びセグメントグループは３である。順番に並んだ複数のセグメントからなる１つのセグメントグループは電気角２πを占有する。
【００７７】
（変形態様）
この変形態様では、図１５に示される互いに同じ電位をもつ複数の遊星歯車を所定の小電気角度だけずらせる。たとえば、図１５に示される３つの遊星歯車３Aの間の機械角は、
１１５度、１２０度及び１２５度とされる。これにより、第１の遊星歯車３Aは、第２の遊星歯車３Aよりも電気角１５度だけ先行し、第３の遊星歯車３Aは第２の遊星歯車３Aよりも電気角１５度遅れる。第１及び第３の遊星歯車３Aは、第２の遊星歯車３Aよりも高い電気抵抗をもつ。このようにすれば、実質的に一つのセグメントは、最初に高抵抗値をもつ第１の遊星歯車３Aに接触した後、所定時間遅れて低抵抗値をもつ第２の遊星歯車３Aに接触する。したがって、この実質的に一つのセグメントは、低抵抗値をもつ第２の遊星歯車３Aに接触する前に、高抵抗値をもつ第１の遊星歯車３Aにより、ロータコイルすなわち電機子コイルの残留インダクタンスエネルギーを第１の遊星歯車３Aの大きな抵抗損失により急速消滅させることができる。
同様に、実質的に一つのセグメントは、低抵抗値をもつ第２の遊星歯車３Aから離れた後、所定時間遅れて高抵抗値をもつ第３の遊星歯車３Aから離れる。したがって、この実質的に一つのセグメントは、低抵抗値をもつ第２の遊星歯車３Aから離れた後、高抵抗値をもつ第３の遊星歯車３Aにより、ロータコイルすなわち電機子コイルの残留インダクタンスエネルギーを第３の遊星歯車３Aの大きな抵抗損失により急速消滅させることができる。
【００７８】
（実施形態９）
本発明の実施形態９を図１８を参照して説明する。図１８はこのモータのロータ給電機構を示す径方向模式断面図である。図１９は、回転軸を囲む遊星リング３０をもつ遊星機構を示す。図１９では、１個の遊星機構が図示されているが、実際には２つの遊星機構が軸方向に近接して同軸配置されている。
図１８に示される一つの遊星機構５００は、それぞれ良導電性金属材料により形成された回転軸リング５０２、静止リング５０３及び遊星リング５０４により構成されている。回転軸リング５０２は、いわゆるスリップリングであって、回転軸５０１に嵌着、固定されている。回転軸リング５０２は、回転軸５０１に埋設された導電部材を通じて図略のロータ（回転体）に巻かれたロータコイルの一端に接続されている。このロータは、図略のハウジングに固定されたステータとともに、車両用の界磁コイル型同期発電機を構成している。一対の遊星機構５００の合計２つの回転軸リング５０２は、このロータコイルの両端に個別に接続されている。回転軸リング５０２は、遊星歯車式導電機構の太陽歯車と同じく太陽歯車により構成されてもよく、単なるスリップリングであってもよい。
【００７９】
静止リング５０３は、静止リング５０３と回転軸リング５０２とは同軸で軸方向同じ位置に配置されている。静止リング５０３は、図略のモータハウジングに固定されて外部電源回路から給電される。つまり、２つの遊星機構の静止リング５０３間に電圧が印加されている。
遊星リング５０４は、弾性に優れた良導電性金属たとえば燐青銅により構成されて回転軸リング５０２に嵌められている。遊星リング５０４の径は、遊星リング５０４の内周面が回転軸リング５０２の外周面に密着した状態で、遊星リング５０４の外周面が静止リング５０３の内周面に密着する大きさとされている。これにより、第１の遊星機構５００の静止リング５０３、遊星リング５０４、回転軸リング５０２、ロータコイル、第２の遊星機構５００の回転軸リング５０２、遊星リング５０４、静止リング５０３の順に電流が流れてロータコイルへの給電がなされる。都合のよいことに、このエネルギー伝送装置は、いわゆる車両用交流発電機のロータコイル給電機構であるため、言い換えれば発電機のロータコイルに給電する装置であるため、その停止時に通電が不要であることである。
【００８０】
回転軸５０１が停止している時、遊星リング５０４はその重量により、回転軸リング５０２及び静止リング５０３の両方に接触する。遊星リング５０４の質量が少ない場合、各リング間の接触圧が小さく、電気的接触抵抗はかなり大きくなる。けれども、回転軸５０１が回転すると、遊星リング５０４が自転、公転する。この時、遊星リング５０４は、静止リング５０３及び回転軸リング５０２に対して摺動しないため、摩耗は良好に抑止される。この公転により発生する遊星リング５０４の遠心力により、遊星リング５０４は回転軸リング５０２の外周面及び静止リング５０３の内周面に強く押しつけられ、各リング間の電気的接触抵抗は大幅に低減される。
【００８１】
なお、上記説明では、一対の遊星機構５００は、モータの界磁コイルをなすロータコイルに給電する例を説明した。その代わりに、一対の遊星機構５００が回転軸５０１に固定されたインバータに給電し、このインバータ発生する交流電圧をロータに巻かれた電機子コイルに給電することも可能である。その他、既述した実施例と同様に、遊星機構５００により３相の機械的インバータを構成することもできる。これらの態様は、既述した遊星歯車式導電機構と同じである。
（変形態様）
この遊星導体型給電装置の変形態様を図１９を参照して説明する。図１９は、この遊星導体型給電装置の模式軸方向断面図である。この装置は、回転軸５０１に固定した永久磁石５０６と、一対の遊星リング５０４A、５０４Bの間に軟磁性円筒５０７とにより、、遊星リング５０４A、５０４Bを回転軸リング５０２A、５０２Bに強く密着させた点にその特徴がある。
【００８２】
更に詳しく説明する。２つの遊星機構５００A、５００Bが軸方向に近接して同軸配置されている。第１の遊星機構５００Ａは、静止リング５０３Ａ、遊星リング５０４Ａ、回転軸リング５０２Ａからなる。第２の遊星機構５００Ｂは、静止リング５０３Ｂ、遊星リング５０４Ｂ、回転軸リング５０２Ｂからなる。回転軸リング５０２Ａ、５０２Ｂは、回転軸５０１に嵌着、固定された樹脂円筒５０５の外周面に固定されている。円筒状の永久磁石５０６が、回転軸リング５０２Ａ、５０２Ｂの間に位置して電気絶縁性の樹脂円筒５０５の外周面に嵌着、固定されている。永久磁石５０６の外周面のうち、軸方向一方側はＮ極に、軸方向他側はＳ極に磁化されている。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、樹脂円筒５０４Ｃにより一つの円筒部材を構成している。遊星リング５０４Ａは樹脂円筒５０４Ｃの一端部に固定され、遊星リング５０４Ｂは樹脂円筒５０４Ｃの他端部に固定されている。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、樹脂円筒５０４Ｃより大きな外径と小さな内径とを有している。５０７は、樹脂円筒５０４Ｃの軸方向中央部の内周面に固定された軟磁性円筒であるが永久磁石円筒でもよい。。静止リング５０３Ａ、５０３Ｂは、ハウジング５０８の内周面に固定されている。ハウジング５０８と静止リング５０３A、５０３Bとは電気絶縁されている。
【００８３】
この態様によれば、永久磁石５０６は、軟磁性円筒５０７を径方向内側に吸引するため、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂの内周面は回転軸リング５０２Ａ、５０２Ｂの外周面に良好に密着する。その結果、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂの外周面は静止リング５０３Ａ、５０３Ｂの内周面に良好に密着し、静止時でも各リング間の接触電気抵抗を低減することができる。
【００８４】
（変形態様）
この遊星導体型給電装置の変形態様を図２０を参照して説明する。図２０は、遊星導体型給電装置の模式軸方向断面図である。この遊星導体型給電装置は、図１９に示す装置の永久磁石及び磁性円筒の位置を変更した点にその特徴がある。
具体的に説明すると、永久磁石５０６Ａは、樹脂円筒５０５Ａと回転軸リング５０２Ａとの間に設けられている。永久磁石５０６Ｂは、樹脂円筒５０５Ｂと回転軸リング５０２Ｂとの間に設けられている。永久磁石５０９Ａは、ハウジング５０８と静止リング５０３Ａとの間に設けられている。永久磁石５０９Ｂは、ハウジング５０８と静止リング５０３Ｂとの間に設けられている。これらの永久磁石の軸方向一端側はＮ極、軸方向他端側はＳ極に磁化されている。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、導電性とともに磁性を有している。たとえば、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは導電性をもつ軟磁性金属により形成されている。その他、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、たとえば粉末混合された非磁性導電材料と軟磁性金属材料を焼結して構成されている。その他、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、非磁性導電材料製のリングと軟磁性金属材料製のリングとを一体化して構成されている。
【００８５】
遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂが永久磁石５０６Ａ、５０６Ｂに吸引されることにより、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは回転軸リング５０２に密着する。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂが永久磁石５０９Ａ、５０９６Ｂに吸引されることにより、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは静止リング５０３Ａ、５０３Ｂに密着する。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂと同様に、回転軸リングや静止リングに永久磁石を設けても良い。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂに永久磁石を設け、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂを軟磁性体としてもよい。
【００８６】
（変形態様）
この遊星導体型給電装置の変形態様を図２１を参照して説明する。図２１は、この遊星導体型給電装置の模式軸方断面図である。この装置は、図２０に示す装置と同じであるが、２つの遊星機構５００Ａ、５００Ｂが互いに径方向に隣接している点にその特徴がある。第１の遊星機構５００Ａは、回転軸リング５０２Ａと静止リング５０３Ａと遊星リング５０４Ａとからなる。第２の遊星機構５００Ｂは、回転軸リング５０２Ｂと静止リング５０３Ｂと遊星リング５０４Ｂとからなる。静止リング５０３Ａは、樹脂製のハウジング５０８の内側面から軸方向に突出している。静止リング５０３Ｂはハウジング５０８の内周面に固定されている。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは、樹脂円筒５０２Ｃの内周面と外周面とに個別に設けられている。樹脂円筒５０２Ｃは、回転軸５０１に固定された樹脂円筒５０５と一体に設けられている。遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂは軟磁性と良導電性をもち、永久磁石５０６Ａ、５０６Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂにより径方向に吸引される。これにより、遊星リングを静止リング及び回転軸リングに吸引することができる。その他、遊星リングに永久磁石を設けても良い。
【００８７】
（変形態様）
この遊星導体型給電装置の変形態様を図２２を参照して説明する。図２２は、この遊星導体型給電装置の模式軸方断面図である。この装置は、モータの発電機のコイルであるロータコイル（図略）への給電機構をなす。
５１０は発電機のロータ、５１１は発電機のステータコア、５１１Ａはステータコイルのコイルエンドである。ステータコア５１１はハウジング５０８の周壁５０７Bの内周面に固定されている。５１２は冷却翼であり、５１３はこの冷却翼５１２の基部をなすリング部である。リング部５１３はロータ５１０の前端面の外周部に固定されている。第１の遊星機構は冷却翼５１２の径方向内側に位置して、ロータ５１０の前端面に固定されている。回転軸リング５０２は、樹脂円筒５１４を挟んでリング部５１３の内周面に固定されている。静止リング５０３は、ハウジング５０８の前端壁５０８Aから軸方向後方に突出している。５０４は遊星リングである。図２２では図示省略されているが、ロータ５１０の後端面とハウジング５０８の後端壁との間に第１の遊星機構と同一構造の第２の遊星機構が配置されている。この２つの遊星機構を通じて、ハウジング側からロータコイルに界磁電流が給電される。５１５は軸受け、５１６は静止リング５０３に給電するための電線である。上記説明した第１、第２の遊星機構は、コンパクトであるため、発電機の軸方向長を短縮することができる。
【００８８】
（変形態様）
変形態様を図２３を参照して説明する。図２３は、遊星機構の模式軸方向断面図である。５０１は回転軸、５０８はハウジングである。回転軸リング５０２の軸方向両端部は径方向外側に突出するリング状の突部をもつ。静止リング５０３の軸方向両端部は径方向外側に突出するリング状の突部をもつ。その代わりに、遊星リング５０４の軸方向両端部に径方向外側及び径方向内側に突出するリング状の突部を設けても良い。このようにすれば、遊星リング５０４が軸方向に逸脱することがない。
【００８９】
（変形態様）
変形態様を図２４を参照して説明する。図２４は、遊星機構の模式軸方向断面図である。５０１は回転軸、５０８はハウジングである。回転軸リング５０２、静止リング５０３及び遊星リング５０４の軸方向端部は軸方向中央部よりも径大に形成されている。逆に、回転軸リング５０２、静止リング５０３及び遊星リング５０４が相対的に径小な軸方向両端部と、相対的に径大な軸方向中央部とをもつことも可能である。このようにすれば、遊星リング５０４が軸方向に逸脱することがない。なお、ロータ５１０と冷却翼５１２とを電気絶縁すれば、冷却翼５１２と静止リング５０３とを一体化することができる。その他、各リングの外周面又は内周面の軸方向断面は、図２４に示す直線ではなく、たとえば湾曲する曲線であってもよいことは明らかである。
【００９０】
（実施形態１１）
実施形態１１のモータを図２５を参照して説明する。図２５は、単極回転電機の模式軸方向断面図である。５０２A、５０２Bは回転リング、５０３A、５０３Bは静止リング、５０４A、５０４Bは遊星リングである。単極回転電機は、回転軸５０１に嵌着、固定されたロータ５１０と、ロータ５１０に被せられた円筒状のステータ５１１とをもつ。
ロータ５１０は、前側磁性円筒５２１、前側導電ディスク５２２、中央磁性円筒５２３、後側導電ディスク５２４及び後側磁性円筒５２５を、この順番に銅製の円筒状部材５２６を介して回転軸５０１に嵌着、固定してなる。前側導電ディスク５２２の径方向内端部と後側導電ディスク５２４の径方向内端部は、円筒状部材５２６により短絡されている。前側磁性円筒５２１、中央磁性円筒５２３及び後側導電ディスク５２４は純鉄製である。前側導電ディスク５２２及び後側導電ディスク５２４も純鉄製であるが、銅製でもよい。前側導電ディスク５２２及び後側導電ディスク５２４は、前側磁性円筒５２１、中央磁性円筒５２３及び後側導電ディスク５２４に対して薄い電気絶縁性の樹脂フィルムを介して接している。
【００９１】
ステータ５１１は、図略のハウジングに固定された純鉄製の円筒であり、ヨーク（静止磁性部材）５２０と、ヨーク５２０の内周面に固定された円筒状の永久磁石５２６〜５２８とをもつ。前側の永久磁石５２６と後側の永久磁石５２８の内周面はＮ極に磁化されている。中央の永久磁石５２６の内周面はＳ極に磁化されている。これにより、磁束Φは、前側導電ディスク５２２を軸方向後方へ貫通し、後側導電ディスク５２４を軸方向前方へ貫通する。前側導電ディスク５２２の外周部は前側の遊星機構の回転リング５０２Ａを構成し、後側導電ディスク５２４の外周部は後側の遊星機構の回転リング５０２Ｂを構成している。ヨーク５２０のリング状の溝には静止リング５０３Ａ、５０３Ｂが固定されている。静止リング５０３Ａ、５０３Ｂとヨーク５２０との間に薄い電気絶縁樹脂フィルム（図示せず）が設けられている。５０４Ａは前側の遊星機構の遊星リング、５０４Ｂは後側の遊星機構の遊星リングである。
【００９２】
回転軸５０１を図略のモータなどにより回転させると、フレミングの法則により前側導電ディスク５２２及び後側導電ディスク５２４に発電電圧が生じる。この発電電力は、２つの遊星機構を通じて静止リング５０３Ａ、５０３Ｂの間に伝送される。このようにすれば、従来よりも簡素で耐久性に優れた単極回転電機を実現することができる。単極回転電機は、特に、種々の電気分解槽への低電圧大電流の給電に好適である。
【００９３】
（変形態様）
図２５に示す単極回転電機を軸方向に複数設けることにより、発電電圧を増大することができる。この場合、第１の単極回転電機の一つの静止リング５０３Ｂと第２の単極回転電機の一つの静止リング５０３Ａとは直列接続される。このため、軸方向に隣り合うこれら２つの静止リング５０３Ａ、５０３Ｂは軸方向に延在する共通導電部材により一体に形成することができる。ｉは電流の流れる方向を示す。Φは磁束を流れる方向を示す。磁束は永久磁石５２６〜５２８により形成された。永久磁石は、ロータ５１０に設けられることができる。磁束Φを界磁コイルにより形成できることももちろんである。図２５は発電機を示すが、モータとしても用いることができることは明白である。ただし、遊星機構の各リング間の接触抵抗を低減するために、既述の磁気吸引力を用いて各リング間の接触圧を増大させるか、あるいは遊星リングの遠心力が十分に増大するまで小電流で起動することが好適である。この単極回転電機は、鉄損が無い利点と銅損も小さい利点があるため、これらの利点が電圧変換用のＤＣＤＣコンバータの損失と遊星機構の抵抗損失を超えるモデルにおいて実現されるであろう。
【００９４】
（変形態様）
上記実施例では、前側磁性円筒５２１及び中央磁性円筒５２３と前側導電ディスク５２２との間に薄い電気絶縁樹脂フィルムを設けた。同じく、中央磁性円筒５２３及び後側磁性円筒５２５と後側導電ディスク５２４との間に薄い電気絶縁樹脂フィルムを設けた。その代わりに、前側磁性円筒５２１、前側導電ディスク５２２、中央磁性円筒５２３、後側導電ディスク５２４及び後側磁性円筒５２５を導電性及び高透磁性をもつ円筒により構成することも可能である。たとえば純鉄製の円筒を回転軸５０１に嵌着することにより、この単極回転電機のロータを形成することができる。このロータは良好な耐遠心力性能をもつことができる。また、遊星リング５０４Ａ、５０４Ｂと接触するこの純鉄製の円筒の外周面領域には良導電性の集電リングを設けることが好ましい。接触電圧降下を低減するために、遊星リングと回転リングと静止リングとは同一素材で構成することが好適である。
【００９５】
（実施形態１２）
実施形態１２のモータを図２６を参照して説明する。図２６は、単極回転電機の模式軸方向断面図である。５０４は遊星リングである。この単極回転電機は、回転軸５０１Aに嵌着、固定されたディスク状の銅板からなるロータ５１０Aと、回転軸５０１Bに嵌着、固定されたディスク状の銅板からなるロータ５１０Bとをもつ。ロータ５１０A及びロータ５１０Bは、わずかの軸方向ギャップを挟んで対面している。
【００９６】
ロータ５１０Bの外周部は、ロータ５１０Aよりも径大に形成されている。ロータ５１０Bの外周部は、ロータ５１０A側に突出する鍔部５１０Cをもつ。ロータ５１０A又はロータ５１０Bが回転するとき、遊星リング５０４は、摩擦作用によりロータ５１０Aの外周面と鍔部５１０Cの内周面に接触しつつ回転する。したがって、ロータ５１０Aの外周部とロータ５１０Bの外周部は、遊星リング５０４により短絡されている。
【００９７】
ステータ５１１は、ディスク状の鉄板からなる磁極部５１１A及び５１１Bと、円筒状の鉄筒からなるヨーク部５１１Cにより構成されている。磁極部５１１Ａ及び５１１Ｂは、わずかの軸方向ギャップを挟んでロータ５１０A及びロータ５１０Bに対面して対面している。磁極部５１１Ａ及び５１１Ｂは、ロータ５１０A及びロータ５１０Bに対面する位置にて、ディスク状の永久磁石５４０A及び５４０Bをもつ。永久磁石５４０A及び５４０Bは、図２８に示されるようにロータ５１０A及びロータ５１０Bを軸方向に貫通し、ヨーク部５１１Ｃを通じて戻る磁束Φを形成する。
【００９８】
回転軸５０１Aは軸受け５５０Aにより回転自在に支持されている。回転軸５０１Bは軸受け５５０Bにより回転自在に支持されている。軸受け５５０Aは非磁性の円筒部材５５１Aにより支持されている。軸受け５５０Bは非磁性の円筒部材５５１Bにより支持されている。円筒部材５５１Aはディスク状の磁極部５１１Ａの孔に圧入されている。円筒部材５５１Bはディスク状の磁極部５１１Bの孔に圧入されている。磁極部５１１Ａ及び５１１Ｂは、図略のハウジングに固定されている。円筒部材５５１Aと磁極部５１１Ａとの間には図略の電気絶縁層が配置されている。円筒部材５５１Bと磁極部５１１Bとの間には図略の電気絶縁層が配置されている。
【００９９】
５４２Aは導電性の回転軸５０１Aに電源電圧Vbを印加する遊星リング給電機構である。５４２Bは導電性の回転軸５０１Bをスイッチング素子５４３を通じて接地する遊星リング給電機構である。遊星リング給電機構５４２Aは、遊星リング５６１A及び円筒状の外側導体５５１Aをもつ。遊星リング給電機構５４２Bは、遊星リング５６１B及び円筒状の外側導体５５１Bをもつ。回転軸５０１Aは遊星リング給電機構５４２Aの内側導体を構成する。回転軸５０１Bは遊星リング給電機構５４２Bの内側導体を構成する。
【０１００】
スイッチング素子５４３をオンすると、電源電圧がVbである図略のバッテリから遊星リング給電機構５４２A、回転軸５０１A、ロータ５１０A、遊星リング５０４、ロータ５１０B、回転軸５０１B、遊星リング給電機構５４２B及びスイッチング素子５４３を通じて、直流電流が流れる。その結果、フレミングの法則により、ロータ５１０A及びロータ５１０Bは逆方向に回転する。回転軸５０１A及び回転軸５０１Bは遊星ギヤ機構のような増速装置を通じて互いに異なる回転装置とトルクを授受する。たとえば、回転軸５０１Aはエンジンからトルクを受け取る。回転軸５０１Bは車両走行トルクを車輪に与える。その他、回転軸５０１A及び回転軸５０１Bは左右の車輪軸に別々に接続される。
【０１０１】
（動作説明）
このモータの等価回路を図２７を参照して説明する。バッテリ５００は電源電圧Vbをロータ５１０A及びロータ５１０Bに印加する。Rは回路の電気抵抗である。ロータ５１０Aは逆起電圧V１を発生する。ロータ５１０Bは逆起電圧V２を発生する。逆起電圧はロータ回転数に比例する。このモータは、反対トルクを発生する２軸モータすなわち相反モータを構成する。
【０１０２】
一例において、回転軸５０１A及び回転軸５０１Bの少なくとも一方は、ロック装置により強制的に回転を禁止されることができる。これにより、たとえばエンジン動力を発電のみに用いたり、バッテリ電力によりエンジン始動を行ったりすることができる。回転軸５０１A及び回転軸５０１Bを遊星ギヤ機構のような３軸動力分配機構を通じてエンジンに接続することもできる。
【０１０３】
（変形態様）
遊星リング給電機構５４２A及び遊星リング給電機構５４２Bを省略し、ロータ５１０A及びロータ５１０Bの内周側にて両者を遊星リング給電機構により短絡すると、ロータ５１０A及びロータ５１０Bは短絡回路を構成する。したがって、この装置は、電磁クラッチを構成する。
【０１０４】
（実施形態１３）
本発明の実施形態１３を図２８を参照して説明する。図２８はこのモータの軸方向半断面図である。このモータは、界磁コイル式同期モータである。１はモータ、５は回転軸、８０はインバータ装置である。モータの本体部分の構造は従来の界磁コイル式同期モータと同じであるため、インバータ装置８０だけを説明する。
【０１０５】
界磁コイルであるロータコイルは、既述した遊星歯車式導電機構により給電される。この実施形態の特徴は、ステータコイルに接続されるインバータの配置にある。なお、このインバータをダイオード全波整流器とすることにより、このモータは界磁コイル式同期発電機となる。インバータ装置８０は、モータハウジング１の前端壁に固定されており、モータハウジング１の前端壁１Ａに固定された有底筒状の樹脂ケース８１に収容されている。
【０１０６】
インバータ装置８０の詳細を図２９を参照して説明する。図２９はインバータ装置を示す軸方向一部断面図である。インバータ装置８０は、輪板状の＋側電源線８２、輪板状の−側電源線８３、３つの交流出力線８４及び半導体スイッチング素子９１〜９６を有している。輪板状の＋側電源線８２及び輪板状の−側電源線８３は、回転軸５から等しい径方向位置にて径方向に延在しており、軸方向に所定間隔を隔てて互いに平行に配置されている。３つの交流出力線８４は、それぞれ平板状に形成されており、＋側電源線８２と−側電源線８３との間の中間位置に位置して＋側電源線８２及び−側電源線８３と平行に延在している。３つの交流出力線８４は、回転軸５の周囲に互いに１２０度離れて配置されている。Ｕ相上アームの半導体スイッチング素子９１が＋側電源線８２と第１の交流出力線８４との間に配置され、Ｕ相下アームの半導体スイッチング素子９２が第１の交流出力線８４と−側電源線８３との間に配置されている。
【０１０７】
図２９では図示されていないが、同様にＶ相上アームの半導体スイッチング素子が＋側電源線８２と第２の交流出力線８４（図示せず）との間に配置され、Ｖ相下アームの半導体スイッチング素子が第２の交流出力線８４（図示せず）と−側電源線８３との間に配置されている。同じく、Ｗ相上アームの半導体スイッチング素子が＋側電源線８２と第３の交流出力線８４（図示せず）との間に配置され、Ｗ相下アームの半導体スイッチング素子が第３の交流出力線８４（図示せず）と−側電源線８３との間に配置されている。これら輪板状の＋側電源線８２、上アームの半導体スイッチング素子、交流出力線８４、下アーム側の半導体スイッチング素子及び輪板状の−側電源線８３は、図略の樹脂スリーブを貫通するボルト（図示せず）をモータハウジング１の前端壁１Ａに締結することにより固定されている。
【０１０８】
９３は、インバータ装置８０の径方向内側に位置して回転軸５に固定されたラジアルファンである。このラジアルファン９３は、遠心翼部９４を有している。ラジアルファン９３が回転軸５とともに回転すると、樹脂ケース８１の径方向内側部分の冷却空気流吸入口８１Ａから樹脂ケース８１内に吸入された冷却空気流は、ラジアルファン９３の遠心翼部９４により略径方向へ加速される。ラジアルファン９３の遠心翼部９４は、径方向外側更に正確に言えば径方向断面において、径方向外側かつ回転方向に高速の冷却空気流を吹き出す。この高速の冷却空気流は、＋側電源線８２、交流出力線８４、−側電源線８３の間の隙間、樹脂ケース８１と＋側電源線８２との間の隙間、−側電源線８３とモータハウジング１の前端壁１Ａの間の隙間を通じて径方向外側へ流れ、これらの部材と接触して、それらを良好に冷却する。インバータ装置８０から径方向外側に出た冷却空気流は、モータハウジング１の前端壁１Ａに開口された冷却空気流吸入孔１Ｂを通じてモータハウジング１内に吹き出され、その内部を冷却した後、モータハウジング１の周壁に設けた冷却空気流吹き出し口（図示せず）から外部に排出される。
【０１０９】
この実施形態によれば、ラジアルファン９３の径方向外側に輪板状の＋側電源線８２、３つの交流出力線８４及び輪板状の−側電源線８３を互いに軸方向に所定ピッチで配置したので、これらの部材を高速冷却空気流により良好に冷却することができる。また、インバータ装置８０を冷却した冷却空気流をモータハウジング１内に流入させるので、動力損失を低減しつつモータ冷却を行うことができる。なお、インバータ装置８０を出た冷却空気流を樹脂ケース８１に設けた冷却空気流排出口から外部に排出してもよい。
【０１１０】
（変形態様）
上記した実施形態は、インバータ装置をラジアルファンの外周部に配置することにより、ラジアルファンから出た冷却空気流がインバータ装置の間の隙間を径方向に流れるので、良好な冷却効果を実現する。その代わりに、インバータ装置をラジアルファンの外周部に配置することにより、ラジアルファンから出た冷却空気流がインバータ装置の間の隙間を周方向に流してもよい。この変形態様を図３０を参照して説明する。
【０１１１】
インバータ装置８０は、モータハウジング１（図２８参照）の前端壁に固定されて、モータハウジング１の前端壁に固定された有底筒状の樹脂製又は金属製のケースに収容されている。ただし、図３０では、このケースの図示は省略されている。ケースの周壁部には複数の冷却空気流排出孔が形成されている。図３０において、インバータ装置８０は、回転軸５に固定されたラジアルファン９３の周方向外側にラジアルファン９３を囲んで配置されている。９４はラジアルファン９３の遠心翼部である。ラジアルファン９３は樹脂成形品である。
【０１１２】
インバータ装置８０は、４相インバータ回路を構成しており、２つの＋側電源線８２と、２つの−側電源線８３と、４つの交流出力線８４〜８７と、４つの上アーム半導体スイッチング素子（以下、上アーム素子と言う）４６と、４つの下アーム半導体スイッチング素子（以下、下アーム素子と言う）４７と、８つのフライホイルダイオードＤとを有している。＋側電源線８２、−側電源線８３及び交流出力線８４〜８７は、銅板により形成されている。
【０１１３】
一つの＋側電源線８２は、ラジアルファン９３の径方向外側に、ラジアルファン９３を略１８０度覆って配置されている。一つの＋側電源線８２は、ラジアルファン９３から遠心方向かつ回転方向に吹き出された冷却空気流が流入する側に突出する前板部１０１と、前板部１０１の後端から略接線方向に延在する素子搭載用の平板部１０２と、平板部１０２の後端から屈曲して再度略接線方向に延在する気流ガイド用の平板部１０３と、平板部１０３の後端から屈曲して再度略接線方向に延在する素子搭載用の平板部１０４とからなる。２つの＋側電源線８２と２つの−側電源線８３とは同一形状に形成されている。
【０１１４】
図３０が記載される紙面下において、−側電源線８３が径内側に、＋側電源線８２が径外側に配置され、それらの中間に交流出力線８４が配置されている。図３０が記載される紙面上において、−側電源線８３が径内側に、＋側電源線８２が径外側に配置され、それらの中間に交流出力線８６が配置されている。図３０が記載される紙面右において、−側電源線８３が径外側に、＋側電源線８２が径内側に配置され、それらの中間に交流出力線８５が配置されている。図３０が記載される紙面左において、−側電源線８３が径外側に、＋側電源線８２が径内側に配置され、それらの中間に交流出力線８７が配置されている。
【０１１５】
交流出力線８４〜８７と＋側電源線８２との間に上アーム素子４６と、それと逆並列接続されるフライホイルダイオードＤとが配置されている。交流出力線８４〜８７と−側電源線８３との間に下アーム素子４７と、それと逆並列接続されるフライホイルダイオードＤとが配置されている。２枚の＋側電源線８２及び２枚の−側電源線８３の平板部１０２は軸方向に延在しており、径方向に所定間隙を隔てて互いに隣接する平板部１０２、交流出力線８４〜８７の一つ及び平板部１０４は平行に略接線方向に配置されている。−側電源線８３は、モータハウジング１の前端壁に直接固定されている。＋側電源線８２は、モータハウジング１の前端壁に絶縁樹脂部材を介して間接的に固定されている。上アーム素子４６、フライホイルダイオードＤ及び下アーム素子４７は、交流出力線８４〜８７、＋側電源線８２、−側電源線８３にはんだ付けされて４相インバータ回路を形成している。各交流出力線８４〜８７は、モータハウジング１の内部の４相ステータコイルの各相コイルに給電している。もちろん、この実施形態では、この４相ステータコイルは、モータハウジング１の周壁内周面に固定されたステータコアに巻装されている。
【０１１６】
＋側電源線８２と−側電源線８３との間の間隔を保ち、それらの振動を抑制するために図略の樹脂スペーサが用いられる。また、＋側電源線８２をモータハウジング１の前端壁に固定するために樹脂スリーブを介してスタッドボルトを用いても良い。図３０に示されるように、合計２枚の＋側電源線８２と合計２枚の−側電源線８３は、ラジアルファン９３の径方向外周側にて略螺旋状に延在しており、＋側電源線８２と−側電源線８３との間に吹き出し冷却空気流が流れる略螺旋状の吹き出し通路１１０が形成されている。これにより、この実施形態では、高速冷却空気流により、インバータ装置８０を良好に冷却することができる。その結果として、ブラシレス直流モータのインバータの冷却構造の簡素化と小型軽量大電流化とを実現することができる。
【０１１７】
（変形態様）
図３０では、４相インバータ装置８０を説明したが、相数は適宜変更可能である。また、図３１では、同相の上アーム素子４６と下アーム素子４７とが交流出力線を挟んで積層される形態のハーフインバータを採用したが、この実施例及び他の実施例のインバータ装置は、同相の上アーム素子４６と下アーム素子４７とが交流出力線を挟んで積層されない形態のハーフインバータにも容易に適用できることは明らかである。
【０１１８】
図３０では、それぞれ銅板により形成した２つの＋側電源線８２は、−側電源線８３と接しないように一体化して一部材とすることができる。この一体化は、たとえば、−側電源線８３に対して軸方向に離れた位置にて径方向及び周方向に延在する径方向延在銅板部材により実現することが好適である。このような一体化部材は、所定の展開形状に形成された銅板を折り曲げて容易に形成することができる。−側電源線８３の一体化も同じように実現することができる。
【０１１９】
＋側電源線８２、−側電源線８３及び交流出力線８４〜８７は、樹脂インサート成形により容易に一体化することができる。このインサート成形において、上記樹脂ケースを一体に同時成形することができる。好適には、この樹脂ケースは、＋側電源線８２、−側電源線８３及び交流出力線８４〜８７の軸方向両端部において径方向に延在する前側の輪板部と、後側の輪板部とをもち、＋側電源線８２、−側電源線８３及び交流出力線８４〜８７の軸方向両端部は、これら前側の輪板部と後側の輪板部とに固定される。上記した径方向延在銅板部材は、冷却のためにこれら樹脂製の前側の輪板部及び後側の輪板部の表面に露出している。これら樹脂により形成された前側の輪板部と後側の輪板部とは、ラジアルファン９３から出た冷却空気流が軸方向両側に漏れるのを防止する。結局、この樹脂と銅板とにより構成された３相インバータ装置８０は、ラジアルファン９３の径方向外側に環状に配置されて、ラジアルファン９３から略接線方向（正確には接線方向より少し径方向外側へ向かう斜め方向）に吹き出す冷却空気流を螺旋状に曲げて外部に吹き出す冷却空気流ガイド筒部を構成する。
【０１２０】
製造に際しては、交流出力線８４〜８７をなす銅板に上アーム素子４６、下アーム素子４７及びフライホイルダイオードＤをはんだ接合し、更に＋側電源線８２及び−側電源線８３をなす銅板をこれら素子の反対面にはんだ接合して、インバータアセンブリを構成し、その後、このインバータアセンブリに前側の輪板部及び後側の輪板部を機械的方法又は種々の樹脂接合方法により結合して、全体構造を完成することができる。
【０１２１】
図３０において、ラジアルファン９３の径方向外側に配置された環状のインバータ装置８０は、ラジアルファン９３から出た冷却空気流を外部に排出するための４つの略螺旋状の通路を有している。この通路の冷却空気流直角断面積は、半導体スイッチング素子の部位にて最も狭くなり、半導体スイッチング素子の上流側にて半導体スイッチング素子に向けて次第に狭くなるノズル部をなし、半導体スイッチング素子の下流側にて半導体スイッチング素子から遠ざかるにつれて次第に広くなるディフユーザとなっていることが好ましい。このようにすると、冷却空気流の流速は、半導体スイッチング素子の部位にて最も高くなるため、伝熱効率が改善される。また、冷却空気流の速度エネルギーの一部をこのディフユーザにより回収することができるので、ラジアルファン９３の動力損失を改善することができる。図３０では、上アーム素子４６と下アーム素子４７を径方向に積層したが、図２９と同じく軸方向に積層してもよい。この場合には、銅板からなる＋側電源線、交流出力線、−側電源線が径方向に延在するため、それらを結合する樹脂板は、軸方向及び略接線方向に延在することが好適である。
【０１２２】
上アーム素子４６と下アーム素子４７を径方向に積層したが、同相の上アーム素子４６と下アーム素子４７とを周方向に分離して配置してもよい。上記説明では、４相のインバータ装置８０を説明したが、３相インバータ装置など相数を変更してもよいことはもちろんである。
上記説明では、両面に主電極面をもつ半導体モジュールからなる半導体スイッチング素子を用いたが、この両面電極型の半導体モジュールの制御電極は、一方の主面から主電極端子と独立にたとえば半導体モジュールの面方向に取り出される。このような両面電極型の半導体モジュールは周知となっている。もちろん、他の形式の半導体モジュールや半導体チップを採用しても良い。
上記説明では、＋側電源線、−側電源線及び交流出力線として導電板を用いたが、更に厚い導電ブロックを採用しても良い。導電板を折り曲げたり、導電ブロックに凹凸を設けることにより、その表面積を増大してもよい。更に、導電板を螺旋状に巻いて内部に冷却空気流が流れる筒状導電体を形成し、その表面に半導体スイッチング素子を接合してもよい。
【０１２３】
（変形態様）
変形態様を図３１を参照して説明する。図３１は、図２９又は図３０に示すインバータ装置の配置を変更した点にその特徴がある。
１００はモータハウジング、１０１はステータコア、１０２はステータコイル（電機子巻線）である。ステータコア（電機子コア）１０１は、周方向３０度ピッチで設けられて径内側へ突出する１２個のステータ磁極を有している。ステータコイル１０２は、各ステータ磁極に集中巻きされて回転磁界を形成する１２個の相コイルを有している。
１０３は、回転軸５に嵌められたロータである。ロータ１０３には、遊星歯車式導電機構により給電される界磁コイルが巻かれている。１０４は、ロータ１０３の両端面に配置されてステータコイル１０２のコイルエンドを冷却する遠心翼部である。１０５はモータハウジング１００の前端壁１Ａに固定されて前端壁１Ａを覆うインバータケース、１０６はラジアルファン１０６の径方向外側に配置されて回転軸５の周囲を囲む環状のインバータであり、環状のインバータ１０７もインバータケース１０５に収容されている。
【０１２４】
この環状のインバータは、図２９又は図３０に示されるインバータと同じものを採用することができる。ただし、図３１では、環状のインバータ１０７は、周方向３０度ピッチで配置された合計１２個のハーフブリッジを有する。これら１２個のハーフブリッジは、それぞれの交流出力線１０８により１２個の相コイルの端子に個別に接続されている。各相コイルは集中巻きされていることが好ましい。環状のインバータ１０７は相コイルと略等しい径方向位置に配置され、環状のインバータ１０７の各ハーフブリッジは、各相コイルとほぼ周方向に等しい位置に配置されている。これにより、交流出力線１０８はモータハウジング１００の前端壁１Ａに設けられた貫通孔を通じて略軸方向に延在している。その結果、合計１２個の交流出力線の距離は最短となり、そのインダクタンスを低減することができる。
【０１２５】
また、ラジアルファン１０６の遠心翼部１０９は、遠心翼部１０９よりも径方向内側に位置してインバータケース１０５の前端壁に開口された吸入口（図示せず）から吸入した冷却空気流を径方向外側に付勢する。遠心翼部１０９は、環状のインバータ１０７の径方向内端とわずかの距離を挟んで近接しているため、遠心翼部１０９から出た冷却空気流は径方向外側に流れる。その後、冷却空気流は、インバータケース１０６の周壁部には冷却空気流を排出する排出口（図示せず）から外部に排出される。このようにすれば、インバータの良好な冷却に加えて、各交流出力線の短縮、バスリングの省略を実現することができる。更に、この実施形態では、環状のインバータ１０７をモータハウジング１の外部に配置しているため、モータ発熱の影響をインバータに与えるのを軽減することができる。
【０１２６】
（変形態様）
環状のインバータ１０７をステータコイル１０２の径方向内側又は径方向外側に配置し、更にこの環状のインバータ１０７の径方向内側にラジアルファンを配置してもよい。この場合においても、緩衝のインバータ１０７の各ハーフブリッジは、各相コイルに個別に略等しい径方向位置に配置されてステータコイル１０２のコイルエンドを冷却する遠心翼部１０３によりこのインバータ１０６を冷却するためのラジアルファンを兼ねることができる。インバータ１０７は、コイルエンド冷却前の低温の冷却空気流により冷却されることができる。コイルエンドの放射熱を遮断するために、冷却空気流を径外方向に吹き出し可能な開口をもち、コイルエンドの放射熱を遮断又は軽減する熱遮断筒部を設けても良い。
【符号の説明】
【０１２７】
１は回転軸、２A、２B、２Ｃは太陽歯車、３Ａ、３Ｂ、３Ｃは遊星歯車、４Ａ、４Ｂは内歯歯車である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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