(57)【要約】【課題】安価で直線的な整流特性を持つ直流機を提供する。【解決手段】モータ１には、２つのブラシ５ａ、５ｂが配設され、ブラシ５ａ、５ｂは、それぞれ高抵抗の材料からなる高抵抗部１２と、該高抵抗部１２の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部１３とからなる２層構造を有している。ブラシ５ａ、５ｂは、回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２が回転方向後端側となるように配置されている。従って、コンミテータ９を構成する各セグメント１０は、ブラシ５ａ、５ｂに対して、高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３から離間する。【選択図】      図１
2006136087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
等角度間隔に設けられた複数のティースを有するコアにコイルを巻装して構成される電機子を円筒状のヨークに内包し、該ヨークの内側面には全周に亘って周方向に沿って異なる極性を有する複数の磁石が取着され、コンミテータの周方向に沿って配列され前記コイルに接続された複数のセグメントに摺接する複数のブラシを介して前記コイルに駆動電流を供給し、整流開始時にコイルが巻装される複数のティースにおける回転方向後端側のティースとそのティースと回転方向に隣り合うティースとの間が磁石の極性が変化する位置に配置される直流機において、
前記ブラシは、高抵抗の材料からなる高抵抗部と、該高抵抗部の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部とを有し、回転するコンミテータのセグメントに高抵抗部から摺接するように配置されたことを特徴とする直流機。
【請求項２】
前記磁石は、磁束密度が径方向に均一であって、異なる極性を交互にｍ個配置され、
前記コアは、ｍ×ｎ本のティースを有し、
前記コイルは、ｎ−１本のティースに亘って巻装され、
前記コンミテータは、複数のコンミテータセグメントを有し、前記コイルと接続され、
前記ブラシは、２つ設けられ、前記電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置された請求項１に記載の直流機。
【請求項３】
前記磁石は、磁束密度が径方向に均一であって、異なる極性を交互にｍ個配置され、
前記コアは、ｍ×ｎ本のティースを有し、
前記コイルは、ｎ本のティースに亘って巻装され、
前記コンミテータは、複数のコンミテータセグメントを有し、前記コイルと接続され、
前記ブラシは、２つ設けられ、前記電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置された請求項１に記載の直流機。
【請求項４】
前記電機子は、時計回り方向あるいは反時計回り方向のいずれか一方向に回転可能であって、
前記ブラシは、回転する前記コンミテータに対して、前記高抵抗部が回転方向後端側となるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の直流機。
【請求項５】
前記電機子は、時計回り方向あるいは反時計回り方向のいずれか一方向に回転可能であって、
前記ブラシは、回転する前記コンミテータに対して、前記高抵抗部がブラシの回転方向両側に配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の直流機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータ等の直流機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、直流モータ（直流電動機）１０１は、磁石１０２、１０３、電機子１０４、ブラシ１０５を有している。電機子１０４のコア１０７には、複数のティース１０７ａが形成されており、５つのティース１０７ａに亘ってコイル１０８が巻き付けられている。尚、図示を省略しているが、５つのティース１０７ａ毎に他のコイルが同様に巻き付けられている。この直流モータ１０１の巻装方式はいわゆる分布巻である。また、電機子１０４には、コンミテータ１０９が配設されている。コンミテータ１０９は、複数のセグメント１１０を有し、そのセグメント１１０に摺接するように２つのブラシ１０５が配設されている。コイル１０８の両端は、周方向に隣接する２つのセグメント１１０に接続されている。
【０００３】
この直流モータ１０１において、直流電流（駆動電流）がブラシ１０５及びコンミテータ１０９のセグメント１１０を経てコイル１０８に流入される。そして、電機子１０４に生成される磁束と磁石１０２，１０３との間に発生する電磁力によって電機子１０４が回転し、その回転によってブラシ１０５が摺接するコンミテータ１０９が変更されることで、コイル１０８に流れる電流の向きが変更され、電機子１０４が継続的に回転する。
【０００４】
図７（ａ）〜（ｃ）は、コンミテータ１０９を直線的に表した概略図である。尚、図７（ａ）〜（ｃ）において、ブラシ１０５とセグメント１１０とが離れているように表されているが、実際には摺接している。
【０００５】
図７（ａ）に示すように、ブラシ１０５が摺接するセグメント１１０と、そのセグメント１１０と周方向（図において右方向）に隣接するセグメント１１０との間に接続されたコイル１０８には、図において左から右に向かって電流Ｉが流れている。同様に、ブラシ１０５が摺接するセグメント１１０と、そのセグメント１１０と図において左方向に隣接するセグメント１１０との間に接続されたコイルには図において右から左に向かって電流Ｉが流れている。つまり、ブラシ１０５には、各コイル１０８に流れる電流の２倍の電流（２Ｉ）が供給されている。
【０００６】
このとき漏れ磁束の影響によって電流Ｉと逆方向（図中右から左）に誘起電圧ｅが発生する。誘起電圧ｅは、コイル１０８を通過する磁束の変化により同コイル１０８に誘起される逆起電力である。そして、電機子１０４が回転してコンミテータ１０９が図７（ｂ）のようにブラシ１０５に対して左側に移動する。すると、ブラシ１０５によって２つのセグメント１１０が短絡される。さらに、電機子１０４が回転すると、図７（ｃ）のように、コイル１０８には、右から左へ電流Ｉが流れ、誘起電圧ｅは電流Ｉと逆方向（図中左から右）に発生する。即ち、図７（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に電機子１０４が回転するとき、その際にコイル１０８を流れる電流Ｉの向きが反転する。また、コイル１０８に発生する誘起電圧ｅの向きも反転する。このように、コイル１０８を流れる電流Ｉの向きが変更され、そのコイル１０８に巻装されたコア１０７内の磁界の向きが反転する。このコイル１０８の電磁力と、磁石１０２、１０３からの磁力とによって回転力が発生し、モータが回転する。
【０００７】
上述のように、ブラシ１０５によって短絡されたコイル１０８を流れる電流Ｉが、その短絡期間中に反転することを「整流」という。
ここで、整流中のコイル１０８には、図７（ｄ）にて破線で示すように、誘起電圧ｅが変化する。誘起電圧ｅは、整流区間（整流時の回転角度）において、図７（ａ）〜（ｃ）に示したように、電機子１０４の回転に伴いマイナス側からプラス側へ徐々に変化して、整流区間の後半では、誘起電圧ｅが整流を遅らせる方向（プラス側）に発生する。そのため、図７（ｄ）にて一点鎖線で示すように電流値の直線的な変化（理想的な整流である直線的な整流）に対して電流Ｉの反転が遅れ、整流区間の最後で電流Ｉが急激に変化することとなる。
【０００８】
この整流の悪化を解決するために、例えば磁石に磁束を高める延長部を設けることで、磁束量を増加させ、その結果、コイルには、誘導電圧が発生し、この誘導電圧により、リアクタンス電圧（短絡電流の変化を遅らせる方向に働く電圧）が打ち消されて整流を改善できるようにしたものが提案されている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３９１５号公報（段落番号００２７−００３０、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載のモータでは、磁束を高める特殊な磁石（延長部）を用いるためコスト高となっていた。このため、周方向に均一な磁束を発生する磁石を電機子の回転面に対して略３６０°（フルピッチ）に配置することが考えられる。このようなモータでは、整流中に発生する誘起電圧ｅが高くなり、図７（ｄ）のような遅れ整流を防止できる。しかしながら、このモータでは、図８に示すように、整流初期に急激に電流が低下するため、この電流低下によるモータの振動が発生する等の不具合が発生していた。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で直線的な整流特性を持つ直流機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、等角度間隔に設けられた複数のティースを有するコアにコイルを巻装して構成される電機子を円筒状のヨークに内包し、該ヨークの内側面には全周に亘って周方向に沿って異なる極性を有する複数の磁石が取着され、コンミテータの周方向に沿って配列され前記コイルに接続された複数のセグメントに摺接する複数のブラシを介して前記コイルに駆動電流を供給し、整流開始時にコイルが巻装される複数のティースにおける回転方向後端側のティースとそのティースと回転方向に隣り合うティースとの間が磁石の極性が変化する位置に配置される直流機において、前記ブラシは、高抵抗の材料からなる高抵抗部と、該高抵抗部の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部とを有し、回転するコンミテータのセグメントに高抵抗部から摺接するように配置されたことを要旨とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記磁石は、磁束密度が径方向に均一であって、異なる極性を交互にｍ個配置され、前記コアは、ｍ×ｎ本のティースを有し、前記コイルは、ｎ−１本のティースに亘って巻装され、前記コンミテータは、複数のコンミテータセグメントを有し、前記コイルと接続され、前記ブラシは、２つ設けられ、前記電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置されたことを要旨とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記磁石は、磁束密度が径方向に均一であって、異なる極性を交互にｍ個配置され、前記コアは、ｍ×ｎ本のティースを有し、前記コイルは、ｎ本のティースに亘って巻装され、前記コンミテータは、複数のコンミテータセグメントを有し、前記コイルと接続され、前記ブラシは、２つ設けられ、前記電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置されたことを要旨とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記電機子は、時計回り方向あるいは反時計回り方向のいずれか一方向に回転可能であって、前記ブラシは、回転する前記コンミテータに対して、前記高抵抗部が回転方向後端側となるように配置されたことを要旨とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記電機子は、時計回り方向あるいは反時計回り方向のいずれか一方向に回転可能であって、前記ブラシは、回転する前記コンミテータに対して、前記高抵抗部がブラシの回転方向両側に配置されたことを要旨とする。
【００１６】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、全周に亘って周方向に沿って異なる極性を有する複数の磁石を備えることでコイルに発生する誘起電圧が大きくなる。また、ブラシは、回転するコンミテータのセグメントに高抵抗部から摺接することで、上記大きな誘起電圧のもとで、電流は、急激に減少反転することなく、直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。このような構成とすることで、安価で直線的な整流特性を持つ直流機を実現できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、ｍ×ｎ本ティースでｎ−１本のティースに亘り巻装され、２つのブラシが電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置された電機子を用いることで、整流区間の最初から最後まで電流値が直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ｍ×ｎ本ティースでｎ本のティースに亘り巻装され、２つのブラシが電機子の軸中心に対して１８０°間隔に配置された電機子を用いることで、整流区間の最初から最後まで電流値が直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、高抵抗部が回転方向後端側となるように配置されたことで、ブラシが回転するコンミテータのセグメントに高抵抗部から摺接し、コイルに流れる電流が急激に減少反転することなく、好適な整流が得られるようになる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、ブラシが回転するコンミテータのセグメントに高抵抗部から摺接することによって、コイルに流れる電流が急激に減少反転することなく、好適な整流が得られるようになる。また、ブラシの高抵抗部がコンミテータから離間することによって整流区間の終りにおける急激な電流の変化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、安価で直線的な整流特性を持つ直流機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明を直流機として自動車用電装品モータに具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１は、第１の実施形態の電装品モータを示す概略構成図である。
図１に示すように、モータ１は、円筒部を有するモータハウジング（ヨーク）６を備え、該モータハウジング６の内周面には断面円弧状に形成されたｍ個（本実施形態では２個）の磁石２、３が取着されている。磁石２、３は、それぞれ円弧角度が略１８０°の半円筒形状に形成され、これら２つの略１８０°の磁石２、３によって略３６０°（フルピッチ）の筒形状の磁石が構成されている。磁石２、３は内周面が互いに異なる磁極となるように着磁されている。本実施形態では、磁石２はＮ極に着磁され、磁石３はＳ極に着磁されている。即ち、本実施形態のモータ１の極数は２である。
【００２４】
モータハウジング６には、電機子４が磁石２、３により取り囲まれるように収容されている。
電機子４は、コア７と、そのコア７に巻装されるコイル（巻線）８ａ、８ｂと、コンミテータ（整流子）９と、回転軸１１とを有し、コア７及びコンミテータ９は回転軸１１に一体回転可能に取着されている。
【００２５】
コア７は、周方向に沿って等間隔に配置された複数のティース７ａを有しており、各ティース７ａは径方向に沿って延びる略Ｔ字状に形成されている。コア７は、１つの磁極に対してｎ本、つまり（ｍ×ｎ）本（本実施形態では２×６＝１２本）のティース７ａを有している。従って、ティース７ａは電機子４の周方向に３０°毎に形成されている。即ち、隣り合うティース７ａは、その中心線のなす角度（モータ電機子スロット角）θが３０°（＝３６０°／１２）となるように形成されている。
【００２６】
コア７には、（ｎ−１）個（本実施形態では５個）のティース７ａを１組としてその周囲にコイル８ａ、８ｂが巻き付けられている。図示を省略しているが、複数の他のコイルが５個のティース７ａを１組として同様に巻き付けられている。つまり、このモータ１の巻装方式はいわゆる分布巻きである。
【００２７】
コンミテータ９は、電機子４の一端に配置されており、ティース７ａと同数、つまり（ｍ×ｎ）個（本実施形態では１２個）のセグメント（整流子片）１０を有している。セグメント１０は、各セグメント１０間のスリットが、隣接するティース７ａ間の略中間に位置する、つまり、軸中心Ｏとセグメント間のスリットとティース７ａ間の中央がほぼ一直線上に並ぶように形成されている。
【００２８】
そして、隣接する２つのセグメント１０間にはコイルが接続されている。例えば、隣接する２つのセグメント１０を１組（セグメント対）とし、電機子４の軸中心Ｏに対して点対称位置にある２組のセグメント１０ａ、１０ｂ、セグメント１０ｃ、１０ｄにはコイル８ａとコイル８ｂが接続されている。つまり、隣り合うセグメント１０ａ、１０ｂにはコイル８ａが接続結線され、隣り合うセグメント１０ｃ、１０ｄにはコイル８ｂが接続されている。そして、点対称位置にある２組のセグメント対にそれぞれ接続されたコイルは、１８０°対向するティース７ａを残してティース７ａに巻回されている。例えば、コイル８ａが巻回された５本のティース７ａのうちの回転方向（矢印Ｘ方向）先端側のティース７ａと、コイル８ｂが巻回された５本のティース７ａのうちの回転方向（矢印Ｘ方向）後端側のティース７ａとの間に１本のティース７ａが存在する。
【００２９】
モータ１は、２つのブラシ５ａ、５ｂを有している。これらブラシ５ａ、５ｂは、電機子４の軸中心Ｏ、即ち、回転軸１１に対して対向位置（１８０°間隔）に配置され、コンミテータ９に摺接するように付勢されている。コイル８ａ、８ｂには、図示しない直流電源から供給される直流電流が、ブラシ５ａ、５ｂとコンミテータ９のセグメント１０を経て流入される。コイル８ａ、８ｂに直流電流が流入すると、その直流電流によって電機子４に発生する磁界と磁石２、３の磁界とによる電磁力によって電機子４が回転し始める。そして、ブラシ５ａに対して隣接する一対のセグメント１０ａ、１０ｂが接触し、ブラシ５ｂに対して隣接する一対のセグメント１０ｃ、１０ｄが接触して、それらのセグメント１０間がブラシ５ａ、５ｂを介して短絡する。これにより、コイル８ａ、８ｂに流れる電流の向きが変更されて、電機子４が時計回り方向（図中、矢印Ｘ方向）に回転し続ける。
【００３０】
本実施形態では、１２個のセグメント１０が周方向に３０°毎に設けられており、電機子４がブラシ５ａ、５ｂに対して整流区間の３０°回転するとき、整流中のコイル８ａ、８ｂの電流の向きが変更される。即ち、電機子４の３０°の回転によってコイル８ａ、８ｂの整流が行われる。
【００３１】
尚、図１に示す電機子４の位置は、電機子４がＸ方向に回転し、整流区間の中間の位置を示している。つまり、整流区間の中間の位置では、整流状態にある複数のコイル（本実施形態では２つのブラシ５ａ、５ｂによって整流される２つのコイル８ａ、８ｂ）間の略中央が固定子側の磁極の境界位置とほぼ一致するように、磁石２，３とブラシ５ａ、５ｂ、電機子４の構成が設定されている。ちなみに、整流の開始位置は、矢印Ｘ方向と逆方向に半スロット分回転し、磁石２、３の極の変化する境界がティース７ａとティース７ａの間、即ち、同図Ａ−Ａに位置するように設定される。即ち、（ｍ×ｎ）本のティース７ａを有し（ｎ−１）本のティース７ａに亘ってコイル８ａ、８ｂが巻回された電機子４を備えたモータ１の構成は、各コイルが巻回されたティース７ａのうち回転方向後端のティースと、そのティースと回転方向に隣接するティースとの中間点が整流の開始時において磁極の境界点とほぼ一致するように設定されている。
【００３２】
尚、本実施形態では、セグメント１０間の角度は前記ティース７ａ間の角度θと同じに設定され、ブラシ５ａ、５ｂとセグメント１０との当接幅に対応する当接幅角度は前記ティース７ａ間の角度θと同じに設定されている。そして、各コイル８ａ、８ｂの整流区間に対応する電機子４の回転角度も前記ティース７ａ間の角度θに対応している。
【００３３】
上記のブラシ５ａ、５ｂは、それぞれ、高抵抗の材料からなる高抵抗部１２と、該高抵抗部１２の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部１３とからなる２層構造を有している。ブラシ５ａ、５ｂは、高抵抗部１２及び低抵抗部１３がセグメント１０と摺接するように形成されている。また、ブラシ５ａ、５ｂは、回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２が回転方向後端側となるように配置されている。従って、コンミテータ９を構成する各セグメント１０は、ブラシ５ａ、５ｂに対して、高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３から離間する。言い換えれば、各ブラシ５ａ、５ｂは、各セグメント１０に高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３から離間する。
【００３４】
尚、高抵抗部１２の幅は、ブラシ５ａ、５ｂの幅の半分よりもやや狭いものとする。
次に、図２を併せ参照して、この発明にかかる整流特性について説明する。尚、図２（ａ）〜（ｃ）は、整流特性を説明するための概略構成図である。図２（ｄ）は、整流特性を説明するためのグラフである。尚、図２（ａ）〜（ｃ）において、ブラシ５ａとセグメント１０ａ、１０ｂとが離れているように表されているが、実際には摺接している。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、ブラシが摺接するセグメントと、そのセグメントと周方向に隣接するセグメントとの間に接続されたコイル８ａには、図において左から右に向かって電流Ｉが流れている。
【００３６】
このとき漏れ磁束の影響によって電流Ｉと逆方向（図中右から左）に誘起電圧ｅが発生する。誘起電圧ｅは、コイル８ａを通過する磁束の変化により同コイル８ａに誘起される逆起電力である。そして、電機子４が回転してコンミテータ９が図２（ｂ）のようにブラシ５ａに対して左側に移動する（図１の電機子の位置）。すると、ブラシ５ａによって２つのセグメント１０ａ、１０ｂが短絡される。さらに、電機子４が回転すると、図２（ｃ）のように、コイル８ａには、右から左へ電流Ｉが流れ、誘起電圧ｅは電流Ｉと逆方向（図中左から右）に発生する。即ち、図２（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に電機子４が回転するとき、その際にコイル８ａを流れる電流Ｉの向きが反転する。また、コイル８ａに発生する誘起電圧ｅの向きも反転する。このように、コイル８ａを流れる電流Ｉの向きが変更され、そのコイル８ａに巻装されたコア７内の磁界の向きが反転する。このコイル８ａの電磁力と、磁石２、３からの磁力とによって回転力が発生し、モータ１が回転する。
【００３７】
図６に示したような従来の磁石１０２、１０３の配置では、整流中のコイル１０８に発生する誘起電圧ｅが小さいので遅れ整流になることは既に述べたが、この改良のために、整流中の誘起電圧ｅを大きくできる磁石配置、即ち、略３６０°（フルピッチ）の配置にすると誘起電圧ｅは大きくできる。しかし、ブラシによってセグメントが短絡される瞬間、この誘起電圧ｅの作用で電流は急激に減少反転し、整流が終了する。この状態は、火花こそ発生しないが、低振動を求める用途のモータには致命的な不具合である。
【００３８】
ところが、本実施の形態では、図１に示したように整流中の誘起電圧ｅを大きくできる磁石配置、即ち、略３６０°（フルピッチ）の配置にする。さらに、ブラシ５ａ、５ｂが回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２が回転方向後端側となるように配置されていることで図２（ｄ）に示すように、大きい誘起電圧ｅのもとで、電流は、直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。
【００３９】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）全周（３６０°のフルピッチ）に亘って周方向に沿って異なる極性を有する複数の磁石２、３を備えることでコイル８ａ、８ｂに発生する誘起電圧ｅが大きくなる。また、ブラシ５ａ、５ｂは、回転するコンミテータ９のセグメント１０に高抵抗部１２から摺接することで、上記大きな誘起電圧ｅのもとで、電流Ｉは、急激に減少反転することなく、直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。このような構成とすることで、安価で直線的な整流特性を持つ直流機を実現できる。
【００４０】
（２）ｍ×ｎ本ティース７ａでｎ−１本のティース７ａに亘り巻装され、２つのブラシ５ａ、５ｂが電機子４の回転軸１１に対して１８０°間隔に配置された電機子４を用いることで、整流区間の最初から最後まで電流値が直線的に変化して理想的な整流が行われることとなる。
【００４１】
（３）高抵抗部１２が回転するコンミテータ９に対して、回転方向後端側となるように配置されたことで、コイル８ａ、８ｂに流れる電流は、急激に減少反転することなく、好適な整流が得られるようになる。
【００４２】
（４）整流が理想的に行われるため、モータ１の振動は極めて少なくなる。また、火花の発生もなく騒音や電磁ノイズの発生、ブラシ５ａ、５ｂの磨耗等の不具合も好適に抑制される。
【００４３】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、５個のティース７ａを１組としてその周囲にコイル８ａ、８ｂが巻き付けられているとしたが、コイル８ａ、８ｂの巻装態様としては、このようなものに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、６個のティースを１組（コイル８ａ、８ｂの巻き角度を１８０°）としてその周囲にコイル８ａ、８ｂを巻き付けるようにしてもよい。このように構成されたモータにおける整流の開始位置は、ほぼ図３に示す位置に設定される。つまり、このモータは、（ｍ×ｎ）本のティース７ａを有し（ｎ）本のティース７ａに亘ってコイル８ａ、８ｂが巻回された電機子４において、各コイルが巻回された複数のティース７ａのうちの回転方向後端側のティースと回転方向に隣接するティースとの中間点が、整流の開始時において磁極の境界点とほぼ一致するように設定されている。このように構成されたモータにおいても、上記実施形態と同様に理想的な整流特性（コイルに流れる電流の値が直線的に変化する特性）を得ることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図４を用いて説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成については、図面に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
図４は、第２の実施形態のモータを示す概略構成図である。尚、図４に示すモータは、図１に示したモータ同様、整流区間の中間の位置を示している。
第１の実施形態の円弧角度が略１８０°の２つの磁石２、３（図１）に代えて円弧角度が略９０°の４つの磁石２２、２３、２４、２５によって略３６０°（フルピッチ）の筒形状の磁石が構成されている。また、本実施形態のモータ２１は、４つのブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを備えている。
【００４６】
図４に示すように、本実施形態のモータ２１は、円筒部を有するモータハウジング（ヨーク）６を備え、該モータハウジング６の内周面には断面円弧状に形成されたｍ個（本実施形態では４個）の磁石２２、２３、２４、２５が取着されている。本実施形態では、例えば磁石２２、２４はＮ極に着磁され、磁石２３、２５はＳ極に着磁されている。即ち、本実施形態のモータ１の極数は４である。
【００４７】
モータハウジング６には、電機子４が磁石２２、２３、２４、２５により取り囲まれるように収容されている。
電機子４は、コア７と、そのコア７に巻装されるコイル（巻線）８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、コンミテータ（整流子）９と、回転軸１１とを有し、コア７及びコンミテータ９は回転軸１１に一体回転可能に取着されている。
【００４８】
コア７は、１つの磁極に対してｎ本、つまり（ｍ×ｎ）本（本実施形態では４×３＝１２本）のティース７ａを有している。従って、ティース７ａは電機子４の周方向に３０°毎に形成されている。即ち、隣り合うティース７ａは、その中心線のなす角度（モータ電機子スロット角）θが３０°（＝３６０°／１２）となるように形成されている。
【００４９】
コア７には、（ｎ−１）個（本実施形態では２個）のティース７ａを１組としてその周囲にコイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが巻き付けられている。図示を省略しているが、複数の他のコイルが２個のティース７ａを１組として同様に巻き付けられている。つまり、このモータ１の巻装方式はいわゆる分布巻きである。
【００５０】
コンミテータ９は、電機子４の一端に配置されており、ティース７ａと同数、つまり（ｍ×ｎ）個（本実施形態では１２個）のセグメント（整流子片）１０を有している。セグメント１０は、各セグメント１０間のスリットが、隣接するティース７ａ間の略中間に位置する、つまり、軸中心Ｏとセグメント間のスリットとティース７ａ間の中央がほぼ一直線上に並ぶように形成されている。
【００５１】
そして、隣接する２つのセグメント１０間にはコイルが接続されている。例えば、隣接する２つのセグメント１０を１組（セグメント対）とし、電機子４の軸中心Ｏに対して点対称位置にある４組のセグメント１０ａ、１０ｂ、セグメント１０ｃ、１０ｄ、セグメント１０ｅ、１０ｆ、セグメント１０ｇ、１０ｈにはコイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが接続されている。つまり、隣り合うセグメント１０ａ、１０ｂにはコイル８ａが接続され、隣り合うセグメント１０ｃ、１０ｄにはコイル８ｂが接続され、隣り合うセグメント１０ｅ、１０ｆにはコイル８ｃが接続され、隣り合うセグメント１０ｇ、１０ｈにはコイル８ｄが接続されている。そして、点対称位置にある４組のセグメント対にそれぞれ接続されたコイルは、１８０°対向するティース７ａを残してティース７ａに巻回されている。例えば、コイル８ａが巻回された２本のティース７ａのうちの回転方向（矢印Ｘ方向）先端側のティース７ａと、コイル８ｂが巻回された２本のティース７ａのうちの回転方向（矢印Ｘ方向）後端側のティース７ａとの間に１本のティース７ａが存在する。
【００５２】
また、４つのブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、電機子４の軸中心Ｏ、即ち、回転軸１１に対して９０°間隔に配置され、コンミテータ９に摺接するように付勢された状態で配設されている。
【００５３】
コイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄには、図示しない直流電源から供給される直流電流が、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとコンミテータ９のセグメント１０を経て流入される。コイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに直流電流が流入すると、その直流電流によって電機子４に発生する磁界と磁石２２、２３、２４、２５の磁界とによる電磁力によって電機子４が回転し始める。
【００５４】
そして、ブラシ５ａに対して隣接する一対のセグメント１０ａ、１０ｂが接触し、ブラシ５ｂに対して隣接する一対のセグメント１０ｃ、１０ｄが接触する。また、ブラシ５ｃに対して隣接する一対のセグメント１０ｅ、１０ｆが接触し、ブラシ５ｄに対して隣接する一対のセグメント１０ｇ、１０ｈが接触して、それらのセグメント１０間がブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを介して短絡する。これにより、コイル８ａ、８ｂに流れる電流の向きが変更されて、電機子４が時計回り方向（図中、矢印Ｘ方向）に回転し続ける。
【００５５】
本実施形態では、１２個のセグメント１０が周方向に３０°毎に設けられており、電機子４がブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに対して整流区間の３０°回転するとき、整流中のコイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの電流の向きが変更される。即ち、電機子４の３０°の回転によってコイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの整流が行われる。
【００５６】
尚、本実施形態では、セグメント１０間の角度は前記ティース７ａ間の角度θと同じに設定され、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとセグメント１０との当接幅に対応する当接幅角度は前記ティース７ａ間の角度θと同じに設定されている。
【００５７】
上記のブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ高抵抗の材料からなる高抵抗部１２と、該高抵抗部１２の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部１３とからなる２層構造を有している。ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、高抵抗部１２及び低抵抗部１３がセグメント１０と摺接するように形成されている。また、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２が回転方向後端側となるように配置されている。従って、コンミテータ９を構成する各セグメント１０は、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに対して、高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３から離間する。言い換えれば、各ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各セグメント１０に高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３から離間する。
【００５８】
尚、高抵抗部１２の幅は、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの幅の半分よりもやや狭いものとする。
このような構成とすることで、磁石２２、２３、２４、２５の配設によって、上記第１の実施形態同様もしくはそれに準じたかたちで、大きな誘起電圧ｅが発生する。そして、ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２が回転方向後端側となるように配置されていることでこの大きな誘起電圧ｅのもとで、電流Ｉが急激に減少反転することなく、整流区間の最初から最後まで直線的に変化する理想的に整流が実現できる。
【００５９】
以上説明した第２の実施形態によっても、先の第１の実施形態による上記（１）、（３）、（４）の効果と同様の効果もしくはそれに準じた効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図５を用いて説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成については、図面に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６０】
図５は、第３の実施形態のモータを示す概略構成図である。尚、図５に示すモータは、図１、図４に示したモータ同様、整流区間の中間の位置を示している。
図５に示すように、本実施形態のモータ３１は、第１の実施形態のブラシ５ａ、５ｂ（図１）に代えてブラシ５ｅ、５ｆを備えている。また、本実施形態のモータ３１は、片回転のモータである。
【００６１】
図５に示すように、モータ３１は、磁石２、３、電機子４及びブラシ５ｅ、５ｆ等を有している。詳述すると、本実施の形態のモータ３１は、２極の直流モータであって、モータハウジング（ヨーク）６内において、Ｎ極及びＳ極を形成する断面円弧状の２つの磁石２、３が電機子４を挟んで対向配置されている。２つの磁石２、３は、それぞれ円弧角度が略１８０°の半円筒形状に形成され、電機子４の軸中心Ｏに対して点対称に配置されている。そして、この２つの略１８０°の磁石２、３によって略３６０°（フルピッチ）の筒形状の磁石が構成される。
【００６２】
電機子４は、コア７と、そのコア７に巻装されるコイル（巻線）８ａ、８ｂと、コンミテータ（整流子）９と、回転軸１１とを有し、コア７及びコンミテータ９は回転軸１１に一体回転可能に取着されている。そして、供給される直流電流の方向に基づいて図４の矢印方向（時計回り方向）に回転駆動する。即ち、上述した図２のように電流が供給されると、時計回り方向の回転となる。
【００６３】
ブラシ５ｅ、５ｆは、それぞれ高抵抗の材料からなる高抵抗部１２と、該高抵抗部１２の材料よりも抵抗値の低い材料で構成される低抵抗部１３とからなる２層構造を有している。ブラシ５ｅ、５ｆは、高抵抗部１２及び低抵抗部１３がセグメント１０と摺接するように形成されている。また、ブラシ５ｅ、５ｆは、回転するコンミテータ９に対して、高抵抗部１２がブラシ５ｅ、５ｆの両側に配置されている。従って、コンミテータ９を構成する各セグメント１０は、ブラシ５ｅ、５ｆに対して、高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３を通って、高抵抗部１２から離間する。言い換えれば、各ブラシ５ａ、５ｂは、各セグメント１０に高抵抗部１２から摺接し、低抵抗部１３を通って高抵抗部１２から離間する。
【００６４】
尚、高抵抗部１２の幅は、ブラシ５ｅ、５ｆの幅の半分よりもやや狭いものとする。
つまり、高抵抗部１２は、回転するコンミテータ９に対して、ブラシ５ｅ、５ｆの先端側と後端側（いわゆるブラシ５ｅ、５ｆの両側）に設けられ、低抵抗部１３は、同ブラシ５ｅ、５ｆのその他の部分、即ち、中央部に設けられている。
【００６５】
このような構成とすることで、磁石２、３の配設によって、上記第１の実施形態同様もしくはそれに準じたかたちで、大きな誘起電圧ｅが発生する。そして、ブラシ５ｅ、５ｆの両側に高抵抗部１２を設けたことで、この大きな誘起電圧ｅのもとで、電流Ｉが急激に減少反転することなく、整流区間の最初から最後まで直線的に変化して理想的な整流が実現できる。尚、整流後期には、回転するコンミテータ９に対して先端側（矢印Ｘ方向側）に高抵抗部１２が設けられているため、遅れ整流になるが、もともと誘起電圧ｅが高くしてあり、高抵抗部１２の影響は、促進側（回転するコンミテータ９に対して後端側）に強く働くため、上記遅れ整流の影響は少ない。
【００６６】
以上説明した第３の実施形態によっても、先の第１の実施形態による上記（１）、（２）、（４）の効果と同様の効果もしくはそれに準じた効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。
【００６７】
（５）高抵抗部１２がブラシ５ｅ、５ｆの両側に設けられたことで、ブラシ５ｅ、５ｆが回転するコンミテータ９のセグメント１０に高抵抗部１２から摺接することによって、コイル８ａ、８ｂに流れる電流は、急激に減少反転することなく、好適な整流が得られるようになる。また、ブラシ５ｅ、５ｆの高抵抗部１２がコンミテータ９から離間することによって整流子区間の終りにおける急激な電流の変化を抑えることができる。
【００６８】
（他の実施形態）
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては、次のようなものがある。
・上記各実施形態では、磁石は、１８０°の磁石２、３を２つ、あるいは、９０°の磁石２２、２３、２４、２５を４つで３６０°（フルピッチ）の磁石を構成するとしたが、３６０°の磁石を１つで３６０°の磁石を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施形態の直流機を示す概略構成図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明にかかる整流特性を説明するための概略構成図及びグラフ。
【図３】第１の実施形態の直流機の変形例を示す概略構成図。
【図４】第２の実施形態の直流機を示す概略構成図。
【図５】第３の実施形態の直流機を示す概略構成図。
【図６】従来の直流モータの概略構成図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、従来の整流特性を説明するための概略構成図及びグラフ。
【図８】従来の他の整流特性を説明するグラフ。
【符号の説明】
【００７０】
１、２１、３１…モータ、２、３、２２、２３、２４、２５、１０２、１０３…磁石、４…電機子、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…ブラシ、６…モータハウジング、７…コア、７ａ…ティース、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、１０８…コイル、９…コンミテータ、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ…セグメント（整流子片）、１１…回転軸、１２…高抵抗部、１３…低抵抗部、Ｏ…軸中心。
【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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