(57)【要約】【課題】モーターの整流性能は、特に、回転子巻線の巻数が比較的多い場合に良くない。【解決手段】電気モーターは、回転子と固定子とブラシを備える。前記回転子は、シャフトと、前記シャフトに固定され、複数の歯を有する回転子鉄心と、前記回転子鉄心近傍のシャフトに固定され、複数のセグメントを有する整流子と、前記歯に巻かれ、整流子セグメントに接続された回転子巻線ユニットとを備える。前記回転子巻線ユニットのそれぞれは、一組の近接した整流子セグメントに接続される。前記回転子巻線ユニットの少なくとも１つは、直列に接続された少なくとも２つのコイルを備える。各コイルは、直列に直接接続された少なくとも２つのサブコイルを備え、少なくとも１つの歯によって互いに分離される。各コイルの最初のサブコイルと最後のサブコイルは、それぞれ、一組のセグメントに接続される。【選択図】図３
2011234618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを有する回転子と、
前記シャフトに固定され、複数の歯を有する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心近傍のシャフトに固定され、複数のセグメントを有する整流子と、
前記歯に巻かれ、前記セグメントに接続された回転子巻線ユニットと、
前記回転子と磁気的に対となる固定子と、
前記整流子との電気的すり接触を行うブラシとを含み、
前記回転子巻線ユニットのそれぞれは、一組の近接セグメントに接続され、少なくとも１つの回転子巻線ユニットは、直接に接続された少なくとも２つのコイルを含み、前記コイルのそれぞれは、直列に直接接続され、少なくとも１つの歯によって互いに分離された、少なくとも２つのサブコイルを含み、前記コイルの最初のサブコイルと最後のサブコイルは、それぞれ、一組のセグメントに接続されることを特徴とする電気モーター。
【請求項２】
前記固定子は２Ｐ個の磁極を生じるように構成され、前記整流子はｍ個のセグメントＺ1〜Ｚmを有し、前記回転子鉄心はｎ個の歯を有し、Ｐは１より大きい整数であり、ｍとｎはＰよりもより大きい偶数である、請求項１に記載の電気モーター。
【請求項３】
前記回転子はｍ個の回転子巻線ユニットＲ1〜Ｒmを有し、各回転子巻線ユニットＲkは、一組の近接セグメントＺkとＺk+1に接続され、ｋがｍ／Ｐの整数倍であるときにＰ＋１個のコイルから成り、ｋがｍ／Ｐの整数倍でなく、
2011234618.tif 000018
であるときにＰ個のコイルから成る、請求項２に記載の電気モーター。
【請求項４】
ｋ≠ｍ／Ｐの場合に、回転子巻線ユニットＲkの各コイルによって接続された一組のセグメントは、実質的に同じ極性に属する、請求項３に記載の電気モーター。
【請求項５】
一組の近接セグメントＺmとＺ1に接続された回転子巻線ユニットＲmはＰ−１個のコイルから成る、請求項３または４に記載の電気モーター。
【請求項６】
2011234618.tif 000019
の場合に、回転子巻線ユニットＲkのコイルは同じ巻線方向となる、請求項３から５いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項７】
2011234618.tif 000020
の場合に、回転子巻線ユニットＲkとＲk+2は同じ巻線方向となり、回転子巻線ユニットＲkとＲk+1は正反対の巻線方向となる、請求項６に記載の電気モーター。
【請求項８】
セグメント数の歯数に対する比率は、１，２または３である、請求項１から７いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項９】
前記コイルのぞれぞれは、直列に直接接続され、１つの歯によって互いに分離された、２つのサブコイルを含む、請求項１から８いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項１０】
前記少なくとも２つのサブコイルは、同じ巻線方向となる、請求項１から９いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項１１】
前記固定子は、
ヨークを有する固定子鉄心であって、該ヨークは、第一部分から伸びる２つの主極をそれぞれ備える、少なくとも２つの第一部分と、第二部分から伸びる少なくとも２つの補助極をそれぞれ備える、少なくとも２つの第二部分とを含み、前記少なくとも２つの主極と前記少なくとも２つの補助極は、前記固定子鉄心の円周方向に交互に配置され、前記少なくとも２つの主極はそれらに巻かれた固定子巻線を有する、固定子鉄心と、
前記固定子巻線であって、電気を流したときに、同じ極性を伴う少なくとも２つの主磁極が、前記少なくとも２つの主極において生じ、前記主磁極の極性とは正反対となる、同じ極性を伴う少なくとも２つの誘導磁極が、前記少なくとも２つの補助極において生じるように、構成される前記固定子巻線と
を含むことを特徴とする請求項１から１０いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項１２】
前記補助極には固定子巻線がない、請求項１１に記載の電気モーター。
【請求項１３】
前記補助極はそれらに巻かれた固定子巻線を備え、前記補助極に巻かれた前記固定子巻線は、前記主極に巻かれた前記固定子巻線よりも少ない巻数となる、請求項１１に記載の電気モーター。
【請求項１４】
前記ヨークの前記第一部分は、前記ヨークの前記第二部分よりも狭い、請求項１１から１３いずれか１項に記載の電気モーター。
【請求項１５】
前記回転子の外径と前記固定子の最小外寸との比率は、７：１０よりも大きい、請求項１から１４いずれか１項に記載の電気モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モーターに関連し、特に、電気モーターの巻線形回転子（wound rotor）に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相直巻モーター（single phase series motor）は、交流電力または直流電力のどちらでも、動作することができるユニバーサルモーターとしても知られている。それは、巻線形固定子（wound stator）をもつ単相直巻モーターであり、巻線形回転子の回転子巻線（rotor winding）は、ブラシを経由して固定子巻線（stator winding）に直列に接続される。高い回転速度、小さいサイズ、低重量、高い起動トルク、簡便な速度調節、直巻励振のような特徴のおかげで、該ユニバーサルモーターは、高い回転速度、小さいサイズ、低重量を必要とする低電力電気器具を駆動するためによく用いられる。例えば、フードミキサー、掃除機、家庭用ミシン、電動工具などによく用いられる。
【０００３】
図５と図６を参照すると、典型的な周知のユニバーサルモーターは、回転子と固定子を含む。回転子は、シャフト２２と、該シャフトに固定された整流子（図示せず）と、該整流子近傍のシャフトに固定された回転子鉄心とを有し、そして、複数の回転子極（rotor pole）２６と、該回転子極を取り巻いて該整流子に接続された回転子巻線（図示せず）とを有する。固定子は、矩形形状のヨークを含む固定子鉄心と、該ヨークの対向する２つの側から内側に伸びる２つの歯（teeth）４３（固定子極（stator pole））と、それに巻かれた固定子巻線４４を有する。さらに、モーターは、該固定子巻線に電気を送電するために、整流子とのすり接触（sliding contact）を行うブラシ（図示せず）も含む。固定子巻線が通電したとき、反極性の２つの磁極が、固定子極において生じ、そして、２つの磁気回路が形成される。各磁気回路は、図６に示されるように、比較的長い経路となるように、２つの固定子極、回転子の半分、ヨークの側面を通過する。さらに、各回転子巻線の両端は、一般的に、整流子の２つのセグメントに接続される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モーターの整流性能（commutation performance）は、特に、回転子巻線の巻数が比較的多い場合に良くない。それゆえに、改良された電気モーターが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明は、シャフトを有する回転子と、前記シャフトに固定され、複数の歯を有する回転子鉄心と、前記回転子鉄心近傍のシャフトに固定され、複数のセグメントを有する整流子と、前記歯に巻かれ、前記セグメントに接続された回転子巻線ユニットと、前記回転子と磁気的に対となる固定子と、前記整流子との電気的すり接触（sliding electrical contact）を行うブラシとを含み、前記回転子巻線ユニットのそれぞれは、一組の近接セグメント（adjacent segment）に接続され、少なくとも１つの回転子巻線ユニットは、直接に接続された少なくとも２つのコイルを含み、前記コイルのそれぞれは、直列に直接接続され、少なくとも１つの歯によって互いに分離された、少なくとも２つのサブコイルを含み、前記コイルの最初のサブコイルと最後のサブコイルは、それぞれ、一組のセグメントに接続される、電気モーターを提供する。
【０００６】
好ましくは、前記固定子は２Ｐ個の磁極を生じるように構成され、前記整流子はｍ個のセグメントＺ１〜Ｚｍを有し、前記回転子鉄心はｎ個の歯を有する。ただし、Ｐは１より大きい整数であり、ｍとｎはＰよりもより大きい偶数である。
【０００７】
好ましくは、前記回転子はｍ個の回転子巻線ユニットＲ１〜Ｒｍを有し、各回転子巻線ユニットＲｋは、一組の近接セグメントＺｋとＺｋ＋１に接続され、ｋがｍ／Ｐの整数倍（integer multiple）であるときにＰ＋１個のコイルから成り、ｋがｍ／Ｐの整数倍でなく、
2011234618.tif 000003
であるときにＰ個のコイルから成る。
【０００８】
好ましくは、ｋ≠ｍ／Ｐの場合に、回転子巻線ユニットＲｋの各コイルによって接続された一組のセグメントは、実質的に同じ極性に属する。
【０００９】
好ましくは、一組の近接セグメントＺｍとＺ１に接続された回転子巻線ユニットＲｍはＰ−１個のコイルから成る。
【００１０】
好ましくは、
2011234618.tif 000004
の場合に、回転子巻線ユニットＲｋのコイルは同じ巻線方向となる。
【００１１】
好ましくは、
2011234618.tif 000005
の場合に、回転子巻線ユニットＲｋとＲｋ＋２は同じ巻線方向となり、回転子巻線ユニットＲｋとＲｋ＋１は正反対の巻線方向となる。
【００１２】
好ましくは、セグメントの数の歯の数に対する比率は１，２または３である。
【００１３】
好ましくは、前記コイルのぞれぞれは、直列に直接接続され、１つの歯によって互いに分離された、２つのサブコイルを含む。
【００１４】
好ましくは、前記少なくとも２つのサブコイルは、同じ巻線方向となる。
【００１５】
好ましくは、前記固定子は、ヨークを有する固定子鉄心であって、該ヨークは、第一部分から伸びる２つの主極（primary pole）をそれぞれ備える、少なくとも２つの第一部分と、第二部分から伸びる２つの補助極（auxiliary pole）をそれぞれ備える、少なくとも２つの第二部分とを含み、前記少なくとも２つの主極と前記少なくとも２つの補助極は、前記固定子鉄心の円周方向に交互に配置され、前記少なくとも２つの主極はそれらに巻かれた固定子巻線を有する、固定子鉄心と、前記固定子巻線であって、電気を流したときに、同じ極性を伴う少なくとも２つの主磁極（primary magnetic pole）が、前記少なくとも２つの主極において生じ、前記主磁極の極性とは正反対となる、同じ極性を伴う少なくとも２つの誘導磁極（induced magnetic pole）が、前記少なくとも２つの補助極において生じるように、構成される前記固定子巻線とを含む。
【００１６】
好ましくは、前記補助極には固定子巻線がない。
【００１７】
あるいは、前記補助極はそれらに巻かれた固定子巻線を備え、前記補助極に巻かれた前記固定子巻線は、前記主極に巻かれた前記固定子巻線よりも少ない巻数となる。
【００１８】
好ましくは、前記ヨークの前記第一部分は、前記ヨークの前記第二部分よりも狭い。
【００１９】
好ましくは、前記回転子の外径と前記固定子の最小外寸との比率は、７：１０よりも大きい。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態は、ほんの一例として、添付図面の図を参照して説明される。図において、複数の図に現れる同一の構造、要素または部品は、概して、それらが現れるすべての図において同じ参照番号が付けられる。図に示される構成要素や特徴の大きさは、一般的に、簡便性や表現の明確性のために、必ずしもスケール通りに示されない。図の一覧を次に列挙する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態に従う電気モーターの断面概略図である。
【図２】図２は、図１のモーターに対する磁路（magnetic path）の図である。
【図３】図３は、図１のモーターに対する簡略化された巻き型の図である。
【図４】図４は、図３の巻き型を説明するテーブルである。
【図５】図５は、従来のユニバーサルモーターの断面概略図である。
【図６】図６は、図５のモーターに対する磁路の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態に従う単相直巻モーターは、図１に示される。図１は、回転子巻線が省略された、モーターの横断面の概略図である。モーターは、回転子２０と、回転子２０と磁気的に対となる固定子４０とを含む。
【００２３】
回転子２０は、シャフト２０と、シャフト２０に固定された回転子鉄心２４と、回転子鉄心２４に近接するシャフト２２に固定された固定された整流子（図示せず）とを含む。回転子２４は、該回転子の軸方向に、軟鉄板（lamination）を積み重ねることで形成される。回転子鉄心２４はｎ個の歯２６を備え、歯２６に巻かれたｍ個の回転子巻線ユニット３６がある。巻線溝（winding slot）２８は、それぞれ隣接する２つの歯２６の間に形成される。整流子は、ｍ個のセグメント（バーとも呼ばれる）３０を備える。回転子巻線ユニット３６は、回転子鉄心２４の巻線溝２８で巻きつけられ、整流子のセグメント３０に接続される。この実施形態では、ｍは３６に等しく、ｎは１８に等しい。
【００２４】
固定子４０は、固定子鉄心４２と固定子巻線４４を含む。固定子鉄心４２は、モーターの軸方向に、軟鉄板を積む重ねることで形成され、２つの第一部分４６と２つの第二部分４８を有するヨークを含む。第一部分４６と第二部分４８は、固定子鉄心４２の円周方向に、交互に配置される。２つの主極５０と２つの補助極５２は、それぞれ第一部分４６と第二部分４８から内側に伸びる。固定子巻線４４は、主極５０に巻きつけられ、補助極５２に巻きつけられる巻線はない。また、モーターは、整流子を経由して回転子巻線ユニット３６に電気を送電するために、該整流子とのすり接触を行うように、固定子４０に対して固定された２つのブラシ６０も備える。固定子鉄心４２は左右対称である。主極５０と補助極５２は突出極（salient pole）であり、それぞれ、ヨークから内側に放射状に伸びるネック（neck）５４と、該ネック５４から円周状に伸びる磁極片（pole shoe）５６とを含む。各磁極片５６は、モーター２０に面する連続的な弧状面（continuous arced surface）を形成する。同時に、該磁極片は断続的な円筒壁（intermittent cylindrical wall）を形成する。
【００２５】
円周方向において、主極５０のネックは、補助極５２のネックよりも狭い。半径方向において、第一部分４６は第二部分４８よりも狭く、第一部分４６と主極５０の磁極片５６との間の距離は、第二部分４８と補助極５２の磁極片５６との間の距離よりも大きい。このように、より大きな空間は、固定子巻線４４を収容するために、第一部分４６と主極５０との間に形成される。上述した円周方向と半径方向については、円形または円柱構造に対してだけでなく、正方形や楕円形などのような他の形状も、本発明の範囲に含まれることを理解されるべきである。
【００２６】
固定子巻線４４が通電したとき、同じ極性を伴う２つの主磁極は、固定子巻線４４によって、２つの主極５０において生じ、主磁極の極性とは反対となる極性であって、同じ極性を伴う２つの誘導された磁極は、２つの補助極５２において生じる。つまり、図２に示されるように、４つの磁極と４つの磁路が形成される。各磁路は、主極５０、固定子ヨーク、補助極５２、補助極５２と回転子２０との間の空隙（air gap）、回転子２０、主極５０と回転子との間の空隙を通り抜ける。
【００２７】
実施形態において、回転子２０は外径Ｄを有し、固定子４０は最小外のり寸法Ｙし、外径Ｄと最小外のり寸法Ｙとの比率は、７：１０よりも大きい。回転子２０の外径は、回転子鉄心２４の外径を意味する。固定子４０の最小外のり寸法は、固定子４０の中心を通って伸びる直線と、固定子鉄心４２の外縁との２つの交点間の距離を意味する。
【００２８】
回転子２０の外径Ｄは、極５０と５２の磁極片の弧状面（arced surface）によって定められる円の直径よりも、わずかに小さく、また、当該円と回転子２０の最小外径との比率は、７：１０よりも大きい。主極５０と回転子鉄心４２との間の距離は、補助極５２と回転子鉄心４２との間の距離と等しいか、または、異なることもあり得ると理解すべきである。当該２つの距離が異なっている場合、主極５０の磁極片の弧状面と補助極５２の磁極片の弧状面は、異なる直径の２つの円を定める。この構成において、円の直径とは、より小さい方の円の直径を意味する。
【００２９】
好ましい実施形態では、補助極５２は、突出極として形成されるように、第二部分４８の内側から内部に突き出る。あるいは、補助極５２は、第二部分４８の内側に対して埋め込まれた非突出極（non-salient pole）として、形成することもできる。補助極５２が突出極である場合、それらは、それらに巻かれた固定子巻線をも備えることもでき、補助極５２に巻かれた当該固定子巻線は、主極５０に巻かれた固定子巻線４４よりも少ない巻数とすることもできる。
【００３０】
本発明における回転子巻線ユニットの好ましい巻き型を、おおまかに説明する。説明を簡単にするために、整流子のセグメント（すなわち、バー）３０は、Ｚ1〜Ｚmで表され、回転子鉄心２４の巻線溝２８は、Ｓ1〜Ｓnで表され、回転子２０の回転子巻線ユニット３６は、Ｒ1〜Ｒmで表される。そして、固定子磁極の数は２Ｐである。バーＺkは、回転子巻線ユニットＲkを経由して、バーＺk+1に電気的に接続される。ｋがｍ／Ｐの整数倍でないとき、回転子巻線ユニットＲkは、直列に接続されたＰ個のコイルから成る。ｋがｍ／Ｐの整数倍であるとき、回転子巻線ユニットＲkは直列に接続されたＰ＋１個のコイルから成る。バーＺmは、単一のコイルから成る回転子巻線ユニットＲmを経由してバーＺmに隣接するバーＺ1に電気的に接続される。回転子巻線ユニット３６の各コイルＷiは、２つのバー３０に接続され、第一サブコイルＷiaと、当該第一サブコイルＷiaと直接直列に接続され、少なくとも１つの歯によって当該第一サブコイルＷiaから分離した、第二サブコイルＷibとを含む。各コイルの２つのサブコイルは、同じ巻方向となり、それは、当該コイルの巻き方向でもある。第一サブコイルＷiaと第二サブコイルＷibは、それぞれ２つのバーに接続される。好ましくは、歯数（tooth number）ｑは、サブコイルが巻かれた、歯の数であり、第一サブコイルＷiaの歯数ｑは、第二サブコイルＷibの歯数と等しい。歯数ｑは、式｜ｑ−ｎ／２Ｐ｜＜１を満足する整数である。ただし、ｎ／２Ｐは磁極ピッチ（pole pitch）である。上記説明において、Ｐは１よりも大きい整数であり、ｍとｎはＰよりも大きい偶数であり、
2011234618.tif 000006
、
2011234618.tif 000007
である。好ましくは、ｍのｎに対する比率は２であり、ｑはｎ／２Ｐよりも小さい整数であり、ｍのｎに対する比率は、１，２または３となり得る。
【００３１】
ｋがｍ／Ｐの整数倍ではないとき、バーＺkとＺk+1に接続された回転子巻線ユニットＲkは、回転子鉄心２４の周囲に巻きつけて、直列に接続されたＰ個のコイルから成る。各コイルによって接続された２つのバーは、実質的に同じ極性に属する。ここでは、同じ極性に属する２またはそれ以上のバーとは、２またはそれ以上のバーが、同じ極性の磁極間の距離でお互いに分離されるということを意味している。周知のように、２Ｐ個の固定子磁極と、ｍ個のバーを有する整流子とを備えるモーターに対して、バーの数で測定される、同じ極性の磁極間の距離は、ｍ／Ｐに等しい。好ましい実施形態では、Ｐは２に等しく、ｍ／Ｐは１８に等しい。各回転子巻線ユニットＲkは、バーＺkとＺk+1に直列に接続される２つのコイルから成る。さらに、２つのコイルは、共有のバーＺyにも接続される。ただし、
2011234618.tif 000008
であり、ｙは式｜ｋ−ｙ｜＝ｍ／Ｐまたは式｜ｋ＋１−ｙ｜＝ｍ／Ｐを満たす。
【００３２】
ｋがｍ／Ｐの整数倍であるとき、回転子巻線ユニットＲkは、直列に接続されたＰ＋１個のコイルから成る。最初のＰ個のコイルのそれぞれは、実質的に同じ極性に属する２つのバーに接続され、最後のコイルは、互いに隣接する２つのバーに接続される。
【００３３】
ここで図３と図４を参照し、好ましい実施形態における、回転子巻線ユニットの巻き型を、詳細に説明する。図３は、巻線の線図であり、最上部の列は、固定子で支えられる２つのブラシＣ1とＣ2を表し、２番目の列は、整流子の３６個のセグメントＺ1〜Ｚ36を表し、３番目の列は、回転子鉄心の１８個の歯と、当該歯によって形成された１８個の巻線溝Ｓ1〜Ｓ18を表し、４番目の列は、固定子の４つの極を表す。図４は、回転子巻線ユニットの巻き型を表にしたテーブルであり、コイルの巻線の方向から見ると、“スロットイン”とは、コイルの各サブコイルが巻き込まれた、第一巻線溝を意味し、“スロットアウト”とは、当該サブコイルが巻き込まれた、第二巻線溝を意味する。
【００３４】
バーＺ1は、２つのコイルＷ1とＷ19から成る回転子巻線ユニットＲ1を経由してバーＺ2に電気的に接続される。また、２つのコイルＷ1とＷ19は、バーＺ1と同じ極性に属する共通のバーＺ19に接続される。コイルＷ1はバーＺ1とＺ19に接続され、一方、コイルＷ19はバーＺ19とＺ2に接続される。コイルＷ1は、コイルＷ19と同じ巻線方向となり、図３に示すように、両方とも時計回り方向である。コイルＷ1の第一サブコイルＷ1aは、巻線溝Ｓ5とＳ1の間の歯に巻かれ、コイルＷ1の第二サブコイルＷ1bは、巻線溝Ｓ6とＳ2の間の歯に巻かれる。コイルＷ19の第一サブコイルＷ19aは巻線溝Ｓ14とＳ10の間の歯に巻かれ、コイルＷ19の第二サブコイルＷ19bは巻線溝Ｓ15とＳ11の間の歯に巻かれる。
【００３５】
バーＺ２は、２つのコイルＷ2とＷ20から成る回転子巻線ユニットＲ2を経由してバーＺ3に電気的に接続される。また、２つのコイルＷ2とＷ20は、バーＺ2と同じ極性に属する共通のバーＺ20に接続される。コイルＷ2はバーＺ2とＺ20に接続され、一方、コイルＷ20はバーＺ20とＺ3に接続される。コイルＷ2は、コイルＷ20と同じ巻線方向となるが、コイルＷ1とＷ19の巻線方向とは正反対となる。コイルＷ2の第一サブコイルＷ2aは、巻線溝Ｓ6とＳ10の間の歯に巻かれ、コイルＷ2の第二サブコイルＷ2bは、巻線溝Ｓ7とＳ11の間の歯に巻かれる。コイルＷ20の第一サブコイルＷ20aは巻線溝Ｓ15とＳ1の間の歯に巻かれ、コイルＷ20の第二サブコイルＷ20bは巻線溝Ｓ16とＳ2の間の歯に巻かれる。
【００３６】
バーＺ1とＺ2の電気的接続と同じように、バーＺ3は、２つのコイルＷ3とＷ21から成る回転子巻線ユニットＲ3を経由してバーＺ4に電気的に接続される。また、２つのコイルＷ3とＷ21は、バーＺ3と同じ極性に属する共通のバーＺ21に接続される。コイルＷ3はバーＺ3とＺ21に接続され、一方、コイルＷ21はバーＺ21とＺ4に接続される。コイルＷ1とＷ19と同様に、コイルＷ3とＷ21も時計回り方向に巻かれる。コイルＷ3の第一サブコイルＷ3aは、巻線溝Ｓ6とＳ2の間の歯に巻かれ、コイルＷ3の第二サブコイルＷ3bは、巻線溝Ｓ7とＳ3の間の歯に巻かれる。コイルＷ21の第一サブコイルＷ21aは巻線溝Ｓ15とＳ11の間の歯に巻かれ、コイルＷ21の第二サブコイルＷ21bは巻線溝Ｓ16とＳ12の間の歯に巻かれる。
【００３７】
バーＺ2とＺ3の電気的接続と同じように、バーＺ4は、２つのコイルＷ4とＷ22から成る回転子巻線ユニットＲ4を経由してバーＺ5に電気的に接続される。また、２つのコイルＷ4とＷ22は、バーＺ4と同じ極性に属する共通のバーＺ22に接続される。コイルＷ4はバーＺ4とＺ22に接続され、一方、コイルＷ22はバーＺ22とＺ5に接続される。コイルＷ2とＷ20と同様に、コイルＷ4とＷ22も反時計回り方向に巻かれる。コイルＷ4の第一サブコイルＷ4aは、巻線溝Ｓ7とＳ11の間の歯に巻かれ、コイルＷ4の第二サブコイルＷ4bは、巻線溝Ｓ8とＳ11の間の歯に巻かれる。コイルＷ22の第一サブコイルＷ22aは巻線溝Ｓ16とＳ2の間の歯に巻かれ、コイルＷ22の第二サブコイルＷ22bは巻線溝Ｓ17とＳ13の間の歯に巻かれる。以下同様である。
【００３８】
好ましい実施形態における回転子巻線ユニットの巻き型は、次のようにまとめることができる。
【００３９】
１）
2011234618.tif 000009
かつｋ≠ｍ／Ｐまたは１８である場合に、バーＺkとＺk+1は直列に接続された２つのコイルから成る。また、当該２つのコイルは、バーＺkと同じ極性に属する共通のバーＺyに接続される。
2011234618.tif 000010
のときに、ｙはｋ＋ｍ／Ｐまたはｋ＋１８に等しく、
2011234618.tif 000011
のときに、ｙはｋ−（ｍ／Ｐ−１）またはｋ−１７に等しい。各回転子巻線ユニットＲkの各コイルの第一サブコイルは、当該コイルの第二サブコイルと同じ歯数ｑを囲んで、巻きつけられる。ただし、ｑは、｜ｑ−ｎ／２Ｐ｜＜１の式を満たす整数、すなわち、４または５である。巻線材の消費を減らすためには、ｑは４に等しい方が好ましい。他方、
2011234618.tif 000012
の場合に、回転子巻線ユニットＲkの２つのコイルは同じ巻き方向となり、ｎ／Ｐまたは９番目の歯によって互いに分離される。
2011234618.tif 000013
の場合に、Ｒk+2とＲkは同じ巻き方向となり、１つの歯によって互いに分離され、Ｒk+1とＲkは正反対の巻き方向となり、１つの歯によって互いに分離される。回転子巻線ユニットＲ1からＲ17の構成と同様に、回転子巻線ユニットＲ19からＲ35も構成される。これは、好ましくは、ダブルフライ巻線機（double fly winding machine）を用いて成し遂げられる。
【００４０】
２）ｋがｍまたは３６に等しい場合に、バーＺ36とＺ1に接続された回転子巻線ユニットＲ36は１つのコイルＷ36から成る。コイルＷ36の第一サブコイルＷ36aは、巻線溝Ｓ5とＳ9の間の歯に巻かれ、コイルＷ36の第二サブコイルＷ36bは、巻線溝Ｓ6とＳ10の間の歯に巻かれる。
【００４１】
３）ｋがｍ／Ｐまたは１８の場合に、バーＺ18とＺ19に接続される回転子巻線ユニットＲ18は、３つのコイルから成り、第一コイルＷ18はバーＺ18とＺ36に接続され、第二コイルＷ36はバーＺ36とＺ1に接続され、第三コイルＷ1はバーＺ1とＺ19に接続される。コイルＷ18の第一サブコイルＷ18aは、巻線溝Ｓ14とＳ18の間の歯に巻かれ、コイルＷ18の第二サブコイルＷ18bは、巻線溝Ｓ15とＳ1の間の歯に巻かれる。他の２つのコイルＷ36とＷ1は、上述したとおりであり、ここでもう一度説明はしない。
【００４２】
好ましくは、各コイルの第一サブコイルは、当該コイルの第二サブコイルと同じ巻数となる。また、第二サブコイルは、第一サブコイルと比べて異なる巻数とすることもあり得る。
【００４３】
従来のユニバーサルモーターでは、整流子セグメントのそれぞれのペアは、ただ１つのサブコイルを有するコイルを経由して互いに接続され、整流コイル（commutating coil）で生じる誘導起電力（induction electromotive force）は、回転子巻線ユニットの全巻数ｘの二乗に正比例する。本発明では、セグメントのほとんどすべてのペアは、２またはそれ以上のサブコイルを有するコイルを経由して互いに接続され、整流コイルで生じる誘導起電力は、
2011234618.tif 000014
に正比例する。ただし、
2011234618.tif 000015
と
2011234618.tif 000016
は、それぞれ２つのサブコイルの巻数である。ｘが、
2011234618.tif 000017
に等しいとすると、本発明における整流コイルの誘導起電力は、より小さくなる。したがって、整流性能は改善され、モーターの平均寿命を長くすることができる。さらに、２つのセグメントに接続された各コイルの２つのサブコイルは、より多くの巻線溝に巻かれるので、巻き工程（winding process）における初期巻線不均衡（initial wining unbalance）を減らすことができる。
【００４４】
上記説明と本願の特許請求の範囲において、各動詞“〜から成る”、“〜を含む”、“〜を有する”、“〜を備える”と、その変形の動詞は、明言された項目（stated item）の存在を明示するが、付加的な項目（additional item）の存在を排除しないように、包括的な意味（inclusive sense）で用いられる。
【００４５】
本発明は、１以上の実施形態に関して説明したが、様々な変更が可能であることは、当業者には十分に理解される。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲を参照することにより、決定されるべきである。
【００４６】
例えば、モーターのブラシの数は２つに限定されない。各回転子巻線ユニットは、２つよりも多いサブコイルを含むことも可能であり、同じ回転子巻線ユニットのサブコイルは、異なる巻数となることもあり得る。
【図１】
2011234618.tif 000021
【図２】
2011234618.tif 000022
【図３】
2011234618.tif 000023
【図４】
2011234618.tif 000024
【図５】
2011234618.tif 000025
【図６】
2011234618.tif 000026
【外国語明細書】
2011234618.tif 000027
2011234618.tif 000028
2011234618.tif 000029
2011234618.tif 000030
2011234618.tif 000031
2011234618.tif 000032
2011234618.tif 000033
2011234618.tif 000034
2011234618.tif 000035
2011234618.tif 000036
2011234618.tif 000037
2011234618.tif 000038
2011234618.tif 000039
2011234618.tif 000040
2011234618.tif 000041
2011234618.tif 000042
2011234618.tif 000043