(57)【要約】【課題】形状の偏平化を図ることができると共に巻線を高占積で巻回することができるロータ及びモータを得る。【解決手段】ロータ１４は、回転軸４８と、回転軸４８に固定された一対のロータコア体５０及びコンミテータ５４と、を備えている。また、ロータコア体５０は、回転軸４８の径方向に延びる基壁部５８及び該基壁部５８における回転軸４８の径方向外側の端部から回転軸４８の軸方向に屈曲された爪磁極部６０を有して構成されている。さらに、一対のロータコア体５０の間にはロータコイル５２が設けられており、このロータコイル５２は、巻線６６が回転軸４８の周方向に巻回されることによって形成されている。また、ロータコイル５２を形成する巻線６６の端末部はコンミテータ５４に接続されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に固定されていると共に、前記回転軸の径方向に延びる基壁部及び該基壁部における前記回転軸の径方向外側の端部から前記回転軸の軸方向に屈曲された爪磁極部を有する一対のロータコア体と、
前記一対のロータコア体の間に配置されていると共に、導電性の巻線が前記回転軸の周方向に巻回されることによって形成されたロータコイルと、
前記回転軸に固定されていると共に、前記巻線の端末部が接続され、かつブラシが摺接することによって前記ロータコイルへの通電を切り替える整流子と、
を備えたロータ。
【請求項２】
前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部と前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部とが、前記回転軸の周方向に交互に配列されている請求項１記載のロータ。
【請求項３】
前記ロータコイルの径方向内側には、該ロータコイルを形成する前記巻線を前記整流子側に配索するための配索路が設けられている請求項１又は請求項２記載のロータ。
【請求項４】
前記配索路が前記回転軸に沿って設けられている請求項３記載のロータ。
【請求項５】
前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に積層された状態で固定されており、
一の層の前記一対のロータコア体の間に配置された前記ロータコイルを形成する前記巻線が配索される前記配索路と、他の層の前記一対のロータコア体の間に配置された前記ロータコイルを形成する前記巻線が配索される前記配索路とが、それぞれ設けられている請求項３又は請求項４記載のロータ。
【請求項６】
前記ロータコア体は支持部材を介して前記回転軸に固定されており、
前記配索路の少なくとも一部が前記支持部材に設けられている請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記配索路の少なくとも一部が前記回転軸に設けられている請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項８】
前記一対のロータコア体が、一体に形成されている請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項９】
前記巻線の少なくとも一部が、アルミニウム製、アルミニウム合金製、及び銅クラッドアルミ線のいずれかとされている請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のロータと、
前記爪磁極部と対向して配置されるマグネットを有するステータと、
前記整流子と摺接する前記ブラシと、
を備えたモータ。
【請求項１１】
前記爪磁極部の数が、前記マグネットの数の整数倍に設定されている請求項１０記載のモータ。
【請求項１２】
前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に積層された状態で固定されており、
一の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と、他の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが、前記回転軸の周方向にずらして配置されている請求項１１記載のモータ。
【請求項１３】
一の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と、他の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが、前記回転軸の周方向に所定の角度ずらして配置されている請求項１２記載のモータ。
【請求項１４】
一の層の前記ロータコア体の形状と他の層の前記ロータコア体の形状とをそれぞれ異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている請求項１２又は請求項１３記載のモータ。
【請求項１５】
前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層以上積層された状態で固定されており、
前記回転軸の軸方向の両端部に配置された層の前記ロータコア体の形状と中間層の前記ロータコア体の形状とを異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている請求項１４記載のモータ。
【請求項１６】
前記ステータは、一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットと、他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットと、を有して構成されており、
前記一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と前記他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とをそれぞれ異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている請求項１２又は請求項１３記載のモータ。
【請求項１７】
前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層以上積層された状態で固定されており、
前記回転軸の軸方向の両端部に配置された層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と中間層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とを異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている請求項１６記載のモータ。
【請求項１８】
前記マグネットの形状及び材質の少なくともいずれかを調整することによって前記一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と前記他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とをそれぞれ異ならせている請求項１６又は請求項１７記載のモータ。
【請求項１９】
前記一対のロータコア体の間には、複数の前記ロータコイルが前記回転軸の軸方向に沿って配設されている請求項１０〜請求項１８のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項２０】
前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層積層された状態で固定されており、
第１層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と第２層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが前記回転軸の周方向一方側に所定の角度ずらして配置され、
第２層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と第３層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが前記回転軸の周方向一方側に前記所定の角度ずらして配置されている請求項１０〜請求項１３のいずれか１項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ロータ（回転子）及びステータ（固定子）を備えた直流モータが開示されている。この文献に記載された技術について簡単に説明すると、ロータは、コアシートを積層することによって形成された電機子コアを備えている。また、この電機子コアの外周部には、当該電機子コアの径方向外側に向けて放射状に延びる複数のティース部が設けられている。さらに、各々のティース部には、導電性の巻線が巻回されている。そして、巻線が巻回された電機子コア等が回転軸に固定され、この回転軸がステータを構成するヨーク等にベアリングを介して支持されることによって直流モータが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４３８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたロータは、巻線を上記構成のティース部に巻回することによってコイル部が各々のティース部に沿って形成される構成とされているため、ロータの軸方向への寸法の小型化（偏平化）を図ることが難しいことに加えて、巻線を高占積で巻回することが難しい。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、形状の偏平化を図ることができると共に巻線を高占積で巻回することができるロータ及びモータを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係るロータは、回転軸と、前記回転軸に固定されていると共に、前記回転軸の径方向に延びる基壁部及び該基壁部における前記回転軸の径方向外側の端部から前記回転軸の軸方向に屈曲された爪磁極部を有する一対のロータコア体と、前記一対のロータコア体の間に配置されていると共に、導電性の巻線が前記回転軸の周方向に巻回されることによって形成されたロータコイルと、前記回転軸に固定されていると共に、前記巻線の端末部が接続され、かつブラシが摺接することによって前記ロータコイルへの通電を切り替える整流子と、を備えている。
【０００７】
本発明のロータによれば、巻線が回転軸の周方向に巻回されることによって形成されたロータコイルが一対のロータコア体の間に配置されているため、ロータコア体及びロータコイルの回転電機の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。これにより、ロータの偏平化を図ることができる。また、本ロータでは、巻線が回転軸の周方向に巻回されることによってロータコイルが形成されているため、当該巻線を回転軸の周方向に高占積で巻回することができる。さらに、本ロータは上記の整流子を有しているため、ロータコイルへの通電を切り替えるための回路を設けることが不要になる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係るロータは、請求項１記載のロータにおいて、前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部と前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部とが、前記回転軸の周方向に交互に配列されている。
【０００９】
本発明のロータによれば、一対のロータコア体の基壁部及び爪磁極部に囲まれた領域にロータコイルが配置されるため、ロータコイルの形状を保持しやすい。これにより、ワニス等を用いてロータコイルの形状を保持しなくてもよい。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係るロータは、請求項１又は請求項２記載のロータにおいて、前記ロータコイルの径方向内側には、該ロータコイルを形成する前記巻線を前記整流子側に配索するための配索路が設けられている。
【００１１】
本発明のロータによれば、ロータコイルを形成する巻線を整流子側に上記配索路を通じて容易に配索することができる。また、巻線をロータコア体の外周部に這わせて配索させない構成とすることにより、巻線とステータ等との間の絶縁性を確保することができる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係るロータは、請求項３記載のロータにおいて、前記配索路が前記回転軸に沿って設けられている。
【００１３】
本発明のロータによれば、巻線を回転軸に沿って配索することができる。これにより、巻線を整流子側により一層容易に配索することができる。
【００１４】
請求項５記載の本発明に係るロータは、請求項３又は請求項４記載のロータにおいて、前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に積層された状態で固定されており、一の層の前記一対のロータコア体の間に配置された前記ロータコイルを形成する前記巻線が配索される前記配索路と、他の層の前記一対のロータコア体の間に配置された前記ロータコイルを形成する前記巻線が配索される前記配索路とが、それぞれ設けられている。
【００１５】
本発明のロータによれば、一の層のロータコイルを構成する巻線と他の層のロータコイルを構成する巻線とを、それぞれ別々の配索路を通じて整流子側に配索することができる。これにより、各層の巻線間の絶縁性を確保することができる。
【００１６】
請求項６記載の本発明に係るロータは、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記ロータコア体は支持部材を介して前記回転軸に固定されており、前記配索路の少なくとも一部が前記支持部材に設けられている。
【００１７】
本発明のロータによれば、ロータコア体、回転軸及び支持部品がそれぞれ独立した部品とされていることにより、配索路を支持部材に容易に形成することができる。
【００１８】
請求項７記載の本発明に係るロータは、請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記配索路の少なくとも一部が前記回転軸に設けられている。
【００１９】
本発明のロータによれば、巻線を回転軸の内部を通じて配索することができる。これにより、回転軸の内部の巻線に加わる遠心力を小さくすることができ、ひいては、ロータの回転アンバランスを小さくすることができる。
【００２０】
請求項８記載の本発明に係るロータは、請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記一対のロータコア体が、一体に形成されている。
【００２１】
本発明のロータによれば、当該ロータの部品点数の増加を抑制することができる。
【００２２】
請求項９記載の本発明に係るロータは、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記巻線の少なくとも一部が、アルミニウム製、アルミニウム合金製、及び銅クラッドアルミ線のいずれかとされている。
【００２３】
本発明のロータによれば、銅製の巻線を用いてロータコイルを形成した場合に比して、ロータコイルのコストを低減することができ、ひいては、ロータのコストを低減することができる。
【００２４】
請求項１０記載の本発明に係るモータは、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のロータと、前記爪磁極部と対向して配置されるマグネットを有するステータと、前記整流子と摺接する前記ブラシと、を備えている。
【００２５】
本発明のモータは、偏平化が図られていると共に巻線が高占積で巻回されたロータを含んで構成されている。そのため、当該モータの偏平化、つまり、小型化を図ることができると共にモータの高効率化を図ることができる。
【００２６】
請求項１１記載の本発明に係るモータは、請求項１０記載のモータにおいて、前記爪磁極部の数が、前記マグネットの数の整数倍に設定されている。
【００２７】
本発明のモータでは、爪磁極部の数が上記のように設定されているため、モータの体格を小さくしつつ所望のトルクを得ることができる。
【００２８】
請求項１２記載の本発明に係るモータは、請求項１１記載のモータにおいて、前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に積層された状態で固定されており、一の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と、他の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが、前記回転軸の周方向にずらして配置されている。
【００２９】
本発明のモータによれば、それぞれの層のロータコア体の爪磁極部が上記のように配置されていることにより、モータのコギングトルクを低減することができる。
【００３０】
請求項１３記載の本発明に係るモータは、請求項１２記載のモータにおいて、一の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と、他の層の前記ロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが、前記回転軸の周方向に所定の角度ずらして配置されている。
【００３１】
本発明のモータによれば、それぞれの層のロータコア体の爪磁極部が上記のように配置されていることにより、ロータの回転方向におけるコギングトルク（の発生タイミング）のバラつきを抑制できる。これにより、モータの回転アンバランスを好適に解消できる。
【００３２】
請求項１４記載の本発明に係るモータは、請求項１２又は請求項１３記載のモータにおいて、一の層の前記ロータコア体の形状と他の層の前記ロータコア体の形状とをそれぞれ異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている。
【００３３】
本発明のモータによれば、一の層のロータコア体がマグネットから受ける磁界と他の層のロータコア体がマグネットから受ける磁界とが異なる場合であっても、一の層のロータコア体の形状及び他の層のロータコア体の形状を調整することにより、回転軸のトルク変動、つまり、モータの回転アンバランスを調整することができる。
【００３４】
請求項１５記載の本発明に係るモータは、請求項１４記載のモータにおいて、前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層以上積層された状態で固定されており、前記回転軸の軸方向の両端部に配置された層の前記ロータコア体の形状と中間層の前記ロータコア体の形状とを異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている。
【００３５】
ところで、回転軸の軸方向の両端部に配置された層のロータコア体がマグネットから受ける磁束は、一般的に中間層のロータコア体がマグネットから受ける磁束よりも小さく、これによりモータの回転アンバランスが大きくなることが考えられるが、本発明のモータによれば、回転軸の軸方向の両端部に配置された層のロータコア体及び中間層のロータコア体の形状を調整することにより、モータの回転アンバランスを調整することができる。
【００３６】
請求項１６記載の本発明に係るモータは、請求項１２又は請求項１３記載のモータにおいて、前記ステータは、一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットと、他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットと、を有して構成されており、前記一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と前記他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とをそれぞれ異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている。
【００３７】
本発明のモータによれば、一の層のロータコア体がマグネットから受ける磁界及び他の層のロータコア体がマグネットから受ける磁界を考慮して、一の層のロータコア体に沿って配列されたマグネットの磁束と他の層のロータコア体に沿って配列されたマグネットの磁束を異ならせることにより、即ち、調整することにより、モータの回転アンバランスを調整することができる。また、本発明のモータによれば、ステータに設けられたマグネットの磁束を調整することによってモータの回転アンバランスが調整されるため、各層のロータコア体の形状を層毎に変更する必要がない、つまり、各層のロータコア体の共通化を図ることができる。
【００３８】
請求項１７記載の本発明に係るモータは、請求項１６記載のモータにおいて、前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層以上積層された状態で固定されており、前記回転軸の軸方向の両端部に配置された層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と中間層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とを異ならせることにより前記回転軸のトルク変動が調整されている。
【００３９】
請求項１８記載の本発明に係るモータは、請求項１６又は請求項１７記載のモータにおいて、前記マグネットの形状及び材質の少なくともいずれかを調整することによって前記一の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束と前記他の層の前記ロータコア体に沿って配列された前記マグネットの磁束とをそれぞれ異ならせている。
【００４０】
請求項１７及び請求項１８記載のモータによれば、各層のロータコア体の共通化を図ることができる。
【００４１】
請求項１９記載の本発明に係るモータは、請求項１０〜請求項１８のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記一対のロータコア体の間には、複数の前記ロータコイルが前記回転軸の軸方向に沿って配設されている。
【００４２】
本発明のモータによれば、複数のロータコイルを上記のように配設することにより、トルクリップルを低減することができる。また、本発明のモータによれば、各々のロータコイルの巻数を低減することができる。これにより、各々のロータコイルのコイルインダクタンスが低減され、整流子とブラシの間に生じる火花を小さくすることができる。
【００４３】
請求項２０記載の本発明に係るモータは、請求項１０〜請求項１３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記回転軸には、前記一対のロータコア体が前記回転軸の軸方向に３層積層された状態で固定されており、第１層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と第２層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが前記回転軸の周方向一方側に所定の角度ずらして配置され、第２層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向他方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心と第３層目の前記一対のロータコア体のうち前記回転軸の軸方向一方側に配置されたロータコア体の爪磁極部の周方向の中心とが前記回転軸の周方向一方側に前記所定の角度ずらして配置されている。
【００４４】
本発明のモータによれば、ロータコア体内部の磁気飽和が緩和され、これにより、モータの高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】モータを示す分解斜視図である。
【図２】一対のロータコア体及びロータコイルを示す分解斜視図である。
【図３】ヨークに取付けられたマグネット拡大して示す斜視図である。
【図４】ロータを示す斜視図である。
【図５】それぞれのブラシがコンミテータの第３セグメント及び第１２セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図６】一のブラシがコンミテータの第３セグメントと第４セグメントとの間に位置していると共に他のブラシが第１２セグメントと第１３セグメントとの間に位置している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図７】それぞれのブラシがコンミテータの第４セグメント及び第１３セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図８】それぞれのブラシがコンミテータの第５セグメント及び第１４セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図９】それぞれのブラシがコンミテータの第６セグメント及び第１５セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図１０】それぞれのブラシがコンミテータの第７セグメント及び第１６セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図１１】それぞれのブラシがコンミテータの第８セグメント及び第１７セグメントに当接している際の各ロータコイルへの通電の様子を模式的に示した模式図である。
【図１２】変形例に係るロータを示す拡大斜視図である。
【図１３】変形例に係るロータを示す拡大斜視図である。
【図１４】変形例に係るロータを示す拡大斜視図である。
【図１５】変形例に係るステータのヨークの内周部を示す拡大斜視図である。
【図１６】ステータ及びロータを拡大して示す図１に対応する分解斜視図である。
【図１７】極数及びスロット数等のバリエーションを示す関係表である。
【図１８】極数及びスロット数等の他のバリエーションを示す関係表である。
【図１９】トルクリップル波形を示すグラフである。
【図２０】極数とトルク／セグメント数との関係を示すグラフである。
【図２１】モータのトルクとＤ／Ｌとの関係を示すグラフである。
【図２２】トルクと一対のロータコア体の積層数との関係、並びに、トルクリップルと一対のロータコア体の積層数との関係を示すグラフである。
【図２３】（Ａ）は図１に示されたロータを模式的に示した側面図であり、（Ｂ）は対比例に係るロータを模式的に示した側面図である。
【図２４】（Ａ）及び（Ｂ）はロータコア体内に生じる磁気飽和の度合いを示す模式図であり、（Ａ）は図２３（Ａ）に示されたロータコア体に対応し、（Ｂ）は図２３（Ｂ）に示されたロータコア体に対応している。
【図２５】図２３（Ａ）に示されたロータと図２３（Ｂ）に示されたロータとを比較したグラフであり、トルクと回転数との関係、並びに、トルクと電流との関係を示している。
【図２６】変形例に係るロータコア体を示す拡大斜視図である。
【図２７】変形例に係るロータコア体を示す拡大斜視図である。
【図２８】変形例に係るロータコア体を示す拡大斜視図である。
【図２９】（Ａ）〜（Ｄ）は、クローポールコアの他の製造方法及びロータコイルの他の形成方法を示す斜視図である。
【図３０】（Ａ）及び（Ｂ）は、ロータコア体の他の製造方法を示す斜視図である。
【図３１】ロータコア体の他の製造方法を示す斜視図である。
【図３２】配索路が支持部材に設けられたロータを示す斜視図である。
【図３３】第１層目のロータコイルを構成する巻線の配索を示す側面図である。
【図３４】回転軸の軸方向に沿って切断した図３２に示されたロータの断面を示す側断面図である。
【図３５】配索路がロータコア体の軸心部に設けられたロータを示す斜視図である。
【図３６】図３５に示されたロータの一部を構成するロータコア体の斜視図である。
【図３７】図３５に示されたロータを回転軸の軸方向から見た平面図である。
【図３８】回転軸の軸方向に沿って切断した図３５に示されたロータの断面を示す側断面図である。
【図３９】配索路が設けられた回転軸を示す斜視図である。
【図４０】図３９に示された回転軸をその軸方向に沿って切断した断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１〜図５を用いて本発明の実施形態に係るモータについて説明する。
【００４７】
図１に示されるように。本実施形態のモータ１０は、６極１８スロットの直流モータであり、ステータ１２と、ロータ１４と、ブラシ１６及び当該ブラシ１６を支持するブラシホルダ１８と、ターミナルが取付けられたハウジング２０と、を備えている。以下、先ずステータ１２について説明し、次いでブラシホルダ１８及びブラシ１６並びにハウジング２０について説明し、最後に本実施形態の要部であるロータ１４の構成について説明する。
【００４８】
（ステータ１２）
ステータ１２は、有底円筒状に形成されたヨーク２２と、ヨーク２２に取付けられた複数のマグネット２４と、を主要な要素として構成されている。ヨーク２２は、後述するロータ１４の外径よりも大きな内径の筒状に形成された筒状部２６と、筒状部２６の一端部を閉止する底壁部２８と、筒状部２６の他端から当該筒状部２６の径方向外側に向けて延びるフランジ部３０と、を備えている。筒状部２６の径方向内側の面には、当該筒状部２６の周方向に沿って等間隔に配置された６個のマグネット２４が接着剤等を介して接合されている。なお、本実施形態では、図３に示されるように、ロータ１４側の面がＮ極とされたＮ極マグネット２４Ｎとロータ１４側の面がＳ極とされたＳ極マグネット２４Ｓとが筒状部２６の周方向に沿って交互に配置されている。また、図１に示されるように、底壁部２８の中心部は、後述する回転軸４８の一端部を軸支するためのベアリング３２が収容される収容部３４とされている。
【００４９】
（ブラシホルダ１８及びブラシ１６）
ブラシホルダ１８は、絶縁性の材料を用いて形成された円板状のベース部３６と、ベース部３６に支持された２個のブラシ支持部３８と、を備えている。ベース部３６の軸心部には、後述するコンミテータ５４が挿通される円形の挿通孔４０が形成されている。また、２個のブラシ支持部３８は、ベース部３６の周方向に沿って等間隔に配置された状態で当該ベース部３６に固定されている、即ち、２個のブラシ支持部３８は、挿通孔４０を挟んでそれぞれ対向した状態でベース部３６に固定されている。また、ブラシ１６は、ブラシ支持部３８内に挿通されており、またブラシ１６は、ブラシ支持部３８に設けられた図示しないスプリングを介してコンミテータ５４側に向けて付勢されている。
【００５０】
（ハウジング２０）
ハウジング２０は、絶縁性の材料を用いて前述のヨーク２２のフランジ部３０に対応する外径の円板状に形成されている。また、ハウジング２０には、プラス側ターミナル４２及びマイナス側ターミナル４４が支持されており、前述のブラシホルダ１８がハウジング２０に取付けられることによってブラシ１６とプラス側ターミナル４２及びマイナス側ターミナル４４とが電気的に接続されるようになっている。さらに、ハウジング２０の軸心部には、後述する回転軸４８の他端側を軸支するベアリング３２が挿通される挿通孔４６が形成されている。以上説明したハウジング２０の外周部がヨーク２２のフランジ部３０に固定されることによって、当該ヨーク２２の他端がハウジング２０によって閉止されるようになっている。なお、ヨーク２２の他端がハウジング２０によって閉止された状態において、ハウジング２０の中心部から後述する回転軸４８の他端側が突出している。
【００５１】
（ロータ１４）
図４に示されるように、ロータ１４は、回転軸４８と、回転軸４８に固定されたロータコア体５０と、一対のロータコア体５０の間に配設されたロータコイル５２と、整流子としてのコンミテータ５４と、を備えている。
【００５２】
回転軸４８は、鉄や鋼等を用いて形成された中実の棒材に浸炭処理等が施されることによって形成されている。
【００５３】
図２に示されるように、ロータコア体５０は、鉄や鋼等の磁性材料を用いて形成されており、このロータコア体５０は、リングに形成されたボス部５６と、ボス部５６の外周端から回転軸４８の軸方向（矢印Ａ方向）を板厚方向として当該回転軸４８の径方向外側（矢印Ｒ方向）に延びる３個の基壁部５８と、を備えている。また、３個の基壁部５８は、回転軸４８の周方向（矢印Ｂ方向）に沿って等間隔に配置されている。さらに、ロータコア体５０は、それぞれの基壁部５８における回転軸４８の径方向外側の端部から当該回転軸４８の軸方向に屈曲して延びる爪磁極部６０を備えている。
【００５４】
以上説明した一対のロータコア体５０が組み合わされることによって、後述するロータコイル５２が収容されるスペースを当該一対のロータコア体５０の間に有するクローポールコア６２形成される。詳述すると、回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０は、基壁部５８に対する爪磁極部６０の屈曲方向が回転軸４８の軸方向他方側に向けられており、回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０は、基壁部５８に対する爪磁極部６０の屈曲方向が回転軸４８の軸方向一方側に向けられている。そして、回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心と回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心とが回転軸の周方向に６０°ずらされた状態で各々のロータコア体５０のボス部５６が互いに接合される。これにより、ロータコイル５２が収容されるスペースが一対のロータコア体５０の間に形成される。また、図３に示されるように、一対のロータコア体５０が互いに接合された状態において、当該一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０と当該ロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０とが、回転軸４８の周方向に沿って交互に配列されている。
【００５５】
図４に示されるように、以上説明した一対のロータコア体５０、すなわち、クローポールコア６２が、回転軸４８の軸方向に沿って３層積層された状態で当該回転軸４８に固定されている。また、本実施形態では、厚肉円筒状に形成された支持部材６４が回転軸４８とロータコア体５０との間に介装されることによって、ロータコア体５０が回転軸４８に固定されている。そして、各層の一対のロータコア体５０の間に配置されたロータコイル５２を形成する巻線６６が、支持部材６４に設けられた配索路Ｗ（図３２参照）を通じて、コンミテータ５４側に配索されている。なお、配索路Ｗの詳細な構成については後述する。
【００５６】
また、回転軸４８の軸方向一方側及び他方側にそれぞれ配置された一対のロータコア体５０を第１層目の一対のロータコア体５０及び第３層目の一対のロータコア体５０と称呼すると共に、第１層目と第３層目との間に配置された一対のロータコア体５０を第２層目の一対のロータコア体５０と称呼する。
【００５７】
第１層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ１と第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されている。また、第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２と第３層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ３とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されている。換言すると、一の層の爪磁極部６０の基壁部５８に対する屈曲方向と一の層の爪磁極部６０に対して回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置された爪磁極部６０の基壁部５８に対する屈曲方向とが逆方向になっている。
【００５８】
図２に示されるように、ロータコイル５２は、銅製の巻線６６が回転軸４８の周方向に巻回されることによって形成されている。また、本実施形態では、２個のロータコイル５２が一対のロータコア体５０の間に回転軸４８の軸方向に沿って配設されている。
【００５９】
図４に示されるように、コンミテータ５４は、略円筒状に形成されており、このコンミテータ５４は当該コンミテータ５４の周方向に沿って等間隔に配置された１８個のセグメント６８を備えている。また、各セグメント６８間は絶縁されており、前述のブラシ１６が各々のセグメント６８に摺接することによってロータコイル５２への通電を切り替えることが可能となっている。以上説明したコンミテータ５４が回転軸４８に固定されている。
【００６０】
ここで、図５を用いて、ロータコイル５２と各セグメント６８との結線、並びに各セグメント６８間の結線についてする。
【００６１】
第１層目の一対のロータコア体５０の間に配置された２個のロータコイル５２のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ７番及び８番のセグメント６８に結線されており、回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ１６番及び１７番のセグメント６８に結線されている。
【００６２】
第２層目の一対のロータコア体５０の間に配置された２個のロータコイル５２のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ１４番及び１５番のセグメント６８に結線されており、回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ５番及び６番のセグメント６８に結線されている。
【００６３】
第３層目の一対のロータコア体５０の間に配置された２個のロータコイル５２のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ３番及び４番のセグメント６８に結線されており、回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２の端末部はそれぞれ１２番及び１３番のセグメント６８に結線されている。
【００６４】
また、１番、７番及び１３番のセグメント６８が互いに結線されている。これと同様に、２番、８番及び１４番のセグメント６８が互いに結線されており、３番、９番及び１５番のセグメント６８が互いに結線されており、４番、１０番及び１６番のセグメント６８が互いに結線されており、５番、１１番及び１７番のセグメント６８が互いに結線されており、６番、１２番及び１８番のセグメント６８が互いに結線されている。
【００６５】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００６６】
図５に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ３番及び１２番のセグメント６８に当接している状態において当該２個のブラシ１６間に電圧が印加されると、第１層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２に通電される。これにより、ロータ１４が回転し始める。
【００６７】
次いで、図６に示されるように、一のブラシ１６が３番及び４番のセグメント６８に当接していると共に他のブラシ１６が１２番及び１３番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、及び第２層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２に通電され、第３層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２には通電されない。
【００６８】
次いで、図７に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ４番及び１３番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２に通電される。
【００６９】
次いで、図８に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ５番及び１４番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２に通電される。
【００７０】
次いで、図９に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ６番及び１５番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２に通電される。
【００７１】
次いで、図１０に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ７番及び１６番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２に通電される。
【００７２】
次いで、図１１に示されるように、２個のブラシ１６がそれぞれ８番及び１７番のセグメント６８に当接している状態では、第１層目において回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコイル５２、第２層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２、及び第３層目において回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコイル５２に通電される。
【００７３】
以上説明したように、各ロータコイル５２への通電が２個のブラシ１６及びコンミテータ５４によって切り替えられることによってロータ１４が回転し、当該ロータ１４の回転軸４８から動力を取り出すことが可能となっている。
【００７４】
ここで、図２及び図４に示されるように、本実施形態のモータ１０の主要部を構成するロータ１４では、巻線６６が回転軸４８の周方向に巻回されることによってロータコイル５２が形成されているため、当該巻線６６を回転軸４８の周方向に高占積で巻回することができる。また、当該ロータ１４は、上記のロータコイル５２及びロータコア体５０を含んで構成されているため、ロータ１４の回転軸４８の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。すなわち、ロータ１４の偏平化を図ることができる。
【００７５】
また、図１に示されるように、本実施形態のモータ１０は、上記構成のロータ１４を含んで構成されているため、当該モータ１０の偏平化、つまり、モータ１０の小型化を図ることができると共にモータ１０の高効率化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施形態のモータ１０の主要部を構成するロータ１４では、一対のロータコア体５０の基壁部５８及び爪磁極部６０に囲まれた領域にロータコイル５２が配置されるため、当該ロータコイル５２の形状を保持しやすい。これにより、ワニス等を用いてロータコイル５２の形状を保持しなくてもよい。
【００７７】
さらに、本実施形態のモータ１０では、一対のロータコア体５０の間に配置された２個のロータコイル５２が回転軸４８の軸方向に沿って並んでいる。これにより、トルクリップルを低減することができる。また、本実施形態では、２個のロータコイル５２を一対のロータコア体５０の間に配設しているため、単一のロータコイルを一対のロータコア体５０の間に配設した場合に比して、各々のロータコイル５２の巻数を低減することができる。これにより、各々のロータコイル５２のコイルインダクタンスが低減され、コンミテータ５４とブラシ１６との間に生じる火花を小さくすることができる。
【００７８】
また、図２３（Ａ）に示されるように、本実施形態のモータ１０では、各層の爪磁極部６０が前述のように配置されている。そのため、各層の爪磁極部６０を図２３（Ｂ）のように配置した場合に比して、ロータコア体５０内部の磁気飽和を緩和することができる。これにより、モータの高効率化を図ることができる。
【００７９】
ここで、対比例に係る図２３（Ｂ）に示された各層の爪磁極部６０の配置について説明すると、第１層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ１と第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されていると共に、第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２と第３層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ３とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されている。換言すると、一の層の爪磁極部６０の基壁部５８に対する屈曲方向と一の層の爪磁極部６０に対して回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置された爪磁極部６０の基壁部５８に対する屈曲方向とが同一方向になっている。
【００８０】
また、図２４（Ａ）及び（Ｂ）には、本実施形態の各々のロータコア体５０内に生じる磁気飽和及び図２３（Ｂ）に示された各々のロータコア体５０内に生じる磁気飽和の度合いがそれぞれ濃淡色で示されている。なお、黒色が濃色になるにつれて磁気飽和の度合いが大きくなり、黒色が淡色になるにつれて磁気飽和の度合いが小さくなっている。これらの図に示されるように、本実施形態では、対比例に係る構成に比して磁気飽和が緩和されている。
【００８１】
そして、図２５に示されるように、磁気飽和が緩和されることにより、低回転域でのモータ１０のトルクを向上させることができると共に、低電流化を図ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、銅製の巻線６６を用いてロータコイル５２を形成した例について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、巻線の少なくとも一部が、アルミニウム製、アルミニウム合金製、及び銅クラッドアルミ線のいずれかとされたものを用いてロータコイルを形成することもできる。この場合、銅製の巻線６６を用いてロータコイル５２を形成した場合に比して、ロータコイルのコストを低減することができ、ひいては、ロータのコストを低減することができる。また、ロータの重量を軽量化することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、２個のロータコイル５２を一対のロータコア体５０の間に回転軸４８の軸方向に沿って配設した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、４個のロータコイル５２を一対のロータコア体５０の間に回転軸４８の軸方向に沿って配設した構成とすることもできる。この場合、回転軸４８の軸方向一方側に配置された２個のロータコイル５２を互いに並列に接続し、回転軸４８の軸方向他方側に配置された２個のロータコイル５２を互いに並列に接続すればよい。
【００８４】
さらに、本実施形態では、前述の６個のマグネット２４（セグメントマグネット）を用いてステータ１２を構成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えばリングマグネットを用いてステータを構成することもできる。
【００８５】
また、本実施形態では、円筒状に形成されたコンミテータ５４を用いた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば回転軸４８の軸方向を板厚方向とする円板状に形成されたコンミテータを用いることもできる。
【００８６】
さらに、本実施形態では、第１層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ１と第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されており、また、第２層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向他方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ２と第３層目の一対のロータコア体５０のうち回転軸４８の軸方向一方側に配置されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の中心Ｌ３とが回転軸４８の周方向一方側に２０°ずらして配置されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。一の層の爪磁極部６０の他の層の爪磁極部６０に対する角度（ずらし量）はモータのコギングトルク等を考慮して適宜設定すればよい。
【００８７】
（変形例に係るロータ）
次に、図１２〜図１４を用いて、上記実施形態の変形例に係るロータについて説明する。なお、上記実施形態のロータ１４と基本的に同一の部材及び同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
図１２〜図１４に示されるように、本変形例に係るロータ７０，７２，７４は、一の層のロータコア体５０（クローポールコア６２）の形状と他の層のロータコア体５０（クローポールコア６２）の形状とをそれぞれ異ならせることにより回転軸４８のトルク変動、即ち、モータのトルク変動が調整されていることに特徴がある。
【００８９】
図１２及び図１３に示されたロータ７０，７２では、回転軸４８の軸方向の両端部に配置された第１層目及び第３層目のロータコア体５０の爪磁極部７６の形状と中間層である第２層目のロータコア体５０の爪磁極部７８の形状とを異ならせることにより回転軸４８のトルク変動が調整されている。
【００９０】
具体的には、図１２に示されたロータ７０では、第２層目のロータコア体５０の爪磁極部７８の周方向の幅が、第１層目及び第３層目のロータコア体５０の爪磁極部７６の周方向の幅に比して幅狭に設定されており、また第２層目のロータコア体５０の爪磁極部７８の周方向の幅は、当該爪磁極部７８の先端側に行くに従って次第に幅狭となっている。
【００９１】
図１３に示されたロータ７２では、第２層目のロータコア体５０の爪磁極部７８の軸方向への寸法が、第１層目及び第３層目のロータコア体５０の爪磁極部７６の軸方向への寸法に比して小さく設定されている。
【００９２】
図１４に示されたロータ７４では、回転軸４８の軸方向の両端部に配置された第１層目及び第３層目のロータコア体５０の外径と中間層である第２層目のロータコア体５０の外径とを異ならせることにより回転軸４８のトルク変動が調整されている。具体的には、第２層目のロータコア体５０の外径Ｄ２が、第１層目及び第３層目のロータコア体５０の外径Ｄ１に比して小さく設定されている。
【００９３】
ところで、回転軸の軸方向の両端部に配置された層である第１層目及び第３層目のロータコア体５０がマグネット２４から受ける磁束は、一般的に中間層である第２層目のロータコア体５０がマグネット２４から受ける磁束よりも小さく、これによりモータの回転アンバランスが大きくなることが考えられるが、上記のロータ７０，７２，７４を備えたモータによれば、当該モータの回転アンバランスを調整することができる。
【００９４】
（変形例に係るステータ）
次に、図１５を用いて、上記実施形態の変形例に係るステータ８０について説明する。なお、上記実施形態のステータ１２と基本的に同一の部材及び同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９５】
図１５に示されるように、本変形例にステータ８０は、第１層目のロータコア体５０に沿って配置された６個のマグネット８２と、第２層目のロータコア体５０に沿って配置された６個のマグネット８４と、第３層目のロータコア体５０に沿って配置された６個のマグネット８２と、を有して構成されており、第１層目及び第３層目のロータコア体５０に沿って配列された各々のマグネット８２の磁束と、第２層目のロータコア体５０に沿って配列された各々のマグネット８４の磁束とをそれぞれ異ならせることにより回転軸４８のトルク変動が調整されていることに特徴がある。具体的には、第１層目、第２層目及び第３層目の各々のマグネット８２，８４の磁束密度は同一ではあるが、第２層目のマグネット８４の周方向の幅が第１層目及び第３層目のマグネット８２の周方向の幅に比して幅狭とされている。これにより、第２層目のマグネット８４の磁束が、第１層目及び第３層目のマグネット８２の磁束に比して少なくなっている。
【００９６】
本変形例のステータ８０を備えたモータによれば、モータの回転アンバランスを調整することができる。また、本変形例によれば、ステータ８０に設けられたマグネット８２，８４の磁束を調整することによってモータの回転アンバランスが調整されるため、各層のロータコア体５０の形状を層毎に変更する必要がない、つまり、各層のロータコア体５０の共通化を図ることができる。
【００９７】
なお、本変形例では、マグネット８２，８４の周方向の幅、即ちマグネット８２，８４の形状を調整することによって磁束を調整した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各々のマグネットの形状及び材質の少なくともいずれかを調整することによって一の層のロータコア体５０に沿って配列された各々のマグネットの磁束と他の層のロータコア体５０に沿って配列された各々のマグネットの磁束とをそれぞれ異ならせることもできる。また、マグネットの材質、つまり、マグネットの成形母材としては、ネオジオやフェライト等を用いることができる。
【００９８】
（極数、スロット数、及びセグメント数等のバリエーション）
次に、極数、スロット数、及びセグメント数等のバリエーションについて説明する。
【００９９】
図１６に示されるように、一対のロータコア体５０の積層数、即ち、クローポールコア６２の積層数をＮｌとし、極数（マグネット２４の数）をＰとし、１層当たりの爪磁極部６０の数（一層クロー数）をＮｃｌとし、爪磁極部６０の数の総数（スロット数）をＮｓとし、コンミテータ５４のセグメント６８の数をＳとし、一対のロータコア体５０の間に配置されたロータコイル５２の数（一層コイル数）をＮｃとし、ロータコイル５２の層数（コイル数）をＣとすると、一例として図１７の表に示された関係を満たすモータを得ることができる。
【０１００】
次に、極数、スロット数、及びセグメント数等の好適値について説明する。
【０１０１】
図１８に示されるように、爪磁極部６０の数の総数（スロット数）Ｎｓを、極数Ｐとクローポールコア６２の積層数Ｎｌとを乗じた値の整数倍に設定することにより、モータの体格を小さくしつつ所望のトルクを得ることができる。
【０１０２】
また、図１９に示されるように、一対のロータコア体５０の間に配置されたロータコイル５２の数が２個の場合のトルクリップル波形と一対のロータコア体５０の間に配置されたロータコイル５２の数が１個の場合のトルクリップル波形とを比較すると、ロータコイル５２の数が２個の場合の方がトルクリップルが低減されていることがわかる。
【０１０３】
ところで、極数Ｐを多極化すると、モータの高トルク化を実現することができるが、極数Ｐの多極化に伴いコンミテータ５４のセグメント６８の数も増加する。また、小型モータでは、コンミテータ５４の径が小さくなり、この場合、製造上の制約によりセグメント６８の数も制限される。この製造上の制約を考慮したモータのトルク性能指標としてトルク／セグメント数（Ｓ）を導入すると、図２０に示されるように、極数を８〜１０に設定するとモータのトルク性能が最適となることがわかる。なお、図２０に示された関係は、モータの体積を固定すると共に、モータの径と幅（コイルエンド間長さ）との比（後述のＤ／Ｌ）が一定とされ、さらに一対のロータコア体５０の積層数が３層とされたモータにおいて成立する。
【０１０４】
図２１には、モータの径Ｄと幅（コイルエンド間長さ）Ｌとの比とモータのトルクとの関係が示されている。この図に示されるように、Ｄ／Ｌの値を０．６〜１．２に設定した場合においてモータのトルク性能が最適となることがわかる。
【０１０５】
図２２には、一対のロータコア体５０の積層数とトルク及びトルクリップルとの関係が示されている。この図に示されるように、一対のロータコア体５０の積層数を増加させるとトルク性能は低下する。一方、一対のロータコア体５０の積層数を２層から３層に増加させると、トルクリップルは減少するが、一対のロータコア体５０の積層数を４層以上に増加させたとしても、トルクリップルはそれほど減少しない。以上より、トルク性能とトルクリップルのバランスを考慮すると、一対のロータコア体５０の積層数を３層として場合が最適であることが分かる。なお、図２２に示された関係は、モータの体積及びＤ／Ｌ値を固定した場合において成立する。
【０１０６】
（爪磁極部６０の形状の最適値）
次に、図２６〜図２８を用いて爪磁極部６０の形状の最適値について説明する。なお、上記実施形態と基本的に同一の部材及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０７】
図２６に示されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の両端８６は、回転軸４８の軸方向と略平行となるように設定されており、図２７に示されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の両端８６は、回転軸４８の軸方向に対して３０°の角度をなすように設定されており、図２８に示されたロータコア体５０の爪磁極部６０の周方向の両端８６は、回転軸４８の軸方向に対して６０°の角度をなすように設定されている。なお、回転軸４８の軸方向と爪磁極部６０の周方向の両端８６とのなす角度をクロー角度と称呼する。
【０１０８】
モータの高トルク化という観点では、爪磁極部６０の表面積を大きくすることができる構成、つまり、図２６に示された爪磁極部６０の設定が好適であり、モータの低コギングトルク化という観点では、図２８に示されたロータコア体５０の爪磁極部６０の設定が好適である。また、モータの高トルク化とモータの低コギングトルク化とのバランスを考慮すると、図２７に示されたロータコア体５０の爪磁極部６０の設定が好適である。
【０１０９】
（クローポールコア６２の他の製造方法及びロータコイル５２の他の形成方法）
次に、図２９を用いてクローポールコア６２の他の製造方法及びロータコイル５２の他の形成方法について説明する。
【０１１０】
図２９（Ａ）に示されるように、先ずボス部５６及び３個の基壁部５８を有するロータコア体５０を形成する。次いで、図２９（Ｂ）に示されるように、一対のロータコア体５０を組み合わせる、つまり、一のロータコア体５０の基壁部５８と他のロータコア体５０の基壁部５８とを前述の配置とした状態で一のロータコア体５０のボス部５６と他のロータコア体５０のボス部５６とを接合する。
【０１１１】
次いで、図２９（Ｃ）に示されるように、一のロータコア体５０のボス部５６及び他のロータコア体５０のボス部５６回りに巻線６６を巻回することによって、一対のロータコア体５０の間にロータコイル５２を形成する。
【０１１２】
次いで、図２９（Ｄ）に示されるように、各々の基壁部５８の外周部が折り曲げられることによって、爪磁極部６０がロータコア体５０に形成され、これにより、クローポールコア６２が形成される。
【０１１３】
ここで、本実施形態では、図２９（Ｃ）に示された工程において、巻線６６をテンションをかけながら巻回することができるため、これにより、ロータコイル５２の高占積化を図ることができる。
【０１１４】
なお、上記の製造方法では、一のロータコア体５０と他のロータコア体５０とを別体とした例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３０（Ａ）に示されるように、所定のスリット８８を筒状の部材９０に形成し、プレス加工等をこの筒状の部材９０に施すことによって図３０（Ｂ）に示された一対のロータコア体５０を形成することもできる。当該製造方法によれば、一対のロータコア体５０が一体に形成されるため、ロータの部品点数の増加を抑制することができる。
【０１１５】
（変形例に係るロータコア体９２）
次に、図３１を用いて変形例に係るロータコア体について説明する。なお、上記実施形態と基本的に同一の部材及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
図３１に示されるように、本変形例に係るロータコア体９２は、３枚のロータコア体構成片９４，９６，９８が積層されることによって形成されている。なお、３枚のロータコア体構成片９４，９６，９８は図示しないかしめ部を介して一体化されている、つまり、３枚のロータコア体構成片９４，９６，９８は互いに相対移動ができないようになっている。
【０１１７】
（配索路Ｗの構成）
次に、図３２〜図３４を用いて、ロータコイル５２を形成する巻線６６をコンミテータ５４側に向けて配索するための配索路Ｗの詳細な構成について説明する。なお、上記実施形態と基本的に同一の部材及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１８】
図３２に示されるように、本形態の配索路Ｗは、ロータコイル５２の径方向内側に配置された支持部材６４の外周部に設けられた長溝１００とされており、この長溝１００は、回転軸４８の軸線方向に沿って設けられている。また、図３２〜図３４に示されるように、本形態では、３箇所の長溝１００が支持部材６４の周方向に所定の間隔を空けて設けられており、第１層目のロータコイル５２を形成する巻線６６、第２層目のロータコイル５２を形成する巻線６６及び第３層目のロータコイル５２を形成する巻線６６が、各々の長溝１００を通じてコンミテータ５４側に配索されている。なお、本形態では、ロータコア体５０の内周部には切欠部１０２が形成されており、巻線６６がこの切欠部１０２を介して長溝１００に導入されるようになっている。
【０１１９】
次に、図３５〜図３８を用いて、ロータコイル５２を形成する巻線６６をコンミテータ５４側に向けて配索するための配索路Ｗの他の形態について説明する。
【０１２０】
図３５に示されるように、本形態の配索路Ｗは、ロータコア体５０の軸心部に設けられた三角孔１０４とされている。具体的には、図３６に示されるように、ロータコア体５０の軸心部には、ボス部５６の径方向内側に配置されていると共に当該ボス部５６と同軸上に配置された筒状部１０６と、この筒状部１０６とボス部５６とを繋ぐ３個のリブ部１０８と、が設けられている。このリブ部１０８の周方向の位置と基壁部５８の周方向の中心とが同位置となるようにそれぞれのリブ部１０８が配置されている。以上説明したボス部５６、筒状部１０６及びリブ部１０８によって軸方向視で略三角形状の三角孔１０４が形成されている。また、図３５に示されるように、回転軸４８が上記筒状部１０６に圧入されることによって、ロータコア体５０が回転軸４８に固定されている。図３７に示されるように、全ての層のロータコア体５０が回転軸４８に固定された状態では、三角孔１０４の周方向の縁部を構成するそれぞれのリブ部１０８によって、三角孔１０４が軸方向視で放射状に区切られている。これにより、三角孔１０４内に配索された巻線６６の周方向への移動を規制することが可能となっている。図３５、図３７及び図３８に示されるように、第１層目のロータコイル５２を形成する巻線６６、第２層目のロータコイル５２を形成する巻線６６及び第３層目のロータコイル５２を形成する巻線６６が、所定の層を構成するロータコア体５０の三角孔１０４を通じてコンミテータ５４側に配索されている。
【０１２１】
以上説明した配索路Ｗ（長溝１００又は三角孔１０４）を設けることによって、ロータコイル５２を形成する巻線６６をコンミテータ５４側に容易に配索することができる。また、上記形態では、巻線６６をロータコア体５０体の外周部に這わせて配索させない構成とされているため、巻線とステータ１２（図１参照）等との間の絶縁性を確保することができる。
【０１２２】
また、上記配索路Ｗ（長溝１００又は三角孔１０４）によれば、巻線６６を回転軸４８に沿って配索することができることにより、巻線６６におけるロータコイル５２を形成する部分とコンミテータ５４に接続される部分のとの間の距離を短くすることができる。
【０１２３】
図３２に記載された形態の配索路Ｗ（長溝１００）によれば、第１層目のロータコイル５２を形成する巻線６６、第２層目のロータコイル５２を形成する巻線６６及び第３層目のロータコイル５２を形成する巻線６６を、それぞれ別々の配索路Ｗ（長溝１００）を通じてコンミテータ５４側に配索することができる。これにより、各層の巻線６６間の絶縁性を確保することができる。
【０１２４】
また、図３２に記載された形態のように、ロータコア体５０及び回転軸４８と別体とされた支持部材６４に配索路Ｗ（長溝１００）が形成された構成では、当該配索路Ｗ（長溝１００）を支持部材６４に容易に形成することができる、つまり、配索路Ｗの形状自由度を向上させることができる。
【０１２５】
なお、上記形態では、ロータコイル５２を形成する巻線６６を支持部材６４又はロータコア体５０に設けられた配索路Ｗ（長溝１００又は三角孔１０４）を通じてコンミテータ５４側に配索した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３９及び図４０に示されるように、回転軸４８の内部を通過する配索路Ｗとしての管状部１１０を設け、ロータコイル５２を形成する巻線６６を上記の長溝１００又は三角孔１０４（配索路Ｗ）及び管状部１１０（配索路Ｗ）を通じてコンミテータ５４側に配索することもできる。当該構成とすることにより、回転軸４８の内部の巻線６６に加わる遠心力を小さくすることができ、ひいては、ロータ１４の回転アンバランスを小さくすることができる。
【０１２６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…モータ，１２…ステータ，１４…ロータ，１６…ブラシ，２４…マグネット，４８…回転軸，５０…ロータコア体，５２…ロータコイル，５４…コンミテータ（整流子），５８…基壁部，６０…爪磁極部，６４…支持部材，６６…巻線，７０…ロータ，７２…ロータ，７４…ロータ，７６…爪磁極部，７８…爪磁極部，８０…ステータ，８２…マグネット，８４…マグネット，９２…ロータコア体，１００…長溝，１０４…三角孔，Ｗ…配索路
【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図２４】
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