(57)【要約】【課題】  サージ電流による電気摩耗を低減する回転電機を提供する。【解決手段】  磁石の径内方向に設けられる複数のティースには、整流子及びブラシを介して直流電源ＶＣＣに電気的に接続する一次コイル４１、４２、４３、及び、一次コイル４１、４２、４３や直流電源ＶＣＣなどと電気的に切断されている二次コイル４６、４７、４８が巻回されている。直流電源ＶＣＣによって一次コイル４１、４２、４３に電力が供給されるとティースに接続するシャフトが回転し、整流子とブラシとの摺動関係が変化すると一次コイル４１、４２、４３にサージ電流が流れる。一次コイル４１、４２、４３にサージ電流が流れると一次コイル４１、４２、４３内の磁界の変化に応じて二次コイル４６、４７、４８に誘導電流が流れる。これにより、サージ電流が小さくなり、整流子とブラシとが摺動する部位における電気摩耗を低減することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を形成する磁界形成手段（１５、１６）と、
前記磁界形成手段が形成する磁界内に設けられる複数のティース（２１、２２、２３）と、
複数の前記ティースと一体に回転可能に設けられ前記磁界形成手段に対し相対回転可能なシャフト（２５）と、
前記シャフトと一体に回転可能な一次整流子（３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２）と、
前記一次整流子に摺動可能なよう設けられる少なくとも一対以上のブラシ（３５、３６）と、
複数の前記ティースのそれぞれに巻回され、前記一次整流子と電気的に接続する複数の一次コイル（４１、４２、４３、５１、５２、５３、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２）と、
導電性材料から形成され、前記一次整流子、前記ブラシ、及び、前記一次コイルから構成される電気回路と電気的に切断されているサージ電流吸収手段（４６、４７、４８、５６、５７、５８、６６、６７、６８、７６、７７、７８、８６、８７、８８、９６、９７、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、７６１、７７１、７８１、８６１、８７１、８８１）と、
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記サージ電流吸収手段（４６、４７、４８、５６、５７、５８、６６、６７、６８、７６、７７、７８、８６、８７、８８、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、７６１、７７１、７８１、８６１、８７１、８８１）は、前記ティースに巻回される二次コイルであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記サージ電流吸収手段（６６、６７、６８）は、少なくとも二つ以上の前記ティースにまたがるよう巻回される二次コイルであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記サージ電流吸収手段は、薄膜から形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記サージ電流吸収手段（５６、５７、５８）は、前記ティースと前記一次コイルとの間に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記サージ電流吸収手段（９６、９７）は、前記ティースの径外方向に設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項７】
前記サージ電流吸収手段（７６、７７、７８）は、抵抗（７６１、７７１、７８１）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記サージ電流吸収手段（８６、８７、８８）は、コンデンサ（８６１、８７１、８８１）を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記サージ電流吸収手段は、電気抵抗が比較的高い材料から形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
開回路の状態で設けられている複数の前記サージ電流吸収手段が有する二つの端部のそれぞれと電気的に接続している複数の二次整流子（１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４）と、
隣り合う前記二次整流子を電気的に接続可能な少なくとも一つ以上の第一接続部材（１９７、１９８）と、
を備え、
前記第一接続部材は、複数の前記一次整流子のうち第一の一次整流子（６４２）と前記ブラシとの接続が切り替わるとき、前記第一の一次整流子が電気的に接続する第一の一次コイル（６１１）の近傍に設けられている第一のサージ電流吸収手段（３２１）の二つの端部を前記二次整流子を介して電気的に接続していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機。    
【請求項１１】
開回路の状態で設けられている複数の前記サージ電流吸収手段のうち隣り合うサージ電流吸収手段の一のサージ電流吸収手段が有する二つの端部の一つと前記隣り合うサージ電流吸収手段の他のサージ電流吸収手段が有する二つの端部の一つとを電気的に接続している複数の二次整流子（７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２）と、
隣り合う前記二次整流子を電気的に接続可能な少なくとも一つ以上の第二接続部材（７２７、７２８）と、
を備え、
前記第二接続部材は、複数の前記一次整流子のうち第一の一次整流子と前記ブラシとの接続が切り替わるとき、前記第一の一次整流子が電気的に接続する第一の一次コイルの近傍に設けられている第一のサージ電流吸収手段の二つの端部を前記二次整流子を介して電気的に接続していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機。    
【請求項１２】
複数の前記一次整流子のそれぞれの近傍に設けられ、開回路の状態で設けられる複数の前記サージ電流吸収手段のそれぞれが有する二つの端部の一の端部と電気的に接続する複数の二次整流子（８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２）と、
複数の前記二次整流子のそれぞれの近傍に設けられる前記一次整流子と当該二次整流子とを電気的に接続可能な少なくとも一つ以上の第三接続部材（８２７、８２８）と、
を備え、
複数の前記サージ電流吸収手段のそれぞれが有する二つの端部の他の端部は、前記一の端部が電気的に接続している前記二次整流子の近傍に設けられている前記一次整流子と電気的に接続し、
前記第三接続部材は、複数の前記一次整流子のうち第一の一次整流子（８３１）と前記ブラシとの接続が切り替わるとき、前記第一の一次整流子が電気的に接続する第一の一次コイル（６１１）の近傍に設けられている第一のサージ電流吸収手段（３２１）の一の端部と電気的に接続する第一の二次整流子（８１１）と前記第一の一次整流子とを電気的に接続していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１３】
複数の前記一次コイルのうち第一の一次コイル（６１１、６１７）の近傍に設けられる第一のサージ電流吸収手段（３２１、３２７）と、複数の前記一次コイルのうち前記第一の一次コイルとは異なる第二の一次コイル（６１４、６２０）の近傍に設けられる第二のサージ電流吸収手段（３２４、３３０）とは、電気的に接続され、
前記第一の一次コイルに流れるサージ電流を小さくするよう前記第一のサージ電流吸収手段に電流が流れると前記第二のサージ電流吸収手段には前記第二の一次コイルが形成する磁束の方向と同じ方向の磁束を発生するよう電流が流れることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特に整流子及びブラシを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、整流子及びブラシと電気的に接続するコイルが巻回されたティース、ティースと一体に回転可能なシャフト、及び、ティースの径外方向に設けられる永久磁石を有するステータを備えた回転電機が知られている。整流子は、外部電源と電気的に接続するブラシと摺動しつつコイルに電力を供給する。例えば、特許文献１には、抵抗が異なる金属をシャフトの回転方向に積層するブラシを備える回転電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の回転電機では、ブラシは、シャフトの回転方向と当該回転方向の反対方向との両側に比較的低抵抗の金属層を有する。当該金属層は、シャフトの回転方向の長さが隣り合う整流子の隙間の長さより短くなるよう形成されている。これにより、当該金属層を介して隣り合う整流子が短絡することを防止する。しかしながら、整流子とブラシとの接続が切り替わると、コイルに供給される電力の大きさが正から負、または、負から正に、瞬間的に変化するため、整流子とブラシとの間にサージ電流が発生する。このサージ電流によってブラシ及び整流子に電気摩耗が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、サージ電流による電気摩耗を低減する回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転電機であって、磁界を形成する磁界形成手段と、磁界形成手段が形成する磁界内に設けられる複数のティースと、複数のティースと一体に回転可能に設けられ磁界形成手段に対し相対回転可能なシャフトと、シャフトと一体に回転可能な一次整流子と、一次整流子に摺動可能なよう設けられる少なくとも一対以上のブラシと、複数のティースに巻回され一次整流子と電気的に接続する複数の一次コイルと、サージ電流吸収手段と、を備える。
本発明の回転電機は、サージ電流吸収手段が導電性材料から形成され、一次整流子、ブラシ、及び、一次コイルから構成される電気回路と電気的に切断されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の回転電機は、一次コイルとは電気的に切断されているサージ電流吸収手段を備えている。回転電機が駆動するとき、一次コイルを流れる電流は、一次整流子に摺動するブラシによって電力が供給されるため、その大きさが正から負、または、負から正に、瞬間的に変化する。一次コイルにおいて電流の流れる方向が瞬間的に変化すると、一次コイル内の磁界の変化に応じてサージ電流吸収手段に誘導電流が流れる。これにより、一次コイルのエネルギを比較的小さくすることができる。したがって、一次整流子とブラシとの接続が切り替わるときに発生するサージ電流による一次整流子及びブラシの電気摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による回転電機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による回転電機の等価回路を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態による回転電機及び比較例の回転電機におけるサージ電流の時間変化を示す特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態による回転電機及び比較例の回転電機におけるノイズの大きさを示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態による回転電機の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による回転電機の断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による回転電機の等価回路を示す模式図である。
【図８】本発明の第５実施形態による回転電機の等価回路を示す模式図である。
【図９】本発明の第６実施形態による回転電機の断面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態による回転電機における回路の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第７実施形態による回転電機の作用を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第８実施形態による回転電機における回路の構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第９実施形態による回転電機における回路の構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の第９実施形態による回転電機の作用を説明する模式図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態による回転電機における回路の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転電機であるモータ１を図１、２に示す。モータ１は、直流電力が供給されると回転駆動するブラシモータである。モータ１は、ハウジング１２、「磁界形成手段」としての磁石１５、１６、ティース２１、２２、２３、シャフト２５、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、「サージ電流吸収手段」としての二次コイル４６、４７、４８などから構成されている。
【００１１】
ハウジング１２は、図１に示すように、断面が円環状となるよう形成され両端に底部を有する有底筒状部材である。ハウジング１２は、内部に磁石１５、１６、ティース２１、２２、２３、シャフト２５、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、二次コイル４６、４７、４８などを収容する。
【００１２】
磁石１５、１６は、極性が異なる一対の磁石であって、ハウジング１２の内壁に設けられる。第１実施形態によるモータ１は、例えば、磁石１５の径方向内側をＮ極とし、磁石１６の径方向外側をＳ極となるよう設けられている。磁石１５、１６は、ハウジング１２の中心軸を挟むよう設けられる。これにより、磁石１５、１６は、ハウジング１２内にハウジング１２の中心軸を略垂直に通る磁界を形成する。
【００１３】
ティース２１、２２、２３は、磁石１５、１６の径内方向に設けられる。ティース２１、２２、２３は、断面が略Ｔ字状に形成されている金属板を積層して形成される。ティース２１、２２、２３は、ハウジング１２の中心軸に対して周方向に等間隔に設けられる。具体的には、図１に示すように、互いに１２０°の間隔を有するよう配置される。ティース２１、２２、２３は、軸部２１１、２２１、２３１及び環状部２１２、２２２、２３２から形成されている。
【００１４】
軸部２１１、２２１、２３１は、ハウジング１２の中心軸から径方向に延びるよう形成されている。軸部２１１、２２１、２３１の径方向内側の端部は、シャフト２５に接続している。軸部２１１、２２１、２３１の径方向外側の端部は、環状部２１２、２２２、２３２に接続している。
環状部２１２、２２２、２３２は、軸部２１１、２２１、２３１に比べ周方向に大きくなるよう形成されている。環状部２１２、２２２、２３２は、シャフト２５が回転すると、磁石１５、１６の径方向内側の近傍に移動する。
【００１５】
シャフト２５は、ハウジング１２の中心軸上に設けられる。シャフト２５は、ティース２１、２２、２３と一体となってハウジング１２に設けられる図示しない軸受けに回転可能に支持される。
【００１６】
一次整流子３０は、導電性材料から形成される略円筒形状の部材である。一次整流子３０は、円筒を軸方向に三分割した断面が円弧状の摺動部３０１、３０２、３０３の組み合わせから構成されている。一次整流子３０は、シャフト２５の一方の端部、図１では紙面の手前側、にシャフト２５の回転にあわせて回転するよう設けられる。
【００１７】
ブラシ３５、３６は、導電性材料から形成され、一次整流子３０に摺動するよう設けられる。
ブラシ３５は、弾性を有する板ばね３５１を介してターミナル３５２に電気的に接続している。ブラシ３６は、弾性を有する板ばね３６１を介してターミナル３６２に電気的に接続している。
ターミナル３５２、３６２は、それぞれ図示しない直流電源のプラス極またはマイナス極のいずれかに接続する。モータ１では、例えば、ターミナル３５２は直流電源のプラス極に接続する。ターミナル３６２は直流電源のマイナス極に接続する。
【００１８】
一次コイル４１、４２、４３は、ティース２１、２２、２３の軸部２１１、２２１、２３１に巻回されている巻線から形成される。一次コイル４１、４２、４３は、モータ１の中心軸上の点から径外方向を視たとき、時計周りとなる方向に巻回されている。
【００１９】
ハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき、軸部２１１の左側に巻回されている一次コイル４１の巻線４１１と軸部２３１の右側に巻回されている一次コイル４３の巻線４３２とは、接続配線４４１を介して電気的に接続している。また、ハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき、軸部２１１の右側に巻回されている一次コイル４１の巻線４１２と軸部２２１の左側に巻回されている一次コイル４２の巻線４２１とは、接続配線４４２を介して電気的に接続している。また、ハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき、軸部２２１の右側に巻回されている一次コイル４２の巻線４２２と軸部２３１の左側に巻回されている一次コイル４３の巻線４３１とは、接続配線４４３を介して電気的に接続している。図１には、便宜的に、一次コイル４１、４２、４３間の接続を示す二点鎖線によって接続配線４４１、４４２、４４３を表している。
【００２０】
接続配線４４１、４４２、４４３は、一次整流子３０が有する三つの摺動部のいずれかに接続している。第１実施形態によるモータ１では、接続配線４４１は、摺動部３０１に接続する。また、接続配線４４２は、摺動部３０２に接続する。また、接続配線４４３は、摺動部３０３に接続する。
【００２１】
二次コイル４６、４７、４８は、比較的電気抵抗が高い導電性材料、例えばニクロムの線材から形成される。二次コイル４６、４７、４８は、図１に示すように、それぞれ一次コイル４１、４２、４３の径方向外側に巻回される。二次コイル４６、４７、４８は、それぞれ電気的に独立し閉回路を形成している。具体的には、二次コイル４６、４７、４８は、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。
【００２２】
図２にモータ１の等価回路図の時間変化を示す。
一次コイル４１、４２、４３は、一次整流子３０、ブラシ３５、３６などを介して直流電源ＶＣＣに電気的に接続している。これにより、一次コイル４１、４２、４３には直流の電力が供給される。二次コイル４６は、一次コイル４１に対して電気的に切断された状態で一次コイル４１の近傍に設けられている。また、二次コイル４７は、一次コイル４２に対して電気的に切断された状態で一次コイル４２の近傍に設けられている。また、二次コイル４８は、一次コイル４３に対して電気的に切断された状態で一次コイル４３の近傍に設けられている。なお、図２では省略しているが、一次整流子３０とブラシ３５、３６とが接触する部位は、直流電源ＶＣＣと回路交点Ｃ１との間、及び、グランドＧＮＤと回路交点Ｃ２との間に位置する。
【００２３】
図２（ａ）に示す等価回路の状態における一次コイル４２、４３を流れる電流の大きさは、一次コイル４１に流れる電流の０．５倍となる。一次整流子３０が回転し、直流電源ＶＣＣと一次コイル４１、４２、４３との接続が図２（ａ）から図２（ｂ）に替わると、一次コイル４１、４３を流れる電流の大きさは、一次コイル４２を流れる電流の０．５倍となる。
直流電源ＶＣＣと一次コイル４１、４２、４３との接続が図２（ａ）から図２（ｂ）に替わるとき、一次コイル４１、４２では、電流が流れる方向は変わらないが、それぞれの電流の大きさが一次コイル４１では０．５倍に変化し、一次コイル４２では２倍に変化する。また、一次コイル４３では、電流の大きさは変わらないが、電流が流れる方向が逆になる。このように、一次整流子３０とブラシ３５、３６との接続が切り替わる時、一次コイル４１、４２、４３に流れる電流の大きさまたは電流が流れる方向が変化し、一次コイル４１、４２、４３毎に誘導起電力が生じる。これにより、一次整流子３０とブラシ３５、３６との間に瞬間的に大きな電圧差が生じ、アーク放電が発生するおそれがある。
【００２４】
さらに、一次整流子３０が回転し、直流電源ＶＣＣと一次コイル４１、４２、４３との接続が図２（ｂ）から図２（ｃ）に替わると、一次コイル４１、４２を流れる電流の大きさは、一次コイル４３を流れる電流の０．５倍となる。その後、図２（ｃ）に示す等価回路の状態から図２（ａ）に示す状態に戻るが、一次コイル４１、４２、４３における電流が流れる方向は、逆になる。このように、一次コイル４１、４２、４３を流れる電流の大きさ及び流れの方向は、一次整流子３０の回転とともに変化する。
【００２５】
次にモータ１の作用について説明する。
直流電源ＶＣＣによってターミナル３５２、３６２に電力が供給されると、ブラシ３５、３６、一次整流子３０を介して一次コイル４１、４２、４３に電力が供給される。一次コイル４１、４２、４３では、ブラシ３５、３６と一次整流子３０が有する摺動部３０１、３０２、３０３との位置関係によって流れる電流の大きさ及び方向が変化する。一次コイル４１、４２、４３に流れる電流は、図１の紙面上において、ハウジング１２の中心軸から右側にあるティースの環状部がＮ極となるよう、また、ハウジング１２の中心軸から左側にあるティースの環状部がＳ極となるよう変化する。これにより、ティース２１、２２、２３と接続するシャフト２５が時計周りに回転し、外部に回転トルクを出力する。
【００２６】
モータ１では、シャフト２５の回転に伴って一次コイル４１、４２、４３を流れる電流の向きが切り替わると、一次コイル４１、４２、４３にはサージ電流が流れる。
【００２７】
図３に、第１実施形態によるモータ１及び比較例の回転電機におけるサージ電流の時間変化の実験結果を示す。ここで、比較例の回転電機は、モータ１が備える二次コイル４６、４７、４８を備えておらず、ティースには一次整流子と電気的に接続する一次コイルのみが巻回されている。図３（ａ）には、第１実施形態によるモータ１におけるサージ電流の時間変化を示す。また、図３（ｂ）には、比較例の回転電機におけるサージ電流の時間変化を示す。
比較例の回転電機では、図３（ｂ）に示すように、直流電源と一次コイルとの接続の切替時に通常一次コイルを流れる電流より相対的に大きいサージ電流Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が発生することが分かる。一方、モータ１では、図３（ａ）に示すように、直流電源と一次コイルとの接続の切替時に図３（ｂ）のサージ電流Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のような電流が急激に大きくなる現象は緩和されている。
【００２８】
（ａ）第１実施形態によるモータ１では、モータ１の駆動時に一次コイル４１、４２、４３を流れる電流の向きが切り替わると、ティース２１、２２、２３の軸部２１１、２２１、２３１内に形成される磁界が瞬間的に大きく変化する。一次コイル４１、４２、４３の径外方向に巻回されている二次コイル４６、４７、４８では、軸部２１１、２２１、２３１内の磁界の変化率に応じた電磁誘導によって誘導電流が流れる。すなわち、一次コイル４１、４２、４３のエネルギが二次コイル４６、４７、４８で消費されるため、一次コイル４１、４２、４３のエネルギが低減される。これにより、一次整流子３０とブラシ３５、３６とが摺動する部位においてサージ電流によって発生する電気摩耗を低減することができる。したがって、モータ１の性能が低下することを比較的長い期間防止することができ、モータ１を長寿命化することができる。
【００２９】
（ｂ）また、電気摩耗が低減することによって、ブラシを形成する材料の選択範囲が広がる。従来、ブラシは、サージ電流による電気摩耗と摩擦による機械摩耗との両方に強い特性を有する材料によって形成されてきた。しかしながら、第１実施形態によるモータ１では、電気摩耗が低減するため、電気摩耗への耐性より機械摩耗への耐性に重点を置いた材料を選択することができる。これにより、モータ１の性能が低下することをさらに長い期間防止することができ、モータ１をさらに長寿命化することができる。
【００３０】
（ｃ）また、一次コイル４１、４２、４３のエネルギの一部は、一次整流子３０やブラシ３５、３６と接続する外部の電気回路とは電気的に切断されている二次コイル４６、４７、４８に流れる。これにより、一次コイル４１、４２、４３のエネルギによるノイズが小さくなる。
図４に、第１実施形態によるモータ１及び比較例の回転電機におけるノイズの大きさを比較した実験結果を示す。図４では、横軸にノイズの周波数をとり、縦軸に各周波数のノイズを計測したアンテナの出力を電圧としてとる。図４では、実線Ｎ０が第１実施形態によるモータ１におけるノイズの大きさを示し、点線Ｎ１が比較例の回転電機におけるノイズの大きさを示す。図４に示すように、全ての周波数帯において、モータ１におけるノイズの大きさは、比較例の回転電機におけるノイズの大きさより小さいことが分かる。
【００３１】
（ｄ）回転電機の一次コイルは、電源だけでなく、回転電機の外部に設けられる他の電子部品と電気的に接続している。一次コイルを流れる電流によるノイズは、この電気的に接続している他の電子部品に伝達されるため、一次コイルの切替によって発生するサージ電流によるノイズが大きい場合、他の電子部品に悪影響を及ぼすおそれがある。
第１実施形態によるモータ１では、一次コイル４１、４２、４３のエネルギを小さくすることができるため、モータ１の外部に設けられる他の電子部品に伝達されるノイズを小さくすることができる。これにより、サージ電流による外部への放射ノイズを小さくすることができる。また、外部への放射ノイズを小さくできるため、他の電子部品におけるノイズ対策を簡素化することができ、モータ１を備える装置の製造コストを低減することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による回転電機を図５に基づいて説明する。第２実施形態は、一次コイルとサージ電流吸収手段との位置関係が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態による「回転電機」としてのモータ２は、「サージ電流吸収手段」としての二次コイル５６、５７、５８、一次コイル５１、５２、５３を備える。なお、図５では、図１に示した一次コイル５１、５２、５３どうしを接続する接続配線を便宜的に省略してある。
【００３４】
二次コイル５６、５７、５８は、軸部２１１、２２１、２３１の径方向外側に巻回される巻線から形成される。二次コイル５６、５７、５８は、一次コイル５１、５２、５３や一次整流子３０、ブラシ３５、３６と電気的に切断されており、それぞれ独立して閉回路を形成している。
【００３５】
一次コイル５１、５２、５３は、二次コイル５６、５７、５８の径方向外側に巻回される。一次コイル５１、５２、５３は、一次整流子３０を介してブラシ３５、３６と電気的に接続している。
【００３６】
第２実施形態によるモータ２では、二次コイル５６、５７、５８の径方向外側に一次コイル５１、５２、５３が巻回されているため、一次コイル５１、５２、５３の占積率を向上することができる。これにより、第２実施形態によるモータ２は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏するとともに第２実施形態の効果（ｅ）として外部に出力する回転トルクを大きくすることができる。
【００３７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による回転電機を図６に基づいて説明する。第３実施形態は、異なるティースに設けられているサージ電流吸収手段どうしが電気的に接続している点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
第３実施形態による「回転電機」としてのモータ３は、一次コイル４１、４２、４３の径方向外側に巻回される「サージ電流吸収手段」としての二次コイル６６、６７、６８を備える。なお、図６では、図１に示した一次コイル４１、４２、４３どうしを接続する接続配線を便宜的に省略してある。
【００３９】
二次コイル６６、６７、６８は、互いに電気的に接続されている。
具体的には、二次コイル６６のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２１１の左側に巻回されている巻線６６１と二次コイル６８のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２３１の右側に巻回されている巻線６８２とは、接続配線６９１を介して電気的に接続している。また、二次コイル６６のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２１１の右側に巻回されている巻線６６２と二次コイル６７のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２２１の左側に巻回されている巻線６７１とは、接続配線６９２を介して電気的に接続している。また、二次コイル６７のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２２１の右側に巻回されている巻線６７２と二次コイル６８のうちハウジング１２の中心軸上の点から径外方向を視たとき軸部２３１の左側に巻回されている巻線６８１とは、接続配線６９３を介して電気的に接続している。図６には、便宜的に、二次コイル６６、６７、６８間の接続を示す二点鎖線によって接続配線６９１、６９２、６９３を表している。
【００４０】
第３実施形態によるモータ３では、一次コイル４１、４２、４３にサージ電流が流れると、電磁誘導によって二次コイル６６、６７、６８に誘導電流が流れる。このとき、三つの二次コイル６６、６７、６８の少なくとも一つの二次コイルを流れる電流が接続配線を介して残りの他の二次コイルを流れ、当該他の二次コイルが巻回されているティースに形成される磁界の強度を一次コイルのみに電流が流れる場合に比べ強くする。すなわち、少なくとも一つの二次コイルのエネルギを他の二次コイルにおける磁界の形成に利用する回生を行う。これにより、ティース２１、２２、２３と磁石１５、１６との間における作用力が大きくなり、モータ３が出力する回転トルクが大きくなる。したがって、第３実施形態によるモータ３は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）及び第２実施形態の効果（ｅ）を奏する。
【００４１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による回転電機を図７に基づいて説明する。第４実施形態は、サージ電流吸収手段が抵抗を有している点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
第４実施形態による「回転電機」としてのモータ４は、一次コイル４１、４２、４３の径方向外側に巻回される二次コイル７６、７７、７８、及び、抵抗７６１、７７１、７８１を備える。二次コイル７６、７７、７８、及び、抵抗７６１、７７１、７８１は、特許請求の範囲に記載の「サージ電流吸収手段」に相当する。
【００４３】
図７に第４実施形態によるモータ４の等価回路を示す。
抵抗７６１、７７１、７８１は、ニクロムなどから形成される比較的電気抵抗が高い抵抗であって、二次コイル７６、７７、７８にそれぞれ電気的に接続している。二次コイル７６と抵抗７６１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。また、二次コイル７７と抵抗７７１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。また、二次コイル７８と抵抗７８１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。
【００４４】
第４実施形態によるモータ４では、二次コイル７６と抵抗７６１とにより形成されている閉回路、二次コイル７７と抵抗７７１とにより形成されている閉回路、及び、二次コイル７８と抵抗７８１とにより形成されている閉回路のそれぞれがＬＲ回路を形成している。一次コイル４１、４２、４３を流れるサージ電流によって二次コイル７６、７７、７８に電流が流れると、二次コイル７６、７７、７８を流れる電流は、抵抗７６１、７７１、７８１を通る。二次コイル７６と抵抗７６１とにより形成されている閉回路、二次コイル７７と抵抗７７１とにより形成されている閉回路、及び、二次コイル７８と抵抗７８１とにより形成されている閉回路は、第１実施形態によるモータ１が備える「サージ電流吸収手段」に比べ抵抗が高いため、これらの閉回路を流れる電流が小さくなる。これにより、これらの閉回路において電流が流れることによって発生する熱量は、第１実施形態に比べ小さくなる。したがって、第４実施形態によるモータ４は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏するとともに第４実施形態の効果（ｆ）として、発生する熱量を小さくすることができる。
【００４５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による回転電機を図８に基づいて説明する。第５実施形態は、サージ電流吸収手段がコンデンサを有している点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
第５実施形態による「回転電機」としてのモータ５は、一次コイル４１、４２、４３の径方向外側に巻回される二次コイル８６、８７、８８、及び、コンデンサ８６１、８７１、８８１を備える。二次コイル８６、８７、８８、及び、コンデンサ８６１、８７１、８８１は、特許請求の範囲に記載の「サージ電流吸収手段」に相当する。
【００４７】
図８に第５実施形態によるモータ５の等価回路を示す。
コンデンサ８６１、８７１、８８１は、二次コイル８６、８７、８８にそれぞれ電気的に接続している。二次コイル８６とコンデンサ８６１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。また、二次コイル８７とコンデンサ８７１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。また、二次コイル８８とコンデンサ８８１とは、閉回路を形成し、一次整流子３０、ブラシ３５、３６、一次コイル４１、４２、４３、接続配線４４１、４４２、４４３と電気的に切断されている。
【００４８】
第５実施形態によるモータ５では、二次コイル８６とコンデンサ８６１とにより形成されている閉回路、二次コイル８７とコンデンサ８７１とにより形成されている閉回路、及び、二次コイル８８とコンデンサ８８１とにより形成されている閉回路のそれぞれがＬＣ回路を形成している。これらの閉回路では、特定の周波数の電流のみが流れやすくなっており、当該流れやすくなっている電流はこれらの閉回路によって消費される。これにより、一次コイル４１、４２、４３などによってモータ５の外部に放射される放射ノイズのうち特定の周波数の放射ノイズを小さくする。このとき、それぞれの閉回路において二次コイル及びコンデンサの設定によって小さくすることができる放射ノイズを選択できるため、特定の周波数のみをゼロにしたり、また、複数の周波数について平均的に減少したりすることができる。したがって、第５実施形態によるモータ５は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏するとともに第５実施形態の効果（ｇ）として、モータ５の外部に放射されるノイズを選択的に小さくすることができる。
【００４９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による回転電機を図９に基づいて説明する。第６実施形態は、二次コイルがハウジングの内壁の近傍に設けられている点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
第５実施形態による「回転電機」としてのモータ６は、「サージ電流吸収手段」としての二次コイル９６、９７を備える。
【００５１】
二次コイル９６、９７は、ハウジング１２の内壁の近傍に設けられている。具体的には、二次コイル９６は、ハウジング１２の図９の紙面左側の内壁の近傍であって、磁石１５と磁石１６との間に設けられる。また、二次コイル９７は、ハウジング１２の図９の紙面右側の内壁の近傍であって、磁石１５と磁石１６との間に設けられる。
【００５２】
第６実施形態によるモータでは、シャフト２５の回転によって一次整流子３０とブラシ３５とが切断されるとき、ティースの軸部内に形成される磁界が瞬間的に大きく変化する。この磁界の変化により二次コイル９６、９７の周囲の磁界が変化し、二次コイル９６、９７に電流が流れる。これにより、一次コイル４１、４２、４３を流れるサージ電流を小さくすることができる。したがって、第６実施形態によるモータは、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏する。
【００５３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態による回転電機を図１０、１１に基づいて説明する。第７実施形態は、二次コイルが開回路の状態で設けられ二次コイルの二つの端部のそれぞれに二次整流子が設けられている点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５４】
第７実施形態による「回転電機」としてのモータ７の回路構成の模式図を図１０に示す。モータ７は、ハウジング１２、磁石１５、１６を備えている。モータ７は、第１実施形態と異なり、１２個のティースを備えている。１２個のティースは、シャフト２５と一体に回転可能に設けられている。１２個のティースのそれぞれには、図１０に示す一次コイル６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２がそれぞれ巻回されている。なお、図１０では、一次コイル群及び後述する二次コイル群は、シャフト２５と一体に実線矢印Ｒ７の方向に回転するよう設けられている。
【００５５】
一次コイルの端部は、隣り合う一次コイルの端部と一次整流子によって電気的に接続されている。具体的には、一次コイル６１１と一次コイル６１２とは一次整流子６３１によって電気的に接続されている。他の一次コイルも同様に一次整流子によって隣り合う一次コイルと電気的に接続している。以下、列記すると、一次コイル６１２と一次コイル６１３とは一次整流子６３２によって電気的に接続されている。一次コイル６１３と一次コイル６１４とは一次整流子６３３によって電気的に接続されている。一次コイル６１４と一次コイル６１５とは一次整流子６３４によって電気的に接続されている。一次コイル６１５と一次コイル６１６とは一次整流子６３５によって電気的に接続されている。一次コイル６１６と一次コイル６１７とは一次整流子６３６によって電気的に接続されている。一次コイル６１７と一次コイル６１８とは一次整流子６３７によって電気的に接続されている。一次コイル６１８と一次コイル６１９とは一次整流子６３８によって電気的に接続されている。一次コイル６１９と一次コイル６２０とは一次整流子６３９によって電気的に接続されている。一次コイル６２０と一次コイル６２１とは一次整流子６４０によって電気的に接続されている。一次コイル６２１と一次コイル６２２とは一次整流子６４１によって電気的に接続されている。一次コイル６２２と一次コイル６１１とは一次整流子６４２によって電気的に接続されている。
モータ７が有する二つのブラシ３５、３６は、一次整流子６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２に摺動するよう、例えば、一次整流子群の径方向外側に設けられる。
【００５６】
「サージ電流吸収手段」としての二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２は、比較的電気抵抗が高い導電性材料、例えばニクロムの線材から形成される。二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれは、一次コイル６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２の近傍に設けられている。二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれは、二つの端部が電気的に接続されておらず、いわゆる、開回路の状態で設けられている。また、二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２は、一次整流子６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、ブラシ３５、３６、一次コイル６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２などから形成される電気回路と電気的に切断されている。
【００５７】
二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれが有する二つの端部には、それぞれ二次整流子が設けられている。具体的には、二次コイル３２１の二つの端部には、それぞれ二次整流子１７１、１７２が設けられている。他の二次コイルも同様に、二つの端部には、それぞれ二次整流子が設けられている。以下、列記すると、二次コイル３２２の二つの端部には、それぞれ二次整流子１７３、１７４が設けられている。二次コイル３２３の二つの端部には、それぞれ二次整流子１７５、１７６が設けられている。二次コイル３２４の二つの端部には、それぞれ二次整流子１７７、１７８が設けられている。二次コイル３２５の二つの端部には、それぞれ二次整流子１７９、１８０が設けられている。二次コイル３２６の二つの端部には、それぞれ二次整流子１８１、１８２が設けられている。二次コイル３２７の二つの端部には、それぞれ二次整流子１８３、１８４が設けられている。二次コイル３２８の二つの端部には、それぞれ二次整流子１８５、１８６が設けられている。二次コイル３２９の二つの端部には、それぞれ二次整流子１８７、１８８が設けられている。二次コイル３３０の二つの端部には、それぞれ二次整流子１８９、１９０が設けられている。二次コイル３３１の二つの端部には、それぞれ二次整流子１９１、１９２が設けられている。二次コイル３３２の二つの端部には、それぞれ二次整流子１９３、１９４が設けられている。二次整流子１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４は、一次整流子６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２と同期して回転する。
【００５８】
モータ７は、上述した二次整流子のうち隣り合う二次整流子を電気的に接続可能な「第１接続部材」としての接続部材１９７、１９８を備えている。接続部材１９７、１９８は、ハウジング１２に対して相対移動不能に設けられている。接続部材１９７は、ブラシ３５が摺動している一次整流子が電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルに電気的に接続している二次整流子に摺動可能な位置に設けられている。また、接続部材１９８は、ブラシ３６が摺動している一次整流子が電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルに電気的に接続している二次整流子に摺動可能な位置に設けられている。接続部材１９７、１９８は、隣り合う二つの二次整流子に同時に摺動可能である。
【００５９】
第７実施形態によるモータ７の作用について、図１１に基づいて説明する。
図１１は、モータ７が備える一次コイル、一次整流子、ブラシ、二次コイル、二次整流子、及び、接続部材の位置関係を便宜的に示した図である。図１１では、説明をわかりやすくするため、一次コイル、一次整流子、二次コイル、及び、二次整流子に対してブラシ及び接続部材が相対的に移動するように示してある。図１１では、ブラシ３５は、一次整流子に摺動しつつ実線矢印Ｌ１１１の方向に移動する。また、接続部材１９７は、二次整流子に摺動しつつ実線矢印Ｌ１１２の方向に移動する。すなわち、図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、時間の経過によるこれらの位置関係の変化を示している。
【００６０】
図１１（ａ）に示すように、ブラシ３５が「第一の一次整流子」としての一次整流子６４２にのみ摺動しているとき、接続部材１９７は、二次整流子１９４にのみ摺動している。ブラシ３５が直流電源のプラス極に接続していると、「第一の一次コイル」としての一次コイル６１１には一次整流子６４２から一次整流子６３１に向かう電流が流れている（図１１（ａ）の二点鎖線矢印Ａ１１１）。このとき、「第一のサージ電流吸収手段」としての二次コイル３２１は、開回路の状態となっているため、一次コイル６１１を流れる電流の大きさが変化しても二次コイル３２１には電流は流れない。すなわち、図１１（ａ）の状態では、一次コイル６１１のエネルギは、二次コイル３２１によって低減することはない。なお、ここでは、ブラシ３５は、直流電源のプラス極に接続しているとしたが、直流電源のマイナス極に接続していても同様である。
【００６１】
ブラシ３５が実線矢印Ｌ１１１の方向に移動し一次整流子６４２と一次整流子６３１とに同時に摺動する前に、接続部材１９７は、二次整流子１７１と二次整流子１７２とに摺動し、二次整流子１７１と二次整流子１７２とを電気的に接続する。これにより、二次コイル３２１は、閉回路の状態となる。
【００６２】
図１１（ｂ）に示すように、ブラシ３５によって一次整流子６４２と一次整流子６３１とが電気的に接続すると、一次整流子６４２と一次整流子６３１とは同電位となる。このため、一次コイル６１１を二点鎖線矢印Ａ１１１の方向に流れていた電流は、エネルギとして一次コイル６１１内に一時的に溜まる。
このとき、二次コイル３２１は閉回路となっているため、二次コイル３２１には一次コイル６１１における電流の変化に対応するよう電流が流れる。これにより、一次コイル６１１のエネルギが低減される。
【００６３】
さらに、ブラシ３５が実線矢印Ｌ１１１の方向に移動すると、ブラシ３５は一次整流子６４２から離れる。ブラシ３５が一次整流子６４２から離れるとき、一次コイル６１１には二点鎖線矢印Ａ１１１（図１１（ａ）参照）の方向に流れていた電流が残存している。この残存している電流の流れによって一次整流子６４２の電圧はマイナスとなるため、一次整流子６４２から離れるブラシ３５と一次整流子６４２との間の電圧が大きくなり、ブラシ３５と一次整流子６４２との間でアーク放電が発生するおそれがある。モータ７では、ブラシ３５が一次整流子６４２から離れるとき、接続部材１９７は、二次整流子１７１と二次整流子１７２とを電気的に接続している（図１１（ｃ）参照）。これにより、閉回路の状態となっている二次コイル３２１に一次コイル６１１を流れる電流に対応する電流が流れるため、一次コイル６１１のエネルギを比較的早く低減する。一次コイル６１１のエネルギが比較的早く低減するとアーク放電の発生時間を短くなるため、アーク放電の発生を抑制する。
【００６４】
モータ７において、ブラシ３５、３６との摺動がなく電流の流れが比較的安定している一次コイルは、モータ７が外部に出力するトルクの多くを発生している。第７実施形態では、複数の二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のうち、電流の流れが比較的安定している一次コイルに対応する二次コイルは、開回路の状態となっている。これにより、電流の流れが比較的安定している一次コイルを流れる電流によって二次コイルに電流が流れることはないため、二次コイルを流れる電流によってトルクロスは発生しない。
【００６５】
一方、一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるとき、当該一次整流子が設けられている一次コイルを流れる電流の向きが瞬間的に大きく変化する。ここで、特許請求の範囲に記載の「複数の一次整流子のうち第一の一次整流子とブラシとの接続が切り替わるとき」に相当する「一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるとき」とは、当該一次整流子が設けられている一次コイルを流れる電流の向きが変化するとき、または、一次コイルを流れる電流の大きさが急激に変化するときを指す。具体的には、一方向に流れていた電流が逆方向に流れるときや、一方向に電流が流れていた一次コイルの両端が同電位となることによって電流の流れが瞬間的になくなるときなどである。モータ７では、一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるときにのみ、当該一次整流子と電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルを閉回路の状態とすることによって、一次コイルのエネルギを低減する。これにより、ブラシ３５、３６と一次整流子６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２との電気摩耗を低減する。
このように、第７実施形態では、一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるときにのみ、二次コイルを閉回路の状態とし一次コイルのエネルギを低減しつつ、電流の流れが比較的安定している一次コイルに対応する二次コイルを開回路の状態とし一次コイルのエネルギが二次コイルによって低減しないようにする。これにより、第７実施形態は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏するとともに、第７実施形態の効果（ｈ）として、モータ７が出力するトルクの低減を防止することができる。
【００６６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態による回転電機を図１２に基づいて説明する。第８実施形態は、二次整流子の数が第７実施形態と異なる。なお、第７実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
第８実施形態による「回転電機」としてのモータ８の回路構成の模式図を図１２に示す。なお、図１２では、一次コイル群及び二次コイル群は、シャフト２５と一体に実線矢印Ｒ８の方向に回転するよう設けられている。
モータ８は、二次整流子を１２個備える。二次整流子７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２のそれぞれは、隣り合う二次コイルを電気的に接続している。具体的には、二次整流子７１１は、二次コイル３３２と二次コイル３２１とを電気的に接続している。他の二次整流子も同様に隣り合う二次コイルを電気的に接続している。以下、列記すると、二次整流子７１２は、二次コイル３２１と二次コイル３２２とを電気的に接続している。二次整流子７１３は、二次コイル３２２と二次コイル３２３とを電気的に接続している。二次整流子７１４は、二次コイル３２３と二次コイル３２４とを電気的に接続している。二次整流子７１５は、二次コイル３２４と二次コイル３２５とを電気的に接続している。二次整流子７１６は、二次コイル３２５と二次コイル３２６とを電気的に接続している。二次整流子７１７は、二次コイル３２６と二次コイル３２７とを電気的に接続している。二次整流子７１８は、二次コイル３２７と二次コイル３２８とを電気的に接続している。二次整流子７１９は、二次コイル３２８と二次コイル３２９とを電気的に接続している。二次整流子７２０は、二次コイル３２９と二次コイル３３０とを電気的に接続している。二次整流子７２１は、二次コイル３３０と二次コイル３３１とを電気的に接続している。二次整流子７２２は、二次コイル３３１と二次コイル３３２とを電気的に接続している。二次整流子７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２は、一次整流子６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２と同期して回転する。
【００６８】
モータ８は、隣り合う二次整流子を電気的に接続可能な「第二接続部材」としての接続部材７２７、７２８を備えている。接続部材７２７、７２８は、ハウジング１２に対して相対移動不能に設けられている。接続部材７２７は、ブラシ３５が摺動している一次整流子が電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルに電気的に接続している二次整流子に摺動可能な位置に設けられている。接続部材７２８は、ブラシ３６が摺動している一次整流子が電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルに電気的に接続している二次整流子に摺動可能な位置に設けられている。接続部材７２７、７２８は、隣り合う二つの二次整流子に同時に摺動可能である。
【００６９】
第８実施形態によるモータ８では、接続部材７２７、７２８によって一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるときにのみ、当該一次整流子と電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルを閉回路の状態とし、電流の流れが比較的安定している一次コイルに対応する二次コイルは、開回路の状態とすることができる。これにより、第８実施形態は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）及び第７実施形態の効果（ｈ）を奏する。
また、モータ８が備える二次整流子の数は、第７実施形態によるモータ７が備える二次整流子の数より少ない。これにより、第８実施形態の効果（ｉ）として、モータ７の製造コストを低減することができる。
【００７０】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態による回転電機を図１３、１４に基づいて説明する。第９実施形態は、開回路の状態の二次コイルの一端が一次整流子に電気的に接続している点が第７実施形態と異なる。なお、第７実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
第９実施形態による「回転電機」としてのモータ９の回路構成の模式図を図１３に示す。なお、図１３では、一次コイル群及び二次コイル群は、シャフト２５と一体に実線矢印Ｒ９の方向に回転するよう設けられている。
モータ９は、二次整流子を１２個備える。二次整流子８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２のそれぞれは、開回路の状態の二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれの一端と電気的に接続している。
二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれの他端は、一次整流子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２のそれぞれと電気的に接続している。
【００７２】
第９実施形態では、一次整流子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、及び、二次整流子８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２は、一次コイル６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２及び二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２の径方向外側に位置している。より具体的には、一次整流子の径方向外側の外壁と二次整流子の径方向外側の外壁とは、シャフト２５の回転中心であるハウジングの中心軸から同じ距離に位置している（図１３参照）。一次整流子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２と、二次整流子８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２とは、同期して回転する。
【００７３】
モータ９は、ハウジング１２に対して相対移動不能に設けられている「第三接続部材」としての接続部材８２７、８２８を備えている。接続部材８２７、８２８は、一次整流子と二次整流子とを電気的に接続可能なよう設けられている（図１３参照）。具体的には、接続部材８２７は、ブラシ３５が摺動している一次整流子と電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルにと電気的に接続している二次整流子と当該一次整流子とに摺動可能な位置に設けられている。また、接続部材８２８は、ブラシ３６が摺動している一次整流子と電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルと電気的に接続している二次整流子と当該一次整流子とに摺動可能な位置に設けられている。
【００７４】
第９実施形態によるモータ９の作用について、図１４に基づいて説明する。
図１４は、モータ９が備える一次コイル、一次整流子、ブラシ、二次コイル、二次整流子、及び、接続部材の位置関係を便宜的に示した図である。図１４では、図１１と同様に、一次コイル、一次整流子、二次コイル、及び、二次整流子に対してブラシ及び接続部材が相対的に移動するように示してある。図１４では、ブラシ３５は、一次整流子に摺動しつつ実線矢印Ｌ１４１の方向に移動する。また、接続部材２８７は、二次整流子に摺動しつつ実線矢印Ｌ１４２の方向に移動する。すなわち、図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、時間の経過によるこれらの位置関係の変化を示している。
【００７５】
図１４（ａ）に示すように、ブラシ３５が「第一の一次整流子」としての一次整流子８３１にのみ摺動しているとき、接続部材８２７は、一次整流子８３１にのみ摺動しているため、「第一のサージ電流吸収手段」としての二次コイル３２１は、開回路の状態となっている。このとき、ブラシ３５が直流電源のプラス極に接続していると、「第一の一次コイル」としての一次コイル６１１には一次整流子８３１から一次整流子８４２に向かう電流が流れている（図１４（ａ）の二点鎖線矢印Ａ１４１）。なお、ここでは、ブラシ３５は、直流電源のプラス極に接続しているとしたが、直流電源のマイナス極に接続していても同様である。
【００７６】
ブラシ３５が実線矢印Ｌ１４１の方向に移動し一次整流子８３１と一次整流子８４２とに同時に摺動する前に、接続部材８２７は、一次整流子８３１と「第一の二次整流子」としての二次整流子８１１とに摺動し、一次整流子８３１と二次整流子８１１とを電気的に接続する。これにより、二次コイル３２１は、閉回路の状態となる。
図１４（ｂ）に示すように、ブラシ３５によって一次整流子８３１と一次整流子８４２とが同電位となるとき、二次コイル３２１は閉回路の状態となっているため、二次コイル３２１には一次コイル６１１における電流の変化に対応するよう電流が流れる。これにより、一次コイル６１１のエネルギが低減される。
【００７７】
さらに、ブラシ３５が実線矢印Ｌ１４１の方向に移動すると、ブラシ３５は一次整流子８３１から離れる。ブラシ３５が一次整流子８３１から離れるとき、一次コイル６１１には二点鎖線矢印Ａ１４１（図１４（ａ）参照）の方向に流れていた電流が残存している。この残存している電流の流れによって一次整流子８３１の電圧はマイナスとなるため、一次整流子８３１から離れるブラシ３５と一次整流子８３１との間の電圧が大きくなり、ブラシ３５と一次整流子８３１との間でアーク放電が発生するおそれがある。モータ９では、ブラシ３５が一次整流子８３１から離れるとき、接続部材８２７は、一次整流子８３１と二次整流子８１１とを電気的に接続している（図１４（ｃ）参照）。これにより、閉回路の状態となっている二次コイル３２１に一次コイル６１１を流れる電流に対応する電流が流れるため、一次コイル６１１のエネルギを比較的早く低減する。一次コイル６１１のエネルギが比較的早く低減するとアーク放電の発生時間を短くなるため、アーク放電の発生を抑制する。
【００７８】
第９実施形態によるモータ９では、接続部材８２７、８２８によって一次整流子とブラシ３５、３６との接続が切り替わるときにのみ、当該一次整流子と電気的に接続している一次コイルに対応する二次コイルを閉回路の状態とし、電流の流れが比較的安定している一次コイルに対応する二次コイルを開回路の状態とすることができる。これにより、第９実施形態は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）及び第７実施形態の効果（ｈ）を奏する。
【００７９】
また、モータ９では、二次コイル３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２のそれぞれの一端は、それぞれ二次整流子８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２と電気的に接続し、二次コイルのそれぞれの他端は、それぞれ一次整流子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２と電気的に接続している。これにより、モータ９が備える二次整流子の数は、第７実施形態によるモータ７が備える二次整流子の数より少ない。これにより、第９実施形態は、第８実施形態の効果（ｉ）を奏する。
【００８０】
また、二次コイルを閉回路の状態とするため隣り合う二次整流子を電気的に接続する接続部材が二次コイル群の径方向内側に設けられる第７、８実施形態では、配線の都合上、二次整流子は二次コイル群の径方向内側に設けられる。このため、二次整流子の径方向内側に摺動可能に設けられる接続部材はシャフト２５の軸方向から支持する必要があるため、モータの軸方向の長さが長くなる。
一方、第９実施形態によるモータ９では、一次整流子の径方向外側の外壁と二次整流子の径方向外側の外壁とは、シャフト２５の回転中心であるハウジングの中心軸から同じ距離に位置しているため、接続部材８２７、８２８を一次コイル群及び二次コイル群の径方向外側に設けることができる。これにより、モータ９の軸方向の長さをモータ７、８に比べ短くすることができる。したがって、第９実施形態は、モータ９の体格を小さくすることができる。
【００８１】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態による回転電機を図１５に基づいて説明する。第１０実施形態は、二つの二次コイルが電気的に接続している点が第７実施形態と異なる。なお、第７実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
第１０実施形態による「回転電機」としてのモータ１０の回路構成及び磁石１５、１６の位置関係を示す模式図を図１５に示す。なお、図１５では、一次コイル群及び二次コイル群は、シャフト２５と一体に実線矢印Ｒ１０の方向に回転するよう設けられている。
モータ１０が備える１２個の二次コイルのうち、二次コイル３２１と二次コイル３２１から３個飛ばした二次コイル３２４とが電気的に接続している。二次コイル３２１と二次コイル３２４とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。
また、他の二次コイルについても同様の関係を有する。以下に、列記すると、二次コイル３２２と二次コイル３２２から３個飛ばした二次コイル３２５とが電気的に接続している。二次コイル３２２と二次コイル３２５とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。二次コイル３２３と二次コイル３２３から３個飛ばした二次コイル３２６とが電気的に接続している。二次コイル３２３と二次コイル３２６とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。二次コイル３２７と二次コイル３２７から３個飛ばした二次コイル３３０とが電気的に接続している。二次コイル３２７と二次コイル３３０とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。二次コイル３２８と二次コイル３２８から３個飛ばした二次コイル３３１とが電気的に接続している。二次コイル３２８と二次コイル３３２とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。二次コイル３２９と二次コイル３２９から３個飛ばした二次コイル３３２とが電気的に接続している。二次コイル３２９と二次コイル３３２とは、シャフト２５の回転中心からみて９０度の角度をなす位置関係にある。
【００８３】
モータ１０が備える１２個の二次コイルのそれぞれは、接続されている二次コイルに電流が流れると、当該二次コイルに対応する一次コイルが巻回されているティース内に形成される磁束密度を大きくするよう設けられている。例えば、二次コイル３２１は、二次コイル３２４を流れる電流が流れると一次コイル６１１が巻回されているティース内に形成される磁束密度を大きくするよう設けられている。
【００８４】
第１０実施形態では、例えば、図１５に示す状態から一次コイル群及び二次コイル群がシャフト２５と一体に実線矢印Ｒ１０の方向に回転すると、「第一の一次コイル」としての一次コイル６１１、６１７を流れる電流の向きが瞬間的に大きく変化する。このとき、一次コイル６１１、６１７のエネルギを減少させるよう「第一のサージ電流吸収手段」としての二次コイル３２１、３２７に誘導電流が発生する。二次コイル３２１、３２７に発生する誘導電流は、それぞれ「第二のサージ電流吸収手段」としての二次コイル３２４、３３０に流れる。二次コイル３２４、３３０に二次コイル３２１、３２７で発生する誘導電流が流れると、二次コイル３２４、３３０に対応する「第二の一次コイル」としての一次コイル６１４、６２０が巻回されているティース内に形成されている磁束密度を大きくする。これにより、モータ１０が出力するトルクを大きくすることができる。したがって、第１０実施形態は、第１実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）を奏するとともに、モータ１０が出力する出力するトルクを大きくすることができる。
【００８５】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、電力が供給されると回転トルクを発生するモータについて説明した。しかしながら、本発明を適用可能な技術はこれに限定されない。回転トルクが供給されると発電する発電機であってもよい。
【００８６】
（イ）第１〜６実施形態では、モータは、一対の磁石、３個のティース、一対のブラシを備えるとした。しかしながら、磁石、ティース、ブラシの数はこれに限定されない。
【００８７】
（ウ）上述の実施形態では、二次コイルは、巻線から形成されるとした、しかしながら、「サージ電流吸収手段」を形成する部材はこれに限定されない。例えば、導電性材料から形成される薄膜であってもよい。第２実施形態によるモータにこれを適用すると、一次コイルの占積率をさらに向上することができ、外部に出力する回転トルクをさらに大きくすることができる。
【００８８】
（エ）第３実施形態では、一次コイルの径外方向に巻回される二次コイルどうしが電気的に接続されるとした。しかしながら、第２実施形態のように一次コイルの径内方向に巻回される二次コイルどうしが電気的に接続されるとしてもよい。
【００８９】
（オ）第４実施形態では、二次コイルに抵抗が接続するとした。また、第５実施形態では、二次コイルにコンデンサが接続するとした。しかしながら、「サージ電流吸収手段」を構成する部材はこれに限定されない。二次コイルに抵抗及びコンデンサが接続し、ＬＣＲ回路を形成してもよい。これにより、モータが発生する熱量を小さくしつつ、外部に放射されるノイズを小さくすることができる。
【００９０】
（カ）上述の実施形態では、二次コイルはニクロムを材料とする巻線から形成されるとしたが、二次コイルを形成する材料はこれに限定されない。しかしながら、二次コイルを流れる電流を迅速に消費しかつ二次コイルにおける発熱量を小さくするため、例えば、鉄より電気抵抗が高い材料で形成されていることが望ましい。
【００９１】
（キ）第７〜１０実施形態では、モータは１２個のティースを有するとした。しかしながら、ティースの数はこれに限定されない。
【００９２】
（ク）第７〜９実施形態では、モータは、二次整流子に摺動する接続部材を２個備えるとした。１個であってもよい。
【００９３】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０・・・モータ（回転電機）、
１２            ・・・ハウジング、
１５、１６      ・・・磁石（磁界形成手段）、
２１、２２、２３・・・ティース、
２５            ・・・シャフト、
３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２・・・一次整流子、
３５、３６      ・・・ブラシ、
４１、４２、４３、５１、５２、５３、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２・・・一次コイル、
４６、４７、４８、５６、５７、５８、６６、６７、６８、７６、７７、７８、８６、８７、８８、９６、９７、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２・・・二次コイル（サージ電流吸収手段）、
７６１、７７１、７８１・・・抵抗（サージ電流吸収手段）、
８６１、８７１、８８１・・・コンデンサ（サージ電流吸収手段）。
【図１】
2015180181.tif 000003
【図２】
2015180181.tif 000004
【図３】
2015180181.tif 000005
【図４】
2015180181.tif 000006
【図５】
2015180181.tif 000007
【図６】
2015180181.tif 000008
【図７】
2015180181.tif 000009
【図８】
2015180181.tif 000010
【図９】
2015180181.tif 000011
【図１０】
2015180181.tif 000012
【図１１】
2015180181.tif 000013
【図１２】
2015180181.tif 000014
【図１３】
2015180181.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015180181.tif 000017