(57)【要約】【課題】３相直流モータに対し、さらなる長寿命化を図ることができる直流モータのアーマチュア、直流モータ及び直流モータのアーマチュア巻線方法を提供する。【解決手段】磁極とスロットとセグメント１４の個数比が４：５：２０に設定され、巻線１２が順巻きで巻装された第一コイル３３と、巻線１２が逆巻きで巻装された第二コイル３４とを備えている直流モータのアーマチュア３であって、コンミテータに、同電位となるセグメント１４同士を短絡する接続線２５が設けられ、各相に巻装されている第一コイル３３をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている第二コイル３４をそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント１４間には、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルがこの順で電気的に接続されている。【選択図】図３
2008148428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、
各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられると共に、前記巻線が順巻きで巻装された第一コイルと、前記巻線が逆巻きで巻装された第二コイルとを備えている直流モータのアーマチュアであって、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、
各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、
隣接するセグメント間には、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする直流モータのアーマチュア。
【請求項２】
同じ相に相当するティース同士に前記巻線が連続して巻装され、前記第一コイル及び前記第二コイルが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直流モータのアーマチュア。
【請求項３】
前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線が巻装され、前記第一コイル及び前記第二コイルが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直流モータのアーマチュア。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の直流モータのアーマチュアと、
前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための少なくとも一対のブラシとを備え、
前記一対のブラシは、同相のティースに巻装されている第一コイル及び第二コイルのそれぞれ巻き始め端が電気的に接続している二つのセグメントの相対位置に対応するように配置されていることを特徴とする直流モータ。
【請求項５】
前記磁極が８極、前記スロットが１０個、前記セグメントが４０個設けられたことを特徴とする請求項４に記載の直流モータ。
【請求項６】
複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられた直流モータのアーマチュア巻線方法であって、
各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられ、
同じ相に相当するティース同士に前記巻線を連続に、且つ順巻きで巻装して第一コイルを形成すると共に、同じ相に相当するティース同士に前記巻線を連続に、且つ逆巻きで巻装して第二コイルを形成し、
各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、
隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することを特徴とする直流モータのアーマチュア巻線方法。
【請求項７】
複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、
前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、
前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられた直流モータのアーマチュア巻線方法であって、
各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられ、
前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線を順巻きで巻装して第一コイルを形成すると共に、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線を逆巻きで巻装して第二コイルを形成し、
各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、
隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することを特徴とする直流モータのアーマチュア巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に搭載される直流モータのアーマチュア、直流モータ及び直流モータのアーマチュア巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両等に搭載されるブラシ付きの直流モータが知られている。この直流モータは、内周面に偶数個の永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている。アーマチュアは回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには、巻線を巻装するためのティースが周方向に沿って放射状に形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。
【０００３】
各ティースには巻線が巻装され、コイルが形成されている。各コイルは、回転軸に取り付けられた各セグメントに導通している。各セグメントはブラシと摺接可能になっており、このブラシからセグメント端子に電圧を印加することによって各コイルに電流が給電されるようになっている。このとき、各コイルに流れる電流の位相がずれることにより、各コイルに異なる磁界が形成され、ヨークの磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動するようになっており、３相巻き構造のものも存在する。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような３相直流モータにおいては、一極対あたりのセグメント数が３個になるためセグメント間電圧が大きくなりやすい。このため、アーマチュアの回転に伴いブラシからセグメントが離れるとき、コイルに蓄電された電磁エネルギーが放出されることによりブラシとセグメントとの間で放電が発生することがある。ブラシとセグメントとの間で放電が発生すると、ブラシ及びセグメントが放電摩耗を起こし、ブラシとセグメントとの電気的接触不良を引き起こすおそれがある。
そこで、互いに隣接するセグメント間にコンデンサを電気的に接続することで、アーマチュアの回転に伴いコイルが放出する電磁エネルギーをコンデンサが一時的に蓄電し、コイルの電磁エネルギーがブラシとセグメントとの間に急激に加わることを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１２８１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２８９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、モータの極数及びスロット数が２極３スロットの極対数倍（セグメント数はスロット数と同じ）であるため、セグメント間電圧が高くなる傾向にある。このため、例えば、永久磁石の多極化、及びスロット数を増加させることによってブラシの耐久性向上を図ろうとしても限界があり、結果的にモータの長寿命化が困難であるという課題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、３相直流モータに対し、さらなる長寿命化を図ることができる直流モータのアーマチュア、直流モータ及び直流モータのアーマチュア巻線方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられると共に、前記巻線が順巻きで巻装された第一コイルと、前記巻線が逆巻きで巻装された第二コイルとを備えている直流モータのアーマチュアであって、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられ、各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント間には、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルがこの順で電気的に接続されていることを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、同じ相に相当するティース同士に前記巻線が連続して巻装され、前記第一コイル及び前記第二コイルが形成されていてもよい。
また、請求項３に記載した発明のように、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線が巻装され、前記第一コイル及び前記第二コイルが形成されていてもよい。
【０００８】
このように構成することで、アーマチュアを５相巻き構造とすることができるため、３相巻き構造のものと比較してセグメント間電圧を低減させることができる。しかも、隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することによって、通常の５相巻き構造のスロットとセグメントの個数比である５：１０と比較して、スロットとセグメントの個数比を５：２０にすることができる。つまり、セグメントの個数を通常の５相巻き構造のセグメント数の２倍とすることができる。このため、さらにセグメント間電圧を低減させることができる。
また、同電位となるセグメント同士を短絡部材で短絡することでセグメントの個数と同じ数のブラシを設ける必要がなくなり、ブラシの設置数を低減することができる。
さらに、同電位となるセグメント同士が短絡されているため、巻線の巻き始め端と巻き終わり端とを隣接するセグメント間に接続する必要がなく、巻き始め端、巻き終わり端のそれぞれ近傍に存在するセグメントに電気的に接続することができる。このため、コンミテータとアーマチュアコアとの間の巻太りを防止することができる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の直流モータのアーマチュアと、前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための少なくとも一対のブラシとを備え、前記一対のブラシは、同相のティースに巻装されている第一コイル及び第二コイルのそれぞれ巻き始め端が電気的に接続している二つのセグメントの相対位置に対応するように配置されていることを特徴とする直流モータ。
この場合、請求項５に記載した発明のように、前記磁極が８極、前記スロットが１０個、前記セグメントが４０個であってもよい。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられた直流モータのアーマチュア巻線方法であって、各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられ、同じ相に相当するティース同士に前記巻線を連続に、且つ順巻きで巻装して第一コイルを形成すると共に、同じ相に相当するティース同士に前記巻線を連続に、且つ逆巻きで巻装して第二コイルを形成し、各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載した発明は、複数の磁極を有するヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線を巻装するための複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータとから成り、前記磁極と前記スロットと前記セグメントの個数比が４：５：２０に設定され、前記コンミテータに、同電位となるセグメント同士を短絡する短絡部材が設けられた直流モータのアーマチュア巻線方法であって、各ティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相がこの順で割り当てられ、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線を順巻きで巻装して第一コイルを形成すると共に、前記ティース毎にそれぞれ別体の前記巻線を逆巻きで巻装して第二コイルを形成し、各相に巻装されている前記第一コイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第二コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相、−Ｘ相、−Ｙ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アーマチュアを５相巻き構造とすることができるため、３相巻き構造のものと比較してセグメント間電圧を低減させることができる。しかも、隣接するセグメント間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することによって、通常の５相巻き構造のスロットとセグメントの個数比である５：１０と比較して、スロットとセグメントの個数比を５：２０にすることができる。つまり、セグメントの個数を通常の５相巻き構造のセグメント数の２倍とすることができる。このため、さらにセグメント間電圧を低減させることができる。よって、ブラシの寿命を延ばすことができ、結果的に直流モータの寿命を延ばすことができる。また、５相巻き構造のモータとすることで１回転あたりの電流の変化が３相巻き構造のモータよりも小さくなるため、直流モータの高性能化を図ることができる。
【００１３】
さらに、同電位となるセグメント同士を短絡部材で短絡することでセグメントの個数と同じ数のブラシを設ける必要がなくなり、ブラシの設置数を低減させることができる。このため、部品点数を減少させることができ、製造コストを削減することができると共に、直流モータを小型化することが可能になる。
また、同電位となるセグメント同士が短絡されているため、巻線の巻き始め端と巻き終わり端とを隣接するセグメント間に接続する必要がなく、巻き始め端、巻き終わり端のそれぞれ近傍に存在するセグメントに電気的に接続することができる。このため、コンミテータとアーマチュアコアとの間の巻太りを防止することができる。よって、さらに直流モータの小型化を図ることができる。
【００１４】
さらに、請求項１〜請求項３の何れかに記載の直流モータのアーマチュアを用いることで、３相直流モータに対し、小型で長寿命、及び高性能な直流モータ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】
【００１５】
次に、この発明の第一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、直流モータ１は、車両に搭載する電装品（例えば、ラジエータファン）の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク２の内周面には周方向に永久磁石４が複数個固定されている。具体的には８個の永久磁石４、つまり、磁極を８極有している。
【００１６】
アーマチュア３は、回転軸５に固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７と、アーマチュアコア６の一端側に配置されたコンミテータ１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部にはＴ字型のティース９（図２参照）が周方向に沿って等間隔に複数個（本実施形態では１０個）放射状に形成されている。
【００１７】
複数枚の金属板８を回転軸５に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース９間に蟻溝状のスロット１１が形成されている。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数個（本実施形態では１０個）形成されている。このスロット１１間にはエナメル被覆の巻線１２が巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。
【００１８】
コンミテータ１３は回転軸５の一端に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が複数個（本実施形態では４０個）取り付けられている。
セグメント１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１２が掛け回わされ、この巻線１２は、ヒュージングによりライザ１５に固定されている。これにより、セグメント１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続されるようになっている。
【００１９】
また、図２に示すように、同電位となるセグメント１４（本実施形態では９つ置きのセグメント１４）に対応するライザ１５には、それぞれ接続線２５が掛け回され、この接続線２５もヒュージングによりライザ１５に固定されている。接続線２５は、同電位となるセグメント１４同士を短絡するためのものであって、コンミテータ１３（ライザ１５）とアーマチュアコア６との間に配線されている。
【００２０】
図１に示すように、回転軸５の他端側は、ヨーク２に突出形成されたボス内に圧入固定されている軸受け１６によって回転自在に支持されている。ヨーク２の開口端にはカバー１７が設けられており、このカバー１７の内側にはホルダーステー１８が取り付けられている。ホルダーステー１８には、周回り方向に４５°の間隔を開けてブラシホルダ１９が２箇所設けられている。
【００２１】
ブラシホルダ１９にはそれぞれブラシ２１が各々スプリング２９を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２１の先端部は、スプリング２９によって付勢されているためコンミテータ１３に摺接している。これによって、外部からの電源をブラシ２１を介してコンミテータ１３に供給することができるようになっている。
【００２２】
このように構成された、８極１０スロット４０セグメントの直流モータ１のアーマチュア３には、以下のように巻線１２が巻装されている。
図３は、アーマチュア３のセグメント１４（ライザ１５）とティース９、そして、接続線２５を展開した図面であり、隣接するティース９間のとの間の空隙がスロット１１に相当している。尚、以下の図面においては、各セグメント１４、各ティース９及び巻装された巻線１２にそれぞれ符号を付して説明する。
【００２３】
同図に示すように、同電位となるセグメント１４同士は、接続線２５によって短絡されている。つまり、９つ置きのセグメント１４同士（例えば、１番セグメント１４ａと１１番セグメント１４ｉ）が接続線２５によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース９には、それぞれＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相が周回り方向にこの順で割り当てられている。つまり、１番、６番ティース９がＵ相、２番、７番ティース９がＶ相、３番、８番ティース９がＷ相、４番、９番ティース９がＸ相、５番、１０番ティース９がＹ相になっている。
【００２４】
巻線１２は、例えば、その巻き始め端３０が２番セグメント１４ｂより巻き始められた場合、まず、２番セグメント１４ｂのライザ１５に掛け回された後、巻線１２を１番セグメント１４ｂの近傍に存在する１０−１番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。そして、各ティース９に巻線１２をそれぞれｎ（ｎは１以上の自然数）回巻装するものとすると、１番ティース９にｎ／２回順巻きで巻装して順巻きコイル３３ａを形成する。
【００２５】
続いて、１−２番ティース９の間のスロット１１ｂから巻線１２を引き出し、５−６番ティース９の間のスロット１１ｃに引き込む。そして、６番ティース９にｎ／２回順巻きで巻装した順巻きコイル３３ｂを形成する。これら１番ティース９と６番ティース９は、互いに回転軸５を中心に点対称位置に存在している。
【００２６】
巻線１２は、順巻きコイル３３ｂを形成した後、６−７番ティース９の間のスロット１１ｄから引き出し、６番ティース９の近傍に存在する２３番セグメント１４ｃのライザ１５に掛け回される。そして、２３番セグメント１４ｃに巻線１２の巻き終わり端４０が接続される。これにより、１−２３番セグメント１４ｂ，１４ｃ間には１番ティース９と６番ティース９に順巻きで巻装され、且つ直列接続された一対の順巻きコイル３３ａ，３３ｂを備える第一コイル３３（Ｕ相のコイル）が形成される。
【００２７】
尚、第一コイル３３の巻き終わり端４０が接続されている２３番セグメント１４ｃと２番セグメント１４ｂに隣接する３番セグメント１４ｄは、接続線２５により短絡されている。このため、１−２３番セグメント１４ｂ，１４ｃ間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなる。したがって、第一コイル３３は、隣接する２−３番セグメント１４ｂ，１４ｄ間（互いに隣接するセグメント間）に電気的に接続されており、この２−３番セグメント１４ｂ，１４ｄ間に第一コイル３３（Ｕ相のコイル）が形成されているのと等しいことになる。
【００２８】
一方、３７番セグメント１４ｅのライザ１５に巻き始め端３０が掛け回された巻線１２を１−２番ティース９の間のスロット１１ｂに引き込む。そして、１番ティース９にｎ／２回逆巻きで巻装して逆巻きコイル３４ａを形成する。
続いて、１０−１番ティース９の間のスロット１１ａから巻線１２を引き出し、６−７番ティース９の間のスロット１１ｄに引き込む。そして、６番ティース９にｎ／２回逆巻きで巻装して逆巻きコイル３４ｂを形成する。
【００２９】
巻線１２は、逆巻きコイル３４ｂを形成した後、５−６番ティース９の間のスロット１１ｃから引き出し、２８番セグメント１４ｆのライザ１５に掛け回される。そして、２８番セグメント１４ｆに巻線１２の巻き終わり端４０が接続される。これにより、３７−２８番セグメント１４ｅ，１４ｆ間には１番ティース９と６番ティース９に逆巻きで巻装され、且つ直列接続された一対の逆巻きコイル３４ａ，３４ｂを備える第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）が形成される。
【００３０】
尚、第二コイル３４の巻き始め端３０が接続されている３７番セグメント１４ｅと、巻き終わり端４０が接続されている２８番セグメント１４ｆは、それぞれ７番セグメント１４ｇと８番セグメント１４ｈに接続線２５によって短絡されている。このため、３７−２８番セグメント１４ｅ，１４ｆ間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなる。したがって、第二コイル３４は、隣接する７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に電気的に接続されており、この７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）が形成されているのと等しいことになる。
【００３１】
このように、Ｕ相に相当する１番ティース９及び６番ティース９には、巻線１２が順巻きでｎ／２回巻装された第一コイル３３（Ｕ相のコイル）と巻線１２が逆巻きでｎ／２回巻装された第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）とを備えたｎ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
また、図３に示すように、一方のブラシ２１が２−３番セグメント１４ｂ，１４ｄ間に当接しているとき、他方のブラシ２１は７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に当接している。すなわち、一対のブラシ２１，２１は、順巻きで巻装された第一コイル３３の巻き始め端３０が接続されている２番セグメント１４ｂと逆巻きで巻装された第二コイル３４の巻き始め端３０が電気的に接続されている７番セグメント１４ｇとの相対位置（周回り方向に４５°の間隔）に対応するように配置されている。
【００３２】
同様にして、例えば、巻線１２の巻き始め端３０が６番セグメント１４ｊより巻き始められた場合、Ｖ相に相当する２番ティース９と７番ティース９にそれぞれｎ／２回順巻きで巻装して順巻きコイル３３ａ，３３ｂを形成して第一コイル３３（Ｖ相のコイル）を形成する。その後、巻き終わり端４０を２７番セグメント１４ｋに接続する。
【００３３】
一方、２番ティース９と７番ティース９とにそれぞれｎ／２回逆巻きで巻装した逆巻きコイル３４ａ，３４ｂを形成して第二コイル３４（−Ｖ相のコイル）を形成する。この第二コイル３４の巻き始め端３０及び巻き終わり端４０は、それぞれ１番セグメント１４ａ、３２番セグメント１４ｌに接続されている。すなわち、第二コイル３４の巻き始め端３０が接続されている１番セグメント１４ａは、第一コイル３３の巻き始め端３０が接続されている６番セグメント１４ｊから周回り方向に４５°の間隔を開けて存在している。
【００３４】
このようにすることで、Ｖ相に相当する２番ティース９及び７番ティース９には、巻線１２が順巻きでｎ／２回ずつ巻装された第一コイル３３（Ｖ相のコイル）と巻線１２が逆巻きでｎ／２回ずつ巻装された第二コイル３４（−Ｖ相のコイル）とを備えたｎ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
そして、これを各相に対応するセグメント１４間で順次行うことにより、アーマチュアコア６には５相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相）巻き構造のアーマチュアコイル７が形成される。
【００３５】
また、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されている。このため、巻線１２が順巻きで巻装されている各相の第一コイル３３をそれぞれＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相のコイルとし、巻線１２が逆巻きで巻装されている各相の第二コイル３４をそれぞれ−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ，−Ｘ，−Ｙ相のコイルとすると、各々隣接するセグメント１４間は、両隣が互いに異相、且つ順逆交互となるように−Ｖ，Ｕ，−Ｙ，Ｘ，−Ｗ，Ｖ，−Ｕ，Ｙ，−Ｘ，Ｗ相のコイル３３，３４がこの順で電気的に順次接続された構造となっている。
【００３６】
つまり、隣接する１−２番セグメント１４ａ，１４ｂ間にはＶ相の第二コイル３４（−Ｖ相のコイル）が、隣接する２−３番セグメント１４ｂ，１４ｄ間にはＵ相の第一コイル３３（Ｕ相のコイル）が接続され、続けて隣接するセグメント１４間に−Ｙ，Ｘ，−Ｗ，Ｖ，−Ｕ，Ｙ，−Ｘ，Ｗ相の各アーマチュアコイル７が順次接続されている。
【００３７】
したがって、上述の第一実施形態によれば、アーマチュア３を５相巻き構造とすることができるため、３相巻き構造のものと比較してセグメント１４間電圧を低減させることができる。しかも、隣接するセグメント１４間に、−Ｖ相、Ｕ相、−Ｙ相、Ｘ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｙ相、−Ｘ相、Ｗ相のコイルをこの順で電気的に接続することによって、通常の５相巻き構造のスロットとセグメントの個数比である５：１０と比較して、スロット１１とセグメント１４の個数比を５：２０にすることができる。つまり、セグメント１４の個数を通常の５相巻き構造のセグメント数の２倍とすることができる。このため、さらにセグメント間電圧を低減させることができる。
また、セグメント間電圧を低減させることによって、ブラシ２１とセグメント１４との間での放電（スパイク電圧）を低減することが可能になり、ブラシ２１の寿命を延ばすことができ、結果的に直流モータ１の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
さらに、５相巻き構造のモータとすることによって、回転中の電流変化の回数が多くなることで、転流ごとの電流の変化が３相巻き構造のモータよりも小さくなるため、モータのトルクむらを減少させることができる。また、セグメント数が５相巻線（５：１０）の２倍になっているため、一回転中のトルク変化の回数が多くなるため、さらにトルクむらを低減することができる。
【００３９】
そして、８極１０スロットで構成するため、この次数を４０次とすることができる。これに対し、３相直流モータの同磁極数（８極１２スロット）のものにあっては、次数が２４次となる。すなわち、５相巻き構造（８極１０スロット）のモータとすることで３相直流モータよりも次数を増加させることができるため、３相直流モータよりもコギングトルクを小さくすることができる。
ここで、一般的に、次数はアーマチュア１回転中のコギングトルクの山の数と等しくなる。このため、次数が多ければ多いほど、アーマチュア１回転中の山、つまり、コギングトルクを小さくすることができる。
【００４０】
また、一対のブラシ２１，２１は、同相（例えば、Ｕ相）に順巻きで巻装された第一コイル３３（例えば、Ｕ相のコイル）の巻き始め端３０が電気的に接続されているセグメント１４（例えば、２番セグメント１４ｂ）と、逆巻きで巻装された第二コイル３４（例えば、−Ｕ相のコイル）の巻き始め端３０が電気的に接続されているセグメント１４（例えば、７番セグメント１４ｇ）の相対位置に対応するように配置されている。
【００４１】
このため、一方のブラシ２１から他方のブラシ２１に向かって電流が流れる際、第一コイル３３と第二コイル３４とに互いに逆向きの電流が流れることはなく、アーマチュアコイル７に適正な磁界を形成することができる。よって、確実にモータ特性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されているため、同じ相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相）に対応するセグメント１４全てにブラシ２１を設ける必要がなく、ブラシ２１の設置数を低減することができる。このため、部品点数を減少させることで製造コストを削減することができると共に、直流モータをより小型化することが可能になる。
【００４３】
そして、巻線１２の巻き始め端３０と巻き終わり端４０とを隣接するセグメント１４間に接続する必要がなく、巻き始め端３０、巻き終わり端４０のそれぞれ近傍に存在するセグメント１４に接続することができる。このため、コンミテータ１３とアーマチュアコア６との間の巻太りを防止することができる。よって、さらに直流モータ１を小型化することが可能になる。
【００４４】
次に、この発明の第二実施形態を図１、図２を援用し、図４に基づいて説明する。
この第二実施形態においては、前述した第一実施形態が同じ相同士のティース９に順巻きコイル３３ａ，３３ｂを直列接続して第一コイル３３を形成すると共に、逆巻きコイル３４ａ，３４ｂを直列接続して第二コイル３４を形成し、これによって各相のアーマチュアコイル７を形成している構造であるのに対し、ティース９毎にそれぞれ別体の巻線１２を巻装して第一コイル３３と第二コイル３４を形成してアーマチュアコイル７を形成する場合について説明する。
【００４５】
この場合、巻線１２は、例えば、その巻き始め端３０が２番セグメント１４ｂより巻き始められた場合、まず、２番セグメント１４ｂのライザ１５に掛け回された後、巻線１２を２番セグメント１４ｂ近傍に存在する１０−１番ティース９の間のスロット１１ａに引き込む。そして、１番ティース９にｎ／２回順巻で巻装する。
【００４６】
続いて、巻線１２は１−２番ティース９の間のスロット１１ｂから引き出され、１番セグメント１４ｂに隣接する３番セグメント１４ｄのライザ１５に掛け回される。そして、３番セグメント１４ｄに巻き終わり端４０が接続される。これにより、２−３番セグメント１４ｂ，１４ｄ間には１番ティース９に順巻で巻装された第一コイル３３（Ｕ相のコイル）が形成される。
【００４７】
一方、３７番セグメント１４ｅのライザ１５に掛け回された巻線１２を１−２番ティース９の間のスロット１１ｂに引き込む。そして、１番ティース９にｎ／２回逆巻きで巻装する。
続いて、巻線１２は１０−１番ティース９の間のスロット１１ａから引き出され、８番セグメント１４ｈ番セグメント１４ｈのライザ１５に掛け回される。そして、８番セグメント１４ｈに巻き終わり端４０が接続される。これにより、３７−８番セグメント１４ｅ，１４ｈ間には１番ティース９に逆巻きで巻装された第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）が形成される。
【００４８】
尚、第二コイル３４の巻き始め端３０が接続されている３７番セグメント１４ｅは、７番セグメント１４ｇに接続線２５によって短絡されている。このため、３７−８番セグメント１４ｅ，１４ｈ間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなる。したがって、第二コイル３４は、隣接する７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に電気的に接続されており、この７−８番セグメント１４ｇ，１４ｈ間に第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）が形成されているのと等しいことになる。
【００４９】
したがって、Ｕ相に相当する１番ティース９には、巻線１２が順巻でｎ／２回巻装された第一コイル３３（Ｕ相のコイル）と巻線１２が逆巻きでｎ／２回巻装された第二コイル３４（−Ｕ相のコイル）とを備えたｎ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
そして、これを各相に対応するセグメント１４間で順次行うことにより、アーマチュアコア６には５相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相）巻き構造のアーマチュアコイル７が形成される。
【００５０】
また、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されている。このため、巻線１２が順巻きで巻装されている各相の第一コイル３３をそれぞれＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相のコイルとし、巻線１２が逆巻きで巻装されている各相の第二コイル３４をそれぞれ−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ，−Ｘ，−Ｙ相のコイルとすると、各々隣接するセグメント１４間は、両隣が互いに異相、且つ順逆交互となるように−Ｖ，Ｕ，−Ｙ，Ｘ，−Ｗ，Ｖ，−Ｕ，Ｙ，−Ｘ，Ｗ相のコイル３３，３４がこの順で電気的に順次接続された構造となっている。
【００５１】
したがって、上述の第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、これに加え、ティース９毎にそれぞれ第一コイル３３と第二コイル３４を巻装してアーマチュアコイル７を形成しているため、同じ相同士のティース９に連続して第一コイル３３と第二コイル３４を巻装してアーマチュアコイル７を形成する場合と比較して、並列回路数を増加させることができる（この場合、配列回路数と極数が同じ数となる）。
このため、並列回路数を増やすことができ巻線１２の線径を細くすることが可能になる。
【００５２】
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、直流モータ１が８極１０スロット４０セグメントである場合について説明したが、これに限られるものではなく、磁極（永久磁石４）とスロット１１とセグメント１４の個数比が４：５：２０であればよい。
【００５３】
さらに、上述の実施形態では、アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸方向に複数枚積層したものであって、金属板８の外周部にはＴ字型のティース９が周方向に沿って等間隔に複数個放射状に形成されている場合について説明したが、アーマチュアコア６の形状はこれに限られるものではなく、周方向に分割可能な分割コア方式であってもよいし、軸方向に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角を有しているものであってもよい。
【００５４】
そして、上述の実施形態では、ホルダーステー１８にブラシホルダ１９が設けられ、このブラシホルダ１９にブラシ２１がスプリング２９を介して付勢された状態で出没自在に内装されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、板バネ等にブラシ２１が支持されていてもよい。この場合、板バネがブラシ２１をコンミテータ１３側に付勢するようになっており、これによって、ブラシ２１はコンミテータ１３に摺接する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態における電動モータの縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態における電動モータの横断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。
【図４】本発明の第二実施形態におけるアーマチュアコイルの巻装状態を示すアーマチュアの展開図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  直流モータ
２  ヨーク
３  アーマチュア
４  永久磁石（磁極）
５  回転軸
６  アーマチュアコア
９  ティース
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  スロット
１２  巻線
１３  コンミテータ
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ、１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ，１４ｋ，１４ｌ  セグメント
２１  ブラシ
２５  接続線（短絡部材）
３３  第一コイル
３３ａ，３３ｂ  順巻きコイル
３４  第二コイル
３４ａ，３４ｂ  逆巻きコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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