(57)【要約】【課題】モータにおけるブラシの摩耗を低減できると同時にスパークを生じず、かつブラシと整流子との確実な導通を確保できる給電機構を提供する。【解決手段】モータが、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行に配置された整流子片と外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凹部及び所定の幅の複数の凸部とを備え凹部と凸部が整流子片上にて整流子回転軸方向に交互に存在するように設けられた整流子と、回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び所定の幅の複数の凹部とを備え凸部と凹部が外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、ブラシの凸部及び凹部は、整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能でありかつ双方のの凹部と凸部が摺動摩擦を生じつつブラシが回転する。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において所定の角度をなしていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ前記複数の整流子片が該外周面上及び／または該内周面上に並設され、
前記ブラシが前記外周面及び／または前記内周面と当接するように備えられたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線と平行または母線に対し所定の角度をなして並設されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向、該放射方向に対し所定の角度をなす方向、または渦巻き状に並設されており、
前記ブラシの回転軸が前記整流子面への投影において前記放射方向に対し所定の角度をなしていることを特徴とするモータ。
【請求項５】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において同一直線上にありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とするモータ。
【請求項６】
前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ前記複数の整流子片が該外周面上及び／または該内周面上に並設され、
前記ブラシが前記外周面及び／または前記内周面と当接するように備えられたことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線に対し所定の角度をなして並設されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線と平行に並設されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
【請求項９】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向に対し所定の角度をなす方向または渦巻き状に並設されており、
前記ブラシの回転軸が、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において前記放射方向でありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とするモータ。
【請求項１０】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向に並設されており、
前記ブラシの回転軸が、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において前記放射方向でありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とするモータ。
【請求項１１】
前記整流子面上における前記ブラシの位置に対応する該整流子面の裏面上の位置に当接する支持材を備えたことを特徴とする請求項４、９または１０に記載のモータ。
【請求項１２】
回転軸を備え円筒状の回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ複数の整流子片を該外周面上及び／または該内周面上において母線に対し所定の角度をなして並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された円筒状の回転体からなるブラシとを有し、
前記ブラシの回転軸と前記整流子の回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において同一直線上にあることを特徴とするモータ。
【請求項１３】
複数の整流子片を並設した整流子と、
回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、
前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において同一直線上にあり、
前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び内周面を具備し、前記複数の整流子片が該外周面上及び該内周面上にそれぞれ位置するように並設され、
前記整流子の回転時において前記外周面上のブラシ及び前記内周面上のブラシのうち少なくとも一方がいずれかの前記整流子片に当接するように該外周面上のブラシ及び該内周面上のブラシがそれぞれ配置され、
前記外周面上のブラシ及び前記内周面上のブラシの各々の外周面の周速度と前記整流子の外周面の周速度とが当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とするモータ。
【請求項１４】
第１の歯車からなり該第１の歯車の各歯を整流子片とし各歯溝部分を絶縁部とした整流子と、
前記第１の歯車と噛合する第２の歯車からなるブラシとを備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１５】
前記第１の歯車及び前記第２の歯車の双方が平歯車であることを特徴とする請求項１４に記載のモータ。
【請求項１６】
前記第１の歯車または前記第２の歯車の一方が平歯車であり他方が斜歯歯車であることを特徴とする請求項１４に記載のモータ。
【請求項１７】
前記第１の歯車及び前記第２の歯車の双方が斜歯歯車であることを特徴とする請求項１４に記載のモータ。
【請求項１８】
前記整流子が、前記複数の整流子片と交差する方向に延在する所定の幅の凹部と該凹部に沿って延在する所定の幅の凸部とを備える一方、前記ブラシがその外周面上に前記ブラシ回転軸に対して非平行に延在する所定の幅の凸部と該凸部に沿って延在する所定の幅の凹部とを備え、
前記整流子と前記ブラシの当接部分において、該整流子の前記凹部及び凸部が該ブラシの前記凸部及び凹部と互い違いに組み合い可能であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のモータ。
【請求項１９】
前記整流子の前記凹部及び凸部が前記整流子の回転軸を中心とする円形状に形成され、前記ブラシの前記凸部及び凹部が前記ブラシの回転軸を中心とする円形状に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載のモータ。
【請求項２０】
前記整流子の前記凹部及び凸部が前記整流子の回転軸に対し螺旋状に形成され、前記ブラシの前記凸部及び凹部が前記ブラシの回転軸に対し螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載のモータ。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれかに記載のモータにおいて、前記ブラシの電気角により決定される回転子の発生する磁束軸に対する固定子の発生する磁束軸の角度を可変とするべく前記モータの回転軸を中心に該固定子を回動可能にする固定子回動手段を有することを特徴とするモータ。
【請求項２２】
請求項１〜２０のいずれかに記載のモータにおいて、前記ブラシの電気角を可変とするべく前記モータの回転軸を中心に該ブラシの電気角を回動可能にするブラシ回動手段を有することを特徴とするモータ。
【請求項２３】
外部の導電体線路から給電されるべく該導電体線路との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された導電性円筒体を備え、
前記導電性円筒体の回転軸と前記導電体線路に垂直な方向とが、該導電性円筒体と該導電体線路との当接面上への投影において互いに所定の角度をなしていることを特徴とするパンタグラフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの整流子、またはパンタグラフのための給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、整流子と、整流子に対して給電するブラシとを有するモータが周知であるが、斯かるモータでは、特許文献１、２等に開示するようにブラシの先端が整流子の円筒状外周面に対し固定的かつ弾性的に押圧されており、電機子の回転時にブラシが整流子の円筒状外周面に対し摺動させられるため、摩耗が激しく寿命が短いという問題があった。さらに、パンタグラフも、架線に対して摺動しつつ給電されるため同様に摩耗の問題があった。また、ブラシが１つの整流子片から隣の整流子片へ移行する際にスパークが生じるという問題もあった。
【０００３】
特許文献３〜８には、ブラシの摩耗を低減するためにブラシを円筒形または球形とし、整流子の外周面上で回転させる構造が開示されている。
【０００４】
また、通常のモータは、界磁の発生する磁束軸と電機子の発生する磁束軸が９０°に交差するように設定されている。この状態を通常、ブラシの電気角が９０°であるという。この状態で回転中と同じ駆動電圧が始動時に急に印加されるとモータの各コイルに大きな突入電流が発生する。このためにモータのコイルや線路等を損傷するおそれがある。加えて、始動時に急激な回転トルクが発生する。このためにモータの機械的要素を損傷するおそれもある。
【特許文献１】特許第２６３５２４３号公報
【特許文献２】特許第２８７１００３号公報
【特許文献３】特開昭６１−６６５４６号公報
【特許文献４】特開昭６１−９４５３７号公報
【特許文献５】特開２００３−１３４７４７号公報
【特許文献６】特開平８−２５６４５０号公報
【特許文献７】特開平７−５９３２０号公報
【特許文献８】特開平７−５９３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３〜８のようにブラシを円筒形または球形の回転体とした回転型ブラシ場合、特許文献１または２の固定・押圧型ブラシに比べて整流子との摩擦は低減される。しかしながら、ブラシが円筒形の場合はブラシの回転軸と整流子の回転軸が平行であることから、ブラシと１つの整流子片との接触は線接触であり、また、ブラシが球形の場合は点接触である。このため、ブラシは同時に１つの整流子片としか接触できない。このため、整流子の回転によりブラシが現在接触している整流子片から次の隣の整流子片に移行するとき、現在接触している整流子片から一旦離れ、ブラシが整流子片に対して非接触状態となる過程を経て、隣の整流子片に接触する。その結果、スパークが生じやすいという問題は解決されない。また、ブラシと整流子が全く滑りをともなわずに回転するため、双方に付着したごみや錆はそのまま表面に固着される結果、ブラシと整流子の接触抵抗の増大の原因となる。これらの理由から、回転型ブラシは実用化に至っていない。
【０００６】
以上の問題点に鑑み、本発明は、モータにおけるブラシやパンタグラフの摩耗を低減できると同時にスパークを抑制でき、かつブラシと整流子との確実な導通を確保できる給電機構を提供することを目的とする。さらに、本発明は、モータの始動時における突入電流を防止することができ、回転中の回転子のトルクを調整可能なモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）請求項１に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において所定の角度をなしていることを特徴とする。
（２）請求項２に係るモータは、請求項１において、前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ前記複数の整流子片が該外周面上及び／または該内周面上に並設され、前記ブラシが前記外周面及び／または前記内周面と当接するように備えられたことを特徴とする。
（３）請求項３に係るモータは、請求項２において、前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線と平行または母線に対し所定の角度をなして並設されていることを特徴とする。
（４）請求項４に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向、該放射方向に対し所定の角度をなす方向、または渦巻き状に並設されており、前記ブラシの回転軸が前記整流子面への投影において前記放射方向に対し所定の角度をなしていることを特徴とする。
（５）請求項５に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において同一直線上にありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とする。
（６）請求項６に係るモータは、請求項５において、前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ前記複数の整流子片が該外周面上及び／または該内周面上に並設され、前記ブラシが前記外周面及び／または前記内周面と当接するように備えられたことを特徴とする。
（７）請求項７に係るモータは、請求項６において、前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線に対し所定の角度をなして並設されていることを特徴とする。
（８）請求項８に係るモータは、請求項６において、前記整流子が円筒状、円すい台状または円錐状であり、前記複数の整流子片が前記外周面上及び／または前記内周面上において母線と平行に並設されていることを特徴とする。
（９）請求項９に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向に対し所定の角度をなす方向または渦巻き状に並設されており、前記ブラシの回転軸が、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において前記放射方向でありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とする。
（１０）請求項１０に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記整流子が該整流子に備わる回転軸に垂直な少なくとも１つの整流子面を備え、前記複数の整流子片が該整流子に備わる回転軸を中心とする放射方向に並設されており、前記ブラシの回転軸が、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において前記放射方向でありかつ該ブラシの外周面の周速度と該整流子の外周面の周速度が該当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とする。
（１１）請求項１１に係るモータは、請求項４、９または１０において、前記整流子面上における前記ブラシの位置に対応する該整流子面の裏面上の位置に当接する支持材を備えたことを特徴とする。
（１２）請求項１２に係るモータは、回転軸を備え円筒状の回転体からなる外周面及び／または内周面を具備しかつ複数の整流子片を該外周面上及び／または該内周面上において母線に対し所定の角度をなして並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された円筒状の回転体からなるブラシとを有し、前記ブラシの回転軸と前記整流子の回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において同一直線上にあることを特徴とする。
（１３）請求項１３に係るモータは、複数の整流子片を並設した整流子と、回転軸を備え前記整流子における前記整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、前記ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において同一直線上にあり、前記整流子が該整流子に備わる回転軸を軸とした回転体からなる外周面及び内周面を具備し、前記複数の整流子片が該外周面上及び該内周面上にそれぞれ位置するように並設され、前記整流子の回転時において前記外周面上のブラシ及び前記内周面上のブラシのうち少なくとも一方がいずれかの前記整流子片に当接するように該外周面上のブラシ及び該内周面上のブラシがそれぞれ配置され、前記外周面上のブラシ及び前記内周面上のブラシの各々の周速度と前記整流子の周速度とが当接面上にて少なくとも部分的に異なることを特徴とする。
（１４）請求項１４に係るモータは、第１の歯車からなり該第１の歯車の各歯を整流子片とし各歯溝部分を絶縁部とした整流子と、前記第１の歯車と噛合する第２の歯車からなるブラシとを備えたことを特徴とする。
（１５）請求項１５に係るモータは、請求項１４において、前記第１の歯車及び前記第２の歯車の双方が平歯車であることを特徴とする。
（１６）請求項１６に係るモータは、請求項１４において、前記第１の歯車及び前記第２の歯車の一方が平歯車であり他方が斜歯歯車であることを特徴とする。
（１７）請求項１７に係るモータは、請求項１４において、前記第１の歯車及び前記第２の歯車の双方が斜歯歯車であることを特徴とする。
（１８）請求項１８に係るモータは、請求項１〜１７のいずれかにおいて、前記整流子が、前記複数の整流子片と交差する方向に延在する所定の幅の凹部と該凹部に沿って延在する所定の幅の凸部とを備える一方、前記ブラシがその外周面上に前記ブラシ回転軸に対して非平行に延在する所定の幅の凸部と該凸部に沿って延在する所定の幅の凹部とを備え、前記整流子と前記ブラシの当接部分において、該整流子の前記凹部及び凸部が該ブラシの前記凸部及び凹部と互い違いに組み合い可能であることを特徴とする。
（１９）請求項１９に係るモータは、請求項１８において、前記整流子の前記凹部及び凸部が前記整流子の回転軸を中心とする円形状に形成され、前記ブラシの前記凸部及び凹部が前記ブラシの回転軸を中心とする円形状に形成されたことを特徴とする。
（２０）請求項２０に係るモータは、請求項１８において、前記整流子の前記凹部及び凸部が前記整流子の回転軸に対し螺旋状に形成され、前記ブラシの前記凸部及び凹部が前記ブラシの回転軸に対し螺旋状に形成されたことを特徴とする。
（２１）請求項２１に係るモータは、請求項１〜２０のいずれかに記載のモータにおいて、前記ブラシの電気角により決定される回転子の発生する磁束軸に対する固定子の発生する磁束軸の角度を可変とするべく前記モータの回転軸を中心に該固定子を回動可能にする固定子回動手段を有することを特徴とする。
（２２）請求項２２に係るモータは、請求項１〜２０のいずれかに記載のモータにおいて、前記ブラシの電気角を可変とするべく前記モータの回転軸を中心に該ブラシの電気角を回動可能にするブラシ回動手段を有することを特徴とする。
（２３）請求項２３に係るパンタグラフは、外部の導電体線路から給電されるべく該導電体線路との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された導電性円筒体を備え、
前記導電性円筒体の回転軸と前記導電体線路に垂直な方向とが、該導電性円筒体と該導電体線路との当接面上への投影において互いに所定の角度をなしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
（Ａ）本発明によるモータの形態は、複数の整流子片を並設した整流子と、整流子における整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、ブラシの回転軸と整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子との当接面上への投影において所定の角度をなしている。なお、投影した回転軸同士のなす所定の角度は、整流子の回転に伴ってブラシが回転させられる程度とする。
【０００９】
回転体であるブラシは、整流子の回転に伴って整流子面上を当接しつつ回転するため摩擦が小さく、従来の固定・押圧型のブラシに比べて摩耗が格段に低減される。これによりブラシ及び整流子の寿命が延びる。
【００１０】
また、当接面上への投影においてブラシの回転軸が整流子の回転軸に対して所定の角度をなしていることにより、整流子面上に帯状に配設された複数の整流子片のうち隣り合う複数の整流子片にまたがって(すなわち、同時に接触して)ブラシが当接することが可能となる。これにより、整流子の回転中において、ブラシが現在接触している整流子片から次の整流子片への移行を開始して次の整流子片との接触に至るまで、現在接触している整流子片との接触状態を維持できる。よって、整流子片に接続されている電機子コイルとの電流の遮断が発生しないためスパーク発生の程度が抑制される。従来の回転型ブラシの回転軸は、整流子の回転軸と平行であったためブラシが複数の整流子片に亘って接触することがなく、スパークが解消できなかった。
【００１１】
ブラシと整流子の回転軸同士がこのように所定の角度をなして配置されることにより、ブラシと整流子との当接状態には、回転のみでなく摺動も含まれることになるが、従来の固定・押圧型ブラシのように摺動のみで当接する場合より遙かに摩耗は少ない。さらに、ブラシと整流子との当接状態に摺動が含まれることにより、双方に付着したごみや錆等を削り取る効果も得られ、付着物による接触抵抗の増大を防止できる。
【００１２】
なお、整流子がその回転軸に対し垂直な整流子面をもち、ブラシの回転軸が整流子面への投影において放射方向に対し所定の角度をなしている場合も同様の効果が得られる。
【００１３】
（Ｂ）本発明によるモータのさらに別の形態は、複数の整流子片を並設した整流子と、整流子における整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなるブラシとを有し、ブラシの回転軸と整流子に備わる回転軸とが、ブラシと該整流子との当接面上への投影において同一直線上にありかつブラシの周速度と整流子の周速度がその当接面上にて少なくとも部分的に異なる。
一例として、整流子面が円筒形であり、ブラシがテーパ部を有する形状であるとき、ブラシが整流子面に当接しつつ回転すると、テーパ部を有するブラシの当接面上での周速度には必ず分布がある一方、円筒形である整流子面の周速度は一定である。よって、ブラシの周速度と整流子の周速度はその当接面上で少なくとも部分的に異なることになる。
この形態においても、ブラシが回転することによる摩耗低減の効果が得られる。さらに、ブラシと整流子の当接面上での周速度にずれがあることで当接状態に摺動が含まれる結果、双方に付着したごみや錆等を削り取る効果が得られ、付着物による接触抵抗の増加を防止できる。
【００１４】
さらに、整流子片を回転である整流子の母線に対して所定の角度をなすように並設した場合は、ブラシが隣り合う複数の整流子片にまたがって当接可能である。これにより、回転中において、ブラシが現在接触している整流子片から次の整流子片への移行を開始して次の整流子片との接触に至るまで、現在接触している整流子片との接触状態を維持できる。よって、整流子片に接続されている電機子コイルとの電流の遮断が発生しないためスパーク発生の程度が抑制される。
【００１５】
なお、整流子がその回転軸に対し垂直な整流子面をもち、ブラシの回転軸が整流子面への投影において放射方向である場合、ブラシの周速度と整流子の周速度が当接面上にて少なくとも部分的に異なることにより、摺動が生じてごみや錆等の削り取り効果がある。さらに、整流子片が放射方向に対して所定の角度をなすかまたは渦巻き状である場合は、ブラシが複数の整流子片にまたがることができ、スパークを抑制できる。
【００１６】
（Ｃ）本発明によるモータのさらに別の形態は、円筒状の回転体からなり外周面上及び／または内周面上において複数の整流子片を母線に対し所定の角度をなして並設した整流子と、整流子における整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された円筒状の回転体からなるブラシとを有し、ブラシの回転軸と整流子の回転軸とが、ブラシと整流子との当接面上への投影において同一直線上にある。
この形態においても、ブラシが回転することによる摩耗低減の効果が得られる。さらに、ブラシが隣り合う複数の整流子片にまたがって当接可能であることにより、ブラシが１つの整流子片から次の整流子片へ移行する場合に、１つの整流子片に接続されている電機子コイルとの電流の遮断が発生しないためスパーク発生が抑制される。
【００１７】
（Ｄ）本発明によるモータのさらに別の形態は、円筒状の回転体からなり外周面上及び内周面上の双方に複数の整流子片を並設した整流子と、整流子における整流子片を並設した面との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された回転体からなる外周面上及び内周面上のそれぞれのブラシとを有し、ブラシの回転軸と前記整流子に備わる回転軸とが、該ブラシと該整流子の当接面上への投影において同一直線上にある。そして、整流子の回転時において外周面上のブラシ及び内周面上のブラシのうち少なくとも一方がいずれかの整流子片に当接するように各ブラシがそれぞれ配置される。これにより、一方のブラシが整流子片間を移行する際に電機子コイルに対し非接触となったとしても、他方のブラシは必ずいずれかの整流子片に当接しているため電機子コイルとの電流の遮断が無くスパークが抑制される。
さらに、外周面上のブラシ及び内周面上のブラシの各々の周速度と整流子の周速度とが当接面上にて少なくとも部分的に異なることにより、摺動が生じてごみや錆等の削り取り効果がある。
【００１８】
（Ｅ）本発明によるモータのさらに別の形態は、整流子とブラシが互いに噛合する２つの歯車であり、整流子である第１の歯車はその各歯を整流子片とし各歯溝部分を絶縁部とする（すなわち整流子面上に凹凸を有する）。ブラシも整流子と同様な凹凸を有し、整流子と当接する外周面全体が導体である。２つの歯車は歯面同士の直接接触により動力を伝達し、歯面同士の接触には摺動すなわち滑りを伴う。従って、整流子とブラシは、各歯車部分において摺動を伴いながら確実に噛み合い回転する。この歯面同士の摺動により、整流子片及びブラシに付着したごみや錆を取り除くことができる。また、整流子片とブラシは、非接触状態を生じないため安定な導通状態が得られ、スパークが抑制される。また、整流子とブラシの歯車は、歯面同士の面接触が可能であるため、ブラシが整流子片に給電する電流容量が大きくなる。さらに、歯車のピッチ（歯と歯の間隔）が小さい構成では、ブラシの複数の歯と整流子の複数の歯が同時に当接することが可能であり、より安定な導通状態が得られる。
【００１９】
整流子とブラシのうちいずれか一方の歯車が斜歯歯車の場合、積極的に、隣り合う複数の整流子片の歯にブラシが渡って噛み合うように構成できる。この結果、整流子片とブラシの当接がさらに安定し、整流子片とブラシの非接触状態は発生しない。また、斜歯歯車の場合は軸力が働くため、整流子とブラシの摺動摩擦が大きくなりごみや錆の除去効果も大きくなる。なお、双方が斜歯歯車であれば、上記の効果とともに、ブラシ回転軸と整流子回転軸とを平行に配置できる効果もある。
【００２０】
（Ｆ）本発明によるモータのさらに別の形態は、整流子が、複数の整流子片と交差する方向（すなわち、整流子回転軸に対し円周方向または螺旋方向）に延在する所定の幅の凹部とこの凹部に沿って延在する所定の幅の凸部とを備える一方、ブラシがその外周面上にブラシ回転軸に対して非平行に延在する所定の幅の凸部と、この凸部に沿って延在する所定の幅の凹部とを備え、整流子とブラシの当接部分において、整流子の凹部及び凸部がブラシの凸部及び凹部と互い違いに組み合い可能である。整流子とブラシにそれぞれ設けた凹凸が組み合うことにより当接部分における接触面積が大きくなり接触抵抗が小さくなる。なお、凸部及び凹部の側面は傾斜している（すなわち、凸部の頂点から凹部の底部へは垂直よりもなだらかに斜面となっている）方が接触面積が大となり好適である。
【００２１】
整流子及びブラシに対して円周方向すなわち円形状に凹凸を設けた場合、平面視にてブラシ回転軸を整流子回転軸に対して所定の角度をなして配置すると、ブラシが複数の整流子片に当接できる。また円形状に凹凸を設けた場合、ブラシ回転軸と整流子回転軸を平行（平面視にて同一直線上）に配置してもブラシが最大２つの整流子片に当接できる（後述する図１６、図１７）。また円形状に凹凸を設けた場合、整流子片がスキュー配置(後に詳述)であればブラシ回転軸と整流子回転軸が平行であってもブラシが複数の整流子片に当接できる（後述する図１８）。
【００２２】
整流子及びブラシに対して螺旋方向すなわち螺旋状に凹凸を設けた場合、ブラシが複数の整流子片に当接する構成とすることが容易であり、非接触状態を発生せずスパーク抑制できる。この場合、ブラシが複数の整流子片に当接するためには、整流子片がストレート配置(後に詳述)の場合は、平面視にてブラシ回転軸を整流子回転軸に対して角度をもたせればよく、整流子片がスキュー配置の場合は、ブラシ回転軸と整流子回転軸を平行にすればよい（後述する図１９、図２０）。
【００２３】
また、整流子及びブラシに対して螺旋状に凹凸を設けた場合、軸力の作用するブラシと整流子との当接面（軸力の作用する方向に対して角度をなす面）での摺動摩擦が大きくなるため、ごみ・錆の除去効果が高まる。
【００２４】
さらに、整流子片がスキュー配置で整流子に対して螺旋状の凹凸を設け、ブラシにも螺旋状の凹凸を設けて、平面視にてブラシ回転軸が整流子回転軸と角度をなすように配置した場合（後述する図２１）は、図１９、図２０の全ての要素が含まれ、効果はほぼ同様であるがさらに多くの整流子片と当接できる。
【００２５】
なお、上記(Ａ)〜(Ｆ)の形態において、ブラシと整流子の摺動摩擦が大きければ、ごみ・錆の除去効果が大きい一方、ブラシ及び整流子の回転トルクが低下するため効率が悪くなる。従って、本発明のモータにおけるブラシと整流子は、回転型ブラシによるブラシの摺動摩耗低減効果と、ブラシと整流子との摺動摩擦によるごみ・錆の除去効果の双方が最適に得られるように形成されることが好ましい。本発明では、ブラシ回転軸と整流子回転軸の当接面上での角度、整流子片のスキュー配置における角度、整流子及びブラシの形状、整流子及びブラシの歯車形状、整流子及びブラシの外周面上における凹凸形状等の設定を容易に行えるため、摺動摩擦の程度を随意に調整することができる。
【００２６】
また、上記(Ａ)〜(Ｆ)の形態において、ブラシが複数の整流子片にまたがればスパーク抑制の効果がある一方、ブラシが１つの整流子片に接触する以上にまたがる整流子片の数だけ、その整流子片に接続されている電機子コイルの部分的巻き線が無効になる。従って、本発明のモータにおけるブラシと整流子は、スパーク抑制の効果を発揮しつつ電機子コイルを最大限に利用できるように形成されることが好ましい。通常は、ブラシが２つの整流子片に渡って当接するだけでも十分にスパーク抑制の効果が得られる（後述する図では、ブラシが３以上の整流子片にまたがる形態も示されるが、これらは本発明の原理を理解しやすく示すための例である）。
【００２７】
（Ｇ）本発明によるモータのさらに別の形態は、モータの回転軸を軸として固定子を回動可能にする固定子回動手段を有する。これにより、固定位置にあるブラシの所定の電気角に基づき発生する回転子の磁束軸に対して固定子の発生する磁束軸の角度を可変とすることができる。この固定子回動手段を利用して、例えば、モータの始動時にはブラシの所定の電気角に基づき発生する回転子の磁束軸に対する固定子の磁束軸の角度を小さくすることにより突入電流を防止できるとともに、急激な回転トルクの発生を防止できる。また、モータの回転時に固定子の磁束軸の角度を変更することにより、回転トルクを調整でき、その結果アクセルやブレーキの効果を得ることができる。また、ブラシの電気角０°に対し固定子を正方向または負方向のいずれに回動するかによって、モータの回転方向を逆にすることができる。
【００２８】
（Ｈ）本発明によるモータのさらに別の形態は、モータの回転軸を軸としてブラシの電気角を回動可能にするブラシ回動手段を有する。これにより、固定位置にある固定子に対してブラシの電気角を可変とすることができる。このブラシ回動手段を利用して、例えば、モータの始動時にはブラシの電気角を小さくすることにより突入電流を防止できるとともに、急激な回転トルクの発生を防止できる。また、モータの回転時にブラシの電気角を変更することにより、回転トルクを調整でき、その結果アクセルやブレーキの効果を得ることができる。また、ブラシの電気角を０°から正方向または負方向のいずれに回動するかによって、モータの回転方向を逆にすることができる。
【００２９】
（Ｉ）本発明によるパンタグラフの形態は、パンタグラフに給電する外部の導電体線路との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支された導電性円筒体を備え、この導電性円筒体の回転軸と導電体線路に垂直な方向とが、導電性円筒体と導電体線路との当接面上への投影において互いに所定の角度をなしている。導電性円筒体の回転軸と導電体線路の垂直方向とはいわば捻れの位置の関係にある。なお、投影した導電性円筒体の回転軸と導電体線路の垂直方向とのなす角度は、導電体線路に沿ったパンタグラフの進行に伴って円筒体が回転させられる程度とする。
【００３０】
本発明のパンタグラフの導電性円筒体は、パンタグラフの進行に伴って導電体線路に当接しつつ回転するため摩擦が小さく、従来のパンタグラフに比べて摩耗が格段に低減される。これによりパンタグラフ及び導電体線路の寿命が延びる。これにより導電体線路の取り替え工事に伴う種々の負担が軽減される。
【００３１】
また、当接面上への投影においてパンタグラフの導電性円筒体の回転軸が導電体線路の垂直方向に対して所定の角度をなしていることにより、導電性円筒体と導電体線路との当接状態には、回転のみでなく摺動も含まれることになる。この摺動により、双方における錆や付着物等を削ぎ取り、経年変化による接触抵抗の増大を防止することができる。これに対し、導電性円筒体の回転軸と導電体線路の垂直方向とが平行な場合には、回転のみとなり摩擦が極度に小さくなり錆や付着物等の堆積で接触抵抗が増していくこととなる。
なお、パンタグラフの導電性円筒体と導電体線路の当接状態に回転のみでなく摺動が含まれるといっても、従来のパンタグラフのように摺動のみで当接する場合より遙かに摩耗は少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（１）モータの第１の実施形態
図１は、本発明によるモータの第１の実施形態を示す一部切り欠き斜視図である。モータ１は、略円筒状の筐体５に対して回転自在に配設されたモータ回転シャフト１２に固定された電機子１１を具備し、電機子１１は複数の電機子コイル（図示せず）から構成されている。モータ回転シャフト１２上には円筒状の回転体(以下、「円筒体」と称する)である整流子１３も固定されている（モータ回転シャフト１２はすなわち整流子１３の回転シャフトである）。整流子１３の外周面上には、複数の帯状の導電性接触部すなわち整流子片１３ａが並設されている。各整流子片１３ａは、モータ回転シャフト１２と平行に延在している。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には、絶縁部１３ｂとしての溝が形成され、電気的絶縁を確保している。図示しないが、各整流子片１３ａは電機子１１を構成する複数の電機子コイルの各々と電気的に接続されている。電機子１１及び整流子１３は、回転シャフト１２とともに回転する回転子を構成している。
【００３３】
一方、筐体５の内面に固定された一対の固定子３１Ａ、３１Ｂは、回転シャフト１２を中心として電機子１１の両側に対向して配置されている。固定子３１Ａ、３１Ｂは、永久磁石でも界磁コイルを巻いた電磁石でもよい。
【００３４】
これらの電機子１１、モータ回転シャフト１２、整流子１３及び固定子３１Ａ、３１Ｂは公知の構成要素であり、多様な変形形態があり得る。
【００３５】
さらにモータ１は、整流子１３の外周面に対して当接する一対のブラシ２１Ａ、２１Ｂを設けている。これらのブラシ２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ導電性材料からなる円筒体で形成され、モータ回転シャフト（すなわち整流子１３の回転シャフト）１２を中心に整流子１３を挟んで互いに反対側に配置されている。ブラシ２１Ａと２１Ｂは基本的に同じ構造であるので、以下、一方のブラシ２１Ａについて構造を説明する。
【００３６】
ブラシ２１Ａの円筒体は、その回転シャフト２２と一体に回転可能に軸支されている。これにより、整流子１３が回転すると、その外周面に当接するブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の回転力を受けて回転することができる。この結果、従来の固定・押圧型ブラシのように摺動のみによって当接するブラシに比べて、摩耗を格段に低減することができる(以下の、ブラシの回転を伴ういずれの形態においても同様)。
【００３７】
図示のブラシ２１Ａでは、円筒体の両端面の中心部からブラシ回転シャフト２２がそれぞれ外方に延びており、ブラシ回転シャフト２２は一対のベアリング２２ａにより回転自在に支持されている。一対のベアリング２２ａの各々は、適宜の連結部材を介して筐体５に連結されている。図示の例における連結部材は、各ベアリング２２ａを固定するコ字状支持部材２４と、コ字状支持部材２４の梁部両端と筐体５の内壁の間を連結する一対の脚部材２５とを具備する。各脚部材２５の基端部は、内壁に穿設された固定孔２７に挿入され、各脚部材２５の周囲には、スプリング２６が圧縮状態で配設されている。このスプリング２６の弾性作用によりブラシ２１Ａが整流子１３の外周面に対して押圧される。これにより、ブラシ２１Ａの外周面と、整流子１３の外周面との当接状態を保持することができる。
なお、ブラシ２１Ａと２１Ｂは、整流子１３を互いに反対側から均等に押圧するように配置されている（以下の各形態においても同様）。
【００３８】
さらに、ブラシ２１Ａとの電気的接続を確保するために、ブラシ回転シャフト２２の外周上に導電体片２３が弾性的に押し当てられている。導電体片２３はコ字状支持部材２４に連結され、詳細は示さないが、さらに外部の電源に接続されることによりブラシ２１Ａに給電する。但し、コ字状保持材２４と筐体５とは電気的に絶縁されている。この図１においては、脚部材２５を絶縁体とする。スプリング２６は筐体５の電位である。よって、図示の例では、ブラシ回転シャフト２２及びコ字状支持部材２４もまた導電性材料で形成される。導電体片２３は、例えば、従来の固定・押圧型ブラシと同様の部材を用いてもよい。ブラシ回転シャフト２２には、整流子１３の外周面のような凹凸がないため摩擦は小さく、導電体片２３の摩耗はほぼ問題とならない。
なお、図１に概略的に破線で示した外部電源への給電ラインは、直巻モータの場合を例示しているが、本発明のモータは直巻モータに限定されない。
【００３９】
なお、図１に示したブラシ回転シャフト２２、ベアリング２２ａ、コ字状支持部材２４、脚部材２５及びスプリング２６などの形態は一例であり、円筒体のブラシ２１Ａを回転可能に軸支しかつ整流子１３の外周面に対して弾性的に当接させる構成であれば、多様な変形形態があり得る。
【００４０】
さらに特徴的な点として、図１に示すように、一対のブラシ２１Ａ、２１Ｂの各円筒体の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行とならないように所定の角度をなして配置されている。図２は、ブラシの回転軸と整流子の回転軸との関係を詳細に示す図である。図２(Ａ)は、図１の矢印Ｙ方向に見たモータ１の主要部の平面図であり、図２(Ｂ)は、図１の矢印Ｘ方向に見たモータ１の主要部の正面図である。
【００４１】
図２(Ａ)の平面図に示すように、整流子１３の回転軸Ａに対し、ブラシ２１Ａの回転軸Ｂ１は所定の角度θ１をなし、ブラシ２１Ｂ（破線で示す）の回転軸Ｂ２は所定の角度θ２をなしている。また、図２(Ｂ)の正面図は、整流子１３とブラシ２１Ａとの当接面Ｐ１、及び、整流子１３とブラシ２１Ｂとの当接面Ｐ２を示している。当接面Ｐ１とＰ２は互いに平行である。ここで、図２(Ａ)に示した面は、これらの当接面Ｐ１及びＰ２に平行な面であり、また、回転軸Ａ、Ｂ１及びＢ２に垂直な軸Ｃに対して垂直な面である。言い換えるならば、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２と整流子１３の回転軸Ａとは、ブラシと整流子との当接面上への投影において互いに所定の角度をなしている。
以下、ブラシ回転軸と整流子回転軸とが、ブラシと整流子との当接面上への投影において所定の角度をなすようなブラシの配置を「ブラシの第１配置」と称することとする。
【００４２】
なお、図示の例では、回転軸Ｂ１の角度θ１と回転軸Ｂ２の角度θ２とは、回転軸Ａに対して反対方向であるが、同方向であってもよい（以下の、他の実施形態におけるブラシの第１配置においても同じ）。角度θ１とθ２を同角度とすると、摩擦抵抗が均一となり、また、後述するブラシによる複数の整流子片への渡り（複数の整流子片への同時接触）においても、無駄がなくなり好適である。これは、２つのブラシの渡りの数が異なる場合、少ない方の数によって渡りの効果が決まるからである。なお、角度θ１及びθ２があまり大きくなるとブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の回転に伴って回転することが容易とならないため、角度θ１及びθ２は、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが回転し易く、かつ、回転による摩耗低減効果が適度に得られる程度とする。
【００４３】
本発明では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの円筒体の回転軸Ｂ１、Ｂ２が、整流子１３の回転軸Ａと平行とならないよう配置したことにより、上記のようにブラシ２１Ａ及び２１Ｂが整流子と接触するため、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの各々が整流子１３の複数の整流子片１３ａにまたがって当接することになる。この結果、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の個々の整流子片１３ａに対して離れる際にスパークが発生する度合いが少なくなる。前述の特許文献３〜８に掲げた従来の回転型ブラシのようにブラシ回転軸が整流子回転軸と平行である場合は、整流子円筒とブラシ円筒との線接触となるため、ブラシが１つの整流子片に対して接触している状態から一旦離れてから次の１つの整流子片に接触するという事象を繰り返すので、必然的にスパークが発生する（球状ブラシも同様）。これに対し本発明では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが複数の整流子片１３ａに対して斜めに面接触するので、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは複数の整流子片に亘って接触している。このため、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは、回転中において、現在接触している整流子片から次の整流子片への移行を開始して次の整流子片との接触に至るまで、現在接触している整流子片との接触状態を維持できる。よって、整流子片に接続されている電機子コイルとの電流の遮断が発生しないためスパーク発生の程度が抑制される。
【００４４】
さらに、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３に対し斜めに当接することにより、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の外周面上で回転するのみでなく、適度に摺動することにもなるため、双方に付着したごみや錆が削り取られて接触抵抗の劣化を防止できるという効果も得られる。
【００４５】
（２）モータの第２の実施形態
図３は、本発明によるモータの第２の実施形態を示す概略的な縦断面図である。図３に示すモータ２は、前述の図１(Ａ)に示したモータ１とほぼ共通する内部構成を有している。すなわち、モータ回転シャフト１２に固定された電機子１１及び整流子１３が回転子１０を構成し、整流子１３の外周面には回転可能に軸支された一対の円筒体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂがそれぞれ当接している。以下、ブラシ２１Ａと２１Ｂを合わせてブラシ２１として示す。
【００４６】
図１(Ａ)に示したモータ１との相違点は、モータ２の筐体が、第１筐体５Ａ及び第２筐体５Ｂに２分割されており、いずれか一方がモータ回転シャフト１２を中心に回動可能（破線両矢印）に構成されている点である。注記すると、図３のモータ２を所定の用途に用いる場合は、第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂのいずれか一方は必ず固定状態とし、他方のみを回動可能とする。つまり、１つの用途においてどちらも回動可能とするものではない。ここで、第１筐体５Ａ及び第２筐体５Ｂの各々についての「固定状態」とは、モータ２を設置する架台や床等に対して不動とすることを意味する。これは、一般的なモータを設置し固定することと同じ意味である。
なお、回動方向は、正逆いずれにも回動可能としてよいが、用途に応じていずれか一方のみに回動可能としてもよい。
【００４７】
第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂを回動可能とする具体的機構は多様であり、例えば図３のように第１筐体５Ａと第２筐体５Ｂの開口端面同士を対向させ、環状のベアリング５Ｃを介して連結する。なお、図示しないが、回動可能とした第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂを、任意の回動角で一時的に固定する手段も適宜備えているものとする。また、回動操作及びその一時的固定は、手動で行っても自動で行ってもよい。自動の場合は別途設けたモータ等で回動速度及び回動方向を制御可能とする。このような回動手段及び一時的固定手段は、公知のものである。
【００４８】
なお、モータ回転シャフト１２は、第１筐体５Ａに対してはベアリング５Ｄ１を介して回転自在に設けられ、かつ第２筐体５Ｂに対してはベアリング５Ｄ２を介して回転自在に設けられる。
【００４９】
一対の固定子３１Ａ、３１Ｂは、第１筐体５Ａの内面に固定され、第１筐体５Ａと一体的に回動することができる。すなわち、第１筐体５Ａを回動させると、固定子３１Ａ、３１Ｂにより発生する界磁磁束すなわち磁束軸の角度を変更することができる。
【００５０】
一方、ブラシ２１は、第２筐体５Ｂの内面に固定され、第２筐体５Ｂと一体的に回動することができる。すなわち、第２筐体５Ｂを回動させると、ブラシ２１の電気角を変更することができる。
【００５１】
ここで、図４は、図３に示したモータ２の回動操作とそのモータ動作を説明するための図である。図中の回転子磁極中に示される破線白矢印は、回転子磁束の方向を示し、固定子磁極間に示される実線白矢印は、固定子磁束軸の方向を示す。また、固定子と回転子の間に示される実線黒矢印は回転子の回転方向を示す。先ず、図４(Ａ)は、通常のモータにおいて固定子１３１Ａ、１３１Ｂによる磁束軸の角度に対しブラシ１２１の電気角が９０°に設定されているときの模式図である。これは一般的な設定である。ブラシの電気角が９０°またはこれよりやや大きい角度範囲においては駆動トルクが最大となるため、外部電源を印加すると直ちにモータが回転し始める。しかしながら、その際の突入電流が非常に大きく、急激な回転トルクが生じるという問題もある。
【００５２】
図３に示した本発明のモータ２においては、図４(Ｂ)に示すように、固定子３１Ａ、３１Ｂの発生する磁束軸を回転子磁束と同方向（破線）とする。これがブラシの電気角０°に相当する。図３において、第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂのいずれかを回動させることによりこの状態とすることができる。
【００５３】
図４(Ｂ)の状態で外部電源を印加した後、図４(Ｃ１)に示すように界磁の磁束軸の角度を回動角φだけ回動させる。この操作は、図３において第２筐体５Ｂを固定し第１筐体５Ａのみを回動させることに相当する。この場合、ブラシ２１は固定されたままで、固定子３１Ａ、３１Ｂが回動する。磁束軸の角度を回動させ始めると回転子１０は徐々に回転を始める。回動角φだけ回動した後、その位置で第１筐体５Ａを固定する。すると、この回動角φでのトルクに応じて回転子１０が回転を持続することとなる。なお、磁束軸の角度を反対方向に回動させれば、回転子１０は逆回転する。
【００５４】
あるいは、外部電源を印加した後、図４(Ｃ２)に示すようにブラシ２１の電気角を回動角φだけ回動させる。この操作は、図３において第１筐体５Ａを固定し第２筐体５Ｂのみを回動させることに相当する。この場合、固定子３１Ａ、３１Ｂは固定されたままで、ブラシ２１が回動する。ブラシ２１の電気角を回動させ始めると回転子１０は徐々に回転を始める。回動角φだけ回動した後、その位置で第２筐体５Ｂを固定する。すると、この回動角φでのトルクに応じて回転子１０が回転を持続することとなる。なお、ブラシ２１の電気角を反対方向に回動させれば、回転子１０は逆回転する。
【００５５】
図４(Ｃ１)または(Ｃ２)に示す回動手段を用いれば、始動時に回転子１０を徐々に回転させ始めることができるため、突入電流が発生しない。また急激な回転トルクも生じないので安全である。
【００５６】
図４(Ｃ１)または(Ｃ２)に示す回転子１０の回転中において、磁束軸の角度またはブラシの電気角の回動角φをさらに変更することもできる。例えば、回動角φを９０°に近づけさらに９０°を超すように回動させると、トルクが増して回転速度が上がる。さらに角度を増すと回転速度は上がるがトルクは減少する。このようにして例えば、電気自動車に用いればアクセル効果が得られる。続いて、回動角φを元に戻していくとブレーキ効果が得られる。
【００５７】
以上、図４(Ｂ)、(Ｃ１)及び(Ｃ２)を参照して説明した固定子の回動角φによる固定子の磁束軸の角度の変動、または、ブラシの電気角の回動角φの変動の操作は、図３に示したモータ２の使用形態の一例であり、他にも多様な使用形態があり得る。
【００５８】
（３）パンタグラフの実施形態
図５は、本発明によるパンタグラフの実施形態を示す図である。図５(Ａ)は、電車等の屋根部に設けた本発明によるパンタグラフを示した斜視図である。図５(Ｂ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略上面図である。図５(Ｃ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略側面図である。
【００５９】
図５(Ａ)に示すように、電車４９の屋根に取り付けられたパンタグラフ４０は、架線である導電体線路４８と電気的に接触することにより給電される。パンタグラフ４０は、導電性円筒体４１を備えており、導電性円筒体４１の外周面は導電体線路４８との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支されている。これにより、パンタグラフ４０が導電体線路４８に沿った進行方向（白抜矢印）に進行すると、その外周面に当接する導電体線路４８との摩擦により導電性円筒体４１が回転することができる。この結果、従来の摺動のみによって当接するパンタグラフに比べて、摩耗を格段に低減することができる。
【００６０】
図示のパンタグラフ４０では、導電性円筒体４１の両端面の中心部から回転シャフト４２がそれぞれ外方に延びており、回転シャフト４２は一対のベアリング４２ａにより回転自在に支持されている。一対のベアリング４２ａの各々は適宜の連結部材を介して電車４９の屋根に連結されている。図示の例における連結部材は、各ベアリング４２ａを固定支持する柱体４４であり、柱体４４は回転シャフト４２とは電気的に絶縁され、柱体４４の周囲にはスプリング４５が圧縮状態で配設されている。スプリング４５の弾性作用により導電性円筒体４１が導電体線路４８に対して押圧される構成となっている。これにより、導電性円筒体４１の導電体線路４８に対する当接状態を保持する。
【００６１】
さらに、導電性円筒体４１と電車４９の所定の電気回路との電気的接続を確保するために、回転シャフト４２の外周上に導電体片４３（電車の車体４９とは絶縁されている）が弾性的に押し当てられている。詳細は示さないが、導電体片４３は適宜の経路で電車内部の動力系回路に接続されている。導電体片４３と回転シャフト４２との摺動は、摩擦ができるだけ小さくなるよう構成する。
【００６２】
なお、図５に示した回転シャフト４２、ベアリング４２ａ、柱体４４及びスプリング４５などの形態は一例であり、導電性円筒体４１を回転可能に軸支しかつ導電性線路４８に対して弾性的に当接させる構成であれば、多様な変形形態があり得る。
【００６３】
さらに特徴的な点として、図５(Ｂ)の上面図及び図５(Ｃ)の側面図に示すように、導電性円筒体４１の回転軸Ｂ３が、導電体線路４８に垂直な方向Ａ２と平行ではない。回転軸Ｂ３と導電体線路垂直方向Ａ２とは、導電性円筒体４１と導電体線路５０との当接面Ｐ３上への投影において互いに所定の角度θ３をなしている。これにより、導電性円筒体４１と導電体線路４８との当接状態は、回転のみでなく摺動も付加される。この結果、経年変化により生じる錆や付着物等が削ぎ取られるため、これらによる接触抵抗の劣化を防止できる。仮に、回転軸Ｂ３と導電体線路垂直方向Ａ２とが平行であるとすると、両者は回転接触のみとなり摩擦が極度に少なくなるため、錆や付着物等により接触抵抗が増加する。
【００６４】
ただし、角度θ３があまり大きくなると導電性円筒体４１が回転し難くなる。従って、角度θ３については、導電性円筒体４１の回転による摩耗低減効果と、摺動による付着物除去効果との双方を得る上で最適な角度に設定する。
【００６５】
（４）モータのその他の変形形態
（４−１）回転体の整流子及びブラシを有する形態
図６は、本発明によるモータの別の形態を示す一部切り欠き斜視図である。図６では、整流子及びブラシが図１の形態と相違する。図１に対応する構成要素については同じ符号で示す（以下の図において同じ）。図６では、円筒体である整流子１３の内部が空洞であり、整流子１３は円筒状の内周面を備えている。整流子１３の内周面上には複数の帯状の整流子片１４ａが並設されている。この場合、整流子１３の外周面上には整流子片は設けられていない。整流子１３と一体的に回転するモーター回転シャフト１２は、整流子１３の内部空洞の中心軸上を貫通している。各整流子片１４ａは、モータ回転シャフト１２（すなわち整流子１３の回転シャフト）と平行に延在し、隣り合う２つの整流子片１４ａ間には、絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。なお、図６の例では、固定子に永久磁石を用いているので、給電は電機子コイルのみであり、２つのブラシに給電している。
【００６６】
以下、回転体である整流子の母線に対して平行に並設された整流子片の配置を、「ストレート配置」と称する。ストレート配置においては、整流子が円筒体の場合は整流子片が整流子回転軸と平行となるが、後述する形態のように整流子が円すい台状または円錐状の場合は、整流子片は整流子回転軸と平行とはいえない（ただし、当接面上への投影においては、整流子回転軸とブラシ回転軸は同一直線上にある）。しかしながら、いずれの場合も、回転体である整流子の母線に対して整流子片が平行となる。
【００６７】
図６ではさらに、回転可能に軸支された一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが、それぞれ整流子１３の内周面と当接している。ブラシ２１Ｃと２１Ｄは、モータ回転シャフト１２を中心に互いに反対側に位置する。詳細構成は図示しないが、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄは、それぞれ整流子１３の内周面に対して押し付けられるように押圧力を負荷されている（以下の各形態においても同様）。
【００６８】
なお、初期のブラシ形状を円筒体とした場合であっても、使用開始後に整流子１３の内周面との摩擦によってブラシの両端部分が摩耗して図示のように回転楕円体に類似した形状となる。そして、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄが整流子１３の内周面にほぼ沿う形状となった後は、ブラシの摩耗はほとんどなくなる。
【００６９】
また、図６では、ブラシ２１Ｃ及び２１Ｄの回転軸(回転シャフト２２)は、整流子１３の回転軸(回転シャフト１２)に対して所定の角度をなして配置されている。すなわち、ブラシの配置は第１配置である。ブラシ回転シャフト２２の両端に設けたベアリング２２ａは、適宜の支持部材２８ａ及び２８ｂによりそれぞれ支持されている。一方の支持部材２８ａは、整流子１３の内周面に嵌合するように配置されている。図示しないが、一実施例として、支持部材２８ａの外周にベアリング２８ａ１を設け、適宜の連結部材により支持部材２８ａと支持部材２８ｂとを連結して支持部材２８ａを支持部材２８ｂに固定する構成とする。このような構成とすれば、支持部材２８ａは整流子１３の回転には影響されない。他方の支持部材２８ｂは適宜の手段により筐体５に固定される。なお、ブラシの支持機構は、図示の構成に限定されず多様な構成が可能である。図１の形態と同様に、導電体片２３を介してブラシ回転シャフト２２に対し給電される。
【００７０】
図６の形態においても、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄが整流子１３の回転力を受けて回転することによりブラシの摩擦が低減される。また、ブラシ回転軸が整流子回転軸と平行でないことにより、ブラシが複数の整流子片１４ａにまたがって当接するためスパークの発生度合いが少なくなる。さらに、ブラシ回転軸が整流子回転軸と平行でないことにより、ブラシと整流子の当接状態に回転のみでなく適度な摺動も付加される結果、ごみや錆が削り取られ接触抵抗の劣化等を防止できる。また、図６では、整流子片１４ａが内面に配設されているため、整流子１３が高速回転しても整流子片１４ａが遠心力で飛び散ることはない。
【００７１】
図７(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６と同様である。
【００７２】
図７(Ａ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがストレート配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがストレート配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａのように互いに対応する整流子片同士は、１つの電機子に巻装された電機子コイル群のうち任意の１つの同一電機子コイル（電機子コイル中の部分的巻き線）に接続されている（以下の実施形態についても同様であり、この表裏関係にある整流子片の接続状態の概念を、以下単に「導通している」と表現する）。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。両面に整流子片を設けた場合は、片面のみに設けた場合に比べて、２系統から給電されるため総合して２倍の導電率となる。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００７３】
図７(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に図１と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、内周面上に図６と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されており、整流子との摩擦を低減する効果がある。
【００７４】
また、外周面上のブラシ２１Ａと内周面上のブラシ２１Ｃは、電気的に接続され同一の給電を受けて整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置する。ブラシ２１Ａが当接する複数の整流子片の各々と、ブラシ２１Ｃが当接する複数の整流子片の各々とは、概ね互いに表裏に位置して導通している。同様に、外周面上のブラシ２１Ｂと内周面上のブラシ２１Ｄは、整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置する。このように、整流子１３の両面に設けた整流子片にブラシから給電することにより、ブラシと整流子の接触面積が大きくなり総合して接触抵抗が低減されるためモータの効率が向上する（以下、外周面上及び内周面上の両面に整流子片及びブラシを設けた他の形態においても同様である）。
【００７５】
さらに、各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。よって、各ブラシは複数の整流子片にまたがって当接することになり、スパーク抑止効果があると同時に、各ブラシと整流子とが摺動することでごみ・錆の削ぎ取り効果がある。
【００７６】
図７(Ｂ)の形態は、円筒体である整流子１３の外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａが並設され、そして各整流子片１３ａは、整流子１３の円筒体の母線に対して所定の角度をなすように並設されている。すなわち、整流子片１３ａは、整流子１３の回転軸に対して螺旋状に配置されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成されている。
以下、回転体である整流子の母線に対して所定の角度をなして並設された整流子片の配置を、「スキュー配置」と称する。
【００７７】
図７(Ｂ)ではさらに、整流子１３の外周面上に一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。さらに、これらのブラシ２１Ａ、２１Ｂの各々の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行である。すなわち、各ブラシの回転軸と整流子１３の回転軸は、各ブラシと整流子との当接面上への投影において同一直線上にある。
以下、ブラシ回転軸と整流子回転軸とが、ブラシと整流子との当接面上への投影において同一直線状にあるブラシの配置を「ブラシの第２配置」と称することとする。
【００７８】
図７(Ｂ)では、ブラシ回転軸は整流子回転軸と平行であるが、整流子片１３ａがスキュー配置であるので、ブラシが複数の整流子片１３ａにまたがって当接することになる。これは、整流子片がストレート配置（整流子円筒体の母線に平行）でブラシ軸が整流子軸に対して角度をなしている図１の構成に、ブラシが複数の整流子片に当接するという観点から類似する。これによりスパーク抑制の効果がある。なお、図７(Ｂ)では、ブラシと整流子が円筒体でありかつブラシ回転軸と整流子回転軸が平行であるため、ブラシと整流子の当接状態は、回転のみであり摺動の要素はない。
【００７９】
しかしながら、ブラシ外周面と整流子外周面の摺動摩擦を得るための一例として次の構成が可能である。図示しないが、整流子軸に第１のギアを備え、ブラシ２１Ａと２１Ｂのブラシ軸にそれぞれ第２のギアを備え、第１のギアと第２の各ギアを噛合することにより、整流子軸の回転をブラシ軸に伝達する。さらに、整流子外周面の周速度とブラシ外周面の周速度に若干の差を与えることにより摺動摩擦を得る。これは公知技術であり、ギア比の設定で適度な周速度差が得られる。この構成では、整流子外周面の回転方向とブラシ外周面の当接面において両者の回転方向が同一となるため好適である。なお、整流子軸とブラシ軸の回転方向は逆である。
【００８０】
上記と同様に図示しないが、また別の例として、整流子軸に第１のプーリーを備え、ブラシ２１Ａと２１Ｂのブラシ軸にそれぞれ第２のプーリーを備え、第１のプーリーと第２の各プーリーにベルト等で第１のプーリーから第２のプーリーに回転を伝達する。さらに、このベルトを第１のプーリーと第２のプーリーにたすき掛けとし、第１のプーリーと第２のプーリーの回転方向を逆とし、整流子外周面とブラシ外周面の当接面において両者が同方向にとなるようにする。これにより、上記のギアの例と同じようにブラシが整流子の回転を受けて回転することとなる。加えて、第１のプーリーの径と第２のプーリー径において、整流子外周面とブラシ外周面の当接する面の周速度に若干の差を与えるようプーリー径を設定する。この結果、適度な摺動摩擦が得られ、ごみ・錆等を除去可能となる。
【００８１】
以上、図７(Ｂ)に関し、整流子外周面の形態を説明したが、図７（Ａ）やその他の形態での外周・内周に整流子片及びブラシを配設するものと同様に、この形態においても整流子内周面に整流子片を配設し内面ブラシを設けてもよい。この場合も、整流子片とブラシの接触面積が増してモータの効率が向上する。
【００８２】
図７(Ｃ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがスキュー配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがスキュー配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置するもの同士が互いに導通している。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００８３】
図７(Ｃ)ではさらに、整流子１３の外周面上及び内周面上に、図７(Ａ)同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂ及び一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、整流子１３の両面に設けた整流子片に対してブラシから給電することにより、ブラシと整流子の接触面積が大きくなり総合して接触抵抗が低減され、モータの効率が向上する。
【００８４】
さらに、各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。好適には、ブラシが複数の整流子片にまたがることができるような向きで第１配置とする。すなわち、当接面上への投影において整流子軸に対して所定の角度をなすブラシ回転軸の方向は、整流子１３の母線に対して所定の角度をなす整流子片１３ａまたは１４ａの方向とは逆方向（言い換えると、当接面上へ投影されたブラシ軸と、整流子片とがＸ状に交差する）であることが好ましい。これにより、スパークを抑制することができる。加えて、図７(Ｃ)では整流子片がスキュー配置であるため、図７(Ａ)の整流子片がストレート配置の場合に比べて、整流子とブラシのなす角度を大きくすることなく適度な角度において、ブラシが適度な数の整流子片と当接することが可能となる。
【００８５】
なお、当接面上においてブラシ回転軸と整流子片とが、それぞれ整流子軸に対して同じ方向に角度をなす場合でも、ブラシ回転軸と整流子片とのなす角度を必要程度確保することが好ましい。つまり、当接面上でブラシ回転軸と整流子片とが平行とならないようにする。
【００８６】
図７(Ｃ)では、ブラシ回転軸と整流子回転軸が平行でないことから当接状態に回転のみでなく適度の摺動も含まれ、ごみや錆の削り取り効果がある。
【００８７】
図８は、本発明によるモータのさらに別の形態であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみ示している。図８(Ａ)は一部切り欠き斜視図であり、図８(Ｂ)は、整流子の回転軸Ａの方向から見た正面図である。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様である。
【００８８】
図８(Ａ)に示すように、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがストレート配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがストレート配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、互いに対応する整流子片同士が導通している。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００８９】
図８(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に図１と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、内周面上に図６と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、図８(Ｂ)の正面図に示すように、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄの各々の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行に配置されている。
【００９０】
但し、外周面上のブラシ２１Ａが整流子片１３ａ１に当接するとき、内周面上のブラシ２１Ｃは、整流子片１３ａ１と導通する内周面側の整流子片１４ａ１には当接せず、近傍の整流子片１４ａ２(外周面上の整流子片１３ａ２と導通)に当接しているかまたはいずれの整流子片にも当接していない(すなわち整流子片間を移行中)。「近傍」とは、整流子片の分割数にもよるので厳密に規定できないが、外周面と内周面においてそれぞれ給電される各整流子片の電気角が大きく異なると電機子コイルへの給電状態により電機子が発生する磁束に影響を及ぼすことになるため、このような影響を及ぼさない程度とする。
【００９１】
同様に、外周面上のブラシ２１Ｂが整流子片１３ａ３に当接するとき、内周面上のブラシ２１Ｄは、整流子片１３ａ３と導通する内周面側の整流子片１４ａ３には当接せず、近傍の整流子片１４ａ４(外周面上の整流子片１３ａ４と導通)に当接しているかまたはいずれの整流子片にも当接していない(すなわち整流子片間を移行中)。
【００９２】
図８では、整流子１３の外周面上のブラシと内周面上のブラシの各々が、周方向にずれて配置されているため、１つのブラシが複数の整流子片にまたがって当接する場合と同じ効果を奏することができる。すなわち、外面ブラシ２１Ａは、外周整流子片１３ａ１に対して左寄り（図８（Ｂ）において反時計方向寄り）に、そして内面ブラシ２１Ｃは内周整流子片１４ａ２に対して右寄り（同図において時計方向寄り）に当接するように配設される。これにより、整流子が回転(左右どちらでもよい)し、一方のブラシが一の整流子片から次の整流子片へと移行するとき（このとき、この一方のブラシはいずれの整流子片にも当接していない場合がある）、他方のブラシは必ずいずれかの整流子片との当接状態を維持したままとする構成が可能である。つまり、いずれのブラシも整流子片と当接しない瞬間が発生しない。この結果、スパークの発生を抑制できる。
このように、図８の形態によれば、ブラシ回転軸を整流子回転軸に対して第１配置とすることなく、また、整流子片をスキュー配置とすることなく、スパーク抑制の効果を得ることができる。
【００９３】
図８では、ブラシと整流子の回転軸が互いに平行であるので、ブラシが整流子の回転力を受けて自由に回転するのみでは、当接状態に摺動の要素はない。そこで、各ブラシの自由回転をある程度妨げるような所定の制動力を負荷すれば、各ブラシと整流子の当接面上での周速度に差が生じ、摺動を生じさせることができる。ブラシと整流子の摺動により、ごみ・錆の削り取り効果が得られる。図示しないがこの場合も、上記図７（Ｂ）で記載した例と同様にして整流子面とブラシ面に摺動摩擦を得ることができる。または、例えば、ブラシ２１Ａと２１Ｃ（及びブラシ２１Ｂと２１Ｄ）の径に差を設け、両ブラシの回転軸間にベルト等による巻掛け伝導機構を設ければよい。または、ブラシの径を同じくする場合、表裏両方のブラシの回転軸にプーリー等を設け、この両プーリーの径を異ならせ、これらのプーリ間にベルト等で回転を伝達する方法（公知技術）がある。この場合も、外面ブラシと内面ブラシの回転軸の回転方向を逆とするようベルトをたすき掛けにし、整流子面と当接するブラシ面の回転方向を合わせるようにする。なお、後述する実施形態に示すように、ブラシがテーパ部を有する形状(例えば円すい台状）であれば摺動摩擦を得ることもできる。
【００９４】
図９(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様であり、図９において省略している外面・内面ブラシも図１、６のようなブラシ保持及び給電機構を用いることができる。
【００９５】
図９(Ａ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上及び内周面上に複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがそれぞれストレート配置で並設されるている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、互いに対応する整流子片同士が導通している（同一の電機子コイルに接続されている）。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００９６】
図９(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に、一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、また、内周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。ここで、ブラシ保持及び給電機構は、図１(外周面上の整流子及びブラシ)及び図６(内周面上の整流子及びブラシ)と同様とすることができる。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、整流子１３の両面に設けた整流子片及びブラシを設けたことにより、給電回路が２系統となり接触抵抗が半減することになる。
【００９７】
各ブラシの回転軸と整流子１３の回転軸とは、各ブラシと整流子１３との当接面上への投影において同一直線上にあり、各ブラシは第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ｃの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｄの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる（図示しないがブラシ２１Ａ、２１Ｂの各回転軸も同様）。
【００９８】
図９(Ａ)では、ブラシ形状が円すい台状、すなわちテーパ部を有する回転体である。テーパ部とは、ブラシ回転軸に垂直な断面である円の径がブラシ軸方向に線形に変化している部分である（径の変化する方向をテーパ方向とする）。ブラシがテーパ部を有する一方、整流子１３は円筒体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なることになる。これは、当接面において、ブラシ側ではそのテーパ方向に沿って周速度が変化するのに対し、円筒体である整流子１３側では周速度は一定だからである。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。つまり、各ブラシは、整流子１３の回転力が伝達されて回転するが、同時に摺動も伴う。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。ブラシ形状は円すい台状に限られず、テーパ部を有する回転体であれば、円筒体の整流子との間で摺動が生じる。なお、図９（Ａ）では、外周面及び内周面にそれぞれ整流子及びブラシを配設した例を示したが、外周面または内周面のみに整流子及びブラシを配設する形態も本発明において存在する。これは上記または後述する実施形態についても同様である。
【００９９】
ブラシがテーパ部を有する形状の場合は、ブラシを傾斜配置としなくとも当接面上での周速度差を生じさせることができ、摺動による効果が得られる。  
【０１００】
図９(Ｂ)の形態は、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、整流子片が両面にストレート配置で並設されている点は、図９(Ａ)と同じである。図９(Ａ)と相違する点は、４つのブラシが、整流子１３に対して第１配置となっている点である。ブラシがテーパ部を有することに加えて、ブラシ回転軸が当接面上への投影において整流子回転軸に対し所定の角度をなしていることにより、整流子１３との間の摺動がさらに大きくなり、ごみ・錆等の削ぎ取り効果がさらに大きくなる。また、ブラシが第１配置であることにより、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接することになり、スパーク抑制の効果も得られる。
【０１０１】
図９(Ｃ)の形態は、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、各ブラシが第２配置である点は、図９(Ａ)と同じである。図９(Ａ)と相違する点は、整流子１３の外周面上及び内周面上における整流子片をスキュー配置で並設したことである。これにより、ブラシ回転軸と整流子回転軸が当接面上への投影において同一直線上にあってもブラシが複数の整流子片にまたがって当接することができ、スパーク抑制の効果が得られる。
【０１０２】
図９(Ｄ)では、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、外周面上及び内周面上における整流子片をスキュー配置で並設した点は、図９(Ｃ)と同じである。図９(Ｃ)と相違する点は、各ブラシが、整流子１３に対して第１配置となっている点である。但し、当接面上への投影においてブラシ回転軸が整流子回転軸に対してなす角度は、整流子片が整流子の母線に対してなす角度とは逆方向に開く（言い換えると、当接面上に投影されたブラシ回転軸と整流子片とがＸ状に交差する）ことが好ましい。すなわち、一対のブラシ回転軸は互いに逆方向に向いていることが好ましい。ブラシがテーパ部を有すること及び整流子片がスキュー配置であることに加えて、ブラシが第１配置であることにより、整流子回転軸とブラシ回転軸の当接面上への投影においてなす角度を大きくすることなく適度な角度において、適度な摺動摩擦が得られまた適度な数の整流子片と当接することが可能となる。ごみ・錆等の削ぎ取り効果も良好であり、スパーク抑制効果も良好となる。
【０１０３】
図１０(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様である。
【０１０４】
図１０(Ａ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の外周面上に、一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、従来の固定・押圧型ブラシと比較して整流子との摩擦を低減できる。
【０１０５】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ａの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｂの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる。このブラシ配置に対し、整流子片はスキュー配置されているので、各ブラシが複数の整流子片１３ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１０６】
図１０(Ａ)では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円筒体であるが、整流子１３がテーパ部を有する回転体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なる。これは、当接面において、ブラシ側ではその周速度が一定であるのに対し、整流子１３側ではテーパ方向に沿って周速度が変化するからである。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。よって、各ブラシは、整流子１３の回転力を受けて回転するが、同時に摺動も発生する。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシを円すい台状としてもよい。
【０１０７】
整流子がテーパ部を有する形状の場合は、ブラシを第１配置としなくとも当接面上での周速度差を生じさせることができ、摺動による効果が得られる。なお、この形態においても、他の形態と同様に、整流子の内面に整流子片をさらに配設して内面ブラシを設けることができ、それによる上記の効果も得られる。
【０１０８】
図１０(Ｂ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上及び内周面上にそれぞれ複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがストレート配置で並設されている。隣り合う整流子片１３ａ、１４ａ間にはそれぞれ絶縁部１３ａ、１４ｂが絶縁を構成するための溝が形成されている。整流子１３の外周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ａと２１Ｂが、内周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ｃと２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１０９】
各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。一方、整流子片１３ａ、１４ａはストレート配置であるが、各ブラシが複数の整流子片１３ａ、１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１０】
また、ブラシのテーパ方向(例えば径の小さくなる方向とする)と整流子１３のテーパ方向が、逆となるようにブラシを配置している。これにより、ブラシと整流子１３の当接面においてそれぞれの周速度が異なることとなって摺動が生じ、ごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。この整流子が円すい台状であってブラシが第１配置である形態において、別の例として、円筒体のブラシを用いてもよい。円筒体のブラシの場合も、複数の整流子片にまたがり、かつ適度な摺動摩擦が生じるためである。
【０１１１】
図１０(Ｃ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の内周面上に複数の帯状の整流子片１４ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の内周面上に、一対の円筒体であるブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１１２】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ｃの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｄの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる。このブラシの第２配置に対し、整流子片はスキュー配置されているので、各ブラシが複数の整流子片１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１３】
図１０(Ｃ)では、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄは円筒体であるが、整流子１３がテーパ部を有する回転体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なる。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。よって、各ブラシは、整流子１３の回転力を受けて回転するが、同時に摺動も伴う。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシが円すい台状でもよい。なお、この形態においても、他の形態と同様に、整流子の外面に整流子片をさらに配設し、外面ブラシを設けることができ、それによる上記の効果も得られる。
【０１１４】
図１０(Ｄ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上及び内周面上に複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成され、隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の外周面上に一対の円すい台状のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接し、内周面上にも一対の円すい台状のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１１５】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。一方、整流子片はスキュー配置であるので、各ブラシが複数の整流子片１３ａ、１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１６】
また、ブラシのテーパ方向(例えば径の小さくなる方向とする)と整流子１３のテーパ方向が、逆となるようにブラシを配置している。これにより、ブラシと整流子１３の当接面においてそれぞれの周速度が異なることとなって摺動が生じ、ごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシが円筒体でもよい。
【０１１７】
図６〜図１０に示した形態の構成と作用効果との関係をまとめると、次の通りである。
図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、ブラシの摩擦低減効果を得るには、ブラシが整流子との当接状態を保持しつつ回転可能であれば足り、そのためには回転体のブラシが回転可能に軸支されていればよい。
【０１１８】
また、図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、スパーク抑制効果を得るには、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できれば足りる。ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できるならば、整流子片の配置並びにブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１１９】
またさらに、図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果を得るには、ブラシ回転軸と整流子回転軸が当接面上への投影において所定の角度をなすか、または、ブラシの周速度と整流子の周速度とが当接面上で少なくとも部分的に異なっていれば足りる。これを実現できるならば、ブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１２０】
加えて、整流子の内面に整流子片を配設するか、外面に整流子片を配設するか、または整流子の表裏両面に整流子片を配設するか、それに合わせて、内面ブラシ、外面ブラシを配設するか、または表裏両面にブラシを配設するかは、それぞれ用途に適合するよう選択できる。
【０１２１】
図１１(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す図であある。
図１１(Ａ)は、モータの主要部のみを示す斜視図である。電機子１１、回転シャフト１２及び固定子３１Ａ、３１Ｂは、図１または図６の形態と同様である。本形態では、整流子１５が回転シャフト１２に対して垂直な面をもつ平板を備えている。この平板の一方の面を整流子面とし、複数の整流子片１５ａを配置している。複数の整流子片１５ａは、整流子回転軸Ａを中心とする放射方向に並設されている。各整流子片１５ａの中心側端部は電機子１１の方へ曲げられ、電機子１１内の所定の電機子コイルと電気的に接続されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が放射方向に形成されている。
【０１２２】
一対の円筒体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子面上に当接している。ブラシ２１Ａと２１Ｂは、整流子回転軸Ａを中心として互いに反対側に配置されている。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、各ブラシは、整流子面に対して押し付けられる押圧力を負荷されることにより当接状態を保持する。
【０１２３】
各ブラシの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子面上への投影において放射方向と所定の角度をなしている。これは、上述の整流子が円筒状または円すい台状の場合におけるブラシの第１配置に相当する。よって、整流子が平板状の場合において、ブラシ回転軸が整流子面上への投影において放射方向と所定の角度をなすようなブラシの配置を「ブラシの第１配置」と称することとする。所定の角度は、放射方向に対して正または負のいずれでもよい。このブラシの第１配置により、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。また、ブラシの第１配置に加えて、円筒体であるブラシの周速度と整流子１５の周速度が当接面上で異なるため、ブラシと整流子の当接状態に摺動の要素が含まれることになる。これにより、ごみ・錆の削ぎ取り効果が得られる。
【０１２４】
平板の整流子は、図１１(Ａ)のように正面のみに整流子面を設ける場合は、背面を電機子１１の前面と接合させてもよい。また平板の厚さは任意である。
【０１２５】
図１１(Ｂ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの変形例である。整流子１５の正面上には、図１１(Ａ)と同様に円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが配置され、各ブラシの位置に対応する背面上に一対の支持材２９Ａ、２９ｂがそれぞれ設けられている。なお、整流子１５の背面上には整流子片は設けられていない）。支持材２９Ａ、２９Ｂは、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１５の整流子面に対して及ぼす押圧力に抗するために設置されている。支持材２９Ａ、２９Ｂは、円すい台状の回転体であり、回転軸Ｃ１、Ｃ２周りに回転可能に軸支されている。各支持材の回転軸は、整流子背面上への投影において放射方向である。また、各支持材のテーパ部は整流子回転軸Ａへ向かって径が小さくなっており、整流子１５との当接面上で互いに周速度が一致するように形成されている。これにより、各支持材は、ほとんど摩擦を生じることなく整流子１５の面上を回転する。すなわち、各支持材は、整流子の背面上においてブラシと表裏関係の位置で移動を伴わない自転（回転）運動を行ない整流子平板を支持する。
【０１２６】
図１１(Ｃ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。この例では、整流子１５の両面が整流子面となっている。図には現れてないが、背面上の整流子片も正面上の整流子片と同様に整流子回転軸を中心として放射方向に並設されている。典型的には、整流子１５の両面においてほぼ表裏に位置する整流子片同士が同一の電機子コイルに接続されている。
【０１２７】
整流子１５の正面上には、図１１(Ａ)と同様に円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している(但し、ブラシ２１Ｂが放射方向となす所定の角度の向きが反対向きである)。さらに、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの位置に対応する背面上にも円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。表裏に位置するブラシ２１Ａと２１Ｃ、あるいは、ブラシ２１Ｂと２１Ｄは、互いに支持材の役割も果たす。平板の整流子１５の両面を整流子面とし、両面のブラシから給電することにより接触面積がほぼ２倍となり接触抵抗が半減する。
【０１２８】
図１１(Ｄ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。この例では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの形状が円すい台状の回転体となっている。各ブラシは、第１配置とされており、ブラシが複数の整流子片にまたがることによりスパーク抑制効果が得られる。また、ブラシの第１配置に加えて、ブラシのテーパ部が、整流子回転軸Ａへ向かって径が大きくなる向きで配置されているため、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。
【０１２９】
図１２(Ａ)〜(Ｅ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す図であある。ブラシと整流子の部分のみを概略的に示している。
図１２(Ａ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。本例では、整流子面上において整流子片１５ａが、放射方向に対し所定の角度をなすように並設されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が形成されている。
【０１３０】
ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円すい台状の回転体であり、ブラシ回転軸は、整流子面上への投影において放射方向に配置されている。これは、上述の整流子が円筒状または円すい台状の場合におけるブラシの第２配置に相当する。よって、整流子が平板状の場合において、ブラシ回転軸が整流子面上への投影において放射方向であるようなブラシの配置を「ブラシの第２配置」と称することとする。
【０１３１】
整流子片１５ａが放射方向に対して傾斜しているため、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接でき、スパークを抑制できる。
【０１３２】
ブラシのテーパ部は、整流子回転軸Ａに向かって太くなる向きで配置されているため、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。なお、図１２(Ａ)において、ブラシを第１配置としてもよいが、ブラシが複数の整流子片にまたがることができるように、ブラシと整流子片とが略平行とならないようにする。また、図１２(Ａ)において、ブラシを円筒上としてもよい。
【０１３３】
図１２(Ｂ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。本例では、整流子面上において整流子片１５ａが、中心から周囲に向かって渦巻き状に並設されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が形成されている。ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円筒体であり、ブラシは、整流子１５に対して第２配置とされている。
【０１３４】
整流子片１５ａが渦巻き状であるため、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接でき、スパークを抑制できる。
【０１３５】
ブラシは円筒体であるので、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。
【０１３６】
図１２(Ｃ)の形態は、図１２(Ａ)の形態において、さらに図１１(Ｂ)で示した支持材２９Ａ、２９Ｂを設けたものである。
【０１３７】
図１２(Ｄ)の形態は、図１２(Ａ)または(Ｂ)に示した整流子面を、整流子１５の両面に設け、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄをそれぞれ当接させている。
【０１３８】
図１２(Ｅ)の形態は、図１１及び図１２(Ａ)〜(Ｄ)の形態の変形例であり、円錐状の回転体である整流子１５’を有する形態である。外周面上の整流子片１５’ａは、整流子回転軸を中心として放射方向に並設され、各整流子片の間に絶縁部１５’ｂの溝が形成されている。円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂは、第１配置とされ、各ブラシの位置に対応する裏面側には支持材２９Ａ、２９Ｂ（テーパ状にして整流子１５‘の裏面の周速度と一致させる）がそれぞれ設置されている。図１２(Ｅ)の形態の効果は、上述の図１１(Ｂ)とほぼ同じである。なお、図１２(Ｅ)の円錐状の整流子１５’は、上述の図１０に示した円すい台状の整流子の変形とみなすこともできる。
【０１３９】
図１１及び図１２に示した各形態の構成と作用効果との関係をまとめると、次の通りである。
図１１及び図１２に示した平板状または円錐状の整流子をもつ各形態において、ブラシの摩擦低減効果を得るには、ブラシが整流子との当接状態を保持しつつ回転可能であれば足り、そのためには回転体のブラシが回転可能に軸支されていればよい。
【０１４０】
また、図１１及び図１２に示した平板の整流子をもつ各形態において、スパーク抑制効果を得るには、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できれば足りる。ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できるならば、整流子片の配置並びにブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１４１】
またさらに、図１１及び図１２に示した平板の整流子をもつ各形態において、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果を得るには、ブラシ回転軸の整流子面上への投影において放射方向に対し所定の角度をなすか、または、ブラシの周速度が整流子面上で少なくとも部分的に異なっていれば足りる。これを実現できるならば、ブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１４２】
加えて、整流子の一方の面に整流子片を配設するか、他方の面にも整流子片を配設するか、または整流子の両面に整流子片を配設するか、それに合わせて、一方の面のブラシ、他方の面のブラシを配設するか、または両面にブラシを配設するかは、それぞれ用途に適合するよう選択できる。  
【０１４３】
（４−２）歯車の整流子及びブラシを有する形態
図１３は、整流子とブラシを歯車で構成した、本発明によるモータの別の形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシのみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１と同様である。
整流子１６１は、回転シャフト１２に取り付けられた第１の歯車からなり、整流子回転軸Ａを軸として回転する。第１の歯車における各歯がそれぞれ整流子片１６ａを構成している。整流子片１６ａは導電体であり、その表面は歯先面１６ａ１とその両側面１６ａ２及び１６ａ３とから形成されている。隣接する歯と歯の間の歯溝部分は絶縁部１６ｂであり全整流子片１６ａは電気的に絶縁されている。図１３では、第１の歯車は平歯車であり、整流子片１６ａ及び絶縁部１６ｂは、整流子回転軸Ａに平行である。第１の歯車の歯数は、整流子片１６ａの数で決定され、図示のものは一例である。
【０１４４】
一対のブラシ６１Ａ、６１Ｂは、それぞれブラシ回転シャフト２２に取り付けられた第２の歯車からなる。これらの第２の歯車も平歯車である。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、全体または少なくとも外面が導電体である。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２を軸として回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１と第２の歯車は双方とも平歯車であるから、整流子回転軸Ａとブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２とは平行である。第２の歯車の径及び歯数は適宜設定される。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、それぞれ整流子１６１に対して押し付けられるように押圧力を負荷される（以下の、他の形態においても同じ）。
【０１４５】
図１３の形態では、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと整流子１６１とを互いに噛合する歯車としたことにより、双方の接触が確実となり電気的接続が安定する。
【０１４６】
また、図１３に示すように、２つの歯車が完全に噛合するときには、当接面ｒ1、ｒ２が形成され、整流子１６１(第１の歯車)の歯の２つの側面１６ａ２及び１６ａ３（但し谷を構成する）が、それぞれブラシ６１Ａ(第２の歯車)の歯の２つの側面６ｂ２及び６ｂ３(但し山を構成する)と当接する。通常、２つの歯車が完全に噛合するとき、一方の歯車の歯先面１６ａ１または６ａ１と、他方の歯車の歯溝面６ｂまたは１６ｂとが対向するが、その間には若干の間隙がある。
【０１４７】
２つの歯車の動力伝達には、互いに噛合する２つの歯部分の側面同士の摺動接触(滑り接触)を伴う。両歯車の回転に伴い、噛合部分における２つの歯の側面同士の当接状態は変化するが、当接面ｒ１（整流子片の側面１６ａ２とブラシの側面６ａ２との当接）、ｒ２（整流子片の側面１６ａ３とブラシの側面６ａ３との当接）のうち少なくとも一方は維持される。つまり、いずれかの整流子片１６ａの側面１６ａ２とブラシ６１Ａのいずれかの歯部分６ａの側面６ａ２とが接触状態にあるか、または、いずれかの整流子片１６ａの側面１６ａ３とブラシ６１Ａのいずれかの歯部分６ａの側面６ａ３が接触状態にある（ブラシ６１Ｂについても同様）。よって、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと電機子コイルとの遮断状態は発生せず、スパークを抑制できる。また、この２つの歯の側面同士の滑り接触により、表面のごみ・錆等を削り取る効果がある。
【０１４８】
さらに、２つの歯車の径及び歯のピッチを適宜設定すれば、同時に複数の整流子片１６ａにブラシ６１Ａ、６１Ｂが接触することができる。例えば、同じ径の歯車の場合歯のピッチを細かく(歯数を多く)するほど、同時に接触する歯数が増える。このように複数の歯同士が噛合することによって、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと整流子片１６ａとの接触状態を確実に維持でき、スパークを抑制できる。
【０１４９】
図１４は、ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は模式的な平面図である。
整流子１６１である第１の歯車は、図１３の形態と同じ平歯車であり、各歯が整流子片１６ａであり、各歯溝部分が絶縁部１６ｂである。一方、一対のブラシ６２Ａ、６２Ｂである第２の歯車は、斜歯歯車であり、各歯部分６ａ及び各歯溝部分６ｂが螺旋状にねじれている。ブラシ６２Ａ、６２Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸を軸とし回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１の歯車は平歯車であり、第２の歯車は斜歯歯車であるから、図１４(Ｂ)の平面図に示すように、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子１６１の回転軸Ａと所定の角度をなす。図示の例では、ブラシ回転軸Ｂ１とＢ２がそれぞれ整流子回転軸Ａに対して反対方向に所定の角度をなしているが、同じ方向に所定の角度をなしてもよい。以下、整流子及び２つのブラシを、図１４(Ｂ)の平面図のように見た場合を「平面視」と称することとする（他の実施形態でも同じ）。
【０１５０】
図１４の形態においてもブラシ６２Ａ、６２Ｂは整流子１６１の回転に伴って整流子と噛合しつつ回転するため、ブラシと整流子の間の確実な電気的接続が得られる。特に、斜歯歯車を用いたことにより軸力が働くため、軸力が作用する当接面での押圧・摩擦が大きくなり、より確実な接続状態となる。また、噛合部分においては、歯と歯の当接面において滑り接触するため、ごみ・錆等の削り取り効果がある。
【０１５１】
また、ブラシが斜歯歯車であることから、回転時には、ブラシの１つの歯は整流子の１つの歯の一方の端部側から徐々に当たり始め、その当接部分が次第に整流子の歯の中央部に移行し、そして他方の端部側に最後に当たることとなる。例えば、図１４(Ａ)のように、ブラシ６２Ａの任意の隣り合う３つのブラシ歯を符号ｓ１、ｓ２及びｓ３で示し、これらと噛合する整流子１６１の隣り合う３つの整流子歯をそれぞれ符号ｔ１、ｔ２、ｔ３で示す。また、図１４(Ｂ)の矢印で示すように回転し、整流子１６１の軸方向の一方の端部を符号１６ｄで、他方の端部を符号１６ｅで示す。ブラシ歯ｓ３が整流子歯ｔ３の一方の端部１６ｄの近傍に当たっているとき、ブラシ歯ｓ２は整流子歯ｔ２の中央部に当たっており、ブラシ歯ｓ１は整流子歯ｔ１の他方の端部１６ｅ近傍に当たっている。このことは、ブラシ６２Ａの複数の歯が、整流子１６１の複数の歯すなわち複数の整流子片１６ａに同時に接触することを意味する。ブラシ６２Ｂについても同様である。これにより、ブラシが常に複数の整流子片と接触しており、電機子コイルとの遮断が発生しないためスパークを抑制できる。図１４の形態では、ブラシが斜歯歯車であるので、図１３の形態に比べてブラシを複数の整流子片と接触させることが容易である。
【０１５２】
なお、図１４の形態の変形形態として、ブラシを平歯車とし、整流子を斜歯歯車としても同様の効果が得られる。また、図１４の形態では、平面視における２つのブラシの各回転軸が整流子回転軸となす角度が逆方向であるが、同じ方向であってもよい（但し、一方のブラシの斜歯の向きが図１４の場合とは逆になる）。
【０１５３】
図１５は、ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示す斜視図である。
整流子１６２である第１の歯車は、斜歯歯車であり、整流子片１６ａである各歯及び絶縁部１６ｂである各歯溝部分が螺旋状にねじれている。そして、一対のブラシ６２Ａ、６２Ｂである第２の歯車もまた斜歯歯車であり、各歯部分６ａ及び各歯溝部分６ｂが螺旋状にねじれている。ブラシ６２Ａ、６２Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸を軸として回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１と第２の歯車は双方とも斜歯歯車であるから、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２を、整流子１６１の回転軸Ａと平行にしてもブラシは複数の整流子片と接触できる。回転軸の平行配置は、設定が容易であるので好ましい。あるいは、図１３の形態のように、平面視にて回転軸同士が所定の角度をなすようにも配置できる。
【０１５４】
図１５の形態においてもブラシ６２Ａ、６２Ｂは整流子１６２の回転に伴って整流子と噛合しつつ回転するため、ブラシと整流子の間の確実な電気的接続が得られる。また、ブラシと整流子の双方が斜歯歯車であることから、軸力が働くため、軸力が作用する当接面での押圧・摩擦が大きくなり、より確実な接続状態となる。また、噛合部分においては、歯と歯の当接面において滑り接触するため、ごみ・錆等の削り取り効果がある。
【０１５５】
さらに、ブラシと整流子の双方が斜歯歯車であることから、ブラシの１つの歯は、整流子の１つの歯の一方の端部から徐々に当たり始め、その当接部分が次第に中央部に移行し、そして他方の端部に最後に当たることとなる。よって、図１４の形態と同様にブラシ６２Ａ、６２Ｂの複数の歯が、整流子１６２の複数の歯すなわち複数の整流子片に同時に接触することができる。この結果、スパークを抑制できる。図１４の形態と図１５の形態とは、２つの歯車の径及び歯のピッチを同等に設定すれば、同じ効果が得られる。
【０１５６】
図１５の変形形態として、整流子１６２を斜歯歯車のままで、ブラシ６２Ａ、６２Ｂを図１３の形態の平歯車に替え、平面視にて各ブラシ回転軸が整流子回転軸と所定の角度をなすようにしてもよい（図１４の形態の変形形態と同じになる）。
【０１５７】
（４−３）整流子及びブラシに凹凸を有する形態
図１６は、本発明によるモータの別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は平面図である。概略的に整流子及びブラシのみを示すが、その他の部分の構成は、例えば、図１と同様である。
【０１５８】
整流子１７１は、回転シャフト１２に取り付けられた略円筒体の外周面上に複数の整流子片１７ａがストレート配置で設けられ、隣り合う整流子片１７ａの間には絶縁部１７ｂが設けられている。図１６の整流子１７１の基本形状は図１３に示した平歯車の整流子に類似しているが、図１〜図１２に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をストレート配置したものであれば、いずれを基本形状としてもよい。
【０１５９】
整流子１７１の外周面上には、各整流子片１７ａと交差する方向（整流子の円周方向）に所定の幅ｗ１の複数の凹部１７ｃが延在し、そして凹部１７ｃに沿って所定の幅ｗ２の複数の凸部１７ｄが延在している。図１６では、各整流子片１７ａと交差する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄは、整流子１７１の回転軸Ａを中心とする円形状に形成されている。
【０１６０】
なお、１つの整流子片１７ａ上においては、複数の凹部１７ｃと凸部１７ｄが交互に存在し、１つの整流子片１７ａを構成する全ての凹部１７ｃ及び凸部１７ｄの少なくとも表面は導電体から構成され導通している。図１６(Ｂ)に示す通り、１つの整流子片１７ａ上にある凹部１７ｃと凸部１７ｄの間には側面１７ｄ１、１７ｄ２が存在する。１つの凸部１７ｄの両側面１７ｄ１、１７ｄ２(１つの凹部１７ｃの両側面でもある)は、凸部１７ｄの頂面に向かって先細となるように斜面とすることが好適であるが、両側面が垂直（凹部１７ｃの底面に対して）でもよい。
【０１６１】
一方、ブラシ７１Ａ、７１Ｂでは、略円筒体の外周面上に所定の幅Ｗ３の複数の凸部７ｄが延在し、そして凸部７ｄに沿って所定の幅ｗ４の複数の凹部７ｃが延在している。ブラシ７１Ａ、７１Ｂはそれぞれ回転可能に軸支されている。図１６(Ｂ)に示すように、平面視において、ブラシ７１Ａの回転軸Ｂ１は整流子回転軸Ａに対して所定の角度をなしている。ブラシ７１Ａと整流子１７１との当接部分においては、ブラシ７１Ａにおける凸部７ｄ及び凹部７ｃが、整流子１７１における凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと、互い違いに組み合っている。ブラシ７１Ｂについても同様である。
【０１６２】
図１６(Ｂ)に示すように、ブラシ７１Ａと整流子１７１の各々の凹部と凸部は、必ずしも全く隙間無く嵌合する必要はないが、ブラシ７１Ａの１つの凸部７ｄの両側面は、凸部７ｄの頂面の頂面に向かって幅が狭くなるように斜面とすることが好適であるが、両側面が垂直（凹部７ｃの底面に対して）でもよい。
【０１６３】
整流子に対しブラシをスプリング等で押圧しているので、当接部分においては、ブラシ７Ａの凸部７ｄの両側面（斜面状が好適である）が、整流子１７１のいずれかの凹部１７ｃの側面１７ｄ１、１７ｄ２にそれぞれ当接することが可能である。これにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり接触抵抗を低減できる。
【０１６４】
なお、ブラシ７Ａの凸部７ｄの頂面と、整流子１７１の凹部１７ｃの底面とは、接触させないことが好ましい。これは、ブラシ７Ａの凸部７ｄの頂面と、整流子１７１の凹部１７ｃの底面を接触させると、側面での接触が安定的に確保できなくなるためである。図１６(Ｂ)にはブラシ７１Ｂを示していないが、ブラシ７１Ａと同様であり、ブラシ７１Ｂの回転軸も整流子回転軸Ａに対して平面視にて所定の角度をなしている。この角度は回転軸Ｂ１のなす角度に対して同方向または逆方向でもよい。
【０１６５】
また、平面視にてブラシ回転軸と整流子回転軸とが所定の角度をなすようにブラシを配置したことにより、ブラシが複数の整流子片１７ａと当接するためスパークを抑制できる。
【０１６６】
また、ブラシが整流子の回転力を受けて回転することにより摩擦を低減できると同時に、ブラシが整流子に対して摺動もすることによりごみ・錆等の除去効果が得られる。この摺動は、平面視にてブラシ回転軸と整流子回転軸とが所定の角度をなすようにブラシを配置したことにより発生する。加えて、この摺動は、整流子及びブラシにおける凹部と凸部の径の違いにより当接する凹部と凸部の斜面部分において周速度差を生じることによっても発生する。
【０１６７】
図１６の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における上記の周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１６８】
図１７は、図１６の変形形態を示す斜視図である。
図１７の形態では、整流子片１７ａは整流子１７２の外周面において軸方向に延在し、この整流子片１７ａには隣接する整流子片１７ａ同士と交差する方向（すなわち、略円周方向）に延在する傾斜状の両側面を有する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄが複数形成され、よって、これらが整流子軸方向に交互に配置される結果、２つの斜面１７ｄ１及び１７ｄ２から形成されることになる。凹部１７ｃの最深部及び凸部１７ｄの最頂部は、それぞれ線状若しくは幅の狭い面状である。なお、整流子片の凹部及び凸部の少なくとも表面は、すべて導通している導電体から構成されている。また、他の形態と同様に、各整流子片１７ａを絶縁する絶縁部１７ｂも備えている。
【０１６９】
一方ブラシ７２Ａ、７２Ｂはそれぞれ、整流子１７２に設けた凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと互い違いに組み合うことができる凸部７ｄ及び凹部７ｃを外周面上に形成している。よって、整流子１７２の凸部１７ｄと凹部１７ｃが共有するの２つの斜面１７ｄ１及び１７ｄ２は、ブラシ７２Ａの凹部７ｃと凸部７ｄが共有する斜面７ｃ１及び７ｃ２とは、当接する。このブラシ及び整流子の各斜面同士の当接状態は、斜面全体での当接状態ではなく部分的な当接状態でもよい。また、凹部の最深部と凸部の最頂部の間に隙間があってもよい。また、図１７では、ブラシと整流子における凹部及び凸部の各斜面を略平坦面で示しているが、これは一例であり、別の例としては、各斜面を凸部の頂点から凹部の底部にかけて凹曲面で形成してもよい（すなわち、最頂部１７ｄと最深部１７ｃとの間を渡る部分を凹曲面とする）。この場合、ブラシに形成されている斜面７ｃ１、７ｃ２も整流子片の各斜面に嵌合するように凸曲面とする。すなわち、ブラシの凸部の頂点７ｄから凹部の底部７ｃかけて凸曲面とする。これは、変形形態として後述するブラシ軸が整流子軸と平行な場合であり、整流子片とブラシの接触面積が増すことになる。
【０１７０】
凹部と凸部の斜面形状によって当接面の大きさが調整でき、ブラシと整流子との当接状態を適宜設定することができる。ただし、図１７のようにブラシ軸と整流子軸が平面視にて所定の角度をなす場合であっても、ブラシが整流子の回転力を受けて回転できるような斜面形状とする。よって、ブラシ軸を整流子軸に対して所定の角度をなして当接させる場合は、歯の噛み合いに少し余裕をもたせる（この場合、斜面全体での当接状態ではなく部分的な当接状態となる）。なお、この整流子軸に対してブラシ軸に所定の角度を与えて当接する場合の具体的一例として、ブラシの頂部７ｄと軸方向に隣り合う頂部７ｄの間隔を、整流子片の頂部１７ｄと軸方向に隣り合う頂部１７ｄの間隔よりも大きくすることにより実現できる。なお、整流子に対してブラシはスプリング等の弾性材により適度に押圧されている。
【０１７１】
図１７の形態においても、整流子及びブラシの接触面積が大きくなるため接触抵抗が低減され、図１６の形態よりもさらに大きな接触面積が得られる。また、図１６の形態と同様にブラシ回転軸は、平面視にて整流子回転軸に対し所定の角度をなしているため、ブラシが複数の整流子片にまたがることができ、スパークを抑制できる。さらに、ブラシが整流子の回転力を受けて回転することにより摩擦を低減できると同時に、整流子及びブラシの双方の当接面に周速度差が発生することからブラシが整流子に対して摺動もすることによりごみ・錆等の削ぎ取りの効果が得られる。
【０１７２】
図１７の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。具体的一例として、整流子の円周方向に並ぶ整流子片の本数を多くして、この円周方向に隣り合う整流子片の間隔を狭くすることにより、ブラシが複数の整流子片に接触できるようにする。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば必要にして充分であり、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１７３】
図１８は、図１６の変形形態を示し、(Ａ)は整流子の斜視図であり、(Ｂ)は整流子と一対のブラシの側面図である。
図１８の形態では、整流子１７３の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１７ａがスキュー配置で設けられ、隣り合う整流子片１７ａの間には絶縁部１７ｂが設けられている。整流子１７３の基本形状は、図１５に示した斜歯歯車の整流子に類似しているが、図１〜図１２に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をスキュー配置したものを基本形状としてもよい。
【０１７４】
図１８の形態においても、図１６の形態と同様に、整流子１７３が、整流子片１７ａと交差する方向（すなわち、整流子の円周方向）に延在する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄを備え、凹部１７ｃ及び凸部１７ｄは整流子回転軸Ａを中心とする円形状に形成されている。ブラシ７１Ａ、７１Ｂは、図１６の形態におけるブラシと同じであり、凸部７ｄ及び凹部７ｃがブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２を中心とする円形状に形成されている。
【０１７５】
図１８(Ｂ)の側面図に示すように、ブラシ７１Ａ、７１Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子回転軸Ａと平行である。ブラシ７１Ａ、７１Ｂの各々と整流子１７１との当接部分においては、ブラシにおける凸部７ｄ及び凹部７ｃが、整流子における凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと、互い違いに組み合っている。
【０１７６】
図１８の形態では、図１６の形態と同様にブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この場合も、ブラシと整流子のそれぞれ凸部７ｄ、１７ｄと凹部７ｃ、１７ｃの側面が斜面であってこれらの斜面同士が当接することが好適であり、凸部の頂面と凹部の底面とは非接触とする。
【０１７７】
また、整流子片１７ａがスキュー配置であるため、ブラシが複数の整流子片１７ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。図１８(Ｂ)は側面図であるが、その中央部分に破線のブラシ７１Ａを示している。これは、ブラシが複数の整流子片に渡ることを理解しやすいように、平面視におけるブラシ７１Ａの位置を示したものである。
【０１７８】
また、ブラシは、整流子の回転力を受けて回転可能であるため摩擦を低減できる。同時にブラシの凸部と凹部はそれぞれ、整流子の凹部と凸部に対して摺動する（凹凸の周速度差による）ため、ごみ・錆等の削ぎ取り効果も得られる。なお、この形態も他の形態と同様にブラシは整流子に適度に押圧されている。
【０１７９】
図１９は、図１６の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
図１９の形態では、整流子１８１の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１８ａがストレート配置で設けられ、隣り合う整流子片１８ａの間には絶縁部１８ｂが設けられている。図示の整流子１８１は略円筒体であるが、図１〜図１５に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をストレート配置したものを基本形状としてもよい。
【０１８０】
図１９の形態では、整流子１８１が、整流子片１８ａと交差する方向に延在する凹部１８ｃ及び凸部１８ｄを備え、凹部１８ｃ及び凸部１８ｄは整流子回転軸Ａに対し螺旋状に形成されている。一対のブラシのうちの一方であるブラシ８１Ａの外周面上には、ブラシ回転軸Ｂ１に対し螺旋状に凸部８ｄ及び凹部８ｃが形成されている。ブラシ８１Ａと整流子１８１との当接部分においては、ブラシにおける凸部８ｄ及び凹部８ｃが、整流子における凹部１８ｃ及び凸部１８ｄと、互い違いに組み合っている。平面視において、ブラシ回転軸Ｂ１は、整流子回転軸Ａに対して所定の角度をなしている。図１９には現れないが、一対のブラシのうち整流子１８１を挟んで反対側に位置する他方のブラシについても同様である。
【０１８１】
図１９の形態では、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。また、ブラシと整流子は、ブラシ及び整流子に螺旋状の凸部及び凹部を形成した場合においても、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面（斜面とすることが好適）同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１８２】
また、整流子片１７ａがストレート配置であるのに対し、平面視にてブラシ回転軸が整流子回転軸に対し所定の角度をなしているので、ブラシが複数の整流子片１７ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。
また、螺旋状の凹部と凸部が互い違いに組み合うことにより、ブラシは、整流子の回転に伴って確実に回転し、ブラシと整流子の電気的接続が安定する。
【０１８３】
図１９の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１８４】
図２０は、図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシと整流子とを示す側面図である。
図２０の形態では、整流子１８２の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１８ａがスキュー配置で設けられ、隣り合う整流子片１８ａの間には絶縁部１８ｂが設けられている。図示の整流子１８２は略円筒体であるが、図１〜図１５に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をスキュー配置したものを基本形状としてもよい。
【０１８５】
図２０の形態では、図１９の形態と同様に、整流子１８２が、整流子片１８ａと交差する方向に延在する凹部１８ｃ及び凸部１８ｄを備え、凹部１８ｃ及び凸部１８ｄは整流子回転軸Ａに対し螺旋状に形成されている。また、一対のブラシ８２Ａ、８２Ｂの外周面上には、ブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２に対し螺旋状に凸部８ｄ及び凹部８ｃがそれぞれ形成されている。ブラシ８２Ａ、８２Ｂと整流子１８１との当接部分においては、ブラシにおける凸部８ｄ及び凹部８ｃが、整流子における凹部１８ｃ及び凸部１８ｄと、互い違いに組み合っている。
【０１８６】
図２０の形態では、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この形態でも、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１８７】
また、ブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２が整流子回転軸Ａと平行であるのに対し、整流子片１７ａがスキュー配置であるので、ブラシが複数の整流子片１７ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。
また、螺旋状の凹部と凸部が互い違いに組み合うことにより、ブラシは、整流子の回転に伴って確実に回転するため電気的接続が安定する。
【０１８８】
図２１は、図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
図２１の形態は、整流子片１８ａをスキュー配置とした点が図１９の形態と相違する。平面視におけるブラシ回転軸Ｂ１の、整流子回転軸Ａに対する角度は、整流子片１８ａのスキュー配置の方向と逆向き（または同方向であって、スキュー方向とブラシ軸方向に適度な角度をもたせる）とする。これにより、図１９の整流子片がストレート配置の場合に比べて、ブラシがさらに多くの整流子片１８ａにまたがることができ、スパーク抑制効果が向上する。図示されていない他方のブラシについても同様である。
【０１８９】
図２１の形態においても、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この形態でも、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１９０】
（４−４）整流子及びブラシの外形の変形形態
図２２(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明のモータにおけるブラシ及び整流子の基本形状である回転体の変形形態を概略的に示す斜視図である。上述の各形態の中で、主として円筒体または略円筒体の整流子またはブラシに対して適用できる。
【０１９１】
図２２では、一例として、図１５に示した略円筒体の斜歯歯車からなるブラシ６２Ａ、６２Ｂ及び整流子１６２に適用した例を示す。
図２２(Ａ)の形態では、整流子１６２の外形が、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ曲線からなる母線をもつ回転体である。実際には、整流子１６２の外周面上には、歯車の歯である整流子片１６ａと歯溝部分である絶縁部１６ｂが設けられる（以下の形態において同じ）。斜歯歯車であるので、整流子片１６ａがスキュー配置となる。
一方、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外形は、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ母線が曲線である回転体であり、当接部分において整流子１６２の外周面に沿うことができる。ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外周面上には、歯車の歯部分６ａと、歯溝部分６ｂが設けられる。
【０１９２】
なお図２２(Ａ)に示したブラシ及び整流子の各外形は、ブラシ及び整流子が歯車でない場合、例えば、図１〜９に示したブラシ及び整流子が円筒体の形態における外形の変形として適用でき、また、図１６〜２１に示したブラシ及び整流子が略円筒体で凹部及び凸部を有する形態の外形の変形としても適用できる。外形を除くブラシ及び整流子としての構成は各形態で前述した通りとする。（以下の(Ｂ)〜(Ｄ)の形態において同じ）。
【０１９３】
図２２(Ｂ)の形態では、整流子１６１の外形が、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ曲線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６１Ａ、６１Ｂの外形は、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ曲線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６１の外周面に沿うことができる。
【０１９４】
図２２(Ｃ)の形態では、整流子１６１の外形が、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６１Ａ、６１Ｂの外形は、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６１の外周面に沿うことができる。
【０１９５】
図２２(Ｄ)の形態では、整流子１６１の外形が、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６１Ａ、６１Ｂの外形は、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６１の外周面に沿うことができる。
【０１９６】
図２２(Ａ)〜(Ｄ)のような外形とした場合、整流子とブラシの外周面同士が嵌り合う状態となるため、互いに安定に支持される効果がある。また、特に斜歯歯車の整流子とブラシの場合、歯の螺旋状の捻れを外形の曲面形状と合致させることにより良好な噛合状態が実現される。
図２２(Ａ)〜(Ｄ)において、図６〜１０に示すように整流子の内面に整流子片を設け、ブラシを整流子内面に配設してもよい。この場合、(Ａ)の形態の整流子に対し（Ｂ）の形態のブラシを組合せ、（Ｂ）形態の整流子に対し（Ａ）の形態のブラシを組み合わせる。（Ｃ）及び（Ｄ）についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明によるモータの第１の実施形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１のモータの整流子とブラシの回転軸同士の関係を詳細に示す図である(Ａ)は、図１の矢印Ｙ方向に見たモータ１の主要部の平面図であり、(Ｂ)は、図１の矢印Ｘ方向に見たモータ１の主要部の正面図である。
【図３】本発明によるモータの第２の実施形態を示す概略的な縦断面図である。
【図４】(Ａ)は通常のモータにおける、(Ｂ)は本発明のモータにおける回転子静止時の、(Ｃ１)及び(Ｃ２)は本発明のモータにおける回転子回転中の、回転子の磁束軸の角度（破線）と固定子による磁束軸の角度（実線）との関係を示す模式図である。
【図５】(Ａ)は、電車等の屋根部に設けた本発明によるパンタグラフを導電体線路とともに示した斜視図である。(Ｂ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略上面図である。(Ｃ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略側面図である。
【図６】本発明によるモータの別の形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図８】本発明によるモータのさらに別の形態である。
【図９】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図１０】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図１１】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す図であある。
【図１２】(Ａ)〜(Ｅ)はそれぞれ、本発明によるモータのさらに別の形態を示す図であある。
【図１３】整流子とブラシを歯車で構成した、本発明によるモータの別の形態を示す斜視図である。
【図１４】歯車で構成した別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり(Ｂ)は模式的な平面図である。
【図１５】ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示す斜視図である。
【図１６】本発明によるモータの別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は平面図である。
【図１７】図１６の変形形態を示す斜視図である。
【図１８】図１６の変形形態を示し、(Ａ)は整流子の斜視図であり、(Ｂ)は整流子と一対のブラシの側面図である。
【図１９】図１６の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
【図２０】図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシと整流子とを示す側面図である。
【図２１】図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
【図２２】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明のモータにおけるブラシ及び整流子の外形の変形形態を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１、２  モータ
５  筐体
５Ａ  第１筐体
５Ｂ  第２筐体
５Ｃ、５Ｄ１、５Ｄ２  ベアリング
１０  回転子
１１  電機子
１２  モータ回転シャフト(整流子回転シャフト)
１３、１５、１５’、１６１、１６２、１７１、１７２、１７３、１８１、１８２  整流子
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、６１Ａ、６１Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ、７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂ、８１Ａ、８１Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ  ブラシ
２９Ａ、２９Ｂ  支持材
３１Ａ、３１Ｂ  固定子
４０  パンタグラフ
４１  導電性円筒体
５０  導電体線路
Ａ  整流子回転軸
Ｂ１、Ｂ２  ブラシ回転軸
【図１】
2008048589.tif 000003
【図２】
2008048589.tif 000004
【図３】
2008048589.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008048589.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008048589.tif 000009
【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】
2008048589.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008048589.tif 000018
【図１７】
2008048589.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2008048589.tif 000023
【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月16日(2007.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行に配置された複数の導電体片が該外周面上の円周方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とするモータ。
【請求項２】
円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対しスキュー配置された複数の導電体片が該外周面上の円周方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とするモータ。
【請求項３】
円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行またはスキュー配置された複数の導電体片が該外周面上の螺旋方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて螺旋状に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記整流子回転軸と前記ブラシ回転軸とが略平行であり、前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とするモータ。
【請求項４】
前記整流子片の凹部及び凸部が該凹部の底面と該凸部の頂面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し垂直であり、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部が該凸部の頂面と該凹部の底面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し垂直であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記整流子片の凹部及び凸部が該凹部の底面と該凸部の頂面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し傾斜し、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部が該凸部の頂面と該凹部の底面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
前記整流子片の凹部及び凸部がそれぞれ傾斜状の２つの側面から形成され、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部がそれぞれ傾斜状の２つの側面から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの整流子のための給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、整流子と、整流子に対して給電するブラシとを有するモータが周知であるが、斯かるモータでは、特許文献１、２等に開示するようにブラシの先端が整流子の円筒状外周面に対し固定的かつ弾性的に押圧されており、電機子の回転時にブラシが整流子の円筒状外周面に対し摺動させられるため、摩耗が激しく寿命が短いという問題があった。さらに、パンタグラフも、架線に対して摺動しつつ給電されるため同様に摩耗の問題があった。また、ブラシが１つの整流子片から隣の整流子片へ移行する際にスパークが生じるという問題もあった。
【０００３】
特許文献３〜８には、ブラシの摩耗を低減するためにブラシを円筒形または球形とし、整流子の外周面上で回転させる構造が開示されている。
【０００４】
また、通常のモータは、界磁の発生する磁束軸と電機子の発生する磁束軸が９０°に交差するように設定されている。この状態を通常、ブラシの電気角が９０°であるという。この状態で回転中と同じ駆動電圧が始動時に急に印加されるとモータの各コイルに大きな突入電流が発生する。このためにモータのコイルや線路等を損傷するおそれがある。加えて、始動時に急激な回転トルクが発生する。このためにモータの機械的要素を損傷するおそれもある。
【特許文献１】特許第２６３５２４３号公報
【特許文献２】特許第２８７１００３号公報
【特許文献３】特開昭６１−６６５４６号公報
【特許文献４】特開昭６１−９４５３７号公報
【特許文献５】特開２００３−１３４７４７号公報
【特許文献６】特開平８−２５６４５０号公報
【特許文献７】特開平７−５９３２０号公報
【特許文献８】特開平７−５９３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３〜８のようにブラシを円筒形または球形の回転体とした回転型ブラシ場合、特許文献１または２の固定・押圧型ブラシに比べて整流子との摩擦は低減される。しかしながら、ブラシが円筒形の場合はブラシの回転軸と整流子の回転軸が平行であることから、ブラシと１つの整流子片との接触は線接触であり、また、ブラシが球形の場合は点接触である。このため、ブラシは同時に１つの整流子片としか接触できない。このため、整流子の回転によりブラシが現在接触している整流子片から次の隣の整流子片に移行するとき、現在接触している整流子片から一旦離れ、ブラシが整流子片に対して非接触状態となる過程を経て、隣の整流子片に接触する。その結果、スパークが生じやすいという問題は解決されない。また、ブラシと整流子が全く滑りをともなわずに回転するため、双方に付着したごみや錆はそのまま表面に固着される結果、ブラシと整流子の接触抵抗の増大の原因となる。これらの理由から、回転型ブラシは実用化に至っていない。
【０００６】
以上の問題点に鑑み、本発明は、モータにおけるブラシの摩耗を低減できると同時にスパークを抑制でき、かつブラシと整流子との確実な導通を確保できる給電機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）請求項１に係るモータは、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行に配置された複数の導電体片が該外周面上の円周方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とする。
（２）請求項２に係るモータは、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対しスキュー配置された複数の導電体片が該外周面上の円周方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とするモータ。
（３）請求項３に係るモータは、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行またはスキュー配置された複数の導電体片が該外周面上の螺旋方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している整流子と、
回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて螺旋状に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられたブラシと、を有し、
前記整流子回転軸と前記ブラシ回転軸とが略平行であり、前記ブラシの凸部及び凹部は前記整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、かつ前記整流子片の凹部及び凸部と前記ブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ該ブラシが回転することを特徴とする。
（４）請求項４に係るモータは、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記整流子片の凹部及び凸部が該凹部の底面と該凸部の頂面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し垂直であり、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部が該凸部の頂面と該凹部の底面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し垂直であることを特徴とする。
（５）請求項５に係るモータは、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記整流子片の凹部及び凸部が該凹部の底面と該凸部の頂面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し傾斜し、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部が該凸部の頂面と該凹部の底面とこれらの間の側面とから形成され該側面は該凹部の底面に対し傾斜していることを特徴とする。
（６）請求項６に係るモータは、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記整流子片の凹部及び凸部がそれぞれ傾斜状の２つの側面から形成され、かつ、
前記ブラシの凸部及び凹部がそれぞれ傾斜状の２つの側面から形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるモータの一形態は、整流子において、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行に配置（又はスキュー配置）された複数の導電体片が該外周面上の円周方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している。また、ブラシにおいて、回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて円周方向に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられている。
そして、ブラシの凸部及び凹部は、整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能であり、ブラシが回転するとき、整流子片の凹部及び凸部とブラシの凸部及び凹部とが摺動摩擦を生じつつ回転する（請求項１、２）。
【０００９】
回転体であるブラシは、整流子の回転に伴って整流子と当接しつつ回転するため摩擦が小さく、従来の固定・押圧型のブラシに比べて摩耗が格段に低減される。これによりブラシ及び整流子の寿命が延びる。
また、整流子とブラシにそれぞれ設けた複数の凹凸が互いに組み合うことにより、多数の当接部分が形成されるために接触面積が大きくなり接触抵抗を低減できる。
さらに、整流子の凹凸部とブラシの凸凹部との当接部分において回転時に摺動摩擦が生じる。つまり、ブラシと整流子の当接部分は、単なる回転接触ではなく摺動接触も含まれる。この結果、双方に付着したごみや錆等を削り取る効果が得られ、付着物による接触抵抗の増大を防止できる。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
本発明のモータの別の形態は、整流子において、円筒状の外周面上にて整流子回転軸に対し略平行またはスキュー配置された複数の導電体片が該外周面上の螺旋方向には該各導電体片と交差する所定の幅を有する複数の凹部及び該凹部に隣接する所定の幅を有する複数の凸部として形成され、かつ該凹部及び該凸部は該各導電体片に沿って交互に存在し、該導電体片が整流子片を構成している。また、ブラシにおいて、回転可能に支持された円筒状の回転体の外周面上にて螺旋状に延在する所定の幅の複数の凸部及び該凸部に隣接する所定の幅の複数の凹部とを備え、該凸部と該凹部が該外周面上にてブラシ回転軸方向に交互に存在するように設けられている。さらに、ブラシの凸部及び凹部は、整流子片の凹部及び凸部と互い違いに組み合い可能でありかつ整流子回転軸とブラシ回転軸が略平行である（請求項３）。
回転体であるブラシは、整流子の回転に伴って整流子と当接しつつ回転するため摩擦が小さく、従来の固定・押圧型のブラシに比べて摩耗が格段に低減される。これによりブラシ及び整流子の寿命が延びる。
また、整流子とブラシにそれぞれ設けた複数の凹凸が互いに組み合うことにより、多数の当接部分が形成されるために接触面積が大きくなり接触抵抗を低減できる。
【００２３】
加えて、整流子及びブラシに対して螺旋状に凹凸を設けた場合、ヘリカルギアと同様に回転軸方向の力を生じる。この結果、軸力の作用するブラシと整流子との当接面（軸力の作用する方向に対して角度をなす面）での確実な導通が得られ、同時にある程度の摺動摩擦が生じることにより、ごみ・錆の除去効果が得られる。
【００２４】
【００２５】
なお、上記の各形態において、ブラシと整流子の摺動摩擦が大きければ、ごみ・錆の除去効果が大きい一方、ブラシ及び整流子の回転トルクが低下するため効率が悪くなる。従って、本発明のモータにおけるブラシと整流子は、回転型ブラシによるブラシの摩耗低減効果と、ブラシと整流子との摺動摩擦によるごみ・錆の除去効果の双方が最適に得られるように形成されることが好ましい。
【００２６】
上記の各形態において、整流子とブラシにそれぞれ凹凸を設けたことにより当接部分が増加して接触面積が大きくなり、接触抵抗が小さくなる。なお、凸部及び凹部の側面は傾斜していても（請求項５、６）、垂直でもよい（請求項４）。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（１）モータの第１の参考形態
図１は、本発明の参考とするモータの第１の形態を示す一部切り欠き斜視図である。モータ１は、略円筒状の筐体５に対して回転自在に配設されたモータ回転シャフト１２に固定された電機子１１を具備し、電機子１１は複数の電機子コイル（図示せず）から構成されている。モータ回転シャフト１２上には円筒状の回転体(以下、「円筒体」と称する)である整流子１３も固定されている（モータ回転シャフト１２はすなわち整流子１３の回転シャフトである）。整流子１３の外周面上には、複数の帯状の導電性接触部すなわち整流子片１３ａが並設されている。各整流子片１３ａは、モータ回転シャフト１２と平行に延在している。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には、絶縁部１３ｂとしての溝が形成され、電気的絶縁を確保している。図示しないが、各整流子片１３ａは電機子１１を構成する複数の電機子コイルの各々と電気的に接続されている。電機子１１及び整流子１３は、回転シャフト１２とともに回転する回転子を構成している。
【００３３】
一方、筐体５の内面に固定された一対の固定子３１Ａ、３１Ｂは、回転シャフト１２を中心として電機子１１の両側に対向して配置されている。固定子３１Ａ、３１Ｂは、永久磁石でも界磁コイルを巻いた電磁石でもよい。
【００３４】
これらの電機子１１、モータ回転シャフト１２、整流子１３及び固定子３１Ａ、３１Ｂは公知の構成要素であり、多様な変形形態があり得る。
【００３５】
さらにモータ１は、整流子１３の外周面に対して当接する一対のブラシ２１Ａ、２１Ｂを設けている。これらのブラシ２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ導電性材料からなる円筒体で形成され、モータ回転シャフト（すなわち整流子１３の回転シャフト）１２を中心に整流子１３を挟んで互いに反対側に配置されている。ブラシ２１Ａと２１Ｂは基本的に同じ構造であるので、以下、一方のブラシ２１Ａについて構造を説明する。
【００３６】
ブラシ２１Ａの円筒体は、その回転シャフト２２と一体に回転可能に軸支されている。これにより、整流子１３が回転すると、その外周面に当接するブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の回転力を受けて回転することができる。この結果、従来の固定・押圧型ブラシのように摺動のみによって当接するブラシに比べて、摩耗を格段に低減することができる(以下の、ブラシの回転を伴ういずれの形態においても同様)。
【００３７】
図示のブラシ２１Ａでは、円筒体の両端面の中心部からブラシ回転シャフト２２がそれぞれ外方に延びており、ブラシ回転シャフト２２は一対のベアリング２２ａにより回転自在に支持されている。一対のベアリング２２ａの各々は、適宜の連結部材を介して筐体５に連結されている。図示の例における連結部材は、各ベアリング２２ａを固定するコ字状支持部材２４と、コ字状支持部材２４の梁部両端と筐体５の内壁の間を連結する一対の脚部材２５とを具備する。各脚部材２５の基端部は、内壁に穿設された固定孔２７に挿入され、各脚部材２５の周囲には、スプリング２６が圧縮状態で配設されている。このスプリング２６の弾性作用によりブラシ２１Ａが整流子１３の外周面に対して押圧される。これにより、ブラシ２１Ａの外周面と、整流子１３の外周面との当接状態を保持することができる。
なお、ブラシ２１Ａと２１Ｂは、整流子１３を互いに反対側から均等に押圧するように配置されている（以下の各形態においても同様）。
【００３８】
さらに、ブラシ２１Ａとの電気的接続を確保するために、ブラシ回転シャフト２２の外周上に導電体片２３が弾性的に押し当てられている。導電体片２３はコ字状支持部材２４に連結され、詳細は示さないが、さらに外部の電源に接続されることによりブラシ２１Ａに給電する。但し、コ字状保持材２４と筐体５とは電気的に絶縁されている。この図１においては、脚部材２５を絶縁体とする。スプリング２６は筐体５の電位である。よって、図示の例では、ブラシ回転シャフト２２及びコ字状支持部材２４もまた導電性材料で形成される。導電体片２３は、例えば、従来の固定・押圧型ブラシと同様の部材を用いてもよい。ブラシ回転シャフト２２には、整流子１３の外周面のような凹凸がないため摩擦は小さく、導電体片２３の摩耗はほぼ問題とならない。
なお、図１に概略的に破線で示した外部電源への給電ラインは、直巻モータの場合を例示しているが、モータは直巻モータに限定されない。
【００３９】
なお、図１に示したブラシ回転シャフト２２、ベアリング２２ａ、コ字状支持部材２４、脚部材２５及びスプリング２６などの形態は一例であり、円筒体のブラシ２１Ａを回転可能に軸支しかつ整流子１３の外周面に対して弾性的に当接させる構成であれば、多様な変形形態があり得る。
【００４０】
さらに特徴的な点として、図１に示すように、一対のブラシ２１Ａ、２１Ｂの各円筒体の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行とならないように所定の角度をなして配置されている。図２は、ブラシの回転軸と整流子の回転軸との関係を詳細に示す図である。図２(Ａ)は、図１の矢印Ｙ方向に見たモータ１の主要部の平面図であり、図２(Ｂ)は、図１の矢印Ｘ方向に見たモータ１の主要部の正面図である。
【００４１】
図２(Ａ)の平面図に示すように、整流子１３の回転軸Ａに対し、ブラシ２１Ａの回転軸Ｂ１は所定の角度θ１をなし、ブラシ２１Ｂ（破線で示す）の回転軸Ｂ２は所定の角度θ２をなしている。また、図２(Ｂ)の正面図は、整流子１３とブラシ２１Ａとの当接面Ｐ１、及び、整流子１３とブラシ２１Ｂとの当接面Ｐ２を示している。当接面Ｐ１とＰ２は互いに平行である。ここで、図２(Ａ)に示した面は、これらの当接面Ｐ１及びＰ２に平行な面であり、また、回転軸Ａ、Ｂ１及びＢ２に垂直な軸Ｃに対して垂直な面である。言い換えるならば、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２と整流子１３の回転軸Ａとは、ブラシと整流子との当接面上への投影において互いに所定の角度をなしている。
以下、ブラシ回転軸と整流子回転軸とが、ブラシと整流子との当接面上への投影において所定の角度をなすようなブラシの配置を「ブラシの第１配置」と称することとする。
【００４２】
なお、図示の例では、回転軸Ｂ１の角度θ１と回転軸Ｂ２の角度θ２とは、回転軸Ａに対して反対方向であるが、同方向であってもよい（以下の、他の参考形態及び実施形態におけるブラシの第１配置においても同じ）。角度θ１とθ２を同角度とすると、摩擦抵抗が均一となり、また、後述するブラシによる複数の整流子片への渡り（複数の整流子片への同時接触）においても、無駄がなくなり好適である。これは、２つのブラシの渡りの数が異なる場合、少ない方の数によって渡りの効果が決まるからである。なお、角度θ１及びθ２があまり大きくなるとブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の回転に伴って回転することが容易とならないため、角度θ１及びθ２は、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが回転し易く、かつ、回転による摩耗低減効果が適度に得られる程度とする。
【００４３】
ブラシ２１Ａ、２１Ｂの円筒体の回転軸Ｂ１、Ｂ２が、整流子１３の回転軸Ａと平行とならないよう配置したことにより、上記のようにブラシ２１Ａ及び２１Ｂが整流子と接触するため、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの各々が整流子１３の複数の整流子片１３ａにまたがって当接することになる。この結果、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の個々の整流子片１３ａに対して離れる際にスパークが発生する度合いが少なくなる。前述の特許文献３〜８に掲げた従来の回転型ブラシのようにブラシ回転軸が整流子回転軸と平行である場合は、整流子円筒とブラシ円筒との線接触となるため、ブラシが１つの整流子片に対して接触している状態から一旦離れてから次の１つの整流子片に接触するという事象を繰り返すので、必然的にスパークが発生する（球状ブラシも同様）。これに対し本参考形態では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが複数の整流子片１３ａに対して斜めに面接触するので、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは複数の整流子片に亘って接触している。このため、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは、回転中において、現在接触している整流子片から次の整流子片への移行を開始して次の整流子片との接触に至るまで、現在接触している整流子片との接触状態を維持できる。よって、整流子片に接続されている電機子コイルとの電流の遮断が発生しないためスパーク発生の程度が抑制される。
【００４４】
さらに、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３に対し斜めに当接することにより、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１３の外周面上で回転するのみでなく、適度に摺動することにもなるため、双方に付着したごみや錆が削り取られて接触抵抗の劣化を防止できるという効果も得られる。
【００４５】
（２）モータの第２の参考形態
図３は、本発明の参考とするモータの第２の形態を示す概略的な縦断面図である。図３に示すモータ２は、前述の図１(Ａ)に示したモータ１とほぼ共通する内部構成を有している。すなわち、モータ回転シャフト１２に固定された電機子１１及び整流子１３が回転子１０を構成し、整流子１３の外周面には回転可能に軸支された一対の円筒体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂがそれぞれ当接している。以下、ブラシ２１Ａと２１Ｂを合わせてブラシ２１として示す。
【００４６】
図１(Ａ)に示したモータ１との相違点は、モータ２の筐体が、第１筐体５Ａ及び第２筐体５Ｂに２分割されており、いずれか一方がモータ回転シャフト１２を中心に回動可能（破線両矢印）に構成されている点である。注記すると、図３のモータ２を所定の用途に用いる場合は、第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂのいずれか一方は必ず固定状態とし、他方のみを回動可能とする。つまり、１つの用途においてどちらも回動可能とするものではない。ここで、第１筐体５Ａ及び第２筐体５Ｂの各々についての「固定状態」とは、モータ２を設置する架台や床等に対して不動とすることを意味する。これは、一般的なモータを設置し固定することと同じ意味である。
なお、回動方向は、正逆いずれにも回動可能としてよいが、用途に応じていずれか一方のみに回動可能としてもよい。
【００４７】
第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂを回動可能とする具体的機構は多様であり、例えば図３のように第１筐体５Ａと第２筐体５Ｂの開口端面同士を対向させ、環状のベアリング５Ｃを介して連結する。なお、図示しないが、回動可能とした第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂを、任意の回動角で一時的に固定する手段も適宜備えているものとする。また、回動操作及びその一時的固定は、手動で行っても自動で行ってもよい。自動の場合は別途設けたモータ等で回動速度及び回動方向を制御可能とする。このような回動手段及び一時的固定手段は、公知のものである。
【００４８】
なお、モータ回転シャフト１２は、第１筐体５Ａに対してはベアリング５Ｄ１を介して回転自在に設けられ、かつ第２筐体５Ｂに対してはベアリング５Ｄ２を介して回転自在に設けられる。
【００４９】
一対の固定子３１Ａ、３１Ｂは、第１筐体５Ａの内面に固定され、第１筐体５Ａと一体的に回動することができる。すなわち、第１筐体５Ａを回動させると、固定子３１Ａ、３１Ｂにより発生する界磁磁束すなわち磁束軸の角度を変更することができる。
【００５０】
一方、ブラシ２１は、第２筐体５Ｂの内面に固定され、第２筐体５Ｂと一体的に回動することができる。すなわち、第２筐体５Ｂを回動させると、ブラシ２１の電気角を変更することができる。
【００５１】
ここで、図４は、図３に示したモータ２の回動操作とそのモータ動作を説明するための図である。図中の回転子磁極中に示される破線白矢印は、回転子磁束の方向を示し、固定子磁極間に示される実線白矢印は、固定子磁束軸の方向を示す。また、固定子と回転子の間に示される実線黒矢印は回転子の回転方向を示す。先ず、図４(Ａ)は、通常のモータにおいて固定子１３１Ａ、１３１Ｂによる磁束軸の角度に対しブラシ１２１の電気角が９０°に設定されているときの模式図である。これは一般的な設定である。ブラシの電気角が９０°またはこれよりやや大きい角度範囲においては駆動トルクが最大となるため、外部電源を印加すると直ちにモータが回転し始める。しかしながら、その際の突入電流が非常に大きく、急激な回転トルクが生じるという問題もある。
【００５２】
図３に示したモータ２においては、図４(Ｂ)に示すように、固定子３１Ａ、３１Ｂの発生する磁束軸を回転子磁束と同方向（破線）とする。これがブラシの電気角０°に相当する。図３において、第１筐体５Ａまたは第２筐体５Ｂのいずれかを回動させることによりこの状態とすることができる。
【００５３】
図４(Ｂ)の状態で外部電源を印加した後、図４(Ｃ１)に示すように界磁の磁束軸の角度を回動角φだけ回動させる。この操作は、図３において第２筐体５Ｂを固定し第１筐体５Ａのみを回動させることに相当する。この場合、ブラシ２１は固定されたままで、固定子３１Ａ、３１Ｂが回動する。磁束軸の角度を回動させ始めると回転子１０は徐々に回転を始める。回動角φだけ回動した後、その位置で第１筐体５Ａを固定する。すると、この回動角φでのトルクに応じて回転子１０が回転を持続することとなる。なお、磁束軸の角度を反対方向に回動させれば、回転子１０は逆回転する。
【００５４】
あるいは、外部電源を印加した後、図４(Ｃ２)に示すようにブラシ２１の電気角を回動角φだけ回動させる。この操作は、図３において第１筐体５Ａを固定し第２筐体５Ｂのみを回動させることに相当する。この場合、固定子３１Ａ、３１Ｂは固定されたままで、ブラシ２１が回動する。ブラシ２１の電気角を回動させ始めると回転子１０は徐々に回転を始める。回動角φだけ回動した後、その位置で第２筐体５Ｂを固定する。すると、この回動角φでのトルクに応じて回転子１０が回転を持続することとなる。なお、ブラシ２１の電気角を反対方向に回動させれば、回転子１０は逆回転する。
【００５５】
図４(Ｃ１)または(Ｃ２)に示す回動手段を用いれば、始動時に回転子１０を徐々に回転させ始めることができるため、突入電流が発生しない。また急激な回転トルクも生じないので安全である。
【００５６】
図４(Ｃ１)または(Ｃ２)に示す回転子１０の回転中において、磁束軸の角度またはブラシの電気角の回動角φをさらに変更することもできる。例えば、回動角φを９０°に近づけさらに９０°を超すように回動させると、トルクが増して回転速度が上がる。さらに角度を増すと回転速度は上がるがトルクは減少する。このようにして例えば、電気自動車に用いればアクセル効果が得られる。続いて、回動角φを元に戻していくとブレーキ効果が得られる。
【００５７】
以上、図４(Ｂ)、(Ｃ１)及び(Ｃ２)を参照して説明した固定子の回動角φによる固定子の磁束軸の角度の変動、または、ブラシの電気角の回動角φの変動の操作は、図３に示したモータ２の使用形態の一例であり、他にも多様な使用形態があり得る。
【００５８】
（３）パンタグラフの参考形態
図５は、パンタグラフの参考形態を示す図である。図５(Ａ)は、電車等の屋根部に設けたパンタグラフを示した斜視図である。図５(Ｂ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略上面図である。図５(Ｃ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略側面図である。
【００５９】
図５(Ａ)に示すように、電車４９の屋根に取り付けられたパンタグラフ４０は、架線である導電体線路４８と電気的に接触することにより給電される。パンタグラフ４０は、導電性円筒体４１を備えており、導電性円筒体４１の外周面は導電体線路４８との当接状態を保持しつつ回転可能に軸支されている。これにより、パンタグラフ４０が導電体線路４８に沿った進行方向（白抜矢印）に進行すると、その外周面に当接する導電体線路４８との摩擦により導電性円筒体４１が回転することができる。この結果、従来の摺動のみによって当接するパンタグラフに比べて、摩耗を格段に低減することができる。
【００６０】
図示のパンタグラフ４０では、導電性円筒体４１の両端面の中心部から回転シャフト４２がそれぞれ外方に延びており、回転シャフト４２は一対のベアリング４２ａにより回転自在に支持されている。一対のベアリング４２ａの各々は適宜の連結部材を介して電車４９の屋根に連結されている。図示の例における連結部材は、各ベアリング４２ａを固定支持する柱体４４であり、柱体４４は回転シャフト４２とは電気的に絶縁され、柱体４４の周囲にはスプリング４５が圧縮状態で配設されている。スプリング４５の弾性作用により導電性円筒体４１が導電体線路４８に対して押圧される構成となっている。これにより、導電性円筒体４１の導電体線路４８に対する当接状態を保持する。
【００６１】
さらに、導電性円筒体４１と電車４９の所定の電気回路との電気的接続を確保するために、回転シャフト４２の外周上に導電体片４３（電車の車体４９とは絶縁されている）が弾性的に押し当てられている。詳細は示さないが、導電体片４３は適宜の経路で電車内部の動力系回路に接続されている。導電体片４３と回転シャフト４２との摺動は、摩擦ができるだけ小さくなるよう構成する。
【００６２】
なお、図５に示した回転シャフト４２、ベアリング４２ａ、柱体４４及びスプリング４５などの形態は一例であり、導電性円筒体４１を回転可能に軸支しかつ導電性線路４８に対して弾性的に当接させる構成であれば、多様な変形形態があり得る。
【００６３】
さらに特徴的な点として、図５(Ｂ)の上面図及び図５(Ｃ)の側面図に示すように、導電性円筒体４１の回転軸Ｂ３が、導電体線路４８に垂直な方向Ａ２と平行ではない。回転軸Ｂ３と導電体線路垂直方向Ａ２とは、導電性円筒体４１と導電体線路５０との当接面Ｐ３上への投影において互いに所定の角度θ３をなしている。これにより、導電性円筒体４１と導電体線路４８との当接状態は、回転のみでなく摺動も付加される。この結果、経年変化により生じる錆や付着物等が削ぎ取られるため、これらによる接触抵抗の劣化を防止できる。仮に、回転軸Ｂ３と導電体線路垂直方向Ａ２とが平行であるとすると、両者は回転接触のみとなり摩擦が極度に少なくなるため、錆や付着物等により接触抵抗が増加する。
【００６４】
ただし、角度θ３があまり大きくなると導電性円筒体４１が回転し難くなる。従って、角度θ３については、導電性円筒体４１の回転による摩耗低減効果と、摺動による付着物除去効果との双方を得る上で最適な角度に設定する。
【００６５】
（４）モータのその他の参考形態
（４−１）回転体の整流子及びブラシを有する形態
図６は、モータの別の参考形態を示す一部切り欠き斜視図である。図６では、整流子及びブラシが図１の形態と相違する。図１に対応する構成要素については同じ符号で示す（以下の図において同じ）。図６では、円筒体である整流子１３の内部が空洞であり、整流子１３は円筒状の内周面を備えている。整流子１３の内周面上には複数の帯状の整流子片１４ａが並設されている。この場合、整流子１３の外周面上には整流子片は設けられていない。整流子１３と一体的に回転するモーター回転シャフト１２は、整流子１３の内部空洞の中心軸上を貫通している。各整流子片１４ａは、モータ回転シャフト１２（すなわち整流子１３の回転シャフト）と平行に延在し、隣り合う２つの整流子片１４ａ間には、絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。なお、図６の例では、固定子に永久磁石を用いているので、給電は電機子コイルのみであり、２つのブラシに給電している。
【００６６】
以下、回転体である整流子の母線に対して平行に並設された整流子片の配置を、「ストレート配置」と称する。ストレート配置においては、整流子が円筒体の場合は整流子片が整流子回転軸と平行となるが、後述する形態のように整流子が円すい台状または円錐状の場合は、整流子片は整流子回転軸と平行とはいえない（ただし、当接面上への投影においては、整流子回転軸とブラシ回転軸は同一直線上にある）。しかしながら、いずれの場合も、回転体である整流子の母線に対して整流子片が平行となる。
【００６７】
図６ではさらに、回転可能に軸支された一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが、それぞれ整流子１３の内周面と当接している。ブラシ２１Ｃと２１Ｄは、モータ回転シャフト１２を中心に互いに反対側に位置する。詳細構成は図示しないが、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄは、それぞれ整流子１３の内周面に対して押し付けられるように押圧力を負荷されている（以下の各形態においても同様）。
【００６８】
なお、初期のブラシ形状を円筒体とした場合であっても、使用開始後に整流子１３の内周面との摩擦によってブラシの両端部分が摩耗して図示のように回転楕円体に類似した形状となる。そして、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄが整流子１３の内周面にほぼ沿う形状となった後は、ブラシの摩耗はほとんどなくなる。
【００６９】
また、図６では、ブラシ２１Ｃ及び２１Ｄの回転軸(回転シャフト２２)は、整流子１３の回転軸(回転シャフト１２)に対して所定の角度をなして配置されている。すなわち、ブラシの配置は第１配置である。ブラシ回転シャフト２２の両端に設けたベアリング２２ａは、適宜の支持部材２８ａ及び２８ｂによりそれぞれ支持されている。一方の支持部材２８ａは、整流子１３の内周面に嵌合するように配置されている。図示しないが、一参考例として、支持部材２８ａの外周にベアリング２８ａ１を設け、適宜の連結部材により支持部材２８ａと支持部材２８ｂとを連結して支持部材２８ａを支持部材２８ｂに固定する構成とする。このような構成とすれば、支持部材２８ａは整流子１３の回転には影響されない。他方の支持部材２８ｂは適宜の手段により筐体５に固定される。なお、ブラシの支持機構は、図示の構成に限定されず多様な構成が可能である。図１の形態と同様に、導電体片２３を介してブラシ回転シャフト２２に対し給電される。
【００７０】
図６の形態においても、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄが整流子１３の回転力を受けて回転することによりブラシの摩擦が低減される。また、ブラシ回転軸が整流子回転軸と平行でないことにより、ブラシが複数の整流子片１４ａにまたがって当接するためスパークの発生度合いが少なくなる。さらに、ブラシ回転軸が整流子回転軸と平行でないことにより、ブラシと整流子の当接状態に回転のみでなく適度な摺動も付加される結果、ごみや錆が削り取られ接触抵抗の劣化等を防止できる。また、図６では、整流子片１４ａが内面に配設されているため、整流子１３が高速回転しても整流子片１４ａが遠心力で飛び散ることはない。
【００７１】
図７(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、モータのさらに別の参考形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６と同様である。
【００７２】
図７(Ａ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがストレート配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがストレート配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａのように互いに対応する整流子片同士は、１つの電機子に巻装された電機子コイル群のうち任意の１つの同一電機子コイル（電機子コイル中の部分的巻き線）に接続されている（以下の参考形態についても同様であり、この表裏関係にある整流子片の接続状態の概念を、以下単に「導通している」と表現する）。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。両面に整流子片を設けた場合は、片面のみに設けた場合に比べて、２系統から給電されるため総合して２倍の導電率となる。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００７３】
図７(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に図１と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、内周面上に図６と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されており、整流子との摩擦を低減する効果がある。
【００７４】
また、外周面上のブラシ２１Ａと内周面上のブラシ２１Ｃは、電気的に接続され同一の給電を受けて整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置する。ブラシ２１Ａが当接する複数の整流子片の各々と、ブラシ２１Ｃが当接する複数の整流子片の各々とは、概ね互いに表裏に位置して導通している。同様に、外周面上のブラシ２１Ｂと内周面上のブラシ２１Ｄは、整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置する。このように、整流子１３の両面に設けた整流子片にブラシから給電することにより、ブラシと整流子の接触面積が大きくなり総合して接触抵抗が低減されるためモータの効率が向上する（以下、外周面上及び内周面上の両面に整流子片及びブラシを設けた他の形態においても同様である）。
【００７５】
さらに、各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。よって、各ブラシは複数の整流子片にまたがって当接することになり、スパーク抑止効果があると同時に、各ブラシと整流子とが摺動することでごみ・錆の削ぎ取り効果がある。
【００７６】
図７(Ｂ)の形態は、円筒体である整流子１３の外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａが並設され、そして各整流子片１３ａは、整流子１３の円筒体の母線に対して所定の角度をなすように並設されている。すなわち、整流子片１３ａは、整流子１３の回転軸に対して螺旋状に配置されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成されている。
以下、回転体である整流子の母線に対して所定の角度をなして並設された整流子片の配置を、「スキュー配置」と称する。
【００７７】
図７(Ｂ)ではさらに、整流子１３の外周面上に一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。さらに、これらのブラシ２１Ａ、２１Ｂの各々の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行である。すなわち、各ブラシの回転軸と整流子１３の回転軸は、各ブラシと整流子との当接面上への投影において同一直線上にある。
以下、ブラシ回転軸と整流子回転軸とが、ブラシと整流子との当接面上への投影において同一直線状にあるブラシの配置を「ブラシの第２配置」と称することとする。
【００７８】
図７(Ｂ)では、ブラシ回転軸は整流子回転軸と平行であるが、整流子片１３ａがスキュー配置であるので、ブラシが複数の整流子片１３ａにまたがって当接することになる。これは、整流子片がストレート配置（整流子円筒体の母線に平行）でブラシ軸が整流子軸に対して角度をなしている図１の構成に、ブラシが複数の整流子片に当接するという観点から類似する。これによりスパーク抑制の効果がある。なお、図７(Ｂ)では、ブラシと整流子が円筒体でありかつブラシ回転軸と整流子回転軸が平行であるため、ブラシと整流子の当接状態は、回転のみであり摺動の要素はない。
【００７９】
しかしながら、ブラシ外周面と整流子外周面の摺動摩擦を得るための一例として次の構成が可能である。図示しないが、整流子軸に第１のギアを備え、ブラシ２１Ａと２１Ｂのブラシ軸にそれぞれ第２のギアを備え、第１のギアと第２の各ギアを噛合することにより、整流子軸の回転をブラシ軸に伝達する。さらに、整流子外周面の周速度とブラシ外周面の周速度に若干の差を与えることにより摺動摩擦を得る。これは公知技術であり、ギア比の設定で適度な周速度差が得られる。この構成では、整流子外周面の回転方向とブラシ外周面の当接面において両者の回転方向が同一となるため好適である。なお、整流子軸とブラシ軸の回転方向は逆である。
【００８０】
上記と同様に図示しないが、また別の例として、整流子軸に第１のプーリーを備え、ブラシ２１Ａと２１Ｂのブラシ軸にそれぞれ第２のプーリーを備え、第１のプーリーと第２の各プーリーにベルト等で第１のプーリーから第２のプーリーに回転を伝達する。さらに、このベルトを第１のプーリーと第２のプーリーにたすき掛けとし、第１のプーリーと第２のプーリーの回転方向を逆とし、整流子外周面とブラシ外周面の当接面において両者が同方向にとなるようにする。これにより、上記のギアの例と同じようにブラシが整流子の回転を受けて回転することとなる。加えて、第１のプーリーの径と第２のプーリー径において、整流子外周面とブラシ外周面の当接する面の周速度に若干の差を与えるようプーリー径を設定する。この結果、適度な摺動摩擦が得られ、ごみ・錆等を除去可能となる。
【００８１】
以上、図７(Ｂ)に関し、整流子外周面の形態を説明したが、図７（Ａ）やその他の形態での外周・内周に整流子片及びブラシを配設するものと同様に、この形態においても整流子内周面に整流子片を配設し内面ブラシを設けてもよい。この場合も、整流子片とブラシの接触面積が増してモータの効率が向上する。
【００８２】
図７(Ｃ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがスキュー配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがスキュー配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、整流子１３の周壁のほぼ表裏に位置するもの同士が互いに導通している。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００８３】
図７(Ｃ)ではさらに、整流子１３の外周面上及び内周面上に、図７(Ａ)同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂ及び一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、整流子１３の両面に設けた整流子片に対してブラシから給電することにより、ブラシと整流子の接触面積が大きくなり総合して接触抵抗が低減され、モータの効率が向上する。
【００８４】
さらに、各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。好適には、ブラシが複数の整流子片にまたがることができるような向きで第１配置とする。すなわち、当接面上への投影において整流子軸に対して所定の角度をなすブラシ回転軸の方向は、整流子１３の母線に対して所定の角度をなす整流子片１３ａまたは１４ａの方向とは逆方向（言い換えると、当接面上へ投影されたブラシ軸と、整流子片とがＸ状に交差する）であることが好ましい。これにより、スパークを抑制することができる。加えて、図７(Ｃ)では整流子片がスキュー配置であるため、図７(Ａ)の整流子片がストレート配置の場合に比べて、整流子とブラシのなす角度を大きくすることなく適度な角度において、ブラシが適度な数の整流子片と当接することが可能となる。
【００８５】
なお、当接面上においてブラシ回転軸と整流子片とが、それぞれ整流子軸に対して同じ方向に角度をなす場合でも、ブラシ回転軸と整流子片とのなす角度を必要程度確保することが好ましい。つまり、当接面上でブラシ回転軸と整流子片とが平行とならないようにする。
【００８６】
図７(Ｃ)では、ブラシ回転軸と整流子回転軸が平行でないことから当接状態に回転のみでなく適度の摺動も含まれ、ごみや錆の削り取り効果がある。
【００８７】
図８は、モータのさらに別の参考形態であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみ示している。図８(Ａ)は一部切り欠き斜視図であり、図８(Ｂ)は、整流子の回転軸Ａの方向から見た正面図である。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様である。
【００８８】
図８(Ａ)に示すように、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがストレート配置で並設されるとともに、内周面上にも複数の帯状の整流子片１４ａがストレート配置で並設されている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、互いに対応する整流子片同士が導通している。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００８９】
図８(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に図１と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、内周面上に図６と同様の一対の円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、図８(Ｂ)の正面図に示すように、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄの各々の回転軸は、整流子１３の回転軸と平行に配置されている。
【００９０】
但し、外周面上のブラシ２１Ａが整流子片１３ａ１に当接するとき、内周面上のブラシ２１Ｃは、整流子片１３ａ１と導通する内周面側の整流子片１４ａ１には当接せず、近傍の整流子片１４ａ２(外周面上の整流子片１３ａ２と導通)に当接しているかまたはいずれの整流子片にも当接していない(すなわち整流子片間を移行中)。「近傍」とは、整流子片の分割数にもよるので厳密に規定できないが、外周面と内周面においてそれぞれ給電される各整流子片の電気角が大きく異なると電機子コイルへの給電状態により電機子が発生する磁束に影響を及ぼすことになるため、このような影響を及ぼさない程度とする。
【００９１】
同様に、外周面上のブラシ２１Ｂが整流子片１３ａ３に当接するとき、内周面上のブラシ２１Ｄは、整流子片１３ａ３と導通する内周面側の整流子片１４ａ３には当接せず、近傍の整流子片１４ａ４(外周面上の整流子片１３ａ４と導通)に当接しているかまたはいずれの整流子片にも当接していない(すなわち整流子片間を移行中)。
【００９２】
図８では、整流子１３の外周面上のブラシと内周面上のブラシの各々が、周方向にずれて配置されているため、１つのブラシが複数の整流子片にまたがって当接する場合と同じ効果を奏することができる。すなわち、外面ブラシ２１Ａは、外周整流子片１３ａ１に対して左寄り（図８（Ｂ）において反時計方向寄り）に、そして内面ブラシ２１Ｃは内周整流子片１４ａ２に対して右寄り（同図において時計方向寄り）に当接するように配設される。これにより、整流子が回転(左右どちらでもよい)し、一方のブラシが一の整流子片から次の整流子片へと移行するとき（このとき、この一方のブラシはいずれの整流子片にも当接していない場合がある）、他方のブラシは必ずいずれかの整流子片との当接状態を維持したままとする構成が可能である。つまり、いずれのブラシも整流子片と当接しない瞬間が発生しない。この結果、スパークの発生を抑制できる。
このように、図８の形態によれば、ブラシ回転軸を整流子回転軸に対して第１配置とすることなく、また、整流子片をスキュー配置とすることなく、スパーク抑制の効果を得ることができる。
【００９３】
図８では、ブラシと整流子の回転軸が互いに平行であるので、ブラシが整流子の回転力を受けて自由に回転するのみでは、当接状態に摺動の要素はない。そこで、各ブラシの自由回転をある程度妨げるような所定の制動力を負荷すれば、各ブラシと整流子の当接面上での周速度に差が生じ、摺動を生じさせることができる。ブラシと整流子の摺動により、ごみ・錆の削り取り効果が得られる。図示しないがこの場合も、上記図７（Ｂ）で記載した例と同様にして整流子面とブラシ面に摺動摩擦を得ることができる。または、例えば、ブラシ２１Ａと２１Ｃ（及びブラシ２１Ｂと２１Ｄ）の径に差を設け、両ブラシの回転軸間にベルト等による巻掛け伝導機構を設ければよい。または、ブラシの径を同じくする場合、表裏両方のブラシの回転軸にプーリー等を設け、この両プーリーの径を異ならせ、これらのプーリ間にベルト等で回転を伝達する方法（公知技術）がある。この場合も、外面ブラシと内面ブラシの回転軸の回転方向を逆とするようベルトをたすき掛けにし、整流子面と当接するブラシ面の回転方向を合わせるようにする。なお、後述する参考形態に示すように、ブラシがテーパ部を有する形状(例えば円すい台状）であれば摺動摩擦を得ることもできる。
【００９４】
図９(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の参考形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様であり、図９において省略している外面・内面ブラシも図１、６のようなブラシ保持及び給電機構を用いることができる。
【００９５】
図９(Ａ)の形態は、円筒体である整流子１３が円筒状の外周面及び内周面を備えており、外周面上及び内周面上に複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがそれぞれストレート配置で並設されるている。外周面上の整流子片１３ａと内周面上の整流子片１４ａは、互いに対応する整流子片同士が導通している（同一の電機子コイルに接続されている）。互いに対応する整流子片同士は、典型的には整流子１３の周壁の表裏に位置するが、厳密に表裏の位置でなくともよい。外周面上の隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が、そして内周面上の隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。
【００９６】
図９(Ａ)ではさらに、整流子１３の外周面上に、一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接しており、また、内周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。ここで、ブラシ保持及び給電機構は、図１(外周面上の整流子及びブラシ)及び図６(内周面上の整流子及びブラシ)と同様とすることができる。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、整流子１３の両面に設けた整流子片及びブラシを設けたことにより、給電回路が２系統となり接触抵抗が半減することになる。
【００９７】
各ブラシの回転軸と整流子１３の回転軸とは、各ブラシと整流子１３との当接面上への投影において同一直線上にあり、各ブラシは第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ｃの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｄの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる（図示しないがブラシ２１Ａ、２１Ｂの各回転軸も同様）。
【００９８】
図９(Ａ)では、ブラシ形状が円すい台状、すなわちテーパ部を有する回転体である。テーパ部とは、ブラシ回転軸に垂直な断面である円の径がブラシ軸方向に線形に変化している部分である（径の変化する方向をテーパ方向とする）。ブラシがテーパ部を有する一方、整流子１３は円筒体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なることになる。これは、当接面において、ブラシ側ではそのテーパ方向に沿って周速度が変化するのに対し、円筒体である整流子１３側では周速度は一定だからである。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。つまり、各ブラシは、整流子１３の回転力が伝達されて回転するが、同時に摺動も伴う。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。ブラシ形状は円すい台状に限られず、テーパ部を有する回転体であれば、円筒体の整流子との間で摺動が生じる。なお、図９（Ａ）では、外周面及び内周面にそれぞれ整流子及びブラシを配設した例を示したが、外周面または内周面のみに整流子及びブラシを配設する形態も存在する。これは上記または後述する形態についても同様である。
【００９９】
ブラシがテーパ部を有する形状の場合は、ブラシを傾斜配置としなくとも当接面上での周速度差を生じさせることができ、摺動による効果が得られる。  
【０１００】
図９(Ｂ)の形態は、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、整流子片が両面にストレート配置で並設されている点は、図９(Ａ)と同じである。図９(Ａ)と相違する点は、４つのブラシが、整流子１３に対して第１配置となっている点である。ブラシがテーパ部を有することに加えて、ブラシ回転軸が当接面上への投影において整流子回転軸に対し所定の角度をなしていることにより、整流子１３との間の摺動がさらに大きくなり、ごみ・錆等の削ぎ取り効果がさらに大きくなる。また、ブラシが第１配置であることにより、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接することになり、スパーク抑制の効果も得られる。
【０１０１】
図９(Ｃ)の形態は、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、各ブラシが第２配置である点は、図９(Ａ)と同じである。図９(Ａ)と相違する点は、整流子１３の外周面上及び内周面上における整流子片をスキュー配置で並設したことである。これにより、ブラシ回転軸と整流子回転軸が当接面上への投影において同一直線上にあってもブラシが複数の整流子片にまたがって当接することができ、スパーク抑制の効果が得られる。
【０１０２】
図９(Ｄ)では、整流子１３が円筒体であり、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが円すい台状の回転体であり、外周面上及び内周面上における整流子片をスキュー配置で並設した点は、図９(Ｃ)と同じである。図９(Ｃ)と相違する点は、各ブラシが、整流子１３に対して第１配置となっている点である。但し、当接面上への投影においてブラシ回転軸が整流子回転軸に対してなす角度は、整流子片が整流子の母線に対してなす角度とは逆方向に開く（言い換えると、当接面上に投影されたブラシ回転軸と整流子片とがＸ状に交差する）ことが好ましい。すなわち、一対のブラシ回転軸は互いに逆方向に向いていることが好ましい。ブラシがテーパ部を有すること及び整流子片がスキュー配置であることに加えて、ブラシが第１配置であることにより、整流子回転軸とブラシ回転軸の当接面上への投影においてなす角度を大きくすることなく適度な角度において、適度な摺動摩擦が得られまた適度な数の整流子片と当接することが可能となる。ごみ・錆等の削ぎ取り効果も良好であり、スパーク抑制効果も良好となる。
【０１０３】
図１０(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシの周囲のみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１または図６とほぼ同様である。
【０１０４】
図１０(Ａ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上に複数の帯状の整流子片１３ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の外周面上に、一対の円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、従来の固定・押圧型ブラシと比較して整流子との摩擦を低減できる。
【０１０５】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ａの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｂの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる。このブラシ配置に対し、整流子片はスキュー配置されているので、各ブラシが複数の整流子片１３ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１０６】
図１０(Ａ)では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円筒体であるが、整流子１３がテーパ部を有する回転体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なる。これは、当接面において、ブラシ側ではその周速度が一定であるのに対し、整流子１３側ではテーパ方向に沿って周速度が変化するからである。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。よって、各ブラシは、整流子１３の回転力を受けて回転するが、同時に摺動も発生する。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシを円すい台状としてもよい。
【０１０７】
整流子がテーパ部を有する形状の場合は、ブラシを第１配置としなくとも当接面上での周速度差を生じさせることができ、摺動による効果が得られる。なお、この形態においても、他の形態と同様に、整流子の内面に整流子片をさらに配設して内面ブラシを設けることができ、それによる上記の効果も得られる。
【０１０８】
図１０(Ｂ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上及び内周面上にそれぞれ複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがストレート配置で並設されている。隣り合う整流子片１３ａ、１４ａ間にはそれぞれ絶縁部１３ａ、１４ｂが絶縁を構成するための溝が形成されている。整流子１３の外周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ａと２１Ｂが、内周面上には一対の円すい台状の回転体であるブラシ２１Ｃと２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１０９】
各ブラシは、整流子１３に対して第１配置である。一方、整流子片１３ａ、１４ａはストレート配置であるが、各ブラシが複数の整流子片１３ａ、１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１０】
また、ブラシのテーパ方向(例えば径の小さくなる方向とする)と整流子１３のテーパ方向が、逆となるようにブラシを配置している。これにより、ブラシと整流子１３の当接面においてそれぞれの周速度が異なることとなって摺動が生じ、ごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。この整流子が円すい台状であってブラシが第１配置である形態において、別の例として、円筒体のブラシを用いてもよい。円筒体のブラシの場合も、複数の整流子片にまたがり、かつ適度な摺動摩擦が生じるためである。
【０１１１】
図１０(Ｃ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の内周面上に複数の帯状の整流子片１４ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の内周面上に、一対の円筒体であるブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１１２】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。よって、図示のようにブラシ２１Ｃの回転軸Ｂ１とブラシ２１Ｄの回転軸Ｂ２は、整流子１３の回転軸Ａと交わる。このブラシの第２配置に対し、整流子片はスキュー配置されているので、各ブラシが複数の整流子片１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１３】
図１０(Ｃ)では、ブラシ２１Ｃ、２１Ｄは円筒体であるが、整流子１３がテーパ部を有する回転体であるため、ブラシの周速度と整流子１３の周速度は、双方の当接面において少なくとも部分的に異なる。この結果、当接面においてブラシと整流子１３との摺動が生じる。よって、各ブラシは、整流子１３の回転力を受けて回転するが、同時に摺動も伴う。これにより、回転による摩擦低減の効果と、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシが円すい台状でもよい。なお、この形態においても、他の形態と同様に、整流子の外面に整流子片をさらに配設し、外面ブラシを設けることができ、それによる上記の効果も得られる。
【０１１４】
図１０(Ｄ)の形態は、円すい台状の回転体である整流子１３の外周面上及び内周面上に複数の帯状の整流子片１３ａ、１４ａがスキュー配置で並設されている。隣り合う２つの整流子片１３ａ間には絶縁部１３ｂとしての溝が形成され、隣り合う２つの整流子片１４ａ間には絶縁部１４ｂとしての溝が形成されている。整流子１３の外周面上に一対の円すい台状のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接し、内周面上にも一対の円すい台状のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。
【０１１５】
各ブラシは、整流子１３に対して第２配置である。一方、整流子片はスキュー配置であるので、各ブラシが複数の整流子片１３ａ、１４ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。
【０１１６】
また、ブラシのテーパ方向(例えば径の小さくなる方向とする)と整流子１３のテーパ方向が、逆となるようにブラシを配置している。これにより、ブラシと整流子１３の当接面においてそれぞれの周速度が異なることとなって摺動が生じ、ごみ・錆等の削ぎ取り効果が得られる。なお、各ブラシが円筒体でもよい。
【０１１７】
図６〜図１０に示した形態の構成と作用効果との関係をまとめると、次の通りである。
図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、ブラシの摩擦低減効果を得るには、ブラシが整流子との当接状態を保持しつつ回転可能であれば足り、そのためには回転体のブラシが回転可能に軸支されていればよい。
【０１１８】
また、図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、スパーク抑制効果を得るには、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できれば足りる。ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できるならば、整流子片の配置並びにブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１１９】
またさらに、図６、図７、図９及び図１０に示した円筒状または円すい台状の整流子をもつ各形態において、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果を得るには、ブラシ回転軸と整流子回転軸が当接面上への投影において所定の角度をなすか、または、ブラシの周速度と整流子の周速度とが当接面上で少なくとも部分的に異なっていれば足りる。これを実現できるならば、ブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１２０】
加えて、整流子の内面に整流子片を配設するか、外面に整流子片を配設するか、または整流子の表裏両面に整流子片を配設するか、それに合わせて、内面ブラシ、外面ブラシを配設するか、または表裏両面にブラシを配設するかは、それぞれ用途に適合するよう選択できる。
【０１２１】
図１１(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の参考形態を示す図であある。
図１１(Ａ)は、モータの主要部のみを示す斜視図である。電機子１１、回転シャフト１２及び固定子３１Ａ、３１Ｂは、図１または図６の形態と同様である。本形態では、整流子１５が回転シャフト１２に対して垂直な面をもつ平板を備えている。この平板の一方の面を整流子面とし、複数の整流子片１５ａを配置している。複数の整流子片１５ａは、整流子回転軸Ａを中心とする放射方向に並設されている。各整流子片１５ａの中心側端部は電機子１１の方へ曲げられ、電機子１１内の所定の電機子コイルと電気的に接続されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が放射方向に形成されている。
【０１２２】
一対の円筒体であるブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子面上に当接している。ブラシ２１Ａと２１Ｂは、整流子回転軸Ａを中心として互いに反対側に配置されている。各ブラシは、各々の回転軸周りに回転可能に軸支されていることにより、整流子との摩擦を低減できる。また、各ブラシは、整流子面に対して押し付けられる押圧力を負荷されることにより当接状態を保持する。
【０１２３】
各ブラシの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子面上への投影において放射方向と所定の角度をなしている。これは、上述の整流子が円筒状または円すい台状の場合におけるブラシの第１配置に相当する。よって、整流子が平板状の場合において、ブラシ回転軸が整流子面上への投影において放射方向と所定の角度をなすようなブラシの配置を「ブラシの第１配置」と称することとする。所定の角度は、放射方向に対して正または負のいずれでもよい。このブラシの第１配置により、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接することができ、スパークを抑制できる。また、ブラシの第１配置に加えて、円筒体であるブラシの周速度と整流子１５の周速度が当接面上で異なるため、ブラシと整流子の当接状態に摺動の要素が含まれることになる。これにより、ごみ・錆の削ぎ取り効果が得られる。
【０１２４】
平板の整流子は、図１１(Ａ)のように正面のみに整流子面を設ける場合は、背面を電機子１１の前面と接合させてもよい。また平板の厚さは任意である。
【０１２５】
図１１(Ｂ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの変形例である。整流子１５の正面上には、図１１(Ａ)と同様に円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが配置され、各ブラシの位置に対応する背面上に一対の支持材２９Ａ、２９ｂがそれぞれ設けられている。なお、整流子１５の背面上には整流子片は設けられていない）。支持材２９Ａ、２９Ｂは、ブラシ２１Ａ、２１Ｂが整流子１５の整流子面に対して及ぼす押圧力に抗するために設置されている。支持材２９Ａ、２９Ｂは、円すい台状の回転体であり、回転軸Ｃ１、Ｃ２周りに回転可能に軸支されている。各支持材の回転軸は、整流子背面上への投影において放射方向である。また、各支持材のテーパ部は整流子回転軸Ａへ向かって径が小さくなっており、整流子１５との当接面上で互いに周速度が一致するように形成されている。これにより、各支持材は、ほとんど摩擦を生じることなく整流子１５の面上を回転する。すなわち、各支持材は、整流子の背面上においてブラシと表裏関係の位置で移動を伴わない自転（回転）運動を行ない整流子平板を支持する。
【０１２６】
図１１(Ｃ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。この例では、整流子１５の両面が整流子面となっている。図には現れてないが、背面上の整流子片も正面上の整流子片と同様に整流子回転軸を中心として放射方向に並設されている。典型的には、整流子１５の両面においてほぼ表裏に位置する整流子片同士が同一の電機子コイルに接続されている。
【０１２７】
整流子１５の正面上には、図１１(Ａ)と同様に円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂが当接している(但し、ブラシ２１Ｂが放射方向となす所定の角度の向きが反対向きである)。さらに、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの位置に対応する背面上にも円筒体のブラシ２１Ｃ、２１Ｄが当接している。表裏に位置するブラシ２１Ａと２１Ｃ、あるいは、ブラシ２１Ｂと２１Ｄは、互いに支持材の役割も果たす。平板の整流子１５の両面を整流子面とし、両面のブラシから給電することにより接触面積がほぼ２倍となり接触抵抗が半減する。
【０１２８】
図１１(Ｄ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。この例では、ブラシ２１Ａ、２１Ｂの形状が円すい台状の回転体となっている。各ブラシは、第１配置とされており、ブラシが複数の整流子片にまたがることによりスパーク抑制効果が得られる。また、ブラシの第１配置に加えて、ブラシのテーパ部が、整流子回転軸Ａへ向かって径が大きくなる向きで配置されているため、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。
【０１２９】
図１２(Ａ)〜(Ｅ)はそれぞれ、モータのさらに別の参考形態を示す図であある。ブラシと整流子の部分のみを概略的に示している。
図１２(Ａ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。本例では、整流子面上において整流子片１５ａが、放射方向に対し所定の角度をなすように並設されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が形成されている。
【０１３０】
ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円すい台状の回転体であり、ブラシ回転軸は、整流子面上への投影において放射方向に配置されている。これは、上述の整流子が円筒状または円すい台状の場合におけるブラシの第２配置に相当する。よって、整流子が平板状の場合において、ブラシ回転軸が整流子面上への投影において放射方向であるようなブラシの配置を「ブラシの第２配置」と称することとする。
【０１３１】
整流子片１５ａが放射方向に対して傾斜しているため、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接でき、スパークを抑制できる。
【０１３２】
ブラシのテーパ部は、整流子回転軸Ａに向かって太くなる向きで配置されているため、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。なお、図１２(Ａ)において、ブラシを第１配置としてもよいが、ブラシが複数の整流子片にまたがることができるように、ブラシと整流子片とが略平行とならないようにする。また、図１２(Ａ)において、ブラシを円筒上としてもよい。
【０１３３】
図１２(Ｂ)の形態は、図１１(Ａ)の形態における整流子及びブラシの別の変形例である。本例では、整流子面上において整流子片１５ａが、中心から周囲に向かって渦巻き状に並設されている。隣り合う２つの整流子片１５ａ間には絶縁部１５ｂとしての溝が形成されている。ブラシ２１Ａ、２１Ｂは円筒体であり、ブラシは、整流子１５に対して第２配置とされている。
【０１３４】
整流子片１５ａが渦巻き状であるため、各ブラシが複数の整流子片１５ａにまたがって当接でき、スパークを抑制できる。
【０１３５】
ブラシは円筒体であるので、ブラシと整流子１５との当接面上での周速度が異なる。これにより、各ブラシと整流子１５の当接状態に摺動の要素が付加され、ごみ・錆等の削り取り効果が得られる。
【０１３６】
図１２(Ｃ)の形態は、図１２(Ａ)の形態において、さらに図１１(Ｂ)で示した支持材２９Ａ、２９Ｂを設けたものである。
【０１３７】
図１２(Ｄ)の形態は、図１２(Ａ)または(Ｂ)に示した整流子面を、整流子１５の両面に設け、４つのブラシ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄをそれぞれ当接させている。
【０１３８】
図１２(Ｅ)の形態は、図１１及び図１２(Ａ)〜(Ｄ)の形態の変形例であり、円錐状の回転体である整流子１５’を有する形態である。外周面上の整流子片１５’ａは、整流子回転軸を中心として放射方向に並設され、各整流子片の間に絶縁部１５’ｂの溝が形成されている。円筒体のブラシ２１Ａ、２１Ｂは、第１配置とされ、各ブラシの位置に対応する裏面側には支持材２９Ａ、２９Ｂ（テーパ状にして整流子１５‘の裏面の周速度と一致させる）がそれぞれ設置されている。図１２(Ｅ)の形態の効果は、上述の図１１(Ｂ)とほぼ同じである。なお、図１２(Ｅ)の円錐状の整流子１５’は、上述の図１０に示した円すい台状の整流子の変形とみなすこともできる。
【０１３９】
図１１及び図１２に示した各形態の構成と作用効果との関係をまとめると、次の通りである。
図１１及び図１２に示した平板状または円錐状の整流子をもつ各形態において、ブラシの摩擦低減効果を得るには、ブラシが整流子との当接状態を保持しつつ回転可能であれば足り、そのためには回転体のブラシが回転可能に軸支されていればよい。
【０１４０】
また、図１１及び図１２に示した平板の整流子をもつ各形態において、スパーク抑制効果を得るには、ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できれば足りる。ブラシが複数の整流子片にまたがって当接できるならば、整流子片の配置並びにブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１４１】
またさらに、図１１及び図１２に示した平板の整流子をもつ各形態において、摺動によるごみ・錆等の削ぎ取り効果を得るには、ブラシ回転軸の整流子面上への投影において放射方向に対し所定の角度をなすか、または、ブラシの周速度が整流子面上で少なくとも部分的に異なっていれば足りる。これを実現できるならば、ブラシの形状及び配置はいずれを組み合わせてもよい。
【０１４２】
加えて、整流子の一方の面に整流子片を配設するか、他方の面にも整流子片を配設するか、または整流子の両面に整流子片を配設するか、それに合わせて、一方の面のブラシ、他方の面のブラシを配設するか、または両面にブラシを配設するかは、それぞれ用途に適合するよう選択できる。  
【０１４３】
（４−２）歯車の整流子及びブラシを有する形態
図１３は、整流子とブラシを歯車で構成した、モータの別の参考形態を示す斜視図であり、概略的に整流子及びブラシのみを示している。その他の部分の構成は、例えば、図１と同様である。
整流子１６１は、回転シャフト１２に取り付けられた第１の歯車からなり、整流子回転軸Ａを軸として回転する。第１の歯車における各歯がそれぞれ整流子片１６ａを構成している。整流子片１６ａは導電体であり、その表面は歯先面１６ａ１とその両側面１６ａ２及び１６ａ３とから形成されている。隣接する歯と歯の間の歯溝部分は絶縁部１６ｂであり全整流子片１６ａは電気的に絶縁されている。図１３では、第１の歯車は平歯車であり、整流子片１６ａ及び絶縁部１６ｂは、整流子回転軸Ａに平行である。第１の歯車の歯数は、整流子片１６ａの数で決定され、図示のものは一例である。
【０１４４】
一対のブラシ６１Ａ、６１Ｂは、それぞれブラシ回転シャフト２２に取り付けられた第２の歯車からなる。これらの第２の歯車も平歯車である。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、全体または少なくとも外面が導電体である。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２を軸として回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１と第２の歯車は双方とも平歯車であるから、整流子回転軸Ａとブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２とは平行である。第２の歯車の径及び歯数は適宜設定される。ブラシ６１Ａ、６１Ｂは、それぞれ整流子１６１に対して押し付けられるように押圧力を負荷される（以下の、他の形態においても同じ）。
【０１４５】
図１３の形態では、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと整流子１６１とを互いに噛合する歯車としたことにより、双方の接触が確実となり電気的接続が安定する。
【０１４６】
また、図１３に示すように、２つの歯車が完全に噛合するときには、当接面ｒ1、ｒ２が形成され、整流子１６１(第１の歯車)の歯の２つの側面１６ａ２及び１６ａ３（但し谷を構成する）が、それぞれブラシ６１Ａ(第２の歯車)の歯の２つの側面６ｂ２及び６ｂ３(但し山を構成する)と当接する。通常、２つの歯車が完全に噛合するとき、一方の歯車の歯先面１６ａ１または６ａ１と、他方の歯車の歯溝面６ｂまたは１６ｂとが対向するが、その間には若干の間隙がある。
【０１４７】
２つの歯車の動力伝達には、互いに噛合する２つの歯部分の側面同士の摺動接触(滑り接触)を伴う。両歯車の回転に伴い、噛合部分における２つの歯の側面同士の当接状態は変化するが、当接面ｒ１（整流子片の側面１６ａ２とブラシの側面６ａ２との当接）、ｒ２（整流子片の側面１６ａ３とブラシの側面６ａ３との当接）のうち少なくとも一方は維持される。つまり、いずれかの整流子片１６ａの側面１６ａ２とブラシ６１Ａのいずれかの歯部分６ａの側面６ａ２とが接触状態にあるか、または、いずれかの整流子片１６ａの側面１６ａ３とブラシ６１Ａのいずれかの歯部分６ａの側面６ａ３が接触状態にある（ブラシ６１Ｂについても同様）。よって、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと電機子コイルとの遮断状態は発生せず、スパークを抑制できる。また、この２つの歯の側面同士の滑り接触により、表面のごみ・錆等を削り取る効果がある。
【０１４８】
さらに、２つの歯車の径及び歯のピッチを適宜設定すれば、同時に複数の整流子片１６ａにブラシ６１Ａ、６１Ｂが接触することができる。例えば、同じ径の歯車の場合歯のピッチを細かく(歯数を多く)するほど、同時に接触する歯数が増える。このように複数の歯同士が噛合することによって、ブラシ６１Ａ、６１Ｂと整流子片１６ａとの接触状態を確実に維持でき、スパークを抑制できる。
【０１４９】
図１４は、ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は模式的な平面図である。
整流子１６１である第１の歯車は、図１３の形態と同じ平歯車であり、各歯が整流子片１６ａであり、各歯溝部分が絶縁部１６ｂである。一方、一対のブラシ６２Ａ、６２Ｂである第２の歯車は、斜歯歯車であり、各歯部分６ａ及び各歯溝部分６ｂが螺旋状にねじれている。ブラシ６２Ａ、６２Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸を軸とし回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１の歯車は平歯車であり、第２の歯車は斜歯歯車であるから、図１４(Ｂ)の平面図に示すように、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子１６１の回転軸Ａと所定の角度をなす。図示の例では、ブラシ回転軸Ｂ１とＢ２がそれぞれ整流子回転軸Ａに対して反対方向に所定の角度をなしているが、同じ方向に所定の角度をなしてもよい。以下、整流子及び２つのブラシを、図１４(Ｂ)の平面図のように見た場合を「平面視」と称することとする（他の参考形態及び実施形態でも同じ）。
【０１５０】
図１４の形態においてもブラシ６２Ａ、６２Ｂは整流子１６１の回転に伴って整流子と噛合しつつ回転するため、ブラシと整流子の間の確実な電気的接続が得られる。特に、斜歯歯車を用いたことにより軸力が働くため、軸力が作用する当接面での押圧・摩擦が大きくなり、より確実な接続状態となる。また、噛合部分においては、歯と歯の当接面において滑り接触するため、ごみ・錆等の削り取り効果がある。
【０１５１】
また、ブラシが斜歯歯車であることから、回転時には、ブラシの１つの歯は整流子の１つの歯の一方の端部側から徐々に当たり始め、その当接部分が次第に整流子の歯の中央部に移行し、そして他方の端部側に最後に当たることとなる。例えば、図１４(Ａ)のように、ブラシ６２Ａの任意の隣り合う３つのブラシ歯を符号ｓ１、ｓ２及びｓ３で示し、これらと噛合する整流子１６１の隣り合う３つの整流子歯をそれぞれ符号ｔ１、ｔ２、ｔ３で示す。また、図１４(Ｂ)の矢印で示すように回転し、整流子１６１の軸方向の一方の端部を符号１６ｄで、他方の端部を符号１６ｅで示す。ブラシ歯ｓ３が整流子歯ｔ３の一方の端部１６ｄの近傍に当たっているとき、ブラシ歯ｓ２は整流子歯ｔ２の中央部に当たっており、ブラシ歯ｓ１は整流子歯ｔ１の他方の端部１６ｅ近傍に当たっている。このことは、ブラシ６２Ａの複数の歯が、整流子１６１の複数の歯すなわち複数の整流子片１６ａに同時に接触することを意味する。ブラシ６２Ｂについても同様である。これにより、ブラシが常に複数の整流子片と接触しており、電機子コイルとの遮断が発生しないためスパークを抑制できる。図１４の形態では、ブラシが斜歯歯車であるので、図１３の形態に比べてブラシを複数の整流子片と接触させることが容易である。
【０１５２】
なお、図１４の形態の変形形態として、ブラシを平歯車とし、整流子を斜歯歯車としても同様の効果が得られる。また、図１４の形態では、平面視における２つのブラシの各回転軸が整流子回転軸となす角度が逆方向であるが、同じ方向であってもよい（但し、一方のブラシの斜歯の向きが図１４の場合とは逆になる）。
【０１５３】
図１５は、ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示す斜視図である。
整流子１６２である第１の歯車は、斜歯歯車であり、整流子片１６ａである各歯及び絶縁部１６ｂである各歯溝部分が螺旋状にねじれている。そして、一対のブラシ６２Ａ、６２Ｂである第２の歯車もまた斜歯歯車であり、各歯部分６ａ及び各歯溝部分６ｂが螺旋状にねじれている。ブラシ６２Ａ、６２Ｂは、整流子回転軸Ａを中心に互いに反対側に配置され、それぞれブラシ回転軸を軸として回転可能である。ブラシである第２の歯車は、整流子である第１の歯車と噛合するように形成される。第１と第２の歯車は双方とも斜歯歯車であるから、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２を、整流子１６１の回転軸Ａと平行にしてもブラシは複数の整流子片と接触できる。回転軸の平行配置は、設定が容易であるので好ましい。あるいは、図１３の形態のように、平面視にて回転軸同士が所定の角度をなすようにも配置できる。
【０１５４】
図１５の形態においてもブラシ６２Ａ、６２Ｂは整流子１６２の回転に伴って整流子と噛合しつつ回転するため、ブラシと整流子の間の確実な電気的接続が得られる。また、ブラシと整流子の双方が斜歯歯車であることから、軸力が働くため、軸力が作用する当接面での押圧・摩擦が大きくなり、より確実な接続状態となる。また、噛合部分においては、歯と歯の当接面において滑り接触するため、ごみ・錆等の削り取り効果がある。
【０１５５】
さらに、ブラシと整流子の双方が斜歯歯車であることから、ブラシの１つの歯は、整流子の１つの歯の一方の端部から徐々に当たり始め、その当接部分が次第に中央部に移行し、そして他方の端部に最後に当たることとなる。よって、図１４の形態と同様にブラシ６２Ａ、６２Ｂの複数の歯が、整流子１６２の複数の歯すなわち複数の整流子片に同時に接触することができる。この結果、スパークを抑制できる。図１４の形態と図１５の形態とは、２つの歯車の径及び歯のピッチを同等に設定すれば、同じ効果が得られる。
【０１５６】
図１５の変形形態として、整流子１６２を斜歯歯車のままで、ブラシ６２Ａ、６２Ｂを図１３の形態の平歯車に替え、平面視にて各ブラシ回転軸が整流子回転軸と所定の角度をなすようにしてもよい（図１４の形態の変形形態と同じになる）。
【０１５７】
（４−３）整流子及びブラシに凹凸を有する形態
図１６は、本発明によるモータの一形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は平面図である。概略的に整流子及びブラシのみを示すが、その他の部分の構成は、例えば、図１と同様である。
【０１５８】
整流子１７１は、回転シャフト１２に取り付けられた略円筒体の外周面上に複数の整流子片１７ａがストレート配置で設けられ、隣り合う整流子片１７ａの間には絶縁部１７ｂが設けられている。図１６の整流子１７１の基本形状は図１３に示した平歯車の整流子に類似しているが、図１〜図１２に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をストレート配置したものであれば、いずれを基本形状としてもよい。
【０１５９】
整流子１７１の外周面上には、各整流子片１７ａと交差する方向（整流子の円周方向）に所定の幅ｗ１の複数の凹部１７ｃが延在し、そして凹部１７ｃに沿って所定の幅ｗ２の複数の凸部１７ｄが延在している。図１６では、各整流子片１７ａと交差する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄは、整流子１７１の回転軸Ａを中心とする円形状に形成されている。
【０１６０】
なお、１つの整流子片１７ａ上においては、複数の凹部１７ｃと凸部１７ｄが交互に存在し、１つの整流子片１７ａを構成する全ての凹部１７ｃ及び凸部１７ｄの少なくとも表面は導電体から構成され導通している。図１６(Ｂ)に示す通り、１つの整流子片１７ａ上にある凹部１７ｃと凸部１７ｄの間には側面１７ｄ１、１７ｄ２が存在する。１つの凸部１７ｄの両側面１７ｄ１、１７ｄ２(１つの凹部１７ｃの両側面でもある)は、凸部１７ｄの頂面に向かって先細となるように斜面とすることが好適であるが、両側面が垂直（凹部１７ｃの底面に対して）でもよい。
【０１６１】
一方、ブラシ７１Ａ、７１Ｂでは、略円筒体の外周面上に所定の幅Ｗ３の複数の凸部７ｄが延在し、そして凸部７ｄに沿って所定の幅ｗ４の複数の凹部７ｃが延在している。ブラシ７１Ａ、７１Ｂはそれぞれ回転可能に軸支されている。図１６(Ｂ)に示すように、平面視において、ブラシ７１Ａの回転軸Ｂ１は整流子回転軸Ａに対して所定の角度をなしている。ブラシ７１Ａと整流子１７１との当接部分においては、ブラシ７１Ａにおける凸部７ｄ及び凹部７ｃが、整流子１７１における凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと、互い違いに組み合っている。ブラシ７１Ｂについても同様である。
【０１６２】
図１６(Ｂ)に示すように、ブラシ７１Ａと整流子１７１の各々の凹部と凸部は、必ずしも全く隙間無く嵌合する必要はないが、ブラシ７１Ａの１つの凸部７ｄの両側面は、凸部７ｄの頂面の頂面に向かって幅が狭くなるように斜面とすることが好適であるが、両側面が垂直（凹部７ｃの底面に対して）でもよい。
【０１６３】
整流子に対しブラシをスプリング等で押圧しているので、当接部分においては、ブラシ７１Ａの凸部７ｄの両側面（斜面状が好適である）が、整流子１７１のいずれかの凹部１７ｃの側面１７ｄ１、１７ｄ２にそれぞれ当接することが可能である。これにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり接触抵抗を低減できる。
【０１６４】
なお、ブラシ７１Ａの凸部７ｄの頂面と、整流子１７１の凹部１７ｃの底面とは、接触させないことが好ましい。これは、ブラシ７１Ａの凸部７ｄの頂面と、整流子１７１の凹部１７ｃの底面を接触させると、側面での接触が安定的に確保できなくなるためである。図１６(Ｂ)にはブラシ７１Ｂを示していないが、ブラシ７１Ａと同様であり、ブラシ７１Ｂの回転軸も整流子回転軸Ａに対して平面視にて所定の角度をなしている。この角度は回転軸Ｂ１のなす角度に対して同方向または逆方向でもよい。
【０１６５】
また、平面視にてブラシ回転軸と整流子回転軸とが所定の角度をなすようにブラシを配置したことにより、ブラシが複数の整流子片１７ａと当接するためスパークを抑制できる。
【０１６６】
また、ブラシが整流子の回転力を受けて回転することにより摩擦を低減できると同時に、ブラシが整流子に対して摺動もすることによりごみ・錆等の除去効果が得られる。この摺動は、平面視にてブラシ回転軸と整流子回転軸とが所定の角度をなすようにブラシを配置したことにより発生する。加えて、この摺動は、整流子及びブラシにおける凹部と凸部の径の違いにより当接する凹部と凸部の斜面部分において周速度差を生じることによっても発生する。
【０１６７】
図１６の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における上記の周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１６８】
図１７は、図１６の変形形態を示す斜視図である。
図１７の形態では、整流子片１７ａは整流子１７２の外周面において軸方向に延在し、この整流子片１７ａには隣接する整流子片１７ａ同士と交差する方向（すなわち、略円周方向）に延在する傾斜状の両側面を有する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄが複数形成され、よって、これらが整流子軸方向に交互に配置される結果、２つの斜面１７ｄ１及び１７ｄ２から形成されることになる。凹部１７ｃの最深部及び凸部１７ｄの最頂部は、それぞれ線状若しくは幅の狭い面状である。なお、整流子片の凹部及び凸部の少なくとも表面は、すべて導通している導電体から構成されている。また、他の形態と同様に、各整流子片１７ａを絶縁する絶縁部１７ｂも備えている。
【０１６９】
一方ブラシ７２Ａ、７２Ｂはそれぞれ、整流子１７２に設けた凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと互い違いに組み合うことができる凸部７ｄ及び凹部７ｃを外周面上に形成している。よって、整流子１７２の凸部１７ｄと凹部１７ｃが共有するの２つの斜面１７ｄ１及び１７ｄ２は、ブラシ７２Ａの凹部７ｃと凸部７ｄが共有する斜面７ｃ１及び７ｃ２とは、当接する。このブラシ及び整流子の各斜面同士の当接状態は、斜面全体での当接状態ではなく部分的な当接状態でもよい。また、凹部の最深部と凸部の最頂部の間に隙間があってもよい。また、図１７では、ブラシと整流子における凹部及び凸部の各斜面を略平坦面で示しているが、これは一例であり、別の例としては、各斜面を凸部の頂点から凹部の底部にかけて凹曲面で形成してもよい（すなわち、最頂部１７ｄと最深部１７ｃとの間を渡る部分を凹曲面とする）。この場合、ブラシに形成されている斜面７ｃ１、７ｃ２も整流子片の各斜面に嵌合するように凸曲面とする。すなわち、ブラシの凸部の頂点７ｄから凹部の底部７ｃかけて凸曲面とする。これは、変形形態として後述するブラシ軸が整流子軸と平行な場合であり、整流子片とブラシの接触面積が増すことになる。
【０１７０】
凹部と凸部の斜面形状によって当接面の大きさが調整でき、ブラシと整流子との当接状態を適宜設定することができる。ただし、図１７のようにブラシ軸と整流子軸が平面視にて所定の角度をなす場合であっても、ブラシが整流子の回転力を受けて回転できるような斜面形状とする。よって、ブラシ軸を整流子軸に対して所定の角度をなして当接させる場合は、歯の噛み合いに少し余裕をもたせる（この場合、斜面全体での当接状態ではなく部分的な当接状態となる）。なお、この整流子軸に対してブラシ軸に所定の角度を与えて当接する場合の具体的一例として、ブラシの頂部７ｄと軸方向に隣り合う頂部７ｄの間隔を、整流子片の頂部１７ｄと軸方向に隣り合う頂部１７ｄの間隔よりも大きくすることにより実現できる。なお、整流子に対してブラシはスプリング等の弾性材により適度に押圧されている。
【０１７１】
図１７の形態においても、整流子及びブラシの接触面積が大きくなるため接触抵抗が低減され、図１６の形態よりもさらに大きな接触面積が得られる。また、図１６の形態と同様にブラシ回転軸は、平面視にて整流子回転軸に対し所定の角度をなしているため、ブラシが複数の整流子片にまたがることができ、スパークを抑制できる。さらに、ブラシが整流子の回転力を受けて回転することにより摩擦を低減できると同時に、整流子及びブラシの双方の当接面に周速度差が発生することからブラシが整流子に対して摺動もすることによりごみ・錆等の削ぎ取りの効果が得られる。
【０１７２】
図１７の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。具体的一例として、整流子の円周方向に並ぶ整流子片の本数を多くして、この円周方向に隣り合う整流子片の間隔を狭くすることにより、ブラシが複数の整流子片に接触できるようにする。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば必要にして充分であり、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１７３】
図１８は、図１６の変形形態を示し、(Ａ)は整流子の斜視図であり、(Ｂ)は整流子と一対のブラシの側面図である。
図１８の形態では、整流子１７３の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１７ａがスキュー配置で設けられ、隣り合う整流子片１７ａの間には絶縁部１７ｂが設けられている。整流子１７３の基本形状は、図１５に示した斜歯歯車の整流子に類似しているが、図１〜図１２に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をスキュー配置したものを基本形状としてもよい。
【０１７４】
図１８の形態においても、図１６の形態と同様に、整流子１７３が、整流子片１７ａと交差する方向（すなわち、整流子の円周方向）に延在する凹部１７ｃ及び凸部１７ｄを備え、凹部１７ｃ及び凸部１７ｄは整流子回転軸Ａを中心とする円形状に形成されている。ブラシ７１Ａ、７１Ｂは、図１６の形態におけるブラシと同じであり、凸部７ｄ及び凹部７ｃがブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２を中心とする円形状に形成されている。
【０１７５】
図１８(Ｂ)の側面図に示すように、ブラシ７１Ａ、７１Ｂの回転軸Ｂ１、Ｂ２は、整流子回転軸Ａと平行である。ブラシ７１Ａ、７１Ｂの各々と整流子１７３との当接部分においては、ブラシにおける凸部７ｄ及び凹部７ｃが、整流子における凹部１７ｃ及び凸部１７ｄと、互い違いに組み合っている。
【０１７６】
図１８の形態では、図１６の形態と同様にブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この場合も、ブラシと整流子のそれぞれ凸部７ｄ、１７ｄと凹部７ｃ、１７ｃの側面が斜面であってこれらの斜面同士が当接することが好適であり、凸部の頂面と凹部の底面とは非接触とする。
【０１７７】
また、整流子片１７ａがスキュー配置であるため、ブラシが複数の整流子片１７ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。図１８(Ｂ)は側面図であるが、その中央部分に破線のブラシ７１Ａを示している。これは、ブラシが複数の整流子片に渡ることを理解しやすいように、平面視におけるブラシ７１Ａの位置を示したものである。
【０１７８】
また、ブラシは、整流子の回転力を受けて回転可能であるため摩擦を低減できる。同時にブラシの凸部と凹部はそれぞれ、整流子の凹部と凸部に対して摺動する（凹凸の周速度差による）ため、ごみ・錆等の削ぎ取り効果も得られる。なお、この形態も他の形態と同様にブラシは整流子に適度に押圧されている。
【０１７９】
図１９は、図１６の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
図１９の形態では、整流子１８１の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１８ａがストレート配置で設けられ、隣り合う整流子片１８ａの間には絶縁部１８ｂが設けられている。図示の整流子１８１は略円筒体であるが、図１〜図１５に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をストレート配置したものを基本形状としてもよい。
【０１８０】
図１９の形態では、整流子１８１が、整流子片１８ａと交差する方向に延在する凹部１８ｃ及び凸部１８ｄを備え、凹部１８ｃ及び凸部１８ｄは整流子回転軸Ａに対し螺旋状に形成されている。一対のブラシのうちの一方であるブラシ８１Ａの外周面上には、ブラシ回転軸Ｂ１に対し螺旋状に凸部８ｄ及び凹部８ｃが形成されている。ブラシ８１Ａと整流子１８１との当接部分においては、ブラシにおける凸部８ｄ及び凹部８ｃが、整流子における凹部１８ｃ及び凸部１８ｄと、互い違いに組み合っている。平面視において、ブラシ回転軸Ｂ１は、整流子回転軸Ａに対して所定の角度をなしている。図１９には現れないが、一対のブラシのうち整流子１８１を挟んで反対側に位置する他方のブラシについても同様である。
【０１８１】
図１９の形態では、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。また、ブラシと整流子は、ブラシ及び整流子に螺旋状の凸部及び凹部を形成した場合においても、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面（斜面とすることが好適）同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１８２】
また、整流子片１８ａがストレート配置であるのに対し、平面視にてブラシ回転軸が整流子回転軸に対し所定の角度をなしているので、ブラシが複数の整流子片１８ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。
また、螺旋状の凹部と凸部が互い違いに組み合うことにより、ブラシは、整流子の回転に伴って確実に回転し、ブラシと整流子の電気的接続が安定する。
【０１８３】
図１９の変形形態として、ブラシ回転軸を整流子回転軸と平行に配置した形態がある。この場合も、整流子及びブラシの径及び整流子片の数を適切に設定すれば、ブラシの凸部が隣合う２つの整流子片の凹部と常に接触するように形成できる。ブラシが２つの整流子片に渡って接触できれば、スパーク抑制効果が十分得られる。また、回転軸同士が平行であっても、凹部と凸部における周速度差により摺動を生じ、ごみ・錆等の除去効果が得られる。
【０１８４】
図２０は、図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシと整流子とを示す側面図である。
図２０の形態では、整流子１８２の略円筒体の外周面上に複数の整流子片１８ａがスキュー配置で設けられ、隣り合う整流子片１８ａの間には絶縁部１８ｂが設けられている。図示の整流子１８２は略円筒体であるが、図１〜図１５に示した各整流子のうち、外周面上に整流子片をスキュー配置したものを基本形状としてもよい。
【０１８５】
図２０の形態では、図１９の形態と同様に、整流子１８２が、整流子片１８ａと交差する方向に延在する凹部１８ｃ及び凸部１８ｄを備え、凹部１８ｃ及び凸部１８ｄは整流子回転軸Ａに対し螺旋状に形成されている。また、一対のブラシ８２Ａ、８２Ｂの外周面上には、ブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２に対し螺旋状に凸部８ｄ及び凹部８ｃがそれぞれ形成されている。ブラシ８２Ａ、８２Ｂと整流子１８２との当接部分においては、ブラシにおける凸部８ｄ及び凹部８ｃが、整流子における凹部１８ｃ及び凸部１８ｄと、互い違いに組み合っている。
【０１８６】
図２０の形態では、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この形態でも、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１８７】
また、ブラシ回転軸Ｂ１、Ｂ２が整流子回転軸Ａと平行であるのに対し、整流子片１８ａがスキュー配置であるので、ブラシが複数の整流子片１８ａに渡って当接でき、スパークを抑制できる。
また、螺旋状の凹部と凸部が互い違いに組み合うことにより、ブラシは、整流子の回転に伴って確実に回転するため電気的接続が安定する。
【０１８８】
図２１は、図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
図２１の形態は、整流子片１８ａをスキュー配置とした点が図１９の形態と相違する。平面視におけるブラシ回転軸Ｂ１の、整流子回転軸Ａに対する角度は、整流子片１８ａのスキュー配置の方向と逆向き（または同方向であって、スキュー方向とブラシ軸方向に適度な角度をもたせる）とする。これにより、図１９の整流子片がストレート配置の場合に比べて、ブラシがさらに多くの整流子片１８ａにまたがることができ、スパーク抑制効果が向上する。図示されていない他方のブラシについても同様である。
【０１８９】
図２１の形態においても、ブラシ及び整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が、当接部分において互い違いに組み合うことにより、ブラシと整流子との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低減できる。この形態でも、ブラシと整流子のそれぞれの凸部８ｄ、１８ｄと凹部８ｃ、１８ｃの側面同士が当接し、凸部の頂面と凹部の底面は非接触であることが好適である。
また、ブラシと整流子にそれぞれ設けた凹部と凸部が螺旋状であるので、ブラシと整流子の間に軸力が作用するため摺動摩擦が大きくなり、さらに整流子及びブラシの凹部と凸部に起因する周速度差によっても摺動摩擦を生じるため、ごみ・錆等を取り除く効果がある。
【０１９０】
（４−４）整流子及びブラシの外形の変形形態
図２２(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明のモータにおけるブラシ及び整流子の基本形状である回転体の変形形態を概略的に示す斜視図である。上述の各形態の中で、主として円筒体または略円筒体の整流子またはブラシに対して適用できる。
【０１９１】
図２２では、一例として、図１５に示した略円筒体の斜歯歯車からなるブラシ６２Ａ、６２Ｂ及び整流子１６２に適用した例を示す。
図２２(Ａ)の形態では、整流子１６２の外形が、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ曲線からなる母線をもつ回転体である。実際には、整流子１６２の外周面上には、歯車の歯である整流子片１６ａと歯溝部分である絶縁部１６ｂが設けられる（以下の形態において同じ）。斜歯歯車であるので、整流子片１６ａがスキュー配置となる。
一方、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外形は、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ母線が曲線である回転体であり、当接部分において整流子１６２の外周面に沿うことができる。ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外周面上には、歯車の歯部分６ａと、歯溝部分６ｂが設けられる。
【０１９２】
なお図２２(Ａ)に示したブラシ及び整流子の各外形は、ブラシ及び整流子が歯車でない場合、例えば、図１〜９に示したブラシ及び整流子が円筒体の形態における外形の変形として適用でき、また、図１６〜２１に示したブラシ及び整流子が略円筒体で凹部及び凸部を有する形態の外形の変形としても適用できる。外形を除くブラシ及び整流子としての構成は各形態で前述した通りとする。（以下の(Ｂ)〜(Ｄ)の形態において同じ）。
【０１９３】
図２２(Ｂ)の形態では、整流子１６２の外形が、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ曲線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外形は、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ曲線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６２の外周面に沿うことができる。
【０１９４】
図２２(Ｃ)の形態では、整流子１６２の外形が、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外形は、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６２の外周面に沿うことができる。
【０１９５】
図２２(Ｄ)の形態では、整流子１６２の外形が、中央部の径が小さく両端部の径が大きくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体である。
一方、ブラシ６２Ａ、６２Ｂの外形は、中央部の径が大きく両端部の径が小さくかつ中央で折れた２直線からなる母線をもつ回転体であり、当接部分において整流子１６２の外周面に沿うことができる。
【０１９６】
図２２(Ａ)〜(Ｄ)のような外形とした場合、整流子とブラシの外周面同士が嵌り合う状態となるため、互いに安定に支持される効果がある。また、特に斜歯歯車の整流子とブラシの場合、歯の螺旋状の捻れを外形の曲面形状と合致させることにより良好な噛合状態が実現される。
図２２(Ａ)〜(Ｄ)において、図６〜１０に示すように整流子の内面に整流子片を設け、ブラシを整流子内面に配設してもよい。この場合、(Ａ)の形態の整流子に対し（Ｂ）の形態のブラシを組合せ、（Ｂ）形態の整流子に対し（Ａ）の形態のブラシを組み合わせる。（Ｃ）及び（Ｄ）についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】モータの第１の参考形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１のモータの整流子とブラシの回転軸同士の関係を詳細に示す図である(Ａ)は、図１の矢印Ｙ方向に見たモータ１の主要部の平面図であり、(Ｂ)は、図１の矢印Ｘ方向に見たモータ１の主要部の正面図である。
【図３】モータの第２の参考形態を示す概略的な縦断面図である。
【図４】(Ａ)は通常のモータにおける、(Ｂ)は参考例のモータにおける回転子静止時の、(Ｃ１)及び(Ｃ２)はモータにおける回転子回転中の、回転子の磁束軸の角度（破線）と固定子による磁束軸の角度（実線）との関係を示す模式図である。
【図５】(Ａ)は、電車等の屋根部に設けたパンタグラフを導電体線路とともに示した斜視図である。(Ｂ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略上面図である。(Ｃ)は、(Ａ)におけるパンタグラフの概略側面図である。
【図６】モータの別の参考形態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】(Ａ)〜(Ｃ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図８】モータのさらに別の形態である。
【図９】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図１０】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図１１】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す図であある。
【図１２】(Ａ)〜(Ｅ)はそれぞれ、モータのさらに別の形態を示す図であある。
【図１３】整流子とブラシを歯車で構成した、モータの別の形態を示す斜視図である。
【図１４】歯車で構成した別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり(Ｂ)は模式的な平面図である。
【図１５】ブラシと整流子を歯車で構成した別の形態を示す斜視図である。
【図１６】本発明によるモータの別の形態を示し、(Ａ)は斜視図であり、(Ｂ)は平面図である。
【図１７】図１６の変形形態を示す斜視図である。
【図１８】図１６の変形形態を示し、(Ａ)は整流子の斜視図であり、(Ｂ)は整流子と一対のブラシの側面図である。
【図１９】図１６の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
【図２０】図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシと整流子とを示す側面図である。
【図２１】図１９の形態の変形形態であり、一対のブラシの一方のみと整流子とを示す平面図である。
【図２２】(Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ、本発明のモータにおけるブラシ及び整流子の外形の変形形態を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１、２  モータ
５  筐体
５Ａ  第１筐体
５Ｂ  第２筐体
５Ｃ、５Ｄ１、５Ｄ２  ベアリング
１０  回転子
１１  電機子
１２  モータ回転シャフト(整流子回転シャフト)
１３、１５、１５’、１６１、１６２、１７１、１７２、１７３、１８１、１８２  整流子
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、６１Ａ、６１Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ、７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂ、８１Ａ、８１Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ  ブラシ
２９Ａ、２９Ｂ  支持材
３１Ａ、３１Ｂ  固定子
４０  パンタグラフ
４１  導電性円筒体
５０  導電体線路
Ａ  整流子回転軸
Ｂ１、Ｂ２  ブラシ回転軸