(57)【要約】【課題】容易に製造することができるモータを提供する。【解決手段】所定のセグメント１６同士を短絡する短絡部材積層部２３は、複数の短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部が積層されることにより構成される。該短絡部材１７ａ〜１７ｈは、該短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部から延出形成される折り曲げ部１９を備えている。該折り曲げ部１９は、短絡部材１７ａ〜１７ｈごとに折り曲げ部１９の第２延出部の軸線方向の長さが調整されており、前記短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部が積層されたときに、該折り曲げ部１９の先端（第３延出部）における前記セグメント１６との接続箇所の軸方向の位置が一致する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に異極となる永久磁石を備えた固定子に対し、励磁コイルがそれぞれティースに集中巻にて巻線が巻回される電機子コアとセグメントを有する整流子と所定のセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材積層部とを有する電機子が回転可能に配置され、その整流子に対して陽極側給電ブラシ及び陰極側給電ブラシから給電を行うように構成されるモータにおいて、
前記短絡部材積層部は、複数の短絡部材を積層して構成され、
該各短絡部材は、軸方向に積層される基部と、該基部から延出形成された折り曲げ部を有し、
該各短絡部材の折り曲げ部は、前記セグメントと接続される先端部の位置が軸方向において一致するように形成されたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記各基部は、絶縁部材を介して積層され、
該絶縁部材は、その外径が前記基部の外径より大きく、かつ、前記折り曲げ部と干渉しないように形成さ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】
前記永久磁石の極数を２Ｎ極（Ｎは３以上の整数）、前記励磁コイルの数Ｍを２Ｎ±２個（Ｍは４以上の整数）、前記セグメントの数ＳをＮ×Ｍ個としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記折り曲げ部は、前記短絡部材の基部から径方向外側に向かって放射状に延出形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記折り曲げ部は、その先端に巻線と接続する接続部を備え、
該接続部は、接続部の周方向の幅が前記折り曲げ部の周方向の幅より広く形成されたことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記短絡部材積層部の少なくとも一部は、前記電機子コアの軸方向における範囲内に配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記短絡部材の基部を円弧状にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項８】
前記短絡部材は、複数の折り曲げ部を有し、該折り曲げ部の内の１つに巻線と接続される接続部を備え、
該接続部は、２つの前記励磁コイルと接続されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項９】
前記短絡部材は、複数の折り曲げ部を有し、該折り曲げ部の内の２つに巻線と接続される接続部をそれぞれ備え、
該接続部は、２つの前記励磁コイルとそれぞれ接続されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のセグメント同士を短絡する短絡部材を用いて構成されるモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願２００２−５０４２０において、固定子の永久磁石の極数を２Ｎ極（Ｎは３以上の整数）とし、回転子（電機子）の励磁コイルの数Ｍを２Ｎ±２個（Ｍは４以上の整数）、整流子のセグメントの数ＳをＮ×Ｍ個とした集中巻ブラシ付き直流モータ（以下、単にモータという）を提案している。この構成のモータは、回転時において電機子に作用するラジアル方向の力が極めて小さくなるので、電機子の振動が極めて小さいという点で優れている。
【０００３】
例えば、固定子の永久磁石の極数２Ｎを「６」極とし、回転子（電機子）の励磁コイルの数Ｍを「８」個としたモータでは、整流子のセグメントの数Ｓが「２４」に設定される。また、この整流子に摺接する給電ブラシの数はセグメントの数Ｓに応じて陽極及び陰極でそれぞれ３個、合計６個とすることが一般的である。
【０００４】
しかしながら、この構成では、給電ブラシの数が多いため、ブラシ装置の組み立て作業が煩雑となるばかりか、ブラシ装置が大型化する等の種々の問題が生じる。
【０００５】
そこで、本出願人は、図１０に示すように、同電位となるセグメント同士を短絡させ、給電ブラシの数を陽極及び陰極でそれぞれ１個ずつの合計２個として、給電ブラシの数を少なくするようにした。尚、図１０は、電機子への巻線巻回を示す説明図である。また、次に示す図１１（ａ）は、電機子への巻線巻回を示す展開図であり、図１１（ｂ）は、励磁コイルの結線図である。
【０００６】
詳述すると、図１０及び図１１（ａ）に示すように、永久磁石８１の極数が「６」、励磁コイル８２ａ〜８２ｈの数が「８」、整流子８３のセグメント８４の数が「２４」、陽極側給電ブラシ８５ａ及び陰極側給電ブラシ８５ｂをそれぞれ１個ずつ用いて集中巻ブラシ付きモータが構成されている。尚、各セグメント８４に対して、周方向一方に順にセグメント番号を「１」〜「２４」と付すことにする。
【０００７】
各励磁コイル８２ａ〜８２ｈは、所定のティース８６ａ〜８６ｈに巻線８７を集中巻きにて巻回することにより構成されている。
即ち、図１１（ａ）に示すように、励磁コイル８２ａは、巻線８７が番号「２」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ａに巻回され、番号「３」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｂは、巻線８７が番号「５」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｂに巻回され、番号「６」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｃは、巻線８７が番号「８」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｃに巻回され、番号「９」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｄは、巻線８７が番号「１１」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｄに巻回され、番号「１２」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｅは、巻線８７が番号「１４」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｅに巻回され、番号「１５」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｆは、巻線８７が番号「１７」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｆに巻回され、番号「１８」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｇは、巻線８７が番号「２０」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｇに巻回され、番号「２１」のセグメント８４に接続され構成されている。励磁コイル８２ｈは、巻線８７が番号「２３」のセグメント８４から延びて所定ティース８６ｈに巻回され、番号「２４」のセグメント８４に接続され構成されている。
【０００８】
又、各セグメント８４において、図１０に示すように、１２０°の間隔を有してそれぞれ配置される３個のセグメント８４同士を同電位とすべく該セグメント８４同士が短絡線８８ａ〜８８ｈにより短絡される。
【０００９】
即ち、図１１（ａ）に示すように、短絡線８８ａは番号「１」「９」「１７」のセグメント８４を短絡し、短絡線８８ｂは番号「２」「１０」「１８」のセグメント８４を短絡する。又、短絡線８８ｃは番号「３」「１１」「１９」のセグメント８４を短絡し、短絡線８８ｄは番号「４」「１２」「２０」のセグメント８４を短絡する。又、短絡線８８ｅは番号「５」「１３」「２１」のセグメント８４を短絡し、短絡線８８ｆは番号「６」「１４」「２２」のセグメント８４を短絡する。又、短絡線８８ｇは番号「７」「１５」「２３」のセグメント８４を短絡し、短絡線８８ｈは番号「８」「１６」「２４」のセグメント８４を短絡する。そして、これら各短絡線８８ａ〜８８ｈにより、各励磁コイル８２ａ〜８２ｈは、図１１（ｂ）に示すようにループ状（８２ｆ→８２ａ→８２ｄ→８２ｇ→８２ｂ→８２ｅ→８２ｈ→８２ｃ→８２ｆ）に接続した状態となる。
【００１０】
前記整流子８３には、互いに１８０°間隔を有して配置される陽極側（＋極側）給電ブラシ８５ａ及び陰極側（−極側）給電ブラシ８５ｂがそれぞれ摺接する。従って、例えば、図１１（ａ）において、陽極側給電ブラシ８５ａが番号「１」のセグメント８４に接触している場合、陰極側給電ブラシ８５ｂは番号「１３」のセグメント８４に接触する。又、この場合、図１１（ｂ）に示すように、励磁コイル８２ｃと励磁コイル８２ｆとの間に陽極側給電ブラシ８５ａが接続した状態となり、励磁コイル８２ｂと励磁コイル８２ｇとの間に陰極側給電ブラシ８５ｂが接続した状態となる。そして、各給電ブラシ８５ａ，８５ｂから整流子８３を介して各励磁コイル８２ａ〜８２ｈに電源が供給されると、モータが回転し、この回転に伴って、整流子８３に対する各給電ブラシ８５ａ，８５ｂの接触する位置が順次移動することで、該モータの回転が継続するようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した各短絡線８８ａ〜８８ｈは、それぞれ１２０°の間隔を有する３個のセグメント８４同士を短絡するものである。このため、短絡線８８ａ〜８８ｈにて各セグメント８４間を短絡する際には、どのセグメント８４同士を短絡するかを決定してから短絡線８８ａ〜８８ｈを接続する必要があり、製造工程が複雑化していた。また、あるセグメント８４同士を短絡した短絡線８８ａ〜８８ｈが、他のセグメント８４同士を短絡する際に邪魔になるといった問題もあった。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に製造可能なモータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、周方向に異極となる永久磁石を備えた固定子に対し、励磁コイルがそれぞれティースに集中巻にて巻線が巻回される電機子コアとセグメントを有する整流子と所定のセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材積層部とを有する電機子が回転可能に配置され、その整流子に対して陽極側給電ブラシ及び陰極側給電ブラシから給電を行うように構成されるモータにおいて、前記短絡部材積層部は、複数の短絡部材を積層して構成され、該各短絡部材は、軸方向に積層される基部と、該基部から延出形成された折り曲げ部を有し、該各短絡部材の折り曲げ部は、前記セグメントと接続される先端部の位置が軸方向において一致するように形成された。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記各基部は、絶縁部材を介して積層され、該絶縁部材は、その外径が前記基部の外径より大きく、かつ、前記折り曲げ部と干渉しないように形成された。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記永久磁石の極数を２Ｎ極（Ｎは３以上の整数）、前記励磁コイルの数Ｍを２Ｎ±２個（Ｍは４以上の整数）、前記セグメントの数ＳをＮ×Ｍ個とした。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記折り曲げ部は、前記短絡部材の基部から径方向外側に向かって放射状に延出形成した。
請求項５に記載の発明は、前記折り曲げ部は、その先端に巻線と接続する接続部を備え、該接続部は、接続部の周方向の幅が前記折り曲げ部の周方向の幅より広く形成された。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記短絡部材積層部の少なくとも一部は、前記電機子コアの軸方向における範囲内に配置された。
請求項７に記載の発明は、前記短絡部材の基部を円弧状にした。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記短絡部材は、複数の折り曲げ部を有し、該折り曲げ部の内の１つに巻線と接続される接続部を備え、該接続部は、２つの前記励磁コイルと接続された。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記短絡部材は、複数の折り曲げ部を有し、該折り曲げ部の内の２つに巻線と接続される接続部をそれぞれ備え、該接続部は、２つの前記励磁コイルとそれぞれ接続された。
【００２０】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、各短絡部材に形成された折り曲げ部の軸線方向の長さを調整したことにより、短絡部材を積層して短絡部材積層部を構成したときに折り曲げ部とセグメントとの接触箇所の軸線方向の位置が一致する。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、短絡部材の間に絶縁部材を介在させたことにより、短絡部材積層部を構成したときに短絡部材同士が接触することがなくなる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、回転時において電機子に作用するラジアル方向の力が極めて小さくなり、電機子の振動が極めて小さくなる。
請求項４に記載の発明によれば、折り曲げ部を基部から放射状に延出形成したことにより、折り曲げ部の先端において、周方向のスペースに余裕ができ、折り曲げ部同士が接触しなくなる。また、接続部の幅を広くすることも可能となる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、接続部の幅を広くしたことで、線径の大きい巻線を固定することができる。また、複数の巻線を接続することも可能となる。
請求項６に記載の発明によれば、短絡部材積層部の一部が電機子コアの軸線方向の範囲内に配置されたので、モータの軸長が短くすることが可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、円弧状に基部を形成することにより、製造コストが低減し、また、モータ全体が軽量化する。
請求項８に記載の発明によれば、２つの異なった励磁コイルからの巻線を、１箇所の接続部で接続した。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、２つの異なった励磁コイルからの巻線を、それぞれ異なった２箇所の接続部で接続した。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２は、直流モータよりなる本実施形態のモータ１を示す。図３（ａ）は、モータ１の巻線巻回及び短絡状態を示す説明図である。図３（ｂ）は、励磁コイル１３ａ〜１３ｈの結線図である。
【００２７】
モータ１は、固定子２と回転子である電機子３とからなり、その固定子２は、ヨークハウジング４、エンドフレーム５及び永久磁石６を有している。
ヨークハウジング４は有底円筒状に形成され、その内周面に断面略円弧状をなす６個の永久磁石６が周方向に等間隔に配置され固定されている。つまり、永久磁石６の極数は「６」となっている。永久磁石６の内側には、電機子３が回転可能に収容されている。電機子３を収容したヨークハウジング４の開口には、該開口を閉塞するエンドフレーム５が複数のネジ７により取り付けられている。このエンドフレーム５の中央とヨークハウジング４の底部中央にはそれぞれ軸受８が保持され、各軸受８は電機子３の回転軸１１を回転可能に支持する。
【００２８】
電機子３は、回転軸１１、電機子コア１２、励磁コイル１３ａ〜１３ｈ及び整流子１４を有している。回転軸１１には、電機子コア１２が固定されている。電機子コア１２は、放射状に延びる８個のティース１２ａ〜１２ｈを有しており、ティース１２ａ〜１２ｈに巻線１５が集中巻きにより巻回されて各励磁コイル１３ａ〜１３ｈが構成されている。つまり、励磁コイル１３ａ〜１３ｈの数は「８」となっている。
【００２９】
整流子１４は、その外周面に２４個のセグメント１６を有している。図３（ａ）に示すように、各セグメント１６に対して、周方向一方に順にセグメント番号を「１」〜「２４」と付すことにする。又、本実施形態において、隣接する３個のセグメント１６を１組とし、各組のセグメント１６を周方向に沿って第１〜第３セグメントと呼ぶ。つまり、１番目の組は、セグメント番号「１」が付された第１セグメントと、セグメント番号「２」が付された第２セグメントと、セグメント番号「３」が付された第３セグメントとで構成される。２番目の組は、セグメント番号「４」が付された第１セグメントと、セグメント番号「５」が付された第２セグメントと、セグメント番号「６」が付された第３セグメントとで構成される。同様に、３番目の組は、セグメント番号「７」〜「９」が付された第１〜第３セグメント、…、８番目の組は、セグメント番号「２２」〜「２４」が付された第１〜第３セグメントで構成される。従って、各組の第１セグメントは、セグメント番号が「１」「４」「７」…「２２」であり、各組の第２セグメントは、セグメント番号が「２」「５」「８」…「２３」であり、各組の第３セグメントは、セグメント番号が「３」「６」「９」…「２４」である。
【００３０】
そして、各セグメント１６において、１２０°の間隔を有してそれぞれ配置される３個のセグメント１６はそれぞれ同電位とすべく短絡部材１７ａ〜１７ｈにより短絡される。
【００３１】
具体的には、短絡部材１７ａは、番号「１」「９」「１７」のセグメント１６を短絡し、短絡部材１７ｂは番号「２」「１０」「１８」のセグメント１６を短絡する。又、短絡部材１７ｃは番号「３」「１１」「１９」のセグメント１６を短絡し、短絡部材１７ｄは番号「４」「１２」「２０」のセグメント１６を短絡する。又、短絡部材１７ｅは番号「５」「１３」「２１」のセグメント１６を短絡し、短絡部材１７ｆは番号「６」「１４」「２２」のセグメント１６を短絡する。又、短絡部材１７ｇは番号「７」「１５」「２３」のセグメント１６を短絡し、短絡部材１７ｈは番号「８」「１６」「２４」のセグメント１６を短絡する。
【００３２】
この短絡部材１７ａ〜１７ｈは、１２０°の間隔を有する３個のセグメント１６同士を短絡するものである。そのため、各短絡部材１７ａ〜１７ｈは、金属板にて略環状に形成されている基部１８と、各セグメント１６と接続するために前記基部１８から放射状に延出形成された折り曲げ部１９と、から構成されている。尚、本実施形態では、折り曲げ部１９は、基部１８から１２０°の間隔で、つまり３箇所に延出形成されている。
【００３３】
この折り曲げ部１９は、軸線方向において異なる２箇所で折り曲げられている。つまり、各折り曲げ部１９は、基部１８の外周面から径方向外側に向かって延びる第１延出部と、その第１延出部の先端から軸方向に沿って延びる第２延出部と、その第２延出部の先端から径方向外側に向かって延びる第３延出部とから構成されている。そして、第１及び第３延出部は全ての折り曲げ部１９において同じ長さに形成され、第２延出部（折り曲げられた箇所と折り曲げられた箇所の間）の軸線方向の長さは、全ての折り曲げ部１９の先端の軸線方向の位置が一致するように、短絡部材１７ａ〜１７ｈ毎に異なるように形成されている。尚、第２延出部は、各短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８と各折り曲げ部１９の先端の位置によりその長さが０（ゼロ）となる場合がある。即ち、基部１８の位置と折り曲げ部１９の先端位置とが軸線方向にて同じ場合、軸線方向に沿って延びる第２延出部を含まない折り曲げ部１９が形成されることとなる。
【００３４】
また、各折り曲げ部１９の先端（第３延出部）の根元、即ち、径方向内側の第３延出部の端部付近には、図５（ａ）に示すように、各セグメント１６が固着されている。さらに、所定の折り曲げ部１９の先端、即ち、径方向外側の第３延出部の端部には、巻線１５と接続するための接続部２０が備えられている。尚、本実施形態では、接続部２０は、短絡部材１７ａ〜１７ｈごとにそれぞれ２箇所ずつ備えられている。
【００３５】
接続部２０について詳述する。接続部２０の周方向の幅は、折り曲げ部１９の周方向の幅よりも広く形成されている。つまり、折り曲げ部１９は、基部１８から放射状に延出形成されているため、折り曲げ部１９の先端においては、隣り合う折り曲げ部１９の間には、スペースに余裕が生じる。このため、接続部２０の周方向の幅を折り曲げ部１９の周方向の幅よりも広く形成することができる。
【００３６】
また、接続部２０は、図５（ａ）に示すように、その端部に短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８の径方向外側に向かって延出形成された一対の接続爪２１を有している。尚、接続部２０の周方向の幅は、折り曲げ部１９の周方向の幅よりも広く形成したことで、線径の大きい巻線１５を接続することが可能な接続爪２１を設けることができる。そして、巻線１５が接続爪２１間の所定の位置に配置されたときに、図５（ｂ）に示すように、接続爪２１がかしめられることにより、巻線１５は短絡部材１７ａ〜１７ｈと接続される。
【００３７】
以上のように説明した短絡部材１７ａ〜１７ｈが、モータ１の回転軸１１に組み付けられる際には、８枚の短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８の間に絶縁部材２４を介在させた８層構成の略円筒状の短絡部材積層部２３を構成するように組み付けられる。このように構成された短絡部材積層部２３を説明するための斜視図を図４に示す。尚、図４においては、絶縁部材２４についての図面の省略している。
【００３８】
組み付けられる際、各折り曲げ部１９の周方向の位置が一致することで折り曲げ部１９同士が接触することがないように、各短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８は、図４に示すように、それぞれの折り曲げ部１９の位置を周方向に所定角度ずつずらされて積層される。
【００３９】
また、短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８を積層して短絡部材積層部２３を構成するときには、折り曲げ部１９の先端部の軸線方向の位置、具体的には、折り曲げ部１９とセグメント１６とが接続される箇所の軸線方向の位置が一致するように短絡部材１７ａ〜１７ｈを順番に積層する。換言すると、各折り曲げ部１９において第２延出部の軸線方向の長さは、短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８を積層して短絡部材積層部２３を構成したとき、折り曲げ部１９の先端部の位置が短絡部材積層部２３の軸方向において、一致するように調整されている。
【００４０】
例えば、本実施形態においては、短絡部材１７ｈは、短絡部材積層部２３を構成して回転軸１１に取付けられる際、最も整流子１４側と軸方向において距離が離れているので、図４に示すように、短絡部材１７ｈが有する折り曲げ部１９の第２延出部の軸方向の長さが一番長く形成されている。逆に、短絡部材積層部２３を構成して回転軸１１に取付けられる際、最も整流子１４側と軸方向において距離が近い短絡部材１７ａの折り曲げ部１９が有する第２延出部の軸方向の長さは、折り曲げ部１９の先端の軸方向の位置を一致させるために一番短く形成されている。尚、本実施形態では、短絡部材１７ａが有する折り曲げ部１９の第２延出部の軸方向の長さは、０（ゼロ）となっている。
【００４１】
また、短絡部材１７ａ〜１７ｈの間に介在される絶縁部材２４は、図１（ｂ）に示すように、絶縁部材２４の外径が短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８の外径より大きくなるように形成される。つまり、短絡部材積層部２３を構成したとき、短絡部材１７ａ〜１７ｈ同士が接触しないようにしている。また、絶縁部材２４は、短絡部材１７ａ〜１７ｈを積層して短絡部材積層部２３を構成できるように各折り曲げ部１９と干渉しないように形成されている。
【００４２】
以上のように構成された短絡部材積層部２３は、整流子１４に対して同軸状に一体に設けられる。そして、短絡部材積層部２３は、回転軸１１に挿通されて該整流子１４と電機子コア１２との間に配置される。このとき、短絡部材積層部２３の一部は、図１（ｂ）に示すように、電機子コア１２の軸方向の範囲内に配置される。つまり、電機子コア１２の端部には、設計の都合上、余分なスペースである回転軸１１とティース１２ａ〜１２ｈと励磁コイル１３ａ〜１３ｈとで囲まれた略環状の凹部が形成される。この余分なスペースである凹部に対して、短絡部材積層部２３を整流子１４と電機子コア１２との間に配置する際、短絡部材積層部２３の一部を収容するように配置する。即ち、折り曲げ部１９の先端の位置を軸方向において一致させたことにより、該凹部に短絡部材積層部２３の一部を収容しても、巻線１５及びセグメント１６と接続する箇所を整流子１４側に集めることができる。このため、短絡部材積層部２３を回転軸１１に取付けた後でも、励磁コイル１３ａ〜１３ｈ等に邪魔されることなく、容易に巻線１５及びセグメント１６を短絡部材積層部２３と接続することができる。
【００４３】
又、各励磁コイル１３ａ〜１３ｈは、図３（ａ）に示すように、短絡部材１７ａ〜１７ｈを介して各組のセグメント１６の第２，第３セグメント間に接続されている。つまり、各短絡部材１７ａ〜１７ｈは、２つの異なった励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５と、それぞれ異なった２箇所の接続部２０で接続される。
【００４４】
具体的には、励磁コイル１３ａは、巻線１５が番号「２」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ａに巻回され、番号「３」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｂは、巻線１５が番号「５」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｂに巻回され、番号「６」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｃは、巻線１５が番号「８」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｃに巻回され、番号「９」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｄは、巻線１５が番号「１１」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｄに巻回され、番号「１２」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｅは、巻線１５が番号「１４」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｅに巻回され、番号「１５」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｆは、巻線１５が番号「１７」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｆに巻回され、番号「１８」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｇは、巻線１５が番号「２０」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｇに巻回され、番号「２１」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｈは、巻線１５が番号「２３」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定ティース１２ｈに巻回され、番号「２４」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。
【００４５】
そして、前記整流子１４には、互いに１８０°間隔を有して配置される陽極側（＋極側）給電ブラシ２５ａ及び陰極側（−極側）給電ブラシ２５ｂがそれぞれ摺接する。従って、例えば、図３（ａ）において、陽極側給電ブラシ２５ａが番号「１」のセグメント１６に接触している場合、陰極側給電ブラシ２５ｂは番号「１３」のセグメント１６に接触する。尚、図３（ａ）の矢印は、このときの電流が流れる方向を示している。
【００４６】
この場合、図３（ｂ）に示すように、励磁コイル１３ｃと励磁コイル１３ｆとの間に陽極側給電ブラシ２５ａが接続した状態となり、励磁コイル１３ｂと励磁コイル１３ｇとの間に陰極側給電ブラシ２５ｂが接続した状態となる。そして、各給電ブラシ２５ａ，２５ｂから整流子１４を介して各励磁コイル１３ａ〜１３ｈに電源が供給されると、モータ１が回転し、この回転に伴って、整流子１４に対する各給電ブラシ２５ａ，２５ｂの接触する位置が順次移動することで、該モータ１の回転が継続するようになっている。
【００４７】
以上詳述したように本実施の形態は、以下の特徴を有する。
（１）短絡部材１７ａ〜１７ｈを積層して短絡部材積層部２３を構成したとき、各セグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続箇所の軸線方向の位置が一致するように折り曲げ部１９を形成した。このため、セグメント１６と短絡部材１７ａ〜１７ｈを接続する際、励磁コイル１３ａ〜１３ｈ等により邪魔されることがない位置に集めることができる。また、接続箇所の軸線方向の位置を一致させたことにより、各セグメント１６をそれぞれに対応する短絡部材１７ａ〜１７ｈに接続する行程を画一的に処理することが可能となる。
【００４８】
また、折り曲げ部１９の接続箇所の軸線方向における位置を一致させたことにより、折り曲げ部１９と接続するために、各セグメント１６の形状を変更する必要が無くなる。つまり、各セグメント１６の形状を同じにすることができ、製造が容易になる。
【００４９】
（２）各セグメント１６を短絡させるのに、短絡部材１７ａ〜１７ｈを積層させて短絡部材積層部２３を構成し、各セグメント１６と折り曲げ部１９とを接続させる。各短絡部材１７ａ〜１７ｈは予めその形状が決められているため、その形状によりどのセグメント１６同士を接続するかが一意的に決定される。このため、セグメント１６同士を実際に短絡させるときに、どのセグメント１６を短絡しなくてはならないかを決定する必要が無く、製造工程が単純化され、容易に製造することができる。
【００５０】
（３）セグメント１６と折り曲げ部１９との接続箇所の軸線方向の位置を一致させることにより、短絡部材積層部２３の一部をティース１２ａ〜１２ｈと励磁コイル１３ａ〜１３ｈと回転軸１１に囲まれる凹部に収容することができる。即ち、電機子コア１２の端部に形成される凹部に短絡部材積層部２３の一部を収容しても、巻線１５及びセグメント１６と接続する箇所を整流子１４側に集めることができる。つまり、短絡部材積層部２３を回転軸１１に取付けた後でも、励磁コイル１３ａ〜１３ｈ等により邪魔されることなく、容易に巻線１５及びセグメント１６を短絡部材積層部２３と接続することが可能となる。また、短絡部材積層部２３の一部が電機子コア１２の軸線方向の範囲内に配置されたので、モータ１の軸長を短くすることが可能となる。
【００５１】
（４）折り曲げ部１９を基部１８から放射状に延出形成した。このため、折り曲げ部１９を放射状に形成したことで折り曲げ部１９の先端において、周方向のスペースに余裕ができる。即ち、本実施形態において、短絡部材１７ａ〜１７ｈとセグメント１６とが接続する接続箇所は、折り曲げ部１９の先端（即ち、第３延出部）であるが、その接続箇所の軸線方向の位置を一致させても、接続箇所が接近して接続することを邪魔するといった問題が生じず、モータ１の製造が容易になる。また、折り曲げ部１９の先端の軸線方向の位置を一致させても、隣り合う折り曲げ部１９はお互いに接触することがなく、故障の原因を未然に防止することが可能となる。
【００５２】
（５）折り曲げ部１９を基部１８から放射状に延出形成したことにより、折り曲げ部１９の先端において隣り合う折り曲げ部１９との間で周方向のスペースに余裕が生まれ、接続部２０の周方向の幅を折り曲げ部１９の周方向の幅よりも広く形成することが可能となる。つまり、接続部２０の周方向の幅を折り曲げ部１９の周方向の幅よりも広く形成することで、接続部２０の接続爪２１を大きくすることが可能となる。このため、電流容量が大きくするために線径が大きい巻線１５が接続可能となる。したがって、電流容量が大きくすることで電流を多く流すことができ、モータ１の出力を上げることができる。
【００５３】
（６）各励磁コイル１３ａ〜１３ｈを、短絡部材１７ａ〜１７ｈを介して各組のセグメント１６の第２，第３セグメント間に接続した。換言すると、２つの異なった励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５を、それぞれ異なった２箇所の接続部２０で接続した。１つの接続部２０に１つの励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５が接続されるので、各励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５を所定の接続部２０に接続する際には最短距離に位置する接続部２０に接続すればよく、巻線１５を短くすることができる。また、各励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５を接続部２０に接続していくことで、巻線１５が重なり合うことが無く、巻線１５と接続部２０との接続が容易となる。
【００５４】
（７）一対の接続爪２１をかしめることで巻線１５を挟持し、巻線１５と折り曲げ部１９を接続した。これにより、巻線１５を確実に折り曲げ部１９に接続することができる。
【００５５】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
○上記実施形態では、短絡部材１７ａ〜１７ｈがそれぞれ備えた２箇所の接続部２０により、異なる２つの励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５が接続されていた。この別例として各短絡部材１７ａ〜１７ｈのそれぞれ１箇所ずつ接続部２０を設け、異なる２つの励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５と１箇所の接続部２０で接続しても良い。これについて具体的に述べる。図６は、この別例におけるモータ１の巻線巻回及び短絡状態を示す展開図である。尚、上記実施形態と同様の構成は、同じ符号を付してその詳細な説明を省略している。また、図６においては、図面の都合上、陽極側給電ブラシ２５ａ及び陰極側給電ブラシ２５ｂを破線で示している。
【００５６】
励磁コイル１３ａは、巻線１５が番号「７」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ａに巻回され、番号「２２」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｂは、巻線１５が番号「１０」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｂに巻回され、番号「１」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｃは、巻線１５が番号「１３」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｃに巻回され、番号「４」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｄは、巻線１５が番号「１６」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｄに巻回され、番号「７」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｅは、巻線１５が番号「１９」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｅに巻回され、番号「１０」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｆは、巻線１５が番号「２２」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｆに巻回され、番号「１３」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｇは、巻線１５が番号「１」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｇに巻回され、番号「１６」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。励磁コイル１３ｈは、巻線１５が番号「４」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０から延びて所定のティース１２ｈに巻回され、番号「１９」のセグメント１６と接続する折り曲げ部１９の接続部２０に接続され構成されている。
【００５７】
このようにすれば、巻線１５を接続部２０に接続する行程を半分にすることができる。また、接続箇所を減らしたことにより、各接続部２０における接続不良等の故障の可能性が減る。さらに、巻線１５と接続部２０との間で接続不良が生じたときに、故障箇所の特定が容易となり、修理が簡単になる。
【００５８】
○上記実施形態では、短絡部材１７ａ〜１７ｈは、略環状の基部１８を有していたが、円弧状の基部にて具体化しても良い。基部を円弧状にした場合、モータ全体を軽量化することが可能となるといった効果が得られる。
【００５９】
具体的には、上記実施形態に記載されたような６極８コイル２４セグメントのモータ１では、該接続部２０が設けられている折り曲げ部１９の延出箇所の間の基部１８を切除することができる。また、上記別例にあるように、６極８コイル２４セグメントのモータ１で、各短絡部材１７ａ〜１７ｈのそれぞれ１箇所ずつに接続部２０を設け、異なる２つの励磁コイル１３ａ〜１３ｈからの巻線１５と１箇所の接続部２０で接続した場合も可能である。この場合、接続部２０が設けられていない折り曲げ部１９の延出箇所の間の基部１８を切除することが可能である。これらの場合においては、上記の効果に加え、円弧状の基部を設けた短絡部材を積層させて短絡部材積層部を構成しても、重量のバランスが崩れないといった効果を得られる。
【００６０】
○上記実施形態では、接続部２０は、短絡部材１７ａ〜１７ｈの基部１８の径方向外側に沿って延出形成された一対の接続爪２１を有していたが、接続爪２１はこのような形状に限られない。例えば、図７（ａ）に示すように、接続部２０の先端において基部１８の周方向に沿って延出形成された一対の接続爪４１を有していても良い。この場合、図７（ｂ）に示すように、接続爪４１を内側にかしめることで巻線１５と接続する。また、図８（ａ）に示すように、接続部２０の先端において基部１８の周方向に沿って延出形成された一対の接続爪４２を備え、図８（ｂ）に示すように、接続爪４２を外側にかしめることで巻線１５と接続させてもよい。
【００６１】
○上記実施形態では、６極８コイル２４セグメントのモータ１にて、具体化したが、回転時において電機子に作用するラジアル方向の力がきわめて小さくなる集中巻ブラシ付きモータならば、６極８コイル２４セグメントのモータ１に限られない。尚、回転時において電機子に作用するラジアル方向の力がきわめて小さくなる集中巻ブラシ付きモータとは、具体的には、固定子の永久磁石の極数を２Ｎ極（２Ｎは、６以上の整数）とし、回転子（電機子）の励磁コイルの数Ｍを２Ｎ±２個（Ｍは整数）、整流子のセグメントの数ＳをＮ×Ｍ個とした集中巻モータである。尚、この場合における短絡部材の数ＴはＭ個とし、また、折り曲げ部の数ＯはＮ個とする。
【００６２】
例えば、図９に示すように、固定子の永久磁石５１の極数を１０極とし、励磁コイル５２ａ〜５２ｌの数を１２個、整流子５３のセグメント５４の数を６０個とした１０極１２コイル６０セグメントの集中巻ブラシ付きモータにて具体化しても良い。これについて少し述べる。図９は、この場合における集中巻ブラシ付きモータの巻線巻回及び短絡状態を示す展開図である。
【００６３】
セグメント５４に「１」〜「６０」までの番号を付し、隣接する５個のセグメント５４を１組とし、各組のセグメント５４を周方向に沿って第１〜第５セグメントと呼ぶ。そして、各セグメント５４において、７２°の間隔を有してそれぞれ配置される５個のセグメント５４はそれぞれ同電位とすべく短絡部材５５ａ〜５５ｌにより短絡される。又、各励磁コイル５２ａ〜５２ｌは、短絡部材５５ａ〜５５ｌを介して各組のセグメント５４の第２，第３セグメント間に接続されている。
【００６４】
以上に記載した別例及び実施形態から得ることができる技術的思想について開示する。
（イ）前記短絡部材の基部は、前記折り曲げ部同士が接触しないように、周方向に所定の角度ずつずれながら積層されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【００６５】
（ロ）前記接続部は、前記励磁コイルからの巻線を接続するために前記基部の径方向外側に向かって延出形成された一対の接続爪を備えたことを特徴とする請求項５に記載のモータ。従って、複数の巻線でも接続爪をかしめることで、容易に短絡部材と巻線とが接続する。
【００６６】
（ハ）前記永久磁石の極数を６極、前記励磁コイルの数を８個、前記セグメントの数を２４個とし、前記短絡部材の基部に、複数の折り曲げ部を備え、該折り曲げ部の１箇所に巻線と接続される接続部を備え、該接続部は、２つの前記励磁コイルと接続することを特徴とする請求項１に記載のモータ。このようにすれば、接続部が形成された折り曲げ部が延出されている箇所の間の基部を切除することができる。
【００６７】
（ニ）前記永久磁石の極数を６極、前記励磁コイルの数を８個、前記セグメントの数を２４個とし、前記短絡部材の基部に、複数の折り曲げ部を備え、各折り曲げ部の２箇所に巻線と接続される接続部を備え、該接続部は、２つの前記励磁コイルとそれぞれ接続することを特徴とする請求項１に記載のモータ。このようにすれば、接続部が形成されていない折り曲げ部が延出されている箇所の間の基部を切除することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、容易に製造することが可能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本実施形態のモータの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。
【図２】モータの横断面図。
【図３】（ａ）はモータの展開図、（ｂ）は励磁コイルの結線図。
【図４】短絡部材積層部を説明するための斜視図。
【図５】（ａ）接続部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の接続部が巻線と接続した様子を示す斜視図。
【図６】別例のモータの展開図。
【図７】（ａ）は別例の接続部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の接続部が巻線と接続した様子を示す斜視図。
【図８】（ａ）は別例の接続部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の接続部が巻線と接続した様子を示す斜視図。
【図９】別例のモータの展開図。
【図１０】従来のセグメント間の短絡方法を示す説明図。
【図１１】（ａ）は、従来の巻線巻回方法及び短絡方法を示す展開図、（ｂ）は励磁コイルの結線図。
【符号の説明】
１…モータ、２…固定子、３…電機子、６、５１…永久磁石、１１…回転軸、１２…電機子コア、１２ａ〜１２ｈ…ティース、１３ａ〜１３ｈ、５２ａ〜５２ｌ…励磁コイル、１４、５３…整流子、１５…巻線、１６、５４…セグメント、１７ａ〜１７ｈ、５５ａ〜５５ｌ…短絡部材、１８…基部、１９…折り曲げ部、２０…接続部、２１…接続爪、２３…短絡部材積層部、２４…絶縁部材、２５ａ…陽極側給電ブラシ、２５ｂ…陰極側給電ブラシ。
【図１】
2004088916.tif 000003
【図２】
2004088916.tif 000004
【図３】
2004088916.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004088916.tif 000009
【図８】
2004088916.tif 000010
【図９】
2004088916.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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