(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
６極の磁極を有するモータケースと、
前記モータケースに軸支される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、
並列回路数が６となるように、所定の前記スロット間に巻回される巻線と、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するために周方向に等間隔で配置された６つのブラシと、
前記ブラシと外部電源とを電気的に接続するための給電端子と、を備え、
通電される前記ブラシの個数を２つから６つの間で変化させることにより、第１通電パターン、第２通電パターン、第３通電パターン、第４通電パターン、および第５通電パターンの何れかの通電パターンを生成し、選択された前記通電パターンに基づいて前記ブラシに通電し、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させる電動モータであって、
前記第１通電パターンは、前記６つのブラシのうち、回転軸の回転方向に１８０°離れて配置された２つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第２通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシ、および該２つのブラシのうちの１つの前記ブラシから周方向に１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第３通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う４つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシおよび該２つのブラシから周方向に１２０°離れて配置される２つの前記ブラシに通電される通電パターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシおよび該３つのブラシの両側に配置された前記ブラシの何れか一方の前記ブラシから１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第４通電パターンは、前記６つのブラシのうち、５つの前記ブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第５通電パターンは、前記６つのブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行うことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータを、車両用のファンを駆動するために用いたことを特徴とする車両用ファンモータ。
【請求項３】
６極の磁極を有するモータケースと、
前記モータケースに軸支される回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、
所定の前記スロット間に、並列回路数が６となるように巻回される巻線と、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための６つのブラシと、を備え、
通電される前記ブラシの個数を２つから６つの間で変化させることにより、第１通電パターン、第２通電パターン、第３通電パターン、第４通電パターン、および第５通電パターンの何れかの通電パターンを生成し、選択された前記通電パターンに基づいて前記ブラシに通電し、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させる電動モータのブラシ通電方法であって、
前記第１通電パターンは、前記６つのブラシのうち、回転軸の回転方向に１８０°離れて配置された２つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第２通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシ、および該２つのブラシのうちの１つの前記ブラシから周方向に１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第３通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う４つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシおよび該２つのブラシから周方向に１２０°離れて配置される２つの前記ブラシに通電される通電パターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシおよび該３つのブラシの両側に配置された前記ブラシの何れか一方の前記ブラシから１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第４通電パターンは、前記６つのブラシのうち、５つの前記ブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行い、
前記第５通電パターンは、前記６つのブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行うことを特徴とするブラシ通電方法。
【請求項４】
請求項３に記載のブラシ通電方法を用いて駆動されることを特徴とする車両用ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータ、車両用ファンモータおよびブラシ通電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される電動モータとしては、ブラシ付き直流モータが多く使用されている。この種の直流モータは、円筒状のモータケースの内周面に複数の永久磁石を周方向に等間隔で配置し、これら永久磁石の内側にアーマチュアが回転自在に支持されている。アーマチュアは、複数のティースが放射状に形成されたアーマチュアコアを有している。各ティース間には軸方向に長いスロットが複数形成され、所定間隔をあけたスロット間に巻線を巻回することでコイルを形成している。コイルは、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータに導通している。
【０００３】
コンミテータは、金属片である複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれコイルの巻き始め端、および巻き終わり端が接続される。また、各セグメントはブラシに摺接可能に接続されており、このブラシを介してそれぞれのコイルに給電される。そして、給電されたコイルには磁界が形成され、モータケースに設けられている永久磁石（磁極）との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する。
【０００４】
ここで、ブラシ付き直流モータの小型化、高性能化を図る一手段として、磁極数やスロット数の増加が挙げられる。例えば、磁極数を６、スロット数を２４に設定した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８２４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、ブラシ付き直流モータの多様化に伴い、速度可変に対応したブラシ付き直流モータの製造が望まれている。しかしながら、上述の従来技術にあっては、直流モータの多極化によってブラシ付き直流モータの小型化、高性能化は図れるものの、そのままでは速度可変に対応することができないという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、磁極数を６に設定しつつ、速度可変に対応可能な電動モータ、車両用ファンモータおよびブラシ通電方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、６極の磁極を有するモータケースと、前記モータケースに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、並列回路数が６となるように、所定の前記スロット間に巻回される巻線と、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するために周方向に等間隔で配置された６つのブラシと、前記ブラシと外部電源とを電気的に接続するための給電端子と、を備え、通電される前記ブラシの個数を２つから６つの間で変化させることにより、第１通電パターン、第２通電パターン、第３通電パターン、第４通電パターン、および第５通電パターンの何れかの通電パターンを生成し、選択された前記通電パターンに基づいて前記ブラシに通電し、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させる電動モータであって、前記第１通電パターンは、前記６つのブラシのうち、回転軸の回転方向に１８０°離れて配置された２つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第２通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシ、および該２つのブラシのうちの１つの前記ブラシから周方向に１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第３通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う４つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシおよび該２つのブラシから周方向に１２０°離れて配置される２つの前記ブラシに通電される通電パターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシおよび該３つのブラシの両側に配置された前記ブラシの何れか一方の前記ブラシから１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第４通電パターンは、前記６つのブラシのうち、５つの前記ブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第５通電パターンは、前記６つのブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る車両用ファンモータは、上記に記載の電動モータを、車両用のファンを駆動するために用いたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るブラシ通電方法は、６極の磁極を有するモータケースと、前記モータケースに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる複数のスロットとを有するアーマチュアコアと、所定の前記スロット間に、並列回路数が６となるように巻回される巻線と、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接され、前記巻線に電流を供給するための６つのブラシと、を備え、通電される前記ブラシの個数を２つから６つの間で変化させることにより、第１通電パターン、第２通電パターン、第３通電パターン、第４通電パターン、および第５通電パターンの何れかの通電パターンを生成し、選択された前記通電パターンに基づいて前記ブラシに通電し、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させる電動モータのブラシ通電方法であって、前記第１通電パターンは、前記６つのブラシのうち、回転軸の回転方向に１８０°離れて配置された２つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第２通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシ、および該２つのブラシのうちの１つの前記ブラシから周方向に１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第３通電パターンは、前記６つのブラシのうち、隣り合う４つの前記ブラシに通電されるパターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う２つの前記ブラシおよび該２つのブラシから周方向に１２０°離れて配置される２つの前記ブラシに通電される通電パターン、または前記６つのブラシのうち、隣り合う３つの前記ブラシおよび該３つのブラシの両側に配置された前記ブラシの何れか一方の前記ブラシから１２０°離れて配置される前記ブラシに通電されるパターンの何れかのパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第４通電パターンは、前記６つのブラシのうち、５つの前記ブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行い、前記第５通電パターンは、前記６つのブラシに通電されるパターンで前記ブラシに通電を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る車両用ファンモータは、上記に記載のブラシ通電方法を用いて駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、磁極数を６に設定して電動モータの小型化、高性能化を図りつつ、各ブラシへの通電パターンを変化させることにより、回転軸の回転数を変化させることができる。このため、電動モータを速度可変に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における電動モータの構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるブラシの配置と、各ブラシの外部電源との接続状態を示す簡略図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。
【図５】本発明の第１実施形態における各ブラシへの通電パターンを示す表である。
【図６】本発明の第１実施形態における各通電パターンにおける各ブラシへの通電状況を示す説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態における電動モータの回転数および回転トルクの変化を、特性パターンごとに示したグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。
【図９】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１６】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１８】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図２０】本発明の第２実施形態における巻回工程ごとの巻線の巻回状態を示す説明図である。
【図２１】本発明の第３実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。
【図２２】本発明の第４実施形態におけるブラシの配置と、各ブラシの外部電源との接続状態を示す簡略図である。
【図２３】本発明の第４実施形態における各ブラシへの通電パターンを示す表である。
【図２４】本発明の第５実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。
【図２５】本発明の第６実施形態におけるアーマチュアおよび永久磁石の展開図である。
【図２６】本発明の第６実施形態におけるアーマチュアの簡略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
（電動モータ）
図１は、電動モータ１の構成を示す縦断面図である。
同図に示すように、電動モータ１はいわゆるブラシ付き直流モータであって、例えば、自動車のラジエータ冷却用のファンモータとして用いられる。電動モータ１は、有底円筒形状のヨーク（モータケース）２内に回転自在に設けられたアーマチュア３を備え、ヨーク２の開口部２ｃがエンドブラケット１７によって覆蓋されている。そして、電動モータ１は、アーマチュア３の回転軸５が水平方向に沿うような状態で自動車のラジエータに取り付けられている。
【００２３】
ヨーク２の周壁２ａには、内面に周方向に沿って瓦状の永久磁石４が６個配置されている。これら永久磁石４は、周方向に沿って磁極が順番となるように配置されている。
また、ヨーク２のエンド部（底部）２ｂには、径方向略中央に凹部１０が形成されている。この凹部１０の大部分に、軸方向外側に向かって突出するボス部１０ａが形成されている。このボス部１０ａには、アーマチュア３の回転軸５の一端（図１における左側端）を挿通するための挿通孔１１が形成されていると共に、回転軸５の一端側を回転自在に支持するための軸受１２が内嵌されている。
【００２４】
アーマチュア３は、回転軸５に外嵌固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻回されたアーマチュアコイル７と、回転軸５の他端側（図１における右側）に配置されたコンミテータ１３とにより構成されている。
【００２５】
（アーマチュアコア）
図２は、アーマチュアコア６の平面図である。
図１、図２に示すように、アーマチュアコア６は、複数の金属板を軸方向に積層したり、軟磁性粉末を加圧成形したりすることにより形成される。アーマチュアコア６は、回転軸５に外嵌固定される略円環状の回転軸固定部６１を有している。回転軸固定部６１に形成されている挿通孔６１ａに回転軸５が圧入固定されている。
【００２６】
回転軸固定部６１の径方向外側には、回転軸固定部６１と同心円上に形成された外側環状部６２が設けられている。これら回転軸固定部６１と外側環状部６２との間には、両者６１，６２に跨り、互いを連結するスポーク部６３が周方向に等間隔で複数本（例えば、本第１実施形態では８本）設けられている。すなわち、アーマチュアコア６には、回転軸固定部６１、外側環状部６２、およびスポーク部６３によって、軸方向に貫通し、且つ軸方向平面視略扇状の貫通孔６４が複数（例えば、本実施形態では８個）形成されていることになる。
【００２７】
外側環状部６２の径方向外側には、軸方向平面視略Ｔ字状のティース３６が周方向に沿って２４個放射状に形成されている。そして、各ティース３６間に、それぞれ蟻溝状のスロット３９が形成される。スロット３９は、軸方向に沿って延びており、周方向に沿って２４個形成されている。そして、これらスロット３９にエナメル被覆の巻線７１（図４参照）が挿通され、ティース３６上に不図示の絶縁体を介して巻線７１が巻回されている。これにより、アーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。なお、巻線７１の巻回方法についての詳細は、後述する。
【００２８】
ここで、アーマチュアコア６は、隣接するティース３６が互いに異形に形成されたいわゆる異形コアになっている。より具体的には、ティース３６は、それぞれ径方向外側に向かって延びるティース本体部３７と、ティース本体部３７の先端から周方向に沿って延びるつば部３８とにより構成されている。
【００２９】
そして、ティース３６は、周方向に隣接するティース本体部３７が径方向外側に向かうにしたがって徐々に近接するよう形成された一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａ（図２におけるＡ部参照）を６組有していると共に、周方向に隣接するティース本体部３７が径方向外側に向かうにしたがって徐々に離間するように形成された一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂ（図２おけるＢ部参照）を６組有している。
６組の一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａと６組の一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂは、それぞれ周方向に交互となるように配置されている。
【００３０】
各ティース本体部３７の先端に設けられているつば部３８は、ティース本体部３７の延出方向に関わらず隣接するつば部３８，３８間の間隙（スロット）Ｋの大きさが全て同一となるように配置されている。
したがって、一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａによって形成されるスロット３９は、軸方向平面視において径方向内側の辺が長い略台形状に形成される。つまり、径方向外側よりも径方向内側のスペースが大きく形成されている（図２におけるＡ部参照）。一方、一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂによって形成されるスロット３９は、軸方向平面視において径方向内側がＶ字状となった略三角形状に形成される。つまり、径方向内側よりも径方向外側のスペースが大きく形成されている（図２におけるＢ部参照）。
【００３１】
図１に示すように、回転軸５の他端側に配置されたコンミテータ１３は、回転軸５に外嵌固定され略円柱状に形成されている樹脂モールド体４０と、この樹脂モールド体４０の外周面４０ａに露出配設された２４枚のセグメント４１とにより構成されている。すなわち、本第１実施形態の電動モータ１は、永久磁石４（磁極）が６個（６極）、スロット３９が２４個、セグメント４１が２４枚のいわゆる６極２４スロット２４セグメントの直流モータとなっている。
セグメント４１は、軸方向に長い板状の金属片により形成されたものであって、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。これらセグメント４１のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ４３が一体成形されている。
【００３２】
ライザ４３はセグメント４１にアーマチュアコイル７を接続させるためのものであって、アーマチュアコイル７を構成する巻線７１が掛け回され、ヒュージング溶接等の電気的固着手段により固定されるようになっている。これにより、セグメント４１とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。
なお、ヒュージング溶接は、アーマチュアコア６の複数の貫通孔６４を介してライザ４３を挟むように一対の電極棒を軸方向から押し当て電極棒への通電によって巻線７１のエナメル被覆を溶かしつつ、ライザ４３と巻線７１とを溶着させることによって行う。  
【００３３】
（エンドブラケット）
ヨーク２の開口部２ｃを覆蓋しモータケースの一部を成すエンドブラケット１７は、略円板状に形成されており、中央の大部分に外側に向かって突出する凸部１５が形成されている。凸部１５を形成することによって、内面側が凹状になる。この凹状の凸部１５の内面側は、後述するブラシ２２を収納するための収納凹部１６として機能する。
凸部１５のエンド部（底部）１５ａには、径方向略中央に、段差によってさらに外側に突出するボス部１８が形成されている。このボス部１８の内面側には、回転軸５の他端側を回転自在に支持するための軸受１９がホルダ１９ａによって固定されている。
【００３４】
エンドブラケット１７のつば部側には、外側に向かって延出するステー９が一体的に設けられている。このステー９は、電動モータ１を固定するときに使用されるものであって、不図示のボルトを挿通可能な挿通孔９ａが形成されている。
また、エンドブラケット１７の収納凹部１６には、ホルダステー２０が不図示のねじ等の固定手段によって取り付けられている。ホルダステー２０は、樹脂製で略円板状に形成されたものであって、この内面にブラシホルダ２１が６つ固定されている。
【００３５】
ブラシホルダ２１は、真鋳などで直方体の箱状に形成されたものであって、その長手方向が径方向に沿うように配置され、且つ周方向に等間隔で（各永久磁石４に対応するように）配置されている。
ブラシホルダ２１には、それぞれブラシ２２がコイルスプリング２３を介して付勢された状態でコンミテータ１３に対して進退自在に内装されている。
これらブラシ２２の先端部は、コイルスプリング２３によって径方向内側に向けて付勢されているため、コンミテータ１３のセグメント４１に摺接した状態になっている。ブラシ２２は、不図示のピグテールを介してホルダステー２０上に配索された複数のターミナル２４と電気的に接続され、コネクタ等によって外部電源（不図示）と電気的に接続されている。
【００３６】
図３は、ブラシ２２の配置と、各ブラシ２２の外部電源との接続状態を示す簡略図である。
同図に示すように、電動モータ１には、ブラシ２２の個数に対応するように６つの給電端子２５が設けられており、これら給電端子２５に、各ブラシ２２がそれぞれ別々にピグテールおよびターミナル２４を介して接続されている。
【００３７】
より具体的には、６つの給電端子２５は、それぞれ外部電源の陽極側に接続される３つの陽極端子２５ａと、外部電源の陰極側に接続される３つの陰極端子２５ｂとにより構成されている。そして、６つのブラシ２２のうち、陽極端子２５ａに接続される陽極ブラシ２２ａと、陰極端子２５ｂに接続される陰極ブラシ２２ｂは、それぞれ周方向に順番に配置されている。なお、以下の説明の都合上、図３において、各給電端子２５に「＋（１）〜−（３）」と番号を付した。ここで、「＋」は、陽極端子２５ａを示し、「−」は、陰極端子２５ｂを示している。
【００３８】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図４に基づいて、アーマチュアコイル７の巻回構造について説明する。
図４は、アーマチュア３のセグメント４１（ライザ４３）とティース３６、そして、ヨーク２側に配設されている永久磁石４とを展開した図であり、隣接するティース３６の空隙がスロット３９に相当している（以下の図面についても同様）。なお、以下の図面においては、各セグメント４１、各ティース３６、および巻回された巻線７１にそれぞれ番号を付して説明する。
【００３９】
同図に示すように、巻線７１は、各永久磁石４に対応するように、２つのスロット３９を挟んでその両側に存在するスロット３９，３９間に巻回され、所定のライザ４３に掛け回された後、周方向に１スロット分ずらして順次巻回される、いわゆる重ね巻き方式にて巻回されており、アーマチュアコイル７を形成している。そして、アーマチュアコイル７を形成した巻線７１の巻き始め端７１ａおよび巻き終わり端７１ｂが、周方向に隣接する２つのセグメント４１，４１に順次接続されている。
【００４０】
より具体的には、例えば、２番セグメント４１のライザ４３に、巻き始め端７１ａが掛け回されて接続された巻線７１は、２４−１番ティース３６の間のスロット３９に挿入され、このスロット３９と３−４番ティース３６の間のスロット３９との間でＮ回（Ｎは自然数）巻回されてアーマチュアコイル７を形成する。次に、３−４番ティース３６の間のスロット３９から巻線７１を引き出し、この巻線７１の巻き終わり端７１ｂを３番セグメント４１のライザ４３に掛け回して接続する。
【００４１】
そして、これを隣接する各セグメント４１，４１間で順次行う。このとき、アーマチュアコイル７が形成される２つのスロット３９，３９は、１つずつ周方向にずれていく。これにより、アーマチュアコア６に複数のアーマチュアコイル７が形成される。
ここで、上記のように巻線７１を巻回してアーマチュアコイル７を形成し、ブラシ２２を磁極数と同数の６つ配置することにより、アーマチュアコイル７全体として、並列回路数は６となる。
【００４２】
このような構成のもと、各給電端子２５ａ，２５ｂ（図３参照）に、不図示の外部電源から電流が供給されると、ブラシ２２およびセグメント４１を介してアーマチュアコイル７に電流が供給される。そして、アーマチュアコイル７が形成されたアーマチュアコア６に磁界が発生し、この磁界とヨーク２に設けられた永久磁石４との間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア３（回転軸５）が回転する。
ここで、電動モータ１において、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電は、不図示の制御部によって制御されており、以下に示すように、複数の通電パターンを有している。
【００４３】
（ブラシ通電方法）
図５は、各通電パターンを示す表、図６は、各通電パターンにおける各ブラシ２２への通電状況を示す説明図である。なお、図５と図６は、それぞれの通電パターンを対応させて記載している。また、図５における「＋（１）〜−（３）」は、図３の各給電端子２５ａ，２５ｂに付した「＋（１）〜−（３）」に対応している。
【００４４】
図３、図５、図６に示すように、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンは、２つのブラシ２２（２ブラシ）に通電させるパターン、３つのブラシ２２（３ブラシ）に通電させるパターン、４つのブラシ２２（４ブラシ）に通電させるパターン（第３通電パターン）、５つのブラシ２２（５ブラシ）に通電させるパターン（第２通電パターン）、および６つのブラシ２２（６ブラシ）の全てに通電させるパターン（第１通電パターン）を有する。
さらに、２つのブラシ２２に通電させるパターン、３つのブラシ２２に通電させるパターン、および４つのブラシ２２に通電させるパターンは、それぞれ通電させるブラシ２２のパターン（以下、特性パターンという）を２つずつ有する。なお、図６には、各特性パターンに番号を付している。
【００４５】
図７は、横軸を回転軸５の回転トルク［ｋｇｆ・ｃｍ］とし、縦軸を回転軸５の回転数［ｒｐｍ］、ブラシ２２へ供給する電流の電流値［Ａ］としたときの回転数および回転トルクの変化を、特性パターンごとに示したグラフである。
同図に示すように、ブラシ２２への通電数を増やしていくと、回転数５の速度が上がっていくことが確認できる。すなわち、外部電源からの電流の供給量が同じであっても（ブラシ２２へ供給する電流の電流値を同じにした場合であっても）、特性パターンごとに、回転軸５の回転数および回転トルクが異なることが確認できる。
【００４６】
したがって、上述の第１実施形態によれば、磁極数を６、ブラシ２２の個数を６つに設定し、巻線７１を並列回路数が６となるように巻回し、さらに、給電端子２５を６つ設けることにより、各ブラシ２２への通電パターン（特性パターン）を変化させることができる。このため、小型化、高性能化を図りつつ、速度可変に対応できる電動モータ１を提供できる。
また、上記のように、隣接するセグメント４１，４１間に巻線７１の巻き始め端７１ａおよび巻き終わり端７１ｂを順次接続していきながらアーマチュアコイル７を形成することにより、アーマチュアコイル７全体の並列回路数を６とすることができる。このため、特性パターンごとに回転軸５の回転数および回転トルクの異なる電動モータ１とすることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図８〜図２０に基づいて、第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態におけるアーマチュア３および永久磁石４の展開図であって、前述の図４に対応している。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
図８に示すように、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点は、アーマチュアコア６に巻回されるアーマチュアコイル７の巻回構造が異なる点にある。以下に詳述する。
【００４８】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
図８に示すように、巻線７１は、Ｎ極に対応するスロット３９，３９間にそれぞれ順方向（図８おける時計回り）にＮ回巻回された後、巻線７１を所定スロット分周方向に空けて次のＮ極に対応するスロット３９，３９間に順次巻回して３つの順巻きコイル７Ａ〜７Ｃを形成している。また、巻線７１は、Ｓ極に対応するスロット３９，３９間に逆方向（図８における反時計回り）にＮ回巻回された後、巻線７１を所定スロット分周方向に空けて次のＳ極に対応するスロット３９，３９間に順次巻回して３つの逆巻きコイル７Ｄ〜７Ｆを形成している。
【００４９】
これらコイル７Ａ〜７Ｆは、１つの巻線７１によって一連に形成され、かつ巻線７１の巻き始め端７１ａ、および巻き終わり端７１ｂは、隣接するセグメント４１，４１間に接続される。そして、これを順次各隣接するセグメント４１，４１間に６つのコイル７Ａ〜７Ｆを繰り返し形成しながら巻き進むことにより、アーマチュアコア６に並列回路数が磁極数と同じ６つのアーマチュアコイル７が形成される。
【００５０】
図９〜図２０に基づいて、巻線７１の巻回手順について、より詳しく説明する。
図９〜図２０は、巻線７１の巻回状態を示し、最初の巻回工程から最終の巻回工程に至るまで順に示してある。
なお、巻線７１の巻き進み方向は、図９〜図２０における時計回りとする（図９における矢印ＣＷ参照）。また、図９〜図２０において、各ティース３６には、それぞれ図８と対応するように符号を付して説明する。
【００５１】
図９に示すように、まず、一対の第１異形ティース３６ａのうち、巻き進み方向ＣＷの前方に位置する第１異形ティース３６ａを１番ティース３６とし、ここから巻き進み方向ＣＷに向かって順に各ティース３６に番号を付す。このとき、一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａである２４番−１番ティース３６間のスロット３９、および、このスロット３９よりも巻き進み方向ＣＷの前方に存在する第１異形ティース３６ａ（３番ティース３６）と第２異形ティース３６ｂ（４番ティース３６）との間のスロット３９に、巻き始めのコイルとなる順巻きコイル７Ａを形成する。
【００５２】
続いて、順巻きコイル７Ｂ、順巻きコイル７Ｃを、この順で巻き進み方向ＣＷに向かって所定のスロット３９，３９間に一連に形成する。さらに、逆巻きコイル７Ｆ、逆巻きコイル７Ｅ、逆巻きコイル７Ｄを、この順で巻き進み方向ＣＷとは反対方向に向かって所定のスロット３９，３９間に一連に形成する。
次に、図１０に示すように、巻き進み方向ＣＷに向かってスロット１つ分ずれて再び所定のスロット３９，３９間に、最初の巻回工程と同様の手順で３つの順巻きコイル７Ａ〜７Ｃと、３つの逆巻きコイル７Ｄ〜７Ｆとを形成する。
【００５３】
すなわち、６つのコイル７Ａ〜７Ｆのうち、最初に形成される順巻きコイル７Ａは、第１異形ティース３６ａ（１番ティース３６）と第２異形ティース３６ｂ（２番ティース３６）との間のスロット３９、および一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂ（４番―５番ティース３６）間のスロット３９に形成される。
また、６つのコイル７Ａ〜７Ｆのうち、巻き進み方向ＣＷの最前方に位置する逆巻きコイル７Ｆは、第１異形ティース３６ａ（２１番ティース３６）と第２異形ティース３６ｂ（２２番ティース３６）との間のスロット３９、および一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａ（２４番―１番ティース３６）間のスロット３９に形成される。
そして、これを順次巻き進み方向ＣＷにスロット１つ分ずつずらしながら各コイル７Ａ〜７Ｆを形成していく（図１１〜図２０参照）。
【００５４】
図１９は、最終の巻回工程の１つ前の工程を示している。同図に示すように、順巻きコイル７Ａは、一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂ（１０番−１１番ティース３６）間のスロット３９、および第１異形ティース３６ａ（１３番ティース３６）と第２異形ティース３６ｂ（１４番ティース３６）との間のスロット３９に形成される。そして、その他のコイル７Ｂ〜７Ｆは、順巻きコイル７Ａが形成されているスロット３９，３９間から巻き進み方向ＣＷに向かって所定のスロット３９，３９間に一連に形成されている。
【００５５】
図２０は、最終の巻回工程を示しており、図１９の各コイル７Ａ〜７Ｆを形成したスロット３９から巻き進み方向に１つ分ずれて所定のスロット３９，３９間に６つのコイル７Ａ〜７Ｆを形成し、巻回作業が終了する。
すなわち、巻回工程において、各コイル７Ａ〜７Ｆがスロット３９の径方向内側寄りに形成される最初の巻回工程（図９参照）や２番目の巻回工程（図１０参照）においては、一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａによって形成されるスロット３９、つまり、径方向外側よりも径方向内側のスペースが大きく形成されているスロット３９を、各コイル７Ａ〜７Ｆが通るように巻回されることになる。
【００５６】
一方、各コイル７Ａ〜７Ｆがスロット３９の径方向外側寄りに形成される最終の巻回工程（図２０参照）や、この１つ前の工程（図１９参照）においては、一対の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂによって形成されるスロット３９、つまり、径方向内側よりも径方向外側のスペースが大きく形成されているスロット３９を、各コイル７Ａ〜７Ｆが通るように巻装されることになる。
【００５７】
そして、これらのことは、ティース３６を６組の第１異形ティース３６ａ，３６ａと６組の第２異形ティース３６ｂ，３６ｂとで構成し、それぞれ周方向に交互となるように配置すると共に、最初の巻回工程が行われるスロット３９を一対の第１異形ティース３６ａ，３６ａ（例えば、２４番−１番ティース３６）間のスロット３９、および、このスロット３９よりも巻き進み方向ＣＷの前方に存在する第１異形ティース３６ａ（例えば、３番ティース３６）と第２異形ティース３６ｂ（例えば、４番ティース３６）との間のスロット３９に設定することで実現することができる。
【００５８】
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、各スロット３９にバランスよく巻線７１を一連に分布させることができるので、各コイル７Ａ〜７Ｆのそれぞれに発生する磁界の大きさをほぼ同一にすることができる。このため、通電される巻線７１によるアーマチュア３の振れ回りを低減できると共に、電磁気バランスの差異や抵抗差によって生じる循環電流を低減することが可能になる。
また、アーマチュアコア６は、隣接するティース３６が互いに異形に形成されたいわゆる異形コアになっているので、巻回作業の迅速化を図りつつアーマチュアコア６に巻回される巻線７１の占積率を向上させることができる。
これらの結果、電動モータ１の高性能化、アーマチュア３の小型化を図ることが可能になる。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、図２１に基づいて、第３実施形態について説明する。
図２１は、第３実施形態におけるアーマチュア３および永久磁石４の展開図であって、前述の図４に対応している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と第３実施形態との相違点は、アーマチュアコア６に巻回されるアーマチュアコイル７の巻回構造が異なる点にある。以下に詳述する。
【００６０】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
巻線７１は、同極に対応するスロット３９，３９間のみに、それぞれ順方向（図２１おける時計回り）にＮ回巻回された後、巻線７１を所定スロット分周方向に空けて次のＮ極に対応するスロット３９，３９間に順次巻回して３つの順巻きコイル７Ａ〜７Ｃを、一連に形成している。また、３つの順巻きコイル７Ａ〜７Ｃのうち、最初に形成される順巻きコイル７Ａは、所定のスロット３９，３９間に巻線７１をＮ−１回巻回し、その後、他の順巻きコイル７Ｂ，７Ｃを形成した後、最後に順巻きコイル７Ａが形成される所定のスロット３９，３９間に巻線７１を１回巻回して形成される。
【００６１】
より具体的には、例えば、２番セグメント４１のライザ４３に、巻き始め端７１ａが掛け回されて接続された巻線７１は、２４−１番ティース３６の間のスロット３９に挿入され、このスロット３９と３−４番ティース３６の間のスロット３９との間でＮ−１回巻回されて順巻きコイル７Ａの主コイル７Ａ１を形成する。
次に、３−４番ティース３６の間のスロット３９から巻線７１を引き出し、８−９番ティース３６の間のスロット３９に挿入する。そして、このスロット３９と１１−１２番ティース３６の間のスロット３９との間で、巻線７１を順方向にＮ回巻回して順巻きコイル７Ｂを形成する。
【００６２】
次に、１１−１２番ティース３６の間のスロット３９から巻線７１を引き出し、１６−１７番ティース３６の間のスロット３９に挿入する。そして、このスロット３９と１９−２０番ティース３６の間のスロット３９との間で、巻線７１を順方向にＮ回巻回して順巻きコイル７Ｃを形成する。
【００６３】
その後、再び順巻きコイル７Ａを形成する２４−１番ティース３６の間のスロット３９と３−４番ティース３６の間のスロット３９との間で、巻線７１を１回巻回して順巻きコイル７Ａの副コイル７Ａ２を形成する。これにより、巻線７１がＮ回巻回された順巻きコイル７Ａが形成される。そして、最後に、３−４番ティース３６の間のスロット３９から巻線７１を引出し、この巻線７１の巻き終わり端７１ｂを３番セグメント４１のライザ４３に掛け回して接続する。ここで、各順巻きコイル７Ａ〜７Ｃは、それぞれＮ極に対向した状態になっている。
【００６４】
このような手順を、隣接する各セグメント４１，４１間で順次行う。このとき、アーマチュアコイル７が形成される２つのスロット３９，３９は、１つずつ周方向にずれていく。これにより、アーマチュアコア６に並列回路数が磁極数と同じ６つのアーマチュアコイル７が形成される。
【００６５】
このように、上述の第３実施形態では、同じ磁極に対向するアーマチュアコイル７（７Ａ〜７Ｃ）（同相のアーマチュアコイル７（７Ａ〜７Ｃ））全てに同一の電流が同時に通電される。このため、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、同相のアーマチュアコイル７にそれぞれ発生する磁界の大きさを、ほぼ同一にすることができる。よって、通電される巻線７１によるアーマチュア３の振れ回りを低減できると共に、電磁気バランスの際や抵抗差によって生じる循環電流を低減されることが可能になる。
【００６６】
また、例えば、巻線７１の巻き始め端７１ａを２番セグメント４１（ライザ４３）に接続し、巻き終わり端７１ｂを３番セグメント４１（ライザ４３）に接続する場合において、これら２番、３番セグメント４１に隣接するスロット３９から巻線７１の巻き終わり端７１ｂを引き出すことができる。このため、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間の巻線７１の引き回し量を低減できる。よって、コンミテータ１３の首下周りの巻線７１による嵩張りを抑制することが可能になる。
【００６７】
（第４実施形態）
次に、図２２、図２３に基づいて、第４実施形態について説明する。
図２２は、第４実施形態におけるブラシ２２の配置と、各ブラシ２２の外部電源との接続状態を示す簡略図であって、前述の図３に対応している。図２３は、第４実施形態における各通電パターンを示す表である。
図２２に示すように、前述の第１実施形態と第４実施形態との相違点は、電動モータ１に設けられている給電端子２５の個数が異なる点にある。
【００６８】
すなわち、第４実施形態における電動モータ１には、４つの給電端子２５が設けられている。これら４つの給電端子２５は、それぞれ外部電源の陽極側に接続される２つの陽極端子２５ａと、外部電源の陰極側に接続される２つの陰極端子２５ｂとにより構成されている。
【００６９】
そして、３つの陽極端子２５ａのうち、２つが同一の一方の陽極端子２５ａに接続され、残りの１つが他方の陽極端子２５ａに接続されている。同様に、３つの陰極端子２５ｂのうち、２つが同一の一方の陰極端子２５ｂに接続され、残りの１つが他方の陰極端子２５ｂに接続されている。
なお、説明の都合上、図２２において、各給電端子２５に「＋（１）〜−（３）」と番号を付した。ここで、「＋」は、陽極端子２５ａを示し、「−」は、陰極端子２５ｂを示している。
【００７０】
このような構成のもと、図２３に示すように、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンは、４つのブラシ２２（４ブラシ）に通電させるパターン（第３通電パターン）、５つのブラシ２２（５ブラシ）に通電させるパターン（第２通電パターン）、および６つのブラシ２２（６ブラシ）の全てに通電させるパターン（第１通電パターン）を有する。
【００７１】
したがって、上述の第４実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏すると共に、電動モータ１が使用されるファンモータ等の仕様に応じて、ブラシ２２への通電パターンの数や、給電端子２５の数を変更することができる。このため、電動モータ１のバリエーションを増やすことができる。
すなわち、電動モータ１をファンモータとして使用する場合、ブラシ２２への通電パターンを変えることで回転軸５の回転数を変えることができる。このため、必要に応じてファンの風量を調節することができる。
【００７２】
（第５実施形態）
次に、図２４に基づいて、第５実施形態について説明する。
図２４は、第５実施形態におけるアーマチュア３および永久磁石４の展開図であって、前述の図４に対応している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と第５実施形態との相違点は、前述の第１実施形態では、１つのフライヤ（不図示）のみでアーマチュアコア６に巻線７１を巻回するいわゆるシングルフライヤ方式の巻線に好適であったのに対し、第５実施形態では、２つのフライヤ（不図示）を用いてアーマチュアコア６に巻線７１を巻回するいわゆるダブルフライヤ方式の巻線に好適である点にある。
【００７３】
なお、フライヤとは、巻線７１を引き回すために用いられる巻線機のフライヤのことである。また、ダブルフライヤ方式とは、２つのフライヤを用いて回転軸５を中心にして点対称となる関係で２箇所同時に巻線７１を巻回する方式をいう。
すなわち、例えば、１つ目のフライヤによって、巻線７１の巻き始め端７１ａを２番セグメント４１のライザ４３に接続する場合、２つ目のフライヤは、巻線７１の巻き始め端７１ａを１４番セグメント４１のライザ４３に接続する。
【００７４】
そして、１つ目のフライヤによって、２４−１番ティース３６の間のスロット３９と３−４番ティース３６の間のスロット３９との間で、巻線７１を巻回する際、２つ目のフライヤによって、１２−１３番ティース３６の間のスロット３９と１５−１６番ティース３６の間のスロット３９との間で、巻線７１を巻回する。そして、これらの作業を、同時に行うことにより、アーマチュアコイル７が形成される。
【００７５】
したがって、上述の第５実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、巻線７１の巻回工程を短縮化できる。このため、生産性の高い電動モータ１を提供することができる。
【００７６】
（第６実施形態）
次に、図２５、図２６に基づいて、第６実施形態について説明する。
図２５は、第６実施形態におけるアーマチュア３および永久磁石４の展開図であって、前述の図４に対応している。図２６は、アーマチュア３の簡略斜視図である。
図２５、図２６に示すように、前述の第３実施形態と第６実施形態との相違点は、第３実施形態では、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に配索される巻線７１を最短距離で接続しているのに対し、第６実施形態では、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に配索される巻線７１を回転軸５の周りに掛け回している点にある。
【００７７】
また、図２６に詳示するように、各ライザ４３には、巻線７１がαフックにより掛け回されている。
なお、αフックとは、ライザ４３に巻線７１を掛け回すにあたって、ライザ４３の奥側から手前側に向かって掛け回し、引き続き次のライザ４３（スロット３９）に巻線７１を掛け回すにあたって、この次のライザ４３に対して奥側から巻線７１を引き出す結線方法のことをいう。
【００７８】
このように構成することで、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に配索される巻線７１が回転軸５に絡みつく形になるので、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間の巻線７１による巻太りを低減できる。また、各ライザ４３に、巻線７１をαフックにより掛け回すことにより、ライザ４３周辺の巻線７１による巻太りも低減できると共に、ライザ４３と巻線７１との係合力を強固にできる。このため、アーマチュア３全体を小型化でき、且つ信頼性の高い電動モータ１を提供できる。
【００７９】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動モータ１は、スロット３９の個数が２４個、セグメント４１の個数が２４個である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、アーマチュアコイル７の並列回路数が６となるように巻線７１を巻回できればよい。
【００８０】
また、上述の実施形態では、電動モータ１は、自動車のラジエータ冷却用のファンモータとして用いられる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電動モータ１を、さまざまな用途に用いることが可能である。
さらに、上述の実施形態では、アーマチュアコア６は、隣接するティース３６が互いに異形に形成されたいわゆる異形コアになっている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各ティース３６の形状がそれぞれ同一形状のアーマチュアコアにも、上述のアーマチュアコイル７の巻回構造を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１…電動モータ（車両用ファンモータ）
２…ヨーク（モータケース）
３…アーマチュア
４…永久磁石（磁極）
５…回転軸
６…アーマチュアコア
７…アーマチュアコイル（コイル）
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…順巻きコイル（順方向のコイル）
７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ…逆巻きコイル（逆方向のコイル）
１３…コンミテータ
２２…ブラシ
２２ａ…陽極ブラシ
２２ｂ…陰極ブラシ
２５…給電端子
２５ａ…陽極端子
２５ｂ…陰極端子
３６…ティース
３６ａ…第１異形ティース
３６ｂ…第２異形ティース
３７…ティース本体部
３８…つば部
４１…セグメント
７１…巻線
７１ａ…巻き始め端
７１ｂ…巻き終わり端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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