(57)【要約】【課題】  特にロータの小径化を実現することができる直流電動機及びその給電方法を提供する。【解決手段】  直流モータ１１は、コイル２２が巻装されたコア２１及びコイル２２に接続されたコミュテータ２３を備えるステータ１２と、ステータ１２の内周側に配置され、ヨーク３７に固着されたマグネット３８を備えるロータ１３と、ステータ１２側に供給される電力をロータ１３側に供給するスリップリング３１，３２及びブラシ４４，４８と、ロータ１３に設けられてスリップリング３１，３２と接続され、コミュテータ２３と摺接するブラシ４３，４７とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装されたコア及び該コイルに接続されたコミュテータを備えるステータと、
前記ステータの内周側に配置され、ヨークに固着されたマグネットを備えるロータと、
前記ステータ側に供給される電力を前記ロータ側に供給する仲介部材と、
前記ロータに設けられて前記仲介部材と接続され、前記コミュテータと摺接するブラシと、を備えたことを特徴とする直流電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の直流電動機において、
前記仲介部材は、
前記ステータ及び前記ロータのいずれか一方に設けられたスリップリングと、
前記ステータ及び前記ロータのいずれか他方に設けられて前記スリップリングと摺接する仲介用ブラシと、を備えたことを特徴とする直流電動機。
【請求項３】
請求項２に記載の直流電動機において、
前記仲介用ブラシは、前記スリップリングに対して軸方向と平行に付勢されて該スリップリングと摺接することを特徴とする直流電動機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流電動機において、
前記ブラシは、前記コミュテータに対して軸方向と平行に付勢されて該コミュテータと摺接することを特徴とする直流電動機。
【請求項５】
ステータ及びロータを備える直流電動機であって、コイルが巻装されたコアと、該コイルに接続されたコミュテータと、ヨークに固着されたマグネットとを備える直流電動機の給電方法において、
前記ステータ側に供給される電力を前記ロータ側に供給し、
前記ロータ側に供給された電力を前記ステータ側に供給することを特徴とする直流電動機の給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電動機及びその給電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電動機としては、例えば特許文献１、特許文献２に記載されたものが知られている。これら特許文献に記載された直流電動機としての直流モータは、モータケースの内壁面にマグネットが固着されたステータを備え、その内周側にはコイルが巻装されたコア、コミュテータ及びシャフトが一体化されたロータが軸支されている。そして、コミュテータには、モータケースに支持されたブラシが摺接するようになっている。従って、外部電源から直流モータへと電力供給されると、この電力はブラシからコミュテータを介してコイルに供給され、コイルに発生する磁界とこれに対向するマグネットの磁力との作用によりコイルに回転モーメントが発生し、ロータが回転する。ロータが回転すると、コミュテータにより供給電力の極性が順次切り替えられ、同ロータは連続して一方向回転を継続する。
【特許文献１】特許第３４３３３７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１７５４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、これら特許文献１，２に記載された直流モータは、コイルが巻装されたコアを有するロータの径方向外側にステータのマグネットが配置されるものであり、これが固着されるモータケースが磁気回路のバックヨークとなっている。従って、ロータのコアが有するティースは、設計上、マグネットにより発生する磁束量に比例した磁路スペース（径方向と直交するティースの断面積）を確保することが好ましい。一方、コアの各隣接するティース間には、要求性能分のコイルを巻装しうる十分なスペース（各隣接するティース間において、径方向と直交する断面積）を確保することも必要である。従って、ロータ側に磁路スペース及び巻線スペースの両者が集中して存在する制約から、スペース不足を回避するため、特にロータの小径化には自ずと限界があった。
【０００４】
本発明の目的は、特にロータの小径化を実現しうる直流電動機及びその給電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、コイルが巻装されたコア及び該コイルに接続されたコミュテータを備えるステータと、前記ステータの内周側に配置され、ヨークに固着されたマグネットを備えるロータと、前記ステータ側に供給される電力を前記ロータ側に供給する仲介部材と、前記ロータに設けられて前記仲介部材と接続され、前記コミュテータと摺接するブラシと、を備えたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直流電動機において、前記仲介部材は、前記ステータ及び前記ロータのいずれか一方に設けられたスリップリングと、前記ステータ及び前記ロータのいずれか他方に設けられて前記スリップリングと摺接する仲介用ブラシと、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の直流電動機において、前記仲介用ブラシは、前記スリップリングに対して軸方向と平行に付勢されて該スリップリングと摺接することを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流電動機において、前記ブラシは、前記コミュテータに対して軸方向と平行に付勢されて該コミュテータと摺接することを要旨とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、ステータ及びロータを備える直流電動機であって、コイルが巻装されたコアと、該コイルに接続されたコミュテータと、ヨークに固着されたマグネットとを備える直流電動機の給電方法において、前記ステータ側に供給される電力を前記ロータ側に供給し、前記ロータ側に供給された電力を前記ステータ側に供給することを要旨とする。
【００１０】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、直流電動機のステータ側に供給される電力は、仲介部材を介して一旦ロータ側に供給される。そして、ロータ側に供給された電力は、仲介部材と接続されたブラシ及びコミュテータを介して再びステータ側に供給される。この際、電力はコミュテータを介してコイルに供給され、コイルに発生する磁界とコイルに対向するマグネットの磁力との作用によりマグネットに回転モーメントが発生し、ロータが回転する。ロータが回転すると、コミュテータにより供給電力の極性が順次切り替えられ、ロータは連続して一方向回転を継続する。このように回転駆動される直流電動機において、ステータの内周側に配置されるロータは、ヨークに固着されたマグネットによって構成される。すなわち、ロータ側には磁路スペース及び巻線スペースを確保する必要がないため、特にロータの小径化が実現される。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記仲介部材は、前記ステータ及び前記ロータのいずれか一方に設けられたスリップリングと、いずれか他方に設けられて前記スリップリングと摺接する仲介用ブラシとを備えた極めて簡易な構成とされる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記ステータ及び前記ロータを軸方向に組付ける構成においては、同組付け作業に伴って前記仲介用ブラシと前記スリップリングとが円滑に圧接され、同作業の繁雑さが低減される。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、前記ステータ及び前記ロータを軸方向に組付ける構成においては、同組付け作業に伴って前記ブラシと前記コミュテータとが円滑に圧接され、同作業の繁雑さが低減される。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、前記ステータ側に供給される電力は、前記ロータ側に供給され、再びステータ側に供給される。従って、整流される側であるコイル及びこれに接続されたコミュテータが回転する必要はなく、コイルが巻装されたコア及びコミュテータをステータ側に設けてもよい。この場合、ロータ側にヨークに固着されたマグネットを設ければよいため、ロータ側には磁路スペース及び巻線スペースを確保する必要がなく、特にロータの小径化が実現される。
【発明の効果】
【００１５】
以上詳述したように、請求項１乃至５に記載の発明では、特にロータの小径化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１は本実施形態の直流モータ１１の縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。同図に示されるように、この直流モータ１１は、ステータ１２と、ロータ１３とを備えている。そして、ステータ１２は、ステータ本体１４と、コネクタ本体１５とを備えている。
【００１７】
ステータ本体１４は、積層鋼板からなるコア２１と、コイル２２と、コミュテータ（整流子）２３を構成する複数（本実施形態では１２個）のコミュテータセグメント２３ａとを備え、これらは樹脂材からなるハウジング部２４にて一体化されている。
【００１８】
図２に示されるように、コア２１は、インナコア２５及び円筒状のアウタコア２６で構成されている。インナコア２５は、円筒状をなす内輪部２５ａと、同内輪部２５ａから所定角度（本実施形態では３０°）ごとに放射状に延びる複数（１２本）のティース２５ｂとを有している。各ティース２５ｂの基端部は、内輪部２５ａ側に向かうに従い隣接する両ティース２５ｂ側に徐々に拡幅されるように形成されている。なお、各ティース２５ｂの外側面は、ハウジング部２４を形成する樹脂材にて被覆されている。
【００１９】
一方、アウタコア２６の内周面には、これらティース２５ｂの先端部に対応して所定角度（３０°）ごとに複数（１２個）の嵌合凹部２６ａが設けられている。コア２１は、インナコア２５のティース２５ｂ先端部とアウタコア２６の各嵌合凹部２６ａとを嵌合させ一体に組み付けることで構成されている。
【００２０】
コイル２２は、インナコア２５の内輪部２５ａ及びアウタコア２６間において後述する短絡線付きの重ね巻きでティース２５ｂに巻装されている。なお、図２では、便宜的にコイル２２の図示を割愛している。
【００２１】
コミュテータ２３は、コア２１（内輪部２５ａ）の内径と同等の内径を有してその一側（図１の右側）に同軸線上に配置されており、ハウジング部２４の内周側にそのコミュテータセグメント２３ａを露出する態様で同ハウジング部２４に埋め込まれている。コミュテータ２３の各コミュテータセグメント２３ａは、コイル２２の巻線と電気的に接続されている。
【００２２】
ハウジング部２４は、コア２１及びコミュテータ２３の内径と同等の内径を有して略円筒状に形成されており、上記コア２１、コイル２２及びコミュテータ２３を鋳ぐるむ態様でステータ本体１４の外部形状を形成している。なお、ハウジング部２４の一側（図１の右側）には、その内周面に沿って軸方向と平行に突出する円環状の嵌合突部２４ａが形成されている。この嵌合突部２４ａは、ステータ本体１４（ハウジング部２４）に前記コネクタ本体１５を係合させるためのものである。
【００２３】
コネクタ本体１５は、軸方向に離間されて同軸線上に配置された２本のスリップリング３１，３２と、各スリップリング３１，３２の外周面上の所定位置からそれぞれ径方向外側に伸びるターミナル３３，３４とを備え、これらは樹脂材からなるコネクタハウジング部３５にて一体化されている。スリップリング３１，３２は、導電材にて前記コミュテータ２３（ハウジング部２４）の内径と同等の内径を有して円環状に形成されており、コネクタハウジング部３５の内周側にその内周面を露出する態様で同コネクタハウジング部３５に埋め込まれている。
【００２４】
コネクタハウジング部３５は、スリップリング３１，３２の内径と同等の内径を有して略有底円筒状に形成されており、これらスリップリング３１，３２及びターミナル３３，３４の基端部を鋳ぐるむ態様でコネクタ本体１５の外部形状を形成している。そして、コネクタハウジング部３５には、外部に露出したターミナル３３，３４の先端部を包囲する態様でコネクタホルダ部３５ａが形成されている。また、コネクタハウジング部３５の開口側（図１の左側）端部には、前記ハウジング部２４の嵌合突部２４ａに対応して軸方向と平行に円環状に凹設された嵌合凹部３５ｂが形成されている。コネクタ本体１５（コネクタハウジング部３５）は、嵌合突部２４ａが嵌合凹部３５ｂに嵌合することでステータ本体１４と結合されている。ステータ１２には、これらステータ本体１４及びコネクタ本体１５の内壁面によって断面略円形の内部空間Ｓが形成されている。
【００２５】
前記ロータ１３は、ステータ１２に形成された上記内部空間Ｓに回転自在に収容されている。このロータ１３は、シャフト３６と、ヨーク３７と、マグネット３８と、ブラシホルダ３９とを備えている。シャフト３６は、ステータ１２と同軸線上に配置されており、その軸方向一側及び他側（図１の左側及び右側）はそれぞれハウジング部２４の内周面に装着されたボールベアリング４１，４２にて軸支されている。これらボールベアリング４１，４２は、軸方向において前記コア２１の一側及び他側（図１の左側及び右側）端部に略対応して配置されている。そして、シャフト３６の一側（図１の左側）端部は、ボールベアリング４１を貫通して外部に突出しており、他側（図１の右側）端部は、ボールベアリング４２を貫通してコネクタ本体１５（コネクタハウジング部３５）の底壁部近傍まで突出している。
【００２６】
ヨーク３７は、軸方向において両ボールベアリング４１，４２間に挟まれる態様で前記コア２１に対応して配置されている。このヨーク３７は略円筒状に形成されており、前記シャフト３６が挿通される態様で同シャフト３６に固着されている。そして、ヨーク３７の外周面には、前記マグネット３８が固着されている。マグネット３８は、例えばＮｅ−Ｆｅ−Ｂにて形成されている。図２に示されるように、このマグネット３８は、所定角度（本実施形態では９０°）ごとに互い違いの極性（Ｎ，Ｓ極）で着磁されており、前記コア２１の内周面との間に若干の間隙を有するにようにその外径が設定されている。なお、ヨーク３７は磁気回路のバックヨークとなる。
【００２７】
ブラシホルダ３９はステータ１２（ハウジング部２４、コネクタハウジング部３５）の内径よりも小さい外径を有して略円筒状に形成されており、前記ボールベアリング４２からコネクタ本体１５（コネクタハウジング部３５）の底壁部側へと突出したシャフト３６の先端部が挿通される態様で同シャフト３６に固着されている。このブラシホルダ３９には、径方向中心側に向かって凹設された複数（４つ）のブラシ収容孔３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが形成されている。
【００２８】
図１に示されるように、ブラシ収容孔３９ａ，３９ｂは、軸方向において前記コミュテータ２３に対応して配置されている。ブラシ収容孔３９ｃは、軸方向において前記スリップリング３１に対応して配置されている。ブラシ収容孔３９ｄは、軸方向において前記スリップリング３２に対応して配置されている。
【００２９】
図３にブラシホルダ３９を軸方向に見た模式図を示したように、ブラシ収容孔３９ａ，３９ｂは互いに略１２０°をなす径方向に凹設されている。また、ブラシ収容孔３９ｃはブラシ収容孔３９ａに対し所定角度（略６０°）をなす径方向に凹設されている。さらに、ブラシ収容孔３９ｄはブラシ収容孔３９ｂに対し所定角度（略６０°）を、且つ、ブラシ収容孔３９ｃに対し所定角度（略１２０°）をなす径方向に凹設されている。すなわち、ブラシ収容孔３９ａ，３９ｂと、ブラシ収容孔３９ｃと、ブラシ収容孔３９ｄとは、軸方向において互いに異なる位置に形成されている。
【００３０】
ブラシ収容孔３９ａにはコミュテータ２３（コミュテータセグメント２３ａ）と摺接するブラシ４３が収容されており、ブラシ収容孔３９ｃにはスリップリング３１と摺接するブラシ４４が収容されている。そして、これらブラシ４３，４４は、接続線４５によって短絡されている。図３に示すように、ブラシ４３，４４は、ブラシホルダ３９に支持されたねじりコイルバネ４６の一端及び他端がそれぞれ各基端部に圧接することで径方向外側に付勢されている。すなわち、ブラシ４３はコミュテータ２３側に付勢されており、ブラシ４４はスリップリング３１側に付勢されている。
【００３１】
また、ブラシ収容孔３９ｂにはコミュテータ２３（コミュテータセグメント２３ａ）と摺接するブラシ４７が収容されており、ブラシ収容孔３９ｄにはスリップリング３２と摺接するブラシ４８が収容されている。そして、これらブラシ４７，４８は、接続線４９によって短絡されている。図３に示すように、ブラシ４７，４８は、ブラシホルダ３９に支持されたねじりコイルバネ５０の一端及び他端がそれぞれ各基端部に圧接することで径方向外側に付勢されている。すなわち、ブラシ４７はコミュテータ２３側に付勢されており、ブラシ４８はスリップリング３２側に付勢されている。
【００３２】
以上により、ロータ１３の回転位置に関係なく、一方のターミナル３３は、スリップリング３１、これに摺接するブラシ４４、接続線４５及びブラシ４３を介してコミュテータ２３の対向するコミュテータセグメント２３ａと電気的に接続される。同様に、他方のターミナル３４は、スリップリング３２、これに摺接するブラシ４８、接続線４９及びブラシ４７を介してコミュテータ２３の対向するコミュテータセグメント２３ａと電気的に接続される。
【００３３】
ここで、上述の直流モータ１１の巻線結線態様等について図４に基づき簡単に説明する。既述のように、本実施形態のコア２１は１２本のティース２５ｂを有しており、図４では各ティース２５ｂに対して１〜１２の番号を付している。また、コミュテータ２３も１２個のコミュテータセグメント２３ａを有しており、同様に各コミュテータセグメント２３ａに対して１〜１２の番号を付している。
【００３４】
径方向に互いに略１２０°をなすブラシ収容孔３９ａ，３９ｂに収容・配置されるブラシ４３，４７は、当該角度相当である４個（＝１２／（３６０°／１２０°））分で離間されるコミュテータセグメント２３ａに摺接する。図４では、ブラシ４３，４７がそれぞれ１番、４番のコミュテータセグメント２３ａと摺接している例を示している。
【００３５】
コイル２２を形成する１番のコミュテータセグメント２３ａに接続された巻線は、複数（本実施形態では３個）のティース２５ｂに順次跨る態様で巻装され、４番のコミュテータセグメント２３ａに接続されている。その他の番号のコミュテータセグメント２３ａに接続された巻線についても同様である。また、各番号のコミュテータセグメント２３ａに接続された巻線は、それぞれ径方向に対向する番号のコミュテータセグメント２３ａに接続された巻線と短絡されている（例えば、１番と７番、４番と１０番など）。以上により、コイル２２は、コア２１に対し短絡線付きの重ね巻きで巻装されている。
【００３６】
次に、このような構成を有する直流モータ１１の動作について説明する。外部電源からターミナル３３，３４を介して直流モータ１１のステータ１２側に電力供給されると、この電力はスリップリング３１，３２及びブラシ４４，４８を介して一旦ロータ１３側に供給される。そして、ロータ１３側に供給された電力は、接続線４５，４９、ブラシ４３，４７及びコミュテータ２３を介して再びステータ１２側に供給される。この際、電力はコミュテータ２３を介してコイル２２に供給され、コイル２２に発生する磁界とコイル２２に対向するマグネット３８の磁力との作用によりマグネット３８に回転モーメントが発生し、ロータ１３が回転する。ロータ１３が回転すると、コミュテータ２３（コミュテータセグメント２３ａ）により供給電力の極性が順次切り替えられ、同ロータ１３は連続して一方向回転を継続する。
【００３７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ステータ１２の内周側に配置されるロータ１３は、シャフト３６及びヨーク３７に固着されたマグネット３８等によって構成される。すなわち、ロータ１３側には磁路スペース及び巻線スペースを確保する必要がないため、特にロータ１３の小径化を実現することができる。そして、一般的な従来の直流ブラシモータに比べてロータ１３のイナーシャを著しく低減することができ、応答性も向上することができる。
【００３８】
また、上記に準じてステータ側に磁路スペース及び巻線スペースが確保される構成を有する直流ブラシレスモータに比べ、駆動時に必要となる回転位置検出用の磁気センサ（ホール素子３個）や通電切り替え用のスイッチング素子（ＦＥＴ６個）が不要になるため、全体として部品点数を低減してコストを削減することができる。当然ながらモータ駆動のための回路構成も簡易なものにすることができる。
【００３９】
（２）本実施形態では、ステータ１２に設けられたスリップリング３１，３２と、ロータ１３（ブラシホルダ３９）に設けられてスリップリング３１，３２と摺接するブラシ４４，４８とからなる極めて簡易な構成でステータ１２側に供給される電力をロータ１３側に供給することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図５に従って説明する。なお、第２の実施形態の直流モータ５１は、第１の実施形態においてスリップリングをロータ側に設け、これに摺接するブラシをステータ側に設けた構成であり、同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【００４１】
図５は本実施形態の直流モータ５１の縦断面図である。同図に示されるように、この直流モータ５１は、ステータ５２と、ロータ５３とを備えている。そして、ステータ５２は、ステータ本体５４と、コネクタ本体５５とを備えている。
【００４２】
ステータ本体５４は、前記コア２１と、前記コイル２２と、コミュテータ（整流子）５６を構成する複数（本実施形態では１２個）のコミュテータセグメント５６ａとを備え、これらは樹脂材からなるハウジング部５７にて一体化されている。
【００４３】
コミュテータ５６は、コア２１の内径と同等の内径を有してその一側（図５の左側）に同軸線上に配置されており、ハウジング部５７の内周側にそのコミュテータセグメント５６ａを露出する態様で同ハウジング部５７に埋め込まれている。コミュテータ５６の各コミュテータセグメント５６ａは、第１の実施形態と同様にコイル２２の巻線と電気的に接続されている。
【００４４】
ハウジング部５７は、コア２１及びコミュテータ５６の内径よりも若干大きい内径を有して略円筒状に形成されており、上記コア２１、コイル２２及びコミュテータ５６を鋳ぐるむ態様でステータ本体５４の外部形状を形成している。
【００４５】
コネクタ本体５５は、径方向外側に伸びる２本のターミナル５８，５９を備え、これらは樹脂材からなるコネクタハウジング部６０にて一体化されている。なお、ターミナル５９は、ターミナル５８に対して紙面に直交する側に並設されている。コネクタハウジング部６０は、前記ハウジング部５７の内径と同等の外径を有して略有底円筒状に形成されており、ターミナル５８（５９）の基端部を鋳ぐるむ態様でコネクタ本体５５の外部形状を形成している。
【００４６】
コネクタハウジング部６０には、外部に露出したターミナル５８（５９）の先端部を包囲する態様でコネクタホルダ部６０ａが形成されている。また、コネクタハウジング部６０には、径方向中心側に突出して軸方向と平行に伸びる複数（２つ）の壁部６０ｂ，６０ｃが形成されており、同壁部６０ｂ，６０ｃにはそれぞれコネクタハウジング部６０の開口側（図５の左側）端部から軸方向と平行に凹設されたブラシ収容孔６０ｄ，６０ｅが形成されている。なお、コネクタハウジング部６０の中心軸からブラシ収容孔６０ｄまでの径方向の距離は、同ブラシ収容孔６０ｅまでの径方向の距離よりも長く設定されている。
【００４７】
ブラシ収容孔６０ｄにはブラシ６１及びコイルバネ６２が収容されており、ブラシ６１はコイルバネ６２によって軸方向と平行に外側に付勢されている。なお、ブラシ６１は、接続線６３によって前記ターミナル５８と短絡されている。同様に、ブラシ収容孔６０ｅにはブラシ６４及びコイルバネ６５が収容されており、ブラシ６４はコイルバネ６５によって軸方向と平行に外側に付勢されている。なお、ブラシ６４も接続線によって前記ターミナル（５９）と短絡されている（ブラシ６４とターミナルとの接続態様については図示略）。
【００４８】
コネクタ本体５５（コネクタハウジング部６０）は、その周壁部がハウジング部５７の内壁面に圧入されることでステータ本体５４と結合されている。ステータ５２には、これらステータ本体５４及びコネクタ本体５５の内壁面によって断面略円形の内部空間Ｓ１が形成されている。
【００４９】
前記ロータ５３は、ステータ５２に形成された上記内部空間Ｓ１に回転自在に収容されている。このロータ５３は、シャフト６６と、ヨーク６７と、マグネット６８と、スリップリングホルダ６９と、ブラシホルダ７０とを備えている。シャフト６６は、ステータ５２と同軸線上に配置されており、その軸方向一側及び他側（図５の左側及び右側）はそれぞれハウジング部５７の内周面に装着されたボールベアリング７１及びコネクタハウジング部６０の内周面に装着されたボールベアリング７２にて軸支されている。そして、シャフト６６の一側（図５の左側）端部は、ボールベアリング７１を貫通して外部に突出しており、他側（図５の右側）端部は、コネクタ本体５５（コネクタハウジング部６０）の底壁部近傍においてボールベアリング７２に軸支されている。
【００５０】
ヨーク６７は、軸方向において前記コネクタハウジング部６０及びボールベアリング７１間に挟まれる態様で前記コア２１に対応して配置されている。このヨーク６７は互いに同心円上に配置された略円筒状の内輪部６７ａ及び外輪部６７ｂと、これらを連結する略円板状のフランジ部６７ｃとを有しており、内輪部６７ａに前記シャフト６６が挿通される態様で同シャフト６６に固着されている。そして、ヨーク６７の外周面には、前記マグネット６８が固着されている。このマグネット６８は、前記マグネット３８と同様に着磁されており（図２参照）、前記コア２１の内周面との間に若干の間隙を有するにようにその外径が設定されている。なお、ヨーク６７は磁気回路のバックヨークとなる。
【００５１】
スリップリングホルダ６９は、軸方向において前記ヨーク６７及びコネクタハウジング部６０間に挟まれる態様で配置されている。スリップリングホルダ６９は、互いに同心円上に配置された径の異なる円環状の２本のスリップリング７３，７４を備え、これらは樹脂材からなるスリップリングハウジング部７５にて一体化されている。
【００５２】
スリップリング７３は、導電材にて円環状に形成されており、前記ブラシ収容孔６０ｄ（ブラシ６１）までの径方向の距離と同等の半径を有している。スリップリング７３は、ブラシ６１に対向してその円環状の端面を露出する態様で同スリップリングハウジング部７５に埋め込まれている。また、スリップリング７４は、導電材にて円環状に形成されており、前記ブラシ収容孔６０ｅ（ブラシ６４）までの径方向の距離と同等の半径を有している。スリップリング７４は、ブラシ６４に対向してその円環状の端面を露出する態様で同スリップリングハウジング部７５に埋め込まれている。
【００５３】
これらスリップリング７３，７４には、それぞれブラシ収容孔６０ｄ，６０ｅに収容された前記ブラシ６１，６４が摺接する。なお、スリップリング７３，７４には、それぞれ円環状の端面から軸方向と平行に一側（図５の左側、すなわちヨーク６７側）に伸びるターミナル７６，７７が接続されている。
【００５４】
スリップリングハウジング部７５は、前記マグネット６８の外径と同等の外径を有して円環状に形成されており、上記スリップリング７３，７４を鋳ぐるむ態様でスリップリングホルダ６９の外部形状を形成している。スリップリングホルダ６９（スリップリングハウジング部７５）は、前記シャフト６６が挿通される態様で同シャフト６６に固着されている。
【００５５】
ブラシホルダ７０は、軸方向においてヨーク６７及びボールベアリング７１間に挟まれる態様で配置されている。ブラシホルダ７０は、ステータ５２（コア２１）の内径よりも小さい外径を有する大径部７０ａと、ヨーク６７側において同ヨーク６７の外輪部６７ｂの内径と同等の外径を有する小径部７０ｂとを有して段付き円筒状に形成されている。ブラシホルダ７０は、小径部７０ｂがヨーク６７の外輪部６７ｂに圧入され、前記シャフト６６が挿通される態様で同シャフト６６に固着されている。そして、ブラシホルダ７０の大径部７０ａは、軸方向において前記コミュテータ５６に対応して配置されている。
【００５６】
ブラシホルダ７０の大径部７０ａには、径方向中心側に向かって凹設された複数（２つ）のブラシ収容孔７０ｃ，７０ｄが形成されている。これらブラシ収容孔７０ｃ，７０ｄは、第１の実施形態のブラシ収容孔３９ａ，３９ｂに準じて互いに略１２０°をなす径方向に凹設されている（図３参照）。
【００５７】
ブラシ収容孔７０ｃにはコミュテータ５６（コミュテータセグメント５６ａ）と摺接するブラシ７８及びコイルバネ７９が収容されており、ブラシ７８はコイルバネ７９によってコミュテータ５６側に付勢されている。また、ブラシホルダ７０の小径部７０ｂには、ブラシ収容孔７０ｃに対応して軸方向と平行に円筒状に伸び前記ヨーク６７のフランジ部６７ｃを貫通するガイド部７０ｅが形成されている。前記ターミナル７６はこのガイド部７０ｅに沿ってその内部に伸びており、同ターミナル７６の先端部は接続線を介してブラシ収容孔７０ｃ内のブラシ７８と電気的に接続されたターミナル８０と接続されている。
【００５８】
一方、ブラシ収容孔７０ｄにはコミュテータ５６（コミュテータセグメント５６ａ）と摺接するブラシ８１及びコイルバネ８２が収容されており、ブラシ８１はコイルバネ８２によってコミュテータ５６側に付勢されている。また、ブラシホルダ７０の小径部７０ｂには、ブラシ収容孔７０ｄに対応して軸方向と平行に円筒状に伸び前記ヨーク６７のフランジ部６７ｃを貫通するガイド部７０ｆが形成されている。前記ターミナル７７はこのガイド部７０ｆに沿ってその内部に伸びており、同ターミナル７７の先端部は接続線を介してブラシ収容孔７０ｄ内のブラシ８１と電気的に接続されたターミナル８３と接続されている。
【００５９】
以上により、ロータ５３の回転位置に関係なく、一方のターミナル５８は、接続線６３、ブラシ６１、これが摺接するスリップリング７３、ターミナル７６、ターミナル８０及びブラシ７８を介してコミュテータ５６の対向するコミュテータセグメント５６ａと電気的に接続される。同様に、他方のターミナル（５９）は、ブラシ６４、これが摺接するスリップリング７４、ターミナル７７、ターミナル８３及びブラシ８１を介してコミュテータ５６の対向するコミュテータセグメント５６ａと電気的に接続される。
【００６０】
なお、本実施形態の直流モータ５１の巻線結線態様等は、第１の実施形態と同様であるためその説明を割愛する。
次に、このような構成を有する直流モータ５１の動作について説明する。外部電源からターミナル５８（５９）を介して直流モータ５１のステータ５２側に電力供給されると、この電力はブラシ６１，６４及びスリップリング７３，７４を介して一旦ロータ５３側に供給される。そして、ロータ５３側に供給された電力は、ターミナル７６，７７、ターミナル８０，８３、ブラシ７８，８１及びコミュテータ５６を介して再びステータ５２側に供給される。この際、電力はコミュテータ５６を介してコイル２２に供給され、コイル２２に発生する磁界とコイル２２に対向するマグネット６８の磁力との作用によりマグネット６８に回転モーメントが発生し、ロータ５３が回転する。ロータ５３が回転すると、コミュテータ５６（コミュテータセグメント５６ａ）により供給電力の極性が順次切り替えられ、同ロータ５３は連続して一方向回転を継続する。
【００６１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１の実施形態と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態においては、ブラシ６１，６４は、スリップリング７３，７４に対して軸方向と平行に付勢されて同スリップリング７３，７４と摺接する。従って、ステータ５２及びロータ５３を軸方向に組付ける組付け作業では、同作業に伴ってブラシ６１，６４とスリップリング７３，７４とが円滑に圧接され、同作業の繁雑さを低減することができる。
【００６２】
（２）本実施形態においては、コミュテータ５６を、軸方向においてコア２１を挟んでコネクタ本体５５と反対側に配置した。従って、コネクタ本体５５側にコミュテータ５６を配置する場合に必要なコネクタ本体５５へのスペースの確保が不要になる分、軸方向一側（図５の右側）への突出量が抑制され、設計の自由度を向上することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図６に従って説明する。なお、第３の実施形態の直流モータ９１は、第２の実施形態においてコミュテータ及びこれに摺接するブラシの位置関係を変更した構成であり、同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【００６４】
図６は本実施形態の直流モータ９１の縦断面図である。同図に示されるように、この直流モータ９１は、ステータ９２と、ロータ９３とを備えている。そして、ステータ９２が備えるステータ本体９４は、前記コア２１と、前記コイル２２と、コミュテータ（整流子）９５を構成する複数（本実施形態では１２個）のコミュテータセグメント９５ａとを備え、これらは樹脂材からなるハウジング部９６にて一体化されている。
【００６５】
コミュテータ９５は、コア２１の内径と同等の外径を有して円環状に形成されており、その一側（図６の左側）に同軸線上に配置されている。そして、コミュテータセグメント９５ａは、コミュテータ９５の円環状の端面を所定角度（３０°）ごとに扇形状に分割する態様で形成されている。コミュテータ９５は、ハウジング部９６の中心側において軸方向にコミュテータセグメント９５ａを露出する態様で同ハウジング部９６に埋め込まれている。コミュテータ９５の各コミュテータセグメント９５ａは、第２の実施形態に準じてコイル２２の巻線と電気的に接続されている。
【００６６】
ハウジング部９６は、コア２１の内径と同等の内径を有して略円筒状に形成されており、上記コア２１、コイル２２及びコミュテータ９５を鋳ぐるむ態様でステータ本体９４の外部形状を形成している。第２の実施形態と同様のコネクタ本体５５（コネクタハウジング部６０）は、その周壁部がハウジング部９６の内壁面に圧入されることでステータ本体９４と結合されている。ステータ９２には、これらステータ本体９４及びコネクタ本体５５の内壁面によって断面略円形の内部空間Ｓ２が形成されている。
【００６７】
前記ロータ９３は、ステータ９２に形成された上記内部空間Ｓ２に回転自在に収容されている。このロータ９３は、シャフト１０１と、ヨーク１０２と、マグネット１０３と、スリップリングホルダ１０４と、ブラシホルダ１０５とを備えている。シャフト１０１は、ステータ９２と同軸線上に配置されており、その軸方向一側及び他側（図６の左側及び右側）はそれぞれハウジング部９６の内周面に装着されたボールベアリング１０６及び前記コネクタハウジング部６０の内周面に装着されたボールベアリング１０７にて軸支されている。そして、シャフト１０１の一側（図６の左側）端部は、ボールベアリング１０６を貫通して外部に突出しており、他側（図６の右側）端部は、コネクタ本体５５（コネクタハウジング部６０）の底壁部近傍においてボールベアリング１０７に軸支されている。
【００６８】
ヨーク１０２は、軸方向において前記コネクタハウジング部６０及びボールベアリング１０６間に挟まれる態様で前記コア２１に対応して配置されている。このヨーク１０２は、コネクタ本体５５（コネクタハウジング部６０）側に開口する略有底円筒状に形成されており、その底壁部に前記シャフト１０１が挿通される態様で同シャフト１０１に固着されている。そして、ヨーク１０２の外周面には、前記マグネット１０３が固着されている。このマグネット１０３は、前記マグネット３８，６８と同様に着磁されており（図２参照）、前記コア２１の内周面との間に若干の間隙を有するにようにその外径が設定されている。なお、ヨーク１０２は磁気回路のバックヨークとなる。
【００６９】
スリップリングホルダ１０４は、軸方向において前記ヨーク１０２及びコネクタハウジング部６０間に挟まれる態様で配置されている。スリップリングホルダ１０４は、互いに同心円上に配置された径の異なる円環状の２本のスリップリング１０８，１０９を備え、これらは樹脂材からなるスリップリングハウジング部１１０にて一体化されている。
【００７０】
スリップリング１０８は、導電材にて円環状に形成されており、前記ブラシ収容孔６０ｄ（ブラシ６１）までの径方向の距離と同等の半径を有している。スリップリング１０８は、ブラシ６１に対向してその円環状の端面を露出する態様で同スリップリングハウジング部１１０に埋め込まれている。また、スリップリング１０９は、導電材にて円環状に形成されており、前記ブラシ収容孔６０ｅ（ブラシ６４）までの径方向の距離と同等の半径を有している。スリップリング１０９は、ブラシ６４に対向してその円環状の端面を露出する態様で同スリップリングハウジング部１１０に埋め込まれている。
【００７１】
これらスリップリング１０８，１０９には、それぞれブラシ収容孔６０ｄ，６０ｅに収容された前記ブラシ６１，６４が摺接する。なお、スリップリング１０８，１０９には、それぞれ円環状の端面から軸方向と平行に一側（図６の左側、すなわちヨーク１０２側）に伸びるターミナル部１０８ａ，１０９ａが形成されている。
【００７２】
スリップリングハウジング部１１０は、前記マグネット１０３の外径と同等の外径を有して円環状に形成されており、上記スリップリング１０８，１０９を鋳ぐるむ態様でスリップリングホルダ１０４の外部形状を形成している。スリップリングホルダ１０４（スリップリングハウジング部１１０）は、前記シャフト１０１が挿通される態様で同シャフト１０１に固着されている。
【００７３】
ブラシホルダ１０５は、軸方向においてスリップリングホルダ１０４及びボールベアリング１０６間に挟まれる態様でヨーク１０２の内周側に収容・配置されている。ブラシホルダ１０５は、ヨーク１０２の内径と同等の外径を有する円環状に形成されており、ブラシホルダ１０５の周縁部には軸方向と平行に伸びる複数（２つ）の壁部１０５ａ，１０５ｂが形成されている。
【００７４】
ブラシホルダ１０５は、壁部１０５ａ，１０５ｂがヨーク１０２の底壁部をコミュテータ９５側に貫通して同ヨーク１０２の内周面に圧入され、前記シャフト１０１が挿通される態様で同シャフト１０１に固着されている。なお、ブラシホルダ１０５の中心軸から壁部１０５ａ，１０５ｂまでの径方向の距離は、ともにコミュテータ９５の径と同等に設定されている。
【００７５】
ブラシホルダ１０５の壁部１０５ａ，１０５ｂには、それぞれコミュテータ９５側（図６の左側）端部から軸方向と平行に凹設されたブラシ収容孔１０５ｃ，１０５ｄが形成されている。これらブラシ収容孔１０５ｃ，１０５ｄは、第１の実施形態のブラシ収容孔３９ａ，３９ｂに準じ互いに略１２０°をなす径方向の配置で軸方向に凹設されている（図３参照、ただし凹設方向は紙面に直交する方向になる）。
【００７６】
ブラシ収容孔１０５ｃにはコミュテータ９５（コミュテータセグメント９５ａ）と摺接するブラシ１１１及びコイルバネ１１２が収容されており、ブラシ１１１はコイルバネ１１２によってコミュテータ９５側に付勢されている。このブラシ１１１は、ブラシホルダ１０５の底壁部を貫通する接続線１１３を介して前記スリップリング１０８（ターミナル部１０８ａ）と電気的に接続されている。
【００７７】
一方、ブラシ収容孔１０５ｄにはコミュテータ９５（コミュテータセグメント９５ａ）と摺接するブラシ１１４及びコイルバネ１１５が収容されており、ブラシ１１４はコイルバネ１１５によってコミュテータ９５側に付勢されている。このブラシ１１４は、ブラシホルダ１０５の底壁部を貫通する接続線１１６を介して前記スリップリング１０９（ターミナル部１０９ａ）と電気的に接続されている。
【００７８】
以上により、ロータ９３の回転位置に関係なく、一方のターミナル５８は、接続線６３、ブラシ６１、これが摺接するスリップリング１０８（ターミナル部１０８ａ）、接続線１１３及びブラシ１１１を介してコミュテータ９５の対向するコミュテータセグメント９５ａと電気的に接続される。同様に、他方のターミナル（５９）は、ブラシ６４、これが摺接するスリップリング１０９（ターミナル部１０９ａ）、接続線１１６及びブラシ１１４を介してコミュテータ９５の対向するコミュテータセグメント９５ａと電気的に接続される。
【００７９】
なお、本実施形態の直流モータ５１の巻線結線態様及び動作等は、第２の実施形態と同様であるためその説明を割愛する。
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第２の実施形態と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
【００８０】
（１）本実施形態においては、ブラシ１１１，１１４は、コミュテータ９５に対して軸方向と平行に付勢されて同コミュテータ９５と摺接する。従って、ステータ９２及びロータ９３を軸方向に組付ける組付け作業では、同作業に伴ってブラシ１１１，１１４とコミュテータ９５とが円滑に圧接され、同作業の繁雑さを低減することができる。
【００８１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記各実施形態におけるコアのティース数（スロット数）及びコミュテータのコミュテータセグメントの個数は一例である。
【００８２】
・前記各実施形態におけるマグネットの極数は一例である。
・前記各実施形態における直流モータの巻線結線態様等は一例である。例えば、コイルを集中巻きでコアに巻装してもよく、コミュテータに摺接するブラシも４個にするなどしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】ブラシホルダを軸方向に沿って見た立面図。
【図４】同実施形態の結線図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１２，５２，９２…ステータ、１３，５３，９３…ロータ、２１…コア、２２…コイル、２３，５６，９５…コミュテータ、３１，３２，７３，７４，１０８，１０９…仲介部材を構成するスリップリング、３７，６７，１０２…ヨーク、３８，６８，１０３…マグネット、４４，４８，６１，６４…仲介部材を構成するブラシ、４３，４７，７８，８１，１１１，１１４…ブラシ。
【図１】
2005117822.tif 000003
【図２】
2005117822.tif 000004
【図３】
2005117822.tif 000005
【図４】
2005117822.tif 000006
【図５】
2005117822.tif 000007
【図６】
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