(57)【要約】【課題】  出力低下を生じさせることなく簡易な構成で両回転方向における良好な整流を実現し、ブラシの耐久性（ブラシ磨耗）を確保すると共に、騒音，電磁ノイズ等の発生を低減することができる直流機を提供する。【解決手段】  回転軸２２回りに傾斜したブラシ接触面３１ａを有する複数の整流子片３１を含む整流子３０を有する回転子２０と、整流子片３１に部分的に接触するブラシ４０と、回転子２０の回転方向に応じて整流子３０とブラシ４０との接触位置を回転軸２２方向に相対的にずらす連結部材６０と、を備えた直流モータ１であって、連結部材６０は、一端が外部軸７０，他端が回転軸２２にそれぞれ連結され、回転子２０の回転方向に応じて回転子２０を外部軸７０に対して回転軸２２方向に所定軸方向長さ進退動させるカム機構（長孔６３ｂを有する連結シャフト６３，係合ピン６１）である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸回りに傾斜したブラシ接触面を有する複数の整流子片を含む整流子を有する電機子と、前記整流子片に部分的に接触するブラシと、前記電機子の回転方向に応じて前記整流子と前記ブラシとの接触位置を前記回転軸方向に相対的にずらす移動手段と、を備えた直流機であって、
前記移動手段は、一端が外部軸，他端が前記回転軸にそれぞれ連結され、前記電機子の回転方向に応じて該電機子を外部軸に対して前記回転軸方向に所定軸方向長さ進退動させるカム機構であることを特徴とする直流機。
【請求項２】
前記カム機構は、前記回転軸方向に対して傾斜するカム溝を有するカム部材と、前記カム溝に案内され前記回転軸方向に所定軸方向長さ移動する案内部材と、を備え、前記回転軸または外部軸の一方に前記カム部材が配設され、他方に前記案内部材が配設されたことを特徴とする請求項１に記載の直流機。
【請求項３】
前記カム機構は、前記回転軸の端部の周面または該回転軸の端部に連結されたスライド軸の周面から径方向に突出する係合ピンと、前記回転軸の端部または前記スライド軸を挿入可能な挿入孔を有する連結シャフトと、を備え、
該連結シャフトには、その長手方向に対して傾斜する長孔が周面から前記挿入孔に貫通して形成され、前記挿入孔に前記回転軸の端部または前記スライド軸が挿入されると共に、前記長孔内に前記係合ピンが移動可能に配置され、
前記電機子が回転することにより、前記係合ピンが前記長孔内を案内されて前記電機子が前記回転軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の直流機。
【請求項４】
前記ブラシは、前記整流子片のブラシ接触面の傾斜角度と略同一の角度に傾斜する断面を有することを特徴とする請求項１に記載の直流機。
【請求項５】
前記電機子と相対して配設された固定子を備え、
該固定子は、前記電機子の前記回転軸方向の全移動範囲内において、前記電機子が有する磁気作用部に対して、該磁気作用部の前記回転軸方向の略全範囲と相対可能に形成された磁気発生部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直流機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流機に係り、特に回転方向に応じてブラシと整流子との接触位置を変更する機構を有する直流機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付き直流モータや直流発電機等の直流機では、ブラシと整流子によって電機子巻線に通電する電流の方向を切り替えて整流が行われるように構成されている。しかし、このような直流機では、電機子巻線に発生する誘導起電力や巻線のインダクタンス等により、電流変化が遅れて整流不足が発生し、整流終期に電流変化が大きくなる。このため、整流終期に整流火花が発生し、ブラシ磨耗，騒音，電磁ノイズが発生してしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を回避するために、いわゆるブラシシフトという手法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２に記載の整流子では、整流子片が回転軸方向に対して傾斜して配設されている。
特許文献１の直流機には、ピニオンを回動させる手動レバーと、ピニオンと噛合するラックが設けられており、このラックにブラシが取り付けられている。この構成により、手動レバーを操作することによってピニオンが回動し、ラックがブラシと共に回転軸方向に進退動するようになっている。このブラシの移動によってブラシと整流子との接触位置がずれるので、ブラシの進み角度が調整される。
【０００４】
また、特許文献２の直流機では、回転軸にウォームギヤが連結され、このウォームギヤにはウォームホイールが噛合されている。これにより、回転子が回転したときに、ウォームホイールから加わる荷重によって、回転方向に応じて回転子自体が回転軸方向に進退動するように構成されている。この回転子の移動によって整流子も回転軸方向に移動するから、これによってブラシと整流子との接触位置がずれるので、ブラシの進み角度が調整される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１２５１０号公報
【特許文献２】特開平７−２６４８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の直流機では、回転子の正逆回転方向に応じて手動レバーを操作して、ブラシの進み角度を調整することができるが、この調整のために手動レバーを操作しなくてはならず、調整のために手間が掛かるという問題があった。また、ラック・ピニオン機構を手動レバーで操作する構成を組み込むと、部品点数が多くなるので製造コストが上昇してしまう。さらに、装置が大型化してしまうので、小型直流機に適用することが難しいといった問題もある。
【０００７】
また、特許文献２の直流機では、電機子が正逆回転すると、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合いよる荷重によって電機子が進退動するので、他の駆動力を必要とせずに自動的にブラシの進み角度を調整することができる。
しかしながら、特許文献２の直流機では、ウォームギヤとウォームホイールを必要とするため、装置の大型化は避けられない。また、ウォームホイールからウォームギヤが受けるスラスト力によって電機子が回転軸方向に移動する構成であるので、機械的ロスや部品寸法バラツキの影響によって回転軸方向に移動量が不定となるおそれがあるという点で改良の余地があった。
さらに、特許文献２の直流機では、電機子自体が回転軸方向に進退動するので、固定子との関係で、出力低下を生じてしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、出力低下を生じさせることなく簡易な構成で両回転方向における良好な整流を実現し、ブラシの耐久性（ブラシ磨耗）を確保すると共に、騒音，電磁ノイズ等の発生を低減することができる直流機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、本発明によれば、回転軸回りに傾斜したブラシ接触面を有する複数の整流子片を含む整流子を有する電機子と、前記整流子片に部分的に接触するブラシと、前記電機子の回転方向に応じて前記整流子と前記ブラシとの接触位置を前記回転軸方向に相対的にずらす移動手段と、を備えた直流機であって、前記移動手段は、一端が外部軸，他端が前記回転軸にそれぞれ連結され、前記電機子の回転方向に応じて該電機子を外部軸に対して前記回転軸方向に所定軸方向長さ進退動させるカム機構であることにより解決される。
【００１０】
このように本発明の直流機は、軸方向に対して傾斜した整流子片を有する整流子を備えており、この整流子を備えた電機子がカム機構によって外部軸に対して所定軸方向長さ進退動するように構成されている。電機子が所定軸方向長さ進退動するとブラシと整流子との当接部位が軸方向にずれる。そして、整流子片が回転軸に対して傾斜して配設されていることから、ブラシと整流子との当接部位の軸方向のずれにより、等価的にブラシシフトが行われる。これにより、ブラシ磨耗，騒音，電磁ノイズ等の発生を低減することができる。
本発明では、電機子の回転軸と外部軸との間にカム機構を介在させることによって、電機子の回転方向に応じて電機子を軸方向に進退動させることができるので、電機子を進退動させる構成を簡単にすることが可能であると共に、所定の移動距離を確実に進退動させることが可能となる。
【００１１】
また、前記カム機構は、前記回転軸方向に対して傾斜するカム溝を有するカム部材と、前記カム溝に案内され前記回転軸方向に所定軸方向長さ移動する案内部材と、を備え、前記回転軸または外部軸の一方に前記カム部材が配設され、他方に前記案内部材が配設された構成とすることができる。
このような簡単な構成でカム機構を実現することが可能であり、カム溝の長さや傾斜角を適宜に設定することにより、ブラシシフトの量および方向を調整することができる。
【００１２】
また、前記カム機構は、前記回転軸の端部の周面または該回転軸の端部に連結されたスライド軸の周面から径方向に突出する係合ピンと、前記回転軸の端部または前記スライド軸を挿入可能な挿入孔を有する連結シャフトと、を備え、該連結シャフトには、その長手方向に対して傾斜する長孔が周面から前記挿入孔に貫通して形成され、前記挿入孔に前記回転軸の端部または前記スライド軸が挿入されると共に、前記長孔内に前記係合ピンが移動可能に配置され、前記電機子が回転することにより、前記係合ピンが前記長孔内を案内されて前記電機子が前記回転軸方向に移動可能であると好適である。
【００１３】
また、前記ブラシは、前記整流子片のブラシ接触面の傾斜角度と略同一の角度に傾斜する断面を有すると好適である。このように構成すると、ブラシと単一の整流子片との接触面積を大きくすることができる。
【００１４】
また、前記電機子と相対して配設された固定子を備え、該固定子は、前記電機子の前記回転軸方向の全移動範囲内において、前記電機子が有する磁気作用部に対して、該磁気作用部の前記回転軸方向の略全範囲と相対可能に形成された磁気発生部を有すると好適である。
このように電機子が軸方向にシフトしたときに、電機子の磁気作用部が固定子の磁気発生部と軸方向の略全範囲で相対可能であると、出力をほとんど低下させることなくブラシシフトさせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の直流機では、整流子の整流子片を回転軸に対して傾斜させて配設すると共に、カム機構を電機子の回転軸と外部軸との間に介在させることにより、回転子の回転方向に応じて電機子を軸方向に進退動させることができ、等価的にブラシシフトさせることが可能である。このように、本発明では、装置を大型化させることなく簡単な構成によってブラシシフトさせて、ブラシの耐久性（ブラシ磨耗）を確保すると共に、騒音，電磁ノイズ等の発生を低減することができる。
また、本発明の直流機では、電機子が軸方向にシフトしても、電機子の磁気作用部が固定子の磁気発生部と軸方向の略全範囲で相対可能に構成されるので、出力をほとんど低下させることなくブラシシフトさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図１〜図６は本発明の一実施形態に係るものであり、図１は直流モータの断面図、図２は整流子とブラシの動作説明図、図３は連結部材の動作説明図、図４は直流モータの正回転時の動作説明図、図５は直流モータの逆回転時の動作説明図、図６は直流モータ内に発生する磁束の説明図である。
図７〜図１０は本発明の他の実施形態に係るものであり、図７，図８は整流子とブラシの動作説明図、図９は連結部材の動作説明図、図１０は整流子およびブラシの説明図である。
【００１７】
図１に基づき、本発明の直流機を適用した実施例に係る直流モータ１の構成を説明する。直流モータ１は、固定子１０と、回転軸２２を備え電機子巻線２１が巻回された回転子（電機子）２０と、回転軸２２を回転自在に軸支する軸受５１，５２と、回転軸２２の一端側に配設された整流子３０と、整流子３０と摺接するブラシ４０とを備えており、これらは、ヨークハウジング５０内に収容されている。
また、回転軸２２の端部には、移動手段としての連結部材（カム機構）６０が配設されており、この連結部材６０を介して、負荷側の外部軸７０に同軸状に連結されている。外部軸７０は、直流モータ１によって駆動される負荷装置側に回転力を伝達する回転軸であり、回転可能であるが軸方向に移動できない構造になっている。
なお、本例では、連結部材６０は、ヨークハウジング５０外に配設されているが、これに限らず、ヨークハウジング５０内に配設してもよい。
【００１８】
本例の直流モータ１では、後述するように、外部から電源が供給されて回転子２０が正方向に回転したときには、連結部材６０によって中立位置から図中左方向へ所定ストローク（移動距離ａ）だけ移動され、この軸方向の前方位置で回転を継続するように構成されている（図３（Ｂ）参照）。
一方、回転子２０が逆方向へ回転したときには、連結部材６０によって中立位置から図中右方向へ所定ストローク（移動距離ａ）だけ移動され、この軸方向の後方位置で回転を継続するように構成されている（図３（Ｃ）参照）。
なお、図１では、回転子２０が回転軸２２方向の軸方向の中立位置にある状態を示している（図３（Ａ）参照）。
【００１９】
本例の固定子１０は、径方向に磁束が向くように磁化された板状の永久磁石であり、回転子２０とわずかな間隙を空けて相対するように配置されている。なお、固定子１０は、これに限らず、固定子コアに界磁巻線を巻回して、直流磁界を発生させるように構成してもよい。
本例の回転子２０は、回転軸２２の両端部が軸受５１，５２に支承されることによって回動自在となっており、さらに回転軸２２方向に所定ストロークだけ移動することが可能に構成されている。
本例では、ヨークハウジング５０内に貫通孔４１ａを有する板状のブラシホルダ４１が固定されている。この貫通孔４１ａには整流子３０が配置されている。ブラシホルダ４１には、整流子３０を挟んで対向して２箇所に支持部４３が配設されている。支持部４３には、コイルバネ４２の一端が取付けられており、ブラシ４０を整流子３０側へ付勢している。
【００２０】
また、本例の固定子１０は、回転子２０に対して磁界を発生する内周面である磁気発生部１０ａを有しており、回転子２０は、固定子１０と磁気作用を及ぼす周面の部位である磁気作用部２０ａを有している。そして、固定子１０は、回転子２０が図１に示す中立位置にあるときに、磁気発生部１０ａが磁気作用部２０ａよりも軸方向両側にそれぞれ長さｂだけ延長されたような寸法設計で形成されている。
ここで、長さｂは移動距離ａ以上に設定されているので、回転子２０が中立位置から軸方向両側に移動距離ａだけ移動したとしても、磁気作用部２０ａは軸方向の全域で磁気発生部１０ａと径方向に相対するようになっている。したがって、回転子２０が中立位置から軸方向にずれても、直流モータ１の出力はほとんど変化しないようになっている。
【００２１】
本例の整流子３０は、図２（Ａ）に示すように、回転軸２２が挿通される円筒形状の絶縁性合成樹脂材からなる基部（不図示）の外周面に周方向に所定間隔（アンダーカット部）を設けて電気的に絶縁状態で複数の整流子片３１が配設されたものである。
本例では、この整流子片３１は、回転軸２２回りに所定角度だけ傾斜（スキュー）して設けられたブラシ接触面３１ａと、このブラシ接触面３１ａと連続して形成され、絶縁溝が軸方向に形成された巻線取付部３１ｂとを有している。巻線取付部３１ｂに巻線２１が接続されている。
そして、本例のブラシ４０は、この傾斜した整流子片３１に合わせて断面略平行四辺形に形成されている。本例ではブラシ４０の周方向幅は、整流子片３１の周方向幅よりもわずかに小さく設定されている。これにより、整流子３０が回動したときに、ブラシ４０は単一の整流子片３１との接触面積を大きく確保すると共に、１又は２の整流子片３１と同時に摺接可能となっている。
【００２２】
本例の連結部材６０は、回転軸２２の端部に配設された案内部材としての係合ピン６１と、回転軸２２の端部を挿入可能な挿入孔６３ａを有するカム部材としての連結シャフト６３とを備えている。
係合ピン６１は、回転軸２２の端部の周面から径方向外側へ突出するように植設されている。
連結シャフト６３には、その周方向回りに傾斜するカム溝としての長孔６３ｂが周面から挿入孔６３ａに貫通して形成されている。この長孔６３ｂは、係合ピン６１がその長手方向に沿って移動可能な幅に設定されている。
【００２３】
連結シャフト６３の長手方向の端部のうち挿入孔６３ａが形成されていない方の端部は、外部軸７０に同軸状に連結固定されている。一方、挿入孔６３ａには、回転軸２２の端部が挿入され、係合ピン６１が長孔６３ｂ内に突出するように配置されている。このとき、回転軸２２，連結部材６０と外部軸７０は、同軸状に連結された状態となる。
なお、外部軸７０は負荷に連結されており、軸方向にほとんどガタを生じないようになっている。すなわち、外部軸７０に軸方向の力が加わっても軸方向にはほとんど不動である。
【００２４】
図３（Ａ）は、図１と同様に回転子２０が中立位置にある状態である。このとき、係合ピン６１は、長孔６３ｂの長手方向の中間位置Ｃに位置している。
この状態から回転軸２２が正方向に回転すると、係合ピン６１は、長孔６３ｂの長手方向に沿って外部軸７０側へ移動していく。このとき、回転軸２２は係合ピン６１の移動と連動して回転するが、外部軸７０には負荷が掛かっているので静止した状態に保持される。そして、図３（Ｂ）に示すように、係合ピン６１が長孔６３ｂの外部軸７０側の端部に当接すると、係合ピン６１によって長孔６３ｂの内側面が押されて、回転軸２２と連結シャフト６３および外部軸７０が連動して回転し始める（前方位置Ｆ）。このとき、係合ピン６１は中立位置Ｃから移動距離ａだけ軸方向前方（外部軸７０側）へ移動している。
このように、回転軸２２が正回転すると、回転軸２２は外部軸７０側の所定位置まで移動する。これにより、回転軸２２に装着された整流子３０も、中立位置から外部軸７０側へ所定距離だけ移動する。
【００２５】
また、回転軸２２が逆方向に回転すると、係合ピン６１は、長孔６３ｂの長手方向に沿って回転子２０側へ移動していく。このとき、回転軸２２は係合ピン６１の移動と連動して回転するが、外部軸７０には負荷が掛かっているので静止した状態に保持される。そして、図３（Ｃ）に示すように、係合ピン６１が長孔６３ｂの回転子２０側の端部に当接すると、係合ピン６１によって長孔６３ｂの内側面が押されて、回転軸２２と連結シャフト６３および外部軸７０が連動して回転し始める（後方位置Ｒ）。このとき、係合ピン６１は中立位置Ｃから移動距離ａだけ軸方向後方（回転子２０側）へ移動している。
このように、回転軸２２が逆回転すると、回転軸２２は回転子２０側の所定位置まで移動する。これにより、回転軸２２に装着された整流子３０も、中立位置から回転子２０側へ所定距離だけ移動する。
【００２６】
なお、本例では、係合ピン６１が回転軸２２に設けられ、連結シャフト６３が外部軸７０に設けられていたが、これに限らず、係合ピン６１を外部軸７０に設け、連結シャフト６３を回転軸２２に設けてもよい。
また、本例では、係合ピン６１が回転軸２２に設けられていたが、これに限らず、回転軸２２と同様の軸部材であるスライド軸に係合ピン６１を設け、これを回転軸２２の先端部に同軸状に取付けてもよい。
【００２７】
図４，図５は、それぞれ図３（Ｂ），図３（Ｃ）に対応している。
図４に示すように、係合ピン６１が前方位置Ｆまで移動したときには、回転子２０は整流子３０と共に中立位置から外部軸７０側へ移動距離ａだけ移動している。このとき、整流子片３１は、ブラシ４０と軸方向に摺接しながら移動していき、図２（Ｂ）に示すように整流子３０のコア側の部位とブラシ４０とが当接するようになる。
また、図５に示すように、係合ピン６１が後方位置Ｒまで移動したときには、回転子２０は整流子３０と共に中立位置から外部軸７０と反対方向へ移動距離ａだけ移動している。このとき、整流子片３１は、ブラシ４０と軸方向に摺接しながら移動していき、図２（Ｃ）に示すように整流子３０の外部軸７０側の部位とブラシ４０とが当接するようになる。
【００２８】
図６は、直流モータ１におけるブラシシフトの作用を説明するための説明図である。図６において、界磁用の固定子１０によって発生する主磁束を線Ａ，巻線２１に通電することによって発生する磁束を線Ｂで表わしている。そして、これらの合成磁束を線Ｃで表わしている。図６の例では、合成磁束Ｃは、磁束Ｂによって主磁束Ａから約２０度ずれたものとなる。このように、合成磁束Ｃが主磁束Ａからずれることによって、整流時にブラシ４０によって短絡される巻線２１において誘導起電流が生じることになり不足整流の原因となる。
【００２９】
しかしながら、本例の直流モータ１では、回転方向に応じて連結部材６０によって回転子２０を軸方向に移動させ、等価的にブラシシフトを行うことができる。そして、本例では、回転子２０を中立位置から移動距離ａだけ軸方向移動させることによって、主磁束Ａと合成磁束Ｃとのずれに相当する約２０度分の等価的なブラシシフトを行うことができるように設定されている。これにより、正逆回転いずれにおいても、磁束のずれを解消して不足整流の発生を抑止することができる。
【００３０】
すなわち、本例では、整流子片３１は回転軸２２方向に対して傾斜しているから、整流子３０が軸方向へ移動すると、相対的にブラシ４０の当接部位が周方向（回転方向）へ移動（すなわちブラシシフト）したのと等価となる。
したがって、本例の直流モータ１では、回転子２０の正逆回転方向に応じて、整流子３０とブラシ４０との当接部位がシフトする。
このように整流子３０とブラシ４０との当接部位が等価的に回転方向にずれることによって、一般的にブラシシフトを行った場合と同様に、不足整流分を改善することにより整流終期の急激な電流変化を抑えて、火花の発生を抑制することが可能となる。これにより、ブラシの耐久性（ブラシ磨耗）を確保すると共に、騒音，電磁ノイズ等の発生を低減することができる。
【００３１】
また、本例の直流モータ１では、固定子１０は、回転子２０が中立位置から軸方向両側に移動距離ａだけ移動したとしても、磁気作用部２０ａは軸方向の全域で磁気発生部１０ａと径方向に相対するように寸法設計されているので、回転子２０が正逆回転して軸方向に移動しても、直流モータ１の出力が低下しないように構成されている。
また、本例の直流モータ１では、外部駆動力を設ける必要がなく、回転軸２２と外部軸７０との間に連結部材６０を介在させることによって、回転子２０を軸方向へ所定距離ａだけ進退動させることができるので、移動機構を複雑にすることがなく、また、装置全体が大型化してしまうことを防止することができる。
【００３２】
また、本例の直流モータ１では、整流子３０の軸方向の移動量（移動距離）および移動方向と、整流子片３１の傾斜角および傾斜方向とを設定することにより、片側約２０度に相当する等価的なブラシシフトの量および方向を設定している。
すなわち、整流子３０の軸方向の移動量は、長孔６３ｂの長さ，傾斜角、整流子片３１の傾斜角等によって決定することができる。また整流子３０の移動方向は、長孔６３ｂの傾斜方向、整流子片３１の傾斜方向等によって決定することができる。
【００３３】
また、例えば、図７に示すように、整流子３０は上記実施形態と同じものを用いて、ブラシ４０の軸方向長さを調整すると共に、移動距離を調整することによっても、ブラシシフト量を変更することができる。
図７の例では、上記実施形態と比べてブラシ４０の軸方向長さが約２／３に設定されている。すなわち、図２のようにブラシ４０の軸方向長さを整流子片３１の傾斜部分（ブラシ接触面３１ａ）の軸方向長さの約１／２に設定されているが、図７ではブラシ４０の軸方向長さが傾斜部分（ブラシ接触面３１ａ）の軸方向長さの約１／３に設定されている。
【００３４】
そして、図７の例において、ブラシ４０の上端，下端がブラシ接触面３１ａの上端，下端まで相対的に移動するように移動距離を設定すると、図７（Ａ）の中立位置から図７（Ｂ），（Ｃ）の前方位置，後方位置まで移動したときに、それぞれ上記実施形態と比べてシフト角に換算すると、４／３倍（すなわち、約２７度）となる。移動距離も４／３倍となる。これにより、ブラシ４０の軸方向長さを調整すると共に移動距離を調整することによっても、シフト角を調整することも可能である。
【００３５】
また、図８の例では、整流子片３１の傾斜角を上記実施形態と比べて大きく設定している。この例では、上記実施形態と同様にブラシ４０の軸方向長さは整流子片３１の傾斜部分（ブラシ接触面３１ａ）の軸方向長さの約１／２に設定されているが、整流子片３１の傾斜角が大きい分、これに合わせた傾斜角を有するような断面形状に形成されている。整流子３０は上記実施形態と同様に中立位置からの軸方向の移動距離はａに設定されている。
【００３６】
この例では、前方位置Ｆから後方位置Ｒまでの移動によって、ブラシ４０は、整流子片３１の略１つ分を移動することになる。上記実施形態では、前方位置Ｆから後方位置Ｒまでの移動によって、ブラシ４０は、整流子片３１を約１／２だけ移動するように設定されていたから、この例ではシフト角は約２倍（約４０度）となる。
このように、整流子片３１の傾斜角度を調整することによって、シフト角を調整することができる。
【００３７】
上記実施形態では、連結部材６０は、回転軸２２に案内部材としての係合ピン６１が配設され、外部軸７０にカム部材としての連結シャフト６３にカム溝としての長孔６３ｂが形成され、係合ピン６１が長孔６３ｂ内を案内されることによって、連結シャフト６３に対して回転軸２２が進退動するように構成されていたが、連結部材６０の構成はこれに限られるものではない。
例えば、図９に示すように、カム部材としての回転軸２２の先端部に螺旋状のカム溝６５を形成し、連結シャフト６３の挿入孔６３ａの内周面から径方向内側へ突出する案内部材としての係合ピン６６を設け、カム溝６５に係合ピン６６が案内されることによって、連結シャフト６３に対して回転軸２２が進退動するように構成してもよい。
【００３８】
また、このカム溝６５を回転軸２２に形成するのではなく、上述と同様にスライド軸に形成し、このスライド軸を回転軸２２の端部に同軸状に連結してもよい。
また、外部軸７０側にカム溝を設け、回転軸２２側に係合ピンを有する連結シャフトを設けてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、整流子３０の整流子片３１は、ブラシ接触面３１ａが回転軸２２回りに傾斜して配設され、ブラシ接触面３１ａと連続して巻線取付部３１ｂが軸方向に延出するように形成されているが、図１０に示すように巻線取付部３１ｂも回転軸２２回りに傾斜するように構成してもよい。
図１０の例では、ブラシ接触面３１ａと巻線取付部３１ｂの傾斜角が同一となっている。このように形成することにより、整流子３０の製造を容易とすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、直流機として直流モータ１を例にとって説明したが、これに限らず、直流発電機に本発明を適用してもよい。すなわち、直流発電機においても、回転子の回転方向に応じて等価的にブラシシフトを行わせることにより、双方向回転に対応した整流改善を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る直流モータの断面図である。
【図２】整流子とブラシの動作説明図である。
【図３】連結部材の動作説明図である。
【図４】直流モータの正回転時の動作説明図である。
【図５】直流モータの逆回転時の動作説明図である。
【図６】直流モータ内に発生する磁束の説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る整流子とブラシの動作説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る整流子とブラシの動作説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る連結部材の動作説明図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る整流子およびブラシの説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１‥直流モータ、１０‥固定子、１０ａ‥磁気発生部、２０‥回転子、
２０ａ‥磁気作用部、２１‥電機子巻線、２２‥回転軸、３０‥整流子、
３１‥整流子片、３１ａ‥ブラシ接触面、３１ｂ‥巻線取付部、４０‥ブラシ、
４１‥ブラシホルダ、４１ａ‥貫通孔、４２‥コイルバネ、４３‥支持部、
５０‥ヨークハウジング、５１，５２‥軸受、６０‥連結部材、６１‥係合ピン、
６３‥連結シャフト、６３ａ‥挿入孔、６３ｂ‥長孔、６５‥カム溝、
６６‥係合ピン、７０‥外部軸
【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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