(57)【要約】【課題】整流性を向上させてブラシ、及びセグメントの放電摩耗を低減できると共に、小型化、軽量化を図りつつ、巻線の巻装作業性を向上できる３相直流モータを提供する。【解決手段】各ティース９を周回り方向にＵ相、Ｗ相、Ｖ相の順で割り当て、各相に巻装されている第１コイル７１Ｕ，７１Ｗ，７１ＶをそれぞれＵ相、Ｗ相、Ｖ相のコイルとし、各相に巻装されている第２コイル７２Ｕ，７２Ｗ，７２Ｖ、及び第３コイル７３Ｕ，７３Ｗ，７３Ｖをそれぞれ−Ｕ相、−Ｗ相、−Ｖ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント１４，１４間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルをこの順で電気的に接続した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
８極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークの内側に回転自在に設けられる回転軸と、
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６個のティースと、これらティース間に形成される６個のスロットとを有するアーマチュアコアと、
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、３６枚のセグメントを周回り方向に配置したコンミテータと、
各セグメントのうち、同電位となるセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材とを備えた３相直流モータであって、
各ティースは、巻線を集中巻き方式にて順方向に巻装して形成された第１コイルと、前記巻線を集中巻き方式にて逆方向に巻装して形成された第２コイル、及び第３コイルとを備え、
各ティースを周回り方向にＵ相、Ｗ相、Ｖ相の順で割り当て、各相に巻装されている前記第１コイルをそれぞれＵ相、Ｗ相、Ｖ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第２コイル、及び前記第３コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｗ相、−Ｖ相のコイルとしたとき、
隣接するセグメント間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルをこの順で電気的に接続したことを特徴とする３相直流モータ。
【請求項２】
同じ相に相当するティース同士に各相の前記第１コイルを連続して直列になるように巻装し、
同じ相に相当するティース同士に各相の前記第２コイルを連続して直列になるように巻装し、
同じ相に相当するティース同士に各相の前記第３コイルを連続して直列になるように巻装したことを特徴とする請求項１に記載の３相直流モータ。
【請求項３】
同じ相に相当する各ティースに、それぞれ別体の前記巻線で前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを形成することを特徴とする請求項１に記載の３相直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３相直流モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシ付きの３相直流モータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置されている。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには軸方向に長いティースが複数形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。各ティースには、３相構造の巻線が集中巻き方式にて巻装されている。
【０００３】
各コイルの巻き始め端、及び巻き終わり端は、それぞれ回転軸に取り付けられた各セグメントに接続されて導通している。各セグメントは、複数のブラシと摺接可能になっており、これらブラシを介して巻線に電流が供給される。そして、アーマチュアコアに形成される磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって、回転軸が回転する。この回転によって、ブラシが摺接するセグメントが順次変更され巻線に流れる電流の向きが切り替えられる所謂整流が行われ、アーマチュアコアが継続的に回転する。
【０００４】
この種の３相直流モータでは、アーマチュアの回転に伴い、ブラシがセグメントと接触、及び離間を繰り返すことになる。このため、セグメント間電圧が大きいと、ブラシがセグメントから離間する際、巻線に蓄電された電磁エネルギーが放出されることによりブラシとセグメントとの間で放電が発生することがある。ブラシとセグメントとの間で放電が発生すると、ブラシ、及びセグメントが放電摩耗を起こし、ブラシとセグメントとの電気的接触不良を引き起こすおそれがある。よって、整流性が悪化してブラシの寿命が短くなるおそれがある。
【０００５】
このため、磁極を４極、スロットの数を６に設定する一方、セグメントの数を１２に設定し、１極対当たりのセグメントの数を６としてセグメント間の電圧を低減させる技術が提案されている。このようにすることで、整流性を向上させ、ブラシ、及びセグメントの放電摩耗の低減を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、セグメント間の電圧の低減に限界があるという課題がある。
また、３相直流モータの小型化、軽量化の要望は依然として高く、さらなる小型化、軽量化が望まれているが、ここで、単純にモータを小型化しようとする場合、磁極数を増大させると共にスロットの数を増大させ、高トルク化を図ることが考えられる。しかしながら、スロットの数を増大させると、この分アーマチュアコアの形状が複雑になり、アーマチュアコアを製造しにくくなるばかりか、スロット開口幅が小さくなって巻線の巻装作業性が悪くなるという課題がある。
【０００８】
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、さらに整流性を向上させてブラシ、及びセグメントの放電摩耗を低減できると共に、小型化、軽量化を図りつつ、巻線の巻装作業性を向上できる３相直流モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、８極の磁極を有するヨークと、前記ヨークの内側に回転自在に設けられる回転軸と、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６個のティースと、これらティース間に形成される６個のスロットとを有するアーマチュアコアと、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、３６枚のセグメントを周回り方向に配置したコンミテータと、各セグメントのうち、同電位となるセグメント同士をそれぞれ短絡する短絡部材とを備えた３相直流モータであって、各ティースは、巻線を集中巻き方式にて順方向に巻装して形成された第１コイルと、前記巻線を集中巻き方式にて逆方向に巻装して形成された第２コイル、及び第３コイルとを備え、各ティースを周回り方向にＵ相、Ｗ相、Ｖ相の順で割り当て、各相に巻装されている前記第１コイルをそれぞれＵ相、Ｗ相、Ｖ相のコイルとし、各相に巻装されている前記第２コイル、及び前記第３コイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｗ相、−Ｖ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルをこの順で電気的に接続したことを特徴とする。
【００１０】
このように構成することで、磁極数を８極にしつつ、スロットの数を磁極数が４極のモータと同様に６に設定することができる。このため、磁極数を増大する分、モータ性能を向上させることができる。
また、磁極数を従来と比較して増大させつつ、スロットの数の増大を抑制できるので、アーマチュアコアの形状が複雑化するのを抑制できる。
さらに、磁極数が８極であるのに対し、セグメントの数が３６であり、１極対当たりのセグメントの数を９としている。このため、従来と比較してさらにセグメント間の電圧を低減させることができる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、同じ相に相当するティース同士に各相の前記第１コイルを連続して直列になるように巻装し、同じ相に相当するティース同士に各相の前記第２コイルを連続して直列になるように巻装し、同じ相に相当するティース同士に各相の前記第３コイルを連続して直列になるように巻装したことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、ティースごとに巻線の巻き始め端、及び巻き終わり端が引き出されることなく、同じ相に相当する全てのティースを併せて巻き始め端、及び巻き終わり端がそれぞれ１本ずつ引き出される状態にすることができる。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、同じ相に相当する各ティースに、それぞれ別体の前記巻線で前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを形成することを特徴とする。
【００１４】
このように構成することで、並列回路数を極対数と同じ数に設定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載した発明によれば、磁極数を８極にしつつ、スロットの数を磁極数が４極のモータと同様に６に設定することができる。このため、磁極数を増大する分、モータ性能を向上させることができる。よって、従来と同じモータ性能に設定した場合、３相直流モータの小型化、軽量化を図ることが可能になる。
また、磁極数を従来と比較して増大させつつ、スロットの数の増大を抑制できるので、アーマチュアコアの形状が複雑化するのを抑制できる。このため、アーマチュアコアを容易に製造することができ、スロット開口幅を十分確保することができるので、巻線の巻装作業性の悪化を抑制できる。
さらに、磁極数が８極であるのに対し、セグメントの数が３６であり、１極対当たりのセグメントの数を９としている。このため、従来と比較してさらにセグメント間の電圧を低減させることができる。よって、従来よりも整流性が向上し、ブラシ、及びセグメントの放電摩耗をさらに低減することができる。
【００１６】
請求項２に記載した発明によれば、ティースごとに巻線の巻き始め端、及び巻き終わり端が引き出されることなく、同じ相に相当する全てのティースを併せて巻き始め端、及び巻き終わり端がそれぞれ１本ずつ引き出される状態にすることができる。このため、巻線とセグメントとの接続箇所を減少させることができ、セグメントとアーマチュアコアとの間の嵩張りを防止できる。
【００１７】
請求項３に記載した発明によれば、並列回路数を極対数と同じ数に設定することができる。
ここで、例えば同じ相に相当するティース同士に連続して直列に各コイルを巻装した場合にあっては、磁極数に係らず並列回路数が４回路になる。このため、並列回路数を極対数と同じ数に設定できると、並列回路数が４回路の場合と比較して回路全体の抵抗を小さくできるので、巻線を細径化することが可能になる。よって、巻線を細径化できる分、巻装作業を容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における３相直流モータの縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるアーマチュアの展開図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるア３相直流モータの作用説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態における有効磁束量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態におけるアーマチュアの展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
（直流モータ）
次に、この発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、３相直流モータ１の縦断面図である。
同図に示すように、３相直流モータ１は、車両に搭載する電装品の駆動源となるものであって、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク２の内周面には周方向に８つの永久磁石４が磁極が順番となるように配設されている。これによって、３相直流モータ１は、ヨーク２内に８極の磁極が形成された状態になっている。
【００２０】
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に巻装されたアーマチュアコイル７と、アーマチュアコア６の一端側に配置されたコンミテータ（整流子）１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部には軸方向平面視Ｔ字型のティース９が周方向に沿って等間隔で、かつ放射状に６個形成されている。
【００２１】
複数枚の金属板８を回転軸５に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース９間に蟻溝状のスロット１１が形成されている。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に６個形成されている。
このスロット１１間にエナメル被覆の巻線１２が挿入され、各ティース９に集中巻方式にて巻線１２が巻装されている。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。
【００２２】
コンミテータ１３は回転軸５の一端に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が３６枚取り付けられている。すなわち、本実施形態の３相直流モータ１は、所謂８極６スロット３６セグメントで構成されたモータとなる。
【００２３】
セグメント１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、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。各セグメント１４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１５が一体形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７や後述の接続線（均圧線）２５を形成する巻線１２の端末が掛け回わされ、ヒュージングによりライザ１５に固定されている。これにより、セグメント１４とこれに対応するアーマチュアコイル７、及び接続線２５とが電気的に接続される。
【００２４】
回転軸５の他端側は、ヨーク２に突出形成されたボス内の軸受１６によって回転自在に支持されている。ヨーク２の開口端にはカバー１７が設けられており、このカバー１７の内側にはホルダステー１８が取り付けられている。ホルダステー１８には、周方向に所定の角度（例えば、本実施形態では機械角で４５°）間隔をあけて２つのブラシホルダ１９，１９が設けられている。
【００２５】
各ブラシホルダ１９には、それぞれブラシ２１がスプリングＳを介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２１の先端部は、スプリングＳによって付勢されているためコンミテータ１３に摺接しており、外部からの電源がブラシ２１を介してコンミテータ１３に供給されるようになっている。
【００２６】
（巻線の巻装方法）
図２は、アーマチュア３のセグメント１４（ライザ１５）とティース９、ヨーク２側に固着される永久磁石４、そして、接続線２５を展開した図面であり、隣接するティース９，９間の空隙がスロット１１に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント１４、各ティース９、及び巻装された巻線１２にそれぞれ符号を附して説明する。
【００２７】
同図に示すように、同電位となるセグメント１４同士は、接続線２５によって短絡されている。つまり、８つ置きのセグメント１４同士（例えば、１番セグメント１４、１０番セグメント１４、１９番セグメント、及び２８番セグメント１４）が接続線２５によってそれぞれ短絡されている。
また、各ティース９には、それぞれＵ相、Ｗ相、Ｖ相が周回り方向にこの順で割り当てられている。つまり、１番、４番ティース９がＵ相、２番、５番ティース９がＷ相、３番、６番ティース９がＶ相に割り当てられている。
【００２８】
（巻線の巻装方法）
巻線１２は、例えばその巻き始め端３１を１番セグメント１４に接続し、この１番セグメント１４から巻き始める場合、まず、１番セグメント１４のライザ１５に掛け回した後、巻線１２を１番セグメント１４の近傍に存在する１番−６番ティース９，９の間のスロット１１に引き込まれる。そして、各ティース９に巻線１２をそれぞれＮ（Ｎは自然数）回巻装するものとした場合、１番ティース９にＮ／３回順方向に巻装して順巻きコイル７１ａを形成する。
【００２９】
続いて、１番−２番ティース９，９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、３番−４番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、４番ティース９にＮ／３回順方向に巻装した順巻きコイル７１ｂを形成する。これら１番ティース９と４番ティース９は、互いに回転軸５を中心に点対称位置に存在している。
【００３０】
巻線１２は、順巻きコイル７１ｂを形成した後、４番−５番ティース９，９の間のスロット１１から引き出され、４番ティース９の近傍に存在する２０番セグメント１４のライザ１５に掛け回される。そして、２０番セグメント１４に巻線１２の巻き終わり端３２が接続される。これにより、１番−２０番セグメント１４，１４間には１番ティース９と４番ティース９に順方向に巻装され、かつ直列接続された一対の順巻きコイル７１ａ，７１ｂを備えるＵ相の第１コイル７１Ｕが形成される。
【００３１】
なお、巻き終わり端３２が接続されている２０番セグメント１４と１番セグメント１４に隣接する２番セグメント１４は、接続線２５により短絡されている。このため、１番−２０番セグメント１４，１４間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなる。
つまり、巻き終わり端３２は、この引き出し位置近傍に存在するセグメント１４であって、２番セグメント１４と同電位の２０番セグメント１４に接続されていることになる。
したがって、Ｕ相の第１コイル７１Ｕは、隣接する１番−２番セグメント１４，１４間（互いに隣接するセグメント間）に電気的に接続されており、この１番−２番セグメント１４，１４間にＵ相の第１コイル７１Ｕが形成されているのと等しい。
【００３２】
また、２３番セグメント１４のライザ１５に巻き始め端３１が掛け回された巻線１２を、４番−５番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、４番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装して逆巻きコイル７２ａを形成する。
続いて、３番−４番ティース９，９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、１番−２番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装して逆巻きコイル７２ｂを形成する。
【００３３】
巻線１２は、逆巻きコイル７２ｂを形成した後、６番−１番ティース９，９の間のスロット１１から引き出され、１番ティース９の近傍に存在する３３番セグメント１４のライザ１５に掛け回される。そして、３３番セグメント１４に巻線１２の巻き終わり端３２が接続される。
ここで、巻き終わり端３２が接続されている３３番セグメント１４は、巻き始め端３１が接続されている２３番セグメント１４に隣接する２４番セグメント１４と接続線２５を介して短絡されている。すなわち、隣接する２３番―２４番セグメント１４，１４間に、１番ティース９と４番ティース９に逆方向に巻装され、かつ直列接続された一対の逆巻きコイル７２ａ，７２ｂを備える「−Ｕ」相の第２コイル７２Ｕが形成されたことになる。
【００３４】
また、２４番セグメント１４のライザ１５に巻き始め端３１が掛け回された巻線１２を、４番−５番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、４番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装して逆巻きコイル７３ａを形成する。
続いて、３番−４番ティース９，９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、１番−２番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装して逆巻きコイル７３ｂを形成する。
【００３５】
巻線１２は、逆巻きコイル７３ｂを形成した後、６番−１番ティース９，９の間のスロット１１から引き出され、１番ティース９の近傍に存在する３４番セグメント１４のライザ１５に掛け回される。そして、３４番セグメント１４に巻線１２の巻き終わり端３２が接続される。
ここで、巻き終わり端３２が接続されている３４番セグメント１４は、巻き始め端３１が接続されている２４番セグメント１４に隣接する２５番セグメント１４と接続線２５を介して短絡されている。すなわち、隣接する２４番―２５番セグメント１４，１４間に、１番ティース９と４番ティース９に逆方向に巻装され、かつ直列接続された一対の逆巻きコイル７３ａ，７３ｂを備える「−Ｕ」相の第３コイル７３Ｕが形成されたことになる。
【００３６】
このように、Ｕ相に相当する１番ティース９、及び４番ティース９には、巻線１２が順方向にＮ／３回巻装されたＵ相の第一コイル７１Ｕ、巻線１２が逆方向にＮ／３回巻装された「−Ｕ」相の第２コイル７２Ｕ、及び巻線１２が逆方向にＮ／３回巻装された「−Ｕ」相の第３コイル７３Ｕを備えたＮ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
【００３７】
同様にして、７番−２６番セグメント１４，１４間に、２番ティース９と５番ティース９にそれぞれＮ／３回順方向に巻装し、かつ直列接続した一対の順巻きコイル７１ａ，７１ｂを備えるＷ相の第１コイル７１Ｗを形成する。
また、２９番−３番セグメント１４，１４間に、５番ティース９と２番ティース９にそれぞれＮ／３回逆方向に巻装し、かつ直列接続した一対の逆巻きコイル７２ａ，７２ｂを備える「−Ｗ」相の第２コイル７２Ｗを形成する。
さらに、３０番−４番セグメント１４，１４間に、５番ティース９と２番ティース９にそれぞれＮ／３回逆方向に巻装し、かつ直列接続した一対の逆巻きコイル７３ａ，７３ｂを備える「−Ｗ」相の第３コイル７３Ｗを形成する。
【００３８】
このようにすることで、Ｗ相に相当する２番ティース９、及び５番ティース９には、巻線１２が順方向にＮ／３回ずつ巻装されたＷ相の第１コイル７１Ｗ、巻線１２が逆方向にＮ／３回ずつ巻装された「−Ｗ」相の第２コイル３４Ｗ、及び巻線１２が逆方向にＮ／３回ずつ巻装された「−Ｗ」相の第３コイル３５Ｗを備えたＮ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
【００３９】
そして、これをＶ相に相当する３番、６番ティース９にも対応するセグメント１４間で巻線１２を巻装することにより、アーマチュアコア６には第１コイル７１Ｕ，７１Ｗ，７１Ｖ、第２コイル７１Ｕ，７１Ｗ，７１Ｖ、及び第３コイル７３Ｕ，７３Ｗ，７３Ｖを備えた３相構造のアーマチュアコイル７が形成される。
また、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されているので、各々隣接するセグメント１４，１４間は、Ｕ，「−Ｗ」，「−Ｗ」，Ｖ，「−Ｕ」，「−Ｕ」，Ｗ，「−Ｖ」，「−Ｖ」相のコイル７１Ｕ〜７３Ｖがこの順で電気的に順次接続された構造となっている。
【００４０】
ここで、２つのブラシ２１のうち、一方のブラシ２１が例えば１番−２番セグメント１４，１４間に当接しているとき、他方のブラシ２１は、一方のブラシ２１と周回り方向に機械角で４５°間隔をあけた６番セグメント１４に当接している。すなわち、Ｕ相に対向するように一方のブラシ２１が存在しているとき、他方のブラシ２１は、「−Ｕ」相と「−Ｕ」相との間に存在している。
このように、隣接するセグメント１４，１４間にＵ，「−Ｗ」，「−Ｗ」，Ｖ，「−Ｕ」，「−Ｕ」，Ｗ，「−Ｖ」，「−Ｖ」相のコイル３３Ｕ〜３５Ｗがこの順で電気的に順次接続されるということは、すなわち、２つのブラシ２１，２１の配置間隔と各相の間隔とが互いに対応するということになる。
【００４１】
次に、図３に基づいて、この第１実施形態の３相直流モータ１の作用について説明する。
図３は、３相直流モータ１の作用説明図であって、図２のアーマチュア３の展開図に相当している。
なお、以下の説明においては、２つのブラシ２１，２１の一方が１番−２番セグメント１４，１４間に配置され、他方が６番セグメント１４に配置されている場合について説明する。これに加え、１番−２番セグメント１４，１４間に配置されたブラシ２１を陽極側のブラシ２１とし、６番セグメント１４に配置されたブラシ２１を陰極側のブラシ２１とした場合について説明する。
【００４２】
同図に示すように、陽極側のブラシ２１は、１番−２番セグメント１４，１４間に跨って配置されているので、Ｕ相の第１コイル７１Ｕが短絡した状態になる。
一方、１番、４番ティース９に巻装されている「−Ｕ」相の第２コイル７２Ｕには逆方向（図３における反時計回り方向）に電流が流れる。他方、１番、４番ティース９に巻装されている「−Ｕ」相の第３コイル７３Ｕには順方向（図３における時計回り方向）に電流が流れる。このように、１番、４番ティース９に巻装され、ブラシ２１によって短絡されない２つのコイル７２Ｕ，７３Ｕには、互いに逆向きの電流が流れるので磁界が相殺され、永久磁石４との間にトルクが発生しない。
【００４３】
これに対し、２番ティース９、及び５番ティース９に巻装されているＷ相の第１コイル７１Ｗ、「−Ｗ」相の第２コイル７２Ｗ、及び「−Ｗ」相の第３コイル７３Ｗには、それぞれ順方向に電流が流れる。
一方、３番ティース９、及び６番ティース９に巻装されているＶ相の第１コイル７１Ｖ、「−Ｖ」相の第２コイル７２Ｖ、及び「−Ｖ」相の第３コイル７３Ｖには、それぞれ逆方向に電流が流れる。
【００４４】
すると、２，３，５，６番ティース９にそれぞれ磁界が形成される。これらの磁界の向きは、周回り方向に順番になるので、各ティース９に形成される磁界と永久磁石４との間に磁気的な吸引力や反発力が回転軸５を中心にして点対称位置で同じ方向に作用する。そして、これによってアーマチュア３が回転する。
アーマチュア３が回転し始めると、ブラシ２１，２１に摺接するセグメント１４が順次変更されコイルに流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われる。
なお、図２、図３に示すように、同じ相同士のティース９に形成されたコイル（例えば、順巻きコイル７１ａ，７１ｂ）が直列接続されているので、並列回路数は４回路になる。
【００４５】
（効果）
したがって、上述の第１実施形態によれば、３相直流モータ１の構成を、磁極数を８極に設定しつつ、スロット１１の数を磁極数が４極のモータと同様に６に設定することができる。このため、磁極数を増大する分、モータ性能を向上させることができる。よって、従来と同じモータ性能に設定した場合、３相直流モータ１の小型化、軽量化を図ることが可能になる。
【００４６】
また、磁極数が８極であるのに対し、セグメント１４の数が３６であり、１極対当たりのセグメント１４の数を９としている。このため、従来と比較してさらにセグメント１４間の電圧を低減させることができる。よって、従来よりも整流性が向上し、ブラシ２１、及びセグメント１４の放電摩耗をさらに低減することができる。
【００４７】
さらに、ティース９ごとに巻線１２の巻き始め端３１、及び巻き終わり端３２が引き出されることなく、同じ相に相当する全てのティース９を併せて巻き始め端３１、及び巻き終わり端３２がそれぞれ１本ずつ引き出される状態にすることができる。このため、巻線１２とセグメント１４との接続箇所を減少させることができ、セグメント１４とアーマチュアコア６との間の嵩張りを防止できる。
【００４８】
そして、同じ相同士のティース９に形成された一対の順巻きコイル７１ａ，７１ｂが直列接続され、一対の逆巻きコイル７２ａ，７２ｂが直列接続され、一対の逆巻きコイル７３ａ，７３ｂが直列接続されている。このため、同じ相に相当する各ティース９に安定した電流を供給することができ、形成される磁界を安定させることが可能になる。よって、磁気バランスのよい３相直流モータ１を提供することができる。
【００４９】
また、磁極数を従来と比較して増大させつつ、つまり、磁極数を従来の４極に対して８極に増大しつつ、スロット１１の数の増大を抑制できるので、アーマチュアコア６の形状が複雑化するのを抑制できる。このため、アーマチュアコア６を容易に製造することができ、スロット１１の開口幅Ｈ（図１参照）を十分確保することができるので、巻線の巻装作業性の悪化を抑制できる。
ここで、一般的な３相直流モータの場合、スロット１１の開口幅を広げるほど磁束が低下する。しかしながら、本実施形態の３相直流モータ１のような８極６スロットの場合、スロット１１の開口幅Ｈが比較的大きいところで有効磁束が最大となる。
【００５０】
より具体気に、図４に基づいて説明する。
図４は、縦軸を有効磁束［Ｍｘ］とし、横軸をスロット開口幅［ｍｍ］とした場合の有効磁束量の変化を示すグラフである。
同図に示すように、８極６スロットの３相直流モータ１は、スロット開口幅の比較的大きいところで有効磁束が最大となるので、スロット１１の開口幅Ｈを大きく設定しても、モータ性能が低下してしまうのを抑制できる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図１を援用し、図５に基づいて説明する。
図５は、この第２実施形態におけるアーマチュア３のセグメント１４（ライザ１５）とティース９、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する。
同図に示すように、この第２実施形態において、３相直流モータ１は、永久磁石４を８つ、スロット１１を６つ、セグメント１４を３６枚有した８極６スロット３６セグメントのモータである点、アーマチュアコア６の外周に形成されるアーマチュアコイル１０７は、各ティース９に、それぞれＵ相、Ｗ相、Ｖ相が周回り方向にこの順で割り当てられている点、各ティース９に集中巻方式にて巻線１２が巻装され、アーマチュアコア６の外周に複数の３相（Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相）構造のアーマチュアコイル１０７が形成されている点、同電位となるセグメント１４同士が接続線２５によって短絡されている点等の基本的構成は、前述の第１実施形態と同様である。
【００５２】
ここで、前述の第1実施形態と、この第２実施形態の相違点は、前述の第1実施形態のアーマチュアコイル７は、同じ相同士のティース９に形成された一対の順巻きコイル７１ａ，７１ｂが直列接続され、一対の逆巻きコイル７２ａ，７２ｂが直列接続され、一対の逆巻きコイル７３ａ，７３ｂが直列接続されているのに対し、第２実施形態のアーマチュアコイル１０７は、各ティース９にそれぞれ別体の巻線１を巻装することにより、ティース９毎にそれぞれ対応する相のコイル１７１Ｕ〜１７３Ｖを備えている点にある。
【００５３】
（巻線の巻装方法）
具体的には、図５に示すように、例えば巻線１２の巻き始め端３１を１番セグメント１４に接続し、この１番セグメント１４から巻き始める場合、まず、１番セグメント１４のライザ１５に巻線１２の巻き始め端３１を掛け回した後、巻線１２を１番セグメント１４近傍に存在する６番−１番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にＮ／３回順方向に巻装する。
【００５４】
続いて、巻線１２は１番−２番ティース９，９の間のスロット１１から引き出され、１番セグメント１４に隣接する２番セグメント１４のライザ１５に掛け回される。そして、２番セグメント１４に巻き終わり端３２が接続される。これにより、１番−２番セグメント１４，１４間に、１番ティース９に順方向に巻装されたＵ相の第１コイル１７１Ｕが形成される。
【００５５】
また、５番セグメント１４のライザ１５に巻き始め端３１が掛け回された巻線１２を、１番−２番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装する。
続いて、巻線１２は１番−６番ティース９，９の間のスロット１１から引き出され、３３番セグメント１４のライザ１５に巻き終わり端３２が掛け回され、接続される。ここで、３３番セグメント１４は、巻き始め端３１が接続されている５番セグメント１４に隣接する６番セグメント１４と接続線２５を介して短絡されている。すなわち、隣接する５番−６番セグメント１４，１４間に、１番ティース９に逆方向に巻装された「−Ｕ」相の第２コイル１７２Ｕが形成されたことになる。
【００５６】
さらに、６番セグメント１４のライザ１５に巻き始め端３１が掛け回された巻線１２を、１番−２番ティース９，９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にＮ／３回逆方向に巻装する。
続いて、巻線１２は１番−６番ティース９の間のスロット１１から引き出され、３４番セグメント１４のライザ１５に巻き終わり端３２が掛け回され、接続される。ここで、３４番セグメント１４は、巻き始め端３１が接続されている６番セグメント１４に隣接する７番セグメント１４と接続線２５を介して短絡されている。すなわち、隣接する６番−７番セグメント１４，１４間に、１番ティース９に逆方向に巻装された「−Ｕ」相の第３コイル１７３Ｕが形成されたことになる。
【００５７】
したがって、Ｕ相に相当する１番ティース９には、巻線１２が順方向にＮ／３回巻装されたＵ相の第１コイル１７１Ｕ、巻線１２が逆方向にＮ／３回巻装された「−Ｕ」相の第２コイル１７２Ｕ、及び「−Ｕ」相の第３コイル１７３Ｕを備えたＮ回巻きのアーマチュアコイル７が形成される。
そして、これを各相に対応するセグメント１４間で順次行うことにより、アーマチュアコア６には第１コイル１７１Ｕ，１７１Ｗ，１７１Ｖ、第２コイル１７２Ｕ，１７２Ｗ，１７２Ｖ、及び第３コイル１７３Ｕ，１７３Ｗ，１７３Ｖを備えた３相構造のアーマチュアコイル７が形成され、隣接するセグメント１４，１４間にＵ，「−Ｗ」，「−Ｗ」，Ｖ，「−Ｕ」，「−Ｕ」，Ｗ，「−Ｖ」，「−Ｖ」相のコイル１７１Ｕ〜１７２Ｖがこの順で電気的に順次接続される。
【００５８】
（効果）
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の効果に加え、ティース９毎に形成されたコイル１７１Ｕ〜１７３Ｖがそれぞれ別々に所定のセグメント１４に接続されるので、並列回路数を４回路にすることができる。このため、並列回路数が増大した分、巻線１２の線径を細くすることが可能になる。よって、巻線１２の線径が細い分だけ巻線１２の巻装作業を容易に行うことが可能になり、製造効率を高めることができる。
【００５９】
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、上述の第１実施形態の各相のコイル７１Ｕ〜７３Ｖ、及び上述の第２実施形態の各相のコイル１７１Ｕ〜１７３Ｖの巻き始め端３１、及び巻き終わり端３２のセグメント１４への接続箇所は、隣接するセグメント１４，１４間にＵ，「−Ｗ」，「−Ｗ」，Ｖ，「−Ｕ」，「−Ｕ」，Ｗ，「−Ｖ」，「−Ｖ」相の順で接続されるように構成されていればよく、図２、及び図５に示す、巻き始め端３１、及び巻き終わり端３２の接続態様に限られるものではない。
【００６０】
また、上述の実施形態では、ホルダステー１８に、周方向に機械角で４５°の間隔をあけ２つのブラシホルダ１９，１９が設けられ、これらブラシホルダ１９に設けられた２つのブラシ２１，２１が周方向に機械角で４５°間隔をあけて配置され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、電気角で１８０°の整数倍となる位置、つまり機械角で１３５°間隔をあけて２つのブラシ２１，２１を配置してもよい。
さらに、上述の実施形態では、コンミテータ１３に、２つのブラシ２１，２１が摺接し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、極数と同じ数である８つまでブラシ２１を増加させることが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ３相直流モータ
２  ヨーク
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
７，１０７  アーマチュアコイル
９  ティース
１２  巻線
１３  コンミテータ
１４  セグメント
７１ａ，７１ｂ  順巻きコイル
７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ  逆巻きコイル
７１Ｕ，１７１Ｕ  Ｕ相の第１コイル
７２Ｕ，１７２Ｕ  −Ｕ相の第２コイル
７３Ｕ，１７３Ｕ  −Ｕ相の第３コイル
７１Ｖ，１７１Ｖ  Ｖ相の第１コイル
７２Ｖ，１７２Ｖ  −Ｖ相の第２コイル
７３Ｖ，１７３Ｖ  −Ｖ相の第３コイル
７１Ｗ，１７１Ｗ  Ｗ相の第１コイル
７２Ｗ，１７２Ｗ  −Ｗ相の第２コイル
７３Ｗ，１７３Ｗ  −Ｗ相の第３コイル
【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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