(57)【要約】【課題】小型化、高性能化を図りつつ、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。【解決手段】複数の磁極を有するヨークと、ヨークに軸支される回転軸と、回転軸に取り付けられるアーマチュアコアと、所定のスロット間に波巻方式により巻回される巻線と、回転軸にアーマチュアコアと隣接して設けられるコンミテータと、コンミテータのセグメントに摺接され、巻線に電流を供給するための複数のブラシ２２と、ブラシ２２と外部電源とを電気的に接続するための給電端子２５と、を備え、ヨークの磁極の極数は、４極、６極、および８極の何れかに設定され、ブラシ２２の個数は、極数に対応するように、４つ、６つ、および８つの何れかに設定され、給電端子２５の個数は、４個以上に設定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数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外側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波巻方式により巻回される巻線と、
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複数のブラシと、
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、
前記モータケースの前記磁極の極数は、４極、６極、および８極の何れかに設定され、
前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、４つ、６つ、および８つの何れかに設定され、
前記給電端子の個数は、４個以上に設定されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
前記スロットの個数は偶数個に設定されており、且つ前記磁極の極数を２で除した値で割り切れない個数に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記磁極の極数は６極に設定されており、前記スロットの個数は２０個に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動モータ。
【請求項４】
前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索される前記巻線は、前記回転軸に掛け回されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動モータ。
【請求項５】
前記回転軸を中心に対向する同電位の２つの前記セグメントに、前記巻線を同時に巻回することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電動モータ。
【請求項６】
前記スロットの個数は、偶数個に設定されており、
偶数個の前記スロットは、
径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロットと、
径方向内側の底部が広い形状を有する底部幅広スロットと、
を有することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電動モータ。
【請求項７】
偶数個の前記スロットは、径方向外側が前記先端幅広スロットよりも狭く、底部が前記底部幅広スロットよりも広い形状を有する中間幅スロットをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の電動モータ。
【請求項８】
前記複数のティースは、先端が長辺部と短辺部とを有する左右非対称の形状を有し、
前記複数のティースのうち前記先端幅広スロットを構成するティースは、先端が回転し、前記長辺部と前記短辺部との配置が反転していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電動モータ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１項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１０】
複数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外側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波巻方式により巻回される巻線と、
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複数のブラシと、
を備え、
前記モータケースの前記磁極の極数は、４極、６極、および８極の何れかに設定され、
前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、４つ、６つ、および８つの何れかに設定された電動モータのブラシ通電方法であって、
通電される前記ブラシの個数を、偶数個で切り換えることにより、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させることを特徴とするブラシ通電方法。
【請求項１１】
請求項１０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に設定した技術が開示されている。
また、アーマチュアコアへの巻線の巻回方式として波巻方式を採用する場合がある。波巻方式を採用することにより、重ね巻方式と比較してセグメント間の電圧を低減できる（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】特表２０１２−５０３４５６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、巻線の巻回方式として波巻方式を採用すること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、小型化、高性能化を図りつつ、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】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、複数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外側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波巻方式により巻回される巻線と、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複数のブラシと、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、前記モータケースの前記磁極の極数は、４極、６極、および８極の何れかに設定され、前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、４つ、６つ、および８つの何れかに設定され、前記給電端子の個数は、４個以上に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電動モータは、前記スロットの個数は偶数個に設定されており、且つ前記磁極の極数を２で除した値で割り切れない個数に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電動モータは、前記磁極の極数は６極に設定されており、前記スロットの個数は２０個に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電動モータは、前記アーマチュアコアと前記コンミテータとの間に配索される前記巻線は、前記回転軸に掛け回されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電動モータは、前記回転軸を中心に対向する同電位の２つの前記セグメントに、前記巻線を同時に巻回することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る電動モータは、前記スロットの個数は、偶数個に設定されており、偶数個の前記スロットは、径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロットと、径方向内側の底部が広い形状を有する底部幅広スロットと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る電動モータは、偶数個の前記スロットは、径方向外側が前記先端幅広スロットよりも狭く、底部が前記底部幅広スロットよりも広い形状を有する中間幅スロットをさらに有することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る電動モータは、前記複数のティースは、先端が長辺部と短辺部とを有する左右非対称の形状を有し、前記複数のティースのうち前記先端幅広スロットを構成するティースは、先端が回転し、前記長辺部と前記短辺部との配置が反転していることを特徴とする。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明に係るブラシ通電方法は、複数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外側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波巻方式により巻回される巻線と、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複数のブラシと、を備え、前記モータケースの前記磁極の極数は、４極、６極、および８極の何れかに設定され、前記ブラシの個数は、前記極数に対応するように、４つ、６つ、および８つの何れかに設定された電動モータのブラシ通電方法であって、通電される前記ブラシの個数を、偶数個で切り換えることにより、前記回転軸の回転トルクおよび回転速度を変化させることを特徴とする。
【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、巻線の巻回方式を波巻方式としながら、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、小型化、高性能化を図りつつ、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】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であって、アーマチュアコイルの図示を省略している。
【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実施形態におけるアーマチュアコア６のアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。
【図６】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７】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８】本発明の第１実施形態における２つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態における４つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における６つのブラシに通電させた場合の有効導体数を示す説明図である。
【図１１】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、通電パターンごとに示したグラフである。
【図１２】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１３】本発明の第３実施形態におけるヨークおよびアーマチュアコアの横断面図である。
【図１４】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１５】本発明の第３実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。
【図１６】本発明の第４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１７】本発明の第５実施形態におけるヨークおよびアーマチュアコアの横断面図である。
【図１８】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１９】本発明の第５実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。
【図２０】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２１】本発明の第７実施形態における各ブラシへの通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシへの通電状況を示す説明図である。
【図２２】本発明の第８実施形態における各ブラシへの通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシへの通電状況を示す説明図である。
【図２３】本発明の第９実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。
【図２４】本発明の第９実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。
【図２５】本発明の他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２６】本発明の他の実施形態におけるアーマチュアコアの平面図である。
【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、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であって、アーマチュアコイル７の図示を省略している。
図１、図２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１０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が周方向に沿って等間隔に２０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３７が形成される。スロット３７は、軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に２０個形成されている。そして、これらスロット３７にエナメル被覆の巻線３８（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３８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３８の巻回方法についての詳細は、後述する。
【００２８】
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２０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３７が２０個、セグメント４１が２０枚のいわゆる６極２０スロット２０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。
【００２９】
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３８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の複数の巻線の貫通孔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を溶接させることによって行う。
【００３０】
（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。
【００３１】
エンドブラケット１７の外周部側には、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着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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を介して接続されている。
【００３４】
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。
【００３５】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図４、図５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間の空隙がスロット３７に相当している。図５は、アーマチュアコア６へのアーマチュアコイル７の巻回状態を軸方向からみた説明図である。なお、以下の図４においては、各セグメント４１、各ティース３６、および巻回されたアーマチュアコイル７にそれぞれ符号を付して説明する。また、セグメント４１に付した番号のうち、１番に相当するセグメント４１は、１番ティース３６の位置に対応するように、この１番ティース３６に近接配置されているものとする。
【００３６】
ここで、アーマチュアコイル７は、所定のスロット３７間に、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル７は、巻線３８をダブルフライヤ方式によって巻回されることにより形成されている。なお、ダブルフライヤ方式とは、巻線３８を引き回すために用いられる巻線機のフライヤ（不図示）を２つ用い、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３８を巻回する方式をいう。
以下、より具体的に説明する。
【００３７】
図４、図５に示すように、ダブルフライヤ方式を採用する場合、巻線３８の巻き始め端３８ａは２つ存在しており、それぞれ回転軸５を中心にして点対称位置に存在する１番セグメント４１のライザ４３と、１１番セグメント４１のライザ４３とに掛け回されている。
なお、以下の説明において、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８と、１１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８の引き回し手順は、回転軸５を中心にして点対称となるので、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８のみについて説明し、１１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８については、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８により形成されるアーマチュアコイル７の符号と同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
まず、１番セグメント４１のライザ４３に巻き始め端３８ａが掛け回された巻線３８は、２−３番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と５−６番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回（Ｎは自然数）巻回されてコイル７ａを形成する。次に、５−６番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、８番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、９−１０番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１２−１３番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｂを形成する。次に、１２−１３番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１５番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００３９】
続いて、巻線３８は、１６−１７番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１９−２０番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｃを形成する。次に、１９−２０番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、２番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、３−４番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と６−７番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｄを形成する。次に、６−７番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、９番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００４０】
続いて、巻線３８は、１０−１１番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１３−１４番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｅを形成する。次に、１３−１４番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１６番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、１７−１８番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と２０−１番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｆを形成する。次に、２０−１番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、３番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００４１】
続いて、巻線３８は、４−５番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と７−８番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｇを形成する。次に、７−８番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１０番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、１１−１２番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１４−１５番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｈを形成する。次に、１４−１５番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１７番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００４２】
続いて、巻線３８は、１８−１９番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１−２番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｉを形成する。次に、１−２番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、４番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、５−６番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と８−９番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｊを形成する。次に、８−９番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１１番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００４３】
これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線３８の巻回作業が完了する。そして、これにより、１０個のコイル７ａ〜７ｊで構成されるアーマチュアコイル７が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線３８の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、１０個のコイル７ａ〜７ｊで構成されるアーマチュアコイル７が形成される。
ここで、一方のフライヤにより巻回される巻線３８の巻き終わり端３８ｂは、他方のフライヤにより巻回される巻線３８の巻き始め端３８ａと同じセグメント４１に接続されることになる。
【００４４】
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。
【００４５】
（ブラシ通電方法）
図６は、各通電パターンを示す表、図７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６と図７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６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。
【００４６】
図３、図６、図７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、４つのブラシ２２（４ブラシ）に通電させるパターン、６つのブラシ２２（６ブラシ）の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンは、通電されるブラシ２２が偶数個で切り換わることにより形成される。
さらに、２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のパターンを２つずつ有する。
ここで、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンが変化させることにより、通電されるアーマチュアコイル７の有効導体数が変化する。以下、具体的に説明する。
【００４７】
図８は、２つのブラシ２２に通電させた場合の有効導体数を示す説明図、図９は、４つのブラシ２２に通電させた場合の有効導体数を示す説明図、図１０は、６つのブラシ２２に通電させた場合の有効導体数を示す説明図であって、それぞれ前述の図４に対応する。
なお、図８〜図１０において、矢印が記載されているコイル７ａ〜７ｊが通電されているコイル７ａ〜７ｊである。すなわち、矢印の本数（矢印１本をコイル１束分とする）が有効導体数となる。また、図８〜図１０において、実線で示されたブラシ２２が通電されているブラシ２２であり、二点鎖線で示されたブラシ２２は、無通電状態になっている。
【００４８】
図８に示すように、２つのブラシ２２に通電させた場合、有効導体数は、コイル２８束分となる。
図９に示すように、４つのブラシ２２に通電させた場合、有効導体数は、コイル２４束分となる。
図１０に示すように、６つのブラシ２２に通電させた場合、有効導体数は、コイル２０束分となる。
【００４９】
図１１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、通電パターンごとに示したグラフである。
同図に示すように、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）、ブラシ２２（給電端子２５ａ，２５ｂ）への通電パターンごとに、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。
つまり、２つのブラシに通電させた場合、電動モータ１は低速となり、４つのブラシに通電させた場合、電動モータ１は中速となり、６つのブラシに通電させた場合、電動モータ１は高速となるため、１つの電動モータ１にて、３つの速度のモータ特性を得ることが可能となる。
【００５０】
このように、上述の第１実施形態では、磁極数を６に設定し、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル７を形成しながら、ブラシ２２の個数を６つに設定している。すなわち、通常巻線３８を波巻方式にて巻回する場合、ブラシ２２は、陽極ブラシ２２ａを１つ、陰極ブラシ２２ｂを１つ設ければよいが、敢えて磁極数と同数の６つに設定している。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。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、図１２に基づいて、第２実施形態について説明する。
図１２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、第１実施形態では、アーマチュアコア６に巻線３８を巻回するにあたって、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間を最短距離で配索したが、第２実施形態では、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間の巻線３８を、回転軸５に掛け回しながら配索している点にある。以下に詳述する。
【００５２】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
図１２に示すように、１番セグメント４１のライザ４３に巻き始め端３８ａが掛け回された巻線３８は、ティース３６の間のスロット３７に直接挿入されず、回転軸５の周りに１周掛け回され、その後に２−３番ティース３６の間のスロット３７に挿入される。そして、このスロット３７と５−６番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ａを形成する。
【００５３】
次に、５−６番ティース３６の間のスロット３７から引き出された巻線３８は、直接セグメント４１のライザ４３に掛け回されず、再び回転軸５の周りに１周掛け回され、その後に８番セグメント４１のライザ４３に掛け回される。
続いて、巻線３８は、再び回転軸５に掛け回された後、９−１０番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１２−１３番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｂを形成する。
【００５４】
次に、１２−１３番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、回転軸５の周りに１周掛け回した後、１５番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
さらに、巻線３８は、再び回転軸５の周りに１周掛け回された後、１６−１７番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１９−２０番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｃを形成する。そして、再び回転軸５の周りに１周に巻線３８を掛け回し、その後に２番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００５５】
このように、アーマチュアコア６とセグメント４１との間に配索される巻線３８を、全て回転軸５の周りに１周掛け回しながら、所定のスロット３７間、および所定のセグメント４１のライザ４３に順次巻線３８を引き回し、１０個のコイル７ａ〜７ｊで構成されるアーマチュアコイル７を形成する。
【００５６】
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、アーマチュアコア６とセグメント４１との間に配索される巻線３８が回転軸５の周りに掛け回されるので、アーマチュアコア６とセグメント４１との間の巻線３８を回転軸５周りに集中配索することができる。すなわち、アーマチュアコア６とセグメント４１との間を巻線３８により最短距離で接続する場合と比較して、これらの間の巻線３８の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア３を小型化できる。
【００５７】
（第３実施形態）
次に、図１３〜図１５に基づいて、第３実施形態について説明する。
図１３は、第３実施形態におけるヨーク２およびアーマチュアコア２０６の横断面図であって、前述の図２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、前述の第１実施形態では、アーマチュアコア６のティース３６が周方向に沿って等間隔に２０個放射状に形成されているのに対し、第３実施形態では、アーマチュアコア２０６のティース３６が周方向に沿って等間隔に１４個放射状に形成されている点にある。そして、第３実施形態のコンミテータ２１３のセグメント４１の枚数もティース３６の個数に対応するように１４枚に設定されている。すなわち、第３実施形態の電動モータ２０１は、永久磁石４（磁極）が６個（６極）、スロット３７が１４個、セグメント４１が１４枚のいわゆる６極１４スロット１４セグメントの直流モータとなっている。
【００５８】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図１４、図１５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１４は、第３実施形態におけるアーマチュア２０３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１５は、アーマチュアコア２０６へのアーマチュアコイル７の巻回状態を軸方向からみた説明図であって前述の図５に対応している。
【００５９】
なお、アーマチュアコイル７は、所定のスロット３７間に、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル７は、巻線３８をダブルフライヤ方式によって巻回することにより形成されている。すなわち、巻線３８の巻き始め端３８ａは２つ存在しており、それぞれ回転軸５（図１参照）を中心にして点対称位置に存在する１番セグメント４１のライザ４３と、８番セグメント４１のライザ４３とに掛け回されている。
【００６０】
また、以下の説明において、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８と、８番セグメント４１から巻き始められる巻線３８の引き回し手順は、回転軸５を中心にして点対称となるので、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８のみについて説明し、８番セグメント４１から巻き始められる巻線３８については、１番セグメント４１から巻き始められる巻線３８により形成されるアーマチュアコイル７の符号と同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１４、図１５に示すように、まず、１番セグメント４１のライザ４３に巻き始め端３８ａが掛け回された巻線３８は、２−３番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と５−６番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ａを形成する。次に、５−６番ティース２３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、７番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、８−９番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と９−１０番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｂを形成する。次に、９−１０番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１１番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００６２】
続いて、巻線３８は、１２−１３番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１４−１番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｃを形成する。次に、１４−１番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、２番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、３−４番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と５−６番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｄを形成する。次に、５−６番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、７番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００６３】
続いて、巻線３８は、８−９番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１０−１１番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｅを形成する。次に、１０−１１番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、１２番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
続いて、巻線３８は、１３−１４番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１−２番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｆを形成する。次に、１−２番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、３番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００６４】
続いて、巻線３８は、４−５番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と６−７番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｇを形成する。次に、６−７番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、８番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００６５】
これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線３８の巻回作業が完了する。そして、これにより、７個のコイル７ａ〜７ｇで構成されるアーマチュアコイル７が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線３８の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、７個のコイル７ａ〜７ｇで構成されるアーマチュアコイル７が形成される。
ここで、一方のフライヤにより巻回される巻線３８の巻き終わり端３８ｂは、他方のフライヤにより巻回される巻線３８の巻き始め端３８ａと同じセグメント４１に接続されることになる。
したがって、上述の第３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ことができる。
【００６６】
（第４実施形態）
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図１６に基づいて、第４実施形態について説明する。
図１６は、第４実施形態におけるアーマチュア２０３および永久磁石４の展開図であって、前述の図１４に対応している。
同図に示すように、前述の第３実施形態と第４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２０６に巻線３８を巻回するにあたって、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間を最短距離で配索したが、第４実施形態では、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間の巻線３８を、回転軸５に掛け回しながら配索している点にある。以下に詳述する。
【００６７】
図１６に示すように、１番セグメント２４１のライザ４３に巻き始め端３８ａが掛け回された巻線３８は、ティース３６の間のスロット３７に直接挿入されず、回転軸５周りに１周掛け回され、その後に２−３番ティース３６の間のスロット３７に挿入される。そして、このスロット３７と４−５番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ａを形成する。
【００６８】
次に、４−５番ティース３６の間のスロット３７から引き出された巻線３８は、直接６番セグメント４１のライザ４３に掛け回されず、再び回転軸５周りに１周掛け回され、その後に６番セグメント４１のライザ４３に掛け回される。
続いて、巻線３８は、再び回転軸５周りに１周掛け回された後、７−８番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と９−１０番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｂを形成する。
【００６９】
次に、９−１０番ティース３６の間のスロット３７から巻線３８を引き出し、回転軸５の周りに１周掛け回した後、１０番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
さらに、巻線３８は、再び回転軸５周りに１周掛け回された後、１２−１３番ティース３６の間のスロット３７に挿入され、このスロット３７と１４−１番ティース３６の間のスロット３７との間でＮ回巻回されてコイル７ｃを形成する。そして、再び回転軸５周りに１周巻線３８を掛け回し、その後に２番セグメント４１のライザ４３に掛け回す。
【００７０】
このように、アーマチュアコア２０６とセグメント４１との間に配索される巻線３８を、全て回転軸５の周りに１周掛け回しながら、所定のスロット３７間、および所定のセグメント４１のライザ４３に順次巻線３８を引き回し、７個のコイル７ａ〜７ｇで構成されるアーマチュアコイル７を形成する。
したがって、上述の第４実施形態によれば、前述の第３実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア２０６とセグメント４１との間の巻線３８の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア２０３を小型化できる。
【００７１】
（第５実施形態）
次に、図１７〜図１９に基づいて、第５実施形態について説明する。
図１７は、第５実施形態におけるヨーク２およびアーマチュアコア３０６の横断面図であって、前述の図２に対応している。
同図に示すように、前述の第３実施形態と第５実施形態との相違点は、前述の第３実施形態では、アーマチュアコア２０６のティース３６が周方向に沿って等間隔に１４個放射状に形成されているのに対し、第５実施形態では、アーマチュアコア３０６のティース３６が周方向に沿って等間隔に１６個放射状に形成されている点にある。そして、第５実施形態のコンミテータ３１３のセグメント４１の枚数もティース３６の個数に対応するように１６枚に設定されている。すなわち、第５実施形態の電動モータ３０１は、永久磁石４（磁極）が６個（６極）、スロット３７が１６個、セグメント４１が１６枚のいわゆる６極１６スロット１６セグメントの直流モータとなっている。
【００７２】
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図１８、図１９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１８は、第５実施形態におけるアーマチュア３０３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１９は、アーマチュアコア３０６へのアーマチュアコイル７の巻回状態を軸方向からみた説明図であって前述の図５に対応している。
【００７３】
図１８、図１９に示すように、第５実施形態のアーマチュアコイル７の巻回構造は、前述の第３実施形態のアーマチュアコイル７の巻回構造と基本的に同一である。
すなわち、アーマチュアコイル７は、所定のスロット３７間に、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル７は、巻線３８をダブルフライヤ方式によって巻回することにより形成されている。つまり、巻線３８の巻き始め端３８ａは２つ存在しており、それぞれ回転軸５（図１参照）を中心にして点対称位置に存在する１番セグメント４１のライザ４３と、９番セグメント４１のライザ４３とに掛け回されている。
【００７４】
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を奏することができる。
【００７５】
（第６実施形態）
（アーマチュアコイルの巻回構造）
次に、図２０に基づいて、第６実施形態について説明する。
図２０は、第６実施形態におけるアーマチュア３０３および永久磁石４の展開図であって、前述の図１８に対応している。
同図に示すように、前述の第５実施形態と第６実施形態との相違点は、第５実施形態では、アーマチュアコア３０６に巻線３８を巻回するにあたって、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間を最短距離で配索したが、第６実施形態では、所定のセグメント４１と所定のスロット３７との間の巻線３８を、回転軸５周りに掛け回しながら配索している点にある。
【００７６】
したがって、上述の第６実施形態によれば、前述の第５実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア３０６とセグメント４１との間の巻線３８の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア３０３を小型化できる。
【００７７】
（第７実施形態）
（ブラシ通電方法）
次に、図２１に基づいて、第７実施形態について説明する。
図２１は、各ブラシ２２への通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシ２２への通電状況を示す説明図であって、前述の図７に対応している。
図２１に示すように、前述の第１実施形態と第７実施形態との相違点は、前述の第１実施形態は、磁極数（永久磁石４の個数）が６、ブラシ２２の個数が磁極数に対応するように６個であるのに対し、第７実施形態は、磁極数が８、ブラシ２２の個数が磁極数に対応するように８個である点にある。また、詳細な図示は省略するが、第７実施形態では、給電端子２５がブラシ２２の個数に対応するように８個設けられている。すなわち、給電端子２５は、４個の陽極端子２５ａ、および４個の陰極端子２５ｂにより構成される。
【００７８】
このような構成のもと、ブラシ２２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、４つのブラシ２２（４ブラシ）に通電させるパターン、６つのブラシ２２（６ブラシ）に通電させるパターン、８つのブラシ２２（８ブラシ）の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンは、通電されるブラシ２２が偶数個で切り換わることにより形成される。
さらに、２つのブラシ２２に通電させるパターンは、通電させるブラシ２２のパターンを４つ有する。４つのブラシ２２に通電させるパターンは、通電させるブラシ２２のパターンを５つ有する。６つのブラシ２２に通電させるパターンは、通電させるブラシ２２のパターンを２つ有する。これらの通電パターンによって１つの電動モータ１にて、４つの速度のモータ特性を得られるという効果を奏する。
【００７９】
したがって、上述の第７実施形態によれば、磁極数を８に設定し、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル７を形成した場合であっても、ブラシ２２の個数を８つに設定し、電動モータ１の小型化、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。
【００８０】
（第８実施形態）
（ブラシ通電方法）
次に、図２２に基づいて、第８実施形態について説明する。
図２２は、各ブラシ２２への通電パターンと、これら通電パターンごとの各ブラシ２２への通電状況を示す説明図であって、前述の図７に対応している。
図２２に示すように、前述の第１実施形態と第７実施形態との相違点は、前述の第１実施形態は、磁極数（永久磁石４の個数）が６、ブラシ２２の個数が磁極数に対応するように６個であるのに対し、第８実施形態は、磁極数が４、ブラシ２２の個数が磁極数に対応するように４個である点にある。また、詳細の図示は省略するが、第８実施形態では、給電端子２５がブラシ２２の個数に対応するように４個設けられている。すなわち、給電端子２５は、２個の陽極端子２５ａ、および２個の陰極端子２５ｂにより構成される。
【００８１】
このような構成のもと、ブラシ２２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、４つのブラシ２２（４ブラシ）の全てに通電させるパターンを有する。換言すれば、各給電端子２５ａ，２５ｂへの通電パターンは、通電されるブラシ２２が偶数個で切り換わることにより形成される。本実施形態においても、この様な通電パターンによって１つの電動モータ１にて、２つの速度のモータ特性を得られるという効果を奏する。
したがって、上述の第８実施形態によれば、磁極数を４に設定し、巻線３８をいわゆる一重波巻にて巻回することによりアーマチュアコイル７を形成した場合であっても、ブラシ２２の個数を４つに設定し、電動モータ１の小型化、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。
【００８２】
（第９実施形態）
（アーマチュアコア）
次に、図２３に基づいて、第９実施形態について説明する。
図２３は、第９実施形態におけるアーマチュアコア６０６の平面図、図２４は、アーマチュアコア６０６へのアーマチュアコイル７の巻回状態を軸方向からみた説明図である。
図２３に示すように、第１実施形態と第９実施形態との相違点は、第１実施形態のアーマチュアコア６のティース３６およびスロット３７の形状と、第９実施形態のアーマチュアコア６０６のティース６３６およびスロット６３７の形状とが異なる点にある。以下、より具体的に説明する。
【００８３】
図２に示すように、第１実施形態におけるアーマチュアコア６のティース３６の間隔は周方向に等間隔に設定され、それぞれ軸方向平面視略Ｔ字状に形成されている。また、スロット３７の間隔および形状は、周方向に等間隔に設定されている。
これに対し、図２３の第９実施形態におけるアーマチュアコア６０６のティース６３６の間隔は、周方向に等間隔に設定されておらず、形状も異形になっている。また、スロット６３７の間隔および形状は、周方向に均等に設定されていない。換言すれば、第９実施形態におけるアーマチュアコア６０６は、異形コアになっている。
【００８４】
すなわち、図２３に示すように、アーマチュアコア６０６が有するスロット６３７は、アーマチュアコア６０６の径方向外側が広い形状を有する先端幅広スロット６３７Ａと、径方向内側の底部（以下、単に底部という）が広い形状を有する底部幅広スロット６３７Ｂと、先端幅広スロット６３７Ａと底部幅広スロット６３７Ｂとの中間形状を有する中間幅スロット６３７Ｃとを有する。
【００８５】
先端幅広スロット６３７Ａにおいては、隣接するティース６３６が、径方向外側ほど間隔が拡がっている。これにより、先端幅広スロット６３７Ａは、ティース６３６の底部側で幅が狭く、径方向外側で間隔が広い形状となる。
一方、底部幅広スロット６３７Ｂにおいては、隣接するティース６３６の根元の間隔をあけて配置されている。そして、各ティース６３６は、径方向外側に向かって放射状に直線状に延びる。これにより、底部幅広スロット６３７Ｂは、ティース６３６の底部側で間隔が広い形状となる。
【００８６】
中間幅スロット６３７Ｃにおいては、隣接するティース６３６の径方向外側の間隔が、先端幅広スロット６３７Ａよりも狭く、底部幅広スロット６３７Ｂよりも広く設定されている。そして、隣接するティース６３６の根元の間隔が、先端幅広スロット６３７Ａよりも広く、底部幅広スロット６３７Ｂよりも狭く設定されている。この形状により、中間幅スロット６３７Ｃは、ティース６３６の径方向の中間位置に広い空間を確保できる。
【００８７】
また、ティース６３６は、先端部の一方が長く、一方が短い、左右非対称に形成されている。すなわち、本実施形態に係るティース６３６は、先端部が、長辺部６３６ａと短辺部６３６ｂとを有している。
アーマチュアコア６０６において、ティース６３６は、巻線３８が巻回される方向に向かって先端の長辺部６３６ａが配置される形状を原則とし、一方で、先端幅広スロット６３７Ａにおいて、巻線３８の巻回の順番が後になる側のティース６３６で、先端部が回転する形状に構成される。
【００８８】
そして、中間幅スロット６３７Ｃは、ティース６３６の先端の長辺部６３６ａと短辺部６３６ｂの配置構成により、順向き中間幅スロット６３７ＣＮと、逆向き中間幅スロット６３７ＣＲとの２つの形状に分けられる。順向き中間幅スロット６３７ＣＮにおいては、順向き中間幅スロット６３７ＣＮを構成する隣接したティース６３６先端の長辺部６３６ａは、いずれも巻線３８が巻回される方向に向かって配置される。
一方、逆向き中間幅スロット６３７ＣＲにおいては、逆向き中間幅スロット６３７ＣＲを構成する隣接したティース６３６先端は回転し、巻線３８が巻回される方向と逆の方向に向かって長辺部６３６ａが配置される。
【００８９】
具体的に、アーマチュアコア６０６において、セグメント４１に対応してティース６３６に１から２０までの番号を付するとすると、１番ティース６３６と２番ティース６３６の間に形成されるスロット６３７は、先端幅広スロット６３７Ａとなっている。そして、１番ティース６３６は、先端の長辺部６３６ａが巻線３８が巻回される方向である２番ティース６３６側に配置されている。
一方、２番ティース６３６は、図２３中一点鎖線で示した仮想円と、アーマチュアコア６０６の中心部から２番ティース６３６に向かって延ばした仮想中心線とが交わる点において先端部が回転され、長辺部６３６ａが１番ティース６３６を向く形状に形成される。
【００９０】
３番ティース６３６は、根元が２番ティース６３６から周方向に間隔を空けて設けられる。そして、３番ティース６３６は、アーマチュアコア６０６の径方向外側に向かって放射状に略直線状に延びている。これにより、２番ティース６３６と３番ティース６３６との間には、底部で間隔が広い底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。
２番ティース６３６と３番ティース６３６との間に形成されるスロット６３７は、底部で間隔が広い底部幅広スロット６３７Ｂである。従って、巻線３８が巻回される順番が後になる３番ティース６３６の先端部は回転しない。すなわち、３番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である４番ティースに向かって配置される形状となっている。
【００９１】
４番ティース６３６は、根元が３番ティース６３６から周方向に間隔を空けて設けられる。しかし、３番ティース６３６の底部と４番ティース６３６の底部の間隔は、２番ティース６３６の底部と３番ティース６３６の底部の間よりも狭い。４番ティース６３６の先端は、径方向外側ほど３番ティース６３６から離れる方向に延びている。しかし、３番ティース６３６の先端と４番ティース６３６の先端の間隔は、１番ティース６３６と２番ティース６３６の間隔よりも狭い。そして、４番ティース６３６先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である５番ティース６３６に向かって配置される。
このようにして、３番ティース６３６と４番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。
【００９２】
４番ティース６３６と５番ティース６３６との間には、先端幅広スロット６３７Ａが形成される。５番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、５番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが４番ティース６３６に向かって配置される。
【００９３】
６番ティース６３６は、根元が５番ティース６３６から周方向に間隔を空けて設けられる。しかし、６番ティース６３６の底部と５番ティース６３６の底部の間隔は、２番ティース６３６の底部と３番ティース６３６の底部の間よりも狭い。６番ティース６３６の先端は、径方向外側ほど５番ティース６３６から離れる方向に延びている。しかし、６番ティース６３６の先端と５番ティース６３６の先端の間隔は、４番ティース６３６と５番ティース６３６の間隔よりも狭い。そして、６番ティース６３６先端は、一点鎖線で示す仮想円と、６番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが５番ティース６３６に向かって配置される。
【００９４】
このようにして、５番ティース６３６と６番ティース６３６との間には、逆向き中間幅スロット６３７ＣＲが形成される。逆向き中間幅スロット６３７ＣＲを構成する５番ティース６３６の先端と６番ティース６３６の先端はいずれも回転し、巻線３８が巻回される方向と逆の方向に向かって長辺部６３６ａが配置される。
以下同様に、６番ティース６３６と７番ティース６３６との間には、底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。７番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である８番ティース６３６に向かって配置される。
【００９５】
７番ティース６３６と８番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。８番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である９番ティース６３６に向かって配置される。
８番ティース６３６と９番ティース６３６との間には、先端幅広スロット６３７Ａが形成される。９番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、９番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが８番ティース６３６に向かって配置される。
【００９６】
９番ティース６３６と１０番ティース６３６との間には、底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。１０番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１１番ティース６３６に向かって配置される。
１０番ティース６３６と１１番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。１１番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１２番ティース６３６に向かって配置される。
【００９７】
１１番ティース６３６と１２番ティース６３６との間には、先端幅広スロット６３７Ａが形成される。１２番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、１２番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが１１番ティース６３６に向かって配置される。
１２番ティース６３６と１３番ティース６３６との間には、底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。１３番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１４番ティース６３６に向かって配置される。
【００９８】
１３番ティース６３６と１４番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。１４番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１５番ティース６３６に向かって配置される。
１４番ティース６３６と１５番ティース６３６との間には、先端幅広スロット６３７Ａが形成される。１５番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、１５番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが１４番ティース６３６に向かって配置される。
【００９９】
１５番ティース６３６と１６番ティース６３６との間には、逆向き中間幅スロット６３７ＣＲが形成される。１６番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、１６番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが１５番ティース６３６に向かって配置される。
１６番ティース６３６と１７番ティース６３６との間には、底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。１７番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１８番ティース６３６に向かって配置される。
【０１００】
１７番ティース６３６と１８番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。１８番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１９番ティース６３６に向かって配置される。
１８番ティース６３６と１９番ティース６３６との間には、先端幅広スロット６３７Ａが形成される。１９番ティース６３６の先端は、一点鎖線で示す仮想円と、１９番ティース６３６の仮想中心線とが交わる位置において回転され、長辺部６３６ａが１８番ティース６３６に向かって配置される。
【０１０１】
１９番ティース６３６と２０番ティース６３６との間には、底部幅広スロット６３７Ｂが形成される。２０番ティース６３６の先端の長辺部６３６ａは、巻線３８が巻回される方向である１番ティース６３６に向かって配置される。
２０番ティース６３６と１番ティース６３６との間には、順向き中間幅スロット６３７ＣＮが形成される。
【０１０２】
このような構成のもと、図２４に示すように、アーマチュアコア６０６に巻回されるアーマチュアコイル７は、図４、図５に示す第１実施形態と同じ順番で巻回される。しかし、第９実施形態においては、巻回されたアーマチュアコイル７の配置構成が異なる。
【０１０３】
すなわち、後半に巻かれるコイル（２番−４番ティース６３６に巻回されている７ｈ等）のティース６３６に隣接して形成されるスロット６３７を先端幅広スロット６３７Ａに構成して、巻線３８が巻回される空間をティース６３６の先端（径方向外側）に十分に確保している。
また、前半に巻かれる径方向内側（中心）寄りのコイル（７番−９番ティース６３６に巻回されている７ｃ等）のティース６３６に隣接して形成されるスロット６３７を底部幅広スロット６３７Ｂに構成して、巻線３８が巻回される空間をティース６３６の底部（径方向内側）に十分に確保している。
【０１０４】
さらに、中間に巻かれるティース６３６の径方向中央付近のコイル（８番−１０番ティース６３６に巻回されている７ｆ等）のティース６３６に隣接して形成されるスロット６３７を中間幅スロット６３７Ｃに構成して、巻線３８が巻回される空間をティース６３６の径方向中央付近に十分に確保している。
【０１０５】
したがって、上述の第９実施形態によれば、ティース６３６に巻線３８（コイル７ａ〜７ｊ）が巻回される位置に応じて、スロット６３７の形状を変化させ、巻線３８が巻回される空間を十分に確保している。これにより、アーマチュアコア６０６におけるアーマチュアコイル７の占積率、および巻線性を向上することができる。
この結果、アーマチュアコア６０６におけるアーマチュアコイル７の径方向高さを低減することができる。さらに、巻線３８の銅量を低減して銅損を低減することができる。また、電動モータ１全体の軸長を短くすることができ、電動モータ１の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
また、巻線３８の巻回方式を波巻方式としながら、コイル７ａ〜７ｊ同士の重なり部を小さくすることで、アーマチュアコア６０６と各コイル７ａ〜７ｊが直接接触するため、各コイル７ａ〜７ｊの熱引きを改善することができる。
【０１０６】
なお、上述の第９実施形態では、アーマチュアコア６０６は、２０個のティース６３６（２０個のスロット６３７）を有する異形コア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、前述の第３実施形態におけるアーマチュアコア２０６（図１３参照）や、前述の第５実施形態におけるアーマチュアコア３０６に適用することも可能である。
【０１０７】
すなわち、例えば、図２５に示すように、ティース６３６（スロット６３７）の個数を１４個に設定した異形のアーマチュアコア６０６Ａとしたり、図２６に示すように、ティース６３６（スロット６３７）の個数を１６個に設定した異形のアーマチュアコア６０６Ｂとしたりしてもよい。なお、図２５、図２６に示す異形のアーマチュアコア６０６Ａ，６０６Ｂの基本的構成は、前述のアーマチュアコア６０６（図２３参照）と同様であるので、このアーマチュアコア６０６と同一符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
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、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。
【０１０９】
また、上述の実施形態では、アーマチュアコア６〜６０６Ｂのティース３６，６３６（スロット３７，６３７）の個数がそれぞれ２０個、１４個、１６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、ティース３６，６３６（スロット３７，６３７）の個数は偶数個に設定されており、且つ磁極の極数を２で除した値（極対数）で割り切れない個数に設定されていればよい。
【０１１０】
さらに、上述の実施形態のいくつかは、ダブルフライヤ方式によりアーマチュアコイル７を形成した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、１つのフライヤのみで行ういわゆるシングルフライヤ方式にてアーマチュアコイル７を形成することも可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
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）
３，２０３，３０３…アーマチュア
４…永久磁石（磁極）
５…回転軸
６，２０６，３０６，６０６，６０６Ａ，６０６Ｂ…アーマチュアコア
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
３６，６３６…ティース
３７，６３７…スロット
３８…巻線
６３６ａ…長辺部
６３６ｂ…短辺部
６３７Ａ…先端幅広スロット
６３７Ｂ…底部幅広スロット
６３７Ｃ…中間幅スロット
【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】
2016059176.tif 000008
【図７】
2016059176.tif 000009
【図８】
2016059176.tif 000010
【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】
2016059176.tif 000016
【図１５】
2016059176.tif 000017
【図１６】
2016059176.tif 000018
【図１７】
2016059176.tif 000019
【図１８】
2016059176.tif 000020
【図１９】
2016059176.tif 000021
【図２０】
2016059176.tif 000022
【図２１】
2016059176.tif 000023
【図２２】
2016059176.tif 000024
【図２３】
2016059176.tif 000025
【図２４】
2016059176.tif 000026
【図２５】
2016059176.tif 000027
【図２６】
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