(57)【要約】【課題】寿命を改善することのできるブラシモータを提供する。【解決手段】ブラシモータは、円周状に等間隔で配置された６個の磁極Ｍ１〜Ｍ６と、６個の磁極Ｍ１〜Ｍ６の内径側に配置され、回転軸ＡＸを中心として回転可能なアマチュア２とを備える。アマチュア２は、回転軸ＡＸと、回転軸ＡＸに固定され、周方向に等間隔に配置された複数のティースＣ１〜Ｃ７を含むアマチュアコア３と、複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々に集中巻きされた複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々と、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々を含む整流子ＣＯＭとを含む。複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々の円弧長をＸとし、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々の間に形成された複数の絶縁部６の各々の円弧長をＹとした場合に、１対のブラシＢ１およびＢ２の各々における整流子ＣＯＭと接触する部分の接触面長Ｗ１は、（Ｘ＋２Ｙ）以上（２Ｘ＋３Ｙ）以下である。【選択図】図１
2017070142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周状に等間隔で配置された６個の磁極と、
前記６個の磁極の内径側に配置され、回転軸を中心として回転可能なアマチュアとを備え、
前記アマチュアは、
前記回転軸と、
前記回転軸に固定され、周方向に等間隔に配置された複数のティースを含むアマチュアコアと、
前記複数のティースの各々に集中巻きされた複数のコイルの各々と、
前記回転軸とともに回転する整流子であって、周方向に等間隔に配置された複数のセグメントの各々を含む整流子とを含み、
前記整流子と接触する１対のブラシをさらに備え、
前記複数のティースの数は７個であり、前記複数のセグメントの数は２１個であり、
前記複数のセグメントの各々の円弧長をＸとし、複数のセグメントの各々の間に形成された複数の絶縁部の各々の円弧長をＹとした場合に、前記１対のブラシの各々における前記整流子と接触する部分の接触面長Ｗ１は、（Ｘ＋２Ｙ）以上（２Ｘ＋３Ｙ）以下である、ブラシモータ。
【請求項２】
前記複数のティースのうち一のティースの周方向の中央の位置、または前記複数のティースの各々の間に形成された複数のスロットの各々のうち一のスロットの周方向の中央の位置と、前記複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する、請求項１に記載のブラシモータ。
【請求項３】
前記複数のティースのうち一のティースの周方向の中央の位置と、前記複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する、請求項２に記載のブラシモータ。
【請求項４】
前記複数のセグメントは、前記ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる第１、第２、および第３のセグメントを含み、前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとの間、前記第２のセグメントと前記第３のセグメントとの間、および前記第３のセグメントと前記第１のセグメントとの間の各々には、周方向に沿って６個のセグメントが挟まれており、
前記一のティースに集中巻きされたコイルの一端および他端の各々は、前記一のセグメントと周方向で隣接する２個のセグメントの各々に直接接続されている、請求項３に記載のブラシモータ。
【請求項５】
前記複数のスロットの各々のうち一のスロットの周方向の中央の位置と、前記複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する、請求項２に記載のブラシモータ。
【請求項６】
前記複数のセグメントは、前記ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる第１、第２、および第３のセグメントを含み、前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとの間、前記第２のセグメントと前記第３のセグメントとの間、および前記第３のセグメントと前記第１のセグメントとの間の各々には、周方向に沿って６個のセグメントが挟まれており、
前記一のティースにおける周方向に沿った一の方向の側に形成されたスロットの中央の位置と、前記一のセグメントの周方向の中央の位置とが略一致し、前記一のセグメントから他のセグメントとの間には、前記一の方向に沿って８個のセグメントが挟まれている場合に、
前記一のティースに集中巻きされたコイルの一端および他端の各々は、前記他のセグメントと周方向で隣接する２個のセグメントの各々に直接接続されている、請求項５に記載のブラシモータ。
【請求項７】
前記第１、前記第２、および前記第３のセグメントの各々は、第１の巻線方向に沿って同電位線によって接続されており、
前記第３のセグメントは、前記一のティースに集中巻きされたコイルと前記第１の巻線方向に沿って渡り線によって接続されている、請求項２〜６のいずれか１項に記載のブラシモータ。
【請求項８】
前記第１、前記第２、および前記第３のセグメントの各々は、第１の巻線方向に沿って同電位線によって接続されており、
前記第３のセグメントは、前記一のティースに集中巻きされたコイルと前記第１の巻線方向とは反対の方向に沿って渡り線によって接続されている、請求項２〜６のいずれか１項に記載のブラシモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシモータに関し、より特定的には、寿命を改善することのできるブラシモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシモータは、制御性や効率がよく、小型化が容易なため、従来より様々な用途で使用されている。従来のブラシモータは、たとえば下記特許文献１などに開示されている。
【０００３】
下記特許文献１には、極数２ｐの永久磁石と、永久磁石の内周面に対向するｍ（ｍは奇数）個の回転子鉄心歯部（ティース）と、ｍ×ｐ個の整流子片（セグメント）と、２個のブラシとを備えたＤＣ（直流）モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−１２２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、コギングトルクおよびトルクリップルの低減や、トルクの向上の観点から、６個の永久磁石と、７個のティースと、２１個のセグメントと、２個のブラシとを備えたブラシモータの構成が検討されている。この構成は、特許文献１においてｍ＝３、ｐ＝７とした場合の構成に相当するものである。
【０００６】
しかし、特許文献１の記載に基づいて上記構成を実現した場合には、ブラシの消耗が速くブラシモータの寿命が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、寿命を改善することのできるブラシモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に従うブラシモータは、円周状に等間隔で配置された６個の磁極と、６個の磁極の内径側に配置され、回転軸を中心として回転可能なアマチュアとを備え、アマチュアは、回転軸と、回転軸に固定され、周方向に等間隔に配置された複数のティースを含むアマチュアコアと、複数のティースの各々に集中巻きされた複数のコイルの各々と、回転軸とともに回転する整流子であって、周方向に等間隔に配置された複数のセグメントの各々を含む整流子とを含み、整流子と接触する１対のブラシをさらに備え、複数のティースの数は７個であり、複数のセグメントの数は２１個であり、複数のセグメントの各々の円弧長をＸとし、複数のセグメントの各々の間に形成された複数の絶縁部の各々の円弧長をＹとした場合に、１対のブラシの各々における整流子と接触する部分の接触面長Ｗ１は、（Ｘ＋２Ｙ）以上（２Ｘ＋３Ｙ）以下である。
【０００９】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、複数のティースのうち一のティースの周方向の中央の位置、または複数のティースの各々の間に形成された複数のスロットの各々のうち一のスロットの周方向の中央の位置と、複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する。
【００１０】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、複数のティースのうち一のティースの周方向の中央の位置と、複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する。
【００１１】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、複数のセグメントは、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる第１、第２、および第３のセグメントを含み、第１のセグメントと第２のセグメントとの間、第２のセグメントと第３のセグメントとの間、および第３のセグメントと第１のセグメントとの間の各々には、周方向に沿って６個のセグメントが挟まれており、一のティースに集中巻きされたコイルの一端および他端の各々は、一のセグメントと周方向で隣接する２個のセグメントの各々に直接接続されている。
【００１２】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、複数のスロットの各々のうち一のスロットの周方向の中央の位置と、複数のセグメントのうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致する。
【００１３】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、複数のセグメントは、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる第１、第２、および第３のセグメントを含み、第１のセグメントと第２のセグメントとの間、第２のセグメントと第３のセグメントとの間、および第３のセグメントと第１のセグメントとの間の各々には、周方向に沿って６個のセグメントが挟まれており、一のティースにおける周方向に沿った一の方向の側に形成されたスロットの中央の位置と、一のセグメントの周方向の中央の位置とが略一致し、一のセグメントから他のセグメントとの間には、一の方向に沿って８個のセグメントが挟まれている場合に、一のティースに集中巻きされたコイルの一端および他端の各々は、他のセグメントと周方向で隣接する２個のセグメントの各々に直接接続されている。
【００１４】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、第１、第２、および第３のセグメントの各々は、第１の巻線方向に沿って同電位線によって接続されており、第３のセグメントは、一のティースに集中巻きされたコイルと第１の巻線方向に沿って渡り線によって接続されている。
【００１５】
上記ブラシモータにおいて好ましくは、第１、第２、および第３のセグメントの各々は、第１の巻線方向に沿って同電位線によって接続されており、第３のセグメントは、一のティースに集中巻きされたコイルと第１の巻線方向とは反対の方向に沿って渡り線によって接続されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、寿命を改善することのできるブラシモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるブラシモータの概略的な構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるアマチュア２の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、ブラシＢ１およびＢ２の各々の接触面長Ｗ１が下限値である場合のブラシＢ１およびＢ２と、整流子ＣＯＭとの関係を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、ブラシＢ１およびＢ２の各々の接触面長Ｗ１が上限値である場合のブラシＢ１およびＢ２と、整流子ＣＯＭとの関係を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々と複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々との結線状態を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態においてコイルＬ１〜Ｌ７によって構成される回路を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における渡り線８および接続線９の具体的な配線を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるコイルＬ１〜Ｌ７の各々の巻線順序を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における渡り線８および接続線９の具体的な配線を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるコイルＬ１〜Ｌ７の各々の巻線順序を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるブラシモータの概略的な構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々と複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々との結線状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるブラシモータの概略的な構成を示す平面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態におけるアマチュア２の構成を示す側面図である。なお図１では、説明の便宜のためコイルＬ１〜Ｌ７などの一部の構成を省略している。
【００２１】
図１および図２を参照して、本実施の形態におけるブラシモータは、ＤＣモータであり、６個の磁極（マグネット）Ｍ１〜Ｍ６と、アマチュア２とを備えている。磁極Ｍ１〜Ｍ６は、図示しないヨークの内周面に固定されている。磁極Ｍ１〜Ｍ６の各々は、円周状にこの順序で等間隔で配置されている。磁極Ｍ１、Ｍ３、およびＭ５はＮ極であり、磁極Ｍ２、Ｍ４、およびＭ６はＳ極である。
【００２２】
アマチュア２は、磁極Ｍ１〜Ｍ６の内径側に磁極Ｍ１〜Ｍ６と間隔を隔てて配置されている。アマチュア２は、回転軸ＡＸを中心として回転可能である。アマチュア２は、回転軸ＡＸと、アマチュアコア３と、複数のコイルＬ１〜Ｌ７（図２ではコイルＬ５〜Ｌ７は見えていない）と、整流子ＣＯＭとを含んでいる。
【００２３】
アマチュアコア３は、円筒部３ａと、複数のティースＣ１〜Ｃ７とを含んでいる。円筒部３ａは、回転軸ＡＸの外周面に固定されている。複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々は、円筒部３ａから外径方向に放射状に突出している。複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々は、周方向に等間隔に配置されている。複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々は、スロット１１によって互いに隔てられている。複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々は、回転軸ＡＸの延在方向から見てＴ字形の形状を有している。
【００２４】
整流子ＣＯＭは、円筒形状を有しており、回転軸ＡＸの外周面に固定されている。整流子ＣＯＭは、回転軸ＡＸとともに回転する。整流子ＣＯＭは、複数のセグメント（整流子弧片）Ｓ１〜Ｓ２１を含んでいる。複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々は、渡り線８を絡げるためのライザ５を含んでいる。
【００２５】
複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々は、回転軸ＡＸの延在方向から見て円弧の形状を有しており、周方向に等間隔に配置されている。複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々の間には、絶縁部６が形成されている。複数のティースＣ１〜Ｃ７のうち一のティースの周方向の中央の位置と、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１のうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致している。図１では、ティースＣ１の周方向の中央の位置を位置ＣＬとしている。位置ＣＬは、セグメントＳ４の中央の位置と略一致している。
【００２６】
なお、２個の部材の周方向の中央の位置が略一致しているとは、回転軸ＡＸの回転中心を中心とする中心角であって、２個の部材の周方向の中央の位置がなす中心角が、１度以下であることを意味している。
【００２７】
複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々は、複数のティースＣ１〜Ｃ７の各々に集中巻きされている。複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々は、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々を介して互いに直列に接続されている。つまり、複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々は、Δ結線されている。
【００２８】
本実施の形態において、複数のティースＣ１〜Ｃ７の数は７個であり、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の数は２１個である。
【００２９】
図３および図４は、本発明の第１の実施の形態におけるブラシＢ１およびＢ２と、整流子ＣＯＭとの関係を模式的に示す平面図である。図３は、ブラシＢ１およびＢ２の各々の接触面長Ｗ１が下限値である場合の図である。図４は、ブラシＢ１およびＢ２の各々の接触面長Ｗ１が上限値である場合の図である。
【００３０】
図３および図４を参照して、本実施の形態におけるブラシモータは、整流子ＣＯＭと接触する１対のブラシＢ１およびＢ２をさらに備えている。ブラシＢ１およびＢ２の各々は、回転軸ＡＸを中心とする中心角が１８０度となる間隔を隔てて配置されている。ブラシＢ１およびＢ２の各々の周方向の両側にはブラシホルダ７が設けられている。ブラシホルダ７はブラシＢ１およびＢ２の各々を保持している。
【００３１】
ブラシＢ１およびＢ２の各々は、整流子ＣＯＭを構成するセグメントＳ１〜Ｓ２１のうち２個のセグメントと常に接触している。図３では、ブラシＢ１はセグメントＳ４よびＳ５と接触しており、ブラシＢ２はセグメントＳ１５およびＳ１６と接触している。ブラシＢ１およびＢ２の各々と接触するセグメントは、アマチュア２の回転に従って変化する。
【００３２】
ここで、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々の円弧長を円弧長Ｘとし、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々の間に形成された複数の絶縁部６の各々の円弧長を円弧長Ｙとする。この場合に、ブラシＢ１およびＢ２の各々における整流子ＣＯＭと接触する部分（ブラシＢ１およびＢ２の各々における内径側端部）の接触面長Ｗ１は、下記式（１）で表される。なお、接触面長Ｗ１、円弧長Ｘ、および円弧長Ｙの各々は、回転軸ＡＸの延在方向から見た場合の回転方向の長さである。
【００３３】
（Ｘ＋２Ｙ）≦Ｗ１≦（２Ｘ＋３Ｙ）  ・・・（１）
【００３４】
図３では、Ｗ１＝（Ｘ＋２Ｙ）となっている。すなわち、接触面長Ｗ１が１個のセグメントの円弧長Ｘと、２個の絶縁部６の円弧長Ｙとの和に等しくなっている。接触面長Ｗ１が（Ｘ＋２Ｙ）以上であることにより、ブラシＢ１およびＢ２の各々が常に２個のセグメントと接触するようになる。これにより、ブラシＢ１およびＢ２の各々と整流子ＣＯＭとの接触面積が拡大して電流密度が減少する。その結果、ブラシの消耗を抑止することができ、ブラシモータの寿命を改善することができる。
【００３５】
図４では、Ｗ１＝（２Ｘ＋３Ｙ）となっている。すなわち、接触面長Ｗ１が２個のセグメントの円弧長Ｘと、３個の絶縁部６の円弧長Ｙとの和に等しくなっている。接触面長Ｗ１が（２Ｘ＋３Ｙ）以下であることにより、ブラシＢ１およびＢ２の各々が同時に４個のセグメントと接触する事態を回避することができる。これにより、コギングトルクを低減することができ、通電効率を向上することができる。
【００３６】
図５は、本発明の第１の実施の形態における複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々と複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々との結線状態を示す図である。なお図５では、横方向が周方向となっている。
【００３７】
図５を参照して、本実施の形態では、セグメントＳ１、Ｓ８、およびＳ１５の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ１とセグメントＳ８との間には周方向に沿って６個のセグメントＳ２〜Ｓ７が挟まれている。セグメントＳ８とセグメントＳ１５との間には周方向に沿って６個のセグメントＳ９〜Ｓ１４が挟まれている。セグメントＳ１５とセグメントＳ２１との間には周方向に沿って６個のセグメントＳ１６〜Ｓ２１が挟まれている。
【００３８】
同様に、セグメントＳ２、Ｓ９、およびＳ１６の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ３、Ｓ１０、およびＳ１７の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ４、Ｓ１１、およびＳ１８の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ５、Ｓ１２、およびＳ１９の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ６、Ｓ１３、およびＳ２０の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。セグメントＳ７、Ｓ１４、およびＳ２１の各々は、同一の接続線９によって互いに接続されており、ブラシモータの動作時に互いに同電位に保たれる。
【００３９】
また、ティースＣ１に集中巻きされたコイルＬ１の一端および他端の各々は、セグメントＳ４と周方向で隣接する２個のセグメントＳ３およびＳ５の各々に、渡り線８によって直接接続されている。セグメントＳ４は、ティースＣ１の周方向の中央の位置と、周方向の中央の位置が略一致するセグメントである。
【００４０】
同様に、ティースＣ２に集中巻きされたコイルＬ２の一端および他端の各々は、セグメントＳ６およびＳ８の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ３に集中巻きされたコイルＬ３の一端および他端の各々は、セグメントＳ９およびＳ１１の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ４に集中巻きされたコイルＬ４の一端および他端の各々は、セグメントＳ１２およびＳ１４の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ５に集中巻きされたコイルＬ５の一端および他端の各々は、セグメントＳ１５およびＳ１７の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ６に集中巻きされたコイルＬ６の一端および他端の各々は、セグメントＳ１８およびＳ２０の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ７に集中巻きされたコイルＬ７の一端および他端の各々は、セグメントＳ２１およびＳ２の各々に、渡り線８によって直接接続されている。
【００４１】
ティースＣ２と、セグメントＳ６およびＳ８との位置関係、ティースＣ３と、セグメントＳ９およびＳ１１との位置関係、ティースＣ４と、セグメントＳ１２およびＳ１４との位置関係、ティースＣ５と、セグメントＳ１５およびＳ１７との位置関係、ティースＣ６と、セグメントＳ１８およびＳ２０との位置関係、およびティースＣ７と、セグメントＳ２１およびＳ２との位置関係は、ティースＣ１と、セグメントＳ３およびＳ５との位置関係と同じである。
【００４２】
図６は、本発明の第１の実施の形態においてコイルＬ１〜Ｌ７によって構成される回路を示す図である。
【００４３】
図６を参照して、コイルＬ１〜Ｌ７の各々の抵抗値を抵抗値Ｒとした場合、ブラシＢ１とブラシＢ２との間の抵抗値は、抵抗値Ｒ／３となる。
【００４４】
本実施の形態によれば、６個の磁極、７個のティース、２１個のセグメント、および２個のブラシという組合せを採用することにより、アマチュア２の回転に寄与する有効なスロット１１を大幅に増やすことができ、モータの効率を改善することができる。特に、磁極Ｍ１〜Ｍ６の数（６個）よりも１だけ大きな個数（７個）のティースＣ１〜Ｃ７（スロット１１）をアマチュア２が有しているので、磁極Ｍ１〜Ｍ６と対向するティースＣ１〜Ｃ７の部分の周方向の長さの合計（アマチュア２における回転に寄与する有効な部分）を大きくすることができる。また、１個当たりの磁極Ｍ１〜Ｍ６の周方向の長さよりも１個当たりのティースＣ１〜Ｃ７の周方向の長さが短くなり、アマチュア２の回転を維持することができる。
【００４５】
加えて、本実施の形態によれば、コギングトルクやトルクリップルを低減することができる。コギングトルクやトルクリップルの脈動数は、アマチュアの１回転につき磁極数とティースの数との最小公倍数に相当することが知られている。コギングトルクやトルクリップルの大きさは、この脈動数に反比例する。本実施の形態では、ティースの数が素数である７であるので、磁極数（６個）とティースの数（７個）との最小公倍数（脈動数）が４２と大きくなり、コギングトルクやトルクリップルの大きさを低減することができる。その結果、トルクリップル（電流リップル）を低減することで寿命を改善することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態によれば、接触面長Ｗ１が１個のセグメントの円弧長Ｘと、２個の絶縁部６の円弧長Ｙとの和の値以上であるので、ブラシＢ１およびＢ２の各々と整流子ＣＯＭとの接触面積が拡大して電流密度が減少する。その結果、ブラシの消耗を抑止することができ、ブラシモータの寿命を改善することができる。また接触面長Ｗ１が２個のセグメントの円弧長Ｘと、３個の絶縁部６の円弧長Ｙとの和の値以下であるので、ブラシＢ１およびＢ２の各々が同時に４つのセグメントと接触する事態を回避することができる。その結果、コギングトルクを低減することができ、通電効率を向上することができる。
【００４７】
［第２の実施の形態］
【００４８】
本実施の形態では、図５に示す第１の実施の形態の結線状態を実現するための巻線方法について説明する。
【００４９】
図７は、本発明の第２の実施の形態における渡り線８および接続線９の具体的な配線を示す図である。図８は、本発明の第２の実施の形態におけるコイルＬ１〜Ｌ７の各々の巻線順序を示す図である。なお、図７および図９では、矢印ＡＲ１で示す方向を正方向とし、矢印ＡＲ１で示す方向とは反対の方向を負方向としている。
【００５０】
図７および図８を参照して、セグメントＳ１のライザ５に巻始め端が掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ８およびＳ１５の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１、Ｓ８、およびＳ１５の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１５からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ２に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ６のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１５を巻始めとし、セグメントＳ６を巻終わりとするコイルＬ２が形成される。
【００５１】
セグメントＳ６のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１３およびＳ２０の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ６、Ｓ１３、およびＳ２０の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ２０からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ６に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ１８のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ２０を巻始めとし、セグメントＳ１８を巻終わりとするコイルＬ６が形成される。
【００５２】
セグメントＳ１８のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ４およびＳ１１の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１８、Ｓ４、およびＳ１１の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１１からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ３に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ９のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１１を巻始めとし、セグメントＳ９を巻終わりとするコイルＬ３が形成される。
【００５３】
セグメントＳ９のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１６およびＳ２の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ９、Ｓ１６、およびＳ２の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ２からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ７に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ２１のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ２を巻始めとし、セグメントＳ２１を巻終わりとするコイルＬ７が形成される。
【００５４】
セグメントＳ２１のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ７およびＳ１４の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ２１、Ｓ７、およびＳ１４の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１４からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ４に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ１２のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１４を巻始めとし、セグメントＳ１２を巻終わりとするコイルＬ４が形成される。
【００５５】
セグメントＳ１２のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１９およびＳ５の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１２、Ｓ１９、およびＳ５の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ５からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ１に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ３のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ５を巻始めとし、セグメントＳ３を巻終わりとするコイルＬ１が形成される。
【００５６】
セグメントＳ３のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１０およびＳ１７の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ３、Ｓ１０、およびＳ１７の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１７からの巻線は、正方向に延ばされ、ティースＣ５に対して負方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ１５のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１７を巻始めとし、セグメントＳ１５を巻終わりとするコイルＬ５が形成される。以上の工程により巻線が終了する。
【００５７】
本実施の形態の巻線方法を採用し、ブラシＢ１にマイナス、ブラシＢ２にプラスの電位を与えた場合、アマチュア２は整流子ＣＯＭ側からみて正方向（時計回り方向）に回転する。
【００５８】
なお、本実施の形態におけるブラシモータの上述以外の構成は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、同電位とした３個のセグメントのうち最後に接続したセグメントから略１８０度の位置に存在するティースに巻線するので、渡り線８を周方向に延在させることができる。これにより、渡り線８と接続線９とを干渉しにくくすることができる。また、同電位のセグメント同士を接続する接続線９の巻線方向と、セグメントとティースとを接続する渡り線８の巻線方向とが同一であるので、コイルＬ１〜Ｌ７の巻線中に巻線方向を変える必要が無くなる。その結果、巻線が容易になる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
【００６１】
本実施の形態では、図５に示す第１の実施の形態の結線状態を実現するための他の巻線方法について説明する。
【００６２】
図９は、本発明の第３の実施の形態における渡り線８および接続線９の具体的な配線を示す図である。図１０は、本発明の第３の実施の形態におけるコイルＬ１〜Ｌ７の各々の巻線順序を示す図である。なお図１０において「ＲＶ」と記載した箇所は、巻線を負方向に折り返すことを意味している。
【００６３】
図９および図１０を参照して、セグメントＳ１のライザ５に巻始め端が掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ８およびＳ１５の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１、Ｓ８、およびＳ１５の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１５からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ２に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ６のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１５を巻始めとし、セグメントＳ６を巻終わりとするコイルＬ２が形成される。
【００６４】
セグメントＳ６のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１３およびＳ２０の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ６、Ｓ１３、およびＳ２０の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ２０からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ６に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ１８のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ２０を巻始めとし、セグメントＳ１８を巻終わりとするコイルＬ６が形成される。
【００６５】
セグメントＳ１８のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ４およびＳ１１の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１８、Ｓ４、およびＳ１１の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１１からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ３に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ９のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１１を巻始めとし、セグメントＳ９を巻終わりとするコイルＬ３が形成される。
【００６６】
セグメントＳ９のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１６およびＳ２の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ９、Ｓ１６、およびＳ２の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ２からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ７に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ２１のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ２を巻始めとし、セグメントＳ２１を巻終わりとするコイルＬ７が形成される。
【００６７】
セグメントＳ２１のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ７およびＳ１４の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ２１、Ｓ７、およびＳ１４の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１４からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ４に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ１２のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１４を巻始めとし、セグメントＳ１２を巻終わりとするコイルＬ４が形成される。
【００６８】
セグメントＳ１２のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１９およびＳ５の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ１２、Ｓ１９、およびＳ５の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ５からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ１に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、セグメントＳ３のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ５を巻始めとし、セグメントＳ３を巻終わりとするコイルＬ１が形成される。
【００６９】
セグメントＳ３のライザ５に掛け回された巻線は、正方向に延ばされ、セグメントＳ１０およびＳ１７の各々のライザ５にこの順序で掛け回される。これにより、セグメントＳ３、Ｓ１０、およびＳ１７の各々を接続し、正方向に延在する接続線９が形成される。続いて、セグメントＳ１７からの巻線は、負方向に折り返され、ティースＣ５に対して正方向に所定回数だけ巻回される。その後巻線は、その巻終わり端がセグメントＳ１５のライザ５に掛け回される。これにより、セグメントＳ１７を巻始めとし、セグメントＳ１５を巻終わりとするコイルＬ５が形成される。以上の工程により巻線が終了する。
【００７０】
本実施の形態の巻線方法を採用し、ブラシＢ１にマイナス、ブラシＢ２にプラスの電位を与えた場合、アマチュア２は整流子ＣＯＭ側からみて負方向（反時計回り方向）に回転する。
【００７１】
なお、本実施の形態におけるブラシモータの上述以外の構成は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００７２】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、同電位とした３個のセグメントのうち最後に接続したセグメントから略１８０度の位置に存在するティースに巻線するので、渡り線８を周方向に延在させることができる。これにより、渡り線８と接続線９とを干渉しにくくすることができる。また、同電位のセグメント同士を接続する接続線９の巻線方向と、セグメントとティースとを接続する渡り線８の巻線方向とが反対とすることで、渡り線８の配線を簡素化することができる。その結果、巻線が容易になる。
【００７３】
［第４の実施の形態］
【００７４】
図１１は、本発明の第４の実施の形態におけるブラシモータの概略的な構成を示す平面図である。なお図１１では、説明の便宜のためコイルＬ１〜Ｌ７などの一部の構成を省略している。
【００７５】
図１１を参照して、本実施の形態では、複数のスロット１１のうち一のスロットの周方向の中央の位置と、複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１のうち一のセグメントの周方向の中央の位置とは略一致している。図１１では、ティースＣ７の右側のスロット１１の周方向中央の位置を位置ＣＬとしている。位置ＣＬは、セグメントＳ２の中央の位置と略一致している。
【００７６】
図１２は、本発明の第４の実施の形態における複数のセグメントＳ１〜Ｓ２１の各々と複数のコイルＬ１〜Ｌ７の各々との結線状態を示す図である。なお図１２では、横方向が周方向となっている。
【００７７】
図１２を参照して、接続線９の配線は、図５に示す第１の実施の形態の場合の配線と同様となっている。ティースＣ１に集中巻きされたコイルＬ１の一端および他端の各々は、セグメントＳ１４と周方向で隣接する２個のセグメントＳ１３およびＳ１５の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ１における周方向に沿った図１２中右側に形成されたスロット１１の中央の位置と周方向の中央の位置が一致するセグメントＳ５を特定した場合に、セグメントＳ１４は、特定したセグメントＳ５との間に図１２中右方向に沿って８個のセグメントを挟むセグメントである。
【００７８】
同様に、ティースＣ２に集中巻きされたコイルＬ２の一端および他端の各々は、セグメントＳ１６およびＳ１８の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ３に集中巻きされたコイルＬ３の一端および他端の各々は、セグメントＳ１９およびＳ２１の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ４に集中巻きされたコイルＬ４の一端および他端の各々は、セグメントＳ１およびＳ３の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ５に集中巻きされたコイルＬ５の一端および他端の各々は、セグメントＳ４およびＳ６の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ６に集中巻きされたコイルＬ６の一端および他端の各々は、セグメントＳ７およびＳ９の各々に、渡り線８によって直接接続されている。ティースＣ７に集中巻きされたコイルＬ７の一端および他端の各々は、セグメントＳ１０およびＳ１２の各々に、渡り線８によって直接接続されている。
【００７９】
ティースＣ２と、セグメントＳ１６およびＳ１８との位置関係、ティースＣ３と、セグメントＳ１９およびＳ２１との位置関係、ティースＣ４と、セグメントＳ１およびＳ３との位置関係、ティースＣ５と、セグメントＳ４およびＳ６との位置関係、ティースＣ６と、セグメントＳ７およびＳ９との位置関係、ならびにティースＣ７と、セグメントＳ１０およびＳ１２との位置関係は、ティースＣ１と、セグメントＳ１３およびＳ１５との位置関係と同じである。
【００８０】
本実施の形態においてコイルＬ１〜Ｌ７によって構成される回路は、図６に示す第１の実施の形態におけるブラシモータの回路と同じである。コイルＬ１〜Ｌ７の抵抗値を抵抗値Ｒとした場合、ブラシＢ１とブラシＢ２との間の抵抗値は、抵抗値Ｒ／３となる。
【００８１】
第１の実施の形態の結線状態と本実施の形態の結線状態とを比較すると、同一の配列の着磁を行った場合のアマチュア２の回転方向が逆になる。しかし、ブラシＢ１およびＢ２の各々に印加する電流を逆にしたり、磁極を逆にしたり、巻線の巻回方向を逆にしたりする方法により、アマチュア２の回転方向は、自由に設定することが可能である。
【００８２】
なお、本実施の形態におけるブラシモータの上述以外の構成は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００８３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、同電位とした３個のセグメントとは異なる位置に存在するティースに巻線するので、渡り線８を周方向に延在させることができる。これにより、渡り線８と接続線９とを干渉しにくくすることができる。その結果、巻線が容易になる。
【００８４】
［その他］
【００８５】
上述の実施の形態は適宜組み合わせることができる。たとえば、第２の実施の形態と第４の実施の形態とを組み合わせて、同電位のセグメント同士を接続する接続線の巻線方向と、セグメントとティースとを接続する渡り線の巻線方向とを同一方向とする巻線方法を適用して、図１２の結線状態を実現してもよい。また、第３の実施の形態と第４の実施の形態とを組み合わせて、同電位のセグメント同士を接続する接続線の巻線方向と、セグメントとティースとを接続する渡り線の巻線方向とを反対の方向とする巻線方法を適用して、図１２の結線状態を実現してもよい。
【００８６】
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
２  アマチュア
３  アマチュアコア
３ａ  アマチュアコアの円筒部
５  ライザ
６  セグメント間に形成された絶縁部
７  ブラシホルダ
８  渡り線
９  接続線
１１  ティース間に形成されたスロット
ＡＸ  回転軸
Ｂ１，Ｂ２  ブラシ
Ｃ１〜Ｃ７  ティース
ＣＬ  ティースまたはスロットの周方向中央の位置
ＣＯＭ  整流子
Ｌ１〜Ｌ７  コイル
Ｍ１〜Ｍ６  磁極
Ｓ１〜Ｓ２１  セグメント
Ｗ１  ブラシにおける整流子と接触する部分の接触面長
Ｘ  セグメントの円弧長
Ｙ  絶縁部の円弧長
【図１】
2017070142.tif 000003
【図２】
2017070142.tif 000004
【図３】
2017070142.tif 000005
【図４】
2017070142.tif 000006
【図５】
2017070142.tif 000007
【図６】
2017070142.tif 000008
【図７】
2017070142.tif 000009
【図８】
2017070142.tif 000010
【図９】
2017070142.tif 000011
【図１０】
2017070142.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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