(57)【要約】【課題】簡素で、且つ大型化を回避することができ、回転数の切換え可能な電動モータを提供する。【解決手段】コンミテータ１３のセグメントを介してアーマチュアコイルに給電を行う４つのブラシ２１を備えた電動モータにおいて、４つのブラシ２１は、陽極側ブラシ４０と陰極側ブラシ４１との組みを２つ備えて構成され、各陽極側ブラシ４０は、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陽極側ブラシ４０ａと第二陽極側ブラシ４０ｂとから成ると共に、各陰極側ブラシ４１は、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陰極側ブラシ４１ａと第二陰極側ブラシ４１ｂとから成り、第一陽極側ブラシ４０ａ、または第二陽極側ブラシ４０ｂの何れか一方のブラシを通電状態にしたとき、他方のブラシを通電状態と非通電状態とに切換え可能に構成した。【選択図】図７
2009017649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有するヨークに回転自在に軸支される回転軸と、
前記回転軸に外嵌固定されコイルが巻装された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前記コイルが接続されているセグメントを周方向に複数配置したコンミテータと、
前記セグメントに摺接し、このセグメントを介して前記コイルに給電を行う４つのブラシとを備えた電動モータにおいて、
前記４つのブラシは、陽極側ブラシと陰極側ブラシとの組みを２つ備えて構成され、
各陽極側ブラシは、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとから成ると共に、
各陰極側ブラシは、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陰極側ブラシと第二陰極側ブラシとから成り、
前記第一陽極側ブラシ、または前記第二陽極側ブラシの何れか一方のブラシを通電状態にしたとき、
他方のブラシを通電状態と非通電状態とに切換え可能に構成したことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
前記第二陽極側ブラシが前記第一陽極側ブラシよりも進角側となるように前記陽極側ブラシを配置し、且つ前記第二陰極側ブラシが前記第一陰極側ブラシよりも進角側となるように前記陰極側ブラシを配置した電動モータであって、
前記第一陽極側ブラシを通電状態にしたとき、前記第二陽極側ブラシを通電状態と非通電状態とに切換え可能に構成した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】
前記第二陽極側ブラシと電源との間にＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、
前記通電状態と前記非通電状態との切換えを前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチで行うようにした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】
同極側同士のブラシを前記回転軸を中心にして対向配置すると共に、
異極側同士のブラシを電気角で１８０°周方向に間隔をあけて配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に搭載され回転数の切換えを行うことができる電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のラジエータファンの駆動源やワイパの駆動源として、回転数を切換えることができるブラシ付きの電動モータが知られている。この種の電動モータは、円筒状のヨーク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複数のアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアコアを回転自在に支持した構成となっている。アーマチュアコイルは、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、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アーマチュアコイルの巻き始め端、および巻き終わり端が接続するようになっている。また、各セグメントには、アーマチュアコイルに給電を行うためのブラシが摺接可能になっている。ブラシは、陽極側ブラシ（正ブラシ）と陰極側ブラシ（負ブラシ）とで構成されている。
【０００４】
ところで、ラジエータの水温を制御したり、雨天時の降水量に伴ってワイパの駆動速度を切換えたりする場合、電動モータの回転数を切換える必要がある。
ここで、電動モータを低回転駆動させる場合にあっては、陽極側ブラシと陰極側ブラシを回転軸を中心に対向配置にしている。そして、電動モータを高回転駆動させる場合にあっては、アクチュエータを用いて陽極側ブラシを進角側に所定角度移動させるように構成している。すなわち、電動モータの回転数を切換えるにあたって、高回転駆動時の陽極側ブラシの位置を低回転駆動時の陽極側ブラシの位置よりも進角側にずらすように構成している。このようにすることで、進角効果により低回転駆動時よりも電動モータを高回転で駆動させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、電動モータの回転数を切換えるために、陽極側ブラシと陰極側ブラシの他に、隣接する２つのセグメントに跨って摺接可能な短絡用ブラシを設けたものがある。この短絡用ブラシは、セグメントに対して摺接／離反可能に設けられている。つまり、低回転駆動時には、セグメントから離反した状態になっている一方、高回転駆動時には、セグメントに摺接した状態になっている。
このようにすることで、高回転駆動時にあっては少なくとも１つのアーマチュアコイルが短絡された状態となるので、低回転駆動時よりも通電されるアーマチュアコイルの数が減少する。したがって、高回転駆動時は低回転駆動時よりもアーマチュアコイルに流れる電流が増加するので、電動モータを高回転で駆動させることができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−４７２０９号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８９８３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、上述の従来技術にあっては、陽極側ブラシを変位させるためにアクチュエータを設けたり、短絡ブラシを設けたりする必要があるため部品点数が増大するばかりか、ブラシを変位させる装置が煩雑となってしまうという課題がある。また、部品点数の増大に伴い、電動モータが大型化してしまうという課題がある。
【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、簡素で、且つ大型化を回避することができ、回転数の切換え可能な電動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】
【０００８】
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、複数の磁極を有するヨークに回転自在に軸支される回転軸と、前記回転軸に外嵌固定されコイルが巻装された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前記コイルが接続されているセグメントを周方向に複数配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接し、このセグメントを介して前記コイルに給電を行う４つのブラシとを備えた電動モータにおいて、前記４つのブラシは、陽極側ブラシと陰極側ブラシとの組みを２つ備えて構成され、各陽極側ブラシは、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとから成ると共に、各陰極側ブラシは、それぞれ互いに絶縁した状態で周方向に並設されている第一陰極側ブラシと第二陰極側ブラシとから成り、前記第一陽極側ブラシ、または前記第二陽極側ブラシの何れか一方のブラシを通電状態にしたとき、他方のブラシを通電状態と非通電状態とに切換え可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記第二陽極側ブラシが前記第一陽極側ブラシよりも進角側となるように前記陽極側ブラシを配置し、且つ前記第二陰極側ブラシが前記第一陰極側ブラシよりも進角側となるように前記陰極側ブラシを配置した電動モータであって、前記第一陽極側ブラシを通電状態にしたとき、前記第二陽極側ブラシを通電状態と非通電状態とに切換え可能に構成してもよい。
【００１０】
このように構成することで、互いに周方向に並設された第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方に通電させる場合にあっては、陽極側ブラシのブラシ幅が第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方のブラシ幅になると共に、陽極側ブラシの中心位置が第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方の中心位置となる。
これに対し、第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの両者に通電させる場合にあっては、陽極側ブラシのブラシ幅が第一陽極側ブラシ、および第二陽極側ブラシの両者を合わせたブラシ幅になると共に、陽極側ブラシの中心位置が第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの間となる。
このため、第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの両者に通電した場合と、両者のうちの何れか一方だけに通電した場合とで、ブラシ幅を変化させることができるばかりか、陽極側ブラシの中心位置を変位させることが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、前記第二陽極側ブラシと電源との間にＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、前記通電状態と前記非通電状態との切換えを前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチで行うようにしたことを特徴とする。
このように構成することで、回転数の切換えを簡単な回路構成で行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、同極側同士のブラシを前記回転軸を中心にして対向配置すると共に、異極側同士のブラシを電気角で１８０°周方向に間隔をあけて配置したことを特徴とする。
このように構成することで、効率よく回転数の切換えを行うことができる電動モータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、および請求項２に記載した発明によれば、互いに周方向に並設された第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方に通電させる場合にあっては、陽極側ブラシのブラシ幅が第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方のブラシ幅になると共に、陽極側ブラシの中心位置が第一陽極側ブラシ、または第二陽極側ブラシの何れか一方の中心位置となる。
これに対し、第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの両者に通電させる場合にあっては、陽極側ブラシのブラシ幅が第一陽極側ブラシ、および第二陽極側ブラシの両者を合わせたブラシ幅になると共に、陽極側ブラシの中心位置が第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの間となる。
【００１４】
このため、第一陽極側ブラシと第二陽極側ブラシとの両者に通電した場合と、両者のうちの何れか一方だけに通電した場合とで、ブラシ幅を変化させることができるばかりか、陽極側ブラシの中心位置を変位させることが可能になる。
よって、従来のように、陽極側ブラシを変位させたり、短絡用ブラシを設けたりすることなく、高回転時と低回転時との整流時におけるコイルの短絡導体数に差をつけることが可能になり、簡素で、且つ大型化を回避することができ、回転数の切換え可能な電動モータを提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、回転数の切換えを簡単な回路構成で行うことができるため、電動モータの製造コストを低減することが可能になる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、効率よく回転数の切換えを行うことができる電動モータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、電動モータ１は、例えば、自動車のパワーウインドウモータ、ワイパモータ、およびファンモータ等の駆動源として用いられるものであって、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ている。ヨーク２の周壁２ａには、内面側に４つの永久磁石４が周方向に沿って磁極を順番に変えながら配設されている。
【００１８】
アーマチュア３は、回転軸５に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、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。金属板の外周部には軸方向平面視略Ｔ字状のティース９が放射状に複数個形成されている。
【００１９】
複数枚の金属板を積層してティース９を形成することにより、アーマチュアコア６の外周には、隣接するティース９間に軸方向に沿って延びる蟻溝状のスロット１１が複数形成されている。このスロット１１間には、所定の間隔をあけてエナメル被覆の巻線１２が巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周に複数の重ね巻（分布巻）のアーマチュアコイル７が形成される。
【００２０】
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が複数枚取り付けられている。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。
【００２１】
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の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１２が掛け回わされ、巻線１２は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とが電気的に接続される。
【００２２】
回転軸５の他端側は、ヨーク２のエンド部（底壁）２ｂに設けられた軸受け１６によって回転自在に支持されている。一方、回転軸５の一端側は、ヨーク２の開口端２ｃに設けられたカバー１７に軸受け２０を介して回転自在に支持されている。カバー１７は、断面略ハット状に形成されたものであって、ヨーク２の開口端２ｃを閉塞している。カバー１７の径方向中央には、ボス孔２２が形成されており、ここに軸受け２０が固定されている。カバー１７の内面側には、コンミテータ１３を避けるように略円環状に形成されたホルダステー１８が取り付けられている。ホルダステー１８には、周方向に沿ってブラシホルダ１９が４箇所等間隔に設けられている。
【００２３】
図２、図３に詳示するように、ブラシホルダ１９は樹脂材で直方体の箱状に形成されたものであって、長手方向が径方向に沿うように放射状に配置されている。ブラシホルダ１９は、ホルダステー１８側（図２における上面側）とコンミテータ１３側とに互いに連通する開口部３０を有している。ブラシホルダ１９の短手方向中央には、ブラシホルダ１９を２区画に仕切る仕切り板３１が設けられ、これによって、ブラシホルダ１９の内部に周方向に並設された２つの収納部３２，３２が形成されている。
【００２４】
この収納部３２，３２には、それぞれブラシ２１がスプリング２９を介してコンミテータ１３に向かって付勢された状態で出没自在に内装されている。
ここで、図２、図５に示すように、ブラシ２１は第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂで構成された陽極側ブラシ４０と、第一陰極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂで構成された陰極側ブラシ４１との組みを２つ備えている。そして、陽極側ブラシ４０，４０同士、および陰極側ブラシ４１，４１同士を互いに回転軸５を中心に対向配置すると共に、陽極側ブラシ４０と陰極側ブラシ４１とを周方向に９０°間隔をあけて配置している。すなわち、同極側同士のブラシは機械角で１８０°、異極側同士のブラシは電気角で１８０°間隔をあけて配置されている。
【００２５】
第一陽極側ブラシ４０ａ、第二陽極側ブラシ４０ｂ、第一陰極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂは、各々略同一形状に形成されており、ブラシホルダ１９の内部に設けられた仕切り板３１によって、それぞれ独立した状態で、且つ互いに絶縁された状態で収納部３２に収納されている。そして、各々スプリング２９を介してコンミテータ１３に向かって付勢されている。つまり、各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの先端は、スプリング２９によって付勢されているためコンミテータ１３に摺接した状態になっている。
【００２６】
陽極側ブラシ４０は、第二陽極側ブラシ４０ｂがアーマチュア３の回転方向（コンミテータ１３の回転方向、図２、図５における矢印方向）に対して第一陽極側ブラシ４０ａよりも進角側となるように周方向に隣接配設されている。また、陰極側ブラシ４１は、第二陰極側ブラシ４１ｂがアーマチュア３の回転方向に対して第一陰極側ブラシ４１ａよりも進角側となるように周方向に隣接配設されている。
【００２７】
また、図６に示すように、各ブラシ２１の周方向の幅（以下、ブラシ幅という）Ｗ１は、セグメント１４の周方向の幅Ｗ２よりもやや大きくなるように設定されている。つまり、第一陽極側ブラシ４０ａと第二陽極側ブラシ４０ｂとを合わせたブラシ幅Ｗ１はセグメント１４の周方向の幅Ｗ２よりもやや大きくなるように設定されていると共に、第一陰極側ブラシ４１ａと第二陰極側４１ｂとを合わせたブラシ幅Ｗ１もセグメント１４の周方向の幅Ｗ２よりもやや大きくなるように設定されている。
【００２８】
なお、各ブラシ２１のブラシ幅Ｗ１がセグメント１４の周方向の幅Ｗ２よりもやや大きくなるように設定されているため、ブラシ２１が隣接する３つのセグメント１４に跨って摺接する場合が考えられる。しかしながら、ブラシ２１が隣接する３つのセグメント１４に跨って摺接する位置に存在するとき、第一陽極側ブラシ４０ａ、若しくは第二陽極側ブラシ４０ｂの何れか一方、並びに、第一陰極側ブラシ４１ａ、若しくは第二陰極側ブラシ４１ｂの何れか一方がセグメント１４から離反する方向にわずかに変位するように構成されている。したがって、ブラシ２１が隣接する３つのセグメント１４に跨って摺接することが防止でき、短絡されるアーマチュアコイル７の増大を防止できるようになっている。
【００２９】
図２、図３に示すように、各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの基端側、つまり、コンミテータ１３側とは反対端には、それぞれピグテール４２の一端が接続されている。一方、ブラシホルダ１９には、各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂのピグテール４２が接続された部位に対応するスリット４４が形成されている。すなわち、スリット４４は、ブラシホルダ１９の側壁１９ａであって、径方向中央よりやや基端側から、コンミテータ１３側の開口部３０に至るまで形成されている。これによって、各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂがピグテール４２に接続された状態でブラシホルダ１９に対して出没自在に変位できるようになっている。
【００３０】
ピグテール４２の他端側は、カバー１７の内側に設けられた配電板４３に接続されている。配電板４３は、第一陰極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂのピグテール４２が接続されている略円環状の第一パターン６０と、２つの第一陽極側ブラシ４０ａのピグテール４２が接続されている略弧状の第二パターン６１と、各第二陽極側ブラシ４０ｂのピグテール４２がそれぞれ接続されている２つの第三パターン６２とを備えている。
【００３１】
図３、図４、図７に示すように、第一パターン６０には、マイナスケーブル４７の一端が接続されている。第二パターン６１には、第一プラスケーブル４８ａの一端が接続されている。第三パターン６２には、第二プラスケーブル４８ｂの一端がそれぞれ接続されている。これらマイナスケーブル４７、第一プラスケーブル４８ａ、および第二プラスケーブル４８ｂは、各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂと電源Ｅとを電気的に接続するためのものである。すなわち、マイナスケーブル４７の他端は電源Ｅの陰極側に接続され、両プラスケーブル４８ａ，４８ｂの他端は電源Ｅの陽極側に接続されている。
【００３２】
これによって、電源Ｅを各ブラシ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂを介してコンミテータ１３に供給することができ、コンミテータ１３のセグメント１４に接続されているアーマチュアコイル７に磁界を形成することができるようになっている。
なお、マイナスケーブル４７、および両プラスケーブル４８ａ，４８ｂの他端は、カバー１７、およびホルダステー１８に形成された引き出し孔４９からグロメット５１を介して外方に引き出され、電源Ｅに接続されている。
【００３３】
また、第二陽極側ブラシ４０ｂに接続されている第二プラスケーブル４８ｂは、ＯＮ／ＯＦＦに切換え可能なスイッチ５０を介して電源Ｅの陽極側に接続されている。すなわち、第二陽極側ブラシ４０ｂと電源Ｅとの間にスイッチ５０が設けられている。したがって、電動モータ１を回転駆動させるためのアーマチュアコイル７への通電パターンとしては、スイッチ５０をＯＦＦにして陽極側ブラシ４０のうちの第一陽極側ブラシ４０ａのみを通電状態とし、第二陽極側ブラシ４０ｂを非通電状態とする通電パターンがある。また、スイッチ５０をＯＮにして第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂ共に通電状態とする通電パターンがある。
【００３４】
より詳しく、電動モータ１の回転駆動方法について図５〜図８に基づいて説明する。
まず、２つのスイッチ５０をＯＦＦとした場合、各ブラシ２１に通電を行おうとしても、陽極側ブラシ４０のうちの第二陽極側ブラシ４０ｂは、非通電状態になる（図７参照）。このため、陽極側ブラシ４０のうちの第一陽極側ブラシ４０ａと、陰極側ブラシ４１のうちの第一陰極側ブラシ４１ａのみ用いてアーマチュアコイル７へ給電を行うことになる。
【００３５】
この結果、陽極側ブラシ４０のブラシ幅が第一陽極側ブラシ４０ａのブラシ幅Ｗ１’ということになると共に、陰極側ブラシ４１のブラシ幅が第一陰極側ブラシ４１ａのブラシ幅Ｗ１’ということになる。また、各ブラシ４０，４１の中心位置は、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第一陰極側ブラシ４１ａの中心位置Ｐ１ということになる（図５参照）。
【００３６】
これに対し、２つのスイッチ５０をＯＮに切換えた場合、各ブラシ２１に通電を行うと、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂの両者が通電状態になる（図８参照）。このため、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂと、第一陰極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂとを用いてアーマチュアコイル７へ電流を供給することになる。
【００３７】
この結果、陽極側ブラシ４０のブラシ幅が第一陽極側ブラシ４０ａと第二陽極側ブラシ４０ｂとを合わせたブラシ幅Ｗ１になると共に、陰極側ブラシ４１のブラシ幅が第一陰極側ブラシ４１ａと第二陰極側ブラシ４１ｂとを合わせたブラシ幅Ｗ１になる。また、各ブラシ４０，４１の中心位置は、各々ブラシ４０，４１の中心位置Ｐ２、つまり、第一陽極側ブラシ４０ａと第二陽極側ブラシ４０ｂとの間、および第一陰極側ブラシ４１ａと第二陰極側ブラシ４１ｂとの間ということになる（図５参照）。
【００３８】
このように、スイッチ５０がＯＮの場合とＯＦＦの場合とでは、陽極側ブラシ４、および陰極側ブラシ４１のうち使用されるブラシの数が異なるので、結果的にブラシ幅が変化し、中心位置が変位する。すなわち、スイッチ５０がＯＦＦである場合の陽極側ブラシ４０、および陰極側ブラシ４１の中心位置Ｐ１よりもスイッチ５０がＯＮである場合の陽極側ブラシ４０、および陰極側ブラシ４１の中心位置Ｐ２がアーマチュア３の回転方向（図５における矢印方向）に対して進角方向にずれた状態になる。
【００３９】
したがって、上述の実施形態によれば、スイッチ５０がＯＦＦである場合よりもＯＮである場合のブラシ幅を大きくさせることができるだけでなく、ブラシ２１の中心位置を進角方向に変位させることができる。このため、スイッチ５０がＯＦＦである場合よりもＯＮである場合の整流時におけるアーマチュアコイル７の短絡導体数を増大させることができ、電動モータ１を高回転で駆動させることができる。つまり、スイッチ５０をＯＦＦにしてブラシ２１に通電を行う場合を低回転駆動に設定する一方、スイッチ５０をＯＮにしてブラシ２１に通電を行う場合を高回転駆動に設定することができる。よって、従来のように、陽極側ブラシ４０を進角方向に変位させたり、別途短絡用ブラシを設けたりすることなく、簡素で、且つ大型化を回避することができ、回転数の切換え可能な電動モータ１を提供することができる。
【００４０】
また、第二陽極ブラシ４０ｂに接続されている第二プラスケーブル４８ｂをスイッチ５０を介して電源Ｅの陽極側に接続することで、スイッチ５０を切換えるだけで、通電される陽極側ブラシ４０、および陰極側ブラシ４１の中心位置を変位させることができる。このため、回路構成を単純化することができ、電動モータ１の製造コストを低減することが可能になる。
【００４１】
さらに、ヨーク２の周壁２ａの内面側に４つの永久磁石４を周方向に沿って等間隔に配置した４極の電動モータ１において、陽極側ブラシ４０と陰極側ブラシ４１とを周方向に９０°間隔をあけて配置し、同極側同士のブラシは機械角で１８０°、異極側同士のブラシは電気角で１８０°間隔をあけて配置している。このため、効率よく回転数の切換えを行うことができる電動モータ１を提供することができる。
【００４２】
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。
また、上述の実施形態では、ブラシホルダ１９内に、これを２区画に仕切る仕切り板３１を設けて２つの収納部３２，３２を形成し、各々収納部３２に略同一形状に形成された第一陽極側ブラシ４０ａ、第二陽極側ブラシ４０ｂ、第一陰極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂを収納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、ブラシホルダ１９内をそれぞれ大きさの異なる２つの収納部３２，３２が形成されるように仕切り板３１で仕切り、ここに互いに形状の異なる第一陽極側ブラシ４０ａと第二陽極側ブラシ４０ｂを収納すると共に、互いに形状の異なる第一陰極側ブラシ４１ａと第二陰極側ブラシ４１ｂを収納してもよい。
【００４３】
さらに、上述の実施形態では、アーマチュアコア６の外周に複数の重ね巻（分布巻）のアーマチュアコイル７が形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、アーマチュアコイル７を集中巻にて形成してもよいし、同電位のセグメント１４間を接続線で接続し、同電位のセグメント１４同士を短絡させてもよい。
そして、上述の実施形態では、電動モータ１が永久磁石４を４つ用いた４極モータである場合について説明したが、異極側同士のブラシを電気角で１８０°間隔あけて配置すれば４極以上の複数極モータであってもよく、例えば、永久磁石４を８個用いた８極モータであってもよい。
【００４４】
ここで、例えば、電動モータが８極モータであって、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第一陰極側ブラシ４１ａの周方向の幅を３．５ｍｍに設定し、且つ第二陽極側ブラシ４１ａ、および第二陰極側ブラシ４１ｂのブラシ幅を２．１ｍｍに設定した場合のモータ特性について説明する。
図９は、縦軸を回転数（ｒｐｍ）とし、横軸を進角（°）とした場合のスイッチ５０のＯＮの場合とＯＦＦの場合との回転数の変化を比較したグラフである。
同図に示すように、スイッチ５０がＯＮ、つまり、ブラシ幅が３．５ｍｍ＋２．１ｍｍ＝５．６ｍｍである場合は、スイッチ５０がＯＦＦ、つまり、ブラシ幅が３．５ｍｍである場合よりも回転数が上昇することが確認できる。また、進角が大きくなればなるほど、回転数が上昇することが確認できる。
【００４５】
なお、この８極モータにあっては、進角の変位量として、ブラシ幅５．６ｍｍである場合がブラシ幅３．６ｍｍである場合よりも４．６°進角方向に変位しており、スイッチ５０がＯＮの場合、スイッチ５０がＯＦＦの場合よりも回転数が６６７ｒｐｍ上がる。また、進角の変位量に基づく回転数の上昇率は、磁極数が増大すればするほど、大きくなることはいうまでもない。
【００４６】
また、上述の実施形態では、第二陽極ブラシ４０ｂに接続されている第二プラスケーブル４８ｂをスイッチ５０を介して電源Ｅの陽極側に接続し、陽極側ブラシ４０のうちの第一陽極側ブラシ４０ａのみ用いて通電を行うパターンと、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂを用いて通電を行うパターンとの２つのパターンで通電を行うことができるように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、例えば、ＰＷＭ制御等によって電源Ｅからの投入電力を切換え、陽極側ブラシ４０のうちの第一陽極側ブラシ４０ａのみ用いて通電を行ったり、第一陽極側ブラシ４０ａ、および第二陽極側ブラシ４０ｂを用いて通電を行ったりしてもよい。
【００４７】
さらに、第二陽極側ブラシ４０ｂに代えて、第一陽極側ブラシ４０ａに接続されている第一プラスケーブル４８ａをスイッチ５０を介して電源Ｅの陽極側に接続してもよい。この場合にあっては、スイッチ５０をＯＮにした場合のブラシの中心位置よりもスイッチ５０をＯＦＦにした場合のブラシの中心位置が進角側にずれた状態となるが、結果的にブラシの中心位置のずれによる有効導体数差をつけることができるので、電動モータ１の回転数を切換えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態における電動モータの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施形態における電動モータの構成を示すカバーの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における電動モータの構成を示す一部分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態におけるブラシの配置を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態におけるブラシとセグメントの関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態におけるブラシの結線図である。
【図８】本発明の実施形態におけるスイッチをＯＮに切換えた場合のブラシの結線図である。
【図９】本発明の実施形態における回転数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１  電動モータ
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  アーマチュアコイル（コイル）
１２  巻線
１３  コンミテータ
１４  セグメント
２１  ブラシ
４０  陽極側ブラシ
４０ａ  第一陽極側ブラシ
４０ｂ  第二陽極側ブラシ
４１  陰極側ブラシ
４１ａ  第一陰極側ブラシ
４１ｂ  第二陰極側ブラシ
５０  スイッチ（ＯＮ／ＯＦＦスイッチ）
Ｅ  電源
【図１】
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【図２】
2009017649.tif 000004
【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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