特許 5853002 電動モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853002

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】電動モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 23/32 20060101AFI20160120BHJP

   H02K 23/00 20060101ALI20160120BHJP

   H02K 13/04 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   H02K23/32

   H02K23/00 A

   H02K13/04

【請求項の数】3

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-168390(P2013-168390)

(22)【出願日】2013年8月13日

(62)【分割の表示】特願2009-68640(P2009-68640)の分割

【原出願日】2009年3月19日

(65)【公開番号】特開2013-252052(P2013-252052A)

(43)【公開日】2013年12月12日

【審査請求日】2013年8月13日

(31)【優先権主張番号】特願2008-170740(P2008-170740)

(32)【優先日】2008年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】坂田 憲児

(72)【発明者】

【氏名】川島 義親

【審査官】 河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３５４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２９８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４６０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４１８９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｋ １／１８−１／２６

Ｈ０２Ｋ １／２８−１／３４

Ｈ０２Ｋ １３／０４

Ｈ０２Ｋ ２３／０４

Ｈ０２Ｋ ２３／２０

Ｈ０２Ｋ ２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヨークと、
前記ヨークの内壁上に固定された複数対の磁石と、
回転軸と、前記回転軸上に固定され、複数の放射状に形成されたティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアのティースを囲んで巻かれ、前記コミュテータのセグメントに接続された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの一対のセグメントをそれぞれ接続する複数の接続線とを備え、前記複数対の磁石に囲まれて配置され、前記ヨークに対し回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシと、を備える電動モータであって、
前記磁石の極の対数は２対であり、前記ティースの数は１８であり、前記コミュテータのセグメントの数は１８であり、
前記アーマチュアは、第１の導線と第２の導線を有し、
前記複数の巻線は、前記第１の導線からなる第１の巻線から第９の巻線と、前記第１の巻線から前記第９の巻線の各巻線に対し、それぞれ対向して配置され、前記第２の導線からなる他の第１の巻線から他の第９の巻線を有し、
前記第１の巻線から第９の巻線は、前記第１の導線から形成される９本の接続線の各接続線を介して、それぞれ一連に繋がっており、かつ、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線は、前記第２の導線から形成される他の９本の接続線の各接続線を介して、それぞれ一連に繋がっており、
前記９本の接続線の各接続線および前記他の９本の接続線の各接続線は、回転軸を中心として互いに点対称となる位置に配置された一対のセグメントに接続され、
前記第１の導線からなる前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記第２の導線からなる前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線は、前記アーマチュアコアの隣接する４個ずつの前記ティースを囲んで前記ティースに巻かれ、
前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれは、その端部に前記コミュテータの前記セグメントに接続されてから、前記アーマチュアコアの前記ティースを囲んで巻かれるまでの部分である巻始め連係線部と巻終り連係線部とを有し、巻始め連係線部と巻終り連係線部がそれぞれ接続されている前記セグメントから１１個目のセグメントに対向するティースを形成するスロットに達しており、
前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれの巻始め連係線部と巻終り連係線部は、互いに隣合った前記コミュテータの前記セグメントに接続されており、
前記ブラシは、第１の電力供給端子に選択的に接続される第１のブラシ及び第２のブラシと、第２の電力供給端子に接続される第３のブラシを備え、前記第１のブラシは、前記第３のブラシに対し、電気角が約１８０度離れた位置に配置され、前記第２のブラシは、前記第３のブラシに対し、電気角が約１８０度離れた位置から所定の角度だけ離れた位置に配置されること、を特徴とする電動モータ。

【請求項2】

前記第１の巻線から前記第９の巻線および前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれの前記巻線は、直列に接続された第１のコイル巻線と第２のコイル巻線とを有し、前記第１のコイル巻線の巻き方向に対し、前記第２のコイル巻線の巻き方向は逆であり、
前記第１のコイル巻線は、前記巻始め線部に接続されて、互いに隣接する４つの前記ティースを囲んで巻かれ、前記第２のコイル巻線は、前記第１のコイル巻線が巻かれた４つの前記ティースに対し、隣り合う位置に配置され、互いに隣接する他の４つの前記ティースを囲んで巻かれ、前記巻終り連係線部に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電動モータ。

【請求項3】

前記第１の巻線から前記第９の巻線および前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれの前記巻線は、直列に接続された第１のコイル巻線と第２のコイル巻線とを有し、前記第１のコイル巻線の巻き方向に対し、前記第２のコイル巻線の巻き方向は逆であり、
前記第１のコイル巻線は、前記巻始め線部に接続されて、互いに隣接する４つの前記ティースを囲んで巻かれ、前記第２のコイル巻線は、前記第１のコイル巻線が巻かれた４つの前記ティースに対し、一つの前記ティースを挟んで隣り合う位置に配置され、互いに隣接する他の４つの前記ティースを囲んで巻かれていることを特徴とする請求項１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る電動モータに関し、特に、電動モータに備わるアーマチュアの回転速度を可変することが可能な電動モータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車に搭載される電動モータとしては、ブラシ付きのコミュテータモータが多く使用されている。この電動モータは、円筒状のヨークと、このヨークの内周面上に配置された複数の永久磁石と、これら永久磁石の内側に配置されて、ヨークに対し回転可能なアーマチュアとを有している。このアーマチュアは、回転シャフトと、このシャフト上に固定され、複数の放射状に形成されたティースを有するアーマチュアコアと、ティースに巻かれたコイルを有している。コイルは、各ティースの間に形成されたスロットを通ってティースに捲かれた複数の巻線を有している。各巻線は、回転シャフトに固定されたコミュテータの複数のセグメントに接続されている。

【0003】

コミュテータは、金属片で形成されて、互いに絶縁され円柱状に配設された複数のセグメントを有し、セグメントのそれぞれに、巻線の巻き始め端、および巻き終わり端が接続されている。また、コミュテータのセグメントには、複数のブラシが摺接可能に接続されており、これらのブラシを介してコイルに電流が供給される。そして、コイルを通って流れる電流により、アーマチュアコアのティースには磁界が形成され、ヨーク上に固定された永久磁石とティースの間に生じる磁気的な吸引力や反発力によってアーマチュアが回転シャフトとともに回転する。

【0004】

この電動モータにおいて、電源のプラス電気端子に選択的に接続される低速用ブラシおよび高速用ブラシと、電源のマイナス電気端子に接続されたコモンブラシの計３個のブラシを備え、低速用ブラシと高速用ブラシの一方を選択的にプラス電気端子に接続することにより、電動モータに備わるアーマチュアの回転速度を可変することが可能なものがある（例えば、特許文献１）。

【0005】

図９は、特許文献１に開示された永久磁石を４個（極対数２）、ティース（スロット）を１６個、セグメントを１６個有する４極１６スロット１６セグメントの電動モータ８０の展開図である。永久磁石８１はＮ極とＳ極が交互に配置されている。スロット８３は、互いに隣接するティース８２の間の空隙である。同図に示されるように、各ティース８２および各セグメント８４には、1番から１６番の番号が付けられている。

【0006】

巻線８７と、巻線８７と点対称の位置に配置された巻線８８は、いわゆるダブルフライヤにて略同時にティース８２に巻装される。巻線８７は２つのコイル巻線９３Ａ、９３Ｂに分割され、異なる番号のティース８２に巻かれている。すなわち、２番セグメント８４ｅに接続された巻線８７は、１６番ティース８２と１番ティース８２の間のスロット８３ｅをり、かつ、３番ティース８２と４番ティース８２の間のスロット８３ｆを通り、１番、２番および３番ティース８２の周りに順方向にｎ回（ｎは自然数）巻装されて、コイル巻線９３Ａが形成される。

【0007】

次に、巻線８７は、７番ティース８２と８番ティース８２の間のスロット８３ｇを通り、かつ、４番、５番のティース８２の間のスロット８３ｂを通り、５番、６番および７番のティース８２の周りに逆方向にｎ回巻装され、３番セグメント８４ａに接続され、コイル巻線９３Ｂが形成される。スロット８３ｇは、スロット８３ｆから周方向に機械角が９０°ずれた位置に存在し、スロット８３ｂは、スロット８３eから周方向に機械角が９０°ずれた位置に存在する。

【0008】

一方、巻線８８は２つのコイル巻線９３Ｃ、９３Ｄに分割され、異なる番号のティース８２に巻かれている。すなわち、１０番セグメント８４ｂに接続された巻線８８は、８番ティース８２と９番ティース８２の間のスロット８３ｈを通り、かつ、１１番ティース８２と１２番のティース８２の間のスロット８３ｉを通り、９番、１０番および１１番のティース８２の周りに順方向にｎ回（ｎは自然数）巻装されて、コイル巻線９３Ｃが形成される。

【0009】

次に、巻線８８は、１５番ティース８２と１６番ティース８２の間のスロット８３ｊを通り、かつ、１２番、１３番のティース８２の間のスロット８３ｄを通り、１３番、１４番および１５番のティース８２の周りに逆方向にｎ回巻装され、１１番セグメント８４ｃに接続され、コイル巻線９３Ｄが形成される。スロット８３ｊは、スロット８３ｉから周方向に機械角が９０°ずれた位置に存在し、スロット８３ｄ、は、スロット８３ｈから周方向に機械角が９０°ずれた位置に存在する。

【0010】

電動モータ８０は、このように巻装される巻線８７および巻線８８が、順次周方向に巻き始めのセグメント８４を一つずつずらしながら８回巻装され、これらの巻線８７及び巻線８８によりアーマチュアコイルが形成される。

【0011】

２番セグメント８４ｅと１０番セグメント８４ｂ、および、３番セグメント８４ａと１１番セグメント８４ｃとが接続線９０によって短絡されている。また、セグメント８４に摺接するブラシ９１は、電源のプラス電極端子に選択的に接続される低速用ブラシ９２ａ、および高速用ブラシ９２ｂと、電源のマイナス電極端子に接続されるコモンブラシ９２ｃの３つのブラシで構成されている。低速用ブラシ９２ａとコモンブラシ９２ｃは、互いに電気角で１８０°間隔をあけて配置されている。

【0012】

高速用ブラシ９２ｂは、低速用ブラシ９２ａから周方向に所定の角度だけ離間した状態で配置されている。そして、低速用ブラシ９２ａとコモンブラシ９２ｃの間に電源から電流が供給されると、電動モータ８０は低速度で回転駆動され、高速用ブラシ９２ｂとコモンブラシ９２ｃの間に電源から電流が供給されると、電動モータ８０は高速度で回転駆動される。２番セグメント８４ｅと１０番セグメント８４ｂ、および、３番セグメント８４ａと１１番セグメント８４ｃとが接続線９０で短絡されて同電位であるいるため、磁極が４極の電動モータ８０であっても、３つのブラシ９２ａ、９２ｂ、９２ｃで、電動モータ８０の低速度回転駆動と高速度回転が可能である。

【0013】

ここで、電動モータ８０の巻線８７および巻線８８は、２つに分割されたコイル巻線とする構成を採用しているが、その理由は以下である。巻線８７および巻線８８を分割した場合には、コイル巻線の巻数を２つに分散（巻数がｎとｎ）させることができる。しかしながら、分割しない場合には、巻線８７はコイル巻線９３Ａが巻数を２ｎとなり、同様に巻線８８はコイル巻線９３Ｃの巻数が２ｎとなる。

【0014】

この場合、例えば、コイル巻線９３Ａのスロット８３ｅからスロット８３ｆへと渡る渡り線９４Ａ、およびコイル巻線９３Ｃのスロット８３ｈからスロット８３ｉへと渡る渡り線９４Ｃの本数が多くなる。そのため、重巻にて形成されるアーマチュアコイルにおいて、すでに巻装されたコイル巻線９３Ａおよび９３Ｃの外側に重なるようにコイル巻線９３Ａおよび９３Ｃコイル巻線を巻装した場合に、いわゆる巻太りが生じ、アーマチュアの軸方向寸法が大きくなるとともに、巻線の占積率が低下してしまう。

【0015】

そこで、アーマチュアの軸方向寸法の低減および巻線の占積率の向上のため、２つに分割されたコイル巻線の構成が採用されている。さらに、上記のように、４極以上の多極の電動モータにおいて、３つのブラシでアーマチュアの回転速度を可変することを可能とするとともに、アーマチュアの軸方向寸法の低減および巻線の占積率の向上のためには、アーマチュアに接続線を配置させる構造とするともに分割したコイル巻線の構成が有用である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２００７−２０２３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

しかしながら、上述の４極１６スロット１６セグメントの電動モータのように、ティースの数（Ｎ＝１６）が極対数（Ｐ＝４／２＝２）の偶数倍（Ｎ＝８×Ｐ）である場合には、トルクリップルが大きくなってしまう傾向にある。以下、そのことにつき図１０に基づき説明する。図１０は、アーマチュアがある位置に配置されたときに、アーマチュアに生じるトルクリップルを説明する図である。アーマチュアが同図に示す位置に配置されたとき、３番ティース８２と磁石８１ｂとの間、７番ティース８２と磁石８１ｃとの間、１１番ティース８２と磁石８１ｄとの間、および１５番ティース８２と磁石８１ａとの間に、それぞれスラスト方向（周方向）に傾いた磁束線（η１からη４）が生じる。

【0018】

このようにティース８２と磁石８１の間に磁束線が生じると、磁気エネルギを最小にしようとする自然法則により、磁束線の長さを最短にするべく作用する吸引力がティース８２と磁石８１との間に生じる。ここで、磁束線（η１からη４）は、スラスト方向（周方向）に傾いているため、ティース８２と磁石８１との間に生じる吸引力には、スラスト方向（周方向）の吸引力が含まれる。このスラスト方向の吸引力により、３番ティース８２、７番ティース８２、１１番ティース８２および１５番ティース８２には、スラスト方向のトルク（Ｔ１からＴ４）がそれぞれ生じる。このスラスト方向のトルク（Ｔ１からＴ４）の総和がトルクリップルの要因となる。

【0019】

ここで、従来例のようにティースの数（Ｎ＝１６）が極対数（Ｐ＝４／２＝２）の偶数倍（Ｎ＝８×Ｐ）である場合には、スラスト方向のトルク（Ｔ１からＴ４）は、同方向（同図において反時計方向）に同時に生じる。そのため、スラスト方向のトルク（Ｔ１からＴ４）の総和であるトルクリップルは大きなものとなる。このトルクリップルが電動モータのアーマチュアが回転するときに電動モータに生じる、振動および作動音の原因となる。

【0020】

また、従来例のように、接続線を有するアーマチュアにおいては、接続線をあらかじめコミュテータに配索しておき、その後、コミュテータに巻線を接続するものがある。この場合、導線を装着する作業が２回以上となってしまい作業性が悪く、コストが向上する原因となる。

【0021】

そこで、本発明の目的は、振動及び作動音が低減でき、かつ、接続線および巻線の装着が容易となり、３個のブラシの通電の切り替えによりアーマチュアの回転速度を可変することを可能とする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】

【0022】

上記の課題を解決するために、本発明の電動モータは、ヨークと、前記ヨークの内壁上に固定された複数対の磁石と、回転軸と、前記回転軸上に固定され、複数の放射状に形成されたティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアのティースを囲んで巻かれ、前記コミュテータのセグメントに接続された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの一対のセグメントをそれぞれ接続する複数の接続線とを備え、前記複数対の磁石に囲まれて配置され、前記ヨークに対し回転可能に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシと、を備える電動モータであって、前記磁石の極の対数は２対であり、前記ティースの数は１８であり、前記コミュテータのセグメントの数は１８であり、前記アーマチュアは、第１の導線と第２の導線を有し、前記複数の巻線は、前記第１の導線からなる第１の巻線から第９の巻線と、前記第１の巻線から前記第９の巻線の各巻線に対し、それぞれ対向して配置され、前記第２の導線からなる他の第１の巻線から他の第９の巻線を有し、前記第１の巻線から第９の巻線は、前記第１の導線から形成される９本の接続線の各接続線を介して、それぞれ一連に繋がっており、かつ、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線は、前記第２の導線から形成される他の９本の接続線の各接続線を介して、それぞれ一連に繋がっており、前記９本の接続線の各接続線および前記他の９本の接続線の各接続線は、回転軸を中心として互いに点対称となる位置に配置された一対のセグメントに接続され、前記第１の導線からなる前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記第２の導線からなる前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線は、前記アーマチュアコアの隣接する４個ずつの前記ティースを囲んで前記ティースに巻かれ、前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれは、その端部に前記コミュテータの前記セグメントに接続されてから、前記アーマチュアコアの前記ティースを囲んで巻かれるまでの部分である巻始め連係線部と巻終り連係線部とを有し、巻始め連係線部と巻終り連係線部がそれぞれ接続されている前記セグメントから１１個目のセグメントに対向するティースを形成するスロットに達しており、前記第１の巻線から前記第９の巻線と、前記他の第１の巻線から前記他の第９の巻線のそれぞれの巻始め連係線部と巻終り連係線部は、互いに隣合った前記コミュテータの前記セグメントに接続されており、前記ブラシは、第１の電力供給端子に選択的に接続される第１のブラシ及び第２のブラシと、第２の電力供給端子に接続される第３のブラシを備え、前記第１のブラシは、前記第３のブラシに対し、電気角が約１８０度離れた位置に配置され、前記第２のブラシは、前記第３のブラシに対し、電気角が約１８０度離れた位置から所定の角度だけ離れた位置に配置されること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

このように、３個のブラシの通電の切り替えでアーマチュアの回転速度を可変することを可能とする電動モータにおいて、磁石の極の対数を２とし、アーマチュアコアのティースの数を極対数の奇数倍である１８とすることで、トルクリップルを低減することができ、電動モータから発生する作動音を低減することができる。また、第１および第２の導線で、各巻線と接続線を一連に形成することで接続線および巻線の装着の作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１の実施形態における電動モータの構成を示す縦段面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態におけるアーマチュアの上面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの展開図である。

【図4】本発明の第１の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの上面図である。

【図5】本発明の第１の実施形態におけるブラシの配置図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における電動モータのトルクリップルを説明する電動モータの横断面図である。

【図7】本発明の第２の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの展開図である。

【図8】本発明の第２の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの上面図である。

【図9】従来例におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの上面図である。

【図10】従来例における電動モータのトルクリップルを説明する電動モータの横断面図である。

【図11】本発明の第３の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの展開図である。

【図12】本発明の第３の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの上面図である。

【図13】本発明の第４の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの展開図である。

【図14】本発明の第４の実施形態におけるアーマチュアコイルの巻線状態を示すアーマチュアの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、この発明の第１の実施形態が図１から図５に基づいて説明される電動モータ１は、例えば、自動車のワイパモータ、パワーウインドウモータ、およびファンモータ等の駆動装置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と、ヨーク２の内壁上に固定された磁石４と、磁石４に囲まれてヨーク２内に配置され、ヨーク２に対し回転可能に支持されたアーマチュア３を有している。磁石４は、４極に着磁されており、電動モータ１は４極型の電動モータであり、極対数は２である。

【0026】

アーマチュア３は、回転軸５の上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、回転軸５上固定されたコミュテータ（整流子）１３とから構成されている。アーマチュアコア６は、複数の金属板が軸方向に積層されて形成されている。金属板の外周部にはＴ字型に形成されたティース９（図２参照）が周方向に沿って等間隔に１８個放射状に形成されている。複数枚の金属板が回転軸５に外嵌されることにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース９の間に溝状のスロット１１が形成されている。

【0027】

スロット１１は回転軸５の軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に１８個形成されている。ここで、ティース９又はスロット１１の数を１８、極対数を２であり、スロット１１の数は、極対数の９倍であり（１８＝９×２）、奇数倍となっている。また、このスロット１１間には、エナメル被膜の複数の巻線１２が巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周にアーマチュアコイル７が形成されている。

【0028】

コミュテータ１３は回転軸５の一つの端部上に固定されている。コミュテータ１３の外周面上には、導電材で形成されたセグメント１４が１８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絶縁樹脂上に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体に形成されている。図３に示されるように、アーマチュアコイル７のそれぞれの巻線１２は、導線（１１０、１２０）より形成された巻始め連係線部Ｒ１と巻終り連係線部Ｒ２を介して巻き始め端部３０と巻き終わり端部３１にそれぞれ連係される。そして、ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻線１２に巻始め連係線部Ｒ１と巻終り連係線部Ｒ２を介してそれぞれ連係された巻き始め端部３０と巻き終わり端部３１が接続されている。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の巻線１２とが電気的に接続される。ここで、巻線１２の巻始め連係線部Ｒ１は、巻線１２がセグメント１４に接続された巻き始め端部３０から、アーマチュアコア６のティースに巻かれている部分までであり、巻線１２の巻終り連係線部Ｒ２は、アーマチュアコア６のティースに巻かれている部分から、セグメント１４に接続された巻き終り端部３１までである。そして、図３に示されるように、巻線１２の巻始め連係線部Ｒ１、巻線１２の巻終り連係線部Ｒ２は、前記セグメントから１１個目のセグメントに対向するティースを形成するスロットに達している。

【0029】

また、回転軸５を中心にして互いに点対称の位置にて対向するセグメント１４（本実施形態では８つ置きのセグメント１４）にそれぞれ対応するライザ１５は、各々接続線２５によって接続されている。接続線２５は、同電位となる複数のセグメント１４を短絡するためのものであって、コミュテータ１３とアーマチュアコア６との間に配置されている。

【0030】

回転軸５の端部５ａは、ヨーク２に突出形成されたボス２ａの内に配置された軸受け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３箇所にブラシホルダ１９が形成されている。ブラシホルダ１９には、それぞれブラシ２１がコイル形状の各々スプリング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がコイル形状のスプリングＳによって付勢されているため、ブラシ２１の先端部はコミュテータ１３に摺接しており、外部の電源（不図示）からブラシ２１を介してコミュテータ１３に電流が供給される。尚、スプリングＳは、コイル形状のものに限定されるものではなく、板状のいわゆる板ばねであってよい。

【0031】

次に、図３および図４に基づいて電動モータ１に備わるアーマチュアコイル７の巻装構造が説明される。 図３は、アーマチュアの展開図であり、図４は、アーマチュアの横断面図であり、隣接するティース９、９の間の空隙がスロット１１に相当する。なお、図３および図４においては、コミュテータ１３の各セグメント１４、および各ティース９にそれぞれ番号が付されている。

【0032】

本発明の第１の実施形態のアーマチュアコイル７は、第１の導線１１０と第２の導線１２０とを備える。なお、図３において、第１の導線１１０は実線にて、第２の導線１２０は破線にて示されている。

【0033】

アーマチュアコイル７は、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）と第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）を有する。そして、第１から第９の巻線（６１から６９）と、それに対応する他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、それぞれ回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置されている。

【0034】

すなわち、第１の導線１１０および第２の導線１２０により形成される第１の巻線の対（６１、７１）、第２の巻線の対（６２、７２）、第３の巻線の対（６３、７３）、第４の巻線の対（６４、７４）、第５の巻線の対（６５、７５）、第６の巻線の対（６６、７６）、第７の巻線の対（６７、７７）、第８の巻線の対（６８、７８）、第９の巻線の対（６９、７９）は、それぞれ回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置されている。

【0035】

第１から第９の巻線（６１から６９）は、同じく第１の導線１１０から形成される９本の接続線２５、２５・・・を介して、それぞれ一連に繋がれている。すなわち、第１の巻線６１、接続線２５、第２の巻線６２、接続線２５、第３の巻線６３、接続線２５、第４の巻線６４、接続線２５、第５の巻線６５、接続線２５、第６の巻線６６、接続線２５、第７の巻線６７、接続線２５、第８の巻線６８、接続線２５、第９の巻線６９、接続線２５の順に、第１の導線１１０にて一連に形成されている。また、この第１から第９の巻線（６１から６９）を接続する接続線２５の各接続線は、それぞれ互いに回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置された一対のセグメント１４、１４に形成されたライザ１５、１５に電気的かつ機械的に接続されている。

【0036】

一方、他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、同じく第２の導線１２０から形成される９本の接続線２５、２５・・・を介して、それぞれ一連に繋がれている。すなわち、第１の巻線７１、接続線２５、第２の巻線７２、接続線２５、第３の巻線７３、接続線２５、第４の巻線７４、接続線２５、第５の巻線７５、接続線２５、第６の巻線７６、接続線２５、第７の巻線７７、接続線２５、第８の巻線７８、接続線２５、第９の巻線７９、接続線２５の順に、第２の導線１１０にて一連に形成されている。また、この他の第１から第９の巻線（７１から７９）を接続する接続線２５の各接続線は、それぞれ互いに回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置された一対のセグメント１４、１４に形成されたライザ１５、１５に電気的かつ機械的に接続されている。

【0037】

第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、それぞれ直列に接続された第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂとを有する。また、第１のコイル巻線７Ａは、互いに隣接する４つのティース９、９、９、９を囲んで１２回巻かれ、第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが巻かれた４つのティース９、９、９、９に対し、右方向Ｄ１に隣り合う位置に配置され、互いに隣接する他の４つのティース９、９、９、９を囲んで１２回巻かれている。ここで、第２のコイル巻線７Ｂの巻き方向は、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆である。

【0038】

第１のコイル巻線７Ａの端部３０（巻始め端３０）はコミュテータ１３の一つのセグメント１４に接続され、第２のコイル巻線７Ｂの端部３１（巻終わり端３１）は、第１のコイル巻線７Ａの端部３０（巻始め端３０）が接続されたセグメント１４に隣り合うセグメント１４に接続される。ここで、上述のように第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａに対し、右方向Ｄ１に配置され、一方、端部３１（巻終わり端３１）は、端部３０（巻始め端３０）が接続されるセグメント１４に対し、左方向Ｄ２に配置されるセグメント１４に接続される。

【0039】

本実施形態において、第１の導線１１０および第２の導線１２０は、いわゆるダブルフライヤ式の巻線機にてアーマチュアコア６に形成され回転軸５を中心にして点対称に対向するティース９、９、・・に略同時に巻かれる。第１の導線１１０により第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５が形成され、第２の導線１２０により他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５が形成される。

【0040】

以下、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５について、第１の巻線６１から説明する。第１の巻線１１０により形成される第１の巻線６１は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂをと有し、第１のコイル巻線７Ａは、同じく第１の導線１１０から形成される接続線２１ａと一連に繋がれており、一方、第２のコイル巻線７Ｂは、同じく第１の導線１１０から形成される接続線２５ｂに一連に繋がれている。

【0041】

第１の導線１１０から形成される接続線２５ａの始点である端部４０は、３番セグメント１４に形成されたライザ１５に電気的かつ機械的に接続され、接続線２５ａは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ａの終点である端部４１が１２番セグメント１４に形成されたライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、３番セグメント１４と１２番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。接続線２５ａの端部４１と第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３０は、一連に繋がれており、第１の導線１１０により形成される第１のコイル巻線７Ａは、端部３０にて１２番セグメント１４に接続された後に巻始め連係線部Ｒ１を介して１８番ティース９と１番ティース９の間に導かれ、ティース９に巻かれる。

【0042】

第１のコイル巻線７Ａは、１８番ティース９と１番ティース９の間に形成されるスリット１１ａと、４番ティース９と５番ティース９の間に形成されるスリット１１ｂを通り、互いに近接する１番ティース９から４番ティース９を囲んで、時計回りに１２回巻かれる。

【0043】

第１のコイル巻線７Ａと同じく第１の導線１１０より形成され、かつ、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂの配列につき以下説明する。第２のコイル巻線７Ｂは、８番ティース９と９番ティース９の間に形成されるスリット１１ｃと、４番ティース９と５番ティース９の間に形成されるスリット１１ｂを通り、１番ティース９から４番ティース９に対し隣り合い、互いに近接する５番ティース９から８番ティース９を囲んで、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆の反時計回りに１２回巻かれる。第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが対向する磁極の極性（同図においてＳ極）に対し、極性の異なる磁極（同図においてＮ極）に対向するため、第１のコイル巻線７Ａとは逆向きに巻かれている。

【0044】

第２のコイル巻線７Ｂに連なる巻終り連係線部Ｒ２の端部３１は、第１のコイル巻線７Ａの端部３０が接続された１２番セグメント１４に対し、右方向Ｄ１と逆の左方向Ｄ２にて隣接する１１番セグメント１４に形成されたライザ１５に接続される。このように接続することにより、端部３１近傍の第２のコイル巻線７Ｂで、端部３０近傍の第１のコイル巻線７Ａを外側から抑えることができ、この付近での第１の巻線６１の巻き太りを防止することができる。

【0045】

第１の巻線６１と、第１の巻線６１に引き続きステータコア６に巻かれる第２の巻線６２とは、第１の導線１１０により形成される接続線２５ｂにて一連に繋がれる。接続線２５ｂの始点である端部４２と、第１の巻線６１に備わる第２のコイル巻線７Ｂの端部３１とは一連に繋がれており、端部４２は１１番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。そして、接続線２５ｂは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｂの終点である端部４３が２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、１１番セグメント１４と２番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。

【0046】

接続線２５ｂの端部４３と、第１の巻線６１に引き続き巻装される第２巻線６２の第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３２とは、一連に繋がれている。そして、第２の巻線６２の第１のコイル巻線７Ａは、８番ティース９と９番ティース９の間に形成されるスリット１１ｃと、１２番ティース９と１３番ティース９の間に形成されるスリット１１ｇを通り、９番ティース９から１２番ティースを囲んで時計回りに１２回巻かれる。以下、前述と同様の工程が繰り返され、アーマチュアコア６は、第１から第９の巻線（６１から６９）および９本の接続線２５を備える。

【0047】

このように第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割し、アーマチュアコア６に巻装されている。したがって、分割しないで巻装する場合に比べ、一のスロット１１から他のスロット１１に渡る渡り線７Ｃの本数も少なく、その太さは小さくなっている。また、第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５は、単一の第１の導線１１０をアーマチュアコア６およびコミュテータ１３に配索し、形成されている。そのため、予めコミュテータ１３に接続線をコミュテータ１３に配索し、その後に、巻線を配索するものに比べ、巻線作業の時間が短縮され、接続線および巻線のアーマチュアコアおよびコミュテータ１３への装着が簡易になっている。

【0048】

上述のように、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれと、それに対応する第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれとは、いわゆるダブルフライヤ式の巻線機にてアーマチュアコア６の回転軸５を中心にして点対称に対向するティース９に略同時に巻かれる。

【0049】

従って、第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれの巻線１２に対応する他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、互いに回転軸５を中心にして点対称に対向する位置に配列される。すなわち、他の第１の巻線７１は、第１の巻線６１に対向する位置に配置され、他の第２の巻線７２は、第２の巻線６２に対向する位置に配置され、他の第３の巻線７３は、第３の巻線６３に対向する位置に配置され、他の第４の巻線７４は、第４の巻線６４に対向する位置に配置される。さらに、他の第５の巻線７５は、第５の巻線６５に対向する位置に配置され、他の第６の巻線７６は、第６の巻線６６に対向する位置に配置され、他の第７の巻線７７は、第７の巻線６７に対向する位置に配置され、他の第８の巻線７８は、第８の巻線６８に対向する位置に配置され、他の第９の巻線７９は、第９の巻線６９に対向する位置に配置される。

【0050】

以下、第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５について、他の第１の巻線７１から説明する。

【0051】

第２の導線１２０により形成される他の第１の巻線７１は、第１のコイル巻線７Ａと、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂをと有し、第１のコイル巻線７Ａは、同じく第２の導線１２０から形成される接続線２１ｃと一連に繋がれており、一方、第２のコイル巻線７Ｂは、同じく第２の導線１２０から形成される接続線２５ｄに一連に繋がれている。

【0052】

第２の導線１２０から形成される接続線２５ｃの始点である端部４５は、１２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続され、接続線２５ｃは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｃの終点である端部４６が３番セグメント１２のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、１２番セグメント１４と３番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。接続線２５ｃの端部４６と第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３４は、一連に繋がれており、第２の導線１２０により形成される第１のコイル巻線７Ａは端部３４からティース９に巻かれる。

【0053】

第１のコイル巻線７Ａは、９番ティース９と１０番ティース９の間に形成されるスリット１１ｄと、１３番ティース９と１４番ティース９の間に形成されるスリット１１ｅを通り、互いに近接する１０番ティース９から１３番ティース９を囲んで、時計回りに１２回巻かれる。

【0054】

第１のコイル巻線７Ａと同じく第２の導線１２０より形成され、かつ、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂの配列につき以下説明する。第２のコイル巻線７Ｂは、１７番ティース９と１８番ティース９の間に形成されるスリット１１ｆと、１３番ティース９と１４番ティース９の間に形成されるスリット１１ｅを通り、１０番ティース９から１３番ティース９に対し、右方向Ｄ１にて隣り合い、かつ、互いに近接する１４番ティース９から１７番ティース９を囲んで、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆の反時計回りに１２回巻かれる。第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが対向する磁極の極性（同図においてＳ極）に対し、極性の異なる磁極（同図においてＮ極）に対向するため、第１のコイル７巻線Ａとは逆向きに巻かれている。

【0055】

第２のコイル巻線７Ｂの端部３５は、第１のコイル巻線７Ａの端部３４が接続された３
番セグメント１４に対し、右方向Ｄ１と逆の左方向Ｄ２にて隣接する２番セグメント１４に形成されたライザ１５に接続される。このように接続することにより、端部３５近傍の第２のコイル巻線７Ｂで、端部３４近傍の第１のコイル巻線７Ａを外側から抑えることができ、この付近での他の第１の巻線７１の巻き太りを防止することができる。

【0056】

他の第１の巻線７１と他の第２の巻線７２とは、同じく第２の巻線１２０により形成される接続線２５ｄにて一連に繋がれる。接続線２５ｄの始点である端部４７と、他の第１の巻線７１に備わる第２のコイル巻線７Ｂの端部３５とは一連に繋がれており、端部４７は２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。そして、接続線２５ｄは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｄの終点である端部４８が１１番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、２番セグメント１４と１１番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。

【0057】

接続線２５ｄの端部４８と、他の第１の巻線７１に引き続き巻装される他の第２巻線７２の第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３６とは、一連に繋がれている。そして、他の第２の巻線７２の第１のコイル巻線７Ａは、１７番ティース９と１８番ティース９の間に形成されるスリット１１ｈと、３番ティース９と４番ティース９との間に形成されるスリット１１ｉを通り、１８番ティース９から３番ティースを囲んで時計回りに１２回巻かれる。以下、前述と同様の工程が繰り返され、アーマチュアコア６は、他の第１から第９の巻線（７１から７９）および９本の接続線２５を備える。

【0058】

このように他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割し、アーマチュアコア６に巻装されており、分割しないで巻装する場合に比べ、一のスロット１１から他のスロット１１に渡る渡り線７Ｃの太さは小さくなっている。また、他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５は、単一の第１の巻線７１をアーマチュアコア６およびコミュテータ１３に配索し、形成されている。そのため、予めコミュテータ１３に接続線をコミュテータ１３に配索し、その後に、巻線を配索するものなどに比べ、巻線作業の時間が短縮され、接続線および巻線のアーマチュアコアおよびコミュテータ１３への装着が簡易になっている。

【0059】

このように、第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割され、アーマチュアコア６に巻装されており、それぞれの渡り線７Ｃの太さは細くなっている。そのため、それぞれ既に巻装された巻線１２の外側から順次重なるように巻装される第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７２）により形成されるアーマチュアコイル７は、渡り線７Ｃの重なりによる巻き太りが軽減される。

【0060】

これにより、渡り線７Ｃが存在する部分である軸方向の小型化が図られる。また、巻き太りの軽減により、第１および第２の導線１１０、１２０のスロット１１内への挿入が容易になり、巻線１２のスロット１１内の空間に閉める割合、すなわち占積率が向上する。このため、スロット１１内の空間を小さくすることが可能となり、アーマチュアコア６の径方向寸法の小型化が図れる。これにより、電動モータ１全体の小型が達成される。

【0061】

図３に示すように、互いに回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置された第１の巻線６１と他の第１の巻線７１は、互いに接続線２５ａと接続線２５ｃにより接続されている。そのため、接続線２５ａと接続線２５ｃにより、第１の巻線６１と他の第１の巻線７１は、並列に接続されている。このように、第１から第９の巻線（６１から６９）と他の第１から第９の巻線（７１から７９）のうち互いに回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置された巻線１２、１２は、それぞれ２本の接続線１２、１２により、並列に接続されている。このため、本実施形態のように４極の電動モータ１であっても、基本的には、電気角１８０度の角度に配置された２箇所からの給電により、アーマチュア３を回転させることができる。

【0062】

図４に示されるように、ブラシ２１は、電源の陽極（第１の電力供給端子）に選択的に接続されている低速用ブラシ２１ａ、および高速用ブラシ２１ｂと、これら低速用ブラシ２１ａ又は高速用ブラシ２１ｂとに共通使用され、電源の陰極（第２の電力供給端子）に接続されている共通ブラシ２１ｃとで構成されている。低速用ブラシ２１ａと共通ブラシ２１ｃは互いに電気角で１８０°、機械角で周方向に９０°間隔をあけて配設されている。一方、高速用ブラシ２１ｂは、低速用ブラシ２１ａから周方向に角度αだけ離間して配置されている。なお、この実施形態では、共通ブラシ２１ｃが電源の陰極（第２の電力供給端子）に接続され、低速用ブラシ２１ａ及び高速用ブラシ２１ｂが陽極（第１の電力供給端子）に接続されているが、反対に接続されてもよい。

【0063】

ここで、コミュテータ１３における同電位となるセグメント１４、すなわち、回転軸５を中心にして互いに回転軸５を中心にして点対称に対向して配置されたセグメント１４同士は接続線２５によって短絡されているため、ブラシ２１が摺接していないセグメントも接続線２５を介して給電される。したがって、図３に２点鎖線で示されるように、各ブラシ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの回転軸５を中心にして対向する位置にもそれぞれブラシ２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’が存在するように、同電位となるセグメント１４には電流が供給される。

【0064】

これによれば、高速用ブラシ２１ｂ’は低速用ブラシ２１ａよりも角度θだけ進角した位置に存在していることになる。そして、電動モータ１は、低回転駆動時において、共通ブラシ２１ｃと低速用ブラシ２１ａによって、高回転駆動時には共通ブラシ２１ｃと高速用ブラシ２１ｂによって電流が供給される。このため、高回転駆動時は、高速用ブラシ２１ｂによって電動モータ１は進角され、低回転駆動時よりも高回転で作動する。ここで、進角させる角度θは、本実施形態において、２０°から３５°に設定されている。

【0065】

コミュテータ１３に同電位となるべきセグメント１４を短絡する接続線２５が設けられているため、低速用ブラシ２１ａと、この低速用ブラシ２１ａから周方向に角度αだけ離間して配置された高速用ブラシ２１ｂと、これら低速用ブラシ２１ａ、および高速用ブラシ２１ｂに共通使用される共通ブラシ２１ｃとの３つのブラシが設置されることにより、回転速度の切換え可能な電動モータ１を提供することが可能になる。さらに、極対数が２であってもブラシの数が増大することがないので、電動モータ１の製造コストは増大しない。

【0066】

次に、本実施形態の電動モータ１に生じるトルクリップルについて、図６に基づき説明する。図６は、アーマチュア３がある位置に配置されたときに、アーマチュアに生じるトルクリップルを説明する図である。アーマチュア３が同図に示す位置に配置されたとき、２番ティース９と磁石４ｂとの間、７番ティース９と磁石４ｃとの間、１１番ティース９と磁石４ｄとの間、および１６番ティース９と磁石４ａとの間に、それぞれスラスト方向（周方向）に傾いた磁束線（η１からη４）が生じる。

【0067】

このようにティース９と磁石４の間に磁束線が生じると、磁気エネルギを最小にしようとする自然法則により、磁束線の長さを最短にするべく作用する吸引力がティース９と磁石４との間に生じる。ここで、磁束線（η１からη４）は、スラスト方向（周方向）に傾いているため、ティース９と磁石４との間に生じる吸引力には、スラスト方向（周方向）の吸引力が含まれる。このスラスト方向の吸引力により、２番ティース９、７番ティース９、１１番ティース９および１６番ティース９には、スラスト方向のトルク（Ｔ１からＴ４）がそれぞれ生じる。このトルク（Ｔ１からＴ４）の総和がトルクリップルとなる。

【0068】

ここで、本実施形態では。ティース９の数が「１８」、極対数が「２」であり、ティース９の数は、極対数の「９」倍である。このように、ティース９の数が極対数の奇数倍である場合には、トルク（Ｔ１からＴ４）のうち互いに隣り合う、トルク（Ｔ１からＴ４）は、異なる回転方向に作用する。すなわち、トルクＴ１およびトルクＴ３は、同図において反時計方向に作用し、トルクＴ２とトルクＴ４は時計方向に作用する。そのため、トルクＴ１およびトルクＴ３と、トルクＴ２とトルクＴ４とは、互い相殺されあう。よって、トルク（Ｔ１からＴ４）の総和であるトルクリップルは低減され、トルクリップルは小さなものとなる。

【0069】

トルクリップルが電動モータの音、振動の要因の一つとなる。また、トルクリップルの大きさと、音、振動の大きさは比例的な関係になる。従って、本実施形態のようにトルクリップルの低減がされることにより、電動モータ１の音、振動は低減される。

【0070】

次に、図７および図８に基づいて、本発明の第２の実施形態の電動モータ１に備わるアーマチュアコイル７の巻装構造が説明される。 図７は、アーマチュアの展開図であり、図７は、アーマチュアの横断面図であり、隣接するティース９、９の間の空隙がスロット１１に相当する。また、図７および図８においては、コミュテータ１３の各セグメント１４、および各ティース９にそれぞれ番号が付されている。

【0071】

本発明の第２の実施形態の電動モータ１と、上述の第１の実施形態の電動モータ１とは、アーマチュアコイル７の巻線構造のみ異なり、その他の部分は同一である。従って、以下、アーマチュアコイル７の巻線構造についてのみ説明し、その他の部分についての説明は省略する。
ここで、第１の実施形態と同様に第２の実施形態においても、図７に示されるように、アーマチュアコイル７のそれぞれの巻線１２は、導線（１１０、１２０）より形成された連係線Ｒを介して巻き始め端部３０と巻き終わり端部３１にそれぞれ連係される。そして、ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻線１２に連係線Ｒを介してそれぞれ連係された巻き始め端部３０と巻き終わり端部３１となる巻線１２が接続されている。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の巻線１２とが電気的に接続される。また、図７に示されるように、巻き始め端部３０と巻き終わり端部３１を巻線１２にそれぞれ連係する。

【0072】

本発明の第２の実施形態のアーマチュアコイル７は、第１の導線１１０と第２の導線１２０とを備える。なお、図７において、第１の導線１１０は実線にて、第２の導線１２０は破線にて示されている。

【0073】

アーマチュアコイル７は、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）と第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）を有する。そして、第１から第９の巻線（６１から６９）と、それに対応する他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、それぞれ回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置されている。

【0074】

すなわち、第１の導線１１０および第２の導線１２０により形成される第１の巻線の対（６１、７１）、第２の巻線の対（６２、７２）、第３の巻線の対（６３、７３）、第４の巻線の対（６４、７４）、第５の巻線の対（６５、７５）、第６の巻線の対（６６、７６）、第７の巻線の対（６７、７７）、第８の巻線の対（６８、７８）、第９の巻線の対（６９、７９）は、それぞれ回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置されている。

【0075】

第１から第９の巻線（６１から６９）は、同じく第１の導線１１０から形成される９本の接続線２５、２５・・・を介して、それぞれ一連に繋がれている。すなわち、第１の巻線６１、接続線２５、第２の巻線６２、接続線２５、第３の巻線６３、接続線２５、第４の巻線６４、接続線２５、第５の巻線６５、接続線２５、第６の巻線６６、接続線２５、第７の巻線６７、接続線２５、第８の巻線６８、接続線２５、第９の巻線６９、接続線２５の順に、第１の導線１１０にて一連に形成されている。また、この第１から第９の巻線（６１から６９）を接続する接続線２５の各接続線は、それぞれ互いに回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置された一対のセグメント１４、１４に形成されたライザ１５、１５に電気的かつ機械的に接続されている。

【0076】

一方、他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、同じく第２の導線１２０から形成される９本の接続線２５、２５・・・を介して、それぞれ一連に繋がれている。すなわち、第１の巻線７１、接続線２５、第２の巻線７２、接続線２５、第３の巻線７３、接続線２５、第４の巻線７４、接続線２５、第５の巻線７５、接続線２５、第６の巻線７６、接続線２５、第７の巻線７７、接続線２５、第８の巻線７８、接続線２５、第９の巻線７９、接続線２５の順に、第２の導線１１０にて一連に形成されている。また、この他の第１から第９の巻線（７１から７９）を接続する接続線２５の各接続線は、それぞれ互いに回転軸５を中心にして点対称となる対向した位置に配置された一対のセグメント１４、１４に形成されたライザ１５、１５に電気的かつ機械的に接続されている。

【0077】

第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７９）は、それぞれ直列に接続された第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂとを有する。また、第１のコイル巻線７Ａは、互いに隣接する４つのティース９、９、９、９を囲んで１２回巻かれ、第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが巻かれた４つのティース９、９、９、９に対し、一つのティース９を挟んで右方向Ｄ１に隣り合う位置に配置され、互いに隣接する他の４つのティース９、９、９、９を囲んで１２回巻かれている。ここで、第２のコイル巻線７Ｂの巻き方向は、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆である。

【0078】

第１のコイル巻線７Ａの端部３０（巻始め端３０）はコミュテータ１３の一つのセグメント１４に接続され、第２のコイル巻線７Ｂの端部３１（巻終わり端３１）は、第１のコイル巻線７Ａの端部３０（巻始め端３０）が接続されたセグメント１４に隣り合うセグメント１４に接続される。ここで、上述のように第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａに対し、右方向Ｄ１に配置され、一方、端部３１（巻終わり端３１）は、端部３０（巻始め端３０）が接続されるセグメント１４に対し、左方向Ｄ２に配置されるセグメント１４に接続される。

【0079】

本実施形態において、第１の導線１１０および第２の導線１２０は、いわゆるダブルフライヤ式の巻線機にてアーマチュアコア６に形成され回転軸５を中心にして点対称に対向するティース９、９、・・に略同時に巻かれる。第１の導線１１０により第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５が形成され、第２の導線１２０により他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５が形成される。

【0080】

以下、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５について、第１の巻線６１から説明する。第１の巻線１１０により形成される第１の巻線６１は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂをと有し、第１のコイル巻線７Ａは、同じく第１の導線１１０から形成される接続線２１ａと一連に繋がれており、一方、第２のコイル巻線７Ｂは、同じく第１の導線１１０から形成される接続線２５ｂに一連に繋がれている。

【0081】

第１の導線１１０から形成される接続線２５ａの始点である端部４０は、３番セグメント１４に形成されたライザ１５に電気的かつ機械的に接続され、接続線２５ａは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ａの終点である端部４１が１２番セグメント１４に形成されたライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、３番セグメント１４と１２番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。接続線２５ａの端部４１と第１のコイル巻線６１の始点である端部３０は、一連に繋がれており、第１の導線１１０により形成される第１のコイル巻線７Ａは端部３０に接続された後に、ティース９に巻かれる。

【0082】

第１のコイル巻線７Ａは、１８番ティース９と１番ティース９の間に形成されるスリット１１ａと、４番ティース９と５番ティース９の間に形成されるスリット１１ｂを通り、互いに近接する１番ティース９から４番ティース９を囲んで、時計回りに１２回巻かれる。

【0083】

第１のコイル巻線７Ａと同じく第１の導線１１０より形成され、かつ、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂの配列につき以下説明する。第２のコイル巻線７Ｂは、９番ティース９と１０番ティース９の間に形成されるスリット１１ｄと、５番ティース９と６番ティース９の間に形成されるスリット１１ｂを通り、１番ティース９から４番ティース９に対し、５番ティース９を挟んで隣り合い、互いに近接する６番ティース９から９番ティース９を囲んで、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆の反時計回りに１２回巻かれる。第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが対向する磁極の極性（同図においてＳ極）に対し、極性の異なる磁極（同図においてＮ極）に対向するため、第１のコイル７巻線７Ａとは逆向きに巻かれている。

【0084】

第２のコイル巻線７Ｂに連なる巻終り連係線部Ｒ２の端部３１は、第１のコイル巻線７Ａの端部３０が接続された１２番セグメント１４に対し、右方向Ｄ１と逆の左方向Ｄ２にて隣接する１１番セグメント１４に形成されたライザ１５に接続される。このように接続することにより、端部３１近傍の第２のコイル巻線７Ｂで、端部３０近傍の第１のコイル巻線７Ａを外側から抑えることができ、この付近での第１の巻線６１の巻き太りを防止することができる。

【0085】

第１の巻線６１と、第１の巻線６１に引き続きステータコア６に巻かれる第２の巻線６２とは、第１の導線１１０により形成される接続線２５ｂにて一連に繋がれる。接続線２５ｂの始点である端部４２と、第１の巻線６１に備わる第２のコイル巻線７Ｂの端部３１とは一連に繋がれており、端部４２は１１番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。そして、接続線２５ｂは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｂの終点である端部４３が２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、１１番セグメント１４と２番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。

【0086】

接続線２５ｂの端部４３と、第１の巻線６１に引き続き巻装される第２巻線６２の第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３２とは、一連に繋がれている。そして、第２の巻線６２の第１のコイル巻線７Ａは、８番ティース９と９番ティース９の間に形成されるスリット１１ｇと、１２番ティース９と１３番ティース９の間に形成されるスリット１１ｈを通り、９番ティース９から１２番ティースを囲んで時計回りに１２回巻かれる。以下、前述と同様の工程が繰り返され、アーマチュアコア６は、第１から第９の巻線（６１から６９）および９本の接続線２５を備える。

【0087】

このように第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割し、アーマチュアコア６に巻装されている。したがって、分割しないで巻装する場合に比べ、一のスロット１１から他のスロット１１に渡る渡り線７Ｃの本数も少なく、その太さは小さくなっている。また、第１から第９の巻線（６１から６９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５は、単一の第１の導線１１０をアーマチュアコア６およびコミュテータ１３に配索し、形成されている。そのため、予めコミュテータ１３に接続線をコミュテータ１３に配索し、その後に、巻線を配索するものに比べ、巻線作業の時間が短縮され、接続線および巻線のアーマチュアコアおよびコミュテータ１３への装着が簡易になっている。

【0088】

上述のように、第１の導線１１０により形成される第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれと、それに対応する第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれとは、いわゆるダブルフライヤ式の巻線機にてアーマチュアコア６の回転軸５を中心にして点対称に対向するティース９に略同時に巻かれる。

【0089】

従って、第１から第９の巻線（６１から６９）のそれぞれの巻線１２に対応する他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、互いに回転軸５を中心にして点対称に対向する位置に配列される。すなわち、他の第１の巻線７１は、第１の巻線６１に対向する位置に配置され、他の第２の巻線７２は、第２の巻線６２に対向する位置に配置され、他の第３の巻線７３は、第３の巻線６３に対向する位置に配置され、他の第４の巻線７４は、第４の巻線６４に対向する位置に配置される。さらに、他の第５の巻線７５は、第５の巻線６５に対向する位置に配置され、他の第６の巻線７６は、第６の巻線６６に対向する位置に配置され、他の第７の巻線７７は、第７の巻線６７に対向する位置に配置され、他の第８の巻線７８は、第８の巻線６８に対向する位置に配置され、他の第９の巻線７９は、第９の巻線６９に対向する位置に配置される。

【0090】

以下、第２の導線１２０により形成される他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５について、他の第１の巻線７１から説明する。

【0091】

第２の導線１２０により形成される他の第１の巻線７１は、第１のコイル巻線７Ａと、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂをと有し、第１のコイル巻線７Ａは、同じく第２の導線１２０から形成される接続線２１ｃと一連に繋がれており、一方、第２のコイル巻線７Ｂは、同じく第２の導線１２０から形成される接続線２５ｄに一連に繋がれている。

【0092】

第２の導線１２０から形成される接続線２５ｃの始点である端部４５は、１２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続され、接続線２５ｃは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｃの終点である端部４６が３番セグメント１２のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、１２番セグメント１４と３番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。接続線２５ｃの端部４６と第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３４は、一連に繋がれており、第２の導線１２０により形成される第１のコイル巻線７Ａは端部３４からティース９に巻かれる。

【0093】

第１のコイル巻線７Ａは、９番ティース９と１０番ティース９の間に形成されるスリット１１ｄと、１３番ティース９と１４番ティース９の間に形成されるスリット１１ｅを通り、互いに近接する１０番ティース９から１３番ティース９を囲んで、時計回りに１２回巻かれる。

【0094】

第１のコイル巻線７Ａと同じく第２の導線１２０より形成され、かつ、第１のコイル巻線７Ａに直列に接続される第２のコイル巻線７Ｂの配列につき以下説明する。第２のコイル巻線７Ｂは、１８番ティース９と１番ティース９の間に形成されるスリット１１ａと、１４番ティース９と１５番ティース９の間に形成されるスリット１１ｆを通り、１０番ティース９から１３番ティース９に対し、１４番ティース９を挟んで右方向Ｄ１にて隣り合い、かつ、互いに近接する１５番ティース９から１８番ティース９を囲んで、第１のコイル巻線７Ａの巻き方向と逆の反時計回りに１２回巻かれる。第２のコイル巻線７Ｂは、第１のコイル巻線７Ａが対向する磁極の極性（同図においてＳ極）に対し、極性の異なる磁極（同図においてＮ極）に対向するため、第１のコイル７巻線Ａとは逆向きに巻かれている。

【0095】

第２のコイル巻線７Ｂの端部３５は、第１のコイル巻線７Ａの端部３４が接続された３
番セグメント１４に対し、右方向Ｄ１と逆の左方向Ｄ２にて隣接する２番セグメント１４に形成されたライザ１５に接続される。このように接続することにより、端部３５近傍の第２のコイル巻線７Ｂで、端部３４近傍の第１のコイル巻線７Ａを外側から抑えることができ、この付近での他の第１の巻線７１の巻き太りを防止することができる。

【0096】

他の第１の巻線７１と他の第２の巻線７２とは、同じく第２の巻線１２０により形成される接続線２５ｄにて一連に繋がれる。接続線２５ｄの始点である端部４７と、他の第１の巻線７１に備わる第２のコイル巻線７Ｂの端部３５とは一連に繋がれており、端部４７は２番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。そして、接続線２５ｄは、左方向Ｄ２に配索され、接続線２５ｄの終点である端部４８が１１番セグメント１４のライザ１５に電気的かつ機械的に接続される。ここで、２番セグメント１４と１１番セグメント１４は、回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置されている。

【0097】

接続線２５ｄの端部４８と、他の第１の巻線７１に引き続き巻装される他の第２巻線７２の第１のコイル巻線７Ａの始点である端部３６とは、一連に繋がれている。そして、他の第２の巻線７２の第１のコイル巻線７Ａは、１７番ティース９と１８番ティース９の間に形成されるスリット１１ｆと、３番ティース９と４番ティース９との間に形成されるスリット１１ｈを通り、１８番ティース９から３番ティースを囲んで時計回りに１２回巻かれる。以下、前述と同様の工程が繰り返され、アーマチュアコア６は、他の第１から第９の巻線（７１から７９）および９本の接続線２５を備える。

【0098】

このように他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割し、アーマチュアコア６に巻装されており、分割しないで巻装する場合に比べ、一のスロット１１から他のスロット１１に渡る渡り線７Ｃの太さは小さくなっている。また、他の第１から第９の巻線（７１から７９）およびそれらを一連に繋ぐ接続線２５は、単一の第１の巻線７１をアーマチュアコア６およびコミュテータ１３に配索し、形成されている。そのため、予めコミュテータ１３に接続線をコミュテータ１３に配索し、その後に、巻線を配索するものなどに比べ、巻線作業の時間が短縮され、接続線および巻線のアーマチュアコアおよびコミュテータ１３への装着が簡易になっている。

【0099】

このように、第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７９）のそれぞれの巻線１２は、第１のコイル巻線７Ａと第２のコイル巻線７Ｂに分割され、アーマチュアコア６に巻装されており、それぞれの渡り線７Ｃの太さは細くなっている。そのため、それぞれ既に巻装された巻線１２の外側から順次重なるように巻装される第１から第９の巻線（６１から６９）および他の第１から第９の巻線（７１から７２）により形成されるアーマチュアコイル７は、渡り線７Ｃの重なりによる巻き太りが軽減される。

【0100】

これにより、渡り線７Ｃが存在する部分である軸方向の小型化が図られる。また、巻き太りの軽減により、第１および第２の導線１１０、１２０のスロット１１内への挿入が容易になり、巻線１２のスロット１１内の空間に閉める割合、すなわち占積率が向上する。このため、スロット１１内の空間を小さくすることが可能となり、アーマチュアコア６の径方向寸法の小型化が図れる。これにより、電動モータ１全体の小型が達成される。

【0101】

図３に示すように、互いに回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置された第１の巻線６１と他の第１の巻線７１は、互いに接続線２５ａと接続線２５ｃにより接続されている。そのため、接続線２５ａと接続線２５ｃにより、第１の巻線６１と他の第１の巻線７１は、並列に接続されている。このように、第１から第９の巻線（６１から６９）と他の第１から第９の巻線（７１から７９）のうち互いに回転軸５を中心にして点対称に対向した位置に配置された巻線１２、１２は、それぞれ２本の接続線１２、１２により、並列に接続されている。このため、本実施形態のように４極の電動モータ１であっても、基本的には、電気角１８０度の角度に配置された２箇所からの給電により、アーマチュア３を回転させることができる。

【符号の説明】

【0126】

１ 電動モータ
２ ヨーク
３ アーマチュア
４ 磁石
５ 回転軸
６ アーマチュアコア
７ アーマチュアコイル
７Ａ 第１のコイル巻線
７Ｂ 第２のコイル巻線
７Ｍ 第３のコイル巻線
７Ｎ 第４のコイル巻線
７Ｃ 渡り線
９ ティース
１１ スロット
１２ 巻線
１３ コミュテータ
１４ セグメント
１５ ライザ
１６ 軸受け
２１ ブラシ
２１ａ 低速用ブラシ
２１ｂ 高速用ブラシ
２１ｃ 共通ブラシ
２５ 接続線
３０ 端部（第１のコイル巻線の端部）
３１ 端部（第２のコイル巻線の端部）
６１から６９ 第１から第９の巻線
７１から７９ 他の第１から第９の巻線
１１０ 第１の導線
１２０ 第の導線
Ｒ１ 巻始め連係線部
Ｒ２ 巻終り連係線部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】