特許第6878215号(P6878215)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6878215
(24)【登録日】2021年5月6日
(45)【発行日】2021年5月26日
(54)【発明の名称】モータ
(51)【国際特許分類】
   H02K 23/00 20060101AFI20210517BHJP
   H02K 23/38 20060101ALI20210517BHJP
   H02K 23/30 20060101ALI20210517BHJP
【FI】
   H02K23/00 A
   H02K23/38
   H02K23/30
【請求項の数】8
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2017-173065(P2017-173065)
(22)【出願日】2017年9月8日
(65)【公開番号】特開2019-50663(P2019-50663A)
(43)【公開日】2019年3月28日
【審査請求日】2020年3月17日
(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】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】木村 裕美子
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 正和
(72)【発明者】
【氏名】田中 秀典
【審査官】 宮崎 賢司
(56)【参考文献】
【文献】 特開2008−136343(JP,A)
【文献】 特開2008−306912(JP,A)
【文献】 国際公開第2017/006822(WO,A1)
【文献】 中国特許第101584104(CN,B)
【文献】 米国特許出願公開第2016/0352176(US,A1)
【文献】 中国特許出願公開第105474522(CN,A)
【文献】 特許第6053077(JP,B2)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 23/00
H02K 23/30
H02K 23/38
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
8極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、
前記アーマチュアに電流を供給するブラシユニットと、
を備え、
前記アーマチュアは、
10個のティース部を有するアーマチュアコアと、
各前記ティース部にそれぞれ集中巻方式により巻回してなる10個のコイルと、
20個のセグメントを有するコンミテータと、
を備え、
前記ブラシユニットは、
少なくとも1個の正極ブラシと、
少なくとも1個の負極ブラシと、
を備え、
前記20個のセグメントのうち、所定の2個のセグメントを短絡する10本の均圧線を、それぞれ別々の前記セグメントに接続したモータであって、
nを自然数とし、且つnが
1≦n≦10
を満たすように設定されているとし、
前記ティース部及び前記セグメントにそれぞれ周方向に順に番号を付したとき、
n番の前記ティース部に巻回される前記コイルは、2n番の前記セグメントと、(2n−1)番の前記セグメントと、に接続され、
前記均圧線は、4個の前記セグメントを間に挟んで両側の2個の前記セグメントに接続され、且つ、
前記均圧線によって短絡された2個の前記セグメントに接続される前記コイルが巻回される前記ティース部をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、
前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他の前記ティース部が1個存在する前記均圧線を、本、及び8本の何れかの本数を有していることを特徴とするモータ。
【請求項2】
前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他の前記ティース部が1個存在する前記均圧線を4本有し、
前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他のティース部が2個存在する前記均圧線を6本有する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
1番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、1番の前記セグメントと2番の前記セグメントとに接続され、
2番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、
3番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、5番の前記セグメントと6番の前記セグメントとに接続され、
4番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、
5番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、9番の前記セグメントと10番の前記セグメントとに接続され、
6番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、
7番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、13番の前記セグメントと14番の前記セグメントとに接続され、
8番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、
9番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、17番の前記セグメントと18番の前記セグメントとに接続され、
10番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、
2番の前記セグメントと7番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
3番の前記セグメントと8番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
4番の前記セグメントと9番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
5番の前記セグメントと10番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
6番の前記セグメントと11番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
12番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
13番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
14番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
15番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
16番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
8極の磁極を有するヨークと、
前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、
前記アーマチュアに電流を供給するブラシユニットと、
を備え、
前記アーマチュアは、
10個のティース部を有するアーマチュアコアと、
各前記ティース部に集中巻方式により巻回してなり、各前記ティース部に巻回方向が互いに逆となるようにそれぞれ2個ずつ配置される20個のコイルと、
40個のセグメントを有するコンミテータと、
を備え、
前記ブラシユニットは、
少なくとも1個の正極ブラシと、
少なくとも1個の負極ブラシと、
を備え、
前記40個のセグメントのうち、所定の2個のセグメントを短絡する20本の均圧線を、それぞれ別々の前記セグメントに接続したモータであって、
nを自然数とし、
前記ティース部及び前記セグメントにそれぞれ周方向に順に番号を付し、
nが
1≦n≦9
を満たすように設定されているとき、
n番の前記ティース部に巻回される2個の前記コイルのうち、順方向に巻回されている前記コイルは(4n−2)番の前記セグメントと、(4n−1)番の前記セグメントと、に接続され、逆方向に巻回されている前記コイルは(4n+3)番の前記セグメントと(4n+4)番の前記セグメントと、に接続され、且つ
n=10
を満たすように設定されているとき、
10番の前記ティース部に巻回される2個の前記コイルのうち、順方向に巻回されている前記コイルは38番の前記セグメントと、39番の前記セグメントと、に接続され、逆方向に巻回されている前記コイルは3番の前記セグメントと4番の前記セグメントと、に接続され、
前記均圧線は、9個の前記セグメントを間に挟んで両側の2個の前記セグメントに接続され、且つ、
前記均圧線によって短絡された2個の前記セグメントに接続される前記コイルが巻回される前記ティース部をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、
前記第1ティースと前記第2ティースとが隣同士の前記均圧線を、本、及び8本の何れかの本数を有している
ことを特徴とするモータ。
【請求項5】
前記第1ティースと前記第2ティースとが隣同士の前記均圧線を4本有し、
前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他のティース部が3個存在する前記均圧線を6本有する
ことを特徴とする請求項4に記載のモータ。
【請求項6】
1番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、2番の前記セグメントと3番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、
2番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、6番の前記セグメントと7番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、
3番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、10番の前記セグメントと11番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、
4番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、14番の前記セグメントと15番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、
5番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、18番の前記セグメントと19番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、23番の前記セグメントと24番の前記セグメントとに接続され、
6番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、22番の前記セグメントと23番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、27番の前記セグメントと28番の前記セグメントとに接続され、
7番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、26番の前記セグメントと27番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、31番の前記セグメントと32番の前記セグメントとに接続され、
8番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、30番の前記セグメントと31番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、35番の前記セグメントと36番の前記セグメントとに接続され、
9番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、34番の前記セグメントと35番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、39番の前記セグメントと40番の前記セグメントとに接続され、
10番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、38番の前記セグメントと39番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、
3番の前記セグメントと13番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
4番の前記セグメントと14番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
5番の前記セグメントと15番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
6番の前記セグメントと16番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
7番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
8番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
9番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
10番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
11番の前記セグメントと21番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
12番の前記セグメントと22番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
23番の前記セグメントと33番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
24番の前記セグメントと34番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
25番の前記セグメントと35番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
26番の前記セグメントと36番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
27番の前記セグメントと37番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
28番の前記セグメントと38番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
29番の前記セグメントと39番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
30番の前記セグメントと40番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
31番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
32番の前記セグメントと2番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のモータ。
【請求項7】
1番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、2番の前記セグメントと3番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、
2番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、6番の前記セグメントと7番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、
3番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、10番の前記セグメントと11番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、
4番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、14番の前記セグメントと15番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、
5番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、18番の前記セグメントと19番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、23番の前記セグメントと24番の前記セグメントとに接続され、
6番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、22番の前記セグメントと23番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、27番の前記セグメントと28番の前記セグメントとに接続され、
7番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、26番の前記セグメントと27番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、31番の前記セグメントと32番の前記セグメントとに接続され、
8番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、30番の前記セグメントと31番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、35番の前記セグメントと36番の前記セグメントとに接続され、
9番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、34番の前記セグメントと35番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、39番の前記セグメントと40番の前記セグメントとに接続され、
10番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、38番の前記セグメントと39番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、
4番の前記セグメントと14番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
5番の前記セグメントと15番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
6番の前記セグメントと16番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
7番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
8番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
9番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
10番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
11番の前記セグメントと21番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
12番の前記セグメントと22番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
23番の前記セグメントと33番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
24番の前記セグメントと34番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
25番の前記セグメントと35番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
26番の前記セグメントと36番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
27番の前記セグメントと37番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
28番の前記セグメントと38番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
29番の前記セグメントと39番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
30番の前記セグメントと40番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
31番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
32番の前記セグメントと2番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、
33番の前記セグメントと3番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のモータ。
【請求項8】
前記ブラシユニットは、電気角で90度間隔を開けて配置された1個の前記正極ブラシと1個の前記負極ブラシとの組みを、2組有している
ことを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
モータの中には、内周面に複数個の磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側に、コイルが巻回されたアーマチュアが回転自在に設けられているものがある。この種のモータのアーマチュアは、回転軸(シャフト)と、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、回転軸にアーマチュアコアと隣接するように外嵌固定されたコンミテータと、を有している。アーマチュアコアには、巻線を巻回するための複数のティース部が放射状に形成され、これらティース部間に軸方向に長い複数のスロットが形成されている。そして、各ティース部に、例えばコイルが集中巻方式により巻回される。
【0003】
また、コンミテータの外周面には、複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に並んで配置されている。これらセグメントに、各ティース部に巻回されたコイルの端末が接続されている。さらに、各セグメントには、ブラシが摺接されている。ブラシには、外部電源が電気的に接続されており、ブラシからセグメントに電圧を印加することによってコイルに電流が給電される。このとき、各ティース部に磁界が形成され、ヨークの磁石と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軸回りに回転する。
【0004】
ところで、上述のようなブラシが設けられたモータ(以下、ブラシ付きモータという)において、各ブラシの通電パターンを切替えることにより、アーマチュアの回転速度を切替える技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、モータの磁極数を8極に設定し、ティース部の数を10個に設定し、セグメントの数を20個に設定するとともに、2個の正極ブラシと2個の負極ブラシを設けた技術が開示されている。
【0005】
また、10個のティース部のそれぞれに対し、所定のティース部から時計回りまたは反時計回りに1〜10の番号を順に付した場合に、1番のティース部から巻き始められて、4番のティース部、2番のティース部、5番のティース部、3番のティース部、6番のティース部、9番のティース部、7番のティース部、10番のティース部の順に導電線が巻き付けられ、8番のティース部で巻き終わっている。
さらに、20個のセグメントのそれぞれに対し、所定のティース部の近傍の所定のセグメントからティース部と同じ回りに1〜20の番号を順に付した場合に、1番または6番のセグメントから巻き始められて、1番のティース部、2番のセグメント、7番のセグメント、4番のティース部、8番のセグメント、3番のセグメント、2番のティース部、4番のセグメント、9番のセグメント、5番のティース部、10番のセグメント、5番のセグメント、3番のティース部、16番のセグメント、11番のセグメント、6番のティース部、12番のセグメント、17番のセグメント、9番のティース部、18番のセグメント、13番のセグメント、7番のティース部、14番のセグメント、19番のセグメント、10番のティース部、20番のセグメント、15番のセグメント、8番のティース部の順に導電線が巻き付けられ、巻き始められた1番または6番のセグメントで巻き終わっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−279163号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上述の従来技術にあっては、4個のブラシのうち、2個のブラシを使用して通電を行う場合、通電されるブラシと、これらブラシが摺接されるセグメントとの関係で、コイルに通電が行われない無通電状態となる位置が生じてしまう。このため、アーマチュアの回転角度によっては、モータが回転しない可能性があった。
【0008】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブラシの通電パターンを切替えることによりアーマチュアの回転速度を切替え可能なモータにおいて、無通電状態の発生を防止し、確実にアーマチュアを回転させることができる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、本発明に係るモータは、8極の磁極を有するヨークと、前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、前記アーマチュアに電流を供給するブラシユニットと、を備え、前記アーマチュアは、10個のティース部を有するアーマチュアコアと、各前記ティース部にそれぞれ集中巻方式により巻回してなる10個のコイルと、20個のセグメントを有するコンミテータと、を備え、前記ブラシユニットは、少なくとも1個の正極ブラシと、少なくとも1個の負極ブラシと、を備え、前記20個のセグメントのうち、所定の2個のセグメントを短絡する10本の均圧線を、それぞれ別々の前記セグメントに接続したモータであって、nを自然数とし、且つnが
1≦n≦10
を満たすように設定されているとし、前記ティース部及び前記セグメントにそれぞれ周方向に順に番号を付したとき、n番の前記ティース部に巻回される前記コイルは、2n番の前記セグメントと、(2n−1)番の前記セグメントと、に接続され、前記均圧線は、4個の前記セグメントを間に挟んで両側の2個の前記セグメントに接続され、且つ、前記均圧線によって短絡された2個の前記セグメントに接続される前記コイルが巻回される前記ティース部をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他の前記ティース部が1個存在する前記均圧線を、本、及び8本の何れかの本数を有していることを特徴とする。
【0010】
本発明に係るモータは、前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他の前記ティース部が1個存在する前記均圧線を4本有し、前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他のティース部が2個存在する前記均圧線を6本有することを特徴とする。
【0011】
本発明に係るモータにおいて、1番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、1番の前記セグメントと2番の前記セグメントとに接続され、2番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、3番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、5番の前記セグメントと6番の前記セグメントとに接続され、4番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、5番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、9番の前記セグメントと10番の前記セグメントとに接続され、6番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、7番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、13番の前記セグメントと14番の前記セグメントとに接続され、8番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、9番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、17番の前記セグメントと18番の前記セグメントとに接続され、10番の前記ティース部に巻回された前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、2番の前記セグメントと7番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、3番の前記セグメントと8番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、4番の前記セグメントと9番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、5番の前記セグメントと10番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、6番の前記セグメントと11番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、12番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、13番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、14番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、15番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、16番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に係るモータは、8極の磁極を有するヨークと、前記ヨークに対して回転自在に設けられたアーマチュアと、前記アーマチュアに電流を供給するブラシユニットと、を備え、前記アーマチュアは、10個のティース部を有するアーマチュアコアと、各前記ティース部に集中巻方式により巻回してなり、各前記ティース部に巻回方向が互いに逆となるようにそれぞれ2個ずつ配置される20個のコイルと、40個のセグメントを有するコンミテータと、を備え、前記ブラシユニットは、少なくとも1個の正極ブラシと、少なくとも1個の負極ブラシと、を備え、前記40個のセグメントのうち、所定の2個のセグメントを短絡する20本の均圧線を、それぞれ別々の前記セグメントに接続したモータであって、nを自然数とし、前記ティース部及び前記セグメントにそれぞれ周方向に順に番号を付し、
nが
1≦n≦9
を満たすように設定されているとき、
n番の前記ティース部に巻回される2個の前記コイルのうち、順方向に巻回されている前記コイルは(4n−2)番の前記セグメントと、(4n−1)番の前記セグメントと、に接続され、逆方向に巻回されている前記コイルは(4n+3)番の前記セグメントと(4n+4)番の前記セグメントと、に接続され、且つ
n=10
を満たすように設定されているとき、
10番の前記ティース部に巻回される2個の前記コイルのうち、順方向に巻回されている前記コイルは38番の前記セグメントと、39番の前記セグメントと、に接続され、逆方向に巻回されている前記コイルは3番の前記セグメントと4番の前記セグメントと、に接続され、前記均圧線は、9個の前記セグメントを間に挟んで両側の2個の前記セグメントに接続され、且つ、前記均圧線によって短絡された2個の前記セグメントに接続される前記コイルが巻回される前記ティース部をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、前記第1ティースと前記第2ティースとが隣同士の前記均圧線を、本、及び8本の何れかの本数を有していることを特徴とする。
【0013】
本発明に係るモータは、前記第1ティースと前記第2ティースとが隣同士の前記均圧線を4本有し、前記第1ティースと前記第2ティースとの間に、他のティース部が3個存在する前記均圧線を6本有することを特徴とする。
【0014】
本発明に係るモータにおいて、1番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、2番の前記セグメントと3番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、2番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、6番の前記セグメントと7番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、3番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、10番の前記セグメントと11番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、4番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、14番の前記セグメントと15番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、5番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、18番の前記セグメントと19番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、23番の前記セグメントと24番の前記セグメントとに接続され、6番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、22番の前記セグメントと23番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、27番の前記セグメントと28番の前記セグメントとに接続され、7番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、26番の前記セグメントと27番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、31番の前記セグメントと32番の前記セグメントとに接続され、8番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、30番の前記セグメントと31番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、35番の前記セグメントと36番の前記セグメントとに接続され、9番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、34番の前記セグメントと35番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、39番の前記セグメントと40番の前記セグメントとに接続され、10番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、38番の前記セグメントと39番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、3番の前記セグメントと13番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、4番の前記セグメントと14番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、5番の前記セグメントと15番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、6番の前記セグメントと16番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、7番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、8番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、9番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、10番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、11番の前記セグメントと21番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、12番の前記セグメントと22番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、23番の前記セグメントと33番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、24番の前記セグメントと34番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、25番の前記セグメントと35番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、26番の前記セグメントと36番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、27番の前記セグメントと37番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、28番の前記セグメントと38番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、29番の前記セグメントと39番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、30番の前記セグメントと40番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、31番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、32番の前記セグメントと2番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする。
【0015】
本発明に係るモータにおいて、1番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、2番の前記セグメントと3番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、7番の前記セグメントと8番の前記セグメントとに接続され、2番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、6番の前記セグメントと7番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、11番の前記セグメントと12番の前記セグメントとに接続され、3番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、10番の前記セグメントと11番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、15番の前記セグメントと16番の前記セグメントとに接続され、4番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、14番の前記セグメントと15番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、19番の前記セグメントと20番の前記セグメントとに接続され、5番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、18番の前記セグメントと19番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、23番の前記セグメントと24番の前記セグメントとに接続され、6番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、22番の前記セグメントと23番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、27番の前記セグメントと28番の前記セグメントとに接続され、7番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、26番の前記セグメントと27番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、31番の前記セグメントと32番の前記セグメントとに接続され、8番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、30番の前記セグメントと31番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、35番の前記セグメントと36番の前記セグメントとに接続され、9番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、34番の前記セグメントと35番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、39番の前記セグメントと40番の前記セグメントとに接続され、10番の前記ティース部に巻回された2個の前記コイルのうち、順方向に巻回される第1の前記コイルは、38番の前記セグメントと39番の前記セグメントとに接続されるとともに、逆方向に巻回される第2の前記コイルは、3番の前記セグメントと4番の前記セグメントとに接続され、4番の前記セグメントと14番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、5番の前記セグメントと15番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、6番の前記セグメントと16番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、7番の前記セグメントと17番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、8番の前記セグメントと18番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、9番の前記セグメントと19番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、10番の前記セグメントと20番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、11番の前記セグメントと21番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、12番の前記セグメントと22番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、23番の前記セグメントと33番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、24番の前記セグメントと34番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、25番の前記セグメントと35番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、26番の前記セグメントと36番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、27番の前記セグメントと37番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、28番の前記セグメントと38番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、29番の前記セグメントと39番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、30番の前記セグメントと40番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、31番の前記セグメントと1番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、32番の前記セグメントと2番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡され、33番の前記セグメントと3番の前記セグメントとが前記均圧線によって短絡されていることを特徴とする。
【0016】
本発明に係るモータにおいて、前記ブラシユニットは、電気角で90度間隔を開けて配置された1個の前記正極ブラシと1個の前記負極ブラシとの組みを、2組有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、1個の正極ブラシと1個の負極ブラシの2個のブラシを使用してコイルに通電を行う場合であっても無通電状態の発生を防止できる。このため、確実にアーマチュアを回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本発明の第1実施形態におけるブラシ付モータの軸方向に沿う断面図である。
図2】本発明の第1実施形態における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図3】本発明の第1実施形態における2スロット接続均圧の説明図である。
図4】本発明の第1実施形態における3スロット接続均圧の説明図である。
図5】本発明の4ブラシ通電時の説明図であって、(a)は、第1実施形態の均圧線接続構造を示し、(b)は、従来の均圧線接続構造を示す。
図6】本発明の3ブラシ通電時の説明図であって、(a)は、第1実施形態の均圧線接続構造を示し、(b)は、従来の均圧線接続構造を示す。
図7】本発明の2ブラシ通電時の説明図であって、(a)は、第1実施形態の均圧線接続構造を示し、(b)は、従来の均圧線接続構造を示す。
図8】本発明の第1実施形態におけるコイルの電流値の変化を示すグラフである。
図9】本発明の第1実施形態の第1変形例における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図10】本発明の第1実施形態の第2変形例における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図11】本発明の第2実施形態における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図12】本発明の第2実施形態における1スロット接続均圧の説明図である。
図13】本発明の第2実施形態における4スロット接続均圧の説明図である。
図14】本発明の第2実施形態におけるコイル無しセグメント接続の説明図である。
図15】本発明の第2実施形態の第1変形例における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図16】本発明の第2実施形態におけるコイルの電流値の変化を示すグラフである。
図17】本発明の第2実施形態の第2変形例における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
図18】本発明の第2実施形態の第3変形例における永久磁石と、アーマチュアと、を展開した図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
(第1実施形態)
(ブラシ付モータ)
図1は、ブラシ付モータ1の軸方向に沿う断面図である。
ブラシ付モータ1は、例えば、車両に搭載する電装品(例えば、パワーウインドウ)の駆動源として用いられる。
図1に示すように、ブラシ付モータ1は、有底円筒形状のヨーク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をエンドブラケット17で閉塞してある。
【0021】
ヨーク2の周壁2aには、外側に、ブラシ付モータ1を固定するときに使用されるステー9が突設されている。また、周壁2aの内側には、周方向に沿って8個の永久磁石4が、磁極が順番になるように並んで設けられている。さらに、ヨーク2の底部2bには、径方向略中央にボス部10が形成されている。このボス部10には、アーマチュア3の回転軸5を挿通するための挿通孔11が形成されている。また、この挿通孔11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が設けられている。
【0022】
アーマチュア3は、回転軸5の外側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に巻回されたコイル7と、回転軸5の他端側に配置されたコンミテータ13と、を備えている。
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。なお、アーマチュアコア6を、軟磁性粉を加圧することにより形成してもよい。
アーマチュアコア6の外周部には、軸方向からみてT字型のティース部50が10個放射状に形成されている。これらティース部50間に、それぞれスロット51(図2参照)が形成される。そして、スロット51を通して、ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されている(詳細は後述する)。
【0023】
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20枚取り付けられている。このように、本第1実施形態のブラシ付モータ1は、8個の永久磁石4(磁極数が8極)、10個のスロット51(10個のティース部50)、及び20枚のセグメント14を有する、いわゆる8極10スロット20セグメントのモータである。
【0024】
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、セグメント14と一体形成されている。ライザ15には、ティース部50に巻回されたコイル7の巻き始め端7aと巻き終わり端7b(図2参照)とがそれぞれ掛け回わされ、ヒュージングにより固定されている。これにより、セグメント14とこれに対応するコイル7とが電気的に接続される。
また、各セグメント14のうち、所定の2個のセグメント14を短絡するように、10本の均圧線52(図2参照)が設けられている(詳細は後述する)。これら均圧線52も、所定のセグメント14のライザ15に掛け回され、ヒュージングにより固定されている。
【0025】
エンドブラケット17は、金属製で略円板状に形成されている。エンドブラケット17の径方向略中央には、軸方向外側に向かってボス部18が突出形成されている。このボス部18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が圧入固定されている。また、エンドブラケット17の内側(図1における下側)には、ブラシユニット60が設けられている。ブラシユニット60は、エンドブラケット17の内側に固定された略円板状のホルダステー20と、ホルダステー20のエンドブラケット17とは反対側の面に配置された4個のブラシホルダ21と、これらブラシホルダ21に収納されたブラシ22と、を主構成としている。
【0026】
ホルダステー20は樹脂により形成されており、径方向中央にコンミテータ13を挿入可能な開口部20aを有している。また、ホルダステー20には、開口部20aの周囲に、つまり、コンミテータ13の周囲に、ブラシホルダ21が4個設けられている。各ブラシホルダ21は、径方向に長くなるように配置されている。このような各ブラシホルダ21には、それぞれブラシ22がスプリング23を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。このスプリング23によって、コンミテータ13のセグメント14に各ブラシ22の先端部が摺接される。
【0027】
また、各ブラシ22は、不図示のピグテールを介して外部電源に電気的に接続されている。そして、4個のブラシ22は、2個の正極ブラシ22aと2個の負極ブラシ22bとに分類される(例えば、図6参照)。このような4個のブラシ22は、電気角で90°間隔を開けて配置された1個の正極ブラシ22aと1個の負極ブラシ22bとを1つの組とし、合計2組で構成される。そして、これら2組のブラシ22は、回転軸5(開口部20a)を中心に対向するように1組ずつ配置されている。このため、4個のブラシ22は、周方向に沿って正極ブラシ22a、負極ブラシ22b、正極ブラシ22a、負極ブラシ22bの順で配置される。
【0028】
(セグメントに対するコイル、及び均圧線の接続方法の詳細)
次に、図2に基づいて、セグメント14に対するコイル7、及び均圧線52の接続方法の詳細について説明する。
図2は、永久磁石4と、アーマチュア3のティース部50、セグメント14、均圧線52、及びコイル7と、を展開した図であり、隣接するティース部50間の空隙がスロット51に相当している。
ここで、同図に示すように、アーマチュア3は、5相(U相、V相、W相、X相、Y相)構造であり、各ティース部50は、周方向に沿ってU相、V相、W相、X相、Y相の順に割り当てられている。以下の説明では、各ティース部50に割り当てられた相と番号を順に付すとともに、各セグメント14に周方向に順に番号を付して説明する(以下の実施形態でも同様)。なお、図2では、U1(1)番のティース部50の近傍に、1番のセグメント14が位置するように各セグメント14に番号を付しているが、これに限られるものではなく、1番のセグメント14の位置を任意に設定することができる(以下の実施形態ででも同様)。
【0029】
まず、各ティース部50に巻回されたコイル7の巻き始め端7a、及び巻き終わり端7bとセグメント14との接続について説明する。
各ティース部50に巻回されたコイル7は、全て同一方向に巻回されている。つまり、コイル7の巻回方向は、全て順方向(図2における時計回り方向)、又は全て逆方向(図2における反時計回り方向)の何れかである。ここでは、コイル7は、各ティース部50に全て順方向に巻回されているものとして説明する。しかしながら、各ティース部50に全て逆方向でコイル7を巻回してもよい。
【0030】
図2に示すように、U1(1)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが1番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが2番のセグメント14に接続されている。
V1(2)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが3番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが4番のセグメント14に接続されている。
W1(3)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが5番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが6番のセグメント14に接続されている。
X1(4)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが7番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが8番のセグメント14に接続されている。
Y1(5)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが9番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが10番のセグメント14に接続されている。
【0031】
U2(6)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが11番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが12番のセグメント14に接続されている。
V2(7)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが13番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが14番のセグメント14に接続されている。
W2(8)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが15番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが16番のセグメント14に接続されている。
X2(9)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが17番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが18番のセグメント14に接続されている。
Y2(10)番のティース部50に巻回されたコイル7は、巻き始め端7aが19番のセグメント14に接続され、巻き終わり端7bが20番のセグメント14に接続されている。
【0032】
ここで、このような各セグメント14に対する各コイル7の巻き始め端7a及び巻き終わり端7bの接続箇所には、以下の法則Aが設定されている。すなわち、
<法則A>
nを自然数とし、nが
1≦n≦10
を満たすように設定されているとしたとき、
n番のティース部50に巻回されるコイル7は、2n番のセグメント14と、(2n−1)番のセグメント14と、に接続される。
【0033】
上述のように、例えば、n=1としたとき、1番(U1番)のティース部50に巻回されるコイル7は、2・1=2番のセグメント14と、(2・1−1)=1番のセグメント14と、に接続されているので、上記の法則Aを満たしている。その他のティース部50も同様に、上記の法則Aを満たしている。
【0034】
次に、セグメント14と均圧線52との接続について説明する。
図2に示すように、10本の均圧線52は、それぞれ以下のように所定の2個のセグメント14を短絡している。すなわち、
2番のセグメント14と7番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
3番のセグメント14と8番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と9番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と10番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と11番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
12番のセグメント14と17番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
13番のセグメント14と18番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
14番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
15番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
16番のセグメント14と1番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0035】
ここで、このような各セグメント14に対する均圧線52の短絡箇所には、以下の法則B、法則C−1、及び法則C−2が設定されている。すなわち、
<法則B>
均圧線52は、4個のセグメント14を間に挟んで両側の2個のセグメント14に接続されている。
【0036】
上述のように、例えば、2番のセグメント14と7番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。2番のセグメント14と7番のセグメント14との間には、4個のセグメント14が存在しているので、上記の法則Bを満たしている。その他のセグメント14も同様に、上記の法則Bを満たしている。
【0037】
<法則C−1>
均圧線52によって短絡された2個のセグメント14に接続されるコイル7が巻回されるティース部50をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、第1ティースと第2ティースとの間に、他のティース部50が1個存在する(以下、2スロット接続均圧という)均圧線52を、0本、4本、及び8本の何れかの本数を有している。
<法則C−2>
2スロット接続均圧を4本有するとともに、第1ティースと第2ティースとの間に、他のティース部50が2個存在する(以下、3スロット接続均圧という)均圧線52を6本有する。
【0038】
上記の法則C−1,C−2について、図3図4に基づいて具体的に説明する。
図3は、2スロット接続均圧の説明図である。
同図に示すように、3番のセグメント14と8番のセグメント14とに均圧線52が接続されているとする。この場合、3番のセグメント14に接続されているコイル7が巻回されるティース部50は、V1(2)番のティース部50である。また、8番のセグメント14に接続されているコイル7が巻回されるティース部50は、Y1(5)番のティース部50である。この場合、V1(2)番のティース部50を第1ティースとし、Y1(5)番のティース部50を第2ティースとする。これら第1ティース(V1(2)番のティース部50)と第2ティース(Y1(5)番のティース部50)との間には、他のティース部50が1個(W1(3)番のティース部50)存在している。このような均圧線52を、2スロット接続均圧の均圧線52という。そして、この2スロット接続均圧の均圧線52は、図2に示すように、4本存在している。
【0039】
図4は、3スロット接続均圧の説明図である。
同図に示すように、2番のセグメント14と7番のセグメント14とに均圧線52が接続されているとする。この場合、2番のセグメント14に接続されているコイル7が巻回されるティース部50は、U1(1)番のティース部50である。また、7番のセグメント14に接続されているコイル7が巻回されるティース部50は、X1(4)番のティース部50である。この場合、U1(1)番のティース部50を第1ティースとし、X1(4)番のティース部50を第2ティースとする。これら第1ティース(U1(1)番のティース部50)と第2ティース(X1(4)番のティース部50)との間には、他のティース部50が2個(V1(2)番のティース部50、及びW1(3)番のティース部50)存在している。このような均圧線52を、3スロット接続均圧の均圧線52という。そして、この3スロット接続均圧の均圧線52は、図2に示すように、6本存在している。
【0040】
ここで、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、且つ均圧線52の本数が10本である場合において、法則B、及び法則C−1,C−2を満たそうとすると、均圧線52のセグメント14への接続構造は、必ず図2に示すような構造になる。
【0041】
次に、図5図7に基づいて、上記の法則A,B,C−1,C−2を満たすブラシ付モータ1のコイル7の通電状態を、従来と比較しながら説明する。
図5は、4個のブラシ22(2個の正極ブラシ22a及び2個の負極ブラシ22b)の全てを使用してコイル7に通電を行う場合(以下、4ブラシ通電という)の説明図であって、(a)は、本第1実施形態における均圧線52のセグメント14への接続構造(以下、単に本第1実施形態の均圧線接続構造という)を示し、(b)は、従来における均圧線52のセグメント14への接続構造(以下、単に従来の均圧線接続構造という)を示す。なお、以下の図5図7においては、通電されているコイル7を実線で示し、通電されていないコイル7を二点鎖線で示す。
【0042】
図5(a)に示すように、本第1実施形態の均圧線接続構造の4ブラシ通電において、例えば、使用される4個のブラシ22のうち、正極ブラシ22aが1番のセグメント14及び12番のセグメント14に位置し、負極ブラシ22bが9番のセグメント14及び19番のセグメント14に位置している状態では、各ティース部50に巻回されているコイル7の全てに通電される。このように、4ブラシ通電においては、セグメント14に対するブラシ22の位置が切替わっても何れかのコイル7に必ず通電が行われる。
【0043】
また、図5(b)に示すように、従来の均圧線接続構造の4ブラシ通電においても、各ティース部50に巻回されているコイル7の全てに通電される。
【0044】
図6は、3個のブラシ22(本第1実施形態では、2個の正極ブラシ22a及び1個の負極ブラシ22b)を使用してコイル7に通電を行う場合(以下、3ブラシ通電という)の説明図であって、(a)は、本第1実施形態の均圧線接続構造示し、(b)は、従来の均圧線接続構造を示す。
【0045】
図6(a)に示すように、本第1実施形態の均圧線接続構造の3ブラシ通電において、例えば、使用される3個のブラシ22のうち、正極ブラシ22aが1番のセグメント14及び12番のセグメント14に位置し、負極ブラシ22bが19番のセグメント14に位置している状態では、V2(7)番、W2(8)番、X2(9)番、Y2(10)番のティース部50のそれぞれに巻回されているコイル7に通電される。このように、3ブラシ通電においては、セグメント14に対するブラシ22の位置が切替わっても何れかのコイル7に必ず通電が行われる。
【0046】
また、図6(b)に示すように、従来の均圧線接続構造の3ブラシ通電においては、U2(6)番、V2(7)番、W2(8)番、X2(9)番、Y2(10)番のティース部50のそれぞれに巻回されているコイル7に通電される。
【0047】
図7は、2個のブラシ22(1個の正極ブラシ22a及び1個の負極ブラシ22b)を使用してコイル7に通電を行う場合(以下、2ブラシ通電という)の説明図であって、(a)は、本第1実施形態の均圧線接続構造示し、(b)は、従来の均圧線接続構造を示す。
【0048】
図7(a)に示すように、本第1実施形態の均圧線接続構造の2ブラシ通電において、例えば、使用される2個のブラシ22のうち、1個の正極ブラシ22aが1番のセグメント14に位置し、負極ブラシ22bが19番のセグメント14に位置している状態では、各ティース部50に巻回されているコイル7の全てに通電される。このように、2ブラシ通電においては、セグメント14に対するブラシ22の位置が切替わっても何れかのコイル7に必ず通電が行われる。
【0049】
これに対し、図7(b)に示すように、従来の均圧線接続構造の2ブラシ通電においては、全てのコイル7に通電が行われない無通電状態が発生してしまう。
【0050】
したがって、上述の第1実施形態によれば、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、各ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が10本である場合において、上記の法則A,B,C−1,C−2を満たすことにより、ブラシ22の通電パターンを切替えた場合であっても、無通電状態の発生を防止できる。
【0051】
図8は、縦軸をコイル7への電流値(モータ電流値)[A]とし、横軸をアーマチュア3の回転角[deg]とした場合の、電流値の変化を示すグラフである。
同図に示すように、アーマチュア3の回転角によらず、コイル7に通電が行われていることが確認できる。このため、確実にアーマチュア3を回転させることができる。
【0052】
なお、上述の第1実施形態では、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、各ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が10本である場合において、法則A,B,C−1,C−2を満たす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、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、各ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が10本である場合において、少なくとも法則A,B,C−1を満たせばよい。以下、具体的に説明する。
【0053】
(第1実施形態の第1変形例)
次に、図9に基づいて、第1実施形態の第1変形例について説明する。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(以下の変形例、及び第2実施形態についても同様)。
図9は、第1実施形態の第1変形例における永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、前述の図2に対応している。
【0054】
同図に示すように、
1番のセグメント14と6番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
3番のセグメント14と8番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と9番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と10番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
7番のセグメント14と12番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
11番のセグメント14と16番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
13番のセグメント14と18番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
14番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
15番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
17番のセグメント14と2番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0055】
このように、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、各ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が10本である場合において、第1実施形態の第1変形例における均圧線52のセグメント14への接続構造は、法則A,B,C−1が設定されている。このように構成した場合であっても、前述の第1実施形態と同様の効果を奏する。
【0056】
(第1実施形態の第2変形例)
次に、図10に基づいて、第1実施形態の第2変形例について説明する。
図10は、第1実施形態の第2変形例における永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、前述の図2に対応している。
【0057】
同図に示すように、
2番のセグメント14と7番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と9番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と11番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
8番のセグメント14と13番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
10番のセグメント14と15番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
12番のセグメント14と17番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
14番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
16番のセグメント14と1番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
18番のセグメント14と3番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
20番のセグメント14と5番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0058】
このように、8極10スロット20セグメントのブラシ付モータ1で、各ティース部50にコイル7が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が10本である場合において、第1実施形態の第2変形例における均圧線52のセグメント14への接続構造は、法則A,B,C−1が設定されている。このように構成した場合であっても、前述の第1実施形態と同様の効果を奏する。
【0059】
(第2実施形態)
次に、図11図16に基づいて、第2実施形態について説明する。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。
図11は、永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、隣接するティース部50間の空隙がスロット51に相当している。
【0060】
本第2実施形態において、ブラシ付モータ201は、有底円筒形状のヨーク2内に回転自在に設けられたアーマチュア203を備えている点、ヨーク2には、8個の永久磁石4が設けられ、磁極数が8極に設定されている点、アーマチュア203のアーマチュアコア6は、ティース部50を10個有する5相(U相、V相、W相、X相、Y相)構造であり、各ティース部50は、周方向に沿ってU相、V相、W相、X相、Y相の順に割り当てら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。
【0061】
ここで、前述の第1実施形態と本第2実施形態との相違点は、第1実施形態のコンミテータ13には、セグメント14が20枚取り付けられているのに対し、第2実施形態のコンミテータ213には、セグメント214が40枚取り付けられている点にある。すなわち、第2実施形態のブラシ付モータ201は、8個の永久磁石4(磁極数が8極)、10個のスロット51(10個のティース部50)、及び40枚のセグメント214を有する、いわゆる8極10スロット40セグメントのモータである。
【0062】
また、各セグメント214のうち、所定の2個のセグメント14を短絡するように、20本の均圧線52が設けられている。これら均圧線52は、所定のセグメント214のライザ15に掛け回され、ヒュージングにより固定されている。
さらに、セグメント214の枚数が上述の第1実施形態の2倍に設定されているのに伴い、各ティース部50には、それぞれ順方向(図11における時計回り方向)に集中巻方式により巻回された順コイル271と、逆方向(図11における反時計回り方向)に集中巻方式により巻回された逆コイル272と、の2個のコイル271,272が巻回されている。
【0063】
(セグメントに対するコイル、及び均圧線の接続方法の詳細)
次に、図11に基づいて、セグメント14に対する各コイル271,272、及び均圧線52の接続方法の詳細について説明する。
まず、各ティース部50に巻回されたコイル271,272の巻き始め端207a、及び巻き終わり端207bとセグメント14との接続について説明する。
【0064】
図11に示すように、U1(1)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが2番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが3番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが7番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが8番のセグメント14に接続されている。
V1(2)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが6番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが7番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが11番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが12番のセグメント14に接続されている。
【0065】
W1(3)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが10番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが11番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが15番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが16番のセグメント14に接続されている。
X1(4)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが14番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが15番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが19番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが20番のセグメント14に接続されている。
【0066】
Y1(5)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが18番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが19番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが23番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが24番のセグメント14に接続されている。
U2(6)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが22番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが23番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが27番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが28番のセグメント14に接続されている。
【0067】
V2(7)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが26番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが27番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが31番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが32番のセグメント14に接続されている。
W2(8)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが30番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが31番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが35番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが36番のセグメント14に接続されている。
【0068】
X2(9)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが34番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが35番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが39番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが40番のセグメント14に接続されている。
Y2(10)番のティース部50に巻回された2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、巻き始め端207aが38番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが39番のセグメント14に接続されている。一方、逆方向コイル272は、巻き始め端207aが3番のセグメント14に接続され、巻き終わり端207bが4番のセグメント14に接続されている。
【0069】
ここで、このような各セグメント14に対する各コイル271,272の巻き始め端207a及び巻き終わり端207bの接続箇所には、以下の法則Dが設定されている。すなわち、
<法則D>
nを自然数とし、nが
1≦n≦9
を満たすように設定されているとしたとき、
n番のティース部50に巻回される2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、(4n−2)番のセグメント14と、(4n−1)番のセグメント14と、に接続される。
一方、逆方向コイル272は、(4n+3)番のセグメント14と(4n+4)番のセグメント14と、に接続される。
また、n=10のとき、
10番のティース部50に巻回される2個のコイル271,272のうち、順方向コイル271は、38番の前記セグメントと、39番の前記セグメントと、に接続される。
一方、逆方向コイル272は、3番のセグメント14と4番のセグメント14と、に接続される。
【0070】
上述のように、例えば、n=1としたとき、1番(U1番)のティース部50に巻回される順方向コイル271は、(4・1−2)=2番セグメント14と、(4・1−1)=3番セグメント14と、に接続されているので、上記の法則Dを満たしている。その他のティース部50も同様に、上記の法則Dを満たしている。
【0071】
次に、セグメント14と均圧線52との接続について説明する。
図11に示すように、20本の均圧線52は、それぞれ以下のように所定の2個のセグメント14を短絡している。すなわち、
3番のセグメント14と13番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と14番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と15番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と16番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
7番のセグメント14と17番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
8番のセグメント14と18番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
9番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
10番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
11番のセグメント14と21番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
12番のセグメント14と22番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0072】
23番のセグメント14と33番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
24番のセグメント14と34番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
25番のセグメント14と35番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
26番のセグメント14と36番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
27番のセグメント14と37番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
28番のセグメント14と38番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
29番のセグメント14と39番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
30番のセグメント14と40番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
31番のセグメント14と1番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
32番のセグメント14と2番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0073】
ここで、このような各セグメント14に対する均圧線52の短絡箇所には、以下の法則E、法則F−1、及び法則F−2が設定されている。すなわち、
<法則E>
均圧線52は、9個のセグメント14を間に挟んで両側の2個のセグメント14に接続されている。
【0074】
上述のように、例えば、3番のセグメント14と13番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。3番のセグメント14と13番のセグメント14との間には、9個のセグメント14が存在しているので、上記の法則Eを満たしている。その他のセグメント14も同様に、上記の法則Eを満たしている。
【0075】
<法則F−1>
均圧線52によって短絡された2個のセグメント14に接続されるコイル271,272が巻回されるティース部50をそれぞれ第1ティース、第2ティースとしたとき、第1ティースと第2ティースとが隣同士(以下、1スロット接続均圧という)の均圧線52を、0本、4本、及び8本の何れかの本数を有している。
<法則F−2>
1スロット接続均圧を4本有するとともに、第1ティースと第2ティースとの間に、他のティース部50が3個存在する(以下、4スロット接続均圧という)均圧線52を6本有する。
【0076】
上記の法則F−1,F−2について、図12図13に基づいて具体的に説明する。
図12は、1スロット接続均圧の説明図である。
同図に示すように、6番のセグメント14と16番のセグメント14とに均圧線52が接続されているとする。この場合、6番のセグメント14に接続されている順方向コイル271が巻回されるティース部50は、V1(2)番のティース部50である。また、16番のセグメント14に接続されている逆方向コイル272が巻回されるティース部50は、W1(3)番のティース部50である。この場合、V1(2)番のティース部50を第1ティースとし、W1(3)番のティース部50を第2ティースとする。これら第1ティース(V1(2)番のティース部50)と第2ティース(W1(3)番のティース部50)は、隣り合っている。このような均圧線52を、1スロット接続均圧の均圧線52という。そして、この1スロット接続均圧の均圧線52は、図11に示すように、4本存在している。
【0077】
図13は、4スロット接続均圧の説明図である。
同図に示すように、8番のセグメント14と18番のセグメント14とに均圧線52が接続されているとする。この場合、8番のセグメント14に接続されている逆方向コイル272が巻回されるティース部50は、U1(1)番のティース部50である。また、18番のセグメント14に接続されているコイル7が巻回されるティース部50は、Y1(5)番のティース部50である。この場合、U1(1)番のティース部50を第1ティースとし、Y1(5)番のティース部50を第2ティースとする。これら第1ティース(U1(1)番のティース部50)と第2ティース(Y1(5)番のティース部50)との間には、他のティース部50が3個(V1(2)番のティース部50、W1(3)番のティース部50、及びX1(4)番のティース部50)存在している。このような均圧線52を、4スロット接続均圧の均圧線52という。そして、この4スロット接続均圧の均圧線52は、図11に示すように、6本存在している。
【0078】
なお、いわゆる8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201では、上述の1スロット接続均圧の均圧線52と4スロット接続均圧の均圧線52の他に、一端が順方向コイル271又は逆方向コイル272の何れか一方に接続されているとともに、他端が何れのコイル271,272にも接続されていない(以下、コイル無しセグメント接続という)均圧線52がある。
【0079】
図14は、コイル無しセグメント接続の説明図である。
同図に示すように、3番のセグメント14と13番のセグメント14とに均圧線52が接続されているとする。この場合、3番のセグメント14に接続されている順方向コイル271が巻回されるティース部50は、U1(1)番のティース部50である。一方、13番のセグメント14には、順方向コイル271及び逆方向コイル272の何れのコイル271,272も接続されていない。このような均圧線52を、コイル無しセグメント接続の均圧線52という。このコイル無し接続の均圧線52は、図11に示すように、10本存在している。
【0080】
(第2実施形態の第1変形例)
(セグメントに対するコイル、及び均圧線の接続方法の詳細)
次に、図15に基づいて、第2実施形態の第1変形例について説明する。なお、第2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(以下の第2実施形態の変形例についても同様)。
図15は、第2実施形態の第1変形例における永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、前述の図9に対応している。
同図に示すように、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201では、上述の第2実施形態におけるセグメント14に対する均圧線52の接続方法(図11参照)の他に、以下のような接続方法がある。
【0081】
すなわち、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、上記の法則D,E,F−1,F−2を満たす、セグメント14に対する均圧線52の接続方法は、上述の図11に示す方法の他に、図15に示す方法がある。
【0082】
より詳しくは、図15に示すように、20本の均圧線52は、それぞれ以下のように所定の2個のセグメント14を短絡している。すなわち、
4番のセグメント14と14番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と15番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と16番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
7番のセグメント14と17番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
8番のセグメント14と18番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
9番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
10番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
11番のセグメント14と21番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
12番のセグメント14と22番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
13番のセグメント14と23番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0083】
24番のセグメント14と34番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
25番のセグメント14と35番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
26番のセグメント14と36番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
27番のセグメント14と37番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
28番のセグメント14と38番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
29番のセグメント14と39番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
30番のセグメント14と40番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
31番のセグメント14と1番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
32番のセグメント14と2番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
33番のセグメント14と3番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0084】
したがって、上述の第2実施形態、及び第2実施形態の第1変形例によれば、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、上記の法則D,E,F−1,F−2を満たすことにより、ブラシ22の通電パターンを切替えた場合であっても、無通電状態の発生を防止できる。
【0085】
図16は、縦軸をコイル271,272への電流値(モータ電流値)[A]とし、横軸をアーマチュア3の回転角[deg]とした場合の、電流値の変化を示すグラフである。
同図に示すように、アーマチュア3の回転角によらず、コイル271,272に通電が行われていることが確認できる。このため、確実にアーマチュア203を回転させることができる。
【0086】
ここで、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、且つ均圧線52の本数が20本である場合において、法則E、及び法則F−1,F−2を満たそうとすると、均圧線52のセグメント14への接続構造は、例えば図11、又は図15に示すような構造になる。
【0087】
なお、上述の第2実施形態では、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、法則D,E,F−1,F−2を満たす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、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、少なくとも法則D,E,F−1を満たせばよい。以下、具体的に説明する。
【0088】
(第2実施形態の第2変形例)
次に、図17に基づいて、第2実施形態の第2変形例について説明する。
図17は、第2実施形態の第2変形例における永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、前述の図11に対応している。
【0089】
同図に示すように、
3番のセグメント14と13番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と14番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と15番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と16番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
7番のセグメント14と17番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
8番のセグメント14と18番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
10番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
11番のセグメント14と21番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
12番のセグメント14と22番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
19番のセグメント14と29番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0090】
23番のセグメント14と33番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
24番のセグメント14と34番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
25番のセグメント14と35番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
26番のセグメント14と36番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
27番のセグメント14と37番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
28番のセグメント14と38番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
30番のセグメント14と40番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
31番のセグメント14と1番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
32番のセグメント14と2番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
39番のセグメント14と9番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0091】
このように、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、第2実施形態の第2変形例における均圧線52のセグメント14への接続構造は、法則D,E,F−1が設定されている。このように構成した場合であっても、前述の第2実施形態と同様の効果を奏する。
【0092】
(第2実施形態の第3変形例)
次に、図18に基づいて、第2実施形態の第3変形例について説明する。
図18は、第2実施形態の第3変形例における永久磁石4と、アーマチュア203のティース部50、セグメント214、均圧線52、及びコイル271,272と、を展開した図であり、前述の図11に対応している。
【0093】
同図に示すように、
1番のセグメント14と11番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
2番のセグメント14と12番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
3番のセグメント14と13番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
4番のセグメント14と14番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
5番のセグメント14と15番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
6番のセグメント14と16番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
9番のセグメント14と19番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
10番のセグメント14と20番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
17番のセグメント14と27番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
18番のセグメント14と28番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0094】
21番のセグメント14と31番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
22番のセグメント14と32番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
23番のセグメント14と33番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
24番のセグメント14と34番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
25番のセグメント14と35番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
26番のセグメント14と36番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
29番のセグメント14と39番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
30番のセグメント14と40番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
37番のセグメント14と7番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
38番のセグメント14と8番のセグメント14とが均圧線52によって短絡されている。
【0095】
このように、8極10スロット40セグメントのブラシ付モータ201で、各ティース部50に順方向コイル271及び逆方向コイル272の2つのコイル271,272が集中巻方式により巻回されているとともに、均圧線52の本数が20本である場合において、第2実施形態の第2変形例における均圧線52のセグメント14への接続構造は、法則D,E,F−1が設定されている。このように構成した場合であっても、前述の第2実施形態と同様の効果を奏する。
【0096】
なお、本発明は上述の実施形態、及び変形例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、及び変形例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、ブラシ付モータ1,201は、車両に搭載する電装品(例えば、パワーウインドウ)の駆動源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、さまざまな機器の駆動用としてブラシ付モータ1,201を採用することができる。
【0097】
また、上述の実施形態、及び変形例では、4個のブラシ22は、電気角で90°間隔を開けて配置された1個の正極ブラシ22aと1個の負極ブラシ22bとを1つの組とし、合計2組で構成される場合について説明した。そして、これら2組のブラシ22は、回転軸5(開口部20a)を中心に対向するように1組ずつ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、正極ブラシ22aと負極ブラシ22bとが電気角で90°間隔開けて配置されていれば、各ブラシ22が周方向に並んで配置されていてもよい。また、4個のブラシ22でなくてもよく、ブラシ付モータ1,201は、少なくとも1つの正極ブラシ22aと1つの負極ブラシ22bとを有していればよい。
【0098】
さらに、上述の実施形態、及び変形例では、3ブラシ通電において、4個のブラシ22のうち、2個の正極ブラシ22aと1個の負極ブラシ22bを使用してコイル7に通電を行う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、3ブラシ通電は、3個のブラシ22を使用してコイル7に通電を行えばよい。つまり、1個の正極ブラシ22aと2個の負極ブラシ22bを使用してコイル7に通電を行ってもよい。
【符号の説明】
【0099】
1,201…ブラシ付モータ(モータ)
2…ヨーク
3,203…アーマチュア
4…永久磁石(磁極)
6…アーマチュアコア
7…コイル
7a,207a…巻き始め端
7b,207b…巻き終わり端
13,213…コンミテータ
14…セグメント
22…ブラシ
22a…正極ブラシ
22b…負極ブラシ
50…ティース部
51…スロット
52…均圧線
60…ブラシユニット
271…順方向コイル
272…逆方向コイル
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
図15
図16
図17
図18