JP2000312459A - 熱安全装置を有する電気モータ - Google Patents
熱安全装置を有する電気モータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば整流子電動機または巻線形電動機のよ
うな電気モータを提供して、熱的な過負荷によるモータ
の火災を避ける点にある。 【解決手段】 本発明は、アース上に位置する遮断接点
（５０）を、間隔をおいて、電気モータのブラシ（２
４）の筒（３２）の外側に配置されている。ブラシ（２
４）が、プラスチック製のブラシ支持体（４６）の軟化
温度まで加熱されると、ブラシばね（３４）は、筒（３
２）を外方へ遮断接点（５０）と接触して押圧すること
により、電気モータのヒューズを焼き切る短絡を生じせ
しめる
うな電気モータを提供して、熱的な過負荷によるモータ
の火災を避ける点にある。 【解決手段】 本発明は、アース上に位置する遮断接点
（５０）を、間隔をおいて、電気モータのブラシ（２
４）の筒（３２）の外側に配置されている。ブラシ（２
４）が、プラスチック製のブラシ支持体（４６）の軟化
温度まで加熱されると、ブラシばね（３４）は、筒（３
２）を外方へ遮断接点（５０）と接触して押圧すること
により、電気モータのヒューズを焼き切る短絡を生じせ
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータコイルを有
するロータと、ロータコイルへの電流伝達のためのブラ
シとを有しており、ブラシは、筒内に収容されている形
式の熱安全装置を有する電気モータに関する。
するロータと、ロータコイルへの電流伝達のためのブラ
シとを有しており、ブラシは、筒内に収容されている形
式の熱安全装置を有する電気モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この形式の電気モータは、米国特許第
５，０８９，７３５号明細書から公知である。公知の電
気モータは、ロータコイルを備えたロータを有してい
る。電気モータの定常電流供給接続部から、電気モータ
の回動可能に支承されたロタコイルへ電流を伝達するた
めに、公知のロータは、筒内に移動可能に収容されてか
つ弾性的に作動してロータの整流子に向かって押圧する
ブラシを有している。公知の電気モータは、従って整流
子電動機である。本発明は、もちろん整流子電動機に限
定されるものではなく、例えば、ロータコイルへの電流
伝達が、ブラシまたはその他の摺動体を介しておこなわ
れるスリップリングモータあるいは一般的な電気モータ
にも使用できるものである。
５，０８９，７３５号明細書から公知である。公知の電
気モータは、ロータコイルを備えたロータを有してい
る。電気モータの定常電流供給接続部から、電気モータ
の回動可能に支承されたロタコイルへ電流を伝達するた
めに、公知のロータは、筒内に移動可能に収容されてか
つ弾性的に作動してロータの整流子に向かって押圧する
ブラシを有している。公知の電気モータは、従って整流
子電動機である。本発明は、もちろん整流子電動機に限
定されるものではなく、例えば、ロータコイルへの電流
伝達が、ブラシまたはその他の摺動体を介しておこなわ
れるスリップリングモータあるいは一般的な電気モータ
にも使用できるものである。
【０００３】熱的な過負荷に対する保護のために、公知
の電気モータは、熱安全装置を有している。この熱安全
装置は、電気モータのブラシに密接して配置されたバイ
メタルー遮断接点からなっている。ブラシひいてはバイ
メタルー遮断接点が遮断温度以上に加熱されると、バイ
メタルー遮断接点は、開放される。この開放により、ロ
ータコイルへの電流供給は遮断されて、電気モータのさ
らに熱的な加熱は防止される。
の電気モータは、熱安全装置を有している。この熱安全
装置は、電気モータのブラシに密接して配置されたバイ
メタルー遮断接点からなっている。ブラシひいてはバイ
メタルー遮断接点が遮断温度以上に加熱されると、バイ
メタルー遮断接点は、開放される。この開放により、ロ
ータコイルへの電流供給は遮断されて、電気モータのさ
らに熱的な加熱は防止される。
【０００４】熱安全装置を有する別の電気モータは、EP
−A１７１４４６から公知である。この電気モータは、
形状記憶合金（記憶要素）からなる金属弾性舌片を有し
ている。金属弾性舌片には、電気モータのブラシが固定
されている。金属弾性舌片は、ブラシを電気モータの整
流子に押圧する。形状記憶合金は、その形状を閾値温度
を越えた場合に突然変える。公知の電気モータの、形状
記憶合金からなる弾性舌片は、弾性舌片が閾値温度を越
えると、ブラシを整流子から離れて、これによりロータ
コイルへの電流供給を遮断する。
−A１７１４４６から公知である。この電気モータは、
形状記憶合金（記憶要素）からなる金属弾性舌片を有し
ている。金属弾性舌片には、電気モータのブラシが固定
されている。金属弾性舌片は、ブラシを電気モータの整
流子に押圧する。形状記憶合金は、その形状を閾値温度
を越えた場合に突然変える。公知の電気モータの、形状
記憶合金からなる弾性舌片は、弾性舌片が閾値温度を越
えると、ブラシを整流子から離れて、これによりロータ
コイルへの電流供給を遮断する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、例え
ば整流子電動機または巻線形電動機のような電気モータ
を提供して、熱的な過負荷によるモータの火災を避ける
点にある。
ば整流子電動機または巻線形電動機のような電気モータ
を提供して、熱的な過負荷によるモータの火災を避ける
点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、電気モータは、遮断接点を有しており、遮断接点
は、筒に対して、遮断接点が、筒の、熱により条件付け
られた位置変化の際に接触するように配置されているこ
とにより解決される。
れば、電気モータは、遮断接点を有しており、遮断接点
は、筒に対して、遮断接点が、筒の、熱により条件付け
られた位置変化の際に接触するように配置されているこ
とにより解決される。
【０００７】
【発明の効果】本発明の熱により条件付けられた位置変
化は、筒の温度膨張による。筒を、望まない強い加熱の
際に軟化するかあるいは溶融して、筒の位置を変化させ
るプラスチック部分に固定することも可能である。遮断
接点は、アース上に位置することができるので、電位上
に位置する筒が、熱的に条件付けられた位置の変化によ
り遮断接点に接触して、これによりヒューズが焼き切れ
て、ロータコイルへの電流供給が遮断されると、短絡は
開放される。筒は、熱的に条件付けられた位置の変化に
より遮断接点を、対向接点から離れて、これにより、電
気モータへの電流供給を遮断することも可能である。遮
断接点の接触は、可逆であるので、電気モータは、冷却
後に再び作動することができる。本発明の構成では、遮
断接点の接触または非接触は、不可逆に構成されている
ので、電気モータは、熱的過負荷後に最早作動しなくな
る。
化は、筒の温度膨張による。筒を、望まない強い加熱の
際に軟化するかあるいは溶融して、筒の位置を変化させ
るプラスチック部分に固定することも可能である。遮断
接点は、アース上に位置することができるので、電位上
に位置する筒が、熱的に条件付けられた位置の変化によ
り遮断接点に接触して、これによりヒューズが焼き切れ
て、ロータコイルへの電流供給が遮断されると、短絡は
開放される。筒は、熱的に条件付けられた位置の変化に
より遮断接点を、対向接点から離れて、これにより、電
気モータへの電流供給を遮断することも可能である。遮
断接点の接触は、可逆であるので、電気モータは、冷却
後に再び作動することができる。本発明の構成では、遮
断接点の接触または非接触は、不可逆に構成されている
ので、電気モータは、熱的過負荷後に最早作動しなくな
る。
【０００８】本発明は、電気モータの簡単でかつ安価な
熱安全装置を可能にする利点がある。遮断接点は、例え
ば、電気モータのケーシング部分と一体的な、打抜きに
より製作された舌片として構成することができる。舌片
は、設けられた位置では、筒に対して湾曲している。こ
れにより、電気モータを組み立てる際に、付加的な部分
と付加的な作業ステップが必要なくなる。製造は、高価
でなく、本発明により設けられた熱安全装置を有してい
ない電気モータの製造と比べてコストもかからない。熱
安全装置は、電気モータが熱的に過負荷を受けると、確
実に開放されて、火災の危険はない。
熱安全装置を可能にする利点がある。遮断接点は、例え
ば、電気モータのケーシング部分と一体的な、打抜きに
より製作された舌片として構成することができる。舌片
は、設けられた位置では、筒に対して湾曲している。こ
れにより、電気モータを組み立てる際に、付加的な部分
と付加的な作業ステップが必要なくなる。製造は、高価
でなく、本発明により設けられた熱安全装置を有してい
ない電気モータの製造と比べてコストもかからない。熱
安全装置は、電気モータが熱的に過負荷を受けると、確
実に開放されて、火災の危険はない。
【０００９】本発明の電気モータは、特に内燃機関の排
ガスを酸化するための2次空気ポンプ（送風機）の駆動
のために設けられている。未燃焼または不完全燃焼の炭
化水素および一酸化炭素を酸化させるために、内燃機関
のまだ熱い排ガスに、2次空気ポンプにより、２次空気
が供給される。２次空気は、触媒装置のない内燃機関に
も、触媒装置を有する内燃機関にも供給することができ
る。
ガスを酸化するための2次空気ポンプ（送風機）の駆動
のために設けられている。未燃焼または不完全燃焼の炭
化水素および一酸化炭素を酸化させるために、内燃機関
のまだ熱い排ガスに、2次空気ポンプにより、２次空気
が供給される。２次空気は、触媒装置のない内燃機関に
も、触媒装置を有する内燃機関にも供給することができ
る。
【００１０】従属請求項は、請求項１に記載の発明の有
利な実施例および構成が記載されている。
利な実施例および構成が記載されている。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明を、図面に示した実施例に基
づき詳しく説明する。
づき詳しく説明する。
【００１２】図１に示した全体を符号１０で示した本発
明の電気モータは、鉢形の、薄板から深絞りにより製作
されたケーシング１２を有している。ケーシング１２の
内側に、ステータを形成する永久磁石１４が取り付けら
れている。
明の電気モータは、鉢形の、薄板から深絞りにより製作
されたケーシング１２を有している。ケーシング１２の
内側に、ステータを形成する永久磁石１４が取り付けら
れている。
【００１３】モータケーシング１２内には、モータ軸１
８とロータコイル２０とを有するロタ１６が回動可能に
支承されている。モータ軸１８は、整流子２２を有して
いる。整流子２２の円周に、ばね負荷された、支承シー
ルド２６の内側に配置された炭素ブラシ２４が摺接して
いる。支承シールド２６は、打抜きまたは深絞りにより
薄板から製作された円板状の部分でありかつ鉢形のモー
タケーシング１２の開口された端面を閉鎖している。支
承シールド２６は、従ってモータケーシング１２の一部
分である。支承シールド２６は、モータケーシング１２
と一緒に、アース電位上に位置している。支承シールド
２６の中空筒状の湾曲部２８内に、球軸受３０が圧入さ
れている。球軸受３０により、モータ軸１８が支承シー
ルド２６内に回動可能に支承されている。整流子２２と
炭素ブラシ２４の範囲は、図２に拡大されて示されてい
る。図２により、この範囲を詳しく説明する。
８とロータコイル２０とを有するロタ１６が回動可能に
支承されている。モータ軸１８は、整流子２２を有して
いる。整流子２２の円周に、ばね負荷された、支承シー
ルド２６の内側に配置された炭素ブラシ２４が摺接して
いる。支承シールド２６は、打抜きまたは深絞りにより
薄板から製作された円板状の部分でありかつ鉢形のモー
タケーシング１２の開口された端面を閉鎖している。支
承シールド２６は、従ってモータケーシング１２の一部
分である。支承シールド２６は、モータケーシング１２
と一緒に、アース電位上に位置している。支承シールド
２６の中空筒状の湾曲部２８内に、球軸受３０が圧入さ
れている。球軸受３０により、モータ軸１８が支承シー
ルド２６内に回動可能に支承されている。整流子２２と
炭素ブラシ２４の範囲は、図２に拡大されて示されてい
る。図２により、この範囲を詳しく説明する。
【００１４】電気モータ１０の炭素ブラシ２４は、図２
に示すように、筒３２内に移動可能に支承されている。
筒３２は、薄板から製作されている。筒３２は、炭素ブ
ラシ２４と同様に矩形の横断面を有している。筒３２
は、モータ軸１８に対して半径方向に配置されている。
ブラシ２４は、モータ軸１８に対して移動可能である。
筒内３２には、圧縮コイルばねがブラシばね３４として
配置されている。ブラシばね３４は、筒３２の内方へ湾
曲した薄板舌片３６に支持されていて、炭素ブラシ２４
を弾性的に整流子２２に向かって押しつけている。筒３
２の側壁に、モータ軸１８に対して半径方向に延びるス
リット３８が設けられている。スリット３８により、炭
素ブラシ２４に取り付けられたピグテイル４０が導出案
内されている。ピグテイル４０を介して、公知の形式
で、電流は、炭素ブラシ２４と整流子２２とを介して、
図２に示されていないロータコイル２０に供給されてい
る。
に示すように、筒３２内に移動可能に支承されている。
筒３２は、薄板から製作されている。筒３２は、炭素ブ
ラシ２４と同様に矩形の横断面を有している。筒３２
は、モータ軸１８に対して半径方向に配置されている。
ブラシ２４は、モータ軸１８に対して移動可能である。
筒内３２には、圧縮コイルばねがブラシばね３４として
配置されている。ブラシばね３４は、筒３２の内方へ湾
曲した薄板舌片３６に支持されていて、炭素ブラシ２４
を弾性的に整流子２２に向かって押しつけている。筒３
２の側壁に、モータ軸１８に対して半径方向に延びるス
リット３８が設けられている。スリット３８により、炭
素ブラシ２４に取り付けられたピグテイル４０が導出案
内されている。ピグテイル４０を介して、公知の形式
で、電流は、炭素ブラシ２４と整流子２２とを介して、
図２に示されていないロータコイル２０に供給されてい
る。
【００１５】筒３２は、その側壁に２つの舌片組４２，
４４を有している。筒３２は、２つの舌片組４２，４４
により、射出成形により熱可塑性プラスチックから製造
されたブラシ支持体４６に固定されている。ブラシ支持
体４６は、支承シールド２６の内側に取り付けられてい
る。ブラシ支持体４６は、筒３２を電気的に絶縁して支
承シールド２６の内側において保持している。ブラシ支
持体４６は、２つのスリット組４８を有している。２つ
のスリット組４８に、筒３２の舌片組４２，４４が係合
している。舌片組４２，４４は、ブラシ支持体４６の、
筒３２とは反対側において互いに湾曲しているので、舌
片組４２，４４は、ブラシ支持体４６に係合していてか
つ筒３２をブラシ支持体４６に保持している。ブラシ支
持体４６の、筒３２の、モータ軸１８の近くにある舌片
組４２により係合しているスリット組は、この舌片組４
２の舌片の幅と一致する長さを有している。このスリッ
ト組は、従って舌片組４２と一致しているので図におい
ては示されていない。モータ軸１８の近くにある舌片組
４２は、舌片組４２が係合しているスリット組内で移動
不能である。舌片組４２は、筒３２の固定支承部４２を
形成している。
４４を有している。筒３２は、２つの舌片組４２，４４
により、射出成形により熱可塑性プラスチックから製造
されたブラシ支持体４６に固定されている。ブラシ支持
体４６は、支承シールド２６の内側に取り付けられてい
る。ブラシ支持体４６は、筒３２を電気的に絶縁して支
承シールド２６の内側において保持している。ブラシ支
持体４６は、２つのスリット組４８を有している。２つ
のスリット組４８に、筒３２の舌片組４２，４４が係合
している。舌片組４２，４４は、ブラシ支持体４６の、
筒３２とは反対側において互いに湾曲しているので、舌
片組４２，４４は、ブラシ支持体４６に係合していてか
つ筒３２をブラシ支持体４６に保持している。ブラシ支
持体４６の、筒３２の、モータ軸１８の近くにある舌片
組４２により係合しているスリット組は、この舌片組４
２の舌片の幅と一致する長さを有している。このスリッ
ト組は、従って舌片組４２と一致しているので図におい
ては示されていない。モータ軸１８の近くにある舌片組
４２は、舌片組４２が係合しているスリット組内で移動
不能である。舌片組４２は、筒３２の固定支承部４２を
形成している。
【００１６】スリット組４８において、筒３２の、モー
タ軸１８から離れた別の舌片組４４に係合しているスリ
ットは、舌片組４４の幅に相当する長さよりも大きな長
さを有している。筒３２の、モータ軸１８から離れた舌
片組４４は、これにより、半径方向においてモータ軸１
８から離れて移動可能である。舌片組４４は、可動支承
部４４を形成している。
タ軸１８から離れた別の舌片組４４に係合しているスリ
ットは、舌片組４４の幅に相当する長さよりも大きな長
さを有している。筒３２の、モータ軸１８から離れた舌
片組４４は、これにより、半径方向においてモータ軸１
８から離れて移動可能である。舌片組４４は、可動支承
部４４を形成している。
【００１７】支承シールド２６において、遮断接点５０
を形成する舌片が、内側に湾曲している。遮断接点５０
は、筒３２からいくらか間隔をおいて、筒３２の、モー
タ軸１８とは反対側にある外側に位置している。遮断接
点５０は、筒３２の外側縁部５２とオーバーラップして
いる。遮断接点５０と外側縁部５２との間の間隔は、図
２において矢印ｆで示されている。
を形成する舌片が、内側に湾曲している。遮断接点５０
は、筒３２からいくらか間隔をおいて、筒３２の、モー
タ軸１８とは反対側にある外側に位置している。遮断接
点５０は、筒３２の外側縁部５２とオーバーラップして
いる。遮断接点５０と外側縁部５２との間の間隔は、図
２において矢印ｆで示されている。
【００１８】図２に示したブラシ装置は、電気モータ１
０のための熱安全装置を有している。電気モータ１０
が、高すぎてかつ長すぎる電流供給によって熱的に過負
荷がかかると、炭素ブラシ２４が加熱される。炭素ブラ
シ２４は、舌片組４２，４４を有する筒３２を加熱す
る。筒３２と舌片組４２，４４とは、熱可塑性プラスチ
ックからなるブラシ支持体４６を、ブラシばね３４の力
が、筒３２を半径方向において、モータ軸１８から離れ
て外方へ移動するほど強く軟化する。移動の際に、固定
支承部を形成する、モータ軸１８に近い舌片組４２は、
軟らかになったブラシ支持体４６を可塑的に変形する。
この場合、可動支承部を形成する舌片組４４は、いずれ
にせよ移動可能である。筒３２の外側縁部５２は、遮断
接点５０と接触する。支承シールド２６と一体的な遮断
接点５０と、支承シールド２６とモータケーシング１２
全体とは、アース上に位置しているが、筒３２は、ピグ
テイル４０とブラシ２４とを介して、アースとは異なる
電位を有しているので、遮断接点５０との筒３２の接触
は、図示されていないヒューズが焼け切り、これにより
電気モータ１０の電流供給を遮断する短絡を生じる。短
絡は不可逆で、電気モータ１０はもはや作動されなくな
る。ブラシ支持体４６の軟化温度は、ブラシ支持体４６
が、電気モータ１０内に引火温度が発生しないで、従っ
て火災の危険がないブラシ温度で、軟化するように選択
されている。モータ軸１８に近い舌片組４２は、有利に
は固定支承部として構成されてる。なぜならブラシ２４
は、その整流子２２に接触している側において、整流子
２２と間隔をおいている側よりも強く加熱されているか
らである。例えば、ブラシ温度は約３２０℃から３６０
℃まで上昇すると、ブラシ支持体は、軟化温度に達す
る。
０のための熱安全装置を有している。電気モータ１０
が、高すぎてかつ長すぎる電流供給によって熱的に過負
荷がかかると、炭素ブラシ２４が加熱される。炭素ブラ
シ２４は、舌片組４２，４４を有する筒３２を加熱す
る。筒３２と舌片組４２，４４とは、熱可塑性プラスチ
ックからなるブラシ支持体４６を、ブラシばね３４の力
が、筒３２を半径方向において、モータ軸１８から離れ
て外方へ移動するほど強く軟化する。移動の際に、固定
支承部を形成する、モータ軸１８に近い舌片組４２は、
軟らかになったブラシ支持体４６を可塑的に変形する。
この場合、可動支承部を形成する舌片組４４は、いずれ
にせよ移動可能である。筒３２の外側縁部５２は、遮断
接点５０と接触する。支承シールド２６と一体的な遮断
接点５０と、支承シールド２６とモータケーシング１２
全体とは、アース上に位置しているが、筒３２は、ピグ
テイル４０とブラシ２４とを介して、アースとは異なる
電位を有しているので、遮断接点５０との筒３２の接触
は、図示されていないヒューズが焼け切り、これにより
電気モータ１０の電流供給を遮断する短絡を生じる。短
絡は不可逆で、電気モータ１０はもはや作動されなくな
る。ブラシ支持体４６の軟化温度は、ブラシ支持体４６
が、電気モータ１０内に引火温度が発生しないで、従っ
て火災の危険がないブラシ温度で、軟化するように選択
されている。モータ軸１８に近い舌片組４２は、有利に
は固定支承部として構成されてる。なぜならブラシ２４
は、その整流子２２に接触している側において、整流子
２２と間隔をおいている側よりも強く加熱されているか
らである。例えば、ブラシ温度は約３２０℃から３６０
℃まで上昇すると、ブラシ支持体は、軟化温度に達す
る。
【図１】本発明の、半部が断面されている電気モータの
略示図である。
略示図である。
【図２】図１に示す電気モータの整流子装置の拡大図で
ある。
ある。
１０ 電気モータ １２ ケーシング １４ 永久磁石 １６ ロータ １８ モータ軸 ２０ ロータコイル ２２ 整流子 ２４ 炭素ブラシ ２６ 支承シールド ２８ 切り欠き ３０ 球軸受 ３２ 筒 ３４ ブラシばね ３６ 薄板舌片 ３８ スリット ４０ ピグテイル ４２、４４ 舌片組 ４６ ブラシ支持体 ４８ スリット組 ５０ 遮断接点 ５２ 外側縁部
フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ リュトケ ドイツ連邦共和国 カールスルーエ−ドゥ ルラッハ ゲルニッツァー シュトラーセ ７ (72)発明者 ファブリス ブルク フランス国 ヘルリスハイム リュ ド ガンプスハイム 10 (72)発明者 ハンノ カンプハウゼン ドイツ連邦共和国 アルプシュタット ア ハルムシュトラーセ 64
Claims (8)
- 【請求項１】 ロータコイルを有するロータと、ロー
タコイルへの電流伝達のためのブラシとを有しており、
ブラシは、筒内に収容されている形式の熱安全装置を有
する電気モータにおいて、電気モータ（１０）は、遮断
接点（５０）を有しており、遮断接点（５０）は、筒
（３２）に対して、遮断接点（５０）が、筒（３２）の
熱により条件付けられた位置変化の際に接触するように
配置されていることを特徴とする電気モータ。 - 【請求項２】 前記電気モータ（１０）のケーシング
部分（２６）が、遮断接点（５０）を有することを特徴
とする請求項１記載の電気モータ - 【請求項３】 前記筒（３２）は導電性であることを
特徴とする請求項１記載の電気モータ。 - 【請求項４】 前記筒（３２）は、プラスチック製の
ブラシ支持体（４６）と、電気モータ（１０）のケーシ
ング（１２）内に固定されていて、プラスチックの軟化
温度は、電気モータ（１０）の引火温度以下にあること
を特徴とする請求項１記載の電気モータ。 - 【請求項５】 前記筒（３２）は、固定支承部（４
０）と可動支承部（４２）と有していて、これら固定支
承部（４０）と可動支承部（４２）とにより、前記筒
（３２）は、ブラシ支持体（４６）に固定されているこ
とを特徴とする請求項４記載の電気モータ。 - 【請求項６】 前記固定支承部（４２）は、モータ軸
（１８）の近くに配置されていて、前記可動支承部（４
４）は、前記モータ軸（１８）から離れて配置されてい
ることを特徴とする請求項５記載の電気モータ。 - 【請求項７】 前記遮断接点（５０）は、前記筒（３
２）の、モータ軸（１８）から離れた端部の範囲に配置
されていることを特徴とする請求項１記載の電気モー
タ。 - 【請求項８】 前記遮断接点（５０）は、前記モータ
軸（１８）に対して半径方向で、前記筒（３２）の外側
に配置されていることを特徴とする請求項７記載の電気
モータ。
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