JP2002262535A - 直流機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】第３のブラシによる整流障害を取り除くことが
でき、部品点数及びコストの低減を図ることができる直
流機を提供する。 【解決手段】マグネット２には、切り欠き部２ａが設け
られている。この切り欠き部２ａは、第３ブラシ８が電
機子４の回転中に両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡し
始めるとき、当該両セグメント１２ａ，１２ｂに結線し
た電機子コイル１１が巻装される５つのティース１０ａ
の回転方向側第１番目ティース１０ａのティースバー回
転方向先端が該切り欠き部２ａにさしかかるようになる
場所に設けられている。また、切り欠き部２ａは、第３
ブラシ８が両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡する期間
となる回転方向の角度θ１に対応する幅にて形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットを有し
た直流機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、自動車ワイパモータは、ブラ
シを有する直流モータが採用されている。この中では、
３ブラシモータ、所謂第３のブラシを用いたモータがあ
る。この種のモータは、モータの回転速度を変える目的
でその第３のブラシが用いられている。その主な原理と
しては、使用する磁束を減少させることによってモータ
の回転速度を高くするものである。具体的には、設置位
置の異なるブラシを設けておき、電機子コイルの通電範
囲をブラシの選択（組み合わせ）により変えることで簡
単に実現していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
はモータの通常運転（低速仕様）において、高速用のブ
ラシ（第３のブラシ）が隣り合う整流子片を跨ぐ毎に、
該ブラシ（第３のブラシ）により短絡される電機子コイ
ル中に発生している誘導起電力により通電方向と逆向き
に大きな電流が瞬間的に流れる。図１２において、ピー
クＡ２，Ｂ２は、その電機子コイル中に流れるコイル電
流の瞬間変化を示している。これにより、ブラシで火花
放電が発生することから、電気雑音やブラシ摩耗を引き
起こし、所謂第３のブラシによる整流障害を引き起こ
す。そこで、モータの駆動回路に雑音防止ためのコイル
（インダクター）やコンデンサ等を複数組み合わせて対
応していた。これは、モータの部品点数及びコストの低
減を図る上の問題点となった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、マグネットの磁束分布
を変えることで、所謂第３のブラシによる整流障害を取
り除くことができ、部品点数及びコストの低減を図るこ
とができる直流機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、等角度間隔に設けた複
数のティースを有する電機子コアに電機子コイルを巻装
し前記電機子コイルがコンミュテータに結線される電機
子と、前記電機子を挟んで対向配置される一対のマグネ
ットと、前記電機子の中心軸に対して対向位置に配置さ
れ、前記コンミュテータのセグメントに接触する第１及
び第２のブラシと、該第１及び第２のブラシの対向位置
から所定角度をなして配置され、前記セグメントに接触
する少なくとも１つの第３のブラシとを備えた直流機に
おいて、前記一対のマグネット中の１つのマグネットに
は、弱磁束部を設け、その弱磁束部は、前記電機子が前
記第１のブラシと第２のブラシにて給電され回転する状
態で、前記第３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡
し始めるとき、当該両セグメントに結線した電機子コイ
ルが巻装される複数のティースの回転方向側第１番目テ
ィースのティースバー回転方向先端が該弱磁束部にさし
かかるようになる場所に設けられているとともに、第３
のブラシが両セグメントを短絡する期間となる回転方向
角度に対応する幅にて形成されていることを要旨とす
る。

【０００６】請求項２に記載の発明は、等角度間隔に設
けた複数のティースを有する電機子コアに電機子コイル
を巻装し前記電機子コイルがコンミュテータに結線され
る電機子と、前記電機子を挟んで対向配置される一対の
マグネットと、前記電機子の中心軸に対して対向位置に
配置され、前記コンミュテータのセグメントに接触する
第１及び第２のブラシと、該第１及び第２のブラシの対
向位置から所定角度をなして配置され、前記セグメント
に接触する少なくとも１つの第３のブラシとを備えた直
流機において、前記一対のマグネット中の１つのマグネ
ットには、弱磁束部を設け、その弱磁束部は、前記電機
子が前記第１のブラシと第２のブラシにて給電され回転
する状態で、前記第３のブラシが隣り合う両セグメント
を短絡し始めるとき、当該両セグメントに結線した電機
子コイルが巻装される複数のティースの回転方向逆側第
１番目ティースのティースバー回転方向後端が該弱磁束
部にさしかかるようになる場所に設けられているととも
に、第３のブラシが両セグメントを短絡する期間となる
回転方向角度に対応する幅にて形成されていることを要
旨とする。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の直流機において、前記弱磁束部は、前記マグネ
ットの内側面を切り欠いて形成された切り欠き部である
ことを要旨とする。

【０００８】請求項４に記載の発明は、等角度間隔に設
けた複数のティースを有する電機子コアに電機子コイル
を巻装し前記電機子コイルがコンミュテータに結線され
る電機子と、前記電機子を挟んで対向配置される一対の
マグネットと、前記電機子の中心軸に対して対向位置に
配置され、前記コンミュテータのセグメントに接触する
第１及び第２のブラシと、該第１及び第２のブラシの対
向位置から所定角度をなして配置され、前記セグメント
に接触する少なくとも１つの第３のブラシとを備えた直
流機において、前記一対のマグネット中の１つのマグネ
ットは、分断した分割片からなり、その分割片は、該分
割片間に所定角度間隔を有する隙間を形成するように離
間配置され、前記隙間は、前記電機子が前記第１のブラ
シと第２のブラシにて給電され回転する状態で、前記第
３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡し始めると
き、当該両セグメントに結線した電機子コイルが巻装さ
れる複数のティースの回転方向側第１番目ティースのテ
ィースバー回転方向先端が該隙間にさしかかるようにな
る場所に設けられているとともに、第３のブラシが両セ
グメントを短絡する期間となる回転方向角度に対応する
角度間隔にて形成されていることを要旨とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、等角度間隔に設
けた複数のティースを有する電機子コアに電機子コイル
を巻装し前記電機子コイルがコンミュテータに結線され
る電機子と、前記電機子を挟んで対向配置される一対の
マグネットと、前記電機子の中心軸に対して対向位置に
配置され、前記コンミュテータのセグメントに接触する
第１及び第２のブラシと、該第１及び第２のブラシの対
向位置から所定角度をなして配置され、前記セグメント
に接触する少なくとも１つの第３のブラシとを備えた直
流機において、前記一対のマグネット中の１つのマグネ
ットは、分断した分割片からなり、その分割片は、該分
割片間に所定角度間隔を有する隙間を形成するように離
間配置され、前記隙間は、前記電機子が前記第１のブラ
シと第２のブラシにて給電され回転する状態で、前記第
３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡し始めると
き、当該両セグメントに結線した電機子コイルが巻装さ
れる複数のティースの回転方向逆側第１番目ティースの
ティースバー回転方向後端が該隙間にさしかかるように
なる場所に設けられているとともに、第３のブラシが両
セグメントを短絡する期間となる回転方向角度に対応す
る角度間隔にて形成されていることを要旨とする。

【００１０】（作用）請求項１〜５に記載の発明によれ
ば、第３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡する瞬
間（つまり整流時）に使うマグネット部分の磁束を変化
させることにより、電機子コイルを通る磁束の変化を無
くし、電機子コイル内に発生する誘導起電力が押さえら
れ逆向きの激しい電流変化は起きない。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
及び２に記載の発明の作用に加えて、弱磁束部の構造は
簡単であり、容易に製造できる。請求項４及び５に記載
の発明によれば、マグネットの隙間は、分断されたマグ
ネットの分割片を離間配置することによって形成される
ため、製造及び配置も簡単にできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化した第１の実施実施を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の直流機としての直流モータ（ワイ
パモータ）１の概略構造を示す部分断面図である。

【００１３】図１に示すように、ワイパモータ１は、マ
グネット２，３、電機子４、コンミテータ５及び複数の
ブラシ６〜８を有している。詳述すると、本実施形態の
ワイパモータ１は、２極の直流モータであって、モータ
ハウジングヨーク９内において、Ｎ極及びＳ極を形成す
る２つのマグネット２，３が電機子４を挟んで対向配置
されている。電機子４は、電機子コア１０とそのコア１
０に巻装される電機子コイル１１とを有し、直流電流の
供給により回転駆動する。

【００１４】電機子コア１０には、複数のティース１０
ａが形成されており、そのうちのｎ個のティース１０ａ
の周囲に電機子コイル１１が巻き付けられている。な
お、本実施形態では、ティース１０ａの個数は１２個で
あり、そのティース１０ａが、電機子４の周方向に３０
°毎に形成されている。つまり、隣り合うティース１０
ａは、その中心線のなす角（モータ電機子スロット角）
θが３０°（＝３６０°／１２）となるように形成され
ている。また、図示を省略しているが、複数の電機子コ
イル１１が５つのティース１０ａ毎に同様に巻き付けら
れている。つまり、巻線の巻装方式は分布巻である。

【００１５】コンミテータ５は、電機子４の一端に配設
され、複数のセグメント１２を有して構成されている。
本実施形態では、１２個のセグメント１２が周方向に３
０°毎に設けられている。図１に示すように、前記５つ
のティース１０ａに巻装された電機子コイル１１は該５
つのティース１０ａと略対向する側の２つのセグメント
１２（例えばセグメント１２ａ，１２ｂ）に結線してい
る。

【００１６】また、複数のブラシ６〜８は、コンミテー
タ５に摺接するように付勢された状態で配設されてい
る。本実施形態では、３つのブラシ６〜８が配設されて
いる。その中で、図１に示すように、第１及び第２のブ
ラシとしての第１及び第２ブラシ６，７は、１８０°離
れた（対向する）関係に配設され、第３のブラシとして
の第３ブラシ８は、第１ブラシ６と所定の角度δをなす
ように配設されている。本実施形態では、角度δは第１
ブラシ６から回転方向になす鋭角となるように設定され
ている。さらに、ブラシ６〜８は、それぞれの端子６ａ
〜８ａを介して直流電源回路１３に接続されている。

【００１７】詳述すると、直流電源回路１３は、直流電
源１４と切り替えスイッチ１５を備えて、ブラシ６，８
は、それぞれ端子６ａ，８ａ及び切り替えスイッチ１５
を介して直流電源１４のプラス電極に接続されている。
第２ブラシ７は、端子７ａを介して直流電源１４のマイ
ナス電極に接続されている。つまり、運転状況によって
切り替えスイッチ１５を切り替えてブラシ６，７を介し
てモータ１に給電させるか又はブラシ７，８を介してモ
ータ１に給電させるかを選択できる。

【００１８】本実施形態では、通常運転（低速仕様）の
場合、ブラシ６，７を介してモータ１に給電させるよう
切り替えスイッチ１５を切り替え、高速運転の場合、ブ
ラシ７，８を介してモータ１に給電させるよう切り替え
スイッチ１５を切り替えるようにしている。つまり、ブ
ラシ６，７は、低速回転である第１ポジションに配置さ
れ、ブラシ７，８は、高速回転である第２ポジションに
配置されている。

【００１９】そして、切り替えスイッチ１５の切替によ
って、直流電源１４から供給される直流電流が、ブラシ
６，７又はブラシ７，８とコンミテータ５のセグメント
１２を経て電機子コイル１１に流れる。これによって、
電機子４が時計回り方向（図中、Ｘ矢印方向）に回転す
る。

【００２０】前記マグネット２，３は、所定長さ（例え
ば図１に示すように、前記モータ電機子スロット角度θ
の整数倍となる開角度（４θ＝１２０°）に対応した長
さ）にて互いに電機子４の中心軸に対して点対称となる
ように形成されている。

【００２１】図１及び図２に示すように、マグネット２
には、弱磁束部としての切り欠き部２ａが設けられてい
る。本実施形態では、この切り欠き部２ａは、マグネッ
ト２の回転方向側端部に近い所定場所に設けられてい
る。この所定場所は、図１に示すように、第３ブラシ８
が電機子４の回転中に両セグメント１２ａ，１２ｂを短
絡し始めるとき、当該両セグメント１２ａ，１２ｂに結
線した前記電機子コイル１１が巻装される５つのティー
ス１０ａの回転方向側第１番目ティース１０ａのティー
スバー回転方向先端が該切り欠き部２ａにさしかかるよ
うになる場所に設定されている。また、切り欠き部２ａ
は、第３ブラシ８が両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡
する期間となる回転方向の角度θ１に対応する幅にて形
成されている。

【００２２】図３は、ブラシ６，７にて給電する状態
（通常運転）で第３ブラシ８が隣り合う両セグメント１
２を短絡するとき、当該両セグメント１２に結線した電
機子コイル１１に流れる電流の変化を示している。本実
施形態では、図１に示すように、ブラシ６，７にて給電
する状態（通常運転）で電機子４が時計回り方向に回転
する場合、第３ブラシ８が隣り合う両セグメント１２を
短絡し始めるとき、当該両セグメント１２に結線した電
機子コイル１１が巻装される５つのティース１０ａの回
転方向側第１番目ティース１０ａのティースバー回転方
向先端が前記切り欠き部２ａにさしかかる。言い換えれ
ば、通常運転中に、電機子コイル１１が巻装される５つ
のティース１０ａの回転方向側第１番目ティース１０ａ
のティースバー回転方向先端が前記切り欠き部２ａにさ
しかかるとき、該電機子コイル１１が結線した両セグメ
ント１２は第３ブラシ８により短絡し始める。ブラシ
６，７にて給電するモータ１の通常運転において、第３
ブラシ８が隣り合う両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡
するとき、両セグメント１２ａ，１２ｂに結線した電機
子コイル１１が巻装されるティース１０ａは磁束の少な
い切り欠き部２ａにさしかかることから、従来に比べて
電機子コイル１１内に発生する誘導起電力が押さえられ
る。これにより、図３に示すように、電機子コイル１１
内に流れるコイル電流ではピークＡ１及びピークＢ１が
表したが、図８にピークＡ２、ピークＢ２で示した従来
のような逆向きの激しい電流変化は起きない。

【００２３】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、下記のような特徴を有する。 （１） マグネット２には、切り欠き部２ａが設けられ
ている。この切り欠き部２ａは、第３ブラシ８が電機子
４の回転中に両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡し始め
るとき、当該両セグメント１２ａ，１２ｂに結線した前
記電機子コイル１１が巻装される５つのティース１０ａ
の回転方向側第１番目ティース１０ａのティースバー回
転方向先端が該切り欠き部２ａにさしかかるようになる
場所に設けた。また、切り欠き部２ａは、第３ブラシ８
が両セグメント１２ａ，１２ｂを短絡する期間となる回
転方向角度θ１に対応する幅にて形成した。

【００２４】従って、第３ブラシ８が隣り合う両セグメ
ント１２を短絡する瞬間に磁束の変化が減少することか
ら、従来に比べて電機子コイル１１内に発生する誘導起
電力が押さえられ逆向きの激しい電流変化は起きない。

【００２５】その結果、第３ブラシ８での火花放電が防
止され、モータ１の電気雑音やブラシ摩耗の低減を図る
ことができる。これにより、モータ１の駆動回路に雑音
防止ためのコイル（インダクター）やコンデンサ等を複
数組み合わせる必要がなくなり、モータ１の部品点数及
びコストの低減を図ることができる。

【００２６】（２） マグネット２に切り欠き部２ａを
設けることにより第３ブラシによる整流障害を低減する
ことができるため、製造も容易でコスト的にも有利であ
る。 （第２の実施形態）以下、本発明を具体化した第２の実
施実施を図面に従って説明する。図４は、本実施形態の
直流モータ２１の概略構造を示す部分断面図である。

【００２７】図４に示すように、直流モータ２１は、マ
グネット２２，２３、電機子２４、コンミテータ２５及
び複数のブラシ２６〜２８を有している。詳述すると、
本実施形態の直流モータ２１は、２極の直流モータであ
って、モータハウジングヨーク２９内において、Ｎ極及
びＳ極を形成する２つのマグネット２２，２３が電機子
２４を挟んで対向配置されている。電機子２４は、電機
子コア３０とそのコア３０に巻装される電機子コイル３
１とを有し、直流電流の供給により回転駆動する。

【００２８】電機子コア３０には、複数のティース３０
ａが形成されており、そのうちのｎ個のティース３０ａ
の周囲に電機子コイル３１が巻き付けられている。な
お、本実施形態では、ティース３０ａの個数は１２個で
あり、そのティース３０ａが、電機子２４の周方向に３
０°毎に形成されている。つまり、隣り合うティース３
０ａは、その中心線のなす角（モータ電機子スロット
角）θが３０°（＝３６０°／１２）となるように形成
されている。また、図示を省略しているが、複数の電機
子コイル３１が５つのティース３０ａ毎に同様に巻き付
けられている。つまり、巻線の巻装方式は分布巻であ
る。

【００２９】コンミテータ２５は、電機子２４の一端に
配設され、複数のセグメント３２を有して構成されてい
る。本実施形態では、１２個のセグメント３２が周方向
に３０°毎に設けられている。図４に示すように、前記
５つのティース３０ａに巻装された電機子コイル３１は
該５つのティース３０ａ側の２つのセグメント３２（例
えばセグメント３２ａ，３２ｂ）に結線している。

【００３０】また、複数のブラシ２６〜２８は、コンミ
テータ２５に摺接するように付勢された状態で配設され
ている。本実施形態では、３つのブラシ２６〜２８が配
設されている。その中で、図４に示すように、第１及び
第２のブラシとしての第１及び第２ブラシ２６，２７
は、１８０°離れた（対向する）関係に配設され、第３
のブラシとしての第３ブラシ２８は、第２ブラシ２７と
所定の角度δ１をなすように配設されている。さらに、
図示しないが、ブラシ２６〜２８は、それぞれの端子を
介して直流電源回路に接続されている。

【００３１】前記マグネット２２，２３は、所定長さ
（例えば図４に示すように、前記モータ電機子スロット
角度θの整数倍となる開角度（５θ＝１５０°）に対応
した長さ）にて互いに電機子２４の中心軸に対して点対
称となるように形成されている。

【００３２】図４に示すように、マグネット２２には、
弱磁束部としての切り欠き部２２ａが設けられている。
本実施形態では、この切り欠き部２２ａは、マグネット
２２の回転方向逆側端部に近い所定場所に設けられてい
る。この所定場所は、図４に示すように、第３ブラシ２
８が電機子２４の回転中に両セグメント３２ａ，３２ｂ
を短絡し始めるとき、当該両セグメント３２ａ，３２ｂ
に結線した前記電機子コイル３１が巻装される５つのテ
ィース３０ａの回転方向側第１番目ティース３０ａのテ
ィースバー回転方向先端が該切り欠き部２２ａにさしか
かるようになる場所に設定されている。また、切り欠き
部２２ａは、第３ブラシ２８が両セグメント３２ａ，３
２ｂを短絡する期間となる回転方向の角度θ１に対応す
る幅にて形成されている。

【００３３】図５は、電機子２４が図４で示すＡ（０
°）位置からＢ（１８０°）位置へ回転する間に、電機
子コイル３１に発生する誘起電圧の変化を示している。
本実施形態では、通常運転中に、電機子コイル３１が巻
装される５つのティース３０ａの回転方向側第１番目テ
ィース３０ａのティースバー回転方向先端が前記切り欠
き部２２ａにさしかかるとき、該電機子コイル３１が結
線した両セグメント３２は第３ブラシ２８により短絡し
始める。つまり、電機子２４は図４で示すＡ（０°）位
置からＢ（１８０°）位置へ回転する間に約９０°回転
した位置に第３ブラシ２８が隣り合う両セグメント３２
ａ，３２ｂを短絡し始める。これに対応して、図５に示
すように、電機子２４が図４で示すＡ（０°）位置から
Ｂ（１８０°）位置へ回転する間に約９０°回転したと
き、電機子コイル３１内に発生する誘起電圧がほぼゼロ
になる。

【００３４】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、第１の実施形態とほぼ同様な効果を得ることができ
る。 （第３の実施形態）以下、本発明を具体化した第３の実
施実施を図面に従って説明する。図６は、本実施形態の
直流モータ４１の概略構造を示す部分断面図である。な
お、本実施形態は、第２の実施形態とは、弱磁束部を設
けたマグネットが異なるという点が相違するため、説明
の便宜上、同じ直流モータの構成についての詳細な説明
を省略し、相違する部分のみ詳しく説明する。

【００３５】図６に示すように、第３のブラシとしての
第３ブラシ４８に対して該ブラシ４８の回転方向逆側に
位置するマグネット４３には、弱磁束部としての切り欠
き部４３ａが設けられている。切り欠き部４３ａは、マ
グネット４３の回転方向側端部に近い所定場所に設けら
れている。その所定場所は、前記第３ブラシ４８が電機
子４４の回転中に両セグメント５２ａ，５２ｂを短絡し
始めるとき、当該両セグメント５２ａ，５２ｂに結線し
た電機子コイル５１が巻装される５つのティース５０ａ
の回転方向逆側第１番目ティース５０ａのティースバー
回転方向後端が該切り欠き部４３ａにさしかかるように
なる場所に設定されている。また、切り欠き部４３ａ
は、前記第３ブラシ４８が両セグメント５２ａ，５２ｂ
を短絡する期間となる回転方向の角度θ１に対応する幅
にて形成されている。

【００３６】図７は、電機子４４が図６で示すＡ（０
°）位置からＢ（１８０°）位置へ回転する間に、電機
子コイル５１に発生する誘起電圧の変化を示している。
本実施形態では、ブラシ４６，４７にて給電するモータ
４１の通常運転において、両セグメント５２ａ，５２ｂ
に結線した電機子コイル５１が巻装される５つのティー
ス５０ａの回転方向逆側第１番目ティース５０ａのティ
ースバー回転方向後端が切り欠き部４３ａにさしかかる
とき、第３ブラシ４８が隣り合う両セグメント５２ａ，
５２ｂを短絡し始める。つまり、電機子４４は図６で示
すＡ（０°）位置からＢ（１８０°）位置へ回転する間
に約９０°回転した位置に第３ブラシ４８が隣り合う両
セグメント５２ａ，５２ｂを短絡し始める。これに対応
して、図７に示すように、電機子４４が図６で示すＡ
（０°）位置からＢ（１８０°）位置へ回転する間に約
９０°回転したとき、電機子コイル５１内に発生する誘
起電圧がほぼゼロになる。

【００３７】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、第１及び２の実施形態とほぼ同様な効果を得ること
ができる。尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施し
てもよい。

【００３８】○上記各実施形態では、弱磁束部は、図８
に示すように、マグネット６２の側面６２ａを切り欠い
て形成された切り欠き部６２ｂにて実施してもよい。ま
た、弱磁束部は、図９に示すように、マグネット７２を
貫通して形成された貫通孔７２ａにて実施してもよい。
この場合、上記各実施形態とほぼ同様な効果を得ること
ができる。

【００３９】○また、上記第１の実施形態は、図１０に
示すように実施してもよい。詳述すると、マグネット８
２は、２つの分割片８２ａ，８２ｂから構成されてい
る。その両分割片８２ａ，８２ｂを、所定角度間隔θ１
離間して該両分割片８２ａ，８２ｂ間に隙間８２ｃが形
成するよう配置させる。その隙間８２ｃは、電機子４が
第１ブラシ６と第２ブラシ７にて給電され回転する状態
で、第３ブラシ８が隣り合う両セグメント１２ａ，１２
ｂを短絡し始めるとき、当該両セグメント１２ａ，１２
ｂに結線した電機子コイル１１が巻装される５つのティ
ース１０ａの回転方向側第１番目ティース１０ａのティ
ースバー回転方向先端が該隙間８２ｃにさしかかるよう
になる位置に設けられている。その隙間８２ｃの角度間
隔θ１は、第３ブラシ８が両セグメント１２ａ，１２ｂ
を短絡する期間となる回転方向角度と同じにしている。
この場合、上記第１の実施形態の効果を得ることができ
るとともに、マグネット８２の隙間８２ｃは、分断され
たマグネット８２の両分割片８２ａ，８２ｂを離間配置
することによって形成されるため、製造及び配置も簡単
にできる。なお、説明と図面を省略するが、第２及び第
３実施形態の弱磁束部も同様な構造で形成してもよい。

【００４０】○上記第１の実施形態では、第３ブラシ８
は第１ブラシ６と回転方向側の鋭角をなすように配置さ
れ、切り欠き部２ａはマグネット２の回転方向側端部に
近い位置に設けられて実施した。これに対して、第３ブ
ラシ８を第１ブラシ６と回転方向側の鈍角をなすように
配置し、切り欠き部２ａをマグネット２の反回転方向側
端部に近い位置に設けて実施してもよい。また、図示し
ないが、第３ブラシ８を第１ブラシ６と反回転方向側の
鈍角又は鈍角をなすように配置し、弱磁束部としての切
り欠き部を、マグネット３に設けて実施してもよい。こ
の場合、上記第１の実施形態と同様な効果を得ることが
できる。なお、第２及び第３の実施形態も同様な思想で
変更してもよい。

【００４１】○マグネット９２を、図１１に示すよう
に、着磁の強弱によって弱磁束部９２ａを形成して実施
してもよい。この場合、上記各実施形態及び別例と同様
な効果を得ることができるとともに、マグネット９２の
剛性を確保することができる。

【００４２】○第１の実施形態において、マグネット
は、モータ電機子スロット角度θの整数倍となる開角度
（４θ＝１２０°）に対応した長さ以外の長さにて形成
してもよい。第２及び第３の実施形態において、マグネ
ットは、モータ電機子スロット角度θの整数倍となる開
角度（５θ＝１５０°）に対応した長さ以外の長さにて
形成してもよい。

【００４３】○第３のブラシを複数個設けて実施しても
よい。 ○本発明をティースが１２個以外の複数個設けられたモ
ータに具体化して実施してもよい。同一電機子コイルが
巻装されるティースを５個以外のｎ個にて実施してもよ
い。

【００４４】○上記第１の実施形態では、直流機として
ワイパモータ１に具体化したが、直流機としてワイパモ
ータ１以外のその他の直流モータに具体化してもよい。
次に上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想
について以下に追記する。

【００４５】（１）等角度間隔に設けた複数のティース
を有する電機子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子
コイルがコンミュテータに結線される電機子と、前記電
機子を挟んで対向配置される一対のマグネットと、前記
電機子の中心軸に対して対向位置に配置され、前記コン
ミュテータのセグメントに接触する第１及び第２のブラ
シと、該第１及び第２のブラシの対向位置から所定角度
をなして配置され、前記セグメントに接触する少なくと
も１つの第３のブラシとを備えたワイパモータにおい
て、前記一対のマグネット中の１つのマグネットには、
弱磁束部を設け、その弱磁束部は、前記電機子が前記第
１のブラシと第２のブラシにて給電され回転する状態
で、前記第３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡し
始めるとき、当該両セグメントに結線した電機子コイル
が巻装される複数のティースの回転方向側第１番目ティ
ースのティースバー回転方向先端が該弱磁束部にさしか
かるようになる場所に設けられているとともに、第３の
ブラシが両セグメントを短絡する期間となる回転方向角
度に対応する幅にて形成されていることを特徴とするワ
イパモータ。

【００４６】従って、第３のブラシによる整流障害を取
り除くことができ、ワイパモータの部品点数及びコスト
の低減を図ることができる。 （２）等角度間隔に設けた複数のティースを有する電機
子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子コイルがコン
ミュテータに結線される電機子と、前記電機子を挟んで
対向配置される一対のマグネットと、前記電機子の中心
軸に対して対向位置に配置され、前記コンミュテータの
セグメントに接触する第１及び第２のブラシと、該第１
及び第２のブラシの対向位置から所定角度をなして配置
され、前記セグメントに接触する少なくとも１つの第３
のブラシとを備えたワイパモータにおいて、前記一対の
マグネット中の１つのマグネットは、分断した分割片か
らなり、その分割片は、該分割片間に所定角度間隔を有
する隙間を形成するように離間配置され、前記隙間は、
前記電機子が前記第１のブラシと第２のブラシにて給電
され回転する状態で、前記第３のブラシが隣り合う両セ
グメントを短絡し始めるとき、当該両セグメントに結線
した電機子コイルが巻装される複数のティースの回転方
向側第１番目ティースのティースバー回転方向先端が該
隙間にさしかかるようになる場所に設けられているとと
もに、第３のブラシが両セグメントを短絡する期間とな
る回転方向角度に対応する角度間隔にて形成されている
ことを特徴とするワイパモータ。

【００４７】従って、第３のブラシによる整流障害を取
り除くことができ、ワイパモータの部品点数及びコスト
の低減を図ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第３のブラシによる整流障害を取り除くことができ、直
流機の部品点数及びコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の直流モータの概略構成を示
す部分断面図。

【図２】 第１の実施形態の弱磁束部を設けたマグネッ
トの斜視図。

【図３】 第１の実施形態の電機子コイル内に流れるコ
イル電流の変化を示すグラフ。

【図４】 第２の実施形態の直流モータの概略構成を示
す部分断面図。

【図５】 第２の実施形態の電機子コイル内に発生する
誘起電圧の変化を示すグラフ。

【図６】 第３の実施形態の直流モータの概略構成を示
す部分断面図。

【図７】 第３の実施形態の電機子コイル内に発生する
誘起電圧の変化を示すグラフ。

【図８】 別例の弱磁束部を設けたマグネットの斜視
図。

【図９】 別例の弱磁束部を設けたマグネットの斜視
図。

【図１０】別例の直流モータの概略構成を示す部分断面
図。

【図１１】別例の弱磁束部を形成したマグネットの正面
図。

【図１２】従来の電機子コイル内に流れるコイル電流の
変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１，２１，４１，８１…直流機としての直流モータ、
２，３，２２，２３，４２，４３，６２，７２，８２，
９２…マグネット、２ａ，２２ａ，４３ａ，６２ｂ，７
２ａ…弱磁束部としての切り欠き部、８２ａ，８２ｂ…
マグネットを構成する分割片、８２ｃ…マグネットを構
成する両分割片８２ａ，８２ｂ間の隙間、４，２４，４
４…電機子、５，２５，４５…コンミテータ、６，２
６，４６…第１のブラシとしての第１ブラシ、７，２
７，４７…第２のブラシとしての第２ブラシ、８，２
８，４８…第３のブラシとしての第３ブラシ、１０，３
０，５０…電機子コア、１０ａ，３０ａ，５０ａ…ティ
ース、１１，３１，５１…電機子コイル、１２，３２，
５２…セグメント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H613 AA07 BB15 BB35 GA04 GA10 QQ01 TT01 5H623 BB07 GG13 GG16 GG22 JJ01 LL13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 等角度間隔に設けた複数のティースを有
   する電機子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子コイ
   ルがコンミュテータに結線される電機子と、前記電機子
   を挟んで対向配置される一対のマグネットと、前記電機
   子の中心軸に対して対向位置に配置され、前記コンミュ
   テータのセグメントに接触する第１及び第２のブラシ
   と、該第１及び第２のブラシの対向位置から所定角度を
   なして配置され、前記セグメントに接触する少なくとも
   １つの第３のブラシとを備えた直流機において、 前記一対のマグネット中の１つのマグネットには、弱磁
   束部を設け、その弱磁束部は、前記電機子が前記第１の
   ブラシと第２のブラシにて給電され回転する状態で、前
   記第３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡し始める
   とき、当該両セグメントに結線した電機子コイルが巻装
   される複数のティースの回転方向側第１番目ティースの
   ティースバー回転方向先端が該弱磁束部にさしかかるよ
   うになる場所に設けられているとともに、第３のブラシ
   が両セグメントを短絡する期間となる回転方向角度に対
   応する幅にて形成されていることを特徴とする直流機。
2. 【請求項２】 等角度間隔に設けた複数のティースを有
   する電機子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子コイ
   ルがコンミュテータに結線される電機子と、前記電機子
   を挟んで対向配置される一対のマグネットと、前記電機
   子の中心軸に対して対向位置に配置され、前記コンミュ
   テータのセグメントに接触する第１及び第２のブラシ
   と、該第１及び第２のブラシの対向位置から所定角度を
   なして配置され、前記セグメントに接触する少なくとも
   １つの第３のブラシとを備えた直流機において、 前記一対のマグネット中の１つのマグネットには、弱磁
   束部を設け、その弱磁束部は、前記電機子が前記第１の
   ブラシと第２のブラシにて給電され回転する状態で、前
   記第３のブラシが隣り合う両セグメントを短絡し始める
   とき、当該両セグメントに結線した電機子コイルが巻装
   される複数のティースの回転方向逆側第１番目ティース
   のティースバー回転方向後端が該弱磁束部にさしかかる
   ようになる場所に設けられているとともに、第３のブラ
   シが両セグメントを短絡する期間となる回転方向角度に
   対応する幅にて形成されていることを特徴とする直流
   機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の直流機におい
   て、 前記弱磁束部は、前記マグネットの内側面を切り欠いて
   形成された切り欠き部であることを特徴とする直流機。
4. 【請求項４】 等角度間隔に設けた複数のティースを有
   する電機子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子コイ
   ルがコンミュテータに結線される電機子と、前記電機子
   を挟んで対向配置される一対のマグネットと、前記電機
   子の中心軸に対して対向位置に配置され、前記コンミュ
   テータのセグメントに接触する第１及び第２のブラシ
   と、該第１及び第２のブラシの対向位置から所定角度を
   なして配置され、前記セグメントに接触する少なくとも
   １つの第３のブラシとを備えた直流機において、 前記一対のマグネット中の１つのマグネットは、分断し
   た分割片からなり、その分割片は、該分割片間に所定角
   度間隔を有する隙間を形成するように離間配置され、前
   記隙間は、前記電機子が前記第１のブラシと第２のブラ
   シにて給電され回転する状態で、前記第３のブラシが隣
   り合う両セグメントを短絡し始めるとき、当該両セグメ
   ントに結線した電機子コイルが巻装される複数のティー
   スの回転方向側第１番目ティースのティースバー回転方
   向先端が該隙間にさしかかるようになる場所に設けられ
   ているとともに、第３のブラシが両セグメントを短絡す
   る期間となる回転方向角度に対応する角度間隔にて形成
   されていることを特徴とする直流機。
5. 【請求項５】 等角度間隔に設けた複数のティースを有
   する電機子コアに電機子コイルを巻装し前記電機子コイ
   ルがコンミュテータに結線される電機子と、前記電機子
   を挟んで対向配置される一対のマグネットと、前記電機
   子の中心軸に対して対向位置に配置され、前記コンミュ
   テータのセグメントに接触する第１及び第２のブラシ
   と、該第１及び第２のブラシの対向位置から所定角度を
   なして配置され、前記セグメントに接触する少なくとも
   １つの第３のブラシとを備えた直流機において、 前記一対のマグネット中の１つのマグネットは、分断し
   た分割片からなり、その分割片は、該分割片間に所定角
   度間隔を有する隙間を形成するように離間配置され、前
   記隙間は、前記電機子が前記第１のブラシと第２のブラ
   シにて給電され回転する状態で、前記第３のブラシが隣
   り合う両セグメントを短絡し始めるとき、当該両セグメ
   ントに結線した電機子コイルが巻装される複数のティー
   スの回転方向逆側第１番目ティースのティースバー回転
   方向後端が該隙間にさしかかるようになる場所に設けら
   れているとともに、第３のブラシが両セグメントを短絡
   する期間となる回転方向角度に対応する角度間隔にて形
   成されていることを特徴とする直流機。