JP2003134774A - 直流モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固定電機子コアに固定電機子コイルを巻装して
構成される固定電機子を界磁として使用した直流モータ
であって、良好な整流を行うことができる直流モータを
提供する。 【解決手段】小型モータ１は、直流電流が供給されるこ
とで回転駆動される。電磁石２，３は、回転電機子４を
挟んで対向配置される固定電機子コア１２，１３に固定
電機子コイル１４，１５を巻装して構成される。固定電
機子コア１２，１３の第１延設部１２ｂ，１３ｂは、整
流開始時に当該整流に係る回転電機子コイル９ａ，９ｂ
が巻装されるティース８ａの回転方向前側となるティー
ス８１の前端８１ａに対向する近傍において横断面積が
略最小になるとともに回転方向前側に向かって同横断面
積が漸増するように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定電機子コアに
固定電機子コイルを巻装して構成される固定電機子を界
磁として使用した直流モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラシとコンミテータとを備えた
直流モータでは、ブラシとコンミテータで回転電機子コ
イルに通電している電流の方向を切り替える（いわゆる
整流）構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした直
流モータでは、多くの場合、切り替え時の最終時点で電
流の方向が突然切り替わる現象（整流不足）が発生して
いる。この傾向は、特に回転電機子コイルにかける磁界
（磁束）を作るための機構である界磁としてフェライト
磁石などの永久磁石ではなく、固定電機子コアに固定電
機子コイルを巻装して構成される固定電機子（いわゆる
電磁石）を採用した場合に顕著となる。

【０００４】これは、電流の方向の切り替え時、回転電
機子コイルのインダクタンスにより残存電流が残ること
によることが知られている。特に、固定電機子コアとし
て透磁率の高いものを採用した場合、上記回転電機子コ
イルに高いインダクタンス成分が生じて整流不足が顕著
となっている。

【０００５】本発明の目的は、固定電機子コアに固定電
機子コイルを巻装して構成される固定電機子を界磁とし
て使用した直流モータであって、良好な整流を行うこと
ができる直流モータを提供することにある。

【０００６】

【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、略等角度間隔に設けら
れた複数のティースを有する回転電機子コアに回転電機
子コイルを巻装して構成される回転電機子と、該回転電
機子を挟んで対向配置される固定電機子コアに固定電機
子コイルを巻装して構成される固定電機子とを備え、整
流中にブラシでコンミテータの整流子片を短絡して該回
転電機子コイルの電流方向が反転する直流モータにおい
て、前記固定電機子コアは、整流開始時に当該整流に係
る回転電機子コイルが巻装されるティースの回転方向前
側となるティースの前端に対向する近傍において横断面
積が略最小になるとともに回転方向前側に向かって該横
断面積が漸増するように形成されたことを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、略等角度間隔に
設けられた複数のティースを有する回転電機子コアに回
転電機子コイルを巻装して構成される回転電機子と、該
回転電機子を挟んで対向配置される固定電機子コアに固
定電機子コイルを巻装して構成される固定電機子とを備
え、整流中にブラシでコンミテータの整流子片を短絡し
て該回転電機子コイルの電流方向が反転する直流モータ
において、前記固定電機子コアは、整流開始時に当該整
流に係る回転電機子コイルが巻装されるティースの回転
方向前側となるティースの前端に対向する近傍において
前記回転電機子との間の径方向の離隔距離が略最大にな
るとともに回転方向前側に向かって該離隔距離が漸減す
るように形成されたことを要旨とする。

【０００８】（作用）回転電機子の回転時には、回転電
機子コイルのインダクタンスにより電流を妨げる向きの
リアクタンス電圧が同回転電機子コイルに発生する。一
方、回転電機子の回転に伴って整流中の回転電機子コイ
ルを通過する磁束量が変化すると、その変化によって逆
起電力である誘起電圧が発生する。

【０００９】請求項１に記載の発明によれば、上記固定
電機子コアは、整流開始時に当該整流に係る回転電機子
コイルが巻装されるティースの回転方向前側となるティ
ースの前端に対向する近傍において横断面積が略最小に
なるとともに回転方向前側に向かって同横断面積が漸増
するように形成されている。一般に、固定電機子により
発生される磁束密度の大きさは、上記固定電機子コアの
横断面積に応じて変化する。すなわち、上記固定電機子
コアの横断面積が小さくなるほど上記磁束密度は小さく
なり、反対に同横断面積が大きくなるほど上記磁束密度
は大きくなる。従って、この固定電機子は、整流開始時
に当該整流に係る回転電機子コイルが巻装されるティー
スの回転方向前側となるティースの前端に対向する近傍
において、磁束密度が略最小となる弱磁束部を形成す
る。また、この固定電機子は、上記弱磁束部から回転方
向前側に向かって磁束密度を漸増する。従って、回転電
機子の回転に伴い、整流中の回転電機子コイルを通過す
る磁束量が漸増し、上記誘起電圧も整流開始時から漸増
する。この誘起電圧により、上記リアクタンス電圧が打
ち消され、整流が改善される。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、上記固定
電機子コアは、整流開始時に当該整流に係る回転電機子
コイルが巻装されるティースの回転方向前側となるティ
ースの前端に対向する近傍において回転電機子との間の
径方向の離隔距離が略最大になるとともに回転方向前側
に向かって同離隔距離が漸減するように形成されてい
る。一般に、固定電機子が発生する磁界に基づく回転電
機子を通過する磁束密度の大きさは、同回転電機子との
間の径方向の離隔距離に応じて透磁度（パーミアンス）
が変わることで変化する。すなわち、上記回転電機子と
の間の径方向の離隔距離が大きくなるほど上記磁束密度
は小さくなり、反対に同離隔距離が小さくなるほど上記
磁束密度は大きくなる。従って、この固定電機子は、整
流開始時に当該整流に係る回転電機子コイルが巻装され
るティースの回転方向前側となるティースの前端に対向
する近傍において、磁束密度が略最小となる弱磁束部を
形成する。また、この固定電機子は、上記弱磁束部から
回転方向前側に向かって磁束密度を漸増する。従って、
回転電機子の回転に伴い、整流中の回転電機子コイルを
通過する磁束量が漸増し、上記誘起電圧も整流開始時か
ら漸増する。この誘起電圧により、上記リアクタンス電
圧が打ち消され、整流が改善される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を直流モータとして
の自動車用小型モータに具体化した一実施形態を図面に
従って説明する。なお、図１は、直流モータとしての自
動車用小型モータ（以下、「小型モータ１」という）の
概略構造を示す部分断面図である。

【００１２】図１に示すように、小型モータ１は、固定
電機子としての電磁石２，３、回転電機子４、ブラシ５
ａ，５ｂ及び回転軸６等を有している。詳述すると、本
実施形態の小型モータ１は、２極の直流モータであっ
て、軟鉄製のモータハウジング（ヨーク）７の湾曲した
内側面において、Ｎ極及びＳ極を形成する２つの電磁石
２，３が回転電機子４を挟んで対向配置されている。こ
れら電磁石２，３は、モータハウジング７の内側面に断
面略Ｙ字状に突設され回転電機子４を挟んで対向配置さ
れる固定電機子コア１２，１３に固定電機子コイル１
４，１５を巻装してそれぞれ構成されている。２つの電
磁石２，３は、回転電機子４の中心点Ｏに対して点対称
に配置されている。回転電機子４は、回転電機子コア８
と、その回転電機子コア８に巻装される回転電機子コイ
ル（巻線）９ａ，９ｂと、コンミテータ（整流子）１０
とを有している。同図において、回転電機子コイル９
ａ，９ｂも中心点Ｏに対して点対称に配置されている。
そして、回転電機子４は、直流電流が供給されることに
より時計回り方向（図１においてＸ方向）に回転駆動さ
れるようになっている。

【００１３】回転電機子コア８には、等間隔に断面略Ｔ
字状の複数（本実施形態では１２個）のティース８ａが
形成されており、そのうちのｎ個（本実施形態では５
個）のティース８ａを１組としてその周囲に上記回転電
機子コイル９ａ，９ｂが巻き付けられている。図示を省
略しているが、複数の他の電機子コイルがｎ個（５個）
のティース８ａを１組として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。なお、本
実施形態では、ティース８ａの個数は１２個であり、同
ティース８ａは回転電機子４の周方向に３０°ごとに形
成されている。つまり、隣り合うティース８ａは、その
中心線のなす角が３０°（＝３６０°／１２）となるよ
うに形成されている。

【００１４】コンミテータ１０は、回転電機子４の一端
に配置され、複数（１２個）の整流子片１１を有して構
成されている。そして、図１及び図２に示すように、隣
り合う整流子片１１ａ，１１ｂ間は前記回転電機子コイ
ル９ａにて結線され、隣り合う整流子片１１ｃ，１１ｄ
間は前記回転電機子コイル９ｂにて結線されている。な
お、図１において、中心点Ｏを基準とし、整流子片１１
ａ，１１ｂの点対称となる位置に整流子片１１ｃ，１１
ｄが配置されている。また、ブラシ５ａ，５ｂがコンミ
テータ１０に摺接するように付勢された状態で配設され
ている。回転電機子コイル９ａ，９ｂには、図示しない
直流電源から供給される直流電流が、ブラシ５ａ，５ｂ
とコンミテータ１０の整流子片１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄを経て流入されるようになっている。

【００１５】そして、回転電機子４がＸ方向に回転する
と、図２に示すように、ブラシ５ａにより整流子片１１
ａ，１１ｂ間が短絡されて回転電機子コイル９ａには短
絡電流ｉ１が流れ、ブラシ５ｂにより整流子片１１ｃ，
１１ｄ間が短絡されて回転電機子コイル９ｂには短絡電
流ｉ２が流れる。ここで、ブラシ５ａは直流電源のプラ
ス端子（＋）に接続され、ブラシ５ｂは直流電源のマイ
ナス端子（−）に接続されている。このブラシ５ａ，５
ｂによる短絡中に、回転電機子コイル９ａ，９ｂに流れ
る電流の向きが変更されて、回転電機子４が時計回り方
向（図１のＸ方向）に回転するようになっている。そし
て、その回転力が回転電機子４の中央部から延設された
回転軸６を介して外部に伝達される。なお、本実施形態
では、図１に示すように、１２個の整流子片１１が周方
向に３０°ごとに設けられており、回転電機子４がブラ
シ５ａ，５ｂに対して３０°回転するとき、回転電機子
コイル９ａ，９ｂの電流の向きが変更される。つまり、
回転電機子４の３０°の回転によって回転電機子コイル
９ａ，９ｂの整流が行われる。

【００１６】図１に示すように、本実施形態の固定電機
子コア１２，１３は、それぞれ上記モータハウジング７
の内側面に固着されて径方向内側に突出する固定部１２
ａ，１３ａと、同固定部１２ａ，１３ａの先端において
周方向一側（図１においてＸ方向側）に伸びる第１延設
部１２ｂ，１３ｂと、同他側に伸びる第２延設部１２
ｃ，１３ｃとを備えている。

【００１７】ここで、上記第１延設部１２ｂ，１３ｂの
各基端部１６，１７及び第２延設部１２ｃ，１３ｃは、
横断面積が略一定となるように径方向の肉厚が略一定に
形成されている。また、上記第１延設部１２ｂ，１３ｂ
の各先端部１８，１９は、上記基端部１６，１７との接
続点１８ａ，１９ａにおいて横断面積が略最小となり、
これを起点として同横断面積が周方向外側に向かって漸
増するように形成されている。具体的には、上記先端部
１８，１９の内側面には、上記接続点１８ａ，１９ａを
最深部として周方向外側に向かって浅くなる凹部１８
ｂ，１９ｂが形成されている。これにより、上記先端部
１８，１９の径方向の肉厚が上記接続点１８ａ，１９ａ
において略最小になるとともに周方向外側に向かって漸
増し、上述の態様で横断面積が変化する。

【００１８】なお、本実施形態では、上記先端部１８，
１９の内側面に凹部１８ｂ，１９ｂを形成したことか
ら、同先端部１８，１９（固定電機子コア１２，１３）
と回転電機子４との間の径方向の離隔距離が上記接続点
１８ａ，１９ａにおいて略最大になるとともに周方向外
側に向かって同離隔距離が漸減するようにもなってい
る。

【００１９】一般に、電磁石２，３により発生される磁
束密度の大きさは、上記固定電機子コア１２，１３（延
設部１２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃ）の横断面積に応
じて変化する。すなわち、上記固定電機子コア１２，１
３（延設部１２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃ）の横断面
積が小さくなるほど上記磁束密度は小さくなり、反対に
同横断面積が大きくなるほど上記磁束密度は大きくな
る。また、電磁石２，３が発生する磁界に基づく回転電
機子４を通過する磁束密度の大きさは、上記固定電機子
コア１２，１３（延設部１２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３
ｃ）と上記回転電機子４との間の径方向の離隔距離に応
じて透磁度（パーミアンス）が変わることで変化する。
すなわち、上記回転電機子４との間の径方向の離隔距離
が大きくなるほど上記磁束密度は小さくなり、反対に同
離隔距離が小さくなるほど上記磁束密度は大きくなる。

【００２０】以上により、電磁石２，３は、上記第１延
設部１２ｂ，１３ｂの各基端部１６，１７及び第２延設
部１２ｃ，１３ｃにおいて略一定となる磁束密度を発生
する。また、電磁石２，３は、上記接続点１８ａ，１９
ａにおいて略最小になる磁束密度を発生する弱磁束部を
形成するとともに第１延設部１２ｂ，１３ｂの周方向外
側に向かって漸増する磁束密度を発生する。

【００２１】図３は、電磁石２，３により形成される磁
束密度分布Ｂ２，Ｂ３を示したものである。同図に示す
ように、電磁石２，３は上記接続点１８ａ，１９ａの近
傍において変化する磁束密度を発生する。つまり、周方
向に略一定の磁束密度Ｂ２０，Ｂ３０を発生する上記第
１延設部１２ｂ，１３ｂの各基端部１６，１７及び第２
延設部１２ｃ，１３ｃに対して、各接続点１８ａ，１９
ａ近傍部分での磁束密度が弱められ、図３に示す磁束密
度分布Ｂ２，Ｂ３となるように磁束変化を持たせてい
る。本実施形態の電磁石２，３では、各接続点１８ａ，
１９ａに対応する部位がそれぞれ磁束密度の極小値Ｂ２
１，Ｂ３１となる弱磁束部である。そして、電磁石２，
３の弱磁束部よりも周方向先端側の部位がそれぞれ磁束
密度の極大値Ｂ２３，Ｂ３３となる磁束極大部である。
すなわち、電磁石２，３は、これら弱磁束部及び磁束極
大部との間で周方向外側（回転方向前側）に向かって漸
増する磁束密度を発生するようになっている。

【００２２】次に、このように構成された小型モータ１
の動作について図３に基づき更に詳述する。図３は、回
転電機子４（回転電機子コア８）がＸ方向に回転駆動さ
れているとして整流子片１１ａ，１１ｂ間（整流子片１
１ｃ，１１ｄ間）における整流開始時、すなわちブラシ
５ａ，５ｂが回転方向後側の整流子片１１ａ，１１ｃに
接触し始めるときのティース８ａ及び電磁石２，３が発
生する磁束密度分布の位置関係を示す説明図である。な
お、図３には電磁石２，３の磁束密度分布（磁束量）に
対応させてティース８ａの回転角度及びそのときの回転
電機子コイル９ａ，９ｂに発生する総磁束量Φとの関係
を併せ示している。なお、総磁束量Φは、電磁石２，３
による磁束量、及び回転電機子コイル９ａ，９ｂに流れ
る電流による磁束量を合計したものとなっている。同図
においては、当該回転電機子コイル９ａ，９ｂに係るテ
ィース８ａを便宜的に回転方向先頭側（前側）から順番
にティース８１，８２，８３，８４，８５と記す。

【００２３】同図に示すように、この整流開始時では、
ティース８１の回転方向先頭側の端部（前端）８１ａの
位置が極小値Ｂ２１，Ｂ３１（接続点１８ａ，１９ａ）
の近傍に対向配置されるように設定されている。従っ
て、電磁石２，３の磁束密度が極小値Ｂ２１，Ｂ３１〜
極大値Ｂ２３，Ｂ３３の分布特性を有することで整流中
は回転電機子４の回転に伴って回転電機子コイル９ａ，
９ｂを通過する磁束量が漸増し、これによって発生する
誘起電圧も整流開始時から漸増する。

【００２４】以上により、Ｘ方向に回転駆動されている
ときの整流期間での総磁束量Φは、図３に示されるよう
になる。すなわち、回転電機子コイル９ａ，９ｂのイン
ダクタンスＬの影響によるリアクタンス電圧（Ｌ・ｄｉ
／ｄｔ）を打ち消す誘起電圧が発生され、整流が改善さ
れるようになっている。

【００２５】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、固定電機子コア１２，１３（第
１延設部１２ｂ，１３ｂ）は、整流開始時に当該整流に
係る回転電機子コイル９ａ，９ｂが巻装されるティース
８ａの回転方向前側となるティース８１の前端８１ａに
対向する近傍において横断面積が略最小になるとともに
回転方向前側に向かって同横断面積が漸増するように形
成されている。従って、この電磁石２，３は、整流開始
時に当該整流に係る回転電機子コイル９ａ，９ｂが巻装
されるティース８ａの回転方向前側となるティース８１
の前端８１ａに対向する近傍において、磁束密度が略最
小となる弱磁束部を形成する。また、この電磁石２，３
は、上記弱磁束部から回転方向前側に向かって磁束密度
を漸増する。このため、回転電機子４の回転に伴い、整
流中の回転電機子コイル９ａ，９ｂを通過する磁束量が
漸増し、これによる誘起電圧も整流開始時から漸増す
る。この誘起電圧により、回転電機子コイル９ａ，９ｂ
のインダクタンスＬによるリアクタンス電圧が打ち消さ
れ、整流を改善することができる。そして、整流不足に
固有の騒音等を防止できるとともに、電磁ノイズの発生
も抑制できる。

【００２６】（２）本実施形態では、固定電機子コア１
２，１３（第１延設部１２ｂ，１３ｂ）の内側面に凹設
された凹部１８ｂ，１９ｂにより、上記回転電機子４と
の間の径方向の離隔距離は上記横断面積が減少するほど
増加する。このため、回転電機子４の回転に伴い、整流
中の回転電機子コイル９ａ，９ｂを通過する磁束量がよ
り顕著に漸増し、これによる誘起電圧も整流開始時から
漸増する。この誘起電圧により、回転電機子コイル９
ａ，９ｂのインダクタンスＬによるリアクタンス電圧が
打ち消され、整流を更に改善することができる。

【００２７】（３）本実施形態では、２つの電磁石２，
３にて最小限の極数（Ｎ極及びＳ極）を有する極めて簡
易な構成にできる。なお、本発明の実施の形態は上記実
施形態に限定されるものではなく、次のように変更して
もよい。

【００２８】・前記実施形態において、固定電機子コア
１２，１３に代えて図４に示す形状を有する固定電機子
コア２２，２３としてもよい。すなわち、この固定電機
子コア２２，２３は、それぞれ上記モータハウジング７
の内側面に固着されて径方向内側に突出する固定部２２
ａ，２３ａと、同固定部２２ａ，２３ａの先端において
周方向一側（図４においてＸ方向側）に伸びる第１延設
部２２ｂ，２３ｂと、同他側に伸びる第２延設部２２
ｃ，２３ｃとを備えている。

【００２９】ここで、上記固定電機子コア２２，２３の
延設部２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃは、その通過す
る磁束密度が略均一となるよう、周方向各外側に向かっ
て横断面積が漸減するように形成されている。すなわ
ち、上記延設部２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃは、周
方向各外側に向かって径方向の肉厚が小さくなるように
形成されている。また、上記第１延設部２２ｂ，２３ｂ
は、各基端部２４，２５及び先端部２６，２７の接続点
２６ａ，２７ａにおいて径方向外側に曲成されている。
そして、上記固定電機子コア２２，２３（第１延設部２
２ｂ，２３ｂ）は、上記接続点２６ａ，２７ａにおいて
回転電機子４との間の径方向の離隔距離が略最大になる
とともにこれを起点として同離隔距離が周方向外側に向
かって漸減するように形成されている。従って、電磁石
２，３は、上記接続点２６ａ，２７ａにおいて略最小に
なる磁束密度を発生する弱磁束部を形成するとともに第
１延設部２２ｂ，２３ｂの周方向外側に向かって漸増す
る磁束密度を発生する。

【００３０】このような形状において、前記実施形態と
同様に整流開始時では、ティース８１の回転方向先頭側
の端部（前端）８１ａの位置が上記弱磁束部（接続点２
６ａ，２７ａ）の近傍に対向配置されるように設定され
ている。従って、整流中は回転電機子４の回転に伴って
回転電機子コイル９ａ，９ｂを通過する磁束量が漸増
し、これによって発生する誘起電圧も整流開始時から漸
増する。このように変更することで前記実施形態の
（３）と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られ
る。

【００３１】（１）本実施形態では、固定電機子コア２
２，２３（第１延設部２２ｂ，２３ｂ）は、整流開始時
に当該整流に係る回転電機子コイル９ａ，９ｂが巻装さ
れるティース８ａの回転方向前側となるティース８１の
前端８１ａに対向する近傍において回転電機子４との間
の径方向の離隔距離が略最大になるとともに回転方向前
側に向かって同離隔距離が漸減するように形成されてい
る。従って、この電磁石２，３は、整流開始時に当該整
流に係る回転電機子コイル９ａ，９ｂが巻装されるティ
ース８ａの回転方向前側となるティース８１の前端８１
ａに対向する近傍において、回転電機子４を通過する磁
束密度が略最小となる弱磁束部を形成する。また、この
電磁石２，３は、上記弱磁束部から回転方向前側に向か
って磁束密度を漸増する。このため、回転電機子４の回
転に伴い、整流中の回転電機子コイル９ａ，９ｂを通過
する磁束量が漸増し、これによる誘起電圧も整流開始時
から漸増する。この誘起電圧により、回転電機子コイル
９ａ，９ｂのインダクタンスＬによるリアクタンス電圧
が打ち消され、整流を改善することができる。そして、
整流不足に固有の騒音等を防止できるとともに、電磁ノ
イズの発生も抑制できる。

【００３２】（２）本実施形態では、固定電機子コア２
２，２３を通過する磁束密度が略均一となるよう、周方
向各外側に向かって横断面積が漸減するように固定電機
子コア２２，２３（第１延設部２２ｂ，２３ｂ）が形成
されることで、その分、固定電機子コイルの収容スペー
スを確保でき、ひいてはモータ自体の小型化が可能とな
る。

【００３３】・前記実施形態においては、回転電機子コ
ア８の５個のティース８ａを１組としてその周囲に回転
電機子コイル９ａ，９ｂを巻き付けた回転電機子４とし
た。これに対して、その他の複数個のティース８ａを１
組としてその周囲に回転電機子コイル９ａ，９ｂを巻き
付けた回転電機子４としてもよい。

【００３４】・前記実施形態においては、回転電機子コ
ア８に１２個のティース８ａを設けたが、その他の個数
のティースを設けてもよい。 ・前記実施形態においては、２つの電磁石２，３を使用
した２極の小型モータ１に適用するものであったが、こ
れ以外に４極の直流モータ等の多極直流モータに適用し
てもよい。この場合、全ての電磁石の固定電機子コア１
２，１３について同様の形状にすることが好ましい。こ
のように変更をしても前記実施形態の（１）、（２）と
同様の効果が得られる。

【００３５】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （イ）請求項１に記載の直流モータにおいて、前記固定
電機子コアの横断面積は、該固定電機子コアの内側面に
凹設された凹部（１８ｂ，１９ｂ）にて設定されたこと
を特徴とする直流モータ。同構成によれば、上記固定電
機子コアの内側面に凹設された凹部により、上記回転電
機子との間の径方向の離隔距離は上記横断面積が減少す
るほど増加する。一般に、固定電機子が発生する磁界に
基づく回転電機子を通過する磁束密度の大きさは、同回
転電機子との間の径方向の離隔距離に応じて透磁度（パ
ーミアンス）が変わることで変化する。すなわち、上記
回転電機子との間の径方向の離隔距離が大きくなるほど
上記磁束密度は小さくなり、反対に同離隔距離が小さく
なるほど上記磁束密度は大きくなる。従って、回転電機
子の回転に伴い、整流中の回転電機子コイルを通過する
磁束量がより顕著に漸増し、上記誘起電圧も整流開始時
から漸増する。この誘起電圧により、上記リアクタンス
電圧が打ち消され、整流が更に改善される。

【００３６】（ロ）請求項２に記載の直流モータにおい
て、前記固定電機子コアは、該固定電機子コアを通過す
る磁束密度が略均一となるよう、周方向各外側に向かっ
て横断面積が漸減するように形成されたことを特徴とす
る直流モータ。同構成によれば、同固定電機子コアを通
過する磁束密度が略均一となるよう、周方向各外側に向
かって横断面積が漸減するように固定電機子コアが形成
されることで、その分、固定電機子コイルの収容スペー
スが確保され、ひいてはモータ自体の小型化が可能とな
る。

【００３７】（ハ）請求項１、２及び上記（イ）、
（ロ）のいずれか１項に記載の直流モータにおいて、前
記固定電機子は２つであることを特徴とする直流モー
タ。同構成によれば、最小限の極数（Ｎ極及びＳ極）を
有する極めて簡易な構成とされる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１又は２に記載の発明によれば、
固定電機子コアに固定電機子コイルを巻装して構成され
る固定電機子を界磁として使用した直流モータにおい
て、良好な整流を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す部分断面図。

【図２】整流を説明するための回路図。

【図３】整流開始時でのティースとマグネットの磁束密
度との位置関係等を示す説明図。

【図４】同実施形態の別例を示す部分断面図。

【符号の説明】

２，３…固定電機子としての電磁石、４…回転電機子、
５ａ，５ｂ…ブラシ、８…回転電機子コア、８ａ，８１
…ティース、９ａ，９ｂ…回転電機子コイル、１０…コ
ンミテータ、１１ａ〜１１ｄ…整流子片、１２，１３…
固定電機子コア、１４，１５…固定電機子コイル、８１
ａ…前端。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略等角度間隔に設けられた複数のティ
   ース（８ａ）を有する回転電機子コア（８）に回転電機
   子コイル（９ａ，９ｂ）を巻装して構成される回転電機
   子（４）と、該回転電機子を挟んで対向配置される固定
   電機子コア（１２，１３）に固定電機子コイル（１４，
   １５）を巻装して構成される固定電機子（２，３）とを
   備え、整流中にブラシ（５ａ，５ｂ）でコンミテータ
   （１０）の整流子片（１１ａ〜１１ｄ）を短絡して該回
   転電機子コイルの電流方向が反転する直流モータにおい
   て、 前記固定電機子コアは、整流開始時に当該整流に係る回
   転電機子コイルが巻装されるティースの回転方向前側と
   なるティース（８１）の前端（８１ａ）に対向する近傍
   において横断面積が略最小になるとともに回転方向前側
   に向かって該横断面積が漸増するように形成されたこと
   を特徴とする直流モータ。
2. 【請求項２】 略等角度間隔に設けられた複数のティ
   ース（８ａ）を有する回転電機子コア（８）に回転電機
   子コイル（９ａ，９ｂ）を巻装して構成される回転電機
   子（４）と、該回転電機子を挟んで対向配置される固定
   電機子コア（１２，１３）に固定電機子コイル（１４，
   １５）を巻装して構成される固定電機子（２，３）とを
   備え、整流中にブラシ（５ａ，５ｂ）でコンミテータ
   （１０）の整流子片（１１ａ〜１１ｄ）を短絡して該回
   転電機子コイルの電流方向が反転する直流モータにおい
   て、 前記固定電機子コアは、整流開始時に当該整流に係る回
   転電機子コイルが巻装されるティースの回転方向前側と
   なるティース（８１）の前端（８１ａ）に対向する近傍
   において前記回転電機子との間の径方向の離隔距離が略
   最大になるとともに回転方向前側に向かって該離隔距離
   が漸減するように形成されたことを特徴とする直流モー
   タ。