JP2006081364A - ブラシ付きフラットモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 フラットコイルを挟んで対向するマグネット間の間隔を狭めて高トルクが得られるブラシ付きフラットモータを提供する。
【解決手段】 相互に回転するロータ２及びステータ３からなるフラットモータ１であって、前記ロータ２は、回転軸４と、この回転軸４の周囲に放射状に固定された複数のフラットコイルエレメント６と、前記回転軸４にフラットコイルエレメント６とともに固定され各フラットコイルエレメント６に接続されるコンミテータ７とからなり、前記ステータ３は、前記フラットコイルエレメント６を挟んで対向する複数のマグネット９と、前記コンミテータ７に摺接するブラシ１０とからなるブラシ付きフラットモータ１において、前記複数のフラットコイルエレメント６は、隣接するコイルエレメント６，６同士が相互に重ならない位置に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラシ付きフラットモータに関する。

ブラシ付きフラットモータは、相互に回転するロータとステータとからなり、前記ロータは、回転軸と、この回転軸の周囲に放射状に固定された複数のフラットコイルエレメントと、前記回転軸にフラットコイルエレメントとともに固定され各フラットコイルエレメントに接続されるコンミテータとからなり、前記ステータは、前記フラットコイルエレメントを挟んで対向する複数のマグネットと、前記コンミテータに摺接するブラシとにより構成される。

このようなフラットモータにおいて、高トルクを得るためには、フラットコイルエレメントを挟んで対向するマグネット間の間隔を狭くして磁気的な空隙をなるべく小さくする必要がある。したがって、同じターン数であれば、フラットコイルエレメントはなるべく薄い方が好ましい。

ブラシ付きフラットモータの場合、ブラシからコンミテータを介して連続的に各フラットコイルエレメントに給電するため、隣接するフラットコイルエレメント同士が、回転軸方向から見た平面視で、相互にある程度重なって配置される（例えば特許文献１参照）。

一方、ブラシレスフラットモータであれば、各フラットコイルエレメントの回転位置をセンサで検出して給電制御するため、各フラットコイルエレメント同士を重ねて配置する必要はない。

しかしながら、従来のブラシ付きフラットモータの場合は、前述のように、フラットコイルエレメント同士を重ねて配置しなければならなかった。このため、フラットコイルエレメントを挟んで対向して配置されるマグネットの間隔が広くなる。したがって、磁気的な空隙（磁気ギャップ）が広くなって有効な磁束が十分に得られず高トルクが得られなかった。

特開平６−２１７５０２号公報

本発明は上記従来技術を考慮したものであって、フラットコイルを挟んで対向するマグネット間の間隔を狭めて高トルクが得られるブラシ付きフラットモータの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、相互に回転するロータ及びステータからなるフラットモータであって、前記ロータは、回転軸と、この回転軸の周囲に放射状に固定された複数のフラットコイルエレメントと、前記回転軸にフラットコイルエレメントとともに固定され各フラットコイルエレメントに接続されるコンミテータとからなり、前記ステータは、前記フラットコイルエレメントを挟んで対向する複数のマグネットと、前記コンミテータに摺接するブラシとからなるブラシ付きフラットモータにおいて、前記複数のフラットコイルエレメントは、隣接するコイルエレメント同士が相互に重ならない位置に配置されたことを特徴とするブラシ付きフラットモータを提供する。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コンミテータは、前記複数のフラットコイルエレメントに対し２個ずつ間を飛ばして２個ごとにフラットコイルエレメントに接続して連続した一連のコイルを形成し、隣接するフラットコイルエレメントの通電方向が正逆反対方向となるように前記フラットコイルエレメントとコンミテータが結線され、各フラットコイルエレメントの巻線の両端部は、相互に交差するとともに隣のフラットコイルエレメントの一方の巻線端部と交差して前記コンミテータに接続されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、各フラットコイルエレメントは、回転軸方向から見た平面視で、外周側が広がる略三角形又は略台形形状であり、両斜辺が半径方向にほぼ一致して形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、各フラットコイルエレメントは、軸方向の厚さに関し、外周側が内周側より薄いことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記対向するマグネット間の間隔が外周側が内周側よりも狭くなるようにテーパ状に形成されたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記マグネットは、回転軸方向から見た平面視で、外周側が広がる略台形形状であることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、前記フラットコイルエレメントは、帯状の鉄材を巻いて形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、コイルの結線や巻線手順の工夫などにより、隣接するフラットコイルエレメント同士を重ならない位置に配置してこれを挟んで対向するマグネット間の間隔（磁気ギャップ）を狭くすることができる。これにより、対向するマグネット間に強い磁場を形成して有効磁束を高め、高トルクを得ることができる。

請求項２の発明によれば、コイル組立時に、一旦フラットコイルエレメントを巻回した後、コンミテータとの結線作業において、各コイルエレメントの巻線の両端部を交差させ、隣のコイルエレメントの巻線端部と交差させてコンミテータに接合することにより、通電したときに、一連のコイルの通電方向が交互に正逆順番に並ぶように結線して隣接するコイルエレメントの半径方向の巻線に同じ方向に電流が流れるようにすることができる。これにより、隣接するコイル巻線に相互に逆方向に通電されたときの電磁エネルギー損失による位相ずれが防止される。

ここで、一連のコイルとは、各コイルの巻線の巻き始めと巻き終わりがコンミテータを介して連続する複数のコイルのことである。コンミテータに対する（＋）（−）のブラシの接触位置によりコイルへの通電方向は回転中逐次変わる。したがって、回転中に一連のコイル全てに通電されるわけではなく、回転位置によっては、通電されないコイルや並列して隣接するコイルの巻線に同じ方向だけでなく、逆方向に通電される場合も起こり得る。このような場合であっても、１回転中に必ず一連のコイルにおいて並列して隣接するコイルの巻線に同じ方向に通電される位置が存在することにより、位相ずれの防止あるいは軽減が図られる。

請求項３の発明によれば、半径方向に並ぶ巻線により高トルクを得ることができる。すなわち、コイル巻線がトルク発生に寄与するのは、回転軸から放射状に配設された半径方向の巻線のみ（巻線の半径方向成分のみ）であるため、各フラットコイルエレメントの内周側と外周側との間の巻線を半径方向に一致させて配設することにより、各巻線に流れる電流が最大効率で電磁エネルギーに変換され高トルクが得られる。

請求項４の発明によれば、コイルの外周側が薄くなるように巻線を巻回しながら、外周側が広がる三角形あるいは台形のコイルを形成できる。

請求項５の発明によれば、コイルの厚さに合せて対向するマグネットの間隔を外周側が狭まるようにテーパ状に形成することにより、磁気ギャップをさらに小さくして強い磁場を形成し高トルクを得ることができる。

請求項６の発明によれば、円環状に分割して配設された複数のマグネットの形状が、外周側が広い台形形状であるため、隣接するマグネット間に形成される隙間を極力狭めてマグネットの円環状部分全体を無駄なく磁場形成空間として使用することができ、電磁エネルギーを高めて高トルクを得ることができる。

請求項７の発明によれば、帯状鉄材を巻線として用いるため、巻線自体がマグネット間の磁場を形成するヨークを兼ねることになり、マグネット間の磁気的な空隙がさらに狭まり、磁気ギャップを小さくして高トルクを得ることができる。

図１は本発明の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
フラットモータ１は、ロータ２とステータ３とにより構成される。ロータ２は、回転軸４と、この回転軸４に固定された回転板５と、この回転板５の外周側に放射状に固着された複数（この例では１２個）のフラットコイルエレメント６と、回転軸４に固定され回転板５とともに回転するコンミテータ７とにより構成される。各フラットコイルエレメント６は、樹脂により固められ回転板５の外周に固着される。コンミテータ７は、外周面がコイルエレメント数に対応して複数に分割されたセグメント（図６の符合７ａ）からなり、各セグメントに各フラットコイルエレメントの巻線端部が結線される。

ステータ３は、ロータ２とともにモータ全体を覆うモータケース８と、フラットコイルエレメント６を挟んで対向する複数対（この例では８対）のマグネット９と、コンミテータ７の外周面に摺接する複数（この例では４個）のブラシ１０とにより構成される。ロータ２の回転軸４はベアリング１１を介してモータケース８に回転可能に支持される。

図示したように、回転軸４の外周に放射状に配設されたフラットコイルエレメント６は、隣接するコイルエレメント同士が相互に重なることなくそれぞれ分離した位置に形成される。各フラットコイルエレメント６の巻線端部が、後述（図６〜図１６）のようにコンミテータ７の各セグメントに接続される。

図２はフラットコイルエレメント６の配置説明図である。
各フラットコイルエレメント６は、外周側が広い略三角形（あるいは台形）の形状である。このフラットコイルエレメント６の両斜辺はともに回転軸４からの放射方向（半径方向）に一致するようにコイルが形成される。斜辺の一方を半径方向に一致させたときに他方の斜辺が図のように半径方向に対しθだけずれていると、トルク発生に寄与する電流成分はｃｏｓθの分となり、コイルに通電される電流が有効に利用されない。そこで、このθをゼロにするように各フラットコイルエレメント６を形成することにより、通電電流を効率よくエネルギーに変換して高トルクを得ることができる。

図３及び図４はフラットコイルエレメントの形状説明図であり、図４（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図３のＡ−Ａ部及びＢ−Ｂ部の断面図である。
図示したように、フラットコイルエレメント６の厚さ（軸方向の幅）は、Ｂ−Ｂ断面で示す外周側がＡ−Ａ断面で示す内周側よりも薄い。これに対応して、このフラットコイルエレメント６を挟んで対向するマグネット９，９（図１参照）間の隙間を外周側が狭くなるようにテーパ状に形成することができる。これにより、磁気ギャップを狭め高トルクを得ることができる。

図５は、本発明の別の実施形態に係るコイルの外観図である。
この例は、帯状の鉄材１２を略三角形状に巻回してフラットコイルエレメント６を形成したものである。巻回する鉄材１２間に絶縁フィルム１３を介装してもよい。鉄材１２の表面に導電性を高めるために銅メッキを施してもよい。絶縁フィルム１３に代えて鉄材１２の表面に絶縁被膜をコーティングしてもよい。

このように、鉄材１２を巻線として用いることにより、巻線自体がマグネット９，９（図１参照）間の磁場を形成するヨークを兼ねることになり、マグネット間の磁気的な空隙がさらに狭まり、磁気ギャップを小さくして高トルクを得ることができる。

図１７は、前述の図1のフラットモータの結線例の展開図である。すなわち、この例は、マグネット９の個数ｍ＝８、コイルエレメント６の個数ｔ＝１２、コンミテータ７のセグメント７ａの個数ｓ＝２４、ブラシ１０の個数ｂ＝４の場合の結線例である。コイルエレメント６とコンミテータ７がロータ２を構成し、後述の図１８のマグネット９とブラシ１０がステータ３を構成する。

図示したように、各コイルエレメント６の巻線端部をコンミテータ７のセグメント７ａに結線するとともに、各セグメント７ａを配線１４で示すように結線する。各セグメント７ａ同士を結線することにより、ブラシ数を削減できる。このコイルエレメント６及びセグメント７ａからなるコンミテータ７が、図１に示すように、回転軸４に固定されロータ２を構成する。ステータ３側のブラシ１０は、このロータ２の回転とともに回転するセグメント７ａに対し、切換りながら摺接して各コイルエレメント６に給電してモータを回転維持する。

図示したように、１２個の各コイルエレメント６の巻線両端部は相互に交差するとともに隣のコイルエレメントの一方の巻線端部と交差してセグメント７ａに接続される。セグメント数ｓはコイルエレメント数ｔの２倍であり、各コイルエレメント６に対応してその真下に２個のセグメント７ａが設けられる。コイルエレメント６の巻線端部は、真下の２個のセグメントのうち遠い方又は隣のコイルエレメントの真下の２個のセグメントのうち遠い方のセグメントに接続される。各コイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルと隣のコイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルは交互に配設される。したがって、セグメントは、２個ずつ間を飛ばして２個ごとにコイルエレメントに結線され、一連のコイルが形成される。これにより、図のように、２４個のセグメントのうち１２個のセグメント＃３，４，７，８，１１，１２，１５，１６，１９，２０，２３，２４を用いて１２個のコイルエレメント６が接続され一連のコイルが形成される。このような結線によれば、隣接するコイルエレメント６の通電方向が交互に正逆順番に並ぶように一連のコイルを形成することができる。これにより、隣接するコイルエレメントの巻線に流れる電流方向が同じ方向になり、エネルギー損失が軽減され位相ずれが防止できる。

２４個のセグメント７ａ同士を結線する配線１４は、例えば図示したように、１２個ごとのセグメント７ａ同士を結線する。すなわち、セグメント＃１と＃１３、セグメント＃２と＃１４、・・・セグメント＃１２と＃２４を結線する。
図１８は、図１７の結線によるフラットコイルの動作を示す。なお、セグメント７ａ同士を結ぶ配線１４は省略してある。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ロータ（コイルエレメント６及びセグメント７ａ）の回転に伴い、ブラシ１０が相対的に半セグメントずつ図で右に移動した状態を順番に示す。

図示したように、適切な位置に配置したブラシ１０から給電することにより、各コイルエレメント６に通電されロータが回転する。点線のコイルエレメント６は、セグメントの切換り途中で通電されないコイルエレメントである。
このような結線構造でコイルに通電することにより、ロータの回転中に隣接するコイルエレメントの巻線に流れる電流方向が同じ方向になり、エネルギー損失が軽減され位相ずれが防止できる。

図６は、本発明の実施形態に係るコイル結線構造の別の例の展開図である。この実施形態は、マグネット９の個数ｍ＝４、コイルエレメント６の個数ｔ＝６、コンミテータ７のセグメント７ａの個数ｓ＝１２、ブラシ１０の個数ｂ＝４の例である。（Ａ）〜（Ｃ）は、ロータの回転により、ブラシ１０が相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。

４個のマグネット９に対向して６個のフラットコイルエレメント６が配設される。各コイルエレメント６の巻線の両端部は、１２個のセグメント７ａ（＃１〜＃１２）のうち所定の位置関係のセグメントに接続される。図示したように、各コイルエレメント６の巻線両端部は相互に交差するとともに隣のコイルの一方の巻線端部と交差してセグメント７ａに接続される。セグメント数ｓはコイルエレメント数ｔの２倍であり、各コイルエレメント６に対応してその真下に２個のセグメント７ａが設けられる。コイルエレメント６の巻線端部は、真下の２個のセグメントのうち遠い方又は隣のコイルエレメントの真下の２個のセグメントのうち遠い方のセグメントに接続される。各コイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルと隣のコイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルは交互に配設される。したがって、セグメントは、２個ずつ間を飛ばして２個ごとにコイルエレメントに結線され、一連のコイルが形成される。これにより、図のように、１２個のセグメントのうち６個のセグメント＃１，２，５，６，９，１０を用いて６個のコイルエレメント６が接続され一連のコイルが形成される。この一連のコイルは、ブラシ１０を介して矢印のように通電することにより、隣接するコイルエレメントが正逆反対方向の通電方向となるようなコイルが形成され、並列して隣接するコイルエレメント６の巻線の通電方向が同一方向になる。これにより、位相ずれがなくなる。

ロータを構成する１２個のセグメント７ａは、コイルエレメント６とともに回転し、４個のブラシ１０（Ａ〜Ｄ）が各セグメントに摺接する。

図６（Ａ）〜（Ｃ）は、ロータの回転により、ブラシ１０が相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。図示したように，隣接するブラシ１０間の間隔は、２つのセグメント７ａ間の隙間を含む広さである。このように、絶縁領域となるセグメント７ａ間の隙間を２つ又はそれ以上含むことにより、絶縁性が高まり、耐電圧が向上する。

図７は、本発明の別の実施形態の説明図である。
この実施形態は、前述の図６の例で未使用の６個のセグメント（＃３，４，７，８，１１，１２）を用いて、別の一連のコイルの各コイルエレメント６を重ねて形成したものである。すなわち、（Ａ）に示すように、図６と同様に、６個のセグメント（＃１，２，５，６，９，１０）を用いて一連のコイルを形成した後、（Ｂ）に示すように、さらに残りの６個のセグメント（＃３，４，７，８，１１，１２）を用いて別の一連のコイルを重ねて形成する。（Ａ）（Ｂ）を重ね合わせて１つのロータを形成する。これにより、（Ｃ）に示すように、全てのセグメント７ａが均等に使用されるため、セグメントの使用効率が向上し、安定した高出力が得られる。また、回転中にブラシ１０に対する摺接摩擦抵抗がほぼ一定になるため、ブラシの劣化が抑制されブラシの寿命を延ばすことができる。なお、（Ａ）の一連のコイルと（Ｂ）の一連のコイルを重ねた（Ｃ）において、（Ｂ）の一連のコイルは一点鎖線で示してある。

図８は、本発明の別の実施形態の説明図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、ロータの回転により、ブラシが相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。

この実施形態は、ブラシ１０の幅を大きくし、したがって、ブラシ間の間隔が幾分狭くなった例を示す。この例では、（Ｂ）の位置でセグメント間の隙間が１つ分しか挟まれていないが、（Ａ）及び（Ｃ）の位置で２つ分のセグメント間の隙間が含まれる広さとなっている。このように、回転中の少なくとも１ヶ所でブラシ１０間の間隔がセグメント７ａ間の隙間を２つ以上含むような間隔とすることにより、平均的なブラシ間の間隔が広がって、十分大きな耐電圧を得ることができる。これによりブラシ幅に対する制約が少なくなって、設計の自由度が広がる。

図９は、本発明のさらに別の実施形態の展開図である。この実施形態は、マグネット数ｍ＝６、コイルエレメント数ｔ＝８、セグメント数ｓ＝１６、ブラシ数ｂ＝６としたものである。

前述の図６の例と同様に、各コイルエレメント６の巻線両端部は相互に交差するとともに隣のコイルエレメントの一方の巻線端部と交差してセグメント７ａに接続される。セグメント数ｓはコイルエレメント数ｔの２倍であり、各コイルエレメント６に対応してその真下に２個のセグメント７ａが設けられる。各コイルエレメント６の巻線端部は、真下の２個のセグメントのうち遠い方又は隣のコイルエレメント６の真下の２個のセグメントのうち遠い方のセグメントに接続される。各コイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルと隣のコイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルは交互に配設される。これにより、図のように、１６個のセグメントのうち８個のセグメント＃１，２，５，６，９，１０，１３，１４を用いて８個のコイルエレメント６が接続される。この一連のコイルは、ブラシ１０を介して矢印のように通電することにより、隣接するコイルエレメントが正逆反対方向の通電方向となるようなコイルが形成され、並列して隣接するコイルエレメント６の巻線の通電方向が同一方向になる。これにより、位相ずれがなくなる。

このようにｍ＝６とした場合において、前述の図７の例と同様に、未使用のセグメント（＃３，４，７，８，１１，１２，１５，１６）を用いて別の一連のコイルを重ねて形成してもよい。

図１０は、本発明のさらに別の実施形態の展開図である。この実施形態は、マグネット数ｍ＝８、コイルエレメント数ｔ＝１０、セグメント数ｓ＝２０、ブラシ数ｂ＝８としたものである。

前述の図６の例と同様に、各コイルエレメント６の巻線両端部は相互に交差するとともに隣のコイルエレメントの一方の巻線端部と交差してセグメント７ａに接続される。セグメント数ｓはコイルエレメント数ｔの２倍であり、各コイルエレメント６に対応してその真下に２個のセグメント７ａが設けられる。各コイルエレメント６の巻線端部は、真下の２個のセグメントのうち遠い方又は隣のコイルエレメント６の真下の２個のセグメントのうち遠い方のセグメントに接続される。各コイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルと隣のコイルエレメントの真下のセグメントに接続されるコイルは交互に配設される。これにより、図のように、１０個のセグメント＃１，２，５，６，９，１０，１３，１４，１７，１８を用いて１０個のコイルエレメント６が接続され一連のコイルが形成される。この一連のコイルは、ブラシ１０を介して矢印のように通電することにより、隣接するコイルエレメントが正逆反対方向の通電方向となるようなコイルが形成され、並列して隣接するコイルエレメント６の巻線の通電方向が同一方向になる。これにより、位相ずれがなくなる。

このようにｍ＝８とした場合において、前述の図７の例と同様に、未使用の１０個のセグメント（＃３，４，７，８，１１，１２，１５，１６，１９，２０）を用いて別の一連のコイルを重ねて形成してもよい。

図１１は、本発明のさらに別の実施形態の展開図である。
この例は、６個のコイルエレメント６を配設可能なスペースに３個のコイルエレメント６を間に１個分のコイルエレメントスペースを空けて設けたものである。セグメント数ｓは、１２個である。６つのコイルエレメントスペースのうち３つのコイルエレメントスペースの各々に２つのコイルエレメント６ａ，６ｂを重ねて形成し、それらを１２個のセグメントのうち６個のセグメント７ａを用いて接続して一連のコイルを形成したものである。

図示したように、重ねて形成した２つのコイルエレメント６ａ，６ｂのうち一方のコイルエレメント６ａは、その両方の巻線端部が交差して隣接する２個のセグメント７ａに接続される。他方のコイルエレメント６ｂは、その両方の巻線端部が相互に離間して離れた位置のセグメント７ａに接続される。セグメント７ａは、前述の実施形態と同様に、２個ずつ間を飛ばして２個ごとにコイルエレメントに接続される。

図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１１の実施形態において、前述の図６（Ａ）〜（Ｃ）と同様に、ロータの回転により、ブラシが相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。矢印はブラシ１０からの通電方向を示す。

図１３は、図１１の実施形態において使用しない３つのコイルエレメントスペースと６個のセグメントを用いて、図１１と同じ形状の別の一連のコイルを形成して重ね合わせたものである。（Ａ）は図１１と同じであり、各コイルエレメントスペースに２つのコイルエレメント６ａ，６ｂが形成されている。（Ｂ）は、（Ａ）と同じ形状で別のコイルエレメントスペースに別のセグメントを用いた別の一連のコイルを示す。各コイルエレメントスペースに２つのコイルエレメント６ｃ，６ｄが形成され、これらを連結して一連のコイルを形成している。（Ａ）と（Ｂ）を重ね合わせたものが（Ｃ）である。

図１４（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ本発明のさらに別の実施形態のコイル結線構成図である。これらの実施形態は、セグメント同士を結線してブラシの数を少なく（４個以下に）したものである。

（Ａ）は、前述の図６の実施形態と同じコイル巻線構造を用いてセグメントを６個ごとに結線したものである。
（Ｂ）は、前述の図１１の実施形態と同じコイル巻線構造を用いてセグメントを６個ごとに結線したものである。なお、（Ａ）（Ｂ）ともに、６つのコイルエレメントスペースを有し、セグメント数が１２個の例を示したが、これに限定されず、コイルエレメントスペースの数がｔ個で、セグメント数が２ｔ個の巻線構造に対しｔ個ごとにセグメントを結線することにより適用可能である。

このようにセグメント同士を結線することにより、ブラシの数を２又は３個あるいは４個の構成において、位相ずれをなくした結線が可能で且つ耐電圧を高めることができる。

図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、図１４（Ａ）の実施形態において、ブラシを２個にした場合に、前述の図６（Ａ）〜（Ｃ）と同様に、ロータの回転により、ブラシが相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。

図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、図１４（Ａ）の実施形態において、ブラシを４個にした場合に、前述の図６（Ａ）〜（Ｃ）と同様に、ロータの回転により、ブラシが相対的に半セグメントずつ図の右方向に移動した状態を順番に示す。

本発明は、自動車のラジエータファン等の狭いスペースに配置されるブラシ付きフラットモータに適用できる。

本発明の実施形態の構成説明図。 本発明のフラットコイルエレメントの形状説明図。 本発明のフラットコイルエレメントの斜視図。 図３のＡ−Ａ部及びＢ−Ｂ部の断面図。 本発明のフラットコイルエレメントの別の例の斜視図。 本発明のコイルの展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 本発明のコイルの別の例の展開図。 図１の実施形態のコイル結線図。 図１７のコイル結線によるモータ動作説明図。

符号の説明

１：フラットモータ、２：ロータ、３：ステータ、４：回転軸、５：回転板、６：フラットコイルエレメント、７：コンミテータ、７ａ：セグメント、８：モータケース、９：マグネット、１０：ブラシ、１１：ベアリング、１２：帯状鉄材、１３：絶縁フィルム、１４：セグメント同士結線用の配線。

Claims (7)

1. 相互に回転するロータ及びステータからなるフラットモータであって、
   前記ロータは、回転軸と、この回転軸の周囲に放射状に固定された複数のフラットコイルエレメントと、前記回転軸にフラットコイルエレメントとともに固定され各フラットコイルエレメントに接続されるコンミテータとからなり、
   前記ステータは、前記フラットコイルエレメントを挟んで対向する複数のマグネットと、前記コンミテータに摺接するブラシとからなるブラシ付きフラットモータにおいて、
   前記複数のフラットコイルエレメントは、隣接するコイルエレメント同士が相互に重ならない位置に配置されたことを特徴とするブラシ付きフラットモータ。
2. 前記コンミテータは、前記複数のフラットコイルエレメントに対し２個ずつ間を飛ばして２個ごとにフラットコイルエレメントに接続して連続した一連のコイルを形成し、
   隣接するフラットコイルエレメントの通電方向が正逆反対方向となるように前記フラットコイルエレメントとコンミテータが結線され、
   各フラットコイルエレメントの巻線の両端部は、相互に交差するとともに隣のフラットコイルエレメントの一方の巻線端部と交差して前記コンミテータに接続されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ付きフラットモータ。
3. 各フラットコイルエレメントは、回転軸方向から見た平面視で、外周側が広がる略三角形又は略台形形状であり、両斜辺が半径方向にほぼ一致して形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシ付きフラットモータ。
4. 各フラットコイルエレメントは、軸方向の厚さに関し、外周側が内周側より薄いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブラシ付きフラットモータ。
5. 前記対向するマグネット間の間隔が、外周側が内周側よりも狭くなるようにテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項４に記載のブラシ付きフラットモータ。
6. 前記マグネットは、回転軸方向から見た平面視で、外周側が広がる略台形形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のブラシ付きフラットモータ。
7. 前記フラットコイルエレメントは、帯状の鉄材を巻いて形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のブラシ付きフラットモータ。
   

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