JP2010041827A - ブラシ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】巻線作業に要する時間を短縮することができ、生産性に優れたブラシ付きモータを提供する。
【解決手段】シャフト３や複数のティースＴを有するアーマチュア１、複数のセグメントＳを有するコミュテータ２、ブラシ５、複数の磁極を有するマグネット６などを備える。複数のティースＴのそれぞれには、ワイヤ４を集中巻きすることによってコイルＣが形成されている。ワイヤ４が複数のセグメントＳのうち、所定の複数のセグメントＳに連続して取り付けられ、かつ短絡している複数のコミュテータ側連続領域５０と、複数のコイルＣのうち、所定の複数のティースＴに連続して巻かれ、一連のコイルＣ群が形成されている複数のアーマチュア側連続領域５１とが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、パワーウインドの駆動モータ等、車載モータとして好適な小型で高出力なブラシ付きモータに関し、特にその巻き線構造に関する。

この種のブラシ付きモータでは、複数のティースに重ねてワイヤを巻く、所謂分布巻きを採用し、磁極数が４個のマグネットに対してスロットやティースが１０個のアーマチュアを用いたタイプ（４極１０スロット）が一般に多く認められる。

このモータでは、コミュテータの所定のセグメントから引き出したワイヤを、アーマチュアの所定の複数のティースに巻き付けてコイルを形成し、その後、再度コミュテータの所定の他のセグメントに戻す、という巻き方を繰り返し行う巻き線構造が多く採用されている。

その他、巻き線構造に関する先行技術としては、例えば、一つのティースに集中してワイヤを巻く、所謂集中巻きが採用されたブラシ付きモータに関する特許文献１や特許文献２がある。
特開平１０−１７４４０３号公報 特開２００１−２７５３２７号公報

このようなワイヤを巻く巻線作業には一般に専用の巻線機が使用されるが、アーマチュアとコミュテータとの間を何度も行き来させながら、ワイヤを繰り返し巻かねばならないため、巻線作業には比較的多くの時間を要している。そのため、巻線作業での作業時間の短縮は生産性の向上を図る上で重要な課題となっている。

特に、モータが小型になればなるほど巻線作業が困難になるため、より時間がかかるし、巻線不良の発生率も増加するおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、巻線作業に要する時間を短縮することができ、生産性に優れたブラシ付きモータを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ワイヤの巻き方を工夫して、少ない巻数で効率よく巻けるようにした。

具体的には、本発明のブラシ付きモータは、シャフトと、周方向に所定間隔おきに配置される複数のティースを有し、上記シャフトに同軸に固定されるアーマチュアと、上記複数のティースに対応して設けられる複数のセグメントを有し、上記アーマチュアに隣接して上記シャフトに同軸に固定されるコミュテータと、上記コミュテータを介してアーマチュアに電流を供給するブラシと、周方向にＮＳ交互に配置される複数の磁極を有し、上記アーマチュアの外周に近接して対向配置されるマグネットと、上記マグネットを支持するとともに、上記シャフトを回転自在に支持するハウジングと、上記複数のティースと上記複数のセグメント間に取り付けられる１本のワイヤと、を備え、上記複数のティースのそれぞれには、上記ワイヤを集中巻きすることによってコイルが形成されていて、上記ワイヤが、上記複数のセグメントのうち、所定の複数のセグメントに連続して取り付けられ、短絡している複数のコミュテータ側連続領域と、上記複数のコイルのうち、所定の複数のティースに連続して巻かれ、一連のコイル群が形成されている複数のアーマチュア側連続領域と、を有することを特徴とする。

具体的には、上記アーマチュア側連続領域と上記コミュテータ側連続領域とが交互に連続して形成されている。

さらに具体的には、上記複数のティースは、３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のティースからなり、上記複数のアーマチュア側連続領域が、第１から第３の３つのアーマチュア側連続領域で構成されていて、上記複数のティースのうち、所定の一つのティースから周方向に並ぶ各ティースに対して所定方向に順に連番を付した場合に、上記第１のアーマチュア側連続領域が３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のティースで構成され、上記第２のアーマチュア側連続領域が３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースで構成され、上記第３のアーマチュア側連続領域が３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースで構成されている。

また、上記複数のセグメントは、３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のセグメントからなり、上記複数のコミュテータ側連続領域が、第１から第３の３つのコミュテータ側連続領域で構成されていて、上記複数のセグメントのうち、所定の１のセグメントから周方向に並ぶ各セグメントに対して所定方向に順に連番を付した場合に、上記第１のコミュテータ側連続領域が３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のセグメントで構成され、上記第２のコミュテータ側連続領域が３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントで構成され、上記第３のコミュテータ側連続領域が３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントで構成されている。

より具体的には、上記マグネットが有する磁極数が６つであり、上記ティース及びセグメント数が９つであることとするのが好ましい。

上記各コミュテータ側連続領域では、上記シャフトの周りを少なくとも一周する上記ワイヤに上記所定の複数のセグメントのそれぞれが取り付けられていて、その取り付けの終点が、取り付けの始点のセグメントか、もしくはそれより先のセグメントに位置しているようにしておくとよい。

各アーマチュア側連続領域における上記ワイヤの各コイル間をわたる部分は、上記アーマチュアにおける上記コミュテータ側とは反対の側に位置しているようにすることもできる。

上記複数のセグメントのそれぞれには、上記ワイヤを引っ掛けるための掛止部が上記アーマチュア側に向けて設けられているものとするのが好ましい。

上記ハウジングが上記シャフトの周囲を囲む円筒形状をした外壁部を有し、その外壁部の外径寸法が４０ｍｍ以下のものとすることができる。その場合、上記ハウジングの肉厚は１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲内に設定しておくとよい。

また、上記マグネットには、等方性希土類ボンド磁石を用いるのが好ましい。

このブラシ付きモータは、車両に搭載され、その付属装置の駆動に用いることができる。

集中巻きによってコイルが形成され、コミュテータに短絡した複数のコミュテータ側連続領域と、アーマチュアに一連のコイル群が形成されたアーマチュア側連続領域とを有するように巻線構造が構成されていると、コイルを形成するごとにワイヤがコミュテータとアーマチュアとの間を往復していた従来の巻線方法と比べて、ワイヤがコミュテータとアーマチュアとの間を往復する回数が減少して、コミュテータとアーマチュア間に位置するワイヤの本数が大幅に減少する。その結果、コミュテータとアーマチュアとの間の距離を小さくすることができるようになり、モータを小型化することができる。

更に、アーマチュア側連続領域では３つのコイルが連続して形成され、各コイルは直列接続となる。従って、コイルを形成するごとにコミュテータに戻して並列接続する従来の巻線方法と比べて、同じ出力で見た場合、個々のコイルの巻き数は３分の１で済むため、巻線作業の作業時間を大幅に短縮することができる。

特に、マグネットの磁極数を６つとし、ティース及びセグメント数を９つとすれば、総合的に見てバランスのとれた構成となるため、モータを小型化するのに好適なものとなる。

ワイヤを巻き付ける際、コミュテータ側連続領域では、シャフトの周りを少なくとも一周するワイヤに所定の複数のセグメントのそれぞれが取り付けられ、その取り付けの終点が、取り付けの始点のセグメントか、もしくはそれより先のセグメントに位置するようにしてあると、ワイヤをシャフト周りに一周巻き付ける間に所定のセグメントに取り付けることができので、巻線作業が簡単になる。

そして、短絡処理された各セグメントの両側にワイヤが配線されるため、ブラシが摺接したセグメントから電流が供給される場合には、電流はその両側のワイヤからそれぞれ分配供給されることとなり、各セグメントに一つのワイヤを取り付けるのに比べてワイヤを流れる電流量が半減するため、発熱の抑制等に効果的である。

アーマチュア側連続領域におけるワイヤの各コイル間をわたる部分が、アーマチュアにおけるコミュテータ側とは反対の側に位置するようにしてあると、アーマチュア側とコミュテータ側との間をわたるワイヤの本数を更に減らすことができ、アーマチュアとコミュテータとをより近接して配置することが可能となるため、よりいっそうモータを小型化することができるようになる。

複数のセグメントのそれぞれに、ワイヤを引っ掛けるための掛止部をアーマチュア側に向けて設けておけば、ワイヤの取付け作業が簡単にできるようになるため、巻線作業の作業時間を短縮することができる。

特にこの巻線構造を採用することで、モータを従来よりも小型にできるようになるが、具体的には、ハウジングの外壁部の外径寸法が４０ｍｍ以下のモータの場合に効果的である。

また、この巻線構造に対して、等方性希土類ボンド磁石を利用したマグネットを適用することで、総合的にバランスに優れたものとなり、更にモータの小型化、高出力化が実現できるようになる。

このように、本発明によれば、従来品と比べて、巻線作業の作業時間が大幅に短縮でき、生産性に優れる上、モータの小型化、高出力化が実現できるので、本発明を適用したモータはパワーウインドなどの車両に搭載された付属装置の駆動用モータとして最適なものとなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に本発明に係るブラシ付きモータ（以下、単にモータという）における巻線構造の基本単位の一例を示す。

このモータは、図２に示すように、９個のティースＴを有するアーマチュア１と、それに対応して９個のセグメントＳを有するコミュテータ２とを備えている。図２において符号３はシャフトであり、各ティースＴ及び各セグメントＳには、それぞれ所定のティースＴ及びセグメントＳから時計回りに順に連番を付してある。

尚、本実施形態では、図２に示すように、１番のセグメントＳは６番のティースＴと７番のティースＴとの間に位置し、１番のティースＴは４番のセグメントＳと５番のセグメントＳとの間に位置しており、１番のセグメントＳと１番のティースＴとは中心角で１４０°ずれて位置している。

まず、図２のように配置されたコミュテータ２の１〜９番の各セグメントＳにおいて、等間隔（中心角で１２０°）に位置する３つのセグメントＳにワイヤ４を連続して取り付け、コミュテータ側連続領域５０（第１のコミュテータ側連続領域）を形成する。

すなわち、図１に示すように、１番のセグメントＳを巻き付けの始点とした場合（図中、白丸で示す）、シャフト３の周りをまわりながら４番のセグメントＳ、７番のセグメントＳと順に取り付けて一周し、1番のセグメントＳに取り付ける。尚、これら１，４，７番の各セグメントＳは、その取り付け部位のワイヤ４の被覆を除去するなどして短絡処理が行われる。

そうして、次に、アーマチュア１の１〜９番の各ティースＴにおいて、等間隔（中心角で１２０°）に位置する３つのティースＴにワイヤ４を連続して巻き付けてそれぞれにコイルＣを形成し、一連のコイルＣ群からなるアーマチュア側連続領域５１（第１のアーマチュア側連続領域５１）を形成する。

すなわち、１番のセグメントＳから続けてアーマチュア１にワイヤ４をわたし、１番のティースＴの周りに所定回数ワイヤ４を巻き付けてコイルＣを形成する。そして、４番のティースＴ、７番のティースＴに順にわたって同様にコイルＣを形成した後、コミュテータ２にわたり、この巻線構造の基本単位の終点となる２番のセグメントＳに取り付ける（図中、黒丸で示す）。

その後も同様にして、２番のセグメントＳから５、８、２番の各セグメントＳに取り付けて第２のコミュテータ側連続領域５０を形成し、続けて２，５，８番の各ティースＴ及び３番のセグメントＳに取り付けて第２のアーマチュア側連続領域５１を形成する。更に、３番のセグメントＳから６，９、３番の各セグメントＳに取り付けて第３のコミュテータ側連続領域５０を形成し、続けて、３，６，９番の各ティースＴ及び１番のセグメントＳに取り付けて第３のアーマチュア側連続領域５１を形成する。

このように、第１から第３のアーマチュア側連続領域５１，５１，５１と、第１から第３のコミュテータ側連続領域５０，５０，５０とを一本のワイヤ４を用いて交互に連続して形成していくのである。

このように、巻線構造中にコミュテータ側連続領域５０とアーマチュア側連続領域５１とを形成することで、コイルＣを形成するごとにワイヤ４がコミュテータ２とアーマチュア１との間を往復していた従来の巻線方法と比べて、ワイヤ４がコミュテータ２とアーマチュア１との間を往復する回数が大幅に減少し、コミュテータ２とアーマチュア１間に位置するワイヤ４の本数が大幅に減少する。その結果、コミュテータ２とアーマチュア１との間の距離を小さくすることができるようになり、モータを小型化することができる。

更に、アーマチュア側連続領域５１では３つのコイルＣが連続して形成されているため、各コイルＣは直列接続となる。従って、コイルＣを形成するごとにコミュテータ２に戻して並列接続する従来の巻線方法と比べて、同じ出力で見た場合、個々のコイルＣの巻き数は３分の１で済むため、巻線作業の作業時間を大幅に短縮することができる。ただし、抵抗を同じにするためにはワイヤ４の断面積を大きくする必要があるが、作業性に支障をきたすほどではない。

また、図１に示すように、コミュテータ側連続領域５０では、ワイヤ４をシャフト３周りに一周巻き付けて、１，４，７番の全てのセグメントＳの両側にワイヤ４が配線されるように構成されている。そのため、例えば、７番のセグメントＳにカーボンブラシ５が位置して、７番のセグメントＳから電流が供給される場合には、電流はその両側のワイヤ４，４から４番のセグメントＳと１番のセグメントＳにそれぞれ分配供給される。

従って、各セグメントＳにそれぞれ一つのワイヤ４を取り付け、その一経路のみから電流を供給するのに比べてワイヤ４を流れる電流量を半減できるため、発熱の抑制等に効果的なものとなる。

尚、例えば１番のセグメントＳが始点である場合に、４番や７番のセグメントＳを終点にするなど、余分にワイヤ４を取り付けてもこれと同様の作用効果が得られるため、必ずしも各コミュテータ側連続領域５０でのワイヤ４の始点と終点とは同じセグメントＳである必要はなく、そのセグメントＳを越えた他のセグメントＳに終点を位置させてもよい。

本発明の巻線構造は、これ以外にも、図３に示すようなティースＴが６個のアーマチュア１と、それに対応するようにセグメントＳが６個のコミュテータ２とを備えたモータや、図４に示すようなティースＴが１２個のアーマチュア１と、それに対応するようにセグメントＳが１２個のコミュテータ２とを備えたモータなどにも適用可能である。

すなわち、本発明のモータの巻線構造は、アーマチュア１は３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のティースＴを有し、アーマチュア側連続領域５１は、次のような第１から第３の３つのアーマチュア側連続領域５１で構成することができる。

第１のアーマチュア側連続領域：３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のティースＴで構成
第２のアーマチュア側連続領域：３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースＴで構成
第３のアーマチュア側連続領域：３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースＴで構成
それに対応してコミュテータ２も３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のセグメントＳを有し、コミュテータ側連続領域５０は、次のような第１から第３の３つのコミュテータ側連続領域５０で構成することができる。

第１のコミュテータ側連続領域：３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のセグメントＳで構成
第２のコミュテータ側連続領域：３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントＳで構成
第３のコミュテータ側連続領域：３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントＳで構成
一方、これら各巻線構造に対応するマグネット６の極数は、図３に示したような、ティースＴやセグメントＳが６個のモータでは、４極が好ましく、図１に示したようなティースＴやセグメントＳが９個のモータでは、６極が好ましく、図４に示したようなティースＴやセグメントＳが１２個のモータでは、８極が好ましい。

すなわち、ティースＴやセグメントＳの個数に対するマグネット６の極数との関係は、ティースＴやセグメントＳの個数：マグネット６の極数が、３Ｎ：２Ｎ（Ｎは２以上の整数）となるようにするのが好ましい。こうすることで、回転時に生じる振動や振れを効果的に抑制することができ、比較的安定した回転性能を発揮させることができるからである。

しかしながら、その中でも、図３に示したような、マグネット６の極数が４個でティースＴやセグメントＳが６個の構成は、構造が簡単で生産性に優れるものの、極数が相対的に少ないことから回転性能の点で若干不利がある。一方、図４に示したような、マグネット６の極数が８個でティースＴやセグメントＳが１２個の構成は、回転性能に優れるものの、ティースＴやセグメントＳが相対的に多くなって生産性に若干不利がある。

そのため、モータを小型化する上では、図１に示したような、マグネット６の極数が６個でティースＴやセグメントＳが９個の構成が総合的に見て最もバランスのよい構成となっている。

そこで、次に、この構成を適用したモータについて、図５〜図８を参照しつつ、更に具体的に説明する。

このモータには、シャフト３やアーマチュア１、コミュテータ２、カーボンブラシ５、マグネット６、ハウジング７などが備えられている。モータはやや細長い外観を呈しており、その全長は１００ｍｍ程度の比較的小型なモータである。

ハウジング７は、円筒形状をした外壁部７ａと、この外壁部７ａの一方の開口を塞ぐ前壁部７ｂと、他方の開口を塞ぐ後壁部７ｃとを有している。前壁部７ｂ及び後壁部７ｃの中央部には、それぞれシャフト３を挿通するための軸孔８，８が開口している。各軸孔８にはそれぞれベアリング９，９が装着されていて、シャフト３は、これらベアリング９を介してケーシング７に回転自在に支持されている。シャフト３の一端は前壁部７ｂより前方に突出しており、ここにギヤ等が取り付けられるようになっている。後壁部７ｃには、外部の電源から電流の供給を受けるための接続部７ｄが設けられている。

アーマチュア１は、シャフト３に対してその軸方向の中央付近に同軸に固定されている。アーマチュア１は、図６に詳しく示すように、周方向に放射状に形成され、軸方向に延びる断面Ｔ字形状をした複数（本実施形態では９個）のティースＴを有している。互いに隣接する各ティースＴ間には、各ティースＴに巻かれるワイヤ４を収容する空間１０（スロット１０）が形成されており、このアーマチュア１の外周部分には周方向に所定間隔おき（中心角で４０°）に９個のスロット１０が形成されている。

コミュテータ２は、アーマチュア１に隣接してシャフト３に同軸に固定されている。コミュテータ２は、円筒形状をしていて、その外周面には、複数（本実施形態では９個）の接続片Ｓ（セグメントＳ）が周方向に等間隔で区画配置されている。各セグメントＳのアーマチュア１側の端部には、折り曲げ可能に形成された薄板状の掛止部１１が突出形成されており、図７に示すように、径方向外側に折り曲げられた掛止部１１に巻き付けるようにしてワイヤ４が取り付けられている。こうすることで、シャフト３周りに巻き付けるコミュテータ２側でのワイヤ４の巻線作業が容易になり、作業時間の短縮や作業性の向上に役立っている。

そして、これらセグメントＳの外周面に摺接するように、プラス側のカーボンブラシ５とマイナス側のカーボンブラシ５とがそれぞれコミュテータ２の外周に近接して配設されている。

各カーボンブラシ５は、後壁部７ｃの内側に配設されたブラシプレート１２によって支持固定されていて、それぞれ後壁部７ｃに設けられた接続部７ｄと接続されている。外部電源のプラグ等（図示せず）が接続された接続部７ｄを介して電流の供給を受けると、各カーボンブラシ５からコミュテータ２を介してアーマチュア１に電流が供給されるようになっている。

マグネット６は、厚みの薄い円筒形状をしていて、その周方向に等間隔でＮＳ交互に配置された複数（本実施形態では６個）の磁極を有している。本実施形態のマグネット６は、ネオジウムを含む等方性希土類ボンド磁石で構成されている。

マグネット６は、アーマチュア１の外周を覆うように、外壁部７ａの内周面に取り付けられていて、アーマチュア１の外周面とマグネット６の内周面とは僅かな間隙を隔てて対向している。尚、ハウジング７の外壁部７ａはバックヨークを兼ねている。

このモータでは、一般に使用されている４極のマグネット６よりも極数の多い６極とし、更に、等方性希土類ボンド磁石を用いることで、小型であっても強い磁力を得ることができ、高出力が発揮できるようになっている。

すなわち、このように構成することで、従来に比べてバックヨークが飽和し難くなるため、外壁部７ａの厚みを従来よりも薄く形成することが可能となっている。

具体的には、１．２ｍｍ厚のマグネット６に対し、従来の外壁部７ａでは２ｍｍの厚みが必要であったものが、例えば１．６ｍｍの厚みで済むようになった。

詳しくは、１．２ｍｍ厚のマグネット６に対して、２．０ｍｍ、１．６ｍｍ、１．４ｍｍ、１．２ｍｍの厚みの外壁部７ａを設定して比較した結果、１．２ｍｍとすると磁気飽和が生じ、また、剛性も不十分になるおそれが認められたことから、外壁部７ａの肉厚は１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲内で設定でき、総合的には約１．６ｍｍとするのが好ましいことが確認された。

その結果、本実施形態のモータでは、比較的高出力なモータでありながら、外壁部の外径寸法を４０ｍｍ以下の小型にすることが可能となっている。具体的には所定出力のモータにおいて従来の構成では同寸法を４０ｍｍ以下にできなかったものが約３８ｍｍとすることができた。

アーマチュア１とコミュテータ２との間には、巻線機が用いられ、表面がエナメルで被覆された銅線からなる１本のワイヤ４が巻き付けられている。このワイヤ４は、ティースＴごとに集中的に巻き付けられていて、所謂集中巻きによってコイルＣが形成されている。ワイヤ４は、アーマチュア１の所定のティースＴと、コミュテータ２の所定のセグメントＳとが接続されていて、アーマチュア１には３つのアーマチュア側連続領域５１，５１，５１が形成され、コミュテータ２には、それに対応するように、それぞれが短絡された３つのコミュテータ側連続領域５０，５０，５０が形成されている。

これら３つのアーマチュア側連続領域５１に、カーボンブラシ５やコミュテータ側連続領域５０を介して電流が供給されることで、マグネット６との作用によりシャフト３が回転するようになっている。

図８に、このモータの巻線構造を表した巻線図を示す。（ａ）は第１のコミュテータ側連続領域５０及び第１のアーマチュア側連続領域５１であり、（ｂ）は第２のコミュテータ側連続領域５０及び第２のアーマチュア側連続領域５１であり、（ｃ）は第３のコミュテータ側連続領域５０及び第３のアーマチュア側連続領域５１である。

すなわち、シングルフライヤ型の巻線機（図示せず）を用いて、アーマチュア１とコミュテータ２との間にワイヤ４が取り付けられていくのであるが、まず、（ａ）のように、始点（Ａ）となる１番のセグメントＳに取り付けられたワイヤ４は、シャフト３の周りを一周しながら４番のセグメントＳに取り付けられ、続いて７番のセグメントＳに取り付けられ、再度１番のセグメントＳに取り付けられる。

そうして、アーマチュア１側にわたって、１番のティースＴに所定回数巻き付けてコイルＣを形成した後、シャフト３周りを一周しながら続けて４番のティースＴにわたり、１番のティースＴと同様にしてコイルＣを形成する。更に、７番のティースＴに同様にしてコイルＣを形成した後、再びコミュテータ２側にわたって５番のセグメントＳに取り付け、第１のコミュテータ側連続領域５０及び第１のアーマチュア側連続領域５１を形成する。

続けて（ｂ）のように、その５番のセグメントＳを始点（Ｂ）として、ワイヤ４は、シャフト３の周りを一周しながら８番のセグメントＳに取り付けられ、続いて２番のセグメントＳに取り付けられ、再度５番のセグメントＳに取り付けられた後アーマチュア１側にわたって、５番のティースＴでコイルＣを形成した後、シャフト３周りを一周しながら続けて８番のティースＴ、２番のティースＴの順にコイルＣを形成する。その後再びコミュテータ２側にわたって、９番のセグメントＳに取り付けて、第２コミュテータ側連続領域５０及び第２アーマチュア側連続領域５１を形成する。

更に続けて（ｃ）のように、その９番のセグメントＳを始点（Ｃ）として、ワイヤ４は、シャフト３の周りを一周しながら３番、６番、再度９番のセグメントＳに取り付けられた後、アーマチュア１側にわたって、シャフト３周りを一周しながら９番、３番、６番のティースＴの順にコイルＣを形成した後、再びコミュテータ２側にわたって７番のセグメントＳに取り付け、第３コミュテータ側連続領域５０及び第３アーマチュア側連続領域５１を形成するのである。

このように、コミュテータ２側及びアーマチュア１側にそれぞれシャフト３周りに一周しながら連続してワイヤ４を巻き付ける連続領域５０，５１を形成したことで、巻線機での巻線作業が簡単になり、作業時間の大幅な短縮を実現することができる。

特に、このモータの場合、ティースＴ及びセグメントＳの個数が奇数であるため、一般によく利用されているフライヤが２つのダブルフライヤ式の巻線機の利用が難しく、効果的なものとなっている。

すなわち、ダブルフライヤ型の巻線機の場合、一度に２本のワイヤ４，４を巻き付けることができるため、巻線作業を比較的短時間で処理できるのであるが、通常はフライヤが対向状に位置しているため、これを利用できるのはティースＴ及びセグメントＳが偶数のタイプに限られる。

そのため、このモータの場合、フライヤが１つのシングルフライヤ式の巻線機を利用することとなってそれだけ巻線作業時間を要することとなるが、本モータであれば、そのような場合であっても大幅に作業時間が短縮できるからである。

また、従来のモータと比べて、アーマチュア１側とコミュテータ２側との間をわたるワイヤ４の本数が減って、アーマチュア１とコミュテータ２とを近接して配置することが可能になるため、モータを小さく、つまり軸方向の寸法を小さくできる点でも優れている。

また、図９に示すように、各アーマチュア側連続領域５１におけるワイヤ４の各コイルＣ間をわたる部分（わたり部４ａ）を、アーマチュア１におけるコミュテータ２側とは反対の側に位置するように、ワイヤ４を配線すれば、アーマチュア１側とコミュテータ２側との間をわたるワイヤ４の本数を更に減らすことができる。従って、アーマチュア１とコミュテータ２との間にスペースが確保でき、これらをより近接して配置することが可能となり、よりいっそうモータを小型化することができるようになる。

以上、説明したように、本発明のモータによれば、巻線作業が簡単になって、作業時間が大幅に短縮でき、高品質なモータを安定して量産できるようになる。そして、高出力でありながらも、小型に形成することができるので、例えば、パワーウインドやシートのリクライニング、サンルーフなど、車両の付属装置の駆動用として車両（自動車）に搭載される車載モータに好適なものとなる。

本発明のモータの巻線構造を説明するための図である。 ティースとセグメントとの位置関係を説明するための図である。 本発明の別のモータの巻線構造を説明するための図である。 本発明のまた別のモータの巻線構造を説明するための図である。 本実施形態のモータの縦断面図である。 図５におけるＸ−Ｘ線断面図である。 本実施形態のモータの要部を示す図である。 本実施形態のモータの巻線構造を説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）は、それぞれこの順に連続している。 本実施形態のモータの他の巻線構造を説明するための図である。この図は図８に対応している。

符号の説明

１ アーマチュア
２ コミュテータ
３ シャフト
４ ワイヤ
５ カーボンブラシ
６ マグネット
７ ハウジング
７ａ 外壁部
９ ベアリング
１０ スロット
１１ 掛止部
５０ コミュテータ側連続領域
５１ アーマチュア側連続領域
Ｔ ティース
Ｓ セグメント
Ｃ コイル

Claims (12)

1. シャフトと、
   周方向に所定間隔おきに配置される複数のティースを有し、上記シャフトに同軸に固定されるアーマチュアと、
   上記複数のティースに対応して設けられる複数のセグメントを有し、上記アーマチュアに隣接して上記シャフトに同軸に固定されるコミュテータと、
   上記コミュテータを介してアーマチュアに電流を供給するブラシと、
   周方向にＮＳ交互に配置される複数の磁極を有し、上記アーマチュアの外周に近接して対向配置されるマグネットと、
   上記マグネットを支持するとともに、上記シャフトを回転自在に支持するハウジングと、
   上記複数のティースと上記複数のセグメント間に取り付けられる１本のワイヤと、
   を備え、
   上記複数のティースのそれぞれには、上記ワイヤを集中巻きすることによってコイルが形成されていて、
   上記ワイヤが、
   上記複数のセグメントのうち、所定の複数のセグメントに連続して取り付けられ、短絡している複数のコミュテータ側連続領域と、
   上記複数のコイルのうち、所定の複数のティースに連続して巻かれ、一連のコイル群が形成されている複数のアーマチュア側連続領域と、を有することを特徴とするブラシ付きモータ。
2. 請求項１に記載のブラシ付きモータであって、
   上記アーマチュア側連続領域と上記コミュテータ側連続領域とが交互に連続して形成されていることを特徴とするブラシ付きモータ。
3. 請求項２に記載のブラシ付きモータであって、
   上記複数のティースは、３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のティースからなり、
   上記複数のアーマチュア側連続領域が、第１から第３の３つのアーマチュア側連続領域で構成されていて、上記複数のティースのうち、所定の一つのティースから周方向に並ぶ各ティースに対して所定方向に順に連番を付した場合に、
   上記第１のアーマチュア側連続領域が３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のティースで構成され、
   上記第２のアーマチュア側連続領域が３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースで構成され、
   上記第３のアーマチュア側連続領域が３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のティースで構成されていることを特徴とするブラシ付きモータ。
4. 請求項３に記載のブラシ付きモータであって、
   上記複数のセグメントは、３Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のセグメントからなり、
   上記複数のコミュテータ側連続領域が、第１から第３の３つのコミュテータ側連続領域で構成されていて、上記複数のセグメントのうち、所定の１のセグメントから周方向に並ぶ各セグメントに対して所定方向に順に連番を付した場合に、
   上記第１のコミュテータ側連続領域が３ｎ−２（ｎは１以上の整数）番目の複数のセグメントで構成され、
   上記第２のコミュテータ側連続領域が３ｎ−１（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントで構成され、
   上記第３のコミュテータ側連続領域が３ｎ（ｎは１以上の整数）番目に位置する複数のセグメントで構成されていることを特徴とするブラシ付きモータ。
5. 請求項４に記載のブラシ付きモータであって、
   上記マグネットが有する磁極数が６つであり、上記ティース及びセグメント数が９つであることを特徴とするブラシ付きモータ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
   上記各コミュテータ側連続領域では、上記シャフトの周りを少なくとも一周する上記ワイヤに上記所定の複数のセグメントのそれぞれが取り付けられていて、その取り付けの終点が、取り付けの始点のセグメントか、もしくはそれより先のセグメントに位置していることを特徴とするブラシ付きモータ。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
   各アーマチュア側連続領域における上記ワイヤの各コイル間をわたる部分が、上記アーマチュアにおける上記コミュテータ側とは反対の側に位置していることを特徴とするブラシ付きモータ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
   上記複数のセグメントのそれぞれには、上記ワイヤを引っ掛けるための掛止部が上記アーマチュア側に向けて設けられていることを特徴とするブラシ付きモータ。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
   上記ハウジングが上記シャフトの周囲を囲む円筒形状をした外壁部を有し、その外壁部の外径寸法が４０ｍｍ以下であることを特徴とするブラシ付きモータ。
10. 請求項９に記載のブラシ付きモータであって、
    上記ハウジングの肉厚が１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とするブラシ付きモータ。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
    上記マグネットに、等方性希土類ボンド磁石が用いられていることを特徴とするブラシ付きモータ。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか一つに記載のブラシ付きモータであって、
    車両に搭載され、その付属装置の駆動に用いられていることを特徴とするブラシ付きモータ。

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