JP2010154729A - 直流モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化及び高出力化を図るとともに高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することのできる直流モータを提供すること。
【解決手段】各給電ブラシ６は、その摺接部を構成する先端の幅が各セグメント１２の幅の半分に設定されるとともに、その周方向に隣り合う異極ブラシが、互いに相反する方向にシフトされる。そして、各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）の径方向外側において該各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）に対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）と同一方向にシフトさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁極数の整数倍のスロットを有する直流モータに関するものである。

従来、直流モータには、磁極数を４極、或いは６極とすることにより、その小型化と高出力化との両立を図ったものがある。例えば、特許文献１に記載の直流モータは、４つの磁極を有するとともに、そのスロット数及びセグメント数が「１２」に設定されている。即ち、直流モータにおけるコギングトルクの脈動数は、その磁極数とスロット数との間の最小公倍数となる。そして、この直流モータのように、そのスロット数を当該最小公倍数に設定、即ち磁極数の整数倍とするとともに、当該スロット数とセグメント数とを同数とすることにより、その小型・高出力という利点を極大化することが可能になる。

特開２００７−１１６８１４号公報

しかしながら、このようにスロット数及びセグメント数を磁極数の整数倍とした構成では、それゆえに、電流リップル、特に電流波形の振幅が大きい。このため、上記従来の構成は、その小型・高出力というメリットとともに、磁気音の増大というデメリットをも内包するものとなっている。また、近年では、所謂メンテナンスフリーの観点から、給電ブラシを含めた更なる長寿命化の要請も高まっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

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、小型化及び高出力化を図るとともに高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することのできる直流モータを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ヨークの内周に永久磁石を固着してなるステータと、給電ブラシが摺接される複数のセグメントを周方向に配設してなる整流子、及び巻線が巻回された複数のティースを有する電機子とを備え、前記各ティースの間に形成されるスロットの数は、前記永久磁石により形成される磁極数の整数倍に設定されるものであって、該スロットと同数の前記セグメントを有するとともに、前記磁極数と同数の前記給電ブラシを有する直流モータにおいて、前記各給電ブラシは、隣り合う異極ブラシが互いに相反する方向にシフトされるとともに、前記各給電ブラシの径方向外側において該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせたこと、を要旨とする。

即ち、各給電ブラシについて、その隣り合う異極ブラシを互いに相反する方向にシフトすることにより、正負の整流が交互に行なわれる。これにより、その電流波形の山数がセグメント数よりも増加し、その結果、その電流波形の振幅を小さく抑えることができるようになる。

しかしながら、これら各給電ブラシの径方向外側において当該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置には変更がないとすれば、上記のような各給電ブラシのシフトによって、その磁気バランスが崩れてしまうことになる。即ち、そのモータ回転方向に応じて「整流に有利なもの」と「整流に不利なもの」とができることになる。そのため、モータ回転が何れかの方向に偏るような使用方法では、これら各給電ブラシ間で消耗状態に差がつくことになり、その結果、モータ寿命が短くなるという問題がある。

この点、上記構成のように、各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせることで、このような磁気バランスの変化を抑えることができる。そして、これにより、高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、ヨークの内周に永久磁石を固着してなるステータと、給電ブラシが摺接される複数のセグメントを周方向に配設してなる整流子、及び巻線が巻回された複数のティースを有する電機子とを備え、前記各ティースの間に形成されるスロットの数は、前記永久磁石により形成される磁極数の整数倍に設定されるものであって、該スロットと同数の前記セグメントを有するとともに、７２０°を磁極数で割り算した角度間隔で前記セグメントを電気的に接続する均圧線と、該均圧線を介して実質的に存在することになる架空ブラシを含めて前記磁極数と同数の前記給電ブラシを有する直流モータにおいて、前記各給電ブラシは、隣り合う異極ブラシが互いに相反する方向にシフトされるとともに、前記各給電ブラシの径方向外側において該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、実際に設ける給電ブラシの数を減らしながら、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を得ることができる。
請求項３に記載の発明は、前記各給電ブラシの周方向中心とその対応する前記各磁極の周方向中心とが一致するようにしたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、より効果的に磁気バランスの変化を抑えて、各給電ブラシ間における整流の不利・有利の発生を抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、前記ヨークの内周には、前記給電ブラシと同数の前記永久磁石が配設されること、を要旨とする。

上記構成によれば、各永久磁石の固着位置を変えるだけで、当該各永久磁石が形成する磁極位置を、その対応する各給電ブラシの周方向位置に合わせてシフトすることができる。その結果、容易且つ簡便に、各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせることができる。

請求項５に記載の発明は、前記各磁極の周方向位置のシフトは、前記永久磁石への着磁により行なわれること、を要旨とする。
上記構成によれば、容易且つ簡便に、各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせることができる。その結果、より少ない永久磁石数で、小型化及び高出力化を図るとともに高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、前記各給電ブラシのシフト量は、前記各セグメント間の角度の１／４であること、を要旨とする。
請求項７に記載の発明は、前記給電ブラシは、その摺接部の幅が前記各セグメントの幅の半分に設定されること、を要旨とする。

上記各構成によれば、正負交互の整流を担保して、電流波形の山数増加及びそれに伴う振幅の抑制を図ることができる。その結果、モータ出力を増大させることができる。
請求項８に記載の発明は、前記永久磁石と対向する前記各ティースの対向面には、軸方向に延びる溝部が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、見かけ上のスロット数は倍化する。そして、これにより、コギングトルクの次数を倍化させることができ、その結果、モータの静粛性を高めることができるようになる。

請求項９に記載の発明は、前記巻線は、隣り合う二つのティースに巻回されるとともに、その端部が前記各ティースに対応した隣り合う二つのセグメントにそれぞれ接続されること、を要旨とする。このような構成に上記の各発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

請求項１０に記載の発明は、前記電機子は一方向のみに回転されるものであって、前記各シフトがなされた状態から、更に前記全給電ブラシを前記磁極に対して前記電機子の回転方向の逆方向にシフトさせたことを要旨とする。

上記構成によれば、電機子が一方向のみに回転されるものにおいて、前記各シフトがなされた状態から（即ち、前記給電ブラシについて上記した他のシフトを行った状態と前記磁極について上記した他のシフトを行った状態とをそれぞれ保持したまま）、更に全給電ブラシが磁極に対して電機子の回転方向の逆方向にシフトされるため、更に良好な整流を得ることができ、ひいては更なる長寿命化を実現することができるようになる。

本発明によれば、小型化及び高出力化を図るとともに高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することが可能な直流モータを提供することができる。

本実施形態の直流モータの概略構成図。 整流波形の山数及び電流波形の変化を示す説明図。 磁極を移動させない場合の課題を示す説明図。 別例の直流モータの概略構成図。 別例の直流モータの概略構成図。 別例における直流モータを平面状に展開した模式図。 別例における直流モータを平面状に展開した模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、直流モータ１は、略円筒状をなすヨーク２の内周に複数の永久磁石３を配設してなるステータ４と、同ステータ４の内側において回転自在に支承された電機子５と、同電機子５に給電するための複数（４つ）の給電ブラシ６とを備えてなる。

詳述すると、本実施形態では、ヨーク２の内周には４つの永久磁石３（３ａ〜３ｄ）が固着されている。そして、これにより、本実施形態のステータ４には４極の磁極が形成されている。

一方、電機子５は、回転軸７に固定されて同回転軸７と一体回転する電機子コア８及び整流子９を備えている。電機子コア８は、径方向外側に向かって放射状に延びる複数のティース１０を有するとともに、これら各ティース１０には、巻線１１が巻回されている。また、整流子９は、所定間隔で周方向に配設された複数のセグメント１２を有しており、これら各セグメント１２には、それぞれ上記巻線１１の端部Ｐが接続されている。そして、これら各セグメント１２に上記各給電ブラシ６が摺接することで、当該セグメント１２と図示しない給電装置とが電気的に接続され、これにより、その回転位置に応じた所定の巻線１１への通電がなされるようになっている。

さらに詳述すると、本実施形態の電機子コア８は、１２本のティース１０を有しており、これにより、各ティース１０間に形成されるスロット数は「１２」に設定されている。また、整流子９のセグメント数は、その磁極数「４」とスロット数「１２」の最小公倍数である「１２」、即ち磁極数の整数倍且つスロット数と同数に設定されている。

ここで、本実施形態の電機子５では、各ティース１０及び各セグメント１２は、その周方向中心が一致するように設定されている。そして、各巻線１１は、周方向に隣り合う二つのティース１０に亘って分布巻きされるとともに、その各端部Ｐが各ティース１０に対応した隣り合う二つのセグメント１２にそれぞれ接続されている。具体的には、例えば、周方向に隣り合う二つのティース１０ａ，１０ｂに巻回された巻線１１ａの各端部Ｐａ，Ｐｂは、それぞれ、これら各ティース１０ａ，１０ｂに対応した隣り合う二つのセグメント１２ａ，１２ｂに接続されている。

また、本実施形態の直流モータ１は、４本の上記給電ブラシ６を有している。即ち、上記各永久磁石３（３ａ〜３ｄ）及びこれらに形成される磁極数と同数の給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）を有している。また、これらの各給電ブラシ６は、その隣り合う二つの極性（正／負）が相違する、即ち異極ブラシとなるように設定されている。そして、これらの各給電ブラシ６は、その正極ブラシ及び負極ブラシが上記整流子９を囲むように周方向に沿って交互に配置されている。

ここで、本実施形態では、上記各セグメント１２との摺接部となる各給電ブラシ６先端の幅は、当該各セグメント１２の幅の半分に設定されている。尚、本実施形態の各給電ブラシ６の幅は、その先端から後端まで略等しく形成されている。そして、本実施形態では、その周方向に隣り合う異極ブラシが、（等角度（９０°）間隔を基準として）互いに相反する方向に各セグメント１２間の角度θ０（３０°）の１／４に相当する角度θ１（７．５°）だけ周方向にシフトされている。

具体的には、本実施形態において正極ブラシを構成する給電ブラシ６ａ，６ｃは、図１中、時計回り方向にシフトされており、これら各給電ブラシ６ａ，６ｃと略９０°の間隔をおいて隣り合う異極ブラシ、即ち負極ブラシを構成する各給電ブラシ６ｂ，６ｄは、同図中、反時計回りにシフトされている。

即ち、上記のように構成することで、その正負の整流が交互に行なわれるようになる。その結果、整流波形の山数はセグメント数「１２」の倍、即ち接触部の幅がセグメント幅と等しい従来型のものと比較して倍となる「２４」になり、これにより、整流に伴う電流波形の変動を小さく抑えることができる（図２参照）。

尚、本実施形態では、これに加え、各ティース１０における上記各永久磁石３との対向面１３、詳しくはその周方向中央部には、軸方向に延びる溝部１４が形成されている。即ち、このように構成することで、見かけ上のスロット数は倍化する。そして、本実施形態では、これにより、コギングトルクの次数を倍化して、その静粛性を高める構成となっている。

しかしながら、上記のように、各給電ブラシ６について、その周方向に隣り合う異極ブラシを互いに相反する方向にシフトさせることにより、新たに解決すべき課題の生ずる場合がある。

即ち、図３に示すように、各磁極の周方向位置に変更がないとすれば、上記のように給電ブラシ６をシフトさせることで、当該各給電ブラシ６の周方向中心（同図中、直線Ｌ１，Ｌ２に示される位置）は、各永久磁石３により形成される磁極の周方向中心（同図中、直線Ｍ１，Ｍ２に示される位置）から、そのシフト量分、ずれることになる。そして、これにより、磁気バランスが崩れ、各給電ブラシ６について、そのモータ回転方向に応じて「整流に有利なもの」と「整流に不利なもの」とができることになる。

具体的には、例えば、モータ回転方向が、同図に示されるように時計回り方向であるとすれば、各磁極の磁気中心よりも早く整流が行なわれるモータ回転方向逆側へシフトする各給電ブラシ６ａ，６ｃは「整流に有利」、反対に、その整流が磁気中心よりも遅くなるモータ回転方向側へシフトする各給電ブラシ６ｂ，６ｄは「整流に不利」となる。従って、そのモータ回転が何れかの方向に偏るような使用方法では、これら各給電ブラシ６ａ，６ｃと各給電ブラシ６ｂ，６ｄとの間で消耗状態に差がつく（上記したような時計回り方向に偏ると、整流に不利な給電ブラシ６ｂ，６ｄはブラシ消耗が激しくなる）ことになり、その結果、モータ寿命が短くなるという問題がある。

この点を踏まえ、図１に示すように、本実施形態の直流モータ１では、各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）の径方向外側において該各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）に対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）と同一方向にシフトさせている。

具体的には、各給電ブラシ６の周方向中心と各永久磁石３により形成される各磁極の周方向中心とが一致するように構成されている。即ち、同図中、各永久磁石３ａ，３ｃの形成する磁極及び各給電ブラシ６ａ，６ｃは、それぞれ、その周方向中心が直線Ｌ１に示される位置に、また、各永久磁石３ｂ，３ｄの形成する磁極及び各給電ブラシ６ｂ，６ｄは、それぞれ、その周方向中心が直線Ｌ２に示される位置となるように構成されている。

詳述すると、同図に示されるように、本実施形態では、各給電ブラシ６の周方向へのシフトに合わせて、ステータ４側の磁極を形成する各永久磁石３を周方向にシフトさせている。具体的には、各永久磁石３ａ，３ｃは、対応する各給電ブラシ６ａ，６ｃにあわせて、各セグメント１２間の角度θ０（３０°）の１／４に相当する角度θ１（７．５°）だけ時計回り方向にシフトされている。また、各永久磁石３ｂ，３ｄは、対応する各給電ブラシ６ｂ，６ｄにあわせて、同じく角度θ１（７．５°）だけ反時計回り方向にシフトされている。

本実施形態では、このようにして、各給電ブラシ６の周方向中心と各永久磁石３により形成される各磁極の周方向中心とを一致させる。そして、各給電ブラシ６の周方向位置のシフトに伴う磁気バランスの変化を抑えることにより、モータ回転方向の偏りに関わらず当該各給電ブラシ６間の消耗を均一化して同直流モータ１の長寿命化を図る構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）各給電ブラシ６は、その摺接部を構成する先端の幅が各セグメント１２の幅の半分に設定されるとともに、その周方向に隣り合う異極ブラシが、互いに相反する方向にシフトされる。そして、各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）の径方向外側において該各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）に対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）と同一方向にシフトさせる。

即ち、周方向において隣り合う異極ブラシを互いに相反する方向にシフトすることにより、その電流波形の山数が増加する。その結果、整流に伴う電流波形の変動を小さく抑えることができる。

しかしながら、各磁極の周方向位置に変更がないとすれば、上記各給電ブラシ６について、その異極ブラシを相互に異なる方向にシフトさせることで、磁気バランスが崩れ、そのモータ回転方向に応じて「整流に有利なもの」と「整流に不利なもの」とができることになる。そのため、モータ回転が何れかの方向に偏るような使用方法では、これら各給電ブラシ６間で消耗状態に差がつくことになり、その結果、モータ寿命が短くなるという問題がある。

この点、上記構成によれば、このような各給電ブラシ６の周方向位置のシフトに起因する磁気バランスの変動を抑えることができ、その整流における不利・有利の発生を抑制することができる。その結果、高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することができるようになる。

（２）各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）の周方向中心と各永久磁石３により形成される各磁極の周方向中心とが一致するように構成される。これより、より効果的に磁気バランスの変化を抑えて、各給電ブラシ間における整流の不利・有利の発生を抑制することができる。

（３）各給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）の周方向へのシフトに合わせて、当該各給電ブラシ６と同数に設定されたステータ４側の磁極を形成する各永久磁石３（３ａ〜３ｄ）をそれぞれ周方向にシフトさせる。これにより、容易に各給電ブラシ６のシフト方向に合わせて各磁極の周方向位置をシフトさせることができる。

（４）各給電ブラシ６の摺接幅をセグメント幅の半分とする。これにより、正負の整流が交互に行なわれる。その結果、整流波形の山数はセグメント数の倍、即ち接触部の幅がセグメント幅と等しい従来型のものと比較して倍となることで、整流に伴う電流波形の変動を小さく抑えることができる。

（５）各給電ブラシ６は、各セグメント１２間の角度θ０（３０°）の１／４に相当する角度θ１（７．５°）だけ周方向にシフトされる。これにより、正負交互の整流を担保することができる。

（６）各ティース１０における上記各永久磁石３との対向面１３、詳しくはその周方向中央部には、軸方向に延びる溝部１４が形成される。
上記構成によれば、見かけ上のスロット数は倍化する。これにより、コギングトルクの次数を倍化させることができ、その結果、モータの静粛性を高めることができる。

（７）各巻線１１は、隣り合う二つのティース１０に巻回されるとともに、その端部Ｐａが当該各ティース１０に対応した隣り合う二つのセグメント１２にそれぞれ接続される。このような構成に上記（１）〜（６）に示される発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明を、磁極数が「４」、スロット数及びセグメント数が「１２」の直流モータ１に具体化した。しかし、これに限らず、磁極数の整数倍及びセグメント数と同数のスロットを有するものであれば、例えば、磁極数が「６」のもの等、その他の構成を有する直流モータに適用してもよい。

・上記実施形態では、本発明を、４つの永久磁石３により４極の磁極が形成される直流モータ１に具体化した。しかし、これに限らず、磁極の数が４以上のとき、永久磁石の数を２以下としたものに適用してもよい。具体的には、例えば、図４に示す直流モータ２１のように、二つの永久磁石３を用い、その各永久磁石３を領域α，β（同図中、α，β）で区画して異なる極性を着磁することにより、４極の磁極を形成するものに適用してもよい。また、図５に示す直流モータ３１のように、永久磁石３としてリング磁石２３を用いてもよく、この場合には、無極性領域γを設けるとよい。即ち、各給電ブラシ６の周方向中心に対応して永久磁石３に着磁することにより、各給電ブラシ６の周方向中心を各磁極の周方向中心に一致させる構成としてもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・さらに、上記実施形態及び上記図４及び図５に示される例では、各給電ブラシ６の周方向中心と磁極の周方向中心とを一致させることとした。しかし、これに限らず、各給電ブラシの径方向外側において当該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせるのみの構成としてもよい。即ち、必ずしも「両者の中心位置が周方向において同一」である必要はない。そして、特に、その回転方向が一方向に限定されるモータについては、その起動性等を考慮して、あえて、その両者の中心位置をずらす構成としてもよい。

・上記実施の形態の直流モータでは、磁極数と同数の給電ブラシ６（６ａ〜６ｄ）を有するとしたが、７２０°を磁極数で割り算した角度（７２０°／磁極数）間隔でセグメント１２を電気的に接続する均圧線を有し、該均圧線を介して実質的に存在することになる架空ブラシを含めて磁極数と同数の給電ブラシを有する構成としてもよい。

例えば、図６に示すように、変更してもよい。図６は、上記実施の形態と対応した別例における直流モータを平面状に展開した模式図であって、図６では、セグメント１２に周方向に連続した番号であるセグメント番号「１」〜「１２」を付し、更にティース１０にも周方向に連続した番号であるティース番号「１」〜「１２」を付している。そして、図６に示すように、７２０°を磁極数（４極）で割り算した角度（７２０°／４＝１８０°）間隔でセグメント１２を電気的に接続する（例えば、セグメント番号「１」と「７」や「２」と「８」のセグメント１２をそれぞれ接続して同電位とする）均圧線Ｋを有する。そして、均圧線Ｋを介して実質的に存在することになる（２つの）架空ブラシ３２ａを含めて磁極数（４極）と同数（４つ）の給電ブラシ３２を有する。言い換えると、前記架空ブラシ３２ａ（２つ）と、実際に存在する給電ブラシ３２ｂ（２つ）とを合わせた数が磁極数（４極）と同数とされている。このようにすると、実際に設ける給電ブラシ３２ｂの数を減らしながら、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。

・又、電機子５（モータ回転方向）が一方向のみに限定されて回転される（他方向には回転されることがない）仕様の直流モータでは、上記した各シフトがなされた状態から（即ち、前記給電ブラシについて上記した他のシフトを行った状態と前記磁極について上記した他のシフトを行った状態とをそれぞれ保持したまま）、更に全給電ブラシを磁極に対して電機子５の回転方向の逆方向にシフトさせてもよい。

例えば、図７に示すように、変更してもよい。図７は、上記実施の形態（詳しくは上記別例（図６参照））と対応した別例における直流モータを平面状に展開した模式図であって、図７では、セグメント１２に周方向に連続した番号であるセグメント番号「１」〜「１２」を付し、更にティース１０にも周方向に連続した番号であるティース番号「１」〜「１２」を付している。そして、図７に示すように、上記した各シフトがなされた状態から（即ち、給電ブラシ３２について上記した他のシフトを行った状態と磁極（永久磁石３）について上記した他のシフトを行った状態とをそれぞれ保持したまま）、更に全給電ブラシ３２が磁極（永久磁石３）に対して電機子５の回転方向（図７中、左方向）の逆方向（図７中、右方向）に相対的に（角度θ２だけ）シフトされている。このようにすると、更に良好な整流を得ることができ、ひいては更なる長寿命化を実現することができるようになる。尚、この例（図７参照）では、均圧線Ｋを有した別例（図６参照）を更に変更したが、勿論、均圧線Ｋを有していない（実際に存在する給電ブラシが磁極数と同数の）直流モータにおいて変更してもよい。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想をその効果とともに記載する。
（イ）請求項５に記載の直流モータにおいて、前記磁極の数が４以上のとき、前記永久磁石の数を２以下としたこと、これにより、簡素な構成にて、小型化及び高出力化を図るとともに高い静粛性を確保しつつ長寿命化を実現することができるようになる。

（ロ）請求項５に記載の直流モータにおいて、前記永久磁石には、リング磁石が用いられること、を特徴とする直流モータ。これにより、より簡素な構成とすることができる。

１，２１，３１…直流モータ、２…ヨーク、３（３ａ〜３ｄ）…永久磁石、４…ステータ、５…電機子、６（６ａ〜６ｄ），３２（３２ａ，３２ｂ）…給電ブラシ、３２ａ…架空ブラシ、７…回転軸、８…電機子コア、９…整流子、１０，１０ａ，１０ｂ…ティース、１１，１１ａ…巻線、１２…セグメント、１３…対向面、１４…溝部、Ｐ，Ｐａ，Ｐｂ…端部、θ０，θ１…角度、Ｋ…均圧線、α，β…領域、γ…無極性領域。

Claims (10)

1. ヨークの内周に永久磁石を固着してなるステータと、給電ブラシが摺接される複数のセグメントを周方向に配設してなる整流子、及び巻線が巻回された複数のティースを有する電機子とを備え、前記各ティースの間に形成されるスロットの数は、前記永久磁石により形成される磁極数の整数倍に設定されるものであって、該スロットと同数の前記セグメントを有するとともに、前記磁極数と同数の前記給電ブラシを有する直流モータにおいて、
   前記各給電ブラシは、隣り合う異極ブラシが互いに相反する方向にシフトされるとともに、前記各給電ブラシの径方向外側において該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせたこと、
   を特徴とする直流モータ。
2. ヨークの内周に永久磁石を固着してなるステータと、給電ブラシが摺接される複数のセグメントを周方向に配設してなる整流子、及び巻線が巻回された複数のティースを有する電機子とを備え、前記各ティースの間に形成されるスロットの数は、前記永久磁石により形成される磁極数の整数倍に設定されるものであって、該スロットと同数の前記セグメントを有するとともに、７２０°を磁極数で割り算した角度間隔で前記セグメントを電気的に接続する均圧線と、該均圧線を介して実質的に存在することになる架空ブラシを含めて前記磁極数と同数の前記給電ブラシを有する直流モータにおいて、
   前記各給電ブラシは、隣り合う異極ブラシが互いに相反する方向にシフトされるとともに、前記各給電ブラシの径方向外側において該各給電ブラシに対応する各磁極の周方向位置を、それぞれが対応する各給電ブラシと同一方向にシフトさせたこと、
   を特徴とする直流モータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の直流モータにおいて、
   前記各給電ブラシの周方向中心とその対応する前記各磁極の周方向中心とが一致するようにしたこと、を特徴とする直流モータ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
   前記ヨークの内周には、前記給電ブラシと同数の前記永久磁石が配設されること、
   を特徴とする直流モータ。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
   前記各磁極の周方向位置のシフトは、前記永久磁石への着磁により行なわれること、
   を特徴とする直流モータ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
   前記各給電ブラシのシフト量は、前記各セグメント間の角度の１／４であること、
   を特徴とする直流モータ。
7. 請求項６に記載の直流モータにおいて、
   前記給電ブラシは、その摺接部の幅が前記各セグメントの幅の半分に設定されること、
   を特徴とする直流モータ。
8. 請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
   前記永久磁石と対向する前記各ティースの対向面には、軸方向に延びる溝部が形成されること、を特徴とする直流モータ。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
   前記巻線は、隣り合う二つのティースに巻回されるとともに、その端部が前記各ティースに対応した隣り合う二つのセグメントにそれぞれ接続されること、
   を特徴とする直流モータ。
10. 請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の直流モータにおいて、
    前記電機子は一方向のみに回転されるものであって、
    前記各シフトがなされた状態から、更に前記全給電ブラシを前記磁極に対して前記電機子の回転方向の逆方向にシフトさせたことを特徴とする直流モータ。

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