JP2014096859A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】アーマチュアの製造時間を短縮して製造コストを抑えることができ、且つアーマチュアの重量バランスを向上させることができる電動モータを提供する。
【解決手段】所定のティース９に、巻線１２を巻回してアーマチュアコイル７を形成すると共に、同電位となるセグメント１４同士を巻線１２で短絡して接続線２５を形成し、アーマチュアコイル７及び接続線２５を、１本の巻線１２で一連に形成し、複数のセグメント１４のうち、ティース９から引き出した巻線１２が接続されるセグメント１４を第１セグメントとし、ティース９に引き込む巻線１２が接続されるセグメント１４を第２セグメントとしたとき、これら第１セグメントと第２セグメントとが隣り合うように配置され、第１セグメントに接続されている巻線１２と、第２セグメントに接続されている巻線１２とが、コンミテータ１３とアーマチュアコア６との間で交差して複数の交差部２６を形成している。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、車両に搭載されるブラシ付きの３相直流の電動モータに関するものである。

一般に、車両等に搭載されるブラシ付きの３相直流の電動モータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側に、アーマチュアが回転自在に支持された構成になっている。アーマチュアは、回転軸と、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、回転軸に外嵌固定されたコンミテータとを有している。

アーマチュアコアには、軸方向に長いティースが放射状に複数形成され、各ティース間に、軸方向に長いスロットが形成されている。アーマチュアコアは磁気回路として機能し、アーマチュアコアの各ティースに、スロットを介して巻線が巻回される。
コンミテータには、複数のセグメントが周方向に沿って配置されており、各セグメントに巻線が接続されている。各セグメントはブラシと摺接可能になっており、このブラシからセグメントに電圧を印加することによって巻線に電流が供給される。

ところで、電動モータの小型化、軽量化を図ろうとした場合の手段として、永久磁石の多極化が考えられる。多極化することによって磁極の１極当たりの有効磁束量を低減することが可能になり、この結果、磁気回路を形成するアーマチュアコアの小型化、軽量化を図ることができる。
ここで、単純に多極化しようとするとスロット数が多くなるので、アーマチュアコアの外径を一定に保とうとすると、スロットが小さくなってしまい、巻線の巻回作業が困難になってしまう。

このため、例えば、電動モータの磁極数を８、スロット数を６、セグメント数を１２に設定し、同電位となるセグメント同士を接続線で短絡し、隣接するセグメント間に、各ティースにそれぞれ巻回された各相の巻線の巻き始め端及び巻き終わり端をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順となるように接続し、且つ巻線の巻き始め端及び巻き終わり端の引き出し位置近傍に存在するセグメントに接続する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１０／０１０９０６号

しかしながら、上述の従来技術にあっては、その巻線の構造から接続線を形成する巻線と、ティースに巻回される巻線とを別々の巻線にする必要があり、接続線を形成する作業とティースへの巻線の巻回作業とが別々になる。このため、部品点数が増えるばかりか、アーマチュアの製造時間が増加して製造コストが嵩むという課題がある。
また、単純に、無理やり１本の巻線で接続線とティースに巻回される巻線とを一連に形成しようとすると、アーマチュアコアとコンミテータとの間において、巻線同士の重なりが多い箇所と少ない箇所のムラができ、アーマチュアの重量バランスが悪化してしまうという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、アーマチュアの製造時間を短縮して製造コストを抑えることができ、且つアーマチュアの重量バランスを向上させることができる電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、複数の磁極を有するヨークと、前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、巻線が巻回される複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に取り付けられ、前記巻線が接続される複数のセグメントを有するコンミテータと、前記セグメントに摺接され、前記巻線に給電を行うための少なくとも２つのブラシとを備え、所定の前記ティースに、前記巻線を集中巻方式にて巻回してアーマチュアコイルを形成すると共に、同電位となる前記セグメント同士を短絡するように前記巻線を配線して接続線を形成し、前記アーマチュアコイル及び前記接続線を、１本の前記巻線で一連に形成し、前記複数のセグメントのうち、前記ティースから引き出した前記巻線が接続されるセグメントを第１セグメントとし、前記ティースに引き込む前記巻線が接続されるセグメントを第２セグメントとしたとき、これら第１セグメントと第２セグメントとが隣り合うように配置され、前記第１セグメントに接続されている前記巻線と、前記第２セグメントに接続されている前記巻線とが、前記コンミテータと前記アーマチュアコアとの間で交差して複数の交差部を形成していることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記複数の交差部が、周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記巻線の巻き始め端と、前記巻線の巻き終わり端とが同一の前記セグメントに接続されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記巻線の引き回し方向が常に同一方向になるように前記巻線を引き回すと共に、同電位となる前記セグメントに前記巻線を接続していく順番が、前記巻線の引き回し方向とは逆方向になっていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記複数のティースのうち、同相のティースに前記巻線を連続に巻回し、同相同士のティースに前記巻線を巻回していく順番が、前記巻線の引き回し方向と同方向になっていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、１本の前記巻線で一連に形成された前記アーマチュアコイルと前記接続線の組を２組設け、これら２組のうち、１つ目の組の前記巻線の巻き始め端が接続される前記セグメントを第１巻き始めセグメント、１つ目の組の前記巻線の巻き終わり端が接続される前記セグメントを第１巻き終わりセグメントとし、２つ目の組の前記巻線の巻き始め端が接続される前記セグメントを第２巻き始めセグメント、２つ目の組の前記巻線の巻き終わり端が接続される前記セグメントを第２巻き終わりセグメントとし、前記第１巻き始めセグメントと前記第２巻き始めセグメントとを、前記回転軸を中心に点対称位置に配置し、前記第１巻き始めセグメントと前記第２巻き終わりセグメントとを、同一セグメントとすると共に、前記第２巻き始めセグメントと前記第１巻き終わりセグメントとを、同一セグメントとしたことを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記磁極を８極、前記ティースの個数を６つ、前記セグメントの個数を１２個に設定したことを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記ブラシの個数を２つに設定し、これら２つの前記ブラシを、それぞれ２つの磁極を間に挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、所定のティースに巻線を巻回してなるアーマチュアコイルと、同電位となるセグメント同士を巻線で接続してなる接続線とを１本の巻線で一連に形成しつつ、アーマチュアコアとコンミテータとの間において、巻線同士が重なる部分を周方向にムラなく分散させることができる。このため、アーマチュアの製造時間を短縮して製造コストを抑えることができ、且つアーマチュアの重量バランスを向上させることができる。

本発明の実施形態における電動モータの縦断面図である。 本発明の実施形態におけるアーマチュアを軸方向コンミテータ側からみた平面図である。 本発明の第１実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 図３のＡ部拡大図である。 本発明の第２実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第２実施形態におけるアーマチュアの展開図である。

（第１実施形態）
（電動モータ）
次に、この発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、電動モータの縦断面図、図２は、アーマチュアを軸方向コンミテータ側からみた平面図である。
図１、図２に示すように、電動モータ１は、ブラシ付きの３相直流モータであって、車両に搭載される電装品（例えば、電動シート）の駆動源として用いられる。電動モータ１は、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク２の内周面にはリングマグネット４が設けられている。リングマグネット４は、周方向に８極に着磁されている。

アーマチュア３は、回転軸５に外嵌固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻回されているアーマチュアコイル７と、回転軸５に外嵌固定され、アーマチュアコア６の一端側（図１における右側）に配置されたコンミテータ１３とにより構成されている。
アーマチュアコア６は、例えば、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。尚、アーマチュアコア６を、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。

アーマチュアコア６には、軸方向平面視Ｔ字型のティース９（図２参照）が、放射状に６つ形成されている。そして、隣接するティース９間には、蟻溝状のスロット１１が形成されている。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周回方向に沿って等間隔に６つ形成されている。各ティース９には、スロット１１を介してエナメル被覆の巻線１２が集中巻方式にて巻回されており、これにより、アーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。

コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が１２枚取り付けられている。セグメント１４は、軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態でコンミテータ１３の周回り方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。
ライザ１５には、アーマチュアコイル７を形成する巻線１２が掛け回わされ、この巻線１２が、例えば、ヒュージングにより固定されている。これにより、巻線１２とセグメント１４とが電気的に接続される。

ここで、巻線１２は、同電位となるセグメント１４（本実施形態では２つ置きのセグメント１４）同士を短絡するように、ライザ１５に掛け回され、接続線２５を形成する。そして、接続線２５は、回転軸５の全周に亘るように配線され、且つアーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に配線される。尚、巻線１２によるアーマチュアコイル７の形成方法及び接続線２５の形成方法についての詳細は、後述する。

図１に示すように、回転軸５の他端側（図１における左側）は、ヨーク２の底部２ａに突出形成されたボス内の軸受１６によって、回転自在に支持されている。また、ヨーク２の開口部２ｂには、カバー１７が設けられている。このカバー１７の内側には、ホルダーステー１８が取り付けられている。

ホルダーステー１８には、２つのブラシホルダ１９が設けられている。２つのブラシホルダ１９は、それぞれ２つの磁極を挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置されている。換言すれば、リングマグネット４が８極に磁極されているので、２つのブラシホルダ１９は、周方向に約１３５°の間隔をあけて配置されていることになる。そして、それぞれブラシホルダ１９が配置されている箇所に対応する磁極は、互いに異極となっている。

各ブラシホルダ１９には、それぞれブラシ２１が出没自在に収納されている。つまり、図２に示すように、２つのブラシ２１は、それぞれ２つの磁極を挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置され、周方向に約１３５°の間隔をあけて配置された状態になっている。ブラシ２１は、スプリング２９を介してコンミテータ１３側に向かって付勢されている。そして、各ブラシ２１の先端部が、コンミテータ１３のセグメント１４に摺接した状態になっている。これにより、外部からの電源がブラシ２１を介してコンミテータ１３に供給される。

（アーマチュアコイル及び接続線の形成方法）
次に、図３、図４に基づいて、アーマチュアコイル７及び接続線２５の形成方法について説明する。
図３は、アーマチュアの展開図であり、隣接するティース間の空隙がスロットに相当している。尚、以下の図３においては、各セグメント１４、各ティース９及び巻装されたアーマチュアコイル７にそれぞれ符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。

同図に示すように、各ティース９は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相が周回り方向にこの順で割り当てられている。つまり、１番、４番ティース９にＵ相、２番、５番ティース９にＶ相、３番、６番ティース９にＷ相が割り当てられている。また、セグメント１４に付した番号のうち、１番に相当する位置は、１番ティース９の近傍に位置しているものとする。

そして、アーマチュアコイル７及び接続線２５は、１本の巻線１２により、所謂一筆書きの要領で一連に形成される。さらに、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間に配線される巻線１２は、引き回し方向が回転軸５周りに常に同一方向となるように配線されている。
尚、アーマチュアコイル７及び接続線２５を形成する巻線装置（不図示）としては、１つのフライヤを有する所謂シングルフライヤ方式の巻線装置が用いられる。この巻線装置のフライヤの先端にはノズルが設けられており、このノズルから巻線１２が繰り出されるようになっている。

以下、アーマチュアコイル７及び接続線２５の形成方法についてより具体的に説明する。尚、以下の説明において、各ティース９及び各セグメント１４に番号を付した順番の方向、つまり、図３における右方向を、単に右方向と称して説明する。また、この右方向とは反対側の方向、つまり、図３における左方向を、単に左方向と称して説明する（以下の実施形態についても同様）。

図３に示すように、まず、巻線１２の巻き始め端１２ａを４番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。この後、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、７番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、１番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。これにより、同電位となるセグメント１４同士が巻線１２により短絡される。

ここで、巻線１２の引き回し方向は常に左方向であるのに対し、同電位となるセグメント１４が巻線１２によって短絡されていく順番は、４番、７番、１０番、１番と続くように、右方向になっている。
また、巻線１２が常に左方向に引き回されているので、ライザ１５に、右方向から巻線１２が掛け回され、左方向へと引き出される。このため、ライザ１５に、巻線１２をα巻方式により掛け回すことが可能になる。本実施形態においては、全てのライザ１５に、巻線１２がα巻方式により掛け回されている。

ここで、図４に基づいて、α巻方式について詳述する。図４は、図３のＡ部拡大図である。
同図に示すように、α巻方式とは、巻線１２の引き回し方向上流側（本実施形態では図３における右側）からライザ１５のアーマチュアコア６側に巻線１２を引き回し、この後、巻線１２を折り返すようにライザ１５に掛け回し、さらに、巻線１２を引き回し方向下流側（本実施形態では図３における左側）へと引き回す方式である。

このように引き回すことにより、ライザ１５に掛け回された巻線１２がα状になる。このため、ライザ１５周りの巻線１２の拡がりを抑制することができる。よって、ライザ１５周りの巻線１２の嵩張りを抑えることができると共に、巻線１２が嵩張ることにより、巻線１２の温度が上昇してしまうことを抑えることができる。尚、α巻方式を採用しない場合、ライザ１５周りの巻線１２は、図４の２点鎖線に示すように拡がってしまう。

図３に戻り、１番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回した後、巻線１２を左方向に引き回しながら３−４番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、４番ティース９にｎ（ｎは１以上の自然数）回、所定方向に巻回して第１Ｕ相コイル７Ｕ１を形成する。
尚、この実施形態では、ティース９への所定の巻回方向は、反時計回り方向であり、全てのティース９に反時計回り方向で巻線１２が巻回される。しかしながら、これに限られるものではなく、ティース９への巻回方向が全て同一方向であればよく、時計回り方向であってもよい。

続いて、４−５番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、左方向に引き回して６−１番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｕ相コイル７Ｕ２を形成する。これら４番ティース９と１番ティース９は、互いに回転軸５を中心に点対称となる位置に存在している。

１番ティース９に第２Ｕ相コイル７Ｕ２を形成した後、１−２番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、巻線１２を左方向に引き回し、７番セグメント１４に隣接する８番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、１１番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、２番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。

さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、５番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。これにより、同電位となるセグメント１４同士が巻線１２により短絡される。このように、同電位となるセグメント１４が巻線１２によって短絡されていく順番は、８番、１１番、２番、５番と続くように、右方向になっている。

５番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回した後、巻線１２を左方向に引き回しながら５−６番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、６番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第１Ｗ相コイル７Ｗ１を形成する。続いて、６−１番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、左方向に引き回して２−３番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、３番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｗ相コイル７Ｗ２を形成する。これら６番ティース９と３番ティース９は、互いに回転軸５を中心に点対称となる位置に存在している。

３番ティース９に第２Ｗ相コイル７Ｗ２を形成した後、３−４番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、巻線１２を左方向に引き回し、１１番セグメント１４に隣接する１２番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、３番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、６番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。

さらに、巻線１２を左方向に引き回し、回転軸５の周囲をほぼ１周させた後、９番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。これにより、同電位となるセグメント１４同士が巻線１２により短絡される。このように、同電位となるセグメント１４が巻線１２によって短絡されていく順番は、１２番、３番、６番、９番と続くように、右方向になっている。

９番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回した後、巻線１２を左方向に引き回しながら１−２番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、２番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第１Ｖ相コイル７Ｖ１を形成する。続いて、２−３番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出し、左方向に引き回して４−５番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、５番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｖ相コイル７Ｖ２を形成する。これら２番ティース９と５番ティース９は、互いに回転軸５を中心に点対称となる位置に存在している。

５番ティース９に第２Ｖ相コイル７Ｖ２を形成した後、５−６番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、巻線１２の巻き終わり端１２ｂを、巻き始め端１２ａが掛け回されている４番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。これにより、アーマチュアコイル７及び接続線２５の形成が完了する。

このように、アーマチュアコイル７は、２つのＵ相コイル７Ｕ１，７Ｕ２（第１Ｕ相コイル７Ｕ１、第２Ｕ相コイル７Ｕ２）、２つのＶ相コイル７Ｖ１，７Ｖ２（第１Ｖ相コイル７Ｖ１、第２Ｖ相コイル７Ｖ２）、及び２つのＷ相コイル７Ｗ１，７Ｗ２（第１Ｗ相コイル７Ｗ１、第２Ｗ相コイル７Ｗ２）により構成されている。そして、これら各相コイル７Ｕ１〜７Ｗ２と接続線２５とが、１本の巻線１２により所謂一筆書きの要領で一連に形成される。

また、巻線１２の巻き始め端１２ａと巻き終わり端１２ｂとが、同一のセグメント１４、つまり、４番セグメント１４に接続されているので、全てのセグメント１４に２本の巻線１２が接続された状態になっている。
さらに、１本の巻線１２で全ての各相コイル７Ｕ１〜７Ｗ２及び接続線２５を形成するので、並列回路数は２つになる。

また、アーマチュアコア６側からコンミテータ１３側へと引き出された巻線１２が接続されているセグメント１４は、１２，４，８番セグメント１４に設定されている。
すなわち、３番ティース９に巻回された巻線１２は、３−４番ティース９の間のスロット１１から引き出され、１２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。また、５番ティース９に巻回された巻線１２は、５−６番ティース９の間のスロット１１から引き出され、４番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。さらに、１番ティース９に巻回された巻線１２は、１−２番ティース９の間のスロット１１から引き出され、８番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。

一方、コンミテータ１３側からアーマチュアコア６側へと引き出され、所定のティース９に巻回される巻線１２が接続されているセグメント１４は、１，５，９番セグメント１４に設定されている。
すなわち、１番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、３−４番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、４番ティース９に巻回されている。また、５番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、５−６番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、６番ティース９に巻回されている。さらに、９番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、１−２番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、２番ティース９に巻回されている。

このように、複数のセグメント１４のうち、ティース９から引き出した巻線１２が接続される１２，４，８番セグメント１４（第１セグメント）と、ティース９に引き込む巻線１２が接続される１，５，９番セグメント１４（第２セグメント）は、隣合うようになっている。つまり、１２番セグメント１４と１番セグメント１４とが隣り合っている。また、４番セグメント１４と５番セグメント１４とが隣り合っている。さらに、８番セグメント１４と９番セグメント１４とが隣り合っている。

そして、これら隣り合っているセグメント１４に接続されている巻線１２は、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間で交差し、３つの交差部２６を形成している。
ここで、交差部２６を形成する１２，４，８番セグメント１４は、周方向に等間隔に配置、つまり、周方向で約１２０°ずつ間隔をあけて配置されていると共に、１，５，９番セグメント１４も周方向に等間隔に配置、つまり、周方向で約１２０°ずつ間隔をあけて配置されている。このため、３つの交差部２６も、周方向に等間隔に配置、つまり、周方向で約１２０°ずつ間隔をあけて配置された状態になっている。

（電動モータの動作）
このような構成のもと、図３に示すように、例えば、２つのブラシ２１のうち、陽極側となるブラシ２１が１番セグメント１４に接触し、２つのブラシ２１のうち、陰極側となるブラシ２１が５−６番セグメント１４に跨るように接触している場合、２つのＵ相コイル７Ｕ１，７Ｕ２には、図３において反時計回りの電流Ｉが発生し、２つのＶ相コイル７Ｖ１，７Ｖ２には、図３において時計回りの電流Ｉが発生する。そして、２つのＷ相コイル７Ｗ１，７Ｗ２は、ブラシ２１により短絡されて電流Ｉが発生しない。

これにより、２つのＵ相コイル７Ｕ１，７Ｕ２が形成されている１，４番ティース９と、２つのＶ相コイル７Ｖ１，７Ｖ２が形成されている２，５番ティース９には、互いに異なる磁界が発生する。そして、これらの磁界と、ヨーク２に設けられたリングマグネット４との間で磁気的な吸引力や反発力が生じ、アーマチュア３が回転する。

（効果）
したがって、上述の第１実施形態によれば、アーマチュアコイル７を構成する各相コイル７Ｕ１〜７Ｗ２と、同電位のセグメント１４同士を短絡する接続線２５とが、１本の巻線１２により所謂一筆書きの要領で一連に形成されているので、アーマチュア３の製造時間を短縮して製造コストを抑えることができる。

しかも、隣り合っているセグメント１４に接続されているティース９から引き出した巻線１２と、ティース９に引き込む巻線１２とが３つの交差部２６を形成するように巻線１２を引き回している。より具体的には、巻線１２の引き回し方向と、同相同士のティース９に巻線１２が巻回されていく順番の方向を常に左方向とし、同電位となるセグメント１４が巻線１２によって短絡されていく順番の方向を右方向とすることで、３つの交差部２６が形成される。このため、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間において、巻線１２同士が重なる部分を周方向にムラなく分散させることができる。よって、アーマチュア３の重量バランスを向上させることができる。

これに加え、３つの交差部２６が、周方向に等間隔に配置されているので、アーマチュア３の重量バランスをさらに向上させることができる。
また、ブラシ２１の数を２つに設定することにより、部品点数の増加を防止し、電動モータ１の製造コストを低減することができる。

さらに、２つのブラシ２１を、それぞれ２つの磁極を挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置、つまり、周方向に約１３５°の間隔をあけて配置したので、各ブラシ２１の配置スペースを十分確保することができる。

すなわち、隣接する磁極の中心にそれぞれブラシ２１を配置してしまうと、２つのブラシ２１の位置が近接し、各ブラシ２１の配置スペースを十分に確保することが困難になる。このため、各ブラシ２１を必要以上に小さく製造しなければならなくなる。
しかしながら、上述の第１実施形態によれば、各ブラシ２１の配置スペースを十分確保することができるので、ブラシ２１を可能な限り大型化することができる。この分、ブラシ２１を製造することが容易になる。また、小さいブラシと比較して電気抵抗を小さくすることができると共に高電圧を印加することが可能になるので、ブラシ２１の温度上昇も抑制できる。

さらに、巻線１２の巻き始め端１２ａと巻き終わり端１２ｂとが、同一のセグメント１４、つまり、４番セグメント１４に接続されているので、全てのセグメント１４に２本の巻線１２が接続された状態になっている。このため、各セグメント１４から供給される電流Ｉを巻線１２に均等に分散することができる。

より詳しくは、例えば、巻線１２の巻き終わり端１２ｂを４番セグメント１４と同電位の他のセグメント１４（７番セグメント１４や１０番セグメント）に接続した場合、４番セグメント１４から巻線１２が二又状に延びず、１本の巻線１２のみ接続された状態になる。このような場合、４番セグメント１４から供給される電流Ｉは、全て１本の巻線１２に集中して流れることになり、巻線１２の温度が上昇して電動モータ１の能力が低下してしまう。
しかしながら、上述の第１実施形態では、巻線１２の巻き始め端１２ａと巻き終わり端１２ｂとが、同じ４番セグメント１４に接続されているので、４番セグメント１４から供給される電流Ｉが２本の巻線１２に分散して流れる。このため、巻線１２の温度上昇を抑制し。電動モータ１の能力が低下してしまうことを防止できる。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、図１、図２を援用し、図５、図６に基づいて説明する。尚、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
この第２実施形態において、電動モータ１は、ブラシ付きの３相直流モータであって、有底円筒形状のヨーク２内に、アーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている点は、前述の第１実施形態と同様である。また、ヨーク２の内周面に設けられたリングマグネット４が８極に着磁されている点、アーマチュアコア６には、６つのティース９及びスロット１１が形成されている点、コンミテータ１３の外周面にセグメント１４が１２枚取り付けられている点も、前述の第１実施形態と同様である。さらに、巻線１２により、同電位となるセグメント１４同士を短絡する接続線２５が形成されている点も、前述の第１実施形態と同様である。そして、各ティース９は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相が周回り方向にこの順で割り当てられている点、各ティース９に、アーマチュアコイル７を構成する各相コイル７Ｕ１〜７Ｗ２が形成されている点も、前述の第１実施形態と同様である。また、コンミテータ１３には、２つのブラシ２１が摺接されている点も、前述の第１実施形態と同様である。

ここで、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点は、前述の第１実施形態のアーマチュアコイル７及び接続線２５を形成する巻線装置（不図示）としては、所謂シングルフライヤ方式の巻線装置が用いられるのに対し、第２実施形態の巻線装置（不図示）としては、所謂ダブルフライヤ方式の巻線装置が用いられる点にある。
尚、ダブルフライヤ方式の巻線装置は、２つのフライヤを有しており、回転軸５を中心にして点対称となる関係で２か所同時に巻線１２を引き回すようになっている。

（アーマチュアコイル及び接続線の形成方法）
次に、図５、図６に基づいて、第２実施形態におけるアーマチュアコイル７及び接続線２５の形成方法について説明する。
図５、図６は、アーマチュアの展開図であり、隣接するティース間の空隙がスロットに相当している。そして、図５は、２つのフライヤのうち、第１フライヤの巻線１２の引き回し方法について示し、図６は、２つのフライヤのうち、第２フライヤの巻線１２の引き回し方法について示している。

図５、図６に示すように、各ティース９は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相が周回り方向にこの順で割り当てられている。この第２実施形態では、２番、５番ティース９にＵ相、３番、６番ティース９にＶ相、６番、１番ティース９にＷ相が割り当てられている。また、セグメント１４に付した番号のうち、１番に相当する位置は、１番ティース９の近傍に位置しているものとする。

そして、図５に示すように、第１フライヤは、第１Ｕ相コイル７Ｕ１、第１Ｖ相コイル７Ｖ１、第１Ｗ相コイル７Ｗ１及び接続線２５を、１本の巻線１２により所謂一筆書きの要領で一連に引き回し、１つ目の組３０ａを形成している。また、図６に示すように、第２フライヤは、第２Ｕ相コイル７Ｕ２、第２Ｖ相コイル７Ｖ２、第２Ｗ相コイル７Ｗ２及び接続線２５を、１本の巻線１２により所謂一筆書きの要領で一連に引き回し、２つ目の組３０ｂを形成している。

（１つ目の組の形成方法）
まず、図５に基づいて、第１フライヤによる１つ目の組３０ａの形成方法について詳述する。
同図に示すように、まず、巻線１２の巻き始め端１２ａを４番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら７番、１０番、１番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら３−４番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、４番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第１Ｗ相コイル７Ｗ１を形成する。

次に、４−５番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、左方向に巻線１２を引き回し、１番セグメント１４に隣接する２番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら５番、８番、１１番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら２−３番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、３番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第１Ｖ相コイル７Ｖ１を形成する。

次に、３−４番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、左方向に巻線１２を引き回し、１１番セグメント１４に隣接する１２番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら３番、６番、９番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら１−２番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、２番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第１Ｕ相コイル７Ｕ１を形成する。

次に、２−３番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、巻線１２の巻き終わり端１２ｂを、巻き始め端１２ａが掛け回されている４番セグメント１４と同電位の１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。このように、第１フライヤによって、第１Ｕ相コイル７Ｕ１、第１Ｖ相コイル７Ｖ１、第１Ｗ相コイル７Ｗ１及び接続線２５で構成される１つ目の組３０ａの形成が完了する。そして、第１Ｕ相コイル７Ｕ１、第１Ｖ相コイル７Ｖ１、第１Ｗ相コイル７Ｗ１及び接続線２５が、１本の巻線１２によって所謂一筆書きの要領で一連に形成される。
ここで、１０番セグメント１４は、４番セグメント１４に対して点対称となる位置に存在しており、第２フライヤによる巻線１２の巻き始め端１２ａが接続されるセグメント１４である。

（２つ目の組の形成方法）
次に、図６に基づいて、第２フライヤによる２つ目の組３０ｂの形成方法について詳述する。
ここで、第２フライヤの動きは、全て第１フライヤの動き（図５参照）と点対称になる。
すなわち、図６に示すように、巻線１２の巻き始め端１２ａを１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら１番、４番、７番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら６−１番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、１番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｗ相コイル７Ｗ２を形成する。

次に、１−２番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、左方向に巻線１２を引き回し、７番セグメント１４に隣接する８番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら１１番、２番、５番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら５−６番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、６番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｖ相コイル７Ｖ２を形成する。

次に、６−１番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、左方向に巻線１２を引き回し、５番セグメント１４に隣接する６番セグメント１４のライザ１５に巻線１２を掛け回す。この後、巻線１２を、左方向に引き回しながら９番、１２番、３番セグメント１４のライザ１５に順に掛け回す。そして、同電位となるセグメント１４同士が短絡された接続線２５を形成する。
続いて、巻線１２を左方向に引き回しながら４−５番ティース９の間のスロット１１に引き込む。そして、５番ティース９にｎ回、所定方向に巻回して第２Ｕ相コイル７Ｕ２を形成する。

次に、５−６番ティース９の間のスロット１１から巻線１２を引き出す。そして、巻線１２の巻き終わり端１２ｂを、第１フライヤの巻線１２の巻き始め端１２ａが掛け回されている４番セグメメント１４のライザ１５に掛け回す。このように、第２フライヤによって、第２Ｕ相コイル７Ｕ２、第２Ｖ相コイル７Ｖ２、第２Ｗ相コイル７Ｗ２及び接続線２５で構成される２つ目の組３０ｂの形成が完了する。そして、第２Ｕ相コイル７Ｕ２、第２Ｖ相コイル７Ｖ２、第２Ｗ相コイル７Ｗ２及び接続線２５が、１本の巻線１２によって所謂一筆書きの要領で一連に形成される。

ここで、１つ目の組３０ａを形成する巻線１２の巻き始め端１２ａ（図５参照）が接続されるセグメント１４（第１巻き始めセグメント）が４番セグメント１４になっていると共に、２つ目の組３０ｂを形成する巻線１２の巻き終わり端１２ｂ（図６参照）が接続されるセグメント１４（第２巻き終わりセグメント）が４番セグメント１４になっている。
また、２つ目の組３０ｂを形成する巻線１２の巻き始め端１２ａ（図６参照）が接続されるセグメント１４（第２巻き始めセグメント）が１０番セグメント１４になっていると共に、１つ目の組３０ａを形成する巻線１２の巻き終わり端１２ｂ（図５参照）が接続されるセグメント１４（第１巻き終わりセグメント）が１０番セグメント１４になっている。

さらに、図５に示す１つ目の組３０ａにおいて、アーマチュアコア６側からコンミテータ１３側へと引き出された巻線１２が接続されるセグメント１４は、１０，１２，２番セグメント１４に設定されている。
すなわち、２番ティース９に巻回された巻線１２は、２−３番ティース９の間のスロット１１から引き出され、１０番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。また、３番ティース９に巻回された巻線１２は、３−４番ティース９の間のスロット１１から引き出され、１２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。さらに、４番ティース９に巻回された巻線１２は、４−５番ティース９の間のスロット１１から引き出され、２番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。

また、図５に示す１つ目の組３０ａにおいて、コンミテータ１３側からアーマチュアコア６側へと引き出され、所定のティース９に巻回される巻線１２が接続されているセグメント１４は、１，９，１１番セグメント１４に設定されている。
すなわち、１番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、３−４番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、４番ティース９に巻回されている。また、９番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、１−２番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、２番ティース９に巻回されている。さらに、１１番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、２−３番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、３番ティース９に巻回されている。

一方、図６に示す２つ目の組３０ｂにおいて、アーマチュアコア６側からコンミテータ１３側へと引き出された巻線１２が接続されるセグメント１４は、４，６，８番セグメント１４に設定されている。
すなわち、５番ティース９に巻回された巻線１２は、５−６番ティース９の間のスロット１１から引き出され、４番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。また、６番ティース９に巻回された巻線１２は、６−１番ティース９の間のスロット１１から引き出され、６番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。さらに、１番ティース９に巻回された巻線１２は、１−２番ティース９の間のスロット１１から引き出され、８番セグメント１４のライザ１５に掛け回されている。

また、図６に示す２つ目の組３０ｂにおいて、コンミテータ１３側からアーマチュアコア６側へと引き出され、所定のティース９に巻回される巻線１２が接続されているセグメント１４は、３，５，７番セグメント１４に設定されている。
すなわち、３番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、４−５番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、５番ティース９に巻回されている。また、５番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、５−６番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、６番ティース９に巻回されている。さらに、７番セグメント１４のライザ１５に掛け回された巻線１２は、６−１番ティース９の間のスロット１１に引き込まれ、１番ティース９に巻回されている。

このように、１つ目の組３０ａと２つ目の組３０ｂとが形成された状態では、複数のセグメント１４のうち、ティース９から引き出した巻線１２が接続される２，４，６，８，１０，１２番セグメント１４（第１セグメント）と、ティース９に引き込む巻線１２が接続される１，３，５，７，９，１１番セグメント１４（第２セグメント）とが、隣り合っている。

そして、これら隣り合っているセグメント１４に接続されている巻線１２は、アーマチュアコア６とコンミテータ１３との間で交差し、６つの交差部２６を形成している。
ここで、６つの交差部２６は、それぞれ２−３番セグメント１４間、４−５番セグメント１４間、６−７番セグメント１４間、８−９番セグメント１４間、１０−１１番セグメント１４間、１２−１番セグメント１４間に形成される。つまり、６つの交差部２６は、周方向に等間隔に配置されている。

（効果）
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、２か所同時に巻線１２を引き回す分、アーマチュアコイル７及び接続線２５の形成時間を短縮することができる。

また、前述の第１実施形態では、並列回路数が２つとなるが、第２実施形態では、２本の巻線１２で全ての各相コイル７Ｕ１〜７Ｗ２及び接続線２５を形成するので、並列回路数が４つとなる。このため、巻線１２の線径を細くすることができ、巻線１２による巻回作業を容易に行うことができる。
尚、巻線１２の線径については、並列回路数を４つにすることにより、極端に細くなってしまう場合がある。このような場合、前述の第１実施形態のように構成して並列回路数を２つにし、巻線１２の線径を太くすることが望ましい。

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動モータ１は、車両に搭載される電装品の駆動源として用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな機器に使用される電動モータに、本実施形態を採用することが可能である。

また、上述の実施形態では、２つのブラシ２１は、それぞれ２つの磁極を挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置され、周方向に約１３５°の間隔をあけて配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、互いに異なる２つの磁極の中心に、それぞれ２つのブラシ２１が配置されていればよい。
また、ブラシ２１の個数は２つに限られるものではなく、極数と同じ数である８つまでブラシ２１を増やすことも可能である。

１ 電動モータ
２ ヨーク
３ アーマチュア
４ リングマグネット
５ 回転軸
６ アーマチュアコア
７ アーマチュアコイル
９ ティース
１２ 巻線
１２ａ 巻き始め端
１２ｂ 巻き終わり端
１３ コンミテータ
１４ セグメント
２１ ブラシ
２５ 接続線
２６ 交差部
３０ａ １つ目の組
３０ｂ ２つ目の組
７Ｕ１ 第１Ｕ相コイル
７Ｕ２ 第２Ｕ相コイル
７Ｖ１ 第１Ｖ相コイル
７Ｖ２ 第２Ｖ相コイル
７Ｗ１ 第１Ｗ相コイル
７Ｗ２ 第２Ｗ相コイル

Claims (8)

1. 複数の磁極を有するヨークと、
   前記ヨークに回転自在に支持される回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられ、巻線が巻回される複数のティースを有するアーマチュアコアと、
   前記回転軸に取り付けられ、前記巻線が接続される複数のセグメントを有するコンミテータと、
   前記セグメントに摺接され、前記巻線に給電を行うための少なくとも２つのブラシとを備え、
   所定の前記ティースに、前記巻線を集中巻方式にて巻回してアーマチュアコイルを形成すると共に、同電位となる前記セグメント同士を短絡するように前記巻線を配線して接続線を形成し、
   前記アーマチュアコイル及び前記接続線を、１本の前記巻線で一連に形成し、
   前記複数のセグメントのうち、前記ティースから引き出した前記巻線が接続されるセグメントを第１セグメントとし、前記ティースに引き込む前記巻線が接続されるセグメントを第２セグメントとしたとき、これら第１セグメントと第２セグメントとが隣り合うように配置され、
   前記第１セグメントに接続されている前記巻線と、前記第２セグメントに接続されている前記巻線とが、前記コンミテータと前記アーマチュアコアとの間で交差して複数の交差部を形成していることを特徴とする電動モータ。
2. 前記複数の交差部が、周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記巻線の巻き始め端と、前記巻線の巻き終わり端とが同一の前記セグメントに接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ。
4. 前記巻線の引き回し方向が常に同一方向になるように前記巻線を引き回すと共に、同電位となる前記セグメントに前記巻線を接続していく順番が、前記巻線の引き回し方向とは逆方向になっていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動モータ。
5. 前記複数のティースのうち、同相のティースに前記巻線を連続に巻回し、
   同相同士のティースに前記巻線を巻回していく順番が、前記巻線の引き回し方向と同方向になっていることを特徴とする請求項４に記載の電動モータ。
6. １本の前記巻線で一連に形成された前記アーマチュアコイルと前記接続線の組を２組設け、
   これら２組のうち、
   １つ目の組の前記巻線の巻き始め端が接続される前記セグメントを第１巻き始めセグメント、１つ目の組の前記巻線の巻き終わり端が接続される前記セグメントを第１巻き終わりセグメントとし、
   ２つ目の組の前記巻線の巻き始め端が接続される前記セグメントを第２巻き始めセグメント、２つ目の組の前記巻線の巻き終わり端が接続される前記セグメントを第２巻き終わりセグメントとし、
   前記第１巻き始めセグメントと前記第２巻き始めセグメントとを、前記回転軸を中心に点対称位置に配置し、
   前記第１巻き始めセグメントと前記第２巻き終わりセグメントとを、同一セグメントとすると共に、前記第２巻き始めセグメントと前記第１巻き終わりセグメントとを、同一セグメントとしたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電動モータ。
7. 前記磁極を８極、前記ティースの個数を６つ、前記セグメントの個数を１２個に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電動モータ。
8. 前記ブラシの個数を２つに設定し、これら２つの前記ブラシを、それぞれ２つの磁極を間に挟んで両側に存在する２つの磁極の中心に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載の電動モータ。

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