JP2015154562A - 減速機付きモータ - Google Patents

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Abstract

【課題】出力軸に平行な方向におけるモータ本体部分の外形の偏平化を図る。【解決手段】電動モータ部1と減速機構部70とを有し、減速機構部の出力軸78がモータ軸線に対して直交している。電動モータ部1は、磁極数が6極のステータと、回転軸と、偶数個のティース及びスロットを有するアーマチュアコアと、一重波巻にて巻回されたコイルと、スロット個数と同数個のセグメントを有したコンミテータ13と、セグメントに摺接する一対のブラシ22を保持するブラシホルダ23とを備える。一対のブラシは、出力軸に対して垂直な方向において回転軸を中心にして対向配置されている。【選択図】図4

Description

この発明は、例えば、車両に搭載されるワイパモータとして有用な減速機付きモータに関するものである。
従来、例えば、車両に搭載されるワイパモータとして、ブラシ付き直流モータで構成された電動モータ部と、この電動モータ部のモータ軸線に対して直交する方向に出力軸の回転軸線を向けた状態で電動モータ部に結合された減速機構部とを備えた減速機付きモータが知られている。
このような減速機付きモータにおける電動モータ部は、円筒状のモータハウジングの内周面に永久磁石を配置し、この永久磁石の内側に、アーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアを回転自在に配置した構成となっている。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有しており、アーマチュアコアには軸方向に長いスロットが複数形成されている。このスロットに所定間隔をあけて巻線が巻回されることにより複数のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸上に取り付けられたコンミテータの各々のセグメントに導通している。
各セグメントは、ブラシホルダに支持された一対のブラシと摺接可能になっている。そして、これらブラシを介してコイルに直流電流が供給されると、アーマチュアコアに形成される磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が回転する。この回転によってブラシが摺接するセグメントが順次変更され、コイルに流れる電流の向きが切り替えられる、所謂整流が行われて、アーマチュアコアが継続的に回転し、減速機構部の出力軸から減速回転出力が取り出される。
この種の減速機付きモータとして、従来、小型化・軽量化のために永久磁石の磁極数を4極にしたブラシ付き直流モータを電動モータ部に用いた減速機付きモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。永久磁石の磁極数を4極にすると、セグメントに摺接する一対のブラシを機械角で周方向に90°の間隔をあけて配置する必要がある。これは、ブラシを、それぞれ異極(N極とS極)間に配置する必要があるからである。
国際公開第2010−058851号明細書
ところで、車両に搭載される減速機付きモータの配置スペースを省スペース化する対策として、減速機付きモータの本体部分(出力軸以外の部分)の外形を出力軸に平行な方向に偏平化したいという要望がある。しかし、前述の4極モータのように、ブラシを90°間隔で配置する必要がある場合、モータ径方向におけるブラシ格納部の寸法が大きくなるため、出力軸に平行な方向にモータ本体部分を偏平化する上で障害となるという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮し、出力軸に平行な方向におけるブラシ格納部の厚さを小さくして、出力軸以外のモータ本体部分の外形の偏平化を図れるようにした減速機付きモータを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る減速機付きモータは、電動モータ部と、前記電動モータ部のモータ軸線に対して直交する方向に出力軸の回転軸線を向けた状態で前記電動モータ部に結合され、前記電動モータ部の発生する回転を減速して前記出力軸から出力する減速機構部と、を有する減速機付きモータであって、前記電動モータ部は、円周方向に配列された磁極数が6極となる永久磁石をモータハウジングの内周に備えたステータと、前記ステータの内側に配置されて前記モータ軸線回りに回転するモータ回転軸と、前記モータ回転軸に取り付けられ、径方向に向かって放射状に延び且つ配置個数が偶数個に設定されたティース及びこれらティース間に形成された偶数個のスロットを有するアーマチュアコアと、前記ティースに一重波巻にて巻回されたコイルと、前記モータ回転軸上に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、前記コイルに接続された前記スロットの個数と同数個のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントに摺接し前記コイルに給電を行うための一対のブラシを保持するブラシホルダと、を備えており、前記ブラシホルダに保持された前記一対のブラシが、前記出力軸に対して垂直な方向において前記モータ回転軸を中心にして対向配置されていることを特徴とする。
この減速機付きモータによれば、一対のブラシが、減速機構部の出力軸に対して垂直な方向においてモータ回転軸を中心にして対向配置されているので、一対のブラシの配置方向に直交する出力軸に平行な方向におけるブラシホルダの寸法をできるだけ小さく制限することができる。したがって、出力軸に平行な方向におけるブラシホルダ収容部(以下「ブラシ格納部」という)の厚さを小さくすることができ、減速機付きモータの本体部分の外形の偏平化に寄与することができる。例えば、減速機付きモータの偏平化のためにブラシ格納部を2方取り(2面取り)する場合、ブラシ格納部の長手方向(2方取り方向と直交する方向)に沿って一対のブラシを対向配置することで、ブラシ格納部の2方取り方向の薄型化を図ることができる。また、外形の偏平化を図りながら、ブラシ長さを大きくするのが容易にできることから、ブラシ寿命を延ばすことができる。
本発明に係る減速機付きモータは、前記モータ回転軸を中心にして対向配置された前記一対のブラシの他に、さらに1個のブラシが前記ブラシホルダ上に追加して保持されており、前記一対のブラシのうちの一方のブラシが共通ブラシとされ、前記一対のブラシのうちの他方のブラシと前記追加したブラシとが、それぞれ前記コイルに給電を行うための低速用ブラシ及び高速用ブラシとされていることを特徴とする。
この減速機付きモータによれば、モータ回転軸の高速回転と低速回転を選択的に実現することができる。
本発明に係る減速機付きモータは、前記ティース及び前記スロットの個数が、14個、16個、及び20個の何れかに設定されていることを特徴とする。
この減速機付きモータによれば、コンミテータのセグメント間の電圧を低くすることができ、それによりブラシの寿命を延ばすことができる。
本発明によれば、一対のブラシが、減速機構部の出力軸に対して垂直な方向においてモータ回転軸を中心にして対向配置されているので、出力軸に平行な方向におけるブラシ格納部の厚さを小さくすることができ、減速機付きモータの本体部分の外形の偏平化を図ることができる。
本発明の第1実施形態における減速機付きモータの構成を示す外観斜視図である。 図1のA矢視図である。 図1のB−B矢視断面図である。 図1のC−C矢視断面図である。 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアの構成を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態におけるブラシユニットのアーマチュア側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態におけるブラシユニットのアーマチュア側と反対側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態における電動モータ部の断面図であって、アーマチュアコイルの図示を省略した断面図である。 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。 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。 本発明の第1実施形態の変形例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。 本発明の第2実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。 本発明の第2実施形態の変形例におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第2実施形態におけるブラシの配置を示す説明図である。 本発明の第3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3実施形態におけるアーマチュアコアへのアーマチュアコイルの巻回状態を軸方向からみた説明図である。 本発明の第3実施形態の変形例におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の実施形態における減速機付きモータを車両のリヤワイパ駆動装置として用いるときの配置形態を側方から見た説明図である。
(第1実施形態)
(減速機付きモータ)
次に、この発明の第1実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。
図1は、減速機付きモータの構成を示す外観斜視図、図2は、図1のA矢視図、図3は、図1のB−B矢視断面図、図4は、図1のC−C矢視断面図である。また、図5は、アーマチュアの構成を示す斜視図、図6は、ブラシユニットのアーマチュア側から見た平面図、図7は、ブラシユニットのアーマチュア側と反対側から見た平面図、図8は、電動モータ部の断面図であって、アーマチュアコイルの図示を省略した断面図である。
図1〜図3に示す本実施形態の減速機付きモータMは、例えば車両のバックドアに設けられ、車両のリヤウインドガラスを払拭するリヤワイパ(何れも不図示)を回動させるリヤワイパ駆動装置に用いられるものである。
この減速機付きモータMは、一方側(図1〜図3における右側)に配置された電動モータ部1と、他方側(図1〜図3における左側)に配置された減速機構部70とからなる。減速機構部70は、電動モータ部1の発生する回転を減速して出力軸78から出力する部分であり、電動モータ部1のモータ軸線L3に対して直交する方向に出力軸78の回転軸線L1を向けた状態で、電動モータ部1に一体に結合されている。電動モータ部1と減速機構部70は、電動モータ部1の主要部ケースを構成する金属製のモータハウジング(ヨークとも言う)2を、減速機構部70の主要部ケース及び電動モータ部1の残りの部分のケースを構成するギヤケース71に、ボルト72で締結固定することにより一体化されている。
電動モータ部1は、DCブラシ付きモータとして構成され、有底円筒形状のモータハウジング2の周壁2aの内周に永久磁石4を配置して構成した円筒状のステータ10と、ステータ10の内側に回転自在に設けられたアーマチュア(ロータ)3とを備えている。
(ステータ)
ステータの主要素であるモータハウジング2の周壁2aの内周には、内周面に円周方向に沿って6つの磁極(3つのN極及び3つのS極)を配列した少なくとも1つの永久磁石4が配置されている。尚、1つの永久磁石4で構成する場合、この永久磁石4は、モータハウジング2の周壁2aの内周に沿った略円筒状に形成される。
永久磁石4の内周面の6つの磁極は、N極とS極が周方向に交互に並んでいる。また、モータハウジング2のエンド部(底部)2bには、径方向略中央に軸方向外側に向かって突出するボス部2dが形成されている。このボス部2dには軸受12が内嵌され、この軸受12によって、アーマチュア3の回転軸(モータ回転軸)5の一端が回転自在に支持されている。また、アーマチュア3の回転軸5の他端は、ギヤケース71内に挿入されて、ギヤケース71に内嵌された軸受80により回転自在に支持されている。
(アーマチュア)
図3及び図5に示すように、アーマチュア3は、円筒形状のステータ10の内側に配置されてモータ軸線L3回りに回転する回転軸5と、この回転軸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に巻回されたアーマチュアコイル7と、回転軸5の減速機構部70側にアーマチュアコア6と隣接して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、複数の金属板を軸方向に積層したり、軟磁性粉末を加圧成形したりすることにより形成されている。アーマチュアコア6は、図8に示すように、回転軸5に外嵌固定された略円環状のコア本体61を有し、コア本体61に形成された挿通孔61aに回転軸5が圧入固定されている。コア本体61の径方向外側には、軸方向平面視略T字状のティース36が、周方向に沿って等間隔に偶数個である14個、放射状に形成されている。隣接するティース36間には、蟻溝状のスロット37がティース36と同数個である14個形成されている。ティース36及びスロット37は、スキュー角をもって軸方向に沿って延びている。
そして、このスロット37にエナメル被覆の巻線38が通され、ティース36に装着された不図示のインシュレータの上から巻線38が一重波巻にて巻回されている。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が形成されている。尚、巻線38の巻回構造についての詳細は後述する。
(コンミテータ)
図3及び図5に示すように、回転軸5上の減速機構部70側に配置されたコンミテータ13は、回転軸5に外嵌固定された円柱状の樹脂モールド体40と、この樹脂モールド体40の外周面に露出配設された14枚(スロット37の個数と同数枚)のセグメント41とにより構成されている。セグメント41は、軸方向に長い板状の金属片により形成されたものであって、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並んで固定されている。
これら各セグメント41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43が一体成形され、ライザ43にアーマチュアコイル7の端部が接続されている。
以上の説明のように、本実施形態の電動モータ部1は、ステータ10の永久磁石4の磁極数が6個、スロット37が14個、セグメント41が14枚の所謂6極14スロット14セグメントの直流モータとして構成されている。
(ブラシ格納部)
このように構成された電動モータ部1のモータハウジング2は、図3に示すように、その開口端部2cをギヤケース71側に向けた状態で、ギヤケース71にボルト72によって締結固定されている。ギヤケース71のモータハウジング2が取り付けられる箇所には、開口面をモータハウジング2の開口端部2cに向けたブラシ格納部16が設けられている。
ブラシ格納部16の内部には、図4に示すように、横断面略長円形状に形成されたブラシユニット収容空間16aが確保されており、そのブラシユニット収容空間16aの内部に、ブラシユニット21が収容固定されている。そのために、ブラシユニット21のブラシホルダ23の外周輪郭形状は、ブラシユニット収容空間16aの内周輪郭形状に沿った形状をなしている。この場合、ギヤケース71にモータハウジング2を締結固定することによって、モータハウジング2の中心軸とブラシユニット収容空間16a及びその中に収容固定されたブラシユニット21の中心軸とが一致している。
横断面略長円形状に形成されたブラシユニット収容空間16a及びその内部に収容されたブラシユニット21は、各長径方向を、出力軸78の回転軸線L1と直交し且つ電動モータ部1の回転軸線に直交する直線L2に沿わせた姿勢で設けられている。ブラシ格納部16の外形は、ブラシユニット収容空間16aの内周輪郭形状にほぼ沿った形状をなしている。そして、ブラシ格納部16は、出力軸78の回転軸線L1に沿った方向に互いに対向する2つの外側面が、2方取り部(2面取り部とも言う)16c、16cとして形成されている。これら2方取り部16c、16cは、減速機付きモータMの出力軸78に平行な方向におけるモータ本体部分(出力軸78以外の部分)の厚さHを規定する部分であって、その厚さをできるだけ減じるために、湾曲面ではなく、出力軸78に直交する平面として形成されている。
(ブラシユニット)
図6及び図7に示すように、ブラシユニット21は、ブラシ格納部16のブラシユニット収容空間16aに収容固定される樹脂製の横断面略長円形状のブラシホルダ23と、このブラシホルダ23に保持されてコンミテータ13のセグメント41に摺接する一対のブラシ22とを備えている。横断面略長円形状のブラシホルダ23の短径方向の互いに対向する2つの外側面は、2方取り部(2面取り部とも言う)23c、23cとして形成されている。
これら2方取り部23c、23cは、ブラシユニット収容空間16aの短径方向の互いに対向する2つの内側面に対応した平面として形成されており、2方取り部23c、23c間の寸法H1は、ブラシユニット収容空間16aの短径方向の内側面間の寸法に合わせて設定されている。また、ブラシホルダ23の中央には円形孔23aが形成されており、その円形孔23aにコンミテータ13が挿入され、ブラシホルダ23の円形孔23aの中心とコンミテータ13の中心とが一致するようになっている。
ブラシホルダ23の円形孔23aの周囲には、横断面略長円形状のブラシホルダ23の長径方向つまり出力軸78の回転軸線L1に直交する方向において、円形孔23aの中心を挟んで対向するように、2つのブラシ装着部24が設けられている。各ブラシ装着部24には、ブラシ22が円形孔23aの半径方向に沿ってスライド自在に装着されている。つまり、ブラシ22は、モータ軸線L3(図1及び図3参照)方向から見て長円形状のブラシホルダ23の長径方向の両側に、回転軸5を中心して180°対向して配置された状態になっている。
ブラシ22は、コイルスプリング25によって円形孔23aの中心に向かって付勢されており、ブラシ22の先端がコンミテータ13のセグメント41の外周に摺接している。図6に示すように、ブラシ22は、ピグテール26を介して、ギヤケース71に設けられたコネクタ部73(図3参照)に電気的に接続されている。コネクタ部73には、不図示の外部電源から延びるコネクタが嵌着可能になっている。そして、コネクタ部73、ピグテール26、ブラシ22、及びセグメント41を介して、外部電源からの電力がアーマチュアコイル7に供給されるようになっている。
また、ピグテール26には、図7に示すように、電気的なノイズを除去するためのチョークコイル27が設けられている。チョークコイル27は、一対のブラシ22が配置されている平面に対して平行に配置されている。
(減速機構部)
図2及び図3に示すように、減速機構部70は、ギヤケース71内に収納されたウォーム軸74と、ウォーム軸74に噛合されるウォームホイール75と、ウォームホイール75に接続される第1連結プレート76と、第1連結プレート76に接続される第2連結プレート77とにより構成されている。ウォーム軸74は、電動モータ部1の回転軸5に一体化されており、ウォーム軸74の電動モータ部1側は、ギヤケース71に収容固定された軸受80に回転自在に支持されている。一方、ウォーム軸74の電動モータ部1とは反対側の端部は、ウォームホイール75との噛合により発生する反力を受ける荷重受部81に支持されている。
第1連結プレート76は、長尺板状に形成された部材である。第1連結プレート76の一端側は、ウォームホイール75に設けられた連結軸79に回動自在に接続されている。また、第1連結プレート76の他端側は、第2連結プレート77の一端側と回動自在に連結されている。第2連結プレート77の他端側には、この第2連結プレート77との相対回転が規制された状態で出力軸78が取り付けられている。出力軸78は、回転軸5及びウォーム軸74と直交する方向に延びている。
このような構成のもと、ウォームホイール75が回転すると、このウォームホイール75に設けられている連結軸79がウォームホイール75の周方向に沿って回転移動する。そして、この連結軸79の回転移動により、互いに回転自在に連結されている第1連結プレート76及び第2連結プレート77がリンク動作を行う。そして、このリンク動作により、第2連結プレート77に取り付けられた出力軸78が回動する。出力軸78は、連結軸79が取り付けられたウォームホイール75が一回転することにより一往復回動する。この出力軸78の往復回動により、出力軸78に取り付けられるリヤワイパ(不図示)が回動する。
(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、図9、図10に基づいて、アーマチュアコイル7の巻回構造について説明する。
図9は、アーマチュア3の展開図であり、隣接するティース36間の空隙がスロット37に相当している。図10は、アーマチュアコア6へのアーマチュアコイル7の巻回状態を軸方向からみた説明図である。
尚、以下の図9においては、各セグメント41、各ティース36、及び巻回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。また、セグメント41に付した番号のうち、1番に相当するセグメント41は、1番ティース36の位置に対応するように、この1番ティース36に近接配置されているものとする。
ここで、アーマチュアコイル7は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル7は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回することにより形成されている。ダブルフライヤ方式とは、巻線38を引き回すために用いられる巻線機のフライヤ(不図示)を2つ用い、回転軸5を中心にして点対称となる関係で2箇所同時に巻線38を巻回する方式をいう。
ダブルフライヤ方式を採用する場合、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント41のライザ43と、8番セグメント41のライザ43とに掛け回されている。
尚、以下の説明において、1番セグメント41から巻き始められる巻線38と、8番セグメント41から巻き始められる巻線38の引き回し手順は、回転軸5を中心にして点対称となるので、1番セグメント41から巻き始められる巻線38のみについて説明し、8番セグメント41から巻き始められる巻線38については、1番セグメント41から巻き始められる巻線38により形成されるアーマチュアコイル7の符号と同一符号を付して説明を省略する。
まず、1番セグメント41のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と3−4番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。次に、3−4番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、6番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、7−8番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、11番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−1番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。次に、14−1番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、3−4番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7dを形成する。次に、5−6番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、7番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、8−9番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と10−11番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7eを形成する。次に、10−11番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、12番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、13−14番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と1−2番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7fを形成する。次に、1−2番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、3番セグメント41のライザ43に掛け回す。
続いて、巻線38は、4−5番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と6−7番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7gを形成する。次に、6−7番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、8番セグメント41のライザ43に掛け回す。
これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業が完了する。そして、これにより、7個のコイル7a〜7gで構成されるアーマチュアコイル7が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、7個のコイル7a〜7gで構成されるアーマチュアコイル7が形成される。
ここで、一方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き終わり端38bは、他方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き始め端38aと同じセグメント41に接続されることになる。
このような構成のもと、ブラシ22及びセグメント41を介してアーマチュアコイル7に給電が行われると、アーマチュアコア6に所定の磁界が発生する。そして、この磁界と、ステータ10の永久磁石4との間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュア3が回転する。この回転によって、ブラシ22が摺接するセグメント41が順次変更され、アーマチュアコイル7に流れる電流の向きが切替えられる、所謂整流が行われ、アーマチュア3が継続的に回転し、減速機構部70の出力軸78から減速回転出力が取り出される。
ここで、本第1実施形態のアーマチュアコイル7の巻回構造としては、一重波巻を採用しているので、隣接するセグメント41間の電圧vは、ブラシ22から印加される入力電圧をVとし、セグメント41の総数をKとしたとき、
v=2×V/K・・・(1)
となる。
一方、アーマチュアコイル7の巻回構造として、重巻方式を採用する場合、隣接するセグメント間の電圧vは、ブラシから印加される入力電圧をVとし、セグメントの総数をKとし、ステータ10の永久磁石4の極対数(=磁極数÷2)をPとしたとき、
v=2×P×V/K・・・(2)
となる。すなわち、重巻方式を採用した場合、一重波巻を採用する場合と比較して、極対数P分だけセグメント間の電圧が高くなる。
(効果)
したがって、上述の第1実施形態によれば、磁極数を6個とすることにより、一対のブラシ22を、減速機構部70の出力軸78に対して垂直な方向において電動モータ部1の回転軸5を中心にして対向配置している。そのため、一対のブラシ22の配置方向に直交する出力軸78に平行な方向におけるブラシホルダ23の寸法H1(図4、図6、図7参照)をできるだけ小さく制限することができる。したがって、出力軸78に平行な方向におけるブラシ格納部16の厚さHを小さくでき、減速機付きモータMの本体部分の偏平化に寄与することができる。
特に、減速機付きモータMの偏平化のためにブラシ格納部16を2方取り(2面取り)しているので、ブラシ格納部16の長軸方向(長径方向)に一対のブラシ22を対向配置することで、ブラシ回りの薄型化を図ることができる。また、減速機付きモータMの偏平化を図りながら、ブラシ22の長さを容易に大きくすることができるので、ブラシ22の寿命を延ばすことができる。また、ブラシ22を、回転軸5を中心にして対向配置する場合、一般的な2極モータのブラシ配置構造となるので、電動モータ部1の汎用性を高めることができ、この結果、製造コストを低減できる。
また、アーマチュアコイル7の巻回構造として、一重波巻を採用することにより、重巻方式と比較して、セグメント41間の電圧を低減できる。このため、整流性を向上させることができると共に、ブラシ22の延命化を図ることができる。
さらに、重巻のように、同電位となるセグメント41同士を短絡する均圧線を設けることなく、ブラシ22を2つ設けるだけでアーマチュアコイル7全体に所望の電流を供給することができる。このため、均圧線を接続する時間を必要とせず、この分、巻線38の巻回時間を短縮することができる。このため、電動モータ部1の製造コストをさらに低減することができると共に、均圧線を必要としない分、電動モータ部1を小型化できる。
また、アーマチュアコア6のスロット37の個数が14個に設定されて偶数になっている。このため、巻線38の巻回作業として、ダブルフライヤ方式を採用することができ、この分、巻回時間を短縮することができる。よって、減速機付きモータMの製造コストをより低減することができる。
また、スロット数が偶数に設定されていながら、一重波巻を採用することにより、スロット数が奇数に設定されている場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、スロット数が偶数に設定されていながら、スロット数が奇数に設定されている場合のようにコギングトルクやトルクリップルを低減することが可能になる。
因みに、磁極数が6個、スロット数が偶数個で一重波巻を採用すれば、スロット数をK、多重波巻の巻数をm、永久磁石の極対数をPとするとき、波巻が成立するための次の条件式(3)を満たす。
(K±m)/P=整数・・・(3)
すなわち、スロット数が14の場合K=14、一重波巻の場合m=1、6極の場合P=3であるから、(3)式が成立する。尚、磁極が4極の場合は、分母Pが2となるので、スロット数は奇数でなくてはならず、奇数スロットでは波巻が不可となる。したがって、磁極が6極で波巻を行う場合、偶数スロットでなくてはならない。
(第1実施形態の変形例)
上述の第1実施形態では、アーマチュアコア6に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント41と所定のスロット37との間を、最短距離で配索した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、所定のセグメント41と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5に掛け回しながら配索してもよい。これについて、以下の図11に基づいて具体的に説明する。
図11は、前述の第1実施形態の変形例におけるアーマチュア3の展開図であり、前述の第1実施形態の図9に対応している。尚、前述の第1実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、1番セグメント41のライザ43に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に直接挿入されず、回転軸5に掛け回され、その後に2−3番ティース36の間のスロット37に挿入される。そして、このスロット37と4−5番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。
次に、4−5番ティース36の間のスロット37から引き出された巻線38は、直接6番セグメント41のライザ43に掛け回されず、再び回転軸5に掛け回され、その後に6番セグメント41のライザ43に掛け回される。
続いて、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、7−8番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。
次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、回転軸5に掛け回した後、11番セグメント41のライザ43に掛け回す。
さらに、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−1番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。そして、再び回転軸5に巻線38を掛け回し、その後に2番セグメント41のライザ43に掛け回す。
このように、アーマチュアコア6とセグメント41との間に配索される巻線38を、全て回転軸5に掛け回しながら、所定のスロット37間、及び所定のセグメント41のライザ43に順次巻線38を引き回し、7個のコイル7a〜7gで構成されるアーマチュアコイル7を形成する。
(効果)
したがって、上述の第1実施形態の変形例によれば、前述の第1実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア6とセグメント41との間に配索される巻線38が回転軸5に掛け回されるので、アーマチュアコア6とセグメント41との間の巻線38を回転軸5周りに集中配索することができる。すなわち、アーマチュアコア6とセグメント41との間を巻線38により最短距離で接続する場合と比較して、これらの間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア3を小型化できる。
(第2実施形態)
(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、第2実施形態の減速機付きモータにおける電動モータ部のアーマチュアコイルの巻回構造について、図12、図13を参照して説明する。この減速機付きモータにおける電動モータ部は、ステータ10の永久磁石4の磁極数が6個、スロット37が16個、セグメント41が16枚の所謂6極16スロット16セグメントの直流モータとして構成されている。前述の第1実施形態との違いは、ティース36及びスロット37の個数及びセグメント41の個数だけであり、その他の構成は第1実施形態と同様であるので、前述の第1実施形態と同一態様については説明を省略する。
ここでは、前述の第1実施形態と異なる構成要素に異なる符号(すなわち、アーマチュア203、アーマチュアコア206、アーマチュアコイル207、コンミテータ213、セグメント241、ライザ243)を付す。
図12は、アーマチュア203の展開図であり、隣接するティース36間の空隙がスロット37に相当している。図13は、アーマチュアコア206へのアーマチュアコイル207の巻回状態を軸方向からみた説明図である。尚、図12、図13は、それぞれ前述の第1実施形態の図9、図10に対応している。また、図15は、第2実施形態におけるブラシ22の配置を示す説明図である。この図15に示すように、第2実施形態の減速機付きモータにおける電動モータ部のブラシ22は、回転軸5(図15では図示省略)を挟んで180°対向する位置に一対(2つ)配置されている。
アーマチュアコア206は、図13に示すように、回転軸5に外嵌固定された略円環状のコア本体61を有し、コア本体61に形成された挿通孔61aに回転軸5が圧入固定されている。コア本体61の径方向外側には、軸方向平面視略T字状のティース36が、周方向に沿って等間隔に偶数個である16個、放射状に形成されている。隣接するティース36間には、蟻溝状のスロット37がティース36と同数個である16個形成されている。また、コンミテータ213のセグメントの枚数も16枚となっている。
そして、このスロット37にエナメル被覆の巻線38が通され、ティース36に装着された不図示のインシュレータの上から巻線38が一重波巻にて巻回されている。これにより、アーマチュアコア206の外周に複数のアーマチュアコイル207が形成されている。
アーマチュアコイル207は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル207は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回されることにより形成されている。すなわち、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント241のライザ243と、9番セグメント241のライザ243とに掛け回されている。
尚、以下の説明において、1番セグメント214から巻き始められる巻線38と、9番セグメント214から巻き始められる巻線38の引き回し手順は、回転軸5を中心にして点対称となるので、1番セグメント214から巻き始められる巻線38のみについて説明し、9番セグメント241から巻き始められる巻線38については、1番セグメント241から巻き始められる巻線38により形成されるアーマチュアコイル207の符号と同一符号を付して説明を省略する。
まず、1番セグメント241のライザ243に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と4−5番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。次に、4−5番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、6番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、7−8番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、11番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−15番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。次に、14−15番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、16番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、1−2番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と3−4番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7dを形成する。次に、3−4番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、5番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、6−7番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と8−9番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7eを形成する。次に、8−9番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、10番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、11−12番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と13−14番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7fを形成する。次に、13−14番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、15番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、16−1番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と2−3番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7gを形成する。次に、2−3番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、4番セグメント241のライザ243に掛け回す。
続いて、巻線38は、5−6番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と7−8番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7hを形成する。次に、7−8番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、9番セグメント241のライザ243に掛け回す。
これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業が完了する。そして、これにより、8個のコイル7a〜9hで構成されるアーマチュアコイル207が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、8個のコイル7a〜9hで構成されるアーマチュアコイル207が形成される。
ここで、一方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き終わり端38bは、他方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き始め端38aと同じセグメント241に接続されることになる。
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を奏することができる。
(第2実施形態の変形例)
上述の第2実施形態では、アーマチュアコア206に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント241と所定のスロット37との間を、最短距離で配索した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、所定のセグメント241と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5に掛け回しながら配索してもよい。これについて、図14に基づいて具体的に説明する。
図14は、アーマチュア203の展開図であり、前述の第2実施形態の図12に対応している。尚、前述の第2実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、1番セグメント241のライザ243に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に直接挿入されず、回転軸5に掛け回され、その後に2−3番ティース36の間のスロット37に挿入される。そして、このスロット37と4−5番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。
次に、4−5番ティース36の間のスロット37から引き出された巻線38は、直接6番セグメント241のライザ243に掛け回されず、再び回転軸5に掛け回され、その後に6番セグメント241のライザ243に掛け回される。
続いて、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、7−8番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と9−10番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。
次に、9−10番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、回転軸5に掛け回した後、11番セグメント41のライザ43に掛け回す。
さらに、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、12−13番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−15番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。そして、再び回転軸5に巻線38を掛け回し、その後に2番セグメント241のライザ243に掛け回す。
このように、アーマチュアコア206とセグメント241との間に配索される巻線38を、全て回転軸5に掛け回しながら、所定のスロット37間、及び所定のセグメント241のライザ243に順次巻線38を引き回し、8個のコイル7a〜7hで構成されるアーマチュアコイル207を形成する。
したがって、上述の変形例によれば、前述の第2実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア206とセグメント241との間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア203を小型化できる。
(第3実施形態)
(アーマチュアコイルの巻回構造)
次に、第3実施形態の減速機付きモータにおける電動モータ部のアーマチュアコイルの巻回構造について、図16、図17を参照して説明する。この減速機付きモータにおける電動モータ部は、ステータ10の永久磁石4の磁極数が6個、スロット37が20個、セグメント41が20枚の所謂6極20スロット20セグメントの直流モータとして構成されている。前述の第1実施形態との違いは、ティース36及びスロット37の個数及びセグメント41の個数だけであり、その他の構成は第1実施形態と同様であるので、前述の第1実施形態と同一態様については説明を省略する。
ここでは、前述の第1実施形態と異なる構成要素に異なる符号(すなわち、アーマチュア303、アーマチュアコア306、アーマチュアコイル307、コンミテータ313、セグメント341、ライザ343)を付す。
図16は、アーマチュア303の展開図であり、隣接するティース36間の空隙がスロット37に相当している。図17は、アーマチュアコア306へのアーマチュアコイル307の巻回状態を軸方向からみた説明図である。尚、図16、図17は、それぞれ前述の第1実施形態の図9、図10に対応している。
アーマチュアコア306は、図17に示すように、回転軸5に外嵌固定された略円環状のコア本体61を有し、コア本体61に形成された挿通孔61aに回転軸5が圧入固定されている。コア本体61の径方向外側には、軸方向平面視略T字状のティース36が、周方向に沿って等間隔に偶数個である20個、放射状に形成されている。隣接するティース36間には、蟻溝状のスロット37がティース36と同数個である20個形成されている。また、コンミテータ213のセグメントの枚数も20枚となっている。尚、各ティース36の半径方向の長さが、第1、第2実施形態のものより短くなっており、そのため肉厚になるコア本体61には、肉抜き孔64が設けられている。
そして、スロット37にエナメル被覆の巻線38が通され、ティース36に装着された不図示のインシュレータの上から巻線38が一重波巻にて巻回されている。これにより、アーマチュアコア306の外周に複数のアーマチュアコイル307が形成されている。
アーマチュアコイル207は、所定のスロット37間に、巻線38をいわゆる一重波巻にて巻回することにより形成される。また、アーマチュアコイル207は、巻線38をダブルフライヤ方式によって巻回されることにより形成されている。すなわち、巻線38の巻き始め端38aは2つ存在しており、それぞれ回転軸5を中心にして点対称位置に存在する1番セグメント341のライザ343と、9番セグメント341のライザ343とに掛け回されている。
尚、以下の説明において、1番セグメント41から巻き始められる巻線38と、11番セグメント41から巻き始められる巻線38の引き回し手順は、回転軸5を中心にして点対称となるので、1番セグメント41から巻き始められる巻線38のみについて説明し、11番セグメント41から巻き始められる巻線38については、1番セグメント41から巻き始められる巻線38により形成されるアーマチュアコイル307の符号と同一符号を付して説明を省略する。
まず、1番セグメント341のライザ343に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。次に、5−6番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、8番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、9−10番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と12−13番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。次に、12−13番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、15番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、16−17番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と19−20番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。次に、19−20番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、2番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、3−4番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と6−7番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7dを形成する。次に、6−7番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、9番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、10−11番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と13−14番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7eを形成する。次に、13−14番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、16番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、17−18番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と20−1番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7fを形成する。次に、20−1番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、3番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、4−5番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と7−8番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7gを形成する。次に、7−8番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、10番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、11−12番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と14−15番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7hを形成する。次に、14−15番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、17番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、18−19番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と1−2番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7iを形成する。次に、1−2番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、4番セグメント341のライザ343に掛け回す。
続いて、巻線38は、5−6番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と8−9番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7jを形成する。次に、8−9番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、11番セグメント341のライザ343に掛け回す。
これにより、ダブルフライヤのうちの一方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業が完了する。そして、これにより、10個のコイル7a〜7jで構成されるアーマチュアコイル307が形成される。また、同時に、ダブルフライヤのうちの他方のフライヤを用いた巻線38の巻回作業も完了する。他方のフライヤを用いた場合も、10個のコイル7a〜7jで構成されるアーマチュアコイル307が形成される。
ここで、一方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き終わり端38bは、他方のフライヤにより巻回される巻線38の巻き始め端38aと同じセグメント41に接続されることになる。
したがって、上述の第3実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
(第3実施形態の変形例)
尚、上述の第3実施形態では、アーマチュアコア306に巻線38を巻回するにあたって、所定のセグメント341と所定のスロット37との間を、最短距離で配索した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、所定のセグメント341と所定のスロット37との間の巻線38を、回転軸5に掛け回しながら配索してもよい。これについて、以下の図18に基づいて具体的に説明する。
図18は、前述の第3実施形態の変形例におけるアーマチュア303の展開図であり、前述の第3実施形態の図16に対応している。尚、前述の第3実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、1番セグメント341のライザ343に巻き始め端38aが掛け回された巻線38は、2−3番ティース36の間のスロット37に直接挿入されず、回転軸5に掛け回され、その後に2−3番ティース36の間のスロット37に挿入される。そして、このスロット37と5−6番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7aを形成する。
次に、5−6番ティース36の間のスロット37から引き出された巻線38は、直接8番セグメント41のライザ43に掛け回されず、再び回転軸5に掛け回され、その後に8番セグメント341のライザ343に掛け回される。
続いて、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、9−10番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と12−13番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7bを形成する。
次に、12−13番ティース36の間のスロット37から巻線38を引き出し、回転軸5に掛け回した後、15番セグメント341のライザ343に掛け回す。
さらに、巻線38は、再び回転軸5に掛け回された後、16−17番ティース36の間のスロット37に挿入され、このスロット37と19−20番ティース36の間のスロット37との間で1回巻回されてコイル7cを形成する。そして、再び回転軸5に巻線38を掛け回し、その後に2番セグメント341のライザ343に掛け回す。
このように、アーマチュアコア6とセグメント41との間に配索される巻線38を、全て回転軸5に掛け回しながら、所定のスロット37間、及び所定のセグメント341のライザ343に順次巻線38を引き回し、10個のコイル7a〜7jで構成されるアーマチュアコイル307を形成する。
(効果)
したがって、上述の第3実施形態の変形例によれば、前述の第3実施形態と同様の効果に加え、アーマチュアコア306とセグメント341との間に配索される巻線38が回転軸5に掛け回されるので、アーマチュアコア306とセグメント341との間の巻線38を回転軸5周りに集中配索することができる。すなわち、アーマチュアコア306とセグメント341との間を巻線38により最短距離で接続する場合と比較して、これらの間の巻線38の巻太りを抑制することができる。このため、アーマチュア303を小型化できる。
以上の実施形態及び変形例にて説明した減速機付きモータMは、例えば、車両のリヤワイパ駆動装置として利用される。図19は、減速機付きモータMを車両のリヤワイパ駆動装置として用いるときの配置形態を側方から見た説明図である。
この図19において、符号501及び502で示すものは、バックドア等の車体パネルを構成する外パネル及び内パネルである。
これら外パネル501及び内パネル502の間の隙間S1に、ブラケット503を介して、ワイパモータとしての減速機付きモータMが装着されている。この場合、外パネル501及び内パネル502の間の隙間S1が小さく制限される傾向にあるので、ブラケット503によって支持された減速機付きモータMと外パネル501及び内パネル502との間の隙間S2、S3を確保するために、減速機付きモータMの本体部分の厚さHをできるだけ薄くしたいという要望が出ている。本発明の実施形態及び変形例の減速機付きモータMは、前述したようにその要望に応えることができるものである。
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、上述の第1〜第3実施形態では、一対(2つ)のブラシ22を回転軸5を挟んで対向配置した場合ついて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、低速用ブラシと高速用ブラシと共通ブラシの3つのブラシを設けてもよい。
すなわち、上述の実施形態では、回転軸5を中心にして一対のブラシ22を対向配置していたが、それら一対のブラシの他に、さらに1個のブラシをブラシホルダ上に追加して設けてもよい。その場合、一対のブラシのうちの一方のブラシが共通ブラシであり、一対のブラシのうちの他方のブラシと追加したブラシとが、共通ブラシと組にして使用する低速用ブラシ及び高速用ブラシである。
その具体例を第2実施形態の変形例として説明する。
図15は、第2実施形態におけるブラシ22の配置を示す説明図である。上述の第2実施形態においては、一対のブラシ22を、コンミテータ213を挟んで180°対向する位置に配置している。それに対し、3つのブラシを設けた変形例では、ブラシ22として、陽極側に接続される低速用ブラシ22a及び高速用ブラシ22bと、これら低速用ブラシ22a及び高速用ブラシ22bとに共通使用され陰極側に接続される共通ブラシ22cとを設けている。低速用ブラシ22aと共通ブラシ22cは、回転軸5(コンミテータ213)を中心に機械角で180°の位置に対向配置されている。
一方、高速用ブラシ22bは、低速用ブラシ22aが配置された箇所から周方向に角度θだけ離間して配置されている。すなわち、高速用ブラシ22bは低速用ブラシ22aよりも角度θだけ進角した位置に配置されている。この場合のθが大きくなると、高速用ブラシ22bの配置の関係でブラシ格納部16(図4参照)の厚さが大きくなる可能性があるので、θはできるだけ小さく値を選ぶようにする。
尚、本変形例では、共通ブラシ22cを陰極側とし、低速用ブラシ22a及び高速用ブラシ22bを陽極側として説明するが、陽極側と陰極側を反対にしてもよい。
次に、低速用ブラシ22aと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加した場合と、高速用ブラシ22bと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加した場合との違いについて説明する。
高速用ブラシ22bと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加した場合、高速用ブラシ22bは、低速用ブラシ22aよりも角度θだけ進角した位置に存在しているので、低速用ブラシ22aと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加する場合と比較して、通電される有効導体数が減少する。このため、高速用ブラシ22bと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加した場合、電動モータ部が進角され、低速用ブラシ22aと共通ブラシ22cとの間に電圧を印加する場合と比較して高回転で作動する。
したがって、上述の第2実施形態の変形例によれば、前述の第1実施形態と同様の効果に加え、電動モータ部の回転速度切替を行うことができる3つのブラシ22a〜22cを用いた構造にも、一重波巻を採用することが可能になる。
しかも、3つのブラシ22a〜22cのうち、低速用ブラシ22aと共通ブラシ22cとを、回転軸5を中心にして対向配置しているので、一般的な2極モータのブラシ配置構造に倣うことができる。このため、電動モータ部の汎用性を高めることができ、この結果、製造コストを低減できる。
尚、第1実施形態の6極14スロット14セグメントのモータや第3実施形態の6極20スロット20セグメントのモータにも、上述の3つのブラシ22a〜22cを適用することができる。
また、上述の実施形態では、それぞれダブルフライヤ方式によりアーマチュアコイルを形成した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、1つのフライヤのみで行ういわゆるシングルフライヤ方式にてアーマチュアコイルを形成することも可能である。
また、上述の実施形態に限らず、スロット数は偶数個で且つ一重波巻が可能であればよい。すなわち、スロット数は、極対数3で割り切れない偶数に設定されていればよい。但し、上述の実施形態のように、スロット数を、14,16,20に設定することにより、比較的小型な電動モータ、例えば、出力が250W程度の電動モータに好適に用いることができる。
M…減速機付きモータ
1…電動モータ部
2…モータハウジング
3,203,303…アーマチュア
4…永久磁石(磁極)
5…回転軸(モータ回転軸)
6,206、306…アーマチュアコア
7,207,307…アーマチュアコイル(コイル)
7a〜7j…コイル
10…ステータ
13,213,313…コンミテータ
22…ブラシ
36…ティース
37…スロット
38v巻線
41,241,341…セグメント

Claims (3)

  1. 電動モータ部と、
    前記電動モータ部のモータ軸線に対して直交する方向に出力軸の回転軸線を向けた状態で前記電動モータ部に結合され、前記電動モータ部の発生する回転を減速して前記出力軸から出力する減速機構部と、
    を有する減速機付きモータであって、
    前記電動モータ部は、
    円周方向に配列された磁極数が6極となる永久磁石をモータハウジングの内周に備えたステータと、
    前記ステータの内側に配置されて前記モータ軸線回りに回転するモータ回転軸と、
    前記モータ回転軸に取り付けられ、径方向に向かって放射状に延び且つ配置個数が偶数個に設定されたティース及びこれらティース間に形成された偶数個のスロットを有するアーマチュアコアと、
    前記ティースに一重波巻にて巻回されたコイルと、
    前記モータ回転軸上に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ、前記コイルに接続された前記スロットの個数と同数個のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
    前記セグメントに摺接し前記コイルに給電を行うための一対のブラシを保持するブラシホルダと、
    を備えており、
    前記ブラシホルダに保持された前記一対のブラシが、前記出力軸に対して垂直な方向において前記モータ回転軸を中心にして対向配置されている
    ことを特徴とする減速機付きモータ。
  2. 前記モータ回転軸を中心にして対向配置された前記一対のブラシの他に、さらに1個のブラシが前記ブラシホルダ上に追加して保持されており、前記一対のブラシのうちの一方のブラシが共通ブラシとされ、前記一対のブラシのうちの他方のブラシと前記追加したブラシとが、それぞれ前記コイルに給電を行うための低速用ブラシ及び高速用ブラシとされていることを特徴とする請求項1に記載の減速機付きモータ。
  3. 前記ティース及び前記スロットの個数が、14個、16個、及び20個の何れかに設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の減速機付きモータ。
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