JP2015177637A

JP2015177637A - 電動モータ

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Publication number: JP2015177637A
Application number: JP2014052304A
Authority: JP
Inventors: 夏海田村; Natsumi Tamura; 裕人田中; Hiroto Tanaka; 哲平時崎; Teppei Tokisaki; 敏田村; Satoshi Tamura
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: US20160344273A1; WO2015137230A1; US10367401B2; EP3118979A1; EP3118979B1; JP6316032B2; EP3118979A4; CN106104990B; CN106104990A

Abstract

【課題】整流性の向上を図り、ブラシ寿命を延命させる。【解決手段】４極６スロット１８セグメントの電動モータにおいて、各ティース１２に、１つの順巻きコイル９１と２つの逆巻きコイル９２、９３を巻回し、順巻きコイルをＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルとし、逆巻きコイルを−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相のコイルとしたとき、隣接するセグメント間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルがこの順で電気的に接続されるようにする。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル９１のターン数をＴ１、先にブラシに摺接する−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相のコイル９２のターン数をＴ２、後にブラシに摺接する−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相のコイル９３のターン数をＴ３とするとき、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３とする。【選択図】図４

Description

本発明は、電動モータに関するものである。

電動モータとして、例えば、有底筒状のヨークの内周面にモータマグネットを配置し、このモータマグネットよりも径方向内側にアーマチュアを回転自在に設けたブラシ付きの直流モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
アーマチュアは、回転軸に外嵌固定される円環状のコア本体の外周に、径方向外方に向かって放射状に延びる複数のティースを設けたアーマチュアコアと、該アーマチュアコアの各ティースにティース間のスロットを介して巻回されたアーマチュアコイルと、アーマチュアコアと一体回転するように前記回転軸上に設けられるコンミテータと、を備えている。

コンミテータは、周方向に互いに絶縁された状態で並んで配置された複数のセグメントを有しており、これらセグメントに、各アーマチュアコイルの端末部が接続されている。さらに、セグメントには複数のブラシが摺接されている。そして、ブラシによりセグメントを介して各アーマチュア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モータマグネットとの間に生じる磁気的な吸引力や反発力により、アーマチュアおよび回転軸が回転する。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、アーマチュア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、アーマチュアが継続的に回転し、回転出力が回転軸から取り出される。

ところで、コンミテータが回転すると、セグメントに対してブラシが接触、離間を繰り返すことになる。このため、セグメント間の電圧が大きいと、セグメントからブラシが離間する際に放電が発生し、ブラシ寿命が低下する。これを防止するための手段として、例えば、アーマチュアコアのティースの数に対してコンミテータのセグメントの数を増大する方法がある。

特許第３０４７５４４号公報

ところで、セグメントの数をティースの数の３倍に増やし、各ティースごとのコイルの数を３本にした場合、同じティースに巻かれている３本のコイルからの起磁力ベクトルが一致せず、遅角、進角無し、進角のコイルができてしまい、整流が悪化するという課題がある。

本発明は、上記事情を考慮し、整流性の向上を図り、ブラシ寿命を延命させることができる電動モータを提供することを目的とする。

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、周方向に複数の磁極が配列されたモータマグネットと、前記モータマグネットの内側に回転自在に設けられる回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、径方向外方に向かって放射状に延びる複数のティースおよびこれらティース間に形成される複数のスロットを有するアーマチュアコアと、前記各ティースにそれぞれ集中巻方式にて巻装されたコイルと、前記回転軸と一体回転するよう設けられ、複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うための陽極ブラシおよび陰極のブラシと、を備え、前記各ティースに、それぞれ３つのコイルが巻装されており、前記３つのコイルのうち、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定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、前記磁極が４極、前記スロットの個数が６個、前記セグメントの個数が１８個に設定され、前記各ティースに巻装されている前記３つのコイルは、順方向に巻回して形成された１つの順巻きコイルと、逆方向に巻回して形成された２つの逆巻きコイルと、により構成され、前記各ティースを周回り方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順で割り当て、各相に巻装されている前記順巻きコイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルとし、各相に巻装されている前記逆巻きコイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相のコイルとしたとき、隣接する前記セグメント間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルがこの順で電気的に接続され、巻装されている１つの順巻きコイルおよび２つの逆巻きコイルのうち、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータにおける前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が０°＜θ１≦２０°を満たし、前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が０°＜θ２≦２０°を満たし、前記陽極ブラシの位置の進角θ３が０°≦θ３≦３°を満たす場合において、前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３を満たすように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータにおける前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が０°＜θ１≦２０°を満たし、前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が０°＜θ２≦２０°を満たし、前記陽極ブラシの位置の進角θ３が３°＜θ３≦１０°を満たす場合において、前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１を満たすように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータにおける前記３つのコイルは、前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が０°＜θ１≦２０°を満たし、前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が０°＜θ２≦２０°を満たし、前記陽極ブラシの位置の進角θ３がθ３＝２０°を満たす場合において、前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１を満たすように設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定されているので、３つのコイルによる起磁力ベクトルの不一致による整流性の悪化の影響を軽減できる。また、整流の改善によりブラシ寿命を延命させることができる。

本発明の実施形態における減速機付きモータの外観側面図である。本発明の実施形態における減速機付き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の側面図である。本発明の実施形態におけるアーマチュアの展開図である。本発明の実施形態における巻線の巻回方向を示す図である。本発明の実施形態におけるアーマチュアの進角２０°のときの展開図である。本発明の実施形態におけるアーマチュアの進角０°のときの展開図である。本発明の実施形態におけるアーマチュアの遅角２０°のときの展開図である。本発明の実施形態におけるコイルのターン数の違いによる特性比較図である。

（第１実施形態）
（減速機付モータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動モータが適用された減速機付モータの外観側面図、図２は、その縦断面図である。

図１および図２に示すように、減速機付モータ１は、例えば、自動車のワイパ駆動用に用いるものであって、電動モータ２と、電動モータ２の回転軸３に連結された減速機構４とを備えている。電動モータ２は、有底筒状のモータハウジングを兼ねたヨーク５と、ヨーク５内に回転自在に設けられたアーマチュア６とを有している。

ヨーク５の筒部５３は略円筒状に形成されており、この筒部５３の内周面には、モータマグネット７が設けられている。モータマグネット７の内周面には、周方向に４つの磁極が、Ｎ極とＳ極を交互に並べて配列されている。

ヨーク５の底壁（エンド部）５１には、径方向中央に軸方向外側に向かって突出する軸受ハウジング１９が形成され、ここに回転軸３の一端を回転自在に軸支するための滑り軸受１８が設けられている。この滑り軸受１８は、回転軸３の調心機能を有している。

筒部５３の開口部には外フランジ部５２が設けられ、その外フランジ部５２に減速機構４のギヤハウジング２３の端部が固定されることで、電動モータ２と減速機構４とが一体に結合されている。

（アーマチュア）
図３は、アーマチュアの外観側面図である。
図２および図３に示すように、アーマチュア６は、回転軸３に外嵌固定されたアーマチュア本体８０と、回転軸３の他端側（減速機構４側）に配置されたコンミテータ１０とを備えている。

アーマチュア本体８０は、アーマチュアコア８と、アーマチュアコア８に巻回されたアーマチュアコイル９とを有している。アーマチュアコア８は、プレス加工等によって打ち抜かれた磁性材料のコアプレートを軸方向に積層することで形成された積層コア、あるいは、軟磁性粉を加圧成形した圧粉コアよりなる。

（アーマチュアコア）
図５に示すように、アーマチュアコア８は、円環状のコア本体１１を有している。コア本体１１の中心には、回転軸３を圧入するための貫通孔１１ａが形成されている。また、コア本体１１の外周部には、周方向に等間隔にティース１２が放射状に６つ設けられている。各ティース１２は、軸方向平面視略Ｔ字型に形成されたものであって、コア本体１１から径方向に沿って放射状に突出する巻胴部１２ａと、巻胴部１２ａの先端から周方向に沿って延び、アーマチュアコア８の外周を構成する鍔部１２ｂとにより構成されている。

このような構成により、隣接するティース１２間にはスロット１３が６つ形成されている。そして、これらスロット１３にエナメル被覆の巻線１４を通し、ティース１２の巻胴部１２ａの外周に巻線１４を集中巻方式で巻回することで、アーマチュアコイル９が形成されている（アーマチュアコイル９の形成方法の詳細は後述する）。

（コンミテータ）
次に、アーマチュアの他の構成について述べる。
図２および図３に示すように、回転軸３のアーマチュアコア８よりも他端側（減速機構４側）には、コンミテータ１０が外嵌固定されている。コンミテータ１０には、外周面に、導電材で形成されたセグメント１５が複数取り付けられている。セグメント１５は、アーマチュアコア８のティース１２およびスロット１３の数の３倍の１８枚取り付けられている。セグメント１５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周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。このように、電動モータ２は、磁極数が４極、スロット１３の個数が６つ、セグメント１５の枚数が１８枚に設定されたいわゆる４極６スロット１８セグメントの電動モータとして構成されている。

また、各セグメント１５のアーマチュアコア８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１６が一体成形されている。ライザ１６には、アーマチュアコイル９の端末部が掛け回わされ、ヒュージングなどにより固定されている。これにより、セグメント１５と、これに対応するアーマチュアコイル９とが導通される。

このように構成されたコンミテータ１０は、図１に示すように、減速機構４のギヤハウジング２３に臨まされた状態になっている。ギヤハウジング２３には、減速機構４の歯車群４１が収納されている。また、ギヤハウジング２３の電動モータ２側には、ブラシ収納部２２が一体成形され、ここに電動モータ２のコンミテータ１０が臨まされている。

ブラシ収納部２２の内側には、ホルダステーやブラシホルダ（不図示）を介してブラシ２１が出没自在に収納されている。ブラシ２１は、コンミテータ１０に外部電源（例えば、自動車に搭載されるバッテリ等）からの電力を給電するためのものである。ブラシ２１は、不図示のスプリングによってコンミテータ１０側に向かって付勢されており、その先端がセグメント１５に摺接している。

ブラシ２１は、陽極側に接続されている低速用ブラシ（陽極ブラシ）２１ａ、および高速用ブラシ（陽極ブラシ）２１ｂと、これら低速用ブラシ２１ａと高速用ブラシ２１ｂとに共通使用され陰極側に接続されている共通ブラシ（陰極ブラシ）２１ｃとにより構成されている。低速用ブラシ２１ａと共通ブラシ２１ｃは、モータマグネット７の磁極ピッチ（電気角１８０°）に対応させて、周方向に機械角で９０°間隔をあけて配置されている。一方、高速用ブラシ２１ｂは、共通ブラシ２１ｃに対してモータマグネット７の磁極ピッチよりも僅かに進角させた位置に配置されている。なお、高速用ブラシ２１ｂの進角は、例えば、３０°に設定されている。

（アーマチュアコイルの形成方法）
次に、図４、図５に基づいて、アーマチュアコイル９の形成方法の一例について説明する。
図４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。図５は、巻線の巻回方向を示す図であり、コンミテータが配置されていない後方側からアーマチュアを見たものである。なお、以下の図４においては、各セグメント１５、各ティース１２、および、形成されたアーマチュアコイル９にそれぞれ符号を付して説明する。ここで、１８枚のセグメント１５のうち、１８０°対向する位置にあるもの（同電位となるセグメント１５同士）は、不図示の接続線等により電気的に接続されている。従って、ブラシに対して同条件のセグメント１５には、１〜９の同符号を付してある。

図４、図５に示すように、各ティース１２は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相が周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１２がＵ相、２番、５番ティース１２がＶ相、３番、６番ティース１２がＷ相になっている。ここで、セグメント１５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１２に対応する位置とする。

なお、図４において、各ティース１２への巻線１４の巻回方向が時計回りであるときを順方向と称し、反時計回りであるときを逆方向と称して説明する。

まず、例えば、巻線１４の巻き始め端１４ａを１番セグメント１５より巻き始める場合、この後、巻線１４を１番セグメント１５近傍に存在する１−６番ティース１２の間のスロット１３に引き込む。そして、各ティース１２に巻線１４を順方向に集中巻方式にて巻回する。

続いて、１−２番ティース１２の間のスロット１３から巻線１４を引き出し、１番セグメント１５に隣接する２番セグメント１５のライザ１６に掛け回す。そして、２番セグメント１５に巻き終わり端１４ｂを接続する。これにより、１−２番セグメント１５間には、１番ティース１２に順方向に巻回されたＵ相の第１コイル９１が形成される。

また、５番セグメント１５のライザ１６に巻き始め端１４ａを掛け回した巻線１４を、１−２番ティース１２の間のスロット１３に引き込む。そして、１番ティース１２に逆方向に集中巻方式にて巻回する。
続いて、１−６番ティース１２の間のスロット１３から巻線１４を引き出し、５番セグメント１５に隣接する６番セグメント１５のライザ１６に掛け回す。そして、６番セグメント１５に巻き終わり端１４ｂを接続する。これにより、５−６番セグメント１５間には、１番ティース１２に逆方向に巻回された「−Ｕ」相の第２コイル９２が形成される。

さらに、６番セグメント１５のライザ１６に巻き始め端１４ａを掛け回した巻線１４を、１−２番ティース１２の間のスロット１３に引き込む。そして、１番ティース１２に回逆方向に集中巻方式にて巻回する。

続いて、１−６番ティース１２の間のスロット１３から巻線１４を引き出し、６番セグメント１５に隣接する７番セグメント１５のライザ１６に掛け回す。そして、７番セグメント１５に巻き終わり端１４ｂを接続する。これにより、６−７番セグメント１５間には、１番ティース１２に逆方向に巻回された「−Ｕ」相の第３コイル９３が形成される。

したがって、Ｕ相に相当する１番ティース１２には、巻線１４が順方向に巻回されて形成されるＵ相の第１コイル９１、巻線１４が逆方向に巻回されて形成される「−Ｕ」相の第２コイル９２および「−Ｕ」相の第３コイル９３で構成されるアーマチュアコイル９が形成される。

そして、これを各相に対応するセグメント１５間で順次行うことにより、アーマチュアコア８には第１コイル９１、第２コイル９２および第３コイル９３を備えた３相構造のアーマチュアコイル９が形成され、隣接するセグメント１５間にＵ、「−Ｗ」、「−Ｗ」、Ｖ、「−Ｕ」、「−Ｕ」、Ｗ、「−Ｖ」、「−Ｖ」相のコイル９１〜９３がこの順で電気的に順次接続される。

なお、各相のコイル９１〜９３を形成する巻線１４の巻き始め端１４ａおよび巻き終わり端１４ｂのセグメント１５への接続箇所は、隣接するセグメント１５間にＵ、「−Ｗ」、「−Ｗ」、Ｖ、「−Ｕ」、「−Ｕ」、Ｗ、「−Ｖ」、「−Ｖ」相のコイル９１〜９３がこの順で電気的に順次接続されていればよい。

ところで、一般的には、各ティース１２に巻回された第１、第２、第３の３つのコイル９１、９２、９３の合計ターン数（巻線１４の合計巻回数）をｎ（ｎは３の倍数であって自然数）とした場合、第１、第２、第３の３つのコイル９１、９２、９３の各ターン数は、それぞれ同じ「ｎ／３」としているが、本実施形態では、それらのターン数を、合計ターン数ｎを一定に保った条件で、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なくなるように設定している。ここでは、その説明の前に電動モータ２の動作について説明する。

（電動モータの動作）
電動モータ２の動作説明にあたり、２つの陽極ブラシ（低速用ブラシ２１ａ、高速用ブラシ２１ｂ）のうち、低速用ブラシ２１ａに電圧を印加した場合ついて説明する。
例えば、図４に示すように、１−２番セグメント１５間に低速用ブラシ２１ａが配置されると共に、６番セグメント１５に共通ブラシ２１ｃが配置された場合、Ｕ相の第１コイル９１は、短絡された状態になる。

そして、「−Ｕ」相の第２コイル９２に逆方向（図４における反時計回り方向）の電流が流れ、「−Ｕ」相の第３コイル９３に順方向（図４における時計回り方向）の電流が流れる。すなわち、第２コイル９２および第３コイル９３には、互いに逆向きの電流が流れるので磁界が相殺され、モータマグネット７との間にトルクが発生しない。

これに対し、Ｖ相の第１コイル９１、「−Ｖ」相の第２コイル９２および「−Ｖ」相の第３コイル９３には、それぞれ順方向に電流が流れる。また、「−Ｗ」相の第１コイル９１、「−Ｗ」相の第２コイル９２および「−Ｗ」相の第３コイル９３には、それぞれ逆方向に電流が流れる。

すると、２、３、５、６番ティース１２にそれぞれ磁界が形成される。これらの磁界の向きは、周回り方向に順番になる。このため、各ティース１２に形成される磁界とモータマグネット７との間に、磁気的な吸引力や反発力が回転軸３を中心にして点対称位置で同じ方向に作用する。そして、これによって回転軸３が回転する。なお、高速用ブラシ２１ｂに電圧を印加すると、この高速用ブラシ２１ｂが進角されているので、この分、回転軸３が高速回転する。

（進角コイル、遅角コイルが生じる理由）
次に、アーマチュア６が回転するのに伴う、各ティース１２の３つのコイル９１、９２、９３の変化について説明する。
ここで、以下の説明では、ブラシ２１の位置自体が進角されていない低速用ブラシ２１ａに電圧を印加した場合について説明する。また、３相のうち、Ｕ相について代表して述べるが、他の相についても同様である。

アーマチュア６が回転して、図６に示す状態になったとき、５−６番セグメント間の第２コイル９２がブラシ２１によって短絡される。その際、Ｕ相のティース１２は、進角０°の位置（ティース１２が磁極に正対する位置）から電気角で２０°ずれた位置にある。従って、Ｕ相のティース１２に、進角２０°の起磁力ベクトルが発生する。

次に、アーマチュア６が回転し、図７に示す状態になったとき、１−２番セグメント間の第１コイル９１が短絡される。その際、Ｕ相のティース１２は、進角０°の位置にあり、その位置で整流される。従って、Ｕ相のティース１２に、進角０°の起磁力ベクトルが発生する。

次に、アーマチュア６が回転し、図８に示す状態になったとき、６−７番セグメント間の第３コイル９３が短絡される。その際、Ｕ相のティース１２は、遅角２０°の位置にあり、その位置で整流される。従って、Ｕ相のティース１２に、遅角２０°の起磁力ベクトルが発生する。

以上に鑑みて各相のコイル９１〜９３を形成する巻線１４の機能を調べてみると、各ティース１２に巻装されている３つのコイル（１つの順巻きコイル９１および２つの逆巻きコイル９２、９３）のうち、１つのコイルが、進角無しの起磁力ベクトルを発生する進角０°コイル（正コイル）、残りの１つのコイルが、進角２０°の起磁力ベクトルを発生する進角２０°コイル（進角コイル）、最後の１つのコイルが、遅角２０°の起磁力ベクトルを発生する遅角２０°コイル（遅角コイル）、であることが分かった。
表１にその分類を示す。なお、表１中に記載の「ｓｅｇ」とはセグメントの略称である。

以上のように３つのコイル９１、９２、９３が、進角２０°、進角０°、遅角２０°の働きをすることになると、先に述べたように起磁力ベクトルの不一致から整流性に悪影響が出るおそれがある。そこで、本実施形態の電動モータ２では、コイル９１、９２、９３のターン数に変化を持たせている。すなわち、進角２０°コイルのターン数（巻線１４の巻回数）をＴ１、進角０°コイルのターン数をＴ２、遅角２０°コイルのターン数をＴ３としたとき、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の大小関係を次のように設定している。
Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３・・・（１）
ただし、「Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝一定」の条件内でＴ１、Ｔ２、Ｔ３の大小関係を決めている。

このように、３つのコイル９１、９２、９３のターン数に変化を持たせることにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、特に性能的な影響を及ぼす可能性（例えば、ブラシ寿命の低下）のある遅角２０°コイルのセグメント間電圧が低下することが確かめられた。

ところで、上記の条件（１）は、ブラシ２１の位置自体が進角されていない低速用ブラシ２１ａの場合であり、この低速用ブラシ２１ａの位置自体が進角されていると、進角の大きさに応じて変える必要があることが分かった。そこで、以下の条件を得ることができた。

低速用ブラシ２１ａの進角θが
（１）０°≦θ≦３° の場合は、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３
（２）３°＜θ≦１０°の場合は、Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１
（３）θ＝２０°の場合は、Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１
に設定する。

なお、高速用ブラシ２１ｂの位置には、そもそも進角が設定されているが、低速用ブラシ２１ａと比較して使用頻度が少ないため、低速用ブラシ２１ａを基準に上記の条件を設定している。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、各ティース１２に３つのコイル９１、９２、９３が形成されている電動モータ２において、３つのコイル９１、９２、９３のうち、１つのコイルのターン数を他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定することにより、各ティース１２に巻装された３つのコイル９１、９２、９３による起磁力ベクトルの不一致による整流性の悪化の影響を軽減できる。また、整流の改善によりブラシ寿命を延命させることができる。
とりわけ、低速用ブラシ２１ａの位置に応じ、各コイル９１、９２、９３のターン数の条件を上記の条件（１）〜（３）に設定することにより、確実に整流性の悪化の影響を低減でき、ブラシ寿命を延命させることができる。

なお、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、自動車のワイパ駆動用に用いる減速機付モータ１の電動モータ２に、上記の３つのコイル９１、９２、９３の構成を適用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、各ティースに３つのコイルが形成されるさまざまな電動モータに上記の３つのコイル９１、９２、９３の構成を適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、ブラシ２１は、低速用ブラシ（陽極ブラシ）２１ａ、高速用ブラシ（陽極ブラシ）２１ｂ、共通ブラシ（陰極ブラシ）２１ｃの３つのブラシで構成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、陽極ブラシと陰極ブラシとが対となって設けられている電動モータにも、上記の３つのコイル９１、９２、９３の構成を適用することが可能である。

１…減速機付きモータ
２…電動モータ
６…アーマチュア
７…モータマグネット
８…アーマチュアコア
９…アーマチュアコイル
１０…コンミテータ
１５…セグメント
１２…ティース
１３…スロット
２１…ブラシ
９１，９２，９３…コイル

Claims

周方向に複数の磁極が配列されたモータマグネットと、
前記モータマグネットの内側に回転自在に設けられる回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、径方向外方に向かって放射状に延びる複数のティースおよびこれらティース間に形成される複数のスロットを有するアーマチュアコアと、
前記各ティースにそれぞれ集中巻方式にて巻装されたコイルと、
前記回転軸と一体回転するよう設けられ、複数のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
前記セグメントを介して前記コイルに給電を行うための陽極ブラシおよび陰極のブラシと、を備え、
前記各ティースに、それぞれ３つのコイルが巻装されており、
前記３つのコイルのうち、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定されていることを特徴とする電動モータ。
前記磁極が４極、前記スロットの個数が６個、前記セグメントの個数が１８個に設定され、
前記各ティースに巻装されている前記３つのコイルは、順方向に巻回して形成された１つの順巻きコイルと、逆方向に巻回して形成された２つの逆巻きコイルと、により構成され、
前記各ティースを周回り方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順で割り当て、各相に巻装されている前記順巻きコイルをそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルとし、各相に巻装されている前記逆巻きコイルをそれぞれ−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相のコイルとしたとき、隣接する前記セグメント間に、Ｕ相、−Ｗ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相、−Ｖ相のコイルがこの順で電気的に接続され、
巻装されている１つの順巻きコイルおよび２つの逆巻きコイルのうち、１つのコイルのターン数が他の２つのコイルのターン数よりも少なく設定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。
前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、
前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が
０°＜θ１≦２０°
を満たし、
前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が
０°＜θ２≦２０°
を満たし、
前記陽極ブラシの位置の進角θ３が
０°≦θ３≦３°
を満たす場合において、
前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、
前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、
Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。
前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、
前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が
０°＜θ１≦２０°
を満たし、
前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が
０°＜θ２≦２０°
を満たし、
前記陽極ブラシの位置の進角θ３が
３°＜θ３≦１０°
を満たす場合において、
前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、
前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、
Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。
前記３つのコイルは、起磁力ベクトルが進角側に向かう進角コイルと、起磁力ベクトルが遅角側に向かう遅角コイルと、起磁力ベクトルが進角側にも遅角側にも向かない正コイルとされ、
前記進角コイルの起磁力ベクトルの進角θ１が
０°＜θ１≦２０°
を満たし、
前記遅角コイルの起磁力ベクトルの遅角θ２が
０°＜θ２≦２０°
を満たし、
前記陽極ブラシの位置の進角θ３が
θ３＝２０°
を満たす場合において、
前記進角コイルのターン数をＴ１とし、前記正コイルのターン数をＴ２とし、前記遅角コイルのターン数をＴ３としたとき、
前記各ターン数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、
Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。