JP3940029B2 - モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給電ブラシを有するモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流モータに用いられる給電ブラシの摩耗を小さくし、該ブラシ、ひいてはモータの長寿命化を図るための種々の提案がなされている。
【０００３】
その１つに、高抵抗に構成した給電ブラシを用いるものがある。このようにすれば、給電ブラシにおいて発生する火花摩耗が低減されるので、その火花摩耗による給電ブラシの寿命低下が軽減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高抵抗に構成した給電ブラシは、当然ながら電気抵抗が大きいために該ブラシにおける電気的な損失が大きく、モータの出力が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、給電ブラシを、整流子セグメントと最初に接触する部分及び該セグメントと最後に離間する部分の少なくとも一方を高抵抗とし、それ以外を低抵抗とした多層に構成することが考えられた。
【０００６】
このようにすれば、給電ブラシにおいて発生する火花摩耗が低減されるので、その火花摩耗による給電ブラシの寿命低下が軽減され、しかも、低抵抗の部分を設けたことにより、電気抵抗が小さくなり、該ブラシにおける電気的な損失が抑えられ、モータの出力低下を低減できる。
【０００７】
しかしながら、上記のように多層の給電ブラシは、製造が煩雑で、コストが高くなるという問題が生じてしまう。
又、このことは、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシ（つまり、３個以上の給電ブラシ）を２組以上用いて構成されるモータにおいては特に問題であり、このように複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、上記問題を解決することが必要であった。
【０００８】
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、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、該モータの出力低下を極力抑えながら、低コストで給電ブラシの長寿命化を図ることができるモータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数の励磁コイルがそれぞれ接続される複数の整流子セグメントを有する整流子に対し、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシをそれぞれ摺接可能に配置し、複数の同極給電ブラシがそれぞれ接触する整流子セグメント同士を短絡線により短絡し、全ての整流子セグメントに対して前記励磁コイルを構成する巻線を接続するように構成したモータであって、前記複数の同極給電ブラシの前記整流子セグメントから離間する時間が異なるように、各給電ブラシが配置され、前記複数の同極給電ブラシの中で、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシが他の給電ブラシより高抵抗に構成され、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じ、又はその幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシの幅より小さく構成されている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシ及び前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるものであって、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅より大きくなるように、各給電ブラシが配置されている。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシより小さく構成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータにおいて、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅と同じとなるように、各給電ブラシが配置されている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータにおいて、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記遅い給電ブラシの幅内に他の給電ブラシが含まれるように、各給電ブラシが配置されている。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記励磁コイルを構成する巻線は、電機子コアに集中巻きにより巻回されている。
【００１７】
（作用）
各請求項に記載の発明によれば、モータは、複数の励磁コイルがそれぞれ接続される複数の整流子セグメントを有する整流子に対し、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシをそれぞれ摺接可能に配置し、複数の同極給電ブラシがそれぞれ接触する整流子セグメント同士を短絡線により短絡し、全ての整流子セグメントに対して前記励磁コイルを構成する巻線を接続して構成されている。そして、各給電ブラシは、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように配置される。すると、同極給電ブラシの中で、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになる。ここで、整流子セグメントから離間する時の火花は大きいため、この時の火花によって給電ブラシの摩耗が大きく進行する。そのため、上記構成にすることにより、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを例えば高抵抗又は体積を大きく構成することで、該給電ブラシの火花による摩耗が低減される。これにより、各給電ブラシの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化が図られる。又、各給電ブラシのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化が図られる。又、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシを体積が大きくなるように構成する場合、特に高抵抗に構成する必要がないため、給電ブラシ全体における電気的な損失はなく、又、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシを高抵抗に構成する場合であっても、その給電ブラシのみを高抵抗に構成すればすむので、給電ブラシ全体における電気的な損失が小さく抑えられる。そのため、モータの出力低下が極力抑えられる。
【００１８】
また、複数の同極給電ブラシの中で、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシが他の給電ブラシより高抵抗に構成される。そのため、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを高抵抗に構成することで、該給電ブラシの火花摩耗による寿命低下が軽減される。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシ及び前記他の給電ブラシは、その幅が整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるものであって、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合の複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅より大きくなるようにして、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように各給電ブラシが配置される。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合の複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅と同じとなるようにして、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように各給電ブラシが配置される。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記遅い給電ブラシの幅内に他の給電ブラシが含まれるように、各給電ブラシが配置される。これにより、モータがいずれの方向に回転しても、幅が大きく構成される給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを例えば高抵抗又は体積を大きく構成することで、該給電ブラシの火花による摩耗が低減される。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、励磁コイルを構成する巻線は、電機子コアに集中巻きにより巻回される。そのため、一般的に集中巻きは分布巻き（重ね巻き又は波巻き）よりも整流するコイルの巻回数が多くなるので整流が難しいが、各ブラシをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００２６】
図１（ａ）は、本実施形態のモータ５１を示す。本実施形態のモータ５１は、図示しない永久磁石の極数が「４」、励磁コイルの数が「１６」として構成されるモータである。モータ５１には、図示しない４極の永久磁石の内側に、電機子５２が回転可能に収容されている。尚、本実施形態のモータ５１は、電機子５２（整流子５５）を矢印方向（図１（ａ）（ｂ）において時計回り方向）の一方向のみに回転するように使用されるものである。
【００２７】
電機子５２は、回転軸５３、電機子コア５４、整流子５５及び巻線５６（図２参照）を備えている。
電機子コア５４は、回転軸５３に固定されている。電機子コア５４は、その中心部から放射状に延び、巻線５６を巻回するための１６個のティース５４ａを有している。各ティース５４ａ間には、その巻線５６を収容するためのスロット５４ｂが形成されている。ここで、各スロット５４ｂに対して、図１（ａ）のようにスロット番号（スロットＮｏ）を時計回り方向に「１」〜「１６」と付すことにする。
【００２８】
整流子５５は、回転軸５３に固定されている。整流子５５は、図１（ｂ）に示すように、その外周面に１６個の整流子セグメント（以下、単にセグメントとする）５５ａが固着されている。ここで、各セグメント５５ａに対しても、セグメント番号（セグメントＮｏ）を時計回り方向に「１」〜「１６」と付すことにする。尚、以下には、「セグメント番号」及び「スロット番号」は、ともに「番号」と記すことにする。
【００２９】
図２に示すように、巻線５６は、３つのティース５４ａ（スロット５４ｂ）間に跨って巻回、所謂分布巻きにて巻回されている。具体的に、巻線５６は、番号「２」のセグメント５５ａから番号「１１」のスロット５４ｂに延び、該番号「１１」と「８」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。次いで、巻線５６は、番号「１」のセグメント５５ａから番号「１０」のスロット５４ｂに延び、該番号「１０」と「７」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１６」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。次いで、巻線５６は、番号「１６」のセグメント５５ａから番号「９」のスロット５４ｂに延び、該番号「９」と「６」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１５」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。そして、これらを繰り返して、全部のセグメント５５ａ及び全部のスロット５４ｂに対して巻線５６が巻装され、各励磁コイル５７が構成されている。
【００３０】
又、図２及び図３に示すように、所定のセグメント５５ａは、短絡線５８により短絡されている。具体的に、番号「１６」及び「８」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡され、番号「１」及び「９」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡され、番号「２」及び「１０」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡されている。つまり、この短絡線５８により、互いに１８０°の間隔を有するセグメント５５ａ同士が短絡されている。
【００３１】
前記モータ５１には、前記整流子５５に摺接する陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ５９ａ，５９ｂと一対のサブブラシ５９ｃ，５９ｄとの２組４個の給電ブラシが備えられている。各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント５５ａの幅と略等しく構成されている。尚、メインブラシ５９ａ，５９ｂは低抵抗に、サブブラシ５９ｃ，５９ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００３２】
又、各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、略９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ５９ｂは、陽極側のメインブラシ５９ａから回転方向（図１において時計回り方向）に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ５９ｃは、陽極側のメインブラシ５９ａから回転方向に（１８０°＋θ１（所定角度））だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ５９ｄは、陰極側のメインブラシ５９ｂから回転方向に（１８０°＋θ１（所定角度））だけずらした位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ５９ａ〜５９ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅より大きくなる。
【００３３】
そのため、例えば、図３のように陽極側のメインブラシ５９ａが番号「１」のセグメント５５ａにのみ接触している場合、陽極側のサブブラシ５９ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａと回転方向上流側の番号「１０」のセグメント５５ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ５９ｃは、その大部分が番号「９」のセグメント５５ａに接触している。又、この場合、陰極側のメインブラシ５９ｂは番号「５」のセグメント５５ａにのみ接触し、陰極側のサブブラシ５９ｄは番号「５」のセグメント５５ａと短絡された番号「１３」のセグメント５５ａと回転方向上流側の番号「１４」のセグメント５５ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ５９ｄは、その大部分が番号「１３」のセグメント５５ａに接触している。
【００３４】
つまり、前記所定角度θ１を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータ５１を回転させる場合、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。尚、この場合、上記したように、陽極側のメインブラシ５９ａ及び同極側のサブブラシ５９ｃは短絡線５８により短絡されたセグメント５５ａにそれぞれ接触し、陰極側のメインブラシ５９ｂ及び同極側のサブブラシ５９ｄは短絡線５８により短絡されたセグメント５５ａにそれぞれ接触している。そのため、各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、同一の励磁コイル５７を整流するようになっている。これにより、各サブブラシ５９ｃ，５９ｄを所定角度θ１だけずらすと、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間が所定時間だけ遅くなるため、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいてのみ発生しようとする。
【００３５】
ここで、ブラシは、周知なように、セグメントに接触し始める時とセグメントから離間する時に火花が発生する。特に、ブラシがセグメントから離間する時に大きな火花が発生し、この時の火花によってブラシの摩耗が大きく進行する。しかしながら、本実施形態では、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいてのみ発生する構成としたため、該サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいて発生する火花が低減されるとともに、各メインブラシ５９ａ，５９ｂにおいては、整流終了時の火花の発生が防止される。
【００３６】
従って、本実施形態では、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が遅くなるように構成することで、各ブラシ５９ａ〜５９ｄの火花による摩耗が低減され、各ブラシ５９ａ〜５９ｄの長寿命化、ひいてはモータ５１の長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ５９ａ〜５９ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ５９ａ，５９ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ５９ａ〜５９ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータ５１の出力低下を極力抑えることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態の給電ブラシであるメインブラシ６０ａ，６０ｂ及びサブブラシ６０ｃ，６０ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント５５ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６０ａ，６０ｂは低抵抗に、サブブラシ６０ｃ，６０ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００３９】
又、各ブラシ６０ａ〜６０ｄは、略９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ６０ｂは、陽極側のメインブラシ６０ａから回転方向に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ６０ｃは、陽極側のメインブラシ６０ａから回転方向に（１８０°＋θ２（所定角度））だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６０ｄは、陰極側のメインブラシ６０ｂから回転方向に（１８０°＋θ２（所定角度））だけずらした位置に配置されている。尚、所定角度θ２は、本実施形態では、セグメント５５ａの幅の半分（この場合、ブラシ６０ａ〜６０ｄの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅と同じになる。
【００４０】
そのため、例えば、図４のように陽極側のメインブラシ６０ａが番号「１」のセグメント５５ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側のサブブラシ６０ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６０ｂは番号「５」のセグメント５５ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側のサブブラシ６０ｄは番号「５」と短絡された番号「１３」のセグメント５５ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００４１】
つまり、前記所定角度θ２を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６０ａ，６０ｂに対して各サブブラシ６０ｃ，６０ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００４２】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６０ｃ，６０ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６０ａ〜６０ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６０ａ〜６０ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６０ａ〜６０ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６０ａ，６０ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６０ａ〜６０ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。
図５に示すように、本実施形態では、永久磁石Ｍの極数が「６」、励磁コイル６２の数が「８」として構成されるモータである。このモータには、外周面に２４個の整流子セグメント（以下、単にセグメントとする）６３ａが固着されてなる整流子６３が備えられている。ここで、各セグメント６３ａに対して、図５のようにセグメント番号（セグメントＮｏ）を「１」〜「２４」と付すことにする。
【００４４】
巻線６１は、図示しない所定のティースに巻回、所謂集中巻きにて巻回されて、各励磁コイル６２を構成している。具体的に、巻線６１は、番号「２」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「３」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「５」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「６」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「８」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「９」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１１」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１２」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１４」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１５」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１７」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１８」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「２０」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「２１」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「２３」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「２４」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。
【００４５】
前記整流子６３において、１２０°間隔に配置されたセグメント６３ａ同士が短絡線６４により短絡されている。具体的には、短絡線６４により、番号「１」「９」「１７」のセグメント６３ａが短絡され、番号「２」「１０」「１８」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「３」「１１」「１９」のセグメント６３ａが短絡され、番号「４」「１２」「２０」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「５」「１３」「２１」のセグメント６３ａが短絡され、番号「６」「１４」「２２」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「７」「１５」「２３」のセグメント６３ａが短絡され、番号「８」「１６」「２４」のセグメント６３ａが短絡されている。
【００４６】
又、前記整流子６３には、陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ６５ａ，６５ｂと一対のサブブラシ６５ｃ，６５ｄとの２組４個の給電ブラシがそれぞれ摺接する。各ブラシ６５ａ〜６５ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅と略同じとなるように構成されている。尚、メインブラシ６５ａ，６５ｂは低抵抗に、サブブラシ６５ｃ，６５ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００４７】
又、陽極側のメインブラシ６５ａと陰極側のメインブラシ６５ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側のサブブラシ６５ｃは、陽極側のメインブラシ６５ａから反回転方向に（１２０°−θ３（所定角度））だけずれた位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６５ｄは、陰極側のメインブラシ６５ｂから反回転方向に（１２０°−θ３（所定角度））だけずれた位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６５ａ〜６５ｄの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅より大きくなる。
【００４８】
そのため、例えば、図５のように陽極側のメインブラシ６５ａが番号「２」のセグメント６３ａにのみ接触している場合、陽極側のサブブラシ６５ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａと回転方向上流側の番号「９」のセグメント６３ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ６５ｃは、その大部分が番号「１０」のセグメント６３ａに接触している。又、この場合、陰極側のメインブラシ６５ｂは番号「１４」のセグメント６３ａにのみ接触し、陰極側のサブブラシ６５ｄは番号「１４」のセグメント６３ａと短絡された番号「２２」のセグメント６３ａと回転方向上流側の番号「２１」のセグメント６３ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ６５ｄは、その大部分が番号「２２」のセグメント６３ａに接触している。
【００４９】
つまり、前記所定角度θ３を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６５ａ，６５ｂに対して各サブブラシ６５ｃ，６５ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００５０】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６５ｃ，６５ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６５ａ〜６５ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６５ａ〜６５ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６５ａ〜６５ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６５ａ，６５ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６５ａ〜６５ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。更に、本実施形態の巻線６１は、集中巻きにより巻回されており、この集中巻きは一般的に分布巻き（重ね巻き又は波巻き）よりも整流するコイル６２の巻回数が多くなるので整流が難しいが、各ブラシ６５ａ〜６５ｄをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００５１】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態の給電ブラシであるメインブラシ６６ａ，６６ｂ及びサブブラシ６６ｃ，６６ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６６ａ，６６ｂは低抵抗に、サブブラシ６６ｃ，６６ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００５３】
又、陽極側のメインブラシ６６ａと陰極側のメインブラシ６６ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側のサブブラシ６６ｃは、陽極側のメインブラシ６６ａから反回転方向に（１２０°−θ４）だけずれた位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６６ｄは、陰極側のメインブラシ６６ｂから反回転方向に（１２０°−θ４）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ４は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の半分（この場合、ブラシ６６ａ〜６６ｄの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６６ａ〜６６ｄの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅と同じになる。
【００５４】
そのため、例えば、図６のように陽極側のメインブラシ６６ａが番号「２」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側のサブブラシ６６ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６６ｂは番号「１４」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側のサブブラシ６６ｄは番号「１４」と短絡された番号「２２」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００５５】
つまり、前記所定角度θ４を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６６ａ，６６ｂに対して各サブブラシ６６ｃ，６６ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００５６】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６６ｃ，６６ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６６ａ〜６６ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６６ａ〜６６ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６６ａ〜６６ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６６ａ，６６ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６６ａ〜６６ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００５７】
（第５実施形態）
以下、本発明を具体化した第５実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態では、整流子６３に対して、陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ６７ａ，６７ｂと一対の第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄと一対の第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆの３組６個の給電ブラシがそれぞれ摺接する。各ブラシ６７ａ〜６７ｆは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６７ａ，６７ｂは低抵抗に、第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄは中抵抗（メインブラシ６７ａ，６７ｂと第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆとの中間の抵抗値）に、第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆは高抵抗に構成されている。
【００５９】
又、各ブラシ６７ａ〜６７ｆは、略６０°間隔に配置されている。より詳しくは、陽極側のメインブラシ６７ａと陰極側のメインブラシ６７ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側の第１サブブラシ６７ｃは、陽極側のメインブラシ６７ａから反回転方向に（１２０°−θ５）だけずれた位置に配置されている。陰極側の第１サブブラシ６７ｄは、陰極側のメインブラシ６７ｂから反回転方向に（１２０°−θ５）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ５は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の１／４（この場合、ブラシ６７ａ〜６７ｆの幅の半分）に相当する角度である。陽極側の第２サブブラシ６７ｅは、陽極側のメインブラシ６７ａから反回転方向に（６０°−θ６）だけずれた位置に配置されている。陰極側の第２サブブラシ６７ｆは、陰極側のメインブラシ６７ｂから反回転方向に（６０°−θ６）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ６は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の半分（この場合、ブラシ６７ａ〜６７ｆの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅と同じになる。
【００６０】
そのため、例えば、図７のように陽極側のメインブラシ６７ａが番号「２」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側の第１サブブラシ６７ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａの回転方向の中央部に接触し、陽極側の第２サブブラシ６７ｅは番号「２」及び「１０」のセグメント６３ａと短絡された番号「１８」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６７ｂは番号「１４」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側の第１サブブラシ６７ｄは番号「１４」と短絡された番号「２２」のセグメント６３ａの回転方向の中央部に接触し、陰極側の第２サブブラシ６７ｆは番号「１４」及び「２２」と短絡された番号「６」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００６１】
つまり、前記所定角度θ５及びθ６を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６７ａ，６７ｂに対して各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅く、更に各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄに対して各第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００６２】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆにおいてのみ発生しようとするので、該第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆにおいて発生する火花が低減されるとともに、各メインブラシ６７ａ，６７ｂ及び各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄにおいては、整流終了時の火花の発生が防止される。
【００６３】
その結果、本実施形態においても、各ブラシ６７ａ〜６７ｆの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６７ａ〜６７ｆの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６７ａ〜６７ｆのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６７ａ，６７ｂを低抵抗に、第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄを中抵抗に構成することで、ブラシ６７ａ〜６７ｆ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００６４】
（第６実施形態）
以下、本発明を具体化した第６実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第１及び第２実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、本実施形態では、一対のメインブラシ６８ａ，６８ｂと該メインブラシ６８ａ，６８ｂより幅広に形成される一対のサブブラシ６８ｃ，６８ｄとの２組４個の給電ブラシがそれぞれ整流子５５に摺接する。因みに、本実施形態では、メインブラシ６８ａ，６８ｂはセグメント５５ａの半分の幅で形成され、サブブラシ６８ｃ，６８ｄはセグメント５５ａの幅と略等しく形成される。尚、メインブラシ６８ａ，６８ｂは低抵抗に、サブブラシ６８ｃ，６８ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００６６】
又、各ブラシ６８ａ〜６８ｄは、９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ６８ｂは、陽極側のメインブラシ６８ａから回転方向の一方向に（図８における右方向）に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ６８ｃは、陽極側のメインブラシ６８ａから１８０°だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６８ｄは、陰極側のメインブラシ６８ｂから１８０°だけずらした位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合に、サブブラシ６８ｃ，６８ｄの幅内にメインブラシ６８ａ，６８ｂが含まれ、同極の各ブラシ６８ａ〜６８ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅と同じになる。
【００６７】
そのため、例えば、図８のように陽極側のメインブラシ６８ａが番号「１」のセグメント５５ａの回転方向の中央部に接触している場合、陽極側のサブブラシ６８ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａのみに接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６８ｂは番号「５」のセグメント５５ａの回転方向の中央部に接触し、陰極側のサブブラシ６８ｄは番号「５」と短絡された番号「１３」のセグメント５５ａのみに接触する。
【００６８】
つまり、各ブラシ６８ａ〜６８ｄを上記のような幅と配置に設定することで、整流子５５をいずれの回転方向に回転させても、各メインブラシ６８ａ，６８ｂに対して各サブブラシ６８ｃ，６８ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００６９】
そのため、本実施形態では、モータ（整流子５５）の回転方向がいずれの方向であっても、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６８ｃ，６８ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態では、モータの回転方向を特に限定することなく、各ブラシ６８ａ〜６８ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６８ａ〜６８ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６８ａ〜６８ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６８ａ，６８ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６８ａ〜６８ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００７０】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態の給電ブラシの位置や数、該ブラシの構成を適宜変更してもよい。
【００７１】
例えば、上記各実施形態では、陽極及び陰極のそれぞれに２個又は３個の給電ブラシを用いたが、給電ブラシは、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数であればよい。例えば、陽極が１個で陰極が２個、又は陽極が２個で陰極が１個の合計３個の給電ブラシを用いてもよい。
【００７２】
又、上記各実施形態のサブブラシ５９ｃ，５９ｄ，６０ｃ，６０ｄ，６５ｃ，６５ｄ，６６ｃ，６６ｄ，６７ｅ，６７ｆ，６８ｃ，６８ｄは、高抵抗に構成したが、これらサブブラシを高抵抗とせず、該ブラシの長さを長くする等して体積を大きくしてもよい。つまり、サブブラシを高抵抗にしない分、火花が増加し、摩耗が増加するが、サブブラシの体積を大きくすることで寿命が短くなることを防止できる。
【００７３】
又、高抵抗に構成したサブブラシ５９ｃ，５９ｄ，６０ｃ，６０ｄ，６５ｃ，６５ｄ，６６ｃ，６６ｄ，６７ｅ，６７ｆ，６８ｃ，６８ｄを、他のブラシの長さより短くする等して体積を小さくしてもよい。つまり、高抵抗に構成したサブブラシは摩耗が小さいため、該サブブラシの体積を小さくしても寿命が短くなることを防止できる。
【００７４】
又、幅狭の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆを用いた上記第２，４，５実施形態では、短絡したセグメント５５ａ，６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅を該セグメント５５ａ，６３ａの幅と同じとした。これを、短絡したセグメント５５ａ，６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅を該セグメント５５ａ，６３ａの幅より小さくしてもよい。このようにすれば、何らかの理由（電流が小さくて小さい給電ブラシで十分であったり、整流子の直径が大きくて整流子セグメントの幅が広かったりする場合等）で幅狭の給電ブラシの使用を強いられる場合、該ブラシによる整流は難しいが、各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００７５】
又、上記第５実施形態の変形例として、例えば、メインブラシ６７ａ，６７ｂと第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄとの位置を入れ替え、更にその第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄを高抵抗、メインブラシ６７ａ，６７ｂを低抵抗としてもよい。このようにすれば、各ブラシ６７ａ〜６７ｆを高価な多層構造とする必要がなく、ブラシ６７ａ〜６７ｆ全体における電気的な損失を小さく抑えながら、回転方向がいずれの方向であっても、火花が発生するブラシを高抵抗のサブブラシ６７ｃ〜６７ｆとすることができる。つまり、この構成にすれば、モータの回転方向を特に限定する必要がなくなる。
【００７６】
○上記各実施形態のセグメントや励磁コイル、永久磁石の数を適宜変更してもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００７７】
（イ） 高抵抗に構成される前記給電ブラシは、他の給電ブラシより体積が小さく構成されている。
【００７８】
（ロ） 上記（イ）に記載のモータにおいて、
体積が小さく構成される前記給電ブラシは、長さのみが短く構成されていることを特徴とするモータ。
【００７９】
（ハ） 体積が大きく構成される前記給電ブラシは、長さのみが長く構成されている。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、該モータの出力低下を極力抑えながら、低コストで給電ブラシの長寿命化を図ることができるモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、第１実施形態のモータの概略図、（ｂ）は、そのモータの整流子部分を示す拡大図。
【図２】 モータの巻線及び整流子部分の展開図。
【図３】 整流子部分の展開図。
【図４】 第２実施形態の整流子部分の展開図。
【図５】 第３実施形態の整流子部分の展開図。
【図６】 第４実施形態の整流子部分の展開図。
【図７】 第５実施形態の整流子部分の展開図。
【図８】 第６実施形態の整流子部分の展開図。
【符号の説明】
５５…整流子、５５ａ…整流子セグメント、５７…励磁コイル、５８…短絡線、５９ａ，５９ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、５９ｃ，５９ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６０ａ，６０ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６０ｃ，６０ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６１…巻線、６２…励磁コイル、６３…整流子、６３ａ…整流子セグメント、６４…短絡線、６５ａ，６５ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６５ｃ，６５ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６６ａ，６６ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６６ｃ，６６ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６７ａ，６７ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６７ｃ，６７ｄ…給電ブラシとしての第１サブブラシ、６７ｅ，６７ｆ…給電ブラシとしての第２サブブラシ、６８ａ，６８ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６８ｃ，６８ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、給電ブラシを有するモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流モータに用いられる給電ブラシの摩耗を小さくし、該ブラシ、ひいてはモータの長寿命化を図るための種々の提案がなされている。
【０００３】
その１つに、高抵抗に構成した給電ブラシを用いるものがある。このようにすれば、給電ブラシにおいて発生する火花摩耗が低減されるので、その火花摩耗による給電ブラシの寿命低下が軽減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高抵抗に構成した給電ブラシは、当然ながら電気抵抗が大きいために該ブラシにおける電気的な損失が大きく、モータの出力が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、給電ブラシを、整流子セグメントと最初に接触する部分及び該セグメントと最後に離間する部分の少なくとも一方を高抵抗とし、それ以外を低抵抗とした多層に構成することが考えられた。
【０００６】
このようにすれば、給電ブラシにおいて発生する火花摩耗が低減されるので、その火花摩耗による給電ブラシの寿命低下が軽減され、しかも、低抵抗の部分を設けたことにより、電気抵抗が小さくなり、該ブラシにおける電気的な損失が抑えられ、モータの出力低下を低減できる。
【０００７】
しかしながら、上記のように多層の給電ブラシは、製造が煩雑で、コストが高くなるという問題が生じてしまう。
又、このことは、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシ（つまり、３個以上の給電ブラシ）を２組以上用いて構成されるモータにおいては特に問題であり、このように複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、上記問題を解決することが必要であった。
【０００８】
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、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、該モータの出力低下を極力抑えながら、低コストで給電ブラシの長寿命化を図ることができるモータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数の励磁コイルがそれぞれ接続される複数の整流子セグメントを有する整流子に対し、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシをそれぞれ摺接可能に配置し、複数の同極給電ブラシがそれぞれ接触する整流子セグメント同士を短絡線により短絡し、全ての整流子セグメントに対して前記励磁コイルを構成する巻線を接続するように構成したモータであって、前記複数の同極給電ブラシの前記整流子セグメントから離間する時間が異なるように、各給電ブラシが配置され、前記複数の同極給電ブラシの中で、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシが他の給電ブラシより高抵抗に構成され、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じ、又はその幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシの幅より小さく構成されている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシ及び前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるものであって、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅より大きくなるように、各給電ブラシが配置されている。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシより小さく構成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータにおいて、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅と同じとなるように、各給電ブラシが配置されている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータにおいて、短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記遅い給電ブラシの幅内に他の給電ブラシが含まれるように、各給電ブラシが配置されている。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記励磁コイルを構成する巻線は、電機子コアに集中巻きにより巻回されている。
【００１７】
（作用）
各請求項に記載の発明によれば、モータは、複数の励磁コイルがそれぞれ接続される複数の整流子セグメントを有する整流子に対し、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシをそれぞれ摺接可能に配置し、複数の同極給電ブラシがそれぞれ接触する整流子セグメント同士を短絡線により短絡し、全ての整流子セグメントに対して前記励磁コイルを構成する巻線を接続して構成されている。そして、各給電ブラシは、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように配置される。すると、同極給電ブラシの中で、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになる。ここで、整流子セグメントから離間する時の火花は大きいため、この時の火花によって給電ブラシの摩耗が大きく進行する。そのため、上記構成にすることにより、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを例えば高抵抗又は体積を大きく構成することで、該給電ブラシの火花による摩耗が低減される。これにより、各給電ブラシの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化が図られる。又、各給電ブラシのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化が図られる。又、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシを体積が大きくなるように構成する場合、特に高抵抗に構成する必要がないため、給電ブラシ全体における電気的な損失はなく、又、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシを高抵抗に構成する場合であっても、その給電ブラシのみを高抵抗に構成すればすむので、給電ブラシ全体における電気的な損失が小さく抑えられる。そのため、モータの出力低下が極力抑えられる。
【００１８】
また、複数の同極給電ブラシの中で、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシが他の給電ブラシより高抵抗に構成される。そのため、整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを高抵抗に構成することで、該給電ブラシの火花摩耗による寿命低下が軽減される。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシ及び前記他の給電ブラシは、その幅が整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるものであって、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合の複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅より大きくなるようにして、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように各給電ブラシが配置される。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合の複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅と同じとなるようにして、複数の同極給電ブラシの整流子セグメントから離間する時間が異なるように各給電ブラシが配置される。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、短絡した整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記遅い給電ブラシの幅内に他の給電ブラシが含まれるように、各給電ブラシが配置される。これにより、モータがいずれの方向に回転しても、幅が大きく構成される給電ブラシからのみ該セグメントから離間する時の火花が発生するようになるので、その給電ブラシを例えば高抵抗又は体積を大きく構成することで、該給電ブラシの火花による摩耗が低減される。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、励磁コイルを構成する巻線は、電機子コアに集中巻きにより巻回される。そのため、一般的に集中巻きは分布巻き（重ね巻き又は波巻き）よりも整流するコイルの巻回数が多くなるので整流が難しいが、各ブラシをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００２６】
図１（ａ）は、本実施形態のモータ５１を示す。本実施形態のモータ５１は、図示しない永久磁石の極数が「４」、励磁コイルの数が「１６」として構成されるモータである。モータ５１には、図示しない４極の永久磁石の内側に、電機子５２が回転可能に収容されている。尚、本実施形態のモータ５１は、電機子５２（整流子５５）を矢印方向（図１（ａ）（ｂ）において時計回り方向）の一方向のみに回転するように使用されるものである。
【００２７】
電機子５２は、回転軸５３、電機子コア５４、整流子５５及び巻線５６（図２参照）を備えている。
電機子コア５４は、回転軸５３に固定されている。電機子コア５４は、その中心部から放射状に延び、巻線５６を巻回するための１６個のティース５４ａを有している。各ティース５４ａ間には、その巻線５６を収容するためのスロット５４ｂが形成されている。ここで、各スロット５４ｂに対して、図１（ａ）のようにスロット番号（スロットＮｏ）を時計回り方向に「１」〜「１６」と付すことにする。
【００２８】
整流子５５は、回転軸５３に固定されている。整流子５５は、図１（ｂ）に示すように、その外周面に１６個の整流子セグメント（以下、単にセグメントとする）５５ａが固着されている。ここで、各セグメント５５ａに対しても、セグメント番号（セグメントＮｏ）を時計回り方向に「１」〜「１６」と付すことにする。尚、以下には、「セグメント番号」及び「スロット番号」は、ともに「番号」と記すことにする。
【００２９】
図２に示すように、巻線５６は、３つのティース５４ａ（スロット５４ｂ）間に跨って巻回、所謂分布巻きにて巻回されている。具体的に、巻線５６は、番号「２」のセグメント５５ａから番号「１１」のスロット５４ｂに延び、該番号「１１」と「８」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。次いで、巻線５６は、番号「１」のセグメント５５ａから番号「１０」のスロット５４ｂに延び、該番号「１０」と「７」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１６」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。次いで、巻線５６は、番号「１６」のセグメント５５ａから番号「９」のスロット５４ｂに延び、該番号「９」と「６」とのスロット５４ｂ間で巻回され、番号「１５」のセグメント５５ａに戻るように巻装されている。そして、これらを繰り返して、全部のセグメント５５ａ及び全部のスロット５４ｂに対して巻線５６が巻装され、各励磁コイル５７が構成されている。
【００３０】
又、図２及び図３に示すように、所定のセグメント５５ａは、短絡線５８により短絡されている。具体的に、番号「１６」及び「８」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡され、番号「１」及び「９」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡され、番号「２」及び「１０」のセグメント５５ａは短絡線５８により短絡されている。つまり、この短絡線５８により、互いに１８０°の間隔を有するセグメント５５ａ同士が短絡されている。
【００３１】
前記モータ５１には、前記整流子５５に摺接する陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ５９ａ，５９ｂと一対のサブブラシ５９ｃ，５９ｄとの２組４個の給電ブラシが備えられている。各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント５５ａの幅と略等しく構成されている。尚、メインブラシ５９ａ，５９ｂは低抵抗に、サブブラシ５９ｃ，５９ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００３２】
又、各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、略９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ５９ｂは、陽極側のメインブラシ５９ａから回転方向（図１において時計回り方向）に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ５９ｃは、陽極側のメインブラシ５９ａから回転方向に（１８０°＋θ１（所定角度））だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ５９ｄは、陰極側のメインブラシ５９ｂから回転方向に（１８０°＋θ１（所定角度））だけずらした位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ５９ａ〜５９ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅より大きくなる。
【００３３】
そのため、例えば、図３のように陽極側のメインブラシ５９ａが番号「１」のセグメント５５ａにのみ接触している場合、陽極側のサブブラシ５９ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａと回転方向上流側の番号「１０」のセグメント５５ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ５９ｃは、その大部分が番号「９」のセグメント５５ａに接触している。又、この場合、陰極側のメインブラシ５９ｂは番号「５」のセグメント５５ａにのみ接触し、陰極側のサブブラシ５９ｄは番号「５」のセグメント５５ａと短絡された番号「１３」のセグメント５５ａと回転方向上流側の番号「１４」のセグメント５５ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ５９ｄは、その大部分が番号「１３」のセグメント５５ａに接触している。
【００３４】
つまり、前記所定角度θ１を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータ５１を回転させる場合、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。尚、この場合、上記したように、陽極側のメインブラシ５９ａ及び同極側のサブブラシ５９ｃは短絡線５８により短絡されたセグメント５５ａにそれぞれ接触し、陰極側のメインブラシ５９ｂ及び同極側のサブブラシ５９ｄは短絡線５８により短絡されたセグメント５５ａにそれぞれ接触している。そのため、各ブラシ５９ａ〜５９ｄは、同一の励磁コイル５７を整流するようになっている。これにより、各サブブラシ５９ｃ，５９ｄを所定角度θ１だけずらすと、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間が所定時間だけ遅くなるため、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいてのみ発生しようとする。
【００３５】
ここで、ブラシは、周知なように、セグメントに接触し始める時とセグメントから離間する時に火花が発生する。特に、ブラシがセグメントから離間する時に大きな火花が発生し、この時の火花によってブラシの摩耗が大きく進行する。しかしながら、本実施形態では、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいてのみ発生する構成としたため、該サブブラシ５９ｃ，５９ｄにおいて発生する火花が低減されるとともに、各メインブラシ５９ａ，５９ｂにおいては、整流終了時の火花の発生が防止される。
【００３６】
従って、本実施形態では、各メインブラシ５９ａ，５９ｂに対して各サブブラシ５９ｃ，５９ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が遅くなるように構成することで、各ブラシ５９ａ〜５９ｄの火花による摩耗が低減され、各ブラシ５９ａ〜５９ｄの長寿命化、ひいてはモータ５１の長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ５９ａ〜５９ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ５９ａ，５９ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ５９ａ〜５９ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータ５１の出力低下を極力抑えることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態の給電ブラシであるメインブラシ６０ａ，６０ｂ及びサブブラシ６０ｃ，６０ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント５５ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６０ａ，６０ｂは低抵抗に、サブブラシ６０ｃ，６０ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００３９】
又、各ブラシ６０ａ〜６０ｄは、略９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ６０ｂは、陽極側のメインブラシ６０ａから回転方向に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ６０ｃは、陽極側のメインブラシ６０ａから回転方向に（１８０°＋θ２（所定角度））だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６０ｄは、陰極側のメインブラシ６０ｂから回転方向に（１８０°＋θ２（所定角度））だけずらした位置に配置されている。尚、所定角度θ２は、本実施形態では、セグメント５５ａの幅の半分（この場合、ブラシ６０ａ〜６０ｄの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅と同じになる。
【００４０】
そのため、例えば、図４のように陽極側のメインブラシ６０ａが番号「１」のセグメント５５ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側のサブブラシ６０ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６０ｂは番号「５」のセグメント５５ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側のサブブラシ６０ｄは番号「５」と短絡された番号「１３」のセグメント５５ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００４１】
つまり、前記所定角度θ２を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６０ａ，６０ｂに対して各サブブラシ６０ｃ，６０ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００４２】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６０ｃ，６０ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６０ａ〜６０ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６０ａ〜６０ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６０ａ〜６０ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６０ａ，６０ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６０ａ〜６０ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。
図５に示すように、本実施形態では、永久磁石Ｍの極数が「６」、励磁コイル６２の数が「８」として構成されるモータである。このモータには、外周面に２４個の整流子セグメント（以下、単にセグメントとする）６３ａが固着されてなる整流子６３が備えられている。ここで、各セグメント６３ａに対して、図５のようにセグメント番号（セグメントＮｏ）を「１」〜「２４」と付すことにする。
【００４４】
巻線６１は、図示しない所定のティースに巻回、所謂集中巻きにて巻回されて、各励磁コイル６２を構成している。具体的に、巻線６１は、番号「２」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「３」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「５」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「６」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「８」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「９」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１１」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１２」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１４」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１５」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「１７」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「１８」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「２０」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「２１」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。又、巻線６１は、番号「２３」のセグメント６３ａから所定ティースに巻回され、番号「２４」のセグメント６３ａに戻るように巻装され、励磁コイル６２を構成している。
【００４５】
前記整流子６３において、１２０°間隔に配置されたセグメント６３ａ同士が短絡線６４により短絡されている。具体的には、短絡線６４により、番号「１」「９」「１７」のセグメント６３ａが短絡され、番号「２」「１０」「１８」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「３」「１１」「１９」のセグメント６３ａが短絡され、番号「４」「１２」「２０」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「５」「１３」「２１」のセグメント６３ａが短絡され、番号「６」「１４」「２２」のセグメント６３ａが短絡されている。又、番号「７」「１５」「２３」のセグメント６３ａが短絡され、番号「８」「１６」「２４」のセグメント６３ａが短絡されている。
【００４６】
又、前記整流子６３には、陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ６５ａ，６５ｂと一対のサブブラシ６５ｃ，６５ｄとの２組４個の給電ブラシがそれぞれ摺接する。各ブラシ６５ａ〜６５ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅と略同じとなるように構成されている。尚、メインブラシ６５ａ，６５ｂは低抵抗に、サブブラシ６５ｃ，６５ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００４７】
又、陽極側のメインブラシ６５ａと陰極側のメインブラシ６５ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側のサブブラシ６５ｃは、陽極側のメインブラシ６５ａから反回転方向に（１２０°−θ３（所定角度））だけずれた位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６５ｄは、陰極側のメインブラシ６５ｂから反回転方向に（１２０°−θ３（所定角度））だけずれた位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６５ａ〜６５ｄの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅より大きくなる。
【００４８】
そのため、例えば、図５のように陽極側のメインブラシ６５ａが番号「２」のセグメント６３ａにのみ接触している場合、陽極側のサブブラシ６５ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａと回転方向上流側の番号「９」のセグメント６３ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ６５ｃは、その大部分が番号「１０」のセグメント６３ａに接触している。又、この場合、陰極側のメインブラシ６５ｂは番号「１４」のセグメント６３ａにのみ接触し、陰極側のサブブラシ６５ｄは番号「１４」のセグメント６３ａと短絡された番号「２２」のセグメント６３ａと回転方向上流側の番号「２１」のセグメント６３ａに跨って接触する。このとき、サブブラシ６５ｄは、その大部分が番号「２２」のセグメント６３ａに接触している。
【００４９】
つまり、前記所定角度θ３を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６５ａ，６５ｂに対して各サブブラシ６５ｃ，６５ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００５０】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６５ｃ，６５ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６５ａ〜６５ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６５ａ〜６５ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６５ａ〜６５ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６５ａ，６５ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６５ａ〜６５ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。更に、本実施形態の巻線６１は、集中巻きにより巻回されており、この集中巻きは一般的に分布巻き（重ね巻き又は波巻き）よりも整流するコイル６２の巻回数が多くなるので整流が難しいが、各ブラシ６５ａ〜６５ｄをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００５１】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態の給電ブラシであるメインブラシ６６ａ，６６ｂ及びサブブラシ６６ｃ，６６ｄは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６６ａ，６６ｂは低抵抗に、サブブラシ６６ｃ，６６ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００５３】
又、陽極側のメインブラシ６６ａと陰極側のメインブラシ６６ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側のサブブラシ６６ｃは、陽極側のメインブラシ６６ａから反回転方向に（１２０°−θ４）だけずれた位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６６ｄは、陰極側のメインブラシ６６ｂから反回転方向に（１２０°−θ４）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ４は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の半分（この場合、ブラシ６６ａ〜６６ｄの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６６ａ〜６６ｄの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅と同じになる。
【００５４】
そのため、例えば、図６のように陽極側のメインブラシ６６ａが番号「２」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側のサブブラシ６６ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６６ｂは番号「１４」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側のサブブラシ６６ｄは番号「１４」と短絡された番号「２２」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００５５】
つまり、前記所定角度θ４を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６６ａ，６６ｂに対して各サブブラシ６６ｃ，６６ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００５６】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６６ｃ，６６ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態においても、各ブラシ６６ａ〜６６ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６６ａ〜６６ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６６ａ〜６６ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６６ａ，６６ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６６ａ〜６６ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００５７】
（第５実施形態）
以下、本発明を具体化した第５実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態では、整流子６３に対して、陽極（＋極）及び陰極（−極）で対をなす一対のメインブラシ６７ａ，６７ｂと一対の第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄと一対の第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆの３組６個の給電ブラシがそれぞれ摺接する。各ブラシ６７ａ〜６７ｆは、同形状をなしており、その幅がセグメント６３ａの幅の半分に構成されている。尚、メインブラシ６７ａ，６７ｂは低抵抗に、第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄは中抵抗（メインブラシ６７ａ，６７ｂと第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆとの中間の抵抗値）に、第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆは高抵抗に構成されている。
【００５９】
又、各ブラシ６７ａ〜６７ｆは、略６０°間隔に配置されている。より詳しくは、陽極側のメインブラシ６７ａと陰極側のメインブラシ６７ｂとは、互いに１８０°間隔を有して配置されている。陽極側の第１サブブラシ６７ｃは、陽極側のメインブラシ６７ａから反回転方向に（１２０°−θ５）だけずれた位置に配置されている。陰極側の第１サブブラシ６７ｄは、陰極側のメインブラシ６７ｂから反回転方向に（１２０°−θ５）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ５は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の１／４（この場合、ブラシ６７ａ〜６７ｆの幅の半分）に相当する角度である。陽極側の第２サブブラシ６７ｅは、陽極側のメインブラシ６７ａから反回転方向に（６０°−θ６）だけずれた位置に配置されている。陰極側の第２サブブラシ６７ｆは、陰極側のメインブラシ６７ｂから反回転方向に（６０°−θ６）だけずれた位置に配置されている。尚、所定角度θ６は、本実施形態では、セグメント６３ａの幅の半分（この場合、ブラシ６７ａ〜６７ｆの幅）に相当する角度である。因みに、この場合、短絡したセグメント６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅は、該セグメント６３ａの幅と同じになる。
【００６０】
そのため、例えば、図７のように陽極側のメインブラシ６７ａが番号「２」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触している場合、陽極側の第１サブブラシ６７ｃは番号「２」のセグメント６３ａと短絡された番号「１０」のセグメント６３ａの回転方向の中央部に接触し、陽極側の第２サブブラシ６７ｅは番号「２」及び「１０」のセグメント６３ａと短絡された番号「１８」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６７ｂは番号「１４」のセグメント６３ａの回転方向の後端（下流側端部）側に接触し、陰極側の第１サブブラシ６７ｄは番号「１４」と短絡された番号「２２」のセグメント６３ａの回転方向の中央部に接触し、陰極側の第２サブブラシ６７ｆは番号「１４」及び「２２」と短絡された番号「６」のセグメント６３ａの回転方向の先端（上流側端部）側に接触する。
【００６１】
つまり、前記所定角度θ５及びθ６を設定したことにより、整流子５５が矢印方向に回転するようにモータを回転させる場合、各メインブラシ６７ａ，６７ｂに対して各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅く、更に各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄに対して各第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆの整流終了時間（セグメント６３ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００６２】
そのため、本実施形態においても同様に、各セグメント６３ａから離間する時の火花が高抵抗の各第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆにおいてのみ発生しようとするので、該第２サブブラシ６７ｅ，６７ｆにおいて発生する火花が低減されるとともに、各メインブラシ６７ａ，６７ｂ及び各第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄにおいては、整流終了時の火花の発生が防止される。
【００６３】
その結果、本実施形態においても、各ブラシ６７ａ〜６７ｆの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６７ａ〜６７ｆの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６７ａ〜６７ｆのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６７ａ，６７ｂを低抵抗に、第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄを中抵抗に構成することで、ブラシ６７ａ〜６７ｆ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００６４】
（第６実施形態）
以下、本発明を具体化した第６実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、前記第１及び第２実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、本実施形態では、一対のメインブラシ６８ａ，６８ｂと該メインブラシ６８ａ，６８ｂより幅広に形成される一対のサブブラシ６８ｃ，６８ｄとの２組４個の給電ブラシがそれぞれ整流子５５に摺接する。因みに、本実施形態では、メインブラシ６８ａ，６８ｂはセグメント５５ａの半分の幅で形成され、サブブラシ６８ｃ，６８ｄはセグメント５５ａの幅と略等しく形成される。尚、メインブラシ６８ａ，６８ｂは低抵抗に、サブブラシ６８ｃ，６８ｄは高抵抗にそれぞれ構成されている。
【００６６】
又、各ブラシ６８ａ〜６８ｄは、９０°間隔に配置されている。より詳しくは、陰極側のメインブラシ６８ｂは、陽極側のメインブラシ６８ａから回転方向の一方向に（図８における右方向）に９０°だけずらした位置に配置されている。陽極側のサブブラシ６８ｃは、陽極側のメインブラシ６８ａから１８０°だけずらした位置に配置されている。陰極側のサブブラシ６８ｄは、陰極側のメインブラシ６８ｂから１８０°だけずらした位置に配置されている。因みに、この場合、短絡したセグメント５５ａ同士が一致する位置に配置した場合に、サブブラシ６８ｃ，６８ｄの幅内にメインブラシ６８ａ，６８ｂが含まれ、同極の各ブラシ６８ａ〜６８ｄの電気的な合計幅は、該セグメント５５ａの幅と同じになる。
【００６７】
そのため、例えば、図８のように陽極側のメインブラシ６８ａが番号「１」のセグメント５５ａの回転方向の中央部に接触している場合、陽極側のサブブラシ６８ｃは番号「１」のセグメント５５ａと短絡された番号「９」のセグメント５５ａのみに接触する。又、この場合、陰極側のメインブラシ６８ｂは番号「５」のセグメント５５ａの回転方向の中央部に接触し、陰極側のサブブラシ６８ｄは番号「５」と短絡された番号「１３」のセグメント５５ａのみに接触する。
【００６８】
つまり、各ブラシ６８ａ〜６８ｄを上記のような幅と配置に設定することで、整流子５５をいずれの回転方向に回転させても、各メインブラシ６８ａ，６８ｂに対して各サブブラシ６８ｃ，６８ｄの整流終了時間（セグメント５５ａから離間する時間）が所定時間だけ遅くなるようになっている。
【００６９】
そのため、本実施形態では、モータ（整流子５５）の回転方向がいずれの方向であっても、各セグメント５５ａから離間する時の火花が高抵抗の各サブブラシ６８ｃ，６８ｄにおいてのみ発生しようとする。その結果、本実施形態では、モータの回転方向を特に限定することなく、各ブラシ６８ａ〜６８ｄの火花による摩耗が低減されるので、各ブラシ６８ａ〜６８ｄの長寿命化、ひいてはモータの長寿命化を図ることができる。又、各ブラシ６８ａ〜６８ｄのそれぞれを、高抵抗な部分と低抵抗な部分とを有する多層構造とする必要がなく、低コスト化を図ることができる。又、メインブラシ６８ａ，６８ｂを低抵抗に構成することで、ブラシ６８ａ〜６８ｄ全体における電気的な損失を小さく抑えることができ、モータの出力低下を極力抑えることができる。
【００７０】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態の給電ブラシの位置や数、該ブラシの構成を適宜変更してもよい。
【００７１】
例えば、上記各実施形態では、陽極及び陰極のそれぞれに２個又は３個の給電ブラシを用いたが、給電ブラシは、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数であればよい。例えば、陽極が１個で陰極が２個、又は陽極が２個で陰極が１個の合計３個の給電ブラシを用いてもよい。
【００７２】
又、上記各実施形態のサブブラシ５９ｃ，５９ｄ，６０ｃ，６０ｄ，６５ｃ，６５ｄ，６６ｃ，６６ｄ，６７ｅ，６７ｆ，６８ｃ，６８ｄは、高抵抗に構成したが、これらサブブラシを高抵抗とせず、該ブラシの長さを長くする等して体積を大きくしてもよい。つまり、サブブラシを高抵抗にしない分、火花が増加し、摩耗が増加するが、サブブラシの体積を大きくすることで寿命が短くなることを防止できる。
【００７３】
又、高抵抗に構成したサブブラシ５９ｃ，５９ｄ，６０ｃ，６０ｄ，６５ｃ，６５ｄ，６６ｃ，６６ｄ，６７ｅ，６７ｆ，６８ｃ，６８ｄを、他のブラシの長さより短くする等して体積を小さくしてもよい。つまり、高抵抗に構成したサブブラシは摩耗が小さいため、該サブブラシの体積を小さくしても寿命が短くなることを防止できる。
【００７４】
又、幅狭の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆを用いた上記第２，４，５実施形態では、短絡したセグメント５５ａ，６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅を該セグメント５５ａ，６３ａの幅と同じとした。これを、短絡したセグメント５５ａ，６３ａ同士が一致する位置に配置した場合の同極の各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆの電気的な合計幅を該セグメント５５ａ，６３ａの幅より小さくしてもよい。このようにすれば、何らかの理由（電流が小さくて小さい給電ブラシで十分であったり、整流子の直径が大きくて整流子セグメントの幅が広かったりする場合等）で幅狭の給電ブラシの使用を強いられる場合、該ブラシによる整流は難しいが、各ブラシ６０ａ〜６０ｄ，６６ａ〜６６ｄ，６７ａ〜６７ｆをそれぞれずらすようにしたことで、整流を容易に行うことができ、効果大である。
【００７５】
又、上記第５実施形態の変形例として、例えば、メインブラシ６７ａ，６７ｂと第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄとの位置を入れ替え、更にその第１サブブラシ６７ｃ，６７ｄを高抵抗、メインブラシ６７ａ，６７ｂを低抵抗としてもよい。このようにすれば、各ブラシ６７ａ〜６７ｆを高価な多層構造とする必要がなく、ブラシ６７ａ〜６７ｆ全体における電気的な損失を小さく抑えながら、回転方向がいずれの方向であっても、火花が発生するブラシを高抵抗のサブブラシ６７ｃ〜６７ｆとすることができる。つまり、この構成にすれば、モータの回転方向を特に限定する必要がなくなる。
【００７６】
○上記各実施形態のセグメントや励磁コイル、永久磁石の数を適宜変更してもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００７７】
（イ） 高抵抗に構成される前記給電ブラシは、他の給電ブラシより体積が小さく構成されている。
【００７８】
（ロ） 上記（イ）に記載のモータにおいて、
体積が小さく構成される前記給電ブラシは、長さのみが短く構成されていることを特徴とするモータ。
【００７９】
（ハ） 体積が大きく構成される前記給電ブラシは、長さのみが長く構成されている。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシを用いて構成されるモータにおいて、該モータの出力低下を極力抑えながら、低コストで給電ブラシの長寿命化を図ることができるモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、第１実施形態のモータの概略図、（ｂ）は、そのモータの整流子部分を示す拡大図。
【図２】 モータの巻線及び整流子部分の展開図。
【図３】 整流子部分の展開図。
【図４】 第２実施形態の整流子部分の展開図。
【図５】 第３実施形態の整流子部分の展開図。
【図６】 第４実施形態の整流子部分の展開図。
【図７】 第５実施形態の整流子部分の展開図。
【図８】 第６実施形態の整流子部分の展開図。
【符号の説明】
５５…整流子、５５ａ…整流子セグメント、５７…励磁コイル、５８…短絡線、５９ａ，５９ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、５９ｃ，５９ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６０ａ，６０ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６０ｃ，６０ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６１…巻線、６２…励磁コイル、６３…整流子、６３ａ…整流子セグメント、６４…短絡線、６５ａ，６５ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６５ｃ，６５ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６６ａ，６６ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６６ｃ，６６ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ、６７ａ，６７ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６７ｃ，６７ｄ…給電ブラシとしての第１サブブラシ、６７ｅ，６７ｆ…給電ブラシとしての第２サブブラシ、６８ａ，６８ｂ…給電ブラシとしてのメインブラシ、６８ｃ，６８ｄ…給電ブラシとしてのサブブラシ。
Claims (6)
- 複数の励磁コイルがそれぞれ接続される複数の整流子セグメントを有する整流子に対し、陽極及び陰極の少なくとも一方の極が複数の給電ブラシをそれぞれ摺接可能に配置し、複数の同極給電ブラシがそれぞれ接触する整流子セグメント同士を短絡線により短絡し、全ての整流子セグメントに対して前記励磁コイルを構成する巻線を接続するように構成したモータであって、
前記複数の同極給電ブラシの前記整流子セグメントから離間する時間が異なるように、各給電ブラシが配置され、
前記複数の同極給電ブラシの中で、前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシが他の給電ブラシより高抵抗に構成され、
前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じ、又はその幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシの幅より小さく構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項１に記載のモータにおいて、
前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシ及び前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるものであって、
短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅より大きくなるように、各給電ブラシが配置されていることを特徴とするモータ。 - 請求項１に記載のモータにおいて、
前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントの幅と同じとなるように構成されるとともに、前記他の給電ブラシは、その幅が前記整流子セグメントから離間する時間が遅い給電ブラシの幅より小さく構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項３に記載のモータにおいて、
短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記複数の同極給電ブラシの電気的な合計幅が該整流子セグメントの幅と同じとなるように、各給電ブラシが配置されていることを特徴とするモータ。 - 請求項４に記載のモータにおいて、
短絡した前記整流子セグメント同士が一致する位置に配置した場合に、前記遅い給電ブラシの幅内に他の給電ブラシが含まれるように、各給電ブラシが配置されていることを特徴とするモータ。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記励磁コイルを構成する巻線は、電機子コアに集中巻きにより巻回されていることを特徴とするモータ。
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