JP4166387B2 - 給電ブラシ付電動機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給電ブラシ付電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシ付き直流モータ等において、高出力化に伴い、ブラシ１本あたりの負荷電流を軽減する等の目的で多本ブラシ（例えば４ブラシ）構造を用いる場合がある。そして、この同極の２つのブラシが接触する２つのセグメントは同じタイミングで接触するのが理想とされている。
【０００３】
しかしながら、現実的に同極の２つのブラシが同時に対応するセグメントに接触することは難しい。そのため、ブラシの接触におけるタイミングのズレが生じることによって、片方の巻線に電流が流れたことで発生する電機子の励磁タイミングのバランスが崩され、結果として、モータ回転のムラ、振動及び異音等が生じる原因となる。
【０００４】
このモータ回転ムラ、振動及び二次的に発生する異音は、モータの用途例えば家電用品及び自動車部品（電動パワステモータ等）において、動作レスポンスの低下、不快感を与える等、性能及び製品上に大きな問題点となった。
【０００５】
そこで、従来では、同一相のセグメント間に短絡線にて短絡させ、いわゆる均圧結線することによってブラシ接触のバラツキに起因するモータ回転のムラ、振動及び異音等を防止することを図っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の均圧結線は、別の特殊な巻線工程が必要となるとともに、短絡線を電機子のスロットコアに巻装していたため、巻線工数が増大され、電機子つまり電動機のコストアップの要因となっていた。また、余分の短絡線を長く巻装するため、電機子に対してインダクタンス等の面で悪い影響が生じていた。
【０００７】
さらに、均圧結線を施した電機子に対しても、電機子のセグメントに当接する従来のブラシは、セグメントに接触する面の幅が小さくて、つまり、最大２セグメントを同時に跨いで当接する幅しかなかった。そのため、同極のブラシ間の位置ずれがあったとき、同極のブラシが同時に同一相のセグメントに当接することができず、接触するタイミングがずれる。つまり、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際、他方のブラシがその一方のブラシと当接する次のセグメントと同一相となるセグメントと当接しない場合が生ずる。
【０００８】
このとき、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際にそのブラシから次のセグメントに印加される電圧が吸収されず、火花やノイズが発生してしまう。これは、電動機の長寿命化及び低騒音化を図る上の問題点となった。
【０００９】
本発明の目的は、モータの回転ムラ、振動の発生を低減することができるとともに、長寿命化及び低騒音化を図ることができる給電ブラシ付電動機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、複数のセグメントがコンミテータのコンミリングに配設され、そのコンミリングに配設された複数のセグメントに対して、複数組の給電ブラシが摺接する給電ブラシ付電動機において、前記給電ブラシの数は界磁数と同数であり、前記複数のセグメントのうち互いに同一相となるセグメント同士を、短絡手段にて電気的に接続するとともに、前記複数組の各給電ブラシのセグメント接触面の幅を、少なくとも３つのセグメントを跨ぐことができる幅に形成し、同一のスロットコアに巻装される巻線層が上下２層であって、各スロットコアに巻装される下層巻線を２つのセグメントに結線するとともに、該下層巻線と同一のスロットコアに巻装される上層巻線を該下層巻線が結線された２つのセグメントそれぞれと互いに同一相となる２つのセグメントに結線し、同一のスロットコアに巻装される上層巻線の巻数と下層巻線の巻数を同じとなるようにしたことをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の給電ブラシ付電動機において、前記下層巻線をロングα巻にて、前記上層巻線をショートα巻にて、それぞれ１８０°対向する同一相のセグメントに相互にクロスして振り分けて結線したことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を連結する導電板であって、各同一相のセグメント同士を連結する導電板は、互いに短絡しないようにコンミリング内にモールドされていることをその要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を短絡接続する短絡線であって、その短絡線は、同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメントを配設したコンミテータには、軸方向に隆起するテーパ凸部が形成され、前記短絡線は、そのテーパ凸部を這うように同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。
【００１７】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、同一相のセグメント間は短絡手段にて短絡するとともに、各給電ブラシは常に最低２セグメントと接触するため、同一相のセグメント間にそれぞれ当接する複数の同極の給電ブラシのうち、１つの給電ブラシが位置ずれで又は飛び跳ねて一方のセグメントと非接触になっても他の同極の給電ブラシが他方の同一相のセグメントは確実に当接しているので、電流は短絡手段を介して前記一方の同一相のセグメントに流れる。
【００１８】
その結果、励磁バランスが崩れないことから、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、火花の発生やノイズが抑制されることから電動機の長寿命化及び低騒音化を図ることができる。
【００１９】
また、同一のスロットコアに振り分け巻装される同一相の上層巻線と下層巻線の巻数が同じであるため、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、下層巻線をロングα巻にて巻装し上層巻線をショートα巻にて巻装したため、電動機の回転軸軸線方向においける巻線の密度を密に巻くことができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、従来のように同一相のセグメント同士を結ぶための短絡線が不要となるとともにその短絡線の結線作業がなくなる。その結果、短絡線の巻装による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数を低減することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、各短絡線は、同相セグメント間を直接に短絡接続したため、従来技術のような各短絡線を各スロットコアに巻装してから同一相のセグメント間を接続するに比べて、短絡線は簡単に接続されるとともに、電圧降下や、インダクタンスの影響を小さくすることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の作用に加えて、コンミテータのテーパ凸部を形成したため、テーパ凸部を這うように配線される短絡線の配線スペースは広くなることから、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するセグメントが邪魔になることはない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の電動機としての直流モータの電機子１１は、スロットコア１２と、そのスロットコア１２を貫挿する回転軸１３と、その回転軸１３の一端に回転軸１３に対して固定されるコンミテータ１４とから構成されている。
【００２７】
前記コンミテータ１４には、複数個（例えば２２個）のセグメント１５（第１セグメントＳ１〜第２２セグメントＳ２２）が絶縁材からなるコンミリング１４ａの外周に等角度間隔に設けられている。２２個のセグメント１５は、それぞれ互いに１８０°対向するセグメント１５同士を同一相のセグメントとしている。そして、同一相となるセグメント１５同士は、コンミリング１４ａ内に埋設された短絡手段としての導電板１６にて電気的に接続されている。
【００２８】
詳述すると、図３（ａ）に示すように、回転軸１３の軸線と平行に延びた同一相となる各セグメント１５（図３（ａ）において、例えば第１セグメントＳ１と第１２セグメントＳ１２）同士は、それぞれ内側面から延出形成され回転軸１３を迂回するように半円弧状に湾曲形成された導電板１６を介して連結されている。
【００２９】
尚、各セグメント１５同士を接続する導電板１６において、その各セグメントに対する導電板１６の連結位置は、隣接する導電板１６が接触しないように各同一相のセグメント毎に偏倚させている。それぞれ偏倚した導電板１６にて連結された各同一相のセグメントは、銅板をプレス加工して成形している。それぞれ偏倚した導電板１６にて連結された各同一相のセグメントは、図３（ｂ）に示すように、導電板１６が互いに接触しないように配置される。そして、絶縁樹脂１４ｂでモールド成形することによりコンミテータ１４が形成されている。
【００３０】
前記コンミテータ１４の回りには、この直流モータの界磁数（本実施形態では４つとする）の同じ数の４つのブラシ１７ａ〜１７ｄが前記セグメント１５と接触可能に配置されている。プラス極ブラシ１７ａ，１７ｃは１８０°対向（相対向）する同相セグメント１５と接触可能に配置されている。マイナス極ブラシ１７ｂ，１７ｄは、前記プラス極ブラシ１７ａ，１７ｃに対して９０゜偏倚して、それぞれ１８０°対向（相対向）する同相セグメント１５と接触可能に配置されている。
【００３１】
各ブラシ１７ａ〜１７ｄにおいて、セグメント１５が摺動する方向のブラシ幅Ｗは、図２に示すように、最大３つのセグメント１５（第２２，第１及び第２セグメントＳ２２，Ｓ１，Ｓ２）を跨いで同時に接触できる幅に形成させている。
【００３２】
電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、図４に示すように、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ複数層（本実施形態では、上下２層）にて行われている。
【００３３】
詳述すると、図４に示すように、まず各スロットコア１２に巻線層としての下層（１層目）の下層巻線１９，２０をロングα巻にてそれぞれ所定巻数（例えば１０ターン）にて巻装する。このとき、あるセグメント１５（例えば第１セグメントＳ１）に下層巻線１９の始端を結線し、その下層巻線１９を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから該セグメント１５（第１セグメントＳ１）と１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に所定巻数（例えば１０ターン）にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線１９を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから前記セグメント１５（第１セグメントＳ１）に隣接するセグメント１５（第２セグメントＳ２）に結線する。
【００３４】
そして、電機子１１を回転させながら順次に各スロットコア１２に下層巻線を巻装（クロス巻）していく。やがて、前記セグメント１５（第１セグメントＳ１）と１８０°対向（相対向）する同一相のセグメント１５（第１２セグメントＳ１２）が巡ってくると、図４に示すように、下層巻線２０の始端をその第１２セグメントＳ１２に結線し、その下層巻線２０を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してからその第１２セグメントＳ１２と相対向するスロットコア１２（つまり第１セグメントＳ１側スロットコア）に所定巻数（例えば１０ターン）にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線２０を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから前記第１２セグメントＳ１２に隣接するセグメント１５（第１３セグメントＳ１３）に結線する。
【００３５】
上記順番で電機子１１を一周して全てのスロットコア１２に下層巻線を巻装させたら、次に、下層の巻線１９，２０を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア１２に巻線層としての上層（２層目）の上層巻線２１，２２をショートα巻にてそれぞれ前記下層巻線１９，２０と同数の巻数（例えば１０ターン）にて巻装する。
【００３６】
つまり、上層巻線２１の始端をセグメント１５（第１セグメントＳ１）に結線し、その上層巻線２１を第１セグメントＳ１に対応するスロットコア１２に巻装させてから第２セグメントＳ２に結線する。
【００３７】
そして、同様に、電機子１１を回転させながら順次に各スロットコア１２に上層巻線を巻装（重ね巻）していく。やがて、前記第１セグメントＳ１と１８０°対向（相対向）する同一相のセグメント１５（第１２セグメントＳ１２）が巡ってくると、図４に示すように、上層巻線２２の始端を第１２セグメントＳ１２に結線し、その上層巻線２２を第１２セグメントＳ１２に対応するスロットコア１２に巻装させてからセグメント１５（第１３セグメントＳ１３）に結線する。
【００３８】
上記順番で電機子１１を一周して全てのスロットコア１２に上層巻線が巻装させた時、電機子１１への巻線巻装が完了する。
本実施形態の直流モータ及びそのコンミテータ１４によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００３９】
（１）本実施形態では、同一相のセグメント１５同士を導電板１６にてに連結させるようにした。つまり、同一相のセグメント１５同士は、均圧短絡接続されている。
【００４０】
従って、図１に示すように、同一相の２つのセグメント１５にそれぞれ当接する２つのプラス極ブラシ１７ａ，１７ｃまたはマイナス極ブラシ１７ｂ，１７ｃのうち、１つのブラシ（例えばブラシ１７ａ）が位置ずれで又は飛び跳ねて第１セグメントＳ１に当接できなくても、対向する同極ブラシ１７ｃは他方の同一相のセグメント１５の第１２セグメントＳ１２に当接すれば、電流が導電板１６を介して同一相のセグメント１５の第１セグメントＳ１に流れる。
【００４１】
その結果、励磁タイミングはずれないことから、直流モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を防止することができる。
また、同一相のセグメント１５同士はコンミリング１４ａにモールドされた導電板１６にて短絡されるため、同一相のセグメント１５同士を従来のように短絡線にて連結する方法に比べ、従来の均圧結線に必要な別の巻線及びその結線作業が不要となる。その結果、短絡線による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数及び製造コストを低減することができる。
【００４２】
（２）本実施形態では、各ブラシ１７ａ〜１７ｄは、セグメント１５に接触する面の幅Ｗを、３つのセグメント１５をまたぐ幅に形成させている。つまり、直流モータの回転中におけるどんな場合においても、各ブラシ１７ａ〜１７ｄは必ず同時に最低２つのセグメントと接触する状態となっている。
【００４３】
従って、同極ブラシ同士（例えばプラス極ブラシ１７ａ，１７ｃ）間の位置ずれがあったときにおいても、図１に示すように、一方のブラシ（例えばブラシ１７ａ）が第２２セグメントＳ２２から離れて次の第１セグメントＳ１に当接する際、他方のブラシ１７ｃが該第１セグメントＳ１と同一相の第１２セグメントＳ１２と必ず当接させることができる。
【００４４】
そのため、一方のブラシ１７ａが第２２セグメントＳ２２から離れる際に生じる電位差は他方のブラシ１７ｃより吸収されるので、火花やノイズ等の発生を防止することができる。その結果、火花やノイズ等の発生によるブラシ寿命の低下及び異音の発生をなくすことができることから、直流モータの長寿命化及び低騒音化を図ることができる。
【００４５】
（３）本実施形態では、電機子１１の各スロットコア１２に対して、上下２層の巻線１９〜２２巻装させ、各下層巻線１９，２０を、巻装するスロットコア１２と１８０°対向するセグメント１５に結線するロングα巻にて巻装し、各上層巻線２１，２２を、巻装するスロットコア１２と対応するセグメント１５に結線するショートα巻にて巻装した。つまり、下層巻線１９，２０と上層巻線２１，２２とを１８０°対向する同極同相のセグメント１５に相互クロスしてそれぞれ結線した。
【００４６】
また、上下層の巻線１９〜２２の巻数を同様な巻数にて巻装させた。つまり、同極、同位相となるセグメント１５に各層の巻線１９〜２２を均等に振り分けて巻装させるようにした。
【００４７】
従って、各ブラシ１７ａ〜１７ｄがセグメント１５に接触するとき、ブラシ接触のタイミングにズレが生じた場合、例えば、同極の２つのブラシ１７ａ，１７ｃまたはブラシ１７ｂ，１７ｄのうち片方のブラシ例えばブラシ１７ａ又はブラシ１７ｂだけ先にセグメント１５に接触する際でも、１８０°対向するスロットコア１２にそれぞれ巻装された上下層の巻線１９〜２２がともに通電される。しかも、上下層の巻線１９〜２２が同じ巻数にて巻装され、つまり、均等に分散されているため、励磁の遅れがあっても上下層巻線１９〜２２に発生する誘導力がベクトル（位相）として互いに打ち消される方向に均等に分散される。
【００４８】
その結果、ブラシ１７ａ〜１７ｄのセグメント接触ズレによる励磁のアンバランスを抑え、モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
【００４９】
また、下層巻線１９，２０をロングα巻にて巻装したため、下層巻線１９，２０をスロットの内径側に寄らせ同巻線１９，２１を密に巻くことができ、電機子１１の巻線巻装における占積を向上することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。なお、第２の実施形態の電動機としての直流モータは、第１の実施形態の直流モータとは電機子１１のコンミテータ１４の構成のみ異なるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施形態の電機子１１のコンミテータ２４は、図５及び図６に示すように、樹脂等の絶縁材料からなる芯筒部２５と、該芯筒部２５の外周に固着された複数（例えば２２個）のセグメント２６とを備えている。
【００５２】
前記芯筒部２５は、大径部２５ａと、小径部２５ｂと、その大径部２５ａ及び小径部２５ｂ間のテーパ凸部２５ｃとから構成されている。また、芯筒部２５の中央には、図示しない回転軸を貫挿する貫通孔２５ｄが設けられている。
【００５３】
前記セグメント２６は、セグメント本体２６ａと、該セグメント本体２６ａの先端を折り曲げ形成したライザ２６ｂとを備え、前記大径部２５ａの表面とほぼ面一となるように大径部２５ａに固着されている。各セグメント２６のセグメント本体２６ａは、前記大径部２５ａの外周に沿って等角度間隔にて配置されている。
【００５４】
そして、図５及び図７に示すように、同一相のセグメント２６同士間（例えば図７に示す１８０°対向する同一相の第１セグメントＳ１と第１２セグメントＳ１２間）を、前記テーパ凸部２５ｃの表面を這うように配線した短絡手段としての短絡線２７にて短絡接続させている。つまり、同一相のセグメント２６同士間が短絡線２７にて均圧結線するように短絡されている。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、前記第１の実施形態における（２）（３）に記載の特徴に加えて、以下のような特徴を得ることができる。
（１）第２の実施形態では、コンミテータ２４は、同一相のセグメント２６同士が短絡線２７にて直接に均圧短絡接続されている。つまり、その短絡線２７は、スロットコア１２に巻装させずに直接に同一相のセグメント２６同士を連結している。
【００５６】
従って、短絡線を電機子のスロットコアに巻装することも考えられるが、短絡線２７の接続が容易に行われるとともに、短絡線２７を余分に長く巻装する必要がないため、電機子１１に対するインダクタンス等の面での悪い影響を低減することができる。
【００５７】
（２）第２の実施形態では、コンミテータ２４には、テーパ凸部２５ｃが形成されているため、そのテーパ凸部２５ｃにより隣接するセグメント２６のライザ２６ｂ間にスペースがより広くなったことから、図示しない隣接するライザ２６ｂ間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するライザ２６ｂは互いに邪魔にならないようにすることができる。つまり、セグメント２６のライザ２６ｂに結線した巻線（短絡線２７も含む）の切断が容易となる。
【００５８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○第１の実施形態では、１８０°対向する同相のセグメント１５同士は、導電板１６にて連結されて実施したが、導電板１６は銅板に限定されず、他の金属板例えば亜鉛板、アルミ合金板等にて実施してもよい。また、同相のセグメント１５同士と導電板１６とは同様な導電材料にて一体に成形されて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）に記載の効果に加えて、製造工数が低減され、セグメント１５同士と導電板１６との接続不良等の不都合を防止することができる。
【００５９】
○上記各実施形態では、コンミテータ１４，２４には、２２個の１５，２６が設けられて実施したが、セグメント１５，２６を２２個に限定せず、コンミテータ１４，２４には、２２個以外の複数個のセグメント１５，２６が設けられて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６０】
○上記各実施形態では、コンミテータ１４，２４の回りには、４つのブラシ１７ａ〜１７ｄが配置されて実施したが、ブラシを４つに限定せず、コンミテータ１４，２４の回りには、直流モータの界磁数と同数となる６つ以上のブラシが配置されて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
○上記各実施形態では、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ上下２層にて行われて実施したが、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ４層以上の偶数層にて行われて実施してもよい。このとき、各セグメント１５，２６へ各層の巻線を均等に振り分けて結線すれば、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６２】
○また、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、上記各実施形態の用に限定せず、他の巻線方法にて実施しても。この場合、第１実施形態の特徴（１）（２）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６３】
○第２実施形態では、コンミテータ２４に形成されたテーパ凸部２５ｃを省略して実施してもよい。この場合、第２実施形態の特徴（１）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
○上記各実施形態では、本発明を直流モータ以外の給電ブラシ付き電動機に具体化して実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、電動機の長寿命化を図ることができる。また、同一のスロットコアに振り分け巻装される同一相の上層巻線と下層巻線の巻数が同じであるため、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、電機子の巻線巻装における占積を向上することができる。
【００６６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の効果に加えて、短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数つまり製造コストを低減することができる。
【００６７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の効果に加えて、短絡線は簡単に接続されるとともに、余分の長い短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響をなくすことができる。
【００６８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、セグメントに結線した巻線の切断は容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給電ブラシ付電動機を構成する電機子とブラシの相対位置関係を示す平面図。
【図２】図１における要部拡大図。
【図３】第１実施形態のコンミテータの説明図。
【図４】第１実施形態の電機子への巻線巻装図。
【図５】第２実施形態のコンミテータの斜視図。
【図６】第２実施形態のコンミテータの縦断面図。
【図７】第２実施形態のコンミテータの平面図。
【符号の説明】
１１…電機子、１２…スロットコア、１４，２４…コンミテータ、１４ａ…コンミリング、１５，２６…セグメント、１６…短絡手段としての導電板、１７ａ〜１７ｄ…ブラシ、１９，２０…巻線層としての１層目（下層）の巻線、２１，２２…巻線層としての２層目（上層）の巻線、２５ｃ…テーパ凸部、２７…短絡手段としての短絡線、Ｗ…ブラシのセグメント接触面の幅。
【発明の属する技術分野】
本発明は、給電ブラシ付電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシ付き直流モータ等において、高出力化に伴い、ブラシ１本あたりの負荷電流を軽減する等の目的で多本ブラシ（例えば４ブラシ）構造を用いる場合がある。そして、この同極の２つのブラシが接触する２つのセグメントは同じタイミングで接触するのが理想とされている。
【０００３】
しかしながら、現実的に同極の２つのブラシが同時に対応するセグメントに接触することは難しい。そのため、ブラシの接触におけるタイミングのズレが生じることによって、片方の巻線に電流が流れたことで発生する電機子の励磁タイミングのバランスが崩され、結果として、モータ回転のムラ、振動及び異音等が生じる原因となる。
【０００４】
このモータ回転ムラ、振動及び二次的に発生する異音は、モータの用途例えば家電用品及び自動車部品（電動パワステモータ等）において、動作レスポンスの低下、不快感を与える等、性能及び製品上に大きな問題点となった。
【０００５】
そこで、従来では、同一相のセグメント間に短絡線にて短絡させ、いわゆる均圧結線することによってブラシ接触のバラツキに起因するモータ回転のムラ、振動及び異音等を防止することを図っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の均圧結線は、別の特殊な巻線工程が必要となるとともに、短絡線を電機子のスロットコアに巻装していたため、巻線工数が増大され、電機子つまり電動機のコストアップの要因となっていた。また、余分の短絡線を長く巻装するため、電機子に対してインダクタンス等の面で悪い影響が生じていた。
【０００７】
さらに、均圧結線を施した電機子に対しても、電機子のセグメントに当接する従来のブラシは、セグメントに接触する面の幅が小さくて、つまり、最大２セグメントを同時に跨いで当接する幅しかなかった。そのため、同極のブラシ間の位置ずれがあったとき、同極のブラシが同時に同一相のセグメントに当接することができず、接触するタイミングがずれる。つまり、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際、他方のブラシがその一方のブラシと当接する次のセグメントと同一相となるセグメントと当接しない場合が生ずる。
【０００８】
このとき、一方のブラシが当接していたセグメントから離れて次のセグメントに当接する際にそのブラシから次のセグメントに印加される電圧が吸収されず、火花やノイズが発生してしまう。これは、電動機の長寿命化及び低騒音化を図る上の問題点となった。
【０００９】
本発明の目的は、モータの回転ムラ、振動の発生を低減することができるとともに、長寿命化及び低騒音化を図ることができる給電ブラシ付電動機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、複数のセグメントがコンミテータのコンミリングに配設され、そのコンミリングに配設された複数のセグメントに対して、複数組の給電ブラシが摺接する給電ブラシ付電動機において、前記給電ブラシの数は界磁数と同数であり、前記複数のセグメントのうち互いに同一相となるセグメント同士を、短絡手段にて電気的に接続するとともに、前記複数組の各給電ブラシのセグメント接触面の幅を、少なくとも３つのセグメントを跨ぐことができる幅に形成し、同一のスロットコアに巻装される巻線層が上下２層であって、各スロットコアに巻装される下層巻線を２つのセグメントに結線するとともに、該下層巻線と同一のスロットコアに巻装される上層巻線を該下層巻線が結線された２つのセグメントそれぞれと互いに同一相となる２つのセグメントに結線し、同一のスロットコアに巻装される上層巻線の巻数と下層巻線の巻数を同じとなるようにしたことをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の給電ブラシ付電動機において、前記下層巻線をロングα巻にて、前記上層巻線をショートα巻にて、それぞれ１８０°対向する同一相のセグメントに相互にクロスして振り分けて結線したことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を連結する導電板であって、各同一相のセグメント同士を連結する導電板は、互いに短絡しないようにコンミリング内にモールドされていることをその要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、前記短絡手段は、同一相のセグメント同士を短絡接続する短絡線であって、その短絡線は、同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の給電ブラシ付電動機において、前記複数のセグメントを配設したコンミテータには、軸方向に隆起するテーパ凸部が形成され、前記短絡線は、そのテーパ凸部を這うように同一相のセグメント間を直接に短絡接続したことをその要旨とする。
【００１７】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、同一相のセグメント間は短絡手段にて短絡するとともに、各給電ブラシは常に最低２セグメントと接触するため、同一相のセグメント間にそれぞれ当接する複数の同極の給電ブラシのうち、１つの給電ブラシが位置ずれで又は飛び跳ねて一方のセグメントと非接触になっても他の同極の給電ブラシが他方の同一相のセグメントは確実に当接しているので、電流は短絡手段を介して前記一方の同一相のセグメントに流れる。
【００１８】
その結果、励磁バランスが崩れないことから、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、火花の発生やノイズが抑制されることから電動機の長寿命化及び低騒音化を図ることができる。
【００１９】
また、同一のスロットコアに振り分け巻装される同一相の上層巻線と下層巻線の巻数が同じであるため、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、下層巻線をロングα巻にて巻装し上層巻線をショートα巻にて巻装したため、電動機の回転軸軸線方向においける巻線の密度を密に巻くことができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、従来のように同一相のセグメント同士を結ぶための短絡線が不要となるとともにその短絡線の結線作業がなくなる。その結果、短絡線の巻装による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数を低減することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、各短絡線は、同相セグメント間を直接に短絡接続したため、従来技術のような各短絡線を各スロットコアに巻装してから同一相のセグメント間を接続するに比べて、短絡線は簡単に接続されるとともに、電圧降下や、インダクタンスの影響を小さくすることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の作用に加えて、コンミテータのテーパ凸部を形成したため、テーパ凸部を這うように配線される短絡線の配線スペースは広くなることから、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するセグメントが邪魔になることはない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の電動機としての直流モータの電機子１１は、スロットコア１２と、そのスロットコア１２を貫挿する回転軸１３と、その回転軸１３の一端に回転軸１３に対して固定されるコンミテータ１４とから構成されている。
【００２７】
前記コンミテータ１４には、複数個（例えば２２個）のセグメント１５（第１セグメントＳ１〜第２２セグメントＳ２２）が絶縁材からなるコンミリング１４ａの外周に等角度間隔に設けられている。２２個のセグメント１５は、それぞれ互いに１８０°対向するセグメント１５同士を同一相のセグメントとしている。そして、同一相となるセグメント１５同士は、コンミリング１４ａ内に埋設された短絡手段としての導電板１６にて電気的に接続されている。
【００２８】
詳述すると、図３（ａ）に示すように、回転軸１３の軸線と平行に延びた同一相となる各セグメント１５（図３（ａ）において、例えば第１セグメントＳ１と第１２セグメントＳ１２）同士は、それぞれ内側面から延出形成され回転軸１３を迂回するように半円弧状に湾曲形成された導電板１６を介して連結されている。
【００２９】
尚、各セグメント１５同士を接続する導電板１６において、その各セグメントに対する導電板１６の連結位置は、隣接する導電板１６が接触しないように各同一相のセグメント毎に偏倚させている。それぞれ偏倚した導電板１６にて連結された各同一相のセグメントは、銅板をプレス加工して成形している。それぞれ偏倚した導電板１６にて連結された各同一相のセグメントは、図３（ｂ）に示すように、導電板１６が互いに接触しないように配置される。そして、絶縁樹脂１４ｂでモールド成形することによりコンミテータ１４が形成されている。
【００３０】
前記コンミテータ１４の回りには、この直流モータの界磁数（本実施形態では４つとする）の同じ数の４つのブラシ１７ａ〜１７ｄが前記セグメント１５と接触可能に配置されている。プラス極ブラシ１７ａ，１７ｃは１８０°対向（相対向）する同相セグメント１５と接触可能に配置されている。マイナス極ブラシ１７ｂ，１７ｄは、前記プラス極ブラシ１７ａ，１７ｃに対して９０゜偏倚して、それぞれ１８０°対向（相対向）する同相セグメント１５と接触可能に配置されている。
【００３１】
各ブラシ１７ａ〜１７ｄにおいて、セグメント１５が摺動する方向のブラシ幅Ｗは、図２に示すように、最大３つのセグメント１５（第２２，第１及び第２セグメントＳ２２，Ｓ１，Ｓ２）を跨いで同時に接触できる幅に形成させている。
【００３２】
電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、図４に示すように、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ複数層（本実施形態では、上下２層）にて行われている。
【００３３】
詳述すると、図４に示すように、まず各スロットコア１２に巻線層としての下層（１層目）の下層巻線１９，２０をロングα巻にてそれぞれ所定巻数（例えば１０ターン）にて巻装する。このとき、あるセグメント１５（例えば第１セグメントＳ１）に下層巻線１９の始端を結線し、その下層巻線１９を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから該セグメント１５（第１セグメントＳ１）と１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に所定巻数（例えば１０ターン）にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線１９を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから前記セグメント１５（第１セグメントＳ１）に隣接するセグメント１５（第２セグメントＳ２）に結線する。
【００３４】
そして、電機子１１を回転させながら順次に各スロットコア１２に下層巻線を巻装（クロス巻）していく。やがて、前記セグメント１５（第１セグメントＳ１）と１８０°対向（相対向）する同一相のセグメント１５（第１２セグメントＳ１２）が巡ってくると、図４に示すように、下層巻線２０の始端をその第１２セグメントＳ１２に結線し、その下層巻線２０を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してからその第１２セグメントＳ１２と相対向するスロットコア１２（つまり第１セグメントＳ１側スロットコア）に所定巻数（例えば１０ターン）にて巻き付け、次に、再び巻装した下層巻線２０を回転軸１３付近を絡み付けながら経由してから前記第１２セグメントＳ１２に隣接するセグメント１５（第１３セグメントＳ１３）に結線する。
【００３５】
上記順番で電機子１１を一周して全てのスロットコア１２に下層巻線を巻装させたら、次に、下層の巻線１９，２０を巻装する順番と同様の順番で各スロットコア１２に巻線層としての上層（２層目）の上層巻線２１，２２をショートα巻にてそれぞれ前記下層巻線１９，２０と同数の巻数（例えば１０ターン）にて巻装する。
【００３６】
つまり、上層巻線２１の始端をセグメント１５（第１セグメントＳ１）に結線し、その上層巻線２１を第１セグメントＳ１に対応するスロットコア１２に巻装させてから第２セグメントＳ２に結線する。
【００３７】
そして、同様に、電機子１１を回転させながら順次に各スロットコア１２に上層巻線を巻装（重ね巻）していく。やがて、前記第１セグメントＳ１と１８０°対向（相対向）する同一相のセグメント１５（第１２セグメントＳ１２）が巡ってくると、図４に示すように、上層巻線２２の始端を第１２セグメントＳ１２に結線し、その上層巻線２２を第１２セグメントＳ１２に対応するスロットコア１２に巻装させてからセグメント１５（第１３セグメントＳ１３）に結線する。
【００３８】
上記順番で電機子１１を一周して全てのスロットコア１２に上層巻線が巻装させた時、電機子１１への巻線巻装が完了する。
本実施形態の直流モータ及びそのコンミテータ１４によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００３９】
（１）本実施形態では、同一相のセグメント１５同士を導電板１６にてに連結させるようにした。つまり、同一相のセグメント１５同士は、均圧短絡接続されている。
【００４０】
従って、図１に示すように、同一相の２つのセグメント１５にそれぞれ当接する２つのプラス極ブラシ１７ａ，１７ｃまたはマイナス極ブラシ１７ｂ，１７ｃのうち、１つのブラシ（例えばブラシ１７ａ）が位置ずれで又は飛び跳ねて第１セグメントＳ１に当接できなくても、対向する同極ブラシ１７ｃは他方の同一相のセグメント１５の第１２セグメントＳ１２に当接すれば、電流が導電板１６を介して同一相のセグメント１５の第１セグメントＳ１に流れる。
【００４１】
その結果、励磁タイミングはずれないことから、直流モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を防止することができる。
また、同一相のセグメント１５同士はコンミリング１４ａにモールドされた導電板１６にて短絡されるため、同一相のセグメント１５同士を従来のように短絡線にて連結する方法に比べ、従来の均圧結線に必要な別の巻線及びその結線作業が不要となる。その結果、短絡線による電圧降下や、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数及び製造コストを低減することができる。
【００４２】
（２）本実施形態では、各ブラシ１７ａ〜１７ｄは、セグメント１５に接触する面の幅Ｗを、３つのセグメント１５をまたぐ幅に形成させている。つまり、直流モータの回転中におけるどんな場合においても、各ブラシ１７ａ〜１７ｄは必ず同時に最低２つのセグメントと接触する状態となっている。
【００４３】
従って、同極ブラシ同士（例えばプラス極ブラシ１７ａ，１７ｃ）間の位置ずれがあったときにおいても、図１に示すように、一方のブラシ（例えばブラシ１７ａ）が第２２セグメントＳ２２から離れて次の第１セグメントＳ１に当接する際、他方のブラシ１７ｃが該第１セグメントＳ１と同一相の第１２セグメントＳ１２と必ず当接させることができる。
【００４４】
そのため、一方のブラシ１７ａが第２２セグメントＳ２２から離れる際に生じる電位差は他方のブラシ１７ｃより吸収されるので、火花やノイズ等の発生を防止することができる。その結果、火花やノイズ等の発生によるブラシ寿命の低下及び異音の発生をなくすことができることから、直流モータの長寿命化及び低騒音化を図ることができる。
【００４５】
（３）本実施形態では、電機子１１の各スロットコア１２に対して、上下２層の巻線１９〜２２巻装させ、各下層巻線１９，２０を、巻装するスロットコア１２と１８０°対向するセグメント１５に結線するロングα巻にて巻装し、各上層巻線２１，２２を、巻装するスロットコア１２と対応するセグメント１５に結線するショートα巻にて巻装した。つまり、下層巻線１９，２０と上層巻線２１，２２とを１８０°対向する同極同相のセグメント１５に相互クロスしてそれぞれ結線した。
【００４６】
また、上下層の巻線１９〜２２の巻数を同様な巻数にて巻装させた。つまり、同極、同位相となるセグメント１５に各層の巻線１９〜２２を均等に振り分けて巻装させるようにした。
【００４７】
従って、各ブラシ１７ａ〜１７ｄがセグメント１５に接触するとき、ブラシ接触のタイミングにズレが生じた場合、例えば、同極の２つのブラシ１７ａ，１７ｃまたはブラシ１７ｂ，１７ｄのうち片方のブラシ例えばブラシ１７ａ又はブラシ１７ｂだけ先にセグメント１５に接触する際でも、１８０°対向するスロットコア１２にそれぞれ巻装された上下層の巻線１９〜２２がともに通電される。しかも、上下層の巻線１９〜２２が同じ巻数にて巻装され、つまり、均等に分散されているため、励磁の遅れがあっても上下層巻線１９〜２２に発生する誘導力がベクトル（位相）として互いに打ち消される方向に均等に分散される。
【００４８】
その結果、ブラシ１７ａ〜１７ｄのセグメント接触ズレによる励磁のアンバランスを抑え、モータの回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
【００４９】
また、下層巻線１９，２０をロングα巻にて巻装したため、下層巻線１９，２０をスロットの内径側に寄らせ同巻線１９，２１を密に巻くことができ、電機子１１の巻線巻装における占積を向上することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下、本発明を給電ブラシ付き電動機に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。なお、第２の実施形態の電動機としての直流モータは、第１の実施形態の直流モータとは電機子１１のコンミテータ１４の構成のみ異なるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施形態の電機子１１のコンミテータ２４は、図５及び図６に示すように、樹脂等の絶縁材料からなる芯筒部２５と、該芯筒部２５の外周に固着された複数（例えば２２個）のセグメント２６とを備えている。
【００５２】
前記芯筒部２５は、大径部２５ａと、小径部２５ｂと、その大径部２５ａ及び小径部２５ｂ間のテーパ凸部２５ｃとから構成されている。また、芯筒部２５の中央には、図示しない回転軸を貫挿する貫通孔２５ｄが設けられている。
【００５３】
前記セグメント２６は、セグメント本体２６ａと、該セグメント本体２６ａの先端を折り曲げ形成したライザ２６ｂとを備え、前記大径部２５ａの表面とほぼ面一となるように大径部２５ａに固着されている。各セグメント２６のセグメント本体２６ａは、前記大径部２５ａの外周に沿って等角度間隔にて配置されている。
【００５４】
そして、図５及び図７に示すように、同一相のセグメント２６同士間（例えば図７に示す１８０°対向する同一相の第１セグメントＳ１と第１２セグメントＳ１２間）を、前記テーパ凸部２５ｃの表面を這うように配線した短絡手段としての短絡線２７にて短絡接続させている。つまり、同一相のセグメント２６同士間が短絡線２７にて均圧結線するように短絡されている。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、前記第１の実施形態における（２）（３）に記載の特徴に加えて、以下のような特徴を得ることができる。
（１）第２の実施形態では、コンミテータ２４は、同一相のセグメント２６同士が短絡線２７にて直接に均圧短絡接続されている。つまり、その短絡線２７は、スロットコア１２に巻装させずに直接に同一相のセグメント２６同士を連結している。
【００５６】
従って、短絡線を電機子のスロットコアに巻装することも考えられるが、短絡線２７の接続が容易に行われるとともに、短絡線２７を余分に長く巻装する必要がないため、電機子１１に対するインダクタンス等の面での悪い影響を低減することができる。
【００５７】
（２）第２の実施形態では、コンミテータ２４には、テーパ凸部２５ｃが形成されているため、そのテーパ凸部２５ｃにより隣接するセグメント２６のライザ２６ｂ間にスペースがより広くなったことから、図示しない隣接するライザ２６ｂ間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、結線した巻線を切断するときに隣接するライザ２６ｂは互いに邪魔にならないようにすることができる。つまり、セグメント２６のライザ２６ｂに結線した巻線（短絡線２７も含む）の切断が容易となる。
【００５８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○第１の実施形態では、１８０°対向する同相のセグメント１５同士は、導電板１６にて連結されて実施したが、導電板１６は銅板に限定されず、他の金属板例えば亜鉛板、アルミ合金板等にて実施してもよい。また、同相のセグメント１５同士と導電板１６とは同様な導電材料にて一体に成形されて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）に記載の効果に加えて、製造工数が低減され、セグメント１５同士と導電板１６との接続不良等の不都合を防止することができる。
【００５９】
○上記各実施形態では、コンミテータ１４，２４には、２２個の１５，２６が設けられて実施したが、セグメント１５，２６を２２個に限定せず、コンミテータ１４，２４には、２２個以外の複数個のセグメント１５，２６が設けられて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６０】
○上記各実施形態では、コンミテータ１４，２４の回りには、４つのブラシ１７ａ〜１７ｄが配置されて実施したが、ブラシを４つに限定せず、コンミテータ１４，２４の回りには、直流モータの界磁数と同数となる６つ以上のブラシが配置されて実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
○上記各実施形態では、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ上下２層にて行われて実施したが、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、１８０°対向（相対向）するスロットコア１２に対してそれぞれ４層以上の偶数層にて行われて実施してもよい。このとき、各セグメント１５，２６へ各層の巻線を均等に振り分けて結線すれば、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６２】
○また、電機子１１のスロットコア１２への巻線巻装は、上記各実施形態の用に限定せず、他の巻線方法にて実施しても。この場合、第１実施形態の特徴（１）（２）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６３】
○第２実施形態では、コンミテータ２４に形成されたテーパ凸部２５ｃを省略して実施してもよい。この場合、第２実施形態の特徴（１）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
○上記各実施形態では、本発明を直流モータ以外の給電ブラシ付き電動機に具体化して実施してもよい。この場合、第１実施形態の特徴（１）〜（３）及び第２実施形態の特徴（１）（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、電動機の回転ムラ、振動及び騒音となる騒音となる異音の発生を防止することができるとともに、電動機の長寿命化を図ることができる。また、同一のスロットコアに振り分け巻装される同一相の上層巻線と下層巻線の巻数が同じであるため、電動機の回転ムラ、振動及び異音の発生を更に低減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、電機子の巻線巻装における占積を向上することができる。
【００６６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の効果に加えて、短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響がなくなるとともに、巻線工数つまり製造コストを低減することができる。
【００６７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の効果に加えて、短絡線は簡単に接続されるとともに、余分の長い短絡線の巻装による電位差、インダクタンスの影響をなくすことができる。
【００６８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、隣接するセグメント間に結線する巻線間のショートを防止することができるとともに、セグメントに結線した巻線の切断は容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給電ブラシ付電動機を構成する電機子とブラシの相対位置関係を示す平面図。
【図２】図１における要部拡大図。
【図３】第１実施形態のコンミテータの説明図。
【図４】第１実施形態の電機子への巻線巻装図。
【図５】第２実施形態のコンミテータの斜視図。
【図６】第２実施形態のコンミテータの縦断面図。
【図７】第２実施形態のコンミテータの平面図。
【符号の説明】
１１…電機子、１２…スロットコア、１４，２４…コンミテータ、１４ａ…コンミリング、１５，２６…セグメント、１６…短絡手段としての導電板、１７ａ〜１７ｄ…ブラシ、１９，２０…巻線層としての１層目（下層）の巻線、２１，２２…巻線層としての２層目（上層）の巻線、２５ｃ…テーパ凸部、２７…短絡手段としての短絡線、Ｗ…ブラシのセグメント接触面の幅。
Claims (5)
- 複数のセグメント（１５，２６）がコンミテータ（１４，２４）のコンミリング（１４ａ）に配設され、そのコンミリング（１４ａ）に配設された複数のセグメント（１５，２６）に対して、複数組の給電ブラシ（１７ａ〜１７ｄ）が摺接する給電ブラシ付電動機において、
前記給電ブラシ（１７ａ〜１７ｄ）の数は界磁数と同数であり、
前記複数のセグメント（１５，２６）のうち互いに同一相となるセグメント（１５，２６）同士を、短絡手段（１６，２７）にて電気的に接続するとともに、前記複数組の各給電ブラシ（１７ａ〜１７ｄ）のセグメント接触面の幅（Ｗ）を、少なくとも３つのセグメント（１５，２６）を跨ぐことができる幅に形成し、
同一のスロットコア（１２）に巻装される巻線層が上下２層であって、各スロットコア（１２）に巻装される下層巻線（１９，２０）を２つのセグメント（１５，２６）に結線するとともに、該下層巻線（１９，２０）と同一のスロットコア（１２）に巻装される上層巻線（２１，２２）を該下層巻線（１９，２０）が結線された２つのセグメント（１５，２６）それぞれと互いに同一相となる２つのセグメント（１５，２６）に結線し、
同一のスロットコア（１２）に巻装される上層巻線（２１，２２）の巻数と下層巻線（１９，２０）の巻数を同じとなるようにしたことを特徴とする給電ブラシ付電動機。 - 請求項１に記載の給電ブラシ付電動機において、
前記下層巻線（１９，２０）をロングα巻にて、前記上層巻線（２１，２２）をショートα巻にて、それぞれ１８０°対向する同一相のセグメント（１５，２６）に相互にクロスして振り分けて結線したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。 - 請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、
前記短絡手段は、同一相のセグメント（１５）同士を連結する導電板（１６）であって、各同一相のセグメント（１５）同士を連結する導電板（１６）は、互いに短絡しないようにコンミリング（１４ａ）内にモールドされていることを特徴とする給電ブラシ付電動機。 - 請求項１又は２に記載の給電ブラシ付電動機において、
前記短絡手段は、同一相のセグメント（２６）同士を短絡接続する短絡線（２７）であって、その短絡線（２７）は、同一相のセグメント（２６）間を直接に短絡接続したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。 - 請求項４に記載の給電ブラシ付電動機において、
前記複数のセグメント（２６）を配設したコンミテータ（２４）には、軸方向に隆起するテーパ凸部（２５ｃ）が形成され、前記短絡線（２７）は、そのテーパ凸部（２５ｃ）を這うように同一相のセグメント（２６）間を直接に短絡接続したことを特徴とする給電ブラシ付電動機。
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