JP5113442B2 - 電動モータ、および電動モータのコイル巻装方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両等に搭載される電動モータ、および電動モータのコイル巻装方法に関するものである。

一般に、自動車等の車両に搭載される電動モータとしては、ブラシ付きのものが多く使用されている。この種のブラシ付きの電動モータは、円筒状のヨークの内周面に永久磁石が２極、又は４極配置され、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が回転自在に配置された構成となっている。永久磁石としては、瓦状に形成された焼結フェライト磁石を用いる場合が多い。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。

このスロットには所定間隔をあけて巻線が重巻き方式にて巻装され、複数のコイルが形成されている。各コイルは、回転軸に取り付けられた各々セグメントに導通している。各セグメントは一対のブラシと摺接可能になっており、ブラシを介してコイルに給電することによりこのコイルに磁界が形成される。そして、ヨークに固定されている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駆動する。

ところで、近年、自動車の高性能化に伴い、さらなる電動モータの小型化、高出力化が要望されている。そこで、永久磁石として中空円筒状に形成された極異方性希土類ボンド磁石を採用し、この極異方性希土類ボンド磁石を少なくとも４極に着磁させた電動モータが提案されている。このように構成することで、電動モータの小型化、高出力化を図ろうとしている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３４８０７３３号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、永久磁石の磁極を４極とするとセグメントに摺接する一対のブラシを９０°間隔で配置する必要がある。このように、ブラシを９０°間隔で配置すると、電動モータの径方向の幅が大きくなってしまう。このため、電動モータの小型化を図るには効果的な解決手段とはなり難いという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、効果的に小型化を図ることができる電動モータ、および電動モータのコイル巻装方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、６極の磁極を有するヨークと、前記ヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線が巻装される９つのティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ１８枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、同電位となるセグメント同士を短絡する接続線と、前記セグメントに摺接可能に設けられ前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための一対のブラシとを備え、前記一対のブラシは、互いに異極となる磁極の配置位置に対応して配設されている電動モータであって、各ティースは、互いに隣接するセグメント間に電気的に接続され順方向に前記巻線が巻装された第一コイルと、互いに隣接する他のセグメント間に電気的に接続され逆方向に前記巻線が巻装された第二コイルとを備え、これら第一コイル、第二コイル、および前記接続線を、１つの前記巻線で一連に形成し、前記第一コイルが接続されているセグメントと前記第二コイルが接続されているセグメントは、前記一対のブラシがそれぞれ摺接するセグメントに対応していることを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、同じ相に相当するティース同士に前記巻線を連続して直列巻にて巻装してもよい。

このように電動モータの構成を６極９スロットとして巻線を各ティースに集中巻き方式にて巻装しているので、重巻き方式と比較して巻太りを低減させることができる。また、同電位となるセグメント同士を短絡部材によって短絡させているため、対で構成されるブラシを複数対設ける必要がなく、ブラシを一対設けるだけでよい。
さらに、セグメントの枚数が１８枚であるのに対し、スロットの個数が９つで構成されている。すなわち、セグメント数をスロット数の２倍にしている。これに加え、各ティースに巻装されるコイルを順方向に巻装された第一コイルと、逆方向に巻装された第二コイルとで構成している。このため、ブラシ幅を最大でほぼセグメント２枚分の幅とすることができる。

請求項３に記載した発明は、前記第一コイルの巻き始め端、および巻き終わり端と、前記第二コイルの巻き始め端、および巻き終わり端は、それぞれ接続されるセグメントのうち、巻き始めのティースと巻き終わりのティースの近傍に位置するセグメントを避けて接続されていることを特徴とする。
このように構成することで、コンミテータとアーマチュアコアとの間の巻線を回転軸を中心にして周方向に捻るようにして配索することができる。

請求項４に記載した発明は、６極の磁極を有するヨークと、前記ヨークに軸支される回転軸と、前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線が巻装される９つのティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ１８枚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可能に設けられ前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための一対のブラシとを備え、前記一対のブラシは、互いに異極となる磁極の配置位置に対応して配設されている電動モータのコイル巻装方法であって、同電位となるセグメント同士をそれぞれ接続線で接続し、同じ相に相当する複数のティースに、互いに隣接するセグメント間に電気的に接続される第一コイルを順方向に連続して巻装すると共に、互いに隣接する他のセグメント間に電気的に接続される第二コイルを逆方向に連続して巻装し、且つ、前記第一コイル、前記第二コイル、および前記接続線を、１つの前記巻線で一連に形成し、前記第一コイルが接続されているセグメントと前記第二コイルが接続されているセグメントは、前記一対のブラシがそれぞれ摺接するセグメントに対応し、前記接続線、前記第一コイル、および前記第二コイルを一連で巻装することを特徴とする電動モータのコイル巻装方法とした。

請求項１、および請求項２に記載した発明によれば、電動モータの構成を６極９スロットとして巻線を各ティースに集中巻き方式にて巻装しているので、重巻き方式と比較して巻太りを低減させることができる。また、同電位となるセグメント同士を短絡部材によって短絡させているため、対で構成されるブラシを複数対設ける必要がなく、ブラシを一対設ければよい。このため、電動モータを効果的に小型化することが可能になる。

さらに、セグメント数をスロット数の２倍とし、且つ各ティースに巻装されるコイルを順方向に巻装された第一コイルと、逆方向に巻装された第二コイルとで構成している。このため、ブラシ幅を最大でほぼセグメント２枚分の幅とすることができる。
ここで、セグメントの設置枚数をスロット数と同じ９枚とすると、ブラシ幅はセグメントの幅よりも小さく設定する必要がある。より詳しく図１２、図１３に基づいて説明する。図１２は、永久磁石８４が６極、ティース８２の個数が９つ、セグメント８５の枚数が９枚の６極９スロット９セグメントの電動モータ８０におけるアーマチュア８１の展開図であり、隣接するティース８２間の空隙がスロット８３に相当している。

なお、同電位同士のセグメント８５、つまり、２つ置きのセグメント８５（例えば、１番セグメント８５ａと４番セグメント８５ｂと７番セグメント８５ｃ）は、接続線８８によって短絡されている。また、一対のブラシ８６，８６は、回転軸（不図示）を中心に対向配置されている。そして、同相同士のティース８２には、それぞれ巻線８７が直列巻にて巻装され、各巻線８７の巻き始め端８７ａ、および巻き終わり端８７ｂがそれぞれ所定のセグメント８５に接続されている。

このように構成された電動モータ８０にあっては、各ブラシ８６の幅をセグメント８５の幅と略一致させると図１３に示すように、各ブラシ８６がそれぞれ同電位同士のセグメント８５に摺接し、互いに短絡してしまう場合がある。したがって、６極９スロット９セグメントの場合、各ブラシ８６の幅をＴｎ、セグメント８５の幅をＴｓ、セグメント８５間のスリット幅をＴｓｒとしたとき、Ｔｎは、Ｔｎ＜Ｔｓ／２＋Ｔｓｒを満たすように設定する必要がある。

これに対し、本発明によれば、セグメントの枚数が１８枚であるのに対し、スロットの個数が９つで構成されている。すなわち、セグメント数をスロット数の２倍にしているので、ブラシ幅を最大でほぼセグメント２枚分の幅、つまり、６極９スロット９セグメントのブラシ８６の幅Ｔｎのほぼ２倍とすることが可能になる。したがって、ブラシ幅を大きくすることによってブラシの耐久性を向上させることができる。

また、通常、セグメント数をスロット数の２倍に設定する場合、各ティースに巻装された巻線への整流は進角と遅角が混在した状態となり、整流が悪化するおそれがあるが、本発明によれば、各ティースに巻装されるコイルを順方向に巻装された第一コイルと、逆方向に巻装された第二コイルとで構成しているので、セグメント間のスリットを整流の中心とすることができる。すなわち、セグメント数がスロット数の２倍であっても磁極の中心、およびブラシの中心と、整流の中心を合致させることができ、整流を改善させることができる。このため、高寿命化を図りつつ、モータ性能を向上させることが可能になる。

請求項３に記載した発明によれば、コンミテータとアーマチュアコアとの間の巻線を回転軸を中心にして周方向に捻るようにして配索することができる。このため、コンミテータの首下の巻太りを低減させることができ、さらに電動モータの小型化を図ることができる。

請求項４に記載した発明によれば、接続線の結線作業、および第一コイルと第二コイルの巻装作業を一連の動作で行い、且つ一筆書きのように連続で巻装作業を行うことができる。このため、コイル形成毎に巻線を切断する等の作業が必要なくなり、作業工数を削減することができる。よって、製造コストを低減することが可能になる。

次に、この発明の第一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動モータ２が適用された車両のパワーウインドウ装置１の構成を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、パワーウインドウ装置１は、電動モータ２と電動モータ２の回転軸３に連結されたウォームギヤ減速機４とを備えたものであって、車両のドア（不図示）に内装されている。

電動モータ２は、有底円筒形状のヨーク本体５ａを有するヨーク５内にアーマチュア６を回転自在に配置している。ヨーク本体５ａの内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石７が６つ等間隔に固定され、磁極が順番になるように配設されている。アーマチュア６は、回転軸３に固定されたアーマチュアコア８と、アーマチュアコア８に巻装されたアーマチュアコイル９と、アーマチュアコア８の一端側に配置されたコンミテータ１０とから構成されている。アーマチュアコア８は、リング状の金属板１１を軸方向に複数枚積層したものである。

金属板１１の外周部にはＴ字型のティース１２（図２参照）が周方向に沿って等間隔に９つ放射状に形成されている。複数枚の金属板１１を回転軸３に外嵌固定することにより、アーマチュアコア８の外周には隣接するティース１２間に蟻溝状のスロット１３が形成されている。スロット１３は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に９つ形成されている。
このスロット１３間にはエナメル被覆の巻線１４が巻装され、これによりアーマチュアコア８の外周に複数のアーマチュアコイル９が形成される。

コンミテータ１０は回転軸３の一端側に外嵌固定されている。コンミテータ１０の外周面には、導電材で形成されたセグメント１５が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。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が一体形成されている。ライザ１６には、アーマチュアコイル９の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１４が掛け回わされ、巻線１４はヒュージングによりライザ１６に固定されている。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とが電気的に接続される。

図１、図３に示すように、回転軸３の他端側は、ヨーク本体５ａに突出形成されたボス１９に内装された軸受け１８によって回転自在に支持されている。ヨーク本体５ａの開口端にはブラシ収納部５ｂが設けられ、ヨーク本体５ａと一体形成されている。ブラシ収納部５ｂは、筒状で断面略長円形に形成されたものであって、その周壁５１は、平坦壁５１ａと円弧壁５１ｂとで構成されている。

ブラシ収納部５ｂの内側には、一対のブラシ２１，２１が板バネ６０を介してそれぞれ平坦壁５１ａと円弧壁５１ｂとが交わる部分の近傍に位置するように、互いに回転軸３を中心にして対向配置されている。すなわち、各ブラシ２１，２１は、それぞれ６つの永久磁石７のうちの異極同士の永久磁石７に対応するように配置されている。これらブラシ２１の先端部は、板バネ６０によって付勢され、コンミテータ１０に摺接した状態になっている。

ブラシ収納部５ｂの開口端には、フランジ５２が設けられている。このフランジ５２には、電動モータ２をウォームギヤ減速機４のギヤハウジング２３に締結固定するためのボルト孔２４が形成され、このボルト孔２４にボルト２４ａが螺入されている。
ギヤハウジング２３は、電動モータ２の回転軸３の一端に連結されたウォーム２５を収納するウォーム収納部２７と、ウォーム２５に噛合されているウォームホイール２６を収納するウォームホイール収納部２８とで構成されている。

ウォーム２５の両端側は、ウォーム収納部２７に設けられた軸受け４０，４１によって回転自在に支持されている。ウォーム２５と電動モータ２の回転軸３とは互いに軸方向に移動自在、且つ相対回転不能に連結されている。
ウォームホイール２６には、ウォームホイール２６と共に回転可能に駆動連結された出力軸（不図示）が電動モータ２の回転軸３の直交方向に沿うように設けられている。なお、この不図示の出力軸が回転することによって車両のウインドウガラスが開閉するようになっている。

また、ギヤハウジング２３には、コネクタ２９が回転軸３の直交方向に沿うように外方（図１における上側）に向かって設けられている。このコネクタ２９は、外部からの電源を電動モータ２に供給するためのものである。コネクタ２９のコネクタハウジング３０は、ギヤハウジング２３と一体成形されている。コネクタ２９の接続端子３１は、電動モータ２のブラシ２１とリード線３４を介して（図３参照）電気的に接続されている。これによって、外部からの電源がブラシ２１を介してコンミテータ１０に供給される。この他にギヤハウジング２３の外周部には、パワーウインドウ装置１を固定するときに使用されるボルト孔３３が３箇所設けられている。

次に、図４に基づいて、永久磁石７が６極、ティース１２の個数が９つ、セグメント１５の枚数が１８枚の６極９スロット１８セグメントに構成された電動モータ２のアーマチュア６におけるアーマチュアコイル９の巻装方法について説明する。
図４はアーマチュア６の展開図であり、隣接するティース１２間の空隙がスロット１３に相当している。なお、以下の図面においては、各セグメント１５、各ティース１２および巻装された巻線１４にそれぞれ符号を附して説明する。

同図に示すように、同電位となるセグメント１５同士は、接続線３２によって短絡されている。つまり、５つ置き（例えば１と７）のセグメント１５同士が接続線３２によってそれぞれ短絡されている。この接続線３２は、コンミテータ１０とアーマチュアコア８との間に配索されている。また、各ティース１２は、それぞれＵ，Ｖ，Ｗ相がこの順で割り当てられている。ここでは１番、４番、および７番ティース１２がＵ相、２番、５番、および８番ティース１２がＶ相、３番、６番、９番ティース１２がＷ相とする。

巻線１４は、例えば、その巻き始め端１４ａが１番セグメント１５ａより巻き始められた場合、まず、１番セグメント１５ａのライザ１６に掛け回された後、巻線１４を１番セグメント１５ａの近傍に存在する１−９番ティース１２の間のスロット１３ａに引き込む。そして、１番ティース１２にｎ／２回順方向に巻装して順巻きコイル９１ａを形成する。続いて、１−２番ティース１２の間のスロット１３ｂから巻線１４を引き出し、３−４番ティース１２の間のスロット１３ｃに引き込む。そして、４番ティース１２にｎ／２回順方向に巻装して順巻きコイル９１ｂを形成する。

さらに、４−５番ティース１２の間のスロット１３ｄから巻線１４を引き出し、６−７番ティース１２の間のスロット１３ｅに引き込む。そして、７番ティース１２にｎ／２回順方向に巻装して順巻きコイル９１ｃを形成する。なお、これら１番ティース１２、４番ティース１２および７番ティース１２は、互いに周回り方向に１２０°の間隔を開けて存在している。

巻線１４は、順巻きコイル９１ｃを形成した後、７−８番ティース１２の間のスロット１３ｆから引き出し、７番ティース１２の近傍に存在する１４番セグメント１５ｂのライザ１６に掛け回される。そして、１４番セグメント１５ｂに巻線１４の巻き終わり端１４ｂが接続される。これにより、１，１４番セグメント１５ａ，１５ｂ間には１番ティース１２、４番ティース１２および７番ティース１２に順方向にｎ／２回ずつ巻装され、且つ直列接続（直列巻）された順巻きコイル９１ａ，９１ｂ，９１ｃを備える第一コイル９１（Ｕ相）が形成される。なお、同電位となるセグメント１５同士は、接続線３２によって短絡されているため、巻き終わり端１４ｂが接続されている１４番セグメント１５ｂと、巻き始め端１４ａが接続されている１番セグメント１５ａに隣接する２番セグメント１５ｃとは、短絡された状態になっている。

一方、４番セグメント１５ｄのライザ１６に掛け回された巻線１４を１−２番ティース１２の間のスロット１３ｂに引き込む。そして、１番ティース１２にｎ／２回逆方向に巻装して逆巻きコイル９２ａを形成する。
続いて、１−９番ティース１２の間のスロット１３ａから巻線１４を引き出し、４−５番ティース１２の間のスロット１３ｄに引き込む。そして、４番ティース１２にｎ／２回逆方向に巻装して逆巻きコイル９２ｂを形成する。
さらに、３−４番ティース１２の間のスロット１３ｃから巻線１４を引き出し、７−８番ティース１２の間のスロット１３ｆに引き込む。そして、７番ティース１２にｎ／２回逆方向に巻装して逆巻きコイル９２ｃを形成する。

巻線１４は、逆巻きコイル９２ｃを形成した後、６−７番ティース１２の間のスロット１３ｅから引き出し、１１番セグメント１５ｅのライザ１６に掛け回される。そして、１１番セグメント１５ｅに巻線１４の巻き終わり端１４ｂが接続される。これにより、４，１１番セグメント１５ｄ，１４ｅ間には１番ティース１２、４番ティース１２および７番ティース１２に逆方向にｎ／２回ずつ巻装され、且つ直列接続された逆巻きコイル９１ａ，９１ｂ，９１ｃを備える第二コイル９２（−Ｕ相）が形成される。なお、巻き終わり端１４ｂが接続されている１１番セグメント１５ｅと、巻き始め端１４ａが接続されている４番セグメント１５ｄに隣接する５番セグメント１５ｆとは、短絡された状態になっている。

ここで、Ｕ相の第一コイル９１が電気的に接続されている１−２番セグメント１５ａ，１５ｃ間に一対のブラシ２１，２１のうちの一方のブラシ２１が摺接しているとき、−Ｕ相の第二コイル９２が電気的に接続されている４−５番セグメント１５ｄ，１５ｆ間と同電位の１０−１１番セグメント１５ｋ，１５ｅ間に他方のブラシ２１が摺接している。すなわち、第一コイル９１が接続されているセグメント１５と第二コイル９２が接続されているセグメント１５は、一対のブラシ２１，２１がそれぞれ摺接するセグメント１５に対応している。

このように、Ｕ相に相当する１番ティース１２、４番ティース１２および７番ティース１２には、巻線１４が順方向に巻装された第一コイル９１と巻線１４が逆方向に巻装された第二コイル９２とを備えた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３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）巻き構造のアーマチュアコイル９が形成される。

図５は、ブラシ２１とコンミテータ１０に配設されているセグメント１５との接触状況を示す説明図である。
同図に示すように、ブラシ２１の幅Ｔはセグメント１５の２枚分の幅よりもやや小さい程度であるが、各ブラシ２１がそれぞれ同電位同士のセグメント１５に摺接し、互いに短絡するおそれがない。

ここで、ブラシ２１の幅Ｔは、セグメント１５の幅をＴｓ１、セグメント１５間のスリット幅をＴｓｒとしたとき、Ｔ＜２（Ｔｓ１＋Ｔｓｒ）を満たすように設定されている。つまり、ブラシ２１の幅Ｔは、セグメント１５の２枚分の幅にほぼ等しい大きさに設定することが可能となる。なお、従来の６極９スロット９セグメントの電動モータ８０に対して本第一実施形態の６極９スロット１８セグメントの電動モータ２は、セグメントの数が２倍である。すなわち、このことを鑑みるとセグメント１５の幅Ｔｓ１と従来の６極９スロット９セグメントのブラシ８６の幅Ｔｎ（図１２、図１３参照）との関係は、２（Ｔｓ１＋Ｔｓｒ）＝２Ｔｎとなる。

したがって、上述の第一実施形態によれば、セグメント１５の数をスロット１３の数の２倍とすることで、ブラシ２１の幅Ｔを最大でほぼセグメント１５の２枚分の幅、つまり、従来の６極９スロット９セグメントの電動モータ８０におけるブラシ８６の幅Ｔｎのほぼ２倍とすることが可能になる。よって、ブラシの耐久性を向上させることができ、電動モータ２の高寿命化を図ることが可能になる。

また、各ティース１２に巻線１４を集中巻き方式にて巻装しているので、従来の重巻き方式と比較して巻太りを低減させることができる。これに加え、同電位となるセグメント１５同士を短絡部材によって短絡させているため、対となるブラシ２１，２１を複数対設ける必要がなく、電動モータ２を効果的に小型化することが可能になる。

そして、通常、セグメント１５の数をスロット１３の数の２倍に設定するような電動モータにあっては、各ティースに巻装されたコイルへの整流は進角と遅角が混在した状態となり、整流が悪化するおそれがあるが、本発明によれば、各ティース１２に巻装されるコイルを順方向に巻装された第一コイル９１と、逆方向に巻装された第二コイル９２とで構成しているので、セグメント１５間のスリットを整流の中心とすることができる。すなわち、永久磁石７（磁極）の中心、およびブラシ２１の中心と、整流の中心を合致させることができ、整流を改善させることができる。このため、高寿命化を図りつつ、モータ性能を向上させることが可能になる。

次に、この発明の第二実施形態を図１を援用し、図６〜図９に基づいて説明する。
図６は、アーマチュア６の展開図であって、前述した第一実施形態の図４と基本的構成は同様である。したがって、図６において、図４と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。また、以下の実施形態において、パワーウインドウ装置１は、電動モータ２と電動モータ２の回転軸３に連結されたウォームギヤ減速機４とを備えたものである点、電動モータ２は６つの永久磁石７を有するヨーク５内にアーマチュア６を回転自在に配置した６極９スロット１８セグメントの電動モータである点等の基本的構成は前記第一実施形態と同様である。

この第二実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態の各接続線３２がそれぞれ全周に渡って配索されているのに対し、第二実施形態の各接続線３２は、それぞれ短絡する同電位のセグメント１５間にのみ配索されている点にある。そして、接続線３２の結線作業、および第一コイル９１と第二コイル９２の巻装作業を一連の動作で行い、一筆書きのような作業で巻線１４が巻装されている。

より詳しくは、図７に示すように、例えば、巻線１４を１３番セグメント１５ｇより巻き始める場合、まず、巻き始め端１４ａを１３番セグメント１５ｇのライザ１６に掛け回した後、これと同電位のセグメントである７番セグメント１５ｈ、１番セグメント１５ａへと掛け回す。続けて、巻線１４を１番セグメント１５ａから１−９番ティース１２の間のスロット１３ａに引き込む。そして、１番ティース１２、４番ティース１２、７番ティース１２にそれぞれｎ／２回順方向に巻装して順巻きコイル９１ａ，９１ｂ，９１ｃを形成する。

順巻きコイル９１ｃを形成した後、巻線１４を７−８番ティース１２の間のスロット１３ｆから引き出し、１４番セグメント１５ｂのライザ１６に掛け回して１番ティース１２、４番ティース１２および７番ティース１２に第一コイル９１を形成する。
続いて、図８に示すように、１４番セグメント１５ｂのライザ１６に掛け回した巻線１４を１４番セグメント１５ｂと同電位である８番セグメント１５ｉ、２番セグメント１５ｃへと掛け回す。その後、巻線１４を２番セグメント１５ｃから３−４番ティース１２の間のスロット１３ｃに引き込む。そして、３番ティース１２、６番ティース１２、９番ティース１２にそれぞれｎ／２回逆方向に巻装して逆巻きコイル９２ａ，９２ｂ，９２ｃを形成する。

逆巻きコイル９２ｃを形成した後、巻線１４を８−９番ティース１２の間のスロット１３ｇから引き出し、１５番セグメント１５ｊのライザ１６に掛け回して３番ティース１２、６番ティース１２および９番ティース１２に第二コイル９２を形成する。
このように、順次、接続線３２と第一コイル９１、および第二コイル９２を形成していくことで、一筆書きのような作業でアーマチュアコイル９の巻装を完了させることができる。

したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、コイル９１，９２形成毎に巻線１４を切断する等の作業が必要なくなり、作業工数を削減することができる。よって、製造コストを低減することが可能になる。
なお、上述の第二実施形態にあっては、同電位同士のセグメント１５を短絡させる際の接続線３２の配索経路は図６に示すものに限らず、図９に示すように接続線３２を配索してもよい。

次に、この発明の第三実施形態を図１０、図１１に基づいて説明する。
この第三実施形態では、第一コイル９１の巻き始め端１４ａ、および巻き終わり端１４ｂと、第二コイル９２の巻き始め端１４ａ、および巻き終わり端１４ｂは、それぞれ接続されるセグメント１５のうち、巻き始めのティース１２と巻き終わりのティースの近傍に位置するセグメントを避けて接続されている。

具体的には、図１０に示すように、巻線１４は、第一コイル９１を形成する場合、順巻きコイル９１ａ，９１ｂ，９１ｃをこの順で形成していく。ここで、巻き始めのコイルである順巻きコイル９１ａが巻装されているティース１２が例えば１番ティース１２である場合、巻線１４の巻き始め端１４ａは、１番ティース１２の近傍に存在する１番セグメント１５ａに接続されず、これと同電位で、且つ１２０°周方向に間隔をあけて存在する７番セグメント１５ｈに接続されている。

一方、第一コイル９１の巻き終わり端１４ｂは、巻き終わりのコイルである順巻きコイル９１ｃが巻装されている７番ティース１２の近傍に存在する１４番セグメント１５ｂに接続されず、これと同電位で、且つ１２０°周方向に間隔をあけて存在する８番セグメント１５ｉに接続されている。

同様に、第二コイル９２の巻き始め端１４ａ、および巻き終わり端１４ｂは、巻き始めのコイルである逆巻きコイル９２ａが巻装されている１番ティース１２と、巻き終わりのコイルである逆巻きコイル９２ｃが巻装されている７番ティース１２のそれぞれ近傍に存在する４番セグメント１５ｄ、１１番セグメント１５ｅに接続されない。そして、巻き始め端１４ａは１０番セグメント１５ｋに、巻き終わり端１４ｂは５番セグメント１５ｆにそれぞれ接続される。このような巻装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３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）巻き構造のアーマチュアコイル９が形成される。

したがって、上述の第三実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、コンミテータ１０とアーマチュアコア８との間に配索されている巻線１４が回転軸３を中心にして周方向に捩れた状態になるので、コンミテータ１０の首下の巻太りを低減させることができ、さらに電動モータ２の小型化を図ることができる。

なお、この第三実施形態では、３相の各コイル９１，９２を形成する巻線１４が何れもコンミテータ１０の首下で周方向に捩れた状態になっている場合について説明したが、例えば、図１１に示すように、１相目の逆巻きコイル９２ｃの巻き終わり端１４ｂをこれが巻装されている７番ティース１２の近傍の１１番セグメント１５ｅに接続する一方、３相目の逆巻きコイル９２ａの巻き始め端１４ａをこれが巻装されている３番ティース１２の近傍の８番セグメント１５ｉに接続してもよい。

また、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。
さらに、上述の実施形態では、電動モータ２をパワーウインドウ装置１に適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、車両のサンルーフ駆動用モータや、電動シート用のモータとして適用することが可能である。

そして、巻線１４の巻き始め端１４ａと巻き終わり端１４ｂが接続されるセグメント１５は、上述の実施形態に限られるものではなく、上述の実施形態で各巻き始め端１４ａ、巻き終わり端１４ｂがそれぞれ接続されているセグメント１５と同電位のセグメント１５、つまり、接続線３２で短絡されている同士のセグメント１５であれば、各々どのセグメント１５に接続してもよい。
また、上述の実施形態では、一対のブラシ２１，２１が互いに回転軸３を中心にして対向配置されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、６つの永久磁石７のうちの異極同士の永久磁石７に対応するように配置されていればよい。すなわち、一対のブラシ２１，２１を互いに周方向に６０°間隔をあけた状態で配置してもよい。

本発明の実施形態におけるパワーウインドウ装置の構成を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の第一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ブラシとセグメントとの接触状況を示す説明図である。 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第二実施形態における巻線の巻装手順を示す説明図である。 本発明の第二実施形態における巻線の巻装手順を示す説明図である。 本発明の第二実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第三実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 従来のアーマチュアの展開図である。 従来のブラシとセグメントとの接触状況を示す説明図である。

符号の説明

１ パワーウインドウ装置
２ 電動モータ
３ 回転軸
５ ヨーク
７ 永久磁石（磁極）
８ アーマチュアコア
１０ コンミテータ
１２ ティース
１３，１３ａ〜１３ｇ スロット
１４ 巻線
１５，１５ａ〜１５ｋ セグメント
２１ ブラシ
３２ 接続線
９１ 第一コイル
９１ａ，９１ｂ，９１ｃ 順巻きコイル
９２ 第二コイル
９２ａ，９２ｂ，９２ｃ 逆巻きコイル

Claims (4)

1. ６極の磁極を有するヨークと、
   前記ヨークに軸支される回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線が巻装される９つのティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有するアーマチュアコアと、
   前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ１８枚のセグメントを周方向に配置したコンミテータと、
   同電位となるセグメント同士を短絡する接続線と、
   前記セグメントに摺接可能に設けられ前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための一対のブラシとを備え、
   前記一対のブラシは、互いに異極となる磁極の配置位置に対応して配設されている電動モータであって、
   各ティースは、互いに隣接するセグメント間に電気的に接続され順方向に前記巻線が巻装された第一コイルと、互いに隣接する他のセグメント間に電気的に接続され逆方向に前記巻線が巻装された第二コイルとを備え、
   これら第一コイル、第二コイル、および前記接続線を、１つの前記巻線で一連に形成し、
   前記第一コイルが接続されているセグメントと前記第二コイルが接続されているセグメントは、前記一対のブラシがそれぞれ摺接するセグメントに対応していることを特徴とする電動モータ。
2. 同じ相に相当するティース同士に前記巻線が連続して直列巻にて巻装されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記第一コイルの巻き始め端、および巻き終わり端と、前記第二コイルの巻き始め端、および巻き終わり端は、それぞれ接続されるセグメントのうち、巻き始めのティースと巻き終わりのティースの近傍に位置するセグメントを避けて接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電動モータ。
4. ６極の磁極を有するヨークと、
   前記ヨークに軸支される回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられ径方向に向かって放射状に延び、巻線が巻装される９つのティースと、前記ティース間に形成され軸方向に沿って延びる９つのスロットとを有するアーマチュアコアと、
   前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ１８枚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可能に設けられ前記セグメントを介して前記巻線に給電を行うための一対のブラシとを備え、
   前記一対のブラシは、互いに異極となる磁極の配置位置に対応して配設されている電動モータのコイル巻装方法であって、
   同電位となるセグメント同士をそれぞれ接続線で接続し、
   同じ相に相当する複数のティースに、互いに隣接するセグメント間に電気的に接続される第一コイルを順方向に連続して巻装すると共に、互いに隣接する他のセグメント間に電気的に接続される第二コイルを逆方向に連続して巻装し、
   且つ、前記第一コイル、前記第二コイル、および前記接続線を、１つの前記巻線で一連に形成し、
   前記第一コイルが接続されているセグメントと前記第二コイルが接続されているセグメントは、前記一対のブラシがそれぞれ摺接するセグメントに対応し、
   前記接続線、前記第一コイル、および前記第二コイルを一連で巻装することを特徴とする電動モータのコイル巻装方法。

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