JP5466751B2 - 直流モータ - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載される直流モータに関するものである。本願は、２００６年１１月２２日に日本に出願された特願２００６−３１６１４１号および２００７年３月９日に日本に出願された特願２００７−６０３５５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

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、ブラシ付きの直流モータが多く使用されている。この種の直流モータは、円筒状のヨークハウジング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かれ、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、ヨークハウジング内に収納されたブラシホルダに支持されている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される。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、アーマチュアコアが継続的に回転する。

ところで、近年、自動車の高性能化に伴い、さらなる直流モータの小型化、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極に着磁させた直流モータが提案されている。このように構成することで、直流モータの小型化、高出力化を図ろうとしている（例えば、特許文献１参照）。

また、アーマチュアの回転に伴いブラシからセグメントが離れるとき、コイルに蓄電された電磁エネルギーが放出されることによりブラシとセグメントとの間で放電が発生し、これによって電気的なノイズが生じる場合がある。このため、直流モータの外部、又は内部にコンデンサやチョークコイルを設け、これらコンデンサやチョークコイルによって電気的なノイズを低減するさまざま技術が提案されている。

例えば、一対のブラシをそれぞれ回転軸を中心に点対称位置に配置（対向配置）することで直流モータの小型、扁平化を図っている直流モータにあっては、チョークコイルをブラシが配置されている平面に対して略直交する方向に配置、すなわち、ブラシに対してチョークコイルを立体的に配置したものがある。このようにすることで、直流モータを大型化することなく、電気的なノイズの発生源に近いブラシ近傍にチョークコイルを配置することができ、効率的に電気的なノイズの低減を図ろうとしている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

特許第３４８０７３３号公報 特開２００４−５６８９４号公報 特開２００４−５６８９５号公報

しかしながら、上述の特許文献１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、直流モータの径方向の幅が大きくなる。このため、直流モータの小型化を図るには効果的な解決手段となり得るが、直流モータの扁平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。

また、上述の特許文献２、特許文献３のように、小型、扁平化された直流モータにあっては、上述の従来技術のようにブラシに対してチョークコイルを立体的に組み付ける作業が著しく困難で、生産効率を考慮すると事実上実現し難いという課題がある。

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、効果的に扁平化を図ることができる直流モータを提供する。
また、小型、扁平化を図りつつ、ブラシ近傍にコンデンサやチョークコイル等の雑防素子を容易に組み付けることができる直流モータを提供する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ヨークハウジングと、前記ヨークハウジングの内周面に固定され磁極数が６極の永久磁石と、前記永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備え、前記アーマチュアは、前記ヨークハウジングに軸支される回転軸と、前記回転軸に外側から嵌めこまれて固定され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９個のセグメントを周方向に配置したコンミテータとを備え、各セグメントに、それぞれ巻線を固定するためのライザを形成し、前記アーマチュアコアは、径方向に向かって放射状に延びる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し、前記ティースに、前記巻線が集中巻き方式にて巻かれることによりコイルが形成され、このコイルが、前記アーマチュアコアの周方向に１２０°間隔をあけて３つ配置されると共に、それぞれ直列接続されてアーマチュアコイルを形成し、前記アーマチュアコイルの巻き始め端部および巻き終わり端部を、予め定められた前記ライザに固定すると共に、同電位となる前記セグメント同士の前記ライザに、前記巻線から成る接続線を固定し、同電位となる前記セグメント同士を電気的に接続した。

また、前記セグメントに摺接する一対のブラシを前記回転軸を中心にして互いに点対称となるように配置することが望ましい。

また、前記アーマチュアコイルの巻き始め端部と巻き終わり端部となる前記巻線、および前記接続線は、前記ライザを介して連続して形成されていることが望ましい。
また、前記永久磁石は、希土類磁石であることが望ましい。

また、前記接続線は、前記コンミテータと前記アーマチュアコアとの間に配線されていることが望ましい。

また、前記永久磁石は、周方向に隣り合う永久磁石同士が異なる磁極になるよう配置され、異なる磁極の前記永久磁石に対応するように、前記ブラシが配置されていることが望ましい。

本発明によれば、直流モータの構成を６極９スロット９セグメントとし、且つ同電位となるセグメント同士が接続線によって短絡されているため、設置するブラシを一対とすることができるので、直流モータの扁平化を図ることができる。
また、その一対のブラシを回転軸を中心にして互いに点対称となるように配置しているため、ブラシを９０°間隔に配置した場合と比較して直流モータの扁平化を図ることができる。

また、本発明によれば、コイルを集中巻き方式にて巻装するため、重巻き方式と比較して、コイルの巻きつけに伴うアーマチュアコイルの大型化を低減させることができる。このため、直流モータのさらなる小型化を図ることができる。

本発明の第一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。 本発明の第一実施形態におけるアーマチュアの平面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４における他の実施例を示す説明図である。 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。 本発明の第二実施形態における直流モータの断面図である。 図９のＣ部拡大図である。 本発明の第三実施形態におけるブラシホルダの平面図である。 本発明の第三実施形態、および第四実施形態におけるブラシの位置を示すアーマチュアの展開図である。 本発明の第三実施形態、および第四実施形態におけるブラシの位置を示すアーマチュアの展開図である。 本発明の第四実施形態におけるブラシホルダの平面図である。 本発明の第五実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の第五実施形態における巻線の掛け渡し経路を示す説明図である。 本発明の第五実施形態におけるアーマチュアの要部拡大斜視図である。

次に、この発明の第一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る直流モータ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、アーマチュア６の平面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図１〜図４に示すように、パワーウインドウ装置１は、直流モータ２と直流モータ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。なお、直流モータ２の周囲に記載されている２点鎖線は、この発明の直流モータ２との比較のため、従来の直流モータの外形を示したものである。

直流モータ２は、有底円筒形状のヨーク本体５Ａを有するヨークハウジング５内にアーマチュア６を回転自在に配置した構成となっている。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個、等間隔に固定されている。この永久磁石７には、希土類磁石、例えば、ネオジ焼結磁石が用いられている。
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に巻か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に外側から嵌めて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された巻線１４が巻かれ、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の一端側に外側から嵌めて固定されている。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９個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。

また、図３に示すように、同電位となるセグメント１５（本実施形態では２つ置きのセグメント１５）に対応するライザ１６には、それぞれ接続線１７が掛け回され、この接続線１７はヒュージングによりライザ１６に固定されている。接続線１７は、同電位となるセグメント１５同士を短絡するためのものであって、コンミテータ１０とアーマチュアコア８との間に配線されている。

図１、図４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、平面壁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、一対のブラシホルダ２０がそれぞれ平面壁５１Ａと円弧壁５１Ｂとが交わる部分の近傍に配置されるように、互いに回転軸３を中心にして点対称位置に配置されている。ブラシホルダ２０には、それぞれブラシ２１が各々スプリング２２を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２１の先端部は、スプリング２２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。
なお、図４においては、ブラシ２１がブラシホルダ２０に出没自在に設けられている場合について説明したが、図５に示すように、ブラシホルダ２０に代わって板バネ６０を使用し、この板バネ６０によってブラシ２１を支持してもよい。この場合、ブラシ２１は板バネ６０によって付勢され、コンミテータ１０に摺接した状態となる。

図１に示すように、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、直流モータ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、直流モータ２の回転軸３の一端に連結されたウォーム２５を収容するウォーム収容部２７と、ウォーム２５に噛合されているウォームホイール２６を収容するウォームホイール収容部２８とで構成されている。

ウォーム２５の両端側は、ウォーム収容部２７に設けられた軸受４０，４１によって回転自在に支持されている。ウォーム２５と直流モータ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２３と共に回転可能に駆動連結された出力軸（不図示）が直流モータ２の回転軸３の直交方向に沿うように設けられている。因みに、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、外部からの電源を直流モータ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、直流モータ２のブラシ２１とリード線３２を介して（図４参照）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に供給されるようになっている。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、６極９スロット９セグメントに構成された直流モータ２のアーマチュア６においてアーマチュアコイル９を巻く方法について図６、図７に基づいて説明する。
図６、図７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及び巻かれた巻線１４にそれぞれ符号を附して説明する。

図６に示すように、同電位となるセグメント１５同士は、接続線１７によって短絡されている。つまり、２つ置き（例えば、１番セグメントと４番セグメント、及び４番セグメントと７番セグメント）のセグメント１５同士が接続線１７によってそれぞれ短絡されている。なお、接続線１７は、図７に示すように同電位となるセグメント１５同士を全周に渡って接続するように設けてもよい。

図６、図７に示すように、巻線１４は、例えば、その巻き始め端３４が９番セグメント１５ａより巻き始められた場合、まず、９番セグメント１５ａのライザ１６に掛け回された後、巻線１４を９番セグメント１５ａから周方向に１２０°間隔をあけて形成されている２−３番ティース１２の間のスロット１３ａに引き込む。そして、３番ティース１２にｎ（ｎは１以上の自然数）回順方向に巻装して第一コイル９ａを形成する。

続いて、３−４番ティース１２の間のスロット１３ｂから巻線１４を引き出し、５−６番ティース１２の間のスロット１３ｃに引き込む。そして、６番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第二コイル９ｂを形成する。
さらに、６−７番ティース１２の間のスロット１３ｄから巻線１４を引き出し、８−９番ティース１２の間のスロット１３ｅに引き込む。そして、９番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第三コイル９ｃを形成する。

巻線１４は、第三コイル９ｃを形成した後、９−１番ティース１２の間のスロット１３ｆから引き出され、スロット１３ｆから周方向に１２０°間隔をあけて配置されている（９番セグメント１５ａから周方向に１６０°間隔をあけて配置されている）４番セグメント１５ｂのライザ１６に掛け回される。そして、４番セグメント１５ｂに巻線１４の巻き終わり端３５が接続される。これにより、９−４番セグメント１５ａ，１５ｂ間には、直列接続された３つのコイル９ａ，９ｂ，９ｃを備えたアーマチュアコイル９が形成される。

なお、巻き終わり端３５が接続されている４番セグメント１５ｂは、巻き始め端３４が接続されている９番セグメント１５ａに隣接して配置されている１番セグメント１５ｃと接続線１７により短絡されている。このため、９−４番セグメント１５ａ，１５ｂ間の電位差は、隣接するセグメント間の電位差と等しくなっている。
同様にして、４０°間隔に配置されたセグメント１５間に、直列接続された３つのコイル９ａ，９ｂ，９ｃを備えたアーマチュアコイル９を順次形成していく。このように、直流モータ２のアーマチュアコイル９は、３相集中巻き方式にて巻装されている。

したがって、上述の第一実施形態によれば、直流モータ２の構成を磁極（永久磁石７）の数が６、スロット１３の数が９、セグメント１５の数が９の６極９スロット９セグメントとし、且つ同電位となるセグメント１５同士が接続線１７によって短絡されているため、設置するブラシ２１を一対にすることができる。しかも、その一対のブラシ２１を互いに回転軸３を中心にして点対称位置に配置することができ、各々ブラシ２１の配置箇所をブラシ収納部５Ｂの平面壁５１Ａと円弧壁５１Ｂとが交わる部分の近傍に設定している。

このため、ブラシ収納部５Ｂの平面壁５１Ａ，５１Ａ間の幅Ｅ１（図４参照）を従来のヨークハウジング（図１における２点鎖線）よりも薄く設定することが可能になり、結果的に直流モータ２の小型化、扁平化を図ることができる。そして、このように直流モータ２の小型化、扁平化を図ることによって、パワーウインドウ装置１を設置する車両のドアの限られた内部空間に他の電装部品であるサーキットブレーカ、チョークコイル、コンデンサ等のレイアウト性を向上させることができる。

なお、各々ブラシ２１の設置箇所をブラシ収納部５Ｂの平面壁５１Ａと円弧壁５１Ｂとが交わる部分の近傍に設定することで、ブラシ５Ｂの円弧壁５１Ｂ，５１Ｂ間の幅Ｅ２を従来のヨークハウジングよりも大きくすることなく、直流モータ２の小型化、扁平化を図っていることはいうまでもなく、平面壁５１Ａ，５１Ａ間の幅Ｅ１と円弧壁５１Ｂ，５１Ｂ間の幅Ｅ２との比率は、ブラシ２１の設置箇所によって変更することが可能である。

また、上述の第一実施形態によれば、アーマチュアコイル９を３相集中巻き方式にて巻いているため、従来の重巻き方式と比較して、コイルの巻きつけに伴うアーマチュアコイル９の大型化を低減させることができる。よって、従来の直流モータと比較してさらに直流モータ２の小型化を図ることができる。
さらに、巻き始め端３４が接続されたセグメント１５（例えば、９番セグメント１５ａ）から周方向に１２０°間隔をあけて形成されているスロット１３（例えば、スロット１３ａ）に巻線１４を引き込んで第一コイル９ａを形成すると共に、第三コイル９ｃから引き出されたスロット１３（例えば、スロット１３ｆ）から周方向に１２０°間隔をあけて配置されているセグメント１５（例えば、４番セグメント１５ｂ）に巻線１４の巻き終わり端３５を接続している。すなわち、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５に対して１２０°周方向にずれて配置されているティース１２に巻線１４を巻いている。このため、コンミテータ１０とアーマチュアコア８との間に配線されている巻線１４が捩れた状態となることによるアーマチュアコイル９の大型化を解消することができ、より直流モータ２の小型化を図ることができる。

そして、上述の第一実施形態のように、永久磁石４を希土類磁石（例えば、ネオジ焼結磁石）とすることで、従来の焼結フェライト磁石よりも大きな磁気特性を得ることができる。このため、直流モータ２の高出力化を図ることができると共に、アーマチュア６を小さくすることができるので、より直流モータ２の小型化、扁平化を図ることができる。

なお、上述の第一実施形態では、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５に対して１２０°周方向に捩れて配置されているティース１２に巻線１４を巻く場合について説明したが、これに限られるものではなく、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５近傍に配置されているティース１２に順次巻くようにしてもよい。

具体的に、図８、図９に基づいて説明する。
図８、図９に示すように、巻線１４は、例えば、その巻き始め端３４が１番セグメント１５ｃより巻き始められた場合、まず、１番セグメント１５ｃのライザ１６に掛け回された後、巻線１４を１番セグメント１５ｃ近傍に形成されている９−１番ティース１２の間のスロット１３ｇに引き込む。そして、１番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第一コイル９ａを形成する。

続いて、１−２番ティース１２の間のスロット１３ｈ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１３ｂに引き込む。そして、４番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第二コイル９ｂを形成する。
さらに、４−５番ティース１２の間のスロット１３ｉ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１３ｄに引き込む。そして、７番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第三コイル９ｃを形成する。

巻線１４は、第三コイル９ｃを形成した後、７−８番ティース１２の間のスロット１３ｊから引き出され、スロット１３ｊ近傍に配置されている８番セグメント１５ｄのライザ１６に掛け回される。そして、８番セグメント１５ｄに巻線１４の巻き終わり端３５が接続される。これにより、１−８番セグメント１５ｃ，１５ｄ間には、直列接続された３つのコイル９ａ，９ｂ，９ｃを備えたアーマチュアコイル９が形成される。

このようにしてアーマチュアコイル９を巻いた場合においては、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５に対して１２０°周方向にずれて配置されているティース１２に巻線１４を巻いている場合と比較して、コンミテータ１０とアーマチュアコア８との間が若干大型化するが、その他については上述の第一実施形態と同様の効果を奏することができる。

次に、この発明の第二実施形態を図１０、図１１に基づいて説明する。
この第二実施形態において、直流モータ２は、永久磁石７を有するヨークハウジング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９セグメントの３相集中巻き方式の直流モータである点、同電位となるセグメント１５同士は、接続線１７によって短絡されている点、一対のブラシ２１が互いに回転軸３を中心にして点対称位置に配置されている点等の基本的構成は、前記第一実施形態と同様である。

ここで、図１０、図１１に示すように、アーマチュアコア８は、回転軸３に外側から嵌めこまれて固定された略円筒形状のアーマチュアコア本体８０に、アーマチュアコア本体８０から着脱可能なＴ字型のティース部８１が９つ放射状に設けられている。
アーマチュアコア本体８０には、外周面のティース部８１に対応する部位に接続凹部８２が９箇所等間隔に長手方向（軸線方向）全体に渡って形成されている。この接続凹部８２は、開口部８３から回転軸３の中心に向かって末広がり状に形成されたものであって、斜壁８４ａと、底壁８４ｂとを有している。つまり、開口部８３の周方向の幅Ｈ１は、底壁８４ｂの周方向の幅Ｈ２よりも小さく設定されている。

一方、ティース部８１の基端、つまり、アーマチュアコア本体８０の接続凹部８２に対応する部分には、接続凸部８５が形成されている。この接続凸部８５は、接続凹部８２に対応するように断面略台形状に形成されている。これによって、アーマチュアコア本体８０とティース部８１は、互いに軸線方向に沿って分割可能となっている。

したがって、上述の第二実施形態であっても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、ティース部８１をアーマチュアコア本体８０から脱着させて巻線１４を巻くことができる。このため、巻線１４をティース部８１に容易に巻くことができ、作業効率を向上させることができる。また、ティース部周辺に巻線１４を巻くためのスペースを十分確保することができるため、アーマチュアコイル９の占積率を向上させることができる。

次に、この発明の第三実施形態を図１２〜図１４に基づいて説明する。
この第三実施形態において、直流モータ２は、永久磁石７を有するヨークハウジング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９セグメントの３相集中巻き方式の直流モータである点、同電位となるセグメント１５同士は、接続線１７によって短絡されている点の基本的構成は、前記第一実施形態と同様である。
ここで、第三実施形態にあっては、各ブラシ２１，２１が互いに周方向の間隔θが６０°となるように配置されている。

図１２に示すように、ブラシホルダ２０は、ブラシ収納部５Ｂに対応するように断面略長円形に形成されたものであって、一対の平面壁６１Ａ，６１Ｂと一対の円弧壁６２Ａ，６２Ｂとを有し、平面視略中央にコンミテータ１０を挿通可能な挿通孔６４が形成されている。
ブラシホルダ２０上には、一方の円弧壁６２Ａ側（図１２における上側）の両平面壁６１Ａ，６１Ｂ寄りに導電性の一対のステー６３Ａ，６３Ｂが設けられている。

これらステー６３Ａ，６３Ｂには、それぞれブラシ２１が板バネ６０を介してコンミテータ１０側に付勢された状態で設けられている。各ブラシ２１，２１は、互いに周方向の間隔θが６０°となるように配置され、その先端部は、板バネ６０によって付勢されることでコンミテータ１０に摺接した状態になっている。板バネ６０は、導電性の平板を曲折成形したものであって、ボルト６７によってステー６３に締結固定されている。

また、ブラシホルダ２０上の他方の円弧壁６２Ｂ側（図１２における下側）には、一対の給電部６５，６６が設けられている。これら給電部６５，６６は、各ブラシ２１に電源を供給するためのものであって、後述するコネクタ２９と電気的に接続している。一対の給電部６５，６６の間には、両者６５，６６に跨るコンデンサ６８が設けられ、このコンデンサ６８によって一対の給電部６５，６６が各々電気的に接続されている。

さらに、一対の給電部６５，６６のうちの一方の給電部６５（図１２における左側の給電部）と、これに平面壁６１Ａ，６１Ｂに沿う方向に対向配置されているステー６３Ａとの間には、両者６５，６３Ａに跨る（図１２における上下方向に沿って配置された）チョークコイル６９が設けられ、このチョークコイル６９によって給電部６５とステー６３Ａとが各々電気的に接続されている。つまり、ステー６３Ａに設けられているブラシ２１は、チョークコイル６９を介して給電部６５に電気的に接続されている。

そして、一対の給電部６５，６６のうちの他方の給電部６６（図１２における右側の給電部）と、これに平面壁６１Ａ，６１Ｂに沿う方向に対向配置されているステー６３Ｂは、チョークコイル６９とサーキットブレーカ７０とを介して電気的に接続されている。
ここで、コンデンサ６８は、電気的なノイズを吸収するための所謂雑防素子である。チョークコイル６９も雑防素子であって、絶縁性の心材（不図示）に巻線６９ａを巻いてある。また、サーキットブレーカ７０は、電気回路に過大な電流や異常電流が流れたとき、自動的に回路を遮断して機器（直流モータ２）の故障やショート等による火災を防止するものである。

すなわち、この第三実施形態においては、雑防素子であるコンデンサ６８やチョークコイル６９が、ブラシホルダ２０上であって各ブラシ２１，２１と略同一平面上、且つ各ブラシ２１，２１と給電部６５，６６との間に配置されている。
この他に、ブラシホルダ２０には、両円弧壁６２Ａ，６２Ｂ側にブラシホルダ２０をウォームギヤ減速機４に締結固定するためのボルト孔７１，７１が設けられている。

各ブラシ２１，２１は、互いに６０°周方向に間隔を開けて配置されているので、図１３，１４に示すように、例えば、一方のブラシ２１が１番セグメント１５ｃに当接しているとき、他方のブラシ２１は２番セグメント１５ｂと３番セグメント１５ｅとの両者に跨って当接した状態になっている。

したがって、上述の第三実施形態によれば、直流モータ２の構成を６極９スロット９セグメントとし、且つ同電位となるセグメント１５同士が接続線１７によって短絡することで、一対のブラシを互いに６０°周方向に間隔を開けて配置することができる。このため、従来のブラシホルダと殆ど同じ大きさのブラシホルダ２０を使用する場合にあっては、一対のブラシ２１，２１を回転軸３を中心にして点対称位置に配置、つまり、各ブラシ２１，２１を各々対向配置するよりもブラシ２１，２１と給電部６５，６６との間で、且つブラシ２１と略同一平面上にスペースを確保することができる。

しかも、このスペースに雑防素子であるチョークコイル６９を配置、すなわち、チョークコイル６９を電気的なノイズの発生源であるブラシ２１の近傍、且つブラシ２１と略同一平面上に配置してある。このため、ブラシホルダ２０を大型化することなく、ノイズ低減の効果が高い箇所にチョークコイル６９を配置することができ、且つチョークコイル６９の組み付けも簡易化することが可能になる。

次に、この発明の第四実施形態を図１５に基づいて説明する。
この第四実施形態において、直流モータ２は、永久磁石７を有するヨークハウジング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９セグメントの直流モータである点、同電位となるセグメント１５同士は、接続線１７によって短絡されている点、一対のブラシ２１，２１が互いに６０°周方向に間隔を開けて配置されている点等の基本的構成は、前記第三実施形態と同様である。なお、第三実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。

ここで、第四実施形態のブラシホルダ８０には、コンデンサ６８、チョークコイル６９、及びサーキットブレーカ７０が設けられていない。このため、給電部６５，６６とブラシ２１，２１との間にチョークコイル６９、サーキットブレーカ７０を配置するためのスペースを設ける必要がなく、給電部６５，６６に直接板バネ６０，６０を介してブラシ２１，２１がコンミテータ１０側に付勢された状態で設けられている。

したがって、上述の第四実施形態によれば、コンデンサ６８、チョークコイル６９、及びサーキットブレーカ７０が不要な場合にあっては、一対の給電部６５，６６、及び一対のブラシ２１，２１をブラシホルダ８０の一部に集中配置させることができる。このため、従来のように一対のブラシを対向配置する場合と比較してブラシホルダを小さくすることができ、この結果、直流モータ２をさらに小型化することが可能になる。

なお、上述の第三実施形態、及び第四実施形態にてアーマチュアコイル９を巻く際においても、図６、図７、図１３、図１４に示すように、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５に対して１２０°周方向に捩れて配置されているティース１２に巻線１４を巻いてもよいし、図８、図９に示すように、巻線１４の巻き始め端３４及び巻き終わり端３５が接続されているセグメント１５近傍に配置されているティース１２に順次巻いてもよい。

次に、この発明の第五実施形態を図１６〜図１８に基づいて説明する。
図１６は、この第五実施形態にてアーマチュアコイル９を巻いた状態を示すアーマチュア６の展開図である。図１７は、巻線１４の掛け渡し経路を示す説明図である。図１８は、アーマチュア６のコンミテータ１０の首下を拡大した斜視図である。なお、図１６のアーマチュア６の展開図は、前述した図６のアーマチュア６の展開図と基本的構成が同様であるが、説明の都合上、図６とは図面の向きが上下反対になっている。

この第五実施形態では、各スロット１３間に渡る巻線１４の渡り線１４ａが回転軸３に掛け渡されている。
具体的には、例えば、巻線１４の巻き始め端３４が７番セグメント１５ｆより巻き始められた場合、まず、７番セグメント１５ｆのライザ１６に掛け回された後、７番セグメント１５ｆから周方向に１２０°間隔をあけて形成されている１−９番ティース１２の間のスロット１３ｆに引き込む。

このとき、７番セグメント１５ｆからスロット１３ｆに至る間に配される巻線１４の渡り線１４ａは、回転軸３に掛け渡されている。
すなわち、図１７において、巻き始め端３４からスロット１３ｆに向かって配される渡り線１４ａは、回転軸３を中心にして右側の最短経路（図１７における２点鎖線Ｘ参照）を通らずに回転軸３を中心にして左側に迂回してスロット１３ｆへと配される。

スロット１３ｆに引き込まれた巻線１４は、その後、１番ティース１２にｎ回順方向に巻装して第一コイル９ａを形成する。
続いて、１−２番ティース１２の間のスロット１３ｇ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１３ｂに引き込む。このときも、スロット１３ｇからスロット１３ｂに至る間に配される渡り線１４ａが回転軸３に掛け渡される。そして、スロット１３ｂに引き込まれた巻線１４を４番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第二コイル９ｂを形成する。

第二コイル９ｂを形成した後、さらに、４−５番ティース１２の間のスロット１３ｈから巻線１４を引き出し、再び渡り線１４ａを回転軸３に掛け渡して６−７番ティース１２の間のスロット１３ｄに引き込む。そして、７番ティース１２にｎ回順方向に巻いて第三コイル９ｃを形成する。

巻線１４は、第三コイル９ｃを形成した後、７−８番ティース１２の間のスロット１３ｉから引き出され、スロット１３ｉから周方向に１２０°間隔をあけて配置されている２番セグメント１５ｄのライザ１６に掛け回される。そして、２番セグメント１５ｄに巻線１４の巻き終わり端３５が接続される。このときも、スロット１３ｉから２番セグメント１５ｄに至る間に配される渡り線１４ａが回転軸３に掛け渡される。そして、これを順次所定のセグメント１５間で行い、３相集中巻き方式のアーマチュアコイル９を形成する。

したがって、上述の第五実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、各スロット１３間に渡る巻線１４の渡り線１４ａを回転軸３に掛け渡すので、各ティース１２に巻かれた各コイル９ａ，９ｂ，９ｃの巻き始めと巻き終わりがこの前後のコイルに向かって周方向に広がって配されることを防止できる。つまり、例えば、第二コイル９ｂの巻き始めの巻線１４が第一コイル９ａ側に向かって広がったり（図１７における鎖線Ｙ参照）、第二コイル９ｂの巻き終わりの巻線１４が第三コイル９ｃ側に向かって広がったり（図１７における鎖線Ｚ参照）するのを防止できる。このため、各コイル９ａ，９ｂ，９ｃの巻き始めと巻き終わりが隣接するティース１２（例えば、３番ティース１２や５番ティース１２）に引っ掛かるのを防止することができ、それぞれ巻き始めと巻き終わりを確実に所望のティース１２に巻きつけることができる（図１８参照）。よって、各ティース１２に巻装されるアーマチュアコイル９の巻き崩れを容易に防止することが可能になり、占積率を向上することができると共に、巻き崩れによるアーマチュア３のアンバランス化を防止できる。

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。
さらに、上述の実施形態では、直流モータ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、上述の実施形態では、ヨーク本体５Ａの内周面に周方向に分割された瓦状の永久磁石７が６個等間隔に固定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、中空円筒状に形成された極異方性希土類ボンド磁石を６極に着磁したものであってもよい。
また、上述の実施形態では、永久磁石７としてネオジ焼結磁石を用い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、焼結フェライト磁石やネオジボンド磁石であってもよい。

本発明によれば、ブラシ付きの直流モータにおいて、直流モータの構成を６極９スロット９セグメントとし、且つ同電位となるセグメント同士が短絡部材によって短絡されているため、設置するブラシを一対とすることができる。しかも、その一対のブラシを回転軸を中心にして互いに点対称となるように配置しているため、ブラシを９０°間隔に配置した場合と比較して直流モータの扁平化を図ることができる。

２ 直流モータ
３ 回転軸
５ ヨークハウジング
６ アーマチュア
７ 永久磁石
８ アーマチュアコア
９ アーマチュアコイル（コイル）
９ａ 第一コイル
９ｂ 第二コイル
９ｃ 第三コイル
１０ コンミテータ
１２ ティース
１３，１３ａ〜１３ｉ スロット
１４ 巻線
１４ａ 渡り線
１５，１５ａ〜１５ｆ セグメント
１７ 接続線（短絡部）
２０ ブラシホルダ
２１ ブラシ
６５，６６ 給電部
６８ コンデンサ（雑防素子）
６９ チョークコイル（雑防素子）
８０ アーマチュアコア本体
８１ ティース部（ティース）

Claims (6)

1. ヨークハウジングと、前記ヨークハウジングの内周面に固定され磁極数が６極の永久磁石と、前記永久磁石の内側に回転自在に支持されたアーマチュアとを備え、
   前記アーマチュアは、前記ヨークハウジングに軸支される回転軸と、前記回転軸に外側から嵌めこまれて固定され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９個のセグメントを周方向に配置したコンミテータとを備え、
   各セグメントに、それぞれ巻線を固定するためのライザを形成し、
   前記アーマチュアコアは、径方向に向かって放射状に延びる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し、
   前記ティースに、前記巻線が集中巻き方式にて巻かれることによりコイルが形成され、このコイルが、前記アーマチュアコアの周方向に１２０°間隔をあけて３つ配置されると共に、それぞれ直列接続されてアーマチュアコイルを形成し、
   前記アーマチュアコイルの巻き始め端部および巻き終わり端部を、予め定められた前記ライザに固定すると共に、同電位となる前記セグメント同士の前記ライザに、前記巻線から成る接続線を固定し、同電位となる前記セグメント同士を電気的に接続した直流モータ。
2. 前記セグメントに摺接する一対のブラシを前記回転軸を中心にして互いに点対称となるように配置した請求項１に記載の直流モータ。
3. 前記アーマチュアコイルの巻き始め端部と巻き終わり端部となる前記巻線、および前記接続線は、前記ライザを介して連続して形成されている請求項１又は請求項２に記載の直流モータ。
4. 前記永久磁石は、希土類磁石である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の直流モータ。
5. 前記接続線は、前記コンミテータと前記アーマチュアコアとの間に配線されている請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の直流モータ。
6. 前記永久磁石は、周方向に隣り合う永久磁石同士が異なる磁極になるよう配置され、
   異なる磁極の前記永久磁石に対応するように、前記ブラシが配置されている請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の直流モータ。

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