<第1実施形態>
以下、モータの第1実施形態について説明する。
図1に示すように、モータ31は、有底筒状のハウジング32と、同ハウジング32の内周面に固定された磁石33とを有するステータ34を備える。ハウジング32の開口部は、略円板状のエンドフレーム35によって閉塞される。また、磁石33(図4参照)は、N極とS極とが周方向に交互に配置されるようにハウジング32の内周面に固定されている。なお、本実施形態のモータ31は、磁石33の磁極数が「4」となっている。
また、モータ31は、磁石33の内側に配置される電機子41を有する。電機子41は、ステータ34に対して回転可能に設けられた回転軸42と、回転軸42に固定された電機子コア43と、電機子コア43に巻装された複数のコイル44と、回転軸42に固定された整流子45とを備える。
図1及び図2(a)に示すように、電機子コア43は、ハウジング32の内部で磁石33と径方向に対向するとともに、その中心部から放射状に延び周方向に並ぶ16個のティース46を有する。周方向に隣り合うティース46の間の空間は、ティース46に巻回されるコイル44を収容するためのスロット47となっている。電機子コア43は、16個のティース46を有することにより、16個のスロット47を備えている。なお、各スロット47に対して、図2(a)に示すように、時計方向に順に「1」〜「16」のスロット番号を付すことにする。
図1に示すように、整流子45は、回転軸42において電機子コア43よりもハウジング32の開口部寄りの位置に同回転軸42と一体回転可能に固定されており、電機子コア43とともにハウジング32の内部に収容されている。図2(b)に示すように、整流子45は、その外周面に16個のセグメント48を有する。16個のセグメント48は、整流子45の周方向の幅が全て等しいとともに、周方向に等角度間隔に配置されている。また、周方向に隣り合うセグメント48同士は互いに離間している。なお、各セグメント48に対して、図2(b)に示すように、時計方向に順に「1」〜「16」のセグメント番号を付すことにする。以下、「セグメント番号」及び「スロット番号」は、何れも「番号」と省略して記載することにする。
図4に示すように、各コイル44は、前記ティース46に巻回された導線49から構成されている。導線49は、周方向に連続して並んだ3つのティース46に跨って巻回、所謂分布巻にて巻回されている。具体的には、導線49は、番号「2」のセグメント48から番号「11」のスロット47に延び、該番号「11」のスロット47と番号「8」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「1」のセグメント48に接続されている。次いで、導線49は、番号「1」のセグメント48から番号「10」のスロット47に延び、該番号「10」のスロット47と番号「7」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「16」のセグメント48に接続されている。次いで、導線49は、番号「16」のセグメント48から番号「9」のスロット47に延び、該番号「9」のスロット47と番号「6」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「15」のセグメント48に接続されている。同様にして、全てのセグメント48及び全てのスロット47に導線49が巻装されることにより、16個のコイル44が形成されている。即ち、本実施形態のモータ31は、コイル44の磁極数が「16」となっている。
また、整流子45は、同電位となる所定のセグメント48同士、本実施形態では180°間隔に配置されたセグメント48同士を短絡する短絡部材51を備えている。具体的には、番号「1」「9」の2つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。また、番号「2」「10」の2つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。更に、番号「3」のセグメント48と番号「11」のセグメント48とが短絡部材51により短絡されている。同様にして、他のセグメント48も短絡部材51により短絡されている。
また、図1に示すように、モータ31は、ハウジング32の開口部に配置されるブラシホルダ61を有する。ブラシホルダ61は、エンドフレーム35と略等しい大きさの略円板状をなすベース部材62と、ベース部材62に対して固定された4つのブラシ保持部63とを備えている。ベース部材62は、ハウジング32の開口部にエンドフレーム35と軸方向に隣り合って配置される。
4つのブラシ保持部63は、ベース部材62におけるハウジング32の内側(底部側)を向いた面に配置されて固定されている。図3に示すように、4つのブラシ保持部63は、ベース部材62において、周方向に離間した4か所に設けられている。本実施形態では、4つのブラシ保持部63は、周方向に等角度間隔(即ち90°間隔)に設けられている。また、各ブラシ保持部63は、径方向に延びるとともに、径方向と直交する断面の形状がベース部材62側に開口した略コ字状をなしている。そして、各ブラシ保持部63の内部には、それぞれ給電ブラシ64が挿入されている。各給電ブラシ64は、径方向に長い略直方体状(四角柱状)をなしている。図1及び図3に示すように、各給電ブラシ64の径方向内側の先端部は、各々が収容されたブラシ保持部63から径方向内側に突出するとともに、整流子45の外周面(即ちセグメント48)に摺接可能に接触している。また、各給電ブラシ64の径方向外側の後端部は、各ブラシ保持部63に収容された圧縮コイルばね65によって径方向内側に付勢されている。
また、ベース部材62におけるブラシ保持部63と反対側の側面には、一対の給電用ターミナル66,67が設けられている。更に、ベース部材62における4つのブラシ保持部63が固定された面には、雑音防止用の2つのチョークコイル68,69及びコンデンサ71が設けられている。そして、4つの給電ブラシ64のうち同極となる2つの給電ブラシ64から延びるピッグテール72は、一方のチョークコイル68を介して一方の給電用ターミナル66に電気的に接続されている。また、同極となる残りの2つの給電ブラシ64から延びるピッグテール73は、他方のチョークコイル69を介して他方の給電用ターミナル67に電気的に接続されている。なお、コンデンサ71は、一対の給電用ターミナル66,67に電気的に接続されている。そして、給電用ターミナル66,67は、図示しない外部の電源装置に接続される。給電用ターミナル66,67から、チョークコイル68,69及びピッグテール72,73を介して給電ブラシ64に供給された電流は、整流子45を介してコイル44に供給される。すると、電機子41が回転される。そして、電機子41(整流子45)の回転に伴って、各給電ブラシ64は、整流子45の複数のセグメント48に順次摺接していく。
次に、本実施形態の給電ブラシ64について詳述する。なお、本実施形態のモータ31は、電機子41が一方向(回転方向R)にのみ回転することを想定している。
図3及び図5に示すように、本実施形態の4つの給電ブラシ64は、それぞれ前記ブラシ保持部63にて保持されて、整流子45の回転方向Rに略90°間隔に配置されている。
図5に示すように、4つの給電ブラシ64のうち2つの給電ブラシ64は、陽極の第1の陽極側給電ブラシ81及び第2の陽極側給電ブラシ82である。また、残りの2つの給電ブラシ64は、陰極の第1の陰極側給電ブラシ83及び第2の陰極側給電ブラシ84である。そして、4つの給電ブラシ64は、回転方向Rに、第1の陽極側給電ブラシ81、第1の陰極側給電ブラシ83、第2の陽極側給電ブラシ82、第2の陰極側給電ブラシ84の順に並んでいる。
また、本実施形態の4つの給電ブラシ64において、セグメント48の周方向の幅D0に対し、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83の周方向の幅D1は略1/2に設定され、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の周方向の幅D2は略同等に設定されている。第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83よりも幅広である。一方で、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83と、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84とは、周方向の幅D1,D2以外、高さ(軸方向長さ)及び長さ(径方向長さ)を同じ設定としている。なお、図2及び図3の各給電ブラシ64は配置態様を中心に示し、周方向の幅の違いは表現していない。
また、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は、周方向で電気抵抗値の異なる部位が存在するように構成されている。詳しくは、電機子41(整流子45)が回転方向Rの一方向に回転する場合、第2の陽極側給電ブラシ82は、整流子45の回転方向Rの後方側の略1/2の部分(第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83の周方向の幅D1相当の部分)を低抵抗部91とし、整流子45の回転方向Rの前方側の略1/2の部分を低抵抗部91よりも電気抵抗値の高い高抵抗部92として構成されている。換言すると、第2の陽極側給電ブラシ82の低抵抗部91は、整流子45との相対摺接時の前方側に位置して次のセグメント48に先に接触する側に設けられ、高抵抗部92は、整流子45との相対摺接時の後方側に位置して接触中のセグメント48から後に離間する側に設けられている。同様に、第2の陰極側給電ブラシ84も、低抵抗部91及び高抵抗部92を有する第2の陽極側給電ブラシ82と同一構成をなしている。第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は、電気抵抗値の異なる低抵抗部91及び高抵抗部92が周方向(回転方向R)に重なった多層(二層)構造をなしている。
因みに、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84のそれぞれの低抵抗部91と高抵抗部92とは、各給電ブラシ82,84自身の長手方向(径方向)に沿った直線状の接合境界から両側に略同一形状をなしている。つまり、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84が整流子45(セグメント48)との摺接で摩耗が進行しても、低抵抗部91及び高抵抗部92と整流子45(セグメント48)との接触態様は変化しないようになっている。低抵抗部91及び高抵抗部92の一例としては、低抵抗部91はCu(銅)とC(炭素)とを主成分とした粉体材料を用い、高抵抗部92はC(炭素)を主成分とした粉体材料を用い、それぞれを焼成後に互いに接合、若しくは粉体の段階で型内に隣接配置して一体的に焼成することで製造されている。
これに対し、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83は、上記第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の低抵抗部91と同等の単一材料を用い、周方向で電気抵抗値の異なる部位を設けない一般的な単層構造にて構成されている。つまり、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83は、全体が低抵抗部91にて構成されている。第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83は、上記と同様にC(炭素)を主成分とした粉体材料を焼成することで製造されている。
また、第1の陽極側給電ブラシ81、第1の陰極側給電ブラシ83、第2の陽極側給電ブラシ82、第2の陰極側給電ブラシ84は回転方向Rにこの順で略90°間隔で配置され、更に第1及び第2の陽極側給電ブラシ81,82は略180°間隔を有し、第1及び第2の陰極側給電ブラシ83,84は略180°間隔を有して配置されている。
詳しくは、図5に示すように、第1の陽極側給電ブラシ81、第1の陰極側給電ブラシ83、第2の陽極側給電ブラシ82、第2の陰極側給電ブラシ84は、次のセグメント48への接触を開始するタイミングが同一である。換言すれば、第1の陽極側給電ブラシ81が番号「2」から番号「1」のセグメント48に切り替わるタイミング、第1の陰極側給電ブラシ83が番号「6」から番号「5」のセグメント48に切り替わるタイミング、第2の陽極側給電ブラシ82が番号「10」から番号「9」のセグメント48に切り替わるタイミング、第2の陰極側給電ブラシ84が番号「14」から番号「13」のセグメント48に切り替わるタイミングはそれぞれ同一とされている。
また、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83はそれぞれ接触中のセグメント48から離間するタイミングが同一、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84はそれぞれ接触中のセグメント48から離間するタイミングが同一であるが、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83の離間タイミングよりも第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の離間タイミングの方が遅くなるようになっている。つまり、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83が接触中のセグメント48からそれぞれ離間するタイミングであっても、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84はそれぞれの低抵抗部91と高抵抗部92との境界部分がセグメント48と接触中であり、その後遅れて各高抵抗部92がセグメント48から離間するようになっている。
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1−1)複数用いる給電ブラシ64のうち、全体が低抵抗部91の単層構造をなす第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83と、整流子45の周方向において低抵抗部91と高抵抗部92との多層構造をなす第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84とが用いられて構成される。給電ブラシ64の整流子45(セグメント48)との接触態様としては、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の高抵抗部92が第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83よりも同電位のセグメント48から遅れて離間する。つまり、遅れて離間する第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84側でその離間時に火花が生じるが、離間部位を高抵抗部92にて構成したため、火花が小さく抑えられ、火花の発生自体も抑えられるため、給電ブラシ64(81〜84)の火花摩耗の進行を抑制することができる。また、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は部分的に高抵抗部92を有する多層構造をなしているため、自身の低抵抗部91にも十分な電流が流れる。そのため、低抵抗部91の単層構造をなす第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83側への電流集中を抑えることができ、第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83の過度な温度上昇も抑えることができる。
(1−2)多層構造の第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の周方向の幅D2が単層構造の第1の陽極側給電ブラシ81及び第1の陰極側給電ブラシ83の周方向の幅D1よりも大きいため、低抵抗部91と高抵抗部92との多層構造が作り易い等の効果が期待できる。
(1−3)陽極及び陰極の何れにおいても、低抵抗部91と高抵抗部92との多層構造をなす第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84が用いられるため、多層構造の給電ブラシ82,84を用いることによる効果をより確実に得ることができる。
<第2実施形態>
以下、モータの第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態のモータに用いる4つの給電ブラシ64には、第1の陽極側給電ブラシ101、第1の陰極側給電ブラシ103、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104が用いられる。第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103の周方向の幅D3はセグメント48の周方向の幅D0に対して略3/4に設定され、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104の周方向の幅D2はセグメント48の周方向の幅D0と略同等に設定されている。第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104は、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103よりも幅広である。
また、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103は、全体が低抵抗部91よりなる単層構造にて構成されている。一方、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104は、整流子45の回転方向Rの後方側(相対摺接時の前方側)の略3/4の部分(第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103の周方向の幅D3相当の部分)を低抵抗部91とし、整流子45の回転方向Rの前方側(相対摺接時の後方側)の略1/4の部分を高抵抗部92とした多層構造にてそれぞれ構成されている。つまり、本実施形態では、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104の高抵抗部92が全体の周方向の幅D2の1/2未満、換言すれば低抵抗部91が全体の周方向の幅D2の1/2以上として構成されている。
なお、第1の陽極側給電ブラシ101、第1の陰極側給電ブラシ103、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第1実施形態と同様である。
本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1−1〜3)と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(2−1)第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104の高抵抗部92の周方向の幅が低抵抗部91の周方向の幅より小さいため、高抵抗部92に電流が流れるのを極力低減でき、モータの出力低下を極力抑えること等の効果が期待できる。
<第3実施形態>
以下、モータの第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記各実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図7に示すように、本実施形態のモータに用いる4つの給電ブラシ64には、上記第2実施形態で用いた第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103と、上記第1実施形態で用いた第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84とが組み合わされる。即ち、周方向の幅D3がセグメント48の周方向の幅D0に対して略3/4に設定され全体が低抵抗部91よりなる単層構造の第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103と、周方向の幅D2がセグメント48の周方向の幅D0と略同等で低抵抗部91と高抵抗部92とが周方向に略1/2ずつに設定された多層構造の第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84とが用いられている。第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103よりも幅広である。また、本実施形態では、単層構造の第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103の低抵抗部91が多層構造の第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の低抵抗部91よりも幅広に構成されている。
なお、本実施形態においても、第1の陽極側給電ブラシ101、第1の陰極側給電ブラシ103、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第1実施形態と略同様であるが、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103が接触中のセグメント48からそれぞれ離間するタイミングでは、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84は既に高抵抗部92がセグメント48と接触状態となっている点が上記実施形態と異なっている。
本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1−1〜3)と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(3−1)第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の低抵抗部91の周方向の幅が低抵抗部91の単層構造をなす第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103の周方向の幅よりも小さいため、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103がセグメント48から離間する前に第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の高抵抗部92が同電位のセグメント48に接触する。つまり、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の高抵抗部92が整流期間に接触するため、整流時の電圧降下を大きくでき、より大きな整流効果を得ることが期待できる。
<第4実施形態>
以下、モータの第4実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記各実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図8に示すように、本実施形態のモータに用いる4つの給電ブラシ64には、第1の陽極側給電ブラシ111、第1の陰極側給電ブラシ113、第2の陽極側給電ブラシ112及び第2の陰極側給電ブラシ114が用いられる。第1の陽極側給電ブラシ111及び第1の陰極側給電ブラシ113の周方向の幅D2はセグメント48の周方向の幅D0と略同等に設定され、第2の陽極側給電ブラシ112及び第2の陰極側給電ブラシ114の周方向の幅D4はセグメント48の周方向の幅D0に対して若干大きく設定されている。第2の陽極側給電ブラシ112及び第2の陰極側給電ブラシ114は、第1の陽極側給電ブラシ111及び第1の陰極側給電ブラシ113よりも幅広である。
また、第1の陽極側給電ブラシ111及び第1の陰極側給電ブラシ113は、全体が低抵抗部91よりなる単層構造にて構成されている。一方、第2の陽極側給電ブラシ112及び第2の陰極側給電ブラシ114は、整流子45の回転方向Rの後方側(相対摺接時の前方側)においてセグメント48の周方向の幅D0と略同等の部分(第1の陽極側給電ブラシ111及び第1の陰極側給電ブラシ113の周方向の幅D2相当の部分)を低抵抗部91とし、整流子45の回転方向Rの前方側(相対摺接時の後方側)においてセグメント48の周方向の幅D0からはみ出る部分(略1/4)を高抵抗部92とした多層構造にてそれぞれ構成されている。
なお、第1の陽極側給電ブラシ101、第1の陰極側給電ブラシ103、第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、上記第1及び第2実施形態の(1−1〜3)(2−1)と同様の作用効果を得ることができる。
<第5実施形態>
以下、モータの第5実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記各実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図9に示すように、本実施形態のモータに用いる4つの給電ブラシ64には、上記第2実施形態で用いた第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103と、新たな構成の第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124とが組み合わされる。第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103は、周方向の幅D3がセグメント48の周方向の幅D0に対して略3/4に設定されており、全体が低抵抗部91のものである。第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124は、周方向の幅D2がセグメント48の周方向の幅D0と略同等に設定されている。第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124は、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103よりも幅広である。
また、第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124は、整流子45の回転方向Rの前方側及び後方側を除く中央におけるセグメント48の周方向の幅D0の略1/2の部分を低抵抗部91とし、整流子45の回転方向Rの前方側及び後方側(相対摺接時の後方側及び前方側)における各1/4ずつの部分を高抵抗部92とした多層(三層)構造にてそれぞれ構成されている。つまり、本実施形態では、低抵抗部91が周方向両側の高抵抗部92にて挟まれた構成となっている。
なお、本実施形態では、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103がそれぞれ次のセグメント48に接触するのに先だって、第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124がそれぞれ次のセグメント48に接触する。この場合、各高抵抗部92にて接触が開始される。また、第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103が接触中のセグメント48からそれぞれ離間するタイミングであっても、第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124の各高抵抗部92がセグメント48と若干ながら接触しており(図9ではその僅かなタイミングの違いまでは表現していない)、その後若干遅れて各高抵抗部92がセグメント48から離間するようになっている。
本実施形態によれば、上記第1及び第2実施形態の(1−1〜3)(2−1)と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
(5−1)第2の陽極側給電ブラシ122及び第2の陰極側給電ブラシ124は、低抵抗部91が周方向両側の高抵抗部92にて挟まれた三層構造をなしているため、セグメント48との離間時の火花抑制とともに、接触開始時の火花抑制も図ることができる。
<第6実施形態>
以下、モータの第6実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第3実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図10に示すように、本実施形態のモータに用いる給電ブラシ64は3つであり、上記第3実施形態(図3参照)のモータから、第1の陽極側給電ブラシ101が省略された構成のものである。即ち、周方向の幅D3がセグメント48の周方向の幅D0に対して略3/4に設定され全体が低抵抗部91よりなる単層構造の第1の陰極側給電ブラシ103と、周方向の幅D2がセグメント48の周方向の幅D0と略同等で低抵抗部91と高抵抗部92とが周方向に略1/2ずつに設定された多層構造の第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84とが用いられている。
なお、本実施形態においても、第1の陰極側給電ブラシ103、第2の陽極側給電ブラシ82及び第2の陰極側給電ブラシ84の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第3実施形態と略同様である。
本実施形態によれば、上記第1及び第3実施形態の(1−1〜3)(3−1)と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(6−1)給電ブラシ64の数を減らすことで、減らしたブラシのみならずその周囲部品も省略でき、モータの低コスト化、組付工数低減、軽量化等の効果が期待できる。
<第7実施形態>
以下、モータの第7実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記各実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図11に示す本実施形態のモータ131は、磁石33の磁極数が「6」となっている。また、モータ131に備えられた電機子132の電機子コア133は、周方向に並ぶ24個のティース46を有することにより、24個のスロット47を備えている。なお、各スロット47に対して、図11に示すように、上記各実施形態と同方向(回転方向R)に順に「1」〜「24」のスロット番号を付すことにする。
また、電機子132の整流子134は、その外周面に周方向に等角度間隔に設けられた24個のセグメント48を有する。なお、各セグメント48に対して、図11に示すように、上記各実施形態と同方向(回転方向R)に順に「1」〜「24」のセグメント番号を付すことにする。
前記電機子コア133には、導線49が巻回されることにより複数のコイル135が巻装されている。導線49は、周方向に連続して並んだ3つのティース46に跨って巻回、所謂分布巻にて巻回されている。具体的には、導線49は、番号「24」のセグメント48から番号「1」のスロット47に延び、該番号「1」のスロット47と番号「4」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「1」のセグメント48に接続されている。次いで、導線49は、番号「1」のセグメント48から番号「2」のスロット47に延び、該番号「2」のスロット47と番号「5」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「2」のセグメント48に接続されている。次いで、導線49は、番号「2」のセグメント48から番号「3」のスロット47に延び、該番号「3」のスロット47と番号「6」のスロット47との間の3つのティース46に複数回巻回された後に、番号「3」のセグメント48に接続されている。同様にして、全てのセグメント48及び全てのスロット47に導線49が巻装されることにより、24個のコイル135が形成されている。即ち、本実施形態のモータ131は、コイル135の磁極数が「24」となっている。
また、整流子134は、同電位となる所定のセグメント48同士、本実施形態では120°間隔に配置されたセグメント48同士を短絡する短絡部材51を備えている。具体的には、番号「1」「9」「17」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。また、番号「2」「10」「18」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。更に、番号「3」「11」「19」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。同様にして、他のセグメント48も短絡部材51により短絡されている。
また、モータ131は、整流子134の外周面に摺接する6つの給電ブラシ64を備えている。本実施形態の6つの給電ブラシ64は、整流子134の回転方向Rに60°間隔に配置されている。
6つの給電ブラシ64のうち3つの給電ブラシ64は、陽極の給電ブラシであって、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b及び第2の陽極側給電ブラシ142である。また、残りの3つの給電ブラシ64は、陰極の給電ブラシであって、第1の陰極側給電ブラシ143a,143b及び第2の陰極側給電ブラシ144である。そして、6つの給電ブラシ64は、回転方向Rに、第1の陽極側給電ブラシ141a、第1の陰極側給電ブラシ143a、第1の陽極側給電ブラシ141b、第1の陰極側給電ブラシ143b、第2の陽極側給電ブラシ142、第2の陰極側給電ブラシ144の順に並んでいる。
なお、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b及び第1の陰極側給電ブラシ143a,143bは、上記第2実施形態(図6参照)の第1の陽極側給電ブラシ101及び第1の陰極側給電ブラシ103と同様の構成である。即ち、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b及び第1の陰極側給電ブラシ143a,143bは、周方向の幅がセグメント48の周方向の幅に対して略3/4に設定され、全体が低抵抗部91よりなる単層構造にて構成されている。一方、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144は、同じく上記第2実施形態の第2の陽極側給電ブラシ102及び第2の陰極側給電ブラシ104と同様の構成である。即ち、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144は、周方向の幅がセグメント48の周方向の幅と略同等に設定され、整流子45の回転方向Rの後方側(相対摺接時の前方側)の略3/4の部分を低抵抗部91、前方側(相対摺接時の後方側)の略1/4の部分を高抵抗部92とした多層構造にて構成されている。第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144は、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b及び第1の陰極側給電ブラシ143a,143bよりも幅広である。
また、第1の陽極側給電ブラシ141a、第1の陰極側給電ブラシ143a、第1の陽極側給電ブラシ141b、第1の陰極側給電ブラシ143b、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第2実施形態と同様である。
本実施形態においても、上記第1及び第2実施形態の(1−1〜3)(2−1)と同様の作用効果を得ることができる。
<第8実施形態>
以下、モータの第8実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第7実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態のモータに用いる給電ブラシ64は4つであり、上記第7実施形態(図11参照)のモータから、第1の陽極側給電ブラシ141b及び第1の陰極側給電ブラシ143bが省略された構成のものである。即ち、周方向の幅がセグメント48の周方向の幅に対して略3/4に設定され全体が低抵抗部91よりなる単層構造の第1の陽極側給電ブラシ141a及び第1の陰極側給電ブラシ143aと、低抵抗部91と高抵抗部92とが周方向に略3/4、1/4ずつに設定された多層構造の第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144とが用いられている。
なお、単純に第1の陽極側給電ブラシ141b及び第1の陰極側給電ブラシ143bを省略してもいいが、本実施形態では、省略した第1の陽極側給電ブラシ141b及び第1の陰極側給電ブラシ143bの位置に、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144がそれぞれ配置されている。
また、本実施形態においても、第1の陽極側給電ブラシ141a、第1の陰極側給電ブラシ143a、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第7実施形態と略同様である。
本実施形態においても、上記第1、第2及び第6実施形態の(1−1〜3)(2−1)(6−1)と同様の作用効果を得ることができる。
<第9実施形態>
以下、モータの第9実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記各実施形態と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図13に示す本実施形態のモータ151は、磁石33の磁極数が「6」となっている。また、モータ151に備えられた電機子152の電機子コア153は、周方向に並ぶ9個のティース46を有することにより、9個のスロット47を備えている。なお、各スロット47に対して、図11に示すように、上記各実施形態と同方向(回転方向R)に順に「1」〜「9」のスロット番号を付すことにする。
また、電機子152の整流子154は、その外周面に周方向に等角度間隔に設けられた9個のセグメント48を有する。なお、各セグメント48に対して、図13に示すように、上記各実施形態と同方向(回転方向R)に順に「1」〜「9」のセグメント番号を付すことにする。
前記電機子コア153には、導線49が巻回されることにより複数のコイル155が巻装されている。導線49は、各ティース46に集中巻にて巻回されている。具体的には、導線49は、番号「1」のセグメント48から番号「1」のスロット47に延び、番号「1」のスロット47と番号「2」のスロット47との間のティース46に複数回巻回されることにより1つのコイル155を構成し、番号「2」のセグメント48に接続されている。また、導線49は、番号「2」のセグメント48から番号「2」のスロット47に延び、番号「2」のスロット47と番号「3」のスロット47との間のティース46に複数回巻回されることにより1つのコイル155を構成し、番号「3」のセグメント48に接続されている。また、導線49は、番号「3」のセグメント48から番号「3」のスロット47に延び、番号「3」のスロット47と番号「4」のスロット47との間のティース46に複数回巻回されることにより1つのコイル155を構成し、番号「4」のセグメント48に接続されている。同様にして、全てのセグメント48及び全てのスロット47に導線49が巻装されることにより、9個のコイル155が形成されている。即ち、本実施形態のモータ151は、コイル155の磁極数が「9」となっている。
また、整流子154は、同電位となる所定のセグメント48同士、本実施形態では120°間隔に配置されたセグメント48同士を短絡する短絡部材51を備えている。具体的には、番号「1」「4」「7」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。また、番号「2」「5」「8」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。更に、番号「3」「6」「9」の3つのセグメント48が短絡部材51により短絡されている。
また、モータ151は、整流子154の外周面に摺接する6つの給電ブラシ64を備えている。本実施形態の6つの給電ブラシ64は、上記第7実施形態と同様に、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b、第2の陽極側給電ブラシ142、第1の陰極側給電ブラシ143a,143b及び第2の陰極側給電ブラシ144である。本実施形態では、各給電ブラシ141a,141b,142,143a,143b,144の配置位置は上記第7実施形態と同じであるが、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144の周方向の幅はセグメント48の周方向の幅の略1/2であり、第1の陽極側給電ブラシ141a,141b及び第1の陰極側給電ブラシ143a,143bの周方向の幅は給電ブラシ142,144の更に略3/4である。
なお、第1の陽極側給電ブラシ141a、第1の陰極側給電ブラシ143a、第1の陽極側給電ブラシ141b、第1の陰極側給電ブラシ143b、第2の陽極側給電ブラシ142及び第2の陰極側給電ブラシ144の整流子45(セグメント48)に対する接触態様(接触開始タイミング、離間タイミング)は、上記第7実施形態と同様である。
本実施形態においても、上記第1及び第2実施形態の(1−1〜3)(2−1)と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態において、低抵抗部91と高抵抗部92との配分割合は一例であり、これを適宜変更してもよい。
・上記各実施形態において、低抵抗部91と高抵抗部92との境界を径方向に沿った直線状ではなく、例えば斜めに境界を設定してもよい。また、低抵抗部91と高抵抗部92とを径方向においても部分的とした構成としてもよい。
・上記各実施形態において、セグメント48の数、コイル44,135,155の数、及び磁石33の磁極の数を適宜変更してもよい。
・上記各実施形態の構成の組み合わせを適宜変更してもよい。