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JP2010110111A - Electric motor - Google Patents

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JP2010110111A
JP2010110111A JP2008279731A JP2008279731A JP2010110111A JP 2010110111 A JP2010110111 A JP 2010110111A JP 2008279731 A JP2008279731 A JP 2008279731A JP 2008279731 A JP2008279731 A JP 2008279731A JP 2010110111 A JP2010110111 A JP 2010110111A
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Japan
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brush
armature
windings
coil winding
electric motor
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Pending
Application number
JP2008279731A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sakata
憲児 坂田
Koichi Shoda
浩一 正田
Yoshichika Kawashima
義親 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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Publication date
Application filed by Mitsuba Corp filed Critical Mitsuba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance motor efficiency in an electric motor which has four magnetic poles and is equipped with three brushes in order to switch the rotational speed. <P>SOLUTION: Each winding includes a first coil winding 81a which is wound forward to surround four teeth of an armature core adjoining each other, and a second coil winding 81b which is connected in series with the first coil winding 81a, arranged contiguously to the four teeth 12 around which the first coil winding 81a is wound, and is wound reversely to surround the four teeth adjoining each other. A magnet 7a is arranged in a housing to face a position where the first coil winding 81a of winding 14A and the magnet 7a overlap in the radial direction when an armature 6 is arranged rotationally to slide in the position where the boundary 15a of adjacent segments connected with the winding 14A and the center of a first brush 21a substantially overlap in the radial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば、車両に搭載される電動モータに関するものである。   The present invention relates to an electric motor mounted on a vehicle, for example.

従来から、自動車用のワイパーモータとして、ブラシ付きの電動モータを用いる場合が多い。この種の電動モータは、円筒状のヨークの内周面に複数の永久磁石を周方向に等ピッチで配置し、これら永久磁石の内側にアーマチュアが回転自在に支持されている。アーマチュアは、複数のティースが放射状に形成されたアーマチュアコアを有している。各ティース間には軸線方向に長いスロットが複数形成され、所定間隔をあけたスロット間に巻線を重ね巻き方式にて巻装することでコイルを形成している。コイルは、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータに導通している。   Conventionally, an electric motor with a brush is often used as a wiper motor for an automobile. In this type of electric motor, a plurality of permanent magnets are arranged at an equal pitch in the circumferential direction on the inner peripheral surface of a cylindrical yoke, and an armature is rotatably supported inside these permanent magnets. The armature has an armature core in which a plurality of teeth are formed radially. A plurality of slots that are long in the axial direction are formed between the teeth, and a coil is formed by winding a winding by a lap winding method between slots having a predetermined interval. The coil is electrically connected to a commutator that is externally fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core.

コンミテータは、金属片である複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれコイルの巻き始め端、および巻き終わり端が接続される。また、各セグメントはブラシに摺接可能に接続されており、このブラシを介してそれぞれのコイルに給電される。そして、給電されたコイルには磁界が形成され、ヨークの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。   In the commutator, a plurality of segments, which are metal pieces, are arranged in the circumferential direction in a state of being insulated from each other, and a winding start end and a winding end end of a coil are connected to these segments, respectively. Each segment is slidably connected to the brush, and power is supplied to each coil via the brush. A magnetic field is formed in the supplied coil, and the rotating shaft is driven by a magnetic attractive force or a repulsive force generated between the yoke and the permanent magnet.

ここで、近年のワイパーモータの小型、高性能化の要請から磁極数を4極(極対数が2)に多極化すると共に多スロット化し、モータの高性能化を図り、かつ3つのブラシを周方向に配置し、モータの速度可変を可能にした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Here, due to the recent demand for smaller and higher performance wiper motors, the number of magnetic poles has been increased to 4 poles (pole pair number: 2), the slots have been increased, the motor performance has been improved, and three brushes have been circumferentially moved. (See, for example, Patent Document 1).

この特許文献1の電動モータは、電源の正極に選択的に接続される低速用ブラシと高速用ブラシと、電源の陰極に接続される共通ブラシを備えている。ここで、低速用ブラシと共通ブラシは、機械角で90度離れた位置に配置されるとともに、高速用ブラシは低速用ブラシに対し、所定の進角に相当する角度離れた位置に配置される。そして、低速用ブラシと高速用ブラシへの通電を選択的に切り替えることにより、モータの速度可変を可能にしている。   The electric motor of Patent Document 1 includes a low-speed brush and a high-speed brush that are selectively connected to the positive electrode of the power source, and a common brush that is connected to the negative electrode of the power source. Here, the low-speed brush and the common brush are arranged at a position 90 degrees apart from the mechanical angle, and the high-speed brush is arranged at a position away from the low-speed brush by an angle corresponding to a predetermined advance angle. . The motor speed can be varied by selectively switching energization to the low speed brush and the high speed brush.

通常、4極のモータにおいて、上述のような低速用ブラシと高速用ブラシを採用する場合には、機械角で180度離れた位置に配置された二つの共通ブラシと、これら共通ブラシに対し、それぞれ機械角で90度離れた位置に配置された二つの低速用ブラシと、さらに、これら低速用ブラシに対し、所定の角度離れた位置に配置された二つの高速用ブラシが必要となる。すなわち、合計で6つのブラシが必要となる。   Normally, when a low-speed brush and a high-speed brush as described above are employed in a 4-pole motor, two common brushes arranged at a mechanical angle of 180 degrees, and these common brushes, Two low-speed brushes arranged at positions 90 degrees apart from each other are required, and two high-speed brushes arranged at positions separated by a predetermined angle with respect to these low-speed brushes. That is, a total of six brushes are required.

このように多くのブラシが必要となる速度可変が可能な4極のモータのブラシの個数を減少させるため、特許文献1のモータは、互いに点対照の位置に配置されたセグメントを均圧線で接続し、これにより、通常、6つ必要であったブラシを3つに低減する手法を採用している(例えば、特許文献1)。   In order to reduce the number of brushes of a four-pole motor capable of variable speed, which requires a large number of brushes, the motor of Patent Document 1 uses segments that are arranged at point-of-contrast positions to each other by means of pressure equalization lines. Thus, a method is adopted in which the number of brushes that normally required six is reduced to three (for example, Patent Document 1).

一方、電動モータのモータ効率を向上させるべく、電機子反作用を低減させる手段として、ブラシまたは磁石の取り付け位置を回転方向に移動調整する手法が提案されている(例えば、特許文献2)。このようにブラシまたは磁石の取り付け位置を回転方向に移動調整し、電動モータのモータ効率を向上させる手法は、上記の磁極数が4極、かつ回転速度を切り替えるために3つのブラシを備えるモータにおいても適用することが求められる。   On the other hand, in order to improve the motor efficiency of the electric motor, as a means for reducing the armature reaction, a method of moving and adjusting the attachment position of the brush or magnet in the rotation direction has been proposed (for example, Patent Document 2). The method of moving and adjusting the mounting position of the brush or magnet in the rotational direction in this way to improve the motor efficiency of the electric motor is that the above-described number of magnetic poles is four and the motor having three brushes for switching the rotational speed is used. Is also required to apply.

さらに、回転速度差を大きく生じさせるため、上記の3つのブラシのうち高速用ブラシを、低速用ブラシに対し、相当の角度以上に所定の角度離れた位置に配置した場合には、高速用ブラシに選択的に通電したとき、高速用ブラシと共通ブラシの間のアーマチュアコイルに形成される電気回路の内部抵抗が減少する。そのため、高速用ブラシから電動モータに供給される電流の電流値が過大に増加し、とりわけ外部負荷により電動モータがロックされたときに生じるロック電流が過大となることが想定される。
特開2007−143278号公報 特開2008−995424号公報
Further, in order to cause a large difference in rotational speed, the high-speed brush among the three brushes described above is arranged at a predetermined angle more than a considerable angle with respect to the low-speed brush. When the current is selectively energized, the internal resistance of the electric circuit formed in the armature coil between the high speed brush and the common brush decreases. Therefore, it is assumed that the current value of the current supplied from the high-speed brush to the electric motor increases excessively, and in particular, the lock current generated when the electric motor is locked by an external load becomes excessive.
JP 2007-143278 A JP 2008-99424 A

そこで、磁極数が4極、かつ回転速度を切り替えるために3つのブラシを備える電動モータにおいて、モータ効率を向上させるべく、電機子反作用を低減させる手段として、ブラシまたは磁石の取り付け位置を回転方向に適当な位置に移動調整する手法の適用が求められる。   Therefore, in an electric motor having four magnetic poles and three brushes for switching the rotation speed, the brush or magnet mounting position is set in the rotation direction as means for reducing armature reaction in order to improve motor efficiency. Application of a method for adjusting the movement to an appropriate position is required.

さらに、高速用ブラシに選択的に通電したとき、電動モータに流れる電流の電流値が過大に増加するのを防止するため、高速用ブラシを、低速用ブラシに対し、相当の角度以上に離れた位置に配置せず、適当な位置に配置することがもとめられる。   Furthermore, when the high-speed brush is selectively energized, the high-speed brush is separated from the low-speed brush by more than a considerable angle in order to prevent the current value of the current flowing through the electric motor from excessively increasing. It is required to arrange at an appropriate position, not at the position.

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、磁極数が4極、かつ回転速度を切り替えるために3つのブラシを備える電動モータにおいて、モータ効率を向上させ、さらに、高速用ブラシに選択的に通電したときに、電動モータに流れる電流の電流値が過大に増加するのを防止することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in an electric motor having four magnetic poles and three brushes for switching the rotation speed, the motor efficiency is improved, and the high speed is achieved. An object of the present invention is to prevent an excessive increase in the value of the current flowing through the electric motor when the brush is selectively energized.

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、磁気ヨークであるハウジングと、前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、前記巻線のうちいずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部と、前記第1のブラシの中心とが回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a housing which is a magnetic yoke, four magnets fixed on the inner wall of the housing at a substantially equal pitch, a rotation shaft, and the rotation. An armature core fixed on the shaft and having a plurality of radially formed teeth; a commutator fixed on the rotating shaft at a predetermined interval from the armature core; and having a plurality of segments; and the armature core An armature coil having a plurality of wound windings and a plurality of pressure equalizing lines connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees to each other of the commutator, and surrounded by the four magnets The armature that is arranged and is rotatably supported on the housing, and can slide on the commutator segment of the armature An electric motor comprising a plurality of brushes, wherein the number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18, and the brush is connected to the first power supply terminal. First and second brushes that are selectively connected, and a third brush that is connected to a second power supply terminal, wherein the first brush has a mechanical angle with respect to the third brush. The second brush is disposed at a position apart from the first brush by a mechanical angle of 180 degrees with respect to the first brush, and each of the windings is disposed at a position approximately 90 degrees apart. A first coil winding wound in a forward direction around four adjacent teeth of the armature core, and connected in series to the first coil winding, the first coil winding being It is placed next to the four wound teeth and A second coil winding wound around the four teeth adjacent to each other in the opposite direction, and ends of the first and second coil windings are respectively connected to segments adjacent to each other, Any one of the windings is connected so that the boundary between adjacent segments and the center of the first brush are in sliding contact with each other at a position where they substantially coincide with each other in the radial direction of the rotating shaft. When the armature is rotationally arranged, the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other at a position where they overlap in the radial direction. The four magnets are arranged in the housing.

請求項2に記載した発明は、磁気ヨークであるハウジングと、前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、前記巻線のうちいずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部と、前記第3のブラシの中心とが回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されている。   According to the second aspect of the present invention, the housing is a magnetic yoke, the four magnets are fixed on the inner wall of the housing at a substantially equal pitch, the rotation shaft, and the rotation shaft is fixed on the rotation shaft and formed radially. An armature core having a plurality of teeth, a commutator having a plurality of segments fixed to the armature core on the rotating shaft at a predetermined interval, and a plurality of windings wound around the armature core. An armature coil having a plurality of pressure equalizing lines that connect a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees to each other of the commutator, and are surrounded by the four magnets and rotated to the housing An electric motor comprising an armature that is supported and a plurality of brushes that are slidable on a segment of the commutator of the armature The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18, and the brush is selectively connected to a first power supply terminal. 1st and 2nd brush, and 3rd brush connected to 2nd electric power supply terminal, The said 1st brush is a position where the mechanical angle was about 90 degree | times away with respect to the said 3rd brush The second brush is disposed at a position apart from the first brush by a mechanical angle of 180 degrees with respect to the first brush, and each of the windings is connected to each other of the armature core. A first coil winding wound in the forward direction surrounding four adjacent teeth, and four coils connected in series to the first coil winding and wound with the first coil winding Four teeth that are placed next to each other and adjacent to each other And end portions of the first and second coil windings are connected to segments adjacent to each other, and any one of the windings. When the armature is rotationally arranged such that two windings are connected and the boundary portion between adjacent segments and the center of the third brush are in sliding contact with each other at a position where they substantially coincide with each other in the radial direction of the rotation shaft The four magnets are disposed in the housing such that the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other at a position where they overlap each other in the radial direction. Is arranged.

さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の電動モータにおいて、前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線の円周方向中心と、前記いずれか一つの磁石の円周方向中心とが、径方向に互いに略重なり合うように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電動モータ。   Furthermore, the invention according to claim 3 is the electric motor according to claim 1 or 2, wherein the center of the first coil winding of any one of the windings in the circumferential direction, 3. The four magnets are arranged in the housing so that the circumferential center of one of the magnets is substantially overlapped with each other in the radial direction. Electric motor.

一方、請求項6に記載の発明は、磁気ヨークであるハウジングと、前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、前記巻線のいずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、前記第1のブラシの円周方向中心と、前記いずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部とが回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、前記第1のブラシが配置されている。   On the other hand, the invention described in claim 6 is a housing that is a magnetic yoke, four magnets fixed on the inner wall of the housing at a substantially equal pitch, a rotating shaft, and a radial shaft fixed on the rotating shaft. An armature core having a plurality of teeth formed thereon, a commutator having a plurality of segments fixed to the armature core on the rotating shaft at a predetermined interval, and a plurality of windings wound around the armature core. An armature coil having a wire, and a plurality of pressure equalizing wires connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees to each other of the commutator, and surrounded by the four magnets, the housing An armature rotatably supported on the armature, and a plurality of brushes slidable on the commutator segment of the armature The motor has 18 teeth, 18 segments, 18 windings, and the brush is selectively connected to the first power supply terminal. 1st and 2nd brush, and 3rd brush connected to 2nd electric power supply terminal, The said 1st brush is a position where the mechanical angle was about 90 degree | times away with respect to the said 3rd brush The second brush is disposed at a position apart from the first brush by a mechanical angle of 180 degrees with respect to the first brush, and each of the windings is connected to each other of the armature core. A first coil winding wound in the forward direction surrounding four adjacent teeth, and four coils connected in series to the first coil winding and wound with the first coil winding Four tees placed next to each other and adjacent to each other A second coil winding wound in the opposite direction around the end, and the ends of the first and second coil windings are connected to adjacent segments, respectively, When the armature is rotationally arranged so that the first coil winding of one winding and any one of the four magnets are opposed to each other in a radial direction, the first coil winding The first brush is arranged such that the circumferential center of the brush is connected to any one of the windings and the boundary between adjacent segments is substantially coincident in the radial direction of the rotating shaft. Has been placed.

請求項7に記載の発明は、磁気ヨークであるハウジングと、前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、前記巻線のいずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、前記第3のブラシの円周方向中心と、前記いずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部とが回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、前記第3のブラシが配置されている。   According to the seventh aspect of the present invention, the housing is a magnetic yoke, the four magnets are fixed on the inner wall of the housing at a substantially equal pitch, the rotating shaft, and are fixed on the rotating shaft and formed radially. An armature core having a plurality of teeth, a commutator having a plurality of segments fixed to the armature core on the rotating shaft at a predetermined interval, and a plurality of windings wound around the armature core. An armature coil having a plurality of pressure equalizing lines that connect a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees to each other of the commutator, and are surrounded by the four magnets and rotated to the housing An electric motor comprising: an armature supported in a possible manner; and a plurality of brushes slidably contactable with the commutator segment of the armature. The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18, and the brush is selectively connected to a first power supply terminal. 1 and 2 and a third brush connected to a second power supply terminal, wherein the first brush is at a position where the mechanical angle is approximately 90 degrees away from the third brush. The second brush is disposed at a position apart from the first brush by a mechanical angle of 180 degrees with respect to the first brush, and each of the windings is adjacent to the armature core. A first coil winding wound in the forward direction around the four teeth, and four teeth connected in series to the first coil winding and wound with the first coil winding Is placed next to each other and surrounds four teeth adjacent to each other And end portions of the first and second coil windings are respectively connected to the segments adjacent to each other, and any one of the windings When the armature is rotated so that the first coil winding of the winding and one of the four magnets are opposed to a position where they overlap each other in the radial direction, The third brush is arranged such that the circumferential center and any one of the windings are connected and the boundary between adjacent segments is substantially coincident in the radial direction of the rotating shaft. ing.

さらに、請求項8に記載の発明は、請求項6または7のいずれかに記載の電動モータにおいて、前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線の円周方向中心と、前記いずれか一つの磁石の円周方向中心とが、径方向に互いに略重なり合うように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されている。   Furthermore, the invention according to claim 8 is the electric motor according to claim 6 or 7, wherein the circumferential center of the first coil winding of any one of the windings, The four magnets are arranged in the housing so that the circumferential center of one of the magnets substantially overlaps each other in the radial direction.

このように、第1または第3のブラシと、磁石の相対位置を上記に示すように設定すると、電機子反作用を考慮しないときのブラシの位置である中性位置に対し、いわゆる進角を設けた位置にブラシを配置することができ、電動モータに生じる電機子反作用を低減でき、モータ効率を向上させることができる。   Thus, when the relative positions of the first or third brush and the magnet are set as shown above, a so-called advance angle is provided with respect to the neutral position which is the position of the brush when the armature reaction is not considered. The brush can be arranged at the position where the armature reaction generated in the electric motor can be reduced, and the motor efficiency can be improved.

第1または第3のブラシと、磁石の相対位置を上記に示すように設定することにより、電動モータに生じる電機子反作用を低減でき、モータ効率を向上させることができる。  By setting the relative positions of the first or third brush and the magnet as shown above, the armature reaction that occurs in the electric motor can be reduced, and the motor efficiency can be improved.

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、減速機付モータ1は、例えば、自動車のワイパーモータとして用いられるものであって、電動モータ2と、電動モータ2の回転軸3に連結された減速機構4とを備えている。
電動モータ2は、有底筒状のヨーク5と、ヨーク5内に回転自在に設けられたアーマチュア6とを有している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the motor 1 with a speed reducer is used as, for example, a wiper motor of an automobile, and includes an electric motor 2 and a speed reducing mechanism 4 connected to a rotating shaft 3 of the electric motor 2. And.
The electric motor 2 includes a bottomed cylindrical yoke 5 and an armature 6 rotatably provided in the yoke 5.

ヨーク5の筒部53は略円筒状に形成されており、この内周面に4つのセグメント型の永久磁石(磁石)7が周方向に等ピッチで磁極が順番となるように配設されている。すなわち、ヨーク5に設けられた永久磁石7は、極対数が2に設定されている。
ヨーク5の底壁(エンド部)51には、径方向中央に軸線方向外側に向かって突出するボス部19が形成され、ここに回転軸3の一端を軸支するための軸受け18が設けられている。
The cylindrical portion 53 of the yoke 5 is formed in a substantially cylindrical shape, and four segment-type permanent magnets (magnets) 7 are arranged on the inner peripheral surface so that the magnetic poles are in order at a constant pitch in the circumferential direction. Yes. That is, the permanent magnet 7 provided on the yoke 5 has a pole pair number of two.
The bottom wall (end portion) 51 of the yoke 5 is formed with a boss portion 19 projecting outward in the axial direction at the radial center, and a bearing 18 for supporting one end of the rotary shaft 3 is provided here. ing.

筒部53の開口部53aには、外フランジ部52が設けられている。外フランジ部52には、ボルト孔(不図示)が形成されている。このボルト孔にボルト24が挿通され、減速機構4の後述するギヤハウジング23に形成されたボルト孔(不図示)に螺入されることによって、ヨーク5が減速機構4に締結固定される。   An outer flange portion 52 is provided in the opening portion 53 a of the cylindrical portion 53. Bolt holes (not shown) are formed in the outer flange portion 52. Bolts 24 are inserted into the bolt holes and screwed into bolt holes (not shown) formed in a gear housing 23 (described later) of the speed reduction mechanism 4, whereby the yoke 5 is fastened and fixed to the speed reduction mechanism 4.

アーマチュア6は、回転軸3に外嵌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、回転軸3の他端側に配置されたコンミテータ10とを備えている。アーマチュアコア8は、プレス加工等によって打ち抜かれた磁性材料の板材を軸方向に積層したり(積層コア)、軟磁性粉を加圧成形したり(圧粉コア)して形成されたものであって、略円環状のコア本体11を有している。   The armature 6 includes an armature core 8 that is externally fitted and fixed to the rotary shaft 3, an armature coil 9 that is wound around the armature core 8, and a commutator 10 that is disposed on the other end side of the rotary shaft 3. The armature core 8 is formed by laminating a plate of magnetic material punched by pressing or the like in the axial direction (laminated core), or pressure-molding soft magnetic powder (a dust core). Thus, it has a substantially annular core body 11.

コア本体11の外周部には、構成軸方向平面視略T字型のティース12が18個、周方向に沿って等間隔に放射状に設けられている。各ティース12は、径方向に延出し巻線14が巻装される巻胴部31と、巻胴部31の先端に設けられ巻胴部31に対して左右対称となるように延在する周壁部32とで構成されている。すなわち、ティース12の先端に設けられた周壁部32がアーマチュアコア8の外周面を構成しており、この周壁部32が永久磁石7と対向した状態になる。   On the outer periphery of the core body 11, 18 teeth 12 that are substantially T-shaped in a plan view in the axial direction are radially provided at equal intervals along the circumferential direction. Each of the teeth 12 includes a winding drum portion 31 in which the winding 14 is wound in a radial direction, and a peripheral wall provided at the tip of the winding drum portion 31 so as to be symmetrical with respect to the winding drum portion 31. Part 32. That is, the peripheral wall portion 32 provided at the tip of the tooth 12 constitutes the outer peripheral surface of the armature core 8, and the peripheral wall portion 32 faces the permanent magnet 7.

コア本体11の外周部に、ティース12を放射状に設けることによって、隣接するティース12間には、蟻溝状のスロット13が18個形成されている。スロット13は軸線方向に沿って延びており、周方向に沿って等ピッチに複数形成されている。
これらスロット13間にエナメルが被覆された巻線14を挿通し、ティース12の巻胴部31に被覆された絶縁材であるインシュレータ(不図示)を介して複数の巻線14が巻装される。これら複数の巻線14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。
By providing the teeth 12 radially on the outer periphery of the core body 11, 18 dovetail slots 13 are formed between adjacent teeth 12. The slots 13 extend along the axial direction, and a plurality of slots 13 are formed at equal pitches along the circumferential direction.
The windings 14 covered with enamel are inserted between the slots 13, and a plurality of windings 14 are wound through an insulator (not shown) that is an insulating material covered with the winding body 31 of the teeth 12. . The plurality of windings 14 form a plurality of armature coils 9 on the outer periphery of the armature core 8.

本実施形態では永久磁石7が4個(磁極数が4極)設けられているので、極対数が2であり、これに対してティース12(スロット13)が18個設けられている。つまり、ティース12(スロット13)の個数は、極対数の9倍(奇数倍)に設定されているということになる。   In the present embodiment, four permanent magnets 7 are provided (the number of magnetic poles is 4), so the number of pole pairs is 2, and 18 teeth 12 (slots 13) are provided. That is, the number of teeth 12 (slot 13) is set to 9 times (odd times) the number of pole pairs.

回転軸3のアーマチュアコア8よりも他端側には、コンミテータ10が外嵌固定されている。このコンミテータ10の外周面には、導電材で形成されたセグメント15が18個取り付けられている。セグメント15は軸線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。コンミテータ10の外径D1は、20mm以上、30mm以下の範囲で設定されている。   A commutator 10 is externally fitted and fixed to the other end side of the armature core 8 of the rotating shaft 3. Eighteen segments 15 made of a conductive material are attached to the outer peripheral surface of the commutator 10. The segment 15 is made of a plate-shaped metal piece that is long in the axial direction, and is fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction while being insulated from each other. The outer diameter D1 of the commutator 10 is set in the range of 20 mm or more and 30 mm or less.

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が一体成形されている。ライザ16には、アーマチュアコイル9を形成する各巻線の巻き始め端部と巻き終わり端部が掛け回わされ、各巻線14はヒュージングなどによりライザ16に電気的に接続されるともに機械的に固定されている。これにより、各セグメント15とこれに対応する各巻線14とが導通される。   A riser 16 is integrally formed at the end of each segment 15 on the armature core 8 side so as to be folded back to the outer diameter side. The riser 16 is wound around the winding start end and winding end of each winding forming the armature coil 9, and each winding 14 is electrically connected to the riser 16 by fusing or the like and mechanically. It is fixed. Thereby, each segment 15 and each coil | winding 14 corresponding to this are conduct | electrically_connected.

また、同電位となるセグメント15、すなわち、回転軸3を中心にして互いに対向するセグメント15(本実施形態では8つのセグメント15をその間に挟んで配置されているセグメント15)にそれぞれ対応するライザ16には、各々均圧線40が掛け回され、この均圧線40も各巻線14の巻き始め端部と巻き終わり端部と同様にヒュージングによりライザ16に固定されている(図5、6参照)。均圧線40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との間の回転軸3に掛け回すように配索されている。   Further, the risers 16 respectively corresponding to the segments 15 having the same potential, that is, the segments 15 facing each other around the rotation shaft 3 (in this embodiment, the segments 15 arranged with the eight segments 15 interposed therebetween). Each of the pressure equalizing lines 40 is wound around, and the pressure equalizing lines 40 are fixed to the riser 16 by fusing similarly to the winding start end and the winding end end of each winding 14 (FIGS. 5 and 6). reference). The pressure equalizing line 40 is for short-circuiting the segments 15 having the same potential, and is arranged so as to be wound around the rotating shaft 3 between the commutator 10 and the armature core 8.

このように構成されたコンミテータ10は、減速機構4のギヤハウジング23に臨まされた状態になっている。ギヤハウジング23は、一面に開口部42aを有する略箱状に形成され減速機構4の歯車群41を収納するハウジング本体42と、ハウジング本体42の開口部42aを閉塞するカバー43とで構成されている。ハウジング本体42の電動モータ2側には、ブラシ収納部22が形成され、ここに電動モータ2のコンミテータ10が臨まされている。   The commutator 10 configured in this way is in a state of facing the gear housing 23 of the speed reduction mechanism 4. The gear housing 23 is formed by a housing main body 42 that is formed in a substantially box shape having an opening 42 a on one surface and accommodates the gear group 41 of the speed reduction mechanism 4, and a cover 43 that closes the opening 42 a of the housing main body 42. Yes. On the side of the electric motor 2 of the housing main body 42, a brush housing portion 22 is formed, and the commutator 10 of the electric motor 2 is exposed here.

図2〜図4に示すように、ブラシ収納部22は、ギヤハウジング23の電動モータ2側に凹状に形成されたものである。ブラシ収納部22の周壁30は、断面略長円形に形成されており、平面壁30aと円弧壁30bとで構成されている。
ブラシ収納部22の内側には、これに対応するように断面略長円形の筒状に形成されたカバー33が設けられている。このカバー33も平面壁33aと円弧壁33bとを有している。さらに、カバー33の内側には、このカバー33に対応するように形成されたホルダステー34が設けられている。ホルダステー34は、ボルト35によってハウジング本体42の側壁42bに締結固定されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the brush housing portion 22 is formed in a concave shape on the side of the electric motor 2 of the gear housing 23. The peripheral wall 30 of the brush housing part 22 is formed in a substantially oval cross section, and is composed of a flat wall 30a and an arc wall 30b.
A cover 33 formed in a cylindrical shape having a substantially oval cross section is provided inside the brush housing portion 22 so as to correspond to the inside. The cover 33 also has a flat wall 33a and an arc wall 33b. Further, a holder stay 34 formed so as to correspond to the cover 33 is provided inside the cover 33. The holder stay 34 is fastened and fixed to the side wall 42 b of the housing body 42 by bolts 35.

ホルダステー34には、周方向3箇所にブラシホルダ36が設けられている。ブラシホルダ36には、それぞれブラシ21が各々スプリングS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Sによって付勢されているためコンミテータ10のセグメント15に摺接しており、外部からの電源(不図示)からの電流がブラシ21を介してコンミテータ10に供給される。   The holder stay 34 is provided with brush holders 36 at three locations in the circumferential direction. In the brush holder 36, the brushes 21 are housed in such a manner that they can be moved in and out in a state where the brushes 21 are urged through the springs S, respectively. Since the tips of the brushes 21 are urged by the springs S, they are in sliding contact with the segments 15 of the commutator 10, and current from an external power source (not shown) is supplied to the commutator 10 via the brushes 21. .

ブラシ21は、陽極側に選択的に接続されている低速用ブラシ(第1のブラシ)21a、および高速用ブラシ(第2のブラシ)21bと、これら低速用ブラシ(第1のブラシ)21aまたは高速用ブラシ(第2のブラシ)21bのいずれかと共通使用され陰極側に接続されている共通ブラシ(第3のブラシ)21cとで構成されている。   The brush 21 includes a low-speed brush (first brush) 21a and a high-speed brush (second brush) 21b that are selectively connected to the anode side, and these low-speed brush (first brush) 21a or It is configured by a common brush (third brush) 21c that is used in common with any one of the high-speed brushes (second brush) 21b and connected to the cathode side.

低速用ブラシ21aと共通ブラシ21cは互いに電気角で180°、つまり、機械角で周方向に90°間隔をあけて配設されている。一方、高速用ブラシ21bは、低速用ブラシ21aから周方向に180度にα度を加算した角度だけ離間して配置されている。なお、この実施形態では、共通ブラシ21cを陰極側とし、低速用ブラシ21a及び高速用ブラシ21bを陽極側として説明するが、陽極側と陰極側を反対にしてもよい。   The low speed brush 21a and the common brush 21c are disposed at an electrical angle of 180 °, that is, at a mechanical angle of 90 ° in the circumferential direction. On the other hand, the high speed brush 21b is spaced apart from the low speed brush 21a by an angle obtained by adding α degrees to 180 degrees in the circumferential direction. In this embodiment, the common brush 21c is described as the cathode side, and the low speed brush 21a and the high speed brush 21b are described as the anode side. However, the anode side and the cathode side may be reversed.

ここで、コンミテータ10の同電位となるセグメント15、すなわち、回転軸3を中心にして互いに対向するセグメント15同士は均圧線40によって短絡されているため、ブラシ21が摺接していないセグメントにも給電することが可能になる。したがって、高速用ブラシ21bは低速用ブラシ21aよりも角度αだけ進角した位置に存在していることになる。なお、この実施形態においては、角度αは29度に設定されている。ここで、角度αは29度に限定されないことはいうまでもなく、27度以上33度以下の角度であればよい。   Here, since the segments 15 having the same potential of the commutator 10, that is, the segments 15 facing each other around the rotation shaft 3 are short-circuited by the pressure equalizing line 40, the segments where the brush 21 is not in sliding contact are also included. Power can be supplied. Therefore, the high speed brush 21b exists at a position advanced by the angle α with respect to the low speed brush 21a. In this embodiment, the angle α is set to 29 degrees. Here, it is needless to say that the angle α is not limited to 29 degrees, and may be any angle from 27 degrees to 33 degrees.

このように、角度αを29度とし、必要以上に大きな値としないことにより、高速用ブラシ(第2のブラシ)21bと共通ブラシ(第3のブラシ)21cとの間に形成されるアーマチュアコイル9の電気抵抗をある程度以上に大きな値とすることができる。このように、電気抵抗をある程度以上に大きな値とすることにより、高速用ブラシ21bに流れる電流の電流値を必要以上に大きくしないことができ、電動モータ2のロック時に過大に流れる電流の電流値を抑制することができる。   Thus, the armature coil formed between the high-speed brush (second brush) 21b and the common brush (third brush) 21c by setting the angle α to 29 degrees and not making the value larger than necessary. The electrical resistance of 9 can be made larger than a certain value. Thus, by setting the electric resistance to a value larger than a certain level, the current value of the current flowing through the high-speed brush 21b can be prevented from becoming larger than necessary, and the current value of the current flowing excessively when the electric motor 2 is locked. Can be suppressed.

このように、各ブラシ21a〜21cを配置することによって、カバー33、およびホルダステー34にあっては、ブラシ21a〜21cの存在しない部分を切除することができる。すなわち、カバー33を断面略長円形状に形成し、平面壁33aと円弧壁33bとの接続部分近傍に低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cを配置させることができる。   In this way, by arranging the brushes 21a to 21c, in the cover 33 and the holder stay 34, portions where the brushes 21a to 21c do not exist can be cut off. That is, the cover 33 can be formed in a substantially oval cross section, and the low speed brush 21a and the common brush 21c can be disposed in the vicinity of the connection portion between the flat wall 33a and the arc wall 33b.

一方、カバー33の低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cが一方の円弧壁33bに隣接した位置に配置されているのに対し、高速用ブラシ21bは、低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cが配置されている一方の円弧壁33bに対し、回転軸3を中心にして反対側の他の円弧壁33bに隣接した位置に配置されている。このため、ブラシ収納部22を断面略長円形状に形成することができ、ブラシ収納部22の扁平化を図ることが可能になる。   On the other hand, the low speed brush 21a and the common brush 21c of the cover 33 are arranged at positions adjacent to the one arc wall 33b, whereas the high speed brush 21b is arranged with the low speed brush 21a and the common brush 21c. The one arc wall 33b is arranged at a position adjacent to the other arc wall 33b on the opposite side with the rotation axis 3 as the center. For this reason, the brush storage part 22 can be formed in a substantially oval cross section, and the brush storage part 22 can be flattened.

また、図3に詳示するように、低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cの周方向のブラシ幅W1は互いに略同一に設定されている。これに対し、高速用ブラシ21bの周方向のブラシ幅W2は、低速用ブラシ21aのブラシ幅W1よりも小さく設定されている。具体的には、コンミテータ10の外径が20mm以上、30mm以下の範囲で設定されているとき、低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cのブラシ幅W1は、2.5mm以上、5mm以下の範囲で設定されている。一方、高速用ブラシ21bのブラシ幅W2は、1.5mm以上で、かつ2.5mmよりも小さい範囲で設定されている。   Further, as shown in detail in FIG. 3, the brush widths W1 in the circumferential direction of the low speed brush 21a and the common brush 21c are set to be substantially the same. On the other hand, the brush width W2 in the circumferential direction of the high speed brush 21b is set smaller than the brush width W1 of the low speed brush 21a. Specifically, when the outer diameter of the commutator 10 is set in the range of 20 mm or more and 30 mm or less, the brush width W1 of the low speed brush 21a and the common brush 21c is in the range of 2.5 mm or more and 5 mm or less. Is set. On the other hand, the brush width W2 of the high speed brush 21b is set in a range of 1.5 mm or more and smaller than 2.5 mm.

このように低速用ブラシ21a、および共通ブラシ21cのブラシ幅W1と、高速用ブラシ21bのブラシ幅W2を設定することにより、低速用ブラシ21aと高速用ブラシ21bとが互いに同一セグメント15に同時に摺接することを回避することができるようになっている。   Thus, by setting the brush width W1 of the low speed brush 21a and the common brush 21c and the brush width W2 of the high speed brush 21b, the low speed brush 21a and the high speed brush 21b are simultaneously slid on the same segment 15. It is possible to avoid contact.

すなわち、コンミテータ10に接続されている均圧線40によって、例えば、低速用ブラシ21aは、回転軸3を中心にして点対称位置にも存在していることになる(図3における2点鎖線参照)。この場合、低速用ブラシ21aと高速用ブラシ21bとの間隔は、隣接するセグメント15,15の間隔とほぼ同じになる。しかしながら、高速用ブラシ21bのブラシ幅W2が低速用ブラシ21aのブラシ幅W1よりも小さく設定されているので、低速用ブラシ21aと高速用ブラシ21bとが互いに同一セグメント15に同時に摺接することを回避することができる。   That is, the pressure equalizing line 40 connected to the commutator 10, for example, means that the low speed brush 21a is also present at a point-symmetrical position about the rotating shaft 3 (see the two-dot chain line in FIG. 3). ). In this case, the interval between the low speed brush 21a and the high speed brush 21b is substantially the same as the interval between the adjacent segments 15 and 15. However, since the brush width W2 of the high-speed brush 21b is set smaller than the brush width W1 of the low-speed brush 21a, the low-speed brush 21a and the high-speed brush 21b are prevented from sliding simultaneously on the same segment 15. can do.

このことは、高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cとの間にも同じことがいえる。すなわち、コンミテータ10に接続されている均圧線40によって、高速用ブラシ21bは、回転軸3を中心にして点対称位置にも存在していることになる。しかしながら、高速用ブラシ21bのブラシ幅W2が共通ブラシ21cのブラシ幅W1よりも小さく設定されているので、これら高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cとが互いに同一セグメント15に同時に摺接することを回避することができる。   The same can be said for the high-speed brush 21b and the common brush 21c. In other words, the high-speed brush 21 b is also present at a point-symmetrical position about the rotation shaft 3 by the pressure equalizing line 40 connected to the commutator 10. However, since the brush width W2 of the high-speed brush 21b is set to be smaller than the brush width W1 of the common brush 21c, the high-speed brush 21b and the common brush 21c are prevented from simultaneously sliding on the same segment 15. be able to.

本実施形態の電動モータは、回転速度差を大きく生じさせるため、高速用ブラシ21bを、低速用ブラシ21aに対し、角度αの進角分離れた位置に配置されている。そのため、高速用ブラシ21bに選択的に通電したとき、高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cの間のアーマチュアコイル9に形成される電気回路の内部抵抗が減少する。よって、高速用ブラシから電動モータに供給される電流の電流値が過大に増加し、とりわけ外部負荷により電動モータがロックされたときに生じるロック電流が過大となることが想定される。   In the electric motor of the present embodiment, the high-speed brush 21b is disposed at a position separated from the low-speed brush 21a by an advance angle α in order to cause a large rotational speed difference. Therefore, when the high-speed brush 21b is selectively energized, the internal resistance of the electric circuit formed in the armature coil 9 between the high-speed brush 21b and the common brush 21c decreases. Therefore, it is assumed that the current value of the current supplied from the high-speed brush to the electric motor increases excessively, and in particular, the lock current generated when the electric motor is locked by an external load becomes excessive.

この点、本実施形態の電動モータは、高速用ブラシ21bを形成するカーボン粉を主成分とする導電材料(第1の導電材料)は、低速用ブラシ21a及び共通ブラシ21cを形成するカーボン粉を主成分とする導電材料(第2の導電材料)に対し、電気抵抗の高い導電材料が用いられている。このように、高速用ブラシ21bを形成するカーボン粉を主成分とする導電材料(第1の導電材料)を高抵抗のものとしたため、高速用ブラシ21bに選択的に通電したとき、高速用ブラシ21bと共通ブラシ21cの間のアーマチュアコイル9に形成される電気回路の内部抵抗を増加させることができる。そのため、高速用ブラシ21bに選択的に通電したときに電動モータ2に流れる電流の電流値が過大に増加するのを防止することを目的とする。   In this regard, in the electric motor of the present embodiment, the conductive material (first conductive material) mainly composed of carbon powder forming the high-speed brush 21b is carbon powder forming the low-speed brush 21a and the common brush 21c. A conductive material having a high electrical resistance is used for the conductive material (second conductive material) as a main component. As described above, since the conductive material (first conductive material) mainly composed of carbon powder forming the high-speed brush 21b has a high resistance, when the high-speed brush 21b is selectively energized, the high-speed brush The internal resistance of the electric circuit formed in the armature coil 9 between 21b and the common brush 21c can be increased. Therefore, an object is to prevent an excessive increase in the value of the current flowing through the electric motor 2 when the high-speed brush 21b is selectively energized.

上述のように、本実施形態においては、高速用ブラシ21bの導電材料(第1の導電材料)は、低速用ブラシ21a及び共通ブラシ21cの導電材料(第2の導電材料)に対し、電気抵抗の高い導電材料が用いられていている。しかし、これに限定されず、例えば、低速用ブラシ21aの導電材料を高速用ブラシ21bの導電材料(第1の導電材料)と同様に高抵抗のものとしてもよい。このようにすることにより、低速用ブラシ21aに選択的に通電したときにも、電動モータ2に流れる電流の電流値が過大に増加することを防止することができる。   As described above, in this embodiment, the conductive material (first conductive material) of the high-speed brush 21b is electrically resistant to the conductive material (second conductive material) of the low-speed brush 21a and the common brush 21c. A highly conductive material is used. However, the present invention is not limited to this. For example, the conductive material of the low-speed brush 21a may have a high resistance like the conductive material (first conductive material) of the high-speed brush 21b. By doing so, it is possible to prevent the current value of the current flowing through the electric motor 2 from excessively increasing even when the low speed brush 21a is selectively energized.

図1、図2に示すように、ギヤハウジング23のハウジング本体42に収納された歯車群41は、電動モータ2の回転軸3に一体に連結されたウォーム軸25と、ウォーム軸25に噛合う段付歯車26と、段付歯車26に噛合うスパーギヤ27とで構成されている。ウォーム軸25は、一端が回転軸3に連結されると共に、他端がハウジング本体42に回転自在に軸支されている。段付歯車26は、ウォーム軸25に噛合うウォームホイール28とウォームホイール28よりも小径に形成された小径歯車29とが一体成形されたものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gear group 41 accommodated in the housing body 42 of the gear housing 23 meshes with the worm shaft 25 and the worm shaft 25 integrally connected to the rotating shaft 3 of the electric motor 2. A stepped gear 26 and a spar gear 27 that meshes with the stepped gear 26 are configured. One end of the worm shaft 25 is connected to the rotating shaft 3, and the other end is rotatably supported by the housing body 42. The stepped gear 26 is formed by integrally forming a worm wheel 28 that meshes with the worm shaft 25 and a small-diameter gear 29 that has a smaller diameter than the worm wheel 28.

ハウジング本体42には、アイドラー軸61の端部61aが圧入固定されている。そして、アイドラー軸61に段付歯車26が回転自在に軸支されている。   An end 61 a of an idler shaft 61 is press-fitted and fixed to the housing main body 42. A stepped gear 26 is rotatably supported on the idler shaft 61.

スパーギヤ27は、段付歯車26の小径歯車29に噛合っている。スパーギヤ27の径方向中央には、ボス部65がカバー43側に向かって突出形成されている。このボス部65は、カバー43に回転自在に当接されている。また、ボス部65には、出力軸62が圧入されている。出力軸62は、ハウジング本体42の底壁(エンド部)42cから突出している。ハウジング本体42の底壁42cには、出力軸62に対応する部位に、ボス部63が外方に向かって突出形成されている。このボス部63には、出力軸62を回転自在に軸支するためのすべり軸受け64が設けられている。   The spur gear 27 meshes with the small diameter gear 29 of the stepped gear 26. At the center of the spur gear 27 in the radial direction, a boss portion 65 is formed to protrude toward the cover 43 side. The boss 65 is in contact with the cover 43 so as to be rotatable. An output shaft 62 is press-fitted into the boss portion 65. The output shaft 62 protrudes from the bottom wall (end portion) 42 c of the housing body 42. On the bottom wall 42c of the housing main body 42, a boss portion 63 is formed projecting outward at a portion corresponding to the output shaft 62. The boss portion 63 is provided with a sliding bearing 64 for rotatably supporting the output shaft 62.

出力軸62のハウジング本体42から突出した部分には、先端に向かうに従って徐々に先細りとなる先細り部66が形成されている。この先細り部66には、セレーション67が形成されている。これによって、例えば、ワイパーなどを駆動するための外部機構と出力軸62とを連結することができるようになっている。   A portion of the output shaft 62 that protrudes from the housing main body 42 is formed with a tapered portion 66 that gradually tapers toward the tip. A serration 67 is formed in the tapered portion 66. Thereby, for example, an external mechanism for driving a wiper or the like and the output shaft 62 can be connected.

この他に、ハウジング本体42の側壁42bには、コネクタ68が回転軸3の軸方向に沿って突設されている。コネクタ68は、外部の電源からの電流を電動モータ2に供給するためのものである。コネクタ68の受入れ口69には接続端子70が設けられており、この接続端子70が電動モータ2のブラシ21(21a〜21c)に電気的に接続されている。これによって、外部の電源からの電流がブラシ21を介してコンミテータ10に供給される。   In addition, a connector 68 projects from the side wall 42 b of the housing body 42 along the axial direction of the rotary shaft 3. The connector 68 is for supplying a current from an external power source to the electric motor 2. A connection terminal 70 is provided in the receiving port 69 of the connector 68, and the connection terminal 70 is electrically connected to the brush 21 (21 a to 21 c) of the electric motor 2. As a result, current from an external power supply is supplied to the commutator 10 via the brush 21.

さらに、ハウジング本体42の開口縁には、カバー43を締結固定するためのボルト座71が一体成形されている。カバー43は、ハウジング本体42のボルト座71に対応する部位に、ボルト72を挿通可能なボルト孔(不図示)を有する取付け座73が一体形成されている。カバー43は、取付け座73にボルト72を挿通し、このボルト72がハウジング本体42のボルト座71に螺入されることによってハウジング本体42に締結固定されるようになっている。
また、カバー43には、コネクタ68の接続端子70と電動モータ2のブラシ21とを電気的に接続するための配電基板74が設けられている。配電基板74には、リード線の役割を有するパターン(不図示)が形成されている。
Further, a bolt seat 71 for fastening and fixing the cover 43 is integrally formed at the opening edge of the housing body 42. The cover 43 is integrally formed with a mounting seat 73 having a bolt hole (not shown) through which the bolt 72 can be inserted at a portion corresponding to the bolt seat 71 of the housing main body 42. The cover 43 is configured to be fastened and fixed to the housing main body 42 by inserting bolts 72 into the mounting seat 73 and screwing the bolts 72 into the bolt seat 71 of the housing main body 42.
Further, the cover 43 is provided with a power distribution board 74 for electrically connecting the connection terminal 70 of the connector 68 and the brush 21 of the electric motor 2. A pattern (not shown) having a role of a lead wire is formed on the power distribution board 74.

図5および図6基づいて、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を構成する複数の巻線14の巻装構造について説明する。図5および図6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、および各ティース12にそれぞれ符号を附して説明する。   Based on FIG. 5 and FIG. 6, a winding structure of a plurality of windings 14 constituting the armature coil 9 wound around the armature core 8 will be described. 5 and 6 are development views of the armature 6, and a gap between adjacent teeth 12 corresponds to the slot 13. In the following drawings, each segment 15 and each tooth 12 will be described with reference numerals.

アーマチュアコイル9は、第1および第2の導線101、102より構成されており、この第1および第2の導線101、102が180度対向したダブルフライヤ方式にてアーマチュアコア8に巻装され、アーマチュアコイル9が形成される。本実施形態では、第1の導線101により、一の9つの巻線14がアーマチュアコア8に巻装され、第2の導線102により、他の9つの巻線14がアーマチュアコア8に巻装され、合計18の巻線14によりアーマチュアコイル9が形成される。ここで、均圧線40も上記の第1および第2の導線101、102により各巻線14とともに一連に形成される。   The armature coil 9 is composed of first and second conducting wires 101 and 102, and the first and second conducting wires 101 and 102 are wound around the armature core 8 by a double flyer system in which the opposing faces are 180 degrees, An armature coil 9 is formed. In the present embodiment, one nine windings 14 are wound around the armature core 8 by the first conducting wire 101, and the other nine windings 14 are wound around the armature core 8 by the second conducting wire 102. The armature coil 9 is formed by a total of 18 windings 14. Here, the equalizing wire 40 is also formed in series with the windings 14 by the first and second conducting wires 101 and 102 described above.

図5は、ダブルフライヤ方式にて第1の導線101によりアーマチュアコア8に巻装される各巻線14のうち、最初にアーマチュアコア8に巻装される巻線14を示す。以下同図に基づき第1の導線101により最初に形成される巻線14について説明する。   FIG. 5 shows a winding 14 that is first wound around the armature core 8 among the windings 14 that are wound around the armature core 8 by the first conductor 101 in the double flyer system. Hereinafter, the winding 14 formed first by the first conductive wire 101 will be described with reference to FIG.

巻線14は、ティース14を囲んで巻かれるコイル巻線81と、コイル巻線81の両端に形成される巻き始め部82および巻き終わり部83と、巻き始め部82および巻き終わり部83から一体に連続して延出した第1および第2の接続線84、85を有する。   Winding 14 is integrated from coil winding 81 wound around tooth 14, winding start portion 82 and winding end portion 83 formed at both ends of coil winding 81, and winding start portion 82 and winding end portion 83. The first and second connection lines 84 and 85 extend continuously.

コイル巻線81は、互いに隣接する第1から第4の4つティース12を囲んで順方向に巻かれた第1のコイル巻線81aと、第1のコイル巻線81aが巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する第5から第8の4つのティースを囲んで逆方向に巻装された第2のコイル巻線81bを有している。ここで、第1のコイル巻線81aと第2のコイル巻線81bは、直列に接続されている。   The coil winding 81 includes a first coil winding 81a wound around the first to fourth teeth 12 adjacent to each other and wound in the forward direction, and 4 wound with the first coil winding 81a. The second coil winding 81b is disposed adjacent to one tooth and wound in the opposite direction so as to surround the fifth to eighth teeth adjacent to each other. Here, the first coil winding 81a and the second coil winding 81b are connected in series.

第1の接続線84は、第12のセグメント15のライザ16に接続される。一方、第2の接続線85は、第1の接続線84と逆の周方向に配策され第11のセグメント15のライザ16に接続される。   The first connection line 84 is connected to the riser 16 of the twelfth segment 15. On the other hand, the second connection line 85 is routed in the circumferential direction opposite to the first connection line 84 and connected to the riser 16 of the eleventh segment 15.

次に、第1の導線101のアーマチュアコア8およびコンミテー10への巻装工程について説明する。まず、第1の導線101の端部101aが、第3のセグメント15のライザ16に絡げられる。そして、第2のセグメント15の方向に配策され、第3のセグメント15に対し点対照の位置に配置された第12のセグメント115のライザ16に絡げられる。このとき、第3のセグメント15から第12のセグメント15には、第1の導線101により均圧線40が形成される。   Next, the winding process of the first conducting wire 101 around the armature core 8 and the commutator 10 will be described. First, the end portion 101 a of the first conducting wire 101 is entangled with the riser 16 of the third segment 15. Then, it is routed in the direction of the second segment 15 and is entangled with the riser 16 of the twelfth segment 115 arranged at the point of contrast with the third segment 15. At this time, a pressure equalizing line 40 is formed by the first conducting wire 101 from the third segment 15 to the twelfth segment 15.

その後、第12のセグメント15から第18と第1のティース12の間に第1の導線101が配策され、第1から第4のティース12を囲んで順方向に巻きまわされ第1の巻線部81aを形成した後に、第5から第8のティース12を囲んで逆方向に巻きまわされ第2の巻線部81bを形成する。そして、第1の導線101は、第11のセグメント11のライザ16に絡げられる。これが、第1の導線101にて、一つの均圧線40と一つの巻線14をアーマチュアコア8およびコンミテー10へ巻装する工程であり、この工程が順次9回繰り返されることにより、第1の導線101のアーマチュアコア8およびコンミテー10への巻装工程は完了し、第1の導線101により9つ巻線14と9本の接続線がアーマチュアコア8およびコンミテー10に巻装ないしは配策される。   Thereafter, the first conductive wire 101 is routed between the twelfth segment 15 and the eighteenth and first teeth 12, and is wound around the first to fourth teeth 12 in the forward direction to be wound around the first winding. After forming the line portion 81a, the second winding portion 81b is formed by being wound in the reverse direction around the fifth to eighth teeth 12. The first conducting wire 101 is entangled with the riser 16 of the eleventh segment 11. This is a step of winding one equalizing wire 40 and one winding 14 around the armature core 8 and the commutator 10 with the first conductive wire 101. By repeating this step nine times in succession, The winding process of the lead wire 101 to the armature core 8 and the commutator 10 is completed, and nine windings 14 and nine connecting wires are wound or arranged on the armature core 8 and the commutator 10 by the first lead wire 101. The

図6は、ダブルフライヤ方式にて第2の導線102によりアーマチュアコア8に巻装される各巻線14のうち、最初にアーマチュアコア8に巻装される巻線14を示す。以下同図に基づき第2の導線102により形成される巻線14について説明する。   FIG. 6 shows the winding 14 first wound around the armature core 8 among the windings 14 wound around the armature core 8 by the second conductor 102 by the double flyer method. Hereinafter, the winding 14 formed by the second conductive wire 102 will be described with reference to FIG.

巻線14は、ティース14を囲んで巻かれるコイル巻線81と、コイル巻線81の両端に形成される巻き始め部82および巻き終わり部83と、巻き始め部82および巻き終わり部83から一体に連続して延出した第1および第2の接続線84、85を有する。   Winding 14 is integrated from coil winding 81 wound around tooth 14, winding start portion 82 and winding end portion 83 formed at both ends of coil winding 81, and winding start portion 82 and winding end portion 83. The first and second connection lines 84 and 85 extend continuously.

コイル巻線81は、互いに隣接する第10から第13の4つティース12を囲んで順方向に巻かれた第1のコイル巻線81aと、第1のコイル巻線81aが巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する第14から第17の4つのティース12を囲んで逆方向に巻装された第2のコイル巻線81bを有している。ここで、第1のコイル巻線81aと第2のコイル巻線81bは、直列に接続されている。   The coil winding 81 includes a first coil winding 81a wound in the forward direction around the tenth to thirteenth teeth 12 adjacent to each other, and a first coil winding 81a wound around the coil winding 81. The second coil winding 81b is disposed adjacent to one tooth and wound around the fourteenth to seventeenth teeth 12 adjacent to each other and wound in the opposite direction. Here, the first coil winding 81a and the second coil winding 81b are connected in series.

第1の接続線84は、第3のセグメント15のライザ16に接続される。一方、第2の接続線85は、第1の接続線84と逆の周方向に配策され第2のセグメント15のライザ16に接続される。   The first connection line 84 is connected to the riser 16 of the third segment 15. On the other hand, the second connection line 85 is arranged in the circumferential direction opposite to the first connection line 84 and connected to the riser 16 of the second segment 15.

次に、第2の導線102のアーマチュアコア8およびコンミテー10への巻装工程について説明する。まず、第2の導線102の端部102aが、第12のセグメント15のライザ16に絡げられる。そして、第11のセグメント15の方向に配策され、第12のセグメント15に対し点対照の位置に配置された第3のセグメント115のライザ16に絡げられる。このとき、第12のセグメント15から第3のセグメント15には、第2の導線102により均圧線40が形成される。   Next, a process of winding the second conductive wire 102 around the armature core 8 and the commutator 10 will be described. First, the end 102 a of the second conducting wire 102 is entangled with the riser 16 of the twelfth segment 15. Then, it is routed in the direction of the eleventh segment 15 and is entangled with the riser 16 of the third segment 115 arranged in a point contrast position with respect to the twelfth segment 15. At this time, a pressure equalizing line 40 is formed by the second conducting wire 102 from the twelfth segment 15 to the third segment 15.

その後、第3のセグメント15から第18と第1のティース12の間に第1の導線101が配策され、第10から第13のティース12を囲んで順方向に巻きまわされ第1の巻線部81aを形成した後に、第14から第17のティース12を囲んで逆方向に巻きまわされ第2の巻線部81bを形成する。そして、第2の導線102は、第2のセグメント11のライザ16に絡げられる。これが、第2の導線102にて、一つの均圧線40と一つの巻線14をアーマチュアコア8およびコンミテー10へ巻装する工程であり、この工程が9回繰り返されることにより、第2の導線102のアーマチュアコア8およびコンミテー10への巻装工程は完了し、第2の導線102により9つ巻線14と9本の接続線がアーマチュアコア8およびコンミテー10に巻装される。   Thereafter, the first conductive wire 101 is routed between the eighteenth and first teeth 12 from the third segment 15, wound around the tenth to thirteenth teeth 12 and wound in the forward direction. After forming the line portion 81a, the second winding portion 81b is formed by surrounding the fourteenth to seventeenth teeth 12 and winding in the reverse direction. The second conductive wire 102 is entangled with the riser 16 of the second segment 11. This is a step of winding one equalizing wire 40 and one winding 14 around the armature core 8 and the commutator 10 with the second conductive wire 102. By repeating this step nine times, The winding process of the conductor 102 to the armature core 8 and the commutator 10 is completed, and the nine conductors 14 and the nine connection wires are wound around the armature core 8 and the commutator 10 by the second conductor 102.

次に、図7及び図8に基づいて、本実施形態の電動モータ2の永久磁石7とブラシ21の相対位置について説明する。ここで、図7は、永久磁石7とブラシ21の相対位置を示す電動モータ2の横断面図である。一方、図8は、永久磁石7とブラシ21の相対位置を示す電動モータ2の展開図である。   Next, based on FIG.7 and FIG.8, the relative position of the permanent magnet 7 and the brush 21 of the electric motor 2 of this embodiment is demonstrated. Here, FIG. 7 is a cross-sectional view of the electric motor 2 showing the relative positions of the permanent magnet 7 and the brush 21. On the other hand, FIG. 8 is a development view of the electric motor 2 showing the relative positions of the permanent magnet 7 and the brush 21.

図7及び図8では、複数の巻線14のうちのいずれか一つの巻線14Aが、11番及び12番セグメント15、15に接続されている。そして、これらの図では、この11番及び12番セグメント15、15の境界部15aが、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aの中心(円周方向中心)L5と回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように、アーマチュア6が回転配置された状態が示されている。   7 and 8, any one of the plurality of windings 14 </ b> A is connected to the 11th and 12th segments 15 and 15. In these drawings, the boundary portion 15a of the 11th and 12th segments 15, 15 is located at the center (circumferential center) L5 of the low speed brush (first brush) 21a and the radial direction of the rotating shaft. The state in which the armature 6 is rotationally arranged so as to be in sliding contact at a substantially coincident position is shown.

このような状態のとき、巻線14Aの第1のコイル巻線81aと、4つの磁石7のうちのいずれか一つの磁石である磁石7aとが径方向に重なり合う位置で対向するように、4つの磁石7が筒部(ハウジング)53内に固定配置されている。詳しくは、巻線14Aの第1のコイル巻線81aの円周方向中心L1と、いずれか一つの磁石である磁石7aの円周方向中心L3とが、径方向に互いに重なり合う位置に対向するように、4つの磁石7が筒部(ハウジング)53内に等ピッチにて固定配置されている。   In such a state, the first coil winding 81a of the winding 14A and the magnet 7a, which is any one of the four magnets 7, face each other at a position where they overlap in the radial direction. Two magnets 7 are fixedly arranged in a cylindrical portion (housing) 53. Specifically, the circumferential center L1 of the first coil winding 81a of the winding 14A and the circumferential center L3 of the magnet 7a, which is any one of the magnets, are opposed to positions where they overlap each other in the radial direction. In addition, four magnets 7 are fixedly arranged in the cylindrical portion (housing) 53 at an equal pitch.

本発明の実施形態においては、巻線14Aの第1のコイル巻線81aの円周方向中心L1と、磁石7aの円周方向中心L3との相対角度β1は0度に設定されているが、0度に限定されないことはいうまでもなく、相対角度β1は、プラスマイナス2度の範囲以内にあればよい。なお、第11及び第12セグメント15、15は、均圧線40、40を介して巻線14Bにも接続されており、巻線14Bと磁石7cとの相対位置関係においても上記と同様のことが言える。   In the embodiment of the present invention, the relative angle β1 between the circumferential center L1 of the first coil winding 81a of the winding 14A and the circumferential center L3 of the magnet 7a is set to 0 degree. Needless to say, the relative angle β1 may be within a range of plus or minus 2 degrees. The eleventh and twelfth segments 15 and 15 are also connected to the winding 14B via pressure equalizing wires 40 and 40, and the same is true for the relative positional relationship between the winding 14B and the magnet 7c. I can say.

ここで、共通ブラシ(第3のブラシ)21cは、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aに対し、機械角90度離れた位置に配置されている。一方、4つの磁石7は機械角90度の等ピッチで筒部(ハウジング)53内に配置される。そのため、上述のことは、共通ブラシ(第3のブラシ)21cと、4つの磁石7のうちのいずれか一つの磁石7との間にも同様にあてはまる。   Here, the common brush (third brush) 21c is arranged at a position that is 90 degrees apart from the low speed brush (first brush) 21a. On the other hand, the four magnets 7 are disposed in the cylindrical portion (housing) 53 at an equal pitch of a mechanical angle of 90 degrees. Therefore, the above applies similarly between the common brush (third brush) 21 c and any one of the four magnets 7.

すなわち、いずれか一つの巻線14が接続されたセグメント15、15の境界部15aが、共通ブラシ(第3のブラシ)21cの中心(円周方向中心)L6と回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように、アーマチュア6が回転配置されたとき、そのいずれか一つの巻線14の第1のコイル巻線81aと、4つの磁石7のうちのいずれか一つの磁石である磁石7とが径方向に重なり合う位置で対向するように、4つの磁石7が筒部(ハウジング)53内に固定配置される。   That is, the boundary 15a between the segments 15 and 15 to which any one of the windings 14 is connected is substantially the center (circumferential center) L6 of the common brush (third brush) 21c and the radial direction of the rotation shaft. When the armature 6 is rotationally arranged so as to be in sliding contact with the matching position, the first coil winding 81a of any one of the windings 14 and any one of the four magnets 7 are used. The four magnets 7 are fixedly arranged in the cylindrical portion (housing) 53 so as to face a certain magnet 7 at a position overlapping in the radial direction.

(第1のコイル巻線のとマグネットが径方向に重なりあるように配置⇒巻線が接続された境界部とブラシが一致)
以上では、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aまたは共通ブラシ(第3のブラシ)21cの配置位置を基準に磁石7の配置位置について説明した。次に、磁石7の配置位置を基準に低速用ブラシ(第1のブラシ)21aまたは共通ブラシ(第3のブラシ)21cの配置位置を説明することにより、永久磁石7とブラシ21との相対的位置関係について説明する。
(Arranged so that the magnet of the first coil winding overlaps in the radial direction ⇒ The boundary where the winding is connected and the brush match)
In the above, the arrangement position of the magnet 7 has been described with reference to the arrangement position of the low speed brush (first brush) 21a or the common brush (third brush) 21c. Next, the relative positions of the permanent magnet 7 and the brush 21 are described by explaining the arrangement position of the low speed brush (first brush) 21a or the common brush (third brush) 21c with reference to the arrangement position of the magnet 7. The positional relationship will be described.

図7及び図8は、数の巻線14のうちのいずれか一つの巻線14Aの第1のコイル巻線81aと、4つの磁石7のうちいずれか一つの磁石である磁石7aとが径方向に重なり合う位置に対向するようにアーマチュア6が回転配置された状態が示されている。詳しくは、巻線14Aの第1のコイル巻線81aの円周方向中心L1と、磁石7aの円周方向中心L3とが、径方向に互いに重なり合う位置に対向する状態でアーマチュア6が回転配置されている。   7 and 8, the first coil winding 81a of any one of the windings 14A and the magnet 7a, which is any one of the four magnets 7, have a diameter. The state where the armature 6 is rotationally arranged so as to face the position overlapping in the direction is shown. Specifically, the armature 6 is rotationally arranged in a state where the circumferential center L1 of the first coil winding 81a of the winding 14A and the circumferential center L3 of the magnet 7a are opposed to each other in the radial direction. ing.

このような状態のとき、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aの円周方向中心L5と、巻線14Aが接続されている第11及び第12セグメント15、15の境界部15aとが、回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aが固定配置されている。   In such a state, the circumferential center L5 of the low speed brush (first brush) 21a and the boundary 15a of the eleventh and twelfth segments 15, 15 to which the winding 14A is connected rotate. A low speed brush (first brush) 21a is fixedly arranged so as to be substantially coincident in the radial direction of the shaft.

本発明の実施形態においては、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aの円周方向中心L5と、第11及び第12セグメント15、15の境界部15aの相対角度β2は0度に設定されているが、0度に限定されないことはいうまでもなく、相対角度β2は、プラスマイナス2度の範囲以内にあればよい。   In the embodiment of the present invention, the relative angle β2 between the circumferential center L5 of the low speed brush (first brush) 21a and the boundary portion 15a of the eleventh and twelfth segments 15 and 15 is set to 0 degree. However, it goes without saying that the angle is not limited to 0 degrees, and the relative angle β2 only needs to be within a range of plus or minus 2 degrees.

ここで、巻線14Bは、ダブルフライヤ方式にて巻線14Aに対し、機械角180度離れた位置にてアーマチュアコア8に巻装され、均圧線40、40を介して第11及び第12セグメント15、15に接続されている。したがって、磁石7aと機械角180度離れた位置に配置された磁石7cの円周方向中心L4と、巻線14Bの第1のコイル巻線81aの円周方向中心L2とが、径方向に互いに重なり合う位置に対向する状態でアーマチュア6が回転配置されたときにおいても、上記と同様のことが言える。   Here, the winding 14B is wound around the armature core 8 at a position 180 degrees apart from the winding 14A by the double flyer method, and the eleventh and twelfth through the equalizing wires 40, 40. Connected to segments 15 and 15. Therefore, the circumferential center L4 of the magnet 7c disposed at a position 180 degrees away from the magnet 7a and the circumferential center L2 of the first coil winding 81a of the winding 14B are mutually in the radial direction. The same can be said when the armature 6 is rotationally arranged in a state of facing the overlapping position.

すなわち、このような状態のときも、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aの円周方向中心L5と、巻線14Aが接続されている第11及び第12セグメント15、15の境界部15aとが、回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aが固定配置されると言える。   That is, even in such a state, the circumferential center L5 of the low speed brush (first brush) 21a and the boundary portion 15a of the eleventh and twelfth segments 15, 15 to which the winding 14A is connected However, it can be said that the low-speed brush (first brush) 21a is fixedly arranged so as to be substantially coincident with the radial direction of the rotation shaft.

ここで、共通ブラシ(第3のブラシ)21cは、低速用ブラシ(第1のブラシ)21aに対し、機械角90度離れた位置に配置されている。一方、4つの磁石7は機械角90度の等ピッチで筒部(ハウジング)53内に配置される。そのため、上述のことは、共通ブラシ(第3のブラシ)21cと、4つの磁石7のうちのいずれか一つの磁石7との間にも同様にあてはまる。   Here, the common brush (third brush) 21c is arranged at a position that is 90 degrees apart from the low speed brush (first brush) 21a. On the other hand, the four magnets 7 are disposed in the cylindrical portion (housing) 53 at an equal pitch of a mechanical angle of 90 degrees. Therefore, the above applies similarly between the common brush (third brush) 21 c and any one of the four magnets 7.

すなわち、いずれか一つの巻線14の第1のコイル巻線81aと、4つの磁石7のうちのいずれか一つの磁石である磁石7とが径方向に重なり合う位置で対向するようにアーマチュア6が回転配置されたとき、そのいずれか一つの巻線14が接続されたセグメント15、15の境界部15aが、共通ブラシ(第3のブラシ)21cの中心(円周方向中心)L6と回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように、共通ブラシ(第3のブラシ)21cは回転配置される。   That is, the armature 6 is arranged so that the first coil winding 81a of any one of the windings 14 and the magnet 7 that is one of the four magnets 7 are opposed to each other at a position where they overlap in the radial direction. When rotated, the boundary 15a of the segments 15, 15 to which any one of the windings 14 is connected is the center (circumferential center) L6 of the common brush (third brush) 21c and the rotation axis. The common brush (third brush) 21c is rotationally arranged so as to be in sliding contact with a position that substantially matches in the radial direction.

図7及び図8に示すように、ブラシ21と永久磁石7の相対位置関係としているのは、電動モータ2に生じる電機子反作用を低減し、モータ効率を向上させるために、ブラシ21または磁石7の相対位置を調整し、電動モータ2に進角を設定するためである。以下、その内容について説明する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the relative positional relationship between the brush 21 and the permanent magnet 7 is that the brush 21 or the magnet 7 is used in order to reduce the armature reaction that occurs in the electric motor 2 and improve the motor efficiency. This is because the relative position is adjusted and the advance angle is set in the electric motor 2. The contents will be described below.

ブラシ21または磁石7のいずれか一方の配置位置を調整することにより、電動モータ2に進角を設定することができる。以下、図9及び図10に基づき、電機子反作用の影響がないと想定したときの、磁石7に対する磁石7の配置位置を示すとともに、磁石7に対し、低速用ブラシ(第1のブラシ)21a及び共通ブラシ(第3のブラシ)21cを適宜移動調整することにより、本実施形態の電動モータ2に進角が設定されていることを示す。   The advance angle of the electric motor 2 can be set by adjusting the arrangement position of either the brush 21 or the magnet 7. Hereinafter, based on FIG.9 and FIG.10, while showing the arrangement position of the magnet 7 with respect to the magnet 7 when it is assumed that there is no influence of an armature reaction, the brush for low speeds (1st brush) 21a with respect to the magnet 7 is shown. It is shown that the advance angle is set for the electric motor 2 of the present embodiment by appropriately moving and adjusting the common brush (third brush) 21c.

図9及び図10では、電機子反作用の影響を考慮しないときの磁石7に対するブラシ21の中性位置を示すものである。ここで、図9は、永久磁石7とブラシ21の相対位置を示す電動モータ2の横断面図であり、図10は、永久磁石7とブラシ21の相対位置を示す電動モータ2の展開図である。   9 and 10 show the neutral position of the brush 21 with respect to the magnet 7 when the influence of the armature reaction is not taken into consideration. 9 is a cross-sectional view of the electric motor 2 showing the relative position of the permanent magnet 7 and the brush 21, and FIG. 10 is a development view of the electric motor 2 showing the relative position of the permanent magnet 7 and the brush 21. is there.

図9及び図10において、巻線14Aの第1のコイル巻線81aは、互いに隣り合う第1から第4のティース12を囲んで順方向に巻装され、巻線14Aの第2のコイル巻線81bは、第4のティース12に隣接する第5のティース12から第8のティース12を囲んで逆方向に巻装されている。また、巻線14Aは、第1及び第2の接続線84、85により、それぞれ第11及び第12のセグメント15のライザ16に接続されている。   9 and 10, the first coil winding 81a of the winding 14A is wound in the forward direction around the first to fourth teeth 12 adjacent to each other, and the second coil winding of the winding 14A is wound. The wire 81 b is wound in the opposite direction so as to surround the fifth tooth 12 to the eighth tooth 12 adjacent to the fourth tooth 12. The winding 14 </ b> A is connected to the risers 16 of the eleventh and twelfth segments 15 by first and second connection lines 84 and 85, respectively.

このとき、ダブルフライヤ方式により、巻線14Aと対向する位置に巻装される巻線14Bは、次のようにアーマチュアコア8に巻装される。巻線14Bの第1のコイル巻線81aは、互いに隣り合う第10から第13のティース12を囲んで順方向に巻装され、巻線14Bの第2のコイル巻線81bは、第13のティース12に隣接する第14のティース12から第7のティース12を囲んで逆方向に巻装されている。また、巻線14Bは、第1及び第2の接続線84、85により、それぞれ第2及び第3のセグメント15のライザ16に接続されるとともに、均圧線40、40により、巻線14Aと同様に、それぞれ第11及び第12のセグメント15のライザ16に接続されている。   At this time, the winding 14B wound around the position facing the winding 14A by the double flyer method is wound around the armature core 8 as follows. The first coil winding 81a of the winding 14B is wound in the forward direction around the tenth to thirteenth teeth 12 adjacent to each other, and the second coil winding 81b of the winding 14B is the thirteenth winding. The fourteenth teeth 12 adjacent to the teeth 12 are wound around the seventh teeth 12 in the reverse direction. The winding 14B is connected to the riser 16 of the second and third segments 15 by the first and second connection wires 84 and 85, respectively, and is connected to the winding 14A by the pressure equalizing wires 40 and 40. Similarly, the risers 16 of the eleventh and twelfth segments 15 are respectively connected.

ここで、図9及び図10は、巻線14Aの導体b、cが配置されるスロット13bの円周方向中心L9が、磁石7a、7bの極間中心LAと径方向に重なる位置にアーマチュア6が回転配置された状態を示す。このとき、巻線14Bの導体f、gが配置されるスロット13eの円周方向中心L11と、磁石7c、7dの極間中心LCとが径方向に重なる。また、巻線14Bの導体hと巻線14Aの導体aとに挟まれた18番ティース12の円周方向中心L12と、磁石7d、7aの極間中心LDとが径方向に重なるとともに、巻線14Aの導体dと巻線14Bの導体eとに挟まれた9番ティース12の円周方向中心L10と、磁石7b、7cの極間中心LBとが径方向に重なる。   Here, FIGS. 9 and 10 show the armature 6 at a position where the circumferential center L9 of the slot 13b in which the conductors b and c of the winding 14A are disposed overlaps with the center LA between the magnets 7a and 7b in the radial direction. Shows a state in which the rotation is arranged. At this time, the circumferential center L11 of the slot 13e in which the conductors f and g of the winding 14B are arranged and the interpolar center LC of the magnets 7c and 7d overlap in the radial direction. Further, the circumferential center L12 of the 18th tooth 12 sandwiched between the conductor h of the winding 14B and the conductor a of the winding 14A and the center LD between the poles of the magnets 7d and 7a overlap in the radial direction. The circumferential center L10 of the ninth tooth 12 sandwiched between the conductor d of the wire 14A and the conductor e of the winding 14B and the interpolar center LB of the magnets 7b and 7c overlap in the radial direction.

上述のようにアーマチュア6が回転配置された場合、導体b、cは極間中心LA上に配置され、導体f、gが極間中心LC上に配置される。一方、導体aと導体hは、極間中心LDに対し、導体dと導体eは、極間中心LBに対し、それぞれ線対称の位置に配置されている。従って、導体a〜hは、それぞれ極間中心LA〜LDに対し、線対称の位置に配置されているといえる。   When the armature 6 is rotationally arranged as described above, the conductors b and c are arranged on the interpolar center LA, and the conductors f and g are arranged on the interpolar center LC. On the other hand, the conductor a and the conductor h are arranged in line-symmetrical positions with respect to the interpolar center LD, and the conductor d and the conductor e are arranged in line-symmetrical positions with respect to the interpolar center LB. Therefore, it can be said that the conductors a to h are arranged in line-symmetrical positions with respect to the interelectrode centers LA to LD, respectively.

このようにアーマチュア6が電動モータ2の内部にて回転配置された状態において、低速用ブラシ21aは、その円周方向中心L7が第11及び第12セグメント15、15の境界部15aと径方向に重なる位置に配置されている。従って、アーマチュア6の回転により、図9及び図10に示す位置にアーマチュア6が回転配置されたとき、低速用ブラシ21aが第11及び第12セグメント15、15を跨ぐように摺接する。その結果、巻線14A、14Bは、低速用ブラシ21aにより短絡され、巻線14A、14Bには、電流が供給されない。   Thus, in the state where the armature 6 is rotationally arranged inside the electric motor 2, the low speed brush 21 a has a circumferential center L <b> 7 in the radial direction with the boundary portion 15 a of the eleventh and twelfth segments 15, 15. It is arranged at the overlapping position. Therefore, when the armature 6 is rotationally arranged at the position shown in FIGS. 9 and 10 due to the rotation of the armature 6, the low speed brush 21a slides over the eleventh and twelfth segments 15,15. As a result, the windings 14A and 14B are short-circuited by the low speed brush 21a, and no current is supplied to the windings 14A and 14B.

その場合において、上述のように、それぞれ極間中心LA〜LDに対し、線対称の位置に配置されている導体a〜h(図9にて斜線を付し、丸にて示した導体)には電流が供給されず、その他の導体(図9にて白丸にて示す導体)には、電流が供給される。このような、状態において磁石7a〜7bにより生じる主磁界に歪みが生じない場合であれば、電流が供給され、主磁界と交叉する導体(有効導体)が幾何学上最も多くなるため、モータ効率は最大となる。従って、巻線14に電流が供給されない場合、すなわち、図9及び図10に示すブラシ21の位置が、電機子反作用の影響を考慮しないときの中性位置となる。   In this case, as described above, the conductors a to h (conductors hatched in FIG. 9 and indicated by circles) arranged in line-symmetrical positions with respect to the interelectrode centers LA to LD, respectively. No current is supplied, and current is supplied to the other conductors (conductors indicated by white circles in FIG. 9). In such a state, if there is no distortion in the main magnetic field generated by the magnets 7a to 7b, the current is supplied and the conductor (effective conductor) intersecting with the main magnetic field is geometrically largest, so the motor efficiency Is the maximum. Therefore, when no current is supplied to the winding 14, that is, the position of the brush 21 shown in FIGS. 9 and 10 is a neutral position when the influence of the armature reaction is not considered.

しかしながら、巻線14に電流が供給されると巻線14により生じる界磁起磁力による主磁界の歪みを考慮し、その歪みを低減させなければならない。本実施形態では、図7及び図8に示すように、図9及び図10に示すブラシ21の中性位置に対し、アーマチュア6の回転方向に機械角φの進角を設定し、ブラシ21の中性位置の調整を行っている。このように機械角φの進角を設定することにより、巻線14に電流が供給され、巻線14により生じる界磁起磁力による主磁界の歪みを低減させることができ、これによりモータ効率の向上を図っている。ここで、本実施形態においては、機械角φ(進角)は5度に設定されている。なお、機械角φ(進角)は5度に限定されないことは言うまでもなく、3度から7度の範囲であればよい。   However, when a current is supplied to the winding 14, the distortion of the main magnetic field due to the field magnetomotive force generated by the winding 14 must be taken into consideration and the distortion must be reduced. In this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the advance angle of the mechanical angle φ is set in the rotational direction of the armature 6 with respect to the neutral position of the brush 21 shown in FIGS. The neutral position is adjusted. By setting the advance angle of the mechanical angle φ in this way, a current is supplied to the winding 14 and the distortion of the main magnetic field due to the field magnetomotive force generated by the winding 14 can be reduced. We are trying to improve. Here, in the present embodiment, the mechanical angle φ (advance angle) is set to 5 degrees. Needless to say, the mechanical angle φ (advance angle) is not limited to 5 degrees, and may be in the range of 3 degrees to 7 degrees.

本発明の実施形態における減速機付モータの平面図である。It is a top view of the motor with a reduction gear in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における減速機付モータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the motor with a reduction gear in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における電動モータの横断面図である。It is a cross-sectional view of the electric motor in the embodiment of the present invention. 図2のA矢視図である。FIG. 3 is a view as seen from an arrow A in FIG. 2. 本発明の実施形態における第1の導線により巻装される巻線を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the coil | winding wound by the 1st conducting wire in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における第2の導線により巻装される巻線を示すアーマチュアの展開図である。It is an expanded view of the armature which shows the coil | winding wound by the 2nd conducting wire in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシと磁石の相対位置を示す電動モータの横断面図である。It is a cross-sectional view of the electric motor which shows the relative position of the brush and magnet in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシと磁石の相対位置を示す電動モータの展開図である。It is an expanded view of the electric motor which shows the relative position of the brush and magnet in embodiment of this invention. 電機子反作用を考慮しない場合におけるブラシと磁石の相対位置を示す電動モータの横断面図である。It is a cross-sectional view of the electric motor showing the relative positions of the brush and the magnet when the armature reaction is not considered. 電機子反作用を考慮しない場合におけるブラシと磁石の相対位置を示す電動モータの展開図である。It is an expanded view of the electric motor which shows the relative position of a brush and a magnet in the case where an armature reaction is not considered.

符号の説明Explanation of symbols

1 減速機付モータ
2 電動モータ
3 回転軸
4 減速機構
5 ヨーク
6 アーマチュア
7 永久磁石(磁極)
8 アーマチュアコア
9 アーマチュアコイル(コイル)
10 コンミテータ
12 ティース
13 スロット
14 巻線(コイル)
15 セグメント
15a 境界部
16 ライザ
21 ブラシ
21a 低速用ブラシ
21b 高速用ブラシ
21c 共通ブラシ
25 ウォーム軸
28 ウォームホイール
40 均圧線(短絡部材)
81 巻線部
82 巻き始め部
83 巻き終わり部
84 第1の接続線
85 第2の接続線
101 第1の導線
102 第2の導線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor with reduction gear 2 Electric motor 3 Rotating shaft 4 Reduction mechanism 5 Yoke 6 Armature 7 Permanent magnet (magnetic pole)
8 Armature core 9 Armature coil (coil)
10 Commutator 12 Teeth 13 Slot 14 Winding (coil)
15 segment 15a boundary 16 riser 21 brush 21a low speed brush 21b high speed brush 21c common brush 25 worm shaft 28 worm wheel 40 pressure equalization line (short circuit member)
81 Winding portion 82 Winding start portion 83 Winding end portion 84 First connecting wire 85 Second connecting wire 101 First conducting wire 102 Second conducting wire

Claims (10)

磁気ヨークであるハウジングと、
前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、
回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、
前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、
前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、
前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、
前記巻線のうちいずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部と、前記第1のブラシの中心とが回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、
前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されていることを特徴とする電動モータ。
A housing that is a magnetic yoke;
Four magnets fixed at substantially equal pitch on the inner wall of the housing;
A rotary shaft, an armature core having a plurality of teeth radially formed and fixed on the rotary shaft, and a commutator having a plurality of segments fixed on the rotary shaft at a predetermined interval from the armature core An armature coil having a plurality of windings wound around the armature core, and a plurality of pressure equalizing lines connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees apart of the commutator, An armature disposed between the four magnets and rotatably supported by the housing;
An electric motor comprising a plurality of brushes slidably contactable with the commutator segment of the armature;
The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18,
The brush includes first and second brushes that are selectively connected to a first power supply terminal, and a third brush that is connected to a second power supply terminal. The mechanical angle is arranged at a position approximately 90 degrees away from the third brush, and the second brush is separated from the position at a mechanical angle of 180 degrees away from the first brush by a predetermined angle. Placed in position,
Each of the windings is connected in series to a first coil winding wound in a forward direction around four adjacent teeth of the armature core, and the first coil winding, A second coil winding disposed adjacent to the four teeth wound with one coil winding and wound in the opposite direction around the four adjacent teeth; The ends of the second coil windings are respectively connected to adjacent segments,
Any one of the windings is connected so that the boundary between adjacent segments and the center of the first brush are in sliding contact with each other at a position where they substantially coincide with each other in the radial direction of the rotating shaft. When the armature is rotationally arranged,
The four magnets are placed in the housing such that the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other in a radial direction. An electric motor characterized by being arranged.
磁気ヨークであるハウジングと、
前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、
回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、
前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、
前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、
前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、
前記巻線のうちいずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部と、前記第3のブラシの中心とが回転軸の径方向にて略一致する位置にて摺接するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、
前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されていることを特徴とする記載の電動モータ。
A housing that is a magnetic yoke;
Four magnets fixed at substantially equal pitch on the inner wall of the housing;
A rotary shaft, an armature core having a plurality of teeth radially formed and fixed on the rotary shaft, and a commutator having a plurality of segments fixed on the rotary shaft at a predetermined interval from the armature core An armature coil having a plurality of windings wound around the armature core, and a plurality of pressure equalizing lines connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees apart of the commutator, An armature disposed between the four magnets and rotatably supported by the housing;
An electric motor comprising a plurality of brushes slidably contactable with the commutator segment of the armature;
The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18,
The brush includes first and second brushes that are selectively connected to a first power supply terminal, and a third brush that is connected to a second power supply terminal. The mechanical angle is arranged at a position approximately 90 degrees away from the third brush, and the second brush is separated from the position at a mechanical angle of 180 degrees away from the first brush by a predetermined angle. Placed in position,
Each of the windings is connected in series to a first coil winding wound in a forward direction around four adjacent teeth of the armature core, and the first coil winding, A second coil winding disposed adjacent to the four teeth wound with one coil winding and wound in the opposite direction around the four adjacent teeth; The ends of the second coil windings are respectively connected to adjacent segments,
Any one of the windings is connected so that the boundary between adjacent segments and the center of the third brush are in sliding contact with each other at a position where they substantially coincide with each other in the radial direction of the rotating shaft. When the armature is rotationally arranged,
The four magnets are placed in the housing such that the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other in a radial direction. The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is arranged.
前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線の円周方向中心と、前記いずれか一つの磁石の円周方向中心とが、径方向に互いに略重なり合うように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電動モータ。   The four magnets are arranged such that the circumferential center of the first coil winding of the one winding and the circumferential center of the one magnet substantially overlap each other in the radial direction. The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is disposed in the housing. 前記第2のブラシが、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から機械角27度以上33度以下離れた位置に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一方に記載の電動モータ。   The second brush is disposed at a position where the mechanical angle is greater than 27 degrees and less than or equal to 33 degrees with respect to the first brush from a position where the mechanical angle is 180 degrees apart. 4. The electric motor according to any one of 3. 前記第2のブラシを形成する第1の導電材料が、前記第1及び第2のブラシを形成する第2の導電材料に比して、電気抵抗の高い導電材料であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一方に記載の電動モータ。   The first conductive material forming the second brush is a conductive material having a higher electric resistance than the second conductive material forming the first and second brushes. The electric motor according to any one of claims 1 to 4. 磁気ヨークであるハウジングと、
前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、
回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、
前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、
前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、
前記巻線のいずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、
前記第1のブラシの円周方向中心と、前記いずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部とが回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、前記第1のブラシが配置されていることを特徴とする電動モータ。
A housing that is a magnetic yoke;
Four magnets fixed at substantially equal pitch on the inner wall of the housing;
A rotary shaft, an armature core having a plurality of teeth radially formed and fixed on the rotary shaft, and a commutator having a plurality of segments fixed on the rotary shaft at a predetermined interval from the armature core An armature coil having a plurality of windings wound around the armature core, and a plurality of pressure equalizing lines connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees apart of the commutator, An armature disposed between the four magnets and rotatably supported by the housing;
An electric motor comprising a plurality of brushes slidably contactable with the commutator segment of the armature;
The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18, and the brush is selectively connected to a first power supply terminal. A brush and a third brush connected to a second power supply terminal, wherein the first brush is disposed at a mechanical angle of about 90 degrees with respect to the third brush; The second brush is disposed at a position away from the position where the mechanical angle is 180 degrees away from the first brush by a predetermined angle.
Each of the windings is connected in series to a first coil winding wound in a forward direction around four adjacent teeth of the armature core, and the first coil winding, A second coil winding disposed adjacent to the four teeth wound with one coil winding and wound in the opposite direction around the four adjacent teeth; The ends of the second coil windings are respectively connected to adjacent segments,
The armature is rotationally disposed so that the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other in a radial overlap position. When
The center of the first brush in the circumferential direction is connected to any one of the windings, and the boundary between adjacent segments is positioned substantially coincident with the radial direction of the rotating shaft. An electric motor, wherein one brush is disposed.
磁気ヨークであるハウジングと、
前記ハウジングの内壁上に略等ピッチにて固定された4つの磁石と、
回転軸と、前記回転軸上に固定され、放射状に形成された複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸上に前記アーマチュアコアと所定の間隔を隔てて固定され、複数のセグメントを有するコミュテータと、前記アーマチュアコアに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記コミュテータの互いに機械角180度離れた位置に配置された一対のセグメントを接続する複数の均圧線とを備え、前記4つの磁石に囲まれて配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記コミュテータのセグメントに摺接可能な複数のブラシとを備える電動モータであって、
前記ティースの数は18個、前記セグメントの数は18個、前記巻線の数は18個であり、前記ブラシは、第1の電力供給端子に選択的に接続される第1及び第2のブラシと、第2の電力供給端子に接続される第3のブラシを備え、前記第1のブラシは、前記第3のブラシに対し、機械角が略90度離れた位置に配置され、前記第2のブラシは、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から所定の角度離れた位置に配置され、
前記巻線のそれぞれは、前記アーマチュアコアの互いに隣接する4つのティースを囲んで順方向に巻装される第1のコイル巻線と、前記第1のコイル巻線に直列に接続され、前記第1のコイル巻線が巻装された4つのティースに隣り合って配置され、互いに隣接する4つのティースを囲んで逆方向に巻装される第2のコイル巻線とを備え、前記第1及び第2のコイル巻線の端部は、互いに隣接するセグメントにそれぞれ接続され、
前記巻線のいずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線と、前記4つの磁石のうちいずれか一つの磁石とが径方向に重なり合う位置に対向するように前記アーマチュアが回転配置されたとき、
前記第3のブラシの円周方向中心と、前記いずれか一つの巻線が接続され、互いに隣接するセグメントの境界部とが回転軸の径方向にて略一致する位置となるように、前記第3のブラシが配置されていることを特徴とする電動モータ。
A housing that is a magnetic yoke;
Four magnets fixed at substantially equal pitch on the inner wall of the housing;
A rotary shaft, an armature core having a plurality of teeth radially formed and fixed on the rotary shaft, and a commutator having a plurality of segments fixed on the rotary shaft at a predetermined interval from the armature core An armature coil having a plurality of windings wound around the armature core, and a plurality of pressure equalizing lines connecting a pair of segments arranged at a mechanical angle of 180 degrees apart of the commutator, An armature disposed between the four magnets and rotatably supported by the housing;
An electric motor comprising a plurality of brushes slidably contactable with the commutator segment of the armature;
The number of teeth is 18, the number of segments is 18, the number of windings is 18, and the brush is selectively connected to a first power supply terminal. A brush and a third brush connected to a second power supply terminal, wherein the first brush is disposed at a mechanical angle of about 90 degrees with respect to the third brush; The second brush is disposed at a position away from the position where the mechanical angle is 180 degrees away from the first brush by a predetermined angle.
Each of the windings is connected in series to a first coil winding wound in a forward direction around four adjacent teeth of the armature core, and the first coil winding, A second coil winding disposed adjacent to the four teeth wound with one coil winding and wound in the opposite direction around the four adjacent teeth; The ends of the second coil windings are respectively connected to adjacent segments,
The armature is rotationally disposed so that the first coil winding of any one of the windings and any one of the four magnets face each other in a radial overlap position. When
The center of the third brush in the circumferential direction is connected to any one of the windings, and the boundary between adjacent segments is positioned substantially coincident with the radial direction of the rotating shaft. 3. An electric motor characterized in that three brushes are arranged.
前記いずれか一つの巻線の前記第1のコイル巻線の円周方向中心と、前記いずれか一つの磁石の円周方向中心とが、径方向に互いに略重なり合うように、前記4つの磁石が前記ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載の電動モータ。   The four magnets are arranged such that the circumferential center of the first coil winding of the one winding and the circumferential center of the one magnet substantially overlap each other in the radial direction. The electric motor according to claim 6, wherein the electric motor is disposed in the housing. 前記第2のブラシが、前記第1のブラシに対し、機械角が180度離れた位置から機械角29度以上33度以下離れた位置に配置されることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか一方に記載の電動モータ。   The second brush is disposed at a mechanical angle of 29 degrees or more and 33 degrees or less from a position where the mechanical angle is 180 degrees away from the first brush. The electric motor according to any one of 8. 前記第2のブラシを形成する第1の導電材料が、前記第1及び第2のブラシを形成する第2の導電材料に比して、電気抵抗の高い導電材料であることを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか一方に記載の電動モータ。

The first conductive material forming the second brush is a conductive material having a higher electric resistance than the second conductive material forming the first and second brushes. The electric motor according to any one of Items 6 to 9.

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