直流モータ
【課題】出力を低下させることなく電機子コイルによる大型化を抑制するとともに、振動を抑制することができる直流モータを提供する。
【解決手段】直流モータＭ１の電機子コア１２は、５本のティース２１〜２５を備える。電機子コア１２には、各ティース２１〜２５の基端側にそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイル４２ａ〜４２ｅと、内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも外周側で隣り合う２つのティース２１〜２５にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイル４３ａ〜４３ｅとが巻装されている。そして、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とは周方向にずれていることを特徴とする直流モータ。
【解決手段】直流モータＭ１の電機子コア１２は、５本のティース２１〜２５を備える。電機子コア１２には、各ティース２１〜２５の基端側にそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイル４２ａ〜４２ｅと、内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも外周側で隣り合う２つのティース２１〜２５にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイル４３ａ〜４３ｅとが巻装されている。そして、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とは周方向にずれていることを特徴とする直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周方向に並設された複数の磁極を有する固定子と、該固定子と径方向に対向する電機子とを備えた直流モータがある。電機子は、放射状に延びる複数のティース（突極）を有する電機子コアを備え、該電機子コアには、周方向に隣り合うティース間の空間であるスロットを通るように複数の電機子コアが巻装されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された直流モータにおいては、複数の電機子コイルは、複数のティースを跨ぐように巻回される分布巻にて電機子コアに巻装されている。また、特許文献２に記載された直流モータにおいては、複数の電機子コイルは、ティース毎に集中して巻回される集中巻にて電機子コアに巻装されている。そして、一般的に、分布巻の電機子コイルを有する直流モータは、集中巻の電機子コイルを有する直流モータに比べて、電機子コアと磁極との間の磁気による加振力が小さいため、騒音及び振動の低減に有利である。一方、集中巻の電機子コイルを有する直流モータは、電機子コイルの占積率が高いため、高出力化に有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１６８１３号公報
【特許文献２】特開２００４−８８９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電機子コイルが分布巻きで電機子コアに巻装される場合、電機子コイルにおける電機子コアの軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位であるコイルエンド部が軸方向に重なり合うため、直流モータの大型化を招いてしまう。そして、直流モータの大型化を抑制するためにコイルエンド部の軸方向高さを抑えようとすると、電機子コイルの巻数が減少されてしまい、直流モータの出力低下を招いてしまう。
【０００６】
一方、電機子コアに対し電機子コイルが集中巻にて巻装された直流モータにおいては、磁極とティース（突極）との差が少ないために磁束の変動が急激となってしまい、直流モータの駆動時に電機子コアに加振力が作用して大きな振動が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力を低下させることなく電機子コイルによる大型化を抑制するとともに、振動を抑制することができる直流モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、周方向に並設された複数の磁極と、周方向に並設された複数のティースを有し前記ティースの先端が前記磁極と径方向に対向される電機子コアと、前記ティースに巻回された複数の電機子コイルと、周方向に並設された複数のセグメントを有し前記電機子コアと一体回転可能に設けられた整流子と、前記セグメントに押圧接触される複数の給電ブラシと、を備えた直流モータであって、各前記ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有し、複数の前記電機子コイルは、各前記ティースの基端部に集中巻にてそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイルと、前記内層コイルよりも外周側で隣り合う２つの前記ティースの隣り合う２つの前記分岐ティース部にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイルとであり、各前記内層コイルの周方向の中心と各前記外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれており、前記整流子は、前記セグメントを前記ティースの２倍の数だけ備え、複数の前記セグメントのうちｎ個（ｎは２以上の偶数）の前記セグメントには、前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントには、２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントには、２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されていることをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、外層コイルは、内層コイルよりも外周側でティースに巻回されているため、内層コイルと軸方向に重ならない。従って、内層コイル及び外層コイルのコイルエンド部が軸方向に大きくなることを抑制でき、ひいては本発明の直流モータの軸方向の大型化を抑制することができる。そして、コイルエンド部の軸方向高さを抑えるために内層コイル及び外層コイルの巻数を減少させなくてもよいため、出力を低下させることなく直流モータの軸方向の大型化を抑制することができる。また、分布巻の電機子コイルを備えた従来の直流モータと同等の大きさとする場合には、内層コイル及び外層コイルの巻数を増加させて占積率を高くできるため、直流モータの高出力化を図ることができる。更に、各内層コイルの周方向の中心と各外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれているため、集中巻の電機子コイルを備えた直流モータに比べて磁束の変動を緩やかにすることが可能である。従って、直流モータの駆動時に発生する振動を抑制することができる。
【００１０】
また、各ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有するため、ティースの基端部に内層コイルを巻回し、周方向に隣り合うティースに跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部に外層コイルを巻回することにより、内層コイルの外周側に容易に外層コイルを形成することができるとともに、各内層コイルの周方向の中心と各外層コイルの周方向の中心とを容易に周方向にずらすことができる。また、内層コイルは、ティースの基端部、即ち分岐していない部分に集中巻にて巻回されているため、ティースの基端部付近を高占積率とすることができる。
【００１１】
また、（ｎ／２）個のフライヤを用いて、連続して内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻装することができる。ｎが２である場合には、全ての内層コイルを巻回した後に外層コイルを巻回することにより、１本の導線で連続して全ての内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻回することができる。一方、ｎが４以上である場合には、複数個のフライヤを同時に用いて、内層コイルを巻回した後に外層コイルを巻回することにより、各フライヤにおいて１本の導線で連続して内層コイル及び外層コイルを巻回することができる。そして、複数のフライヤを同時に用いた場合には、内層コイル及び外層コイルの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータの生産性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直流モータにおいて、前記磁極をＰ個（Ｐは偶数）備え、（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個の前記セグメント同士を短絡する短絡線を介して、複数の前記セグメントのうち２個の前記セグメントに前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントに２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントに２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されたことをその要旨としている。
【００１３】
同構成によれば、短絡線も含めて全ての内層コイル及び外層コイルを１本の導線で連続して巻回することが可能である。そして、短絡線も含めて全ての内層コイル及び外層コイルを１本の導線で連続して巻回すると、内層コイル及び外層コイルの巻回時に連続して短絡線も形成されるため、別途短絡部材を形成して配置する場合に比べて製造工程の数が減少される。従って、直流モータの生産性が向上する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の直流モータにおいて、前記整流子は、前記セグメントを前記磁極の数の整数倍の数だけ備え、前記電機子コアは、隣り合う前記ティース間に前記内層コイルが挿通される内側スロットを備えるとともに、各前記ティースの対をなす前記分岐ティース部間に前記外層コイルが挿通される外側スロットを前記内側スロットと同数備え、前記内側スロット及び前記外側スロットの合計が前記セグメントの数と同じ数であり、陽極の前記給電ブラシと陰極の前記給電ブラシとは、前記磁極の周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、陽極の前記給電ブラシによる整流と陰極の前記給電ブラシによる整流とが交互に行われることをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、内側スロット及び外側スロットの合計数が磁極の数で割り切れる場合であっても、陽極の給電ブラシによる整流と陽極の給電ブラシによる整流とが交互に行われるようになる。従って、異極の給電ブラシによる整流が同時に行われる構成の直流モータに比べて、直流モータの駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、磁気音を低減させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の直流モータにおいて、各前記給電ブラシにおける前記セグメントに摺接する摺接部に隣接するとともに、隣接する前記給電ブラシの通常位置から隣接する前記給電ブラシがシフトされた方向と反対方向にシフトして配置される高抵抗ブラシを設けたことをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、各給電ブラシがセグメントと接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、出力を低下させることなく電機子コイルによる大型化を抑制するとともに、振動を抑制することが可能な直流モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の直流モータの断面図。
【図２】第１実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３】第１実施形態の直流モータにおけるコイルエンド部を示す模式図。
【図４】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータにおけるコイルエンド部を示す模式図。
【図５】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータの断面図。
【図６】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータを平面状に展開した模式図。
【図７】第２実施形態の直流モータの断面図。
【図８】第２実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図９】第３実施形態の直流モータの断面図。
【図１０】第３実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１１】集中巻の内層コイル及び外層コイルを備えた直流モータの断面図。
【図１２】集中巻の内層コイル及び外層コイルを備えた直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１３】第４実施形態の直流モータの概略図。
【図１４】第４実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１５】第５実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１６】第５実施形態の直流モータの概略図。
【図１７】第５実施形態の直流モータの概略図。
【図１８】従来の直流モータの概略図。
【図１９】従来の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２０】従来の直流モータの概略図。
【図２１】スロットの総数及び磁極の数と問題点との関係を説明するための説明図。
【図２２】（ａ）は第５実施形態の直流モータにおける時間と誘起電圧との関係を示すグラフ、（ｂ）は第５実施形態の直流モータにおける時間と電機子コイルに供給される電流との関係を示すグラフ。
【図２３】（ａ）は従来の直流モータにおける時間と誘起電圧との関係を示すグラフ、（ｂ）は従来の直流モータにおける時間と電機子コイルに供給される電流との関係を示すグラフ。
【図２４】別の形態の直流モータの概略図。
【図２５】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２６】別の形態の直流モータの概略図。
【図２７】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２８】別の形態の直流モータの内層コイルの態様を説明するための説明図。
【図２９】別の形態の直流モータの外層コイルの態様を説明するための説明図。
【図３０】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３１】別の形態の直流モータの内層コイルの態様を説明するための説明図。
【図３２】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３３】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３４】別の形態の直流モータの断面図。
【図３５】別の形態の直流モータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本第１実施形態の直流モータＭ１の断面図を示す。図１に示すように、直流モータＭ１は、固定子１と、該固定子１の内側に配置された電機子２とを備えている。固定子１を構成する略円筒状のヨークハウジング３の内周面には、磁極としての４個のマグネット４ａ〜４ｄが固着されている。マグネット４ａ〜４ｄは、周方向に等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）となるように、且つＮ極とＳ極とが周方向に交互となるように配置されている。そして、直流モータＭ１は、４個のマグネット４ａ〜４ｄを有することにより磁極の数Ｐが「４」となっている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、前記電機子２は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア１２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子１３とを備えている。この電機子２は、回転軸１１が前記固定子１によって軸支されることにより、固定子１に対して回転可能に支持されている。そして、電機子コア１２及び整流子１３は、共に回転軸１１に固定されることにより、回転軸１１の回転に伴って一体回転される。電機子２が固定子１の内側に配置された状態においては、電機子コア１２がマグネット４ａ〜４ｄと径方向に対向するとともに、整流子１３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子１３に摺接可能に押圧接触される。陽極側ブラシ１４と陰極側ブラシ１５とは、周方向に隣り合うマグネット４ａ〜４ｄ間の間隔と同じ９０°の間隔を空けて配置されている。また、陽極側ブラシ１４は、Ｎ極のマグネット４ａの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５は、Ｓ極のマグネット４ｂの周方向中心と対応する位置に配置されている。そして、電機子２には、これら陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を介して電流が供給される。
【００２２】
図２に示すように、整流子１３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された１０個のセグメント１６を備えている。尚、図２は、直流モータＭ１を平面状に展開した模式図である。１０個のセグメント１６は、保持部材の外周で略円筒状をなすように配置されており、径方向外側から前記陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が押圧接触される。本実施形態では、図２に示すように、周方向に並設された１０個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「１０」を付すことにする。
【００２３】
また、整流子１３において、同じ極のマグネットが配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向一端に固定された短絡部材１７によって短絡（電気的に接続）されている。具体的には、固定子１において、Ｎ極の２つのマグネット４ａ，４ｃ（若しくはＳ極の２つのマグネット４ｂ，４ｄ）は、１８０°間隔で配置されている。従って、１８０°間隔を開けて配置された２つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「６」のセグメント１６）が短絡部材１７によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図２には、短絡部材１７によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを二点鎖線にて図示している。尚、短絡部材１７は、例えば、導線を用いて所定のセグメント１６同士を短絡可能に構成されるものである。また、短絡部材１７は、銅板等の導電性板材を所定形状に打ち抜いて形成されるものであってもよい。
【００２４】
図１に示すように、前記電機子コア１２は、円筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる５本のティース２１〜２５とが一体に形成されてなるとともに、コアバック２０が前記回転軸１１に外嵌されることにより同回転軸１１に対して固定されている。ここで、図２に示すように、前記整流子１３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、電機子コア１２に備えられるティース２１〜２５の数Ｎに基づいて設定されており、本実施形態では、Ｓ＝２Ｎを満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子１３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「１０」に設定されている。
【００２５】
図１に示すように、５本のティース２１〜２５は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では７２°間隔）となる位置に一体に形成されている。そして、各ティース２１〜２５の先端部には、周方向に離間するように二股状に分岐してなる一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース２１〜２５は、先端部に分岐ティース部２６ａ，２６ｂが形成されることにより、軸方向から見た形状が略Ｙ字状をなしている。各ティース２１〜２５に設けられた対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂは、先端に向かうに連れて周方向に遠ざかるように形成されており、隣り合う２本のティース（ティース２１〜２５のうち周方向に隣り合う２本のティース）のうち一方のティースの分岐ティース部２６ａと、該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂとの間隔は、対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間の間隔よりも狭くなっている。また、各ティース２１〜２５において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位は、内側巻回部２７とされている。更に、各ティース２１〜２５において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には、周方向に沿って延びる板状の延設部２８が一体に形成されている。対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ形成された２つの延設部２８は、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部から互いに近づく方向に延設されている。そして、電機子コア１２に設けられた合計１０個の延設部２８は、周方向に等角度間隔に設けられるとともに、全体で略円筒状をなすように形成されている。
【００２６】
また、電機子コア１２は、周方向に隣り合うティース２１〜２５間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。各内側スロット３１は、主として周方向に隣り合う内側巻回部２７間の空間によって構成され、各外側スロット３２は、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間の空間によって構成されている。本実施形態の電機子コア１２は、ティース２１〜２５を５本備えることから、内側スロット３１を５個備えるとともに外側スロット３２を５個備える。また、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図２に示すように、５本のティース２１〜２５の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１０」を付すことにする。ティース番号は、図２中では、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部に示した数字である。
【００２７】
図１に示すように、上記のように構成された電機子コア１２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース２１〜２５の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された５個の内層コイル４２ａ〜４２ｅと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された５個の外層コイル４３ａ〜４３ｅとである。
【００２８】
ここで、図２を参照して、電機子コア１２への内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻回の順序を詳述する。尚、図２では、内層コイル４２ａ〜４２ｅを中線で図示し、外層コイル４３ａ〜４３ｅを太線で図示している。導線４１は、まず、セグメント番号「１」のセグメント１６のライザに接続され、セグメント番号「１」のセグメント１６からティース２１の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ａを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「２」のセグメント１６のライザにフッキングされ、ティース２１，２２の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「２」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「３」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ａを形成する。尚、本明細書中では、「分布巻」とは、複数のティースに跨って導線を巻回することを意味する。このとき、先に巻回された内層コイル４２ａと後から巻回された外層コイル４３ａとは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている（図１参照）。また、同内層コイル４２ａの周方向の中心と同外層コイル４３ａの周方向の中心とは、電機子コア１２の周方向に互いにずれている。
【００２９】
以後、同様に、導線４１は、内側巻回部２７と分岐ティース部２６ａ，２６ｂとに交互に巻回されることにより、内層コイル４２ｂ〜４２ｅと外層コイル４３ｂ〜４３ｅとを交互に形成していく。そして、導線４１は、各内層コイル４２ｂ〜４２ｅ及び各外層コイル４３ｂ〜４３ｅを形成する度に、周方向に並設されたセグメント１６に順にフッキングされる。
【００３０】
即ち、導線４１は、セグメント番号「３」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、ティース２２の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｂを形成し、セグメント番号「４」のセグメント１６のライザにフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース２２，２３の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「４」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「５」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｂを形成した後に、セグメント番号「５」のセグメント１６のライザにフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース２３の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｃを形成した後に、セグメント番号「６」のセグメント１６にフッキングされ、ティース２３，２４の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「６」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「７」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｃを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「７」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２４の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｄを形成し、セグメント番号「８」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２４，２５の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「８」の分岐ティース部２６ａとティース番号「９」の分岐ティース部２６ｂ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｄを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「９」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２５の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｅを形成し、セグメント番号「１０」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２５，２１の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「１０」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「１」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｅを形成する、そして、導線４１は、セグメント番号「１」のセグメント１６にフッキングされて全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻装を終了する。
【００３１】
このように、全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅは、一本の導線４１にて最初から最後まで連続して形成されるとともに、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの電機子コア１２への巻装は図示しない１個のフライヤを用いて自動で行われる。そして、各セグメント１６のライザにフッキングされた導線４１は、ヒュージング（結線）されて各セグメント１６に電気的に接続され、これにより、各内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び各外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻き始めと巻き終わりの端部が、それぞれフッキングされたセグメント１６に電気的に接続される。本実施形態では、各セグメント１６には、何れか１つの内層コイル４２ａ〜４２ｅの端部と、何れか１つの外層コイル４３ａ〜４３ｅの端部とがそれぞれ１本ずつ接続されている。
【００３２】
ここで、図５に、分布巻にて電機子コイルが巻装された従来の直流モータＭ１０の断面図を示とともに、図６に、直流モータＭ１０を平面状に展開した模式図を示す。図５及び図６に示すように、直流モータＭ１０は、略円筒状のヨークハウジング５１の内周面に４個のマグネット５２を固着してなる固定子５３と、該固定子５３の内側に該固定子５３に対して回転可能に配置された電機子５４とを備えている。電機子５４の回転軸５５に固定された電機子コア５６は、回転軸５５に外嵌された円筒状のコアバック５６ａと、該コアバック５６ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１０本のティース５６ｂとが一体に形成されてなる。そして、電機子コア５６は、周方向に隣り合うティース５６ｂ間に合計１０個のスロット５６ｃを有する。この電機子コア５６には、１０個の電機子コイル５７が分布巻にて巻装されるとともに、各電機子コイル５７は、１つのスロット５６ｃを跨ぐように２本のティース５６ｂに巻回されている。また、回転軸５５には、周方向に並設された１０個のセグメント５８を有する整流子５９が固定されるとともに、各セグメント５８には、２つの電機子コイル５７の端部が１本ずつ接続されている。更に、整流子５９には、電機子コイル５７に電流を供給するための陽極側ブラシ６１及び陰極側ブラシ６２が押圧接触されている。このような分布巻の電機子コイル５７を備えた直流モータＭ１０においては、図４に示すように、電機子コイル５７のコイルエンド部５７ａが軸方向に重なり合うため、コイルエンド部５７ａが軸方向に大きくなってしまう。尚、コイルエンド部５７ａは、電機子コイル５７において、電機子コア５６の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位である。
【００３３】
一方、図１及び図３に示すように、本実施形態の直流モータＭ１においては、各内層コイル４２ａ〜４２ｅは、ティース２１〜２５の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル４２ａ〜４２ｅ同士が径方向に互いに重なることがないとともに、内層コイル４２ａ〜４２ｅ同士が電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル４３ａ〜４３ｅは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル４３ａ〜４３ｅは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、外層コイル４３ａ〜４３ｅ同士が径方向に互いに重なることがないとともに、周方向に隣り合う外層コイル４３ａ〜４３ｅ同士が電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル４３ａ〜４３ｅは内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも径方向外側でティース２１〜２５に巻回されているため、外層コイル４３ａ〜４３ｅと内層コイル４２ａ〜４２ｅとは径方向ずれており電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５（各内層コイル４２ａ〜４２ｅにおいて電機子コア１２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６（各外層コイル４３ａ〜４３ｅにおいて電機子コア１２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）が軸方向に重なり合わないため、従来の直流モータＭ１０の分布巻の電機子コイル５７（図４参照）よりも、コイルエンド部４５，４６を軸方向に小さくすることができる。
【００３４】
上記したように、本第１実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
（１）外層コイル４３ａ〜４３ｅは、内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも外周側でティース２１〜２５に巻回されているため、内層コイル４２ａ〜４２ｅと軸方向に重ならない。従って、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４５，４６が軸方向に大きくなることを抑制でき、ひいては直流モータＭ１の軸方向の大型化を抑制することができる。そして、コイルエンド部の軸方向高さを抑えるために内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻数を減少させなくてもよいため、占積率を低下させることなく、また、出力を低下させることなく直流モータＭ１の軸方向の大型化を抑制することができる。また、分布巻の電機子コイルを備えた従来の直流モータと同等の大きさとする場合には、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻数を増加させて占積率を高くできるため、直流モータＭ１の高出力化を図ることができる。更に、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とが周方向にずれているため、集中巻の電機子コイルを備えた直流モータに比べて磁束の変動を緩やかにすることができる。従って、直流モータＭ１の駆動時に発生する振動を抑制することができる。
【００３５】
（２）各ティース２１〜２５は、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有するため、ティース２１〜２５の基端部に内層コイル４２ａ〜４２ｅを巻回し、周方向に隣り合うティース２１〜２５に跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに外層コイル４３ａ〜４３ｅを巻回することにより、内層コイル４２ａ〜４２ｅの外周側に容易に外層コイル４３ａ〜４３ｅを形成することができる。更に、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とを容易に周方向にずらすことができる。また、内層コイル４２ａ〜４２ｅは、ティース２１〜２５の基端部、即ち分岐していない部分（内側巻回部２７）に集中巻にて巻回されているため、ティース２１〜２５の基端部付近を高占積率とすることができる。更に、各ティース２１〜２５が、一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有する略Ｙ字状をなすことにより、例えば分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有さない１０本のティースを備えた電機子コアに内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅを巻回する場合に比べて、スロットの面積を大きく取ることができ、高占積率化を図ることができる。
【００３６】
（３）整流子１３は、セグメント１６をティース２１〜２５の２倍の数だけ備え、各セグメント１６には、内層コイル４２ａ〜４２ｅの端部と外層コイル４３ａ〜４３ｅの端部がそれぞれ１本ずつ接続されることから、内層コイル４２ａ〜４２ｅと外層コイル４３ａ〜４３ｅとを交互に巻回していくことにより、１本の導線４１で全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅを連続して形成することができる。従って、電機子コア１２への内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻回を容易に行うことができる。
【００３７】
（４）全ての電機子コイルが分布巻にて巻装された従来の直流モータでは、電機子コアの軸方向の端面上でコイルエンド部が重なり合うことにより、電機子コイルが軸方向に大きくなることがある。すると、電機子コイルを構成する導線の長さが長くなるため、巻線抵抗が大きくなる虞がる。しかし、本実施形態の直流モータＭ１においては、内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６は軸方向に重なり合わないため、巻線抵抗が大きくなることを抑制できる。
【００３８】
（５）内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６は軸方向に重なり合わないため、全ての電機子コイルが分布巻にて巻装された従来の直流モータに比べて、電機子２のバランスが良好となる。従って、直流モータＭ１の駆動時における電機子２の振動をより抑制することができる。
【００３９】
（６）各分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には、周方向に沿って延びる板状の延設部２８が一体に形成されている。従って、この延設部２８によって、外層コイル４３ａ〜４３ｅの径方向外側へのはみ出しが防止される。
【００４０】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、本第２実施形態では、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図７は、本第２実施形態の直流モータＭ２の断面図、図８は、直流モータＭ２を平面状に展開した模式図を示す。本第２実施形態の直流モータＭ２は、上記第１実施形態の直流モータＭ１と比較すると電機子の構成が異なる。図７及び図８に示すように、固定子１の内側に配置された電機子８１は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア８２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子８３とを備えている。電機子８１は、回転軸１１が固定子１によって軸支されることにより、固定子１に対して回転可能に指示されている。そして、電機子８１が固定子１の内側に配置された状態においては、電機子コア８２がマグネット４ａ〜４ｄと径方向に対向するとともに、整流子８３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子８３に摺接可能に押圧接触される。
【００４２】
図８に示すように、整流子８３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された１２個のセグメント１６を備えている。本実施形態では、図８に示すように、周方向に並設された１２個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「１２」を付すことにする。また、整流子８３において、同じ極の磁極が配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向の一端に固定された短絡部材８５によって短絡されている。即ち、固定子１においてＮ極の２つのマグネット４ａ，４ｃは、１８０°間隔で配置されているため、１８０°間隔を開けて配置された２つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「７」のセグメント１６）が短絡部材８５によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図８には、短絡部材８５によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを二点鎖線にて図示している。
【００４３】
図７に示すように、前記電機子コア８２は、円筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる６本のティース９１〜９６とが一体に形成されてなる。ここで、前記整流子８３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、上記第１実施形態と同様に電機子コア８２に備えられるティース９１〜９６の数Ｎに基づいて設定されており、Ｓ＝２Ｎを満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子８３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「１２」に設定されている。
【００４４】
５本のティース９１〜９６は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では６０°間隔）となる位置に一体に形成されるとともに、各ティース９１〜９６は、上記第１実施形態の各ティース２１〜２５と同様の形状をなしている。即ち、各ティース９１〜９６の先端部には、上記第１実施形態と同様の一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース９１〜９６において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位が内側巻回部２７とされている。更に、各ティース９１〜９６において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には延設部２８が一体に形成されている。また、電機子コア８２は、周方向に隣り合うティース９１〜９６間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。本実施形態の電機子コア８２は、ティース９１〜９６を６本備えることから、内側スロット３１を５個備えるとともに、外側スロット３２を６個備える。また、電機子コア８２において、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図８に示すように、６本のティース９１〜９６の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１２」を付すことにする。ティース番号は、図８中では、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部に示した数字である。
【００４５】
図７に示すように、上記のように構成された電機子コア８２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース９１〜９６の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された６個の内層コイル１０２ａ〜１０２ｆと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された６個の外層コイル１０３ａ〜１０３ｆとである。
【００４６】
ここで、図８を参照して、電機子コア８２への内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回の順序を詳述する。尚、図８では、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを中線で図示し、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを太線で図示している。
【００４７】
本実施形態では、１８０°間隔で配置された２つのフライヤを同時に作動させ、２本の導線４１で全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する。一方のフライヤでは、導線４１は、まず、セグメント番号「１」のセグメント１６のライザに接続され、次いで、ティース９１の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ａを形成する。そして、導線４１は、セグメント番号「２」のセグメント１６のライザにフッキングされ、その後、内層コイル１０２ａが巻回されたティース９１の隣のティース９６の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ｆを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「９」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、内層コイル１０２ｆが巻回されたティース９６の隣のティース９５の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ｅを形成し、その後、セグメント番号「１０」のセグメント１６にフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース９５，９６の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「１０」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「１１」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｅを形成する。このとき、外層コイル１０３ｅは、先に巻回された内層コイル１０２ａ，１０２ｅ，１０２ｆと径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないよう形成される。次いで、導線４１は、セグメント番号「１１」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、直前に形成した外層コイル１０３ｅと周方向に隣り合う位置、即ちティース９４，９５の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「８」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「９」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｄを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「６」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、直前に形成した外層コイル１０３ｄと周方向に隣り合う位置、即ちティース９３，９４の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「６」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「７」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｃを形成する。そして、導線４１は、セグメント番号「７」のセグメント１６にフッキングされ、一方のフライヤにおける電機子コイルの巻回は終了する。
【００４８】
このように、一方のフライヤでは、周方向に連続して並ぶ３本のティース９１，９６，９５の内側巻回部２７に連続して内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅを巻回した後に、内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅが巻回された３本のティースを含む周方向に連続して並ぶ４本のティース９６，９５，９４，９３の６つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し連続して周方向に順に３つの外層コイル１０３ｅ，１０３ｄ，１０３ｃを巻回する。このとき、同フライヤは、各内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅ及び各外層コイル１０３ｅ，１０３ｄ，１０３ｃを形成する度に、導線４１をセグメント１６にフッキングしている。他方のフライヤも同様に、セグメント番号「７」のセグメント１６のライザに導線４１を接続した後に周方向に連続して並ぶ３本のティース９４，９３，９２の内側巻回部２７に連続して内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂを巻回し、次いで、内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂが巻回された３本のティースを含む周方向に連続して並ぶ４本のティース９３，９２，９１，９６の６本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し連続して周方向に順に３つの外層コイル１０３ｂ，１０３ａ，１０３ｆを巻回する。尚、他方のフライヤにおいても、各内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂ及び各外層コイル１０３ｂ，１０３ａを形成する度に、導線４１を、セグメント番号「８」，「３」，「４」，「５」，「１２」のセグメント１６のライザに順にフッキングしている。そして、他方のフライヤは、セグメント番号「１」のセグメント１６に導線４１を接続すると、電機子コイルの巻回を終了する。
【００４９】
そして、各セグメント１６のライザにフッキングされた導線４１は、ヒュージング（結線）されて各セグメント１６に電気的に接続され、これにより、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻き始めと巻き終わりの端部がそれぞれフッキングされたセグメント１６に電気的に接続される。本実施形態では、各セグメント１６には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部のうちの何れか２本ずつが接続されている。詳述すると、セグメント番号「１」，「４」，「７」，「１０」の４個のセグメント１６には、ティース９１〜９６のうち周方向に隣り合うティースに巻回された内層コイル及び外層コイルの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。また、１２個のセグメント１６からセグメント番号「１」，「４」，「７」，「１０」のセグメント１６を除いた８個のセグメント１６のうち、半数の４個のセグメント１６（本実施形態ではセグメント番号「２」，「３」，「８」，「９」のセグメント１６）には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのうち周方向に隣り合う２つの内層コイルの端部が２本ずつ接続されている。そして、もう半数の４個のセグメント１６（本実施形態ではセグメント番号「５」，「６」，「１１」，「１２」のセグメント１６）には、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのうち周方向に隣り合う２つの外層コイルの端部が２本ずつ接続されている。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の直流モータＭ２においては、上記第１実施形態と同様に、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆは、ティース９１〜９６の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは内層コイル１０２ａ〜１０２ｆよりも径方向外側でティース９１〜９６に巻回されているため、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆと内層コイル１０２ａ〜１０２ｆとは径方向ずれており電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのコイルエンド部１０４（各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆにおいて電機子コア８２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのコイルエンド部１０５（各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆにおいて電機子コア８２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）が軸方向に重なり合わないため、コイルエンド部１０４，１０５を軸方向に小さくすることができる。
【００５１】
上記したように、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）整流子８３は、セグメント１６をティース９１〜９６の２倍の１２個だけ備えている。そして、１２個のセグメントのうち４個のセグメント１６には、ティース９１〜９６のうち周方向に隣り合うティースに巻回された内層コイル及び外層コイルの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。更に、残りの８個のセグメント１６のうち半数の４個のセグメント１６には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのうち周方向に隣り合う２つの内層コイルの端部が２本ずつ接続され、もう半数の４個のセグメント１６には、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのうち周方向に隣り合う２つの外層コイルの端部が２本ずつ接続されている。従って、２個のフライヤを同時に用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回した後に外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回することにより、各フライヤにおいて１本の導線４１で連続して内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回することができる。このように、２個のフライヤを同時に用いることにより、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータＭ２の生産性を向上させることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。尚、本第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図９は、本第３実施形態の直流モータＭ３の断面図、図１０は、直流モータＭ３を平面状に展開した模式図を示す。本第３実施形態の直流モータＭ３は、上記第１実施形態の直流モータＭ１及び上記第２実施形態の直流モータＭ２と比較すると、固定子に備えられるマグネット（磁極）の数及び電機子の構成が異なる。
【００５４】
図９に示すように、固定子１３１は、ヨークハウジング３の内周面に固着された磁極としての６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆを有する。６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆは、周方向に等角度間隔（本実施形態では６０°間隔）となるように、且つＮ極とＳ極とが周方向に交互となるように配置されている。そして、直流モータＭ３は、６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆを有することにより磁極の数Ｐが「６」となっている。
【００５５】
図９及び図１０に示すように、固定子１３１の内側に配置された電機子１４１は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア１４２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子１４３とを備えている。電機子１４１は、回転軸１１が固定子１によって軸支されることにより、固定子１３１に対して回転可能に指示されている。そして、電機子１４１が固定子１３１の内側に配置された状態においては、電機子コア１４２がマグネット１３２ａ〜１３２ｆと径方向に対向するとともに、整流子１４３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子１４３に摺接可能に押圧接触される。陽極側ブラシ１４と陰極側ブラシ１５とは、周方向に隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆ間の間隔の奇数倍の間隔を空けて配置されており、本実施形態では６０°の３倍である１８０°の間隔を空けて配置されている。また、陽極側ブラシ１４は、図９における下側のＮ極のマグネット１３２ｄの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５は、図９における上側のＳ極のマグネット１３２ａの周方向中心と対応する位置に配置されている。
【００５６】
図１０に示すように、整流子１４３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された２４個のセグメント１６を備えている。本実施形態では、図１０に示すように、周方向に並設された２４個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「２４」を付すことにする。また、整流子１４３において、同じ極の磁極が配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向の一端に固定された短絡部材１４５によって短絡されている。即ち、固定子１においてＮ極のマグネット１３２ｂ，１３２ｄ，１３２ｆは、１２０°間隔で配置されているため、１２０°間隔を開けて配置された３つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「９」のセグメント１６とセグメント番号「１７」のセグメント１６）が短絡部材１４５によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図１０には、短絡部材１４５によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを一点鎖線にて図示している。
【００５７】
図９に示すように、前記電機子コア１４２は、筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる８本のティース１５１〜１５８とが一体に形成されてなる。ここで、本実施形態では、電機子コア１４２に備えられるティース１５１〜１５８の数Ｎは、磁極の数Ｐに基づいてＮ＝Ｐ±２（但し、Ｐ＝４のときＮ＝６）を満たすように設定されており、磁極の数Ｐが「６」であることに基づいて、ティース１５１〜１５８の数Ｎは「８」に設定されている。また、前記整流子１４３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、磁極の数Ｐ及びティース１５１〜１５８の数Ｎに基づいて設定されており、「Ｓ＝Ｎ×（Ｐ／２）」を満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子１４３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「２４」に設定されている。
【００５８】
８本のティース１５１〜１５８は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では４５°間隔）となる位置に一体に形成されるとともに、各ティース１５１〜１５８上記第１実施形態の各ティース２１〜２５と同様の形状をなしている。即ち、各ティース１５１〜１５８の先端部には、上記第１実施形態と同様の一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース１５１〜１５８において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位が内側巻回部２７とされている。更に、各ティース１５１〜１５８において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には延設部２８が一体に形成されている。また、電機子コア１４２は、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。本実施形態の電機子コア１４２は、ティース１５１〜１５８を８本備えることから、内側スロット３１を８個備えるとともに、外側スロット３２を８個備える。また、電機子コア１４２において、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図１０に示すように、８本のティース１５１〜１５８の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１６」を付すことにする。
【００５９】
図９及び図１０に示すように、上記のように構成された電機子コア１４２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース１５１〜１５８の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された８個の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された８個の外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとである。尚、図１０では、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈを中線で図示し、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈを太線で図示している。
【００６０】
電機子コア１４２には、まず、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７にそれぞれ内層コイル１６２ａ〜１６２ｈが集中巻にて巻回される。その後、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８の周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ち、隣り合う２つのティースにおける一方のティースの分岐ティース部２６ａと該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂ）に、それぞれ外層コイル１６３ａ〜１６３ｈが分布巻にて巻回される。尚、全ての内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、その巻回方向が同じであるとともに、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと同方向に巻回される。また、先に巻回された内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと後から巻回された外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている。更に、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの周方向の中心と各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの周方向の中心とは、電機子コア１４２の周方向に互いにずれており、周方向に交互に且つ周方向に等角度間隔になっている。
【００６１】
そして、８個の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈから周方向に約１２０°（図９において各ティースから時計方向に約１２０°）進んだ位置にある外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続される。これにより、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、周方向に約１２０°離れた位置にある各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとそれぞれ直列に結合されている。更に、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き終わりの端部は、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈが巻回された２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち一方の分岐ティース部２６ａを有するティース１５１〜１５８に巻回された内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部と、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００６２】
そして、本実施形態の電機子１４１においては、直列に結合された内層コイルと外層コイル（例えば、内層コイル１６２ａと外層コイル１６３ｄ）は、互いの周方向の中心が、同じ磁極のマグネット間の間隔（Ｓ極のマグネット１３２ａ，１３２ｃ，１３２ｅ間（若しくはＮ極のマグネット１３２ｂ，１３２ｄ，１３２ｆ間）の間隔）である１２０°に近い間隔を有する。尚、図９には、上側のＳ極のマグネット１３２ａの周方向の中心を通る中心線Ｘ１、右下のＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心を通る中心線Ｘ２、内層コイル１６２ａの周方向の中心を通る中心線Ｙ１及び外層コイル１６３ｄの周方向の中心を通る中心線Ｙ２を図示している。
【００６３】
図９に示すように、本実施形態の直流モータＭ３においては、上記第１実施形態と同様に、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ同士が電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１６３ａ〜１６３ｈ同士が電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは内層コイル１６２ａ〜１６２ｈよりも径方向外側でティース１５１〜１５８に巻回されているため、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈと内層コイル１６２ａ〜１６２ｈとは径方向ずれており電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈのコイルエンド部１６４（各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈにおいて電機子コア１４２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）と、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈのコイルエンド部１６５（各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈにおいて電機子コア１４２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）とが軸方向に重なり合わないため、コイルエンド部１６４，１６５を軸方向に小さくすることができる。
【００６４】
ここで、図１１に、内層コイル及び外層コイルが共に集中巻とされた直流モータＭ１１の断面図を示すとともに、図１２は、直流モータＭ１１を平面状に展開した模式図を示す。尚、図１１及び図１２に示す直流モータＭ１１においては、本実施形態の直流モータＭ３と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
図１１及び図１２に示すように、この直流モータＭ１１を構成する電機子１７１の電機子コア１７２は、筒状のコアバック２０の外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる８個のティース１８１〜１８８を備えている。各ティース１８１〜１８８の基端側の部位には、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈがそれぞれ巻回されるとともに、各ティース１８１〜１８８の先端側の部位は、外層コイル１９２ａ〜１９２ｈがそれぞれ巻回されている。そして、８個の内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈから周方向に１２０°進んだ位置にある外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続されている。これにより、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈは、周方向に１２０°離れた位置にある各外層コイル１９２ａ〜１９２ｈとそれぞれ直列に結合されている。更に、各外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き終わりの端部は、同じティース１５１〜１５８にそれぞれ巻回された内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部と、外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００６６】
この直流モータＭ１１では、陽極側ブラシ１４はＮ極のマグネット１３２ｄの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５はＳ極のマグネット１３２ａの周方向中心と対応する位置に配置されており、更に、１２０°間隔を開けて配置された３つのセグメント１６同士が短絡部材１４５によって互いに短絡されて同電位とされている。従って、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈは、その周方向の中心と、各マグネット１３２ａ〜１３２ｆの周方向の中心とが一致する位置に配置された場合に整流される。即ち、径方向に対向する２箇所で内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの整流が行われる。
【００６７】
一般的に、径方向に対向する２箇所で整流を行う直流モータでは、電流変動による磁気的な加振力が整流中の２つの電機子コイルに対応した２箇所に集中しやすいことが知られている。また、整流中の電機子コイルと次に整流が行われる電機子コイルとを直列に結合すると、この磁気的な加振力を分散して電機子の振動を低減できることが知られている。そして、図１１に示す直流モータＭ１１では、整流中の内層コイル１９１ａと、該内層コイル１９１ａの次に整流が行われる外層コイル１９２ｄとが直列に結合されており、電機子１７１の振動の低減が図られている。
【００６８】
しかし、直流モータＭ１１におけるティース１８１〜１８８の数Ｎは「８」であるため、図１１において整流中の内層コイル１９１ａが巻回されたティース１８１と、該内層コイル１９１ａと直列に結合された外層コイル１９２ｄが巻回されたティース１８４とは１３５°をなすため、各コイル１９１ａ，１９２ｄの周方向の中心を通る中心線Ｙ１１，Ｙ１２のなす角度は１３５°である。更に、内層コイル１９１ａと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ａと、外層コイル１９２ｄと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃとのなす角度（即ち、マグネット１３２ａ，１３２ｃの周方向の中心を通る中心線Ｘ１１，Ｘ１２のなす角度）は１２０°である。従って、整流中の内層コイル１９１ａと直列に結合され次に整流が行われる外層コイル１９２ｄの周方向の中心は、該外層コイル１９２ｄと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心に対してずれてしまう。そのため、直流モータＭ１１は、振動低減効果が小さくなってしまうという問題がある。
【００６９】
一方、図９に示すように、本実施形態の直流モータＭ３においては、各ティース１５１〜１５８の先端部には、周方向に離間するように分岐した一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂがそれぞれ設けられている。そして、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、周方向に隣り合う２本のティースに跨るように分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されているため、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈに対し周方向にずれている。従って、例えば、図９において整流中の内層コイル１６２ａと直列に接続され次に整流が行われる外層コイル１６３ｃは、ティース１５３，１５４に跨るように分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されることにより、その周方向の中心が、ティース１５３とティース１５４との間に位置する。よって、図１１に示す直流モータＭ１１における外層コイル１９２ｄの周方向の中心に比べて、直流モータＭ３における外層コイル１６３ｃの周方向の中心は、径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心に近づく。その結果、本実施形態の直流モータＭ３は、直流モータＭ１１よりも電機子１４１の回転軸１１の振動低減効果が大きくなる。
【００７０】
上記したように、本第３実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）直流モータＭ３は、磁極の数ＰがＰ＝６であり、ティース１５１〜１５８の数ＮがＮ＝８であり、セグメントの数ＳがＳ＝２４である。従って、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ及び外層コイル１６３ａ〜１６３ｈを備えた直流モータＭ３において、直流モータＭ３の駆動時に電機子コア１４２に作用するラジアル方向の力を極めて小さくすることができ（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）、直流モータＭ３における振動をより低減することができる。
【００７１】
（２）電流変動による磁気的な加振力を４箇所に分散させることができ、整流時の電機子１４１の振動を一層低減することができる。また、ヨークハウジング３の変形モードを、２次モードよりも高次の変形モードとすることができ、ヨークハウジング３の共振を回避しやすくなる。
【００７２】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。尚、本第４実施形態では、上記第１乃至第３実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
図１３は、本第４実施形態の直流モータＭ４の概略図を示す。この直流モータＭ４は、上記第３実施形態の直流モータＭ３と比較すると、電機子２０１を構成する外層コイルの構成が異なる。
【００７４】
電機子コア８２には、上記第２実施形態と同様に８個の内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び８個の外層コイル２０３ａ〜２０３ｈが巻装されている。そして、周方向に隣り合うティースに跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈは、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの基端側に巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端側に巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの２つの部位から構成されている。尚、図１４では、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈを中線で図示し、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈを一点鎖線で図示し、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈを太線で図示している。また、図１４では、各内側巻回部２７に導線を複数回巻回して形成される各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈを簡略化して図示している。
【００７５】
図１３及び図１４に示すように、電機子コア１４２には、まず、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが集中巻にてそれぞれ巻回される。尚、全ての内層コイル２０２ａ〜２０２ｈは、その巻回方向が同じである。その後、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８の周方向に隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ち、隣り合う２つのティースにおける一方のティースの分岐ティース部２６ａと該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂ）の基端側の部分に、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈが分布巻にてそれぞれ巻回される。このとき、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈは、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと逆方向に巻回される。その後、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈが巻回された２つずつの分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端側の部位に、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈが分布巻にてそれぞれ巻回される。このとき、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと同じ方向（即ち内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと逆方向）に巻回される。尚、先に巻回された内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと後から巻回された外層コイル２０３ａ〜２０３ｈ（即ち内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈ）とは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている。更に、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの周方向の中心と各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈの周方向の中心とは、電機子コア１４２の周方向に互いにずれており、周方向に交互に且つ周方向に等角度間隔になっている。また、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの電気抵抗は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈのうち１つ内側コイルの電気抵抗と各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈのうち１つの外側コイルの電気抵抗との和と等しくなっている。
【００７６】
そして、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから、隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆ間の間隔と略等しい間隔（即ち約６０°）だけ離れた位置にある内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続される。また、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈから約６０°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続されている。そして、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部と、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００７７】
このように、本実施形態の電機子２０１においては、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが巻回されたティース１５１〜１５８の周方向の両側のティースのうち一方のティースに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと、他方のティースに巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの３つずつのコイルがそれぞれ直列に結合されている。そして、直列に結合された３つのコイルは、隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆの間隔と略等しい間隔（即ち約６０°）ごとに配置されている。これにより、直流モータＭ４においては、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの整流時に電機子２０１に作用する磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。例えば、図１３に示すように、内層コイル２０２ａがＳ極のマグネット１３２ａと径方向に対向して同内層コイル２０２ａの整流が行われる場合、内層コイル２０２ａの径方向の両側、該内層コイル２０２ａと直列に結合された内側コイル２１１ｇの径方向の両側、及び該内層コイル２０２ａと直列に結合された外側コイル２１２ｂの径方向の両側の合計６箇所に加振力が分散される。従って、電気変動による磁気的な加振力に起因した電機子２０１の振動が一層低減される。
【００７８】
上記したように、本第４実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）の作用効果及び上記第３実施形態の（１）の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
【００７９】
（１）電流変動による磁気的な加振力を６箇所に分散させることができ、整流時の電機子２０１の振動をより一層低減することができる。また、ヨークハウジング３の変形モードを、２次モードよりも高次の変形モードとすることができ、ヨークハウジング３の共振を回避しやすくなる。
【００８０】
（第５実施形態）
以下、本発明を具体化した第５実施形態を図面に従って説明する。尚、本第５実施形態では、上記第１乃至第４実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
図１５は、本第５実施形態の直流モータＭ９を平面状に展開した模式図を示す。本実施形態の直流モータＭ９は、上記第２実施形態の直流モータＭ２とほぼ同じ構成をなしている。詳述すると、図１６に示すように、直流モータＭ９は、固定子１と、該固定子１の内側に回転可能に配置された電機子８１とを備えている。固定子１は、ヨークハウジング３の内周面に固定された４個のマグネット４ａ〜４ｄを有することから、直流モータＭ９の磁極の数Ｐは「４」となっている。また、４個のマグネット４ａ〜４ｄは周方向に等角度間隔に設けられており、各マグネット４ａ〜４ｄの開角度θ１（回転軸１１の回転中心を中心とした各マグネット４ａ〜４ｄの周方向の範囲に該当する角度）は９０°となっている。
【００８２】
前記電機子８１を構成する回転軸１１は、その軸方向の両端部が固定子１によって回転可能に支持されるとともに、該回転軸１１には、上記第２実施形態の直流モータＭ２に備えられた電機子コア８２と同じ電機子コア８２が一体回転可能に固定されている。この電機子コア８２は、それぞれ先端部に一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有する６本のティース９１〜９６を備えることにより、導線４１を挿通して内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回するための内側スロット３１を６個、導線４１を挿通して外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを形成するための外側スロット３２を６個備えている。即ち、電機子コア８２は、電機子コイル（即ち内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ）を巻装するためのスロットを合計１２個備えており、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐ（即ち「４」）の３倍となっている。
【００８３】
図１５及び図１６に示すように、電機子コア８２に巻装された各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆは、それぞれ各ティース９１〜９６の基端側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ集中巻にて巻回されている。また、電機子コア８２に巻装された外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは内層コイル１０２ａ〜１０２ｆよりも径方向外側でティース９１〜９６に巻回されているため、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆと内層コイル１０２ａ〜１０２ｆとは径方向ずれており電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。従って、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのコイルピッチＰ１（回転軸１１の回転中心を中心とした各コイルの周方向の範囲に該当する角度）は６０°となる。尚、図１６には、代表として外層コイル１０３ａのみを図示している。
【００８４】
また、図１５及び図１７に示すように、前記回転軸１１に固定され電機子８１を構成する整流子８３は、周方向に並設された１２個のセグメント１６を備えており、セグメント１６の数Ｓは磁極の数Ｐ（即ち「４」）の３倍となっている。そして、各セグメント１６には、電機子コア８２の内側巻回部２７に巻回された内層コイル１０２ａ〜１０２ｆの端部がそれぞれ１本ずつ接続されるとともに、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。
【００８５】
整流子８３の外周には、２個の陽極側ブラシ５０１及び２つの陰極側ブラシ５０２が配置されている。略四角柱状をなす陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、周方向に交互に配置されるとともに、整流子８３側の先端面が、整流子８３の外周に設けられたセグメント１６に摺接可能に押圧接触される。尚、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２においては、その先端面が整流子８３のセグメント１６に摺接する摺接部となる。
【００８６】
各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２は、その周方向の幅ｗ１が、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅に設定されている。そして、各陽極側ブラシ５０１は、Ｎ極のマグネット４ａ，４ｃの周方向の略中心と対応する位置にそれぞれ配置されるとともに、各陰極側ブラシ５０２は、Ｓ極のマグネット４ｂ，４ｄの周方向の略中心と対応する位置にそれぞれ配置されている。通常、陽極側ブラシ及び陰極側ブラシは、各ブラシの周方向の中心がマグネットの磁極中心線（マグネットの周方向の中央を通り径方向に延びる直線）上に位置する通常位置に配置される。しかし、本実施形態の直流モータＭ９においては、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置されている。即ち、図１７において上側に配置されたＮ極のマグネット４ａに対応して配置された陽極側ブラシ５０１は、マグネット４ａの磁極中心線Ｘ３上の通常位置から時計方向にシフトして配置されるとともに、図１７において下側に配置されたＮ極のマグネット４ｃに対応して配置された陽極側ブラシ５０１は、マグネット４ｃの磁極中心線Ｘ５上の通常位置から時計方向にシフトして配置されている。そして、これら２つの陽極側ブラシ５０１における反時計方向側の端面は、それぞれ磁極中心線Ｘ３，Ｘ５上に位置している。一方、図１７において右側に配置されたＳ極のマグネット４ｂに対応して配置された陰極側ブラシ５０２は、マグネット４ｂの磁極中心線Ｘ４上の通常位置から反時計方向にシフトして配置されるとともに、図１７において左側に配置されたＳ極のマグネット４ｄに対応して配置された陰極側ブラシ５０２は、マグネット４ｄの磁極中心線Ｘ６上の通常位置から反時計方向にシフトして配置されている。そして、これら２つの陰極側ブラシ５０２における時計方向側の端面は、それぞれ磁極中心線Ｘ４，Ｘ６上に位置している。従って、これら陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２を電機子８１に電流が供給されて該電機子８１が回転されると、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われる。
【００８７】
ここで、図１８及び図２０に、分布巻にて電機子コイルが巻装された従来の直流モータＭ１２の概略図を示すとともに、図１９に、直流モータＭ１２を平面状に展開した模式図を示す。図１８乃至図２０に示すように、直流モータＭ１２は、略円筒状のヨークハウジング６０１の内周面に４個のマグネット６０２を固着してなる固定子６０３と、該固定子６０３の内側に該固定子６０３に対して回転可能に配置された電機子６０４とを備えている。電機子６０４の回転軸６０５に固定された電機子コア６０６は、回転軸６０５に外嵌された円筒状のコアバック６０６ａと、該コアバック６０６ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１２本のティース６０６ｂとが一体に形成されてなる。そして、電機子コア６０６は、周方向に隣り合うティース６０６ｂ間に合計１２個のスロット６０６ｃを有する。この電機子コア６０６には、１２個の電機子コイル６０７が分布巻にて巻装されている。各電機子コイル６０７は、複数のスロットを跨ぐように３本のティース６０６ｂに巻回されている。尚、図１９には、１２個の電機子コイル６０７のうち代表として２個のみを図示し、図２０には、１２個の電機子コイル６０７のうち代表として１つのみを図示している。また、回転軸６０５には、周方向に並設された１２個のセグメント６０８を有する整流子６０９が固定されるとともに、各セグメント６０８には、２つの電機子コイル６０７の端部が１本ずつ接続されている。更に、整流子６０９の周囲には、電機子コイル６０７に電流を供給するための２つの陽極側ブラシ７０１及び２つの陰極側ブラシが配置されている。陽極側ブラシ７０１及び陰極側ブラシ７０２は、その周方向の幅がセグメント６０８の周方向の幅と等しく形成されるとともに、その先端面が整流子６０９のセグメント６０８に摺接可能に押圧接触されている。そして、陽極側ブラシ７０１と陰極側ブラシ７０２とは、周方向に交互に配置されるとともに、４つのマグネット６０２の周方向の中心を通る磁極中心線（図１８において一点鎖線にて図示）上に各ブラシ７０１，７０２の周方向の中心がそれぞれ配置される通常位置に配置されている。
【００８８】
このような従来の直流モータＭ１２は、本実施形態の直流モータＭ９と同様に、スロットの数及び電機子コイルの数が「１２」となっている。また、図２０に示すように、直流モータＭ１２におけるマグネット６０２の開角度θ２も、直流モータＭ９と同様に９０°となっている。しかし、この直流モータＭ１２では、各電機子コイル６０７は、それぞれ３本のティース６０６ｂに巻回されているため、各電機子コイル６０７のコイルピッチＰ２（回転軸１１の回転中心を中心とした各コイルの周方向の範囲に該当する角度）は９０°である。即ち、本実施形態の直流モータＭ９は、分布巻にて巻装された電機子コイル６０７を備えた従来の直流モータＭ１２に比べて、コイルピッチＰ１（図１６参照）が小さくなっている。そのため、従来の直流モータＭ１２では、図２３（ａ）に示すように整流区間において誘起電圧が発生して図２３（ｂ）に示すように不足整流が生じるが、本実施形態の直流モータＭ９では、図２２（ａ）に示すように整流区間において誘起電圧の発生が抑えられ、その結果、図２２（ｂ）に示すように不足整流が生じることが抑制されて整流が良好に行われる。
【００８９】
また、図２１に示すように、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる場合には、陽極側ブラシと陰極側ブラシとで同時に整流が行われることになるため、電流リップル（電流波形）の山数が少なく、電流リップルが大きくなる（電流波形の変動が大きくなる）傾向にあることがわかる。電流リップルが大きくなると、駆動時における直流モータの振動・騒音が大きくなってしまう。
【００９０】
そして、本実施形態の直流モータＭ９（図２１において太線で囲んだ部位に該当）は、磁極の数Ｐが「４」であるとともに、スロットの総数Ｍが「１２」であり、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる。しかし、本実施形態の直流モータＭ９では、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置されることにより、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるように構成されている。そのため、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる構成であっても、図１５及び図１９に図示した電流波形を見てわかるように、直流モータＭ９では、従来の直流モータＭ１２に比べて電流値の変化量が小さく抑えられ、電流リップルが小さくなるため、駆動時の振動・騒音の発生が抑制される。
【００９１】
上記したように、本第５実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）乃至（６）と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）直流モータＭ９は、内側スロット３１及び外側スロット３２の合計（即ちスロットの総数Ｍ）が磁極の数Ｐで割り切れる構成であるが、陽極側ブラシ５０１による整流と陰極側ブラシ５０２による整流とが交互に行われる。従って、陽極側ブラシ７０１及び陰極側ブラシ７０２において同時に整流が行われる構成の直流モータＭ１２に比べて、駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、振動・磁気音を低減させることができる。
【００９２】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第５実施形態の直流モータＭ９においては、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の周方向の幅ｗ１（各ブラシにおけるセグメント１６に摺接する摺接部の周方向の幅）は、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅に設定されている。しかしながら、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるのであれば、その周方向の幅ｗ１は、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅より小さい値に設定されてもよいし、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅より大きい値に設定されてもよい。このようにすると、上記第５実施形態と同様に、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるため、従来のモータよりも電流リップルが小さく抑えられ、トルクリップルが低下されることから、駆動時の振動・騒音の発生を抑制することができる。また、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とを通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置し、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるようにする場合、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２におけるセグメント１６に摺接する摺接部の周方向の幅をセグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分以下とすると、振動・騒音の発生の抑制に加えて、トルクの上昇を図ることができる。更に、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の摺接部の周方向の幅をセグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分とすると、振動・騒音の発生の抑制及びトルクの上昇を図ることができる上、上記のように陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２が交互に整流を行う構成とした場合において供給電流を最大限に大きくすることができる。
【００９３】
・図２４及び図２５に示すように、上記第５実施形態の直流モータＭ９において、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の周方向の一方側に各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２に比べて抵抗の大きい高抵抗ブラシ８０１を配置してもよい。詳述すると、各高抵抗ブラシ８０１は、各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２の先端面（摺接部）と周方向に隣接するとともに、マグネット４ａ〜４ｄの磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から隣接する各ブラシ５０１，５０２がシフトされた方向と反対方向にシフトして配置されている。このようにすると、各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２がセグメント１６と接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【００９４】
・第５実施形態の直流モータＭ９のように、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる直流モータにおいて、整流中の内層コイルと次に整流が行われる外層コイルとを直列に接続した構成としてもよい。このようにすると、電機子の振動をより低減することができる。また、同構成の直流モータにおいて、陽極側ブラシと陰極側ブラシとを、マグネットの周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置すると、陽極側ブラシによる整流と陰極側ブラシによる整流とが交互に行われるようになるため、駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、振動・磁気音を更に低減させることができる。更に、各陽極側ブラシ及び各陰極側ブラシの先端面（摺接部）と隣接するとともに、隣接する各ブラシが前記通常位置からシフトされた方向と反対方向にシフトして配置された高抵抗ブラシを設けることにより、各ブラシがセグメントと接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【００９５】
・上記第４実施形態では、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが巻回されたティース１５１〜１５８の周方向の両側のティースのうち一方のティースに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと、他方のティースに巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの３つずつのコイルがそれぞれ直列に結合されている。しかしながら、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈに直列に結合される内側コイル及び外側コイルの組み合わせは、上記第４実施形態のものに限らない。図２６に示すように、内層コイル２０２ａと、該内層コイル２０２ａから周方向の一方側に約１２０°離れた位置にある内側コイル２１１ｃと、周方向の他方側に約１２０°離れた位置にある外側コイル２１２ｆとを直列に結合してもよい。この場合、Ｓ極のマグネット１３２ａと内層コイル２０２ａとが径方向に対向して同内層コイル２０２ａが整流されるときには、内側コイル２１１ｃ及び外側コイル２１２ｆは、Ｓ極のマグネット１３２ｃ，１３２ｅと径方向に対向する。図２６には、代表として、直列に結合される内層コイル２０２ａ、内側コイル２１１ｃ及び外側コイル２１２ｆのみを図示しているが、残りの内層コイル２０２ｂ〜２０２ｈについても、各内層コイル２０２ｂ〜２０２ｈから同様の位置関係にある内側コイル２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｄ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｅ，２１２ｇ，２１２ｈが直列に結合される。そして、このようにする場合には、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと同方向に巻回される。また、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、整流子１４３の２４個のセグメント１６のうち２つ置きのセグメント１６にそれぞれ接続され、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから周方向に約１２０°離れた位置にある内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めの端部と接続される。更に、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈから周方向に約１２０°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部と接続され、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続される。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９６】
・上記第４実施形態のように、各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈを、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの２つのコイルから構成する場合、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び外層コイル２０３ａ〜２０３ｈの接続の態様は上記第４実施形態のものに限らない。例えば、図２７に示すように内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び外層コイル２０３ａ〜２０３ｈを形成してもよい。図２７に示す直流モータＭ５においては、図２８に示すように、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に巻回された各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めと巻き終わりの端部は、周方向に８つおきの２つのセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、２つおきのセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、それぞれ内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めと巻き終わりの端部が１本ずつ接続されている。また、図２９に示すように、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと巻回方向が逆向きとなっている。そして、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、２つおきのセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）に接続されるとともに、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから周方向に１３５°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部にそれぞれ接続されている。更に、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９７】
また、例えば、図３０に示す直流モータＭ６では、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、図２９に示す例と同様に巻回されている。そして、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈは、図３１に示すように、その巻き初めと巻き終わりの端部が、周方向に隣り合う２つのセグメント１６にそれぞれ接続されている。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９８】
・上記第２実施形態では、２つのフライヤを用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装する。しかしながら、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部を、図３２に示すようにセグメント１６に接続することにより、１つのフライヤを用いて１本の導線４１で全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装することができる。この場合、全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回した後に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する。詳述すると、導線４１は、セグメント番号「１」のセグメント１６に接続された後、ティース９１の内側巻回部２７に内層コイル１０２ａを巻回し、セグメント番号「２」のセグメント１６に接続される。次いで、導線４１は、ティース番号「２」の分岐ティース部２６ｂ及びティース番号「３」の外層コイル１０３ａと磁気的に等価位置にある内層コイル１０２ｆを形成する。このとき、内層コイル１０２ｆは、外層コイル１０３ｆと磁極は逆となるため、同外層コイル１０３ｆとは巻回方向が逆向きとなる。尚、図３２に図示した矢印は、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回方向を示している。以後、導線４１によって、内層コイル１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｅが順に形成されるとともに、各内層コイル１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｅを形成する度に、導線４１は、セグメント番号「３」〜「７」のセグメント１６に順に接続される。そして、セグメント番号「７」のセグメント１６に接続された導線４１は、外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを順に形成するとともに、各外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを形成する度に、導線４１は、セグメント番号「８」〜「１２」，「１」のセグメント１６に順に接続される。そして、外層コイル１０３ｆの巻回後に、導線４１が、セグメント番号「１」のセグメントに接続されると全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻装が終了する。従って、１２個のセグメントのうち、２個のセグメント１６には、内層コイル及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの１０個のセグメント１６のうち半数の５個のセグメント１６には、内層コイルの端部が２本ずつ接続され、もう半数の５個のセグメント１６には、外層コイルの端部が２本ずつ接続される。このように全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回できると、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回にかかる時間を短くすることができ、生産性を向上させることができる。
【００９９】
尚、上記したように１本の導線４１にて全ての内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻回するためには、ティースの数Ｎを磁極の数Ｐの奇数倍とする必要がある。例えば、磁極の数ＰがＰ＝４であってティースの数ＮがＮ＝１２の直流モータ、又は、磁極の数ＰがＰ＝６であってティースの数ＮがＮ＝１８の直流モータが挙げられる。
【０１００】
・（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個のセグメント１６同士を短絡する短絡線を介して、複数のセグメント１６のうち２個のセグメント１６に内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りのセグメント１６のうち半数のセグメント１６に２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数のセグメント１６に２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続されるように構成してもよい。図３３に示す例では、短絡線３０１〜３０６は、１８０°間隔に位置する２個のセグメント１６同士を短絡するものである。そして、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する際には、セグメント番号「１」のセグメント１６に接続された導線４１は、内層コイル１０２ａを形成した後に、セグメント番号「２」のセグメント１６にフッキングされる。その後、導線４１は、短絡線３０２を形成しつつセグメント番号「８」のセグメント１６まで導かれて同セグメント１６にフッキングされた後に、内層コイル１０２ｃを形成する。以後、導線４１は、短絡線３０１，３０３〜３０６を形成しつつ、内層コイル１０２ｃ，１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｆ，１０２ｅ、外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを順に連続して形成する。これにより、短絡線３０１〜３０６を介して、１２個のセグメント１６のうち２個のセグメント１６に内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの１０個のセグメント１６のうち半数の５個のセグメント１６に２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の５個のセグメント１６に２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続される。このようにすると、短絡線３０１〜３０６も含めて全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回することができる。そして、短絡線３０１〜３０６も含めて全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回すると、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回時に連続して短絡線３０１〜３０６も形成されるため、別途短絡部材を形成して配置する場合に比べて製造工程の数が減少される。従って、直流モータの生産性が向上する。
【０１０１】
・上記第２実施形態では、２つのフライヤを用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装する。しかしながら、３つ以上のフライヤを用いて内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの電機子コア８２への巻装を行ってもよい。この場合、整流子に備えられる複数のセグメント１６のうちｎ個（ｎは２以上の偶数）のセグメント１６には、内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りのセグメント１６のうち半数のセグメント１６には、２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数のセグメント１６には、２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続される。そして、複数のフライヤを同時に用いると、１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータＭ２の生産性を向上させることができる。
【０１０２】
・上記各実施形態では、電機子コア１２，８２，１４２は、何れもティースの先端部に分岐ティース部２６ａ，２６ｂを備えている。しかしながら、ティースは、分岐ティース部２６ａ，２６ｂを備えない構成とされてもよい。この場合、直流モータは、磁極の数Ｐが４以上の偶数、ティースの数ＮがＮ＝２×（Ｐ±２）（但しＰ＝４のときＮ＝１２）、セグメント１６の数ＳがＳ＝（（Ｐ／２）×Ｎ）とされる。そして、各内層コイルは、隣り合う２本のティースの基端部にそれぞれ巻回される。更に、外層コイルは、隣り合う２つの内層コイルが巻回された４本のティースのうち中央の隣り合う２本のティースの先端部にそれぞれ巻回される。また、（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個のセグメント１６同士が短絡部材にて短絡されるとともに、複数のセグメント１６のうちティースと同数の周方向に等角度間隔に配置されたセグメント１６に、内層コイル及び外層コイルの端部が１本ずつ接続される。例えば、図３４に示す直流モータＭ７の電機子コア４０１は、円筒状のコアバック２０の外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１６本のティース４０２を備えている。そして、周方向に隣り合う２本ずつのティース４０２の基端部には、それぞれ内層コイル４０３ａ〜４０３ｈが巻回されるとともに、隣り合う２つの内層コイルが巻回された４本のティース４０２のうち中央の隣り合う２本のティース４０２の先端部に、外層コイル４０４ａ〜４０４ｈがそれぞれ巻回されている。尚、各内層コイル４０３ａ〜４０３ｈ及び各外層コイル４０４ａ〜４０４ｈの端部は、上記第３実施形態の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ及び外層コイル１６３ａ〜１６３ｈと同様に整流子８３のセグメント１６に接続されている。このようにしても、上記第３実施形態の直流モータＭ３と同様に、出力を低下させることなく大型化を抑制するとともに、振動を抑制することができる。また、磁極の数Ｐが４以上の偶数であり、ティースの数ＮがＮ＝２×（Ｐ±２）（但しＰ＝４のときＮ＝１２）であり、セグメントの数ＳがＳ＝（（Ｐ／２）×Ｎ）であるため、直流モータＭ７の駆動時に電機子コア４０１に作用するラジアル方向の力を極めて小さくすることができ、直流モータＭ７における振動をより低減することができる（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）。
【０１０３】
・上記第１乃至第４実施形態では、直流モータＭ１〜Ｍ４は、陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を１つずつ備えている。しかしながら、直流モータＭ１〜Ｍ４は、陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を複数個ずつ備えてもよい。
【０１０４】
・固定子１，１３１に備えられる磁極（マグネット）の数Ｐ及び電機子コア１２，８２，１４２に備えられるティースの数Ｎは、適宜変更してもよい。但し、Ｎ＝Ｐ±２とすると、より大きな振動低減効果を得ることができる（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）。例えば、図３５に示す直流モータＭ８は、上記第１実施形態の固定子１を備えるとともに、上記第３実施形態の電機子１４１を備えることにより、磁極の数ＰがＰ＝４、ティースの数ＮがＮ＝８となっている。
【０１０５】
・上記各実施形態では、直流モータＭ１〜Ｍ４，Ｍ９は、固定子１，１３１の内側に電機子２，８１，１４１，２０１が配置されたインナロー型の直流モータである。しかしながら、固定子の外周に電機子が配置されるアウタロータ型の直流モータに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
４ａ〜４ｄ，１３２ａ〜１３２ｆ…磁極としてのマグネット、１２，８２，１４２，４０１…電機子コア、１３，８３，１４３…整流子、１４，５０１…給電ブラシとしての陽極側ブラシ、１５，５０２…給電ブラシとしての陰極側ブラシ、１６…セグメント、２１〜２５，９１〜９６，１５１〜１５８，４０２…ティース、２６ａ，２６ｂ…分岐ティース部、３１…内側スロット、３２…外側スロット、４２ａ〜４２ｅ，１０２ａ〜１０２ｆ，１６２ａ〜１６２ｈ，２０２ａ〜２０２ｈ，４０３ａ〜４０３ｆ…電機子コイルとしての内層コイル、４３ａ〜４３ｅ，１０３ａ〜１０３ｆ，１６３ａ〜１６３ｈ，２０３ａ〜２０３ｈ，４０４ａ〜４０４ｆ…電機子コイルとしての外層コイル、１４５…短絡部材，３０１〜３０６…短絡線、８０１…高抵抗ブラシ、Ｘ３〜Ｘ６…磁極中心線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周方向に並設された複数の磁極を有する固定子と、該固定子と径方向に対向する電機子とを備えた直流モータがある。電機子は、放射状に延びる複数のティース（突極）を有する電機子コアを備え、該電機子コアには、周方向に隣り合うティース間の空間であるスロットを通るように複数の電機子コアが巻装されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された直流モータにおいては、複数の電機子コイルは、複数のティースを跨ぐように巻回される分布巻にて電機子コアに巻装されている。また、特許文献２に記載された直流モータにおいては、複数の電機子コイルは、ティース毎に集中して巻回される集中巻にて電機子コアに巻装されている。そして、一般的に、分布巻の電機子コイルを有する直流モータは、集中巻の電機子コイルを有する直流モータに比べて、電機子コアと磁極との間の磁気による加振力が小さいため、騒音及び振動の低減に有利である。一方、集中巻の電機子コイルを有する直流モータは、電機子コイルの占積率が高いため、高出力化に有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１６８１３号公報
【特許文献２】特開２００４−８８９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電機子コイルが分布巻きで電機子コアに巻装される場合、電機子コイルにおける電機子コアの軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位であるコイルエンド部が軸方向に重なり合うため、直流モータの大型化を招いてしまう。そして、直流モータの大型化を抑制するためにコイルエンド部の軸方向高さを抑えようとすると、電機子コイルの巻数が減少されてしまい、直流モータの出力低下を招いてしまう。
【０００６】
一方、電機子コアに対し電機子コイルが集中巻にて巻装された直流モータにおいては、磁極とティース（突極）との差が少ないために磁束の変動が急激となってしまい、直流モータの駆動時に電機子コアに加振力が作用して大きな振動が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力を低下させることなく電機子コイルによる大型化を抑制するとともに、振動を抑制することができる直流モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、周方向に並設された複数の磁極と、周方向に並設された複数のティースを有し前記ティースの先端が前記磁極と径方向に対向される電機子コアと、前記ティースに巻回された複数の電機子コイルと、周方向に並設された複数のセグメントを有し前記電機子コアと一体回転可能に設けられた整流子と、前記セグメントに押圧接触される複数の給電ブラシと、を備えた直流モータであって、各前記ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有し、複数の前記電機子コイルは、各前記ティースの基端部に集中巻にてそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイルと、前記内層コイルよりも外周側で隣り合う２つの前記ティースの隣り合う２つの前記分岐ティース部にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイルとであり、各前記内層コイルの周方向の中心と各前記外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれており、前記整流子は、前記セグメントを前記ティースの２倍の数だけ備え、複数の前記セグメントのうちｎ個（ｎは２以上の偶数）の前記セグメントには、前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントには、２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントには、２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されていることをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、外層コイルは、内層コイルよりも外周側でティースに巻回されているため、内層コイルと軸方向に重ならない。従って、内層コイル及び外層コイルのコイルエンド部が軸方向に大きくなることを抑制でき、ひいては本発明の直流モータの軸方向の大型化を抑制することができる。そして、コイルエンド部の軸方向高さを抑えるために内層コイル及び外層コイルの巻数を減少させなくてもよいため、出力を低下させることなく直流モータの軸方向の大型化を抑制することができる。また、分布巻の電機子コイルを備えた従来の直流モータと同等の大きさとする場合には、内層コイル及び外層コイルの巻数を増加させて占積率を高くできるため、直流モータの高出力化を図ることができる。更に、各内層コイルの周方向の中心と各外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれているため、集中巻の電機子コイルを備えた直流モータに比べて磁束の変動を緩やかにすることが可能である。従って、直流モータの駆動時に発生する振動を抑制することができる。
【００１０】
また、各ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有するため、ティースの基端部に内層コイルを巻回し、周方向に隣り合うティースに跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部に外層コイルを巻回することにより、内層コイルの外周側に容易に外層コイルを形成することができるとともに、各内層コイルの周方向の中心と各外層コイルの周方向の中心とを容易に周方向にずらすことができる。また、内層コイルは、ティースの基端部、即ち分岐していない部分に集中巻にて巻回されているため、ティースの基端部付近を高占積率とすることができる。
【００１１】
また、（ｎ／２）個のフライヤを用いて、連続して内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻装することができる。ｎが２である場合には、全ての内層コイルを巻回した後に外層コイルを巻回することにより、１本の導線で連続して全ての内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻回することができる。一方、ｎが４以上である場合には、複数個のフライヤを同時に用いて、内層コイルを巻回した後に外層コイルを巻回することにより、各フライヤにおいて１本の導線で連続して内層コイル及び外層コイルを巻回することができる。そして、複数のフライヤを同時に用いた場合には、内層コイル及び外層コイルの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータの生産性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直流モータにおいて、前記磁極をＰ個（Ｐは偶数）備え、（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個の前記セグメント同士を短絡する短絡線を介して、複数の前記セグメントのうち２個の前記セグメントに前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントに２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントに２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されたことをその要旨としている。
【００１３】
同構成によれば、短絡線も含めて全ての内層コイル及び外層コイルを１本の導線で連続して巻回することが可能である。そして、短絡線も含めて全ての内層コイル及び外層コイルを１本の導線で連続して巻回すると、内層コイル及び外層コイルの巻回時に連続して短絡線も形成されるため、別途短絡部材を形成して配置する場合に比べて製造工程の数が減少される。従って、直流モータの生産性が向上する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の直流モータにおいて、前記整流子は、前記セグメントを前記磁極の数の整数倍の数だけ備え、前記電機子コアは、隣り合う前記ティース間に前記内層コイルが挿通される内側スロットを備えるとともに、各前記ティースの対をなす前記分岐ティース部間に前記外層コイルが挿通される外側スロットを前記内側スロットと同数備え、前記内側スロット及び前記外側スロットの合計が前記セグメントの数と同じ数であり、陽極の前記給電ブラシと陰極の前記給電ブラシとは、前記磁極の周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、陽極の前記給電ブラシによる整流と陰極の前記給電ブラシによる整流とが交互に行われることをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、内側スロット及び外側スロットの合計数が磁極の数で割り切れる場合であっても、陽極の給電ブラシによる整流と陽極の給電ブラシによる整流とが交互に行われるようになる。従って、異極の給電ブラシによる整流が同時に行われる構成の直流モータに比べて、直流モータの駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、磁気音を低減させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の直流モータにおいて、各前記給電ブラシにおける前記セグメントに摺接する摺接部に隣接するとともに、隣接する前記給電ブラシの通常位置から隣接する前記給電ブラシがシフトされた方向と反対方向にシフトして配置される高抵抗ブラシを設けたことをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、各給電ブラシがセグメントと接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、出力を低下させることなく電機子コイルによる大型化を抑制するとともに、振動を抑制することが可能な直流モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の直流モータの断面図。
【図２】第１実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３】第１実施形態の直流モータにおけるコイルエンド部を示す模式図。
【図４】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータにおけるコイルエンド部を示す模式図。
【図５】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータの断面図。
【図６】従来の分布巻の電機子コイルを備えた直流モータを平面状に展開した模式図。
【図７】第２実施形態の直流モータの断面図。
【図８】第２実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図９】第３実施形態の直流モータの断面図。
【図１０】第３実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１１】集中巻の内層コイル及び外層コイルを備えた直流モータの断面図。
【図１２】集中巻の内層コイル及び外層コイルを備えた直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１３】第４実施形態の直流モータの概略図。
【図１４】第４実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１５】第５実施形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図１６】第５実施形態の直流モータの概略図。
【図１７】第５実施形態の直流モータの概略図。
【図１８】従来の直流モータの概略図。
【図１９】従来の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２０】従来の直流モータの概略図。
【図２１】スロットの総数及び磁極の数と問題点との関係を説明するための説明図。
【図２２】（ａ）は第５実施形態の直流モータにおける時間と誘起電圧との関係を示すグラフ、（ｂ）は第５実施形態の直流モータにおける時間と電機子コイルに供給される電流との関係を示すグラフ。
【図２３】（ａ）は従来の直流モータにおける時間と誘起電圧との関係を示すグラフ、（ｂ）は従来の直流モータにおける時間と電機子コイルに供給される電流との関係を示すグラフ。
【図２４】別の形態の直流モータの概略図。
【図２５】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２６】別の形態の直流モータの概略図。
【図２７】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図２８】別の形態の直流モータの内層コイルの態様を説明するための説明図。
【図２９】別の形態の直流モータの外層コイルの態様を説明するための説明図。
【図３０】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３１】別の形態の直流モータの内層コイルの態様を説明するための説明図。
【図３２】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３３】別の形態の直流モータを平面状に展開した模式図。
【図３４】別の形態の直流モータの断面図。
【図３５】別の形態の直流モータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本第１実施形態の直流モータＭ１の断面図を示す。図１に示すように、直流モータＭ１は、固定子１と、該固定子１の内側に配置された電機子２とを備えている。固定子１を構成する略円筒状のヨークハウジング３の内周面には、磁極としての４個のマグネット４ａ〜４ｄが固着されている。マグネット４ａ〜４ｄは、周方向に等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）となるように、且つＮ極とＳ極とが周方向に交互となるように配置されている。そして、直流モータＭ１は、４個のマグネット４ａ〜４ｄを有することにより磁極の数Ｐが「４」となっている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、前記電機子２は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア１２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子１３とを備えている。この電機子２は、回転軸１１が前記固定子１によって軸支されることにより、固定子１に対して回転可能に支持されている。そして、電機子コア１２及び整流子１３は、共に回転軸１１に固定されることにより、回転軸１１の回転に伴って一体回転される。電機子２が固定子１の内側に配置された状態においては、電機子コア１２がマグネット４ａ〜４ｄと径方向に対向するとともに、整流子１３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子１３に摺接可能に押圧接触される。陽極側ブラシ１４と陰極側ブラシ１５とは、周方向に隣り合うマグネット４ａ〜４ｄ間の間隔と同じ９０°の間隔を空けて配置されている。また、陽極側ブラシ１４は、Ｎ極のマグネット４ａの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５は、Ｓ極のマグネット４ｂの周方向中心と対応する位置に配置されている。そして、電機子２には、これら陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を介して電流が供給される。
【００２２】
図２に示すように、整流子１３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された１０個のセグメント１６を備えている。尚、図２は、直流モータＭ１を平面状に展開した模式図である。１０個のセグメント１６は、保持部材の外周で略円筒状をなすように配置されており、径方向外側から前記陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が押圧接触される。本実施形態では、図２に示すように、周方向に並設された１０個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「１０」を付すことにする。
【００２３】
また、整流子１３において、同じ極のマグネットが配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向一端に固定された短絡部材１７によって短絡（電気的に接続）されている。具体的には、固定子１において、Ｎ極の２つのマグネット４ａ，４ｃ（若しくはＳ極の２つのマグネット４ｂ，４ｄ）は、１８０°間隔で配置されている。従って、１８０°間隔を開けて配置された２つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「６」のセグメント１６）が短絡部材１７によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図２には、短絡部材１７によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを二点鎖線にて図示している。尚、短絡部材１７は、例えば、導線を用いて所定のセグメント１６同士を短絡可能に構成されるものである。また、短絡部材１７は、銅板等の導電性板材を所定形状に打ち抜いて形成されるものであってもよい。
【００２４】
図１に示すように、前記電機子コア１２は、円筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる５本のティース２１〜２５とが一体に形成されてなるとともに、コアバック２０が前記回転軸１１に外嵌されることにより同回転軸１１に対して固定されている。ここで、図２に示すように、前記整流子１３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、電機子コア１２に備えられるティース２１〜２５の数Ｎに基づいて設定されており、本実施形態では、Ｓ＝２Ｎを満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子１３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「１０」に設定されている。
【００２５】
図１に示すように、５本のティース２１〜２５は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では７２°間隔）となる位置に一体に形成されている。そして、各ティース２１〜２５の先端部には、周方向に離間するように二股状に分岐してなる一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース２１〜２５は、先端部に分岐ティース部２６ａ，２６ｂが形成されることにより、軸方向から見た形状が略Ｙ字状をなしている。各ティース２１〜２５に設けられた対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂは、先端に向かうに連れて周方向に遠ざかるように形成されており、隣り合う２本のティース（ティース２１〜２５のうち周方向に隣り合う２本のティース）のうち一方のティースの分岐ティース部２６ａと、該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂとの間隔は、対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間の間隔よりも狭くなっている。また、各ティース２１〜２５において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位は、内側巻回部２７とされている。更に、各ティース２１〜２５において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には、周方向に沿って延びる板状の延設部２８が一体に形成されている。対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ形成された２つの延設部２８は、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部から互いに近づく方向に延設されている。そして、電機子コア１２に設けられた合計１０個の延設部２８は、周方向に等角度間隔に設けられるとともに、全体で略円筒状をなすように形成されている。
【００２６】
また、電機子コア１２は、周方向に隣り合うティース２１〜２５間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。各内側スロット３１は、主として周方向に隣り合う内側巻回部２７間の空間によって構成され、各外側スロット３２は、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間の空間によって構成されている。本実施形態の電機子コア１２は、ティース２１〜２５を５本備えることから、内側スロット３１を５個備えるとともに外側スロット３２を５個備える。また、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図２に示すように、５本のティース２１〜２５の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１０」を付すことにする。ティース番号は、図２中では、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部に示した数字である。
【００２７】
図１に示すように、上記のように構成された電機子コア１２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース２１〜２５の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された５個の内層コイル４２ａ〜４２ｅと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された５個の外層コイル４３ａ〜４３ｅとである。
【００２８】
ここで、図２を参照して、電機子コア１２への内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻回の順序を詳述する。尚、図２では、内層コイル４２ａ〜４２ｅを中線で図示し、外層コイル４３ａ〜４３ｅを太線で図示している。導線４１は、まず、セグメント番号「１」のセグメント１６のライザに接続され、セグメント番号「１」のセグメント１６からティース２１の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ａを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「２」のセグメント１６のライザにフッキングされ、ティース２１，２２の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「２」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「３」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ａを形成する。尚、本明細書中では、「分布巻」とは、複数のティースに跨って導線を巻回することを意味する。このとき、先に巻回された内層コイル４２ａと後から巻回された外層コイル４３ａとは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている（図１参照）。また、同内層コイル４２ａの周方向の中心と同外層コイル４３ａの周方向の中心とは、電機子コア１２の周方向に互いにずれている。
【００２９】
以後、同様に、導線４１は、内側巻回部２７と分岐ティース部２６ａ，２６ｂとに交互に巻回されることにより、内層コイル４２ｂ〜４２ｅと外層コイル４３ｂ〜４３ｅとを交互に形成していく。そして、導線４１は、各内層コイル４２ｂ〜４２ｅ及び各外層コイル４３ｂ〜４３ｅを形成する度に、周方向に並設されたセグメント１６に順にフッキングされる。
【００３０】
即ち、導線４１は、セグメント番号「３」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、ティース２２の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｂを形成し、セグメント番号「４」のセグメント１６のライザにフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース２２，２３の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「４」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「５」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｂを形成した後に、セグメント番号「５」のセグメント１６のライザにフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース２３の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｃを形成した後に、セグメント番号「６」のセグメント１６にフッキングされ、ティース２３，２４の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「６」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「７」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｃを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「７」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２４の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｄを形成し、セグメント番号「８」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２４，２５の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「８」の分岐ティース部２６ａとティース番号「９」の分岐ティース部２６ｂ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｄを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「９」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２５の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されることにより内層コイル４２ｅを形成し、セグメント番号「１０」のセグメント１６にフッキングされた後に、ティース２５，２１の合計４つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち中央の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「１０」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「１」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル４３ｅを形成する、そして、導線４１は、セグメント番号「１」のセグメント１６にフッキングされて全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻装を終了する。
【００３１】
このように、全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅは、一本の導線４１にて最初から最後まで連続して形成されるとともに、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの電機子コア１２への巻装は図示しない１個のフライヤを用いて自動で行われる。そして、各セグメント１６のライザにフッキングされた導線４１は、ヒュージング（結線）されて各セグメント１６に電気的に接続され、これにより、各内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び各外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻き始めと巻き終わりの端部が、それぞれフッキングされたセグメント１６に電気的に接続される。本実施形態では、各セグメント１６には、何れか１つの内層コイル４２ａ〜４２ｅの端部と、何れか１つの外層コイル４３ａ〜４３ｅの端部とがそれぞれ１本ずつ接続されている。
【００３２】
ここで、図５に、分布巻にて電機子コイルが巻装された従来の直流モータＭ１０の断面図を示とともに、図６に、直流モータＭ１０を平面状に展開した模式図を示す。図５及び図６に示すように、直流モータＭ１０は、略円筒状のヨークハウジング５１の内周面に４個のマグネット５２を固着してなる固定子５３と、該固定子５３の内側に該固定子５３に対して回転可能に配置された電機子５４とを備えている。電機子５４の回転軸５５に固定された電機子コア５６は、回転軸５５に外嵌された円筒状のコアバック５６ａと、該コアバック５６ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１０本のティース５６ｂとが一体に形成されてなる。そして、電機子コア５６は、周方向に隣り合うティース５６ｂ間に合計１０個のスロット５６ｃを有する。この電機子コア５６には、１０個の電機子コイル５７が分布巻にて巻装されるとともに、各電機子コイル５７は、１つのスロット５６ｃを跨ぐように２本のティース５６ｂに巻回されている。また、回転軸５５には、周方向に並設された１０個のセグメント５８を有する整流子５９が固定されるとともに、各セグメント５８には、２つの電機子コイル５７の端部が１本ずつ接続されている。更に、整流子５９には、電機子コイル５７に電流を供給するための陽極側ブラシ６１及び陰極側ブラシ６２が押圧接触されている。このような分布巻の電機子コイル５７を備えた直流モータＭ１０においては、図４に示すように、電機子コイル５７のコイルエンド部５７ａが軸方向に重なり合うため、コイルエンド部５７ａが軸方向に大きくなってしまう。尚、コイルエンド部５７ａは、電機子コイル５７において、電機子コア５６の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位である。
【００３３】
一方、図１及び図３に示すように、本実施形態の直流モータＭ１においては、各内層コイル４２ａ〜４２ｅは、ティース２１〜２５の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル４２ａ〜４２ｅ同士が径方向に互いに重なることがないとともに、内層コイル４２ａ〜４２ｅ同士が電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル４３ａ〜４３ｅは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル４３ａ〜４３ｅは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、外層コイル４３ａ〜４３ｅ同士が径方向に互いに重なることがないとともに、周方向に隣り合う外層コイル４３ａ〜４３ｅ同士が電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル４３ａ〜４３ｅは内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも径方向外側でティース２１〜２５に巻回されているため、外層コイル４３ａ〜４３ｅと内層コイル４２ａ〜４２ｅとは径方向ずれており電機子コア１２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５（各内層コイル４２ａ〜４２ｅにおいて電機子コア１２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６（各外層コイル４３ａ〜４３ｅにおいて電機子コア１２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）が軸方向に重なり合わないため、従来の直流モータＭ１０の分布巻の電機子コイル５７（図４参照）よりも、コイルエンド部４５，４６を軸方向に小さくすることができる。
【００３４】
上記したように、本第１実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
（１）外層コイル４３ａ〜４３ｅは、内層コイル４２ａ〜４２ｅよりも外周側でティース２１〜２５に巻回されているため、内層コイル４２ａ〜４２ｅと軸方向に重ならない。従って、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４５，４６が軸方向に大きくなることを抑制でき、ひいては直流モータＭ１の軸方向の大型化を抑制することができる。そして、コイルエンド部の軸方向高さを抑えるために内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻数を減少させなくてもよいため、占積率を低下させることなく、また、出力を低下させることなく直流モータＭ１の軸方向の大型化を抑制することができる。また、分布巻の電機子コイルを備えた従来の直流モータと同等の大きさとする場合には、内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻数を増加させて占積率を高くできるため、直流モータＭ１の高出力化を図ることができる。更に、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とが周方向にずれているため、集中巻の電機子コイルを備えた直流モータに比べて磁束の変動を緩やかにすることができる。従って、直流モータＭ１の駆動時に発生する振動を抑制することができる。
【００３５】
（２）各ティース２１〜２５は、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有するため、ティース２１〜２５の基端部に内層コイル４２ａ〜４２ｅを巻回し、周方向に隣り合うティース２１〜２５に跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに外層コイル４３ａ〜４３ｅを巻回することにより、内層コイル４２ａ〜４２ｅの外周側に容易に外層コイル４３ａ〜４３ｅを形成することができる。更に、各内層コイル４２ａ〜４２ｅの周方向の中心と各外層コイル４３ａ〜４３ｅの周方向の中心とを容易に周方向にずらすことができる。また、内層コイル４２ａ〜４２ｅは、ティース２１〜２５の基端部、即ち分岐していない部分（内側巻回部２７）に集中巻にて巻回されているため、ティース２１〜２５の基端部付近を高占積率とすることができる。更に、各ティース２１〜２５が、一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有する略Ｙ字状をなすことにより、例えば分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有さない１０本のティースを備えた電機子コアに内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅを巻回する場合に比べて、スロットの面積を大きく取ることができ、高占積率化を図ることができる。
【００３６】
（３）整流子１３は、セグメント１６をティース２１〜２５の２倍の数だけ備え、各セグメント１６には、内層コイル４２ａ〜４２ｅの端部と外層コイル４３ａ〜４３ｅの端部がそれぞれ１本ずつ接続されることから、内層コイル４２ａ〜４２ｅと外層コイル４３ａ〜４３ｅとを交互に巻回していくことにより、１本の導線４１で全ての内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅを連続して形成することができる。従って、電機子コア１２への内層コイル４２ａ〜４２ｅ及び外層コイル４３ａ〜４３ｅの巻回を容易に行うことができる。
【００３７】
（４）全ての電機子コイルが分布巻にて巻装された従来の直流モータでは、電機子コアの軸方向の端面上でコイルエンド部が重なり合うことにより、電機子コイルが軸方向に大きくなることがある。すると、電機子コイルを構成する導線の長さが長くなるため、巻線抵抗が大きくなる虞がる。しかし、本実施形態の直流モータＭ１においては、内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６は軸方向に重なり合わないため、巻線抵抗が大きくなることを抑制できる。
【００３８】
（５）内層コイル４２ａ〜４２ｅのコイルエンド部４５及び外層コイル４３ａ〜４３ｅのコイルエンド部４６は軸方向に重なり合わないため、全ての電機子コイルが分布巻にて巻装された従来の直流モータに比べて、電機子２のバランスが良好となる。従って、直流モータＭ１の駆動時における電機子２の振動をより抑制することができる。
【００３９】
（６）各分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には、周方向に沿って延びる板状の延設部２８が一体に形成されている。従って、この延設部２８によって、外層コイル４３ａ〜４３ｅの径方向外側へのはみ出しが防止される。
【００４０】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、本第２実施形態では、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図７は、本第２実施形態の直流モータＭ２の断面図、図８は、直流モータＭ２を平面状に展開した模式図を示す。本第２実施形態の直流モータＭ２は、上記第１実施形態の直流モータＭ１と比較すると電機子の構成が異なる。図７及び図８に示すように、固定子１の内側に配置された電機子８１は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア８２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子８３とを備えている。電機子８１は、回転軸１１が固定子１によって軸支されることにより、固定子１に対して回転可能に指示されている。そして、電機子８１が固定子１の内側に配置された状態においては、電機子コア８２がマグネット４ａ〜４ｄと径方向に対向するとともに、整流子８３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子８３に摺接可能に押圧接触される。
【００４２】
図８に示すように、整流子８３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された１２個のセグメント１６を備えている。本実施形態では、図８に示すように、周方向に並設された１２個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「１２」を付すことにする。また、整流子８３において、同じ極の磁極が配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向の一端に固定された短絡部材８５によって短絡されている。即ち、固定子１においてＮ極の２つのマグネット４ａ，４ｃは、１８０°間隔で配置されているため、１８０°間隔を開けて配置された２つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「７」のセグメント１６）が短絡部材８５によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図８には、短絡部材８５によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを二点鎖線にて図示している。
【００４３】
図７に示すように、前記電機子コア８２は、円筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる６本のティース９１〜９６とが一体に形成されてなる。ここで、前記整流子８３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、上記第１実施形態と同様に電機子コア８２に備えられるティース９１〜９６の数Ｎに基づいて設定されており、Ｓ＝２Ｎを満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子８３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「１２」に設定されている。
【００４４】
５本のティース９１〜９６は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では６０°間隔）となる位置に一体に形成されるとともに、各ティース９１〜９６は、上記第１実施形態の各ティース２１〜２５と同様の形状をなしている。即ち、各ティース９１〜９６の先端部には、上記第１実施形態と同様の一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース９１〜９６において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位が内側巻回部２７とされている。更に、各ティース９１〜９６において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には延設部２８が一体に形成されている。また、電機子コア８２は、周方向に隣り合うティース９１〜９６間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。本実施形態の電機子コア８２は、ティース９１〜９６を６本備えることから、内側スロット３１を５個備えるとともに、外側スロット３２を６個備える。また、電機子コア８２において、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図８に示すように、６本のティース９１〜９６の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１２」を付すことにする。ティース番号は、図８中では、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部に示した数字である。
【００４５】
図７に示すように、上記のように構成された電機子コア８２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース９１〜９６の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された６個の内層コイル１０２ａ〜１０２ｆと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された６個の外層コイル１０３ａ〜１０３ｆとである。
【００４６】
ここで、図８を参照して、電機子コア８２への内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回の順序を詳述する。尚、図８では、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを中線で図示し、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを太線で図示している。
【００４７】
本実施形態では、１８０°間隔で配置された２つのフライヤを同時に作動させ、２本の導線４１で全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する。一方のフライヤでは、導線４１は、まず、セグメント番号「１」のセグメント１６のライザに接続され、次いで、ティース９１の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ａを形成する。そして、導線４１は、セグメント番号「２」のセグメント１６のライザにフッキングされ、その後、内層コイル１０２ａが巻回されたティース９１の隣のティース９６の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ｆを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「９」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、内層コイル１０２ｆが巻回されたティース９６の隣のティース９５の内側巻回部２７に集中巻にて複数回巻回されて内層コイル１０２ｅを形成し、その後、セグメント番号「１０」のセグメント１６にフッキングされる。次いで、導線４１は、ティース９５，９６の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「１０」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「１１」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｅを形成する。このとき、外層コイル１０３ｅは、先に巻回された内層コイル１０２ａ，１０２ｅ，１０２ｆと径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないよう形成される。次いで、導線４１は、セグメント番号「１１」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、直前に形成した外層コイル１０３ｅと周方向に隣り合う位置、即ちティース９４，９５の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「８」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「９」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｄを形成する。次いで、導線４１は、セグメント番号「６」のセグメント１６のライザにフッキングされた後に、直前に形成した外層コイル１０３ｄと周方向に隣り合う位置、即ちティース９３，９４の互いに隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ちティース番号「６」の分岐ティース部２６ｂとティース番号「７」の分岐ティース部２６ａ）に分布巻にて複数回巻回されることにより外層コイル１０３ｃを形成する。そして、導線４１は、セグメント番号「７」のセグメント１６にフッキングされ、一方のフライヤにおける電機子コイルの巻回は終了する。
【００４８】
このように、一方のフライヤでは、周方向に連続して並ぶ３本のティース９１，９６，９５の内側巻回部２７に連続して内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅを巻回した後に、内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅが巻回された３本のティースを含む周方向に連続して並ぶ４本のティース９６，９５，９４，９３の６つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し連続して周方向に順に３つの外層コイル１０３ｅ，１０３ｄ，１０３ｃを巻回する。このとき、同フライヤは、各内層コイル１０２ａ，１０２ｆ，１０２ｅ及び各外層コイル１０３ｅ，１０３ｄ，１０３ｃを形成する度に、導線４１をセグメント１６にフッキングしている。他方のフライヤも同様に、セグメント番号「７」のセグメント１６のライザに導線４１を接続した後に周方向に連続して並ぶ３本のティース９４，９３，９２の内側巻回部２７に連続して内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂを巻回し、次いで、内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂが巻回された３本のティースを含む周方向に連続して並ぶ４本のティース９３，９２，９１，９６の６本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し連続して周方向に順に３つの外層コイル１０３ｂ，１０３ａ，１０３ｆを巻回する。尚、他方のフライヤにおいても、各内層コイル１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｂ及び各外層コイル１０３ｂ，１０３ａを形成する度に、導線４１を、セグメント番号「８」，「３」，「４」，「５」，「１２」のセグメント１６のライザに順にフッキングしている。そして、他方のフライヤは、セグメント番号「１」のセグメント１６に導線４１を接続すると、電機子コイルの巻回を終了する。
【００４９】
そして、各セグメント１６のライザにフッキングされた導線４１は、ヒュージング（結線）されて各セグメント１６に電気的に接続され、これにより、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻き始めと巻き終わりの端部がそれぞれフッキングされたセグメント１６に電気的に接続される。本実施形態では、各セグメント１６には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部のうちの何れか２本ずつが接続されている。詳述すると、セグメント番号「１」，「４」，「７」，「１０」の４個のセグメント１６には、ティース９１〜９６のうち周方向に隣り合うティースに巻回された内層コイル及び外層コイルの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。また、１２個のセグメント１６からセグメント番号「１」，「４」，「７」，「１０」のセグメント１６を除いた８個のセグメント１６のうち、半数の４個のセグメント１６（本実施形態ではセグメント番号「２」，「３」，「８」，「９」のセグメント１６）には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのうち周方向に隣り合う２つの内層コイルの端部が２本ずつ接続されている。そして、もう半数の４個のセグメント１６（本実施形態ではセグメント番号「５」，「６」，「１１」，「１２」のセグメント１６）には、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのうち周方向に隣り合う２つの外層コイルの端部が２本ずつ接続されている。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の直流モータＭ２においては、上記第１実施形態と同様に、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆは、ティース９１〜９６の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは内層コイル１０２ａ〜１０２ｆよりも径方向外側でティース９１〜９６に巻回されているため、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆと内層コイル１０２ａ〜１０２ｆとは径方向ずれており電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのコイルエンド部１０４（各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆにおいて電機子コア８２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのコイルエンド部１０５（各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆにおいて電機子コア８２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）が軸方向に重なり合わないため、コイルエンド部１０４，１０５を軸方向に小さくすることができる。
【００５１】
上記したように、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）整流子８３は、セグメント１６をティース９１〜９６の２倍の１２個だけ備えている。そして、１２個のセグメントのうち４個のセグメント１６には、ティース９１〜９６のうち周方向に隣り合うティースに巻回された内層コイル及び外層コイルの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。更に、残りの８個のセグメント１６のうち半数の４個のセグメント１６には、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆのうち周方向に隣り合う２つの内層コイルの端部が２本ずつ接続され、もう半数の４個のセグメント１６には、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのうち周方向に隣り合う２つの外層コイルの端部が２本ずつ接続されている。従って、２個のフライヤを同時に用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回した後に外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回することにより、各フライヤにおいて１本の導線４１で連続して内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回することができる。このように、２個のフライヤを同時に用いることにより、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータＭ２の生産性を向上させることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。尚、本第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図９は、本第３実施形態の直流モータＭ３の断面図、図１０は、直流モータＭ３を平面状に展開した模式図を示す。本第３実施形態の直流モータＭ３は、上記第１実施形態の直流モータＭ１及び上記第２実施形態の直流モータＭ２と比較すると、固定子に備えられるマグネット（磁極）の数及び電機子の構成が異なる。
【００５４】
図９に示すように、固定子１３１は、ヨークハウジング３の内周面に固着された磁極としての６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆを有する。６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆは、周方向に等角度間隔（本実施形態では６０°間隔）となるように、且つＮ極とＳ極とが周方向に交互となるように配置されている。そして、直流モータＭ３は、６個のマグネット１３２ａ〜１３２ｆを有することにより磁極の数Ｐが「６」となっている。
【００５５】
図９及び図１０に示すように、固定子１３１の内側に配置された電機子１４１は、回転軸１１と、該回転軸１１に固定された電機子コア１４２と、同じく回転軸１１に固定された略円筒状の整流子１４３とを備えている。電機子１４１は、回転軸１１が固定子１によって軸支されることにより、固定子１３１に対して回転可能に指示されている。そして、電機子１４１が固定子１３１の内側に配置された状態においては、電機子コア１４２がマグネット１３２ａ〜１３２ｆと径方向に対向するとともに、整流子１４３の外周に配置された陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が同整流子１４３に摺接可能に押圧接触される。陽極側ブラシ１４と陰極側ブラシ１５とは、周方向に隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆ間の間隔の奇数倍の間隔を空けて配置されており、本実施形態では６０°の３倍である１８０°の間隔を空けて配置されている。また、陽極側ブラシ１４は、図９における下側のＮ極のマグネット１３２ｄの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５は、図９における上側のＳ極のマグネット１３２ａの周方向中心と対応する位置に配置されている。
【００５６】
図１０に示すように、整流子１４３は、絶縁性樹脂材料よりなる円筒状の保持部材（図示略）の外周面に並設された２４個のセグメント１６を備えている。本実施形態では、図１０に示すように、周方向に並設された２４個のセグメント１６に対し、セグメント番号「１」〜「２４」を付すことにする。また、整流子１４３において、同じ極の磁極が配置される角度間隔と同じ角度間隔で配置されたセグメント１６同士は、セグメント１６の軸方向の一端に固定された短絡部材１４５によって短絡されている。即ち、固定子１においてＮ極のマグネット１３２ｂ，１３２ｄ，１３２ｆは、１２０°間隔で配置されているため、１２０°間隔を開けて配置された３つのセグメント１６（例えば、セグメント番号「１」のセグメント１６とセグメント番号「９」のセグメント１６とセグメント番号「１７」のセグメント１６）が短絡部材１４５によって互いに短絡されて同電位とされる。そして、図１０には、短絡部材１４５によってセグメント１６を短絡することにより陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５が配置された状態と同じ状態になる様子を模式的に示すべく、仮想ブラシを一点鎖線にて図示している。
【００５７】
図９に示すように、前記電機子コア１４２は、筒状のコアバック２０と、該コアバック２０の外周面から径方向外側に向かって延びる８本のティース１５１〜１５８とが一体に形成されてなる。ここで、本実施形態では、電機子コア１４２に備えられるティース１５１〜１５８の数Ｎは、磁極の数Ｐに基づいてＮ＝Ｐ±２（但し、Ｐ＝４のときＮ＝６）を満たすように設定されており、磁極の数Ｐが「６」であることに基づいて、ティース１５１〜１５８の数Ｎは「８」に設定されている。また、前記整流子１４３に備えられるセグメント１６の数Ｓは、磁極の数Ｐ及びティース１５１〜１５８の数Ｎに基づいて設定されており、「Ｓ＝Ｎ×（Ｐ／２）」を満たすように設定されている。従って、本実施形態の整流子１４３に備えられるセグメント１６の数Ｓは「２４」に設定されている。
【００５８】
８本のティース１５１〜１５８は、コアバック２０に対し周方向に等角度間隔（本実施形態では４５°間隔）となる位置に一体に形成されるとともに、各ティース１５１〜１５８上記第１実施形態の各ティース２１〜２５と同様の形状をなしている。即ち、各ティース１５１〜１５８の先端部には、上記第１実施形態と同様の一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂが設けられるとともに、各ティース１５１〜１５８において分岐ティース部２６ａ，２６ｂよりも径方向内側となる基端部側の部位が内側巻回部２７とされている。更に、各ティース１５１〜１５８において、それぞれ対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端部には延設部２８が一体に形成されている。また、電機子コア１４２は、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８間に、内側スロット３１を有するとともに、対をなす分岐ティース部２６ａ，２６ｂ間に外側スロット３２を有する。本実施形態の電機子コア１４２は、ティース１５１〜１５８を８本備えることから、内側スロット３１を８個備えるとともに、外側スロット３２を８個備える。また、電機子コア１４２において、内側スロット３１と外側スロット３２とは周方向にずれた位置に形成されており、各外側スロット３２は、周方向に隣り合う内側スロット３１間に位置する。尚、本実施形態では、図１０に示すように、８本のティース１５１〜１５８の分岐ティース部２６ａ，２６ｂに対し、周方向に順にティース番号「１」〜「１６」を付すことにする。
【００５９】
図９及び図１０に示すように、上記のように構成された電機子コア１４２には、導線４１が巻回されることにより複数の電機子コイルが巻装されている。複数の電機子コイルは、各ティース１５１〜１５８の基端部側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ巻回された８個の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された８個の外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとである。尚、図１０では、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈを中線で図示し、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈを太線で図示している。
【００６０】
電機子コア１４２には、まず、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７にそれぞれ内層コイル１６２ａ〜１６２ｈが集中巻にて巻回される。その後、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８の周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ち、隣り合う２つのティースにおける一方のティースの分岐ティース部２６ａと該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂ）に、それぞれ外層コイル１６３ａ〜１６３ｈが分布巻にて巻回される。尚、全ての内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、その巻回方向が同じであるとともに、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと同方向に巻回される。また、先に巻回された内層コイル１６２ａ〜１６２ｈと後から巻回された外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている。更に、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの周方向の中心と各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの周方向の中心とは、電機子コア１４２の周方向に互いにずれており、周方向に交互に且つ周方向に等角度間隔になっている。
【００６１】
そして、８個の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈから周方向に約１２０°（図９において各ティースから時計方向に約１２０°）進んだ位置にある外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続される。これにより、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、周方向に約１２０°離れた位置にある各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈとそれぞれ直列に結合されている。更に、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き終わりの端部は、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈが巻回された２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂのうち一方の分岐ティース部２６ａを有するティース１５１〜１５８に巻回された内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈの巻き始めの端部と、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００６２】
そして、本実施形態の電機子１４１においては、直列に結合された内層コイルと外層コイル（例えば、内層コイル１６２ａと外層コイル１６３ｄ）は、互いの周方向の中心が、同じ磁極のマグネット間の間隔（Ｓ極のマグネット１３２ａ，１３２ｃ，１３２ｅ間（若しくはＮ極のマグネット１３２ｂ，１３２ｄ，１３２ｆ間）の間隔）である１２０°に近い間隔を有する。尚、図９には、上側のＳ極のマグネット１３２ａの周方向の中心を通る中心線Ｘ１、右下のＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心を通る中心線Ｘ２、内層コイル１６２ａの周方向の中心を通る中心線Ｙ１及び外層コイル１６３ｄの周方向の中心を通る中心線Ｙ２を図示している。
【００６３】
図９に示すように、本実施形態の直流モータＭ３においては、上記第１実施形態と同様に、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈは、ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に集中巻にて巻回されているため、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ同士が電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。また、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１６３ａ〜１６３ｈ同士が電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは内層コイル１６２ａ〜１６２ｈよりも径方向外側でティース１５１〜１５８に巻回されているため、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈと内層コイル１６２ａ〜１６２ｈとは径方向ずれており電機子コア１４２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。これらのことから、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈのコイルエンド部１６４（各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈにおいて電機子コア１４２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）と、外層コイル１６３ａ〜１６３ｈのコイルエンド部１６５（各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈにおいて電機子コア１４２の軸方向の端面よりも軸方向に突出した部位）とが軸方向に重なり合わないため、コイルエンド部１６４，１６５を軸方向に小さくすることができる。
【００６４】
ここで、図１１に、内層コイル及び外層コイルが共に集中巻とされた直流モータＭ１１の断面図を示すとともに、図１２は、直流モータＭ１１を平面状に展開した模式図を示す。尚、図１１及び図１２に示す直流モータＭ１１においては、本実施形態の直流モータＭ３と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
図１１及び図１２に示すように、この直流モータＭ１１を構成する電機子１７１の電機子コア１７２は、筒状のコアバック２０の外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる８個のティース１８１〜１８８を備えている。各ティース１８１〜１８８の基端側の部位には、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈがそれぞれ巻回されるとともに、各ティース１８１〜１８８の先端側の部位は、外層コイル１９２ａ〜１９２ｈがそれぞれ巻回されている。そして、８個の内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈから周方向に１２０°進んだ位置にある外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続されている。これにより、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈは、周方向に１２０°離れた位置にある各外層コイル１９２ａ〜１９２ｈとそれぞれ直列に結合されている。更に、各外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き終わりの端部は、同じティース１５１〜１５８にそれぞれ巻回された内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの巻き始めの端部と、外層コイル１９２ａ〜１９２ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００６６】
この直流モータＭ１１では、陽極側ブラシ１４はＮ極のマグネット１３２ｄの周方向中心と対応する位置に配置されるとともに、陰極側ブラシ１５はＳ極のマグネット１３２ａの周方向中心と対応する位置に配置されており、更に、１２０°間隔を開けて配置された３つのセグメント１６同士が短絡部材１４５によって互いに短絡されて同電位とされている。従って、各内層コイル１９１ａ〜１９１ｈは、その周方向の中心と、各マグネット１３２ａ〜１３２ｆの周方向の中心とが一致する位置に配置された場合に整流される。即ち、径方向に対向する２箇所で内層コイル１９１ａ〜１９１ｈの整流が行われる。
【００６７】
一般的に、径方向に対向する２箇所で整流を行う直流モータでは、電流変動による磁気的な加振力が整流中の２つの電機子コイルに対応した２箇所に集中しやすいことが知られている。また、整流中の電機子コイルと次に整流が行われる電機子コイルとを直列に結合すると、この磁気的な加振力を分散して電機子の振動を低減できることが知られている。そして、図１１に示す直流モータＭ１１では、整流中の内層コイル１９１ａと、該内層コイル１９１ａの次に整流が行われる外層コイル１９２ｄとが直列に結合されており、電機子１７１の振動の低減が図られている。
【００６８】
しかし、直流モータＭ１１におけるティース１８１〜１８８の数Ｎは「８」であるため、図１１において整流中の内層コイル１９１ａが巻回されたティース１８１と、該内層コイル１９１ａと直列に結合された外層コイル１９２ｄが巻回されたティース１８４とは１３５°をなすため、各コイル１９１ａ，１９２ｄの周方向の中心を通る中心線Ｙ１１，Ｙ１２のなす角度は１３５°である。更に、内層コイル１９１ａと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ａと、外層コイル１９２ｄと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃとのなす角度（即ち、マグネット１３２ａ，１３２ｃの周方向の中心を通る中心線Ｘ１１，Ｘ１２のなす角度）は１２０°である。従って、整流中の内層コイル１９１ａと直列に結合され次に整流が行われる外層コイル１９２ｄの周方向の中心は、該外層コイル１９２ｄと径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心に対してずれてしまう。そのため、直流モータＭ１１は、振動低減効果が小さくなってしまうという問題がある。
【００６９】
一方、図９に示すように、本実施形態の直流モータＭ３においては、各ティース１５１〜１５８の先端部には、周方向に離間するように分岐した一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂがそれぞれ設けられている。そして、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、周方向に隣り合う２本のティースに跨るように分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されているため、各外層コイル１６３ａ〜１６３ｈは、各内層コイル１６２ａ〜１６２ｈに対し周方向にずれている。従って、例えば、図９において整流中の内層コイル１６２ａと直列に接続され次に整流が行われる外層コイル１６３ｃは、ティース１５３，１５４に跨るように分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されることにより、その周方向の中心が、ティース１５３とティース１５４との間に位置する。よって、図１１に示す直流モータＭ１１における外層コイル１９２ｄの周方向の中心に比べて、直流モータＭ３における外層コイル１６３ｃの周方向の中心は、径方向に対向するＳ極のマグネット１３２ｃの周方向の中心に近づく。その結果、本実施形態の直流モータＭ３は、直流モータＭ１１よりも電機子１４１の回転軸１１の振動低減効果が大きくなる。
【００７０】
上記したように、本第３実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）直流モータＭ３は、磁極の数ＰがＰ＝６であり、ティース１５１〜１５８の数ＮがＮ＝８であり、セグメントの数ＳがＳ＝２４である。従って、内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ及び外層コイル１６３ａ〜１６３ｈを備えた直流モータＭ３において、直流モータＭ３の駆動時に電機子コア１４２に作用するラジアル方向の力を極めて小さくすることができ（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）、直流モータＭ３における振動をより低減することができる。
【００７１】
（２）電流変動による磁気的な加振力を４箇所に分散させることができ、整流時の電機子１４１の振動を一層低減することができる。また、ヨークハウジング３の変形モードを、２次モードよりも高次の変形モードとすることができ、ヨークハウジング３の共振を回避しやすくなる。
【００７２】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。尚、本第４実施形態では、上記第１乃至第３実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
図１３は、本第４実施形態の直流モータＭ４の概略図を示す。この直流モータＭ４は、上記第３実施形態の直流モータＭ３と比較すると、電機子２０１を構成する外層コイルの構成が異なる。
【００７４】
電機子コア８２には、上記第２実施形態と同様に８個の内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び８個の外層コイル２０３ａ〜２０３ｈが巻装されている。そして、周方向に隣り合うティースに跨るように周方向に隣り合う２つの分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈは、分岐ティース部２６ａ，２６ｂの基端側に巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端側に巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの２つの部位から構成されている。尚、図１４では、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈを中線で図示し、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈを一点鎖線で図示し、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈを太線で図示している。また、図１４では、各内側巻回部２７に導線を複数回巻回して形成される各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈを簡略化して図示している。
【００７５】
図１３及び図１４に示すように、電機子コア１４２には、まず、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが集中巻にてそれぞれ巻回される。尚、全ての内層コイル２０２ａ〜２０２ｈは、その巻回方向が同じである。その後、周方向に隣り合うティース１５１〜１５８の周方向に隣り合う分岐ティース部２６ａ，２６ｂ（即ち、隣り合う２つのティースにおける一方のティースの分岐ティース部２６ａと該分岐ティース部２６ａと隣り合う他方のティースの分岐ティース部２６ｂ）の基端側の部分に、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈが分布巻にてそれぞれ巻回される。このとき、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈは、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと逆方向に巻回される。その後、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈが巻回された２つずつの分岐ティース部２６ａ，２６ｂの先端側の部位に、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈが分布巻にてそれぞれ巻回される。このとき、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと同じ方向（即ち内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと逆方向）に巻回される。尚、先に巻回された内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと後から巻回された外層コイル２０３ａ〜２０３ｈ（即ち内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈ）とは、径方向に互いにずれた位置に形成され、軸方向に重ならないようになっている。更に、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの周方向の中心と各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈの周方向の中心とは、電機子コア１４２の周方向に互いにずれており、周方向に交互に且つ周方向に等角度間隔になっている。また、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの電気抵抗は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈのうち１つ内側コイルの電気抵抗と各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈのうち１つの外側コイルの電気抵抗との和と等しくなっている。
【００７６】
そして、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６にそれぞれ接続されるとともに、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから、隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆ間の間隔と略等しい間隔（即ち約６０°）だけ離れた位置にある内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続される。また、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈから約６０°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部とそれぞれ接続されている。そして、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、周方向に２つ置きの８個のセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部と、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部とが１本ずつ接続されている。
【００７７】
このように、本実施形態の電機子２０１においては、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが巻回されたティース１５１〜１５８の周方向の両側のティースのうち一方のティースに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと、他方のティースに巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの３つずつのコイルがそれぞれ直列に結合されている。そして、直列に結合された３つのコイルは、隣り合うマグネット１３２ａ〜１３２ｆの間隔と略等しい間隔（即ち約６０°）ごとに配置されている。これにより、直流モータＭ４においては、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの整流時に電機子２０１に作用する磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。例えば、図１３に示すように、内層コイル２０２ａがＳ極のマグネット１３２ａと径方向に対向して同内層コイル２０２ａの整流が行われる場合、内層コイル２０２ａの径方向の両側、該内層コイル２０２ａと直列に結合された内側コイル２１１ｇの径方向の両側、及び該内層コイル２０２ａと直列に結合された外側コイル２１２ｂの径方向の両側の合計６箇所に加振力が分散される。従って、電気変動による磁気的な加振力に起因した電機子２０１の振動が一層低減される。
【００７８】
上記したように、本第４実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（４）〜（６）の作用効果及び上記第３実施形態の（１）の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
【００７９】
（１）電流変動による磁気的な加振力を６箇所に分散させることができ、整流時の電機子２０１の振動をより一層低減することができる。また、ヨークハウジング３の変形モードを、２次モードよりも高次の変形モードとすることができ、ヨークハウジング３の共振を回避しやすくなる。
【００８０】
（第５実施形態）
以下、本発明を具体化した第５実施形態を図面に従って説明する。尚、本第５実施形態では、上記第１乃至第４実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
図１５は、本第５実施形態の直流モータＭ９を平面状に展開した模式図を示す。本実施形態の直流モータＭ９は、上記第２実施形態の直流モータＭ２とほぼ同じ構成をなしている。詳述すると、図１６に示すように、直流モータＭ９は、固定子１と、該固定子１の内側に回転可能に配置された電機子８１とを備えている。固定子１は、ヨークハウジング３の内周面に固定された４個のマグネット４ａ〜４ｄを有することから、直流モータＭ９の磁極の数Ｐは「４」となっている。また、４個のマグネット４ａ〜４ｄは周方向に等角度間隔に設けられており、各マグネット４ａ〜４ｄの開角度θ１（回転軸１１の回転中心を中心とした各マグネット４ａ〜４ｄの周方向の範囲に該当する角度）は９０°となっている。
【００８２】
前記電機子８１を構成する回転軸１１は、その軸方向の両端部が固定子１によって回転可能に支持されるとともに、該回転軸１１には、上記第２実施形態の直流モータＭ２に備えられた電機子コア８２と同じ電機子コア８２が一体回転可能に固定されている。この電機子コア８２は、それぞれ先端部に一対の分岐ティース部２６ａ，２６ｂを有する６本のティース９１〜９６を備えることにより、導線４１を挿通して内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回するための内側スロット３１を６個、導線４１を挿通して外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを形成するための外側スロット３２を６個備えている。即ち、電機子コア８２は、電機子コイル（即ち内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ）を巻装するためのスロットを合計１２個備えており、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐ（即ち「４」）の３倍となっている。
【００８３】
図１５及び図１６に示すように、電機子コア８２に巻装された各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆは、それぞれ各ティース９１〜９６の基端側の部位である内側巻回部２７にそれぞれ集中巻にて巻回されている。また、電機子コア８２に巻装された外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、周方向に隣り合う２本の分岐ティース部２６ａ，２６ｂにそれぞれ巻回されるが、各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは、それぞれ異なる分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回されているため、周方向に隣り合う外層コイル１０３ａ〜１０３ｆ同士が電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に重なり合うことがない。更に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆは内層コイル１０２ａ〜１０２ｆよりも径方向外側でティース９１〜９６に巻回されているため、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆと内層コイル１０２ａ〜１０２ｆとは径方向ずれており電機子コア８２の軸方向の両側で軸方向に互いに重なり合わない。従って、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆのコイルピッチＰ１（回転軸１１の回転中心を中心とした各コイルの周方向の範囲に該当する角度）は６０°となる。尚、図１６には、代表として外層コイル１０３ａのみを図示している。
【００８４】
また、図１５及び図１７に示すように、前記回転軸１１に固定され電機子８１を構成する整流子８３は、周方向に並設された１２個のセグメント１６を備えており、セグメント１６の数Ｓは磁極の数Ｐ（即ち「４」）の３倍となっている。そして、各セグメント１６には、電機子コア８２の内側巻回部２７に巻回された内層コイル１０２ａ〜１０２ｆの端部がそれぞれ１本ずつ接続されるとともに、分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部がそれぞれ１本ずつ接続されている。
【００８５】
整流子８３の外周には、２個の陽極側ブラシ５０１及び２つの陰極側ブラシ５０２が配置されている。略四角柱状をなす陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、周方向に交互に配置されるとともに、整流子８３側の先端面が、整流子８３の外周に設けられたセグメント１６に摺接可能に押圧接触される。尚、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２においては、その先端面が整流子８３のセグメント１６に摺接する摺接部となる。
【００８６】
各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２は、その周方向の幅ｗ１が、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅に設定されている。そして、各陽極側ブラシ５０１は、Ｎ極のマグネット４ａ，４ｃの周方向の略中心と対応する位置にそれぞれ配置されるとともに、各陰極側ブラシ５０２は、Ｓ極のマグネット４ｂ，４ｄの周方向の略中心と対応する位置にそれぞれ配置されている。通常、陽極側ブラシ及び陰極側ブラシは、各ブラシの周方向の中心がマグネットの磁極中心線（マグネットの周方向の中央を通り径方向に延びる直線）上に位置する通常位置に配置される。しかし、本実施形態の直流モータＭ９においては、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置されている。即ち、図１７において上側に配置されたＮ極のマグネット４ａに対応して配置された陽極側ブラシ５０１は、マグネット４ａの磁極中心線Ｘ３上の通常位置から時計方向にシフトして配置されるとともに、図１７において下側に配置されたＮ極のマグネット４ｃに対応して配置された陽極側ブラシ５０１は、マグネット４ｃの磁極中心線Ｘ５上の通常位置から時計方向にシフトして配置されている。そして、これら２つの陽極側ブラシ５０１における反時計方向側の端面は、それぞれ磁極中心線Ｘ３，Ｘ５上に位置している。一方、図１７において右側に配置されたＳ極のマグネット４ｂに対応して配置された陰極側ブラシ５０２は、マグネット４ｂの磁極中心線Ｘ４上の通常位置から反時計方向にシフトして配置されるとともに、図１７において左側に配置されたＳ極のマグネット４ｄに対応して配置された陰極側ブラシ５０２は、マグネット４ｄの磁極中心線Ｘ６上の通常位置から反時計方向にシフトして配置されている。そして、これら２つの陰極側ブラシ５０２における時計方向側の端面は、それぞれ磁極中心線Ｘ４，Ｘ６上に位置している。従って、これら陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２を電機子８１に電流が供給されて該電機子８１が回転されると、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われる。
【００８７】
ここで、図１８及び図２０に、分布巻にて電機子コイルが巻装された従来の直流モータＭ１２の概略図を示すとともに、図１９に、直流モータＭ１２を平面状に展開した模式図を示す。図１８乃至図２０に示すように、直流モータＭ１２は、略円筒状のヨークハウジング６０１の内周面に４個のマグネット６０２を固着してなる固定子６０３と、該固定子６０３の内側に該固定子６０３に対して回転可能に配置された電機子６０４とを備えている。電機子６０４の回転軸６０５に固定された電機子コア６０６は、回転軸６０５に外嵌された円筒状のコアバック６０６ａと、該コアバック６０６ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１２本のティース６０６ｂとが一体に形成されてなる。そして、電機子コア６０６は、周方向に隣り合うティース６０６ｂ間に合計１２個のスロット６０６ｃを有する。この電機子コア６０６には、１２個の電機子コイル６０７が分布巻にて巻装されている。各電機子コイル６０７は、複数のスロットを跨ぐように３本のティース６０６ｂに巻回されている。尚、図１９には、１２個の電機子コイル６０７のうち代表として２個のみを図示し、図２０には、１２個の電機子コイル６０７のうち代表として１つのみを図示している。また、回転軸６０５には、周方向に並設された１２個のセグメント６０８を有する整流子６０９が固定されるとともに、各セグメント６０８には、２つの電機子コイル６０７の端部が１本ずつ接続されている。更に、整流子６０９の周囲には、電機子コイル６０７に電流を供給するための２つの陽極側ブラシ７０１及び２つの陰極側ブラシが配置されている。陽極側ブラシ７０１及び陰極側ブラシ７０２は、その周方向の幅がセグメント６０８の周方向の幅と等しく形成されるとともに、その先端面が整流子６０９のセグメント６０８に摺接可能に押圧接触されている。そして、陽極側ブラシ７０１と陰極側ブラシ７０２とは、周方向に交互に配置されるとともに、４つのマグネット６０２の周方向の中心を通る磁極中心線（図１８において一点鎖線にて図示）上に各ブラシ７０１，７０２の周方向の中心がそれぞれ配置される通常位置に配置されている。
【００８８】
このような従来の直流モータＭ１２は、本実施形態の直流モータＭ９と同様に、スロットの数及び電機子コイルの数が「１２」となっている。また、図２０に示すように、直流モータＭ１２におけるマグネット６０２の開角度θ２も、直流モータＭ９と同様に９０°となっている。しかし、この直流モータＭ１２では、各電機子コイル６０７は、それぞれ３本のティース６０６ｂに巻回されているため、各電機子コイル６０７のコイルピッチＰ２（回転軸１１の回転中心を中心とした各コイルの周方向の範囲に該当する角度）は９０°である。即ち、本実施形態の直流モータＭ９は、分布巻にて巻装された電機子コイル６０７を備えた従来の直流モータＭ１２に比べて、コイルピッチＰ１（図１６参照）が小さくなっている。そのため、従来の直流モータＭ１２では、図２３（ａ）に示すように整流区間において誘起電圧が発生して図２３（ｂ）に示すように不足整流が生じるが、本実施形態の直流モータＭ９では、図２２（ａ）に示すように整流区間において誘起電圧の発生が抑えられ、その結果、図２２（ｂ）に示すように不足整流が生じることが抑制されて整流が良好に行われる。
【００８９】
また、図２１に示すように、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる場合には、陽極側ブラシと陰極側ブラシとで同時に整流が行われることになるため、電流リップル（電流波形）の山数が少なく、電流リップルが大きくなる（電流波形の変動が大きくなる）傾向にあることがわかる。電流リップルが大きくなると、駆動時における直流モータの振動・騒音が大きくなってしまう。
【００９０】
そして、本実施形態の直流モータＭ９（図２１において太線で囲んだ部位に該当）は、磁極の数Ｐが「４」であるとともに、スロットの総数Ｍが「１２」であり、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる。しかし、本実施形態の直流モータＭ９では、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置されることにより、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるように構成されている。そのため、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる構成であっても、図１５及び図１９に図示した電流波形を見てわかるように、直流モータＭ９では、従来の直流モータＭ１２に比べて電流値の変化量が小さく抑えられ、電流リップルが小さくなるため、駆動時の振動・騒音の発生が抑制される。
【００９１】
上記したように、本第５実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）乃至（６）と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
（１）直流モータＭ９は、内側スロット３１及び外側スロット３２の合計（即ちスロットの総数Ｍ）が磁極の数Ｐで割り切れる構成であるが、陽極側ブラシ５０１による整流と陰極側ブラシ５０２による整流とが交互に行われる。従って、陽極側ブラシ７０１及び陰極側ブラシ７０２において同時に整流が行われる構成の直流モータＭ１２に比べて、駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、振動・磁気音を低減させることができる。
【００９２】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第５実施形態の直流モータＭ９においては、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の周方向の幅ｗ１（各ブラシにおけるセグメント１６に摺接する摺接部の周方向の幅）は、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅に設定されている。しかしながら、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とは、マグネット４ａ〜４ｄの周方向の中心を通る磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるのであれば、その周方向の幅ｗ１は、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅より小さい値に設定されてもよいし、セグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分の幅より大きい値に設定されてもよい。このようにすると、上記第５実施形態と同様に、電機子８１の回転に伴って陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるため、従来のモータよりも電流リップルが小さく抑えられ、トルクリップルが低下されることから、駆動時の振動・騒音の発生を抑制することができる。また、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とを通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置し、陽極側ブラシ５０１と陰極側ブラシ５０２とにおいて交互に整流が行われるようにする場合、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２におけるセグメント１６に摺接する摺接部の周方向の幅をセグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分以下とすると、振動・騒音の発生の抑制に加えて、トルクの上昇を図ることができる。更に、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の摺接部の周方向の幅をセグメント１６の周方向の幅ｗ２の半分とすると、振動・騒音の発生の抑制及びトルクの上昇を図ることができる上、上記のように陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２が交互に整流を行う構成とした場合において供給電流を最大限に大きくすることができる。
【００９３】
・図２４及び図２５に示すように、上記第５実施形態の直流モータＭ９において、陽極側ブラシ５０１及び陰極側ブラシ５０２の周方向の一方側に各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２に比べて抵抗の大きい高抵抗ブラシ８０１を配置してもよい。詳述すると、各高抵抗ブラシ８０１は、各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２の先端面（摺接部）と周方向に隣接するとともに、マグネット４ａ〜４ｄの磁極中心線Ｘ３〜Ｘ６上の通常位置から隣接する各ブラシ５０１，５０２がシフトされた方向と反対方向にシフトして配置されている。このようにすると、各陽極側ブラシ５０１及び各陰極側ブラシ５０２がセグメント１６と接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【００９４】
・第５実施形態の直流モータＭ９のように、スロットの総数Ｍが磁極の数Ｐで割り切れる直流モータにおいて、整流中の内層コイルと次に整流が行われる外層コイルとを直列に接続した構成としてもよい。このようにすると、電機子の振動をより低減することができる。また、同構成の直流モータにおいて、陽極側ブラシと陰極側ブラシとを、マグネットの周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置すると、陽極側ブラシによる整流と陰極側ブラシによる整流とが交互に行われるようになるため、駆動時における電流値の変化量を小さくすることができ、振動・磁気音を更に低減させることができる。更に、各陽極側ブラシ及び各陰極側ブラシの先端面（摺接部）と隣接するとともに、隣接する各ブラシが前記通常位置からシフトされた方向と反対方向にシフトして配置された高抵抗ブラシを設けることにより、各ブラシがセグメントと接触する際、及び離間する際の火花の発生を抑制することができる。
【００９５】
・上記第４実施形態では、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈが巻回されたティース１５１〜１５８の周方向の両側のティースのうち一方のティースに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈと、他方のティースに巻回された外側コイル２１２ａ〜２１２ｈとの３つずつのコイルがそれぞれ直列に結合されている。しかしながら、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈに直列に結合される内側コイル及び外側コイルの組み合わせは、上記第４実施形態のものに限らない。図２６に示すように、内層コイル２０２ａと、該内層コイル２０２ａから周方向の一方側に約１２０°離れた位置にある内側コイル２１１ｃと、周方向の他方側に約１２０°離れた位置にある外側コイル２１２ｆとを直列に結合してもよい。この場合、Ｓ極のマグネット１３２ａと内層コイル２０２ａとが径方向に対向して同内層コイル２０２ａが整流されるときには、内側コイル２１１ｃ及び外側コイル２１２ｆは、Ｓ極のマグネット１３２ｃ，１３２ｅと径方向に対向する。図２６には、代表として、直列に結合される内層コイル２０２ａ、内側コイル２１１ｃ及び外側コイル２１２ｆのみを図示しているが、残りの内層コイル２０２ｂ〜２０２ｈについても、各内層コイル２０２ｂ〜２０２ｈから同様の位置関係にある内側コイル２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｄ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｅ，２１２ｇ，２１２ｈが直列に結合される。そして、このようにする場合には、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと同方向に巻回される。また、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、整流子１４３の２４個のセグメント１６のうち２つ置きのセグメント１６にそれぞれ接続され、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから周方向に約１２０°離れた位置にある内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めの端部と接続される。更に、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き終わりの端部は、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈから周方向に約１２０°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部と接続され、各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続される。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９６】
・上記第４実施形態のように、各外層コイル２０３ａ〜２０３ｈを、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び各外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの２つのコイルから構成する場合、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び外層コイル２０３ａ〜２０３ｈの接続の態様は上記第４実施形態のものに限らない。例えば、図２７に示すように内層コイル２０２ａ〜２０２ｈ及び外層コイル２０３ａ〜２０３ｈを形成してもよい。図２７に示す直流モータＭ５においては、図２８に示すように、各ティース１５１〜１５８の内側巻回部２７に巻回された各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めと巻き終わりの端部は、周方向に８つおきの２つのセグメント１６にそれぞれ接続されている。従って、２つおきのセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）には、それぞれ内層コイル２０２ａ〜２０２ｈの巻き始めと巻き終わりの端部が１本ずつ接続されている。また、図２９に示すように、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、内層コイル２０２ａ〜２０２ｈと巻回方向が逆向きとなっている。そして、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部は、２つおきのセグメント１６（即ち、セグメント番号「２」，「５」，「８」，「１１」，「１４」，「１７」，「２０」，「２３」のセグメント１６）に接続されるとともに、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き終わりの端部は、各内側コイル２１１ａ〜２１１ｈから周方向に１３５°離れた位置にある外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き始めの端部にそれぞれ接続されている。更に、外側コイル２１２ａ〜２１２ｈの巻き終わりの端部は、同じ分岐ティース部２６ａ，２６ｂに巻回された内側コイル２１１ａ〜２１１ｈの巻き始めの端部が接続されたセグメント１６にそれぞれ接続されている。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９７】
また、例えば、図３０に示す直流モータＭ６では、内側コイル２１１ａ〜２１１ｈ及び外側コイル２１２ａ〜２１２ｈは、図２９に示す例と同様に巻回されている。そして、各内層コイル２０２ａ〜２０２ｈは、図３１に示すように、その巻き初めと巻き終わりの端部が、周方向に隣り合う２つのセグメント１６にそれぞれ接続されている。このようにしても、上記第４実施形態と同様に、磁気的な加振力を６箇所に分散させることができる。
【００９８】
・上記第２実施形態では、２つのフライヤを用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装する。しかしながら、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの端部を、図３２に示すようにセグメント１６に接続することにより、１つのフライヤを用いて１本の導線４１で全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装することができる。この場合、全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆを巻回した後に、外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する。詳述すると、導線４１は、セグメント番号「１」のセグメント１６に接続された後、ティース９１の内側巻回部２７に内層コイル１０２ａを巻回し、セグメント番号「２」のセグメント１６に接続される。次いで、導線４１は、ティース番号「２」の分岐ティース部２６ｂ及びティース番号「３」の外層コイル１０３ａと磁気的に等価位置にある内層コイル１０２ｆを形成する。このとき、内層コイル１０２ｆは、外層コイル１０３ｆと磁極は逆となるため、同外層コイル１０３ｆとは巻回方向が逆向きとなる。尚、図３２に図示した矢印は、各内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び各外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回方向を示している。以後、導線４１によって、内層コイル１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｅが順に形成されるとともに、各内層コイル１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｃ，１０２ｅを形成する度に、導線４１は、セグメント番号「３」〜「７」のセグメント１６に順に接続される。そして、セグメント番号「７」のセグメント１６に接続された導線４１は、外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを順に形成するとともに、各外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを形成する度に、導線４１は、セグメント番号「８」〜「１２」，「１」のセグメント１６に順に接続される。そして、外層コイル１０３ｆの巻回後に、導線４１が、セグメント番号「１」のセグメントに接続されると全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻装が終了する。従って、１２個のセグメントのうち、２個のセグメント１６には、内層コイル及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの１０個のセグメント１６のうち半数の５個のセグメント１６には、内層コイルの端部が２本ずつ接続され、もう半数の５個のセグメント１６には、外層コイルの端部が２本ずつ接続される。このように全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回できると、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回にかかる時間を短くすることができ、生産性を向上させることができる。
【００９９】
尚、上記したように１本の導線４１にて全ての内層コイル及び外層コイルを電機子コアに巻回するためには、ティースの数Ｎを磁極の数Ｐの奇数倍とする必要がある。例えば、磁極の数ＰがＰ＝４であってティースの数ＮがＮ＝１２の直流モータ、又は、磁極の数ＰがＰ＝６であってティースの数ＮがＮ＝１８の直流モータが挙げられる。
【０１００】
・（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個のセグメント１６同士を短絡する短絡線を介して、複数のセグメント１６のうち２個のセグメント１６に内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りのセグメント１６のうち半数のセグメント１６に２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数のセグメント１６に２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続されるように構成してもよい。図３３に示す例では、短絡線３０１〜３０６は、１８０°間隔に位置する２個のセグメント１６同士を短絡するものである。そして、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを巻回する際には、セグメント番号「１」のセグメント１６に接続された導線４１は、内層コイル１０２ａを形成した後に、セグメント番号「２」のセグメント１６にフッキングされる。その後、導線４１は、短絡線３０２を形成しつつセグメント番号「８」のセグメント１６まで導かれて同セグメント１６にフッキングされた後に、内層コイル１０２ｃを形成する。以後、導線４１は、短絡線３０１，３０３〜３０６を形成しつつ、内層コイル１０２ｃ，１０２ｂ，１０２ｄ，１０２ｆ，１０２ｅ、外層コイル１０３ｂ，１０３ｄ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ａ，１０３ｆを順に連続して形成する。これにより、短絡線３０１〜３０６を介して、１２個のセグメント１６のうち２個のセグメント１６に内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの１０個のセグメント１６のうち半数の５個のセグメント１６に２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の５個のセグメント１６に２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続される。このようにすると、短絡線３０１〜３０６も含めて全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回することができる。そして、短絡線３０１〜３０６も含めて全ての内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを１本の導線４１で連続して巻回すると、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回時に連続して短絡線３０１〜３０６も形成されるため、別途短絡部材を形成して配置する場合に比べて製造工程の数が減少される。従って、直流モータの生産性が向上する。
【０１０１】
・上記第２実施形態では、２つのフライヤを用いて、内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆを電機子コア８２に巻装する。しかしながら、３つ以上のフライヤを用いて内層コイル１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの電機子コア８２への巻装を行ってもよい。この場合、整流子に備えられる複数のセグメント１６のうちｎ個（ｎは２以上の偶数）のセグメント１６には、内層コイルの端部及び外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りのセグメント１６のうち半数のセグメント１６には、２つの内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数のセグメント１６には、２つの外層コイルの端部が１本ずつ接続される。そして、複数のフライヤを同時に用いると、１０２ａ〜１０２ｆ及び外層コイル１０３ａ〜１０３ｆの巻回に要する時間を短縮することができ、直流モータＭ２の生産性を向上させることができる。
【０１０２】
・上記各実施形態では、電機子コア１２，８２，１４２は、何れもティースの先端部に分岐ティース部２６ａ，２６ｂを備えている。しかしながら、ティースは、分岐ティース部２６ａ，２６ｂを備えない構成とされてもよい。この場合、直流モータは、磁極の数Ｐが４以上の偶数、ティースの数ＮがＮ＝２×（Ｐ±２）（但しＰ＝４のときＮ＝１２）、セグメント１６の数ＳがＳ＝（（Ｐ／２）×Ｎ）とされる。そして、各内層コイルは、隣り合う２本のティースの基端部にそれぞれ巻回される。更に、外層コイルは、隣り合う２つの内層コイルが巻回された４本のティースのうち中央の隣り合う２本のティースの先端部にそれぞれ巻回される。また、（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個のセグメント１６同士が短絡部材にて短絡されるとともに、複数のセグメント１６のうちティースと同数の周方向に等角度間隔に配置されたセグメント１６に、内層コイル及び外層コイルの端部が１本ずつ接続される。例えば、図３４に示す直流モータＭ７の電機子コア４０１は、円筒状のコアバック２０の外周面から径方向外側に向かって放射状に延びる１６本のティース４０２を備えている。そして、周方向に隣り合う２本ずつのティース４０２の基端部には、それぞれ内層コイル４０３ａ〜４０３ｈが巻回されるとともに、隣り合う２つの内層コイルが巻回された４本のティース４０２のうち中央の隣り合う２本のティース４０２の先端部に、外層コイル４０４ａ〜４０４ｈがそれぞれ巻回されている。尚、各内層コイル４０３ａ〜４０３ｈ及び各外層コイル４０４ａ〜４０４ｈの端部は、上記第３実施形態の内層コイル１６２ａ〜１６２ｈ及び外層コイル１６３ａ〜１６３ｈと同様に整流子８３のセグメント１６に接続されている。このようにしても、上記第３実施形態の直流モータＭ３と同様に、出力を低下させることなく大型化を抑制するとともに、振動を抑制することができる。また、磁極の数Ｐが４以上の偶数であり、ティースの数ＮがＮ＝２×（Ｐ±２）（但しＰ＝４のときＮ＝１２）であり、セグメントの数ＳがＳ＝（（Ｐ／２）×Ｎ）であるため、直流モータＭ７の駆動時に電機子コア４０１に作用するラジアル方向の力を極めて小さくすることができ、直流モータＭ７における振動をより低減することができる（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）。
【０１０３】
・上記第１乃至第４実施形態では、直流モータＭ１〜Ｍ４は、陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を１つずつ備えている。しかしながら、直流モータＭ１〜Ｍ４は、陽極側ブラシ１４及び陰極側ブラシ１５を複数個ずつ備えてもよい。
【０１０４】
・固定子１，１３１に備えられる磁極（マグネット）の数Ｐ及び電機子コア１２，８２，１４２に備えられるティースの数Ｎは、適宜変更してもよい。但し、Ｎ＝Ｐ±２とすると、より大きな振動低減効果を得ることができる（特開２００４−８８９１６号公報、特開２００３−２５９５８２号公報参照）。例えば、図３５に示す直流モータＭ８は、上記第１実施形態の固定子１を備えるとともに、上記第３実施形態の電機子１４１を備えることにより、磁極の数ＰがＰ＝４、ティースの数ＮがＮ＝８となっている。
【０１０５】
・上記各実施形態では、直流モータＭ１〜Ｍ４，Ｍ９は、固定子１，１３１の内側に電機子２，８１，１４１，２０１が配置されたインナロー型の直流モータである。しかしながら、固定子の外周に電機子が配置されるアウタロータ型の直流モータに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
４ａ〜４ｄ，１３２ａ〜１３２ｆ…磁極としてのマグネット、１２，８２，１４２，４０１…電機子コア、１３，８３，１４３…整流子、１４，５０１…給電ブラシとしての陽極側ブラシ、１５，５０２…給電ブラシとしての陰極側ブラシ、１６…セグメント、２１〜２５，９１〜９６，１５１〜１５８，４０２…ティース、２６ａ，２６ｂ…分岐ティース部、３１…内側スロット、３２…外側スロット、４２ａ〜４２ｅ，１０２ａ〜１０２ｆ，１６２ａ〜１６２ｈ，２０２ａ〜２０２ｈ，４０３ａ〜４０３ｆ…電機子コイルとしての内層コイル、４３ａ〜４３ｅ，１０３ａ〜１０３ｆ，１６３ａ〜１６３ｈ，２０３ａ〜２０３ｈ，４０４ａ〜４０４ｆ…電機子コイルとしての外層コイル、１４５…短絡部材，３０１〜３０６…短絡線、８０１…高抵抗ブラシ、Ｘ３〜Ｘ６…磁極中心線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に並設された複数の磁極と、
周方向に並設された複数のティースを有し前記ティースの先端が前記磁極と径方向に対向される電機子コアと、
前記ティースに巻回された複数の電機子コイルと、
周方向に並設された複数のセグメントを有し前記電機子コアと一体回転可能に設けられた整流子と、
前記セグメントに押圧接触される複数の給電ブラシと、
を備えた直流モータであって、
各前記ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有し、
複数の前記電機子コイルは、各前記ティースの基端部に集中巻にてそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイルと、前記内層コイルよりも外周側で隣り合う２つの前記ティースの隣り合う２つの前記分岐ティース部にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイルとであり、各前記内層コイルの周方向の中心と各前記外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれており、
前記整流子は、前記セグメントを前記ティースの２倍の数だけ備え、
複数の前記セグメントのうちｎ個（ｎは２以上の偶数）の前記セグメントには、前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントには、２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントには、２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されていることを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の直流モータにおいて、
前記磁極をＰ個（Ｐは偶数）備え、
（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個の前記セグメント同士を短絡する短絡線を介して、複数の前記セグメントのうち２個の前記セグメントに前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントに２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントに２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されたことを特徴とする直流モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の直流モータにおいて、
前記整流子は、前記セグメントを前記磁極の数の整数倍の数だけ備え、
前記電機子コアは、隣り合う前記ティース間に前記内層コイルが挿通される内側スロットを備えるとともに、各前記ティースの対をなす前記分岐ティース部間に前記外層コイルが挿通される外側スロットを前記内側スロットと同数備え、前記内側スロット及び前記外側スロットの合計が前記セグメントの数と同じ数であり、
陽極の前記給電ブラシと陰極の前記給電ブラシとは、前記磁極の周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、陽極の前記給電ブラシによる整流と陰極の前記給電ブラシによる整流とが交互に行われることを特徴とする直流モータ。
【請求項４】
請求項３に記載の直流モータにおいて、
各前記給電ブラシにおける前記セグメントに摺接する摺接部に隣接するとともに、隣接する前記給電ブラシの通常位置から隣接する前記給電ブラシがシフトされた方向と反対方向にシフトして配置される高抵抗ブラシを設けたことを特徴とする直流モータ。
【請求項１】
周方向に並設された複数の磁極と、
周方向に並設された複数のティースを有し前記ティースの先端が前記磁極と径方向に対向される電機子コアと、
前記ティースに巻回された複数の電機子コイルと、
周方向に並設された複数のセグメントを有し前記電機子コアと一体回転可能に設けられた整流子と、
前記セグメントに押圧接触される複数の給電ブラシと、
を備えた直流モータであって、
各前記ティースは、その先端部に、周方向に離間するように分岐して二股状をなす一対の分岐ティース部を有し、
複数の前記電機子コイルは、各前記ティースの基端部に集中巻にてそれぞれ巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の内層コイルと、前記内層コイルよりも外周側で隣り合う２つの前記ティースの隣り合う２つの前記分岐ティース部にそれぞれ分布巻にて巻回されて径方向に互いに重なることなく周方向に並ぶ複数の外層コイルとであり、各前記内層コイルの周方向の中心と各前記外層コイルの周方向の中心とが周方向にずれており、
前記整流子は、前記セグメントを前記ティースの２倍の数だけ備え、
複数の前記セグメントのうちｎ個（ｎは２以上の偶数）の前記セグメントには、前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントには、２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントには、２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されていることを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の直流モータにおいて、
前記磁極をＰ個（Ｐは偶数）備え、
（３６０／（Ｐ／２））°間隔に位置する（Ｐ／２）個の前記セグメント同士を短絡する短絡線を介して、複数の前記セグメントのうち２個の前記セグメントに前記内層コイルの端部及び前記外層コイルの端部が１本ずつ接続され、残りの前記セグメントのうち半数の前記セグメントに２つの前記内層コイルの端部が１本ずつ接続され、もう半数の前記セグメントに２つの前記外層コイルの端部が１本ずつ接続されたことを特徴とする直流モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の直流モータにおいて、
前記整流子は、前記セグメントを前記磁極の数の整数倍の数だけ備え、
前記電機子コアは、隣り合う前記ティース間に前記内層コイルが挿通される内側スロットを備えるとともに、各前記ティースの対をなす前記分岐ティース部間に前記外層コイルが挿通される外側スロットを前記内側スロットと同数備え、前記内側スロット及び前記外側スロットの合計が前記セグメントの数と同じ数であり、
陽極の前記給電ブラシと陰極の前記給電ブラシとは、前記磁極の周方向の中心を通る磁極中心線上の通常位置から周方向に沿って相反する方向にシフトして配置され、陽極の前記給電ブラシによる整流と陰極の前記給電ブラシによる整流とが交互に行われることを特徴とする直流モータ。
【請求項４】
請求項３に記載の直流モータにおいて、
各前記給電ブラシにおける前記セグメントに摺接する摺接部に隣接するとともに、隣接する前記給電ブラシの通常位置から隣接する前記給電ブラシがシフトされた方向と反対方向にシフトして配置される高抵抗ブラシを設けたことを特徴とする直流モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１３−５５８８３（Ｐ２０１３−５５８８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７４３８６（Ｐ２０１２−２７４３８６）
【出願日】平成２４年１２月１７日（２０１２．１２．１７）
【分割の表示】特願２００８−２９６７１７（Ｐ２００８−２９６７１７）の分割
【原出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月１７日（２０１２．１２．１７）
【分割の表示】特願２００８−２９６７１７（Ｐ２００８−２９６７１７）の分割
【原出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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