CN109756075A - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马达，为包括转子和定子的DC马达，所述转子具备整流子且能够以中心轴线为中心旋转，所述定子具备与所述整流子接触的电刷。定子包括配置为二重旋转对称的两片圆弧状磁铁。各磁铁具有N极和S极。在各磁铁的N极与S极之间，设置表面磁通密度从N极和S极的各中心部向N极和S极的边界平缓过渡的磁极过渡部。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种具备整流子和电刷的马达。

背景技术

已知有定子具备烧结铁氧体磁铁的DC马达。例如，专利文献1(日本实开昭57-159388号公报)中记载了具备一分为四的烧结铁氧体磁铁且具有四个磁场磁极的马达。在专利文献1中记载的马达中，在一个磁铁设置有一个磁场磁极。

发明者们认为在如专利文献1记载的马达那样使用数目与磁场磁极数量相同的磁铁的结构中，部件数量多，制造工时增多。因此，本发明者们从减少磁场磁极用磁铁的数量从而抑制制造工时的观点出发，研究DC马达，获得了以下认识。

为了减少磁场磁极用磁铁的数量，考虑在中空圆筒状的环形磁铁设置多个磁极。但是发现，若使用BHmax高的各向异性铁氧体磁铁材料，制造圆筒状的环形磁铁，则在高温烧结工序中，环形磁铁很可能发生破裂。该情况下，难以确保所希望的量产成品率。

在各向异性铁氧体磁铁中，为了减少部件数量，考虑减少分割数，在一片磁铁设置多个磁极。作为一例，本发明者们研究了在将环形磁铁一分为二而成的各片上设置两个磁极从而具备四个磁场磁极的第一结构的马达。本发明者们发现，在该结构中，若简单地将各磁极饱和磁化，则磁铁的表面磁通密度成为矩形波状，马达的振动、噪声恶化。因此，本发明者们为了改善磁通密度分布波形，研究了在两片磁铁之间设置空隙，在一片磁铁的磁极间设置未磁化部的第二结构的马达。在第二结构中判明，磁通密度分布波形稍有改善，但马达的振动、噪声未达到所希望的水准。

本发明者根据这些情况认识到，从抑制因磁通密度分布波形所致的振动、噪声的观点出发，具备烧结铁氧体磁铁的DC马达存在应改善的课题。

本发明鉴于这样的课题而完成，目的在于提供能够抑制因磁通密度分布波形所致的振动、噪声的DC马达。

发明内容

为了解决上述课题，本发明提供的一种马达为包括转子和定子的DC马达，所述转子具备整流子且能够以中心轴线为中心旋转，所述定子具备与所述整流子接触的电刷，所述定子包括二重旋转对称地配置的两片圆弧状的磁铁。各磁铁具有N极和S极。在各磁铁的N极与S极之间设置供表面磁通密度平缓地从N极和S极的各中心部向N极和S极的边界过渡的磁极过渡部。

采用该方式，通过设置磁极过渡部，能够使表面磁通密度平缓地变化。

本发明的其他体现方式也是马达。该马达是包括转子和定子的DC马达，所述转子具备整流子且能够以中心轴线为中心旋转，所述定子具备与所述整流子接触的电刷，所述定子包括将转子支承得旋转自如的轴承、磁铁、马达壳体、保持电刷的电刷支架以及钟形端板。马达壳体具有第一中空柱体和外形相对于第一中空柱体不同的第二中空柱体。第二中空柱体具有保持轴承的底部。磁铁的一个端面与第一中空柱体和第二中空柱体的段差面接触而固定，磁铁的另一个端面由柱状部压接，柱状部从固定于钟形端板上的电刷支架延伸，在柱状部的顶端形成有突起部。

此外，在方法、系统间相互置换上述构成要素的任意组合、本发明的构成要素、表现而成的方式也作为本发明的方式有效。

[发明效果]

根据本发明，能够提供能抑制因磁通密度分布波形所致的振动、噪声的DC马达。

附图说明

图1是一实施例的马达的轴向剖视图。

图2是图1所示马达的径向剖视图。

图3是图1所示马达磁极过渡部周边的径向剖视图。

图4是图1所示马达磁极过渡部周边的其他径向剖视图。

图5是图1所示马达磁极过渡部周边的进一步其他径向剖视图。

图6是图1所示马达磁极过渡部周边的进一步其他径向剖视图。

图7是针对图1所示马达的磁铁施加磁化的工序说明图。

图8是针对图1所示马达的突起部周边的说明图。

图9是针对图1所示马达的偏平部周边的说明图。

图10是针对图1所示马达的狭缝部周边的说明图。

图11是针对图1所示马达的内周后退部周边的径向剖视图。

图12是针对图1所示马达的钟形端板之铆接固定部周边的轴向剖视图。

图13是针对图1所示马达的电刷支架以及各磁铁配置的说明图。

图14是针对图1所示马达的马达壳体的说明图。

图15是第一比较例的马达的径向剖视图。

图16是图15所示马达的磁通密度分布的波形图。

图17是图1所示马达的磁通密度分布的波形图。

图18是第二比较例的马达的径向剖视图。

图19是图18所示马达的磁通密度分布的波形图。

图20是第三比较例的马达的轴向剖视图。

图21是图1所示马达和图15所示马达的性能一例的比较图。

图22是图1所示马达和图15所示马达的特性一例的特性图。

图23是图1所示马达和图15所示单位体积转矩常数一例的比较图。

其中，附图标记如下：

1马达壳体；2a、2b磁铁；3钟形端板；4轴；5铁心；7整流子；9轴承；10电刷；12磁极过渡部；17磁轭；23电刷支架；100马达。

具体实施方式

以下，基于优选实施方式，参照各附图说明本发明。在实施方式和变形例中，对同一或者等同的构成要素、部件标注同一附图标记，适当地省略重复的说明。另外，各附图中的部件的尺寸为了便于理解而适当地放大、缩小地进行示出。另外，在各附图中，省略在说明实施方式上不重要的部分部件进行表示。

另外，为了说明多样的构成要素而使用包括第一、第二等序数的术语，但该术语仅出于将一个构成要素区别于其他构成要素的目的而使用，并非由该术语限定构成要素。

作为本发明实施方式的马达是适用于对车用电动收合式后视镜的驱动、对门锁的驱动，空调风门驱动等的小型DC马达。近年来，汽车用DC马达变为每台搭载50个以上，为了提高汽车的油耗性能，马达的小型、轻型化成为应解决的重要课题。另外，随着汽车的低噪声化，对马达的静音化要求也提高，特别是，马达承受了负载的状态下的静音化要求提高。使用最大能积(BHmax)高的磁铁，能够实现马达的小型、轻型化，但实用上，还需要考虑成本、磁铁的加工性、对振动和噪声的影响、磁铁在马达上的组装性等。

作为一例，小型DC马达在由圆筒状的磁性材料构成的马达壳体内安装有磁铁(环状的各向同性烧结铁氧体磁铁等)，且电枢隔着0.1mm～0.5mm左右的气隙安装得能够自由旋转。

为了进一步将这样的小型DC马达小型、轻型化，需要使用最大能积高的磁铁弥补转矩等马达性能因小型化而降低的量。最大能积能够通过使用各向异性磁铁代替各向同性磁铁或者将铁氧体磁铁设为稀土类磁铁来增大，但若将在小型DC马达中使用的圆筒状铁氧体磁铁保持圆筒形状设定为各向异性磁铁，则存在在烧结时磁铁因磁区方向一致所致的扭曲而发生破裂的问题。

以下说明的实施方式的DC马达基于这样的思索而想出，下面说明其内容。

以下参照图1、图2说明本发明的实施方式的马达100。马达100是适用于对车用电动收合式后视镜的驱动、对门锁的驱动、空调风门驱动等的小型DC马达。图1是实施方式的马达100的轴向剖视图。图2是马达100的径向剖视图。此外，在本申请中，将与马达100的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与马达100的中心轴线正交的方向称为“径向”，将沿以马达100的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。图1是由四极磁场磁铁、对六槽铁心实施了电枢绕线而成的转子构成的DC马达的轴向剖视图。

马达100主要包括马达壳体1、两片磁铁2a、2b、电刷支架23、钟形端板3、轴4、电枢的铁心5、线圈6、整流子7、变阻器8、轴承9、一对电刷10以及马达端子11。

(定子)

马达壳体1使用铁等磁性材料通过冲压加工等形成为有底中空柱体状。两片磁铁2a、2b安装于马达壳体1的内周面。马达壳体1形成磁铁2a、2b的磁路。在马达壳体1的开口部固定有钟形端板3。钟形端板3可以例如通过压入、铆接等方法固定于马达壳体1。

电刷支架23安装于钟形端板3。电刷支架23例如可以是树脂制。在钟形端板3上，经由电刷支架23固定有一对电刷10。电刷10经由电刷臂与整流子7接触。电刷臂经由电刷支架23支承于钟形端板3，与在钟形端板3的同电刷相反一侧设置的马达端子11连接。电刷臂经由马达端子11与外部电源(未图示)连接。

(转子)

铁心5固定于轴4。线圈6卷绕于铁心5。整流子7设置于轴4。轴4由分别固定于钟形端板3的中央部和马达壳体1的底部25的中央部的轴承9支承得能够自由旋转。在整流子7的端部安装有浪涌电流减少用变阻器8。轴4、铁心5、线圈6以及整流子7构成转子。

(磁铁)

两片磁铁2a、2b为圆弧状的磁铁。各磁铁2a、2b也可以是磁场取向为厚度方向的各向异性铁氧体烧结磁铁。两片磁铁2a、2b隔着周向上的空隙部14对称配置。特别是，两片磁铁2a、2b配置为二重旋转对称。将以周向上的空隙部14的中心轴线为中心的角度标记为角度α。角度α可以设定为大于0°小于等于60°的范围。角度α若超过60°，则马达100的效率有可能降低。另外，在角度α过小的情况下，无法确保供固定磁铁2a、2b的固定销等进入的空间。从这一观点出发，角度α可以设定为10°～30°的范围。在各磁铁2a、2b设置有N极、S极这两个磁极，由两片构成四个磁极。在各磁铁2a、2b的四个磁极的各磁极的两端部设置有磁极过渡部12。

磁极过渡部12是磁极的表面磁通密度平缓地减少或者增加的部分。如图2所示，将以磁极过渡部12的中心轴线为中心的角度标记为角度β。此外，β能够定义为在将相邻的磁极的磁通密度的最大值设为100％时磁通变为95％以下且磁通密度开始减小的位置上的磁极间的角度。角度β可以设定为大于角度α。特别是，角度α和角度β可以设定为满足式(1)。

角度β≥角度α··(1)

在固定于轴4上的六槽的铁心5分别卷绕有线圈6。这样构成的转子和定子构成四极六槽的DC马达。

接下来，参照图3～图6，说明形成磁极的表面磁通密度平缓地减少或者增加的部分亦即磁极过渡部12的手段的一例。图3～图6分别为示出马达100的磁极过渡部12的周边的径向剖视图。图3～图6分别与图2对应。磁极过渡部12包括第一过渡部12a和第二过渡部12b。第一过渡部12a形成于各磁铁2a、2b的磁极的边界部。第二过渡部12b夹持两片磁铁2a、2b的周向上的空隙部14而形成。因此，存在如下问题，仅依靠磁化操作来接近正弦波存在极限，特别是夹持两片磁铁的周向上的空隙部14的第二过渡部12b的磁通密度分布波形容易成为矩形波状。此外，在本说明书中，周向上的空隙部14等空隙部、空隙不必是空腔。可以根据需要，在空隙部配置粘合剂、树脂、非磁性金属等非磁性材料、部件。下面说明的其他空隙部、空隙亦同。

(外周后退部)

在图3～图6的例子中，在各磁铁2a、2b的外周面在与第二过渡部12b相对应的区域，设置有向内侧后退的外周后退部15。通过具有外周后退部15，在各磁铁2a、2b的径向外部与马达壳体1之间形成端部空隙部。端部空隙部遍布两片磁铁2a、2b的第二过渡部12b，形成于马达壳体1与该磁铁的径向外部之间。端部空隙部可以形成为随着接近各磁铁2a、2b的两端部而间隔缓缓变大。即，端部空隙部可以形成为，在第二过渡部12b的在周向上距离各磁铁2a、2b的两端部最远的位置或者其附近，间隔最小，在各磁铁2a、2b的两端部，间隔最大。该情况下，能使各磁铁的两端部的磁通密度分布波形更加接近正弦波。

在图5、图6的例子中，在各磁铁2a、2b的外周面，在与第一过渡部12a相对应的区域设置有向内侧后退的外周后退部16。通过具有外周后退部16，在各磁铁2a、2b的径向外部与马达壳体1之间形成中间空隙部。在两片磁铁2a、2b的与第一过渡部12a相对应的区域，在该区域的全部或者一部分，在马达壳体1与该磁铁的径向外部之间形成中间空隙部。在该情况下，能够使各磁铁的两端部的磁通密度分布波形更加接近于正弦波。外周后退部15和外周后退部16既可以设置任一者，也可以设置两者。外周后退部15和外周后退部16的形状能够根据所希望的磁通密度分布波形，以马达的形状、磁铁的厚度等为参数，通过模拟或者实验规定。

接下来，参照图7，说明形成磁极过渡部12的其他方法。图7是说明对马达100的两片磁铁2a、2b施加磁化的工序的说明图。图7示出包括在马达壳体1上固定的两片磁铁2a、2b的工件和嵌合于该工件的磁轭17的径向剖面。磁轭17经由狭小的空隙插入于在马达壳体1中安装的磁铁2a、2b的内周。

(轭铁凹部)

在磁轭17的径向外部设置有与磁极过渡部12相对应的部分比其他部分凹陷而成的轭铁凹部18。磁极过渡部12可以使用设置有与该磁极过渡部12相对应的部分比其他部分凹陷而成的轭铁凹部18的磁轭17而形成。轭铁凹部18是从磁轭17的外切圆向内侧后退了的部分。轭铁凹部18与第一过渡部12a和第二过渡部12b相对应，设置于四处。轭铁凹部18可形成为四重旋转对称。轭铁凹部18的形状能够根据所希望的磁通密度分布波形，通过模拟或者实验规定。在图7的例子中，轭铁凹部18具有空隙从轭铁凹部18的周向上的中心位置18c在周向上向两侧缓缓增大的形状。在图7的例子中，构成轭铁凹部18的主要面为近似平面，但该面也可以是曲面。通过在磁轭17设置轭铁凹部18，容易使各磁铁的磁通密度分布波形更加接近正弦波。

(突起部)

接下来，参见图8，说明形成磁极过渡部12的其他手段。在图8的例子中，在马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分，设置有肋状的朝外突起部21。图8(a)～(c)是表示马达100的突起部21的周边的立体图。图8(d)～(e)是表示马达100的突起部21的周边的径向剖视图。图8(d)～(e)分别与图8(a)～(c)相对应。

突起部21可以与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置，也可以与任一者相对应地设置。在图8(a)的例子中，突起部21与第一过渡部12a相对应地设置，在第二过渡部12b未设置。在图8(b)、图8(c)的例子中，突起部21与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置。如图8(c)所示，突起部21可以相对于轴向倾斜地设置为扭斜状。

如图8所示，通过设置突起部21，在马达壳体1与各磁铁2a、2b之间形成空气层。通过形成空气层，容易使各磁铁2a、2b的磁通密度分布波形更加接近正弦波。通过使磁通密度分布波形更加接近正弦波，由此能够实现抑制了振动、噪声的马达。突起部21的周向上的宽度、径向上的高度以及扭斜的角度能够以马达的形状、磁铁的厚度等为参数，通过模拟或者实验规定。另外，如图8(a)、图8(b)所示，还具有如下优点，通过将突起部21的外侧表面设为平面状，由此能够利用该平面状的部分容易地实施马达100的安装。

(偏平部)

接下来，参见图9，说明形成磁极过渡部12的其他手段。在图9的例子中，在马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分，设置有偏平部37。图9(a)是示出马达100的偏平部37的周边的立体图。图9(b)是示出马达100的偏平部37的周边的径向剖视图。偏平部37是圆筒状的马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分向内后退而形成为近似平面的部分。

偏平部37可以与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置，也可以与任一者相对应地设置。在图9的例子中，偏平部37与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置。通过在马达壳体1的外周部设置偏平部37，由此如图9所示，各磁铁2a、2b的与偏平部37相对应的部分的壁厚变得比其他部分薄。该情况下，随着接近该薄壁的部分的周向中心，磁通密度降低，使磁通密度分布波形更加接近正弦波变得容易。通过使磁通密度分布波形更加接近正弦波，由此能够实现抑制了振动、噪声的马达。

(狭缝部)

接下来，参见图10，说明形成磁极过渡部12的其他手段。在图10的例子中，在马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分设置有狭缝部22。图10(a)～(c)是示出马达100的狭缝部22的周边的立体图。图10(d)～(e)是示出马达100的狭缝部22的周边的径向剖视图。图10(d)～(e)分别与图10(a)～(c)相对应。

狭缝部22是在马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分沿轴向延伸的缺口部。在图10(a)、图10(b)的例子中，狭缝部22在各部位一体设置，在图10(c)的例子中，狭缝部22可以在各部位分割为多个(例如三个)而设置。

狭缝部22既可以与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置，也可以与任一者相对应地设置。在图10(a)的例子中，狭缝部22可以与第一过渡部12a相对应地设置，不设置于第二过渡部12b。在图10(b)、图10(c)的例子中，狭缝部22与第一过渡部12a和第二过渡部12b这两者相对应地设置。如图10(a)所示，狭缝部22可以与轴向平行地设置。如图10(b)、图10(c)所示，狭缝部22可以相对于轴向倾斜地设置为扭斜状。

通过在马达壳体1的外周部设置狭缝部22，由此如图10所示，能够在各磁铁2a、2b的与狭缝部22相对应的部分的附近增大磁阻。在像这样增大磁阻的区域，磁通密度降低，容易使磁通密度分布波形更加接近正弦波。通过使磁通密度分布波形更加接近正弦波，由此能够实现抑制了振动、噪声的马达。

狭缝部22的狭缝宽度、扭斜的角度、分割数等形状能够以马达的形状、磁铁的厚度等为参数，通过模拟或者实验规定。狭缝部22的缺口形状并没有特别限制，狭缝部22的缺口部可以设置圆形的孔等替代狭缝。

(内周后退部)

接下来，参照图11，说明形成磁极过渡部12的其他手段。在图11的例子中，在各磁铁2a、2b的内周面，在与磁极过渡部12相对应的区域，设置有向外侧后退的内周后退部24。

图11是示出马达100的内周后退部24的周边的径向剖视图。如图11所示，内周后退部2在各磁铁2a、2b的内周面向外侧凹陷。

通过在磁极过渡部12设置内周后退部24，由此能够在该部分，扩大铁心5与各磁铁2a、2b的内周面之间的空隙。通过在磁极过渡部12扩大该空隙，由此在该部分，磁阻增大。在这样增大了磁阻的区域中，磁通密度降低，容易使磁通密度分布波形更加接近正弦波。通过使磁通密度分布波形更加接近正弦波，由此能够实现抑制了振动、噪声的马达。内周后退部24的形状能够以马达的形状、磁铁的厚度等为参数，通过模拟或者实验规定。

(其他结构)

接下来，说明实施方式的马达100的其他结构。如图1所示，马达壳体1包括第一中空柱体1a以及外径和内径比第一中空柱体1a小的第二中空柱体1b。第二中空柱体1b具有保持轴承9的底部25。在第一中空柱体1a与第二中空柱体1b的边界形成段差面1c。

各磁铁2a、2b的轴向上的一个端面与段差面1c接触。各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面与从固定于钟形端板3的电刷支架23延伸的柱状部26接触。即，各磁铁2a、2b在轴向上被段差面1c和柱状部26从两侧夹持。在将钟形端板3与马达壳体1铆接固定时，柱状部26压接于各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面上。采用该结构，能够将各磁铁2a、2b稳固地固定于马达壳体1。通过将磁铁稳固地固定，由此能够抑制马达的振动、噪声。此外，中空柱体的轴向观察的外形轮廓并不局限于圆形，也可以是多边形，还可以是圆形与多边形的组合。

图12是示出钟形端板3的铆接固定部的周边的轴向剖视图。图12是马达100的去除了转子的部分的轴向剖视图，与图1相对应。图12(a)示出将钟形端板3铆接固定于马达壳体1之前的状态，图12(b)示出铆接固定之后的状态。两片磁铁2a、2b由插入于周向上的空隙部14的固定销28固定于马达壳体1。固定销28将在周向上扩张的方向上的力施加于各磁铁2a、2b的周向上的两端部。

在铆接前的状态下，各磁铁2a、2b的轴向上的一个端面紧贴段差面1c，各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面隔着缝隙与从电刷支架23延伸的柱状部26对置。在柱状部26的顶端，形成有比柱状部26细的突起部27。在将钟形端板3铆接固定于马达壳体1的过程中，如图12(b)所示，若突起部27与各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面接触并进一步被压入，则会缓缓地压坏。突起部27在各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面被压碎而压接，从而能够将各磁铁2a、2b稳固地压接固定于马达壳体1。

(电刷支架)

说明电刷支架23。图13(a)、图13(b)是电刷支架23的立体图。图13(c)、图13(d)是示出从钟形端板侧观察到的各磁铁2a、2b的配置的图。在图13(a)的例子中，电刷支架23的柱状部26的突起部27形成为四方锥形状。该情况下，如图13(c)所示，在铆接固定钟形端板3时，突起部27触碰各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面的压接部29，顶端部被压碎，从而将该磁铁稳固地固定。在图13(b)的例子中，电刷支架23的柱状部26的突起部27形成为圆柱形状。在该情况下，如图13(d)所示，压接部29与各磁铁2a、2b的接触面积变大，因此能够更加稳固地固定该磁铁。突起部27的形状并不局限于四方锥形状、圆柱形状，例如也能够设定为多个针状的突起部、板状的突起部、中空圆柱状的突起部等。柱状部26的数量并不局限为四个。柱状部26的数量也可以是三个以下或者五个以上。

(壳体凹部)

接下来，说明将各磁铁2a、2b固定于马达壳体1上的其他固定手段。图14(a)是使用了其他固定手段的马达100的立体图。图14(b)是使用了其他固定手段的马达100的去除了转子的部分的轴向剖视图，与图1相对应。在图14的例子中，在马达壳体1设置有壳体凹部1d。壳体凹部1d设置于马达壳体1的圆筒部与底部25的边界部。壳体凹部1d是局部在径向和轴向上进入内侧的部分。在壳体凹部1d的内侧形成有段差面1c。段差面1c是第一中空柱体1a与第二中空柱体1b的段差处的朝向轴向的面。壳体凹部1d可以设置有多个，在图14的例子中，在周向上大致等间隔地设置有四个壳体凹部1d。

各磁铁2a、2b的轴向上的一个端面紧贴段差面1c。各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面隔着缝隙与从电刷支架23延伸的柱状部26对置。在柱状部26的顶端形成有比柱状部26细的突起部27。在将钟形端板3铆接固定于马达壳体1的过程中，若突起部27与各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面接触并且进一步被压入，则该突起部27缓缓地压碎。突起部27在各磁铁2a、2b的轴向上的另一个端面被压碎而压接，从而能够将各磁铁2a、2b稳固地压接固定于马达壳体1。

如前所述，各磁铁2a、2b由插入于周向上的空隙部14中的固定销28固定于马达壳体1。固定销28将在周向上扩张的方向上的力施加于各磁铁2a、2b的周向上的两端部。磁铁的固定销28在各磁铁2a、2b的壳体凹部1d的范围外插入，固定销28的顶端部能够插入到与段差面1c的底部25抵接，因此能够使用更长的固定销28。通过加长固定销28，由此固定销28与各磁铁2a、2b的嵌合长度变长，各磁铁2a、2b的周向上的固定变得更加稳固，能够抑制该磁铁的振动。

参照图15、图16，说明第一比较例的马达200。图15是第一比较例的马达200的径向剖视图，与图2相对应。图16是马达200的磁通密度分布波形。有关马达200，对C型形状的一片磁铁30施加两极磁化，在磁极之间设置有一处空隙部35和一处未磁化部32。如图16所示，马达200的磁通密度分布波形为矩形波状，因此高谐波成分大量重叠，驱动时的振动、噪声较大。

图17是示出实施方式的马达100的磁通密度分布的图。马达100具备上述结构，由此能够针对马达200使磁通密度分布波形接近正弦波状。通过抑制磁通密度分布波形的高谐波成分，由此马达100能够相对于马达200减少振动、噪声。

参见图18、图19，说明第二比较例的马达300。图18是第二比较例的马达300的径向剖视图，与图2相对应。图19是马达300的磁通密度分布波形。马达300由两片磁铁和六槽的电枢构成，两片磁铁在周向上隔着空隙部θ配置，在两片磁铁设置有未磁化部θ‘。如图19所示，马达300的磁通密度分布波形是矩形波状，高谐波成分大量重叠，驱动时的振动、噪声较大。通过抑制实施方式的马达100的磁通密度分布波形的高谐波成分，由此马达100能够相对于马达300减少振动、噪声。

参照图20，说明第三比较例的马达400。图20是第三比较例的马达400的轴向剖视图，与图1相对应。在马达400中，磁铁34a、34b的一个端面紧贴马达壳体的折弯部33，磁铁34a、34b的另一个端面与止动凸台36抵接。磁铁34a、34b固定于折弯げ部33与止动凸台36之间。该情况下，折弯部33的与磁铁34a、34b接触的接触面积较少，因此难以稳固地固定该磁铁。另外，在细长延伸的止动凸台36，压接时凸台变形，难以以足够的强度固定磁铁，磁铁振动，马达400的振动、噪声有可能变差。

在实施方式的马达100中，各磁铁2a、2b的一个端面与马达壳体1的段差面1c紧贴，另一个端面由从电刷支架23延伸的柱状部26的顶端的突起部27稳固地固定。柱状部26具有不会因铆接而大幅变形的程度的强度，仅突起部27被压碎，能够维持磁铁被稳固地压接的状态。因此，抑制马达100的振动、噪声。

图21是比较示出第一比较例的马达200和实施方式的马达100的性能的一例的比较图。

图22是比较示出马达200与马达100的特性的一例的特性图。图23是比较马达200与马达100的单位体积的转矩常数Kt的图。实施方式的马达100与具备几乎同等的转矩常数Kt的第一比较例的马达200相比小型化近40％。另外，实施方式的马达100通过将各磁铁2a、2b稳固地固定，将磁通密度分布波形设为正弦波状，由此与第一比较例的马达200相比，能够将负载为20gcm时的噪声降低1.78dB。这样，与第一比较例的马达200相比，实施方式的马达100能够对小型、轻型化以及低噪声化做出巨大贡献。

接下来，说明这样构成的马达100的作用、效果。

实施方式的马达100是包括具备整流子7且能够以中心轴线为中心旋转的转子和具备与整流子7接触的电刷10的定子的DC马达，定子包括配置为二重旋转对称的两片圆弧状的磁铁2a、2b，各磁铁2a、2b具有N极和S极，在各磁铁2a、2b的N极与S极之间设置有表面磁通密度从N极和S极的各中心部向N极和S极的边界平缓地过渡的磁极过渡部12。通过像这样N极和S极的边界的表面磁通变得平缓，由此能够减少噪声。另外，通过对磁铁使用各向异性烧结铁氧体，由此能够提供小型高转矩且低噪声的马达。采用该结构，与不具有磁极过渡部12的情况相比，能够使磁通密度分布波形接近正弦波状。通过抑制磁通密度分布波形的高谐波成分，能够减少马达的振动、噪声。

在实施方式的马达100中，两片磁铁2a、2b夹持以中心轴线为中心遍布角度α的角度范围在周向上设置的空隙部14而配置，磁极过渡部12以中心轴线为中心，遍布角度β的角度范围设置，角度β相对于角度α设定为满足角度β≥角度α的关系。采用该结构，能使磁通密度分布波形接近正弦波状。通过抑制磁通密度分布波形的高谐波成分，能够减少马达的振动、噪声。

在实施方式的马达100中，角度α被设定为大于0°小于等于60°的范围。若角度α超过60°地变大，则马达的效率变差。另外，如果角度α过小，则无法确保供固定磁铁的固定销等进入的空间。采用该结构，既能确保固定销等的配置空间又能抑制马达的效率降低。

在实施方式的马达100中，磁极过渡部12使用设置有与该磁极过渡部12相对应的部分比其他部分凹陷的轭铁凹部18的磁轭17而形成。采用该结构，与使用不具有轭铁凹部18的磁轭的情况相比，能够使磁极过渡部12的磁通密度平缓地变化。

在实施方式的马达100中，两片磁铁2a、2b固定于马达壳体1的内侧，在各磁铁2a、2b的外周面，在与磁极过渡部12相对应的区域，设置向内侧后退的外周后退部(15、16)，在外周后退部(15、16)与马达壳体1之间形成有空隙部。采用该结构，与不具有外周后退部的情况相比，能够在与马达壳体1之间形成空隙部，使与磁极过渡部12相对应的区域的磁通密度平缓地变化。

在实施方式的马达100中，两片磁铁2a、2b固定于马达壳体1的内侧，在马达壳体1的与磁极过渡部12对置的部分，设置有肋状的朝外突起部21、偏平部37或者狭缝部22。采用该结构，在马达壳体1与各磁铁2a、2b之间形成空气层，容易使各磁铁2a、2b的磁通密度分布波形接近正弦波。

在实施方式的马达100中，在各磁铁2a、2b的内周面，在与磁极过渡部12相对应的域，设置有向外侧凹陷的内周后退部24。采用该结构，在内周后退部24的区域，扩大铁心5与各磁铁2a、2b之间的空隙，容易使磁通密度分布波形接近正弦波。

实施方式的马达100是包括具备整流子7且能够以中心轴线为中心旋转的转子和具备与整流子7接触的电刷10的定子的DC马达，定子包括将转子支承得能够自由旋转的轴承9、磁铁2a、2b、马达壳体1、保持电刷10的电刷支架23以及钟形端板3，马达壳体1具有第一中空柱体1a和外形相对于第一中空柱体1a不同的第二中空柱体1b，第二中空柱体1b具有保持轴承9的底部25，磁铁2a、2b的一个端面与第一中空柱体1a和第二中空柱体1b的段差面1c接触而固定，磁铁2a、2b的另一个端面由从固定于钟形端板3上的电刷支架23延伸的柱状部26压接，在柱状部26的顶端形成有突起部27。采用该结构，能够将各磁铁2a、2b夹持于段差面1c与电刷支架23的柱状部26之间而固定。另外，各磁铁2a、2b的另一个端面由柱状部26压接，因此能够更加稳固地固定各磁铁2a、2b，从而能够减少该磁铁的振动。

在具备第二中空柱体的马达100中，在第二中空柱体1b的外周部，相对于第一中空柱体1a部的外周部，局部地形成有多个小径部或者多个壳体凹部1d。采用该结构，能够将各磁铁2a、2b夹持于壳体凹部1d与电刷支架23的柱状部26之间稳固地固定。

以上基于本发明的各实施方式进行了说明。这些实施方式为例示，本领域技术人员应该理解，能够在本发明的权利要求书的保护范围内进行各种变形和变更，并且这样的变形例和变更也在本发明的专利请求保护范围内。因此，本说明书中的记述和附图并非限定的，而应视为例证。

Claims (9)

1.一种马达，为包括转子和定子的DC马达，所述转子具备整流子且能够以中心轴线为中心旋转，所述定子具备与所述整流子接触的电刷，

其特征在于，

所述定子包括配置为二重旋转对称的两片圆弧状的磁铁，

所述各磁铁具有N极和S极，

在所述各磁铁的所述N极与所述S极之间，设置表面磁通密度从所述N极和所述S极的各中心部向所述N极和所述S极的边界平缓过渡的磁极过渡部。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述两片磁铁夹持以所述中心轴线为中心遍布角度α的角度范围在周向上设置的空隙部而配置，

所述磁极过渡部以所述中心轴线为中心遍布角度β的角度范围地设置，

所述角度β相对于所述角度α设定为满足角度β≥角度α的关系。

3.根据权利要求2所述的马达，其特征在于，

所述角度α设定为大于0°小于等于60°的范围。

4.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述磁极过渡部使用磁轭而形成，所述磁轭设置有与该磁极过渡部相对应的部分比其他部分凹陷的轭铁凹部。

5.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述两片磁铁固定于马达壳体的内侧，

在所述各磁铁的外周面，在与所述磁极过渡部相对应的区域，设置向内侧后退的外周后退部，

在所述外周后退部与所述马达壳体之间形成空隙部。

6.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述两片磁铁固定于马达壳体的内侧，

在所述马达壳体的与所述磁极过渡部对置的部分，设置肋状的朝外突起部、偏平部或者狭缝部。

7.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

在所述各磁铁的内周面，在与所述磁极过渡部相对应的区域，设置向外侧凹陷的内周后退部。

8.一种马达，为包括转子和定子的DC马达，所述转子具备整流子且能够以中心轴线为中心旋转，所述定子具备与所述整流子接触的电刷，

其特征在于，

所述定子包括将所述转子支承得能够自由旋转的轴承、磁铁、马达壳体、保持所述电刷的电刷支架以及钟形端板，

所述马达壳体具有第一中空柱体和外形相对于所述第一中空柱体不同的第二中空柱体，

所述第二中空柱体具有保持所述轴承的底部，

所述磁铁的一个端面与所述第一中空柱体和所述第二中空柱体的段差面接触而固定，

所述磁铁的另一个端面由柱状部压接，所述柱状部从固定于所述钟形端板上的所述电刷支架延伸，

在所述柱状部的顶端形成有突起部。

9.根据权利要求8所述的马达，其特征在于，

在所述第二中空柱体的外周部，相对于所述第一中空柱体的外周部，局部性地形成有多个小径部或者多个壳体凹部。