JP2001258228A - 直流機のマグネット及び直流機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部分的に急激な磁束変化部を持つマグネット
と、そのマグネットを配置することによって常に良好な
整流を行うことができる直流機を提供する。 【解決手段】２極の直流モータであるブロアモータ１
は、モータハウジング７内において、Ｎ極及びＳ極を形
成する２つのマグネット２，３が電機子４を挟んで対向
配置されている。電機子４は、電機子コア８とそのコア
８に巻装される電機子コイル９とを有し、直流電流の供
給により回転駆動する。電機子コア８には、１２個の歯
部８ａが形成されており、そのうちの５つの歯部８ａの
周囲に電機子コイル９が巻き付けられている。マグネッ
ト２，３を、薄肉部２ｃ，３ｃを設けた形状に成形した
後に、外部から強い磁界をかけて薄肉部２ｃ，３ｃ付近
の磁束配向を急激に変化させるように着磁作業を行って
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットを有し
て構成される直流機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、直流モータ（直流電
動機）２０は、マグネット２１，２２、電機子２３、コ
ンミテータ２４及びブラシ２５等を有している。この直
流モータ２０では、直流電源が供給されることで、電機
子２３が図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に回転するよ
うに構成されている。

【０００３】詳しくは、電機子２３は、電機子コア２６
と電機子コイル２７とを有している。電機子コア２６に
は、複数の歯部２６ａが形成されており、そのうちの５
つの歯部２６ａの周囲に電機子コイル２７が巻き付けら
れている。なお、図示を省略しているが、５つの歯部２
６ａ毎に他の電機子コイル２７が同様に巻き付けられて
いる。つまり、この直流モータ２０の巻装方式は分布巻
である。

【０００４】コンミテータ２４は、複数のセグメント２
４ａを有し、そのセグメント２４ａに摺接するようにブ
ラシ２５が配設されている。そして、直流電流がブラシ
２５及びコンミテータ２４のセグメント２４ａを経て電
機子コイル２７に流入されるようになっている。これに
より、電機子コイル２７に流れる電流の向きが変更され
て電機子２３が時計回り方向（図中、Ｘ矢印方向）に回
転する。

【０００５】ここで、ブラシ２５から電機子コイル２７
に流入される電流変化を図６を用いて説明する。先ず、
図６（ａ）に示すように電機子コイル２７に右から左へ
電流Ｉが流れている状態から、電機子２３が回転してコ
ンミテータ２４が図６（ｂ）のようにブラシ２５に対し
て右側に移動する。すると、ブラシ２５によって２つの
セグメント２４ａが短絡されて、電機子コイル２７に短
絡電流ｉが流れる。さらに、電機子２３が回転すると、
図６（ｃ）のように、電機子コイル２７には、左から右
へ電流Ｉが流れるようになる。つまり、図６（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）の順に電機子２３が回転するとき、その
際に電機子コイル２７を流れる電流Ｉの向きが逆にな
る。なおこのとき、＋Ｉから−Ｉまで２Ｉの変化をさせ
るための電流がブラシ２５から流入される。また、図６
（ａ）〜（ｃ）は、図５（ａ）〜（ｃ）に対応してお
り、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように電機子２３が
回転する際に、電機子コイル２７を流れる電流Ｉの向き
が変更され、そのコイル２７に巻装された電機子コア２
６内の磁界の向きが反転する。この電機子コイル２７の
電磁力と、マグネット２１，２２からの磁力とによって
回転力が発生し、モータ２０が回転駆動する。

【０００６】上述のように、ブラシ２５によって短絡さ
れた電機子コイル２７を流れる電流が、その短絡期間中
に反転することを、「整流」という。また、この整流時
の関係は、次式の整流方程式によって示される。

【０００７】Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）＋ｅ＋Ｒｃｉ＋Ｒ２（Ｉ
＋ｉ）−Ｒ１（Ｉ−ｉ）＝０ ここで、Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）は、ブラシ２５で短絡される
電機子コイル２７のインダクタンスＬの影響で生じるリ
アクタンス電圧を示し、ｅは、電機子２３の回転に伴い
電機子コイル２７に発生する誘起電圧を示す。また、Ｒ
ｃは、ブラシ２５で短絡される電機子コイル２７の抵抗
を示し、Ｒ１，Ｒ２は、ブラシ２５とコンミテータ２４
との接触抵抗を示す。なお、Ｉはブラシ２５から流入さ
れる電流であり、ｉはブラシ２５で短絡される電機子コ
イル２７の短絡電流である。

【０００８】整流時において、電機子コイル２７のリア
クタンス電圧と誘起電圧ｅが小さく無視することができ
れば、短絡電流ｉは、図７の点線で示すように直線的に
変化して、整流を良好に行うことができる。なお、この
直線状の整流は、理想的な整流の一つであって直線整流
という。

【０００９】しかしながら、電機子コイル２７にリアク
タンス電圧及び誘起電圧ｅが発生するため、短絡電流ｉ
は、図７の実線で示すように直線整流から遅れて変化す
る、いわゆる不足整流が発生する。詳しくは、誘起電圧
ｅは、電機子コイル２７を通過する磁束量Φの変化によ
って同コイル２７に誘起される逆起電力であって、次式
のように示される。

【００１０】ｅ＝−ｄΦ／ｄｔ つまり、誘起電圧ｅは、電機子コイル２７を通過する磁
束量Φが減少する速さに比例して発生する。

【００１１】ここで具体的に、整流中の電機子コイル２
７に誘起される誘起電圧ｅを図８を用いて説明する。図
８には、電機子コイル２７を通過する磁束量Φ、つま
り、電機子コイル２７が巻き付けられた電機子コア２６
（５つの歯部２６ａ）内を通過する磁束量Φの変化と、
その磁束量Φの変化に応じて発生する電機子コイル２７
の誘起電圧ｅ（＝−ｄΦ／ｄｔ）を示している。なお、
図８では、図５（ｂ）の状態を基準位置０°としてい
る。即ち、電機子コイル２７により巻装された電機子コ
ア２６（５つの歯部２６ａ）の中心が、マグネット２
１，２２の中心と一致するときを基準位置０°として示
している。

【００１２】電機子コイル２７に電流が流れない状態で
は、電機子コイル２７を通過する磁束量Φは、マグネッ
ト２１，２２からの磁束のみを考慮すればよく、図８の
（Ａ）のように電機子２３の回転位置が基準位置０°
（図５（ｂ）の回転位置）のとき最も大きくなる。

【００１３】また、電機子２３の回転時には電機子コイ
ル２７に電流が流れ、その電流によって起磁力が生じ
て、マグネット２１，２２の磁束に影響をおよぼすよう
になる。詳しくは、電機子コイル２７に流れる電流は、
整流時、即ち、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に電機
子２３が回転するときに反転するため、電機子コイル２
７による磁束量Φは、電機子２３の回転位置に応じて図
８の（Ｂ）のように変化する。つまり、電機子２３の回
転位置が基準位置０°となるとき正から負へ変化する。
その結果、マグネット２１，２２の磁束量（Ａ）と電機
子コイル２７の磁束量（Ｂ）が合成されて実際に電機子
コイル２７を通過する磁束量Φは、電機子２３の回転位
置に応じて図８の（Ｃ）（＝（Ａ）＋（Ｂ））のように
変化する。つまり、電機子２３が基準位置０°に到達す
る前に、合成磁束量（Ｃ）は最も大きくなる。よって、
電機子コイル２７の誘起電圧ｅは、この磁束量（Ｃ）が
最大となる位置で、負から正へ変化する。

【００１４】このように、誘起電圧ｅは整流を遅らせる
方向に誘起され、短絡電流ｉの反転が遅れて不足整流の
原因となってしまう。この不足整流によって整流の終わ
り、即ち、ブラシ後端での火花放電が発生し、騒音及び
ブラシ摩耗の原因となってしまう。整流改善方法とし
て、ブラシ位置を図５の反時計回り方向に移動させるこ
とで、電機子コイル２７の誘起電圧ｅの影響を小さくす
るようにしている。

【００１５】ところが、モータ負荷が変動する場合で
は、電機子コイル２７を流れる電流が変わり、モータ回
転数も変化するため、良好な整流を保つことが困難とな
ってしまう。具体的には、例えば、自動車用エアコンユ
ニットで使用されるブロアモータにおいて、高負荷とな
る高回転時では、電流が大きくなるため合成磁束量
（Ｃ）が最大となる位置が回転方向に対して反対側（図
８のマイナス側）に移動することとなる。また、回転数
が高くなるため合成磁束量（Ｃ）による誘起電圧ｅも大
きくなる。さらに、電機子コイル２７の電流に応じてリ
アクタンス電圧も大きくなる。従って、ブラシ位置の移
動量を大きくしないと良好な整流を得ることができな
い。また逆に、低負荷となる低回転時では、ブラシ位置
の移動量を小さくしないと良好な整流を得ることができ
ない。このように、モータ負荷の変動に応じてブラシ位
置をたえず移動する必要があり、良好な整流を保つこと
が困難となってしまう。

【００１６】そこで、本出願人が先に整流中の電機子コ
イルにリアクタンス電圧を打ち消す誘起電圧を発生させ
ることによって整流を改善する技術を提案している（特
許願平１１−２７０５６６に参照）。その技術では、マ
グネットの端部に延長部を設けることでマグネットの磁
束制御によりリアクタンス電圧を打ち消す誘起電圧を発
生させるようにしている。そのマグネットの磁束制御
は、マグネット磁束の配向制御とマグネットの形状変化
で磁界を変化させる形状変更との２つの方法を提案し、
マグネット磁束の配向制御とマグネットの形状変更との
２つの方法を別々でマグネットの磁束制御に実施してい
た。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マグネット
磁束の配向制御のみによるマグネットの磁束制御におい
ては、図９に示すように、マグネット２１，２２の主磁
極部２１ａ，２２ａの端部に設けた延長部２１ｂ，２２
ｂの開始点付近に部分的に磁束配向を変えるために、マ
グネット成形工程時外部からその開始点付近部分２１
ｃ，２２ｃに強い磁界をかける必要がある。その部分的
な配向変化が急激であればあるほど強い磁界が必要とな
り、配向制御には限界があった。

【００１８】また、マグネットの形状変更のみによるマ
グネットの磁束制御においては、図１０に示すように、
マグネット２１，２２の主磁極部２１ａ，２２ａの端部
に設けた延長部２１ｂ，２２ｂの開始点付近の磁界強度
を変えるために、その開始点付近部分２１ｃ，２２ｃの
厚さを減少する必要がある。これも磁界変化が急激であ
ればあるほどその開始点付近部分２１ｃ，２２ｃの厚さ
を大幅に減少する必要となるため、マグネット自体の強
度低下になり組み付け時破損等の原因となってしまうお
それがあった。

【００１９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、マグネットの磁束制御
をマグネット磁束の配向制御とマグネットの形状変更の
２方式で同時に行うことにより部分的に急激な磁束変化
部を持つマグネットと、そのマグネットを配置すること
によって常に良好な整流を行うことができる直流機を提
供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、主磁極部と、該主磁極
部の端部に設けた延長部とを備え、電機子コアに電機子
コイルを巻装して構成される電機子を挟んで対向配置さ
れる直流機のマグネットにおいて、前記電機子の回転方
向側における延長部の開始点に形状変更部を設けるとと
もに、その形状変更部付近の磁束を、同形状変更部を中
心にそれぞれ前記主磁極部側と延長部側に向いて傾斜し
て配向させるように配向制御したことを要旨とする。

【００２１】請求項２に記載の発明は、電機子コアに電
機子コイルを巻装して構成される電機子と、主磁極部
と、整流中の前記電機子コイルにリアクタンス電圧を打
ち消す誘起電圧を発生させるために前記主磁極部の端部
に設けた延長部とを有し、前記電機子を挟んで対向配置
されるマグネットとを備え、整流中にブラシで短絡され
る前記電機子コイルの電流の向きが反転する直流機にお
いて、前記マグネットは、その電機子の回転方向側にお
ける延長部の開始点に形状変更部を設けるとともに、該
形状変更部付近の磁束を、同形状変更部を中心にそれぞ
れ前記主磁極部側と延長部側に向いて傾斜して配向させ
るように配向制御したことを要旨とする。

【００２２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の直流機において、前記整流中の電機子コイルに発生さ
せる誘起電圧は、初期が小さく徐々に大きくしたことを
要旨とする。

【００２３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の直流機において、前記整流中の電機子コイルに発生さ
せる誘起電圧は、初期が小さく徐々に大きくし、前記リ
アクタンス電圧に完全に一致させたことを要旨とする。

【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の直流機において、前記整流中の電機子コイルに発生さ
せる誘起電圧は、初期が大きく徐々に小さくしたことを
要旨とする。

【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項２〜５の
いずれか一項に記載の直流機において、前記電機子コア
には複数の歯部が形成され、前記マグネットの延長部
は、整流時に電流が供給される電機子コイルが巻装され
る複数の歯部のうち回転方向側及び回転方向逆側の端部
に配置する歯部の中心線間の角度よりも延長した部分で
あることを要旨とする。

【００２６】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
マグネットの形状変更と磁束配向制御を同時に行うこと
により、部分的に急激な磁束変化を形成することができ
るため、従来に比べて形状変更のみによるマグネットの
破損及び磁束配向制御のみによる磁束制御の不十分を防
止することができる。その結果、部分的に急激な磁束変
化部を持つマグネットを簡単に製造することができる。

【００２７】請求項２に記載の発明によれば、リアクタ
ンス電圧を打ち消す誘起電圧が発生するので、常に良好
な整流を行うことができるとともに、マグネットの形状
変更と磁束配向制御を同時に行うことにより、部分的に
急激な磁束変化を形成することができるため、従来に比
べて形状変更のみによるマグネットの破損及び磁束配向
制御のみによる磁束制御の不十分を防止することができ
る。その結果、部分的に急激な磁束変化部を持つマグネ
ットを簡単に製造することができるとともに、直流機の
整流改善を確実に図ることができる。

【００２８】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、整流初期が小さく徐々に
大きくなる誘起電圧によってリアクタンス電圧が打ち消
され、整流が良好に行われる。

【００２９】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、整流初期が小さく徐々に
大きくなる誘起電圧によってリアクタンス電圧が完全に
打ち消され、理想的な直線整流となる。

【００３０】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、整流初期が大きく徐々に
小さくなる誘起電圧によってリアクタンス電圧が打ち消
され、整流が良好に行われる。

【００３１】請求項６に記載の発明によれば、請求項２
〜５に記載の発明の作用に加えて、整流時に電流が供給
される電機子コイルが巻装される複数の歯部のうち回転
方向側及び回転方向逆側の端部に配置する歯部の中心線
間の角度よりも延長してマグネットの延長部が形成され
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用エアコン
ユニットのブロアモータに具体化した実施形態を図面に
従って説明する。なお、エアコンユニットでは、操作ス
イッチの位置によってブロアモータに流れる電流の大き
さが変更される。具体的には、操作スイッチが、Ｈｉ位
置（高出力位置）に操作されたとき、モータの電機子に
１８Ａの電流が流れ、Ｌｏ位置（低出力位置）に操作さ
れたとき、モータの電機子に４Ａの電流が流れるように
構成されている。この電流変化によって、モータ回転数
が変更されてエアコンユニットに送り込まれる風量が調
節される。

【００３３】図１は、直流機としてのブロアモータ１の
概略構造を示す部分断面図である。図１に示すように、
ブロアモータ１は、マグネット２，３、電機子４、コン
ミテータ（整流子）５及びブラシ６を有している。

【００３４】詳述すると、本実施形態のブロアモータ１
は、２極の直流モータであって、モータハウジング７内
において、Ｎ極及びＳ極を形成する２つのマグネット
２，３が電機子４を挟んで対向配置されている。電機子
４は、電機子コア８とそのコア８に巻装される電機子コ
イル９とを有し、直流電流の供給により回転駆動する。
電機子コア８には、複数の歯部８ａが形成されており、
そのうちの５つの歯部８ａの周囲に電機子コイル９が巻
き付けられている。なお、本実施形態では、歯部８ａの
個数は１２個であり、その歯部８ａが、電機子４の周方
向に３０°毎に形成されている。つまり、隣り合う歯部
８ａは、その中心線のなす角が３０°（＝３６０°／１
２）となるように形成されている。また、図示を省略し
ているが、複数の他の電機子コイルが５つの歯部８ａ毎
に同様に巻き付けられている。つまり、巻線の巻装方式
は分布巻である。

【００３５】コンミテータ５は、電機子４の一端に配設
され、複数のセグメント（整流子片）５ａを有して構成
されている。また、ブラシ６がコンミテータ５に摺接す
るように付勢された状態で配設されている。そして、図
示しない直流電源から供給される直流電流が、ブラシ６
とコンミテータ５のセグメント５ａを経て電機子コイル
９に流入される。これによって、電機子コイル９に流れ
る電流の向きが変更されて、電機子４が時計回り方向
（図中、Ｘ矢印方向）に回転するようになっている。本
実施形態では、１２個のセグメント５ａが周方向に３０
°毎に設けられており、電機子４がブラシ６に対して３
０°回転するとき、電機子コイル９の電流の向きが変更
される。つまり、電機子４の３０°の回転によって電機
子コイル９の整流が行われる。

【００３６】本実施形態のマグネット２，３は、図２に
示すように、主磁極部２ａ，３ａと延長部２ｂ，３ｂと
を有し、主磁極部２ａ，３ａは、図５に示す従来のマグ
ネット２１，２２に相当する部分であって、その主磁極
部２ａ，３ａの回転方向側に延長部２ｂ，３ｂが形成さ
れている。つまり、マグネット２，３における回転方向
側の端部に延長部２ｂ，３ｂが延出形成されている。主
磁極部２ａ，３ａは、図１及び図２に示すように、整流
中の電機子コイル９が巻装される５つの歯部のうち回転
方向側及び回転方向逆側の端部に配置する歯部８ａの中
心線間の角度（＝１２０°の角度）に対応した長さとな
るように形成されている。その主磁極部２ａ，３ａの中
心と整流中の電機子コイル９が巻装される電機子コア８
（５つの歯部８ａ）の中心が一致する回転位置（図１の
回転位置）が整流中心となる。つまり、この回転位置に
おいて、ブラシ６によって短絡される電機子コイル９の
電流の向きが反転する。また、延長部２ｂ，３ｂは、整
流区間の３０°の角度に対応する区間で、該延長部２
ｂ，３ｂと主磁極部２ａ，３ａの境界部（つまり延長部
２ｂ，３ｂの開始点）には形状変更部としての薄肉部２
ｃ，３ｃが形成されている。つまり、延長部２ｂ，３ｂ
は、回転方向に徐々に厚くなるように形成されている。

【００３７】さらに、延長部２ｂ，３ｂにおける先端側
の５°の角度に対応する区間では、徐々に薄くなるよう
形成されている。ただし、この延長部２ｂ，３ｂにおけ
る先端側の区間は、モータ１の性能上最適化がはかれれ
ば、特に５°の角度に限定する必要はない。

【００３８】なお、本実施形態では、マグネット２，３
を、図２に示すように薄肉部２ｃ，３ｃを設けた形状に
成形した後に、外部から強い磁界をかけて薄肉部２ｃ，
３ｃ付近の磁束配向を図２に示すように急激に変化させ
るように着磁作業を行っている。つまり、マグネット
２，３の磁束を、図２に示すように、薄肉部２ｃ，３ｃ
を中心にそれぞれ主磁極部２ａ，３ａ側と延長部２ｂ，
３ｂ側に向いて傾斜して配向させるように配向制御して
いる。

【００３９】ここで、整流時の電機子コイル９によって
巻装される電機子コア８（５つの歯部８ａ）とマグネッ
ト２との位置関係を図３を用いて説明する（マグネット
３が同じであるため、説明を省略する）。なお、図３
は、断面円弧状に形成されたマグネット２を直線上に展
開して示した模式図である。また、図３において、マグ
ネット２の周方向の幅を角度で示し、整流時の電機子コ
イル９によって巻装される電機子コア８（５つの歯部８
ａ）を１５０°（５×３０°）の幅で示している。

【００４０】電機子４が回転して電機子コア８の位置が
図３の（ａ）のようにコア先端がマグネット２の薄肉部
２ｃに位置するとき電機子コイル９の整流が開始され
る。その状態から（ｂ）のように１５°回転した位置が
整流中心（図１の回転位置）となり、この位置で電機子
コイル９を流れる電流の方向が反転する。さらに、
（ｃ）のように１５°回転した回転位置で整流が終了す
る。つまり、電機子コア８が（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の
順に３０°回転するときに電機子コイル９の整流が実施
される。この整流時において、電機子コア８の先端に対
向する延長部２ｂは、整流区間の３０°の角度に対応す
る部分で徐々に厚くなるように形成されている。

【００４１】従って、図４に示すように、整流中の電機
子コイル９を通過する磁束量Φは、マグネット２，３の
薄肉部２ｃ，３ｃの形成（つまりマグネット２，３の形
状変更）によって電機子４の回転に応じて徐々に増加す
る。またこのとき、磁束量Φの増加率はマグネット２，
３の薄肉部２ｃ，３ｃ付近の急激な磁束変化によって回
転に応じて徐々に増加する。なお、ここで示す磁束量Φ
の変化は、電機子コイル９に流れる電流による磁束量
と、マグネット２，３による磁束量との合成磁束量を示
しており、図中の点線は、図８における合成磁束量
（Ｃ）に対応するものである。

【００４２】このように、整流中の電機子コイル９を通
過する磁束量Φが変化するため、電機子コイル９に発生
する誘起電圧ｅ（＝−ｄΦ／ｄｔ）は、整流初期時が小
さく電機子４の回転位置に応じてマイナス側に徐々に大
きくなる。なお、図４では、電機子コイル９により巻装
される電機子コア８（５つの歯部８ａ）の中心とマグネ
ット２，３の主磁極部２ａ，３ａの中心とが一致すると
き、即ち、図１における電機子２３の回転位置を基準位
置０°として示している。

【００４３】この誘起電圧ｅによって、リアクタンス電
圧が打ち消されて、図７に示す不足整流が改善される。
つまり、リアクタンス電圧に完全に一致する誘起電圧ｅ
を発生させることで、整流曲線が図７の点線で示すよう
な理想的な整流の１つである直線整流になる。

【００４４】また、エアコンのスイッチ操作によってブ
ロアモータ１の負荷が変更された場合では、電機子コイ
ル９を流れる電流が変化してリアクタンス電圧が増減す
るが、誘起電圧ｅはモータ負荷に応じてリアクタンス電
圧を打ち消すように変化する。

【００４５】具体的に、操作スイッチがＨｉ位置に操作
され、電機子コイル９に１８Ａの電流が流れると、電機
子コイル９の電流に応じてリアクタンス電圧が増加す
る。この場合、モータ回転数が高くなって誘起電圧ｅが
増加する。また、操作スイッチがＬｏ位置に操作され、
電機子コイル９に４Ａの電流が流れると、電機子コイル
９の電流に応じてリアクタンス電圧が減少する。この場
合、モータ回転数が低くなり、誘起電圧ｅが小さくな
る。このようにモータ負荷に応じて、リアクタンス電圧
が変化するが、そのリアクタンス電圧を打ち消すように
誘起電圧ｅも変化する。従って、モータ負荷が変動する
場合でも、良好な整流が保たれるので安定した運転が継
続される。

【００４６】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、下記のような特徴を有する。 （１）本実施形態では、マグネット２，３を、薄肉部２
ｃ，３ｃを設けた形状に成形した後に、外部から強い磁
界をかけて薄肉部２ｃ，３ｃ付近の磁束を、薄肉部２
ｃ，３ｃを中心にそれぞれ主磁極部２ａ，３ａ側と延長
部２ｂ，３ｂ側に向いて傾斜して配向させるようにし
た。

【００４７】従って、リアクタンス電圧を打ち消す誘起
電圧ｅが発生するので、常に良好な整流を行うことがで
きる。さらに、マグネット２，３の形状変更と磁束配向
制御を同時に行うことにより、部分的に急激な磁束変化
を形成することができるため、従来に比べて形状変更の
みによるマグネットの破損及び磁束配向制御のみによる
磁束制御の不十分を防止することができる。

【００４８】その結果、ブロアモータ１の整流改善を確
実に図ることができるとともに、部分的に急激な磁束変
化部を持つマグネット２，３を簡単に製造することがで
きる。

【００４９】尚、本実施形態は、以下の態様で実施して
もよい。 ○上記実施形態のマグネット２，３では、電機子４の回
転方向側における端部に延長部２ｂ，３ｂを配設するも
のであったが、これに限定されず、電機子４の回転方向
側と回転方向逆側におけるマグネット２，３の両端部に
延長部（図示せず）を配設して実施してもよい。この場
合、上記実施形態の特徴（１）に記載された効果と同様
な効果を得ることができる。

【００５０】○上記実施形態では、マグネット２，３
を、薄肉部２ｃ，３ｃを設けた形状に成形した後に、外
部から強い磁界をかけて薄肉部２ｃ，３ｃ付近の磁束配
向を急激に変化させるように着磁作業を行っていたが、
マグネット２，３を、外部から強い磁界をかけて薄肉部
２ｃ，３ｃを形成すべく部分の磁束配向を急激に変化さ
せた後に、薄肉部２ｃ，３ｃを設けるようにして実施し
てもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）に記載
された効果と同様な効果を得ることができる。

【００５１】○上記実施形態では、整流曲線を理想的な
整流の一つである直線整流にするよう延長部２ｂ，３ｂ
が形成されていたが、例えば、整流の開始時及び終了時
の電流変化がゆるやかとなる、いわゆる正弦波整流とな
るように、マグネットの延長部を形成してもよい。この
場合も、整流が良好に実施されるので、ブラシ前端及び
ブラシ後端での火花の発生を抑制できる。

【００５２】○上記実施形態では、直流機としてブロア
モータ１に具体化したが、直流発電機において、上記の
マグネット２，３を採用してもよい。この場合も、整流
が良好に実施されるので、同発電機において運転状態が
変更されたとしても安定した運転が実現できる。

【００５３】さらに、上記実施形態により把握される請
求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と
共に記載する。 （イ）直流電源の供給により回転駆動する請求項２〜６
のいずれか一項に記載の直流機。この構成によれば、直
流電源の供給により回転駆動する、いわゆる直流発動機
において、負荷が変動した場合でも整流を良好に行うこ
とができ、適正な回転駆動力を得ることができる。

【００５４】（ロ）請求項２〜６のいずれか一項に記載
の直流機において、前記マグネット（２，３）は、主磁
極部（２ａ，３ａ）と前記延長部（２ｂ，３ｂ）とを有
し、前記電機子コア（８）には複数の歯部（８ａ）が形
成され、前記マグネット（２，３）の主磁極部（２ａ，
３ａ）は、整流時に電流が供給される電機子コイル
（９）が巻装される複数の歯部（８ａ）のうち回転方向
側と回転方向逆側の端部に配置する歯部（８ａ）の中心
間の角度に対応した幅となるよう形成され、前記マグネ
ット（２，３）の延長部（２ｂ，３ｂ）は、その主磁極
部（２ａ，３ａ）に対して延長形成した部分である。こ
の構成によれば、マグネットの主磁極部に対して延長形
成した延長部により、リアクタンス電圧を打ち消す誘起
電圧が発生し、整流を良好に行うことができる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、部分的に急激な磁束変化部を持つマグネ
ットを簡単に製造することができる。

【００５６】請求項２〜６に記載の発明によれば、部分
的に急激な磁束変化部を持つマグネットを簡単に製造す
ることができるとともに、直流機の整流改善を確実に図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における直流モータの概略構成図。

【図２】本実施形態におけるマグネットの外形図。

【図３】マグネットと電機子の回転位置との関係を示す
模式図。

【図４】電機子コアの回転位置と磁束量及び誘起電圧と
の関係を示す図。

【図５】従来の直流モータの概略構成図。

【図６】整流を説明するための図。

【図７】整流曲線を示す図。

【図８】電機子コアの回転位置と磁束量及び誘起電圧と
の関係を示す図。

【図９】磁束配向制御のみによる磁束制御をしたマグネ
ットの説明図。

【図１０】形状変更のみによる磁束制御をしたマグネッ
トの説明図。

【符号の説明】

１…直流機としてのブロアモータ、２，３…マグネッ
ト、２ａ，３ａ…主磁極部、２ｂ，３ｂ…延長部、２
ｃ，３ｃ…形状変更部としての薄肉部、４…電機子、６
…ブラシ、８…電機子コア、８ａ…歯部、９…電機子コ
イル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H622 CA02 CA05 CA10 CA12 CB04 QA02 QA03 QB01 5H623 AA10 BB07 GG13 GG16 GG22 GG28 JJ03 JJ08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主磁極部（２ａ，３ａ）と、該主磁極部
   （２ａ，３ａ）の端部に設けた延長部（２ｂ，３ｂ）と
   を備え、電機子コア（８）に電機子コイル（９）を巻装
   して構成される電機子（４）を挟んで対向配置される直
   流機のマグネットにおいて、 前記電機子（４）の回転方向側における延長部（２ｂ，
   ３ｂ）の開始点に形状変更部（２ｃ，３ｃ）を設けると
   ともに、 その形状変更部（２ｃ，３ｃ）付近の磁束を、同形状変
   更部（２ｃ，３ｃ）を中心にそれぞれ前記主磁極部（２
   ａ，３ａ）側と延長部（２ｂ，３ｂ）側に向いて傾斜し
   て配向させるように配向制御したことを特徴とする直流
   機のマグネット。
2. 【請求項２】 電機子コア（８）に電機子コイル（９）
   を巻装して構成される電機子（４）と、 主磁極部（２ａ，３ａ）と、整流中の前記電機子コイル
   （９）にリアクタンス電圧を打ち消す誘起電圧を発生さ
   せるために前記主磁極部（２ａ，３ａ）の端部に設けた
   延長部（２ｂ，３ｂ）とを有し、前記電機子（４）を挟
   んで対向配置されるマグネットとを備え、整流中にブラ
   シで短絡される前記電機子コイルの電流の向きが反転す
   る直流機において、 前記マグネット（２，３）は、その電機子（４）の回転
   方向側における延長部（２ｂ，３ｂ）の開始点に形状変
   更部（２ｃ，３ｃ）を設けるとともに、該形状変更部
   （２ｃ，３ｃ）付近の磁束を、同形状変更部（２ｃ，３
   ｃ）を中心にそれぞれ前記主磁極部（２ａ，３ａ）側と
   延長部（２ｂ，３ｂ）側に向いて傾斜して配向させるよ
   うに配向制御したことを特徴とする直流機。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の直流機において、 前記整流中の電機子コイル（９）に発生させる誘起電圧
   は、初期が小さく徐々に大きくしたことを特徴とする直
   流機。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の直流機において、 前記整流中の電機子コイル（９）に発生させる誘起電圧
   は、初期が小さく徐々に大きくし、前記リアクタンス電
   圧に完全に一致させたことを特徴とする直流機。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の直流機において、 前記整流中の電機子コイル（９）に発生させる誘起電圧
   は、初期が大きく徐々に小さくしたことを特徴とする直
   流機。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれか一項に記載の直
   流機において、 前記電機子コア（８）には複数の歯部（８ａ）が形成さ
   れ、 前記マグネット（２，３）の延長部（２ｂ，３ｂ）は、
   整流時に電流が供給される電機子コイル（９）が巻装さ
   れる複数の歯部（８ａ）のうち回転方向側及び回転方向
   逆側の端部に配置する歯部（８ａ）の中心線間の角度よ
   りも延長した部分であることを特徴とする直流機。