JP2003189573A - 直流モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マグネットの端部に形成した延長部における磁
束変化により整流を改善し、かつ、マグネットの磁束変
化によるコギングを低減する。 【解決手段】ブロアモータ１におけるマグネット２，３
は、主磁極部２ａ，３ａと、該主磁極部２ａ，３ａから
電機子４の回転方向側に延出形成された延長部２ｂ，３
ｂとからなる。該延長部２ｂ，３ｂの開始点近傍には磁
束密度が極小値となる磁束極小部２ｃ，３ｃが形成され
ている。磁束極小部２ｃ，３ｃを起点とした延長部２
ｂ，３ｂにおける磁束密度の変化によってリアクタンス
電圧を打ち消す誘起電圧が発生する。電機子コア７に形
成されるティース１１は、その外周面とマグネット２，
３との間のギャップが該ティース１１の中央部分から端
部に向けて逐次増加するよう形成されている。

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、電機
子、ブラシ等を備えた直流モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流モータにおいて、電機子にはコイル
が巻き付けられているとともに、コンミテータ（整流
子）が配設されている。コンミテータは、複数のセグメ
ントを有し、そのコンミテータのセグメントに摺接する
ようにブラシが配設されている。そして、直流電流がブ
ラシ及びコンミテータのセグメントを経てコイルに供給
されることで、コイルに流れる電流の向きが変更され、
電機子が回転するようになっている。ここで、ブラシに
よって短絡されたコイルの電流の向きが、その短絡期間
中に反転することを、「整流」という。

【０００３】直流モータにおいて、コイルの巻回数を多
くすると、整流時の電流の時間的変化が遅れ、整流の終
わりで電流の向きが突然切り替わる現象（不足整流）が
発生することが知られている。つまり、コイルの巻回数
を多くすると、コイルのインダクタンスＬが大きくなる
ため、リアクタンス電圧（Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が増大す
る。このリアクタンス電圧は、整流電圧に対し逆方向の
起電力であり、リアクタンス電圧が増大すると、不足整
流が発生してしまう。この不足整流によって、火花放電
が発生し、音、電磁雑音、ブラシの寿命などが問題とな
っている。

【０００４】そこで、本願出願人は、特開２００１−９
５２１８号公報等において、マグネットの回転方向に対
する磁束分布を工夫することにより、良好な整流を行う
ことができる直流モータを提案している。

【０００５】図１３には、同公報における直流モータ７
１の概略構成を示している。直流モータ７１は、マグネ
ット７２，７３、電機子７４、ブラシ７５等を備えてい
る。マグネット７２，７３は、断面円弧状に形成され、
略有底円筒状のヨーク７６内において電機子７４を挟ん
で対向配置されている。電機子７４の電機子コア７７に
は、複数のティース７８が形成されており、同ティース
７８にコイル７９が巻装されている。

【０００６】マグネット７２，７３は、主磁極部７２
ａ，７３ａと延長部７２ｂ，７３ｂとを備える。延長部
７２ｂ，７３ｂは、主磁極部７２ａ，７３ａに対して回
転方向（時計回り方向）側に延設されており、整流区間
（３０°の角度）に対応する区間で徐々に厚くなるよう
に形成されている。この場合、マグネット７２，７３の
回転方向に対する磁束密度は、図１４に示すように変化
する。つまり、図１３のマグネット７２，７３におい
て、延長部７２ｂ，７３ｂの開始点には、磁束密度が極
小となる磁束極小部７２ｃ，７３ｃが形成されている。
そして、その磁束極小部７２ｃ，７３ｃを起点とした延
長部７２ｂ，７３ｂにおける磁束密度の変化により、整
流中のコイル７９を通過する磁束が増加する。この磁束
変化により、整流を遅らせる方向に発生する電圧（リア
クタンス電圧）を打ち消す誘起電圧を発生させて、整流
を改善させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記直流モ
ータ７１では、マグネット７２，７３にて磁束極小部７
２ｃ，７３ｃを設けているので、モータ７１への電流供
給を停止した状態で電機子７４が回転する場合、磁束極
小部７２ｃ，７３ｃでの磁束変化によるトルク変動（コ
ギング）が非常に大きくなる。そして、そのコギングが
原因でモータ振動や騒音が発生してしまう。

【０００８】因みに、磁束極小部を設けないマグネット
（厚さが均一であるマグネット）を用いるモータにおい
ても、そのマグネットの端部では磁束が急変することと
なる。そのため、マグネットの端部を徐々に薄くしマグ
ネットの厚みがいきなり変わらない構成としてコギング
を低減していた。しかし、図１３のように、整流改善の
ために磁束極小部７２ｃ，７３ｃを設けたモータ７１に
おいては、マグネット７２，７３の形状変更によるコギ
ング対策を実施することができない。

【０００９】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、マグネットの端部に延
長部を延出形成しその延長部における磁束変化により整
流を改善し、かつ、マグネットの磁束変化によるコギン
グを低減できる直流モータを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数のティースを有する電機子コアに電機子コイル
を巻装してなる電機子と、断面円弧状に形成され、前記
電機子を挟んで対向配置された複数のマグネットと、前
記電機子に設けられた整流子と接触し、該整流子を介し
て前記電機子コイルに直流電流を供給するブラシとを備
え、前記マグネットは、主磁極部と、該主磁極部から電
機子の回転方向側に延出形成された延長部とからなり、
該延長部の開始点近傍には磁束密度が極小値となる磁束
極小部が形成され、その磁束極小部を起点とした延長部
における磁束密度の変化により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よう
にした直流モータにおいて、前記ティースを、その外周
面と前記マグネットとの間のギャップが該ティースの中
央部分から端部に向けて逐次増加するよう形成した。

【００１１】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、前記マグネットにおける内側の
円弧面の半径Ｒｘに対して、該円弧面に対向するティー
ス外周面の半径が０．９Ｒｘ以下となるよう形成した。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の直流モータにおいて、前記マグネットにおける内側の
円弧面に対向する前記ティース外周面を、複数の曲面を
有する形状とした。

【００１３】請求項４に記載の発明は、偶数個のティー
スを有する電機子コアに電機子コイルを巻装してなる電
機子と、断面円弧状に形成され、前記電機子を挟んで対
向配置された複数のマグネットと、前記電機子に設けら
れた整流子と接触し、該整流子を介して前記電機子コイ
ルに直流電流を供給するブラシとを備え、前記マグネッ
トは、主磁極部と、該主磁極部から電機子の回転方向側
に延出形成された延長部とからなり、該延長部の開始点
近傍には磁束密度が極小値となる磁束極小部が形成さ
れ、その磁束極小部を起点とした延長部における磁束密
度の変化により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ようにした直流モー
タにおいて、前記電機子の中心に対し点対称の位置にあ
る一対のティースについて、一方の中心線と他方の中心
線とを特定角度だけずらして形成した。

【００１４】請求項５に記載の発明は、偶数個のティー
スを有する電機子コアに電機子コイルを巻装してなる電
機子と、断面円弧状に形成され、前記電機子を挟んで対
向配置された複数のマグネットと、前記電機子に設けら
れた整流子と接触し、該整流子を介して前記電機子コイ
ルに直流電流を供給するブラシとを備え、前記マグネッ
トは、主磁極部と、該主磁極部から電機子の回転方向側
に延出形成された延長部とからなり、該延長部の開始点
近傍には磁束密度が極小値となる磁束極小部が形成さ
れ、その磁束極小部を起点とした延長部における磁束密
度の変化により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ようにした直流モー
タにおいて、隣り合う前記ティースにおける前記回転方
向側の端部の間隔が不等間隔となるよう形成した。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の直流モータにおいて、前記電機子の中心に対し点対称
の位置にある前記間隔について、一方の間隔を特定角度
に対応する長さ分だけ狭くし、他方の間隔を特定角度に
対応する長さ分だけ広くした。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項４又は請
求項６に記載の直流モータにおいて、前記ティースは、
径方向に向けて延設された支柱と、その先端にて周方向
両側に延出形成された円弧状の突起とからなり、前記特
定角度は、隣り合うティースにおける前記突起間の間隙
に対応する角度の半分である。

【００１７】（作用）請求項１に記載の発明では、ティ
ースとマグネットとの間のギャップがティースの中央部
から端部に向けて逐次増加するよう形成されているの
で、磁束極小部を形成したことによる磁束の急激な変化
を抑えることができ、その磁束変化によるコギングを低
減することができる。

【００１８】請求項２に記載の発明のように、マグネッ
トの内周面における半径Ｒｘの０．９倍以下となるよう
にティース外周面を円弧状に形成すると、その外周面と
マグネットとの間のギャップをティース端部に向けて逐
次増加させ、コギングを低減させることができ、実用上
好ましいものとなる。

【００１９】また、請求項３に記載の発明のように、テ
ィースにおける外周面を、複数の曲面を有する形状とし
てもよい。この場合、外周面を１つの曲面で構成する場
合と比較して、マグネットとのギャップを的確に確保す
ることができ、ティースを通る磁束の減少を最小限に抑
えつつ、コギングを減少することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明では、点対称の位置
にある一対のティースについて、それらの中心線を特定
角度だけずらすように形成したので、対のマグネットに
よるトルク変動にアンバランスを生じさせることができ
る。つまり、一方のマグネットの磁束変化によるトルク
変動を他方のマグネットの磁束変化によるトルク変動で
キャンセルすることが可能となる。よって、相乗効果に
よるコギングが抑えられ、モータ振動や騒音を低減でき
る。

【００２１】請求項５に記載の発明では、隣り合うティ
ースにおける回転方向側の端部の間隔（ティース間隔）
を不等間隔とした。この場合、マグネットの磁束変化に
よるトルク変動（コギング）を分散させたり、キャンセ
ルさせたりすることが可能となる。よって、コギングに
よるモータ振動や騒音を低減できる。

【００２２】請求項６に記載の発明では、電機子の中心
に対して点対称の位置にあるティース間隔について、一
方の間隔を特定角度に対応する長さ分だけ狭くし、他方
の間隔を特定角度に対応する長さ分だけ広くした。この
場合、請求項４の発明と同様に、対のマグネットの磁束
変化によるコギングをキャンセルすることが可能とな
り、コギングによるモータ振動や騒音を低減できる。

【００２３】請求項７のように、特定角度を、隣り合う
ティースの各突起間の間隙に対応する角度の半分とする
と、マグネットの磁束変化によるコギングを確実にキャ
ンセルできる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（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。

【００２５】図１には、車両用空調装置に用いられるブ
ロアモータ１の概略構成を示す。本実施形態におけるブ
ロアモータ１は、マグネット２，３、電機子４、ブラシ
５等を備えている。

【００２６】ブロアモータ１は、２極の直流モータであ
って、略有底円筒状のヨーク６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。この一対のマグネット２，３は
ヨーク内周面に合わせて断面円弧状に形成されている。
電機子４は、電機子コア７と、電機子コア７に巻装され
る電機子コイル８と、電機子コイル８に駆動電源を供給
するコンミテータ（整流子）９とを有する。

【００２７】電機子コア７には、複数のティース１１が
形成されており、そのうちの５つのティース１１の周囲
に電機子コイル８が巻き付けられている。より詳しく
は、ティース１１は、電機子４の径方向外側に向けて延
設された支柱１２と、その先端にて周方向両側に延出形
成された円弧状の突起１３とからなる。また、隣い合う
ティース１１間に形成される空間がスロット１４を構成
し、同スロット１４が電機子コイル８の収納スペースと
なる。なお、本実施形態では、ティース１１の個数は１
２個であり、そのティース１１が、電機子４の周方向に
３０°毎に形成されている。すなわち、隣り合うティー
ス１１は、その中心線のなす角が３０°（＝３６０°／
１２）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つのティース
１１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。

【００２８】コンミテータ９は電機子４の一端に配設さ
れており、同コンミテータ９は、複数のセグメント（整
流子片）９ａを有して構成されている。また、一対のブ
ラシ５がコンミテータ９に向けて付勢された状態で配設
され、同ブラシ５の先端がコンミテータ９に摺接されて
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５とコンミテータ９のセグメント９ａを
経て電機子コイル８に流入される。このブラシ５とコン
ミテータ９によって、電機子コイル８に流れる電流の向
きが変更され、該コイル８の電磁力とマグネット２，３
からの磁力とにより電機子４が回転する。なお、本実施
形態では、電機子４が時計回り方向（図中、Ｘ矢印方
向）に回転するよう構成されている。

【００２９】また、コンミテータ９には、１２個のセグ
メント９ａが周方向に３０°毎に設けられており、電機
子４がブラシ５に対して３０°回転するとき、電機子コ
イル８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８の整流が行われ
る。

【００３０】マグネット２，３は、主磁極部２ａ，３ａ
と、その主磁極部２ａ，３ａから電機子４の回転方向側
に延出形成された延長部２ｂ，３ｂとを備えている。主
磁極部２ａ，３ａは、電機子コイル８が巻装される５つ
のティースのうち回転方向側及び回転方向逆側の端部に
配置するティース１１の中心線間の角度（＝１２０°の
角度）に対応した長さ（円弧幅）を有する。また、マグ
ネット２，３において主磁極部２ａ，３ａと延長部２
ｂ，３ｂの境界部（延長部の開始点）近傍から回転方向
の端部に向けて切り欠かれている。この切り欠きを設け
ることにより、延長部２ｂ，３ｂは整流角度の３０°に
対応する区間で回転方向に徐々に厚くなるよう形成され
ている。本実施形態のマグネット２，３では、延長部開
始点が最も薄くなっており、その部位が、磁束密度が極
小となる磁束極小部２ｃ，３ｃに相当する。

【００３１】このように、マグネット２，３を形成する
ことにより、整流中の電機子コイル８にリアクタンス電
圧を打ち消す所望の誘起電圧を生じさせている。つま
り、マグネット２，３の延長部２ｂ，３ｂにおいては、
磁束極小部２ｃ，３ｃを起点とし、回転方向の端部に向
かって磁束密度が増加する領域を有している。そして、
整流中の電機子コイル８が巻装されたティース１１の回
転方向側の端部１１ａをその領域に位置させるようにし
ている。特に、電機子コイル８が切接するセグメント９
ａ間をブラシ５が短絡し始める点、いわゆる整流開始時
において、ティース１１の回転方向側の端部１１ａが弱
磁束部に位置するように設定している。この場合、整流
中の電機子コイル８を通過する磁束は電機子４の回転に
伴い徐々に増加し、その磁束の増加によりリアクタンス
電圧を打ち消す誘起電圧が発生する。その結果、リアク
タンス電圧による不足整流を改善することができ、ブロ
アモータ１の通電時における振動や騒音を抑制すること
ができる。

【００３２】しかし、マグネット２，３に磁束極小部２
ｃ，３ｃが形成されているため、電機子４に電流を流さ
ない時（非通電時）に電機子４が回る場合には、その磁
束極小部２ｃ，３ｃでの磁束変化によるトルク変動（コ
ギング）が問題となってしまう。

【００３３】そのため、本実施形態では、ティース１１
とマグネット２，３との間のギャップ（間隙）が該ティ
ース１１の中央部分から端部に向けて逐次増加するよう
構成している。具体的には、図２に示すように、ティー
ス１１先端における円弧状の突起１３の円弧面（マグネ
ット３の内周面Ｓｉに対向する外周面）Ｓｏの半径Ｒ１
は、マグネット２における内周面Ｓｉの半径Ｒｘの９０
％以下（Ｒ１≦０．９×Ｒｘ）としており、ティース１
１の中央がマグネット２の内周面Ｓｉに最も接近してい
る。

【００３４】図３には、従来のモータ７１（図１３参
照）におけるティース７８の形状を示している。ティー
ス７８の外周面Ｓｏにおいて、マグネット７２の内周面
Ｓｉとのギャップ（間隙）は等間隔となっている。従っ
て、モータ７１において、電機子７４の回転に伴いティ
ース外周面Ｓｏにおける端部がマグネット７２の磁束極
小部７２ｃを通過すると、その外周面Ｓｏとマグネット
７２との距離が急激に変化する。その結果、ティース７
８を通過する磁束が急変し、その磁束変化によるトルク
変動（コギング）が問題となってしまう。

【００３５】これに対し、本実施形態では、図２に示す
ように、ティース１１の外周面（突起１３の円弧面）Ｓ
ｏにおける端部がマグネット２，３と離れているため、
ティース１１を通過する磁束の急激な変化が抑制されて
トルク変動（コギング）が抑えられる。

【００３６】上記実施形態では、ティース外周面Ｓｏ
を、半径Ｒ１の円弧面（１種類の円弧面）としたが、図
４に示すティース２１や図５に示すティース２２のよう
に、複数の曲面を有する形状としてもよい。

【００３７】具体的には、図４のティース２１の外周面
Ｓｏにおいて、その中央部（図４における領域ｂ１）
は、半径Ｒ２の円弧面とし、端部（図４における領域ｂ
２）は、半径Ｒ３の円弧面としている。なお、半径Ｒ２
は、図３に示す従来のティース７８の外周面Ｓｏの半径
と同じであり、各半径の関係は、Ｒｘ＞Ｒ２＞Ｒ３とし
ている。

【００３８】また、図５のティース２２の外周面Ｓｏに
おいて、その中央部（図５における領域ｃ１）は、図４
と同様に半径Ｒ２の円弧面とし、端部（図５における領
域ｃ２）は、図６に示す双曲線Ｌ１での曲率を有する曲
面としている。さらには、ティース外周面Ｓｏの形状
を、図７に示す指数関数の曲線Ｌ２での曲率を有する曲
面としてもよい。つまり、ティース外周面Ｓｏは、マグ
ネット２，３とのギャップ（間隙）が該ティースの中央
部分から端部に向けて逐次増加する形状であればよい。

【００３９】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）ティース１１，２１，２２とマグネット２，３と
の間のギャップがティース１１，２１，２２の中央部か
ら端部に向けて逐次増加するよう形成したので、マグネ
ット２，３に磁束極小部２ｃ，３ｃを形成したことによ
る磁束の急激な変化を抑えることができる。よって、磁
束変化によって生じるトルク変動（コギング）を低減す
ることができ、モータ振動や騒音を抑制できる。

【００４０】（２）ティース２１，２２では、外周面Ｓ
ｏを複数の曲面を有する構成としたので、ティース１１
のように１つの曲面（半径Ｒ１での円弧面）で構成する
場合と比較して、マグネット２，３とのギャップを的確
に確保することができる。この場合、ティース２１，２
２を通る磁束の減少を抑えつつ、コギングを減少するこ
とができる。

【００４１】（第２実施形態）以下、本発明を具体化し
た第２実施形態を説明する。図８には、本実施形態にお
けるブロアモータ３１の概略構成を示している。なお、
第１実施形態と同じ構成であるものについては図面に同
一の符号を付すと共にその説明を簡略化する。そして、
以下には第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【００４２】先ず、上記第１実施形態との相違点を略述
すると、上記第１実施形態では、ティース１１とマグネ
ット２，３とのギャップを中心部分から端部に向けて増
加させることによりコギングの抑制を図るものであっ
た。これに対し、本実施形態では、ティース３２とマグ
ネット２，３とのギャップを変更するのではなく、ティ
ース３２の位相を回転方向にずらすことによって、コギ
ングを抑制するようにしている。

【００４３】すなわち、ブロアモータ３１は、第１実施
形態のブロアモータ１（図１参照）に対して、電機子３
３の構成が異なる。図９には、その電機子３３の概略構
成を示している。電機子３３の電機子コア３４には、１
２個のティース３２（３２ａ，３２ｂ）が形成されてい
る。この電機子３３において、ティース３２は２つのグ
ループＡ，Ｂに区分され、電機子３３の中心点Ｏに対
し、点対称の位置にある一対のティース３２について、
一方がグループＡのティース３２ａとなり、他方がグル
ープＢのティース３２ｂとなっている。

【００４４】ここで、ティースをθ（＝３０°）毎の等
角度間隔で設けた場合のティース位置を基準位置とする
と、グループＡにおけるティース３２ａは、その基準位
置に設けられている。また、グループＢにおけるティー
ス３２ｂは、基準位置に対して回転方向（図９では時計
回り方向）に特定角度αだけ位相差を持たせた位置に設
けられている。より詳しくは、図１３に示す従来の電機
子７４におけるティース７８と比較した場合、グループ
Ｂのティース３２ｂにおける支柱３６が回転方向に角度
αだけずらして設けられている。この特定角度αは、隣
り合うティース３２における各突起３７間の間隔に対応
する角度（＝２α）の半分である。また、ティース３２
ｂの支柱３６が回転方向にずらして配設されているの
で、電機子コイル８を巻装するための空間（スロット）
３８の面積は不均等となり、ティース３２ｂの回転方向
側は小さく、その反対側は大きくなる。

【００４５】図８のブロアモータ３１において、一対の
マグネット２，３が電機子４を挟んで対向配置されてお
り、各マグネット２，３にて磁束密度が極小となる磁束
極小部２ｃ、３ｃは、電機子４の回転方向に１８０°回
転した位置にある。従って、各ティース３２を等角度
（３０°）間隔で設けた場合には、マグネット２，３の
磁束極小部２ｃ，３ｃによる磁束変化が同期し、その変
化によるトルク変動（コギング）が増大してしまう。

【００４６】これに対して、本実施形態のように回転方
向に１８０°の位置となる対の組み合わせで半分のティ
ース（グループＢに属するティース）３２ｂを特定角度
αだけずらすことで、トルク変動（コギング）がキャン
セルされる。つまり、ティース３２（突起３７の端部）
間の間隙（角度２α）の半分の位置で逆向きの磁気エネ
ルギーのアンバランスが生じ、一方のマグネット２の磁
束変化によるトルク変動（コギング）が他方のマグネッ
ト３の磁束変化によるトルク変動でキャンセルされる。

【００４７】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）電機子３３の中心点Ｏに対し点対称の位置にある
一対のティース３２ａ、３２ｂについて、それらの中心
線を特定角度αだけずらすようにしたので、マグネット
２，３の磁束変化によるトルク変動（コギング）をキャ
ンセルすることができる。従って、相乗効果によるコギ
ングが低減され、モータ振動や騒音を低減できる。

【００４８】（２）本実施形態のように、特定角度α
を、隣り合うティース３２間の間隙に対応する角度（＝
２α）の半分とする場合、マグネット２，３の磁束変化
によるトルク変動（コギング）を確実にキャンセルでき
るので、実用上好ましいものとなる。 （第３実施形態）以下、本発明を具体化した第３実施形
態を説明する。上記第２実施形態では、ティース３２ｂ
の支柱３６を回転方向に特定角度αだけずらして磁気ア
ンバランスを生じさせるようにした。これに対し、本実
施形態では、各ティースの支柱を等角度間隔で設け、テ
ィース先端における突起の長さを変えることで、磁気ア
ンバランスを生じさせている。

【００４９】図１０には、本実施形態における電機子４
１の概略構成を示している。電機子４１の電機子コア４
２には、１２個のティース４３が形成されている。各テ
ィース４３の支柱４４はθ（＝３０°）毎の等角度間隔
で配設されており、電機子コイル８を巻装するための空
間（スロット）４５の面積は均等化されている。

【００５０】また、隣り合うティース４３について、一
方のティース４３の回転方向（図１０では時計回り方
向）側の端部（円弧状の突起４６における端部）４３ａ
と、他方のティース４３の回転方向側の端部４３ａとの
間隔（ティース間隔）は、均等ではなく特定角度αに対
応する長さ分だけバラツキを持たせている。具体的に
は、各ティース間隔は、図１０における上部中央のティ
ース４３から回転方向（時計回り方向）に、θ−α、
θ、θ＋α、θ−α、θ＋α、θ−α、θ＋α、θ、θ
−α、θ＋α、θ−α、θ＋αの長さとなっている。ま
た、角度がθ−αであるティース間隔に対して電機子４
の回転方向に１８０°回転した位置にあるティース間隔
はθ＋αとなっている。ティース４３（突起４６の端
部）間の間隙は角度２αに対応する長さとなっている。

【００５１】このように構成した場合にも、上記第２実
施形態と同様に、マグネット２，３の磁束極小部２ｃ，
３ｃにおける磁束変化のアンバランスをキャンセルする
ことができ、コギングを低減することができる。また、
電機子コイル８を巻装するための空間（スロット）４５
の面積が均等化されているので、電機子コイル８の占有
率の高いモータに適用すると、実用上好ましいものとな
る。 （第４実施形態）以下、本発明を具体化した第４実施形
態を説明する。

【００５２】図１１には、本実施形態における電機子５
１の概略構成を示している。電機子５１の電機子コア５
２にも１２個のティース５３が形成されている。隣り合
うティース５３における回転方向側の端部５３ａの間隔
（ティース間隔）は、上部中央のティース間隔が特定角
度α分だけ狭く、下部中央のティース間隔が特定角度α
分だけ広くなっている。また、その他の間隔はθ＝３０
°に対応する幅となっている。

【００５３】このようにしても、上記第２及び第３実施
形態と同様に、磁束極小部２ｃ，３ｃによる磁束変化の
アンバランスをキャンセルすることができ、コギングを
低減することができる。 （第５実施形態）以下、本発明を具体化した第５実施形
態を説明する。

【００５４】図１２には、本実施形態における電機子６
１の概略構成を示している。電機子６１の電機子コア６
２にも１２個のティース６３が形成されている。この電
機子６１では、隣り合うティース６３における回転方向
側の端部６３ａの間隔をそれぞれ異ならせるように構成
している。つまり、図１２に示す角度θ１〜θ１２は、
基準の角度θ＝３０°に対して、それぞれ微小角度だけ
ランダムにずらしている。

【００５５】このように構成すれば、マグネット２，３
における磁束極小部２ｃ，３ｃの磁束変化によるコギン
グを分散させることができ、モータ振動や騒音を低減す
ることができる。

【００５６】なお、上記以外に次の形態にて具体化でき
る。 ・上記各実施形態において、マグネット２，３は、延長
部２ｂ，３ｂの厚さが端部に向かって徐々に厚くなるよ
う切り欠かれ、該延長部７２ｂの開始点に、磁束密度が
極小値となる磁束極小部７２ｃ，７３ｃを形成する構成
であったが、これに限るものではない。例えば、厚さが
一定であるマグネットにおいて、配向の向きや着磁の強
弱等を変更することによって、延長部の開始点近傍に磁
束極小部を形成し、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た直流モータが提案されてい
る。このような直流モータにおいて、本発明を適用して
も、コギングが低減されモータ振動や騒音を低減するこ
とができる。

【００５７】・上記各実施形態では、２極のブロアモー
タ１，３１に具体化していたが、これ以外に、４極等の
多極直流モータに具体化してもよい。 ・車両用空調装置に用いられるブロアモータ１に具体化
したが、車両のその他装置に使用される直流モータに具
体化してもよい。勿論、車両以外の装置に使用される直
流モータに具体化してもよい。

【００５８】上記実施形態から把握できる技術思想をそ
の効果とともに記載する。 （イ）整流中の前記電機子コイルが巻装されたティース
の前記回転方向側の端部を前記延長部に位置させるよう
にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
記載の直流モータ。このように、整流中の電機子コイル
が巻装されたティースの回転方向側の端部を延長部に位
置させる場合、電機子の回転に伴い整流中の電機子コイ
ルを通過する磁束が増加し、その磁束の増加によって、
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
ができる。

【００５９】（ロ）前記マグネットにおける主磁束部と
延長部との境界部近傍に切り欠き部を設け、前記マグネ
ットの厚さを、前記延長部開始点から前記回転方向側の
端部に向けて徐々に厚くなるよう形成したことを特徴と
する請求項１〜７のいずれか１項に記載の直流モータ。
このようにマグネットを形成すると、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
ることができ、実用上好ましいものとなる。

【００６０】（ハ）前記延長部は、整流角度に対応する
円弧幅を有することを特徴とする請求項項１〜７のいず
れか１項に記載の直流モータ。このように、マグネット
における延長部を整流角度に対応する円弧幅を有するよ
うに形成すれば、リアクタンス電圧を打ち消す誘起電圧
を的確に発生させることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
マグネットの端部に形成した延長部における磁束変化に
より整流を改善し、かつ、マグネットの磁束変化による
コギングを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態におけるブロアモータの概略構
成図。

【図２】 第１実施形態におけるティースの形状を説明
するための説明図。

【図３】 従来のティースの形状を説明するための説明
図。

【図４】 別のティースの形状を説明するための説明
図。

【図５】 別のティースの形状を説明するための説明
図。

【図６】 ティースの形状を説明するための関数を示す
線図。

【図７】 ティースの形状を説明するための指数関数を
示す線図。

【図８】 第２実施形態におけるブロアモータの概略構
成図。

【図９】 第２実施形態における電機子の構成図。

【図１０】 第３実施形態における電機子の構成図。

【図１１】 第４実施形態における電機子の構成図。

【図１２】 第５実施形態における電機子の構成図。

【図１３】 従来の直流モータの概略構成図。

【図１４】 マグネットの回転方向に対する磁束分布を
示す説明図。

【符号の説明】

１…直流モータとしてのブロアモータ、２…マグネッ
ト、２ａ…主磁極部、２ｂ…延長部、２ｃ…磁束極小
部、３…マグネット、３ａ…主磁極部、３ｂ…延長部、
３ｃ…磁束極小部、４…電機子、５…ブラシ、７…電機
子コア、８…電機子コイル、９…コンミテータ（整流
子）、１１…ティース、１２…支柱、１３…突起、２１
…ティース、２２…ティース、３１…直流モータとして
のブロアモータ、３２ａ，３２ｂ…ティース、３３…電
機子、３４…電機子コア、３６…支柱、３７…突起、４
１…電機子、４２…電機子コア、４３…ティース、４４
…支柱、４６…突起、５１…電機子、５２…電機子コ
ア、５３…ティース、６１…電機子、６２…電機子コ
ア、６３…ティース、α…特定角度、Ｏ…中心点、Ｒ１
…半径、Ｒｘ…半径、Ｓｉ…マグネット内周面、Ｓｏ…
ティース外周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 博幸 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA05 AA09 AE06 AE07 5H623 AA02 AA05 BB07 GG13 GG15 GG22 GG28

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のティースを有する電機子コアに電
   機子コイルを巻装してなる電機子と、断面円弧状に形成
   され、前記電機子を挟んで対向配置された複数のマグネ
   ットと、前記電機子に設けられた整流子と接触し、該整
   流子を介して前記電機子コイルに直流電流を供給するブ
   ラシとを備え、 前記マグネットは、主磁極部と、該主磁極部から電機子
   の回転方向側に延出形成された延長部とからなり、該延
   長部の開始点近傍には磁束密度が極小値となる磁束極小
   部が形成され、その磁束極小部を起点とした延長部にお
   ける磁束密度の変化により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ようにし
   た直流モータにおいて、 前記ティースを、その外周面と前記マグネットとの間の
   ギャップが該ティースの中央部分から端部に向けて逐次
   増加するよう形成したことを特徴とする直流モータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流モータにおいて、 前記マグネットにおける内側の円弧面の半径Ｒｘに対し
   て、該円弧面に対向するティース外周面の半径が０．９
   Ｒｘ以下となるよう形成したことを特徴とする直流モー
   タ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の直流モータにおいて、 前記マグネットにおける内側の円弧面に対向する前記テ
   ィース外周面を、複数の曲面を有する形状としたことを
   特徴とする直流モータ。
4. 【請求項４】 偶数個のティースを有する電機子コアに
   電機子コイルを巻装してなる電機子と、断面円弧状に形
   成され、前記電機子を挟んで対向配置された複数のマグ
   ネットと、前記電機子に設けられた整流子と接触し、該
   整流子を介して前記電機子コイルに直流電流を供給する
   ブラシとを備え、 前記マグネットは、主磁極部と、該主磁極部から電機子
   の回転方向側に延出形成された延長部とからなり、該延
   長部の開始点近傍には磁束密度が極小値となる磁束極小
   部が形成され、その磁束極小部を起点とした延長部にお
   ける磁束密度の変化により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ようにし
   た直流モータにおいて、 前記電機子の中心に対し点対称の位置にある一対のティ
   ースについて、一方の中心線と他方の中心線とを特定角
   度だけずらして形成したことを特徴とする直流モータ。
5. 【請求項５】 偶数個のティースを有する電機子コアに
   電機子コイルを巻装してなる電機子と、断面円弧状に形
   成され、前記電機子を挟んで対向配置された複数のマグ
   ネットと、前記電機子に設けられた整流子と接触し、該
   整流子を介して前記電機子コイルに直流電流を供給する
   ブラシとを備え、 前記マグネットは、主磁極部と、該主磁極部から電機子
   の回転方向側に延出形成された延長部とからなり、該延
   長部の開始点近傍には磁束密度が極小値となる磁束極小
   部が形成され、その磁束極小部を起点とした延長部にお
   ける磁束密度の変化により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ようにし
   た直流モータにおいて、 隣り合う前記ティースにおける前記回転方向側の端部の
   間隔が不等間隔となるよう形成したことを特徴とする直
   流モータ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の直流モータにおいて、 前記電機子の中心に対し点対称の位置にある前記間隔に
   ついて、一方の間隔を特定角度に対応する長さ分だけ狭
   くし、他方の間隔を特定角度に対応する長さ分だけ広く
   したことを特徴とする直流モータ。
7. 【請求項７】 請求項４又は請求項６に記載の直流モー
   タにおいて、 前記ティースは、径方向に向けて延設された支柱と、そ
   の先端にて周方向両側に延出形成された円弧状の突起と
   からなり、 前記特定角度は、隣り合うティースにおける前記突起間
   の間隙に対応する角度の半分であることを特徴とする直
   流モータ。