JP2005278364A - Dc motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電機子を回転可能に収容し、前記電機子に磁界を供給する複数の界磁極を周方向に沿って内側面に配設するヨークハウジングを有する直流電動機に関する。 The present invention relates to a DC motor having a yoke housing that rotatably accommodates an armature and has a plurality of field poles for supplying a magnetic field to the armature disposed on an inner surface along a circumferential direction.
直流電動機(直流モータ)はフレミングの左手の法則で駆動する基本的な電動機であり、界磁極(固定子)、電機子(回転子)、整流子、ブラシを有し、界磁極はヨーク(継鉄)によってつながれて、磁気回路を構成している。ヨークは、電機子などを支持、収容するハウジングとしての役目も果たし、ヨークハウジングと称されることもある。 A DC motor (DC motor) is a basic motor that is driven by Fleming's left-hand rule. It has a field pole (stator), an armature (rotor), a commutator, and a brush. Iron) to form a magnetic circuit. The yoke also serves as a housing for supporting and housing an armature and the like, and is sometimes referred to as a yoke housing.
直流電動機は、接触子としての整流子やブラシを有することによって発生する機械損(機械的劣化)などの構造的な弱点を持ちながらも、電流に比例したトルクを発生するなどの制御の容易さもあって、広い分野で用いられ、例えば、自動車用としても、スタータモータの大トルク発生用から、ドアミラーやワイパーやパワーウィンドゥの駆動モータなど、多くの部分に用いられている。 DC motors have structural weaknesses such as mechanical loss (mechanical deterioration) caused by having a commutator or brush as a contactor, but also have ease of control such as generating torque proportional to current. Therefore, it is used in a wide range of fields, for example, for automobiles, for generating a large torque of a starter motor, and for many parts such as a drive motor for a door mirror, a wiper and a power window.
このようなブラシ付きの直流電動機(直流ブラシモータ)に高トルクを発揮させるためには、電機子は界磁極から受ける磁束線を透過させるための断面積が大きい方が好ましいが、それに伴って電機子を収容するヨークハウジングも大きくなる。しかし、広い分野で用いられている直流ブラシモータに対しては、これらを両立する高性能化、小型化への要求も日々、高まっている。 In order for such a brushed DC motor (DC brush motor) to exhibit high torque, it is preferable that the armature has a large cross-sectional area for transmitting magnetic flux lines received from the field pole. The yoke housing that accommodates the child is also enlarged. However, for DC brush motors used in a wide range of fields, demands for high performance and miniaturization that meet these requirements are increasing day by day.
このような要望に対応して、本願の発明者は、電動機の回転軸方向のサイズを小さくする、いわゆる薄く構成する直流ブラシモータを特許文献1において提案している。これによると、電機子に凹部を設け、電機子を回転可能に支持する二つの軸受けのうち、ブラシに近い側に配設される一方の軸受と、ブラシ及びコンミュテータ(整流子)とを電機子の軸方向の長さ内に位置するようにこの凹部内に設置することによって、電動機の回転軸方向のサイズを小さくしている。
In response to such a demand, the inventor of the present application has proposed a so-called thin DC brush motor in
特許文献1に記載の発明では、電機子の回転軸方向のサイズを小さくする方法での小型化が示されている。一方、電機子の回転方向である電動機の径方向の小型化を実現しようとすると、安価で汎用的なフェライト磁石では必要な磁束の量を得ることが困難となる。そこで、高磁束密度、高保磁力など磁気特性に優れた、例えば、希土類磁石を界磁極として用いて、電動機を小型化する方法が用いられることもある。
In the invention described in
このような磁気特性に優れた磁石を用いると界磁極の厚みを薄くすることができ、同じ大きさのヨークハウジング内に電機子を収容するとすれば、その分だけ電機子の径を大きくすることができる。逆に、電機子の大きさを維持すればヨークハウジングを小さくできる。しかし、直流電動機(ヨークハウジング)の外形寸法と、電機子の径との関係によっては、磁気特性に優れた磁石の有する高い磁束密度が充分に使い切れない場合がある。一般に磁気特性に優れた磁石は、フェライト磁石などと比べて高価であり、その磁石の持つ高い特性を充分に活かすことができないとコストパフォーマンスの悪いものとなる。また、ヨークハウジング直径方向の界磁極の厚みを薄くして、磁石の使用量を減らすと共に、磁界の力を弱めて上記課題の解決を図ると、界磁極の保持力が低下し、電機子に流れる電流による電機子起磁力によって界磁極の磁力が低下するので好ましくない。 If a magnet with such excellent magnetic properties is used, the thickness of the field pole can be reduced, and if the armature is accommodated in a yoke housing of the same size, the diameter of the armature is increased accordingly. Can do. Conversely, the yoke housing can be made smaller if the size of the armature is maintained. However, depending on the relationship between the outer dimensions of the DC motor (yoke housing) and the diameter of the armature, the high magnetic flux density of the magnet having excellent magnetic characteristics may not be fully used. In general, a magnet having excellent magnetic characteristics is more expensive than a ferrite magnet and the cost performance is poor if the high characteristics of the magnet cannot be fully utilized. In addition, reducing the thickness of the field pole in the yoke housing diametrical direction, reducing the amount of magnets used, and reducing the magnetic field force to solve the above problem reduces the holding power of the field pole, resulting in an armature. This is not preferable because the magnetic force of the field pole is reduced by the armature magnetomotive force due to the flowing current.
本願発明は上記問題に鑑みてなされたもので、磁石の特性を充分に活かして構成した界磁極を有する直流電動機を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a DC motor having a field pole constructed by fully utilizing the characteristics of a magnet.
上記目的を達成するための本発明に係る直流電動機の第一特徴構成は、各界磁極は、複数の同極性の磁極片に分割され、各磁極片は、隣接する磁極片との間に所定の間隔を有して前記ヨークハウジングに配設される点にある。 In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the DC motor according to the present invention is that each field pole is divided into a plurality of pole pieces of the same polarity, and each pole piece has a predetermined interval between adjacent pole pieces. It is in the point arrange | positioned in the said yoke housing with a space | interval.
第一特徴構成によれば、複数有する界磁極のそれぞれ一極分を複数の磁極片に分割して、所定の間隔を空けてヨークハウジングに配設しているので、一つの界磁極の表面積が減少し、表面積に比例する磁束の量を減らすことができる。例えば、希土類磁石などの高磁束密度の磁石を界磁極に用いると、電機子やヨークハウジングの断面積に対して過剰な磁束密度となることがあるが、これを適正な磁束密度に調整することが可能となる。また、分割、分離して配設することにより、使用する磁石の量を減じることができ、安価に直流電動機を構成することができる。 According to the first characteristic configuration, one pole of each of the plurality of field poles is divided into a plurality of pole pieces and arranged in the yoke housing at a predetermined interval. The amount of magnetic flux that is reduced and proportional to the surface area can be reduced. For example, if a magnet with a high magnetic flux density, such as a rare earth magnet, is used for the field pole, the magnetic flux density may be excessive with respect to the cross-sectional area of the armature or yoke housing. Is possible. Moreover, by dividing | segmenting and arrange | positioning separately, the quantity of the magnet to be used can be reduced and a DC motor can be comprised cheaply.
第二特徴構成は、前記界磁極は、前記ヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部側における前記磁極片の体積を他の部分に比べて減少させて構成している点にある。 The second characteristic configuration is that the field pole is configured by reducing the volume of the pole piece on at least one end side in the circumferential direction of the yoke housing as compared with the other part.
第二特徴構成によれば、例えば同極性の複数の磁極片からなる一つの界磁極のヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部に配設される磁極片について、磁束の量を減らしたり、磁界の強さを弱くするように構成することができる。すなわち、径方向が同じ厚みの磁極片であれば体積が減少することで表面積が減少するので磁束の量が減少し、同じ表面積であれば体積が減少することで厚みが薄くなるので電機子からの距離が離れて磁界の強さが弱くなる。なお、電機子の回転軸方向にも、磁極片が分割して配設されていて周方向端部に複数の磁極片がある場合には、その合計体積を減少させるように構成することもできる。 According to the second characteristic configuration, for example, for the magnetic pole piece disposed at least one end in the circumferential direction of the yoke housing of one field magnetic pole made of a plurality of magnetic pole pieces of the same polarity, the amount of magnetic flux is reduced, It can be configured to reduce the strength of the magnetic field. That is, if the pole pieces have the same thickness in the radial direction, the surface area is reduced by reducing the volume, so the amount of magnetic flux is reduced, and if the surface area is the same, the volume is reduced and the thickness is reduced. The distance of becomes far and the strength of the magnetic field becomes weaker. In addition, when the magnetic pole pieces are divided and arranged in the rotation axis direction of the armature and there are a plurality of magnetic pole pieces at the circumferential ends, the total volume can be reduced. .
直流電動機では、隣接する界磁極間の極性が反転する部分では急激に磁界の方向が変わることから、いわゆるコギングトルクと言われる脈動するようなトルクが発生したり、いわゆる電機子反作用によってブラシ火花が発生したり、この火花による電気雑音が発生することがある。しかし、界磁極端部の磁束を適正に調整可能とすることで、これらを低減することができる。 In DC motors, the direction of the magnetic field changes abruptly at the part where the polarity between adjacent field poles is reversed, so that a pulsating torque called so-called cogging torque is generated, or the brush spark is caused by the so-called armature reaction. Or electrical noise due to this spark may occur. However, these can be reduced by appropriately adjusting the magnetic flux at the end of the field pole.
第三特徴構成は、前記界磁極は、前記電機子の回転軸と略平行な分割線を有し、前記ヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部に位置する前記磁極片の前記電機子の回転軸と略平行な方向の長さが、他の磁極片に対して短く形成されている点にある。 According to a third characteristic configuration, the field pole has a parting line substantially parallel to the rotation axis of the armature, and the armature of the pole piece located at at least one end in the circumferential direction of the yoke housing. The length in the direction substantially parallel to the rotation axis is shorter than the other pole pieces.
第三特徴構成によれば、界磁極を電機子の回転軸と略平行に分割するので、例えば、磁性体をプラスチックなどの熱可塑性の材料に練り込んでヨークハウジングと共に一体成形するような場合に、成形金型が作製容易な形状とできる。すなわち、界磁極を成形金型の抜き方向に合わせて複数の磁極片に分割するので成形金型の作製コストや成形工数を減じることができる。 According to the third characteristic configuration, the field pole is divided substantially parallel to the rotation axis of the armature. For example, when the magnetic material is kneaded into a thermoplastic material such as plastic and integrally formed with the yoke housing. The mold can be easily formed. That is, since the field pole is divided into a plurality of magnetic pole pieces in accordance with the drawing direction of the molding die, it is possible to reduce the manufacturing cost and molding man-hour of the molding die.
さらに、第三特徴構成によれば、界磁極のヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部の磁束の量を減らすように構成することができる。すでに述べたように、直流電動機では、隣接する界磁極間の極性が反転する部分では急激に磁界の方向が変わることから、コギングトルクやブラシ火花、電気雑音などが発生するが、界磁極端部の磁束を適正に調整可能とすることでこれらを低減することができる。 Furthermore, according to the third characteristic configuration, it is possible to reduce the amount of magnetic flux at at least one end of the field pole in the circumferential direction of the yoke housing. As already mentioned, in DC motors, the direction of the magnetic field changes abruptly at the part where the polarity between adjacent field poles is reversed, so cogging torque, brush sparks, electrical noise, etc. occur. These can be reduced by appropriately adjusting the magnetic flux.
第四特徴構成は、前記界磁極は、前記電機子の回転軸と略平行な分割線を有し、前記ヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部に位置する前記磁極片の前記電機子の回転軸に略直交する方向の厚みが、他の磁極片に対して薄く形成されている点にある。 According to a fourth characteristic configuration, the field pole has a parting line substantially parallel to the rotation axis of the armature, and the armature of the pole piece located at at least one end in the circumferential direction of the yoke housing. The thickness in the direction substantially orthogonal to the rotation axis is that it is formed thinner than other pole pieces.
第四特徴構成によれば、界磁極を電機子の回転軸と略平行に分割するので、例えば、磁性体をプラスチックなどの熱可塑性の材料に練り込んでヨークハウジングと共に一体成形するような場合に、成形金型が作製容易な形状とできる。すなわち、界磁極を成形金型の抜き方向に合わせて複数の磁極片に分割するので成形金型の作製コストや成形工数を減じることができる。 According to the fourth feature configuration, the field pole is divided substantially parallel to the rotation axis of the armature. For example, when the magnetic material is kneaded into a thermoplastic material such as plastic and integrally formed with the yoke housing. The mold can be easily formed. That is, since the field pole is divided into a plurality of magnetic pole pieces in accordance with the drawing direction of the molding die, it is possible to reduce the manufacturing cost and molding man-hour of the molding die.
さらに、第四特徴構成によれば、界磁極のヨークハウジングの周方向の少なくとも一方の端部の磁界の強さを減じるように構成することができる。電機子の回転軸に略直交する方向の厚みを薄くすると、電機子からの距離が遠くなって、界磁極端部の磁界の強さが弱くなる。上記と同様に、コギングトルクやブラシ火花、電気雑音等の問題を軽減することができる。 Furthermore, according to the fourth characteristic configuration, the magnetic field strength of at least one end of the field pole in the circumferential direction of the yoke housing can be reduced. If the thickness in the direction substantially perpendicular to the rotation axis of the armature is reduced, the distance from the armature is increased, and the strength of the magnetic field at the end of the field pole is reduced. Similar to the above, problems such as cogging torque, brush sparks, and electrical noise can be reduced.
別の構成として、前記界磁極は、互いに交差する少なくとも2以上の方向の分割線により複数の同極性の磁極片に分割されているように構成することもできる。 As another configuration, the field pole may be divided into a plurality of pole pieces having the same polarity by dividing lines in at least two directions intersecting each other.
この構成によれば、例えば電機子の周方向と回転軸方向の2方向に界磁極を分割するので、界磁極の磁束分布を分割前の界磁極の全面から均一に間引くことができ、より適正な磁束密度に調整することが可能となる。また、この適正な分割によって、必要最小限の磁石(磁性体)の使用量で直流電動機を構成することができる。 According to this configuration, for example, the field pole is divided in two directions, ie, the circumferential direction of the armature and the rotation axis direction. Therefore, the magnetic flux distribution of the field pole can be uniformly thinned from the entire surface of the field pole before the division, and more appropriate It is possible to adjust to a proper magnetic flux density. In addition, with this proper division, a DC motor can be configured with the minimum necessary amount of magnet (magnetic material) used.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図6は、直流電動機のヨークハウジング2と界磁極1との構成例を示す斜視図及びその展開図である。電機子(不図示)は、図6(イ)に示すヨークハウジング2の中心を回転軸として回転する。図6(ロ)は、図6(イ)を回転軸方向で半分に切断した斜視図であり、図6(ハ)はその展開図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the
図6に示した直流電動機の例では、界磁極1は4極有り、ヨークハウジング2の内側、つまり電機子側にN極を向けた界磁極1Nと、S極を向けた界磁極1Sとを各々2極ずつ有している。ここで、一つの界磁極1はヨークハウジング2の周方向に約65度の開き角をもって設けられている。なお、図6に示す界磁極1は、この領域が一つの極性を有する界磁極1であることを表すものであり、必ずしも構成物としての磁石が存在することを限定するものではない。界磁極1を構成する磁石の配設例については、以下本発明に係る実施形態において説明する。
In the example of the DC motor shown in FIG. 6, the
[第一の実施形態]
図1は、本発明の第一の実施形態に係る直流電動機の界磁極の構成例を示す斜視図及びその展開図である。図1に示すように、各界磁極は、複数の同極性の磁極片1aと1bと1cと1d(以下1a〜1dと同義)とに分割され、各磁極片1a〜1dは、隣接する磁極片との間に所定の間隔G1を有してヨークハウジング2に配設されている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a field pole of a DC motor according to a first embodiment of the present invention and a developed view thereof. As shown in FIG. 1, each field pole is divided into a plurality of
界磁極1の磁束の量は、電機子側すなわちヨークハウジング2の内面側の界磁極1の表面積に比例する。従って、図1に示したように界磁極1を分割して、ヨークハウジング2の周方向に所定の間隔G1を設けて配置すると、所定の間隔G1の分だけ表面積が減少し、磁束の量を減らすことができる。希土類磁石などの高磁束密度の磁石を界磁極1に用いると、電機子やヨークハウジング2の断面積に対して過剰な磁束密度となることがあるが、これを適正な磁束密度に調整することが可能となる。また、高磁束密度の磁石は一般に高価であるが、分割、分離して配設することにより、使用する磁石の量を減じることができ、安価に直流電動機を構成することができる。
The amount of magnetic flux of the
より好適には、この分割は3つ以上の磁極片への分割であることが望ましい。少なくとも一つの界磁極1を、例えば、ヨークハウジング2の周方向の一方の端部の磁極片1aと、中央の磁極片1b及び1cと、他方の端部の磁極片1dとの3つに分けて考えることができ、実用的である。
More preferably, this division is a division into three or more pole pieces. At least one
なお、電機子の径と磁束の量とを適切なバランスに調節するのであれば、電機子の回転軸に直交する方向の界磁極1の厚みを薄くすると共に、電機子の径を大きくすることでも対応できる。しかし、界磁極1を薄くすると界磁極1を構成する磁石の保磁力が低下する。界磁極1によって作られた磁界内を電機子が回転すると、電機子に巻かれた電機子巻線に流れる電流による電機子起磁力によって界磁極1の作る磁界とを反対方向の磁界を発生する。保磁力が低いと、この逆起磁力に抗することができずに界磁極1の磁力が低下する現象(減磁)が発生する可能性が高くなるので、表面積を減じて磁束の量を調整する構成が好ましい。
If the armature diameter and the amount of magnetic flux are adjusted to an appropriate balance, the thickness of the
なお、第一の実施形態においては、界磁極1を電機子の回転軸と略平行な分割線L1で分割している。これは、界磁極1をヨークハウジング2と共に一体成形して配設する場合に特に有効な分割方法である。詳細を以下に説明する。
In the first embodiment, the
磁石には様々な種類があるが、大部分は硬くてもろいという欠点がある。この欠点を補うために開発されたものがボンド磁石と呼ばれるものである。ボンド磁石は、磁性体の粉末と、プラスチック(熱可塑性樹脂)やゴムなどの結合剤と、カップリングと称される、糊の役目をする特殊添加剤とを混合し、圧縮、射出、押出などによって所定の形に成形固化した磁石である。名称としてはプラスチック磁石(プラマグ)、ゴム磁石、ボンド磁石など様々なものがあるが、本明細書中では、以下、プラマグと称する。 There are various types of magnets, but most have the disadvantage of being hard and brittle. What has been developed to compensate for this drawback is called a bonded magnet. Bonded magnets are a mixture of magnetic powder, a binder such as plastic (thermoplastic resin) or rubber, and a special additive that acts as a glue, called a coupling, and is used for compression, injection, extrusion, etc. The magnet is molded and solidified into a predetermined shape. There are various names such as plastic magnets (plastic magnets), rubber magnets, and bonded magnets. In the present specification, these are hereinafter referred to as plastic magnets.
このプラマグは、硬くてもろいという欠点を補い、柔軟な形に成形可能であることから実用的には直流電動機の界磁極1として良く用いられる。また、成形で作ることができるので、ヨークハウジング2との一体成形も技術的には可能である。そして、この一体成形を行う場合には、金型の抜き方向は電機子の回転軸に沿った方向となる。従って、界磁極1を電機子の回転軸と略平行な分割線L1で分割すると金型形状が簡潔となって金型作製コストが低減でき、この金型を使った成形も容易になる。また、分割により、材料の使用量を減らすことができる。このように、適正な磁束密度に調整された界磁極1を有する直流電動機を安価に提供することが可能となる。
This plastic mug is often used as a
なお、隣接する各磁極片1a〜1dの隙間には、分割された各磁極片1a〜1dの保持手段として利用可能な別の成形物を他の樹脂などで形成してもよい。また、上記では各磁極片1a〜1dのヨークハウジング2の周方向の幅や、各磁極片1a〜1dの間の所定の間隔G1は一様であるように図示しているが、各磁極片1a〜1dごとに幅を変えてもよいし、所定の間隔G1の値を変えてもよい。
In the gaps between the adjacent
[第二の実施形態]
図2は、本発明の第二の実施形態に係る直流電動機の界磁極の構成例を示す展開図である。これによると、ヨークハウジング2の周方向の少なくとも一方の端部側における磁極片1f及び1gの体積を他の部分の磁極片1eに比べて減少させて構成している。特に図2に示した構成例では、界磁極1は、電機子の回転軸と略平行な分割線を有し、ヨークハウジング2の周方向の少なくとも一方の端部に位置する磁極片1f及び1gの電機子の回転軸と略平行な方向の長さH2及びH3が、他の磁極片1eの長さH1に対して短く形成されている。図2に示した例では、一つの界磁極1のヨークハウジング2周方向の両方の端部にある磁極片1f及び1gについて、電機子の回転軸方向の長さを短くして、両端部の磁束の量を減らすように構成している。ここで一つの界磁極1は、ヨークハウジング2の周方向の両端部の磁極片1f及び1gと、中央の磁極片1eとの3つ以上の磁極片へ分割されており、各磁極片1e〜1gの磁束の調整をそれぞれに対して好適に実施できる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a development view showing a configuration example of the field pole of the DC motor according to the second embodiment of the present invention. According to this, the volume of the
直流電動機では、隣接する界磁極1間の極性が反転する部分では急激に磁界の方向が変わることから、いわゆるコギングトルクと言われる脈動するようなトルクが発生したり、いわゆる電機子反作用によってブラシ火花が発生したり、この火花による電気雑音が発生することがある。しかし、界磁極1端部の磁束を適正に調整可能とすることで、これらを低減することができる。
In a DC motor, the direction of the magnetic field changes abruptly at a portion where the polarity between
図2に示した構成例では、ヨークハウジング2の周方向の少なくとも一方の端部側における磁極片1f及び1gの体積を他の部分1eに比べて減少させるとともに、隣接する界磁極1端部で互いに体積を減少させる磁極片1f及び1gの配置を上下交互となるようにしている。体積を減少させる方法として、本実施形態では、隣接する界磁極1端部で互いに短く形成された磁極片1f及び1gの配置を上下交互となるように構成している。このように構成することによって、回転トルクを確保するための界磁極1間の間隔を広げすぎることなく、磁界の急激な変化を防止することができる。
In the configuration example shown in FIG. 2, the volume of the
なお、界磁極1の構成例は図2に示したものに限定されるものではなく、電機子の回転軸方向にも、磁極片が分割して配設されていて周方向端部に複数の磁極片がある場合には、その回転軸方向への合計長さや合計体積を減少させるように構成してもよい。また、ヨークハウジング2周方向の各磁極片1e〜1gの幅や厚さ、各磁極片の所定間隔についても、一様である必要はなく、磁極片ごとに値を変えてもよい。当然、同一の磁極片内で回転軸方向の厚みを変えてもよい。
The configuration example of the
[第三の実施形態]
図3及び図4は、本発明の第三の実施形態に係る直流電動機の界磁極の構成例を示す斜視図である。ここで、界磁極1は、電機子の回転軸と略平行な分割線を有し、ヨークハウジング2の周方向の少なくとも一方の端部に位置する磁極片1i又は1jの電機子の回転軸に略直交する方向の厚みT2又はT3が、他の磁極片1hの厚みT1に対して薄く形成されている。
[Third embodiment]
3 and 4 are perspective views showing a configuration example of field poles of a DC motor according to a third embodiment of the present invention. Here, the
図3に示す構成では、一つの界磁極1を構成する磁極片1h及び1iのうち、ヨークハウジング2の周方向の両端部の磁極片1iの厚みT2を、中央部の磁極片1hの厚みT1よりも薄くして電機子からの距離が遠くなるようにしている。また、図4に示す構成では、一つの界磁極1を構成する磁極片1h及び1jのうち、ヨークハウジング2の周方向の両端部の磁極片1jについては端部へ向かうに従って厚みT1から厚みT3へと薄くして、電機子からの距離が遠くなるようにしている。共に、一つの界磁極1の両端部が電機子に及ぼす磁界の強さが次第に弱くなるように構成している。これにより、第二の実施形態と同様に、コギングトルクやブラシ火花、電気雑音等の問題を軽減することができる。
In the configuration shown in FIG. 3, among the
なお、厚みを薄くする磁極片については、電機子起磁力による減磁が生じない程度の厚みを有している。また、ヨークハウジング2の周方向の各磁極片1h〜1jの幅や厚みT1(又はT2又はT3)や、各磁極片の所定間隔についても、一様である必要はなく、磁極片ごとに値を変えてもよい。
Note that the magnetic pole piece whose thickness is reduced has a thickness that does not cause demagnetization due to the armature magnetomotive force. Further, the width and thickness T1 (or T2 or T3) of the
[第四の実施形態]
図5は、本発明の第四の実施形態に係る直流電動機の界磁極の構成例を示す斜視図及びその展開図である。ここで、界磁極1は、互いに交差する少なくとも2以上の方向の分割線L1及びL2により複数の同極性の磁極片1kに分割されている。図5では、一例として電機子の回転軸に略平行な分割線L1を有すると共に、回転軸と直交する分割線L2を有する構成を示したが、これに限定するものではなく、どちらか一方又は両方が前記回転軸に対して斜めの分割線を有していてもよい。
[Fourth embodiment]
FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration example of a field pole of a DC motor according to a fourth embodiment of the present invention and a developed view thereof. Here, the
電機子(ヨークハウジング2)の周方向と回転軸方向の両方にそれぞれ所定の間隔G1、G2を有するように界磁極1を磁極片1kに分割するので、界磁極1の磁束分布を分割前の界磁極1の全面から均一に間引くことができ、より適正な磁束密度に調整することが可能となる。また、この適正な分割によって、必要最小限の磁石(磁性体)の使用量で直流電動機を構成することができる。
Since the
また、このような分割を行った上で、ヨークハウジング2の周方向の少なくとも一方の端部側における磁極片1kの合計体積を他の部分に比べて減少させて構成させてもよい。そうすると、界磁極1の磁束分布を分割前の界磁極1の全面から均一に間引くことができるとともに、界磁極端部の磁束を適正に調整できる。なお、各磁極片1kの大きさ(体積や長さ)や、各磁極片1kの所定の間隔G1及びG2についても、一様である必要はない。
Further, after such a division, the total volume of the
以上、説明したように構成することにより、磁石の特性を充分に活かして構成した界磁極を有する直流電動機を提供することが可能となる。 By configuring as described above, it is possible to provide a DC motor having a field pole configured by fully utilizing the characteristics of the magnet.
以上、磁石の特性を充分に活かした界磁極を有する直流電動機を提供することを可能とする構成について説明したが、直流機であれば同様に構成可能である。従って、直流発電機の界磁極の構成に対しても適用可能である。 As described above, the configuration that makes it possible to provide a DC motor having a field pole that fully utilizes the characteristics of the magnet has been described. However, a DC motor can be similarly configured. Therefore, the present invention can also be applied to the configuration of the field pole of a DC generator.
1 界磁極
1a〜1d 磁極片
2 ヨークハウジング
G1 所定の間隔
L1 分割線
1
Claims (4)
各界磁極は、複数の同極性の磁極片に分割され、各磁極片は、隣接する磁極片との間に所定の間隔を有して前記ヨークハウジングに配設される直流電動機。 In a DC motor having a yoke housing that rotatably accommodates an armature and arranges a plurality of field poles for supplying a magnetic field to the armature on an inner surface along a circumferential direction,
Each field pole is divided into a plurality of pole pieces having the same polarity, and each pole piece is disposed in the yoke housing with a predetermined interval between adjacent pole pieces.
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