JP2006262658A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸側からの外力でアマチュアが回転せず、且つ、小型で低振動・低騒音のモータを得ることを可能とする。
【解決手段】リングマグネットとクシ歯ヨークでトルクリップルを発生するトルクリップル発生装置を有し、トルクリップル発生装置を設け、出力軸側から外力がかかったときにはトルクリップル発生装置が発生するトルクリップルとアマチュアが発生するトルクリップルが合成されてアマチュアの回転を防止し、且つ、アマチュアが駆動したときには２つのトルクリップルが相殺されるため振動が低減することより、モータ出力の損失が少なく小型にでき、振動・騒音が小さくなる。
更に、トルクリップル発生装置のマグネット近傍に磁気センサを配置することで、アマチュアの回転検出ができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、出力側からの外力に対してアマチュアが回転しにくく、且つ、低振動・低騒音のモータに関する。

従来のモータとして、例えば自動車の窓ガラスを開閉するモータ等は、窓ガラスを押し下げる外力がかかってもガラスが下がらないよう、アマチュア軸の先端にブレーキカを発生させるスラスト軸受を装着してアマチュアの回転を防止しているものがあった。また、モータの振動を低減する方法として、
一般的にはアマチュアコアのスロットを斜めにしたり、マグネット内周とアマチュアコア外周の隙間をマグネット中央部よりマグネット端を広くして磁束の変化を緩やかにしていた。

しかし、アマチュア軸先端にブレーキカを発生するスラスト軸受を装着すると、モータが駆動した時に発生する出力を損失して、モータを小型に出来ないという欠点があった。また、振動を低減するためにアマチュアコアを斜めにしたり、マグネット端部とアマチュアコアの隙間を広くすると、磁束量が低下してモータを小型に出来ないという欠点があった。（例えば、特許文献１参照）
特開平２−９０７５４号公報

解決しようとする問題点は、出力軸側からの外力でアマチュアが回転しないようにするためにモータの出力を損失し、また、低振動・低騒音にするためにモータの出力を損失して小型に出来ない点である。

本発明は、モータの出力損失を少なくして小型にするために、トルクリップル発生装置を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明のモータは、トルクリップル発生装置を設け、出力軸側から外力がかかったときにはトルクリップル発生装置が発生するトルクリップルとアマチュアが発生するトルクリップルが合成されてアマチュアの回転を防止し、且つ、アマチュアが駆動したときには２つのトルクリップルが相殺されるため振動が低減することより、モータ出力の損失が少なく小型にでき、振動・騒音が小さいという利点がある。
更に、トルクリップル発生装置のマグネット近傍に磁気センサを配置することで、アマチュアの回転検出ができるという利点がある。

出力軸側からの外力に対するアマチュアの回転防止及びアマチュアが駆動したときの振動の低減と、モータの出力損失を少なくしてモータを小型化するという目的を、最小の部品点数で実現した。

図１は、本発明の１実施例のトルクリップル発生装置の断面図であって、出力軸側から駆動したときの状態を示す。

出力軸６が外力によって矢印方向に回転すると、出力軸６の回転方向端部６ａがマグネットホルダー２及びカップリング３と当接しマグネットホルダー２及びカップリング３を回転させる。

マグネットホルダー２には、リングマグネット１が保持されていて、マグネットホルダー２と一体となって回転する。リングマグネット１の外周にはクシ歯ヨーク４が所定の隙間をもって配置国定されていて、ラジアル方向に多極着磁されたリングマグネット１の磁力が、クシ歯ヨーク４の歯部４ａでは強く、非歯部４ｂでは弱くなることで、トルクリップルを発生する。

また、カップリング３はアマチュア軸５と勘合しており、図２に示すアマチュア軸５と一体となったアマチュアコア９とマグネット１０との間でトルクリップルを発生する。

トルクリップル発生装置が発生するトルクリップルの位相とアマチュアが発生するトルクリップルの位相が同相になるように、リングマグネット１の磁極数と、クシ歯ヨーク４の歯数と、マグネットホルダー２のストッパー部２ａの位置と、カップリング３の爪部３ａの角度と、カップリング３とアマチュア軸５の回転方向相対位置を決定している。

図３に、２つのトルクリップルと、２つのトルクリップルが合成されて略倍増したトルクリップルを示す。

出力軸側から外力がかかったときには、２つのトルクリップルが合成され略倍増することより、アマチュアの回転を防止するためモータ出力を損失せず、モータを小型にできるという効果がある。

図４は、図１同様で、アマチュア軸が駆動（すなわちモータが駆動）したときの状態を示す。

アマチュア軸５と勘合するカップリング３が矢印方向に回転すると、図１に示すあそび１１の分だけ移動して出力軸６の回転方向端部６ｂに当接し、更に回転すると出力軸６と当接したマグネットホルダー２が回転し、トルクリップル発生装置がトルクリップルを発生させることとなる。
カップリング３があそび１１の分だけ回転したときに、アマチュアが発生するトルクリップルの位相とは逆位相となるようにあそび１１の角度を決定している。

図５に、２つのトルクリップルと、２つのトルクリップルが合成されて相殺されたトルクリップルを示す。

モータが駆動したときには、２つのトルクリップルが相殺されてアマチュアが滑らかに回転することで低振動・低騒音のモータとなるという効果がある。

実施例１では、リングマグネット１にラジアル方向の多極着磁をし、リングマグネット１の外周にクシ歯ヨーク４を配置したが、リングマグネット１のアキシヤル方向に多極着磁をし、リングマグネット１の端面に対向した位置にクシ歯ヨーク４を配置しても良い。

実施例１では、リングマグネット１とマグネットホルダー２を別部品としたが、マグネット材で−体で形成しても良い。

マグネットホルダー２を磁性体で形成すれば、バックヨークとしてリングマグネット１の磁力を増強することができ、トルクリップル発生装置を小型化できるという効果がある。

リングマグネット１近傍に磁気センサ（図示省略）を配置すればパルス信号発生装置となり、安価にモータの回転を検出する手段を得ることができる。

トルクリップル発生装置を設けて出力軸側からの外力に対しアマチュアの回転を防止できることによって、自動車の窓ガラス開閉装置等のように、ガラス側からの外力でガラスが下がってはならない用途にも適用できる。

出力軸側から駆動したときのモータのトルクリップル発生装置を示した断面図 アマチュアを収納したモータ部を示す断面図 出力軸側から駆動したときのトルクリップルを示した説明図 アマチュアから駆動したときのトルクリップル発生装置を示した断面図 アマチュアから駆動したときのトルクリップルを示した説明図 トルクリップル発生装置を示した斜視図 従来のモータを示した断面図

符号の説明

１ リングマグネット
２ マグネットホルダー
２ａ ストッパー部
３ カップリング
３ａ 爪部
４ クシ歯ヨーク
４ａ 歯部
４ｂ 非歯部
５ アマチュア軸
６ 出力軸
６ａ 回転方向端部
６ｂ 回転方向端部
９ アマチュアコア
１０ マグネット
１１ あそび
１２ 外装（ケース）

Claims (12)

1. マグネットを収納したフレームと、前記マグネットの磁束で回転トルクを発生するアマチュアで構成されたモータと、前記アマチュアの軸と同軸上に配置された出力軸と、前記アマチュア軸と前記出力軸を連結するカップリングと、前記アマチュア軸と同軸上に配置されたリングマグネットと、前記リングマグネットを保持するマグネットホルダーと、前記マグネットホルダーと所定の隙間をもって対向し固定されたクシ歯ヨークとで構成されたトルクリップル発生装置を備え、前記トルクリップル発生装置のトルクリップル周期が、前記アマチュアが回転した時に発生するトルクリップルの周期と同じになるように前記リングマグネットの極数と前記クシ歯ヨークの歯数が決められており、前記出力軸を駆動した時には前記アマチュアが回転した時に発生するトルクリップルとトルクリップル発生装置が発生するトルクリップルの周期が逆相となり、且つ、前記モータが駆動した時には
   前記２つのトルクリップルが同相となるよう、前記アマチュア軸とカップリング、又はカップリングと出力軸の間に、回転方向に所定のあそびを設けたことを特徴とするモータ。
2. 前期トルクリップル発生装置が発生するトルクリップルは、前記アマチュアが回転した時に発生するトルクリップルと略等しいトルクに設定されており、前記出力軸を駆動したときには前記２つのトルクリップルが同相となってトルクが略倍増することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前期トルクリップル発生装置が発生するトルクリップルは、前記アマチュアが回転した時に発生するトルクリップルと略等しいトルクに設定されており、アマチュアが駆動したときには前記２つのトルクリップルが逆相となって互いに打ち消し合うことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
4. 前記リングマグネットがラジアル方向に着磁され、前記クシ歯ヨークが前記リングマグネットの外周に所定の隙間をもって配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記リングマグネットがアキシヤル方向に着磁され、前記クシ歯ヨークが前記リングマグネットのいずれか片側の端面に所定の隙間をもって配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
6. 前記リングマグネットと前記マグネットホルダーがマグネット材により−体で形成されたことを特徴とする請求項１〜５に記載のモータ。
7. 前記マグネットホルダーが磁性体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記リングマグネットの内周面に磁性体を配置したことを特徴とする請求項４及び請求項７のいずれかに記載のモータ。
9. 前記リングマグネットの反クシ歯ヨーク側端面に磁性体を配置したことを特徹とする請求項５及び請求項７のいずれかに記載のモータ。
10. 前記リングマグネット近傍に磁気感応センサを配置し、前記アマチュアの回転検出をおこなうことを特徴とするモータ。
11. 前記請求項１〜１０のいずれかに記載のモータを設けた車両用ウィンドウ開閉装置。
12. 前記請求項１〜１０のいずれかに記載のモータを設けた自動車。
    
    

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