JP2007028704A

JP2007028704A - 電気モータ

Info

Publication number: JP2007028704A
Application number: JP2005203064A
Authority: JP
Inventors: Koushiyo Hirai; 宏承平井
Original assignee: Eishindo KK
Current assignee: Eishindo KK
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】
磁石とブラシとの位置関係を調節して、回転軸の回転スピード及び回転軸の回転方向を調節することができる電気モータを提供する。
【解決手段】
電気モータ１は、円筒状の固定ケース２と、固定ケース２に回動可能に取り付けられた回動ケース５０とを有する。固定ケース２には、電機子３１及び整流子４１が取り付けられた回転軸３０が回動可能に設けられ、さらに、整流子４１と接触する一対のブラシ２３，２５が固定して設けられている。回動ケース５０には、回動することによって、固定ケース２の一対のブラシ２３，２５との位置関係が調節される、少なくとも一つの磁石７０，７５が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸の回転スピード及び回転方向を調節することができる電気モータに関する。

従来の電気モータは、ケースと、前記ケースに回動可能に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられた電機子及び整流子と、前記ケースに設けられた、整流子と接触する一対のブラシと、前記ケースに設けられた２つの磁石とを有する。電機子は、３個の突極を有する電機子コアと、各突極に捲回された電機子コイルとからなる。整流子は、略円筒状に形成され、外周面に３つの導電部が形成されている。前記電機子コイルの端末は、前記整流子の導電部に結線されている。ケースには、回転軸を挟んで対向するようにして配置された磁極の異なる２つの磁石が設けられている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−３４６３７０号公報

上記従来の電気モータは、電気が供給されると回転軸が一定方向に回転する。これは、回転軸に設けられた電機子の各突極が、Ｎ極（Ｓ極）の磁石に近付く時はＳ極（Ｎ極）に磁化されて引き寄せられ、Ｎ極（Ｓ極）の磁石から離れる時はＮ極（Ｓ極）に磁化されて反発させられるので、回転軸が回転する。電機子の各突極は、Ｎ極（Ｓ極）の磁石に近接すると、極性がタイミング良く切り替わるようになっている。回転軸の回転スピードを変化させるには、抵抗を備えた操作レバーにより電気の供給量を変えることによって行われてきた。また、回転軸の回転方向を変化させるには、切替スイッチ等により電流の流れる方向を変えることによって行われてきた。しかし、電気の供給量及び電流の流れる方向が一定であるにもかかわらず、回転軸の回転スピード及び回転軸の回転方向を変化させることができる電気モータは存在しなかった。

本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、磁石とブラシとの位置関係を調節して、電気の供給量及び電流の流れる方向が一定であっても、回転軸の回転スピード及び回転軸の回転方向を調節することができる電気モータを提供することを目的とする。

本願請求項１に係る電気モータは、上記目的を達成するため、円筒状の固定ケースと、前記固定ケースに回動可能に取り付けられた回動ケースとを有し、前記固定ケースには、電機子及び整流子が取り付けられた回転軸が回動可能に設けられ、さらに、前記整流子と接触する一対のブラシが固定して設けられており、前記回動ケースには、回動することによって、固定ケースの一対のブラシとの位置関係が調節される、少なくとも一つの磁石が設けられている。

本願請求項２に係る電気モータは、上記目的を達成するため、前記回動ケースには、磁極の異なる一対の磁石が対向して設けられている。

本願請求項３に係る電気モータは、上記目的を達成するため、前記固定ケース及び回動ケースは、合成樹脂素材によって形成されている。

本願発明に係る電気モータは、円筒状の固定ケースと、固定ケースに回動可能に取り付
けられた回動ケースとを有する。固定ケースには、電機子及び整流子が取り付けられた回転軸が回動可能に設けられ、さらに、前記整流子と接触する一対のブラシが固定して設けられている。回動ケースには、少なくとも一つの磁石が設けられている。従って、本願発明に係る電気モータは、回動ケースを回動すると、少なくとも一つの磁石も回動し、少なくとも一つの磁石と、固定ケースの一対のブラシとの位置関係が調節され、回転軸の回転速度及び回転方向を調節することができるという効果がある。

即ち、本願発明に係る電気モータは、電機子の磁極が切り替わるタイミングが一定であり、タイミングの切り替わる位置近傍に磁石が位置していると、回転軸が高速で回転するが、タイミングの切り替わる位置から磁石を離していくと、回転軸の回転速度が落ちていって停止した後、逆回転する。このように、本願発明に係る電気モータは、回動ケースを回動するだけ、回転軸の回転速度及び回転方向を調節することができ、従来のように、回転速度を変えるための電気抵抗器や、回転方向を切り換えるための切替スイッチが不要となり、安価且つコンパクトな構成にすることができるという効果がある。

本願発明に係る電気モータの実施の形態を図１乃至図１４に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る電気モータの一つの実施の形態を示す全体斜視図である。図２は、前記電気モータの分解斜視図である。図３は、前記電気モータの正面断面図である。図４、５は、前記電気モータの上から視た平面図である。図６乃至図１３は、前記電気モータの動きを説明する説明図である。図１４は、前記電気モータの回動ケースの回動位置と回転軸の回転速度の関係を説明する説明図である。

電気モータ１は、円筒状の固定ケース２と、前記固定ケース２に回動可能に取り付けられた回動ケース５０とを有する。前記固定ケース２には、電機子３１及び整流子４１が取り付けられた回転軸３０が回動可能に設けられ、さらに、前記整流子４１と接触する一対のブラシ２３，２５が固定して設けられている。

前記回動ケース５０には、回動することによって、固定ケース２の一対のブラシ２３，２５との位置関係が調節される、少なくとも一つの磁石７０，７５が設けられている。なお、前記回動ケース５０には、磁極の異なる一対の磁石７０，７５が対向して設けられていることが望ましい。前記固定ケース２及び回動ケース５０は、合成樹脂素材によって形成されている。

さらに電気モータについて詳細に説明する。図１乃至３に示すように、電気モータ１は、固定ケース２を有する。固定ケース２は、合成樹脂素材によって円筒状に形成されている。固定ケース２は、円周壁３と、円周壁３の一方の開口５に嵌合して取り付けられた軸受け部材１０と、円周壁３の他方の開口６に嵌合して取り付けられた基部材１５とからなる。固定ケース２の内部には、断面略円形の収納室７が形成されている。

図１乃至３に示すように、収納室７の略軸心上に回転軸３０が設けられている。回転軸３０は、軸受け部材１０と基部材１５に回動可能に軸受けされている。軸受け部材１０は、円板状に形成され、略中心に軸受け孔１１が設けられている。軸受け部材１０は、円周壁３の一方の開口５から収納室７内に嵌合され、接着剤、ネジ等により円周壁３に固定して取り付けられている。

基部材１５は、円盤状に形成され、略中心に軸受け孔１６が設けられている。基部材１５の一方の面１７の周囲には、環状の周壁１９が形成されている。また、基部材１５の一方の面１７には、前記軸受け孔１６を挟んで対向する係止突起２０，２１が突設されている。一方の係止突起２０と周壁１９の間には、導電部材によって形成された第１のブラシ
２３が差し込まれて固定されている。他方の係止突起２１と周壁１９の間には、導電部材によって形成された第２のブラシ２５が差し込まれて固定されている。また、基部材１５は、他方の面１８に略Ｄ字状の差込突起１４が形成されている。

第１のブラシ２３は、先端２３ａが軸受け孔１６に向かって延びており、後部２３ｂが折曲されて一方の係止突起２０と周壁１９の間に差し込まれ、一端２３ｃが基部材１５に形成された透孔２６を介して外周面２８側に突出している。第２のブラシ２５は、先端２５ａが軸受け孔１６に向かって延びており、後部２５ｂが折曲されて他方の係止突起２１と周壁１９の間に差し込まれ、一端２５ｃが基部材１５に形成された透孔２７を介して外周面２８側に突出している。

図２，３に示すように、回転軸３０は、両端が軸受け部材１０の軸受け孔１１と基部材１５の軸受け孔１６に回動可能に軸受けされている。回転軸３０には、電機子３１と整流子４１が設けられている。電機子３１は、３個の突極Ａ３２，突極Ｂ３３，突極Ｃ３４を有する電機子コア３５と、突極Ａ３２，突極Ｂ３３，突極Ｃ３４に捲回された電機子コイル３６とからなる。電機子コア３５は、複数の鉄片３７が重ね合わされて形成されている。

整流子４１は、略円筒状に形成された胴部４２と、胴部４２の外周面４３に形成された３つの導電部ａ４５，導電部ｂ４６，導電部ｃ４７とからなる。前記電機子コイル３６の端末は、整流子４１の３つの導電部ａ４５，導電部ｂ４６，導電部ｃ４７に結線されている。電機子３１は、収納室７内に収納されている。当該整流子４１の３つの導電部ａ４５，導電部ｂ４６，導電部ｃ４７は、回転軸３０の回転に伴って、前記第１と第２のブラシ２３，２５の先端２３ａ，２５ａに交互に摺接する。前記電機子コイル３６の端末の結線の方法は、既に公知なので説明を省略する。

図２，３に示すように、固定ケース２の円周壁３は、電機子３１を挟んで対向する位置に、第１の透孔８と第２の透孔９が形成されている。第１の透孔８は、軸心が収納室７の軸心に向かうように、固定ケース２の直径方向に形成されている。第２の透孔９も、軸心が収納室７の軸心に向かうように、固定ケース２の直径方向に形成されている。

図２，３に示すように、固定ケース２には、回動ケース５０が回動可能に設けられている。回動ケース５０は、内周面５１と外周面５２を備えた筒状に形成されている。内周面５１の一端５３には、環状の係合縁５６が形成されている。回動ケース５０は、内周面５１の内径が、前記固定ケース２の外周面４の外径と略同じに形成されている。回動ケース５０は、内周面５１の他端側から固定ケース２に嵌合すると、係合縁５６が固定ケース２の外周端に係合し、固定ケース２に回動可能に取り付けられる。

回動ケース５０は、固定ケース２に回動可能に取り付けられた際、固定ケース２の第１の透孔８及び第２の透孔９と略同じ位置となる第１の取付穴６０と第２の取付穴６５が形成されている。第１の取付穴６０と第２の取付穴６５は、回動ケース５０の軸心を挟んで対向して設けられている。

第１の取付穴６０は、これの軸心が回動ケース５０の軸心に向かうように、回動ケース５０の直径方向に形成されている。第１の取付穴６０は、回動ケース５０の外周面５２側に形成され、回動ケース５０の内周面５１側に形成された第１の連通孔６１と連通している。第１の連通孔６１は、第１の取付穴６０より内径が狭くなっている。

第２の取付穴６５は、これの軸心が回動ケース５０の軸心に向かうように、回動ケース５０の直径方向に形成されている。第２の取付穴６５は、回動ケース５０の外周面５２側
に形成され、回動ケース５０の内周面５１側に形成された第２の連通孔６６と連通している。第２の連通孔６６は、第２の取付穴６５より内径が狭くなっている。

前記第１の取付穴６０には、第１の磁石７０が取り付けられている。前記第２の取付穴６５には、第２の磁石７５が取り付けられている。第１の磁石７０の磁極は、Ｎ極であり、第２の磁石７５の磁極は、Ｓ極である。

前記電気モータ１は、電池ボックス８０に固定して取り付けられる。電池ボックス８０は、電池を収納する電池収納室８１を有し、側面８２にＯＮ・ＯＦＦスイッチ８３が取り付けられている。電池ボックス８１の上面８５には、円板状の取付板８６が固定して設けられている。取付板８６には、略Ｄ字状の差込凹部８７が形成されている。

電気モータ１は、上記構成を有し、図３に示すように、固定ケース２の差込突起１４が電池ボックス８０の差込凹部８７に差し込まれて、固定ケース２が回動不能に固定して取り付けられ、回転軸３０が略上下方向に向かって配設されている。電池ボックス８０の陽極と第１のブラシ２３の一端２３ｃを結線し、電池ボックス８０の陰極と第２のブラシ２５の一端２５ｃを結線すると、電機子コイル３６に電流が流れ、突極Ａ３２，突極Ｂ３３，突極Ｃ３４がＮ極とＳ極に交互に磁化されるので、突極Ａ３２，突極Ｂ３３，突極Ｃ３４が第１の磁石７０のＮ極と第２の磁石７５のＳ極によって反発若しくは引き寄せられ、回転軸３０が回転する。

図４，５に示すように、回動ケース５０は、固定ケース２に対して回動可能であり、回動ケース５０を回動すると、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。図４（ａ）に示す位置関係が初期位置であって、図６に示すように、第１の磁石７０が第１のブラシ２３に最も近接し、第２のブラシ７５が第２のブラシ２５に最も近接した状態である。

図６（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、時計方向に回転する。

図６（ｂ）に示すように、突極Ａ３２が第２の磁石７５の近傍を通り過ぎると、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触したままであるが、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｃ４７がブラシと接触しなくなるので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、時計方向に回転する。

図６（ｃ）に示すように、突極Ｂ３３が第１の磁石７０の近傍を通り過ぎると、導電部ａ４５がブラシと接触しなくなり、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｃ４７が第１のブラシ２３と接触するので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１
の磁石７０によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、時計方向に回転する。この初期状態では、第１の磁石７０及び第２の磁石７５の吸引及び反発が回転軸３０の時計方向に作用するため、回転軸３０が高速で回転する。

図４（ｂ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略４５度回動すると、図７に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図７（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ｃ３４が磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向の反発を受けながら時計方向に回転する。

図７（ｂ）に示すように、突極Ａ３２が第２の磁石７５に近付くと、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触したままであるが、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｃ４７がブラシと接触しなくなるので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｓの突極Ａ３２が磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向の反発を受けながら時計方向に回転する。

図７（ｃ）に示すように、突極Ｂ３３が第１の磁石７０に近付くと、導電部ａ４５がブラシと接触しなくなり、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｃ４７が第１のブラシ２３と接触するので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ｂ３３が磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向の反発を受けながら時計方向に回転する。従って、この状態では、３つの突極のどれかが第１の磁石７０又は第２の磁石７５によって反時計方向に反発されるため、回転軸３０が低速で時計方向に回転する。

図４（ｃ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略９０度回動すると、図８に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図８に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって回転軸３０の中心方向に向かって反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ａ３２が磁極Ｎの第１の磁石７０
によって時計方向に反発させられる一方、磁極Ｎの突極Ｃ３４が磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向の反発を受けるので、回転が停止する。

図４（ｄ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略１３５度回動すると、図９に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図９（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発させられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ａ３２が磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向の反発を受けながら反時計方向に回転する。

図９（ｂ）に示すように、突極Ｃ３４が第２の磁石７５に近付くと、導電部ａ４５がブラシと接触しなくなり、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触するので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｓの突極Ｃ３４が磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向の反発を受けながら反時計方向に回転する。

図９（ｃ）に示すように、突極Ｂ３３が第１の磁石７０に近付くと、導電部ｃ４７がブラシと接触しなくなり、導電部ａ４５が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触するので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ｂ３３が磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向の反発を受けながら反時計方向に回転する。従って、この状態では、３つの突極のどれかが第１の磁石７０又は第２の磁石７５によって時計方向に反発されるため、回転軸３０が低速で反時計方向に回転する。

図５（ｅ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略１８０度回動すると、図１０に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。第１の磁石７０が第２のブラシ２５に最も近接し、第２の磁石７５が第１のブラシ２３に最も近接した状態である。

図１０（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発させられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、反時計方向に回転する。

図１０（ｂ）に示すように、突極Ｂ３３が第１の磁石７０に近付くと、導電部ａ４５がブラシと接触せず、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触するので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発される。このようにして、回転軸３０は、反時計方向に回転する。

図１０（ｃ）に示すように、突極Ａ３２が第２の磁石７５に近付くと、導電部ａ４５が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｃ４７がブラシと接触しないので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、反時計方向に回転する。この状態では、第１の磁石７０及び第２の磁石７５の吸引及び反発が回転軸３０の反時計方向に作用するため、回転軸３０が高速で反時計方向に回転する。

図５（ｆ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略２２５度回動すると、図１１に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図１１（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ｃ３４が磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向の吸引を受けながら反時計方向に回転する。

図１１（ｂ）に示すように、突極Ａ３２が第２の磁石７５に近付くと、導電部ａ４５がブラシと接触しなくなり、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触するので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｓの突極Ｂ３３が磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向の吸引を受けながら反時計方向に回転する。

図１１（ｃ）に示すように、突極Ｃ３４が第１の磁石７０に近付くと、導電部ａ４５が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｂ４６が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｃ４７がブラシと接触しなくなるので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＳ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に反発させられ、磁極Ｓの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ａ３２が磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向の吸引を受けながら反時計方向に回転する
。従って、この状態では、３つの突極のどれかが第１の磁石７０又は第２の磁石７５によって時計方向に吸引されるため、回転軸３０が低速で反時計方向に回転する。

図５（ｇ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略２７０度回動すると、図１２に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図１２に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって回転軸３０の反中心方向に向かって引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ａ３２が磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられる一方、磁極Ｎの突極Ｃ３４が磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向の引き寄せられるので、回転が停止する。

図５（ｈ）に示すように、回動ケース５０を初期状態から時計方向に略３１５度回動すると、図１３に示すように、第１の磁石７０及び第２の磁石７５と、第１のブラシ２３及び第２のブラシ２５との位置関係が変動する。

図１３（ａ）に示すように、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６がブラシと接触せず、導電部ｃ４７が第２のブラシ２５と接触しているので、突極Ａ３２がＮ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｎの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられる。磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられる。磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ａ３２が磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向の吸引を受けながら時計方向に回転する。

図１３（ｂ）に示すように、突極Ｂ３３が第１の磁石７０に近付くと、導電部ａ４５が第１のブラシ２３と接触し、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触し、導電部ｃ４７がブラシと接触しなくなるので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＳ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に反発され、磁極Ｓの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｓの突極Ｂ３３が磁極Ｎの第１の磁石７０によって反時計方向の吸引を受けながら時計方向に回転する。

図１３（ｃ）に示すように、突極Ｃ３４が第２の磁石７５に近付くと、導電部ｃ４７が第１のブラシ２３と接触し、導電部ａ４５がブラシと接触しなくなり、導電部ｂ４６が第２のブラシ２５と接触するので、突極Ａ３２がＳ磁極に磁化され、突極Ｂ３３がＮ磁極に磁化され、突極Ｃ３４がＮ磁極に磁化される。磁極Ｓの突極Ａ３２は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に引き寄せられ、磁極Ｎの突極Ｂ３３は、磁極Ｎの第１の磁石７０によって時計方向に反発させられ、磁極Ｎの突極Ｃ３４は、磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向に引き寄せられる。このようにして、回転軸３０は、磁極Ｎの突極Ｃ３４が磁極Ｓの第２の磁石７５によって反時計方向の吸引を受けながら時計方向に回転する。従って、この状態では、３つの突極のどれかが第１の磁石７０又は第２の磁石７５によって反時計方向に吸引されるため、回転軸３０が低速で時計方向に回転する。

図１４に示すように、電気モータ１は、回動ケース５０を初期位置０に設定し、スイッチをオンにすると、回転軸３０が時計方向に高速回転する。時計方向に高速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略４５度回転させると、回転軸３０が時計方向に低速回転する。時計方向に低速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略９０度回転させると、回転軸３０が停止する。回転が停止している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略１３５度回転させると、回転軸３０が反時計方向に低速回転する。反時計方向に低速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略１８０度回転させると、回転軸３０が反時計方向に高速回転する。

電気モータ１は、反時計方向に高速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略２２５度回転させると、回転軸３０が反時計方向に低速回転する。反時計方向に低速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略２７０度回転させると、回転軸３０が停止する。回転が停止している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略３１５度回転させると、回転軸３０が時計方向に低速回転する。時計方向に低速回転している状態で、回動ケース５０を初期位置から時計方向に略３６０度回転させると、回転軸３０が時計方向に高速回転する。

電気モータ１は、円筒状の固定ケース２と、固定ケース２に回動可能に取り付けられた回動ケース５０とを有する。固定ケース２には、電機子３１及び整流子４１が取り付けられた回転軸３０が回動可能に設けられ、さらに、前記整流子４１と接触する一対のブラシ２３，２５が固定して設けられている。回動ケース５０には、少なくとも一つの磁石７０，７５が設けられている。従って、電気モータ１は、回動ケース５０を回動すると、少なくとも一つの磁石７０，７５も回動し、少なくとも一つの磁石７０，７５と、固定ケース５０の一対のブラシ２３，２５との位置関係が調節され、回転軸３０の回転速度及び回転方向を調節することができる。

電気モータ１は、電機子３１の磁極が切り替わるタイミングが一定であり、タイミングの切り替わる位置近傍に磁石７０，７５が位置していると、回転軸３０が高速で回転するが、タイミングの切り替わる位置から磁石７０，７５を離していくと、回転軸３０の回転速度が落ちていって停止した後、逆回転する。このように、電気モータ１は、回動ケース５０を回動するだけ、回転軸３０の回転速度及び回転方向を調節することができ、従来のように、回転速度を変えるための電気抵抗器や、回転方向を切り換えるための切替スイッチが不要となり、安価且つコンパクトな構成にすることができる。

回動ケース５０には、磁極の異なる一対の磁石７０，７５が対向して設けられているので、回転軸３０の回転を効率よく行うことができる。前記固定ケース２及び回動ケース５０は、非導電性の合成樹脂素材によって形成されているので、磁石７０，７５の磁力が分散されず、電機子３１の突極Ａ３１，突極Ｂ３２，突極Ｃ３３に効果的作用する。なお、磁石７０，７５は、比較的小さなものが望ましく、小さいと、突極Ａ３１，突極Ｂ３２，突極Ｃ３３に対する吸引と反発の切替を効果的に行うことがきる。また、固定ケース２と回動ケース５０を透過性を有する合成樹脂素材で形成すれば、回転軸３０の回転状態を視認することが可能となる。

本願発明に係る電気モータの一つの実施の形態を示す全体斜視図である。前記電気モータの分解斜視図である。前記電気モータの正面断面図である。前記電気モータの上から視た平面図である。前記電気モータの上から視た平面図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの動きを説明する説明図である。前記電気モータの回転軸の動きを説明する説明図である。

符号の説明

１電気モータ
２固定ケース
３円周壁
４外周面
５一方の開口
６他方の開口
７収納室
８第１の透孔
９第２の透孔
１０軸受け部材
１１軸受け孔
１４差込突起
１５基部材
１６軸受け孔
１７一方の面
１８他方の面
１９周壁
２０係止突起
２１係止突起
２３第１のブラシ
２３ａ先端
２３ｂ後部
２３ｃ一端
２５第２のブラシ
２５ａ先端
２５ｂ後部
２５ｃ一端
２６透孔
２７透孔
２８外周面
３０回転軸
３１電機子
３２突極Ａ
３３突極Ｂ
３４突極Ｃ
３５電機子コア
３６電機子コイル
３７鉄片
４１整流子
４２胴部
４３外周面
４５導電部ａ
４６導電部ｂ
４７導電部ｃ
５０回動ケース
５１内周面
５２外周面
５３一端
５６係合縁
６０第１の取付穴
６１第１の連通孔
６５第２の取付穴
６６第２の連通孔
７０第１の磁石
７５第２の磁石
８０電池ボックス
８１電池収納室
８２側面
８３スイッチ
８５上面
８６取付板
８７差込凹部

Claims

円筒状の固定ケースと、
前記固定ケースに回動可能に取り付けられた回動ケースとを有し、
前記固定ケースには、
電機子及び整流子が取り付けられた回転軸が回動可能に設けられ、
さらに、前記整流子と接触する一対のブラシが固定して設けられており、
前記回動ケースには、
回動することによって、固定ケースの一対のブラシとの位置関係が調節される、少なくとも一つの磁石が設けられていることを特徴とする電気モータ。
前記回動ケースには、磁極の異なる一対の磁石が対向して設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気モータ。
前記固定ケース及び回動ケースは、合成樹脂素材によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気モータ。