JP2010172089A - Dc motor - Google Patents

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Tomohiko Yasunaka
智彦 安中
Satoru Negishi
覚 根岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC motor which prevents cracks or the like of magnet plates, and is reduced in sound and noise. <P>SOLUTION: A stator 2 related to the DC motor is composed of a magnetic material, formed in a hexagonal cylindrical shape, and provided with a yoke 3 having six flat plates 4 which are connected to one another in series and formed in a flat-plate shape, and six magnet plates which are formed of sintered bodies with neodymium as main materials. The magnet plates are attached to inner walls of the flat plates formed at the yoke 3, respectively. The magnet plates are composed of first and second magnet pieces (M1, M2) which are arranged in proximity with each other, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、直流モータに関し、特に、六角筒形状のヨークを備える直流モータに関する。   The present invention relates to a DC motor, and more particularly to a DC motor including a hexagonal cylindrical yoke.

図9に、直流モータの一例として、六角筒形状のヨーク30を備える直流モータ100の例を示す。直流モータ100を構成するステータ20は、ヨーク30と、ヨーク30の内壁P1に取り付けられた、平板形状の六つのマグネットMとを有する。ヨーク30は、接合部Cにより、互いに一連に連結された六つの平板形状の平板部Pを有し、六角筒形状に形成される。六つのマグネットMのそれぞれは、各平板部Pの内壁P1に接着剤により取り付けられる(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   FIG. 9 shows an example of a DC motor 100 including a hexagonal cylindrical yoke 30 as an example of a DC motor. The stator 20 constituting the DC motor 100 includes a yoke 30 and six plate-shaped magnets M attached to the inner wall P 1 of the yoke 30. The yoke 30 has six flat plate portions P connected in series with each other by the joint portion C, and is formed in a hexagonal cylinder shape. Each of the six magnets M is attached to the inner wall P1 of each flat plate portion P by an adhesive (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2005−20914号公報JP 2005-20914 A 特開2007−104758号公報JP 2007-104758 A

ここで、上記のヨーク30に取り付けられた平板形状のマグネットPを、ネオジウムを主原料とする焼結体(以下「ネオジ焼結体」という。)にて形成された場合、直流モータ100の駆動や、雰囲気温度の上昇によりステータ20の温度が上昇し高温となったときに、ステータ20の温度の上昇により、マグネットP自体に割れが生じるおそれがあるとともに、マグネットPをヨーク30に固定する接着剤により形成される接着層に亀裂が生じ、マグネットPがヨーク30から脱落するおそれがある。以下、その点につき図10に基づき説明する。   Here, when the flat magnet P attached to the yoke 30 is formed of a sintered body (hereinafter referred to as “neodymium sintered body”) using neodymium as a main raw material, the DC motor 100 is driven. In addition, when the temperature of the stator 20 rises to a high temperature due to an increase in the ambient temperature, there is a possibility that the magnet P itself may crack due to the rise in the temperature of the stator 20, and adhesion that fixes the magnet P to the yoke 30. There is a possibility that the adhesive layer formed by the agent cracks and the magnet P falls off the yoke 30. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG.

図10は、図9において、矢印Bの方向からステータ20の内側を見たところのステータ20の一部拡大図である。ステータ20の温度が上昇し高温となると、温度上昇に伴う体積の増加によりヨーク30は、縦方向yに膨張する。一方、ネオジ焼結体により形成されたマグネットPも温度上昇に伴う体積は増加するが、焼結等の製造時における配向方向の影響から、厚み方向zへの膨張率が大きいため、厚み方向zへの膨張するとともに、縦方向yおよび横方向xに収縮する。つまり、縦方向yに着目すると、ヨーク30は縦方向yに膨張するのに対し、マグネットPは縦方向yに収縮することになり、縦方向yにおいてヨーク30とマグネットPの変形方向は逆になる。そのため、マグネットP自体および前記の接着層には、ステータ20の温度が上昇等により熱応力が生じる。   FIG. 10 is a partially enlarged view of the stator 20 as seen from the direction of the arrow B in FIG. When the temperature of the stator 20 rises and becomes high, the yoke 30 expands in the longitudinal direction y due to an increase in volume accompanying the temperature rise. On the other hand, the magnet P formed of neodymium sintered body also increases in volume as the temperature rises. However, since the expansion rate in the thickness direction z is large due to the influence of the orientation direction during production such as sintering, the thickness direction z And contracts in the longitudinal direction y and the lateral direction x. That is, when attention is paid to the longitudinal direction y, the yoke 30 expands in the longitudinal direction y, whereas the magnet P contracts in the longitudinal direction y, and the deformation direction of the yoke 30 and the magnet P is reversed in the longitudinal direction y. Become. Therefore, thermal stress is generated in the magnet P itself and the adhesive layer due to a rise in the temperature of the stator 20 or the like.

そのため、平板形状のマグネットPをネオジ焼結体にて形成した場合には、ステータ20の温度が上昇し高温となったときに、マグネットP自体に割れが生じたり、マグネットPをヨーク30に固定する接着剤により形成される接着層に亀裂が生じたりするおそれがある。   Therefore, when the flat plate-shaped magnet P is formed of a neodymium sintered body, when the temperature of the stator 20 rises and becomes high, the magnet P itself is cracked or the magnet P is fixed to the yoke 30. There is a possibility that a crack may occur in the adhesive layer formed by the adhesive.

さらに、直流モータは、モータの駆動時に生じる音および振動を低減させることが求められる。そして、この音および振動の要因として、まず、コギングトルクが挙げられる。すなわち、直流モータは、駆動時に生じる音および振動を低減させるため、直流モータに生じるコギングトルクを低減することも求められる。   Furthermore, the DC motor is required to reduce sound and vibration generated when the motor is driven. As a cause of this sound and vibration, first, cogging torque is cited. That is, the DC motor is also required to reduce the cogging torque generated in the DC motor in order to reduce sound and vibration generated during driving.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ネオジ焼結体にて形成された平板形状のマグネットを備えるステータの温度が上昇し温となった場合でも、ネオジ焼結体にて形成された平板形状のマグネットの割れ等を未然に防止できるとともに、コギングトルクが低減され、駆動時に生じる音および振動を低減される直流モータを提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when the temperature of a stator including a plate-shaped magnet formed of a neodymium sintered body is increased and becomes a temperature, the neodymium sintering is performed. It is an object of the present invention to provide a direct current motor that can prevent cracks and the like of a plate-like magnet formed by a body, reduce cogging torque, and reduce sound and vibration generated during driving.

上記の課題を解決するために、本発明の直流モータは、磁性材料からなり六角筒形状に形成され、互いに一連に連結された平板形状の六つ平板部を有するヨークと、ネオジウムを主原料とする焼結体により形成された6つのマグネットプレートとを有し、前記マグネットプレートのそれぞれが前記ヨークに形成された前記平板部のそれぞれの内壁に取り付けられたステータと、回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、略円環形状のコア本体と、前記コア本体の外周面から半径方向外側に向けて円周方向等間隔に一体形成された複数のティースとを有するアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアに形成された前記ティースに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記回転軸に前記アーマチュアコアに近接して取り付けられ、外周面に複数のコンミテータ片を有するコンミテータとを有し、前記ステータの内側に回転配置されたアーマチュアとを備える直流モータにおいて、前記ティースの数および前記コンミテータ片の数は、ともに9であり、前記マグネットプレートのそれぞれは、互いに近接して配置された第1および第2のマグネット片から形成されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a direct current motor of the present invention is made of a magnetic material, is formed in a hexagonal cylinder shape, and has a yoke having six flat plate portions connected in series with each other, and neodymium as a main raw material. A stator that is attached to each inner wall of the flat plate portion formed on the yoke, a rotating shaft, and the rotating shaft. An armature core having a substantially ring-shaped core body and a plurality of teeth integrally formed at equal intervals in the circumferential direction from the outer peripheral surface of the core body toward the radially outer side, and the armature core An armature coil having a plurality of windings wound around the formed teeth, and attached to the rotating shaft in proximity to the armature core. A DC motor including a commutator having a plurality of commutator pieces on an outer peripheral surface and including an armature that is rotatably disposed inside the stator, wherein the number of teeth and the number of commutator pieces are both 9, Each of the magnet plates is formed of first and second magnet pieces arranged close to each other.

このように、マグネットプレートを互いに近接して配置された第1および第2のマグネット片から構成することで、ヨークに取り付けられた第1および第2のマグネット片の縦方向または横方向の長さを短くすることができる。そのため、ステータの温度が高温となったときの、第1および第2のマグネット片の縦方向または横方向の収縮長さを短くすることができ、第1および第2のマグネット片の割れ等を防止することができる。   In this way, the length of the first and second magnet pieces attached to the yoke in the vertical direction or the horizontal direction is formed by configuring the magnet plate from the first and second magnet pieces arranged close to each other. Can be shortened. Therefore, when the temperature of the stator becomes high, the contraction length in the vertical direction or the horizontal direction of the first and second magnet pieces can be shortened, and cracking of the first and second magnet pieces can be prevented. Can be prevented.

さらに、本発明の直流モータは、マグネットプレートを形成する第1および第2のマグネット片は、ヨークの中心軸方向にそれぞれ配列されるとともに、第1のマグネット片は、ヨークに形成された平板部の軸方向中心線から一の周方向に所定の角度ずれて配置され、かつ、第2のマグネット片は、ヨークに形成された平板部の軸方向中心線から一の周方向と反対の他の周方向に所定の角度ずれて配置されていることを特徴とする。   Further, in the DC motor of the present invention, the first and second magnet pieces forming the magnet plate are arranged in the direction of the central axis of the yoke, and the first magnet piece is a flat plate portion formed on the yoke. The second magnet piece is disposed at a predetermined angle from the axial center line of the flat plate portion formed on the yoke and is opposite to the circumferential direction by one angle. It is characterized by being arranged with a predetermined angular shift in the circumferential direction.

このように、第1および第2のマグネット片は、ヨークの中心軸方向に並んでそれぞれ配列されるとともに、第1および第2のマグネット片は、ヨークの周方向に所定の角度ずれて配置されていることにより、アーマチュアが回転したときにアーマチュアに備わるアーマチュアコアに形成されたティースに流れる磁束の磁束量の変化が緩やかになる。そのため、直流モータに生じるコギングトルクが低減される。   As described above, the first and second magnet pieces are arranged side by side in the direction of the central axis of the yoke, and the first and second magnet pieces are arranged at a predetermined angle in the circumferential direction of the yoke. Thus, when the armature rotates, the change in the amount of magnetic flux flowing through the teeth formed in the armature core provided in the armature becomes gentle. Therefore, the cogging torque generated in the DC motor is reduced.

本発明によれば、第1および第2のマグネット片の縦方向または横方向の収縮長さを短くすることができ、第1および第2のマグネット片の割れ等を防止することができる。また、直流モータに生じるコギングトルクが低減することができる。 According to the present invention, the contraction length of the first and second magnet pieces in the vertical direction or the horizontal direction can be shortened, and cracking of the first and second magnet pieces can be prevented. Further, the cogging torque generated in the DC motor can be reduced.

本発明の第1の実施の形態における直流モータの軸方向から見た図である。It is the figure seen from the axial direction of the DC motor in the 1st Embodiment of this invention. 図1にてA−A断面から見たステータの断面図である。It is sectional drawing of the stator seen from the AA cross section in FIG. 本発明の第1の実施の形態のステータの展開図である。It is an expanded view of the stator of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の直流モータのコギングトルクの低下を説明する図である。It is a figure explaining the fall of the cogging torque of the DC motor of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の直流モータのコギントルクと第1および第2のマグネット片のずれ角との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the cogging torque of the DC motor of the 1st Embodiment of this invention, and the shift | offset | difference angle of a 1st and 2nd magnet piece. 本発明の第1の実施の形態の第1および第2のマグネット片の変形を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation of the 1st and 2nd magnet piece of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のステータの展開図である。It is an expanded view of the stator of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態のステータの展開図である。It is an expanded view of the stator of the 3rd Embodiment of this invention. 従来技術の直流モータに備わるステータの軸方向から見た図である。It is the figure seen from the axial direction of the stator with which the DC motor of a prior art is equipped. 従来技術のマグネットの変形を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation of the magnet of a prior art.

次に、この発明の第1の実施の形態を図1、図2および図3に基づき説明する。図1に示すように、本実施の形態の直流モータ1は、ステータ2と、ステータ2の内側に回転自在に配置されたアーマチュア6とを有する。ステータ2は、六角筒形状に形成されたヨーク3と、ヨーク3に取り付けられた六つのマグネットプレート5を備える。前記のヨーク3は、連結部3aにて互いに一連に連結された六つの平板形状の平板部4を有する。そして、六つの平板部4のそれぞれに、マグネットプレート5が接着剤により取り付けられる。なお、平板部4に取り付けられるマグネットプレート5についての詳細は、後述する。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. As shown in FIG. 1, the DC motor 1 of the present embodiment includes a stator 2 and an armature 6 that is rotatably disposed inside the stator 2. The stator 2 includes a yoke 3 formed in a hexagonal cylinder shape and six magnet plates 5 attached to the yoke 3. The yoke 3 has six flat plate portions 4 connected in series with each other by a connecting portion 3a. And the magnet plate 5 is attached to each of the six flat plate parts 4 with an adhesive agent. Details of the magnet plate 5 attached to the flat plate portion 4 will be described later.

アーマチュア6は、棒形状の回転軸7と、回転軸7に取り付けられ、円環形状のコア本体8aと、コア本体8aの外周面から半径方向外側に一体形成された複数のティース8bとを有するアーマチュアコア8と、アーマチュアコア8に装着されたアーマチュアコイル9とを備える。アーマチュアコイル9は、ティース8bに巻装された複数の巻線9aを備える。   The armature 6 includes a rod-shaped rotating shaft 7, an annular core body 8 a that is attached to the rotating shaft 7, and a plurality of teeth 8 b that are integrally formed radially outward from the outer peripheral surface of the core body 8 a. An armature core 8 and an armature coil 9 attached to the armature core 8 are provided. The armature coil 9 includes a plurality of windings 9a wound around the teeth 8b.

次に、図2および図3に基づき、平板部4に取り付けられるマグネットプレート5の詳細について説明する。マグネットプレート5aは、ヨーク3に形成された平板部4aに接着剤により取り付けられる。より詳細には、マグネットプレート5aは平板部4aに、マグネットプレート5bは平板部4bに、マグネットプレート5cは平板部4cに接着剤により取り付けら、マグネットプレート5dは平板部4dに、マグネットプレート5eは平板部4eに、マグネットプレート5fは平板部4fに接着剤により取り付けられる。   Next, based on FIG. 2 and FIG. 3, the detail of the magnet plate 5 attached to the flat plate part 4 is demonstrated. The magnet plate 5a is attached to the flat plate portion 4a formed on the yoke 3 with an adhesive. More specifically, the magnet plate 5a is attached to the flat plate portion 4a, the magnet plate 5b is attached to the flat plate portion 4b, the magnet plate 5c is attached to the flat plate portion 4c by an adhesive, the magnet plate 5d is attached to the flat plate portion 4d, and the magnet plate 5e is The magnet plate 5f is attached to the flat plate portion 4e by an adhesive.

マグネットプレート5は、薄板の略直方体形状の第1および第2のマグネット片(M1、M2)より構成され、第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、それぞれ互いに近接してヨーク3に配置される。また、第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、ネオジ焼結体にて形成される。   The magnet plate 5 is composed of thin and substantially rectangular parallelepiped first and second magnet pieces (M1, M2), and the first and second magnet pieces (M1, M2) are close to each other, and the yoke 3 Placed in. The first and second magnet pieces (M1, M2) are formed of a neodymium sintered body.

本実施の形態において、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、ヨーク3の中心軸Lyの配置方向であるヨーク3の中心軸方向aに、並んでそれぞれ配列される。そして、第1のマグネット片M1は、ヨーク3に形成された平板部4の軸方向中心線L0から一のヨークの周方向rに、ヨーク3の中心軸Lyから見て所定の角度θずれて配置され、かつ、第2のマグネット片は、同じくヨーク3に形成された平板部4の軸方向中心線L0から一のヨークの周方向rと反対の他のヨークの周方向rに、ヨーク3の中心軸Lyら見て所定の角度θずれて配置されている。   In the present embodiment, the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5 are arranged side by side in the central axis direction a of the yoke 3, which is the arrangement direction of the central axis Ly of the yoke 3. Arranged. The first magnet piece M1 is shifted from the axial center line L0 of the flat plate portion 4 formed on the yoke 3 by a predetermined angle θ in the circumferential direction r of one yoke when viewed from the central axis Ly of the yoke 3. The second magnet piece is disposed in the yoke 3 in the circumferential direction r of the other yoke opposite to the circumferential direction r of one yoke from the axial center line L0 of the flat plate portion 4 similarly formed in the yoke 3. The central axis Ly is disposed at a predetermined angle θ.

すなわち、第1のマグネット片M1の軸方向中心線L1は、軸方向中心線L0から一のヨークの周方向rに所定の角度θずれて配置され、かつ、第2のマグネット片の軸方向中心線L2は、軸方向中心線L0から一のヨークの周方向rと反対の他のヨークの周方向rに、所定の角度θずれて配置されている。本実施の形態において、角度θは、3.75度に設定されるが、3.75度に限定されないことは言うまでもなく、2度以上4.5度以下であればよく、望ましくは、3度以上4度以下であればよい。   That is, the axial center line L1 of the first magnet piece M1 is arranged at a predetermined angle θ in the circumferential direction r of one yoke from the axial center line L0, and the axial center line of the second magnet piece M1. The line L2 is disposed at a predetermined angle θ from the axial center line L0 in the circumferential direction r of another yoke opposite to the circumferential direction r of one yoke. In the present embodiment, the angle θ is set to 3.75 degrees, but it is needless to say that the angle θ is not limited to 3.75 degrees. The angle may be 4 degrees or less.

次に、マグネットプレート5が、第1および第2のマグネット片(M1、M2)、すなわち二つのマグネット片により形成されることにより、ステータ2の温度が上昇し高温となったときでも、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体が割れ難くなること、および、第1および第2のマグネット片(M1、M2)とヨーク3との間に形成される接着層に生じる亀裂が生じ難くなることについて、図4に基づき説明する。   Next, since the magnet plate 5 is formed of the first and second magnet pieces (M1, M2), that is, two magnet pieces, the first temperature is increased even when the temperature of the stator 2 is increased. And the second magnet piece (M1, M2) itself is difficult to break, and a crack occurs in the adhesive layer formed between the first and second magnet pieces (M1, M2) and the yoke 3. The difficulty will be described with reference to FIG.

図4は、ステータ2の一部拡大図を示したものであり、ステータ2の温度が上昇し、ステータ2の温度が高温となったときのヨーク3、並びに第1および第2のマグネット片(M1、M2)の膨張または収縮の形態を示す。同図に示すように、ステータ2の温度が上昇し、ステータ2の温度が高温となると、温度上昇に伴う体積の増加によりヨーク3は縦方向yに膨張する。その一方で、ネオジ焼結体により形成されたマグネットPは、焼結等の製造時における配向方向の影響から、温度上昇に伴う体積の増加により厚さ方向zの膨張率が大きいため、第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、厚さ方向zに大きく膨張する一方で、横方向xおよび縦方向yには収縮する。   FIG. 4 shows a partially enlarged view of the stator 2, and the yoke 3 and the first and second magnet pieces (when the temperature of the stator 2 rises and the temperature of the stator 2 becomes high) are shown. M1, M2) shows the form of expansion or contraction. As shown in the figure, when the temperature of the stator 2 rises and the temperature of the stator 2 becomes high, the yoke 3 expands in the longitudinal direction y due to the increase in volume accompanying the temperature rise. On the other hand, the magnet P formed of neodymium sintered body has a large expansion coefficient in the thickness direction z due to an increase in volume due to a temperature rise due to the influence of the orientation direction during production such as sintering. The second magnet piece (M1, M2) expands greatly in the thickness direction z, while contracting in the horizontal direction x and the vertical direction y.

つまり、縦方向yに着目すると、ヨーク30は縦方向yに膨張するのに対し、マグネットPは縦方向yに収縮することになり、縦方向yにおいてヨーク30とマグネットPの変形方向は逆になる。そのため、マグネットP自体および前記の接着層には、ステータ20の温度が上昇等により熱応力が生じる。   That is, when attention is paid to the longitudinal direction y, the yoke 30 expands in the longitudinal direction y, whereas the magnet P contracts in the longitudinal direction y, and the deformation direction of the yoke 30 and the magnet P is reversed in the longitudinal direction y. Become. Therefore, thermal stress is generated in the magnet P itself and the adhesive layer due to a rise in the temperature of the stator 20 or the like.

上記のように、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体ならびに接着層に熱応力が形成されるが、本実施の形態において、マグネットプレート5は、第1および第2のマグネット片(M1、M2)、すなわち二つのマグネット片により形成される。そのため、マグネットプレート5全体の縦方向の長さ略Lyは、第1および第2のマグネット片(M1、M2)により、略半分の長さの長さ(Ly/2)に2分されており、図10に従来例として示す縦方向yの長さが長さLyのマグネットMの縦方向yの収縮長さに比して、第1および第2のマグネット片(M1、M2)の縦方向yの収縮長さは半減され短く設定される。   As described above, thermal stress is formed on the first and second magnet pieces (M1, M2) itself and the adhesive layer. In the present embodiment, the magnet plate 5 includes the first and second magnet pieces. (M1, M2), that is, formed by two magnet pieces. For this reason, the longitudinal length Ly of the entire magnet plate 5 is divided into two substantially half lengths (Ly / 2) by the first and second magnet pieces (M1, M2). , The longitudinal direction of the first and second magnet pieces (M1, M2) as compared with the contraction length of the longitudinal direction y of the magnet M having the length Ly in the longitudinal direction y as shown in FIG. The contraction length of y is halved and set short.

そのため、第1および第2のマグネット(M1、M2)の温度の上昇による縦方向yに収縮する長さは短くなり、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体、ならびに接着層に形成される熱応力は、同図において従来例として示すマグネットM等に形成される熱応力よりも低減される。従って、マグネットプレート5が、第1および第2のマグネット片(M1、M2)、すなわち二つのマグネット片により形成されることにより、ステータ2の温度が上昇し、高温となったときでも、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体が割れ難くなるとともに、第1および第2のマグネット片(M1、M2)とヨーク3との間に形成される接着層に生じる亀裂が生じ難くなる。   For this reason, the length of the first and second magnets (M1, M2) contracting in the longitudinal direction y due to the temperature rise is shortened, and the first and second magnet pieces (M1, M2) themselves and the adhesive layer are reduced. The formed thermal stress is reduced more than the thermal stress formed on the magnet M shown as a conventional example in FIG. Therefore, when the magnet plate 5 is formed by the first and second magnet pieces (M1, M2), that is, two magnet pieces, the temperature of the stator 2 rises, and even when the temperature becomes high, the first In addition, the second magnet piece (M1, M2) itself is difficult to break, and the crack generated in the adhesive layer formed between the first and second magnet pieces (M1, M2) and the yoke 3 is less likely to occur. .

次に、本実施の形態の直流モータ1に生じる音および振動が低減されることにつき説明する。上述のように、本実施の形態の直流モータ1の第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、ヨークの中心軸方向aに並んでそれぞれ配列されるとともに、第1および第2のマグネット片は、ヨークの周方向rに所定の角度ずれて配置されている。そのため、アーマチュア6が回転したときに、第1および第2のマグネット片(M1、M2)から、アーマチュア6に備わるアーマチュアコア8に形成されたティース8bに流れる磁束の磁束量の変化が緩やかになる。そのため、直流モータ1に生じるコギングトルクが低減される。   Next, the reduction in sound and vibration generated in the DC motor 1 of the present embodiment will be described. As described above, the first and second magnet pieces (M1, M2) of the DC motor 1 of the present embodiment are arranged side by side in the central axis direction a of the yoke, and the first and second magnet pieces are arranged. The magnet pieces are arranged at a predetermined angle in the circumferential direction r of the yoke. Therefore, when the armature 6 rotates, the change in the amount of magnetic flux flowing from the first and second magnet pieces (M1, M2) to the teeth 8b formed in the armature core 8 provided in the armature 6 becomes gradual. . Therefore, the cogging torque generated in the DC motor 1 is reduced.

上記のように、直流モータ1に生じるコギングトルクが低減されることにつき、図5および図6に基づき、説明する。図5は、図3にて示す軸方向中心線L0から第1および第2のマグネット片(M1、M2)の軸方向中心線L1、L2のずれ角θが、ともに0度および2.5度のときに、直流モータ1に備わるアーマチュア6が回転されるときに、直流モータ1に生じるコギングトルクについて説明する。同図において、ずれ角θが0度のときに直流モータ1に生じるコギングトルクを破線で示され、ずれ角θが2.5度のときに直流モータ1に生じるコギングトルクを実線で示される。   As described above, the reduction in the cogging torque generated in the DC motor 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows that the deviation angles θ of the axial center lines L1, L2 of the first and second magnet pieces (M1, M2) from the axial center line L0 shown in FIG. The cogging torque generated in the DC motor 1 when the armature 6 provided in the DC motor 1 is rotated will be described. In the figure, the cogging torque generated in the DC motor 1 when the deviation angle θ is 0 degrees is indicated by a broken line, and the cogging torque generated in the DC motor 1 when the deviation angle θ is 2.5 degrees is indicated by a solid line.

同図に示されるように、ずれ角θが2.5度のときに直流モータ1に生じるコギングトルクは、ずれ角θが2.5度のときに直流モータ1に生じるコギングトルクに比して減少される。すなわち、直流モータ1の第1および第2のマグネット片(M1、M2)が、ヨークの中心軸方向aに並んでそれぞれ配列されるとともに、第1および第2のマグネット片は、ヨークの周方向rに所定の角度(同図において、2.5度)ずれて配置されることにより、コギングトルクが減少される。   As shown in the figure, the cogging torque generated in the DC motor 1 when the deviation angle θ is 2.5 degrees is larger than the cogging torque generated in the DC motor 1 when the deviation angle θ is 2.5 degrees. Will be reduced. That is, the first and second magnet pieces (M1, M2) of the DC motor 1 are arranged side by side in the central axis direction a of the yoke, and the first and second magnet pieces are arranged in the circumferential direction of the yoke. The cogging torque is reduced by disposing r at a predetermined angle (2.5 degrees in the figure).

また、図6は、図3にて示す軸方向中心線L0から第1および第2のマグネット片(M1、M2)の軸方向中心線L1、L2のずれ角θを0度から5度としたときに、直流モータ1に生じるコギングトルクを示す。同図に示すように、直流モータ1に生じるコギングトルクは、ずれ角θが2度以上4.5度以下で小さくなり、ずれ角θが3.75度(θ=3.75度)のときに最小となる。そのため、上述のように、ずれ角θは、3.75度に設定されている本実施の形態の直流モータ1は、コギングトルクは小さく設定される。   Further, in FIG. 6, the shift angle θ between the axial center lines L1 and L2 of the first and second magnet pieces (M1, M2) from the axial center line L0 shown in FIG. Sometimes the cogging torque generated in the DC motor 1 is shown. As shown in the figure, the cogging torque generated in the DC motor 1 is small when the deviation angle θ is 2 degrees or more and 4.5 degrees or less, and the deviation angle θ is 3.75 degrees (θ = 3.75 degrees). To the minimum. Therefore, as described above, in the DC motor 1 of the present embodiment in which the deviation angle θ is set to 3.75 degrees, the cogging torque is set to be small.

このように、直流モータ1の第1および第2のマグネット片(M1、M2)が、ヨークの中心軸方向aに並んでそれぞれ配列されるとともに、第1および第2のマグネット片は、ヨークの周方向rに所定の角度(同図において、2.5度)ずれて配置されることにより、コギングトルクは減少され、直流モータ1に生じる音および振動は低減される。   In this way, the first and second magnet pieces (M1, M2) of the DC motor 1 are arranged side by side in the central axis direction a of the yoke, and the first and second magnet pieces are arranged on the yoke. By being shifted by a predetermined angle (2.5 degrees in the figure) in the circumferential direction r, the cogging torque is reduced and the sound and vibration generated in the DC motor 1 are reduced.

次に、図7に基づき第2の実施の形態の直流モータ1について説明する。第2の実施の形態の直流モータ1は、第1の実施の形態の直流モータ1に比して、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)の形状およびヨーク3への取り付け位置のみが異なり、その他の部分については同一である。そのため、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)の形状およびヨーク3への取り付け位置についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。   Next, the DC motor 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The direct current motor 1 of the second embodiment is different from the direct current motor 1 of the first embodiment in the shape and yoke of the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5. Only the attachment position to 3 is different, and the other parts are the same. Therefore, only the shape of the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5 and the attachment position to the yoke 3 will be described, and description of other parts will be omitted.

第2の実施の形態の直流モータ1では、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、ヨーク3の中心軸Lyの配置方向であるヨーク3の中心軸方向aに、並んでそれぞれ配列される。そのため、マグネットプレート5全体の縦方向の長さ略Lyは、第1および第2のマグネット片(M1、M2)により、略半分の長さの長さ(Ly/2)に2分されており、図10に従来例として示す縦方向yの長さが長さLyのマグネットMの縦方向yの収縮長さに比して、第1および第2のマグネット片(M1、M2)の縦方向yの収縮長さは半減され短く設定される。   In the DC motor 1 of the second embodiment, the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5 are arranged in the direction of the central axis of the yoke 3, which is the arrangement direction of the central axis Ly of the yoke 3. a are arranged side by side. For this reason, the longitudinal length Ly of the entire magnet plate 5 is divided into two substantially half lengths (Ly / 2) by the first and second magnet pieces (M1, M2). , The longitudinal direction of the first and second magnet pieces (M1, M2) as compared with the contraction length of the longitudinal direction y of the magnet M having the length Ly in the longitudinal direction y as shown in FIG. The contraction length of y is halved and set short.

従って、第1の実施の形態と同様に、第2の実施の形態の直流モータ1も、第1および第2のマグネット(M1、M2)の温度の上昇による縦方向yに収縮する長さ短くなり、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体、ならびに接着層に形成される熱応力は、図10において従来例として示すマグネットM等に形成される熱応力よりも低減される。従って、マグネットプレート5が、第1および第2のマグネット片(M1、M2)、すなわち二つのマグネット片により形成されることにより、ステータ2の温度が上昇し、高温となったときでも、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体が割れ難くなるとともに、第1および第2のマグネット片(M1、M2)とヨーク3との間に形成される接着層に生じる亀裂が生じ難くなる。   Therefore, similarly to the first embodiment, the DC motor 1 of the second embodiment has a short length that contracts in the longitudinal direction y due to the temperature rise of the first and second magnets (M1, M2). Thus, the thermal stress formed on the first and second magnet pieces (M1, M2) itself and the adhesive layer is reduced more than the thermal stress formed on the magnet M shown as a conventional example in FIG. Therefore, when the magnet plate 5 is formed by the first and second magnet pieces (M1, M2), that is, two magnet pieces, the temperature of the stator 2 rises, and even when the temperature becomes high, the first In addition, the second magnet piece (M1, M2) itself is difficult to break, and the crack generated in the adhesive layer formed between the first and second magnet pieces (M1, M2) and the yoke 3 is less likely to occur. .

次に、図8に基づき第3の実施の形態の直流モータ1について説明する。第3の実施の形態の直流モータ1は、第1の実施の形態の直流モータ1に比して、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)の形状およびヨーク3への取り付け位置のみが異なり、その他の部分については同一である。そのため、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)の形状およびヨーク3への取り付け位置についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。   Next, a DC motor 1 according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The direct current motor 1 of the third embodiment is different from the direct current motor 1 of the first embodiment in the shape and yoke of the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5. Only the attachment position to 3 is different, and the other parts are the same. Therefore, only the shape of the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5 and the attachment position to the yoke 3 will be described, and description of other parts will be omitted.

第3の実施の形態の直流モータ1では、マグネットプレート5を形成する第1および第2のマグネット片(M1、M2)は、ヨーク3の周方向rに、並んでそれぞれ配列される。そのため、マグネットプレート5全体の横方向の長さ略Lxは、第1および第2のマグネット片(M1、M2)により、略半分の長さの長さ(Lx/2)に2分されており、図10に従来例として示す横方向xの長さが長さLxのマグネットMの横方向xの収縮長さに比して、第の実施の形態として示す、第1および第2のマグネット片(M1、M2)の横方向xの収縮長さは半減され、短く設定される。   In the DC motor 1 of the third embodiment, the first and second magnet pieces (M1, M2) forming the magnet plate 5 are arranged side by side in the circumferential direction r of the yoke 3. For this reason, the overall length Lx of the entire magnet plate 5 is divided into two (Lx / 2) lengths by the first and second magnet pieces (M1, M2). The first and second magnet pieces shown as the first embodiment in comparison with the contraction length of the magnet M having the length Lx in the lateral direction x shown in FIG. The contraction length in the lateral direction x of (M1, M2) is halved and set short.

従って、第1の実施の形態と同様に、第2の実施の形態の直流モータ1も、第1および第2のマグネット(M1、M2)の温度の上昇による横方向xに収縮する長さ短くなり、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体、ならびに接着層に形成される熱応力は、図10において従来例として示すマグネットM等に形成される熱応力よりも低減される。従って、マグネットプレート5が、第1および第2のマグネット片(M1、M2)、すなわち二つのマグネット片により形成されることにより、ステータ2の温度が上昇し、高温となったときでも、第1および第2のマグネット片(M1、M2)自体が割れ難くなるとともに、第1および第2のマグネット片(M1、M2)とヨーク3との間に形成される接着層に生じる亀裂が生じ難くなる。   Therefore, similarly to the first embodiment, the DC motor 1 of the second embodiment has a short length that contracts in the lateral direction x due to the temperature rise of the first and second magnets (M1, M2). Thus, the thermal stress formed on the first and second magnet pieces (M1, M2) itself and the adhesive layer is reduced more than the thermal stress formed on the magnet M shown as a conventional example in FIG. Therefore, when the magnet plate 5 is formed by the first and second magnet pieces (M1, M2), that is, two magnet pieces, the temperature of the stator 2 rises, and even when the temperature becomes high, the first In addition, the second magnet piece (M1, M2) itself is difficult to break, and the crack generated in the adhesive layer formed between the first and second magnet pieces (M1, M2) and the yoke 3 is less likely to occur. .

1 直流モータ
2 ステータ
3 ヨーク
3a 連結部
4 平板部
4aから4f 平板部
5 マグネットプレート
5aから5f マグネットプレート
6 アーマチュア
7 回転軸
8 アーマチュアコア
8a コア本体
8b ティース
9 アーマチュアコイル
9a 巻線
10 コンミテータ
10a コンミテータ片
11 軸受け
M1 第1のマグネット片
M2 第2のマグネット片
1 DC motor
2 Stator
3 York
3a connecting part
4 Flat plate
4a to 4f Flat plate part 5 Magnet plate
5a to 5f Magnet plate 6 Armature
7 Rotating shaft
8 Armature core
8a core body
8b Teeth
9 Armature coil
9a Winding
10 Commutator
10a Commuter piece
11 Bearing
M1 1st magnet piece
M2 Second magnet piece

Claims (4)

磁性材料からなり六角筒形状に形成され、互いに一連に連結された平板形状の六つ平板部を有するヨークと、ネオジウムを主原料とする焼結体により形成された6つのマグネットプレートとを有し、前記マグネットプレートのそれぞれが前記ヨークに形成された前記平板部のそれぞれの内壁に取り付けられたステータと、
回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、略円環形状のコア本体と、前記コア本体の外周面から半径方向外側に向けて円周方向等間隔に一体形成された複数のティースとを有するアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアに形成された前記ティースに巻装された複数の巻線を有するアーマチュアコイルと、前記回転軸に前記アーマチュアコアに近接して取り付けられ、外周面に複数のコンミテータ片を有するコンミテータとを有し、前記ステータの内側に回転配置されたアーマチュアとを備える直流モータにおいて、
前記ティースの数および前記コンミテータ片の数は、ともに9であり、
前記マグネットプレートのそれぞれは、互いに近接して配置された第1および第2のマグネット片から形成されることを特徴とする直流モータ。
It has a hexagonal cylindrical shape made of a magnetic material, and has a yoke having six flat plate portions connected in series with each other, and six magnet plates formed of a sintered body mainly made of neodymium. Each of the magnet plates is attached to each inner wall of the flat plate portion formed on the yoke; and
An armature having a rotating shaft, a substantially annular core body attached to the rotating shaft, and a plurality of teeth integrally formed at equal intervals in the circumferential direction from the outer peripheral surface of the core body toward the radially outer side A core, an armature coil having a plurality of windings wound around the teeth formed on the armature core, and a plurality of commutator pieces attached to the rotating shaft in the vicinity of the armature core and having an outer peripheral surface. In a DC motor comprising a commutator and an armature that is rotatably arranged inside the stator,
The number of teeth and the number of commutator pieces are both 9,
Each of the magnet plates is formed of a first magnet piece and a second magnet piece arranged close to each other.
前記マグネットプレートを形成する前記第1および第2のマグネット片は、前記ヨークの中心軸方向に並んでそれぞれ配列されていることを特徴する請求項1に記載の直流モータ。   2. The DC motor according to claim 1, wherein the first and second magnet pieces forming the magnet plate are arranged side by side in a central axis direction of the yoke. 前記マグネットプレートを形成する前記第1および第2のマグネット片のうち、前記第1のマグネット片は、前記ヨークに形成された平板部の軸方向中心線から一の周方向に所定の角度ずれて配置され、かつ、前記第2のマグネット片は、前記ヨークに形成された平板部の軸方向中心線から一の周方向と反対の他の周方向に所定の角度ずれて配置されていることを特徴とする請求項2の記載の直流モータ。   Of the first and second magnet pieces forming the magnet plate, the first magnet piece is deviated by a predetermined angle in one circumferential direction from the axial center line of the flat plate portion formed on the yoke. And the second magnet piece is disposed at a predetermined angle in the other circumferential direction opposite to the one circumferential direction from the axial center line of the flat plate portion formed on the yoke. The DC motor according to claim 2, wherein 前記マグネットプレートを形成する前記第1および第の2のマグネット片は、前記ヨークの周方向に並んでそれぞれ配列されていることを特徴とする請求項1に記載の直流モータ。   2. The DC motor according to claim 1, wherein the first and second magnet pieces forming the magnet plate are arranged side by side in a circumferential direction of the yoke.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012205443A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Mitsuba Corp Electric motor and method for manufacturing electric motor
JP2020022224A (en) * 2018-07-30 2020-02-06 株式会社ミツバ Electric motor
JP2020022225A (en) * 2018-07-30 2020-02-06 株式会社ミツバ Electric motor

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