JP2013051821A - Ｄｃモータ - Google Patents

Abstract

【課題】高性能であって、かつ、マグネットの体積が小さく、製造コストを低減できるＤＣモータを提供する。
【解決手段】ＤＣモータは、円筒形状の内周面５０ｂを有するマグネット５０を、平面部と丸みを持ったコーナー部とを有する四角形断面の内周面を持つフレームで囲んで構成されている。マグネット５０は、フレームのコーナー部に磁極６１ａ〜６１ｄの中心が一致するように配置されている。マグネット５０は、軸方向中央部の厚肉部５９と、厚肉部５０から軸方向に突出する薄肉部５５とを有している。厚肉部５９はフレームの内周面に密着する外周面５９ａを有し、薄肉部５５は円筒形状を有している。薄肉部５５とフレームのコーナー部にはギャップが形成される。マグネット５０の内周面５０ｂ側の磁力は有効に利用でき、ＤＣモータの性能の低下を最小限に抑えつつ、マグネット５０の使用量を削減できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、ＤＣモータに関し、特に、回転軸に垂直な断面において略多角形の外形を有するＤＣモータに関する。

一般的に、ＤＣモータは、マグネットの外側に位置するフレームをバックヨークとして使用して磁気回路を形成し、その性能を確保している。マグネットは、ＤＣモータを容易に製造できるように、通常、１ピース構造を有している。マグネットは、フレームの内面と略同一の形状の外周形状を有するように形成されており、これにより、効率的にマグネットの磁気力が利用される。

下記特許文献１及び２には、方形ハウジングの内部に、ハウジングの隅部に対応する部分に大きな半径方向厚みを有するリング磁石を配置したＤＣモータが開示されている。

下記特許文献３には、ハウジングの平坦部にリブを設けて平坦部の剛性を高め、振動を防止し、騒音の発生を防止した電気モータが開示されている。

下記特許文献４には、多角形状のフレームの内部に、複数の界磁極を有する界磁マグネットが配置された小型モータが開示されている。この界磁マグネットは、フレームのコーナー部に対応する位置で肉厚になり、かつ、コーナー部の周方向中心位置と界磁極の周方向中心とが一致するように配置されている。

下記特許文献５には、マグネット外周面の磁極の切替え部分にリブを設け、そのリブがハウジング内周面に対して押し当てられるようにし、フレームに平坦面があることによる振動の発生が抑制されるように構成された小型モータが開示されている。

特開２０１０−１１０２０７号公報 特開２０１０−１０４２２９号公報 特開２０１０−４６２４号公報 特開２００７−２２８７５０号公報 特開２００８−３０６８７３号公報

ところで、ＤＣモータの小型化を進めるため、ＤＣモータのマグネットとして、より高エネルギー積のものが使用されるようになっている。高エネルギー積のマグネットには、例えばＮｄ（ネオジム）やＳｍ（サマリウム）のような、希土類材料が用いられている。しかしながら、近年、希土類材料の価格高騰のため、このようなマグネットの製造コストが高騰し、ＤＣモータの製造コストに大きく影響しているという問題がある。ＤＣモータにおいて、その性能を低下させることなく使用されるマグネットの体積（マグネットの使用量）を減らすことにより、ＤＣモータの製造コストを低減させることが望まれている。

このような問題は、特に、上記特許文献１〜５に示されているような、角型のＤＣモータにおいて顕著なものとなっている。角型のＤＣモータは、回転軸に垂直な断面において、四角形など多角形でコーナー部を丸くした形状を有するものである。

図１０は、従来の角型のＤＣモータに用いられるマグネット８５０の一例を示す斜視図である。

角型のＤＣモータにおいて、フレームの形状は多角形であるのに対し、その内側に配置されるマグネット８５０の内周面の形状は、通常、円筒状である。すなわち、図１０に示されるように、マグネット８５０は、フレームの内面の形状に適合する角型の外周面８５０ａと、円筒面である内周面８５０ｂとを有している。そのため、マグネット８５０は、フレームのコーナー部に対応するコーナー部８５２において、他の部分よりも肉厚なものとなり、マグネット８５０の体積が大きくなる。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、高性能であって、かつ、マグネットの体積が小さく、製造コストを低減できるＤＣモータを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、ＤＣモータは、円筒面状の内周面を有し、回転軸を囲むように配置され、複数の磁極を有するマグネットと、磁性材料からなり、マグネットを囲むように配置されたフレームとを備え、フレームの内周面は、平坦部と丸みを持ったコーナー部を複数有し、マグネットは、回転軸の長手方向に所定の幅を有し、かつ、フレームの内周面に近接する外周形状を有し、フレームに対するマグネットの回転軸の回転方向の位置を規制する第１の部分と、第１の部分から回転軸の長手方向の一方又は両方に突出するように形成され、回転軸に垂直な断面の面積が第１の部分のそれよりも小さい第２の部分とを有し、磁極の中心がコーナー部に向かい合うように配置されている。

好ましくは第２の部分の外周面と、フレームの内周面のコーナー部との間には、ギャップが形成されている。

好ましくは第２の部分のうち、磁極とそれに隣り合う磁極との間の部分には、円筒面状の内周面の一部が除去されるように切り欠き部が設けられている。

好ましくは第２の部分の回転軸に垂直な断面の面積は、第１の部分から回転軸の長手方向に離れるに従って、徐々に小さくなる。

好ましくは第２の部分のうち磁極が位置する部分は、第１の部分から回転軸の長手方向に離れるに従って徐々に厚さが小さくなるように、回転軸を含む断面においてテーパ形状を有する。

好ましくは第２の部分は、マグネットの全周にわたって、第１の部分から回転軸の長手方向に離れるに従って徐々に厚みが小さくなるように、回転軸を含む断面においてテーパ形状を有する。

これらの発明に従うと、マグネットは、フレームの内周面に近接する外周形状を有しフレームに対するマグネットの位置を規制する第１の部分と、回転軸に垂直な断面の面積が第１の部分のそれよりも小さい第２の部分とを有している。したがって、高性能であって、かつ、マグネットの体積が小さく、製造コストを低減できるＤＣモータを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるＤＣモータを示す側断面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 マグネットを示す斜視図である。 図１のＣ−Ｃ線における断面図である。 第１の実施の形態の一変型例に係るＤＣモータのマグネットを示す斜視図である。 第１の実施の形態の上述とは別の変型例に係るＤＣモータのマグネットを示す斜視図である。 第２の実施の形態におけるＤＣモータのマグネットを示す斜視図である。 第２の実施の形態の一変型例に係るＤＣモータのマグネットを示す斜視図である。 第２の実施の形態の上述とは別の変型例に係るＤＣモータのマグネットを示す斜視図である。 従来の角型のＤＣモータに用いられるマグネットの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態におけるＤＣモータについて説明する。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＤＣモータ１を示す側断面図である。

図１に示される断面は、後述の図２においてＢ−Ｂ線として示される断面に対応する。ＤＣモータ１は、大まかに、フレーム組立体１ａと、フレーム組立体１ａに対して回転可能に軸支されたアマチュア組立体１ｂとを有している。

アマチュア組立体１ｂは、回転軸（シャフト）２と、アマチュア部４と、整流子部６などを有している。アマチュア部４は、回転軸２に取り付けられており、ラジアル方向に複数突出する突極を有するアマチュアコア５及び各突極に巻回された巻線（図示せず）などを有している。整流子部６は、回転軸２の一方の端部近傍に設けられており、後述のようにしてフレーム組立体１ａに設けられているブラシ２５に接触する整流子７などを有している。

フレーム組立体１ａは、フレーム（モータケース）１０、ブラケット３０、プレート４０、マグネット５０などで構成されている。

フレーム１０は、一端部が回転軸２が突出するようにしてふさがれた筒形状を有している。フレーム１０の他端部（図１において右側の端部）の開口部は、プレート４０によりふさがれている。フレーム１０及びプレート４０により構成されるフレーム内に、アマチュア組立体１ｂが、回転軸２の一端部がフレーム１０から突出するようにして収納されている。フレーム１０の一端部及びプレート４０のそれぞれの中央部には、軸受２１，２２が保持されている。回転軸２は、２箇所の軸受２１，２２により、フレーム１０に対して回転可能に保持されている。

プレート４０の内側には、ブラケット３０が取り付けられている。ブラケット３０には、ブラシ２５と連結し外部からの電流が供給される端子２６が保持されている。ブラシ２５は、整流子７に接触するようにして保持されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。

図２に示されるように、本実施の形態において、フレーム組立体１ａは、マグネット５０の側周面側をフレーム１０で囲んだ断面構造を有している。フレーム１０の外周面が、ＤＣモータ１の外周面となる。

フレーム１０は、磁性材料を用いて形成されている。フレーム１０は、ＤＣモータ１の回転軸２に垂直な断面において、直線状となる平面部１１とＲ形状のコーナー部（角部）１２とをそれぞれ４つずつ有する略正方形の外形を有している。フレーム１０は、回転軸２の回転方向に隣り合う２つの平面部１１同士が１つのコーナー部１２を介して接続され、全体として角型に形成されている。

フレーム１０は、ＤＣモータ１の側部全周にわたり、略均一の厚みを有している。すなわち、フレーム１０の内周面は、平面部１１による平坦な部分と、コーナー部１２による丸みを持った部分とが複数繋がることで構成され、角型に形成されている。

マグネット５０は、１ピース構造を有している。マグネット５０は、大まかに、円筒形状を有しており、アマチュアコア５との間にわずかなエアギャップを有するような、円筒形の内周面５０ｂを有している。マグネット５０は、例えば希土類材料を用いて形成されたボンド磁石である。マグネット５０は、２つのＮ極６１ａ，６１ｃと２つのＳ極６１ｂ，６１ｄとの合計４つの磁極６１を有している。すなわち、マグネット５０は、回転軸２に垂直な断面において、ＤＣモータ１の外形のコーナー部１２の数と同一の数の磁極６１を有している。磁極６１は、極性が互い違いになるように配置されている。なお、マグネット５０は、ボンド磁石に限られず、例えば焼結型の磁石であってもよい。

マグネット５０は、フレーム１０のコーナー部１２に、その磁極６１の中心が向かい合うように、フレーム１０に対して配置されている。マグネット５０の複数の磁極６１の切替え部分（各磁極６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの切替え部）は、それぞれ、フレーム１０の平面部１１に位置している。

以下に、マグネット５０の構造の詳細について説明する。

図３は、マグネット５０を示す斜視図である。

以下の説明において、回転軸２の長手方向を軸方向といい、軸方向に垂直な方向を径方向ということがある。また、回転軸２の回転方向を単に回転方向ということがある。図３において、軸方向を矢印Ａ１で示す。

図３に示されるように、本実施の形態において、マグネット５０は、軸方向の中央部に位置する厚肉部（第１の部分の一例）５９と、厚肉部５９よりも軸方向両端部側に位置する薄肉部（第２の部分の一例）５５とを有している。厚肉部５９は、後述するように、軸方向に所定の幅を有している。薄肉部５５は、厚肉部５９から、軸方向の両方（以下、軸方向の一方を上方、他方を下方ということがある。）に突出するように形成されている。厚肉部５９から上方に突出する薄肉部５５の突出高さは、厚肉部５９から下方に突出する薄肉部５５の突出高さと等しくなっている。マグネット５０は、マグネット５０の軸方向の中央部を通り回転軸２に垂直な平面について、対称な形状を有している。

マグネット５０の内周面５０ｂは、厚肉部５９においても、薄肉部５５においても、同一の円筒形状となっている。

図３では、厚肉部５９の軸方向の幅は、薄肉部５５の軸方向の幅（ここでは、厚肉部５９の上下それぞれの薄肉部５５の軸方向の幅を合計したものをいう。）よりも小さくなっているが、大きくてもよい。すなわち、マグネット５０において、薄肉部５５の幅よりも厚肉部５９の幅の方が、マグネット５０の軸方向の全長に占める割合が小さくなることで、従来のマグネットより体積を小さくすることができる。

厚肉部５９は、フレーム１０の内周面と略同一の外周形状を有している。すなわち、厚肉部５９の外周面５９ａは、４つの平面部５１と４つのコーナー部５２とで構成される、全体として角型の形状を有している。各コーナー部５２は、磁極６１の中心に一致する位置に形成されている。厚肉部５９は、コーナー部５２において径方向に肉厚になっている。

厚肉部５９の外周面５９ａがこのようにフレーム１０の内周面に近接する角型形状を有していることにより、図２に示されるように、マグネット５０がフレーム１０内に配置されている状態で、厚肉部５９は、フレーム１０の内周面に密着する。このように厚肉部５９がフレーム１０の内周面に接触することにより、フレーム１０に対するマグネット５０の回転方向の位置が規制される。したがって、磁極６１の中心位置は、コーナー部１２に向き合う位置からずれることがなくなっている。

薄肉部５５は、回転軸２に垂直な断面の面積が、厚肉部５９のそれよりも小さくなるように形成されている。本実施の形態において、薄肉部５５は、回転方向全周にわたり、略等しい厚みを有する円筒形状を有している。

薄肉部５５は、外周面５５ａの直径が、回転軸２を挟む２つの平面部５１間の距離と略同一になるように形成されている。これにより、薄肉部５５は、フレーム１０の内周面のうち、各平面部１１部分に近接する。なお、外周面５５ａの直径は、上記２つの平面部５１間の距離よりも小さくなるようにしてもよい。

図４は、図１のＣ−Ｃ線における断面図である。

図４に示されるように、薄肉部５５が円筒形状を有していることにより、フレーム１０の４つのコーナー部１２のそれぞれにおいて、薄肉部５５の外周面５５ａとフレーム１０の内周面との間には、ギャップ７０が形成されている。ギャップ７０は、各コーナー部１２と薄肉部５５との間に形成されている。すなわち、薄肉部５５は、従来マグネット５０において最も肉厚であった磁極６１の中心が位置する部分が薄くなるように形成されたものである。なお、本実施の形態において、薄肉部５５と平面部１１との間には、ギャップはほとんどできていない。

このように、第１の実施の形態では、マグネット５０が円筒形状の薄肉部５５を有しており、薄肉部５５とフレーム１０との間にギャップ７０が形成されている。ギャップ７０が形成されることにより、マグネット５０の内周面５０ｂ側の磁力は有効に利用でき、かつ、磁気損失として働く磁束は削減できる。したがって、ＤＣモータ１の性能の低下を最小限に抑えつつ、マグネット５０の使用量（体積）を大幅に削減して、ＤＣモータ１の製造コストを低減できる。希土類材料を用いたマグネット５０を少量使用しているので、ＤＣモータ１を小型化することができ、かつ、ＤＣモータ１を軽量化できる。

ここで、単にマグネットの使用量を低減するためには、マグネットを厚肉部５９を有しない均一な厚みの円筒形状に形成し、コーナー部１２においてマグネットとフレーム１０との間にギャップ７０が生じるようにすればよい。しかしながら、この場合、フレーム１０に対するマグネットの回転方向の位置を適切に位置決めすることが困難になり、ＤＣモータの製造コストが増大する。これに対して、第１の実施の形態では、フレーム１０の内周面に密着する厚肉部５９が設けられており、これにより、フレーム１０に対するマグネット５０の回転方向の位置が規制される。したがって、マグネット５０をフレーム１０に取り付けるとき、組立精度を高くし、かつ、フレーム１０に対してマグネット５０を容易に位置決めすることができる。したがって、ＤＣモータ１の性能を維持しつつ、ＤＣモータ１の製造コストをより低減させることができる。

なお、本実施の形態においては、ギャップ７０の大きさは、マグネット５０とフレーム１０とで構成される磁気回路が最適なものになるように薄肉部５５の形状やフレーム１０の形状が調整されることで決定されている。すなわち、ギャップ７０の大きさを調整することにより、マグネット５０の軸方向両端部近辺から発生する磁力を、ギャップ７０の大きさに応じて変化させることができる。ギャップ７０は、マグネット５０の内周面５０ｂ側の磁力は有効に利用でき、かつ、磁気損失として働く磁束を削減できるように形成されている。また、ギャップ７０は、ＤＣモータ１のコギングトルクが低減するように形成されている。これにより、ＤＣモータ１の性能をより高く維持しつつ、マグネット５０の使用量を効果的に削減できる。

［第１の実施の形態の変型例の説明］

第１の実施の形態において、ＤＣモータ１には、マグネット５０に代えて、薄肉部５５の形状が異なるマグネットが用いられていてもよい。

図５は、第１の実施の形態の一変型例に係るＤＣモータ１のマグネット１５０を示す斜視図である。

図５に示されるように、マグネット１５０は、薄肉部５５に代えて、薄肉部１５５を有している。薄肉部１５５において、磁極６１が位置する部分、すなわちフレーム１０のコーナー部１２に向かい合う部分は、テーパ形状に形成されている。マグネット１５０の他の部位は、マグネット５０と同一形状であるため、その説明を省略する。

薄肉部１５５において、磁極６１が位置する部分のそれぞれの外周面は、テーパ面１５６となっており、他の部位は、円筒状の外周面５５ａとなっている。テーパ面１５６は、厚肉部５９から軸方向に離れるに従って徐々にマグネット５０の厚さが小さくなるように、回転軸２を含む断面においてテーパ形状を有するように形成されている。テーパ面１５６は、厚肉部５９側において、厚肉部５９のコーナー部１２の外周面に接続されている。このように磁極６１が位置する部分にテーパ面１５６が形成されていることにより、薄肉部５５の回転軸２に垂直な断面の面積は、厚肉部５９から軸方向に離れるに従って、徐々に小さくなっている。

このように形成されたマグネット１５０を用いた場合でも、薄肉部１５５とフレーム１０の内周面との間にはギャップ７０が形成される。したがって、上記と同様の効果を得ることができる。このように磁極６１が位置する部分がテーパ形状を有していることにより、マグネット１５０の薄肉部１５５の剛性が高くなる。したがって、振動が加わるような場合においても、適正にＤＣモータ１を駆動させることができる。また、マグネット１５０が破損しにくくなり、ＤＣモータ１の耐久性を向上させることができ、かつ、ＤＣモータ１の組立てをより容易に行うことができる。

図６は、第１の実施の形態の上述とは別の変型例に係るＤＣモータ１のマグネット２５０を示す斜視図である。

図６に示されるように、マグネット２５０は、マグネット５０の回転方向略全周にわたって、テーパ形状に形成されている薄肉部２５５を有している。マグネット２５０の他の部位は、マグネット５０と同一形状であるため、その説明を省略する。

薄肉部２５５は、厚肉部５９から軸方向に離れるに従って徐々にマグネット５０の厚さが小さくなるように、回転軸２を含む断面においてテーパ形状を有している。すなわち、このように形成された薄肉部２５５の外周面２５５ａは、マグネット２５０の回転方向略全周にわたり、回転軸２を含む断面において、軸方向に対して傾斜している。外周面２５５ａは、厚肉部５９側において、厚肉部５９の平面部１１又はコーナー部１２に接続されている。このように薄肉部２５５が形成されていることにより、薄肉部２５５の回転軸２に垂直な断面の面積は、厚肉部５９から軸方向に離れるに従って、徐々に小さくなっている。

このように形成されたマグネット２５０を用いた場合でも、マグネット５０を用いた場合と略同様の効果を得ることができる。また、マグネット２５０の薄肉部２５５の剛性が高くなるので、常に適正にＤＣモータ１を駆動させることができ、かつ、マグネット２５０が破損することを防止できる。ＤＣモータ１の耐久性を向上させることができるので、よりＤＣモータ１の組立てを容易に行うことができる。

［第２の実施の形態］

第２の実施の形態におけるＤＣモータの基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、マグネットの厚肉部から突出する部分に切り欠き部が設けられている点が第１の実施の形態と異なる。

第２の実施の形態において、ＤＣモータ１は、第１の実施の形態におけるマグネット５０とは異なるマグネット３５０を有している。以下、マグネット３５０のうち第１の実施の形態のマグネット５０と同一の態様で形成されている部分については、マグネット５０と同一の符号を付して説明する。

図７は、第２の実施の形態におけるＤＣモータ１のマグネット３５０を示す斜視図である。

図７に示されるように、マグネット３５０は、軸方向中央部に配置された厚肉部５９から軸方向上方、下方の両方にそれぞれ突出する突出部（第２の部分の一例）３５５を有している。マグネット３５０は、軸方向の中央部を通り回転軸２に垂直な平面について対称な形状を有している。

突出部３５５は、磁極６１とそれに隣り合う磁極６１との間の部分に、切り欠き部３５６（切り欠き部３５６ａ〜３５６ｄ）が設けられることで、磁極６１となる比較的肉厚の４つの部分のみが厚肉部５９から上下それぞれに突出した形状を有している。切り欠き部３５６は、マグネット３５０の内周面５０ｂの一部を除去するように、内周面５０ｂ側から突出部３５５の外周面３５５ａ側までマグネット３５０の径方向のすべての部分が除去されることで形成されている。切り欠き部３５６は、突出部３５５のうち、フレーム１０の平面部１１に向かい合う部分に設けられている。換言すると、切り欠き部３５６は、磁極６１の切替え部に形成されている。

図７に示されるように、磁極６１ａと磁極６１ｂとの間には、切り欠き部３５６ａが形成されている。磁極６１ｂと磁極６１ｃとの間には、切り欠き部３５６ｂが形成されている。磁極６１ｃと磁極６１ｄとの間には、切り欠き部３５６ｃが形成されている。磁極６１ｄと磁極６１ａとの間には、切り欠き部３５６ｄが形成されている。

突出部３５５がこのように形成されていることにより、突出部３５５の回転軸２に垂直な断面の面積は、厚肉部５９のそれよりも小さくなっている。突出部３５５の外周面３５５ａは、厚肉部５９の外周面５９ａと同様に、フレーム１０のコーナー部１２の内周面に近接するように構成されている。

第２の実施の形態では、マグネット３５０において、ＤＣモータ１の動作にそれほど影響のない磁極６１の切替え部分に切り欠き部３５６が設けられた突出部３５５が設けられているので、ＤＣモータ１の性能を維持しながら、マグネット３５０の使用量を削減することができる。したがって、ＤＣモータ１の製造コストを効果的に低減し、かつ、ＤＣモータ１を軽量化できる。

また、上述の第１の実施の形態と同様に、マグネット３５０はフレーム１０の内周面と略同型状の外周面５９ａを有する厚肉部５９を有しているので、フレーム１０に対するマグネット３５０の回転方向の位置を容易に位置決めできる。したがって、ＤＣモータ１を容易に製造できる。

［第２の実施の形態の変型例の説明］

第２の実施の形態において、ＤＣモータ１には、マグネット３５０に代えて、突出部３５５の形状が異なるマグネットが用いられていてもよい。

図８は、第２の実施の形態の一変型例に係るＤＣモータ１のマグネット４５０を示す斜視図である。

図８に示されるように、マグネット４５０の突出部４５５は、円筒状の外周面５５ａを有し、かつ、上述のマグネット３５０と同様に形成された切り欠き部３５６（切り欠き部３５６ａ〜３５６ｄ）を有している。すなわち、突出部４５５は、それぞれ、薄肉部となっており、突出部４５５とフレーム１０との間には、ギャップ７０が形成される。マグネット４５０の他の部位は、マグネット３５０と同一の形状を有している。マグネット４５０は、上述の第１の実施の形態のマグネット５０において、その薄肉部５５の磁極６１の切替え部に切り欠き部３５６を形成したものと同一の構造を有するということができる。

このように形成されたマグネット４５０を用いた場合でも、突出部４５５に切り欠き部３５６が設けられていることにより、上記の第２の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。また、マグネット４５０の突出部４５５は、厚肉部５９から突出している部分の厚みが薄く、外周面５５ａが円筒状に形成されているので、フレーム１０の内周面との間にはギャップ７０が形成される。したがって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図９は、第２の実施の形態の上述とは別の変型例に係るＤＣモータ１のマグネット５５０を示す斜視図である。

図８に示されるように、マグネット５５０の突出部５５５は、磁極６１部分すなわちフレーム１０のコーナー部１２に向かい合う部分がテーパ形状に形成されているものである。突出部５５５において、磁極６１が位置する部分の外周面は、上述の第１の実施の形態のマグネット１５０と同様に、厚肉部５９から軸方向に離れるに従ってマグネット５５０の厚みが小さくなるように形成されたテーパ面１５６となっている。マグネット５５０の他の部位は、マグネット４５０と同一形状であるため、その説明を省略する。マグネット５５０は、上述の第１の実施の形態のマグネット１５０又はマグネット２５０において、その薄肉部１５５，２５５の磁極６１の切替え部に切り欠き部３５６を形成したものと同一の構造を有するということができる。

このように磁極６１が位置する部分がテーパ形状を有していることにより、突出部５５５とフレーム１０との間にギャップ７０を設けつつ、突出部５５５の剛性を確保することができる。したがって、マグネット５５０を用いた場合には、上述のマグネット１５０を用いた場合と同様の効果が得られる。また、突出部５５５には切り欠き部３５６が設けられていることにより、上記の第２の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。

［その他］

上記の実施の形態では、ＤＣモータは回転軸に垂直な断面形状が略正方形形状のものであるが、これに限られるものではない。例えば、六角形形状や八角形形状のＤＣモータにおいても、上記のように、厚肉部と、厚肉部から軸方向に突出し軸方向の垂直な断面積が小さい部分とを有するマグネットを使用することで、上述と同様の効果を得ることができる。

厚肉部は、マグネットの軸方向の中央部に位置していなくてもよく、マグネットの軸方向の一端部側に近くなるように配置されていてもよい。厚肉部は、マグネットの軸方向の一端部に設けられていてもよい。すなわち、薄肉部又は突出部は、厚肉部から一方に突出するように形成されていてもよい。厚肉部は、マグネットの軸方向に離れた複数個所に配置されていてもよい。

マグネットの厚肉部の軸方向の幅は、上述したものや図に示したものに限られるものではない。厚肉部は、軸方向の幅がより小さくなる板状に形成されていてもよい。

厚肉部は、フレームの内面に密着するように形成されているものに限られない。厚肉部は、フレームに対するマグネットの回転方向の位置が規制される程度にフレームの内周面に近接するように形成されていてもよい。

切り欠き部は、マグネットの径方向のすべての部分を除去することで形成されるものに限られない。切り欠き部は、マグネットの突出部や薄肉部において、マグネットの内周面の一部が除去されるようにして形成されていればよい。すなわち、切り欠き部が設けられている部分において、マグネットの外周面側には、切り欠き部が現れていなくてもよい。切り欠き部の形状は、上述のものに限られない。

フレームの平面部は、平面ではなく、小さな起伏があったり、小さく湾曲していてもよい。フレームの内周面は、比較的曲率が小さな面を平坦な部分として有していてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ＤＣモータ
２ 回転軸
１０ フレーム
１１ 平面部
１２ コーナー部
５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０ マグネット
５０ｂ マグネットの内周面
５５，１５５，２５５ 薄肉部（第２の部分の一例）
５９ 厚肉部（第１の部分の一例）
６１（６１ａ〜６１ｄ） 磁極
７０ ギャップ
３５５，４５５，５５５ 突出部（第２の部分の一例）
３５６（３５６ａ〜３５６ｄ） 切り欠き部

Claims (6)

1. ＤＣモータであって、
   円筒面状の内周面を有し、回転軸を囲むように配置され、複数の磁極を有するマグネットと、
   磁性材料からなり、前記マグネットを囲むように配置されたフレームとを備え、
   前記フレームの内周面は、平坦な部分と丸みを持ったコーナー部とを複数有し、
   前記マグネットは、
   前記回転軸の長手方向に所定の幅を有し、かつ、前記フレームの内周面に近接する外周形状を有し、前記フレームに対する前記マグネットの前記回転軸の回転方向の位置を規制する第１の部分と、
   前記第１の部分から前記回転軸の長手方向の一方又は両方に突出するように形成され、前記回転軸に垂直な断面の面積が前記第１の部分のそれよりも小さい第２の部分とを有し、
   前記磁極の中心が前記コーナー部に向かい合うように配置されている、ＤＣモータ。
2. 前記第２の部分の外周面と前記フレームの内周面との間には、前記フレームの内周面の全周にわたりギャップが形成されている、請求項１に記載のＤＣモータ。
3. 前記第２の部分のうち、前記磁極とそれに隣り合う磁極との間の部分には、前記円筒面状の内周面の一部が除去されるように切り欠き部が設けられている、請求項１又は２に記載のＤＣモータ。
4. 前記第２の部分の前記回転軸に垂直な断面の面積は、前記第１の部分から前記回転軸の長手方向に離れるに従って、徐々に小さくなる、請求項１から３のいずれかに記載のＤＣモータ。
5. 前記第２の部分のうち前記磁極が位置する部分は、前記第１の部分から前記回転軸の長手方向に離れるに従って徐々に厚さが小さくなるように、前記回転軸を含む断面においてテーパ形状を有する、請求項１から４のいずれかに記載のＤＣモータ。
6. 前記第２の部分は、前記マグネットの全周にわたって、前記第１の部分から前記回転軸の長手方向に離れるに従って徐々に厚みが小さくなるように、前記回転軸を含む断面においてテーパ形状を有する、請求項１から４のいずれかに記載のＤＣモータ。

Images