JP2015171194A - Motor, motor device and pointer type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マグネットの周面に沿って設けられたステータコアの複数の突極のうち、2つの突極にコイルが巻回されたモータ、モータ装置、および指針式表示装置に関するものである。 The present invention relates to a motor in which a coil is wound around two salient poles among a plurality of salient poles of a stator core provided along a circumferential surface of a magnet, a motor device, and a pointer-type display device.
自動車用メータ装置等の表示装置においては、モータによって指針を取り付けた構造が採用されることがある。一方、モータとして、マグネットの周面に沿ってステータコアの複数の突極を配置し、複数の突極のうち、2つの突極にコイルを巻回した構成が提案されている(特許文献1参照)。 In a display device such as an automotive meter device, a structure in which a pointer is attached by a motor may be employed. On the other hand, a configuration has been proposed in which a plurality of salient poles of a stator core are arranged along the circumferential surface of a magnet, and a coil is wound around two salient poles among the plurality of salient poles (see Patent Document 1). ).
特許文献1に記載のモータでは、ロータが回転した際、ロータの回転中心軸線に対して直交するラジアル方向の2方向の各々からロータに力が作用する。また、ロータにラジアル方向から加わる力は、ロータの回転に伴って反転する。このため、ロータが振動し、例えば、異音の発生や軸受の寿命低下等の原因となる。
In the motor described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロータのラジアル方向への振動を抑制することのできるモータ、該モータを備えたモータ装置、および指針式表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a motor capable of suppressing vibration of a rotor in the radial direction, a motor device including the motor, and a pointer-type display device.
上記課題を解決するために、本発明に係るモータは、S極とN極とが周方向で交互に設けられたマグネットを備えたロータと、前記マグネットの外周面に隙間を隔てて先端部が対向する複数の突極が周方向に配置されたステータコアと、前記複数の突極のうち、180°未満の角度範囲に位置する2つの主極の各々の周りに配置されたコイルと、を有し、前記複数の突極のうち、前記2つの主極が位置する側とは反対側で前記第1角度範囲を二等分する仮想の二等分線の延長線を中心とする180°の第2角度範囲に位置する突極は、コイルが周りに配置されていない第1補極であり、前記主極の先端部と前記マグネットの外周面との第1間隔と、前記第1補極の先端部と前記マグネットの外周面との第2間隔とが相違していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a motor according to the present invention has a rotor including a magnet in which S poles and N poles are alternately provided in the circumferential direction, and a tip portion with a gap between the outer peripheral surfaces of the magnets. A stator core having a plurality of opposing salient poles arranged in the circumferential direction, and a coil arranged around each of two main poles of the plurality of salient poles located in an angular range of less than 180 °. Of the plurality of salient poles, 180 ° centered on an extension of a virtual bisector that bisects the first angle range on the side opposite to the side where the two main poles are located. The salient pole located in the second angle range is a first complementary pole in which a coil is not disposed around, the first interval between the tip of the main pole and the outer peripheral surface of the magnet, and the first complementary pole The second interval between the tip of the magnet and the outer peripheral surface of the magnet is different. The
本発明では、第1角度範囲に配置された主極の先端部とマグネットの外周面との第1間隔と、2つの主極が位置する側とは反対側の第2角度範囲に位置する第1補極とマグネットの外周面との第2間隔とが相違している。このため、マグネットと主極との間の磁気吸引力と、マグネットと第1補極との間の磁気吸引力とが相違している。従って、ロータは、主極が位置する第1角度範囲の側、あるいは第1補極が位置する第2角度範囲の側の一方に向かう側圧を受けた状態で回転するので、ロータが振動しにくい。それ故、振動に起因する異音の発生等を抑制することができる。 In the present invention, the first interval between the tip of the main pole disposed in the first angle range and the outer peripheral surface of the magnet and the second angle range located in the second angle range opposite to the side where the two main poles are located. The second interval between the 1 auxiliary pole and the outer peripheral surface of the magnet is different. For this reason, the magnetic attraction force between the magnet and the main pole is different from the magnetic attraction force between the magnet and the first auxiliary pole. Accordingly, the rotor rotates in a state where it receives a side pressure directed toward one of the first angle range where the main pole is located or the second angle range where the first supplementary pole is located, so the rotor is less likely to vibrate. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of abnormal noise caused by vibration.
本発明において、前記第1間隔は、前記第2間隔より狭いことが好ましい。第1補極より主極をマグネットに近づけた方が、ロータに対する磁気吸引力が大となるので、ロータ
の振動を抑制するという面で効果的である。
In the present invention, the first interval is preferably narrower than the second interval. When the main pole is brought closer to the magnet than the first auxiliary pole, the magnetic attraction force with respect to the rotor is increased, which is effective in suppressing the vibration of the rotor.
この場合、前記2つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第2補極が位置し、前記第2間隔は、前記第2補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことが好ましい。 In this case, between the two main poles, there is a second complementary pole in which no coil is arranged, and the second interval is between the tip of the second complementary pole and the outer peripheral surface of the magnet. It is preferable that it is narrower than this interval.
本発明においては、前記第2間隔は、前記第1間隔より狭い構成を採用してもよい。 In the present invention, the second interval may be narrower than the first interval.
この場合、前記2つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第2補極が位置し、前記第2間隔は、前記第2補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことが好ましい。 In this case, between the two main poles, there is a second complementary pole in which no coil is arranged, and the second interval is between the tip of the second complementary pole and the outer peripheral surface of the magnet. It is preferable that it is narrower than this interval.
本発明において、前記第1補極の先端部は、前記2つの主極の先端部に内接する仮想円の径方向外側あるいは径方向内側に位置する構成を採用してもよい。かかる構成によれば、主極あるいは第1補極の寸法を変更することによって、ロータに磁気吸引力による側圧を印加することができる。 In the present invention, the tip of the first auxiliary pole may be configured to be located radially outside or radially inside a virtual circle inscribed in the tip of the two main poles. According to this configuration, it is possible to apply a lateral pressure due to a magnetic attractive force to the rotor by changing the size of the main pole or the first auxiliary pole.
本発明において、前記第1補極の先端部は、前記2つの主極の先端部に内接する仮想円上に位置し、前記ロータの回転中心が前記仮想円の中心から前記2つの主極に接近する方向、あるいは前記2つの主極から離間する方向にずれている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、ロータの回転中心をずらすことによって、ロータに磁気吸引力による側圧を印加することができる。 In the present invention, the tip of the first complementary pole is located on a virtual circle inscribed in the tip of the two main poles, and the rotation center of the rotor is changed from the center of the virtual circle to the two main poles. You may employ | adopt the structure which has shifted | deviated to the direction which approaches, or the direction which spaces apart from the said 2 main pole. According to this configuration, it is possible to apply a lateral pressure due to the magnetic attractive force to the rotor by shifting the rotation center of the rotor.
本発明に係るモータは、モータ装置に用いることができ、かかるモータ装置は、前記ロータの回転を伝達する輪列と、前記輪列を介して前記ロータの回転が伝達される出力部材と、を有している。 The motor according to the present invention can be used in a motor device, and the motor device includes a train wheel that transmits the rotation of the rotor, and an output member that transmits the rotation of the rotor via the train wheel. Have.
本発明に係るモータ装置は、指針式表示装置に用いることができ、かかる指針式表示装置では、前記出力部材によって指針が駆動される。 The motor device according to the present invention can be used in a pointer-type display device, and in such a pointer-type display device, the pointer is driven by the output member.
本発明では、第1角度範囲に配置された主極の先端部とマグネットの外周面との第1間隔と、2つの主極が位置する側とは反対側の第2角度範囲に位置する第1補極とマグネットの外周面との第2間隔とが相違している。このため、マグネットと主極との間の磁気吸引力と、マグネットと第1補極との間の磁気吸引力とが相違している。従って、ロータは、主極が位置する第1角度範囲の側、あるいは第1補極が位置する第2角度範囲の側の一方に向かう側圧を受けた状態で回転するので、ロータが振動しにくい。それ故、振動に起因する異音の発生等を抑制することができる。 In the present invention, the first interval between the tip of the main pole disposed in the first angle range and the outer peripheral surface of the magnet and the second angle range located in the second angle range opposite to the side where the two main poles are located. The second interval between the 1 auxiliary pole and the outer peripheral surface of the magnet is different. For this reason, the magnetic attraction force between the magnet and the main pole is different from the magnetic attraction force between the magnet and the first auxiliary pole. Accordingly, the rotor rotates in a state where it receives a side pressure directed toward one of the first angle range where the main pole is located or the second angle range where the first supplementary pole is located, so the rotor is less likely to vibrate. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of abnormal noise caused by vibration.
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータ、モータ装置、および指針式表示装置を説明する。 Hereinafter, a motor, a motor device, and a pointer type display device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[実施の形態1]
(モータ装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100の説明図であり、図1(a)、(b)は、モータ装置100を出力軸10が突出している側からみた斜視図、および分解斜視図である。なお、以下の説明では、出力軸10の軸線Lが延在している方向のうち、出力軸10が突出している側を一方側L1とし、出力軸10が突出している側とは反対側を他方側L2としてある。また、モータ1におけるロータ5の軸線を回転中心軸線L0としてある。また、便宜上、回転中心軸線L0の一方側についても一方側L1とし、回転中心軸線L0の他方側についても他方側L2として説明する。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of motor device)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a
図1に示すモータ装置100は、ケース2から軸線L方向の一方側L1に出力軸10(出力部材)が突出した構造を有している。本形態のモータ装置100は指針式表示装置200に用いられており、出力軸10には指針11が連結されている。
The
ケース2は、軸線L方向からみたときに略円形の第1ケース21と、軸線L方向からみたときに略円形の第2ケース22とを有している。第1ケース21は、軸線L方向の他方側L2に配置され、第2ケース22は、軸線L方向の一方側L1に配置されている。第1ケース21の側板部211には、周方向の複数個所に凸部219が形成されており、第2ケース22の側板部221には、周方向の複数個所に凸部219と係合するフック229が形成されている。従って、フック229と凸部219とを係合させて第1ケース21と第2ケース22とを結合させれば、ケース2を構成することができる。このように構成したケース2において、第2ケース22の底板部222には、出力軸10を支持する筒部223が形成されている。
The
(モータ1の構成)
モータ装置100は、ケース2の内部にモータ1を有している。モータ1は、ケース2に回転可能に支持されたロータ5と、ロータ5の周りに配置されたステータ6とを有している。ロータ5は、ケース2に回転可能に支持された回転軸51を有している。
(Configuration of motor 1)
The
ロータ5は、回転軸51の回転中心軸線L0方向の一方側L1の端部に固定されたピニオン58と、ピニオン58と一体化された円筒状のマグネット50とを有しており、マグネット50の外周面では、S極とN極とが交互に等角度間隔に形成されている。本形態において、マグネット50とピニオン58とはインサート成形により一体化されており、マグネット50とピニオン58とは、樹脂製の円板部59によって結合されている。また、円板部59は、回転軸51に固定されている。
The
また、モータ装置100は、ロータ5の回転を減速して出力軸10に伝達する輪列4を有しており、かかる輪列4も、ロータ5およびステータ6と同様、ケース2に支持されて
いる。輪列4は、ロータ5のピニオン58に噛合する大径歯車411と第2歯車42に噛合する小径歯車(図示せず)とを備えた第1歯車41と、第1歯車41の小径歯車に噛合する大径の第2歯車42とを有している。第2歯車42には出力軸10が一体に形成されており、出力軸10は、第1ケース21の凹部215と第2ケース22の筒部223とによって回転可能に支持されている。なお、第1歯車41は支軸48に回転可能に支持されており、支軸48の両端は、第1ケース21の軸穴216と第2ケース22とに保持されている。
Further, the
(ステータ6の詳細構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100に用いたモータ1の説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は、モータ1の斜視図、モータ1の分解斜視図、およびモータ1をさらに細かく分解した様子を示す分解斜視図である。図3は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100に用いたモータ1の平面図である。
(Detailed configuration of stator 6)
2 is an explanatory diagram of the
図2および図3に示すように、モータ1において、ステータ6は、マグネット50の外周面に隙間を隔てて対向する複数の突極61(突極61a〜61f)を備えたステータコア60を有しており、複数の突極61は連結部65により繋がっている。また、ステータ6は、複数の突極61のうち、突極61f(主極)に装着されたコイルボビン7(コイルボビン7a)と、コイルボビン7を介して突極61fの周りを周回するコイル9(第1コイル9a)と、複数の突極61のうち、突極61b(主極)に装着されたコイルボビン7(コイルボビン7b)と、コイルボビン7を介して突極61bの周りを周回するコイル9(第2コイル9b)とを有している。本形態において、突極61の数は6個であり、マグネット50では、S極とN極とが4対形成されている。また、主極(突極61f、61b)は、回転中心軸線L0に対して、図1に示す第1歯車41の側に配置されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the
ステータ6は、ロータ5が配置される部分が開口部64になっており、かかる開口部64の内周縁からマグネット50の外周面に向けて複数の突極61が突出し、突極61の径方向内側の先端部610a〜610fがマグネット50の外周面に隙間を介して対向している。
In the
ここで、ステータコア60は、コイルボビン7が装着された突極61b、61fが、他の突極61a、61c〜61eより長い。このため、ステータコア60は、突極61b、61fが形成されている部分が径方向外側に略矩形形状に張り出しており、突極61b、61fは、ステータコア60の矩形部69b、69fの外周部分から径方向内側に突出している。
Here, in the
ステータコア60は板状であり、上記の形状に打ち抜いた磁性板を複数枚、積層することにより、構成されている。ステータコア60には、突極61aの根元付近に支軸48が嵌った穴68が形成され、突極61dの径方向外側には、径方向外側に突出して、図1に示す第1ケース21と第2ケース22とに挟まれた凸部67が形成されている。
The
(コイルボビン7の構成)
コイルボビン7aとコイルボビン7bとは、突極61a、61dを結んだ線を中心とする線対称に構成されており、同一の構造を有している。このため、コイルボビン7aおよびコイルボビン7bについては、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
(Configuration of coil bobbin 7)
The coil bobbin 7a and the coil bobbin 7b are configured symmetrically with respect to a line connecting the
コイルボビン7aは、コイル9(第1コイル9a)を形成するコイル線90が巻回される筒状の胴部71を備えた絶縁性のボビン本体70と、ボビン本体70に保持された2本の端子ピン8(端子ピン8a、8b)とを有している。ボビン本体70は樹脂製であり、端子ピン8は金属製である。ボビン本体70は、胴部71の径方向内側の端部に、胴部7
1より外形寸法が大きい第1鍔部72を備え、胴部71の径方向外側の端部には、胴部71より外形寸法が大きい第2鍔部73を備えている。第1鍔部72と第2鍔部73とは胴部71を挟んで対向しており、第1鍔部72と第2鍔部73との間では、胴部71の周りにコイル線90が巻回されている。
The coil bobbin 7a includes an insulating bobbin
A
第2鍔部73には、端子ピン8(端子ピン8a、8b)が保持されている。端子ピン8の一方の端部81には、コイル線90の端部が絡げられた後、ハンダ付けされる。端子ピン8の他方の端部82は、図1に示す第1ケース21から突出し、配線基板等の配線材(図示せず)が接続される。胴部71は四角筒状であり、かかる胴部71の内側にはステータコア60の突極61fが挿入され、その結果、突極61fの周りに第1コイル9aが配置される。突極61fは、胴部71の内面に形成された凸部(図示せず)に当接し、突極61fに対してコイルボビン7が位置ずれすることが抑制されている。
The
コイルボビン7bは、コイル9(第2コイル9b)を形成するコイル線90が巻回される筒状の胴部71を備えた絶縁性のボビン本体70と、ボビン本体70に保持された2本の端子ピン8(端子ピン8a、8b)とを有している。ボビン本体70の構成は、コイルボビン7aと同様であるため、説明を省略するが、ボビン本体70の胴部71の内側にはステータコア60の突極61bが挿入される。その結果、突極61bの周りに第2コイル9bが配置される。
The coil bobbin 7b includes an insulating bobbin
矩形部69bにおいて、突極61bの両側で突極61bに沿って延在する延在部分651は、突極61bに対して斜めに延在しており、突極61bと延在部分651との間隔は、径方向内側で広がっている。このため、径方向の内側から突極61bにコイルボビン7bを挿入するのが容易である。また、矩形部69fにおいても、突極61fの両側で突極61fに沿って延在する延在部分651が突極61fに対して斜めに延在しており、突極61fと延在部分651との間隔は、径方向内側で広がっている。このため、径方向の内側から突極61fにコイルボビン7aを挿入するのが容易である。
In the
(動作)
このように構成したモータ1、モータ装置100および指針式表示装置200において、端子ピン8(端子ピン8a、8b)を介してコイル9(第1コイル9aおよび第2コイル9b)に給電すると、ロータ5が回転し、かかる回転は、図1(b)に示す輪列4を介して出力軸10に伝達される。従って、出力軸10に連結された指針11が回転する。その際、コイル9に所定の駆動パルス数を入力することにより、指針11の角度位置が切り換わり、指針11を時計周りに目標位置まで回転させた後、停止させることができる。また、逆回転用の駆動パルスを供給すれば、指針を反時計周りに別の目標位置まで回転させることができる。
(Operation)
In the
(突極61の角度位置)
本形態において、突極61は、不等間隔に配置されているが、第1コイル9aが配置された突極61f(主極)、および第2コイル9bが配置された突極61b(主極)は、一方の突極の周方向の中心がS極とN極との間、すなわち、S極とN極との境界部分に対向するとき、他方の突極の周方向の中心がS極の周方向の中心またはN極の周方向の中心と対向するように配置されている。より具体的には、本形態では、突極61の数が6個で、マグネット50では、S極とN極とが4対形成されていることから、周方向で角度位置が112.5°ずれた2つの突極61f、61bが主極として利用され、他の突極61a,61c,61d、61eは、コイル9が配置されていない補極である。なお、突極61f、61bの角度位置が112.5°ずれているとは、突極61fの周方向の中心と突極61bの周方向の中心とが、角度位置で112.5°ずれていることを意味する。
(Angle position of salient pole 61)
In this embodiment, the
また、本形態では、周方向で隣り合う突極61の各間隔は、突極61aを起点にすると、図3に向かって時計周りに56.25°、56.25°、67.5°、67.5°、56.25、56.25°である。
Further, in this embodiment, each interval between the
このように本形態のモータ装置100において、モータ1では、マグネット50はS極とN極とが等角度間隔に4対形成され、ステータコア60では、突極61が6個形成されている。かかる構成の場合、突極61を等角度間隔に配置すると、ロータ5の回転に十分な励磁トルクを得ることができないが、ステータコア60では、複数の突極61のうち、コイル9が巻回された突極61f、61bは、一方の突極の周方向の中心がS極とN極との間に対向するとき、他方の突極の周方向の中心がS極の周方向の中心またはN極の周方向の中心と対向するように配置されている。このため、ロータ5の回転に十分な励磁トルクを得ることができる。
Thus, in the
また、本形態のモータ装置100に用いたモータ1に対して電気角に対するディテントトルクの変化を検証したところ、周方向で隣り合う突極61の各間隔を上記の条件に設定すると、ディテントトルクの変化が小さい。このため、本形態のモータ装置100では、ロータ5の振動が少ない。従って、ロータ5の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる。また、ロータ5の回転軸51に対する軸受部分(ケース2において回転軸51を支持している部分)の寿命低下を抑制することができる。
Moreover, when the change of the detent torque with respect to the electrical angle was verified with respect to the
(突極61とマグネット50とのエアーギャップの構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。
(Configuration of air gap between
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
本形態では、図4に示すように、複数の突極61のうち、180°未満の第1角度範囲θ1に位置する2つの突極61f、61bは各々、コイル9が周りに配置された主極とされている。これに対して、複数の突極61のうち、2つの突極61f、61b(主極)が位置する側とは反対側で第1角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Laの延長線Lbを中心とする180°の第2角度範囲θ2に位置する突極61c、61d、61eは、コイル9が周りに配置されていない第1補極になっている。また、突極61f、61bの間に位置する突極61aは、コイル9が配置されていない第2補極になっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, two
本形態では、主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bがマグネット50の周面と対向するエアーギャップの構成と、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eがマグネット50の周面と対向するエアーギャップの構成とを相違させてある。
In this embodiment, the structure of the air gap in which the
より具体的には、6つの突極61の先端部610a〜610fの面積は同一であり、6つの突極61の先端部610a〜610fとマグネット50との対向面積は同一であるが、主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bとマグネット50の外周面との第1間隔g1と、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eとマグネット50の外周面との第2間隔g2とが相違している。本形態では、主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bとマグネット50の外周面との隙間はいずれも第1間隔g1であり、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eとマグネット50の外周面との隙間はいずれも第2間隔g2であり、第1間隔g1と第2間隔g2とは相違している。本形態では、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eが、2つの主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bに内接する仮想円Cの径方向外側にあり、第1間隔g1は、第2間隔g2より狭い。
More specifically, the areas of the
このため、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力と、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力とが相違しており、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力は、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力より大である。
For this reason, the magnetic attraction force between the
また、本形態では、2つの主極(突極61f、61b)の間には、コイル9が配置されていない突極61a(第2補極)が設けられているが、かかる第2補極(突極61a)の先端部610aとマグネット50の外周面との隙間は第1間隔g1であり、主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bとマグネット50の外周面との隙間(第1間隔g1)と等しい。このため、マグネット50と第2補極(突極61a)との磁気吸引力は、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力より大である。
In this embodiment, a
従って、図5を参照して以下に説明するように、ロータ5は、主極(突極61f、61b)が位置する第1角度範囲θ1の側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる。また、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転軸51に対する軸受部分(ケース2において回転軸51を支持している部分)の寿命低下を抑制することができる。
Therefore, as will be described below with reference to FIG. 5, the
(評価結果)
図5は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100に用いたモータ1においてロータ5が受けるラジアル方向の力(側圧)の評価結果を示すグラフである。図5(a)は、全ての突極61において、マグネット50の外周面との間隔を等しい状態から、第1間隔g1の間隔を狭めた場合の量をマイナス(−)の偏芯距離とし、第1間隔g1の間隔を広げた場合の量をプラス(+)の偏芯距離として、偏芯距離とロータ5が第1角度範囲θ1の二等分線Laの方向(Y方向)で受ける力(ラジアル方向力)との関係を示すグラフである。かかるグラフでは、側圧が第1角度範囲θ1の側に作用する場合には、ラジアル方向力をプラスとし、側圧が第2角度範囲θ2の側に作用する場合には、ラジアル方向力をマイナスとしてある。
(Evaluation results)
FIG. 5 is a graph showing the evaluation results of the radial force (side pressure) received by the
図5(b)は、図5(a)において偏芯距離を−0.05mmとした場合において、ロータ5を1回転させる間にロータ5に作用する電磁力を、第1角度範囲θ1の二等分線方向(Y方向)で受ける力を縦軸とし、第1角度範囲θ1の二等分線La方向(Y方向)と直交する方向(X方向)で受ける力を横軸として示したリサージュ図である。また、図5(c)は、図5(a)において偏芯距離を0mmとした場合において、ロータ5を1回転させる間にロータ5に作用する電磁力を、第1角度範囲θ1の二等分線Laの方向(Y方向)で受ける力を縦軸とし、第1角度範囲θ1の二等分線方向(Y方向)と直交する方向(X方向)で受ける力を横軸として示したリサージュ図である。
FIG. 5B shows an electromagnetic force acting on the
図5(a)において、実線LMAXで示す値は、図5(b)、(c)に示すようなリサージュ図における最大値に相当し、実線LMINで示す値は、図5(b)、(c)に示すようなリサージュ図における最小値に相当し、実線LAVEで示す値は、上記のリサージュ図で得られた結果の平均値に相当する。 In FIG. 5A, the value indicated by the solid line LMAX corresponds to the maximum value in the Lissajous diagram as shown in FIGS. 5B and 5C, and the value indicated by the solid line LMIN is shown in FIGS. It corresponds to the minimum value in the Lissajous diagram as shown in c), and the value shown by the solid line LAVE corresponds to the average value of the results obtained in the above Lissajous diagram.
図5(a)に示す偏芯距離が0mmの結果、および図5(c)に示す結果からわかるように、全ての突極61において、マグネット50の外周面と間隔が等しい場合には、ロータ5に加わる力の方向が反転する。これに対して、図5(a)に示す偏芯距離が−0.05mmの結果、および図5(b)に示す結果からわかるように、全ての突極61において、マグネット50の外周面と間隔を等しい状態から、第1間隔g1の間隔を0.05mm
狭めると、ロータ5には、常に第1角度範囲θ1が位置する側の力が加わり、加わる力の方向が反転しない。それ故、ロータ5の振動を抑制することができる。
As can be seen from the result of the eccentric distance shown in FIG. 5A being 0 mm and the result shown in FIG. 5C, the rotors in all
When narrowed, a force on the side where the first angle range θ1 is always applied is applied to the
また、第1間隔g1の間隔を狭めた場合には、0.05mm狭めるという比較的小さな偏芯量で、ロータ5に加わる力の方向の反転を防止できる。これに対して、第1間隔g1の間隔を広げた場合、ロータ5に加わる力の方向の反転を防止するには、第1間隔g1の間隔を0.17mm広げるという比較的大きな偏芯量を必要とする。その結果、ロータ5に対するトルクが低下するという欠点がある。逆に、第2間隔g2の間隔を0.17mm狭めた構成では、マグネット50と第1補極(突極61c、61d,61d)との間に異物が挟まってロータ5の回転に支障が発生するおそれがある。それ故、第1間隔g1の間隔を狭めた構成の方が好ましいといえる。
Further, when the interval of the first interval g1 is narrowed, the reversal of the direction of the force applied to the
[実施の形態1の変形例]
図6は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
図5(a)に示す結果からわかるように、ロータ5に加わる力の方向の反転を防止するには、第2間隔g2を第1間隔g1より狭めてもよいことから、本形態では、図6に示すように、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eが、2つの主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bに内接する仮想円Cの径方向内側にある。
As can be seen from the results shown in FIG. 5A, in order to prevent the reversal of the direction of the force applied to the
このため、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力と、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力とが相違しており、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力は、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力より大である。また、本形態では、第2補極(突極61a)の先端部610aとマグネット50の外周面との隙間は第1間隔g1であり、主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bとマグネット50の外周面との隙間(第1間隔g1)と等しい。このため、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力は、マグネット50と第2補極(突極61a)との磁気吸引力より大である。
For this reason, the magnetic attraction force between the
従って、ロータ5は、主極(突極61f、61b)が位置する第1角度範囲θ1とは反対側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。
Therefore, the
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
図7に示すように、本形態では、第1間隔g1を第2間隔g2より狭めるにあたって、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610e、および第2補極(突極61a)の先端部610aは、2つの主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bに内接する仮想円C上に位置するが、ロータ5の回転中心軸線L0が仮想円Cの中心Coから2つの主極(突極61f、61b)に接近する方向にずれてい
る。本形態では、ロータ5の回転中心軸線L0は、二等分線La上で仮想円Cの中心Coから第2補極(突極61a)が位置する側に寸法R分、ずれている。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, when the first gap g1 is narrower than the second gap g2, the
かかる構成では、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eとマグネット50の外周面との第2間隔g2は、第1補極(突極61c、61d、61e)によって相違する。また、主極(突極61f,61b)とマグネット50の外周面との第1間隔g1は、2つの主極(突極61f,61b)において同一であるが、第2補極(突極61a)とマグネット50の外周面との間隔g3と相違する。それでも、第1間隔g1および第3間隔g3は、第2間隔g2より狭い。このため、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力は、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力より大である。
In such a configuration, the second gap g2 between the
また、本形態では、第2補極(突極61a)の先端部610aとマグネット50の外周面との間隔g3は、第1間隔g1より狭く、第2間隔g2よりも狭い。このため、マグネット50と第2補極(突極61a)との磁気吸引力は、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力より大である。
Further, in this embodiment, the interval g3 between the
従って、実施の形態1と同様、ロータ5は、主極(突極61f、61b)が位置する第1角度範囲θ1の側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。
Therefore, as in the first embodiment, the
[実施の形態2の変形例]
図8は、本発明の実施の形態2の変形例に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Modification of Embodiment 2]
FIG. 8 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
図8に示すように、本形態では、第2間隔g2を第1間隔g1より狭めるにあたって、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610e、および第2補極(突極61a)の先端部610aは、2つの主極(突極61f、61b)の先端部610f、610bに内接する仮想円C上に位置するが、ロータ5の回転中心軸線L0が仮想円Cの中心Coから2つの主極(突極61f、61b)から離間する方向にずれている。本形態では、ロータ5の回転中心軸線L0は、二等分線Laの延長線Lb上で仮想円Cの中心Coから第1補極(突極61d)が位置する側に寸法R分、ずれている。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, when the second gap g2 is narrower than the first gap g1, the
かかる構成では、第1補極(突極61c、61d、61e)の先端部610c、610d、610eとマグネット50の外周面との第2間隔g2は、第1補極(突極61c、61d、61e)によって相違する。また、主極(突極61f,61b)とマグネット50の外周面との第1間隔g1は、2つの主極(突極61f,61b)において同一であるが、第2補極(突極61a)とマグネット50の外周面との間隔g3と相違する。それでも、第2間隔g2は、第1間隔g1および第3間隔g3より狭い。このため、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引は、マグネット50と主極(突極61f、61b)との間の磁気吸引力より大である。
In such a configuration, the second gap g2 between the
また、本形態では、第2補極(突極61a)の先端部610aとマグネット50の外周面との間隔g3は、第1間隔g1より広く、第2間隔g2よりも広い。このため、マグネット50と第1補極(突極61c、61d、61e)との間の磁気吸引力は、マグネット50と第2補極(突極61a)との磁気吸引力より大である。
In the present embodiment, the distance g3 between the
従って、実施の形態1の変形例と同様、ロータ5は、主極(突極61f、61b)が位置する第1角度範囲θ1の側とは反対側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。
Therefore, as in the modification of the first embodiment, the
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
図9に示すように、本形態において、マグネット50は、外周面にS極とN極とが周方向で交互に等角度間隔に設けられている。本形態において、マグネット50では、S極とN極とが5対形成されている。このため、マグネット50では、S極とN極とが計10極、等角度間隔で形成されていることから、周方向で隣り合うS極とN極とは、角度位置が36°ずれている。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the
ステータコア60には、周方向に3つの突極61が等角度間隔に形成されており、周方向で隣り合う突極61同士は、角度位置が120°ずれている。
In the
このように構成したステータコア60には、3個の突極61のうち、180°未満の第1角度範囲θ1に位置する2つの突極61a、61bは、コイル9が配置された主極として利用される。本形態において、2つの突極61a、61bは、120°の第1角度範囲θ1に形成されている。これに対して、複数の突極61のうち、2つの突極61a、61b(主極)が位置する側とは反対側で第1角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Laの延長線Lbを中心とする180°の第2角度範囲θ2に位置する突極61cは、コイル9が周りに配置されていない第1補極になっている。なお、本形態では、突極61が3個であるため、2つの主極(突極61a、61b)の間には補極(第2補極)が存在しない。このため、連結部65では、2つの主極(突極61a、61b)に挟まれた部分で切断され、途切れ部分69が形成されている。
In the
このように構成したモータ1においても、主極(突極61a、61b)の先端部610a、610bとマグネット50の外周面との第1間隔g1と、第1補極(突極61c)の先端部610cとマグネット50の外周面との第2間隔g2とが相違している。本形態では、第1間隔g1は、第2間隔g2より狭い。このため、実施の形態1と同様、ロータ5は、主極(突極61f、61b)が位置する第1角度範囲θ1の側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。
Also in the
[実施の形態4]
図10は、本発明の実施の形態4に係るモータ装置100に用いたモータ1における突極61とマグネット50とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 4]
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing an air gap between the
図10に示すように、本形態において、マグネット50は、外周面にS極とN極とが周方向で交互に等角度間隔に設けられている。本形態において、マグネット50では、S極とN極とが4対形成されている。このため、マグネット50では、S極とN極とが計8極、等角度間隔で形成されていることから、周方向で隣り合うS極とN極とは、角度位置が
45°ずれている。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the
ステータコア60には、周方向に10個の突極61が等角度間隔に形成されており、周方向で隣り合う突極61同士は、角度位置が36°ずれている。
Ten
本形態では、10個の突極61のうち、180°未満の第1角度範囲θ1に位置する2つの突極61e、61gは、コイル9が配置された主極として利用される。本形態において、2つの突極61e、61gは、72°の第1角度範囲θ1に形成されている。なお、本形態では、2つの主極(突極61e、61g)が成す角度が狭いので、主極(突極61e、61g)にコイルボビン7を取り付けると、図1に示す第1歯車41を配置するスペースがなくなる。従って、本形態において、主極(突極61e、61g)は、回転中心軸線L0に対して、図1に示す第1歯車41とは反対側に位置する。
In this embodiment, of the ten
一方、複数の突極61のうち、2つの突極61e、61g(主極)が位置する側とは反対側で第1角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Laの延長線Lbを中心とする180°の第2角度範囲θ2に位置する突極61a、61b、61c、61i、61iは、コイル9が周りに配置されていない第1補極になっている。また、ステータコア60には、2つの突極61e、61g(主極)の間に、コイル9が周りに配置されていない突極61f(第2補極)が形成されている。また、ステータコア60には、第1角度範囲θ1と第2角度範囲θ2との間に、コイル9が周りに配置されていない突極61d、61h(第3補極)が形成されている。
On the other hand, of the plurality of
このように構成したモータ1においても、主極(突極61e、61g)の先端部610e、610gとマグネット50の外周面との第1間隔g1と、第1補極(突極61a、61b、61c、61i、61i)の先端部610a、610b、610c、610i、610i)の先端部とマグネット50の外周面との第2間隔g2とが相違している。本形態では、第1間隔g1は、第2間隔g2より狭い。
Also in the
また、第2補極(突極61f)の先端部610fとマグネット50の外周面との間隔は、第2間隔g2より狭い。なお、第3補極(突極61d、61h)の先端部610d、610hとマグネット50の外周面との間隔は、第2間隔g2と等しい。
In addition, the distance between the
このような形態でも、実施の形態1と同様、ロータ5は、主極(突極61e、61g)が位置する第1角度範囲θ1の側に向かう側圧(矢印Fで示す)を受けた状態で回転する。それ故、ロータ5の振動が少ないので、ロータ5の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。
Even in such a configuration, as in the first embodiment, the
[他の実施の形態]
上記実施の形態1〜4では、2つの主極において、主極の先端部とマグネット50の外周面との間隔が同一であったが、2つの主極において、主極の先端部とマグネット50の外周面との間隔が相違している構成を採用してもよい。
[Other embodiments]
In the first to fourth embodiments, the distance between the tip end of the main pole and the outer peripheral surface of the
上記実施の形態1、2等では、複数の第1補極において、第1補極の先端部とマグネット50の外周面との間隔が同一であったが、複数の第1補極において、第1補極の先端部とマグネット50の外周面との間隔が相違している構成を採用してもよい。
In the first and second embodiments, the intervals between the tip of the first complementary pole and the outer peripheral surface of the
上記実施の形態では、モータ装置100を指針式表示装置200に適用した例を挙げたが、指針式表示装置用のモータ装置100以外に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the example in which the
1・・モータ
5・・ロータ
6・・ステータ
7・・コイルボビン
9・・コイル
10・・出力軸(出力部材)
50・・マグネット
60・・ステータコア
61、61a〜61j・・突極
100・・モータ装置
200・・指針式表示装置
θ1・・第1角度範囲
θ2・・第2角度範囲
L0・・ロータの回転中心軸線
La・・二等分線
Lb・・二等分線の延長線
1 ..
50 ··
Claims (9)
前記マグネットの外周面に隙間を隔てて先端部が対向する複数の突極が周方向に配置されたステータコアと、
前記複数の突極のうち、180°未満の第1角度範囲に位置する2つの主極の各々の周りに配置されたコイルと、
を有し、
前記複数の突極のうち、前記2つの主極が位置する側とは反対側で前記第1角度範囲を二等分する仮想の二等分線の延長線を中心とする180°の第2角度範囲に位置する突極は、コイルが周りに配置されていない第1補極であり、
前記主極の先端部と前記マグネットの外周面との第1間隔と、前記第1補極の先端部と前記マグネットの外周面との第2間隔とが相違していることを特徴とするモータ。 A rotor provided with magnets in which S poles and N poles are alternately provided in the circumferential direction;
A stator core in which a plurality of salient poles whose tip portions are opposed to each other with a gap on the outer circumferential surface of the magnet are arranged in the circumferential direction;
A coil disposed around each of two main poles located in a first angle range of less than 180 ° of the plurality of salient poles;
Have
Of the plurality of salient poles, a second 180 ° centered on an extension of a virtual bisector that bisects the first angle range on the side opposite to the side where the two main poles are located. The salient pole located in the angular range is the first complementary pole in which the coil is not disposed around,
The motor is characterized in that the first interval between the tip of the main pole and the outer peripheral surface of the magnet is different from the second interval between the tip of the first auxiliary pole and the outer peripheral surface of the magnet. .
当該第2補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔は、前記第2間隔より狭いことを特徴とする請求項2に記載のモータ。 Between the two main poles, there is a second complementary pole without a coil arranged around,
3. The motor according to claim 2, wherein a distance between a tip portion of the second complementary pole and an outer peripheral surface of the magnet is narrower than the second distance.
前記第2間隔は、前記第2補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことを特徴とする請求項4に記載のモータ。 Between the two main poles, there is a second complementary pole without a coil arranged around,
5. The motor according to claim 4, wherein the second interval is narrower than an interval between a tip portion of the second complementary pole and an outer peripheral surface of the magnet.
前記ロータの回転中心が前記仮想円の中心から前記2つの主極に接近する方向、あるいは前記2つの主極から離間する方向にずれていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のモータ。 The tip of the first complementary pole is located on a virtual circle inscribed in the tip of the two main poles,
The rotation center of the rotor is shifted from the center of the virtual circle in a direction approaching the two main poles or in a direction separating from the two main poles. The motor according to item.
前記ロータの回転を伝達する輪列と、
前記輪列を介して前記ロータの回転が伝達される出力部材と、
を有していることを特徴とするモータ装置。 A motor device comprising the motor according to any one of claims 1 to 7,
A train wheel for transmitting rotation of the rotor;
An output member to which rotation of the rotor is transmitted via the wheel train;
The motor apparatus characterized by having.
前記出力部材によって指針が駆動されることを特徴とする指針式表示装置。 A pointer-type display device using the motor device according to claim 8,
A pointer-type display device, wherein a pointer is driven by the output member.
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