JP5968182B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、電機子と、筒状に形成され、電機子を収容するヨークと、ヨークの内周面に固定され、電機子と径方向に対向するマグネットとを備えた回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３５２７００号公報 特表２００３−５３０８０８号公報

このような回転電機では、電機子の巻線に流れる電流と、マグネットの磁界との間に電磁力が働く。この電磁力は、電機子の回転により変動する。また、この電磁力の変動によりマグネットには加振力が振動として加わる。この振動は、ヨークに伝達され、例えばモータ騒音の発生原因となり得る。

そこで、本発明は、ヨークの振動を抑制することができる回転電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の回転電機は、電機子と、筒状に形成され、前記電機子を収容するヨークと、前記電機子と径方向に対向し、前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のマグネットと、前記ヨークの軸方向周りに螺旋状を成して前記ヨークの内側に挿入されると共に、前記ヨークの内周面に固定され、且つ、内周部に前記複数のマグネットが固定されて、前記複数のマグネットを径方向及び軸方向に弾性支持する螺旋部材と、を備えている。

この回転電機によれば、ヨークの内側には、径方向及び軸方向に弾性を有する螺旋部材がヨークの軸方向を軸方向として挿入されている。そして、マグネットは、この螺旋部材を介してヨークに固定されている。従って、電磁力に起因する加振力がマグネットに加わった場合でも、この加振力を螺旋部材により減衰させることができる。これにより、ヨークの振動を抑制することができる。

請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載の回転電機において、前記螺旋部材には、前記螺旋部材に形成された螺旋状の隙間に少なくとも一部が充填されるように接着剤が塗布されており、前記マグネットが、前記接着剤を介して前記螺旋部材の内周部に固定された構成とされている。

この回転電機によれば、マグネットを固定するために螺旋部材に塗布された接着剤の少なくとも一部は、螺旋部材に形成された螺旋状の隙間に充填されている。従って、電磁力に起因する加振力がマグネットに加わった場合には、螺旋部材に伝達された振動を接着剤の摩擦熱に変換することができる。これにより、ヨークの振動をより一層抑制することができる。

請求項３に記載の回転電機は、請求項１又は請求項２に記載の回転電機において、前記螺旋部材の軸方向端部が、前記マグネットに対して前記螺旋部材の軸方向に突出している構成とされている。

この回転電機によれば、螺旋部材の軸方向端部は、マグネットに対して螺旋部材の軸方向に突出している。従って、マグネットに対して螺旋部材の軸長が長く確保されているので、マグネットに加わった加振力を螺旋部材によってより一層効果的に減衰させることができる。

請求項４に記載の回転電機は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機において、前記螺旋部材が、前記ヨークの内周面に密着固定された構成とされている。

この回転電機によれば、螺旋部材は、ヨークの内周面に密着固定されている。従って、螺旋部材のヨークへの組付が容易であると共に、ヨークに対する螺旋部材のガタツキも抑制することができる。

請求項５に記載の回転電機は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機において、前記螺旋部材が、強磁性体により形成された構成とされている。

この回転電機によれば、螺旋部材は、強磁性体により形成されている。従って、この螺旋部材がヨークと共に磁気回路を構成するので、ヨークを薄く形成することができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機の縦断面図である。 図１に示される固定子の縦断面図である。 図１に示される固定子及び電機子を軸方向から見た図である。 図３の４−４線断面図である。 図１に示される螺旋部材の変形例を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示される本発明の一実施形態に係る回転電機１０は、ブラシ付き直流モータであり、電機子１２、フロントハウジング１４、ブラシ装置１６、及び、固定子１８を備えている。

電機子１２は、シャフト２２、整流子２４、コア２６、及び、巻線２８を有している。フロントハウジング１４、及び、後述するヨーク３６の底部４４には、それぞれ一対の軸受３０，３２が設けられており、シャフト２２は、この一対の軸受３０，３２により回転可能に支持されている。整流子２４及びコア２６は、シャフト２２に固定されており、巻線２８は、コア２６に巻装されている。また、巻線２８の端末部は、整流子２４に接続されている。

フロントハウジング１４は、ヨーク３６の開口側の端部に固定されており、ブラシ装置１６は、フロントハウジング１４に固定されている。ブラシ装置１６は、ブラシ３４を有しており、このブラシ３４は、整流子２４に当接されている。

固定子１８は、ヨーク３６、螺旋部材３８、及び、マグネット４０を有している。ヨーク３６は、例えば鉄等の強磁性体により形成されている。このヨーク３６は、外周部４２及び底部４４を有する有底円筒状に形成されており、このヨーク３６の内側には、電機子１２が収容されている。

螺旋部材３８は、図２に示されるように、螺旋状のスプリング部材により形成されており、径方向及び軸方向に弾性を有している。この螺旋部材３８を構成する線材の断面形状は、円形とされている。この螺旋部材３８は、例えば鉄等の強磁性体により形成されており、ヨーク３６の軸方向を軸方向としてヨーク３６の内側に挿入されている。

本実施形態では、一例として、螺旋部材３８は、縮径される方向に回転されながらヨーク３６の内側に圧入されることにより、ヨーク３６の内周面３６Ａに密着固定されている。この螺旋部材３８は、後述するマグネット４０よりも軸長が長く形成されており、その軸方向両側の端部３８Ａ，３８Ｂ（軸方向端部）は、マグネット４０に対して螺旋部材３８の軸方向に突出している。

図４に示されるように、螺旋部材３８を構成する複数の巻回部４６は、互いに離間している。そして、螺旋部材３８には、螺旋部材３８の軸方向に隣り合う巻回部４６同士の境界に沿って螺旋状の隙間４８が形成されている。

また、この螺旋部材３８の内周部３８Ｃには、螺旋部材３８の軸方向の略全体に亘って接着剤５０が塗布されている。この接着剤５０の一部は、隙間４８に充填されており、接着剤５０の他の一部は、螺旋部材３８の内周部３８Ｃ上に層を成している。そして、マグネット４０は、この接着剤５０を介して螺旋部材３８の内周部３８Ｃに固定されている。

また、マグネット４０は、図３に示されるように、ヨーク３６の内周面３６Ａに沿って円弧状に形成されている。本実施形態では、一例として、螺旋部材３８の径方向に対向する位置にマグネット４０がそれぞれ設けられている。この各マグネット４０は、電機子１２と径方向に対向している。

そして、この回転電機１０では、ブラシ３４に電流が供給されると、この電流が整流子２４を介して巻線２８に流れる。また、この巻線２８に流れる電流と、マグネット４０の磁界との間に電磁力が働き、電機子１２が回転される。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の一実施形態に係る回転電機１０によれば、ヨーク３６の内側には、径方向及び軸方向に弾性を有する螺旋部材３８がヨーク３６の軸方向を軸方向として挿入されている。そして、マグネット４０は、この螺旋部材３８を介してヨーク３６に固定されている。従って、電磁力に起因する加振力がマグネット４０に加わった場合でも、この加振力を螺旋部材３８により減衰させる（吸収する）ことができる。

つまり、マグネット４０にはヨーク３６の径方向に沿う加振力が主として発生するが、この加振力の一部は螺旋部材３８により螺旋部材３８の軸方向に変換される。そして、径方向及び軸方向に弾性を有する螺旋部材３８により、この径方向及び軸方向に発生した加振力が減衰される。これにより、ヨーク３６の振動を抑制することができる。

しかも、マグネット４０を固定するために螺旋部材３８に塗布された接着剤５０の一部は、螺旋部材３８に形成された螺旋状の隙間４８に充填されている。従って、電磁力に起因する加振力がマグネット４０に加わった場合には、螺旋部材３８に伝達された振動を接着剤５０の摩擦熱に変換することができる。これにより、ヨーク３６の振動をより一層抑制することができる。

また、螺旋部材３８の軸方向の両端部３８Ａ，３８Ｂは、マグネット４０に対して螺旋部材３８の軸方向に突出している。従って、マグネット４０に対して螺旋部材３８の軸長が長く確保されているので、マグネット４０に加わった加振力を螺旋部材３８によってより一層効果的に減衰させることができる。

また、螺旋部材３８は、ヨーク３６の内周面３６Ａに密着固定されている。従って、螺旋部材３８のヨーク３６への組付が容易であると共に、ヨーク３６に対する螺旋部材３８のガタツキも抑制することができる。

また、上述の螺旋部材３８や接着剤５０によりヨーク３６の振動を抑えることができるので、ヨーク３６の薄型化が可能になる。これにより、ヨーク３６の軽量化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、螺旋部材３８は、強磁性体により形成されている。従って、この螺旋部材３８がヨーク３６と共に磁気回路を構成するので、このことによっても、ヨーク３６を薄く形成することができる。

また、螺旋部材３８は、高い歩留まり率で製造することができるので、低コスト化を図りつつ、ヨーク３６の振動を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態において、接着剤５０の一部は、隙間４８に充填され、接着剤５０の他の一部は、螺旋部材３８の内周部３８Ｃの表面上に層を成していたが、この接着剤５０のうち、螺旋部材３８の内周部３８Ｃ上に層を成す部分は省かれても良い。すなわち、マグネット４０は、螺旋部材３８の内周部３８Ｃに接した状態で、隙間４８に充填された接着剤５０により螺旋部材３８の内周部３８Ｃに固定されても良い。

また、上記実施形態において、螺旋部材３８は、断面円形状の線材を螺旋状に加工することにより形成されていたが、図５に示されるように、断面が四角形である長尺状の板材を螺旋状に加工することにより形成されていても良い。

また、上記実施形態では、螺旋部材３８における軸方向両側の端部３８Ａ，３８Ｂが、いずれもマグネット４０に対して螺旋部材３８の軸方向に突出していたが、軸方向両側の端部３８Ａ，３８Ｂのうちどちらか一方のみがマグネット４０に対して螺旋部材３８の軸方向に突出していても良い。

また、螺旋部材３８は、縮径される方向に回転されながらヨーク３６の内側に圧入されることによりヨーク３６の内周面３６Ａに密着固定されていたが、例えば接着等のその他の方法によりヨーク３６の内周面３６Ａに密着固定されていても良い。

また、ヨーク３６は、円筒状に形成されていたが、筒状であれば、他の断面形状でも良い。

また、螺旋部材３８は、好ましくは強磁性体により形成されるが、強磁性体以外でも良い。

なお、上記複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０・・・回転電機、１２・・・電機子、１４・・・フロントハウジング、１６・・・ブラシ装置、１８・・・固定子、２２・・・シャフト、２４・・・整流子、２６・・・コア、２８・・・巻線、３０，３２・・・軸受、３４・・・ブラシ、３６・・・ヨーク、３６Ａ・・・内周面、３８・・・螺旋部材、３８Ａ，３８Ｂ・・・端部（軸方向端部）、３８Ｃ・・・内周部、４０・・・マグネット、４２・・・外周部、４４・・・底部、４６・・・巻回部、４８・・・隙間、５０・・・接着剤

Claims (5)

1. 電機子と、
   筒状に形成され、前記電機子を収容するヨークと、
   前記電機子と径方向に対向し、前記ヨークの周方向に間隔を空けて配置された複数のマグネットと、
   前記ヨークの軸方向周りに螺旋状を成して前記ヨークの内側に挿入されると共に、前記ヨークの内周面に固定され、且つ、内周部に前記複数のマグネットが固定されて、前記複数のマグネットを径方向及び軸方向に弾性支持する螺旋部材と、
   を備えた回転電機。
2. 前記螺旋部材には、前記螺旋部材に形成された螺旋状の隙間に少なくとも一部が充填されるように接着剤が塗布されており、
   前記マグネットは、前記接着剤を介して前記螺旋部材の内周部に固定されている、
   請求項１に記載の回転電機。
3. 前記螺旋部材の軸方向端部は、前記マグネットに対して前記螺旋部材の軸方向に突出している、
   請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
4. 前記螺旋部材は、前記ヨークの内周面に密着固定されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 前記螺旋部材は、強磁性体により形成されている、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。

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