JPH0191640A

JPH0191640A - 直流電動機

Info

Publication number: JPH0191640A
Application number: JP62246734A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Amano; 天野　弘幸; Tomoaki Nishimura; 登茂昭西村; Toshinori Sasaki; 敏則佐々木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1989-04-11
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: US4900963A; JP2668892B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ｌｉ直流電動機関し、直流電動機を用いて作
動する機能部品、製品の内で直流Ｔｉ動機に駆ｖＪｒｉ
圧を印加しない場合にも大きな保持トルクを要するもの
に利用される。例えば自動車部品関係では、パワーウィ
ンドレギュレータシステム、パワーシートシステム、サ
ンルーフシステム等の直流電動機に利用される。

（従来の技術）従来の直流型＋ｈ　ｎとして、例えば第５図に示すよう
に、４個の界磁石４１ｉ５２と、軸部５３ａから放射状
に延出し界磁磁極５２に対向する５個の歯部５３ｂをも
つ電機子鉄心５３とを備えた直流電動機５０が知られて
いる。そしてこの直流電動機５０は、例えば第６図に示
すように、自動車用トランスファ切替アクチュエータに
利用されている。

この場合の動力伝達は、直流電動Ｒ５０を作動させるこ
とにより、直流電動機５０の回転トルクがウオーム６１
からウオームホイル６２を経て持ら［１１部６３に伝達
され貯えられる。さらに貯えられた回転トルクは減速両
車６４．６５を介してラックアンドビニオン６６．６７
により直ＦＡ運動の出力に変換される。ここで持ち機構
部６３に回転トルクが貯えられている状態を回転角度セ
ンサ６８が感知し、直流電動機５０への通電がカットさ
れる。このとき持ち機構部６３に貯えられた回転トルク
は、ウオーム６１およびウオームホイル６２を介して直
流電動は５０に反転方向の回転トルクを与えた状態とな
っている。このため、直流電動機５０として（よ、その
反転方向への回転１−ルクに打ち勝つだけの保持トルク
を必要とされている。

［発明が解決しようとする問題点１上記従来の直流電動機は、４極５コイル集中巻型の構成
であるため、４個の界磁磁極に対して５１１Ａ＋の歯部
のうち１個のみ安定Ｊるｖ１４造となっている。このた
め持ち機構部に貯えられた反転方向に打ち勝つ充分な保
持トルクが１ｑられないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的
は、駆動電圧の印加を停止して安定状態にあるときの反
転方向に対する保持トルクの向」−を図った直流電動機
を提供することにある。

［発明の溝或］（問題点を解決するための手段）本発明の直流型ｖＪｔ！１は、４個の界磁磁極と、軸部
からｔＩｉ羽状に延出し該界磁磁極に対向する５個の山
部をもつ電機子鉄心とを備えた直流電動機において、焦
電は子鉄心の各歯部は、該界…磁極と対向する先端外周
面の開角中央部に該界磁磁極との間のエアギｔ・ツブが
大きくなる満を右することを特徴とするものである。

本発明の直流電動機は、４個の界磁磁極と、５個の歯部
をもつ電機子鉄心とを備えた４極５コイル型の直流電動
機である。

界磁磁極は、２個のＮ極マグネットと２　＆！ＩのＳ極
マグネットを用いることができる。この界腎ｌ限極は、
同一円周上の略等間隔位置に異極同士が交互に配置され
る。各界磁磁極は、形状、大きさ等が同一であることが
好ましい。

電機子鉄心は、界磁磁極の内側に配茸される。

この電機子鉄心は、軸部から略等間隔で放射状に延出し
界ｔｕｍ極に対向する５個の山部をもつ。各歯部の界磁
磁極と対向する先端外周面の開角中央部には、回転軸方
向に沿って伸びる溝が形成されている。なお開角中央部
とは、電機子鉄心の軸心を中心として先端外周面の両端
によって形成される角度の中央部をいい、歯部の延出中
心線上にある。

（作用）本発明の直流型ｖＪｎでは、駆動電圧が印加されていな
いときには、界磁磁極のＮ極側の一方と電機子鉄心の１
個の歯部とがそれぞれ中心で対向する位置が安定状態と
なる。従って１８０度位相がずれた位置にあるＮ極側の
他方は、￥ｉ機了鉄心の２個の歯部の略半分づつと対向
している。この場合、各歯部の先端外周面に形成された
溝の少なくとも一部がＮ極側の他方と対向している。こ
の溝により、先端外周面とＮｔ側の他方の対向面との間
のエアギャップが大きくなる部分が形成される。

（実施例）以下本発明の直流電動機の具体的実施例を図面に基づき
説明する。ここで第１図は界磁磁極に対して電機子鉄心
が安定状ｆｉｌにある場合の正面図、第２図は直流電動
機の側面方向縦断面図、第３図は界磁６！１ｔｆｆｉの
正面図、第４図は電機子鉄心の正面図である。

本実施例の直流電動機は、ヨーク１と、４個の界［［ｉ
　２と、電機子鉄心３と、シャフト４とを主要構成要素
としている。

ヨーク１は、有底の略円筒形状をしており、底部１１の
中心部には外側に突出した円筒状の突部１２をイｉする
。突部１２には、軸穴１２ａが形成されており、軸穴１
２ａ１．：嵌挿されるシャフト４を保持するメタル軸受
４ａが配設されている。なお、ヨーク１は、厚み１．６
ｍｍの炭素鋼板で形成され、円筒部の長さＬが３５．７
ｍｍ、内径φ１が４７．２ｍｍに形成されている。また
、シャツ１−４の他方には、これを保持覆るボールベア
リング４ｂが配設されている。

界磁磁１ｆｊ２は、２個のＮ極マグネツ！−２１，２３
と、２個のＳ極マグネット２２．２４とからなる。各マ
グネット２１〜２４は、外周面２１ａ〜２４ｂがヨーク
１の内周部に密着した状態で１き着剤により固定されて
おり、９０度角づつ位相をずらせで異極が交互に配量さ
れている。従って同極同士が１８０度方向で対向してい
る。各マグネット２１〜２４は、曲面状の外周而２１ａ
〜２４ａＪ３よび内周面２１ｂ〜２４ｂによって形成さ
れる厚みが５．Ｑｌｌｌｍ、良さλ１が２６．５１１１
ｎで湾曲状の平板に形成されたものであり、同一の形状
、大きさに形成されている。また各マグネット２１〜２
４の内周面２１ｂ〜２４ｂによって形成されるｉＩ！　
拌φ２は約３７ｍｍである。そして各マグネット２１〜
２４は、両側面２１ｃ〜２５ｃ、２１ｄ〜２５ｄによっ
て形成される弧度法による角度αが７２度となる幅をし
ら、隣接する側面同士によって形成される弧度法による
角度βが１８度となる間隔を隔てて配置されている。な
お本実施例でのマグネット２１〜２４Ｇよ、東京電気化
学社’ＩＪ　ｒ　ＦＢ３Ｂｊを使用している。

電機子鉄心３は、軸部３０と、軸部３０から等間隔で５
方向に成用状に延出する歯部３１〜３５とからなり一体
的に形成されている。軸部３０は、その中心にシＰ７１
−４が嵌挿固定される回転軸孔３０ａを有するａ歯部３
１〜３５は、軸部３０から延出中心線と平行の一定幅で
延出する延出部１３１〜１３５と、各延出部１３１〜１
３５の先端に形成された先端部２３１〜２３５とよりな
る。

この場合歯部３１〜３５の延出中心線により形成される
弧度法による角度θは７２ｔ！ｌｌ［となっている。

各先端部２３１〜２３５は、延出部１３１〜１３５の幅
よりも幅広に形成されており、先端外周面２３１ａ　〜
２３５ａが直径３６ｆｆｉｌｌの円周上にある曲面とな
っている。この先端外周面２３１８〜２３５ａは、各マ
グネット２１〜２４の内側面２１ｂ〜２４ｂと一定間隔
（約０．５１１１Ｒ１）を隔てて対向している。また隣
り合う先端部２３１〜２３５同士の間隔は約２，５ｕ＋
どなっている。そして各先端外周面２３１ａ〜２３５ａ
の開角中央部（延出中心線上）には、回転軸孔３０Ｑと
同方向に伸びる満Ａ　”　Ｅ　ｂ＜設けられている。各
ｉｇ　Ａ　−Ｅは、深さｄが２．５ｍ＋＋＋、幅Ｗが２
．５１で同一の大きざに形成されている。なおＮ様子鉄
心３の回転軸方向の長さｇ２は、約１７ｕ＋に形成され
ている。

シャフト４は、電機子鉄心３０回転軸となるものである
。このシャフト４は、ｆｆｔｆｔ鉄子鉄心３転軸孔３０
ａに嵌挿固定され、ヨーク１のメタル軸受４ａに軸受さ
れている。

本実施例の直流型ｖＪ機は、以上のように構成されてい
る。この直流電動Ｇ１の保持トルクについて従来のもの
と比較する実験を行った。

（実験）上記実施例の直流型！１．ＩＪ代および従来の直流電動
機の保持トルクをトルクゲージにより常温で測定した。

なお従来の直？Ｑ電動礪は、界磁磁極と対向する電機子
鉄心の先端外周面に溝が設けられてい４にい点でのみ実
施例の直流電動機と異なり、他の構成、条件等は全て同
一のものを使用した。

その結果は、従来の直流電動数では保持トルクが１７０
Ｑｃｍであったに対し、実施例の直流電憂力機ぐは保持
トルりが２２０ｇｃｍであつＩご。

この結果からも明らかなように、実施例の直流型〃Ｊ機
は保持トルクが顕著に増加することを確認した。

なお、本実施例の直流電動□の保持トルクが顕著に増加
する理由は次の様である。

第１図において、電機子鉄心３は界磁磁極２に対して安
定状態にある。この場合、マグネット２１と歯部３１の
先端外周面２３１ａとはそれぞれの中心線上で対向して
いる。一方１８０度方向の反対側に位置するマグネット
２３には、２箇の歯部３３．３４の先端外周面２３３Ｂ
、２３４ａがそれぞれ半分づつ対向している。そして先
端外周面２３３ａの一部はマグネット２２と対向し、先
端外周面２３４ａの一部はマグネット２４と対向してい
る。この場合、マグネット２３から歯部３３に流れる磁
束はそのほとんどが先端部２３３を経てマグネット２２
に流れ、マグネット２３から歯部３４に流れる磁束はそ
のほとんどが先端部２３４を経てマグネット２４に流れ
る。これにより歯部３３’４１時計方向に、歯部３４は
反時計方向に回転しようとする１−ルクをもち、両トル
クは略同じ大きさで釣り合っている。しかし本発明のよ
うに各先端外周面２３１ａ〜２３５ａに溝Ａ−Ｅが形成
されていると、ｉＭｃｌＤによってマグネット２３との
エアギセップが大きくなるとともに、磁束の通る経路が
迂回して形成される。これにより、両歯部３３．３４の
互いに向き合う方向へ回転しようとするトルクは、溝Ｃ
，Ｄがない場合よりも小さくなった状態で釣り合ってい
るため、それだけ不安定度が小さくなる。なお先端外周
面２３１ａがマグネット２１と対向して安定状態にある
歯部３１は、溝Ａによって安定度がいくらか小さくなる
。しかし、両歯部３３．３４によって不安定度が小さく
なった分と合わせて電機子鉄心３全体としてみれば安定
度が向上し、保持トルクが向上することになる。

［発明の効果１本発明のｉ流電動機では、電機子鉄心の各歯部は、界磁
磁極と対向づ−る先端外周面の開角中央部に界磁磁極と
の間のエアギャップが大きくなる溝を有する。このため
、駆動電圧の印加を停止して安定状態にあるときの反転
方向に対する保持トルクを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例に係り、第１図は電機
子鉄心が界磁磁極に対して安定状態にある場合の正面図
、第２図はｆｊ流電肋はの側面方向ｍ１ｇ１面図、第３
図は界磁磁極の配置を示す正面図、第４図は電機子鉄心
の正面図である。第５図Ｊ３よび第６図は従来の直流電
動機に係り、第５図は第１図に対応する正面図、第６図
は白肋車用トランスファ切Ｍアクチュエータの斜視図で
ある。１・・・ヨーク　　　　　　２・・・界磁磁極２１〜２
４・・・マグネット３・・・電機子鉄心　　　　３１〜３５・・・歯部２３
１ａ〜２３５ａ・・・先端外周面Ａ〜Ｆ・・・溝特許出願人　　アイシン精機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）４個の界磁磁極と、軸部から放射状に延出し該界
磁磁極に対向する５個の歯部をもつ電機子鉄心とを備え
た直流電動機において、該電機子鉄心の各歯部は、該界磁磁極と対向する先端外
周面の開角中央部に該界磁磁極との間のエアギャップが
大きくなる溝を有することを特徴とする直流電動機。