JPH09131035A - 直流小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、軽量で組立を容易にする。 【構成】 筒状に形成され内周面に磁石１１が取り付け
られたフレーム１０と、フレーム１０に回転可能に設け
られたロータ２０とからなり、前記ロータ２０はフレー
ム１０にシャフト２１で軸支された磁心２２と、この磁
心２２の周方向に等角度をもって突出して形成され前記
磁石１１と所定の空隙δをもって対向して設けられた３
個の磁極２３と、磁極２３に巻回されたコイル２４とを
具備している。そして前記磁心２２は透磁率の高いプラ
スチック材料で成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直流小型モータに係
り、特にページャー等の振動源に用いられる直流小型モ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般に使用される直流小型モー
タは、次の構成のものが実用化されている。即ちロータ
にカップ型巻線を用いたコアレスモータ（例えば特公昭
４９−１２９２３号参照）、または振動モータとしてロ
ータ自体をアンバランスに構成したもので、ロータシャ
フトに取り付けた偏重心をもったウエイトの周面に銅線
を軸方向に密着巻回し、その表面にコイルを軸方向に巻
回したスロットレスロータ（例えば実開平６−２９６７
号参照）、その他、ロータの回転方向に等角度で設けた
３個の磁極のうち１個又は２個のみにコイルを巻回した
アーマチュアを用いたもの（例えば実願平６−６０６号
公報参照）がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記コ
アレスモータに用いられるカップ型巻線は軽量で起動電
圧が低いという長所があるが、コイルの製作が困難であ
る。即ち、特殊な巻線機を必要とし、またコイル製作過
程において巻線後の成形によりコイルを固着しなければ
ならないが、この過程でコイルに変形が生じ易く、コイ
ルの不良率が高くなるという問題点があった。

【０００４】また前記スロットレスロータにあっては、
カップ型巻線と同様に作業上の問題点がある。一方、前
記３個の磁極のうち１個又は２個のみにコイルを巻回し
たアーマチュアを用いたものにおいては、機械的振動は
得られるが、磁気的バランスが悪く、回転トルクの変動
が大きいという難点があった。また成層鉄心を用いてい
るので、組立に手間を要していた。

【０００５】そこで本発明のうち、請求項１記載の発明
は、回転トルク特性がよく、特殊な巻線機を要せず小型
軽量で組立を容易にした直流小型モータを提供すること
を目的としている。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の目的に加えて、品質が安定した振動モータとして使
用可能とした直流小型モータを提供することを目的とし
ている。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明の目的に加えて、磁気的バランスをよくした振動モー
タとして使用可能な直流小型モータを提供することを目
的としている。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明とは異なる手段によって、請求項２記載の発明の目的
と同様に、磁気的なバランスをよくした振動モータとし
て使用可能にした直流小型モータを提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本願発明のうちで請求項１記載の発明は、筒状
に形成され内周面に磁石が取り付けられたフレームと、
このフレーム内に回転可能に設けられたロータとからな
り、前記ロータは前記フレームにシャフトで軸支された
磁心と、この磁心の周方向に等角度をもって突出して形
成され前記磁石との間に所定の空隙を有する複数個の磁
極と、この磁極に巻回されたコイルとを具備しており、
かつ、前記磁心は透磁率の高いプラスチック又は透磁率
の高い材料を混入したプラスチック材料で成形されてい
ることを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、前記磁極のうち、少なくとも１個以
上で全数よりも少ない数の磁極に、前記磁極とは比重の
異なるウエイトを内蔵せしめたことを、加えたことを特
徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明の構成に加えて、前記磁心及びウエイトの透磁率を整
合させたことを、加えたことを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明の構成に替えて、前記ウエイトが内蔵された磁極とウ
エイトが内蔵されてない磁極とのコイルの巻線仕様を異
にしたことを、加えたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は第１の実施の形態に係る直流
小型モータの側面視断面図、図２は図１のＡ−Ａ線視上
半部切欠正面図、図３は図２のＢ−Ｂ線視平面図、図４
は図３のＣ方向矢視側面図、図５は第２の実施の形態に
係る直流小型モータの側面視断面図、図６は図５のＤ−
Ｄ線視上半部切欠正面図である。なお、図３ではロータ
の図示を、図４ではフレームの下半分の図示をそれぞれ
省略している。

【００１４】第１の実施の形態に係る直流小型モータ
は、図１〜図４に示すように、ステータとしてのフレー
ム１０と、ロータ２０と、コミュテータ３０と、ブラシ
４２等と、ブラケット４０とからなっている。

【００１５】フレーム１０は鉄板を深絞り成形すること
により一端が開口した筒状に形成されており、その内周
面には１対又は複数対（図示例では１対）の磁石１１が
対向して取り付けられている。前記磁石１１は板状の永
久磁石で、内面が略円弧状に形成され、所定の長さを有
している。前記フレーム１０の閉塞した端面には、軸受
１２が取り付けられている。

【００１６】ロータ２０は、シャフト２１と、このシャ
フト２１に嵌め込まれた磁心２２と、コミュテータ３０
とからなっている。

【００１７】まず、シャフト２１は、ロータ２０をフレ
ーム１０に対して回動自在に支持するものであり、その
長さはフレーム１０より長く設定されている。

【００１８】前記磁心２２は磁性体で構成されており、
複数個（図示例では３個）の磁極２３が一体に設けられ
ている。前記磁心２２は軟質フェライト等の透磁率の高
いプラスチック材料にて成形されている。軟質フェライ
トは透磁率が鉄板と同等であり、さらに鋼板に比較して
永久磁石と磁心との相互作用における制動作用が小さく
モータ特性の改善に良好な結果を示すように構成されて
いる。また、磁心がプラスチックのみで構成された場合
は、制動力は働かない。

【００１９】前記３個の磁極２３は、ロータ２０の周方
向に１２０度の等角度をもって磁心２２より突出して形
成されており、かつ、前記磁石１１に対向してロータ２
０の軸心方向に平行して形成されている。かかる磁極２
３は先端が円弧状に形成され、その縁部が周方向及び軸
方向に対して両側方に延伸して形成された極歯２３ａを
有している。なお極歯２３ａの外径は前記相対向する磁
石１１によって形成される円の内径よりも小で、磁石１
１との間に所定の空隙δが形成されている。

【００２０】前記極歯２３ａと磁極２３の基部との間に
は、駆動用のコイル２４が巻回されている。前記コイル
２４は普通一般に使用されている巻線機によって普通に
巻くことができるもので、カップ型巻線のように特殊な
巻線機を要するものではない。なお、図中２７は、ワッ
シャである。

【００２１】コミュテータ３０は周知のものと同じ構造
を有しており、絶縁部と通電部とを交互に周方向に組み
合わせたもので、これらを組み立て、又は一体成形して
製作される。そして前記通電部に前記コイル２４が接続
されている。

【００２２】ブラケット４０は、合成樹脂製で、前記フ
レーム１０の開口を閉塞し、磁石１１と極歯２３ａとの
間に所定寸法の空隙δを維持し、かつ、ロータ２０を回
転可能に軸支する。そして、このブラケット４０は、シ
ャフト２１を回転自在に支持する軸受４１と、ブラシ４
２と、このブラシ４２に電気的に接続されたリード線４
３と、このリード線４３をブラケット４０に固定すると
ともに外部電源との接続端子として外部に延出されたリ
ードバー４４とを備えている。

【００２３】つぎにこの直流小型モータの動作を説明す
る。外部直流電源よりリードバー４４、リード線４３、
ブラシ４２、コミュテータ３０を介してコイル２４に通
電すると、コイル２４が励磁されることによって生じる
磁界と磁石１１との磁界とによって、ロータ２０に対し
て回転トルクが発生しロータ２０が回転させられる。

【００２４】この際、磁心２２は透磁率の高いプラスチ
ック又は透磁率の高い材料を混入したプラスチック材料
から成形されているので、磁心２２の永久磁石との相互
作用における制動力は鋼板に比較して小さく回転特性が
向上する。

【００２５】かかる直流小型モータを振動モータとして
使用する場合には、前記シャフト２１の出力端に図外の
偏心ウエイトを付加すればよい。前記偏芯ウエイトはシ
ャフト２１に重心が偏心したもので、この直流小型モー
タが回転駆動されると、ロータ２０の静的、動的アンバ
ランスにより振動が発生するものであればよい。

【００２６】次に第２の実施の形態に係る直流小型モー
タを図５を参照しつつ説明する。この直流小型モータ
は、第１の実施の形態に係る直流小型モータに比して、
磁極２３の構造が相違する。即ち、前記磁極２３の全数
より少ない任意の数（図示例では２個）の磁極には、そ
の全長に亘って空洞２５が開設されており、この空洞２
５には磁心２３とは比重が異なった材料からなるウエイ
ト２６が嵌め込まれているのである。

【００２７】次に、この第２の実施の形態に係る直流小
型モータの動作を説明する。この直流小型モータのロー
タ２０はウエイト２６を内蔵した磁極２３と内蔵しない
磁極２３との質量差により、静的及び動的バランスがく
ずれているので、回転すると振動する。この振動はシャ
フト２１の出力端より相手側に伝達される。

【００２８】次に第３の実施の形態に係る直流小型モー
タを説明する。この直流小型モータは、第２の実施の形
態に係る直流小型モータに加えて、磁心２２及びウエイ
ト２６の透磁率を整合させている。磁心２２は、各磁極
２３におけるウエイト２６の有無のため機械的にはアン
バランスではあるが、各磁極２３の磁気回路は磁気抵抗
が同一となるため、磁気的にはバランスしている。従っ
て、磁極２３を通ってコイル２４を鎖交する磁束は一様
に分布し、ウエイト２６の有無によって磁気的なアンバ
ランスは生じることがない。

【００２９】次に第４の実施の形態に係る直流小型モー
タを説明する。この直流小型モータでは、前記ウエイト
２６が内蔵された磁極２３とウエイト２６が内蔵されて
ない磁極２３とのコイル２４の巻線仕様を異にし、各磁
極２３間で磁気的なバランスをとっている。

【００３０】即ち、ウエイト２６が内蔵された磁極２３
は、ウエイト２６が内蔵されていない磁極２３に比し
て、磁心２２の磁気抵抗がウエイト２６の体積だけ増加
又は減少したことになるので、磁気抵抗の増加分又は減
少分に見合うようにコイル２４の巻回数を減少又は増加
させて電磁エネルギーを調整せしめ、磁気的にバランス
させるものである。

【００３１】なお、前記実施の形態に於いて、直流小型
モータのフレーム１０は一端が閉塞した筒状に形成さ
れ、他端にブラケット４０を設けるものとしたが、これ
に限るものではない。即ちフレーム１０は両端が開口
し、一端に軸受を取り付けたブラケットと、他端に前記
ブラケット４０を設けるように構成してもよいことは言
う迄もない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明に係る直流小型モータは、特殊な巻線機
を必要とせず、普通一般の巻線機を用いてコイルが製作
できるので、新規な設備投資が不要である。また、磁心
にプラスチック又は透磁率の高い材料を混入したプラス
チック材料を使用するので、磁心と永久磁石との相互作
用による制動力が小さくなり、その結果回転特性が向上
する。

【００３３】さらに、磁心をプラスチックで成形するこ
とにより、複雑な形状を有する磁心の製作が容易になる
ほか、従来の鉄心（磁心）に比してコイルの絶像スペー
スを要しないので、その分だけ巻線スペースが増大し、
巻線がし易くなる。また回転部分を全てコンパクトにフ
レーム内部に収容できるので、容易に密閉化することが
できる。従って、小型軽量でかつ安価な直流小型モータ
を提供することができる。

【００３４】請求項２記載の発明に係る直流小型モータ
は、磁極とは異なる比重の材料からなるウエイトを磁極
に内蔵させたので、請求項１記載の発明の効果に加え
て、同じ特性のアンバランスロータを容易に量産するこ
とができる。従って、この直流小型モータによると、品
質が安定した安価な振動モータを提供することができ
る。

【００３５】請求項３記載の発明に係る直流小型モータ
は、請求項２記載の発明の効果に加えて、磁心とウエイ
トとの透磁率を整合させることでロータの磁気的バラン
スをとるので、コイルと鎖交する磁束は一様に分布し、
回転トルクの変動を小さくすることができるので、回転
力トルク特性が向上する。

【００３６】請求項４記載の発明に係る直流小型モータ
は請求項３記載の発明の効果と同様に、回転トルクの変
動を小さくすることができる。また、この直流小型モー
タは、ウエイトが内蔵された磁極と内蔵されていない磁
極とでコイルの巻線仕様を異にし、各磁極間で磁気的な
バランスをとったので、ロータの磁気的バランスがとり
易い。従って、回転力トルク特性の優れた直流小型モー
タとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る直流小型モータの側面
視断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線視上半部切欠正面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線視平面図である。

【図４】図３のＣ方向矢視側面図である。

【図５】第２の実施の形態に係る直流小型モータの側面
視断面図である。

【図６】図５のＤ−Ｄ線視上半部切欠正面図である。

【符号の説明】

１０ フレーム １１ 磁石 １２ 軸受 ２０ ロータ ２１ シャフト ２２ 磁心 ２３ 磁極 ２４ コイル ２５ 空洞 ２６ ウエイト ３０ コミュテータ ４０ ブラケット ４１ 軸受 ４２ ブラシ ４４ リードバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状に形成され内周面に磁石が取り付け
   られたフレームと、このフレーム内に回転可能に設けら
   れたロータとからなり、前記ロータは前記フレームにシ
   ャフトで軸支された磁心と、この磁心の周方向に等角度
   をもって突出して形成され前記磁石との間に所定の空隙
   を有する複数個の磁極と、この磁極に巻回されたコイル
   とを具備しており、かつ、前記磁心は透磁率の高いプラ
   スチック又は透磁率の高い材料を混入したプラスチック
   材料で成形されていることを特徴とする直流小型モー
   タ。
2. 【請求項２】 前記磁極のうち、少なくとも１個以上で
   全数よりも少ない数の磁極に、前記磁極と比重の異なる
   ウエイトを内蔵せしめたことを特徴とする請求項１記載
   の直流小型モータ。
3. 【請求項３】 前記磁心及びウエイトの透磁率を整合さ
   せたことを特徴とする請求項２記載の直流小型モータ。
4. 【請求項４】 前記ウエイトが内蔵された磁極とウエイ
   トが内蔵されてない磁極とのコイルの巻線仕様を異に
   し、各磁極間で磁気的なバランスをとったことを特徴と
   する請求項２記載の直流小型モータ。