JPH10271728A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に自起動ができる位置にロータを停止させ
ることが可能なモータを提供することにある。 【解決手段】 内側にステータ102を存置させる為の空
間を備え、複数の磁極が回転方向に沿って配置されてい
るロータ108と、その内側空間に配置されたステータ102
とを備え、上記ステータ102は、夫々外周位置に磁極部1
03,104を備える複数の磁極片と、上記磁極片に磁極部磁
化用の磁束を及ぼす為のコイルとを備えているモータで
あり。その特徴は、ロータの磁極部109〜112が、その回
転方向に沿った長さの中心に関して、非対称形に構成さ
れていることである。例えば、そのために、張り出し部
109a〜112aを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータに関し、詳し
くはステータの軸線を中心とした周方向に並べられてい
る複数の磁極部を、コイルへの通電によりＮ極或いはＳ
極に磁化させ、それらの磁化した磁極部と、上記軸線を
中心に回動自在に配置されるロータの磁極との磁気的な
相互作用によって、そのロータに回動力を生じさせるよ
うにしているモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のモータにおけるステータは、図
１１に示すように、夫々磁極部83を有する複数の磁極片
82を、ステータの軸線81を中心として放射状に配置し
て、夫々の磁極部83が上記軸線81を中心とする周方向に
並ぶようにし、各磁極片82の元部82ａに夫々コイル84を
備えさせている。このようなステータは各コイル84に電
流を流すことによりコイル84からの磁束によって各磁極
部83をＮ極或いはＳ極に磁化させ、ロータの駆動を行わ
せ得るようにすることが出来る。ロータ本体にはリング
状の磁石が付設される。該リング状の磁石は、例えば、
磁性材料を成形し焼成することによって環状体を形成
し、その環状体の周方向の複数箇所において夫々の外側
から強烈な磁束を加えて着磁することにより磁極部を形
成して、製造される。この磁極部の箇所においてはその
外周側の部分も強力に磁化されている。このような磁石
を用いたロータ本体と、周囲に複数の送風羽根を備えて
いるファンとを一体に結合して、羽根付ロータを構成す
ることができる。上記磁石の能力を充分に発揮させる為
に、該磁石の外側にリング状のヨークを配して、上記強
力に磁化した外周側の部分相互を磁気抵抗少なく接続
し、かつ磁束漏れの生じないようにすることもできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなモータで
あって、ステータのロータ側の端部にヨークが設けられ
ているモータを、そのロータ及びヨーク付近の展開図で
ある図１２によって示す。図示するように、Ｓ極121、
Ｎ極122、Ｓ極123・・・の順に並んでいるロータ各極の
中心に、ヨーク124の中心が合致するように、ロータ120
が停止すると、次に、始動用の電流を流しても、磁力が
バランスして、始動が不可能であるという問題があっ
た。そのため、図１２に示した形態と違って、各ヨーク
のロータ対向面を、ロータ内周面に対して平行でなく、
傾けることが考えられる（つまり、ヨークの回転方向の
一端とロータとの距離ｍを、ヨークの他端とロータとの
距離ｎとは異なるものとすることが考えられる）。しか
し、この場合には、ヨークのロータ対向面が同心円状に
ないために、それを製造する場合、ひねりを加えたプレ
ス加工等を要するが、そのような加工において精度を上
げることは非常に困難である。また、ｍとｎのうちどち
らかが小さいため、仕様変更等の目的で、コイルの巻数
を増加する際にその小さい側の距離によって制限を受け
る。つまり、ヨークの成型加工上の問題、ひいては、モ
ータの製造上の問題や、モータの性能上の問題が生ずる
と考えられる。

【０００４】従って、本発明の主な目的は、常に自起動
ができる位置にロータを停止させることが可能なモータ
を提供することにある。本発明の他の目的は、容易に且
つ寸法精度高く製造が可能なモータを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、性能上の制限を受けないモー
タを提供することにある。他の目的及び利点は図面及び
それに関連した以下の説明により容易に明らかになるで
あろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、内側にステータを存置させる為の空間を備え、
複数の磁極が回転方向に沿って配置されているロータ
と、その内側空間に配置されたステータとを備え、上記
ステータは、夫々外周位置に磁極部を備える複数の磁極
片と、上記磁極片に磁極部磁化用の磁束を及ぼす為のコ
イルとを備えているモータにおいて、前記ロータの磁極
部（すべての磁極部でなくてもよい）が、その回転方向
に沿った長さの中心に関して、非対称形に構成されてい
ることを特徴とする。このモータでは、ステータの磁極
の中心が、ロータ磁極部の非対称形に起因して、ロータ
の磁極中心に静止することがない。このため、次の始動
のためにステータの磁極が励磁されると、自起動が可能
である。

【０００６】本発明の好ましい態様は、上記モータにお
いて、前記ロータの磁極は、回転の中心方向に突出する
張り出し部を有することによって非対称となっているモ
ータである。本発明の別の好ましい形態は、上記モータ
であって、上記磁極片は、上記ステータの軸線方向にコ
イル存置用の間隙を隔てて、かつ、上記軸線方向から投
影的に見て夫々の磁極片の磁極部が上記軸線を中心とす
る周方向に位置が異なる状態に配置され、上記コイル
は、上記間隙に、上記軸線方向に隔たった磁極片の磁極
部が相互に異極に磁化されるように配置したことを特徴
とする。このモータでは、ステータへのコイルの巻線
が、周囲がオープンとなった状態で行うことができ、巻
線作業の容易化等も達成可能である。本発明の他の好ま
しい形態では、上記のモータであって、上記ロータは、
磁気的性質を有する成形材料でもって中空環状に形成さ
れ、その内周側には上記空間に夫々磁束を及ぼす為の複
数の磁極部を備え、その外周側にはそれらの磁極部相互
を磁気的に繋ぐ磁路部とを備えており、上記内周側の夫
々の磁極部は、夫々の外周側の部分よりも高い磁束密度
に磁化していることを特徴とする。この態様では、容易
に且つ寸法精度高くロータの一体製造が可能であり、ひ
いては高性能なモータが容易に製造可能である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
図面について説明する。本発明のモータの一実施態様の
模式断面を、図１に示す。このモータ101のステータ102
は、コイル（図示せず）が巻回された四つの極103,104,
105,106を有する。このステータ102は、それに付設され
ているホールＩＣ107を含む周知の駆動回路によって、
駆動される。そのステータ102の周囲を、ロータ108が取
り囲んでいる。ロータ108は、一体形成されたものであ
り、ステータ102の４つの極103〜106に対応して、Ｎ，
Ｓ，Ｎ，Ｓ磁極部109,110,111,112が順に並んで円周上
に配置されている。ロータ108の各磁極部109〜112にお
いて、周方向の一端部は、他端部よりも張り出してい
る。張り出している方の端は、各磁極の回転方向（図の
矢印）の後方端であり、各磁極で同一側である。この張
り出し部109a〜112aによって、ロータ磁極109〜112は、
その回転方向の長さの中心に対して、非対称な形状とさ
れている。

【０００８】このような構成であると、モータ101が停
止する場合、ロータ108は、次に自起動可能な位置に静
止する。つまり、ロータ108の張り出し部109aが範囲ａ
の部分に停止する。図１に示したモータを平面に展開し
た図２によって、この原理を説明する。ステータが停止
する際には、３つの磁力（例えば、ロータＮ磁極109と
ステータ磁極103との間の磁力、ロータＮ磁極109の一方
側に隣接するロータＳ磁極112とステータ磁極103との間
の磁力、ロータＮ磁極109の他方側に隣接するロータＳ
磁極110とステータ磁極103との間の磁力）、あるいはこ
れらに対応する他の３つの磁力の組み合わせが、釣り合
う。図示するように、ステータ磁極103に最も近い位置
にあるロータＮ極109には、その回転方向長さの中心か
ら偏在した位置に張り出し部109aが、設けられているの
で（具体的には、張り出し部109aが、ロータＳ極112に
近い側に偏在しているので）、その張り出し部109aから
の磁力（引力）に起因して、ステータ磁極103の停止位
置は、ロータＳ磁極110よりもロータＳ磁極112に近い側
である。なお、ロータＳ磁極110のステータ磁極103側に
も、張り出し部110aがあるので、そこからのステータ磁
極103への磁力（反発力）も、ステータ磁極103をロータ
Ｓ磁極112側に近づけている。このような停止状態か
ら、ステータ磁極103を励磁した場合、ロータＳ磁極112
とステータ磁極103との磁力と、ロータＳ磁極110とステ
ータ磁極103との磁力に差が生じる。この例では、前者
の磁力（反発力）が、後者の磁力（反発力）より大きい
ので、ロータが右方向に回転する。このように、ロータ
108は、自起動可能となり、一方向に回転する。

【０００９】ロータと、ステータとが、上記のような磁
力バランスを取れば、ロータが自起動が可能となるの
で、本発明のモータは、種々の形態をとりうる。例え
ば、ロータにおいて、すべてのロータ磁極が張り出し部
を有する必要は必ずしもなく、その一部又は１つのロー
タ磁極に、張り出し部を設ければよい。例えば、Ｎ，
Ｓ，Ｎ，Ｓ・・・極のＮ極のみに張り出し部があっても
良い。ロータ磁極の最低位置（ロータ磁極の回転中心か
ら最も遠い位置）では、その磁束密度が、その最高位置
の磁束密度の１０〜５０％となるように、張り出し部の
高さを調整するのが好ましい。張り出し部は、ロータ磁
極を、その回転方向中心に非対称な形状にするための一
例である。従って、ロータ磁極は、そのような形状であ
るならば任意である。なお、本発明は、ロータが自起動
できない可能性がある２、４、６・・の偶数極のモータ
に適用できる。

【００１０】本発明は、図１１に示したような周知の構
成のモータにも適用できるし、本願出願人が、平成８年
３月２７日に出願した特願平８ー９９３５３号（以下、
単に「先願」と記載する）に記載したモータにも適用可
能である。公知のステータは、その製造に当ってコイル
を巻く場合、磁極片の元部というこじんまりとした箇所
に巻かねばならないので、コイル用の導線がすぐ隣にあ
る他の磁極片やその磁極部に引っかからぬようにそれら
を避けて巻かねばならず、巻線作業が非常に難しいとい
う問題点があった。しかもそのような難しい作業を各磁
極片の夫々について行わねばならず非常に手間がかかる
という問題点もあった。先願記載のモータは、この欠点
等を克服した物である。つまり、ステータのコイルの巻
線作業を周囲がオープンとなった状態で行うことが出来
るようにし、該巻線作業の容易化を図り得るようにした
ものである。このモータは、現在非公知なので、その詳
細な説明を図３〜１０を利用して以下で行う。

【００１１】図３は上記先願に係るモータを利用した装
置の一例として電動ファンを示す。該電動ファンは電子
機器におけるケース内の冷却の為の排気を行ったり、電
子機器における個別の電子部品に風を送ってそれを冷却
するために用いられる小型（例えば数ワット程度以下）
のものである。該電動ファンにおいて、Ｍはモータ、Ｆ
はそのモータによって駆動されるファンを夫々示す。モ
ータＭはホールモータとして知られているものを示し、
Ｂは基枠、Ｓはステータ、Ｃは駆動回路、Ｒはロータで
ある。以下、各々について説明する。

【００１２】基枠ＢはモータＭにおける各部材を支える
為のベースとなるもので、駆動回路ＣやステータＳを取
付ける為の基板部１と、その一面側の周囲を囲んで風の
通路を形成する周壁部２とから成る。該基枠Ｂは例えば
合成樹脂材料製であるが、金属製であっても良い。３，
４は夫々駆動回路の止め付けの為の受座と止付片を示
し、５は通風用の窓を示す。周壁部２における６は該電
動ファンを利用場所に取り付ける為の取付部で、取付ね
じ挿通用の透孔７を備える。

【００１３】次に駆動回路Ｃは例えばホールモータの駆
動回路として知られた構成のものであり、回路基板10と
それに取り付けた種々の回路素子11とから構成してい
る。該回路素子11の内にはロータの回動状態（回動の位
相）を検出する為のホール素子も含まれている。12は回
路基板10に接続する給電用のリード線、13は電源回路と
の接続のためのコネクタを夫々示す。尚上記回路基板10
は本例に示す電動ファンにおいては上記ステータＳ及び
ロータＲを機械的に支える為の基板にもなっている。

【００１４】次にステータＳはロータＲに回動用の磁束
を及ぼす為のものであり、図３、図４に示されるように
構成している。14はステータの軸線を示し、ステータに
おける各部材の位置関係の基準となる直線であって仮想
的なものである。15，16は夫々磁極片で、ステータとし
ての磁極を形成する為のものであり、磁性材料で形成し
ている。磁性材料としては保持力が小さく磁束密度の高
い材料例えば硅素鋼板が良いが、経済性の良い点からは
例えば鋼板で形成しても良い。磁極片15，16の幅W1及び
厚さT1は磁極部に与える為の磁束を飽和せぬ状態で通し
得るように定める。長さL1は、ステータの磁極部とロー
タの磁極部との間隔を出来るだけ狭くして前者からの磁
束を後者に効率よく及ぼし、結果としてモータの効率を
向上させる為に、ロータに接触せぬ範囲で出来るだけ大
きく形成するのがよい。上記磁極片15，16は上記軸線14
の方向にコイル存置用の間隙G1を隔てて配置している。
17，18は各磁極片15，16に備えられた磁極部を示し、磁
極片15，16への磁束の印加によって夫々ステータの磁極
となる部分である。これらの磁極部17，18は、ロータに
対し磁気的相互作用によって回転駆動力を与え得るよう
にする為に、上記軸線14方向から投影的に見て上記軸線
14を中心とする周方向に位置が異なる状態に配置してい
る。上記磁極部17，18は薄い金属板で形成してもロータ
と対向する面17ａ，18ａの面積が広くなるようにする為
に図示の如く軸線14と平行な方向に折り曲げて形成して
いる。上記の面17ａ，18ａの面積は、ロータに対し磁束
を効率よく（磁気抵抗低く）及ぼしてロータに大きな回
動力を発生させるようにする為には、有効な範囲で出来
るだけ大きくするのがよい。例えば幅W2は軸線14を中心
とする角度で表した場合、３６０゜をステータの極数分
に分割する最大の大きさ、例えば本例の４極のステータ
の場合９０゜程度にするのがよい。又長さL2はロータに
おける後述する磁極部44と対向可能な範囲で出来るだけ
長く形成するのがよい。19，20は各磁極片15，16に次に
述べる結合部材との結合の為に備えさせた透孔を示す。

【００１５】次に23は上記両磁極片15，16を機械的に一
体に結合する為の結合部材を示す。24，25は夫々上記磁
極片15，16を取付ける為の取付部を示し、上記透孔19，
20の孔縁を係合させるようにした段部を例示する。これ
ら取付部24，25の間隔L3は上記コイル存置用の間隙G1を
保持させる為にその間隙の必要寸法と同寸法に形成して
いる。26はステータＳを所定の保持部材（この例では上
記回路基板10）に取付ける為の取付片となる部分で、結
合部材23の一方の端部をもって形成している。27はロー
タＲを回動自在に支える為の軸受用の透孔を示し、結合
部材23の軸心部に穿設している。上記結合部材23は後述
するロータのシャフトとの磁気的吸着を防止する為に非
磁性材料例えば真鍮で形成している。

【００１６】次に30はステータＳにおけるコイルで、上
記磁極片15，16に磁極部磁化用の磁束を及ぼす為のもの
である。31は該コイル30におけるボビンで、合成樹脂製
であり、上記結合部材23の周囲に装着する為の透孔32を
備える。33はコイル30における巻線を示す。該巻線33の
線径及び巻数は、モータの定格電圧や定格周囲温度など
に応じて適正に定められる。34は巻線のリード線を示
す。上記構成のコイル30は、上記間隙G1に、上記軸線14
の方向に隔たった磁極片15，16の磁極部17，18が相互に
異極に磁化されるように配置している。詳細に説明する
と、コイル30を間隙G1において軸線14を取り囲むように
配置することにより、磁極片15と磁極片16とがコイル30
の軸方向の両側に位置する状態となるようにしている。
このような配置により、コイル30の巻線33に通電すると
磁極部17と磁極部18とは一方がＮ極のときに他方がＳ極
となるように磁化される。上記コイル30は上記軸線14方
向に隔たった磁極片15，16の間に、軸線14を取り囲む状
態に配置されるものであるので、コイル30の巻き径をス
テータＳの大きさ（例えば直径。前記寸法L1が該直径に
対応する）の割に大きくとることが出来る。例えばコイ
ル30の外周は磁極部17，18と干渉せぬ範囲で上記ステー
タの直径近くまで大きくとることが出来る。

【００１７】次に羽根付のロータＲを示す図５、図６に
ついて説明する。36はロータの軸線を示し、ロータＲに
おける各部材の位置関係の基準となる直線であって仮想
的なものである。37は上記ステータＳとの磁気的作用に
より回動力を発生する為のロータ本体で、内側にステー
タＳの存置空間38を備えさせる為に上記軸線36を中心と
する環状に形成している。39は該ロータＲの回動を自在
にする為のシャフトで、上記軸受27によって支承してい
る。該シャフト39はステータＳにおける磁極片15，16相
互を磁気的に繋ぐ為の磁気連結部材ともなっており、磁
性材料例えば磁性ステンレス鋼で形成している。尚前記
連結部材23をそれが磁気連結部材となるように磁性材料
で形成する場合には、該シャフト39はその連結部材23と
磁気的な吸着力が生ぜぬよう非磁性材料で形成すると良
い。40は抜け止め用のストップリングである。41はロー
タ本体37とシャフト39とを連結する為のフランジ部であ
る。尚上記ロータ本体37の寸法の一例は、直径D1が１７
ｍｍ、厚みT2が２ｍｍ程度である。上記直径D1はその他
に１０ｍｍ〜１０ｃｍ程度のものがあり、その寸法及び
後述の磁極部に必要とされる磁束密度の大きさに応じて
上記厚みT2が定められる。

【００１８】上記ロータＲにおけるロータ本体37の磁気
的構造について図６に基づき説明する。ロータ本体37は
磁気的性質を有する後述の如き成形材料で形成してあ
り、以下の如き磁気的構造を備える。44Ｎ，44Ｓはロー
タ本体37の内周部に存在する磁極部を示す。これらの磁
極部44Ｎ，44Ｓは、空間38に夫々磁束を及ぼす為の磁極
部であり、添え字のＮ及びＳはＮ極やＳ極などの極性の
一例を示す。これらの磁極部44Ｎ，44Ｓは、成形材料中
のハードフェライト材が磁力を発するように配向された
状態となっていて、夫々の外周側の部分44’よりも高い
磁束密度例えば５００〜１６００ガウス（この磁束密度
はロータＲに要求される磁気特性により異なる）に磁化
している。上記配向された状態とは、多数の粉状のハー
ドフェライト材の夫々の磁化容易方向が一定の方向に並
んで、その方向の磁力を持つようになっている状態即ち
その方向に磁束を発するようになっている状態をいう。
尚この状態で固定されている部材の状態はハードフェラ
イト状とも呼ばれる。矢印45は上記各磁極部44Ｎから空
間38に向けて出る磁束及び空間38から各磁極部44Ｓに入
る磁束を示す。上記各磁極部44Ｎ，44Ｓの幅W4は軸線36
を中心に９０゜近くの大きさを有する例を示すが、これ
はロータＲに要求される回転特性に応じて定められるも
のであり、より狭く定められる場合もある。

【００１９】46は上記磁極部44Ｎ，44Ｓ相互を磁気的に
繋ぐ為に上記ロータ本体37の内部に存在する磁路部を示
す。該磁路部46は、上記磁気的性質を有する成形材料で
形成されたロータ本体37においては上記磁極部44Ｎ，44
Ｓ以外の部分が全て該磁路部となっており、上記外周側
の部分44’も含んでいる。磁路部46は上記成形材料中の
多数の粉状のハードフェライト材が配向していない状態
となっており、その磁束密度は磁極部44Ｎ，44Ｓに比べ
低くなっている。上記配向していない状態とは、多数の
粉状のハードフェライト材の磁化容易方向がランダムに
なっていて、他から磁束が及ぼされればその磁束をその
まま通し得るようになっている状態をいう。尚この状態
で固定されている部材の状態はソフトフェライト状とも
呼ばれる。矢印47は磁極部44Ｎ，44Ｓ相互間において磁
路部46を通る磁束を示す。

【００２０】次にファンＦは上記ロータ本体37の周囲に
備えさせた複数の送風羽根42をもって構成している。

【００２１】次に上記ステータＳの製造を説明する。磁
極片15，16は前記磁性材料を例えばプレス手段によって
図５に示される形状に形成する。又別工程でもって連結
部材23及びコイル30を夫々製造する。コイル30の製造の
場合、その巻線作業は単独で行うことが出来、容易であ
る。即ち他部材が何も無い状態でボビン31に巻線33を施
せば良く、例えば巻線機等を用いて容易に行うことが出
来る。ステータＳの組立は次の通りである。連結部材23
の周囲にコイル30を装着する。その両側（軸線14方向の
両側）から磁極片15，16を夫々添え付け、各磁極片15，
16の透孔19，20を各取付部24，25にカシメ付ける。以上
でステータＳの製造が完了する。

【００２２】次に上記電動ファンの組立は次の通りであ
る。回路基板10にステータＳを取付ける。例えば取付片
26を回路基板10に設ける透孔に挿通し、カシメ手段によ
って取付片26を回路基板10に固着する。固着は接着手段
或いはねじ止め等の機械的手段によって行っても良い。
リード線34は回路基板10の所定箇所に接続する。次に予
め製造しておいた羽根付のロータＲを取付ける。例えば
シャフト39を軸受用の透孔27に挿通し、ストップリング
40を装着して抜け止めをする。この状態でステータＳの
軸線14とロータＲの軸線36とは一致する。次に上記回路
基板10を基枠Ｂに受座３及び止付片４を利用して取付け
る。又リード線12にコネクタ13を取付ける。以上でもっ
て電動ファンの組立が完了する。

【００２３】上記構成の電動ファンにあっては、コネク
タ13から駆動回路Ｃに作動用の直流電流を供給する。す
ると、ステータＳにおけるコイル30に通電されて該コイ
ル30は磁束を発し、その磁束が磁極片15，16を通して磁
極部17，18に与えられ、磁極部17，18が例えば夫々Ｎ極
とＳ極に磁化される。その磁化された磁極部17，18とロ
ータＲの磁極部44Ｎ，44Ｓとの磁気的相互作用によりロ
ータ本体37に回転駆動力が加わり、ロータＲが回動す
る。尚ロータＲの回動に伴って駆動回路Ｃからコイル30
への電流の向きが反転されることにより磁極部17，18の
極性が次々と切り替えられ、ロータＲには一定方向への
回転駆動力が継続して加わり、ロータＲは一定方向に継
続して回動する。上記ロータＲの回動により多数の送風
羽根42で矢印42ａの如く風が起こされ、被冷却物に向け
て送風される。上記の場合、磁極部44Ｎ，44Ｓ相互間は
磁路部46により磁気的に繋がれているので、磁極部44
Ｎ，44Ｓ相互間では磁束47が磁気抵抗少なく通る。従っ
て、上記磁極部44Ｎ，44Ｓから上記ステータＳには磁極
部44Ｎ，44Ｓの能力に見合う多くの磁束45が及ぼされ、
上記回転駆動力はそれに応じた大きなものとなる。

【００２４】次に上記ロータＲの製造について説明す
る。図７、図８に示す50はロータＲの成形型で、相互に
合着及び分割が可能な一対の型例えば上型51と下型52か
ら成る。53は両型51，52間に形成された上記ロータＲの
全体を成形する為の成形空間を示す。上型51は要素54，
55から成り、成形材料を流入させる為のゲート56及びそ
の通路57を備える。上記要素54は上記成形空間53で成形
されるロータＲに磁気的な影響を与えぬようにする為に
非磁性材料例えば非磁性鋼で形成されている。

【００２５】下型52は要素58〜61から成る。これらの要
素の内、要素59は前記空間53を形成する為の内型であ
り、該要素59には着磁用の永久磁石62を備えさせてい
る。要素58〜60は上記成形空間53で成形されるロータＲ
に磁気的な影響を与えぬようにする為に非磁性材料例え
ば非磁性鋼で形成している。上記永久磁石62は、上記成
形空間53のうちロータ本体37の成形空間67における内周
部の複数の箇所63、即ち上記磁極部44Ｎ，44Ｓを形成す
る箇所に、それらの磁極部の形成の為の磁束を及ぼす為
のものであり、その外周部62ａが着磁用磁極となってい
る。着磁用磁極62ａの幅W5は上記所定の幅W4の磁極部44
Ｎ，44Ｓの形成の為に、幅W4に応じて定める。上記の箇
所63に磁極部44Ｎ，44Ｓの着磁の為の強い磁束が及び、
それらの箇所63の外周側の部分即ち前記の外周側部分4
4’が形成される部分やその他の部分には、上記の箇所6
3よりも弱い磁束しか及ばなくてそれらの部分が磁路部4
6となるようにする為には、上記永久磁石62及び要素59
を次のようにすると良い。永久磁石62にあっては、上記
磁極部44Ｎ，44Ｓの着磁に最低限必要なだけの磁束を及
ぼす程度の強さのもの例えば着磁用磁極62ａの磁束密度
が５０００ガウス程度のものを用いる。要素59にあって
は、磁極62ａの磁束が上記の箇所63のみに効率よく及ぶ
ようにする為に、磁極62ａに面する部分59ａの厚みT3を
磁石62の保護に必要なだけの出来るだけ薄い厚み例えば
１ｍｍ程度にする。尚64はシャフト39の保持部、65はイ
ジェクトピンである。

【００２６】次に成形空間53は、夫々ロータ本体37、フ
ランジ部41、送風羽根42を成形する為の成形空間67，6
8，69から成っており、それらは一材の成形材料の注型
により各部材37，41，42を一緒に成形できるようにする
為に図示の如く一続きとなっている。

【００２７】ロータＲの成形手順の一例は以下の通りで
ある。磁気的性質を有する成形材料を準備する。ここで
言う磁気的性質とは磁束の印加による配向が可能な性質
である。上記成形材料は、上記磁気的性質を備える材料
として粉状のハードフェライト材を用い、それに結合材
を混合している。ハードフェライト材としては例えば酸
化鉄を用いる。その他にはアルニコ系、サマリウム−コ
バルト系、ネオジウム−鉄−ボロン系等の希土類系等の
ものを用いても良い。結合材は上記粉状のハードフェラ
イト材を結合し固化させる為のもので、加熱によって溶
融し、冷却によって固化する性質のものを用いる。例え
ばナイロン−６を用いる。その他にはナイロン−１２、
ナイロン−６６、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリカーボネート、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＡＢ
Ｓ、ＡＳ樹脂等の合成樹脂を用いても良い。上記ハード
フェライト材と結合材の混合比率は、例えば前者が９０
重量％程度、後者が１０重量％程度である。その他の比
率であっても良い。上記成形材料は成型方法に見合った
性状に加工する。例えば射出成形に適したペレット状に
加工する。

【００２８】次に上記ハードフェライト材と結合材とが
混ざった状態の成形材料を、流動化させた状態で、上記
成形型50の成形空間53内に流入させる。例えば上記ペレ
ット状の材料を射出成型機に投入し、上記成形材料を加
熱（例えば２００〜３５０℃）することにより結合材を
溶かして成形材料を流動性のある状態にし、それを射出
成型機からゲート56、通路57を通して成形空間53内に射
出する。射出圧力は射出成形技術において通常知られて
いる圧力例えば０．５〜１トン／ｃｍ²である。尚言う
までもなく保持部64には予めシャフト39を保持させてお
く。

【００２９】上記のような成形材料を流動性のある状態
で上記成形空間53に流入させることにより、内型59の周
囲の成形空間67に位置した成形材料は、着磁用磁極62ａ
から及ぼされている磁束の密度の高い部分63において
は、その磁束によって上記粉状の多数のハードフェライ
ト材の磁化容易方向がその磁束の方向に配向する。その
他の部分では、未配向の状態即ちハードフェライト材の
磁化容易方向がバラバラの状態となる。このようになっ
た状態で成形材料が冷えて固化することにより、上記部
分63は上記ハードフェライト材が配向状態のままで固化
してハードフェライト状となり、そこは磁極部44Ｎ，44
Ｓとなる。又他の部分は非配向状態で固化して、ソフト
フェライト状となり、そこは磁路部46となる。一方成形
空間68，69においては、上記成形材料により夫々フラン
ジ部41や送風羽根42が形作られる。上記成形材料が固化
したならば、上型51と下型52とを離反させ、成形された
ロータＲをイジェクトピン65により脱型させる。これに
よりロータＲの成形作業が完了する。

【００３０】次に異なる実施形態を説明する。上記磁極
片15，16は、磁束の印加により磁化し磁束の除去によっ
て磁化が解消される性質を持った成形材料（例えばソフ
トフェライト材）を前記ロータＲの成形と同様に型成形
例えば射出成形することによって形成しても良い。この
場合上記厚さT1は必要充分な量の磁束を通し得るように
する為に２〜３ｍｍ程度にすると良い。上記成形材料
は、例えば磁性体の粉末である主剤とその主剤を結合し
て固化させる為のバインダー剤とを混合して形成する。
主剤としては鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−コバル
ト合金、鉄−ニッケル−シリコン合金、鉄−アルミニウ
ム−シリコン合金、鉄−銅−シリコン合金等が用いられ
る。尚上記各合金における鉄以外の成分は数％以内の少
量である。上記バインダー剤としてはナイロン６、ナイ
ロン１２、或いはポリ・フェニレン・サルファイド等が
用いられる。上記主剤とバインダー剤との混合比率は、
前者が例えば９０重量％、後者が１０重量％である。

【００３１】次にステータにおける磁極片の配置の異な
る実施形態について説明する。上記磁極片は、複数ずつ
をモータ用ステータの軸線方向にコイル存置用の間隙を
隔てて、かつ、上記軸線方向から投影的に見て夫々の磁
極片の磁極部が上記軸線を中心とする周方向に位置が異
なる状態に配置しても良い。例えばコイルの一方側と他
方側とに夫々二つずつの磁極片を配置し、しかもそれら
の磁極片の磁極部をステータの軸線を中心として相互に
４５゜ずつ位置を異ならしめて配置しても良い。このよ
うにした場合、合計で８極の磁極部が出来るので８極の
ステータとなる。

【００３２】次にステータにおける磁極片の更に異なる
実施形態を示す図９、図１０について説明する。これら
の図はステータの軸線方向にコイル配置用の間隙を隔て
て配置される複数の磁極片相互の結合形態の異なる例を
示すものであり、複数の磁極片を相互に予め結合された
一体の状態に形成することにより、その製造を容易化す
ることを目的とするものである。図において、磁極片15
ｅ，16ｅと結合部材23ｅとは磁性材料でもって一体に形
成している。

【００３３】上記構成のものにあっては、複数の磁極片
の形成とそれらの結合とを１工程で行ってしまうことが
出来るので、製造を作業工数少なく極めて容易に行うこ
とが出来る。尚このような構成の場合、コイル30ｅは後
工程でもって結合部材23ｅの周囲に巻線を施して形成す
る。その作業の場合、結合部材23ｅの外周側は全周にわ
たってオープンの状態となっている為、巻線作業は極め
て容易に行うことが出来る。なお、機能上前図のものと
同一又は均等の構成で説明が重複すると考えられる部分
には、前図と同一の符号にアルファベットのｅを付して
重複する説明を省略した。（また次図以降のものにおい
ても同様の考えでアルファベットのｆ、ｇを順に付して
重複する説明を省略する。）

【００３４】上記の例では、ロータの磁極部と、磁路部
と、ファン部分とを一体成型され、製造コストの低減が
図れる。ただし、ロータをリング状の磁石と、外側に複
数の送風羽根を保持し且つ内側に磁石を保持する空間を
有する基材とから構成することもできる。基材の材料と
しては、通常知られた合成樹脂例えばナイロン、ポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＡＳ樹脂等の安価な
材料を用いることが出来る。磁石としては通常知られた
安価な磁石材料例えばフェライトで形成されたもの等を
用いることが出来る。

【００３５】上記ロータの製造は、上記基材と磁石とを
夫々別工程で製造し、然る後、基材の内側に磁石を圧入
或いは接着手段でもって固定することによって行う。或
いは、予め磁石を製造し、基材の成型用の型内にその磁
石を組み込んだ状態で基材の成形を行い、基材の成形と
その基材と磁石との固定を同時に行うようにしても良
い。

【００３６】更に、上記基材と、リング状磁石との間に
リング状の磁路部材を設置しても良い。磁路部材は、例
えば、鋼板製とする。この磁路部材に関する部品管理、
組付手間を必要としない点、また外周が一定であれば、
磁路部材の厚み分だけ内径を大きくでき、そうするとス
テータをその分だけ大径にして大きなパワーがでるよう
にすることができる点からは、前記の例が好ましい。

【００３７】以上、先願のモータに関して説明したが、
前記したように、本発明は、この先願に係るモータに対
しても適用可能である。そのためには、単に、ロータを
製造する場合に、図７、８に示した金型のキャビティ形
状を、ロータが張り出し部等をもつように変更して、ロ
ータを成型するだけである。よって、先願に本発明を適
用した具体的な実施法は、当業者には、今までの説明か
ら容易に理解できるはずである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明にあっては、ロータ
の磁極が、その回転方向に沿った長さの中心に関して、
非対称形に構成されているので、ロータが常に自起動で
きる位置に停止する。従って、モータが始動しないと言
う不具合が避けられる。また、ロータは、型を利用した
成型工程のみで作成可能であって、ステータは、汎用の
ものが利用できるので、ロータ及びステータ共に困難な
加工手法が不要である。そのため、高い寸法精度を得る
ことができ、結果として、高い品質のモータが製造でき
る。また、ステータは、構成上の制限を何ら受けないの
で、その性能を低下させることはない。更に、本発明
は、夫々磁極部を有する複数の磁極片を、ステータの軸
線を中心として放射状に配置した公知のモータに適用で
きるだけでなく、磁極片を、ステータの軸線方向にコイ
ル存置用の間隙を隔てて、位置が異なる状態に配置した
先願のモータにも適用でき、汎用性も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータの一形態の模式断面図。

【図２】図１に示したモータの一部の展開図。

【図３】電動ファンの縦断面図。

【図４】ステータの正面図。

【図５】ステータ及びロータの分解斜視図。

【図６】羽根付のロータの正面図。

【図７】羽根付のロータの成形型を示す縦断面図。

【図８】図７におけるVI−VI線断面図。

【図９】磁極片の異なる実施形態を示す斜視図。

【図１０】図９の磁極片の側面図。

【図１１】従来のステータを示す半断面図。

【図１２】従来のモータの展開図。

【符号の説明】

Ｓ ステータ 14 ステータの軸線 15，16 磁極片 17，18 磁極部 G1 コイル存置用の間隙 30 コイル 103,104 ステータ磁極 108 ロータ 109.110,111,112 ロータ磁極 109a,110a,111a,112a 張り出し部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側にステータを存置させる為の空間を
   備え、複数の磁極が回転方向に沿って配置されているロ
   ータと、その内側空間に配置されたステータとを備え、
   上記ステータは、夫々外周位置に磁極部を備える複数の
   磁極片と、上記磁極片に磁極部磁化用の磁束を及ぼす為
   のコイルとを備えているモータにおいて、 前記ロータの磁極部が、その回転方向に沿った長さの中
   心に関して、非対称形に構成されていることを特徴とす
   るモータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータにおいて、前記ロ
   ータの磁極は、回転の中心方向に突出する張り出し部を
   有することによって非対称となっているモータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のモータであって、
   上記磁極片は、上記ステータの軸線方向にコイル存置用
   の間隙を隔てて、かつ、上記軸線方向から投影的に見て
   夫々の磁極片の磁極部が上記軸線を中心とする周方向に
   位置が異なる状態に配置され、上記コイルは、上記間隙
   に、上記軸線方向に隔たった磁極片の磁極部が相互に異
   極に磁化されるように配置したことを特徴とするモー
   タ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれか記載のモータであ
   って、上記ロータは、磁気的性質を有する成形材料でも
   って中空環状に形成され、その内周側には上記空間に夫
   々磁束を及ぼす為の複数の磁極部を備え、その外周側に
   はそれらの磁極部相互を磁気的に繋ぐ磁路部とを備えて
   おり、上記内周側の夫々の磁極部は、夫々の外周側の部
   分よりも高い磁束密度に磁化していることを特徴とする
   モータ。