JPH1118390A - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、小型モータのコギングを低減させる
と共に、取付容易なマグネット構成及びその取付手段を
提供することを目的としている。 【解決手段】本発明の小型モータは、強磁性材からな
り、一方に開放部を持つ有底中空筒状のハウジング２、
該ハウジング内周面上に取り付けられる固定子磁極用マ
グネット１、ハウジング２の開放部に嵌合されるエンド
ベル４、該エンドベル４に取り付けられたブラシ６、及
び回転子シャフト７上に取り付けられたコア８及び巻線
９から成る複数の凸極磁極及びコミテータ１０を備えて
いる。そして、マグネット１は、一体に構成されたコギ
ング低減部１７及びその両側のリブ接触部１６から成
り、また、リブ接触部１６に接するようにハウジング内
周面上にハウジング２と一体にマグネット止めリブ２０
を設け、このマグネット止めリブ２０及びハウジング内
周面間にマグネット１を圧入固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コギングを低減さ
せた小型モータに関し、特に、このような小型モータに
おける固定子磁極用マグネット及びその取付に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】コギングを低減させた小型モータは音
響、映像機器等の種々の分野で必要とされている。例え
ば、ＭＤプレイヤー或いはＣＤ−ＲＯＭ等に用いられる
光ピックアップ駆動用の小型モータは、その停止位置を
正確に制御するため、さらには、始動電圧及び電流を低
く抑えるために、コギングを低減させる必要がある。

【０００３】従来、このようなコギングを低減するため
に採用された構成（実公昭６１ー２０８６８号公報）に
ついて、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１
は、従来の小型モータの断面図であり、図１２は、同小
型モータの縦断面図である。これら図において、１は固
定子磁極用マグネット、２はハウジング、３及び５は軸
受、４はエンドベル、６はブラシ、７はシャフト、８は
コア、９は巻線、１０はコミテータである。２１はハウ
ジングと一体に形成された突起であり、この突起２１を
マグネット１の円周方向の端面２３に圧接させることに
よりマグネット１の位置決めを行うものである。２２は
Ｕ字形状のバネであり、マグネット１の円周方向の端面
２３間に挿入することによりマグネット１を保持してい
る。

【０００４】このマグネットの形状は、図１２に示す縦
断面図において、マグネット１の内周面の曲率半径が、
その内周面中央位置からシャフト７の回転軸中心までの
半径方向長さよりも大きくされている。言い換えると、
図１２に示した断面において、マグネット１は、円周方
向の中央部よりも端部側で薄く、かつマグネット１内周
面からコア８外周面までの間隔は、中央部よりも端部側
で大きく離れた構成となっている。

【０００５】このような端部側で薄くしたマグネットで
はなく、一様な厚さのマグネットを使用したとき、円周
方向にマグネットのあるところから無いところにきたと
き、磁束密度は急激に大きく変動する。これに対して、
図示したような円周方向端部側で薄くかつコア８までの
距離を大きくしたマグネット１を使用したとき、磁束密
度はマグネット１中央部から端部側に、さらにマグネッ
トの無いところまでなめらかに正弦波状に減少し、それ
によってコギングを大幅に低減できることが知られてい
る。

【０００６】一方、マグネット１の取付に関する従来技
術として、図１３に示すような構成が知られている。図
１３は、本発明に関して後述する図１と同様な方向に切
断した従来の小型モータの断面図であるが、ハウジング
２及びそれに取り付けられたマグネット１のみを図示
し、他の構成の図示を省略している。図１３において、
１は、コギング対策のない一様な厚さの固定子磁極用マ
グネットであり、２０はハウジングと一体に形成された
マグネット止めリブである。図１１及び図１２におい
て、マグネット１は、突起２１及びＵ字バネ２２により
取り付けられているが、図１３においては、これに代え
て、マグネット１は、円周方向の両側に位置するマグネ
ット止めリブ２０を用いて、これらマグネット両側のリ
ブ２０及びハウジング内周面間に圧入固定される。この
ように、マグネット１は、端部側で薄くされたものでは
なく、一定の厚さを有しているために、この端部側をマ
グネット止めリブ２０により支持する圧入固定が可能と
なっている。

【０００７】しかしながら、従来の図１１及び図１２に
示した構成では、さらにコギングを低減するために、マ
グネット端部側でより薄くした場合、図１３を参照して
説明したようなマグネット止めリブ２０を用いた圧入固
定手段を採用することはできない。仮に、端部側でさら
に薄くしたマグネットをマグネット止めリブ２０を用い
て圧入固定した場合には、マグネットの割れ、欠けが発
生すると共に、十分な保持力でもって固定することはで
きない。また、このような端部側で薄くしたマグネット
は、接着剤を用いて固定することも考えられるが、接着
剤による固定は、管理が面倒な接着剤が必要であり、ま
た、コスト上昇の原因となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、小型モータのコギングを低減させ
ると共に、取付容易なマグネット構成及びその取付手段
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】本発明の小型モータは、
固定子磁極がマグネット１から構成され、かつ回転子磁
極がコア８に巻線９が巻かれた凸極磁極から構成され
る。上記回転子磁極は、コミテータ１０と共にシャフト
７の上に支持され、かつこのシャフト７は、軸受３及び
５により回転可能に支持されている。ハウジングは、強
磁性材から成り、一方に開放部を持つ有底中空筒状に構
成され、その底部に前記軸受３が取り付けられている。
また、その開放部には、エンドベル４が嵌合されてい
る。エンドベル４は、前記軸受５を取り付けると共に、
ブラシ６を支持している。電流は、外部よりブラシか
ら、コミテータ１０を経て回転子磁極の巻線９に流れる
ことにより通常に回転動作するが、そのコギングは、低
減したものとなっている。

【００１０】ハウジング２の内周面に取り付けられてい
るマグネット１の構成は、スラスト方向中央にコギング
低減部１７が設けられ、スラスト方向両側にリブ接触部
１６が設けられている。コギング低減部１７は、例え
ば、マグネット１の内周面の曲率半径を、リブ接触部１
６の内周面曲率半径よりも大きくすることにより構成す
る。これによって、磁束密度は、マグネット１のコギン
グ低減部１７の円周方向中央より両側に向けて減少し、
コギングが効果的に減少する。

【００１１】リブ接触部１６は、例えば、円周方向中央
から先端まで全体的に同じ厚さに構成することができ、
これによって、マグネット１の割れ、欠けを生じること
なく、十分な保持力でもって、ハウジングと一体に設け
られたリブ２０間で、かつハウジング内周面との間に圧
入固定することができる。

【００１２】そして、図７に示すように、ハウジング２
への挿入方向前方（即ち、スラスト方向にハウジング底
面側）のリブ接触部を全体的に見た半径方向の幅Ｌ２
を、後方の（即ち、ハウジング開放部側）リブ接触部の
幅Ｌ２’よりも小さく構成することができる。これに対
応して、円周方向両側のマグネット止めリブ２０間の中
心のハウジング内周面位置から、マグネット止めリブ２
０までの半径方向に見た間隔は、マグネット１挿入方向
前方の間隔Ｌ１が、後方の間隔Ｌ１’よりも小さく構成
することができる（請求項２）。これによって、マグネ
ット１をリブ接触部１６の幅の小さい方からハウジング
２内に挿入するとき、マグネット１とマグネット止めリ
ブ２０との摺動接触を最少にして、マグネットのカスを
生じることなく、圧入固定することができる。

【００１３】また、図８及び図９に示すように、コギン
グ低減部１７は、円周方向両端を切除した構成にするこ
とができる（請求項３）。磁束密度は、連続的ではな
く、円周方向にマグネット１の中心から段階的に減少す
るものではあるが、簡単な構成にも関わらず、コギング
低減には相当の効果がある。

【００１４】さらに、図１０に示すように、マグネット
１のコギング低減部１７の円周方向中央の一定範囲αに
おいて、その厚みを一定に維持すると共に、その外側に
おいてマグネット１の厚さを薄くすることができる（請
求項４）。これによって、コギングを低減することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を、図
１〜図６を参照して説明する。図１は、本発明の小型モ
ータの断面図である。図２、図３、図４はそれぞれ、図
１のラインＡ−Ａ、ラインＢ−Ｂ、ラインＣ−Ｃで切断
した断面図であるが、巻線等細部の図示は省略してい
る。図５は、本発明の固定子磁極用マグネットの取付を
示すための図である。図６は、固定子磁極用マグネット
のみを取り出して示す斜視図である。

【００１６】本発明は、固定子磁極及び回転子磁極をそ
れぞれ、複数の任意数に構成した小型モータに適用し得
るものであるが、図示した小型モータは、２極の固定子
磁極、及び３極の凸極回転子磁極を有するものであり、
該固定子磁極のそれぞれは、Ｃ型異方性マグネット１か
ら構成されている。回転子磁極は、コア８に巻線９が巻
かれた３極の凸極磁極から構成される。７はシャフトで
あり、この上に、上記回転子磁極を支持すると共に、コ
ミテータ１０を支持し、かつこのシャフト７は、軸受３
及び５により回転可能に支持されている。２はハウジン
グであり、強磁性材から成り、一方に開放部を持つ有底
中空筒状に構成され、その底部に前記軸受３が取り付け
られている。また、その開放部には、エンドベル４が嵌
合されている。エンドベル４は、前記軸受５を取り付け
ると共に、ブラシ６を支持している。

【００１７】詳細は後述するマグネット１の構成及びそ
の取付を除いて、図示した小型モータは、通常のもので
あり、電流は、外部よりブラシ６から、コミテータ１０
を経て回転子磁極の巻線９に流れることにより通常に回
転動作するが、そのコギングは、低減したものとなって
いる。

【００１８】本発明の特徴とするマグネット１は、例え
ば、ネオジプラスチック材質から構成されるものであっ
て、ハウジング１の内周面に取り付けられている。マグ
ネット１の構成は、図６に示すように、スラスト方向中
央にコギング低減部１７が設けられ、スラスト方向両側
にリブ接触部１６が設けられているが、全体的に一体に
同一材料によって構成されている。図１のスラスト方向
中央のコギング低減部１７に相当するラインＢ−Ｂで切
断した図３に、コギング低減部１７の断面形状が示され
ている。ここに図示した第一の実施の形態において、マ
グネット１のコギング低減部１７は、その内周面の曲率
半径Ｒ’（図３参照）が、リブ接触部１６の内周面曲率
半径Ｒ（図４参照）よりも大きくされて、その結果、コ
ギング低減部１７では円周方向中央部より両側に向けて
厚さが薄くされると共に、マグネット１内周面から半径
方向に回転子磁極コア８外周面までの距離が大きくされ
ている。これによって、磁束密度は、マグネット１のコ
ギング低減部１７の円周方向中央より両側に向けて減少
し、コギングが効果的に減少する。

【００１９】図１のスラスト方向両側のリブ接触部１６
に相当するラインＡ−Ａで切断した図２、及びラインＣ
−Ｃで切断した図４に、リブ接触部１６の断面形状が示
されている。詳細は後述するが、マグネット１は、この
リブ接触部１６が、ハウジングと一体に設けられたリブ
２０間に圧入固定されるものであるから、このリブ接触
部１６のリブに接する側において、割れ、欠けが生じ
ず、十分な保持力を提供するだけの厚さにされなければ
ならず、少なくとも、前記コギング低減部１７よりは厚
くする必要がある。図２及び図４に見られるように、図
示した実施の形態においては、リブ接触部１６の円周方
向両側においても、その中央部と同じ厚さに、即ちリブ
接触部１６は円周方向中央から両端側まで全体的に同じ
厚さに構成されている。

【００２０】このように構成されたマグネット１は、強
磁性材から成りかつ一方に開放部を持つ有底中空筒状の
ハウジング２の該開放部の側から、ハウジング２内に挿
入されて固定される。ハウジング２には、これと一体に
マグネット止めリブ２０が設けられている。このマグネ
ット止めリブ２０と、ハウジング内周面が共同して、マ
グネット１のリブ接触部１６を圧入固定するものである
から、マグネット止めリブ２０は、各マグネット１のリ
ブ接触部１６のそれぞれの円周方向両側に備える必要が
ある。また、マグネット止めリブ２０は、ピン突起状に
構成することもできるが、好ましくは、少なくともそれ
ぞれのリブ接触部１６のスラスト方向の全長に渡って接
触するようライン状に構成する。また、マグネット止め
リブ２０は、マグネット１の片側では各リブ接触部１６
毎に、スラスト方向に分割した独立構成のものにする必
要は必ずしもないが、図５に示したマグネット止めリブ
２０は、製造及び組立の容易さのためにスラスト方向に
分割した構成となっている。

【００２１】図７は、本発明の第二の実施の形態を示し
ている。マグネット１のコギング低減部の構成は、第一
の実施の形態と同じであるが、その両端に位置する２つ
のリブ接触部１６を全体的に見た半径方向の幅が異なる
ものとなっており、ハウジング２への挿入方向前方（即
ち、ハウジング底面側）のリブ接触部の幅Ｌ２が、後方
の（即ち、ハウジング開放部側）リブ接触部の幅Ｌ２’
よりも小さく構成されている。マグネット１は、マグネ
ット止めリブ２０の間に圧入されると共に、ハウジング
１の内周面に対しても圧入されることは前述したが、こ
こで、リブ接触部を全体的に見た半径方向の幅とは、図
７に示すような断面図で見た場合の幅を意味し、（ハウ
ジング内周面に接している）マグネット１の外周面の円
周方向中央の位置から、シャフト中心軸方向に半径方向
に見た最遠位置、即ち、マグネット止めリブ２０に接す
る位置までの半径方向厚みを意味している。これに対応
して、両側のマグネット止めリブ２０間の中心のハウジ
ング内周面位置から、マグネット止めリブ２０までの半
径方向間隔は、マグネット１挿入方向前方の間隔Ｌ１
が、後方の間隔Ｌ１’よりも小さく構成されている。

【００２２】これによって、マグネット１をリブ接触部
１６の幅の小さい方からハウジング２内に挿入すると
き、マグネット１とマグネット止めリブ２０との摺動接
触を最少にして、マグネットのカスを生じることなく、
圧入固定することができる。また、前記マグネット１挿
入方向から見て、マグネット止めリブ２０の後端側で、
マグネット止めリブ２０をテーパ形状に構成することが
できる。これによりスムーズな挿入が可能となる。

【００２３】図８及び図９は、本発明の第三の実施の形
態を示している。図９は、図８のラインＤ−Ｄに沿って
切断した断面図であるが、回転子は図示を省略してい
る。この図において、コギング低減部１７は、円周方向
両端を切除した構成となっている。磁束密度は、円周方
向中央が最も大きく、次ぎにコギング低減部１７の切除
した部分で小さくなるが、その両側に位置するリブ接触
部１６を通して一定の磁束は確保される。そして、円周
方向にリブ接触部１６のリブ２０に接触する部分を過ぎ
ると磁束はさらに減少する。このように、磁束密度は、
連続的ではなく、円周方向にマグネット１の中心から段
階的に減少するものではあるが、簡単な構成にも関わら
ず、コギング低減には相当の効果がある。

【００２４】図１０は、本発明の第四の実施の形態を示
している。マグネット１のコギング低減部１７の円周方
向中央の一定範囲（図示のαで示す範囲）において、そ
の厚みは一定に維持され、円周方向のその外側におい
て、マグネット１の厚さが薄くされている。これによっ
て、コギングを低減することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、ハウジング内周面上に取り付
けられるマグネットを備えてなる小型モータにおいて、
マグネットを、中央のコギング低減部及びその両側のリ
ブ接触部から構成すると共に、マグネットのリブ接触部
に接するようにハウジング内周面上にハウジングと一体
にマグネット止めリブを設け、これによって、マグネッ
トを圧入固定するものであるから、コギングを効果的に
低減することができると共に、マグネットを製造上容易
に、かつマグネットの割れ、欠けを生じることなく確実
に、また、接着剤を必要とすることなく低コストで固定
することが可能となる。

【００２６】そして、マグネットのリブ接触部を全体的
に見た半径方向の幅を、ハウジング内への挿入方向前方
側で小さくし、かつこれに対応してマグネット止めリブ
を設けることにより、マグネット１がハウジング２内に
挿入されるとき、マグネット１とマグネット止めリブ２
０との摺動接触を最少にして、マグネットのカスを生じ
ることなく、圧入固定することができる。

【００２７】また、コギング低減部を、その円周方向両
端を切除した構成にすることにより、構成簡単にして、
コギングを十分に低減することができる。さらに、コギ
ング低減部を、その円周方向中央の一定範囲においてそ
の厚みを一定にすると共に、円周方向のその外側におい
て厚みを薄くすることにより、コギングを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小型モータの第一の実施の形態を示す
断面図である。

【図２】図１のラインＡ−Ａで切断した断面図である。

【図３】図１のラインＢ−Ｂで切断した断面図である。

【図４】図１のラインＣ−Ｃで切断した断面図である。

【図５】本発明の固定子磁極用マグネットの取付を示す
ための図である。

【図６】固定子磁極用マグネットのみを取り出して示す
斜視図である。

【図７】本発明の小型モータの第二の実施の形態を示す
断面図である。

【図８】本発明の小型モータの第三の実施の形態を示す
断面図である。

【図９】図８のラインＤ−Ｄに沿って切断した断面図で
あるが、回転子は図示を省略している。

【図１０】本発明の小型モータの第四の実施の形態を示
す断面図である。

【図１１】従来の小型モータの断面図である。

【図１２】図１１に示した従来の小型モータの縦断面図
である。

【図１３】従来のマグネットの取付を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定子磁極用マグネット ２ ハウジング ３ 軸受 ４ エンドベル ５ 軸受 ６ ブラシ ７ シャフト ８ コア ９ 巻線 １０ コミテータ １６ リブ接触部 １７ コギング低減部 ２０ マグネット止めリブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強磁性材からなり、一方に開放部を持つ有
   底中空筒状のハウジング、該ハウジング内周面上に取り
   付けられる固定子磁極用の複数のマグネット、前記ハウ
   ジングの開放部に嵌合されるエンドベル、該エンドベル
   に取り付けられたブラシ、及び回転子シャフト上に取り
   付けられたコア及び巻線から成る複数の凸極磁極及びコ
   ミテータを備えてなる小型モータにおいて、 前記マグネットのそれぞれは、一体に構成されたスラス
   ト方向中央のコギング低減部及びスラスト方向にその両
   側に位置するリブ接触部から成り、 前記マグネットのリブ接触部の円周方向両側で、リブ接
   触部に接するようにハウジング内周面上にハウジングと
   一体にマグネット止めリブを設け、 前記マグネット止めリブ及びハウジング内周面間に前記
   マグネットを圧入固定することを特徴とする小型モー
   タ。
2. 【請求項２】マグネットのリブ接触部を全体的に見た半
   径方向の幅は、スラスト方向にハウジング底面側のリブ
   接触部が他方のリブ接触部よりも小であり、そして、こ
   の異なる幅に対応して前記マグネット止めリブが位置決
   めされている請求項１に記載の小型モータ。
3. 【請求項３】マグネットのコギング低減部は、その円周
   方向両端を切除することにより構成される請求項１ない
   し２に記載の小型モータ。
4. 【請求項４】マグネットのコギング低減部は、その円周
   方向中央の一定範囲においてその厚みを一定にすると共
   に、円周方向のその外側において厚みを薄くすることに
   より構成される請求項１ないし２に記載の小型モータ。
5. 【請求項５】マグネットのコギング低減部は、その内周
   面の曲率半径がリブ接触部の内周面曲率半径よりも大で
   ある請求項１ないし２に記載の小型モータ。