JPWO2018207383A1

JPWO2018207383A1 - 直流モータ

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Publication number: JPWO2018207383A1
Application number: JP2019516880A
Authority: JP
Inventors: 朋信佐藤
Original assignee: Yamamoto Electric Corp
Current assignee: Yamamoto Electric Corp
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2037-08-09
Also published as: WO2018207383A1; JP6797385B2

Abstract

コギングトルクを抑制し、電磁振動を低減する直流モータを提供する。直流モータ１０１は、ヨークハウジング１０２の内側に配置され、内周方向に沿ってＮ極領域１２０及びＳ極領域１２１が交互に形成された筒型の永久磁石１１２と、永久磁石１１２の内側に回転可能に配置された電機子コア１１４を含む電機子１１３とを備え、永久磁石１１２の最大エネルギー積が１００ｋＪ／ｍ３以下の範囲であって、永久磁石１１２の外径が５８〜６６ｍｍの範囲内であって、永久磁石１１２の半径方向の厚みが１〜４ｍｍの範囲であって、隣接するＮ極領域１２０とＳ極領域１２１の間の磁極境界１２２が永久磁石１１２の軸線方向１２３に対して１５〜２５°のスキュー１２２を有し、及び／又は、Ｎ極領域１２０とＳ極領域１２１の各々が２５〜５５％の表面磁束密度が最大となる領域１２４を有する。

Description

本発明は、コギングトルクを抑制し、電磁振動を低減する直流モータに関するものである。

特許文献１の直流モータは、円筒状のヨークに間隙をおいて等分にされた複数のマグネットで４ｎ磁極（ｎは３の倍数を除く自然数）を構成するマグネットヨークを備え、複数のマグネットの内周側には、等間隔で複数の溝部が形成されると共に、各マグネットには少なくとも一つ以上の非磁束部が形成され、非磁束部を境に両側は異極とされ、各マグネットは、溝部と同じ幅及び角度で間隙を置いて配置され、各間隙と各溝部は、円周方向に沿って同じ幅及び角度で形成されている。

特許文献２の小型モータは、モータケースの内周面に４極以上の複数極の界磁マグネットを備え、複数極の界磁マグネットは、径方向に所定厚さ及びスラスト方向に所定長さを有する全体的にはリング形状に一体に形成したマグネット材に対して、周方向にＳ極とＮ極を交互に径方向に着磁され、Ｓ極とＮ極との間において、径方向外周側を切除することにより径方向厚さが薄くなった薄肉部を形成している。

特許文献３の直流モータは、最大エネルギー積が１４ＭＧＯｅ（１１１ｋＪ／ｍ^３）以上であって、少なくとも４磁極に着磁された中空円筒状の薄肉形状な異方性希土類ボンド磁石である、筐体内周部に配置された永久磁石を備え、モータ筐体外径（直径）をｒ、異方性希土類ボンド磁石の径方向厚さをｄ、電磁回転体の半径をａ、前記モータ筐体の厚さをｗとする時、電磁回転体半径対筐体外径比ａ／ｒが０．２５以上、０．５未満において、筐体厚さ対磁石厚さ比ｗ／ｄが１を超え、４以下であり、且つ、磁石厚さ対筐体外径比ｄ／ｒは０．０１以上、０．１０以下である。

特許文献４のモータは、ラジアル方向に着磁されている永久磁石からなる磁極と、その内側または外側に配置されている突極を有するコアとを備え、突極数と磁極数の最小公倍数をｉとしたときに平衡安定点を基準とする回転角３６０°／ｉのコギングトルクの周期の間で４個の変曲点を有するように永久磁石の磁束分布を制御する。

特開２０１２−２２７９７８号公報特開２００８−４３０３１号公報特許第３４８０７３３号公報特公平７−８９７２８号公報

特許文献１の直流モータにおいては、マグネットヨークは円筒状のヨークに等分にされた複数のマグネットで４ｎ磁極を構成し、複数のマグネットの内周側に等間隔で複数の溝部が形成され、各マグネットは、溝部と同じ幅及び角度で間隙を置いて配置され、各間隙と各溝部は、円周方向に沿って同じ幅及び角度で形成される必要があるために、各マグネットの寸法バラツキ、溝部の加工バラツキ、各マグネットをヨークに貼り付けるための装置のバラツキによる寸法差が生じる。この寸法差によって、該直流モータの運転時に電磁力の変動が発生して、電磁振動の発生原因となる。

特許文献２の小型モータにおいては、複数極の界磁マグネットは、全体的にはリング形状に一体に形成したマグネット材に対して、周方向にＳ極とＮ極を交互に径方向に着磁され、Ｓ極とＮ極との間において、径方向外周側を切除することにより径方向厚さが薄くなった薄肉部を形成する必要があるために、薄肉部の切除加工バラツキによる寸法差が生じる。この寸法差によって、該小型モータの運転時に電磁力の変動が発生して、電磁振動の発生原因となる。

特許文献３の直流モータにおいては、永久磁石は、１４ＭＧＯｅ以上の大きい最大エネルギー積を有し、異方性希土類ボンド磁石である必要があるために、使用する磁石の種類が限定され、更に、電磁回転体半径対筐体外径比ａ／ｒが０．２５以上、０．５未満である（筐体外径は電磁回転体半径に対して２倍より大きい）必要があるために、筐体のサイズが大きくなって、直流モータのサイズも大きくなる。また、特許文献３の直流モータの永久磁石においては、コギングトルクを低減することはできない。

特許文献４のモータにおいては、突極数と磁極数の最小公倍数ｉを使用して、回転角３６０°／ｉのコギングトルクの周期の間で４個の変曲点を有するように永久磁石の磁束分布を制御する必要があるために、突極数及び／又は磁極数を増加させた場合に永久磁石に着磁させるための装置の構成が複雑となる。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解決して、コギングトルクの抑制を可能にし、且つ、電磁振動の低減を可能にする直流モータを提供することである。

本発明の１つの観点によれば、直流モータが、ヨークハウジングと、ヨークハウジングの内側に配置された筒型の永久磁石であって、その筒型の内周方向に沿ってＮ極領域及びＳ極領域が交互に形成されるように着磁された永久磁石と、永久磁石の内側に回転可能に配置された電機子コアを含む電機子であって、電機子コアが半径方向に延伸するように配置された複数のティースを有し、複数のティースの隣り合う２つのティースの間にはスロットが設けられ、導電線が各ティースに巻装されている、電機子と、電機子の一方の端部に配置され、導電線の始端及び終端に接続されている整流子と、整流子に摺接するように配置された複数のブラシとを備え、永久磁石の最大エネルギー積が１００ｋＪ／ｍ^３以下の範囲であって、永久磁石の外径が５８ｍｍ〜６６ｍｍの範囲であって、永久磁石の半径方向の厚みが１ｍｍ〜４ｍｍの範囲であって、隣接するＮ極領域とＳ極領域の間の境界が永久磁石の軸線方向に対して１５°〜２５°のスキューを有し、及び／又は、Ｎ極領域とＳ極領域の各々が各領域に対して２５％〜５５％の最大表面磁束密度を有する。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、永久磁石が、ヨークハウジングの内側に圧入によって配置されている。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、永久磁石が、少なくとも１箇所への接着剤塗布によりヨークハウジングの内側に固定されている。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、永久磁石が、サマリウム系ボンド磁石又はネオジム系ボンド磁石である。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、サマリウム系ボンド磁石がＳｍＦｅＮ系磁石粉を含む。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、ネオジム系ボンド磁石がＮｄＦｅＢ系磁石粉を含む。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、永久磁石の極対数が２である。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、複数のティースの個数が、永久磁石の極対数に対して７倍、９倍、及び１１倍のうちの何れかである。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータにおいて、各ティースが複数の電磁鋼板を積層することによって構成されている。

本発明の一具体例によれば、上記直流モータは、自動車用のブロアモータに使用されることができる。

本発明によれば、直流モータのコギングトルクの発生を抑制することができ、且つ、運転時の電磁振動を低減することができる。更に、高保持力の筒型のボンド磁石の採用により永久磁石の薄型化が可能になり軽量化が達成できる。

なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態としての直流モータの一方向からの斜視図である。図１の直流モータの別の方向からの斜視図である。図１の直流モータの一方向からの側面図である。図１の直流モータの図３に対してモータ回転軸１０４を中心にして９０°回転させた方向からの側面図である。図１の直流モータの図４に対してモータ回転軸１０４を中心にして１８０°回転させた方向からの側面図である。図１の直流モータの上面図である。図１の直流モータの下面図である。図５のＢ−Ｂ線で切断した図１の直流モータの側部断面図である。図３のＡ−Ａ線で切断した図１の直流モータの下部断面図である。図１の直流モータに使用される永久磁石の４極の着磁領域を有する場合における一実施例を表す概略図である。図１の直流モータに使用される永久磁石の４極の着磁領域を有する場合における別の実施例を表す概略図である。図１の直流モータに使用される電機子コアの上面図である。図１２のＣの部分の拡大図である。図１２の電機子コアの一方向からの側面図である。本発明の別の実施形態としての直流モータの一方向からの側面図である。図１５Ａの直流モータを、シャフトを中心にして９０°回転させた場合の側面図である。図１５Ａの直流モータを、シャフトを中心にして図１５Ｂに対して逆に９０°回転させた場合の側面図である。図１５Ａの直流モータの上面図である。図１５Ａの直流モータの下面図である。図１５Ａの直流モータを、Ｇ−Ｇ線で切断した場合の矢印から見た側部断面図である。図１５Ａの直流モータの電機子の一方向からの側面図である。図１６Ａの電機子の下面図である。図１６Ａの電機子の上面図である。図１５Ａの直流モータの上部ブラケットの一方向からの側面図である。図１７Ａの上部ブラケットの上面図である。図１７Ａの上部ブラケットの下面図である。上部ブラケットの別の実施例の下面図である。図１５Ａの直流モータのヨークハウジングの一方向からの側面図である。図１８Ａのヨークハウジングの内側に永久磁石を配置した場合の上面図である。図１８Ａのヨークハウジングを、Ｈ−Ｈ線で切断した場合の矢印から見た側部断面図である。本発明の一実施形態としての着磁装置の、ヨークハウジングを配置し、シャフトが時計方向に回転するように永久磁石を着磁する場合の一方向からの側面図である。図１９Ａの着磁装置に配置されたヨークハウジングを、Ｉ−Ｉ線で切断した場合の矢印から見た断面図である。シャフトが時計方向に回転するように永久磁石を４極に着磁した場合の上面図である。図１９Ｃのように永久磁石を４極に着磁した場合の角度に対する表面磁束密度の一実施例としての着磁波形を示す図である。図１９Ａの着磁装置の、ヨークハウジングを配置し、シャフトが反時計方向に回転するように永久磁石を着磁する場合の一方向からの側面図である。図１９Ｅの着磁装置に配置されたヨークハウジングを、Ｊ−Ｊ線で切断した場合の矢印から見た断面図である。シャフトが反時計方向に回転するように永久磁石を４極に着磁した場合の上面図である。図１９Ｇのように永久磁石を４極に着磁した場合の角度に対する表面磁束密度の一実施例としての着磁波形を示す図である。永久磁石を４極に着磁する場合における一実施例を表す概略図である。永久磁石を４極に着磁する場合における別の実施例を表す概略図である。図１５Ａの直流モータの時計方向回転用ブラシの斜視図である。図２０Ａの時計方向回転用ブラシの一方向からの側面図である。図２０Ａの時計方向回転用ブラシと整流子との間の摺接を示す上面図である。図１５Ａの直流モータの反時計方向回転用ブラシの斜視図である。図２０Ｄの反時計方向回転用ブラシの一方向からの側面図である。図２０Ｄの反時計方向回転用ブラシと整流子との間の摺接を示す上面図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１〜１４を参照して、本発明の直流モータの一実施形態を説明する。

直流モータ１０１は、上部に開口部を有するヨークハウジング１０２と、ヨークハウジング１０２とは互いの端部にて嵌合してヨークハウジング１０２の上部の開口部を覆ってエンドハウジングを構成する上部ブラケット１０３（ヨークハウジング１０２に対して上部ブラケット１０３が配置されている方向を上とする）を備える。直流モータ１０１は、ヨークハウジング１０２と上部ブラケット１０３との間から外方に延びている、直流モータ１０１を駆動するための電流を供給する外部電源接続端子１０６を備える。上部ブラケット１０３の上部の中心には、モータ回転軸１０４が外部に突出することを可能にする上部開口部１０５が設けられていてもよい。ヨークハウジング１０２の下部の中心には、モータ回転軸１０４が外部に突出することを可能にする下部開口部１０８が設けられていてもよい。また、ヨークハウジング１０２の下部には、直流モータ１０１をねじ止めしてモータホルダ等に固定するためのねじ穴１０７が設けられていてもよい。

図８に示すように、直流モータ１０１のヨークハウジング１０２と上部ブラケット１０３で形成される内部には、電機子１１３がモータ回転軸１０４を中心にしてモータ回転軸１０４とともに回転可能に収容されている。モータ回転軸１０４は、上部ブラケット１０３の上部中心及びヨークハウジング１０２の下部中心とそれぞれに配置されている、同心円状の上部軸受部１０９及び下部軸受部１１０により回転可能に支持されている。ヨークハウジング１０２の内側には、電機子１１３を取り囲むように、一体化された筒型（リング状）の永久磁石１１２が配置されている。永久磁石１１２は、中空を有する円柱（円筒型）であってもよいし、中空を有する正多角柱であってもよい。複数の永久磁石をヨークハウジング１０２の内側に貼り付ける場合においては、各永久磁石の寸法バラツキ及び各永久磁石の貼り付け装置のバラツキによる寸法差が生じ、この寸法差によって電機子の回転時における電磁力の変動が生じ、電磁振動の発生原因となっていた。しかし、永久磁石１１２を筒型に一体化とすることにより、この寸法差を解消することができるため、電機子１１３の回転時における電磁力の変動を低減して、電磁振動を抑制することができ、また、永久磁石１１２をヨークハウジング１０２に貼り付けるための工数を削減することができる。図１０、図１１に示すように、一体化された筒型の永久磁石１１２は半径方向（ラジアル方向）や極異方性等に着磁され、筒型の永久磁石１１２の内周方向に沿って分極されたＮ極領域１２０及びＳ極領域１２１が交互に形成されている。なお、永久磁石１１２への着磁は、永久磁石１１２がヨークハウジング１０２の内側に配置された後が好ましい。電機子１１３の一方の端部には、モータ回転軸１０４を中心として、モータ回転軸１０４と一体で回転する同心円状の整流子１１１が配置されている。整流子１１１の周囲に配置された複数のブラシ１１７が、モータ回転軸１０４の略中心方向に押圧されて、整流子１１１の外面と各ブラシ１１７の内面とが摺接するようになっている。整流子１１１は、電機子１１３に巻装される導電線の始端及び終端に接続されている。

ヨークハウジング１０２と上部ブラケット１０３で形成される内部に収容されている電機子１１３は、図９に示すように、ヨークハウジング１０２の内側に配置された永久磁石１１２の内側に回転可能に配置された電機子コア１１４を含む。電機子コア１１４は、半径方向に延伸するように配置された複数のティース１１５を有し、複数のティース１１５の隣り合う２つのティース１１５の間にはスロット１１６が設けられ、導電線（巻線）が各ティース１１５に巻装されている。

図示しない外部電源から外部電源接続端子１０６、ブラシ１１７、そして整流子１１１を介して電機子１１３の電機子コア１１４を構成する複数のティース１１５に巻装された導電線に電流が供給されると、電機子１１３はモータ回転軸１０４を中心にして回転駆動する。

外部電源接続端子１０６とブラシ１１７との間には、チョークコイル１１８が直列に接続されていてもよい。また、キャパシタ１１９が、２つの外部電源接続端子１０６（陽極側、陰極側）間に接続されていてもよい。外部電源接続端子１０６、チョークコイル１１８、キャパシタ１１９は、外部電源の電力供給端子と接続してその電力を適正にブラシ１１７に伝える電気接続回路の役割に加えて雑音防止素子としてノイズ除去の役割を有しているものである。従って、直流モータ１０１の特性に応じて適正な電力を外部電源から外部電源接続端子１０６を介してブラシ１１７に供給できるものであれば、チョークコイル１１８、キャパシタ１１９は接続されていなくてもよい。

直流モータ１０１の小型化、且つ軽量化を達成し、直流モータ１０１全体の物理的なバランスを考慮するとともに、直流モータ１０１の性能を維持するためには、例えば以下のような、永久磁石１１２の最大エネルギー積及び寸法を採用することが望ましい。永久磁石１１２の最大エネルギー積は、１００ｋＪ／ｍ^３以下の範囲であることが望ましい。また、永久磁石１１２の最大エネルギー積は、８０ｋＪ／ｍ^３以上の範囲であることが望ましい。

更に、一体化された筒型の永久磁石１１２の外径（直径）は、５８〜６６ｍｍの範囲であることが望ましい。また、永久磁石１１２の半径方向の厚みは、１〜４ｍｍの範囲であること、好ましくは、１．５〜３．５ｍｍの範囲であることが望ましく、周方向に沿って概一定であることが望ましい。このように厚みを薄くすることにより永久磁石１１２を軽量化し、更には直流モータ１０１を軽量化することができる。なお、永久磁石１１２が収容されている部分のヨークハウジング１０２の外径は、６２〜７０ｍｍの範囲であることが望ましい。また、ヨークハウジング１０２の半径方向の厚みは、１〜３ｍｍの範囲であること、好ましくは、１．５〜２．５ｍｍの範囲であることが望ましく、周方向に沿って概一定であることが望ましい。

図１０に、一体化された筒型の永久磁石１１２の着磁態様の一実施例を示す。上図が、永久磁石１１２を斜視した場合の永久磁石１１２の内面側（電機子コア１１４側）におけるＮ極又はＳ極に着磁されている領域を示し、下図が、永久磁石１１２を上面から見た場合の永久磁石１１２の内側（電機子コア１１４側）におけるＮ極又はＳ極に着磁されている領域を示す。図１０においては、永久磁石１１２は、４極の着磁領域を有し（極対数は２）、筒型の内周方向に沿って電機子コア１１４側（永久磁石１１２の内面側）にＮ極領域（１２０）及びＳ極領域（１２１）が交互に形成されるように、半径方向や極異方性等に着磁されている。なお、図１０においては、永久磁石１１２は４極の着磁領域を有するが、６極以上（３以上の極対数）の着磁領域を有していてもよい。隣接するＮ極領域（１２０）とＳ極領域（１２１）との間の磁極境界１２２においては、筒型の永久磁石１１２の軸線方向１２３に対してθの角度を有するスキュー（傾き）が生じるように着磁されていてもよい。角度θは、１５°〜２５°であること、好ましくは、２０°であることが望ましい。２０°のスキューを有するように着磁することによって、スキューを有しない場合（θ＝０°）と比較すると、コギングトルクを約１／４５に低減することができる。なお、図１０の磁極境界１２２は、直線状のスキューを有するようになっているが、平均して所望の角度θになるように曲線状のスキューを有していてもよい。

また、図１１に、一体化された筒型の永久磁石１１２の着磁態様の別の実施例を示す。上図が、永久磁石１１２を斜視した場合の永久磁石１１２の内面側（電機子コア１１４側）におけるＮ極又はＳ極に着磁されている領域を示し、下図が、永久磁石１１２を上面から見た場合の永久磁石１１２の内面側（電機子コア１１４側）におけるＮ極又はＳ極に着磁されている領域を示す。図１１においては、永久磁石１１２は、４極の着磁領域を有し（極対数は２）、筒型の内周方向に沿って電機子コア１１４側（永久磁石１１２の内面側）にＮ極領域１２０及びＳ極領域１２１が交互に形成されるように、半径方向や極異方性等に着磁されている。なお、図１１においては、永久磁石１１２は４極の着磁領域を有するが、６極以上（３以上の極対数）の着磁領域を有していてもよい。Ｎ極領域１２０、Ｓ極領域１２１の各々において、中央部分１２４は表面磁束密度が最大となる領域であり、中央部分１２４のＮ極領域１２０、Ｓ極領域１２１の各々に占める割合は約２５％〜５５％である。このように磁極中央部分に表面磁束密度が最大となる領域を設けることによって、周方向の磁気変動を緩和し全領域の表面磁束密度を最大に着磁する場合と比較すると、コギングトルクを約１／６０に低減することができる。

なお、永久磁石１１２は、上記のように磁極境界１２２においては角度θのスキューを有するように着磁される一方で、Ｎ極領域１２０、Ｓ極領域１２１の各々のうちの中央部分においてフル着磁されていてもよい。

永久磁石１１２は、ヨークハウジング１０２の内側にどのように配置されてもよいが、圧入によって配置されることが好ましい。また、圧入後のずれを防止するため、少なくとも１箇所において接着剤による固定をしておくことが好ましい。

永久磁石１１２としては、サマリウム系ボンド磁石又はネオジム系ボンド磁石がある。サマリウム系ボンド磁石によれば、最大エネルギー積（（ＢＨ）_ＭＡＸ）は９２〜９９ｋＪ／ｍ^３、残留磁束密度（Ｂ_ｒ）は７００〜７５０ｍＴ、Ｂ−Ｈ減磁曲線上での保磁力（Ｈ_ｃＢ）は４８５〜５３５ｋＡ／ｍ、Ｊ−Ｈ減磁曲線上での保磁力（Ｈ_ｃＪ）は８６０〜９４０ｋＡ／ｍである。ネオジム系ボンド磁石によれば、最大エネルギー積（（ＢＨ）_ＭＡＸ）は８７〜９７ｋＪ／ｍ^３、残留磁束密度（Ｂ_ｒ）は７２０〜７９０ｍＴ、Ｂ−Ｈ減磁曲線上での保磁力（Ｈ_ｃＢ）は４７０〜５３０ｋＡ／ｍ、Ｊ−Ｈ減磁曲線上での保磁力（Ｈ_ｃＪ）は９５０〜１０５０ｋＡ／ｍである。永久磁石１１２として、サマリウム系ボンド磁石又はネオジム系ボンド磁石を使用すれば、永久磁石１１２の最大エネルギー積を、８０〜１００ｋＪ／ｍ^３以下の範囲とすることができる。なお、サマリウム系ボンド磁石は、ＳｍＦｅＮ系磁石粉を含み、ネオジム系ボンド磁石は、ＮｄＦｅＢ系磁石粉を含んでいてもよい。高保持力の磁石を採用することによって、永久磁石１１２の薄型化が可能になって軽量化が達成できる。

図１２に示すように、電機子コア１１４には、電機子コア１１４の中心部から半径方向に延伸するように配置された複数のティース１１５が周方向に沿って等間隔で形成されている。これにより、隣り合う２つのティース１１５の間にはスロット１１４が等間隔に設けられる。電機子コア１１４の寸法は、例えば、最大外周の直径Ｄを略５７ｍｍ、中心部の直径Ｅを略２１ｍｍとしている。各ティース１１５の長さは、（Ｄ−Ｅ）／２で規定され、略１８ｍｍである。また、図１３に示すように、各ティース１１５の半径方向外側の端部は略Ｔ字状に形成されている。

電機子コア１１４を構成するティース１１５の個数は、永久磁石１１２の極対数に対して７倍、９倍、及び１１倍のうちの何れかになるように決定されてもよい。図９〜図１４においては、永久磁石１１２の極対数は２であるのに対して、ティース１１５の個数は、２の９倍の１８である。これにより磁極境界１２２を通過するティース１１５に生じるコギングトルクの発生タイミングをずらすことができ、振動や騒音を低減しつつ多スロット化を図り、即ちモータの高出力化を図ることができる。

電機子コア１１４、すなわち各ティース１１５は、電機子コア１１４の軸線方向（上下方向）に薄肉の板状の複数の電磁鋼板を層状に重ねることによって構成されることができる。図１４の電機子コア１１４においては、厚さ略０．５ｍｍの電磁鋼板を３４枚積層することによって、厚さＦを略１７ｍｍとしている。電機子コア１１４において、ティース１１５の個数、すなわちスロット１１６の個数を比較的多くし、ティース１１５の長さを、電機子コア１１４の中心から電機子コア１１４のティース１１５の半径方向外側の端部までの電機子コア１１４の半径に対して所定の割合以上、好ましくは１／２以上として、電機子コア１１４の全体の領域に対して比較的広い領域をスロット１１６が占めるようにすることによって、できるだけ多くの導電線がティース１１５に巻装されるようにすることができる。

電機子コア１１４の軸線方向（上下方向）及び半径方向に延伸するように設けられた複数のスロット１１６を跨いで複数のティース１１５に導電線がコイル状に巻装されることによって、電機子１１３は形成されている。導電線の補強及び絶縁のためにワニス等が電機子１１３に塗布されてもよい。電機子コア１１４に巻装された導電線の始端及び終端は、整流子１１１に接続されている。

直流モータ１０１は、例えば、自動車用のブロアモータに使用されることができる。特に本発明によるブロアモータは、小型化、且つ軽量化を達成できるので、載置スペースが限られている小型車に好適である。

図１５Ａ〜図２０Ｆを参照して、本発明の直流モータの別の実施形態を説明する。

図１５Ａ〜図１５Ｆに示すように、直流モータ２０１は、上部に開口部を有するヨークハウジング２０２と、ヨークハウジング２０２とは互いの端部にて嵌合してヨークハウジング２０２の上部の開口部を覆ってエンドハウジングを構成する上部ブラケット２０３（ヨークハウジング２０２に対して上部ブラケット２０３が配置されている方向を上とする）を備える。直流モータ２０１は、ヨークハウジング２０２と上部ブラケット２０３との間から外方に延びている、直流モータ２０１を駆動するための電流を供給する外部電源接続端子２０６を備える。上部ブラケット２０３には、ブラシを収容するためのブラシホルダ２０９が設けられている。上部ブラケット２０３の上部の中心には、シャフト２０４が外部に突出することを可能にする上部開口部２０５が設けられていてもよい。ヨークハウジング２０２の下部の中心には、シャフト２０４が外部に突出することを可能にする下部開口部２０８が設けられていてもよい。また、ヨークハウジング２０２の下部には、直流モータ２０１をねじ止めしてモータホルダ等に固定するためのねじ穴２０７が設けられていてもよい。なお、図１５Ｄに示すように、直流モータ２０１を上部から見てシャフト２０４の右回りの回転を時計方向回転（ＣＷ回転）、シャフト２０４の左回りの回転を反時計方向回転（ＣＣＷ回転）とする。

図１５Ｆに示すように、直流モータ２０１のヨークハウジング２０２と上部ブラケット２０３で形成される内部には、電機子２１４がシャフト２０４を中心にしてシャフト２０４とともに回転可能に収容されている。シャフト２０４は、上部ブラケット２０３の上部中心及びヨークハウジング２０２の下部中心とそれぞれに配置されている、同心円状の上部軸受部２１０及び下部軸受部２１１により回転可能に支持されている。ヨークハウジング２０２の内側には、電機子２１４を取り囲むように、一体化された筒型（リング状）の永久磁石２１３が配置されている。永久磁石２１３は、中空を有する円柱（円筒型）であってもよいし、中空を有する正多角柱であってもよい。複数の永久磁石をヨークハウジング２０２の内側に貼り付ける場合においては、各永久磁石の寸法バラツキ及び各永久磁石の貼り付け装置のバラツキによる寸法差が生じ、この寸法差によって電機子の回転時における電磁力の変動が生じ、電磁振動の発生原因となっていた。しかし、永久磁石２１３を筒型に一体化とすることにより、この寸法差を解消することができるため、電機子２１４の回転時における電磁力の変動を低減して、電磁振動を抑制することができ、また、永久磁石２１３をヨークハウジング２０２に貼り付けるための工数を削減することができる。

図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、ヨークハウジング２０２と上部ブラケット２０３で形成される内部に収容されている電機子２１４は、ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３の内側に回転可能に配置された電機子コア２１５を含む。電機子コア２１５は、半径方向に延伸するように配置された複数のティース２１６を有し、複数のティース２１６の隣り合う２つのティース２１６の間に設けられたスロットを通って、導電線（巻線）２１７が各ティース２１６を跨ぐようにしてコイル状に巻装されている。この例ではティース２１６を４個跨いで複数回巻回され各単位巻線を構成している。また、シャフト２０４上にはシャフト２０４を中心として、シャフト２０４と一体で回転する同心円状の整流子２１２が配置されている。整流子２１２はその外面にティース２１６と同数の整流子片（セグメント）を有し、電機子コア２１５に巻装される各単位巻線を構成している導電線２１７の始端及び終端に接続されている。そして、直流モータ２０１が組み立てられたとき、整流子２１２の周囲に配置されたブラシホルダ２０９に収容されたブラシが、シャフト２０４の略中心方向に押圧されて、整流子２１２の外面とブラシの内面とが摺接するようになっている。図示しない外部電源から外部電源接続端子２０６、ブラシホルダ２０９に収容されたブラシ、そして整流子２１２を介して電機子２１４の電機子コア２１５を構成する複数のティース２１６に巻装された導電線２１７に電流が供給されると、電機子２１４はシャフト２０４を中心にして回転駆動する。

複数のティース２１６は、電機子コア２１５の中心部から半径方向に延伸するように、周方向に沿って等間隔に配置されている。電機子コア２１５を構成するティース２１６の個数は、永久磁石２１３の極対数に対して７倍、９倍、及び１１倍のうちの何れかになるように決定されてもよい。永久磁石２１３の極対数は２であれば、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、ティース２１６の個数は、２の９倍の１８である。これにより、永久磁石２１３の磁極境界を通過するティース２１６に生じるコギングトルクの発生タイミングをずらすことができ、振動や騒音を低減しつつ多スロット化を図り、即ちモータの高出力化を図ることができる。なお、電機子コア２１５、すなわち各ティース２１６は、電機子コア２１５の軸線方向（上下方向）に薄肉の板状の複数の電磁鋼板を層状に重ねることによって構成されていてもよい。電機子コア２１５において、ティース２１６の個数を比較的多くし、ティース２１６の長さを、電機子コア２１５の中心から電機子コア２１５のティース２１６の半径方向外側の端部までの電機子コア２１５の半径に対して所定の割合以上、好ましくは１／２以上とすることによって、できるだけ多くの導電線２１７がティース２１６に巻装されるようにしてもよい。

図１７Ａ〜図１７Ｃに、直流モータ２０１の上部ブラケット２０３の一実施例を示す。上部ブラケット２０３は、外方に延びて、電流を供給するための外部電源接続端子２０６、及びブラシを収容するためのブラシホルダ２０９を備える。また、図１７Ｄに、チョークコイル２２６が外部電源接続端子２０６とブラシとの間に直列に接続可能であって、キャパシタ２２７が２つの外部電源接続端子２０６（陽極側、陰極側）間に接続されている、上部ブラケット２０３の別の実施例を示す。外部電源接続端子２０６、チョークコイル２２６、キャパシタ２２７は、外部電源の電力供給端子と接続してその電力を適正にブラシに伝える電気接続回路の役割に加えて雑音防止素子としてノイズ除去の役割を有しているものである。なお、直流モータ２０１の特性に応じて適正な電力を外部電源から外部電源接続端子２０６を介してブラシに供給できるものであれば、図１７Ａ〜図１７Ｃのように、チョークコイル２２６、又はキャパシタ２２７は接続されていなくてもよい。

図１８Ａ〜図１８Ｃに、直流モータ２０１に使用されることができるヨークハウジング２０２を示す。ヨークハウジング２０２は、ヨークハウジング２０２の内側に配置された筒型の永久磁石２１３を備える。永久磁石２１３は、ヨークハウジング２０２の内側にどのように配置されてもよいが、圧入によって配置されることが好ましい。また、圧入後のずれを防止するため、ヨークハウジング２０２の少なくとも１箇所において接着剤を塗布し、接着材による固定をしておくことが好ましい。

図１９Ａ〜図１９Ｊに、図１８Ａ〜図１８Ｃに示されたヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３を着磁する態様の一実施例を示す。まず図１９Ａ〜図１９Ｄに、シャフト２０４を時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１のヨークハウジング２０２の永久磁石２１３を着磁する態様を示す。図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、着磁装置３０１は、着磁ヨーク３０２、及びヨークハウジング位置決めプレート３０３を備える。ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３が、着磁ヨーク３０２の外周面を囲むように配置される。着磁ヨーク３０２は、永久磁石２１３の内周面を筒型の内周方向に沿って複数の区分２１８〜２２１に分けて、永久磁石２１３を半径方向（ラジアル方向）や極異方性等に着磁し、永久磁石２１３の内周方向に沿って分極されたＮ極の区分及びＳ極の区分を交互に形成する。

シャフト２０４が回転する方向は、電機子２１４に巻装される導電線２１７に流れる電流を給電するブラシ、及び内周方向に沿って複数の区分２１８〜２２１に分けて着磁された永久磁石２１３の位置関係によって決定される。シャフト２０４を時計方向のみに回転させるように永久磁石２１３を着磁する場合には、例えば図１９Ａに示すように、ブラシの位置に関連付けてヨークハウジング２０２をヨークハウジング位置決めプレート３０３に固定して、そして、例えば図１９Ｂに示すように、着磁ヨーク３０２は、ブラシの位置に関連付けられたヨークハウジング２０２を基準として、ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３を着磁することができる。図１９Ｂにおいては、着磁ヨーク３０２は、第１の区分２１８及び第４の区分２２１をＮ極に着磁して、磁極境界２２４を境に第１の区分２１８及び第４の区分２２１に隣接する第２の区分２１９及び第３の区分２２０をＳ極に着磁して極対数が２であるように着磁している。また、第１の区分２１８及び第４の区分２２１のそれぞれの少なくとも一部をＮ極に着磁して、第２の区分２１９及び第３の区分２２０のそれぞれの少なくとも一部をＳ極に着磁してもよい。なお、少なくとも一部とは、各区分の中央部分であってもよい。

このようにして、図１９Ｃに示すように、ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３は、ブラシの位置に関連付けられたヨークハウジング２０２を基準として筒型の内周方向に沿って内周面を複数の区分２１８〜２２１に分けられ、隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように着磁される。また、電機子コア２１５に巻装される導電線２１７の巻数が大きい場合にはインダクタンスが大きくなるため、整流子２１２の整流子片（セグメント）とブラシとの間の摺接部分の切り換わりによって生じる導電線２１７での転流から、実際に電流が電機子２１４に流れ始める時間は遅延する。特に電機子２１４を高速に回転させる場合にはその影響が大きくなる。この転流のタイミングを早めてこの遅延を補正するために、シャフト２０４の回転方向とは逆方向に永久磁石２１３の着磁位置に対してブラシを、すなわちシャフト２０４の回転方向と同じ方向に、整流子２１２とブラシとの間の摺接部分に対して永久磁石２１３の着磁される複数の区分２１８〜２２１の位置を移動させてもよい。図１９Ｃにおいては、シャフト２０４が時計方向に回転しているので、永久磁石２１３の着磁される第１〜４の区分２１８〜２２１の位置を、整流子２１２とブラシとの間の摺接部分に対して進角２２２を有するように時計方向に移動させている。図１９Ｄに、ヨークハウジング２０２の周方向の角度に対する永久磁石２１３の内周面に着磁された表面磁束密度を示す。第１の区分２１８及び第４の区分２２１の中央部分の表面磁束密度がＮ極の最大となり、第２の区分２１９及び第３の区分２２０の中央部分の表面磁束密度がＳ極の最大となるように、永久磁石２１３は着磁されている。なお、第１の区分２１８にある０°周辺は既にＮ極に着磁されており、約５°の進角を有するように永久磁石２１３は着磁されている。

次に図１９Ｅ〜図１９Ｈに、シャフト２０４を反時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１のヨークハウジング２０２の永久磁石２１３を着磁する態様を示す。図１９Ｅ、図１９Ｆに示すように、着磁装置３０１は、着磁ヨーク３０２、及びヨークハウジング位置決めプレート３０３を備える。ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３が、着磁ヨーク３０２の外周面を囲むように配置される。着磁ヨーク３０２は、永久磁石２１３の内周面を筒型の内周方向に沿って複数の区分２１８〜２２１に分けて、永久磁石２１３を半径方向（ラジアル方向）や極異方性等に着磁し、永久磁石２１３の内周方向に沿って分極されたＳ極の区分及びＮ極の区分を交互に形成する。

シャフト２０４が回転する方向は、電機子２１４に巻装される導電線２１７に流れる電流を給電するブラシ、及び内周方向に沿って複数の区分２１８〜２２１に分けて着磁された永久磁石２１３の位置関係によって決定される。シャフト２０４を反時計方向のみに回転させるように永久磁石２１３を着磁する場合には、例えば図１９Ｅに示すように、ブラシの位置に関連付けてヨークハウジング２０２をヨークハウジング位置決めプレート３０３に固定して、そして、例えば図１９Ｆに示すように、着磁ヨーク３０２は、ブラシの位置に関連付けられたヨークハウジング２０２を基準として、ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３を着磁することができる。図１９Ｆにおいては、着磁ヨーク３０２は、第１の区分２１８及び第４の区分２２１をＳ極に着磁して、磁極境界２２４を境に第１の区分２１８及び第４の区分２２１に隣接する第２の区分２１９及び第３の区分２２０をＮ極に着磁して極対数が２であるように着磁している。また、第１の区分２１８及び第４の区分２２１のそれぞれの少なくとも一部をＳ極に着磁して、第２の区分２１９及び第３の区分２２０のそれぞれの少なくとも一部をＮ極に着磁してもよい。

このようにして、図１９Ｇに示すように、ヨークハウジング２０２の内側に配置された永久磁石２１３は、ブラシの位置に関連付けられたヨークハウジング２０２を基準として筒型の内周方向に沿って内周面を複数の区分２１８〜２２１に分けられ、隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように着磁される。また、電機子コア２１５に巻装される導電線２１７の巻数が大きい場合にはインダクタンスが大きくなるため、整流子２１２の整流子片（セグメント）とブラシとの間の摺接部分の切り換わりによって生じる導電線２１７での転流から、実際に電流が電機子２１４に流れ始める時間は遅延する。特に電機子２１４を高速に回転させる場合にはその影響が大きくなる。この転流のタイミングを早めてこの遅延を補正するために、シャフト２０４の回転方向とは逆方向に永久磁石２１３の着磁位置に対してブラシを、すなわちシャフト２０４の回転方向と同じ方向に、整流子２１２とブラシとの間の摺接部分に対して永久磁石２１３の着磁される複数の区分２１８〜２２１の位置を移動させてもよい。図１９Ｇにおいては、シャフト２０４が反時計方向に回転しているので、永久磁石２１３の着磁される第１〜４の区分２１８〜２２１の位置を、整流子２１２とブラシとの間の摺接部分に対して進角２２２を有するように反時計方向に移動させている。図１９Ｈに、ヨークハウジング２０２の周方向の角度に対する永久磁石２１３の内周面に着磁された表面磁束密度を示す。第１の区分２１８及び第４の区分２２１の中央部分の表面磁束密度がＳ極の最大となり、第２の区分２１９及び第３の区分２２０の中央部分の表面磁束密度がＮ極の最大となるように、永久磁石２１３は着磁されている。なお、第２の区分２１９にある０°周辺は未だＮ極に着磁されており、約５°の進角を有するように永久磁石２１３は着磁されている。図１９Ｃと図１９Ｇを比較すると、シャフト２０４を時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１のヨークハウジング２０２の永久磁石２１３を着磁する態様とシャフト２０４を反時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１のヨークハウジング２０２の永久磁石２１３を着磁する態様において、各区分２１８〜２２１の位置は、進角２２２の関係上ずれているが（図１９Ｃと図１９Ｇの場合、互いに対して１０°）、概ね同じである。なお、進角は、３６０°／スロット数（ティース数）／極数によって決定されてもよい。

シャフト２０４を時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１に使用されるヨークハウジング２０２、及びシャフト２０４を反時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１に使用されるヨークハウジング２０２は、同一の形状のものとすることができる。また、シャフト２０４を時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１に使用される永久磁石２１３、及びシャフト２０４を反時計方向のみに回転させることができる直流モータ２０１に使用される永久磁石２１３も、同一の形状であり、ヨークハウジング２０２への配置位置も同一とすることができる。又、永久磁石２１３が配置されたヨークハウジング２０２は、着磁前の状態において共通化することができる。従って、上記のように永久磁石２１３に着磁される態様を変えるのみによって、時計方向回転及び反時計方向回転の直流モータ２０１に使用される、内側に永久磁石２１３が配置されたヨークハウジング２０２を提供することができる。

図１９Ｉに、筒型の永久磁石２１３の着磁態様の一実施例を示す。上図が、永久磁石２１２を斜視した場合の永久磁石２１３の内面側（電機子コア２１５側）を隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように分けられた複数の区分２１８〜２２１を示し、下図が、永久磁石２１３を上面から見た場合の永久磁石２１３の内面側（電機子コア２１５側）を隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように分けられた複数の区分２１８〜２２１を示す。図１９Ｉにおいては、永久磁石２１３は、４極の着磁領域を有し（極対数は２）、筒型の内周方向に沿って電機子コア２１５側（永久磁石２１３の内面側）に、例えば、第１の区分２１８がＮ極、第２の区分２１９がＳ極、第４の区分２２１がＮ極、第３の区分２２０がＳ極のように、隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように、各区分は半径方向や極異方性等に着磁されている。なお、図１９Ｉにおいては、永久磁石２１３は４極の着磁領域を有するが、６極以上（３以上の極対数）の着磁領域を有していてもよい。隣接する２つの区分の間の磁極境界２２４においては、筒型の永久磁石２１３の軸線方向２２３に対してθの角度を有するスキュー（傾き）が生じるように着磁されていてもよい。角度θは、１５°〜２５°であること、好ましくは、２０°であることが望ましい。２０°のスキューを有するように着磁することによって、スキューを有しない場合（θ＝０°）と比較すると、コギングトルクを約１／４５に低減することができる。なお、図１９Ｉの磁極境界２２４は、直線状のスキューを有するようになっているが、平均して所望の角度θになるように曲線状のスキューを有していてもよい。

また、図１９Ｊに、筒型の永久磁石２１３の着磁態様の別の実施例を示す。上図が、永久磁石２１３を斜視した場合の永久磁石２１３の内面側（電機子コア２１５側）を隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように分けられた複数の区分２１８〜２２１を示し、下図が、永久磁石２１３を上面から見た場合の永久磁石２１３の内面側（電機子コア２１５側）を隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように分けられた複数の区分２１８〜２２１を示す。図１９Ｊにおいては、永久磁石２１３は、４極の着磁領域を有し（極対数は２）、筒型の内周方向に沿って電機子コア２１５側（永久磁石２１３の内面側）に、例えば、第１の区分２１８がＮ極、第２の区分２１９がＳ極、第４の区分２２１がＮ極、第３の区分２２０がＳ極のように、隣接する区分の磁気極性が互いに反対になるように、各区分は半径方向や極異方性等に着磁されている。なお、図１９Ｊにおいては、永久磁石２１３は４極の着磁領域を有するが、６極以上（３以上の極対数）の着磁領域を有していてもよい。第１〜第４の区分２１８〜２２１の各々において、中央部分２２５は表面磁束密度が最大となる領域であり、中央部分２２５の第１〜第４の区分２１８〜２２１の各々に占める割合は約２５％〜５５％である。このように各区分の中央部分２２５に表面磁束密度が最大となる領域を設けることによって、全領域の表面磁束密度を最大に着磁する場合と比較すると、コギングトルクを約１／６０に低減することができる。

なお、永久磁石２１３は、上記のように磁極境界２２４においては角度θのスキューを有するように着磁される一方で、第１〜第４の区分２１８〜２２１の各々のうちの中央部分２２５において表面磁束密度が最大になるように着磁されていてもよい

図２０Ａ〜図２０Ｃに、シャフト２０４を時計方向に回転させることができる直流モータ２０１に使用される時計方向回転用ブラシ２２８の一実施例を示す。また、図２０Ｄ〜図２０Ｆに、シャフト２０４を反時計方向に回転させることができる直流モータ２０１に使用される反時計方向回転用ブラシ２２９の一実施例を示す。時計方向回転用ブラシ２２８及び反時計方向回転用ブラシ２２９は、整流子２１２に摺接して、電機子２１４に巻装された導電線２１７に電流を流すための摺接部分２３０と、シャフト２０４の回転方向側のブラシホルダ２０９の側壁にブラシ２２８を当接させて自励振動を抑制して、騒音抑制に荷担させるためのテーパ部分２３１とを備える。テーパ部分２３１は、シャフト２０４の回転方向側のブラシホルダ２０９の側壁に当接する部分のブラシの寸法を長くしてテーパ形状にしたものであって、図示しないブラシスプリングによってブラシを押圧してその側壁に押し付けるためのものである。従って、時計方向回転用ブラシ２２８及び反時計方向回転用ブラシ２２９は、シャフト２０４の回転方向によってテーパ部分２３１において異なる形状を有する。このように、シャフト２０４を時計方向に回転させることができる直流モータ２０１、及びシャフト２０４を反時計方向に回転させることができる直流モータ２０１は、ヨークハウジング２０２、永久磁石２１３、電機子２１４、整流子２１２、ブラシホルダ２０９が設けられた上部ブラケット２０３、外部電源接続端子２０６（すなわちブラシ以外）については同一の形状を有し、ヨークハウジング２０２、永久磁石２１３、電機子２１４、整流子２１２、上部ブラケット２０３、外部電源接続端子２０６については部品を共通化することができる。更に、永久磁石２１３を配置したヨークハウジング２０２は着磁前の状態において共通化することができ、部品の管理や回転方向に応じた製造管理は容易となる。

このような、シャフトを時計方向及び反時計方向のうちのいずれか一方のみに回転させることができる直流モータ２０１は、回転方向に応じて廉価に製造できると共に運転時の電磁振動を抑制できるので、例えば、自動車用のブロアモータに使用されることができる。特に本発明によるブロアモータは、高保持力の筒型の永久磁石２１３を採用することにより小型化、且つ軽量化を達成できるので、載置スペースが限られている小型車に好適である。

なお、直流モータ２０１において、シャフト２０４を上部開口部２０５又は下部開口部２０８より突出させることによってシャフト２０４の回転方向は逆になり得、着磁極性は上記実施例に限定される必要はなく、それぞれ逆極性に着磁してもよい。

上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。

１０１直流モータ
１０２ヨークハウジング
１０３上部ブラケット
１０４モータ回転軸
１０５上部開口部
１０６外部電源接続端子
１０７ねじ穴
１０８下部開口部
１０９上部軸受部
１１０下部軸受部
１１１整流子
１１２永久磁石
１１３電機子
１１４電機子コア
１１５ティース
１１６スロット
１１７ブラシ
１１８チョークコイル
１１９キャパシタ
１２０Ｎ極領域
１２１Ｓ極領域
１２２磁極境界
１２３軸線方向
１２４中央部分
２０１直流モータ
２０２ヨークハウジング
２０３上部ブラケット
２０４シャフト
２０５上部開口部
２０６外部電源接続端子
２０７ねじ穴
２０８下部開口部
２０９ブラシホルダ
２１０上部軸受部
２１１下部軸受部
２１２整流子
２１３永久磁石
２１４電機子
２１５電機子コア
２１６ティース
２１７導電線
２１８第１の区分
２１９第２の区分
２２０第３の区分
２２１第４の区分
２２２進角
２２３軸線方向
２２４磁極境界
２２５中央部分
２２６チョークコイル
２２７キャパシタ
２２８時計方向回転用ブラシ
２２９反時計方向回転用ブラシ
２３０摺接部分
２３１テーパ部分
３０１着磁装置
３０２着磁ヨーク
３０３ヨークハウジング位置決めプレート

Claims

ヨークハウジングと、
前記ヨークハウジングの内側に配置された筒型の永久磁石であって、前記筒型の内周方向に沿ってＮ極領域及びＳ極領域が交互に形成されるように着磁された永久磁石と、
前記永久磁石の内側に回転可能に配置された電機子コアを含む電機子であって、前記電機子コアが半径方向に延伸するように配置された複数のティースを有し、前記複数のティースの隣り合う２つのティースの間にはスロットが設けられ、導電線が各ティースに巻装されている、電機子と、
前記電機子の一方の端部に配置された整流子であって、前記導電線の始端及び終端に接続されている整流子と、
前記整流子に摺接するように配置された複数のブラシと、
を備える直流モータであって、
前記永久磁石の最大エネルギー積が１００ｋＪ／ｍ^３以下の範囲であって、
前記永久磁石の外径が５８ｍｍ〜６６ｍｍの範囲であって、前記永久磁石の半径方向の厚みが１ｍｍ〜４ｍｍの範囲であって、
隣接する前記Ｎ極領域と前記Ｓ極領域の間の境界が前記永久磁石の軸線方向に対して１５°〜２５°のスキューを有し、及び／又は、前記Ｎ極領域と前記Ｓ極領域の各々の最大表面磁束密度が各領域の２５％〜５５％の範囲を有する、直流モータ。
前記永久磁石が、前記ヨークハウジングの内側に圧入によって配置されている、請求項１に記載の直流モータ。
前記永久磁石が、少なくとも１箇所への接着剤塗布により前記ヨークハウジングの内側に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の直流モータ。
前記永久磁石が、サマリウム系ボンド磁石又はネオジム系ボンド磁石である、請求項１から請求項３の何れかに記載の直流モータ。
前記サマリウム系ボンド磁石がＳｍＦｅＮ系磁石粉を含む、請求項４に記載の直流モータ。
前記ネオジム系ボンド磁石がＮｄＦｅＢ系磁石粉を含む、請求項４に記載の直流モータ。
前記永久磁石の極対数が２である、請求項１〜６の何れか一項に記載の直流モータ。
前記複数のティースの個数が、前記永久磁石の極対数に対して７倍、９倍、及び１１倍のうちの何れかである、請求項１〜７の何れか一項に記載の直流モータ。
各ティースが複数の電磁鋼板を積層することによって構成されている、請求項１〜８の何れか一項に記載の直流モータ。
自動車用のブロアモータに使用されることができる、請求項１〜９の何れか一項に記載の直流モータ。