WO2008075667A1 - 小型モータ - Google Patents

Abstract

　回転子磁極積層コアは、所定枚数の鋼板コアの両側に、径方向端部を互いにシャフト軸外方向に折り曲げて構成した各一枚の両側鋼板コアを積層して構成する。両側鋼板コアは、径方向に伸びるアーム部の先端から折り曲げた折り曲げ部を有している。この折り曲げ部は、アーム部幅よりも広く構成されて、隣接磁極の方に伸びると共に、アーム部の両側において、アーム部から連続する幅広の折り曲げ部に切り欠き部を設ける。

Description

明 細 書

小型モータ 技術分野

[0001] 本発明は、回転子磁極の積層コアの両側に、径方向端部を互いにシャフト軸外方 向に折り曲げて構成した各一枚の両側鋼板コアを備える小型モータに関する。 背景技術

[0002] 小型モータでは、回転子磁極用コアのシャフト軸方向長さを薄くしてモータの薄型 化を図りつつも、磁束量を確保してモータ性能を低下させないために、積層されたコ ァの両側の各 1枚の端部を互いにシャフト軸外方向に折り曲げて磁束の集中を図る ことが知られている。

[0003] 図 7は、端部を折り曲げた従来技術の回転子磁極用コアを示し、（A)及び (B)は、 積層されたコアの両側の各 1枚を示している（特許文献 1参照）。図示のコアは、モー タシャフトに嵌合する中央穴を有する円環部と、そこから径方向に伸びる回転子磁極 数と同数のアーム部と、その径方向先端から周方向に両側に伸びる羽根部と、羽根 部の径方向端部をシャフト軸外方向に略直角に折り曲げた断面 L字状の折り曲げ部 とから構成されている。このような折り曲げ部を有するコアを両端部に配置し、それら の間には、折り曲げ部の無い通常のコアを所定枚数積層することにより、積層コアが 構成される。

[0004] このような積層コアのアーム部回りに巻線が巻回される。この巻回した巻線は、積層 コアのシャフト軸方向の両側にはみ出すことになる力 S、このはみ出した巻線の径方向 外側に、シャフト軸方向に折り曲げたコアを位置させて、磁束の集中を図ろうとするも のである。言い換えると、折り曲げ部の径方向内側には、巻線のはみ出し部が位置 することになる。図示したような 3極の回転子磁極であれば、巻線スペースにも余裕が あり、羽根部の径方向幅も十分に取ることができるので、折り曲げ部の曲げ加工も容 易にできる。

[0005] コギング（回転中の磁気抵抗の変化による回転むら）を小さくして、モータの機械ノ ィズ及び振動の低下を図るために、 6極以上の多極コアが有効であることが知られて いる。また、折り曲げ部を、図 7に示すように、アーム部部分だけでなく幅広にして、そ の両側の羽根部にまで形成して隣接磁極の方向に伸ばすことは、磁束を集中させ、 コギングを小さくするために望ましい。しかし、多極コアの場合、羽根部の径方向幅が 薄くなり、折り曲げ部を加工しづらくなるという問題が生じる。

[0006] 図 8は、端部を折り曲げた別の従来技術の回転子磁極用コアを示す図である（特許 文献 2参照）。図示のコアは、アーム部よりも幅広の折り曲げ部をアーム部先端に形 成する際に、折り曲げ加工を容易にするために、折り曲げ部に切除部を形成している 。折り曲げ部は、磁束の集中を図るために備えられるものであるから、その一部を切り 取るような構成は有効磁束が低下するために望ましいものではない。

[0007] 図 9は、端部を折り曲げたさらに別の従来技術の回転子磁極用コアを示す図である

(特許文献 3参照）。図示のコアは、アーム部の径方向先端からシャフト軸外方向に 折り曲げた折り曲げ部を有している。このコアは、図 7に示されるような羽根部の径方 向幅を十分に狭くしたものに相当する力 しかし、折り曲げ加工を容易にするために 、依然として、アーム部の先端側の幅を広くした幅広部を有している。上述したように 、コギングを小さくするために、多極コア構成としたときには、幅広部を設けることは、 巻線スペースの確保に障害となる。また、図示のコア形状は、幅広部の繋ぎ部の折り 曲げ加工が安定しない。特許文献 3は、折り曲げ部の側面から見た形状を明確には 開示しないが、シャフト軸方向に隣接する積層コアとの間に隙間を設ける形状としな ければ加工困難である。要するに、図 7に示すような羽根部或いは図 8に示すような 切除部を設けないと、容易に折り曲げることはできない。隙間を設けると有効磁束が 低下することになる。

特許文献 1：実開昭 62— 122470号公報

特許文献 2：実開昭 59— 179447号公報

特許文献 3 :実開昭 61— 46856号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明は、係る問題点を解決して、コギングを小さくして、モータの機械ノイズ及び 振動を低下させるために備えられるコアのアーム部先端の折り曲げ部の折り曲げカロ ェを容易にすると共に有効磁束を低下させることのない回転磁極積層コアを提供す ることを目白勺としている。

[0009] また、本発明は、巻線スペースを低下させること無ぐ折り曲げ部に十分な面積を確 保して磁束の集中を図ることを目的としている。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明の小型モータは、モータケースの内周面にマグネットを取り付けると共にこの モータケースの開口部にエンドベルを嵌着し、モータケースの底部中央及びエンド ベルの中央部にそれぞれ設けられた軸受によって支持される回転シャフト上には、 巻線を巻いた積層コアにより構成される回転子磁極とコミテータとが備えられて回転 子を構成し、積層コアは、所定枚数の鋼板コアと、その両側に、径方向端部を互いに シャフト軸外方向に折り曲げて構成した各一枚の両側鋼板コアとをシャフト軸方向に 積層して構成する。両側鋼板コアは、モータシャフトに嵌合する中央穴を有する円環 部と、そこから径方向に伸びる回転子磁極数と同数のアーム部と、その径方向先端 力、ら折り曲げた折り曲げ部とから構成される。この折り曲げ部は、アーム部幅よりも周 方向に広く構成されて、隣接磁極の方に周方向に伸びると共に、アーム部の両側に おいて、アーム部から連続する幅広の折り曲げ部に切り欠き部を設ける。

[0011] 切り欠き部は、 U字形形状、切り溝を設けた切り起こし形状、或いは切り起こし端に 抜き穴を設けた形状とする。回転子磁極を、シャフト軸方向に対して所定角度で傾斜 させたスキュー形状にすると共に、折り曲げ部は、シャフト軸方向に対して回転子磁 極のスキュー角度と同じ所定角度傾斜させたスキュー形状とする。両側鋼板コアの間 に位置する所定枚数の鋼板コアは、径方向に伸びるアーム部の径方向先端から隣 接磁極の方に伸びる羽根部を有し、かつ、積層コアは、切り欠き部の両側の端面が、 シャフト軸方向に隣接する積層コア羽根部と接するよう構成する。

[0012] また、本発明の小型モータは、回転シャフトに固定したウォーム、及びこれに嚙み合 うウォームホイールを樹脂製のギヤボックス内に収容した減速機部と一体に組み立て られて、減速機付モータを構成する。

発明の効果

[0013] 本発明の両側鋼板コアには、アーム幅より広く周方向に伸ばした折り曲げ部を備え 、かつ、この両側鋼板コアの折り曲げ部がシャフト軸方向に隣接する積層コアに対し て隙間を空けることなく接するよう構成できるために、有効磁束を確保することができ ると共に、巻線時に巻線が隙間に引っ掛力、ることも防止できる。

[0014] また、本発明によれば、回転子磁極だけでなぐ折り曲げ部にもスキュー形状を採 用することにより、コギングを低下させて機械ノイズ及び振動低減効果があるだけでな ぐ巻線時に巻線が折り曲げ部に引っ掛力、ることを防止することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明に基づき構成した減速機付モータの縦断面図である。

[図 2]図 1に示される回転子を取り出して示す図である。

[図 3]図 2に示した折り曲げ部を有する両側鋼板コアを詳細に示す図である。

[図 4]両側鋼板コアの間に位置する鋼板コアを例示する図である。

[図 5]図 3とは異なる折り曲げ部を有する両側の一対のコアを詳細に示す図である。

[図 6]図 3及び図 5とは異なる折り曲げ部を有する両側の一対のコアを詳細に示す図 である。

[図 7]端部を折り曲げた従来技術の回転子磁極用コアを示す図である。

[図 8]端部を折り曲げた別の従来技術の回転子磁極用コアを示す図である。

[図 9]端部を折り曲げたさらに別の従来技術の回転子磁極用コアを示す図である。 発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、例示に基づき本発明を説明する。図 1は、本発明に基づき構成した減速機 付モータの縦断面図である。この減速機付モータは、モータ部と、減速機部が一体 に組み立てられたものである。モータ部は、金属材料により有底中空筒状に形成され たモータケースの内周面に、マグネットが取り付けられている。このケースの開口部は 、樹脂製のエンドベルが嵌着されて、それによつて閉じられている。回転シャフト上に は、巻線を巻いた積層コアにより構成される回転子磁極とコミテータとが備えられて回 転子（図 2参照）を構成している。そして、このコミテータに接触する一対のブラシに接 続された一対の入力端子が、電気的接続のためにエンドベルを貫通してモータ外部 に突出している。回転シャフトの一端は、有底中空筒状のケースの底部中央に設け られたケース内軸受によって支持されている。この回転シャフトの他端は、エンドベル の中央部に収容されたエンドベル内軸受によって支持され、そこからさらに、モータ 部外部に延長して、減速機部内部にまで伸びる。

[0017] このモータ部に取付ボルトを介して取り付けられる減速機部は、回転シャフトに固定 したウォーム、及びこれに嚙み合うヘリカルギヤによって構成されるウォームホイール 等を樹脂製のギヤボックス内に収容している。回転シャフトの先端は、ギヤボックス内 に収容されたギヤボックス内軸受により支持されている。モータ部のモータを駆動し たときに、回転シャフトが回転し、この回転はウォームを介してウォームホイールを減 速回転させ、これは次に、緩衝部材等を介して出力軸を回転させる。そして、この出 力軸の回転により、例えば、図示しない駆動手段を介して自動車の窓ガラスを開閉 すること力 Sできる。以上のモータ部及び減速機部の構成は、回転子の構成を除いて 、従来技術と同一のものにすることができる。

[0018] 図 2は、図 1に示される回転子を取り出して示す図であり、（A)は巻線前の回転子を 、 （B)は巻線後の回転子をそれぞれ示している。回転子は、巻線を巻いた積層コア により構成される回転子磁極と、コミテータとを、回転シャフト上に備えることにより構 成される。積層コアの両側の各一枚の両側鋼板コアは、詳細は後述するように、径方 向端部を互いにシャフト軸外方向に折り曲げてレ、る。それらの間に挟まれるコアは、 打ち抜き鋼板を所定枚数積層した通常のものとすることができる。また、図示の積層 コアは、各磁極を、シャフト軸方向に対して所定角度で傾斜させたスキュー形状とし て、コギングを小さくしている。図 2 (A)に示すように、回転シャフト上に、コミテータ及 び積層コアを組み立てた後、積層コアには巻線がされ、各巻線の端部は、コミテータ を構成する各コミテータ片端部の巻線接続部に接続される。その後、図 2 (B)に示す ように、巻線接続部を含む巻線端部を接着剤（例えばエポキシ系）で覆って巻線を固 定すること力 Sでさる。

[0019] 図 3は、図 2に示した折り曲げ部を有する両側鋼板コアを詳細に示す図であり、 (A) はシャフト軸外側から見た側面図であり、（B)は (A)の右側から見た図で、上半分を 断面で示している。 (C)は積層コア両側のそれぞれ同一構成の各一枚の両側鋼板コ ァを示す斜視図である。図示の両側鋼板コアは、 8極の回転磁極を構成するものとし て例示している。この折り曲げ部を有するコアは、モータシャフトに嵌合する中央穴を 有する円環部と、そこから径方向に伸びる回転子磁極数と同数の 8個のアーム部と、 その径方向先端力 略直角に折り曲げた断面 L字状の折り曲げ部とから構成されて いる。この折り曲げ部は、アーム部幅よりも周方向に広く構成されて、隣接する両側 磁極の方に周方向に伸びている。図 3 (B)に見られるように、折り曲げ部の径方向の 幅は板厚に等しぐこのように薄く形成することができるので、巻泉スペースを大きく取 ること力 Sでさる。

[0020] さらに、図示のコアには、アーム部の両側において、アーム部から連続する幅広の 折り曲げ部に U字形の切り欠き部を設けている。 U字形の切り欠き溝幅は、材厚 T (例 えば、 0.8mm)に対して 0.8〜1.3mm程度が望ましい。折り曲げ部を径方向から見た 形状は、磁路をできるだけ大きくするために、図示したように、全体的には矩形状とさ れるカ S、図 3 (B)に示すように、折り曲げ部は、シャフト軸方向に対して角度 α傾斜さ せたスキュー形状、即ち平行四辺形としている。スキュー角度は、磁極間円周距離の 半分程度だけ、積層コア一端を他端に対して偏倚させる角度 α力 S望ましく（図 2参照 )、これ以上スキユーするとモータ性能が低下することが経験的に分かっている。この スキュー角度 αは、積層コア全体の軸方向距離に対する偏倚の割合を角度に換算 したもので、例えば、 8回転磁極数、積層コア長 32mmであれば、 8° 〜9° 程度が 望ましい。スキュー磁極構成によって、巻線時に巻線が折り曲げ部に引っ掛力、ること を防止できるカ、積層コアの軸方向の片側のみをスキュー形状としても良い。 U字形 切り欠き部の両側の端面（図 3 (C)参照）は、シャフト軸方向に隣接する積層コア羽根 部（図 4参照）と接することになる。図 2 (B)において、部分的拡大図を示し、両側鋼 板コアがそれに隣接するコアと隙間無く接してレ、る状態が示されて!/、る。

[0021] 図 4は、両側鋼板コアの間に位置する鋼板コアを例示する図である。両端部に位置 することになる折り曲げ部を有する両側鋼板コア（図 3参照）の間には、折り曲げ部の 無い通常のコアを所定枚数積層することになる力 このコアもまた、折り曲げ部が無 いだけで、モータシャフトに嵌合する中央穴を有する円環部と、そこから径方向に伸 びる回転子磁極数と同数のアーム部と、その径方向先端から隣接磁極の方に伸びる 羽根部を有している。そして、この羽根部の径方向の幅は、図示したような 8磁極構 成であれば、板厚程度が望ましい。例えば、図 4に示すコアを積層した上に、図 3に 示す折り曲げ部を有する両側鋼板コアをシャフト軸方向に重ねると、切欠き部両側の 端面が、図 4に示すコアの羽根部の上に隙間無く接触させることが可能となる。 図 5及び図 6は、それぞれ図 3とは異なる折り曲げ部を有する両側の一対のコアを 詳細に示す図である。図 5に示すコアは、切欠き部として、切り溝を設けて切り起こし 形状とした例を示している。さらに、図 6に示すコアは、切り起こし形状の加工を容易 にするため、切り起こし端に抜き穴を設ける形状としたものである。

Claims

請求の範囲

[1] モータケースの内周面にマグネットを取り付けると共にこのモータケースの開口部に エンドベルを嵌着し、モータケースの底部中央及びエンドベルの中央部にそれぞれ 設けられた軸受によって支持される回転シャフト上には、巻線を巻いた積層コアによ り構成される回転子磁極とコミテータとが備えられて回転子を構成し、前記積層コア は、所定枚数の鋼板コアと、その両側に、径方向端部を互いにシャフト軸外方向に折 り曲げて構成した各一枚の両側鋼板コアとをシャフト軸方向に積層して構成した小型 モータにおいて、

前記両側鋼板コアは、モータシャフトに嵌合する中央穴を有する円環部と、そこか ら径方向に伸びる回転子磁極数と同数のアーム部と、その径方向先端から折り曲げ た折り曲げ部とから構成され、

前記折り曲げ部は、アーム部幅よりも周方向に広く構成されて、隣接磁極の方に周 方向に伸びると共に、アーム部の両側において、アーム部から連続する幅広の折り 曲げ部に切り欠き部を設けた、ことを特徴とする小型モータ。

[2] 前記切り欠き部は、 U字形形状、切り溝を設けた切り起こし形状、或いは切り起こし端 に抜き穴を設けた形状とした請求項 1に記載の小型モータ。

[3] 回転子磁極を、シャフト軸方向に対して所定角度で傾斜させたスキュー形状にすると 共に、前記折り曲げ部は、シャフト軸方向に対して前記回転子磁極のスキュー角度と 同じ所定角度傾斜させたスキュー形状とした請求項 1に記載の小型モータ。

[4] 前記両側鋼板コアの間に位置する所定枚数の鋼板コアは、径方向に伸びるアーム 部の径方向先端から隣接磁極の方に伸びる羽根部を有し、かつ、前記積層コアは、 前記切り欠き部の両側の端面が、シャフト軸方向に隣接する積層コア羽根部と接す るよう構成した請求項 1に記載の小型モータ。

[5] 回転シャフトに固定したウォーム、及びこれに嚙み合うウォームホイールを樹脂製の ギヤボックス内に収容した減速機部と一体に組み立てられて、減速機付モータを構 成する請求項 1に記載の小型モータ。