JPH0660269U - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータコアに対する界磁の磁気力がアンバラン
スになるような状態を作って、回転軸を軸受内で一定方
向に偏倚させるようにするとともに、トルク低下がな
く、回転速度むら、トルクリップルおよびコギングトル
クの増大を防止することができる小型モータを得る。 【構成】ロータコア２５が固定された回転軸２４の両端
を軸受で回転自在に支持してなる小型モータ。ロータコ
ア２５と対向する磁石２８の着磁パターンを、ロータ３
０の回転駆動に寄与する部分の磁気力のバランスがとれ
るように、一方、ロータコア２５の吸引に寄与する部分
の磁気力がアンバランスで回転軸２４を軸受内の一定方
向に偏倚させるように形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転軸のがたつきによる騒音や振れ回り等を防止することができる 小型モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２１、図２２は、極めて一般的なコア付き小型モータの従来例を示す。図２ １、図２２において、カップ状モータケース１の開放端部には端板２が固定され ている。モータケース１の底部中央および端板２の中央に絞り加工によって形成 された円筒部にはそれぞれ焼結含油軸受３，３が圧入され、この二つの軸受３， ３によって回転軸４が回転自在に支持されている。回転軸４にはモータケース１ 内においてロータコア５の中心孔が圧入されている。ロータコア５は適宜数（図 示の例では３個）の突極を有し、各突極には駆動コイル６が巻かれている。モー タケース１の内周面にはリング状の駆動用磁石８が固定され、磁石８の内周面は ロータコア２５の外周面と適宜の間隙をおいて対向している。上記ロータコア５ と駆動コイル６とによってロータ１０が構成されている。回転軸４に組付けられ た整流子７とブラシ９を介して駆動コイル６に通電しかつロータ１０の回転位置 に応じて通電を切り換えることによりロータ１０が連続して回転駆動される。

【０００３】 上記のような小型モータでは、組立を容易にし、また、軸受３と回転軸４との 焼き付きを防止するために、図２３に示すように、軸受３と回転軸４との間に適 度のクリアランス１１を設ける必要がある。ただし、図２３ではクリアランス１ １を極端に大きく描いてある。上記のように軸受３と回転軸４との間にクリアラ ンス１１を設けると、ロータ１０が界磁の吸引力により上記クリアランス１１の 範囲内で振動し、回転軸４が軸受３に衝突して騒音が発生する。また、図２４に 示すように、回転軸４が円錐形を描きながら振れ回る。このような小型モータを 、例えばディスク駆動装置のスピンドルモータとして使用すると、振動と触れ回 りのために情報信号の読み取りエラーを生じるという問題がある。あるいは音響 機器等に使用すると、ワウ・フラッタが悪化するという問題がある。

【０００４】 そこで、小型モータの騒音や触れ回りを防止するための提案がなされている。 実開昭６２−１１５７６５号あるいは実開平１−１１３５５８号公報記載の考案 はその例である。これらの考案は、ロータコアに対する界磁の磁気力がアンバラ ンスになるような状態を作って、回転軸を軸受内で一定方向に偏倚させるように したものである。具体的には、ロータのセンターをずらしたり、駆動用磁石の板 厚を連続的に代えたりして、ロータと磁石とのギャップを意図的に不均一にし、 あるいは断面Ｃ型の複数の磁石を間隔を不均一にして配置し、あるいは磁石の着 磁の強さを部分的に変えている。あるいは、断面Ｃ型で材料が異なる複数の磁石 を用いたり、断面Ｃ型の複数の磁石に孔、切欠、くぼみ等を形成して磁石を変形 したりしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の小型モータによれば、次のような問題点がある。磁石と ロータコアとのギャップの増大、磁気的中性点のずれ、非飽和着磁等により発生 トルクが低下する。磁石に孔、切欠、くぼみ等を形成するものでは、磁石のコ ストが増大し、組立時の磁石の方向を管理する必要があって組立コストが増大す る。磁石の厚み、幅、長さ、内径の偏心量などに差異を生じさせるものでは、 部品の種類が増大し、管理が複雑となる。磁石のスラスト方向の固定位置に差 異を設けるものでは、特殊な装置や工程を必要とする。磁気的なアンバランス により、回転速度のむら、トルクリップルおよびコギングトルクが増大する。

【０００６】 図２５は、上記従来の小型モータの構成とトルク低下、回転速度のむら、トル クリップル増大、コギングトルク増大との関係を示す。図中Ｓ，Ｎはそれぞれ磁 極を、Ｏは無着磁部を示し、Ｌｃは磁石に対向するコアのスラスト方向磁気中心 位置を示す。図２５（ａ）（ｂ）は特開昭６２−１１５７６５号公報に記載され ている例で、エアギャップあるいは着磁を部分的に変えたものであり、部分的に 磁束が低下してトルクをロスし、また、回転速度むらを生じる。図２５（ｃ）（ ｄ）は上記公報に記載されている別の例で、無着磁部の幅に差をつけたものであ り、着磁位置が最大の性能を得ることができる位置からずれるためコギングが増 大し、また、トルクをロスする。図２５（ｅ）（ｆ）は上記公報に記載されてい るさらに別の例で、磁極の幅に差をつけたものであり、幅の狭い磁極部分でトル クをロスし、また、コギングも増大する。図２５（ｇ）（ｈ）は実開平１−１１ ３５５８号公報第２図の例のように磁石とコアとのギャップを連続的に変えたも のであり、磁極によって磁束密度の分布が異なるためトルクリップルが増大する 。図２５（ｉ）（ｊ）は上記公報第１２図の例のように磁石の厚みを変えてエア ギャップを連続的に変えたものであり、コギングトルクが増大する。

【０００７】 本考案は、このような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、ロ ータコアに対する界磁の磁気力がアンバランスになるような状態を作って、回転 軸を軸受内で一定方向に偏倚させるようにするとともに、トルク低下がなく、回 転速度むら、トルクリップルおよびコギングトルクの増大を防止することができ る小型モータを提供するこを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ロータコアが固定された回転軸の両端を軸受で回転自在に支持して なる小型モータにおいて、ロータコアと対向する磁石の着磁パターンを、ロータ の回転駆動に寄与する部分の磁気力のバランスがとれるように、一方、ロータコ アの吸引に寄与する部分の磁気力がアンバランスで回転軸を軸受内の一定方向に 偏倚させるように形成した。

【０００９】

【作用】

磁石の着磁パターンはロータの回転駆動に寄与する部分の磁気力のバランスが とれるように形成されているため、トルクロスがなく、回転速度むら、トルクリ ップルおよびコギングトルクが減少する。磁石の着磁パターンはロータコアの吸 引に寄与する部分の磁気力がアンバランスになるように形成されているため、ロ ータコアはラジアル方向に吸引され、回転軸が軸受内で一定方向に偏倚させられ る。

【００１０】

【実施例】

本考案の実施例を説明する前に、回転軸を軸受内で一定方向に偏倚させるよう に作用する力の方向について定義しておく。図４において、回転軸２４はその両 端部が軸受２３，２３で支持されている。回転軸２４にはロータコア２５が一体 に設けられてロータ３０を構成しており、ロータコア２５の外周面はリング状の 駆動用磁石２８の内周面と間隙をおいて対向している。回転軸２４が軸受２３， ２３内で振動したり振れ回ったりするのを防止するために回転軸２４に作用させ られるラジアル方向の力をｆとする。

【００１１】 上記磁石２８には、図５に示すように主磁極が周方向に交互に配置されている 。そこで、回転軸２４に作用するラジアル方向の力を主磁極とのなす角度によっ て次のように定義する。 ｆ₁：一つの主磁極の中心角の中心方向の力。 ｆ₂：ｆ₁に対し回転角で１８０°ずれた方向の力。 ｆ₃：一つの主磁極の中心角の中心方向の力に対し電気角で９０°ずれた方向の 力。 ｆ₄：ｆ₃に対し回転角で１８０°ずれた方向の力。

【００１２】 これらｆ₁〜ｆ₄を作用させて回転軸を偏倚させる手段として図５（ａ）〜（ｄ ）に示すような各種手段がある。すなわち、 （ａ）一つの軸受に支持される回転軸２４の一端部にｆ₁を付与し、他の軸受に 支持される回転軸２４の他端部にｆ₁を付与する。 （ｂ）一つの軸受に支持される回転軸２４の一端部にｆ₁を付与し、他の軸受に 支持される回転軸２４の他端部にｆ₂を付与する。 （ｃ）一つの軸受に支持される回転軸２４の一端部にｆ₃を付与し、他の軸受に 支持される回転軸２４の他端部にｆ₃を付与する。 （ｄ）一つの軸受に支持される回転軸２４の一端部にｆ₃を付与し、他の軸受に 支持される回転軸２４の他端部にｆ₄を付与する。

【００１３】 そこで次に、回転軸を偏倚させるようにした各種実施例について説明する。図 １ないし図３において、カップ状モータケース２１の開放端部には端板２２が固 定されている。モータケース２１の底部中央および端板２２の中央には前記従来 例と同様に焼結含油軸受が圧入され、この軸受によって回転軸２４が回転自在に 支持されるが、軸受は図示されていない。回転軸２４にはモータケース２１内に おいてロータコア２５の中心孔が圧入されている。ロータコア２５は適宜数（図 示の例では３個）の突極を有し、各突極には駆動コイル２６が巻かれている。モ ータケース２１の内周面にはリング状の駆動用磁石２８が固定され、磁石２８の 内周面は上記ロータコア２５の外周面と適宜の間隙をおいて対向している。上記 ロータコア２５と駆動コイル２６とによってロータ３０が構成されている。図示 されない整流子とブラシを介して駆動コイル２６に通電しかつロータ３０の回転 位置に応じて通電を切り換えることによりロータ３０が連続して回転駆動される 。

【００１４】 上記磁石２８は厚みおよび軸線方向の幅は全周にわたり略均一になっている。 また、磁石２８の両端面２８ａは、軸線に垂直な単一面に対し全周において略沿 っている。ロータコア２５と磁石２８との周方向のギャップは全周において略均 一である。磁石２８は、孔、切欠、凹部、凸部などの特殊な形状は有していない 。図３（ａ）は磁石２８のロータコア２５への対向面の展開図を示すもので、Ｎ はＮ極の着磁部分を、ＳはＳ極の着磁部分を、Ｏは無着磁部を、Ｌｃはロータコ ア２５のスラスト方向磁気中心位置を示す。磁石２８にはＳ極の主磁極ＭＳとＮ 極の主磁極ＭＮが周方向に同一幅で設けられ、これらの主磁極ＭＳ，ＭＮ間には 無着磁部Ｏが設けられている。ただし、Ｓ極の主磁極ＭＳの両側の無着磁部Ｏに は主磁極ＭＳに隣接して補助磁極部ＭＰが設けられている。補助磁極部ＭＰは、 Ｓ極の着磁部ＭＰＳとＮ極の着磁部ＭＰＮとからなり、これら着磁部ＭＰＳ，Ｍ ＰＮは上記ロータコア２５の磁気中心線Ｌｃに対し線対称に設けられ、残りの部 分は無着磁部となっている。なお、補助磁極部ＭＰはＮの主磁極ＭＮの両側に設 けてもよい。

【００１５】 上記実施例によれば、一つ一つの補助磁極部ＭＰにおけるＳ極の着磁部ＭＰＳ とＮ極の着磁部ＭＰＮとで磁気力が互いに打ち消しあうため、回転方向の磁束密 度分布は図３（ｂ）のようになり、ロータ３０の回転駆動に寄与する磁気力は主 磁極ＭＳ，ＭＮの磁気力でバランスがとれ、よって、トルクロスがなく、コギン グおよびトルクリップルが少なく、回転速度むらの少ない小型モータが得られる 。

【００１６】 また、補助磁極部ＭＰの二つの着磁部ＭＰＳ，ＭＰＮの磁気力はロータコア２ ５に対しては吸引力として作用するとともに、上記二つの補助着磁部ＭＰ，ＭＰ のパターンは回転方向にアンバランスに配置されているため、二つの補助着磁部 ＭＰ，ＭＰによるロータコア２５の吸引力を合成した吸引力は図１にｆ₁で示す ように作用し、回転軸２４を軸受内の一定方向に偏倚させる。回転軸２４の両端 部に作用する吸引力は図５（ａ）に示すように何れもｆ₁である。このように吸 引力ｆ₁が作用して回転軸２４が軸受内の一定方向に偏倚させられることにより 、回転軸２４のがたつきがなくなって騒音がなくなり、回転軸２４の振れ回りも なくなる。

【００１７】 次に、図６ないし図９に示す実施例について説明する。この実施例は駆動用磁 石２８の着磁パターン以外は上記実施例の構成と同じであるから、共通の構成部 分には共通の符号を付して説明の重複を避けることにする。なお、図６において 符号２３は焼結含油軸受を、２７は整流子を、２９はブラシをそれぞれ示す。図 ８（ａ）に示すように、磁石２８に設けられる一つの主磁極ＭＳは台形状に形成 され、そのスラスト方向の磁気中心位置Ｌｓはロータコア２５の磁気中心線Ｌｃ に対し一方にずれており、主磁極ＭＳに対し回転角で１８０°ずれた位置にある 主磁極ＭＮは、逆台形状に形成されてそのスラスト方向の磁気中心位置Ｌｎはロ ータコア２５の磁気中心線Ｌｃに対し上記磁気中心位置Ｌｓの反対側にずれてい る。主磁極ＭＳ，ＭＮ以外は無着磁部Ｏとなっている。なお、Ｌｃに対しＬｓと Ｌｎが図示の例と逆になるように主磁極ＭＳ，ＭＮのパターンを互いに逆にして もよい。

【００１８】 上記実施例によれば、磁石２８による磁束密度の分布が図８（ｂ）のようにな り、ロータ３０の回転駆動に寄与する部分の磁気力がバランスしているため、ト ルクロスがなく、コギングおよびトルクリップルが少なく、回転速度むらの少な い小型モータが得られる。一方、図９に示すように、回転軸２４の一端側にｆ₁ の力が作用し、回転軸２４の他端側にｆ₂の力が作用し、回転軸２４の両端部が 軸受２３，２３内で一定方向に偏倚させられるため、回転軸２４のがたつきがな くなって騒音がなくなり、回転軸２４の振れ回りもなくなる。

【００１９】 回転軸２４の一端側にｆ₁の力を作用させ、回転軸２４の他端側にｆ₂の力を作 用させるための別の例として図８（ｃ）（ｅ）（ｇ）に示す例がある。図８（ｃ ）の例は、矩形状の主磁極ＭＳ，ＭＮのパターンを互いにスラスト方向に逆にず らして設けたもので、その磁束密度分布を図８（ｄ）に示す。図８（ｅ）の例は 、平行四辺形の主磁極ＭＳ，ＭＮのパターンを互いにスラスト方向に逆にずらし て設けたもので、その磁束密度分布を図８（ｆ）に示す。図８（ｇ）の例は、菱 形の主磁極ＭＳ，ＭＮのパターンを互いにスラスト方向に逆にずらして設けたも ので、その磁束密度分布を図８（ｈ）に示す。何れの例にせよ、ロータ３０の回 転駆動に寄与する部分の磁気力はバランスしており、一方、一つの主磁極ＭＳの スラスト方向の磁気中心位置Ｌｓと、主磁極ＭＳに対し回転角で１８０°ずれた 位置にある主磁極ＭＮのスラスト方向の磁気中心位置Ｌｎは、ロータコア２５の 磁気中心線Ｌｃに対し互いに反対側にずれているため、回転軸２４の一端側にｆ ₁ の力が、回転軸２４の他端側にｆ₂の力が作用し、回転軸２４の両端部が軸受２ ３，２３内で一定方向に偏倚させられ、回転軸２４のがたつきがなくなって騒音 がなくなり、回転軸２４の振れ回りもなくなる。

【００２０】 次に、図１０、図１１に示す実施例について説明する。駆動用磁石２８にはＳ の主磁極ＭＳとＮの主磁極ＭＮが設けられ、主磁極ＭＳの中心角の中央位置Ｃｓ より電気角で９０°ずれた位置Ｃｐに補助磁極ＭＰが設けられている。補助磁極 ＭＰはＳ極の着磁部ＭＰＳとＮ極の着磁部ＭＰＮとからなり、これら着磁部ＭＰ Ｓ，ＭＰＮは前記線Ｌｃに対し線対称に設けられている。残りの部分は無着磁部 Ｏである。上記線対称のパターンは各種あり、例えば、図１１（ａ）のような三 角形や、図１１（ｃ）のような長方形などがある。図１１（ｃ）の例では上記長 方形の着磁部ＭＰＳ，ＭＰＮが一つの無着磁部Ｏの両側に設けられている。図１ １（ｅ）の例は着磁部ＭＰＳ，ＭＰＮが三角形の例であるが、主磁極ＭＳ，ＭＮ のパターンを台形状にした例である。上記各着磁パターンによる磁束密度分布を （ｂ）（ｄ）（ｆ）に示す。

【００２１】 上記実施例によれば、一つの主磁極ＭＳの中心角の中央位置Ｃｓより電気角で １８０°ずれた位置Ｃｑには補助磁極部が設けられず、設けられたとしても上記 Ｃｓより電気角で９０°ずれた位置Ｃｐに設けられた主磁極ＭＰ又はＭＳに対し て極めて弱いため、ロータ３０の回転駆動に寄与する部分の磁気力はバランスし ており、一方、ロータコア２５の吸引に寄与する部分の磁気力はアンバランスで 、回転軸２４の両端部にはともにラジアル方向のｆ₃の力が作用し、回転軸２４ を軸受内の一方向に偏倚させる。従って、この実施例も、前述の実施例と同様の 作用効果を奏する。

【００２２】 次に、図１２、図１３に示す実施例について説明する。磁石２８には、一つの 主磁極ＭＳの中心角の中央位置Ｃｓより電気角で９０°ずれた位置Ｃｐに補助磁 極部ＭＰが設けられ、上記Ｃｐより回転角で１８０°ずれた位置Ｃｑには第２の 補助磁極部ＭＱが設けられている。補助磁極部ＭＰは前記中心線Ｌｃに対し回転 軸２４の一端側に片寄った位置に設けられ、補助磁極部ＭＱは回転軸２４の他端 側に片寄った位置に設けられている。残りの部分は無着磁部Ｏとなっている。上 記磁石２８による磁束密度分布を図１３（ｂ）に示す。なお、上記補助磁極部Ｍ Ｐ，ＭＱは図示の例とはスラスト方向に互いに逆位置に設けられていてもよい。

【００２３】 上記実施例によれば、ロータ３０の回転駆動に寄与する部分の磁気力はバラン スしており、一方、ロータコア２５の吸引に寄与する部分の磁気力はアンバラン スで、回転軸２４の両端部にはそれぞれラジアル方向のｆ₃の力とｆ₄の力が作用 し、回転軸２４を軸受内の一方向に偏倚させる。従って、この実施例も、前述の 実施例と同様の作用効果を奏する。

【００２４】 次に、図１４、図１５に示す実施例について説明する。図１５（ａ）に示すよ うに、磁石２８にはＳとＮの主磁極ＭＳ，ＭＮの間に無着磁部Ｏが設けられてい る。一つの主磁極ＭＳの中央位置Ｃｓより電気角で９０°ずれた位置をＣｐとす る。このＣｐ側の無着磁部と主磁極ＭＳとの境界ＰＳは上記Ｃｐに対してθだけ 傾斜している。上記Ｃｐ側で主磁極ＭＳに隣あった主磁極ＭＮの上記Ｃｐ側の無 着磁部との境界ＰＮは、境界ＰＳと位置Ｃｐに対し概ね線対称となっている。上 記Ｃｐより回転角度で１８０°ずれた位置をＣｑとする。この位置Ｃｑに隣あっ たＮ極の主磁極ＭＮの上記Ｃｑ側の無着磁部との境界ＱＮは上記Ｃｑに対しθ′ の傾斜を有している。主磁極ＭＮにＣｑ側で隣あった主磁極ＭＳのＣｑ側の無着 磁部との境界ＱＳは、上記境界ＱＮと上記Ｃｑに対し概ね対称となっている。こ こで、 ｜Ｑ＋Ｑ′｜≒１８０°となっている。ただし、０＜｜Ｑ｜＜９０°である。

【００２５】 上記実施例の磁石２８による磁束密度分布は図１５（ｂ）に示す通りであり、 ロータ３０の回転駆動に寄与する部分の磁気力はバランスしている。これに対し て、回転軸２４の一端部に作用するラジアル方向の吸引力は図１４（ａ）にｆ₄ で示す向きの吸引力であり、回転軸２４の他端部に作用するラジアル方向の吸引 力は図１４（ｃ）にｆ₃で示す向きの吸引力であり、もって、回転軸２４を軸受 内の一方向に偏倚させ、前述の実施例と同様の作用効果を奏する。

【００２６】 次に図１６に示す実施例について説明する。図１６（ａ）に示すように、磁石 ２８の一つの主磁極ＭＳの中心角の中央位置Ｃｓより電気角で９０°ずれた位置 をＣｐとし、Ｃｐより回転角で１８０°ずれた位置をＣｑとする。Ｃｐの両側の ＳおよびＮの主磁極のＣｐ側端におけるスラスト方向磁気中心位置をそれぞれＬ ＰＳ，ＬＰＮとする。同様にＣｑ側の主磁極端部の磁極中心位置をそれぞれＬＱ Ｓ，ＬＱＮとする。主磁極ＭＳ，ＭＮは上記位置Ｃｐを通る軸方向の線に対して 対称な平行四辺形になっていて、磁気中心位置ＬＰＳ，ＬＰＮは前記線Ｌｃに対 し回転軸２４の一端側にあり、磁気中心位置ＬＱＳ，ＬＱＮは線Ｌｃに対し回転 軸２４の他端側にある。なお、線Ｌｃに対し、ＬＱＳ，ＬＱＮとＬＱＳ，ＬＱＮ とが互いに逆側にあってもよい。この実施例でも、これまでの実施例と同様の作 用効果を奏する。

【００２７】 これまで説明してきた実施例は何れも主磁極数がＮ，Ｓ各一極ずつであったが 、本考案は、Ｎ，Ｓの主磁極がそれぞれＰ極（Ｐは自然数）、合計２Ｐ極であっ ても適用可能である。図１７はＰ＝２の場合の各種実施例を示す。図１７（ａ） に示す例は図８（ａ）の例に対応するもので、その磁束密度分布を図１７（ｂ） に示す。図１７（ｃ）（ｅ）に示す例は図１１の例に対応するもので、その磁束 密度分布を図１７（ｄ）に示す。図１７（ｇ）に示す例は図１５の例に対応する もので、その磁束密度分布を図１７（ｈ）に示す。図１７（ｉ）に示す例は図１ ないし図３の例に対応するもので、その磁束密度分布を図１７（ｊ）に示す。図 １７に示す各実施例の作用効果はそれぞれの実施例が対応する前記実施例の作用 効果と同じである。

【００２８】 主磁極間の無着磁部は、磁石の欠損部となっていてもよい。図１８ないし図２ ０に示す実施例はこのような実施例を示すもので、駆動用磁石３８をＣ字形にし て欠損部３９を有する磁石としたものである。この欠損部３９のほかに、主磁極 部ＭＳ，ＭＮ間に無着磁部Ｏを形成し、この無着磁部Ｏに補助着磁部ＭＰを形成 して回転軸を軸受内の一定方向に偏倚させるようになっている。

【００２９】 以上説明した各実施例の磁束密度分布を示すグラフを参照すると、何れも、あ る点Ｒに対し略対称形になっている。また、主磁極の実効上のラジアル方向磁気 中心と、隣あった主磁極の磁気中心との中心角をαとすると、αは略３６０°／ 磁極数と等しくなっている。すなわち、 α≒３６０°／２Ｐ （ただし、Ｐは自然数） で表される。

【００３０】 なお、Ｓ，Ｎの主磁極部と無着磁部との境界は、例示したような直線に限られ るものではなく、複数の直線の連続あるいは曲線であってもよい。着磁部は飽和 着磁に限らず、例えば正弦波状の着磁強度分布にして非飽和着磁部をもっていて もよい。回転軸を軸受内で一定方向に偏倚させる手段として各種の例を単独で示 したが、これらの手段を複数組み合わせてもよい。

【００３１】

【考案の効果】

本考案によれば、ロータコアと対向する磁石の着磁パターンを、ロータの回転 駆動に寄与する部分の磁気力がバランスする着磁パターンとしたため、トルクロ スがなく、コギングおよびトルクリップルが少なく、回転速度むらの少ない小型 モータが得られる。一方、上記磁石の着磁パターンを、ロータコアの吸引に寄与 する部分の磁気力がアンバランスで、回転軸を軸受内の一定方向に偏倚させるよ うな着磁パターンとしたため、回転軸のがたつきがなくなって騒音がなくなり、 回転軸の振れ回りもなくなる。

【提出日】平成５年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 そこで、小型モータの騒音や触れ回りを防止するための提案がな されている。実開昭６２−１１５７６５号あるいは実開平１−１１３５５８号公 報記載の考案はその例である。これらの考案は、ロータコアに対する界磁の磁気 力がアンバランスになるような状態を作って、回転軸を軸受内で一定方向に偏倚 させるようにしたものである。具体的には、ロータのセンターをずらしたり、駆 動用磁石の板厚を連続的に変えたりして、ロータと磁石とのギャップを意図的に 不均一にし、あるいは断面Ｃ型の複数の磁石を間隔を不均一にして配置し、ある いは磁石の着磁の強さを部分的に変えている。あるいは、断面Ｃ型で材料が異な る複数の磁石を用いたり、断面Ｃ型の複数の磁石に孔、切欠、くぼみ等を形成し て磁石を変形したりしている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 上記実施例によれば、一つ一つの補助磁極部ＭＰにおけるＳ極の 磁極部ＭＰＳとＮ極の着磁部ＭＰＮとで磁気力が互いに打ち消しあうためロータ ３０の回転駆動に寄与する部分の磁気力はバランスしており、一方補助磁極部Ｍ Ｐが設けられたＣｐより回転角で１８０°ずれた位置Ｃｑには補助磁極部が設け られず、設けられたとしても、補助磁極部ＭＰに対して極めて弱いため、ロータ コア２５の吸引に寄与する部分の磁気力はアンバランスで、回転軸２４の両端部 にはともにラジアル方向のｆ₃の力が作用し、回転軸２４を軸受内の一方に偏倚 させる。従って、この実施例も、前述の実施例と同様の作用効果を奏する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】 次に、図１４、図１５に示す実施例について説明する。図１５（ ａ）に示すように、磁石２８にはＳとＮの主磁極ＭＳ，ＭＮの間に無着磁部Ｏが 設けられている。一つの主磁極ＭＳの中央位置Ｃｓより電気角で９０°ずれた位 置をＣｐとする。このＣｐ側の無着磁部と主磁極ＭＳとの境界ＰＳは上記Ｃｐに 対してθだけ傾斜している。上記Ｃｐ側で主磁極ＭＳに隣あった主磁極ＭＮの上 記Ｃｐ側の無着磁部との境界ＰＮは、境界ＰＳと位置Ｃｐに対し概ね線対称とな っている。上記Ｃｐより回転角度で１８０°ずれた位置をＣｑとする。この位置 Ｃｑに隣あったＮ極の主磁極ＭＮの上記Ｃｑ側の無着磁部との境界ＱＮは上記Ｃ ｑに対しθ′の傾斜を有している。主磁極ＭＮにＣｑ側で隣あった主磁極ＭＳの Ｃｑ側の無着磁部との境界ＱＳは、上記境界ＱＮと上記Ｃｑに対し概ね対称とな っている。ここで、｜θ＋θ′｜≒１８０°となっている。ただし、０＜｜θ｜＜９０°である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】 次に図１６に示す実施例について説明する。図１６（ａ）に示す ように、磁石２８の一つの主磁極ＭＳの中心角の中央位置Ｃｓより電気角で９０ °ずれた位置をＣｐとし、Ｃｐより回転角で１８０°ずれた位置をＣｑとする。 Ｃｐの両側のＳおよびＮの主磁極のＣｐ側端におけるスラスト方向磁気中心位置 をそれぞれＬＰＳ，ＬＰＮとする。同様にＣｑ側の主磁極端部の磁極中心位置を それぞれＬＱＳ，ＬＱＮとする。主磁極ＭＳ，ＭＮは上記位置Ｃｐを通る軸方向 の線に対して対称な平行四辺形になっていて、磁気中心位置ＬＰＳ，ＬＰＮは前 記線Ｌｃに対し回転軸２４の一端側にあり、磁気中心位置ＬＱＳ，ＬＱＮは線Ｌ ｃに対し回転軸２４の他端側にある。なお、線Ｌｃに対し、ＬＰＳ，ＬＰＮとＬ ＱＳ，ＬＱＮとが互いに逆側にあってもよい。この実施例でも、これまでの実施 例と同様の作用効果を奏する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 これまで説明してきた実施例は何れも主磁極数がＮ，Ｓ各一極ず つであったが、本考案は、Ｎ，Ｓの主磁極がそれぞれＰ極（Ｐは自然数）、合計 ２Ｐ極であっても適用可能である。図１７はＰ＝２の場合の各種実施例を示す。 図１７（ａ）に示す例は図８（ａ）の例に対応するもので、その磁束密度分布を 図１７（ｂ）に示す。図１７（ｃ）（ｅ）に示す例は図１１の例に対応するもの で、その磁束密度分布を図１７（ｄ）（ｆ）に示す。図１７（ｇ）に示す例は図 １５の例に対応するもので、その磁束密度分布を図１７（ｈ）に示す。図１７（ ｉ）に示す例は図１ないし図３の例に対応するもので、その磁束密度分布を図１ ７（ｊ）に示す。図１７に示す各実施例の作用効果はそれぞれの実施例が対応す る前記実施例の作用効果と同じである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】 なお、Ｓ，Ｎの磁極部を隣接する磁極部、あるいは、無着磁部と の境界は、例示したような直線に限られるものではなく、複数の直線の連続ある いは曲線であってもよい。着磁部は飽和着磁に限らず、例えば正弦波状の着磁強 度分布にして非飽和着磁部をもっていてもよい。回転軸を軸受内で一定方向に偏 倚させる手段として各種の例を単独で示したが、これらの手段を複数組み合わせ てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる小型モータの一実施例を示す正
面断面図。

【図２】図１中の線Ａ−Ａに沿う断面図。

【図３】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図４】本考案において回転軸のラジアル方向にかかる
力を示す側面断面図。

【図５】同上ラジアル方向の力の各種例を示す斜視図。

【図６】本考案にかかる小型モータの別の実施例を示す
側面断面図。

【図７】図６中の線Ｃ−Ｃ、線Ｄ−Ｄ、線Ｅ−Ｅにそれ
ぞれ沿って切断した状態を示す断面図。

【図８】同上実施例中の磁石およびその変形例の展開図
とそれらの磁束密度分布図。

【図９】上記実施例の側面断面図。

【図１０】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例を示す側面断面図。

【図１１】同上実施例中の磁石およびその変形例の展開
図とそれらの磁束密度分布図。

【図１２】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例を示す側面断面図。

【図１３】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図１４】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例のそれぞれ異なった位置での側面断面図。

【図１５】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図１６】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の磁石の展開図と磁束密度分布図。

【図１７】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の各種磁石の展開図とその磁束密度分布図。

【図１８】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の磁石の展開図と磁束密度分布図。

【図１９】同上実施例の側面断面図。

【図２０】同上実施例の正面断面図。

【図２１】従来の小型モータの例を示す側面断面図。

【図２２】同上正面断面図。

【図２３】同上従来例の回転軸と軸受との関係を示す正
面断面図。

【図２４】同上従来例での回転軸の振れ回りの様子を示
す斜視図。

【図２５】従来の小型モータにおける各種磁石の展開図
とその磁束密度分布図。

【符号の説明】

２３ 軸受 ２４ 回転軸 ２５ ロータコア ２８ 磁石 ３０ ロータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２３日

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる小型モータの一実施例を示す正
面断面図。

【図２】図１中の線Ａ−Ａに沿う断面図。

【図３】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図４】本考案において回転軸のラジアル方向にかかる
力を示す側面断面図。

【図５】同上ラジアル方向の力の各種例を示す斜視図。

【図６】本考案にかかる小型モータの別の実施例を示す
側面断面図。

【図７】図６中の線Ｃ−Ｃ、線Ｄ−Ｄ、線Ｅ−Ｅにそれ
ぞれ沿って切断した状態を示す断面図。

【図８】同上実施例中の磁石およびその変形例の展開図
とそれらの磁束密度分布図。

【図９】上記実施例の側面断面図。

【図１０】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例を示す正面断面図。

【図１１】同上実施例中の磁石およびその変形例の展開
図とそれらの磁束密度分布図。

【図１２】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例を示す側面断面図。

【図１３】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図１４】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例のそれぞれ異なった位置での正面断面図。

【図１５】同上実施例中の磁石の展開図と磁束密度分布
図。

【図１６】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の磁石の展開図と磁束密度分布図。

【図１７】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の各種磁石の展開図とその磁束密度分布図。

【図１８】本考案にかかる小型モータのさらに別の実施
例の磁石の展開図と磁束密度分布図。

【図１９】同上実施例の側面断面図。

【図２０】同上実施例の正面断面図。

【図２１】従来の小型モータの例を示す側面断面図。

【図２２】同上正面断面図。

【図２３】同上従来例の回転軸と軸受との関係を示す正
面断面図。

【図２４】同上従来例での回転軸の振れ回りの様子を示
す斜視図。

【図２５】従来の小型モータにおける各種磁石の展開図
とその磁束密度分布図。

【符号の説明】 ２３ 軸受 ２４ 回転軸 ２５ ロータコア ２８ 磁石 ３０ ロータ

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータコアが固定された回転軸の両端を
   軸受で回転自在に支持してなる小型モータであって、上
   記ロータコアと対向する磁石の着磁パターンは、ロータ
   の回転駆動に寄与する部分の磁気力のバランスがとれて
   いるのに対し、上記ロータコアの吸引に寄与する部分の
   磁気力がアンバランスで上記回転軸を上記軸受内の一定
   方向に偏倚させるように形成されていることを特徴とす
   る小型モータ。