JPH07322580A - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏心した出力軸を有する回転子の軸方向寸法
および重量の増大を伴わずに、効果的なアンバランス調
整ができる小型モータを提供する。 【構成】 内周面に永久磁石を有するハウジングと、電
機子鉄心と整流子とを備えた回転子と、ハウジングに嵌
着され整流子と摺動するブラシを有するホルダーベース
とからなり、回転子の軸心と偏心した出力軸を突出させ
た小型モータにおいて、出力軸の回転に伴うアンバラン
スを補正するための補正部材を電機子鉄心を構成するコ
アの両端部に固着すると共に、これらの補正部材を板状
にかつそれらの平面の輪郭形状の一部がコアの端面の輪
郭形状と同一若しくは類似であるように形成し、絶縁板
を補正部材の外端面とコアの外端面の両者に当接するよ
うに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転子の軸心に対して偏
心した出力軸を外方に突出させてなる小型モータに関す
るものであり、特に出力軸の回転に伴うアンバランスを
調整し、回転子を円滑に回転させ得るように構成した小
型モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は本発明の対象である小型モータの
例を示す要部縦断面正面図である。図７において、１は
ハウジングであり、例えば軟鉄のような金属材料により
有底中空筒状に形成され、内周面に例えばアークセグメ
ント状に形成された永久磁石２を固着する。このハウジ
ング１内には前記永久磁石２に対向する電機子鉄心３と
整流子４とを備えた回転子５を介装し得るように構成す
る。なお電機子鉄心３は、多数のけい素鋼板を軸線方向
に積層して形成したコア６と、このコア６の軸心に挿入
固定された回転軸７と、前記コア６に巻回されかつ整流
子４と電気的に接続されたコイル８とによって構成す
る。

【０００３】次に９はエンドキャップであり、金属材料
若しくは樹脂材料により例えば椀状に形成し、前記ケー
ス１の開口部に嵌着する。１０はブラシホルダであり、
エンドキャップ９の内端面に設けられたホルダーベース
１１上に支持され、ばね１２を介してブラシ１３を整流
子４の外周面に押圧可能に形成され、ブラシ１３が整流
子４の外周面と摺動係合するように形成する。１４，１
５は軸受であり、各々ハウジング１の底部とエンドキャ
ップ９の中央部に固着され、回転子５を構成する回転軸
７をその両端部において回転自在に支持する。１６は出
力軸であり、回転軸７の軸心とｅ寸法を偏心させて回転
軸７と一体に形成し、かつエンドキャップ９の端面から
外方に突出させる。

【０００４】上記の構成により、入力端子（図示せず）
からブラシ１３を介して回転子５を構成する整流子４を
経由して、電機子鉄心３に巻装したコイル８に電流を供
給することにより、ハウジング１の内周面に固着された
永久磁石２によって形成されている磁界中に存在する回
転子５に回転力が付与され、回転子５を回転させること
ができる。従って回転軸７から突出する出力軸１６を偏
心寸法ｅに応じて、油圧ポンプ等のシリンダその他の外
部機器の往復動を行なうことができる。

【０００５】しかしながら、上記構成の小型モータにお
いて回転子５が回転すると、出力軸１６が回転軸７に対
してｅ寸法偏心しているため、バランスが保持できず、
回転子５が円滑に回転しないという非所望な問題点があ
る。このため電機子鉄心３を構成するコア６の外周面の
一部を削り取ることによってバランスを保持する工夫が
されている。しかし小型モータにおいては、電機子鉄心
３の外径寸法が小であるため、コア６の外周面の一部を
削り取るのみでは、所望のバランスを得ることができな
いという欠点がある。

【０００６】図８は回転子のアンバランス調整手段の例
を示す要部正面図であり、同一部分は前記図７と同一の
参照符号で示す。図８において、１７は出力軸であり、
回転軸７とｅ寸法だけ偏心させて形成されている。１８
はパテであり、電機子鉄心３を構成するコア６の端面に
固着することによって偏心した出力軸１７によるアンバ
ランスを調整するものである。

【０００７】しかしながら、図８に示すパテ１８のみに
よってアンバランスを調整する手段を採用しようとして
も、小型モータの内部においては狭小な空間しか存在し
ないため、調整作業が極めて煩雑であることにより、多
大の時間と工数を要するのみならず、小型モータの運転
中にパテ１８が剥離するおそれがあり、信頼性が低いと
いう欠点がある。

【０００８】上記欠点を解消するため、図８において回
転軸７にバランスウエイト１９，２０を固着するという
内容の提案がされている（特開平４−２４８３４５号公
報参照）。すなわち左側の回転軸７には整流子４と絶縁
板２１を介してバランスウエイト１９を挿通固着し、右
側の回転軸を構成する大径軸２２の外周面にはバランス
ウエイト２０を装着固定した構成のものである。このよ
うな構成により、パテ１８を固着することによる欠点を
解消し、アンバランスを調整し、回転子５を円滑に回転
させ得るという効果が期待できるとしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記提案
のものにおいては、バランスウエイト１９，２０を何れ
も回転軸７および大径軸２２に固着する構成のものであ
るため、回転軸７の軸心からバランスウエイト１９，２
０の重心までの距離が小であり、アンバランスの調整作
用が小であるという問題点がある。一方上記アンバラン
スの調整作用を増大させるためには、必然的にバランス
ウエイト１９，２０の寸法、重量を大にしなければなら
ず、回転子５全体の重量を増加させることとなり、小型
化、軽量化が要求される小型モータとしては採用できな
いという問題点がある。

【００１０】上記提案の他にも、例えば電機子鉄心３を
構成するコア６の構成部分の寸法を部分的に変更するこ
とにより、巻回されるコイルの長さを増減させ（結果的
に重量を増減させ）、回転子５のアンバランスの調整を
図るという内容の提案がある（特開平４−２７１２５６
号公報参照）。しかしながらこの手段においては、コア
６の構成部分を加工したり、別途にプレートを準備した
りする必要があり、電機子鉄心３を構成する部材の標準
化を阻害し、生産性を低下させるという問題点がある。
また巻線質量を増減させてアンバランス量を減少させる
ので、極間の巻線抵抗の差が大きくなり、モータ性能に
悪影響を及ぼすという問題点がある。

【００１１】また図７における出力軸１６の近傍に他の
構成部材を介装させ、これらの構成部材の重心位置を回
転軸７の軸心から偏位させる内容の提案もある（例えば
特開平４−１２５０４４号、実開平１−１４７６６５号
公報等参照）。しかしこれらの提案においても、回転軸
７の軸心からの偏位量が小であることと、構成部材の寸
法、重量が何れも限定されざるを得ないため、前記図８
に示すものと同様にアンバランスの調整作用が小である
という問題点がある。

【００１２】更に図７に示すコア６の両端面に介装され
る絶縁板２３に、予め回転バランス調整用のおもりを内
装させる、という内容の提案がされている（特開平２−
２０６３４５号公報参照）が、絶縁板２３は本来的に軸
線方向の厚さ寸法が小に形成されるものであるため、内
装すべきおもりの重量は小とならざるを得ない。従って
アンバランスの調整作用は必然的に僅少の域を出ないと
いう問題点がある。

【００１３】上記の問題点を解決するために、本出願人
の１名は、偏心した出力軸を有する小型モータにおい
て、回転子の軸方向寸法および重量の増大を伴わずに、
効果的なアンバランス調整が可能である小型モータにつ
いての改良発明の出願を行っている（特願平５−３０５
０３４号）。

【００１４】図１は上記改良発明の実施例における回転
子を示す要部正面図であり、同一部分は前記図７と同一
の参照符号にて示す。図１において、２４，２５は各々
補正部材であり、回転軸７に嵌着させかつ電機子鉄心３
を構成するコア６の両端面に固着する。なお補正部材２
４，２５は、コア６と同一若しくは同様の特性を有する
磁性材料、例えばけい素鋼板若しくは軟鋼板によって形
成し、また両者の厚さ寸法を同一に形成することが好ま
しい。

【００１５】図２および図３は各々図１における補正部
材２４，２５を示す平面図である。図２および図３にお
いて、補正部材２４，２５は各々擬似扇形状に形成する
と共に、図１に示す回転軸７に嵌着させるための貫通穴
２６を設ける。２７はアーム部であり、コア６の端面輪
郭形状と同一に形成すると共に、アーム部２７の外周の
半径寸法ｒをコア６の外形半径寸法Ｒより小に形成す
る。

【００１６】次に補正部材２４は、他方の補正部材２５
よりも多くのアンバランス補正量を必要とするため、図
２に示すようにボス部２８の外形半径寸法を可能な限り
小に形成して、その重心位置と貫通穴２６の中心（図１
における回転軸７の軸心と同一）との距離が大になるよ
うに、すなわちアンバランス量が大になるように形成
し、必要なアンバランス量を得るための板厚を決定す
る。一方補正部材２４ほどアンバランス量を必要としな
い補正部材２５は、補正部材２４と同一材質および板厚
とするために、ボス部２８の外形半径寸法を前記補正部
材２４におけるものより大に形成し、また必要に応じて
アーム部２７の根元近傍に貫通穴２９を設けることによ
り、その重心位置と貫通穴２６の中心との距離が、前記
補正部材２４におけるものより小になるように、すなわ
ちアンバランス補正量が必要とされる値になるように形
成する。

【００１７】なお補正部材２４，２５を回転軸７に嵌着
する場合には、図１に示すように補正部材２４はその重
心位置が回転軸７の軸心に対して出力軸１６の軸心の反
対側に、補正部材２５はその重心位置が回転軸７の軸心
に対して出力軸１６の軸心と同一の側に、各々位置する
ように嵌着し、コア６の両端面に固着する。

【００１８】上記の構成により、図１において回転子５
が回転した場合に、回転軸７の軸心と偏心して設けられ
た出力軸１６によるアンバランスＦ（外部駆動機器の慣
性によるものを含む）を、コア６の両端部に固着した補
正部材２４，２５によって相殺することができるのであ
る。すなわちコア６の両端部に固着される補正部材２
４，２５は、回転軸７の軸線を介して各々の重心位置が
対向するように設けられるため、静的バランスが確保さ
れる。また出力軸１６により駆動される外部機器（図示
せず）による前記アンバランスＦと、補正部材２４，２
５によるアンバランスＦ₁ ，Ｆ₂ との動的バランスを確
保する。すなわち遠心力および遠心力がつくるモーメン
トのベクトル和を零、若しくは限りなく零に近づけるこ
とができるのである。

【００１９】しかしながら、その後の更に継続した検討
の結果、上記の改良発明においても未だ若干の改良点が
あることが判明した。すなわち図１に示すようにコア６
と絶縁板２３との間に補正部材２４、２５を挟着したた
め、コア６と絶縁板２３との間に隙間ｇが必然的に形成
されることとなる。一方絶縁板２３は比較的薄肉寸法に
形成されているため、上記のようにコア６との間に隙間
ｇが形成されていると、回転子５を形成するための巻線
の巻装時における巻線テンションが重畳されて絶縁板２
３が変形し、隙間ｇが潰される結果、補正部材２４、２
５が存在する部分とそれ以外の部分とにおける回転子５
の巻線の長さが異なることとなる。また上記隙間ｇが潰
されることにより、補正部材２４、２５が回転子５の軸
線と直交する平面に対して傾斜したり、前記巻線テンシ
ョンの重畳により巻線が傾くこととなり、巻姿が不良と
なる他、巻線作業に悪影響を及ぼし、回転子５のバラン
スを崩すこととなる等の問題点がある。

【００２０】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
および改良発明における若干の問題点を解決し、偏心し
た出力軸を有する小型モータにおいて、回転子の軸方向
寸法および重量の増大を伴わずに、効果的なアンバラン
ス調整が可能である小型モータを提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、金属材料により有底中空筒状に
形成されかつ内周面に永久磁石を固着してなるハウジン
グと、前記永久磁石に対向する電機子鉄心と整流子とを
備えた回転子と、前記ハウジングの開口部に嵌着される
ホルダーベースとを備え、このホルダーベースに前記整
流子と摺動係合されるブラシを保持するブラシホルダー
とブラシに電気的に接続される１対の入力端子とを設
け、前記回転子を回転自在に支持すると共に、回転子の
軸心に対して偏心させた出力軸を外方に突出させてなる
小型モータにおいて、出力軸の回転に伴うアンバランス
を補正するための補正部材を電機子鉄心を構成するコア
の両端部に固着すると共に、これらの補正部材を板状に
かつそれらの平面の輪郭形状の一部がコアの端面の輪郭
形状と同一若しくは類似であるように形成し、絶縁板を
前記補正部材の外端面とコアの外端面との両者に当接す
るように形成する、という技術的手段を採用した。

【００２２】本発明において、絶縁板のコアと対向する
部位に複数個の突起を設け、これらの突起がコアの外端
面と当接するように形成することができる。また本発明
において、絶縁板が補正部材と当接するコアの外端面以
外のコアの外端面と実質的に密着するように形成するこ
とができる。

【００２３】上記の発明において、補正部材をコアと同
一若しくは同様の特性を有する磁性材料によって形成す
ることができる。また上記の発明において、補正部材の
回転子の軸心からの外形半径寸法をコアの外形半径寸法
より小に形成することが好ましい。

【００２４】更に上記の発明において、コアの両端部に
固着する補正部材の厚さ寸法を同一に形成することが好
ましい。

【００２５】

【作用】上記の構成により、回転子が回転した場合にお
ける偏心した出力軸により発生するアンバランスを、コ
アの両端部に固着した補正部材によって相殺して動的バ
ランスを確保することができ、回転子の回転を円滑にす
ることができるのである。また絶縁板に突起を設け、若
しくは部分的に厚さ寸法を大に形成することにより、補
正部材が存在しない領域においても、絶縁板の一部若し
くは全面がコアと当接することとなり、絶縁板の変形や
補正部材の傾斜を防止し、巻線長さの不同を防止するこ
とができる。

【００２６】

【実施例】図４は本発明の実施例における絶縁板２３を
示す平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図、図６
は図５におけるＢ部拡大断面図である。図４ないし図６
において絶縁板２３は、例えば樹脂材料のような絶縁材
料により、前記図２および図３に示す補正部材２４、２
５と同一の平面輪郭形状に形成する。すなわち３０はボ
ス部、３１はアーム部であり、アーム部３１はボス部３
０の外周に複数個が放射状に突出するように一体に形成
される。

【００２７】３２はひれ状突起であり、横断面（モータ
軸線と直交する平面と平行な平面）を略Ｕ字形に形成し
てアーム部３１の内端側の側縁部に一体に突設する。こ
れらひれ状突起３２の突出寸法Ｈは、前記図１に示すコ
ア６の軸方向寸法の略１／２とする。次に３３は突起で
あり、アーム部３１の内端側に複数個をアーム部３１と
一体に突設する。なお突起３３の突出寸法ｈは、前記図
１に示す補正部材２４、２５の厚さ寸法若しくは隙間ｇ
と同一寸法に形成する。

【００２８】突起３３の横断面形状は円形以外に，三角
形，四角形その他の幾何学的形状とすることができる。
なお突起３３は中実状に形成してもよいが、図６に示す
ように内部に空洞３４を形成してもよい。図４ないし図
６に示す構成の絶縁板２３を形成するには、例えば熱可
塑性材料を使用し、射出成形手段によることが好まし
い。

【００２９】上記のように形成した絶縁板２３を、図１
に示すように補正部材２４、２５の外側端面に、かつ突
起３３を設けた領域がコア６と対向するように位置決め
した状態で回転子５を構成する巻線を施せばよい。すな
わち突起３３がコア６の外端面と当接しているため、巻
線テンションが重畳されても隙間ｇが確保されると共
に、絶縁板２３の変形が防止され得る。従って巻線長さ
は電機子鉄心３の部位の如何を問わず同一となると共
に、補正部材２４、２５もまた傾斜することなく所定の
位置に保持され得るのである。

【００３０】なお図４ないし図６に示すアーム部３１に
設ける突起３３に代えて、突起３３を設けるべき部位の
アーム部３１の厚さ寸法を、他の部位の厚さ寸法よりｈ
寸法大に形成してもよい。このようにすれば、前記図１
において、絶縁板２３が、補正部材２４、２５と当接す
るコア６の外端面以外のコア６の外端面と、直接当接、
若しくは実質的に密着することとなり、前記の突起３３
を設けたものと同様の作用を期待できる。

【００３１】本実施例においては、ホルダーベース１１
を樹脂材料によって形成し、金属材料からなるエンドキ
ャップ９と別個のものとした例について記述したが、両
者を例えば樹脂材料によって一体に形成し、エンドキャ
ップ９内にホルダーベース１１を形成したものであって
も本発明の適用が可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、下記の効果を奏し得る。

【００３３】(1) 絶縁板の一部がコアの外端面と当接す
るため、絶縁板の変形や補正部材の傾斜を防止し、電機
子鉄心に巻装する巻線の長さを各部位において同一長さ
に保持することができ、回転子のバランスを保持でき
る。

【００３４】(2) 補正部材は板状に形成され、かつ電機
子鉄心を構成するコアの両側面部に一体に固着されるた
め、補正部材の取付けによっても電機子鉄心の軸方向長
さ寸法を必要以上に増大させることも、また電機子鉄心
全体の重量を大幅に増加させることがない。

【００３５】(3) 補正部材の重心と回転軸の軸心との距
離を比較的大に形成することができるため、補正部材の
寸法、重量が小であってもアンバランス調整量を大きく
することができ、回転子の小型化が可能である。

【００３６】(4) 補正部材の平面の輪郭形状の一部がコ
アの端面の輪郭形状と同一若しくは類似であるため、コ
イルのコアへの巻回作業には全く支障がない。 (5) 補正部材をコアと同一若しくは同様の特性を有する
磁性材料によって形成することにより、コア全体の磁気
特性に影響を与えることがない。

【００３７】(6) コア両端部に固着する補正部材を同一
の厚さ寸法に形成することにより、同一の板材によって
補正部材を製作することができ、生産管理が容易とな
る。また、コアの両端面に介装される絶縁板も共通に使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】改良発明の実施例における回転子を示す要部正
面図である。

【図２】図１における補正部材２４を示す平面図であ
る。

【図３】図１における補正部材２５を示す平面図であ
る。

【図４】本発明の実施例における絶縁板２３を示す平面
図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図５におけるＢ部拡大断面図である。

【図７】本発明の対象である小型モータの例を示す要部
縦断面正面図である。

【図８】回転子のアンバランス調整手段の例を示す要部
正面図である。

【符号の説明】

３ 電機子鉄心 ４ 整流子 ５ 回転子 ６ コア ７ 回転軸 １６ 出力軸 ２３ 絶縁板 ２４，２５ 補正部材 ３３ 突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中橋 宏明 千葉県印旛郡本埜村竜腹寺280番地 マブ チモーター株式会社技術センター内 (72)発明者 渡辺 唯彦 千葉県印旛郡本埜村竜腹寺280番地 マブ チモーター株式会社技術センター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料により有底中空筒状に形成され
   かつ内周面に永久磁石（２）を固着してなるハウジング
   （１）と、前記永久磁石（２）に対向する電機子鉄心
   （３）と整流子（４）とを備えた回転子（５）と、前記
   ハウジング（１）の開口部に嵌着されるホルダーベース
   （１１）とを備え、このホルダーベース（１１）に前記
   整流子（４）と摺動係合されるブラシ（１３）を保持す
   るブラシホルダー（１０）とブラシ（１３）に電気的に
   接続される１対の入力端子とを設け、前記回転子（５）
   を回転自在に支持すると共に、回転子（５）の軸心に対
   して偏心させた出力軸（１６）を外方に突出させてなる
   小型モータにおいて、 出力軸（１６）の回転に伴うアンバランスを補正するた
   めの補正部材（２４），（２５）を電機子鉄心（３）を
   構成するコア（６）の両端部に固着すると共に、これら
   の補正部材（２４），（２５）を板状にかつそれらの平
   面の輪郭形状の一部がコア（６）の端面の輪郭形状と同
   一若しくは類似であるように形成し、絶縁板（２３）を
   前記補正部材（２４）、（２５）の外端面とコア（６）
   の外端面との両者に当接するようにしたことを特徴とす
   る小型モータ。
2. 【請求項２】 絶縁板（２３）のコア（６）と対向する
   部位に複数個の突起（３３）を設け、これらの突起（３
   ３）がコア（６）の外端面と当接するように形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の小型モータ。
3. 【請求項３】 絶縁板（２３）が補正部材（２４）、
   （２５）と当接するコア（６）の外端面以外のコア
   （６）の外端面と実質的に密着するように形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の小型モータ。
4. 【請求項４】 補正部材（２４）、（２５）をコア
   （６）と同一若しくは同様の特性を有する磁性材料によ
   って形成したことを特徴とする請求項１ないし３何れか
   に記載の小型モータ。
5. 【請求項５】 補正部材（２４）、（２５）の回転子
   （５）の軸心からの外形半径寸法（ｒ）をコア（６）の
   外形半径寸法（Ｒ）より小に形成したことを特徴とする
   請求項１ないし４何れかに記載の小型モータ。
6. 【請求項６】 コア（６）の両端部に固着する補正部材
   （２４）、（２５）の厚さ寸法を同一に形成したことを
   特徴とする請求項１ないし５何れかに記載の小型モー
   タ。