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JP2933811B2 - Small motor - Google Patents
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JP2933811B2 - Small motor - Google Patents

Small motor

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JP2933811B2
JP2933811B2 JP5280059A JP28005993A JP2933811B2 JP 2933811 B2 JP2933811 B2 JP 2933811B2 JP 5280059 A JP5280059 A JP 5280059A JP 28005993 A JP28005993 A JP 28005993A JP 2933811 B2 JP2933811 B2 JP 2933811B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、小型モータの軸方向の
振動を防止すると共にモータのトルクの向上等を図るこ
とができる小型モータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small motor capable of preventing vibration of a small motor in the axial direction and improving the torque of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、一般的なコア付き小型モータの
従来例を示す。図6において、カップ状のモータケース
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の底部中央及び端板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、これらの軸受3,3によって回転軸4が半径方向
に軸支されている。また、スラスト軸受11に回転軸4
の一端が当接することによって回転軸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
は適宜数の突極を有し、各突極には駆動コイル6が巻回
されている。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5
の外周面と適宜の間隔を置いて対向している。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。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional example of a general small motor with a core. In FIG. 6, an end plate 2 is fixed to an open end of a cup-shaped motor case 1. Sintered oil-impregnated bearings 3, 3 are press-fitted into cylindrical portions formed by drawing at the center of the bottom of the motor case 1 and the center of the end plate 2, respectively. Supported. Further, the rotating shaft 4 is attached to the thrust bearing 11.
The rotating shaft 4 is rotatably supported by contacting one end of the rotating shaft 4. The center hole of the rotor core 5 is press-fitted into the rotating shaft 4 in the motor case 1. Rotor core 5
Has an appropriate number of salient poles, and a driving coil 6 is wound around each salient pole. A ring-shaped driving magnet 8 is fixed to the inner peripheral surface of the motor case 1, and the inner peripheral surface of the magnet 8 is
At an appropriate interval. The rotor 10 is constituted by the rotor core 5 and the drive coil 6. Commutator 7 and brush 9 mounted on rotating shaft 4
The rotor 10 is continuously driven to rotate by energizing the drive coil 6 via the switch and switching the energization according to the rotational position of the rotor 10.

【0003】上記のような小型モータでは、構成部品の
寸法精度や組立寸法精度にばらつきがあるため、ロータ
10と軸受3との間には軸方向のクリアランスPが設け
られており、このクリアランスのためモータの回転時に
軸方向にロータ10が振動し、スラストノイズを生じる
という問題点があった。かかる問題点を解決する手段と
しては、ロータコア5と磁石8との軸方向幅の中心をず
らし、軸方向の吸引力を生じさせロータを軸方向に押し
つける技術が一般的に知られている。しかし、かかる手
段では小型モータの軸方向長さが増大し、モータの小型
化が図れないという問題点があった。かかる問題点を解
決する技術としてロータを円錐台状に形成し、マグネッ
トの内周面をテーパー状に形成して対向させたものがあ
る。特開昭64−8841号公報記載の技術はその例で
ある。また、マグネットやロータコアの形状を変形する
ものや、マグネットとロータコアとの間のギャップを拡
大したものなどもある。特開平1−298924号公報
記載はその例である。
[0003] In the above-mentioned small motor, the dimensional accuracy and assembly dimensional accuracy of the components vary, so that an axial clearance P is provided between the rotor 10 and the bearing 3. Therefore, there is a problem in that the rotor 10 vibrates in the axial direction when the motor rotates, thereby generating thrust noise. As a means for solving such a problem, a technique is generally known in which the center of the axial width of the rotor core 5 and the magnet 8 is shifted to generate an attractive force in the axial direction and press the rotor in the axial direction. However, such means has a problem that the axial length of the small motor is increased and the size of the motor cannot be reduced. As a technique for solving such a problem, there is a technique in which a rotor is formed in a truncated cone shape, and an inner peripheral surface of a magnet is formed in a tapered shape and opposed to each other. The technique described in JP-A-64-8841 is an example. In addition, there is a type in which the shape of the magnet or the rotor core is deformed, or a type in which the gap between the magnet and the rotor core is enlarged. The description in JP-A-1-298924 is an example thereof.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上説明した
従来技術においては、マグネットとロータコアとのギャ
ップを拡大させ、また、磁気抵抗を増大させて磁束密度
分布の不均衡を得ているため、図7に示すように本来得
られる磁束密度(図7において破線で示す)まで磁束密
度が高くならず、小型モータの発生トルクが低くなって
しまうという問題点があった。また、マグネットやロー
タコア等を変形するため部品コストが高くなると共に、
部品を異形とするため部品点数や部品種が増大し、管理
が複雑となるばかりか組立コストが高くなるという問題
点もあった。
However, in the prior art described above, the gap between the magnet and the rotor core is enlarged and the magnetic resistance is increased to obtain an imbalance in the magnetic flux density distribution. As shown in FIG. 7, there is a problem that the magnetic flux density does not increase to the magnetic flux density originally obtained (indicated by a broken line in FIG. 7), and the torque generated by the small motor decreases. In addition, the cost of parts increases because the magnet and rotor core are deformed.
Since the parts have irregular shapes, the number of parts and the types of parts are increased, so that not only the management becomes complicated, but also the assembly cost becomes high.

【0005】本発明は、かかる従来の小型モータの問題
点を解消するためになされたもので、発生トルクを低下
させず、かつ、小型モータの軸方向の長さを増大させず
にロータの軸方向の振動を防止することができる小型モ
ータを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional small motor, and does not reduce the generated torque and increase the axial length of the rotor without increasing the axial length of the small motor. It is an object of the present invention to provide a small motor capable of preventing directional vibration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願発明は、軸と、軸受と、ステータと、このステータ
に対向して回転するロータとを備え、上記ロータと上記
ステータとは何れか一方を巻線を巻回したコアで形成
し、他方を磁石で形成した小型モータにおいて、上記コ
アの軸方向磁気中心位置をスラスト中心として上記磁石
に駆動着磁部を施し、この駆動着磁部は、N、Sの切り
換えの境界線に対して周方向に対称形に形成すると共
に、上記磁石の軸方向の一部に無着磁部を形成すること
によって、上記駆動着磁部の中心角を前記スラスト中心
に対する両側で異ならせて、上記コアのスラスト方向の
吸引に寄与する部分の磁気力をアンバランスに形成して
軸方向の吸引力を発生させ、この吸引力により上記ロー
タをスラスト軸受に押しつけるようにした。また、磁極
数をA、コアの突極数をB、ABの最大公約数をCとす
るとき、スラスト中心での駆動着磁部の中心角θがθ=
{(B−C)/(A×B)}×360゜で公差±10゜
となるようにした。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a shaft, a bearing, a stator, and a rotor rotating opposite to the stator, wherein one of the rotor and the stator is provided. In a small-sized motor, one of which is formed by a core wound with a winding and the other is formed by a magnet, the center of the core in the axial direction of the core is a thrust center and the magnet is
The drive magnetized part is applied to the
When it is formed symmetrically in the circumferential direction with respect to the
And forming a non-magnetized portion in a part of the magnet in the axial direction.
Accordingly, the center angle of the drive magnetized portion is made different on both sides with respect to the center of the thrust , and the center angle of the core in the thrust direction is changed.
Imbalance the magnetic force of the part that contributes to the attraction
An axial suction force is generated, and the suction force
The thrust bearing against the thrust bearing. When the number of magnetic poles is A, the number of salient poles of the core is B, and the greatest common divisor of AB is C, the central angle θ of the drive magnetized portion at the center of the thrust is θ =
{(B−C) / (A × B)} × 360 ° was made to have a tolerance of ± 10 °.

【0007】[0007]

【作用】コアの軸方向磁気中心位置をスラスト中心とし
磁石に駆動着磁部を施し、この駆動着磁部は、N、S
の切り換えの境界線に対して周方向に対称形に形成する
と共に、上記磁石の軸方向の一部に無着磁部を形成する
ことによって、駆動着磁部の中心角をスラスト中心に対
する両側で異ならせて、コアのスラスト方向の吸引に寄
与する部分の磁気力をアンバランスに形成して軸方向の
吸引力を発生させ、この吸引力によりロータをスラスト
軸受に押しつけるようにしたため、スラスト方向の磁気
的アンバランスから生じる軸方向の吸引力によりロータ
がスラスト軸受に常に押しつけられ、ロータの軸方向の
振動を防止できる。また、一つの磁石に磁気的なアンバ
ランスを設けたことから、マグネットの内周面をテーパ
状に形成するなどの部品の変形等を要しなくなり、製作
コストを低く抑えることができる。
The drive magnetizing portion is applied to the magnet with the axial center position of the core in the axial direction as the thrust center.
Is formed circumferentially symmetrical with respect to the boundary of switching
At the same time, a non-magnetized portion is formed in a part of the magnet in the axial direction.
As a result, the center angle of the drive magnetized portion is made different on both sides with respect to the thrust center , and
The magnetic force of the applied part is formed unbalanced,
A suction force is generated, and this suction force causes the rotor to thrust.
Since the rotor is pressed against the bearing, the rotor is constantly pressed against the thrust bearing by the axial suction force generated by the magnetic imbalance in the thrust direction, so that the axial vibration of the rotor can be prevented. In addition, since one magnet is provided with a magnetic unbalance, it is not necessary to deform the parts such as forming the inner peripheral surface of the magnet into a tapered shape, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明にかかる小型モータの実施例に
ついて説明する。図1、図2において、カップ状のモー
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の底部中央及び端板22の中央の
円筒部及び凹部には焼結含油軸受23,23が圧入さ
れ、この軸受23,23によって回転軸24が回動自在
に支持されている。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は適宜数の突極を有し(図示の実施例にお
いては3個)、各突極には駆動コイル26が巻回されて
いる。上記回転軸24、ロータコア25、駆動コイル2
6とによってロータ30が構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a small motor according to the present invention will be described below. 1 and 2, an end plate 22 is fixed to an open end of a cup-shaped motor case 21. Sintered oil-impregnated bearings 23, 23 are press-fitted into the central cylindrical portion and the concave portion of the bottom of the motor case 21 and the center of the end plate 22, and the rotating shaft 24 is rotatably supported by the bearings 23, 23. The center hole of the rotor core 25 is press-fitted into the rotating shaft 24 in the motor case 21. The rotor core 25 has an appropriate number of salient poles (three in the illustrated embodiment), and a driving coil 26 is wound around each salient pole. The rotating shaft 24, the rotor core 25, the drive coil 2
6 form a rotor 30.

【0009】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、モータケース21、軸受2
3,23、駆動用磁石28によりステータ32が構成さ
れている。磁石28の内周面は、上記ロータコア25の
外周面と適宜間隔を置いて対向している。上記回転軸2
4に組付けられた整流子27とブラシ29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。また、回転軸24の一端はスラスト軸
受31に当接し支持されている。
A ring-shaped driving magnet 28 is fixed to the inner peripheral surface of the motor case 21.
The stator 32 is constituted by the magnets 3 and 23 and the driving magnet 28. The inner peripheral surface of the magnet 28 faces the outer peripheral surface of the rotor core 25 at an appropriate interval. The rotating shaft 2
By energizing the drive coil 26 via the commutator 27 and the brush 29 attached to the rotor 4 and switching the energization according to the rotational position of the rotor 30, the rotor 30 is continuously driven to rotate. Further, one end of the rotating shaft 24 is in contact with and supported by the thrust bearing 31.

【0010】上記磁石28は、厚さ及び軸線方向の幅が
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、軸線に垂直なそれぞれ単一の面に対し全
周において略沿っている。また、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。なお、磁石28はテーパー状に形成されたり、また
段差が設けられるなどの特殊の形状は有していない。
The thickness and the axial width of the magnet 28 are substantially uniform over the entire circumference. Also, both end surfaces 28a of the magnet 28 are substantially along the entire circumference with respect to each single surface perpendicular to the axis. The circumferential gap between the rotor core 25 and the magnet 28 is substantially uniform over the entire circumference. The magnet 28 does not have a special shape such as being formed in a tapered shape or having a step.

【0011】図2(a)は、図1に示す小型モータのC
−C線に沿った断面図であり、図2(b)は同じくD−
D線に沿った断面図であり、図2(c)は同じくE−E
線に沿った断面図をそれぞれ示したものである。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。図3(a)においてNはN極の着磁部を、S
はS極の着磁部を、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。図3(a)に
示すように、着磁部は、N、Sの切り換えの境界線に対
して周方向に対称形に形成されている。磁石28にはS
極の主磁極MSとN極の主磁極MNが設けられ、これら
の主磁極MSとMN間には三角形の無着磁部Oが設けら
れている。なお、ロータコア25と磁石28との軸方向
の中心は略一致している。
FIG. 2 (a) shows the C of the small motor shown in FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line C, and FIG.
FIG. 2C is a cross-sectional view along the line D, and FIG.
The cross-sectional views along the line are respectively shown. FIG.
(A) is a development view of a surface of the magnet 28 facing the rotor core 25. In FIG. 3A, N indicates a magnetized portion of the N pole, and S indicates
Indicates a magnetized portion of the S pole, O indicates a non-magnetized portion, and Lc indicates a magnetic center position of the rotor core 25 in the thrust direction. In FIG. 3 (a)
As shown in the figure, the magnetized portion is positioned on the boundary between the N and S switching.
And are formed symmetrically in the circumferential direction. The magnet 28 has S
A pole main pole MS and an N pole main pole MN are provided, and a triangular non-magnetized portion O is provided between the main poles MS and MN. The axial centers of the rotor core 25 and the magnet 28 substantially coincide with each other.

【0012】上記実施例において、図3(a)に示すよ
うに主磁極MS、MNは略台形状をしている。このため
図2(a)ないし(c)において、ロータコア25のス
ラスト方向の磁気中心Lcに対しスラスト軸受31側の
線C−Cに沿った断面図(a)において主磁極MSの中
心角をθ1、線E−Eに沿った断面図(c)において主
磁極MSの中心角をθ3とすると、θ1>θ3となってい
る。なお、主磁極MNについても主磁極MSと同様に形
成されている。上記実施例によれば、主磁極MS、MN
のロータコア25に対する吸引力が図2(c)に示す一
端側よりも図2(a)に示す他端側の方がより磁力が強
くなり、ロータコア25にはこの磁気力のアンバランス
により軸方向(図1において上方)の吸引力が生じ、ロ
ータ30はスラスト軸受31へ常に押しつけられる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3A, the main magnetic poles MS and MN have a substantially trapezoidal shape. For this reason, in FIGS. 2A to 2C, the center angle of the main magnetic pole MS in the sectional view (a) along the line CC on the thrust bearing 31 side with respect to the magnetic center Lc in the thrust direction of the rotor core 25 is represented by θ. 1 , if the central angle of the main pole MS is θ 3 in the cross-sectional view (c) along the line EE, then θ 1 > θ 3 . The main magnetic pole MN is formed similarly to the main magnetic pole MS. According to the above embodiment, the main magnetic poles MS, MN
2A has a stronger magnetic force than the one end shown in FIG. 2C than the one end shown in FIG. 2C, and the rotor core 25 has an axial direction due to the unbalance of the magnetic force. A suction force (upward in FIG. 1) is generated, and the rotor 30 is constantly pressed against the thrust bearing 31.

【0013】上記実施例において、図2(b)に示すよ
うに、スラスト方向の磁気中心における主磁極MSの中
心角をθ2とし、小型モータの主磁極の磁極数をA、ロ
ータコアの突極数をB、AとBとの最大公約数をCとす
るとき、θ2≒{(B−c)/(A×B)}×360°
とすることで、磁石28のロータコア25のスラスト方
向磁気中心Lcに沿った磁束密度の分布が図3(f)の
ようになり、ロータ30の回転駆動に寄与する部分の磁
気力のバランスがとれているため、トルクロスが少な
く、かつ、コギングトルク及びトルクリップルが少ない
滑らかな回転の小型モータが得られる。なお、θ2は厳
密に、θ2≒{(B−c)/(A×B)}×360°で
なくとも±10°の公差の範囲内であればよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 2B, the center angle of the main magnetic pole MS at the magnetic center in the thrust direction is θ 2 , the number of main magnetic poles of the small motor is A, and the salient poles of the rotor core are A. When the number is B and the greatest common divisor of A and B is C, θ 2 {(B−c) / (A × B)} × 360 °
As a result, the distribution of the magnetic flux density along the magnetic center Lc in the thrust direction of the rotor core 25 of the magnet 28 becomes as shown in FIG. 3F, and the magnetic force of the portion contributing to the rotational driving of the rotor 30 can be balanced. As a result, a small-sized motor having a small torque loss and a smooth rotation with a small cogging torque and a small torque ripple can be obtained. It should be noted that θ 2 is not strictly required to be θ 2 {(B−c) / (A × B)} × 360 °, but may be within a tolerance of ± 10 °.

【0014】次に、本願発明の第2の実施例について説
明する。図3(b)は本願発明にかかる第2実施例の磁
石28のロータコア25への対向面の展開図を示す。図
3(b)において、主磁極MS、MNは略五角形状に形
成され、主磁極MSと主磁極MNとの間には三角形の無
着磁部Oが形成されている。ロータコア25のスラスト
方向磁気中心Lcよりスラスト軸受側の横断面での主磁
極MSの中心角をθ1とし、他端側横断面での主軸MS
の中心角をθ3とすると、θ1>θ3となっている。主磁
極MNも同様に形成されている。従って、上記第2実施
例によっても前記の実施例同様、主磁極MS、MNのロ
ータコア25に対する吸引力がスラスト軸受よりの一端
側(図3(b)において下方)のほうが他端側(図3
(b)において上方)よりも磁力が強くなり、ロータコ
ア25はこの磁気力のアンバランスにより軸方向(図1
において上方)の吸引力が生じ、ロータ30はスラスト
軸受31へ常に押しつけられ、回転時に軸方向の振動を
防止できる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3B is a developed view of a surface of the magnet 28 facing the rotor core 25 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3B, the main magnetic poles MS and MN are formed in a substantially pentagonal shape, and a triangular non-magnetized portion O is formed between the main magnetic pole MS and the main magnetic pole MN. The central angle of the main pole MS in the cross section on the thrust bearing side from the magnetic center Lc in the thrust direction of the rotor core 25 is defined as θ 1, and the main axis MS in the cross section on the other end side is θ 1.
Assuming that the central angle is θ 3 , θ 1 > θ 3 . The main magnetic pole MN is similarly formed. Therefore, also in the second embodiment, similarly to the above embodiment, the attraction force of the main magnetic poles MS and MN to the rotor core 25 is closer to one end side (downward in FIG. 3B) than the thrust bearing (FIG. 3B).
The magnetic force is stronger than that in the upper part of FIG. 1B, and the rotor core 25 is unbalanced in the axial direction (FIG. 1).
, The rotor 30 is constantly pressed against the thrust bearing 31, and axial vibration during rotation can be prevented.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】図3(d)は本願発明にかかる第4実施例
の磁石28のロータコア25への対向面の展開図を示
す。図3(d)において主磁極MN、MSは略台形状を
していると共に、線Cp(主磁極MSのLc上における
周方向中心を通る軸方向の線をCsとし、線Csより電
気角で90°ずれた位置を通る軸方向の線)に対して主
磁極MS、MNの各両側の境界線QNとPN、QSとP
Sの傾斜角度が異なり、各主磁極MS、MNの図3
(d)において上側よりも下側が広がるように構成され
ている。主磁極MSとMNとの間には三角形状をした無
着磁部が形成されている。このように主磁極の中心角を
軸方向に変化させることにより、ロータコア25に軸方
向の吸引力が生じ、ロータ30はスラスト軸受31へ常
に押しつけられ、回転時に軸方向の振動を防止できる。
さらに、ラジアル方向にロータ25を吸引する磁気力に
もアンバランスが生じ、前記第3実施例と同様に回転軸
24はラジアル軸受23,23内の一方向へ偏倚され、
ロータ30及び回転軸24のラジアル方向の振動も軸方
向の振動と同時に防止することができる。
FIG. 3D is a developed view of a surface of the magnet 28 facing the rotor core 25 according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 3D, the main magnetic poles MN and MS have a substantially trapezoidal shape, and a line Cp (an axial line passing through the center in the circumferential direction on Lc of the main magnetic pole MS is Cs, and the electric angle is smaller than the line Cs by an electrical angle). With respect to an axial line passing through a position shifted by 90 °), boundary lines QN and PN, QS and P on both sides of the main magnetic poles MS and MN.
FIG. 3 shows the main magnetic poles MS and MN with different inclination angles of S.
In (d), the lower side is configured to be wider than the upper side. A triangular non-magnetized portion is formed between the main poles MS and MN. By changing the central angle of the main magnetic pole in the axial direction in this manner, an axial attractive force is generated in the rotor core 25, and the rotor 30 is constantly pressed against the thrust bearing 31, thereby preventing axial vibration during rotation.
Further, imbalance also occurs in the magnetic force for attracting the rotor 25 in the radial direction, and the rotating shaft 24 is biased in one direction in the radial bearings 23, 23 as in the third embodiment.
Radial vibration of the rotor 30 and the rotating shaft 24 can be prevented at the same time as axial vibration.

【0018】図3(e)は本願発明にかかる第5実施例
の磁石28のロータコア25への対向面の展開図を示
す。図3(e)において駆動用磁石28には主磁極MS
と主磁極MNが設けられ、主磁極MSの周方向の中央位
置を通る線Csより電気角で90°ずれた位置を通る線
Cpに沿って菱形の補助磁極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MPS、MPNは前記Lcに
対し対称に設けられている。主磁極MS、MNは第1実
施例と同じ形状に形成され、第1実施例と同様の軸方向
の吸引力を生じさせる。残りの部分は無着磁部Oとなっ
ている。上記実施例によれば、一つ一つの補助磁極部M
PSとMPNとで磁気力が互いに打ち消しあうため、結
局主磁極MSとMNの磁力がロータコア25に作用し、
回転方向の磁束密度分布は図3(j)のようになる。従
って、主軸上部と下部とで磁力にアンバランスが生じ、
このアンバランスにより軸方向の吸引力が生じ、ロータ
30はスラスト軸受31へ常に押しつけられ、回転時に
軸方向の振動を防止できる。
FIG. 3E is a development view of a surface of the magnet 28 facing the rotor core 25 according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 3E, the driving magnet 28 has a main magnetic pole MS.
And a main magnetic pole MN, and a rhombic auxiliary magnetic pole MP is provided along a line Cp passing through a position shifted by 90 ° in electrical angle from a line Cs passing through a central position in the circumferential direction of the main magnetic pole MS. The auxiliary magnetic pole MP has a magnetized portion MPS of the S pole and a magnetized portion MPN of the N pole.
The magnetized portions MPS and MPN are provided symmetrically with respect to the Lc. The main poles MS and MN are formed in the same shape as in the first embodiment, and generate the same axial attractive force as in the first embodiment. The remaining portion is a non-magnetized portion O. According to the above embodiment, each auxiliary magnetic pole portion M
Since the magnetic forces of PS and MPN cancel each other, the magnetic forces of main poles MS and MN act on rotor core 25,
The magnetic flux density distribution in the rotation direction is as shown in FIG. Therefore, the magnetic force is unbalanced between the upper and lower parts of the spindle,
Due to this imbalance, an axial suction force is generated, and the rotor 30 is constantly pressed against the thrust bearing 31, thereby preventing axial vibration during rotation.

【0019】なお、上記第5実施例においては補助磁極
部MPの磁気力はロータコア25に対しては吸引力とし
て作用するので、図4に示すようにロータ30にはラジ
アル方向の力f3が作用し、回転軸24を軸受内の一方
向に偏倚させることができる。従って、この実施例も前
述の第4実施例と同様にロータ30及び回転軸24のラ
ジアル方向の振動を軸方向の振動と同時に防止すること
ができる。なお、上記実施例においては着磁部MPS、
MPNを三角形状としたが、長方形状や多角形状として
もよく、また、補助磁極部MPS、MPNを複数箇所設
けてもよく、何れも上記実施例に限定されない。
[0019] Incidentally, since the magnetic force of the auxiliary magnetic pole portion MP in the fifth embodiment for the rotor core 25 to act as a suction force, the radial force f 3 on the rotor 30 as shown in FIG. 4 Acting, the rotating shaft 24 can be biased in one direction in the bearing. Therefore, in this embodiment, the radial vibration of the rotor 30 and the rotating shaft 24 can be prevented simultaneously with the axial vibration, as in the fourth embodiment. In the above embodiment, the magnetized portion MPS,
Although the MPN has a triangular shape, it may have a rectangular shape or a polygonal shape, and a plurality of auxiliary magnetic pole portions MPS and MPN may be provided. Neither is limited to the above embodiment.

【0020】以上説明した各実施例の磁束分布を示す
3(f)、(g)、(i)、(j)を参照すると、何れ
もある点Rに対し略対称になっている。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。また、第1実施例と同様に、第2実施例、
第4実施例、および第5実施例においても、図3(b)
(d)(e)に示すように、着磁部は、N、Sの切り換
えの境界線に対して周方向に対称形に形成されている。
FIG. 4 is a diagram showing the magnetic flux distribution of each embodiment described above .
3 (f), (g), (i), and (j) , each is substantially symmetric with respect to a certain point R. When the central angle between the effective radial magnetic center of the main magnetic pole and the magnetic center of the adjacent main magnetic pole is α, α is substantially equal to 360 ° / the number of magnetic poles. That is, α {360} / 2P (where P is a natural number). Further, similarly to the first embodiment, the second embodiment,
Also in the fourth and fifth embodiments, FIG.
(D) As shown in (e), the magnetized portion switches between N and S.
It is formed symmetrically in the circumferential direction with respect to the boundary line of the front.

【0021】これまで説明した第1乃至第5実施例にお
いては何れも主磁極数がN、S各一個ずつであったが、
本願発明は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。また、主
磁極と主磁極の間の無着磁部は、磁石の欠損部としても
よく、また、実施例の着磁パターンに対してS極とN極
とを逆に着磁してしてもよい。
In each of the first to fifth embodiments described above, the number of main magnetic poles is one each for N and S.
The present invention is applicable even if the N and S main magnetic poles are each a P pole (P is a natural number), that is, a total of 2 P poles. Further, the non-magnetized portion between the main magnetic pole and the main magnetic pole may be a defective portion of the magnet, and the S pole and the N pole are magnetized in reverse to the magnetized pattern of the embodiment. Is also good.

【0022】また、スラスト軸受については必ずしも前
記実施例のように回転軸の一端を支持するように構成に
する必要はなく、例えば、ロータ端面や回転軸に形成し
た段部などをラジアル軸受で支持するようにしてもよ
い。
Also, the thrust bearing does not necessarily need to be configured to support one end of the rotating shaft as in the above embodiment. For example, the rotor end face or the step formed on the rotating shaft is supported by a radial bearing. You may make it.

【0023】第1実施例と同様に、第2ないし第5実施
例においても、スラスト方向の磁気中心における主磁極
MSの中心角をθ2とし、小型モータの主磁極の磁極数
をA、ロータコアの突極数をB、AとBとの最大公約数
をCとするとき、θ2≒{(B−C)/(A×B)}×
360°とすることで、磁石28のロータコア25のス
ラスト方向磁気中心Lcに沿った磁束密度の分布が図3
(g)ないし(j)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のバランスが取れているた
め、トルクロスが少なく、かつ、コギングトルク及びト
ルクリップルが少ない滑らかな回転のモータが得られ
る。なお、θ2は厳密に、θ2≒{(B−c)/(A×
B)}×360°でなくとも±10°の公差の範囲内で
あればよい。
As in the first embodiment, also in the second to fifth embodiments, the central angle of the main pole MS at the magnetic center in the thrust direction is θ 2 , the number of main poles of the small motor is A, and the rotor core is A. Let B be the number of salient poles and C be the greatest common divisor of A and B, θ 2 {(B−C) / (A × B)} ×
By setting the angle to 360 °, the distribution of the magnetic flux density along the magnetic center Lc in the thrust direction of the rotor core 25 of the magnet 28 is changed as shown in FIG.
(G) to (j), since the magnetic force of the portion contributing to the rotational drive of the rotor 30 is balanced, the motor has a small torque loss, and a smooth rotation motor with little cogging torque and torque ripple. Is obtained. Note that strictly, θ 2 is θ 2 ≒ {(B−c) / (A ×
B) It does not have to be Δ × 360 ° but may be within a tolerance of ± 10 °.

【0024】なお、S、Nの磁極部と隣接する磁極部、
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。また、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。
A magnetic pole portion adjacent to the magnetic pole portions of S and N,
Alternatively, the boundary with the non-magnetized portion is not limited to a straight line as illustrated, but may be a continuation of a plurality of straight lines or a curve. Further, the magnetized portion is not limited to the saturated magnetized portion, and may have a non-saturated magnetized portion with a sinusoidal magnetization intensity distribution, for example. Although various examples have been shown solely as means for biasing the rotation axis in a certain direction, a plurality of these means may be combined.

【0025】次に、本願発明をブラシレスモータに適用
した別の実施例について説明する。図5において、基板
33上にはスペーサ35を介してステータコア36がの
せられている。ステータ36及びスペーサ35は中心孔
を有し、これらの中心孔には1個の焼結含油軸受34が
嵌められている。軸受34と、スペーサ35と、ステー
タコア36とは、ねじ44により基板33に一体に固定
されている。ステータコア36は適宜数の突極を有し、
各突極には駆動用コイル37が巻回されている。軸受3
4の底面にはスラスト軸受42が取り付けられている。
これら軸受34、スラスト軸受42により軸受組が構成
され、この軸受組により回転軸38が回転自在に支持さ
れている。そして、上記軸受組、ステータコア36等に
よりステータ40が構成されている。
Next, another embodiment in which the present invention is applied to a brushless motor will be described. In FIG. 5, a stator core 36 is mounted on a substrate 33 via a spacer 35. The stator 36 and the spacer 35 have center holes, and one sintered oil-impregnated bearing 34 is fitted in these center holes. The bearing 34, the spacer 35, and the stator core 36 are integrally fixed to the substrate 33 by screws 44. The stator core 36 has an appropriate number of salient poles,
A driving coil 37 is wound around each salient pole. Bearing 3
A thrust bearing 42 is attached to the bottom surface of 4.
A bearing set is constituted by the bearing 34 and the thrust bearing 42, and the rotating shaft 38 is rotatably supported by the bearing set. The stator 40 is constituted by the bearing set, the stator core 36 and the like.

【0026】上記回転軸38の一端部には、逆カップ状
をしたロータケース39が圧入固定され、回転軸38と
ロータケース39が一体となっている。ロータケース3
9の周壁の内周面には、円環状をした駆動磁石43が固
着されている。磁石43の内周面は、上記ステータコア
36の外周面と適宜の間隔をおいて対向している。そし
て、上記回転軸38、ロータケース39、磁石43等に
よりロータ41が構成されている。
An inverted cup-shaped rotor case 39 is press-fitted and fixed to one end of the rotating shaft 38, and the rotating shaft 38 and the rotor case 39 are integrated. Rotor case 3
An annular drive magnet 43 is fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall 9. The inner peripheral surface of the magnet 43 faces the outer peripheral surface of the stator core 36 at an appropriate interval. The rotor 41 is constituted by the rotating shaft 38, the rotor case 39, the magnet 43 and the like.

【0027】上記磁石43の内周面の着磁パターンは、
前記実施例1ないし5のうち何れか一つと同様の着磁パ
ターンになっている。これによりブラシレスモータにお
いても前記実施例1ないし5と同様の効果を得ることが
できる。また、従来、磁石全面に着磁をしていたため、
スラスト方向(図5において下方)の吸引力が強すぎ
て、スラスト軸受の寿命が短くなってしまうという問題
があったが、上記のように無着磁部を有する着磁パター
ンとすることにより、スラスト方向の吸引力を弱めるこ
とが可能となり、スラスト軸受及び小型モータ全体とし
ても寿命を延ばすことができる。
The magnetized pattern on the inner peripheral surface of the magnet 43 is
The magnetization pattern is the same as that of any one of the first to fifth embodiments. Thus, the same effects as those of the first to fifth embodiments can be obtained in the brushless motor. Also, conventionally, since the entire surface of the magnet was magnetized,
There was a problem that the suction force in the thrust direction (downward in FIG. 5) was too strong and the life of the thrust bearing was shortened. However, by using a magnetized pattern having a non-magnetized portion as described above, The suction force in the thrust direction can be reduced, and the life of the thrust bearing and the small motor as a whole can be extended.

【0028】なお、本発明は、固定軸に対してロータが
回転する軸固定式の小型モータにも適用することができ
る。
The present invention can also be applied to a fixed shaft type small motor in which a rotor rotates with respect to a fixed shaft.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、軸受と、この軸受に回
転自在に支持された回転軸と、ステータと、このステー
タに対向して回転するロータとを備え、上記ロータと上
記ステータとは何れか一方を巻線を巻回したコアで形成
し、他方を磁石で形成した小型モータにおいて、上記コ
アの軸方向磁気中心位置をスラスト中心として上記磁石
に駆動着磁部を施し、この駆動着磁部は、N、Sの切り
換えの境界線に対して周方向に対称形に形成すると共
に、上記磁石の軸方向の一部に無着磁部を形成すること
によって、上記駆動着磁部の中心角を前記スラスト中心
に対する両側で異ならせて、上記コアのスラスト方向の
吸引に寄与する部分の磁気力をアンバランスに形成して
軸方向の吸引力を発生させ、この吸引力により上記ロー
タをスラスト軸受に押しつけるようにしたため、スラス
ト方向の磁気的アンバランスから生じる軸方向の吸引力
でロータがスラスト方向に押しつけられ、ロータの軸方
向の振動を防止することができると共に、軸方向の吸引
力を得るにあたり磁石やコアを異形としないため部品コ
ストの上昇やモータの発生トルクの減少を抑えることが
でき、一個の磁石の着磁パターンの工夫によりロータの
軸方向の振動を防止することから部品種の増大や、製作
コストの上昇も抑えることができる。また、コアと磁石
との軸方向幅の中心をずらし、軸方向の吸引力を生じさ
せロータを軸方向に押しつける場合に比べ、小型モータ
の軸方向の長さを増大させずにロータの軸方向の振動を
防止することができる。また、コアのラジアル方向の吸
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形成したことから、回
転軸の軸受内でのがたつきがなくなり、回転軸の振り回
りを抑えることもできる。 さらに、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
気力のバランスが取れるように形成したことから、モー
タのトルクロスが少なく、また、コギングトルク及びト
ルクリップルが少なくなり、回転むらが少ない滑らかな
回転の小型モータとすることができる。
According to the present invention, there is provided a bearing, a rotating shaft rotatably supported by the bearing, a stator, and a rotor rotating opposite to the stator. any form one core wound winding, in a small motor which form the other with a magnet, the magnet and magnetic axial center position of the core as a thrust center
The drive magnetized part is applied to the
When it is formed symmetrically in the circumferential direction with respect to the
And forming a non-magnetized portion in a part of the magnet in the axial direction.
Accordingly, the center angle of the drive magnetized portion is made different on both sides with respect to the center of the thrust , and the center angle of the core in the thrust direction is changed.
Imbalance the magnetic force of the part that contributes to the attraction
An axial suction force is generated, and the suction force
As the rotor is pressed against the thrust bearing , the rotor is pressed in the thrust direction by the attraction force in the axial direction resulting from the magnetic imbalance in the thrust direction, thereby preventing the rotor from vibrating in the axial direction. Since magnets and cores are not deformed in obtaining the attraction force, it is possible to suppress the increase in parts cost and the decrease in the torque generated by the motor, and to prevent the rotor from vibrating in the axial direction by devising the magnetization pattern of one magnet. Therefore, it is possible to suppress an increase in the number of component types and an increase in manufacturing cost. Also, compared to the case where the center of the axial width between the core and the magnet is shifted to generate an attractive force in the axial direction and press the rotor in the axial direction, the axial length of the rotor is increased without increasing the axial length of the small motor. Vibration can be prevented. Also, the radial absorption of the core
The magnetic force of the part contributing to pull
Because it was formed so as to be deflected in a certain direction inside the receiving,
Elimination of backlash in the bearing of the rolling shaft eliminates swinging of the rotating shaft.
Can also be reduced. In addition, a magnet facing the core
The magnetization pattern of
Because it was formed to balance energy,
There is little torque crossing, and cogging torque and torque
Less ripple, less uneven rotation and smooth
A small rotating motor can be provided.

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる小型モータの一実施例を示す縦
断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a small motor according to the present invention.

【図2】図1中の線C−C、D−D、E−Eに沿う横断
面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along lines CC, DD, and EE in FIG.

【図3】同上実施例及び別の実施例中の磁石の展開図と
それらの磁束密度分布図。
FIG. 3 is a development view of magnets in the embodiment and another embodiment and their magnetic flux density distribution diagrams.

【図4】本発明にかかる小型モータの別の実施例の横断
面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the small motor according to the present invention.

【図5】本願発明にかかる小型モータの別の実施例を示
す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the small motor according to the present invention.

【図6】従来の小型モータの縦断面図及び横断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view and a transverse sectional view of a conventional small motor.

【図7】同上従来例の磁束密度分布図。FIG. 7 is a magnetic flux density distribution diagram of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23 軸受 24 回転軸 25 ロータコア 28 磁石 30 ロータ 31 スラスト軸受 32 ステータ 34 軸受 38 回転軸 40 ステータ 41 ロータ 42 軸受 43 磁石 23 Bearing 24 Rotating shaft 25 Rotor core 28 Magnet 30 Rotor 31 Thrust bearing 32 Stator 34 Bearing 38 Rotating shaft 40 Stator 41 Rotor 42 Bearing 43 Magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 5/00 - 5/24 H02K 15/03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02K 5/00-5/24 H02K 15/03

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軸と、軸受と、ステータと、このステー
タに対向して回転するロータとを備え、上記ロータと上
記ステータとは何れか一方を巻線を巻回したコアで形成
し、他方を磁石で形成した小型モータにおいて、 上記コアの軸方向磁気中心位置をスラスト中心として
記磁石に駆動着磁部を施し、この駆動着磁部は、N、S
の切り換えの境界線に対して周方向に対称形に形成する
と共に、上記磁石の軸方向の一部に無着磁部を形成する
ことによって、上記駆動着磁部の中心角を前記スラスト
中心に対する両側で異ならせて、上記コアのスラスト方
向の吸引に寄与する部分の磁気力をアンバランスに形成
して軸方向の吸引力を発生させ、この吸引力により上記
ロータをスラスト軸受に押しつけるようにしたことを特
徴とする小型モータ。
1. A motor comprising a shaft, a bearing, a stator, and a rotor rotating in opposition to the stator, wherein one of the rotor and the stator is formed by a core wound with a winding, and the other is The motor is formed by magnets, and the axial center position of the core in the axial direction is
A driving magnetized portion is applied to the magnet, and the driving magnetized portion includes N, S
Is formed circumferentially symmetrical with respect to the boundary of switching
At the same time, a non-magnetized portion is formed in a part of the magnet in the axial direction.
Thus, the center angle of the drive magnetized portion is made different on both sides with respect to the center of the thrust, so that the thrust direction of the core is
Unbalanced magnetic force of the part contributing to the attraction of the direction
To generate an axial suction force, and the suction force
A small motor characterized in that the rotor is pressed against a thrust bearing .
【請求項2】 磁石の駆動着磁部の磁極数をA、コアの
突極数をB、ABの最大公約数をCとするとき、スラス
ト中心での駆動着磁部の中心角θが、θ={(B−C)
/(A×B)}×360゜で公差±10゜となっている
請求項1記載の小型モータ。
2. The number of magnetic poles of the driving magnetized portion of the magnet is A,
When the number of salient poles is B and the greatest common divisor of AB is C, the thrust
When the center angle θ of the drive magnetized portion at the center of the drive is θ = {(B−C)
/ (A × B)} × 360 ゜ with a tolerance of ± 10 ゜
The small motor according to claim 1.
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