JP2009038887A - Slide bearing and electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、すべり軸受け、および、これを用いた電動モータに関するものである。 The present invention relates to a sliding bearing and an electric motor using the same.
一般に、電動モータは回転子または固定子の何れか一方にコイルを巻装し、他方に永久磁石を設けてある。そして、コイルに給電することによって磁界を発生させ、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転子が駆動するようになっている。
ところで、この磁気的な吸引力や反発力に起因して回転子が振動したり、回転子のアンバランスや、回転軸とこの回転軸を回転自在に支持する軸受けとの間のクリアランスの大きさなどに起因して回転子が振動したりする場合がある。回転子が振動すると軸受けを介して電動モータ全体が振動するので、騒音が発生してしまう。このため、回転子の振動を抑制するためのさまざまな軸受け構造が提案されている。
In general, an electric motor has a coil wound around one of a rotor and a stator and a permanent magnet provided on the other. A magnetic field is generated by supplying power to the coil, and the rotor is driven by a magnetic attractive force or repulsive force generated between the magnetic field and the permanent magnet.
By the way, the rotor vibrates due to the magnetic attractive force and repulsive force, the rotor is unbalanced, and the clearance between the rotating shaft and the bearing that rotatably supports the rotating shaft is large. For example, the rotor may vibrate. When the rotor vibrates, the entire electric motor vibrates via the bearing, and noise is generated. For this reason, various bearing structures for suppressing the vibration of the rotor have been proposed.
例えば、軸受けであるボールベアリングの内輪にウェーブワッシャを当接させ、このウェーブワッシャによってボールベアリングの内輪に偏荷重を付与させるものがある。このように構成することで、ボールベアリングを回転軸に対して傾斜させることができる。このため、回転軸とボールベアリングとの間のガタツキ、およびボールベアリングとベアリング収容部との間のガタツキをなくすことができ、回転子の振動を抑制することが可能になる(例えば、特許文献1参照)。 For example, there is a type in which a wave washer is brought into contact with an inner ring of a ball bearing that is a bearing, and an eccentric load is applied to the inner ring of the ball bearing by the wave washer. By comprising in this way, a ball bearing can be inclined with respect to a rotating shaft. For this reason, rattling between the rotating shaft and the ball bearing and rattling between the ball bearing and the bearing housing portion can be eliminated, and vibration of the rotor can be suppressed (for example, Patent Document 1). reference).
また、永久磁石を第一の永久磁石と、これよりも磁力の強い第二の永久磁石とで構成し、両者を軸方向に隣接配置したものがある。このように構成することで、回転子の軸方向に磁力が発生し、この磁力により回転子を一定方向に押さえつけることができる。このため、回転子の回転軸と軸受けとの間の軸方向のガタツキを防止することができ、回転子の振動を抑制することができる(例えば、特許文献2参照)。 Further, there is a permanent magnet composed of a first permanent magnet and a second permanent magnet having a stronger magnetic force than the permanent magnet, and both of them are adjacently arranged in the axial direction. With this configuration, a magnetic force is generated in the axial direction of the rotor, and the rotor can be pressed in a certain direction by this magnetic force. For this reason, the backlash of the axial direction between the rotating shaft of a rotor and a bearing can be prevented, and the vibration of a rotor can be suppressed (for example, refer patent document 2).
さらに、すべり軸受けの内周面(摺動面)に、この内周面の直径よりも大径の環状の凹部を形成したものがある。このように構成することで、回転軸と、すべり軸受けの摺動面積を減少させることができ、結果的に騒音の発生を抑制することができる(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述の特許文献1、特許文献2にあっては、回転子に余計な荷重を付与することになり、モータ効率が低下してしまうおそれがあるという課題がある。
また、特許文献3にあっては、すべり軸受けの摺動面積が減少してしまうため、すべり軸受けとしての機能を十分に満足できなくなるおそれがあるという課題がある。
However, in the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2, an extra load is applied to the rotor, and there is a problem that the motor efficiency may be reduced.
Moreover, in
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータ効率を低下させることなく、軸受け機能を十分満足させることができ、且つ騒音を抑制することができるすべり軸受け、および電動モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a sliding bearing that can sufficiently satisfy a bearing function and can suppress noise without reducing motor efficiency, and an electric motor A motor is provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、軸受け本体の外周面を樹脂部材で被覆したことを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記樹脂部材は、ガラス材が含有されていなくてもよい。
このように構成することで、回転子の振動が軸受けを介して、例えば電動モータ全体に伝達され難くなる。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is characterized in that the outer peripheral surface of the bearing body is covered with a resin member.
In this case, like the invention described in claim 2, the resin member may not contain a glass material.
With this configuration, the vibration of the rotor is hardly transmitted to the entire electric motor, for example, via the bearing.
請求項3に記載した発明は、前記樹脂部材の外周面が球面状に形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、すべり軸受けに調心機能を付与することができる。
The invention described in
By comprising in this way, the centering function can be provided to a slide bearing.
請求項4に記載した発明は、前記樹脂部材が軸方向に分割構成されていることを特徴とする。
この場合、請求項5に記載した発明のように、前記分割構成された樹脂部材の合わせ面の間にクリアランスが設定されていてもよい。
このように構成することで、すべり軸受けをインサートモールド構造などにする必要がなく、安価に製作することができると共に、軸受け本体と樹脂部材とを容易に組立てることができる。
The invention described in claim 4 is characterized in that the resin member is divided in the axial direction.
In this case, as in the invention described in
With this configuration, the slide bearing need not have an insert mold structure or the like, and can be manufactured at low cost, and the bearing body and the resin member can be easily assembled.
請求項6に記載した発明は、前記軸受け本体は、焼結含油軸受けであることを特徴とする。
このように構成することで、すべり軸受けと回転軸との摺動摩擦を減少させることができる。
The invention described in
With this configuration, sliding friction between the sliding bearing and the rotating shaft can be reduced.
請求項7に記載した発明は、請求項1〜請求項5の何れかに記載のすべり軸受けを用いて回転軸を回転自在に支持することを特徴とする電動モータとした。 The invention described in claim 7 is an electric motor characterized in that the rotating shaft is rotatably supported using the sliding bearing according to any one of claims 1 to 5.
請求項1、および請求項2に記載した発明によれば、回転子の振動が軸受けを介して、例えば電動モータ全体に伝達され難くなるため、電動モータ全体の振動を抑制することができ、騒音の発生を抑制することができる。
また、従来のように回転子に余計な荷重を付与したり、すべり軸受けの摺動面を減少させたりする必要がないので、モータ効率の低下を防止することができると共に、軸受け機能を十分満足させることができる。
According to the first and second aspects of the invention, the vibration of the rotor is hardly transmitted to the entire electric motor, for example, via the bearing, so that the vibration of the entire electric motor can be suppressed, and noise can be reduced. Can be suppressed.
In addition, it is not necessary to apply an extra load to the rotor or reduce the sliding surface of the sliding bearing as in the past, so that the motor efficiency can be prevented from being lowered and the bearing function is sufficiently satisfied. Can be made.
請求項3に記載した発明によれば、すべり軸受けに調心機能を付与することができる。このため、容易にすべり軸受けと回転軸との芯出しを行うことができるばかりか、それぞれの加工精度を必要以上に高めなくてよいので、製造コストを低減させることができる。
According to the invention described in
請求項4、および請求項5に記載した発明によれば、すべり軸受けをインサートモールド構造などにする必要がなく、安価に製作することができると共に、軸受け本体と樹脂部材とを容易に組立てることができる。このため、安価な電動モータを提供することが可能になる。
According to the invention described in claim 4 and
請求項6に記載した発明によれば、すべり軸受けと回転軸との摺動摩擦を減少させることができるため、電動モータの効率を向上させることが可能になる。
According to the invention described in
請求項7に記載した発明によれば、モータ効率を低下させることなく、軸受け機能を十分満足させることができ、且つ騒音を抑制することができる電動モータを提供することが可能になる。 According to the invention described in claim 7, it is possible to provide an electric motor that can sufficiently satisfy the bearing function and can suppress noise without lowering the motor efficiency.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、電動モータ1は、例えば、自動車のパワーウインドウモータ、ワイパモータ、およびファンモータ等の駆動源として用いられるものであって、有底円筒形状のヨーク2内にアーマチュア3を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク2の内周面には複数の永久磁石4が周方向に磁極が順番となるように配設されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electric motor 1 is used as a driving source of, for example, a power window motor, a wiper motor, and a fan motor of an automobile, and rotates an
アーマチュア3は、回転軸5に外嵌固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に巻装されたアーマチュアコイル7と、アーマチュアコア6の一端側に配置されたコンミテータ13とから構成されている。アーマチュアコア6としては、金属板を軸方向に複数枚積層したものや、圧粉磁性体のものがある。アーマチュアコア6は、径方向外側に向かって放射状に延出する複数のティース9を有している。これらティース9間には、蟻溝状のスロット11が形成されている。そして、このスロット11にエナメル被覆の巻線12が通され各ティース9に巻装されるようになっている。これによりアーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成される。
The
コンミテータ13は回転軸5の一端側に外嵌固定されている。コンミテータ13の外周面には、導電材で形成された複数のセグメント14が取り付けられている。セグメント14は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント14のアーマチュアコア6側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ15が一体形成されている。
The
ライザ15は、アーマチュアコア6に巻装されたアーマチュアコイル7とセグメント14とを導通させる役割を有している。すなわち、ライザ15には、アーマチュアコイル7の巻き始め端部と巻き終わり端部とが掛け回わされ、この掛け回されたアーマチュアコイル7の各端部がヒュージングにより固定されている。
The
ヨーク2の開口端は、カバー17によって閉塞されている。このカバー17は有底筒状に形成されたものであって、開口側にヨーク2の周壁2aに内嵌するインロー部32が一体成形されている。また、カバー17の底壁17aには、内側にホルダーステー18が設けられている。このホルダーステー18は、弾性を有するダンパ30を介してビス31によって固定されている。ホルダーステー18には、給電のためのブラシ21が設けられている。
The open end of the yoke 2 is closed by a
ブラシ21は、コンミテータ13のセグメント14と摺接可能になっていると共に、不図示の外部電源に接続されている。そして、ブラシ21からセグメント14に電圧を印加することによって、アーマチュアコイル7に電流が給電されるようになっている。アーマチュアコイル7に電流が流れると、アーマチュア3に磁界が形成され、ヨーク2の永久磁石4と、アーマチュア3との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、回転軸が回転するようになっている。
The
ここで、アーマチュア3は、この回転軸5の両端が各々すべり軸受け16,16を介してヨーク2とカバー17に支持されることで回転自在な状態になっている。
各すべり軸受け16は、ヨーク2の底壁2bと、カバー17の底壁17aに設けてある。図2、図3に示すように、すべり軸受け16は、略円筒形状の軸受け本体35と、この軸受け本体35の両端に軸受け本体35を被覆するように設けられ、軸方向に分割構成された一対のスカート状の樹脂部材36,36とから成る。
Here, the
Each sliding
軸受け本体35は、主として焼結材で形成され、且つ全体に潤滑油を含浸させた所謂焼結含油すべり軸受けである。軸受け本体35の両端には、内周縁と外周縁とに面取り部37,38が形成されている。
一方、樹脂部材36,36は、ガラス材が含有されていないものを用いて形成される。例えば、ガラス繊維を含まないPBT樹脂(Polybutylene Terephthalate;ポリブチレンテレフタレート)を用いるのが望ましい。
The bearing
On the other hand, the
樹脂部材36は、軸受け本体35の両端に当接する環状部40と、環状部40の外周から軸受け本体35の軸方向中央に向かって軸受け本体35の外周面を被覆するように延出するスカート部41とが一体成形されたものである。スカート部41は、軸受け本体35を保持する役割を有し、この外周面41aは弧状に形成されている。すなわち、スカート部41は、この肉厚が環状部40側から軸受け本体35の軸方向中央に向かうに従って徐々に厚くなるように形成されている。
The
また、環状部40からスカート部41の先端41bまでの長さL1は、軸受け本体35の軸方向の長さL2の半分の長さよりも短く設定されている。つまり、すべり軸受け16は、軸受け本体35の両端に樹脂部材36,36をセットした際、各樹脂部材36,36の先端41b,41bの間にクリアランスCが設定されるようになっている。この他に、樹脂部材36には、環状部40の内側縁と外側縁に面取り部42,42が形成されていると共に、スカート部41の先端41bの内側縁と外側縁に面取り部43,43が形成されている。
The length L1 from the
図1に示すように、すべり軸受け16が設けられるヨーク2の底壁2bには、段差によって外側に向かって突出するように絞り加工された第一凸部25と、この第一凸部25からさらに外側に向かって突出するように絞り加工された第二凸部26とが連続形成されている。これら第一凸部25、および第二凸部26の内部にすべり軸受け16が固定されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
第二凸部26の周壁26aは、基端側(底壁2b側、図1における左側)から先端側に向かって先細りとなるように斜めに形成されている。そして、この周壁26aの基端側の直径E1はすべり軸受け16の最外径よりも大きく、且つ周壁26aの先端側の直径E2はすべり軸受け16の最外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、すべり軸受け16の2つの樹脂部材36のうち、第二凸部26側(図1における右側)の樹脂部材36は、この一部が第二凸部26の周壁26aの軸方向略中央に当接する。また、第二凸部26側の底壁26bと回転軸5の端部との間には、回転軸5のスラスト荷重を受けるためのスラストプレート46が設けられている。
The
すべり軸受け16の第一凸部25側(図1における左側)の樹脂部材36は、プレート状の軸受けホルダ45によって第二凸部26側に押圧された状態になっている。この軸受けホルダ45は、第一凸部25の周壁25aに内嵌固定されているものである。すなわち、すべり軸受け16は、第一凸部25に内嵌されている軸受けホルダ45と第二凸部26とによって軸方向で挟持された状態になり、調心機能を有する構造になっている。
The
ここで、各樹脂部材36,36の先端41b,41bの間には、クリアランスCが設定されている(図3参照)ので、確実に樹脂部材36の環状部40を軸受け本体35の両端に当接させることができる。このため、すべり軸受け16の軸方向のガタツキを防止することができる。なお、クリアランスCの大きさは任意で設定することが可能であって、軸受けホルダ45と第二凸部26とで樹脂部材36を保持可能な大きさであればよい。
Here, since the clearance C is set between the
より詳述すると、回転軸5は、電動モータ1の組立て精度、回転軸5とすべり軸受け16との間のクリアランスの大きさ等を考慮すると同心上を回転し続けるのは不可能に近いといえる。つまり、回転軸5は多少なりとも偏心ながら回転することになる。このため、回転軸5とすべり軸受け16の軸受け本体35との摺接部分は、軸受け本体35の両端部分になる。
More specifically, it can be said that it is almost impossible to keep the
このことは、すべり軸受け16において、回転軸5による荷重を受ける部分は、厳密にいうと軸受け本体35の両端部分ということになる。したがって、すべり軸受け16における樹脂部材36のスカート部41の長さL1は、軸受けホルダ45と第二凸部26とで樹脂部材36を保持可能な長さであって、且つ軸受け本体35の両端部分を被覆可能な長さに設定されていればよい。
This means that the portions of the sliding
一方、カバー17の底壁17aには、径方向中央に段差によって外側に向かって突出するボス部50が一体成形されており、ここにすべり軸受け16が収納されるようになっている。ボス部50の中央には、回転軸5を挿通するための挿通孔51が形成されている。また、ボス部50には、挿通孔51から内部に向かって徐々に拡径された斜壁部52が形成されている。この斜壁部52は、内面側がすべり軸受け16におけるスカート部41の外周面41aに対応するように弧状に形成されており、ここにすべり軸受け16の一方の樹脂部材36が当接するようになっている。
On the other hand, the
このすべり軸受け16の他方の樹脂部材36は、カバー17のボス部50に設けられた軸受けホルダ53によって外側に向かって押圧された状態になっている。このため、カバー17に設けられたすべり軸受け16は、ボス部50の斜壁部52と軸受けホルダ53とによって軸方向で挟持された状態になり、調心機能を有する構造になっている。
The
したがって、上述の実施形態によれば、アーマチュア3の回転軸5を回転自在に支持するためのすべり軸受け16を潤滑油が含浸された軸受け本体35と、この軸受け本体35の外周面を被覆する一対の樹脂部材36,36とで構成している。しかも、樹脂部材36をガラス材が含有されていないもの、例えば、ガラス繊維を含まないPBT樹脂などで形成しているので、すべり軸受け16をそれぞれヨーク2やカバー17にリジットに固定しつつ、アーマチュア3の回転駆動時の振動をヨーク2やカバー17に伝達し難くすることができる。このため、電動モータ1全体の振動を抑制することができ、騒音の発生を抑制することが可能になる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the sliding
図4は、縦軸を振動加速度(G)とし、横軸を電動モータ1を回転駆動したときの周波数(Hz)とした場合において、汎用ボールメタルで回転軸5を支持した場合と、この実施形態のすべり軸受け16で回転軸5を支持した場合との振動加速度の変化を比較したグラフである。同図の2点鎖線で示すように、汎用ボールメタルで回転軸5を支持した場合よりもすべり軸受け16で回転軸5を支持した場合の振動加速度が低減していることが確認できる。
FIG. 4 shows a case where the
図5は、縦軸を騒音の大きさ(dBA)とし、横軸を電動モータ1を回転駆動したときの周波数(Hz)とした場合において、汎用ボールメタルで回転軸5を支持した場合と、この実施形態のすべり軸受け16で回転軸5を支持した場合との騒音の大きさの変化を比較したグラフである。同図の2点鎖線で示すように、汎用ボールメタルで回転軸5を支持した場合よりもすべり軸受け16で回転軸5を支持した場合の騒音が低減していることが確認できる。
FIG. 5 shows a case where the
また、従来のようにアーマチュア3に余計な荷重を付与したり、すべり軸受け16の摺動面を減少させたりする必要がないので、モータ効率の低下を防止することができると共に、軸受け機能を十分満足させることができる。
さらに、すべり軸受け16の樹脂部材36の外周面41aを弧状に形成することで調心機能が付与されている。このため、電動モータ1の組立てにあたって、容易にすべり軸受け16と回転軸5との芯出しを行うことができるばかりか、それぞれの加工精度を必要以上に高めなくてよいので、製造コストを低減させることができる。
Further, since it is not necessary to apply an extra load to the
Furthermore, the alignment function is provided by forming the outer
そして、すべり軸受け16を軸受け本体35と軸方向に分割可能な樹脂部材36とで構成している。このため、例えば、1つの樹脂部材に軸受け本体をインサート成形するような必要がなく、安価にすべり軸受け16を製作することができると共に、軸受け本体35と樹脂部材36とを容易に組立てることができる。このため、安価な電動モータ1を提供することが可能になる。
また、軸受け本体35を主として焼結材で形成し、且つ全体に潤滑油を含浸させた所謂焼結含油すべり軸受けとすることですべり軸受け16と回転軸5との摺動摩擦を減少させることができる。このため、電動モータ1の効率を向上させることが可能になる。
The sliding
In addition, the so-called sintered oil-impregnated sliding bearing in which the bearing
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、すべり軸受け16を軸受け本体35と軸方向に分割可能な樹脂部材36とで構成し、すべり軸受け16を安価に製作することが可能な場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、図6に示すように、2つの樹脂部材36,36を一体化して1つの樹脂部材55とし、これに軸受け本体35をインサート成形してもよい。この場合、分割構成された樹脂部材36,36と比較して製造コストが増大してしまうものの、樹脂部材55と軸受け本体35との間のガタツキが防止できるので、電動モータ1全体の振動を抑制することができる。また、騒音の発生を抑制することが可能になる点では分割構成された樹脂部材36,36と同様の効果、さらには、一体成形する分、樹脂部材55が分割構成された樹脂部材36よりも騒音を抑制することが可能になる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case has been described in which the
そして、上述の実施形態では、樹脂部材36,36をガラス材が含有されていないものを用いて形成する場合について説明したが、これに限られるものではなく、ガラス材が含有された樹脂部材を用いてもよい。この場合、ガラス材の含有量が多くなればなるほど樹脂部材の硬度が高くなってしまい、アーマチュア3の回転駆動時の振動がヨーク2やカバー17に伝達され易くなってしまうので、ガラス材の含有量は少量であることが望ましい。
And in the above-mentioned embodiment, although the case where the
1 電動モータ
5 回転軸
35 軸受け本体
36,55 樹脂部材
40 環状部
41 スカート部
41a 外周面
41b 先端(合わせ面)
C クリアランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
C Clearance
Claims (7)
An electric motor characterized in that the rotating shaft is rotatably supported using the sliding bearing according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007200704A JP2009038887A (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Slide bearing and electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007200704A JP2009038887A (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Slide bearing and electric motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012223014A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsuba Corp | Electric motor |
JP2014047903A (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Jtekt Corp | Rolling bearing device |
-
2007
- 2007-08-01 JP JP2007200704A patent/JP2009038887A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012223014A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsuba Corp | Electric motor |
JP2014047903A (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Jtekt Corp | Rolling bearing device |
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Legal Events
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