JPH0552131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は駆動回路を内蔵した小型の無整流子電
動機の改良に関し、例えば、車載小型送風装置用
の直流無整流子電動機の構成に関する。

（従来技術） 単相無整流子電動機の場合、回転子の静止位置
により自動的に起動する場合としない場合があ
り、確実に起動させるために、例えば実開昭55−
4991号に示された方法が知られている。それは、
回転子の静止位置が常に回転開始可能な範囲にく
るようにするために、静止部に位置決め磁石を置
き、ロータ磁石と反発（或いは吸引）させ回転子
を位置決めしている。

そして、回転子を正確に位置決めするために、
位置決め磁石を大きくする必要が生じるが、この
磁石を大きくすると、回転子の回転中に前記磁石
の磁束は回転子の回転を妨げる作用をなし、好ま
しくなかつた。

（本発明が解決しようとする問題点） そこで、本発明は、位置決め磁石を大きくする
ことなく、回転子が正規の位置に正しく静止し、
もつて起動の信頼性が向上する無整流子電動機に
することを目的とする。

（上記問題点を解決するための手段） このために、本発明は回転子とヨークとの間の
デイテントトルクを静止トルクとし活用するため
に、ヨークの一部を、ヨーク表面とロータ磁石と
の間隙が大きくなる方向に変形して凹部を形成
し、この凹部において生じるロータ磁石との間の
デイテントトルクと、ロータ磁石と位置決め磁石
との間における吸引作用あるいは反発作用とによ
つて、ロータ磁石を正規の位置に静止させるよう
に働くようにしたものである。

また更には、上記凹部に、無整流子電動機に電
力を供給する外部配線の接続部を配置したもので
ある。

（実施例） 第１図Ａないし第１図Ｃは、一実施例に係る小
型電動機を用いた送風装置を示しており、第１図
Ａの中に破線で示した矢印は風の流れの向きを示
している。

１はアツパハウジングであり、空気吸引口を有
する樹脂性のものである。２は歯付きワツシヤ
で、アツパハウジング１とハウジング３とを連結
する。３は樹脂性のハウジングであり、空気吐出
口窓３ａを有し、アツパハウジング１と電動機本
体Ｍとの間に設けられている。

４ａはボルト、４ｂはワツシヤ、４Ｃはナツ
ト、６は外部配線となるリードワイヤである。ま
た、７は合成樹脂からなるプレートである。位置
検出素子をなすホールIC１９を含む駆動回路部
分はモールド部７ｄによつて樹脂モールドされ、
プレート７と一体となつた回路収納ケース７ａに
収納されている。また回路収納ケース７ａから接
続部としてのターミナル片７ｂが出ている。８は
ゴム製のグロメツト、９はオイルレスメタルであ
り、軸１３の軸受けを構成している。１０は軸漏
れを防ぐフエルトである。

１１は駆動コイル、１２は金属製のヨークでプ
レート７の背面に略全面的に敷設され磁気回路お
よび磁気シールドの役目をなしている。また、該
ヨーク１２の側面に凹部となる切欠き１２ｃを設
けてあり、これにより後述するごとくロータ本体
１４の起動性を良くする役目をなしている。ま
た、ヨーク１２は軸受９を保持するモータハウジ
ングを兼ねている。

次に回転子５を説明する。１３は回転軸、１４
はロータ本体であり、ロータ磁石１４ｂ（永久磁
石）を内蔵しており、フアン１４ａを一体に有す
る樹脂性のものである。そして、ロータ本体ボス
部１４ｃに軸１３が圧入されている。

１５は歯付きワツシヤでフエルト１０の固定お
よびゴミよけに使用されている。

第２図Ｂは第２図Ａに示したヨーク１２の上
に、第１図Ａに図示されたグロメツト８と、外部
配線となるリードワイヤ６と、合成樹脂のプレー
ト７と、該プレート７と一体化された回路収納ケ
ース７ａと、ターミナル片７ｂ、モールド部７ｄ
を実装して示すヨーク１２の一部平面図である。
この第２図Ｂから明らかなように、この実施例で
は切欠き１２ｃに、無整流子電動機に電力を供給
する外部配線６の接続部７ｂを配置している。

このように、切欠き１２ｃに上記接続部７ｂを
配置することによつて、電動機の寿命を長くする
ことができる。つまり、この実施例における電動
機を水分の多い環境下で用いた場合、上記接続部
７ｂが電動機の外部にさらされている場合は、こ
の接続部７ｂが外部の水分によつて腐食してい
く。しかしこの実施例のように、上記接続部７ｂ
を切欠き１２ｃの中に配置することによつて、上
記接続部７ｂを外部の水分から保護することがで
き、従つて電動機の寿命を長くすることができ
る。ま切欠き１２ｃに上記接続部７ｂを配置する
ことによつて、接続部７ｂを配置するためのスペ
ースを別個に設ける必要がなくなるので、部品点
数を減らすこともできる。

本発明はヨーク１２に凹部となる例えば切欠き
１２ｃを設ける点に要旨がある。以下、その作用
を説明する。

ヨーク１２の平面を示す第２図Ａにおいて、仮
想的に示された駆動コイル１１に電流を流す前、
仮想的に示されたロータ本体１４は２個のロータ
磁石１４ｂと位置決め磁石３１との相互反発力、
およびロータ磁石１４ｂの一方（図中下側）とヨ
ーク１２の切欠き１２ｃの端部のうちの一方１２
ａとの吸引力（デイテントトルク）によつて位置
決めがなされている。

そこで、コイル１１に電流を流すとコイル１１
と一方（図中上方）の磁石１４ｂとの間に吸引力
が働きロータ本体１４にトルクが生じロータ本体
１４は矢印Ｒ方向に回転を始める。その際、ロー
タ本体１４が微少回転するとロータ磁石１４ｂ
（図中下側）とヨーク１２の切欠き１２ｃの端部
のうちの他方１２ｂとの吸引力が増大してロータ
本体１４の起動時の加速力を増加する方向に作用
するため、ヨーク１２に切欠き１２ｃを設けるこ
とにより起動時の加速力を大きくすることがで
き、起動性が良くなる。

次に、ロータ本体１４が定速回転時、コイル１
１への通電を遮断すると、ロータ本体１４は減速
して２個のロータ磁石１４ｂと位置決め磁石３１
との相互反発力によりロータ本体１４の停止位置
は決まるが、ロータ磁石１４ｂとヨーク１２の切
欠き１２ｃの端部１２ａとの吸引力により、一層
位置決め性能が良くなる。

この一実施例に使用した駆動回路を第３図に示
す。

第３図を参照すると、２４は駆動回路を電源３
０に接続するためのスイツチである。２０は
PNP形スイツチングトランジスタであり、駆動
コイル１１と直列接続されている。１９は半導体
磁電変換装置の一例として使用されたホールIC
を示し、その出力端子Ｐは限流用抵抗器３１を介
してトランジスタ２０のベースに接続されてお
り、位置は第２図Ａのとおりである。

ホールIC１９と並列接続されたコンデンサ２
６はサージ電圧吸引用のコンデンサであり、ツエ
ナーダイオード２５は１６ボルトのツエナー電圧
を持つ過電圧保護素子であり、ツエナーダイオー
ド２５およびコンデサ２６は共にホールIC１９
をサージ電圧から保護する役目をする。

トランジスタ２０のベース・エミツタ間に接続
されたコンデンサ２７は駆動コイル１１に印加さ
れるトランジスタ２０の出力電圧波形の急激な変
化を抑制するためのもであり、同出力電圧波形を
鈍化させてモータの回転音を小さくするためのも
のである。ツエナーダイオード２９は逆電圧から
トランジスタ２０を保護するためのものである。

なお、ホールIC１９はホール効果を利用した
モノリシツク構造ももので、上記一実施例では松
下電子工業(株)の製品であるDN6839ホールIC１９
（スイツチタイプ）を使用した。

同ホールIC１９はその出力段に設けられたオ
ープン・コレクタ接続のトランジスタを内蔵して
おり、第２図Ａに示したロータ本体１４のロータ
磁石１４ｂがホールIC１９の上に接近すると、
前記オープン・コレクタ接続の出力端子Ｐの電位
をほぼ零ボルトに低下させ「０」信号を生じるの
で、トランジスタ２０は常に飽和導通状態スイツ
チされ、導通するたびに飽和出力電流を駆動コイ
ル１１に流す。

第１図ＢおよびＣはロータ部分の構成を示し、
１４はフアン１４ａを含むロータ本体１４を示
し、１４ｃはロータ本体１４の中の直方体状のボ
ス部を示し、１３は回転子５の回転軸を示してい
る。

なお、ロータ磁石１４ｂを成す２つの永久磁石
はロータ本体１４のボス部１４ｃに設けた穴の中
に挿入され接着されている。

次に上記の構成を有する装置の作動を説明す
る。

最初、スイツチ２４が開路している回転子静止
時は、回転子５がそのロータ磁石１４ｂがホール
IC１９に接近しホールIC１９の出力段トランジ
スタを導通させてその出力を低レベル、つまり
「０」信号にする位置に必ず静止するように規制
されている。その規制の方法としては、前述のご
とくヨーク１２の切欠き１２ｃの端部１２ａと磁
石１４ｂとの間の吸引力（デイテントトルク）お
よび位置決め磁石３１と磁石１４ｂとの間の反発
力が利用されている。

この回転子静止時の状況をさらに説明すると以
下のごとくである。すなわち駆動コイル１１への
通電がやむとロータ１４の回転は止まろうとす
る。この時、ロータ磁石１４ｂは、第２図Ａに示
した位置決め磁石３１（Ｓ極）と対向する側が双
方ともＳ極であるため（第１図Ｂ参照）、２つの
ロータ磁石１４ｂと位置決め磁石３１とは互いに
反発し合い、ロータ本体１４の回転が止まる時は
そのボス部１４ｃは第２図Ａの中に破線で仮想的
に示した位置に常に落ち着こうとする。

しかも、ロータ磁石１４ｂとヨーク１２の切欠
き１２ｃの軸部１２ａとの間に吸引力（デイテン
トトルク）が作用するので、より一層前記破線位
置にロータ本体１４は落ち着こうとする。

なお、デイテントトルクとは駆動コイル１１の
消勢時に回転子５と固定子側のヨーク１２との間
に作用する磁力のことであり、ヨーク１２の形状
が第２図Ａの仮想線L₁のごとく完全な円である
ならば、前述のようなデイテントトルクは現れな
いが、切欠き１２ｃを設けることにより磁石１４
ｂから出た磁束は切欠１２ｃの存在により歪み、
磁石１２ｃと第２図Ａの仮想線L₂で示す領域の
端部１２ａとの間に吸引力が発生する。この吸引
力の存在は実験により確認されている。

次に第３図のスイツチ２４を閉路すると、ホー
ルIC１９の出力電圧は低レベル（ほぼ零ボルト）
つまり「０」信号になつているため、トランジス
タ２０は飽和導通状態となり最初から最大の飽和
電流を駆動コイル１１に供給する。

従つてロータ磁石１４ｂのうちの一方（第２図
Ａ中上方）と駆動コイル１１との間に最大の吸引
力が働き、ロータ本体１４は第２図Ａの矢印Ｒ方
向に回転を始める。そうすると、やがて、ロータ
磁石１４ｂのうちの他方（第２図Ａ中下方）がホ
ールIC１９から遠ざかり、ホールIC１９内の出
力段オープンコレクタトランジスタがオフとな
り、「１」信号が出ることになり駆動コイル１１
への通電は終わるがロータ本体１４は慣性力によ
り回転を続ける。

ロータ本体１４は第１図Ｂに示したような構成
を有するので、ロータ本体１４が180度回転し、
ロータ磁石１４ｂのうちの上記一方がホールIC
１９に接近するとトランジスタ２０が導通し、そ
の飽和電流が駆動コイル１１に供給される。そし
てロータ磁石１４ｂのうちの上記他方が駆動コイ
ル１１に吸引される。このようにしてロータ磁石
１４ｂには常に最大の吸引力が加えられロータ本
体１４の回転を続けることになる。

以上のような動作原理を持つ第２図Ａの回路の
一部をIC化したものが第１図Ａのプレート７上
のケース７ａ内に樹脂モールドされている。

第４図は第２の実施例を示している。この第２
の実施例の構成においては、ヨーク１２の底面に
第４図紙面奥側に凹部となる打ち出し１２ｃを設
けておき、その両側に端部１２ａ，１２ｂを形成
している。

第４図において、コイル１１に電流を流す前、
ロータ本体１４は２個のロータ磁石１４ｂと位置
決め磁石３１との相互反発力およびロータ磁石１
４ｂとヨーク１２の打ち出し部１２ｃの端部１２
ａとの間の吸引力によつて位置決めがなされてい
る。

そこで、コイル１１に電流を流すとコイル１１
とロータ磁石１４ｂとの間に吸引力が働き、ロー
タ本体１４にトルクが生じロータ本体１４は矢印
Ｒ方向に回転を始める。その際、ロータ本体１４
が微少回転すると、ロータ磁石１４ｂとヨーク１
２の打ち出し１２ｃの端部１２ｂとの吸引力が増
大しロータ本体１４の起動時の加速力を増加する
方向に作用する。よつて、起動性が良くなる。

次にロータ本体１４が定速回転時、駆動コイル
１１へ通電を遮断すると、ロータ本体１４は減速
し２個のロータ磁石１４ｂと位置決め磁石３１と
の相互反発力によりロータ本体１４の停止位置は
ほぼ決まるが、ロータ磁石１４ｂとヨーク１２の
打ち出し１２ｃの端部１２ａとの吸引力により、
一層位置決め性能が良くなる。

上記第２実施例においても、打ち出し１２に外
部配線６の接続部を配置しても良いことは言うま
でもなく、この場合は上記第１実施例と同様の効
果が得られる。

なお、上記実施例においては、起動時において
ロータ磁石とコイルとの間の吸引力を利用して起
動するものを述べたが、反発力を利用するタイプ
の電動機であつてもよい。また、位置決め磁石は
吸引力によつて回転子を位置決めするタイプの電
動機であつてもよい。

（本発明の効果） 以上述べたように、本発明では、凹部１２ｃと
ロータ磁石１４ｂとの間のデイテントトルク、お
よびロータ磁石１４ｂと位置決め磁石３１との間
における吸引作用あるいは反発作用によつて、ロ
ータ磁石１４ｂが位置検出素子１９に対向する位
置にて回転子５が静止するようにしたので、位置
決め磁石３１の大きさを大きくすることなく回転
子５を正規の位置に静止させることができる。こ
れにより、回転子５を起動させるときに、駆動コ
イル１１に大きな磁力を与えることができ、回転
子５を確実に回転させることができる。

また本発明では、凹部１２ｃに、無整流子電動
機に電力を供給する外部配線６の接続部７ｂを配
置したので、この接続部７ｂを外部の水分から保
護することができ、これによつて無整流子電動機
の寿命低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明電動機を使用したフアン装置
の一実施例を示す縦断面図、第１図Ｂは前記装置
の回転子部のIB−IB断面図、第１図Ｃは前記回
転子部の矢印IC方向から見た平面図、第２図Ａ
は第１図Ａの矢印方向から見た前記装置のヨー
クの平面図、第２図Ｂは第２図Ａの平面部分に一
部の部品を実装した状態を示す一部平面図、第３
図は前記装置の駆動回路図、第４図は本発明の第
２実施例を示すヨークの平面図である。 ５……回転子、６……外部配線、７ｂ……接続
部、１１……駆動コイル、１２……ヨーク、１２
ａおよび１２ｂ……凹部１２ｃの端部、１２ｃ…
…凹部、１３……回転軸、１４……ロータ本体、
１４ｂ……ロータ磁石、１９……位置検出素子、
３１……位置決め磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸１３と一体に回転するロータ本体１４
   に、２個のロータ磁石１４ｂが前記回転軸１３を
   中心として180度離して設けられることによつて
   構成される回転子５と、 この回転子５に対して固定子側に設けられ、通
   電されることによつて前記ロータ磁石１４ｂとの
   間における磁力を生じる駆動コイル１１と、 前記固定子側に設けられ、前記回転子５の位置
   を検出して前記駆動コイル１１への通電を制御す
   る信号を出力する位置検出素子１９と、 前記固定子側に設けられ、前記ロータ磁石１４
   ｂとの間で吸引作用あるいは反発作用が働き、こ
   の吸引作用あるいは反発作用によつて前記回転子
   ５の静止位置を規制する位置決め磁石３１と、 前記駆動コイル１１と前記位置検出素子１９と
   前記位置決め磁石３１とを支持しかつ収納し、前
   記ロータ磁石１４ｂに対面する部位が強磁性体よ
   るなるヨーク１２とを備え、 前記ロータ磁石１４ｂと前記ヨーク１２の表面
   とが所定の間隙を保つて回転し、 前記ヨーク１２の表面のうち前記ロータ磁石１
   ４ｂに対面する部位の一部に、この表面と前記ロ
   ータ磁石１４ｂとの間隙が大きくなる凹部１２ｃ
   が設けられ、 この凹部１２ｃの端部１２ａ，１２ｂの一方と
   前記ロータ磁石１４ｂとの間のデイテントトル
   ク、および前記ロータ磁石１４ｂと前記位置決め
   磁石３１との間における前記吸引作用あるいは反
   発作用によつて、前記ロータ磁石１４ｂが前記位
   置検出素子１９に対向する位置にて前記回転子５
   が静止するように前記凹部１２の位置が定められ
   た無整流子電動機において、 前記凹部１２ｃに、前記無整流子電動機に電力
   を供給する外部配線６の接続部を配置したことを
   特徴とする無整流子電動機。