JPH0586142B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0586142B2 JPH0586142B2 JP59200864A JP20086484A JPH0586142B2 JP H0586142 B2 JPH0586142 B2 JP H0586142B2 JP 59200864 A JP59200864 A JP 59200864A JP 20086484 A JP20086484 A JP 20086484A JP H0586142 B2 JPH0586142 B2 JP H0586142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature
- bracket
- outer frame
- field magnet
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/54—Disc armature motors or generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、自動車等のラジエータ冷却フアンや
カーエアコン用コンデンサ冷却フアン等の駆動源
及び複写機等の機器に用いられる直流電源にて駆
動される軸方向空隙形コアレスモータ（以下フラ
ツトモータと称す）に関するものである。 従来の構成とその問題点 従来、フラツトモータは薄形を図る事を目的と
して、軸方向に空隙を設けたものであるが、近年
自動車用及び、事務機器その他として使用される
において、従来より超薄形・軽量化を要請され、
かつ、低騒音・邸価格を要請される様になつてき
た。 以下、図面を参照しながら、上述したような従
来の軸方向空隙形コアレスモータ（以下フラツト
モータと称す）について説明する。 第４図は従来のフラツトモータの全体断面を示
すものである。第４図において、１はドーナツ状
の界磁磁石で、円周方向にＮ，Ｓ着磁されてい
る。２は外枠Ａブラケツトで、内面には界磁磁石
１が接着などにより固着されている。３は無鉄心
のアーマチユアであり、界磁磁石１とわずかな隙
間をもつて対設させた偏平円盤形状をなしてい
る。４はアーマチユア３とわずかな隙間をもつて
対設された磁気回路ヨークを兼用した外枠Ｂブラ
ケツトである。５はアーマチユア３に電流を供給
するブラシであり、外枠Ｂブラケツト４に取付け
固定されている。６はアーマチユア３に一体連結
された軸であり、軸受７Ａ，７Ｂを介して軸受カ
バー８にて支承されている。 以上の様に構成されたフラツトモータについて
以下、その動作を説明すると、一般に磁石の磁極
間には必ず極間未着磁部が生じ、したがつて、第
３図に一例として示す様に、アーマチユア３より
見た時に、界磁磁石１には径方向に極間見着磁部
９が形成されており、磁束の流れは、界磁磁石１
のＮ極→空隙→アーマチユア３→空隙→外枠Ｂブ
ラケツト４→空隙→アーマチユア３→空隙→界磁
磁石１のＳ極→外枠Ａブラケツト２→界磁磁石１
のＮ極となる。この時、ブラシ５よりアーマチユ
ア３に通電すると、アーマチユア３はフレミング
の左手の法則により回転する事になる。 しかしながら、上記の様な構成では、軸方向に
２ケ所の空隙を有し界磁磁石１の厚み及びブラシ
５の厚みが軸方向に直列に配置されているため薄
形化を図る上で問題があつた。 又、第５図に他の従来例を示すが、ブラシ５と
界磁磁石１がアーマチユア３により見た時、同方
向に配備し、それだけ薄形化を促進し、かつ、外
枠Ｂブラケツト４と軸受カバー８を一体となした
外枠Ｂブラケツト１０を装備する事により、軽量
化を図つた構成もしられており、この構成におい
ても磁束の流れは、前記第３図に示す構成と同
様、外枠Ａブラケツト１１及び外枠Ｂブラケツト
１０を磁気回路のヨークとして使用した構成とな
つている。 しかし、第５図の様な構成にしても、界磁磁石
１より発生する磁束に対し、アーマチユア３に通
電する事による電機子反作用が、前記磁束の流れ
を不均一なものとし、界磁磁石１に対設する外枠
Ａブラケツト１１の面上の一点を見た時、時間経
過に対する磁力の大きさに周期的不均一が生ずる
事となり、外枠Ａブラケツト１１の剛性により決
定されるタワミが、時間経過とともに、周期的不
均一を生ずるので、外枠Ａブラケツト１１から電
磁振動による騒音が発生する事になる。このた
め、従来においては前記騒音を低減させるため
に、外枠Ａブラケツト１１の厚みを太くして前記
タワミを少なくさせる様にしていたが、全体重量
が重くなる欠点を有していた。 又、それだけ価格的にも高価なものとなり、近
年、前記業界より要請されている。超薄形で軽量
かつ低騒音・低価格を満たす上で、不十分な状況
にあつた。 発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、超薄形・軽量化を図
り、かつ低騒音・低価格を実現する事のできるフ
ラツトモータを提供するものである。 発明の構成 この目的を達成するために本発明のフラツトモ
ータは、磁気回路ヨークを兼用した外枠ブラケツ
トの界磁磁石の磁極間および磁極中心が対向する
位置に、前記アーマチユアに結合したロータシヤ
フトの中心より、径方向に複数のリブを形成する
もので、外枠ブラケツトの厚みを大きくする事な
く、剛性を高める事により、低騒音化を図つたも
ので、同時に軽量化及び低価格化も図つたものと
なつている。 実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。 第１図は本発明の一実施例におけるフラツトモ
ータの半断面図を示すもので、第２図は本発明の
要部を示す外枠ブラケツトの斜視図、第３図は界
磁磁石の配置図である。 第１図において、１２はドーナツ状の界磁磁石
である。１３は外枠Ｂブラケツトで、内面には界
磁磁石１２が接着などにより固着されている。１
４は鉄心のアーマチユアであり、前記界磁磁石１
２とわずかな隙間をもつて対設させた偏平円盤形
状をなしている。１５は前記アーマチユアと連結
したロータシヤフトである。１６は前記アーマチ
ユア１４とわずかな空隙をもつて配設された磁気
回路ヨークを兼用した外枠Ａブラケツトで前記界
磁磁石１２の磁極間および磁極中心の対向面に前
記ロータシヤフト１５を中心として放射状にリブ
１９および１９′を形成したもので、前記Ｂブラ
ケツト１３と同様に鉄等の常磁性材料にて形成さ
れている。１７はブラシで、Ｂブラケツト１３に
固定されている。18アーマチユア１４と一体とな
つた整流子である。 なお、リブ１９は、外枠Ａブラケツト１６の中
心に形成した軸受保持ハウジング部端部１６ａか
らブラケツト平面ヨーク部１６ｂの外径部１６ｃ
まで延び外径部１６ｃに向うに従つて高さが低く
なるように傾斜して設けている。また、外径部１
６ｃに向かうに従つてその幅が狭くなるようにテ
ーパー状に形成している。 以上のように構成されたフラツトモータについ
て以下、その動作を説明する。 まず、界磁磁石１２には、第３図に示す様な径
方向に極間見着磁部９が形成されており、Ｎ極よ
り発する磁束は、アーマチユア１４を通過し、外
枠Ａブラケツト１６に入り、外枠Ａブラケツト内
を界磁磁石１２のＳ極着磁部対向面まで移動し、
再度アーマチユア１４を通過し、Ｓ極に入り、外
枠Ｂブラケツト１３を通りＮ極までの回路を作つ
ている。今ここで、ブラシ１７から電流を整流子
１８へ流すと、整流された電流がアーマチユア１
４に流れ、アーマチユア１４は回転する事にな
る。 このときアーマチユア１４に流れる電流による
電機子反作用のため、外枠Ａブラケツト１６に作
用する磁力が周期的に不均一となり外枠Ａブラケ
ツト１６が電磁振動によるタワミが生ずるが、外
枠Ａブラケツト１６には、放射状にリブ１９およ
び１９′が形成されているため剛性が高く、変動
磁力に対するタワミが小さくなり、結果としてモ
ータが発する騒音を小さくする事が出来るわけで
ある。 ここで、ブラケツトに形成されるリブの位置を
考えるに前記アーマチユア１４を回転させるトル
クＴは、アーマチユア１４に流れる電流Ｉと、界
磁磁石１２より発する磁束量φに比例するが、磁
気回路を兼用する本発明の外枠Ａブラケツト１６
は、そのリブ１９が前記界磁磁石１２との空隙を
広くすることになり、磁気回路上のパーミアンス
を下げる要因となる故、リブ１９のない従来例に
対し、同一トルクを出すための入力が増加する問
題が考えられる。そこで、放射状のリブ１９の位
置を、前記界磁磁石１２の極間未着磁部に対向配
備すると、前記磁気回路上のパーミアンスを下げ
る要因はより少なくなり、実用的効果はさらに高
くなる。 また、リブ１９′を、前記リブ１９の中間、す
なわち界磁磁石１２の磁極中心部に対向して配設
する事により、実使用上、騒音発生の要因となつ
ている磁束の密度が最も密な部分である界磁磁石
１２の極中心位置が対向するヨーク部を部分的に
強化せしめ、外枠Ａブラケツト全体の剛性を一層
強化し、騒音を低減化する効果をさらに高めてい
る。これは、界磁磁石１２の磁極間を短絡するア
ーマチユアコイルの整流電流によつて生じる大き
な磁力が整流子片の切り替わる周期で変化するこ
とにより、外枠Ａブラケツト１６に作用する電磁
力が周期的に大きく変化し、これにより発生する
機械的なタワミを大きくするので、この部分にリ
ブを設けてタワミを防止するものである。 ここで本発明について実験による外枠Ａブラケ
ツト１６の剛性について、以下に示す。 界磁磁石１２と対向する面の中間径（前記界磁
磁石１２のドーナツ状外径と内径の中間径と同
一）に、軸方向にリング状に同一の集中荷重を加
えた時の荷重作用点の変位を示すと、第１表のご
とくであつた。
カーエアコン用コンデンサ冷却フアン等の駆動源
及び複写機等の機器に用いられる直流電源にて駆
動される軸方向空隙形コアレスモータ（以下フラ
ツトモータと称す）に関するものである。 従来の構成とその問題点 従来、フラツトモータは薄形を図る事を目的と
して、軸方向に空隙を設けたものであるが、近年
自動車用及び、事務機器その他として使用される
において、従来より超薄形・軽量化を要請され、
かつ、低騒音・邸価格を要請される様になつてき
た。 以下、図面を参照しながら、上述したような従
来の軸方向空隙形コアレスモータ（以下フラツト
モータと称す）について説明する。 第４図は従来のフラツトモータの全体断面を示
すものである。第４図において、１はドーナツ状
の界磁磁石で、円周方向にＮ，Ｓ着磁されてい
る。２は外枠Ａブラケツトで、内面には界磁磁石
１が接着などにより固着されている。３は無鉄心
のアーマチユアであり、界磁磁石１とわずかな隙
間をもつて対設させた偏平円盤形状をなしてい
る。４はアーマチユア３とわずかな隙間をもつて
対設された磁気回路ヨークを兼用した外枠Ｂブラ
ケツトである。５はアーマチユア３に電流を供給
するブラシであり、外枠Ｂブラケツト４に取付け
固定されている。６はアーマチユア３に一体連結
された軸であり、軸受７Ａ，７Ｂを介して軸受カ
バー８にて支承されている。 以上の様に構成されたフラツトモータについて
以下、その動作を説明すると、一般に磁石の磁極
間には必ず極間未着磁部が生じ、したがつて、第
３図に一例として示す様に、アーマチユア３より
見た時に、界磁磁石１には径方向に極間見着磁部
９が形成されており、磁束の流れは、界磁磁石１
のＮ極→空隙→アーマチユア３→空隙→外枠Ｂブ
ラケツト４→空隙→アーマチユア３→空隙→界磁
磁石１のＳ極→外枠Ａブラケツト２→界磁磁石１
のＮ極となる。この時、ブラシ５よりアーマチユ
ア３に通電すると、アーマチユア３はフレミング
の左手の法則により回転する事になる。 しかしながら、上記の様な構成では、軸方向に
２ケ所の空隙を有し界磁磁石１の厚み及びブラシ
５の厚みが軸方向に直列に配置されているため薄
形化を図る上で問題があつた。 又、第５図に他の従来例を示すが、ブラシ５と
界磁磁石１がアーマチユア３により見た時、同方
向に配備し、それだけ薄形化を促進し、かつ、外
枠Ｂブラケツト４と軸受カバー８を一体となした
外枠Ｂブラケツト１０を装備する事により、軽量
化を図つた構成もしられており、この構成におい
ても磁束の流れは、前記第３図に示す構成と同
様、外枠Ａブラケツト１１及び外枠Ｂブラケツト
１０を磁気回路のヨークとして使用した構成とな
つている。 しかし、第５図の様な構成にしても、界磁磁石
１より発生する磁束に対し、アーマチユア３に通
電する事による電機子反作用が、前記磁束の流れ
を不均一なものとし、界磁磁石１に対設する外枠
Ａブラケツト１１の面上の一点を見た時、時間経
過に対する磁力の大きさに周期的不均一が生ずる
事となり、外枠Ａブラケツト１１の剛性により決
定されるタワミが、時間経過とともに、周期的不
均一を生ずるので、外枠Ａブラケツト１１から電
磁振動による騒音が発生する事になる。このた
め、従来においては前記騒音を低減させるため
に、外枠Ａブラケツト１１の厚みを太くして前記
タワミを少なくさせる様にしていたが、全体重量
が重くなる欠点を有していた。 又、それだけ価格的にも高価なものとなり、近
年、前記業界より要請されている。超薄形で軽量
かつ低騒音・低価格を満たす上で、不十分な状況
にあつた。 発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、超薄形・軽量化を図
り、かつ低騒音・低価格を実現する事のできるフ
ラツトモータを提供するものである。 発明の構成 この目的を達成するために本発明のフラツトモ
ータは、磁気回路ヨークを兼用した外枠ブラケツ
トの界磁磁石の磁極間および磁極中心が対向する
位置に、前記アーマチユアに結合したロータシヤ
フトの中心より、径方向に複数のリブを形成する
もので、外枠ブラケツトの厚みを大きくする事な
く、剛性を高める事により、低騒音化を図つたも
ので、同時に軽量化及び低価格化も図つたものと
なつている。 実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。 第１図は本発明の一実施例におけるフラツトモ
ータの半断面図を示すもので、第２図は本発明の
要部を示す外枠ブラケツトの斜視図、第３図は界
磁磁石の配置図である。 第１図において、１２はドーナツ状の界磁磁石
である。１３は外枠Ｂブラケツトで、内面には界
磁磁石１２が接着などにより固着されている。１
４は鉄心のアーマチユアであり、前記界磁磁石１
２とわずかな隙間をもつて対設させた偏平円盤形
状をなしている。１５は前記アーマチユアと連結
したロータシヤフトである。１６は前記アーマチ
ユア１４とわずかな空隙をもつて配設された磁気
回路ヨークを兼用した外枠Ａブラケツトで前記界
磁磁石１２の磁極間および磁極中心の対向面に前
記ロータシヤフト１５を中心として放射状にリブ
１９および１９′を形成したもので、前記Ｂブラ
ケツト１３と同様に鉄等の常磁性材料にて形成さ
れている。１７はブラシで、Ｂブラケツト１３に
固定されている。18アーマチユア１４と一体とな
つた整流子である。 なお、リブ１９は、外枠Ａブラケツト１６の中
心に形成した軸受保持ハウジング部端部１６ａか
らブラケツト平面ヨーク部１６ｂの外径部１６ｃ
まで延び外径部１６ｃに向うに従つて高さが低く
なるように傾斜して設けている。また、外径部１
６ｃに向かうに従つてその幅が狭くなるようにテ
ーパー状に形成している。 以上のように構成されたフラツトモータについ
て以下、その動作を説明する。 まず、界磁磁石１２には、第３図に示す様な径
方向に極間見着磁部９が形成されており、Ｎ極よ
り発する磁束は、アーマチユア１４を通過し、外
枠Ａブラケツト１６に入り、外枠Ａブラケツト内
を界磁磁石１２のＳ極着磁部対向面まで移動し、
再度アーマチユア１４を通過し、Ｓ極に入り、外
枠Ｂブラケツト１３を通りＮ極までの回路を作つ
ている。今ここで、ブラシ１７から電流を整流子
１８へ流すと、整流された電流がアーマチユア１
４に流れ、アーマチユア１４は回転する事にな
る。 このときアーマチユア１４に流れる電流による
電機子反作用のため、外枠Ａブラケツト１６に作
用する磁力が周期的に不均一となり外枠Ａブラケ
ツト１６が電磁振動によるタワミが生ずるが、外
枠Ａブラケツト１６には、放射状にリブ１９およ
び１９′が形成されているため剛性が高く、変動
磁力に対するタワミが小さくなり、結果としてモ
ータが発する騒音を小さくする事が出来るわけで
ある。 ここで、ブラケツトに形成されるリブの位置を
考えるに前記アーマチユア１４を回転させるトル
クＴは、アーマチユア１４に流れる電流Ｉと、界
磁磁石１２より発する磁束量φに比例するが、磁
気回路を兼用する本発明の外枠Ａブラケツト１６
は、そのリブ１９が前記界磁磁石１２との空隙を
広くすることになり、磁気回路上のパーミアンス
を下げる要因となる故、リブ１９のない従来例に
対し、同一トルクを出すための入力が増加する問
題が考えられる。そこで、放射状のリブ１９の位
置を、前記界磁磁石１２の極間未着磁部に対向配
備すると、前記磁気回路上のパーミアンスを下げ
る要因はより少なくなり、実用的効果はさらに高
くなる。 また、リブ１９′を、前記リブ１９の中間、す
なわち界磁磁石１２の磁極中心部に対向して配設
する事により、実使用上、騒音発生の要因となつ
ている磁束の密度が最も密な部分である界磁磁石
１２の極中心位置が対向するヨーク部を部分的に
強化せしめ、外枠Ａブラケツト全体の剛性を一層
強化し、騒音を低減化する効果をさらに高めてい
る。これは、界磁磁石１２の磁極間を短絡するア
ーマチユアコイルの整流電流によつて生じる大き
な磁力が整流子片の切り替わる周期で変化するこ
とにより、外枠Ａブラケツト１６に作用する電磁
力が周期的に大きく変化し、これにより発生する
機械的なタワミを大きくするので、この部分にリ
ブを設けてタワミを防止するものである。 ここで本発明について実験による外枠Ａブラケ
ツト１６の剛性について、以下に示す。 界磁磁石１２と対向する面の中間径（前記界磁
磁石１２のドーナツ状外径と内径の中間径と同
一）に、軸方向にリング状に同一の集中荷重を加
えた時の荷重作用点の変位を示すと、第１表のご
とくであつた。
【表】
また、騒音を測定した結果を示すと第２表のご
とくであつた。
とくであつた。
【表】
なお、実施例は界磁磁石１２の着磁を６極とし
て説明したが、その他の極数で構成された時も、
同様な効果を奏するものである。 発明の効果 以上のように本発明は、磁気回路ヨークを兼用
した外枠ブラケツトの界磁磁石の磁極間および磁
極中心が対向する位置に外方に突出する複数のリ
ブを放射状に形成することにより効率を低下させ
ることなく低騒音で、軽量・低価格の軸方向空隙
形コアレスモータを提供する事ができ、その実用
的効果は大なるものである。
て説明したが、その他の極数で構成された時も、
同様な効果を奏するものである。 発明の効果 以上のように本発明は、磁気回路ヨークを兼用
した外枠ブラケツトの界磁磁石の磁極間および磁
極中心が対向する位置に外方に突出する複数のリ
ブを放射状に形成することにより効率を低下させ
ることなく低騒音で、軽量・低価格の軸方向空隙
形コアレスモータを提供する事ができ、その実用
的効果は大なるものである。
第１図は本発明の一実施例にかかる軸方向空隙
形コアレスモータの正面半切断面図、第２図は同
外枠ブラケツトの斜視図、第３図は同モータに用
いる界磁磁石の説明図、第４図は従来の軸方向空
隙形コアレスモータの半切断面図、第５図は他の
従来例にかかる半切断面図、第６図は従来の外枠
ブラケツトの斜視図である。 １２……界磁磁石、１４……アーマチユア、１
５……ロータシヤフト、１６……外枠Ａブラケツ
ト、１９，１９′……リブ。
形コアレスモータの正面半切断面図、第２図は同
外枠ブラケツトの斜視図、第３図は同モータに用
いる界磁磁石の説明図、第４図は従来の軸方向空
隙形コアレスモータの半切断面図、第５図は他の
従来例にかかる半切断面図、第６図は従来の外枠
ブラケツトの斜視図である。 １２……界磁磁石、１４……アーマチユア、１
５……ロータシヤフト、１６……外枠Ａブラケツ
ト、１９，１９′……リブ。
Claims (1)
- １ 界磁磁石とわずかな空隙をもつて回転自在に
配設された円盤状のアーマチユアを有するととも
に、このアーマチユアの前記界磁磁石と反対方向
に前記アーマチユアとわずかな空隙をもつて配設
された磁気回路ヨークを兼用した外枠ブラケツト
を有し、この外枠ブラケツトの前記界磁磁石の磁
極間および磁極中心が対向する位置に外方に突出
する複数のリブを前記アーマチユアに結合したロ
ータシヤフトを中心として放射状に形成した軸方
向空隙形コアレスモータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200864A JPS6181160A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 軸方向空隙形コアレスモ−タ |
| US06/778,517 US4677335A (en) | 1984-09-26 | 1985-09-20 | Axial gap type coreless electric motor with noise reduction |
| AU47681/85A AU578196B2 (en) | 1984-09-26 | 1985-09-23 | Coreless axial air gap motor |
| DE8585112113T DE3569315D1 (en) | 1984-09-26 | 1985-09-25 | Axial gap type core-less electric motor |
| EP85112113A EP0180753B1 (en) | 1984-09-26 | 1985-09-25 | Axial gap type core-less electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200864A JPS6181160A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 軸方向空隙形コアレスモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181160A JPS6181160A (ja) | 1986-04-24 |
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