JPS63136944A - Miniature dc motor for toys - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、玩具等に使用する３極のアーマチュアを有
する玩具用小型直流モータ、特に振動を低減することが
可能な玩具用小型直流モータに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a small DC motor for toys having a three-pole armature for use in toys, etc., and particularly to a small DC motor for toys that can reduce vibration. .
従来の玩具用小型直流モータは、ステータに逆極性の一
対のフィールドマグネットが上下対称位置に配設され、
これらフィールドマグネットに対向して３極の磁脚を有
するアーマチュアが軸受に支持された回転軸に固着され
て回転自在に設けられた構成を有する。Conventional small DC motors for toys have a pair of field magnets with opposite polarities arranged in vertically symmetrical positions on the stator.
An armature having three magnetic legs facing these field magnets is rotatably fixed to a rotating shaft supported by a bearing.
ところで、このような従来の玩具用小型直流モータは、
その使用目的が玩具等を対称としているので、コストの
低順を維持する必要があり、その回転軸とこれを支持す
る軸受とを高精度に製作することが困難である。このた
めくアーマチュアの回転位相によってフィールドマグネ
ットの磁界を横切るコイルの付勢力が左右方向で不均一
となり、その回転軸はフィールドマグネットを結ぶ線と
直交する方向に振動し、これに伴って騒音を発生する。By the way, such conventional small DC motors for toys are
Since the intended use is for toys and the like, it is necessary to maintain low cost, and it is difficult to manufacture the rotating shaft and the bearing that supports it with high precision. Due to this rotational phase of the armature, the biasing force of the coil that crosses the field magnet's magnetic field becomes uneven in the left-right direction, and its rotation axis vibrates in a direction perpendicular to the line connecting the field magnets, causing noise. do.
この振動及び騒音の発生は、軸受と回転軸との精度を向
上させることにより、低減させることができるものであ
るが、上述のように、玩具用小型直流モータにあっては
、コストの低廉化が使命であるので、これを実現するこ
とはできず、品質の低迷が余儀なくされているのが実情
である。The generation of this vibration and noise can be reduced by improving the precision of the bearing and rotating shaft, but as mentioned above, in the case of small DC motors for toys, it is possible to reduce the cost. The reality is that this cannot be achieved, and quality is forced to decline.
この振動及び騒音の発生を解決するために、本出願人は
、先に特公昭５６−３０７７３号公報に記載の小型モー
タにより駆動される装置を提案した。この従来例は、２
極モータのフィールドマグネットのＳ、Ｎ両極を結ぶ線
と略直交する方向に伝動ベルト、スプリング等によって
回転軸を付勢することにより、振動及び騒音の発生を防
止するようにしている。In order to solve this problem of vibration and noise, the present applicant previously proposed a device driven by a small motor as described in Japanese Patent Publication No. 56-30773. This conventional example is 2
The generation of vibration and noise is prevented by urging the rotating shaft using a transmission belt, a spring, etc. in a direction substantially perpendicular to the line connecting the S and N poles of the field magnet of the polar motor.
しかしながら、上記従来の玩具用小型直流モータにあっ
ては、フィールドマグネットの配置位置を外部から分か
るように表果したり、付勢用のスプリングを必要とし、
そのためにコストの多少の上昇は避けられないという未
解決の問題点かあった。However, in the above-mentioned conventional small DC motor for toys, it is necessary to display the position of the field magnet so that it can be seen from the outside, or to use a biasing spring.
As a result, there was an unresolved problem that some increase in costs was inevitable.
そこで、この発明は、部品点数を増加させることなく、
振動及び騒音の発生を防止することが可能な玩具用小型
直流モータを提供することを目的としている。Therefore, this invention does not increase the number of parts,
The object of the present invention is to provide a small DC motor for toys that can prevent the generation of vibration and noise.
上記目的を達成するために、この発明は、ステータに配
置された一対のフィールドマグネットと、該一対のフィ
ールドマグネットに対向する３極の磁脚を有するアーマ
チュアとを備えた玩具用小型 ゛直流モータにお
いて、前記アーマチュアと各フィールドマグネットとの
間の磁力を異ならせ、アーマチュアを一方のフィールド
マグネット側に付勢するようにしたことを特徴としてい
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a small DC motor for toys, comprising a pair of field magnets disposed on a stator, and an armature having three pole magnetic legs facing the pair of field magnets. , the magnetic force between the armature and each field magnet is made different so that the armature is biased toward one field magnet.
この発明においては、ステータのフィールドマグネット
とアーマチュアとの間の磁力を、一対のフィールドマグ
ネットの位相をずらしたり、磁束密度を異ならせるなど
により異ならせ、これによって、アーマチュアに生じる
コイル通電時のフィールドマグネットと直交する方向の
移動力を打ち消してアーマチュアを所定方向に付勢する
ことができ、アーマチュアを取付けた回転軸とこれを支
持する軸受との間で発生する振動を防止し、騒音の発生
も防止することができる。In this invention, the magnetic force between the field magnet of the stator and the armature is made different by shifting the phase of the pair of field magnets or making the magnetic flux density different, thereby causing the field magnet generated in the armature when the coil is energized. The armature can be biased in a predetermined direction by canceling the moving force in the direction perpendicular to the armature, preventing vibrations generated between the rotating shaft to which the armature is attached and the bearing that supports it, and also preventing the generation of noise. can do.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図はこの発明の一実施例を示す路線的構成図である
。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
図中、１．２はステータに配置され逆極性に着磁された
一対の円弧状のフィールドマグネットであって、これら
フィールドマグネット１．２に対向して３極の磁脚３ａ
〜３ｃを有するアーマチュア４が軸受（図示せず）に支
持された回転軸５に固着されて回転自在に設けられてい
る。In the figure, reference numeral 1.2 denotes a pair of arc-shaped field magnets arranged in the stator and magnetized with opposite polarities.
An armature 4 having a diameter of 3c is rotatably fixed to a rotating shaft 5 supported by a bearing (not shown).
フィールドマグネット１．２は、その一方のフィールド
マグネット１の円周方向の中央位置と軸心とを結ぶ線１
１が他方のフィールドマグネット２の同様の線１２に対
してアーマチュア４の回転方向即ち時計方向に１０＠〜
２０°好ましくは１０°〜１５°のずれ角θだけずらし
た非対称位置に配置されている。ここで、フィールドマ
グネット１，２のずれ角θを１０°〜２０°に選定する
理由は、ずれ角θを１０°未満に選定するとフィールド
マグネット１に近接するアーマチュア４の磁脚３ａ〜３
ｃを上方にある程度吸引することはできるが、アーマチ
ュア４の左右方向の振動を抑制するには不十分であり、
アーマチュア４が左右方向に振動を生じ、ずれ角θを２
０°を越える値に選定すると、フィールドマグネットｌ
と磁脚３ａ〜３Ｃとの反発作用によってアーマチュア４
を左方に押し戻す側圧を生じることによって却って振動
を増加させることになり、アーマチュア４に左右方向の
振動を発生すると共に、フィールドマグネット１とこれ
に対向する磁脚３ａ〜３ｃとが同極性となっている期間
が長くなり、アーマチュア４を逆方向に回転させようと
する力が大きくなるので、その回転に大きな支障を与え
ることになり、ずれ角θを１０°〜２０°の範囲に選定
することにより、アーマチュアの回転に大きな支障を与
えることがないと共に、フィールドマグネット１によっ
てアーマチュア４の磁脚３ａ〜３Ｃを静的に右方に吸引
することになるので、アーマチュア４の左右方向の振動
を抑制することができる。The field magnet 1.2 has a line 1 connecting the center position in the circumferential direction of one of the field magnets 1 and the axis.
1 in the direction of rotation of the armature 4, i.e. clockwise, with respect to a similar line 12 of the other field magnet 2.
They are arranged at asymmetric positions shifted by a deviation angle θ of 20°, preferably 10° to 15°. Here, the reason why the deviation angle θ of the field magnets 1 and 2 is selected to be 10° to 20° is that if the deviation angle θ is selected to be less than 10°, the magnetic legs 3a to 3 of the armature 4 will be close to the field magnet 1.
c can be sucked upward to some extent, but it is not sufficient to suppress the vibration of the armature 4 in the left and right direction.
The armature 4 vibrates in the left-right direction, and the deviation angle θ is reduced to 2.
If a value exceeding 0° is selected, the field magnet l
The armature 4 is
By generating lateral pressure that pushes the field magnet back to the left, the vibration is increased, causing vibration in the left and right direction in the armature 4, and the field magnet 1 and the magnetic legs 3a to 3c facing it become of the same polarity. The period in which the armature 4 is rotated in the opposite direction becomes longer, and the force that tries to rotate the armature 4 in the opposite direction becomes larger, which greatly hinders the rotation. Therefore, the deviation angle θ should be selected in the range of 10° to 20°. As a result, there is no major hindrance to the rotation of the armature, and the magnetic legs 3a to 3C of the armature 4 are statically attracted to the right by the field magnet 1, so vibrations of the armature 4 in the left-right direction are suppressed. can do.
アーマチュア４の各磁脚３ａ〜３Ｃには、コイル６ａ〜
６Ｃが巻装され、これらコイル６ａ〜６Ｃがそれぞれ３
分割されたコンミテータ７及びこれらに摺接する１８０
°の位置に設けられたブラシ８ａ、８ｂを介して直流電
源に接続されている。Each magnetic leg 3a to 3C of the armature 4 has coils 6a to 3C.
6C are wound, and each of these coils 6a to 6C is 3
Divided commutator 7 and 180 slidingly in contact with them
It is connected to a DC power source via brushes 8a and 8b provided at .degree.
次に、上記実施例の動作を説明する。今、アーマチュア
４が、第１図に示す如く、磁ＪＩＩＩ３ａが線１２上に
あって、フィールドマグネット１に対向しているものと
すると、この状態では、ブラシ８ａがコンミチータフの
分割位置に跨がっている中性点にあるので、磁脚３ａの
コイル６ａには通電されず、磁脚３ｂ及び３Ｃのコイル
６ｂ及び６Ｃには通電されるので、磁脚３ｂがＮ極、磁
脚３ＣがＳ極となる。このため、動的には、磁脚３ｂが
フィールドマグネット２に吸引されると共に、磁脚３Ｃ
がフィールドマグネット２と反発することになるので、
アーマチュア４が時計方向に回転する。このとき、静的
状態では、フィールドマグネッ）ｌがずれ角θ分だけ傾
斜している関係で、このフィールドマグネット１による
磁脚３ａの吸引力の右方向分力がかなり大きくなるので
、コイル６ｂ及び６ｃの通電によってフレミングの左手
の法則によるアーマチュア４を左方向に移動させる力を
打ち消して実質的にアーマチュア４が右方向に付勢され
ることになる。このため、アーマチュア４を取付けた回
転軸５はこれを支持する軸受の右側の内周面に接触する
ことになる。Next, the operation of the above embodiment will be explained. Assuming that the armature 4 is now facing the field magnet 1 with the magnet JIII 3a on the line 12 as shown in FIG. Since the coil 6a of the magnetic leg 3a is not energized, the coils 6b and 6C of the magnetic legs 3b and 3C are energized, so the magnetic leg 3b is the north pole and the magnetic leg 3C is the south pole. Become the pole. Therefore, dynamically, the magnetic leg 3b is attracted to the field magnet 2, and the magnetic leg 3C
will be repelled by field magnet 2, so
Armature 4 rotates clockwise. At this time, in a static state, since the field magnet 1 is inclined by the deviation angle θ, the rightward component of the attraction force of the magnetic leg 3a by the field magnet 1 becomes considerably large, so that the coil 6b and By energizing 6c, the force that moves the armature 4 to the left due to Fleming's left hand rule is canceled out, and the armature 4 is substantially urged to the right. Therefore, the rotating shaft 5 to which the armature 4 is attached comes into contact with the right inner circumferential surface of the bearing that supports it.
この状態からアーマチュア４が時計方向に回転して、第
２図Ａの状態となると、この状態では、ブラシ８ａが中
立点を維持しているので、コイル６ａ〜６ｃの通電状態
は第１図と何ら変化がなく、ただアーマチュア４の回転
によってコイル６ｂ及び６Ｃの通電によるアーマチュア
を左動させる力が減少するだけであるので、静的状態で
のアーマチュア４の付勢力は何ら変化せず、アーマチュ
ア４が左動することない。When the armature 4 rotates clockwise from this state to the state shown in FIG. 2A, in this state, the brush 8a maintains the neutral point, so the energized state of the coils 6a to 6c is as shown in FIG. There is no change, and only the force that moves the armature to the left due to the energization of the coils 6b and 6C decreases as the armature 4 rotates, so the biasing force of the armature 4 in a static state does not change at all, and the armature does not move to the left.
さらに、アーマチュア４が時計方向に回転して第２図Ｂ
の状態となると、ブラシ８ａがコンミチータフの一つの
分割体にのみ接触する状態となるので、磁脚３ａのコイ
ル６ａが通電されて磁脚３ａがＮ極となって、フィール
ドマグネット１と同極となり、互いに反発することにな
る。一方、磁゛ＪＩ３ｂ及び３ｃは前記と同様に通電さ
れているので、磁脚３ｂがＮ極、磁脚３ＣがＳ極となり
、フィールドマグネット２との相互作用によって、アー
マチュア４が時計方向に回転を継続する。この際には、
コイル６３〜６Ｃの通電によりアーマチュア４を左右方
向に移動させる力が均衡することになるが、静的状態で
は、フィールドマグネット１によって磁脚３ａが吸引さ
れるので、アーマチュア４を右方向に付勢する分力が作
用することになり、アーマチュア４は右方向に付勢され
た状態を維持し、回転軸５が軸車の右側内周面から離脱
することはない。Further, the armature 4 rotates clockwise, and as shown in FIG.
In this state, the brush 8a comes into contact with only one divided body of the Commichi Tough, so the coil 6a of the magnetic leg 3a is energized and the magnetic leg 3a becomes the north pole, making it the same polarity as the field magnet 1. , will repel each other. On the other hand, since the magnets JI 3b and 3c are energized in the same way as described above, the magnetic leg 3b becomes the north pole and the magnetic leg 3C becomes the south pole, and by interaction with the field magnet 2, the armature 4 rotates clockwise. continue. In this case,
By energizing the coils 63 to 6C, the forces that move the armature 4 in the left-right direction are balanced, but in a static state, the field magnet 1 attracts the magnetic leg 3a, so the armature 4 is biased in the right direction. As a result, the armature 4 maintains a state in which it is biased to the right, and the rotating shaft 5 does not separate from the right inner circumferential surface of the axle.
次いで、アーマチュア４が時計方向に回転して第２図Ｃ
の状態となると、この状態では、ブラシ８ｂが中性点と
なり、コイル６ｂが非通電状態となり、コイル６ａ及び
６Ｃの通電によってアーマチュア４を右方向に移動させ
る力が発生する。このときも、静的状態ではフィールド
マグネット１により磁脚３ａ及び３ｃを右方向に付勢し
ているので、アーマチュア４は右方向に付勢された状態
を維持し、回転軸５が軸受の右側内周面から離脱するこ
とはない。Then, the armature 4 rotates clockwise to the position shown in FIG.
In this state, the brush 8b becomes the neutral point, the coil 6b becomes de-energized, and the energization of the coils 6a and 6C generates a force that moves the armature 4 to the right. At this time, in the static state, the field magnet 1 biases the magnetic legs 3a and 3c to the right, so the armature 4 maintains the biased state to the right, and the rotating shaft 5 is on the right side of the bearing. It does not separate from the inner peripheral surface.
以下、同様に、第２図りから第２図Ｆを経て第１図の状
態に戻り、この間にアーマチュア４が右方向への移動力
から左方向への移動力に徐々に切り変わるが、フィール
ドマグネット１による磁脚の静的吸引力によってアーマ
チュア４の左方向への移動が抑制されて、回転軸５が軸
受の右側内周面から離脱することなく、時計方向の回転
を継続する。Similarly, the state shown in Fig. 1 is returned from the second drawing through Fig. 2 F, and during this time the armature 4 gradually switches from the rightward moving force to the leftward moving force, but the field magnet The leftward movement of the armature 4 is suppressed by the static attraction force of the magnetic leg 1, and the rotating shaft 5 continues to rotate clockwise without separating from the right inner circumferential surface of the bearing.
このように、アーマチュア４がフィールドマグネット１
によって右方向に付勢された状態で回転することになる
ので、従来例のようにアーマチュア４の一回転で生じる
６回のフィールドマグネットを結ぶ線と直交する方向の
振動を確実に抑制することができ、回転軸５が軸受の内
周面に常に接触した状態で回転することとなって、振動
の発生を防止することができると共に、振動に伴う騒音
の発生を防止することができる。In this way, armature 4 is connected to field magnet 1.
Because it rotates while being biased to the right by Since the rotating shaft 5 rotates while always being in contact with the inner circumferential surface of the bearing, it is possible to prevent the generation of vibrations and also to prevent the generation of noise accompanying the vibrations.
なお、上記実施例においては、フィールドマグネット１
．２の位相をフィールドマグネット２に対してフィール
ドマグネット１を時計方向にずらす場合について説明し
たが、逆に反時計方向にずれ角θ分だけずらすようにし
てもよい。In addition, in the above embodiment, the field magnet 1
．． Although the case where the field magnet 1 is shifted clockwise with respect to the field magnet 2 has been described, the phase of the field magnet 2 may be shifted counterclockwise by the shift angle θ.
また、上記実施例においては、フィールドマグネット１
．２の位相をずらすことによって、これらによって形成
されるアーマチュア４との間の磁力を異ならせる場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、フ
ィールドマグネット１．２を１８０°の間隔を保って対
称的に配置し、それらの一方例えばフィールドマグネッ
ｌ−１を異方性磁石で構成し、他方のフィールドマグネ
ット２を等方性磁石で構成することによって、両者の磁
束密度を２ガウス程度異ならせ、アーマチュア４を一方
のフィールドマグネット側に付勢するようにしても、回
転軸５が軸受の内周面に接触しながら多少移動すること
になるが、回転軸５が軸受の内周面から離脱することは
ないので、上記実施例と同様の効果を得ることができる
。In addition, in the above embodiment, the field magnet 1
．． Although the case has been described in which the magnetic force between the field magnet 1.2 and the armature 4 formed by these is different by shifting the phase of the field magnet 1.2, the magnetic force between the field magnet 1.2 and the armature 4 formed by these is different, but the present invention is not limited to this. By arranging them symmetrically, one of them, for example, field magnet l-1, is composed of an anisotropic magnet, and the other field magnet 2 is composed of an isotropic magnet, so that the magnetic flux densities of the two can differ by about 2 Gauss. Even if the armature 4 is biased toward one of the field magnets, the rotating shaft 5 will move slightly while contacting the inner circumferential surface of the bearing, but the rotating shaft 5 will not move away from the inner circumferential surface of the bearing. Since there is no separation, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
以上説明したように、この発明によれば、一対のフィー
ルドマグネットとアーマチュアとの間に作用する磁力が
、アーマチュアと一方のフィールドマグネットとの間及
び他方のフィールドマグネットとの間で、異なるように
選定されているので、アーマチュアを何れかのフィール
ドマグネット側によって、コイルの通電により発生する
フィールドマグネットを結ぶ線と直交する方向の移動力
を打ち消してアーマチュアを所定方向に付勢することが
でき、アーマチュアを取付けた回転軸とこれを支持する
軸受との間が常に接触状態となって、両者間が離間する
ことがなくなり、振動の発生を確実に防止することがで
き、これに伴う騒音の発生も防止することができ、しか
もそのために部品点数の増加を招くことがないので、全
体の構成を廉価に製作することができ、る等の効果が得
られる。As explained above, according to the present invention, the magnetic force acting between the pair of field magnets and the armature is selected to be different between the armature and one field magnet and between the other field magnet. Therefore, the armature can be biased in a predetermined direction by using one of the field magnets to cancel the moving force in the direction perpendicular to the line connecting the field magnets, which is generated by energizing the coil. The installed rotating shaft and the bearing that supports it are always in contact, and there is no separation between them, which reliably prevents vibrations and the associated noise. Moreover, since the number of parts does not increase due to this, the entire structure can be manufactured at low cost, and other effects can be obtained.
第１図はこの発明の一実施例を示す路線的構成図、第２
図Ａ−Ｆはこの発明の詳細な説明に供するアーマチュア
の回転状態を示す説明図である。
図中、１．２はフィールドマグネット、３ａ〜３ｃは磁
脚、４はアーマチュア、５は回転軸、６ａ〜６Ｃはコイ
ル、７はコンミテータ、８ａ、８ｂはブラシである。Fig. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention;
FIGS. AF are explanatory diagrams showing the rotational state of the armature to provide a detailed explanation of the present invention. In the figure, 1.2 is a field magnet, 3a to 3c are magnetic legs, 4 is an armature, 5 is a rotating shaft, 6a to 6C are coils, 7 is a commutator, and 8a and 8b are brushes.
Claims (3)
トと、該一対のフィールドマグネットに対向する３極の
磁脚を有するアーマチュアとを備えた玩具用小型直流モ
ータにおいて、前記アーマチュアと各フィールドマグネ
ットとの間の磁力を異ならせ、アーマチュアを一方のフ
ィールドマグネット側に付勢するようにしたことを特徴
とする小型直流モータ。(1) In a small DC motor for a toy equipped with a pair of field magnets arranged on a stator and an armature having three pole magnetic legs facing the pair of field magnets, there is a gap between the armature and each field magnet. A small DC motor characterized by having different magnetic forces and biasing the armature toward one field magnet.
他方に対して１０°〜２０°のずれ角を有する非対称位
置に設けられている特許請求の範囲第１項記載の玩具用
小型直流モータ。(2) The small DC motor for a toy according to claim 1, wherein the pair of field magnets are provided in an asymmetrical position with one of the field magnets having a deviation angle of 10° to 20° with respect to the other.
間隔を保って対称的に配置され、且つ両者の磁束密度が
異なるように選定されている特許請求の範囲第１項記載
の玩具用小型直流モータ。(3) The small DC motor for a toy according to claim 1, wherein the pair of field magnets are arranged symmetrically with an interval of 180° and are selected to have different magnetic flux densities. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28321186A JPS63136944A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Miniature dc motor for toys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28321186A JPS63136944A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Miniature dc motor for toys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136944A true JPS63136944A (en) | 1988-06-09 |
Family
ID=17662552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28321186A Pending JPS63136944A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Miniature dc motor for toys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63136944A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0374164A (en) * | 1989-08-14 | 1991-03-28 | Hitachi Ltd | Motor |
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| JPS5630773A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-27 | Matsushita Electronics Corp | Semiconductor integrated circuit device |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28321186A patent/JPS63136944A/en active Pending
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