JPS63136944A - 玩具用小型直流モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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
   とする小型直流モータ。
2. （２）前記一対のフィールドマグネットは、その一方が
   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。
3. （３）前記一対のフィールドマグネットは、１８０°の
   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。