特許 6847723 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6847723

(24)【登録日】2021年3月5日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/17 20060101AFI20210315BHJP

   H02K 5/04 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/17

   H02K5/04

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-49807(P2017-49807)

(22)【出願日】2017年3月15日

(65)【公開番号】特開2018-157611(P2018-157611A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2019年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100124589

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 竜郎

(74)【代理人】

【識別番号】100166811

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 剛

(72)【発明者】

【氏名】生田 明子

(72)【発明者】

【氏名】小串 正樹

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１４８２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４３０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９３９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０９８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０８７８０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００３３０３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／１７

Ｈ０２Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、
前記モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、
前記フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、
回転軸方向において、前記磁石と前記フレームとが接着剤により連結し、
前記複数の角部に、前記１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、
前記フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、
前記補強部材は、前記フレームと前記収容部の間において径方向に延在しており、
前記補強部材は、前記フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、
前記収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、
前記収容部の面部には、リブが設けられており、
前記リブは、前記収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている、アクチュエータ。

【請求項2】

モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、
前記モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、
前記フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、
前記複数の角部に、前記１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、
前記フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、
前記補強部材は、前記フレームと前記収容部の間において径方向に延在しており、
前記補強部材は、前記フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、
前記収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、
前記収容部の面部には、リブが設けられており、
前記リブは、前記収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている、アクチュエータ。

【請求項3】

モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、
前記モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、
前記フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、
前記複数の角部に、前記１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、
前記モータの運転時には、径方向において、対向する前記フレームの部位が互いに逆向きに振動し、隣り合う前記フレームの部位が逆向きに振動し、前記フレームの角部では節となり、前記複数の面部が腹となる振動が前記フレームに生じ、
前記モータの運転時には、互いに隣接する前記フレームの部位は互いに逆方向に振動し、
前記フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、
前記補強部材は、前記フレームと前記収容部の間において径方向に延在しており、
前記補強部材は、前記フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、
前記収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、
前記収容部の面部には、リブが設けられており、
前記リブは、前記収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている、アクチュエータ。

【請求項4】

回転軸方向において、前記磁石と前記フレームとが接着剤により連結している、請求項２又は３に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記フレームの角部及び面部に、前記周方向に延在する補強部材が設けられている、請求項１から４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記補強部材が複数、前記フレームに設けられており、
前記リブが複数、前記筐体に設けられており、
前記リブは、前記フレームの面部を、前記モータの内部に向けて付勢している、請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記リブの端部は、前記収容部の角部に設けられている、請求項１から６のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記リブは、凸部で形成されている、又は前記筐体の複数の凹部の間に形成されている、請求項１から７のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項9】

前記補強部材が複数、前記フレームに設けられており、
前記リブが複数、前記筐体に設けられており、
前記複数の補強部材と前記複数のリブが、前記フレームの面部の中央部に対して、前記フレームの端部側に配置されている、請求項１から８のいずれかに記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、アクチュエータに関し、特に、磁石がフレームの内側に取り付けられているアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

アクチュエータなどに用いられるモータには、磁石がフレームの内側に取り付けられている構造を有するものがある。

【0003】

下記特許文献１には、モータハウジングの内面に面接触する永久磁石を備えた直流モータの構造が開示されている。この直流モータでは、モータハウジングと永久磁石との面接触の間に、弾性を有する緩衝体が積層状に介在している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４−２８７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

モータ及びアクチュエータにおける異音の発生を抑制することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、アクチュエータは、モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、回転軸方向において、磁石とフレームとが接着剤により連結し、複数の角部に、１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、補強部材は、フレームと収容部の間において径方向に延在しており、補強部材は、フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、収容部の面部には、リブが設けられており、リブは、収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている。
この発明の他の局面に従うと、アクチュエータは、モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、複数の角部に、１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、補強部材は、フレームと収容部の間において径方向に延在しており、補強部材は、フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、収容部の面部には、リブが設けられており、リブは、収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている。
この発明のさらに他の局面に従うと、アクチュエータは、モータと、当該モータの収容部を有する筐体とを備え、モータは、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有するフレームと、フレームの内側に配置された１又は複数の磁石と、を備え、複数の角部に、１又は複数の磁石の磁極要素が配置されており、モータの運転時には、径方向において、対向するフレームの部位が互いに逆向きに振動し、隣り合うフレームの部位が逆向きに振動し、フレームの角部では節となり、複数の面部が腹となる振動がフレームに生じ、モータの運転時には、互いに隣接するフレームの部位は互いに逆方向に振動し、フレームには、当該フレームの面部に沿って、周方向に延在する補強部材が設けられており、補強部材は、前記フレームと前記収容部の間において径方向に延在しており、補強部材は、フレームを形成する部材とは異なる部材で形成されており、収容部は、複数の角部と、隣接する２つの角部の間にある面部とを有し、収容部の面部には、リブが設けられており、リブは、収容部に配置されるモータに対して周方向に延びている。
好ましくは、回転軸方向において、磁石とフレームとが接着剤により連結している。
好ましくは、フレームの角部及び面部に、周方向に延在する補強部材が設けられている。
好ましくは、補強部材が複数、フレームに設けられており、リブが複数、筐体に設けられており、リブは、フレームの面部を、モータの内部に向けて付勢している。
好ましくは、リブの端部は、収容部の角部に設けられている。
好ましくは、リブは、凸部で形成されている、又は筐体の複数の凹部の間に形成されている。
好ましくは、補強部材が複数、フレームに設けられており、リブが複数、筐体に設けられており、複数の補強部材と複数のリブが、フレームの面部の中央部に対して、フレームの端部側に配置されている。

【0025】

これらの発明に従うと、モータ及びアクチュエータにおける異音の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態の１つにおけるモータを示す断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図3】フレーム組立体の分解斜視図である。

【図4】磁石に対する接着剤が配置される領域を説明する図である。

【図5】図１のＣ−Ｃ線における断面図である。

【図6】ブラケット及びプレートを示す斜視図である。

【図7】モータの振動モードについて説明する図である。

【図8】モータの振動モードの解析結果について説明する図である。

【図9】本実施の形態の一変形例に係るモータの磁石を示す斜視図である。

【図10】磁石に対する接着剤が配置される領域を説明する図である。

【図11】本変形例に係るモータの断面図である。

【図12】磁石に対する接着剤の配置例を説明する図である。

【図13】本実施の形態の別の変形例に係るモータの磁石を示す斜視図である。

【図14】本実施の形態の別の変形例に係るフレームを示す斜視図である。

【図15】本実施の形態の別の変形例に係るフレームを示す斜視図である。

【図16】本実施の形態の別の変形例に係るアクチュエータの構成を説明する斜視図である。

【図17】収容部部分の、回転軸に垂直な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施の形態におけるモータ及びそれを用いたアクチュエータの一例について説明する。

【0028】

以下の説明において、モータのシャフトに平行な方向を、回転軸方向ということがある。また、回転軸方向を、上下方向ということがある（モータのフレームから見てシャフトが突出している方向が上方向）。ここでいう「上下」、「上」、「下」等は、モータのみに着目した場合について便宜上採用する示し方であって、このモータが搭載される機器における方向や、このモータが使用される姿勢について何ら限定するものではない。

【0029】

［実施の形態］

【0030】

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ１を示す断面図である。

【0031】

図１に示される断面は、後述の図２においてＢ−Ｂ線として示される断面である。以下の図において、矢印Ａ１は、回転軸方向を示す。矢印Ａ１において、矢先がある方向が上である。

【0032】

モータ１は、例えばＤＣモータである。モータ１は、大まかに、フレーム組立体１ａと、フレーム組立体１ａに対して回転可能なアマチュア組立体１ｂとを有している。

【0033】

アマチュア組立体１ｂは、回転軸（シャフト）２と、アマチュア部４と、整流子部６などを有している。アマチュア部４は、回転軸２に取り付けられている。アマチュア部４は、ラジアル方向に複数突出する突極を有するアマチュアコア５及び各突極に巻回された巻線（図示せず）などを有している。整流子部６は、回転軸２の一方の端部近傍に設けられている。整流子部６は、後述のように、フレーム組立体１ａに設けられているブラシ２５と、ブラシ２５に接触する整流子７などを有している。

【0034】

フレーム組立体１ａは、フレーム（モータケース）１０、ブラケット３０、プレート４０、磁石５０などで構成されている。

【0035】

フレーム１０は、上側の端部と、下側の端部とを備え、上側の端部が面で覆われた筒形状を有している。すなわち、フレーム１０において、下側の端部が開口部となるカップ形状を有している。フレーム１０の下側の端部（図１において右側の端部）の開口部は、プレート４０によりふさがれている。フレーム１０及びプレート４０により構成されるハウジング内に、アマチュア組立体１ｂが収納されている。

【0036】

プレート４０の内側には、ブラケット３０が取り付けられている。ブラケット３０には、外部からの電流が供給される端子２６が保持されている。端子２６は、ブラシ２５と連結されている。ブラシ２５は、整流子７に接触するようにして保持されている。

【0037】

回転軸２は、フレーム１０の上側の面を貫通している。すなわち、回転軸２の上端部は、フレーム１０から、フレーム１０の外部に突出しており、回転軸２の他の部分は収納されている。フレーム１０の上側の面の中央部には、軸受２１が保持されている。また、プレート４０の中央部には、軸受２２が保持されている。回転軸２は、２箇所の軸受２１，２２により、フレーム１０に対して回転可能に支持されている。

【0038】

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【0039】

図２に示されるように、本実施の形態においては、４個１組の磁石５０が設けられている。各磁石５０は、フレーム１０の内側に配置されている。フレーム組立体１ａは、各磁石５０の外周面５０ａをフレーム１０で囲んだ断面構造を有している。フレーム１０の外周面が、モータ１の外周面となる。

【0040】

フレーム１０は、磁性材料を用いて形成されている。フレーム１０は、複数の角部１２と、隣接する２つの角部１２の間にある平面部（面部の一例）１１とを有している。具体的には、フレーム１０は、平面部１１と角部１２とをそれぞれ４つずつ有する外形を有している。周方向に隣接する２つの平面部１１同士は、１つの角部１２を介して接続されている。周方向に隣接する２つの平面部１１のうち一方は、他方に対して略垂直である。角部１２は、丸みを帯びた形状（Ｒ形状）を有している。フレーム１０は、回転軸２に垂直な断面において略正方形である。フレーム１０は、全体として角型に形成されている。

【0041】

フレーム１０は、略均一の厚みを有している。すなわち、フレーム１０の内周面１０ｂは、平面部１１による平坦な部分と、角部１２による丸みを持った部分とが複数繋がることで構成され、角型に形成されている。

【0042】

磁石５０は、例えば公知の希土類材料と公知の樹脂材料とを用いて形成されたボンド磁石である。なお、磁石５０は、ボンド磁石に限られず、例えば焼結型の磁石であってもよい。

【0043】

４つの磁石５０は、それぞれ、磁極要素６１（Ｎ極６１ａ、Ｓ極６１ｂ、Ｎ極６１ｃ、Ｓ極６１ｄ）を有している。すなわち、４つの磁石は、モータ１の角部１２の数と同一の数の磁極要素６１を有している。磁極要素６１は、周方向に、極性が互い違いになるように配置されている。４つの磁石５０は、フレーム１０の４つの角部１２に、磁極要素６１が向かい合った状態で配置されている。すなわち、１組の磁石５０としてみると、４つの磁極要素６１の切り替え部分は、それぞれ、フレーム１０の平面部１１に径方向に重なる位置にある。

【0044】

４つの磁石５０のそれぞれは、角部１２のフレーム１０の内周面１０ｂに沿う丸みを帯びた形状の外周面５０ａを有している。４つの磁石５０のそれぞれは、円柱面状の内周面５０ｂを有している。各磁石５０の内周面５０ｂとアマチュアコア５との間には、わずかなエアギャップが設けられている。４つの磁石５０のそれぞれは、周方向において、隣接する磁石５０との間に隙間が空くようにして配置されている。すなわち、フレーム組立体１ａにおいて、各平面部１１の一部の内周面１０ｂはアマチュア組立体１ｂに向けて露出している。また、各平面部１１の他の部分の内周面１０ｂは、磁石５０が配置されていることにより、磁石５０により覆われている。このようにフレーム１０の内周面１０ｂが露出している部分を除いて４つの磁石５０の内周面５０ｂで構成される円柱面により、アマチュアコア５が略全周にわたって覆われている。

【0045】

本実施の形態において、磁石５０は、フレーム１０の内周面１０ｂに、接着剤７０によって接着されている。すなわち、磁石５０の外周面５０ａとフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、接着剤７０がある。

【0046】

図３は、フレーム組立体１ａの分解斜視図である。

【0047】

図３においては、ブラケット３０の図示は省略されている。

【0048】

図３に示されるように、４つの磁石５０は、フレーム１０の下側の開口部からフレーム１０の内側に納められ、フレーム１０の内周面１０ｂに接着される。その後、フレーム１０の内部にアマチュア組立体１ｂを納めてブラケット３０及びプレート４０をフレーム１０に取り付けることにより、モータ１が組み立てられる。

【0049】

図４は、磁石５０に対する接着剤７０が配置される領域を説明する図である。

【0050】

接着剤７０は、公知の樹脂材料で形成されており、塗布等の方法で各磁石５０の外周面５０ａに配置される。接着剤７０は、各磁石５０の外周面５０ａのうち全域ではなく、一部の領域に配置されている。具体的には、接着剤７０が配置されるのは、例えば以下の外周面５０ａの領域である。

【0051】

図４に示されるように、外周面５０ａを、回転軸方向に３つの領域（上部外周面５５Ｔ、中部外周面５５Ｃ、及び下部外周面５５Ｂ）に分けた場合を想定する。上部外周面５５Ｔは、外周面５０ａの上側３分の１の領域である。下部外周面５５Ｂは、外周面５０ａの下側３分の１の領域である。中部外周面５５Ｃは、上部外周面５５Ｔと下部外周面５５Ｂとの間の、残り３分の１の領域である。本実施の形態において、接着剤７０は、上部外周面５５Ｔと、下部外周面５５Ｂとの２つの領域に配置される。接着剤７０は、中部外周面５５Ｃには配置されない。すなわち、接着剤７０は、回転軸方向の上側の領域と下側の領域とに配置されるが、回転軸方向の中央部の領域には配置されない。接着剤７０は、外周面５０ａを構成する回転軸方向に分かれた３つの領域のうち、互いに隣り合わない２つの領域に配置されている。

【0052】

図１に示されるように、このように接着剤７０が磁石５０の外周面５０ａの一部の領域に配置されていることにより、フレーム１０の内周面１０ｂと磁石５０の外周面５０ａとの間には、空隙８０が設けられている。そして、回転軸方向において、空隙８０の両側には、磁石５０をフレーム１０に接着する接着剤７０がある。言い換えれば、この接着剤７０により、空隙８０の両側にある磁石５０とフレーム１０とが連結している。

【0053】

具体的には、空隙８０は、中部外周面５５Ｃとフレーム１０の内周面１０ｂとの間に設けられている。空隙８０は、周方向に延在している。空隙８０の上側には、接着剤７０がある。すなわち、接着剤７０は、上部外周面５５Ｔとフレーム１０の内周面１０ｂとの間に挟まれている。また、空隙８０の下側には、接着剤７０がある。すなわち、接着剤７０は、下部外周面５５Ｂとフレーム１０の内周面１０ｂとの間に挟まれている。

【0054】

なお、磁石５０とフレーム１０との接着状況によって、フレーム１０の内周面１０ｂと磁石５０の外周面５０ａとの間隔が、各位置間で微妙に異なる場合がある。このような原因で、上部外周面５５Ｔや下部外周面５５Ｂに塗布された接着剤７０が上下にはみ出したり、空隙８０の領域が若干広がったりしていてもよい。また、各領域５５Ｔ，５５Ｃ，５５Ｂの比率は、３分の１ずつに限られず、いずれかの領域が広めであったり狭めであったりしてもよい。また、各領域５５Ｔ，５５Ｃ，５５Ｂの比率は、それぞれ４分の１、４分の２、４分の１であっても構わない。

【0055】

図５は、図１のＣ−Ｃ線における断面図である。

【0056】

図１のＣ−Ｃ線における断面は、中部外周面５５Ｃがある領域の断面である。図５に示されるように、この領域においては、磁石５０の外周面５０ａとフレーム１０の内周面１０ｂとの間に、接着剤７０が配置されていない。すなわち、磁石５０の外周面５０ａとフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、周方向に延在する空隙８０が設けられている。

【0057】

図６は、ブラケット３０及びプレート４０を示す斜視図である。

【0058】

図６においては、ブラケット３０及びプレート４０の上側の部分が示されている。図６に示されるように、ブラケット３０には、２つの端子２６が取り付けられている。各ブラシ２５の一端部は、端子２６に接続されている。これにより、２つのブラシ２５は、それぞれ、端子２６によって支持されている。各ブラシ２５の他端部は、アマチュア組立体１ｂの整流子７に接触する。

【0059】

ブラケット３０は、例えば樹脂部材により成形されている。ブラケット３０は、回転軸方向に厚みを有している。ブラケット３０は、回転軸２が通る開口３５を有する筒部を有している。本実施の形態において、ブラケット３０は、中央部に開口３５を有する筒部である。開口３５には、ブラシ２５が配置されている。また、回転軸２は、開口３５を貫通する。ブラケット３０は、環状で閉じた形状である外周面３０ａを有する。すなわち、筒部は、外周面３０ａを有している。

【0060】

回転軸方向から見て（平面視で）、筒部の外周面３０ａは、大まかに、フレーム１０の内周面１０ｂと略同じ形状を有している。すなわち、ブラケット３０は、４つの角部３２と、隣接する２つの角部３２の間に設けられた平面部３１とを有している。筒部の外周面３０ａは、４つの角部３２と４つの平面部とに設けられている。図１に示されるように、回転軸方向において、ブラケット３０の外周面３０ａは、磁石５０に向かって延在している。ブラケット３０の回転軸方向の長さは、例えば、ブラシ２５の回転軸方向の寸法より若干大きくなっている。ブラシ２５は、開口３５の内側に収容される。

【0061】

ブラケット３０には、上側から下に凹むように形成された凹部３７が設けられている。筒部の外周面３０ａと開口３５を構成する内周面３０ｂとの間には、凹部３７や、その他の孔部を除き、樹脂部材が存在している。凹部３７が設けられていることにより、ブラケット３０の成形を容易に行うことができる。ブラケット３０は、径方向に剛性を有している。すなわち、ブラケット３０において、外周面３０ａから内側に向けて径方向の肉厚は一定程度確保されており、外周面３０ａの一部に径方向の力が加わっても、ブラケット３０が歪みにくくなっている。ブラケット３０の径方向の剛性は大きく損なわれないように、凹部３７はブラケット３０の剛性を考慮して設けられている。

【0062】

ブラケット３０がフレーム１０に取り付けられている状態で、ブラケット３０の外周面３０ａは、フレーム１０の内周面１０ｂに接触している。フレーム１０の平面部１１に対向する、ブラケット３０の外周面３０ａの平面部３１部分は、径方向において剛性を有している。

【0063】

以上説明したように、本実施の形態では、磁石５０の外周面５０ａとフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、周方向に延在する空隙８０が設けられており、その両側に接着剤７０が配置されている。すなわち、外周面５０ａのうち、３分の１の面積の中部外周面５５Ｃには接着剤７０が塗布されず、残り３分の２の面積の上部外周面５５Ｔ及び下部外周面５５Ｂに接着剤７０が塗布される。このように接着剤７０を配置しない領域が設けられているので、接着剤７０の使用量を削減することができる。したがって、モータ１を軽量化することができる。また、モータ１の製造コストを削減することができる。

【0064】

ここで、接着剤７０を塗布する領域が、上部外周面５５Ｔと下部外周面５５Ｂとに制限されている。これにより、モータ１の径方向の固有振動数を、接着剤７０を外周面５０ａの全域に塗布する場合と同様の固有振動数に維持することができる。

【0065】

すなわち、モータ１のようなインナーロータ型モータでは、磁石５０とフレーム１０とを組み合わせた組立体の径方向の固有振動がモータ１の運転時に発生することで、騒音が発生する。多くの場合では、磁石５０とフレーム１０との組立体について、後述する円環２次モードが、最も代表的な固有振動モードである。モータ１において、径方向の電磁力のうち、高調波の周波数が、磁石５０とフレーム１０との組立体の径方向の固有振動数に一致すると、円環２次モードでの振動の振幅が高くなり、顕著な振動や騒音が発生して問題となることがある。特に近年では、磁石５０として磁力が比較的高いネオジム系磁石が用いられる場合が多くなっている。そのため、径方向の電磁力の高調波の振幅が高くなり、このような共振問題が顕在化する場合がある。

【0066】

図７は、モータ１の振動モードについて説明する図である。図８は、モータ１の振動モードの解析結果について説明する図である。

【0067】

図７においては、フレーム１０の回転軸２に垂直な断面が模式的に示されている。円環２次モードでの振動では、フレーム１０が、二点鎖線で示すような変形状態と、破線で示すような変形状態とを交互に繰り返す（変形量は誇張して示されている。）。すなわち、４つの角部１２の付近に節Ｎがあり、４つの平面部１１の中央部付近が腹ＡＮとなる。円環２次モードは、径方向に対向する部位が互いに逆位相となるように振動し、隣り合う部位が径方向において逆向きに振動するモードということができる。

【0068】

図８においては、円環２次モードでの振動時のモータ１の変形状態が、固有値解析により模式的に示されている。図において、モータ１のフレーム１０の変位量の最大値が大きい部分ほど、低い濃度の色で着色されている。

【0069】

フレームに磁石を接着する際には、磁石の外周面の全面に接着剤が塗布される場合がある。この場合、磁石の外周面の全面をフレームの内周面に接着することによって磁石とフレームとが一体的な構造体となる。それにより、円環２次モードの固有振動数を高い値にシフトさせることができ、電磁振動騒音の発生を抑制することができる。その一方で、接着剤を磁石の外周面の全面に塗布すると、接着剤の使用量が多くなり、モータの製造コストが高くなる場合がある。また、接着剤が多いと、モータが重くなる場合がある。

【0070】

このような場合について、本実施の形態においては、接着剤７０が上部外周面５５Ｔと下部外周面５５Ｂとの限定した領域に配置されているので、上記のように接着剤７０の使用量を減らすことができる。したがって、モータ１の製造コストを削減することができる。また、モータ１を軽量化することができる。なお、製造コストの削減、モータ１の軽量化どちらか一方が達成されていても構わない。

【0071】

接着剤７０は、磁石５０ａの外周面５０ａのうち、互いに回転軸方向に離れた上部外周面５５Ｔと下部外周面５５Ｂとに配置されている。したがって、回転軸方向において互いに離れた２箇所でフレーム１０を磁石５０ａに対して固定することができるので、フレーム１０と磁石５０ａとを一体的に組み立てることができる。なお、シミュレーションにより固有値解析を行った結果、本実施の形態においては、径方向の固有振動数を、磁石５０の外周面５０ａの全面に接着剤７０を塗布した場合と略同じ程度に維持することができることが確認された。すなわち、振動により発生する騒音を、磁石５０の外周面５０ａの全面に接着剤７０を塗布した場合と同じように抑制することができる。固有振動数を可聴域外（１０ｋＨｚ以上）の領域に留めて、異音を抑えたまま、モータ１の軽量化を実現できる。

【0072】

具体的には、例えば、接着剤７０を外周面５０ａの全面に配置した場合の径方向の固有振動数は、１１７３４Ｈｚであった。これに対し、本実施の形態のように、回転軸方向において、外周面５０ａの両端の３分の１の領域にそれぞれ接着剤７０を配置した場合の径方向の固有振動数は、１１６６５Ｈｚであった。径方向の固有振動数は、接着剤７０を外周面５０ａの全面に配置した場合と比較して０．６パーセント低下するだけである。すなわち、接着剤７０を削減しても、実際の振動や騒音にはほぼ影響がないといえる。接着剤７０の使用量を、接着剤７０を外周面５０ａの全面に配置した場合と比較して３分の１ほど削減することができる。したがって、モータ１の製造コストを削減することができる。また、モータ１を軽量化することができる。

【0073】

また、本実施の形態においては、フレーム１０の内周面１０ｂにブラケット３０の外周面３０ａが接触している。そのため、フレーム１０の内周面１０ｂの回転軸方向において磁石５０が接着されていない領域をブラケット３０により支持することができ、モータ１の振動を抑えることができる。ブラケット３０の外周面３０ａは、径方向に剛性を有しているので、フレーム１０の内周面１０ｂが確実に支持される。回転軸方向において、ブラケット３０の外周面３０ａは磁石５０に向かって延在しているので、フレーム１０の内周面１０ｂを確実に支持し、モータ１の振動を抑えることができる。また、磁石５０に支持されていないフレーム１０の平面部１１部分をブラケット３０の外周面３０ａにより支持することができるので、モータ１の振動を抑え、異音の発生を防止することができる。

【0074】

モータ１は、モータ１の動作にそれほど影響のない磁極要素６１の切替え部分で分かれた４個１組の磁石５０を用いている。モータ１の性能を維持しながら、磁石５０の使用量を削減することができる。したがって、モータ１の製造コストを低減でき、また、モータ１を軽量化できる。

【0075】

［変形例の説明］

【0076】

以下の説明において、上述と同様の構成を有する部材や部分については上述と同じ符号を付して表す。

【0077】

磁石は、環状であってもよい。

【0078】

図９は、本実施の形態の一変形例に係るモータの磁石１５０を示す斜視図である。

【0079】

図９においては、本実施の形態の一変形例に係るモータの磁石１５０が示されている。

【0080】

図９に示されるように、磁石５０は、単一の部材で形成されている。磁石１５０は、環状である。すなわち、磁石１５０は、筒状に形成されている。磁石１５０の内周面１０ｂは、円柱面である。磁石１５０の外周面１５０ａは、フレーム１０の内周面１０ｂに沿う形状を有している。すなわち、磁石１５０は、フレーム１０に対応するように、４つの角部１５２と、それぞれ隣接する角部１５２の間にある４つの平面部１５１とを有している。

【0081】

図１０は、磁石１５０に対する接着剤７０が配置される領域を説明する図である。

【0082】

本変形例においても、上記の実施の形態と同様に、接着剤７０は、各磁石１５０の外周面１５０ａのうち全域ではなく、一部の領域に配置されている。このことについて、具体的に、上記の実施の形態と同様に外周面１５０ａを回転軸方向に３分の１ずつ分割して、上部外周面１５５Ｔ、中部外周面１５５Ｃ、下部外周面１５５Ｂの３領域に区分して説明する。すなわち、接着剤７０は、上部外周面１５５Ｔと、下部外周面１５５Ｂとの２つの領域に配置される。接着剤７０は、中部外周面１５５Ｃには配置されない。接着剤７０は、回転軸方向の上側の領域と下側の領域とに配置されるが、回転軸方向の中央部の領域には配置されない。接着剤７０は、外周面１５０ａを構成する回転軸方向に分かれた３つの領域のうち、互いに隣り合わない２つの領域に配置されている。

【0083】

図１１は、本変形例に係るモータの断面図である。

【0084】

図１１に示される断面は、上述の実施の形態に係るモータ１の、図５に示される断面に対応する。すなわち、中部外周面１５５Ｃ部分を通る断面が示されている。磁石１５０の４つの角部１５２には、それぞれ、磁極要素６１が設けられている。すなわち、磁石１５０は、複数の磁極要素６１を有している。磁石５０の複数の磁極要素６１の切替え部分は、それぞれ、フレーム１０の平面部１１に位置している。

【0085】

本変形例において、接着剤７０が磁石１５０の外周面１５０ａの一部の領域に配置されていることにより、フレーム１０の内周面１０ｂと磁石１５０の外周面１５０ａとの間には、周方向に延在する空隙８０が設けられている。回転軸方向において、空隙８０の両側には、接着剤７０がある。すなわち、上部外周面１５５Ｔとフレーム１０の内周面１０ｂとの間に、接着剤７０がある。また、下部外周面１５５Ｂとフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、接着剤７０がある。

【0086】

このように、本変形例においても、接着剤７０が配置される領域が、磁石１５０の外周面１５０ａの上部外周面１５５Ｔと下部外周面１５５Ｂとに限られており、中部外周面１５５Ｃには接着剤７０が配置されない。この場合も、上述の実施の形態と同様に、接着剤７０の使用量を削減でき、また、振動を抑制できる。すなわち、フレーム１０と磁石１５０との組立体の径方向の固有振動数を、磁石１５０と接着剤７０を磁石１５０の外周面１５０ａの全部に塗布する場合と同程度に維持することができる。したがって、モータ１における異音の発生を抑制でき、また、モータ１を軽量化することができる。また、モータ１における異音の発生の抑制と、モータ１の製造コストの削減とを両立させることができる。

【0087】

なお、接着剤７０は、磁石５０，１５０の外周面５０ａ，１５０ａを構成する回転軸方向に分かれた３つ以上の領域のうち、互いに隣り合わない複数の領域に配置されているようにしてもよい。一例として、磁石１５０に対して、接着剤７０が塗布されない領域が２箇所に分かれている場合について説明する。なお、接着剤７０の配置態様はこれに限られるものではない。

【0088】

図１２は、磁石１５０に対する接着剤７０の配置例を説明する図である。

【0089】

図１２に示される例では、外周面１５０ａを回転軸方向に５つの領域に分割して示している。すなわち、外周面１５０ａは、上側から、上部外周面１５５Ｔ１、第１中部外周面１５５Ｃ１、第２中部外周面１５５Ｃ２，第３中部外周面１５５Ｃ３、及び下部外周面１５５Ｂ１の５領域で構成されている。

【0090】

このとき、接着剤７０は、例えば、上部外周面１５５Ｔ１と、第２中部外周面１５５Ｃ２と、下部外周面１５５Ｂ１とに配置することができる。すなわち、第１中部外周面１５５Ｃ１と第３中部外周面１５５Ｃ３とのそれぞれには、接着剤７０は配置されない。これにより、第１中部外周面１５５Ｃ１とフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、空隙８０が設けられる。また、第３中部外周面１５５Ｃ３とフレーム１０の内周面１０ｂとの間にも、空隙８０が設けられる。回転軸方向において、各空隙８０の両側には、接着剤７０が配置されている。

【0091】

このような接着剤７０の配置態様であっても、上述と同様に、接着剤７０の使用量を削減することができ、かつ、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0092】

また、図１２に示されるような配置例とは異なり、接着剤７０は、例えば、第１中部外周面１５５Ｃ１と第３中部外周面１５５Ｃ３とのそれぞれに配置してもよい。これにより、第２中部外周面１５５Ｃ２とフレーム１０の内周面１０ｂとの間には、空隙８０が設けられる。回転軸方向において、空隙８０の両側には、接着剤７０が配置される。

【0093】

このような接着剤７０の配置態様であっても、上述と同様に接着剤７０の使用量を削減することができ、かつ、モータ１における異音の発生を抑制することができる。特に、このように回転軸方向において空隙８０の両側に接着剤７０が存在するように接着剤７０を配置することで、同量の接着剤７０を磁石１５０の外周面１５０ａ上のまとまった領域に塗布する場合と比較して、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0094】

図１３は、本実施の形態の別の変形例に係るモータの磁石５０を示す斜視図である。

【0095】

本実施の形態において、磁石５０の外周面５０ａには、リブ５９が設けられていてもよい。リブ５９は、例えば、接着剤７０が配置されない中部外周面５５Ｃに配置されている。リブ５９は、外周面５０ａから径方向に延びている。リブ５９は、４つの磁石５０のそれぞれに設けられている。リブ５９は、周方向に延在している。

【0096】

リブ５９は、例えば、磁石５０とは別個に形成された補強部材である。すなわち、リブ５９は、磁石５０とは異なる部材である。リブ５９は、例えば、磁石５０に接着されている。なお、リブ５９の磁石５０への取り付け方法は、これに限られるものではない。リブ５９は、金属製であっても、樹脂製であってもよい。また、その他の材質であってもよい。なお、リブ５９は、磁石５０と同一の部材であってもよい。すなわち、磁石５０の成形時に、リブ５９が形成されてもよい。

【0097】

このように磁石５０にリブ５９が形成されていることにより、磁石５０をフレーム１０の内周面１０ｂに接着した状態で、リブ５９が内周面１０ｂに接触する。これにより、フレーム１０と磁石５０との間に空隙８０が設けられている部分において、フレーム１０がリブ５９に付勢された状態が維持される。そのため、フレーム１０の磁石５０が接着されていない部分がリブ５９により支持され、フレーム１０と磁石５０との組立体の固有振動数が高くなる。したがって、モータ１の振動を抑え、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0098】

なお、上述の環状の磁石１５０を用いる場合においても、同様に、リブを設けてもよい。磁石１５０の中部外周面１５５Ｃに、フレーム１０の内周面１０ｂに接触するようにリブを設ければよい。

【0099】

図１４は、本実施の形態の別の変形例に係るフレーム２１０を示す斜視図である。

【0100】

側面に補強部材又はリブを有するフレームを用いてもよい。あるいは側面に補強部材又はリブが設けられたフレームを用いてもよい。補強部材又はリブは、径方向に延びているものである。また、補強部材又はリブは、周方向に延在しているものである。補強部材又はリブは、フレームの剛性を高める補強要素である。

【0101】

具体的には、例えば、図１４に示されるフレーム２１０においては、４つの平面部１１のそれぞれに、３つのリブ２１５が形成されている。３つのリブ２１５は、回転軸方向において、互いに略等間隔に配置されている。各リブ２１５は、フレーム２１０の外周面からフレーム２１０の外側に、径方向に延びている。すなわち、各リブ２１５は、フレーム２１０の外周面から外側に突出している。各リブ２１５は、それが形成されている平面部１１に対して略垂直な方向に延びている。

【0102】

各リブ２１５は、周方向に延在している。本変形例において、各リブ２１５の端部２１５ａ，２１５ｂは、角部１２に設けられている。すなわち、各リブ２１５が設けられている平面部１１に隣接する角部１２の一方に、そのリブ２１５の一方の端部２１５ａがある。また、角部１２の他方に、そのリブ２１５の他方の端部２１５ｂがある。

【0103】

各リブ２１５は、フレーム２１０に形成された凸部である。すなわち、各リブ２１５が設けられている部分は、フレーム２１０の内周面１０ｂにおいて凹んでいる。リブ２１５は、フレーム２１０を構成する金属板に対してプレス加工等を行うことなどにより設けることができる。

【0104】

このように、フレーム２１０には、リブ２１５が形成されているので、フレーム２１０の固有振動数が、リブ２１５が形成されていない場合と比較して高くなる。したがって、モータ１の振動を抑え、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0105】

リブ２１５は周方向に延在しており、端部２１５ａ，２１５ｂが角部１２上に位置しているので、フレーム２１０の剛性を向上させることができ、フレーム２１０の固有振動数をより高くすることができる。リブ２１５は、フレーム２１０に形成された凸部であるので、容易に形成することができ、モータ１の製造コストを低く抑えることができる。

【0106】

なお、リブの延びる方向は回転軸２に向かう方向であってもよい。また、リブの数は上記とは異なっていてもよい。周方向に延在しているリブには、上述のように長手方向が周方向であるもののほか、短手方向が周方向であるものが含まれてもよい。

【0107】

図１５は、本実施の形態の別の変形例に係るフレーム３１０を示す斜視図である。

【0108】

図１５に示されるフレーム３１０においては、４つの平面部１１のそれぞれに、４つのリブ３１５が設けられている。４つのリブ３１５は、回転軸方向において、互いに略等間隔に配置されている。各リブ３１５は、フレーム３１０の内周面１０ｂからフレーム３１０の内側に、径方向に延びている。すなわち、各リブ３１５は、フレーム３１０の内周面１０ｂから内側に突出している。

【0109】

各リブ３１５は、周方向に延在している。本変形例において、各リブ３１５の端部３１５ａ，３１５ｂは、角部１２に設けられている。すなわち、各リブ３１５が設けられている平面部１１に隣接する角部１２の一方に、そのリブ３１５の一方の端部３１５ａがある。また、角部１２の他方に、そのリブ３１５の他方の端部３１５ｂがある。

【0110】

各リブ３１５は、フレーム３１０に形成された凹部である。すなわち、各リブ３１５が設けられている部分は、フレーム３１０の外周面において凹んでいる。リブ３１５は、フレーム３１０を構成する金属板に対してプレス加工等を行うことなどにより設けることができる。

【0111】

このようなリブ３１５が形成されたフレーム３１０でも、上述のフレーム２１０と同様に、固有振動数を高くすることができ、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0112】

また、上記のようなリブ２１５，３１５に代えて、フレームとは異なる部材で形成された補強部材をフレームに設けてもよく、補強部材を有するフレームを用いてもよい。補強部材は、リブと同様に、フレームの平面部に、径方向に延びるように設けられていればよい。このような補強部材を設けることによっても、フレームの固有振動数を高くすることができ、モータ１における異音の発生を抑制することができる。

【0113】

図１６は、本実施の形態の別の変形例に係るアクチュエータ５０１の構成を説明する斜視図である。

【0114】

本実施の形態又はその変形例に係るモータ１や、その他のモータを用いて構成されたアクチュエータ５０１において、補強部材又はリブを設けてもよい。補強部材又はリブは、モータのフレームを付勢する付勢手段である。

【0115】

例えば、図１６においては、モータ１を有するアクチュエータ５０１について、アクチュエータ５０１の筐体５０３に対するモータ１の取り付け構造が示されている。図１６においては、筐体５０３の一部とモータ１とを除くアクチュエータ５０１の構成部材（例えば、歯車やねじなど）の図示は省略されている。

【0116】

アクチュエータ５０１の筐体５０３には、モータ１の収容部５１０が設けられている。モータ１は、収容部５１０に収容されて、アクチュエータ５０１の筐体５０３に取り付けられる。

【0117】

収容部５１０には、２つの角部５１２と、隣接する２つの角部５１２の間にある平面部（面部の一例）５１１とが設けられている。角部５１２及び平面部５１１は、モータ１のフレーム１０の形状に対応する形状を有している。

【0118】

平面部５１１には、例えば４つのリブ５１５が設けられている。４つのリブ５１５は、回転軸方向において、リブ５１５は、平面部５１１に対して略垂直な方向に延びている。すなわち、リブ５１５は、収容部５１０に配置されるモータ１の径方向に延びている。リブ５１５は、収容部５１０に配置されるモータ１に対して周方向に延在している。

【0119】

各リブ５１５は、周方向に延在している。本変形例において、各リブ５１５の端部５１５ａ，５１５ｂは、角部５１２に設けられている。すなわち、各リブ５１５が設けられている平面部５１１に隣接する角部５１２の一方に、そのリブ５１５の一方の端部５１５ａがある。また、角部５１２の他方に、そのリブ５１５の他方の端部５１５ｂがある。

【0120】

図１７は、収容部５１０部分の、回転軸２に垂直な断面図である。

【0121】

図１７において示されるように、本変形例において、モータ１は、例えば、アクチュエータ５０１の筐体５０３を構成する２つの部材で挟まれることにより、収容部５１０に収容されている。収容部５１０において、対向する２つの平面部５１１（図１７において左右の平面部５１１）に設けられているリブ５１１が、モータ１に対して、径方向に延びている。リブ５１１は、モータ１のフレーム１０の平面部１１の外周面に接触し、平面部１１をモータ１の内部に向けて付勢する。

【0122】

このように、モータ１のフレーム１０がリブ５１１によって付勢されているので、フレーム１０の振動がリブ５１１により抑えられる。したがって、モータ１及びアクチュエータ５０１における異音の発生を抑制することができる。

【0123】

リブ５１５はモータ１に対して周方向に延在しており、端部５１５ａ，５１５ｂが角部５１２上に位置しているので、筐体５０３の収容部５１０部分の剛性を向上させることができる。そのため、フレーム１０を確実に付勢することができ、モータ１の振動を寄り確実に抑えることができる。

【0124】

なお、リブ５１５は、例えば、樹脂により形成されている。リブ５１５は、筐体５０３の成形時に形成された凸部である。リブ５１５は、容易に形成することができるので、モータ１の製造コストを低く抑えることができる。リブ５１５に代えて、筐体５０３とは別部材で形成された形成された補強部材を筐体５０３の収容部５１０に設けてもよい。補強部材は、リブ５１５と同様に、収容部５１０の平面部５１１に、モータ１の径方向に延びるように設けられていればよい。このような補強部材を設けることによっても、モータ１の振動を抑えることができ、モータ１及びアクチュエータ５０１における異音の発生を抑制することができる。また、リブ５１５に代えて、筐体５０３の複数の凹部の間に形成されるリブにより、振動の伝搬を抑止するようにしてもよい。この場合には、複数の凹部とリブは、筐体５０３において、回転軸方向に並んで配置されている。また、リブ５１５とともに、複数の凹部の間に形成されるリブにより、振動の伝搬を抑止してもよい。

【0125】

［その他］

【0126】

上述の実施の形態や各変形例における各部分の構成を組み合わせてモータやアクチュエータを構成してもよい。上記のようにフレームの内周面と磁石の外周面との間に周方向に延在する空隙が設けられており空隙の両側に接着剤が配置されていれば、上述と同様に異音の発生が抑えられる。

【0127】

フレーム、磁石、及び収容部のそれぞれにおいて、平面部は、平面ではなく、小さな起伏があったり、小さく湾曲していてもよい。角部に対して曲率半径が大きい曲面を、平面部と呼ぶことができる。

【0128】

上記の実施の形態では、モータは回転軸に垂直な断面形状が略正方形形状のものであるが、これに限られるものではない。例えば、六角形形状や八角形形状のモータにおいても、上記のようにフレームの内周面と磁石の外周面との間に周方向に延在する空隙が設けられており空隙の両側に接着剤が配置されていれば、上述と同様に異音の発生が抑えられる。また、円筒状のフレームを有する円柱形状のモータにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。

【0129】

モータは、上述のようなブラシ付ＤＣモータに限られない。種々の形式のモータにおいて、上述の実施の形態と同様の構成を用いることで、モータの異音の発生を抑えることができる。

【0130】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0131】

１ モータ
２ 回転軸
１０，２１０，３１０ フレーム
１１ フレームの平面部（面部の一例）
１２ フレームの角部
３０ ブラケット（筒部の一例）
３０ａ ブラケットの外周面
３５ 開口
４０ プレート
５０，１５０ 磁石
５０ａ，１５０ａ 磁石の外周面
６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ） 磁極要素
７０ 接着剤
８０ 空隙
２１５，３１５ フレームのリブ
２１５ａ，２１５ｂ，３１５ａ，３１５ｂ フレームのリブの端部
５０１ アクチュエータ
５０３ 筐体
５１０ 収容部
５１１ 収容部の平面部（面部の一例）
５１２ 収容部の角部
５１５ 収容部のリブ
５１５ａ，５１５ｂ 収容部のリブの端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】