(57)【要約】【課題】モータの補極保持部材２３において、補極を軸方向に保持する弾性片３０の振幅応力に対する耐久性を向上することにある。【解決手段】弾性片３０は、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい、自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメントが大きくなる。これにより、補極保持部材２３に補極が保持されず弾性片３０がフリー状態にある場合でも、弾性片３０は、切り離しの根元３３に近いほど大きな振幅応力に耐えることができる。このため、弾性片３０の振幅応力に対する耐久性を向上することができる。この結果、エンジンの高出力化の進展により、例えば、８０００〜９０００ｒｐｍもの高速回転でエンジンが運転される場合に、エンジンの激しい振動によりフリー状態の弾性片３０の切り離しの根元３３に振幅応力を受けても、相当の余裕をもって振幅応力に耐えることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークの内周で周方向に略等間隔に配される永久磁石からなる主磁極と、
周方向に隣り合う２つの主磁極の間で、補極としての永久磁石を保持するための補極保持部材とを備え、
前記補極保持部材は、外周側に配される基部と、この基部から略垂直に内周側へ折れ曲がる２つの側部とを有し、前記基部と前記２つの側部とで形成される空間に前記補極を収容し、
前記２つの側部の内周端には、前記２つの側部から略垂直に折れ曲がり互いに周方向に対向する２つの折り曲げ片が設けられ、
この折り曲げ片の軸方向の両端部は、前記側部から切り離されて外周側に折り曲げられ径方向に弾性変形する弾性片をなし、
この弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメントが大きくなることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで前記断面２次モーメントが大きくなることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータにおいて、
前記弾性片の折り曲げ位置は、切り離しの根元よりも軸方向先端側にあることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のモータを備え、このモータの出力によりエンジンを始動するスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、スタータに用いられるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スタータに用いられるモータには、高性能の永久磁石を界磁極として採用するものが、多数、実用化されている。また、永久磁石を界磁極として備える回転電機では、周方向に隣り合う主磁極の間に、補極としての永久磁石を配することで漏れ磁束を低減して出力を高める技術も公知である。
【０００３】
ところで、主磁極間に補極を保持する手段として、ステンレス等の金属板を加工して設けられる補極保持部材が考えられている。この補極保持部材１００は、例えば、図６に示すような形状に加工された金属板１０１を折り曲げて、図７に示すような形状に設けられる。すなわち、補極保持部材１００は、図７に示すように、外周側に配される基部１０２と、基部１０２から略垂直に内周側へ折れ曲がる２つの側部１０３とを有し、基部１０２と２つの側部１０３とで形成される空間に補極としての永久磁石（図示せず）を収容する。
【０００４】
また、２つの側部１０３の内周端には、２つの側部１０３から略垂直に折れ曲がり互いに周方向に対向する２つの折り曲げ片１０４が設けられ、折り曲げ片１０４の軸方向の両端部は、側部１０３から切り離されて外周側に折り曲げられ径方向に弾性変形する弾性片１０５をなす。さらに、基部１０２の略中央には内周側に切り起こされた切り起こし部１０６が設けられ、折り曲げ片１０４の略中央には外周側に膨出する弾性凸部１０７が設けられている。また、弾性片１０５は、軸方向の先端部が切り離しの根元１０８の方に湾曲している。
【０００５】
このような構成により、補極は、側部１０３により周方向に挟持され、弾性片１０５により軸方向に挟持され、さらに切り起こし部１０６および弾性凸部１０７により径方向に挟持される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、エンジンの始動に最適な出力はエンジン機種に応じて異なるため、補極による出力向上が不要になるエンジン機種も存在する。そこで、エンジン機種に応じて補極の取り付けまたは取り外しを自在に行えるように、補極の必要性にかかわらず補極保持部材１００を主磁極間に配する技術が考えられている。この結果、エンジン機種によっては、補極保持部材１００を備えるものの、補極保持部材１００に補極が保持されていないモータも考えられる。そして、補極保持部材１００に補極が保持されていない場合、弾性片１０５はフリー状態になる。
【０００７】
近年、エンジンの高出力化の進展により、例えば、８０００〜９０００ｒｐｍもの高速回転でエンジンが運転される場合が想定されるようになっており、このような超高速回転時にはエンジンの振動も相当に激しくなるものと考えられる。そして、この激しい振動により、フリー状態の弾性片１０５は切り離しの根元１０８に振幅応力を受ける虞があるため、将来のエンジンの超高速回転を見据えて、補極保持部材１００の弾性片１０５に関し、振幅応力に対する耐久性を向上して余裕度を高めておく必要がある。
【特許文献１】特許第３７２４４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、モータの補極保持部材において、補極を軸方向に保持する弾性片の振幅応力に対する耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のモータは、ヨークの内周で周方向に略等間隔に配される永久磁石からなる主磁極と、周方向に隣り合う２つの主磁極の間で、補極としての永久磁石を保持するための補極保持部材とを備える。
また、補極保持部材は、外周側に配される基部と、基部から略垂直に内周側へ折れ曲がる２つの側部とを有し、基部と２つの側部とで形成される空間に補極を収容する。さらに、２つの側部の内周端には、２つの側部から略垂直に折れ曲がり互いに周方向に対向する２つの折り曲げ片が設けられ、折り曲げ片の軸方向の両端部は、側部から切り離されて外周側に折り曲げられ径方向に弾性変形する弾性片をなす。そして、弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメントが大きくなる。
【００１０】
エンジンの振動により弾性片が受ける振幅応力は、切り離しの根元近傍に集中すると考えられる。これに対して、請求項１の手段によれば、弾性片は、軸方向先端から根元に向かい断面２次モーメントが大きくなるように設けられるので、根元に近いほど大きな振幅応力に耐えることができる。このため、モータの補極保持部材において、弾性片の振幅応力に対する耐久性を向上することができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のモータによれば、弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで断面２次モーメントが大きくなる。
この手段は、弾性片の断面２次モーメントを大きくするための一形態を示すものである。また、補極保持部材は、金属板を加工して設けられるため、請求項２の手段によれば、折り曲げ加工前の切欠加工を僅かに修正するのみで、容易に弾性片の断面２次モーメントを大きくすることができる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のモータによれば、弾性片の折り曲げ位置は、切り離しの根元よりも軸方向先端側にある。
これにより、弾性片における応力集中部位が、切り離しの根元以外の軸方向先端側の部位にも分散する。このため、弾性片の振幅応力に対する耐久性を、さらに向上することができる。
【００１３】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のスタータは、請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のモータを備え、モータの出力によりエンジンを始動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最良の形態１のモータは、ヨークの内周で周方向に略等間隔に配される永久磁石からなる主磁極と、周方向に隣り合う２つの主磁極の間で、補極としての永久磁石を保持するための補極保持部材とを備える。
また、補極保持部材は、外周側に配される基部と、基部から略垂直に内周側へ折れ曲がる２つの側部とを有し、基部と２つの側部とで形成される空間に補極を収容する。さらに、２つの側部の内周端には、２つの側部から略垂直に折れ曲がり互いに周方向に対向する２つの折り曲げ片が設けられ、折り曲げ片の軸方向の両端部は、側部から切り離されて外周側に折り曲げられ径方向に弾性変形する弾性片をなす。そして、弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメントが大きくなる。
【００１５】
また、弾性片は、軸方向先端から切り離しの根元に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで断面２次モーメントが大きくなる。
さらに、弾性片の折り曲げ位置は、切り離しの根元よりも軸方向先端側にある。
【実施例１】
【００１６】
〔実施例１の構成〕
実施例１のモータ１の構成を、図１ないし図５を用いて説明する。
モータ１は、例えば、図１に示すように、スタータ２を構成してエンジン（図示せず）を始動するための出力を発生する。なお、スタータ２は、このモータ１とともに、イグニッションスイッチのオンにより作動してモータ１への通電をオンする電磁スイッチ３、電磁スイッチ３の作動により押し出されてリングギヤ（図示せず）に噛み合うピニオンギヤ４を備える。そして、モータ１の出力によりリングギヤが回されてエンジンが始動する。
【００１７】
モータ１は、出力軸（図示せず）とともに回転する電機子コイル６、ヨーク７の内周に装着され界磁極として機能する永久磁石８、９、電機子コイル６と電気的かつ機械的に接続されて回転する整流子１０、整流子１０に外周側から摺接し、電機子コイル６への通電を維持するブラシ１１、ブラシ１１を保持するブラシホルダ１２等を備え、電機子コイル６に流れる電流と、永久磁石８、９により形成される磁界との相互作用により出力を発生する直流電動機である。
【００１８】
また、ヨーク７の前後には、それぞれフロントハウジング１５およびエンドフレーム１６が配されてスルーボルト１７により軸方向に締め付けられ、フロントハウジング１５、ヨーク７およびエンドフレーム１６によりモータ１の外郭が構成される。
【００１９】
電磁スイッチ３は、モータリード線１９を介してモータ１と電気的に接続するモータ端子２０、および、車載電源（図示せず）と電気的に接続するバッテリ端子２１を有し、モータ端子２０およびバッテリ端子２１の各々に取り付けられた固定接点（図示せず）に可動接点（図示せず）を当接させることで、モータ１への通電をオンする。
【００２０】
また、モータ１の界磁極は、図２に示すように、主磁極としての永久磁石８と、周方向に隣り合う永久磁石８の間における漏れ磁束を低減する補極としての永久磁石９とを備え、補極は、補極保持部材２３により保持されている（以下、永久磁石８を主磁極８とし、永久磁石９を補極９とする）。
【００２１】
主磁極８は、ヨーク７の内周で周方向に略等間隔に配されている。つまり、主磁極８は、０〜１０°程度傾くことを許容されて、ヨーク７の内周に配されている。また、個々の主磁極８は、内周部と外周部とで極性が異なるように着磁されており、周方向に隣り合う主磁極８同士は、内周部の極性と外周部の極性とが互いに異なるように着磁されている。
補極９は、周方向に隣り合う２つの主磁極８の間に保持されている。また、個々の補極９は、周方向の一端部と他端部とで極性が異なるように、かつ隣り合う主磁極８の内周部の極性と端部の極性とが一致するように着磁されている。
【００２２】
補極保持部材２３は、例えば、図３に示すような形状に加工された金属板２５を折り曲げたり、切り起こしたりすることで、図４に示すような形状に設けられる。すなわち、補極保持部材２３は、図４に示すように、外周側に配される基部２７と、基部２７から略垂直に内周側へ折れ曲がる２つの側部２８とを有し、基部２７と２つの側部２８とで形成される空間に補極９を収容する。
【００２３】
また、２つの側部２８の内周端には、２つの側部２８から略垂直に折れ曲がり互いに周方向に対向する２つの折り曲げ片２９が設けられ、折り曲げ片２９の軸方向の両端部は、側部２８から切り離されて外周側に折り曲げられ径方向に弾性変形する弾性片３０をなす。さらに、基部２７には内周側に切り起こされた切り起こし部３１が設けられ、折り曲げ片２９の略中央には外周側に膨出する弾性凸部３２が設けられている。また、弾性片３０は、軸方向の先端部が切り離しの根元３３の方に湾曲している。
【００２４】
このような構成により、補極９は、図５に示すように、側部２８により周方向に挟持される。また、補極９は、弾性片３０により軸方向に挟持されて軸方向への飛び出しを阻止され、さらに切り起こし部３１および弾性凸部３２により径方向に挟持されるとともに、切り起こし部３１によりヨーク７から内周側に浮くように保持される。
【００２５】
ここで、弾性片３０は、図３に示すように、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメントが大きくなっている。さらに、弾性片３０の折り曲げ位置３６は、切り離しの根元３３よりも軸方向先端側にある。
【００２６】
〔実施例１の効果〕
実施例１のモータ１によれば、補極保持部材２３において補極９を軸方向に狭持する弾性片３０は、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい、自身の長手方向に垂直な断面の断面２次モーメント（以下、単に「断面２次モーメント」と呼ぶ）が大きくなる。
これにより、補極保持部材２３に補極９が保持されず弾性片３０がフリー状態にある場合でも、弾性片３０は、切り離しの根元３３に近いほど大きな振幅応力に耐えることができる。このため、モータ１の補極保持部材２３において、弾性片３０の振幅応力に対する耐久性を向上することができる。この結果、エンジンの高出力化の進展により、例えば、８０００〜９０００ｒｐｍもの高速回転でエンジンが運転される場合に、エンジンの激しい振動によりフリー状態の弾性片３０の切り離しの根元３３に振幅応力を受けても、相当の余裕をもって振幅応力に耐えることができる。
【００２７】
また、弾性片３０は、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで断面２次モーメントが大きくなる。
これにより、金属板２５を設ける際の切欠加工を僅かに修正するのみで、容易に弾性片３０の断面２次モーメントを大きくすることができる。
【００２８】
また、弾性片３０の折り曲げ位置３６は、切り離しの根元３３よりも軸方向先端側にある。
これにより、弾性片３０における応力集中部位が、切り離しの根元３３以外の軸方向先端側の折り曲げ位置３６にも分散する。このため、弾性片３０の振幅応力に対する耐久性を、さらに向上することができる。
【００２９】
〔変形例〕
実施例１のモータ１によれば、弾性片３０は、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい、周方向の幅がテーパ状に大きくなることで断面２次モーメントが大きくなっていたが、軸方向先端から切り離しの根元３３に向かい厚みを大きくすることで、断面２次モーメントを大きくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】スタータの全体図である（実施例１）。
【図２】モータの界磁極を示す要部断面図である（実施例１）。
【図３】折り曲げ等の加工前の板状の補極保持部材の平面図である（実施例１）。
【図４】補極保持部材の斜視図である（実施例１）。
【図５】（ａ）は補極を保持した状態の補極保持部材の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図６】折り曲げ等の加工前の板状の補極保持部材の平面図である（従来例）。
【図７】補極保持部材の斜視図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３１】
１  モータ
２  スタータ
７  ヨーク
８  主磁極
９  補極
２３  補極保持部材
２７  基部
２８  側部
２９  折り曲げ片
３０  弾性片
３３  切り離しの根元
３６  折り曲げ位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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