JP2001286098A - 電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子軸に対する軸受の位置決めと、前記軸
受の冷却とを簡易に行うことを可能とする。 【解決手段】 回転子１４には、そのエンドリングの回
転子軸１４ａと対応する内周面から軸方向の端面の一部
にまたがった状態で、先細状の複数の冷却フィン１４ｂ
を、前記エンドリングから軸受５，５ａ側に向けて突設
し、前記冷却フィン１４ｂによって軸受５，５ａの回転
子軸１４ａに対する位置決めを行うとともに、回転子１
４の回転時に前記冷却フィン１４ｂから軸受５，５ａ方
向及びブラケット６，６ａ方向に発生する気流（風）に
よって、前記軸受５，５ａ及び該軸受５，５ａを嵌合し
たブラケット６，６ａを冷却するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、くま取り
コイル型の電動機や、その他種々の電動機に使用される
回転子の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、暖房・冷房機器等の家庭電気
製品の駆動源として使用される電動機は、一般に図１３
で示すように構成されている。図１３において、１は例
えばくま取りコイル型の電動機であり、前記電動機１
は、図示しないコイルを巻装したコイルボビン２を下部
側に取付けた固定子鉄心３と、固定子鉄心３の上部側に
設けた挿通孔３ａに回転自在に挿入した回転子４と、こ
の回転子４に軸着した回転子軸４ａを回転自在に支持す
るボールベアリング等の軸受５，５ａと、前記軸受５，
５ａを軸受筐ａ，ａ1 に嵌合した状態で固定子鉄心３に
締着・固定されるブラケット６，６ａと、前記固定子鉄
心３の挿通孔３ａ周縁の対角線上の位置に配設したくま
取りコイル７，７ａとを備えて構成されている。

【０００３】次に、前記電動機１を組立てる場合につい
て説明する。電動機１を組立てる場合は、はじめに、回
転子４に軸着した回転子軸４ａの前記回転子４の左右両
側の位置に、例えば、Ｅ型止輪ｂ，ｂ1 により位置決め
した状態で軸受５，５ａを嵌着し、つづいて、前記回転
子４を固定子鉄心３上部側の挿通孔３ａに回転自在に挿
通する。この後、固定子鉄心３の左右両端面にブラケッ
ト６，６ａを、その軸受筐ａ，ａ1 内に軸受５，５ａを
嵌合した状態で当接させ、取付ボルトｃ及びナットｄを
用いて固定子鉄心３に締着・固定するとともに、前記固
定子鉄心３の下部側に、図示しない継鉄を介してコイル
ボビン２を取付けることにより、図１３で示すように電
動機１を組立てる。

【０００４】そして、前記のように組立てた電動機１の
コイルボビン２に巻装した図示しないコイルへ通電を行
うと、回転子４は軸受５，５ａに支持された状態で所定
方向に回転する。このとき、前記軸受５，５ａは、Ｅ型
止輪ｂ，ｂ1 により回転子軸４ａに対して位置決めされ
た状態で、軸受５ａとブラケット６ａの軸受筐ａ1 底面
との間に介挿した波状のばね座金ｅ（図１３参照）によ
って軸方向に付勢されている結果、前記軸受５，５ａ
は、その内，外輪をボールに接触させた状態で前記回転
子４を円滑に回転させることができる。

【０００５】また、前記のように電動機１を運転する
と、コイルボビン２に巻装した図示しないコイル，固定
子鉄心３，回転子４は鉄損や銅損によって発熱する。前
記回転子４において発生する熱は、回転子４が固定子鉄
心３の挿通孔３ａに所定の間隙を設けた状態で挿通され
ている関係上、前記回転子４の外周側から回転子軸４ａ
側に、更に、前記回転子軸４ａから軸受５，５ａに伝導
するため、前記軸受５，５ａは運転前よりも加熱される
こととなる結果、軸受５，５ａ内に充填されている半固
形状の粘稠な潤滑剤（グリース）が、経年の間に熱的影
響を受けて劣化及び硬化し、軸受５，５ａを構成するボ
ールの円滑な回転を妨げたり、ロックしたりする等の問
題があった。

【０００６】このため、前記回転子４には、図１３，１
４で示すように、その外周側のエンドリング端面に、周
方向に等間隔を保った状態で、軸方向に向けて複数の冷
却フィン４ｂを突設し、回転子４において発生する熱
を、前記回転子４の回転に伴って前記冷却フィン４ｂか
ら放熱することにより、回転子軸４ａに嵌着した軸受
５，５ａが、回転子４の発熱により劣化・損傷するのを
防ぐようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の電動機においては、軸受を回転子軸に対して位置決
めするためにＥ型止輪を使用していたので、電動機の組
立てに当たっては、前記Ｅ型止輪を事前に回転子軸に取
付けておかなければならなかったため、前記電動機の組
立作業には手間と時間がかかり、非常に作業効率が悪か
った。その上、Ｅ型止輪を使用することにより、部品点
数が増加するとともに、回転子軸に前記Ｅ型止輪を取付
けるための溝を形成する等の加工を行わなければならな
いため、この種の電動機の製造コストを高くするという
問題があった。

【０００８】また、前記電動機においては、電動機の運
転中に発生する熱により、軸受が劣化・損傷しないよう
にするために、回転子の外周側に複数の冷却フィンが突
設されている関係上、固定子鉄心の左右両端部に締着・
固定されるブラケットは、その冷却フィンと対応する部
分を、前記冷却フィンが接触することなく収納できるよ
うに十分な空間を設けて形成しなければならないので、
前記ブラケットが大形化し、これに伴って電動機の軸方
向寸法が大形化するという問題があった。

【０００９】本発明は、前記種々の問題点を解決するた
めに、軸受の位置決めと冷却とを簡易に行うことが可能
な電動機の回転子を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記種々の問題を解決す
るために、本発明の電動機の回転子は、コイルを巻装し
た固定子鉄心と、前記固定子鉄心に設けた挿通孔に回転
自在に挿入される回転子と、前記回転子に軸着した回転
子軸を回転子の両側において回転自在に支持する軸受
と、前記軸受を嵌合する軸受筐を有するブラケットとを
備えた電動機において、前記回転子には、その軸方向の
両端面から軸受側に向けて、周方向に所定の角度間隔を
設けた状態で複数の冷却フィンを突設し、前記冷却フィ
ンによって軸受の回転子軸に対する位置決めを行うよう
に構成したことを特徴とする。

【００１１】また、前記冷却フィンは、回転子のエンド
リングの内周側から端面にまたがり、かつ、その側面視
形状が軸受側に向かうに従って先細状となるようにし
て、前記エンドリングから軸受側に向けて突設したこと
を特徴とする。

【００１２】更に、前記冷却フィンの外周縁には、円板
状の放熱板を取付けるようにしたことを特徴とする。

【００１３】また、前記冷却フィンは、そのエンドリン
グ側の部位を、所定の幅寸法で軸方向に突出させた状態
で、前記エンドリングの外周側まで延設したことを特徴
とする。

【００１４】本発明は、回転子の軸方向の両端面から軸
受側に向けて突設した複数の冷却フィンにより、前記軸
受の位置決めを行うようにしたので、電動機の組立時に
作業を迅速に行うことができるとともに、部品点数を削
減することができるので、製造コストを良好に低減する
ことが可能となる。その上、前記冷却フィンによって冷
却効果が得られるので、電動機の運転中に発生する熱に
よって、軸受が経年の間に熱的影響を受けて劣化・損傷
するという問題を確実に解決できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図４により説明する。なお、図１ないし図４にお
いて、従来と同一部材は同一符号により説明する。本発
明と従来技術との相違点は、冷却フィンを回転子の内周
側（回転子軸側）から軸方向に向けて突設し、前記冷却
フィンによって軸受の位置決めを行うようにした点にあ
る。

【００１６】図１において、１１は本発明の回転子１４
を備えた、例えば、くま取りコイル型の電動機であり、
前記電動機１１は、図１で示すように、図示しないコイ
ルを巻装したコイルボビン２を下部側に取付けた固定子
鉄心３と、固定子鉄心３の上部側に設けた挿通孔３ａに
回転自在に挿入した回転子１４と、この回転子１４に圧
入等の手段により軸着した回転子軸１４ａを回転自在に
支持するボールベアリング等の軸受５，５ａと、前記軸
受５，５ａを軸受筐ａ，ａ1 内に嵌合した状態で固定子
鉄心３に締着・固定されるブラケット６，６ａ（例え
ば、熱伝導性に優れたアルミニウム製）と、前記固定子
鉄心３の挿通孔３ａ周縁の対角線上の位置に配設したく
ま取りコイル７，７ａとを備えて構成されている。

【００１７】つづいて、図２ないし図４において、１４
ｂは回転子軸１４ａを軸着した回転子１４のエンドリン
グに、その内周側（回転子軸１４ａ側）から端面の一部
にまたがって、前記エンドリングと一体的に形成した冷
却フィンである。前記冷却フィン１４ｂは、図３で示す
ように、エンドリングの周方向に所定の角度間隔を設け
た状態で、軸受５，５ａ側に向けて複数ヶ所（図３では
３ヶ所）から突設されている。また、前記冷却フィン１
４ｂは、図２，４で示すように、軸受５，５ａ側に向か
うに従って、その側面視形状が先細状となるように形成
されており、前記先細状の先端部は、軸受５，５ａの内
輪と当接している。

【００１８】なお、前記冷却フィン１４ｂは、図３で示
すように、エンドリングの周方向の３ヶ所から軸受５，
５ａ側に向けて突設する場合に限定することなく、３ヶ
所以上から突設するようにしてもよい。

【００１９】次に、電動機１１を組立てる場合について
説明する。電動機１１を組立てる場合は、はじめに、図
２，４で示すように、回転子１４に軸着した回転子軸１
４ａの前記回転子１４の左右両側の位置に軸受５，５ａ
を、前記回転子１４に突設した先細状の冷却フィン１４
ｂを利用して位置決めした状態で嵌着し、つづいて、前
記回転子軸１４ａに軸受５，５ａを嵌着した回転子１４
を、固定子鉄心３上部側の挿通孔３ａに回転自在に挿通
する。この後、前記固定子鉄心３の左右両端面にブラケ
ット６，６ａを、その軸受筐ａ，ａ1 内に軸受５，５ａ
を嵌合した状態で当接させ、取付ボルトｃ及びナットｄ
を用いて締着・固定するとともに、前記固定子鉄心３の
下部側に、図示しない継鉄を介してコイルボビン２を取
付けることにより、図１で示すように電動機１１を組立
てる。

【００２０】そして、前記のように組立てた電動機１１
のコイルボビン２に巻装した図示しないコイルに通電を
行うと、回転子１４は軸受５，５ａに支持された状態で
所定方向に回転する。このとき、前記軸受５，５ａは、
回転子１４に突設した冷却フィン１４ｂにより位置決め
された状態で、軸受５ａとブラケット６ａの軸受筐ａ1
底面との間に介挿した波状のばね座金ｅ（図１参照）に
よって軸方向に付勢されているので、その内，外輪が良
好にボールと接触して、前記回転子１４を円滑に回転さ
せることができる。

【００２１】前記のように、本発明においては、回転子
１４端面から軸受５，５ａ側に向けて突設した冷却フィ
ン１４ｂによって、前記軸受５，５ａの位置決めを行う
ようにしたので、電動機１１の組立作業は、特別に手間
や時間を必要とすることなく、円滑・迅速に行うことが
できるとともに、部品点数の削減や、回転子軸１４ａに
対する加工が不要となることにより、電動機１１の製造
コストを良好に低減することが可能となる。

【００２２】また、前記軸受５，５ａは、冷却フィン１
４ｂによって位置決めされているものの、冷却フィン１
４ｂが先細状に形成されている関係上、前記冷却フィン
１４ｂとの接触面積を小さくすることが可能となり（冷
却フィン１４ｂは軸受５，５ａの内輪のみと接触）、回
転子１４から冷却フィン１４ｂに伝わる熱は、前記冷却
フィン１４ｂ自体にて放熱されるため、前記軸受５，５
ａにはほとんど伝導されない。しかも、前記冷却フィン
１４ｂは、図１，２で示すように、軸受５，５ａと対向
する状態となっているので、前記軸受５，５ａ及び該軸
受５，５ａを嵌合したブラケット６，６ａは、回転子１
４の回転に伴って冷却フィン１４ｂから軸受５，５ａ方
向及びブラケット６，６ａ方向に発生する気流（風）に
よって、良好に冷却することができる。従って、電動機
１１の運転中に発生する熱によって軸受５，５ａが劣化
・損傷するのを良好に防ぐことができる。

【００２３】なお、前記冷却フィン１４ｂを、図５で示
すように、先細状の形状を維持しつつ、軸方向への突出
寸法を極力短くした状態で、回転子１４のエンドリング
から突設することにより、固定子鉄心３の左右両端面に
締着・固定されるブラケット６，６ａをコンパクト化
（薄型化）することが可能となり、この結果、電動機１
１の軸方向寸法を良好に小形化することができる。

【００２４】この場合、回転子１４からの放熱面積は小
さくなるものの、図５で示すように、冷却フィン１４ｂ
と軸受５，５ａとが対向する状態となっているため、前
記軸受５，５ａ及び該軸受５，５ａを嵌合したブラケッ
ト６，６ａは、回転子１４の回転時には、冷却フィン１
４ｂから軸受５，５ａ方向及びブラケット６，６ａ方向
に発生する気流（風）によって良好に冷却できる結果、
電動機１１の運転中に発生する熱によって、軸受５，５
ａが経年の間に劣化・損傷するのを防ぐことができる。
また、前記冷却フィン１４ｂの数を増加（３ヶ所以上）
させてやれば、軸方向への突出寸法を短くしても、良好
に回転子１４からの放熱面積を大きくすることが可能で
ある。

【００２５】次に、図６ないし図８は本発明の第２実施
例の回転子１４Ａを示し、前記回転子１４Ａのエンドリ
ングから軸受５，５ａ方向に突設した先細状の冷却フィ
ン１４ｂの外周縁に、円板状の放熱板１４ｃを取付ける
ようにしたものである。これによれば、回転子１４Ａか
らの放熱面積を大きくすることができるため、電動機１
１の運転中に回転子１４Ａにおいて発生する熱は、前記
冷却フィン１４ｂ及び放熱板１４ｃから良好に放熱され
る結果、回転子軸１４ａを介して軸受５，５ａに熱が伝
導されることにより、前記軸受５，５ａが経年の間に劣
化・損傷するのを良好に防ぐことができる。なお、前記
放熱板１４ｃを、冷却フィン１４ｂの外周縁に複数取付
けたり、波状に形成したりすることにより、放熱効果の
より一層の向上を図るようにしてもよい。

【００２６】つづいて、図９ないし図１１は本発明の第
３実施例の回転子１４Ｂを示し、第２実施例のように、
冷却フィン１４ｂの外周縁に円板状の放熱板１４ｃを取
付ける代わりに、前記冷却フィン１４ｂの基端側（エン
ドリングの端面側）を、所定の幅寸法（突出寸法）でエ
ンドリングの外周側まで延設することにより、回転子１
４Ｂからの放熱面積を大きくするようにしたものであ
る。これによれば、前記第２実施例と同様、電動機１１
の運転中に回転子１４Ｂにおいて発生する熱は、前記放
熱面積を大きくした冷却フィン１４ｂから良好に放熱さ
れる結果、回転子軸１４ａを介して軸受５，５ａに熱が
伝導されることにより、前記軸受５，５ａが経年の間に
劣化・損傷するのを良好に防ぐことができる。

【００２７】なお、本発明の回転子１４，１４Ａ，１４
Ｂは、図１，５で示す閉鎖形のブラケット６，６ａを備
えた電動機１１に使用する場合に限定することなく、図
１２で示すように、軸受５，５ａを嵌合する軸受筐ａ，
ａ1 を有し、かつ、前記軸受筐ａ，ａ1 と連接する上，
下端部を開放して内，外部を連通可能とした開放形のブ
ラケット１６，１６ａを備えた電動機２１に使用しても
よく（図１２には、第３実施例の回転子１４Ｂを使用し
た例を示す）、この場合、前記回転子１４，１４Ａ，１
４Ｂに形成した冷却フィン１４ｂは、回転子１４，１４
Ａ，１４Ｂの回転に伴って外気と接触することにより良
好に冷却されるため、電動機２１の運転時に回転子１
４，１４Ａ，１４Ｂにおいて発生する熱が、回転子軸１
４ａから軸受５，５ａに伝導するのを良好に抑制するこ
とが可能となる。

【００２８】また、本発明においては、回転子のエンド
リングと一体的に形成した冷却フィンによって軸受の回
転子軸に対する位置決めを行うようにした例により説明
したが、これに限定することなく、エンドリングとは別
に形成した複数の板状の冷却フィンを、回転子と軸受と
の間に所定の角度間隔で配設したり、外周面に複数の板
状の冷却フィンを所定の角度間隔で突設した円筒状の部
材を、回転子軸に嵌着した状態で回転子と軸受との間に
介在させたりすることにより、軸受の位置決めを行うよ
うにしてもよい。

【００２９】更に、本発明は、くま取りコイル型の電動
機に使用する回転子を例にとって説明したが、これ以外
の種々の電動機の回転子にも応用できることはいうまで
もない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、回転子
の軸方向の両端面から軸受側に向けて冷却フィンを突設
し、前記冷却フィンにより軸受の位置決めを行うように
構成したので、従来のようにＥ型止輪を使用することな
く、軸受を回転子軸に対して位置決めすることが可能と
なり、この結果、前記Ｅ型止輪を事前に回転子軸に取付
ける作業を排除して、電動機の組立作業を円滑・迅速に
行うことができる。

【００３１】その上、本発明においては、前記冷却フィ
ンにて軸受の位置決めを行うことにより、Ｅ型止輪が不
要となるため、部品点数を良好に削減することができる
とともに、前記Ｅ型止輪を取付けるために回転子軸に加
工（溝の形成）を行う必要もないため、この種の電動機
の製造コストを良好に低減することができる。

【００３２】また、前記冷却フィンは、回転子のエンド
リングの内周側（回転子軸側）から端面の一部にまたが
って突設するようにしたので、前記冷却フィンは軸受と
対向する状態となり、この結果、前記軸受の位置決めを
簡易に行うことができるとともに、前記軸受及び該軸受
を嵌合したブラケットは、回転子の回転に伴って冷却フ
ィンから軸受方向及びブラケット方向に発生する気流
（風）によって良好に冷却することができるので、前記
冷却フィン自体からの放熱とも相まって、電動機の運転
中に発生する熱によって軸受が劣化・損傷することな
く、長期間にわたって円滑・良好に回転子を回転可能に
支持することが可能となる。

【００３３】しかも、前記のように、軸受及び該軸受を
嵌合したブラケットを、回転子の回転に伴って冷却フィ
ンから軸受方向及びブラケット方向に発生する気流
（風）によって冷却することができる関係上、冷却フィ
ンの軸方向への突出寸法を短くしても軸受が熱的影響を
受ける可能性が低い結果、前記冷却フィンの軸方向への
突出寸法を極力短くして、ブラケットをコンパクト化
（薄型化）することが可能となり、この結果、電動機の
軸方向寸法を良好に小形化することができる。

【００３４】更に、軸受は冷却フィンによって回転子軸
に対して位置決めされるものの、前記冷却フィンを、側
面視形状が回転子の端面から軸受側に向かうに従って先
細状となるように形成したことにより、前記冷却フィン
は、軸受に対する接触面積を小さくすることができるた
め、前記冷却フィンからの放熱とも相まって、回転子に
おいて発生する熱が冷却フィンを介して軸受まで伝導す
るのを良好に抑制することが可能となる。

【００３５】また、第２実施例の回転子においては、冷
却フィンの外周縁に円板状の放熱板を取付けるようにし
たので、電動機の運転中に回転子において発生する熱
は、前記冷却フィン及び放熱板により、放熱面積を大き
くした状態で良好に放熱させることができるので、前記
電動機の運転中に発生する熱が軸受に伝導されることに
より、前記軸受が経年の間に熱的影響を受けて劣化・損
傷するという問題を確実に解決することが可能となる。

【００３６】更に、第３実施例の回転子においては、回
転子のエンドリングの内周側（回転子軸側）から端面に
またがって突設した冷却フィンの基端側（エンドリング
側）を、所定の幅寸法で前記エンドリングの外周側まで
延設するようにしたので、前記冷却フィンの放熱面積を
大きくすることができる結果、電動機の運転中に回転子
において発生する熱は前記冷却フィンから放熱され、前
記熱が回転子軸を介して軸受に伝導されるのを良好に抑
制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転子を備えた電動機の要部切欠側面
図である。

【図２】本発明の回転子の縦断面図である。

【図３】同じく、回転子の正面図である。

【図４】同じく、回転子の斜視図である。

【図５】本発明の回転子を備えた電動機の他の実施例を
示す要部切欠側面図である。

【図６】第２実施例の回転子を示す縦断面図である。

【図７】同じく、第２実施例の回転子を示す正面図であ
る。

【図８】同じく、第２実施例の回転子を示す斜視図であ
る。

【図９】第３実施例の回転子を示す縦断面図である。

【図１０】同じく、第３実施例の回転子を示す正面図で
ある。

【図１１】同じく、第３実施例の回転子を示す斜視図で
ある。

【図１２】本発明の回転子を備えた電動機の更に他の実
施例を示す要部切欠側面図である。

【図１３】従来の回転子を備えた電動機の要部切欠側面
図である。

【図１４】従来の回転子を示す斜視図である。

【符号の説明】

５，５ａ 軸受 ６，６ａ，１６，１６ａ ブラケット １１，２１ 電動機 １４，１４Ａ，１４Ｂ 回転子 １４ａ 回転子軸 １４ｂ 冷却フィン １４ｃ 放熱板 ａ，ａ1 軸受筐

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA10 AB04 AB06 AC06 AE04 AE08 5H609 BB02 BB18 PP02 PP07 PP08 PP11 QQ02 QQ08 RR03 RR06 RR07 RR10 RR16 RR32 RR44 RR75

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻装した固定子鉄心と、前記固
   定子鉄心に設けた挿通孔に回転自在に挿入される回転子
   と、前記回転子に軸着した回転子軸を回転子の両側にお
   いて回転自在に支持する軸受と、前記軸受を嵌合する軸
   受筐を有するブラケットとを備えた電動機において、前
   記回転子には、その軸方向の両端面から軸受側に向け
   て、周方向に所定の角度間隔を設けた状態で複数の冷却
   フィンを突設し、前記冷却フィンによって軸受の回転子
   軸に対する位置決めを行うように構成したことを特徴と
   する電動機の回転子。
2. 【請求項２】 前記冷却フィンは、回転子のエンドリン
   グの内周側から端面にまたがり、かつ、その側面視形状
   が軸受側に向かうに従って先細状となるようにして、前
   記エンドリングから軸受側に向けて突設したことを特徴
   とする請求項１記載の電動機の回転子。
3. 【請求項３】 前記冷却フィンの外周縁には、円板状の
   放熱板を取付けるようにしたことを特徴とする請求項２
   記載の電動機の回転子。
4. 【請求項４】 前記冷却フィンは、そのエンドリング側
   の部位を、所定の幅寸法で軸方向に突出させた状態で、
   前記エンドリングの外周側まで延設したことを特徴とす
   る請求項２記載の電動機の回転子。