JP2004120983A - アウターロータ型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ全体は大型化せずに冷却効果を高めて高出力を出すことができるアウターロータ型モータを提供する。
【解決手段】ベースプレート３２と、ベースプレート３２に対して軸受３４，３７を介して回転自在に設けられた回転軸３６と、ベースプレート３２上に配置された固定子４０と、固定子４０の外方に位置するマグネット４６が設けられ、回転軸３６に連結されたロータヨーク３８とを具備するアウターロータ型モータ３０において、ベースプレート３２およびロータヨーク３８のそれぞれには、１または複数の通風孔５０，５２が形成されていることを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータ型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なアウターロータ型モータについて図６に基づいて説明する。
アウターロータ型モータ１０は、金属製のベースプレート１１と、ベースプレート１１上に配置された電気配線用の基板１２と、ベースプレート１１と基板１２に対して回転自在に装着された回転軸１４と、回転軸１４を回転自在に保持するハウジング１５と、コイル１６と鉄心１７とからなる固定子１８と、回転軸１４に連結され、内壁にマグネット２０が設けられたロータヨーク２２とから構成される。
【０００３】
アウターロータ型モータは、高トルクで定速駆動に優れており、例えばコンピュータ内のディスクドライブやコピー機のドラム駆動用、さらには車載機器として様々な分野に利用されている。
各分野の製品が全体として小型化を進めている以上、アウターロータ型モータも小型化を図る必要性がある。そこで、ベースプレートに固定子を収納するための穴である収納孔を設けることによって、回転軸の軸線方向の長さを短くしての薄型化を図ることが行なわれてきた（例えば、特許文献１参照）。
このように、ベースプレートに穴を形成することによって、固定子をベースプレート内に収納させて、この分だけモータを薄型化することができた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１１７４４号公報（第６図、第７図、第８図、第９図等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
なお、アウターロータ型モータの出力を上げようとする場合には、固定子の鉄心の積厚を増加させるか、あるいは冷却装置を装着してモータ全体を冷却する必要があった。
しかし、鉄心の積厚を増加させたり、冷却装置を装着することになるとモータの厚さが増加してしまうので、薄型のモータで高出力を実現することができなかった。
【０００６】
一方、従来の技術で説明したような従来のアウターロータ型モータでは、ベースプレートに穴を穿設しているので固定子が外部に露出するという意味では若干の冷却効果があるとも考えられる。
しかし、この穴はあくまで固定子を収納することを目的としているので、この穴を通して空気を流通させることはできず、これによってモータを冷却させることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、モータ全体は大型化せずに冷却効果を高めて高出力を出すことができるアウターロータ型モータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明にかかるアウターロータ型モータによれば、ベースプレートと、該ベースプレートに対して軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記ベースプレート上に配置された固定子と、該固定子の外方に位置するマグネットが設けられ、前記回転軸に連結されたロータヨークとを具備するアウターロータ型モータにおいて、前記ベースプレートおよび前記ロータヨークのそれぞれには、１または複数の通風孔が形成されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、ベースプレートとロータヨークとの間で空気が流通する流路が確保できるので、厚さは従来と変らずに且つ冷却効果が高いモータとすることができる。
【０００９】
また、前記ロータヨークの通風孔は、平面視すると内周側が徐々に幅狭となるように形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、通風孔の形状が円形、正方形または長方形の場合と比較して空気の流れを促進することができ、冷却効果を更に高めることができる。
【００１０】
さらに、前記ロータヨークの通風孔は、断面視すると外方側と内方側の開口径が異なるように、内壁が傾斜して形成されていてもよい。
これによれば、ロータヨークが回転すると、通風孔の内壁にぶつかる空気は大径側の方へ移動する。したがって、モータ内部から空気が排出されるかまたはモータ内部へ空気が流入することにより、冷却効果を極めて高くすることができる。
【００１１】
なお、前記ロータヨークの通風孔は、断面視すると外方側と内方側の開口径が異なるように、小径部と大径部とから形成されているようにしてもよい。
この構成によっても、ロータヨークが回転すると、通風孔の内壁にぶつかる空気は大径側の方へ移動する。したがって、モータ内部から空気が排出されるかまたはモータ内部へ空気が流入することにより、冷却効果を極めて高くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はアウターロータ型モータの平面図、図２はアウターロータ型モータの底面図、図３は図１および図２におけるＡ−Ａ断面図を示す。
なお、本実施形態で説明するモータとしては、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータであるとする。
【００１３】
まず、アウターロータ型モータの全体構造について説明する。
アウターロータ型モータ３０（以下、単にモータという場合がある）は、ベースプレート３２、ベースプレート３２の中心部分に設けられたハウジング３５、ハウジング３５内の２つの軸受３４，３７によって回転自在に装着された回転軸３６、ハウジング３５の外周側に取り付けられてベースプレート３２上に配置された、鉄心４２とコイル４４とから成る固定子４０、回転軸３６の先端に固定されたロータヨーク３８、ロータヨーク３８の内壁に取り付けられたマグネット４６を備えている。
【００１４】
ベースプレート３２は金属製であって、底面が他の機器に取り付ける際の取付面となる。したがって、ベースプレートの底面側は平面状に形成され、且つ取り付けに用いられるネジ用の穴４１が形成されている。
ベースプレート３２の上面にはフレキシブル基板３１が装着されている。フレキシブル基板３１は、コイル４４への通電用の配線を形成している。このため、フレキシブル基板３１の端部はモータ外部へ突出していることが必要である。
【００１５】
ロータヨーク３８は、固定子４０に対して回転する回転子ヨークであって、固定子４０を覆うようなカップ状に形成されている。マグネット４６は、ロータヨーク３８のカップ状の周壁面に設けられている。
ロータヨーク３８の中心部分は、取付部材４９を介して回転軸３６に固定されている。このためロータヨーク３８は回転軸３６を軸として回転可能となっている。
【００１６】
以下、本願発明の特徴であるベースプレート３２の通風孔５０と、ロータヨーク３８の通風孔５２について説明する。
ベースプレート３２には、複数個の通風孔５０が形成されている。図３で示されているベースプレート３２の通風孔５０は、平面視すると長方形であるが、この形状に限定されることはない。また、通風孔５０の数も図面に示されている数に限定されず、何箇所に穿設されていてもよい。
【００１７】
なお、ベースプレート３２上には、フレキシブル基板３１が設けられているので、このフレキシブル基板３１にも、ベースプレート３２の通風孔５０と連通する通風孔５１が形成されている必要がある。この通風孔５１は、少なくともベースプレート３２の通風孔５０と同じ形状で同じ大きさであって、ベープレートの通風孔５０と一体の通風孔として作用することが好ましい。
【００１８】
なお、ロータヨーク３８にも、複数個の通風孔５２が形成されている。
このように、本実施形態のアウターロータ型モータの特徴は、ベースプレート３２およびロータヨーク３８の両方に通風孔５０，５２が形成されている点である。通風孔をベースプレート３２およびロータヨーク３８の両方に形成したことで、モータ３０を上下（回転軸の軸線方向）に貫通してモータ３０内を空気が通過する流路が確保されることとなり、モータの冷却効果が上がる。
【００１９】
ロータヨーク３８に形成されている通風孔５２は、内周に向けて徐々に幅が狭くなるような形状に形成されているとよい。すなわち、通風孔５２は、回転軸３６の軸線方向から（平面視）見ると扇形に形成されているとよい。
このように通風孔５２の形状を、内周に向けて徐々に幅を狭くすることによって以下のような効果が生ずると考えられる。
すなわち、ロータヨーク３８に丸形、正方形または長方形の通風孔を穿設した場合では、上述したように空気の流通路は確保されるが、モータ３０内の空気を強制的に排出させる効果までは生じ得ないと考えられる。
しかし、通風孔５２を内周に向けて徐々に幅狭にすると、ロータヨーク３８の回転方向に対して通風孔５２の側面５２ａが直交せずに所定角度で傾いているので、側面５２ａがいわば羽根の役割を果たし、モータ３０内外の空気を移動させるようになると考えられ、モータ３０内から空気を強制的に排出させて冷却効率が上昇するのである。
【００２０】
なお、図４〜図５に示すように、ロータヨーク３８に形成した通風孔５２の内壁を傾斜させると、さらにモータ３０内部からの空気排出をさらに促進するので好適である。
図４には、ロータヨーク３８に設けた通風孔５２の内壁を、モータ３０内部側に向けて孔が徐々に小径となるように傾斜させたところを図示している。このように、通風孔５２の内壁５４を傾斜させることで、ロータヨーク３８の回転によって通風孔５２の内壁５４に空気が当接すると、傾斜によって空気がモータ外部へ誘導される（図４の矢印Ｂ）。
このため、内壁５４が傾斜していると、モータ３０内部から加熱された空気が強制的に排出され、一方のベースプレート３２の通風孔５０から空気がモータ３０内部に流入するので冷却効率が高くなる。
【００２１】
また、図５に示すように通風孔５２の内壁５４を傾斜面ではなく、外方側を大径部５６、内方側を小径部５５として段階的に径を変化させてもよい。
このような形状で構成した場合であっても、ロータヨーク３８の回転によって空気が通風孔５２の内壁に当接すると、小径部５５から大径部５６方向へ空気が押しやられるように移動する。したがって、モータ３０内部の空気は強制的に外部へ排出され、一方のベースプレート３２の通風孔５０から空気がモータ３０内部に流入するので冷却効率が高くなる。
【００２２】
なお、通風孔５２をモータ外部側とモータ内部側とで開口径が異なるようにした場合にあっては、図４と図５に示した形態ではモータ外部側が大径となるような形態のみを示した。
しかし、図４のようにテーパ状にした場合、および図５のように段階的に径を変えた場合の両方の場合で、モータ外部側の開口径を小径とし、モータ内部側の開口径を大径としても良い。このような構造とすることにより、ロータヨーク３８の回転によって空気が通風孔５２の内壁に当接すると、空気はモータ内部に押しやられるように移動する。このためモータ３０内の加熱された空気はベースプレート３２からモータ外部へ排出されることとなり、ロータヨーク３８の通風孔５２からはモータ内部に向けてモータ外部の空気が流入することとなる。つまり、かかる場合上述してきた場合と空気の流れは逆方向になるが、モータ３０内部を空気は確実に、強制的に通過する。したがって、このような構成であっても、モータの冷却効果を高めることができる。
【００２３】
なお、ロータヨーク３８の通風孔５２をモータ外部側とモータ内部側とで開口径を変えた形態では、図４と図５に示した形態に限定することはなく、他の形態であってもよい。例えば、傾斜部分のエッジが落とされ、いわゆる、だれが生じたような状態であってもよい。
【００２４】
通風孔５０，５２の大きさとしては、図示したような程度の大きさに限られることはない。すなわち、ベースプレート３２またはロータヨーク３８の強度が維持できる程度に通風孔５０，５２を大きくすることで、モータ３０内部への空気の流入量を増大させ、さらに冷却効率を上げることができる。
【００２５】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るアウターロータ型モータによれば、ベースプレートとロータヨークとの間で空気が流通する流路が確保できるので、厚さは従来と変らずに、冷却効果が高いモータとすることができ、薄型且つ高出力のモータを提供できる。
【００２７】
請求項２記載のアウターロータ型モータによれば、通風孔の形状が円形、正方形または長方形の場合と比較して空気の流れを促進することができ、冷却効果を更に高めることができる。
【００２８】
請求項３記載のアウターロータ型モータによれば、ロータヨークが回転すると、通風孔の内壁にぶつかる空気は大径側の方へ移動し、モータ内部から空気が排出されるかまたはモータ内部へ空気が流入することにより、冷却効果を極めて高くすることができる。
【００２９】
請求項４記載のアウターロータ型モータによっても、ロータヨークが回転すると、通風孔の内壁にぶつかる空気は大径側の方へ移動し、モータ内部から空気が排出されるかまたはモータ内部へ空気が流入することにより、冷却効果を極めて高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアウターロータ型モータの平面図である。
【図２】アウターロータ型モータの底面図である。
【図３】アウターロータ型モータの側面からの断面図である。
【図４】ロータヨークの通風孔の一実施形態を示す断面図である。
【図５】ロータヨークの通風孔の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】従来のアウターロータ型モータの側面からの一部断面図である。
【符号の説明】
３０　　アウターロータ型モータ
３１　　フレキシブル基板
３２　　ベースプレート
３４，３７　軸受
３５　　ハウジング
３６　　回転軸
３８　　ベースプレート
３８　　ロータヨーク
４０　　固定子
４１　　穴
４２　　鉄心
４４　　コイル
４６　　マグネット
４９　　取付部材
５０，５１，５２　　通風孔
５２ａ　側面
５４　　内壁
５５　　小径部
５６　　大径部

Claims (4)

1. ベースプレートと、
   該ベースプレートに対して軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、
   前記ベースプレート上に配置された固定子と、
   該固定子の外方に位置するマグネットが設けられ、前記回転軸に連結されたロータヨークとを具備するアウターロータ型モータにおいて、
   前記ベースプレートおよび前記ロータヨークのそれぞれには、１または複数の通風孔が形成されていることを特徴とするアウターロータ型モータ。
2. 前記ロータヨークの通風孔は、平面視すると内周側が徐々に幅狭となるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のアウターロータ型モータ。
3. 前記ロータヨークの通風孔は、断面視すると外方側と内方側の開口径が異なるように、内壁が傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のアウターロータ型モータ。
4. 前記ロータヨークの通風孔は、断面視すると外方側と内方側の開口径が異なるように、小径部と大径部とから形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のアウターロータ型モータ。

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