JP2006238600A

JP2006238600A - ギヤードモータ

Info

Publication number: JP2006238600A
Application number: JP2005049520A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Yoshioka; 宏展吉岡
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】外付けのギヤボックスが不要な薄型のギヤードモータを提供する。
【解決手段】固定子８の内周側に回転子１０が配されたインナーロータ型のギヤードモータ１において、回転子１０の内周側と回転軸４との間に減速ギヤユニット６を設け、減速ギヤユニット６は、太陽ギヤ５０と遊星ギヤ５２とキャリアギヤ５６を有し、回転子１０の回転数を減速させて回転軸４に伝達するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速ユニットを有するギヤードモータに関するものである。

洗濯機等に用いられているギヤードモータは、その回転数を落とすためにモータフレームの外側にギヤボックスを設けている。即ち、モータフレームから突出した回転軸をこのギヤボックス内部のギヤに螺合させ、これによって回転軸の回転数を所定の回転数まで減速させている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００４−２０１７７３公報

上記のようなモータフレームの外側にギヤボックスが取り付けた構造であると、ギヤードモータが大きくなり、特に、軸方向の寸法が大きくなるという問題点がある。

また、モータにギヤボックスを取り付ける作業も必要であり、作業工程も増えるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、外付けのギヤボックスが不要な薄型のギヤードモータを提供する。

請求項１に係る発明は、固定子の内周側に回転子が配されたインナーロータ型のギヤードモータにおいて、前記回転子の内周側と回転軸との間に減速手段が設けられ、前記減速手段は、前記回転子の回転数を減速させて前記回転軸に伝達することを特徴とするギヤードモータである。

請求項２に係る発明は、前記回転子は、リング状に形成されて内周側に空洞部を有し、前記空洞部に前記減速手段が配され、前記減速手段の中心に前記回転軸が配されていることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項３に係る発明は、前記減速手段は、ギヤで構成されていることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項４に係る発明は、前記減速手段は、太陽ギヤとキャリアギヤと遊星ギヤとを有し、前記太陽ギヤが前記回転子の内周側に固定され、前記キャリアギヤの中心に前記回転軸が固定され、前記キャリアギヤと前記太陽ギヤとの間に一または複数の遊星ギヤが介されていることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項５に係る発明は、前記一または複数の遊星ギヤは、リング状の保持部材にそれぞれ回動自在に取り付けられ、前記保持部材は、前記遊星ギヤと前記キャリアギヤとの間に配されていることを特徴とする請求項４記載のギヤードモータである。

請求項６に係る発明は、前記キャリアギヤは、所定の隙間を開けてリング状のカバーが被せられ、前記カバーは前記回転子に固定されていることを特徴とする請求項４記載のギヤードモータである。

請求項７に係る発明は、前記ギヤードモータの一方のみから前記回転軸が突出し、前記突出した回転軸に軸受けが設けられていることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項８に係る発明は、前記減速手段の軸方向の長さが、前記回転子の軸方向の長さと略同じであることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項９に係る発明は、前記ギヤードモータの軸方向の長さが、前記ギヤードモータの半径の１／３より短いことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項１０に係る発明は、前記回転子は、回転子鉄心内部にマグネットが周方向に沿って等角度毎に配されたことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項１１に係る発明は、前記回転子は、前記回転子鉄心と前記マグネットがモールド樹脂で一体に成形されていることを特徴とする請求項１０記載のギヤードモータである。

請求項１２に係る発明は、前記固定子は、コアバックと複数のティースとよりなる固定子鉄心にプレモールドを施して絶縁層を形成し、前記複数のティースの絶縁層の上に固定子巻線が巻回されていることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項１３に係る発明は、前記ギヤードモータは、ブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項１４に係る発明は、前記ギヤードモータは、誘導モータであることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

請求項１５に係る発明は、前記ギヤードモータは、洗濯機に用いられることを特徴とする請求項１記載のギヤードモータである。

本発明の請求項１のギヤードモータであると、減速手段が、回転子内周側と回転軸の間に設けられているため、ギヤボックスを特別にモータの外側に取り付ける必要がなく、また、ギヤードモータの軸方向の長さを小さくすることができる。特に、減速手段の軸方向の長さと回転子の軸方向の長さと略同じにすることにより、モータの軸方向の長さが、モータの半径の１／３より短くすることができる。

以下、本発明の一実施形態のギヤードモータ１について、図１〜図５に基づいて説明する。

ギヤードモータ１は、三相のブラシレスＤＣモータであり、洗濯機の洗濯槽を回転させるために用いられるものである。

（１）ギヤードモータ１の構造
図１、図２に示すように、ギヤードモータ１は、インナーロータ型のモータであり、固定子８の内周側に回転子１０が配され、回転子１０の内周側に減速ギヤユニット６が配され、この減速ギヤユニット６に回転軸４が取り付けられている。このギヤードモータ１を洗濯機内部に取り付ける時は、回転軸４の出力側が上方になるように取り付ける。

以下、このギヤードモータ１の各部材について詳しく説明する。

（２）回転子１０の構造
回転子１０の構造について、図４に基づいて説明する。

回転子１０の回転子鉄心１２は、リング状のコアバック１４の外周部から二等辺三角形のポールピースが２０個突出したものであり、これらポールピースはＮ極用ポールピース１６ＮとＳ極用ポールピース１６Ｓとが交互に突出している。この回転子鉄心１２は、抜き板を積層して形成されている。

上記Ｎ極用ポールピース１６ＮとＳ極用ポールピース１６Ｓとの間のスロットには、棒状のマグネット１８が挿入されている。このマグネット１８は図４ではハッチングで示すものであり、隣接するマグネット１８の磁極が互いに異なるように挿入されている。

上記のようにして各スロットにマグネット１８を挿入すると、各ポールピースが、Ｓ極用ポールピース１６ＳとＮ極用ポールピース１６Ｎとに励磁される。

上記のようにして回転子鉄心２４にマグネット１８を挿入した状態で、回転子鉄心１２の内周部の空洞部２０に後から説明する減速ギヤユニット６の太陽ギヤ５０と共に金型に収納してモールド樹脂によって一体成形する。これによって、回転子１０が完成する。

（３）減速ギヤユニット６の構造
次に、回転子１０の内周側の空洞部２８に設けられている減速ギヤユニット６について図１〜図３に基づいて説明する。

減速ギヤユニット６は、回転子１０の回転数を減速させて回転軸４に伝達するものであり、太陽ギヤ５０、遊星ギヤ５２、保持部材５４、キャリアギヤ５６とより構成されている。

太陽ギヤ５０は、ドーナツ板状の取り付け部材５８の内周部から軸方向に円筒状のギヤ部６０が突出し、このギヤ部６０の外周部に歯車が設けられている。また、この円筒形のギヤ部６０の内径は、回転軸４の外径よりも大きく、回転軸４が円筒形のギヤ部６０内部で回動自在に保持される。

遊星ギヤ５２は、図３に示すように４個有り、リング状の保持部材５４に９０度毎に配され、保持部材５４から突出した軸６２によって回動自在に設けられている。そして、太陽ギヤ５０のギヤ部６０の歯車と螺合している。

キャリアギヤ５６は、上面が開口したカップ状であり、その下面の中心部にボスが設けられ回転軸４の雄ネジ部６４が螺合し、ナット６６によって固定されている。カップ状のキャリアギヤ５６の内周面には歯車が設けられ、４個の遊星ギヤ５２と螺合する（図３参照）。また、このカップ状のキャリアギヤ５６の下面と遊星ギヤ５２の間にはリング状の保持部材５４が配されている。

さらに、回転するキャリアギヤ５６が露出しないようにするために、キャリアギヤ５６よりも一回り大きいカップ状のカバー６８がキャリアギヤ５６を覆っている。このカバー６８は回転子６０の内周側に固定され、キャリアギヤ５６と隙間を空けて接触しないように配されている。

減速ギヤユニット６の軸方向の長さＬは、回転子１０の軸方向の長さＬと同じ寸法に形成されている。

減速ギヤユニット６から突出した回転軸４は、複数のベアリング７０によって回転自在に洗濯機の本体に支持されている。

（４）固定子８の構造
固定子８の構造を図５に基づいて説明する。

固定子鉄心２２は、リング状のコアバック２４の内周部からＴ字状のティース２６が２４個等間隔に軸心に向かって突出している。この固定子鉄心２２は、抜き板を積層して形成する。

上記の固定子鉄心２２を、金型内部に収納すると共に、固定子鉄心２２の内周側、すなわち２４個のティース２４の内周側に金型の芯金を挿入する。そして、固定子鉄心２２を収納した金型内部にモールド樹脂を注入する。すると、固定子鉄心１１０の表面にモールド樹脂によって絶縁層２８が形成される。

次に、図２に示すように、この絶縁層２８が形成された固定子鉄心２２に、固定子巻線３０を巻回して固定子８を形成する。

（５）ギヤードモータ１の動作状態
ギヤードモータ１の三相の固定子巻線３０に三相の駆動電流を流すと、磁力により回転子１０が回転する。回転子１０が回転すると、その回転子１０に固定された太陽ギヤ５０が回転し、それと共に４個の遊星ギヤ５２も回転する。なお、４個の遊星ギヤ５２はリング状の保持部材５４に保持されているため、これら遊星ギヤ５２は自転しつつ、かつ、一体となって太陽ギヤ５０の回りを公転する。４個の遊星ギヤ５２が回転するとキャリアギヤ５６も回転し、キャリアギヤ５６に固定された回転軸４が回転する。

この場合に、回転子１０の回転数がＡであり、減速ギヤユニット６の減速比がＢであると、回転軸４の回転数Ｃは、Ａ×Ｂとなる。これにより、減速ギヤボックスをギヤードモータの外側に取り付けることなく、回転子１０の回転数を減速させて回転軸４に伝達することができる。

ギヤードモータ１の軸方向の長さＬが半径Ｒの１／３以下であり、また、減速ギヤユニット６が回転子１０の内周側に設けられ、さらに、減速ギヤユニット６の軸方向の長さが回転子１０の軸方向の長さと同じ寸法に形成されていることと相まって、ギヤードモータ１の軸方向の長さＬを従来より短くすることができる。したがって、薄型のギヤードモータ１を形成することができる。

また、回転子鉄心２４と共に減速ギヤユニット６の太陽ギヤ５０がモールド樹脂によって一体成形されているので、減速ギヤユニット６が回転子１０から回転中に外れることがない。

（変更例）
（１）変更例１
上記実施形態では、ブラシレスＤＣモータにおいて用いたが、これに限らず誘導モータにおいても回転子の内周側に減速ギヤユニット６を設けることができる。

（２）変更例２
上記実施形態における減速ギヤユニット６では太陽ギヤ５０と遊星ギヤ５２の組み合わせによって減速機構を実現したが、これに限らずギヤを用いる方法であれば他の方法であってもよい。

（３）変更例３
上記実施形態ではギヤードモータ１を洗濯機に用いたが、これ以外の家電機器や、その他の電気製品に用いてもよい。

（４）変更例４
上記実施形態では、回転子鉄心１２としてリング状のコアバック１４を有するものを用いたが、これに代えて、ストレートコアをリング状に折曲したものを用いてもよい。

（５）変更例５
上記実施形態では、固定子鉄心２２としてリング状のコアバック２４を有するものを用いたが、これに代えて、ストレートコアをリング状に折曲したものを用いてもよい。

本発明の一実施形態を示すギヤードモータの縦断面図である。本実施形態を示すギヤードモータの平面図である。図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。回転子鉄心にマグネットを挿入した状態の平面図である。固定子鉄心の平面図である。

符号の説明

１ギヤードモータ
４回転軸
６減速ギヤユニット
８固定子
１０回転子
１２回転子鉄心
２２固定子鉄心
５０太陽ギヤ
５２遊星ギヤ
５４保持部材
５６キャリアギヤ
５８取り付け部材
６０ギヤ部
６２軸
６４雄ネジ部
６８カバー
７０ベアリング

Claims

固定子の内周側に回転子が配されたインナーロータ型のギヤードモータにおいて、
前記回転子の内周側と回転軸との間に減速手段が設けられ、
前記減速手段は、前記回転子の回転数を減速させて前記回転軸に伝達する
ことを特徴とするギヤードモータ。
前記回転子は、リング状に形成されて内周側に空洞部を有し、
前記空洞部に前記減速手段が配され、
前記減速手段の中心に前記回転軸が配されている
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記減速手段は、ギヤで構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記減速手段は、太陽ギヤとキャリアギヤと遊星ギヤとを有し、
前記太陽ギヤが前記回転子の内周側に固定され、
前記キャリアギヤの中心に前記回転軸が固定され、
前記キャリアギヤと前記太陽ギヤとの間に一または複数の遊星ギヤが介されている
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記一または複数の遊星ギヤは、リング状の保持部材にそれぞれ回動自在に取り付けられ、
前記保持部材は、前記遊星ギヤと前記キャリアギヤとの間に配されている
ことを特徴とする請求項４記載のギヤードモータ。
前記キャリアギヤは、所定の隙間を開けてリング状のカバーが被せられ、前記カバーは前記回転子に固定されている
ことを特徴とする請求項４記載のギヤードモータ。
前記ギヤードモータの一方のみから前記回転軸が突出し、前記突出した回転軸に軸受けが設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記減速手段の軸方向の長さが、前記回転子の軸方向の長さと略同じである
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記ギヤードモータの軸方向の長さが、前記ギヤードモータの半径の１／３より短い
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記回転子は、回転子鉄心内部にマグネットが周方向に沿って等角度毎に配された
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記回転子は、回転子鉄心と前記マグネットがモールド樹脂で一体に成形されている
ことを特徴とする請求項１０記載のギヤードモータ。
前記固定子は、コアバックと複数のティースとよりなる固定子鉄心にプレモールドを施して絶縁層を形成し、前記複数のティースの絶縁層の上に固定子巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記ギヤードモータは、ブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記ギヤードモータは、誘導モータである
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
前記ギヤードモータは、洗濯機に用いられる
ことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。