JP3729774B2 - モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネットの内側にロータが配置されるインナーロータ型の電動モータあるいはジェネレータの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のモータとして、例えば特開２００１−２５１８４号公報に開示されたものは、図６に示すように、ヨークに各マグネットを支持する樹脂製のマグネットホルダ１を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マグネットホルダ１を備えるモータは、ロータが収まるロータ室が樹脂製マグネットホルダ１によって断熱され、ロータ室の空気が金属製ヨークに触れる面積が削減されるため、ロータの発熱がヨークを介して外気へと逃げにくく、ロータ室が高温になる可能性があった。
【０００４】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、マグネットホルダを用いて放熱性の高いモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、有底筒状の金属製ヨークと、このヨークの内側に固定される複数のマグネットと、各マグネットの内側に回転可能に設けられるロータと、ヨークに各マグネットを支持する樹脂製のマグネットホルダと、このマグネットホルダの内側に形成されロータが収められるロータ室とを備えるモータに適用する。
【０００６】
そして、マグネットホルダとヨークの間に放熱空間を形成し、この放熱空間とロータ室を連通する放熱開口部を形成したことを特徴とするものとした。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、マグネットホルダに各マグネットを挟持する複数の柱を一体形成し、この柱とヨークの間に放熱空間を形成したことを特徴とするものとした。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、ロータを回転可能に支持するベアリングを備え、マグネットホルダにこのベアリングを支持するベアリングハウジングを一体形成し、このベアリングハウジングとヨークの間に放熱空間を形成したことを特徴とするものとした。
【０００９】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、樹脂製マグネットホルダとヨークの間にロータ室と連通した放熱空間を設けることにより、ロータ室の空気が直接ヨークに触れるため、ロータからの発熱は金属製ヨークを介して外気へ放熱することが促され、モータの冷却性を高められる。
【００１０】
第２の発明によると、マグネットを挟持する各柱に放熱空間を設けることにより、ロータ室の放熱性を高められる。
【００１１】
第３の発明によると、ベアリングを支持するベアリングハウジングに放熱空間を設けることにより、ロータ室の放熱性を高められる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、モータは、モータ外側のケースを構成する有底筒状の金属製ヨーク２０と、このヨーク２０の開口部を塞ぐブラケット２６と、ヨーク２０の内側に固定される一対のマグネット（永久磁石）３１と、各マグネット３１の内側にベアリング２４，２８を介して回転可能に設けられるロータ（電機子）２９と、このロータ２９の巻線３０に給電する整流子２７とを備える。
【００１４】
各マグネット３１は半割円筒状に形成され、樹脂製のマグネットホルダ１を介してヨーク２０に支持される。
【００１５】
図２〜図５に示すように、マグネットホルダ１はヨーク２０の内周面に嵌合し各マグネット３１を支持する枠状のマグネット配置部２と、ベアリング２４を支持するベアリングハウジング８と、ブラケット２６に対するマグネットホルダ１の回転を係止する一対のトルク受け突起１１とを有し、これらが樹脂材により一体に成形される。
【００１６】
ベアリング２４は円環状をしたベアリングハウジング８の内周面に当接することにより径方向の位置決めが行われる。樹脂製マグネットホルダ１に枠状のマグネット配置部２と円環状のベアリングハウジング８とを一体形成することにより、各マグネット３１に対するベアリング２４の径方向について位置決め精度が確保される。
【００１７】
マグネットホルダ１の枠状のマグネット配置部２は、ヨーク２０の内周面に嵌合する二つの円環６，７と、各円環６，７を結ぶ一対の柱３によって枠状に形成され、各マグネット３１の端面を当接させ、ヨーク２０の内周面との間に各マグネット３１を固定する。
【００１８】
マグネットホルダ１の枠状のマグネット配置部２は、ヨーク２０の内周面に嵌合する二つの円環６，７がマグネット３１の長さと同等に離れて設けられることにより、シャフト２５の中心軸がマグネットホルダ１の中心線に対して傾くことが抑えられ、各マグネット３１に対するロータ２９の同心度が確保される。
【００１９】
各柱３には各マグネット３１に当接する各端面には４つの突起５が形成される。各柱３は後述する放熱開口部４が開口した部位を弾性変形させながら突起５を介して各マグネット３１を挟持する。
【００２０】
ベアリングハウジング８はベアリング２４の外周面を嵌合させる円環状に形成される。ベアリング２４は円環状をしたベアリングハウジング８の内周面に当接することにより径方向の位置決めが行われるとともに、ヨーク２０の底部２１に当接することにより軸方向の位置決めが行われる。
【００２１】
マグネットホルダ１は、一方の円環６とベアリングハウジング８を結ぶ円錐筒６ａが形成され、円環６とベアリングハウジング８及び円錐筒６ａを結ぶ補強リブ９が形成され、ベアリング２４の支持剛性を確保するようになっている。
【００２２】
一対のトルク受け突起１１は、円環７から軸方向に突出し、ブラケット２６の凹部２６ａに係合することにより、ブラケット２６に対するマグネットホルダ１の回転を係止する。
【００２３】
各トルク受け突起１１とブラケット２６の凹部２６ａは互いに係合することにより、ブラケット２６に対するマグネットホルダ１の回転を係止し、両者の回転方向の位置決めが行われる。ロータ２９の発生トルクによっては、トルク受け突起１１のみでマグネットホルダ１の回転止めが可能であり、マグネットホルダ１をヨーク２０に圧入したり、接着する必要がなくなるので、組立性の向上がはかられる。
【００２４】
マグネットホルダ１と各マグネット３１およびブラケット２６によってロータ２９が収まるロータ室１５が設けられる。そして本発明の要旨とするところであるが、ロータ室１５の放熱性を確保するため、マグネットホルダ１とヨーク２０の間に放熱空間１０，１３を形成し、放熱空間１０，１３とロータ室１５を連通する放熱開口部４，１２を形成する。
【００２５】
放熱空間１０はマグネットホルダ１の各柱３とヨーク２０の間に形成される。柱３はヨーク２０及びマグネット３１に当接する２つの支持部３ａが軸方向に延び、円環６，７と各支持部３ａ及びヨーク２０との間に放熱空間１０が形成される。各支持部３ａの周方向の幅はマグネットホルダ１の剛性が確保される範囲で最小限に設定され、ヨーク２０に面する放熱空間１０の面積が最大限に確保される。
【００２６】
柱３の中央部には２つの放熱開口部４が長円形の断面を持って開口している。各柱３は放熱開口部４が開口した部位を弾性変形させながら突起５を介して各マグネット３１を挟持するが、放熱開口部４の開口面積は柱３の剛性が適度に確保されるように設定される。ただし、放熱開口部４の断面は長円形に限らず、他の形状としても良い。
【００２７】
放熱空間１３はマグネットホルダ１の円錐筒６ａとベアリングハウジング８と円環６及びヨーク２０の底部２１の間に形成される。ベアリングハウジング８と円環６のヨーク２０に接する面積は最小限に設定され、ヨーク２０に面する放熱空間１３の面積が最大限に確保される。
【００２８】
放熱空間１６をロータ室１５に連通する６つの開口部１２が形成される。
【００２９】
補強リブ９はヨーク２０から部分的に離れる傾斜部９ａを有し、これによってヨーク２０に面する放熱空間１３の面積が最大限に確保される。
【００３０】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３１】
モータは、整流子２７から供給される電流が巻線３０に流れることにより、ロータ２９とマグネット３１の間に磁力が働き、シャフト２５を回転駆動する。ロータ室１５は密閉されているため、ロータ２９からの発熱は、ロータ室１５と放熱空間１０，１３の間を放熱開口部４，１２を通って循環する空気を介してヨーク２０に伝えられ、ヨーク２０から外気へと放熱される。つまり、マグネットホルダ１とヨーク２０の間にロータ室１５と連通した放熱空間１０，１３を設けることにより、ロータ室１５の空気が直接ヨーク２０に触れるため、ヨーク２０を介して外気へ放熱することが促され、モータの冷却性が確保される。
【００３２】
各マグネット３１を挟持する各柱３は、ヨーク２０に接する面積が最小限に設定されることにより、ヨーク２０に面する放熱空間１０の面積が最大限に確保され、ロータ室１５の放熱性を高められる。
【００３３】
ベアリング２４を支持するベアリングハウジング８は、ヨーク２０に接する面積が最小限に設定されることにより、ヨーク２０に面する放熱空間１３の面積が最大限に確保され、ロータ室１５の放熱性を高められる。
【００３４】
ただし、マグネット３１、柱３、トルク受け突起１１は一対に限らず、それ以上の個数を設けても良い。
【００３５】
また、突起５、放熱開口部４、開口部１２、補強リブ９の個数は、上記実施の形態に限らず、少なくとも一個が設けられていれば良い。
【００３６】
なお、本発明はモータに限らず、ジェネレータ等の回転電機にも適用できる。
【００３７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すモータの断面図。
【図２】同じくマグネットホルダの側面図。
【図３】同じくマグネットホルダの正面図。
【図４】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】同じく図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図６】従来例を示すマグネットホルダの側面図。
【符号の説明】
１ マグネットホルダ
２ マグネット配置部
３ 柱
４ 放熱開口部
６，７ 円環
８ ベアリングハウジング
９ 補強リブ
１０ 放熱空間
１２ 放熱開口部
１３ 放熱空間
２０ ヨーク
２１ ヨーク底部
２４ ベアリング
２５ シャフト
２６ ブラケット
２７ 整流子
２８ ベアリング
２９ ロータ
３０ 巻線
３１ マグネット

Claims (3)

1. 有底筒状の金属製ヨークと、このヨークの内側に固定される複数のマグネットと、各マグネットの内側に回転可能に設けられるロータと、ヨークに各マグネットを支持する樹脂製のマグネットホルダと、このマグネットホルダの内側に形成されロータが収められるロータ室とを備えるモータにおいて、
   マグネットホルダとヨークの間に放熱空間を形成し、この放熱空間とロータ室を連通する放熱開口部を形成したことを特徴とするモータ。
2. 前記マグネットホルダに前記各マグネットを挟持する複数の柱を形成し、
   この柱と前記ヨークの間に前記放熱空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記ロータを回転可能に支持するベアリングを備え、
   前記マグネットホルダにこのベアリングを支持するベアリングハウジングを形成し、
   このベアリングハウジングと前記ヨークの間に前記放熱空間を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。

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