JP3906671B2

JP3906671B2 - モータ

Info

Publication number: JP3906671B2
Application number: JP2001333381A
Authority: JP
Inventors: 孝宏西中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003143797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータの回転軸を枢支した軸受が支持された軸受台を円筒状のモータケースの両筒端面に取り付けた構成を有するモータに関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従来、ロータ３の回転軸４を枢支した軸受５が支持された軸受台２を円筒状のモータケース１の両筒端面に取り付けた構成を有するモータにあっては、円筒状のモータケース１の両筒端面の複数箇所に切り欠き６を設けると共に、軸受台２の外周面に複数個の廻り止め突起７を外径方向に突設し、上記廻り止め突起７を切り欠き６にそれぞれ嵌合させて周方向の廻り止めを施して軸受台２がモータケース１の両筒端面に取り付けされているものである。ここで、上記廻り止め突起７及び切り欠き６は、軸受台２の外周面及びモータケース１の筒端面のうち、回転軸４の軸周方向に略９０°の間隔を有した４箇所の位置にそれぞれ設けられている。また、軸受台２とモータケース１との取り付けは、モータケース１の両筒端面を内方に折り曲げるようにしてそれぞれの軸受台２の廻り止め突起７以外の外周面の部位を回転軸４のスラスト方向にかしめることで行われている。なお、図中２０はモータケース１に冷却風を導入する冷却風導入孔であり、図中２１はモータケース１の内面に装着された磁石である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記モータは様々な用途で用いられるものであるが、例えば、電動ドリル等の電動工具に組み込まれて使用される場合であって、特にモータ駆動を伝達させるギア等が内装されたギアボックスが電動工具のハウジングに固定され、上記ギアボックスに出力側の軸受台２ａが固定されて上記ハウジング内にモータが設置された場合には、電源の急激なオンオフ動作によって、モータケース１には固定された軸受台２ａに対して周方向に回転させるような負荷が働くものであり、しかして、経時的にはモータケース１と軸受台２とが周方向へのガタつきを発生させてしまうことがある。このため、モータの駆動ロスが増えて消費電力が増大するといった問題や、回転軸４を枢支する軸受５の寿命の低下等の問題を引き起こしてしまうものであった。また、モータを過負荷使用させるとロータ３のコイル部１２が発熱してコイル部１２の焼損を発生させるといった問題もあった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、軸受台とモータケースとの取り付けがガタつき防止を施して為されると同時に、モータ内部の冷却効果を向上させたモータを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に係るモータは、ロータ３を収納する円筒状のモータケース１の両筒端面の複数箇所に切り欠き６を設け、ロータ３の回転軸４を枢支する軸受５を支持した軸受台２の外周面に複数個の廻り止め突起７を外方へ突設し、上記廻り止め突起７を切り欠き６にそれぞれ嵌合させて軸受台２をモータケース１の両筒端面にそれぞれ蓋をするように取り付けてなるモータにおいて、少なくとも１つの軸受台２の隣接する廻り止め突起７の間に補助突起８を外方へ突設すると共に、モータケース１の筒端面に上記補助突起８を嵌合する補助切り欠き９を設け、上記切り欠き６及び補助切り欠き９を回転軸４のスラスト方向に延設してモータケース１内に冷却風を導入する冷却開口部１０を形成し、モータケース１の両筒端面のうち切り欠き６及び補助切り欠き９を設けていない部位に、モータケース１の面一状態の外面はそのままにモータケース１の肉厚を薄くしたひれ片１７を形成すると共に、モータケース１におけるひれ片１７の内面に段部１８を形成し、モータケース１の内径方向に折り曲げたひれ片１７の先端部分で段部１８内に配置した軸受台２を回転軸４のスラスト方向にかしめたことを特徴とする。これにより、少なくとも１つの軸受台２の隣接する廻り止め突起７の間に補助突起８を突設すると共に、モータケース１の筒端面に上記補助突起８を嵌合する補助切り欠き９を設けたことで、モータケース１と軸受台２との取り付けが、廻り止め突起７の切り欠き６への嵌合に加えて補助突起８の補助切り欠き９への嵌合によって更に周方向への強い規制を伴って行われるものであり、つまり軸受台２とモータケース１との周方向へのガタつきが更に強く防止されるものである。このとき、モータケース１の筒端面には切り欠き６に加えて補助切り欠き９といった多数の切り欠きが施されているが、この切り欠き（切り欠き６及び補助切り欠き９）を回転軸４のスラスト方向に延設することでモータケース１内に冷却風を導入する冷却開口部１０が形成されているので、上述したように軸受台２とモータケース１との周方向へのガタつき防止が図られると同時に、上記冷却開口部１０によりモータケース１内に多数箇所から多量の冷却風を導入することができてモータ内部の冷却効果を向上させることができるものである。
【０００６】
また、廻り止め突起７と補助突起８との少なくとも一方を軸受台２の外方に延設して放熱部１１を形成したことを特徴とする。これにより、ロータ３で発生した熱はモータケース１を通じて軸受台２にも至るものであるが、軸受台２に設けた廻り止め突起７と補助突起８との少なくとも一方を軸受台２の外方に延設して放熱部１１を形成することは、つまり、切り欠き６または補助切り欠き９の冷却開口部１０に臨むように放熱部１１が位置するものであり、しかして、放熱部１１はモータケース１内に導入される冷却風の通り道である冷却開口部１０に臨ませるように軸受台２の表面積を大きくするものであって、軸受台２の空気への放熱効果を向上させることができることから、モータ内部の冷却効果を更に向上させることができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【０００８】
図１及び図２に本発明の実施の形態における前提の例を示す。本例のモータは、回転軸４の周縁にコイル部１２を一体に備えてロータ３を構成し、円筒状のモータケースの内面に沿って配置された磁石２１の内面にコイル部１２の外面を沿わせると共に上記回転軸４の両端をモータケース１の両筒端面に位置させるようにして上記ロータ３を円筒状のモータケース１の内部に収納したものであり、上記モータケース１の両筒端面に蓋をするように取り付けた軸受台２の中央にモータケース１内部から外方に凹没させた軸受収納部１３を形成すると共に、上記軸受収納部１３に回転軸４を枢支した軸受５を収納し、上記軸受収納部１３の中央にモータケース１の内外を貫通させた回転軸貫通孔１４を形成すると共に、回転軸貫通孔１４に回転軸４の両端を挿通させるようにして構成されたものである。ここで、モータケース１の両筒端面に取り付けた軸受台２のうち、回転軸貫通孔１４からモータケース１外に突出するロータ３の回転軸４の端部突出量を大きくすると共に上記ロータ３の端部に軸受台２の内面を近接させるようにした軸受台２は出力側の軸受台２ａであり、また、回転軸貫通孔１４からモータケース１外に突出するロータ３の回転軸４の端部突出量を小さくすると共に上記ロータ３の端部と軸受台２との間にブラシ１５を介在させた軸受台２は入力側の軸受台２ｂである。なお、図中１６はブラシ１５に接触されてロータ３に電流を供給する整流子である。
【０００９】
モータケース１と軸受台２との取り付け部分は下記のような構造になっている。軸受台２にあっては、その外周面の複数箇所に廻り止め突起７を外方に突設してある。そして、出力側の軸受台２ａにあっては、上記廻り止め突起７に加えて補助突起８を隣接する廻り止め突起７の間に外方に突設してある。一方、モータケース１にあっては、その両筒端面の複数箇所に上記廻り止め突起７を嵌合させる切り欠き６を設けてある。そして、出力側の軸受台２ａが取り付けられる方のモータケース１の筒端面にあっては、上記切り欠き６に加えて上記補助突起８を嵌合させる補助切り欠き９を隣接する切り欠き６の間に設けてある。また、出力側の軸受台２ａが取り付けられる方のモータケース１の筒端面に設けた切り欠き６及び補助切り欠き９にあっては、回転軸４のスラスト方向に延設してモータケース１内に冷却風を導入する冷却開口部１０を形成している。なお、本例では、上記廻り止め突起７及び切り欠き６は、軸受台２の外周面及びモータケース１の筒端面のうち、回転軸４の軸周方向に略９０°の間隔を有した４箇所の位置にそれぞれ設けられており、また、補助突起８及び補助切り欠き９は、軸受台２の外周面及びモータケース１の筒端面のうち、上記廻り止め突起７及び切り欠き６の設置位置から回転軸４の軸周方向に略４５°の間隔を有した４箇所の位置にそれぞれ設けられている。また、モータケース１の両筒端面のうち切り欠き６及び補助切り欠き９を設けていない部位には、モータケース１の面一状態の外面はそのままにモータケース１の肉厚を薄くして形成したひれ片１７が形成されている。このひれ片１７の内面は軸受台２が嵌め込まれるように配置される段部１８を形成している。
【００１０】
上述したように構成されたモータケース１と軸受台２とは下記のようにして取り付けられている。まず、入力側の軸受台２ｂとモータケース１とは、廻り止め突起７を切り欠き６に嵌合させてモータケース１の段部１８に上記軸受台２ｂが配置される。また、出力側の軸受台２ａとモータケース１とは、廻り止め突起７の切り欠き６への嵌合に加えて補助突起８を補助切り欠き９に嵌合させてモータケース１の段部１８に上記軸受台２ａが配置される。そして、モータケース１のひれ片１７の先端部分を内径方向に折り曲げ、段部１８内に配置した軸受台２をひれ片１７の先端部分で回転軸４のスラスト方向にかしめることで、モータケース１の筒端面に蓋をするように軸受台２が取り付けられる。
【００１１】
上述したように、入力側の軸受台２ｂとモータケース１とが取り付けされた状態にあっては、従来技術同様に廻り止め突起７の切り欠き６への嵌合によって回転軸４の軸周方向への廻り止めが施されているものであるが、出力側の軸受台２ａとモータケース１とが取り付けされた状態にあっては、従来技術にある廻り止め突起７の切り欠き６への嵌合に加えて、補助突起８の補助切り欠き９への嵌合を伴っての回転軸４の軸周方向への廻り止めが施されているのである。つまり、出力側の軸受台２ａとモータケース１との取付構造にあっては、補助突起８の補助切り欠き９への嵌合の分、従来技術に比べてより強固な廻り止めが施されているものである。従来技術の項でも述べたが、モータ駆動を伝達させるギア等が内装されたギアボックスが電動工具のハウジングに固定され、上記ギアボックスに出力側の軸受台２ａが固定されて上記ハウジング内にモータが設置された場合（出力側の軸受台２ａが完全な固定状態にあり且つモータケース１が不完全な固定状態にある場合）には、電源の急激なオンオフ動作によって、モータケース１には固定された出力側の軸受台２ａに対して周方向に回転させるような負荷が顕著にかかるものであるが、本例のモータでは上述したように出力側の軸受台２ａとモータケース１との間に強固な廻り止めが施されているので、上記負荷に対するモータの耐久性能を向上させることができるものである。しかして、本例のモータでは、出力側の軸受台２ａとモータケース１との周方向へのガタつきは経時的にも生じないものであり、上記出力側の軸受台２ａとモータケース１との周方向へのガタつきによって引き起こされるモータの駆動ロスの増加に伴う消費電力の増大や、回転軸４を枢支する軸受５の寿命の低下等の不具合は起こらないようになっているのである。
【００１２】
また、使用時のモータ、特に過負荷状態でのモータ使用時では、ロータ３のコイル部１２にて発熱するものである。そして、このコイル部１２の熱は適宜放熱させないとコイル部１２で焼損が発生してしまうものである。しかして、従来技術のモータにあっても、コイル部１２の熱を放熱させるために、出力側の軸受台２ａの適所に冷却風導入孔２０が設けられていて、上記冷却風導入孔２０からモータケース１内に冷却風を導入するようになっている。このモータケース１内に導入される冷却風とはモータケース１外の空気であり、その風量が多い程コイル部１２の放熱が行われるものであり好ましい。本例のモータでは、矢印Ａに示すように、従来技術の冷却風導入孔２０に加えて上述した冷却開口部１０からもモータケース１内に冷却風を導入させることができ、つまり、モータケース１内に多量の冷却風を導入させ得るようにモータケース１内外に連通する開口面積を大きくしていることから、モータ内部の冷却効果の向上が図られているのである。なお、モータケース１内に取り込まれた冷却風は、ブラシ１５設置部分の手前のモータケース１の筒側面において開口した冷却風排出孔１９によりモータケース１外に排出される。本例では冷却風排出孔１９は冷却風排出の効率の向上を図るためにモータケース１の筒側面の周方向に複数個並べて設けられている。
【００１３】
上記冷却開口部１０にあっては、上述したようにモータケース１に設けられた切り欠き６や補助切り欠き９を回転軸４のスラスト方向に延設して形成されたものである。つまり、モータケース１と軸受台２との取付強度を向上させるためにはモータケース１の筒端面には複数個の切り欠き６や補助切り欠き９が設けられるものであるが、上記切り欠き６及び補助切り欠き９を利用すると共に、上記切り欠き６及び補助切り欠き９をその開口面積を大きくするように回転軸４のスラスト方向に延設することで冷却開口部１０が形成されている。この冷却開口部１０は、従来技術に比べて上記冷却開口部１０の開口面積の分モータケース１内に多量の冷却風を導入させることを可能としているのみならず、上記切り欠き６及び補助切り欠き９がモータケース１の筒端面の周方向に亙って複数個並設されたものであるから、モータケース１の筒端面の周方向から略均等に効率よくモータケース１内に冷却風を導入させることを可能としており、つまり、多量の冷却風の効率よいモータケース１内への導入を可能としているものである。なお、この冷却開口部１０はモータケース１の筒側面に形成される開口のため、ギアボックスに出力側の軸受台２ａを密着固定して冷却風導入孔２０が上記ギアボックスによって塞がれてしまう際にも、冷却開口部１０は変わらず開口させることができてモータケース１内への冷却風の導入を可能とするといった利点も有している。
【００１４】
図３及び図４に本発明の実施の形態の例を示す。この例は、先例にある廻り止め突起７及び補助突起８を軸受台２の外方に延設して放熱部１１を形成させている。先例でも述べたが、モータ使用時、特に過負荷状態でのモータ使用時ではコイル部１２にて発熱するものであり、上記熱によるコイル部１２の焼損を防ぐためには、上記熱の放熱が速やかに行われることが好ましい。先例では、モータケース１内に多量で効率よく冷却風を導入することでコイル部１２で発生する熱の放熱効果を向上させることが行われていたが、本例では、コイル部１２で発生した熱が磁石２１・モータケース１を介した熱伝導やモータケース１内雰囲気を介した熱伝達によって軸受台２に至る熱移動現象（矢印Ｂ）を利用して、更なるコイル部１２で発生する熱の放熱効果の向上を図っている。
【００１５】
具体的には、軸受台２及びモータケース１を金属等の熱伝導率のよい材料で形成すると共に、軸受台２に設けた廻り止め突起７及び補助突起８を軸受台２の外方に延設して放熱部１１を形成させている。これによると、ロータ３（コイル部１２）で発生した熱はモータケース１等を通じて軸受台２に至るものであるが、放熱部１１は軸受台２のモータ周囲空気に接触する表面積を増やすものであり、軸受台２に伝熱した熱の放熱効果を向上させている。ここで、特に出力側の軸受台２ａにあっては、放熱部１１を形成させる廻り止め突起７及び補助突起８が冷却開口部１０を形成させる切り欠き６及び補助切り欠き９にそれぞれ嵌合されていることから、出力側の軸受台２ａの放熱部１１は冷却風のモータケース１内への導入部分である冷却開口部１０に臨ませるように配置されるものであり、つまり、出力側の軸受台２ａの放熱部１１は出力側の軸受台２ａの冷却風に接触する表面積を増やしていることから、出力側の軸受台２ａに伝熱した熱の放熱効果を著しく向上させているのである。このように、本例のモータでは、冷却風導入孔２０及び冷却開口部１０からモータケース１内に冷却風を導入させてコイル部１２の空冷を図ることに加えて、上記冷却風の通り道である冷却開口部１０に臨ませるように出力側の軸受台２ａの表面積を放熱部１１によって増加させてコイル部１２から出力側の軸受台２ａに伝導した熱の放熱を図っているものであり、先例に比べてもモータ内部の冷却効果が更に向上しているのである。
【００１６】
なお、本例では廻り止め突起７及び補助突起８の両方に放熱部１１を形成させているが、上記廻り止め突起７と補助突起８との少なくとも一方に放熱部１１を形成したことでも、程度の違いはあれ上述した本例の効果を得るものである。
【００１７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、ロータを収納する円筒状のモータケースの両筒端面の複数箇所に切り欠きを設け、ロータの回転軸を枢支する軸受を支持した軸受台の外周面に複数個の廻り止め突起を外方へ突設し、上記廻り止め突起を切り欠きにそれぞれ嵌合させて軸受台をモータケースの両筒端面にそれぞれ蓋をするように取り付けてなるモータにおいて、少なくとも１つの軸受台の隣接する廻り止め突起の間に補助突起を外方へ突設すると共に、モータケースの筒端面に上記補助突起を嵌合する補助切り欠きを設け、上記切り欠き及び補助切り欠きを回転軸のスラスト方向に延設してモータケース内に冷却風を導入する冷却開口部を形成し、モータケースの筒端面のうち切り欠き及び補助切り欠きを設けていない部位に、モータケースの面一状態の外面はそのままにモータケースの肉厚を薄くしたひれ片を形成すると共に、モータケースにおけるひれ片の内面に段部を形成し、モータケースの内径方向に折り曲げたひれ片の先端部分で段部内に配置した軸受台を回転軸のスラスト方向にかしめたので、モータケースと軸受台との取り付けが、廻り止め突起の切り欠きへの嵌合に加えて補助突起の補助切り欠きへの嵌合によって更に周方向への強い規制を伴って行われるものであり、つまり軸受台とモータケースとの周方向へのガタつきが強く防止されるものである。このとき、モータケースの筒端面には切り欠きに加えて補助切り欠きといった多数の切り欠きが施されているが、この切り欠き（切り欠き及び補助切り欠き）を回転軸のスラスト方向に延設してモータケース内に冷却風を導入する冷却開口部を形成したことで、上述したように軸受台とモータケースとの周方向へのガタつき防止が図られると同時に、上記冷却開口部によりモータケース内に多数箇所から多量の冷却風を導入することができてモータ内部の冷却効果を向上させることができるものである。
【００１８】
また、廻り止め突起と補助突起との少なくとも一方を軸受台の外方に延設して放熱部を形成したので、ロータで発生した熱はモータケースを通じて軸受台にも至るものであるが、放熱部はモータケース内に導入される冷却風の通り道である冷却開口部に臨むように軸受台の表面積を大きくするものであって軸受台の空気への放熱効果を向上させ得ることから、モータ内部の冷却効果を更に向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における前提の例のモータの部分斜視図である。
【図２】同上のモータを示すものであり、（ａ）は左正面図であり、（ｂ）は側面断面図であり、（ｃ）は右正面図であり、（ｄ）は補助突起の補助切り欠きへの嵌合を示す部分側面図であり、（ｅ）は廻り止め突起の切り欠きへの嵌合を示す部分側面図であり、（ｆ）は冷却風排出孔を示す部分側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の例のモータの部分斜視図である。
【図４】同上のモータを示すものであり、（ａ）は左正面図であり、（ｂ）は側面断面図であり、（ｃ）は右正面図である。
【図５】従来技術の例のモータを示すものであり、（ａ）は左正面図であり、（ｂ）は側面断面図であり、（ｃ）は右正面図である。
【符号の説明】
１モータケース
２軸受台
３ロータ
４回転軸
５軸受
６切り欠き
７廻り止め突起
８補助突起
９補助切り欠き
１０冷却開口部
１１放熱部

Claims

ロータを収納する円筒状のモータケースの両筒端面の複数箇所に切り欠きを設け、ロータの回転軸を枢支する軸受を支持した軸受台の外周面に複数個の廻り止め突起を外方へ突設し、上記廻り止め突起を切り欠きにそれぞれ嵌合させて軸受台をモータケースの両筒端面にそれぞれ蓋をするように取り付けてなるモータにおいて、少なくとも１つの軸受台の隣接する廻り止め突起の間に補助突起を外方へ突設すると共に、モータケースの筒端面に上記補助突起を嵌合する補助切り欠きを設け、上記切り欠き及び補助切り欠きを回転軸のスラスト方向に延設してモータケース内に冷却風を導入する冷却開口部を形成し、モータケースの筒端面のうち切り欠き及び補助切り欠きを設けていない部位に、モータケースの面一状態の外面はそのままにモータケースの肉厚を薄くしたひれ片を形成すると共に、モータケースにおけるひれ片の内面に段部を形成し、モータケースの内径方向に折り曲げたひれ片の先端部分で段部内に配置した軸受台を回転軸のスラスト方向にかしめて成り、廻り止め突起と補助突起との少なくとも一方を軸受台の外方に延設して放熱部を形成したことを特徴とするモータ。