JP5629979B2

JP5629979B2 - モータと発電機

Info

Publication number: JP5629979B2
Application number: JP2009123766A
Authority: JP
Inventors: 和弘室町; 高田　昌亨; 昌亨高田; 宗忠佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: JP2010273462A

Description

本発明は、モータと発電機に関するものである。

モータや発電機は、以下のような構成となっている。

すなわち、回転軸と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置されたステータと、前記回転軸のロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備えている。前記回転軸のロータの両側部分に配置された少なくとも一方の軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と外輪間の、前記ロータ側の第一の開口と、負荷側の第二の開口の少なくとも一方に配置されたリング状のシールドとを有する構成となっていた（例えば下記特許文献１）。

特開平１１−３５６００１号公報

上記従来例においては、軸受の外輪にシールドの外周を固定し、内周は回転軸方向に延長し、この回転軸に接触させることで、内輪と外輪間の開口から軸受内に、埃などが侵入するのを抑制している。

しかしながら、シールドの内周を回転軸に接触させると、回転軸と、この回転軸の一端に接続した負荷と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸のロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と外輪間の、前記ロータ側の第一の開口と、前記負荷側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも負荷側の第二の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状とした回転軸の回転負荷となり、回転効率が低下してしまうという課題があった。

そこで、本発明は、回転効率を向上することを目的とするものである。

そして、この目的を達成する為に本発明のモータ、もしくは発電機は、回転軸と、この回転軸の一端に接続した負荷と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸の前記ロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と前記外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と前記外輪間の、前記
負荷側の第一の開口と、前記負荷の反対側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも前記負荷側の第一の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状とし、前記シールドの遊端を湾曲しながら前記内輪側に、折り返したものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明のモータ、もしくは発電機は、回転軸と、この回転軸の一端に接続した負荷と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸の前記ロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と前記外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と前記外輪間の、前記負荷側の第一の開口と、前記負荷の反対側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも前記負荷側の第一の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状とし、前記シールドの遊端を湾曲しながら前記内輪側に、折り返したものであるので、回転効率を向上することができる。

すなわち、本発明においては、前記軸受の内輪と外輪間の開口に配置されたリング状のシールドの内周側を前記内輪に固定し、その外周側を前記外輪に非接触状態の遊端としたものであるので、シールドと回転軸が接触することは無く、この結果として回転負荷が増大することはなく、回転効率を向上することができる。

また、シールドの外周側の遊端は、前記転動体側に折り曲げた形状としたものであるので、回転軸の回転時には、遠心力で外方に開くことで、外輪との間の隙間を小さくし、これにてこの隙間からの埃等の侵入を抑制することができる。

さらに、シールドの外周側の遊端を、前記転動体側に折り曲げた形状とすることで、保持器に保持された潤滑オイルが遠心力で外方に流出するのを、この折り曲げ部により、抑制することも出来る。

本発明の一実施形態を示す斜視図同断面図同要部拡大断面図図３のさらに要部拡大断面図図４のさらに要部拡大断面図同軸受の斜視図同軸受の保持器の斜視図

以下、本発明の一実施形態を、送風機用モータに適用したものを、添付図面を用いて説明する。

図１、図２は本実施形態の送風機用モータを示し、本体ケース１の下面には吸引口２が設けられ、また本体ケース１の側面には排出口３が設けられ、さらに本体ケース１の上面にはモータ４が取り付けられている。

また、上記本体ケース１内には、遠心型ファン５が設けられており、その略中心軸部分に設けた円管状の軸支部６には、モータ４の回転軸７の下端が貫通させられており、この回転軸７の下端部分において遠心型ファン５が実質的な固定状態（必要に応じての着脱自在を含む）で取り付けられている。

また、前記モータ４は、図２、図３に示すように、回転軸７と、この回転軸７の外周に一体化したロータ８と、このロータ８の外周に、このロータ８とは非接触状態で近接配置し、モールド樹脂体９で一体化されたステータ１０と、前記回転軸７のロータ８の両側部分に配置した軸受１１、１２が配置される。

また、前記回転軸７には、遠心型ファン５が固定されており、ステータ１０に通電して回転軸７を回転させれば、遠心型ファン５の回転により、吸引口２から本体ケース１内に空気が吸込まれ、その後排出口３から排出される構造となっている。

前記軸受１１、１２は、図３〜図７に示すごとく、前記回転軸７の外周に一体化されたリング状の内輪１３ａ、１３ｂと、この内輪１３ａ、１３ｂの外周に、複数の転動体１４ａ、１４ｂを介して配置されたリング状の外輪１５ａ、１５ｂと、前記内輪１３ａ、１３ｂと外輪１５ａ、１５ｂ間において、前記複数の転動体１４ａ、１４ｂを保持したリング状の保持器１６ａ、１６ｂと、この保持器１６ａ、１６ｂのオイル溜り１７に保持された潤滑オイル（図示せず）と、前記内輪１３ａ、１３ｂと外輪１５ａ、１５ｂ間の、前記遠心型ファン５側の第一の開口１８ａ、１８ｂと、前記遠心型ファン５の反対側の第二の開口１９ａ、１９ｂに配置されたリング状のシールド２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとを備えている。

なお、本実施形態では、前記遠心型ファン５側の軸受１１の前記シールド２０ａの内端は、図３〜図５に示すごとく、内輪１３ａに固定され、またシールド２０ａの外端は、外輪１５ａに近接されているが、前記外輪１５ａには非接触状態で配置している。

また、前記シールド２０ａの遊端は、図３〜図５に示すように、前記転動体１４ａ側に折り曲げた形状となっている。

具体的には、図５に示すように、前記遠心型ファン５側の軸受１１の前記シールド２０ａの遊端は、湾曲しながら内輪１３ａ側に折り返されており、この図５における破線は回転軸７の回転前、実線は回転軸７の回転時を示している。

つまり、このシールド２０ａは薄い金属板で構成されており、その内端が上述のごとく内輪１３ａに固定されているので、回転軸７が回転すると遠心力を受け、その遊端側が外方に広がることで、破線から実線に変形するようになっているのである。

また、図３、図４に示すごとく、遠心型ファン５側の軸受１１には、ステータ１０を覆ったモールド樹脂体９に固定する有天筒状の軸受ブラケット２２を設け、この軸受ブラケット２２の筒部で軸受１１の外輪１５ａの外周を覆っている。また、この軸受ブラケット２２の天部には貫通孔２３を設け、この貫通孔２３に回転軸７を貫通させている。

さらに、この貫通孔２３の外周部で、シールド２０ａの遊端と外輪１５ａとの間部分には、図４、図５に示すごとく、軸受ブラケット２２の天部と外輪１５間で挟持した軸受シート２４を前記シールド２０ａとは非接触状態で設けている。

上記構成において、ステータ１０に通電すると、ロータ８がファンとともに回転し、これにより本体ケース１の吸引口２から吸引された空気が排出口３から排出される。

この時、回転軸７の両端は上述のごとく軸受１１、１２で回転自在に支持されている。

さてこの状態で、図３に示すごとく、遠心型ファン５側の軸受１１は、図４、図５に示すごとく、モールド樹脂体９で覆われていないので、遠心型ファン５側から埃が侵入するおそれがある。

しかしながら、その侵入経路は、図４、図５からも理解されるように、シールド２０ａの遊端と外輪１５ａ間となるが、この部分は軸受ブラケット２２の天部で覆われていることも手伝い侵入経路が長くなるので、侵入しにくいものとなる。

また、本実施形態では、上述のごとく、遠心型ファン５側の軸受１１のシールド２０ａは薄い金属板で構成されており、その内周が上述のごとく内輪１３ａに固定されているので、回転軸７が回転すると遠心力を受け、図５のごとく、その遊端側が外方に広がることで、破線から実線に変形するようになっているので、埃の侵入経路であるシールド２０ａの遊端と外輪１５ａ間が狭くなり、この結果として、埃はさらに侵入しにくいものとなる。

さらに、本実施形態では、図４、図５のごとく、遠心型ファン５側の軸受１１の外輪１５ａには、前記シールド２０ａ、と対向する箇所に、軸受の外側に向けて凹部２５を設け、前記凹部２５空間にシールド２０ａの遊端が格納されているため、埃の侵入経路であるシールド２０ａの遊端と外輪１５ａ間が狭くなり、この結果として、埃はさらに侵入しにくいものとなる。

さらに、本実施形態では、図４〜図７のごとく、遠心型ファン５側の軸受１１の保持器１６ａの一端側が開口した複数の収納部２６を設け、各収納部２６に転動体１４ａを収納させた状態で、反開口部２７側を遠心型ファン５側にして、このリング状の保持器１６ａを、内輪１３ａと外輪１５ａ間に配置しているので、埃の侵入経路であるシールド２０ａの遊端と外輪１５ａ間の直ぐ後方にこのリング状の保持器１６ａが存在することで、埃の流入抵抗を高め、より侵入しにくいものとすることが出来る。

さらに、本実施形態では、図４、図５のごとく、遠心型ファン５側の軸受１１の保持器１６ａの反開口部２７側に幅広部２８を一体形成し、反開口部２７側に設けた幅広部２８は、外輪１５ａのシールド２０ａと対向する箇所に、軸受の外側に向けて設けた凹部２５に格納されているため、埃の侵入経路であるシールド２０ａの遊端と外輪１５ａ間が狭くなり、この結果として、埃はさらに侵入しにくいものとなる。

さらに、幅広部２８を作りやすくするためにも、保持器１６は、合成樹脂により形成している。

さらに、本実施形態では、図４、図５のごとく、軸受ブラケット２２の天部と外輪１５ａ間で挟持した軸受シート２４をシールド２０ａとは非接触状態で設けているため、埃の侵入経路が複雑となり、流入抵抗を高め、より侵入しにくいものとすることが出来る。

また、リング状の保持器１６ａのオイル溜り１７に保持された潤滑オイル（図示せず）は、内輪１３ａの回転に伴い、外方に流出することもあるが、この場合、シールド２０ａで先ず受けられ、続いてその外周の遊端で受けられることになる。

この場合、また、このシールド２０ａの外周側は、図４、図５に示すように、前記外輪１５ａに非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体１４ａ側に折り返した形状となっている。

具体的には、シールド２０ａの遊端は、図４、図５に示すように湾曲しながら内輪１３ａ側に、折り返されているので、外方に流出しようとする潤滑オイルをこのシールド２０ａの遊端で保持し、これにより前記外輪１５ａへの流出を抑制している。

また、このシールド２０ａの遊端を超えて潤滑オイルが流出した場合には、それは軸受シート２４で吸着しようとしている。

つまり本実施形態では、上述のごとくシールド２０ａの遊端と外輪１５ａとの間部分には、図４、図５のごとく、軸受ブラケット２２の天部と外輪１５ａ間で挟持した軸受シート２４をシールド２０ａとは非接触状態で設けているので、シールド２０ａの遊端を超えて潤滑オイルが流出した場合には、それを軸受シート２４で吸着する構成としているのである。

また、本実施形態では、図３に示すごとく、遠心型ファン５の反対側の回転軸７は、モールド樹脂体９から露出していないため、遠心型ファン５の反対側の軸受１２は、モールド樹脂体９で覆われているため、遠心型ファン５側から埃が侵入しにくいものとなる。

さらに、本実施形態では、図３、図６、図７のごとく、遠心型ファン５の反対側の軸受１２は、保持器１６ｂの一端側が開口した複数の収納部２６を設け、各収納部２６に転動体１４ｂを収納させた状態で、反開口部２７側を遠心型ファン５側にして、このリング状の保持器１６ｂを、内輪１３ｂと外輪１５ｂ間に配置しているので、埃の侵入経路であるシールド２０ｂの遊端と外輪１５ｂ間の直ぐ後方にこのリング状の保持器１６ｂが存在することで、埃の流入抵抗を高め、より侵入しにくいものとすることが出来る。

なお、上記実施形態は、本発明をモータに適用したものであるので、その回転軸７には、回転駆動すべき負荷（図示せず）が連結されるが、本発明を発電機に適用する場合には、回転軸７を回転駆動するための駆動体が連結され、これにて発電が行われるものとなる。

つまり、本発明はモータにも発電機にも効果を発揮することができるものである。

以上のように本発明のモータ、もしくは発電機は、回転軸と、この回転軸の一端に接続した負荷と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸の前記ロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と前記外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と前記外輪間の、前記負荷側の第一の開口と、前記負荷の反対側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも前記負荷側の第一の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状としたものであるので、回転効率を向上することができる。

従って、各種電子機器や自動車、電車などに広く活用されるものとなる。

１本体ケース
２吸引口
３排出口
４モータ
５遠心型ファン
６軸支部
７回転軸
８ロータ
９モールド樹脂体
１０ステータ
１１軸受
１２軸受
１３内輪
１３ａ内輪
１３ｂ内輪
１４転動体
１４ａ転動体
１４ｂ転動体
１５外輪
１５ａ外輪
１５ｂ外輪
１６保持器
１６ａ保持器
１６ｂ保持器
１７オイル溜り
１８開口
１８ａ開口
１８ｂ開口
１９開口
１９ａ開口
１９ｂ開口
２０シールド
２０ａシールド
２０ｂシールド
２１シールド
２１ａシールド
２１ｂシールド
２２軸受ブラケット
２３貫通孔
２４軸受シート
２５凹部
２６収納部
２７反開口部
２８幅広部

Claims

回転軸と、この回転軸の一端に接続した負荷と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸の前記ロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と前記外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と前記外輪間の、前記負荷側の第一の開口と、前記負荷の反対側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも前記負荷側の第一の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状とし、
前記シールドの遊端を湾曲しながら前記内輪側に、折り返したモータ。
前記外輪には、前記シールドと対向する箇所に、前記軸受の外側に向けて凹部を設け、前記凹部空間に前記シールドの遊端を格納した請求項１記載のモータ。
前記負荷側に配置した前記軸受の前記リング状の保持器には、一端側が開口した複数の収納部を設け、各収納部に前記転動体を収納させた状態で、反開口側を前記負荷側にして、前記リング状の保持器を、前記内輪と前記外輪間に配置した請求項１または２記載のモータ。
前記反負荷側に配置した前記軸受の前記リング状の保持器には、一端側が開口した複数の収納部を設け、各収納部に前記転動体を収納させた状態で、反開口側を前記ロータ側にして、前記リング状の保持器を、前記内輪と外輪間に配置した請求項１〜３のいずれか一つに記載のモータ。
前記保持器の前記反開口側に幅広部を一体形成した請求項１〜４のいずれか一つに記載のモータ。
前記保持器の前記幅広部の前記外輪側を、前記外輪の凹部空間に格納した請求項５記載のモータ。
前記負荷側に配置した前記軸受は、前記外輪を有天筒状の軸受保持部で保持するとともに、この軸受保持部には貫通孔を設け、この貫通孔に回転軸を貫通させるとともに、この貫通孔の外周部で、前記シールドの遊端と前記外輪との間部分は、この天部と外輪間で挟持した軸受シートを前記シールドとは非接触状態で設けた請求項１〜６のいずれか一つに記載のモータ。
回転軸と、この回転軸の一端に接続した前記回転軸を回転駆動するための駆動体と、この回転軸の外周に一体化されたロータと、このロータの外周に、このロータとは非接触状態で近接配置し、モータ外被にて一体化されたステータと、前記回転軸の前記ロータの両側部分に、それぞれ配置された軸受とを備え、前記軸受は、前記回転軸の外周に一体化された内輪と、この内輪の外周に、複数の転動体を介して配置された外輪と、前記内輪と前記外輪間において、前記複数の転動体を保持したリング状の保持器と、この保持器に保持された潤滑オイルと、前記内輪と前記外輪間の、前記駆動体側の第一の開口と、前記駆動体の反対側の第二の開口にはリング状のシールドを配置し、少なくとも前記駆動体側の第一の開口に配置された前記シールドは、その内周側が前記内輪に固定され、その外周側が前記外輪に非接触状態の遊端とされ、この遊端は前記転動体側に折り曲げられた形状とし、
前記シールドの遊端を湾曲しながら前記内輪側に、折り返した発電機。
前記外輪には、前記シールドと対向する箇所に、前記軸受の外側に向けて凹部を設け、前記凹部空間に前記シールドの遊端を格納した請求項８記載の発電機。
前記駆動体側に配置した前記軸受の前記リング状の保持器には、一端側が開口した複数の収納部を設け、各収納部に前記転動体を収納させた状態で、反開口側を前記駆動体側にして、前記リング状の保持器を、前記内輪と前記外輪間に配置した請求項８または９記載の発電機。
前記反駆動体側に配置した前記軸受の前記リング状の保持器には、一端側が開口した複数の収納部を設け、各収納部に前記転動体を収納させた状態で、反開口側を前記ロータ側にして、前記リング状の保持器を、前記内輪と前記外輪間に配置した請求項８〜１０のいずれか一つに記載の発電機。
前記保持器の前記反開口側に幅広部を一体形成した請求項８〜１１のいずれか一つに記載の発電機。
前記保持器の前記幅広部の前記外輪側を、前記外輪の凹部空間に格納した請求項１２記載の発電機。
前記駆動体側に配置した前記軸受は、前記外輪を有天筒状の軸受保持部で保持するとともに、この軸受保持部には貫通孔を設け、この貫通孔に回転軸を貫通させるとともに、この貫通孔の外周部で、前記シールドの遊端と前記外輪との間部分は、この天部と外輪間で挟持した軸受シートを前記シールドとは非接触状態で設けた請求項８〜１３のいずれか一つに記載の発電機。