JP7351876B2 - motor - Google Patents
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Description
この発明は、モータに関し、特に、インナーロータ型のモータに関する。 The present invention relates to a motor , and particularly to an inner rotor type motor .
モータは、駆動時に発熱する。そのため、モータの用途によっては、モータを冷却する必要がある。 Motors generate heat when driven. Therefore, depending on the use of the motor, it is necessary to cool the motor.
下記特許文献１には、ロータに冷却用孔が設けられているアウターロータ型のモータの構造が開示されている。
インナーロータ型のモータには、磁石と磁石が取り付けられた外周側面を有するヨークとを有するロータを用いたものがある。このようなインナーロータ型のモータにおいても、モータを冷却する必要がある場合がある。例えば、コイルの温度が上昇することにより、コイルとコアとを絶縁する部材の耐熱上の使用上限を超えてしまったり、銅損の増加により、トルクが低下してしまったりする。 Some inner rotor type motors use a rotor having a magnet and a yoke having an outer peripheral side surface to which the magnet is attached. Even in such an inner rotor type motor, it may be necessary to cool the motor. For example, an increase in the temperature of the coil may cause the upper limit of heat resistance of a member that insulates the coil and core to be exceeded, or an increase in copper loss may cause a decrease in torque.
この発明は、モータの構成部材を冷却することができるモータを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a motor that can cool the constituent members of the motor.
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータは、２つの端部を有する回転軸と、ロータと、を備え、ロータは、環状の天面と、軸方向に延在する外周側面を有する筒と、筒に取り付けられた磁石と、を備え、回転軸の２つの端部のうち、一方の端部は環状の天面側にあり、他方の端部は当該一方の端部に対して反対側にあり、回転軸と環状の天面は互いに固定されており、筒の外周側面は、軸周りにおいて、複数の開放された孔部を備え、軸方向において、複数の開放された孔部は、磁石の天面側の端部に対して天面側にあり、筒の内部空間は複数の開放された孔部と開放された隙間を通して外部とつながっており、ロータの回転に伴って、回転軸の他方の端部から一方の端部に向かって、外部から空気が筒の内部空間に流入し、筒の内部空間に流入した空気が複数の開放された孔部を通って外部へ流れ出る。
好ましくは、天面の外周と筒の天面側の端部とがつながっており、筒の内部空間にある空気は、ロータの回転により筒とともに回転する。
好ましくは、ステータコアと、コイルと、コイルが巻き回された絶縁部材と、を備える。
好ましくは、複数の開放された孔部はコイルに向けて開口している。
好ましくは、複数の開放された孔部はステータコアより天面側にある。
好ましくは、複数の開放された孔部はコイルの面に対向する位置にある。
According to an aspect of the present invention to achieve the above object, a motor includes a rotating shaft having two ends and a rotor, the rotor having an annular top surface and an outer circumferential side surface extending in the axial direction. of the two ends of the rotating shaft, one end is on the annular top surface side, and the other end is on the one end. On the opposite side, the rotating shaft and the annular top surface are fixed to each other, and the outer circumferential side of the cylinder has a plurality of open holes around the axis, and a plurality of open holes in the axial direction. The hole is located on the top side with respect to the end of the magnet on the top side, and the internal space of the cylinder is connected to the outside through a plurality of open holes and open gaps , and as the rotor rotates, Then , air flows from the outside into the internal space of the cylinder from the other end of the rotating shaft toward one end, and the air that flows into the internal space of the cylinder passes through the plurality of open holes to the outside. flows out to
Preferably, the outer periphery of the top surface and the end of the tube on the top surface side are connected, and the air in the interior space of the tube rotates with the tube due to the rotation of the rotor.
Preferably, it includes a stator core, a coil, and an insulating member around which the coil is wound.
Preferably, the plurality of open holes open toward the coil.
Preferably, the plurality of open holes are closer to the top surface than the stator core.
Preferably, the plurality of open holes are located opposite the face of the coil.
これらの発明に従うと、モータの構成部材を冷却することができる。
According to these inventions, the constituent members of the motor can be cooled .
以下、本発明の実施の形態におけるモータについて説明する。 Hereinafter, a motor in an embodiment of the present invention will be explained.
以下の説明において、モータの回転軸に平行な方向を、回転軸方向ということがある。また、回転軸方向を、上下方向ということがある（モータのハウジングから見て回転軸が突出している方向が上方向）。ここでいう「上下」、「上」、「下」等は、モータのみに着目したときに便宜上採用する示し方であって、このモータが搭載される機器における方向や、このモータが使用される姿勢について何ら限定するものではない。 In the following description, a direction parallel to the rotation axis of the motor may be referred to as a rotation axis direction. Further, the direction of the rotating shaft is sometimes referred to as the vertical direction (the direction in which the rotating shaft protrudes when viewed from the motor housing is the upward direction). The terms "up and down", "top", "bottom", etc. used here are used for convenience when focusing only on the motor, and refer to the direction of the equipment in which this motor is installed and the direction in which this motor is used. There is no limitation on the posture.
［第１の実施の形態］ [First embodiment]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ１を示す斜視図である。図２は、モータ１の平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a
図１に示されるように、モータ１は、ハウジング１０と、回転軸２と、カバー４とを有している。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング１０は、筒１１と、筒１１の一端すなわち上端を塞ぐ天面１２及び傾斜部１３とを有している。ハウジング１０は、大まかに、カップ形状すなわち底がある筒形状を有している。ハウジング１０の他方の開口部すなわち下の開口部には、カバー４が取り付けられている。図２に示されるように、筒１１は、上方から見て円形の、円筒形状を有する。
The
回転軸２は、ハウジング１０の天面１２を貫通している。ハウジング１０の天面１２には軸受８が保持されている。回転軸２は、軸受８により支持されている。回転軸２は、ハウジング１０に対して回転可能である。回転軸２は、天面１２に対して略垂直に配置されている。回転軸２は、平面視で（上から見て）、筒１１の中央に位置している。回転軸２は、ハウジング１０から見て、天面１２から上方に突出している。
The rotating
天面１２は、平面視で筒１１の略中央に位置する。天面１２は、平坦部である。天面１２は、円板状である。傾斜部１３は、天面１２の外周と、筒１１の上端とを繋ぐ面である。傾斜部１３は、回転軸２を中心として上に向けて先細りとなる円錐状のテーパ面である。
The
第１の実施の形態において、ハウジング１０は、孔部１６を有している。孔部１６は、ハウジング１０の内側と外側とを繋ぐ。孔部１６は、天面１２に複数個（例えば６個）形成されている。また、孔部１６は、傾斜部１３にも複数個（例えば６個）形成されている。天面１２及び傾斜部１３のそれぞれにおいて、複数の孔部１６は、回転軸２周りに略等間隔に配置されている。第１の実施の形態において、各孔部１６は、回転軸２を中心とする円弧に沿って湾曲した長丸形状を有している。
In the first embodiment, the
図３に示されるように、モータ１は、ハウジング１０とカバー４とで囲まれた内部空間を有している。内部空間には、種々の部品が収容されている。種々の部品は、ハウジング１０の内部空間に収容されている。すなわち、ハウジング１０の内側には、ロータ２ａと、コイル６と、コイル６が巻き回された絶縁部材（インシュレータ）としての樹脂部材６ｂと、ステータコア７等とが収容されている。以下、樹脂部材を絶縁部材として呼称する。
As shown in FIG. 3, the
カバー４の中央部には、軸受９が配置されている。軸受９は、カバー４に保持されている。回転軸２は、軸受９により支持されている。回転軸２は、上側の軸受８と下側の軸受９との２つの軸受によって、ハウジング１０に対して、回転可能に支持されている。
A
なお、カバー４の一部には、隙間４ａがある。隙間４ａがあることで、ハウジング１０とカバー４とで囲まれた内部空間と外部との間で通気可能になっている。隙間４ａは、例えば、カバー４に形成された、端子が設けられる穴であってもよいし、その他の穴であってもよい。また、隙間４ａは、ハウジング１０とカバー４との間に存在するものであってもよい。
Note that there is a
モータ１は、いわゆるインナーロータ型モータである。すなわち、ロータ２ａは、コイル６に対して回転軸２側に配置されている。具体的には、コイル６、絶縁部材６ｂ、及びステータコア７は、筒１１の内周側面に沿って配置されている。コイル６、絶縁部材６ｂ、及びステータコア７は、回転軸２を囲んでいる。ロータ２ａは、コイル６、絶縁部材６ｂ、及びステータコア７よりも内側すなわち回転軸２側に配置されている。換言すると、ロータ２ａの外周面（すなわち、磁石３の外周面）は、コイル６、絶縁部材６ｂ、及びステータコア７に囲まれている。
The
ロータ２ａは、磁石３と、ヨーク２０とを有している。図３に示されるように、ヨーク２０は、外周側面２１ａを有している。外周側面２１ａは、具体的には、回転軸２を囲むような円筒面（筒２１の外周面に相当する）と、円筒面の上端から上に行くにつれて先細となる傾斜面（傾斜部２３の外周面に相当する）とを含んでいる。磁石３は、環状である。磁石３は、磁石３の内周面がヨーク２０の外周側面２１ａに面する状態で、磁石３に取り付けられている。
The
ヨーク２０は、外周側面２１ａを有する筒２１と、天面（面の一例）２２と、外周側面２１ａを有する傾斜部２３とを有している。筒２１は、天面２２及び傾斜部２２を囲んでいる。第１の実施の形態において、天面２２及び傾斜部２３は、筒２１の一端すなわち上端を塞いでいる。すなわち、ヨーク２０は、カップ形状すなわち底がある筒形状を有している。ヨーク２０の下端は開口部となっている。ヨーク２０は、内部空間２０ａを形成している。内部空間２０ａは、カバー４とステータコア７との間の空間と繋がっている。すなわち、内部空間２０ａは、隙間４ａを通して、ハウジング１０及びカバー４の外部につながっている。ヨーク２０は、天面２２と筒２１とに加えて、傾斜部２３を有している。したがって、ヨーク２０の剛性を高くすることができる。
The
磁石３の外周面は、ステータコア７の内周面に対向している。磁石３の上下方向の寸法は、ステータコア７の上下方向の寸法と略同じである。筒２１の上下方向の寸法は、磁石３の上下方向の寸法と略同じである。傾斜部２３及び天面２２は、ステータコア７よりも上に位置している。
The outer peripheral surface of the
回転軸２は、内部空間２０ａを通過している。天面２２は、回転軸２に対して略垂直である。回転軸２は、天面２２を貫通している。回転軸２は、天面２２にはめ込まれている。これにより、回転軸２とロータ２ａとは互いに固定されている。
The
図４は、モータ１の回転軸２及びロータ２ａを示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the
筒２１は、上方から見て円形の、円筒形状を有する。回転軸２は、平面視で（上から見て）、筒２１の中央に位置している。天面２２は、平面視で筒２１の略中央に位置する。天面２２は、平坦部である。天面２２は、円板状である。傾斜部２３は、天面２２の外周と、筒２１の上端とをつなぐ面である。傾斜部２３は、回転軸２を中心として上に向けて先細りとなる円錐状のテーパ面である。
The
第１の実施の形態において、ヨーク２０は、孔部２６を有している。孔部２６は、ヨーク２０の内側の内部空間２０ａと、ヨーク２０の外側とをつなぐ。第１の実施の形態において、孔部２６は、傾斜部２３に複数個（例えば１２個）形成されている。一方、孔部２６は、天面２２には形成されていない。複数の孔部２６は、回転軸２周りに略等間隔に配置されている。
In the first embodiment, the
複数の孔部２６は、ステータコア７よりも上方に位置している。すなわち、複数の孔部２６は、回転軸方向において、ステータコア７よりも上側の軸受８に近い位置にある。ヨーク２０の内側の内部空間２０ａは、孔部２６を通して、ハウジング１０の内側であってステータコア７やヨーク２０よりも上側の空間につながっている。
The plurality of
このように、第１の実施の形態では、ヨーク２０に孔部２６が形成されており、ハウジング１０に孔部１６が形成されている。ヨーク２０の孔部２６とハウジング１０の孔部１６とは、ハウジング１０の外部とヨーク２０の内部空間２０ａとをつないでいる。図３に示されるように、ヨーク２０の天面２２に対向するハウジング１０の天面に、孔部１６が形成されている。また、ヨーク２０の孔部２６に対向するハウジング１０の傾斜部１３に、孔部１６が形成されている。
As described above, in the first embodiment, the
モータ１は、上記のような構成を有することにより、駆動時において以下のような冷却機能を有している。すなわち、ハウジング１０に孔部１６が設けられており、ヨーク２０に孔部２６が設けられているので、ヨーク２０より下方の空間の空気が、孔部２６と孔部１６とを通ってモータ１の外部に抜ける。そのため、コイル６で発生した熱を、モータ１の外部に逃がし、コイル６の温度を低減することができる。
By having the above-described configuration, the
第１の実施の形態においては、ヨーク２０の孔部２６は、外周側面２１ａに形成されている。そのため、ヨーク２０が回転すると、孔部２６を通過して、内部空間２０ａからヨーク２０の外部へ空気が流れ出る。流れ出た空気は、ハウジング１０の孔部１６からさらにモータ１の外部へと流れ出る。このような空気の流れが発生するので、したがって、空気が自然対流によってモータ１の外部に流れ出る場合と比較して、より多くの内部空間２０ａの熱を、モータ１の外に放出することができる。これにより、コイル６の下部から伝わった熱をもつヨーク２０の内部空間２０ａの空気を、モータ１の外に放出することができる。ヨーク２０内の温度が下がると、熱の放射源であるコイル６の温度を下げることができる。したがって、コイル６が巻き回された絶縁部材６ｂの温度上昇を抑止できる。また、銅損を低く抑えることができる。ロータ２ａの回転によりハウジング１０からの通気が妨げられることもなく、確実にコイル６の温度を低減させることができる。
In the first embodiment, the
第１の実施の形態において、ヨーク２０はカップ形状であるため、内部空間２０ａにある空気は、ヨーク２０の回転により筒２１とともに回転して、径方向に遠心力が作用する。この遠心力が作用した空気は逃げ場を求め、ヨーク２０の孔部２６からヨーク２０の外へと逃げる。外に逃げた空気は、ハウジング１０の孔部１６からさらに外へと逃げる。このような空気の流路が形成されることで、ヨーク２０内の熱せられた空気を効率的にモータ１の外に放出することができ、モータ１を効果的に冷却することができる。
In the first embodiment, since the
特に、モータ１を、回転軸２がハウジング１０から突出する側が上側になる姿勢で駆動させる場合に、効果的にモータ１を冷却させることができる。しかしながら、これ以外の姿勢でモータ１を駆動させる場合であっても、上記のようにロータ２ａの回転に伴って内部空間２０ａからモータ１の外部へと流れ出る気流が発生するので、モータ１を冷却することができる。
In particular, when the
［第２の実施の形態］ [Second embodiment]
第２の実施の形態におけるモータの基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、ハウジングの孔部の位置と、ヨークの形状及びヨークの孔部の位置とが第１の実施の形態と異なる。 The basic configuration of the motor in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, so the description here will not be repeated. In the second embodiment, the position of the hole in the housing, the shape of the yoke, and the position of the hole in the yoke are different from the first embodiment.
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るモータ１０１を示す斜視図である。図６は、モータ１０１の平面図である。図７は、図６のＡ－Ａ線断面図である。図８は、モータ１０１の回転軸２及びロータ１０２ａを示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a
図５に示されるように、モータ１０１は、ハウジング１１０と、回転軸２と、カバー４とを有している。ハウジング１１０の大まかな形状は、第１の実施の形態のハウジング１０と同様である。すなわち、ハウジング１１０は、筒１１、天面１２、及び傾斜部１３を有するカップ形状を有している。
As shown in FIG. 5, the
第２の実施の形態において、ハウジング１１０は、複数（例えば６つ）の孔部１１６を有している。複数の孔部１１６は、傾斜部１３に形成されている。天面１２には、孔部は形成されていない。孔部１１６は、ハウジング１１０の内側と外側とをつなぐ。図６に示されるように、複数の孔部１１６は、回転軸２周りに略等間隔に配置されている。第２の実施の形態において、各孔部１１６は、角部分が丸みを帯びた矩形形状を有している。
In the second embodiment, the
図７に示されるように、ロータ１０２ａは、磁石３と、ヨーク１２０とを有している。ヨーク１２０は、外周側面１２１ａを有している。図８に示されるように、磁石３は、磁石３の内周面がヨーク１２０の外周側面１２１ａに面する状態で、磁石３に取り付けられている。
As shown in FIG. 7, the
ヨーク１２０は、外周側面１２１ａを有する筒１２１と、天面（面の一例）１２２とを有している。筒１２１は、天面１２２を囲んでいる。第２の実施の形態において、天面１２２は、筒１２１の一端すなわち上端をふさいでいる。すなわち、ヨーク１２０は、カップ形状すなわち底がある筒形状を有している。ヨーク１２０の下端は、開口部となっている。ヨーク１２０は、内部空間２０ａを形成している。
The
天面１２２は、回転軸２に対して略垂直である。回転軸２は、天面１２２を貫通している。回転軸２は、天面１２２にはめ込まれている。これにより、回転軸２とロータ１０２ａとは互いに固定されている。
The
図８に示されるように、筒１２１は、上方から見て円形の、円筒形状を有する。天面１２２は、平坦部である。天面１２２は、円板状である。天面１２２の外周と筒１２１の上端とがつながっている。
As shown in FIG. 8, the
第２の実施の形態において、ヨーク１２０は、孔部１２６を有している。孔部１２６は、ヨーク１２０の内側の内部空間２０ａと、ヨーク１２０の外側とを繋ぐ。第２の実施の形態において、孔部１２６は、筒１２１の上部に複数個（例えば１３個）形成されている。換言すると、孔部１２６は、筒１２１の、天面１２２に近い位置に形成されている。一方、孔部１２６は、天面１２２には形成されていない。複数の孔部１２６は、回転軸２周りに略等間隔に配置されている。
In the second embodiment, the
第２の実施の形態においても、複数の孔部１２６は、ステータコア７よりも上方に位置している。すなわち、複数の孔部１２６は、回転軸方向において、ステータコア７よりも上側の軸受８に近い位置にある。ヨーク１２０の内側の内部空間２０ａは、孔部１２６を通して、ハウジング１１０の内側であってステータコア７やヨーク１２０よりも上側の空間につながっている。
Also in the second embodiment, the plurality of
図７に示されるように、第２の実施の形態では、複数の孔部１２６は、外周側面１２１ａを有する筒１２１の上方に位置している。すなわち、内部空間２０ａから孔部１２６を通ってハウジング１１０の内側につながる経路は、回転軸方向に略垂直な方向に延びている。複数の孔部１２６は、コイル６の内側の面に対向する位置に形成されている。すなわち、ヨーク１２０の孔部１２６は、コイル６に向けて開口している。内部空間２０ａから孔部１２６を通ってハウジング１１０の内側につながる経路は、内部空間２０ａからコイル６の内側の面に向かって延びている。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, the plurality of
このように、第２の実施の形態では、ヨーク１２０に孔部１２６が形成されており、ハウジング１１０に孔部１１６が形成されている。ヨーク１２０の孔部１２６とハウジング１１０の孔部１１６とは、ハウジング１１０の外部とヨーク１２０の内部空間２０ａとをつないでいる。図７に示されるように、ヨーク１２０の孔部１２６は、コイル６に向けて開口している。
As described above, in the second embodiment, the
モータ１０１は、上記のような構成を有することにより、第１の実施の形態のモータ１と同様に、冷却機能を有している。モータ１０１は、ヨーク１２０の孔部１２６がコイル６に向けて開口していることにより、第１の実施の形態のモータ１のような冷却機能に加えて、以下のような冷却機能を有している。すなわち、コイル６に対向するヨーク１２０の外周側面１２１ａに孔部１２６が設けられているので、孔部１２６からコイル６に向けて気流が流れ出る。そのため、コイル６の周囲の気流の流速を大きくしてコイル６を冷却することができる。したがって、コイル６が巻き回された絶縁部材６ｂの温度上昇をより確実に抑止でき、絶縁部材６ｂを形成する樹脂部材の耐熱温度の範囲内で、モータ１０１を駆動させ続けることができる。
By having the above configuration, the
［第３の実施の形態］ [Third embodiment]
第３の実施の形態におけるモータの基本的な構成は、第２の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第３の実施の形態においては、ヨークの形状とヨークの孔部の位置とが第２の実施の形態と異なる。 The basic configuration of the motor in the third embodiment is the same as that in the second embodiment, so the description here will not be repeated. The third embodiment differs from the second embodiment in the shape of the yoke and the position of the hole in the yoke.
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るモータ３０１の側断面図である。図１０は、モータ３０１の回転軸２及びロータ３０２ａを示す斜視図である。
FIG. 9 is a side sectional view of a
図９において示されている断面は、上述の図７と同様の位置におけるものである。図９に示されるように、モータ３０１は、第２の実施の形態と同様に、ハウジング１１０と、回転軸２と、カバー４とを有している。ハウジング１１０とカバー４とで囲まれるモータ３０１の内部に収容されたロータ３０２ａは、磁石３と、ヨーク３２０とを有している。ヨーク３２０は、外周側面３２１ａを有している。図１０に示されるように、磁石３は、磁石３の内周面がヨーク３２０の外周側面３２１ａに面する状態で、磁石３に取り付けられている。
The cross section shown in FIG. 9 is at the same position as in FIG. 7 described above. As shown in FIG. 9, the
ヨーク３２０は、外周側面３２１ａを有する筒３２１と、天面（面の一例）３２２とを有している。筒３２１は、天面３２２を囲んでいる。第３の実施の形態において、天面３２２は、筒３２１の一端すなわち上端を塞いでいる。すなわち、ヨーク３２０は、カップ形状すなわち底がある筒形状を有している。ヨーク３２０の下端は、開口部となっている。ヨーク３２０は、内部空間２０ａを形成している。
The
天面３２２は、回転軸２に対して略垂直である。回転軸２は、天面３２２を貫通している。回転軸２は、天面３２２にはめ込まれている。これにより、回転軸２とロータ１０２ａとは互いに固定されている。
The
図１０に示されるように、筒３２１は、上方から見て円形の、円筒形状を有する。天面３２２は、平坦部である。天面３２２は、円板状である。天面３２２の外周と筒３２１の上端とが繋がっている。
As shown in FIG. 10, the
第３の実施の形態において、ヨーク３２０は、孔部３２６を有している。孔部３２６は、ヨーク３２０の内側の内部空間２０ａと、ヨーク３２０の外側とを繋ぐ。第３の実施の形態において、孔部３２６は、天面３２２に複数個（例えば７個）形成されている。各孔部３２６は、円形である。複数の孔部３２６は、回転軸２周りに略等間隔に配置されている。ヨーク３２０の内側の内部空間２０ａは、孔部３２６を通して、ハウジング１１０の内側であってステータコア７やヨーク３２０よりも上側の空間につながっている。
In the third embodiment, the
このように、第３の実施の形態では、ヨーク３２０に孔部３２６が形成されており、ハウジング１１０に孔部１１６が形成されている。ヨーク３２０の孔部３２６とハウジング１１０の孔部１１６とは、ハウジング１１０の外部とヨーク３２０の内部空間２０ａとをつないでいる。図９に示されるように、ヨーク３２０の孔部３２６は、天面３２２に設けられており、ハウジング１１０の孔部１１６は、ヨーク３２０の孔部３２６に対向するハウジング１１０の天面１２２に設けられているといえる。換言すると、ハウジング１１０の孔部１１６は、ヨーク３２０の天面３２２に対向するハウジング１１０の面に形成されている。
As described above, in the third embodiment, the
モータ３０１は、上記のような構成を有することにより、駆動時において以下のような冷却機能を有している。すなわち、ハウジング１１０に孔部１１６が設けられており、ヨーク３２０に孔部３２６が設けられているので、ヨーク３２０よりも下方の空間の空気が、孔部３２６と孔部１１６とを通ってモータ３０１の外部に抜ける。そのため、コイル６で発生した熱をモータ３０１の外部に逃がし、コイル６の温度を低減することができる。
By having the above configuration, the
［冷却機能に関するシミュレーション結果の説明］ [Explanation of simulation results regarding cooling function]
上述の第１の実施の形態に係るモータ１、第２の実施の形態に係るモータ１０１、及び第３の実施の形態に係るモータ３０１のそれぞれの駆動時の状態の熱流体シミュレーションを行った。
A thermo-fluid simulation was performed of the driving states of the
図１１は、第１の実施の形態に係るモータ１の温度についての熱流体シミュレーションの結果を示す図である。図１２は、第２の実施の形態に係るモータ１０１の温度についての熱流体シミュレーションの結果を示す図である。図１３は、第３の実施の形態に係るモータ３０１の温度についての熱流体シミュレーションの結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the results of a thermal fluid simulation regarding the temperature of the
図１１から図１３において、モータ１，１０１，３０１は、上下方向が図の上下方向と一致する姿勢で表れている。図１１から図１３に示されるように、モータ１及びモータ１０１については、ハウジング１０，１１０の孔部１６，１１６付近から温度が比較的高い気流が流れ出ていることがわかる。このようないわば強制対流が生じることにより、モータ１及びモータ１０１は、モータ３０１と比較して、全体として温度が低くなっている。
In FIGS. 11 to 13, the
各モータ１，１０１，３０１の各部の温度は、例えば次のようになった。コイル６の温度は、モータ３０１に対して、モータ１，１０１では、温度上昇が４５％程度低減できることがわかった。
For example, the temperature of each part of each
第１の実施の形態に係るモータ１において、コイル６の温度は摂氏２９．５度、絶縁部材６ｂの温度は摂氏２２．５度、ハウジング１０の温度は摂氏２０．１度であった。
In the
第２の実施の形態に係るモータ１０１において、コイル６の温度が摂氏２９．２度、絶縁部材６ｂの温度が摂氏２２．５度、ハウジング１１０の温度は摂氏２０．２度であった。
In the
第３の実施の形態に係るモータ３０１において、コイル６の温度が摂氏５３．０度、絶縁部材６ｂの温度が摂氏４４．５度、ハウジング１１０の温度は摂氏４１．３度であった。
In the
図１４は、第２の実施の形態に係るモータ１０１における流速分布についての熱流体シミュレーションの結果を示す図である。図１５は、図１４の部分拡大図である。
FIG. 14 is a diagram showing the results of a thermal fluid simulation regarding the flow velocity distribution in the
図１３，１４においては、色が薄い部分において流速が高いことが示されている。上述のように、モータ１０１では、孔部１２６が筒１２１に設置されていることにより、遠心力によって内部空間２０ａから通気が促進される。そして、孔部１２６がコイル６に向けて開口しているので、コイル６の上部に気流が向かうことにより、コイルを確実に冷却することができ、コイル６の温度の低減を促すことができる。
In FIGS. 13 and 14, it is shown that the flow velocity is high in the lighter colored portions. As described above, in the
図１６は、自然対流による流速分布の熱流体シミュレーションの結果を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing the results of a thermal fluid simulation of the flow velocity distribution due to natural convection.
図１６においては、上述の第１の実施の形態に係るモータ１のハウジング１０と、第３の実施の形態に係るモータ３０１のロータ３０２ａとを組み合わせたモータについての流速分布の一例が示されている。図１５において、色が薄い部分において流速が高いことが示されている。ロータ３０２ａのように天面３２２に孔部１２６が設けられているような場合であっても、熱い空気が自然対流により上昇し、内部空間２０ａから孔部１２６，１６を通過してモータの外部に流出することがわかる。したがって、モータが冷却される。
FIG. 16 shows an example of the flow velocity distribution for a motor that combines the
［その他］ [others]
モータの種類は限られない。例えばブラシレスモータであったり、その他のモータであったりしてもよい。 The type of motor is not limited. For example, it may be a brushless motor or some other motor.
ハウジングの形状や、孔部の場所は、上述の実施の形態のものに限られない。いずれの場所であっても、孔部を設けることで、内部空間から流出する空気をハウジングの外部に流出させることができる。 The shape of the housing and the location of the hole are not limited to those of the above-described embodiments. By providing a hole in any location, air flowing out from the internal space can be caused to flow out of the housing.
モータは、カバーを有しなくてもよい。また、カバーに替えて、又はカバーに加えて、モータの駆動に用いられる回路部品等が登載された回路基板が設けられていてもよい。いずれにしても、ハウジングの内部から孔部を通して空気が流出するのに伴い、ハウジングの内部に流入する空気が通る通気口や隙間等が存在すればよい。 The motor may not have a cover. Further, instead of or in addition to the cover, a circuit board on which circuit components used for driving the motor are mounted may be provided. In any case, as air flows out from the inside of the housing through the holes, there may be a vent, a gap, etc. through which air flows into the inside of the housing.
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above embodiments should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
１，１０１，３０１ モータ
２ 回転軸
２ａ，１０２ａ，３０２ａ ロータ
３ 磁石
４ カバー
４ａ 隙間
６ コイル
６ｂ 絶縁部材
７ ステータコア
８，９ 軸受
１０，１１０ ハウジング
１１ 筒
１２ 天面
１３ 傾斜部
１６，１１６ 孔部
２０，１２０，３２０ ヨーク
２０ａ 内部空間
２１，１２１，３２１ 筒
２１ａ，１２１ａ，３２１ａ 外周側面
２２，１２２，３２２ 天面（面の一例）
２３ 傾斜部
２６，１２６，３２６ 孔部
1,101,301
23 Inclined part 26,126,326 Hole part
Claims (6)
前記回転軸の２つの端部のうち、一方の端部は前記環状の天面側にあり、他方の端部は当該一方の端部に対して反対側にあり、
前記回転軸と前記環状の天面は互いに固定されており、
前記筒の外周側面は、軸周りにおいて、複数の開放された孔部を備え、
軸方向において、前記複数の開放された孔部は、前記磁石の前記天面側の端部に対して前記天面側にあり、前記筒の内部空間は前記複数の開放された孔部と開放された隙間を通して外部とつながっており、
前記ロータの回転に伴って、前記回転軸の他方の端部から一方の端部に向かって、外部から空気が前記筒の内部空間に流入し、
前記筒の内部空間に流入した空気が前記複数の開放された孔部を通って外部へ流れ出る、モータ。 A rotating shaft having two ends , and a rotor, the rotor including an annular top surface, a cylinder having an outer peripheral side surface extending in the axial direction, and a magnet attached to the cylinder. ,
Of the two ends of the rotating shaft, one end is on the top surface side of the annular shape, and the other end is on the opposite side to the one end,
The rotating shaft and the annular top surface are fixed to each other,
The outer peripheral side surface of the cylinder includes a plurality of open holes around the axis,
In the axial direction, the plurality of open holes are located on the top side with respect to the end of the magnet on the top side, and the internal space of the tube is in contact with the plurality of open holes. It is connected to the outside through the gap ,
As the rotor rotates, air flows from the outside into the internal space of the cylinder from the other end of the rotating shaft toward one end;
A motor in which air flowing into the inner space of the cylinder flows out through the plurality of open holes.
前記筒の内部空間にある空気は、前記ロータの回転により前記筒とともに回転する、請求項１に記載のモータ。 The outer periphery of the top surface and the end of the tube on the top surface side are connected,
The motor according to claim 1, wherein air in the internal space of the cylinder rotates together with the cylinder due to rotation of the rotor .
コイルと、
前記コイルが巻き回された絶縁部材と、を備える、請求項１又は２に記載のモータ。 stator core and
coil and
The motor according to claim 1 or 2, comprising an insulating member around which the coil is wound.
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