JPH0623174Y2

JPH0623174Y2 - マイクロモ−タ

Info

Publication number: JPH0623174Y2
Application number: JP1986188470U
Authority: JP
Inventors: 敏雅中西
Original assignee: 株式会社中西歯科器械製作所
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2001-12-09
Also published as: JPS6393750U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この考案はモータハウジングの内外部を強制的に冷却す
るようにしたマイクロモータに関する。

〈従来の技術〉マイクロモータを運転開始すると、内部損失による発熱
によって温度が上昇する。この温度上昇のしかたは運転
開始後一定時間内では、定負荷であれば指数関数的であ
り、その一定時間経過後は一定値に安定化する。しかし
ながら、運転開始時や負荷が変動する場合等において、
大電流が回路に流れると、上記温度上昇が著しく上昇
し、絶縁物の劣化を早めたり、巻線が焼損したり、コン
ミュテータや軸受をいためたりして、マイクロモータと
しての性能を劣化し、作動不良になる場合がある。

上記問題点を解消するために、従来では冷却ファンを取
り付けたり、モータハウジングに通気スリットを設けた
ものが存在した。またモータの近傍に冷却水の通路を設
けたものや、ハウジングにフインを付して放熱効果を上
げるものも見られ、さらにケースとハウジング本体との
間から固定子鉄心と永久磁石からなる固定子とモータコ
アとしての回転子間へクーラントエアを自動的に供給
し、そのまま排出するようにした冷却機構も知られてい
る。

〈考案が解決しようとする問題点〉しかしながら、上記従来のマイクロモータでは、冷却フ
ァンを設けると、風切りによる騒音が大きく、しかもモ
ータの出力を低減してしまうほか、通気スリットを設け
た場合には、外部の塵埃がモータハウジング内に入り込
み、これがコンミュテータの摩耗を早めたり、内部を汚
損してロータの回転に支障をきたしたりするなどの問題
点があった。

また、上記従来技術としてフィンを設けたものは単に放
熱面積を大きくしたに過ぎず、積極的にモータを冷却す
る機構を備えているだけのものである。さらに、上記従
来の固定子とモータコア（回転子）との間の連絡通路の
冷却のみでは、一番加熱する回転するモータコアの外周
においてしか冷却できず、またなによりもクーラントエ
アを強制的に導入する構造となっていないために回転子
全体が冷却できないという欠点、及びブラシの摩耗粉が
モータ外に排出できないという問題点も解決されないで
いる。

本考案は、上記欠点等を解決しようとするものであり、
その目的とするところは、モータが熱を生じるあらゆる
外周面、すなわち回転子の内外側及び回転子と共に回転
する回転軸の外周を、外部から強制的に導入したクーラ
ントエアにより、冷却すると共に、そのクーラントエア
によってブラシ摩耗粉も外部へ排出するマイクロモータ
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉本考案は、上記目的に基づいてなされたものであり、そ
の要旨はケースと、ケース内のハウジング本体の内部に
同心状に連結した回転軸と、回転軸を回転させるブラシ
と接触したコンミュテータと電気的に接続して回転子鉄
心と、回転鉄心と前記回転軸との間に配設した固定子鉄
心と、前記ハウジング本体に連結して前記ブラシと接続
する電極を有するコネクタとからなるコアレスモーター
において、前記コネクターを介してコンプレッサーから
のクーラントエアの冷却機構を、前記ハウジングに設け
た供給口から前記ケースとハウジング本体間とハウジン
グ本体と回転子鉄心間、さらに前記コンミュテータとブ
ラシ間を経由して前記ハウジング本体後部の排気口に至
る連絡通路、及び前記ケースとハウジング本体間の連絡
通路から分れて前記回転子鉄心と固定子鉄心間と固定子
鉄心と回転軸間の軸受を経て前記ハウジング本体の前方
に至る連絡通路としたものであり、しかも前記コンミュ
テータとブラシ間を経由して前記ハウジング本体後部の
排出口に至る連絡通路を前記ブラシの摩耗粉の排出路と
して兼用したものであることを特徴とするマイクロモー
タにある。

〈作用〉この考案における連絡通路および空隙は、外部コンプレ
ッサーからのクーラントエアを供給口から取り込んで排
気口に導出する過程で、そのクーラントエアによりモー
タハウジングと回転子鉄心のそれぞれの内外面を騒音を
発することなく強制冷却するとともに、上記空隙内の塵
埃やコンミュテータによるブラシの摩耗粉をモータハウ
ジング外部に強制的に排出するように作用し、これによ
りマイクロモータの運転を効率化し、コンミュテータの
上記摩耗粉による損傷やロータの回転支障の発生を防止
する。

〈考案の実施例〉第１図はこの考案にかかるマイクロモータの一つである
コアレスモータのモータハウジングの内部構造を示す縦
断面図である。同図において、１は筒状のハウジング本
体で、このハウジング本体１の後部は後述のコネクタ挿
入用の凹部２が設けられ、この凹部２に絶縁筒３が設け
られている。４はこの絶縁筒３内に収容された例えば電
気黒鉛、金属黒鉛などからなる棒状ブラシであり、これ
がコイルスプリング５によって後述のコンミュテータ側
に押圧付勢されている。６はコイルスプリング５の一端
を絶縁筒３内に押圧保持する押えねじ、６ａはこの押え
ねじ６により、第２図に示すように固定された電極板
で、これに電極６ｂが設けられている。

７はハウジング本体１の大径部１ａの肉厚内に貫通させ
た透孔で、この透孔７内にパイプ８が挿入され、これの
一端がクーラントエアの供給口８ａとなっている。ま
た、透孔７の供給口８ａとは反対側の開口部７ａは、ハ
ウジング本体１の小径部１ｂの外周に臨んでいる。９は
この小径部１ｂの外周面に設け、ケースと間にらせん状
溝を形成する。

１０はハウジング本体１の前部に設けた塞板で、この塞
板１０の中心孔１１には、固定子鉄心１２を外周に取り
付けた筒状ソケット１３が挿通かつ保持されている。こ
の筒状ソケット１３の筒内両端には大小１個ずつ軸受１
４，１５が設けられ、これらの軸受１４，１５に、筒状
ソケット１３内に挿通された回転軸１６が支承されてい
る。１７は回転軸１６の一端に取り付けた円板で、これ
が絶縁板により成形されている。１８はロータとなる筒
状の回転子鉄心で、上記円板１７に一端が固定されてお
り、しかもハウジング本体１および固定子鉄心１２に対
してクーラントエアの連絡通路となる空隙Ｇ_１，Ｇ_２を
介して臨んでいる。１９は円板１７の右端面に設けたコ
ンミュテータで、このコンミュテータ１９には、コイル
スプリング５によって押圧付勢されているブラシ４の先
端が接触している。

２０はゴムなどのＯリングで、塞板１０から突出した筒
状ソケット１３の外周に取り付けられている。２１は第
３図に示すように上記Ｏリング２０よりも外側の塞板１
０に穿設した４個の貫通孔であり、この貫通孔２１は、
空隙Ｇ_１，Ｇ_２、コンミュテータ１９付近の空間である
空隙Ｇ_３および２つの絶縁筒３の間に穿設したクーラン
トエアの排気口である透孔２２にそれぞれ連通してい
る。２５は大径部１ａ外周に設けたねじ部である。ま
た、上記回転軸１６の先端には、第２図に示すような歯
科診療器具であるやすりなどを取り付けるアタッチメン
トとの係止具２４が取り付けられている。

第４図は第１図に示すようなモータハウジングととも
に、これに組付けられるケース２６およびコネクタ２７
を示す正面図である。この図において、ケース２６は前
部が截頭円錐状の筒体をなし、このケース２６に対し上
記モータハウジングを矢印Ｐ方向に挿入した際に、Ｏリ
ング２０が円錐状筒部２６ａの内面に接するようになっ
ており、これによりハウジング本体１とケース２６との
間の上記らせん溝９は通孔２１を介して空隙Ｇ_１，Ｇ_２
に連通することになる。また、コネクタ２７には、モー
タハウジングの上記押えねじ６の頭または電極板６ａに
先端を接する一対の電極ピン２８と、クーラントエアの
供給口８ａに連結されるクーラントエアの供給孔２９が
設けられ、これら電極ピン２８および供給孔２９に接続
されたリード線３０およびチューブ３１が、コネクタ２
７外に導出されている。なお、このリード線３０にはモ
ータ駆動用の直流電流が供給され、チューブ３１にはコ
ンプレッサからクーラントエアが供給されるようになっ
ている。３２は上記コネクタ２７の外側に回動操作可能
に嵌挿したリアナットで、コネクタ２７をハウジング本
体１の凹部２内へ矢印Ｑ方向に挿入した後、これをモー
タハウジングの上記ねじ部２５に螺合し、徐々に締め付
けることによって、電極ピン２８と押えねじ６または電
極板６ａの接触および供給口８ａと供給孔２９との連結
を確実かつ適正に行なわしめうる。また、リアナット３
２とコネクタ２７との間には、第５図に示すように、こ
れらの結合時において排気用の空隙Ｇ_４が設けられるよ
うになっている。この空隙Ｇ_４はリアナット３２の内外
に連通するものとする。

また、第４図に示すようなハウジング本体１はケース２
６およびコネクタ２７とともに、上記のように結合さ
れ、第６図に示すようなマイクロモータを構成する。

次に、このように構成されたマイクロモータは、リード
線３０を介して印加された直流電圧が、コネクタ２７の
電極ピン２８、押えねじ６、電極板６ａ、電極６ｂ、ブ
ラシ４、コンミュテータ１９を介して回転子鉄心１８上
の巻線（図示しない）に印加され、永久磁石としての固
定子鉄心の界磁磁束を切りながら回転子鉄心を回転させ
る。これにより、回転軸１６も軸受１４，１５に支承さ
れて回転するとともに、この回転軸１６上の係止具２４
を回転させる。

一方、かかるマイクロモータの運転中は、外部に配設し
たコンプレッサから送出されるクーラントエアがチュー
ブ３１→コネクタ２７の供給孔２９→ハウジング本体１
のパイプ８→透孔７→ハウジング本体１外周のらせん状
の溝９→貫通孔２１→空隙Ｇ_１，Ｇ_２→空隙Ｇ_３→透孔
２２→空隙Ｇ_４の流れで、順次給排気される。このた
め、ハウジング本体１の内外部およびコンミュテータ１
９などが強制的に冷却気にさらされて、効率的にしかも
騒音なく冷却される。

また、上記クーラントエアは給気路および排気路中の塵
埃およびコンミュテータ付近の空隙Ｇ_３に散乱するブラ
シ４の摩耗粉を、上記空隙Ｇ_４を介して外部に強制的に
排出するので、コンミュテータの損傷を防止でき、上記
摩耗粉が回転子鉄心の回転に支障をきたすようなことも
なくなる。

なお、上記実施例では、チューブ３１をハウジング本体
１内のパイプ８に接続した場合について説明したが、ハ
ウジング本体１の大径部１ａの外周に、透孔７に連通す
るパイプを突設させ、これに上記チューブ３１を接続す
るようにしても、上記実施例と同様の効果が得られる。

〈考案の効果〉以上詳細に述べたように、本考案によれば、従来例のよ
うにハウジングに設けた供給口からケースとハウジング
本体間とハウジング本体と回転子鉄心間を経て排出口か
ら自然通風により冷却するものと異なり、コンプレッサ
ーからのクーラントエアにより回転子鉄心の外面とコン
ミュテータとブラシ間を経てハウジング本体後部の排出
口へ連絡通路を冷却すると共に、前記回転子鉄心の内面
より回転軸と回転子鉄心間を経てハウジング本体の前方
への連絡通路を冷却することができるので、回転子鉄心
の内外面と回転軸といった回転損失による発熱を冷却
し、さらにブラシとコンミュテータも冷却するので、加
熱にもとづく巻線の焼損と軸受の損傷、およびコンミュ
テータの劣化によるブラシのショートといったことを防
止して耐久性を向上させることができる。

また、本考案では上記ブラシとコンミュテータの冷却と
同時に、同箇所で発生する摩耗粉を排出することにより
モータ内における摩耗粉のたい積によるモータの回転の
ための不都合を除去することができる。

なお、本考案のコアレスモータでは回転子鉄心によって
回転軸を回転させるものであり、回転ノイズが小さく強
力な磁石を使うことで体積の割に大きなトルクを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの考案にかかるマイクロモータのモータハウ
ジングを示す縦断面図、第２図は同じくモータハウジン
グの右側面図、第３図は同じく左側面図、第４図は同じ
くモータハウジングの分解状態の正面図、第５図は同じ
くコネクタの左側面図、第６図は組上った状態でのマイ
クロモータの斜視図である。１……ハウジング本体、８ａ……供給口、７，９，２１
……連絡通路、２２……排気口、２６……カバー、
Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３……空隙。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケースと、ケース内のハウジング本体の内
部に同心状に連結した回転軸と、回転軸を回転させるブ
ラシと接触したコンミュテータと電気的に接続して回転
子鉄心と、回転鉄心と前記回転軸との間に配設した固定
子鉄心と、前記ハウジング本体に連結して前記ブラシと
接続する電極を有するコネクタとからなるコアレスモー
ターにおいて、前記コネクターを介してコンプレッサーからのクーラン
トエアの冷却機構を、前記ハウジングに設けた供給口か
ら前記ケースとハウジング本体間とハウジング本体と回
転子鉄心間、さらに前記コンミュテータとブラシ間を経
由して前記ハウジング本体後部の排気口に至る連絡通
路、及び前記ケースとハウジング本体間の連絡通路から
分れて前記回転子鉄心と固定子鉄心間と固定子鉄心と回
転軸間の軸受を経て前記ハウジング本体の前方に至る連
絡通路としたものであり、しかも前記コンミュテータと
ブラシ間を経由して前記ハウジング本体後部の排出口に
至る連絡通路を前記ブラシの摩耗粉の排出路として兼用
したものであることを特徴とするマイクロモータ。