JP2002199626A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製コストを低減させることができるモータ
を提供する。 【解決手段】 コア２１の第１面２１ａ側には、ブラシ
１５が摺動するコンミテータ１４が配設されている。コ
ア２１の第２面２１ｂ側には軸受３１が配設されてい
る。コア２１は、コアシート２２を複数枚積層すること
によって構成されている。コアシート２２は、回転軸１
３が挿通される内輪部２３と、ティース２５が延出形成
される外輪部２４とを備えている。内輪部２３と外輪部
２４との間の領域には、肉抜き部２６が配設されてい
る。この肉抜き部２６を介してエアがブラシ１５側に流
れるように、コア２１の回転方向が設定されている。内
輪部２３及び外輪部２４はステー２７によって連結され
ている。各ステー２７は階段状となるように積層されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防塵構造を有する
モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータは回転軸を備え、その回
転軸にはコア及びコンミテータが取り付けられている。
コアには巻線が巻装され、その巻線はコンミテータに接
続されるようになっている。コアは、複数のコアシート
を積層することによって構成されている。

【０００３】例えば、図７に示すように、モータ５１の
ケース５２内にはコア５３が収容されている。コア５３
は、コアシート６１を複数枚積層することによって構成
されている。コアシート６１は内輪部６２及び外輪部６
３を備えている。内輪部６２には回転軸５７が挿通され
るようになっている。外輪部６３には、ティース６４が
放射状に延出形成されている。内輪部６２と外輪部６３
との間の領域には、空孔６５が配設されている。内輪部
６２及び外輪部６３はステー６６によって連結されてい
る。また、コア５３の第１面５３ａの側にある回転軸５
７の下端には、コンミテータ（整流子）５４が配設され
ている。コンミテータ５４にはブラシ５５が摺動するよ
うになっている。また、コア５３の第２面５３ｂの側に
ある回転軸５７の上端には軸受５６が配設されている。
この軸受５６には、非接触シール７３が設けられてい
る。

【０００４】ところが、コンミテータ５４との摺動よっ
てブラシ５５から発生したブラシ摩耗粉が、軸受５６内
に侵入してしまうことがあった。この問題を解決するた
めに、図８（ａ）に示すように、軸受５６の周りに、同
軸受５６を覆う防塵カバー７１を追加したものがある。
また、図８（ｂ）に示すように、軸受５６に設けられる
非接触シール７３を、ブラシ摩耗粉を防塵する機能を有
する接触シール７２に変更したものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８（ａ）に
示す防塵カバー７１は、軸受５６とは別の部材であっ
た。そのため、モータ５１を構成するために必要な部品
点数が増加してしまう傾向にあった。その上、軸受５６
にこの防塵カバー７１を取り付けるためには、別の工程
が必要であった。また、図８（ｂ）に示す接触シール７
２を用いた場合、通常の非接触シール７３を使用した場
合よりもコストが増加してしまう傾向にあった。ゆえ
に、モータ５１を作製するためのコストが増加してしま
うという問題があった。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、作製コストを低減させることがで
きるモータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、回転軸が挿通される
内輪部及びティースが放射状に延出形成される外輪部を
備え、前記内輪部と前記外輪部との間の領域に空孔を配
設するとともに、前記内輪部と前記外輪部とをステーに
よって連結したコアシートを複数枚積層することによっ
て構成されるコアと、前記コアの第１面側に配設される
コンミテータと、前記コンミテータに摺動するブラシ
と、前記コアの第２面側に配設される軸受とをケース内
に収容したモータにおいて、前記各ステーが階段状とな
るように前記各コアシートを前記コアの回転方向にずら
した状態で積層するとともに、前記コアの回転方向をエ
アが前記空孔を介して前記第２面側から第１面側に流れ
るように設定したことを要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、回転軸が挿通
される内輪部及びティースが放射状に延出形成される外
輪部を備え、前記内輪部と前記外輪部との間の領域に空
孔を配設するとともに、前記内輪部と前記外輪部とをス
テーによって連結したコアシートを複数枚積層すること
によって構成されるコアと、前記コアの第１面側に配設
されるコンミテータと、前記コンミテータに摺動するブ
ラシと、前記コアの第２面側に配設される軸受とをケー
ス内に収容したモータにおいて、少なくとも１枚の前記
コアシートにおいて、前記空孔を閉止したことを要旨と
する。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記ステーの幅をＷ１とし、前記ス
テーの外径をＤ１とし、スロット数をＮ１とした場合、
Ｗ１≧π×Ｄ１／Ｎ１という関係を満たすように設定す
るとともに、前記ティースの数をＴ１とした場合に、前
記各コアシートを前記コアの回転方向に順次（３６０°
／Ｔ１）ずつずらして積層したことを要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記ステーの幅をＷ２とし、前記ス
テーの外径をＤ２とし、前記コアシートの種類をｎと
し、スロット数をＮ２とした場合、Ｗ２≧π×Ｄ２／Ｎ
２／ｎという関係を満たすように設定するとともに、前
記ティースの中心軸線と前記ステーの中心軸線とのズレ
の角度をａとした場合に、ａ＝３６０°／Ｎ２／ｎとい
う関係を満たすように設定して、ｎ種の前記各コアシー
トにおける前記各ステーを前記コアの回転方向に順次ａ
ずつずらして積層したことを要旨とする。

【００１１】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、エアは、コアが回
転すると空孔を介してブラシ側に流れる。そのため、エ
アが空孔を介して軸受側に流れてしまうのを防止するこ
とができる。よって、軸受内にブラシ摩耗粉を含んだエ
アが侵入してしまうのを確実に防止することができる。
ゆえに、軸受に防塵カバーを設ける必要がなくなり、モ
ータを構成するために必要な部品点数が増加してしまう
のを防止することができる。その上、防塵カバーを取り
付けるための工程が不要になる。また、非接触シールよ
りも高価な接触シールを軸受に設ける必要もないため、
モータを作製するために必要なコストを低減させること
ができる。

【００１２】請求項２に記載の発明によると、少なくと
も１枚のコアシートにおいて空孔が閉止されているた
め、コアが構成されたときに空孔が非連通な状態にな
る。よって、ブラシ摩耗粉が軸受側に流れてしまうのを
より確実に防止することができる。従って、軸受内にブ
ラシ摩耗粉が侵入してしまうのをより確実に防止するこ
とができる。また、各コアシートを回転方向にずらした
状態で積層する必要がないため、これらコアシートを作
製するための金型を増やす必要がない。よって、モータ
を作製するために必要なコストが上昇してしまうのを防
止することができる。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、ステーの
幅Ｗ１が、各コアシートをコアの回転方向に順次（３６
０°／Ｔ１）ずつずらして積層すると、各ステーが階段
状となるように設定されている。従って、１種類のコア
シートを用いるだけで、各ステーを階段状となるように
積層することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によると、ステーの
幅Ｗ２が、各コアシートをコアの回転方向に順次ａずつ
ずらして積層すると、各ステーが階段状となるように設
定されている。そのため、コアシートを１種類だけ用い
る場合よりも各ステーを小刻みにずらすことができる。
従って、各ステーによって得られる傾斜面により、エア
を効率良く流すことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したモータ
の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。

【００１６】図１に示すように、モータとしての直流モ
ータ１１を構成するケースとしてのモータハウジング１
２は、ハウジング本体１２ａとハウジングエンド１２ｂ
とからなっている。ハウジング本体１２ａの第２壁１７
の内側面には、マグネット１８が複数箇所に取り付けら
れている。ハウジング本体１２ａの第１壁１６には、エ
アをモータハウジング１２に導入するためのエア導入孔
１２ｃが設けられている。また、ハウジングエンド１２
ｂには、エアをモータハウジング１２から放出するため
のエア放出孔１２ｄが設けられている。これらエア導入
孔１２ｃ及びエア放出孔１２ｄは、モータハウジング１
２において互いに向かい合うように配設されている。

【００１７】図１に示すように、ハウジングエンド１２
ｂの上方には、一対のブラシ保持装置４２が互いに向か
い合うように配設されている。ブラシ保持装置４２はエ
ア放出孔１２ｄの上方に配設されている。ブラシ保持装
置４２は、ブラシホルダ４３、ストッパ（スプリング止
め具）４４、図示しないスプリング及びブラシ１５を備
えている。ブラシホルダ４３は略四角筒状に形成されて
いる。ブラシホルダ４３の長手方向は、図１における左
右方向と一致している。ストッパ４４は、ブラシホルダ
４３の基端を閉止するようになっている。ブラシ１５は
ブラシホルダ４３内に配設され、図示しない電源に電気
的に接続されている。ブラシ１５は、スプリングの付勢
力によってブラシホルダ４３の先端から突出するように
なっている。

【００１８】また、ハウジングエンド１２ｂの中心部に
おける内側面には、略円筒状の軸受４１が取り付けられ
ている。軸受４１は各ブラシ保持装置４２の間に配置さ
れている。軸受４１は焼結成形部品であり、軸受油を含
有している。この軸受４１には、回転軸１３の一端が挿
通されるようになっている。そのため、回転軸１３は軸
受４１に対して回動可能になる。

【００１９】図１に示すように、回転軸１３の長手方向
における中央部には、コア２１が外嵌されている。コア
２１は、回転軸１３を中心として図２に示す矢印Ｆ１方
向に回転するようになっている。図１に示すように、コ
ア２１の第１面２１ａの側にある回転軸１３の下端部に
は、略円筒状のコンミテータ（整流子）１４が外嵌され
ている。コンミテータ１４の外周面には、複数枚の金属
板１４ａが互いに離間した状態で貼り付けられている。
各金属板１４ａには、ブラシ１５の先端面が所定角度で
接触するようになっている。そのため、コア２１が回転
すると、金属板１４ａに対してブラシ１５が摺動するよ
うになっている。このとき、ブラシ１５が摩耗して、同
ブラシ１５からブラシ摩耗粉が発生するようになる。

【００２０】また、コア２１の第２面２１ｂの側にある
回転軸１３の上端部には、リング状の軸受３１が外嵌さ
れている。軸受３１は、ボール３３を回動環３１ａ及び
固定環３１ｂで挟持することによって構成されている。
回動環３１ａは回転軸１３に固定されている。固定環３
１ｂは、前記ハウジング本体１２ａの前記第１壁１６に
固定されている。この軸受３１には、一対の非接触シー
ル３２がボール３３を介して向かい合うように設けられ
ている。

【００２１】図１〜図３に示すように、コア２１は、薄
鋼板によって形成されたコアシート２２を複数枚積層す
ることによって構成されている。図３（ａ）に示すよう
に、コアシート２２は内輪部２３及び外輪部２４を備え
ている。内輪部２３の中心部には、円形状の回転軸固定
孔２８が設けられている。回転軸固定孔２８には回転軸
１３が挿通されるようになっている。また、外輪部２４
には、１６個のティース２５が放射状且つ等角度間隔に
延出形成されている。このとき、隣り合う各ティース２
５間にはスロット３０が構成されるようになっている。
各ティース２５には、図示しない巻線が巻装されるよう
になっている。巻線は、前記コンミテータ１４の金属板
１４ａに電気的に接続されるようになっている。各ティ
ース２５の先端部には、先端傘状突極部２９が同ティー
ス２５の両側方に向けて延出形成されている。先端傘状
突極部２９は、前記マグネット１８と向かい合うように
なっている。先端傘状突極部２９の外周部は円弧状に形
成されている。また、内輪部２３と外輪部２４との間の
領域には、空孔としての肉抜き部２６が４箇所に配設さ
れている。図３（ａ）に示すように、内輪部２３及び外
輪部２４は、４本のステー２７によって連結されてい
る。各ステー２７の幅をＷ１とし、ステー２７の外径を
Ｄ１とし、スロット３０の数をＮ１とした場合、Ｗ１≧
π×Ｄ１／Ｎ１という関係を満たすように設定されてい
る。

【００２２】図２（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、
ティース２５の数をＴ１とした場合、前記コア２１は、
各コアシート２２を矢印Ｆ１方向に順次（３６０°／Ｔ
１）ずつずらして積層することによって構成されてい
る。本実施形態において、コア２１は、各コアシート２
２を矢印Ｆ１方向に順次２２．５°ずつずらして積層す
ることによって構成されている。各コアシート２２は、
回転軸１３を中心として回動させることによって矢印Ｆ
１方向にずらされるようになっている。また、図２
（ｂ）に示すように、各ステー２７は、各コアシート２
２を矢印Ｆ１方向に順次（３６０°／Ｔ１）ずつずらす
ことによって、階段状に積層されるようになっている。
各ステー２７は、上層側のコアシート２２に行くに従っ
て図２（ｂ）における左側方向にずらされている。つま
り、各ステー２７の矢印Ｆ１側に位置する端面２７ａ
は、エアを送りたい方向に傾斜している。よって、コア
２１の回転方向（矢印Ｆ１方向）は、エアが肉抜き部２
６を介して前記ブラシ１５側に流れるように設定され
る。換言すると、コア２１の回転方向は、エアが肉抜き
部２６を介して前記第２面２１ｂ側から前記第１面２１
ａ側に流れるように設定される。

【００２３】次に、軸受３１内にブラシ摩耗粉が侵入し
てしまうのを防止する方法を説明する。まず、コア２１
を矢印Ｆ１方向に回転させる。すると、いわばコア２１
がファンのように作用して、エアがコア２１の第２面２
１ｂ側から第１面２１ａ側に流れる。それとともに、モ
ータハウジング１２内の圧力が下がり、エア導入孔１２
ｃからエアが導入される。そして、コア２１の第１面２
１ａ側から流出したエアは、ブラシ保持装置４２側に導
かれる。このブラシ保持装置４２において、エアはブラ
シ１５から発生したブラシ摩耗粉を巻き込む。その後、
エアはブラシ摩耗粉と一緒にエア放出孔１２ｄから排出
される。この場合、モータハウジング１２においてコア
２１の軸受３１側は風上となる。ゆえに、軸受３１内に
ブラシ摩耗粉が侵入してしまうのが防止される。

【００２４】上記実施形態によれば、以下のような特徴
を得ることができる。 （１）エアは、コア２１が回転すると肉抜き部２６を介
してブラシ１５側に流れる。そのため、エアが肉抜き部
２６を介して軸受３１側に流れてしまうのを防止するこ
とができる。よって、軸受３１内にブラシ摩耗粉を含ん
だエアが侵入してしまうのを確実に防止することができ
る。ゆえに、従来のように、軸受３１に防塵カバー７１
を設ける必要がなくなり、直流モータ１１を構成するた
めに必要な部品点数が増加してしまうのを防止すること
ができる。その上、防塵カバー７１を取り付けるための
工程が不要になる。また、従来のように、非接触シール
３２よりも高価な接触シール７２を軸受３１に設ける必
要もない。従って、直流モータ１１を作製するために必
要なコストを低減させることができる。

【００２５】（２）ステー２７の幅Ｗ１が、各コアシー
ト２２をコア２１の回転方向に順次（３６０°／Ｔ１）
ずつずらして積層すると、各ステー２７が階段状となる
ように設定されている。従って、１種類のコアシート２
２を用いるだけで、各ステー２７を階段状となるように
積層することができる。

【００２６】（３）モータハウジング１２のブラシ１５
側にはエア放出孔１２ｄが設けられている。ゆえに、コ
ア２１がエアの流れの途中に位置するようになるため、
コア２１から発生した熱はエアによって冷却される。よ
って、直流モータ１１が強制冷却されるため、直流モー
タ１１を高出力化、長寿命化させることができる。しか
も、モータハウジング１２の内部にゴミが溜まるのを防
止することができる。

【００２７】（４）モータハウジング１２には、エア放
出孔１２ｄに加え、エア導入孔１２ｃがモータハウジン
グ１２の軸受３１側に設けられている。よって、直流モ
ータ１１がより確実に強制冷却されるため、直流モータ
１１をより確実に高出力化、長寿命化させることができ
る。

【００２８】なお、前記実施形態は以下のように変更し
てもよい。 ・図４（ａ）に示すように、ステー２７の幅Ｗ２とし、
ステー２７の外径をＤ２とし、コアシートの種類をｎと
し、スロット３０の数をＮ２とした場合、Ｗ２≧π×Ｄ
２／Ｎ２／ｎという関係を満たすように設定してもよ
い。それとともに、ティース２５の中心軸線とステー２
７の中心軸線とのズレの角度をａとした場合に、ａ＝３
６０°／Ｎ２／ｎという関係を満たすように設定しても
よい。そして、図４（ｂ）に示すように、ｎ種の各コア
シート２２における各ステー２７を、矢印Ｆ１方向に順
次ａずつずらして積層してもよい。このように構成すれ
ば、コアシート２２を１種類だけ用いる場合よりも各ス
テー２７を小刻みにずらすことができる。従って、各ス
テー２７によって得られる傾斜面により、エアを効率良
く流すことができる。また、各ステー２７が滑らかな階
段状となるように積層されるため、エアをスムーズに流
すことができる。

【００２９】・図５に示すように、コアシート２２のう
ちの１枚を、図６に示される肉抜き部２６を閉止したコ
アシート２２ａに変更してもよい。また、コアシート２
２のうちの２枚以上をコアシート２２ａに変更してもよ
い。このように構成すれば、少なくとも１枚のコアシー
ト２２において肉抜き部２６が閉止されているため、コ
ア２１が構成されたときに肉抜き部２６が非連通な状態
になる。よって、ブラシ摩耗粉が軸受３１側に流れてし
まうのをより確実に防止することができる。従って、軸
受３１内にブラシ摩耗粉が侵入してしまうのをより確実
に防止することができる。また、各コアシート２２を回
転方向にずらした状態で積層する必要がないため、これ
らコアシート２２を作製するための金型を増やす必要が
ない。さらに、コアシート２２の作製時において肉抜き
部２６を抜く工程が別にある場合には、その工程を減ら
すことができる。よって、直流モータ１１を作製するた
めに必要なコストが上昇してしまうのを防止することが
できる。

【００３０】・前記実施形態では、モータハウジング１
２の軸受３１側にエア導入孔１２ｃが設けられるととも
に、モータハウジング１２のブラシ１５側にエア放出孔
１２ｄが設けられていた。しかし、エア導入孔１２ｃ及
びエア放出孔１２ｄのうち少なくともエア導入孔１２ｃ
を省略してもよい。

【００３１】次に、上記実施形態及び別例から把握でき
る技術的思想を以下に記載する。 （１）請求項１，３及び４のいずれか一項において、前
記ケースの前記ブラシ側にエア放出孔を設けたことを特
徴とするモータ。よって、技術的思想（１）によれば、
モータを高出力化、長寿命化させることができる。

【００３２】（２）技術的思想（１）において、前記ケ
ースの前記軸受側にエア導入孔を設けたことを特徴とす
るモータ。よって、技術的思想（２）によれば、モータ
をより確実に高出力化、長寿命化させることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、モータを作製するために必要なコストを
低減させることができる。

【００３４】請求項２に記載の発明によれば、軸受内に
ブラシ摩耗粉が侵入してしまうのをより確実に防止する
ことができる。また、モータを作製するために必要なコ
ストが上昇してしまうのを防止することができる。

【００３５】請求項３に記載の発明によれば、１種類の
コアシートを用いるだけで、各ステーを階段状となるよ
うに積層することができる。請求項４に記載の発明によ
れば、各ステーによって得られる傾斜面により、エアを
効率良く流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態におけるモータの断面図。

【図２】 （ａ）は、コアの正面図、（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ａ線断面図。

【図３】 （ａ）は、コアシートの正面図、（ｂ）は、
重ね合わせた後の状態のコアシートを示す正面図。

【図４】 （ａ）は、別例におけるコアシートを示す正
面図、（ｂ）は、別例における重ね合わせた後の状態の
コアシートを示す正面図。

【図５】 別例におけるモータの断面図。

【図６】 別例におけるコアシートの正面図。

【図７】 従来技術におけるモータの断面図。

【図８】 （ａ）及び（ｂ）は、モータの要部拡大図。

【符号の説明】

１１…モータとしての直流モータ、１２…ケースとして
のモータハウジング、１３…回転軸、１４…コンミテー
タ、１５…ブラシ、２１…コア、２１ａ…第１面、２１
ｂ…第２面、２２…コアシート、２３…内輪部、２４…
外輪部、２５…ティース、２６…空孔としての肉抜き
部、２７…ステー、３１…軸受、Ｄ１，Ｄ２…ステー外
径、Ｎ１，Ｎ２…スロット数、Ｔ１…ティースの数、Ｗ
１，Ｗ２…ステーの幅、ａ…ティースの中心軸線とステ
ーの中心軸線とのズレの角度、ｎ…コアシートの種類。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸が挿通される内輪部及びティースが
   放射状に延出形成される外輪部を備え、前記内輪部と前
   記外輪部との間の領域に空孔を配設するとともに、前記
   内輪部と前記外輪部とをステーによって連結したコアシ
   ートを複数枚積層することによって構成されるコアと、
   前記コアの第１面側に配設されるコンミテータと、前記
   コンミテータに摺動するブラシと、前記コアの第２面側
   に配設される軸受とをケース内に収容したモータにおい
   て、 前記各ステーが階段状となるように前記各コアシートを
   前記コアの回転方向にずらした状態で積層するととも
   に、前記コアの回転方向をエアが前記空孔を介して前記
   第２面側から第１面側に流れるように設定したことを特
   徴とするモータ。
2. 【請求項２】回転軸が挿通される内輪部及びティースが
   放射状に延出形成される外輪部を備え、前記内輪部と前
   記外輪部との間の領域に空孔を配設するとともに、前記
   内輪部と前記外輪部とをステーによって連結したコアシ
   ートを複数枚積層することによって構成されるコアと、
   前記コアの第１面側に配設されるコンミテータと、前記
   コンミテータに摺動するブラシと、前記コアの第２面側
   に配設される軸受とをケース内に収容したモータにおい
   て、 少なくとも１枚の前記コアシートにおいて、前記空孔を
   閉止したことを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】前記ステーの幅をＷ１とし、前記ステーの
   外径をＤ１とし、スロット数をＮ１とした場合、 Ｗ１≧π×Ｄ１／Ｎ１ という関係を満たすように設定するとともに、前記ティ
   ースの数をＴ１とした場合に、前記各コアシートを前記
   コアの回転方向に順次（３６０°／Ｔ１）ずつずらして
   積層したことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
4. 【請求項４】前記ステーの幅をＷ２とし、前記ステーの
   外径をＤ２とし、前記コアシートの種類をｎとし、スロ
   ット数をＮ２とした場合、 Ｗ２≧π×Ｄ２／Ｎ２／ｎ という関係を満たすように設定するとともに、前記ティ
   ースの中心軸線と前記ステーの中心軸線とのズレの角度
   をａとした場合に、 ａ＝３６０°／Ｎ２／ｎ という関係を満たすように設定して、ｎ種の前記各コア
   シートにおける前記各ステーを前記コアの回転方向に順
   次ａずつずらして積層したことを特徴とする請求項１に
   記載のモータ。