JP3823600B2

JP3823600B2 - motor

Info

Publication number: JP3823600B2
Application number: JP11646299A
Authority: JP
Inventors: 勉夏原; 四郎山口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP2000312454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーターに関し、詳しくはモーターの冷却（放熱）効率を高める技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモーターＡは、図６に示すように、軸受１６に回転自在に支持されるロータ１と、ロータ１に界磁を与えるステーター８のマグネット９と、冷却ファン１０と、鉄心２に巻かれたコイル１１に電気的に接続される整流子１２と、整流子１２に摺接する２つの給電ブラシ１３と、給電ブラシ１３をカシメ保持する２つのブラシホルダー７と、２つのブラシホルダー７を絶縁支持するための絶縁板１４と、絶縁板１４に結合される軸受台１５等で構成されている。尚図６中の１７はロータシャフトである。
【０００３】
従来では、絶縁板１４と軸受台１５とを結合するにあたっては、例えば図７に示すように熱可塑性の成形品である絶縁板１４をカシメて軸受台１５に結合する方法、或いは絶縁板１４と軸受台１５とを同時成形により結合する方法などが多く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、小型高出力のモーターＡにおいては、モーターＡの冷却効率によって連続して作業できる時間が変わってくる。従来では、モーターＡの軸受台１５と絶縁板１４との結合部分以外の部分に吸気孔３２を設け、冷却ファン１０によって吸気孔３２から空気が吸引されてコイルその他の構成部材を冷却するようにしているが、軸受台１５と絶縁板１４との結合部分を確保するために吸気孔３２の拡大が図れず、このため従来では十分な冷却効果が得られず、モーターＡの温度上昇によって連続作業時間が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、冷却（放熱）効率を高めて、長時間の連続作業に対応できるようにしたモーターを提供するにある。
【０００６】
【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は、ロータ１の整流子１２に通電するための給電ブラシ１３を有するモーターであって、極性の違う給電ブラシ１３同士を絶縁分離して保持するための絶縁板１４と、絶縁板１４を保持するための軸受台１５と、熱伝導性が良く且つ内側の中空部が吸気孔として機能する連通筒４とを備えると共に、上記軸受台１５と上記連通筒４とが金属材料で一体に形成され、連通筒４を上記絶縁板１４に設けた孔部３０に挿入して、連通筒４の先端４ｂをカシメることによって、連通筒４を介して絶縁板１４と軸受台１５とを一体に結合して成るので、連通筒４の内側が空気が通る吸気孔となり、さらに連通筒４は熱伝導性が良好な材質からなるので、連通筒４自体を伝って熱を外部に逃がすことができるようになり、従って、絶縁板１４と軸受台１５との吸気孔の拡大と放熱面積の拡大とによって、モーターＡの冷却（放熱）効率が大幅に高められ、小型高出力モーターを長時間連続して作業する場合でも、モーターＡの温度上昇を低減することができ、長時間の連続作業が可能となる。また、連通筒４と軸受台１５とを金属材料で一体に形成しているので、部品点数を減らして構造の簡素化及び組立て性の向上を図りながら、冷却効果を高めることができる。
【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、図２は本発明の基本概念を示す。本参考例のモーターＡは、図１に示すように、軸受１６に回転自在に支持されるロータ１と、ロータ１に界磁を与えるステーター８のマグネット９と、ロータ１の鉄心２に取り付けられる冷却ファン１０と、鉄心２に巻かれたコイル１１に電気的に接続される整流子１２と、整流子１２に摺接する２つの給電ブラシ１３と、給電ブラシ１３をカシメ保持する２つのブラシホルダー７と、２つのブラシホルダー７を絶縁支持するための絶縁板１４と、絶縁板１４に結合される軸受台１５等で構成されている。本モーターＡは、絶縁板１４と軸受台１５との結合方法を除いて、従来例と基本的に同様である。
【０００９】
図２の例では、極性の違う給電ブラシ１３同士を絶縁分離して保持するための絶縁板１４と、絶縁板１４を保持するための軸受台１５とが、熱伝導の良好な連通筒４を用いて例えば３箇所で結合されている。ここでは連通筒４は中空筒状のハトメからなり、絶縁板１４と軸受台１５の結合部分に設けた孔部３０，３１に連通筒４を挿入して、連通筒４の両端部４ａをそれぞれカシメることによって、連通筒４を介して絶縁板１４と軸受台１５とが一体に結合されている。本例では連通筒４は、熱伝導性が良好なアルミニウムなどの金属材料で構成されており、連通筒４は内側の中空部が吸気孔として機能し、且つ連通筒４自体がヒートブリッジとして機能する。なお絶縁板１４と軸受台１５の結合部分以外の部分にも、従来と同様な吸気孔３２が設けられている。なお、絶縁板１４は例えば熱可塑性の成形品からなり、また軸受台１５は金属製からなるが、もちろんこれらの材質に限定されるものではない。
【００１０】
しかして、絶縁板１４と軸受台１５とを中空の連通筒４を介して結合することで、絶縁板１４と軸受台１５との結合部分に吸気孔を追加することができると共に、連通筒４はアルミニウムなどの熱伝導性が良好な材質からなるので、連通筒４自体を伝って熱を外部に逃がすことができる。従って、絶縁板１４と軸受台１５との吸気孔の拡大及び放熱面積の拡大によって、モーターＡの冷却（放熱）効率が大幅に高められるので、小型高出力モーターの長時間の連続作業でも、モーターＡの温度上昇を低減することができ、長時間の連続作業が可能となる。
【００１１】
また本例では冷却ファン１０が、ロータ１の鉄心２から切り起こした突起部３３に取り付けられている。鉄心２は多数枚の鉄片３をロータシャフト１７の軸方向に積層して構成されており、ファン取り付け側Ｂの１枚の鉄片３の一部を切り起こして突起部３３としている。冷却ファン１０は、リング状に形成された取り付け部１９と、この取り付け部１９に一体に突設された複数の羽根部２０とからなり、取り付け部１９に上記鉄片３から折り曲げられた突起部３３を係止することによって、冷却ファン１０が鉄心２に対して機械的に固着されている。
【００１２】
図３は本発明の一実施形態であり、連通筒４と軸受台１５とを同一材料で一体に形成した場合を示している。他の構成は図１，図２と同様であり、異なる点だけを説明する。本例では、軸受台１５と中空の連通筒４とが例えばアルミニウムなどの金属材料で一体に形成されており、連通筒４を絶縁板１４に設けた孔部３０，３１に挿入して、連通筒４の先端４ｂをカシメることによって軸受台１５と絶縁板１４とが連通筒４を介して結合されるようになっている。従って、図１，図２と同様な作用効果が得られると共に、さらに連通筒４を軸受台１５と同じ金属材料で一体形成することで、部品点数を減らして構造の簡素化及び組立て性の向上を図りながら、冷却効果を高めることができる。
【００１３】
図４は連通筒４の端部４ｃに放熱フィン５を設けた場合を示している。他の構成は図１，図２と同様であり、異なる点だけを説明する。本例では、連通筒４の外側の端部４ｃから外方に向かって十字状に放熱フィン５を突設させ、これら放熱フィン５をモーターＡの外側に配置してある。これにより、連通筒４による冷却効果と放熱フィン５による放熱効果とがあいまって、冷却効果を更に高めることができると共に、放熱フィン５は連通筒４に一体に設けられているので部品点数が増加するのを防止できる。
【００１４】
図５は連通筒４の内面４ｄに放熱フィン６を設けた場合を示している。他の構成は図１，図２と同様であり、異なる点だけを説明する。本例では、連通筒４の内面４ｄに向かって放熱フィン６を突設させている。各放熱フィン６は連通筒４の軸方向に沿って十字状に延びている。これにより、連通筒４による冷却効果と放熱フィン６による放熱効果とがあいまって、冷却効果を更に高めることができると共に、放熱フィン６は連通筒４の内面４ｄに突出しているので、連通筒４を補強するリブとしても作用し、絶縁板１４と軸受台１５との結合強度を高めることができるという利点もある。
【００１５】
本発明のモーターＡは、電動工具等の小型高出力モーターなどに最適に使用されるものである。
【００１６】
【発明の効果】
上述のように請求項１記載の発明にあっては、ロータの整流子に通電するための給電ブラシを有するモーターであって、極性の違う給電ブラシ同士を絶縁分離して保持するための絶縁板と、絶縁板を保持するための軸受台と、熱伝導性が良く且つ内側の中空部が吸気孔として機能する連通筒とを備えると共に、上記軸受台と上記連通筒とが金属材料で一体に形成され、連通筒を上記絶縁板に設けた孔部に挿入して、連通筒の先端をカシメることによって、連通筒を介して絶縁板と軸受台とを一体に結合して成るので、連通筒の内側が空気が通る吸気孔となり、さらに連通筒は熱伝導性が良好な材質からなるので、連通筒自体を伝って熱を外部に逃がすことができるようになり、従って、絶縁板と軸受台との吸気孔の拡大と放熱面積の拡大とによって、モーターの冷却（放熱）効率が大幅に高められ、小型高出力モーターを長時間連続して作業する場合でも、モーターの温度上昇を低減することができ、長時間の連続作業が可能となる。また、連通筒と軸受台とを同一材料で一体に形成して成るので、部品点数を減らして構造の簡素化及び組立て性の向上を図りながら、冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本概念を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１の右側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施形態の側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】（ａ）は更に他の実施形態の側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５】（ａ）は更に他の実施形態の側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【図７】（ａ）は図６の右側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
Ａモーター
１ロータ
４連通筒
４ｃ端部
４ｄ内面
５，６放熱フィン
１２整流子
１３給電ブラシ
１４絶縁板
１５軸受台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor, and more particularly to a technique for increasing the cooling (heat radiation) efficiency of a motor.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, the conventional motor A is wound around a rotor 1 that is rotatably supported by a bearing 16, a magnet 9 of a stator 8 that gives a field to the rotor 1, a cooling fan 10, and an iron core 2. A commutator 12 that is electrically connected to the coil 11; two power supply brushes 13 that are in sliding contact with the commutator 12; two brush holders 7 that hold the power supply brushes 13 by crimping; and two brush holders 7 that are insulated. Insulating plate 14 for carrying out, and bearing stand 15 etc. couple | bonded with the insulating plate 14 are comprised. In addition, 17 in FIG. 6 is a rotor shaft.
[0003]
Conventionally, when the insulating plate 14 and the bearing base 15 are coupled, for example, as shown in FIG. 7, a method of crimping the insulating plate 14, which is a thermoplastic molded product, to the bearing base 15, or the insulating plate 14 and A method of joining the bearing base 15 by simultaneous molding is often used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the small high-power motor A, the time during which the work can be continuously performed varies depending on the cooling efficiency of the motor A. Conventionally, an intake hole 32 is provided in a portion other than the portion where the bearing base 15 of the motor A and the insulating plate 14 are joined, and air is sucked from the intake hole 32 by the cooling fan 10 to cool the coil and other components. However, the intake hole 32 cannot be enlarged in order to secure a coupling portion between the bearing base 15 and the insulating plate 14, so that a sufficient cooling effect cannot be obtained conventionally, and the continuous operation is performed due to the temperature rise of the motor A. There was a problem that time was shortened.
[0005]
The present invention was invented in view of the above-described problems of the conventional example, and the object of the present invention is to improve the cooling (heat dissipation) efficiency and to provide a motor that can cope with continuous work for a long time. In offer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a motor having a power supply brush 13 for energizing the commutator 12 of the rotor 1, and an insulating plate for insulatingly holding the power supply brushes 13 having different polarities. 14, a bearing base 15 for holding the insulating plate 14, and a communication cylinder 4 having good thermal conductivity and an inner hollow portion functioning as an intake hole, and the bearing base 15 and the communication cylinder 4 Is integrally formed of a metal material, and the communicating tube 4 is inserted into the hole 30 provided in the insulating plate 14 and the tip 4b of the communicating tube 4 is crimped, whereby the insulating plate 14 and the insulating plate 14 are connected to each other. Since the bearing base 15 is integrally coupled, the inside of the communication tube 4 becomes an air intake hole through which air passes. Further, since the communication tube 4 is made of a material having good thermal conductivity, heat is transmitted through the communication tube 4 itself. Can escape to the outside, Thus, the cooling (heat radiation) efficiency of the motor A is greatly increased by the expansion of the intake holes and the heat radiation area of the insulating plate 14 and the bearing base 15, and the small high-power motor is continuously operated for a long time. Even in this case, the temperature rise of the motor A can be reduced, and continuous work for a long time becomes possible. Further, since the communication cylinder 4 and the bearing base 15 are integrally formed of a metal material, the cooling effect can be enhanced while reducing the number of parts and simplifying the structure and improving the assemblability.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0008]
1 and 2 show the basic concept of the present invention. As shown in FIG. 1, the motor A of this reference example is attached to a rotor 1 rotatably supported by a bearing 16, a magnet 9 of a stator 8 that gives a field to the rotor 1, and an iron core 2 of the rotor 1. A cooling fan 10, a commutator 12 electrically connected to a coil 11 wound around the iron core 2, two power supply brushes 13 that are in sliding contact with the commutator 12, and two brush holders 7 that hold the power supply brush 13 by caulking And an insulating plate 14 for insulatingly supporting the two brush holders 7, a bearing base 15 coupled to the insulating plate 14, and the like. The motor A is basically the same as the conventional example except for a method of coupling the insulating plate 14 and the bearing base 15.
[0009]
In the example of FIG. 2, the insulating plate 14 for insulating and holding the power supply brushes 13 having different polarities and the bearing base 15 for holding the insulating plate 14 form the communication tube 4 having good heat conduction. For example, it is connected at three places. Here, the communication cylinder 4 is formed of a hollow cylindrical eyelet, and the communication cylinder 4 is inserted into the holes 30 and 31 provided in the connecting portion of the insulating plate 14 and the bearing base 15 so that both end portions 4a of the communication cylinder 4 are respectively connected. By caulking, the insulating plate 14 and the bearing base 15 are integrally coupled via the communication cylinder 4. In this example, the communication cylinder 4 is made of a metal material such as aluminum having good thermal conductivity. The communication cylinder 4 functions as an air intake hole in the inner hollow portion, and the communication cylinder 4 itself functions as a heat bridge. To do. In addition to the portion where the insulating plate 14 and the bearing stand 15 are joined, a suction hole 32 similar to the conventional one is provided. The insulating plate 14 is made of, for example, a thermoplastic molded product, and the bearing base 15 is made of metal, but it is of course not limited to these materials.
[0010]
Thus, by connecting the insulating plate 14 and the bearing base 15 via the hollow communication cylinder 4, an intake hole can be added to the coupling portion between the insulating plate 14 and the bearing base 15, and the communication cylinder 4. Is made of a material having good thermal conductivity such as aluminum, so that heat can be transferred to the outside through the communication tube 4 itself. Accordingly, since the cooling (heat radiation) efficiency of the motor A is greatly increased by the expansion of the intake holes and the heat radiation area of the insulating plate 14 and the bearing base 15, the motor can be operated even for a long continuous operation of the small high-power motor. The temperature rise of A can be reduced, and continuous work for a long time is possible.
[0011]
In this example, the cooling fan 10 is attached to a protrusion 33 cut and raised from the iron core 2 of the rotor 1. The iron core 2 is configured by laminating a large number of iron pieces 3 in the axial direction of the rotor shaft 17, and a part of one iron piece 3 on the fan mounting side B is cut and raised to form a protrusion 33. The cooling fan 10 includes a mounting portion 19 formed in a ring shape and a plurality of blade portions 20 provided integrally with the mounting portion 19, and a protrusion 33 bent from the iron piece 3 to the mounting portion 19. The cooling fan 10 is mechanically fixed to the iron core 2 by locking the.
[0012]
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, and shows a case where the communication tube 4 and the bearing stand 15 are integrally formed of the same material. Other configurations are the same as those in FIGS. 1 and 2, and only different points will be described. In this example, the bearing base 15 and the hollow communication cylinder 4 are integrally formed of a metal material such as aluminum, for example, and the communication cylinder 4 is inserted into the holes 30 and 31 provided in the insulating plate 14 to communicate with each other. The bearing base 15 and the insulating plate 14 are coupled via the communication cylinder 4 by crimping the tip 4 b of the cylinder 4. Accordingly, the same operational effects as those of FIGS. 1 and 2 can be obtained, and the communication cylinder 4 is integrally formed of the same metal material as that of the bearing base 15, thereby reducing the number of parts and simplifying the structure and improving the assemblability. The cooling effect can be enhanced while aiming.
[0013]
FIG. 4 shows a case where the radiating fin 5 is provided at the end 4 c of the communication tube 4. Other configurations are the same as those in FIGS. 1 and 2, and only different points will be described. In this example, the radiating fins 5 are projected in a cross shape outwardly from the outer end 4 c of the communication cylinder 4, and these radiating fins 5 are arranged outside the motor A. As a result, the cooling effect by the communication tube 4 and the heat dissipation effect by the radiation fin 5 can be combined to further enhance the cooling effect, and the number of parts is increased because the radiation fin 5 is provided integrally with the communication tube 4. Can be prevented.
[0014]
FIG. 5 shows a case where the radiation fins 6 are provided on the inner surface 4 d of the communication cylinder 4. Other configurations are the same as those in FIGS. 1 and 2, and only different points will be described. In this example, the heat radiating fins 6 are provided so as to project toward the inner surface 4 d of the communication tube 4. Each radiating fin 6 extends in a cross shape along the axial direction of the communication tube 4. Thereby, the cooling effect by the communication tube 4 and the heat dissipation effect by the heat radiation fin 6 can be combined to further enhance the cooling effect, and the heat radiation fin 6 protrudes from the inner surface 4d of the communication tube 4. There is also an advantage that the coupling strength between the insulating plate 14 and the bearing base 15 can be increased.
[0015]
The motor A of the present invention is optimally used for small high-power motors such as electric tools.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to claim 1 is a motor having a power supply brush for energizing the commutator of the rotor, and is an insulating plate for insulating and holding the power supply brushes having different polarities. And a bearing base for holding the insulating plate, and a communication cylinder having good thermal conductivity and an inner hollow portion functioning as an intake hole, and the bearing base and the communication cylinder are integrally made of a metal material. The connecting plate is formed by inserting the connecting tube into the hole provided in the insulating plate and caulking the tip of the connecting tube, so that the insulating plate and the bearing stand are integrally connected via the connecting tube. The inside of the cylinder becomes an air intake hole through which air passes, and the communication cylinder is made of a material having good thermal conductivity, so that heat can be released to the outside through the communication cylinder itself, and therefore, the insulating plate and the bearing For expansion of the air intake hole with the base and expansion of the heat dissipation area Therefore, the cooling (heat dissipation) efficiency of the motor is greatly improved, and even when a small high-power motor is operated continuously for a long time, the temperature rise of the motor can be reduced, and a long continuous operation is possible. Become. In addition, since the communicating cylinder and the bearing stand are integrally formed of the same material, the cooling effect can be enhanced while reducing the number of parts and simplifying the structure and improving the assemblability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic concept of the present invention.
2A is a right side view of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line BB of FIG.
3A is a side view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 3A.
4A is a side view of still another embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 4A.
5A is a side view of still another embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 5A.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional example.
7A is a right side view of FIG. 6, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line DD of FIG.
[Explanation of symbols]
A motor 1 rotor 4 communication cylinder 4c end 4d inner surface 5,6 heat radiation fin 12 commutator 13 power supply brush 14 insulating plate 15 bearing stand

Claims

ロータの整流子に通電するための給電ブラシを有するモーターであって、極性の違う給電ブラシ同士を絶縁分離して保持するための絶縁板と、絶縁板を保持するための軸受台と、熱伝導性が良く且つ内側の中空部が吸気孔として機能する連通筒とを備えると共に、上記軸受台と上記連通筒とが金属材料で一体に形成され、連通筒を上記絶縁板に設けた孔部に挿入して、連通筒の先端をカシメることによって、連通筒を介して絶縁板と軸受台とを一体に結合して成ることを特徴とするモーター。 A motor having a power supply brush for energizing the rotor commutator, an insulating plate for holding the power supply brushes together with different polarities and insulation separating the pedestal for holding the insulating plate, heat conduction The inner hollow portion includes a communication cylinder that functions as an intake hole, and the bearing base and the communication cylinder are integrally formed of a metal material, and the communication cylinder is formed in a hole provided in the insulating plate. A motor characterized in that an insulating plate and a bearing base are integrally coupled through a communicating cylinder by inserting and crimping a tip of the communicating cylinder .