JP6119086B2 - Brushless motor cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスモータを放熱するための冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a cooling structure for radiating heat from a brushless motor.
従来から、特許文献1等によって、ブラシレスモータを放熱するための冷却構造が提案されている。
Conventionally, a cooling structure for dissipating heat from a brushless motor has been proposed by
特許文献1のブラシレスモータでは、ステータ内で回転するロータにモータ軸が一体に設けられており、このモータ軸に取り付けた冷却用ファンによりステータ内に外気を導入することによって、ブラシレスモータの放熱を行う。
In the brushless motor of
ステータは、円筒状の円筒部と円筒部の内周面から突出する複数の歯部とからなるステータ鉄心と、円筒部の内周面と軸方向端面と歯部とを被覆する絶縁性部材と、この絶縁性部材で被覆された各歯部に巻きつけたコイルとで構成されている。 The stator includes a stator core composed of a cylindrical cylindrical portion and a plurality of tooth portions protruding from the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and an insulating member that covers the inner peripheral surface, the axial end surface, and the tooth portion of the cylindrical portion. And a coil wound around each tooth portion covered with this insulating member.
このブラシレスモータでは、円筒部の内周面のうち、周方向に隣り合う各歯部間の部分に絶縁性部材で被覆しない露出部を設けることによって、冷却用ファンによる放熱の効率化を図っている。 In this brushless motor, in the inner peripheral surface of the cylindrical portion, by providing an exposed portion that is not covered with an insulating member in a portion between each tooth portion adjacent in the circumferential direction, efficiency of heat radiation by the cooling fan is improved. Yes.
しかし、上述のようにステータ鉄心の円筒部の内周面に絶縁性部材で被覆されていない露出部を設けると、絶縁性能が低下してしまうおそれがある。 However, if an exposed portion that is not covered with an insulating member is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the stator iron core as described above, the insulation performance may be reduced.
そこで、上記事情を鑑みて、本発明は、簡単な構造で外気の導入をしやすくし、これによりブラシレスモータの放熱の促進を図ることができるブラシレスモータの冷却構造を提案することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to propose a cooling structure for a brushless motor that facilitates introduction of outside air with a simple structure, and thereby can promote heat dissipation of the brushless motor. .
上記課題を達成する本発明は、ステータ内で回転するロータにモータ軸を一体に設け、前記モータ軸の一端側に冷却用ファンを取り付けたブラシレスモータの冷却構造であって、前記ステータは、略円筒状の円筒部とこの円筒部の内周面から突出した複数の歯部とからなるステータ鉄心と、前記円筒部の前記内周面と軸方向端面と前記歯部とを被覆する絶縁性部材と、前記絶縁性部材で被覆した前記各歯部に巻き付けたコイルとを備えてなり、前記絶縁性部材は、前記円筒部のうち前記冷却用ファンの回転に伴う風上側の前記軸方向端面を被覆し、前記絶縁性部材の前記風上側の前記軸方向端面を被覆する部分のうち、周方向に隣り合う前記各歯部間の箇所の厚みを小さくして、前記各歯部間に形成される空気流路に連続する通風用凹部を設けたことを特徴とする。 The present invention that achieves the above object provides a cooling structure for a brushless motor in which a motor shaft is integrally provided on a rotor that rotates in a stator, and a cooling fan is attached to one end of the motor shaft. A stator core composed of a cylindrical cylindrical portion and a plurality of tooth portions protruding from the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and an insulating member that covers the inner peripheral surface, the axial end surface of the cylindrical portion, and the tooth portion. And a coil wound around each tooth portion covered with the insulating member, and the insulating member includes the axial end surface on the windward side of the cylindrical portion accompanying the rotation of the cooling fan. coated, said one of the windward said shaft portion covering the end face of the insulating member, the thickness of 箇 stations between the respective tooth portions circumferentially adjacent to small, formed between the respective teeth set the ventilation recesses continuous to the air passage to be Characterized in that was.
また、前記絶縁性部材のうち、周方向に隣り合う前記各歯部間の前記内周面を被覆する箇所に、前記円筒部の軸方向に沿って通風用溝部を設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide a ventilation groove portion along the axial direction of the cylindrical portion at a portion of the insulating member that covers the inner peripheral surface between the tooth portions adjacent to each other in the circumferential direction.
また、前記通風用凹部と前記通風用溝部を連続して設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the ventilation recess and the ventilation groove continuously.
また、前記通風用溝部を複数設けることが好ましい。 In addition, it is preferable to provide a plurality of the ventilation grooves.
本発明のブラシレスモータの冷却構造は、簡単な構造で外気の導入をしやすくし、これによりブラシレスモータの放熱の促進を図ることができる。 The cooling structure of the brushless motor according to the present invention facilitates the introduction of the outside air with a simple structure, thereby promoting the heat dissipation of the brushless motor.
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。 The present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
本実施形態のブラシレスモータは、例えばインパクトドライバ等の電動工具の駆動源として好適に用いられる。 The brushless motor of this embodiment is suitably used as a drive source for an electric tool such as an impact driver.
ブラシレスモータ1は、図1(b)及び図2に示すように、ステータ3の内側にロータ2が配置されている。ロータ2は、略円柱状のロータ鉄心20と、ロータ鉄心20の径方向の中央部に挿通されて一体化されたモータ軸10と、ロータ鉄心20の内部に固定された4つのマグネット21とから構成される。ロータ鉄心20は、円形の薄鋼板を多数枚積層して形成される。4つのマグネット21は、図3に示すように、それぞれ互いに所定の間隔をあけて配置されている。モータ軸10はその両端部が軸受11によって回転自在に支持される。また、モータ軸10の一端側(図1(a)における左端側)には、モータ軸10の軸方向に沿った流れを発生させる冷却用ファン7がモータ軸10と一体となるように取り付けられている。本実施形態では、冷却用ファン7は、モータ軸10の他端側から一端側へと流れを発生させるが、その逆の流れを発生させてもかまわない。
As shown in FIGS. 1B and 2, the
また、ステータ3の他端側(図1(a)における右側)には、回路基板8と放熱部材9が配置されている。放熱部材9は、ねじ等の固定具12によってステータ3に固定され、回路基板8は放熱部材9にねじ等によって固定されている。回路基板8は、図1(a)に示すように、ステータ3から軸方向に所定の隙間をおいた位置に配置されている。なお、放熱部材9は、ステータ3側に突出する脚部90と、ステータ3側とは反対側に突出する多数の放熱フィン91とを備える。この脚部90に固定具12が固定される。
A
ステータ3は、図3に示すように、ステータ鉄心4と絶縁性部材5とコイル6とから構成される。ステータ鉄心4は、略円筒状の円筒部40と円筒部40の内周面41から径方向内側に向けて突出した複数(図では6つ)の歯部42からなる。6つの歯部42は、内周面41を周方向に6等分した位置に、それぞれ互いに所定の間隔をあけて配置される。そして、絶縁性部材5は、図1(b)及び図3に示すように、円筒部40の軸方向端面43,44と円筒部40の内周面41と複数の歯部42の先端面45を除いた部分を被覆している。絶縁性部材5で被覆された複数の歯部42には、それぞれコイル6が巻き付けられている。コイル6は、回路基板8によって通電が制御される。回路基板8には、ロータ2の磁極の位置を検出するための磁気センサ(図示せず)を備えており、この磁気センサの検出結果を元に、コイル6への通電制御を行い、ロータ2(モータ軸10)を回転させる。
As shown in FIG. 3, the
ステータ鉄心4は、薄鋼板が多数積層されて形成されている。ステータ鉄心4を構成する多数の薄鋼板はそれぞれ、四隅に位置合わせ用孔46を備えており、ここに固定具12を挿入することで一体化される。
The
ステータ鉄心4を被覆する絶縁性部材5についてさらに詳しく説明する。
The
絶縁性部材5は、ステータ鉄心4を電気的に絶縁するいわゆるインシュレータと呼ばれる合成樹脂製のものである。図1(b)に示すように、絶縁性部材5のうち円筒部40の他端側(回路基板8側)の軸方向端面43を被覆する箇所には、一端側(冷却用ファン7側)に凹んだ通風用凹部50が複数(本実施形態では6つ)形成されている。本実施形態では、この軸方向端面43を被覆する絶縁性部材5は、円環状をなしている。通風用凹部50は、この円環状の絶縁性部材5のうち、ステータ鉄心4の円筒部40の周方向に隣り合う各歯部42間の中央となる部分に配置されている。
The
さらに、本実施形態では、図1(b)及び図3に示すように、絶縁性部材5のうち円筒部40の内周面41には、周方向に隣り合う各歯部42間の中央となる箇所に、円筒部40の径方向外側に凹んだ通風用溝部51が形成されている。通風用溝部51は、円筒部40の軸方向に沿って、円筒部40の全長に亘るように形成されている。本実施形態では、この通風用溝部51は6つ形成されており、それぞれ通風用凹部50に連続している。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG.1 (b) and FIG. 3, in the inner
上述した本実施形態のブラシレスモータ1では、以下のようにして放熱が行われる。
In the
すなわち、回路基板8によって通電制御を行うことによって、ロータ2が回転する。このとき、ロータ2と共にモータ軸10が回転し、モータ軸10に一体に取り付けられた冷却用ファン7が回転して、モータ軸10に沿って回路基板8側から冷却用ファン7側へと流れる風が発生する。
That is, by performing energization control by the
ここで、本実施形態では、ステータ鉄心4の軸方向端面43を覆う絶縁性部材5に、冷却用ファン7側に凹んだ通風用凹部50を形成しているため、この部分で、回路基板8とステータ3との間の外気が通過するための隙間が広くなる。そのため、この隙間からステータ3内に導入する外気の量を増大させることができる。そして、本実施形態では、この通風用凹部50を、周方向に隣り合う各歯部42間に位置させたことで、この周方向に隣り合う各歯部42間に形成される空気通路と通風用凹部50とが連続することとなり、スムーズに外気をこの空気通路へと導入することができる。このようにステータ3内に導入する外気の量を増大させるとともにスムーズに導入可能としたことで、ブラシレスモータ1の特に回路基板8の放熱を効率良く行うことができる。
Here, in this embodiment, the insulating
さらに本実施形態では、ステータ鉄心4の内周面41を覆う絶縁性部材5に、径方向外側に凹んだ通風用溝部51を、軸方向に沿って円筒部40の全長に亘るように設けているため、周方向に隣り合う各歯部42間の空気通路の流路面積を増大させることができる。これによりステータ3内に導入する外気量を増やすことができ、ブラシレスモータ1の特にコイル6の放熱を効率良く行うことができる。
Further, in the present embodiment, the insulating
また、本実施形態では、この通風用凹部50と通風用溝部51とを連続して設けたことで、通風用凹部50から通風用溝部51へと外気をスムーズに導入できる。これによっても、ブラシレスモータ1の放熱の効率化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, by providing the
以上まとめると、本実施形態のブラシレスモータ1の冷却構造は、ステータ3内で回転するロータ2にモータ軸10が一体に設けられ、モータ軸10の一端側に冷却用ファン7が取り付けられている。ステータ3は、ステータ鉄心4と絶縁性部材5とコイル6とを備えてなる。ステータ鉄心4は、略円筒状の円筒部40と円筒部40の内周面41から突出した複数の歯部42とからなる。絶縁性部材5は、円筒部40の内周面41と軸方向端面43,44と歯部42とを被覆している。コイル6は、絶縁性部材5で被覆した各歯部42に巻き付けられている。この絶縁性部材5のうち、周方向に隣り合う各歯部42間の冷却用ファン7側とは反対側の軸方向端面43を被覆する箇所に、通風用凹部50を設けている。
In summary, in the cooling structure of the
このように本実施形態では、絶縁性部材5のうち、冷却用ファン7側とは反対側の軸方向端面43を被覆する箇所に、通風用凹部50を設けることによって、この箇所における通過可能な空気量を増大させることができる。そして、この通風用凹部50を周方向に隣り合う各歯部42間に位置させることで、この各歯部42間に形成される空気通路とこの空気通路に連続する通風用凹部50とに、スムーズな流れで空気を通過させることができる。これにより、本願発明では、簡単な構造で外気の導入をしやすくして、これによりブラシレスモータ1の放熱を促進することができる。
As described above, in this embodiment, by providing the
また、本実施形態のブラシレスモータ1の冷却構造は、絶縁性部材5のうち、周方向に隣り合う各歯部42間の内周面41を被覆する箇所に、円筒部40の軸方向に沿った通風用溝部51を設けている。
Moreover, the cooling structure of the
このような構成とすることで、本実施形態では、周方向に隣り合う各歯部42間に形成される空気通路の流路面積を、通風用溝部51によって増大させることができる。そのため、円筒部40内側に導入可能な空気量を増大させて、ブラシレスモータ1の放熱を促進することができる。
With this configuration, in the present embodiment, the flow passage area of the air passage formed between the
なお、他の実施形態として、ブラシレスモータ1は、通風用凹部50のみを備え、通風用溝部51を備えていないものであってもかまわない。また、ブラシレスモータ1は、通風用凹部50及び通風用溝部51を1〜5箇所設けたものであってもよい。
As another embodiment, the
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。 Although the present invention has been described based on the embodiments shown in the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate design changes can be made within the intended scope of the present invention. Is possible.
1 ブラシレスモータ
2 ロータ
3 ステータ
4 ステータ鉄心
5 絶縁性部材
6 コイル
7 冷却用ファン
10 モータ軸
40 円筒部
41 内周面
42 歯部
43 軸方向端面
44 軸方向端面
50 通風用凹部
51 通風用溝部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ステータは、略円筒状の円筒部とこの円筒部の内周面から突出した複数の歯部とからなるステータ鉄心と、前記円筒部の前記内周面と軸方向端面と前記歯部とを被覆する絶縁性部材と、前記絶縁性部材で被覆した前記各歯部に巻き付けたコイルとを備えてなり、
前記絶縁性部材は、前記円筒部のうち前記冷却用ファンの回転に伴う風上側の前記軸方向端面を被覆し、
前記絶縁性部材の前記風上側の前記軸方向端面を被覆する部分のうち、周方向に隣り合う前記各歯部間の箇所の厚みを小さくして、前記各歯部間に形成される空気流路に連続する通風用凹部を設けたことを特徴とするブラシレスモータの冷却構造。 A brushless motor cooling structure in which a motor shaft is integrally provided on a rotor rotating in a stator, and a cooling fan is attached to one end of the motor shaft,
The stator includes a stator core composed of a substantially cylindrical cylindrical portion and a plurality of tooth portions protruding from the inner peripheral surface of the cylindrical portion, the inner peripheral surface of the cylindrical portion, the axial end surface, and the tooth portion. An insulating member to be coated; and a coil wound around each tooth portion covered with the insulating member;
The insulating member covers the axial end surface on the windward side associated with the rotation of the cooling fan in the cylindrical portion,
Wherein one of the windward said shaft portion covering the end face of the insulating member, the air that the thickness of the 箇 stations between the respective tooth portions circumferentially adjacent to small, is formed between the respective teeth A cooling structure for a brushless motor, wherein a recess for ventilation is provided in the flow path .
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