JPH10257719A - 小型モータ - Google Patents
小型モータInfo
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- JPH10257719A JPH10257719A JP9250180A JP25018097A JPH10257719A JP H10257719 A JPH10257719 A JP H10257719A JP 9250180 A JP9250180 A JP 9250180A JP 25018097 A JP25018097 A JP 25018097A JP H10257719 A JPH10257719 A JP H10257719A
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Abstract
良し、安定した空気の流れを形成すると共に、より少な
いパワーで風量を増し、整流子近くに風を流し、整流子
の冷却効果を高めることを目的とする。 【解決手段】本発明の小型モータの冷却ファン13は、
回転子8の電機子鉄心9の端面に位置決めかつ固定さ
れ、回転子8と一体に回転可能に形成される。冷却ファ
ン13は、軸方向に間隔をおいて設けられた第1ファン
リング32及び第2ファンリング33の間に複数個のフ
ィン34を一体に接続して形成される。この第1ファン
リング32の内径と、整流子12の円周面との間には、
空気の流れる隙間が設けられている。そして、このよう
な冷却ファン13は、第2ファンリング33の端面に設
けられた2つづつ隣り合う対になったボス31、31に
よって位置決めされ、かつ接着剤により第2ファンリン
グ33が電機子鉄心9の端面に接着される。
Description
ばドリル等電動工具に利用される小型モータの冷却に関
するものである。
タは、ブラシと接している整流子12の摺動面より、そ
の接触抵抗と摩擦のために発熱をするが、これを冷却す
るために従来より冷却ファンが設けられていた。
せた小型モータ(以下従来技術1という)の要部縦断面
図である。図13において、1はハウジングであり、金
属材料により有底中空筒状に形成され、内周面にアーク
セグメント状に形成された永久磁石3を固着する。この
ハウジング1内には前記永久磁石3に対向し、コイル1
0を巻装してなる電機子鉄心9と整流子12とからなる
回転子8を支持するよう構成されている。14はブラシ
であり、導電性弾性材料によって形成され、整流子12
と摺動係合するように、かつこのブラシと電気的に接続
されてなる入力端子と共にエンドプレート4に設けられ
る。11は軸受であり、ハウジング1の底部とエンドプ
レート4の中央部に固着され、回転子8を回転自在に支
持する。5、6、7、はそれぞれ風穴であり、ハウジン
グ1及びエンドプレート4の適宜の位置に設けられる。
13が冷却ファンであり、回転子8の電機子鉄心9と整
流子12との間に設けられ、回転子8と一体に回転可能
に形成される。
冷却ファン13を装着した3極小型モータの回転子8を
示す正面図、右側面図、及び冷却ファン13のみの右側
面図である。回転子8は、電機子鉄心9、コイル10、
整流子12、冷却ファン13、及び外部機器に結合され
るシャフト15から構成されている。そして、冷却ファ
ンは、軸方向に間隔をおいて設けられた固着用ファンリ
ング38及び位置決め用ファンリング39の間に複数個
のフィン34を一体に接続して形成される。
るに際して、冷却ファン13の固着用ファンリング38
の内周面に設けられた複数の、これら図においては5個
の突起37のそれぞれ内周面を整流子12の外周面に当
接し、そして、この固着用ファンリング38の内方に接
着剤を供給することによって回転子8に固着する。この
とき、位置決め用ファンリング39の端面に複数個設け
られたボス36は、軸方向位置決めのためのものであ
り、電機子鉄心9に設けられたスロットに進入させる
か、或いは電機子鉄心9の端面に当接させられる。
されるように、ハウジング1に収容されて回転すると、
一体に回転する冷却ファン13により、ハウジング風穴
5から吸入された空気は、図13においては右から左方
向に整流子12の上を通り、これを冷却して、フィン3
4から半径方向外側に、ハウジングの風穴6を通って排
出される。
3は、固着用ファンリング38と整流子12の間が位置
決め用突起37と接着剤でふさがれ、整流子側面の空気
の流れが流れにくくなり、整流子摺動面の冷却効果が下
がるという欠点がある。また、ブラシと接している整流
子の摺動面12は、その接触抵抗と摩擦により発熱する
ことになるが、その発熱する整流子へ冷却ファンを固定
するため、耐熱性の高い材料を使用する必要があり、高
コストになるという欠点があった。
び位置決めに整流子を利用せず、電機子鉄心端面のみを
利用することも考えられた。このような従来技術(以下
従来技術2という)の冷却ファンの例が、図17及び図
18に示されている。図18はこの冷却ファン13の側
面図であり、このX-Xで切断した断面図が図17であ
る。
ード支持体25及びファンブレード26が一体に支持さ
れてなり、また、円筒壁27に一体に備えられたタブ2
8が電機子鉄心間に挿入され、かつ接着により回転子に
固定される。
ンは、高い耐熱性の材料を必要としないという効果はあ
るものの、後に図19を用いて説明するように、冷却効
果に関しては、図14〜図16に示した従来技術1と比
較しても良くはならない。これは、このような構成で
は、ファンブレードを安定して支持することができず、
それ故、ファンブレード表面積を大きくすることができ
ないためである。
は、上記従来技術の問題点を解決し、冷却ファンの構成
を改良し、安定した空気の流れを形成すると共に、より
少ないパワーで風量を増し、整流子近くに風を流し、整
流子の冷却効果を高めることである。
付構成を改善して安定して支持すると共に、耐熱性の低
い材料でも使用することのできる低コストの小型モータ
を提供することである。
蔵させた5極回転子小型モータの要部縦断面図である図
1において、1はハウジングであり、金属材料により有
底中空筒状に形成され、内周面に永久磁石3を固着す
る。このハウジング1内には前記永久磁石3に対向し、
コイル10を巻装してなる電機子鉄心9と整流子12と
からなる回転子8を支持するよう構成されている。回転
子8は、電機子鉄心9、コイル10、整流子12、冷却
ファン13、及び外部機器に結合されるシャフト15か
ら構成されている。14はブラシであり、導電性弾性材
料によって形成され、整流子12と摺動係合するように
設けられる。5、6、7はそれぞれ風穴であり、ハウジ
ング1及びエンドプレート4の適宜の位置に設けられ
る。13が冷却ファンであり、回転子8の電機子鉄心9
の端面に位置決めかつ固定され、回転子8と一体に回転
可能に形成される。
に、軸方向に間隔をおいて設けられた第1ファンリング
32及び第2ファンリング33の間に複数個のフィン3
4を一体に接続して形成される。この第1ファンリング
32の内径と、整流子12の円周面との間には、特に図
2に見られるように、空気の流れる隙間が設けられてい
る。そして、このような冷却ファン13は、第2ファン
リング33の端面に設けられた2つづつ隣り合う対にな
ったボス31、31によって位置決めされ、かつ接着剤
により第2ファンリングが電機子鉄心9の端面に接着さ
れる。
ボス31はコアの羽根部17の角度に沿って設けられて
おり、これが電機子鉄心の巻線部の隙間に挿入されると
き、コア羽根部17の絶縁した内周面に接するように設
けられている。この隣り合う対になった2本のボス31
の間の溝30は、図3においてaとして示されているよ
うに、電機子鉄心端面と接する第2ファンリング33の
端面よりもわずかに深く設けられている。
33が突起電機子鉄心9の端面に、接着剤を用いて固定
されるが、この際、より固着力を増すために、接着剤だ
まりを目的とした段差が設けられている。これは、図3
及び図5において、溝29として示されている。また、
電機子鉄心9の端面に接着する第2ファンリング33の
面上に、適宜数の突起40を、例えば、図20〜21に
示されているように、ボス31の間に設けて、特に、高
い粘度の接着剤を用いるときに接着剤を付ける空間を確
保している。
34は、図4又は図5に見られるように、フィン中程よ
り先端に向けて角度を設け、フィンの厚みを先端側で薄
くしたものである。
子の小型モータに適用した第1の実施の形態であり、図
1は、このような本発明の冷却ファンを内蔵させた小型
モータの要部縦断面図である。
えば軟鉄のような金属材料により有底中空筒状に形成さ
れ、内周面に例えばアークセグメント状に形成された永
久磁石3を固着し、そしてこの開口部にエンドプレート
4を嵌着している。このハウジング1内には前記永久磁
石3に対向し、コイル10を巻装してなる電機子鉄心9
と整流子12とからなる回転子8を支持するよう構成さ
れている。回転子8は、電機子鉄心9、コイル10、整
流子12、冷却ファン13、及び外部機器に結合される
シャフト15から構成されている。14はブラシであ
り、導電性弾性材料によって形成され、整流子12と摺
動係合するように、かつこのブラシと電気的に接続され
てなる入力端子と共にエンドプレート4に設けられる。
11は軸受であり、ハウジング1の底部とエンドプレー
ト4の中央部に固着され、回転子8を回転自在に支持す
る。5、6、7はそれぞれ風穴であり、ハウジング1及
びエンドプレート4の適宜の位置に設けられる。13が
冷却ファンであり、詳細は後述するが、回転子8の電機
子鉄心9の端面に位置決めかつ固定され、回転子8と一
体に回転可能に形成される。
一体に結合された冷却ファン13により、ハウジング風
穴5から吸入された空気は、図1においては右から左方
向に整流子12の上を通り、これを冷却して、冷却ファ
ン13のフィンから半径方向外側に、ハウジングの風穴
6を通って排出される。
図、図3及び図4は、冷却ファン13の正面図及び右側
面図である。冷却ファンは、軸方向に間隔をおいて設け
られた第1ファンリング32及び第2ファンリング33
の間に複数個のフィン34を一体に接続して形成され
る。この第1ファンリング32の内径と、整流子12の
外周面との間には、特に図2に見られるように、空気の
流れる隙間が設けられている。そして、このような冷却
ファン13は、第2ファンリング33の端面に設けられ
た2つづつ隣り合う対になったボス31、31によって
電機子鉄心に対して位置決めされ、かつ接着剤により第
2ファンリングが電機子鉄心9の端面に接着される。
2を冷却した風は、整流子12と第1ファンリングとの
間の隙間を通り、かつ、特に図3に見られるような、第
1と第2のファンリング32、33と各フィン4によっ
て形成される開口35を通って排出されることになる。
本発明の冷却ファン13は、フィン34が第1と第2の
ファンリング32、33により確実かつ安定して支持さ
れ、かつ後述のようにこの冷却ファン13自体が電機子
鉄心端面に確実かつ安定して取り付けられるので、この
風通路となる開口35の面積及びフィン34の表面積を
大きくすることが可能となり、これによって冷却効果を
高めることができる。
た、A部を拡大して示す詳細図である。図6において、
10はコイル、16は電機子鉄心を構成するコア、17
はコア羽根部、18はコア16の絶縁コーティング、1
9は巻線部隙間、31は対になった位置決め用のボス、
30は対になった2つのボスの間の溝である。
ボス31はコアの羽根部17の角度に沿って設けられて
おり、これが電機子鉄心の巻線部の隙間に挿入されると
き、コア羽根部17の絶縁した内周面に接するように設
けられている。この隣り合う対になった2本のボス31
の間の溝30は、図3においてaとして示されているよ
うに、電機子鉄心端面と接する第2ファンリング33の
端面よりもわずかに深く設けられている。このため、ボ
ス31が内側(図6において矢印で示す方向)へ曲がり
やすくなっている。
ためのコーティング18が施されており、このコーティ
ング方法も、通常は粉末のものを吹き付けて硬化させる
という方法で行っているため、そのコーティング膜の厚
さは一定でなく、1つの電機子鉄心でもその場所により
一定ではない。ボス31は、この寸法の一定しないコア
羽根部内周面に接することになるが、前記のように、第
2ファンリング33の端面よりも深く溝30を形成し、
ボス31を内側へ曲がりやすく構成したために、絶縁コ
ーティング層の厚さのばらつきを吸収し、それに対応す
ることができる。
りボス先端を太く形成してある。これを説明するため
に、図6のラインII-IIに沿った断面を示す図7及び図
8を参照する。前記のように、ボス31が電機子鉄心巻
線部の隙間に挿入されるとき、絶縁コーティング層の厚
さのばらつきに応じて内側に曲がることとなるが、その
時、仮に、図7に示すように、ボス根本部を細くされて
いないならば、ボス31の側面は電機子鉄心に対して平
行ではなくなり、言い換えるとボス31はその全面では
なくボスの根本部で電機子鉄心に当接することとなる。
この場合、ボスの弾性力は、冷却ファンを電機子鉄心よ
り離す方向に、即ち浮き上がらせるように作用する。本
発明は、これを防ぐために、図8に示すように、ボス側
面の根本部を細くし、根本部では絶縁コーティングと接
することなく、その先端部で接するようにしたものであ
る。これにより、ボスが内側に曲がった際の抜けようと
する力を抑え、冷却ファンの浮き上がりを防止すること
ができる。 このようなボス31を用いて電機子鉄心9
の端面に位置決めされた冷却ファン13は、その第2フ
ァンリング33が電機子鉄心9の端面に、接着剤を用い
て固定される。この際、より固着力を増すために、接着
剤だまりを目的とした段差が設けられている。これは、
図3及び図5において、溝29として示されている。ま
た、電機子鉄心9の端面に接着する第2ファンリング3
3の面上に、適宜数の突起40をボス31の間に、例え
ば、図20〜21に示されているように、対になったボ
ス対31の両側に設けて、特に、高い粘度の接着剤を用
いるときに接着剤を付ける空間を確保している。図2
2、23において、高い粘度の接着剤、例えば0.6〜
0.7mmの高さになる程度の粘度の接着剤を使用し、1
mm幅で電機子鉄心端面に付けた際、突起の高さを0.5
mm程度にすることで良い接着効果を得ることができる。
そして、このように、冷却ファンは、発熱する整流子で
はなく、電機子鉄心端面に接着されるので、耐熱性の高
い材料を使用する必要がなく、それ故、低コストに製造
することができる。なお、冷却ファン材質としては、例
えば66ナイロン(PA66)ポリアミドを使用するこ
とができ、また、接着剤としては、例えばエポキシ系、
ウレタン系、エステル系の接着剤を用いることができ
る。低い粘度の接着剤を用いるときは、図3又は図5に
溝29として示された段差により対応し、高い粘度の接
着剤を用いるときは、図20〜21に示されるような突
起40を設けることにより対応できる。
34は、図4又は図5に見られるように、フィン中程よ
り先端に向けて角度を設け、フィンの厚みを先端側で薄
くしてある。これによって、モータ、それ故、冷却ファ
ンの回転方向にかかわらず、風は半径方向外側に向けら
れる。
側でハウジング1に開けられた風穴6からより多くの風
を外に出し、冷却効果を上げるためには、フィン34か
らの風は、フィン34の表面に直角方向ではなく、フィ
ン34から可能な限り半径方向外側に向けられることが
望ましい。ただ、正逆転させる必要のあるモータの場
合、冷却フィン34の形状を、例えば、くの字形や円弧
状にすることによりこれを達成することはできない。
たように構成したことにより、正逆いずれの方向に回転
させても、風を半径方向外側に向けることができ、それ
故、冷却効果を向上させることができる。
型モータに適用した第2の実施の形態である。図9及び
図10は、3極回転子を示す正面図及び右側面図であ
り、図11及び図12は、冷却ファン13の正面図及び
右側面図である。
したのを除いて、第1の実施の形態と同じである。冷却
ファン13の構成も、特に図12に見られるように、位
置決め用のボス31の数が3対である点で、5対の第一
の実施の形態とは相違しているが、基本的には第1の実
施の形態と同じである。
本発明について、ケース表面温度を測定した実験結果を
示している。横軸は、測定時間の経過を表し、縦軸は、
ケース表面で測定した温度の変化を表している。従来技
術1と本発明に関しては、標準ケースのものと、風穴を
追加したものとそれぞれ測定したが、いずれの場合も、
本発明の方が従来技術よりも温度上昇は低く、冷却効果
は優れていることがわかる。この測定結果によれば、従
来技術2は、前述したように温度の高い整流子面上で冷
却ファンを固着する必要がないという効果はあるとして
も、冷却効果に関しては最も劣っている。
びその正面図である。この図において、電機子鉄心の端
面に接着する第2ファンリング33の面上において、各
ボス対31の両側にそれぞれ突起40を設けた構成が示
されており、この突起40により第2ファンリング33
と鉄心9の端面との間に接着剤を付ける空間を確保する
ことが可能となる。なお、この突起40の高さは、接着
剤の粘度の大小によるが、0.4〜0.6mm程度がよ
い。図21は、3極用冷却ファンに適用した場合を示し
ている。
を電機子鉄心9に取り付けた構成を示している。ボス対
31の両側にそれぞれ突起40が、言い換えるとボス対
31の間に突起40が2ヶづつ設けられている。この突
起の間に接着剤41を付けて冷却ファンを取り付けるこ
とができる。突起40の軸方向高さは0.4〜0.6mm
に設定してあるので、突起40、第2ファンリング3
3、電機子鉄心9の端面で囲まれた部分が「接着剤だま
り」となって、第2ファンリングと電機子鉄心端面を直
接接着する場合と比較して、固着力を増すことができ
る。
第二のファンリングにより確実かつ安定して支持され、
冷却ファン自体が電機子鉄心端面に確実かつ安定して取
り付けられるので、風の通路となる開口の面積及びフィ
ンの表面積を大きくすることが可能となり、これによっ
て冷却効果を高めることができる。そして、このよう
に、冷却ファンは、発熱する整流子ではなく、電機子鉄
心端面に接着されるので、耐熱性の高い材料を使用する
必要がなく、それ故、低コストに製造することができ
る。
電機子鉄心の寸法の一定しないコア羽根部内周面の絶縁
コーティング層に接することになるが、第2ファンリン
グの端面よりも深く溝を形成し、ボスを内側へ曲がりや
すく構成したために、絶縁コーティング層の厚さのばら
つきを吸収し、それに対応することができる。また、ボ
スの根本部を細くし、根本部では絶縁コーティングと接
することなく、その先端部で接するようにしたことによ
り、ボスが内側に曲がった際の抜けようとする力を抑
え、冷却ファンの浮き上がりを防止することができる。
機子鉄心の端面に、接着剤を用いて固定されるが、この
際、接着剤だまりを目的とした段差、又は突起による接
着剤を付ける空間が設けられているため、より固着力を
増すことができる。
フィン中程より先端に向けて角度が設けられていること
によって、モータ、それ故、冷却ファンの回転方向にか
かわらず、風を半径方向外側に向け、冷却効果を向上さ
せることができる。
回転子の小型モータの要部縦断面図である。
側面図である。
である。
図である。
図である。
インII-II に沿った断面詳細図である。
Iに沿った断面詳細図である。
極回転子の正面図である。
3極回転子の右側面図である。
図である。
面図である。
ータの要部縦断面図である。
る。
て、ケース表面温度を測定した実験結果を示している。
びその正面図である。
ある。
正面図である。
ンリングとコアとの接着部分の拡大図である。
Claims (6)
- 【請求項1】有底中空筒状に形成されかつ内周面に永久
磁石を固着してなるハウジングと、前記ハウジングの開
口部に嵌着されるエンドプレートと、前記永久磁石に対
向しコイルを巻装してなる電機子鉄心及び整流子からな
る回転子と、前記整流子と摺動係合されるブラシとを備
え、前記ハウジング及びエンドプレートに風穴を設ける
と共に、冷却ファンを前記回転子に一体に形成してなる
小型モータにおいて、 前記冷却ファンは第1のファンリングと、第2のファン
リングと、それらの間で円周方向等間隔に設けられた複
数個のフィンと、第2のファンリングの端面に設けられ
た複数個のボスとから成り、 前記複数個のフィンは、これらと第1のファンリング及
び第2のファンリングとの間に風通路となる開口を形成
し、 前記第1のファンリングは、その内周面を前記整流子外
周面よりも大きな径にして、その間に風通路を形成し、 前記第2のファンリングは、それに設けた前記ボスを電
機子鉄心に設けられた巻線部隙間内に進入させることに
より位置決めすると共に、その端面が電機子鉄心の端面
に接着剤を用いて接着され、それによって、冷却ファン
が回転子に固定される、ことを特徴とする小型モータ。 - 【請求項2】前記複数個のボスは、2つづつ対にして構
成され、かつ前記ボスが巻線部隙間内に進入した際、ボ
スの外周側の側面が電機子鉄心のコア羽根部の内側面に
接すると共に、対になったボス間の溝は前記第2のファ
ンリング端面よりも深いものである請求項1に記載の小
型モータ。 - 【請求項3】前記複数個のボスのそれぞれは、ファンリ
ング側のボス根本部よりも先端部を太く形成した請求項
1又は請求項2に記載の小型モータ。 - 【請求項4】前記電機子鉄心の端面に接着される前記第
2のファンリングの端面に、接着剤をためるための溝を
設けた請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の小型モ
ータ。 - 【請求項5】前記電機子鉄心の端面に接着される前記第
2のファンリングの端面において、接着剤を付ける空間
を確保する突起をボスの間に設けた請求項1乃至請求項
3のいずれかに記載の小型モータ。 - 【請求項6】前記冷却ファンの各フィンの厚みを、中程
より先端にかけて薄くした請求項1乃至請求項5のいず
れかに記載の小型モータ。
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JP52897 | 1997-01-07 | ||
JP25018097A JP3469751B2 (ja) | 1997-01-07 | 1997-09-16 | 小型モータ |
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JP25018097A Expired - Fee Related JP3469751B2 (ja) | 1997-01-07 | 1997-09-16 | 小型モータ |
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