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公開番号2021103933
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210715
出願番号2019235204
出願日20191225
発明の名称モーター
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人
主分類H02K 9/06 20060101AFI20210618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モーターの発熱を効率よく冷却することができるモーターを提供する。
【解決手段】モーター100は、シャフト1と、ハウジング6と、軸受4と、前記ハウジング6の内部に設けられ、前記シャフト1に固定されるインペラ7と、前記ハウジング6の内部に設けられているコイル32と、を備える。前記シャフト1の一端側に、前記軸受4が設けられており、前記シャフト1の他端側に、前記コイル32が設けられており、前記インペラ7は、前記コイル32と前記軸受4との間に設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
シャフトと、
ハウジングと、
軸受と、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記シャフトに固定されるインペラと、
前記ハウジングの内部に設けられているコイルと、を備え、
前記シャフトの一端側に、前記軸受が設けられており、
前記シャフトの他端側に、前記コイルが設けられており、
前記インペラは、前記コイルと前記軸受との間に設けられている、モーター。
続きを表示(約 350 文字)【請求項2】
前記ハウジングには、内部の空間と外部の空間とを連通する孔部が設けられている、請求項1に記載のモーター。
【請求項3】
前記軸受を囲むスリーブを備え、
前記ハウジングは、前記スリーブを収容する上側ハウジングと、前記コイルを収容する下側ハウジングと、を有し、
前記孔部は、前記上側ハウジング及び前記下側ハウジングに設けられている、請求項2に記載のモーター。
【請求項4】
前記上側ハウジングの孔部の軸は、前記シャフトの回転軸に対して傾斜して設けられている、請求項3に記載のモーター。
【請求項5】
前記下側ハウジングの孔部の軸は、前記シャフトの回転軸に対して交差する方向に設けられている、請求項3に記載のモーター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モーターに関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来、回転軸と、軸受と、シャフトに固定された冷却フィンと、を備え、冷却フィンを回転させることにより、ハウジング内部に空気を吸い込み、軸受を冷却するモーターが知られている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−138510号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようなモーターでは、モーターの発熱を効率よく冷却することが求められている。
【0005】
本発明は、モーターの発熱を効率よく冷却することができるモーターを提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明のモーターの一態様としては、シャフトと、
ハウジングと、
軸受と、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記シャフトに固定されるインペラと、
前記ハウジングの内部に設けられているコイルと、を備え、
前記シャフトの一端側に、前記軸受が設けられており、
前記シャフトの他端側に、前記コイルが設けられており、
前記インペラは、前記コイルと前記軸受との間に設けられている。
【0007】
本発明のモーターにおいて、前記ハウジングには、内部の空間と外部の空間とを連通する孔部が設けられているものとすることができる。
この場合において、前記軸受を囲むスリーブを備え、
前記ハウジングは、前記スリーブを収容する上側ハウジングと、前記コイルを収容する下側ハウジングと、を有し、
前記孔部は、前記上側ハウジング及び前記下側ハウジングに設けられてことが好ましい。
【0008】
前記上側ハウジングの孔部の軸は、前記シャフトの回転軸に対して傾斜して設けられていることが好ましい。
前記下側ハウジングの孔部の軸は、前記シャフトの回転軸に対して交差する方向に設けられていることが好ましい。
【0009】
本発明によれば、モーターの発熱を効率よく冷却することができるモーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の一例である実施形態にかかるモーターの断面図である。
本発明の一例である実施形態にかかるモーターにおける風の流れを模式的に示す断面図である。
図1のモーターを掃除機に適用した一例を示す断面図である。
図1のモーターを筆記用具に適用した一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態にかかるモーターについて、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一例である実施形態にかかるモーター100の断面図である。
なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図1における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。また、本実施形態の説明において、左乃至右と云う時は、図1における左右関係を意味する。これらは、図2以降の全ての図面において、同様である。
【0012】
モーター100は、シャフト1と、シャフト1に固定されたロータ2と、ロータ2を取り囲むステータ3と、シャフト1が嵌入されて固定された軸受4と、軸受4を収容する筒状のスリーブ5と、ロータ2及びステータ3を内部に収容するハウジング6と、ハウジング6の内部に設けられたインペラ7を有して構成される。
【0013】
シャフト1は、モーター100の上方から見た中心に位置して、上下方向に延在している。シャフト1は、軽量化のために、例えばアルミニウムで形成されている。シャフト1の下方側(一端側)は、ハウジング6内に位置し、上方側(一端側)は、ハウジング6から上方に突き出しており、モーター100の回転駆動力を外部に取り出すことができるようになっている。なお、本実施形態において、「周方向」と云うときは、シャフト1の回転軸線Lを中心とする円の周方向を意味する。
【0014】
ハウジング6内において、シャフト1の下方側(他端側)には、ロータ2が固定されている。ロータ2は、シャフト1に固定されたローターヨーク22と、ローターヨーク22の外周に取り付けられたマグネット21と、からなる。
ローターヨーク22は、磁性体により形成されるが、特性上問題がなければ、アルミニウム等の非磁性体で形成しても構わない。
【0015】
一方、マグネット21は、後に詳述するステータ3と対向するようにローターヨーク22の外周面に取り付けられている。マグネット21は環状を有しており、N極に着磁された領域と、S極に着磁された領域とが、周方向に沿って一定の周期で交互に設けられている。
【0016】
ロータ2を取り囲むステータ3は、ティース部(磁極部)35を含むステータコア31と、コイル32と、インシュレータ33と、を備える。
ステータコア31は、珪素鋼板等の積層体となっており、シャフト1と同軸上に配された円環部(コア)34と、円環部34からロータ2へ(回転軸線L方向に)向かって延びる複数のティース部35と、からなる。
【0017】
コイル32は、3相のコイルであり、複数のティース部35の各々の周囲に巻き回されている。ステータコア31とコイル32とは、絶縁体で形成されたインシュレータ33によって絶縁されている。なお、インシュレータ33に代えて、ステータコア31の表面に絶縁膜を塗装してコイル32と絶縁しても構わない。
【0018】
シャフト1は、軸受4に嵌入された状態で固定されている。軸受4は、シャフト1における、ロータ2が固定された下方側(他端側)とは逆側の上方側(一端側)に、第一軸受41と第二軸受42の2つが一定の間隔を置いて並んで取り付けられている。第一軸受41は、ロータ2が固定された下方側(他端側)寄りに位置する。また、第二軸受42は、(他端側とは反対側の)上方側に位置する。
【0019】
軸受41,42は、外輪41a,42aと、内輪41b,42bと、外輪41a,42a及び内輪41b,42b間に介在するボール(ベアリングボール)41c,42cと、からなる、いわゆるボールベアリングである。ボール41cが外輪41aと内輪41bとの間で転がることにより、外輪41aに対する内輪41bの回転抵抗が大幅に少なくなるようになっている。軸受41は、その機能から、例えば、鉄等の硬質の金属やセラミックスの部材で形成されている。シャフト1は、内輪41b,42bに固定されており、外輪41a,42aに対して回転自在になっている。
【0020】
軸受41,42は、スリーブ5に収容されている。スリーブ5は、筒状(特に円筒状)の形状を有する部材であり、例えば、プラスチックあるいは金属で形成されている。
2つの軸受41,42の外輪41a,42aは、スリーブ5にそれぞれ嵌め込まれるとともに固定されて、スリーブ5に支持されている。一方、シャフト1は2つの軸受41,42の内輪41b,42bに嵌め込まれるとともに固定されて、2つの軸受41,42に支持されている。したがって、シャフト1は、スリーブ5に対して回転自在となるように支持されている。
【0021】
ハウジング6は、シャフト1の上方側で軸受41,42及びスリーブ5を収容する上側ハウジング61と、シャフト1の下方側でロータ2及びステータ3を収容する下側ハウジング62と、からなる。ハウジング6は、例えば、樹脂材料や金属材料により作製される。当該ハウジング6の内部の空間には、ロータ2及びステータ3は勿論、インペラ7、その他モーター100の構成要素のほとんどが収容されている。
【0022】
上側ハウジング61は、円筒部61aと、円筒部61aの下端において回転軸線Lから遠ざかる方向へ突出した突出部61bと、からなる。
突出部61bには、ハウジング6の内部の空間と、ハウジング6の外部の空間とを連通する円管状の孔部63aが設けられている。
【0023】
孔部63aの軸は、シャフト1の回転軸に対して傾斜して設けられている。ここで、孔部63aの軸とは孔部63aを構成する管の延在する軸を指し、図1において符号x1で表されている。即ち、円管状の孔部63aの中心軸線x1は、シャフト1の回転軸線Lに対して傾斜して設けられており、シャフト1の回転軸線Lと、孔部63aの中心軸線x1と、の成す角度が、本実施形態では例えば20度である。このシャフト1の回転軸線Lと、孔部63aの中心軸線x1と、の成す角度としては、80度から5度の範囲内であることが好ましく、50度から20度の範囲内であることが、より好ましい。なお、シャフト1の回転軸線Lと、孔部63aの中心軸線x1と、の成す角度は、上記の角度には限られず、孔部63aは、空気が流れるように空間が導通していればよい。
【0024】
下側ハウジング62は、円筒部62aと、円筒部62aの下側に設けられた底板62bと、からなる。
円筒部62aには、ハウジング6の内部の空間と、ハウジング6の外部の空間とを連通する円管状の孔部63bが設けられている。
【0025】
孔部63bの軸は、シャフト1の回転軸に対して交差する方向に設けられている。ここで、孔部63bの軸とは孔部63bを構成する管の延在する軸を指し、図1において符号x2で表されている。即ち、円管状の孔部63bの中心軸線x2は、シャフト1の回転軸線Lに対して交差するように設けられており、シャフト1の回転軸線Lに対して垂直な線と、孔部63bの中心軸線x2と、の成す角度が、本実施形態では例えば0度である。このシャフト1の回転軸線Lに対して垂直な線と、孔部63bの中心軸線x2と、の成す角度としては、0度から30度の範囲内であり、孔部63aとインペラ7との間に配置されることが好ましい。なお、シャフト1の回転軸線Lに対して垂直な線と、孔部63bの中心軸線x2と、の成す角度は、上記の角度に限られず、孔部63bは、空気が流れるように空間が導通していればよい。
【0026】
底板62bには、ハウジング6の内部の空間と、ハウジング6の外部の空間と、を連通し、ハウジング6内の空気を排出する排出口62eが設けられている。なお、底板62bの排出口62eは、メッシュ状等の材料で形成したりすることもできる。また、そもそも底板62bが無い、下部が開口し、当該開口が排出口62eとなるような下側ハウジングであっても構わない。
【0027】
上側ハウジング61の突出部61bには、回転軸線Lから遠ざかる方向に向けて突出した突部61cと、突部61cの外周側で下側の端部から上側に向けて凹んだ凹部(切り欠かれた切欠部)61dが形成されている。上側ハウジング61と下側ハウジング62とは、上側ハウジング61の突部61cに下側ハウジング62の円筒部62aの上端部62cを係合、及び、上側ハウジング61の切欠部61dに下側ハウジング62の円筒部62aの内周面部62dを係合することにより連結される。
【0028】
インペラ7は、円筒状の本体部71(以下、インペラ7の本体部を「インペラ本体部」と称する。)と、インペラ本体部71の外周面部71aに設けられた複数の羽根72と、からなる。インペラ7は、コイル32と軸受41との間に設けられている。
インペラ本体部71の内周面部71bはシャフト1の外周面部1aに固定されている。したがって、インペラ7はシャフト1の回転に連れ回るようになっている。
【0029】
複数の羽根72は、本体部71の外周面部71aから円筒部62aの内周面部62dに向けて突出している。この複数の羽根72の回転によって、孔部63a及び孔部63bから下側ハウジング62内部へ空気を吸い込み、底板62bの排出口62eから排出される空気流が生じるようになっている。
【0030】
次に、本実施形態のモーター100による風の流れについて説明する。図2は、モーター100による風の流れを模式的に示す断面図である。
不図示の外部電源から所定の電圧が印加されると、不図示の回路基板を介してコイル32に制御された電流が供給される。
(【0031】以降は省略されています)

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