(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子の外側へ配置されて回転磁界で回転する回転子の軸を保持する第１の軸受および第２の軸受が固定子に設けられた外転形電動機において、
第１の軸受および第２の軸受の外径よりも大きい内径を有する円管に、樹脂が均一な肉厚になるようにモールド成形し、第１の軸受および第２の軸受のそれぞれの外輪とコイルとの間で、第１の軸受および第２の軸受のそれぞれの外輪を嵌合させて各軸受を保持する第１の軸受保持部および第２の軸受保持部を配設したことを特徴とする外転形電動機。
【請求項２】
円管をコア部とコイルとを絶縁する板状の絶縁カバーと一体にしたことを特徴とする請求項１記載の外転形電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転子と固定子の外側に配置した外転形電動機に関するものでものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は特開昭６３−２５７４４０号公報に開示された従来の外転形電動機を、スリーブ軸受を玉軸受に置換したものを示す断面図である。図６において、外転形電動機１０は回転磁界を発生させる内孔１２ａを有する固定子１２と、前記回転磁界に基づき回転する回転子１４と、固定子１２を支持し、同心円状の中空部を有する断面がＬ字形状の枠１７と、前記枠１７の円柱状の内側面に外輪が嵌合された軸受１８、２０と、前記軸受１８、２０の内輪に装着されるとともに回転子１４にも装着された軸２２とから構成されている。
【０００３】
次に上記のように構成された外転形電動機１０の動作について説明する。
いま、外転形電動機１０の固定子１２に図示しない電源が投入されると、固定子１２で発生した回転磁界により外側の回転子１４が回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外転形電動機１０は、以下の問題点があった。
第１に、Ｌ字形状の枠１７が、円柱状に形成された中空部の内側面、同様な形状の外側面の旋盤等による機械加工が煩雑であった。加えて、枠１７の内側面を軸受１８、２０の外輪と嵌合させ、前記外側面が固定子１２の内孔１２ａと密着固定されるので、枠１７の内側面および外側面の高い同軸度加工精度が必要となり、機械加工の作業時間を増大させていた。
【０００５】
第２に、枠１７の製作誤差、組付け誤差のために固定子１２の外周面と、軸受１８、２０との同軸度が悪くなり、固定子１２と回転子１４との空隙１４ｇが不均一となり溝高調波による騒音が増大し、加えて、回転子１４の軸受１８、２０の外径が小さくなって軸受１８、２０の許容荷重が小さくなっていた。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、製作時間を短縮しつつ、固定子と回転子との空隙を均一にして騒音を抑制し、回転子の軸受の外径を増大し、軸受の許容荷重を増大し得る外転形電動機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の発明の外転形電動機は、固定子の外側へ配置されて回転磁界で回転する回転子の軸を保持する第１の軸受および第２の軸受が固定子に設けられた外転形電動機において、第１の軸受および第２の軸受の外径よりも大きい内径を有する円管に、樹脂が均一な肉厚になるようにモールド成形し、第１の軸受および第２の軸受のそれぞれの外輪とコイルとの間で、第１の軸受および第２の軸受のそれぞれの外輪を嵌合させて各軸受を保持する第１の軸受保持部および第２の軸受保持部を配設したものである。
【０００８】
また、第２の発明の外転形電動機は、円管をコア部とコイルとを絶縁する板状の絶縁カバーと一体にしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の外転形電動機を示す断面図である。図中、従来と同一または相当部分は説明を省略する。図１において、外転形電動機１００は、回転磁界を発生させる複数枚の鋼板から成るコア部１１２ｃを有すると共に、コア部１１２ｃに円筒状の内孔１１２ａを有し、コイル１１２ｗを収納した断面Ｌ字形状にモールドして形成されたケース１１６を有する固定子１１２と、前記固定子１１２と所定の空隙１１４ｇを有して、外側に配置された回転子１１４とを備えている。また、前記固定子１１２のコア部１１２ｃの一端側（図面上左側）には、円筒状の内孔１１２ａより大径になっている第１の軸受保持部１１２ｘに外輪が嵌合された第１の軸受１１８と、コア部１１２ｃの他端側（図面上右側）には、同様な形状の第２の軸受保持部１１２ｚに外輪が嵌合された第２の軸受１２０とを有している。そして、前記第１の軸受１１８および第２の軸受１２０の内輪が、前記回転子１１４の中心へ嵌め込まれた軸１２２に装着されている。
【００１４】
前記第１の軸受１１８と、第２の軸受１２０との内側面間の距離値Ｐａを近接させることで、回転子１１４の固有振動周波数を高くし、溝高調波の低次成分との共振を避けるように構成されている。
【００１５】
上記のように構成された外転形電動機においては、固定子１１２の複数の鋼板が積層されたコア部１１２ｃに巻かれたコイル１１２ｗをモールドして収納した断面Ｌ字形状のケース１１６は、コア部１１２ｃの一端側に第１の軸受保持部１１２ｘおよび他端側に第２の軸受保持部１１２ｚを円筒状の内孔１１２ａより大径に切削して形成する。前記第１の軸受保持部１１２ｘおよび第２の軸受保持部１１２ｚにそれぞれ第１の軸受１１８、第２の軸受１２０の外輪を嵌合するとともに、内輪を回転子１１４の中心へ嵌め込まれた軸１２２に貫装して、第１の軸受１１８、第２の軸受１２０の装着が完了する。全体が一体化された固定子１１２のコア部１１２ｃに軸受保持部１１２ｘ、軸受保持部１１２ｚを形成して第１の軸受１１８、第２の軸受１２０の外輪を嵌合するので、組付け誤差が減少して空隙１１４ｇを全周に渡ってより均一となし得るので溝高調波成分の騒音を低減でき、軸受の保持に枠等が不要となり、第１の軸受１１８、第２の軸受１２０の外径を大きくし、あるいは電動機の外径を小さくするとができる。
【００１６】
前記外転形電動機１００の固定子１１２に図示しない電源を加えると、回転磁界が発生し、回転子１１４が回転する。この場合、第１の軸受１１８と第２の軸受１２０との内側面間の距離値Ｐａを短くしたので、回転子１１４の固有振動周波数を高くし、溝高調波の低次成分との共振をさけることができる効果もあり、騒音を減少することができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２の外転形電動機を示す断面図である。図中、従来または上記実施の形態１と同一または相当部分は説明を省略する。図２において、外転形電動機２００は、回転磁界を発生させる複数枚の鋼板から成るコア部２１２ｃを有すると共に、このコア部２１２ｃに円筒状の内孔２１２ａを有し、コイル２１２ｗを収納した断面Ｌ字形状にモールドして形成されたケース２１６を有する固定子２１２と、前記固定子２１２と所定の空隙２１４ｇを有して、外側に配置された回転子２１４とを備えている。また、前記固定子２１２のコア部２１２ｃの一端側（図面上左側）の第１の軸受保持部２１２ｘに外輪が嵌合された第１の軸受２１８と、固定子２１２の他端側（図面上右側）のモールドで形成されたケース２１６には、同様な形状の第２の軸受保持部２１６ｚに外輪が嵌合された第２の軸受２２０とを有している。そして、前記第１の軸受２１８および第２の軸受２２０の内輪が、前記回転子２１４の中心へ嵌め込まれた軸２２２に装着されている。
【００１８】
前記第１の軸受２１８の内側面から第２の軸受２２０の内側面までの距離値Ｐｂを上記実施の形態１よりも長くして、第２の軸受２２０の内側面から回転子２１４の垂直部の内面までの距離値Ｑを上記実施の形態１よりも短くして回転子２１４の振れ回りを抑えるように構成されている。
【００１９】
上記のように構成された外転形電動機においては、実施の形態１と同様に全体が一体化された固定子２１２のケース２１６を切削して、コア部２１２ｃの一端側（図面上左側）の内孔２１２ａに第１の軸受保持部２１２ｘを形成しすると共に、ケース２１６の他端側（図面上右側）のモールドに同様な形状の第２の軸受保持部２１２ｚを形成して、各々に第１の軸受２１８、第２の軸受２２０の外輪を嵌合するので、組付け誤差が減少して空隙２１４ｇを全周に渡ってより均一となし得るので溝高調波成分の騒音を低減でき、軸受の保持に枠等が不要となり、第１の軸受２１８、第２の軸受２２０の外径を大きくし、あるいは電動機の外径を小さくすることができる。また、上記のように軸受内側面間の距離値Ｐｂが長くなり、上記距離値Ｑが短いので、回転子２１４の振れ回りを抑制できる。
【００２０】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３の外転形電動機を示す断面図である。図中、従来または上記実施の形態１と同一または相当部分は説明を省略する。図３において、外転形電動機３００は、回転磁界を発生させる複数枚の鋼板から成るコア部３１２ｃを有すると共に、このコア部３１２ｃに円筒状の内孔３１２ａを有し、コイル３１２ｗを収納した断面Ｌ字形状にモールドして形成されたケース３１６を有する固定子３１２と、前記固定子３１２と所定の空隙３１４ｇを有して、外側に配置された回転子３１４とを備えている。また、前記固定子３１２の一端側（図面上左側）のモールドで形成されたケース３１６の第１の軸受保持部３１２ｘに外輪が嵌合された第１の軸受３１８と、固定子３１２のコア部３１２ｃの他端側（図面上右側）には、同様な形状の第２の軸受保持部３１２ｚに外輪が嵌合された第２の軸受３２０とを有している。そして、前記第１の軸受３１８および第２の軸受３２０の内輪が、前記回転子３１４の中心へ嵌め込まれた軸３２２に装着されている。
【００２１】
ここで、特徴的なことは、回転子３１４の中心部に形成された水平部３１４ａが軸３２２と固着されている固着部の距離値Ｌを長くして、軸３２２と回転子３１４の固定強度を増加させるように構成していることである。
【００２２】
上記のように構成された外転形電動機においては、実施の形態１と同様に全体が一体化された固定子３１２のケース３１６を切削して、前記ケース３１６の一端側（図面上左側）のモールドに第１の軸受保持部３１２ｘを形成すると共に、同様な形状の第２の軸受保持部３１２ｚを形成して、各々に第１の軸受３１８、第２の軸受３２０の外輪を嵌合したので、組付け誤差が減少して空隙３１４ｇを全周に渡ってより均一となし得るので溝高調波成分の騒音を低減でき、軸受の保持に枠等が不要となり、第１の軸受３１８、第２の軸受３２０の外径を大きくし、あるいは電動機の外径を小さくすることができることは前記実施の形態１と同様である。また、上記のように水平部３１４ａが軸３２２と固着されている固着部の距離値Ｌを長くして軸３２２と回転子３１４の固定強度を増加し、且つ第１の軸受３１８と、第２の軸受３２０との内側面間の距離Ｐｃを上記実施の形態１よりも長くしたので回転子３１４の振れ精度が向上する。
【００２３】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４の外転形電動機を示す断面図である。図中、従来または上記実施の形態１と同一または相当部分は説明を省略する。図４において、外転形電動機４００は、回転磁界を発生させる複数枚の鋼板からなるコア部４１２ｃを有すると共に、このコア部４１２ｃに円筒状の内孔４１２ａを有し、コイル４１２ｗを収納した断面Ｌ字形状に樹脂モールドして形成されたケース４１６を有する固定子４１２と、前記固定子４１２と所定の空隙４１４ｇを有して、外側に配置された回転子４１４とを備えている。また、前記固定子４１２の一端側（図面上左側）のモールドで形成されたケース４１６の第１の軸受保持部４１６ｘの端面となっているコア部４１２ｃの端面４１６ｙと、外輪の端面が当接するように嵌合された第１の軸受４１８と、同じくモールドで形成されたケース４１６の他端側（図面上右側）の第２の軸受保持部４１６ｚに外輪が嵌合された第２の軸受４２０とを有している。そして、前記第１の軸受４１８および第２の軸受４２０の内輪が前記回転子４１４の中心へ嵌め込まれた軸４２２に装着されている。
【００２４】
ここで特徴的なことは、コア部４１２ｃの内孔４１２ａの内径Ｄｃよりも第１の軸受保持部４１６ｘおよび第２の軸受保持部４１６ｚの内径Ｄｂを大きくし、かつ第１の軸受４１８の端面がコア部４１２ｃの端面４１６ｙに接する構造としたことである。
【００２５】
上記のように構成された外転形電動機においては、実施の形態１と同様に全体が一体化された固定子４１２のケース４１６の一端側（図面上左側）のモールドに、第１の軸受保持部４１６ｘの端面がコア部４１２ｃの端面４１６ｙとなるように、コア部４１２ｃの端面を露出させて形成すると共に、ケース４１６の他端側（図面上右側）のモールドに第２の軸受保持部４１２ｚを、後加工することなく樹脂モールドにて形成する。この第１の軸受保持部４１６ｘおよび第２の軸受保持部４１６ｚの両方の内径、すなわち軸受の外輪径を大きくすることにより、軸受の許容荷重が大きくできるばかりでなく、軸４２２の外径Ｄｓも太くできて回転子４１４の固有振動周波数を高くできて、低次の溝高周波からずらして低騒音化が図れ、また、第１の軸受４１８を上に、第２の軸受４２０を下向きに使用すると回転子の重量を強度的に強いコア部４１２ｃの端面４１６ｙで支えることができ、信頼性を向上することができる。また、第１の軸受保持部４１６ｘおよび第２の軸受保持部４１６ｚの両方には、コア部４１２ｃの外径を基準として、後加工することなく樹脂モールドにて成形できるので、コア部４１２ｃの外径と第１の軸受保持部および第２の軸受保持部の内径との同軸度精度がよく、空隙４１４ｇも均一にできて、溝高調波成分の騒音を低減できる。
【００２６】
なお、上記実施の形態においては、ケース４１６の第１の軸受保持部４１６ｘの端面となっているコア部４１２ｃの端面４１６ｙと第１の軸受４１８の外輪の端面とが当接するように構成したが、第２の軸受保持部４１６ｚをコア部４１２ｃと隣接させて設け、第２の軸受４２０の外輪の端面とが当接するように構成して、第２の軸受４２０を上に、第１の軸受４１８を下向きに使用するようにしてもよい。
【００２７】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５の外転形電動機を示す断面図である。図中、従来または上記実施の形態１と同一または相当部分は説明を省略する。図５において、外転形電動機５００は、回転磁界を発生させる複数枚の鋼板からなるコア部５１２ｃを有し、コア部５１２ｃには板状の絶縁カバー３により電気絶縁されてコイル５が巻かれており、コイル５に交番電圧を印可すると、回転磁界が発生し、所定空隙５１４ｇを有して外側に配置された回転子５１４に印可され、回転力が発生する。コア５１２ｃ、コイル５および絶縁カバー３は樹脂にてモールドされている。モールドに第１の軸受保持部５１６ｘおよび第２の軸受保持部５１６ｚを同時に形成しているが、その際第１の軸受１８および第２の軸受２０の外径よりも大きい円管９を設けてモールドしており、第１の軸受保持部５１６ｘおよび第２の軸受保持部５１６ｚを形成している樹脂部５１６ｍおよび樹脂部５１６ｎは全周に渡ってほぼ均一な樹脂肉厚となっている。
【００２８】
上記のように構成された外転形電動機においては、コア部５１２ｃの両側に第１の軸受１８および第２の軸受２０の外径よりも大きい円管９を配設してモールドすることにより、成形時の樹脂の収縮による軸受保持部５１６ｘおよび軸受保持部５１６ｚの変形が少なく、真円度やコア５１２ｃとの同軸度の高精度化が図れ、空隙５１４ｇを均一にできて、溝高調波成分の騒音を低減できる。
【００２９】
なお、前記円管９は板状の絶縁カバー３と鍔状に一体化されたものでもよいし、別部品であってもよい。また、樹脂肉厚が均等であれば成形時の樹脂の収縮による軸受保持部５１６ｘおよび軸受保持部５１６ｚの変形が少なく、円管９は全周に渡ってつながっている必要はなく、円管９の外周方向から軸受保持部５１６ｘおよび軸受保持部５１６ｚへの樹脂の流れがよくなるように、複数箇所にスリットや穴を設けてもよい。
【００３０】
また、上記の各実施の形態において、固定子の軸受保持部を後からの切削加工によって形成したものにおいても、これに限定されるものではなく、モールドした状態で形成されるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の外転形電動機によれば、コイルの巻き方に関わらず軸受保持部の樹脂肉厚を均一にでき、成形時の樹脂の収縮による軸受保持部の変形を少なくでき、真円度およびコアとの同軸度のよい軸受保持部を形成でき、空隙を均一にできて溝高調波成分の騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の外転形電動機の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】  この発明の外転形電動機の実施の形態２を示す断面図である。
【図３】  この発明の外転形電動機の実施の形態３を示す断面図である。
【図４】  この発明の外転形電動機の実施の形態４を示す断面図である。
【図５】  この発明の外転形電動機の実施の形態５を示す断面図である。
【図６】  従来の外転形電動機の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１００，２００，３００，４００  外転形電動機、１２，１１２，２１２，３１２  固定子、１４，１１４，２１４，３１４，４１４  回転子、１６，１１６，２１６，３１６，４１６  ケース、１８，１１８，２１８，３１８，４１８  第１の軸受、２０，１２０，２２０，３２０，４２０第２の軸受。
【図１】
0003791570.tif 000002
【図２】
0003791570.tif 000003
【図３】
0003791570.tif 000004
【図４】
0003791570.tif 000005
【図５】
0003791570.tif 000006
【図６】
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