JP2000245107A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転電機を小型化するとともに、出力ロス低
減、騒音低減を可能とする冷却構造を備えた回転電機を
提供することを目的とする。 【解決手段】 モータ２０のアーマチャシャフト４０の
一端側に形成されたウォーム４５とこれに噛み合うウォ
ームホイール９０とが減速機収納ケース７８内に配設さ
れるとともに、前記ウォームがオイル１１０に水没した
構造としたことにより、モータ２０の回転時、停止時と
もアーマチャ５０に発生した熱をウォーム４５からオイ
ル１１０、そしてギアケース７０及びカバー７５へと伝
達され、外部へ放出されることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機や発電機な
どの回転電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転電機は、例えば図７及び図８
に示すような自動車用ワイパーモータを例にとると、１
０は鋼板を深絞りすることにより形成されたヨークであ
り、このヨーク１０内にはモータ２０が収納されてい
る。このモータ２０はヨーク１０内面に固定された一対
の永久磁石３０と、一端がヨーク１０内にメタル１５に
よって回転自在に支持されたアーマチャシャフト４０
と、アーマチャシャフト４０に取り付けられたアーマチ
ャ５０及びコンミテータ２２、そして前記コンミテータ
２２に摺設するブラシ２４とを有する。

【０００３】７０は前記ヨーク１０の他端開口を閉止す
るアルミダイカストにより形成されたギアケースであ
り、図示しないボルトなどの締結手段によりヨーク１０
に連結固定されている。このギアケース７０内にはアー
マチャシャフト４０の他端部が挿入されており、この他
端部にはウォーム４５が形成されている。また、ベアリ
ング６０とメタルブッシュ８０によってアーマチャシャ
フト４０の中間部及び他端部が回転自在に支持されてい
る。

【０００４】９０はギアケース７０内に回転自在に収納
されたウォームホイールであり、このウォームホイール
９０は前記ウォーム４５に噛合し、アーマチャシャフト
４０の回転を減速する。そしてこのウォームホイール９
０に係合固定された出力軸９５によるモータ２０の回転
力を外部に出力するよう構成されている。つまり、ギア
ケース７０内でウォーム４５及びウォームホイール９０
によって減速機構が構成されている。

【０００５】前述の回転電機を小型化、高出力化を計る
場合、温度上昇が大きくなる。このような発熱はアーマ
チャ５０に発生し、アーマチャシャフト４０、ウォーム
４５、ウォームホイール９０へと伝達される。この熱伝
達経路での部品に樹脂材料を使用する場合などには材料
選定が限られ、高出力化に支障を来すことが考えられ
る。

【０００６】そこで、回転電機の回転部位に適宜冷却フ
ァンを装備して空冷することがよく知られているが、回
転ロスや騒音増大などの問題がある。

【０００７】また、特開平９−５１６５７号公報には、
回転軸を中空形状とし、その内部へ冷却用の液体を循環
する構成が開示されている。この場合は液体を循環させ
るための別手段（例えばポンプ）が必要となり、液体循
環用の経路も形成する必要があるため、大型化、高コス
トとなってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

【０００９】そこで本案は、回転電機を小型化するとと
もに、出力ロス低減、騒音低減を可能とする冷却構造を
備えた回転電機を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１では、ヨーク内に収納された回転子
と、前記ヨークに固定されたケース内に収納され前記回
転子の回転を減速する減速機構とを備えた回転電機であ
って、前記回転子の一端側と前記減速機構とが前記ケー
ス内にて噛合するとともに、前記回転子の一端側が液体
に浸っていることを特徴としている。

【００１１】また請求項２では、ヨーク内に収納された
回転子と、前記ヨークに固定されたケース内に収納され
前記回転子の回転を減速する減速機構とを備えた回転電
機であって、前記回転子の一端側と前記減速機構とが前
記ケース内にて噛合するとともに、前記減速機構が液体
に浸っていることを特徴としている。

【００１２】また請求項３では、前記液体がオイルであ
ることを特徴としている。

【００１３】請求項１記載の回転電機によれば、ヨーク
内で回転子が回転すると回転子が発熱する。ケース内に
回転子の一端側が配設されしかも液体に浸かった状態と
なっているので、回転子の熱は液体を介してケースに伝
達され、ケース外へ放出されることとなる。しかも、回
転子が回転することでケース内の回転子一端側が回転す
るので、回転子自らの回転によりその一端側がケース内
で液体をかき混ぜ、回転子から液体、そして液体からケ
ースへの熱伝達量を増大させることとなる。

【００１４】請求項２記載の回転電機によれば、ヨーク
内で回転子が回転すると回転子が発熱する。ケース内に
回転子の一端側が配設され減速機構と噛合している。こ
の減速機構がケース内で液体に浸かった状態となってお
り、回転子が回転することにより減速機構が回転し液体
をかき上げることにより、噛合部分で回転子の一端側を
冷却することとなる。また、減速機構の回転により液体
がケース内を循環するので回転子を直接液体に浸せなく
とも冷却が可能となる。

【００１５】請求項３記載の回転電機によれば、前記液
体をオイルにすることにより、回転子一端側と減速機構
との噛合部位に潤滑油膜を形成し、この油膜が噛合部分
を流れることにより冷却及び潤滑を助けることとなる。
さらにオイルの粘性によって回転子一端側及び減速機構
での振動低減にも寄与することとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る第１の実施の
形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用し
た回転電機における第１の実施形態を示す自動車用ワイ
パモータ１００の正面断面図である。図２は前記自動車
用ワイパモータ１００の側面一部断面図である。従来技
術に記載のワイパモータ（図７、図８参照）と同一部材
については同一符号を付し説明することとする。

【００１７】１０は鋼板を深絞りすることにより形成さ
れたヨークであり、このヨーク１０内にはモータ２０が
収納されている。このモータ２０はヨーク１０内面に固
定された一対の永久磁石３０と、一端がヨーク１０内に
メタル１５によって回転自在に支持されたアーマチャシ
ャフト４０と、アーマチャシャフト４０に取り付けられ
たアーマチャ５０及びコンミテータ２２、そして前記コ
ンミテータ２２に摺設するブラシ２４とを有する。

【００１８】７０は前記ヨーク１０の他端開口を閉止す
るアルミダイカストにより形成されたギアケースであ
り、図示しないボルトなどの締結手段によりヨーク１０
に連結固定されている。このギアケース７０内にはアー
マチャシャフト４０の他端部が挿入されており、この他
端部にはウォーム４５が形成されている。また、ベアリ
ング６０とメタルブッシュ８０によってアーマチャシャ
フト４０の中間部及び他端部が回転自在に支持されてい
る。

【００１９】９０はギアケース７０内に回転自在に収納
されたウォームホイールであり、このウォームホイール
９０は前記ウォーム４５に噛合し、アーマチャシャフト
４０の回転を減速する。そしてこのウォームホイール９
０に係合固定された出力軸９５によるモータ２０の回転
力を外部に出力するよう構成されている。つまり、ギア
ケース７０内でウォーム４５及びウォームホイール９０
によって減速機構が構成されている。

【００２０】ギアケース７０とヨーク１０との連通孔部
７５にはシール６５が配設され、ギアケース７０、カバ
ー７５、及びシール６５によって、外部と遮断された減
速機収納スペース７８が形成される。そして、この減速
機収納スペース７８にオイル１１０を封入し、この自動
車用ワイパモータ１００を自動車の所定位置（図示省
略）へ固定する。この時、図２矢印側が前記自動車の上
側になるように固定され、オイル１１０はウォーム４５
全体、そしてウォーム４５とウォームホイール９０との
噛合部分を完全に水没させる状態となる

【００２１】モータ２０が回転するとアーマチャ５０が
発熱しアーマチャシャフト４０そしてウォーム４５と熱
が伝達していくこととなる。この熱はウォーム４５から
該ウォーム４５を没しているオイル１１０に伝わり、さ
らにアルミ製のギアケース７０やカバー７５に伝わって
大気中へ放熱されることとなる。ここでギアケース７
０、カバー７５の表面積を、ウォーム４５を形成したア
ーマチャシャフト４０の表面積より大きくすれば放熱量
は増大される。

【００２２】また、本実施例によればウォーム４５が常
時オイル１１０に没する構造なので、回転後に停止した
後でもアーマチャ５０、アーマチャシャフト４０、ウォ
ーム４５は熱を有しているが、常にオイル１１０を介し
てギヤケース７０、カバー７５により放熱される。ま
た、回転中はウォーム４５やウォームホイール９０がオ
イル１１０をかき混ぜることとなり、ウォーム４５から
オイル１１０、さらにギヤケース７０及びカバー７５へ
の熱伝達量を増大させる効果もあり。更にオイル１１０
はウォームホイール９０に付着するので噛合部の潤滑作
用も併せ持つ。そして、ウォーム４５がオイル１１０内
に完全に没していることにより、オイル１１０の粘性等
で振動低減効果をも有する。

【００２３】次に、本発明に係る第２の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図３は本発明を適用した回転電
機における第２の実施形態を示す自動車用ワイパモータ
２００の正面断面図である。図４は前記自動車用ワイパ
モータ２００の側面一部断面図である。第１の実施の形
態に記載のワイパモータ１００とは構造がほぼ同一であ
り、相違する点はモータ停止時のオイル１２０の量及び
状態のみであるので、相違点について以下説明する。
尚、同一部材には同一符号を付す。

【００２４】減速機収納スペース７８に封入されたオイ
ル１２０は、モータ２０の停止時にウォーム４５の径方
向所定位置までしか没していない。しかしながら、アー
マチャ５０、アーマチャシャフト４０、ウォーム４５、
オイル１２０、ギアケース７０及びカバー７５へと至る
熱伝達経路は確保されるので、熱放出は可能である。た
だ、オイルの量が多い方がこのオイルとウォーム４５、
ギアケース７０、カバー７５とが接する面積が大きくな
るので、本実施形態のワイパモータ２００より第１実施
形態のワイパモータ１００の方が熱放出の効率が良好で
ある。

【００２５】次に、本発明に係る第３の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図５は本発明を適用した回転電
機における第３の実施形態を示す自動車用ワイパモータ
３００の正面断面図である。図６は前記自動車用ワイパ
モータ３００の側面一部断面図である。第１の実施の形
態に記載のワイパモータ１００とは構造がほぼ同一であ
り、相違する点は自動車へのモータ固定方向でその結果
オイル１３０の状態が異なることとなる。尚、同一部材
には同一符号を付す。

【００２６】自動車用ワイパモータ３００を自動車の所
定位置へ固定する際、図６矢印側が前記自動車の上側に
なるよう固定され、オイル１３０は減速機収納スペース
７８内で、ウォームホイール９０の一部を水没させる状
態となる。この状態でモータ２０を回転させるとウィー
ム４５に噛合したウォームホイール９０が回転し、オイ
ル１３０をかきあげるようになり前記噛合部分にはオイ
ルが付着しそのオイルにウォーム４５の熱が伝達され、
熱吸収したオイル１３０が再びオイル１３０が溜まって
いる部分（図５のギアケース７０内波線部分）に戻り、
ギアケース７０及びカバー７５表面から大気中へ放熱さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した回転電機における第１の実施
形態を示す自動車用ワイパモータの正面断面図である。

【図２】図１に示す自動車用ワイパモータの側面一部断
面図である。

【図３】本発明を適用した回転電機における第２の実施
形態を示す自動車用ワイパモータの正面断面図である。

【図４】図３に示す自動車用ワイパモータの側面一部断
面図である。

【図５】本発明を適用した回転電機における第３の実施
形態を示す自動車用ワイパモータの正面断面図である。

【図６】図５に示す自動車用ワイパモータの側面一部断
面図である。

【図７】従来の自動車用ワイパモータの正面断面図であ
る。

【図８】図７に示す自動車用ワイパモータの側面一部断
面図である。

【符号の説明】

１０…ヨーク、１５…メタル、２０…モータ、２２…コ
ンミテータ、３０…永久磁石、４０…アーマチャシャフ
ト、４５…ウォーム、５０…アーマチャ、６０…ベアリ
ング、６５…シール、７０…ギアケース、７５…カバ
ー、７８…減速機収納スペース、９０…ウォームホイー
ル、１１０、１２０、１３０…オイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨーク内に収納された回転子と、前記ヨ
   ークに固定されたケース内に収納され前記回転子の回転
   を減速する減速機構とを備えた回転電機であって、 前記回転子の一端側と前記減速機構とが前記ケース内に
   て噛合するとともに、前記回転子の一端側が液体に浸っ
   ていることを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 ヨーク内に収納された回転子と、前記ヨ
   ークに固定されたケース内に収納され前記回転子の回転
   を減速する減速機構とを備えた回転電機であって、前記
   回転子の一端側と前記減速機構とが前記ケース内にて噛
   合するとともに、前記減速機構が液体に浸っていること
   を特徴とする回転電機。
3. 【請求項３】 前記液体がオイルであることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の回転電機。