JP2000253624A

JP2000253624A - 回転電機

Info

Publication number: JP2000253624A
Application number: JP11056327A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kamimura; 敬一上村; Toshio Yamamoto; 敏夫山本
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【目的】効率を落とすことなく回転電機の冷却を可能
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】円筒部２１０、円盤部２２０、フィン２
３０とからなるファン２００の円筒部２１０を、アーマ
チャシャフト１４０とコイル１５５との間に潜り込むよ
うに圧入固定されるので、円筒部２１０が回転電機の回
転によるコイル１５５やコア１５０、アーマチャシャフ
ト１４０の熱を直接吸収し、かつ、その熱が円盤部２２
０、フィン２３０と伝達され、アーマチャシャフト１４
０とともに回転するフィン２３０より大気中に放出する
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
どの回転電機に関し、特に冷却ファンを備えた回転電機
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３に示すよ
うな自動車用ワイパーモータを例にとると、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、コイル５５が巻装され
たコア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。ここで便宜
上、アーマチャシャフト４０とコイル５５が巻装された
コア５０とコンミテータ２２とを回転子２５とする。

【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。このような発熱はコイル
５５及びコア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、結
果的にこの温度上昇によって回転電機の効率が低下して
しまう。

【０００６】そこで、回転電機に冷却ファンを固定して
温度上昇を抑制する技術が、実開平５−９１６８号公
報、特開平８−３３１８０７号公報に示されている。こ
れらには回転軸に冷却ファンが取り付けされ、回転によ
り冷却風を発生させる構造である。このような冷却構造
では冷却能力が冷却風量の大きさで決定することとな
る。つまり、風量を大きくするために、例えば冷却ファ
ンの体格を大きくしたり、冷却ファンが固定された回転
軸の回転数を大きくしたりする必要がある。

【０００７】しかしながら上記構成では、冷却ファン自
体を回転させるための損失が大きくなり、この損失のた
め巻線電流も増加し、結果モータの周辺温度（ヨーク
内、ハウジング内といったモータが収納された空間の温
度）はその上昇が抑制できるが、モータ自身の発熱は増
大してしまうこととなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本案は、効率を
落とすことなく回転電機の冷却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。

【０００９】

【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、内周面に永久磁石が固着され
たハウジングと、前記永久磁石に対向しコイルを巻装し
てなる電機子と整流子とが回転軸に固定された回転子
と、前記整流子に摺設するブラシとを有する回転電機で
あって、前記コイルに一部が接触し、前記回転子ととも
に回転するファンを備えたことを特徴としている。

【００１０】また請求項２では、内周面に永久磁石が固
着されたハウジングと、前記永久磁石に対向しコイルを
巻装してなる電機子と整流子とが回転軸に固定された回
転子と、前記整流子に摺設するブラシとを有する回転電
機であって、前記回転軸と前記コイルとに一部が接触
し、前記回転子とともに回転するファンを備えたことを
特徴としている。

【００１１】さらに請求項３では、内周面に永久磁石が
固着されたハウジングと、前記永久磁石に対向しコイル
を巻装してなる電機子と整流子とが回転軸に固定された
回転子と、前記整流子に摺設するブラシとを有する回転
電機であって、前記回転軸と前記コイルとの間に一部が
嵌合固定され、前記回転子とともに回転するファンを備
えたことを特徴としている。

【００１２】請求項１記載の回転電機によれば、回転子
を回転させると電機子に巻装されたコイルが入力電流に
よって発熱するが、このコイルに一部が接するファンが
その熱を吸収し、このファンが回転子とともに回転する
ことによって、吸収した熱が空気中に放散されることと
なる。つまり、熱発生源を外から冷却するのではなく、
その熱自体を吸収し、外側へ放出することが可能とな
る。勿論、ファンにより発生する空気の流れが、コイル
を強制空冷することも同時に行われる。

【００１３】請求項２記載の回転電機によれば、磁気変
動により回転するため電機子や回転軸なども発熱する
が、ファンの一部がコイルとともに回転軸にも接触して
いるので、より多くの熱吸収が可能となる。

【００１４】請求項３記載の回転電機によれば、ファン
の一部を回転軸とコイルとの間に形成される空間に嵌合
されることにより、回転軸とコイルとの間つまり外から
の空気の流れは届きにくい部位の熱吸収が容易に行うこ
とが可能となる。また、巻装されたコイルの回転軸方向
長内にファンの一部が入りこみ固定されるので、ファン
を回転子に取り付けても回転子軸長が長くなることを抑
制できる。

【００１５】

【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回転子１２５の実施形態であり、従
来の回転子２５（図３参照）に替わるものである。

【００１６】回転子１２５は、アーマチャシャフト１４
０に、コイル１５５が巻装されたコア１５０と、コンミ
テータ１２２とが圧入固定され、一端側にはウォーム１
４５が形成されている。そして他端側にファン２００が
固定される。

【００１７】ファン２００は、内周面にアーマチャシャ
フト１４０が挿通する円筒部２１０と、この円筒部２１
０から径方向に連接した円盤部２２０と、円盤部２２０
の周方向に所定間隔毎に配設された複数のフィン２３０
とから形成されている。

【００１８】アーマチャシャフト１４０にコイル１５５
が巻装されていないコア１５０が圧入され、圧入固定後
にコイル１５５が巻装される。その後アーマチャシャフ
ト１４０のコア１５０他端側（コンミテータ１２２が固
定されている側とは反対側）へファン２００の円筒部２
１０を圧入固定する。この固定時に、円筒部２１０の先
端側のテーパ部２１５がアーマチャシャフト１４０とコ
イル１５５との間に潜り込むように圧入されていくの
で、圧入時にコイル１５５を傷つけることもない。そし
て圧入固定が完了すると、円筒部２１０はその内周面が
アーマチャシャフト１４０に、外周面がコイル１５５に
接触している状態となる。

【００１９】またファン２００の円筒部はコイル１５５
が巻装されたコア１５０軸長内に入り込むこととなるの
で、円盤部２２０とフィン２３０との軸方向長さ分だけ
が従来の回転子２５より長くなるだけで済む。

【００２０】前記構成の回転子１２５では、ファン２０
０の円筒部２１０が、その内周面がアーマチャシャフト
１４０に、外周面がコイル１５５に接触面積が大きく接
している状態となるので、回転電機の回転によるコイル
１５５やコア１５０、アーマチャシャフト１４０の熱を
直接吸収し、かつ、その熱が円盤部２２０、フィン２３
０と伝達され、アーマチャシャフト１４０とともに回転
するフィン２３０より大気中に放出することとなる。ま
た、アーマチャシャフト１４０とコイル１５５との間と
いう外部からの冷却が極めて困難な部位の熱を効率良く
吸収し放出可能である。さらにヨーク１０に外気との通
気口（図示省略）を形成することにより、フィン２３０
の回転によってヨーク１０内に冷却風が発生するのでコ
イル１５５を強制冷却もする。

【００２１】図２はファン２００の別例である。ファン
２００は円筒部２１０、円盤部２２０、フィン２３０が
一体成形されたものであったが、ファン３００ではフィ
ン３３０と円盤部３２０とは一体成形されているが円筒
部３１０は別体部品として構成されている。この場合
は、アーマチャシャフト１４０にコイル１５５が巻装さ
れていないコア１５０が圧入固定された状態で円筒部３
１０がアーマチャシャフトに圧入固定される。その後コ
イル１５５の巻回作業が行われ、フィン３３０と円盤部
３２０が圧入され、円盤部３２０と先に圧入固定されて
いる円筒部３１０とが接触しファン３００が完成する。

【００２２】ファン３００による冷却効果はファン２０
０の時と同等であるが、円筒部３１０が固定された後に
コイル１５５が巻回されるので、作業性良く、無理なく
コイルが円筒部３１０に接触することとなる。

【００２３】ファン２００、３００は例えばアルミでダ
イカスト加工又はプレス加工などにより成形される。こ
のように熱伝導率の良い材料を用いることで、コイル１
５５やアーマチャシャフト１４０の熱をファン２００、
３００へより多く伝達することができ、効率の良い冷却
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適応した回転電機における回転子一部
断面側面図である。

【図２】本発明を適応した回転電機における、ファンの
別例を示す部分拡大断面図である。

【図３】従来の回転子を備えた回転電機で、ワイパモー
タの部分断面図である。

【符号の説明】

１０…ヨーク、２４…ブラシ、１２２…整流子、３０…
永久磁石、１４０…アーマチャシャフト、１５０…コ
ア、１５５…コイル、２００…ファン、２１０…円筒
部、２１５…テーパ部、２２０…円盤部、２３０…フィ
ン、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面に永久磁石が固着されたハウジン
グと、前記永久磁石に対向しコイルを巻装してなる電機子と整
流子とが回転軸に固定された回転子と、前記整流子に摺設するブラシと、を有する回転電機であって、前記コイルに一部が接触し、前記回転子とともに回転す
るファンを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】内周面に永久磁石が固着されたハウジン
グと、前記永久磁石に対向しコイルを巻装してなる電機子と整
流子とが回転軸に固定された回転子と、前記整流子に摺設するブラシと、を有する回転電機であって、前記回転軸と前記コイルとに一部が接触し、前記回転子
とともに回転するファンを備えたことを特徴とする回転
電機。
【請求項３】内周面に永久磁石が固着されたハウジン
グと、前記永久磁石に対向しコイルを巻装してなる電機子と整
流子とが回転軸に固定された回転子と、前記整流子に摺設するブラシと、を有する回転電機であって、前記回転軸と前記コイルとの間に一部が嵌合固定され、
前記回転子とともに回転するファンを備えたことを特徴
とする回転電機。