JP2001169501A - 電気モータ - Google Patents

電気モータ

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JP2001169501A
JP2001169501A JP2000343117A JP2000343117A JP2001169501A JP 2001169501 A JP2001169501 A JP 2001169501A JP 2000343117 A JP2000343117 A JP 2000343117A JP 2000343117 A JP2000343117 A JP 2000343117A JP 2001169501 A JP2001169501 A JP 2001169501A
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housing
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rotor
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Walter Wissmach
ヴィッスマッハ ヴァルター
Martin Mayr
マイヤー マルチン
Christoph Kink
キンク クリストフ
Johann Augustin
アウグスティン ヨハン
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    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータコイルの損傷を確実に防止すること
ができ、併せて、内部に生じた熱を良好な伝熱条件下で
ハウジングに伝達し、かつ、ハウジングから外部に放出
可能として放熱性能を高めた電気モータを提案すること
にある。 【解決手段】 本発明による電気モータは、ロータ
(1)及びステータ(2)を収めるハウジング(23)
を有する。ハウジング(23)内には、ロータ(1)を
通すためのステータ孔(14)を除き、衝熱撃耐性を有
する熱伝導率の高いプラスチック材(24)を充填して
ステータ(2)のコイルを包囲する。プラスチック材
(24)は、鋭角状の粒子を含む粉塵が冷却用の外気と
共にハウジング(23)内に吸引されて電気モータ内を
貫流する場合に生じかねないコイルの損傷を確実に防止
する。プラスチック材(24)の熱伝導率が高いため、
電気モータの中心領域からハウジング(23)に向けて
の良好な放熱が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジング、ステ
ータ及びロータを具える電気モータに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ヨーロッパ特許第444908号明細書
にはアングル・グラインダ装置が開示されており、該装
置は、ハウジング内にグラインダ工具を駆動するための
駆動軸と、入出力軸が互いに直交するアングル歯車機構
と、電気モータとが配置されている。アングル歯車機構
とは反対側で、電気モータのロータシャフトには冷却フ
ァンが設けられている。この冷却ファンは、電気モータ
を冷却するために外気をハウジング内に吸引するもので
ある。これにより、ハウジング内に吸引された外気が電
気モータにおけるロータとステータの間を通過し、アン
グル歯車機構側に位置するハウジングの端部領域から昇
温状態で外部に排出される。
【0003】加工により生じる粉塵は鋭角状の粒子を含
んでおり、外気と共にハウジングの内部スペースに達す
ることがある。このような粉塵は、ステータ及びロータ
の間で電気モータ内を通過する際、ステータコイルにお
ける各コイル巻線を被覆する絶縁層を損傷し、ひいては
電気モータの短絡を生じかねない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ステ
ータコイルの損傷を確実に防止することができ、併せ
て、内部に生じた熱を良好な伝熱条件下でハウジングに
伝達し、かつ、ハウジングから外部に放出可能として放
熱性能を高めた電気モータを提案することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明による電気モータは、ロータを通すためのス
テータ孔を除き、ハウジング内に硬化可能なプラスチッ
ク材を充填してなることを特徴とするものである。
【0006】本発明による電気モータにおいて、ステー
タコイルは、ハウジング内に充填したプラスチック材中
に埋設される。したがって、ステータ及びロータの間で
電気モータ内を通過する粉塵は、ステータにおける各コ
イル巻線の被覆絶縁層とは接触しない。
【0007】電気モータは、作動中にオーバーヒートが
生じて内部温度が所定値を超えないように留意せねばな
らない。さもなければ、絶縁層が溶融してコイル領域に
短絡が生じかねないからである。そのため、電気モータ
内に生じた熱は、外気で冷却されるハウジングに向けて
速やかに放出する必要がある。ロータ領域に生じた熱を
ハウジングに向けて特に良好に放出するため、ハウジン
グ内に充填されるプラスチック材の熱伝導率を少なくと
も0.6W/mKとするのが有利である。
【0008】本発明による電気モータにおいて、ステー
タ孔の内壁は、ステータポール表面と、ハウジング内に
充填されて硬化したプラスチック材とで形成される。こ
の場合、ロータをステータに嵌装する際にプラスチック
材からなる内壁部分の損傷を防止するため、プラスチッ
ク材の耐熱衝撃性を少なくとも40J/mmKとする
のが好適である。
【0009】ステータ孔を除くハウジングの内部スペー
スにプラスチック材を完全に充填するため、プラスチッ
ク材はポリウレタン及び硬化剤の反応生成物から構成す
るのが好適である。これらの成分は、互いに分離した状
態で保管され、流動可能なプラスチック材に混合した状
態でハウジング内に充填した後にそこで硬化させる。
【0010】電気モータの冷却性能を向上するため、ス
テータの外側でプラスチック材に少なくとも1本の冷却
チャンネルを形成するのが有利である。冷却チャンネル
として、例えば、少なくとも1個の孔をプラスチック材
内に配置することができる。この孔は、外部の冷媒供給
源に接続するものであり、ハウジングの全長に亙りステ
ータ孔の中心軸線と平行に延在させる。このような孔
は、ステータ孔と同様の方法で形成することができる。
すなわち、例えば、略円筒形状のコア材をハウジングに
装着した状態でハウジング内にプラスチック材を充填
し、プラスチック材の硬化後にそのコア材を除去するこ
とにより、冷媒を通すことのできる略円筒形状の中空ス
ペースを形成するものである。
【0011】ステータの外側でプラスチック材中に配置
される冷却チャンネルは、入口及び出口を有する冷媒管
として形成することも可能である。この冷媒管はステー
タを周方向に包囲する配置とし、入口及び出口を介して
冷媒供給源に接続する。
【0012】冷媒管を貫流させる冷媒にプラスチック材
の熱を良好に伝達可能とするため、冷媒管を、例えばア
ルミニウム又は銅のような熱伝導率に優れた材料で形成
するのが好適である。
【0013】本発明による電気モータは、例えば、ステ
ータ、ロータ、集電子及び摺動ブラシを有する汎用電気
モータで構成することができる。この場合、ブラシホル
ダ内に保持されるブラシを変位可能かつ交換可能とする
ため、プラスチック材がその充填に際してブラシ領域に
到しないよう留意しなければならない。また、本発明に
よる電気モータは、ステータ及びロータを有し、ステー
タ極性を電子制御回路により変更可能としたブラシレス
構造とすることも可能である。
【0014】特に、ブラシレス・モータでは、ステータ
及びロータの間に外気を導入して冷却することができ
る。本発明を、ステータ及びロータがケース内に封入さ
れたキャンドモータに適用する場合でも、ロータシャフ
トに冷却ファンを設けて電気モータの内部で空気流を生
じさせることが可能である。通風冷却式の電気モータの
場合、プラスチック材が熱をハウジングに伝達すること
に加えて、外部から吸引した外気によっても冷却が行わ
れる。キャンドモータでは、プラスチック材が熱をハウ
ジングに伝達することに加えて、所要に応じて冷却チャ
ンネル又は冷媒導管に冷媒を貫流させることにより冷却
が行われる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の好適な実施
形態について更に具体的に説明する。
【0016】図1及び図2に示した電気モータは、電子
制御回路(図示せず)により極性を変更可能としたブラ
シレス構造とされている。電気モータのハウジング23
は、管状ケースと、その両端部を封鎖する2個のキャッ
プ8,9とで構成する。これらのキャップ8,9は、ね
じ結合等により管状ケースに装着する。キャップ8,9
には、ハウジング23の内部に対向する内面側に凹部を
形成し、これらの凹部に軸受15,16を配置する。軸
受15,16には、互いに離間した2個のジャーナル
6,7を有する同軸のロータシャフトを貫通させる。ジ
ャーナル6,7はそれぞれ軸受15,16と協働させ
る。一方のキャップ8に、軸受15のための凹部と同軸
の貫通孔を設ける。ロータシャフトは、この貫通孔を貫
通してハウジング23から突出させる。ハウジング23
から突出したロータシャフトの端部に接続ねじを設け、
この接続ねじを被動部材(図示せず)と結合可能とす
る。接続ねじの代わりに、ロータシャフトの端部にピニ
オンを設けることも可能である。
【0017】ハウジング23内にほぼ環状のステータ2
を配置する。ステータ2には、ロータを通すためのステ
ータ孔14を中心部に設け、このステータ孔14はロー
タシャフトに対して同軸的に配置する。例えば、第2キ
ャップ9からハウジング23内に突出する2個の突部に
より、ステータ2を同軸的な整列状態で保持する。ステ
ータ2は、第1キャップ8に設けた2個の支持部材1
0,11により軸線方向で支持する。上記の突起と支持
部材10,11には、それぞれ半径方向に延在する少な
くとも1個の貫通孔を設ける。
【0018】図示したステータ2は、例えば、互いに対
角線上に対置するコイル12,13を具え、これらのコ
イル12,13は各1個のコイル支持部材20,21を
介して所定位置に担持される。ステータ孔14の内径
は、ロータシャフトの主極4及び突極5が形成する包絡
面(図示せず)の直径より大とされている。ロータシャ
フトは、例えば、4個の主極4と、これらの主極4から
円周方向に突出する4個の突極5とを具える。主極4及
び突極5は、ロータシャフトにおけるヨーク3の外周に
均等に配置され、ヨークから半径方向に突出する。
【0019】入口17及び出口18を有する冷媒管19
により、ステータ2を円周方向で多重に包囲する。冷媒
管19の入口17はキャップ8を貫通させ、キャップ8
の外周部からロータシャフトの軸線方向と平行な方向に
突出させる。冷媒管19の出口18はキャップ9を貫通
させ、キャップ9の外周部から入口17とは反対側に向
けて突出させる。冷媒管19は、熱伝導率の高い材料で
形成する。入口17及び出口18は、外部の冷媒供給源
(図示せず)に接続可能とする。
【0020】ハウジング23の内部スペース全体には、
ステータ孔14を除き、熱伝導率が少なくとも0.6W
/mK、耐熱衝撃性が少なくとも40J/mmKで
ある硬化可能なプラスチック材24を充填する。
【0021】ハウジング23にも、冷媒を貫流させるた
めの少なくとも1本の冷却チャンネル(図示せず)を設
けることができる。ハウジング23は、例えば、アルミ
ニウムのような熱伝導率の高い材料から形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適な実施形態に係る電気モータを
示す横断面図である。
【図2】 図1のII-II線に沿う縦断面図である。
【符号の説明】
1 ロータ 2 ステータ 3 ヨーク 6,7 ジャーナル 8,9 キャップ 10,11 支持部材 12,13 コイル 14 ステータ孔 15,16 軸受 17 入口 18 出口 19 冷媒管 23 ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ キンク ドイツ国 86391 シュタットベルゲン ブライテンベルクヴェーク 14 (72)発明者 ヨハン アウグスティン ドイツ国 81739 ミュンヘン クルド− ユルゲンス−シュトラーセ 5

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジング(23)、ステータ(2)及
    びロータ(1)を具える電気モータにおいて、該ロータ
    (1)を通すためのステータ孔(14)を除き、ハウジ
    ング(23)内に硬化可能なプラスチック材(24)を
    充填してなることを特徴とする電気モータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電気モータにおいて、前
    記プラスチック材(24)の熱伝導率が少なくとも0.
    6W/mKであることを特徴とする電気モータ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の電気モータにお
    いて、前記プラスチック材(24)の耐熱衝撃性が少な
    くとも40J/mmKであることを特徴とする電気モ
    ータ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れか一項に記載の電気
    モータにおいて、前記プラスチック材(24)がポリウ
    レタン及び硬化剤の反応生成物からなることを特徴とす
    る電気モータ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れか一項に記載の電気
    モータにおいて、前記ステータ(2)の外側で、プラス
    チック材(24)の内部に少なくとも1本の冷却チャン
    ネルを具えることを特徴とする電気モータ。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の電気モータにおいて、前
    記冷却チャンネルが、ステータ(2)を包囲する冷媒管
    (19)であることを特徴とする電気モータ。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の電気モータにおいて、前
    記冷媒管(19)が、熱伝導率の高い材料からなること
    を特徴とする電気モータ。
JP2000343117A 1999-11-11 2000-11-10 電気モータ Pending JP2001169501A (ja)

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