JP2008533957A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】特にロータ軸の滑り軸受部分における温度の振る舞いに関して改良されているこの種類の電動モータを、提案すること。
【解決手段】本発明は、ロータ（３）とステータ（４）とを備え、ロータ（３）がロータ軸（２）を有し、ロータ軸（２）が滑り軸受（７）に、好ましくは球欠軸受の構成のものに、保持されている電動モータ（１）に関する。特にロータ軸の滑り軸受部分における温度の振る舞いに関して改良されているこの種類の電動モータを、提案するため、軸受筐体（１２）内の、滑り軸受（７）の径方向外側に、ロータ軸（２）の方向に広がる通気道（１７）が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータとステータとを備え、ロータがロータ軸を有し、ロータ軸が滑り軸受に、好ましくは球欠軸受の構成のものに、保持されている電動モータに関する。

この種の電動モータは知られている。そのような電動モータのロータ軸は、通常の態様で軸受けされ、これに関しては、玉軸受け、ころ軸受等の転がり軸受、並びに、球欠軸受等の滑り軸受が使用される。特に、小型モータ、例えば家庭用装置に使用されるもの、において、ロータ軸の軸受部分が相対的に高い温度で支配されることがある。これらの小型モータは、通常、高速回転の電動モータ、例えば、特に整流子型モータ又はリラクタンスモータである。この種の整流子型のモータは、例えば特許文献１から知られている。このロータ軸は、ロータの両端側で球欠軸受内に保持されている。
ドイツ国公開第１９８３３８０２Ａ１号公報

上記の技術の現状に鑑み、本発明の技術的課題は、特にロータ軸の滑り軸受部分における温度の振る舞いに関して改良されているこの種類の電動モータを、提案することにある。

この課題は、まずそして根本的に請求項１の対象によって解決されるが、ここにおいて、滑り軸受の径方向外側かつ軸受筐体の内側に、ロータ軸の方向に広がる通気道が形成されることが企図される。この通気道の構成によって、滑り軸受に足りる冷却が達成されている。この通気道を介して、空気は、滑り軸受に沿ってロータ軸方向に流れ、軸受部の冷却に寄与する。好ましくは、軸受筐体内において滑り軸受の周に亘って複数の、さらに好ましくは相互に均等な間隔で配置された通気道が、例えば、さらに滑り軸受に対して径方向に、これに足りる冷却が保証されるように距離を開けて、穴状に又は同等の貫通欠部状に設けられている。これに応じて、滑り軸受と通気道との径方向の距離は小さく設定されている。

他の請求項の対象は、以下に請求項１の対象と関連して説明されるが、それらの独立形式においても重要である。

さらに、通気道が、軸受筐体内に、滑り軸受に接して近傍に形成されることが企図される。その結果、通気道は、滑り軸受の軸受部分の周りの径方向に狭い部分に形成されている。これらは、例えば、滑り軸受収容部の一部をなすのでもよい。さらに、例えば、通気道は、滑り軸受を取り囲んでいる、滑り軸受程度の半径を有して滑り軸受に対して距離を開けている環状部分内に形成されるのでもよい。さらに好ましくは、通気道が径方向に関し滑り軸受に接し、必要であれば、滑り軸受を収容する軸受筐体の強度の材料で滑り軸受に距離を開けている、構成でもよい。滑り軸受は、さらに好ましくは、滑り軸受から外側に円筒状に突き出した軸受筐体内に、通気道と共に配置される。好ましい構成において、軸受筐体と通気道が、樹脂材部分として形成された筐体部分、即ち上記の軸受支持ブリッジ内に形成されるように企図される。ここにおいて、好ましくは、これは樹脂材の射出成形体である。この軸受支持ブリッジは、さらに好ましくは、整流子と共に機能する炭素電極の周要部と一体に形成される。軸受支持ブリッジがロータ軸上に軸方向外側から取付可能である、本発明の対象の変形は、特に取付容易であることが明らかである。この組立後、ロータ軸は、軸受支持ブリッジ内に支持された滑り軸受内に保持される。同時に、炭素電極用の収容部は、整流子に対して径方向に向けられる。さらに、これに関連して、軸受支持ブリッジがモータ筐体にフック止めされるのは、特に好ましいのは明らかである。このモータ筐体は、ロータ−ステータ集合体を取り囲む金属筐体であってもよいが、一方、炭素電極用の収容体及び滑り軸受用の軸受収容部を有する軸受支持ブリッジは樹脂材部分として形成される。フック止めによって、軸受支持ブリッジの組立ては、実質的に簡易である。さらに、径方向外側からロータ軸を取り囲んで、滑り軸受と共に機能するフックキャップが取り付けられている。ここにおいて、滑り軸受用の固定取付部材は、径方向外側で軸受支持ブリッジに支持される一方、弾性部を介して滑り軸受、例えば特に球欠軸受、上で径方向内側かつ軸方向に作用する。軸方向に外側から近づく予定された位置を通して、このクリップキャップの組立ては、実質的に簡素化される。さらに、クリップキャップが軸方向に露出したこの構成によって、滑り軸受に発生する熱の放熱の改良を可能にし、これが軸受支持ブリッジの樹脂材の悪い熱伝導度の影響を軽減し、改善する方向に補助する。好ましくは金属部分として形成されるクリップキャップは、通気道に繋がっていく貫通切部を有し、これらが、さらにクリップキャップの組立後に軸受支持ブリッジ部分に設けられた通気道に重なるように取り付けられている。また、モータ筐体内において、ロータと滑り軸受との間のロータ軸上にファンが設けられる。これは、まず、筐体内において、動作中の消費電力によって発生する熱の放出に使用される。このファンを介して、同時に、軸受支持ブリッジ部分の空気が通気道を通して吸われ、ロータ−滑り軸受部分の冷却能力の更なる上昇に寄与するという、更なる好ましい効果も明らかである。そうして、好ましくは、ロータ軸方向、即ち通気道を通る軸方向に、空気を吸い込み、径方向外側に吹き出す径方向ファンが設けられる。ここにおいて、さらに好ましくは、ファンは、その吸込み特性に関して、電力消費による熱の放出に加え、軸受の冷却に足りる気流が生成されるように選択されている。ファンは、好ましくは、モータ筐体内の、冷却する滑り軸受があるロータ側に、ロータ軸上に回転可能に保持されるが、代わりに、モータ筐体内の冷却する軸受と対向する軸端部に配置されるのでもよい。本発明の対象の変形において、滑り軸受とファンとの間に、この構成の結果、通気道を通って吸い込まれた空気がその上に導かれる整流子が配置されている。さらに、モータ筐体は、ファンを介して吸い込まれ径方向に出て行く空気の排出用の径方向の開口を有するのでもよい。

以下、本発明は、全部で２つの実施例が図示された付随の図面を参照してより明らかにされる。

まず、図１〜図４に関連して、基本的に、ロータ軸２、後者に固定されて配置され回転するロータ３及びステータ４、並びに整流子５からなる電動モータ１が図示され、記載されている。

図３から分かるように、ロータ軸２はロータ３の両側で枢支されているが、ここにおいて、ロータ軸２の整流子５と反対側の部分は、詳細には図示しない玉軸受６に保持されている。

整流子５を超えて突き出すロータ軸２の端部は、図示した実施例においては球欠軸受として構成されている滑り軸受７内に保持されている。

両方の軸受（玉軸受６及び滑り軸受７）は、電動モータ１の筐体側に保持されている。具体的には、例えば、玉軸受６が実質的に中空シリンダとして形成されたモータ筐体９の、軸方向外側に設けられるドーム部８内に保持される、構成が選択される。

モータ筐体９内に、ステータ４が固定されている。

対向する滑り軸受７は、他の筐体部分をなす軸受支持ブリッジ１０内に固定されている。これは、図示された実施例において、樹脂材料部分である。この軸受支持ブリッジ１０は、軸方向外側からロータ軸２上に取り付けられ、装置筐体９にフック止めされる。さらに、この部分はまた、機械的な、例えば、ネジ固定でも、その上にさらに接着剤を用いた固定でもよい。

軸受支持ブリッジ１０は、滑り軸受７を収容するための中央の浅鍋部１１を有する。このようにして形成された軸受筐体１２は、浅鍋部１１から軸方向外側に伸び、その内径が滑り軸受７の直径の略１．５〜２倍の深鍋部１３が形成されている。

滑り軸受７を越えて軸方向外側に突き出す軸端部の長さは、これ（軸端部）が深鍋部１３の鍋の開口面から突き出さないように調節されている。これに対して、対向する軸端部は、回転することになる連結部分、例えば、真空掃除機−吸い込みファンの駆動歯車等、用の連結部を部分的に保持するために、装置筐体のドーム部８を越えて外側に突き出している。

モータ筐体９とは分かれている軸受支持ブリッジ１０は、同時に、整流子５と共に機能する炭素電極１４の支持体でもある。これに応じて、ロータ軸の軸方向ｘに関して径方向に対向する２つの炭素電極収容シャフト１５が形成されている。これらは、収容することとなる炭素電極１４が整流子５に対して径方向に一列に調整するように、筐体部分１０の浅鍋部１１に対して軸方向に離れている。

軸受筐体側の浅鍋部１１において、ロータ軸方向ｘの周りに相互に均等に配置された複数の貫通切欠き１６が軸受底部内に設けられている。図示された実施例において、これらは、相互に６０°の角度をとり、図２の図形の輪郭において軸受に向けて開口する長溝形状に形成されている、６つの貫通欠部１６である。これらの貫通欠部１６は、深鍋部１３によって仕切られた軸受筐体１２又は浅鍋部１１内に配置され、同様に、収容する滑り軸受７に接して近傍にかつこれに向いている。

これらの貫通欠部１６は、軸方向に広がる通気道１７を形成する。

滑り軸受７と共に機能するため、特にそれ自身の固定取付のために、軸方向外側から金属部として形成されたクリップキャップ２０がロータ軸上に取り付けられる。これは、軸受筐体１２内において、バネクリップ作用の下で滑り軸受７上にプレス成形された舌状バネ部２１を据える。

特に、図９の斜視図から分かるように、クリップキャップ２０は、軸受筐体１２内に通気道１７に繋がっていき、上記の舌状バネ部２１のプレス成形で除かれて実現されている貫通切部２２が設けられている。

これらの貫通切部２２によって、ファン１８を介して吸い込まれた空気が、滑り軸受７の冷却のために軸受筐体側の貫通欠部１６を通って流れ込むことができる。

滑り軸受７に達する軸方向の空気の流れと関連して、クリップキャップ２０が軸方向外側に設けられる構成を介して、同時に、軸受部に発生する熱の処理が軸方向外側から好適に達成される。さらに、クリップキャップ２０が軸方向外側に設けられる構成を介して、実質的にこれらの組立ても容易になる。

図１０に図示するように、通気道１７を構成する貫通切部１６は、代わりに、これらが軸受に向いていない開口として構成されるのでもよい。浅鍋部１１の周りにこれに対して放射状に仕切られて設けられた貫通欠部１６は、軸受支持の安定性向上という利点を提供する、何故ならば、浅鍋部１１のセグメント化がなされないからである。これが原因の通気道１７の断面の減少は、図１０から分かるように、貫通欠部１６の数が増大することによって、補償される。貫通欠部１６とクリップキャップ２０のプレス成形による貫通切部２２との流体工学的に好ましい重なりの同一性を得るために場合によっては不可欠なクリップキャップ２０の径方向の調整は、この構成の変形によって必要とされない。

冷却特性の更なる改善のため、整流子５とロータ３との間のロータ軸２上に、さらにファン１８が回転可能に固定されて配置されている。これは、径方向に広がるファンをなすと共に、電動モータ１の動作中に、モータ筐体９内に発生する電力消費による熱を運び去ることに加え、滑り軸受７の周りに配置された貫通欠部１６であって冷却空気がそこから流れていって整流子５に向けて径方向外側に吹き付けられるもの、を通しての冷却空気の吸上げを生じさせる。これに応じて、軸受支持ブリッジ１０、及び、この筐体部分と重なって位置するモータ筐体９の端部は、出口開口を自由に利用可能となっている。気流は、図３に矢印ａによって模式的に図示されている。

本発明による解決によって、滑り軸受７（球欠軸受）の冷却の改良が達成される。

全ての開示された特徴は、（それ自身が）発明の要部をなす。これでもって、出願の開示において、付随／同封の優先権の基礎書面（先の出願のコピー）の公開内容は、また十分に取り込まれ、この書面の目的及び特徴に関しても、また、先の出願の特許請求の範囲内に含まれている。

本発明による電動モータの側面図である。 図１の矢印ＩＩ方向の正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断面の図である。 電動モータの斜視図である。 ロータ軸用の軸受筐体をなす軸受支持ブリッジの全体の正面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ切断面の図である。 軸受支持ブリッジの正面方向からの全体的な斜視図である。 電動モータのロータ及びステータが向けられる軸受支持ブリッジの背面方向からの全体的な斜視図である。 軸受支持ブリッジ、配置されるロータ軸と整流子、及び軸受支持ブリッジ内に保持される炭素電極の分解斜視図である。 図５に対応する、通気道開口の他の配置及び構成を示す正面図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ ロータ軸
３ ロータ
４ ステータ
５ 整流子
６ 玉軸受
７ 滑り軸受
８ ドーム部
９ モータ筐体
１０ 軸受支持ブリッジ
１１ 浅鍋部
１２ 軸受筐体
１３ 深鍋部
１４ 炭素電極
１５ 炭素電極収容シャフト
１６ 貫通欠部
１７ 通気道
１８ ファン
１９ 出口開口
２０ クリップキャップ
２１ 舌状バネ部
２２ 貫通切部

Claims (11)

1. ロータ（３）とステータ（４）とを備え、ロータ（３）がロータ軸（２）を有し、ロータ軸（２）が滑り軸受（７）に、好ましくは球欠軸受の構成のものに、保持されている電動モータ（１）において、
   滑り軸受（７）の径方向外側かつ軸受筐体（１２）の内側に、ロータ軸（２）の方向に広がる通気道（１７）が形成されていることを特徴とする電動モータ。
2. 通気道（１７）が、軸受筐体（１２）の内側に、滑り軸受（７）に接して近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 滑り軸受（７）は、通気道（１７）と共に、滑り軸受（７）よりも外側に突き出した円筒状の軸受筐体（１２）の内側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ。
4. 軸受筐体（１２）と通気道（１７）が、樹脂で形成された軸受支持ブリッジ（１０）内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電動モータ。
5. 軸受支持ブリッジ（１０）が、整流子（５）と共に機能する炭素電極（１４）用の収容部（１５）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電動モータ。
6. 軸受支持ブリッジ（１０）が、外側からロータ軸（２）上に取り付け可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動モータ。
7. 軸受支持ブリッジ（１０）が、モータ筐体（９）にフック止めされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動モータ。
8. 滑り軸受（７）と共に機能するクリップキャップ（２０）が、外側からロータ軸（２）を取り囲むように取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電動モータ。
9. 金属部分として形成されたクリップキャップ（２０）が、通気道（１７）に繋がっていく貫通切部（２２）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電動モータ。
10. ロータ（３）と滑り軸受（７）との間のロータ軸（２）上に、ファン（１８）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の電動モータ。
11. 滑り軸受（７）とファン（１８）との間に整流子（５）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の電動モータ。

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