JP2010028918A - Cooling structure of electric motor - Google Patents

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Naoki Shioda
直樹 塩田
Yoshichika Kawashima
義親 川島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure of an electric motor for further prolonging the service life of a brush by further suppressing an increase in the temperature of the brush. <P>SOLUTION: Provided is the cooling structure of an electric motor 1 equipped with a yoke 2, an end bracket 17 for covering one end of the yoke 2, and an armature 3 disposed in the inside of the yoke 2 and freely rotatably supported on the end bracket 17; and a brush slidably contacting a commutator provided on the armature 3 and feeding power is disposed on the inner surface of the end bracket 17. In the cooling structure, a first ventilating hole 25 is formed on an end portion 2b forming the bottom surface of the yoke 2, and a second ventilating hole 27 is formed near the brush of the end bracket 17. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動モータの冷却構造に係り、特に自動車用のファンモータの冷却構造に関するものである。   The present invention relates to a cooling structure for an electric motor, and more particularly to a cooling structure for a fan motor for an automobile.

一般に、自動車用のファンモータとして用いられるブラシ付きの電動モータは、内周面に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に配置された構成となっている場合が多い。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには軸方向に長いティースが複数形成され、ここにコイルが巻装されている。
各コイルは、回転軸に取り付けられたコンミテータの複数のセグメントに接続されている。コンミテータはコイルに電流を供給し、整流を行うためのものであって、複数のセグメントとブラシとが摺接している。
Generally, an electric motor with a brush used as a fan motor for an automobile has a configuration in which an armature in which an armature coil is wound inside a cylindrical yoke with a permanent magnet attached to an inner peripheral surface is rotatably arranged. In many cases. The armature has an armature core that is externally fixed to the rotating shaft. A plurality of teeth that are long in the axial direction are formed on the armature core, and a coil is wound around the teeth.
Each coil is connected to a plurality of segments of a commutator attached to the rotating shaft. The commutator is for supplying current to the coil and performing rectification, and the plurality of segments and the brush are in sliding contact with each other.

ブラシは外部電源に電気的に接続されセグメントに電圧を印加するためのものであって、ブラシホルダ内にコンミテータ(セグメント)に対して進退自在に収納されている。ブラシホルダは、ホルダステーを介してヨークの開口部を覆蓋するブラケットに固定されている。
ブラシがセグメントに電圧を印加するとコイルに電流が供給され、アーマチュアコアに磁界が形成される。そして、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が回転する。この回転によってブラシが摺接するセグメントが順次変更されて機械的に整流が行われ、アーマチュアコアが継続的に回転する。
The brush is electrically connected to an external power source and applies a voltage to the segment. The brush is housed in the brush holder so as to be movable back and forth with respect to the commutator (segment). The brush holder is fixed to a bracket that covers the opening of the yoke via a holder stay.
When the brush applies a voltage to the segment, current is supplied to the coil and a magnetic field is formed in the armature core. And a rotating shaft rotates by the magnetic attractive force and repulsive force which arise between this magnetic field and a permanent magnet. As a result of this rotation, the segments in sliding contact with the brush are sequentially changed and mechanically rectified, and the armature core continuously rotates.

ここで、ブラシ付きの電動モータは、アーマチュアの回転に伴い、ブラシがセグメントと接触、および離間を繰り返すことになる。このため、セグメント間電圧が大きいとブラシがセグメントから離間する際、コイルに蓄電された電磁エネルギーが放出されることによりブラシとセグメントとの間で放電が発生することがある。
ブラシとセグメントとの間で放電が発生すると、ブラシ、およびセグメントが放電摩耗を起こしてブラシ温度が上昇し、ブラシの摩耗が促進されるおそれがある。
Here, in the electric motor with a brush, as the armature rotates, the brush repeatedly contacts and separates from the segment. For this reason, when the voltage between the segments is large, when the brush is separated from the segment, the electromagnetic energy stored in the coil is released, so that discharge may occur between the brush and the segment.
When a discharge occurs between the brush and the segment, the brush and the segment are subjected to discharge wear, the brush temperature rises, and the brush wear may be accelerated.

このため、セグメント間電圧を低減して、ブラシ温度の上昇を抑制するためのさまざまな技術が提案されている。例えば、ティースに巻装されるコイルを5相(U,V,W,X,Y相)構造とすることで、3相(U,V,W相)構造のコイルを有する電動モータよりもセグメント間電圧を低減させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−136343号公報
For this reason, various techniques for reducing the voltage between segments and suppressing the increase in brush temperature have been proposed. For example, the coil wound around the teeth has a five-phase (U, V, W, X, Y phase) structure, so that it is more segmented than an electric motor having a three-phase (U, V, W phase) coil. A technique for reducing the inter-voltage is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2008-136343 A

しかしながら、上述の従来技術にあっては、セグメント間電圧を低減してもモータ内部の温度上昇、つまり、コイルの温度上昇やモータの使用環境温度の上昇に伴ってブラシ温度が上昇してしまい、効果的にブラシ温度の上昇を抑制し難い。このため、ブラシの長寿命化を図るのに限界があるという課題がある。   However, in the above-described prior art, even if the voltage between segments is reduced, the temperature inside the motor rises, that is, the brush temperature rises as the coil temperature rises or the motor operating environment temperature rises. It is difficult to effectively suppress an increase in brush temperature. For this reason, there is a problem that there is a limit in extending the life of the brush.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、さらにブラシ温度の上昇を抑制することができ、よりブラシの長寿命化を図ることができる電動モータの冷却構造を提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and further provides a cooling structure for an electric motor that can further suppress an increase in brush temperature and can extend the life of the brush. Is.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、筒部を有するヨークと、前記ヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットと、前記ヨークの内側に配設され前記エンドブラケットに回転自在に支持されるアーマチュアとを備え、前記エンドブラケットの内面に、前記アーマチュアに設けられたコンミテータに摺接して給電を行うブラシを配設した電動モータの冷却構造において、前記ヨークの底面を構成するエンド部に第一通風孔を形成すると共に、前記エンドブラケットの前記ブラシの近傍に第二通風孔を形成したことを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記エンドブラケットの内面に、前記ブラシを収納するための凹部を形成し、この凹部の周面に前記第二通風孔を形成してもよい。
このように構成することで、ヨーク内部に軸方向に沿って空気が通過する通風路を形成することができる。また、通風路の途中にブラシを設けることになるので、ブラシの温度上昇を効果的に抑制することが可能になる。さらに、エンドブラケットに形成された第二通風孔をブラシの近傍に形成しているので、より効果的にブラシの温度上昇を抑制することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a yoke having a cylindrical portion, an end bracket that covers one end of the yoke, and an inner side of the yoke that is rotatable on the end bracket. An end portion of the yoke constituting the bottom surface of the yoke in the cooling structure of the electric motor, wherein the end bracket is provided with a brush that slidably contacts the commutator provided on the armature and that supplies power to the inner surface of the end bracket. A first ventilation hole is formed in the portion, and a second ventilation hole is formed in the vicinity of the brush of the end bracket.
In this case, as in the invention described in claim 2, a recess for storing the brush may be formed on the inner surface of the end bracket, and the second ventilation hole may be formed on the peripheral surface of the recess. .
By comprising in this way, the ventilation path through which air passes along an axial direction can be formed in a yoke inside. Moreover, since a brush is provided in the middle of a ventilation path, it becomes possible to suppress the temperature rise of a brush effectively. Furthermore, since the 2nd ventilation hole formed in the end bracket is formed in the vicinity of a brush, the temperature rise of a brush can be suppressed more effectively.

請求項3に記載した発明は、前記エンドブラケットに、外部機器に固定するための複数のステーを設け、前記複数のステーの配置箇所を前記第二通風孔の形成位置を周方向で避けた位置に設定したことを特徴とする。
このように構成することで、エンドブラケットにステーを設けた場合であっても、エンドブラケットに第二通風孔を形成する際、ステーが邪魔になることがない。
According to a third aspect of the present invention, the end bracket is provided with a plurality of stays for fixing to an external device, and the positions where the plurality of stays are arranged are avoided in the circumferential direction. It is characterized by being set to.
With this configuration, even when the stay is provided in the end bracket, the stay does not interfere when the second ventilation hole is formed in the end bracket.

請求項1、および請求項2に記載した発明によれば、ヨーク内部に軸方向に沿って空気が通過する通風路を形成することができる。また、通風路の途中にブラシを設けることになるので、ブラシの温度上昇を効果的に抑制することが可能になる。さらに、エンドブラケットに形成された第二通風孔をブラシの近傍に形成しているので、より効果的にブラシの温度上昇を抑制することができる。このため、さらにブラシの長寿命化を図ることが可能になる。   According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to form a ventilation path through which air passes along the axial direction inside the yoke. Moreover, since a brush is provided in the middle of a ventilation path, it becomes possible to suppress the temperature rise of a brush effectively. Furthermore, since the 2nd ventilation hole formed in the end bracket is formed in the vicinity of a brush, the temperature rise of a brush can be suppressed more effectively. For this reason, it is possible to further extend the life of the brush.

請求項3に記載した発明によれば、エンドブラケットにステーを設けた場合であっても、エンドブラケットに第二通風孔を形成する際、ステーが邪魔になることがない。このため、エンドブラケットに第二通風孔を容易に形成することが可能になり、製造コストの低減を図ることができる。   According to the third aspect of the present invention, even when the stay is provided on the end bracket, the stay does not get in the way when the second ventilation hole is formed in the end bracket. For this reason, it becomes possible to form a 2nd ventilation hole easily in an end bracket, and can aim at reduction of manufacturing cost.

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、ブラシ付きの電動モータ1は所謂DCブラシ付モータであって、自動車のラジエータ冷却用のファンモータとして用いられる。電動モータ1は、有底円筒形状のヨーク2内に回転自在に設けられたアーマチュア3を備え、ヨーク2の開口部2cをエンドブラケット17で覆蓋している。そして、電動モータ1はアーマチュア3の回転軸5が水平方向に沿うような状態で自動車のラジエータに取り付けられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the electric motor 1 with a brush is a so-called DC brush motor, and is used as a fan motor for cooling a radiator of an automobile. The electric motor 1 includes an armature 3 that is rotatably provided in a bottomed cylindrical yoke 2 and covers an opening 2 c of the yoke 2 with an end bracket 17. And the electric motor 1 is attached to the radiator of the motor vehicle with the rotating shaft 5 of the armature 3 along the horizontal direction.

ヨーク2の筒部である周壁2aには、内面に周方向に沿って永久磁石4が8つ並設されている。ヨークのエンド部(底面)2bには、複数(この実施形態では12個)の第一通風孔25が周方向に等間隔で形成されている。この第一通風孔25は、電動モータ1の内部に空気を取り込み、電動モータ1の内部を冷却するためのものである。各第一通風孔25には、電動モータ1の内部へ水を侵入し難くするための鍔部26が設けられている。各鍔部26は、それぞれ第一通風孔25の上半縁、つまり、重力における上半分から外側に向かって斜め下方に立ち上げ形成されている。
また、ヨーク2のエンド部(底部)2bには、径方向略中央にボス部10が形成されている。このボス部10には、アーマチュア3の回転軸5を挿通するための挿通孔11が形成されていると共に、回転軸5の一端側を回転自在に支持するための軸受け12が内装されている。
Eight permanent magnets 4 are juxtaposed along the circumferential direction on the inner surface of the peripheral wall 2a that is the cylindrical portion of the yoke 2. A plurality (twelve in this embodiment) of first vent holes 25 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the end portion (bottom surface) 2b of the yoke. The first ventilation hole 25 is for taking air into the electric motor 1 and cooling the electric motor 1. Each first ventilation hole 25 is provided with a flange 26 for making it difficult for water to enter the electric motor 1. Each flange portion 26 is formed so as to rise obliquely downward from the upper half edge of the first ventilation hole 25, that is, from the upper half in gravity.
Further, a boss portion 10 is formed in the end portion (bottom portion) 2b of the yoke 2 at a substantially radial center. The boss portion 10 is formed with an insertion hole 11 for inserting the rotation shaft 5 of the armature 3 and a bearing 12 for rotatably supporting one end side of the rotation shaft 5.

アーマチュア3は、回転軸5に外嵌固定されたアーマチュアコア6と、アーマチュアコア6に巻装されたアーマチュアコイル7と、回転軸5の他端側に配置されたコンミテータ13とから構成されている。アーマチュアコア6は、複数の金属板を軸方向に積層したり、軟磁性粉末を加圧成形したりすることで成るものである。   The armature 3 includes an armature core 6 that is externally fitted and fixed to the rotating shaft 5, an armature coil 7 that is wound around the armature core 6, and a commutator 13 that is disposed on the other end side of the rotating shaft 5. . The armature core 6 is formed by laminating a plurality of metal plates in the axial direction or press-molding soft magnetic powder.

図3、図4に示すように、アーマチュアコア6は、回転軸5に外嵌固定される略円環状の回転軸固定部61を有している。回転軸固定部61に形成されている挿通孔61aに回転軸5が圧入固定されている。この回転軸固定部61の径方向外側には、回転軸固定部61と同心円上に形成された外側環状部62が設けられている。これら回転軸固定部61と外側環状部62との間には、両者61,62に跨り互いを連結するスポーク部63が周方向に等間隔で5本設けられている。すなわち、アーマチュアコア6には、回転軸固定部61、外側環状部62、およびスポーク部63によって、軸方向に貫通し、かつ軸方向平面視略扇状の貫通孔64が5つ形成されていることになる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the armature core 6 has a substantially annular rotary shaft fixing portion 61 that is fitted and fixed to the rotary shaft 5. The rotary shaft 5 is press-fitted and fixed in an insertion hole 61 a formed in the rotary shaft fixing portion 61. An outer annular portion 62 formed concentrically with the rotation shaft fixing portion 61 is provided on the outer side in the radial direction of the rotation shaft fixing portion 61. Between the rotary shaft fixing portion 61 and the outer annular portion 62, five spoke portions 63 are provided at equal intervals in the circumferential direction so as to extend over both the portions 61 and 62. That is, the armature core 6 is formed with five through-holes 64 penetrating in the axial direction and substantially fan-shaped in plan view in the axial direction by the rotating shaft fixing portion 61, the outer annular portion 62, and the spoke portion 63. become.

外側環状部62の径方向外側には、軸方向平面視略T字状のティース36が周方向に沿って等間隔に10個放射状に形成されている。隣接するティース36間には、蟻溝状のスロット37が形成されている。スロット37は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に10個形成されている。そして、このスロット37にエナメル被覆の巻線38が通され、この巻線38が不図示のインシュレータを介して集中巻にてティース36に巻装されている。これにより、アーマチュアコア6の外周に複数のアーマチュアコイル7が形成されるようになっている。   On the radially outer side of the outer annular portion 62, ten teeth 36 that are substantially T-shaped in plan view in the axial direction are radially formed at equal intervals along the circumferential direction. Between adjacent teeth 36, a dovetail slot 37 is formed. Ten slots 37 extend along the axial direction, and are formed at equal intervals along the circumferential direction. An enamel-coated winding 38 is passed through the slot 37, and the winding 38 is wound around the tooth 36 by concentrated winding via an insulator (not shown). As a result, a plurality of armature coils 7 are formed on the outer periphery of the armature core 6.

また、アーマチュアコア6には、径方向中央に軸方向の平面視で略円形の凹部30,30が形成されている。これら凹部30,30のうち、コンミテータ13側に形成されている凹部30には、リング状のガイド部66がインロー嵌合されている。このガイド部66は、各ティース36間に配索される巻線38の渡り線部分が後述するコンミテータ13のライザ43と干渉しないようにするためのものである。   The armature core 6 is formed with substantially circular recesses 30 in the axial center in the radial center. Of these recesses 30, 30, a ring-shaped guide portion 66 is fitted into the recess 30 formed on the commutator 13 side. The guide portion 66 is for preventing the crossover portion of the winding 38 routed between the teeth 36 from interfering with the riser 43 of the commutator 13 described later.

コンミテータ13は、回転軸5に外嵌固定され円柱状に形成されている樹脂モールド体40と、この樹脂モールド体40の外周面に露出配設された20枚のセグメント41と、樹脂モールド体40に埋設され20枚のセグメント41のうちの同電位セグメント同士を短絡させる短絡部材42とで構成されている。
セグメント41は軸方向に長い板状の金属片から成るものであって、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。これらセグメント41のうち、周方向に等間隔で存在する5枚のセグメント41には、アーマチュアコア6側の端部に外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ43が一体成形されている。
The commutator 13 includes a resin mold body 40 that is externally fixed to the rotary shaft 5 and formed in a columnar shape, 20 segments 41 that are exposed on the outer peripheral surface of the resin mold body 40, and the resin mold body 40. And the short-circuit member 42 that short-circuits the same potential segments of the 20 segments 41.
The segment 41 is made of a plate-like metal piece that is long in the axial direction, and is fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction while being insulated from each other. Among these segments 41, five segments 41 that are present at equal intervals in the circumferential direction are integrally formed with a riser 43 that is folded back to the outer diameter side at the end on the armature core 6 side.

ライザ43はセグメント41にアーマチュアコイル7を接続させるためのものであって、アーマチュアコイル7から引き出された巻線38の巻き始め端と巻き終わり端とがそれぞれ掛け回わされ、ヒュージングにより固定されるようになっている。これにより、セグメント41とこれに対応するアーマチュアコイル7とが電気的に接続される。
短絡部材42は、複数の短絡リング46を軸方向に間隔をあけて積層したものである。
すなわち、同電位セグメント同士を1つの短絡リング46で短絡させている。
The riser 43 is for connecting the armature coil 7 to the segment 41. The winding start end and the winding end end of the winding 38 drawn from the armature coil 7 are respectively wound around and fixed by fusing. It has become so. Thereby, the segment 41 and the armature coil 7 corresponding to this are electrically connected.
The short-circuit member 42 is formed by laminating a plurality of short-circuit rings 46 at intervals in the axial direction.
That is, the same potential segments are short-circuited by one short ring 46.

ここで、本実施形態の電動モータ1は、永久磁石4(磁極)が8個、スロット37が10個、セグメント41が20枚であって、アーマチュアコア6のティース36に巻線38が集中巻にて巻装された8極10スロット20セグメントの5相直流モータである。このため、4つ置きに配置されたセグメント41が同電位セグメント同士となる。したがって、同電位セグメントの組みが5つ形成されるので、短絡部材42は5つの短絡リング46で構成されている。   Here, the electric motor 1 of the present embodiment has eight permanent magnets 4 (magnetic poles), ten slots 37, and twenty segments 41, and windings 38 are concentrated on the teeth 36 of the armature core 6. It is an 8-pole 10-slot 20-segment 5-phase direct current motor wound around. Therefore, every fourth segment 41 is the same potential segment. Accordingly, since five sets of equipotential segments are formed, the short-circuit member 42 is composed of five short-circuit rings 46.

図1〜図3に示すように、エンドブラケット17は、金属製で略円板状に形成されたものであって、中央の大部分に外側に向かって突出する凸部15が形成されている。凸部15を形成することによって、内面側が凹状になる。この凹状の凸部15の内面側は、後述するブラシ22を収納するための収納凹部16として機能する。
凸部15のエンド部(底部)15aには、径方向略中央に、段差によってさらに外側に突出するボス部18が形成されている。このボス部18には、回転軸5の他端側を回転自在に支持するための軸受け19が圧入固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the end bracket 17 is made of metal and is formed in a substantially disc shape, and a convex portion 15 that protrudes outward is formed in a large part of the center. . By forming the convex portion 15, the inner surface side becomes concave. The inner surface side of the concave convex portion 15 functions as an accommodating concave portion 16 for accommodating a brush 22 described later.
A boss portion 18 is formed on the end portion (bottom portion) 15a of the convex portion 15 so as to protrude further outward due to a step at a substantially radial center. A bearing 19 for rotatably supporting the other end side of the rotating shaft 5 is press-fitted and fixed to the boss portion 18.

エンドブラケット17の外周部側には、外側に向かって延出するステー9が3箇所設けられている。このステー9は、電動モータ1を固定するときに使用されるものであって、バーリング加工によって形成されヨーク2とは反対側に向かって突出するボルト孔9aが設けられている。
エンドブラケット17の収納凹部16には、ホルダステー20が取り付けられている。ホルダステー20は、樹脂製で略円板状に形成されたものであって、この内面にブラシホルダ21が4つ固定されている。
Three stays 9 extending outward are provided on the outer peripheral side of the end bracket 17. This stay 9 is used when fixing the electric motor 1, and is provided with a bolt hole 9 a that is formed by burring and projects toward the side opposite to the yoke 2.
A holder stay 20 is attached to the storage recess 16 of the end bracket 17. The holder stay 20 is made of resin and formed in a substantially disc shape, and four brush holders 21 are fixed to the inner surface.

図3、図5に示すように、ブラシホルダ21は真鋳などで直方体の箱状に形成されたものであって、長手方向が径方向に沿うように放射状に配置されている。ブラシホルダ21には、それぞれブラシ22がコイルスプリング23を介して付勢された状態でコンミテータ13に対して進退自在に内装されている。これらブラシ22の先端部は、コイルスプリング23によって付勢されているためコンミテータ13のセグメント41に摺接した状態になっている。   As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the brush holder 21 is formed in a rectangular parallelepiped box shape by true casting or the like, and is arranged radially so that the longitudinal direction is along the radial direction. The brush holder 21 is provided with a brush 22 that is urged via a coil spring 23 so that the brush 22 can advance and retreat relative to the commutator 13. The tips of the brushes 22 are urged by the coil springs 23 and are in sliding contact with the segments 41 of the commutator 13.

ブラシ22は、陽極側ブラシ22aと陰極側ブラシ22bとの組みを2つ備えた構成となっている。そして、陽極側ブラシ22a、および陰極側ブラシ22bは、それぞれ同極側同士のブラシ22が機械角で90°周方向に間隔をあけた状態で配置され、異極側同士のブラシ22が一方で機械角135°、他方で機械角45°周方向に間隔をあけた状態で配置されている。   The brush 22 is configured to include two sets of an anode side brush 22a and a cathode side brush 22b. The anode-side brush 22a and the cathode-side brush 22b are arranged in such a state that the same-polarity-side brushes 22 are spaced apart in the circumferential direction by a mechanical angle of 90 °. They are arranged with a mechanical angle of 135 ° and on the other hand a mechanical angle of 45 ° in the circumferential direction.

すなわち、この実施形態では8つの永久磁石4が周方向に等間隔で配設されているので、同極側同士のブラシ22は電気角で360°周方向に間隔をあけた状態で配置され、異極側同士のブラシ22は電気角で180°周方向に間隔をあけた状態で配置されていることになる。そして、同極側同士のブラシが一箇所に集中配置された状態になっている。つまり、陽極側ブラシ22a,22aは、ホルダステー20の右半分(図5における紙面右半分)に配置された状態である一方、陰極側ブラシ22b,22bは、ホルダステー20の左半分(図5における紙面左半分)に配置された状態になっている。   That is, in this embodiment, since the eight permanent magnets 4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the brushes 22 on the same pole side are arranged with an electrical angle of 360 ° in the circumferential direction, The brushes 22 on the opposite pole sides are arranged in a state where they are spaced apart in the circumferential direction by an electrical angle of 180 °. And the brushes of the same polarity side are in a state of being concentrated at one place. That is, the anode side brushes 22a and 22a are arranged in the right half of the holder stay 20 (the right half of the paper surface in FIG. 5), while the cathode side brushes 22b and 22b are the left half of the holder stay 20 (the paper surface in FIG. 5). The left half) is placed.

また、ホルダステー20には、互いに機械角で135°間隔をあけて配置されている陽極側ブラシ22aと陰極側ブラシ22bとの間の略中央に、給電部70が設けられている。この給電部70は陽極側ブラシ22aと陰極側ブラシ22bとに電力を供給するためのものであって、不図示の外部電源が電気的に接続されている。さらに、給電部70には、ホルダステー20にインサートモールドされている陽極側ターミナル71、および陰極側ターミナル72の一端がそれぞれ接続されている。   In addition, the holder stay 20 is provided with a power feeding unit 70 at the approximate center between the anode-side brush 22a and the cathode-side brush 22b that are spaced apart from each other by a mechanical angle of 135 °. The power supply unit 70 supplies power to the anode side brush 22a and the cathode side brush 22b, and is electrically connected to an external power source (not shown). Furthermore, one end of an anode-side terminal 71 and a cathode-side terminal 72 that are insert-molded in the holder stay 20 are connected to the power supply unit 70.

陽極側ターミナル71は、給電部70と陽極側ブラシ22a,22aとを接続するためのものであって、2つの陽極側ブラシ22a,22a近傍に露出部74を有している。陽極側ブラシ22aのピグテール73は陽極側ターミナル71の露出部74に接続されており、これによって、給電部70と電気的に接続された状態になっている。
一方、陰極側ターミナル72は、給電部70と陰極側ブラシ22b,22bとを接続するためのものであって、2つの陰極側ブラシ22b,22b近傍に露出部75を有している。陰極側ブラシ22bのピグテール73は陰極側ターミナル72の露出部75に接続されており、これによって、給電部70と電気的に接続された状態になっている。
The anode-side terminal 71 is for connecting the power feeding unit 70 and the anode-side brushes 22a and 22a, and has an exposed portion 74 in the vicinity of the two anode-side brushes 22a and 22a. The pigtail 73 of the anode-side brush 22a is connected to the exposed portion 74 of the anode-side terminal 71, thereby being electrically connected to the power feeding portion 70.
On the other hand, the cathode side terminal 72 is for connecting the power supply unit 70 and the cathode side brushes 22b and 22b, and has an exposed portion 75 in the vicinity of the two cathode side brushes 22b and 22b. The pigtail 73 of the cathode-side brush 22b is connected to the exposed portion 75 of the cathode-side terminal 72, thereby being electrically connected to the power feeding portion 70.

そして、外部電源の電力は、給電部70、各ターミナル71,72、ピグテール73、ブラシ22、およびセグメント41を介してアーマチュアコイル7に供給される。
このような構成のもと、ホルダステー20は、給電部70が重力下方側に位置するようにエンドブラケット17の収納凹部16に取り付けられる。すなわち、機械角45°周方向に間隔をあけた状態で配置されている異極側同士の2つのブラシ22が重力上方側に位置している。
Then, the electric power of the external power source is supplied to the armature coil 7 via the power feeding unit 70, the terminals 71 and 72, the pigtail 73, the brush 22, and the segment 41.
With such a configuration, the holder stay 20 is attached to the storage recess 16 of the end bracket 17 so that the power feeding unit 70 is located on the gravity lower side. That is, the two brushes 22 on the opposite pole sides, which are arranged in a state where the mechanical angle is 45 ° in the circumferential direction, are located on the gravity upper side.

ここで、図1、図2、図6に示すように、エンドブラケット17には、凸部15の周面15bに第二通風孔27が複数形成されている。この第二通風孔27は、ヨーク2のエンド部2bに形成された第一通風孔25と同様に電動モータ1の内部に空気を取り込むためのものである。第二通風孔27は、隣接して並設された2つの第二通風孔27,27を1つの組みとし、この組みを周方向に3箇所等間隔に形成している。   Here, as shown in FIGS. 1, 2, and 6, the end bracket 17 is formed with a plurality of second ventilation holes 27 on the peripheral surface 15 b of the convex portion 15. The second ventilation hole 27 is for taking air into the electric motor 1 in the same manner as the first ventilation hole 25 formed in the end portion 2 b of the yoke 2. The 2nd ventilation hole 27 makes two 2nd ventilation holes 27 and 27 adjacently arranged in parallel as one group, and forms this group at three equal intervals in the circumferential direction.

第二通風孔27は、周方向に長く、平面視略長方形状に開口形成されており、かつこの第二通風孔27を隣接配置して1組みとしたとき、1組みの第二通風孔27,27の長さが凸部15の周面15bの周長の約1/8よりもやや大きくなる程度に設定されている(図6における二点鎖線参照)。
このように形成された第二通風孔27は、このうち1組みが重力上方に位置するようにして周方向に3箇所等間隔に配置されている。すなわち、各第二通風孔27は、各ブラシ22の近傍に形成されていることになる。
The second ventilation holes 27 are long in the circumferential direction and are formed in a substantially rectangular shape in plan view. When the second ventilation holes 27 are arranged adjacent to each other, one set of the second ventilation holes 27 is provided. , 27 is set to be slightly larger than about 1/8 of the circumferential length of the peripheral surface 15b of the convex portion 15 (see the two-dot chain line in FIG. 6).
The second ventilation holes 27 formed in this way are arranged at three equal intervals in the circumferential direction so that one of them is positioned above gravity. That is, each second ventilation hole 27 is formed in the vicinity of each brush 22.

また、図6に示すように、エンドブラケット17の外周部側に設けられている3つのステー9の位置は、第二通風孔27の形成箇所を周方向で避けた位置に設定されている。すなわち、1組みの第二通風孔27は、周方向に3箇所等間隔で形成されているので、ステー9は、第二通風孔27の形成箇所を周方向で避けるようにして周方向に3箇所等間隔で設けられていることになる。   Further, as shown in FIG. 6, the positions of the three stays 9 provided on the outer peripheral side of the end bracket 17 are set at positions where the formation positions of the second ventilation holes 27 are avoided in the circumferential direction. That is, since the pair of second ventilation holes 27 are formed at three equal intervals in the circumferential direction, the stay 9 is arranged in the circumferential direction so as to avoid the formation positions of the second ventilation holes 27 in the circumferential direction. It is provided at equal intervals.

次に、図1、図6に基づいて電動モータ1の周囲の空気の流れについて説明する。
電動モータ1には、ヨーク2のエンド部2aに第一通風孔25が形成され、エンドブラケット17の凸部15の周面15bに第二通風孔27が形成されているので、例えば、第一通風孔25から電動モータ1の内部へと流入する空気は、第二通風孔27から排気されたり、再び第一通風孔25に戻ってここから排気されたりする(図1、図6における矢印参照)。
Next, the flow of air around the electric motor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 6.
In the electric motor 1, the first ventilation hole 25 is formed in the end portion 2 a of the yoke 2, and the second ventilation hole 27 is formed in the peripheral surface 15 b of the convex portion 15 of the end bracket 17. The air flowing into the electric motor 1 from the vent hole 25 is exhausted from the second vent hole 27 or returned to the first vent hole 25 and exhausted from here (see arrows in FIGS. 1 and 6). ).

一方、第二通風孔27から電動モータ1の内部へと流入する空気は、第一通風孔25から排気されたり、再び第二通風孔27に戻ってここから排気されたりする(図1、図6における矢印参照)。すなわち、電動モータ1には、内部に軸方向に沿った通風路TLが形成されることになる。そして、各ブラシ22は、電動モータ1の通風路TLの途中に配置された状態になる。   On the other hand, the air flowing into the electric motor 1 from the second ventilation hole 27 is exhausted from the first ventilation hole 25 or returned to the second ventilation hole 27 and exhausted from here (FIGS. 1 and 2). (See arrow in 6). That is, the electric motor 1 is provided with a ventilation path TL along the axial direction. And each brush 22 will be in the state arrange | positioned in the middle of the ventilation path TL of the electric motor 1. FIG.

したがって、上述の実施形態によれば、外部から流入した空気が各ブラシ22に十分に当たり、外気と効率的に熱交換を行うことができる。このため、各ブラシ22の温度上昇を効果的に抑制することが可能になり、ブラシの長寿命化を図ることができる。
また、各第二通風孔27が各ブラシ22の近傍に形成されているので、より効率的に外気を各ブラシ22に当てることができる。このため、さらに効果的にブラシの温度上昇を抑制することができ、よりブラシの長寿命化を図ることが可能になる。
Therefore, according to the above-mentioned embodiment, the air which flowed in from the outside sufficiently hits each brush 22 and can efficiently exchange heat with the outside air. For this reason, it becomes possible to suppress the temperature rise of each brush 22 effectively, and the lifetime improvement of a brush can be aimed at.
Further, since each second ventilation hole 27 is formed in the vicinity of each brush 22, it is possible to more efficiently apply outside air to each brush 22. For this reason, the temperature rise of a brush can be suppressed more effectively and it becomes possible to aim at the lifetime improvement of a brush more.

ここで、例えば、ヨークのエンド部2aに第一通風孔25を形成する一方、エンドブラケット17に第二通風孔27を形成しない場合にあっては、第一通風孔25から流入した空気は、ブラシ22の配設箇所を殆ど通ることなく、再び第一通風孔25から排気されることになる。このため、ブラシ22には、十分に空気が当たらないので外気との熱交換を十分行うことができないので、ブラシ22の温度上昇を効果的に抑制し難い。   Here, for example, when the first ventilation hole 25 is formed in the end portion 2a of the yoke and the second ventilation hole 27 is not formed in the end bracket 17, the air flowing in from the first ventilation hole 25 is The air is exhausted from the first ventilation hole 25 again almost without passing through the location where the brush 22 is disposed. For this reason, since the brush 22 is not sufficiently exposed to air, heat exchange with the outside air cannot be performed sufficiently, and therefore it is difficult to effectively suppress the temperature increase of the brush 22.

このことを図7、図8に基づいてより具体的に説明する。
図7は、縦軸をブラシ22の温度(℃)とし、横軸を第一通風孔25、および第二通風孔27の何れも形成しない場合(密閉タイプ)、第一通風孔25のみ形成した場合(セミ開放タイプ)、第一通風孔25、および第二通風孔27の両者を形成した場合(フル開放タイプ)の3者とし、各々取り付けたブラシ22の温度を比較したグラフである。
同図に示すように、密閉タイプよりもセミ開放タイプに取り付けたブラシ22の温度が低くなっているのが確認できる。さらに、セミ開放タイプよりもフル開放タイプに取り付けたブラシ22の温度が低くなっているのが確認できる。
This will be described more specifically with reference to FIGS.
In FIG. 7, when the vertical axis is the temperature (° C.) of the brush 22 and the horizontal axis is neither the first ventilation hole 25 nor the second ventilation hole 27 (sealed type), only the first ventilation hole 25 is formed. It is a graph comparing the temperatures of the brushes 22 attached to each of the three cases (semi-open type), the case where both the first vent hole 25 and the second vent hole 27 are formed (full open type).
As shown in the figure, it can be confirmed that the temperature of the brush 22 attached to the semi-open type is lower than the sealed type. Furthermore, it can be confirmed that the temperature of the brush 22 attached to the full open type is lower than the semi open type.

図8は、縦軸をブラシ22の使用可能時間(h)とし、横軸を密閉タイプ、セミ開放タイプ、フル開放タイプの3者とし、各々取り付けたブラシ22の使用可能時間を比較したグラフである。
同図に示すように、密閉タイプよりもセミ開放タイプに取り付けたブラシ22の使用可能時間が長くなっているのが確認できる。さらに、セミ開放タイプよりもフル開放タイプに取り付けたブラシ22の使用可能時間が長くなっているのが確認できる。
したがって、ブラシ22の温度を低減させることによって、ブラシ22の延命化を図ることが可能になる。
FIG. 8 is a graph in which the usable time (h) of the brush 22 is plotted on the vertical axis, and the usable time of the attached brush 22 is compared with the horizontal axis on the three types of sealed type, semi-open type, and full open type. is there.
As shown in the figure, it can be confirmed that the usable time of the brush 22 attached to the semi-open type is longer than the sealed type. Furthermore, it can be confirmed that the usable time of the brush 22 attached to the full open type is longer than the semi open type.
Therefore, it is possible to extend the life of the brush 22 by reducing the temperature of the brush 22.

また、上述の実施形態によれば、エンドブラケット17のステー9が第二通風孔27の形成箇所を周方向で避けるようにして周方向に3箇所等間隔で設けられているので、エンドブラケット17に第二通風孔27を形成する際、ステー9が邪魔になることがない。このため、エンドブラケット17に第二通風孔27を容易に形成することが可能になり、製造コストの低減を図ることができる。   Further, according to the above-described embodiment, the stay 9 of the end bracket 17 is provided at three equal intervals in the circumferential direction so as to avoid the formation position of the second ventilation hole 27 in the circumferential direction. When the second ventilation hole 27 is formed, the stay 9 does not get in the way. For this reason, it becomes possible to form the 2nd ventilation hole 27 in the end bracket 17 easily, and can aim at reduction of manufacturing cost.

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、陽極側ブラシ22a、および陰極側ブラシ22bは、それぞれ同極側同士のブラシ22が機械角で90°周方向に間隔をあけた状態で配置され、異極側同士のブラシ22が一方で機械角135°、他方で機械角45°周方向に間隔をあけた状態で配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、異極側同士のブラシ22を電気角で180°周方向に間隔をあけた状態で配置すればよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the anode-side brush 22a and the cathode-side brush 22b are arranged in a state where the brushes 22 on the same polarity side are spaced apart in the circumferential direction by a mechanical angle of 90 °. A case has been described in which the brush 22 is disposed with a mechanical angle of 135 ° on the one hand and a mechanical angle of 45 ° on the other hand and spaced in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this, and the brushes 22 on the opposite pole sides may be arranged with an electrical angle of 180 ° in the circumferential direction.

この他の一例を図9に示す。同図に示すように、各ブラシ22の配置を図5に代わって陽極側ブラシ22a、および陰極側ブラシ22bをそれぞれ同極側同士のブラシ22が機械角で180°周方向に間隔をあけた状態で配置し、異極側同士のブラシ22を一方で機械角135°、他方で機械角45°周方向に間隔をあけた状態で配置してもよい。
この場合、ホルダステー20には、機械角で135°間隔をあけて配置されている陽極側ブラシ22aと陰極側ブラシ22bとの間の略中央に、一対の給電部90a,90b、つまり、第一給電部90aと第二給電部90bとがそれぞれ設けられる。
Another example is shown in FIG. As shown in the figure, the arrangement of the brushes 22 is replaced with that shown in FIG. 5, and the anode-side brush 22a and the cathode-side brush 22b are spaced apart in the circumferential direction by 180.degree. You may arrange | position in the state, and may arrange | position the brush 22 of the different polarity side in the state which left the space | interval in the circumferential direction of mechanical angle 135 degrees on the one hand, and mechanical angle 45 degrees on the other side.
In this case, the holder stay 20 has a pair of power feeding portions 90a and 90b, that is, a first center, approximately at the center between the anode-side brush 22a and the cathode-side brush 22b, which are disposed at a mechanical angle of 135 °. A power feeding unit 90a and a second power feeding unit 90b are provided.

第一給電部90a(図9における下方側の給電部)には、1組の陽極側ブラシ22a、および陰極側ブラシ22bと、第一給電部90aとを接続する1組の第一陽極側ターミナル91a、および第一陰極側ターミナル92aの一端が接続されている。
第一陽極側ターミナル91aは、第一給電部90aと1つの陽極側ブラシ22a(図9における右下に配置された陽極側ブラシ22a)とを接続するためのものであって、対応する陽極側ブラシ22a近傍に露出部94を有している。対応する陽極側ブラシ22aのピグテール73は第一陽極側ターミナル91aの露出部94に接続されており、これによって、第一給電部90aと電気的に接続された状態になっている。
The first power supply unit 90a (the lower power supply unit in FIG. 9) has a set of first anode side terminals for connecting the first set of anode side brush 22a and cathode side brush 22b to the first power supply unit 90a. 91a and one end of the first cathode side terminal 92a are connected.
The first anode-side terminal 91a is for connecting the first power feeding portion 90a and one anode-side brush 22a (the anode-side brush 22a arranged at the lower right in FIG. 9), and the corresponding anode side An exposed portion 94 is provided in the vicinity of the brush 22a. The corresponding pigtail 73 of the anode brush 22a is connected to the exposed portion 94 of the first anode terminal 91a, thereby being electrically connected to the first power feeding portion 90a.

一方、第一陰極側ターミナル92aは、第一給電部90aと1つの陰極側ブラシ22bと(図9における左下に配置された陰極側ブラシ22b)とを接続するためのものであって、対応する陰極側ブラシ22b近傍に露出部95を有している。対応する陰極側ブラシ22bのピグテール73は第一陰極側ターミナル92aの露出部95に接続されており、これによって、第一給電部90aと電気的に接続された状態になっている。   On the other hand, the first cathode-side terminal 92a is for connecting the first power feeding section 90a and one cathode-side brush 22b (the cathode-side brush 22b arranged at the lower left in FIG. 9), and corresponds. An exposed portion 95 is provided in the vicinity of the cathode side brush 22b. The corresponding pigtail 73 of the cathode-side brush 22b is connected to the exposed portion 95 of the first cathode-side terminal 92a, thereby being electrically connected to the first power feeding portion 90a.

第二給電部90b(図9における上方側の給電部)には、1組の陽極側ブラシ22a、および陰極側ブラシ22bと、第二給電部90bとを接続する1組の第二陽極側ターミナル91b、および第二陰極側ターミナル92bの一端が接続されている。これら第二陽極側ターミナル91b、および第二陰極側ターミナル92bは、上述の第一陽極側ターミナル91a、および第一陰極側ターミナル92aと同様に形成されているので説明を省略する。   In the second power feeding section 90b (upper power feeding section in FIG. 9), a set of second anode side terminals for connecting the pair of anode side brush 22a and cathode side brush 22b to the second power feeding section 90b. 91b and one end of the second cathode side terminal 92b are connected. Since the second anode side terminal 91b and the second cathode side terminal 92b are formed in the same manner as the first anode side terminal 91a and the first cathode side terminal 92a described above, description thereof is omitted.

このような構成によれば、陽極側ブラシ22aと陰極側ブラシ22bとの組みを2組とすることができる。これに加え、磁極が8極の4つのブラシ22を有する電動モータ1において、ブラシ22のレイアウトのバリエーションを増加させることができる。
また、各ブラシ22が回転軸5を中心にして点対称に配置された状態になっているので、電動モータ1の重量バランスをさらに向上させることができ、さらに、ブラシ同士が対向に配置されることで、コンミテータへの接圧のバランスを最適にすることができる。
According to such a configuration, two sets of the anode side brush 22a and the cathode side brush 22b can be provided. In addition to this, in the electric motor 1 having four brushes 22 having eight magnetic poles, the layout variations of the brushes 22 can be increased.
Further, since the brushes 22 are arranged symmetrically with respect to the rotation axis 5, the weight balance of the electric motor 1 can be further improved, and the brushes are arranged opposite to each other. Thus, the balance of the contact pressure to the commutator can be optimized.

ここで、各ブラシ22を回転軸5を中心にして点対称位置に配置した場合であっても、第二通風孔27をブラシ22の近傍に形成する。つまり、図9において、ブラシ22の外側に二点鎖線で示す範囲に第二通風孔27を形成する。このとき、エンドブラケット17の外周部側に設けられている3つのステー9は、第二通風孔27の形成箇所を周方向で避けるように3箇所設けられていればよい。   Here, even if each brush 22 is arranged at a point-symmetrical position about the rotation axis 5, the second ventilation hole 27 is formed in the vicinity of the brush 22. That is, in FIG. 9, the second ventilation hole 27 is formed outside the brush 22 in a range indicated by a two-dot chain line. At this time, the three stays 9 provided on the outer peripheral portion side of the end bracket 17 may be provided at three locations so as to avoid the formation location of the second ventilation hole 27 in the circumferential direction.

本発明の実施形態における電動モータの側面図である。It is a side view of the electric motor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における電動モータの平面図である。It is a top view of the electric motor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における電動モータの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the composition of the electric motor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエンドブラケットを取り外した状態の電動モータの平面図である。It is a top view of the electric motor of the state which removed the end bracket in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシの配置図である。It is a layout drawing of the brush in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるブラシとステーの配置図である。It is a layout diagram of the brush and stay in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるブラシの温度を比較したグラフである。It is the graph which compared the temperature of the brush in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるブラシの使用可能時間を比較したグラフである。It is the graph which compared the usable time of the brush in embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態におけるブラシの配置図である。It is a layout drawing of the brush in other embodiments of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ
2 ヨーク
2a 周壁(筒部)
2b エンド部
3 アーマチュア
4 永久磁石
5 回転軸
7 アーマチュアコイル(コイル)
9 ステー
13 コンミテータ
15 凸部
16 収納凹部(凹部)
17 エンドブラケット
22 ブラシ
22a 陽極側ブラシ
22b 陰極側ブラシ
25 第一通風孔
27 第二通風孔
37 スロット
41 セグメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 2 Yoke 2a Perimeter wall (cylinder part)
2b End part 3 Armature 4 Permanent magnet 5 Rotating shaft 7 Armature coil (coil)
9 Stay 13 Commutator 15 Convex part 16 Concave concave part (concave part)
17 End bracket 22 Brush 22a Anode side brush 22b Cathode side brush 25 First ventilation hole 27 Second ventilation hole 37 Slot 41 Segment

Claims (3)

筒部を有するヨークと、
前記ヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットと、
前記ヨークの内側に配設され前記エンドブラケットに回転自在に支持されるアーマチュアとを備え、
前記エンドブラケットの内面に、前記アーマチュアに設けられたコンミテータに摺接して給電を行うブラシを配設した電動モータの冷却構造において、
前記ヨークの底面を構成するエンド部に第一通風孔を形成すると共に、
前記エンドブラケットの前記ブラシの近傍に第二通風孔を形成したことを特徴とする電動モータの冷却構造。
A yoke having a cylindrical portion;
An end bracket that covers one end of the yoke;
An armature disposed inside the yoke and rotatably supported by the end bracket;
In the cooling structure of the electric motor, on the inner surface of the end bracket, a brush for supplying power by sliding contact with a commutator provided in the armature is disposed.
While forming a first ventilation hole in the end portion constituting the bottom surface of the yoke,
A cooling structure for an electric motor, wherein a second ventilation hole is formed in the vicinity of the brush of the end bracket.
前記エンドブラケットの内面に、前記ブラシを収納するための凹部を形成し、この凹部の周面に前記第二通風孔を形成したことを特徴とする請求項1に記載の電動モータの冷却構造。   2. The cooling structure for an electric motor according to claim 1, wherein a recess for housing the brush is formed on an inner surface of the end bracket, and the second ventilation hole is formed on a peripheral surface of the recess. 前記エンドブラケットに、外部機器に固定するための複数のステーを設け、
前記複数のステーの配置箇所を前記第二通風孔の形成位置を周方向で避けた位置に設定したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動モータの冷却構造。

The end bracket is provided with a plurality of stays for fixing to an external device,
The cooling structure for an electric motor according to claim 1 or 2, wherein the plurality of stays are arranged at positions where the second ventilation holes are avoided in the circumferential direction.

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