JP2011004560A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシまわりの放熱性を高められる電動モータを提供する。
【解決手段】電動モータ１であって、ロータ９の整流子１０に摺接するブラシ１１と、整流子１０及びブラシ１１を収容するブラシ室１７とを備え、エンドカバー３０はブラシ１１のまわりを包囲する筒状のブラシ包囲壁部２５を有し、このブラシ包囲壁部２５にブラシ室１７に外気を取り入れる通風口２６が形成される構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、整流子に摺接するブラシを備える電動モータに関するものである。

この種の電動モータは、ロータやブラシに発生する熱量が負荷に応じて増減し、作動条件に応じた冷却性が求められる。

特許文献１に開示された電動モータは、電動工具に設けられるものであり、電動モータ内に外気を強制的に取り込むファンを備え、ロータやブラシに発生する熱を外部へと逃がすようになっている。

特許文献２に開示された電動モータは、電動パワーステアリング装置に設けられるものであり、ブラシまわりに発生する熱をブラシを支持するブラケット等の伝熱によって外部へと逃がすようになっている。

特開２００８−３０７６６４号公報 特開２００５−０４５９８０号公報

しかしながら、特許文献２に開示されたように、外気を強制的に取り込むファンを備えない電動モータにあっては、ブラシまわりの熱が外気へと逃げにくく、作動条件によってはブラシ室が高温になる可能性があった。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ブラシまわりの放熱性を高められる電動モータを提供することを目的とする。

本発明は、ロータがステータの内側で回転する電動モータであって、ロータの整流子に摺接するブラシと、整流子及びブラシを収容するブラシ室と、ステータに連結されブラシ室を画成するエンドカバーと、を備え、エンドカバーはブラシのまわりを包囲する筒状のブラシ包囲壁部を有し、このブラシ包囲壁部にブラシ室に外気を取り入れる通風口が形成されることを特徴とする。

本発明によると、電動モータは、エンドカバーのブラシ包囲壁部に開口した通風口を通して外気をブラシ室に取り込み、ブラシのまわりの温度上昇が抑えられる。これにより、電動モータは、外気を強制的に取り込むファンを用いることなく、冷却性が確保される。

本発明の実施の形態を示す電動モータの断面図。 同じくエンドカバーの側面図。 同じく図２のＡ−Ａ線に沿うエンドカバーの断面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、回転電機として設けられるブラシ付き電動モータ１の縦断面図である。この電動モータ１は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に設けられ、車両の操舵系に操舵力を与えるものである。

この電動モータ１は、筒状のステータ２と、このステータ２の内側にて回転するロータ９とを備える。

４磁極を有する電動モータ１は、ステータ２として、円筒状のヨーク４と、このヨーク４の内周に接着固定される４つの永久磁石３とを備える。なお、電動モータ１の磁極数は、これに限らず、仕様に応じて増減される。

ステータ２は、各永久磁石３の内周面に対峙する円筒状のプロテクタスリーブ４０を備える。

永久磁石３に割れ等が生じた場合、プロテクタスリーブ４０によって永久磁石３の破片がロータ９に衝突することが防止される。

ステータ２は、プロテクタスリーブ４０の両端に対峙する一対のストッパリング５０、５１を備える。

ストッパリング５０、５１は、プロテクタスリーブ４０の両端を当接させることにより、プロテクタスリーブ４０のモータ回転軸方向の変位を規制する、ズレ止めを行う。

ステータ２の両端部にはブラケット２０とエンドカバー３０がそれぞれ連結される。

ステータ２の各永久磁石３は、ブラケット２０とエンドカバー３０の間にストッパリング５０、５１を介して挟持される。

ヨーク４とブラケット２０とエンドカバー３０とによってロータ９を収容するロータ室１９が画成される。

ヨーク４の両端開口部には、Ｏリング２３、２４がそれぞれ介装され、ブラケット２０とエンドカバー３０との間が密封される。

ロータ９は、その回転軸となるシャフト１２と、このシャフト１２に取り付けられる整流子１０と、この整流子１０を介して電流が流れる巻線１３とを備える。

ロータ９のシャフト１２は、ボールベアリング６、７によって回転可能に支持される。ボールベアリング６は、エンドカバー３０に介装される。ボールベアリング７は、ブラケット２０に介装される。

エンドカバー３０は、ロータ９のシャフト１２をボールベアリング６を介して回転可能に支持するとともに、整流子１０に摺接する４つのブラシ１１を支持する。

ブラケット２０は図示しない車体に連結される。シャフト１２はブラケット２０を貫通し、その回転が図示しない減速ギヤ等を介して操舵系に伝えられる。

ブラシ１１は、ブラシボックス１５に摺動可能に収容され、バネ１６の付勢力によってロータ９に設けられる整流子１０の外周に押し付けられる。

エンドカバー３０は、整流子１０及び４つのブラシ１１を収容するブラシ室１７を画成する。ブラシ室１７はロータ室１９の一部を構成する。

エンドカバー３０は、４つのブラシ１１のまわりを包囲する筒状のブラシ包囲壁部２５と、各ブラシ１１の背後に位置する円盤状のブラシ背後壁部２４とを有する。

ブラシ背後壁部２４の中央部には、ボールベアリング６の外輪が嵌合される軸受穴３２が形成される。

ブラシ背後壁部２４の背面側には背面カバー２８が取り付けられる。この背面カバー２８によって軸受穴３２の開口端が塞がれる。

ブラシ包囲壁部２５の開口端部（図１において左側の端部）には、ヨーク４のインロー部２７に嵌合する円筒状の嵌合部３１が形成される。エンドカバー３０は、ヨーク４に複数のボルト（図示せず）を介して締結される。

エンドカバー３０は、例えばアルミ材等の金属によって形成される。ブラシ室１７の熱がエンドカバー３０を伝熱して外気へと逃がされる。

エンドカバー３０は、その外壁面から突出する複数の放熱フィン２９（図２、３参照）が形成される。エンドカバー３０の熱が放熱フィン２９を伝熱して外気へと逃がされる。

エンドカバー３０は、ブラシ室１７に外気を取り入れる通風口２６が形成される。通風口２６は、外部とブラシ室１７とを連通し、外気をブラシ室１７に流入させるとともに、ブラシ室１７の空気を外部へと流出させる。

図２は、エンドカバー３０の側面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。エンドカバー３０のブラシ包囲壁部２５には４つの通風口２６が形成される。

エンドカバー３０の成型後に、機械加工によって通風口２６が形成される。成型後のエンドカバー３０は、凹状壁部３３を有し、この凹状壁部３３に機械加工によって通風口２６が形成される。

各通風口２６は、ブラシ１１の延長方向に配置される。図２において、点Ｏはロータ９の回転中心軸（モータ回転中心軸）であり、直線Ｂ１、Ｂ２は各ブラシ１１の中心線である。各通風口２６は、断面円形に形成され、その断面中心が、図２において、ブラシ１１の中心線Ｂ１、Ｂ２上に位置するように形成される。こうして各通風口２６は、ブラシ１１が摺動する方向に延び、ブラシボックス１５及びバネ１６を介してブラシ１１の基端に対峙するように配置される。

通風口２６には、保護網８が介装される。この保護網８によって、外部から異物が通風口２６を通ってブラシ室１７に侵入することが防止される。

保護網８は、例えばステンレス製の金網が用いられる。円盤状に成型された保護網８は、通風口２６に嵌合され、例えばエポキシ接着剤を用いて通風口２６に接着固定される。これにより、高温環境下にて接着剤が劣化することが抑えられ、耐熱性が確保される。

保護網８は、網目が所定値以上のものが用いられる。保護網８は、例えば網目が０．５ｍｍの４０メッシュ以上のものが用いられる。これにより、保護網８は、その通気性が確保される。

以上のように構成される電動モータ１につき、次に作用を説明する。

電動モータ１は、図示しない電源からブラシ１１と整流子１０を介して供給される電気がロータ９の巻線１３に流れることにより、ロータ９に発生する磁力が永久磁石３の磁力に対して回転方向に働いてロータ９が回転駆動される。

電動モータ１は、電流が流れるブラシ１１等とロータ９から発熱し、ロータ室１９とブラシ室１７の温度が上昇する。

ブラシ１１を収容するブラシ室１７は、金属製エンドカバー３０を伝熱して外気へと逃がされることによって冷却されるとともに、ブラシ包囲壁部２５に開口した通風口２６を通して外気をブラシ室１７に直接流入させ、ブラシ室１７の空気を外部へと流出させて換気が行われ、ブラシ１１のまわりの温度上昇が抑えられる。

各通風口２６は、ブラシ１１の延長方向に配置されているため、車両の走行風が、図１に矢印で示すように、各通風口２６を通ってブラシボックス１５に当たり、ブラシ１１の放熱が促され、ブラシ１１のまわりの温度上昇が有効に抑えられる。

以上のように本実施の形態では、ロータ９がステータ２の内側で回転する電動モータ１であって、ロータ９の整流子１０に摺接するブラシ１１と、整流子１０及びブラシ１１を収容するブラシ室１７と、ステータ２に連結されブラシ室１７を画成するエンドカバー３０と、を備え、エンドカバー３０はブラシ１１のまわりを包囲する筒状のブラシ包囲壁部２５を有し、このブラシ包囲壁部２５にブラシ室１７に外気を取り入れる通風口２６が形成される構成とした。

上記構成に基づき、電動モータ１は、エンドカバー３０に開口した通風口２６を通して外気をブラシ室１７に取り込み、ブラシ１１のまわりの温度上昇が抑えられる。これにより、電動モータ１は、外気を強制的に取り込むファンを用いることなく、冷却性が確保される。

本実施の形態では、通風口２６はブラシ１１の延長方向に配置される構成とした。

上記構成に基づき、例えば車両の走行風が通風口２６を通ってブラシ１１に導かれ、ブラシ１１の放熱が促され、ブラシ１１のまわりの温度上昇が有効に抑えられる。

本実施の形態では、通風口２６に保護網８が介装される構成とした。

上記構成に基づき、保護網８によって、外部から異物が通風口２６を通ってブラシ室１７に侵入することが防止される。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１ 電動モータ
２ ステータ
８ 保護網
９ ロータ
１０ 整流子
１１ ブラシ
１７ ブラシ室
１９ ロータ室
２５ ブラシ包囲壁部
２６ 通風口
３０ エンドカバー

Claims (3)

1. ロータがステータの内側で回転する電動モータであって、
   前記ロータの整流子に摺接するブラシと、
   前記整流子及び前記ブラシを収容するブラシ室と、
   前記ステータに連結され前記ブラシ室を画成するエンドカバーと、を備え、
   前記エンドカバーは前記ブラシのまわりを包囲する筒状のブラシ包囲壁部を有し、
   このブラシ包囲壁部に前記ブラシ室に外気を取り入れる通風口が形成されることを特徴とする電動モータ。
2. 前記通風口は前記ブラシの延長方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記通風口に保護網が介装されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動モータ。

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