JP2015077048A

JP2015077048A - 回転電機

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Publication number: JP2015077048A
Application number: JP2013213870A
Authority: JP
Inventors: 高田　勉; Tsutomu Takada; 勉高田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-20
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: JP6208525B2

Abstract

【課題】ブラシの冷却性を確保すると共に、ブラシ収容部の振動を抑制することができる回転電機を提供することが目的である。【解決手段】回転電機１０は、整流子２６を有する電機子と、整流子２６と摺接されるブラシ３４と、電機子を収容するヨーク１４と、ヨーク１４における軸方向一方側の開口部を塞ぐ本体部４２を有すると共に該本体部４２からヨーク１４と反対側に膨出してブラシ３４を収容するブラシ収容部４４を有するフロントハウジング４０と、本体部４２におけるブラシ収容部４４の側方部に形成されてフロントハウジング４０の厚み方向に貫通する通風口５８と、ブラシ収容部４４の側壁部５２と本体部４２とを連結する連結部６０とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、整流子を有する電機子と、整流子と摺接されるブラシと、電機子を収容するヨークと、ヨークにおける軸方向一方側の開口部を塞ぐ本体部を有すると共に該本体部からヨークと反対側に膨出してブラシを収容するブラシ収容部を有するブラシホルダと、を備えた回転電機がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３４４３８号公報

このような回転電機では、整流子とブラシとが摺接するため、ブラシが発熱する。また、整流子とブラシの摺接に伴いブラシがブラシ収容部を加振するため、ブラシ収容部が振動する。従って、ブラシの冷却性確保とブラシ収容部の振動抑制とが要求される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ブラシの冷却性を確保すると共に、ブラシ収容部の振動を抑制することができる回転電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の回転電機は、整流子を有する電機子と、前記整流子と摺接されるブラシと、前記電機子を収容するヨークと、前記ヨークにおける軸方向一方側の開口部を塞ぐ本体部と、前記本体部から前記ヨークと反対側に膨出し、前記ブラシを収容するブラシ収容部とを有するブラシホルダと、前記本体部における前記ブラシ収容部の側方部に形成され、前記ブラシホルダの厚み方向に貫通する通風口と、前記ブラシ収容部の側壁部と前記本体部とを連結する連結部と、を備えている。

この回転電機によれば、本体部におけるブラシ収容部の側方部には、ブラシホルダの厚み方向に貫通する通風口が形成されている。従って、この通風口を通じてブラシの側方を冷却風が流れることにより、ブラシを冷却することができるので、ブラシの冷却性を確保することができる。

また、ブラシ収容部の側壁部と本体部とは、連結部によって連結されている。従って、この連結部によりブラシ収容部の剛性を高めることができるので、ブラシ収容部の振動を抑制することができる。

請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載の回転電機において、前記ブラシ収容部が、前記ブラシをその先端部から後端部に亘って収容し、前記通風口が、前記本体部における前記ブラシ収容部の先端側方部に形成された構成とされている。

この回転電機によれば、通風口は、本体部におけるブラシ収容部の先端側方部に形成されている。従って、整流子とブラシの摺接に伴いブラシの先端部が発熱した場合でも、通風口を通じてブラシの先端部に近い位置を冷却風が流れるので、ブラシの先端部を冷却することができる。

請求項３に記載の回転電機は、請求項１又は請求項２に記載の回転電機において、前記連結部が、前記ブラシ収容部の側壁部の後端部と前記本体部とを連結する構成とされている。

この回転電機によれば、連結部は、ブラシ収容部の側壁部の後端部と本体部とを連結している。従って、整流子とブラシの摺接に伴い、ブラシと整流子との接触点を支点にしてブラシの後端部が大きく振れた場合でも、ブラシ収容部の側壁部の後端部における振動を連結部により効果的に抑制することができる。

請求項４に記載の回転電機は、請求項３に記載の回転電機において、前記連結部が、前記ブラシ収容部の側壁部の後端下部と前記本体部とを連結する構成とされている。

この回転電機によれば、連結部は、ブラシ収容部の側壁部の後端下部と本体部とを連結している。従って、整流子とブラシの摺接に伴い、ブラシと整流子との接触点を支点にしてブラシの後端下部が大きく振れた場合でも、ブラシ収容部の側壁部の後端下部における振動を連結部により効果的に抑制することができる。

本実施形態に係る回転電機の縦断面図である。図１に示される回転電機を軸方向一方側から見た図である。図１に示される回転電機の要部拡大斜視図である。ブラシと整流子との接触点を支点にしてブラシの後端部が大きく振れる場合を説明する図である。ブラシと整流子との接触点を支点にしてブラシの後端下部が大きく振れる場合を説明する図である。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る回転電機１０は、ブラシ付き直流モータであり、電機子１２と、ヨーク１４と、マグネット１６と、エンドハウジング１８と、ブラシ装置２０とを備えている。

電機子１２は、回転子であり、シャフト２２と、コア２４と、整流子２６と、巻線２８とを有している。コア２４及び整流子２６は、シャフト２２に固定されている。シャフト２２は、後述するエンドハウジング１８及びブラシ装置２０に設けられた一対の軸受３０，３２によって回転可能に支持されている。巻線２８は、コア２４に巻装されると共に、整流子２６に接続されている。

ヨーク１４は、筒状に形成されており、このヨーク１４の内側には、電機子１２が回転可能に収容されている。マグネット１６は、ヨーク１４の内周面に固定されており、コア２４の径方向外側にコア２４と対向して配置されている。エンドハウジング１８は、ヨーク１４におけるブラシ装置２０と反対側に設けられており、ヨーク１４におけるブラシ装置２０と反対側の開口部を塞いでいる。

ブラシ装置２０は、複数のブラシ３４と、スプリング３６と、保持部材３８と、ブラシホルダとしてのフロントハウジング４０とを有している。フロントハウジング４０は、樹脂製とされており、本体部４２と複数のブラシ収容部４４とを有している。本体部４２は、ヨーク１４の軸方向一方側に設けられており、ヨーク１４における軸方向一方側の開口部を塞いでいる。

本体部４２の軸芯部には、上述の軸受３２を収容する凹状の軸受収容部４６が形成されている（図２，図３も参照）。また、この本体部４２には、図３に示されるように、軸受収容部４６の周囲に拡がる傾斜部４８が形成されている。傾斜部４８は、フロントハウジング４０の側断面視において本体部４２の径方向外側に向かうに従ってヨーク１４側に向かうように本体部４２の径方向に対して傾斜している。さらに、本体部４２には、傾斜部４８の周囲に拡がるフランジ部５０が形成されている。フランジ部５０は、フロントハウジング４０の側断面視において本体部４２の径方向に沿って延びており、ヨーク１４における軸方向一方側の開口縁部と接合されている。

ブラシ収容部４４は、本体部４２の周方向の一部に形成されると共に、本体部４２からヨーク１４と反対側に膨出されている。このブラシ収容部４４は、一対の側壁部５２と、この一対の側壁部５２の上端部を繋ぐ上壁部５４とを有している。このブラシ収容部４４は、本体部４２の径方向に沿って延びており、傾斜部４８及びフランジ部５０に亘って形成されている。

このブラシ収容部４４における軸受収容部４６側であって後述するブラシ３４の先端が位置する側は、ブラシ収容部４４の先端側であり、このブラシ収容部４４の先端は、軸受収容部４６の周壁部に接続されている。また、このブラシ収容部４４は、フロントハウジング４０の側断面視において本体部４２の径方向外側に向かうに従ってヨーク１４側に向かうように本体部４２の径方向に対して全体的に傾斜している（図１参照）。このブラシ収容部４４における軸受収容部４６と反対側であって後述するブラシ３４の後端が位置する側は、ブラシ収容部４４の後端側であり、このブラシ収容部４４の後端は、フロントハウジング４０の外縁部に位置している。

ブラシ３４は、図１に示されるように、その先端部から後端部に亘ってブラシ収容部４４に収容されている。ブラシ３４は、整流子２６に対する径方向外側に配置されており、このブラシ３４の先端は、整流子２６の外周面に当接されている。このブラシ３４は、電機子１２の回転に伴い整流子２６と摺接される。保持部材３８は、ブラシ収容部４４に組み付けられており、ブラシ収容部４４の後端開口部を塞ぐ蓋部５６を有している。スプリング３６は、ブラシ３４の後端と蓋部５６との間に介在されており、蓋部５６に対してブラシ３４を整流子２６側に付勢している。

また、図２，図３に示されるように、本体部４２におけるブラシ収容部４４の両側の側方部には、フロントハウジング４０の厚み方向に貫通する通風口５８がそれぞれ形成されている。この通風口５８は、フロントハウジング４０の軸方向視にてブラシ収容部４４の長手方向に沿う矩形状のスリットにより形成されており、ヨーク１４の内部とフロントハウジング４０の外部とを連通している。この通風口５８は、より具体的には、本体部４２におけるブラシ収容部４４の先端側方部（本体部４２のうちブラシ収容部４４の先端部の側方に位置する部分）に形成されている。つまり、この通風口５８は、上述のブラシ３４の先端部（先端側の部分）とブラシ３４の長手方向にオーバラップしている。

また、本体部４２におけるブラシ収容部４４の両側の側方部には、ブラシ収容部４４の側壁部５２と本体部４２とを連結する連結部６０がそれぞれ形成されている。この連結部６０は、ブラシ収容部４４の側壁部５２から側方に向けて延びる第一腕部６２と、この第一腕部６２の先端からブラシ収容部４４の長手方向に沿って傾斜部４８側へ延びる第二腕部６４とを有する概略Ｌ字状に形成されている。

図３に示されるように、第一腕部６２及び第二腕部６４の下端は、フランジ部５０に接続されており、第二腕部６４の先端は、傾斜部４８に接続されている。この連結部６０は、より具体的には、上述の通風口５８よりもフロントハウジング４０の径方向外側に形成されており、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端部５２Ａ（さらに具体的には、側壁部５２の後端下部５２Ａ１）と本体部４２とを連結している。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

この回転電機１０によれば、本体部４２におけるブラシ収容部４４の側方部には、ブラシホルダの厚み方向に貫通する通風口５８が形成されている。従って、この通風口５８を通じてブラシ３４の側方を冷却風が流れることにより、ブラシ３４を冷却することができるので、ブラシ３４の冷却性を確保することができる。

特に、この通風口５８は、本体部４２におけるブラシ収容部４４の先端側方部（本体部４２のうちブラシ収容部４４の先端部の側方に位置する部分）に形成されている。従って、整流子２６とブラシ３４の摺接に伴いブラシ３４の先端部が発熱した場合でも、通風口５８を通じてブラシ３４の先端部に近い位置を冷却風が流れるので、ブラシ３４の先端部を冷却することができる。

また、ブラシ収容部４４の側壁部５２と本体部４２とは、連結部６０によって連結されている。従って、この連結部６０によりブラシ収容部４４の剛性を高めることができるので、ブラシ収容部４４の振動を抑制することができる。

ところで、図４に示されるように、ブラシ３４は、整流子２６との接触点を支点にしてその後端部３４Ａが大きく振れるように振動する。さらに、より具体的には、図５に示されるように、ブラシ３４は、整流子２６との接触点を支点にしてその後端下部３４Ａ１が大きく振れるように振動する。

この点、この回転電機１０によれば、連結部６０は、図２，図３に示されるように、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端部５２Ａと本体部４２とを連結している。従って、整流子２６とブラシ３４の摺接に伴い、ブラシ３４と整流子２６との接触点を支点にしてブラシ３４の後端部が大きく振れた場合でも、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端部５２Ａにおける振動を連結部６０により効果的に抑制することができる。

また、連結部６０は、より具体的には、図３に示されるように、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端下部５２Ａ１と本体部４２とを連結している。従って、整流子２６とブラシ３４の摺接に伴い、ブラシ３４と整流子２６との接触点を支点にしてブラシ３４の後端下部３４Ａ１が大きく振れた場合でも、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端下部５２Ａ１における振動を連結部６０により効果的に抑制することができる。

しかも、上述の如くブラシ収容部４４の振動を抑制するためにブラシ収容部４４の肉厚を一様に増加させるのではなく、連結部６０をブラシ収容部４４の一部に局所的に設けた構成であるので、重量増加及びコスト増加を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態において、ブラシ装置２０は、ブラシホルダの一例として、ブラシ３４を保持すると共に回転電機１０の外装を形成するフロントハウジング４０を有していた（フロントハウジング４０がブラシホルダを兼ねていた）。しかしながら、ブラシ装置２０は、回転電機１０の外装を形成するフロントハウジング４０とは別に、ブラシ３４を保持するブラシホルダを有していても良い。そして、このブラシホルダに上述の通風口５８やブラシ収容部４４や連結部６０等が形成されていても良い。

また、フロントハウジング４０には、ブラシ収容部４４の両側の側方に通風口５８及び連結部６０がそれぞれ形成されていた。しかしながら、通風口５８及び連結部６０は、ブラシ収容部４４の片側の側方にのみ形成されていても良い。

また、連結部６０は、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端部５２Ａ（より具体的には後端下部５２Ａ１）と本体部４２とを連結していた。しかしながら、連結部６０は、ブラシ収容部４４の側壁部５２の後端部５２Ａ（後端下部５２Ａ１）を含む部分と本体部４２とを連結していても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０…回転電機、１２…電機子、１４…ヨーク、１６…マグネット、１８…エンドハウジング、２０…ブラシ装置、２２…シャフト、２４…コア、２６…整流子、２８…巻線、３０，３２…軸受、３４…ブラシ、３６…スプリング、３８…保持部材、４０…フロントハウジング（ブラシホルダの一例）、４２…本体部、４４…ブラシ収容部、４６…軸受収容部、４８…傾斜部、５０…フランジ部、５２…側壁部、５２Ａ…後端部、５２Ａ１…後端下部、５４…上壁部、５６…蓋部、５８…通風口、６０…連結部、６２…第一腕部、６４…第二腕部

Claims

整流子を有する電機子と、
前記整流子と摺接されるブラシと、
前記電機子を収容するヨークと、
前記ヨークにおける軸方向一方側の開口部を塞ぐ本体部と、前記本体部から前記ヨークと反対側に膨出し、前記ブラシを収容するブラシ収容部とを有するブラシホルダと、
前記本体部における前記ブラシ収容部の側方部に形成され、前記ブラシホルダの厚み方向に貫通する通風口と、
前記ブラシ収容部の側壁部と前記本体部とを連結する連結部と、
を備えた回転電機。
前記ブラシ収容部は、前記ブラシをその先端部から後端部に亘って収容し、
前記通風口は、前記本体部における前記ブラシ収容部の先端側方部に形成されている、
請求項１に記載の回転電機。
前記連結部は、前記ブラシ収容部の側壁部の後端部と前記本体部とを連結している、
請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
前記連結部は、前記ブラシ収容部の側壁部の後端下部と前記本体部とを連結している、
請求項３に記載の回転電機。