JP3704807B2 - Soundproof structure of electric motor - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機（モータ）の防音構造に関するもので、車両用空調装置の送風機用電動機等の小型電動機に用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の騒音発生源としては、回転子の回転に伴う振動、回転する整流子にブラシが摺動することによって発生するブラシの振動等がある。特に小型電動機では、これらの騒音発生源のうちブラシ振動に起因する騒音が騒音全体に占める割合が大きく、小型電動機の騒音低減を有効に行うには、ブラシ振動に起因する騒音対策を優先的に行う必要がある。
【０００３】
このブラシ振動に起因する騒音のうち、ブラシ振動がハウジングの開口部を閉塞するエンドフレームに伝達し、このエンドフレームが振動することによって発生する騒音対策としては、例えば特開平３−９７０１号公報に記載の考案が提案されている。
具体的には、電動機のブラシを保持する樹脂等の絶縁材料から構成されたブラシホルダと、エンドフレームと別体にて構成するとともに、それらを防振ゴム等の弾性体を介してボルト等の締結手段で結合し、ブラシの振動がエンドフレームへ伝達することを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報記載の考案では、例えばボルトの締め付けトルクが設定値以下であると、ブラシホルダおよびエンドフレーム間にガタが発生してしまい、防振ゴムにて有効に振動を減衰させることができない。また一方、ボルトの締め付けトルクが設定値以上であると、組付け状態で防振ゴムが設定値以上に撓んでしまうので、その状態からブラシホルダの最大振幅分だけさらに撓むことができなくなり、この場合にやはり有効に振動を減衰させることができない。
【０００５】
つまり、ブラシと共振する部位が複数の部品から構成されている場合には、各部品が適正状態（所定の組付け公差にて組付けられている状態）でないと、有効に騒音低減を図ることができない。
さらに、上記公報記載の考案では、防振ゴムを必要とするため、部品点数の増加、および部品点数の増加に伴う組付工数の増加を伴う。
【０００６】
本発明は、以上に述べた検討に基づいてなされたもので、部品点数の増加を防止しつつ、電動機の騒音低減を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
請求項１〜３に記載の発明では、ブラシホルダ部（１０）と一体成形されたエンドフレーム（４）をハウジング（３）に固定する固定手段（１４）は、ブラシ（９）の軸線上に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
なお、ブラシ（９）の軸線上とは、厳密な意味で軸線上に限られるものではなく、軸線近傍の部位も含む意味である。
これにより、騒音発生源であるブラシ（９）の近傍にてブラシホルダ部（１０）を兼ねるエンドフレーム（４）をハウジング（３）に固定することができるので、エンドフレーム（４）の振動を有効に抑制することができる。したがって、電動機の騒音を有効に低減することができる。
【０００９】
また、ブラシホルダ部（１０）とエンドフレーム（４）とが一体成形されているので、両者の組付け状態の適否を考慮する必要がないので、これを原因とする不必要なエンドフレーム（４）の振動が発生しない。したがって、固定手段（１４）をブラシ（９）の軸線上に設けるといった簡便な手段にて電動機の騒音低減を図ることができるので、電動機の騒音低減を図りつつ、部品点数低減と組付け性向上と相まって電動機の製造原価低減を図ることができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明では、エンドフレーム（４）の外側面のうち、ブラシ（９）が配置されている部位に相当する部位には、回転子（１）の軸方向にエンドフレーム（４）の厚みを増す補強リブ（１２）が形成されていることを特徴とする。これにより、振動発生源であるブラシ（９）が配置されている部位のエンドフレーム（４）の剛性が向上するので、ブラシ（９）とエンドフレーム（４）との振動が抑制される。したがって、より有効的に騒音を低減することができる。この場合、請求項２に記載の発明のように、回転子（１）の回転軸（１ａ）の一端側を回転可能に支持する軸受（７）がエンドフレーム（４）の略中央部に形成された凸部（４ａ）に圧入されており、補強リブ（１２）は、ブラシ（９）が配置されている部位と凸部（４ａ）との連結部（４ｂ）に形成されているものとすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、固定手段は、ハウジング（３）に形成された突出部（１４）をかしめ固定する構造であることを特徴とする。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る電動機の断面図であり、１は電動機の回転子であり、２は固定子であり、３は電動機のヨーク（継鉄）を兼ねるとともに回転子１を収納する金属製のハウジングである。このハウジング３の軸方向一端部には、電動機の組付け時に回転子１をハウジング３内に挿入するための開口部３ａが形成されており、この開口部３ａは、エンドフレーム４によって閉塞されている。このエンドフレーム４は、後述するブラシ９を保持するブラシホルダ部１０を兼ねており、ブラシホルダ部１０とともに樹脂にて一体成形されている。
【００１３】
また、７は回転子１の回転軸１ａの一端側を回転可能に支持する軸受で、この軸受７は、ハウジング３およびエンドフレーム４によって仕切られたハウジング空間５外に突出するように、エンドフレーム４の略中央部に形成された凸部４ａに圧入されている。８は回転子１の回転軸１ａの他端側を回転可能に支持する軸受で、この軸受８は、ハウジング３の軸方向他端部側の底部に形成されたハウジング空間５外に突出するような凸部３ｅに圧入されている。
【００１４】
９は図示されていない外部電源からの電力を回転子１の整流子１ｂに接触する一対のブラシであり、このブラシ９は、その長手方向を回転子１の径方向に一致させた状態でブラシホルダ部１０内に配置され、コイルスプリング１１によって整流子１ｂに向けて押し付けられている。
また、エンドフレーム４には、図２に示すように、ブラシ９が配置されている部位に相当する部位と凸部４ａとの連結部４ｂであって、エンドフレーム４の外側面（ハウジング空間５外側の面）には、回転子１の軸方向のエンドフレーム４の厚みを増す補強リブ１２が形成されている。
【００１５】
そして、エンドフレーム４は、ハウジング３に形成された４つの突出部１４を折り曲げて固定するかしめ固定等の固定手段によってハウジング３に固定されており、これら４つの突出部１４のうち少なくとも２つは、回転子１の径方向と平行なブラシ９の軸線上に設けられている。
因みに、１３は図示されていないリード線のコネクタ部が装着される端子部である。なお、補強リブ１２は、２点鎖線で示すように、連結部４ｂ以外にも凸部４ａ周りに複数個形成してもよい。
【００１６】
次に本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、ブラシ９の軸線上にてかしめ固定することにより、騒音発生源であるブラシ９の近傍にてブラシホルダ部１０を兼ねるエンドフレーム４を、強度の高い金属製のハウジング３に固定することができるので、エンドフレーム４の振動を有効に抑制することができる。したがって、電動機の騒音を有効に低減することができる。
【００１７】
また、ブラシ９が配置されている部位に相当する部位と凸部４ａとの連結部４ｂには、回転子１の軸方向のエンドフレーム４の厚みを増す補強リブ１２が形成されているので、振動発生源であるブラシ９が配置されている部位のエンドフレーム４の剛性が向上するので、ブラシ９とエンドフレーム４との振動が抑制される。したがって、より有効的に騒音を低減することができる。
【００１８】
ところで、図３はエンドフレーム４の振動特性の試験結果を示しており、図３から明らかなように、本実施形態に係る電動機は、０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの可聴範囲で有効に騒音（振動）を低減することができる（図３のハッチング部分）。なお、ブラシ９の振動は、エンドフレーム４に伝達して騒音を発生するので、エンドフレーム４の振動数は、騒音の振動数とみなすことができる。
【００１９】
因みに、図３に示す試験結果は、突出部１４をブラシ９の軸線上に設けたか否かのみを差異としてその他の条件は同一として、加速度１０ｍ／ｓ2 を０ｄＢとした加速度と振動数との関係示したものである。因みに、図８は突出部１４がブラシ９の軸線上に設けられていない例を示している。
また、ブラシホルダ部１０とエンドフレーム４とが一体成形されているので、両者の組付け状態の適否を考慮する必要がないので、これを原因とする不必要なエンドフレーム４の振動が発生しない。したがって、突出部１４をブラシ９の軸線上に設けるといった簡便な手段にて電動機の騒音低減を図ることができるので、電動機の騒音低減を図りつつ、部品点数低減と組付け性向上と相まって電動機の製造原価低減を図ることができる。
【００２０】
（第２実施形態）
本実施形態は、図４に示すように、かしめ固定に換えてボルト（Ｐネジ）１５によるボルト固定としたものでる。
（第３実施形態）
第１実施形態では、突出部１４を単純に折り曲げることによりかしめ固定してが、本実施形態では、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示すように、突出部１４に切欠き１４ａを設け、この切欠き１４ａを開くようにして突出部１４を折り曲げてかしめ固定したものである。
【００２１】
（第４実施形態）
本実施形態は、エンドフレーム４に突出部１６を形成し、この突出部１６の先端部を図６、７に示すように潰すことによりエンドフレーム４の固定を図ったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動機の図２のＢ−Ｏ−Ｂ断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】エンドフレームの振動特性の比較試験結果を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動機の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る固定手段を示す斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電動機の断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る電動機の断面図である。
【図８】比較試験較対象を示す電動機の側面図である。
【符号の説明】
１…回転子、２…固定子、３…ハウジング、４…エンドフレーム、
５…ハウジング空間、６…切欠部、７、８…軸受、
９…ブラシ、１０…ブラシホルダ部、１１…コイルスプリング、
１２…補強リブ、１３…端子部、１４…突出部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soundproof structure of an electric motor (motor), and is effective for use in a small electric motor such as a blower electric motor of a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
As a noise generation source of an electric motor, there are vibration accompanying rotation of a rotor, vibration of a brush generated when a brush slides on a rotating commutator, and the like. In particular, in small motors, the noise caused by brush vibrations accounts for a large proportion of these noise sources. To effectively reduce noise in small motors, noise countermeasures caused by brush vibrations are given priority. There is a need to do.
[0003]
Among noises caused by this brush vibration, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-9701 discloses measures against noise generated when the brush vibration is transmitted to an end frame that closes the opening of the housing and the end frame vibrates. The described device is proposed.
Specifically, the brush holder made of an insulating material such as a resin that holds the brush of the electric motor, and the end frame are configured separately from each other, and they are bolted or the like via an elastic body such as an anti-vibration rubber. They are coupled by fastening means to prevent the vibration of the brush from being transmitted to the end frame.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device described in the above publication, for example, if the tightening torque of the bolt is equal to or less than a set value, rattling occurs between the brush holder and the end frame, and vibration cannot be effectively damped by the vibration isolating rubber. . On the other hand, if the tightening torque of the bolt is greater than or equal to the set value, the anti-vibration rubber will bend more than the set value in the assembled state, so it will not be possible to bend further from the state by the maximum amplitude of the brush holder. In this case, the vibration cannot be attenuated effectively.
[0005]
In other words, when the part that resonates with the brush is composed of a plurality of parts, noise reduction can be effectively achieved unless each part is in an appropriate state (a state where it is assembled with a predetermined assembly tolerance). I can't.
Furthermore, since the device described in the above publication requires an anti-vibration rubber, it involves an increase in the number of parts and an increase in the number of assembly steps accompanying the increase in the number of parts.
[0006]
The present invention has been made based on the above-described studies, and an object thereof is to reduce the noise of an electric motor while preventing an increase in the number of parts.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical means.
In the first to third aspects of the present invention, the fixing means (14) for fixing the end frame (4) integrally formed with the brush holder portion (10) to the housing (3) is provided on the axis of the brush (9). It is provided.
[0008]
In addition, on the axis of the brush (9) is not limited to the axis in a strict sense, but also includes a portion near the axis.
As a result, the end frame (4) that also serves as the brush holder (10) can be fixed to the housing (3) in the vicinity of the brush (9) that is a noise generation source. It can be effectively suppressed. Therefore, the noise of the electric motor can be effectively reduced.
[0009]
Moreover, since the brush holder part (10) and the end frame (4) are integrally formed, it is not necessary to consider the suitability of the assembled state of the two, so an unnecessary end frame (4) caused by this is not necessary. ) Does not occur. Therefore, since the noise of the motor can be reduced by a simple means such as providing the fixing means (14) on the axis of the brush (9), the number of parts is reduced and the assemblability is improved while reducing the noise of the motor. In combination with this, the manufacturing cost of the motor can be reduced.
[0010]
Furthermore, in the invention according to claim 1 , the end frame (4) has an end frame in the axial direction of the rotor (1) in a portion corresponding to a portion where the brush (9) is disposed on the outer surface of the end frame (4). A reinforcing rib (12) for increasing the thickness of (4) is formed. Thereby, since the rigidity of the end frame (4) of the site | part in which the brush (9) which is a vibration generation source is arrange | positioned improves, a vibration with a brush (9) and an end frame (4) is suppressed. Therefore, noise can be reduced more effectively. In this case, as in the invention described in claim 2, a bearing (7) that rotatably supports one end of the rotating shaft (1a) of the rotor (1) is formed at a substantially central portion of the end frame (4). The reinforcing rib (12) is press-fitted into the protruding portion (4a), and the reinforcing rib (12) is formed at the connecting portion (4b) between the portion where the brush (9) is disposed and the protruding portion (4a). can do.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that the fixing means has a structure for caulking and fixing the projecting portion (14) formed in the housing (3).
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric motor according to the present embodiment, wherein 1 is a rotor of the electric motor, 2 is a stator, 3 is a metal that also serves as a yoke of the electric motor and accommodates the rotor 1. It is a made housing. An opening 3a for inserting the rotor 1 into the housing 3 when the electric motor is assembled is formed at one end of the housing 3 in the axial direction. The opening 3a is closed by the end frame 4. Yes. The end frame 4 also serves as a brush holder portion 10 that holds a brush 9 described later, and is integrally molded with resin together with the brush holder portion 10.
[0013]
Reference numeral 7 denotes a bearing that rotatably supports one end side of the rotating shaft 1a of the rotor 1. The bearing 7 projects from the housing space 5 partitioned by the housing 3 and the end frame 4 so as to protrude from the end frame. 4 is press-fitted into a convex portion 4a formed at a substantially central portion. Reference numeral 8 denotes a bearing that rotatably supports the other end side of the rotating shaft 1 a of the rotor 1, and this bearing 8 protrudes outside the housing space 5 formed at the bottom of the other end side in the axial direction of the housing 3. It is press-fitted into the convex part 3e.
[0014]
Reference numeral 9 denotes a pair of brushes that contact power from an external power source (not shown) to the commutator 1 b of the rotor 1, and the brush 9 is a brush in a state where the longitudinal direction thereof coincides with the radial direction of the rotor 1. It arrange | positions in the holder part 10 and is pressed toward the commutator 1b by the coil spring 11. FIG.
Further, as shown in FIG. 2, the end frame 4 includes a connecting portion 4 b between a portion corresponding to a portion where the brush 9 is disposed and a convex portion 4 a, and an outer surface (housing space 5) of the end frame 4. Reinforcing ribs 12 that increase the thickness of the end frame 4 in the axial direction of the rotor 1 are formed on the outer surface.
[0015]
The end frame 4 is fixed to the housing 3 by fixing means such as caulking fixing that bends and fixes the four protrusions 14 formed on the housing 3, and at least two of the four protrusions 14 are Are provided on the axis of the brush 9 parallel to the radial direction of the rotor 1.
Incidentally, reference numeral 13 denotes a terminal portion to which a lead wire connector portion (not shown) is attached. In addition, as shown by a two-dot chain line, a plurality of reinforcing ribs 12 may be formed around the convex portion 4a in addition to the connecting portion 4b.
[0016]
Next, features of this embodiment will be described.
According to the present embodiment, by caulking and fixing on the axis of the brush 9, the end frame 4 that also serves as the brush holder portion 10 in the vicinity of the brush 9, which is a noise generating source, is made to have a high strength metal housing 3. Therefore, the vibration of the end frame 4 can be effectively suppressed. Therefore, the noise of the electric motor can be effectively reduced.
[0017]
In addition, a reinforcing rib 12 that increases the thickness of the end frame 4 in the axial direction of the rotor 1 is formed at the connecting portion 4b between the portion corresponding to the portion where the brush 9 is disposed and the convex portion 4a. Since the rigidity of the end frame 4 at the portion where the brush 9 that is a vibration generation source is disposed is improved, vibration between the brush 9 and the end frame 4 is suppressed. Therefore, noise can be reduced more effectively.
[0018]
Incidentally, FIG. 3 shows the test results of the vibration characteristics of the end frame 4. As is clear from FIG. 3, the electric motor according to the present embodiment effectively reduces noise (vibration) in the audible range of 0 kHz to 20 kHz. (Hatched portion in FIG. 3). Since the vibration of the brush 9 is transmitted to the end frame 4 to generate noise, the frequency of the end frame 4 can be regarded as the frequency of noise.
[0019]
Incidentally, the test results shown in FIG. 3 show that the acceleration and the vibration frequency with the acceleration 10 m / s 2 of 0 dB are the same except that the protrusion 14 is provided on the axis of the brush 9 and the other conditions are the same. It shows the relationship. Incidentally, FIG. 8 shows an example in which the protruding portion 14 is not provided on the axis of the brush 9.
Further, since the brush holder portion 10 and the end frame 4 are integrally formed, it is not necessary to consider the suitability of the assembled state of the both, and therefore unnecessary vibration of the end frame 4 due to this does not occur. . Therefore, since the noise of the motor can be reduced by a simple means such as providing the protrusion 14 on the axis of the brush 9, the noise of the motor can be reduced, and in combination with the reduction of the number of parts and the improvement of the assembly property, Manufacturing costs can be reduced.
[0020]
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, bolt fixing by bolts (P screws) 15 is used instead of caulking fixing.
(Third embodiment)
In the first embodiment, the protrusion 14 is caulked and fixed by simply bending, but in this embodiment, as shown in the order of (a), (b), and (c) in FIG. A notch 14a is provided, and the protruding portion 14 is bent and fixed by caulking so as to open the notch 14a.
[0021]
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, the end frame 4 is fixed by forming the protrusion 16 on the end frame 4 and crushing the tip of the protrusion 16 as shown in FIGS.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of the electric motor according to the first embodiment of the present invention, taken along the line B-O-B in FIG. 2;
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is a graph showing a comparison test result of vibration characteristics of an end frame.
FIG. 4 is a sectional view of an electric motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a fixing means according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an electric motor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of an electric motor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view of an electric motor showing a comparative test comparison target.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 2 ... Stator, 3 ... Housing, 4 ... End frame,
5 ... Housing space, 6 ... Notch, 7, 8 ... Bearing,
9 ... Brush, 10 ... Brush holder, 11 ... Coil spring,
12 ... reinforcing ribs, 13 ... terminal portions, 14 ... projecting portions.

Claims (3)

外部電源から電力を得て回転する回転子（１）と、
前記回転子（１）の整流子（１ｂ）に接触するブラシ（９）と、
前記回転子（１）を収納し、軸方向端部に開口部（３ａ）を有するハウジング（３）と、
前記開口部（３ａ）を閉塞し、前記ブラシ（９）を保持するブラシホルダ部（１０）と一体成形された樹脂製のエンドフレーム（４）と、
前記エンドフレーム（４）を前記ハウジングに固定する固定手段（１４）と有し、
前記固定手段（１４）は、前記ブラシ（９）の軸線上に設けられており、
前記エンドフレーム（４）の外側面のうち、前記ブラシ（９）が配置されている部位に相当する部位には、前記回転子（１）の軸方向に前記エンドフレーム（４）の厚みを増す補強リブ（１２）が形成されていることを特徴とする電動機の防音構造。A rotor (1) that rotates by obtaining power from an external power source;
A brush (9) in contact with the commutator (1b) of the rotor (1);
A housing (3) containing the rotor (1) and having an opening (3a) at an axial end;
A resin end frame (4) integrally formed with a brush holder (10) for closing the opening (3a) and holding the brush (9);
Fixing means (14) for fixing the end frame (4) to the housing;
The fixing means (14) is provided on the axis of the brush (9) ,
Of the outer surface of the end frame (4), the thickness of the end frame (4) is increased in the axial direction of the rotor (1) at a portion corresponding to the portion where the brush (9) is disposed. A soundproof structure for an electric motor, wherein a reinforcing rib (12) is formed . 前記回転子（１）の回転軸（１ａ）の一端側を回転可能に支持する軸受（７）が前記エンドフレーム（４）の略中央部に形成された凸部（４ａ）に圧入されており、前記補強リブ（１２）は、前記ブラシ（９）が配置されている部位と前記凸部（４ａ）との連結部（４ｂ）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の防音構造。 A bearing (7) that rotatably supports one end of the rotating shaft (1a) of the rotor (1) is press-fitted into a convex portion (4a) formed at a substantially central portion of the end frame (4). The said reinforcing rib (12) is formed in the connection part (4b) of the site | part in which the said brush (9) is arrange | positioned, and the said convex part (4a), The said 1st aspect is characterized by the above-mentioned. Soundproof structure of electric motor. 前記固定手段は、前記ハウジング（３）に形成された突出部（１４）をかしめ固定する構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機の防音構造。  The soundproof structure for an electric motor according to claim 1 or 2, wherein the fixing means has a structure for caulking and fixing a protrusion (14) formed in the housing (3).
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