JPS631341A

JPS631341A - 電気モ−タの冷却機構

Info

Publication number: JPS631341A
Application number: JP62098489A
Authority: JP
Inventors: ジョージ　ストロブル
Original assignee: Johnson Electric Industrial Manufactory Ltd
Current assignee: Johnson Electric Industrial Manufactory Ltd
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-01-06
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: DE3779957T3; GB8706835D0; EP0244134A1; DE3779957D1; EP0244134B1; JP2694949B2; DE3779957T2; GB2189944B; GB2189944A; EP0244134B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、永久磁石直流電気モータに係り。

特に、分数馬力の永久磁石直流電気モータの冷却機構に
係る。

従来の技術所与のモータサイズに対し小型モータの出力を高めるこ
とが常に要求されている。このような小型モータで大き
な出力を供給することが必要な場合には、出力のロスに
よってモータ内部に発生した熱を消散することが困難で
ある。これらのモータは質量が小さいので、重要な領域
において非常に急激な温度上昇を受ける。高い温度にお
いては、種々の部品がダメージを受ける。

発明が解決しようとする問題点強制換気ファンをモータ内に組み込んでモータシャフト
に取り付けることが知られているが、これまで、このよ
うにするには、少なくともモータの長さを増加しなけれ
ばならなず、所与のモータサイズに対して出力を増加す
るという目的が達せられない。

又、遠心ファンのファンブレードとして実際に働くよう
な大きな端子部を整流器に設けることも知られている。

このような整流器が、本出願人の米国特許出願第６９０
７６１号の継続出願として１９８６年３月７日に出願さ
れた米国特許出願第９３７３０１号に開示されている。

然し乍ら、多くの分野においては、このように大きな整
流器を設けることは困難である。というのは１例えば。

アーマチャの巻線領域と干渉するからである。

問題点を解決するための手段本発明の１つの特徴においては、ガン状のモータケーシ
ングと、このケーシングに取り付けられた永久磁石手段
と、巻線が巻かれたアーマチャと、モータケーシング内
で回転するように取り付けられたモータシャフト上の整
流器とを具備し、エンドキャップがモータケーシングを
閉じていてブラシギアを支持しており、そのブラシ自体
は上記整流器に接触し、アーマチャとブラシとの間でモ
ータシャフトの周りに遠心ファンが取り付けられており
、更に、アーマチャとブラシとの間でモータケーシング
に窓が設けられ、上記ファンは、環状のブレード支持体
と一体的な複数のファンブレードを備え、上記ブレード
支持体は、上記整流器の付近であって且つアーマチャの
外囲面に隣接した位置でアーマチャの端に固定されるこ
とを特徴とする永久磁石直流電気モータが提供される。

このようなファンでは、整流器及びアーマチャの上のフ
ァンの「目」に空気を引き込むことができ、整流器及び
アーマチャの両方は、電気的な加熱及び摩擦によってロ
スが生じてこれがモータケーシングの窓を通して放出さ
れるために著しい温度上昇を受ける。更に、ブレード支
持体の位置は、整流器を通る空気の流れから引っ込める
ことができない。

上記ファンは、アーマチャのコイルの巻線が整流器に取
り付けられるところの整流器部分の周りに設置されるの
が好ましい。通常、この領域は、巻かれたコイルの付近
に整流器の刀根部を配置できるようにするために設けら
れる。整流器の刀根部へのワイヤ接続がいったん行なわ
れると、この領域はもはやその目的がなくなる。この未
使用の領域をファンのために使用することにより、モー
タの長さをもはや延ばす必要がなくなる。

ブレードは、アーマチャの外周面を越えて半径方向外方
に延びるのが好ましい。

環状ブレード支持体は、円筒状の壁と、アーマチャから
離れた方の壁の端から半径方向に延びる環状ブレード強
化プレートとを備えているのが好ましい。ここで１強化
プレートは、ブレードの半径方向の最も内側のエツジと
最も外側のエツジとの間で延びることができる。然し乍
ら、ブレードは、ブレード支持体を越えて半径方向に延
びるのが効果的である。

上記ファンは、アーマチャにのり付けされるのが好まし
い。

然し乍ら、これとは別に、上記ファンは１例えば、アー
マチャのアーム及びファン取付部材の対応形状のアーム
に巻かれたアーマチャコイルにより、アーマチャに接続
されたファン取付部材とスナップ式にぴったりと係合す
ることができる。

又、ファンを取り付けるためのこの構成体は。

アーマチャを有するモータに一般的に適用することがで
きる。従って、本発明の別の特徴においては、シャフト
に取り付けられたアーマチャと、アーマチャに接続され
たファン取付部材と、ファン取付部材にスナップ式にぴ
ったりと係合されたファンとを備えた永久磁石直流電気
モータが提供される。

本発明の他の特徴及び効果は、特許請求の範囲及び以下
の詳細な説明から明らかとなろう。

実施例以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施例を詳
細に説明する。

第１図には、小型の分数馬力の永久磁石直流モータ１が
示されている。このモータはシャフト２を備え、このシ
ャフトには、巻線の巻かれたアーマチャ３及び整流器４
が支持されている。整流器４及びアーマチャ３は、シャ
フトにしっかりと取り付けられ、アーマチャは、−般に
良く知られたやり方で巻線が巻かれて整流器に接続され
る。

シャフト２は、円筒のガン状金属ケーシング５内に取り
付けられている。このケーシング５は、−体内に形成さ
れたエンドプレートにより一端６が閉じている。エンド
プレート６は、ハウジング８にベアリング７を支持して
おり、シャフト２はこのベアリング７にジャーナル軸受
けされる。ベアリング７を通るシャフトの軸方向移動を
制限するためにシャフト２には黄銅カラー３２が圧ばめ
される。

エンドプレート６は、モータの内部を換気するために複
数の（典型的に４個の）周囲方向に延びるスロット９を
有している。

典型的にナイロンのプラスチックエンドキャップ１０は
、自己整列式の焼結ベアリング１１を収容し、このベア
リングは、エンドキャップに押し込まれたワッシャ１３
の軸方向に延びるタブ１２によって位置保持される。エ
ンドキャップは、−対のカーボンブラシ１４（第１図に
は一方しか示されていない）より成るブラシギアを支持
する。

ブラシは、電源タグ１５に接続されたブラシリーフ（第
１図には示さず）によって整流器４に押し付けられる。

ワッシャ３３は、永久磁石に対するアーマチャの軸方向
位置を調整するために設けられており。

軸方向の支持面を形成する。

エンドキャップ１０には、モータ内部を更に換気できる
ように穴（図示せず）が形成されている。

ケーシング５は２つの永久磁石１８を支持し、各永久磁
石は、−方の軸方向エツジ２０では各々の刀根部１９に
支持されそして他方の軸方向エツジではＵ字型のバネ２
１によって分離されている。

周囲方向に延びるスロット２２の形態の窓がブラシ１４
とアーマチャ３との間の領域でケーシング５に設けられ
ている。

以上に述べた構造は、公知であり、分類番号ＨＣ６１３
で本出願人により製造販売されている小型の永久磁石直
流モータにおいて実施されている。

第１図の構造において本発明によって達成される改良は
、アーマチャ５のコイルのワイヤを整流器４に電気的に
接続するのに用いられる整流器の刀根部２３の領域の周
りでブラシ１４とアーマチャ５との間にファン２４を配
置することである。

ファン２４は、第３図及び第４図に示されており、これ
は、遠心型のものであって、環状ブレード支持体と一体
的に形成された複数の半径方向に延びるブレード２６を
備え、ブレード支持体は。

ここに示す例では、アーマチャ３にのせられる円筒壁２
７と、アーマチャ３から雛れた方の壁２７の端から半径
方向に延びる環状のブレード強化プレート２５とを備え
ている。実際に、第３図及び第４図に示す例では、プレ
ート２５は、ブレード２６の半径方向全長にわたって延
びていて、ブレードを支持している。

アーマチャ３は、第６図に断面図で示されており、シャ
フト２にしっかりと取り付けられた中央コア３４を備え
ている。３つの（この例では）マツシュルーム断面の延
長部２８がコアから半径方向に延び出している。

この延長部２８は、シャフト２の軸方向に延びており、
マツシュルーム２８の幹部にコイル２９が巻かれている
。

ファン２４には、その中心線Ｃの周りに１２０°の間隔
で３つのタブ３０が設けられ、プレート２５から後方に
延びている。各タブ３０は、アーマチャの端にファン２
４を取り付けるために。

−対のマツシュルーム２８．２９間に突出するように配
置される。円筒壁２７及び／又はタブ３０は、エポキシ
樹脂によりアーマチャにのり付けされる。

環状プレート２５は、コイル２９の軸方向端を露出させ
るために大きな中央開口３１を有している。

ファン２４は、成形により、ナイロン又は他の適当なプ
ラスチック材料で一体的に形成される。

モータが作動する時には、シャフト２がアーマチャ３及
び整流器４と共に回転する。ケーシング５のスロット２
２に対向するファンブレード２６は、スロット２２を通
して半径方向外方に空気を強制的に通流させる。ブレー
ド２６内へ開口３１に向かって空気が引き込まれる。こ
のように、整流器４及びコイル２９を経て空気が引き込
まれ、アーマチャ及び整流器を冷却させる。

第２図は、第１図のモータの変形態様を示しており、ア
ーマチャ３及び整流器４が設けられたシャフト２を示し
ている。ファン２４に加えて、同じ構造の第２のファン
２４′がアーマチャ３の他端に取り付けられる。ファン
２４′を配置する場合には、必要に応じてスペーサ３２
を設けた状態でファン２４′を受は入れるために、ケー
ス５の長さを延ばすことが必要である。

モータのロータを組み立てるために、アーマチャ３及び
整流器４がシャフト２に取り付けられ、アーマチャのコ
イルが巻かれて、良く知られたように整流器に接続され
る。

次いで、ファン２４の開口３１が整流器４上に通され、
タブ３０がコイル２９間に挿入される。

次いで、ファン２４がアーマチャにのり付けされる。

ファン２４′は、もしこれがファン２４に加えて設けら
れている場合、シャフト２の端に通されて、ファン２４
の場合と同様に、取り付けられる。次いで、ロータがモ
ータケーシング５に挿入され、エンヂキャップ１０及び
ブラシ組立体が取り付けられる。

第７図及び第８図は、のりを使用しない別のファン取付
方法を示している。これは、ファン取付部材４０を使用
し、これにファン２４がスナソブ式にしっかりと係合さ
れる。取付部材４０は、プラスチック材料であるのが便
利であり、−般に。

アーマチャの１つの層の形状をとり、シャフト２に押し
込んで取り付けられる中央スリーブ４１と、このスリー
ブ４１から等間隔で延びる３つのマツシュルーム型のア
ーム４２とを備えている。部材４０は、アーム４２及び
アーマチャのアームに巻かれたコイル２９によってアー
マチャにしっかりと固定される。弾力性フィンガ４４は
、アーマチャ３からアーマチャ３から離れるように各マ
ツシュルーム型アーム４２のヘッドから軸方向に延び、
肩部４６を画成するように半径方向外方に拡大したヘッ
ド４５を有している。上記の説明から明らかなように、
部材４０は、アーマチャのコイルを巻き付ける前にアー
マチャの端面に対しシャフト２に取り付けられる。

ファンの円筒壁２７は、等間隔で半径方向内方に延びる
３つの突起４７を有し、これらの突起は、ファン２４が
軸方向にフィンガ２４に対して押される時に肩部４６の
後方にスナップ式にびつたりと係合する。タブ３０は、
アーマチャのマツシュルーム型延長部間でこれらの突起
に保持され、ファン２４をアーマチャ３に対して成る角
度で位置設定すると共に、ファン２４を部材４０に取り
付ける時に突起４７が肩部４６に整列されるようにする
。

第９図のファンは、ブレード強化プレート２５′がノ」
１さなサイズのものであってファンの円筒壁２７の半径
方向輪郭内に存在し且つファンブレード２６′の大部分
がブレード２６に比して半径方向内方及び半径方向外方
の両方に延びるという点で、第１図ないし第６図に示す
ファンとは異なる。然し乍ら、整流器の刀根部２３と半
径方向に整列されたブレードは、それらの半径方向の最
も内側のエツジにおいて、ブレード強化プレート２５′
の内縁と整列して終わり、隣接するマツシュルーム２８
間の通路を通る空気の流れを妨げるものではない。第９
図に示したファンは、モータの冷却性を改善することが
分かっており、これは、−部分は多量の空気流を生じる
大きなファンブレードによるものでありそして一部分は
アーマチャに対して空気の流れを良くする小さなブレー
ド強化プレートによるものである。

更に別の変更が当業者に明らかであり、これらの全ての
変更は本発明の範囲内に入るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による永久磁石直流小型電気モータの側
部断面図、第２図は第１図のモータの変形態様を示す図、第３図は
第１図及び第２図のモータのファンの断面図であって、
第４図の■−■線に沿った図、第４図は第３図のファン
の前面図、第５図は第３図のファンの後面図、第６図は第１図のアーマチャの横断面図、第７図は第１
図と同様の図であって、ファンを取り付ける別の方法を
示す図、第８図は第７図のモータのファン取付部材及びアーマチ
ャの一部分を示す斜視図、そして第９図は第３図と同様
の図で、別のファンを示す図である。１・・・永久磁石直流モータ２・・・モータシャフト　　３・・・アーマチャ４・・
・整流器　　　　５・・・金属ケーシング７・・・ベア
リング　　８・・・ハウジング９・・・スロット　　１
１・・・焼結ベアリング１２・・・タブ　　　１３・・
・ワッシャ１５・・・タグ　　　１９．２３・・・刀根
部２４・・・ファン　　２５・・・強化プレート２６・
・・ブレード　２７・・・円筒壁３４・・・中央コア

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガン状のモータケーシング（５）と、このケーシ
ングに取り付けられた永久磁石手段（１８）と、巻線が
巻かれたアーマチャ（３）と、モータケーシング内で回
転するように取り付けられたモータシャフト（２）上の
整流器（４）とを具備し、エンドキャップ（１０）がモ
ータケーシングを閉じていてブラシギア（１４）を支持
しており、そのブラシ自体は上記整流器に接触し、アー
マチャとブラシとの間でモータシャフトの周りに遠心フ
ァン（２４）が取り付けられており、更に、アーマチャ
とブラシとの間でモータケーシングに窓（２２）が設け
られ、上記ファンは、環状のブレード支持体（２５、２
７；２５’、２７’）と一体的な複数のファンブレード
（２６；２６’）を備え、上記ブレード支持体は、上記
整流器の付近であって且つアーマチャの外囲面に隣接し
た位置でアーマチャの端に固定されることを特徴とする
永久磁石直流電気モータ。
（２）上記ブレード（２６；２６’）は、上記アーマチ
ャの外周面を越えて半径方向外方に延びる特許請求の範
囲第１項に記載の電気モータ。
（３）上記環状ブレード支持体は、円筒状の壁（２７；
２７’）と、上記アーマチャから離れた方の壁の端から
半径方向に延びる環状ブレード強化プレート（２５：２
５’）とを備えている特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載の電気モータ。
（４）上記強化プレート（２５）は、上記ブレード（２
６）の半径方向全長にわたって延びるか又は実質的に全
長にわたって延びる特許請求の範囲第３項に記載の電気
モータ。
（５）上記ブレード（２６’）は、ブレード支持体（２
５’、２７’）を越えて半径方向に延びる特許請求の範
囲第３項に記載の電気モータ。
（６）上記アーマチャは、コイル（２９）が巻き付けら
れた複数の半径方向に延びるアーム（２８）を備え、こ
れらアーム及びコイルの隣接対間に延びるタブ（３０）
がファンに設けられている特許請求の範囲の前記各項い
ずれかに記載の電気モータ。
（７）上記ファンは、アーマチャにのり付けされる特許
請求の範囲の前記各項いずれかに記載の電気モータ。
（８）上記アーマチャに接続されたファン取付部材（４
０）を更に具備し、ファン及びファン取付部材は、ファ
ンがファン取付部材にパチンとぴったりと係合するよう
にさせる相補的な形状部（４６、４７）を有している特
許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の電
気モータ。
（９）上記ファン取付部材は、アーマチャの断面形状に
実質的に対応する形状を有し、上記ファン取付部材は、
アーマチャのコイルにより整流器の付近でアーマチャの
端に接続される特許請求の範囲第８項に記載の電気モー
タ。
（１０）上記整流器は、周囲方向に離間された複数の刀
根部（２３）を備え、これらはアーマチャのコイルに電
気的に接続され、これら刀根部のまわりにファンが取り
付けられる特許請求の範囲の前記各項いずれかに記載の
電気モータ。
（１１）上記整流器から離れた方のアーマチャの端には
更に別のファン（２４’）が設けられる特許請求の範囲
の前記各項いずれかに記載の電気モータ。
（１２）シャフト（２）に取り付けられたアーマチャ（
３）と、このアーマチャに接続されたファン取付部材（
４０）と、このファン取付部材にパチンとぴったり係合
するファン（２４）とを具備することを特徴とする永久
磁石直流電気モータ。