JPS63262043A - 回転駆動系の冷却機構 - Google Patents

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］ 末完ＩＩは、電動機等の回転駆動系における回転部に気
体乃至液体等の流体による冷却作用を与えて＋ｉｉｉ記
回転部が発生する熱を効果的に除去する冷却機構に関す
るものである。

［従来の技術］ 例えば、電動機を代表する回転駆動系は゛心気から回転
連動へのエネルギ変換、あるいは、軸受部の摺動庁擦等
により熱を発生する。こうした発生熱は機器を連続して
運転すると］−昇して運転効率の低下をもたらし、加熱
時には機器にダメージを′ｊ、えることもある。従って
、この種の回転駆動機器には定格運動時間を制限したも
のが多い。

回転運動に伴う発熱を抑えるために回転軸にファンを設
けた゛電動機が一般に汗及している。つまり、駆動部を
収納したハウシングに通気孔を設け、回転子に降した回
転軸上にファンを配しており、回転子と共にファンを回
転させてハウジング内の空気の吸排を行うようにしてい
た。

［発明が解決しようとする問題点コ ミ動機の回転軸に設けられた冷却ファンは空気を攪伴し
て送風効果をつくるため、僅かであるが回転駆動負荷を
高め１発熱の一因になる。しかも、空気の流れが運動要
素の隅々にまで行き亙らず冷却効果が不完全になる。ま
た、ファンの占有容積だけ装置が大型化し、冷却効率を
高めるためにファンを大きくすると装置の大型化を増張
する。七の上、騒音、振動を発生し、故障の発生率も高
くなる。

しかして、本発明の１」的は、電動機等の回転駆動系に
おいて、回転駆動時に発生する回転部の熱を効果的に低
減して回転駆動効率、特性を向上させると共に、装置の
小型化、騒音の抑制を達成できる冷）↓機構を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するためのＦ段］ 本発明は」二足［１的を達成するために提案するもので
あり、閉塞した容体の内部に回転子を有する電動機等の
回転駆動器を収納し、１１ｆ）記容体に流体導入［−夏
を設け’ｕ、該流体流体導入口前記容体内部に冷媒流体
を導入する冷媒供給部と、前記容体に流体排出［１を設
けて容体内に導入した冷媒流体を排出させる冷媒排出部
を設けたことを特徴とする。

［発明の作用］ 電動機等の回転駆動器を収納する容体は回転駆動器の回
転駆動時に発生する騒音を遮断する。容体に設けた冷媒
供給部の流体導入「１かも容体内部に例えば空気を送給
し、これを冷媒排出部の流体排出口から排気することで
回転駆動時に発生する熱を効果的に除去できる。前記流
体導入「１、排出１」を回転駆動部を挟んだ容体の反対
側に設けることで冷媒が回転駆動部を横切るように流れ
るため、１１！転時の発熱の局在化も防止できる。

前記流体導入口と排出口を適宜導管で結んで、当該導管
内に冷媒流体を流通させることで、ヒートパイプのよう
な除熱作用がもたらされる。

［発明の実施例］ 以下に末完１１による冷却機構を図面に基づいて説明す
る。

第１図は回転駆動器として一般的な構造を持っ′ｉ■動
機に本発明を適用した一実施例を示す側面断面図である
。即ち、ここでの回転駆動器ｌは、回転軸２に保持され
コミュテータ３を有する回転子４と、この回転子４の周
囲に対設された電位極部材５と、前記コミュテータ３に
接触する給電ブラシ６とから成る１回転軸２は回転子４
の両側部で軸受７，７で回転可能に軸支され、給電ブラ
シ６からコミュテータ３に電流を与えると回転子４は回
転運動を行う。

１０は前記回転駆動器ｌを内蔵した容体である。つまり
５回転駆動効率の固定要素（電位極部材５、給゛市ブラ
シ６、軸受７，７等）を要体１０の内側に固設している
。容体１０は上記回転駆動Ｉｇｌを外気から気密状態に
保持するように閉塞されている。この閉塞状！島を保つ
ために回転駆動器ｌかもの出力軸である回転軸１２が容
体ｌｏを貫通する軸通軸１１には気密用のシール材１２
を１没けるとよい、勿論、厳密な気密性を要求しないた
め、シール材１２の省略や、他の電気密構造を採用して
もよい。

容体１０の一方側部には容体１ｏの内部に冷媒流体を導
入するための冷媒導入口１３を形成している。ここでの
冷媒は空気であり、上記導入口１３に送給管１４を接続
してコンプレッサ等の圧力空気源（図示せず）に連通さ
せて冷却供給？８１５を構成している。また、容体１０
の他力側部には容体に導入した空気冷媒を排出するため
の冷媒排出口１６を設けている。ここでは排出口１６に
排気管１７を接続して適宜箇所に導入空気を排気するよ
うにして冷媒排出部１８を構成しているが、必ずしも排
気管１７が必要なわけではない。

」−記した構成の冷却機構は、例えばハンドドリルＡの
ハウジングの内部に上記容体１０を笹着収納させて実用
に供するものである。つまり、この場合、回転軸２の軸
延艮線上にツイストドリル等を連結させ、更に、冷媒送
給管１４はドリル本体の適宜部分に配管して外部の圧力
空気源に接続すると共に、冷媒配管１７をドリル本体の
ハウジングの適宜壁面で開放させるようにする。

以北の構成の冷却機構によれば、容体ｌＯの一側面に設
けられた冷媒導入口１３から導入された空気等の冷媒回
転駆動器ｌを経て排出口１６から外部に放出されるため
、駆動器ｌの運転時に発生する各部の熱を吸収して最適
な回転駆動状態をもたらす、また、回転駆動器１の駆動
騒音は容体１に遮断され外部への放出を防止する。

第２図に示す別の実施例は前記実施例における冷媒導入
、排出部の構造を改変したもので、同一参照番号は同一
乃至等価な要素であり、説明の重複を避ける。

第２ＩＡの実施例では、回転軸２は容体１０の両側壁に
設けた軸通口１１ａ、ｌｌｂから外部に突出している。

この軸通口１１ａ、ｌｌｂには回転軸２との間にシ、−
ル材１２ａ、１２ｂを設けるとよい。

回転軸２は両端から少なくとも容体ｌＯの内側に至る軸
孔２０，２１を有し、これら軸孔２０゜２１は夫ノ？、
回転軸２の外周面から貫設した導入１１２２と排出［１
２３によって容体ｌの内部空間に連通している。ここで
は軸孔２０と導入口２２が冷媒供給部２４となり、軸孔
２１と排出口２３が冷媒排出部２５になる。

従って、回転軸２の一方の軸孔２０の端部開口から空気
等の冷媒を供給すると、空気は、図中矢印で示すように
、軸孔２０を通って導入口２２から容体ｌＯの内部に流
入する。容体１０の内部に導入された空気は給電ブラシ
６、回転子４の回りを通って排出口２１に流入し、軸孔
２３を通って外部に流出する。こうして、回転駆動器１
が運転駆動時に発生させる熱は上記空気の流れによって
吸収され、外部に放出される。

上記冷却機構は一般の電動モータ、あるいは、電動モー
タを組み込んだ各種機器に適用でき、発熱による駆動損
失の少ない電動機を実現できる。

第３図に示す他の実施例は冷媒導入口３０と冷媒排出口
３１を導管３２を介して接続したもので、他の構成要素
は前記実施例と同じである。

この実施例における導管３２は容体１０の内部を適宜設
計によって配設すればよいが、好ましくは、導管３２の
表面蹟を大きくできるように設ける。ここでは、コイル
状の導管３２を容体１０の一力側面に並設している。

導入口３０は冷媒送給管３３を介しそ適当な冷媒供給源
に接続しており、排出口３１は排出管３４を介して前記
冷媒供給源に接続して、冷媒を循環させるようにしてい
る。ここでの冷媒供゛給部３５は」二足導入口３０、送
給管３３及び導管３２より成り、冷媒排出部３６は上記
排出口３１．排出管３４及び導管３２より成る。

回転駆動器ｌが運転時に過大な熱を発生するものでなけ
れば、これに用いる冷媒として比較的低温の気体乃至液
体でも充分であるが、維続運転を要する機器や駆動力の
大きい電動力等ではヒートパイプ用の冷媒を用いたり、
フレオン等の吸熱流体を用いてもよい。冷媒として空気
を用いるのであれば排１１−冒Ｉ３１に接続する排出管
３４を省くことができる。

この実施例でも、１ｉ）記２実施例と同様に優れた除熱
効果と騒＞ｊ防止効果がもたらせる。

Ｅ発ＩＩの効果］ 以りのように本発明によれば、閉塞した容体内に電動器
等の回転駆動器を収納し、容体に冷媒導入［１と排出口
を設けて容体の内部に冷媒を導入排出できるようにした
ため１回転駆動器が回転駆動時に発生させる熱を高い効
率で除去することができ、これによって回転駆動器は長
時間運転においても給゛・「ブラシの熱損乃至焼付きを
防止して高り令化をもたらし、且つ、熱損によるトルク
ダウンを起すことなく駆動効率を向上させることが口■
簡になる。しかも、回転駆動部が閉塞されているため、
運転駆動時の騒音振動を抑え、各種機器に広く適用する
ことができる。また、容体を電位波吸収遮液材料で作成
すれば回転駆動時に発生する電気的雑音を抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の側面断面図、第２図は第
２実施例の側面断面図、第３図はｔ５３実施例の側面断
面図である。 １００回転駆動器、２１９回転軸、 ４６１回転子、　　　ｌＯｏ、容体、 １３．２２，３０．、導入口、 １５．２４，３５．、冷媒供給部、 １６．２１．３１．、排出口、 １８．２５．３６．、冷媒排出部。 ２０．２３．、軸受、３２８．導管。 特許出願人　　１．岩　崎　政　勝 代理人　弁理士　　１．吉　１）芳　春第２図 ！

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）閉塞した容体の内部に回転駆動器を収納し、前記
   容体に流体導入口を設け当該流体導入口から前記容体内
   部に冷媒流体を導入する冷媒供給部と、前記容体に流体
   排出口を設けて容体内に導入した冷媒流体を排出させる
   冷媒排出部を設けたことを特徴とする回転駆動系の冷却
   機構。
2. （２）容体の一方側部の設けた流体導入口に送給管を介
   して圧力空気源を接続して冷媒供給部を成し、且つ、該
   容体の他方側部に設けた排出口を該冷媒排出部とした特
   許請求の範囲第１項記載の冷却機構。
3. （３）回転子を支持する回転軸の少なくとも両端部に軸
   孔を設け、前記回転軸の該容体の内部における両端近傍
   に前記軸孔の夫々に連通する導入口及び排出口を穿設し
   、前記導入口とこれに連通する軸孔とで該冷媒供給部を
   成し、且つ、前記排出口に連通する軸孔とで該冷媒排出
   部を成した特許請求の範囲第１項記載の冷却機構。
4. （４）該容体に導入口と排出口を設け、これら導入口と
   排出口を導管で接続して成り、該導入口から排出口に至
   る導管に冷媒流体を送給可能にした特許請求の範囲第１
   項記載の冷却機構。