(57)【要約】【課題】防水性と、モータケース内に外気を循環させてモータ構成部品を冷却することができる冷却性とを兼ね備えたモータを廉価に提供する。【解決手段】外部と連通する複数の開口孔３４を有するハウジング３０とエンドフレーム４０とからなるモータケースを備えたモータＭであって、一方の開口孔３４には、被水しない第１の部位まで配管された呼吸用のパイプ４５が接続され、他方の開口孔３４には、第１の部位の静圧よりも負圧となる静圧を有する第２の部位（モータＭの出力軸１３にはファン２が取付けられ、ファン２が回転することによって第２の部位の静圧が第１の部位の静圧よりも負圧となる）まで配管されたパイプ４４が接続された。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と連通する複数の開口部を有するモータケースを備えたモータであって、
前記開口部のうち所定の開口部には、被水しない第１の部位まで配管された第１の連通路が接続され、
前記所定の開口部以外の開口部には、前記第１の部位の静圧よりも負圧となる静圧を有する第２の部位まで配管された第２の連通路が接続されたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記モータの出力軸には送風用ファンが取付けられ、該送風用ファンが回転することによって第１の部位よりも静圧が負圧となる第２の部位が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第１の連通路が接続された開口部と前記第２の連通路が接続された開口部は、前記モータの出力軸を挟んで略対称な位置に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記第１の連通路が接続された開口部と前記第２の連通路が接続された開口部は、前記モータケースの軸方向の両端部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項５】
モータケースによって気密的に収容されたモータの冷却方法であって、
前記モータケースに形成された前記モータの内部に連通する開口部のうち所定の開口部に、第１の連通路の一端側を接続すると共に、第１の連通路の他端側を被水しない第１の部位まで配管し、
前記所定の開口部以外の開口部に、第２の連通路の一端側を接続すると共に、第２の連通路の他端側を前記第１の部位の静圧よりも負圧となる静圧を有する第２の部位まで配管し、
前記第１の部位と前記第２の部位の差圧によって、第１の部位の空気を第１の連通路，前記モータケース内部及び前記第２の連通路を通って前記第２の部位へ排出させることを特徴とするモータの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータ及びモータの冷却方法に係り、特に防水性を有すると共に、外部空気をモータ内部へ導入することによりモータ内部の冷却を行う構造を備えたモータ及び該モータの冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータ作動中、モータケース内に配設された構成部品は、通電や機械的な摺動等によって熱を発生する。この熱によって構成部品が高温となった状態での作動は、モータの部品の寿命短縮や誤作動の原因となるので、特に連続運転されるモータでは作動中に高温とならないように冷却が行われている。
【０００３】
冷却方法として、モータケースの複数箇所に開放孔を形成し、該開放孔を通して外気をモータケース内に循環させることにより、モータケース内の構成部品を冷却する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の冷却方法として、モータケース内において回転軸と同軸状に冷却用ファンを設けると共に、モータケースに冷却風の入口用通風孔と出口用通風孔を形成する技術がある。このようにすれば、モータが作動するときに回転軸と同軸状に配設された冷却用ファンも同時に回転するので、必要なときにモータ構成部品を冷却することができる（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
一方、被水する箇所に配設されるモータでは防水性が要求されるため、モータケースには通風用に上記のような開口部が設けられることなく、モータケースは密閉化される。しかし、モータケース内外の圧力差、温度差等によってモータの作動に不具合が生じる可能性があるため、モータケースには呼吸用の開放部が設けられる。
【０００６】
また、この開放部からケース内部へ水が浸入するのを防止するために、開放部を迷路構造として水が浸入し難くなるようにしたり、該開放部に呼吸用パイプの一端を接続して、呼吸用パイプの他端を被水しない箇所まで配管して水が浸入し難くなるようにしたりしている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
実開平６−６６２６６号公報（第２頁、第１図）
【０００８】
【特許文献２】
特開平５−１０３４４３号公報（第２頁、第１−３図）
【０００９】
【特許文献３】
特開平５−２０７７０３号公報（第２頁、第１図）
【００１０】
【特許文献４】
実開平５−１５６５６号公報（第２頁、第１−１１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記モータの冷却方法では、モータケースに開放孔が形成されるので、防水性が要求されるモータにおいては、この方法を採用することができないという問題があった。また、冷却用ファンを回転軸に同軸的に設けると、モータの体格が大きくなると共に、部品点数が増大して製造コストの上昇につながるという問題があった。
【００１２】
また、上記防水性確保のために気密的に形成されたモータにおいては、作動時に発生する熱を内部的に簡易に冷却する手段が講じられていないという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、防水性を確保しながら、モータケース内に外気を循環させてモータ構成部品を冷却することができるモータを廉価に提供すること及び該モータの冷却方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載のモータによれば、外部と連通する複数の開口部を有するモータケースを備えたモータであって、前記開口部のうち所定の開口部には、被水しない第１の部位まで配管された第１の連通路が接続され、前記所定の開口部以外の開口部には、前記第１の部位の静圧よりも負圧となる静圧を有する第２の部位まで配管された第２の連通路が接続されたことにより解決される。
【００１５】
本発明によれば、モータケースに複数の開口部が形成され、その開口部には被水しない第１の部位まで配管された第１の連通路と、前記第１の部位よりも静圧が負圧となる第２の部位まで配管された第２の連通路とが接続されているので、第２の部位の低い静圧によって第２の連通路内の空気が吸引され、これにより、モータケース内及び第１の連通路へ第１の部位の空気が順次吸引される。
【００１６】
このように、第１の部位から第１の連通路，モータケース，第２の連通路を介して第２の連通路への空気の流れが生起されるので、モータが防水性のために気密的に形成されている場合であっても、モータ内部の冷却を行うことができ、防水性と冷却性の両立を図ることが可能となる。
【００１７】
また、請求項２に記載のように、前記モータの出力軸には送風用ファンが取付けられ、該送風用ファンが回転することによって第１の部位よりも静圧が負圧となる第２の部位が形成されると好適である。モータが作動することにより、第２の部位は負圧となり、これによりモータケース内には冷却風が導入されるので、必要なときにモータ内部の冷却が行われる。
【００１８】
また、請求項３に記載のように、前記第１の連通路が接続された開口部と前記第２の連通路が接続された開口部は、前記モータの出力軸を挟んで略対称な位置に形成されれば好適である。モータケース内に導入された冷却風は、モータケース内において出力軸を横切るように移動することになるので、モータケース内を効率的に冷却することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載のように、前記第１の連通路が接続された開口部と前記第２の連通路が接続された開口部は、前記モータケースの軸方向の両端部に形成されれば好適である。モータケース内に導入された冷却風は、モータの長さ方向に移動するので、モータケース内略全域を冷却することが可能となる。
【００２０】
また、前記課題は、請求項５に記載のモータの冷却方法によれば、モータケースによって気密的に収容されたモータの冷却方法であって、前記モータケースに形成された前記モータの内部に連通する開口部のうち所定の開口部に、第１の連通路の一端側を接続すると共に、第１の連通路の他端側を被水しない第１の部位まで配管し、前記所定の開口部以外の開口部に、第２の連通路の一端側を接続すると共に、第２の連通路の他端側を前記第１の部位の静圧よりも負圧となる静圧を有する第２の部位まで配管し、前記第１の部位と前記第２の部位の差圧によって、第１の部位の空気を第１の連通路，前記モータ内部及び前記第２の連通路を通って前記第２の部位へ排出させることにより解決される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、ラジエター冷却用電動ファンモータＭを例にとって図面を参照して説明する。また、以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。図１は実施例のモータの背面図、図２は実施例のモータの断面説明図、図３は実施例の排出管の断面説明図、図４は実施例の吸入部の説明図、図５は別実施例のモータの説明図である。
【００２２】
図１及び図２に基づき、本発明の実施例に係るモータＭの構成を説明する。自動車のラジエターの後方には、ラジエター冷却用電動ファンモータＭを固定するためのシュラウド１が設けられている。シュラウド１は、中央に円形開口を備えた枠部１ｃと、円形開口の中心部に配置されたリング状の固定部１ａと、枠部１ｃから延出し固定部１ａを支持する支持部１ｂとを有している。
【００２３】
モータＭはフランジ３１を固定部１ａにネジ留めすることにより、シュラウド１に取付けられている。モータＭの出力軸１３には、ファン２が取付けられている。ファン２は、中央部にファンボス２ａを備え、ファンボス２ａから放射状にファンブレード２ｂが延出されている。そして、円筒形状の凹部を有するファンボス２ａに出力軸１３が取付けられており、該凹部にモータＭの一部が嵌合するように構成されている。
【００２４】
モータＭは、固定子１１と、巻線１２ａを備えたアーマチャ１２と、アーマチャ１２の出力軸１３と、出力軸１３を軸支する軸受１４，１５と、出力軸１３の一端側に配設される整流子１６と、整流子１６と摺接するブラシを有するブラシホルダ２０を備えており、これらは、モータケースとしてのハウジング３０及びエンドフレーム４０内に収容されている。
【００２５】
円筒形状のハウジング３０のエンドフレーム４０側端部には、係合部３０ａが径方向外側に向けて延出するように周設されている。また、浅い蓋状のエンドフレーム４０には、ハウジング３０の係合部３０ａと係合するための立設部４２が形成されている。エンドフレーム４０は立設部４２の先端部をかしめて、ハウジング３０の係合部３０ａに係合させることにより、ハウジング３０に取付けられている。
【００２６】
また、ハウジング３０の外周部には、径方向外側に張出すフランジ３１が３箇所に形成されている。各フランジ３１は、ネジ孔３２を有する。モータＭは、ネジ孔３２にネジが挿通されシュラウド１にネジ留めされることにより固定される。
【００２７】
ブラシホルダ２０は、ハウジング３０の内周形状に合わせた円形状に形成されており、ブラシホルダ２０の一方の側、即ちアーマチャ１２のコア側には、ブラシ装置２１が形成されている。ブラシ装置２１は、ブラシボックス２２と、ピグテール２３と、不図示のブラシと、スプリングと、電極板等を主要構成要素として構成されている。
【００２８】
ブラシホルダ２０の外縁部には、当接部２５がハウジング３０の係合部３０ａの延出幅と略同じ幅に形成されている。係合部３０ａと当接した状態で当接部２５が立設部４２の先端部によってかしめられることにより、ハウジング３０とブラシホルダ２０とエンドフレーム４０は、該かしめ部分で気密性を有するように一体に固定されている。
【００２９】
また、ハウジング３０の上下側壁の２箇所に、呼吸用の開口孔３４が形成されている。開口孔３４には、樹脂製のパイプ取付部３５が嵌め込まれており、パイプ取付部３５には連通路としての呼吸用パイプ４４，４５が取着されている。
【００３０】
図１に示すように、第２の連通路としてのパイプ４４の一端側はハウジング３０の下側の開口孔３４に取付けられたパイプ取付部３５に連結されており、パイプ４４は固定部１ａ，支持部１ｂ，枠部１ｃに固定された後、パイプ４４の他端側はシュラウド１に配設された第２の部位としての排出管３まで配管されている。
【００３１】
図３に示すように、排出管３は中間部の内径が狭められた円筒形状をしている。流入部３ａは入口部分から徐々に内径が小さくなるように形成されており、中間部３ｂは略同径の円筒形状に形成されており、流出部３ｃは出口部分に向かうほど内径が大きくなるように形成されている。また、中間部３ｂには、パイプ取付部３ｄが形成されている。そして、排出管３は、ファン２による冷却風が支持部１ｂや枠部１ｃによって遮られない箇所であって、開口部である流入部３ａに対して冷却風がスムーズに流入するような位置に取付けられている。
【００３２】
また、図４に示すように、第１の連通路としてのパイプ４５の一端側はハウジング３０の上側の開口孔３４に取付けられたパイプ取付部３５に連結されており、パイプ４５は固定部１ａ，支持部１ｂ，枠部１ｃに固定された後、被水しない箇所まで配管されている。図４に示すように、パイプ４５の他端側は、キャビン内やエンジンルーム内の被水しない箇所にある固定物に配設された円筒形状の第１の部位としての吸入部５に、先端部が下向きになるように固定されている。
【００３３】
次に、本例のモータＭの動作について説明する。所定条件でモータＭへ給電されると出力軸１３が回転し、それに伴ないファンボス２ａと一体に形成されたファン２が回転する。ファン２の回転によって後方へ向けての冷却風の流れが生成され、これによりラジエターの冷却が行われる。
【００３４】
後方への冷却風の流れが生起されると、排出管３内を冷却風が通過する。排出管３内を冷却風が通過するとき、流入部３ａ内では流入した冷却風は徐々に流速を速められ、中間部３ｂでは流速が最大となる。このとき、ベンチュリ効果により中間部３ｂ内の静圧がパイプ４４内の静圧よりも小さく（負圧に）なり、パイプ４４内の空気が排出管３内へ吸引される。これにより、パイプ４４内の空気には排出管３へ向かう流れが生起される。このとき、パイプ４４内の静圧は、ハウジング３０内，パイプ４５内及び吸入部５における静圧と略同一となっている。
【００３５】
一方、ハウジング３０内の空気は、排出管３へ向かう空気の流れによってパイプ４４内へ吸引される。これに伴ない、パイプ４５内の空気がハウジング３０内へ吸入され、被水しない箇所にある固定物に配設された吸入部５からパイプ４５内へ空気が吸入される。
【００３６】
このように、モータＭが作動することにより、吸入部５付近の大気と排出管３付近の大気に差圧が生じ、吸入部５からパイプ４５，ハウジング３０内及びパイプ４４を通って排出管３への空気の流れが生起される。これにより、吸入部５からパイプ４５を介してモータＭ内へ外気が導入され、モータＭ内で熱せられた空気は、パイプ４４を介して排出管３外へ排気される。したがって、このような空気の循環によってモータＭの構成部品の冷却が可能となる。また、モータＭは気密性を有するように構成されているので、モータＭに被水することがあっても、内部への水の浸入を防ぐことが可能となっている。
【００３７】
上記したように、本実施の形態によれば、以下の効果を有する。
（１）モータＭには、２本の呼吸用パイプ４４，４５が取付けられており、一方のパイプ４４の他端部は、モータＭを駆動源とするファン２の回転によって負圧となる箇所に配管されている。また、他方のパイプ４５の他端部は被水しない箇所に配管されている。
【００３８】
したがって、モータＭが作動することにより、パイプ４４の空気が前記負圧によって吸引され、これによってパイプ４５からモータＭ内へ、及びモータＭ内からパイプ４４への空気の流れが生起される。このように、モータＭの体格を増大させることなく、モータＭの作動中に同時にモータＭ内の冷却を行うことができる。また、構成が簡単であり、空気の循環を生起させるための専用駆動源を別途必要としないので、既存のモータを小変更することにより容易に構成することができる。
【００３９】
（２）また、モータＭは気密性を有するように構成されているので、防水性と、外気によるモータＭ内部の冷却を行う冷却性とを両立することができる。
【００４０】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施の形態では、自動車のラジエター用電動ファンモータを例にとって説明したが、これに限らず、本発明は他のモータにも適用可能である。例えば、図５に示すように、他のモータＭ２にモータＭと同様に呼吸用パイプ４４，４５を取付け、パイプ４４の他端部を負圧が利用できる箇所（別実施例では、ラジエターファンのシュラウド１に配設された排出管３）に配管し、パイプ４５の他端部を被水しない箇所に配管することができる。
【００４１】
また、モータ自体が水没されるような高い防水性を要求されるものであっても、上記構成によって内外気を循環させることができ、モータ内部の冷却を行うことが可能となる。
【００４２】
○また、上記実施の形態では、２箇所の開口孔３４が軸を挟んで反対側に位置するようにハウジング３０に形成され、開口孔３４が上下に位置するようにモータＭがシュラウド１に取付けられている。この場合、２つの開口孔３４は、ブラシ装置２１に対向する軸方向位置に形成されているが、これに限らず、図５に示すように、軸方向に離れた位置に開口孔３４を形成するようにしても良い。このようにすると、モータＭ内の空間全体に空気の流れが生起されるので、冷却効果が向上されるので好適である。
【００４３】
○また、２つの開口孔３４は、対向する２つの軸方向端面（モータＭの場合は、ハウジング３０の底部とエンドフレーム４０）にそれぞれ形成しても、同様に冷却効果が向上される。また、開口孔３４は２箇所に限らず、３箇所以上に形成されていても良い。
【００４４】
○また、上記実施の形態では、負圧を生起させるためにラジエターファンによる冷却風を利用しているが、これに限らず、他の気流を利用しても良い。例えば、自動車の走行風を利用してもよい。また、走行風とラジエターファンによる冷却風を併用しても良い。
【００４５】
○また、上記実施の形態では、第１の連通路としてのパイプ４５，第２の連通路としてのパイプ４４がそれぞれ一本のみ配設されているが、これに限らず、ハウジング３０に第１の連通路用及び第２の連通路用にそれぞれパイプ取付部３５を複数箇所に形成し、それぞれ複数本の連通路を接続してもよい。また、連通路を途中で分岐させてもよい。このようにすれば、よりモータＭ内部の冷却性を向上させることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のモータ及びモータの冷却方法によれば、防水性を確保することができると共に、モータハウジング内に外気を循環させてモータ構成部品を冷却することができる構成を廉価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のモータの背面図である。
【図２】実施例のモータの断面説明図である。
【図３】実施例の排出管の断面説明図である。
【図４】実施例の吸入部の説明図である。
【図５】別実施例のモータの説明図である。
【符号の説明】
１  シュラウド、１ａ  固定部、１ｂ  支持部、１ｃ  枠部、２  ファン、２ａ  ファンボス、２ｂ  ファンボス、３  排出管、３ａ  流入部、３ｂ  中間部、３ｃ  流出部、３ｄ  パイプ取付部、５  吸入部、１１  固定子、１２  アーマチャ、１２ａ  巻線、１３  出力軸、１４，１５  軸受、１６  整流子、２０ブラシホルダ、２１  ブラシ装置、２２  ブラシボックス、２３  ピグテール、２５  当接部、３０  ハウジング、３０ａ  係合部、３１  フランジ、３２  ネジ孔、３４  開口孔、３５  パイプ取付部、４０  エンドフレーム、４２  立設部、４４，４５  パイプ、５１  モータ、Ｍ，Ｍ２  モータ
【図１】
2004159426.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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