(57)【要約】【課題】  ブラシの磨耗量を低減し、回転電機の長寿命化を図る。【解決手段】  回転電機のブラシを保持するブラシホルダの底部を覆うターミナル３８にプレート５５，５６を介してワッシャ５４を接触させ、ワッシャ５４をヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットに密着させた。プレート５５，５６及びワッシャ５４をホルダステー２７よりも熱伝達しやすい材料から構成し、プレート５５，５６及びワッシャ５４を介する熱伝達経路によりブラシの熱を効率良くエンドブラケットに伝達させる。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットが、アーマチュアを回転自在に支持し、前記アーマチュアのコンミテータに摺接するブラシを金属製のブラシホルダに収容した回転電機において、
前記ブラシホルダ、又は前記ブラシホルダを固定するために前記ホルダステー側に取り付けられた導電性部材と、前記エンドブラケットとの間に熱伝達部材を設けたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
筒状のヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットが、アーマチュアを回転自在に支持し、前記アーマチュアのコンミテータに摺接するブラシを金属製のブラシホルダに収容した回転電機において、
前記ブラシホルダ、又は前記ブラシホルダを固定するために前記ホルダステー側に取り付けられた導電性部材と、前記ヨークとの間に熱伝達部材を設けたことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
前記熱伝達部材は、金属材料からなり、負極となる前記ブラシを収容する前記ブラシホルダ、又はこのブラシホルダが固定される前記電動性部材に当接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記エンドブラケット又は前記ヨークに放熱部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記エンドブラケット又は前記ヨークをアースに接続したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記エンドブラケットは、表面に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム材料からなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシをアーマチュアのコンミテータに摺接させてコイルに給電する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転電機は、ブラシを保持するブラシ保持装置を有している。ブラシ保持装置は、絶縁材からなるホルダステーに、金属製のブラシホルダを固定した構成を有し、ブラシホルダ内には、ブラシが収容される。また、ブラシホルダには、同一極性のブラシを電気的に接続する均圧線が架設されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５８−１５３５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ブラシは、コンミテータに摺接することにより発熱する。この発熱量が大きくなると、ブラシが高温になって磨耗しやすくなる。したがって、回転電機の長寿命化の観点からは、ブラシの温度上昇を抑えて磨耗量を低減することが望ましい。
この発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、ブラシの磨耗量を低減し、回転電機を長寿命化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、筒状のヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットが、アーマチュアを回転自在に支持し、前記アーマチュアのコンミテータに摺接するブラシを金属製のブラシホルダに収容した回転電機において、前記ブラシホルダ、又は前記ブラシホルダを固定するために前記ホルダステー側に取り付けられた導電性部材と、前記エンドブラケットとの間に熱伝達部材を設けたことを特徴とする回転電機とした。
本発明は、ブラシの磨耗量がブラシの温度により変化することに着目してなされたものである。この回転電機によれば、熱伝達部材を設けることで、ブラシの熱が、ブラシホルダ又は導電性部材から、エンドブラケットに伝達されやすくなり、熱の放熱が促進される。
【０００５】
請求項２に係る発明は、筒状のヨークの一端を覆蓋するエンドブラケットが、アーマチュアを回転自在に支持し、前記アーマチュアのコンミテータに摺接するブラシを金属製のブラシホルダに収容した回転電機において、前記ブラシホルダ、又は前記ブラシホルダを固定するために前記ホルダステー側に取り付けられた導電性部材と、前記ヨークとの間に熱伝達部材を設けたことを特徴とする回転電機とした。
この回転電機によれば、熱伝達部材を設けることで、ブラシの熱が、ブラシホルダ又は導電性部材から、ヨークに伝達されやすくなり、熱の放熱が促進される。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転電機において、前記熱伝達部材は、金属材料からなり、負極となる前記ブラシを収容する前記ブラシホルダ、又はこのブラシホルダが固定される前記電動性部材に当接することを特徴とする。
この回転電機によれば、熱伝達部材が金属材料からなるので、ブラシからエンドブラケット又はヨークへの熱伝達を効率良く行うことができる。また、熱伝達部材は、負極のブラシを電気的に接続することになるので、均圧線の役割も果たすようになる。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機において、前記エンドブラケット又は前記ヨークに放熱部を設けたことを特徴とする。
この回転電機によれば、ブラシからエンドブラケット又はヨークに伝わる熱を、エンドブラケット又はヨークに設けられた放熱部から放出するようにしたので、効率良く放熱することが可能になる。したがって、ブラシの温度上昇をさらに抑制できる。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機において、前記エンドブラケット又は前記ヨークをアースに接続したことを特徴とする。
この回転電機によれば、負極のブラシが、熱伝達部材と、エンドブラケット又はヨークとを介してアース側に電気的に接続されることになる。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機において、前記エンドブラケットは、表面に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム材料からなることを特徴とする。
この回転電機によれば、エンドブラケットを熱伝達率の高いアルミニウム材料から構成することで、放熱の効率が向上する。さらに、このアルミニウム材料の表面に陽極酸化皮膜を形成しておくことで、さらに放熱の効率が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、熱伝達部材によって、ブラシホルダ又は導電性部材から伝達された熱を速やかに、エンドブラケットに伝達することができる。このため、ブラシの温度上昇を抑えられ、ブラシの磨耗を抑制できるので、回転電機を長寿命化できる。
請求項２に記載した発明によれば、熱伝達部材によって、ブラシホルダ又は導電性部材から伝達された熱を速やかに、ヨークに伝達することができる。このため、ブラシの温度上昇を抑えられ、ブラシの磨耗を抑制できるので、回転電機を長寿命化できる。
請求項３に記載した発明によれば、金属製の熱伝達部材によってブラシの熱を効率良くエンドブラケット又はヨークに伝達できるので、ブラシの磨耗を抑制できる。また、負極となるブラシ同士が電気的に接続されるので、巻線回路に生じる誘起電圧が同一にならない場合に発生する循環電流を負極のブラシを通さずに流せるようになるので、電磁ノイズを低減することができる。
請求項４に記載した発明によれば、エンドブラケット又はヨークに放熱部を設け、放熱効率を向上させたので、ブラシの温度上昇をさらに抑制できる。したがって、回転電機をさらに長寿命化できる。
請求項５に記載した発明によれば、エンドブラケット又はヨークをアースに接続することで、負極のブラシの磁気吸引力のアンバランスを解消できるので、電磁ノイズをさらに低減することができる。
請求項６に記載した発明によれば、エンドブラケットを表面に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム材料から作製したので、エンドブラケットに伝達された熱を速やかに外気中に放出することができる。したがって、回転電機を長寿命化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本発明の第１の実施の形態の構成を示す。
図１に示すように、回転電機１のヨーク２は、金属製の有底筒３の内周面に、永久磁石４を固着した構成を有している。ヨーク２の底部５の中央には、アーマチュア６の回転軸７を挿通させる開口８を有している。開口８の周囲は、軸受部９が凹設され、ここに前記回転軸７を回転自在に支持する軸受１０が圧入されている。また、底部５と反対側の解放端１１は、エンドブラケット１２により覆蓋されている。なお、このような回転電機１は、例えば、自動車のラジエターファンを回転させるために用いられる。
【００１２】
図１及び図２に示すように、エンドブラケット１２は、円板形状を有し、その周縁部１３はヨークと係合可能に折り曲げ加工してある。周縁部１３と中心部との間には、後述するブラシ保持装置１４を収容する凹部１５を有段成形してある。さらに、エンドブラケット１２の中心部寄りには、前記回転軸７の軸受１６を圧入する軸受部１７を設けてある。なお、このエンドブラケット１２の周方向を３等分する位置のそれぞれには、回転電機１を車体などに固定する固定用ブラケット１８が、スポット溶接されている。また、エンドブラケット１２には、アーマチュア６に給電するリード線（不図示）を挿通させる２つの開口１９と、ブラシ保持装置１４を固定するボルト孔２０とを設けてある。
【００１３】
図１に示すように、アーマチュア６は、回転軸７に一体的に設けた複数の板材に、導線２２を巻装してコイル２３を形成した構成を有する。導線２２は、回転軸７のエンドブラケット１２寄りに固定されたコンミテータ２４に接続してある。コンミテータ２４は、ブラシ２５に摺接する複数の摺接子２４ａを有している。
【００１４】
ブラシ２５は、前記エンドブラケット１２の凹部１５に収容されるブラシ保持装置１４に保持される。図３から図５に示すように、ブラシ保持装置１４は、ブラシ２５を収容する金属性のブラシホルダ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄをホルダステー２７に固定した構成を有している。
【００１５】
ホルダステー２７は、エンドブラケット１２の凹部１５に収容可能な円板形状を有している。さらに、その中央には、アーマチュア６の回転軸７及びコンミテータ２４を挿通させる開口２８を有している。ホルダステー２７の周方向を４等分する位置のそれぞれには、ホルダステー２７の表面から裏面に貫通する貫通孔２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを有している。この貫通孔２９ａ〜２９ｄは、ホルダステー２７の半径方向に延びる細長形状を有している。この貫通孔２９ａ〜２９ｄは、導電性部材であるターミナル３８によって覆蓋されている。なお、図５に示すように、貫通孔２９ｃと貫通孔２９ｄとには、それぞれの貫通孔を横断する架橋部３２が設けられている。
さらに、貫通孔２９ｃと貫通孔２９ｄとの間には、第１窓孔３０を開設し、貫通孔２９ｂと貫通孔２９ｃとの間には、第２窓孔３１を開設してある。
【００１６】
また、図５に示すように、ホルダステー２７において、エンドブラケット１２に望む裏面の周縁部には、エンドブラケット１２に当接する脚部３３と、エンドブラケット１２に固定する際に使用するボルト孔３４の周縁部とが、ホルダステー２７の板厚方向に突出している。
さらに、図３に示すように、ホルダステー２７の表面には、第１窓孔３０から貫通孔２９ｃまで連なる凹溝３５ａや、第２窓孔３１から貫通孔２９ｂまで連なる凹溝３５ｂを有している。
【００１７】
ブラシホルダ２６ａ〜２６ｄは、断面コ字形状を有し、その開放端をターミナル３８に当接させるようにしてホルダステー２７に固定されている。このブラシホルダ２６ａ〜２６ｄとターミナル３８とで区画される空間には、ブラシ２５が摺動自在に収容され、ストッパスプリング３９（図４参照）によって中央に向かって付勢される。また、ブラシホルダ２６ａ〜２６ｄの一方の側面には、ピグテール４０を引き出す孔４１（図４参照）を有する。ピグテール４０は、一端がブラシ２５に接続され、他端がターミナル３８にスポット溶接される。
【００１８】
貫通孔２９ｃに取り付けられているターミナル３８には、ホルダステー２７の表面に形成されている前記凹溝３５ａに収容される導電板４２ａが接続されている。この導電板４２ａは、基端がターミナル３８に連なり、先端にターミナル端子４３が設けられている。このターミナル端子４３は、第１窓孔３０の空隙部分に位置し、通電用のリード線が接続される。
また、第１窓孔３０の空隙部分には、ターミナル端子４５がさらに配置されている。このターミナル端子４５には、導電板４６ａが接続されている。導電板４６ａは、貫通孔２９ｄの架橋部３２（図５参照）の内部を通り、ブラシホルダ２６ａが固定されているターミナル３８と電気的に接続されている。
なお、ターミナル端子４３，４５には、マイナス側のリード線が接続される。このため、ブラシホルダ２６ａとブラシホルダ２６ｃとに収容されるブラシ２５は、マイナス（負極）になる。
【００１９】
同様に、貫通孔２９ｂに取り付けられているターミナル３８には、ホルダステー２７の前記凹溝３５ｂに収容される導電板４２ｂが接続されている。この導電板４２ｂの先端には、通電用のリード線が接続されるターミナル４４が設けられている。
また、第２窓孔３１の空隙部分には、ターミナル端子４７がさらに設けられている。このターミナル端子４７には、導電板４６ｂが接続される。導電板４６ｂは、貫通孔２９ｃの架橋部３２（図５参照）の内部を通り、ブラシホルダ２６ｄが固定されているターミナル３８と電気的に接続されている。
なお、ターミナル端子４４，４７には、プラス側のリード線が接続される。このため、ブラシホルダ２６ｂとブラシホルダ２６ｄとに収容されるブラシ２５は、プラス（正極）になる。
【００２０】
さらに、図６及び図７に示すように、このブラシ保持装置１４は、マイナス側に帯電するブラシ２５の熱をエンドブラケット１２に伝達する熱伝達部材５０を有している。
熱伝達部材５０は、円環の一部を切り欠いた形状を有するワッシャ５４と、ワッシャ５４よりも小型で、略方形状を有する２つのプレート５５，５６とを有し、それぞれが熱伝導率の高い金属、例えば、アルミニウムなどから製造されている。
【００２１】
ワッシャ５４は、中央開口２８と同形状の開口５１を有するリング部５２と、リング部５２の外縁部の一部を半径方向に延出させた扇形部５３とからなり、ホルダステー２７の裏面の少なくとも一部を覆うように、ホルダステー２７に装着される。
ワッシャ５４のリング部５２には、貫通孔２９ｃの形成位置に対応する位置に、孔５７を有している。また、扇形部５３には、ホルダステー２７の脚部３３及びボルト孔３４の周辺部の形状に合わせた位置に、凹部５８及び孔５９を有している。さらに、貫通孔２９ａに対応する位置にも、孔６０を有している。
【００２２】
プレート５５は、ワッシャ５４のリング部５２と貫通孔２９ｃ側（マイナス側）のターミナル３８との間に介挿させて使用するもので、幅が貫通孔２９ｃの幅に略等しい。また、高さは、ターミナル３８からワッシャ５４までの距離に略等しい。プレート５５において、開口２８（５１）に望む面は、円弧状に切り取られている。さらに、面積が最も大きい面であって、ワッシャ５４に当接する面には、突起６２が形成されている。この突起６２は、リング部５２の前記孔５７に挿入される。
また、プレート５６は、ワッシャ５４の扇形部分５３と貫通孔２９ａ側（マイナス側）のターミナル３８との間に介挿させて使用するもので、長方体形状を有する。また、その高さは、ターミナル３８からワッシャ５４までの距離に等しい。面積が最も大きい面であって、ワッシャ５４に当接する面には、突起６３が形成されている。この突起６３は、扇形部分５３の孔６０に挿入される。
【００２３】
したがって、ブラシホルダ保持装置１４をエンドブラケット１２の凹部１５に収容し、ボルトで固定すると、図８に模式的に示す断面図のように、ターミナル３８とホルダステー２７との間の隙間が、プレート５５，５６により埋められる。また、プレート５５，５６とホルダステー２７とエンドブラケット１２との間の隙間は、ワッシャ５４により埋められる。つまり、プレート５５，５６は、ターミナル３８とワッシャ５４に密着（当接）し、ワッシャ５４はエンドブラケット１２に密着（当接）する。
【００２４】
ここで、図３に示すブラシホルダ保持装置１４のターミナル端子４３，４４，４５，４７には、リード線が接続される。また、エンドブラケット１２は、固定用ブラケット１８（図１参照）を介してアースに接続される。この状態で、リード線から電流を供給すると、図３に示すターミナル端子４３，４４，４５，４７から、導電板４２ａ，４２ｂ，４６ａ，４６ｂ、ターミナル３８、ピグテール４０を介してブラシ２５とコンミテータ２４の摺設部分に電流が流れ、アーマチュア６が回転して動力が発生する。この際に、ブラシ２５や、アーマチュア６のコイル２３が、電流の通電により熱を帯びる。
【００２５】
図１に示すようなコイル２３で発生した熱は、周囲に放射されるか、導線２２を介してコンミテータ２４に伝わる。周囲に放射された熱は、ヨーク２内の空間（エアギャップ）を介して、マグネット４に伝わり、有底筒３から外部の空気に放射される。また、有底筒３の温度よりもエンドブラケット１２の温度が低い場合には、エンドブラケット１２に熱が伝達される。この場合に、エンドプレート１２に伝達された熱は、エンドプレート１２から外部の空気に放射される。一方、コイル２３からコンミテータ２４に伝達された熱は、ブラシ２５の温度がコンミテータ２４の温度よりも低い場合に、ブラシ２５に伝達される。
【００２６】
ブラシ２５の熱は、ブラシ２５の温度がコンミテータ２４の温度よりも高いときには、コンミテータ２４とブラシホルダ２６ａ〜２６ｄとに伝達される。一方、ブラシホルダ２６ａ〜２６ｄの温度が、コンミテータ２４の温度よりも低いときには、コンミテータ２４からブラシ２５に熱が伝達される。
ブラシ２５からブラシホルダ２６ａ〜２６ｄに伝達される熱は、ターミナル３８に伝達される。そして、ターミナル３８に伝達された熱は、図８の矢印Ｑ１に示すように、ホルダステー２７を介してエンドブラケット１２に伝達されるか、矢印Ｑ２に示すように、プレート５５，５６及びワッシャ５４を介してエンドブラケット１２に伝達される。ホルダステー２７は、前述のように絶縁材からなり熱伝導率が低いので、ブラシ２５の熱の多くは、熱伝達部材５０を介してエンドブラケット１２に伝達される。なお、矢印Ｑ１，Ｑ２の太さは、その熱伝達経路で伝達される熱量の大きさを示しており、矢印Ｑ１よりも矢印Ｑ２の方が太くなっている。
【００２７】
そして、エンドブラケット１２に伝達された熱は、外部の空気に放射される。また、エンドブラケット１２の温度よりもヨーク２の有底筒３の温度の方が低い場合には、エンドブラケット１２から有底筒３に熱が伝達される。この場合に有底筒３に伝達された熱は有底筒３から外部の空気に放射される。
【００２８】
ここで、この回転電機１におけるブラシ２５などの温度の測定結果の一例を図９に示す。なお、図９において、横軸はブラシ、コイル、回転軸、ヨーク、エンドブラケットといった回転電機の部位の名称が配列されており、縦軸には温度を示している。また、四角でプロットしてある温度特性は、回転電機における温度の測定結果を示し、菱形でプロットしてある温度特性は、対比として、図１０に示すような、熱伝達部材５０を有しない回転電機（従来の回転電機１ｒという）の温度の測定結果を示している。ここで、図１０における各構成要素は、回転電機１と区別するために、符号にｒを付してある。従来の回転電機１ｒにおいて、ブラシホルダが固定されるターミナル３８ｒと、ホルダステー２７ｒ及びエンドブラケット１２ｒが形成する空間７０ｒは、空洞であり、空気が満たされているのみである。したがって、ブラシからターミナル３８ｒに伝達される熱は、矢印Ｑ１及び矢印Ｑ３に示すように、熱伝導率の低いホルダステー２７ｒ及び空気を介してエンドブラケット１２ｒに放出されるのみである。
【００２９】
図９に示すように、ブラシの温度は、従来の回転電機１ｒの１４５．３ｄｅｇに対して、熱伝達部材５０を有する回転電機１では１３５．４ｄｅｇであり、９．９ｄｅｇも温度が下がっている。また、コイルの温度も、従来の回転電機１ｒの１４３ｄｅｇに対して、回転電機１では１３３．６ｄｅｇとなり、９．４ｄｅｇも温度が下がっている。さらに、アーマチュアの回転軸の温度や、ヨークの温度も、回転電機１の方が低くなっている。なお、回転電機１のエンドブラケット１２の温度が、従来の回転電機１ｒのものよりも高くなっているが、これは回転電機１において、ブラシ２５からエンドブラケット１２への熱伝達が効率良く行われていることを示している。
【００３０】
このように、この実施の形態によれば、熱伝達部材５０により、マイナス側のブラシ２５の熱を、エンドブラケット１２に伝達しやすくする熱伝達経路を設けたので、マイナス側のブラシ２５の温度上昇を抑制することができる。このような熱伝達経路は、長さが短く、かつ接触面積を大きくとれるので、熱伝達の効率が良い。したがって、ブラシ２５の磨耗量を低減することができる。また、マイナス側のブラシ２５の温度が下がることで、これと摺接するコンミテータ２４や、ホルダステー２７などの温度も下がるので、プラス側のブラシ２５の温度も間接的ではあるが低下する。したがって、ブラシ２５の寿命が長くなるので、回転電機１を長寿命化することができる。なお、回転電機１を高出力化、高密度化する場合には、ブラシ２５の温度上昇が大きくなることが予想されるが、このような回転電機１であっても、ブラシ２５の熱をエンドブラケット１２に速やかに伝達できるので、長寿命化が図れる。
さらに、コイル２３によって形成される巻線回路に電流を流すと、誘起電圧が発生する。この誘起電圧が巻線回路ごとに異なる場合には循環電流が発生するが、この回転電機１は、マイナス側のブラシ２５同士を熱伝達部材５０によって電気的に接続しているので、循環電流をマイナス側のブラシ２５を通さずに流すことができる。したがて、電磁ノイズを低減することができる。そして、熱伝達部材５０及びエンドブラケット１２をアースとして機能させたので、磁気吸引力のアンバランスを解消できるので、電磁ノイズをさらに低減することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してある。さらに、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。
図１１及び図１２に示すように、この実施の形態の回転電機８１は、エンドブラケット８２の外表面に放熱部８３を設けたことを特徴とする。
放熱部８３は、ブラシ保持装置１４を固定する凹部１５の外表面にプレス加工や、切削加工などにより形成した複数の凹凸からなる放熱フィンである。この放熱部８３によれば、エンドブラケット８２の外表面の表面積が、第１の実施の形態のエンドブラケット１２（図１及び図２参照）に比べて大きくなり、放熱し易くなる。
【００３２】
この回転電機８１によれば、前述の熱伝達部材５０により、ブラシ２５からエンドブラケット８２に伝達される熱を、放熱部８３から速やかに大気中に放射することができる。このため、ブラシ２５からエンドブラケット８２に伝達する熱量を増大できる。したがって、ブラシ２５の温度をさらに低く抑えることができるので、回転電機８１の寿命もさらに延びる。
【００３３】
なお、放熱フィンの代わりに、エンドブラケット８２をアルミニウムなどの熱伝達率の高い材料から製造しても良い。この場合は、エンドブラケット８２自体が放熱部となる。また、エンドブラケット８２の外表面に、陽極酸化処理によって酸化アルミニウムの皮膜（陽極酸化皮膜）を形成し、この陽極酸化皮膜を放熱部としても良い。陽極酸化皮膜により、熱の放射が促進されるので、ブラシ２５の温度上昇を抑制できる。さらに、陽極酸化皮膜の多孔質の表面に黒色の色素を染み込ませて着色しておくと、放射特性を向上させることができる。また、熱伝達率の高い材料と、放熱フィンと、陽極酸化皮膜の少なくとも２つを組み合わせた放熱部であっても、前述のような効果を得ることができる。
【００３４】
ここで、前述のような放熱部を有する回転電機８１における各部の温度の測定結果の一例を図１３に示す。なお、図１３において、横軸には回転電機の各部の名称が配列され、縦軸は温度が示している。また、四角でプロットしてある温度特性は、回転電機８１の測定結果を示し、菱形でプロットしてある温度特性は、図１０に示すような、いわゆる従来の回転電機１ｒの測定結果を示している。
ブラシ２５の温度は、従来の回転電機１ｒの１４５．３ｄｅｇに対して、回転電機８１は１１５．９ｄｅｇであり、２９．４ｄｅｇも温度が下がっている。また、コイルの温度は、従来の回転電機１ｒの１４３ｄｅｇに対して、回転電機８１は１２１．８ｄｅｇであり、２１．２ｄｅｇも温度が下がっている。そして、回転軸、ヨーク、エンドブラケットの温度も回転電機８１の方が従来の回転電機１ｒに比べて低くなっている。このように、前述の熱伝達部材５０により、ホルダステー２７よりも効率の良い熱伝達経路を設け、エンドブラケット１２への熱伝達を促進させると共に、放熱部によりエンドブラケット１２の熱を放出することでブラシ２５の温度を大幅に低減することができる。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してある。さらに、重複する説明は省略する。
図１４に示すように、この実施の形態における回転電機９１は、ブラシホルダ２６ａとヨーク２との熱伝達を促す熱伝達部材９２を備えている。
熱伝達部材９２は、熱伝導率の高い金属などから製造されており、細長形状を有している。その一端は、マイナス側のブラシ２５を収容するブラシホルダ２６ａの開放端に対向する頂面に固定されている。他端は、先端がＵ字状に折り曲げられており、この折り曲げられた部分９２ａでヨーク２の内面に当接している。なお、熱伝達部材９２をヨーク２の内面に弾接するようにすると、熱伝達部材９２とヨーク２とを確実に接触させることができる。
また、図示しないが、ブラシホルダ２６ａと対向配置されているブラシホルダ２６ｃにも、同様の熱伝達部材９２が取り付けられている。
【００３６】
この回転電機９１によれば、マイナス側のブラシ２５の熱が、ブラシホルダ２６ａ及びブラシホルダ２６ｃから熱伝達部材９２を介してヨーク２に伝達され易くなる。このため、ブラシ２５の熱をヨーク２から大気中に放射することができるので、ブラシ２５の温度をさらに低く抑えることができるので、回転電機８１の寿命もさらに延びる。
【００３７】
さらに、この回転電機９１では、不図示のケーブルでヨーク２をアースに接続しても良い。このようにすると、ヨーク２及び各ブラシホルダ２６ａ，２６ｃを介して、負極側のブラシ２５をアースに接続することができるので、磁気吸引力のアンバランスを解消でき、電磁ノイズをさらに低減することができる。
【００３８】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、前記の各実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してある。さらに、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、ヨークに放熱部を備えることを特徴とする。
図１５に示すように、回転電機のヨーク９４は、金属製の有底筒９５を有している。この有底筒９５の筒部分の外面には、放熱部９６が設けられている。放熱部９６は、ヨーク９４の長さ方向に沿って所定の間隔で形成された環状の溝によって、波打ち形状になっている。そして、このヨーク９４の内面には、図１４に示すような熱伝達部材９２が当接する。熱伝達部材９２の一端は、負極側のブラシホルダ２６ａに固定されている。また、負極側のブラシホルダ２６ｃとヨーク９４との間にも熱伝達部材９２が配置されている。
この回転電機では、放熱部９６によって、ヨーク９４の表面積が増加するので、放熱効率が高くなる。このため、ブラシ２５からブラシホルダ２６ａ，２６ｃ及び熱伝達部材９２を介して、ヨーク９４に伝達される熱を効率良く放出することができる。
なお、放熱部９６の形状や大きさは、図１５に図示されているものに限定されない。
【００３９】
また、図１６に示すヨーク９７のように、円筒部９８の内周に放熱部９９を設けても良い。この放熱部９９は、ヨーク９７の長さ方向に沿って所定の間隔で形成された環状の溝によって、波打ち形状になっている。そして、ヨーク９７の内面、つまり放熱部９９には、図１４に示すような熱伝達部材９２が当接している。
このヨーク９７では、放熱部９９によって内面側の表面積が増大し、放熱効率が向上する。このため、ブラシ２５からブラシホルダ２６ａ，２６ｃ及び熱伝達部材９２を介して、ヨーク９７に伝達される熱を効率良く放出することができる。ここで、ヨーク９７の外面に、図１５に示すような熱放熱部９６を設けても良い。外周及び内周から熱を効率良く放出することが可能になる。
【００４０】
なお、本発明は、前述の各実施の形態に限定されずに広く応用できる。
例えば、ホルダステー２７が導電性部材であるターミナル３８を有さずに、ホルダステー２７の絶縁部分にブラシホルダ２６ａ〜２６ｄが直接に固定するような回転電機の場合には、熱伝達部材５０をブラシホルダ２６ａ〜２６ｄに直接に接触するように配置すると良い。具体的には、ブラシホルダ２６ａ〜２６ｄのうち、ホルダステー２７の裏面側に突出する部分に熱伝達部材５０を接触させたり、ホルダステー２７にブラシホルダ２６ａ〜２６ｄと熱伝達部材５０を接触させるような貫通孔を設けたりする。
また、熱伝達部材５０は、ヨーク２の底部５に当接し、底部５にブラシ２５の熱を伝達する構成であって良い。この場合には底部５に前述のような放熱部８３を設けても良い。
さらに、熱伝達部材５０は、ワッシャ５４にプレート５５，５６を一体的に設けた構造でも良い。
そして、熱伝達部材５０は、金属の他に、熱伝導率の高いセラミックスでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態における回転電機の一部側面断面図である。
【図２】エンドブラケットの正面図である。
【図３】ブラシホルダを装着したホルダステーの正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】ブラシホルダを装着したホルダステーの背面図である。
【図６】熱伝達部材を示す図である。
【図７】熱伝達部材をホルダステーに取り付けた状態を示す図である。
【図８】ブラシ保持装置をエンドブラケットに固定した状態を示す説明図である。
【図９】回転電機の各部の温度の測定結果の一例を示す図である。
【図１０】従来の回転電機においてブラシ保持装置をエンドブラケットに固定した状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態における回転電機の一部側面断面図である。
【図１２】エンドブラケットの正面図である。
【図１３】回転電機の各部の温度の測定結果の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態における回転電機の一部側面断面図である。
【図１５】本発明の実施形態におけるヨークの一部断面図である。
【図１６】本発明の実施形態におけるヨークの一部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，８１，９１    回転電機
２，９４，９７    ヨーク
５    底部
６    アーマチュア
１２  エンドブラケット
１４  ブラシ保持装置
２４  コンミテータ
２５  ブラシ
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  ブラシホルダ
２７  ホルダステー
３８  ターミナル（導電性部材）
５０，９２  熱伝達部材
８３，９６，９９  放熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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