JP2008259370A - 回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングどうしの合わせ面や口出し線の引き出し部などのハウジングに必要的に形成される隙間を確実にシールできる組立性の良い回転機を提供する。
【解決手段】第１ハウジング５と第２ハウジング６の段付部によって固定子コア１０が挟み込まれて組み付けられ、一方のハウジング内周面と他方のハウジング外周面との隙間にシール材１３が挟み込まれて全周にわたってシールされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、ショーケースや収納庫などの温度差により結露が発生し易い環境下で駆動源として使用される誘導電動機などの回転機に関する。

回転機の一例として誘導電動機について説明する。交流誘導電動機は、固定子コイルに交流電流を流して固定子に形成される回転磁界により回転子に誘導電流が流れる。この誘導電流と固定子に発生する回転磁界との間に働く電磁力により回転トルクが発生する。
誘導電動機が、例えばショーケースや収納庫などの温度差により結露が発生し易い環境下やぬれ易い現場などで駆動源として使用される場合、防水構造を備えている必要がある。

また、回転機の他例としてＤＣブラシレスモータにおいて、分割ケーシングの凹凸の合わせ面にＯリングを挿入して当該分割ケーシングをねじ止め固定して雨水の浸入を防止し、ケーシングの振動を減衰させるモータが提案されている（特許文献１参照）。
特開平１０−３０４６４０号公報

しかしながら、分割されたケーシングの凹凸の合わせ面にＯリングを設けても、分割されたケーシングどうしでステータコア（積層コア）を厚さ方向に挟んで固定している。このため、シール部が積層コアの積厚のばらつきによる影響を受け易いという課題がある。例えば、積層コアの積厚が増えると、ケーシングの凹凸の合わせ面に隙間が生じＯリングに接触しないとシール性が不十分となる。また、積層コアの積厚が減ると、ケーシングの凹凸の噛み合いが強まるためＯリングの変形の度合いが深まるため寿命が短くなる。
また、固定子コイルに接続する口出し線をケーシング内からケーシング外へ引き出すための開口部が必要なため、この隙間をシール必要も生じる。
以上のように、分割されるハウジングに必要的に形成される隙間を確実にシールする必要性がある。

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ハウジングどうしの合わせ面や口出し線の引き出し部などのハウジングに必要的に形成される隙間を確実にシールできる組立性の良い回転機を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ハウジング内に固定子と回転子が収納されて当該ハウジングがシールされた防水構造を有する回転機であって、第１ハウジングと第２ハウジングの段付部によって固定子コアが挟み込まれて組み付けられ、一方のハウジング内周面と他方のハウジング外周面との隙間に全周にわたってシール材が挟み込まれてシールされていることを特徴とする。
また、シール材の外周面にはハウジングの内外周面によって押し潰される単数又は複数の突条が周方向に連続して形成されていることを特徴とする。
また、シール材は第２ハウジングの外周面に嵌め込まれ、上部外周縁部が周方向に薄肉となるテーパー部が形成されていることを特徴とする。

また、第２ハウジングの周面部の一部が外側に突設され上面部及び外周部の一部が開口する装着部が形成され、該装着部にはグロメットが装着されており、該グロメットを挿通して固定子コイルに接続する口出し線が設けられていることを特徴とする。また、グロメットには第２ハウジングの上面部開口より装着部へ挿入され装着部壁面に押し潰される突条が突設されていることを特徴とする。或いはシール材にはグロメット上面部と装着部上面部の界面を覆う舌片部が突設されていることを特徴とする。

上述した回転機を用いれば、第１ハウジングと第２ハウジングの段付部によって固定子コアが挟み込まれて組み付けられ、一方のハウジング内周面と他方のハウジング外周面との隙間にシール材が挟み込まれて全周にわたってシールされているので、固定子コアの厚みのばらつきに関係なく防水性を維持できる。
また、シール材の外周面にはハウジングの内外周面によって押し潰される単数又は複数の突条が周方向に連続して形成されていると、シールが確実に行える。
また、シール材は第２ハウジングの外周面に嵌め込まれ、上部外周縁部に周方向に薄肉となるテーパー部が形成されていると、第１ハウジングをシール材の外周面に重ね合わせる際にテーパー部による逃げがあると、シール材との摩擦抵抗が大きくなりすぎないためハウジングどうしの嵌め合いが容易になる。

また、第２ハウジングの周面部の一部が外側に突設され上面部及び外周部の一部が開口する装着部が形成され、該装着部にはグロメットが装着されており、該グロメットを挿通して固定子コイルに接続する口出し線が接続されていると、口出し線の引出し部分の防水が行なえる。また、グロメットには第２ハウジングの上面部開口より装着部へ挿入され装着部壁面に押し当てられる突条が突設されていると、グロメットの外周面と第２ハウジングの装着面に隙間が発生しても突条を内壁面に押し潰してシールされるので、グロメットの外周面とハウジングの装着面との隙間に依存しないで第２ハウジングとグロメットの隙間のシールを行なえる。また、グロメットを装着部へ装着する際に内壁面と突条が線接触となるため、摩擦抵抗が少なく装着し易くなる。また、シール材にはグロメット上面部と装着部上面部の界面を覆う舌片部が突設されていると、第２ハウジングとグロメットの隙間のシールを確実に行なえる。

以下、本発明に係る回転機の最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施例では、回転機の一例として電動機を例示して説明する。

電動機の概略構成について図１及び図２を参照して説明する。図２において、回転子１は回転子軸２に回転子マグネット３が一体に組み付けられている。回転子マグネット３は磁性体（フェライトなど）を含む樹脂材料により回転子軸２と一体に成形されている。尚、誘導電動機の場合回転子１には回転子かごが用いられる。回転子かごは固定子４により形成される磁界と直交する向きに導体棒が一定間隔で円周上に並べられ両端が導体リングで連結されたものが用いられる。

電動機の回転子軸２は第１ハウジング５及び第２ハウジング６（モータハウジング）に嵌め込まれた第１、第２深溝玉軸受け部（ボールベアリング）７、８によって回転可能に支持されている。モータハウジングは、アルミダイカストなどにより成形された非磁性の金属材が用いられる。回転子軸２の一端側は第１ハウジング５より上方へ突出して設けられ、他端側は第２ハウジング６に支持された第２ボールベアリング８に支持されている。第２ボールベアリング８は止め輪により軸方向に位置決め固定されている。尚、第１、第２ボールベアリング７、８には公知のシールベアリングが好適に用いられる。

図２において、固定子４は、リング状に形成され、径方向内部に向かってティース部９が形成された固定子コア（例えば積層コア）１０が設けられている。固定子コア１０のティース部９にはインシュレータ１１を介して固定子コイル１２が巻き付けられている。固定子コア１０は第１、第２ハウジング５、６の段付部５ａ、６ａに挟み込まれて組み付けられる。図１Ａ，Ｂにおいて、固定子コイル１２からの口出し線２１は第２ハウジング６に設けられたグロメット２２に形成された貫通孔２２ｃ（図６Ｂ参照）通じてハウジング外へ引き出されるようになっている。第１ハウジング５及び第２ハウジング６は４箇所でねじ２３により一体に組み付けられる（図１Ａ参照）。

モータハウジングの防水構造について図２乃至図６を参照して説明する。
図２において、シール性を確保する部位について説明すると、第１に回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間、第２に第１ボールベアリング７自体、第３に第１ボールベアリング７と第１ハウジング５との隙間をシールする必要がある。これらのうち、第１番目の回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間はシール部材１５によってシールされている。また、第２番目については第１ボールベアリング７がシールベアリングであることによりシール性が確保されている。また、第３番目については、第１ハウジング５の内壁面に設けられたＯリング１４によってシール性が確保されている。

また、図２においてモータハウジングは第１ハウジング５と第２ハウジング６との隙間がシール材１３によってシールされている。シール材１３は、第２ハウジング６の開口部近傍の外周面６ｃ（図５参照）に嵌め込まれる。

このシール材１３の構成について図３及び図５を参照して具体的に説明する。
図５において、シール材１３は、例えばＣＲ、ＮＢＲなどのリング状に形成されたゴム材が用いられる。シール材１３の軸孔一端側には、第１ハウジング５と第２ハウジング６との合わせ面（図４Ａ参照；第１ハウジング５の段付面５ｂと第２ハウジング６の端面６ｂ）をシールする環状部１３ａが設けられている。また、図３Ａにおいてシール材１３の外周面には第１、第２ハウジング５、６の内外周面によって押し潰される第１、第２突条１３ｂ、１３ｃが周方向に連続して形成されている。図３Ｂにおいて、環状部１３ａに設けられる突条は１箇所のみでも良いし、３箇所以上設けられていてもよい。

また、図３Ｃにおいて、シール材１３の環状部１３ａは上部外周縁部が周方向に薄肉となるテーパー部２４が形成されていても良い。このテーパー部２４による逃げがあると第１ハウジング５をシール材１３の外周面に重ね合わせる際に、シール材１３との摩擦抵抗が大きくなりすぎないためハウジングどうしの嵌め合いが容易になる。

図４Ａ、Ｂは、固定子コア１０の積厚の変化における第１、第２ハウジング５、６の合わせ面のシール状態の変化を示す。図４Ａの左側半段面図は、固定子コア１０の積厚Ｌが規定値より小さい場合を示す。この場合には、シール材１３の環状部１３ａを第１ハウジング５の段付面５ｂと第２ハウジング６の端面６ｂによって挟み込むことでばらつきを吸収する。この場合には、環状部１３ａにおけるシール効果も得られる。

また、図４Ｂの右側半段面図は固定子コア１０の積厚Ｌが規定値より大きい場合を示す。この場合、シール材１３の環状部１３ａを第１ハウジング５の段付面５ｂと第２ハウジング６の端面６ｂが挟み込むことがなく第１ハウジング５の段付面５ｂとの間に隙間が生じている。しかしながら、シール材１３の外周面に設けられた第１、第２の突条１３ｂ、１３ｃが第１ハウジング５の内周面と第２ハウジング６の外周面に挟み込まれて押し潰されてシールされているため、固定子コア１０の積厚Ｌのばらつきに関係なく防水性を維持できる。

尚、図５において、シール材１３にはグロメット２２の上端部と第２ハウジング６側に形成される装着部２５の上端部を覆う舌片部１３ｄが突設されている。また、舌片部１３ｄには孔１３ｅが設けられている。この孔１３ｅにグロメット２２の上面部に突設された突起部２２ｅが嵌合して、シール材１３の位置決めがなされる。舌片部１３ｄは、第２ハウジング６の外周面６ｃに嵌め込まれて、舌片部１３ｄが位置決めされて装着されると、グロメット２２の上端部と装着部２５の界面を覆ってシールすることができる。

次に、口出し線２１の引き出し部のシール構造について説明する。
図５において、第２ハウジング６の周面部の一部が外側に突設され上面部と外周部の一部が開口する装着部２５が形成されている。装着部２５は、グロメット２２が上面開口部より挿抜できるように凹溝状に形成されている。このグロメット２２を挿通して固定子コイル１２に接続する口出し線２１が接続される。また、装着部２５に対応する第２ハウジング６の壁面は上端側に向かって開口する切欠部６ｂが形成されている。

図６Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、グロメット２２が装着部２５へ装着される際に壁面部２５ａと摺動する外側摺動面２２ａには断面半円状の突条２２ｂが突設されている。これによりグロメット２２の外周面と装着部２５の装着面（特にコーナーのＲ面どうしの接触部）に隙間が発生しても突条２２ｂを内壁面２５ａに押しつぶしてシールされるので、グロメット２２の外周面と装着面との隙間に依存しないで第２ハウジング６とグロメット２２の隙間をシールできる。また、グロメット２２を装着部２５へ装着する際に内壁面２５ａと突条２２ｂが線接触となるため、摩擦抵抗が少なく装着し易くなる。

図６Ａにおいて、グロメット本体の上面部には、シール材１３の舌片部１３ｄの孔１３ｅと嵌合する突起部２２ｅが突設されている。また、図６Ｃにおいて、グロメット本体の背面部は、第２ハウジング６の切欠部６ｂ（図５参照）を塞ぐ壁面部２２ｄが設けられている。壁面部２２ｄには段付部６ａに対応する段付部２２ｆが形成されている。
また、図６Ｂにおいて、グロメット本体を貫通して設けられる貫通孔２２ｃは、口出し線２１が挿入されるため、この口出し線２１の外周面と孔壁面とのシール性を確保するため、貫通孔２２ｃの中央部の孔径が両側開口部の孔径より小さくなるように形成されている。

電動機の組み立て構成の一例を図５に示す。
カップ状の第２ハウジング６内へ回転子軸２に回転子マグネット３、第１、第２ボールベアリング７、８が組み付けられた回転子１及びその周囲に固定子コイル１２が巻き付けられた固定子コア１０を同心状に配置する。また、固定子コイル１２に接続する口出し線２１をグロメット２２の貫通孔２２ｃに挿入して外部へ引き出したまま、グロメット２２を装着部２５へ装着する。これにより、切欠部６ｂが壁面部２２ｄ及びグロメット本体により閉塞され、グロメット２２と第２ハウジング６の開口との隙間が突条２２ｂを押し潰すことでシールされる。また、口出し線２１は、貫通孔２１の開口側と中途部との孔径差によりシールされる。

また、第２ハウジング６の開口部外周面６ｃにシール材１３が孔１３ｅと突起部２２ｅの位置決めを行なって嵌め込む。これによって、グロメット２２と装着部２５の上端部界面が舌片部１３ｄに覆われてシールされる。

最後に、第１ハウジング５を第２ハウジング６へ嵌め込む際に、開口部外周面６ｃに装着されたシール材１３の第１、第２の突条３ｂ、３ｃが内外周面により押し潰されてハウジング間の隙間を確実にシールすることができる。

上述した電動機の実施形態は、回転子軸２が第１ハウジング５の外側へのみ延出しているが、第２ハウジング６の外側へ延出するようにしてもよい。この場合には、第１ボールベアリング７側と同様に回転子軸２と第２ボールベアリング８との隙間にシール部材１５を圧入する必要がある。
また、回転機としては、誘導電動機、同期機などの電動機に限らず、発電機などであってもよい。

誘導電動機の平面図及び正面図である。 誘導電動機の半断面図である。 シール部材の斜視図及び部分断面図である。 固定子コアの積厚のばらつきとハウジングのシール構造との関係を示す半断面説明図である。 電動機の組み立て構成の一例を示す分解斜視図である。 グロメットの正面図、右側面図、上視図である。

符号の説明

１ 回転子
２ 回転子軸
３ 回転子マグネット
４ 固定子
５ 第１ハウジング
５ａ、６ａ 段付部
５ｂ 段付面
６ 第２ハウジング
６ｂ 端面
６ｃ 外周面
７ 第１ボールベアリング
８ 第２ボールベアリング
９ ティース部
１０ 固定子コア
１１ インシュレータ
１２ 固定子コイル
１３ シール材
１３ａ 環状部
１３ｂ 第１の突条
１３ｃ 第２の突条
１３ｄ 舌片部
１３ｅ 孔
１４ Ｏリング
１５ シール部材
１６ 補強材
１７ 弾性シール材
１８ 支持部
１９ 止め輪
２０ 環状ブッシュ
２１ 口出し線
２２ グロメット
２２ａ 摺動面
２２ｂ 突条
２２ｃ 貫通孔
２２ｄ 壁面部
２２ｅ 突起部
２２ｆ 段付部
２３ ねじ
２４ テーパー部
２５ 装着部
２５ａ 内壁面

Claims (6)

1. ハウジング内に固定子と回転子が収納されて当該ハウジングがシールされた防水構造を有する回転機であって、
   第１ハウジングと第２ハウジングの段付部によって固定子コアが挟み込まれて組み付けられ、一方のハウジング内周面と他方のハウジング外周面との隙間にシール材が挟み込まれて全周にわたってシールされている回転機。
2. シール材の外周面にはハウジングの内外周面によって押し潰される単数又は複数の突条が周方向に連続して形成されている請求項１記載の回転機。
3. シール材は第２ハウジングの外周面に嵌め込まれ、上部外周縁部が周方向に薄肉となるテーパー部が形成されている請求項１記載の回転機。
4. 第２ハウジングの周面部の一部が外側に突設され上面部及び外周部の一部が開口する装着部が形成され、該装着部にはグロメットが装着されており、該グロメットを挿通して固定子コイルに接続する口出し線が設けられている請求項１記載の回転機。
5. グロメットには第２ハウジングの上面部開口より装着部へ挿入され装着部壁面に押し潰される突条が突設されている請求項４記載の回転機。
6. シール材にはグロメット上面部と装着部上面部の界面を覆う舌片部が突設されている請求項４記載の回転機。

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