JP6009856B2

JP6009856B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP6009856B2
Application number: JP2012173394A
Authority: JP
Inventors: 潤庠毛; 広之田中
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Servo Corp
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: US9444302B2; CN103580360A; JP2014033557A; CN103580360B; US20140035405A1

Description

本発明は、冷凍・冷蔵ショーケースや冷蔵庫等に使用されるファン用モータとして好適なブラシレスモータ等の回転電機に関する。

オープンショーケース等の冷凍・冷蔵ショーケースは、例えば、特開平１０−０１９４４６号公報（特許文献１）に見られるように、ショーケース本体の底部に冷却器やファンが配置される機械室を設けると共に、その上部に、多段に商品陳列棚が配列される前面開放型の陳列室を設け、冷却器で得た冷気をファンにて循環ダクトに通風し、陳列室の上部より前面開放面に冷気エアカーテンを吹き出し、商品陳列棚に陳列した商品を保冷するようになっている。

このようなショーケースにおいて、冷気循環用のファンでは、特に温度差により結露が発生しやすい環境に配置されるため、ファン用羽根を回転させるモータに対しては防水構造を採用する必要がある。このため、従来では、例えば特開平１０−３０４６４０号公報（特許文献２）に見られるように、モータのケースを２分割構成とし、分割されたケーシングの合わせ面にＯリングなどのシール手段を介在させたり、特開２００８−２５９３７０号公報（特許文献３）に示されるように、一方のケーシング内周面と他方のケーシング外周面との隙間に全周にわたってシール材を挟み込ませてシールすることが行われている。また、上記特許公報には、モータより外部に導出するリード線に対する防水手段も記載され、ケースに設けたリード線の引き出し口にグロメットを装着し、このグロメットを通してリード線を引き出すようにしている。

特開平１０−０１９４４６号公報特開平１０−３０４６４０号公報特開２００８−２５９３７０号公報

しかしながら、従来のモータに対する防水構造は、特許文献２・３のように、モータケースを分割構成とした上で、これらケースの合わせ面にシール手段を介在させることにより行っているが、シール手段を保持するための合わせ面における構造が複雑になるだけでなく、合わせ面以外の箇所に関しては防水対策が十分であるとは言い難く、改善が求められている。特に、特許文献２のものでは、モータケースに水抜き孔や止水壁を設ける点が示されているが、水分の侵入を確実に防止する構造ではなく、また、特許文献３のものでは、モータケースにおける口出し線の引き出し部に凹溝状装着部を形成し、これにグロメットの周囲を嵌め込む構造が示されているが、引き出し部の装着部やグロメット自身に寸法誤差を生じたり、グロメットの経年劣化により、引き出し部とグロメット間に隙間を生じる可能性があり、防水効果が低下する問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、温度差により結露が発生しやすい環境下や濡れやすい現場などで使用する場合に好適であり、簡単な構成で防水性を高めることができる回転電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の回転電機にあっては、有蓋・有底の筒状モータケースの内部に、シャフト及びマグネットを有するロータと、このロータに対し同心状に配設されステータコアにコイルを巻装してなるステータと、コイルへの通電を制御する制御回路を構成した回路基板とを備え、モータケースの底部及び蓋部のそれぞれの中心部に配置した軸受によりロータのシャフトを支持してなる回転電機において、
モータケースを、軸線方向に分割された蓋部を有する第１ケーシングと底部を有する第２ケーシングとから構成し、両ケーシングの合わせ面であるそれぞれの開口部に、互いに嵌合する内側周壁部及び外側周壁部を形成すると共に、両ケーシングのそれぞれの開口部周縁の一部に、相互に向かい合ってリードブッシュ装着用孔部を形成する凹部を設けた略半筒状の口出し部を形成し、
両ケーシングのそれぞれの口出し部における内周面に、孔部に連なる環状溝を形成する溝を少なくとも１条形成し、孔部に装着されるリードブッシュに、内部に回路基板に接続されるリード線を案内する挿通孔と、外周に相互に間隔を開けた少なくとも３条の環状膨出部とを設け、
リードブッシュにおける３条の環状膨出部のうち中間の環状膨出部を両口出し部の溝に嵌め込むようにして、リードブッシュを両口出し部間に挟持することを特徴とする。

このような回転電機において、両ケーシングのそれぞれの口出し部で形成する孔部を、口出し部の内面における溝の両側の位置でリードブッシュにおける３条の環状膨出部のうち中間の環状膨出部を挟む２つの外側面を押圧して圧縮させ得る寸法に設定するのがよく、第１・第２ケーシングの口出し部をそれぞれ半円筒状に形成し、両口出し部の内径を、リードブッシュにおける上記２つの外側面の外径より若干小さく設定するのがよい。また、第１・第２ケーシングの口出し部における溝は、リードブッシュにおける環状膨出部の大きさに合わせた寸法若しくは若干大きく設定するのがよい。さらに、リードブッシュを両口出し部間で挟持した際には、リードブッシュの外側端の環状膨出部が両口出し部の端縁に密接する構成とすることができる。

また、上記した回転電機において、第２ケーシングにおける開口部に内側周壁部を形成し、第１ケーシングにおける開口部に、内側周壁部に外嵌する外側周壁部を形成することが望ましい。

一方、第１ケーシングの蓋部に、ロータのシャフトを外部に導出させるためのシャフト口を形成し、このシャフト口の内周面とシャフトの外周面との間に微少ギャップを設定することができる。特に、第１ケーシングにおける蓋部に、シャフト口部と同心でこのシャフト口部を囲む環状シール壁を軸方向外側に突出させて設け、シャフト口部より導出したシャフトに、環状シール壁の内外の一方もしくは両方に微少隙間を持って嵌合する円筒壁を有するラビリンスシールキャップを取り付けるのがよく、前記環状シール壁は２以上が同心に設けられている請求項８に記載の回転電機。この環状シール壁は２以上同心に設けるとなおよい。加えて、ラビリンスシールキャップは、シャフトに連結されてシャフトと共に回転する回転負荷に一体に形成することができる。

上述した本発明による回転電機にあっては、筒状モータケースを構成する第１・第２ケーシングのそれぞれに設けた内側周壁部及び外側周壁部を互いに嵌合することにより、両ケーシングの合わせ面がシールされる。加えて、両ケーシングの開口部周縁のそれぞれの一部に設けた口出し部は相互に向かい合い、内部にリード線を挿通させたリードブッシュを挟持する。このとき、両口出し部の内周面における溝にリードブッシュの３条の環状膨出部のうち中間の環状膨出部が嵌り込む構成になっており、両口出し部の内周面によりリードブッシュの外周面のうち特に中間の環状膨出部の両側部分を外側から圧縮することにより両者間のシール性を確保することができ、同時に、リードブッシュの圧縮に伴う環状膨出部での膨らみに対してはこれが口出し部の溝に収容されることから、この部分でもシール性を確保することが可能になり、２重・３重のシール作用を得ることができ、口出し部内面とリードブッシュとの間のシール性が高められる。この結果、両ケーシングにおける口出し部の寸法やリードブッシュの部品寸法に誤差を有しても、リードブッシュが経年劣化しても、リード線引き出し部分のシール機能は長期に渡り安定に維持される。

本発明の第１実施形態による回転電機を示す切断側面図である。図１における回転電機の正面図である。図１における回転電機の下面図である。図１の回転電機における第１ケーシングの一部の下面図である。図１の回転電機における第２ケーシングの一部の平面図である。本発明の第２実施形態による回転電機を示す切断側面図である。本発明の第３実施形態による回転電機のリード線引き出し部分を示す要部の切断側面図である。

本発明に係る回転電機の実施形態につき、以下図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による回転電機の内部構成を示したものであり、図２は回転電機の正面図、図３は回転電機の下面図である。回転電機の外筐をなすモータケース１０は有蓋・有底の筒状に形成され、モータケース１０を軸方向のほぼ中央位置で２分割する形で、蓋部１２ａを有する第１ケーシング１２と、底部１４ａを有する第２ケーシング１４とから構成されている。これらケーシング１２・１４は例えばアルミダイカストにより形成されている。なお、図２は第１・第２ケーシングを組み合わせた状態のみを示しており、後述するリードブッシュやシャフトなどは省略して示してある。

第１ケーシング１２は、円形の蓋部１２ａとこの蓋部１２ａの周縁より軸方向下方に垂下した円筒状の側部１２ｂとにより下面が開口したカップ状に構成され、蓋部１２ａの中央に軸挿通用のシャフト口１２ａ１が形成されると共に、このシャフト口１２ａ１を囲むように蓋部１２ａの中央部に下方に突出して第１ケーシング１２内に開口する凹部を形成する円筒状の軸受保持ボス部１２ｃが形成され、側部１２ｂの下部には内外径をそれぞれ一回り大きくする段差を持って外側周壁部１２ｄが設けられている。また、第２ケーシング１４は、円形の底部１４ａとこの底部１４ａの周縁より軸方向上方に延出した円筒状の側部１４ｂとにより上面のみが開口したカップ状に構成され、底部１４ａの中央部に下方に膨出して内部に第２ケーシング１４内に開口する凹部を形成した軸受保持ボス部１４ｃが形成され、側部１４ｂの上部に第１ケーシング１２の外側周壁部１２ｄに内嵌する内側周壁部１４ｄが設けられている。そして、両ケーシング１２・１４は、第１ケーシング１２の外側周壁部１２ｄの内側に第２ケーシング１４の内側周壁部１４ｄを嵌め込むことにより連結される。第２ケーシング１４の側部１４ｂの内側周壁部１４ｄの下側には段付きの環状肉厚部１４ｂ１が一体に設けられ、この外径が第１ケーシングの１２の外側周壁部１２ｄの外径とほぼ等しく形成されており、外側周壁部１２ｄと内側周壁部１４ｄとの嵌合時、外側周壁部１２ｄの下端面が環状肉厚部１４ｂ１の上面に当接することにより両ケーシング１２・１４が軸方向に位置決めされる。

図２及び図３に示すように、第１・第２ケーシング１２・１４には、それぞれの合わせ面である開口部の周縁に、それぞれ径方向外側に突出する複数個（具体例では４個）の固定片１２ｅ・１４ｅが設けられ、これら固定片１２ｅ・１４ｅは互いに軸線方向に対向すると共に、周方向に分離して配置されている。第１ケーシング１２の固定片１２ｅは外側周壁部１２ｄの位置に設けられ、第２ケーシング１４の固定片１４ｅは環状肉厚部１４ｂ１の位置に設けられ、第１ケーシング１２の外側周壁部１２ｄと第２ケーシング１４の内側周壁部１４ｅとを嵌合した際には、第１ケーシング１２の固定片１２ｅと第２ケーシング１４の固定片１４ｅとが軸方向に重ね合わされるようになる。ここで、４個の固定片１２ｅ・１４ｅは、当該モータを装置に取り付ける場合の装置位置に合わせて配置されており、例えば、正面中央から両側にそれぞれ３０度の位置とこれに対称な後面中央から両側にそれぞれ３０度の位置とに配置されている。

ここで、図２では、第１ケーシング１２の各固定片１２ｅは第２ケーシング１４の各固定片１４ｅに重ね合わされるため、図示されないが、便宜上、固定片１４ｅの位置に存在するものとして表している。各固定片１２ｅ・１４ｅにはそれぞれ締結用孔が形成されているが、第１ケーシング１２の固定片１２ｅにおける締結用孔にはねじ孔が、第２ケーシング１４の固定片１４ｅにおける締結用孔にはねじ挿通孔がそれぞれ形成され、図３に示すように、第２ケーシング１４の下側から４個の固定片１４ｅのそれぞれのねじ挿通孔に通したねじ１５を第２ケーシングの固定片１２ｅにおけるねじ孔に螺通することにより、両固定片１２ｅ・１４ｅ間が締着され、両ケーシング１２・１４が結合される。

第１ケーシング１２における外側周壁部１２ｄの一部（前部中央）、及び第２ケーシング１４における環状肉厚部１４ｂ１の一部（前部中央）にはそれぞれ、相互に向かい合って後述するリードブッシュを装着するための孔部１６を形成する凹部１２ｆ・１４ｆを有する口出し部１２ｇ・１４ｇが設けられている。これら口出し部１２ｇ・１４ｇはそれぞれ略半円筒状に形成され、モータケース１０の前側に位置する２つの固定片１２ｅ・１４ｅの中間位置において前方に突出する形で設けられている。第１ケーシング１２の口出し部１２ｇの下面は外側周壁部１２ｄの下端面と面一に形成され、また、第２ケーシング１４の口出し部１４ｇの上面は環状肉厚部１４ｂ１の上面と面一に形成され、上記したように、両ケーシング１２・１４を結合して外側周壁部１２ｄの下端面を環状肉厚部１４ｂ１の上面に当接させると、両口出し部１２ｇ・１４ｇの合わせ面が合致し、円筒状口出し部が形成される。

図１に示すように、モータケース１０内には、インナーロータタイプのモータを構成するステータ２０及びロータ３０が配設されている。ステータ２０は、多数枚の磁性鋼板を積層してなり環状のバックコア部から径方向内方に突出させた複数の突極部を周方向に等配した構成の環状のステータコア２２と、このステータコア２２の外周面及び各突極部の端面を除く周面を覆ったインシュレータ２４と、各突極部にインシュレータ２４を介して巻回された３相のコイル２６とにより構成されている。インシュレータ２４は例えばステータコア２２に一体に成形されるインサート成形体からなり、各突極部の周面をボビン状に被覆すると共に、これら突極部のボビン状被覆部をその外周位置で環状に連結する構成になっている。インシュレータ２４の下部周壁の適所には基板保持用の複数の爪片２４ａとその近傍に配置された押さえ片２４ｂとが下方に向けて突設されており、これが周方向にほぼ均等に配置されている。ステータ２０はステータコア２２の外周面を第１ケーシング１２の側部１２ｂの内面に嵌合して固定されている。ステータコア２２の第１ケーシング１２に対する具体的な固定手段としては、接着剤を用いてもよく、或いは圧入や焼き嵌めによって行ってもよい。なお、上記インシュレータ２４は、ステータコア２２に一体の成形品である必要はなく、ステータコア２２に対して軸方向両側から嵌合して覆う形態のものであってもよい。

ステータ２０の内側に配置されたロータ３０は、シャフト３２と、シャフト３２の中腹のローレット加工部分に例えば圧入により嵌着されたアルミニウム製のロータコア３４と、このロータコア３４の外周に嵌合されて接着固定された円筒状のロータマグネット３６とにより構成されている。このロータマグネット３６は例えばフェライトプラスチックマグネットからなり、内周上部の複数箇所の位置に位置決め突片３６ａが一体成形され、この突片３６ａにロータコア３４の端面を当接させて両者の軸方向位置合わせが行われる。

シャフト３２の上部は、Ｄカットが施された出力軸部３２ａとなっており、第１ケーシング１２の蓋部１２ａのシャフト口１２ａ１よりケース外に導出され、シャフト３２の出力軸部３２ａより下側の部分が軸受保持ボス部１２ｃの内側に保持された上部軸受３８Ｘにより回転自在に保持されている。シャフト３２の下端部は、第２ケーシング１４の軸受保持ボス部１４ｃの凹部に保持された下部軸受３８Ｙにより回転自在に保持され、これによりロータ３０がモータケース１０に回転自在に支持される。軸受保持ボス部１４ｃの凹部の底部にはウェーブワッシャ３９が介挿されており、軸受３８Ｘ，３８Ｙに対する予圧を付与している。

ステータ２０の直下には、前述したインシュレータ２４の爪片２４ａ及び押さえ片２４ｂを利用して取り付けられた円環状の回路基板４０が配置されている。すなわち、回路基板４０は、その上面をインシュレータ２４の押さえ片２４ｂに当接させた状態で、爪片２４ａの先端爪を回路基板４０の周縁下面に係止させることにより取り付けられている。この回路基板４０には、外部からのＡＣ電源をＤＣ電源に変換する変換回路やＤＣ電源を３相のコイルに供給するドライバ回路、外部からの制御信号に応じてコイルの駆動を制御する制御回路等が搭載されている。これら回路を構成する電子部品は回路基板４０の主に下面に実装され、発熱を伴うパワー素子４２以外は図示を省略してある。ステータ２０の３相コイル２６のコイル端子もこの回路基板４０に接続されている。

第２ケーシング１４の底部１４ａの上面には、パワー素子４２に対応する位置にこのパワー素子４２に近接する高さまで突出した突起部１４ｈが一体に設けられている。突起部１４ｈとパワー素子４２との間には多少厚みのある放熱シート４３が介在され、パワー素子４２の熱を放熱シート４３を通して突起部１４ｈに伝熱し、第２ケーシング１４全域より円滑に放熱できるようにしている。回路基板４０の前部下面には、基板側コネクタ４４が装着され、これに外部装置に接続されるリード線４５の端末のリード側コネクタ４６が抜き差し自在に接続される。第２ケーシング１４の内側には、回路基板４０に対応して絶縁シート４７が配置され、ケーシング１４に対する絶縁が図られている。なお、リード線４５は、２本のＡＣ電源ラインに接続されたものと数本の制御信号ラインに接続されたものからなる。

上述した第１・第２ケーシング１２・１４のそれぞれの口出し部１２ｇ・１４ｇ間には、リード線４５を挿通させた合成ゴム製の筒状リードブッシュ５０が挟持されている。両ケーシング１２・１４のそれぞれの口出し部１２ｇ・１４ｇには、図４及び図５に示すように、その内周面に沿って互いに向かい合う位置に２条の溝１２ｇ１・１２ｇ２・１４ｇ１・１４ｇ２が間隔を開けて設けられている。また、リードブッシュ５０には、中心にリード線４５を挿通する挿通孔が形成され、外周部に外周面から径方向外方に膨張するようにした３条の環状膨出部５１ａ・５１ｂ・５１ｃが溝１２ｇ１・１２ｇ２・１４ｇ１・１４ｇ２の間隔とほぼ同一である間隔を開けて設けられている。ここで、口出し部１２ｇ・１４ｇの内周面の径は、リードブッシュ５０における各環状膨出部の間の外周面の径に対し若干小さくなる寸法に設定されている。さらに、口出し部１２ｇ・１４ｇにおける各溝１２ｇ１・１２ｇ２・１４ｇ１・１４ｇ２の深さは、リードブッシュ５０における各環状膨出部の膨出寸法にほぼ等しいかこれより若干深くなるように設定されている。

そして、図１に示すように、第１・第２ケーシング１２・１４を結合した際、それぞれの口出し部１２ｇ・１４ｇにおける溝１２ｇ１・１４ｇ１及び溝１２ｇ２・１４ｇ２にリードブッシュ５０の環状膨出部５１ｂ・５１ｃをそれぞれ嵌め込ませて、両口出し部１２ｇ・１４ｇ間でリードブッシュ５０が挟持される。この時、両口出し部１２ｇ・１４ｇの内周面はリードブッシュ５０における環状膨出部５１ａ〜５１ｃ間の外周面を外側から圧縮するように作用し、リードブッシュ５０の挿通孔が縮められて複数のリード線４５に対するリードブッシュ５０との間の隙間が殆ど無くなり、気密性が確保され、しかも、口出し部１２ｇ・１４ｇの内周面とリードブッシュ５０の外周面との間が２箇所において密封されることになる。加えて、両口出し部１２ｇ・１４ｇの内周面によりリードブッシュ５０の外周面を圧縮することに伴い、リードブッシュ５０の変形力が各環状膨出部５１ａ〜５１ｃを膨らませるように作用し、リードブッシュ５０の前端の環状膨出部５１ａが両口出し部１２ｇ・１４ｇの前端面に密着すると同時に、他の環状膨出部５１ｂ・５１ｃがそれぞれ溝１２ｇ１・１４ｇ１・１２ｇ２・１４ｇ２に深く或いはきつく嵌り込み、両者の密着性が高まる。この結果、口出し部におけるシール性が格段に向上する。

第１ケーシング１２における蓋部１２ａには、シャフト口１２ａ１を中心としてこれを取り囲むように２重の環状シール壁１２ｈ・１２ｉが上方へ突出する形で一体に設けられている。この両環状シール壁１２ｈ・１２ｉはシャフト口１２ａ１と同心であり、内側の環状シール壁１２ｈに対し外側の環状シール壁１２ｉが高く形成されている。一方、シャフト３２の出力軸部３２ａにはシールキャップ６０がねじ６２により取り付けられている。このシールキャップ６０は、基部のボス部６０ａを中心にして径の異なる２つの円筒壁６０ｂ・６０ｃを同心状に備えてなり、ボス部６０ａ及び２つの円筒壁６０ｂ・６０ｃがそれぞれ下方に開口する筒状に形成され、ボス部６０ａが出力軸部３２ａに嵌合され、内側の円筒壁６０ｂが上記蓋部１２ａの両環状シール壁１２ｈ・１２ｉ間に上方から遊嵌し、外側の円筒壁６０ｃが環状シール壁１２ｉの外側に上方から遊嵌している。シールキャップ６０のボス部６０ａ及び円筒壁６０ｂ・６０ｃと蓋部１２ａの環状シール壁１２ｈ・１２ｉとのそれぞれの間には微少ギャップが形成されて、所謂食い違いラビリンスを構成し、シャフト口１２ａ１とシャフト３２との隙間に対するシール機能を発揮するようになっている。

上記シールキャップ６０においては、内周側のボス部６０ａ・中間の円筒壁６０ｂ・外周側の円筒壁６０ｃの順につまり外側に行くに従い、下方への突出寸法が大きくなるように設定されており、蓋部１２ａの環状シール壁１２ｈ・１２ｉも外側に行くに従いその突出高さが大きくなるように設定されており、この結果、外部からモータ内部への水の侵入に対する抑制効果が発揮され、防水・防滴作用が高められている。シールキャップ６０の上面には、これに回転負荷を取り付ける際に回り止めとして利用される複数の突起６０ｄが設けられ、回転負荷と共にシールキャップ６０がねじ６２でシャフト３２に固着される。ここで、シールキャップ６０は個別の部品として用意する以外に、シャフト３２に連結される回転負荷に一体に備えることもできる。

上記実施形態の回転電機にあっては、オープンショーケース等における冷気循環用ファンの駆動モータとして用いられる場合は、モータケース１０より導出したシャフト３２の出力軸部３２ａにシールキャップ６０と共にプロペラが連結されると共に、例えば、プロペラの周囲を覆うシュラウドがモータケース１０における各固定片１２ｅ（１４ｅ）間の締結に用いるねじ１５を利用して取り付けられる。当該モータはシュラウドを介して、或いはシュラウドと共に取付用孔を利用して機器に取り付けられる。このような冷気循環用のファン用モータにあっては、使用環境上、防水性が要求されるが、上述したように、モータケース１０を構成する第１・第２ケーシング１２・１４がそれぞれの内側周壁部１４ｄ・外側周壁部１２ｄで気密に嵌合しており、リード線４５の引き出し部に関しては、上記で詳細に説明したように、両口出し部１２ｇ・１４ｇによるリードブッシュ５０の挟持構造により確実にシールされ、さらに、シャフト３２の一部が導出する第１ケーシング１２のシャフト口１２ａ１に対しては、蓋部１２ａの環状シール壁１２ｈ・１２ｉとシールキャップ６０とによるラビリンスシール機能が発揮され、従って、防水性が確保されることになる。

図６は、本発明の第２実施形態による回転電機の内部構成を示したものである。この実施形態に示すものも、第１の実施形態の場合と同様、有蓋・有底の筒状モータケース１１０を２分割の第１・第２ケーシング１１２・１１４で構成したものであり、特に、モータ外径を縮小してコンパクト化を図っている。モータケース１１０を軸方向に２分割する蓋部１１２ａを有する第１ケーシング１１２と、底部１１４ａを有する第２ケーシング１１４は例えばアルミダイカストにより形成されている。

第１ケーシング１１２は、円形の蓋部１１２ａとこの蓋部１１２ａの周縁より軸方向下方に垂下した円筒状の側部１１２ｂとにより下面が開口したカップ状に構成されている。蓋部１１２ａの中央には軸挿通用のシャフト口１１２ａ１が形成され、このシャフト口１１２ａ１を囲むように蓋部１１２ａの中央部に下方に突出し第１ケーシング１１２内に開口する凹部を形成する円筒状の軸受保持ボス部１１２ｃが形成されている。側部１１２ｂの下部には内外径をそれぞれ一回り大きくする段差を持って外側周壁部１１２ｄが設けられている。また、第２ケーシング１１４は、円形の底部１１４ａとこの底部１１４ａの周縁より軸方向上方に延出した円筒状の側部１１４ｂとにより上面のみが開口したカップ状に構成され、底部１１４ａの中央部に下方に膨出して内部に第２ケーシング１１４内に開口する凹部を形成した軸受保持ボス部１１４ｃが形成され、側部１１４ｂの上部に第１ケーシング１１２の外側周壁部１１２ｄに内嵌する内側周壁部１１４ｄが設けられている。そして、両ケーシング１１２・１１４は、第１ケーシング１１２の外側周壁部１１２ｄに第２ケーシング１１４の内側周壁部１１４ｄを嵌め込むことにより連結される。第２ケーシング１１４の側部１１４ｂの内側周壁部１１４ｄの下側には段付きの環状肉厚部１１４ｂ１が一体に設けられ、この外径が第１ケーシング１１２の外側周壁部１１２ｄの外径とほぼ等しく形成されており、外側周壁部１１２ｄと内側周壁部１１４ｄとの嵌合時、外側周壁部１１２ｄの下端面が環状肉厚部１１４ｂ１の上面に当接することにより両ケーシング１１２・１１４が軸方向に位置決めされる。

第１・第２ケーシング１１２・１１４には、それぞれの合わせ面である開口部の周縁に、それぞれ径方向外側に突出する複数個の固定片１１２ｅ・１１４ｅが設けられ、これら固定片１１２ｅ・１１４ｅ間をねじ止めすることにより両ケーシング１１２・１１４が結合される。第１ケーシング１１２における外側周壁部１１２ｄの一部（前部中央）、及び第２ケーシング１１４における環状肉厚部１１４ｂ１の一部（前部中央）にはそれぞれ、相互に向かい合ってリードブッシュ装着用の孔部を形成する凹部を形成した口出し部１１２ｇ・１１４ｇが設けられている。これら口出し部１１２ｇ・１１４ｇはそれぞれ略半円筒状に形成され、モータケース１１０の前側中央より前方に突出する形で設けられている。第１ケーシング１１２の口出し部１１２ｇの下面は外側周壁部１１２ｄの下端面と面一に形成され、また、第２ケーシング１１４の口出し部１１４ｇの上面は環状肉厚部１１４ｂ１の上面と面一に形成され、上記したように、両ケーシング１１２・１１４を結合して外側周壁部１１２ｄの下端面を環状肉厚部１１４ｂ１の上面に当接させると、両口出し部１１２ｇ・１１４ｇの合わせ面が合致し、円筒状口出し部が形成される。

モータケース１１０内には、インナーロータタイプのモータを構成するステータ１２０及びロータ１３０が配設されている。ステータ１２０は、第１実施形態の場合と同様に、複数の突極部を周方向に等配した環状のステータコア１２２と、ステータコア１２２に一体成形されたインシュレータ１２４と、各突極部にインシュレータ１２４を介して巻回された３相のコイル１２６とにより構成されている。ステータ１２０はステータコア１２２の外周面を第１ケーシング１１２の側部１１２ｂの内面に嵌合して固定されている。

ステータ１２０の内側に配置されたロータ１３０は、シャフト１３２と、シャフト１３２の中腹に固定されたロータマグネット１３４とにより構成されている。このロータマグネット１３４は、例えばフェライトプラスチックマグネットからなり、シャフト１３２の中腹のローレット加工部分に例えば圧入により嵌着された内筒部１３４ａと、ステータコア１２２の内周面にエアギャップを介して対峙する外筒部１３４ｂと、これらを連結する円板部１３４ｃとを一体成形してなり、外筒部１３４ｂに周方向に所定の着磁が施されている。シャフト１３２の上部は、Ｄカットが施された出力軸部１３２ａとなっており、第１ケーシング１１２の蓋部１１２ａにおけるシャフト口１１２ａ１よりケース外に導出されている。シャフト１３２の出力軸部１３２ａより下側の部分は軸受保持ボス部１１２ｃの凹部に保持された上部軸受１３８Ｘにより回転自在に保持され、シャフト１３２の下端部は第２ケーシング１１４の軸受保持ボス部１１４ｃの凹部に保持された下部軸受１３８Ｙにより回転自在に保持され、これによりロータ１３０がモータケース１１０に回転自在に支持される。

ステータ１２０の直下には、インシュレータ１２４により保持された円環板状の回路基板１４０が配置されている。この回路基板１４０には、外部からのＡＣ電源をＤＣ電源に変換する変換回路やＤＣ電源を３相のコイルに供給するドライバ回路、外部からの制御信号に応じてコイルの駆動を制御する制御回路等が搭載されている。これら回路を構成する電子部品は回路基板１４０の主に下面に実装され、ステータ１２０の３相コイル１２６のコイル端子もこの回路基板１４０に接続されている。回路基板１４０の前部下面には、外部装置に接続されたリード線１４２が直接半田付けにて接続されている。ここで、本実施形態のものは、第１実施形態に比べ小型化を図るため、回路基板１４０が小径化されている関係上、これに実装する部品スペースにも限りがあるため、リード線をコネクタに頼ることなく回路基板１４０に直付けする方法を採用している。第２ケーシング１１４の内側には、回路基板１４０に対応して絶縁シート１４４が配置されている。

上述した第１・第２ケーシング１１２・１１４のそれぞれの口出し部１１２ｇ・１１４ｇ間には、リード線１４２を挿通させた合成ゴム製の筒状リードブッシュ１５０が挟持されている。両口出し部１１２ｇ・１１４ｇには、第１の実施形態の場合と同様、その内周面に沿って互いに向かい合う位置に２条の溝が間隔を開けて設けられている。また、リードブッシュ１５０には、中心にリード線１４２を挿通する挿通孔が形成され、外周部に外周面から径方向外方に膨張するようにした３条の環状膨出部１５１ａ・１５１ｂ・１５１ｃが口出し部１１２ｇ・１１４ｇの溝の間隔とほぼ同一の間隔を開けて設けられている。ここで、口出し部１１２ｇ・１１４ｇの内周面の径は、リードブッシュ１５０における各環状膨出部の間の外周面の径に対し若干小さくなる寸法に設定されている。

そして、第１・第２ケーシング１１２・１１４を結合した際、それぞれの口出し部１１２ｇ・１１４ｇにおける溝にリードブッシュ１５０の環状膨出部１５１ｂ・１５１ｃをそれぞれ嵌め込ませて、両口出し部１１２ｇ・１１４ｇ間でリードブッシュ１５０が挟持される。この時、両口出し部１１２ｇ・１１４ｇの内周面はリードブッシュ１５０における環状膨出部１５１ａ〜１５１ｃ間の外周面を外側から圧縮するように作用するため、リードブッシュ１５０の挿通孔が縮められて複数のリード線１４２に対するリードブッシュ１５０との間の隙間が殆ど無くなり、気密性が確保され、しかも、口出し部１１２ｇ・１１４ｇの内周面とリードブッシュ１５０の外周面との間が２箇所において密封されることになる。加えて、両口出し部１１２ｇ・１１４ｇの内周面によりリードブッシュ１５０の外周面を圧縮することに伴い、リードブッシュ１５０の変形力が各環状膨出部１５１ａ〜１５１ｃを膨らませるように作用し、リードブッシュ１５０の前端の環状膨出部１５１ａが両口出し部１１２ｇ・１１４ｇの前端面に密着すると同時に、他の環状膨出部１５１ｂ・１５１ｃがそれぞれ溝に深く或いはきつく嵌り込み、両者の密着性が高まる。この結果、口出し部におけるシール性が格段に向上する。

第１ケーシング１１２における蓋部１１２ａには、シャフト口１１２ａ１を中心としてこれを取り囲むように２重の環状シール壁１１２ｈ・１１２ｉが上方へ突出する形で一体に設けられている。この両環状シール壁１１２ｈ・１１２ｉはシャフト口１１２ａ１と同心であり、内側の環状シール壁１１２ｈに対し外側の環状シール壁１１２ｉが高く形成されている。シャフト１３２の出力軸部１３２ａにはシールキャップ１６０がねじ１６２により取り付けられている。このシールキャップ１６０は、基部のボス部１６０ａを中心にして径の異なる２つの円筒壁１６０ｂ・１６０ｃを同心状に備えてなり、ボス部１６０ａ及び２つの円筒壁１６０ｂ・１６０ｃがそれぞれ下方に開口する筒状に形成され、ボス部１６０ａが出力軸部１３２ａに嵌合され、内側の円筒壁１６０ｂが上記蓋部１１２ａの両環状シール壁１１２ｈ・１１２ｉ間に上方から遊嵌し、外側の円筒壁１６０ｃが環状シール壁１１２ｉの外側に上方から遊嵌する。シールキャップ１６０のボス部１６０ａ及び円筒壁１６０ｂ・１６０ｃと蓋部１１２ａの環状シール壁１１２ｈ・１１２ｉとのそれぞれの間には微少ギャップが形成されて、所謂食い違いラビリンスを構成し、シャフト口１１２ａ１とシャフト１３２との隙間に対するシール機能を発揮するようになっている。

以上

上記シールキャップ１６０においては、内周側のボス部１６０ａ・中間の円筒壁１６０ｂ・外周側の円筒壁１６０ｃの順につまり外側に行くに従い、下方への突出寸法が大きくなるように設定されており、蓋部１１２ａの環状シール壁１１２ｈ・１１２ｉも外側に行くに従いその突出高さが大きくなるように設定されており、この結果、外部からモータ内部への水の侵入に対する抑制効果が発揮され、防水・防滴作用が高められている。

図７は、本発明の第３実施形態による回転電機の口出し部を拡大して示したものである。同図において、第２実施形態の回転電機を示した図６と同一符号のものは同一若しくは相当するものを示すものとし、図６と異なる点は、第１・第２ケーシング１１２・１１４のそれぞれの側部１１２ｂ・１１４ｂに設けられる口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の突出長さを小さくし、モータケースの更なるコンパクト化を図るようにしたものである。

すなわち、両ケーシング１１２・１１４の半円筒状口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’における凹部内面に、リードブッシュ１５０における中間の環状膨出部１５１ｂを収容する１条の溝を設け、この溝の前後における凹部内面でリードブッシュ１５０における環状膨出部１５１ｂの前後の外周面を挟持するようにしている。リードブッシュ１５０の前端の環状膨出部１５１ａは口出し部の前端に位置させ、後端の環状膨出部１５１ｃは口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の基部にモータ内部側に開口するように設けた凹窪部に配置するようにし、リードブッシュ１５０の前後の環状膨出部１５１ａ・１５１ｃを口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の前後から露出させる構造とし、口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の突出寸法を小さくしている。

この実施形態の場合も、口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の内面の径をリードブッシュ１５０の外周面の径より若干小さく設定しておくことにより、両ケーシング１１２・１１４の結合時に両口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の内面によりリードブッシュ１５０における環状膨出部１５１ｂの前後の外周面が圧縮され、これら接合面の気密性が確保され、加えて、リードブッシュ１５０の変形力が各環状膨出部１５１ａ〜１５１ｃを膨らませるように作用し、リードブッシュ５０の中間の環状膨出部１５１ｂが両口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の溝に深く嵌り込み、他の環状膨出部１５１ａ・１５１ｃがそれぞれ口出し部１１２ｇ’・１１４ｇ’の前後端に密接してその密着性が高まり、この結果、口出し部におけるシール性が格段に向上することになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明による回転電機は、冷凍・冷蔵ショーケースや冷蔵庫等に使用されるファン用モータとして好適であるが、これに限らず、２分割構成のモータケースを有するモータ全般に適用可能である。

１０・１１０モータケース
１２・１１２第１ケーシング
１２ｇ・１１２ｇ・１１２ｇ’ 口出し部
１２ｈ・１２ｉ・１１２ｈ・１１２ｉ環状シール壁
１４・１１４第２ケーシング
１４ｇ・１１４ｇ・１１４ｇ’ 口出し部
２０・１２０ステータ
３０・１３０ロータ
４０・１４０回路基板
４５・１４２リード線
５０・１５０リードブッシュ
５１ａ５１ｂ・５１ｃ・１５１ａ・１５１ｂ・１５１ｃ環状膨出部
６０・１６０シールキャップ

Claims

有蓋・有底の筒状モータケースの内部に、シャフト及びマグネットを有するロータと、該ロータに対し同心状に配設されステータコアにコイルを巻装してなるステータと、前記コイルへの通電を制御する制御回路を構成した回路基板とを備え、前記モータケースの底部及び蓋部のそれぞれの中心部に配置した軸受により前記ロータのシャフトを支持してなる回転電機において、
前記モータケースは、軸線方向に分割された蓋部を有する第１ケーシングと底部を有する第２ケーシングからなり、該両ケーシングの合わせ面であるそれぞれの開口部には、互いに嵌合する内側周壁部及び外側周壁部が形成されると共に、前記両ケーシングのそれぞれの開口部周縁の一部に、相互に向かい合ってリードブッシュ装着用孔部を形成する略半筒状の口出し部が形成され、
前記両ケーシングのそれぞれの口出し部における内周面には、前記孔部に連なる環状溝を形成する溝が少なくとも１条形成され、
前記孔部に装着されるリードブッシュは、内部に前記回路基板に接続されるリード線を案内する挿通孔を有し、外周に相互に間隔を開けた少なくとも３条の環状膨出部とを設けが間隔を開けて設けられており、
前記リードブッシュにおける３条の環状膨出部のうち中間の環状膨出部を前記両口出し部の溝に嵌め込むようにして、リードブッシュが両口出し部間に挟持されていることを特徴とする回転電機。
前記両ケーシングのそれぞれの口出し部で形成する孔部は、該口出し部の内面における前記溝の両側が前記リードブッシュにおける３条の環状膨出部のうち中間の環状膨出部を挟む２つの外側面を押圧して圧縮させ得る寸法に設定されている請求項１に記載の回転電機。
前記第１・第２ケーシングの口出し部はそれぞれ半円筒状に形成され、該両ケーシングのそれぞれの口出し部の内径は、前記リードブッシュにおける前記２つの外側面の外径より若干小さく設定されている請求項２に記載の回転電機。
前記両口出し部における溝は、前記リードブッシュにおける環状膨出部の大きさに合わせた寸法若しくは若干大きく設定されている請求項２又は３に記載の回転電機。
前記リードブッシュが前記両口出し部間に挟持された際、前記リードブッシュの外側端の環状膨出部は前記両口出し部の端縁に密接している請求項１〜４のいずれかに記載の回転電機。
前記第２ケーシングにおける開口部には内側周壁部が形成され、前記第１ケーシングにおける開口部には、内側周壁部に外嵌する外側周壁部が形成されている請求項１に記載の回転電機。
前記第１ケーシングにおける蓋部には、前記ロータのシャフトを外部に導出させるためのシャフト口が形成され、該シャフト口の内周面と前記シャフトの外周面との間には微少ギャップが設定されている請求項１に記載の回転電機。
前記第１ケーシングにおける蓋部には、前記シャフト口と同心であり該シャフト口を囲む環状シール壁が軸方向外側に突出させて設けられており、前記シャフト口部より導出したシャフトに、前記環状シール壁の内外の一方もしくは両方に微少隙間を持って嵌合する円筒壁を有するラビリンスシールキャップが取り付けられている請求項７に記載の回転電機。
前記環状シール壁は２以上が同心に設けられている請求項８に記載の回転電機。
前記ラビリンスシールキャップは、前記シャフトに連結されて該シャフトと共に回転する回転負荷に一体に形成されている請求項８又は９に記載の回転電機。