JP2001280501A - 密封構造及び回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりもシール性能が高い密封構造を提供
する。 【解決手段】 ブラケット５に、筒体３と組み合わされ
たときに、開口部４の内部に嵌合される筒状の壁部１７
を一体に設ける。筒状の壁部１７の外周部に外側に向か
って開口する環状の溝部１９を形成する。筒体３の開口
部４を囲む筒状の周壁部の内周部に、端面２７に向かう
に従って広がる環状のテーパ面２５と、この環状のテー
パ面２５に連続して拡径することのない筒状面２９とを
形成する。溝部１９に嵌合したオーリング１５をテーパ
面２５と筒状面２９とに圧縮して、溝部１９内の内壁面
とオーリングとの間に２つのシール部を形成して、テー
パ面２５及び筒状面２９とオーリング１５との間に２つ
のシール部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機等の内部
に液体が侵入するのを防止する密封構造及びこの密封構
造を備えた回転電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の密封構
造の代表例の構造を示す断面図である。これらの図にお
いて、符号１０１で示した部材は、開口部を有する本体
構成部材であり、符号１０２で示した部材は本体構成部
材１０１の開口部を閉塞する閉塞部材である。本体構成
部材１０１と閉塞部材１０２との間には、両者の間に形
成される隙間から本体構成部材の内部に水が浸入するの
を阻止するためのオーリング１０３が配置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５（Ａ）及び（Ｂ）
に示した従来の密封構造では、いずれも本体構成部材１
０１と閉塞部材１０２とに接触するオーリング１０３の
接触面ＣＳが２箇所又は３箇所である。従来の構造で、
圧力によりオーリング１０３が移動したり、又はその他
の理由で、本体構成部材１０１と閉塞部材１０２とオー
リング１０３との間に形成される接触面ＣＳのうち１箇
所しか接触面がない側の接触面のシールが破れると、本
体構成部材１０１内に液体が侵入してしまう問題があ
り、シールの信頼性が必ずしも高くないという問題があ
った。

【０００４】本発明の目的は、従来よりもシール性能が
高い密封構造を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、従来よりもシール性
能が高い密封構造を備えた回転電機を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の更に他の目的は、組み立てが容易
で、しかも組み立て時にオーリングが損傷を受けること
がない密封構造を備えた回転電機を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、開口部を有す
る本体構成部材と開口部を閉塞する閉塞部材との間にオ
ーリングが配置され、閉塞部材と本体構成部材との間か
ら本体構成部材の内部に液体が浸入するのを防止する密
封構造を改良の対象とする。閉塞部材と本体構成部材と
は、両者が組み合わされた状態で開口部に沿って延びて
互いに対向する閉塞部材側対向面部と本体構成部材側対
向面部とを有している。そして閉塞部材側対向面部及び
本体構成部材側対向面部の一方には、オーリングが嵌合
されるオーリング嵌合部を形成する。このオーリング嵌
合部の形状は、嵌合されたオーリングとの間にオーリン
グの周方向に連続して延びる第１及び第２の面対偶を形
成する第１及び第２の接触面を有するように定める。ま
た閉塞部材側対向面部及び本体構成部材側対向面部の他
方には、閉塞部材と本体構成部材とを組み合わせた状態
で、オーリング嵌合部に嵌合されたオーリングと接触し
てオーリングを圧縮する圧縮部を形成する。そしてこの
圧縮部の形状は、オーリングの周方向に連続して延びる
第３及び第４の面対偶をオーリングとの間に形成する第
３及び第４の接触面を有するように定める。このように
すると、オーリング嵌合部とオーリングとの間に第１及
び第２の面対偶が形成され、また圧縮部とオーリングと
の間に第３及び第４の面対偶が形成されることになっ
て、オーリング嵌合部とオーリングとの間又は圧縮部と
オーリングとの間にそれぞれ２箇所のシール部を形成す
ることができる。したがって本発明によれば、従来より
もシール性能を高めることができて、本体構成部分の内
部に液体が浸入するのを従来よりも確実に防止すること
ができる。

【０００８】なお閉塞部材としては、本体構成部材と組
み合わせたときに、開口部の内部に嵌合される筒状の壁
部を一体に有し、筒状の壁部が閉塞部材側対向面部を構
成するものを用いることできる。この場合には、筒状の
壁部の外周部に外側に向かって開口する環状の溝部を形
成する。このようにすると環状の溝部の内壁面に第１及
び第２の接触面が含まれる。そして本体構成部材が開口
部を囲む筒状の周壁部を有するときには、筒状の周壁部
の開口部側に位置する環状の端部の内壁部には該端部の
端面に向かうに従って広がる環状のテーパ面を形成す
る。このようにすると、環状のテーパ面及び該環状のテ
ーパ面に連続し且つ拡径することのない筒状面とが前記
第３及び第４の接触面を構成する。このようなテーパ面
を形成した場合に、テーパ面からオーリングに加わる力
でオーリングを環状の溝の内部に押し込めることができ
て、いわゆる“かじり”と呼ばれるようなオーリングの
挟み込み現象がなくなる。したがって組み立ての際に、
オーリングが損傷を受けることがなく、密閉構造の信頼
性が更に高くなる。なおテーパ面は筒状面との間の角度
θが、２０５°〜２２５°の範囲の角度になるようにす
るのが好ましい。このような角度範囲にすれば、前述第
３及び第４の面対偶における接触圧に極端な差ができな
くなって、密閉構造のシール性能を高めることができ
る。

【０００９】またこの場合において、閉塞部材が本体構
成部材と組み合わされたときに、テーパ面と前記筒状面
との間の境界線が、環状の溝部の中心よりも前記筒状の
壁部の先端側に位置する（閉塞部材の挿入方向側に位置
する）ようにすると、オーリングを環状の溝の内部に確
実に押し込むことが可能になって、いわゆる“かじり”
と呼ばれるようなオーリングの挟み込み現象の発生を確
実に阻止できる。

【００１０】本発明の密封構造をモータ等の回転電機に
適用することができる。その場合、回転電機は、両端に
一対の開口部を有し内部にステータとロータとが配置さ
れる筒体と、一対の開口部を閉塞する一対のブラケット
と、一対のブラケットと筒体との間に配置されて一対の
ブラケットと筒体の両端部との間から筒体の内部に液体
が浸入するのを防止する一対のオーリングとを備えてい
る。一対のブラケットと筒体とは、両者が組み合わされ
た状態で一対の開口部に沿って延びて互いに対向する一
対のブラケット側対向面部と一対の筒体側対向面部とを
それぞれ有している。対向するブラケット側対向面部及
び筒体側対向面部の一方には、オーリングが嵌合される
オーリング嵌合部を形成する。オーリング嵌合部の形状
は、嵌合されたオーリングとの間にオーリングの周方向
に連続して延びる第１及び第２の面対偶を形成する第１
及び第２の接触面を有するように定めればよい。また対
向するブラケット側対向面部及び筒体側対向面部の他方
には、ブラケットと筒体とが組み合わされた状態でオー
リング嵌合部に嵌合されたオーリングと接触してオーリ
ングを圧縮する圧縮部を形成する。圧縮部の形状は、オ
ーリングとの間にオーリングの周方向に連続して延びる
第３及び第４の面対偶を形成する第３及び第４の接触面
を有するように定める。このようにすると、両側のブラ
ケットと筒体との間から液体が浸入するのを確実に防止
することができる。

【００１１】一対のブラケットは、筒体と組み合わされ
たときに、一対の開口部の内部に嵌合される筒状の壁部
をそれぞれ一体に有する場合には、筒状の壁部がブラケ
ット側対向面部を構成する。そしてこの筒状の壁部の外
周部に外側に向かって開口する環状の溝部を形成する
と、この環状の溝部の内壁面に第１及び第２の接触面が
含まれる。そして筒体は一対の開口部を囲む筒状の周壁
部を有し、筒状の周壁部の開口部側に位置する一対の環
状の端部にはこの端部の端面に向かうに従って広がる環
状のテーパ面をそれぞれ形成する。この環状のテーパ面
と環状のテーパ面に連続し且つ拡径することのない筒状
面とが第３及び第４の接触面を構成する。このテーパ面
と筒状面との間の角度θも、２０５°〜２２５°の範囲
の角度であるのが望ましい。またブラケットが筒体と組
み合わされたときに、テーパ面と筒状面との間の境界線
が、環状の溝部の中心よりも筒状の壁部の先端側に位置
するようにする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について詳細に説明する。図１は、本発明をモー
タ等の回転電機に適用した実施の形態の半部を一部破断
状態にして示した図である。また図２は図１のＡ部の拡
大図である。図１及び図２において符号１は回転電機を
示している。この回転電機１は、筒体３とこの筒体３の
両端に嵌合されて固定された一対のブラケット５，５と
からなるケース７を備えている。筒体３は、軸線方向の
両端（図の上下方向）に開口部４，４を備えている。こ
の例では、筒体５が本体構成部材を構成し、一対のブラ
ケット５，５が閉塞部材を構成している。筒体５の内部
には、ステータ９とロータ１１とが配置されている。ス
テータ９は、鉄心９ａに複数の巻線９ｂが巻装されて構
成されており、ロータ９は回転軸１３に固定されてい
る。回転軸１３は、一対のブラケット５，５に固定され
た図示しない軸受に回転自在に支持されている。

【００１３】ブラケット５，５には、筒体３と組み合わ
されたときに、開口部４，４の内部に嵌合される筒状の
壁部１７を一体に有している。この筒状の壁部１７は、
回転軸１３が中心に位置するよう配置されており、筒状
の壁部１７の外周部には、径方向外側に向かって開口
し、回転軸１３の周囲を囲むように延びる環状の溝部１
９が形成されている。この例では、環状の溝部１９が、
オーリング嵌合部を構成している。そして環状の溝部１
９の環状の底面とこの底面の両側に位置して径方向に延
びる一対の環状の壁面の一方が、嵌合されたオーリング
１５との間にオーリング１５の周方向に連続して延びる
第１及び第２の面対偶を形成する第１及び第２の接触面
を構成する。

【００１４】筒体３は、軸線方向両端に開口部４，４を
囲む筒状の周壁部２１，２１を備えており、この筒状の
周壁部２１の開口部４側に位置する環状の端部２３の内
周部には環状のテーパ面２５が形成されている。この環
状のテーパ面２５は、環状の端部２３の端面２７に向か
う従って広がる形状を有している。環状の端部２３の内
周部には、環状のテーパ面２５に連続し且つ拡径するこ
とがない（径寸法が一定の）筒状面２９が形成されてい
る。テーパ面２５と筒状面２９との間には、境界線を形
成するように環状の角部３１が形成されている。この例
では、テーパ面２５と筒状面２９との間の角度θが約２
１０°になるようにテーパ面２５が形成されている。ま
たテーパ面２５と筒状面２９との間に形成される環状の
角部３１（境界線）は、ブラケット５の筒状の壁部１７
の外周部に設けた環状の溝部１９の底部の中心Ｃよりも
筒状の壁部１７の先端側（筒体３の軸線方向内側）に位
置するように形成されている。この例では、環状のテー
パ面２５と筒状面２９とにより、オーリング１５を圧縮
する圧縮部が構成されている。そして環状のテーパ面２
５と筒状面２９とが、オーリング１５の周方向に連続し
て延びる第３及び第４の面対偶をオーリング１５との間
に形成する第３及び第４の接触面を構成している。なお
前述の角度θは、２０５°〜２２５°の範囲になるよう
に定めるの好ましい。

【００１５】なおこの実施の形態においては、ブラケッ
ト５に設けた筒状の壁部１７の外周面側の部分が、ブラ
ケット側対向面部即ち閉塞部材側対向面部を構成してお
り、筒状の壁部１７の外周面側の部分と対向する筒体３
の両端部の内周面側の部分が、筒体側対向面部すなわち
本体構成部材側対向面部を構成している。

【００１６】この実施の形態のように、前述の角度θと
環状の角部３１の位置関係を採用すると、テーパ面２５
からオーリング１５に加わる圧縮力が、筒状面２９から
オーリング１５に加わる圧縮力よりも大きくなり、オー
リング１５は、環状の溝部１９の内部に押し込まれる状
態になる。言いかえると、オーリング１５には、テーパ
面２５とブラケット５の環状フランジ面６との間に形成
される環状の隙間に向かって積極的にオーリング１５の
一部を入り込ませるような力が加わることはない。その
結果、オーリング１５は環状の溝部１９の内部に確実に
押し込まれ、いわゆる“かじり”と呼ばれるようなオー
リングの挟み込み現象が発生することがなくなる。

【００１７】この実施の形態によれば、オーリング嵌合
部を構成する環状の溝部１９の内面とオーリング１５と
の間に２つのシール部を構成する第１及び第２の面対偶
が形成され、また圧縮部を構成する環状のテーパ面２５
及び筒状面２９とオーリング１５との間に２つのシール
部を構成する第３及び第４の面対偶が形成されることに
なる。その結果、溝部（オーリング嵌合部）１９とオー
リング１５との間又は圧縮部（テーパ面２５及び筒状面
２９）とオーリング１５との間には、いずれもそれぞれ
２箇所のシール部を形成することができる。したがって
本発明によれば、従来よりもシール性能を高めることが
できる。

【００１８】上記実施の形態では、閉塞部材を構成する
ブラケット５側にオーリング嵌合部を構成する溝部１９
を形成し、筒体３の端部にテーパ面２５と筒状面２９と
を形成したが、筒体３の端部にオーリング嵌合部を構成
する溝を形成し、ブラケット側の筒状の壁部の外周面に
テーパ面と筒状面とを形成するようにしてもよいのは勿
論である。

【００１９】図３（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の密封構
造の変形例の構成を示す拡大断面図である。図３（Ａ）
の密封構造では、ブラケット２０５の筒状の壁部２１７
には、オーリング１５を嵌合する溝は形成せずに、筒状
の壁部２１７の外周面上にオーリング１５を嵌合してい
る。この例では、筒状の壁部２１７とフランジ面２０６
とによりオーリング嵌合部が構成されている。また筒体
２０３の端部には、圧縮部を構成するための２つの環状
のテーパ面２２５及び２２６を形成している。このよう
に構成すると、オーリング１５が筒状の壁部２１７の外
周面とフランジ面２０６と接触して第１及び第２の面対
偶（シール部）が構成され、またオーリング１５がテー
パ面２２５及び２２６と接触して第３及び第４の面対偶
（シール部）が構成されることになる。

【００２０】また図３（Ｂ）の例では、ブラケット３０
５のフランジ面３０６に横断面形状がＶ字状になる環状
の溝部を形成するように２つのテーパ面３２５及び３２
６を形成している。また筒体３０３の端面にオーリング
嵌合部を構成する環状の溝部３１９を形成してある。こ
のような構成を採用すると、オーリング１５が環状の溝
部３１９の内面と接触して第１及び第２の面対偶（シー
ル部）が構成され、またオーリング１５がテーパ面３２
５及び３２６と接触して第３及び第４の面対偶（シール
部）が構成されることになる。

【００２１】また図３（Ｃ）の例では、ブラケット４０
５のフランジ面４０６上に横断面形状がＶ字状になる環
状の凸部を形成するように２つのテーパ面４２５及び４
２６を形成している。また筒体４０３の端面にオーリン
グ嵌合部を構成する環状の溝部４１９を形成してある。
このような構成を採用すると、オーリング１５が環状の
溝部４１９の内面と接触して第１及び第２の面対偶（シ
ール部）が構成され、またオーリング１５がテーパ面４
２５及び４２６と接触して第３及び第４の面対偶（シー
ル部）が構成されることになる。

【００２２】上記各実施の形態によれば、オーリングを
４箇所の面対偶で圧縮する密封構造を得ることができる
ので、防水の信頼性が大幅に向上する。また組み立ての
際に、オーリングを“かじる”現象が発生することがな
いてので、組み立て工程における不良発生を少なくする
ことができる。

【００２３】なお、上述した各実施例では回転電機にお
いてブラケットと筒体との間の密閉構造に関して説明し
たが、本発明は回転電機に例えば光学式エンコーダ、磁
気式エンコーダ等の回転検出器を付属させた回転検出器
付き回転電機において、回転検出器が収納されたエンコ
ーダカバーとブラケットとの間の密閉構造にも適用でき
る。また、ベアリング押さえ抑えとブラケットとの間の
密閉構造にも適用できる。

【００２４】図４は、本発明の密閉構造の変形例を示す
拡大断面図である。この変形例では、図２の構造と異な
って、溝部（オーリング嵌合部）１９´を囲む壁の壁面
の一部が厚みｔ分だけ環状フランジ面６から突出してい
る。これは溝部（オーリング嵌合部）１９´を後から形
成する場合の機械加工を容易にするためである。なおこ
の形状では、環状フランジ面６に近接した位置に環状の
角部３２が形成されることになる。この環状の角部３２
も、僅かではあるが環状の角部３２と同様にシール面を
増やす機能を発揮している。すなわちこの環状の角部３
２は、僅かではあるが補足の面対偶を構成している。本
発明は、このような補足の面対偶が第１及び第２の面対
偶に追加される場合も当然して含むものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、４箇所のシール部を形
成できるので、従来よりもシール性能を高めることがで
きて、本体構成部分の内部に液体が浸入するのを確実に
防止することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明をモータ等の回転電機に適用した実施
の形態の半部を一部破断状態にして示した図である。

【図２】 図１のＡ部の拡大図である。

【図３】 （Ａ）乃至（Ｃ）は、それぞれ本発明の密封
構造の変形例を示す拡大断面図である。

【図４】 本発明の密封構造の他の変形例を示す拡大断
面図である。

【図５】 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来の密封構造の代表
例の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 回転電機 ３ 筒体（本体構成部材） ４ 開口部 ５ ブラケット（閉塞部材） １３ 回転軸 １５ オーリング １７ 筒状の壁部 １９ 環状の溝部（オーリング嵌合部） ２１ 環状の周壁部 ２３ 筒状の端部 ２５ テーパ面 ２７ 筒状の端面 ２９ 筒状面 ３１ 角部（境界線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA11 AA17 BA02 EA16 FA05 HA03 HA15 HA30 5H605 AA02 BB17 CC01 CC02 CC10 DD03 DD18 DD32 FF08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部（４）を有する本体構成部材
   （３）と前記開口部を閉塞する閉塞部材（５）との間に
   オーリング（１５）を配置して前記閉塞部材（５）と前
   記本体構成部材との間から前記本体構成部材の内部に液
   体が浸入するのを防止する密封構造であって、 前記閉塞部材（５）と前記本体構成部材（３）とは、両
   者が組み合わされた状態で前記開口部（４）に沿って延
   びて互いに対向する閉塞部材側対向面部（１７）と本体
   構成部材側対向面部（２５，２９）とを有しており、 前記閉塞部材側対向面部及び前記本体構成部材側対向面
   部の一方には、前記オーリングが嵌合されるオーリング
   嵌合部（１９）が形成されており、 前記オーリング嵌合部（１９）の形状は、嵌合された前
   記オーリングとの間に前記オーリングの周方向に連続し
   て延びる第１及び第２の面対偶を形成する第１及び第２
   の接触面を有するように定められており、 前記閉塞部材側対向面部及び前記本体構成部材側対向面
   部の他方には、前記閉塞部材と前記本体構成部材とが組
   み合わされた状態で、前記オーリング嵌合部に嵌合され
   た前記オーリングと接触して前記オーリングを圧縮する
   圧縮部（２５，２９）が形成されており、 前記圧縮部の形状は、前記オーリングの周方向に連続し
   て延びる第３及び第４の面対偶を前記オーリングとの間
   に形成する第３及び第４の接触面（２５，２９）を有す
   るように定められていることを特徴とする密封構造。
2. 【請求項２】 前記閉塞部材（５）は、前記本体構成部
   材（３）と組み合わされたときに、前記開口部（４）の
   内部に嵌合される筒状の壁部（１７）を一体に有し、前
   記筒状の壁部が前記閉塞部材側対向面部を構成してお
   り、 前記筒状の壁部（２７）の外周部に外側に向かって開口
   する環状の溝部（１９）が形成され、前記環状の溝部
   （２９）の内壁面が前記第１及び第２の接触面を含み、 前記本体構成部材（３）は前記開口部（４）を囲む筒状
   の周壁部を有し、前記筒状の周壁部の前記開口部側に位
   置する環状の端部の内壁部には該端部の端面に向かうに
   従って広がる環状のテーパ面（２５）が形成されてお
   り、 前記環状のテーパ面（２５）及び該環状のテーパ面に連
   続し且つ拡径することのない筒状面（２９）とが前記第
   ３及び第４の接触面を構成している請求項１に記載の密
   封構造。
3. 【請求項３】 前記テーパ面（２５）は前記筒状面との
   間の角度θが、２０５°〜２２５°の範囲の角度である
   請求項２に記載の密封構造。
4. 【請求項４】 前記閉塞部材（５）が前記本体構成部材
   （３）と組み合わされたときに、前記テーパ面（２５）
   と前記筒状面（２９）との間の境界線（３１）が、前記
   環状の溝部の中心よりも前記筒状の壁部の先端側に位置
   する請求項３に記載の密封構造。
5. 【請求項５】 両端に一対の開口部を有し内部にステー
   タとロータとが配置される筒体と、 前記一対の開口部を閉塞する一対のブラケットと、 前記一対のブラケットと前記筒体との間に配置されて前
   記一対のブラケットと前記筒体の両端部との間から前記
   筒体の内部に液体が浸入するのを防止する一対のオーリ
   ングとを備えた回転電機であって、 前記一対のブラケットと前記筒体とは、両者が組み合わ
   された状態で前記一対の開口部に沿って延びて互いに対
   向する一対のブラケット側対向面部と一対の筒体側対向
   面部とをそれぞれ有しており、 対向する前記ブラケット側対向面部及び前記筒体側対向
   面部の一方には、前記オーリングが嵌合されるオーリン
   グ嵌合部が形成されており、 前記オーリング嵌合部の形状は、嵌合された前記オーリ
   ングと前記オーリングの周方向に連続して延びる第１及
   び第２の面対偶を形成する第１及び第２の接触面とを有
   するように定められており、 対向する前記ブラケット側対向面部及び前記筒体側対向
   面部の他方には、前記ブラケットと前記筒体とが組み合
   わされた状態で、前記オーリング嵌合部に嵌合された前
   記オーリングと接触して前記オーリングを圧縮する圧縮
   部が形成されており、 前記圧縮部の形状は、前記オーリングの周方向に連続し
   て延びる第３及び第４の面対偶を形成する第３及び第４
   の接触面を有するように定められていることを特徴とす
   る回転電機。
6. 【請求項６】 前記一対のブラケットは、前記筒体と組
   み合わされたときに、前記一対の開口部の内部に嵌合さ
   れる筒状の壁部をそれぞれ一体に有し、前記筒状の壁部
   が前記ブラケット側対向面部を構成しており、 前記筒状の壁部の外周部に外側に向かって開口する環状
   の溝部が形成され、前記環状の溝部の内壁面が前記第１
   及び第２の接触面を含み、 前記筒体は前記一対の開口部を囲む筒状の周壁部を有
   し、前記筒状の周壁部の前記開口部側に位置する一対の
   環状の端部の内壁部には前記端部の端面に向かうに従っ
   て広がる環状のテーパ面がそれぞれ形成されており、 前記環状のテーパ面及び該環状のテーパ面に連続し且つ
   拡径することのない筒状面とが前記第３及び第４の接触
   面を構成している請求項５に記載の回転電機。
7. 【請求項７】 前記テーパ面は前記筒状面との間の角度
   θが、２０５°〜２２５°の範囲の角度である請求項６
   に記載の回転電機。
8. 【請求項８】 前記ブラケットが前記筒体と組み合わさ
   れたときに、前記テーパ面と前記筒状面との間の境界線
   が、前記環状の溝部の中心よりも前記筒状の壁部の先端
   側に位置する請求項７に記載の回転電機。