JP2008236903A

JP2008236903A - 電動機

Info

Publication number: JP2008236903A
Application number: JP2007072623A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Yasue; 真弓安江
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】外部からの油分の浸入を防止できる電動機１を提供する。
【解決手段】電機子軸８は、ハウジング５側の軸受１３に支持される軸部８ａと、この軸部８ａより先端側へ延出する軸端部８ｂとを有し、この軸端部８ｂの外周面には、軸部８ａ側からギヤ側（先端側）へ向かって電機子軸８の回転方向と反対方向に螺旋状に旋回する螺旋溝１７が形成されている。これにより、軸端部８ｂのギヤ側から螺旋溝１７に油分が入り込むと、電機子軸８の回転により、螺旋溝１７の作用で軸端部８ｂの軸部８ａ側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻されるため、オイルシール１８のリップ部１８ａに当接する軸端部８ｂの外周面に傷が付いている場合でも、電動機内部への油分の浸入を防止できる。その結果、密封性を高めるためにオイルシール１８の緊迫力を上げる必要はないので、電動機の損失が増加することはなく、性能低下を招くこともない。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機の防油構造に関する。

従来、減速機構付き電動機または相手側減速機へ接続されて使用される電動機においては、潤滑性確保およびギヤの摩耗防止等のためにグリス等の油分が使用され、電機子軸との嵌合部に定常的ないしは間接的に油分が付着する状況となっていた。この油分の付着に対し、電動機内部への油分の浸入を防止する手段として、一般的にはオイルシールが使用されている（特許文献１参照）。
特許第３６１３１７２号公報

ところが、オイルシールのリップ部に当接する電機子軸の外周面に傷（例えば、軸方向に沿った傷、あるいは電機子軸の回転方向に対し電動機の内部へ油分が浸入する方向に形成された螺旋状の傷）が付いていると、オイルシールを装着していても、傷を伝ってリップ部を潜り抜けることにより、電動機の内部へ油分が浸入する恐れがあった。特に、整流子とブラシを有する整流子型電動機では、内部に浸入した油分が整流子やブラシへ付着すると、整流不良を誘発して作動不良に至ることがある。
また、密封性を高めるためにオイルシールの緊迫力（オイルシールが電機子軸を締め付ける力）を上げると、電動機の損失が増大して性能低下を招く問題が生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、外部からの油分の浸入を防止できる電動機を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、磁気回路を形成する円筒状のヨークと、このヨークの一端側開口部に組み付けられるハウジングと、ヨークの他端側開口部に組み付けられるエンドフレームと、ハウジングとエンドフレームとにそれぞれ軸受を介して回転自在に支持される電機子軸を有する電機子とを備え、電磁力の働きにより電機子に回転力を発生させる電動機であって、電機子軸は、ハウジング側の軸受より外側へ突き出る軸端部を有し、この軸端部に動力伝達用のギヤが形成されると共に、このギヤより軸受側の外周面には、軸受側からギヤ側へ向かって電機子軸の回転方向と反対方向に螺旋状に旋回する螺旋溝が形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、電機子軸の軸端部に付着した油分が螺旋溝に入り込むと、電機子軸の回転により、螺旋溝の作用で軸端部の軸受側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻されるため、電動機内部への油分の浸入を防止できる。

（請求項２の発明）
本発明は、磁気回路を形成する円筒状のヨークと、このヨークの一端側開口部に組み付けられるハウジングと、ヨークの他端側開口部に組み付けられるエンドフレームと、ハウジングとエンドフレームとにそれぞれ軸受を介して回転自在に支持される電機子軸を有する電機子とを備え、電磁力の働きにより電機子に回転力を発生させる電動機であって、電機子軸は、ハウジング側の軸受より外側へ突き出る軸端部を有し、この軸端部に動力伝達用のギヤが形成されると共に、このギヤより軸受側の外周面には、軸受側からギヤ側へ向かって時計周り方向に螺旋状に旋回する第１の螺旋溝と、反時計周り方向に螺旋状に旋回する第２の螺旋溝とが形成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、電機子軸が右回転と左回転のどちらに回転しても、電動機内部への油分の浸入を防止できる。例えば、電機子軸が第１の螺旋溝の螺旋方向と反対方向に回転する場合は、第１の螺旋溝に入り込んだ油分が、その第１の螺旋溝の作用で軸端部の軸受側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻される。一方、電機子軸が第２の螺旋溝の螺旋方向と反対方向に回転する場合は、その第２の螺旋溝に入り込んだ油分が、その第２の螺旋溝の作用で軸端部の軸受側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻される。これにより、電機子軸がどちらの方向に回転しても、第１の螺旋溝あるいは第２の螺旋溝によって油分が外部に押し戻されるため、電動機内部への油分の浸入を防止できる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載した電動機において、第１の螺旋溝と第２の螺旋溝とが交差して形成されていることを特徴とする。
第１の螺旋溝と第２の螺旋溝とを独立して形成すると、第１の螺旋溝を形成するための軸方向のスペースと、第２の螺旋溝を形成するための軸方向のスペースとを必要とするため、軸端部の長さが長くなる。これに対し、第１の螺旋溝と第２の螺旋溝とを交差して形成することにより、第１及び第２の螺旋溝を形成するためのスペースを小さくできるので、２本の螺旋溝を形成することにより軸端部の長さが増大することを抑制できる。

（請求項４の発明）
請求項１ないし３に記載した何れかの電動機において、ハウジング側の軸受より外側には、軸端部の外周面に摺接するオイルシールが配設され、このオイルシールより反軸受側に延出する軸端部の外周面に螺旋溝が形成されていることを特徴とする。
螺旋溝の作用で油分を強制的に外部へ押し戻すことができ、更に、オイルシールによって油分が電動機の内部へ浸入することを防止できる。これにより、密封性を高めるためにオイルシールの緊迫力を上げる必要はないので、電動機の損失が増加して性能低下を招くこともない。

（請求項５の発明）
請求項４に記載した電動機において、電機子軸は、オイルシールに摺接する軸端部の外径より、ハウジング側の軸受に支持される軸部の外径の方が大きく形成され、両者（軸端部と軸部）の間に段差が設けられていることを特徴とする。
万が一、軸端部に付着した油分がオイルシールを通過した場合でも、オイルシールに摺接する軸端部と、軸受に支持される軸部との間に段差を設けたことにより、オイルシールを通過した油分が容易に軸受側へ入り込むことを抑制できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は電動機１の断面図である。
本実施例の電動機１は、例えば、電車の乗降用ドアを開閉するためのアクチュエータとして使用される。
この電動機１は、図１に示す様に、磁気回路を形成する円筒形状のヨーク２と、このヨーク２の内周に配置される界磁用の永久磁石３と、この永久磁石３の内周に所定のエアギャップを有して回転自在に配置される電機子４と、ヨーク２の一端側開口部に組み付けられるハウジング５と、ヨーク２の他端側開口部に組み付けられるエンドフレーム６等より構成され、ハウジング５とエンドフレーム６との間にヨーク２を挟み込んで、複数本のスルーボルト７により締め付け固定されている。

電機子４は、回転力を出力する電機子軸８と、この電機子軸８にセレーション嵌合して固定される電機子鉄心９と、この電機子鉄心９に巻線される電機子コイル１０と、電機子軸８の他端側に設けられる整流子１１とで構成され、整流子１１の外周にブラシ１２が配置される。
電機子軸８は、一端側が軸受１３（例えばボールベアリング）を介してハウジング５に回転自在に支持され、他端側の端部が軸受１４（例えばボールベアリング）を介してエンドフレーム６に回転自在に支持されている。この電機子軸８は、ハウジング５側の軸受１３に支持される軸部８ａと、この軸部８ａより先端側（図示左側）へ延出する軸端部８ｂとを有し、この軸端部８ｂの外径より軸部８ａの外径の方が大きく設けられて、両者の間に段差が設けられている。

また、軸端部８ｂの先端部には、ハイポイドピニオン１５（動力伝達用のギヤ）が形成され、このハイポイドピニオン１５が減速用のハイポイドギヤ１６に噛み合わされている。なお、ハイポイドピニオン１５とハイポイドギヤ１６には、両者の噛み合いを潤滑に行うために、グリスや油等の潤滑剤が塗布されている。
軸端部８ｂの外周面には、図２（ｂ）に示す様に、軸部８ａ側からギヤ側（図示右側から左側）へ向かって電機子軸８の回転方向〔図２（ａ）参照〕と反対方向に螺旋状に旋回する螺旋溝１７が形成されている。

ハウジング５は、内部にハイポイドギヤ１６を収納するギヤボックス５ａを形成すると共に、軸受１３のギヤボックス５ａ側にオイルシール１８を保持している。このオイルシール１８は、例えば、ゴム製のリップ部１８ａ〔図２（ｂ）参照〕を有し、このリップ部１８ａが図示しないスプリングに付勢されて軸端部８ｂの外周面に押し付けられることにより、軸端部８ｂとの間を油密にシールしている。なお、オイルシール１８は、螺旋溝１７より軸部８ａ側（反ギヤ側）の軸端部８ｂの外周に配置されている。言い換えると、螺旋溝１７は、オイルシール１８と干渉することはなく、オイルシール１８より反軸部側へ突き出る軸端部８ｂの外周面に形成されている。

（実施例１の作用及び効果）
上記の構成によれば、電機子軸８の軸端部８ｂに螺旋溝１７を形成したことにより、ハイポイドギヤ１６及びハイポイドピニオン１５に塗布されている潤滑剤等の油分が軸端部８ｂを伝って電動機１の内部に浸入することを防止できる。つまり、軸端部８ｂのギヤ側から螺旋溝１７に油分が入り込むと、電機子軸８の回転により、螺旋溝１７の作用で軸端部８ｂの軸部８ａ側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻されるため、オイルシール１８のリップ部１８ａに当接する軸端部８ｂの外周面に傷が付いている場合でも、電動機１の内部へ油分が浸入することを防止できる。これにより、密封性を高めるためにオイルシール１８の緊迫力を上げる必要はないので、電動機１の損失が増加することはなく、性能低下を招くこともない。

図３は螺旋溝１７が形成された電機子軸８の軸端部８ｂを示す拡大図である。
この実施例２は、螺旋方向が異なる第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとを軸端部８ｂの外周面に形成した一例である。具体的には、図３に示す様に、軸端部８ｂの軸部８ａ側からギヤ側へ向かって時計周り方向に螺旋状に旋回する第１の螺旋溝１７ａと、反時計周り方向に螺旋状に旋回する第２の螺旋溝１７ｂとが形成されている。
上記の構成によれば、電機子軸８が右回転と左回転のどちらに回転しても、電動機１の内部へ油分が浸入することを防止できる。

例えば、電機子軸８が第１の螺旋溝１７ａの螺旋方向と反対方向に回転する場合は、第１の螺旋溝１７ａに入り込んだ油分が、その第１の螺旋溝１７ａの作用で軸端部８ｂの軸受１３側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻される。一方、電機子軸８が第２の螺旋溝１７ｂの螺旋方向と反対方向に回転する場合は、その第２の螺旋溝１７ｂに入り込んだ油分が、その第２の螺旋溝１７ｂの作用で軸端部８ｂの軸受１３側からギヤ側へ向かって強制的に油分が押し戻される。これにより、電機子軸８がどちらの方向に回転しても、第１の螺旋溝１７ａあるいは第２の螺旋溝１７ｂによって油分が外部に押し戻されるため、電動機１の内部へ油分が浸入することを防止できる。

図４は螺旋溝１７が形成された電機子軸８の軸端部８ｂを示す拡大図である。
この実施例３は、実施例２と同様に、軸端部８ｂの外周面に第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとが形成され、その第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとが交差している一例である。
実施例２に示した様に、第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとを独立して形成すると、第１の螺旋溝１７ａを形成するための軸方向のスペースと、第２の螺旋溝１７ｂを形成するための軸方向のスペースとを必要とするため、軸端部８ｂの長さが長くなる。これに対し、図４に示す様に、第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとを交差して形成することにより、第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂとを形成するためのスペースを小さくできるので、螺旋方向が異なる２本の螺旋溝１７（第１の螺旋溝１７ａと第２の螺旋溝１７ｂ）を形成することにより軸端部８ｂの長さが増大することを抑制できる。

電動機の断面図である（実施例１）。（ａ）電機子軸の回転方向を示す軸方向正面図、（ｂ）螺旋溝が形成された電機子軸の軸端部を示す拡大図である（実施例１）。第１の螺旋溝と第２の螺旋溝とが形成された電機子軸の軸端部を示す拡大図である（実施例２）。第１の螺旋溝と第２の螺旋溝とが交差して形成された電機子軸の軸端部を示す拡大図である（実施例３）。

符号の説明

１電動機
２ヨーク
４電機子
５ハウジング
６エンドフレーム
８電機子軸
８ｂ軸端部
１３ハウジング側の軸受
１４エンドフレーム側の軸受
１５ハイポイドピニオン（動力伝達用のギヤ）
１７螺旋溝
１７ａ第１の螺旋溝
１７ｂ第２の螺旋溝
１８オイルシール
１８ａオイルシールのリップ部

Claims

磁気回路を形成する円筒状のヨークと、
このヨークの一端側開口部に組み付けられるハウジングと、
前記ヨークの他端側開口部に組み付けられるエンドフレームと、
前記ハウジングと前記エンドフレームとにそれぞれ軸受を介して回転自在に支持される電機子軸を有する電機子とを備え、
電磁力の働きにより前記電機子に回転力を発生させる電動機であって、
前記電機子軸は、前記ハウジング側の軸受より外側へ突き出る軸端部を有し、この軸端部に動力伝達用のギヤが形成されると共に、このギヤより軸受側の外周面には、前記軸受側から前記ギヤ側へ向かって前記電機子軸の回転方向と反対方向に螺旋状に旋回する螺旋溝が形成されていることを特徴とする電動機。
磁気回路を形成する円筒状のヨークと、
このヨークの一端側開口部に組み付けられるハウジングと、
前記ヨークの他端側開口部に組み付けられるエンドフレームと、
前記ハウジングと前記エンドフレームとにそれぞれ軸受を介して回転自在に支持される電機子軸を有する電機子とを備え、
電磁力の働きにより前記電機子に回転力を発生させる電動機であって、
前記電機子軸は、前記ハウジング側の軸受より外側へ突き出る軸端部を有し、この軸端部に動力伝達用のギヤが形成されると共に、このギヤより軸受側の外周面には、前記軸受側から前記ギヤ側へ向かって時計周り方向に螺旋状に旋回する第１の螺旋溝と、反時計周り方向に螺旋状に旋回する第２の螺旋溝とが形成されていることを特徴とする電動機。
請求項２に記載した電動機において、
前記第１の螺旋溝と前記第２の螺旋溝とが交差して形成されていることを特徴とする電動機。
請求項１ないし３に記載した何れかの電動機において、
前記ハウジング側の軸受より外側には、前記軸端部の外周面に摺接するオイルシールが配設され、このオイルシールより反軸受側に延出する前記軸端部の外周面に前記螺旋溝が形成されていることを特徴とする電動機。
請求項４に記載した電動機において、
前記電機子軸は、前記オイルシールに摺接する前記軸端部の外径より、前記ハウジング側の軸受に支持される軸部の外径の方が大きく形成され、両者（前記軸端部と前記軸部）の間に段差が設けられていることを特徴とする電動機。