JP2008259368A - 回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で回転子軸と軸受け部の隙間を防水できる回転機を提供する。
【解決手段】ハウジング５に設けられ回転子軸２を回転可能に支持する軸受け部７の内周面と回転子軸２外周面との隙間に、補強材１６にシール材１７が重ね合わせて一体に支持されたシール部材１５の当該シール材１７が軸方向に圧入されて回転子軸２と一体に組み付けられている。
【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回転機に関する。

回転機の一例として交流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。

誘導電動機は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。この電動機において、回転子軸と深溝玉軸受け（ベアリング）との隙間を通じて進入する水分、油分、塵などを防ぐため、環状のオイルシールやダストリップなどが回転子軸に接触してハウジングに嵌め込まれる（特許文献１参照）。
特開２００３−５２１４５号公報

しかしながら、環状のオイルシールやダストリップなどがベアリングとは別の箇所でハウジングに嵌め込まれるので誘導電動機の軸方向の長さが長くなり小型化し難くなるうえに、オイルシールやダストリップは回転子軸に接触して設けられるため接触抵抗となる。このため、モータを回転駆動する際に摩擦負荷が作用し、損失が増えてモータ効率が低下するうえに必要な回転トルクが得られないおそれもあった。

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、簡易な構成で回転子軸と軸受け部の隙間を防水できる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、ハウジングに設けられ回転子軸を回転可能に支持する軸受け部の内周面と回転子軸外周面との隙間に、補強材にシール材が重ね合わせて一体に支持されたシール部材の当該シール材が軸方向に圧入されて回転子軸と一体に組み付けられていることを特徴とする。
また、シール部材はリング状の補強材に重ね合わせてリング状の弾性シール材が一体に支持されており、弾性シール材の内周側は軸孔方向に起立して先端が先細り形状に成形されていることを特徴とする。
また、補強材は回転子のマグネットに形成された支持部により軸方向に支持されて組み付けられてもよいし、回転子軸に設けられる止め輪により支持されて組み付けられてもよいし、あるいは、回転子軸に設けられる環状ブッシュに支持されて組み付けられることを特徴とする。

上述した回転機を用いれば、ハウジングに設けられ回転子軸を回転可能に支持する軸受け部の内周面と回転子軸外周面との隙間に、強材にシール材が重ね合わせて一体に支持されたシール部材の当該シール材が軸方向に圧入されて回転子軸と一体に組み付けられているので、シール材の必要以上の変形を補強材により防いで簡易な構成で回転子軸と軸受け部の隙間をシール部材により閉止することができる。また、軸受け部の内周面はシール材と共に回転子軸と一体に組み付けられるので回転子軸と共に回転し、摩擦負荷が発生しないので回転性能に影響を与えない。
また、弾性シール材の内周側は軸孔方向に起立して先端が先細り形状に成形されているので、回転子軸と軸受け部の隙間へ弾性シール材が圧入し易く、装着性がよい。
また、補強材はマグネット、止め輪、環状ブッシュなどによって支持することで軸方向に位置決めされるので、組立性がよい。

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を参照して説明する。図１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、周方向にＮ・Ｓ極に着磁されている。尚、誘導電動機の場合、回転子１としては、マグネットに代えて回転子軸２に回転子かごが組み付けられたものでもよい。回転子かごは固定子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。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。

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の段付部に挟み込まれて組み付けられる。第１ハウジング５と第２ハウジング６はねじ２３により一体に組み付けられる。

モータハウジングの防水構造について説明する。
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（図１参照）。よって、回転子軸２が突設される第１ハウジング５との軸孔に形成される隙間の防水構造が必要になる。防水構造を考える部位の第１番目は、回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間、第２番目は第１ボールベアリング７自体、第３番目は第１ボールベアリング７と第１ハウジング５との隙間である。これらのうち、第２番目は第１ボールベアリング７がシールベアリングであること、第３番目は第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（図３参照）。

よって、第１番目の回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間をシールする必要がある。図２（ａ）（ｂ）に示すシール部材１５が用いられる。シール部材１５は金属リング材よりなる補強材１６に重ね合わせてリング状の弾性シール材１７が接着固定されて一体に支持されている。弾性シール材１７の内周側は軸孔方向（挿入方向）に起立して先端が先細り形状に成形されている。図３において、上記シール部材１５が回転子軸２と第１ボールベアリング７の内輪との隙間に軸方向に圧入されて回転子軸２と一体に組み付けられている。本実施例では、シール部材１５は補強材１６が回転子マグネット３に形成された支持部１８により軸方向に支持されて組み付けられている。

また、図４において、シール部材１５は、回転子軸２に設けられる止め輪１９により補強材１６が支持されて組み付けられてもよいし、あるいは、回転子軸２に設けられる長手方向にすり割りが形成された環状ブッシュ２０に補強材１６支持されて組み付けられてもよい。回転子１の組み立てについて説明すると、回転子マグネット３を挿通する回転子軸２の一端よりシール部材１５及び第１ボールベアリング７がこの順に同軸状に嵌め込まれて、補強材１６がマグネットの支持部１８に支持され弾性シール材１７が回転子軸２と第１ボールベアリング７との隙間に圧入される。尚、第１ボールベアリング７の内輪側の周面は、回転子軸２と接着されていてもよい。

上述した電動機を用いれば、第１ハウジング５に設けられ回転子軸２を回転可能に支持する第１ボールベアリング７の内周面と回転子軸２外周面との隙間にシール部材１５軸方向に圧入されて回転子軸２と一体に組み付けられているので、弾性シール材１７の必要以上の変形を補強材１６により防いで簡易な構成で回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間を防水できる。また、第１ボールベアリング７の内周面はシール部材１５と共に回転子軸２と一体に組み付けられるので回転子軸２と共に回転し、摩擦負荷が発生しないので回転性能に影響を与えない。

また、弾性シール材１７の内周側は軸孔方向に起立して先端が先細り形状に成形されているので、回転子軸２と第１ボールベアリング７の隙間へ弾性シール材１７が圧入し易く、装着性がよい。また、補強材１６は回転子マグネット３、止め輪１９、環状ブッシュ２０などによって支持して軸方向に位置決めされるので、組み立て性がよい。

また、回転子軸２は、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。

電動機の半断面図である。 シール部材の正面図及び断面図である。 回転子軸と第１ボールベアリングの防水構造を示す部分断面図である。 回転子の組み立て構成の一例を示す分解斜視図である。

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
６ 第２ハウジング
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
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
２３ ねじ

Claims (5)

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、
   ハウジングに設けられ回転子軸を回転可能に支持する軸受け部の内周面と回転子軸外周面との隙間に、補強材にシール材が重ね合わせて一体に支持されたシール部材の当該シール材が軸方向に圧入されて回転子軸と一体に組み付けられている回転機。
2. シール部材はリング状の補強材に重ね合わせてリング状の弾性シール材が一体に支持されており、弾性シール材の内周側は軸孔方向に起立して先端が先細り形状に成形されている請求項１記載の回転機。
3. 補強材は回転子のマグネットに形成された支持部により軸方向に支持されて組み付けられる請求項１記載の回転機。
4. 補強材は回転子軸に設けられる止め輪により支持されて組み付けられる請求項１記載の回転機。
5. 補強材は回転子軸に設けられる環状ブッシュに支持されて組み付けられる請求項１記載の回転機。

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