JP2009002477A - シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フランジ付の筒体と当該筒体の開口端を閉塞するキャップとの間を確実にシールでき、かつ、コスト低減を図ることが可能なシール構造を提供することである。
【解決手段】筒部１ａと開口端を外方に彎曲して形成した筒部１ａに連なるフランジ１ｂとを備えた筒体１と、筒体１のフランジ１ｂに衝合する段部３を備えて筒体１の開口部に挿入されて筒体１の開口部を閉塞するキャップ２と、筒体１とキャップ２との間を環状のシール部材１１でシールするシール構造において、段部３にフランジ１ｂに対面するとともにシール部材１１を収容する環状溝２ｆを設け、シール部材１１は、筒体１における筒部１ａとフランジ１ｂとの境に形成される彎曲面１ｃとキャップ２における環状溝２ｆの底部に密着する内周シール部１２と、筒体１におけるフランジ１ｃとキャップ２における環状溝２ｆの底部に密着する外周シール部１３とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、シール構造の改良に関する。

一般に風雨に晒される可能性のある部位に適用されるモータにあっては、モータ内部への雨水等に侵入を防止すべく、ロータおよびステータを保持する円筒状のケースと、ケースの開口端を閉塞するキャップとの間に環状のシール部材たるＯリングを設けている。

そして、多くの場合、ケースは開口端が外方に折り曲げられて形成されるフランジを持ち、キャップはケース内に挿入されるガイド筒とケースのフランジに対面する段部と備え、Ｏリングはキャップにおけるガイド筒と段部で作られる角部とケースのフランジ内周側の折り曲げ部分とで形成される環状隙間内に圧縮状態で収容されるようになっている。

すなわち、Ｏリングは、キャップの上記角部とケースの折り曲げ部分とで圧縮された状態で、キャップとケースの双方に密着してキャップとケースとの間をシールし、モータ内に水等が侵入することを防止するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−９５２０７号公報（段落番号００１３から００１４まで、図２）

上述のような従来のシール構造においては、ケースが有底筒状であるため深絞りプレス加工によって形成されることが多く、フランジの内周の折り曲げ部に皺がよったり、折り曲げ部が歪んだりするので、Ｏリングを単にキャップの角部と折り曲げ部との間に形成される空間に収容するだけでは、密閉性に不安が残る。

そこで、従来のシール構造では、折り曲げ部を切削してテーパ面を形成し、折り曲げ部に生じた皺や歪みを取り除き、当該テーパ面にＯリングを衝き当てることによってシールの信頼性を確保するようにしている。

したがって、従来のシール構造では、ケースの加工に手間がかかり、加工コストの面でも不利となる危惧がある。

そこで、本発明は上記不具合を解消するために創案されたものであって、その目的とするところは、フランジ付の筒体と当該筒体の開口端を閉塞するキャップとの間を確実にシールでき、かつ、コスト低減を図ることが可能なシール構造を提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明におけるシール構造は、筒部と筒部の開口端を外方に彎曲して形成したフランジとを備えた筒体と、筒体のフランジに衝合する段部を備えて筒体の開口部に挿入されて筒体の開口部を閉塞するキャップと、筒体とキャップとの間を環状のシール部材でシールするシール構造において、キャップにおける段部にフランジに対面するとともにシール部材を収容する環状溝を設け、シール部材は、筒体における筒部とフランジとの境に形成される彎曲面とキャップの環状溝の底部に密着する内周シール部と、筒体のフランジとキャップの環状溝の底部に密着する外周シール部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、キャップの環状溝内に収容されるシール部材が、筒体の彎曲面とキャップの環状溝の底部とに密着する内周シール部と、筒体のフランジとキャップの環状溝の底部とに密着する外周シール部とを備えており、内周シール部にあっては外周シール部から独立して彎曲面と環状溝とに密着して筒体とキャップとの間をシールし、外周シール部にあっても内周シール部から独立して筒体とキャップとの間をシールするので、筒体の彎曲面に皺や歪みが生じていても筒体とキャップとの間を確実にシールすることができる。

加えて、このシール構造では、内周シール部にあっては彎曲面への当接面および環状溝への当接面の二箇所でシールに必要な面圧を外周シール部から独立して確保でき、外周シール部にあってもフランジへの当接面および環状溝への当接面の二箇所でシールに必要な面圧を内周シール部から独立して確保することができるので、シールの信頼性が向上する。

したがって、筒体を深絞りプレス加工によって成形するような場合にあっても、彎曲面を切削するなどしてシールに向く平滑な面に仕上げるような後加工を要しないから、加工コストを低減することができる。換言すれば、筒体の加工を安価な加工方法である深絞りプレス加工を選択することができるのである。

すなわち、このシール構造によれば、フランジ付の筒体たるケースと当該ケースの開口端を閉塞するキャップとの間を確実にシールでき、かつ、コスト低減を図ることが可能となるのである。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態におけるシール構造が具現化したモータの縦断面図である。図２は、一実施の形態におけるシール構造が具現化したキャップの斜視図である。図３は、一実施の形態におけるシール構造が具現化したグロメットとシール部材の斜視図である。図４は、一実施の形態におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。図５は、一実施の形態におけるシール構造が具現化したモータのシール部における面圧分布を説明する図である。図６は、一実施の形態の一変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。図７は、一実施の形態の他の変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。図８は、一実施の形態の別の変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。

図１に示すように、一実施の形態におけるシール構造は、たとえば、モータＭに具現化され、このモータＭは、筒体たる有頂筒状のケース１と、ケース１の開口部を閉塞する環状のキャップ２と、ケース１とキャップ２との間に介装されてケース１とキャップ２とで挟持されるグロメット１０と、グロメット１０に一体成形されてケース１とキャップ２との間をシールするシール部材１１と、キャップ２の内周に保持されたボールベアリング２０およびケース１の図１中上方に嵌合されるボールベアリング２１を介してケース１内に回転自在に収容されるシャフトＳと、シャフトＳに固定したコア９に巻装したコイル５と、コイル５に接続されシャフトＳに固定される整流子７と、キャップ２の内周側に固定され整流子７に当接するブラシ８と、ケース１の内周に固定されてコイルに対向する複数の永久磁石６とで構成され、このモータＭの場合、直流ブラシ付モータとされ、コイル５に通電する為のリード線１７は、上記ブラシ８に接続されている。

以下、詳細に説明すると、筒体たるケース１は、有頂筒状に形成されており、頂部が閉塞される筒部１ａと、開口端を外方に彎曲して形成した筒部１ａに連なるフランジ１ｂと、筒部１ａとフランジ１ｂとの境に形成される彎曲面１ｃとを備えて構成されている。

他方、キャップ２は、図１および図２に示すように、肉厚に形成した環状のキャップ本体２ａと、キャップ本体２ａの内周側から起立する筒状のガイド筒２ｂと、キャップ本体２ａの内周に連なる蓋部２ｃと、蓋部２ｃの中央に形成されてシャフトＳが挿通される透孔２ｄと、蓋部２ｃの透孔２ｄの周囲に設けたボールベアリング２１を保持する保持部２ｅと、キャップ本体２ａの図１中上端であってガイド筒２ｂの外周に設けられる環状溝２ｆと、ガイド筒２ｂからキャップ本体２ａにかけて設けられてグロメット１０が収容される切欠２ｇとを備えて構成されている。

そして、図１に示すように、キャップ２のガイド筒２ｂをケース１の筒部１ａ内に挿入し、キャップ本体２ａの上端をケース１のフランジ１ｂに衝合させた状態で、キャップ２をケース１に固定する。すなわち、キャップ本体２ａの上端が筒体たるケース１のフランジ１ｂに衝合する段部３である。

また、キャップ２の内方には、図１に示すように、ボールベアリング２０およびブラシ８が固定され、さらに、切欠２ｇ内にグロメット１０が収容されるとともに環状溝２ｆ内にシール部材１１が収容される。

グロメット１０は、弾性な樹脂材料やゴム等の材料で上記したキャップ２の切欠２ｇに隙間なく装着できるように切欠２ｇに符合する形状とされる本体１０ｂと、本体１０ｂの上方に突設されてケース１の筒部１ａの内周に密着する舌部１０ｃとを備え、特に、本体１０ｂは、この場合、図３に示すように、略直方体状とされている。さらに、このグロメット１０は、本体１０ｂの図３中上端であって舌部１０ｃの付根でシール部材１１と一体化されており、シール部材１１は、グロメット１０をキャップ２の切欠２ｇに装着すると環状溝２ｆ内に収容されるようになっている。

また、グロメット１０は、モータＭの内外を連通するリード線引出用の孔１０ａが設けられており、当該孔１０ａを介してリード線１７は、モータＭの外方へ導出されている。

そして、グロメット１０に一体化されるシール部材１１は、シールに向くよう弾性な樹脂材料やゴム等の材料で形成されるとともに環状とされ、図４に示すように、内周シール部１２と外周シール部１３とを備えている。

内周シール部１２は、図４中上方側に突出してケース１の彎曲面１ｃに密着するリップ１２ａと、断面外縁が円弧状に下方側へ張り出して環状溝２ｆの底部内周側に密着するヒール１２ｂとを備えて断面略水滴形状とされ、他方の外周シール部１３は、断面外縁が円弧状に上方側へ張り出してフランジ１ｂの下面に密着する爪先上部１３ａと、同じく断面外縁が円弧状に上方側へ張り出して環状溝２ｆの底部外周側に密着する爪先下部１３ｂとを備えて断面略円状とされ、内周シール部１２の内周側と外周シール部１３の外周側とで一体化され概ね断面瓢箪型の一つのシール部材１１を構成している。

また、このシール部材１１がグロメット１０に一体化されている部分については、シール部材１１の上部、つまり、リップ１２ａと爪先上部１３ａがグロメット１０の上部に膨出されるようにして一体とされている。

そして、上記のシール部材１１は、環状溝２ｆ内に収容され、ケース１にキャップ２を取付けてキャップ本体２ａの上端である段部３をケース１のフランジ１ｂに衝合させると、図５に示すように、彎曲面１ｃおよびフランジ１ｂの下面に押しつぶされて変形し、内周シール部１２のリップ１２ａがケース１の彎曲面１ｃに密着するとともにヒール１２ｂが環状溝２ｆの底部内周側に密着し、外周シール部の爪先上部１３ａがフランジ１ｂの下面に密着するとともに爪先下部１３ｂが環状溝２ｆの底部外周側に密着することになる。内周シール部１２のリップ１２ａと彎曲面１ｃとの当接面の面圧は図５中その大きさを長さで示した範囲Ａに示すように、内周シール部１２のヒール１２ｂと環状溝２ｆの底部との当接面の面圧は図５中同じく範囲Ｂに示すように、外周シール部１３の爪先上部１３ａとフランジ１ｃとの当接面の面圧は図５中同じく範囲Ｃに示すように、外周シール部１３の爪先下部１３ｂと環状溝２ｆの底部との当接面の面圧は図５中同じく範囲Ｄに示すように、それぞれ分布しており、たとえば、リップ１２ａと彎曲面１ｃとの当接面の面圧は彎曲面１ｃの中央付近で最大となっている。

また、シール部材１１が上述のように押しつぶされた状態で、図５に示したように、リップ１２ａ、ヒール１２ｂ、爪先上部１３ａおよび爪先下部１３ｂの各部においてシールに必要な面圧が確保される。なお、内周シール部１２は、彎曲面１ｃに当接するので、環状溝２ｆの内周側へ押圧されて内周シール部１２の環状溝２ｆの内周側側壁への当接面にも図５中範囲Ｅに示すように面圧が生じて、当該当接面もシールされることになる。

このように、本シール構造にあっては、キャップ２の環状溝２ｆ内に収容されるシール部材１１が、ケース１の彎曲面１ｃと環状溝２ｆの底部とに密着する内周シール部１２と、フランジ１ｂと環状溝２ｆの底部とに密着する外周シール部１３とを備えており、内周シール部１２にあっては外周シール部１３から独立して彎曲面１ｃと環状溝２ｆとに密着してケース１とキャップ２との間をシールし、外周シール部１３にあっても内周シール部１２から独立してケース１とキャップ２との間をシールするので、ケース１の彎曲面１ｃに皺や歪みが生じていてもケース１とキャップ２との間を確実にシールすることができる。

加えて、このシール構造では、内周シール部１２にあっては彎曲面１ｃへの当接面および環状溝２ｆへの当接面の二箇所でシールに必要な面圧を外周シール部１３から独立して確保でき、外周シール部１３にあってもフランジ１ｂへの当接面および環状溝２ｆへの当接面の二箇所でシールに必要な面圧を内周シール部１２から独立して確保することができるので、シールの信頼性が向上する。

したがって、ケース１を深絞りプレス加工によって成形するような場合にあっても、彎曲面１ｃを切削するなどしてシールに向く平滑な面に仕上げるような後加工を要しないから、加工コストを低減することができる。換言すれば、ケース１の加工を安価な加工方法である深絞りプレス加工を選択することができるのである。

すなわち、このシール構造によれば、フランジ付の筒体たるケース１と当該ケース１の開口端を閉塞するキャップ２との間を確実にシールでき、かつ、コスト低減を図ることが可能となるのである。

また、シール部材１１が環状溝２ｆ内に収容されるので、ケース１の筒部１ａとガイド筒２ｂとの間で噛み込まれる事もないので、組付け不良によってシール不良を来たす虞もない。

さらに、ケース１が彎曲面１ｃを備えているので、シール１にキャップ２を嵌め込むと、シール部材１１におけるリップ１２ａを内周側へ引き寄せるので、リップ１２ａにおける面圧を大きくする事ができ、より一層シール性が向上する。

つづいて、シール性をより向上させるには、たとえば、図６に示すように、外周シール部１３における爪先上部１３ａの先端にフランジ１ｂ側に突出する凸部１３ｃを設けるとともに、爪先下部１３ｂの先端に環状溝２ｆ側に突出する凸部１３ｄとを設けてもよい。

この場合、凸部１３ｃ，１３ｄが押しつぶされて、凸部１３ｃ，１３ｄにおける接触面圧が大きくなるので、よりシール性が向上することになる。

また、内周シール部１２のヒール１２ｃの形状を、図７に示すように、環状溝２ｆの内周側の形状に沿う断面略矩形の形状としてもよく、このようにすることで、環状溝２ｆの内周側に隙間なく内周シール部１２のヒール１２ｃを密着させる事ができ、よりシール性が向上することになる。

さらに、内周シール部１２のリップ１２ａの外周側に、図８に示すように、
筒体たるケース１の彎曲面１ｃ側に突出する第二リップ１２ｄを設けてもよく、この場合には、リップ１２ａのみならず第二リップ１２ｄをも彎曲面１ｃに密着させることができるので、よりシール性が向上することになる。

なお、本実施の形態においては、シール部材１１とグロメット１０とが一体とされているので、グロメット１０とシール部材１１を一度に成形する事ができるとともに、部品点数がその分少なくなり、モータＭの組立も簡単となる点で有利となるが、シール部材１１とグロメット１０とを別体としてもよい。

また、上記したところでは、本発明のシール構造が特にモータに具現化した場合について説明したが、筒体内に電気機器を収納する場合の他、特に、筒体とキャップとの間をシールする場合に、本発明のシール構造を適用可能なことは無論である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態におけるシール構造が具現化したモータの縦断面図である。 一実施の形態におけるシール構造が具現化したキャップの斜視図である。 一実施の形態におけるシール構造が具現化したグロメットとシール部材の斜視図である。 一実施の形態におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。 一実施の形態におけるシール構造が具現化したモータのシール部における面圧分布を説明する図である。 一実施の形態の一変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。 一実施の形態の他の変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。 一実施の形態の別の変形例におけるシール構造が具現化したシール部材の縦断面図である。

符号の説明

１ 筒体たるケース
１ａ ケースにおける筒部
１ｂ ケースにおけるフランジ
１ｃ ケースにおける彎曲面
２ キャップ
２ａ キャップにおけるキャップ本体
２ｂ キャップにおけるガイド筒
２ｃ キャップにおける蓋部
２ｄ キャップにおける透孔
２ｅ キャップにおける保持部
２ｆ キャップにおける環状溝
２ｇ キャップにおける切欠
３ キャップにおける段部
５ コイル
６ 永久磁石
７ 整流子
８ ブラシ
９ コア
１０ グロメット
１０ａ グロメットにおける孔
１０ｂ グロメットにおける本体
１０ｃ グロメットにおける舌部
１１ シール部材
１２ シール部材における内周シール部
１２ａ 内周シール部におけるリップ
１２ｂ，１２ｃ 内周シール部におけるヒール
１２ｄ 内周シール部における第二リップ
１３ 外周シール部
１３ａ 爪先上部
１３ｂ 爪先下部
１３ｃ，１３ｄ 凸部
１７ リード線
２０，２１ ボールベアリング
Ｍ モータ
Ｓ シャフト

Claims (6)

1. 筒部と筒部の開口端を外方に彎曲して形成したフランジとを備えた筒体と、筒体のフランジに衝合する段部を備えて筒体の開口部に挿入されて筒体の開口部を閉塞するキャップと、筒体とキャップとの間を環状のシール部材でシールするシール構造において、キャップにおける段部にフランジに対面するとともにシール部材を収容する環状溝を設け、シール部材は、筒体における筒部とフランジとの境に形成される彎曲面とキャップの環状溝の底部に密着する内周シール部と、筒体のフランジとキャップの環状溝の底部に密着する外周シール部とを備えたことを特徴とするシール構造。
2. 内周シール部は、筒体の彎曲面側に突出するリップを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 外周シール部は、筒体のフランジ側に突出する凸部とキャップの環状溝側に突出する凸部とを備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載のシール構造。
4. 内周シール部の環状溝側の形状を環状溝に沿う形状としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシール構造。
5. 内周シール部は、リップより外周側に筒体の彎曲面側に突出する第二リップを備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のシール構造。
6. 筒体がステータおよびロータを収容するモータのケースであって、シール部材はケースとキャップとで挟持されるリード線引出用グロメットに一体とされることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のシール構造。

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