JP2009065743A - ブラシモータユニット用油分侵入防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータユニットにおいてヘリカルギア部からのグリス油分のモータハウジング内への侵入を防止するブラシモータユニット用油分侵入防止構造を提供すること。
【解決手段】出力シャフト１０４にヘリカルギア１０８が備えられたブラシモータ１００のモータハウジング１０１内の回転シャフト１０２ｂ上に、一方向のみに回転するワンウェイファン１０９を設ける。この一方向とは、ヘリカルギア１０８が当該一方向に回転すると、ヘリカルギア１０８のハス歯がヘリカルギア部のグリス油分をブラシモータ１００の方向へ押し出す方向である。ワンウェイファン１０９の羽根は、ワンウェイファン１０９が回転しているときに、少なくとも、出力シャフト１０４とモータハウジング１０１に設けられ出力シャフト１０４を支える軸受１０７との隙間へ向かう風Ｗが発生するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、ブラシモータユニットにおいて油分の侵入を防止する構造に係り、特に、出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータユニットにおいてヘリカルギア部からのグリス油分のモータハウジング内への侵入を防止するブラシモータユニット用油分侵入防止構造に関する。

従来、ブラシモータが知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特許文献１には、「電動機・・・にワンウェイクラッチを介してファンを備え」、「電動機を正転させるとファンが駆動され、電動機を逆転させることにより、ワンウェイクラッチが作動してファンが停止する」「ファン装置」が開示されている（図１、発明の名称、並びに、第１頁右下欄第１８行〜第２頁左上欄第３行、参照）。

特許文献２には、「回転軸１１」に「冷却ファン１６」を設けて、「熱源となる回転子７（コア及び巻線部１２）に積極的に外気を吹き付けて効率的な冷却を行」いつつ、「ブラシ１７ａ（ブラシホルダアセンブリ１７）といった摺動接触による電気的導通部分に外気が直接吹き付けられることはない」ようにした「電動モータ」が開示されている（段落番号００３３及び図１参照）。

特許文献３には、「羽根（３）が回って風を起こしてステーターコイル（５）とローターコイル（２）を冷却」する「冷却ファン内蔵モーター」が開示されている（段落番号０００４〜０００６及び図２参照）。

特許文献４には、「リアカバー５０の軸方向後側」に「主軸モータ５（特にステータコア１１）を冷却するための送風ファン６０が設置され」た「主軸装置」が開示されている（段落番号００３２及び図３参照）。
特開平１−０１９１９９号公報 特開２００３−１０２１４８号公報 特開２００６−１９７７８４号公報 特開２００７−１０５８５０号公報

ブラシモータの出力軸にヘリカルギアが備えられる場合、高温・高回転下において、ヘリカルギア部のグリスがヘリカルギアのハス歯によりモータ側へ押し出され、出力軸を伝わってグリス油分がモータユニット（ハウジング）内に侵入する可能性がある。

このようにしてグリス油分が出力軸を伝わってモータユニット内に侵入してしまうと、ブラシ部／コンミテータ部に達して、ブラシ・コンミテータ間に異常摩擦や異音を発生させたり、ブラシとブラシホルダとの固着を招いたり、といった不具合を発生させる可能性がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータユニットにおいてヘリカルギア部からのグリス油分のモータハウジング内への侵入を防止するブラシモータユニット用油分侵入防止構造を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータのモータハウジング内の回転シャフト（アーマチャ・シャフト／回転子シャフト）上に、一方向のみに回転するワンウェイファンが設けられ、該一方向は、上記ヘリカルギアが上記一方向に回転すると、該ヘリカルギアのハス歯がヘリカルギア部のグリス油分を上記ブラシモータの方向へ押し出す方向であり、上記ワンウェイファンの羽根は、上記ワンウェイファンが回転しているときに、少なくとも、上記出力シャフトと上記モータハウジングに設けられ上記出力シャフトを支える軸受との隙間へ向かう風が発生するように構成される、ブラシモータユニット用油分侵入防止構造である。

上記一態様において、上記ワンウェイファンは、例えば、上記回転シャフトのうち該ワンウェイファンが備えられる領域に軸方向に沿って切り欠きを形成し、該切り欠き内に、上記回転シャフトと上記ワンウェイファンとの間で該回転シャフトに平行な軸まわりに回転可能に支持される円柱状の転動体（ローラ）を備え、上記切り欠きを、上記回転シャフトが上記一方向に回転するときには上記転動体が転動せずに、上記回転シャフト、上記転動体、及び上記ワンウェイファンが一体となって回転し、上記回転シャフトが上記一方向とは逆方向に回転するときには上記転動体のみが空転して上記ワンウェイファンは回転しないように形成する、ことによって上記一方向のみに回転するように構成される。

上記一態様によれば、ブラシモータユニット内に設けられた内蔵ファンにより、グリス油分の侵入経路である出力シャフト伝いにモータハウジングの内側から外側へ向けて送風されるため、出力シャフトを伝ってモータハウジング内に侵入しようとするグリス油分が外側へ押し返され、侵入が阻止される。

また、上記一態様によれば、内蔵ファンが上記のようなグリス油分を押し返す風力を発生させるのは、ブラシモータがヘリカルギアのハス歯がヘリカルギア部のグリス油分をブラシモータ側へ押し出す方向にヘリカルギアを回転させているときのみであるため、必要以上のエネルギ損失は発生しない。

さらに、上記一態様によれば、上記のようなグリス油分を押し返す風力を発生させる内蔵ファンは、一方向のみに回転するワンウェイファンとして構成されているため、グリス油分を出力シャフト伝いにモータハウジング内へ引き込むような負の風力（引力）を発生させることがない。

本発明によれば、出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータユニットにおいてヘリカルギア部からのグリス油分のモータハウジング内への侵入を防止するブラシモータユニット用油分侵入防止構造を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ブラシモータの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

以下、図１及び２を参照して、本発明の一実施例に係るブラシモータユニット用油分侵入防止構造について説明する。

図１は、本実施例に係る油分侵入防止構造を採用したブラシモータユニット１００の概略側面図である。

ブラシモータユニット１００は、略円筒状のハウジング１０１と、ハウジング１０１内に収容された回転子（アーマチャ）１０２と、ハウジング１０１の内周面に固定された複数の磁石１０３と、を有する。

回転子１０２は、半径方向において磁石１０３と対向するように設けられた、コアまわりに巻き線が巻かれたコア巻き線部１０２ａと、ブラシモータユニット１００の出力シャフト１０４に一体となって回転するように連結された回転シャフト（回転子シャフト／アーマチャ・シャフト）１０２ｂと、ブラシ１０５と摺動接触するように回転シャフト１０２ｂに設けられたコンミテータ（整流子）１０２ｃと、から成る。

回転シャフト１０２ｂの出力シャフト１０４とは逆側の端部は、ハウジング１０１に固定された軸受１０６によって回転可能に支持され、出力シャフト１０４は、ハウジング１０１に固定された軸受１０７によって回転可能に支持される。

本実施例において、出力シャフト１０４には、駆動力を伝達する手段として、ヘリカルギア１０８が備えられているものとする。また、ヘリカルギア１０８には、円滑な回転のためにグリスが塗布されているものとする。

さらに、本実施例においては、ハウジング１０１の内部に、コンミテータ１０２ｃと出力シャフト１０４の間の回転シャフト１０２ｂ上に特定の一方向のみに回転するように構成された内蔵ファン（ワンウェイファン）１０９が設けられる。

ワンウェイファン１０９は、上記特定の一方向に回転するとき、図１中に矢印で示したような、シャフト回転軸に略平行に、出力シャフト１０４方向へ向かう風Ｗを発生させるように、羽根の角度等が形成・調整された構成・構造を持つものとする。

ヘリカルギア１０８は、ハス歯を備える構造上、一方の回転方向に回転するときに、ハス歯によってヘリカルギア１０８表面に塗布しているグリスを出力シャフト１０４に沿って軸方向の一方へ押し出してしまう。

このようにしてヘリカルギア１０８からブラシモータユニット１００側へ押し出されたグリス油分は、同じくヘリカルギア１０８から押し出された後続のグリス油分によって更に押されることによって、出力シャフト１０４上を伝わり、出力シャフト１０４と軸受１０４との間の隙間からモータハウジング１０１内に侵入し得る。

そこで、本実施例においては、ヘリカルギア１０８及びワンウェイファン１０９はいずれも回転子１０２の回転によって回転することを利用して、ヘリカルギア１０８のハス歯の向きからヘリカルギア１０８がグリスをブラシモータユニット１００側へ押し出してしまうときの回転方向と、ワンウェイファン１０９が回転し、風Ｗを発生させる特定の一回転方向とを一致させるとともに、ワンウェイファン１０９が発生させた風Ｗが特に出力シャフト１０４と軸受１０４の隙間に向かうようにワンウェイファン１０９の羽根を形成・調整する。これにより、ヘリカルギア１０８によって押し出され、出力シャフト１０４を伝わって、出力シャフト１０４と軸受１０７の間からハウジング１０１内に侵入しようとするグリス油分は、風Ｗの風力によりヘリカルギア１０８側へ押し返され、ハウジング１０１内へ侵入することができない。

また、上記のようにワンウェイファン１０９の（唯一の）回転可能方向をヘリカルギア１０８がグリスをブラシモータユニット１００側へ押し出してしまうときの回転方向と一致させるということは、逆に言えば、本実施例において、ハス歯の向きからヘリカルギア１０８がグリスをブラシモータユニット１００側へ押し出さない方向に回転しているときには、ワンウェイファン１０９は回転しない、ということである。

すなわち、本実施例において、ワンウェイファン１０９は、風Ｗとは逆向きの、出力シャフト１０４上を伝わるグリス油分をハウジング１０１内に引き込むような負の風力（引力）を生じさせる風を発生させることはない。

図２は、図１のＡ−Ａ’で切った、内蔵ファン１０９を特定の一方向のみに回転するワンウェイファンとして機能させるための構成・構造の一例を示す概略断面図である。ここでは、一例として、ワンウェイファン１０９が４枚の羽根を備えているものとする。

また、図２では、一例として、ワンウェイファン１０９を、回転方向Ｄ１（反時計回り）のみに回転し、回転方向Ｄ２（時計回り）には回転しないように構成する場合を例に挙げて説明する。

本実施例において、回転シャフト１０２ｂのうち、ワンウェイファン１０９が設けられる領域には、軸方向に切り欠き２０１が形成される。そして、切り欠き２０１には、軸方向に延びる円柱状の転動体であるローラ２０２が収容される。

ローラ２０２は、すべての切り欠き２０１の各々に１つずつ設けられる。図２に示した例では、一例として、切り欠き２０１及びローラ２０２の組み合わせが、回転シャフト１０２ｂの円周上に４組設けられるものとする。

切り欠き２０１は、回転シャフト１０２ｂが回転方向Ｄ１に回転するときには、慣性力により、ローラ２０２が、切り欠き２０１の端部において、回転シャフト１０２ｂとワンウェイファン１０９との間に挟まれて、転動できなくなるように形成される。

また、切り欠き２０１は、回転シャフト１０２ｂが回転方向Ｄ２に回転するときには、ローラ２０２が、切り欠き２０１内において、回転シャフト１０２ｂにもワンウェイファン１０９にも拘束されることなく、自由に転動（回転）できるように形成される。

このように形成された切り欠き２０１により、ローラ２０２は、回転シャフト１０２ｂが回転方向Ｄ１に回転するときには、上記のようなくさび作用により回転シャフト１０２ｂの回転を直接ワンウェイファン１０９に伝達するため、ローラ２０２及びワンウェイファン１０９は、回転シャフト１０２ｂと一体となって連れ回り回転する。すなわち、この場合、ワンウェイファン１０９は、回転シャフト１０２ｂと同じ方向（回転方向Ｄ１）に回転してグリスの侵入を防ぐための風Ｗ（図１）を発生させる。

他方、回転シャフト１０２ｂが回転方向Ｄ２に回転するとき、ローラ２０２は、切り欠き２０１内で開放されて空転し、回転シャフト１０２ｂの回転をワンウェイファン１０９に伝達しない。すなわち、この場合、ワンウェイファン１０９は回転せず、風Ｗ（図１）は発生しない。

このように、本実施例によれば、ブラシモータユニット１００内に設けられた内蔵ファン１０９により、グリス油分の侵入経路である出力シャフト１０４伝いにハウジング１０１の内側から外側へ向けて風Ｗが送風されるため、出力シャフト１０４を伝ってハウジング１０１内に侵入しようとするヘリカルギア１０８のグリス油分がハウジング１０１の外側方向へ押し返され、内部への侵入が阻止される。

また、本実施例によれば、内蔵ファン１０９が上記のようなグリス油分を押し返す風Ｗを発生させるのは、ブラシモータユニット１００がヘリカルギア１０８のハス歯がヘリカルギア部のグリス油分をブラシモータユニット１００側へ押し出す方向にヘリカルギア１０８を回転させているときのみであるため、必要以上のエネルギ損失は発生しない。

さらに、本実施例によれば、上記のようなグリス油分を押し返す風Ｗを発生させる内蔵ファン１０９は、一方向のみに回転するワンウェイファンとして構成されているため、グリス油分を出力シャフト１０４伝いにハウジング１０１内へ引き込むような負の風力（引力）を発生させることがない。

本発明は、出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータユニットに利用できる。当業者には明らかなように、当該ヘリカルギアを介して当該ブラシモータにより駆動させる被駆動装置・構造・機構は問わない。また、ブラシモータ自体の体格、性能、サイズ等も問わない。

本発明の一実施例に係る油分侵入防止構造を採用したブラシモータユニットの概略側面図である。 図１のＡ−Ａ’概略断面図である。

符号の説明

１００ ブラシモータユニット
１０１ ハウジング
１０２ 回転子（アーマチャ）
１０２ａ コア巻き線部
１０２ｂ 回転シャフト
１０２ｃ コンミテータ（整流子）
１０３ 磁石
１０４ 出力シャフト
１０５ ブラシ
１０６、１０７ 軸受
１０８ ヘリカルギア
１０９ 内蔵ファン（ワンウェイファン）
２０１ 切り欠き
２０２ ローラ

Claims (2)

1. 出力シャフトにヘリカルギアが備えられたブラシモータのモータハウジング内の回転シャフト上に、一方向のみに回転するワンウェイファンが設けられ、
   前記一方向は、前記ヘリカルギアが該一方向に回転すると、該ヘリカルギアのハス歯がヘリカルギア部のグリス油分を前記ブラシモータの方向へ押し出す方向であり、
   前記ワンウェイファンの羽根は、該ワンウェイファンが回転しているときに、少なくとも、前記出力シャフトと前記モータハウジングに設けられ該出力シャフトを支える軸受との隙間へ向かう風が発生するように構成される、ことを特徴とするブラシモータユニット用油分侵入防止構造。
2. 請求項１記載のブラシモータユニット用油分侵入防止構造であって、
   前記回転シャフトのうち前記ワンウェイファンが備えられる領域には軸方向に沿って切り欠きが形成され、
   前記切り欠き内には、前記回転シャフトと前記ワンウェイファンとの間で該回転シャフトに平行な軸まわりに回転可能に支持される円柱状の転動体が備えられ、
   前記切り欠きは、前記回転シャフトが前記一方向に回転するときには前記転動体が転動せずに、前記回転シャフト、前記転動体、及び前記ワンウェイファンが一体となって回転し、前記回転シャフトが前記一方向とは逆方向に回転するときには前記転動体のみが空転して前記ワンウェイファンは回転しないように形成される、ことを特徴とするブラシモータユニット用油分侵入防止構造。

Images