JP2013044396A - 通気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を維持した上で、低コスト化を図ることができる通気構造を提供する。
【解決手段】内部に電子部品が収容されるとともに、内外を連通させる通気孔５３を有するケースと、通気孔５３を覆うように配置された通気膜５４と、ケースとの間で通気膜５４を挟み込む支持部材５５と、を備え、支持部材５５は、ケースに圧入されることで取り付けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通気構造に関するものである。

従来からモータ等の電装部品を収容するハウジングには、ハウジングの内部と外部との間で防塵、防水性を確保した上で、通気性を確保するための通気構造が採用されている。

このような通気構造には、例えば特許文献１に示すように、ハウジング内外を連通させる貫通孔内に、通気部材としてユニット化したものを組み付ける構成が知られている。具体的に、特許文献１に示す通気部材は、ハウジングの内外を連通させる通気経路が形成された筒状の支持体と、通気経路を閉塞するように支持体に外側から配置された通気膜と、通気膜との間に隙間を空けた状態で支持体に取り付けられたカバーと、を備え、シールリングを間に挟んで支持体をハウジングの貫通孔内に係合することで、通気部材が取り付けられている。

特開２０１１−５２７９１号公報

近時では、上述した通気構造について、低コスト化を図るような要請がある。
しかしながら、上述した通気部材にあっては、部品点数が多く、低コスト化に限界があるという問題がある。
これに対して、ハウジングの貫通孔を閉塞するように通気膜を直接貼り付けることも考えられる。しかしながら、この場合には耐久性が低く、例えばハウジング内外での圧力変化や、温度劣化、経時劣化等により通気膜の接着力が低下して、通気膜が剥がれてしまう虞がある。したがって、車両のエンジンルーム内等、過酷な環境での適用が難しいという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、耐久性を維持した上で、低コスト化を図ることができる通気構造を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、内部に電子部品が収容されるとともに、内外を連通させる通気孔を有するケースと、前記通気孔を覆うように配置された通気膜と、前記ケースとの間で前記通気膜を挟み込む支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記ケースに圧入されることで取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、支持部材を圧入するだけで、支持部材とケースとの間に通気膜を挟み込んで支持できるため、従来のようにユニット化した通気部材をシールリングを介して通気孔に係合する構成に比べて部品点数の削減を図り、低コスト化を実現することができる。
また、従来のように通気膜をケースに貼り付ける構成に比べて耐久性を向上させることができる。
したがって、耐久性を維持した上で、低コスト化を図ることができる。

また、請求項２に記載した発明は、前記支持部材は、前記ケースの内側から前記通気膜を支持していることを特徴とする。
この構成によれば、支持部材がケースの外側に突出するのを防止できるため、周辺部材との干渉を防ぐことができる。

また、請求項３に記載した発明は、前記ケースの内周面には、前記ケースの外側に向けて窪んだ凹部が形成されるとともに、この凹部内に前記通気孔が配置され、前記支持部材は、有底筒状に形成され、前記通気膜を支持するとともに前記通気孔と重なる位置に貫通孔を有する押さえ部と、前記押さえ部の外周縁から前記ケースの内側に向けて立設されて前記凹部内に圧入される圧入部と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、支持部材を有底筒状に形成することで、支持部材を凹部内の全周に亘って確実に圧入できるので、通気膜を確実に支持できるとともに、支持部材と凹部の内面との間のシール性も確保できる。

また、請求項４に記載した発明は、前記支持部材は、弾性変形可能に構成されていることを特徴とする
この構成によれば、支持部材をケースに確実に固定することができる。

本発明に係る通気構造によれば、耐久性を維持した上で、低コスト化を図ることができる。

実施形態における電動モータの側面断面図である。 図１のＡ部拡大断面図である。 図１のＡ部拡大断面図であって、通気膜、及び支持部材の組付方法を説明するための説明図である。 通気構造の他の構成を示す断面図である。

以下、本実施形態について図面を参照して説明する。図１は、電動モータの側面断面図である。以下の説明では、本発明に係る通気構造をインナロータ型の電動モータに採用した場合について説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動モータ１は、インナロータ型のブラシ付電動モータであって、例えば自動車のエンジンルーム内において、ラジエータの冷却用ファンモータとして用いられる。このような用途の場合、電動モータ１の回転シャフト２０には、不図示の冷却ファンが取り付けられる。

電動モータ１は、円筒部１０と底部１１とが一体形成された有底筒状のハウジングヨーク２と、ハウジングヨーク２の開口２ａを閉塞するエンドブラケット１７と、を備えている。また、ハウジングヨーク２と、エンドブラケット１７とにより形成されたケース内には、ロータ３が、ハウジングヨーク２と、エンドブラケット１７と、により回転自在に支持されている。

ハウジングヨーク２は、例えば鉄等の金属からなる部材であり、円筒部１０と底部１１とが、例えば絞り加工等により形成される。ハウジングヨーク２の円筒部１０の内周面１０ａには、例えばフェライトマグネット等の複数（本実施形態では４個）のマグネット４が、周方向に沿って磁極が交互となるように、等間隔に配置されている。
マグネット４は、ハウジングヨーク２の円筒部１０の内周面１０ａと略同一の曲率半径を有する略円弧形状に形成されており、例えば接着剤等により取り付けられている。そして、マグネット４は、後述するアーマチュアコア４０と径方向で対向した状態となっている。

ハウジングヨーク２の底部１１には、径方向の中央部に、軸方向の外側（図１における右側）に向けて突出する軸受ハウジング１２が形成されている。この軸受ハウジング１２は、例えば絞り加工等により形成されている。軸受ハウジング１２の内側には、軸受１３が圧入されている。

ハウジングヨーク２の円筒部１０の開口２ａ側（図１における左側）には、エンドブラケット１７が設けられている。エンドブラケット１７は、例えば樹脂等からなる有底筒状のものであり、円筒部１７ｂと底部１７ａとが一体形成されている。エンドブラケット１７の直径は、ハウジングヨーク２の開口２ａの直径よりも大きく設定されている。そして、エンドブラケット１７は、ハウジングヨーク２の開口２ａを閉塞するように配置されている。
エンドブラケット１７の底部１７ａの径方向の中央部には、軸方向の外側（図１における左側）に向けて突出する軸受ハウジング１８が形成されている。そして、軸受ハウジング１８の内側には、軸受１９が圧入されている。

エンドブラケット１７の円筒部１７ｂの内側には、樹脂等により形成されたブラシホルダ３２が設けられている。ブラシホルダ３２には、複数のブラシ３４が周方向に並んで配置されている。これらブラシ３４は、スプリング３５を介して径方向の内側に向けて付勢された状態で、ブラシホルダ３２から出没自在に内装されている。そして、ブラシ３４の先端は、後述するコンミテータ２３のセグメント２５に摺接している。

各ブラシ３４は、ピグテールを介してターミナル（いずれも不図示）に接続されている。また、ターミナルは、電動モータ１から外部に延出された電源供給用ハーネス３１に接続されている。電源供給用ハーネス３１は、外部電源（不図示）と接続されており、電源供給用ハーネス３１、ターミナル及びピグテールを介して、外部電源から各ブラシ３４へ電流が供給されるようになっている。そして、各ブラシ３４に供給された電流は、各ブラシ３４からコンミテータ２３のセグメント２５へと供給されるようになっている。

上述したハウジングヨーク２の内部には、ロータ３が配置されている。ロータ３は、回転シャフト２０と、回転シャフト２０の一端側に外嵌固定されたコンミテータ２３と、回転シャフト２０の他端側に外嵌固定されたアーマチュアコア４０と、により構成されている。

回転シャフト２０は、例えば鉄等の金属からなる棒状の部材である。回転シャフト２０は、軸方向の一端側（図１における右側）がハウジングヨーク２の底部１１に設けられた軸受１３に挿入され、他端側（図１における左側）がエンドブラケット１７に設けられた軸受１９に挿入される。これにより、回転シャフト２０は、軸受１３，１９により回転軸Ｏを中心に回転自在に軸支されている。

アーマチュアコア４０は、回転シャフト２０の一端側に配置されており、例えば電磁鋼板等の薄板状の磁性材料を軸方向に積層して形成した部材である。アーマチュアコア４０にはアーマチュアコイル２２が巻回されており、このアーマチュアコイル２２から引き出された導線２７がコンミテータ２３の後述するライザ２６に接続されている。

コンミテータ２３は、回転シャフト２０におけるアーマチュアコア４０よりも軸方向の他端側に外嵌固定された円柱形状のものである。コンミテータ２３の外周面には、板状の導電材により形成された複数のセグメント２５が複数設けられている。セグメント２５は、コンミテータ２３から露出した状態で回転シャフト２０を中心に周方向に等間隔に配設されており、隣接するセグメント２５は互いに絶縁されている。

各セグメント２５のアーマチュアコア４０側（図１における右側）には、径方向の外側に折り返す形で突設され、先端が径方向の内側に折り曲げられたライザ２６が一体成形されている。
ライザ２６は、後述するアーマチュアコア４０に巻装されたアーマチュアコイル２２をセグメント２５に接続させるためのものである。ライザ２６には、アーマチュアコイル２２から引き出された導線２７の巻始め端と巻終わり端とがそれぞれ掛け回わされ、例えばヒュージングにより固定されている。これにより、各セグメント２５とこれに対応するアーマチュアコイル２２とが電気的に接続される。

（通気構造）
ここで、上述したエンドブラケット１７における底部１７ａの径方向の中央部において、周方向の一部は他の部位よりも厚く形成された肉厚部５１となっており、この肉厚部５１には軸方向の内側から外側（エンドブラケット１７の内側から外側）に向けて窪んだ凹部５２が形成されている。そして、この凹部５２の径方向の中央部には、電動モータ１の内外を連通させる通気孔５３が形成されている。

図２は、図１のＡ部拡大図である。
図２に示すように、凹部５２内には、軸方向の内側から通気孔５３を覆うように通気膜５４が配設されている。この通気膜５４は、水等の液体や塵埃等の固体の通過を禁止する一方、気体の通過を許容する膜であり、本実施形態では樹脂の多孔質体等により構成されている。そして、通気膜５４は、凹部５２の底部に接着剤等により貼り付けられている。

また、凹部５２内には、通気膜５４を軸方向の内側から支持する支持部材５５が配設されている。支持部材５５は、例えば鉄等の金属板にプレス加工を施すことで有底筒状に形成され、通気膜５４を支持する円板状の押さえ部５６と、凹部５２内に圧入された筒状の圧入部５７と、を備えている。

押さえ部５６は、その外周部分が通気膜５４を介して凹部５２の底部における外周部分に支持され、凹部５２の底部との間で通気膜５４を挟み込んでいる。また、押さえ部５６における径方向の中央部には、上述した通気孔５３と径方向で重なる位置に軸方向に沿って貫通する貫通孔５８が形成されている。これにより、防塵、防水性を確保した上で、通気孔５３、通気膜５４、貫通孔５８を通して電動モータ１の内外での通気性を確保することができる。
圧入部５７は、押さえ部５６の外周縁から軸方向の内側に向けて立設され、凹部５２内に圧入されている。この場合、圧入部５７は径方向に沿って弾性変形可能に構成されており、径方向の外側に向けて付勢された状態で凹部５２内に圧入されている。このように、通気孔５３を有するエンドブラケット１７に通気膜５４を間に挟んで支持部材５５が圧入されることで、本実施形態の通気構造が構成されている。

次に、上述した通気構造において通気膜５４、及び支持部材５５の組付方法について説明する。図３は、通気構造の組付方法を説明するための説明図である。
図３に示すように、まず軸方向の内側から通気孔５３を覆うように、接着剤等を用いて通気膜５４を凹部５２の底部に貼り付ける。
次に、支持部材５５を凹部５２内に圧入する。ここで、圧入前の支持部材５５は、圧入部５７が軸方向の外側から内側に向かうに従い漸次拡径された状態になっている。このような支持部材５５を凹部５２内に押し込むことで（図３中矢印Ｂ参照）、圧入部５７が径方向の内側に向けて弾性変形しながら凹部５２内に圧入される。そして、支持部材５５の押さえ部５６が凹部５２の底部に突き当たるまで支持部材５５を押し込むことで、押さえ部５６と凹部５２の底部との間に通気膜５４を挟み込むことができる。

このように、本実施形態では、エンドブラケット１７との間で通気膜５４を挟み込む支持部材５５をエンドブラケット１７の凹部５２内に圧入する構成とした。
この構成によれば、支持部材５５を圧入するだけで、支持部材５５とエンドブラケット１７との間に通気膜５４を挟み込んで支持できるため、従来のようにユニット化した通気部材をシールリングを介して通気孔に係合する構成に比べて部品点数の削減を図り、低コスト化を実現することができる。
また、従来のように通気孔５３を覆うように通気膜５４をエンドブラケット１７に貼り付けるだけの構成に比べて耐久性を向上させることができる。
したがって、耐久性を維持した上で、低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態の通気構造では、軸方向の内側から通気膜５４を支持する構成としたため、支持部材５５等の通気構造がエンドブラケット１７の外側に突出するのを防止できる。その結果、通気構造が周辺部材と干渉するのを防止できる。

さらに、支持部材５５を有底筒状に形成することで、支持部材５５を凹部５２内の全周に亘って確実に圧入できるので、通気膜５４を確実に支持できるとともに、支持部材５５と凹部５２の内面との間のシール性も確保できる。
さらに、支持部材５５を弾性変形可能に構成したため、圧入部５７を径方向の外側に向けて付勢させた状態で凹部５２内に圧入できる。これにより、支持部材５５を凹部５２内に確実に固定できる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、圧入部５７を円筒形状に形成した場合について説明したが、これに限らず、押さえ部５６の外周縁において周方向に間隔を空けた状態で軸方向に沿ってそれぞれ延在する複数の脚状に圧入部を形成しても構わない。

また、上述した実施形態は、通気孔５３を取り囲むように形成された凹部５２内に支持部材５５を圧入する構成について説明したが、これに限らず、通気孔５３を取り囲むように形成された凸部に支持部材を圧入しても構わない。
例えば、図４に示す通気構造では、エンドブラケット１７の底部１７ａから軸方向の外側に向けて突出する凸部６１を有し、この凸部６１の中央部を軸方向に沿って貫通する通気孔６２が形成されている。凸部６１における軸方向の外側の端面には、通気孔６２を軸方向の外側から覆うように通気膜６３が貼り付けられている。

そして、凸部６１には、通気膜６３を軸方向の外側から支持する支持部材６５が圧入されている。支持部材６５は、有底筒状に形成され、凸部６１の外側の端面との間で通気膜６３を挟み込むとともに、通気孔６２と重なる位置に貫通孔６８を有する押さえ部６６と、押さえ部６６の外周面から軸方向の内側に向けて立設され、凸部６１の外周面に圧入された圧入部６７と、を有している。
このように、支持部材６５を凸部６１に圧入するだけで、エンドブラケット１７の外側からも通気膜６３を支持することができるため、組付性を向上させることができる。

さらに、上述した実施形態では、本発明の通気構造を、エンドブラケット１７とハウジングヨーク２とからなるケース内に、電子部品としてロータ３が収容されたで電動モータ１に採用した場合について説明したが、これに限られない。例えば、回路基板等の電子部品が収容されるケース、電動モータとコントローラユニットとが一体に形成された機電一体型のモータのうち、電動モータのケースや、コントローラユニットのケース等、各種電子部品を収容するケースに本発明の通気構造を適用しても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

３…ロータ ２…ハウジングヨーク（ケース） １７…エンドブラケット（ケース） ５２…凹部 ５３，６２…通気孔 ５４，６３…通気膜 ５５，６５…支持部材 ５６，６５…押さえ部 ５７，６７…圧入部 ５８，６８…貫通孔

Claims (4)

1. 内部に電子部品が収容されるとともに、内外を連通させる通気孔を有するケースと、
   前記通気孔を覆うように配置された通気膜と、
   前記ケースとの間で前記通気膜を挟み込む支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、前記ケースに圧入されることで取り付けられていることを特徴とする通気構造。
2. 前記支持部材は、前記ケースの内側から前記通気膜を支持していることを特徴とする請求項１記載の通気構造。
3. 前記ケースの内周面には、前記ケースの外側に向けて窪んだ凹部が形成されるとともに、この凹部内に前記通気孔が配置され、
   前記支持部材は、有底筒状に形成され、前記通気膜を支持するとともに前記通気孔と重なる位置に貫通孔を有する押さえ部と、
   前記押さえ部の外周縁から前記ケースの内側に向けて立設されて前記凹部内に圧入される圧入部と、を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通気構造。
4. 前記支持部材は、弾性変形可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の通気構造。

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