JP2015142437A - motor - Google Patents
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Description
本発明は電動機に係り、防水構造を有する電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly to an electric motor having a waterproof structure.
電動機を屋外に設置する場合もあり、その防水は種々の方法で図られてきた。特許文献1は、電動機のエンドブラケットと、これを貫通するロータ軸(シャフト)との間の防水等を目的として、シャフトと共回りする円環状の構造体を、エンドブラケット外面に対向するように取り付ける発明を開示する。構造体のエンドブラケット対向面には、軸心を中心として大きさが異なる2つの円形凸部が径方向に2つ設けられ、エンドブラケット側の外面には、それぞれの円形凸部を内包する円形の溝が2つ設けられ、これらを嵌め合わせることによりラビリンス構造が形成される。ラビリンス構造体によって、シャフトとエンドブラケットの間の隙間に対し、外部からの浸水を防止する。
The electric motor may be installed outdoors, and its waterproofing has been achieved by various methods. In
また、電動機は、出力軸と反対側(背面)に冷却用の外扇ファンを備える場合がある。外扇ファンは、シャフトの回転に応じて、ファンカバーとエンドブラケットによって形成される空間内を回転する。冷却風は、ファンカバー中央に設けられる吸気口から吸気され、ファンカバーによって偏向されモータハウジング外周へと導出される。 Moreover, the electric motor may include an external fan for cooling on the opposite side (back surface) to the output shaft. The outer fan fan rotates in the space formed by the fan cover and the end bracket according to the rotation of the shaft. The cooling air is sucked from an air inlet provided in the center of the fan cover, deflected by the fan cover, and led out to the outer periphery of the motor housing.
電動機を横向き(シャフトが水平の向き)に配置する場合、ファンカバーが設けられることから、上方からのシャフトとエンドブラケットの接続部付近への水の侵入はある程度防ぐことができる。仮に浸水したとしても、エンドブラケットを伝って下方に流れ、水分が接続部付近に滞留することはない。 When the electric motor is disposed sideways (the shaft is in a horizontal direction), since a fan cover is provided, it is possible to prevent water from entering the vicinity of the connecting portion between the shaft and the end bracket from above. Even if the water is submerged, it flows downward through the end bracket, and moisture does not stay near the connecting portion.
しかしながら、出力軸を下方にして、電動機を縦置きする場合、ファンカバーの吸気口から入り込む水分が、エンドブラケットに滞留し、シャフトとの隙間部分が水に浸かる恐れも十分ある。上方からの水分の侵入を防止するために、専用のカバーを吸気口上方に設けたり、吸気口をファンカバー周方向に設けたりすることも考えられるが、前者は、コスト増加の問題や吸気効率の低下を招来する恐れがあり、後者は、外扇ファンの構造自体を変更する必要がある(冷却気流が発生しない。)。即ち縦置きと、横置きとで仕様を変更する必要がある。 However, when the electric motor is placed vertically with the output shaft facing downward, moisture entering from the air inlet of the fan cover stays in the end bracket, and there is a possibility that the gap with the shaft is immersed in water. In order to prevent moisture from entering from above, it may be possible to install a dedicated cover above the intake port or to install the intake port in the circumferential direction of the fan cover. In the latter case, it is necessary to change the structure of the outer fan itself (no cooling airflow is generated). That is, it is necessary to change the specifications between the vertical placement and the horizontal placement.
特許文献1のように、シャフトとエンドブラケットの隙間部分等への浸水に対し、何らかのシール部材を直接配設するのも有効であるが、そもそもそのような隙間付近に外部からの水分が侵入しないようにする或いは滞留しないようにすることも重要である。複雑でない単一の構成で、電動機の設置方向に依存しない防水技術が望まれる。
As in
上記課題を解決するために、例えば、特許請求範囲の記載に構成をとる。即ちハウジングと、エンドブラケットと、エンドブラケットを貫通するロータ軸端部近傍に接続されて共回りする冷却ファンと、エンドブラケットと平行な面に吸気口を有し、エンドブラケット及び冷却ファンを覆うファンカバーとを少なくとも備える電動機であって、前記冷却ファンは、基部が中心から外周に向かってエンドブラケット方向に傾斜する略円形状であり、該傾斜面からエンドブラケットと反対方向に向かって略鉛直に延伸する羽根を有し、前記エンドブラケットの外表面は、前記冷却ファン外周の軸方向延長線との交点からエンドブラケット外周方向に向けて低くなる傾斜を有するものである。 In order to solve the above-described problems, for example, the configuration is set forth in the claims. That is, a housing, an end bracket, a cooling fan that is connected in the vicinity of the end of the rotor shaft that passes through the end bracket and rotates together, and a fan that has an inlet on a surface parallel to the end bracket and covers the end bracket and the cooling fan An electric motor including at least a cover, wherein the cooling fan has a substantially circular shape with a base portion inclined toward the end bracket from the center toward the outer periphery, and is substantially vertical from the inclined surface toward the direction opposite to the end bracket. The outer surface of the end bracket has an inclination that decreases toward the outer periphery of the end bracket from the intersection with the axial extension line of the outer periphery of the cooling fan.
本発明の一側面によれば、電動機の設置方向に依存せずに防水ができるという効果がある。他の課題・効果は以下の記載から明らかになる。 According to one aspect of the present invention, there is an effect that waterproofing can be performed without depending on the installation direction of the electric motor. Other problems and effects will become clear from the following description.
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。本実施形態では、かご形誘導電動機を例として説明する。
図1に、かご形誘導電動機のエンドブラケット側/軸心方向部分断面を模式的に示す。かご形誘導電動機は、大別して回転部と固定部とで構成されている。
まず回転部について述べる。回転部は、出力軸となるシャフト1、積層鋼板で構成されるロータ2、シャフト1をエンドブラケット7で支持するためのベアリング3、シャフト1と共回りし、電動機を冷却するためのファン4、シャフト1とファン4の隙間からの浸水を防止するためのVリング5(図2の拡大図参照)、シャフト1の外周を伝ってモータ機内への浸水を防止する防水カラー6が含まれる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a squirrel-cage induction motor will be described as an example.
FIG. 1 schematically shows a partial cross section in the end bracket side / axial direction of a squirrel-cage induction motor. A squirrel-cage induction motor is roughly divided into a rotating part and a fixed part.
First, the rotating part will be described. The rotating part includes a
防水カラー6は、シャフト1の径と概略同一の内径を有する円筒形状を有する。より具体的には、防水カラー6は、円筒形の一方(ファン側)端部付近の外径が、他方(出力軸側)端部の外径よりも大であり、該端部の他方端部側側面に、断面が外略U字形状の断面となる円形の溝を有する。この円形の溝が、後述するエンドシャフトに設けられる円形凸部に嵌合するようになっている。
The
防水カラー6は、他方(出力軸側)端部がベアリング3の内輪側面と接触し且つ円形の溝が後述するエンドシャフト円形凸部に嵌合する状態で、シャフト1に固定され、シャフト1と共回りするようになっている。
The
エンドブラケット7の裏面側(出力軸方向面)には、ベアリング3の外輪を嵌め込むための凹部が形成され、該凹部の底面中央には、外略ベアリング3の内輪外周近傍まで、シャフト1が貫通する穴が径方向に設けられる。穴の淵には、ファン4側に向かって凸部が設けられ、円形凸部が形成される。円形凸部と上述の防水カラー6の円形の溝が嵌合することで、外部からの浸水を防止ことができるようになっている。
A recess for fitting the outer ring of the
また、ベアリング3と、エンドブラケット7の凹部底面との間には隙間8が設けられ、防錆油が充填される。防錆油8は、ベアリング3内への浸水を防止する役割も兼ねる。
ファン4は、ファン基部4a(図2参照)と、複数の羽根を有し、エンドブラケット7から突出するシャフト1の端部を貫通して嵌め込まれ、ねじ等で固定されるようになっている。Vリング5は、シャフト1の軸端部と、ファン4との接合面への浸水をシールすべく、ファン4に接触している状態で固定される。
Further, a
The
次いで、固定部について述べる。固定部には、ステータコア9、ステータコア9内を巻き回されるコイル14、電動機の周方向の外壁を構成するハウジング10、電動機の軸方向の外壁を構成するエンドブラケット5及びエンドブラケット5とファン4を覆うエンドカバー11が含まれる。
Next, the fixing part will be described. The fixed portion includes a
ファンカバー11は、エンドブラケット7とファン4を覆うように、その外周端部と、エンドブラケット7の外周端部とがボルトで固定される。これにより、エンドカバー11とエンドブラケット7によって閉空間が形成されるまた、エンドカバー11の軸方向側面には、外部と連通する吸気口11aが複数設けられる。なお、当該方向側面の中央には、モータを手回し確認するための確認穴11bも設けられている。確認穴11bは、通常はゴム等のキャップによって蓋がなされる。
The
ステータコアスロット12には、スロット内絶縁物13が挿入される。このスロット内絶縁物13はステータコア9とコイル14との間やコイル14間を電気的に絶縁するために設けられている。
ステータコア9から突出するコイル14の終端付近には、リード線15が接続される。リード線15は、ハウジング10内壁を這わせ端子箱16に収納されるようになっている。
An in-
A
ここで、本実施形態の特徴の一つである、防水構造について説明する。
図1に示すように、シャフト1の端部周方向の角部分及び防水カラー6の端部周方向の角部分は、電動機本体方向に傾斜する形状に成型されている。また、ファン4の本体も外周がエンドブラケット側に傾斜するように湾曲形状に成型されている。また、エンドブラケット7の外表面も、ファン4の外径nの軸方向延長位置から外側mの位置まで、出力軸方向に向かって傾斜となるように形成されている。エンドカバー11の外周端部角部分も、電動機側に傾斜する形状に形成される。
Here, the waterproof structure which is one of the features of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, a corner portion in the end portion circumferential direction of the
これらの構成によって、かご形誘導電動機を縦配置した場合、吸気口11aを通過して上方から侵入する水分をハウジング10の外周側に案内し、エンドブラケット7外表面上の水分の滞留を防止し、シャフト1と、エンドブラケット7との間の隙間への侵入を防止することとなる。
With these configurations, when the squirrel-cage induction motor is vertically arranged, moisture that enters from the upper side through the
図3に、上方からの水分を排出する流れを模式的に示す。例えば、吸気口11aからシャフト1の端部側面に侵入する水分は、シャフト1の角部の傾斜を伝って、Vリング5に流れる。その後、Vリング5の傾斜を経てファン4へと移動し、その傾斜を伝ってエンドブラケット7へ落下する。落下先のエンドブラケット7の表面は傾斜しているため、水分は更に外周方向に流れ、やがて外周を超えてハウジング10の外周面に排水される。なお、上方からVリング5やファン4等に直接侵入した水分も夫々の傾斜によって同様に排水される。
FIG. 3 schematically shows a flow of discharging moisture from above. For example, moisture that enters the side surface of the end of the
このように、各部及び各部に形成された傾斜によって、上方からの水分をハウジング10外周側に向かわせる流れを作りだすようになっていることから、エンドブラケット7の外表面に水分が滞留することがなく、更には、エンドブラケット7の外表面中央付近が外周方向の面より一段高くなっていることから、シャフト1とエンドブラケット7の接合部付近に対する水分の侵入自体を防ぐことができるという顕著な効果を得ることができる。
In this way, each part and the inclination formed in each part create a flow that directs moisture from above toward the outer periphery of the
また、従来、Vリング5をシャフト1に固定し、エンドブラケット7に接触させる構成をとり、防水を実現することもあった。しかしながら、回転によるエンドブラケット7との接触により磨耗が生じ、定期的な交換が必要とされた。本実施形態では、ファン4に接触するようにシャフト1に固定する構成しているため、摩耗の問題はなく、樹脂やゴム性等であってもよい。
Conventionally, the V-
また、エンドブラケット7がn−mの間の位置で傾斜が形成されていることから、ファン4の外径はnを満たせばエンドブラケット7外表面の水分滞留を防止することができる。したがって、電動機の仕様に応じて、この関係を満たす範囲でファン4の小型化を図ることも可能である。
Further, since the
また、エンドブラケット7の中央付近外表面が最も高く、ハウジン部10の外周付近外表面が最も低い形状となっているため、風等に煽られ、エンドブラケット5とエンドカバー11の隙間(冷却風の排出口)から侵入する水分の排出も可能とする。
Further, since the outer surface near the center of the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を適用することができる。例えば、エンドブラケット7の外表面を段階的に傾斜させず、連続傾斜としてもよい。また例えば、ファン4は湾曲形状に限るものでなはなく、断面が直線斜面や裾野形の斜面であってもよい。また例えば、Vリング5を防水カラー6とシャフト1との接合部に設けてもよいし、追加してもよい。また、本実施例の全ての構成を適用せず一部の構成要素のみでも本発明の効果を十分に得ることができる。
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention can apply a various structure in the range which does not deviate from the meaning. For example, the outer surface of the
1…シャフト、2…ロータ、3…ベアリング、4…ファン、4a…ファン基部、5…Vリング、6…防水カラー、7…エンドブラケット、8…隙間、9…ステータコア、10…ハウジング、11…ファンカバー、12…ステータコアスロット、13…絶縁物、14…コイル、15…リード線、16…端子箱
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記冷却ファンは、基部が中心から外周に向かってエンドブラケット方向に傾斜する略円形状であり、該傾斜面からエンドブラケットと反対方向に向かって略鉛直に延伸する羽根を有し、
前記エンドブラケットの外表面は、前記冷却ファン外周の軸方向延長線との交点からエンドブラケット外周方向に向けて低くなる傾斜を有するものである電動機。 A fan cover that covers the end bracket with a housing, an end bracket, a cooling fan that is connected to the end of the rotor shaft that passes through the end bracket and rotates together, and a hole that communicates with the outside in a plane parallel to the end bracket An electric motor comprising at least
The cooling fan has a substantially circular shape whose base portion is inclined in the direction of the end bracket from the center toward the outer periphery, and has blades extending substantially vertically from the inclined surface toward the direction opposite to the end bracket,
The electric motor in which the outer surface of the end bracket has a slope that becomes lower toward the outer periphery of the end bracket from the intersection with the axial extension line of the outer periphery of the cooling fan.
前記冷却ファンが前記ロータ軸端部を貫通して接続され、該ロータ軸端部の角部が外周方向に傾斜する斜面を有するものである電動機。 The electric motor according to claim 1,
An electric motor in which the cooling fan is connected through the rotor shaft end portion, and a corner portion of the rotor shaft end portion has a slope inclined in the outer peripheral direction.
前記冷却ファンが前記ロータ軸端部を貫通して接続され、該ロータ軸端部の冷却ファンから突出する外周に、一方側面が冷却ファンと接触するシールリングを備えるものである電動機。 The electric motor according to claim 1 or 2,
An electric motor in which the cooling fan is connected through the rotor shaft end, and has a seal ring whose one side surface is in contact with the cooling fan on an outer periphery protruding from the cooling fan at the rotor shaft end.
カラー部材は、エンドブラケットとの対向面にロータ軸を中心とする円環状の溝を有し、
エンドブラケットは、前記円環状の溝と嵌合する円環状の凸部を有し、
前記カラー部材は、前記円環状の溝と円環状の凸部が回転可能に嵌合するようにロータ軸に設けられるものである電動機。 4. The electric motor according to claim 1, further comprising a collar member on the rotor shaft between the end bracket and the cooling fan,
The collar member has an annular groove centered on the rotor shaft on the surface facing the end bracket,
The end bracket has an annular projection that fits into the annular groove,
The collar member is an electric motor provided on a rotor shaft such that the annular groove and the annular convex portion are rotatably fitted.
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