JP2018148684A - モータ用防水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線を通す防水用グロメットの防水効果を高めたモータ用防水装置を提供すること。
【解決手段】電動モータ１０のリード線挿通用開口６１に、リード線１３を通した防水用グロメット７０が嵌め込まれている、モータ用防水装置５０である。前記電動モータ１０のモータターミナル２０を覆うターミナルカバー４０に、前記防水用グロメット７０の全体を覆うグロメット防水カバー８０が一体に設けられている。このため、前記防水用グロメット７０は、前記グロメット防水カバー８０によって被水を防止される。水が、前記電動モータ１０の外方から前記防水用グロメット７０へ、直接にかかりにくくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータのリード線挿通孔に防水用グロメットが嵌め込まれている、モータ用防水装置の改良技術に関する。

電動モータの中には、ターレットトラックに搭載される機種がある。ターレットトラックは、例えば卸売市場、工場、倉庫、鉄道駅の構内で荷役用に多用されている運搬車両の一種である。このターレットトラックは、海風や雨風に晒されることも多く、被水などの厳しい環境下で運転されることが多い。ターレットトラックに搭載される電動モータも、被水などの厳しい環境に晒されるので、防水性を高めることが求められている。

ターレットトラックに搭載される電動モータは、回転速度を検出する回転速度センサ等の各種のセンサを備えている。この電動モータの防水性を高めるためには、電動モータから外部へセンサ用リード線を引き出す開口をシールする必要がある。シールのためにグロメットを開口に嵌め込む技術が、特許文献１から知られている。

特許文献１で知られているモータ用防水装置は、自動車の電動パワーステアリング装置用電動モータに採用されている。この電動モータは、ケース内の後端部にレゾルバ（回転センサの一種）を有している。ケースの後端部には、レゾルバに接続されたリード線を外部へ引き出すための開口が設けられている。開口には、リード線との間をシールするグロメットが嵌め込まれている。このグロメットは外部に露出している。

電動パワーステアリング装置に搭載される電動モータは、自動車のエンジンルーム内に配置されている。このため、グロメットは外部に露出しても、実質的に被水する心配はない。しかし、ターレットトラックに搭載される場合のように、グロメットが被水する可能性が高い場合には、更なる防水対策を考慮することが好ましい。

特許第４８９５７０４号公報

本発明は、リード線を通す防水用グロメットの防水効果を容易に高めることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１による発明によれば、電動モータのリード線挿通用開口に、リード線を通した防水用グロメットが嵌め込まれているモータ用防水装置において、前記電動モータのモータターミナルを覆うターミナルカバーに、前記防水用グロメットの全体を覆うグロメット防水カバーが一体に設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記電動モータのケースから立設して、前記モータターミナルの周囲の少なくとも一部を囲う防水壁を、更に有する。前記リード線挿通用開口は、前記防水壁に設けられている。前記グロメット防水カバーは、前記防水壁における前記リード線挿通用開口周りをも覆っている。前記防水壁の外周面と前記グロメット防水カバーの内周面との間と、前記グロメット防水カバーの内部空間と、前記防水用グロメットのリード線通し孔と前記リード線との間とによって、ラビリンスシールを構成している。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記モータターミナルと防水壁とは、前記ケースの上端面に位置している。前記グロメット防水カバーの下端面は、前記ケースの上端面の真上に位置している。前記ケースの上端面と前記グロメット防水カバーの下端面との間には間隙を有している。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記グロメット防水カバーは、前記リード線を通す切欠孔を有する。前記切欠孔は、前記防水用グロメットに対向して位置するとともに、前記ケースの下端面から上端面へ向かって開放している。

請求項１に係る発明では、ターミナルカバーに一体に設けられているグロメット防水カバーは、防水用グロメットの全体を覆っている。このため、防水用グロメットは、グロメット防水カバーによって被水を防止される。水は、電動モータの外方から防水用グロメットへ、直接にかかりにくくなる。ターミナルカバーにグロメット防水カバーを設けるだけの、簡単な構成によって、防水用グロメットの防水効果を容易に高めることができる。ターレットトラックに搭載される電動モータのように、防水用グロメットが被水する可能性が高い場合には、特に有効で簡便な防水対策である。しかも、防水用グロメットの防水のために、接着剤やシール剤を用いる必要はなく、生産工数を増すこともない。

請求項２に係る発明では、防水壁の外周面とグロメット防水カバーの内周面との間には、微小な間隙（第１の間隙）が生じ得る。この第１の間隙の容積は、グロメット防水カバーの内部（膨張室に相当する）の容積に比べて極めて小さい。また、防水用グロメットのリード線通し孔にはセンサ用リード線が圧入されている。リード線通し孔とセンサ用リード線との間の間隙は、実質的に無い。仮に微小な間隙（第２の間隙）が有ったと仮定した場合であっても、この第２の間隙の容積は、グロメット防水カバーの内部の容積に比べて極めて小さい。このように、第１の間隙と膨張室と第２の間隙とを順に組み合わせることにより、ラビリンスシールを構成することができる。このため、電動モータが被水した場合に、水が外部から第１の間隙、つまりグロメット防水カバーと防水壁との間の間隙を通って、電動モータ内へ浸入しないように防止することができる。

請求項３に係る発明では、電動モータの上からグロメット防水カバーへ降った水は、このグロメット防水カバーに沿ってケースの上端面へ流れ落ち、さらに、この上端面からケースの外周面に沿って流れ落ちる。ケースの上端面とグロメット防水カバーの下端面との間には、間隙を有している。このため、グロメット防水カバーの内部や下に水が溜まることはなく、流れ落ちる。グロメット防水カバーの下の水はけが良いので、防水用グロメットの防水性を、より一層高めることができる。

請求項４に係る発明では、グロメット防水カバーは、リード線を通す切欠孔を有する。この切欠孔は、防水用グロメットに対向して位置するとともに、ケースの下端面から上端面へ向かって開放している。このため、防水用グロメットのリード線通し孔を挿通したリード線を、電動モータ自体やグロメット防水カバーに遮られることなく、外部へ容易に引き出すことができる。グロメット防水カバーによって防水用グロメットを覆っているにもかかわらず、防水用グロメットの防水効果を高めつつ、リード線の引き回しを容易に行うことができる。

本発明によるモータ用防水装置を備えた電動モータの斜視図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 図１に示されたモータ用防水装置を分解した斜視図である。 図１の４−４線に沿った断面図である。 図４の５−５線に沿った断面図である。 図５の６−６線に沿った断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例に係るモータ用防水装置について説明する。なお、図中、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。

図１に示されるように、本実施例の電動モータ１０は三相インダクションモータであって、ターレットトラックに走行動力源として搭載するのに好適である。さらに、この電動モータ１０は、モータ軸１１の回転速度を検出する回転速度センサ（例えば、ホールＩＣ）等の、各種のセンサ１２を備えている。このセンサ１２にはリード線１３が接続されている。以下、モータ軸１１を下向きにした、いわゆる縦置き式の電動モータ１０を例示して説明する。なお、電動モータ１０は、縦置き式に限定されるものではなく、モータ軸１１を横向きにした横置き式であってもよい。

この電動モータ１０のケース１４は、両端が閉鎖された縦向きの円筒状に構成されており、下端部に複数の取付ブラケット１５を有する。モータ軸１１は、ケース１４の下端面から下方へ延びている。ケース１４の上端面１４ａは、平坦面に構成されている。この上端面１４ａには、モータターミナル２０が位置している。このモータターミナル２０には、３本の電源ケーブル２１の各圧着端子２２が個別に接続されている。

図２に示されるように、モータターミナル２０は、上端面１４ａに取り付けられたターミナルホルダ２３と、このターミナルホルダ２３に取り付けられた３つのターミナル軸２４（１つのみを示す。）と、各ターミナル軸２４に個別に接続された３つの内部ターミナル板２５（１つのみを示す。）とを含む。

詳しく述べると、電気絶縁性のターミナルホルダ２３は、ケース１４の上端面１４ａに重ねられ且つビス止めされている。

ターミナル軸２４は、導電性の段付きボルトによって構成されており、ケース１４の上端面１４ａに対し垂直方向へ延びている。このターミナル軸２４は、ターミナルホルダ２３に装着する下半分の小径のボルト軸２４ａと、このボルト軸２４ａよりも大径の上半分の給電軸２４ｂとから成る。ボルト軸２４ａと給電軸２４ｂとの境は段差面２４ｃに構成されている。ボルト軸２４ａは、ターミナルホルダ２３のボルト孔２３ａに嵌め込まれた状態で、ナット２６に結合されている。この結果、ターミナルホルダ２３にターミナル軸２４を固定することができる。

内部ターミナル板２５は、ターミナルホルダ２３の上面とターミナル軸２４の段差面２４ｃとの間に挟み込まれ、且つボルト軸２４ａとナット２６とによって結合されている。さらに、この内部ターミナル板２５は、他の１箇所を、ターミナルホルダ２３にボルト３１とナット３２により結合されている。この内部ターミナル板２５の一端には、内部電力線３３が接続されている。

給電軸２４ｂの上端面２４ｄは平坦面であって、ネジ孔２４ｅが形成されてなる。このネジ孔２４ｅには、外部端子止めボルト３４をねじ込むことができる。電源ケーブル２１の圧着端子２２は、給電軸２４ｂの上端面２４ｄに重ねられ、且つ外部端子止めボルト３４によって結合されている。従って、給電軸２４ｂに対し、外部の電源ケーブル２１を取り外し可能に取り付けることができる。外部の電源の電力を、電源ケーブル２１の圧着端子２２と、ターミナル軸２４と、内部ターミナル板２５とを経由して、内部電力線３３に供給することができる。

ネジ孔２４ｅに対する外部端子止めボルト３４の「ねじ締め方向」は、ナット２６に対するボルト軸２４ａの「ねじ締め方向」と同じである。ボルト軸２４ａの径Ｄ１は、外部端子止めボルト３４の径Ｄ２よりも大きく設定されている（Ｄ１＞Ｄ２）。例えば、ボルト軸２４ａは、メートルねじ（並目ねじ）のＭ８に設定される。外部端子止めボルト３４は、メートルねじ（並目ねじ）のＭ６に設定される。

ナット２６に対するボルト軸２４ａの締付けトルクＴ１のことを、内部締付けトルクＴ１という。ネジ孔２４ｅに対する外部端子止めボルト３４の緩みトルクＴ２のことを、外部緩みトルクＴ２という。今「Ｄ１＞Ｄ２」の関係にあるので、内部締付けトルクＴ１は外部緩みトルクＴ２よりも大きい（Ｔ１＞Ｔ２）。

トルクレンチにより外部端子止めボルト３４を緩めて、給電軸２４ｂから電源ケーブル２１の圧着端子２２を外すときに、外部緩みトルクＴ２が内部組み付けトルクＴ１を上回ることはない。このため、外部端子止めボルト３４を緩めても、給電軸２４ｂは共回りすることなくターミナルホルダ２３に対する取り付け状態を十分に維持することができる。しかも、ナット２６に対するボルト軸２４ａの緩み防止のために、ねじ緩み防止剤を用いる必要はなく、ボルト軸２４ａや外部端子止めボルト３４の組み付け構成や方法を特殊なものに変更する（例えば緩み止めピンを追加する）必要もない。

モータターミナル２０は、電気絶縁性のターミナルカバー４０によって上から覆われている。但し、給電軸２４ｂの上端面２４ｄは、ターミナルカバー４０から上に露出している。このターミナルカバー４０は、下端面の全体が開放された構成であり、平坦な天板４１と、この天板４１の縁から全周にわたりケース１４の上端面１４ａへ向かって延びた側板４２とから成る、樹脂成型品である。このターミナルカバー４０は、ケース１４の上端面１４ａに位置しており、この上端面１４ａに複数のビス４３により取り付けられている。天板４１は、給電軸２４ｂを通すための円筒部４４を有する。この円筒部４４の内周面と給電軸２４ｂの外周面との間は、Ｏリング４５によって防水シールをなされている。この結果、ターミナル軸２４とターミナルカバー４０との間の防水は、Ｏリング４５によって確保されている。

このターミナルカバー４０は、モータ用防水装置５０の一部を構成している。このモータ用防水装置５０は、ターミナルカバー４０と、ケース１４の上端面１４ａに位置した縦板状の防水壁６０とを含む。防水壁６０は、ケース１４の上端面１４ａから立設して、モータターミナル２０の周囲の少なくとも一部を囲っている。ターミナルカバー４０は、モータターミナル２０と防水壁６０とを覆っている。このように、モータターミナル２０は、モータ用防水装置５０によって防水されている。

図３に示されるように、防水壁６０には、リード線１３を外部へ引き出し可能なリード線挿通用開口６１が設けられている。このリード線挿通用開口６１は、防水壁６０の上端まで切り欠かれた、略Ｕ状の切欠孔の構成である。このリード線挿通用開口６１の下縁６１ａは、ケース１４の上端面１４ａよりも上位にある。このような電動モータ１０の、防水壁６０のリード線挿通用開口６１には、リード線１３を通した防水用グロメット７０（以下、「グロメット７０」と略称する。）が嵌め込まれている。リード線１３は、グロメット７０のリード線通し孔７１に圧入されている。このグロメット７０の一部は、防水壁６０の外周面６２から露出している。

図４も参照すると、ターミナルカバー４０の外周面４２ａには、グロメット防水カバー８０が一体に設けられている。このグロメット防水カバー８０は、防水壁６０の外周面６２から露出しているグロメット７０の全体を覆っている。グロメット防水カバー８０の下端面８０ａは開放されており、ケース１４の上端面１４ａの真上に位置している。さらに、グロメット防水カバー８０の下端面８０ａは、ケース１４の上端面１４ａよりも上位に位置するとともに、リード線挿通用開口６１の下縁６１ａよりも下位に位置している。

詳しく述べると、図４及び図５に示されるように、グロメット防水カバー８０は、略矩形状の平板からなる天板８１と、この天板８１の縁から下方へ延びた正面板８２及び左右の側板８３，８３とから成る。天板８１は、防水壁６０の上端（図４参照）に接している。正面板８２は、グロメット７０に向かい合っている。互いに向かい合った左右の側板８３，８３は、グロメット７０の側端に隣接している。

電動モータ１０の上からグロメット防水カバー８０へ降った水Ｗａは、天板８１と正面板８２及び左右の側板８３，８３とに沿って、ケース１４の上端面１４ａへ流れ落ち、さらに、上端面１４ａからケース１４の外周面に沿って流れ落ちる。ケース１４の上端面１４ａとグロメット防水カバー８０の下端面８０ａとの間には間隙Ｓｃを有している。このため、グロメット防水カバー８０の内部や下に水が溜まることはなく、流れ落ちる。グロメット防水カバー８０の下の水はけが良いので、グロメット７０の防水性を、より一層高めることができる。

以上の説明から明らかなように、ターミナルカバー４０に一体に設けられているグロメット防水カバー８０は、グロメット７０の全体を覆っている。このため、グロメット７０は、グロメット防水カバー８０によって被水を防止される。水Ｗａは、電動モータ１０の外方からグロメット７０へ、直接にかかりにくくなる。ターミナルカバー４０にグロメット防水カバー８０を設けるだけの、簡単な構成によって、グロメット７０の防水効果を容易に高めることができる。ターレットトラックに搭載される電動モータ１０のように、グロメット７０が被水する可能性が高い場合には、特に有効で簡便な防水対策である。しかも、グロメット７０の防水のために、接着剤やシール剤を用いる必要はなく、生産工数を増すこともない。

図４に示されるように、グロメット防水カバー８０は、リード線１３を通す切欠孔８４を有する。より具体的には、切欠孔８４は正面板８２に形成されてなる。この切欠孔８４は、グロメット７０に対向して位置するとともに、ケース１４の下端面から上端面１４ａへ向かって開放している。つまり、この切欠孔８４は、グロメット防水カバー８０の下端面８０ａ側を開放するように、切り欠かれてなる。このため、グロメット７０のリード線通し孔７１を挿通したリード線１３を、電動モータ１０自体やグロメット防水カバー８０に遮られることなく、外部へ容易に引き出すことができる。グロメット防水カバー８０によってグロメット７０を覆っているにもかかわらず、グロメット７０の防水効果を高めつつ、リード線１３の引き回しを容易に行うことができる。

図６に示されるように、グロメット防水カバー８０の奥行きＬａは、外部から切欠孔８４へ吹き付けた水がグロメット７０へ到達しにくい大きさに設定される。切欠孔８４の幅Ｗｄは、リード線１３の径ｄｒに対して若干大きい程度に設定される。上述のように、リード線１３はグロメット７０のリード線通し孔７１に圧入されているので、屈曲変形を規制される。このため、グロメット７０のリード線通し孔７１と切欠孔８４とによって、リード線１３の屈曲変形を規制することができる。しかも、リード線１３がグロメット７０のリード線通し孔７１に対して径方向へ変形しにくい。このため、リード線１３とリード線通し孔７１との間に間隙が発生しにくいので、防水効果をより高めることができる。

図５も参照すると、防水壁６０の外周面６２は、ターミナルカバー４０によって覆われていない面６２ａ、いわゆる「露出した面６２ａ」を有する。この露出した面６２ａの範囲は、ケース１４の上端面１４ａからターミナルカバー４０の下端までの範囲である。グロメット防水カバー８０は、露出した面６２ａに重なるように、ケース１４の上端面１４ａへ向かって延びている。つまり、グロメット防水カバー８０の内周面８０ｂ，８０ｂは、露出した面６２ａに対して接触または近接している。「内周面８０ｂ，８０ｂ」とは、グロメット防水カバー８０の左右の側板８３，８３のなかの、露出した面６２ａに対向する端面のことである。グロメット防水カバー８０は、防水壁６０におけるリード線挿通用開口６１周り全体をも覆っている。

図６に示されるように、防水壁６０の外周面６２（露出した面６２ａ）とグロメット防水カバー８０の内周面８０ｂ，８０ｂとの間と、グロメット防水カバー８０の内部空間と、グロメット７０のリード線通し孔７１とリード線１３との間とによって、ラビリンスシール９０を構成している。

詳しく述べると、防水壁６０の外周面６２とグロメット防水カバー８０の内周面８０ｂ，８０ｂとの間には、微小な間隙Ｓ１（第１の間隙Ｓ１）が生じ得る。この第１の間隙Ｓ１の容積は、グロメット防水カバー８０の内部Ｒｅ（膨張室Ｒｅに相当する。）の容積に比べて極めて小さい。また、グロメット７０のリード線通し孔７１にはリード線１３が圧入されている。リード線通し孔７１とリード線１３との間の間隙は、実質的に無い。仮に微小な間隙Ｓ２（第２の間隙Ｓ２）が有ったと仮定した場合であっても、この第２の間隙Ｓ２の容積は、グロメット防水カバー８０内の容積に比べて極めて小さい。

このように、第１の間隙Ｓ１と膨張室Ｒｅと第２の間隙Ｓ２とを順に組み合わせることにより、ラビリンスシール９０を構成することができる。このため、電動モータ１０が被水した場合に、水が外部から第１の間隙Ｓ１、つまり露出した面６２ａとグロメット防水カバー８０との間の間隙Ｓ１を通って、電動モータ１０内へ浸入しないように防止することができる。

なお、本発明によるモータ用防水装置５０は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。

本発明のモータ用防水装置５０は、被水などの厳しい環境に晒されるターレットトラック等の運搬車両に搭載された電動モータに、採用するのに好適である。

１０ 電動モータ
１２ センサ
１３ リード線
１４ ケース
１４ａ ケースの上端面
２０ モータターミナル
４０ ターミナルカバー
４２ａ ターミナルカバーの外周面
５０ モータ用防水装置
６０ 防水壁
６１ リード線挿通用開口
６２ 防水壁の外周面
６２ａ 露出した面
７０ 防水用グロメット
７１ リード線通し孔
８０ グロメット防水カバー
８０ａ グロメット防水カバーの下端面
８０ｂ グロメット防水カバーの内周面
８４ 切欠孔
９０ ラビリンスシール
Ｒｅ グロメット防水カバーの内部（膨張室）
Ｓｃ ケースの上端面とグロメット防水カバーの下端面との間の間隙

Claims (4)

1. 電動モータのリード線挿通用開口に、リード線を通した防水用グロメットが嵌め込まれているモータ用防水装置において、
   前記電動モータのモータターミナルを覆うターミナルカバーに、前記防水用グロメットの全体を覆うグロメット防水カバーが一体に設けられていることを特徴とするモータ用防水装置。
2. 前記電動モータのケースから立設して、前記モータターミナルの周囲の少なくとも一部を囲う防水壁を、更に有し、
   前記リード線挿通用開口は、前記防水壁に設けられており、
   前記グロメット防水カバーは、前記防水壁における前記リード線挿通用開口周りをも覆っており、
   前記防水壁の外周面と前記グロメット防水カバーの内周面との間と、前記グロメット防水カバーの内部空間と、前記防水用グロメットのリード線通し孔と前記リード線との間とによって、ラビリンスシールを構成していることを特徴とする請求項１記載のモータ用防水装置。
3. 前記モータターミナルと防水壁とは、前記ケースの上端面に位置しており、
   前記グロメット防水カバーの下端面は、前記ケースの上端面の真上に位置しており、
   前記ケースの上端面と前記グロメット防水カバーの下端面との間には間隙を有していることを特徴とする請求項２記載のモータ用防水装置。
4. 前記グロメット防水カバーは、前記リード線を通す切欠孔を有し、
   前記切欠孔は、前記防水用グロメットに対向して位置するとともに、前記ケースの下端面から上端面へ向かって開放していることを特徴とする請求項３記載のモータ用防水装置。

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