JP2021083207A - Motor and electrical apparatus having the same - Google Patents
Motor and electrical apparatus having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021083207A JP2021083207A JP2019207971A JP2019207971A JP2021083207A JP 2021083207 A JP2021083207 A JP 2021083207A JP 2019207971 A JP2019207971 A JP 2019207971A JP 2019207971 A JP2019207971 A JP 2019207971A JP 2021083207 A JP2021083207 A JP 2021083207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- motor
- seal ring
- end plate
- lip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Description
本発明は、モータ及びそれを備えた電気機器に関し、特に、外部からの水分や油等の進入を防止する構造を備えたモータに関する。 The present invention relates to a motor and an electric device including the motor, and more particularly to a motor having a structure for preventing the ingress of moisture, oil, etc. from the outside.
近年、電装用機器や電動工具等、あるいは車載用途でモータが多用されており、例えば、アンチロック・ブレーキシステム(ABS)に用いられる油圧ポンプを駆動するために小型モータが用いられている。これらの用途に用いられるモータは、小型軽量化を一段と要求されながら、高い信頼性が求められている。また、ABSに用いられるモータは、車両のエンジンルームに配置されるため、雨天時などに外部からの水分がモータにかかる場合があり、十分な防水対策を行う必要がある。 In recent years, motors have been widely used for electrical equipment, electric tools, and in-vehicle applications. For example, small motors have been used to drive hydraulic pumps used in antilock braking systems (ABS). Motors used in these applications are required to have higher reliability while being further required to be smaller and lighter. Further, since the motor used for ABS is arranged in the engine room of the vehicle, moisture from the outside may be applied to the motor in rainy weather or the like, and it is necessary to take sufficient waterproof measures.
そこで、従来、モータの外郭であるフレームの開口に圧入されてこの開口を覆うエンドプレートにおいて、整流子と軸受の間で軸受に回転自在に支持される回転軸の周りに沿って一定の隙間をもった壁を形成することで、上記の課題を解決する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、モータ内の回転子や固定子等との電気的絶縁を図るために、一般に、エンドプレートは樹脂材料で形成されている。 Therefore, conventionally, in an end plate that is press-fitted into the opening of the frame, which is the outer shell of the motor, to cover this opening, a constant gap is provided between the commutator and the bearing along a rotation shaft rotatably supported by the bearing. A technique for solving the above problems by forming a bearing wall has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The end plate is generally made of a resin material in order to electrically insulate the motor from the rotor, the stator, and the like.
ところで、上記の水分等は、主に、エンドプレートとフレームとの連結部分からフレームの内部に進入する。そのため、この連結部分にはOリングやXリング等のシールリングが配設されて水分等がフレーム内に進入するのを防止している。一方、モータと負荷とを組み付けるときに、エンドプレートに負荷側から軸方向に圧力が加わった状態が組み付けられ、この状態が維持される。 By the way, the above-mentioned moisture and the like mainly enter the inside of the frame from the connecting portion between the end plate and the frame. Therefore, a seal ring such as an O-ring or an X-ring is provided at this connecting portion to prevent moisture or the like from entering the frame. On the other hand, when the motor and the load are assembled, a state in which pressure is applied in the axial direction from the load side is assembled to the end plate, and this state is maintained.
しかし、一般に、樹脂材料に圧力が加えられた状態で温度が上昇すると、樹脂材料が熱クリープによる変形を起こすことが知られている。エンドプレートの熱クリープ変形が生じるとエンドプレートとフレームと負荷側とのシールリングの接触圧が低下し、シールリングとそれらの接触部との間に隙間が生じ、外部からその隙間に水がかかるとモータ内部へ水が進入して、モータの信頼性や絶縁性を著しく低下させるおそれがあった。 However, it is generally known that when the temperature rises while pressure is applied to the resin material, the resin material is deformed by thermal creep. When thermal creep deformation of the end plate occurs, the contact pressure of the seal ring between the end plate, the frame, and the load side decreases, a gap is created between the seal ring and those contact parts, and water is splashed into the gap from the outside. Water may enter the inside of the motor and significantly reduce the reliability and insulation of the motor.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、エンドプレートとフレームとの連結部分の気密性を維持した高信頼性のモータ及びそれを用いた電気機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a highly reliable motor that maintains the airtightness of a connecting portion between an end plate and a frame, and an electric device using the same.
上記の目的を達成するために、本発明に係るモータは、一端が開口された有底筒状のフレームと、前記フレーム内に収容された固定子と、前記フレーム内に収容され、前記固定子と所定の間隔をあけて配置された回転子と、前記フレームの開口に該開口を覆うように配設され、回転軸が挿通される貫通孔が中心に設けられた板状部材であるエンドプレートと、を少なくとも備え、前記エンドプレートの外面の外周部に、前記フレームの内周面と径方向に対向する側面を有する第1段差が形成され、前記フレームの内周面に、前記第1段差と径方向に対向する第2段差が形成され、前記第1段差と前記第2段差とで、環状の弾性体からなるシールリングを収容するための環状の開放空間が区画形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the motor according to the present invention includes a bottomed tubular frame having one end opened, a stator housed in the frame, and a stator housed in the frame. An end plate which is a plate-like member which is arranged so as to cover the opening in the opening of the frame and has a through hole in the center through which the rotation shaft is inserted. A first step having a side surface that is radially opposed to the inner peripheral surface of the frame is formed on the outer peripheral portion of the outer surface of the end plate, and the first step is formed on the inner peripheral surface of the frame. A second step facing in the radial direction is formed, and the first step and the second step form an annular open space for accommodating a seal ring made of an annular elastic body. And.
この構成によれば、エンドプレートに設けられた第1段差とフレームに設けられた第2段差とで構成される開放空間にシールリングが収容されることにより、モータの回転軸に負荷が連結された場合、この負荷とフレームの内部とを確実にシールできる。このことにより、エンドプレートが熱や圧力の影響で変形した場合にも、フレームの内部への水分等の進入を防止でき、高信頼性のモータを実現できる。 According to this configuration, the load is connected to the rotating shaft of the motor by accommodating the seal ring in the open space composed of the first step provided on the end plate and the second step provided on the frame. If so, this load can be reliably sealed to the inside of the frame. As a result, even when the end plate is deformed due to the influence of heat or pressure, it is possible to prevent moisture or the like from entering the inside of the frame, and a highly reliable motor can be realized.
本発明に係る電気機器は、前記モータと、前記モータに連結され、前記エンドプレートの外側に貫通孔から突出した前記回転軸に駆動連結されていて、前記モータの回転に応じて駆動される被駆動部を有する負荷と、を少なくとも備え、前記シールリングは、少なくとも第1〜第3リップを有しており、断面形状がX字形状か、またはY字形状であり、前記シールリングが前記負荷の表面から前記フレームの底部側に押圧されることで、前記第1リップが前記第2段差の角部である第1コーナー部に、前記第2リップが前記負荷の表面と前記フレームの内周面とで構成される第2コーナー部に、前記第3リップが前記負荷の表面と前記第1段差の側面とで構成される第3コーナー部にそれぞれ当接していることを特徴とする。 The electric device according to the present invention is connected to the motor and is driven and connected to the rotating shaft which is connected to the motor and protrudes from the through hole to the outside of the end plate, and is driven according to the rotation of the motor. The seal ring has at least a load having a drive unit, the seal ring has at least the first to third lips, and the cross-sectional shape is X-shaped or Y-shaped, and the seal ring is the load. By being pressed from the surface of the frame toward the bottom of the frame, the first lip is placed at the first corner, which is the corner of the second step, and the second lip is placed on the surface of the load and the inner circumference of the frame. The third corner is in contact with the second corner formed by the surface, and the third lip is in contact with the third corner formed by the surface of the load and the side surface of the first step.
この構成によれば、外部から水分等が進入する経路にあたる第1〜第3コーナー部に対して、シールリングをそれぞれ当接させることができ、フレームの内部や負荷の内部への水分等の進入を確実に防止できる。これにより、高信頼性の電気機器を実現できる。 According to this configuration, the seal rings can be brought into contact with the first to third corners, which are the paths through which moisture or the like enters from the outside, and the moisture or the like can enter the inside of the frame or the inside of the load. Can be reliably prevented. As a result, highly reliable electrical equipment can be realized.
以上説明したように、本発明によれば、エンドプレートが熱や圧力の影響で変形した場合にも、フレームの内部への水分等の進入を防止でき、高信頼性のモータを実現できる。 As described above, according to the present invention, even when the end plate is deformed due to the influence of heat or pressure, it is possible to prevent moisture or the like from entering the inside of the frame, and it is possible to realize a highly reliable motor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary and is not intended to limit the present invention, its applications or its uses.
(実施形態1)
図1は、本実施形態に係る電気機器の要部の断面模式図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a main part of an electric device according to the present embodiment.
図1に示すように、モータ100は、フレーム20とエンドプレート30と軸受(ベアリング)40,41と回転子50と固定子60とブラシ70とシールリング80とを備えている。また、電気機器300は、負荷200とモータ100とを備えている。なお、以降の説明において、回転子50の一部をなす回転軸54の長手方向を軸方向と呼び、エンドプレート30の半径方向を径方向と呼び、エンドプレート30の円周方向を周方向と呼ぶことがある。また、軸方向において、フレーム20におけるエンドプレート30が配設された側を「上」と、その反対側であるフレーム20の底部側を「下」と呼ぶことがある。また、説明の便宜上、負荷200の細部は図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、モータ100は、フレーム20とエンドプレート30と軸受(ベアリング)40,41と回転子50と固定子60とブラシ70とシールリング80とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
フレーム20は、上部に設けられた開口21の周りに鍔部を有する有底半筒状の金属部材である。また、フレーム20の底面には回転軸54の一端に挿通される貫通孔22が形成されており、フレーム20の内周面23のうち上側にはエンドプレート30の内面に当接してこれを支持するプレート支持部24(図3〜6参照)が周方向に間隔をあけて複数配設されている。また、エンドプレート30を開口21に圧入するために、フレーム20の上端部、つまり、開口21の近傍には、径方向外側に屈曲した環状のフランジが形成されている。
The
また、フレーム20の内周面23には、後で述べる第1段差36と径方向で対向する位置に第2段差25が設けられている(図3,4参照)。第2段差25は底面26と側面27を有しており、第2段差25の底面26はフラットな部分を有している。第2段差25の側面27は、前述したフレーム20の上端部の内周面に相当する。
Further, the inner
また、図示しないが、第2段差25は、フレーム20の内周全体に周方向に亘って形成されている。第2段差25は、例えば、フレーム20を絞り加工することで形成される。ただし、特にこれに限定されず、他の工法により形成されてもよい。
Further, although not shown, the
エンドプレート30は、樹脂材料を成形してなる板状部材であり、略円板状の基部31と、基部31の中心に設けられた貫通孔32と、基部31の内面に形成されたブラシ保持部33と、基部31の外面に形成された軸受保持部34と、モータ100に外部から電力を供給するための電線が引き出された電線引出口(図示せず)と、基部31の外面であって、その外周部に形成された第1段差36とを有している。エンドプレート30の形状、特に第1段差36の形状の詳細については後述する。なお、第1段差36は、エンドプレート30の外周縁に周方向に亘って形成されている。また、電線引出口から引き出された電線については、説明の便宜上、図示を省略している。
The
また、上記のように、フレーム20の内部に面したエンドプレート30の表面を、エンドプレート30の「内面」と呼び、内面と反対側のエンドプレート30の表面を、エンドプレート30の「外面」と呼ぶことがある。
Further, as described above, the surface of the
エンドプレート30は、フレーム20との位置決めを行った上で、フレーム20の開口21に圧入されるとともに、内面がフレーム20に設けられたプレート支持部24に当接され、また、開口21を覆うようにフレーム20に配設されている。フレーム20とエンドプレート30とで区画される空間に回転子50が収容されている。また、回転軸54はフレーム20の貫通孔22及びエンドプレート30の貫通孔32に挿通されてエンドプレート30から外側に突出しており、貫通孔22,32を塞ぐようにそれぞれ設けられた軸受40,41によって回転自在に支持されている。また、エンドプレート30の外面の外周部には第1段差36が形成されている(図3参照)。第1段差36の底面38は平坦面であり、かつ第1段差36の側面37と互いに直交するように形成されている。なお、「直交」とは第1段差36の加工公差を含んで「直交」という意味であり、比較対象となる両者が厳密に直交していることまでを意味するものではない。
After positioning the
回転子50は、電機子コア51と複数の突極52と電機子巻線53と回転軸54と整流子55とインシュレータ56とを有している。電機子コア51には径方向外側に突出する複数の突極52が周方向に所定の間隔をあけて配設されており、複数の突極52のそれぞれに絶縁性の樹脂であるインシュレータ56を介して電機子巻線53が巻回され、整流子55には電機子コア51から引き出された電機子巻線53の引出線が接続されている。回転軸54は回転子50の軸心に設けられ、電機子コア51及び整流子55の中心を貫通してこれらに連結されている。
The
固定子60は、フレーム20と、周方向に所定の間隔でフレーム20の内周面23に配設された複数の永久磁石61とで構成されており、周方向に隣り合う永久磁石61は互いに極性が異なるように配設されている。フレーム20は、永久磁石61と磁気回路を構成するヨークとしても機能する。
The
一対のブラシ70は、黒鉛等のカーボンブラシ材へ固体潤滑剤を含む組成で構成されており、エンドプレート30の内面に設けられたブラシ保持部33内に保持されるとともに、ブラシバネ(図示せず)によって整流子55へと押圧されている。
The pair of
シールリング80は、環状の弾性体、例えば、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、または、ニトリルゴムやフッ化ゴム等からなり、断面がX字形状のいわゆるXリングであり、第1〜第4リップ80a〜80dを有している(図4参照)。また、第1〜第4リップ80a〜80dの断面形状が、それぞれ同じになるように、シールリング80は形成されている。
The
また、シールリング80は、前述の第1段差36と第2段差25とで区画形成された環状の開放空間Sに収容されており、フレーム20とエンドプレート30との連結部分をシールして、外部からフレーム20の内部への水分等の進入を防止している。なお、環状の開放空間Sは上方が開放された開放空間である。
Further, the
なお、モータ100にシールリング80が予め配設されていてもよいし、図3に示す電気機器300を組み立てるときに、モータ100に設けられた環状の開放空間Sにシールリング80を収容してから負荷200をモータ100に連結させるようにしてもよい。
The
以上のように構成されたモータ100の動作について説明する。
The operation of the
エンドプレート30に設けられた電線引出口から引き出された電線(図示せず)を介して外部からモータ100に電力を供給する。これにより、電機子電流がブラシ70及び整流子55を介して電機子巻線53に流れる。固定子60で発生した磁束と、電機子巻線53を流れる電機子電流により発生した磁界との間で相互作用を生じてトルクが発生し、回転軸54が軸受40,41に支持されて回転する。また、回転軸54の回転に応じて、ブラシ70と整流子55とは接触と離間とを周期的に繰り返し、この周期に対応して電機子巻線53を流れる電機子電流の向きが変更される。
Electric power is supplied to the
また、電気機器300において、モータ100の上側に負荷200が配置されており、エンドプレート30の外側に貫通孔32から突出した回転軸54に対して被駆動部210が駆動連結されている。被駆動部210は、回転軸54の回転に応じて同方向または逆方向に回転するか、あるいは回転運動を直線運動に変換するかする機械要素(図示せず)を備えている。負荷200は、例えば、油圧ポンプである。ただし、これに限定されない。
Further, in the
さらに、負荷200の外郭220は、その表面221がフレーム20とシールリング80の第2及び第3リップ80b,80cとに当接して、モータ100に組み付けられている。なお、外郭220の表面221とエンドプレート30の外面とが所定のクリアランスを保って離間するようにモータ100と負荷200とは配置されている。外郭220は、例えば、アルミニウム製のブロックである。ただし、これに限定されない。また、以降の説明において、外郭220の表面221を、負荷200の表面221と呼ぶことがある。
Further, the
負荷200の表面221から下側、つまり、フレーム20の底部側に押圧されることにより、シールリング80は圧縮変形して、4つのリップ80a〜80dが、環状の開放空間Sと負荷200の表面221とで区画される空間の4つのコーナー部C1〜C4(図2〜4参照)に当接している。
When pressed from the
第1リップ80aは、フレーム20に形成された第2段差25の角部に相当する第1コーナー部C1に当接し、第2リップ80bは、フレーム20の内周面23と負荷200の表面221とで構成される第2コーナー部C2に当接している。なお、第2コーナー部C2において、第2リップ80bは、フレーム20の内周面23には十分に当接せずに、さらには、主に負荷200の表面221のみに当接する場合もあり得る。また、第3リップ80cは、負荷200の表面221と第1段差36の側面37とで構成される第3コーナー部C3に当接し、第4リップ80dは、第1段差36の角部に相当する第4コーナー部C4に当接している。第1リップ80aは、断面視で第3リップ80cの対角に、第2リップ80dは、断面視で第4リップ80dの対角にそれぞれ位置している。
The
このように、シールリング80と負荷200、フレーム20及びエンドプレート30とが当接して、接面部に圧力が加わることにより、フレーム20とエンドプレート30との間及びフレーム20と負荷200との間がシールされ、負荷200側からフレーム20の内部へ外部からの水分が進入するのを防止できる。また、エンドプレート30と負荷200との間もシールされることで、軸受41や回転軸54への水分等の付着を防止できる。
In this way, the
[本願発明に至った知見]
図2は、比較のためのエンドプレートとシールリングとの経時変形を説明する模式図を示す。なお、説明の便宜上、モータ100において、フレーム20とエンドプレート30とシールリング80と軸受41以外の構成部材については図示を省略している。また、負荷200において、表面221を含む外郭220の一部のみを図示している。
[Findings leading to the invention of the present application]
FIG. 2 shows a schematic diagram illustrating the time-dependent deformation of the end plate and the seal ring for comparison. For convenience of explanation, in the
図2において、環状の開放空間Sは、第1段差36とフレーム20の内周面23とで構成されている。
In FIG. 2, the annular open space S is composed of a
図2の上側の図は、モータ100と負荷200とが組み付けられた直後の状態を示しており、この状態では、各部材は、組立公差の範囲内で設計通りの配置関係を保っている。ただし、この状態で負荷200側からモータ100側に圧力が加わっており、例えば、図2に示す場合では、軸受保持部34に収容された軸受41を介してエンドプレート30の中央部に圧力が加えられている。なお、軸受41がフレーム20の内部に配置されている場合にも、負荷200側からエンドプレート30の中央部に圧力が加えられる。
The upper view of FIG. 2 shows a state immediately after the
一方、電気機器300を使用し始めると、モータ100の駆動や負荷200の動作、さらに電気機器300が配設された環境の温度等に起因して、モータ100や負荷200の温度が上昇し始める。前述したように、樹脂材料に圧力が加えられた状態で温度が上昇すると、樹脂材料が熱クリープにより変形するため、樹脂材料を用いて成形されたエンドプレート30は中央側が下方に押されるように、また、それに応じて外周側は上方に持ち上げられるように変形する。
On the other hand, when the
その結果、図2の下側に示すように、環状の開放空間Sにおいて、第1段差36の側面37とフレーム20の内周面23との間が開いてしまい、特に、第1コーナー部C1において、シールリング80の第1リップ80aがフレーム20の内周面23を押圧する接面圧力が低くなってくる。これにより、シールリング80による第1コーナー部C1でのシール性が低下し、フレーム20の内部に水分等の流体が進入しやすくなってしまうことを本願発明者等は見出した。
As a result, as shown on the lower side of FIG. 2, in the annular open space S, the space between the
そこで、本願発明者等は、フレーム20の内部へ流体が進入する直接的な経路である第1コーナー部C1に着目し、シールリング80を収容する環状の開放空間Sをエンドプレート30に形成された第1段差36とフレーム20に形成された第2段差25とで構成することで、第1コーナー部C1近傍での気密性を維持できることを見出した。
Therefore, the inventors of the present application have focused on the first corner portion C1 which is a direct path for the fluid to enter the inside of the
[エンドプレートとフレームとの連結部分の構成]
図3は、本実施形態に係るエンドプレートとフレームとの連結部分の断面模式図を、図4は、図3の破線で囲まれた部分の拡大図を、図5は、本実施形態に係るエンドプレートとシールリングとの経時変形を説明する模式図をそれぞれ示す。なお、図3の(a)図では、環状の開放空間Sにシールリング80が収容されていない状態を、(b)図は、シールリング80が収容された状態をそれぞれ示す。また、図4は、図3の(b)図における破線で囲まれた部分の拡大図を示す。
[Structure of the connecting part between the end plate and the frame]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a connecting portion between the end plate and the frame according to the present embodiment, FIG. 4 is an enlarged view of the portion surrounded by the broken line in FIG. 3, and FIG. 5 is the present embodiment. Schematic diagrams illustrating the time-dependent deformation of the end plate and the seal ring are shown. Note that FIG. 3A shows a state in which the
図2に示したエンドプレート30では、第1段差36とフレーム20の内周面23とで環状の開放空間Sが構成されるのに対し、図3〜5に示す本実施形態の構成では、前述したとおり、第1段差36と第2段差25とで環状の開放空間Sが構成されている。
In the
なお、図4に示すように、第2段差25は、その軸方向の高さHがシールリング80の軸方向の高さH1よりも低くなるように、具体的には、H≦0.5H1となるように形成されている。また、第2段差25の底面26の径方向の幅Wがシールリング80の径方向の幅W1よりも広くなるように形成されている。
As shown in FIG. 4, the height H of the
このようにシールリング80が配設されたモータ100に対して負荷200が組み付けられると、図5の上側に示すように、負荷200の表面221がシールリング80の第2及び第3リップ80b,80cにそれぞれ当接して、シールリング80を下側に押圧する。また、図5の下側に示すように、熱クリープにより、負荷200は軸受保持部34に収容された軸受41を介して、エンドプレート30の中央部をさらに下側に押圧する。このため、シールリング80は、第1〜第4リップ80a〜80dが、第1〜第4コーナー部C1〜C4にそれぞれ当接して、フレーム20とエンドプレート30との連結部分やフレーム20と負荷200の表面221との連結部分等をシールするように圧縮変形する。
When the
本実施形態では、フレーム20に設けられた第2段差25の角部である第1コーナー部C1に第1リップ80aが当接しているため、熱クリープにより、エンドプレート30の外周側が上方に持ち上がるように変形したとしても、第1コーナー部C1でのシールリング80の接面圧力は低下しない。また、第4コーナー部C4でのシールリング80の接面圧力はエンドプレート30の変形による影響をあまり受けない。これらのことにより、第1コーナー部C1と第4コーナー部C4との間に位置するエンドプレート30とフレーム20との境界部分から、フレーム20の内部への水分等が進入するのを防止することができる。
In the present embodiment, since the
なお、第1コーナー部C1は、所定の曲率半径を有する角部である。このようにすることで、モータ100、特に、フレーム20に衝撃が加わったときに、第1コーナー部C1における横領集中が緩和され、フレーム20の強度を高く維持できる。
The first corner portion C1 is a corner portion having a predetermined radius of curvature. By doing so, when an impact is applied to the
[効果等]
以上説明したように、本実施形態に係るモータ100は、一端が開口された有底筒状のフレーム20と、フレーム20内に収容された固定子60と、フレーム20内に収容され、固定子60と所定の間隔をあけて配置された回転子50と、フレーム20の開口21にこの開口21を覆うように配設された、樹脂製の板状部材であるエンドプレート30と、を備えている。エンドプレート30の中心には、回転軸54が挿通される貫通孔32が設けられている。
[Effects, etc.]
As described above, the
また、エンドプレート30の外面の外周部に、フレーム20の内周面23と径方向に対向する側面37を有する第1段差36が形成されている。
Further, a
フレーム20の内周面23に、第1段差36と径方向に対向する第2段差25が形成されている。
A
第1段差36と第2段差25とで、環状の弾性体からなるシールリング80を収容するための環状の開放空間Sが区画形成されている。
An annular open space S for accommodating the
モータ100をこのように構成することで、シールリング80を環状の開放空間Sに収容し、シールリング80に上方から下方に向かう押圧力を加えた場合に、第1コーナー部C1でのシールリング80の接面圧力の低下を抑制できる。このことにより、モータ100の内部の気密性を維持して、フレーム20の内部への水分等の進入を防止でき、高信頼性のモータ100を実現できる。
By configuring the
また、第2段差25は、その軸方向の高さHがシールリング80の軸方向の高さH1よりも低くなるように形成されている。このようにすることで、図4に示すように、モータ100に負荷200が取り付けられたときに、シールリング80が圧縮変形して、環状の開放空間Sの内部に収容される。このとき、第1〜第4リップ80a〜80dには元の形状に戻ろうとする復元力が発生する。この復元力により、第1〜第4コーナー部C1〜C4に当接された第1〜第4リップ80a〜80dが、第1〜第4コーナー部C1〜C4をそれぞれ押圧し、フレーム20とエンドプレート30との連結部分やフレーム20と負荷200の表面221との連結部分等がシールされる。
Further, the
第2段差25は、その軸方向の高さHがシールリング80の軸方向の高さH1よりも低くなるようにすることが好ましい。具体的には、H≦0.5H1となるようにするのがより好ましい。このようにすることで、エンドプレート30との連結部分やフレーム20と負荷200の表面221との連結部分の気密性がさらに向上する。
It is preferable that the height H of the
また、第2段差25の底面26はフラットな部分を有している。このようにすることで、第1リップ80aが第2段差25の底面26に確実に設置される。よって、第1コーナー部C1でのシールリング80の接面圧力が維持され、フレーム20とエンドプレート30との連結部分が確実にシールされる。
Further, the
第2段差25の底面26の径方向の幅Wがシールリング80の径方向の幅W1よりも広くなるように形成されているのが好ましい。このようにすることで、第1リップ80aが第2段差25の底面26に確実に設置され、フレーム20とエンドプレート30との連結部分が確実にシールされる。
It is preferable that the width W of the
また、シールリング80の断面をX字形状とすることで、シールリング80の設置面である第1段差36の底面38及び第2段差25の底面26に対してシールリング80が2箇所、この場合は、第1リップ80aと第4リップ80dとが当接するため、環状の開放空間S内でのシールリング80の位置を安定にすることができる。
Further, by forming the cross section of the
また、シールリング80の断面をX字形状とすることで、シールリング80を環状の開放空間Sに収容したときのねじれを少なくでき、また、接面圧力がシールリング80の断面全体に分散されるため、漏れが少なく良好な気密性が得られる。また、通常、X字形状のシールリング80を成形した場合に生じるバリが接触面以外、つまり、隣接するリップ間の窪みにあるため、良好な気密性が得られる。
Further, by forming the cross section of the
なお、図3〜5に示す4つのコーナー部C1〜C4のうち、外部からの水分等の進入が最も起こりやすいのは第2コーナー部C2であるが、モータ100の信頼性を確保する上で最も気密性の維持が必要なのは、第1コーナー部C1と第4コーナー部C4との間に位置するエンドプレート30とフレーム20との境界部分である。また、第3コーナー部C3から水分等の進入が起こると、軸受41や回転軸54に対するダメージが大きくなり、モータ100、ひいては電気機器300の性能を低下させるおそれがある。
Of the four corner portions C1 to C4 shown in FIGS. 3 to 5, the second corner portion C2 is most likely to allow moisture or the like to enter from the outside, but in order to ensure the reliability of the
本実施形態に示すように、シールリング80を断面がX字形状の弾性体とすることで、上記の第1〜第4コーナー部C1〜C4にシールリングの第1〜第4リップ80a〜80dをそれぞれ当接させることができ、外部からの水分等の進入経路に対する十分な気密性を確保できる。
As shown in the present embodiment, by making the
本実施形態に係る電気機器300は、モータ100と、モータ100に連結され、エンドプレート30の外側に貫通孔32から突出した回転軸54に駆動連結されていて、モータ100の回転に応じて駆動される被駆動部210を有する負荷200と、を少なくとも備えている。
The
シールリング80は、負荷200の表面221からフレーム20の底部側に押圧されることで、第1リップ80aが第2段差25の角部である第1コーナー部C1に、第2リップ80bが負荷200の表面221とフレーム20の内周面23とで構成される第2コーナー部C2に、第3リップ80cが負荷200の表面221と第1段差36の側面37とで構成される第3コーナー部C3に、第4リップが第1段差36の角部である第4コーナー部C4にそれぞれ当接している。
The
電気機器300をこのように構成することで、モータ100が駆動し、また負荷200の被駆動部210が動作する際に継続して発生する熱及びエンドプレート30に加わる圧力に起因してエンドプレート30が変形した場合にも、フレーム20の内部や負荷200の内部への水分等の進入を防止でき、高信頼性の電気機器300を実現できる。また、第1〜第4コーナー部C1〜C4に対して、第1〜第4リップ80a〜80cの接面圧力をそれぞれ高められ、フレーム20の内部や負荷200の内部への水分等の進入を確実に防止できる。
By configuring the
また、本実施形態の電気機器300は、外部環境に配設され、環境温度が数十度以上に達した状態で継続使用される場合に高信頼性を確保でき有用である。
Further, the
(実施形態2)
図6は、本実施形態に係るエンドプレートとフレームとの連結部分の断面模式図を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a connecting portion between the end plate and the frame according to the present embodiment.
図3,4に示す実施形態1の構成では、シールリング80の断面がX字形状であるのに対し、図6に示す本実施形態の構成では、シールリング81の断面がY字形状、あるいは変形したT字形状である点で異なっている。
In the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the cross section of the
図3〜5に示す4つのコーナー部C1〜C4のうち、第4コーナー部C4は樹脂で一体成形された第1段差36の側面37及び底面38で構成されており、この部分からフレーム20の内部に水分等が進入するおそれは他のコーナー部に比べてかなり小さい。したがって、図6に示すように、第1〜第3リップ81a〜81cを有するシールリング81を用いて、第1〜第3リップ81a〜81cを第1〜第3コーナー部C1〜C3にそれぞれ当接させるようにしてもよい。この場合にも、実施形態1に示す構成が奏するのと同様に、モータ100の気密性を維持して、フレーム20の内部への水分等の進入を防止でき、高信頼性のモータ100及び電気機器300を実現できる。
Of the four corner portions C1 to C4 shown in FIGS. 3 to 5, the fourth corner portion C4 is composed of the
また、本実施形態の場合にも、シールリング81の収容時のねじれを少なくでき、接面圧力がシールリング81の断面全体に分散されるため、漏れが少なく良好なシール性が得られること、及び成形した場合に生じるバリが接触面以外、つまり、隣接する先端部間の窪みにあるため、良好な気密性が得られることは言うまでもない。
Further, also in the case of the present embodiment, the twisting of the
(その他の実施形態)
なお、実施形態1において、モータ100がブラシ付きモータである場合を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ブラシレスモータであってもよいし、他の種類のモータであってもよい。また、本実施形態におけるモータ100は、回転子50の径方向外側に固定子60が配置された、いわゆるインナーロータ型のモータに用いる場合について説明するものであるが、別の種類のモータ、例えば、固定子60の径方向外側に所定の間隔をあけて回転子50が配置された、いわゆるアウターロータ型のモータにも適用できることは言うまでもない。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the case where the
また、エンドプレート30の貫通孔32側に配設された軸受41は軸受保持部34内に収容されて、エンドプレート30の外面に当接しているが、エンドプレート30の内面側に配設されて、フレーム20の内部に収容されていてもよい。
Further, the bearing 41 arranged on the through
また、エンドプレート30と一体に設けられたブラシ保持部33にブラシ70を収容するようにしたが、ブラシ保持部33をエンドプレート30と別体にフレーム20の内部に設けてブラシ70を収容するようにしてもよい。
Further, although the
また、シールリング80に設けられた第1〜第4リップ80a〜80dの断面形状は、必ずしも同じでなくてもよい。例えば、2つ以上のリップの形状が同じであってもよいし、それぞれのリップの形状が異なっていてもよい。このことは、シールリング81に設けられた第1〜第3リップ81a〜81cにも当てはまる。
Further, the cross-sectional shapes of the first to
また、固定子60はフレーム20と複数の永久磁石61とで構成されているが、他の構造、例えば、周方向に所定の間隔をあけて配設された複数の界磁磁極のそれぞれに界磁巻線が巻装されて固定子60を構成するようにしてもよい。
Further, although the
本発明に係るモータは、外部からの水分や油等の進入を防止できるため、油圧ポンプ等の流体ポンプを含む電気機器や高温の外部環境に配設される電気機器に適用する上で有用である。 Since the motor according to the present invention can prevent the ingress of moisture, oil, etc. from the outside, it is useful for application to electric equipment including a fluid pump such as a hydraulic pump and electric equipment arranged in a high temperature external environment. is there.
20 フレーム
21 開口
22,32 貫通孔
23 内周面
24 プレート支持部
25 第2段差
26 第2段差の底面
27 第2段差の側面
30 エンドプレート
31 基部
33 ブラシ保持部
34 軸受保持部
36 第1段差
37 第1段差の側面
38 第1段差の底面
40,41 軸受(ベアリング)
50 回転子
51 電機子コア
52 突極
53 電機子巻線
54 回転軸
55 整流子
56 インシュレータ
60 固定子
61 永久磁石
70 ブラシ
80 シールリング
80a〜80d 第1〜第4リップ
81 シールリング
81a〜81c 第1〜第3リップ
100 モータ
200 負荷
210 被駆動部
220 外郭
221 負荷200の表面(外郭220の表面)
300 電気機器
C1〜C4 第1〜第4コーナー部
S 環状の開放空間
20
50
300 Electrical equipment C1 to C4 1st to 4th corners S Circular open space
Claims (8)
前記フレーム内に収容された固定子と、
前記フレーム内に収容され、前記固定子と所定の間隔をあけて配置された回転子と、
前記フレームの開口に該開口を覆うように配設され、回転軸が挿通される貫通孔が中心に設けられた板状部材であるエンドプレートと、を少なくとも備え、
前記エンドプレートの外面の外周部に、前記フレームの内周面と径方向に対向する側面を有する第1段差が形成され、
前記フレームの内周面に、前記第1段差と径方向に対向する第2段差が形成され、
前記第1段差と前記第2段差とで、環状の弾性体からなるシールリングを収容するための環状の開放空間が区画形成されることを特徴とするモータ。 A bottomed tubular frame with one end open,
The stator housed in the frame and
A rotor housed in the frame and arranged at a predetermined distance from the stator,
An end plate, which is a plate-like member arranged in the opening of the frame so as to cover the opening and having a through hole through which a rotation shaft is inserted, is provided at least.
A first step having a side surface that faces the inner peripheral surface of the frame in the radial direction is formed on the outer peripheral portion of the outer surface of the end plate.
A second step that is radially opposed to the first step is formed on the inner peripheral surface of the frame.
A motor characterized in that an annular open space for accommodating a seal ring made of an annular elastic body is partitioned between the first step and the second step.
前記第2段差の底面はフラットな部分を有することを特徴とするモータ。 In the motor according to claim 1,
A motor characterized in that the bottom surface of the second step has a flat portion.
前記第2段差の軸方向の高さは前記シールリングの軸方向の高さよりも低いことを特徴とするモータ。 In the motor according to claim 1 or 2.
A motor characterized in that the height of the second step in the axial direction is lower than the height of the seal ring in the axial direction.
前記第2段差の軸方向の高さは前記シールリングの軸方向の高さの半分以下であることを特徴とするモータ。 In the motor according to claim 3,
A motor characterized in that the height of the second step in the axial direction is less than half the height of the seal ring in the axial direction.
前記シールリングは、少なくとも第1〜第3リップを有しており、断面形状がX字形状か、またはY字形状であることを特徴とするモータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 4.
The motor having at least the first to third lips and having a cross-sectional shape of an X-shape or a Y-shape.
前記第2段差の底面の径方向の幅は、前記第1リップの幅よりも広いことを特徴とするモータ。 In the motor according to claim 5,
A motor characterized in that the radial width of the bottom surface of the second step is wider than the width of the first lip.
前記モータに連結され、前記エンドプレートの外側に貫通孔から突出した前記回転軸に駆動連結されていて、前記モータの回転に応じて駆動される被駆動部を有する負荷と、を少なくとも備え、
前記シールリングは、前記負荷の表面から前記フレームの底部側に押圧されることで、前記第1リップが前記第2段差の角部である第1コーナー部に、前記第2リップが前記負荷の表面と前記フレームの内周面とで構成される第2コーナー部に、前記第3リップが前記負荷の表面と前記第1段差の側面とで構成される第3コーナー部にそれぞれ当接していることを特徴とする電気機器。 The motor according to claim 5 or 6,
At least a load having a driven portion connected to the motor, driven to the rotating shaft protruding from the through hole to the outside of the end plate, and driven in response to the rotation of the motor, is provided.
When the seal ring is pressed from the surface of the load toward the bottom of the frame, the first lip is placed on the first corner portion which is the corner of the second step, and the second lip is placed on the load. The third lip is in contact with the second corner formed by the surface and the inner peripheral surface of the frame, and the third lip is in contact with the third corner formed by the surface of the load and the side surface of the first step. An electrical device that is characterized by that.
前記シールリングは第4リップをさらに有し、断面形状がX字形状であり、
前記第4リップが前記第1段差の角部である第4コーナー部に当接していることを特徴とする電気機器。 In the electrical device according to claim 7,
The seal ring further has a fourth lip and has an X-shaped cross section.
An electric device characterized in that the fourth lip is in contact with a fourth corner portion, which is a corner portion of the first step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019207971A JP2021083207A (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Motor and electrical apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019207971A JP2021083207A (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Motor and electrical apparatus having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021083207A true JP2021083207A (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=75963368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019207971A Pending JP2021083207A (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Motor and electrical apparatus having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021083207A (en) |
-
2019
- 2019-11-18 JP JP2019207971A patent/JP2021083207A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10574120B2 (en) | Inverter built-in brushless direct current motor | |
US9673678B2 (en) | Motor | |
CN104283392A (en) | Motor and brushless direct current motor | |
CN107302278B (en) | Motor and air conditioner | |
US7586227B2 (en) | Electric motor for electric fan and assembly method therefor | |
US20220393542A1 (en) | Motor and Electric Appliance | |
CN109716628B (en) | Motor | |
CN111727544B (en) | Electrical device | |
CN108933505A (en) | Motor | |
CN105914932A (en) | Waterproof dustproof device of external rotor direct-current brushless motor heat dissipation fan | |
JP2021083207A (en) | Motor and electrical apparatus having the same | |
CN1046062C (en) | Miniature motor | |
WO2021095344A1 (en) | Motor and electrical equipment including same | |
US6809445B2 (en) | Method and apparatus for electric motor lead wire retention | |
KR102335904B1 (en) | Motor | |
CN211791053U (en) | Motor and electric appliance | |
JP2015015804A (en) | Mold motor | |
JPWO2018235184A1 (en) | Electric motor and method of assembling electric motor | |
JP2004293787A (en) | Electric motor with motor housing and access part | |
US20110031835A1 (en) | Motor | |
CN213367507U (en) | Electric motor | |
KR101994095B1 (en) | Connector for Brushless DC motor | |
JP2008148451A (en) | Electric motor and method of assembling same | |
CN110545002B (en) | Sealed motor vehicle starter with angularly wedged brush-holder gasket | |
US20220106948A1 (en) | Pump comprising an electric motor with plug connection in the form of an intermediate ring |