JP3795991B2

JP3795991B2 - ファン駆動用モータの防水構造

Info

Publication number: JP3795991B2
Application number: JP02952197A
Authority: JP
Inventors: 猛鈴木
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JPH10215537A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のラジエータなど熱交換器用ファン等の駆動に用いられるモータの防水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種装置の駆動動力源として電動モータが広く利用されているが、自動車のラジエータのファン駆動等に用いられる場合には、とくに厳しい環境に曝されることから、内部に収納されるマグネット、ロータ、ブラシ等を保護するための環境対策が必要とされる。
とくに上記ファン駆動用モータは走行中スプラッシュを受けたり、冠水状態になったりすることが頻繁である。このため、まずケーシングを密閉型としたものがあるが、モータ作動中比較的高温になっているときにケーシングにスプラッシュを受けたり冠水すると、急冷されてケーシング内が負圧になる。ケーシング内が負圧になると、密閉にも関わらず、例えばロータシャフトが貫通するベアリング部からケーシング内部に水が吸引されてしまう。そしてこうしてケーシング内部に浸入した水は閉じこめられたままとなってしまい、ベアリングを始めとして内部機能部品に錆を発生させることになる。
【０００３】
そこで、ケーシングの底部に排水穴を設けたり、あるいは実開平３−１１３９５９号公報に開示されるようにケーシング底部とケーシング端壁にそれぞれ通気口を設けて呼吸可能とし常時ケーシング内外の圧力差をなくするようにしている。そして、とくにファン駆動用のモータでは、このような呼吸穴に走行中のスプラッシュが直接かからないように、例えば図６に示すように、ファン４のボス５がケーシング１の端壁２を囲むとともに、端壁から膨出しているベアリング保持部３近傍を囲むリング状のリブ６がファン４に形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、端壁２がファンのボス５等で囲まれているにもかかわらず、依然として、ベアリング部が濡れてケーシング１内に水が浸入し、ベアリングをはじめ、内部のブラシ、コミュテータ等の機能部位の錆などによる機能障害が生じることがあった。
これは、走行中スプラッシュを受けたり冠水した後、図７に拡大して示すように、ファンのボス５内周面に付着して残った水滴Ｐが、自動車の停車中に落下してリブ６の外周面上に堆積していた水滴Ｋと一緒になり、この堆積量がある限界を越えたとき、ベアリング保持部３上に一気に流れ、その勢いでベアリング保持部３の先端に臨むベアリング端面に水が到達してしまうことによる。
【０００５】
スプラッシュ等を受けた場合に限らず、気候によってもファンのボス内周面に水滴が凝縮しこれがリブ上に落下して同様の現象が生じる。
そのため、例えば図８に示すように、ケーシング端壁２のベアリング保持部３の周囲にさらにウォーターシールドリング７を設けて、リブ６から流れ落ちる水がベアリング端面へ向かうのを防止するようにしており、構造の複雑化とコストの増大を招いていた。例えば実開昭５２−１６８２０５号公報にその例が見られる。
したがって、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、構造を簡単に保持しながらベアリング部への水浸入を確実に防止するようにしたファン駆動用モータの防水構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、ケーシング内にベアリングで支持されたロータを収納し、ロータのシャフトをベアリングを貫通してケーシング外へ延ばしその先端にファンを取り付けたファン駆動用モータにおいて、ケーシングはその端壁に外方へ筒状に膨出するとともに、先端の全周に外周面から大径に膨らむバルジ部が形成され、内側にベアリングを保持するベアリング保持部を備え、ファンはバルジ部を越えて上記端壁へ向かって延びベアリング保持部を囲むリング状のリブを備え、このリブの先端外周には先端に向かって径が減少する傾斜面が形成されているものとした。
【０００７】
上記リブとベアリング保持部の直線部とのラップ代は４ｍｍ以上とするのが好ましく、また、傾斜面の角度は５゜以上が望ましい。
【０００８】
【作用】
ベアリング保持部を囲むリング状リブの外周が先端に向かって径が減少する傾斜面となっているので、リブ上に落下した水滴はすみやかに傾斜面を転がり落ち、多量に堆積することがない。少量ずつベアリング保持部上面に転がり落ちた水は、その円弧面にそって下方へ落下するので、ベアリング保持部先端からベアリング部へ流れ込むことがない。
そして、一般径よりも大径のバルジ部が堰となるので、リブ先端の傾斜面からベアリング保持部の上面に転がり落ちた水がこれを乗り越えて先端のベアリング部へ流れ込むことがより一層確実に阻止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下、自動車のファンモータに適用した実施例により説明する。
図１は第１の実施例にかかるファンモータの断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図、そして、図３はヨークの底壁の正面図である。
有底筒状のヨーク１１とその開口端に固定される円盤状のエンドブラケット２１とで内部空間を形成するケーシング１０が構成され、その端壁としてのヨークの底壁１２およびエンドブラケット２１にそれぞれ設けられたベアリング３１、３２にロータ３０が支持されている。ロータ３０は、コイル３３が巻かれたアーマチュア３４と、コイル３３に接続されたコミュテータ３５とが軸方向に隣接してシャフト３６上に取り付けられて構成されている。
【００１０】
また、アーマチュア３４の外周面に対向して、ヨーク１１の筒部１４の内周面にはマグネット２０が固定されている。そして、エンドブラケット２１にはブラシベース２４が取り付けられ、ブラシベース２４のブラシホルダ２５にそってスライド可能のブラシ２６がスプリング２７によりコミュテータ３５に押し付けられるようになっている。ここでは、とくに図２に示すように、２個のブラシ２６、２６が水平に対向して配置されている。なお、図１にはブラシ２６の軸方向位置を示すため、ブラシホルダ２５およびブラシ２６を縦位置に示してある。
【００１１】
ヨークの底壁１２およびエンドブラケット２１のそれぞれ中心部には、外方へ膨出するベアリング保持部１３、２３が形成され、ロータ３０のシャフト３６がヨーク底壁側のベアリング保持部１３を貫通してケーシング１０の外部へ延びている。なおこの実施例では、モータ全体の軸方向長さを短くするため、コイル３３対応部分を残してヨーク１１の底壁１２の中央部分が窪ませてあり、底壁１２の一般面からのベアリング保持部１３の突出量が少なくなるようにしてある。
【００１２】
ケーシング１０外へ延びたシャフト３６の先端には、駆動部材としてのファン４０が取り付けられる。ファン４０のボス４１は浅い有底筒状をなし、その筒部４２がヨーク１１方向へ延びて、ラップ代Ｓをもってヨークの筒部１４に一部重なるようになっている。そして、ボスの筒部４２の外周面から複数のファン羽根４３が放射状に延びている。
ボス４１の中心部にはシャフト３６との結合のための金属製ハブ４４を備えるが、ファン４０のその他の部分は樹脂製となっている。
【００１３】
シャフトを略水平としたモータの取り付け状態において、ケーシング１０の底部となるヨークの筒部１４の最下位置には、マグネット２０を避けてエンドブラケット２１近傍に開口する排水穴１６が設けられている。とくに図示しないが、排水穴１６には屈曲路を形成するカバー部材を付設してスプラッシュが直接進入しないようにするのが好ましい。
【００１４】
さらに、ヨークの底壁１２には、ベアリング保持部１３近傍から離間させて、呼吸穴１８が設けられている。呼吸穴１８は排水穴１６より高い位置であるが、とくに図３に示されるように、機能部位のうち最も低い部位、ここではコミュテータ３５の下縁からロータ軸芯Ｃまでの距離をＪとするとき、ロータ軸芯Ｃから呼吸穴１８までの距離ＨがＨ＞Ｊを満足するように低い位置に設けられている。もし、ロータ軸芯Ｃからベアリング３１の下縁までの距離Ｋが上記Ｊより大きい場合には、Ｈ＞Ｋを満足するようにロータ軸芯Ｃから呼吸穴１８までの距離Ｈを設定すればよい。
ケーシング１０内の呼吸穴１８から上方は密閉空間となる。これにより、排水穴１６から水が浸入してもその水位が呼吸穴１８より上方になることはない。
【００１５】
一方、図４に拡大して示すように、ファン４０のボス４１は、その筒部４２の内側において、ヨークの底壁１２へ向かって延びベアリング保持部１３を囲むリング状のリブ４５を備えている。リブ４５の先端外周には先端に向かって径が減少する傾斜面４６が形成されている。
リブ４５の先端はベアリング保持部１３の先端から当該保持部の長さの半分以上奥まで延ばすのが好ましいが、少なくともベアリング保持部の直線部とのラップ代Ｄを４ｍｍ以上とするのがよい。また、実施例における傾斜面４６の角度αは５゜となっている。
【００１６】
本実施例は以上のように構成され、排水穴１６と呼吸穴１８とを備えているから、呼吸穴１８が常時ケーシング１０内外の圧力差をなくするように作用し、ケーシング底部が水に浸かっても水が排水穴１６から一気に吸い込まれることがない。また、呼吸穴１８が設けられたヨーク１１の底壁１２はファン４０のボス４１に囲まれているので、自動車の走行中でもスプラッシュが呼吸穴１８に直接かかることはない。
【００１７】
そして、呼吸穴１８の配置されている高さがモータのベアリングやコミュテータなど機能部位よりも低く設定されているので、冠水により水がケーシング１０内に入ってもその水位が機能部位に届くことがない。したがって、機能部位の水没による機能障害の発生が確実に防止される。また、排水に際しても呼吸穴１８によりケーシング１０内が負圧にならないので、排水穴１６から迅速に排水される。
図示では呼吸穴１８は１個であるが、同じ高さであれば複数個設けることができる。
【００１８】
そしてさらに、ファン４０がベアリング保持部１３を囲むリング状の樹脂製リブ４５を備え、その先端外周に傾斜面４６を有しているので、ファンボス内で滴下する水滴が直接ベアリング部にかかるのが防止される。
そして、リブ上に落下した水滴は樹脂自体の濡れ性の低さとあいまって、少量ですみやかに傾斜面４６を転がり落ちる。金属製のベアリング保持部上面に転がり落ちた水は、金属の濡れ性が大きいことにより、先端方向ではなくその円弧面にそって下方へ落下し、ベアリング保持部先端からベアリング部へ流れ込むことがない。すなわち、多量に堆積したあと一気にベアリング保持部上面に転がり落ちてベアリング保持部先端に及びベアリング部に浸入するようなことがない。
これにより、構造の複雑化とコストの増大を招くウォーターシールドリングなどを設けなくてもベアリング部への水浸入が防止される。
【００１９】
リブ先端の傾斜面４６の傾斜角度は５゜となっているが、角度が大きいほど水滴が勢いよく転がってベアリング保持部１３の先端から遠い部位に落下し、ベアリング部への水浸入防止がより確実となる。また、リブ４５の内周面とベアリング保持部１３の外周面間の間隙も小さい方が好ましい。
【００２０】
図５は上記実施例の変形例を示す。ここでは、ヨークの底壁１２に設けられたベアリング保持部１３の先端が、残部の一般径よりも大径となったバルジ部１５とされている。
これにより、バルジ部１５が堰となるので、リブ先端の傾斜面４６からベアリング保持部１３の上面に転がり落ちた水がこれを乗り越えて先端のベアリング部へ流れ込むことがより一層確実に阻止される。
【００２１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、ファン駆動用モータにおいて、ファンがケーシング端壁のベアリング保持部を囲むリング状のリブを備え、このリブの先端外周に先端に向かって径が減少する傾斜面が形成されているものとしたので、ベアリング保持部上に滴下する水滴があっても直接ベアリング部にかかるのがリブで阻止されるとともに、リブ上に落下した水滴はすみやかに傾斜面を転がり落ちるので、多量に堆積することがなく、一気にベアリング保持部上面に転がり落ちてベアリング保持部先端に及ぶことがない。しかもベアリング保持部の先端の全周にバルジ部が設けられ、上記リブはバルジ部を越えて端壁側へ延びているので、バルジ部が堰となり、リブ先端の傾斜面からベアリング保持部の上面に転がり落ちた水がバルジ部を乗り越えることなく、先端のベアリング部へ流れ込むことがより一層確実に阻止される。したがって、ウォーターシールドリングなど別部材を要することなく簡単な構造でベアリング部への水浸入が防止されるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】ヨークの底壁の正面図である。
【図４】ベアリング保持部近傍を詳細に示す拡大図である。
【図５】実施例の変形例を示す図である。
【図６】従来例を示す図である。
【図７】従来例における問題を示す説明図である。
【図８】他の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ケーシング
２端壁
３ベアリング保持部
４ファン
５ボス
６リブ
１０ケーシング
１１ヨーク
１２底壁（端壁）
１３、２３ベアリング保持部
１４筒部
１５バルジ部
１６排水穴
１８呼吸穴
２１エンドブラケット
２０マグネット
２４ブラシベース
２５ブラシホルダ
２６ブラシ
２７スプリング
３０ロータ
３１、３２ベアリング
３３コイル
３４アーマチュア
３５コミュテータ
３６シャフト
４０ファン
４１ボス
４２筒部
４３ファン羽根
４４ハブ
４５リブ
４６傾斜面

Claims

ケーシング（１０）内にベアリング（３１）で支持されたロータ（３０）を収納し、該ロータのシャフト（３６）をベアリングを貫通してケーシング外へ延ばしその先端にファン（４０）を取り付けたファン駆動用モータにおいて、
前記ケーシング（１０）はその端壁（１２）に外方へ筒状に膨出するとともに、先端の全周に外周面から大径に膨らむバルジ部（１５）が形成され、内側に前記ベアリングを保持するベアリング保持部（１３）を備え、
前記ファン（４０）は前記バルジ部を越えて前記端壁へ向かって延び前記ベアリング保持部を囲むリング状のリブ（４５）を備え、
該リブの先端外周には先端に向かって径が減少する傾斜面（４６）が形成されていることを特徴とするファン駆動用モータの防水構造。
前記リブ（４５）とベアリング保持部（１３）の直線部とのラップ代が４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のファン駆動用モータの防水構造。
前記傾斜面（４６）の角度が５゜以上であることを特徴とする請求項１または２記載のファン駆動用モータの防水構造。