JP3962387B2 - Motor housing of electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータ内部空間を間に包囲しているハウジング部材とフランジとを有する、電気モータのモータハウジングに関するものであり、このモータハウジングは、伝動装置ブロックと連結可能である。 The present invention relates to a motor housing of an electric motor having a housing member and a flange surrounding a motor internal space, and the motor housing can be connected to a transmission block.
本発明は、概して、電子的に整流されるブラシレス直流モータ、及び、インナーロータ型モータ又はアウターロータ型モータとして設計され得るその他の永久磁石モータに関するものである。例えば、インナーロータ型モータは、シャフトと、シャフトに配置された1個又は複数個の永久磁石を含むロータモジュールと、例えば鋼板により構成されるステータ体及び位相巻線を含むステータモジュールとを含んでいる。2個の軸受が、ステータモジュールに対して相対的にロータモジュールを軸支するために、軸方向の間隔をおいてシャフトに配置されている。これらの軸受は、各々の軸受内輪がシャフトに装着されており、軸受外輪はモータハウジング又はモータフランジと回転不能に結合されたベアリングキャリヤに保持されている。 The present invention generally relates to electronically commutated brushless DC motors and other permanent magnet motors that can be designed as inner rotor or outer rotor motors. For example, an inner rotor type motor includes a shaft, a rotor module including one or a plurality of permanent magnets disposed on the shaft, and a stator module including a stator body made of, for example, a steel plate and a phase winding. Yes. Two bearings are arranged on the shaft at axial intervals to pivotally support the rotor module relative to the stator module. In these bearings, each bearing inner ring is mounted on a shaft, and the bearing outer ring is held by a bearing carrier that is non-rotatably coupled to a motor housing or a motor flange.
モータは、カップの形状をしたモータハウジングの中にあり、ハウジングは、端面がフランジによって閉鎖されている。電気モータは、フランジを介して伝動装置ブロックに取り付けられており、モータシャフトが、モータハウジングから外部へ引き出されて伝動装置と連結されている。 The motor is in a motor housing in the shape of a cup, which is closed at its end by a flange. The electric motor is attached to the transmission device block via a flange, and the motor shaft is pulled out from the motor housing and connected to the transmission device.
本発明に係る電気モータは、特定の用途に限定されるものではない。例えば、本発明に係る電気モータは、後置された伝動装置を介して駆動が行われるものでありさえすれば、例えばステアリングを支援するために又は自動車の冷却水ポンプを駆動するために自動車分野において利用することができ、また、送風機、工作機械又はモータにより動作するその他の機器の駆動モータとして使用することができる。 The electric motor according to the present invention is not limited to a specific application. For example, the electric motor according to the invention can be driven via a rear transmission, for example to assist steering or to drive a cooling water pump of an automobile. And can be used as a drive motor for a blower, a machine tool, or other equipment operated by a motor.
利用分野には関わりなく、異物や液体がモータ内部空間や伝動装置の中に入ったり、それらから外に出ないように、モータ内部空間や、モータと伝動装置との間の接続部を密閉する必要性がある。その際には、フランジ及びモータハウジング、又は、モータハウジング及び伝動装置ブロックといった個々の構成部品が相互にプレス嵌合により結合されている場合でさえ、液体、特に油が境界面に沿って流れることがないように配慮しなくてはならない。 Regardless of the field of application, seal the motor internal space and the connection between the motor and transmission device so that foreign matter and liquid do not enter or leave the motor internal space or transmission device. There is a need. In doing so, liquids, in particular oil, flow along the interface, even when individual components such as the flange and motor housing or motor housing and transmission block are connected to each other by press fitting. You must be careful not to have any.
このようなモータハウジングにおいては、モータハウジングや伝動装置の封止部が少なくとも2個の個々の平形パッキング又はOリングを含んでおり、これらが、ハウジング部材とフランジとの間又はハウジング部材と伝動装置ブロックとの間に別個に挿入されてから、ネジ等によりモジュール全体を締め付けることによって挟み込まれ、弾性的に変形するのが通常である。それにより、ハウジング部材とフランジとの間のモータ内部空間、及び、モータハウジングと伝動装置との間の空間が、外部の影響に対して密閉され、例えば跳ねた水やその他の異物がモータハウジングや伝動装置の中に侵入することがなくなる。 In such a motor housing, the sealing part of the motor housing or the transmission device includes at least two individual flat packings or O-rings, which are between the housing member and the flange or between the housing member and the transmission device. Usually, it is inserted separately between the blocks and then sandwiched by tightening the entire module with screws or the like, so that it is elastically deformed. As a result, the motor internal space between the housing member and the flange and the space between the motor housing and the transmission device are sealed against external influences. No more intrusion into the transmission.
分離した別個のシール材は、組立時に忘れられたり損傷したりする可能性があり、このことは、モータ、又は、モータ・伝動装置モジュールが密封されないことに繋がる。しかも、別個の複数のシール材を個別に挿入し固定するには、著しい組立費用とコストが必要である。 Separate, separate seals can be forgotten or damaged during assembly, which leads to the motor or motor / transmission module not being sealed. In addition, significant assembly costs and costs are required to insert and fix a plurality of separate sealing materials individually.
従来の技術においては、金属製のハウジング部材に、ハウジングの内部のシール材を加硫接合し、追加の別個のシール材部分をハウジングの外部に取り付けることも公知となっているが、シール材の加硫接合は比較的難しく、シール材がモータハウジングの金属部分から再び剥離することがしばしばある。 In the prior art, it is also known that a seal member inside the housing is vulcanized and joined to a metal housing member, and an additional separate seal member portion is attached to the outside of the housing. Vulcanization is relatively difficult and the seal material often peels again from the metal part of the motor housing.
本発明の課題は、密封作用を損なうことなく、製造及び組立が簡素化されるように、前述した種類の電気モータのモータハウジングを構成することである。 It is an object of the present invention to configure a motor housing of an electric motor of the kind described above so that manufacturing and assembly are simplified without impairing the sealing action.
この課題は、請求項1の構成要件を備えている電気モータのモータハウジングによって解決される。 This problem is solved by a motor housing of an electric motor having the requirements of claim 1.
本発明に係るモータハウジングにおいては、紛失の可能性がある2個の個々の平形シール又はOリングに代えて、有利にはハウジング部材にシール材料を射出成形により付加又は追加することによってハウジング部材に密着して一体成形された、単一のシール材が設けられる。このシール材は、フランジと伝動装置ブロックとの対向する二つのシール面の間に挟み込むことが可能である。このように、ハウジング部材と、両側において作用する環状のシール材とが単一のモジュールを形成するので、従来の技術と比較すると、ハウジング部材及び2個のシール材という3個の構成部品に代えて、ハウジング部材及びこれに密着して一体成形されたシール材という単一の構成部品しか準備しなくてよい。この単一の構成部品は、従来の技術の場合における分離した複数の構成部品に比べて容易に製造可能、保管可能かつ組立可能である。シール材が紛失するという危険性はなく、組立時にシール材が損傷する危険も最低限である。本発明に係るモータハウジングは、一体成形されたシール材を含めたハウジング部材を、自動化された確実なプロセスにより大量生産することを可能にする。製造コスト、組立コストの削減に加えて、信頼度の向上も得られる。射出成形又は注型によって製作される一体成形されたシール材は、優れた圧縮性を備えているので、ハウジング部材の公差を補償することができ、小さい力による組立が可能である。本発明に係るシール材は、ハウジングの輪郭が複雑な場合でも適用することができる。 In the motor housing according to the invention, instead of two individual flat seals or O-rings that can be lost, the housing member is advantageously added to or added to the housing member by injection molding. A single sealing material that is in close contact and is integrally formed is provided. This sealing material can be sandwiched between two opposing sealing surfaces of the flange and the transmission block. In this way, the housing member and the annular sealing material acting on both sides form a single module, and therefore, in comparison with the prior art, the housing member and two sealing materials are replaced by three components. Thus, it is only necessary to prepare a single component, that is, a housing member and a sealing material formed in close contact with the housing member. This single component is easier to manufacture, store and assemble than the separate components in the prior art. There is no risk of loss of the sealing material, and the risk of damage to the sealing material during assembly is minimal. The motor housing according to the present invention enables mass production of a housing member including an integrally formed sealing material by an automated and reliable process. In addition to reducing manufacturing and assembly costs, reliability can be improved. The integrally formed sealing material manufactured by injection molding or casting has excellent compressibility, so that tolerance of the housing member can be compensated and assembly with a small force is possible. The sealing material according to the present invention can be applied even when the outline of the housing is complicated.
本発明においては、シール材は、ハウジング部材の両側にそれぞれ一つの周回するシールリップを有しており、これらのシールリップは、封止を形成する対向面をそれぞれ外面に有しており、この対向面が、相互に対向するシール面のそれぞれ一つと封止を形成すべく協働するように構成される。ハウジング部材は、まだ締め付けられていない予備組立された状態のとき、フランジ及び伝動装置ブロックに対して回転調節することができ、そのために、伝動装置ブロックとハウジング部材とフランジとを相互に取り外す必要がない。このことは、封止部のシール機能が実質的に維持されたまま、これら三つの部品を相互に相対的に回転調節することを可能にする。 In the present invention, the sealing material has one circumferential sealing lip on each side of the housing member, and each of these sealing lips has an opposing surface forming a seal on its outer surface. The opposing surfaces are configured to cooperate with each one of the opposing sealing surfaces to form a seal. The housing member can be rotationally adjusted relative to the flange and the transmission block when in a pre-assembled state that has not yet been tightened, which requires that the transmission block, the housing member and the flange be removed from each other. Absent. This allows the three parts to be rotationally adjusted relative to one another while the sealing function of the seal is substantially maintained.
ハウジング部材に対する封止部の密着性は、ハウジング部材がその端面に、シール材のシール材料により充填された切欠きを有しており、それにより、一つのシールリップからこれと対向するシールリップへと、少なくとも一つの連続する材料接合が成立することによって保証されるのが好ましい。この切欠きは、貫通孔の形態により構成されるのが好ましい。それにより、シール材の密着性を保証する、ハウジング部材へのシール材の必要十分な定着が生じる。 The adhesion of the sealing portion to the housing member is such that the housing member has a notch filled with the sealing material of the sealing material on the end surface thereof, so that one seal lip is opposed to the seal lip facing this. And is preferably ensured by the establishment of at least one continuous material joint. This notch is preferably configured in the form of a through hole. Thus, necessary and sufficient fixing of the sealing material to the housing member is ensured to ensure the adhesion of the sealing material.
これに代わる実施の形態においては、シール材のシール材料が、ハウジングの端面においてハウジングの外縁の周囲を案内されており、その結果、このような方法でも、一つのシールリップからこれと対向するシールリップへの連続する材料接合が成立する。 In an alternative embodiment, the sealing material of the sealing material is guided around the outer edge of the housing at the end face of the housing, so that even in this way, a sealing lip is opposed to this from one sealing lip. A continuous material joint to the lip is established.
一つの有利な実施の形態においては、ハウジング部材は、シール材が一体成形された周回する鍔を備えている、深絞りされた金属カップである。この鍔は、フランジと協働する金属カップの端面にある。 In one advantageous embodiment, the housing member is a deep-drawn metal cup with a rotating gutter integrally formed with a sealing material. This ridge is on the end face of the metal cup that cooperates with the flange.
本発明は、以上に説明した種類のモータハウジングを備えているモータ・伝動装置ユニットも意図している。このモータ・伝動装置ユニットに、フランジと伝動装置ブロックとの間に一体成形された封止部を備えているハウジング部材が挟み込まれる。 The present invention also contemplates a motor and transmission unit comprising a motor housing of the type described above. A housing member having a sealing portion integrally formed between the flange and the transmission device block is sandwiched between the motor / transmission device unit.
以下、図面を参照しながら有利な実施の形態を用いて、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using advantageous embodiments with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るモータ・伝動装置ユニットの断面図を示している。このモータ・伝動装置ユニットは、さらに具体的に後述するように、ネジ14により相互に締め付けられた電気モータ10と伝動装置ブロック12とを含んでいる。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a motor / transmission device unit according to a first embodiment of the present invention. The motor / transmission device unit includes an
電気モータ10は、従動端部16’の部位において、伝動装置ブロック12の内部空間20にある伝動装置18と連結されたシャフト16を含んでいる。伝動装置18は、図1では、歯車及びシャフトによって模式的にしか示していない。シャフト16は、モータハウジング24に包囲されたモータ内部空間22を貫通している。モータハウジング24は、図示した実施の形態においては、端面に鍔26を有する、深絞りされた金属カップによって構成されている。モータハウジング又はハウジングカップ24は、開口している端面ではフランジ28により閉鎖されている。
The
モータ内部空間22には、鋼板により構成されたステータ体として模式的に図示されたステータ30がある。ステータ体には、位相巻線が装着されている。ロータ32は、シャフト16と回転不能に結合されており、ステータに対して相対的に回転する。ロータ32は、ロータ磁石34と保磁子36とを含んでいる。
In the motor
シャフト16は、2個の転がり軸受38、40を介して、フランジ28乃至ハウジングカップ24に軸支されている。
The
図1に示すように、電気モータ10は、フランジ状に構成された伝動装置ブロック12の端面42とフランジ28との間においてハウジングカップ24がネジ14により挟み込まれるように、伝動装置ブロック12と連結されている。
As shown in FIG. 1, the
モータ内部空間22や、伝動装置ブロック12の内部空間20を密閉するために、ハウジングカップ24には2個の密着性シール材44及び46が一体成形されている。シール材44は、ハウジングカップ24の鍔26に取り付けられているので、フランジ28とモータハウジング24との間に位置しており、それによってモータ内部空間22及び伝動装置内部空間20の両方を密閉している。シール材44は、熱可塑性エラストマー、シリコンエラストマー、PUプラスチック等のシール材料により製作されている。このシール材は、ハウジングカップ24に射出成形により付加されており、それ自体として閉じた第1の周回するシールリップ44aと、それ自体として閉じた第2の周回するシールリップ44bとが、ハウジングカップ24の鍔26の対向する側に生じるようになっている。第1のシールリップ44aは、伝動装置ブロック12とハウジングカップ24の外面との間の封止部を形成し、第2のシールリップ44bは、ハウジングカップ24とフランジ28との間の封止部を形成する。
In order to seal the motor
シール材44を定着させるために、ハウジングカップ24は、鍔26の領域に、シールリップ44aからこれと対向するシールリップ44bまでの連続する材料接合を可能にする切欠き、有利には複数の貫通孔48を有している。
In order to fix the sealing
図1に示すように、伝動装置ブロック12と電気モータ10との間の境界面を追加的に密閉するために、さらに別の密着性シール材46が設けられている。この別のシール材46は、シール材44に類似する構成を有し、同一又は類似する材料からなるシールリップによって形成されている。但し、シール材46は、ハウジングカップ24の外面に封止機能を持つ、それ自体として閉じた一つの周回するシールリップ46bしか有しておらず、このシールリップは、伝動装置12の対向するシール面と封止を形成するように協働する。シール材46は、貫通孔50を介してハウジングカップ24に定着させられている。
As shown in FIG. 1, in order to additionally seal the interface between the
シール材44、46が一体成形されたハウジングカップ24は、電気モータを組み立てて、モータ・伝動装置ユニットを組み合せる前に、予め製作された部品として製作される。従って、モータ・伝動装置ユニットを組み合せるときに別個のシール材を挿入する必要はなく、ハウジングカップ24を単に伝動装置ブロック12とフランジ28との間へ挟み込むことによって、これらの構成部品の密閉が自動的に行われる。
The
図2は、本発明の上記に代わる実施の形態に係るモータ・伝動装置ユニットの一部を断面図により示している。図1と同じ部品には同じ符号が付されており、ここでは再度の説明はしない。図2の実施の形態が図1の実施の形態と異なっているのは、モータフランジ28とハウジングカップ24との間、及び、ハウジングカップ24と伝動装置ブロック12との間の、シール材52の構成である。このシール材52は、シール材44と同じく、外側のシールリップ52a及び内側のシールリップ52bを有している。シールリップ52a、52bは、図1のシールリップ44a、44bと同じ機能を有している。しかし、図2の実施の形態においては、シールリップ52a、52bは、ハウジング24の1個又は複数個の貫通孔によって結合されるのではなく、モータカップ24の鍔26の外縁の射出成形被覆52cによって結合されている。図1の実施の形態の場合と同様の利点が得られるが、シール材52を定着させるためにハウジング24に貫通孔を設ける必要がない。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of a motor / transmission device unit according to an alternative embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and will not be described again here. The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that the sealing
以上の説明、特許請求の範囲及び図面に開示されている事項は、単独でも、また任意の組み合せの形態でも、本発明を様々な実施の形態において構成するために有意義であり得る。 The matter disclosed in the above description, the claims and the drawings, alone or in any combination, can be meaningful for configuring the present invention in various embodiments.
10 電気モータ
12 伝動装置ブロック
14 ネジ
16 シャフト
16’ 従動端部
18 伝動装置
20 伝動装置内部空間
22 モータ内部空間
24 モータハウジング、ハウジングカップ
26 鍔
28 フランジ
30 ステータ
32 ロータ
34 ロータ磁石
36 保磁子
38,40 転がり軸受
42 端面
44 シール材
44a,44b シールリップ
46 シール材
48 貫通孔
50 貫通孔
52 シール材
52a,52b シールリップ
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