JP4654681B2 - 防水モータの出力軸部防水構造 - Google Patents

Description

本発明は気中と没水の両環境で使用される、例えば自動車のラジエータ冷却ファンモータ等の電装分野に使用される、出力軸部の防水構造に関する。

近年、車両の利用範囲が広がりオフロードでの使用環境が変化し、通常の被水環境から水没環境で使用されることが多くなり、出力軸部の密閉シール構造が必要になってきたが、本使用環境では、泥水中と気中の両環境で使用されることで出力軸部のシールの摺動部への異物付着等での摩耗等の問題があり、水中のみで使用されるシール構造では十分な信頼性を得るには不十分で、且つ高価でモータ全長が長くなる問題があった。

以下、従来の防水シール構造について、図面を参照しながら説明する。

図２、図３に示すように、ブラケット７に設けた呼吸穴８にドレーンパイプ９を前記ブラケットとシールした上で固定し、前記ドレーンパイプ９に被水しない部位まで呼吸穴を延長するドレーンホース１０を取り付け、気中で運転されモータ温度が上昇した状態で水没され、冷却により発生するモータ内の気圧の変化を防ぐとともに、出力軸部にはオイルシール１がゴムで構成された出力軸２に当接するリップ部１ａとオイルシール保持カバー１１の内径円筒部に圧入固定される外周円筒部１ｚと、圧入力保持のための金具１２により構成され、前記オイルシールリップ部１ａにグリースを塗布し、前記オイルシール１を装着したオイルシール保持カバー１１を、前記ブラケット７にシール材１３を介して当接する出力軸側のブラケット３に固定し、前記オイルシール保持カバー１１とブラケット３の合わせ面に、シール材１３を塗布した出力部のシール構成であった。（例えば、特許文献１参照）
特開平９−２１５６２１号公報

しかしながら上記従来方法では、出力軸とのオイルシールリップ部の押し力を安定させるために、出力軸とオイルシールリップ部の同軸度を確保する必要があり、オイルシールリップ部とオイルシール外局部の同軸度、及び保持カバーのオイルシール外周挿入部とモータブラケットヘの固定部の同軸度精度が必要であり、またオイルシール外周部と保持カバーとのシールを確保するために、十分な圧入面長さを必要とし、且つ金具のオイルシール外周部との接合面の真円度を確保する必要があり、品質確保のための管理項目が多く、且つ軸方向に長くなる問題があった。

またオイルシール固定用の保持カバーとモータブラケット間に、水浸入防止のためのシールを必要とし、且つオイルシールと保持カバーの保持力を確保するために、オイルシールに金具をインサートする必要があり、部品点数が多く工数もかかる問題があった。

更にはオイルシールリップ部と出力軸との摺動部は、グリースを塗布したのみのため、長時間使用ではグリース枯渇状態になり、オイルシールリップ部の摩耗で気密保持ができなくなる問題があった。

また、特願平８−１９１４６４においては、オイルシールのリップ部の軸との接圧を均等にするために部品精度を確保しなければならない問題と、軸の長さ方向にオイルシールの固定部を構成しているため全長が長くなる問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、簡単な構成でより信頼性の高い、また安価でモータ全長を短くする出力軸部の防水構造を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明は出力軸部ゴムシールを、軸との当接部の押し圧弾性力を径方向の肉厚で構成し、固定部とのシール面を出力軸と直角方向面とし、摺動部にグリース溜りを設けたシール構造としたことを最も主要な特徴とする。

本発明のシール構造によれば、摺動部のシールヘの部品精度の影響を少なくでき、部品点数と工数の低減が可能で、長時間の使用に耐えうる信頼性の高い安価で薄型のモータが実現できる。

本発明の請求項１に記載の発明は、扁平上に巻き線され樹脂でモールドした電機子を有し、軸方向に軸受け保持部を有するブラケットに固定された磁石と電機子を介して対抗する前記ブラケットと合わせ面で接合するもう一方の軸受け保持部を有するブラケットで構成され、前記ブラケットの合わせ面にシール材を塗布し、一方のブラケットに内部と貫通し空気を移動させるパイプ・ホースを有した没水仕様のフラットモータにおいて、出力軸の回転摺動部に当接し、前記出力軸側ブラケットの軸受けハウジングの前記出力軸貫通用穴インロー部を有し、前記軸受けハウジングの端面に当接し押し圧された状態で、底面に穴を設けたコップ状押え板で前記軸受けハウジングに固定され、前記出力軸当接部にグリース溜りを有するゴムシールを設けたフラットモータであり、ゴムシールの出力軸との当接部の押し圧弾性力を径方向の肉厚で持たせることで、ゴムシール内のインサート金具を不要とし、前記ゴムシールの固定部を前記出力軸と直角面とすることで、前記出力軸との当接部の押し圧に対する部品精度の影響を少なくできるとともに、前記ゴムシールの固定側をコップ状押え板で、前記軸受けハウジングに圧接固定することで、前記ハウジングと前記コップ状押え板間のシール材を不要にすることができ、薄型で固定部の安定したシールが可能になり、出力軸摺動部の前記ゴムシールにグリース溜りを設けたことで、摺動部の摩耗を防止し且つ、摺動部への外部からの異物付着を防止することが可能になり、安定した信頼性の高いシール構造を提供できる。

さらに、請求項１に記載の発明は、シール出力軸部構造において、前記ゴムシールの回転軸部摺動部当接部を少なくとも２箇所有し、その中間に未摺動部の凹部を有し、この凹部にグリースを充填したことを特徴とするシール構造であり、２重の当接部によりグリースの保油部を構成し、摺動部のシールの安定を図るとともに、外部側のシール当接部から万が一、水とか異物が浸入したとしても、前記凹部のグリースに混入することで、内部側シール当接部への浸入を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のシール出力軸部構造において、前記ゴムシールの凹部と出力軸側端面と貫通する少なくとも１個の穴を有し、前記穴からグリースを充填し、前記貫通穴を前記軸受けハウジングに圧入固定されたコップ状部品の底面で塞いだシール構造であり、前記出力軸側端面の穴からグリースを注入することで、前記凹部に安定したグリース量を保持でき、凹部からのグリース圧力で外部からの水、異物等の浸入を防止できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載のシール出力軸部構造において、前記ゴムシールの凹部と出力軸側の前記ゴムシールの出力軸部当接部とを結ぶ形状が、出力軸部当接部に広がる方向に配置したゴムシール構造であり、凹部のグリース圧力が前記出力部当接部に集中し、外部への圧力が維持できることにより外部からの水、異物等の浸入を防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載のシール出力軸部構造において、前記ゴムシールの凹部に位置する出力軸に、回転方向に対しモータ内部から外部に向かって遅れる方向に溝を有する構成の出力軸構造であり、前記出力軸の回転により前記出力溝の側壁に沿ってグリースが移動し、前記ゴムシールの前記出力軸当接部ヘグリースを強制的に供給することで、前記ゴムシールの出力軸当接部シール性を向上することができ、摺動を円滑にし摩耗を防止できる。

以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の出力軸部シール構造の断面図を示している。図１に示すように、ゴムシール１は出力軸２と当接するリップ部１ａと、リップ部１ａの反出力側の凹部１ｂと、ブラケット３で構成した軸受けハウジング３ａの出力軸２の貫通用穴と出力軸２とリップ部１ａとの勘合より緩い勘合の挿入部１ｃと、前記挿入部１ｃと直角面の前記ハウジング３ａの端面に当接する平面部１ｄで構成し、前記ゴムシール１の凹部１ｂにグリース４を充填し、前記ゴムシール１の平面部１ｄを底面に穴を設けた押え板５で加圧した状態で、前記ハウジング３ａの外径に前記押え板５が圧入固定する。

前記ゴムシール１のリップ部はリップ部１ａと、前記リップ部１ａよりモータ内側に、凹部１ｂを介して出力軸２と当接するリップ部１ｅの２箇所のリップ部で出力軸との摺動部をシールしている。

前記リップ部１ａは凹部１ｂからモータの外側へ向かった傾斜面で構成され、且つ凹部１ｂと前記ゴムシール１の押え板５の底面に接する平面部１ｄと貫通する貫通穴１ｆで構成さている。

６はグリース供給用の溝で、出力軸２の回転方向に対し、モータ内部から外部に向かって遅れる方向に設けている。

このように、ゴムシール１の挿入部１ｃの径方向に隙間を設けたことと、前記ハウジング３ａの端面に当接する平面部１ｄの圧縮で固定側のシールを確保したことで、出力軸２にまず前記ゴムシール１の凹部１ｂにグリース４を充填しゴムシール１のみを装着することで、リップ部１ａの出力軸２との押し圧は出力軸２の外径とリップ部１ａの内径のシメシロのみで決まり、薄型で安定した押し圧と径方向の全てに均等な押し圧を確保することができ、グリース４により摺動部の潤滑を長期間確保できろとともに、外部からの異物の浸入による摺動部への付着を防止できる。更にゴムシール１の固定側のシールを、前記ハウジング３ａの端面で構成したことで、底面に穴を設けたコップ状の押え板５の底面で、ゴムシールの平面部１ｄ加圧固定でき、押え板５とハウジング３ａとのシールが不要となり、また、リップ部１ａの押し圧弾性力を径方向肉厚にすることで金具等の剛性体を必要とせず、部品点数と取り付け工数が削減できる。

なお、前記ゴムシール１の凹部１ｂを介してリップ部１ａと１ｅの２箇所とし、凹部１ｂにグリース４を充填することで、グリースの漏れを防止するとともに、外部からの侵入に対し２重のシールが可能になる。

また、前記ゴムシール１の貫通穴１ｆからグリースを注入し押え板５で塞ぎ、凹部１ｂにグリースを充填し、且つリップ部１ａに傾斜を設けたことで、外部からの噴水等の圧力が加わってもリップ部の出力軸への圧接力の低下を防ぐことができる。

更には、前記ゴムシール１の凹部１ｂの位置の出力軸２に、グリース供給溝６を設けたことでモータの回転により発生する圧力でリップ部１ａにグリースを供給することができ、安定した摺動を確保しシール性の向上が図れる。

本発明は気中と没水の両環境で使用される、例えば自動車のラジエータ冷却ファンモータ等の電装分野に使用される、出力軸部の防水構造として有用である。

本発明の一実施例における出力軸部シール構造の断面図 従来のモータ構造図 従来の出力軸部シール構造の部分断面図

符号の説明

１ ゴムシール
１ａ リップ部
１ｂ 凹部
１ｃ 挿入部
１ｄ 平面部
１ｅ リップ部
１ｆ 貫通穴
１ｚ 円筒部
２ 出力軸
３ ブラケット
３ａ 軸受けハウジング
４ グリース
５ 押え板
６ グリース供給溝
７ ブラケット
８ 呼吸穴
９ ドレーンパイプ
１０ ドレーンホース
１１ オイルシール保持カバー
１２ 金具
１３ シール材

Claims (4)

1. 扁平上に巻き線され樹脂でモールドした電機子を有し軸受け保持部を有する第１のブラケットと、この第１のブラケットに固定された磁石と電機子を介して対抗する前記第１ブラケットと合わせ面で接合するもう一方の第２のブラケットと、この第２のブラケットに軸受け保持部である軸受けハウジングとゴムシールを有し、前記第１のブラケットと前記第２のブラケットとの合わせ面にシール材を塗布し、一方の前記第１のブラケットに内部と貫通し空気を移動させるパイプ・ホースを有した没水仕様のフラットモータにおいて、
   出力軸側となる前記第２のブラケットの軸受けハウジング外周側面に嵌合し固定されるコップ状押え板を有し、このコップ状押え板の底面の中心に出力軸の外径より大きい底穴があり、前記第２のブラケットの軸受けハウジングの端面には前記出力軸貫通用穴インロー部を有し、前記ゴムシールは、前記軸受けハウジングの端面に当接し押し圧された状態で出力軸回転摺動部に当接することで出力軸垂直方向に第１の固定され、さらに前記ゴムシールは、軸受けハウジング端部の側板と、前記コップ状押え板の底穴周辺の底板に挟まれて出力軸方向に第２の固定をされ、前記ゴムシールのハウジング側固定部となる端部には第１の固定と第２の固定のための直角断面状に切り欠いた円周状の溝を有し、前記ゴムシールの回転軸部摺動部当接部にはこのゴムシール両端部を含む少なくとも２箇の突起部を設けることで中間に未摺動部の凹部を有し、この凹部にグリースを充填し、さらに第１の固定は、前記ゴムシールの直角な溝と回転軸部摺動部当接部端部の片側突起部は出力軸に垂直をなす同一平面上に位置することを特徴とするゴムシール構造のフラットモータ。
2. 請求項１記載のフラットモータにおいて、ゴムシールの凹部とこのゴムシールの出力軸先端方向の面とを貫通する少なくとも１個の穴を有し、前記穴からグリースを充填し、前記貫通穴を前記軸受けハウジングに圧入固定されたコップ状部品の底面で塞いだゴムシール構造のフラットモータ。
3. 請求項１記載のフラットモータにおいて、ゴムシールの凹部と出力軸側の前記ゴムシールの出力軸部当接部とを結ぶ形状が、出力軸部当接部に広がる方向に配置したゴムシール構造のフラットモータ。
4. 請求項１記載のフラットモータにおいて、ゴムシールの凹部に位置する出力軸に、回転方
   向に対しモータ内部から外部に向かって遅れる方向に溝を有する構成の出力軸構造のフラットモータ。

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