JP5112821B2

JP5112821B2 - モータ構造

Info

Publication number: JP5112821B2
Application number: JP2007287464A
Authority: JP
Inventors: 祐介中林
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-11-05
Also published as: JP2009118601A

Description

本発明は、外気温とモータ内部温度との差により生じる圧力差を抑制するための呼吸装置が取り付けられたモータ構造に関する。

モータ自身の発熱や雰囲気温度が変化すると、モータ内部の圧力と大気圧とに気圧差が発生し、モータ内部に水や塵が吸い込まれることがある。

特許文献１には、ハウジングに形成されモータの内外を連通させる呼吸孔と、この呼吸孔から水がモータの内部に浸入するのを防止する防水カバーにより構成される呼吸装置が設けられたモータ構造が記載されている。

詳細には、防水カバーは、ハウジングに形成された呼吸孔を覆うように取り付けられ、ハウジングの側面から突出している。この防水カバーによって、水が呼吸孔からハウジングの内部（モータ内部）に浸入するのを抑制するようになっている。
実開平６−７７４６６号公報

しかしながら、呼吸装置を構成する防水カバーは、ハウジングの側面から突出しているため、見栄えが悪化していた。

本発明は、上記事実を考慮し、見栄えを向上させることが課題である

本発明の請求項１に係るモータ構造は、モータ内部と外部を仕切るハウジングと、前記ハウジングに凹形状に形成された凹部と、前記凹部の底面に形成され、モータ内部と外部を連通させる開口部と、前記開口部に挿入される筒部と、前記筒部に形成され前記開口部と係合する係合部と、前記筒部の外周部から張出した鍔部と、前記筒部の開口を封止して空気を通し水や異物の浸入を抑制する呼吸部と、を備える呼吸装置と、前記筒部の外周面に配置され、前記係合部が前記開口部に係合すると前記鍔部と前記底面に挟まれるＯリングと、を有するモータ構造において、前記凹部には、前記底面から立ち上がると共に、前記Ｏリングを囲む第１壁面と、前記第１壁面から外周方向へ広がる段差面と、前記段差面の外周から外部に向けて立ち上がる第２壁面と、を備え、前記係合部が前記開口部と係合した状態で前記鍔部の少なくとも一部は、前記筒部の径方向から前記第２壁面に囲まれるように配置されると共に、前記係合部が前記開口部と係合した状態で前記鍔部は、前記第１壁面及び前記第２壁面と離間することを特徴とする。

上記構成によれば、モータ内部と外部を仕切るハウジングには、底面、第１壁面、段差面及び第２壁面を備える凹部が形成されている。さらに、底面には、モータ内部と外部を連通させる開口部が設けられている。

そして、呼吸装置の筒部に設けられた係合部を開口部へ係合させると、筒部の外周面に配置されたＯリングが、筒部の外周部から張出した鍔部と底面に挟まれて、筒部と開口部の隙間が密閉される。

また、呼吸装置の筒部の開口を封止した呼吸部が、モータ内部と外部の空気を通すと共に、モータ内部への水や異物の浸入を抑制する。これにより、モータ内部の温度と外部の温度（雰囲気温度）の差が小さくなり、さらに、モータの内部の内圧と大気圧の気圧差が小さくなるため、モータ内部に水や塵が吸い込まれることが抑制される。

一方、呼吸装置の鍔部は、ハウジングの凹部に納まっている。また、Ｏリングは、鍔部、第１壁面及び底面に囲まれ、外部から容易に視認できないようになっている。

さらに、第２壁面は、段差面によって第１壁面より外周方向に広げられており、呼吸装置の係合部を底面に形成された開口部に係合させる作業の作業性は維持されている。

このように、呼吸装置の鍔部を、ハウジングの凹部に納め、さらに、Ｏリングを外部から容易に視認できないようにすることで、作業性を維持した上で見栄えを向上させることができる。

本発明の請求項２に係るモータ構造は、請求項１に記載において、前記鍔部の外表面と前記段差面が同一平面状に配置されることを特徴とする。

上記構成によれば、鍔部の外表面と段差面が同一平面状に配置されている。このため、同じ大きさの鍔部を凹部の段差面と段差を設けて配置する場合と比較すると、鍔部と段差面の間を狭くすることができ、鍔部と段差面との間から異物が浸入するのを抑制することができる。

本発明の請求項３に係るモータ構造は、請求項１又は２に記載において、前記底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の前記第２壁面は外部に向って水平方向に延びており、下側の前記第２壁面は外部に向って下方へ広がるテーパ状となっていることを特徴とする。

上記構成によれば、底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の第２壁面は外部に向って水平方向に延びており、下側の第２壁面は外部に向って下方へ広がるテーパ状となっている。

このため、上側の第２壁面から水が凹部に浸入するのが抑制される。仮に、水が凹部に浸入したとしても下側の第２壁面が下方へ広がるテーパ状となっているため、外部へ容易に水を排水することができる。

本発明の請求項４に係るモータ構造は、請求項３に記載において、前記底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の前記第２壁面と前記第１壁面は、前記段差面をなくして連続して外部へ向って水平方向に延びていることを特徴とする。

上記構成によれば、底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の第２壁面と第１壁面は、段差面をなくして連続して外部へ向って水平方向に延びている。このため、仮に、水が凹部に浸入したとしても浸入した水は、第２壁面と第１壁面を伝って第２壁面の下部に達して容易に排水される。

本実施の第１実施形態に係るモータ構造１０が採用された例として流体ポンプ装置Ｐ１について図１〜図４に従って説明する。

図１に示されるように、モータ構造１０が採用された流体ポンプ装置Ｐ１は、例えば、自動車のエンジン冷却装置用の電動ウォータポンプとして好適に用いられるものであり、モータ軸線方向に並んで配置されたポンプ部１２及びモータ部１４を備えている。

ポンプ部１２は、概略凹状の円盤状に構成されたポンプハウジング１６を有して構成されている。このポンプハウジング１６の凹状部の内側は、ポンプ室１８として構成されている。また、ポンプハウジング１６には、吸入口２０及び排出口２２が設けられている。この吸入口２０及び排出口２２は、いずれもポンプ室１８と連通されている。

ポンプ室１８には、複数の羽根２４を有して構成されたインペラ２６が回転可能に配置されている。インペラ２６は、回転に伴って吸入口２０より流体を吸入すると共にポンプ室１８の流体を径方向外側に搬送して排出口２２から外部に排出するように構成されている。

モータ部１４は、ステータ２８と、モータボディとしてのポンプボディ３０と、ハウジング３２と、ロータ３４と、制御回路３５と、を有して構成されている。

ステータ２８は、モータ軸線方向に貫通形成された孔部３６を有する環状に構成されており、コア、コイル等を一体的に備えている。

ポンプボディ３０は、内筒部４３と外筒部４４を備えている。内筒部４３の底部４８には、支持部５０が設けられており、この支持部５０には、モータ軸線方向に沿って配置された回転シャフト５２が支持されている。

ハウジング３２は、ステータ２８に対しモータ軸線方向一方側（Ｚ１側）に配置されている。このハウジング３２は、ポンプボディ３０の開口５６を塞ぐ概略円盤状の本体部５８を有して構成されている。

図３に示されるように、ステータ２８の外周部におけるハウジング３２側（モータ軸線方向一方側；Ｚ１側）の端部には、ハウジング３２側に向けてスカート部６０が延設されている。スカート部６０は、ステータ２８の外周部のモータ周方向に離間した複数（本実施形態では、二箇所）の位置に設けられている。スカート部６０におけるハウジング３２側の部分には、モータ周方向に対向するように舌片状のかしめ片６２が一対形成されている。

さらに、ハウジング３２の外周部には、スカート部６０と対応する位置に凹部６４が設けられている。この凹部６４におけるステータ２８側に位置されてモータ軸線方向一方側（Ｚ１側）を向く側壁部６６（本発明における係合面に相当）は、上述のかしめ片６２がモータ径方向内側にかしめられて係合される構成とされている。

図４に示されるように、この側壁部６６は、モータ径方向（Ｒ方向）に対して傾斜するテーパ面とされている。なお、より具体的には、側壁部６６は、モータ径方向内側（Ｒ１側）に向かうに従ってモータ軸線方向一方側（Ｚ１側）に向かうように傾斜されている。

また、図３に示されるように、凹部６４に対するモータ周方向の両側には、ステータ２８側（モータ軸線方向他方側；Ｚ２側）を向く段部７０が形成されている。この段部７０は、ステータ２８とハウジング３２とを一体的に組み付ける際に、スカート部６０におけるハウジング３２側の端面７２と当接される構成とされている。

そして、上述のかしめ片６２、側壁部６６、段部７０、端面７２によってかしめ固定部６８が構成されている。

一方、図１に示されるように、ロータ３４は、ポンプボディ３０に設けられた内筒部４３内に回転可能に配置されており、回転シャフト５２に軸受部材５４を介して回転可能に支持されている。

また、制御回路３５は、ステータ２８に設けられたコイルと電気的に接続されており、コネクタ４０を介して接続された外部制御装置から出力された制御信号に応じてステータ２８のコイルに電流を供給する構成とされている。

そして、この流体ポンプ装置Ｐ１では、外部制御装置から制御信号が出力されると、ステータ２８が回転磁界を発生し、この回転磁界によってロータ３４と共にインペラ２６が回転し、外部から吸入口２０を介してポンプ室１８へ流体が吸入されると共に、ポンプ室１８の流体が排出口２２を介して外部へ排出される構成とされている。

また、ハウジング３２の本体部５８には、外気温とモータ内部温度との差により生じる圧力差を抑制するための呼吸装置７６が取り付けられる凹形状の凹部７８が形成されている。

詳細には、図２に示されるように、被装着部材（本実施形態では自動車）に装着された状態で、凹部７８に設けられた底面８０は上下方向（図２に示す上下方向）に配置されるようになっている。

そして、凹部７８には、底部を構成する外周円形状の底面８０が設けられ、さらに、底面８０の外周から外部（Ｚ１側）へ向って立ち上がる第１壁面８２が備えられている。また、第１壁面８２にから外周方向に広がる段差面８４が設けられており、段差面８４の外周からは第２壁面８６が外部（Ｚ１側）へ立ち上がり、テーパ状に広がってハウジング３２の外表面３２Ａへ達している。

また、この凹部７８の底面８０には、ポンプボディ３０（モータ本体）の内部と外部を連通すると共に、呼吸装置７６が取り付けられる円形状の開口部８８が形成されている。

さらに、呼吸装置７６には、この開口部８８に挿入される共に、挿入方向に４個のスリット９０Ａが形成された円筒状の筒部９０が設けられ、筒部９０の先端側（Ｚ２側）には、開口部８８と係合する外周方向に凸状の係合部９２が設けられている。

また、筒部９０の外周面からは、底面８０と対向するように外周円形状の鍔部９６が張出している。さらに、呼吸装置７６を開口部８８に押し込む際に押圧する円盤状の押圧部９４が、連結部１０２を介して筒部９０に固定されている。また、筒部９０に形成されたハウジング３２の内外を連通される連通口９０Ｂを封止するように、呼吸部としての膜状の呼吸膜９８が、筒部９０の後端部（Ｚ１側）に貼り付けられている。

なお、この呼吸膜９８は、空気を通し、水や異物等を通さない構成となっている。また、呼吸装置７６が底面８０に形成された開口部８８に取り付けられた状態で、筒部９０及び鍔部９６は、凹部７８の内側に納まる構成されている。

さらに、筒部９０の外周面には、弾性部材で形成された環状のＯリング１００が設けられ、呼吸装置７６の係合部９２が開口部８８と係合するとＯリング１００は鍔部９６と底面８０とに挟まれている。

次に、本発明の第１実施形態に係るモータ構造１０が適用された流体ポンプ装置Ｐ１の作用及び効果について説明する。

前述したように、筒部９０に設けられた係合部９２を開口部８８へ係合させると、筒部９０の外周面に配置されたＯリング１００が、鍔部９６と底面に８０挟まれ、筒部９０と開口部８８の隙間が密閉される。

さらに、筒部９０に設けられた呼吸膜９８が、ポンプボディ３０（モータ本体）の内部と外部の空気を通すと共に、ポンプボディ３０の内部への水や異物の浸入を抑制する。これにより、ポンプボディ３０内の温度と雰囲気温度（ポンプボディ３０に対し外の温度）の差が小さくなり、さらに、ポンプボディ３０の内部の内圧と大気圧の気圧差が小さくなるため、ポンプボディ３０の内部に水や塵が吸い込まれることが抑制される。

一方、呼吸装置７６の筒部９０及び鍔部９６は、凹部７８の内側に納まっている。また、Ｏリング１００は、鍔部９６、第１壁面８２及び底面８０に囲まれ、外から容易に視認できないようになっている。

さらに、第２壁面８６は、段差面８４によって第１壁面８２より外周方向に広げられ、外周方向に広がるテーパ状とされている。これにより、呼吸装置７６の押圧部９４を押圧して呼吸装置７６を開口部８８に取り付ける作業の作業性は維持されている。

このように、呼吸装置７６の鍔部９６及び筒部９０を、ハウジング３２に形成された凹部７８の内側に納め、さらに、Ｏリング１００を外から容易に視認できないようにすることで、ハウジングに凹部が設けられていない場合と比較して、作業性を維持した上で見栄えを向上させることができる。

また、Ｏリング１００が、鍔部９６、第１壁面８２及び底面８０に囲まれているため、高圧で呼吸装置７６が被水しても直接Ｏリング１００に水が当らない。このため、水がＯリング１００の周囲からポンプボディ３０の内部に浸入するのが抑制され、水密性を向上させることができる。

また、Ｏリング１００が、鍔部９６、第１壁面８２及び底面８０に囲まれているため、Ｏリング１００に異物が付着し難くなるため、異物がＯリング１００の周囲からポンプボディ３０の内部に侵入するのを抑制することができる。

また、呼吸装置７６の鍔部９６及び筒部９０を、ハウジング３２に形成された凹部７８の内側に配置させことができるため、ハウジング３２から呼吸装置７６が突出するのが抑制され、車両に装着する場合などの流体ポンプ装置Ｐ１の取り回しが容易になる。

また、ハウジング３２内の空いた空間に呼吸装置７６を配置することで、空間を有効利用でき、小型化にも寄与することができる。

また、第２壁面８６は、テーパ状に広がってハウジング３２の外表面３２Ａへ達しているため、凹部７８に水や異物等が浸入しても容易に第２壁面８６を伝って水や異物を排出させることができる。

次に本発明の第２実施形態に係るモータ構造１１０が採用された例として流体ポンプ装置Ｐ２について図５、図６に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５、図６に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、鍔部１１４の外表面と段差面１１２は同一平面状に配置されている。

このように鍔部１１４の外表面と段差面１１２を同一面状に配置することで、同じ大きさの鍔部を凹部の段差面と段差を設けて配置する場合と比較すると、鍔部１１４と段差面１１２との隙間を狭くすることができ、水や異物がこの隙間から浸入するのを抑制することができる。

なお、ここで同一平面状とは、面段差±３ｍｍ以下を言う。

次に本発明の第３実施形態に係るモータ構造１２０が採用された例として流体ポンプ装置Ｐ３について図７、図８に従って説明する。

図７、図８に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、被装着部材（本実施形態では自動車）に装着された状態で、底面８０が上下方向になっており、さらに、上側（図７上側）の第２壁面１２２は、段差面８４からハウジング３２の外部（Ｚ１側）へ向って水平方向に延びている、また、下側の第２壁面１２２は、第１実施形態と同様に下方へ広がるテーパ状となっている。

このため、水が上側の第２壁面１２２を伝って外部から凹部７８に浸入するのを抑制することができる。また、仮に、水が凹部７８に浸入したとしても下側の第２壁面１２２が下方へ広がるテーパ状となっているため、第２壁面１２２の下部から容易に水を排水することができる。

次に本発明の第４実施形態に係るモータ構造１３０が採用された例として流体ポンプ装置Ｐ４について図９、図１０に従って説明する。

図９、図１０に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、被装着部材（本実施形態では自動車）に装着された状態で、底面８０が上下方向になっており、さらに、上側の第２壁面１３４と第１壁面１３２は、段差面１３６をなくして連続して外部へ向って水平方向に延びている。また、第２壁面１３４の下部は、第１実施形態と同様に下方へ広がるテーパ状とされている。

このため、水が第２壁面１３４及び第１壁面１３２の上部を伝ってハウジング３２の外部から凹部７８に浸入するのを抑制することができる。また、仮に、水が凹部７８に浸入したとしても第２壁面１３４及び第１壁面１３２を伝って第２壁面１３４の下部に達して容易に排水される。

本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置の全体構成を示す側面断面図である。本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示し、呼吸装置近傍を表した拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係るモータ構造の分解斜視図である。本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示し、ハウジングとステータの取り付関係を示した拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示し、呼吸装置近傍を表した拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置の全体構成を示す側面断面図である。本発明の第３実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示し、呼吸装置近傍を表した拡大断面図である。本発明の第３実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置の全体構成を示す側面断面図である。本発明の第４実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示し、呼吸装置近傍を表した拡大断面図である。本発明の第４実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置の全体構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０・・・モータ構造、３０・・・ポンプボディ、３２・・・ハウジング、７６・・・呼吸装置、７８・・・凹部、８０・・・底面、８２・・・第１壁面、８４・・・段差面、８６・・・第２壁面、８８・・・開口部、９０・・・筒部、９２・・・係合部、９６・・・鍔部、９８・・・呼吸膜（呼吸部）、１００・・・Ｏリング、１１０・・・モータ構造、１１２・・・段差面、１１４・・・鍔部、１２０・・・モータ構造、１２２・・・第２壁面、１３０・・・モータ構造、１３２・・・第１壁面、１３４・・・第２壁面、１３６・・・段差面、Ｐ１・・・流体ポンプ装置、Ｐ２・・・流体ポンプ装置、Ｐ３・・・流体ポンプ装置、Ｐ４・・・流体ポンプ装置

Claims

モータ内部と外部を仕切るハウジングと、
前記ハウジングに凹形状に形成された凹部と、
前記凹部の底面に形成され、モータ内部と外部を連通させる開口部と、
前記開口部に挿入される筒部と、前記筒部に形成され前記開口部と係合する係合部と、前記筒部の外周部から張出した鍔部と、前記筒部の開口を封止して空気を通し水や異物の浸入を抑制する呼吸部と、を備える呼吸装置と、
前記筒部の外周面に配置され、前記係合部が前記開口部に係合すると前記鍔部と前記底面に挟まれるＯリングと、
を有するモータ構造において、
前記凹部には、
前記底面から立ち上がると共に、前記Ｏリングを囲む第１壁面と、
前記第１壁面から外周方向へ広がる段差面と、
前記段差面の外周から外部に向けて立ち上がる第２壁面と、
を備え、
前記係合部が前記開口部と係合した状態で前記鍔部の少なくとも一部は、前記筒部の径方向から前記第２壁面に囲まれるように配置されると共に、前記係合部が前記開口部と係合した状態で前記鍔部は、前記第１壁面及び前記第２壁面と離間することを特徴とするモータ構造。
前記鍔部の外表面と前記段差面が同一平面状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のモータ構造。
前記底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の前記第２壁面は外部に向って水平方向に延びており、下側の前記第２壁面は外部に向って下方へ広がるテーパ状となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ構造。
前記底面が上下方向になるようにモータ本体が装着されたとき、上側の前記第２壁面と前記第１壁面は、前記段差面をなくして連続して外部へ向って水平方向に延びていることを特徴とする請求項３に記載のモータ構造。