JP5539256B2 - 電動モータ - Google Patents

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Description

本発明は、フランジを備える電動モータに関する。
従来、電動モータは、電機子を格納したモータケーシングと、このモータケーシングの外側面に突出して設けられた端子箱とを備える。端子箱と電源を接続することによって、電動モータへの電力供給が可能になる。端子箱は端子台と蓋体を備える。端子台は、電線をネジ留めにより電気的に接続する複数の導電部を備えるものであり、モータケーシングの外側面にネジ留めにより取り付けられている。複数の導電部は、モータケーシングから延びた電線(以下「モータ側電線」という)が接続される3つのモータ側導電部と、電源から延びた電線(以下「電源側電線」という)が接続される3つの電源側導電部とから構成されている。蓋体は、モータ側導電部および電線側導電部を覆って端子台に取り付けられている。(特許文献1参照)
実開平7−42554号公報
前述した従来の電動モータはフランジを備えてないが、フランジを備える電動モータも従来一般的に存在する。フランジは、モータケーシングの外側面から鍔状に突出して設けられている。フランジを備える電動モータはその設置箇所にフランジの位置でネジ留めされる。フランジを備える電動モータも、モータケーシングの外側面に突出して設けられた端子箱を備える。端子箱はモータケーシングの外側面から突出しているため、モータケーシングの軸方向において端子箱と重なる位置にネジ留め箇所がある場合、電動モータの設置作業において、端子箱はフランジのネジ留めの邪魔になる。この場合、端子箱を取り外した状態で設置箇所に対するフランジのネジ留めを行う。
また、電動モータの設置作業では電線の接続作業も行われ、この接続作業は、端子台をモータケーシングに取り付ける前に、または、端子台をモータケーシングに取り付けた後に、モータケーシング内の電機子に接続された端子台の3つのモータ側導電部のそれぞれに対してモータ側電線を接続し、また、電動モータの外部の電源に接続される電源側電線を3つの電源側導電部のそれぞれに対して接続する、という作業である。建設機械の機械室内などのように、作業スペースが狭いために動作が制限される場合には、それら6箇所の電線の接続作業ですら煩雑になる場合がある。
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる電動モータを提供することにある。
前述の目的を達成するために本発明に係る電動モータは次のように構成されている。
〔1〕 本発明に係る電動モータは、電機子を格納したモータケーシングと、このモータケーシングの外側面に鍔状に突出して形成され、ネジ留め箇所が複数設けられたフランジと、前記電機子に電気的に接続され前記モータケーシングの外側面に露出して設けられ、前記フランジのネジ留め箇所よりも前記モータケーシングの中心線側に位置する導電部と、一端に端子を有しこの端子の位置で前記導電部に電気的に接続され、他端が電源に接続される電線と、電気的に接続された状態の前記端子と前記導電部を覆って前記モータケーシングの外側面に着脱可能に取り付けられたカバー部材とを備えることを特徴とする。
この「〔1〕」に記載の電動モータの設置作業においては、モータケーシングをカバー部材が取り外された状態とし、この状態でフランジを設置箇所にネジ留めする。その後、電線の端子を導電部に電気的に接続し、カバー部材をモータケーシングの外側面に取り付ける。
「〔1〕」に記載の電動モータにおいて、導電部は、フランジのネジ留め箇所よりもモータケーシングの中心線側に位置する。つまり、モータケーシングからカバー部材を取り外した状態において、導電部は設置箇所に対するフランジのネジ留めの邪魔にはならない。
特に「〔1〕」に記載の電動モータにおいては、電機子に電気的に接続された導電部がモータケーシングの外側面に設けられているので、電動モータ設置の際の電線の接続作業は、電動モータの外部の電源に接続される電線の端子を導電部に接続するのみである。つまり、前述した従来の電動モータの場合のように、モータケーシング内の電機子に接続されたモータ側電線を端子台のモータ側接続部に対して接続するという手間はない。したがって、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる。
〔2〕 本発明に係る電動モータは「〔1〕」に記載の電動モータにおいて、前記カバー部材は、このカバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において、前記カバー部材の気密性を確保して前記電線を保持するとともに前記電線の前記端子を前記導電部に接触するよう位置決めする電線取付手段と、前記カバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において前記導電部に前記電線の前記端子を常時押し付ける押付手段とを備え、前記押付手段は、前記カバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において前記導電部との間で前記端子を挟んで位置する当接部と、この当接部が一端に固定され他端が前記カバー部材に固定され、前記当接部を弾性力により常時前記端子に押し付ける弾性部とを備えることを特徴とする。
この「〔2〕」に記載の電動モータの設置作業においては、モータケーシングをカバー部材が取り外された状態とし、この状態でフランジを設置箇所にネジ留めする。次に、電線を電線取付手段によりカバー部材に取り付け、次に、モータケーシングの外側面にカバー部材を取り付ける。
「〔2〕」に記載の電動モータでは、カバー部材がモータケーシングの外側面に取り付けられた状態において、電線取付手段は電線の端子を導電部に接触するよう位置決めし、押付手段の当接部は導電部との間で端子を挟んで位置し、弾性部は当接部を弾性力により常時端子に押し付ける。したがって、カバー部材をモータケーシングの外側面に取り付けるのと同時に、電線の端子のを電部に対して位置決めでき、また、導電部に対して電線を接続できる。これにより、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる。
ところで、建設機械に備えられる電動モータにおいてはカバー部材に防塵性および防水性をもたせることは必須であり、このためにカバー部材に気密性が必要である。モータケーシングに取り付けられたカバー部材で電線の端子を覆った状態にするには、例えばカバー部材に孔を設けてその孔に電線を挿通することによって端子をカバー部材内に配置する、という構造を採用すればよい。しかし、単に電線をカバー部材の孔に挿通するだけでは、電線と孔の内壁面との間に隙間があくためカバー部材の気密性が確保されない。そこで、電線と孔の内壁面との間に隙間を埋めるためのOリング等のシール部材を含む電線取付手段を用い、電線をカバー部材に取り付ける必要がある。「〔2〕」に記載の電動モータにおいては、そのような電線取付手段により電線がカバー部材に対して固定されることを利用して、導電部に対し端子を位置決めする。これによって、電線が挿通されるカバー部材の箇所に気密性の確保が要求される電動モータに関して、設置作業の手間を軽減することができる。
本発明に係る電動モータによれば、前述のように、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる。
本発明の第1実施形態に係る電動モータの外観の概略を示す側面図であり、(a)はカバー部材がモータケーシングに取り付けられた状態を示す図であり、(b)はカバー部材がモータケーシングから取り外された状態を示す図である。 図1に示したカバー部材のII方向矢視図である。 図2に示したカバー部材等のIII−III断面図である。 図3に示したカバー部材の蓋体を取り外した状態を示す図である。 図3のV−V線の位置でカバー部材を切断した状態を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る電動モータに備えられるカバー部材の、図2に対応する図である。 第2実施形態に係る電動モータの図3に対応する図である。 図7に示したカバー部材の蓋体を取り外した状態を示し、図4に対応する図である。 図7のIX−IX線の位置でカバー部材を切断した状態を示し、図5に対応する図である。 第2実施形態における導電部および当接部の変形例を示し、(a)は第1変形例を示す図であり、(b)は第2変形例を示す図である。 第2実施形態におけるカバー部材の変形例を示し、図7に対応する図である。 図11に示した変形例のカバー部材をモータケーシングから取り外した状態を示し、図8に対応する図である。
本発明の第1,第2実施形態に係る電動モータについて説明する。
[第1実施形態]
第1実施形態に係る電動モータについて図1〜図5を用いて説明する。
図1(a)に示すように、第1実施形態に係る電動モータ1はアルミ合金製のモータケーシング2とこのモータケーシング2の外側面に鍔状に突出して形成され、ネジ留め用の取付孔3aが設けられたフランジ3とを備える。モータケーシング2内には、電力を供給されて回転する電機子(図示しない)が格納されている。フランジ3は設置箇所にボルト4によりネジ留めされている。
モータケーシング2の外側面にはアルミ合金製のカバー部材10が突出して取り付けられている。モータケーシング2にカバー部材10が取り付けられた状態においては、モータケーシング2の軸方向においてカバー部材10とフランジ3のネジ留め箇所が重なる箇所がある。そのネジ留め箇所におけるボルト4を上方から扱おうとした場合、図1(a)に2点鎖線の矢印で示すようにカバー部材10が邪魔になって扱いにくい。モータケーシング2からカバー部材10が取り外された状態においては、図1(b)に2点鎖線の矢印で示すように、そのボルト4の上方からの扱いが行いやすくなる。
図1に示すように、モータケーシング2の外側面には、取付台5が突出して設けられている。図2に示すように、その取付台5にカバー部材10はボルト13を用いたネジ留めにより着脱可能に取り付けられている。
図3,図5に示すように、取付台5には、電機子に電気的に接続された導電部30が3つ露出して設けられている。電線20の一端には、端子21が設けられている。この端子21は導電部30に接触した状態で接続ネジ22によりネジ留めされることによって、導電部30と電気的に接続されている。電線20の他端は電源(図示していない)に接続される。
なお、図1(b)において、距離D1は、モータケーシング2の中心線Oから、端子21が接して配置される導電部30の面まで距離であり、距離D2は、モータケーシング2の中心線Oからフランジ3のネジ留め箇所(ボルト4の頭部)までの距離である。これらの距離を比較して分かるように、導電部30は、フランジ3のネジ留め箇所(ボルト4の頭部)よりもモータケーシング2の中心線O側に位置する。また図3の2点鎖線の円弧Kは、複数の取付孔3aの中心を結んで描かれる仮想線である。
図3に示すように、導電部30は、モータケーシング2内の電機子(図示していない)に接続された電線33の一端に設けられてこの電線33に電気的に接続された円筒状の導電筒部31と、この導電筒部31の一端に円板状に形成された接触板部32とを備える。接触板部32に対して端子21が接触して配置される。
モータケーシング2の取付台5には配線孔6が設けられている。この配線孔6に導電部30の導電筒部31が挿入されている。配線孔6には絶縁部材からなるシール部材40も挿入されている。このシール部材40配線孔6内において導電筒部31の外周側に位置して導電筒部31と配線孔6の内壁面との間の隙間を埋めている円筒状の絶縁筒部41と、この絶縁筒部41の一端に円板状に形成されて取付台5と導電部30の間に位置する絶縁鍔部42とを備える。つまり、シール部材40は配線孔6の位置において、モータケーシング2の気密性を確保しつつ、アルミ合金製のモータケーシング2と導電部30と電気的に絶縁している。
図3,図4に示すように、カバー部材10は、筒体11と蓋体12とを備える。筒体11は、貫通方向の一端側を取付台5に当接した状態でボルト13によりネジ留めされている。図3中の14は、そのボルト13が螺合する雌ネジ部であり、15は取付台5に対し筒体11を位置決めする位置決めピンである。蓋体12はボルト13により筒体11と共締めされて取付台5に固定されている。図2,図3,図5を見て分かるように、カバー部材10は、接続された状態の電線20の端子21と導電部30とを覆った状態で、モータケーシング2の外側面に取り付けられている。筒体11の取付台5側の端部および筒体11の蓋体12側の端部のそれぞれには、環状にシール部材16が設けられている。
カバー部材10は、カバー部材10の気密性を確保して電線20を保持するとともに電線20の端子21を導電部30に接触するよう位置決めする電線取付手段50を備える。この電線取付手段50は、筒体11に対する電線20の取付箇所を被覆する絶縁性のチューブ51と、筒体11に設けられてチューブ51が挿通されている配線孔52と、チューブ51の外周面に装着されてチューブ51と配線孔52の内壁面との間の隙間を埋めているOリング53と、端子21側とは反対側のチューブ51の端部に設けられて筒体11の外周面に沿って位置する固定板54と、この固定板54を筒体11の外面にネジ留めしているネジ55および雌ネジ部56とを備える。なお、電線20は、端子21が電気的に接続された導体(図示していない)と、この導体の外周面を被覆する内被20aと、この内被20aの外周面を被覆する外被20bとを備えるものである。
このように構成された第1実施形態に係る電動モータ1は次のようにして設置される。
第1実施形態に係る電動モータ1の設置作業においては、モータケーシング2をカバー部材10(筒体11および蓋体12)が取り外された状態とし、この状態でフランジ3を設置箇所にネジ留めする(図1(b)参照)。この間、または、この後、電線20を電線取付手段50によりカバー部材10の筒体11に取り付ける。
次に、筒体11の取付台5側の端部とこの反対側の端部とのそれぞれにシール部材16を装着して、筒体11を位置決めピン15により取付台5に位置決めする。このとき、電線20の端子21は、導電部30の接触板部32に接触して配置される。
次に、筒体11を位置決めした状態に保持しながら、電線20の端子21を導電部30の接触板部32に接続ネジ22によりネジ留めする(図4参照)。
次に、筒体11の取付台5側とは反対側の端部に蓋体12を配置し、これら筒体11と蓋体12をボルト13により共締めして取付台5に取り付ける。これで第1実施形態に係る電動モータ1の設置は完了する。
第1実施形態に係る電動モータ1によれば次の効果を得られる。
第1実施形態に係る電動モータ1において、導電部30は、フランジ3のネジ留め箇所(ボルト4の頭部)よりもモータケーシング2の中心線O側に位置する。これにより、フランジ3を設置箇所にネジ留めする際、作業者にとって導電部30は邪魔にならない。
第1実施形態に係る電動モータ1においては、モータケーシング2内の電機子に電気的に接続された導電部30がモータケーシング2の外側面に設けられているので、電動モータ1設置の際の電線の接続作業は、電気モータの外部の電源に接続される電線20の端子21を導電部30に接続するのみである。つまり、前述した従来の電動モータの場合のように、モータケーシング内の電機子に接続されたモータ側電線を端子台のモータ側接続部に対して接続するという手間はない。したがって、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる。
第1実施形態に係る電動モータ1においては、カバー部材10の筒体11がモータケーシング2の外側面に取り付けられた状態において、電線取付手段50は電線20の端子21を導電部30に接触するよう位置決めする。したがって、カバー部材10の筒体11をモータケーシング2の外側面に取り付けると同時に、電線20の端子21の導電部30に対する位置決めが完了する。これによっても、電動モータ1の設置作業の手間を軽減することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態に係る電動モータについて図6〜図12を用いて説明する。これら図6〜図12に示すもののうち、図1〜図5に示したものと同等のものには、図1〜図5と同じ符号を使用してある。
第2実施形態に係る電動モータは、第1実施形態に係る電動モータおける端子21、導電部30、接続ネジ22の替わりに、端子60、導電部70、押付手段80を備え、これ以外の構成は第1実施形態に係る電動モータと同じである。
端子60と導電部70の接触板部71とは、ネジ留めのための構造を有さない。端子60の導電部70に対する電気的接続は、カバー部材10がモータケーシング2の外側面に取り付けられた状態において、押付手段80が導電部70の接触板部71に端子60を常時押し付けることにより実現されている。その押付手段80について次に具体的に説明する。
押圧手段80は、カバー部材10(筒体11および蓋体12)がモータケーシング2の外側面に取り付けられた状態において導電部70との間で端子60を挟んで位置する当接部81と、この当接部81を弾性力により常時端子60に押し付ける弾性部としてのコイルスプリング82とを備える。
コイルスプリング82の一端は取付台5側に位置し、この一端と反対側の他端は蓋体12側に位置する。コイルスプリング82の一端には当接部81が固定されている。コイルスプリング82は、その弾性変形の方向が軸方向において直線的になるようスプリングガイド部材83に挿入されている。スプリングガイド部材83は金属製の部材であり、取付台5から離れる方向に凹んだ有底のガイド穴84を有する。このガイド穴84にコイルスプリング82がその他端から挿入されている。コイルスプリング82は径方向の移動をガイド穴84の内周面に規制されていて、これによりコイルスプリング82の弾性変形の方向は、蓋体12に対して当接部81が離れたり近づいたりするコイルスプリング82の軸方向に制限されている。
スプリングガイド部材83と蓋体12との間には、絶縁部材85が介在している。この絶縁部材85には、取付台5から離れる方向に凹んだ嵌合穴86が形成されていて、この嵌合穴86にスプリングガイド部材83が抜取困難に嵌め込まれている。蓋体12の取付台5側の面には嵌合枠87が突出して形成されていて、この嵌合枠87に絶縁部材85が抜取困難に嵌め込まれている。つまり、コイルスプリング82の他端はスプリングガイド部材83および絶縁部材85を介し蓋体12に対して固定されている。
このように構成された第2実施形態に係る電動モータは次のようにして設置される。
第2実施形態に係る電動モータの設置作業においては、モータケーシング2をカバー部材10(筒体11および蓋体12)が取り外された状態とし、この状態でフランジ3を設置箇所にネジ留めする(図1(b)参照)。この間、または、この後、電線20を電線取付手段50によりカバー部材10の筒体11に取り付ける。
次に、筒体11の取付台5側の端部と蓋体12側の端部にシール部材16を装着して、筒体11を位置決めピン15により取付台5に位置決めする。このとき、電線20の端子60は、導電部70の接触板部32に接触して配置される。
次に、筒体11を位置決めした状態に保持しながら、筒体11の取付台5側とは反対側の端部に蓋体12を配置する。このとき、押付手段80の当接部81はコイルスプリング82の伸張方向の弾性力に抗して端子60に押し付けられ、これにより端子60は導電部70の接触板部32に押し付けられる。
次に、筒体11と蓋体12をボルト13により共締めして取付台5に取り付ける。これで、第2実施形態に係る電動モータの設置は完了する。
第2実施形態に係る電動モータ1によれば次の効果を得られる。
第2実施形態に係る電動モータにおいても第1実施形態に係る電動モータと同様に、導電部70は、フランジ3のネジ留め箇所(ボルト4の頭部)よりもモータケーシング2の中心線O側に位置する。これにより、フランジ3を設置箇所にネジ留めする際、作業者にとって導電部70は邪魔にならない。
第2実施形態に係る電動モータにおいても、第1実施形態に係る電動モータ1と同様に、モータケーシング2内の電機子に電気的に接続された導電部70がモータケーシング2の外側面に設けられているので、電動モータ1設置の際の電線の接続作業は、電源に接続される電線20の端子60を導電部70に接続するのみである。つまり、前述した従来の電動モータの場合のように、モータケーシング内の電機子に接続されたモータ側電線を端子台のモータ側接続部に対して接続するという手間はない。したがって、電動モータの設置作業の手間を軽減することができる。
第2実施形態に係る電動モータにおいては、カバー部材10がモータケーシング2の外側面に取り付けられた状態において、電線取付手段50は電線20の端子60を導電部70に接触するよう位置決めし、押付手段80の当接部81は導電部70との間で端子を挟んで位置し、コイルスプリング82(弾性部)は当接部81を弾性力により常時端子60に押し付ける。したがって、カバー部材10の筒体11をモータケーシング2の外側面に取り付けると同時に電線20の端子60を導電部70に対して位置決めでき、まは、カバー部材10の蓋体12を筒体11に取り付けると同時に導電部70に対して電線20を接続できる。これによっても、電動モータ1の設置作業の手間を軽減することができる。
第2実施形態に係る電動モータにおいては、電線取付手段50により電線20がカバー部材10に対して固定されることを利用して、導電部70に対し端子60を位置決めする。これによって、電線20が挿通されるカバー部材10の箇所に気密性の確保が要求される電動モータ、例えば建設機械に搭載される電気モータに関して、設置作業の手間を軽減することができる。
なお、前述の第2実施形態に係る電動モータにおいて、導電部70および当接部81は、図7に示したように端子60を導電部70の接触板部32に単に押し付けられるものであったが、図10に示す変形例であってもよい。これらの変形例によれば、第2実施形態に係る電動モータよりも端子60の導電部70に対する接触状態の安定性の高い電動モータを実現できる。次に図10に示す変形例について説明する。
図10(a)に示す変形例において、91は導電部70の接触板部であり、93は当接部である。この接触板部91は当接部93から離れる方向に凹んだ凹部92を有し、当接部93は接触板部91に近づく方向に突出した凸部94を有する。つまり、端子60が凹部92内で導電部70の接触板部91に接触した状態で、すなわち接触板部91に対する端子60のスライド動作が凹部92内に制限された状態で、当接部93の凸部94によって接触板部91の凹部92の底面に押し付けられている。これによって、端子60の導電部70に対する接触状態の安定性が向上している。
図10(b)に示す変形例において、100は当接部である。この当接部100は、導電部70側の面に断面3角形状の規制溝101を有する。つまり、端子60は導電部70の接触板部71上で、当接部100の規制溝101に嵌まって位置することより接触部板71に対するスライド動作を抑制された状態で、コイルスプリング82の弾性力によりその接触板部32に押し付けられている。これによって、端子60の導電部70に対する接触状態の安定性が向上している。
また、前述の第2実施形態に係る電動モータにおいて、カバー部材10は筒体11と蓋体12を備えるものであったが、図11,図12に示す110のように、筒体11と蓋体12とが一体に形成されたカバー部材であってもよい。これにより、第2実施形態に係る電動モータよりも部品点数の少ない電動モータを実現できる。
前述の第2実施形態において、コイルスプリング82はスプリングガイド部材83と絶縁部材85と嵌合枠87とを介して蓋体12に固定されている。これは、強度の確保のしやすさから蓋体12とスプリングガイド部材83とが金属製とされたため、スプリングガイド部材83と蓋体12との間に絶縁部材85が必要になったからである。スプリングガイド部材83がコイルスプリング82のガイドを行うのに十分な強度を有する絶縁部材である場合には、蓋体12の嵌合枠87にそのガイド部材が直接、抜取困難に嵌め込まれていてもよい。また、蓋体12が十分な強度を有する絶縁部材である場合には、蓋体12の嵌合枠87の位置に、嵌合枠87ではなくスプリングガイド部材83の機能を奏する枠が設けられていてもよい。これらによって、第2実施形態に係る電動モータよりも、コイルスプリング82を蓋体12に固定するための部品の点数の少ない電動モータを実現できる。
1 電動モータ
2 モータケーシング
3 フランジ
3a 取付孔
4 ボルト
5 取付台
6 配線孔
10 カバー部材
11 筒体
12 蓋体
13 ボルト
14 雌ネジ部
15 位置決めピン
16 シール部材
20 電線
20a 内被
20b 外被
21 端子
22 接続ネジ
30 導電部
31 導電筒部
32 接触板部
33 電線
40 シール部材
41 絶縁筒部
42 絶縁鍔部

50 電線取付手段
51 チューブ
52 配線孔
53 Oリング
54 固定板
55 ネジ
56 雌ネジ部
O 中心線

60 端子
70 導電部
80 押付手段
81 当接部
82 コイルスプリング(弾性部)
83 スプリングガイド部材
84 ガイド穴
85 絶縁部材
86 嵌合穴
87 嵌合枠

91 接触板部
92 凹部
93 当接部
94 凸部

100 当接部
101 規制溝

110 カバー部材

Claims (2)

  1. 電機子を格納したモータケーシングと、
    このモータケーシングの外側面に鍔状に突出して形成され、ネジ留め箇所が複数設けられたフランジと、
    前記電機子に電気的に接続され前記モータケーシングの外側面に露出して設けられ、前記フランジのネジ留め箇所よりも前記モータケーシングの中心線側に位置する導電部と、
    一端に端子を有しこの端子の位置で前記導電部に電気的に接続され、他端が電源に接続される電線と、
    電気的に接続された状態の前記端子と前記導電部を覆って前記モータケーシングの外側面に着脱可能に取り付けられたカバー部材とを備える
    ことを特徴とする電動モータ。
  2. 請求項1に記載の電動モータにおいて、
    前記カバー部材は、このカバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において前記カバー部材の気密性を確保して前記電線を保持するとともに前記電線の前記端子を前記導電部に接触するよう位置決めする電線取付手段と、前記カバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において前記導電部に前記電線の前記端子を常時押し付ける押付手段とを備え、
    前記押付手段は、前記カバー部材が前記モータケーシングの外側面に取り付けられた状態において前記導電部との間で前記端子を挟んで位置する当接部と、この当接部が一端に固定され他端が前記カバー部材に固定され、前記当接部を弾性力により常時前記端子に押し付ける弾性部とを備える
    ことを特徴とする電動モータ。
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