JPH10215539A - ファン駆動用モータの防水構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で呼吸穴からの水浸入を防止す
る。 【解決手段】 モータのケーシングの底壁１２が図示し
ないファンのボスで囲まれている。底壁１２には、ベア
リング保持部１３の直下、すなわち保持部の中心を通る
垂線Ｂから左右にベアリング保持部１３の半径Ｒの距離
の範囲内で、かつ垂線Ｂから距離Ｒ／４の範囲を除く範
囲であって、さらにベアリング保持部１３の中心から半
径Ｒ＋１ｍｍの線より下側の範囲に呼吸穴１８が設けら
れている。これにより、呼吸穴１８は壁面流の流下経路
Ｗを避けた領域に位置する。ボスで囲まれてスプラッシ
ュが直接呼吸穴にかかることがなく、また水がボスとケ
ーシング外周面の間から流れ込む場合にも呼吸穴から水
が入り込まないから、ウォーターシールドリングを設け
なくても呼吸穴からの水浸入が確実に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
たものがあるが、これもケーシングが水に浸かると上記
と同様に内部が冷却されて負圧となり、この排水穴から
一気に水が吸い込まれる。図４に概念的に示すように、
排水穴５は底部にあっても内部に生じる負圧の大きさに
よっては、ケーシング１内部の水位Ｌ１がベアリング部
２の位置を越える上方になり、ベアリング部２やブラシ
３、コミュテータ４等が水中に没することになって機能
障害を招く。

【０００４】このため、例えば実開平３−１１３９５９
号公報に開示されたケーシング構造は、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いる。ここ
では両通気口間を流れる空気流によって内部が高温にな
るのを防止しようとしているが、底部の通気口は排水穴
として機能し、端壁の通気口は呼吸穴として機能する。
すなわち、呼吸穴は常時ケーシング内外の圧力差をなく
するように作用しているので、ケーシング底部が水に浸
かっても、内部は負圧となっていないから排水穴から水
が一気に高い位置まで吸い込まれることはない。また、
ファン駆動用のモータでは、上記呼吸穴をファンを取り
付ける側の端壁に設けて、ファンのボスが上記端壁を囲
むようにして、走行中のスプラッシュが直接呼吸穴にか
からないようにしている例が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
上述のように呼吸穴に直接水がかからないように端壁が
囲まれているにもかかわらず、依然として、ケーシング
内部のベアリング部やブラシ、コミュテータ等の機能部
位が濡れて発生する錆などによる機能障害が生じること
があった。上記の機能部位の濡れは、底部に排水穴をも
たず呼吸穴のみが設けられたモータの場合にも発生して
いることから、呼吸穴からの水浸入によるものである。
そのため、ケーシング端壁のベアリング部周囲にさらに
ウォーターシールドリングを設け、その内側に呼吸穴を
配置することが行われていた。しかしこれは構造を複雑
にし、またコストを増大させることになる。したがっ
て、本発明は、ケーシングに呼吸穴を備えるモータにお
いて、構造を簡単に保持しながら、呼吸穴からの水浸入
をより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】そこで、呼吸穴からの水
浸入のしくみについて検討したところ、スプラッシュ等
によりモータのケーシングに上方から水が降りかかった
とき、図５、図６に示すように、それらの水はファンの
ボスとケーシング外周面間のラビリンス作用により、壁
面流となって流れ落ち、その壁面流の経路上に呼吸穴が
あるために当該呼吸穴から壁面流の一部が内部へ浸入す
ることを見出した。

【０００７】すなわち、図５はファン取り付け部付近の
断面を示し、図６は同部位のケーシング端面を示す。図
５に示すように、ファンのボス８にカバーされていない
ケーシング１の上面にかかったスプラッシュ水は、矢印
で示すようにファンのボスで囲まれたケーシング上をそ
の端壁６まで進み、それから端壁面上を伝って下方へ流
れる。その途中、壁面流は端壁中心部に突出して形成さ
れたベアリング保持部７上へも分岐して流れる。

【０００８】また図６に示すように、ケーシング端壁６
上では、ベアリング保持部７にかかる部分を除いて壁面
流は垂直真下方向に流れる。そして、ベアリング保持部
７にかかった流れは保持部の円筒部外周側面を流れ落ち
て下縁Ｑで合流し、またベアリングが臨む端面にまで流
れた水はその端面を垂直真下方向に流れて同じく下縁Ｑ
で合流する。下縁Ｑに集まった水は表面張力により再び
ケーシング端壁６上を細い壁面流となって下方へ流下す
る。従来の呼吸穴は図６における点ＸあるいはＹのよう
に上述の壁面流の流下経路Ｗ上に配置されていたため、
その呼吸穴からケーシング１内へ壁面流が入り込むこと
になる。なお、図６中、矢付き破線は壁面流の流れ方向
を示す。

【０００９】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、該ロータのシャフト
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、フ
ァン側から延びるカバー部材でケーシングのシャフトが
貫通した側の端壁を囲むとともに、この端壁には、ケー
シング外周面とカバー部材の間から流れ込む壁面流の流
下経路を避けた領域に呼吸穴を設けてあるものとした。

【００１０】とくに、ケーシングが前記端壁から突出す
るベアリング保持部を有し、ベアリング保持部の半径を
Ｒとするとき、上記呼吸穴は、ベアリング保持部の直下
２×Ｒの範囲内で、かつベアリング保持部の中心を通る
垂線から距離Ｒ／４の範囲を除くとともに、上記の中心
から半径Ｒ＋１ｍｍの線より下側の領域に配置するのが
好ましい。

【００１１】

【作用】呼吸穴がカバー部材で囲まれた端壁に設けられ
ているので、スプラッシュが直接呼吸穴にかかることが
ない。またケーシングに降りかかったスプラッシュ等の
水がカバー部材とケーシング外周面の間から端壁側へ壁
面流となって流れ込む場合にも、呼吸穴が端壁上の壁面
流の流下経路を避けた領域に設けてあるので、とくにウ
ォーターシールドリングなどを設けなくても呼吸穴から
水が入り込むことがない。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図１は実施例にかかるファン駆動用モータ
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、３
２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。

【００１３】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２６を縦位置に示してある。

【００１４】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、外方へ膨出するそれぞれ円
筒状のベアリング保持部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１
２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。

【００１５】ケーシング１０外へ延びたシャフト３６の
先端には、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１
４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が発明のカバー部材を構成している。

【００１６】シャフトを略水平に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。

【００１７】さらに、ヨークの底壁１２には、２個の呼
吸穴１８が設けられている。呼吸穴１８は、とくに図３
に示すように、まずベアリング保持部１３の２本の垂直
接線Ｖ、Ｖに挟まれる直下の領域、すなわちベアリング
保持部１３の中心を通る垂線Ｂから左右にベアリング保
持部１３の半径Ｒの距離の範囲内で、かつ垂線Ｂから距
離Ｒ／４の範囲を除く範囲に設けられている。さらに、
上下方向には、ベアリング保持部１３の周面に壁面流に
対する余裕代の厚さ１ｍｍを加えた曲線、すなわちベア
リング保持部１３の中心から半径Ｒ＋１ｍｍの線より下
側に制限して設定される。上記の垂線Ｂから左右それぞ
れＲ／４の範囲は、図４における下縁Ｑからの壁面流の
経路Ｗの幅がＲ／４より小さいという知見に基づいて選
定されたものである。なお、上記の範囲の中でも、ケー
シング内部のブラシ２６やコミュテータ３５など機能部
位の下縁より低い位置とするのが好ましい。

【００１８】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４
１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。

【００１９】さらに、スプラッシュ水がボス４１に囲ま
れたヨーク底壁１２側へ流れ込んできたときにも、呼吸
穴１８がベアリング保持部１３の下側で壁面流の経路Ｗ
を避けた範囲に配置されているので、呼吸穴からケーシ
ング内に水が入り込むことがない。一方、冠水によりケ
ーシング底部の排水穴１６から浸水したあとの排水に際
しては、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。なお、
図示では２個の呼吸穴１８、１８が設けられているが、
個数は限定されず、壁面流の経路を避けた上記の範囲で
あれば任意である。

【００２０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明はケーシング端壁
に呼吸穴を設けたファン駆動用モータにおいて、ファン
側から延びるカバー部材でその端壁を囲むとともに、前
記呼吸穴を端壁上の壁面流の流下経路を避けた領域に設
けたので、スプラッシュが直接呼吸穴にかかることがな
く、またケーシングに降りかかったスプラッシュ等の水
がカバー部材とケーシング外周面の間から端壁側へ壁面
流となって流れ込む場合にも呼吸穴から水が入り込むこ
とがない。これにより、ウォーターシールドリングなど
を設けなくても呼吸穴からの水浸入が確実に防止され、
ケーシング内部の機能部位の浸水による機能障害が防止
される。

【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】従来例における問題を示す説明図である。

【図５】ファン取り付け部付近を示す断面図である。

【図６】ケ−シング端面における壁面流を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ベアリング部 ３ ブラシ ４ コミュテータ ５ 排水穴 ６ 端壁 ７ ベアリング保持部 ８ ボス 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 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（カバー部材） ４２ 筒部 ４３ ファン羽根

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１０）内にベアリング（３
   １）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、前記ファン側から延びるカバー
   部材（４１）でケーシングの前記シャフトが貫通した側
   の端壁（１２）を囲むとともに、該端壁には、前記ケー
   シング外周面とカバー部材の間から流れ込む壁面流の流
   下経路（Ｗ）を避けた領域に呼吸穴（１８）を設けてあ
   ることを特徴とするファン駆動用モータの防水構造。
2. 【請求項２】 前記ケーシング（１０）は前記端壁（１
   ２）から突出するベアリング保持部（１３）を有し、ベ
   アリング保持部の半径をＲとするとき、前記呼吸穴（１
   ８）は、ベアリング保持部の直下２×Ｒの範囲内で、か
   つベアリング保持部の中心を通る垂線から距離Ｒ／４の
   範囲を除くとともに、前記中心から半径Ｒ＋１ｍｍの線
   より下側の領域に配置した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。