WO2025257924A1 - 導電構造体及び導電密封装置 - Google Patents
導電構造体及び導電密封装置Info
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Definitions
- the present invention relates to a conductive structure and a conductive sealing device, and in particular to a conductive structure and a conductive sealing device that form a conductive path in a rotating shaft.
- electromagnetic noise can be generated by induced currents generated by the motor.
- This electromagnetic noise can cause communication problems for AM radios and other wireless communication devices. It can also cause electrolytic corrosion in metal parts such as bearings. For this reason, efforts have been made to eliminate this electromagnetic noise, and conductive structures and devices that form a conductive path in the rotating shaft have been proposed.
- a conductive structure is attached to the motor housing and a disc-shaped conductive member made of a conductive material is brought into contact with the motor's rotating shaft, forming a conductive path between the rotating shaft and the housing, thereby allowing electromagnetic noise to escape from the rotating shaft to the housing (see, for example, Patent Document 1).
- Patent Document 1 proposes making the conductive members out of conductive PTFE.
- conventional conductive structures are required to have even better wear resistance while still retaining conductivity.
- conventional conductive structures are required to have a configuration that can improve wear resistance while retaining conductivity.
- the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a conductive structure and a conductive sealing device that are conductive while also improving wear resistance.
- the conductive structure of the present invention comprises a holding member which is a conductive member annular about an axis, a conductive member which is a member formed from a metal material annular about the axis, and a support member which is a member formed from an elastic material annular about the axis, the conductive member and the support member overlapping in the axial direction and held by the holding member, the conductive member having an inner end annular about the axis, and the support member overlapping the conductive member so as to be able to press the inner end of the conductive member inward.
- the conductive member has a contact side and a pressed side, which are a pair of annular surfaces facing back to back in the axial direction
- the support member has a pressing side and a back side, which are a pair of annular surfaces facing back to back in the axial direction, with the pressed side of the conductive member and the pressing side of the support member facing each other.
- the conductive member has a plurality of through holes, and the support member extends into the plurality of through holes of the conductive member.
- the conductive member has a mesh structure that forms the plurality of through holes.
- At least a portion of the support member extending into the plurality of through holes protrudes from the through holes.
- the conductive member is more flexible than the support member.
- the stacked conductive member and support member have at least one gap extending in the radial direction and at least one segment extending around the axis, the segment having a pair of ends in the direction around the axis, and the gap continuing to the ends of the segment.
- the conductive member has one divided body and one gap, the pair of ends of the divided body face each other in the direction around the axis, and the gap is the gap between the opposing ends of the divided body.
- the conductive member has two divided bodies and two gaps, one of the pair of ends of one of the divided bodies and one of the pair of ends of the other of the divided bodies facing each other in the direction around the axis, the other of the pair of ends of one of the divided bodies facing each other in the direction around the axis, one of the gaps being formed between the one end of one of the divided bodies and the one end of the other of the divided bodies, and the other gap being formed between the other end of one of the divided bodies and the other end of the other of the divided bodies.
- the conductive member and the support member are held by the holding member on the outer periphery.
- the support member is formed from PTFE or PEEK.
- the conductive sealing device of the present invention is a conductive sealing device for sealing between a shaft and a hole through which the shaft passes, and includes a reinforcing ring that is an annular member about the axis, an elastic body portion formed from an elastic body that is annular about the axis and attached to the reinforcing ring, and a conductive structure that is annular about the axis, the elastic body portion having a seal lip that contacts the shaft, and the conductive structure including a holding member that is an annular member having conductivity about the axis, a conductive member that is an annular member formed from a metallic material about the axis, and a support member that is an annular member formed from an elastic material about the axis, the conductive member and the support member overlap in the axial direction and are held by the holding member, the conductive member has an inner end portion annular about the axis, and the support member overlaps the conductive member so that the inner end portion of the conductive member can be pressed
- the conductive member has a contact side surface and a pressed side surface, which are a pair of annular surfaces facing back to back in the axial direction
- the support member has a pressing side surface and a back surface, which are a pair of annular surfaces facing back to back in the axial direction, with the pressed side surface of the conductive member and the pressing side surface of the support member facing each other.
- the conductive member has multiple through holes, and the support member extends into the multiple through holes of the conductive member.
- the conductive member has a mesh structure that forms the multiple through holes.
- At least a portion of the support member extending into the plurality of through holes protrudes from the through holes.
- the conductive member is more flexible than the support member.
- the stacked conductive member and support member have at least one gap extending in the radial direction and at least one divided body extending around the axis, the divided body having a pair of ends in the direction around the axis, and the gap continuing to the ends of the divided body.
- the conductive member has one divided body and one gap, the pair of ends of the divided body face each other in the direction around the axis, and the gap is the gap between the opposing ends of the divided body.
- the conductive member has two divided bodies and two gaps, one of the pair of ends of one of the divided bodies and one of the pair of ends of the other of the divided bodies facing each other in the direction around the axis, the other of the pair of ends of one of the divided bodies facing each other in the direction around the axis, one of the gaps being formed between the one end of one of the divided bodies and the one end of the other of the divided bodies, and the other gap being formed between the other end of one of the divided bodies and the other end of the other of the divided bodies.
- the conductive member and the support member are held by the holding member on the outer periphery.
- the support member is formed from PTFE or PEEK.
- the conductive structure and conductive sealing device of the present invention can improve wear resistance while maintaining conductivity.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conductive structure according to a first embodiment of the present invention, taken along a plane including an axis.
- 2 is a cross-sectional view showing one side of the conductive structure shown in FIG. 1 with respect to an axis line.
- 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the conductive member and the support member shown in FIGS. 1 and 2 taken along a plane including an axis;
- FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the conductive member and the support member shown in FIGS. 1 and 2, viewed from one side in the axial direction.
- FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an application of a conductive structure.
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an application of a conductive structure.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a conductive structure is used in the application shown in FIG. 5 .
- FIG. 10 is a rear view of a conductive structure according to a second embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view showing one side of the cross-sectional axis along line AA in FIG. 7.
- FIG. 10 is a rear view showing a modified example of the conductive structure according to the second embodiment of the present invention.
- 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conductive sealing device according to an embodiment of the present invention, taken along a plane including an axis of the conductive sealing device, showing one side of the axis of the cross section;
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an application of the conductive sealing device.
- 12 is a cross-sectional view showing an example of a state in which the conductive sealing device is used in the application shown in FIG. 11.
- FIG. 11 is a cross-section
- the conductive structure according to an embodiment of the present invention forms a conductive path on a rotating shaft, for example, forming a conductive path between the shaft and a hole through which the shaft is inserted.
- Figure 1 is a cross-sectional view showing a cross section along a plane including the axis x, showing the general configuration of the conductive structure 1 according to a first embodiment of the present invention
- Figure 2 is a cross-sectional view showing one side of the conductive structure 1 shown in Figure 1 relative to the axis x.
- the conductive structure 1 includes a holding member 10, which is a conductive member annular about the axis x; a conductive member 20, which is a member annular about the axis x and formed from a metal material; and a support member 30, which is a member annular about the axis x and formed from an elastic material.
- the conductive member 20 and the support member 30 are held by the holding member 10 while overlapping in the direction of the axis x.
- the conductive member 20 has an inner peripheral end portion 25, which is the end portion on the inner periphery of the annular shape about the axis x.
- the support member 30 overlaps the conductive member 20 so that the inner peripheral end portion 25 of the conductive member 20 can be pressed against the inner periphery.
- the configuration of the conductive structure 1 will be described in detail below.
- the inner peripheral side is the side approaching the axis x in the direction perpendicular to the axis x (hereinafter also referred to as the radial direction) (see arrow c in FIG. 1), and the outer peripheral side is the side away from the axis x in the radial direction (see arrow d in FIG. 1).
- the support member 30 is a plate-shaped member annular about the axis x, and has a pair of annular surfaces, a pressing side surface 31 and a back surface 32, facing back to back in the direction of the axis x.
- the pressing side surface 31 faces one side in the direction of the axis x (hereinafter also referred to as the front side), and the back surface 32 faces the other side in the direction of the axis x (hereinafter also referred to as the back surface).
- the front surface side is the side indicated by arrow a
- the back surface side is the side indicated by arrow b.
- the support member 30 has an annular inner peripheral end 30a at its inner end, and an annular outer peripheral end 30b at its outer end.
- the inner peripheral end 30a defines a space (through hole) on the inner side that penetrates the support member 30 in the direction of the axis x.
- the inner peripheral end 30a extends, for example, along a circle centered on the axis x.
- the outer peripheral edge 30b extends, for example, along a circle centered on the axis x.
- the support member 30 is an annular plate-shaped member that extends along a plane perpendicular to the axis x.
- the outer peripheral end 30b of the support member 30 and its adjacent portion, the outer peripheral end portion 34 extend along a plane perpendicular to the axis x.
- the inner peripheral end 30a of the support member 30 and its adjacent portion, the inner peripheral end portion 33 extend continuously from the outer peripheral end portion 34 along a plane perpendicular to the axis x, as shown in FIGS. 1 and 2. Note that the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 does not have to extend along a plane perpendicular to the axis x.
- the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 may be curved so that the back surface 32 side is concave, and the diameter decreases as it approaches the back surface in the direction of the axis x. Furthermore, the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 may extend along a surface that is a combination of flat and curved surfaces.
- the material of the support member 30 is an elastic material, such as a resin material, rubber material, or nonwoven fabric. Examples of resin materials for the support member 30 include PTFE (polytetrafluoroethylene), POM (polyacetal), PPS (polyphenylene sulfide), PA (polyamide), and PEEK (polyether ether ketone). However, the material of the support member 30 is not limited to these.
- the support member 30 may or may not be conductive.
- the support member 30 has the above-described configuration, and when a shaft enters the space defined by the inner circumferential end 30a and comes into contact with the inner circumferential end 30a, it undergoes elastic deformation, for example, and generates a predetermined amount of pressing force toward the outer circumferential surface of the shaft (in the radial direction).
- the material, the diameter of the inner circumferential end 30a, and the thickness of the support member 30 at the inner circumferential end 33 are selected so that this predetermined pressing force is generated.
- the thickness of the support member 30 is the distance between the pressing side surface 31 and the back surface 32.
- the conductive member 20 is a plate-shaped member annular about the axis x, and has a pair of annular surfaces, a contact side surface 21 and a pressed side surface 22, facing back to back in the direction of the axis x.
- the contact side surface 21 faces the front side in the direction of the axis x
- the pressed side surface 22 faces the back side in the direction of the axis x.
- the conductive member 20 has an annular inner peripheral end 20a at its inner end, and an annular outer peripheral end 20b at its outer end.
- the inner peripheral end 20a defines a space (through hole) on the inner side that penetrates the conductive member 20 in the direction of the axis x.
- the inner peripheral end 20a extends, for example, along a circle centered on the axis x.
- the outer peripheral end 20b similarly extends, for example, along a circle centered on the axis x.
- the conductive member 20 and the support member 30 overlap in the direction of the axis x.
- the pressed side surface 22 of the conductive member 20 and the pressing side surface 31 of the support member 30 face each other and are in contact with each other.
- the conductive member 20 and the support member 30 are shaped so that they coincide and overlap with each other when viewed in the direction of the axis x.
- the pressed side surface 22 of the conductive member 20 and the pressing side surface 31 of the support member 30 have the same or approximately the same shape and size, and the inner circumferential end 20a and outer circumferential end 20b of the conductive member 20 and the inner circumferential end 30a and outer circumferential end 30b of the support member 30 coincide with or approximately coincide with each other, so that the conductive member 20 and the support member 30 overlap.
- the conductive member 20 has an outer circumferential end 26 at and near the outer circumferential end 20b, which has a shape corresponding to the outer circumferential end 34 of the support member 30.
- the conductive member 20 also has an inner peripheral end 25 at and near the inner peripheral end 20a that corresponds to the inner peripheral end 33 of the support member 30.
- the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 has a shape that corresponds to the inner peripheral end 33 of the support member 30 and extends along a plane perpendicular to the axis x. Note that the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 does not have to be along a plane.
- the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 may have another shape that corresponds to the inner peripheral end 33 of the support member 30. For example, if the inner peripheral end 33 of the support member 30 extends in a curved shape, the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 will also extend in a curved shape to correspond to the inner peripheral end 33 of the support member 30.
- the conductive member 20 is made of metal. As shown in Figures 1 and 2, the conductive member 20 has the same or approximately the same shape as the support member 30 in the conductive structure 1. However, the conductive member 20 does not have to be soft and maintain the same or approximately the same shape as the support member 30 in its free state, or it may maintain the same or approximately the same shape as the support member 30 in its free state. For example, even if the conductive member 20 maintains the same or approximately the same shape as the support member 30 in its free state, the conductive member 20 is softer than the support member 30 and is more flexible than the support member 30.
- the free state of the conductive member 20 refers to its standalone state, where no external force is applied to the conductive member 20.
- the conductive member 20 has, for example, a plurality of through holes. Specifically, for example, the conductive member 20 has a mesh structure that forms a plurality of through holes.
- the conductive member 20 is a metal cloth.
- the mesh structure extends along the contact side surface 21 and the pressed side surface 22, and the through holes penetrate between the contact side surface 21 and the pressed side surface 22. Note that the conductive member 20 does not necessarily have to have through holes.
- Figures 3 and 4 are enlarged views of a portion of the conductive member 20 and support member 30 shown in Figures 1 and 2, with Figure 3 showing a cross section along a plane including the axis x, and Figure 4 showing a view from the front.
- the conductive member 20 is formed from a plurality of metal wires 23 extending in a lattice pattern, with a plurality of through holes 24 formed between the plurality of metal wires 23.
- the metal wires 23 have a structure formed from a linearly extending metal, and the plurality of metal wires 23 may each be an independent member, or may be integrated.
- the plurality of metal wires 23 form a contact side surface 21 and a pressable side surface 22, and the pressable side surface 22 is in contact with the pressing side surface 31 of the support member 30.
- the support member 30 extends into multiple through holes 24 of the conductive member 20.
- the portions of the pressing side surface 31 of the support member 30 that face the multiple through holes 24 protrude toward the conductive member 20, and these protruding portions extend into the multiple through holes 24.
- the support member 30 has multiple protruding portions 35 on the pressing side surface 31, and the multiple protruding portions 35 each extend into the multiple through holes 24 of the conductive member 20.
- the protruding portions 35 of the support member 30 do not need to reach the contact side surface 21 of the conductive member 20, but may protrude partway into the through holes 24.
- the protruding portions 35 of the support member 30 may reach the contact side surface 21 of the conductive member 20.
- the protrusion 35 of the support member 30 may protrude up to the end of the through hole 24 on the contact side surface 21 side, or may protrude beyond the end of the through hole 24 on the contact side surface 21 side. Note that the protrusion 35 does not have to be formed on the portion of the pressing side surface 31 of the support member 30 facing the through hole 24.
- the conductive member 20 and the support member 30 may be made separately and then stacked together, or they may be molded integrally by insert molding.
- the conductive member 20 and support member 30, which were made separately, are stacked together, multiple protrusions 35 can be formed on the pressing side 31 of the support member 30 by pressing or the like.
- the conductive member 20 and support member 30 can be stacked and held by the holding member 10.
- the conductive member 20 and support member 30 may also be adhered to each other.
- the holding member 10 specifically comprises an inner holding member 11 located on the inside and an outer holding member 15 located on the outside.
- the inner holding member 11 and the outer holding member 15 are annular members around the axis x, and are configured to hold the conductive member 20 and the support member 30 stacked between them.
- the inner retaining member 11 has, for example, a fitting portion 12 which is an annular portion around the axis x, and a retaining portion 13 which is an annular portion around the axis x.
- the fitting portion 12 is a cylindrical portion extending along the axis x
- the retaining portion 13 is an annular portion extending from the front end of the fitting portion 12 to the inner periphery.
- the fitting portion 12 is, for example, cylindrical or approximately cylindrical with the axis x as its central axis or approximately its central axis.
- the outer holding member 15 has, for example, a fitting portion 16 which is an annular portion around the axis x, and a holding portion 17 which is an annular portion around the axis x.
- the fitting portion 16 is a cylindrical portion extending along the axis x
- the holding portion 17 is an annular portion extending from the front end of the fitting portion 16 to the inner periphery.
- the fitting portion 16 is, for example, cylindrical or approximately cylindrical with the axis x as its central axis or approximately its central axis.
- the inner holding member 11 and the outer holding member 15 are adapted to be fitted together.
- the diameter of the outer peripheral surface 12a of the fitting portion 12 of the inner holding member 11 is larger than the diameter of the inner peripheral surface 16a of the fitting portion 16 of the outer holding member 15, and the fitting portion 12 of the inner holding member 11 is press-fitted into the inner peripheral side of the fitting portion 16 of the outer holding member 15, so that the fitting portion 12 of the inner holding member 11 and the fitting portion 16 of the outer holding member 15 are fitted together.
- the outer peripheral surface 12a of the fitting portion 12 is an annular surface facing the outer peripheral side of the fitting portion 12, and the inner peripheral surface 16a of the fitting portion 16 is an annular surface facing the inner peripheral side of the fitting portion 16.
- the holding portion 13 of the inner holding member 11 and the holding portion 17 of the outer holding member 15 have portions that face each other in the direction of the axis x.
- the holding portion 13 of the inner holding member 11 and the holding portion 17 of the outer holding member 15 face the overlapping conductive member 20 and support member 30 in the direction of axis x.
- the back surface 32 at the outer peripheral end 34 of the support member 30 faces the holding portion 13 of the inner holding member 11, and the contact side surface 21 at the outer peripheral end 26 of the conductive member 20 faces the holding portion 17 of the outer holding member 15.
- the inner peripheral end 25 and inner peripheral end 33 of the conductive member 20 and support member 30, respectively, are located more inward than the holding portion 13 of the inner holding member 11 and more inward than the holding portion 17 of the outer holding member 15.
- the overlapping conductive member 20 and support member 30 are sandwiched at their outer peripheral ends 26 and 34 between the holding portion 13 of the inner holding member 11 and the holding portion 17 of the outer holding member 15 and pressed in the direction of axis x.
- a retaining portion 18 is formed on the fitting portion 16 of the outer holding member 15, and the inner holding member 11 is fixed to the outer holding member 15.
- the retaining portion 18 of the outer holding member 15 is a portion that contacts the fitting portion 12 of the inner holding member 11 and fixes the fitting portion 12 in the direction of axis x.
- the overlapping conductive member 20 and support member 30 are fixed between the inner holding member 11 and the outer holding member 15 (hereinafter also referred to as the "assembled state").
- the inner holding member 11 and the outer holding member 15 are made of a conductive metal. However, the inner holding member 11 and the outer holding member 15 may also be made of other conductive materials.
- the components of the conductive structure 1 have the configurations described above, and when assembled, form the conductive structure 1 shown in Figures 1 and 2.
- the mating portion 12 of the inner holding member 11 is mated with the mating portion 16 of the outer holding member 15, and the mating portion 12 of the inner holding member 11 is pressed toward the front by the pressing portion 18 of the mating portion 16 of the outer holding member 15.
- the conductive member 20 and the support member 30, which are stacked on top of each other, are sandwiched between the holding portion 13 of the inner holding member 11 and the holding portion 17 of the outer holding member 15.
- the conductive member 20 and the support member 30 are held by the inner holding member 11 and the outer holding member 15 at their outer peripheral ends 26 and 34, respectively.
- the inner holding member 11 is fixed to the outer holding member 15, and the conductive member 20 and the support member 30 are fixed between the inner holding member 11 and the outer holding member 15. Furthermore, the conductive member 20 and the support member 30 are attached to the inner holding member 11 and the outer holding member 15, respectively, so that the contact side 21 of the conductive member 20 comes into contact with the shaft when in use, as described below.
- the conductive member 20 and the support member 30 are attached to the inner holding member 11 and the outer holding member 15, respectively, so that the contact side 21 of the conductive member 20 faces the front side, but the conductive member 20 and the support member 30 may also be attached to the inner holding member 11 and the outer holding member 15, respectively, so that the contact side 21 of the conductive member 20 faces the back side.
- the mating portion 16 of the outer holding member 15 does not need to have the retaining portion 18.
- the overlapping conductive member 20 and support member 30 may be attached to an outer holding member 15 that does not have a retaining portion 18 formed on the mating portion 16, and then the mating portion 12 of the inner holding member 11 may be attached to the mating portion 16 of the outer holding member 15, and then the retaining portion 18 may be formed on the mating portion 16.
- the mating portion 12 and mating portion 16 may be crimped together, and the retaining portion 18 may be used to press the end of the mating portion 12 toward the front, thereby bringing the conductive member 20, support member 30, inner holding member 11, and outer holding member 15 into the assembled state shown in Figures 1 and 2.
- FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of an application of the conductive structure 1.
- Figure 6 is a cross-sectional view showing an example of the use of the conductive structure 1 in the application shown in Figure 5.
- the conductive structure 1 is applied to a drive unit 100 of a battery electric vehicle (BEV), as shown in Figure 5.
- the drive unit 100 has an electric motor 101, a reducer 102, an inverter 103 that controls the electric motor 101, and a battery 104 as a power source.
- the shaft 110 is rotatably supported by a bearing 112 supported in the housing 111, and passes through a shaft hole 113 in the housing 111 to exit the housing 111.
- the shaft 110 of the electric motor 101 passes through a shaft hole 124 in the housing 120 of the reducer 102 and enters the housing 120, and is rotatably supported by a bearing 123 supported in the housing 120.
- the shaft 110 is connected to a reduction gear stage 121 in the housing 120.
- the reducer 102 is provided with a shaft 122 that outputs a rotational driving force reduced by the reduction gear stage 121.
- the shaft 122 is rotatably supported by a bearing 123 supported in the housing 120 and is connected to the wheels 105 so that the rotational driving force can be transmitted to the wheels 105.
- An oil seal 125 is attached to a shaft hole 124 of the housing 120 of the reducer 102 to seal the gap between the shaft hole 124 and the shaft 110 of the electric motor 101.
- An oil seal 127 is attached to a shaft hole 126 of the housing 120, through which the shaft 122 of the reducer 102 passes, to seal the gap between the shaft hole 126 and the shaft 122.
- the shaft 110 and housing 111 of the electric motor 101 are made of metal, and the housing 120 and shaft 122 of the reducer 102 are also made of metal.
- the conductive structure 1 is disposed between the housing 111 and shaft 110 of the electric motor 101 and is in a usable state. Specifically, as shown in FIG. 6, the fitting portion 16 of the outer holding member 15 of the holding member 10 is fitted into the axial hole 113 of the housing 111, the conductive structure 1 is fixed to the axial hole 113, and the shaft 110 is inserted into the conductive member 20 and support member 30, thereby placing the conductive structure 1 in a usable state. In a usable state, the contact side surface 21 at the inner circumferential end 25 of the conductive member 20 is in contact with the outer circumferential surface 110a of the shaft 110, and the inner circumferential end 25 of the conductive member 20 is deformed by being pressed outward by the shaft 110.
- the inner circumferential end 25 of the conductive member 20 is in contact with the outer circumferential surface 110a of the shaft 110 with a width in the direction of the axis x.
- the holding members 10 inner holding member 11 and outer holding member 15 to which the conductive member 20 is attached are made of a conductive metal and are in contact with the inner surface 113a of the shaft hole 113 of the housing 111. In this way, the conductive member 20 and holding member 10 form a conductive path that allows electricity to flow between the shaft 110 of the electric motor 101 and the housing 111 when in use.
- the support member 30 overlaps the conductive member 20 from the rear side, and the pressing side surface 31 of the support member 30 contacts the pressed side surface 22 of the conductive member 20.
- the inner peripheral end portion 25 of the conductive member 20 is deformed by receiving a reaction force from the shaft 110 on the outer periphery, and the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 is also deformed by receiving a reaction force from the shaft 110 on the outer periphery via the inner peripheral end portion 25 of the conductive member 20.
- the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 is elastic as described above, the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 is elastically deformed, and a reaction force is generated at the inner peripheral end portion 33 of the support member 30 in response to the force received from the shaft 110.
- the reaction force of this support member 30 presses the conductive member 20 against the outer peripheral surface 110a of the shaft 110, and the contact side surface 21 of the conductive member 20 is pressed toward the shaft 110 and comes into contact with the outer peripheral surface 110a of the shaft 110.
- the conductive member 20 when in use, the conductive member 20 is pressed against the outer peripheral surface 110a of the shaft 110 by the reaction force of the support member 30, ensuring strong contact between the conductive member 20 and the shaft 110. Furthermore, the ability of the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 to follow the shaft 110 is improved, which also ensures strong contact between the conductive member 20 and the shaft 110. In this way, the conductive structure 1 provides stable contact between the conductive member 20 and the shaft 110. This allows the conductive path between the shaft 110 and the housing 111 of the electric motor 101 to be a conductive path that allows a stable flow of electricity.
- the protrusions 35 formed on the pressing side surface 31 of the support member 30 enter the multiple through holes 24 of the conductive member 20 and protrude beyond the contact side surface 21 of the conductive member 20, the protrusions 35 of the support member 30 also come into contact with the outer surface 110a of the shaft 110 in addition to the conductive member 20.
- the support member 30 is a member with higher lubrication performance than a metal member such as a resin member, the protrusions 35 protruding from the through holes 24 come into contact with the shaft 110, thereby providing a lubricating effect to the shaft 110 sliding against the conductive member 20. This smooths the sliding of the shaft 110 against the conductive member 20, suppressing wear of the conductive member 20.
- the protrusion 35 does not protrude from the through-hole 24, when the protrusion 35 protrudes from the through-hole 24 due to wear of the conductive member 20, the protrusion 35 comes into contact with the shaft 110, providing a lubricating effect to the shaft 110 sliding relative to the conductive member 20. In this way, the protrusion 35 formed on the pressing side surface 31 of the support member 30 can improve the wear resistance of the conductive member 20.
- the conductive member 20 when in use, the conductive member 20 is supported by the support member 30, ensuring stable contact with the shaft 110. This allows the rigidity of the conductive member 20 to be reduced.
- the conductive member 20 has a mesh structure with multiple through holes 24, and this configuration also reduces the rigidity of the conductive member 20. This allows the conductive member 20 to make smooth contact with the shaft 110, thereby improving the wear resistance of the conductive member 20.
- the rigidity of the conductive member 20 can be adjusted by the number of through holes 24, the diameter of the metal wire 23, the type of metal material used to make the conductive member 20, etc.
- the rigidity of the conductive member 20 can also be adjusted by cutting notches into the conductive member 20.
- the conductive structure 1 may also be provided between the housing 120 and the shaft 122 of the reducer 102. Specifically, as shown in FIG. 5, the conductive structure 1 may be provided outside the oil seal 127, in the gap between the shaft hole 126 of the housing 120 and the shaft 122. In this case, as with the conductive structure 1 attached to the electric motor 101, the conductive member 20 and support member 30 of the conductive structure 1 and the holding member 10 form a conductive path for passing electricity between the shaft 122 of the reducer 102 and the housing 120.
- the drive device 100 described above is one example of an application of the conductive structure 1, and the application of the conductive structure 1 is not limited to this.
- the conductive structure 1 is used, for example, in drive devices for battery electric vehicles (BEVs), hybrid vehicles (HVs), fuel cell vehicles (FCVs), and other electric vehicles (EVs).
- BEVs battery electric vehicles
- HVs hybrid vehicles
- FCVs fuel cell vehicles
- EVs electric vehicles
- electromagnetic noise can be generated by induced currents generated by the motor.
- Electromagnetic noise can also be generated by the on/off operation of an inverter used to control the current supplied to an electric motor, or by the induced voltage of the motor itself.
- the conductive structure 1 forms a conductive path, directing electromagnetic noise transmitted to the shafts 110 and 122 to the housings 111 and 120. This prevents communication failures and malfunctions in electronic devices and electrolytic corrosion in metal components such as bearings.
- the conductive structure 1 can improve the wear resistance of the conductive member 20. Therefore, it is not necessary to provide a conductive lubricant between the conductive member 20 and the shafts 110, 122 to prevent wear and tear on the conductive member 20. As a result, there is no lubricant in the conductive path between the shafts 110, 122 and the housings 111, 120 that could become a resistance in the conductive path, and the conductive performance of the conductive structure 1 can be prevented from deteriorating during use.
- the conductive structure 1 can be attached around the shaft 110 by fitting the retaining member 10 into the axial hole 113 of the housing 111. In this way, only an annular space surrounding the outer peripheral surface 110a of the shaft 110 is required to attach the conductive structure 1. If there is space to attach the conductive structure 1 between the outer peripheral surface 110a of the shaft 110 and the inner peripheral surface 113a of the axial hole 113, the conductive structure 1 can be attached to the axial hole 113, eliminating the need to provide additional space in the housing 111 for attaching the conductive structure 1.
- the conductive structure 1 can reduce the space required for attachment, thereby enabling space savings.
- the conductive structure 1 according to the first embodiment of the present invention can improve abrasion resistance while maintaining electrical conductivity.
- Figure 7 is a rear view of the conductive structure 2 according to the second embodiment of the present invention
- Figure 8 is a cross-sectional view showing one side of the cross-section along line A-A in Figure 7 relative to the axis x.
- Figure 7 shows the conductive structure 2 in an operational state with the shaft 110 inserted
- Figure 8 shows the conductive structure 2 in an assembled state with the shaft 110 not inserted.
- the reference numerals in parentheses indicate the configuration on the opposite side of the cross-section.
- the conductive structure 2 differs from the conductive structure 1 described above in the configuration of the conductive members and support members.
- conductive structure 2 has conductive members 40 and support members 50 that are different from conductive members 20 and support members 30, respectively, of conductive structure 1.
- conductive members 40 and support members 50 are stacked and held by holding member 10, similar to conductive members 20 and support members 30 of conductive structure 1.
- the stacked conductive member 40 and support member 50 have at least one gap 3 extending radially and at least one segment 4 extending around the axis x.
- the segment 4 has a pair of ends 4a, 4b in the direction around the axis x.
- the gap 3 is connected to the ends 4a, 4b of the segment 4.
- the stacked conductive member 40 and support member 50 form, for example, a ring-shaped plate-like structure in the conductive structure 2, which is composed of two gaps 3 (gaps 3A and 3B) and two segments 4 (segments 4A and 4B).
- segment 4A has a pair of ends 4Aa and 4Ab as a pair of ends 4a and 4b
- segment 4B has a pair of ends 4Ba and 4Bb as a pair of ends 4a and 4b.
- One side of the gap 3 is formed between end 4Aa of segment 4A and end 4Ba of segment 4B, and the other side of the gap 3 (gap 3B) is formed between end 4Ab of segment 4A and end 4Bb of segment 4B.
- the segments 4A and 4B are members corresponding to portions of the stacked conductive members 20 and support members 30 of the conductive structure 1 shown in Figures 1 to 4, and the segments 4A and 4B respectively coincide or approximately coincide with portions of the stacked conductive members 20 and support members 30 of the conductive structure 1.
- the segments 4A and 4B are formed, for example, by dividing the stacked conductive members 20 and support members 30 shown in Figures 1 to 4 so as to form gaps 3A and 3B. For this reason, the cross-sectional shape of the segments 4A and 4B taken along a plane including the axis x is the same as the cross-sectional shape of the stacked conductive members 20 and support members 30 of the conductive structure 1 shown in Figure 2 (see Figure 8).
- the divided body 4A has a conductive member piece 20A and a support member piece 30A.
- the conductive member piece 20A is a member corresponding to a part of the conductive member 20 of the conductive structure 1
- the support member piece 30A is a member corresponding to a part of the support member 30 of the conductive structure 1.
- the divided body 4B has a conductive member piece 20B and a support member piece 30B.
- the conductive member piece 20B is a member corresponding to a part of the conductive member 20 of the conductive structure 1
- the support member piece 30B is a member corresponding to a part of the support member 30 of the conductive structure 1.
- the conductive member piece 20A has the same cross-sectional shape as the conductive member 20, and also has an inner peripheral end 20Aa, an outer peripheral end 20Ab, a contact side surface 21A, a pressed side surface 22A, an inner peripheral end 25A, and an outer peripheral end 26A, which correspond to parts of the inner peripheral end 20a, outer peripheral end 20b, contact side surface 21, pressed side surface 22, inner peripheral end 25, and outer peripheral end 26, respectively, of the conductive member 20.
- the conductive member piece 20A is also configured in the same manner as the conductive member 20, and has, for example, a plurality of metal wires 23 and a plurality of through holes 24.
- conductive member piece 20B has the same cross-sectional shape as conductive member 20, and has inner peripheral end 20Ba, outer peripheral end 20Bb, contact side surface 21B, pressed side surface 22B, inner peripheral end 25B, and outer peripheral end 26B, which correspond to parts of inner peripheral end 20a, outer peripheral end 20b, contact side surface 21, pressed side surface 22, inner peripheral end 25, and outer peripheral end 26 of conductive member 20, respectively.
- Conductive member piece 20B is also configured similarly to conductive member 20, and includes, for example, multiple metal wires 23 and multiple through holes 24.
- support member piece 30A has the same cross-sectional shape as support member 30, and has inner peripheral end 30Aa, outer peripheral end 30Ab, pressing side surface 31A, back surface 32A, inner peripheral end 33A, and outer peripheral end 34A, which correspond to portions of inner peripheral end 30a, outer peripheral end 30b, pressing side surface 31, back surface 32, inner peripheral end 33, and outer peripheral end 34 of support member 30, respectively.
- support member piece 30B has the same cross-sectional shape as support member 30, and has inner peripheral end 30Ba, outer peripheral end 30Bb, pressing side surface 31B, back surface 32B, inner peripheral end 33B, and outer peripheral end 34B, which correspond to portions of inner peripheral end 30a, outer peripheral end 30b, pressing side surface 31, back surface 32, inner peripheral end 33, and outer peripheral end 34 of support member 30, respectively.
- support member pieces 30A and 30B have multiple protrusions 35, similar to support member 30.
- the conductive member piece 20A and the support member piece 30A overlap, similar to the conductive member 20 and the support member 30.
- the pressed side surface 22A of the conductive member piece 20A and the pressing side surface 31A of the support member piece 30A are in contact.
- the pressed side surface 22A of the conductive member piece 20A and the pressing side surface 31A of the support member piece 30A have the same or approximately the same shape and size, and the inner circumferential end 20Aa and the outer circumferential end 20Ab of the conductive member piece 20A and the inner circumferential end 30Aa and the outer circumferential end 30Ab of the support member piece 30A are aligned or approximately aligned with each other, respectively.
- the conductive member piece 20A has a pair of circumferential ends, 20Ac and 20Ad
- the support member piece 30A has a pair of circumferential ends, 30Ac and 30Ad.
- End 20Ac of conductive member piece 20A and end 30Ac of support member piece 30A overlap to form end 4Aa of divided body 4A
- end 20Ad of conductive member piece 20A and end 30Ad of support member piece 30A overlap to form end 4Ab of divided body 4A.
- the conductive member piece 20B and the support member piece 30B overlap, similar to the conductive member 20 and the support member 30.
- the pressed side surface 22B of the conductive member piece 20B and the pressing side surface 31B of the support member piece 30B are in contact.
- the pressed side surface 22B of the conductive member piece 20B and the pressing side surface 31B of the support member piece 30B have the same or approximately the same shape and size, and the inner circumferential end 20Ba and the outer circumferential end 20Bb of the conductive member piece 20B and the inner circumferential end 30Ba and the outer circumferential end 30Bb of the support member piece 30B are aligned or approximately aligned with each other, respectively.
- the conductive member piece 20B has a pair of circumferential ends, 20Bc and 20Bd
- the support member piece 30B has a pair of circumferential ends, 30Bc and 30Bd.
- End 20Bc of conductive member piece 20B and end 30Bc of support member piece 30B overlap to form end 4Ba of divided body 4B
- end 20Bd of conductive member piece 20B and end 30Bd of support member piece 30B overlap to form end 4Bb of divided body 4B.
- the segments 4A, 4B are each members corresponding to a portion of the stacked conductive member 20 and support member 30, and are plate-shaped members extending along an arc around the axis x, as shown in FIG. 7.
- the segments 4A, 4B extend, for example, along an arc or an approximate arc centered or approximately centered on the axis x.
- the segments 4A, 4B extend circumferentially so that their lengths are shorter than the semicircles along which the segments 4A, 4B extend.
- the segment 4A extends circumferentially so that the ends 4Aa and 4Ab of the segment 4A (conductive member piece 20A and support member piece 30A) are neither located on a plane containing the axis x nor extend beyond a plane containing the axis x.
- the ends 4Aa, 4Ab of the divided body 4A extend, for example, parallel or approximately parallel to a plane including the axis x and face in a direction perpendicular to the axis x. Note that the ends 4Aa, 4Ab of the divided body 4A do not have to extend parallel to a plane including the axis x.
- Segment 4B (conductive member piece 20B and support member piece 30B) has a shape similar to segment 4A, and segment 4B extends circumferentially so that ends 4Ba and 4Bb of segment 4B are both located on a plane containing axis x, or do not extend beyond a plane containing axis x. As shown in FIG. 7, ends 4Ba and 4Bb of segment 4B extend, for example, parallel or approximately parallel to a plane containing axis x, and face in a direction perpendicular to axis x. Note that ends 4Ba and 4Bb of segment 4B do not have to extend parallel to a plane containing axis x. Note that segment 4B does not have to be formed in the same manner as segment 4A, or have the same shape as segment 4A.
- the conductive member 40 has conductive member pieces 20A and 20B
- the support member 50 has support member pieces 30A and 30B.
- the divided body 4A is formed by stacking the conductive member piece 20A and the support member piece 30A on top of each other
- the divided body 4B is formed by stacking the conductive member piece 20B and the support member piece 30B on top of each other.
- the divided bodies 4A and 4B and the gaps 3A and 3B which are the respective components, are located on a circle or an approximate circle whose center is or approximately centers on the axis x.
- the divided bodies 4A and 4B are arranged symmetrically with respect to a plane including the axis x. Furthermore, the divided bodies 4A and 4B are arranged so that the inner peripheral end 20Aa of the conductive member piece 20A and the inner peripheral end 20Ba of the conductive member piece 20B are located on a circle or an approximate circle whose center is or approximately centers on the axis x. End 4Aa of segment 4A and end 4Ba of segment 4B face each other in a direction perpendicular to axis x, and end 4Ab of segment 4A and end 4Bb of segment 4B face each other in a direction perpendicular to axis x.
- gap 3A is formed between end 4Aa of segment 4A and end 4Ba of segment 4B, and a gap 3B is formed between end 4Ab of segment 4A and end 4Bb of segment 4B.
- gap 3A is continuous between end 4Aa of segment 4A and end 4Ba of segment 4B, and gap 3B is continuous between end 4Ab of segment 4A and end 4Bb of segment 4B.
- the conductive structure 2 is used in the same manner as the conductive structure 1 described above, and forms a conductive path between the shaft 110 and the housing 111 of the electric motor 101.
- the conductive structure 2 also functions in the same manner as the conductive structure 1 described above, and achieves the same effects.
- the segments 4A, 4B are arranged in an annular pattern with gaps 3A, 3B between them. Therefore, even if an external force is applied to the segments 4A, 4B due to the rotation of the shaft 110 during use, the segments 4A, 4B can escape into the gaps 3A, 3B. This prevents the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B from deforming in a way that would cause stress concentration, or from coming into contact with the shaft 110. This prevents wear on the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B, and prevents sagging of the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B.
- the divided bodies 4A, 4B are arranged in a ring shape with gaps 3A, 3B interposed between them. Therefore, when the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B are fixed to the holding member 10, the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B can escape into the gaps 3A, 3B. This prevents the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B from becoming wrinkled or otherwise deformed when the conductive member pieces 20A, 20B and the support member pieces 30A, 30B are fixed to the holding member 10.
- the side surface 17a of the holding portion 17 of the outer holding member 15 may be provided with convex portions 5a and 5b, which are portions that protrude toward the back side, at circumferential positions corresponding to the gaps 3A and 3B of the segments 4A and 4B, respectively.
- the convex portion 5a is accommodated in the gap 3A
- the convex portion 5b is accommodated in the gap 3B.
- the convex portion 5a is adapted to contact the end 4Aa of the segment 4A and the end 4Ba of the segment 4B
- the convex portion 5b is adapted to contact the end 4Ab of the segment 4A and the end 4Bb of the segment 4B.
- a gap may be formed between the convex portion 5a and the end 4Aa of the segment 4A.
- a gap may be formed between the convex portion 5a and the end 4Ba of the segment 4B.
- a gap 3B may be formed between the protrusion 5b and the end 4Ab of the segment 4A.
- a gap 3B may be formed between the protrusion 5b and the end 4Bb of the segment 4B.
- the protrusions 5a and 5b may be provided on the side surface 13a of the retaining portion 13 of the inner retaining member 11, rather than on the side surface 17a of the retaining portion 17 of the outer retaining member 15, so as to be accommodated in the gaps 3A and 3B, respectively.
- the protrusions 5a and 5b may also be provided on the side surface 13a of the retaining portion 13 of the inner retaining member 11, in addition to the side surface 17a of the retaining portion 17 of the outer retaining member 15.
- Multiple protrusions 5a may be provided.
- Multiple protrusions 5b may be provided. The protrusions 5a and 5b can prevent the segments 4A and 4B from rotating relative to the retaining member 10.
- the conductive structure 2 according to the second embodiment of the present invention can improve abrasion resistance while retaining electrical conductivity.
- Figure 9 is a rear view showing a modified example of the conductive structure 2, illustrating a segment 4C according to the modified example.
- the modified conductive structure 2 has one segment 4C as the segment 4 and one gap 3C as the gap 3.
- the modified conductive structure 2 does not have either gap 3A or gap 3B, and segment 4A or segment 4B extends into one portion of gap 3A or gap 3B, with segment 4A and segment 4B connected in one portion of gap 3A or gap 3B to form one segment 4C.
- segment 4C of the modified conductive structure 2 extends, for example, on a circle or approximately circle centered or approximately on axis x, and end 4Ca and end 4Cb face each other in the circumferential direction; specifically, for example, they face each other in a direction perpendicular to axis x.
- segment 4C has a conductive member piece 20C, which corresponds to a portion of conductive member 20 of conductive structure 1, and a support member piece 30C, which corresponds to a portion of support member 30 of conductive structure 1.
- the conductive structure 2 may have three or more gaps 3 and three or more segments 4. In this case, the multiple gaps 3 and multiple segments 4 are also connected in a ring shape. In this modification, only one of protrusions 5a and 5b is provided.
- Figure 10 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the conductive sealing device 6, taken along a plane including the axis x of the conductive sealing device 6, showing one side of the axis x.
- the conductive sealing device 6 is a sealing device that provides a seal between the shaft of the application object and the hole through which the shaft passes, and is also a conductive structure that forms a conductive path between the shaft and the hole through which the shaft passes.
- the conductive sealing device 6 comprises a reinforcing ring 60, which is an annular member about the axis x; an elastic body portion 70 formed from an elastic body annular about the axis x and attached to the reinforcing ring 60; and a conductive structure 7 annular about the axis x.
- the elastic body portion 70 has a seal lip 71 that contacts the axis.
- the conductive structure 7 comprises a holding member 80, which is an annular member about the axis x, and the conductive member 20 and support member 30 described above. The conductive member 20 and support member 30 overlap and are held by the holding member 80, similar to the conductive member 20 and support member 30 in the conductive structure 1 described above.
- the configuration of the conductive sealing device 6 will be described in detail below.
- the conductive sealing device 6 has a reinforcing ring 60 and an elastic body portion 70 similar to those of, for example, known oil seals.
- the reinforcing ring 60 has a tubular portion 61 and an annular portion 62.
- the elastic body portion 70 has a seal lip 71, a base portion 72, a gasket portion 73, and a cover portion 74.
- the seal lip 71 extends from the base portion 72 toward the object to be sealed.
- the gasket portion 73 covers the tubular portion 61 of the reinforcing ring 60 from the outer periphery and is press-fit into the hole of the object to be sealed.
- the outer periphery 73a of the gasket portion 73 has a diameter that allows it to be pressed against the hole of the object to be sealed.
- the cover portion 74 covers the annular portion 62 of the reinforcing ring 60 from the side opposite the object to be sealed.
- the outer peripheral end (outer peripheral end 74a) of the cover portion 74 is formed with a mating surface 75, which is an annular surface facing the outer peripheral side.
- the mating surface 75 is, for example, a cylindrical surface extending along a cylindrical surface with the axis x as its central axis.
- the mating surface 75 is, for example, a cylindrical surface or an approximately cylindrical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis.
- the mating surface 75 is located more outer than the other parts of the outer peripheral end 74a, and an annular recess 76 recessed inward is formed between the mating surface 75 and the gasket portion 73.
- the mating surface 75 of the cover portion 74 is located radially more inner than the outer peripheral surface 73a of the gasket portion 73.
- the cover portion 74 also has a holding surface 77, which is an annular surface facing away from the object to be sealed.
- the holding surface 77 is, for example, a surface extending along a plane perpendicular to the axis x.
- the holding surface 77 is, for example, a surface extending on a plane parallel or approximately parallel to the plane perpendicular to the axis x.
- the holding member 80 of the conductive structure 7 has a similar configuration to the outer holding member 15 of the holding member 10 of the conductive structure 1 described above.
- the holding member 80 is made of the same conductive material as the outer holding member 15.
- the holding member 80 has, for example, an engaging portion 81 which is an annular portion around the axis x, and a holding portion 82 which is an annular portion around the axis x.
- the engaging portion 81 is a cylindrical portion extending along the axis x
- the holding portion 82 is an annular portion extending from the front end of the engaging portion 81 toward the inner circumference. As shown in FIG.
- the engaging portion 81 has, for example, an outer peripheral surface 81a and an inner peripheral surface 81b which are surfaces facing each other radially.
- the outer peripheral surface 81a is an annular surface facing the outer circumference
- the inner peripheral surface 81b is an annular surface facing the inner circumference.
- the inner peripheral surface 81b is a cylindrical surface extending along the axis x, for example, a cylindrical surface or an approximately cylindrical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis.
- the holding portion 82 has, for example, side surfaces 82a and 82b that face each other in the direction of the axis x.
- the side surface 82b connected to the inner peripheral surface 81b of the fitting portion 81 extends along a plane perpendicular to the axis x, for example, extending on a plane parallel or approximately parallel to the plane perpendicular to the axis x.
- the fitting portion 81 of the holding member 80 is capable of fitting into the outer peripheral end portion 74a of the cover portion 74 of the elastic body portion 70.
- the diameter of the inner peripheral surface 81b of the fitting portion 81 is smaller than the diameter of the fitting surface 75 of the outer peripheral end portion 74a of the cover portion 74.
- the stacked conductive member 20 and support member 30 are held between the holding portion 82 of the holding member 80 and the holding surface 77 of the cover portion 74 of the elastic body portion 70.
- the side surface 82b of the holding member 80 contacts the back surface 32 at the outer peripheral end 34 of the support member 30, pressing the outer peripheral end 25 of the conductive member 20 against the holding surface 77 of the cover portion 74.
- the fitting portion 81 of the holding member 80 is fitted into the outer peripheral end 74a of the cover portion 74 of the elastic body portion 70, and the holding member 80 is fixed to the elastic body portion 70 with the fitting portion 82 pressing the support member 30 and conductive member 20 against the holding surface 77 of the cover portion 74.
- the end 81c of the fitting portion 81 of the holding member 80 may be provided with a protrusion 83 that is received in the recess 76 of the cover portion 74 (see FIG. 10).
- the convex portion 83 is accommodated in the concave portion 76. This allows the holding member 80 to be more firmly fixed to the elastic body portion 70 with the holding portion 82 pressing the support member 30 and conductive member 20 against the holding surface 77 of the cover portion 74.
- the pressing side surface 31 of the support member 30 contacts the pressed side surface 22 of the conductive member 20, and the support member 30 supports the conductive member 20.
- the contact side surface 21 at the inner peripheral end portion 25 of the conductive member 20 contacts the outer peripheral surface of the shaft to which it is applied.
- Each component of the conductive sealing device 6 has the configuration described above, and when assembled into an assembled state, it becomes the conductive sealing device 6 shown in Figure 10.
- the fitting portion 81 of the holding member 80 is fitted into the outer peripheral end portion 74a of the cover portion 74 of the elastic body portion 70, and the overlapping conductive member 20 and support member 30 are sandwiched between the holding portion 82 of the holding member 80 and the cover portion 74 of the elastic body portion 70.
- the holding member 80 is fixed to the elastic body portion 70, and the conductive member 20 and support member 30 are fixed between the holding member 80 and the elastic body portion 70.
- Figure 11 is a conceptual diagram showing an example of an application of the conductive sealing device 6.
- Figure 12 is a cross-sectional view showing an example of the use state of the conductive sealing device 6 in the application shown in Figure 11.
- the conductive sealing device 6 is applied to a drive unit 200 of a battery electric vehicle (BEV), as shown in Figure 11.
- the drive unit 200 has a configuration similar to the drive unit 100 described above (see Figures 5 and 6), but differs in that the conductive structure 1 is not attached to the drive unit 100.
- the conductive sealing device 6 is attached to the drive unit 200 in place of the oil seal 127 of the drive unit 100.
- the conductive sealing device 6 is provided between the housing 120 and shaft 122 of the reducer 102 and is in use.
- the gasket portion 73 of the elastic body portion 70 is fitted into the axial hole 126 of the housing 120, the conductive sealing device 6 is fixed to the axial hole 126, and the shaft 122 is inserted into the seal lip 71, conductive member 20, and support member 30, thereby placing the conductive sealing device 6 in an operational state.
- the seal lip 71 contacts the outer peripheral surface 122a of the shaft 122, sealing the sealed object.
- the conductive member 20 is supported by the support member 30, and the contact side surface 21 at the inner peripheral end 25 of the conductive member 20 contacts the outer peripheral surface 122a of the shaft 122.
- the holding member 80 that holds the conductive member 20 is made of a conductive metal and contacts the inner peripheral surface 126a of the axial hole 126 of the housing 120. In this way, the conductive member 20 and holding member 80 form a conductive path that allows electricity to flow between the shaft 122 and the housing 120 in operation.
- the drive unit 200 described above is one example of an application of the conductive sealing device 6, and the application of the conductive sealing device 6 is not limited to this.
- the conductive sealing device 6 is used, for example, in drive units for battery electric vehicles (BEVs), hybrid vehicles (HVs), fuel cell vehicles (FCVs), and other electric vehicles (EVs).
- BEVs battery electric vehicles
- HVs hybrid vehicles
- FCVs fuel cell vehicles
- EVs electric vehicles
- electromagnetic noise can be generated by induced currents generated by the motor.
- Electromagnetic noise can also be generated by the on/off operation of an inverter used to control the current supplied to an electric motor, or by the induced voltage of the motor itself.
- the conductive sealing device 6 forms a conductive path, directing electromagnetic noise transmitted to the shafts 110 and 122 to the housing 120. This prevents communication failures and malfunctions in electronic devices and electrolytic corrosion in metal components such as bearings.
- the conductive structure 7 of the conductive sealing device 6 is used in the same manner as the conductive structure 1 described above, and functions in the same manner as the conductive structure 1, achieving the same effects.
- the conductive structure 7 may have a conductive member 40 and a support member 50 instead of the conductive member 20 and the support member 30. That is, the conductive structure 7 may have a divider 4 and a gap 3 instead of the conductive member 20 and the support member 30.
- the convex portion 5 housed in the gap 3 is provided on the side surface 82b of the holding portion 82 of the holding member 80.
- the convex portion 5 may be provided on the holding surface 77 of the cover portion 74 of the elastic body portion 70, rather than on the side surface 82b of the holding portion 82 of the holding member 80.
- the convex portion 5 may be provided on the holding surface 77 of the cover portion 74 of the elastic body portion 70, in addition to the side surface 82b of the holding portion 82 of the holding member 80. Furthermore, one or more convex portions 5 may be provided.
- the conductive structure 7 of the conductive sealing device 6 can also be modified in various ways.
- the shape of the outer peripheral edge 20b of the conductive member 20 may not be a circular shape, but may be a shape with a straight line portion.
- the shape of the outer peripheral edge 20b of the conductive member 20 may be rectangular.
- the conductive members 20, 40 and the support members 30, 50 may be bonded together using an adhesive.
- the conductive members 20, 40 and the holding members 10, 80 or the elastic body portion 70 may also be bonded together using an adhesive. In this case, the adhesive is applied so as not to cause resistance in the conductive path. In this case, a conductive adhesive is used.
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Abstract
導電構造体(1)は、環状の導電性を有する保持部材(10)と、環状の金属材料から形成された導電部材(20)と、環状の弾性材料から形成された支持部材(30)とを備えている。導電部材(20)と支持部材(30)とは、軸線x方向に重なって、保持部材(10)に保持されている。導電部材(20)は、環状の内周端部(25)を有しており、支持部材(30)は、導電部材(20)の内周端部(25)を、内周側に押圧可能に、導電部材(20)に重なっている。
Description
本発明は、導電構造体及び導電密封装置に関し、特に、回転する軸に導電通路を形成する導電構造体及び導電密封装置である。
例えば、電気自動車(EV:Electric Vehicle)等の電動モータが搭載されている車両では、モータから発生する誘導電流等によって電磁波ノイズが発生することがある。このような電磁波ノイズは、AMラジオや他の無線通信機器に通信障害をもたらす場合がある。また、このような電磁波ノイズによって、ベアリング等の金属部品に電食が生じる場合がある。このため、従来から、このような電磁波ノイズの除去のための工夫がなされており、回転軸に導電通路を形成する導電構造体や導電装置が提案されている。例えば、モータのハウジングに導電構造体を取り付け、モータの回転軸に、導電性材料から作られたディスク状の導電部材を接触させて、回転軸とハウジングとの間に導電通路を形成し、電磁波ノイズを回転軸からハウジングに逃がす技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
導電構造体の導電部材は、回転軸に対して摺動するため、従来から、導電部材に対しては導電性を有しつつ、摩耗しにくい構成が求められている。例えば、特許文献1においては、導電部材を導電性PTFE製とすることが提案されている。しかしながら、従来の導電構造体に対しては、導電性を有しつつ耐摩耗性を更に向上することが求められている。このように、従来の導電構造体に対しては、導電性を有しつつ耐摩耗性を向上することができる構成が求められている。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性を有しつつ耐摩耗性を向上することができる導電構造体及び導電密封装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る導電構造体は、軸線周りに環状の導電性を有する部材である保持部材と、前記軸線周りに環状の金属材料から形成された部材である導電部材と、前記軸線周りに環状の弾性材料から形成された部材である支持部材とを備え、前記導電部材と前記支持部材とは、前記軸線方向に重なって、前記保持部材に保持されており、前記導電部材は、前記軸線周りに環状の内周側の端部を有しており、前記支持部材は、前記導電部材の前記内周側の端部を、内周側に押圧可能に、前記導電部材に重なっている。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である接触側面と被押圧側面とを有しており、前記支持部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である押圧側面と背面とを有しており、前記導電部材の前記被押圧側面と前記支持部材の前記押圧側面とが、互いに対向している。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、複数の貫通孔を有しており、前記支持部材は、前記導電部材の前記複数の貫通孔に進入している。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、前記複数の貫通孔を形成する網目構造を有している。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記複数の貫通孔に進入している前記支持部材の部分の少なくとも一部は、前記貫通孔から突出している。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、前記支持部材よりも、撓みやすくなっている。
本発明の一態様に係る導電構造体において、重ねられた前記導電部材及び前記支持部材は、少なくとも1つの径方向に延びるように設けられた隙間と、少なくとも1つの前記軸線周りに延びる分割体とを有しており、前記分割体は、前記軸線周りの方向に一対の端を有しており、前記隙間は、前記分割体の前記端に連なっている。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、1つの前記分割体を有しており、また、1つの前記隙間を有しており、前記分割体の前記一対の端は、前記軸線周りの方向において対向しており、前記隙間は、前記分割体の前記対向する端の間の隙間である。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材は、2つの前記分割体を有しており、また、2つの前記隙間を有しており、前記分割体の一方の前記一対の端の一方と、前記分割体の他方の前記一対の端の一方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、前記分割体の一方の前記一対の端の他方と、前記分割体の他方の前記一対の端の他方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、前記一方の分割体の前記一方の端と、前記他方の分割体の前記一方の端との間に、前記隙間の一方が形成されており、前記一方の分割体の前記他方の端と、前記他方の分割体の前記他方の端との間に、前記隙間の他方が形成されている。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記導電部材及び前記支持部材は、外周側において前記保持部材に保持されている。
本発明の一態様に係る導電構造体において、前記支持部材は、PTFE又はPEEKから形成されている。
上記目的を達成するために、本発明に係る導電密封装置は、軸と前記軸が通る孔との間の密封を図るための導電密封装置であって、軸線周りに環状の部材である補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部と、前記軸線周りに環状の導電構造体とを備え、前記弾性体部は、前記軸に接触するシールリップを有しており、前記導電構造体は、前記軸線周りに環状の導電性を有する部材である保持部材と、前記軸線周りに環状の金属材料から形成された部材である導電部材と、前記軸線周りに環状の弾性材料から形成された部材である支持部材とを備え、前記導電部材と前記支持部材とは、前記軸線方向に重なって、前記保持部材に保持されており、前記導電部材は、前記軸線周りに環状の内周側の端部を有しており、前記支持部材は、前記導電部材の前記内周側の端部を、前記軸に押圧可能に、前記導電部材に重なっている。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である接触側面と被押圧側面とを有しており、前記支持部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である押圧側面と背面とを有しており、前記導電部材の前記被押圧側面と前記支持部材の前記押圧側面とが、互いに対向している。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、複数の貫通孔を有しており、前記支持部材は、前記導電部材の前記複数の貫通孔に進入している。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、前記複数の貫通孔を形成する網目構造を有している。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記複数の複数の貫通孔に進入している前記支持部材の部分の少なくとも一部は、前記貫通孔から突出している。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、前記支持部材よりも、撓みやすくなっている。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、重ねられた前記導電部材及び前記支持部材は、少なくとも1つの径方向に延びるように設けられた隙間と、少なくとも1つの前記軸線周りに延びる分割体とを有しており、前記分割体は、前記軸線周りの方向に一対の端を有しており、前記隙間は、前記分割体の前記端に連なっている。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、1つの前記分割体を有しており、また、1つの前記隙間を有しており、前記分割体の前記一対の端は、前記軸線周りの方向において対向しており、前記隙間は、前記分割体の前記対向する端の間の隙間である。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材は、2つの前記分割体を有しており、また、2つの前記隙間を有しており、前記分割体の一方の前記一対の端の一方と、前記分割体の他方の前記一対の端の一方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、前記分割体の一方の前記一対の端の他方と、前記分割体の他方の前記一対の端の他方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、前記一方の分割体の前記一方の端と、前記他方の分割体の前記一方の端との間に、前記隙間の一方が形成されており、前記一方の分割体の前記他方の端と、前記他方の分割体の前記他方の端との間に、前記隙間の他方が形成されている。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記導電部材及び前記支持部材は、外周側において前記保持部材に保持されている。
本発明の一態様に係る導電密封装置において、前記支持部材は、PTFE又はPEEKから形成されている。
本発明に係る導電構造体及び導電密封装置よれば、導電性を有しつつ耐摩耗性を向上することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面においては、複数の構成要素について、その全てに符号が付されておらず、複数の構成要素の一部の符号は省略されている場合がある。
本発明の実施形態に係る導電構造体は、回転する軸に導電通路を形成するものであり、例えば、軸と軸が挿通される孔との間に導電通路を形成する。なお、本発明の実施形態に係る導電構造体が適用される適用対象は、これに限られない。図1は、本発明の第1実施形態に係る導電構造体1の概略構成を示す、軸線xを含む平面による断面を示す断面図であり、図2は、図1に示される導電構造体1の軸線xに対する一方を示す断面図である。
図1,2に示されるように、導電構造体1は、軸線x周りに環状の導電性を有する部材である保持部材10と、軸線x周りに環状の金属材料から形成された部材である導電部材20と、軸線x周りに環状の弾性材料から形成された部材である支持部材30とを備えている。導電部材20と支持部材30とは、軸線x方向に重なって、保持部材10に保持されている。導電部材20は、軸線x周りに環状の内周側の端部である内周端部25を有しており、支持部材30は、導電部材20の内周端部25を、内周側に押圧可能に、導電部材20に重なっている。以下、導電構造体1の構成について具体的に説明する。なお、内周側は、軸線xに直交する方向(以下、径方向ともいう。)において、軸線xに近づく側であり(図1の矢印c参照)、外周側は、径方向において、軸線xから離れる側であり(図1の矢印d参照)。
支持部材30は、例えば図1,2に示されるように、軸線x周りに環状の板状の部材であり、軸線x方向において互いに背向する一対の環状の面である押圧側面31と背面32とを有している。図1,2に示されるように、押圧側面31は、軸線x方向における一方の側(以下、正面側ともいう。)に面しており、背面32は、軸線x方向における他方の側(以下、背面側ともいう。)に面している。なお、図1に示されるように、正面側は、矢印a方向の側であり、背面側は、矢印b方向の側である。支持部材30は、内周側に端に環状の内周端30aを有しており、また、外周側の端に環状の外周端30bを有している。内周端30aは、内周側に支持部材30を軸線x方向に貫通する空間(貫通孔)を画成している。内周端30aは、例えば、軸線xを中心とする円に沿って延びている。外周端30bも同様に、例えば、軸線xを中心とする円に沿って延びている。
図1,2に示されるように、支持部材30は、環状の板状の部材であり、軸線xに直交する平面に沿って延びている。具体的には、支持部材30の外周端30b及びその近傍の部分である外周端部34は、軸線xに直交する平面に沿うように延びている。また、支持部材30の内周端30a及びその近傍の部分である内周端部33は、図1,2に示されるように、外周端部34から連続して、軸線xに直交する平面に沿うように延びている。なお、支持部材30の内周端部33は、軸線xに直交する平面に沿うように延びていなくてもよい。例えば、支持部材30の内周端部33は、背面32側が凹むように湾曲して、軸線x方向において背面側に向かうに連れて縮径するように湾曲していてもよい。また、支持部材30の内周端部33は、平面と曲面とが組み合わされた面に沿って延びていてもよい。支持部材30の材料は、弾性材料であり、例えば、樹脂材料やゴム材料、不織布等である。支持部材30の樹脂材料としては、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、POM(ポリアセタール)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PA(ポリアミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等がある。なお、支持部材30の材料は、これらに限られない。なお、支持部材30は、導電性を有していなくてもよく、導電性を有していてもよい。
支持部材30は、上述のような構成を有しており、内周端30aが画成する空間に軸が入り、軸が内周端30aに接触した際に、例えば弾性変形して、軸の外周面に向かう(径方向に向かう)所定の大きさの押圧力が発生するようになっている。つまり、この所定の押圧力が発生するように、材料や、内周端30aの径の大きさ、内周端部33における支持部材30の厚さ等が選定されている。なお、支持部材30の厚さは、押圧側面31と背面32との間の距離である。
導電部材20は、例えば図1,2に示されるように、軸線x周りに環状の板状の部材であり、軸線x方向において互いに背向する一対の環状の面である接触側面21と被押圧側面22とを有している。図1,2に示されるように、接触側面21は、軸線x方向における正面側に面しており、被押圧側面22は、軸線x方向における背面側に面している。導電部材20は、内周側に端に環状の内周端20aを有しており、また、外周側の端に環状の外周端20bを有している。内周端20aは、内周側に導電部材20を軸線x方向に貫通する空間(貫通孔)を画成している。内周端20aは、例えば、軸線xを中心とする円に沿って延びている。外周端20bも同様に、例えば、軸線xを中心とする円に沿って延びている。
上述したように、導電部材20と支持部材30とは、軸線x方向において重なっている。具体的には、図1,2に示されるように、導電部材20の被押圧側面22と支持部材30の押圧側面31とが対向しており、また、互いに接触している。図1,2に示されるように、導電部材20と支持部材30とは、例えば、軸線x方向に見て、互いに一致して重なるような形状となっている。つまり、導電部材20の被押圧側面22と支持部材30の押圧側面31とが、互いに同じ又は略同じ形状及び大きさとなっており、導電部材20の内周端20a及び外周端20bと支持部材30の内周端30a及び外周端30bとが、夫々互いに一致又は略一致して、導電部材20と支持部材30とが重なるようになっている。このように、導電部材20は、外周端20b及びその近傍に、支持部材30の外周端部34に対応した形状の外周端部26を有している。また、導電部材20は、内周端20a及びその近傍に、支持部材30の内周端部33に対応した内周端部25を有している。導電部材20の内周端部25は、図1,2に示されるように、支持部材30の内周端部33に対応した形状を有しており、軸線xに直交する平面に沿って延びている。なお、導電部材20の内周端部25は、平面に沿っていなくてもよい。導電部材20の内周端部25は、支持部材30の内周端部33に対応した他の形状となっていてもよい。例えば、支持部材30の内周端部33が、湾曲して延びている場合、導電部材20の内周端部25も、支持部材30の内周端部33に対応して、湾曲して延びる。
導電部材20は、上述したように、金属製である。図1,2に示されるように、導電部材20は、導電構造体1において、支持部材30と同じ又は略同じ形状となっている。ただし、導電部材20は、柔らかく、自由状態において、支持部材30と同じ又は略同じ形状が維持されるものでなくてもよく、また、自由状態において、支持部材30と同じ又は略同じ形状が維持されるものであってもよい。例えば、導電部材20が、自由状態において、支持部材30と同じ又は略同じ形状を維持するものであった場合でも、導電部材20は、支持部材30よりも柔らかくなっており、支持部材30よりも撓みやすくなっている。なお、導電部材20の自由状態とは、単体の状態であり、導電部材20に外力が加わっていない状態である。
導電部材20は、例えば、複数の貫通孔を有している。具体的には例えば、導電部材20は、複数の貫通孔を形成する網目構造を有している。例えば、導電部材20は、金属布である。網目構造は、接触側面21と被押圧側面22とに沿って広がっており、貫通孔は、接触側面21と被押圧側面22との間を貫通している。なお、導電部材20は、貫通孔を有していなくてもよい。
図3,4は、図1,2に示される導電部材20と支持部材30との一部を拡大して示す図であり、図3は、軸線xを含む平面による断面を示しており、図4は、正面側から見た図である。図3,4に示されるように、例えば、導電部材20は、格子状に延びる複数の金属線23によって形成されており、複数の金属線23の間に複数の貫通孔24が形成されている。なお、金属線23は、線状に延びる金属から形成された構造であり、複数の金属線23は、夫々独立した部材であってもよく、または、一体になっていてもよい。図3,4に示されるように、複数の金属線23は、接触側面21及び被押圧側面22を形成しており、被押圧側面22に支持部材30の押圧側面31が接触している。
図3に示されるように、例えば、支持部材30は、導電部材20の複数の貫通孔24に進入している。つまり、支持部材30の押圧側面31の複数の貫通孔24に対向する部分が、導電部材20側に突出して、この突出した部分が、複数の貫通孔24内に進入している。このように、支持部材30は、押圧側面31に、複数の突出部35を有しており、複数の突出部35は夫々、導電部材20の複数の貫通孔24内に進入している。図3に示されるように、支持部材30の突出部35は、導電部材20の接触側面21まで達したおらず、貫通孔24の途中まで突出しているものであってもよい。また、支持部材30の突出部35は、導電部材20の接触側面21まで達しているものであってもよい。つまり、支持部材30の突出部35は、貫通孔24の接触側面21側の端まで突出しているものであってもよく、または、貫通孔24の接触側面21側の端を超えて突出しているものであってもよい。なお、支持部材30の押圧側面31の貫通孔24に対向する部分に、突出部35が形成されていなくてもよい。
導電部材20と支持部材30とは、夫々別に作られたものを重ね合わせてもよく、インサート成形により、導電部材20と支持部材30とを一体成形してもよい。夫々別に作られた導電部材20と支持部材30とを重ね合わせる場合、プレス等により、支持部材30の押圧側面31に複数の突出部35を形成することができる。支持部材30の押圧側面31に突出部35を形成しない場合、例えば、導電部材20と支持部材30とを重ねて、保持部材10に保持させる。なお、導電部材20と支持部材30とを互いに接着させてもよい。
図1,2に示されるように、保持部材10は、具体的には、内側に位置する内保持部材11と、外側に位置する外保持部材15とを有している。内保持部材11と外保持部材15とは、軸線x周りに環状の部材であり、互いの間に導電部材20と支持部材30とを重ねて保持可能な形態となっている。
図2に示されるように、内保持部材11は、例えば、軸線x周りに環状の部分である嵌合部12と、軸線x周りに環状の部分である保持部13とを有している。嵌合部12は、軸線xに沿って延びる筒状の部分であり、保持部13は、嵌合部12の正面側の端部から内周側に延びる円環状の部分である。嵌合部12は、例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状になっている。
図2に示されるように、外保持部材15は、例えば、軸線x周りに環状の部分である嵌合部16と、軸線x周りに環状の部分である保持部17とを有している。嵌合部16は、軸線xに沿って延びる筒状の部分であり、保持部17は、嵌合部16の正面側の端部から内周側に延びる円環状の部分である。嵌合部16は、例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状になっている。
図1,2に示されるように、内保持部材11と外保持部材15とは互いに嵌合されるようになっている。具体的には例えば、内保持部材11の嵌合部12の外周面12aの径が、外保持部材15の嵌合部16の内周面16aの径よりも大きくなっており、外保持部材15の嵌合部16の内周側に内保持部材11の嵌合部12が圧入されて、内保持部材11の嵌合部12と外保持部材15の嵌合部16とは互いに嵌合されるようになっている。なお、嵌合部12の外周面12aは、嵌合部12の外周側に面する環状の面であり、また、嵌合部16の内周面16aは、嵌合部16の内周側に面する環状の面である。また、図1,2に示されるように、内保持部材11の嵌合部12と外保持部材15の嵌合部16とが互いに嵌合された状態において、内保持部材11の保持部13と、外保持部材15の保持部17とは、軸線x方向において対向する部分を有するようになっている。
また、図1,2に示されるように、内保持部材11と外保持部材15とが互いに嵌合された状態において、内保持部材11の保持部13と、外保持部材15の保持部17とは、軸線x方向において、互いに重ねられた導電部材20及び支持部材30に対向するようになっている。具体的には、支持部材30の外周端部34における背面32が、内保持部材11の保持部13に対向し、導電部材20の外周端部26における接触側面21が、外保持部材15の保持部17に対向するようになっている。なお、図1,2に示されるように、導電部材20及び支持部材30夫々の内周端部25及び内周端部33は、内保持部材11の保持部13よりも内周側に位置し、また、外保持部材15の保持部17よりも内周側に位置するようになっている。
図2に示されるように、内保持部材11と外保持部材15とが嵌合されて、互いに重ねられた導電部材20と支持部材30とが夫々外周端部26及び外周端部34において、内保持部材11の保持部13と外保持部材15の保持部17との間に挟まれて軸線x方向に押圧された状態で、外保持部材15の嵌合部16に押さえ部18が形成され、内保持部材11は、外保持部材15に対して固定される。なお、外保持部材15の押さえ部18は、内保持部材11の嵌合部12に接触して、嵌合部12を軸線x方向において固定する部分である。このように、互いに重ねられた導電部材20と支持部材30とは、内保持部材11と外保持部材15との間に固定された状態(以下、「組立状態」ともいう。)になる。
内保持部材11及び外保持部材15は、導電性を有する金属から作られている。なお、内保持部材11及び外保持部材15は、他の導電性を有する材料から形成されていてもよい。
導電構造体1の各構成部材は、上述のような構成を有しており、組み立てられて組立状態になり、図1,2に示されるような導電構造体1となる。導電構造体1において、内保持部材11の嵌合部12が外保持部材15の嵌合部16に嵌合されており、また、内保持部材11の嵌合部12は、外保持部材15の嵌合部16の押さえ部18によって、正面側に向かって押されている。また、互いに重ね合わされた導電部材20と支持部材30とは、内保持部材11の保持部13と外保持部材15の保持部17との間に挟まれている。導電部材20及び支持部材30は夫々、外周端部26及び外周端部34において内保持部材11及び外保持部材15に保持されている。このように、内保持部材11は外保持部材15に固定されており、導電部材20及び支持部材30は、内保持部材11と外保持部材15との間に固定されている。また、導電部材20及び支持部材30は夫々、後述する使用状態において軸に導電部材20の接触側面21が接触するように、内保持部材11及び外保持部材15に取り付けられている。なお、図1,2に示されるように、導電部材20及び支持部材30は夫々、導電部材20の接触側面21が正面側に向くように、内保持部材11及び外保持部材15に取り付けられているが、導電部材20及び支持部材30は夫々、導電部材20の接触側面21が背面側に向くように、内保持部材11及び外保持部材15に取り付けられていてもよい。
図1,2に示されるような組立状態になる前に、外保持部材15の嵌合部16は、押さえ部18を有していなくてもよい。例えば、嵌合部16に押さえ部18が形成されていない外保持部材15に、互いに重ね合わされた導電部材20及び支持部材30を取り付け、その後、外保持部材15の嵌合部16に内保持部材11の嵌合部12を取り付けた後に、嵌合部16に押さえ部18を形成してもよい。つまり、押さえ部18を形成することにより、嵌合部12と嵌合部16とをかしめて、押さえ部18によって嵌合部12の端を正面側に押圧するようにして、導電部材20、支持部材30、内保持部材11、及び外保持部材15を、図1,2に示されるように、組立状態にしてもよい。
次いで、導電構造体1の作用について説明する。図5は、導電構造体1の適用対象の一例を示すための概念図である。図6は、図5に示される適用対象における、導電構造体1の使用状態の一例を示す断面図である。導電構造体1は、一例として、図5に示されるように、バッテリー電気自動車(BEV)の駆動装置100に適用される。駆動装置100は、例えば図5に示されるように、電動モータ101、減速機102、電動モータ101を制御するインバータ103、及び電源としてのバッテリー104を有している。電動モータ101において、軸110は、ハウジング111内に支持されたベアリング112に回転可能に支持されており、また、ハウジング111の軸孔113を通ってハウジング111の外に出ている。電動モータ101の軸110は、減速機102のハウジング120の軸孔124を通ってハウジング120内に入っており、ハウジング120内に支持されたベアリング123に回転可能に支持されている。また、軸110は、ハウジング120内の減速ギア段121に接続している。また、減速機102には、減速ギア段121によって減速された回転駆動力を出力する軸122が設けられている。軸122は、ハウジング120内に支持されたベアリング123に回転可能に支持されており、また、車輪105に接続して、車輪105に回転駆動力を伝達可能になっている。減速機102のハウジング120の軸孔124には、軸孔124と電動モータ101の軸110との間の隙間を密閉するためのオイルシール125が取り付けられている。減速機102の軸122が通るハウジング120の軸孔126には、軸孔126と軸122との間の隙間を密閉するためのオイルシール127が取り付けられている。なお、電動モータ101の軸110及びハウジング111は、金属製であり、減速機102のハウジング120及び軸122は、金属製である。
導電構造体1は、一例として、電動モータ101のハウジング111と軸110との間に設けられて、使用状態になる。具体的には、図6に示されるように、保持部材10の外保持部材15の嵌合部16がハウジング111の軸孔113に嵌着されて、導電構造体1が軸孔113に固定され、また、軸110が導電部材20及び支持部材30に挿入されて、導電構造体1は使用状態になる。使用状態において、導電部材20の内周端部25における接触側面21は、軸110の外周面110aに接触しており、また、導電部材20の内周端部25は、軸110に外周側に押されて変形している。図6に示されるように、導電部材20の内周端部25は、軸線x方向に幅を持って、軸110の外周面110aに接触している。また、導電部材20が取り付けられた保持部材10(内保持部材11及び外保持部材15)は導電性を有する金属で作られており、ハウジング111の軸孔113の内周面113aに接触している。このように、導電部材20と保持部材10とは、使用状態において、電動モータ101の軸110とハウジング111との間に電気を流す導電通路を形成している。
また、図6に示されるように、支持部材30が背面側から導電部材20に重なっており、導電部材20の被押圧側面22に支持部材30の押圧側面31が接触している。上述のように、使用状態において、導電部材20の内周端部25は、軸110から外周側の反力を受けて変形しており、支持部材30の内周端部33も、導電部材20の内周端部25を介して、軸110から外周側の反力を受けて変形している。支持部材30の内周端部33は、上述のように弾性を有しているため、支持部材30の内周端部33は弾性変形しており、支持部材30の内周端部33には、軸110から受ける力に対する反力が発生している。この支持部材30の反力によって、導電部材20は、軸110の外周面110aに押し付けられており、導電部材20の接触側面21は、軸110に向かって押圧されて、軸110の外周面110aに接触している。
このように、使用状態において、導電部材20は、支持部材30の反力によって、軸110の外周面110aに押し付けられており、導電部材20と軸110との間の接触が強固なものになっている。また、導電部材20の内周端部25の軸110に対する追従性が向上されており、この点においても、導電部材20と軸110との間の接触が強固なものになっている。このように、導電構造体1においては、導電部材20と軸110との間の接触が安定したものになっている。このため、電動モータ101の軸110とハウジング111との間の導電通路を、電気を安定して流す導電通路とすることができる。
また、図3,4に示されるように、導電部材20の複数の貫通孔24内に、支持部材30の押圧側面31に形成された突出部35が進入しており、この突出部35が導電部材20の接触側面21を超えて突出している場合、導電部材20に加えて、この支持部材30の突出部35も軸110の外周面110aに接触する。支持部材30が樹脂製部材等の金属製部材よりも潤滑性能の高い部材である場合、貫通孔24から飛び出した突出部35が軸110に接触することにより、導電部材20に対して摺動する軸110に対し、潤滑効果が付与される。このため、導電部材20に対する軸110の摺動が滑らかになり、導電部材20の摩耗を抑制することができる。また、突出部35が貫通孔24から飛び出していない場合であっても、導電部材20の摩耗により、突出部35が貫通孔24から飛び出した際に、突出部35は軸110に接触し、導電部材20に対して摺動する軸110に対し、潤滑効果を付与することができる。このように、支持部材30の押圧側面31に形成された突出部35は、導電部材20の耐摩耗性を向上させることができる。
また、使用状態において、導電部材20は、支持部材30によって支持されて、軸110に安定して接触するようになっている。このため、導電部材20の剛性を低くすることができる。また、導電部材20は、複数の貫通孔24を有する網目構造を有しており、導電部材20の剛性は、この構成によっても低くされている。このため、導電部材20の軸110に対する接触を滑らかな接触にすることができる。これにより、導電部材20の耐摩耗性を向上させることができる。導電部材20の剛性は、貫通孔24の数や金属線23の線径の設定や、導電部材20を作る金属材料の種類等によって調整することができる。また、導電部材20に切り込みを入れることによっても導電部材20の剛性を調整することができる。
また、導電構造体1は、減速機102のハウジング120と軸122との間に設けられてもよい。具体的には、図5に示されるように、オイルシール127の外側において、ハウジング120の軸孔126と軸122との間の隙間に、導電構造体1が設けられてもよい。この場合も電動モータ101に取り付けられた導電構造体1と同様に、導電構造体1の導電部材20及び支持部材30と保持部材10とは、減速機102の軸122とハウジング120との間に電気を流す導電通路を形成する。
なお、上述の駆動装置100は、導電構造体1の適用対象の一例であり、導電構造体1の適用対象はこれに限られない。導電構造体1は、例えば、バッテリー電気自動車(BEV)の他の、ハイブリッド自動車(HV)、燃料電池自動車(FCV)等の電気自動車(EV)等の駆動装置に用いられる。電気自動車(EV)等の電動モータが搭載されている車両では、モータから発生する誘導電流等によって電磁波ノイズが発生することがある。また、電動モータ等の電動機に供給する電流制御用のインバータのオンオフ動作、あるいは電動機自身の誘導電圧等によって電磁波ノイズが発生することがある。上述のように、導電構造体1は導電通路を形成し、軸110,122に伝達された電磁波ノイズをハウジング111,120に流す。これによって電子機器に通信障害や誤動作が発生すること、ベアリング等の金属部品に電食が発生することを防止することができる。
上述のように、導電構造体1は、導電部材20の耐摩耗性を向上させることができる。このため、導電部材20の摩耗やへたりを抑制するために、導電部材20と軸110,122との間に導電性を有する潤滑剤を設けなくてもよい。このため、軸110,122とハウジング111,120との間の導電通路に、導電通路の抵抗となり得る潤滑剤はなく、使用状態において導電構造体1の導電性能が低下することを抑制できる。
また、導電構造体1は、例えば図6に示されるように、保持部材10をハウジング111の軸孔113に嵌着させることにより、軸110の周りに取り付けることができる。このように、導電構造体1の取り付けには、軸110の外周面110aを囲む環状のスペースのみが必要である。軸110の外周面110aと軸孔113の内周面113aとの間に導電構造体1を取り付けるスペースがある場合は、軸孔113に導電構造体1を取り付けられるので、ハウジング111に導電構造体1を取り付けのためのスペースを追加で設ける必要はない。また、軸110の外周面110aと軸孔113の内周面113aとの間に導電構造体1を取り付けるスペースがない場合であっても、導電構造体1の断面は大きくないため、導電構造体1を取り付けのために、小さな環状のスペースを軸孔113の内周面113aに設けるだけでよい。このように、導電構造体1は、導電構造体1が取り付けられるスペースを小さくすることができ、省スペースを可能にできる。
上述のように、本発明の第1実施形態に係る導電構造体1は、導電性を有しつつ耐摩耗性を向上することができる。
次いで、本発明の第2実施形態に係る導電構造体2について説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る導電構造体2の背面図であり、図8は、図7の線A-Aに沿う断面の軸線xに対する一方を示す断面図である。図7には、軸110が挿入された使用状態における状態で導電構造体2が示されており、図8には、軸110が挿入されていない組立状態で導電構造体2が示されている。なお、図8において、カッコ内の符号は、断面の反対側の構成を示している。導電構造体2は、上述の導電構造体1に対して、導電部材及び支持部材の構成が異なる。以下、導電構造体2の構成について、上述の導電構造体1と同じ構成又は同様の機能を有する構成については、同じ符号を付してその説明を省略し、導電構造体1と異なる構成について説明する。
図7,8に示されるように、導電構造体2は、導電構造体1の導電部材20及び支持部材30とは夫々異なる導電部材40及び支持部材50を有している。導電構造体2においても、導電部材40と支持部材50とは、導電構造体1の導電部材20及び支持部材30と同様に重ねられて保持部材10に保持される。
図7,8に示されるように、導電構造体2において、重ねられた導電部材40及び支持部材50は、少なくとも1つの径方向に延びるように設けられた隙間3と、少なくとも1つの軸線x周りに延びる分割体4とを有している。分割体4は、軸線x周りの方向に一対の端4a,4bを有している。隙間3は、分割体4の端4a,4bに連なっている。
図7,8に示されるように、重ねられた導電部材40及び支持部材50は、例えば、導電構造体2において、2つの隙間3(隙間3A,3B)と2つの分割体4(分割体4A,4B)とから構成された、環状の板状の構造体となっている。図7,8に示されるように、分割体4Aは、一対の端4a,4bとしての一対の端4Aa,4Abを有しており、分割体4Bは、一対の端4a,4bとしての一対の端4Ba,4Bbを有している。分割体4の一方(分割体4A)の一対の端の一方(端4Aa)と、分割体4の他方(分割体4B)の一対の端の一方(4Ba)とは、軸線x周りの方向(周方向)において対向している。また、分割体4Aの一対の端の他方(端4Ab)と、分割体4Bの一対の端の他方(端4Bb)とは、軸線x周りの方向(周方向)において対向している。分割体4Aの端4Aaと、分割体4Bの端4Baとの間に、隙間3の一方(隙間3A)が形成されており、分割体4Aの端4Abと、分割体4Bの端4Bbとの間に、隙間3の他方(隙間3B)が形成されている。
分割体4A,4Bは、図1~4に示される、導電構造体1の重ねられた導電部材20及び支持部材30の一部に対応する部材であり、分割体4A,4Bは夫々、導電構造体1の重ねられた導電部材20及び支持部材30の一部に一致又は略一致する。分割体4A,4Bは、例えば、図1~4に示される、重ねられた導電部材20及び支持部材30を、隙間3A,3Bを形成するように分割することにより形成される。なお、このため、分割体4A,4Bの軸線xを含む平面による断面の形状は、図2に示される導電構造体1の重ねられた導電部材20及び支持部材30の断面形状と同じである(図8参照)。
図8に示されるように、分割体4Aは、導電部材片20Aと支持部材片30Aとを有している。導電部材片20Aは、導電構造体1の導電部材20の一部に対応する部材であり、支持部材片30Aは、導電構造体1の支持部材30の一部に対応する部材である。また、分割体4Bは、導電部材片20Bと支持部材片30Bとを有している。導電部材片20Bは、導電構造体1の導電部材20の一部に対応する部材であり、支持部材片30Bは、導電構造体1の支持部材30の一部に対応する部材である。このため、導電部材片20Aは、導電部材20と同じ断面形状を有しており、また、導電部材20の内周端20a、外周端20b、接触側面21、被押圧側面22、内周端部25、及び外周端部26夫々の一部に対応する、内周端20Aa、外周端20Ab、接触側面21A、被押圧側面22A、内周端部25A、及び外周端部26Aを有している。また、導電部材片20Aは、導電部材20と同様に構成されており、例えば、複数の金属線23及び複数の貫通孔24を有している。同様に、導電部材片20Bは、導電部材20と同じ断面形状を有しており、また、導電部材20の内周端20a、外周端20b、接触側面21、被押圧側面22、内周端部25、及び外周端部26夫々の一部に対応する、内周端20Ba、外周端20Bb、接触側面21B、被押圧側面22B、内周端部25B、及び外周端部26Bを有している。また、導電部材片20Bは、導電部材20と同様に構成されており、例えば、複数の金属線23及び複数の貫通孔24を有している。
また、支持部材片30Aは、支持部材30と同じ断面形状を有しており、また、支持部材30の内周端30a、外周端30b、押圧側面31、背面32、内周端部33、及び外周端部34夫々の一部に対応する、内周端30Aa、外周端30Ab、押圧側面31A、背面32A、内周端部33A、及び外周端部34Aを有している。同様に、支持部材片30Bは、支持部材30と同じ断面形状を有しており、また、支持部材30の内周端30a、外周端30b、押圧側面31、背面32、内周端部33、及び外周端部34夫々の一部に対応する、内周端30Ba、外周端30Bb、押圧側面31B、背面32B、内周端部33B、及び外周端部34Bを有している。また、支持部材片30A,30Bは、支持部材30と同様に、複数の凸部35を有している。
分割体4Aにおいて、導電部材片20Aと支持部材片30Aとは、導電部材20と支持部材30と同様に重なっている。具体的には、導電部材片20Aの被押圧側面22Aと支持部材片30Aの押圧側面31Aとが接触している。また、導電部材片20Aの被押圧側面22Aと支持部材片30Aの押圧側面31Aとが、互いに同じ又は略同じ形状及び大きさとなっており、導電部材片20Aの内周端20Aa及び外周端20Abと支持部材片30Aの内周端30Aa及び外周端30Abとが、夫々互いに一致又は略一致している。導電部材片20Aは、一対の周方向の端である端20Ac,20Adを有しており、また、支持部材片30Aは、一対の周方向の端である端30Ac,30Adを有している。導電部材片20Aの端20Acと支持部材片30Aの端30Acとは、重なって、分割体4Aの端4Aaを形成しており、導電部材片20Aの端20Adと支持部材片30Aの端30Adとは、重なって、分割体4Aの端4Abを形成している。
同様に、分割体4Bにおいて、導電部材片20Bと支持部材片30Bとは、導電部材20と支持部材30と同様に重なっている。具体的には、導電部材片20Bの被押圧側面22Bと支持部材片30Bの押圧側面31Bとが接触している。また、導電部材片20Bの被押圧側面22Bと支持部材片30Bの押圧側面31Bとが、互いに同じ又は略同じ形状及び大きさとなっており、導電部材片20Bの内周端20Ba及び外周端20Bbと支持部材片30Bの内周端30Ba及び外周端30Bbとが、夫々互いに一致又は略一致している。導電部材片20Bは、一対の周方向の端である端20Bc,20Bdを有しており、また、支持部材片30Bは、一対の周方向の端である端30Bc,30Bdを有している。導電部材片20Bの端20Bcと支持部材片30Bの端30Bcとは、重なって、分割体4Bの端4Baを形成しており、導電部材片20Bの端20Bdと支持部材片30Bの端30Bdとは、重なって、分割体4Bの端4Bbを形成している。
上述のように、分割体4A,4Bは夫々、重ねられた導電部材20及び支持部材30の一部に対応する部材であり、図7に示されるように、軸線x周りの円弧に沿って延びる板状の部材である。分割体4A,4Bは、例えば、軸線xを中心又は略中心とする円弧又は略円弧に沿って延びている。具体的には例えば、図7に示されるように、分割体4A,4Bは、分割体4A,4Bが沿って延びる円の半円よりも短くなるように、周方向に延びている。つまり、分割体4A(導電部材片20Aと支持部材片30A)の端4Aa及び端4Abが共に、軸線xを含む1つの平面上に位置する、または、軸線xを含む1つの平面を超える、ことがないようなに、分割体4Aは周方向に延びている。図7に示されるように、分割体4Aの端4Aa,4Abは、例えば、軸線xを含む平面に平行に又は略平行に延びており、軸線xに直交する方向に面している。なお、分割体4Aの端4Aa,4Abは、軸線xを含む平面に平行に延びていなくてもよい。
分割体4B(導電部材片20Bと支持部材片30B)は、分割体4Aと同様の形状を有しており、分割体3Bの端4Ba及び端4Bbが共に、軸線xを含む1つの平面上に位置する、または、軸線xを含む1つの平面を超える、ことがないようなに、分割体4Bは周方向に延びている。図7に示されるように、分割体4Bの端4Ba,4Bbは、例えば、軸線xを含む平面に平行に又は略平行に延びており、軸線xに直交する方向に面している。なお、分割体4Bの端4Ba,4Bbは、軸線xを含む平面に平行に延びていなくてもよい。なお、分割体4Bは、分割体4Aと同様に形成されていなくてもよく、分割体4Aと同じ形態を有していなくてもよい。
上述したように、導電部材40は、導電部材片20A,20Bを有しており、また、支持部材50は、支持部材片30A,30Bを有している。また、分割体4Aは、導電部材片20Aと支持部材片30Aが互いに重ねられて形成されており、また、分割体4Bは、導電部材片20Bと支持部材片30Bが互いに重ねられて形成されている。図7に示されるように、導電構造体2において、各構成要素である分割体4A,4B及び隙間3A,3Bは、軸線xを中心又は略中心とする円又は略円上に位置している。具体的には、例えば、分割体4Aと分割体4Bとは、軸線xを含む平面について対称となるように配置されている。また、導電部材片20Aの内周端20Aaと、導電部材片20Bの内周端20Baとが、軸線xを中心又は略中心とする円又は略円上に位置するように、分割体4Aと分割体4Bとは配置されている。分割体4Aの端4Aaと分割体4Bの端4Baとは、軸線xに直交する方向において互いに対向しており、分割体4Aの端4Abと分割体4Bの端4Bbとは、軸線xに直交する方向において互いに対向している。これにより、分割体4Aの端4Aaと分割体4Bの端4Baとの間に隙間3Aが形成されており、また、分割体4Aの端4Abと分割体4Bの端4Bbとの間に隙間3Bが形成されている。このように、隙間3Aは、分割体4Aの端4Aaと分割体4Bの端4Baとに連なっており、隙間3Bは、分割体4Aの端4Abと分割体4Bの端4Bbとに連なっている。
導電構造体2も、上述の導電構造体1と同様に使用されて、電動モータ101の軸110とハウジング111との間に導電通路を形成する。また、導電構造体2も、上述の導電構造体1と同様に作用して、同様の効果を奏する。
また、導電構造体2においては、分割体4A,4Bは、隙間3A,3Bを介して環状に並べられている。このため、使用状態において、軸110の回転によって分割体4A,4Bに外力が加わったとしても、分割体4A,4Bは、隙間3A,3Bに逃げることができる。このため導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bに、応力集中が発生するような変形や軸110への接触が、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bに生じることを抑制できる。これにより、導電部材片20A,20Bの摩耗や、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bのへたりを抑制することができる。
また、導電構造体2において、分割体4A,4Bは、隙間3A,3Bを介して環状に並べられている。このため、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bを保持部材10に固定する際に、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bは、隙間3A,3Bに逃げることができる。これにより、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bを保持部材10に固定する際に、導電部材片20A,20Bや支持部材片30A,30Bにしわ等の変形が生じることを抑制できる。
なお、図7,8に示されるように、外保持部材15の保持部17の側面17aには、例えば、分割体4A,4Bの隙間3A,3B夫々に対応する周方向の位置に、背面側に突出する部分である凸部5a,5bが設けられていてもよい。導電構造体2において、凸部5aは、隙間3Aに収容され、凸部5bは、隙間3Bに収容される。隙間3Aにおいて、凸部5aは、分割体4Aの端4Aa及び分割体4Bの端4Baに接触するようになっており、隙間3Bにおいて、凸部5bは、分割体4Aの端4Ab及び分割体4Bの端4Bbに接触するようになっている。なお、隙間3Aにおいて、凸部5aと分割体4Aの端4Aaとの間には隙間が形成されていてもよい。また、隙間3Aにおいて、凸部5aと分割体4Bの端4Baとの間には隙間が形成されていてもよい。同様に、隙間3Bにおいて、凸部5bと分割体4Aの端4Abとの間には隙間が形成されていてもよい。また、隙間3Bにおいて、凸部5bと分割体4Bの端4Bbとの間には隙間が形成されていてもよい。なお、凸5a,5bは、外保持部材15の保持部17の側面17aではなく、内保持部材11の保持部13の側面13aに、同様に夫々隙間3A,3Bに収容されるように設けられていてもよい。また、凸部5a,5bは、外保持部材15の保持部17の側面17aに加えて、内保持部材11の保持部13の側面13aにも設けられていてもよい。また、凸部5aは、複数設けられていてもよい。また、凸部5bは、複数設けられていてもよい。凸部5a,5bは、分割体4A,4Bの保持部材10に対する回転の防止を図ることができる。
上述のように、本発明の第2実施形態に係る導電構造体2は、導電性を有しつつ耐摩耗性を向上することができる。
次いで、上述の導電構造体2の変形例について説明する。図9は、導電構造体2の変形例を示すための背面図であり、変形例に係る分割体4Cが示されている。図9に示されるように、変形例に係る導電構造体2は、分割体4として1つの分割体4Cと、隙間3として1つの隙間3Cとを有しているものである。変形例に係る導電構造体2には、隙間3A又は隙間3Bの一方がなく、隙間3A又は隙間3Bの一方の部分にも分割体4A又は分割体4Bが延びており、隙間3A又は隙間3Bの一方の部分において分割体4Aと分割体4Bとがつながって1つの分割体4Cとなっているものである。変形例に係る導電構造体2の分割体4Cは、図9に示されるように例えば、軸線xを中心又は略中心とする円又は略円上に延びており、端4Caと端4Cbとは、周方向において対向しており、具体的には例えば、軸線xに直交する方向において対向している。分割体4Cは、分割体4A,4Bと同様に、導電構造体1の導電部材20の一部に対応する部材である導電部材片20Cと、導電構造体1の支持部材30の一部に対応する部材である支持部材片30Cとを有している。なお、導電構造体2は、3つ以上の隙間3及び3つ以上の分割体4を有していてもよい。この場合も、複数の隙間3及び複数の分割体4は、環状に連なっている。本変形例においては、凸部5a,5bの一方のみが設けられている。
次いで、本発明の第1実施形態に係る導電密封装置6について説明する。図10は、導電密封装置6の概略構成を示す、導電密封装置6の軸線xを含む平面による断面の軸線xに対する一方を示す断面図である。導電密封装置6は、適用対象の軸と軸が通る孔との間の密封を図るための密封装置であって、また、軸と軸が通る孔との間に導電通路を形成する導電構造体である。
図10に示されるように、導電密封装置6は、軸線x周りに環状の部材である補強環60と、補強環60に取り付けられている軸線x周りに環状の弾性体から形成された弾性体部70と、軸線x周りに環状の導電構造体7とを備えている。弾性体部70は、軸に接触するシールリップ71を有している。導電構造体7は、軸線x周りに環状の部材である保持部材80と、上述の導電部材20及び支持部材30とを有している。導電部材20と支持部材30とは、上述の導電構造体1における導電部材20と支持部材30と同様に重なって、保持部材80に保持されている。以下、導電密封装置6の構成について具体的に説明する。
図10に示されるように、導電密封装置6は、例えば、公知のオイルシールと同様の補強環60及び弾性体部70を有しており、補強環60は、筒部61と円環部62とを有している。また、弾性体部70は、シールリップ71に加えて、基部72、ガスケット部73、及びカバー部74を有している。シールリップ71は基部72から密封対象物側に向かって延びている。ガスケット部73は、補強環60の筒部61を外周側から覆う部分であり、適用対象の孔に圧入される部分である。ガスケット部73の外周面73aは、適用対象の孔に押し付けられるような径になっている。カバー部74は、補強環60の円環部62を、密封対象物側と反対側から覆う部分である。
図10に示されるように、カバー部74の外周側の端部(外周端部74a)には、外周側に面する環状の面である嵌合面75が形成されている。嵌合面75は、例えば、軸線xを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒面である。嵌合面75は、具体的には例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。嵌合面75は、例えば図10に示されるように、外周端部74aの他の部分よりも外周側に位置しており、ガスケット部73との間に内周側に凹む環状の凹部76が形成されている。カバー部74の嵌合面75は、ガスケット部73の外周面73aよりも径方向において内周側に位置している。
また、カバー部74は、密封対象物側と反対側に面する環状の面である保持面77を有している。保持面77は、例えば、軸線xに直交する平面に沿って延びる面である。保持面77は、具体的には例えば、軸線xに直交する平面に平行又は略平行な面上を延びる面である。
導電構造体7の保持部材80は、図10に示されるように、上述の導電構造体1の保持部材10の外保持部材15と同様の形態を有している。保持部材80は、外保持部材15と同じ導電性の材料から作られている。図10に示されるように、保持部材80は、例えば、軸線x周りに環状の部分である嵌合部81と、軸線x周りに環状の部分である保持部82とを有している。嵌合部81は、軸線xに沿って延びる筒状の部分であり、保持部82は、嵌合部81の正面側の端部から内周側に延びる円環状の部分である。図10に示されるように、嵌合部81は、例えば、径方向において互いに背向する面である外周面81aと内周面81bとを有している。外周面81aは、外周側に面する環状の面であり、内周面81bは、内周側に面する環状の面である。内周面81bは、軸線xに沿って延びる筒面であり、例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。また、図10に示されるように、保持部82は、例えば、軸線x方向において互いに背向する面である側面82a,82bを有している。嵌合部81の内周面81bにつながる側面82bは、軸線xに直交する平面に沿って延びており、例えば、軸線xに直交する平面に平行又は略平行な面上に延びている。
保持部材80の嵌合部81は、弾性体部70のカバー部74の外周端部74aに嵌合可能になっている。具体的には例えば、嵌合部81の内周面81bの径が、カバー部74の外周端部74aの嵌合面75の径よりも小さくなっている。これにより、保持部材80の嵌合部81内に、弾性体部70のカバー部74が圧入されて、保持部材80が弾性体部70に固定されるようになっている。
図10に示されるように、重ねられた導電部材20及び支持部材30は、保持部材80の保持部82と弾性体部70のカバー部74の保持面77との間に保持されている。具体的には、支持部材30の外周端部34における背面32に、保持部材80の側面82bが接触して、導電部材20の外周端部25をカバー部74の保持面77に押し付けている。上述のように、保持部材80の嵌合部81が、弾性体部70のカバー部74の外周端部74aに嵌合されて、保持部82が支持部材30及び導電部材20をカバー部74の保持面77に押し付けた状態で、保持部材80が弾性体部70に固定されている。なお、保持部材80の嵌合部81の端部81cに、カバー部74の凹部76に収容される凸部83を設けてもよい(図10参照)。上述のように、保持部材80の嵌合部81が、弾性体部70のカバー部74の外周端部74aに嵌合された際に、凸部83が凹部76に収容されるようにすることにより、保持部82が支持部材30及び導電部材20をカバー部74の保持面77に押し付けた状態で、保持部材80をより強固に弾性体部70に固定させることができる。
導電密封装置6において、上述の導電構造体1における導電部材20及び支持部材30と同様に、導電部材20の被押圧側面22に支持部材30の押圧側面31が接触して、支持部材30が導電部材20を支持している。これにより、導電密封装置6においても、導電部材20の内周端部25における接触側面21は、適用対象の軸の外周面に接触するようなっている。
導電密封装置6の各構成部材は、上述のような構成を有しており、組み立てられて組立状態になり、図10に示されるような導電密封装置6となる。導電密封装置6において、保持部材80の嵌合部81が弾性体部70のカバー部74の外周端部74aに嵌合されており、重ねられた導電部材20及び支持部材30は、保持部材80の保持部82と弾性体部70のカバー部74との間に挟まれている。このように、保持部材80は弾性体部70に固定されており、導電部材20と支持部材30とは、保持部材80と弾性体部70との間に固定されている。
図11は、導電密封装置6の適用対象の一例を示すための概念図である。図12は、図11に示す適用対象における、導電密封装置6の使用状態の一例を示す断面図である。導電密封装置6は、一例として、図11に示されるように、バッテリー電気自動車(BEV)の駆動装置200に適用される。駆動装置200は、上述の駆動装置100(図5,6参照)と同様の構成を有しているが、駆動装置100に対して、導電構造体1が取り付けられない点で異なる。また、駆動装置200には、駆動装置100のオイルシール127に変えて、導電密封装置6が取り付けられている。導電密封装置6は、一例として、減速機102のハウジング120と軸122との間に設けられて、使用状態になる。具体的には、弾性体部70のガスケット部73がハウジング120の軸孔126に嵌着されて、導電密封装置6が軸孔126に固定され、また、軸122がシールリップ71並びに導電部材20及び支持部材30に挿入されて、導電密封装置6は使用状態になる。使用状態において、シールリップ71は軸122の外周面122aに接触して、密封対象物側が密封される。また、使用状態において、導電部材20は支持部材30に支持されて、導電部材20の内周端部25における接触側面21は、軸122の外周面122aに接触している。また、導電部材20を保持する保持部材80は導電性を有する金属で作られており、ハウジング120の軸孔126の内周面126aに接触している。このように、導電部材20と保持部材80とは、使用状態において、軸122とハウジング120との間に電気を流す導電通路を形成している。
なお、上述の駆動装置200は、導電密封装置6の適用対象の一例であり、導電密封装置6の適用対象はこれに限られない。導電密封装置6は、例えば、バッテリー電気自動車(BEV)の他の、ハイブリッド自動車(HV)、燃料電池自動車(FCV)等の電気自動車(EV)等の駆動装置に用いられる。電気自動車(EV)等の電動モータが搭載されている車両では、モータから発生する誘導電流等によって電磁波ノイズが発生することがある。また、電動モータ等の電動機に供給する電流制御用のインバータのオンオフ動作、あるいは電動機自身の誘導電圧等によって電磁波ノイズが発生することがある。上述のように、導電密封装置6は導電通路を形成し、軸110,122に伝達された電磁波ノイズをハウジング120に流す。これによって電子機器に通信障害や誤動作が発生すること、ベアリング等の金属部品に電食が発生することを防止することができる。
導電密封装置6の導電構造体7も、上述の導電構造体1と同様に使用されて、導電構造体1と同様に作用し、同様の効果を奏する。
なお、導電構造体7は、導電部材20及び支持部材30に変えて、導電部材40及び支持部材50を有していてもよい。つまり、導電構造体7は、導電部材20及び支持部材30に変えて、分割体4及び隙間3を有していてもよい。この場合、隙間3に収容される凸部5は、保持部材80の保持部82の側面82bに設けられる。なお、凸部5は、保持部材80の保持部82の側面82bではなく、弾性体部70のカバー部74の保持面77に設けられていてもよい。また、凸部5は、保持部材80の保持部82の側面82bに加えて、弾性体部70のカバー部74の保持面77にも設けられていてもよい。また、凸部5は、1つ設けられていてもよく、また、複数設けられていてもよい。
なお、導電密封装置6の導電構造体7においても、導電構造体1における場合と同様に、種々の変形例とすることができる。
以上、上記実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に様々な変更又は改良を加えることができることが当業者には明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、上述の実施形態は、本発明が利用される利用対象を限定するものではなく、本発明はあらゆるものをその利用対象として含み得る。上記実施形態が備える各構成要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、本発明は、製造上の公差等の実施において発生する差を含むものである。また、技術的に矛盾しない範囲において、異なる実施形態で示した構成要素同士を部分的に置換し又は組み合わせることができる。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせることができる。
例えば、導電部材20の外周端20bの形状を円に沿った形状ではなく、直線に沿った直線部を有する形状にしてもよい。例えば、導電部材20の外周端20bの形状は、矩形であってもよい。また、導電部材20,40と支持部材30,50とを、接着剤を用いて接着してもよい。また、導電部材20,40と保持部材10,80や弾性体部70とを、接着剤を用いて接着してもよい。この場合、導電通路の抵抗とならないように接着剤を塗布する。また、この場合、導電性を有する接着剤を用いる。
1,2,7 導電構造体、3,3A,3B 隙間、4,4A,4B,4C 分割体、4a,4b,4Aa,4Ab,4Ba,4Bb 端、5a,5b 凸部、6 導電密封装置、10 保持部材、11 内保持部材、12 嵌合部、12a 外周面、13 保持部、15 外保持部材、16 嵌合部、16a 内周面、17 保持部、17a 側面、18 押さえ部、20,40 導電部材、20A,20B,20C 導電部材片、20Ac,20Ad,20Bc,20Bd 端、20a,20Aa,20Ba 内周端、20b,20Ab,20Bb 外周端、21,21A,21B 接触側面、22,22A,22B 被押圧側面、23 金属線、24 貫通孔、25,25A,25B 内周端部、26,26A,26B 外周端部、30,50 支持部材、30A,30B,30C 支持部材片、30Ac,30Ad,30Bc,30Bd 端、30a,30Aa,30Bb 内周端、30b,30Ab,30Bb 外周端、31,31A,31B 押圧側面、32,32A,32B 背面、33,33A,33B 内周端部、34,34A,34B 外周端部、35 突出部、60 補強環、61 筒部、62 円環部、70 弾性体部、71 シールリップ、71a 凸部、72 基部、73 ガスケット部、73a 外周面、74 カバー部、74a 外周端部、75 嵌合面、76 凹部、77 保持面、77a 凹部、80 保持部材、81 嵌合部、81a 外周面、81b 内周面、81c 端部、82 保持部、82a,82b 側面、83 凸部、100,200 駆動装置、101 電動モータ、102 減速機、103 インバータ、104 バッテリー、105 車輪、110,122 軸、110a,122a 外周面、111,120 ハウジング、121 減速ギア段、112,123 ベアリング、113,124,126 軸孔、113a,124a,126a 内周面、125,127 オイルシール、x 軸線
Claims (22)
- 軸線周りに環状の導電性を有する部材である保持部材と、
前記軸線周りに環状の金属材料から形成された部材である導電部材と、
前記軸線周りに環状の弾性材料から形成された部材である支持部材とを備え、
前記導電部材と前記支持部材とは、前記軸線方向に重なって、前記保持部材に保持されており、
前記導電部材は、前記軸線周りに環状の内周側の端部を有しており、
前記支持部材は、前記導電部材の前記内周側の端部を、内周側に押圧可能に、前記導電部材に重なっている、
導電構造体。 - 前記導電部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である接触側面と被押圧側面とを有しており、
前記支持部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である押圧側面と背面とを有しており、
前記導電部材の前記被押圧側面と前記支持部材の前記押圧側面とが、互いに対向している、
請求項1に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、複数の貫通孔を有しており、
前記支持部材は、前記導電部材の前記複数の貫通孔に進入している、
請求項1又は2に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、前記複数の貫通孔を形成する網目構造を有している、
請求項3に記載の導電構造体。 - 前記複数の貫通孔に進入している前記支持部材の部分の少なくとも一部は、前記貫通孔から突出している、
請求項3に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、前記支持部材よりも、撓みやすくなっている、
請求項1に記載の導電構造体。 - 重ねられた前記導電部材及び前記支持部材は、少なくとも1つの径方向に延びるように設けられた隙間と、少なくとも1つの前記軸線周りに延びる分割体とを有しており、
前記分割体は、前記軸線周りの方向に一対の端を有しており、
前記隙間は、前記分割体の前記端に連なっている、
請求項1に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、1つの前記分割体を有しており、また、1つの前記隙間を有しており、
前記分割体の前記一対の端は、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記隙間は、前記分割体の前記対向する端の間の隙間である、
請求項7に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、2つの前記分割体を有しており、また、2つの前記隙間を有しており、
前記分割体の一方の前記一対の端の一方と、前記分割体の他方の前記一対の端の一方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記分割体の一方の前記一対の端の他方と、前記分割体の他方の前記一対の端の他方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記一方の分割体の前記一方の端と、前記他方の分割体の前記一方の端との間に、前記隙間の一方が形成されており、
前記一方の分割体の前記他方の端と、前記他方の分割体の前記他方の端との間に、前記隙間の他方が形成されている、
請求項7に記載の導電構造体。 - 前記導電部材及び前記支持部材は、外周側において前記保持部材に保持されている、
請求項1に記載の導電構造体。 - 前記支持部材は、PTFE又はPEEKから形成されている、
請求項1に記載の導電構造体。 - 軸と前記軸が通る孔との間の密封を図るための導電密封装置であって、
軸線周りに環状の部材である補強環と、
前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部と、
前記軸線周りに環状の導電構造体とを備え、
前記弾性体部は、前記軸に接触するシールリップを有しており、
前記導電構造体は、前記軸線周りに環状の導電性を有する部材である保持部材と、前記軸線周りに環状の金属材料から形成された部材である導電部材と、前記軸線周りに環状の弾性材料から形成された部材である支持部材とを備え、
前記導電部材と前記支持部材とは、前記軸線方向に重なって、前記保持部材に保持されており、
前記導電部材は、前記軸線周りに環状の内周側の端部を有しており、
前記支持部材は、前記導電部材の前記内周側の端部を、前記軸に押圧可能に、前記導電部材に重なっている、
導電密封装置。 - 前記導電部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である接触側面と被押圧側面とを有しており、
前記支持部材は、前記軸線方向において互いに背向する一対の環状の面である押圧側面と背面とを有しており、
前記導電部材の前記被押圧側面と前記支持部材の前記押圧側面とが、互いに対向している、
請求項12に記載の導電密封装置。 - 前記導電部材は、複数の貫通孔を有しており、
前記支持部材は、前記導電部材の前記複数の貫通孔に進入している、
請求項12又13に記載の導電密封装置。 - 前記導電部材は、前記複数の貫通孔を形成する網目構造を有している、
請求項14に記載の導電密封装置。 - 前記複数の複数の貫通孔に進入している前記支持部材の部分の少なくとも一部は、前記貫通孔から突出している、
請求項14に記載の導電密封装置。 - 前記導電部材は、前記支持部材よりも、撓みやすくなっている、
請求項12に記載の導電密封装置。 - 重ねられた前記導電部材及び前記支持部材は、少なくとも1つの径方向に延びるように設けられた隙間と、少なくとも1つの前記軸線周りに延びる分割体とを有しており、
前記分割体は、前記軸線周りの方向に一対の端を有しており、
前記隙間は、前記分割体の前記端に連なっている、
請求項12に記載の導電密封装置。 - 前記導電部材は、1つの前記分割体を有しており、また、1つの前記隙間を有しており、
前記分割体の前記一対の端は、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記隙間は、前記分割体の前記対向する端の間の隙間である、
請求項18に記載の導電構造体。 - 前記導電部材は、2つの前記分割体を有しており、また、2つの前記隙間を有しており、
前記分割体の一方の前記一対の端の一方と、前記分割体の他方の前記一対の端の一方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記分割体の一方の前記一対の端の他方と、前記分割体の他方の前記一対の端の他方とは、前記軸線周りの方向において対向しており、
前記一方の分割体の前記一方の端と、前記他方の分割体の前記一方の端との間に、前記隙間の一方が形成されており、
前記一方の分割体の前記他方の端と、前記他方の分割体の前記他方の端との間に、前記隙間の他方が形成されている、
請求項18に記載の導電密封装置。 - 前記導電部材及び前記支持部材は、外周側において前記保持部材に保持されている、
請求項12に記載の導電密封装置。 - 前記支持部材は、PTFE又はPEEKから形成されている、
請求項12に記載の導電密封装置。
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