JP4034453B2 - 電動機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機に関するもので、特に整流子へのオイル付着防止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動機において、その整流子へのオイル付着防止構造は、図３に示すように、電動機５１に出力を伝える回転軸５２、回転軸５２の両端を軸支する含浸メタル５３，５４、含浸メタル５３、５４へ油を供給する給油パッキン５５，５６、含浸メタル５３から整流子５７へ油の飛散を防止する椀状無底の油飛散防止リング（以下、スプラッシュリングという）５８、電動機５１の外枠であるエンドフレーム５９、ヨーク５９ａ、で主に構成され、図中Ｘ方向を鉛直上方向に向けて車両に装着される。
【０００３】
エンドフレーム５９の軸受収納部６０には、給油パッキン５５、含浸メタル５３を収納し、軸受保持具６１の外周部をエンドフレーム５９の内周壁に圧入してこれらを保持する。また回転軸５２にはスプラッシュリング５８を圧入し、その凹部側にスラストワッシャ６２を挿入する。そして、この回転軸５２をエンドフレーム５９開口側よりスプラッシュリング５８の凹部側が含浸メタル５３に対面するように挿通して、オイル付着防止構造を提供している。このようにすれば、回転軸５２を伝い含浸メタル５３から漏れだしたオイルは回転軸５２の回転に伴う遠心力により飛散し、その飛散したオイルを整流子５７に付着するのをスプラッシュリング５８が阻止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この場合スプラッシュリング５８の回転軸５２への圧入径、回転軸５２の径、回転軸５２表面の面粗度、回転軸５２へのスプラッシュリング５８の圧入角度を厳密に管理しないと、スプラッシュリング５８圧入内周面と回転軸５２外周面との間に隙間が生じることとなり、そこからオイルが漏れて飛散し、整流子５７に付着することとなるので、厳密な管理の分コストが高くなってしまう。
そこで、回転軸５２にシール部材装着溝を形成して、シール部材、例えばＯリングを装着する方法も考えられるが、回転軸５２への切削加工は工数が大きく、コストが高くなる。また他の部品でシール部材を保持する方法では部品点数が多くなり、コストが高くなる。
本発明はこのような問題を解決するもので、安価かつ確実な整流子へのオイル付着防止構造を備えた電動機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。ただし、下記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ステータ（１１）とロータ（３１）とを備えて、該ステータ（１１）の軸受（１５，２１）に前記ロータ（３１）の両端が支持され、前記ロータ（３１）の回転軸（３２）が略鉛直方向に設置されて、前記回転軸（３２）の反重力側の端部には整流子（３４）、油飛散防止リング（３９）が設けられる電動機（１０）において、前記油飛散防止リング（３９）にはシール部材挟持部（３９ａ）を設け、該シール部材挟持部（３９ａ）はシール部材（４０）を前記回転軸（３２）との間で挟持させ、その上部にはスラストワッシャ（３６）が前記回転軸（３２）に挿通して裁置されて、前記ステータ（１１）の軸受（２１）との間に隙間（Ｂ）が形成されると共に、前記ロータ（３１）と前記ステータ（１１）との磁気中心をずらし、その距離（Ａ）はシール部材がスラスト方向に移動する前記隙間（Ｂ）よりも大きいことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載される電動機において、前記シール部材挟持部（３９ａ）は前記シール部材（４０）を挟持する当接面（３９ｂ）を有し、該当接面（３９ｂ）の前記シール部材（４０）との摩擦抵抗は、前記回転軸（３２）が前記シール部材（４０）と当接する外周面（３２ｂ）の前記シール部材（４０）との摩擦抵抗よりも大きいことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、電動機回転中に軸受から油が漏れ出すので、そのときにはステータとロータとの磁気中心が一致するようにロータが鉛直上方向に移動し、シール部材がスラストワッシャに押しつけられてよりシール性が高められる。その結果、軸受から漏れだした油は油飛散防止リングと回転軸との隙間に入り込もうとするが、シール部材によりシール性が確保される。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、電動機回転中は勿論、電動機が停止し、ロータが重力により鉛直下方向に移動しても、シール部材と油飛散防止リングとの摩擦抵抗がシール部材と回転軸との摩擦抵抗よりも大きいので、シール部材が油飛散防止リングから脱落することはない。従って、電動機の回転中、停止中にかかわらず、回転軸と油飛散防止リングとの間は常にシール部材によりシール性が確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を電動機１０において具体化した一実施の形態を図１及び図２に従って説明する。
図１は要部断面の説明図であり、この図に示すように、本発明のステータ１１はヨーク１２とエンドフレーム１３にて構成される。ヨーク１２は、その内周側壁１２ａ内周に接着された複数のマグネット１４、ヨーク１２端部に装着されるヨーク側軸受１５、ヨーク側軸受１５に給油を行うためにその外周に配置されたヨーク側給油パッキン１６、ヨーク側軸受１５及びヨーク側給油パッキン１６を保持するヨーク側軸受保持具１７で主に構成される。
【００１１】
エンドフレーム１３は、図示しないターミナル、ピグテールから給電される複数のブラシ１８、ブラシ１８を保持するブラシホルダ１９、ブラシホルダ１９に装着され後述する整流子３４へブラシ１８を押圧する複数のスプリング２０、エンドフレーム１３端部に装着されるエンドフレーム側軸受２１、エンドフレーム側軸受２１に給油を行うためにその外周に配置されたエンドフレーム側給油パッキン２２、エンドフレーム側軸受２１及びエンドフレーム側給油パッキン２２を保持するエンドフレーム側軸受保持具２３で主に構成される。
【００１２】
ロータ３１は、回転軸３２、回転軸３２に圧入されるコア３３、回転軸３２に圧入されブラシ１８と通電する整流子３４、その整流子３４の爪に溶着されコア３３に巻装された巻線３５、回転軸３２に挿入されるエンドフレーム側スラストワッシャ３６及びヨーク側スラストワッシャ３７、回転軸３２に圧入されるロータ保持プレート３８及びスプラッシュリング３９、弾力性を有し回転軸３２とスプラッシュリング３９との間に挟持されたシール部材の樹脂製Ｏリング４０とで、主に構成される。
【００１３】
更にヨーク１２、エンドフレーム１３、ロータ３１についての組付け方法について詳述する。ヨーク１２には、ヨーク側給油パッキン１６、ヨーク側軸受１５を保持するために、ヨーク側軸受保持具１７の外周をヨーク１２の軸受収納部４１の内壁４１ａに圧入して保持している。また、ヨーク１２の内周側壁１２ａには複数のマグネット１４が接着固定されている。
【００１４】
また、エンドフレーム１３にはブラシホルダ１９が一体成形されている。そして、その端部にはヨーク１２と同様な方法、即ちエンドフレーム側給油パッキン２２、エンドフレーム側軸受２１を保持するために、エンドフレーム側軸受保持具２３の外周をエンドフレーム１３の軸受収納部４２の内壁４２ａに圧入して保持している。尚、ヨーク側軸受１５及びエンドフレーム側軸受２１は外形を球形状とし、調芯機能を有しており、これもまた回転軸の精度を高めず安価で確実なオイル付着防止構造を提供するための補助的なものである。
【００１５】
更に、ロータ３１の回転軸３２には、コア３３及び整流子３４が所定の位置に圧入されて、巻線３５はコア３３のティース間に巻装され、その端部が整流子３４の爪に溶着されている。そして、回転軸３２の両端からプレス加工にて形成されたロータ保持プレート３８及びスプラッシュリング３９を、その凹部がそれぞれヨーク側軸受１５及びエンドフレーム側軸受２１に対面するよう、それぞれ所定の位置まで圧入する。尚、本実施形態ではロータ保持プレート３８、スプラッシュリング３９はプレス加工された同じ部品である。その結果、回転軸３２への圧入穴寸法精度が等しくなり、部品の共有化と共に回転軸３２への圧入が容易で、回転軸３２を余分に加工する必要がない。そして、弾力性を有する樹脂性Ｏリング４０をスプラッシュリング３９の挟持部３９ａへ挿入し、回転軸３２の外周面３２ｂと挟持部３９ａの内周面３９ｂとの隙間を密閉する。
【００１６】
このようにヨーク１２、エンドフレーム１３、ロータ３１の組付けを完了し、次にそれぞれを組み付ける。まず、図１に示すように、ヨーク１２開口側から軸受穴１５ａにロータ１３の回転軸３２をロータ保持プレートの取付側よりヨーク側スラストワッシャ３７とともに挿入する。そして、エンドフレーム１３の軸受穴２１ａをヨーク１２開口側より回転軸３２に挿入し、ネジ４３でヨーク１２とエンドフレーム１３とを数カ所固定し、図示しないホルダーにて回転軸３２の出力軸側３２を鉛直上方向に向けて車両に装着する。
【００１７】
ところで本実施形態は、上記のように組み付けたとき、各寸法の設定は図１及び図２のようにするだけでよい。ロータ３１とステータ１１とはヨーク側スラストワッシャ３７がヨーク側軸受１５に当接することで位置される。このとき、ロータ３１の磁気中心とステータ１１との磁気中心のずれの距離はＡである。また、スプラッシュリング３９の回転軸３２への圧入位置により、エンドフレーム側スラストワッシャ３６とエンドフレーム側軸受２１との隙間の距離はＢであり、磁気中心のずれの距離Ａよりも小さく設定する。このようにすれば、電動機１０の回転中はステータ１１とロータ３１との磁気中心が一致するよう、スラスト方向（図１中Ｘ方向）にロータ３１が移動する。そして、このときの設定が上記のようになっているので、確実にＯリング４０をスラストワッシャ３６で押しつけるので確実なシールとなる。
【００１８】
更に本実施形態では、Ｏリング４０とスプラッシュリング３９との摩擦抵抗を、Ｏリング４０と回転軸３２との摩擦抵抗よりも大きく設定している。具体的には、Ｏリング４０の弾性力を利用して、回転軸３２への押圧力よりもスプラッシュリング３９への押圧力を大きくすることで摩擦抵抗を大きくしている。他の実施形態としては、次のようなものがある。（１）回転軸３２とスプラッシュリング３９との材質を異ならせ、摩擦抵抗の大きな方でスプラッシュリング３９を製作する。（２）スプラッシュリング３９のＯリング４０との接触面にディンプル加工する等してその表面粗度を回転軸３２のものより大きくする。（３）例えば、Ｏリング４０の断面形状を略半円状としてスプラッシュリング３９が接触するほうを直径側とし、Ｏリング４０とスプラッシュリング３９との接触面積をＯリング４０と回転軸３２との接触面積よりも増加させる。（５）上記を組み合わせる。
【００１９】
このようにすれば電動機１０回転中は勿論、電動機１０が停止し、ロータ３１が重力により鉛直下方向に移動しても、Ｏリング４０とスプラッシュリング３９との摩擦抵抗がＯリング４０と回転軸３２との摩擦抵抗よりも大きいので、Ｏリング４０がスプラッシュリング３９から脱落することはない。従って、電動機１０の回転中、停止中にかかわらず、回転軸３２とスプラッシュリング３９との間は常にＯリング４０によりシール性が確保される。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の電動機によれば、電動機回転中に含浸メタルから油が漏れ出すので、その時にシール性を確保する。またこのとき寸法の設定だけでよいので、安価かつ確実な整流子へのオイル付着防止構造を備えた電動機を提供することができる。更に請求項２記載の電動機によれば、上述したように電動機停止中であっても、回転軸とスプラッシュリングとの間は常にＯリングによりシール性が確保され、安価でより確実にオイル漏れを防止し整流子へのオイル付着を防止する電動機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明である電動機の実施形態例を示す要部断面図である。
【図２】 本発明である電動機の実施形態例を示す要部拡大断面図である。
【図３】 従来の技術を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
１０…電動機、１１…ステータ、１５…（ヨーク側）軸受、
２１…（エンドフレーム側）軸受、３１…ロータ、 ３２…回転軸、
３４…整流子、３６…スラストワッシャ、３９…油飛散防止リング、
３９ａ…シール部材挟持部、４０…シール部材

Claims (2)

1. ステータとロータとを備えて、該ステータの軸受に前記ロータの両端が支持され、前記ロータの回転軸が略鉛直方向に設置されて、前記回転軸の反重力側の端部には整流子、油飛散防止リングが設けられる電動機において、前記油飛散防止リングにはシール部材挟持部を設け、該シール部材挟持部はシール部材を前記回転軸との間で挟持させ、その上部にはスラストワッシャが前記回転軸に挿通して裁置されて前記ステータの軸受との間に隙間が形成されると共に、
   前記ロータと前記ステータとの磁気中心をずらし、その距離はシール部材がスラスト方向に移動する前記隙間よりも大きいことを特徴とする電動機。
2. 請求項１に記載される電動機において、
   前記シール部材挟持部は前記シール部材を挟持する当接面を有し、該当接面のシール部材との摩擦抵抗は、前記回転軸が前記シール部材と当接する外周面の前記シール部材との摩擦抵抗よりも大きいことを特徴とする電動機。

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