(57)【要約】【課題】高圧水が侵入する劣悪な環境において使用される電動機の防水構造を提供する。【解決手段】電動機２の出力軸２ａの軸受けを包囲するとともに出力軸２ａが貫通する第２の部材３と、電動機２及び第２の部材３を包囲するとともに出力軸２ａが貫通する第３の部材４とを、出力軸２ａの延設方向へこの順に備え、さらに第２の部材３と第３の部材４の間に位置するように出力軸２ａの外面に固定されて配置されるとともに、その外径が、第２の部材３の開口部の径、及び第３の部材４の開口部の径のいずれよりも大きい環状の第１の部材５を備える電動機２の防水構造１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の出力軸の外面に固定されて配置され、該出力軸の軸方向に沿う水の流れを阻止するための環状の第１の部材を備えることを特徴とする電動機の防水構造。
【請求項２】
さらに、電動機の出力軸を回動自在に支持する軸受けを包囲するとともに前記出力軸が隙間を有して貫通する環状の第１の開口部を形成する第２の部材と、前記電動機及び該第２の部材を包囲するとともに前記出力軸が隙間を有して貫通する環状の第２の開口部を形成する第３の部材とを、前記出力軸の延設方向へこの順に備え、かつ、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材の間に位置するように配置されるとともに、その外径が、前記第１の開口部の径、及び前記第２の開口部の径のいずれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載された電動機の防水構造。
【請求項３】
前記第１の部材は、前記出力軸の外面に水密状態で固定される請求項１または請求項２に記載された電動機の防水構造。
【請求項４】
前記第１の部材は、周方向について一体に構成される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された電動機の防水構造。
【請求項５】
前記第１の部材は防食材料からなる請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された電動機の防水構造。
【請求項６】
前記第１の部材は、その内面に形成されるキー溝に押し込まれる固定キーを備えることにより、前記出力軸の外面に固定される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された電動機の防水構造。
【請求項７】
さらに、前記電動機と前記第２の部材との間に位置するように前記出力軸の外面に固定されて配置される環状の第４の部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された電動機の防水構造。
【請求項８】
前記第４の部材は、前記出力軸に段差状に設けられる小径部に関わりあって固定されるとともに所定の厚さを有し、前記第１の部材は該第４の部材に当接して配置される請求項７に記載された電動機の防水構造。
【請求項９】
前記電動機は、熱延鋼板の搬送ラインの側方に配置されて鋼板搬送用ローラを駆動するための電動機である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された電動機の防水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の防水構造に関し、具体的には、高圧水が侵入する劣悪な環境において使用される電動機の防水構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鋼板の熱間圧延ラインに配置される仕上圧延機及び巻取り機との間には、鋼板冷却スプレー装置が鋼板の進行方向へ沿って複数設置される。鋼板冷却スプレー装置は、搬送される鋼板の上方及び下方に設置され、上下から水を吹き付けることにより鋼板を冷却する装置である。鋼板冷却スプレー装置は、鋼板の搬送ラインの所定位置に設置された温度計（通常、放射温度計）の測定結果に基づいて、制御される。
【０００３】
この放射温度計による鋼板の温度測定の際に、鋼板の表面またはその近傍に大量の水や水蒸気が存在すると、正確な測定ができなくなり、これに伴って鋼板冷却スプレー装置を適正に制御して鋼板を所望の温度に冷却することができなくなる。特に、鋼板冷却スプレー装置から吹き付けられた後に鋼板の表面に滞留する水が、放射温度計の測定誤差の原因になるため、放射温度計により測温位置の直前の位置で、鋼板の幅方向へ高圧水のスプレーを吹き付けることにより、鋼板の表面に滞留する水を除去する。鋼板の幅方向へ吹き付けられた高圧水のスプレーは、鋼板の搬送ラインの外部に多量に流れ出る。
【０００４】
鋼板の搬送ラインの横には、鋼板搬送用ロールを駆動するための電動機が設置されている。この電動機は、その出力軸を回動自在に支持する軸受けを包囲するとともにその出力軸が隙間を有して貫通する環状の第１の開口部を形成する第１のケーシングと、この電動機及び第１のケーシングを包囲するとともに電動機の出力軸が隙間を有して貫通する環状の開口部を形成する第２のケーシングとを出力軸の延設方向へこの順に設け、包囲されており、一応の防水及び防塵構造を有している。
【０００５】
しかし、上述した、鋼板の搬送ラインの外部に多量に流れ出た水が、電動機の軸受けやその内部に侵入し、軸受けの回転不良や電動機の絶縁不良が不可避的に発生する。
特許文献１には、転がり軸受を内蔵するとともに防水壁を有するブラケットに防水カバーを装着するとともに防水カバーと防水壁との間に位置するように、回転軸にスリンガーを設けた防水装置に係る発明が開示されている。また、特許文献２には、回転軸の軸受部分の側面に、外側へ向けたリップを有する第１のシールを取付けるとともに、その外側に、外側へ向けたリップを有する第２のシールを取付け、さらに、第１、２のシール間の空間に除湿した気体を吹き込む気体配管を備える軸受密封装置に係る発明が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１、２により開示された発明によっても、鋼板の搬送ラインの外部に多量に流れ出た水が、電動機の軸受けやその内部に侵入することを防止することは極めて難しい。
【０００７】
そこで、従来、鋼板搬送用ロールと電動機との間に中間軸を介在させて電動機を鋼板の搬送ラインから離して設置することにより、電動機の軸受けやその内部に水が侵入することを防止しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭５７−９６８１７号公報
【特許文献２】特開平８−４７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、この対策では、広い設置スペースが必要になること、及びコストが嵩むことから、実際には採用することは難しい。特に、熱間圧延ラインの鋼板の搬送ラインは、一般的に充分な冷却時間を確保するために設備長が長く、これに伴って鋼板搬送用ロールの設置本数も多いため、この対策を実施するには多額な設備投資が必要となり、実際に採用することは困難である。
【００１０】
このように、従来の技術では、多額な設備投資や広大な設置スペースを必要とせずに、高圧水が侵入する劣悪な環境において使用される電動機やその軸受けを簡易に防水することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような劣悪な環境で使用される電動機の防水構造に係るものであり、略述すれば、電動機の出力軸に直接じゃま板を装着すれば、出力軸とともに回転するじゃま板により、出力軸の延設方向から電動機の軸受けや電動機に侵入しようとする水を、多額な設備投資や広大な設置スペースを必要とせずに、簡易かつ完全に遮断できるという技術思想に基づくものである。
【００１２】
本発明は、最も広義には、電動機の出力軸の外面に固定されて配置され、この出力軸の軸方向に沿う水の流れを阻止するための環状の第１の部材を備えることを特徴とする電動機の防水構造である。
【００１３】
この本発明に係る電動機の防水構造は、具体的には、さらに、電動機の出力軸を回動自在に支持する軸受けを包囲するとともに出力軸が隙間を有して貫通する環状の第１の開口部を形成する第２の部材と、電動機及び第２の部材を包囲するとともに出力軸が隙間を有して貫通する環状の第２の開口部を形成する第３の部材とを、出力軸の延設方向へこの順に備え、かつ、第１の部材が、第２の部材と第３の部材の間に位置するように配置されるとともに、その外径が、第１の開口部の径、及び第２の開口部の径のいずれよりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
これらの本発明に係る電動機の防水構造では、第１の部材が、（ｉ）出力軸の外面に水密状態で固定されること、（ｉｉ）周方向について一体に構成されること、（ｉｉｉ）防食材料からなること、（ｉｖ）その内面に形成されるキー溝に押し込まれる固定キーを備えることにより、出力軸の外面に固定されることがそれぞれ望ましい。
【００１５】
これらの本発明に係る電動機の防水構造では、さらに、電動機と第２の部材との間に位置するように出力軸の外面に固定されて配置される環状の第４の部材を備えることが望ましい。これにより、防水性をさらに高めることができる。
【００１６】
この場合に、第４の部材が、出力軸に段差状に設けられる小径部に関わりあって固定されるとともに所定の厚さを有し、第１の部材がこの第４の部材に当接して配置されることが望ましい。これにより、第１の部材を出力軸の所定の位置に正確かつ確実に固定することができる。
【００１７】
これらの本発明に係る電動機の防水構造では、電動機が、熱延鋼板の搬送ラインの側方に配置されて鋼板搬送用ローラを駆動するための電動機であることが例示される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、出力軸に装着された第１の部材が、出力軸とともに回転し、出力軸の延設方向から電動機の軸受けや電動機に侵入しようとする水を、その円周方向に吹き飛ばすので、多額な設備投資や広大な設置スペースを必要とせずに、簡易かつ完全に遮断できる。
【００１９】
特に、本発明によれば、出力軸に装着された第１の部材が、電動機の出力軸と、第２の部材及び第３の部材それぞれの開口部との間の隙間を塞ぎながら、出力軸とともに回転し、この隙間を介して出力軸の延設方向から電動機の軸受けや電動機に侵入しようとする水を、その円周方向に吹き飛ばすので、多額な設備投資や広大な設置スペースを必要とせずに、略完全に遮断することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、特に第４の部材を備えることにより、防水性をさらに高めることができるとともに、第１の部材の取付けや取付け後の調整も容易であり、かつ設置後のメンテナンスも不要である。
【００２１】
このようにして、本発明によれば、電動機及び軸受けへの水の浸入が阻止されるので、水浸入による故障（軸受けの回転不良や電動機の絶縁不良の発生等）を防止し、電動機を長期間にわたって継続して使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態の電動機の防水構造を示す説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部付近の拡大図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）のＢ部付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る電動機の防水構造を実施するための形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、電動機が、熱延鋼板の搬送ラインの側方に配置されて鋼板搬送用ローラを駆動するための電動機である場合、すなわち本発明を熱間圧延ラインの仕上げ圧延機出側に設置された鋼板搬送用ロールの駆動用電動機に適用した場合を例にとる。
【００２４】
図１（ａ）は、本実施の形態の電動機２の防水構造１を示す説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部付近の拡大図である。また、図２は、図１（ｂ）のＢ部付近の拡大図である。
【００２５】
本実施の形態の防水構造１は、第１の部材５、第２の部材３、第３の部材４及び第４の部材７を有するので、これらの構成要素を順次説明する。
［第２の部材３］
図１に示すように、電動機２の出力軸２ａは、軸受け９により回転自在に支持されている。出力軸２ａは、図示しないカップリング等を介して、同じく図示しない鋼板搬送用ロールに接続されており、電動機１により鋼板搬送用ロールが駆動されるように構成されている。なお、図１における符号８は電動機１を載置するための基台である。
【００２６】
第２の部材３の代表例は軸受けカバーであり、以降の説明では第２の部材３が軸受けカバーである場合を例にとる。
軸受けカバー３は、電動機１の軸受け９を包み囲う形状を有する。軸受けカバー３には、出力軸２ａが隙間を有して貫通するための環状の開口部が設けられている。軸受けカバー３は、軸受け９の周りにねじ止め等の適宜手段により固定されている。
【００２７】
軸受けカバー３はこの種のものとして周知慣用のものでよく、本実施の形態においてもそのようなものを用いるので、軸受けカバー３についてのこれ以上の説明は省略する。
［第３の部材４］
第３の部材４の代表例は電動機カバーであり、以降の説明では第３の部材４が電動機カバーである場合を例にとる。
【００２８】
電動機カバー４は、電動機２ならびに軸受けカバー３を包み囲っている。また、電動機カバー４には、軸受けカバー３と同様に、出力軸２が隙間を有して貫通するための環状の開口部が設けられている。電動機カバー５は、必ずしも、電動機２および軸受けカバー３の全てを少しの隙間なく包み囲う必要はなく、目的とする水の浸入ルートに応じて水が侵入する可能性がある部分を覆うようにすればよい。例えば、水の侵入ルートと反対方向となる側（図１（ａ）における左方）からは水は浸入しないので、図１（ａ）に示すように、開口させておいてもよい。
【００２９】
電動機カバー４はこの種のものとして周知慣用のものでよく、本実施の形態においてもそのようなものを用いるので、電動機カバー４についてのこれ以上の説明は省略する。
［第１の部材５］
第１の部材５は、本発明の特徴をなすものであり、本実施の形態ではその機能面に着目して、以降の説明では第１の部材５を防水リングということとする。
【００３０】
防水リング５は、図１（ａ）に示すように、電動機２の出力軸２ａの外面に固定される。防水リング５は、出力軸２ａの軸方向に関して軸受けカバー３と電動機カバー４との間に位置するように、配置される。
【００３１】
防水リング５の外径は、出力軸２ａの延設方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）、図２の左右方向）からの水の浸入を防ぐために、軸受けカバー３に形成された開口部の径、及び電動機カバー４に形成された開口部の径のいずれよりも大きいことが望ましい。
【００３２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）、図２に示す本実施の形態では、環状の防水リング５が、出力軸２ａに固定されるスリーブ６に固定される形態を例にとったが、この形態に限定されるものでなく、防水リング５はスリーブ６を介さずに出力軸２ａに直接固定されるようにしてもよい。
【００３３】
防水リング５の形状は、円環状であることが、製作が容易であることから望ましいが円環状である必要はなく、正六角形や正八角形等といった、回転軸に対して対象な環状であればよい。
【００３４】
防水リング５は、出力軸２ａとの接触部位から水が浸入することを防止するために、水密状態で出力軸２ａに固定されることが望ましい。防水リング６を水密の状態で出力軸２ａに固定するには、出力軸２ａと防水リング５との接触部をシーリングしたり、あるいは出力軸２ａの外径と、防水リング５の内径とをできるだけ近づけるようにすればよい。
【００３５】
また、出力軸２ａの延設方向についての防水リング５及び軸受けカバー３の距離（図２における距離Ｌ０）は、電動機２の出力軸２ａの軸方向の機械的動き代と、電動機２により駆動される駆動対象である鋼板搬送用ロールの軸方向の機械的動き代との合計より大きくすることが望ましい。
【００３６】
防水リング５は、高圧水が侵入する劣悪な環境において使用されることから、ステンレス鋼やめっきを施した鋼材等といった、防食材料からなることが望ましい。
防水リング５は、交換作業の作業性を向上するために、例えば２分割構造とし、ボルト等を用いて出力軸２ａを挟み込むように構成しても効果を奏するが、高圧水が直接当たる部位に適用する場合には、高圧水の圧力によって出力軸２ａの軸方向に移動し、近接して配置される軸受けカバー３と接触するトラブルが発生する可能性がある。このため、防水リング５は、例えば素材から削り出して製造されるような、その周方向に一体に構成されたものを使用することが望ましい。
【００３７】
［第４の部材７］
図１（ｂ）及び図２に示す第４の部材７は、本発明の特徴をなす第１の部材である防水リング５を補助して防水性をさらに高めるものであり、本実施の形態ではその機能面に着目して、以降の説明では第４の部材７を内部防水リングということとする。
【００３８】
内部防水リング７は、所定の厚さを有する環状の部材であって、電動機２と軸受けカバー３との間に位置するように、電動機２の出力軸２ａの外面に固定されて配置される。
内部防水リング７は、図１（ｂ）に示すように、電動機２の出力軸２ａにおける、防水リング５の設置位置から軸方向へ所定の距離だけ離れた所定の位置に、段差状に設けられる小径部２ｂに、関わり合って固定される。そして、防水リング５は、このようにして電動機２の出力軸２ａにおける所定の位置に正確に固定された内部防水リング７に、防水リング５を固定するスリーブ６の端面を押し当てることによって、電動機２の出力軸２ａへ固定される。
【００３９】
そして、この状態で、スリーブ６の内面にあらかじめ刻設されたキー溝に固定キーを圧入することにより、防水リング５を出力軸２の所定位置に強固に固定することができる。固定キーによる固定は、狭いスペースでの調整や正確な調整に適している。なお、スリーブ６の軸方向への設置位置を変更するには、内部防水リング７の厚みを変更したり、重ね合わせて配置する内部防水リング７の枚数を変更したり、すればよい。
【００４０】
このように、内部防水リング７を基準として、防水リング５を出力軸２ａの所定の位置に確実に配置することができる。
内部防水リング７は、防水リング５と同様に、電動機２の出力軸２ａの外面に水密状態で固定されること、周方向について一体に構成されること、さらには防食材料からなることが、それぞれ望ましい。
【００４１】
本実施の形態の電動機２の防水構造１は、以上のように構成される。次に、この防水構造１により電動機２の防水が行われることを説明する。
図１（ａ）における右方から左方向へ出力軸２ａの延設方向へ向けて、高圧水の水が噴流してくると、電動機カバー４によってかなりの水がはじかれる。しかし、電動機カバー４に設けられた環状の開口部を介して水が侵入する。
【００４２】
侵入した水は、本実施の形態の防水リング５が装着されていない従来の防水構造では、軸受けカバー３に設けられた環状の開口部からさらに内部に侵入し、ついには、軸受け９および電動機２の内部にまで侵入し、深刻な影響（軸受けの回転不良、電動機の絶縁不良等）をもたらす。
【００４３】
しかし、本実施の形態では、電動機カバー４と軸受けカバー３との間に防水リング５が配置されているので、電動機カバー４の環状の開口部を介して内部に侵入した水は、出力軸２ａに水密に固定されて出力軸２ａとともに高速回転する防水リング５によりせき止められるとともに、高速回転する防水リング５により、防水リング５の円周方向、すなわち出力軸２ａの延設方向と直行する方向へ遠心力により吹き飛ばされる。これにより、出力軸２ａの延設方向へ向かう水は殆どなくなる。
【００４４】
出力軸２ａの延設方向と直行する方向へ遠心力により吹き飛ばされた水は、電動機カバー４の内面に衝突して跳ね返るが、防水リング５と軸受けカバー３との間の隙間が狭く、かつこの水には防水リング５の円周方向への遠心力が作用するため、防水リング５と軸受けカバー３との間の隙間に侵入することはほぼ完全に防止される。
【００４５】
さらに、防水リング５、素材から成品形状に削りだし図１（ｂ）に示すように内部防水リング７及び固定キーにより出力軸２ａに強固に固定すれば、出力軸２ａの軸方向から高圧水を受けても、防水リング５は位置ずれすることなく、防水リング５が軸受けカバー３に接触することも防止できる。
【００４６】
さらに、本実施の形態では、防水リング５と軸受けカバー３との間の隙間を介して軸受けカバー３の内部に水が侵入しても、この侵入した水は、電動機２の出力軸２ａに設けられて出力軸２ａとともに高速回転する内部防水リング７によりせき止められるとともに、高速回転する内部防水リング７により、内部防水リング７の円周方向、すなわち出力軸２ａの延設方向と直行する方向へ遠心力により吹き飛ばされる。これにより、出力軸２ａの延設方向へ向かう水は完全になくなる。
【００４７】
このようにして、本実施の形態によれば、出力軸２ａに装着された防水リング５が、電動機２の出力軸２ａと、軸受けカバー３及び電動機カバー４それぞれの開口部との間の隙間を塞ぎながら、出力軸２ａとともに回転し、この隙間を介して出力軸２ａの延設方向から電動機２の軸受けや電動機２に侵入しようとする水を、その円周方向に吹き飛ばすので、多額な設備投資や広大な設置スペースを必要とせずに、略完全に遮断することができる。さらに、内部防水リング７を併用することにより、電動機２の軸受けや電動機２に侵入しようとする水を完全になくすことができる。
【００４８】
したがって、本実施の形態によれば、電動機２及び軸受け９への水の浸入が完全に阻止されるので、水浸入による故障（軸受け９の回転不良や電動機２の絶縁不良の発生等）を解消でき、電動機２の寿命を大幅に延長することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  防水構造
２  電動機
２ａ  出力軸
２ｂ  小径部
３  第２の部材（軸受けカバー）
４  第３の部材（電動機カバー）
５  第１の部材（防水リング）
６  スリーブ
７  第４の部材（内部防水リング）
８  基台
９  軸受け
【図１】
2010288350.tif 000003
【図２】
2010288350.tif 000004