(57)【要約】      （修正有）【課題】シャフトとエンドブラケットの隙間付近に対する外部からの浸水や水分の滞留を、電動機の設置場所に依存しない簡便な構成で防止する。【解決手段】電動機は、ハウジング１０と、エンドブラケット７と、エンドブラケットを貫通するロータ軸端部近傍に接続されて共回りする冷却ファン４と、エンドブラケットと平行な面に外部と連通する穴１１aを有し、エンドブラケット及び冷却ファンを覆うファンカバー１１とを少なくとも備える。冷却ファンは、基部４ｂが中心から外周に向かってエンドブラケット方向に傾斜する略円形状であり、該傾斜面からエンドブラケットと反対方向に向かって略鉛直に延伸する羽根を有する。エンドブラケットの外表面は、冷却ファン外周の軸方向延長線との交点からエンドブラケット外周方向に向けて低くなる傾斜（ｍ-ｎ）を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、エンドブラケットと、エンドブラケットを貫通するロータ軸端部近傍に接続されて共回りする冷却ファンと、エンドブラケットと平行な面に外部と連通する穴を有し、エンドブラケットを覆うファンカバーとを少なくとも備える電動機であって、
前記冷却ファンは、基部が中心から外周に向かってエンドブラケット方向に傾斜する略円形状であり、該傾斜面からエンドブラケットと反対方向に向かって略鉛直に延伸する羽根を有し、
前記エンドブラケットの外表面は、前記冷却ファン外周の軸方向延長線との交点からエンドブラケット外周方向に向けて低くなる傾斜を有するものである電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記冷却ファンが前記ロータ軸端部を貫通して接続され、該ロータ軸端部の角部が外周方向に傾斜する斜面を有するものである電動機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動機であって、
前記冷却ファンが前記ロータ軸端部を貫通して接続され、該ロータ軸端部の冷却ファンから突出する外周に、一方側面が冷却ファンと接触するシールリングを備えるものである電動機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の電動機であって、エンドブラケットと冷却ファンとの間の前記ロータ軸に、カラー部材を更に設け、
カラー部材は、エンドブラケットとの対向面にロータ軸を中心とする円環状の溝を有し、
エンドブラケットは、前記円環状の溝と嵌合する円環状の凸部を有し、
前記カラー部材は、前記円環状の溝と円環状の凸部が回転可能に嵌合するようにロータ軸に設けられるものである電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機に係り、防水構造を有する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機を屋外に設置する場合もあり、その防水は種々の方法で図られてきた。特許文献１は、電動機のエンドブラケットと、これを貫通するロータ軸（シャフト）との間の防水等を目的として、シャフトと共回りする円環状の構造体を、エンドブラケット外面に対向するように取り付ける発明を開示する。構造体のエンドブラケット対向面には、軸心を中心として大きさが異なる２つの円形凸部が径方向に２つ設けられ、エンドブラケット側の外面には、それぞれの円形凸部を内包する円形の溝が２つ設けられ、これらを嵌め合わせることによりラビリンス構造が形成される。ラビリンス構造体によって、シャフトとエンドブラケットの間の隙間に対し、外部からの浸水を防止する。
【０００３】
また、電動機は、出力軸と反対側（背面）に冷却用の外扇ファンを備える場合がある。外扇ファンは、シャフトの回転に応じて、ファンカバーとエンドブラケットによって形成される空間内を回転する。冷却風は、ファンカバー中央に設けられる吸気口から吸気され、ファンカバーによって偏向されモータハウジング外周へと導出される。
【０００４】
電動機を横向き（シャフトが水平の向き）に配置する場合、ファンカバーが設けられることから、上方からのシャフトとエンドブラケットの接続部付近への水の侵入はある程度防ぐことができる。仮に浸水したとしても、エンドブラケットを伝って下方に流れ、水分が接続部付近に滞留することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、出力軸を下方にして、電動機を縦置きする場合、ファンカバーの吸気口から入り込む水分が、エンドブラケットに滞留し、シャフトとの隙間部分が水に浸かる恐れも十分ある。上方からの水分の侵入を防止するために、専用のカバーを吸気口上方に設けたり、吸気口をファンカバー周方向に設けたりすることも考えられるが、前者は、コスト増加の問題や吸気効率の低下を招来する恐れがあり、後者は、外扇ファンの構造自体を変更する必要がある（冷却気流が発生しない。）。即ち縦置きと、横置きとで仕様を変更する必要がある。
【０００７】
特許文献１のように、シャフトとエンドブラケットの隙間部分等への浸水に対し、何らかのシール部材を直接配設するのも有効であるが、そもそもそのような隙間付近に外部からの水分が侵入しないようにする或いは滞留しないようにすることも重要である。複雑でない単一の構成で、電動機の設置方向に依存しない防水技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば、特許請求範囲の記載に構成をとる。即ちハウジングと、エンドブラケットと、エンドブラケットを貫通するロータ軸端部近傍に接続されて共回りする冷却ファンと、エンドブラケットと平行な面に吸気口を有し、エンドブラケット及び冷却ファンを覆うファンカバーとを少なくとも備える電動機であって、前記冷却ファンは、基部が中心から外周に向かってエンドブラケット方向に傾斜する略円形状であり、該傾斜面からエンドブラケットと反対方向に向かって略鉛直に延伸する羽根を有し、前記エンドブラケットの外表面は、前記冷却ファン外周の軸方向延長線との交点からエンドブラケット外周方向に向けて低くなる傾斜を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面によれば、電動機の設置方向に依存せずに防水ができるという効果がある。他の課題・効果は以下の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した一実施形態であるかご形誘導電動機の軸方向腰部断面を例示する模式図である。
【図２】本実施形態の腰部を拡大した模式図である。
【図３】本実施形態での水分の流れの例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。本実施形態では、かご形誘導電動機を例として説明する。
図１に、かご形誘導電動機のエンドブラケット側／軸心方向部分断面を模式的に示す。かご形誘導電動機は、大別して回転部と固定部とで構成されている。
まず回転部について述べる。回転部は、出力軸となるシャフト１、積層鋼板で構成されるロータ２、シャフト１をエンドブラケット７で支持するためのベアリング３、シャフト１と共回りし、電動機を冷却するためのファン４、シャフト１とファン４の隙間からの浸水を防止するためのＶリング５（図２の拡大図参照）、シャフト１の外周を伝ってモータ機内への浸水を防止する防水カラー６が含まれる。
【００１２】
防水カラー６は、シャフト１の径と概略同一の内径を有する円筒形状を有する。より具体的には、防水カラー６は、円筒形の一方（ファン側）端部付近の外径が、他方（出力軸側）端部の外径よりも大であり、該端部の他方端部側側面に、断面が外略Ｕ字形状の断面となる円形の溝を有する。この円形の溝が、後述するエンドシャフトに設けられる円形凸部に嵌合するようになっている。
【００１３】
防水カラー６は、他方（出力軸側）端部がベアリング３の内輪側面と接触し且つ円形の溝が後述するエンドシャフト円形凸部に嵌合する状態で、シャフト１に固定され、シャフト１と共回りするようになっている。
【００１４】
エンドブラケット７の裏面側（出力軸方向面）には、ベアリング３の外輪を嵌め込むための凹部が形成され、該凹部の底面中央には、外略ベアリング３の内輪外周近傍まで、シャフト１が貫通する穴が径方向に設けられる。穴の淵には、ファン４側に向かって凸部が設けられ、円形凸部が形成される。円形凸部と上述の防水カラー６の円形の溝が嵌合することで、外部からの浸水を防止ことができるようになっている。
【００１５】
また、ベアリング３と、エンドブラケット７の凹部底面との間には隙間８が設けられ、防錆油が充填される。防錆油８は、ベアリング３内への浸水を防止する役割も兼ねる。
ファン４は、ファン基部４ａ（図２参照）と、複数の羽根を有し、エンドブラケット７から突出するシャフト１の端部を貫通して嵌め込まれ、ねじ等で固定されるようになっている。Ｖリング５は、シャフト１の軸端部と、ファン４との接合面への浸水をシールすべく、ファン４に接触している状態で固定される。
【００１６】
次いで、固定部について述べる。固定部には、ステータコア９、ステータコア９内を巻き回されるコイル１４、電動機の周方向の外壁を構成するハウジング１０、電動機の軸方向の外壁を構成するエンドブラケット５及びエンドブラケット５とファン４を覆うエンドカバー１１が含まれる。
【００１７】
ファンカバー１１は、エンドブラケット７とファン４を覆うように、その外周端部と、エンドブラケット７の外周端部とがボルトで固定される。これにより、エンドカバー１１とエンドブラケット７によって閉空間が形成されるまた、エンドカバー１１の軸方向側面には、外部と連通する吸気口１１ａが複数設けられる。なお、当該方向側面の中央には、モータを手回し確認するための確認穴１１ｂも設けられている。確認穴１１ｂは、通常はゴム等のキャップによって蓋がなされる。
【００１８】
ステータコアスロット１２には、スロット内絶縁物１３が挿入される。このスロット内絶縁物１３はステータコア９とコイル１４との間やコイル１４間を電気的に絶縁するために設けられている。
ステータコア９から突出するコイル１４の終端付近には、リード線１５が接続される。リード線１５は、ハウジング１０内壁を這わせ端子箱１６に収納されるようになっている。
【００１９】
ここで、本実施形態の特徴の一つである、防水構造について説明する。
図１に示すように、シャフト１の端部周方向の角部分及び防水カラー６の端部周方向の角部分は、電動機本体方向に傾斜する形状に成型されている。また、ファン４の本体も外周がエンドブラケット側に傾斜するように湾曲形状に成型されている。また、エンドブラケット７の外表面も、ファン４の外径ｎの軸方向延長位置から外側ｍの位置まで、出力軸方向に向かって傾斜となるように形成されている。エンドカバー１１の外周端部角部分も、電動機側に傾斜する形状に形成される。
【００２０】
これらの構成によって、かご形誘導電動機を縦配置した場合、吸気口１１aを通過して上方から侵入する水分をハウジング１０の外周側に案内し、エンドブラケット７外表面上の水分の滞留を防止し、シャフト１と、エンドブラケット７との間の隙間への侵入を防止することとなる。
【００２１】
図３に、上方からの水分を排出する流れを模式的に示す。例えば、吸気口１１aからシャフト１の端部側面に侵入する水分は、シャフト１の角部の傾斜を伝って、Ｖリング５に流れる。その後、Ｖリング５の傾斜を経てファン４へと移動し、その傾斜を伝ってエンドブラケット７へ落下する。落下先のエンドブラケット７の表面は傾斜しているため、水分は更に外周方向に流れ、やがて外周を超えてハウジング１０の外周面に排水される。なお、上方からＶリング５やファン４等に直接侵入した水分も夫々の傾斜によって同様に排水される。
【００２２】
このように、各部及び各部に形成された傾斜によって、上方からの水分をハウジング１０外周側に向かわせる流れを作りだすようになっていることから、エンドブラケット７の外表面に水分が滞留することがなく、更には、エンドブラケット７の外表面中央付近が外周方向の面より一段高くなっていることから、シャフト１とエンドブラケット７の接合部付近に対する水分の侵入自体を防ぐことができるという顕著な効果を得ることができる。
【００２３】
また、従来、Ｖリング５をシャフト１に固定し、エンドブラケット７に接触させる構成をとり、防水を実現することもあった。しかしながら、回転によるエンドブラケット７との接触により磨耗が生じ、定期的な交換が必要とされた。本実施形態では、ファン４に接触するようにシャフト１に固定する構成しているため、摩耗の問題はなく、樹脂やゴム性等であってもよい。
【００２４】
また、エンドブラケット７がｎ−ｍの間の位置で傾斜が形成されていることから、ファン４の外径はｎを満たせばエンドブラケット７外表面の水分滞留を防止することができる。したがって、電動機の仕様に応じて、この関係を満たす範囲でファン４の小型化を図ることも可能である。
【００２５】
また、エンドブラケット７の中央付近外表面が最も高く、ハウジン部１０の外周付近外表面が最も低い形状となっているため、風等に煽られ、エンドブラケット５とエンドカバー１１の隙間（冷却風の排出口）から侵入する水分の排出も可能とする。
【００２６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を適用することができる。例えば、エンドブラケット７の外表面を段階的に傾斜させず、連続傾斜としてもよい。また例えば、ファン４は湾曲形状に限るものでなはなく、断面が直線斜面や裾野形の斜面であってもよい。また例えば、Ｖリング５を防水カラー６とシャフト１との接合部に設けてもよいし、追加してもよい。また、本実施例の全ての構成を適用せず一部の構成要素のみでも本発明の効果を十分に得ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…シャフト、２…ロータ、３…ベアリング、４…ファン、４ａ…ファン基部、５…Ｖリング、６…防水カラー、７…エンドブラケット、８…隙間、９…ステータコア、１０…ハウジング、１１…ファンカバー、１２…ステータコアスロット、１３…絶縁物、１４…コイル、１５…リード線、１６…端子箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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