(57)【要約】【課題】回転電機の防水性を確保したまま回転方向への設置自由度を向上する。【解決手段】貫通孔を介してブラケットを貫通する回転軸と、貫通孔を回転軸の出力側から覆うカバー部材を有する回転電機であって、カバー部材が、回転軸が非接触で貫通する穴部と、貫通孔より大径且つ穴部よりも軸方向にブラケット側に突出する外周端部を有し、外周端部がブラケット表面と接触することで穴部とブラケット表面の間に空間を形成する本体部と、この空間と連通し、本体部の一部からブラケット表面に沿って回転軸の外径方向に延伸すると共に、外周端部が前記本体部の外周端部よりもブラケット側に所定長さ延伸する形状からなる蓋部とを有する。ブラケットが、蓋部の外周端部の回転軸方向投影面と対向する部分で、投影面より大且つ投影面の形状に沿った凹部を有し、本体部をブラットに設置した際、蓋部の外周端部が凹部の内周壁及底部に非接触で嵌るようになっている。【選択図】  図２
2017147896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、ブラケットと、貫通孔を介して前記ブラケットを貫通する回転軸と、前記貫通孔を前記回転軸の出力側から覆うカバー部材を有する回転電機であって、
前記カバー部材が、
前記回転軸が非接触で貫通する穴部と、
前記貫通孔より大径且つ前記穴部よりも軸方向に前記ブラケット側に突出する外周端部を有し、該外周端部が前記ブラケット表面と接触することで、前記穴部と前記ブラケット表面の間に空間を形成する本体部と、
前記空間と連通し、前記本体部の一部から前記ブラケット表面に沿って前記回転軸の外径方向に延伸すると共に、外周端部が前記本体部の外周端部よりも前記ブラケット側に所定長さ延伸する形状からなる蓋部とを有するものであり、
前記ブラケットが、
前記蓋部の外周端部の回転軸方向投影面と対向する部分に、該投影面より大且つ該投影面の形状に沿った内周壁を有する凹部を有するものであり、
前記本体部の外周端部と、前記ブラットの表面とが接触した時に、前記蓋部の外周端部が、前記凹部の内周壁及底部に非接触で嵌るものである回転電機
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記蓋部の回転方向幅が、延伸方向に等幅である回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記蓋部の回転方向幅が、前記貫通孔の直径以下である回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記蓋部の回転方向幅が、前記貫通孔の直径より大である回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記蓋部の軸心からの径方向距離が、前記貫通孔の軸心からの距離より大である回転電機。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記本体部は、前記排出部の回転方向幅よりも大となる内径を有する外周端部を有するものである回転電機。
【請求項７】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記回転軸が、
少なくとも前記貫通孔との間で、出力側の外径よりも大径且つ前記貫通孔の内径より小径の段差部を有するものである回転電機。
【請求項８】
請求項７に記載の回転電機であって、
前記穴部が、前記段差部の外径よりも小である回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、防水等構造を有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
水等の液や液滴がかかる環境で使用される回転電機は、一般的に、回転電機内部への水の侵入を防ぐための種々の防水構造を施している。例えば、回転軸突出部付近の外周に設置された防水カラーやハウジングブラケットに取り付けられた防水カバー等である。これらを、ブラケットから外部突出する軸端周辺部分に設けることで外部からの水や塵芥の侵入を防止するようになっている。
回転軸の機械ロスを考慮すれば、防水カラーと、エンドブラケットとの間や防水カバーと、回転軸との間に僅かな隙間を設けた非接触構造が好適である。この点、回転軸と、防水カバーとの隙間から侵入した水等は、防水カバーの一部に排水孔を設け、外部に排水するものも知られている。
【０００３】
特許文献１には、防水カバーを二重に設け、内側の防水カバーに設けられた排水孔と、外側の防水カバーに設けられた排水孔とを互いに位相をずらすことで、水が軸封装置の外部から排水孔を通じて軸封装置内を直撃しないような構造が開示されている。より具体的には、特許文献１は、回転軸２に内側フリンガ１０、フリンガ板１２、外側フリンガ１１、内側防水カバー１５、外側防水カバー１６により構成される、防水室１８、防水室１９、防水室２０を設けることで回転電機内部への水の侵入を防止している。また、第１の排水孔２１と第２の排水孔とを互いに位相をずらすことで、水等が軸封装置の外側から排水孔を通じて軸封装置内を直撃しない構造となっている。回転電機を特定の設置位置に設置する際に、好適な構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、回転軸を中心軸として回転電機を回転方向に傾けた状態で設置する場合を考える。例えば、回転電機のハウジング外周には、端子箱や脚部といった径方向に突出する部品や部材が設置される場合がある。回転電機を他の装置の動力源として設置する場合、設置先の装置の構成の都合から当該突出する部品や部材の設置空間を確保するのが困難なことから、回転電機を回転方向に傾けて（回転させて）設置する場合もある。
【０００６】
脚部が接地する状態を基準にすれば、防水カバーの排出先は下方に向けるのが一般的であるが、回転電機を回転方向に傾けると排水孔が水等の進行方向に対向又はこれに近づく配置関係にもなる虞もあることから、回転電機の設置位置に一定の制約となる。
【０００７】
仮に特許文献１の構成で、回転軸を中心軸として回転電機を回転方向に傾けた状態で設置したとすると、第１の排水孔２１と第２の排水孔２２から水が内部に侵入する可能性が残る。内部侵入した水は防水室１８、防水室１９、防水室２０に溜まり、水位が内側フリンガ１０の外周に達すると内側フリンガ１０とエンドブラケット１との隙間から回転電機内部に水が浸入することも考えられる。
そこで、回転電機を回転方向設置する自由度を確保しつつ防水性を確保する技術が望まれる。
【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、特許請求の範囲に記載の構成を適用する。即ちハウジングと、ブラケットと、貫通孔を介して前記ブラケットを貫通する回転軸と、前記貫通孔を前記回転軸の出力側から覆うカバー部材を有する回転電機であって、前記カバー部材が、前記回転軸が非接触で貫通する穴部と、前記貫通孔より大径且つ前記穴部よりも軸方向に前記ブラケット側に突出する外周端部を有し、該外周端部が前記ブラケット表面と接触することで、前記穴部と前記ブラケット表面の間に空間を形成する本体部と、
前記空間と連通し、前記本体部の一部から前記ブラケット表面に沿って前記回転軸の外径方向に延伸すると共に、外周端部が前記本体部の外周端部よりも前記ブラケット側に所定長さ延伸する形状からなる蓋部とを有するものであり、前記ブラケットが、前記蓋部の外周端部の回転軸方向投影面と対向する部分に、該投影面より大且つ該投影面の形状に沿った内周壁を有する凹部を有するものであり、前記本体部の外周端部と、前記ブラットの表面とが接触した時に、前記蓋部の外周端部が、前記凹部の内周壁及底部に非接触で嵌る構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、防水性を確保しつつ回転軸を中心に回転方向に回転電機を設置する自由度が向上する。
本発明の他の課題・構成・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】本発明を適用した実施例１による回転電機の軸方向縦断面図である。
【図２】実施例１による回転電機の出力側正面図である。
【図３】実施例１によるブラケットの正面図及び断面図である。
【図４】実施例１による防水カバーの軸方向正面図である。
【図５】実施例１による防止カバーの断面図及び部分断面図である。
【図６】実施例１によるエンドブラケットに防水カバーを設置した様を示す軸方向正面図である。
【図７】実施例１による防水カバーと、凹部との構成を示す部分断面図である。
【図８】実施例１による回転電機を回転方向に９０度未満傾けた様を示す出力側正面図である。
【図９】本発明を適用した実施例２による回転電機の出力側正面図である。
【図１０】実施例２による回転電機を回転方向に９０度以上傾けた様を示す出力側正面図である。
【図１１】本実施例による防水カバーと貫通孔の位置関係を示す模式図である。
【図１２】本発明を適用した実施例３による防水カバーと、凹部との構成を示す部分断面図である。
【図１３】本発明を適用した変形例による防水カバーの構成を示す模式図である。
【図１４】本発明を適用した変形例による防水カバーの蓋部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を適用した一実施例である回転電機１００を説明する。
図１に、回転電機１００の部分縦断側面図、図２に、回転軸の出力側から反出力側を観察した場合の正面図を示す。回転電機１００は、固定子１４ａ・回転子１４ｂをハウジング１３内に備え、これと接続されるエンドブラケット１と、回転軸２と、これを回転可能に支持する軸受３と、防水カラー４とを有する。なお、本実施例ではラジアルギャップ型の回転電機を例示するが、本発明はこれに限定するものではなくアキシャルギャップ型でもよく、ブラケット１から回転軸２が突出する構成であれば種々の回転電機に適用することができる。また、回転電機は電動機であっても、発電機であってもよい。
【００１２】
防水カラー４は、回転軸２の外周形状にそった段差であり、回転軸２に嵌め込まれるゴム、樹脂或いは金属製の環状体からなり、軸受３内輪の出力側端面に軸方向から当接する位置まで圧入される。防水カラー４の外周と、エンドブラケット１の貫通孔１０との径方向対向面は非接触であるものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、防水カラー４は、環状体部品を回転軸２に設置する構成するものとして説明するが、回転軸２自体が環状の突起部を有する構成であってもよい。更には、防水カラー４は必ずしも設置しなくてもよい。
【００１３】
また回転電機１００は、エンドブラケット１の出力側端面に、被覆部材として、防水カバー５を備える。防水カバー５は、回転軸１２が貫通する穴部１５を備え、エンドブラケット１に設置した時に、エンドブラケット１との間に空間（以下、「防水室６」という。）を形成する形状を有する。より具体的には、防水カバー５の外周端部の軸方向位置が、穴部１５よりブラケット１側となる半筒、錐台又は椀の形状を有する。穴部１５の内周と、回転軸２の外周とは、所定の隙間を介して非接触である。更に、穴部１５の径は、少なくともブラケット１の貫通孔１０の径と同径或いは小であるのが好ましい。本実施例では、穴部１５が貫通孔１０より小径で、防水カラー４の内径よりも大且つ外径よりも小となっている。なお、穴部１５にネジシール等の接触又は非接触シール部材を設置する構成とすることも可能である。
【００１４】
図３（ａ）に、エンドブラケット１を出力側から観察した正面図（便宜上、回転軸２及び防水カラー４も図示。）、図３（ｂ）に図３（ａ）のＡ−Ａ’縦断面図を示す。（ａ）に示すように、エンブラケット１は、貫通孔１０と、外周との間の出力側外表面の一部に凹部７を有する。凹部７の回転方向幅は、貫通孔１０の直径と同等以下である。
【００１５】
凹部７は、防水カバー４と共に防水室６に侵入した水等の排出と、外部から防水カバー４内への水等の侵入防止として機能する。即ち回転軸２と、穴部１５との間から防水カバー４との隙間を通って水等が防止カバー４内に侵入することが考えられるが、侵入した水等は自重によって防水室６内に落下する。この落下した水等が貫通孔１０と、防水カラー４との隙間から軸受３側に侵入することなく、外部に排出することができる。
【００１６】
なお、本実施例において、凹部７は矩形であるが、後述する防水カバー４の蓋部８ｂの外周形状（延伸部８ｄ）に沿った形状であればこれに限るものではない。
【００１７】
図４に、防水カバー５を出力側から観察した正面図を示す。防水カバー５は、穴部１５の形状に沿った環状部分からなる本体部８ａと、蓋部８ｂとからなる。上述のように本体部８ａは、外周端部が回転軸方向に所定距離延伸する半筒形状又は錐台或いは碗形状からなり、外周端部から、ブラケット１の出力側表面の形状に沿って径方向に所定幅延伸するフランジ部８ｃを有する。防水カバー４は、フランジ部８ｃを介して（必要であればパッキンも介して）、エンドブラケット１とボルト等或いは接着剤で固定するようになっている。なお、フランジ部８ｃとエンドブラケット１との固定部分は密に接触するようになっており、防水性が確保されている。
【００１８】
蓋部８ｂは、防水室６に侵入した水等の排出部として機能する。軸方向正面の一部が径方向に延伸する矩形形状からなり、当該矩形部分の外周から回転軸方向に延伸する延伸部８ｄを有する。延伸部８ｄは、防水カバー４をエンドブラケット１に設置した時に、凹部７の内周に沿った挿入となる寸法を有する。即ち蓋部８ｂは、その軸方向投影面が凹部よりも小となる大きさとなる。
【００１９】
図５（ａ）に、図４による防水カバー５のＡ-Ａ’断面図を示し、（ｂ）に図４による蓋部８のＢ-Ｂ’断面図を示す。蓋部８ｂは、凹部７の回転方向幅よりは僅かに小となる矩形部分と、当該矩形部分の外周からブラケット方向に延伸し、防水カバー５をブラケットに設置した時に、凹部７の底部に対して非接触となる長さを持つ延伸部８ｄとを有する。この結果、延伸部８ｄと、凹部７の内周側面との間にラビリンス構成を形成する。この構成によって、蓋部８ｂにおいて、外部から凹部７への水等の侵入を防止すると共に防水室６に貯留された水等の外部排出を可能とする。
【００２０】
図６に、エンドブラケット１に、防水カバー５を設置した時の様を示す。また、図７（ａ）に、図６のＡ-Ａ’断面、（ｂ）にＢ-Ｂ’断面の拡大図を示す。上述のように、凹部７の回転方向幅は貫通孔１０の直径と同等以下であることから、図６に示すように、蓋部８ｂの回転方向幅は、貫通孔１０の直径とより小となる。より詳細には、蓋部８ｂで、対向する左右の延伸部８間の幅Ｘは、延伸部８の肉厚を考慮した上で貫通孔１０の直径より小となる。
また、図７に示す様に、エンドブラケット１に防水カバー５を取り付けた状態では、凹部７の内周側面及び底部と、延伸部８ｄとは非接触である。この結果得られた凹部７と、延伸部８ｄとの隙間が排出孔９となる。
【００２１】
図８に、回転電機１００を回転方向に傾けた時の出力側方向から観察した図を示す。同図では、２つの脚部１２が接地した姿勢を０度とした場合に、右回転に９０度未満傾けた様である。エンドブラケット１付近で水等が侵入する箇所としては、排出孔９と、防水カバー５の穴部１５と回転軸２の隙間とのみである。
まず、排出孔９付近では、蓋部８ｂと凹部７によるラビリンス構造により外部からの水等の侵入等を防止する。例えば、図において回転電機１００の外部上方や側方から排出孔９に対して水等が進行しても、防水カバー５内部への侵入を防止する。更に排出孔９を通過するとしても、ラビリンス構造によって水等の侵入の勢いが低減され、凹部７や蓋部８ｂの内壁を伝って下方の排出孔９から外部に排出される。
【００２２】
他方、穴部１５と回転軸２の隙間から防水室６に侵入した水等も、自重によって落下し、防水室６に貯留される。その後、貯留が続き、水位が本体部８ａと、蓋部８ｂとの境（旧境界点Ｒ）まで達すると、排出孔９から外部に排出される。当該本体部８ａと蓋部８ｂの境界点Ｒ（又はＬ）の垂直方向高さがブラケット１の貫通孔１０の最下点の垂直方向高さよりも低い事を条件とする限り、回転電機１００を回転方向に傾けても貯留された水等が貫通孔１０と回転軸２との隙間から回転電機内に侵入することはない。本実施例では、凹部７の回転方向幅が貫通孔１０の直径と同等以下とする。仮に同等とすれば、回転電機１００を０度から左右９０度より僅かに少ない角度（例えば、８９度）まで回転させても防水室６の下方に貯留した水等の水位が貫通孔１０に達することなく、（図９における）下方側の排出孔９から外部に排出することができる。
【００２３】
このように、本実施例によれば回転電機１００は、防水性を確保しながら左右の回転方向に９０度未満ずつ、設置自由度が向上する。
また、本実施例の防水カバー４は、回転軸２と非接触であることから回転電機１００の駆動性能に影響を与えることがない。
また、同様に回転軸２に防水カラー４といった非接触の環状凸部を有することから、駆動性能に影響を与えず且つ貫通孔１０との隙間がより狭小になり、回転電機庫内への水等の侵入を低減すると共に出力側から回転軸２を伝ってくる水等を回転軸２から離間するのを促進する効果を期待することができる。
また、例えば、端子箱１１や脚部１２といった回転電機１００の外径方向に突出する部品を備えていても、回転電機１００を設置する装置上の空間都合に応じて回転方向の配置を調節できるため、当該突出部品の改造をする必要性が低減し、回転電機としての汎用性の向上も期待することができる。同様に、設置先装置の接続部品との関係で、端子箱等の位置を回転方向に調節する際にも、防水性を確保することができる。
【実施例２】
【００２４】
実施例１では、蓋部８ｂの回転方向幅を貫通孔１０の直径よりも僅かに大とする構成であり、これにより防水性を確保しつつ回転電機１００を概略左右９０度まで回転方向に傾けることが可能とする構成である。
【００２５】
これに対して実施例２では、防水性を確保しつつ回転電機１００を左右９０度以上に回転可能とする構成を説明する。なお、以下の説明で実施例１と同様の部材は同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２６】
図９に、実施例２による回転電機１００を出力側から観察した軸方向正面図を示す。防水カバー５Ｂは、穴部１５、本体部８ａ及び蓋部８ｅからなる。実施例２の蓋部８ｅは、回転方向の幅が貫通孔１０の直径よりも大である点が実施例１との相違点の１つである。実施例１と比して、蓋部８ｅの回転方向幅を貫通孔１０よりも更に大とすることで、本体部８ａと、蓋部８ｅとの境界部分は、貫通孔１０の径よりも更に水平方向左右に移動する。即ち回転電機１００を回転方向に傾けたとき、当該境部分の垂直方向高さが貫通孔１０の垂直方向最下点の高さに達するまで９０度以上の回転角の余裕が発生することから、排出孔９の排出性を確保したまま回転電機１００が９０度以上の傾斜を可能とする。
【００２７】
図１０に、回転電機１００が９０度以上（例えば、１００度程度）傾斜した様を示す。同図に示す様に、回転電機２００が９０度以上傾斜しても防水室６に貯留する水等は、水位が貫通孔１０に達する前に排出孔９に達し、外部に排出される。
【００２８】
ここで、水等を排出する排出孔９と回転方向で対向する側の排出孔９（図１０において、上方に位置する排出孔部分）からは、回転電機上方から進行する水等が防水室６に侵入する場合が考えられる。実施例１で述べたように、排出孔９と、凹部７とのラビリンス構成によって、外部から排出孔９に進行する水等の勢いは低減されることから、最も軸心側の境界部Ｌから防水室６に侵入する水等は、自重によって略垂直方向に落下する。よって、境界点Ｌの垂線が貫通孔１０に重なる直前まで、回転電機１００を傾けても貫通孔１０に水等が達することがないと言える。よって、境界点Ｒの水平線と、境界点Ｌの垂線とが貫通孔１０に重なる直前までであれば、防水性を確保したまま回転電機１００が左右９０度以上に傾くことが可能と言える。
【００２９】
図１１に示すように、このような条件を最低限満たす構成例としては、境界点ＬとＲを結ぶ直線が、貫通孔１０に重なる直前まで、軸心側に平行移動させ且つＬ及びＲと軸心との距離を同じとする構成である。換言すれば、境界点ＬとＲが、回転軸２の軸心を含む直線と平行且つ貫通孔１０の半径より大の直線に含まれ且つ軸心と、Ｌ及びＲとの距離が同等である位置となる構成である。
【００３０】
このように実施例２によれば、防水性を確保したまま回転電機を左右９０度以上に回転させることができる。
【実施例３】
【００３１】
実施例３は、蓋部７と、凹部８ｂとの他の構成例である。実施例１及び２では、蓋部８ｂの延伸部８ｄの「全部」の外表面が、凹部７の内周壁及び底部と非接触の構成であった。実施例３は、蓋部８ｂの延伸部８ｄの「一部」が、凹部７の内周壁と非接触である構成例である。
【００３２】
図１２（ａ）に、蓋部８ｂの回転方向断面図示し、（ｂ）に蓋部８ｂの径方向断面図を示す。なお、蓋部８ｂ及び凹部７の概要構成は実施例１（図３、図４、図５）と同様である。図１２（ａ）に示す様に、概略矩形からなる蓋部８ｂの延伸部３のうち、互いに回転方向に対向する左右延伸部８ｄは、凹部７の内周壁及び底部と「非接触」である。
【００３３】
これに対し、図１２（ｂ）に示す様に、回転軸と径方向で対向する延伸部８ｄは、凹部７の内周壁と接触する構成である。この延伸部８ｄと接触するのが、内周壁及び底部でもよい。本構成であっても回転電機を傾けても排出孔９は、実施例１及び２と同様に、水等の侵入防止及び防水室６からの排出効果を期待することができる。
【００３４】
特に、実施例３の構成の場合、回転電機を傾けた場合に、軸心と対向する延伸部８ｄからの水等の侵入をより防止することができる。
【００３５】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更・組み合わせが可能であるのはいうまでもない。
【００３６】
例えば、上記実施例では、防水カバー５の本体部８ａが、軸方向の形状を概略円形とする構成を例示したが、図１３（ａ）に示す様に、概略矩形（四角に限定しない）や概略楕円刑であってもよい。更に、図１３（ｂ）に示す様に、本体部８ａの径が蓋部８ｂとの境界点Ｌ・Ｒ間の幅と同等としてもよい。
【００３７】
同様に、上記実施例では、蓋部８ｂの断面形状を概略矩形とする構成を例示したが、図１４（ａ）に示す様に、概略蒲鉾（semi-cylindrical）の断面形状であってもよく、ホームベース型（五角形）の断面形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…エンドブラケット、２…回転軸、３…軸受、４…防水カラー、５…防水カバー、６…防水室、７…凹部、８ａ…本体部、８ｂ…蓋部、８ｃ…フランジ部、８ｄ・８ｅ…延伸部、９…排出孔、１０…貫通孔、１１…端子箱、１２…脚部、１３…ハウジング、１４ａ…固定子、１４ｂ…回転子、１５…穴部、Ｌ・Ｒ…境界点
【図１】
2017147896.tif 000003
【図２】
2017147896.tif 000004
【図３】
2017147896.tif 000005
【図４】
2017147896.tif 000006
【図５】
2017147896.tif 000007
【図６】
2017147896.tif 000008
【図７】
2017147896.tif 000009
【図８】
2017147896.tif 000010
【図９】
2017147896.tif 000011
【図１０】
2017147896.tif 000012
【図１１】
2017147896.tif 000013
【図１２】
2017147896.tif 000014
【図１３】
2017147896.tif 000015
【図１４】
2017147896.tif 000016