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1. WO1990014708 - STRUCTURE OF MOTOR HOUSING HAVING INTEGRALLY MOLDED ELECTRIC CONNECTOR

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[ JA ]
明 細 書

一体成形電気コ ネ クタを有したモータハウジングの構造

技術分野

本発明 は、工作機械、その他の回転駆動源と して用 いられ る産業用モー タに関し、特に、モータのハウジングの一部分 を榭脂材料を用 いた成形加工法に依 って形成し、その成形ハ ウジングに、モータ駆動電流供給用の電気コ ネクタの主要部 分 ( p r i m a r y p o r t i o n ) を成形により一体構造に設けたモー タのハウジング構造に関する。

背景技術

工作機械やその他産業用機器類の回転駆動源と して用 いら れる産業用モー タにおいて、 ステ一夕の積層コアの外周をそ のま まモータ外被に用い、同積層コア内に励磁捲線を装塡し てス テータを形成し、積層ステ一タコアの前後に前部ハウジ ングと後部ハ ウジングとを取付け、これら前後部ハウジング に形成 した軸受孔に回転軸受を装着 し、 該回転軸受によ り口 ータ を回転自在に支持し、かつ、上記ステ一夕の内孔の内部 に空隙を介 して上記 σ —タを配置した構造の産業用モー タは 従来か ら多用されている。

こ の種の産業用モー タは一般的に連続運転によ る過酷な使 用条件に曝 される場合が多い ことを考慮し、特に、上記ステ ータ コアの前後に配置さ れる前部、 後部のハウジングは金属 材料によ り形成し、機械的強度を得 ると共にステ一夕の励磁

捲線に駆動電流を供給さ れた時に発生する銅損熱と鉄損熱と を外部へ伝達 して放熱 し、以て、モータの高熱化によ る損傷 と寿命短縮とを防止する方法が採 られていた。 このと き、モ — タ出力が大きい程、モータの発生熱も大きくなり、励磁捲 線の焼損を防止する上か ら熱伝導性が大き い金属ハ ウジング は必須であ る。他方、上述のよ うな金属ハウジングを有した 産業用モータ に対する電力、 つまり、励磁電流の供給は、 外 部の電力ケ ーブルの先端に取 り付けた電気コ ネクタ、例えば . 雄型電気コ ネクタを、モータの後部金属ハウジングの一部分 に、 外側 向けて突出する ように形成したコネクタ合座にね じ止め方法で取 り付けた雌型電気コ ネクタに差込み装塡する こ とにより電気的に接続して電流供給を行 う構造のものが多 用 されている。

第 4 図は、このような従来のハウジング構造を備えた産業 用モータ の一例を示 したものである。この従来の産業用モ ー タ は、ステータ 1 の鉄心を形成する コア 2 の前後に金属製の 前部フ ランジ 3 と後部ハウジング 4 が設けられ、前部フラン ジ 3 の前方にはステータ 1 の内部に装塡さ れたロータ(図示 な し)から出力軸 5 が突出して被駆動体に軸継手等を介 して 機械的に結合可能に さ れ、後部ハウジング 4 の後方には更に カバー 6 がモータの後端を被覆するように設けられている。 そ して、後部ノヽウジング 4 からモータのラジアル方向、かつ 外方に向けて コ ネクタ合座 7 が形成され、このコネクタ合座 7 にコネクタ 8 がねじ 9 で取付けられた構造に成っている。 上述のよ うに電気コネクタを金属ハウジングのコネクタ合 座にね じで取付け る構造では、 モータの製造過程で、市販の コネクタ部品 8 を作業者がねじ 9 で取付ける手作業の工程が 入る ことになり、しかも、工作機械の回転駆動源として用い られるモー タのときには、機械の使用時に飛散される加工液 等によ る濡れ防止を行 う観点からパッキン 9 ' を介在させて コネクタ部品 8 をねじ止めし、その上に取付け部にグリース を塗布 して水分の侵入を防止する密封方法が採 られるために モ ータ製造工程における工数が多過ぎて コスト低減を阻害す ると言う問題点が有る。

また、 属製後部ハ ウジング 4 の外周にコネクタ台座 7 を 突出 させた構造は、市販の コネクタ部品 8 を利用することに よ りコスト低減を図るために採用された構造であるが、この よ うに、ハウジング外周にモータ半径方向に突出したコネク タ 合座 7 を形成した構造では、 該コネクタ台座 7 の頂部を包 含 したモータの包絡外形が大き く なり、工作機械等にモータ を搭載する ときには、占有空間が大きくなり過ぎる間題が有 o

他方、 産業用モ ータが比較的に小出力であ る場合に は、上 述 した銅損熱や鉄損熱の放熱条件は緩和 され、前部フランジ さえ、熱伝導上ま た、被駆動体との結合や出力軸を支持する 機械的強度上か ら金属材料で形成さ れてい さえすれば、後部 ハ ウジングは必ずしも金属材料で形成する必要性は無 く、む しろモータを軽量化する観点か らは、樹脂材料で形成する こ と も可能である。

発明の開示

依って、 本発明の主目的は、 上述 した諸問題を解決する こ とが可能なモータ ハウジングの構造を提供せん とするもので あ る。

本発明の他の目的は、 モータ の後部ハ ウジングを樹脂材料 の成形加工で形成する と共に該後部ハ ウジングの一部に電気 コネクタを成形加工で一体に形成 した構造を有 した産業用モ —タ を提供せんとする ものである。

本発明は、 上述の発明の目的を達成するために、 モータ の ステ ータの.コアの前端に固定された前部フ ランジ及びそのコ ァの後端に固定さ れた後部ハ ウジングを具備しなると共に、 該前部フ ランジ及び後部ハウジングに保持された回転軸受を 介 して前記ステータ内に空隙を介して、モータのロータを取 付けた ロータ軸を回転自在に支持 したモータハウジングの構 造において、

前記前部フ ランジは金属材料によ って製造され、かつ、前 記 D —夕軸の先端に形成さ れたモータ 出力軸を外向き前方に 突出 させる前面を有 して成り、

前記後部ハ ウジングは樹脂材料によ って形成されたモール ドノヽゥジングであり、かつ、該モーリレドノヽゥジングは、その 一部に一体成形さ れた中空膨出部を具備 し、 該中空膨出部が 前記モータ に対 して駆動電流を供給するための電気コ ネ クタ 手段を形成 してい ることを特徴とした一体成形電気コ ネクタ を有 したモータハウジングの構造を提供する ものである。

上 の構成を有 したモータ ハウジングの構造によれば、 後

部モ ールドハウジングは、樹脂材料で成形加工すると同時に コネクタの主要部を成形加工で形成す ることにより、外部電 気コネクタを係止する口ック機構や外部コネクタの差込みを 必ず上下面間で決め られた一定向 きで差込みが遂行さ れる よ うにして逆差込みを防止する差込み案内溝をモ ー ルド成形時 に加工でき、 また、シール構造やコネクタ部品のねじ止めを 不要にする ことができるのである。

図面の簡単な説明

本発明の上述及び他の目的、 特徴、 利点を添付図面に示 し た実施例に基づいて、 よ り一層明らかにするが、同図面にお いて、

第 1 図は、本発明による一体成形コ ネクタを備えたモール ドハウジングを有したモータの実施例の構造を一部破断部分 を含んで図示 した正面図、

第 2 図は同モータ構造の一方の側面か ら見た側面図、 第 3 図は、本発明によるモータハウジングにおける後部モ 一ル ドハウジングの他の実施例を示す分解斜視図、

第 4 図は、従来の産業用モ ータとそれに具備されたコネク タ 構造とを示す一部断面によ る正面図。

発明を実施する ための最良の態様

第 1 図に示す産業用モー タは、サ一ボモータからなる実施 例であ り、それは、ステ一タ 1 0 及びこのステータ 1 0 の中 央内-孔内に空隙を介 して配置さ れた σ —タ 2 0 を有し、上記

ステ一タ 1 0 はステ一タコ了 1 2 、励磁捲線 1 4 を具備して い る。また、ロータ 2 0 は、中心部にロータ軸 2 2 を有し、 そのロ ータ軸 2 2 の先端 2 4 がモータ出力軸を成 して前方に 突出 している。ステータコア 1 2 の前端には金属製のベルジ ヤ ー形フランジ 2 6 がねじポルト(図示なし)によって取付 け られ、また、ステータコア 1 2 後端には樹脂材料から成る 後部モール ドノヽウジング 2 8 が同じくねじボルトによって取 付け られている。また、前部金属フ ランジ 2 6 と後部モール ドハ ウジング 2 8 の両者の夫々中心部分に装着さ れた回転軸 受 3 0 、 3 2 により前述のータ軸 2 2 が回転可能に支持さ れ、 以てロータ 2 0 がステータ 1 0 の内側で回転自在になつ てい る。更に、後部モールドノヽウジング 2 8 の後端にはカノ、' 一 3 4 がねじ止め、又は接着等の適宜の取付け方法で取付け られてお り、このカノー 3 4 の内部にはサ一ボモータの回転 検出器 (図示な し)が格納されている。

さて、本発明に依ると、後部モールドハウジング 2 8 は耐 熱性を有する と共にモ ールド加工による加工性が良好で、 か つ、 成形後に十分な機械的強度を備え得る樹脂材料を用いて 射出成形機によ る周知のモ ールド成形加工方法に依っ て製造 されてい る。モールド成形加工法によれば、後部モールドハ ウ ジング 2 8 の加工精度を高レベルに確保できると共に従来 は金属性の後部ハ ウジングにコネクタ台座だけを形成したも のに対比 して、 電気コネクタ装置 4 0 を一体にモールド成形 加工法で設ける ことが可能と なる。上記電気コネクタ装置 40 は、 後部モールドハジング 2 8 の一部分に成形型に従っ て

形成された膨出部 4 2 と、その膨出部 4 2 の内部に形成さ れ たコネクタ受け孔 4 2 a と、その受け孔 4 2 a の一端にモー タの軸心方向と 同方向を向いた開口 4 2 b と、上記受け孔 4 2 a の内奧部に設け られてス テ一タ 1 0 の捲線 1 4 に電気的 に接続 した導電ピン 4 6 と、該導電ピン 4 6 を支える別体構 造の支持壁 4 8 とを備えて構成 され、第 1 図に破線で略示し た外部電気コ ネクタ 5 0 が受け孔 4 2 a に挿入されると、導 電ピン 4 6 と接続して電機的接続が達成さ れる構造に成 って いる ο

上記受け孔 4 2 a は上記膨出部 4 2 の内部において、 上壁 面 4 3 a 、下壁面 4 3 b 、左右の側壁面 4 3 d 、 4 3 e とか ら成る略長方形の断面を有 した受け孔に形成さ れてい る。

このように、電気コネクタ装置 4 [) を樹脂材料による後部 モ ールドハウジング 2 8 の成形加工時に一体に形成する構造 にすれば、 モータ の組立工程において、 後部モ ールドハウジ ング 2 8 をステ一タコア 1 2 の後端に取付けるときに、電気 コ ネクタ装置 4 0 を同時に完成させることが可能であり、し かも、 外部電気コ ネクタ 5 0 を受け孔 4 2 a 内に軸方向に揷 入 して電気接続をお こなう時に、該外部電気コネクタ 5 0 を 係止する ロック爪 4 4 を予め下壁面 4 3 b に形成する構造と し、 また第 2 図に示すように受け孔 4 2 の上壁 4 3 a に案 内四溝 4 9 を形成し、外部コネクタ 5 ϋ の挿入過程で、該案 内凹溝 4 9 内に係入する適宜の突起を外部コ ネクタ 5 0 の外 周 に形成しておけば、 外部コネクタ 5 0 は上下向きを常に一 定の向き にしてコネクタ装置 4 0 内に装着される。従って、 所謂、 逆差し防止構造が得 られ、故に、モータ電流の供給時 に各相の電気相を有 した励磁捲線 1 4 に対して外部電気コ ネ クタ 5 0 の電気相を常に一致させる ことができ るのである。

また、 外部コネクタ 5 0 がコネクタ装置 4 0 の受け孔 42 a 内に深 く挿入される構造が得 られるから、受け孔 4 2 a の壁 面と外部コ ネクタ 5 0 の挿入面との間でシール構造を設計す る等によ り、従来はパッキンに依存していた防永シールを内 部的に強化する ことが可能にな るのである。

しかも、 後部モ ールドハウジング 2 8 が樹脂材料製である こ とからモータ重量の軽量化が可能にな り、かつ、該後部ハ モールドウジング 2 8 と共に一体形成されたコネクタ装置 40 がモータ 軸心の方向と 同方向を差込み方向 とする受け孔を有 した形状、 構造であ ることから、モータの包絡外形が従来の 突出 コネクタ合座を有した構造に比べて縮小させることがで き、故にモータをコンパクト化することができ、従って、モ ータ を工作機械等の被回転駆動部に装着する際の專有空間を 縮小さ せることが可能になる。なお、上記実施例はサ一ボモ ータ に関して説明したが、これに限る ことなく、誘導モータ 等他種の産業用モー タ においても比較的小出力系のモータ で は、 後部ハウジングを樹脂材で成形加工する段階で一部を膨 出構造に成形加工 して内部に コネクタ装置の受け孔を形成し 内奥部に コネクタピンを植設する構造により、上記と同様な 一体形成型のコ ネ クタを有したモータのハウジング構造を得 る ことができることは言うまでもない。

第 3 図は、本発明によるモータハウジングの他の実施例を 示す斜視図であ る。

第 3 図に示すモ 一タノヽウジングにおける後部モールドノヽゥ ジング 128は、モールド加工で一体形成された膨出部 142を 有し、この膨出部 1 4 2 は前述の実施例の膨出部 4 2 と同様 に内部が中空構造で、 互い に向き合う上壁 1 4 3 a と下壁 1 4 3 b 及び互いに向き合 う側壁 1 4 3 d 、 1 4 3 e 、内奥壁 1 4 3 ί を有している。すなわち、これらの上壁 1 4 3 a 、 下壁 1 4 3 b 、側壁 1 4 3 d 、 1 4 3 e とに囲まれた領域が 受け孔 1 4 2 a に形成され、同受け孔 1 4 2 a はモータの軸 心方向 と同一方向に広が り、かつ、外部の電気コネクタ(図 示な し)が差し込まれる開口 1 4 2 b を有している。 下壁 1 4 3 b の内方部分に は、モールドノヽウジング 1 2 8 の内部 に向か う開口部 1 4 5 が形成され、該開口部 1 4 5 内に向け て下方か ら導電 ピン 1 4 6 を支持した支持壁部材 1 4 8 がモ 一夕 の組立工程において挿入 され、支持壁部材 148の縦壁 1 48 a の中央部に設け られた弾性係止爪 1 4 9 c が上記内奥壁 143f に形成さ れた係止爪 1 4 9 b に嚙み合うことにより係止 する構造に形成さ れてい る。また、縦壁 1 4 8 a の両側面は, 膨出部 142の側壁 143d 、 143eに形成された凹所 141 (側壁

143d の囬所のみ図示さ れてい る)に係合する。その結果、 支持壁部材 1 4 8 は、膨出部 1 4 2 に固定される。そして、 このとき、支持壁部材 1 4 8 の下壁 1 4 8 b は、上記膨出部 1 4 2 の下壁 1 4 3 b と同一平面になり、また、下壁 143b に形成さ れてい る案内凹溝 1 4 9 と下壁 1 4 8 b に形成され てい-る案内凹溝 1 4 9 a も一致するようになる。この結果、

導電 ピン 1 4 6 は、受け穴 1 4 2 a 内で水平に維持され、外 部電気コ ネクタの差込みに応じて同外部電気コ ネクタに電気 的に結合さ れる。導電ピン 1 4 6 の下端 1 4 6 a は、モール ドノヽウジング 1 2 8 の内部でモータのステ一夕の励磁捲線 (図示な し)にハンダ付け又はか しめ等の接続方法で電気的 に接続される。 なお、膨出部 1 4 2 の側壁 1 4 3 d 又は 1 43 e に前述の実施例の口 ッ ク爪 4 4 と同様の口ック爪をモールド 形成 しておいても良い。

以上の 2 つの実施例の記載を通 して理解でき るように、本 発明によれば、 サーポモータ を始め産業用モータ において、 後部ハ ウジングを樹脂材料のモ ールドハゥジングに形成し、 かつ、 該モールドハウジングにモータへの駆動電流洪給用の 電気コ ネクタを一体成形加工により形成した構造にしたから 電気コ ネクタのねじ止め作業工程を省略してモータ 製造工程 の工数削減を可能と し、 £1てコスト低減に寄与し得ると共に ロ ック機構、コネクタの逆差し防止機構、防水シール機構等 の構造的性能を一段と 向上させ得る設計、 構造を採用でき、 モータ の構造面における機能向上を図る こ とができると言う 効果が得 られる のである。

なお、 本発明は請求の範囲に規定する発明の範囲内で種々 の改変、 変更が可能であ ることは言うまでもない。