JP2008182814A - 回転電機のハウジングおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け片が形成されたアウターハウジングを円筒状のインナーハウジングに外嵌するに、ハウジング同士が確実に一体固定されるように構成する。
【解決手段】モータハウジング３に、アウターハウジング１２を圧入状に外嵌させ、モータハウジング３とアウターハウジング１２との積層部において外径方向に突出する突起３ｆ、１２ｃを打ち出し成形して、モータハウジング３側の突起３ｆを、アウターハウジング１２のモータハウジング３との積層面に打ち込ませて、ハウジング３、１２同士が相対回転しないように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車やトラック等の車両に搭載される電動モータ等の回転電機のハウジングおよびその製造方法の技術分野に属するものである。

一般に、この種回転電機のなかには、車両に搭載されるファンモータ等があるが、前記ファンモータでは、モータを車両に取り付けるための部材が設けられることがあり、この場合に、車両取り付け用の取り付け片が形成された円筒状のアウタハウジングを円筒状のモータハウジング（インナーハウジング）に外嵌させるようにしたものが提唱されている。そして、このものでは、モータハウジングが円筒状であるが故に、アウターハウジングに対してモータハウジングが回転してしまう惧れがあり、これを防止するべく、モータハウジングとアウターハウジングとを回り止め状に固定することが求められる。

この改善策として、アウターハウジングを長板状に形成し、このものをモータハウジングに巻き付けるように外嵌させ、アウターハウジングの端部同士を重ね合わせた部位、および、該重ね合わされる部位以外の部位において、アウターハウジングとモータハウジングとをスポット溶接することにより、モータハウジングに対してアウタハウジングが回り止め状に一体固定するようにしたものが提唱されている。
特開２００２−５１４９３

ところが、前記従来のものは、モータハウジングとアウタハウジングとの一体固定（一体化）は、スポット溶接により行われているが、スポット溶接は熟練した技術が必要であるうえ、作業工程数も増えて作業が面倒であり、コスト高となってしまうという問題がある。しかも、スポット溶接ができる金属製材料は防錆性に劣るという問題があり、仮令、防錆性に富んだ金属製材料を用いたハウジングを形成してスポット溶接したとしても、スポット溶接部位において防錆性が低下してしまい、ファンモータのように水の浸入が想定される場所に設けられるものに対しては、このような一体化手段を用いることができないという問題もあり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、円筒状のインナーハウジングに、円筒状のアウターハウジングを外嵌状に取り付けてなる回転電機において、アウターハウジングはインナーハウジングに圧入状に外嵌するものとし、インナーハウジングとアウターハウジングとは、積層部において打ち出し加工することで、一方のハウジングから打ち出された突起が他方のハウジングに打ち込まれて回り止めされている回転電機のハウジングである。
請求項２の発明は、インナーハウジングは、有底筒状に形成され、打ち出し加工は内径側から外径側に向けてなされている請求項１に記載の回転電機のハウジングである。
請求項３の発明は、筒状のインナーハウジングの外周面に、筒状のアウターハウジングを外嵌状に取り付けてなる回転電機において、インナーハウジングに、アウターハウジングを圧入状に外嵌した後、これらインナーハウジングとアウターハウジングとの積層部に打ち出し加工を施して、一方のハウジングから打ち出された突起を他方のハウジングに打ち込んで回り止め状に一体化した回転電機のハウジングの製造方法である。

請求項１、２、３の発明とすることにより、インナーハウジングとアウターハウジング同士の回り止め（相対回転規制）が確実になされた状態で固定できて、汎用性が高く、しかも、信頼性の高いファンを提供できる。

つぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両に搭載されるファンであって、該ファン１は、図示しないラジエータに冷却風を送風するように構成されている。前記ファン１は、ファンモータ２と、ファンモータ２を構成するモータハウジング３から外方に突出するアーマチュア軸（モータ軸）４に回り止め状に連動連結され、アーマチュア軸４とともに一体回転するファンユニット５等の部材を用いて構成されていること等の基本構成は何れも従来通りである。

前記ファンモータ２のモータハウジング（本発明のインナーハウジングに相当する）３は、強磁性材である金属製板材を絞り加工することにより有底筒状に形成されており、筒底片３ａには、アーマチュア軸４の先端部を回転自在に軸承する軸受け４ａが内装される小径筒状の軸受け部３ｂが外方に向けて突出形成されている。そして、アーマチュア軸４の先端部は、先端４ｂが軸受け部３ｂから外方に突出する状態で軸承されており、該アーマチュア軸先端４ｂには、基端側に面取り部が形成され、先端側の外周面に螺子溝が刻設されている。
そして、前記アーマチュア軸４は、複数枚のコア材６ａが積層する状態で回り止め状に外嵌し、これらコア材６ａの外周に複数のコイル６ｂを巻装することでアーマチュア６を構成しており、各コイル６ｂは、アーマチュア軸４の基端部に一体的に外嵌されたコンミテータ７に電気的に接続されている。

さらに、モータハウジング３の筒部３ｃは、内周面に一対の永久磁石８が固着されており、また、筒部３ｃの開口端部には外径側に延出するフランジ部３ｄが形成され、該フランジ部３ｄに、モータハウジング３の開口端部を覆蓋するエンドブラケット９の外周部が突き当て状にカシメ付けられている。そして、エンドブラケット９には小径筒状の軸受け部９ａが外方に向けて突出形成されており、該軸受け部９ａに、軸受け４ｃを介してアーマチュア軸４の基端４ｄが回転自在に軸承されている。
尚、１０はコンミテータ７の外周部に配設されるブラシホルダステーであって、該ブラシホルダステー１０には、周回り方向に複数のホルダ部１０ａが形成され、これら各ホルダ部１０ａにブラシ１０ｂと付勢弾機１０ｃとがそれぞれ放射方向摺動自在に内装されており、各ブラシ１０ｂの内径側端面は、コンミテータ７の外周面に弾圧状に摺接するように設定されている。そして、外部に引き出されているカプラ１１から供給される外部電源は、ブラシ１０ｂからコンミテータ７、そして、各コイル６ｂに供給され、これによって、アーマチュア６は永久磁石８が固着されたモータハウジング３の筒部内において回転駆動し、アーマチュア軸４に連動連結されたファンユニット５が回転するように設定されている。
ここで、３ｅは、モータハウジング３の筒底片３ａ側の筒部に開設された水抜き孔である。

一方、前記ファンユニット５には、モータハウジング３の筒底片３ａ側部位を外嵌する筒部５ａと、筒底片３ａに対向する（積層状に配設される）底片部５ｂとで構成されるボス筒部５ｃが形成されているが、該ボス筒部５ｃの筒部５ａは、モータハウジング３の水抜き孔３ｅを覆う位置にまで延出配設されている。そして、ファンユニット５は、底片部５ｂの筒中心に位置し、アーマチュア軸先端４ｂの面取り部に対向する面取りを備えた貫通孔５ｄが開設され、該貫通孔５ｄをアーマチュア軸先端４ｂに外嵌させ、底片部５ｂをモータハウジング筒底片３ａに突き当てて、アーマチュア軸先端４ｂの螺子溝にナット５ｅを螺合することにより、アーマチュア軸４とファンユニット５とが回り止め状に固着されて、一体回転自在な連動連結がなされるように設定されている。
さらに、前記ボス筒部底片部５ｂには、モータハウジング筒底片３ａに向けて突出するリング状の仕切り体５ｆが径方向二箇所に形成されるとともに、放射方向に仕切るリブ５ｇが周回り方向に複数形成されており、これによって、ボス筒部５ｃ内に水が浸入した場合に、該水をボス部５ｃから外部に排出し、アーマチュア軸４側に浸入するのを防止するように構成されている。尚、５ｈは、筒部５ａの外周面から外径方向に延出して形成される周回り方向複数（五枚）の羽根体である。

このように構成されたファン１は車両の適宜箇所に固定するため、モータハウジング３の筒部３ｃ外周に、固定具としてのアウターハウジング１２が取り付けられている。
前記アウターハウジング１２は金属製板材により円筒形状に形成されるが、該アウターハウジング１２の内径は、モータハウジング筒部３ｃの外径と略同じかそれよりも僅かに短く設定されており、モータハウジング筒部３ｃに対して圧入状に外嵌組み込みされるように設定されている。前記アウターハウジング１２は、基端側の縁部（モータハウジング３開口端側の縁部）から外径方向に突出する取り付け片１２ａが周回り方向三箇所に形成されており、これら取り付け片１２ａを車両の適宜部位にあてがって螺子止めする等の固定手段を実施することで、ファン１の車両への取り付けができるように設定されている。
さらに、アウターハウジング１２は、モータハウジング３に形成される水抜き孔３ｅ形成部位を外嵌するように設定されており、該水抜き孔３ｅの対向部位には、外径側に膨出する状態で樋部１２ｂが形成されている。そして、アウターハウジング１２の先端側の半部（ファンユニット５側の半部）は、樋部１２ｂとともにファンユニット５のボス筒部５ｃに内嵌されるように設定されている。これによって、ファンモータ２に浸入した水は、水抜き孔３ｅから排出されて樋部１２ｂにより受け止められ、該樋部１２ｂにより受け止められた水が樋部１２ｂからファンユニット５側に誘導されることにより、該誘導された水が、ボス筒部５ｃ内において外径側に位置する仕切り体５ｆによりアーマチュア軸４側に浸入するのを防止しながら、傾斜状のガイド片５ｇによって外部に向けて誘導、排出されるように設定されている。

そして、このものでは、アウターハウジング１２とモータハウジング３とが回り止め状に一体固定されるべく、つぎのような加工がなされている。
つまり、アウターハウジング１２をモータハウジング３に圧入、外嵌させた状態としたものに対し、モータハウジング筒部３ｃとアウターハウジング１２とが積層する部位に対して、図示しない突起打ち出し装置を用いて周回り方向複数箇所（本実施の形態では三箇所）に位置して打ち出し加工を行うことにより、モータハウジング筒部３ｃとアウターハウジング１２との積層部に、それぞれ板厚を径方向同じ方向に変位する状態で突起３ｆ、１２ｃが形成されている。これによって、積層部の一方のハウジングであるモータハウジング３から外径方向に向けて打ち出される突起３ｆが、他方のハウジングであるアウターハウジング１２から外径方向に向けて突起１２ｃが打ち出されることによりモータハウジング３との積層面に形成される凹部１２ｄに打ち込まれ、もって、突起３ｆと凹部１２ｄとの凹凸嵌合がなされて、モータハウジング筒部３ｃとアウターハウジング１２同士の回り止め（相対回転規制）がなされるように設定されている。

このようにすることにより、モータハウジング３は、車両に固定されるアウターハウジング１２に対して圧入状に内嵌され、しかも、打ち出し加工することにより、筒部３ｃから外径方向に突出する突起３ｆが、アウターハウジング１２の内周面に形成される凹部１２ｄに打ち込まれて内嵌される状態となっており、もって、モータハウジング筒部３ｃとアウターハウジング１２との回り止め状の一体固定が確実になされるように設定されている。
尚、突起打ち出し装置として、例えば国際公開公報ＷＯ２００６／０１３９０７に記載される装置、即ち、突起形状に対応するパンチをモータハウジング筒部３ｃの内周面に突き当てて、モータハウジング筒部３ｃとアウターハウジング１２とを、パンチ側に向けて加圧することにより突起を形成する装置を用いて形成することにより、モータハウジング３に筒底片３ａが形成された有底筒状のインナーハウジングであっても、インナーハウジング３の内径側から外径側を向く突起３ｆ、１２ｃの加工を容易に実施することができる。

叙述の如く構成された本形態において、ファン１を車両に取り付けるには、取り付け片１２ａが形成されたアウターハウジング１２をモータハウジング３に外嵌させ、前記取り付け片１２ｃを介して車両に取り付けることになるが、この場合に、アウターハウジング１２は、モータハウジング３に対して圧入状に外嵌されており、ある程度の強度で一体固定されている。そして、さらにこのものでは、モータハウジング３にアウターハウジング１２を外嵌させた状態で、これらの積層部に突起３ｆ、１２ｃを打ち出し形成することにより、モータハウジング３側から打ち出された突起３ｆが、アウターハウジング１２に突起１２ｃを形成することにより、アウターハウジング１２のモータハウジング３との積層面に形成される凹部１２ｄに打ち込まれて嵌入状態（凹凸嵌合状態）となるように加工されていて、モータハウジング３とアウターハウジング１２との回り止めが確実になされた状態で固定されている。この結果、車両に取り付けられたファン１は、従来のようにスポット溶接による一体固定をすることなく、ファンモータ３がガタついたりすることが防止されて、防錆性に劣るような不具合がなく、汎用性が高く、しかも、信頼性の高いファン１を提供することができる。

尚、本発明は前記第一の実施の形態に限定されないことは勿論であって、図６に示す第二の実施の形態のように構成することもできる。
前記第二の実施の形態は、インナー（モータ）ハウジング１３とアウターハウジング１４との両ハウジングともに、前記第一の実施の形態と同様に構成されているので詳細は省略する。そして、このものでは、インナーハウジング１３にアウターハウジング１４を圧入状に外嵌させた状態で、突起打ち出し装置を用いて周回り方向複数箇所に突起１３ａ、１４ａを打ち出すが、このものでは、突起１３ａ、１４ａの突出方向が内径側を向くように加工されており、これによって、アウターハウジング１４から打ち出された突起１４ａが、インナーハウジング１３に突起１３ａを形成することでインナーハウジングの外周面に形成された凹部１３ｂに打ち込まれて嵌入するように設定されている。そして、このものでも、インナーハウジング１３とアウターハウジング１４とは、圧入による一体化に加えて、積層部に突起１３ａ、１４ａを打ち出し形成することによる凹凸嵌合による回り止めがなされて、堅固な一体固定がなされたファンとすることができる。

図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれファンの一部を切り欠いた背面図、一部側面断面図である。 図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれファンモータの背面図、ファンモータからエンドブラケットを取り外した状態の背面図である。 ファンモータの一部側面断面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれモータハウジングにアウターハウジングを外嵌させた状態の背面図、正面図である。 図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれモータハウジングにアウターハウジングを外嵌させた状態の一部側面断面図、要部の拡大図である。 第二の実施の形態におけるモータハウジングにアウターハウジングを外嵌させた状態の一部側面断面図である。

符号の説明

１ ファン
２ ファンモータ
３ モータハウジング
３ｆ 突起
４ アーマチュア軸
５ ファンユニット
１２ アウターハウジング
１２ａ 取り付け片
１２ｂ 樋部
１２ｃ 突起
１２ｄ 凹部

Claims (3)

1. 円筒状のインナーハウジングに、円筒状のアウターハウジングを外嵌状に取り付けてなる回転電機において、アウターハウジングはインナーハウジングに圧入状に外嵌するものとし、インナーハウジングとアウターハウジングとは、積層部において打ち出し加工することで、一方のハウジングから打ち出された突起が他方のハウジングに打ち込まれて回り止めされている回転電機のハウジング。
2. インナーハウジングは、有底筒状に形成され、打ち出し加工は内径側から外径側に向けてなされている請求項１に記載の回転電機のハウジング。
3. 筒状のインナーハウジングの外周面に、筒状のアウターハウジングを外嵌状に取り付けてなる回転電機において、インナーハウジングに、アウターハウジングを圧入状に外嵌した後、これらインナーハウジングとアウターハウジングとの積層部に打ち出し加工を施して、一方のハウジングから打ち出された突起を他方のハウジングに打ち込んで回り止め状に一体化した回転電機のハウジングの製造方法。

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