(57)【要約】【課題】ヨーク２とエンドフレーム７との嵌合隙間をシールするシール部材１２を有し、このシール部材１２によって異種金属接触腐食を抑制できるスタータを提供する。【解決手段】エンドフレーム７には、スルーボルトの締め付け力に対する軸力を確保するために、ヨーク２の軸方向端面に当接する当接面８が形成され、この当接面８の径方向外側にヨーク２側へ突き出る嵌合端部９が設けられている。  ヨーク２とエンドフレーム７との嵌合部には、両者の嵌合隙間を液密にシールするシール部材１２が装着される。このシール部材１２は、ヨーク２の開口部外周面と嵌合端部９に形成される内径拡大面１１との間に弾力を有した状態で挟持されて、ヨーク２とエンドフレーム７との嵌合隙間をシールすることで、水や塵埃等がモータ内部へ侵入することを防止できると共に、ヨーク２とエンドフレーム７とが直接接触する接触部を外部腐食環境から隔離している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路を形成するヨークと、
このヨークの一端側開口部に嵌合するエンドフレームと、
前記ヨークと前記エンドフレームとの嵌合隙間を液密に塞ぐシール部材とを備えた回転電機において、
前記エンドフレームは、前記ヨークの軸方向端面に当接する当接面と、この当接面の径方向外側より前記ヨーク側へ突き出る嵌合端部とが設けられ、この嵌合端部は、前記当接面の外周から円筒に形成されて前記ヨークの開口部外周面に嵌合する嵌合面と、この嵌合面の反当接面側の端部から径方向外側に拡大して前記嵌合面より内径が大きく形成された内径拡大面とを有し、
前記シール部材は、前記ヨークの外周面と前記内径拡大面との間に挟持されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載した回転電機において、
前記シール部材は、前記ヨークの外周面と前記内径拡大面との間に挟持されるシール部位と、このシール部位の反嵌合面側より径方向外側に延設されて、前記嵌合端部の軸方向端面に密着する延設部とを有していることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載した回転電機において、
前記シール部材は、前記ヨークの外周面と前記内径拡大面との間に挟持されるシール部位と、このシール部位の反嵌合面側より径方向外側に延設され、前記嵌合端部の軸方向端面を包み込んで前記嵌合端部の外周まで延長された延設部とを有していることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項２または３に記載した回転電機において、
前記シール部材は、前記延設部の内径側が前記シール部位に向かって次第に小さくなるテーパ形状に設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機において、
前記シール部材は、前記エンドフレームの嵌合端部に係合して、前記エンドフレームに固定するジョイント部が一体に設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載した回転電機において、
前記エンドフレームには、前記嵌合端部の軸方向端面と反対側に段差形状の受け部が形成され、
前記ジョイント部は、前記嵌合端部の軸方向端面を包み込んで前記嵌合端部の外周から前記受け部側に回り込み、その先端に内径側へ突き出る凸部が設けられて、この凸部が前記受け部に係合することを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１〜６に記載した何れかの回転電機において、
前記ヨークは、鉄系素材によって形成され、
前記エンドフレームは、アルミニウム製であることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１〜７に記載した何れかの回転電機は、
エンジン始動用のスタータモータであることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨークとエンドフレームとの嵌合隙間をシール部材によって液密に塞いだ構成を有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン始動用のスタータでは、モータのヨークをフロントハウジングとエンドフレームとの間に挟み込んで、スルーボルトにより締め付け固定する構造が知られている。ヨークとエンドフレームは、例えば、図７に示す様に、ヨーク１００のインロー部にエンドフレーム１１０の開口部が嵌合して組み合わされ、両者が軸方向に当接して、スルーボルトの締め付け力に対する軸力が確保されている。また、両者の当接部の内側には、Ｏリング等のシール部材１２０が装着されて、水や塵埃等の侵入を防止している（特許文献１参照）。
なお、モータのヨーク１００は、磁気回路を形成するために強磁性体である鉄系素材が使用され、エンドフレーム１１０には、安価で軽量、且つ加工性にも優れるアルミニウムが一般的に使用される。
【特許文献１】特開２００３−１７４７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、異種金属同士を組み合わせて接触させると、両者間に電池が構成されて、一方の金属の腐食が促進される。例えば、鉄とアルミニウムとの組み合わせでは、アルミニウムの方が鉄より腐食電位が高いため、アルミニウムの方が腐食しやすい傾向にある。
これに対し、上記のスタータは、ヨーク１００とエンドフレーム１１０とが軸方向に当接している当接部の内側にシール部材１２０が装着されている。つまり、異種金属同士であるヨーク１００とエンドフレーム１１０との当接部が外部腐食環境（大気）に晒されている。このため、ヨーク１００とエンドフレーム１１０との当接部では、内部浸水とは無関係に、異種金属同士の接触によって発生する腐食（異種金属接触腐食）が進行する問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ヨークとエンドフレームとの嵌合隙間をシールするシール部材を有し、このシール部材によって、異種金属であるヨークとエンドフレームとの接触によって発生する異種金属接触腐食を抑制できるスタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、磁気回路を形成するヨークと、このヨークの一端側開口部に嵌合するエンドフレームと、ヨークとエンドフレームとの嵌合隙間を液密に塞ぐシール部材とを備えた回転電機において、エンドフレームは、ヨークの軸方向端面に当接する当接面と、この当接面の径方向外側よりヨーク側へ突き出る嵌合端部とが設けられている。
嵌合端部は、当接面の外周から円筒に形成されてヨークの開口部外周面に嵌合する嵌合面と、この嵌合面の反当接面側の端部から径方向外側に拡大して嵌合面より内径が大きく形成された内径拡大面とを有し、シール部材は、ヨークの外周面と内径拡大面との間に挟持されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、エンドフレームの嵌合端部には、ヨークの開口部外周面に嵌合する嵌合面の反当接面側に内径拡大面が形成され、その内径拡大面とヨークの外周面との間にシール部材が挟持されるので、そのシール部材によって、嵌合端部の嵌合面とヨークの開口部外周面との嵌合隙間を液密に塞ぐことができる。
また、ヨークとエンドフレームとが接触する接触部、つまりヨークの軸方向端面とエンドフレームの当接面とが軸方向に当接する当接部、およびヨークの開口部外周面に嵌合端部の嵌合面が嵌合する嵌合部は、シール部材によって外部腐食環境から隔離されるので、異種金属同士の接触によって発生する異種金属接触腐食の進行を抑制できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機において、シール部材は、ヨークの外周面と内径拡大面との間に挟持されるシール部位と、このシール部位の反嵌合面側より径方向外側に延設されて、嵌合端部の軸方向端面に密着する延設部とを有していることを特徴とする。
シール部材に延設部を設けることにより、例えば、ヨークの外周面とエンドフレームの嵌合端部との間に生じる段差部に水が溜まった状態でも、その水を介してヨークとエンドフレームとが電気的に繋がることを防止できるので、腐食の進行を抑制できる。
【０００８】
（請求項３の発明）
請求項１に記載した回転電機において、シール部材は、ヨークの外周面と内径拡大面との間に挟持されるシール部位と、このシール部位の反嵌合面側より径方向外側に延設され、嵌合端部の軸方向端面を包み込んで嵌合端部の外周まで延長された延設部とを有していることを特徴とする。
上記の構成によれば、シール部材に設けた延設部が嵌合端部の軸方向端面を包み込んでいるので、例えば、ヨークの外周面とエンドフレームの嵌合端部との間に生じる段差部に水が溜まった状態でも、その水を介してヨークとエンドフレームとが電気的に繋がることを防止でき、腐食の進行を抑制できる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載した回転電機において、シール部材は、延設部の内径側がシール部位に向かって次第に小さくなるテーパ形状に設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、エンドフレームの嵌合端部にシール部材を取り付けた後、ヨークを組み付ける際に、シール部材のテーパ形状にヨークの軸方向端部が案内されるので、ヨークの組み付けを容易にできる。また、ヨークを組み付ける際に、シール部材を噛み込むことが無く、シール部材の脱落を防止できる。
【００１０】
（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機において、シール部材は、エンドフレームの嵌合端部に係合して、エンドフレームに固定するジョイント部が一体に設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、シール部材を介してエンドフレームにヨークを組み付けた後、シール部材の脱落を防止できる。また、シール部材を装着する際に、ジョイト部を介してシール部材の位置決めが可能であるため、シール部材の位置ずれを防止できる。
【００１１】
（請求項６の発明）
請求項５に記載した回転電機において、エンドフレームには、嵌合端部の軸方向端面と反対側に段差形状の受け部が形成され、ジョイント部は、嵌合端部の軸方向端面を包み込んで嵌合端部の外周から受け部側に回り込み、その先端に内径側へ突き出る凸部が設けられて、この凸部が受け部に係合することを特徴とする。
上記の構成によれば、ヨークの組み付け時に、シール部材に作用する荷重が、ジョイント部の凸部を介してエンドフレームの受け部に掛かるため、シール部材の脱落及び噛み込みを防止できる。
【００１２】
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかの回転電機において、ヨークは、鉄系素材によって形成され、エンドフレームは、アルミニウム製であることを特徴とする。
磁気回路を形成するヨークは、強磁性体である鉄系素材が使用される。一方、エンドフレームは、安価で軽量、且つ加工性に優れるアルミニウムが使用される。
この鉄系素材とアルミニウムとの組み合わせにおいても、請求項１〜６に記載した何れかの発明によれば、異種金属接触腐食の進行を抑制できる。
【００１３】
（請求項８の発明）
請求項１〜７に記載した何れかの回転電機は、エンジン始動用のスタータモータであることを特徴とする。
スタータモータは、車両に搭載されるため、ヨークおよびエンドフレームが外部腐食環境に晒されている。これに対し、本発明の回転電機は、ヨークとエンドフレームとの接触部がシール部材によって外部腐食環境から隔離されているので、外部腐食環境に晒されるスタータモータに本発明の構成を適用することで、効果的に異種金属接触腐食の進行を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１は、本発明の回転電機をエンジン始動用のスタータモータ１に適用した一例であり、図１はスタータモータ１の後部を示す半断面図、図２はエンドフレーム７の開口部にシール部材１２を取り付けた状態を示す平面図である。
スタータモータ１は、エンジン（図示しない）を駆動するために必要な回転力を発生する周知の直流電動機であり、図１に示す様に、ヨーク２の内周に複数の永久磁石３を配置して構成される界磁と、この界磁の内側に回転自在に支持される電機子４と、この電機子４に設けられる整流子５と、この整流子５上に配置されるブラシ６等を備える。
【００１６】
ヨーク２は、鉄系素材によって円筒形状に加工され、フロントハウジング（図示せず）とエンドフレーム７との間に挟持されて、図示しないスルーボルトによって締め付け固定される。
エンドフレーム７は、安価で軽量なアルミニウムを素材として、カップ形状にダイカスト成形され、ヨーク２の一端側開口部に嵌合して、スタータモータ１の後端側（反エンジン側）を覆っている。
【００１７】
上記のエンドフレーム７には、図３に示す様に、スルーボルトの締め付け力に対する軸力を確保するために、ヨーク２の軸方向端面に当接する当接面８が形成され、この当接面８の径方向外側にヨーク２側（図示左側）へ突き出る嵌合端部９が設けられている。この嵌合端部９は、当接面８の外周から円筒に形成されて、ヨーク２の開口部外周面に嵌合する嵌合面１０と、この嵌合面１０の反当接面側の端部から径方向外側に拡大して、嵌合面１０より内径が大きく形成された内径拡大面１１とを有している。
また、エンドフレーム７には、図４に示す様に、嵌合端部９の軸方向端面と反対側に段差形状の受け部７ａが形成され、この受け部７ａがエンドフレーム７の周方向に複数箇所（実施例１では３箇所）設けられている。
【００１８】
ヨーク２とエンドフレーム７との嵌合部には、両者の嵌合隙間を液密にシールするシール部材１２が装着される。このシール部材１２は、例えば、ゴム製であり、図３に示す様に、ヨーク２の開口部外周面と嵌合端部９の内径拡大面１１との間に弾力を有した状態で挟持されるシール部位１２ａと、このシール部位１２ａの反嵌合面側より径方向外側に延設されて、嵌合端部９の軸方向端面に密着する延設部１２ｂとを有し、この延設部１２ｂの内径側が、シール部位１２ａに向かって次第に小さくなるテーパ形状に設けられている。
【００１９】
また、シール部材１２には、エンドフレーム７に固定するためのジョイント部１２ｃが一体に設けられている。このジョイント部１２ｃは、図２に示す様に、エンドフレーム７の受け部７ａに対向して、シール部材１２の周方向に３箇所設けられている。具体的には、図４に示す様に、シール部材１２の延設部１２ｂより更に延長して設けられ、嵌合端部９の軸方向端面を包み込んで嵌合端部９の外周から受け部７ａ側に回り込んでいる。このジョイント部１２ｃの先端には、内径側へ突き出る凸部１２ｄが設けられ、この凸部１２ｄがエンドフレーム７の受け部７ａに係合される。なお、図２に示すシール部材１２は、完全なリング形状ではなく、周方向の一部が欠けているが、この部分には、スタータモータ１の通電用リード線（図示せず）を取り出すためのグロメット（図示せず）が取り付けられる。
【００２０】
（実施例１の作用および効果）
上記のスタータモータ１は、エンドフレーム７の嵌合端部９に形成された内径拡大面１１と、ヨーク２の外周面との間にシール部材１２が挟持されるので、このシール部材１２によってヨーク２とエンドフレーム７との嵌合隙間を液密に塞ぐことができ、水や塵埃等が前記嵌合隙間よりモータ内部へ侵入することを防止できる。
【００２１】
また、ヨーク２とエンドフレーム７とが接触する接触部、つまりヨーク２の軸方向端面とエンドフレーム７の当接面８とが軸方向に当接する当接部、およびヨーク２の開口部外周面に嵌合端部９の嵌合面１０が嵌合する嵌合部は、シール部材１２によって外部腐食環境（大気）から隔離されている。車両に搭載されるスタータモータ１は、モータハウジングを形成するヨーク２およびエンドフレーム７が外部腐食環境に晒されているが、上記の様に、ヨーク２とエンドフレーム７とが接触する接触部をシール部材１２によって外部腐食環境から隔離することで、異種金属である鉄系素材とアルミニウムとの接触によって発生する異種金属接触腐食の進行を抑制できる。
【００２２】
特に、実施例１に記載したシール部材１２には、シール部位１２ａと一体に延設部１２ｂが設けられ、この延設部１２ｂが嵌合端部９の軸方向端面に密着しているので、例えば、ヨーク２の外周面とエンドフレーム７の嵌合端部９との間に生じる段差部に水が溜まった状態でも、その水を介してヨーク２とエンドフレーム７とが電気的に繋がることを防止できるため、腐食の進行を抑制できる効果が大きい。
また、シール部材１２には、延設部１２ｂの内径側がテーパ形状に設けられているので、エンドフレーム７の嵌合端部９にシール部材１２を取り付けた後、ヨーク２を組み付ける際に、シール部材１２のテーパ形状にヨーク２の軸方向端部が案内されることで、ヨーク２の組み付けを容易にできると共に、シール部材１２の噛み込みを防止できる。
【００２３】
更に、シール部材１２には、エンドフレーム７に固定するジョイント部１２ｃが一体に設けられているので、シール部材１２の脱落を防止できるだけでなく、シール部材１２を装着する際に、ジョイント部１２ｃを介してシール部材１２の位置決めが可能であるため、シール部材１２の位置ずれを防止できる。また、ジョイント部１２ｃには、エンドフレーム７の受け部７ａに係合する凸部１２ｄが設けられており、ヨーク２の組み付け時に、シール部材１２に作用する荷重が、ジョイント部１２ｃの凸部１２ｄを介してエンドフレーム７の受け部７ａに掛かるため、シール部材１２の脱落及び噛み込みを防止できる。
【実施例２】
【００２４】
図５はエンドフレーム７の開口部にシール部材１２を取り付けた状態を示す平面図であり、図６はヨーク２とエンドフレーム７との嵌合部にシール部材１２を装着した状態を示す断面図である。
実施例２に係るシール部材１２は、図６に示す様に、シール部位１２ａと一体に設けられる延設部１２ｂが、嵌合端部９の軸方向端面を包み込んで嵌合端部９の外周まで延長されている。これにより、シール部材１２は、自身の外径Ｄ１が嵌合端部９の外径Ｄ２より大きくなり、嵌合端部９の軸方向端面を完全に覆っている。
【００２５】
この実施例２の構成においても、実施例１と同様に、シール部材１２によってヨーク２とエンドフレーム７との嵌合隙間を液密に塞ぐことができると共に、ヨーク２とエンドフレーム７とが接触する接触部を外部腐食環境から隔離できるので、異種金属接触腐食の進行を抑制できる。特に、実施例２に示すシール部材１２は、延設部１２ｂが嵌合端部９の軸方向端面を包み込んで完全に覆っているので、例えば、ヨーク２の外周面とエンドフレーム７の嵌合端部９との間に生じる段差部に水が溜まった状態でも、その水を介してヨーク２とエンドフレーム７とが電気的に繋がることを確実に防止でき、腐食の進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】スタータモータの後部を示す半断面図である（実施例１）。
【図２】エンドフレームの開口部にシール部材を取り付けた状態を示す平面図である（実施例１）。
【図３】ヨークとエンドフレームとの嵌合部にシール部材を装着した状態を示す断面図である（実施例１）。
【図４】シール部材のジョイント部を示す断面図である（実施例１）。
【図５】エンドフレームの開口部にシール部材を取り付けた状態を示す平面図である（実施例２）。
【図６】ヨークとエンドフレームとの嵌合部にシール部材を装着した状態を示す断面図である（実施例２）。
【図７】スタータモータの後部を示す半断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
【００２７】
１    スタータモータ（回転電機）
２    ヨーク
７    エンドフレーム
７ａ  受け部
８    当接面
９    嵌合端部
１０    嵌合端部の嵌合面
１１    嵌合端部の内径拡大面
１２    シール部材
１２ａ  シール部材のシール部位
１２ｂ  シール部材の延設部
１２ｃ  シール部材のジョイント部
１２ｄ  ジョイント部の凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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