(57)【要約】【課題】ロータヨーク本体の素材である金属板の厚みを大きくすることなく、モータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高める。【解決手段】ロータヨーク本体２１の中心部の貫通孔２１ｈの周縁部に、バーリング加工によって、モータシャフト７に嵌合固定するための円筒嵌合壁２１ｂが起立形成され、ロータヨーク本体の板面上にウォータシールドリング２２が重ね合わされ、ウォータシールドリング２２に同時バーリング加工によって形成された補強用円筒壁２２ｂが、ロータヨーク本体２１の円筒嵌合壁２１ｂの外周に嵌合固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をプレス加工することで形成されたロータヨーク本体の中心部に貫通孔が設けられると共に、前記貫通孔の周縁部に、バーリング加工によって、モータシャフトを嵌合固定するための円筒嵌合壁が起立形成されたアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法において、
前記ロータヨーク本体の前記円筒嵌合壁が起立する側の板面上の前記円筒嵌合壁の周囲に、補強金属板を重ね合わせる補強金属板配置工程と、
前記補強金属板配置工程の後、前記補強金属板と前記ロータヨーク本体とに同時にバーリング加工を施し、前記ロータヨーク本体に前記円筒嵌合壁を形成すると共に、前記補強金属板に前記円筒嵌合壁の外周に嵌合するように補強用円筒壁を形成するバーリング工程と、
を有することを特徴とするアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法により製造されたことを特徴とするアウタロータ型モータのロータヨーク。
【請求項３】
前記補強金属板は、前記モータシャフト方向への水の浸入を防ぐためのウォータシールドリングにより構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のアウタロータ型モータのロータヨーク。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のロータヨークと、
コイルが巻かれたステータと、
前記ステータが固定されたモータケースと、
前記モータケースに固定された軸受により回転自在に軸支されると共に、前記ロータヨークが嵌合固定されているモータシャフトと、
前記ロータヨークに前記ステータと対向するように取り付けられたマグネットと、
を備えたことを特徴とするアウタロータ型モータ。
【請求項５】
請求項４に記載のアウタロータ型モータの前記モータシャフトに、ファンが固定されている、
ことを特徴とする電動ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウタロータ型モータのロータヨークの製造方法、この製造方法を用いて製造されたアウタロータ型モータのロータヨーク、このロータヨークを用いて構成されたアウタロータ型モータ、このアウタロータ型モータを用いて構成された電動ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アウタロータ型モータのロータヨークとして、１枚の磁性金属板（例えば、磁性鋼板）にプレス加工を施すことにより形成したものがある。この種のロータヨークは、ステータをその前面から覆うように有底筒状に形成されている。また、ロータヨークは、ロータヨーク本体の中心部に設けた貫通孔の周縁部に、バーリング加工によって、モータシャフトを嵌合固定するための円筒嵌合壁を起立形成している。
【０００３】
このようなアウタロータ型モータは、内部への水の浸入を防止するためにステータおよびロータヨークの全体を覆うようにカバーを設けると、モータ全体が大型化してしまう。このため、ステータおよびロータヨークの全体を覆うようなカバーを設けない場合が多い。その代わり、内部に侵入した水が軸受等に飛散しないように、ロータヨークの内周面にウォータシールドリングを設けている。ウォータシールドリングは、ロータヨークにスポット溶接により固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、バーリング加工により形成した円筒嵌合壁は、ロータヨークとモータシャフトの結合強度を確保する部分であり、この部分の強度が不足すると、割れや振動の発生に繋がるため、高い強度が要求される。特にアウタロータ型モータの場合、ロータの最外周部分に重量物であるマグネットが配置される関係から、ロータ回転時にロータヨークとモータシャフトとの結合部分にかかる荷重が大きく、バーリング加工部分の強度を高くする必要がある。このため、上述のバーリング加工部分の強度を高める場合、単純にプレス加工の素材である金属板の板厚を大きくしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９６２４７号
【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、上述の実施形態のように、素材である金属板の板厚を大きくすると、ロータヨーク全体の重量が過大になる上、材料の歩留まりも悪くなり、性能面やコスト面で不利になるという課題がある。
また、ロータヨークにウォータシールドリングを固定するにあたって、スポット溶接を行わなければならず、モータの組立作業が煩雑になるという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロータヨーク本体の素材である金属板の厚みを大きくすることなく、モータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることのできるアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法、アウタロータ型モータのロータヨーク、アウタロータ型モータ、および電動ファンを提供するものである。
また、モータの組立作業を容易化できるアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法、アウタロータ型モータのロータヨーク、アウタロータ型モータ、および電動ファンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係るアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法は、金属板をプレス加工することで形成されたロータヨーク本体の中心部に貫通孔が設けられると共に、前記貫通孔の周縁部に、バーリング加工によって、モータシャフトを嵌合固定するための円筒嵌合壁が起立形成されたアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法において、前記ロータヨーク本体の前記円筒嵌合壁が起立する側の板面上の前記円筒嵌合壁の周囲に、補強金属板を重ね合わせる補強金属板配置工程と、前記補強金属板配置工程の後、前記補強金属板と前記ロータヨーク本体とに同時にバーリング加工を施し、前記ロータヨーク本体に前記円筒嵌合壁を形成すると共に、前記補強金属板に前記円筒嵌合壁の外周に嵌合するように補強用円筒壁を形成するバーリング工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このような製造方法とすることで、補強金属板によって、ロータヨーク本体に設けられた円筒嵌合壁およびその周囲の部分が補強される。このため、モータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることができる。この場合、ロータヨーク本体の素材としての金属板の厚さを大きくせずに済むから、ロータヨーク全体の重量の増大を抑制できると共に材料の歩留まりの改善が図れる。
また、２枚の金属板を重ね合わせた状態で同時にバーリング加工を施すことによって、ロータヨーク本体の円筒嵌合壁と補強金属板の補強用円筒壁とを形成している。このため、２枚の金属板を別々にバーリング加工して加工後に重ね合わせる場合と違って、重ね合わせ部分に隙間を生じずに、密着度を高めた状態で、２枚の金属板を一体に組み付けることができる。従って、補強用金属板をロータヨーク本体に接合するためにスポット溶接等の接合手段を講じる必要がなく、組み付けを容易に行うことができる。
【００１０】
本発明に係るアウタロータ型モータのロータヨークは、上記に記載のアウタロータ型モータのロータヨークの製造方法により製造されたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、ロータヨーク本体の素材である金属板の厚みを大きくすることなく、モータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることが可能なロータヨークを提供できる。
また、モータの組立作業を容易化可能なロータヨークを提供できる。
【００１２】
本発明に係るアウタロータ型モータのロータヨークにおいて、前記補強金属板は、前記モータシャフト方向への水の浸入を防ぐためのウォータシールドリングにより構成されている、ことを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、ウォータシールドリングによって、ロータヨーク本体のモータシャフトに対する嵌合固定部を補強することができる。しかも、補強用金属板としてのウォータシールドリングとロータヨーク本体とを同時にバーリング加工することによって、ロータヨークにウォータシールドリングを固定するにあたって、スポット溶接を行う必要がなくなる。このため、モータの組立作業を容易化できる。
【００１４】
本発明に係るアウタロータ型モータは、上記に記載のロータヨークと、コイルが巻かれたステータと、前記ステータが固定されたモータケースと、前記モータケースに固定された軸受により回転自在に軸支されると共に、前記ロータヨークが嵌合固定されているモータシャフトと、前記ロータヨークに前記ステータと対向するように取り付けられたマグネットと、備えたことを特徴とする。
【００１５】
このように構成することで、ロータヨークのモータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることができる。そのため、割れや振動の発生を未然に防ぐことができる。
【００１６】
本発明に係る電動ファンは、上記に記載のアウタロータ型モータの前記モータシャフトに、ファンが固定されている、ことを特徴とする。
【００１７】
このように構成することで、ロータヨークのモータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることができる。このため、割れや振動の発生を未然に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、補強金属板によって、ロータヨーク本体に設けられた円筒嵌合壁およびその周囲の部分が補強される。このため、モータシャフトに対する嵌合固定部の強度を高めることができる。この場合、ロータヨーク本体の素材としての金属板の厚さを大きくせずに済むから、ロータヨーク全体の重量の増大を抑制できると共に材料の歩留まりの改善が図れる。
また、２枚の金属板を重ね合わせた状態で同時にバーリング加工することによって、ロータヨーク本体の円筒嵌合壁と補強金属板の補強用円筒壁とを形成している。このため、２枚の金属板を別々にバーリング加工して加工後に重ね合わせる場合と違って、重ね合わせ部分に隙間を生じずに、密着度を高めた状態で、２枚の金属板を一体に組み付けることができる。従って、補強用金属板をロータヨーク本体に接合するためにスポット溶接等の接合手段を講じる必要がなく、組み付けを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るロータヨークの断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動ファンの半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（ロータヨーク）
図１は実施形態に係るロータヨーク２０の断面図、図２は図１の要部拡大断面図である。
図１に示すロータヨーク２０は、アウタロータ型モータのロータヨークである。このロータヨーク２０は略有底筒状に形成されており、鋼板をプレス加工することで形成されたロータヨーク本体２１と、ロータヨーク本体２１に一体化されたウォータシールドリング２２と、から構成されている。ウォータシールドリング２２は、ロータヨーク本体２１と同種の鋼板（別種の金属板でもよい）をプレス成形することで形成された円盤状の部材である。ウォータシールドリング２２は、ロータヨーク本体２１の径方向中央部に同心状に一体化されることにより、本来の外部からの水の浸入防止機能を果たす他に、ロータヨーク本体２１の径方向の中央領域を補強する補強金属板の役目も果たしている。
【００２２】
プレス成形することで形成されたロータヨーク本体２１は、円盤状の底板部２１ａを有しており、その底板部２１ａの径方向中心部には貫通孔２１ｈが設けられている。そして、その貫通孔２１ｈの周縁部に、バーリング加工によって、モータシャフト７を嵌合固定（圧入固定）するための円筒嵌合壁２１ｂが起立形成されている。
【００２３】
また、ロータヨーク本体２１の底板部２１ａの外周縁には、軸方向に平行な周壁部２１ｃが設けられており、その周壁部２１ｃの内周にマグネット２５が固定されている。また、底板部２１ａの外周側の位置には、水抜き孔２１ｄが円周方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００２４】
補強金属板の機能を果たすウォータシールドリング２２は、ロータヨーク本体２１の円筒嵌合壁２１ｂが起立する側の底板部２１ａの板面上の円筒嵌合壁２１ｂの周囲に配設され、ロータヨーク本体２１の底板部２１ａの上に円盤部２２ａが重ね合わされている。このウォータシールドリング２２の円盤部２２ａの中心部には、バーリング加工によって補強用円筒壁２２ｂが形成されている。この補強用円筒壁２２ｂが、ロータヨーク本体２１に設けられた円筒嵌合壁２１ｂの外周に重ね合わされている。
【００２５】
（電動ファン）
以下、図３に基づいて、ロータヨーク２０が適用される電動ファンについて説明する。
図３は、電動ファンを鉛直方向に沿って切った半断面図である。なお、図３における矢印Ｆは、車両の前方側を指している。以下の説明においては、矢印Ｆの指す方向（図３における左方向）を「前」、矢印Ｆの指す方向と逆の方向（図３における右方向）を「後」などと表現して説明する。
【００２６】
図３に示すように、電動ファン１は、例えば、車両のラジエータ冷却用として用いられる装置であって、ラジエータ（不図示）の前方側に設置される。電動ファン１は、駆動源である電動モータ２と、電動モータ２によって回転駆動されるファン本体３とを備えている。この電動ファン１では、電動モータ２が、ファンシュラウド５を介して、不図示のラジエータに取り付けられるように構成されている。
【００２７】
（電動モータ）
電動モータ２は、アウタロータ型のブラシレスモータ（アウタロータ型モータ）によって構成され、励磁用の複数のコイル１３が巻装されたステータ１０と、ステータ１０を支持するブラケット４と、ブラケット４に回転自在に支持されるモータシャフト７と、モータシャフト７に一体回転可能に圧入嵌合されたロータヨーク２０と、ロータヨーク２０の回転をフィードバックしてコイル１３の通電を制御する制御ユニット６と、を備えている。
【００２８】
ステータ１０は、例えば、複数の金属板が積層されて形成された環状のステータコア１１を有している。ステータコア１１には、径方向の外側に向かって放射状に突出する複数のティース１１ａが設けられている。これらティース１１ａには、絶縁部材であるインシュレータ１２を介してコイル１３が巻回されている。コイル１３には端子１４が接続され、端子１４の一端が制御ユニット６に導入されている。
【００２９】
ブラケット４は、ステータ１０の後面を覆うように略円盤状に形成されたベース部４ａと、ベース部４ａの径方向中央に突設されたボス部４ｂと、ベース部４ａの外周縁から前方に向かって立ち上がるように形成された略円筒状の浸入規制壁４ｃと、が一体的に成形された部材である。浸入規制壁４ｃは、ロータヨーク２０の内部への水の浸入を抑制するための部分である。
【００３０】
ロータヨーク２０とファン本体３とブラケット４は、組み立て状態において互いに各部が近接して入り組み合うことにより、互いの間にラビリンスを形成して、外部からの水の浸入を防ぐようになっている。
【００３１】
ブラケット４のボス部４ｂには、外周側でステータ１０を支持する略円筒状のステータ固定パイプ４１が取り付けられている。ステータ固定パイプ４１は、一端側がボス部４ｂの内部に圧入固定され、他端側がボス部４ｂから前方に突出している。ステータ固定パイプ４１のボス部４ｂからの突出部の外周面に、ステータコア１１が嵌合固定されている。
【００３２】
モータシャフト７は、車体の前後方向に延在しており、一対の軸受８，９を介して、ステータ固定パイプ４１（ブラケット４のボス部４ｂ）に回転自在に支持されている。
【００３３】
ロータヨーク２０は、ステータ１０をその前面から覆うように配置されている。ロータヨーク２０のロータヨーク本体２１は、円盤状の底板部２１ａと、底板部２１ａの径方向中心部に形成された円筒嵌合壁２１ｂと、底板部２１ａの外周縁から軸方向後方に向かって立ち上がるように形成された周壁部２１ｃと、を有している。そして、円筒嵌合壁２１ｂがモータシャフト７の外周に圧入嵌合されることで、ロータヨーク２０がモータシャフト７と一体回転するように結合されている。
【００３４】
なお、ロータヨーク本体２１の底板部２１ａの外周側には、複数の水抜き孔２１ｄが周方向に等間隔で形成されている。水抜き孔２１ｄは、ロータヨーク２０の内部に浸入した水を排出する機能を有する。この他に、水抜き孔２１ｄは、ロータヨーク２０の内部から空気を排出する機能も有している。
【００３５】
ウォータシールドリング２２の外周縁２２ｃとロータヨーク本体２１の底板部２１ａとの間には環状の凹溝２３が形成されている。また、ウォータシールドリング２２の外周縁２２ｃは、ステータ１０のインシュレータ１２の内周壁に近接して配置されている。これにより、ロータヨーク本体２１の底板部２１ａとウォータシールドリング２２の外周縁２２ｃとインシュレータ１２との近接部分に、外部からモータシャフト７方向（特に軸受８，９）方向への水の浸入を防御するラビリンスＲが形成されている。
【００３６】
このため、ウォータシールドリング２２の部位まで水が浸入した場合であっても、水は、ロータヨーク本体２１の底板部２１ａとウォータシールドリング２２との間の環状の凹溝２３を伝って下方に誘導され、前述の水抜き孔２１ｄを介してロータヨーク２０の外部に排出される。この結果、軸受８、９部分への水の浸入が防止され、軸受の潤滑性能が維持されて、音振性能および耐久性が向上する。
【００３７】
また、ロータヨーク本体２１の周壁部２１ｃの内周面には、複数のマグネット２５が円周方向に沿って取り付けられている。これらマグネット２５は、ステータ１０のティース１１ａの先端と対峙した状態で取り付けられている。
【００３８】
一方、ファン本体３は、ロータヨーク２０をその前面から覆うように有底筒状に形成されたファンボス３ａと、ファンボス３ａの外周面から放射状に突出して設けられた複数のブレード３ｂとを備えている。ファンボス３ａは、金属プレート３１を介してモータシャフト７の端部に固定されている。
【００３９】
上記構成のもと、電動ファン１のコイル１３に電流が供給されるとティース１１ａに磁界が形成される。そして、ロータヨーク２０のマグネット２５との間に磁気的な吸引力や反発力が生じてロータヨーク２０が回転する。この結果、ファン本体３によってモータシャフト７の軸方向に冷却風が発生する。
【００４０】
（ロータヨークの製造方法）
次に、ロータヨーク２０の製造方法について説明する。
まず、ロータヨーク本体２１の円筒嵌合壁２１ｂが起立する側の板面上の円筒嵌合壁２１ｂの周囲に、ウォータシールドリング２２を構成する鋼板を重ね合わせる（補強金属板配置工程）。
次に、ロータヨーク本体２１とウォータシールドリング２２とに同時にバーリング加工を施し、円筒嵌合壁２１ｂと補強用円筒壁２２ｂとを形成する。同時にバーリング加工を施すので、円筒嵌合壁２１ｂと補強用円筒壁２２ｂは、互いに嵌合固定される。
【００４１】
このように、上述の実施形態では、補強金属板として機能するウォータシールドリング２２によって、ロータヨーク本体２１に設けられた円筒嵌合壁２１ｂおよびその周囲の部分が補強されるため、モータシャフト７に対する嵌合固定部の強度を高めることができる。この場合、ロータヨーク本体２１の素材としての鋼板の厚さを大きくせずに済むから、ロータヨーク２０全体の重量の増大を抑制できると共に材料の歩留まりの改善が図れる。
また、円筒嵌合壁２１ｂを補強するための部材を別途設けることなく、既存のウォータシールドリング２２を利用して円筒嵌合壁２１ｂを補強しているので、部品点数の増加を抑えることができる。
【００４２】
さらに、ロータヨーク本体２１とウォータシールドリング２２をそれぞれ構成する２枚の鋼板を重ね合わせた状態で同時にバーリング加工することによって、ロータヨーク本体２１の円筒嵌合壁２１ｂとウォータシールドリング２２の補強用円筒壁２２ｂとを形成している。このため、２枚の鋼板を別々にバーリング加工して加工後に重ね合わせる場合と違って、重ね合わせ部分に隙間を生じずに、密着度を高めた状態で、ロータヨーク本体２１とウォータシールドリング２２とを一体に組み付けることができる。従って、ウォータシールドリング２２をロータヨーク本体２１に接合するためにスポット溶接等の接合手段を講じる必要がなく、組み付けの煩雑さを解消することができると共に、組み付け工数を減らすことができて、組み付けの容易化を図ることができる。
【００４３】
また、電動ファン１においては、ロータヨーク２０のモータシャフト７に対する嵌合固定部の強度を高めることができるため、割れや振動の発生を未然に防ぐことができる。
【００４４】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００４５】
例えば、上述の実施形態では、ロータヨーク本体２１の円筒嵌合壁２１ｂの補強として、ウォータシールドリング２２を利用している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ウォータシールドリング２２とは別に補強金属板を設け、この補強金属板に、円筒嵌合壁２１ｂの外周に嵌合する補強用円筒壁２２ｂを形成するように構成してもよい。この場合も、ロータヨーク本体２１と補強金属板とに同時にバーリング加工を施し、円筒嵌合壁２１ｂと補強用円筒壁２２ｂとを形成する。
【符号の説明】
【００４６】
１  電動ファン
２  電動モータ（アウタロータ型モータ）
３  ファン本体
７  モータシャフト
１０  ステータ
１３  コイル
２０  ロータヨーク
２１  ロータヨーク本体
２１ｂ  円筒嵌合壁
２１ｈ  貫通孔
２２  ウォータシールドリング（補強金属板）
２２ｂ  補強用円筒壁
２５  マグネット
【図１】
2017093026.tif 000003
【図２】
2017093026.tif 000004
【図３】
2017093026.tif 000005