JP3983519B2 - 電動機のブラケット取付構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機におけるエンドブラケットの取付構造に関し、特に、共に絞り加工にて成形されたハウジングとエンドブラケットとの間の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機においては、コイルを巻装したアーマチュアを金属製のハウジングに収容し、その端部にエンドブラケット（以下、ブラケットと略記する）を取り付けてアーマチュアの支持やハウジングの密閉等を行う構成が広く採用されている。例えば、特開平8-331789号公報や実開昭55-102353号公報には、金属を絞り加工して形成した有底円筒形状のハウジング内にアーマチュアを収容し、その開口端にブラケットを嵌合固定させる構成が示されている。この場合、前者の公報では、ハウジングをブラケット内周に圧入して両者を結合させ、その際、ブラケットの外周近傍に設けた溝により外縁部を弾性的に撓ませてハウジングとブラケットとの間の密着性向上を図っている。また、後者の場合は、ハウジング端部にフランジを設け、その外周をブラケット側の外周縁に形成した外周縁立部内に印籠嵌めすると共に、縁立部をフランジ部を抱き込むように折り曲げて両者を結合させている。
【０００３】
このようにブラケットの取り付けに際しては、ハウジングの内径部または外径部にブラケットの端部を嵌合させる構成が採用されるが、その際には両者の中心を合わせる必要がある。すなわち、ブラケットには多くの場合、アーマチュアの回転軸を支持する軸受が取り付けられており、アーマチュアの円滑な回転のためには、ブラケットとハウジングの芯合わせを行う必要がある。そこで、芯合わせの容易性から、比較的寸法精度の出し易いハウジング内径部を利用した固定方式が従来より多く採用されている。
【０００４】
図１１は、ハウジング内径部を利用してハウジングとブラケットの芯合わせを行う場合のブラケット取付構造を示す説明図である。図１１に示すように、ここではブラケット５１はアルミダイカストによって成形され、その嵌合部５２には切削加工が施される。そして、ハウジング５３の内周にブラケット５１の嵌合部５２を挿入し、そこで両者の中心を合わせつつ図示しないボルト等にてハウジング５３とブラケット５１とを結合させる。
【０００５】
しかしながら、このような方式ではブラケット５１を個々に切削加工する必要があり、コスト削減の妨げとなるという問題がある。そこで、電動機の軽量化やコストダウンを図るべく、ブラケットにハウジングと同様の絞り加工品を用いることも試みられている。図１２は、絞り加工品のブラケットを用いた場合のブラケット取付構造を示す説明図である。この場合、図１１のようにブラケットの外周から離れた位置に嵌合部を突設するのは絞り加工では難しいため、図１２に示すように、ブラケット５４もまた有底円筒形状に成形される。そして、このブラケット５４の内周側にハウジング５５に形成されたフランジ部５６の外周を圧入し、両者の結合が図られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような結合方式では、絞り加工品であるハウジング５５は、フランジ部５６の外径寸法精度が出しにくく、その公差が大きくなる傾向がある。このため、ブラケット５４にフランジ部５６の全周を圧入する構成を採ると、外径寸法のバラツキが大きい分、ブラケット・フランジ間の同軸度を確保しにくいという問題が生じる。この場合、ブラケットとハウジングとの間の同軸性は、電動機としての性能や寿命、信頼性等に影響を及ぼすため、コスト削減のためにそれを軽視することは好ましくない。そこで、ブラケットとハウジングを共に絞り加工にて形成しつつも、両者結合時にそれらの間の調心性を確保し得る構成が求められていた。
【０００７】
また、全周圧入構成の場合、ブラケット５４にフランジ部５６を圧入する際、ブラケット５４を変形させるための大きな圧入力が必要となる。このため、組み付け作業が困難であり、その改善も求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、共に絞り加工にて形成されたハウジングとエンドブラケットを中心精度良く容易に結合し得る電動機のブラケット取付構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機のブラケット取付構造は、絞り加工にて形成された円筒形状のハウジングと、絞り加工によって有底円筒形状に形成され前記ハウジングの端部に固定されるブラケットとを備えてなる電動機の前記ブラケット取付構造であって、前記ブラケットは、底面外周部から軸方向に向かって延びる側壁と、前記側壁内に形成され前記ハウジングの端部が収容されるハウジング取付部とを有し、前記ハウジングは、径方向外側に向けて少なくとも３カ所に突設され前記ブラケットの前記側壁内に圧入される圧入嵌合部と、前記圧入嵌合部の頂部に突設され前記側壁内面にて圧潰される小突起とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、ハウジングに圧入嵌合部を少なくとも３個突設し、それをブラケットの側壁内に圧入する構成としたので、圧入嵌合部は少なくとも３個の突起により外接円を形成することになり、外接円の精度が得易くなると共に、圧入時における偏心も抑えられる。従って、ブラケットとハウジングを結合させる際の調心性が向上し、共に絞り加工にて形成されたハウジングとブラケットを嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することが可能となる。これにより、ダイカスト製ブラケットに行っていた切削加工を省きコスト低減を図ることが可能となる。また、ダイカスト製部品に代えて板金製品を用いることができるため、製品の軽量化を図ることも可能となる。
【００１１】
前記ブラケット取付構造において、前記圧入嵌合部の外周面を、絞り加工にて前記圧入嵌合部を形成した後、しごき加工にて所定寸法に成形しても良い。これにより、圧入嵌合部の外形寸法精度を向上させることができ、より中心精度良くハウジングとブラケットを結合させることが可能となる。
【００１２】
また、前記ブラケット取付構造において、前記圧入嵌合部に前記側壁内面にて圧潰される小突起を設けても良い。これにより、ハウジングは小突起を圧潰しつつブラケットに圧入される形となり、圧入力を低減させることが可能となる。この場合、前記小突起を半円形状に形成しても良く、これにより、ハウジングは半円形状の小突起にてブラケット内に点圧入される形となり、圧入力を低減させ、加工性の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
一方、本発明の電動機のブラケット取付構造は、絞り加工にて形成された円筒形状のハウジングと、絞り加工によって有底円筒形状に形成され前記ハウジングの端部に固定されるブラケットとを備えてなる電動機の前記ブラケット取付構造であって、前記ブラケットは、底面外周部から軸方向に向かって延びる側壁と、前記側壁内に形成され前記ハウジングの端部が収容されるハウジング取付部とを有し、前記ハウジングは、径方向外側に向けて少なくとも３カ所に突設され前記ブラケットの前記側壁内面に圧接する弾接嵌合部を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、ハウジングに弾接嵌合部を少なくとも３個突設し、外方への押圧力により弾接嵌合部が側壁内面に圧接する構成としたので、少なくとも３個の弾接嵌合部によって外接円を形成すると共に、弾接嵌合部の押圧力によってもブラケットとハウジングが結合されるので、両者間の調心性をより向上させることができる。また、前記ブラケット取付構造において、前記弾接嵌合部を、前記ハウジングの径方向外側に向けて延びる鍔部と、前記鍔部端部から軸方向に延び前記側壁内面に弾性的に接触する当接片とを有する構成としても良く、この場合、前記当接片は、前記側壁内面に圧入された後、その弾性復元力によって前記側壁内面に圧接する。
【００１５】
一方、前記電動機のブラケット取付構造において、前記側壁に、端部内周側に端面に向けて拡径するテーパ状のガイド部や、端部内周側に端面に向けて段階的に拡径するガイド部を設けても良い。これにより、ガイド部の案内によって嵌合部を容易にハウジング取付部内に挿入することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３は図１における矢示Ｙ方向の側面図である。
【００１７】
本実施の形態の電動機１は、有底円筒形状のハウジング２内に、コイルを巻装したアーマチュア３を収容し、ハウジング２の開口端４側にエンドブラケット５（以下、ブラケット５と略記する）を嵌合固定した構成となっている。この場合、アーマチュア３は、ハウジング２およびブラケット５に取り付けられた軸受６によって、回転軸７を中心として回転自在に支持される。また、ハウジング２の内周面には、界磁用のマグネット８が取り付けられており、ブラシ９を介して給電を行うことにより、アーマチュア３が回転軸７と共に適宜回転するようになっている。
【００１８】
ハウジング２は、電動機１のヨークを兼ねた金属製の部材であり、絞り加工によって有底円筒形状に成形される。図１に示すように、ハウジング２のブラケット取付側端部は開口端４となっており、そこには円筒部１１から径方向外側に向けて圧入嵌合部１２が突設されている。この圧入嵌合部１２は、後述するように、ブラケット５の端部に圧入固定される。また、ハウジング２の開口端４と反対側の端部には、軸受収容部１３が軸方向（回転軸７の延伸方向）に向けて突設されている。
【００１９】
ここで、圧入嵌合部１２は、図３に示すように、円筒部１１にフランジを間欠形成した形態となっており、当該実施の形態では周方向に沿って等分に３個設けられている。また、圧入嵌合部１２の外周面１２ａは、絞り加工に供される円板状のブランクをプレスにて形成する際に、図４（ａ）のように、剪断面２３と破断面２４が形成され、そのうち破断面２４にはダレ２５が生じ、その下部にはバリ２６が発生する。従って、外周面１２ａをこのまま使用すると、圧入嵌合部１２の外形寸法を保持する部位は剪断面２３のみとなり、寸法精度が確保しにくくなると共に、圧入部位も減少する。
【００２０】
そこで、当該ハウジング２では、絞り加工にて円筒部１１を形成した後、圧入嵌合部１２の外周面１２ａをしごき加工（アイヨニング）し、図４（ｂ）に示すように、その外形寸法を板厚全域にて確保している。すなわち、外周面１２ａをダイスにてしごくことにより、外形寸法精度を向上させると共に、ブラケット５側との圧入部位を最大限確保している。
【００２１】
一方、当該電動機１では、ブラケット５もまた絞り加工にて成形された有底円筒形状の金属部材が使用される。図１に示すように、ブラケット５の外周部には、底面１４から軸方向に向かって延びる側壁１５が設けられており、その内側はハウジング取付部１６となっている。また、ブラケット５の中央部には、軸受収容部１７が軸方向に向けて突設されている。
【００２２】
ここで、側壁１５の端部内周側には、テーパ状のガイド部１８が形成されている。ガイド部１８は、図２に示すように、角度Ｋの傾斜面となっており、側壁１５の端面１９に向けて拡径している。また、側壁１５の内面は、ガイド部１８に続いて圧入部２０が設けられている。この場合、圧入部２０の内径Ａは、ハウジング２の圧入嵌合部１２の外径Ｂより若干小径となっている。一方、ハウジング取付部１６内の側壁１５基部には、図２に示すように、環状の逃げ溝２１が側壁１５の全周に亘って凹設されている。
【００２３】
次に、ブラケット５の取り付け方法について説明する。当該電動機１では、ハウジング２はブラケット５に圧入固定される。すなわち、ハウジング２の圧入嵌合部１２をブラケット５の圧入部２０に圧入することにより両者が結合される。そこで、まず圧入嵌合部１２をハウジング取付部１６の開口側（図１において右端側）に配し、側壁１５内に圧入嵌合部１２を挿入する。この際、側壁１５の端部内周側にはガイド部１８が形成されており、圧入嵌合部１２はこのガイド部１８に案内されて容易かつ円滑にハウジング取付部１６内に挿入されるようになっている。
【００２４】
側壁１５の奥側は圧入部２０となっており、圧入嵌合部１２は圧入部２０に手作業または簡単な治具によって押し込める程度に軽圧入される。ここで、圧入嵌合部１２は、前述のようにハウジング２の外周に等分に３個設けられている。すなわち、圧入嵌合部１２は３個の突起により外径Ｂのフランジ外接円を形成しており、当該ハウジング２は、全周に亘ってフランジを形成する場合に比して、圧入嵌合部１２の外接円の精度が得易くなっている。また、前述のように圧入嵌合部１２の外周面１２ａは、しごき加工により所定寸法に成形されているため、前記外接円の寸法もより高精度に確保され、圧入部位も板厚全域に亘って確保される。従って、圧入時における偏心が抑えられ、圧入嵌合部１２はハウジング取付部１６に中心精度良く圧入される。これにより、ハウジング２とブラケット５との間の同軸性が確保され、製品性能や信頼性等の向上が図られる。
【００２５】
圧入嵌合部１２を圧入部２０内に挿入した後、その端面２２がブラケット５の底面１４に当接するまでハウジング２を押し込む。ここで、絞り加工にて成形されたブラケット５には、図５に示すように、通常、側壁１５の内隅に曲げＲ（角Ｒ）が発生する。このため、角Ｒを避けてブラケット５内にハウジング２を嵌合させるためには、圧入嵌合部１２の外径Ｂの最大寸法は、ブラケット内径Ａから角Ｒを減じたＡ−２Ｒとなる。ところが、前述のように絞り加工品であるハウジング２では、圧入嵌合部１２の外径は寸法精度を出しにくい。従って、ブラケット５とハウジング２との間のガタが大きくなり、両者の同軸性を損なう原因となる。このため、ブラケットの材料・加工方法として角Ｒが残らないようなものを選択すると、図６のようなアルミダイカスト製のブラケット５’とせざるを得ない。また、側壁１５’内面の圧入部２０’にも切削加工を施す必要が生じる。すなわち、調心性を重視すると、ブラケットをダイカスト製とした上で切削加工を行って寸法精度を出す必要があり、加工工数が嵩みコスト的に不利となるという問題がある。
【００２６】
これに対し当該ハウジング２では、側壁１５の基部に逃げ溝２１が形成されているため、側壁１５を絞り加工によって立ち上げる際に形成される曲面（角Ｒ）は逃げ溝２１内に形成される。すなわち、逃げ溝２１によって角Ｒを底面位置から逃がすことができ、角Ｒに起因するガタを廃し、側壁１５と圧入嵌合部１２との間を圧入寸法に設定できる。そして、側壁１５内面に形成される圧入部２０は、ガイド部１８との接合点から底面１４の位置までの区間Ｃの全域で内径Ａが維持される。従って、圧入嵌合部１２は、その端面２２が底面１４に当接するまでガタなく押し込まれることになる。
【００２７】
このように当該ブラケット取付構造では、圧入嵌合部１２を３個突設し、それを側壁１５内に圧入する構成としたので、全周圧入に比してブラケット５とハウジング２との間の調心性を向上させることができる。従って、共に絞り加工にて形成されたハウジング２とブラケット５を嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することができる。また、圧入嵌合部１２は、角Ｒの影響を受けることなくハウジング取付部１６内に中心精度良く圧入されるため、ダイカスト製のブラケットを用いることなく、板金製品を使用でき、コスト低減や製品の軽量化を図ることも可能となる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２であるブラケット取付構造について説明する。図７はその構成を示す説明図である。なお、以下の実施形態では、実施の形態１と同様の部材、部品等については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００２９】
当該実施の形態においては、ハウジング２の開口端４側には、円筒部１１から径方向外側に向けて弾接嵌合部３１が突設されている。弾接嵌合部３１は、実施の形態１における圧入嵌合部１２の端部を軸方向にさらに折り曲げた形となっており、当該実施の形態では周方向に沿って等分に３個設けられている。すなわち、弾接嵌合部３１は、円筒部１１から径方向外側に向けて延びる鍔部３２と、鍔部３２端部から軸方向に延びる当接片３３とから構成されている。
【００３０】
このような弾接嵌合部３１では、当接片３３の先端が若干外径側に開いた形に形成されている。そして、当接片３３をブラケット５の圧入部２０に圧入すると、この当接片３３は圧入部２０にて外方への広がりを押さえ込まれ、弾性反発力によって外方へ広がろうとする。図８は、この際の当接片３３の状態を示す説明図である。図８に示すように、当接片３３は、外方への押圧力によりその外周面３４が圧入部２０に弾性的に接触し、当接片３３が側壁１５の内周面に圧接される。従って、ハウジング２とブラケット５との間は、この弾性復元力によってより強固に結合され、両者間の調心性を向上させることが可能となる。
【００３１】
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３であるブラケット取付構造について説明する。図９はその構成を示す説明図である。当該実施の形態では、圧入嵌合部１２が半円形状の小突起３５に形成されている。この小突起３５は、ハウジング２をブラケット５に取り付けると、その先端が圧潰されつつ圧入部２０の内面に圧入固定される。また、その際、小突起３５の先端は潰されつつも圧入部２０に食い込み、そこに固定される。
【００３２】
この場合、小突起３５は、図９に示すように圧入部２０に対して点接触にて圧入される。このため、全周圧入の場合に比してその加工力（圧入力）は大幅に低減される。従って、ハウジング２は、３個の小突起３５にて調心されつつ、容易にブラケット５内に圧入され、加工性の向上が図られる。なお、小突起３５は、それ自体で圧入嵌合部１２を形成する場合のみならず、図１のような圧入嵌合部１２の頂部に突設することも可能である。また、小突起３５の形状としては、図９のような半円形状のみならず、楕円形状や長円形状等、外縁が円弧状となった形態を採用することも可能である。
【００３３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態では圧入嵌合部１２や弾接嵌合部３１を３個の突設部から形成したものを示したが、突設部の数は３個には限定されず、それを４個以上形成しても良い。但し、軽圧入という観点からすると、突設部の数は３〜６個程度が望ましい。なお、圧入嵌合部１２や弾接嵌合部３１の圧入方法は、手作業等による軽圧入には限定されず、プレスによる圧入であっても良い。
【００３４】
また、前述の実施の形態では、側壁１５の端部内周側に形成されたガイド部１８がテーパ状となってものを示したが、これを図１０に示すように端面に向けて段階的に拡径する階段状に形成しても良い。さらに、逃げ溝２１として、環状の溝を側壁１５の全周に亘って形成したものを示したが、これを断続状に形成することも可能である。すなわち、ハウジング２とブラケット５との組付位置が決まっている場合などでは、逃げ溝２１を全周に亘って形成する必要はなく、強度的にもその方が有利である。但し、ハウジング２とブラケット５との組付位置が決まっていない場合には、逃げ溝２１を全周に亘って形成することにより、圧入嵌合部１２との位置関係が任意となるため、組み付け性の点では有利となる。
【００３５】
加えて、圧入嵌合部１２と側壁１５は圧入のみによって結合されているが、圧入後に側壁１５の端面１９をカシメてさらに強固に両者を結合させても良い。なお、前述の実施の形態では、電動機１としてブラシ付のものを示したが、電動機の種類はこれには限定されず、ブラシレスモータに当該構造を採用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の電動機のブラケット取付構造によれば、ハウジングに圧入嵌合部を少なくとも３個突設し、それをブラケットの側壁内に圧入する構成としたので、圧入嵌合部は少なくとも３個の突起により外接円を形成することになり、外接円の精度が得易くなると共に、圧入時における偏心も抑えられる。これにより、圧入嵌合部をハウジング取付部に中心精度良く圧入することができ、ハウジングとブラケットとの間の同軸性向上を図ることが可能となる。このため、共に絞り加工にて形成されたハウジングとブラケットを嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することが可能となる。従って、ダイカスト製ブラケットに行っていた切削加工を省きコスト低減を図ることが可能となる。
【００３７】
また、ハウジングに弾接嵌合部を少なくとも３個突設し、外方への押圧力により弾接嵌合部が側壁内面に圧接する構成としたので、少なくとも３個の弾接嵌合部によって外接円を形成すると共に、弾接嵌合部の押圧力によってもブラケットとハウジングが結合される。従って、ブラケットとハウジングとの間は、弾接嵌合部の弾性復元力によってより強固に結合され、両者間の調心性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】図１における矢示Ｙ方向の側面図である。
【図４】圧入嵌合部の外周面の状態を示す説明図である。
【図５】絞り加工にて成形されたブラケットに形成される曲げＲを示す説明図である。
【図６】ハウジング外周部をブラケット内周に圧入する形態を踏襲しつつ、ブラケットの材料・加工方法として角Ｒが残らないものを選択した場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図８】図７のブラケット取付構造における当接片の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図１０】ガイド部の一変形例の構成を示す説明図である。
【図１１】ハウジング内径部を利用してハウジングとブラケットの芯合わせを行う場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【図１２】絞り加工品のブラケットを用いた場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電動機
２ ハウジング
３ アーマチュア
４ 開口端
５，５’ エンドブラケット
６ 軸受
７ 回転軸
８ マグネット
９ ブラシ
１１ 円筒部
１２ 圧入嵌合部
１２ａ 外周面
１３ 軸受収容部
１４ 底面
１５，１５’ 側壁
１６ ハウジング取付部
１７ 軸受収容部
１８ ガイド部
１９ 端面
２０，２０’ 圧入部
２１ 逃げ溝
２２ 端面
２３ 剪断面
２４ 破断面
２５ ダレ
２６ バリ
３１ 弾接嵌合部
３２ 鍔部
３３ 当接片
３４ 外周面
３５ 小突起
５１ ブラケット
５２ 嵌合部
５３ ハウジング
５４ ブラケット
５５ ハウジング
５６ フランジ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機におけるエンドブラケットの取付構造に関し、特に、共に絞り加工にて成形されたハウジングとエンドブラケットとの間の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機においては、コイルを巻装したアーマチュアを金属製のハウジングに収容し、その端部にエンドブラケット（以下、ブラケットと略記する）を取り付けてアーマチュアの支持やハウジングの密閉等を行う構成が広く採用されている。例えば、特開平8-331789号公報や実開昭55-102353号公報には、金属を絞り加工して形成した有底円筒形状のハウジング内にアーマチュアを収容し、その開口端にブラケットを嵌合固定させる構成が示されている。この場合、前者の公報では、ハウジングをブラケット内周に圧入して両者を結合させ、その際、ブラケットの外周近傍に設けた溝により外縁部を弾性的に撓ませてハウジングとブラケットとの間の密着性向上を図っている。また、後者の場合は、ハウジング端部にフランジを設け、その外周をブラケット側の外周縁に形成した外周縁立部内に印籠嵌めすると共に、縁立部をフランジ部を抱き込むように折り曲げて両者を結合させている。
【０００３】
このようにブラケットの取り付けに際しては、ハウジングの内径部または外径部にブラケットの端部を嵌合させる構成が採用されるが、その際には両者の中心を合わせる必要がある。すなわち、ブラケットには多くの場合、アーマチュアの回転軸を支持する軸受が取り付けられており、アーマチュアの円滑な回転のためには、ブラケットとハウジングの芯合わせを行う必要がある。そこで、芯合わせの容易性から、比較的寸法精度の出し易いハウジング内径部を利用した固定方式が従来より多く採用されている。
【０００４】
図１１は、ハウジング内径部を利用してハウジングとブラケットの芯合わせを行う場合のブラケット取付構造を示す説明図である。図１１に示すように、ここではブラケット５１はアルミダイカストによって成形され、その嵌合部５２には切削加工が施される。そして、ハウジング５３の内周にブラケット５１の嵌合部５２を挿入し、そこで両者の中心を合わせつつ図示しないボルト等にてハウジング５３とブラケット５１とを結合させる。
【０００５】
しかしながら、このような方式ではブラケット５１を個々に切削加工する必要があり、コスト削減の妨げとなるという問題がある。そこで、電動機の軽量化やコストダウンを図るべく、ブラケットにハウジングと同様の絞り加工品を用いることも試みられている。図１２は、絞り加工品のブラケットを用いた場合のブラケット取付構造を示す説明図である。この場合、図１１のようにブラケットの外周から離れた位置に嵌合部を突設するのは絞り加工では難しいため、図１２に示すように、ブラケット５４もまた有底円筒形状に成形される。そして、このブラケット５４の内周側にハウジング５５に形成されたフランジ部５６の外周を圧入し、両者の結合が図られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような結合方式では、絞り加工品であるハウジング５５は、フランジ部５６の外径寸法精度が出しにくく、その公差が大きくなる傾向がある。このため、ブラケット５４にフランジ部５６の全周を圧入する構成を採ると、外径寸法のバラツキが大きい分、ブラケット・フランジ間の同軸度を確保しにくいという問題が生じる。この場合、ブラケットとハウジングとの間の同軸性は、電動機としての性能や寿命、信頼性等に影響を及ぼすため、コスト削減のためにそれを軽視することは好ましくない。そこで、ブラケットとハウジングを共に絞り加工にて形成しつつも、両者結合時にそれらの間の調心性を確保し得る構成が求められていた。
【０００７】
また、全周圧入構成の場合、ブラケット５４にフランジ部５６を圧入する際、ブラケット５４を変形させるための大きな圧入力が必要となる。このため、組み付け作業が困難であり、その改善も求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、共に絞り加工にて形成されたハウジングとエンドブラケットを中心精度良く容易に結合し得る電動機のブラケット取付構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機のブラケット取付構造は、絞り加工にて形成された円筒形状のハウジングと、絞り加工によって有底円筒形状に形成され前記ハウジングの端部に固定されるブラケットとを備えてなる電動機の前記ブラケット取付構造であって、前記ブラケットは、底面外周部から軸方向に向かって延びる側壁と、前記側壁内に形成され前記ハウジングの端部が収容されるハウジング取付部とを有し、前記ハウジングは、径方向外側に向けて少なくとも３カ所に突設され前記ブラケットの前記側壁内に圧入される圧入嵌合部と、前記圧入嵌合部の頂部に突設され前記側壁内面にて圧潰される小突起とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、ハウジングに圧入嵌合部を少なくとも３個突設し、それをブラケットの側壁内に圧入する構成としたので、圧入嵌合部は少なくとも３個の突起により外接円を形成することになり、外接円の精度が得易くなると共に、圧入時における偏心も抑えられる。従って、ブラケットとハウジングを結合させる際の調心性が向上し、共に絞り加工にて形成されたハウジングとブラケットを嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することが可能となる。これにより、ダイカスト製ブラケットに行っていた切削加工を省きコスト低減を図ることが可能となる。また、ダイカスト製部品に代えて板金製品を用いることができるため、製品の軽量化を図ることも可能となる。
【００１１】
前記ブラケット取付構造において、前記圧入嵌合部の外周面を、絞り加工にて前記圧入嵌合部を形成した後、しごき加工にて所定寸法に成形しても良い。これにより、圧入嵌合部の外形寸法精度を向上させることができ、より中心精度良くハウジングとブラケットを結合させることが可能となる。
【００１２】
また、前記ブラケット取付構造において、前記圧入嵌合部に前記側壁内面にて圧潰される小突起を設けても良い。これにより、ハウジングは小突起を圧潰しつつブラケットに圧入される形となり、圧入力を低減させることが可能となる。この場合、前記小突起を半円形状に形成しても良く、これにより、ハウジングは半円形状の小突起にてブラケット内に点圧入される形となり、圧入力を低減させ、加工性の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
一方、本発明の電動機のブラケット取付構造は、絞り加工にて形成された円筒形状のハウジングと、絞り加工によって有底円筒形状に形成され前記ハウジングの端部に固定されるブラケットとを備えてなる電動機の前記ブラケット取付構造であって、前記ブラケットは、底面外周部から軸方向に向かって延びる側壁と、前記側壁内に形成され前記ハウジングの端部が収容されるハウジング取付部とを有し、前記ハウジングは、径方向外側に向けて少なくとも３カ所に突設され前記ブラケットの前記側壁内面に圧接する弾接嵌合部を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、ハウジングに弾接嵌合部を少なくとも３個突設し、外方への押圧力により弾接嵌合部が側壁内面に圧接する構成としたので、少なくとも３個の弾接嵌合部によって外接円を形成すると共に、弾接嵌合部の押圧力によってもブラケットとハウジングが結合されるので、両者間の調心性をより向上させることができる。また、前記ブラケット取付構造において、前記弾接嵌合部を、前記ハウジングの径方向外側に向けて延びる鍔部と、前記鍔部端部から軸方向に延び前記側壁内面に弾性的に接触する当接片とを有する構成としても良く、この場合、前記当接片は、前記側壁内面に圧入された後、その弾性復元力によって前記側壁内面に圧接する。
【００１５】
一方、前記電動機のブラケット取付構造において、前記側壁に、端部内周側に端面に向けて拡径するテーパ状のガイド部や、端部内周側に端面に向けて段階的に拡径するガイド部を設けても良い。これにより、ガイド部の案内によって嵌合部を容易にハウジング取付部内に挿入することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３は図１における矢示Ｙ方向の側面図である。
【００１７】
本実施の形態の電動機１は、有底円筒形状のハウジング２内に、コイルを巻装したアーマチュア３を収容し、ハウジング２の開口端４側にエンドブラケット５（以下、ブラケット５と略記する）を嵌合固定した構成となっている。この場合、アーマチュア３は、ハウジング２およびブラケット５に取り付けられた軸受６によって、回転軸７を中心として回転自在に支持される。また、ハウジング２の内周面には、界磁用のマグネット８が取り付けられており、ブラシ９を介して給電を行うことにより、アーマチュア３が回転軸７と共に適宜回転するようになっている。
【００１８】
ハウジング２は、電動機１のヨークを兼ねた金属製の部材であり、絞り加工によって有底円筒形状に成形される。図１に示すように、ハウジング２のブラケット取付側端部は開口端４となっており、そこには円筒部１１から径方向外側に向けて圧入嵌合部１２が突設されている。この圧入嵌合部１２は、後述するように、ブラケット５の端部に圧入固定される。また、ハウジング２の開口端４と反対側の端部には、軸受収容部１３が軸方向（回転軸７の延伸方向）に向けて突設されている。
【００１９】
ここで、圧入嵌合部１２は、図３に示すように、円筒部１１にフランジを間欠形成した形態となっており、当該実施の形態では周方向に沿って等分に３個設けられている。また、圧入嵌合部１２の外周面１２ａは、絞り加工に供される円板状のブランクをプレスにて形成する際に、図４（ａ）のように、剪断面２３と破断面２４が形成され、そのうち破断面２４にはダレ２５が生じ、その下部にはバリ２６が発生する。従って、外周面１２ａをこのまま使用すると、圧入嵌合部１２の外形寸法を保持する部位は剪断面２３のみとなり、寸法精度が確保しにくくなると共に、圧入部位も減少する。
【００２０】
そこで、当該ハウジング２では、絞り加工にて円筒部１１を形成した後、圧入嵌合部１２の外周面１２ａをしごき加工（アイヨニング）し、図４（ｂ）に示すように、その外形寸法を板厚全域にて確保している。すなわち、外周面１２ａをダイスにてしごくことにより、外形寸法精度を向上させると共に、ブラケット５側との圧入部位を最大限確保している。
【００２１】
一方、当該電動機１では、ブラケット５もまた絞り加工にて成形された有底円筒形状の金属部材が使用される。図１に示すように、ブラケット５の外周部には、底面１４から軸方向に向かって延びる側壁１５が設けられており、その内側はハウジング取付部１６となっている。また、ブラケット５の中央部には、軸受収容部１７が軸方向に向けて突設されている。
【００２２】
ここで、側壁１５の端部内周側には、テーパ状のガイド部１８が形成されている。ガイド部１８は、図２に示すように、角度Ｋの傾斜面となっており、側壁１５の端面１９に向けて拡径している。また、側壁１５の内面は、ガイド部１８に続いて圧入部２０が設けられている。この場合、圧入部２０の内径Ａは、ハウジング２の圧入嵌合部１２の外径Ｂより若干小径となっている。一方、ハウジング取付部１６内の側壁１５基部には、図２に示すように、環状の逃げ溝２１が側壁１５の全周に亘って凹設されている。
【００２３】
次に、ブラケット５の取り付け方法について説明する。当該電動機１では、ハウジング２はブラケット５に圧入固定される。すなわち、ハウジング２の圧入嵌合部１２をブラケット５の圧入部２０に圧入することにより両者が結合される。そこで、まず圧入嵌合部１２をハウジング取付部１６の開口側（図１において右端側）に配し、側壁１５内に圧入嵌合部１２を挿入する。この際、側壁１５の端部内周側にはガイド部１８が形成されており、圧入嵌合部１２はこのガイド部１８に案内されて容易かつ円滑にハウジング取付部１６内に挿入されるようになっている。
【００２４】
側壁１５の奥側は圧入部２０となっており、圧入嵌合部１２は圧入部２０に手作業または簡単な治具によって押し込める程度に軽圧入される。ここで、圧入嵌合部１２は、前述のようにハウジング２の外周に等分に３個設けられている。すなわち、圧入嵌合部１２は３個の突起により外径Ｂのフランジ外接円を形成しており、当該ハウジング２は、全周に亘ってフランジを形成する場合に比して、圧入嵌合部１２の外接円の精度が得易くなっている。また、前述のように圧入嵌合部１２の外周面１２ａは、しごき加工により所定寸法に成形されているため、前記外接円の寸法もより高精度に確保され、圧入部位も板厚全域に亘って確保される。従って、圧入時における偏心が抑えられ、圧入嵌合部１２はハウジング取付部１６に中心精度良く圧入される。これにより、ハウジング２とブラケット５との間の同軸性が確保され、製品性能や信頼性等の向上が図られる。
【００２５】
圧入嵌合部１２を圧入部２０内に挿入した後、その端面２２がブラケット５の底面１４に当接するまでハウジング２を押し込む。ここで、絞り加工にて成形されたブラケット５には、図５に示すように、通常、側壁１５の内隅に曲げＲ（角Ｒ）が発生する。このため、角Ｒを避けてブラケット５内にハウジング２を嵌合させるためには、圧入嵌合部１２の外径Ｂの最大寸法は、ブラケット内径Ａから角Ｒを減じたＡ−２Ｒとなる。ところが、前述のように絞り加工品であるハウジング２では、圧入嵌合部１２の外径は寸法精度を出しにくい。従って、ブラケット５とハウジング２との間のガタが大きくなり、両者の同軸性を損なう原因となる。このため、ブラケットの材料・加工方法として角Ｒが残らないようなものを選択すると、図６のようなアルミダイカスト製のブラケット５’とせざるを得ない。また、側壁１５’内面の圧入部２０’にも切削加工を施す必要が生じる。すなわち、調心性を重視すると、ブラケットをダイカスト製とした上で切削加工を行って寸法精度を出す必要があり、加工工数が嵩みコスト的に不利となるという問題がある。
【００２６】
これに対し当該ハウジング２では、側壁１５の基部に逃げ溝２１が形成されているため、側壁１５を絞り加工によって立ち上げる際に形成される曲面（角Ｒ）は逃げ溝２１内に形成される。すなわち、逃げ溝２１によって角Ｒを底面位置から逃がすことができ、角Ｒに起因するガタを廃し、側壁１５と圧入嵌合部１２との間を圧入寸法に設定できる。そして、側壁１５内面に形成される圧入部２０は、ガイド部１８との接合点から底面１４の位置までの区間Ｃの全域で内径Ａが維持される。従って、圧入嵌合部１２は、その端面２２が底面１４に当接するまでガタなく押し込まれることになる。
【００２７】
このように当該ブラケット取付構造では、圧入嵌合部１２を３個突設し、それを側壁１５内に圧入する構成としたので、全周圧入に比してブラケット５とハウジング２との間の調心性を向上させることができる。従って、共に絞り加工にて形成されたハウジング２とブラケット５を嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することができる。また、圧入嵌合部１２は、角Ｒの影響を受けることなくハウジング取付部１６内に中心精度良く圧入されるため、ダイカスト製のブラケットを用いることなく、板金製品を使用でき、コスト低減や製品の軽量化を図ることも可能となる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２であるブラケット取付構造について説明する。図７はその構成を示す説明図である。なお、以下の実施形態では、実施の形態１と同様の部材、部品等については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００２９】
当該実施の形態においては、ハウジング２の開口端４側には、円筒部１１から径方向外側に向けて弾接嵌合部３１が突設されている。弾接嵌合部３１は、実施の形態１における圧入嵌合部１２の端部を軸方向にさらに折り曲げた形となっており、当該実施の形態では周方向に沿って等分に３個設けられている。すなわち、弾接嵌合部３１は、円筒部１１から径方向外側に向けて延びる鍔部３２と、鍔部３２端部から軸方向に延びる当接片３３とから構成されている。
【００３０】
このような弾接嵌合部３１では、当接片３３の先端が若干外径側に開いた形に形成されている。そして、当接片３３をブラケット５の圧入部２０に圧入すると、この当接片３３は圧入部２０にて外方への広がりを押さえ込まれ、弾性反発力によって外方へ広がろうとする。図８は、この際の当接片３３の状態を示す説明図である。図８に示すように、当接片３３は、外方への押圧力によりその外周面３４が圧入部２０に弾性的に接触し、当接片３３が側壁１５の内周面に圧接される。従って、ハウジング２とブラケット５との間は、この弾性復元力によってより強固に結合され、両者間の調心性を向上させることが可能となる。
【００３１】
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３であるブラケット取付構造について説明する。図９はその構成を示す説明図である。当該実施の形態では、圧入嵌合部１２が半円形状の小突起３５に形成されている。この小突起３５は、ハウジング２をブラケット５に取り付けると、その先端が圧潰されつつ圧入部２０の内面に圧入固定される。また、その際、小突起３５の先端は潰されつつも圧入部２０に食い込み、そこに固定される。
【００３２】
この場合、小突起３５は、図９に示すように圧入部２０に対して点接触にて圧入される。このため、全周圧入の場合に比してその加工力（圧入力）は大幅に低減される。従って、ハウジング２は、３個の小突起３５にて調心されつつ、容易にブラケット５内に圧入され、加工性の向上が図られる。なお、小突起３５は、それ自体で圧入嵌合部１２を形成する場合のみならず、図１のような圧入嵌合部１２の頂部に突設することも可能である。また、小突起３５の形状としては、図９のような半円形状のみならず、楕円形状や長円形状等、外縁が円弧状となった形態を採用することも可能である。
【００３３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態では圧入嵌合部１２や弾接嵌合部３１を３個の突設部から形成したものを示したが、突設部の数は３個には限定されず、それを４個以上形成しても良い。但し、軽圧入という観点からすると、突設部の数は３〜６個程度が望ましい。なお、圧入嵌合部１２や弾接嵌合部３１の圧入方法は、手作業等による軽圧入には限定されず、プレスによる圧入であっても良い。
【００３４】
また、前述の実施の形態では、側壁１５の端部内周側に形成されたガイド部１８がテーパ状となってものを示したが、これを図１０に示すように端面に向けて段階的に拡径する階段状に形成しても良い。さらに、逃げ溝２１として、環状の溝を側壁１５の全周に亘って形成したものを示したが、これを断続状に形成することも可能である。すなわち、ハウジング２とブラケット５との組付位置が決まっている場合などでは、逃げ溝２１を全周に亘って形成する必要はなく、強度的にもその方が有利である。但し、ハウジング２とブラケット５との組付位置が決まっていない場合には、逃げ溝２１を全周に亘って形成することにより、圧入嵌合部１２との位置関係が任意となるため、組み付け性の点では有利となる。
【００３５】
加えて、圧入嵌合部１２と側壁１５は圧入のみによって結合されているが、圧入後に側壁１５の端面１９をカシメてさらに強固に両者を結合させても良い。なお、前述の実施の形態では、電動機１としてブラシ付のものを示したが、電動機の種類はこれには限定されず、ブラシレスモータに当該構造を採用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の電動機のブラケット取付構造によれば、ハウジングに圧入嵌合部を少なくとも３個突設し、それをブラケットの側壁内に圧入する構成としたので、圧入嵌合部は少なくとも３個の突起により外接円を形成することになり、外接円の精度が得易くなると共に、圧入時における偏心も抑えられる。これにより、圧入嵌合部をハウジング取付部に中心精度良く圧入することができ、ハウジングとブラケットとの間の同軸性向上を図ることが可能となる。このため、共に絞り加工にて形成されたハウジングとブラケットを嵌合精度の低下を招くことなく結合でき、調心効果を維持しつつ両部品を絞り加工品化することが可能となる。従って、ダイカスト製ブラケットに行っていた切削加工を省きコスト低減を図ることが可能となる。
【００３７】
また、ハウジングに弾接嵌合部を少なくとも３個突設し、外方への押圧力により弾接嵌合部が側壁内面に圧接する構成としたので、少なくとも３個の弾接嵌合部によって外接円を形成すると共に、弾接嵌合部の押圧力によってもブラケットとハウジングが結合される。従って、ブラケットとハウジングとの間は、弾接嵌合部の弾性復元力によってより強固に結合され、両者間の調心性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】図１における矢示Ｙ方向の側面図である。
【図４】圧入嵌合部の外周面の状態を示す説明図である。
【図５】絞り加工にて成形されたブラケットに形成される曲げＲを示す説明図である。
【図６】ハウジング外周部をブラケット内周に圧入する形態を踏襲しつつ、ブラケットの材料・加工方法として角Ｒが残らないものを選択した場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図８】図７のブラケット取付構造における当接片の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３である電動機のブラケット取付構造の構成を示す説明図である。
【図１０】ガイド部の一変形例の構成を示す説明図である。
【図１１】ハウジング内径部を利用してハウジングとブラケットの芯合わせを行う場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【図１２】絞り加工品のブラケットを用いた場合のブラケット取付構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電動機
２ ハウジング
３ アーマチュア
４ 開口端
５，５’ エンドブラケット
６ 軸受
７ 回転軸
８ マグネット
９ ブラシ
１１ 円筒部
１２ 圧入嵌合部
１２ａ 外周面
１３ 軸受収容部
１４ 底面
１５，１５’ 側壁
１６ ハウジング取付部
１７ 軸受収容部
１８ ガイド部
１９ 端面
２０，２０’ 圧入部
２１ 逃げ溝
２２ 端面
２３ 剪断面
２４ 破断面
２５ ダレ
２６ バリ
３１ 弾接嵌合部
３２ 鍔部
３３ 当接片
３４ 外周面
３５ 小突起
５１ ブラケット
５２ 嵌合部
５３ ハウジング
５４ ブラケット
５５ ハウジング
５６ フランジ部
Claims (4)
- 絞り加工にて形成された円筒形状のハウジングと、絞り加工によって有底円筒形状に形成され前記ハウジングの端部に固定されるブラケットとを備えてなる電動機の前記ブラケット取付構造であって、
前記ブラケットは、底面外周部から軸方向に向かって延びる側壁と、前記側壁内に形成され前記ハウジングの端部が収容されるハウジング取付部とを有し、
前記ハウジングは、径方向外側に向けて少なくとも３カ所に突設され前記ブラケットの前記側壁内に圧入される圧入嵌合部と、前記圧入嵌合部の頂部に突設され前記側壁内面にて圧潰される小突起とを有することを特徴とする電動機のブラケット取付構造。 - 請求項１記載の電動機のブラケット取付構造において、前記圧入嵌合部の外周面は、絞り加工にて前記圧入嵌合部を形成した後、しごき加工にて所定寸法に成形されることを特徴とする電動機のブラケット取付構造。
- 請求項１又は２記載の電動機のブラケット取付構造において、前記側壁は、その端部内周側に端面に向けて拡径するテーパ状のガイド部を有することを特徴とする電動機のブラケット取付構造。
- 請求項１又は２記載の電動機のブラケット取付構造において、前記側壁は、その端部内周側に端面に向けて段階的に拡径するガイド部を有することを特徴とする電動機のブラケット取付構造。
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