CN104377866A - 磁轭壳体、电动机以及磁轭壳体的制造方法 - Google Patents

Abstract

磁轭壳体具备圆筒收纳部和凸缘。圆筒收纳部通过深冲加工由金属板材形成。凸缘形成于圆筒收纳部的端部。凸缘具有与圆筒收纳部的外径相等的沿着短边方向的宽度。凸缘包括根基部位。根基部位包括多个加强筋部和厚壁部。多个加强筋部分别由根基部位被挤压而形成。厚壁部由没有形成加强筋部的根基部位的部分形成。厚壁部在凸缘上位于短边方向的中央部。多个加强筋部分别形成为在短边方向上位于所述厚壁部的两侧。

Description

磁轭壳体、电动机以及磁轭壳体的制造方法

技术领域

本发明涉及电动机的磁轭壳体。

背景技术

以往，例如日本特开2011-91887号公报中公开的电动机的磁轭壳体具备有底的圆筒收纳部和形成于该圆筒收纳部的开口侧端部上的固定用凸缘。在圆筒收纳部的内侧配置有励磁磁石和电枢。这种磁轭壳体由金属板材通过深冲加工而形成圆筒收纳部，然后，从金属板材冲裁出凸缘部分而成形。

然而，例如在车辆的电动窗装置中使用的电动机等中，由于配置空间的制约而要求电动机在与轴正交的方向(下面简称为轴正交方向)上实现薄型化(扁平化)。于是，如图11(a)所示，通过将磁轭壳体101的凸缘102形成为从轴向观看时呈扁平形状(大致长方形状)，从而能够应对电动机的轴正交方向的薄型化。此外，从电动机的薄型化这一点出发，优选如图11(a)所示，将凸缘102的短边方向的宽度设为与圆筒收纳部103的外径相等，即、从轴向观看时，使圆筒收纳部103的外周面与凸缘102的长边一致。

然而，如图11(a)所示，在将凸缘102的短边方向的宽度形成为与圆筒收纳部103的外径相等的情况下，虽然在凸缘102的长边方向上，确保了圆筒收纳部103的外周面与凸缘102的缘之间的间隔，但在凸缘102的短边方向上，圆筒收纳部103的外周面与凸缘102的缘之间不具有间隔。因此，在磁轭壳体的制造过程中，当通过冲压从金属板材104裁出凸缘102时，形成圆筒收纳部103的深冲加工时产生的残留应力会作用于没有凸缘102的短边方向。由此，如图11(b)所示，圆筒收纳部103的开口端会以朝向凸缘102的短边方向上的外侧敞开的方式变形。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够抑制具备圆筒收纳部和扁平形状的凸缘的磁轭壳体的变形的磁轭壳体、电动机以及磁轭壳体的制造方法。

为了实现上述目的，本发明的一个方式的磁轭壳体具备圆筒收纳部和凸缘。所述圆筒收纳部通过深冲加工由金属板材形成。所述圆筒收纳部在轴向上具有第1端部。所述凸缘形成在所述第1端部上、并且从圆筒收纳部折弯。所述凸缘具有沿着长边方向、短边方向以及板厚方向延伸的扁平形状。所述凸缘具有与所述圆筒收纳部的外径相等的沿着所述短边方向的宽度。所述凸缘包括在该凸缘上位于所述圆筒收纳部的外周面附近的根基部位。所述根基部位包括多个加强筋部和厚壁部。所述多个加强筋部分别由所述根基部位在所述板厚方向被挤压而形成。所述厚壁部由未形成所述加强筋部的所述根基部位的部分形成，所述厚壁部的壁厚比所述加强筋部大。所述厚壁部在所述凸缘上位于所述短边方向的中央部。所述多个加强筋部分别形成为在所述短边方向上位于所述厚壁部的两侧。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电动机的立体图。

图2是图1的电动机的分解主视图。

图3是图1的磁轭壳体的立体图。

图4是图3的磁轭壳体的俯视图。

图5是沿着图4的5-5线的剖视图。

图6是从轴向的开口端部观看图3的磁轭壳体时的俯视图。

图7(a)、7(b)、7(c)是用于说明图3的磁轭壳体的制造方式的示意图。

图8是用于说明图3的磁轭壳体的制造方式的示意图。

图9是其他例的磁轭壳体的俯视图。

图10是从轴向的开口端部观看图9的磁轭壳体时的俯视图。

图11(a)以及11(b)是表示现有的磁轭壳体的一个例子的示意图。

具体实施方式

下面说明电动机的一实施方式。

图1所示的本实施方式的电动机10作为以电动方式使车辆的车窗玻璃进行升降的电动窗装置的驱动源使用。在图1中，电动机10由电动机主体11和减速部12构成，电动机主体11位于上部而产生旋转力，减速部12设置于电动机主体11的输出侧(图1中的电动机主体11的下侧)。

如图1以及图2所示，电动机主体11的磁轭壳体13(以下称为磁轭13)具备：在轴向上具有第1端部和第2端部的圆筒收纳部14；以及形成在圆筒收纳部14的第1端部上的凸缘15。圆筒收纳部14的第2端部(图1上的上端侧)被底部14a封闭。圆筒收纳部14的第1端部具有开口端部14b(开放端)。在底部14a的中央部形成有向轴向外侧凹陷的有底圆筒状的轴承收纳部14c。在轴承收纳部14c内固定有将旋转轴16枢轴支承的轴承17。另外，凸缘15形成为沿着与圆筒收纳部14的轴线(与旋转轴16的轴线一致)正交的方向延伸的板状，与圆筒收纳部14的外周壁14d成直角。

如图2所示，在开口端部14b安装有由绝缘性树脂材料构成的刷握21。刷握21对供电电刷(省略图示)进行保持，并且在刷握21的外周缘设置有将开口端部14b密封的由弹性体构成的密封部件22。另外，刷握21的一部分被嵌入到磁轭13的圆筒收纳部14内。另外，在刷握21上形成有用于外部连接的连接器部23。连接器部23从刷握21沿着径向延伸。

在圆筒收纳部14的内侧配置有转子24(电枢)。转子24包括缠绕有绕组25的电枢芯26以及整流子27。电枢芯26以及整流子27被固定到旋转轴16上。旋转轴16被设置于磁轭13的所述轴承17和设置于刷握21的轴承(省略图示)枢轴支承。电枢芯26以及绕组25配置于被固定在圆筒收纳部14的内周面上的励磁磁石28的内侧。整流子27被固定在旋转轴16的突出到磁轭13外的部分上。即，整流子27配置于位于圆筒收纳部14外侧的刷握21内，并且构成为与被保持在刷握21上的供电电刷(省略图示)接触。

减速部12具有与磁轭13固定在一起的树脂制的齿轮壳31和被收纳到齿轮壳31内的减速机构。

齿轮壳31具备收纳有刷握21的一部分的刷握收纳部33，在刷握收纳部33的轴向端部具有磁轭固定部34，磁轭13的凸缘15被固定到磁轭固定部34上。另外，磁轭固定部34形成为从轴向观看时与凸缘15的外形形状大致相等的外形形状。另外，旋转轴16的末端部以及整流子27与刷握21的一部分一起插入到刷握收纳部33内。

如图1以及图2所示，磁轭13的凸缘15通过多个螺钉S而被固定到磁轭固定部34上。在此，刷握21的密封部件22在轴向上被磁轭固定部34和凸缘15夹持。由此，磁轭13的圆筒收纳部14的开口端部14b以及刷握收纳部33的磁轭13侧的开口被密封，其结果，能够抑制液体侵入到磁轭13的内部以及齿轮壳31的内部。

被收纳于齿轮壳31的所述减速机构由通过离合器35与旋转轴16连结的蜗杆36和与蜗杆36啮合的蜗轮37构成。蜗杆36以及蜗轮37被可旋转地支承在齿轮壳31上。设置于蜗轮37上的输出轴38突出到齿轮壳31外。在输出轴38上连结有用于使车辆的车窗玻璃进行升降的车窗开闭调节器(省略图示)。另外，蜗轮37的轴向与旋转轴16(磁轭13)的轴向正交。

从设置电动机10的车辆的侧门内部的空间的制约考虑，电动机10整体沿着蜗轮37的轴向扁平化(薄型化)。

接着，详细说明上述磁轭13的形状。

如图3以及图4所示，通过深冲加工而由1张金属板材形成圆筒收纳部14。在开口端部14b形成有相对于圆筒收纳部14的外周壁14d呈直角折弯的凸缘15。也就是说，在金属板材中没有形成圆筒收纳部14的部位构成凸缘15。从圆筒收纳部14的轴向观看时，凸缘15形成为与前述的电动机10的扁平化对应的扁平形状(大致长方形状)。凸缘15沿着长边方向、短边方向以及板厚方向延伸。凸缘15的短边方向与蜗轮37的轴向平行，与旋转轴16的轴向正交。而且，沿着凸缘15的短边方向的宽度D被设定为与圆筒收纳部14的外径(直径)相等。

凸缘15包括在凸缘15上位于圆筒收纳部14的外周面14e附近的根基部位15b。在根基部位15b上形成有加强筋部41，该加强筋部41被凹设在凸缘15的表面(靠近圆筒收纳部14的面)。加强筋部41在凸缘15的表面上分别形成于圆筒收纳部14的外周面14e附近的四角。详细地说，凸缘15具有圆筒收纳部14的外周面14e和短边方向上的凸缘15的端部15a(长边)重叠的部位(重叠部位X)。在重叠部位X的长边方向两侧分别形成有加强筋部41。各加强筋部41形成为沿着圆筒收纳部14的外周面14e的圆弧状。各加强筋部41通过从表面侧利用按压夹具P(参见图7)将凸缘15的根基部位15b沿着板厚方向挤压而形成。

像这样，加强筋部41在凸缘15的根基表面(圆筒收纳部14的外周面14e附近)局部地形成。在该凸缘15的根基表面的短边方向上的中央设定有未形成加强筋部41的部位。也就是说，未形成加强筋部41的部位成为板厚比加强筋部41厚的厚壁部42。在短边方向相邻的两个厚壁部42设置成，在凸缘15的长边方向上，圆筒收纳部14位于两个厚壁部42之间。两个厚壁部42在圆筒收纳部14的圆周方向上设置于180度对置的位置。另外，两个加强筋部41被设置成，在凸缘15的短边方向上，一个厚壁部42位于两个加强筋部41之间。两个加强筋部41形成为在凸缘短边方向上成为对称形状。

另外，各加强筋部41具有第1薄壁部43和板厚比该第1薄壁部43薄的第2薄壁部44。详细地说，各加强筋部41形成为，在圆筒收纳部14的圆周方向上从厚壁部42经由锥形部45与第1薄壁部43相连，另外，从第1薄壁部43经由锥形部46与第2薄壁部44相连。也就是说，第1薄壁部43的板厚T2比厚壁部42的板厚T1薄，第2薄壁部44的板厚T3也比第1薄壁部43的板厚T2薄(参见图5)。另外，在各加强筋部41上，第2薄壁部44延伸到短边方向上的凸缘15的端部15a。即，第2薄壁部44延伸到凸缘15与圆筒收纳部14的重叠部位X的附近。另外，第1以及第2薄壁部43、44的表面形成为与轴向正交的平面状。

在圆筒收纳部14的外周面14e上的与重叠部位X对应的位置分别形成有向径向内侧凹陷的凹部47。各个凹部47沿着轴向呈直线状延伸。各凹部47形成为从圆筒收纳部14的轴向的第1端部(开口端部14b)延伸至第2端部(底部14a)。各凹部47形成于凸缘15的短边方向的两端(图4中的上下端)，从而圆筒收纳部14的外径在凸缘15的短边方向上稍小，有助于圆筒收纳部14的小型化。

接着，说明本实施方式的磁轭13的制造方法以及作用。

首先，如图7中的(a)、(b)所示，通过多阶段深冲加工由1张金属板材51成形圆筒收纳部14(深冲工序)。在该步骤中，在圆筒收纳部14的外周面14e形成凹部47。另外，通过该深冲加工，在金属板材51上产生残留应力。

接着，如图7中的(c)所示，对金属板材51上的与圆筒收纳部14正交的平板部52(后面成为凸缘15的部分)的预定位置，通过按压夹具P进行挤压成形，由此形成加强筋部41(加强筋形成工序)。详细地说，平板部52上的圆筒收纳部14的外周面14e附近的根基部位15b从表面侧(圆筒收纳部14侧)被按压夹具P沿着板厚方向挤压，形成加强筋部41。此时，加强筋部41的第2薄壁部44在圆筒收纳部14的凹部47的径向外侧上也形成为在圆周方向上相连。另外，在凸缘15的根基部位15b上部分地不形成加强筋部41，从而形成厚壁部42。

如图8所示，在平板部52的根基部位15b上挤压成形出加强筋部41，从而在平板部52与圆筒收纳部14所成的角部中流入壁肉，由此平板部52的背面与圆筒收纳部14的内周面所成的内侧角部53的曲率在加强筋部41的背侧变小。另外，内侧角部53的曲率随着加强筋部41的深度越深(挤压量多)而越小。也就是说，内侧角部53的曲率在未形成加强筋部41的厚壁部42的背侧最大，在挤压量多的第2薄壁部44的背侧最小。

接着，如图7(c)所示，从平板部52冲裁出凸缘15(凸缘冲裁工序)。凸缘15的短边方向上的宽度D被设定为与圆筒收纳部14的外径(直径)相等。因此，在凸缘的短边方向上，圆筒收纳部14的外周面14e与凸缘的周缘部(短边方向端部15a)之间没有间隔或间隔极其小。因此，当冲裁出凸缘15时，在上述深冲加工中产生的残留应力容易作用于没有凸缘15的短边方向。在本实施方式中，由加强筋部41承受该残留应力。由此，在凸缘15的冲裁后，能够抑制圆筒收纳部14的开口端部14b向凸缘15的短边方向的外侧敞开变形。

另外，在与本实施方式不同地未形成加强筋部41而冲裁出凸缘15的情况下，所述内侧角部53的曲率仍大。因此，所述重叠部位X上的凸缘15与密封部件22的接触平面(与轴向正交的平面)的宽度很小。因此，重叠部位X上的密封部件22的密合性(密封性)变差，液体有可能从这里进入到磁轭13内。

对于这一点，在本实施方式中，在凸缘15的冲裁之前，在平板部52上的与重叠部位X对应的位置形成第2薄壁部44。由此，重叠部位X处的内侧角部53的曲率变小，所以如图6所示，重叠部位X上的与密封部件22的接触平面F的宽度(径向宽度)得到确保。其结果，密封性的恶化得到抑制。

此外，在本实施方式中，在圆筒收纳部14的外周面14e上的与重叠部位X对应的位置形成有凹部47。也就是说，在凹部47的轴向下端部(靠近开口端部14b的端部)上，外周壁14d的一部分进入到径向内侧。因此，能够更加充分地确保重叠部位X上的与密封部件22的接触平面F的径向宽度。

另外，在本实施方式中，在凸缘15上的位于圆筒收纳部14的外周面14e附近的根基部位15b上，局部地不形成加强筋部41而作为厚壁部42保留。因此，例如通过螺钉S将凸缘15固定时等，对凸缘15施加板厚方向的载荷时，能够抑制凸缘15在壁厚薄的加强筋部41处弯曲。

另外，加强筋部41的壁厚越薄，能够使内侧角部53的曲率越小，然而当加强筋部41的壁厚过于薄时，如上所述，相对于凸缘15的板厚方向的载荷变脆弱。于是，在本实施方式中，加强筋部41由壁厚不同的第1以及第2薄壁部43、44构成，将壁厚较薄的第2薄壁部44形成在与重叠部位X对应的位置。由此，能够很大程度地抑制凸缘15针对板厚方向的载荷的刚性下降的同时，通过形成第2薄壁部44，从而能够确保重叠部位X上的与密封部件22的接触平面F的宽度。

接着，记载本实施方式的特征性优点。

(1)凸缘15包括在该凸缘15上位于圆筒收纳部14的外周面14e附近的根基部位15b。根基部位15b包括两个加强筋部41和厚壁部42。两个加强筋部41分别由根基部位15b在板厚方向上被挤压而形成。厚壁部42由加强筋部41以外的根基部位15b的部分形成。厚壁部42比加强筋部41壁厚。厚壁部42在凸缘15上位于短边方向的中央部。两个加强筋部41被设置成在短边方向上厚壁部42位于两个加强筋部41之间。根据此结构，形成在凸缘15的根基部位15b上的加强筋部41受到深冲加工的残留应力，所以能够抑制圆筒收纳部14的开口端部14b向凸缘15的短边方向上的外侧敞开变形。另外，不是沿着整个圆周方向形成加强筋部41，而是在凸缘15的短边方向上的中央部局部地不形成加强筋部41而作为厚壁部42保留。由此，当凸缘15受到板厚方向的载荷时，能够抑制在壁厚薄的加强筋部41处弯曲。

(2)加强筋部41延伸至短边方向的凸缘15的端部15a。也就是说，加强筋部41形成至圆筒收纳部14的外周面14e与凸缘15的周缘部(短边方向端部15a)重叠的重叠部位X的极其附近。因此，能够在重叠部位X上减小凸缘15的背面与圆筒收纳部14的内周面所成的内侧角部53的曲率。其结果，能够在将圆筒收纳部14的开口端部14b封闭的情况下，确保重叠部位X上的与密封部件22的接触平面F的宽度(径向宽度)，能够抑制密封性的恶化。

(3)短边方向上的凸缘15的端部15a包括与圆筒收纳部14的外周面14e重合的重叠部位X。各个加强筋部41分别包括第1薄壁部43和壁厚比第1薄壁部43薄的第2薄壁部44。第2薄壁部44位于重叠部位X。根据此结构，能够在不使加强筋部41整体过于薄的状态下，在与重叠部位X对应的位置形成薄的第2薄壁部44。因此，能够在极力抑制凸缘15针对板厚方向上的载荷的刚性的下降的同时，能够确保重叠部位X上的与密封部件22的接触平面F的径向宽度。

(4)在圆筒收纳部14的外周面14e上，在与重叠部位X对应的位置形成有向径向内侧凹陷的凹部47。根据此结构，在重叠部位X上，圆筒收纳部14的外周壁14d进入到径向内侧。因此，能够更加充分地确保重叠部位X上的凸缘15与密封部件22的接触平面F的径向宽度。

(5)在形成加强筋部41的加强筋形成工序后，实施从平板部52冲裁出凸缘15的凸缘冲裁工序。因此，能够利用加强筋部41更加良好地承受深冲加工的残留应力。其结果，能够有效地抑制圆筒收纳部14的开口端部14b向凸缘15的短边方向的外侧敞开变形。

另外，上述实施方式也可以采用如下方式变更。

·在上述实施方式中，在圆筒收纳部14的外周壁14d上形成有凹部47，但不限于此。例如，如图9以及图10所示，也可以采用从上述实施方式的构成中省略了凹部47的构成。在该构成中，由于没有形成上述实施方式的凹部47，所以重叠部位X上的凸缘15与密封部件22的接触平面F的径向宽度与上述实施方式相比变窄。但是，在与重叠部位X对应的位置形成加强筋部41(更详细地说第2薄壁部44)，从而该重叠部位X上的内侧角部53变小。其结果，重叠部位X上的接触平面F的径向宽度得到确保。也就是说，即使不形成凹部47，也能够确保重叠部位X上的接触平面F的径向宽度，通过采用上述实施方式形成凹部47，从而能够更加有效地确保该径向宽度。

·加强筋部41的形状等的构成不限于上述实施方式，也可以根据构成适当变更。

例如，上述实施方式的加强筋部41通过壁厚不同的第1以及第2薄壁部43、44而具有台阶形状，但不限于此。也可以在加强筋部41整体上将壁厚形成为均匀。

例如，上述实施方式的加强筋部41在凸缘15的短边方向上延伸至端部15a，形成到与重叠部位X对应的位置。也可以设为加强筋部41不延伸到短边方向上的凸缘15的端部15a的构成。

例如，上述实施方式的加强筋部41形成在凸缘15的表面侧(圆筒收纳部14侧)，但不限于此。加强筋部41也可以形成在凸缘15的背面侧。

·在上述实施方式中，在形成加强筋部41的加强筋形成工序后，实施从平板部52冲裁出凸缘15的凸缘冲裁工序，但不限于此。也可以在凸缘冲裁工序后实施加强筋形成工序。根据该工序顺序，也能够得到与上述实施方式大致相同的优点。

·在上述实施方式中，将本发明具体化为作为电动窗装置的驱动源的电动机10，但是也可以具体化为作为其他装置的驱动源的电动机。

Claims (6)

1.一种磁轭壳体，包括：

圆筒收纳部，通过深冲加工由金属板材形成，所述圆筒收纳部在轴向上具有第1端部；以及

凸缘，形成在所述第1端部上并从圆筒收纳部折弯，所述凸缘具有沿着长边方向、短边方向以及板厚方向延伸的扁平形状，所述凸缘具有与所述圆筒收纳部的外径相等的沿着所述短边方向的宽度，

所述凸缘包括在该凸缘上位于所述圆筒收纳部的外周面附近的根基部位，

所述根基部位包括多个加强筋部和厚壁部，

所述多个加强筋部分别由所述根基部位在所述板厚方向被挤压而形成，

所述厚壁部由未形成所述多个加强筋部的所述根基部位的部分形成，

所述厚壁部的壁厚比所述多个加强筋部大，

所述厚壁部在所述凸缘上位于所述短边方向的中央部，

所述多个加强筋部分别形成为在所述短边方向上位于所述厚壁部的两侧。

2.根据权利要求1所述的磁轭壳体，其中，

所述加强筋部延伸至所述凸缘在所述短边方向上的端部。

3.根据权利要求2所述的磁轭壳体，其中，

所述凸缘在所述短边方向上的所述端部包括与所述圆筒收纳部的外周面重叠的重叠部位，

所述加强筋部分别包括第1薄壁部和壁厚比该第1薄壁部薄的第2薄壁部，

所述第2薄壁部位于所述重叠部位。

4.根据权利要求1所述的磁轭壳体，其中，

所述凸缘在所述短边方向上的端部包括与所述圆筒收纳部的外周面重叠的重叠部位，

在所述圆筒收纳部的外周面上的与所述重叠部位对应的位置形成有向径向内侧凹陷的凹部。

5.一种电动机，具备权利要求1至4的任意一项所述的磁轭壳体。

6.一种磁轭壳体的制造方法，所述磁轭壳体具备：在轴向上具有第1端部的圆筒收纳部；以及形成在所述第1端部上的凸缘，所述凸缘从所述圆筒收纳部折弯，所述凸缘具有沿着长边方向以及短边方向延伸的扁平形状，所述凸缘具有与所述圆筒收纳部的外径相等的沿着所述短边方向的宽度，所述制造方法包括如下步骤：

通过深冲加工由金属板材成形所述圆筒收纳部以及平板部，所述平板部形成在所述第1端部上并且从所述圆筒收纳部折弯，所述平板部具有位于所述圆筒收纳部的外周面附近的根基部位，

在成形了所述圆筒收纳部之后，对所述根基部位局部地施加板厚方向的挤压，从而形成壁厚薄的多个加强筋部，

从所述平板部冲裁出所述凸缘，

由未形成所述加强筋部的所述根基部位的部分形成厚壁部，该厚壁部的壁厚比所述加强筋部大，

所述厚壁部在所述凸缘上位于所述短边方向的中央部，

所述多个加强筋部被设置成所述厚壁部在所述短边方向上位于所述多个加强筋部之间。