JP2006340459A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制しながら、容易に製造することができ、ヨークとエンドハウジングとの互いの振動伝達を低減することができる回転電機を提供する。
【解決手段】車両送風用モータは、略有底筒形状のヨーク３と、ヨーク３の開放端に係止されるエンドハウジング４と、ヨーク３及びエンドハウジング４の内部に略収容される回転子２とを備える。又、車両送風用モータは、回転子２を軸方向の一方に付勢するウェーブワッシャ１３を備える。エンドハウジング４は、ヨーク３のフランジ部３ｂに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部４ｂを有する。そして、エンドハウジング４は、ウェーブワッシャ１３の付勢力に基づいてヨーク３に対して軸方向の離間する方向に付勢されることで爪部４ｂがフランジ部３ｂに係合されてヨーク３に対して係止される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転子を略収容するヨーク及びエンドハウジングを備えた回転電機に関するものである。

従来、回転電機としては、略有底筒形状のヨークと、ヨークの開放端に係止されるエンドハウジングと、ヨーク及びエンドハウジングの内部に略収容される回転子とを備えたものがある。そして、このような回転電機としては、ヨークとエンドハウジングとがかしめ加工や締結部材（ボルトやビス等）で係止（固定）されたものがある（例えば、特許文献１参照）。尚、かしめ加工で固定する場合は、ヨークの開放端にかしめ片を突出して形成しておき、エンドハウジングとの組み付け時にかしめ片を折り曲げてかしめ加工を行う。
特開２０００−１３４８７３号公報（図１及び図４）

しかしながら、上記のように締結部材で固定する場合では、部品点数が増加してしまうとともにその組み付け作業が煩雑である。又、上記のようにかしめ加工で固定する場合では、ヨークにかしめ片を突出して形成しておく必要があり、ヨークが複雑な形状となり、その成形が困難である。又、組み付け時にかしめ片を折り曲げてかしめ加工を行うといった必要があるため、組み付けが煩雑である。更に、上記した構成では、エンドハウジングとヨークとがリジッドで固定されるため、互いの振動が（ほぼそのまま）伝達されてしまう。このことは、例えば回転電機を保持する外部の部材に振動が（ほぼそのまま）伝達される原因となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数の増加を抑制しながら、容易に製造することができ、ヨークとエンドハウジングとの互いの振動伝達を低減することができる回転電機を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、略有底筒形状のヨークと、前記ヨークの開放端に係止されるエンドハウジングと、前記ヨーク及び前記エンドハウジングの内部に略収容される回転子とを備えた回転電機であって、前記回転子を軸方向の一方に付勢する弾性部材を備え、前記エンドハウジングは、前記ヨークに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部を有し、前記弾性部材の付勢力に基づいて前記ヨークに対して軸方向の離間する方向に付勢されることで前記爪部が係合されて係止された。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回転電機において、前記ヨークの開放端には、径方向外側に延びるフランジ部が形成され、前記爪部は、前記フランジ部における前記ヨークの底部側端面と係合される。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の回転電機において、前記ヨークの開放端の近傍には、径方向に貫通又は凹設された係合溝が形成され、前記爪部は、前記係合溝における前記ヨークの開放端側端面と係合される。

請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機において、前記エンドハウジングは樹脂材料よりなる。
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、前記エンドハウジングは、前記ヨークの開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部を有する。

請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、前記回転子は整流子を有し、前記エンドハウジングは、前記整流子に押圧接触される給電用ブラシを保持した。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、回転子は弾性部材によって軸方向の一方に付勢されるため、回転子のがたつきや振動を低減することができる。又、エンドハウジングは、ヨークに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部を有する。そして、エンドハウジングは、前記弾性部材の付勢力に基づいてヨークに対して軸方向の離間する方向に付勢されることで前記爪部がヨークに係合されてヨークの開放端に係止される。このようにすると、ボルトやビス等の締結部材を用いずヨークとエンドハウジングとを固定することができるため、部品点数が増加することがない。又、ヨークにかしめるためのかしめ片を突出して形成するといった必要がないため、ヨークを単純な形状とすることができ、容易に得ることができる。又、組み付け時にかしめ片を折り曲げてかしめ加工を行うといった必要がないため、容易に組み付けることができる。更に、エンドハウジングは弾性部材の付勢力に基づいて爪部がヨークに係合（即ち押圧接触）される構成であるため、エンドハウジングとヨークとをリジッド（締結部材やかしめ加工）で固定した場合に比べて、互いの振動伝達を低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ヨークの開放端には、径方向外側に延びるフランジ部が形成され、前記爪部は、前記フランジ部におけるヨークの底部側端面と係合される。このようにすると、例えば、金属材料よりなるヨークを絞り加工にて容易に形成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ヨークの開放端の近傍には、径方向に貫通又は凹設された係合溝が形成され、前記爪部は、前記係合溝におけるヨークの開放端側端面と係合される。このようにすると、ヨークの開放端の全周に径方向外側に延びるフランジ部を形成した場合等に比べて、回転電機の外径を小さくすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、エンドハウジングは樹脂材料よりなるため、複雑な形状となる爪部等を容易に成形することができる。
請求項５に記載の発明によれば、エンドハウジングは、ヨークの開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部を有するため、ヨークとエンドハウジングとの径方向の位置決め精度が向上される。

請求項６に記載の発明によれば、エンドハウジングをヨークにリジッド（締結部材やかしめ）で固定した場合に比べて、互いの振動伝達を低減することができることから、回転子の回転時、給電用ブラシが整流子と摺接して振動するとともにエンドハウジングが振動してもその振動がヨークに伝達されることは低減される。その結果、例えば、ヨークを保持する外部の部材に振動が伝達されるといったことは低減される。

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しながら、容易に製造することができ、ヨークとエンドハウジングとの互いの振動伝達を低減することができる回転電機を提供することができる。

以下、本発明を車両送風用モータに具体化した一実施の形態を図１に従って説明する。回転電機としての車両送風用モータは、固定子１と回転子（電機子）２とを備える。固定子１は、金属材料よりなる略有底筒形状のヨーク３と、樹脂材料よりなりヨーク３の開放端（図中、上端）に係止されるエンドハウジング４と、ヨーク３の内周面に複数（図中、１つのみ図示）固定される永久磁石５とを備える。

回転子２は、回転軸６と、回転軸６に固定された電機子コア７と、同じく回転軸６に固定された整流子８と、電機子コア７に巻装された巻線９とを備える。そして回転子２は、前記ヨーク３及びエンドハウジング４の内部に略収容されるように、その回転軸６の両端が軸受１０，１１を介して前記ヨーク３及びエンドハウジング４に対して回転可能に支持されている。尚、本実施の形態の回転軸６の一端（図中、上端）は、ヨーク３及びエンドハウジング４の外部に突出する。そして、回転軸６の一端には、図示しない送風用ファンが固定されることになる。

詳しくは、本実施の形態のヨーク３には、その底部中央に径を小さくして略有底筒形状に外部に突出する軸受保持部３ａが形成されている。又、ヨーク３の開放端（図中、上端）には、径方向外側に延びるフランジ部３ｂが形成されている。

一方、エンドハウジング４は、ヨーク３の開放端を略閉塞可能な形状であって、本実施の形態では、略有底筒形状に形成されている。又、エンドハウジング４には、その底部（図中、上部）中央に径を小さくして略有底筒形状に外部に突出する軸受保持部４ａが形成されている。又、エンドハウジング４には、前記整流子８に押圧接触される給電用ブラシ１２（図中、破線で示す）を保持すべく図示しないホルダ部が形成されている。

又、エンドハウジング４には、ヨーク３に対して軸方向の離間する方向に係合（当接）可能な爪部４ｂが形成されている。詳述すると、本実施の形態の爪部４ｂはエンドハウジング４の開放端（図中、下端）に形成されている。又、爪部４ｂは、エンドハウジング４の開放端から径方向外側に延び更に軸方向（図中、下方）に延びる腕部４ｃの先端から径方向内側に突出するように形成されている。又、爪部４ｂは、腕部４ｃの先端（図中、下側）ほど径方向内側への突出量が小さく設定されている。又、爪部４ｂは、エンドハウジング４の周方向に３箇所（図中、１つのみ図示）形成されている。又、爪部４ｂは、前記フランジ部３ｂにおけるヨーク３の底部側（図中、下側）端面と係合される。尚、爪部４ｂと腕部４ｃは、爪部４ｂがフランジ部３ｂにおけるヨーク３の底部側（図中、下側）端面と係合（当接）した状態で、腕部４ｃがフランジ部３ｂと軸方向に当接しないように（隙間を有し、図中、フランジ部３ｂの上方向の移動を許容するように）設定されている。

又、エンドハウジング４には、ヨーク３の開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部４ｄが形成されている。本実施の形態の当接部４ｄは、爪部４ｂと同様の位置に、即ちエンドハウジング４の周方向に３箇所（図中、１つのみ図示）形成されている。又、本実施の形態の当接部４ｄは、ヨーク３とエンドハウジング４とを（軸方向に相対移動させ）組み付ける際、フランジ部３ｂの基端部である曲面と擦れ合う（本実施の形態では、若干削られる）ように設定されている。

又、前記軸受保持部３ａ，４ａには、軸受１０，１１が保持される。詳しくは、本実施の形態の軸受１０，１１は、ボールベアリングである。軸受１０は、その外輪が軸受保持部３ａに遊嵌されてヨーク３に対して軸方向の移動が許容されている。又、軸受１１は、その外輪が軸受保持部４ａに内嵌されてエンドハウジング４に対して固定されている。又、軸受１０，１１は、その内輪が回転軸６に外嵌されて回転軸６（回転子２）に対して固定されている。そして、軸受１０の外輪と軸受保持部３ａの底部との間には、弾性部材としてのウェーブワッシャ１３が軸方向に圧縮された状態で配設されている。よって、回転子２は、ウェーブワッシャ１３によって軸方向の一方（図中、上方）に付勢されている。

又、エンドハウジング４は、ウェーブワッシャ１３の付勢力に基づいてヨーク３に対して軸方向の離間する方向に付勢されることで爪部４ｂが係合されて係止されている。詳述すると、エンドハウジング４は、軸受１０、回転子２及び軸受１１を介してウェーブワッシャ１３の付勢力に基づいてヨーク３に対して軸方向の離間する方向（図中、上方）に付勢されている。これにより、爪部４ｂがフランジ部３ｂにおけるヨーク３の底部側（図中、下側）端面と係合（押圧接触）されて（図に示すようにヨーク３に対して）係止されている。上記のように構成される車両送風用モータは、各部材が上記のように配設されるようにヨーク３とエンドハウジング４とを軸方向に相対移動させることで（ボルトを螺合させたり、かしめ加工を行うことなく）組み付けることができる。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）回転子２はウェーブワッシャ１３によって軸方向の一方に付勢されるため、回転子２のがたつきや振動を低減することができる。又、エンドハウジング４は、ヨーク３に対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部４ｂを有する。そして、エンドハウジング４は、ウェーブワッシャ１３の付勢力に基づいてヨーク３に対して軸方向の離間する方向に付勢されることで爪部４ｂが係合されてヨーク３の開放端に係止される。このようにすると、ボルトやビス等の締結部材を用いずヨーク３とエンドハウジング４とを固定することができるため、部品点数が増加することがない。又、ヨーク３にかしめるためのかしめ片を突出して形成するといった必要がないため、ヨーク３を単純な形状とすることができ、容易に得ることができる。又、組み付け時にかしめ片を折り曲げてかしめ加工を行うといった必要がないため、容易に組み付けることができる。更に、エンドハウジング４はウェーブワッシャ１３の付勢力に基づいて爪部４ｂがヨーク３に係合（即ち押圧接触）される構成であるため、エンドハウジング４とヨーク３とをリジッド（締結部材やかしめ加工）で固定した場合に比べて、互いの振動伝達を低減することができる。本実施の形態では、回転子の回転時、給電用ブラシ１２が整流子８と摺接して振動するとともにエンドハウジング４が振動してもその振動がヨーク３に伝達されることは低減される。その結果、例えば、ヨーク３を保持する外部の部材（図示しないモータホルダ等）に振動が伝達されるといったことは低減される。又、本実施の形態のように、車両送風用モータに具体化した場合、車両室内への振動（騒音）を低減することができる。

（２）ヨーク３の開放端には、径方向外側に延びるフランジ部３ｂが形成され、前記爪部４ｂは、フランジ部３ｂにおけるヨーク３の底部側端面と係合される。このようにすると、例えば、金属材料よりなるヨーク３を絞り加工にて容易に（複雑な加工を必要とせず）形成することができる。

（３）エンドハウジング４は樹脂材料よりなるため、複雑な形状となる爪部４ｂ等を容易に成形することができる。
（４）エンドハウジング４は、ヨーク３の開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部４ｄを有するため、ヨーク３とエンドハウジング４との径方向の位置決め精度が（撓み易い腕部４ｃのみで径方向の位置決めを行うといった構成に比べて）向上される。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、爪部４ｂはフランジ部３ｂにおけるヨーク３の底部側端面と係合されるようにしたが、ヨーク３に対して軸方向の離間する方向に係合可能であれば、爪部４ｂ（及びその対象となるヨーク３）の構成を変更してもよい。

例えば、図２に示すように変更してもよい。即ち、ヨーク３の開放端の近傍には、径方向に貫通された係合溝３ｃが（周方向に３箇所）形成されている。そして、爪部４ｅは、係合溝３ｃにおけるヨーク３の開放端側（図２中、上側）端面と係合されるように設定されている。尚、この例では、係合溝３ｃと対応した周方向の位置で上記実施の形態のフランジ部３ｂが切り欠かれている。このようにすると、ヨーク３の開放端の全周に径方向外側に延びるフランジ部を形成した場合等に比べて、車両送風用モータ（回転電機）の外径を小さくすることができる。又、この例（図２参照）では、係合溝３ｃが径方向に貫通しているとしたが、径方向に凹設された係合溝としてもよい。

・上記実施の形態では、爪部４ｂ（４ｅ）は周方向に３箇所形成されているとしたが、これに限定されず、その個数を変更してもよい。
・上記実施の形態では、エンドハウジング４は樹脂材料よりなるとしたが、これに限定されず、その材質を（例えば、金属材料等に）変更してもよい。

・上記実施の形態では、エンドハウジング４には、ヨーク３の開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部４ｄが形成されるとしたが、これに限定されず、当接部４ｄを省略してもよい。又、当接部４ｄは、爪部４ｂと同様の位置に（周方向に３箇所）形成されるとしたが、これに限定されず、その位置や個数を変更してもよい。

・上記実施の形態のウェーブワッシャ１３は、同様の機能を有すれば、他の弾性部材（例えば、皿ばねやゴム等）に変更してもよい。
・上記実施の形態では、軸受１０，１１はボールベアリングであるとしたが、他の軸受に変更してもよい。例えば、すべり軸受に変更してもよい。但し、この場合、ウェーブワッシャ１３（弾性部材）の付勢力によって回転子２を付勢すべく、例えば回転軸６にすべり軸受と軸方向に当接するフランジ部を形成する等の変更が必要となる。

・上記実施の形態では、エンドハウジング４に爪部４ｂを形成するとしたが、爪部をヨークに形成する上記実施の形態とは逆の構成としてもよい。即ち、ヨークがエンドハウジングに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部を有し、ウェーブワッシャ（弾性部材）の付勢力に基づいてエンドハウジングに対して軸方向の離間する方向に付勢されることで爪部がエンドハウジングに係合されて係止される構成に変更してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果と略同様の効果を得ることができる。

・上記実施の形態では、本発明を車両送風用モータに具体化したが、他の装置に用いられる回転電機に具体化してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機は、車両送風用モータであることを特徴とする回転電機。このようにすると、車両室内への振動（騒音）を低減することができる。

（ロ）略有底筒形状のヨークと、前記ヨークの開放端に係止されるエンドハウジングと、前記ヨーク及び前記エンドハウジングの内部に略収容される回転子とを備えた回転電機であって、前記回転子を軸方向の一方に付勢する弾性部材を備え、前記ヨークは、前記エンドハウジングに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部を有し、前記弾性部材の付勢力に基づいて前記エンドハウジングに対して軸方向の離間する方向に付勢されることで前記爪部が係合されて係止されたことを特徴とする回転電機。このようにすると、ボルトやビス等の締結部材を用いずヨークとエンドハウジングとを固定することができるため、部品点数が増加することがない。又、組み付け時にかしめ片を折り曲げてかしめ加工を行うといった必要がないため、容易に組み付けることができる。更に、ヨークは弾性部材の付勢力に基づいて爪部がエンドハウジングに係合される構成であるため、エンドハウジングとヨークとをリジッド（締結部材やかしめ）で固定した場合に比べて、互いの振動伝達を低減することができる。

本実施の形態における車両送風用モータの要部断面図。 別例における車両送風用モータの要部断面図。

符号の説明

２…回転子、３…ヨーク、３ｂ…フランジ部、３ｃ…係合溝、４…エンドハウジング、４ｂ，４ｅ…爪部、４ｄ…当接部、８…整流子、１２…給電用ブラシ、１３…ウェーブワッシャ（弾性部材）。

Claims (6)

1. 略有底筒形状のヨークと、
   前記ヨークの開放端に係止されるエンドハウジングと、
   前記ヨーク及び前記エンドハウジングの内部に略収容される回転子と
   を備えた回転電機であって、
   前記回転子を軸方向の一方に付勢する弾性部材を備え、
   前記エンドハウジングは、前記ヨークに対して軸方向の離間する方向に係合可能な爪部を有し、前記弾性部材の付勢力に基づいて前記ヨークに対して軸方向の離間する方向に付勢されることで前記爪部が係合されて係止されたことを特徴とする回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記ヨークの開放端には、径方向外側に延びるフランジ部が形成され、
   前記爪部は、前記フランジ部における前記ヨークの底部側端面と係合されることを特徴とする回転電機。
3. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記ヨークの開放端の近傍には、径方向に貫通又は凹設された係合溝が形成され、
   前記爪部は、前記係合溝における前記ヨークの開放端側端面と係合されることを特徴とする回転電機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記エンドハウジングは樹脂材料よりなることを特徴とする回転電機。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記エンドハウジングは、前記ヨークの開放端における内周面に当接して径方向の位置決めを行うための当接部を有することを特徴とする回転電機。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記回転子は整流子を有し、
   前記エンドハウジングは、前記整流子に押圧接触される給電用ブラシを保持したことを特徴とする回転電機。

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