JP2009261165A - モータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】成形不良を防止した上で、板厚を薄くすることができるモータ構造を得る。
【解決手段】樹脂ランナーから樹脂が流れ込むゲート部８６は、内筒部４３の端部を覆う底部４８に設けられている。また、樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部８８には、成形型内のガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部９４が設けられている。このため、内筒部４３を流れる樹脂の流動性を向上させることで、樹脂はバランス良く内筒部４３流れ、さらに、内筒部４３を流れる樹脂の樹脂圧を高くすることができ、精度不良等の成形不良を防止した上で、内筒部４３の板厚を薄くすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、筒状のステータを収納する収容部を備えたモータ構造に関する。

特許文献１には、箱状の樹脂成形品の製造方法が記載されている。

これによると、箱状の樹脂成形品の側板の板厚は、上方から下方に向けて徐々に薄くなっている。さらに、側板の下端に位置する底板には、樹脂成形時に成形型内に残留したガスを成形型の外部に放出させるガス抜き機構が設けられている。つまり、下方部の側板は板厚が薄くなっており、樹脂が流れ難い構造となっているが、ガス抜き構造を設けることで、樹脂を流れやすくし、成形不良を抑制する構造となっている。
特開２００７−２６１１９６号公報

しかしながら、樹脂成形時に成形型内に樹脂を流し込むゲートの位置によっては、樹脂が成形型内を流れるバランスが崩れ、成形不良を起こすことが考えられる。

一方、製品の性能を確保することを目的に、製品の板厚を薄くしなければならない場合があるが、従来の成形技術では、狙いどうりに製品の板厚を薄くすることができないことが考えられる。

本発明は、上記事実を考慮し、成形不良を防止した上で、板厚を薄くすることが課題である。

本発明の請求項１に係るモータ構造は、蓋部を備えた円筒状の外筒部と、前記外筒部の蓋部へ開口部側が固定されて前記開口部と反対側に底部が形成され、前記外筒部と比べて薄板状の内筒部と、前記外筒部の内周面と前記内筒部と外周面の間に形成され、回転磁界を発生するステータを収容する収容部と、を備えたモータボディと、前記内筒部の前記底部に設けられ、成形時に樹脂が流し込まれるゲート部と、前記外筒部に設けられ、成形時にガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部を備えると共に、樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部と、を有することを特徴とする。

上記構成によれば、ステータは、モータボディに設けられた収容部に収納される。この収容部は、蓋部を備えた円筒状の外筒部の内周面と、外筒部と比べて薄板状の内筒部の外周面との間に形成されている。

ここで、樹脂成形時に樹脂が流し込まれるゲート部が、内筒部の底部に設けられている。また、樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部には、成形型内のガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部が設けられている。

これにより、樹脂成形時にゲート部に流し込まれた樹脂は、底部から放射線状に広がり薄板状の内筒部に流れ込む。樹脂が放射線状に広がり内筒部を流れるため、バランスよく樹脂が内筒部を流れる。さらに、内筒部は、ゲート部が設けられる底部と連結されているため、内筒部を流れる樹脂の樹脂圧は高い。また、最終充填部には、ガス抜き部が設けられているため、成形型内のガスがガス抜き部から成形型の外部に放出され、成形型内を流れる樹脂の流動性が向上する。

このように、最終充填部にガス抜き部を設け、樹脂の流動性を向上させて内筒部に樹脂をバランスよく流し、内筒部を流れる樹脂の樹脂圧を高くすることで、強度不良や精度不良等の成形不良を防止した上で、内筒部の板厚を薄くすることができる。

本発明の請求項２に係るモータ構造は、請求項１に記載において、前記最終充填部は、前記外筒部の外周面に設けられ、モータ軸を挟んで複数個設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、ゲート部から放射線状に広がった樹脂は、モータ軸を挟んで複数個設けられた最終充填部に至る。このように、最終充填部を１個ではなく、モータ軸を挟んで複数個設けることで、成形型全体に樹脂をバランスよく流すことができ、精度不良、欠肉、ボイド等の成形不良を効果的に抑制することができる。

本発明の請求項３に係るモータ構造は、請求項１又は２に記載において、前記最終充填部は、前記外周面から径方向外側に突出して前記最終充填部ではない部位より板厚が厚くされる厚肉部を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、外筒部の外周面に設けられた最終充填部には、外周面から径方向外側に突出して最終充填部ではない部位より板厚が厚くされた厚肉部が備えられている。つまり、板厚をあつくすることで、樹脂の流動性を向上させ、効率良く樹脂を導くことができ、さらに、ガスが流れ込みやすくなる。これにより、効果的にガス抜き部から成形型内に充満したガスを成形型の外部へ放出することで、成形不良をより効果的に抑制することができる。

本発明の請求項４に係るモータ構造は、請求項３に記載において、前記厚肉部に隣接して前記厚肉部に対して周方向又は径方向に広げられ、駄肉を抑制する凹部を備えた肉盗部が前記最終充填部に設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、最終充填部には、駄肉を抑制する凹部を備えた肉盗部が設けられている。このため、ヒケ等の成形不良を抑制することができる。

本発明の請求項５に係るモータ構造は、請求項４に記載において、前記外筒部の前記外周面は、前記モータボディを決められた位置に固定するブラケットの装着面とされることを特徴とする。

上記構成によれば、最終充填部が設けられる外周面は、モータボディを決められた位置に固定するブラケットの装着面とされている。ブラケットを厚肉部の外形形状に沿って成形することで、厚肉部がブラケットの回転を防止し、厚肉部より周方向又は径方向に広がった肉盗部がブラケットのモータボディからの抜けを防止する。

本発明の請求項６に係るモータ構造は、請求項１〜５何れか１項に記載において、前記モータボディを覆うように設けられると共に、前記外筒部の外周面に形成された溶着部と溶着される被溶着部を備えるケーシング部材が設けられ、前記溶着部と前記最終充填部はモータ軸方向で離間していることを特徴とする。

上記構成によれば、ケーシング部材に設けられた被溶着部と溶着される溶着部が、外筒部の外周面に形成されている。そして、溶着部は、最終充填部とモータ軸方向で離間している。

つまり、樹脂成形時に、ゲート部から注入された樹脂は、溶着部を通って溶着部と離間された最終充填部に至る。このように、ゲート部と最終充填部の間に溶着部を配置し、溶着部を最終充填部から離間させることで、溶着部を流れる樹脂は、安定して流れる。このため、溶着部の形状バラツキを抑制することで溶着部の平面度を確保し、また、平面度を確保することで溶着強度のバラツキを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るモータ構造を備えた流体ポンプ装置の一例を図１〜図４に従って説明する。

（全体構成）
図１に示されるように、本発明に係るモータ構造１０が適用された流体ポンプ装置Ｐ１は、例えば、自動車のエンジン冷却装置用の電動ウォータポンプとして好適に用いられるものであり、モータ軸線方向に並んで配置されたポンプ部１２及びモータ部１４を備えている。

ポンプ部１２は、概略凹状の円盤状に構成されたケーシング部材としてのポンプハウジング１６を有して構成されている。ポンプハウジング１６は、樹脂材料にて成形され、ポンプハウジング１６の凹状の内側は、ポンプ室１８として構成されている。また、ポンプハウジング１６には、接線方向に沿って吸入口２０及び排出口２２が設けられている。この吸入口２０及び排出口２２は、いずれもポンプ室１８と連通されている。

ポンプ室１８には、複数の羽根２４を有して構成されたインペラ２６が回転シャフト５２に支持され、回転可能に配置されている。インペラ２６は、回転に伴って吸入口２０より流体を吸入すると共にポンプ室１８の流体を径方向外側に搬送して排出口２２から外部に排出するように構成されている。

これに対し、モータ部１４は、本発明のモータ構造１０を備えた構成とされており、ステータ２８と、モータボディとしてのポンプボディ３０と、ハウジング３２と、ロータ３４と、制御回路３５と、を有して構成されている。

このステータ２８は、モータ軸線方向に貫通形成された孔部３６を有する環状に構成されており、コア、コイル等を一体的に備えている。さらに、図２に示されるように、ステータ２８の外周縁には、モータ軸線方向一方側（図中Ｚ１側）に段部５８Ａを介して延出される板状の突設板５８が、周方向に等間隔に３個設けられている。

また、図１に示されるように、ポンプボディ３０は、樹脂材料にて成形され、円筒状の外筒部４４と、外筒部４４の径方向内側に設けられ外筒部４４と比べて薄板状の内筒部４３を備えている。また、ポンプボディ３０において、内筒部４３と外筒部４４との間には、環状の収容部としての収容穴５４が形成されている。詳細には、この収容穴５４は、ハウジング３２側（モータ軸線方向一方側；Ｚ１側）に開口５６を有し、内筒部４３と、外筒部４４と、内筒部４３の一端部と外筒部４４の一端部を連結する蓋部４６とから構成されている。

一方、内筒部４３の他端部を覆うように設けられた底部４８には、柱状の支持部５０が設けられており、この支持部５０には、モータ軸線方向に沿って配置された回転シャフト５２が支持されている。

さらに、ステータ２８がポンプボディ３０の収容穴５４に収容された状態で、前述した突設板５８と対向する外筒部４４の内周面３８には、突設板５８を径方向内側に向って押圧する凸状の圧入リブ８２が、周方向等間隔に３個設けられている（図３参照）。

この構成により、収容穴５４に収容されたステータ２８は、圧入リブ８２に押圧されてポンプボディ３０に固定される構成となっている。なお、ポンプボディ３０の樹脂成形時に樹脂が流し込まれるゲート部、及び樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部については詳細を後述する。

さらに、ハウジング３２は、ステータ２８に対しモータ軸線方向一方側（Ｚ１側）に配置されている。このハウジング３２は、ポンプボディ３０の外筒部４４の開口５７を塞ぐ概略円盤状の本体部６２を有して構成されている。

図２に示されるように、この本体部６２には、ステータ２８側（モータ軸線方向他方側；Ｚ２側）に向けて延出された係合片６６が４個設けられている。この係合片６６は、舌片状に構成されて本体部６２に対し径方向に弾性変形可能な構成とされている。また、係合片６６には、板厚方向（ハウジング３２の径方向）に貫通する係合孔６４が形成されている。

さらに、係合片６６の係合孔６４は、外筒部４４の開口５７に設けられた係合突起６０と係合可能に構成されている。

一方、図１に示されるように、ロータ３４は、ポンプボディ３０に設けられた内筒部４３内に回転可能に配置されており、回転シャフト５２に軸受部材５３を介して回転可能に支持されている。

また、制御回路３５は、ステータ２８に設けられたコイルと電気的に接続されており、コネクタ６８を介して接続された外部制御装置から出力された制御信号に応じてステータ２８のコイルに電流を供給する構成とされている。

そして、この流体ポンプ装置Ｐ１では、外部制御装置から制御信号が出力されると、ステータ２８が回転磁界を発生し、この回転磁界によってロータ３４と共にインペラ２６が回転し、外部から吸入口２０を介してポンプ室１８へ流体が吸入されると共に、ポンプ室１８の流体が排出口２２を介して外部へ排出される構成とされている。

（要部）
次に、ポンプボディ３０とポンプハウジング１６の連結方法、及びポンプボディ３０の樹脂成形時に樹脂が流し込まれるゲート部、及び樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部について説明する。

図１に示されるように、ポンプハウジング１６におけるモータ軸線方向一方側（図中Ｚ１側）に向いた開口１６Ａの外周には、ポンプボディ３０と溶着（本実施の形態では、オービタル溶着）される被溶着部７０が設けられている。詳細には、被溶着部７０には、ポンプボディ３０に向けて突出した環状の突起７２と、突起７２の先端部に設けられ、溶着時に溶融する２本の環状の薄肉突起７４が設けられている。

これに対し、モータ軸線方向他方側（図中Ｚ２側）に位置するポンプボディ３０の外筒部４４の外周面７８には、突起７２を囲むように、モータ軸線方向他方側（図中Ｚ２側）が開放された断面コ字状の溶着部７６が、外周面７８から径方向へ拡がるように全周に渡って一体的に設けられている。そして、溶着部７６の底面７６Ａが、薄肉突起７４と当接し溶着部７６と被溶着部７０とが溶着するようになっている。

一方、図３（Ａ）に示されるように、樹脂成形時に、ポンプボディ３０の成形型内に溶融された樹脂を導く樹脂ランナーが、モータ軸線上に設けられ、内筒部４３の他端部を覆うように設けられた底部４８と対向している。

樹脂ランナーの内部を流れてきた樹脂は、ゲートを通ってポンプボディ３０の成形型内に流し込まれるようになっており、本実施形態では、６本のゲートを介して樹脂が成形型内に流し込まれるようになっている。

底部４８には、ゲートから樹脂が流し込まれるゲート部８６が設けられている。図３（Ｂ）に示されるように、ゲート部８６は、６個設けられており、モータ軸線を囲むように、均等間隔で配置されている。つまり、樹脂が流し込めるゲート部８６は、ポンプボディ３０の略中央部に設けられている。

さらに、ゲート部８６から流し込まれた樹脂が底部４８及び薄板状の内筒部４３を通って最後に樹脂が流れ込む最終充填部８８は、外筒部４４における開口５７の径方向外側に設けられている。

図３（Ａ）に示されるように、最終充填部８８は、モータ軸線を挟んで２個設けられており、図４に示されるように、外筒部４４の外周面７８から径方向外側に突出して一般部より板厚が厚くされる厚肉部９０を備えている。さらに、厚肉部９０のモータ軸線方向一方側（図中Ｚ１側）には、厚肉部９０と結合されて肉盗部９２が設けられている。

この肉盗部９２は、厚肉部９０と比較して周方向及び径方向に拡がっており、モータ軸線方向一方側（図中Ｚ１側）が開放された箱状とされている。詳細には、本実施形態の肉盗部９２の型抜き方向は、モータ軸線方向とされており、この型抜き方向を考慮して、肉盗部９２のモータ軸線方向一方側（図中Ｚ１側）が開放されている。つまり、一方が開放された凹部９６を備える箱状とすることで、肉盗部９２の壁板の板厚を一定とし、肉盗部９２の駄肉を抑制する構造となっている。

図３に示されるように、最終充填部８８における成形型の分割線である型割線（Ｐ．Ｌ：パーティングライン）は、図３に示す２点差線のようになっており、肉盗部９２の頂面９２Ａを横切っている。

図４に示されるように、肉盗部９２の頂面９２Ａを横切る型割線は、分割される各成形型間に微小隙（０．０２〜０．０３ｍｍ）を設けることで、樹脂成形時にガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部９４とされている。

また、最終充填部８８が設けられる外筒部４４の外周面７８は、ポンプボディ３０を決められた位置に固定するブラケット（図示省略）の装着面とされている。詳細には、ブラケットは、外周面７８に沿った形状に形成され、外周面７８を外側から押さえ込む環状部と、決められた位置にポンプボディ３０を固定する固定部とを有している。

（作用・効果）
以上の構成によりポンプボディ３０を樹脂成形する場合は、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、樹脂ランナーを流れてきた樹脂は、ゲートを通り、モータ軸を囲むように設けられた６点のゲート部８６から成形型内に注入される。

成形型内に注入された樹脂は、底部４８を一様に放射線状に広がり、外筒部４４と比べて薄板状の内筒部４３へ流れ込む。内筒部４３へ流れ込んだ樹脂は、蓋部４６、外筒部４４及び溶着部７６を通り最終充填部８８へ至り、成形型内に樹脂が充填される。

ここで、樹脂ランナーから樹脂が流れ込むゲート部８６は、内筒部４３の端部を覆う底部４８に設けられている。また、樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部８８には、成形型内のガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部９４が設けられている。そして、内筒部４３は、ゲート部８６が設けられる底部４８と連結されている。

このため、内筒部４３を流れる樹脂の流動性を向上させることで、樹脂はバランス良く内筒部４３流れ、さらに、内筒部４３を流れる樹脂の樹脂圧を高くすることができ、精度不良等の成形不良を防止した上で、内筒部４３の板厚を薄くすることができる。

また、内筒部４３を流れる樹脂の樹脂圧を高くすることができるため、板厚が薄い内筒部４３の強度を確保することができる。

また、最終充填部８８にガス抜き部９４が設けられているため、欠肉、ボイド等の成形不良を抑制することができる。

また、最終充填部８８は、１個ではなくモータ軸線を挟んで２個設けられている。このため、ゲート部８６から放射線状に広がって流れる樹脂を成形型全体にバランスよく流すことができ、精度不良、欠肉、ボイド等の成形不良を効果的に抑制することができる。

また、最終充填部８８は、外周面７８から径方向外側に突出して板厚が厚くされているため、樹脂の流動性を向上させ、効率良く樹脂を導くことができ、さらに、ガスが流れ込みやすくなり、効果的にガス抜き部９４から成形型内に充満したガスを成形型の外部へ放出することで、成形不良をより効果的に抑制することができる。

また、最終充填部８８には、駄肉を抑制する凹部９６を備えた肉盗部９２が設けられているため、ヒケ等の成形不良を抑制することができる。

また、溶着部７６と最終充填部８８はモータ軸方向に離間している。これにより、溶着部７６を流れる樹脂が安定するため、溶着部７６の形状バラツキを抑制することで溶着部７６の平面度を確保することができる。

また、溶着部７６の形状バラツキを抑制して溶着部７６の平面度を確保することで、溶着部７６の溶着強度のバラツキを抑制することができる。

また、ポンプボディ３０の外周面７８は、ポンプボディ３０を決められた位置に固定する環状のブラケットの装着面とされている。ブラケットを厚肉部９０の外形形状に沿って形成することで、厚肉部９０がブラケットの回転を防止し、厚肉部９０より周方向に広がった肉盗部９２がブラケットのポンプボディ３０からの抜けを防止する。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、モータ軸を挟んで最終充填部８８を２個設けたが、２個以上であってもよく、モータ軸を挟んで対向している、又は周方向に等間隔に配置されていればよい。

次ぎに、本発明の第２実施形態に係るモータ構造を備えた流体ポンプ装置の一例を図５に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示されるように、第２実施形態の箱状の肉盗部１００は、第１実施形態とは違い、外周面７８の周方向が開放されている。外周面７８の型抜き方向が、肉盗部１００の開放方向となっている。

このように、型抜き方向が変わった場合でも、開放方向を変えることで肉盗部１００を形成することができる。

次ぎに、本発明の第３実施形態に係るモータ構造を備えた流体ポンプ装置の一例を図６に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、第３実施形態の箱状の肉盗部１０２は、第１実施形態とは違い、外周面７８の径方向が開放されている。つまり、外周面７８の型抜き方向が、肉盗部１００の開放方向となっている。

このように、型抜き方向が変わった場合でも、開放方向を変えることで肉盗部１００を形成することができる。

本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置の全体構成を示す側面断面図である。 本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置を示した分解斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置のポンプボディを示した側面断面図及び正面図である。 本発明の第１実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置におけるポンプボディの最終充填部を示した拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置におけるポンプボディの最終充填部を示した拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るモータ構造が採用された流体ポンプ装置におけるポンプボディの最終充填部を示した拡大斜視図である。

符号の説明

１０・・・モータ構造、１６・・・ポンプハウジング（ケーシング部材）、２８・・・ステータ、３０・・・ポンプボディ（モータボディ）、４３・・・内筒部、４４・・・外筒部、４６・・・蓋部、４８・・・底部、５４・・・収容穴（収容部）、７０・・・被溶着部、７６・・・溶着部、７８・・・外周面、８６・・・ゲート部、８８・・・最終充填部、９２・・・肉盗部、９４・・・ガス抜き部、９６・・・凹部

Claims (6)

1. 蓋部を備えた円筒状の外筒部と、前記外筒部の蓋部へ開口部側が固定されて前記開口部と反対側に底部が形成され、前記外筒部と比べて薄板状の内筒部と、前記外筒部の内周面と前記内筒部と外周面の間に形成され、回転磁界を発生するステータを収容する収容部と、を備えたモータボディと、
   前記内筒部の前記底部に設けられ、成形時に樹脂が流し込まれるゲート部と、
   前記外筒部に設けられ、成形時にガスを成形型の外部に放出させるガス抜き部を備えると共に、樹脂成形時に最後に樹脂が流れ込む最終充填部と、
   を有するモータ構造。
2. 前記最終充填部は、前記外筒部の外周面に設けられ、モータ軸を挟んで複数個設けられる請求項１に記載のモータ構造。
3. 前記最終充填部は、前記外周面から径方向外側に突出して前記最終充填部ではない部位より板厚が厚くされる厚肉部を備える請求項１又は２に記載のモータ構造。
4. 前記厚肉部に隣接して前記厚肉部に対して周方向又は径方向に広げられ、駄肉を抑制する凹部を備えた肉盗部が前記最終充填部に設けられる請求項３に記載のモータ構造。
5. 前記外筒部の前記外周面は、前記モータボディを決められた位置に固定するブラケットの装着面とされる請求項４に記載のモータ構造。
6. 前記モータボディを覆うように設けられると共に、前記外筒部の外周面に形成された溶着部と溶着される被溶着部を備えるケーシング部材が設けられ、
   前記溶着部と前記最終充填部はモータ軸方向で離間している請求項１〜５何れか１項に記載されたモータ構造。

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