JP2011030410A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】めっきの種類に関係なく、容易に溶接できる構造を得る。
【解決手段】モータ本体１と、モータ本体を収容するハウジング２と、を備え、ハウジングは、開口の周囲に第１フランジを有する第１部材４と、第１フランジに対応した第２フランジを有する第２部材５と、を含み、第１フランジと、第２フランジとを接合することにより開口が封止され、第１部材及び第２部材の内面及び外面のうち、少なくとも外面はめっき層で被覆され、第１フランジ及び第２フランジの少なくともいずれか一方は、周囲にめっき層で被覆されていない端面を有し、端面に複数の熱集中部が設けられ、複数の熱集中部のうち、少なくとも１つを溶接することにより、接合が行われているモータ。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関し、特にそのハウジングの取付構造に関する。

モータの中には、車載用モータのように、雨水に曝されたり、絶えず衝撃を受けたりするような厳しい環境下で用いられるものがある。そのようなモータの場合、ハウジングの防錆性、耐衝撃性の向上は重要な課題となっている。

例えば、モータのハウジングの素材には、亜鉛めっき鋼板が多用されているが、防錆性を向上させるために、合金めっき鋼板の利用が検討されつつある。

また、このようなモータでは、衝撃に対して十分な強度を確保するために、ハウジングを封止する際、溶接により接合する場合がある。

ハウジングを溶接するものではないが、モータの溶接に関する技術としては、例えば、固定子鉄心の製造方法に関する「特開２００８−１４１９０４号公報」がある。

この公報では、複数の固定子鉄心片を一体化するために、これらの外周部を溶接している。その際、溶接の熱エネルギーが集中するように、各固定子鉄心片の外周部に、凹部から突出する凸部を形成し、その凸部どうしを溶接するようにしている。
特開２００８−１４１９０４号公報

溶接してハウジングを接合する場合、めっきの種類によっては溶接が難しいことがある。例えば、複数の金属を含む合金めっきの場合、単位時間当たりに加える熱量（単に熱量という）が少ないと、金属の溶融状態がばらついて接合が不安定になるし、熱量を増やして短時間で溶接すると、接合できても多量の煤が発生したり溶接部位がでこぼこしたりして見た目が悪くなり易い。でこぼこが規格寸法から外れると、不良品となるため、生産性や製造コストにも影響する。

そこで、本発明の目的は、めっきの種類に関係なく、容易かつ適切に溶接することができるモータを提供することにある。

本発明のモータは、モータ本体と、モータ本体を収容するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、開口の周囲に第１フランジを有する第１部材と、前記第１フランジに対応した第２フランジを有する第２部材と、を含み、前記第１フランジと、前記第２フランジとを接合することにより前記開口が封止され、前記第１部材及び前記第２部材の内面及び外面のうち、少なくとも外面はめっき層で被覆され、前記第１フランジ及び前記第２フランジの少なくともいずれか一方は、周囲に前記めっき層で被覆されていない端面を有し、前記端面に複数の熱集中部が設けられ、前記複数の熱集中部のうち、少なくとも１つを溶接することにより、前記接合が行われている。

係る構成のモータによれば、めっき層で被覆されていない端面に溶接点となる熱集中部が設けられているので、めっき層を避けて溶接することができる。しかも、熱を熱集中部に集中させることができるので、供給する熱量が少なくても効率よく溶接できる。

本発明によれば、溶接し難いめっきが施されていても、容易かつ適切に溶接することができる。例えば、防錆性を向上させるめっき層で被覆されていると、防錆性に優れたモータとすることができる。

図１は、本実施形態のモータの概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図２は、ブラケットの概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は一部に断面を表した正面図である。 図３は、カバーである。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図４は、ブラケットにカバーを取り付けた溶接前の状態を示す平面図である。 図５は、要部を拡大した概略斜視図である。 図６は、要部を拡大した概略斜視図である。 図７は、最大凹み寸法を説明するための図である。 図８は、第１変形例のカバーである。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図９は、第２変形例のカバーである。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１０は、第２変形例の図４相当図である。 図１１は、第３変形例のカバーの平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、本実施形態のモータを示す。このモータには、モータ本体１と、ハウジング２とが備えられている。

モータ本体１は、シャフトやロータ、ステータ、バスバーユニット３などを含み、ハウジング２に収容されている。但し、バスバーユニット３のプラグ部分３１だけは、外部装置と接続するためにハウジング２から外方に突出している。

ハウジング２は、容器状のブラケット４（第１部材）と、蓋状のカバー５（第２部材）と、を含んでいる。モータ本体１を収容したブラケット４は、アーク溶接（ＴＩＧ溶接）によってカバー５と一体に接合されている。図中、６はその溶接痕を示している。

バスバーユニット３は、ブラケット４と、カバー５との間に挟まれる。バスバーユニット３のプラグ部分３１は、ブラケット４の切り欠き４６に嵌め込まれる。すなわち、ブラケット４と、カバー５により、バスバーユニット３は、固定される。また、バスバーユニット３には、モータ本体１の回転位置を検出するセンサが搭載されている。したがって、バスバーユニット３の位置精度が確保できるので、バスバーユニット３に搭載されたセンサの位置精度を確保することができる。

ブラケット４及びカバー５は、いずれも素材に鋼板等の板状の金属材７が用いられ、プレス加工することによって形成されている。本実施形態の金属材７は、防錆性を付与するために、両面にめっき処理が施されている。詳しくは、亜鉛（Ｚｎ）と、マグネシウム（Ｍｇ）と、アルミニウム（Ａｌ）と、を含む合金を用いて合金めっき処理が施されている。本実施形態のブラケット４及びカバー５の両面は、これら合金で構成されるめっき層８で被覆されているため、優れた防錆性を発揮する。なお、プレス加工の切断時に形成される、ブラケット４及びカバー５の端面４４ａ，５４ａだけはめっき層８で被覆されておらず、金属材７が露出している（図６参照）。

図２に示すように、部品としてのブラケット４は、有底円筒状のブラケット本体４１と、ブラケット本体４１の底面に連続して、その中央から外方に突出する２段円筒状の軸端支持部４２と、ブラケット本体４１の開口４３に連続して、その周囲から外方に環状に張り出すブラケットフランジ４４（第１フランジ）とを有している。収容されたモータ本体１のシャフトの先端が外方に臨むように、軸端支持部４２の先端部は開放されている。

ブラケットフランジ４４は、バスバーユニット３のプラグ部分が跨る部分を除き、ブラケット本体４１の全周にわたって形成されている。ブラケットフランジ４４には、周方向に４箇所、略等間隔で断面長円形状のボルト挿通孔４５，４５，…が貫通形成されている。

図３に示すように、部品としてのカバー５は、ブラケット本体４１に対応するように略円形トレイ状に形成されたカバー本体５１と、ブラケットフランジ４４に対応するように、カバー本体５１の開口５３に連続して、その周囲から外方に環状に張り出すように形成されたカバーフランジ５４（第２フランジ）とを有している。

カバーフランジ５４も、バスバーユニット３のプラグ部分が跨る部分を除き、カバー本体５１の全周にわたって形成されている。カバーフランジ５４には、ボルト挿通孔４５に対応するように、周方向に４箇所、略等間隔で断面円形状の４つのボルト孔５５，５５，…が貫通形成されている。

更に、本実施形態では、カバーフランジ５４に溶接用の凹部５６が３箇所形成されている。各凹部５６は、カバーフランジ５４における互いに隣接するボルト孔５５とボルト孔５５との中間の所定部位に、カバーフランジ５４の周囲の端面５４ａが矩形に窪むように形成されている。

詳しくは、凹部５６は、カバーフランジ５４の端面５４ａから、半径方向を中心側に一段落ち込む底側面５８と、底側面５８の周方向側の端部と端面５４ａとに連なる一対の端側面５９，５９とを有している。各端側面５９は、略平行しており、端面５４ａから底側面５８まではほぼ同じ長さに設定されている。端面５４ａと各端側面５９との接続部分、つまり、凹部５６を区画して突出している部分に先の尖った角部６０，６０が形成されている。本実施形態では、これら角部６０，６０が溶接を行う溶接点とされている（熱集中部）。

図４に、ブラケット４にカバー５を取り付けた溶接前の状態を示す。このように、ブラケットフランジ４４の開口４３側の面（内面４４ｂ）と、カバーフランジ５４の開口側の面（内面５４ｂ）とを互いに突き合わせることにより、ブラケット４の開口４３はカバー５によって封止される。

図１に示すように、本実施形態のモータでは、ブラケットフランジ４４のブラケット本体４１側の面（外面４４ｃ）が、取付対象に取り付けるための取付面となっている。例えば、自動車のトランスミッションにモータを取り付けるとすると、トランスミッションの所定の取付部位にモータをセットし、ボルト孔５５からボルトをねじ込み、モータを固定する。従って、外面４４ｃがでこぼこしていると、モータを適正に取り付けることができなくなるため、特に外面４４ｃについては仕様に基づいて所定の寸法精度を満たすように設定されている。

図５にも示すように、カバーフランジ５４には、凹部５６が形成されているため、ブラケットフランジ４４とカバーフランジ５４との接合部分には、上面及び片面が開口する窪み９が形成される。詳しくは、窪み９の底面はブラケットフランジ４４の内面４４ｂで区画され、窪み９の側面はカバーフランジ５４における凹部５６の底側面５８及び端側面５９で区画されている。

本実施形態のモータは、この窪み９を利用することにより、めっきが施されていても、容易かつ適切に溶接できるようになっている。

すなわち、ブラケット４やカバー５を構成している金属材７の表面にはめっき層８が形成されているため、その上から溶接する場合には、金属材７を直接溶融するよりも電流値を高くして熱量を増やさないと、溶接不良を招くおそれがある。しかし、めっき層８には溶融し易いアルミニウムが含まれているため、熱量が大き過ぎると、溶融が不安定になり易く、でこぼこした溶接痕が生じ易い。溶融した金属が流れて取付面に及んでしまうと、寸法が規格から外れて不良品を生じるおそれがある。

図６に示すように、それに対して、本実施形態のモータでは、窪み９を構成している底側面５８及び端側面５９は、いずれもめっき層８（ハッチングにより明示）の無い端面５４ａとなっており、金属材７が露出している。

従って、角部６０に電極を近づけて溶接すると、めっき層８の影響を受けずに、角部６０を集中的に加熱して金属材７を直接溶融させることができる。そのため、比較的少ない熱量で安定して金属材７を溶融させることができる。凹部５６の両端部２箇所を対向状に溶接できるため、少ない溶融で歪みの少ない強固な接合を実現できる。溶融した金属材７のほとんどは、窪み９の内部に収まるため、見た目にも美しいし、不良品の発生を効果的に防ぐことができる。

（凹部５６の具体的構成）
図７に示すように、凹部５６の最大凹み寸法Ｌ、すなわち、カバーフランジ５４の外郭線７１と底側面５８との間における最大距離を変えて試作試験を行い、最適な条件を調べた。

具体的には、最大凹み寸法Ｌを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍに変えて同じ条件下で溶接を行い、溶接後の状態を比較した。ブラケット４及びカバー５の素材には、板厚１．６ｍｍの合金めっき鋼板（日新製鋼株式会社製、ＺＡＭ「登録商標」）を使用した。電極は、直径２．３ｍｍのものを使用した。

最大凹み寸法Ｌが１．０ｍｍの場合、窪み９の外側に溶接痕６がはみ出す場合が認められ、見た目もあまりよくなかった。１．５ｍｍでは、溶接痕６の大半は窪み９内に収まっていたが、僅かにはみ出すおそれが認められた。２．０ｍｍでは、溶接痕６は、ほぼ安定して窪み９に収まり、見た目にも美しかった。

従って、最大凹み寸法Ｌが小さ過ぎると、溶融した金属材７が窪み９に収まらずにブラケットフランジ４４の端面４４ａに流れ出し、取付面に影響を与えるおそれがあるため、最大凹み寸法Ｌは、２．０ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

また、モータの仕様にもよるが、最大凹み寸法Ｌは３．０ｍｍ以下に設定するのがより好ましい。最大凹み寸法Ｌが大き過ぎると、カバーフランジ５４の強度を低下させるおそれがあるからである。

試作試験で使用した合金めっき鋼板の板厚は１．６ｍｍであったが、それに限らず０．４ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲の板厚であれば、本条件を適用できる。

なお、本発明にかかるモータは、前記実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

（第１変形例）
図８に、本変形例のカバーを示す。本変形例では、カバーフランジ５４に溶接用の凹部５６Ａが６箇所形成されている。これら凹部５６Ａは、カバーフランジ５４における互いに隣接するボルト孔５５とボルト孔５５との中間の所定部位に、２つずつ設けられている。各凹部５６Ａは、カバーフランジ５４の周囲の端面５４ａが、カバーフランジ５４の内外面５４ｂ，５４ｃの方向から見てＷ字状に窪むように形成されている。その他の点については、上記実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

この場合、各凹部５６Ａの中間部分には先の尖った角部６０Ａが１つ突出しているため、これが溶接を行う溶接点となる（熱集中部）。上記実施形態よりも鋭角な角部を形成できるため、溶接が容易になる利点がある。

（第２変形例）
図９に、本変形例のカバーを示す。本変形例では、カバーフランジ５４に熱集中部としての凸部６１を設けた点で、上記実施形態と異なっている。

具体的には、カバーフランジ５４における互いに隣接するボルト孔５５とボルト孔５５との中間の所定部位に、端面５４ａが隆起して径方向外側に突出する２つの凸部６１，６１が設けられている。凸部６１は、カバーフランジ５４の内外面５４ｂ，５４ｃの方向から見て、先の尖った略三角形状に形成されている。カバーフランジ５４は、ブラケットフランジ４４よりもひとまわり小さく形成されていて、ブラケットフランジ４４にカバーフランジ５４を重ねた合わせたときには、図１０に示すように、これら凸部６１の先端は、ブラケットフランジ４４の外郭線よりも径方向内側に位置するように設定されている。

この場合、上記実施形態と同様の効果を得ることができるうえに、カバーフランジ５４が小さくなる分だけ、材料コストを抑制できる利点がある。

（第３変形例）
図１１に、本変形例のカバーを示す。本変形例では、カバーフランジ５４に熱集中部としての凸部６２を設けている。

具体的には、カバーフランジ５４における互いに隣接するボルト孔５５とボルト孔５５との中間の所定部位に、端面５４ａが隆起して径方向外側に突出する２つの凸部６２，６２が設けられている。凸部６２は、カバーフランジ５４の内外面５４ｂ，５４ｃの方向から見て、長方形状に形成されている。図１および図４と同様に、カバーフランジ５４と、ブラケットフランジ４４の外径はほぼ同じである。ブラケットフランジ４４にカバーフランジ５４を重ねた合わせたときには、これら凸部６２の先端は、ブラケットフランジ４４の外郭線よりも径方向外側に突出するように設定されている。

この場合、上記実施形態と同様の効果を得ることができるうえに、カバーフランジ５４の凸部６２の先端が、ブラケットフランジ４４の外郭線よりも径方向外側に突出するように設定されているので、凸部６２に電極を近づけて溶接することが、より容易である。

第２変形例と第３変形例の凸部６１、凸部６２の形状はそれぞれ限定されない。たとえば、円弧であっても、三角であっても、四角であってもよい。

その他、上記実施形態では、ブラケットフランジ４４の外面４４ｃが取付面となっているが、カバーフランジ５４の外面５４ｃが取付面であってもよい。その場合には、ブラケットフランジ４４に凹部５６等を形成すればよい。また、溶接される熱集中部は上記実施形態に限定されない。複数ある熱集中部のうち、全ての熱集中部を溶接しても良いし、一つの熱集中部だけを溶接しても良い。要求に応じて溶接される熱集中部を適宜選択すればよい。

例えば、雨水に曝されるおそれのある車載用モータに好適である。

１ モータ本体
２ ハウジング
４ ブラケット（第１部材）
５ カバー（第２部材）
８ めっき層
４１ ブラケット本体
４２ 軸端支持部
４３ 開口
４４ ブラケットフランジ（第１フランジ）
４４ａ 端面
５４ カバーフランジ（第２フランジ）
５４ａ 端面
６０ 角部（熱集中部）

Claims (7)

1. モータ本体と、
   前記モータ本体を収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、
   開口の周囲に第１フランジを有する第１部材と、
   前記第１フランジに対応した第２フランジを有する第２部材と、
   を含み、
   前記第１フランジと、前記第２フランジとを接合することにより前記開口が封止され、
   前記第１部材及び前記第２部材の内面及び外面のうち、少なくとも外面はめっき層で被覆され、
   前記第１フランジ及び前記第２フランジの少なくともいずれか一方は、周囲に前記めっき層で被覆されていない端面を有し、
   前記端面に複数の熱集中部が設けられ、
   前記複数の熱集中部のうち、少なくとも１つを溶接することにより、前記接合が行われているモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記第１フランジ及び前記第２フランジの少なくともいずれか一方に、前記端面が窪んで凹部が形成され、
   前記凹部を区画して突出している角部が前記熱集中部とされているモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記第１フランジ及び前記第２フランジのいずれか一方のフランジの外面が、前記モータを取付対象に取り付けるための取付面とされ、
   他方のフランジに前記凹部が形成されているモータ。
4. 請求項２または３に記載のモータにおいて、
   前記凹部における最大凹み寸法が、２ｍｍ以上に設定されているモータ。
5. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記第１フランジ及び前記第２フランジの少なくともいずれか一方に、前記端面が隆起して径方向外側に突出する凸部が形成され、
   前記凸部が前記熱集中部とされているモータ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のモータにおいて、
   バスバーユニットを備え、
   前記第１部材と、前記第２部材との間に挟まれるバスバーユニットを備えるモータ。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のモータにおいて、
   前記めっき層が、アルミニウムを含むモータ。