JP2012065394A - モータ用ケーシングの製造方法及びモータ用ケーシング - Google Patents

Abstract

【課題】シール性に優れかつ求められた形状の流路を有するモータ用ケーシングを提供する。
【解決手段】螺旋流路に相当する螺旋部１１と当該螺旋部１１の途中部位同士を当該螺旋部１１の中心軸Ｌａ方向に接続して補強する補強部１２とを有する中子１０を主型の内部に配置して鋳造によりモータ用ケーシングを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ用ケーシングの製造方法及びモータ用ケーシングに関するものである。

例えば、モータを備えるスクリュー型の過給機では、モータやその周囲の過熱を抑制するために、冷却機能を有するモータ用ケーシングにモータを収容している。このようなモータ用ケーシングには内部に流路が形成されており、当該流路に冷却液が流されることによってモータが冷却される。

特開２００８−１４４７４２号公報 特開２００７−１４３２４６号公報 特開昭６１−１８２４４２号公報

ところで、一般的には、モータ用ケーシングは内筒と外筒とに分かれて形成されており、例えば内筒に溝が形成され、Ｏリング等によって内筒と外筒との間のシール性を確保している。このようなモータ用ケーシングによれば、内筒に形成された溝に相当する部分が上述の流路となる。

ただし、モータ用ケーシングを備えるスクリュー型の過給機は、自動車等に搭載されることが多く、高いシール性が求められている。
このため、モータ用ケーシングを内筒と外筒とに分けることなく鋳物で形成することが提案されている。
このように内筒と外筒とに分かれていないモータ用ケーシングを鋳造によって形成する場合には、主型の内部に流路に相当する中子を配置し、この状態で主型の内部に溶湯を流し込み、その後、溶湯を冷却して硬化させることとなる。

しかしながら、モータ用ケーシングの内部に形成される流路は細いものであり、これに伴って中子も細いものとなる。このため、中子の強度が弱く、主型の内部に溶湯を流し込んだ際に中子が変形や破損し、求められた形状の流路を形成することが難しい。
特に、冷却効率を考慮すると流路を密に配置するために流路形状が螺旋状の螺旋流路を採用することが好ましいが、中子の強度が弱いと、中子が変形して螺旋間隔が均等にならず、モータを均一に冷却することが困難となる。

通常、鋳造において中子の変形等を防止するためには、主型の外側にまで延在する支柱を複数中子に接続し、これらの支柱によって中子を支える方法や、ケレンを用いて中子の強度を強くする方法が採用される。
しかしながら、支柱によって中子を支える方法では、出来上がった鋳物において支柱が存在した箇所に孔が残ることとなり、孔を塞ぐ工程が必要となることに加えてシール性が悪化してしまう。
また、ケレンを用いる方法では、中子とケレンとが別体であるがために、溶湯を流し込んだ際に中子とケレンとが位置ズレを起こす可能性があり、確実に中子の変形を防止することは難しい。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、シール性に優れかつ求められた形状の流路を有するモータ用ケーシングを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、内部に螺旋流路が形成されるモータ用ケーシングの製造方法であって、上記螺旋流路に相当する螺旋部と当該螺旋部の途中部位同士を当該螺旋部の中心軸方向に接続して補強する補強部とを有する中子を主型の内部に配置して鋳造により上記モータ用ケーシングを形成するという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記補強部は上記螺旋部に対して垂直に接続する線条に形状設定されているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記中子が複数の上記補強部を備え、上記中心軸方向に隣り合う上記螺旋部の隙間において上記補強部が上記中心軸方向から見てずれて配置されているという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記補強部が上記螺旋部よりも細いという構成を採用する。

第５の発明は、内部に螺旋流路を有するモータ用ケーシングであって、上記螺旋流路の途中部位同士を当該螺旋流路の中心軸方向に接続する接続流路を備えるという構成を採用する。

本発明のモータ用ケーシングの製造方法によれば、中子が螺旋流路に相当する螺旋部の他に螺旋部の途中部位同士を接続して補強する補強部を備えている。
このため、従来よりも強度が増した中子となり、主型の内部に配置されて当該主型の内部に溶湯が流し込まれた場合であっても、変形することを防止することができる。
したがって、本発明のモータ用ケーシングの製造方法によれば、シール性に優れかつ求められた形状の流路を有するモータ用ケーシングを製造することが可能となる。

また、本発明のモータ用ケーシングによれば、螺旋流路の途中部位同士を螺旋流路の中心軸方向に接続する接続流路を備えている。このため、本発明のモータ用ケーシングは、螺旋流路に相当する螺旋部に加えて接続流路に相当する補強部を備える中子を用いた鋳造により、製造することができる。
このため、本発明のモータ用ケーシングは、シール性に優れかつ求められた形状の流路を有するものとなる。

本発明の一実施形態におけるモータ用ケーシングの概略構成図である。 本発明の一実施形態におけるモータ用ケーシングの製造方法に用いられる中子の斜視図である。 本発明の一実施形態におけるモータ用ケーシングの製造方法を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るモータ用ケーシングの製造方法及びモータ用ケーシングの一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の概略構成図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）が正面図である。

本実施形態のモータ用ケーシングＳ１は、モータを収容すると共に当該モータを冷却するものであり、例えば、自動車に搭載されるスクリュー型の過給機の一部として、当該過給機が備えるモータを収容する。

この本実施形態のモータ用ケーシングＳ１は、図１に示すように、本体部１と、突出部２と、螺旋流路３と、接続流路４とを備えている。なお、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１は、鋳物により形成されており、本体部１と突出部２とは一体化して形成されている。

本体部１は、芯部が中空であり、中心軸Ｌを中心とする円筒形に形状設定されており、両端が開口端とされている。なお、本体部１の芯部は、モータが収容可能な広さに設定されている。

突出部２は、本体部１に対して接線方向から接続されており、中心軸Ｌ方向の両端側の各々に設けられている。
これらの突出部２は螺旋流路３の出入口が設けられるものであり、図１に示す一方の突出部２ａに螺旋流路３の入口が設けられ、他方の突出部２ｂに螺旋流路３の出口が設けられる。

螺旋流路３は、本体部１の内部に形成され、冷却液が流れるための流路であり、モータ用ケーシングＳ１の中心軸Ｌを中心として巻回された螺旋状に形状設定されている。
なお、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１においては、螺旋流路３は、本体部１を三周半に亘って巻回されている。つまり、入口となる突出部２ａ側から一巻目３ａ、二巻目３ｂ及び三巻目３ｃが本体部１を一周し、四巻目３ｄが本体部１を半周している。
そして、一巻目３ａの上流端が螺旋流路３の入口端として突出部２ａの先端に開口し、四巻目３ｄの下流端が螺旋流路３の出口端として突出部２ｂの先端に開口している。

接続流路４は、螺旋流路３の途中部位同士を中心軸Ｌ方向に接続する流路であり、螺旋流路３に対して垂直に接続する線条体に形状設定されている。
この接続流路４は、断面積が螺旋流路３よりも小さく設定されており、螺旋流路３よりも細い流路とされている。
なお、図１（ｃ）においては、接続流路４の断面形状が矩形とされているが、円形等の他の形状であっても構わない。

この接続流路４は、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１において図１に示すように、複数設けられている。
そして、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、螺旋流路３の隣り合う螺旋間に配置される接続流路４は、中心軸Ｌ方向から見てずれて配置されている。
より詳細には、螺旋流路３の一巻目３ａと二巻目３ｂとの間、二巻目３ｂと三巻目３ｃとの間、三巻目３ｃと四巻目３ｄとの間の各々に１８０°ずれた２つ接続流路４が設けられている。そして、一巻目３ａと二巻目３ｂとの間に設けられた接続流路４と、二巻目３ｂと三巻目３ｃとの間に設けられた接続流路４とが９０°ずれて配置されている。また、二巻目３ｂと三巻目３ｃとの間に設けられた接続流路４と、三巻目３ｃと四巻目３ｄとの間に設けられた接続流路４とがさらに９０°ずれて配置されている。

このような構成を有する本実施形態のモータ用ケーシングＳ１では、螺旋流路３の入口端から冷却水が供給されると、供給された螺旋流路３に沿って旋回しながら螺旋流路３の出口端から排出される。
ここで、接続流路４は、螺旋流路３と比較して断面積が小さい。さらに、接続流路４が螺旋流路３に対して垂直に接続されている。このため、螺旋流路３を流れる冷却水は、接続流路４にほとんど入らず、大半が螺旋流路３に沿って旋回しながら出口端まで流れることとなる。

次に、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法について説明する。
本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法では、モータ用ケーシングＳ１は、主型の内部に螺旋流路３及び接続流路４に相当する中子１０を配置して鋳造によって形成される。

図２は、中子１０の斜視図である。この図に示すように、中子１０は、螺旋部１１と、補強部１２とを備えている。なお、中子１０は、例えば、砂を固めることによって形成される砂型であり、螺旋部１１と補強部１２とが一体的に形成されている。ただし、必ずしも中子１０を砂を固めることによって形成する必要はなく、塩を固めて形成したり、焼却可能な材料によって形成しても良い。

螺旋部１１は、螺旋流路３を形成するための部位であり、モータ用ケーシングＳ１の中心軸Ｌと合わせられる中心軸Ｌａを中心として巻回された螺旋状に形状設定されている。
この螺旋部１１は、螺旋流路３と同様に、三周半に亘って巻回されており、一巻目１１ａ、二巻目１１ｂ及び三巻目１１ｃが一周し、四巻目１１ｄが半周している。そして、螺旋部１１は、一巻目１１ａの端部と四巻目１１ｄの端部とが各々螺旋流路３の入口端及び出口端よりも僅かに突出するように延在されている。

補強部１２は、螺旋部１１の途中部位同士を中心軸Ｌａ方向に接続することによって中子１０の全体を補強するものであり、接続流路４を形成する部位となる。この補強部１２は、螺旋部１１に対して垂直に接続する線条体に形状設定されている。
この補強部１２は、断面積が螺旋部１１よりも小さく設定されており、螺旋部１１よりも細い部位とされている。

なお、補強部１２は、複数備えられている。そして、中心軸Ｌａ方向に隣り合う螺旋部１１の隙間に配置される補強部１２が、接続流路４と同様に、中心軸Ｌａ方向から見てずれて配置されている。
つまり、螺旋部１１の一巻目１１ａと二巻目１１ｂとの間、二巻目１１ｂと三巻目１１ｃとの間、三巻目１１ｃと四巻目１１ｄとの間の各々に１８０°ずれた２つ補強部１２が設けられている。そして、一巻目１１ａと二巻目１１ｂとの間に設けられた接続流路４と、二巻目１１ｂと三巻目１１ｃとの間に設けられた補強部１２とが９０°ずれて配置されている。また、二巻目１１ｂと三巻目１１ｃとの間に設けられた補強部１２と、三巻目１１ｃと四巻目１１ｄとの間に設けられた補強部１２とがさらに９０°ずれて配置されている。

そして、図３に示すように、中子１０を螺旋流路３の出入口に相当する箇所で冶具３０によって支持し、モータ用ケーシングＳ１の外形を形作る主型２０の内部に収容して配置する。
その後、主型２０の内部に溶湯を流し込み、冷却して効果させる。そして、主型２０から鋳物を取り出すと共に中子１０を崩壊させて流しだすことによりモータ用ケーシングＳ１が完成する。
なお、中子１０が焼却可能な材料によって形成されている場合には、主型２０から取り出したあるいは取り出す前の鋳物を加熱することによって中子１０を焼却除去することも可能である。

このような本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、中子１０が螺旋流路３に相当する螺旋部１１の他に螺旋部１１の途中部位同士を接続して補強する補強部１２を備えている。
このため、従来よりも強度が増した中子１０となり、主型２０の内部に配置されて主型２０の内部に溶湯が流し込まれた場合であっても、変形することを防止することができる。
したがって、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、シール性に優れかつ求められた形状の螺旋流路３を有するモータ用ケーシングを製造することが可能となる。
なお、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、中子１０の変形を防止できるため、螺旋間隔が均等に５ｍｍのモータ用ケーシングＳ１を製造することができる。

また、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、補強部１２が螺旋部１１に対して垂直に接続する線条に形状設定されている。
このため、接続流路４が螺旋流路３に対して、垂直に接続することとなる。よって、螺旋流路３から接続流路４に冷却液が流れ込むためには、直角に屈曲して流れる必要がある。このため、螺旋流路３から接続流路４に冷却液が流れ込むことを抑制して冷却液の旋回を妨げることがなく、冷却効率を維持することが可能となる。

なお、より接続流路４への冷却液の流れ込みを抑制するため、螺旋流路３の上流側に折り返すように接続流路４が螺旋流路３に接続されるようにしても良い。この場合において接続流路４が真っ直ぐな線条体であると、接続流路４の一端側で螺旋流路３の上流側に向かう場合であっても、他端側が螺旋流路３の下流側から接続することとなってしまう。このため、この場合には、接続流路４を屈曲や湾曲させることによって、両端側が螺旋流路３の上流側に折り返されるように構成することが好ましい。

また、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、中子１０が複数の補強部１２を備え、中心軸Ｌａ方向に隣り合う螺旋部１１の隙間において補強部１２が中心軸Ｌａ方向から見てずれて配置されている。
このため、補強部１２によって形成される接続流路４が、隣り合う螺旋流路３の隙間において、モータ用ケーシングＳ１の中心軸Ｌから見てずれることとなる。
よって、ある接続流路４に冷却液が流れ込んだ場合であっても、当該接続流路４から流れ出た冷却液がその流れのまま他の接続流路４に対して流れ込むことを防止することができ、冷却液をより確実に旋回させることが可能となる。

また、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、補強部１２が螺旋部１１よりも細く形状設定されている。
このため、接続流路４の流路面積が螺旋流路３の流路面積よりも狭くなり、接続流路４への冷却液の流れ込みをより抑制することが可能となる。

また、本実施形態のモータ用ケーシングＳ１の製造方法によれば、主型２０の内部に配置される中子１０を螺旋流路３の出入口に相当する箇所で支持している。
このため、モータ用ケーシングＳ１の本体部１に対して余分な孔ができることがなく、孔を塞ぐ作業をなくし、さらにはシール性を高めることが可能となる。

そして、以上のようなモータ用ケーシングＳ１の製造方法によって製造されたモータ用ケーシングＳ１は、上述の中子１０を用いて製造されるものであるため、シール性に優れかつ求められた形状の螺旋流路３を有するものとなる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

Ｓ１……モータ用ケーシング、１……本体部１……突出部、３……螺旋流路３……接続流路、１０……中子、１１……螺旋部、１２……補強部、２０……主型、３０……冶具、Ｌ，Ｌａ……中心軸

Claims (6)

1. 内部に螺旋流路が形成されるモータ用ケーシングの製造方法であって、
   前記螺旋流路に相当する螺旋部と当該螺旋部の途中部位同士を当該螺旋部の中心軸方向に接続して補強する補強部とを有する中子を主型の内部に配置して鋳造により前記モータ用ケーシングを形成することを特徴とするモータ用ケーシングの製造方法。
2. 前記補強部は前記螺旋部に対して垂直に接続する線条に形状設定されていることを特徴とする請求項１記載のモータ用ケーシングの製造方法。
3. 前記中子が複数の前記補強部を備え、前記中心軸方向に隣り合う前記螺旋部の隙間において前記補強部が前記中心軸方向から見てずれて配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のモータ用ケーシングの製造方法。
4. 前記補強部が前記螺旋部よりも細いことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のモータ用ケーシングの製造方法。
5. 前記主型の内部に配置される前記中子を前記螺旋流路の出入口に相当する箇所で支持することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のモータ用ケーシングの製造方法。
6. 内部に螺旋流路を有するモータ用ケーシングであって、
   前記螺旋流路の途中部位同士を当該螺旋流路の中心軸方向に接続する接続流路を備えることを特徴とするモータ用ケーシング。

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