JP6897180B2 - ロータハウジングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータハウジング、モータ、及び、ロータハウジングの製造方法に関する。

モータのロータには、ロータマグネットを保持し、ステータを収容するロータハウジングが用いられることがある。一般に、このようなロータハウジングは、円板状の円板部と、この円板部の外周部に形成された筒状部とを有する有天（有底）円筒状に形成されている。

また、この種のモータのなかには、ロータハウジングに風穴を形成し、この風穴を通じてロータハウジングの内側に冷却風を流通させることで、ステータを冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような風穴を有するロータハウジングを製造する方法としては、例えば、次の二通りが考えられる。

すなわち、第一の製造方法としては、円板部と筒状部とを有する皿状のハウジング素材に対し、穴開け加工を施して、円板部の外周部側に風穴を貫通して形成し、次いで、円板部の外周部側における風穴が形成された部位に角部が形成されるように、皿状のハウジング素材に対し、深絞り加工を施して、有天（有底）円筒状のロータハウジングを得る方法が考えられる。

また、第二の製造方法としては、深絞り加工により、円板部と、円板部の外周部に傾斜部を介して形成された筒状部とを有するハウジング素材を形成し、次いで、ハウジング素材に対し、穴開け加工を施して、傾斜部に風穴を形成する方法が考えられる。

特開２０１３−１０６４１１号公報

しかしながら、上記第一の製造方法では、深絞り加工の基点となる角部に風穴があるため、風穴の周辺部の材料の伸び変動により材料に破れが発生する虞がある。また、角部に形成された風穴のエッジ部が金型（ダイ）を削るため、金型の寿命が低下する。

また、上記第二の製造方法では、傾斜部に風穴を形成する斜面抜き加工が必要であるが、この斜面抜き加工に使用する金型には、カム構造が必要となるため、金型のコストが上昇する。また、金型も大型化するため、金型をトランスファープレス機に搭載できず、斜面抜き加工が単発工程となるため、製造コストが上昇する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ロータハウジングを製造する際の材料の破れ、金型の寿命の低下、金型のコストの上昇、製造コストの上昇を抑制することを目的とする。

本発明の一態様に係るロータハウジングの製造方法は、円板状の円板部と、前記円板部の外周部に形成された筒状部とを有するハウジング素材を深絞り加工により形成する深絞り工程と、前記深絞り工程の後に、前記ハウジング素材に対し、穴開け加工を施して、前記円板部の外周部側に前記円板部の軸方向に沿って貫通する風穴を形成する穴開け工程と、前記穴開け工程の後に、前記ハウジング素材に対し、段差絞り加工を施して、前記円板部の外周部側における前記風穴が形成された部位に段差部を形成し、前記円板部の外周部に前記段差部を介して前記筒状部が形成されると共に、前記段差部に前記風穴が貫通して形成されたロータハウジングを得る段差絞り工程と、を備える。

上記ロータハウジングの製造方法では、穴開け加工をする前に、深絞り加工により、円板状の円板部と、円板部の外周部に形成された筒状部とを有するハウジング素材を製造することができる。したがって、深絞り加工の際に、深絞り加工の基点となる角部に風穴がないため、材料の伸び変動を抑制し、ひいては、材料の破れの発生を抑制することができる。また、深絞り加工の際に、風穴の周縁部（エッジ部）で金型（ダイ）を削ることも無いため、金型の寿命の低下を抑制することができる。

また、上記ロータハウジングの製造方法では、傾斜部ではなく、円板部の外周部側に風穴を形成するため、斜面抜き加工が不要であり、通常の平面抜き加工で済むため、金型のコスト及び製造コストの上昇を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るモータの縦断面図である。 図１に示されるロータハウジングの斜視図である。 図２に示されるロータハウジングの縦断面図である。 図３に示されるロータハウジングの製造方法を説明する図である。 図４のＡ部が加工される様子を拡大して示す図である。 第一比較例に係るロータハウジングの製造方法における穴開け加工を示す図である。 第一比較例に係るロータハウジングの製造方法における深絞り加工を示す図である。 第二比較例に係るロータハウジングの製造方法を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示される本発明の一実施形態に係るモータ１０は、例えばファンモータとして好適に使用されるものであり、ロータ１２と、ステータ１４と、センターピース１６とを備える。

ロータ１２は、ロータハウジング２０と、ロータマグネット２２とを有する。ロータハウジング２０は、後に詳述するように、有天（有底）円筒状に形成されており、ロータマグネット２２は、ロータハウジング２０の内周部に固定されている。ロータハウジング２０の中心部には、一対の軸受２４が設けられている。

ステータ１４は、ステータコア２６と、一対のインシュレータ２８と、複数の巻線部３０とを有する。ステータコア２６は、放射状に延びる複数のティース部３２を有しており、一対のインシュレータ２８は、ステータコア２６に軸方向両側から装着されている。複数の巻線部３０は、各ティース部３２に一対のインシュレータ２８を介して巻回されている。このステータ１４は、ロータハウジング２０に収容されている。

センターピース１６は、概略円盤状に形成されており、ロータハウジング２０の開口と対向して配置されている。センターピース１６の軸芯部には、シャフト３４が固定されており、シャフト３４には、一対の軸受２４を介してロータハウジング２０が回転可能に支持されている。モータ１０がファンモータとして使用される場合、ロータハウジング２０及びシャフト３４には、想像線で示されるファン３６が取り付けられる。

図２、図３に示されるように、ロータハウジング２０は、より具体的には、円板部４２と、段差部４４と、筒状部４６と、複数の風穴４８と、軸受収容部５０と、フランジ部５２とを有する。円板部４２は、円板状に形成されており、筒状部４６（外筒部）は、円板部４２の外周部に段差部４４を介して形成されている。複数の風穴４８は、段差部４４に貫通して形成されている。この複数の風穴４８は、円板部４２の周方向に間隔を空けて形成されている。

軸受収容部５０（内筒部）は、円板部４２の中央部に形成されている。筒状部４６の円板部４２と反対側には、開口５４（図３参照）が形成されている。軸受収容部５０は、筒状部４６が開口する方向と反対方向に開口する有底円筒状に形成されている。この軸受収容部５０には、上述の一対の軸受２４（図１参照）が収容される。フランジ部５２は、筒状部４６の外周部に形成されており、ロータハウジング２０の径方向外側に向けて延びている。

段差部４４は、円板部４２の外周部と筒状部４６の基端部（開口５４と反対側の端部）との間に形成されており、より具体的には、図３に示されるように、内側水平部６２と、テーパ部６４と、外側水平部６６とを有する。

内側水平部６２は、円板部４２の外周部に形成されており、ロータハウジング２０の径方向外側に向けて延びている。テーパ部６４は、内側水平部６２の外周部に形成されており、ロータハウジング２０の軸方向に沿って開口５４側に向かうに従って拡径するテーパ状に形成されている。外側水平部６６は、テーパ部６４の外周部からロータハウジング２０の径方向外側に向けて延びており、筒状部４６の基端部に角部６８を介して接続されている。角部６８は、Ｒ形状とされている。

風穴４８は、より具体的には、円板部４２の厚さ方向（円板部４２の軸方向であってロータハウジング２０の軸方向と同じ）に沿って段差部４４に貫通して形成されている。この風穴４８は、内側水平部６２、テーパ部６４、及び、外側水平部６６に亘って貫通して形成されている。つまり、風穴４８の径方向内側の端部４８Ａは、内側水平部６２に位置しており、風穴４８の径方向外側の端部４８Ｂは、外側水平部６６に位置している。

次に、上述のロータハウジング２０の製造方法について説明する。

（穴開け工程）
図４に示されるように、穴開け工程では、円板状の円板部４２と、円板部４２の外周部に形成された筒状部４６と、円板部４２の中央部に形成された軸受収容部５０と、筒状部４６の開口側の端部に形成されたフランジ部５２とを有するハウジング素材７０が使用される。ハウジング素材７０は、深絞り加工により予め形成される。このハウジング素材７０に対する穴開け工程では、パンチ８１と、ストリッパ８２と、ダイ８３とを有する金型８０が使用される。

そして、穴開け工程では、ストリッパ８２とダイ８３とで円板部４２を軸方向両側から挟み込んだ状態で、パンチ８１を円板部４２の軸方向に移動させることにより、ハウジング素材７０に対して穴開け加工を施し、円板部４２の外周部側（段差部４４の形成予定部位）に円板部４２の軸方向に沿って貫通する風穴４８を複数形成する。

（段差絞り工程）
続いて、段差絞り加工では、ダイ９１と、クッションプレート９２と、ダイ９３と、パンチ９４とを有する金型９０が使用される。そして、段差絞り加工では、ダイ９１とクッションプレート９２とでフランジ部５２を挟み込むと共に、筒状部４６を径方向外側からダイ９１で保持した状態で、ダイ９３とパンチ９４で円板部４２を軸方向に挟み込むことにより、ハウジング素材７０に対して段差絞り加工を施し、円板部４２の外周部側における風穴４８が形成された部位に段差部４４を形成する。

図５に示されるように、より具体的には、ダイ９３には、突部９５が形成され、パンチ９４には、段部９６が形成されている。ハウジング素材７０の径方向における突部９５と段部９６との間隔は、円板部４２の板厚以上が望ましい。そして、円板部４２の外周部側における風穴４８が形成された部位が突部９５及び段部９６によって挟み込まれることにより、段差部４４が形成される。このように段差部４４が形成される際には、段差部４４を形成する材料部分に円板部４２の径方向に引張力が作用するが、風穴４８の径方向内側の端部４８Ａ及び径方向外側の端部４８Ｂのエッジ部が段差絞り加工の基点にならないので、材料の破れ、金型（ダイ９３）の削れ等が抑制される。

そして、以上の穴開け加工及び段差絞り加工により、円板部４２の外周部に段差部４４を介して筒状部４６が形成されると共に、段差部４４に風穴４８が貫通して形成されたロータハウジング２０が得られる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

先ず、本実施形態の作用及び効果を明確にするために、比較例について説明する。本実施形態に対する比較例としては、以下の第一の比較例及び第二の比較例が考えられる。

すなわち、第一の比較例に係る製造方法では、先ず、図６に示されるように、円板部１４２と筒状部１４６とを有する皿状のハウジング素材１７０に対し、穴開け加工を施して、円板部１４２の外周部側に風穴１４８を貫通して形成する。次いで、図７に示されるように、円板部１４２の外周部側における風穴１４８が形成された部位に角部１６８が形成されるように、ダイ１９３とパンチ１９４とで皿状のハウジング素材１７０に対して深絞り加工を施し、有天（有底）円筒状のロータハウジングを得る。

また、第二の比較例に係る製造方法では、図８に示されるように、深絞り加工により、円板部２４２と、円板部２４２の外周部に傾斜部２４４を介して形成された筒状部２４６とを有するハウジング素材２７０を形成する。次いで、このハウジング素材２７０に対し、穴開け加工を施して、傾斜部２４４に風穴２４８を形成し、有天（有底）円筒状のロータハウジング２２０を得る。

しかしながら、上記第一の比較例に係る製造方法では、図７に示されるように、深絞り加工の基点となる角部１６８に風穴１４８があるため、風穴１４８の周辺部の材料の伸び変動により材料に破れが発生する虞がある。また、角部１６８に形成された風穴１４８のエッジ部がダイ１９３を削るため、金型の寿命が低下する。

また、上記第二の比較例に係る製造方法では、図８に示されるように、傾斜部２４４に風穴２４８を形成する斜面抜き加工が必要であるが、この斜面抜き加工に使用する金型には、カム構造が必要となるため、金型のコストが上昇する。また、金型も大型化するため、金型をトランスファープレス機に搭載できず、斜面抜き加工が単発工程となるため、製造コストが上昇する。

これに対し、図４に示される本実施形態では、先ず、円板状の円板部４２と、円板部４２の外周部に形成された筒状部４６とを有するハウジング素材７０に対し、穴開け加工を施して、円板部４２の外周部側に円板部４２の軸方向に沿って貫通する風穴４８を形成する穴開け工程を実行する。

次いで、ハウジング素材７０に対し、段差絞り加工を施して、円板部４２の外周部側における風穴４８が形成された部位に段差部４４を形成する段差絞り工程を実行する。そして、この穴開け加工及び段差絞り加工を実行することで、円板部４２の外周部に段差部４４を介して筒状部４６が形成されると共に、段差部４４に風穴４８が貫通して形成されたロータハウジング２０を得ることができる。

ここで、本実施形態に係るロータハウジング２０の製造方法では、穴開け加工をする前に、深絞り加工により、円板状の円板部４２と、円板部４２の外周部に形成された筒状部４６とを有するハウジング素材７０を製造することができる。したがって、深絞り加工の際に、深絞り加工の基点となる角部６８に風穴４８がないため、材料の伸び変動を抑制し、ひいては、材料の破れの発生を抑制することができる。また、深絞り加工の際に、風穴４８のエッジ部で金型（ダイ）を削ることも無いため、金型の寿命の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るロータハウジング２０の製造方法では、傾斜部ではなく、円板部４２の外周部側に風穴４８を形成するため、斜面抜き加工が不要であり、通常の平面抜き加工で済むため、金型のコスト及び製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、図５に示されるように、本実施形態に係るロータハウジング２０では、段差部４４が、内側水平部６２、テーパ部６４、及び、外側水平部６６を有している。そして、段差絞り工程では、内側水平部６２、テーパ部６４、及び、外側水平部６６に亘って風穴４８が貫通して形成されるように段差絞り加工が施される。したがって、段差絞り加工の際に、風穴４８の径方向内側の端部４８Ａ及び径方向外側の端部４８Ｂのエッジ部が段差絞り加工の基点にならないため、エッジ部で金型（ダイ９３）を削ることが無く、金型の寿命の低下を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、一例であり、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０…モータ、１２…ロータ、１４…ステータ、１６…センターピース、２０…ロータハウジング、２２…ロータマグネット、２４…軸受、２６…ステータコア、２８…インシュレータ、３０…巻線部、３２…ティース部、３４…シャフト、３６…ファン、４２…円板部、４４…段差部、４６…筒状部、４８…風穴、５０…軸受収容部、５２…フランジ部、５４…開口、６２…内側水平部、６４…テーパ部、６６…外側水平部、６８…角部、７０…ハウジング素材、８０…金型、８１…パンチ、８２…ストリッパ、８３…ダイ、９０…金型、９１…ダイ、９２…クッションプレート、９３…ダイ、９４…パンチ、９５…突部、９６…段部

Claims (1)

1. 円板状の円板部と、前記円板部の外周部に形成された筒状部とを有するハウジング素材を深絞り加工により形成する深絞り工程と、
   前記深絞り工程の後に、前記ハウジング素材に対し、穴開け加工を施して、前記円板部の外周部側に前記円板部の軸方向に沿って貫通する風穴を形成する穴開け工程と、
   前記穴開け工程の後に、前記ハウジング素材に対し、段差絞り加工を施して、前記円板部の外周部側における前記風穴が形成された部位に段差部を形成し、前記円板部の外周部に前記段差部を介して前記筒状部が形成されると共に、前記段差部に前記風穴が貫通して形成されたロータハウジングを得る段差絞り工程と、
   を備えるロータハウジングの製造方法。

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