JPH10322984A - モーターケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製のモーターケース本体とブラケットを
接合してモーターケースを組立製作する場合に、高い寸
法精度を確保して、且つ接合部に充分な剛性及び強度を
付与できると共に、熱影響による割れや接合部の外観低
下を回避し得る方法を提供する。 【解決手段】 モーターケース本体２とブラケット３と
を別体で製作するとともに、嵌合構造によりブラケット
３をモーターケース本体２に嵌合固定し、この状態で摩
擦撹拌接合を実施することにより、ブラケット３をモー
ターケース本体２に接合一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム
（その合金を含む、以下同じ）等の金属からなるモータ
ーケースの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電機用や大型動力用等としての例えば
アルミニウム製モーターケースは、一般に、モーターが
内蔵される本体の外面に、これを所定位置に据え付ける
ためのブラケットが設けられた構成を有している。

【０００３】従来、このようなアルミニウム製モーター
ケースは、ダイカストにより、モーターケース本体とブ
ラケットとが一体成形されたものとして製造されている
が、ダイカスト法では、設計の自由度はあるものの金型
費が高価につくうえ、例えばブラケットの形状が僅かに
変更された場合であっても、金型の全体を新たに製作し
なければならないというような不都合があった。

【０００４】このような欠点を解消するために、モータ
ーケース本体とブラケットとを別体で製作し、ＭＩＧ、
ＴＩＧ等の溶融溶接やろう付によりブラケットをモータ
ーケース本体に接合一体化することが考えられる。

【０００５】しかしながら、上記の溶接やろう付けによ
る接合手段では、被加工物への入熱量が大きくなること
から、接合部近傍の熱歪みによって寸法精度が低下し、
内周が円形をなすモーターケースでは該内周の真円度の
悪化を招くと共に、接合部の剛性及び強度も低下する
上、合金の種類（特にＡｌ−Ｃｕ系合金）によっては熱
影響部の割れが発生し易く、また接合部の外観が悪くな
るために後加工による表面の修復を必要とする等、多く
の難点があった。

【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、アルミニウム等の金属製のモーターケー
ス本体とブラケットを接合してモーターケースを組立製
作する場合に、高い寸法精度を確保して、且つ接合部に
充分な剛性及び強度を付与できると共に、熱影響による
割れや接合部の外観低下を回避し得る方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係るモーターケースの製造方法は、金属
製のモーターケース本体に金属製のブラケットが取り付
けられたモーターケースの製造方法において、前記モー
ターケース本体とブラケットとを別体で製作するととも
に、嵌合構造によりブラケットをモーターケース本体に
嵌合固定し、この状態で摩擦撹拌接合を実施することに
より、ブラケットをモーターケース本体に接合一体化す
ることを特徴とする構成を採用したものである。

【０００８】上記構成によれば、モーターケース本体へ
のブラケットの接合に入熱量が非常に小さい摩擦攪拌接
合を利用するため、接合部近傍の熱歪みによる寸法精度
の低下、熱影響による割れ等が回避され、また接合部は
モーターケース本体とブラケット両方の素地が攪拌混練
されて均一に一体化した状態になり、且つ組成変化を生
じないことから、接合部に充分な剛性及び強度と高い耐
蝕性が付与される。

【０００９】また、嵌合構造によりブラケットをモータ
ーケース本体に嵌合固定した状態で摩擦撹拌接合を行う
から、ブラケットの仮組み、仮止めが容易で位置決めも
簡単で、摩擦撹拌接合作業も容易である。また、摩擦撹
拌接合による接合強度に加えて、嵌合構造による機械的
強度が加わるから、さらに接合部の強度が増大する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るモーターケ
ースの製造方法について、図面を参照して具体的に説明
する。

【００１１】図１及び図２は製造目的とするモーターケ
ースの一例を示す。このモーターケース（１）は、円筒
状のモーターケース本体（２）と、該モーターケース本
体（２）の外周面に直径方向の両側の位置に接合された
２個のブラケット（３）（３）により構成されている。

【００１２】前記モーターケース本体（２）は、Ａ６０
６３−Ｔ５材等からなるアルミニウム押出材を押出方向
の所定長さに切断することによって製作されている。こ
のモーターケース本体（２）には、外周面における直径
方向の両側の位置にそれぞれ、近接配置された２列の断
面矩形の凸条（２１）（２１）が長さ方向に沿って一体
形成されるとともに、２列の凸条（２１）（２１）の間
に、モーターケース本体（２）の長さ方向に沿う態様で
嵌合凹部（２２）が形成されている。なお、モーターケ
ース本体（２）の内周面は寸法精度が要請されることか
ら、内面切削が施されるか、あるいは押出形材製のモー
ターケース本体（２）の場合は伸びを有するため拡管に
よって寸法精度を確保しても良い。

【００１３】一方、前記ブラケット（３）はモーターケ
ース本体（２）を床面等に取り付けるための部材であ
り、アルミニウム押出材を押出方向に所定長さ切断する
ことによって製作されている。各ブラケット（３）は、
前記モーターケース本体（２）における２列の凸条（２
１）（２１）の表面に幅方向に沿って当接配置される垂
直状の当接部（３１）と、該当接部の下端から外向き傾
斜状に下方に伸びた中間部（３２）と、中間部（３２）
の下端から外向きに折曲状となされた水平支持部（３
３）とを備え、さらに当接部（３１）の内側面における
上下方向中央部においてモーターケース本体（２）側に
水平方向に突出した嵌合凸部（３４）を備えている。こ
の嵌合凸部（３４）は、前記モーターケース本体（２）
の嵌合凹部（２２）に圧入状態に適合し得るように、
幅、突出高さともに嵌合凹部（２２）の幅、深さとほぼ
同じ程度に設計されている。また、水平支持部（３３）
にはこれを厚さ方向に貫通して、固定用ボルト等の挿通
孔（３５）が設けられている。

【００１４】而して、前記モーターケース本体（２）へ
の前記ブラケット（３）の組み付け、接合は以下のよう
にして行う。なお、２個のブラケット（３）（３）の組
み付け、接合はいずれも同一であるので、一方のブラケ
ットについてのみ説明する。

【００１５】即ち、まずモーターケース本体（２）の長
さ方向の所定位置において、２個の凸条（２１）（２
１）の間に形成された嵌合凹部（２２）に、ブラケット
（３）の嵌合凸部（３４）を当接部（３１）が凸条（２
１）（２１）の表面に当接ないしほぼ当接するまで強嵌
して、ブラケット（３）を仮組みする。

【００１６】次に、モーターケース本体（２）の凸条
（２１）と、ブラケット（３）の当接部（３１）を接合
一体化する。接合一体化には、従来のような溶接やろう
付けではなく、摩擦攪拌接合を利用する。この摩擦攪拌
接合は、例えば特表平７−５０５０９０号公報に開示さ
れているように、被加工物よりも硬い材質のプローブ
（棒状物）を回転させながら被加工物に摺接させた際
に、発生する摩擦熱によって被加工物のプローブとの摺
接部分が可塑化状態となり、この可塑化状態の被加工物
素材がプローブによって攪拌混練されると共に、該プロ
ーブが被加工物中に埋入して且つこの埋入状態のまま被
加工物中を移動可能になることを利用し、被加工物相互
の突き合わせ部を接合一体化するものである。

【００１７】この発明においては、図３に示すように、
径大の円柱状回転子（４１）の端部軸線上に、モーター
ケース本体（２）およびブラケット（３）よりも硬質の
径小のピン状プローブ（４２）が突出して一体に設けら
れた接合装置（４０）を用い、前記回転子（４１）及び
プローブ（４２）を高速で回転させつつ、モーターケー
ス本体（２）の一方の凸条（２１）の位置において、ブ
ラケット当接部（３１）の外側から該当接部（３１）の
表面にほぼ直角状に接触させる。プローブ（４２）との
摺接により接触部において当接部（３１）は軟化可塑化
しプローブ（４２）は当接部（３１）に厚さ方向内部に
挿入されていく。プローブ（４２）の挿入は、プローブ
の先端が当接部（３１）を貫通し、モーターケース本体
（２）の凸条 （２１）に挿入されるまで行い、また回
転子（４１）のプローブ側平坦面からなる肩部（４１
ａ）が当接部（３１）に当接するまで行う。ブラケット
（３）はその嵌合凸部（３４）をモーターケース本体
（２）の嵌合凹部（２２）に強嵌され仮止めされている
から、プローブ（４２）の挿入作業も容易に行い得る。

【００１８】そして、プローブ挿入状態のまま、凸条
（２１）の長さ方向に沿って、プローブ（４２）を進行
方向後方にわずかに傾けて回転子（４１）の肩部（４１
ａ）の進行方向側の部分をわずかに浮かせた状態で、相
対的に移動させる。プローブ（４２）の回転により発生
する摩擦熱、あるいはさらに回転子（４１）の肩部（４
１ａ）と当接部（３１）の表面との摺動に伴い発生する
摩擦熱により、プローブ（４２）との接触部分近傍にお
いて当接部（３１）及び凸条（２１）は軟化可塑化し、
かつ撹拌されるとともに、プローブ（４２）の移動に伴
って、軟化部分がプローブの進行圧力を受けてプローブ
の通過溝を埋めるようにプローブ（４２）の進行方向後
方へと回り込む態様で塑性流動したのち、摩擦熱を急速
に失って冷却固化される。この現象がプローブ（４２）
の移動に伴って順次繰り返されていき、最終的にブラケ
ット（３）の当接部（３１）とモーターケース本体
（２）の一個の凸条（２１）とが接合一体化されるもの
である。

【００１９】このような摩擦撹拌接合によれば、ブラケ
ット（３）の当接部（３１）及びモーターケース本体
（２）の凸条（２１）が可塑化する温度は、これら素材
の融点よりもかなり低く、従って固相接合であるため、
接合過程を通してブラケット（３）の当接部（３１）及
びモーターケース本体（２）の凸条（２１）への入熱量
は通常の溶接やろう付けに比較して極めて少なく、接合
部近傍の熱歪みや熱影響による割れを生じる恐れがない
と共に、合金の場合でも接合部の組成変化を生じない
し、ブラケット（３）及びモーターケース本体（２）の
材質に制限も受けない。

【００２０】こうして、ブラケット当接部（３１）とモ
ーターケース本体（２）の一個の凸条（２１）とを摩擦
撹拌接合したのち、隣接する他方の凸条（２１）と当接
部（３１）とを同様にして摩擦撹拌接合する。従って、
１個のブラケット（３）は、図４に示すように、２個の
凸条（２１）（２１）のそれぞれと接合される。同図に
示す（５）は接合部である。

【００２１】かくして２個のブラケット（３）（３）を
モーターケース本体（２）に接合して、モーターケース
（１）が製作される。しかして、得られたモーターケー
ス（１）は、ブラケット（３）及びモーターケース本体
（２）相互の接合時の熱歪みがないから、高い寸法精度
が確保されて内周の真円度に優れる上、接合部が組成変
化なく完全に一体化しているため、剛性及び強度が大き
く接合部の耐蝕性にも優れたものとなる。しかも、ブラ
ケット（３）はその嵌合凸部（３４）をモーターケース
本体（２）の嵌合凹部（２２）に嵌合固定されているか
ら、摩擦撹拌接合による接合強度に加えて機械的な嵌合
強度が作用し、両者はより一層強固に接合される。更
に、接合部の外観が良好であるから、通常の溶接やろう
付けによる接合を行った場合のような表面修復のための
後加工が不要である。

【００２２】図５及び図６は嵌合構造の変形例を示すも
のである。なお、これらの図において、図１〜４に示し
たものと同一名称部分については同一の符号を付す。

【００２３】図５では、モーターケース本体（２）の２
個の凸条（２１）（２１）間に形成される嵌合凹部（２
２）が、断面横向きＴ形に形成されるとともに、ブラケ
ット（３）の当接部（３１）に設けられた嵌合凸部（３
４）も、これに対応して断面横向きＴ形に形成されてい
る。この場合、モーターケース本体（２）の長さ方向の
一端側から長さ方向にスライドさせて、ブラケット
（３）の嵌合凸部（３４）をモーターケース本体（２）
の嵌合凹部（２２）に嵌入したものである。そして、嵌
合凸部（３４）及び嵌合凹部（２２）に及んで、ブラケ
ット当接部（３１）の外側から摩擦撹拌接合を施したも
のである。

【００２４】一方、図６では、モーターケース本体
（２）の２個の凸条（２１）（２１）間に形成される嵌
合凹部（２２）が、内方に向かって広がった断面横向き
ハ字形に形成されるとともに、ブラケット（３）の当接
部（３１）に設けられた嵌合凸部（３４）も、これに対
応して断面横向きハ字形に形成されている。この場合
も、モーターケース本体（２）の長さ方向の一端側から
長さ方向にスライドさせて、ブラケット（３）の嵌合凸
部（３４）をモーターケース本体（２）の嵌合凹部（２
２）に嵌入したものである。そして、嵌合凸部（３４）
及び嵌合凹部（２２）に及んで、ブラケット当接部（３
１）の外側から摩擦撹拌接合を施したものである。

【００２５】なお、上記実施例ではモーターケース本体
（２）として押出形材を用いているが、内面切削を行っ
たダイカスト材や鋳物材を使用することも可能である。
逆に、ブラケット（３）としてダイカスト材や鋳物材を
用いても良い。上記の摩擦攪拌接合は異種金属間でも可
能であるから、ダイカスト製のモーターケース本体と押
出形材製のブラケット、あるいは押出形材製のモーター
ケース本体とダイカスト製のブラケットを組み合わせた
モーターケースを製造することも可能である。

【００２６】また、モーターケース本体（２）に嵌合凹
部（２２）をブラケット（３）に嵌合凸部（３４）を形
成して、両者を嵌合する場合を示したが、モーターケー
ス本体（２）に嵌合凸部をブラケット（３）に嵌合凹部
を形成して、両者を嵌合するものとしても良い。

【００２７】

【発明の効果】この発明に係る製造方法によれば、前記
モーターケース本体とブラケットとを別体で製作すると
ともに、摩擦撹拌接合によりブラケットをモーターケー
ス本体に接合一体化するものであるから、接合に伴う熱
歪みや熱影響による割れを確実に回避できると共に、ブ
ラケットとモーターケース本体を完全に一体化できるた
め、高い寸法精度を有して且つ接合部の剛性及び強度が
大きく、また接合部の外観にも優れた高品質のモーター
ケースを提供できる。もとより、モーター出力により寸
法が決定されていることの多いモーターケース本体と、
設計自由度の高いブラケットを別々に製造できるから、
生産効率が良い。

【００２８】しかも、嵌合構造によりブラケットをモー
ターケース本体に嵌合固定した状態で摩擦撹拌接合を行
うから、ブラケットの仮組み、仮止めが容易で位置決め
も簡単に行うことができるとともに、摩擦撹拌接合作業
も容易に行うことができる。かつまた、摩擦撹拌接合に
よる接合強度に加えて、嵌合構造による機械的強度が加
わるから、さらに接合部の強度を増大できる効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法により製造するモーターケース
の一例を、モーターケース本体とブラケットを分離して
示す斜視図である。

【図２】図１のモーターケースの横断面図である。

【図３】摩擦撹拌接合によりブラケットをモーターケー
ス本体に接合している状態の斜視図である。

【図４】（イ）は摩擦撹拌接合後のブラケット接合部分
の要部斜視図、（ロ）は同じく横断面図である。

【図５】ブラケットとモーターケース本体との嵌合構造
の変形例を示すもので、（イ）は嵌合前の、（ロ）は嵌
合後のそれぞれ断面図である。

【図６】ブラケットとモーターケース本体との嵌合構造
のさらに他の変形例を示すもので、（イ）は嵌合前の、
（ロ）は嵌合後のそれぞれ断面図である。

【符号の説明】

１…モーターケース ２…モータース本体 ２１…凸条 ２２…嵌合凹部 ３…ブラケット ３４…嵌合凸部 ５…接合部 ４０…接合装置 ４１…回転子 ４２…プローブ

フロントページの続き (72)発明者 田崎 清司 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 橋本 武典 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製のモーターケース本体に金属製の
   ブラケットが取り付けられたモーターケースの製造方法
   において、 前記モーターケース本体とブラケットとを別体で製作す
   るとともに、嵌合構造によりブラケットをモーターケー
   ス本体に嵌合固定し、この状態で摩擦撹拌接合を実施す
   ることにより、ブラケットをモーターケース本体に接合
   一体化することを特徴とするモーターケースの製造方
   法。