JPH0447929A - 樹脂製のモータケーシングおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、車両用電装品等に使用される樹脂性のモータ
ケーシングおよびその製造方法に関するものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］今日、モ
ータの軽量化等のため、モータケーシング（モータハウ
ジング）を結晶性を有した熱可塑性樹脂材を用い、これ
をモールド成形によって形成することが試みられている
。しかるに該形成されたモータケーシングは、樹脂製で
あるが故にどうしても加工精度が金属製のものに比して
悪く。

これがモータ軸を軸承する軸受の圧入部である場合には
、その内周面の裏門度が著しく損なわれ、このため軸受
に対して過大な圧入応力が局部的に働いて軸受が変形す
る等して軸受精度が低下するという問題が生じる。

しかもこの様な樹脂製ケーシングの場合１機械的強度を
アップするため、ガラス繊維のような強脂材を混入する
ことになるが、これらの強化材は繊維状で細長いもので
あるため、樹脂材の射出時にどうしても繊維の向きに方
向性が出てしまい、これがために、縦方向と横方向で成
形収縮率が異なって、−層寸法炭化の差が大きくなる傾
向が助長されてしまうことになる。

そこで従来から樹脂製ケーシングの精度を向上しようと
する幾つかの試みがある。その一つの試みとして、樹脂
成形するときの金型の型温に着目し、この型温を、製品
化されたときの樹脂の再結晶化による寸法変化（成形収
縮）を抑えるため。

型温を、樹脂材の結晶化度が略飽和状態に達するまで長
時間に亘って樹脂材の再結晶化温度に略設定し、しかる
後に冷却させて軸受圧入部の精度を確保する手法がある
が、結晶化度を飽和状態に近付けるには長時間の恒温養
生が必要であって、可及的短時間で大量生産する必要が
あるケーシングの製造工程としてこの手法を採用するこ
とは現実的ではない。

これに対して、金型の型温を低く設定し射出注入した樹
脂材を急冷するようにして成形時間を短縮する手法もあ
るが、このものでは、急冷によってｍ脂材にアモルファ
ス（非晶質）部分が生じ、これが車両用電装品のように
製品化後、ガラス転移点に近づいたりこれを越えるよう
な高温状態で使用される熱履歴を受けるものでは、前記
高温状態になったとき、アモルファス部分が再結晶化す
ることになって、継時的な寸法変化を生じることになっ
て到底採用できないものである。

そこで金型に温度調整装置を取付けて金型の降温速度を
制御してアモルファス部分が可及的に生じないようにす
ると共に、軸受圧入部については、その金型形状を、強
化材の流れを含めた成形後の寸法変化を予め見越して、
直円形状から例えば楕円や偏心円形状にずらしておき、
成形後の変形で真円形状に近づくようにすることも試み
られている。しかるにこの場合には、降温速度と成形品
の寸法変化と金型形状との間の関係を１４Ｎ密な計測技
術で測定する必要があると共に、高度の降温技術が必要
になって降温装置自体が高価なものとなる詐りでなく、
金型の精密な加工技術が要求されることになって、時間
、コストに膨大なロスを生じるという問題がある。そし
てモータケーシングのように形状が捨維になれば成るほ
ど、成形後の寸法変化の予測をすることが難しく、再現
性も乏しいという現実にある。

これに対して、この様な手法を採ることなく軸受圧入部
の精度を向上させるものとして、軸受を肉厚にして圧入
応力が軸受内径の変形に影響を及ぼさないようにする試
みや、軸受の圧入代をホさくして軸受内径の変形に影響
を及ぼさないようにする試みがあるが、前者の場合には
、軸受が肉厚になる分、モータケーシングが大径になっ
て重いものになってしまい、樹脂材にして軽量化しよう
とする当初の目的に反するうえに、大型化してしまうと
いう欠点が有り、また後者の場合には、圧入代が小さい
ので軸受が抜けやすく、所期の軸受支持強度を確保する
ことが難しいという欠点が有り、何れにしろ採用できな
いものである。

［課題を解決する手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの欠点を一掃
することができる樹脂性のモータケーシングおよびその
製造方法を提供することを目的として創案されたもので
あって、第一の発明は、熱可塑性の樹脂材を金型に注入
せしめるモールド成形方式によってモータケーシングを
形成するにあたり、モータケーシングの小径部に、ロー
タコアのコア軸を回動自在に軸承する軸受を圧入組付け
するに、前記軸受の圧入は、金型に注入された樹脂材を
金型から外した後、樹脂材の温度がガラス転移温度に下
がるまでの範囲のうちに行い、しかる後、室温まで冷却
させたことを特徴とするものである。

また、第二の発明は、熱可塑性の樹脂材を金型に注入せ
しめるモールド成形方式によって形成されるモータケー
シングにおいて、該モータケーシングの小径部に、ロー
タコアのコア軸を回動自在に軸承する軸受を圧入組付け
するに、軸受は、樹脂材の温度がガラス転移温度に下が
るまでの温度範囲のうちに圧入されたものであることを
特徴とするものである。

そして本発明は、これらの構成によって、樹脂製のモー
タケーシングでありながら、軸受圧入部の真円度を飛躍
的に向上できるようにしたものである。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する０図
面において、１は熱可塑性樹脂材であるポリエチレンテ
レフタレートをモールド成形することによって形成され
たモータケーシングであって、該ケーシング１には、内
周面に磁石２が貼着されると共に、その内側にロータコ
ア３が内装される大径部４と、ロータコア３のコア軸３
ａを軸受５を介して軸承する小径部、つまり軸受圧入部
６とが形成されるが、この軸受圧入部６に本発明が実施
されている。

つまりこの実施例のものでは、ポリエチレンテレフタレ
ートの如き熱可塑性樹脂を用い、そして軸受圧入部６の
外周を決める外側金型Ａと内周を決める内側金型Ｂとの
間に樹脂材が注入されることになるが、その手順として
は、まず金型Ａ、Ｂを前記樹脂材の再結晶化温度である
１１０℃前後に昇温しでおく、ここで内側金型Ｂについ
ては、温度調整装置を接続して表面温度の調整制御をす
ることが好ましい、そしてこの状態で樹脂材を注入して
次第に降温していき、この様にしてモールド成形するこ
とになるが、内側金型Ｂについては。

型温かガラス転移温度よりも高く樹脂材が未だ活性化状
態であって結晶化が進行しているうちに引き抜く等して
外し、そして軸受圧入部６の内周面温度がガラス転移温
度より低くならないまでのあいだに軸受５を圧入し、そ
の後、室温まで冷却させることによってケーシング１が
成形される。

この様にしてモールド成形されたケーシング１の軸受圧
入部６には、既に軸受５が圧入取付けされたものとなる
が、軸受５の圧入作業が、前述したようにガラス転移温
度よりも低くならない温度のとき、つまり樹脂材の結晶
化はそれなりに進行しているが、まだある程度の変形を
許容する活性化状態のときに成されるので、軸受圧入後
の降温過程において、樹脂材は、圧入した軸受表面に馴
染むよう徐々に軸受形状に追従しながら成形収縮してい
くこととなり、この結果、軸受圧入部６の内周面は、軸
受５の外周面に殆ど面接触する真円に近い状態となって
、軸受５に対し局部的に偏在した圧入応力が働くことが
なく、もって軸受５の変形を効果的に回避できて、高精
度の軸受取付けができてモータの品質および性能アップ
に大いに寄与できることになる。

そしてこの様な高精度の軸受取付けを、従来のように軸
受圧入部６の金型形状を、高価な測定装置と高度の加工
技術を用いて絶えず修正作業を繰返すようなことが全く
不要になって、著しい作業性の向上が計れることになる
。

しかも軸受圧入部６の内周面は、樹脂材の成形収縮によ
って軸受５の前後両端側において軸受Ｓの外径よりも小
径状態になって軸受Ｓの前後両端部を所謂アンダーカッ
ト状態で支持することとなり、これによって軸受５は軸
心方向の確実な抜止めがなされ信頼性が大幅に向上する
。

因みに、本発明が如何に有効であるかについて、融点が
２６０℃、再結晶化温度が略１１０℃でガラス転移点が
略５５℃に設定されるポリエチレンテレフタレートを用
いて実際にモータケーシング１をモールド成形した場合
を例にとってさらに説明する。

このものは外径が９ｍと１２■の軸受Ｘ、Ｙを圧入組付
けする場合について検討した。第３図は、モールド成形
品を金型から取外したときの軸受圧入部６の内周面の表
面温度変化と、選択された任意の表面温度において圧入
した軸受５の真円度変化（理想円に対する径方向の最大
ずれ量であって、金型から外した後、２４時間経過した
ときのもの）とをプロットしたものであり、これによる
と、表面温度が略ガラス転移温度付近まで降下するまで
のあいだに圧入された軸受については１．真円度変化が
僅かであり、そして圧入したときの表面温度がガラス転
移温度よりも低くなるほど真円度が低下していることが
観測され１本願発明が如何に有効であるかが判明する。

つまり軸受Ｘにおいては、２４時間（１４４０分）経過
したものに軸受を圧入した場合には真円度変化が１７．
５μｓも観測されたが、ガラス転移温度付近で圧入した
ものでは僅か５．程度に低減していることが観測され、
また軸受Ｙにおいては、同じ＜３７．５ｎから９１Ｊｍ
に低減し、何れのものも７０％以上も真円度の向上が計
れ、如何に本発明が有効であるかが判明する。

尚、上記実施例において、再結晶化温度よりも高い温度
で金型を外し、軸受の圧入を試みたものにおいて金型離
型後、４８時間経過したものについて、前述したものと
同様、圧入した軸受の真円度を測定したが、このものに
おいても真円度の著しい変化が認められた。しかしなが
ら軸受圧入時の温度が高くなるほど、圧入部の樹脂材自
体が軟らかくなって逆に圧入作業が難しくなるという欠
点が生じ、特に２００℃を越えると樹脂材は金型離型後
においてその原型を保つことすら難しくなって好ましく
なく、この様な観点から見て、軸受圧入時の圧入部内周
面の温度は、少なくても金型離型後においても樹脂材が
型層れしない温度以下であることが必要であり、特にこ
れが再結晶化温度よりも低い温度である場合には、圧入
部内周面の樹脂材が再結晶化し始めていて既に安定化し
ているので、圧入によって軸受圧入部側が変形してしま
うこともなく好ましい。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたものであ
るから、モータケーシングを、熱可塑性樹脂材を用いて
モールド成形によって形成するものでありながら、軸受
の圧入は、樹脂材の結晶化が進行している活性化状態の
ときに成されるので、軸受圧入後の降温過程において、
樹脂材は、圧入した軸受表面に馴染むよう軸受形状に追
従しながら成形収縮していくこととなり、この結果、軸
受圧入部の内周面は、軸受の外周面に殆ど面接触する真
円に近い状態となって、軸受に対し局部的に偏在した圧
入応力が働くことがなく、もって軸受の変形を効果的に
回避できて、高精度の軸受取付けができてモータの品質
および性能アップに太いに寄与できることになる。その
うえこの様な高精度の軸受取付けは、従来のように軸受
圧入部の金型形状を、高価な測定装置と高度の加工技術
を用いて絶えず修正作業を繰返すようなことが全く不要
になって、モールド成形に伴って簡単にできるため著し
い作業性の向上が計れることになる。

しかも軸受圧入部の内周面は、樹脂材の成形収縮によっ
て軸受の前後両端側において軸受の外径よりも小径状態
になって軸受の前後両端部を所謂アンダーカット状態で
支持することとなり、これによって軸受は軸心方向の確
実な抜止めがなされ信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る樹脂性のモータケーシングおよび
その製造方法の実施例を示したものであって、第１ＷＩ
はモータケーシングの要部断面図、第２図は軸受圧入部
の断面図、第３図はモールド成形品を金型から取外した
ときの継時的な軸受圧入部内周面の表面温度変化と、圧
入した軸受の真円度変化とをプロットしたグラフ図であ
る。 図中、１はモータケーシング、５は軸受、６は軸受圧入
部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱可塑性の樹脂材を金型に注入せしめるモールド成
   形方式によつてモータケーシングを形成するにあたり、
   モータケーシングの小径部に、ロータコアのコア軸を回
   動自在に軸承する軸受を圧入組付けするに、前記軸受の
   圧入は、金型に注入された樹脂材を金型から外した後、
   ガラス転移温度に下がるまでの範囲のうちに行い、しか
   る後、室温まで冷却させたことを特徴とする樹脂性のモ
   ータケーシングの製造方法。 ２）熱可塑性の樹脂材を金型に注入せしめるモールド成
   形方式によつて形成されるモータケーシングにおいて、
   該モータケーシングの小径部に、ロータコアのコア軸を
   回動自在に軸承する軸受を圧入組付けするに、軸受は、
   樹脂材の温度がガラス転移温度に下がるまでの温度範囲
   のうちに圧入されたものであることを特徴とする樹脂性
   のモータケーシング