JPH0549193A - エンドカバーとヨークの組付構造を改良した小型電動機およびヨークの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】筒状のヨークと、椀状のエンドカバーと、ヨー
クとエンドカバーを挟着固定する締付ボルトとからなる
外殻を有する小型電動機において、ヨークとエンドカバ
ーに工夫を施す事により高精度高剛性小型軽量安価な電
動機構造を提供する。 【構成】ヨーク１はエンドカバー２が組付られる側の開
口端端部内径が拡大され、そこに段部１ｄと、段部１ｄ
の外径側から半径方向に広がる傾斜面１ｃと、段部１ｄ
の内径側から中心に向かう傾斜面１ｅとを有する形状を
しており、エンドカバー２がヨーク１に組付られる際に
エンドカバー２の筒部外周２ｂがヨーク１の段部１ｄの
外径側から半径方向に広がる傾斜面部１ｃによって締ま
り嵌合し矯正され、締付ボルト３先端部がヨーク１の段
部１ｄの内径側から中心に向かう傾斜面に案内される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型電動機に係わり、更
に詳細には小型電動機におけるエンドカバーとヨークの
組付構造およびヨークの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型電動機におけるエンドカバーとヨー
クの組付構造および製造方法に関する従来技術の代表例
には次のものがある。

【０００３】（第１の従来技術）椀状エンドカバーに樹
脂材料を用い、これの開放端外周をヨークのラッパ状に
拡大された開放端部内側に嵌合して装着する例（実公平
２−３１６４号公報）。

【０００４】 （問題点）(1) 椀状のエンドカバーは金属材料に比べて
低強度である樹脂製で金型射出成形されるため、離型す
る都合上その内径は開放端側が大きい形状となってお
り、さらに実施例に示されるようなエンドカバーではそ
の開口端に電動機のブラッシホルダに接続されるリード
ワイヤを通すための切欠があるため、締付ボルトにてエ
ンドカバーをヨークに挟着する時にその開口端が口開き
状態になり易いが、エンドカバー取付側のヨーク開口端
をラッパ状に拡大し、その拡大端部内側にエンドカバー
開口端を嵌合してエンドカバー開口端の広がりを押える
としている。しかしラッパ状に拡大されたヨーク端部の
内側面の形状は明細書中には詳しく述べられておらず、
実施例に示されるような傾斜面を持たず内径一定部と段
部だけを有する形状ではヨーク開口端部の拡大された内
径一定部内周とエンドカバー開口端外周の嵌合精度を高
精度にする必要があり、明細書中に述べられているよう
にエンドカバーを樹脂製、ヨークを鉄板絞りで製作した
時にも必要とされる精度が確保しにくく、また組立性も
悪いという問題がある。

【０００５】(2) 椀状樹脂材料製のエンドカバーをその
後壁から取付ボルトを用い、ヨークを介して機枠に挟着
しているが、樹脂材料は金属材料に比べて面圧強度が低
いためヨークに装着する際にはヨークとの当接面積を広
く確保する必要があり、そのためにエンドカバーを厚肉
にし、ヨーク段部のエンドカバー受面積を広くとるため
にヨークの該開口端内径拡大量を大きくする必要があ
る。従ってヨークの該開口端内径拡大部は鋼板絞り加工
では成形できても、例えば鋼管または鋼板絞り品を軸方
向に冷間拡大押出加工することにより、その開口端内径
拡大部壁を肉薄にし、かつ加工硬化させるように成形す
ることはできない。そのためヨークの内径拡大部外径が
大きくなり、電動機を小型化することに不利である。

【０００６】(3) 樹脂には高温下（例えば熱可塑性樹脂
では１５０℃程度）にてクリープ変形し易くなる特質が
あり、これが樹脂材料製のエンドカバーに起こって通し
ボルトの締付力が低下したり、電動機の軸方向精度が低
下する危険性がある。

【０００７】(4) 明細書の実施例中にエンドカバーの内
部空間を広くするためにヨークの内径よりエンドカバー
の内径を大きくすることもできると書かれているが、実
施例ではヨークの拡大された端部内側面の形状は図示に
よると傾斜面を持たず内径一定部と段部だけを有する形
状になっており、締付ボルトの先端がヨークの段部にひ
っかかり、組立性が低下する危険性がある。

【０００８】（第２の従来技術）鉄性ヨークのリアカバ
ー嵌合当接部を切削加工にて成形し、ここにエンドカバ
ーを装着する例（実公平２−３３９０号公報）。

【０００９】 （問題点）(1) エンドカバーと嵌合するための突起およ
び当接面部の厚さの円筒鉄材をヨーク材として用いるた
めヨーク重量が重くなる。

【００１０】(2) 切削加工は生産性が良くない。

【００１１】(3) 実施例の図ではエンドカバーはその開
口端に電動機のブラッシホルダに接続されるリードワイ
ヤを通すための切欠があるため、締付ボルトを用いてそ
の後壁からエンドカバーをヨークに挟着した時にエンド
カバーの開口端が広がり易い形状となっているが、エン
ドカバーの開口端内周がヨーク端部の外周に嵌合される
ようになっているため、高強度の材料を用いたり肉厚を
増加させたりしてエンドカバー自体の剛性を高める以外
に前記のエンドカバー開口端の広がりを抑制する方法は
無い。従ってエンドカバーは比較的剛性の高い鋼板プレ
ス品が良く用いられているが充分とは言えない。またエ
ンドカバーに鋼板プレス品を用いた時には、絞り工程で
のスプリングバックやエンドカバー開口端の切欠加工お
よび縁切加工等により、エンドカバー開口端の形状寸法
精度を確保しにくいという問題がある。（図９参照）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
が持っている問題を解決するためのものである。

【００１３】すなわち本発明が解決しようとする課題
は、小型電動機におけるエンドカバーとヨークの組付構
造および製造方法に関する下記の事項である。

【００１４】(1) エンドカバーのヨークへの組付構造
は、組付する際にヨークによってエンドカバーの筒部外
周を矯正することにより、エンドカバー単品に剛性が無
くても組付状態における両部品の精度剛性を高く保て、
かつ前記２部品のみならず締付ボルトについても組立性
が良い構造とする。

【００１５】(2) ヨークおよびエンドカバーの素材は、
電動機の使用環境温度において許容量以上のクリープ変
形を起こす恐れがなく、かつ共に同程度の面圧強度を有
し一般的によく用いらている安価な材料とする。

【００１６】(3) ヨークおよびエンドカバーは、安価で
材料歩留や生産性の高い加工法で製作する。

【００１７】(4) ヨークおよびエンドカバーを薄肉化
し、外径を小さくすることによって小型軽量の電動機と
する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は小型電動機にお
けるエンドカバーとヨークの組付構造および製造方法に
関する前記課題を達成するために下記解決手段を提案す
る。

【００１９】課題(1) の解決手段：ヨークはエンドカバ
ーが装着される側の開口端内径が拡大され、そこに段部
と、該段部の外径側から半径方向に広がる傾斜面と、該
段部の内径側から中心に向かう傾斜面を有する形状と
し、かつエンドカバーはその開口端内径を前記ヨークの
拡大されない内径一定部の内径より大きくなるように
し、かつエンドカバーがヨークに組付される際にエンド
カバーの筒部外周がヨークの段部の外径側から半径方向
に広がる傾斜面に締まり嵌合し矯正され、エンドカバー
の開口端端面がヨークの段部に当接した状態にて締付ボ
ルトによりエンドカバーをヨークに締付固定するように
する。この時締付ボルトは通常のエンドカバーの底部外
壁から挿入されるが、その先端部がヨークの段部の内径
側から中心に向かう傾斜面に案内されるためスムーズに
挿入できる。

【００２０】これによりエンドカバーのヨークへの組付
構造は、組付する際にヨークによってエンドカバー開口
端外周を矯正でき、これによってエンドカバー単品に剛
性が無くても組付状態における両部品の精度剛性を高く
保て、かつこれら２部品のみならず締付ボルトについて
も組立性の良い構造とできる。

【００２１】課題(2) の解決手段：ヨークの材料を鋼管
または鋼板プレス品、エンドカバーを鋼板プレス品とす
る。

【００２２】これによりヨークおよびエンドカバーの材
料は、通常の電動機の使用環境温度において許容量以上
のクリープ変形を起こす恐れがなく、かつ共に同程度の
面圧強度を有する一般的によく用いられている安価な材
料を素材として使用できる。

【００２３】課題(3) 〜(4) の解決手段：ヨークの材料
を鋼管または鋼板絞り品、エンドカバーを鋼板プレス品
とするため、これらは充分な面圧強度を有しエンドカバ
ーの開口端端面も組付する際にこれと当接するヨークの
段部も広い面積を確保する必要は無い。従ってヨークは
エンドカバーが組付けられる開口端内径拡大量を大きく
する必要は無く、鋼管または鋼板絞り品を素材とし、こ
れを冷間塑性加工の一手法である拡大押出することによ
り成形できる。またこれによってできるヨークの開口端
内径拡大壁は加工硬化により高強度を有するので肉薄に
でき、その内径拡大部の外径は小さくできる。

【００２４】これによりヨークは鋼管または鋼板絞り品
を冷間塑性加工して、エンドカバーは鋼板プレス加工に
て製作するので、両部品とも安価に高い材料歩留や生産
性にて製作できる。またヨークもエンドカバーもお互い
を組付ける際の当接面積を広く確保する必要は無く、ま
た局所的に形状を変化させることができ、さらにヨーク
の開口端内径拡大部壁を加工硬化により高強度化できる
ため、ヨークおよびエンドカバーを薄肉化し、外径を小
さくすることによって小型軽量の電動機とできる。

【００２５】

【作用】本発明は鉄製筒状のヨークと、該ヨークの開口
端に装着される椀状エンドカバーと、その締付力でこの
ヨークにエンドカバーを締付固定する締付ボルトとから
なる外殻を有する小型電動機においてエンドカバーとヨ
ークの組付構造および製造方法に関する前記課題を達成
するための手段を下記のように具現化した。

【００２６】課題(1) の解決手段の作用：エンドカバー
がヨークに組付される際にエンドカバーの筒部外周がヨ
ークの開口端内径が拡大されてできた段部の外径側から
半径方向に広がる傾斜面に締まり嵌合し矯正され、エン
ドカバーの開口端端面がヨークの段部に当接した状態に
て締付ボルトによりエンドカバーをヨークに締付固定す
るようにする。この時締付ボルトは通常エンドカバーの
底部外壁から挿入されるが、その先端部がヨークの段部
の内径側から中心に向かう傾斜面に案内されるためスム
ーズに挿入できる。

【００２７】これによりエンドカバーのヨークへの組付
構造は、組付する際にヨークによってエンドカバーの筒
部外周を矯正でき、これによってエンドカバー単品に剛
性が無くても組付状態における両部品の精度剛性を高く
保て、かつこれら２部品のみならず締付ボルトについて
も組立性の良い構造とできる。

【００２８】課題(2) の解決手段の作用：ヨークの材料
を鋼管または鋼板プレス品、エンドカバーを鋼板プレス
品とする。

【００２９】これによりヨークおよびエンドカバーの材
料は、通常の電動機の使用環境温度において許容量以上
のクリープ変形を起こす恐れがなく、かつ共に同程度の
面圧強度を有する一般的によく用いられている安価な材
料を素材として使用できる。

【００３０】課題(3) 〜(4) の解決手段の作用：ヨーク
の材料を鋼管または鋼板絞り品、エンドカバーを鋼板プ
レス品とするため、これらは充分な面圧強度を有しエン
ドカバーの開口端端面も組付する際にこれと当接するヨ
ークの段部も広い面積を確保する必要は無い。従ってヨ
ークはエンドカバーが組付けられる開口端内径拡大量を
大きくする必要は無く、鋼管または鋼板絞り品を素材と
し、これを冷間塑性加工の一手法である拡大押出するこ
とにより成形できる。また、これによってできるヨーク
の開口端内径拡大部壁は加工硬化により高強度を有する
ので肉薄にでき、その内径拡大部の外径は小さくでき
る。

【００３１】これによりヨークは鋼管または鋼板絞り品
を冷間塑性加工して、エンドカバーは鋼板プレス加工に
て製作するので、両部品とも安価に高い材料歩留や生産
性にて製作できる。またヨークもエンドカバーもお互い
を組付ける際の当接面積を広く確保する必要は無く、ま
た局所的に形状を変化させることができ、さらにヨーク
の開口端内径拡大部壁を加工硬化により高強度化できる
ため、ヨークおよびエンドカバーを薄肉化し、外径を小
さくすることによって小型軽量の電動機とできる。

【００３２】

【実施例】本発明の実施例を図１から図１１により参考
例を図１２から図１３により説明する。図１は自動車の
エンジン始動用スタータのヨーク１とエンドカバー２に
本発明を適用した例の縦断面斜視図、図２は図１に示し
たヨークの素材である適当な内外径および長さの鋼管の
斜視図、図３は金型を用いて図２に示すヨーク素材の開
口端を内径拡大加工し、図１に示すヨーク成形している
ところの縦断面図、図４は図３のＡ部拡大図でヨーク１
の内径加工後の開口端縦断面図、図５は図１に示された
ヨーク１とエンドカバー２を組込み、締付ボルト３をエ
ンドカバー２の底部外壁から挿入するところの自動車エ
ンジン始動用スタータ電動機構部の縦断面図、図６は図
５に示す状態から締付ボルト３を図示しない機枠に締め
付けた状態の自動車エンジン始動用スタータ電動機構部
の縦断面図、図７は図５のＢ部拡大図、図８は図６のＣ
部拡大図、図９は図５に示す状態のエンドカバー２の開
口端端面形状図で図５における端面Ｉ―Ｉ図、図１０は
図６に示す状態のエンドカバー２の開口端端面形状図で
図６における断面ＩＩ―ＩＩ図、図１１は図９と図１０
におけるエンドカバー開口端端面の形状変化を強調した
模式図、図１２はエンドカバー２の材料を樹脂にし、ヨ
ーク１およびエンドカバー２をエンドカバー材に適した
形状としてこれらを図６と同様に組込んだ自動車エンジ
ン始動用スタータ電動機構部の縦断面図、図１３はエン
ドカバー２をアルミダイカストにて製作し、ヨーク１お
よびエンドカバーをエンドカバー材に適した形状として
これらを図６と同様に組込んだ自動車エンジン始動用ス
タータ電動機構部の縦断面図である。

【００３３】本発明を適用したヨーク１とエンドカバー
２は図１に示す形状をしている。ヨーク１は例えば図２
に示す形状の鋼管を素材とし、これを図３に示す金型を
用いて矢印方向に荷重をかけ、冷間塑性加工により開口
端内径を拡大押出成形して製作され、図４に図示するよ
うにヨーク１の開口端内径拡大部は開口端端面１ａより
順に拡大された内径一定部１ｂと、段部１ｄの外径側か
ら半径方向に広がる傾斜面部１ｃと、段部１ｄと、段部
１ｄの内径側から中心に向かう傾斜面部１ｅと、拡大さ
れない内径一定部１ｆよりなる。これらは図３に矢印に
て示す冷間塑性加工によるヨークの開放端内径拡大加工
に必要な荷重を最小にするために加工形状を極力素材形
状に近い形状、すなわち極力肉厚を素材通りとし、材料
の移動変形量を小さくするように考慮するとともに、以
上のような冷間塑性加工により成形される開放端内径拡
大部壁１ｂ〜１ｃは加工硬化により高強度を有するため
極力肉厚を薄くするようにした。（図４参照）一方、エ
ンドカバー２は冷間圧延鋼板を板金プレス加工して製作
され、ヨーク１の内径を拡大された開口端に組付けられ
る際に、エンドカバーの開口端外周すなわち筒部外周２
ｂがヨーク１の拡大された内径一定部１ｂにすきま嵌合
し、ヨークの段部１ｄの外径側から半径方向に広がる傾
斜面部１ｃによって矯正されるように成形される。

【００３４】そしてこれらヨーク１とエンドカバー２は
図５に示すように自動車エンジン始動用スタータに組込
まれ、座金４を介して締付ボルト３はエンドカバー２の
底部外壁から挿入される。この時締付ボルト３の先端が
ヨーク１の段部１ｄの内径側から中心に向かう傾斜面１
ｅに案内されるためスムーズに挿入できる。そして図６
に示すように締付ボルト３はヨーク１の内部を貫通して
図示しない機枠に螺合締付され、エンドカバー２はヨー
ク１に締付固定される。

【００３５】この時エンドカバー２の開口端形状は図９
に示されるように真円度が無くても図７に示されるよう
に、その筒部外周２ｂがヨーク１の拡大された内径一定
部１ｂに嵌入されれば、締付ボルト３を締付けることに
より図８および図１０に示されるようにエンドカバー２
の筒部外周２ｂはヨーク１の段部１ｄの外周側から半径
方向に広がる傾斜面部１ｃによって矯正されつつ、エン
ドカバー２の開口端端面２ａがヨーク１の段部１ｄに当
接するので、エンドカバー２単品に剛性が無くてもヨー
ク１とエンドカバー２の組立品を高精度高剛性にでき
る。図１１にこの時のエンドカバー２の開口端端面２ａ
の形状変化を模式的に強調して示す。破線が締付ボルト
３を締付ける前の形状、実線が締付ボルト３を締付けヨ
ーク１の段部１ｄの外周側から半径方向に広がる傾斜面
部１ｃにより矯正された形状を示す。 またヨーク１お
よびエンドカバー２とも鋼製であるため、通常の電動機
の使用環境温度において許容量以上のクリープ変形を起
こす恐れは無く、共に同程度の面圧強度を有し、素材と
して一般的によく用いられている安価な材料を使用でき
る。

【００３６】さらにヨーク１は鋼管を冷間塑性加工して
エンドカバー２は鋼板プレス加工にて製作するので、両
部品とも安価に高い材料歩留や生産性にて製作できる。
その上ヨーク１もエンドカバー２もお互いを組付ける際
の当接面積を広く確保する必要は無く、また局所的に形
状を変化させることができ、さらにヨーク１の開口端内
径拡大部壁を加工硬化により高強度化できるためヨーク
１およびエンドカバー２を薄肉化し、外径を小さくする
ことによって小型軽量の電動機とできる。

【００３７】図１２と図１３は自動車のエンジン始動用
スタータの電動機構部における従来技術の公知例で、図
１１はエンドカバー２の材料を樹脂にし、ヨーク１およ
びエンドカバー２をエンドカバー材に適した形状とした
例、図１２はエンドカバー２をアルミダイカストにて製
作し、ヨーク１およびエンドカバー２をエンドカバー材
に適した形状とした例である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、鉄製の筒状のヨーク
と、該ヨークの開口端に装着される鋼板プレス品椀状エ
ンドカバーと、前記ヨークと前記エンドカバーを挟着固
定する締付ボルトとからなる外殻を有する小型電動機に
おいて下記の効果がある。

【００３９】(1) エンドカバーのヨークへの組付構造は
組付する際にヨークによってエンドカバーの筒部外周を
矯正することにより、エンドカバー単品に剛性が無くて
も組付状態における両部品の剛性精度を高くでき、かつ
前記２部品のみならず締付ボルトについても組立性の良
い構造とできる。

【００４０】(2) ヨークおよびエンドカバーの素材は電
動機の使用環境温度において許容量以上のクリープ変形
を起こす恐れが無く、かつ共に同程度の面圧強度を有
し、一般的によく用いられている安価な材料とできる。

【００４１】(3) ヨークおよびエンドカバーは安価で材
料歩留や生産性の高い加工法にて製作できる。

【００４２】(4) ヨークおよびエンドカバーを薄肉化
し、外径を小さくすることによって小型軽量の電動機と
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車のエンジン始動用スタータのヨークとエ
ンドカバーに本発明を適用した例の縦断面図である。

【図２】図１に示したヨーク素材の斜視図である。

【図３】図２に示すヨーク素材の開口端内径を金型によ
り拡大加工しているところの縦断面図である。

【図４】図３のＡ部拡大図でヨークの内径加工後の開口
端の縦断面図である。

【図５】図１に示されたヨークとエンドカバーを組込
み、締付ボルトをエンドカバー２の底部外壁から挿入す
るところの自動車エンジン始動用スタータ電動機構部の
縦断面図である。

【図６】図５に示す状態から締付ボルトを図示しない機
枠に締め付けた状態の自動車エンジン始動用スタータ電
動機構部の縦断面図である。

【図７】図５のＢ部拡大図である。

【図８】図６のＣ部拡大図である。

【図９】図５に示す状態のエンドカバーの開口端端面形
状図で、図５におけるＩ―Ｉ線断面図である。

【図１０】図６に示す状態のエンドカバーの開口端端面
形状図で、図６におけるＩＩ―ＩＩ図線断面図である。

【図１１】図９と図１０におけるエンドカバー開口端端
面の形状変化を強調した模式図である。

【図１２】エンドカバーの材料を樹脂にし、ヨークおよ
びエンドカバーをエンドカバー材に適した形状としてこ
れらを図６と同様に組込んだ従来の自動車エンジン始動
用スタータ電動機構部の縦断面図である。

【図１３】エンドカバーをアルミダイカストにて製作
し、ヨークおよびエンドカバーをエンドカバー材に適し
た形状としてこれらを図６と同様に組込んだ従来の自動
車エンジン始動用スタータ電動機構部の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ヨーク １ａ ヨーク開口端端面 １ｂ 拡大された内径一定部 １ｃ 段部の外径側より半径方向に広がる傾斜面部 １ｄ 段部 １ｅ 段部の内径側より中心に向かう傾斜面部 １ｆ 拡大されない内径一定部 ２ エンドカバー ２ａ エンドカバー開口端端面 ２ｂ エンドカバー筒部外周 ３ 締付ボルト ４ 座金 ５ パンチ ６ ダイス ７ ウケ型Ａ ８ ウケ型Ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄製筒状のヨークと、該ヨークの開口端
   に装着される鋼板プレス品からなる椀状のエンドカバー
   と、前記ヨークと前記エンドカバーを締付固定する締付
   ボルトとからなる外殻を有する小型電動機において、 前記エンドカバーの筒部外径を前記ヨークの外径とほぼ
   同一とするとともに、前記エンドカバーの筒部内径を前
   記ヨークの内径よりも少なくとも大きくし、前記ヨーク
   端面部分を拡大しその部分に前記エンドカバーの筒部外
   周を嵌入したことを特徴とするエンドカバーとヨークの
   組付構造を改良した小型電動機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の小型電動機において、前
   記ヨークの拡大部に前記エンドカバーの筒部端面が対向
   する段部を設け、かつ該段部の外径側から半径方向に広
   がり、前記エンドカバーの筒部外周を締まり嵌合するた
   めの傾斜面を形成したことを特徴とするエンドカバーと
   ヨークの組付構造を改良した小型電動機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の小型電動機において、前
   記ヨークに締付ボルトを案内するための前記段部の内径
   側から中心に向かう傾斜面を形成したことを特徴とする
   エンドカバーとヨークの組付構造を改良した小型電動
   機。
4. 【請求項４】 鉄製筒状素材を冷間押出加工によりその
   端部を内径拡大加工しながら加工硬化させ、その拡大部
   に段部と、該段部の外径側から半径方向に広がる傾斜面
   と、該段部の内径側から中心に向かう傾斜面とを成形す
   ることを特徴とするヨークの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４の製造法によるヨークを用いた
   小型電動機。
6. 【請求項６】 請求項１〜３および５のいずれか１項記
   載の小型電動機を用いた製品。