モータハウジングとエンドキャップは図面上は単純に見えても、肉厚、同心度、スタック高さの3つがばらつくと、組立で不具合が出ます。これらは検査ではなく絞り加工によって決まるため、金型に織り込んで設計する必要があります。
深絞りモータハウジングの肉厚はどのように管理しますか？
深絞りモータハウジングの肉厚は、ブランク径、絞り比、金型クリアランス、しわ押さえ力、潤滑、およびアイアニングで意図的に肉薄化するかどうかによって決まります。材料は引張られる箇所で薄くなり、圧縮される箇所で厚くなるため、公称肉厚1.0 mmでもカップ底部付近は厚く、肉厚中間部は薄くなるのが一般的です。したがって、均一な肉厚を確保するには、肉厚を意図的に減らして均一化するアイアニング工程を設けるか、基準寸法として絞りを指定し、重要肉厚を指定位置で指示する必要があります。同心度とスタック高さは、選別ではなく、金型の芯合わせ、パイロット、トリミングによって確保します。
アイアニング：肉厚を均一にする必要がある場合
モータハウジングがステータ、軸受座、磁石を保持する場合、内壁はアイアニング面であることがよくあります。ポンチで絞りカップを管理されたクリアランスのダイに押し通し、意図的に肉厚を薄くして、肉厚の均一性と表面粗さを改善します。アイアニングは冷間加工によって材料強度も高めるため、薄肉ハウジングには有効ですが、後工程で成形や溶接が必要な場合は不利になることがあります。
同心度と真円度
内径と外径の同心度は、ダイとポンチの芯合わせ、ブランクおよびストリップ送りの精度、部品のトリミング方法によって決まります。金型特性であるため、摩耗や研削後は、金型を再芯合わせしない限り低下します。実用的な検査方法は、サンプリング部品に対する同心度ゲージまたは画像測定システムで、測定値をロットごとに記録します。
スタック高さとエンドキャップ
モータのスタック高さは、ハウジング長さ、エンドキャップ、スペーサーまたはシムの合計です。それぞれが独自の公差を持つため、金型を製作する前に組立余裕を確認する必要があります。これは「部品は公差内なのにモータが閉まらない」というよくある原因です。組立が敏感な場合は、1つの機能をデータムとして定義し、それに基づいてスタックを管理し、後から部品を選別するのではなく、組立後の高さをサンプルで検査するのが実用的な解決策です。
図面に指示すべき項目
- 肉厚とその測定位置
- アイアニングの要否、または基準肉厚と局所重要肉厚の許容可否
- データムを定義した上での同心度・真円度要件
- スタック高さと嵌合部品間の組立余裕
- 軸受や磁石が収まる内径部の表面粗さ
- 年間数量 — アイアニングは工程が増えるため、量産数量でなければ採算が合わない
重要ポイント
モータハウジングは検査ではなく組立で不具合が出ます。DFMレビューにスタックアップ検討を含めてもらうことで、肉厚と同心度の課題を金型製作前に解決できます。
よくある質問
絞り加工後の肉厚が均一にならないのはなぜですか？
絞り加工では材料が引張られたり圧縮されたりするため、引張られる箇所で肉厚が薄くなり、圧縮される箇所で厚くなります。均一性はアイアニングによって実現するか、基準条件として許容します。
しごき加工（アイアニング）で部品の強度は上がりますか？
はい。しごき加工時の冷間加工によって強度が上がり、表面粗さも改善されるため、薄肉ハウジングに適しています。ただし、その後の成形性や溶接性は低下することがあります。
同心度はどのように検査しますか？
同心度ゲージまたは画像測定機でサンプリング品を検査し、ロットごとに記録します。データムは図面で指定します。