CN1274074C - 圆筒状元件的制造方法及具有该元件的电动机的制造方法 - Google Patents

Abstract

圆筒状元件的轭铁(4)的外周面或内周面上，固定有环状元件磁铁(10)，磁铁的轴线方向下端面与轭铁(4)的轴线方向下端面固定在同一平面上，或者磁铁的轴线方向下端面固定为稍微突出于轭铁的下端面，并且轭铁(4)的轴线方向下端面所连接的外周面或内周面的一部分，形成有向半径方向外方或内方凹陷的环状槽(4a)。

Description

圆筒状元件的制造方法及具有该元件的电动机的制造方法

对现有技术的交叉引用

本申请文件参考引用2003年4月25日提交的日本专利申请No.2003-120826的公开文本全文，包括其说明书，附图和权利要求书。

技术领域

本发明涉及在外周面或内周面上固定有环状部件的圆筒状元件的制造方法，特别是适用于具有该圆筒状元件的电动机。

背景技术

作为以往的电动机，已知有如下构造：磁铁固定在圆筒状轭铁的外周面或内周面上，定子与该轭铁相对设置，通过磁铁与定子之间产生的磁场使轭铁与定子相对转动，得到旋转力。

作为这样的电动机，例如有如图13中轴线方向剖面图所示的外转子型电动机，轭铁Y的内周面上固定有磁铁M，定子(未图示)隔开间隙配置在磁铁M的半径方向的内方。另外，其它还有内转子型电动机，例如图14中轴线方向剖面图所示，轭铁Y的外周面上固定有磁铁M，定子(未图示)隔开间隙配置在磁铁M的半径方向的外方。并且，将磁铁M固定在轭铁Y上时，磁铁M在轴线方向的位置为磁铁M的轴线方向的下端面与轭铁的轴线方向的下端面在同一平面上，或磁铁M的轴线方向下端面比轭铁的轴线方向下端面向轴线方向下方突出。

这种电动机的轭铁的制造方法，例如在日本发明公开昭和62-31351号公报或日本发明第3195246号公报中有所揭示。这种制造方法，是将轴孔设计在铁板的中央，对铁板局部冲压，进行拉深加工，从而形成圆筒状轭铁。这种情况下，拉深加工后，切断铁板与成形为圆筒状的成形材料使其分离。该切断如图15轴线方向剖面图所示，有沿假想线G施加轴线方向剪切力的方法和沿假想线J施加半径方向剪切力的方法。

施加轴线方向剪切力时，如图16所示，成形材料S的轴线方向下端部产生向轴线方向突出的飞边，难以使成形材料S的轴线方向尺寸达到高精度；另外施加半径方向剪切力时，如图17所示，例如施加向半径方向外方的剪切力，成形材料S的外周面上产生向半径方向外方突出的飞边，会出现例如成形材料S的外周面上不能固定磁铁等环状部件的情况。因此，即使是施加轴线方向和半径方向的剪切力来进行切断，之后也仍需要除飞边的加工步骤。

另外，日本发明公开2000-324773号公报中揭示了如下方法：即在拉深加工时，将成形的圆筒元件的开口端部同时成形出向半径方向外方突出的环状凸缘部。此外，在该公报中，还揭示了以下方法：即在拉深加工时，对半径方向外方端部施加轴线方向的压缩力，使其半径方向外方端部的板厚变薄，半径方向端部形状改变，之后将其半径方向外方端部沿轴线方向切断；或者在拉深加工时，对凸缘部的半径方向外方端部施加轴线方向压缩力，改变其形状，同时沿轴线方向切断。

然而，如上所述的以往技术中，新采用的除飞边加工步骤，使制造工序增加，制造成本提高。并且，日本发明公开2000-324773号公报中所记载的方法，现实中无法适用于开口端口没有凸缘部的圆筒元件。这是因为在拉深加工之后对圆筒状成形材料的开口端部的板厚进行均一的变形，在现实中是非常困难的。

另外，对成形材料的半径方向外方端部沿轴线方向进行切断的方法，在采用了成形材料用作轭铁的小型/薄型电动机中难以使用。小型/薄型电动机的轭铁的内周面或外周面上，安装有磁铁，该磁铁的正下方，设置有安装在回路基板等上的霍尔器件等的位置检测装置。霍尔器件，一般安装在磁铁正下方且更接近磁铁的位置，用于精确检测向磁铁的圆周方向的由旋转产生的磁通量的变化。然而，沿轴线方向切断轭铁时，轭铁的开口端部会造成在轴线方向上有飞边产生，且切断时剪切力歪斜，所以不能使轭铁的轴线方向尺寸达到高精度。如果轭铁的轴线方向尺寸不能达到高精度，磁铁与靠近其配置的霍尔器件等的位置检测装置之间的距离，就不能在圆周方向上达到均一，霍尔器件等的位置检测装置也不能精确地检测出磁铁的磁通量，降低了电动机性能的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高精度、且磁铁等环状部件可固定在其内周面或外周面上的圆筒状元件的制造方法，以及具有该圆筒元件的电动机的制造方法。

此外，本发明的另一目的是，提供一种可以低成本制造出具有尺寸稳定性和可靠性的圆筒状元件的制造方法及具有该圆筒状元件的电动机的制造方法。

另外，本发明的另一目的是，提高具有圆筒状元件作为轭铁的电动机的性能可靠性。

为解决上述问题，本发明的一个实施例的圆筒元件的制造方法，包括：对平板进行某一方向的塑性加工并形成圆筒部的加工步骤；沿半径方向切断所述圆筒部的另一方向的端部的加工步骤；在所述切断加工步骤之后，将环状部件固定在所述圆筒部的外周面或内周面的加工步骤；在形成所述圆筒部的加工步骤之前，形成环状槽的加工步骤，其中环状槽沿所述平板上的所述另一方向的端部的半径方向切断预定线形成，且在所述圆筒部的同心圆上进行切断的加工步骤后仍保留。

将所述环状部件固定为：所述环状部件的端部与所述圆筒部的另一方向的端部配置在同一平面，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部。形成圆筒部的加工步骤后的所述圆筒部的另一方向的端部所连接的外周面或内周面上，配置有所述环状槽。所述环状槽内，收容了所述切断加工步骤时所产生的飞边。

由于对本发明的圆筒状元件的另一方向的端部沿半径方向进行切断，所以可使轴线方向尺寸达到高精度；并且由于固定有环状部件的圆筒状元件的内周面或外周面上具有环状槽，所以，即使在所述切断加工步骤中有飞边产生，飞边也被收容在环状槽内。从而飞边不会妨碍环状部件的固定。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施例的电动机的轴线方向剖面图。

图2为图1的电动机的A-A剖面图。

图3表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第一步骤，(a)为平面图，(b)为图3(a)的B-B剖面图。

图4表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第二步骤，(a)为平面图，(b)为图4(a)的B-B剖面图。

图5表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第三步骤，(a)为平面图，(b)为图5(a)的B-B剖面图。

图6表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第四步骤的轴线方向剖面图。

图7表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第五步骤，(a)为平面图，(b)为图7(a)的B-B剖面图。

图8表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第六步骤，(a)为平面图，(b)为图8(a)的B-B剖面图。

图9表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第七步骤，(a)为平面图，(b)为图9(a)的B-B剖面图。

图10表示用在图1的电动机中的轭铁的制造方法的第八步骤的轴线方向剖面图。

图11为表示用图3至图10的制造方法得到的轭铁的轴线方向剖面图。

图12为图11的C部放大图。

图13为表示外转子型电动机的轭铁和磁铁的关系的轴线方向剖面图。

图14为表示内转子型电动机的轭铁和磁铁的关系的轴线方向剖面图。

图15为以往的电动机的轭铁的圆筒部的轴线方向剖面图。

图16为从图15的圆筒部得到的轭铁的轴线方向剖面图。

图17为从图15的圆筒部得到的另一轭铁的轴线方向剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一实施例进行说明。图1为表示本发明的一个实施例的电动机的轴线方向剖面图。图2为图1的电动机的A-A剖面图。但是图2中省去了旋转轴和绕线等外围元件。并且，为方便起见，本发明所说明的实施例将各图面的上下方向设为“上下方向”，但并不限定实际安装状态的方向。

电动机1具有：圆筒状壳体2，其包括形成于轴线方向上方的小开口部2a，和形成于轴线方向下方的比小开口部2a直径要大的大开口部2b；定子3，固定在壳体2的内周面上；电路基板6，安装在定子3上；以及盘8，安装在壳体2上。

如图2所示，定子3具有：定子铁心组32；绕线33，绕在定子铁心组32上；绝缘体34、35，其从轴线方向上方侧和下方侧夹住定子铁心组32。定子铁心组32为将多枚定子铁心30在轴线方向上重叠而成的层叠体，其中定子铁心30由多个铁心片31圆周向连结而成。如图2所示，各铁心片31具有：在圆周方向上延伸的铁心基部(core back)31a，和从铁心基部31a的中心向半径方向内方突出的齿部(teeth)31b。各齿部31b在俯视状态下呈大致T字形，向其T字形的半径方向延伸的杆部绕有绕线33。

这种定子3的制造方法是：首先，通过在例如电磁钢板上冲孔，成形出多个铁心片31，通过薄壁的连结部连结成一列的定子铁心30，将该定子铁心30多枚重叠，形成定子铁心组32。然后，用绝缘体34、35从轴线方向上方侧及下方侧夹住定子铁心组32，之后，将绕线33绕在定子铁心组32上。最后，使多个铁心片31的连结部弯折，变为环状，形成定子3。另外，如图2所示，为方便表示铁心片31的形状，用不缠绕绕线33时的状态进行表示。

壳体2的轴线方向上方的小开口部2a中装有上轴承51，壳体2的轴线方向下方的大开口部2b中固定有其中心设有轴孔的盘8，盘8的轴孔中装有下轴承52，转子被上轴承51和下轴承52旋转自如地支承。

转子具有：旋转轴5，被上轴承51和下轴承52支承；圆筒状轭铁4，配置在上51和下52之间，且安装在旋转轴5上，并和旋转轴5一体旋转；环状磁铁10，通过粘接等方式固定在轭铁4的外周面上。

回转轴5，在轴线方向贯通壳体2、轭铁4、盖7、电路基板6和盘8。轭铁4的上端面和上轴承51之间的旋转轴上固定有树脂垫片53，并且在旋转轴5的下轴承52的轴线方向的稍微上方处分别固定有金属垫片54及树脂垫片55。金属制垫片54，用来防止旋转轴5的脱出。

轭铁4为由例如SECE材料(镀锌钢板)等磁性材料制成的环状圆筒元件，与壳体2呈同心圆状配置，轴线方向的上方和下方分别具有开口部。轴线方向下方的开口部的内周面上安装有其中心具有轴孔的盖7。另外，轭铁4的外周面上形成有其外径比轴线方向下方外周面小的环状槽4a，从轴线方向下方外周面连到轴线方向下端面。环状槽4a朝轴线方向下方及半径方向外方开口，并且如上所述，轭铁4的外周面上通过粘接等方式固定有磁铁10，其与定子3在半径方向上相对设置。磁铁10的轴线方向下端部向轴线方向下方突出于轭铁4的轴线方向下端部。因此，当从半径方向外方观察时，轭铁4的环状槽4a被磁铁10遮住。通过把旋转轴5压入轴线方向上方的开口部和盖7的轴孔中，使轭铁4固定在回转轴5上。

轭铁4和定子3与金属电片54的轴线方向之间，设置有电路基板6，其被固定在绝缘体35上，电路基板6上安装有导线，用于连接绕线33和外部电路，电路基板6的上面载有霍尔器件。

下面参照图3至图11对轭铁4的制造方法进行说明。图3至图9的(a)表示轭铁4制成前的状态铁板的平面图，(b)为各图(a)的B-B剖面图。用金属型冲压铁板F，沿一条圆周线开出4个圆弧状孔h(图3)。在一条圆周线的中心开出圆形中心孔q(图4)，并使该中心孔q的边缘在轴线方向上竖起(图5)。另外，如图6中轴线方向剖面图所示，用其外径比孔h的内径稍小的环状的冲子P冲压铁板f形成环状槽V(图7)。对孔h所包围的范围进行塑性加工，例如深冲压加工(deep drawing)，形成圆筒部L，使孔h变大并在厚度方向上拉深(图8)。再次对铁板F进行深冲压加工，使圆筒部L的高度增加(图9)。最后如图10所示，使环状元件K与圆筒部L的外周面接触，用刀具N从圆筒部L的内周面向半径方向外方切断圆筒部L的轴线方向下端部。这样，如图11所示，圆筒部L被形成为轭铁4，轭铁4的轴线方向下端部所连接的外周面上形成有以环状槽V为外径的小的环状槽4a。

因此，在轭铁4的轴线方向下端部(环状元件K接触侧)，如图12中图11的C部放大图所示，产生了向半径方向外方突出的飞边4b。但是，由于飞边4b的向半径方向外方突出的长度，比环状槽4a以外的轭铁4的外周面的半径与环状槽4a内的外周面的半径差要小，所以飞边4b的半径方向端部没有比轭铁4的环状槽4a以外的外周面更向半径方向外方突出。因而可以使磁铁10与轭铁4的外周面紧密接触。

另外，如上所述轭铁4是从半径方向进行切断而形成的，所以其轴线方向下端部不会产生向轴线方向突出的飞边。从而轭铁4的高度尺寸几乎不会产生误差，可以以高精度制造出轭铁4。这样轭铁4的轴线方向下端部不会与靠近轭铁4配置的霍尔器件62等接触。

如上所述，根据本发明，环状槽4a，是在平板即铁板F的两面中在通过深冲压加工使圆筒部L突出(或凹陷)的方向形成时，在深冲压加工后的圆筒状元件的外周面(或内周面)上形成的，所以环状槽4a成为用刀具将圆筒部L沿半径方向进行切断后与圆筒状元件的端部相连的退刀槽。由于退刀槽是在深冲压加工前的铁板状态时形成的，所以通过环状的冲子等对铁板施加压力等方式，可以容易地形成深度均一的环状槽4a。

另外由于可以提供磁铁等环状部件容易固定在其内外周面上的具有精确高度的圆筒状元件，所以当圆筒状元件用作电动机的轭铁时，不会出现轭铁和磁铁的轴线方向位置不均一的现象，另外由于磁铁被可靠地固定在轭铁上，所以能够以低成本提供性能可靠的电动机。

虽然上文仅描述了本发明的几个典型实施例，但是本领域技术人员能够容易理解在不明显背离本发明新颖的启示和优点的情况下可以对这些典型实施例作许多修改。因此，所有这些修改都应被认为包括在本发明的范围内。

例如本发明适用于所有将环状部件固定在通过塑性加工而成形的圆筒状元件(和磁性/非磁性无关)的内周面或外周面上，都可以得到和本发明同样的作用效果。

另外在本实施例中仅对内转子型电动机进行了说明，不限于此，本发明还可适用于外转子型电动机，可以得到和本发明同样的作用效果。用于外转子电动机时，在轭铁的轴线方向下方内周面上形成环状槽。

Claims (9)

1、一种圆筒状元件的制造方法，其包括：

对平板进行某一方向的塑性加工并形成圆筒部的加工步骤；

沿半径方向切断所述圆筒部的另一方向的端部的加工步骤；

在所述切断加工步骤之后，将环状部件固定在所述圆筒部的外周面或内周面的加工步骤；和

在形成所述圆筒部的加工步骤之前，形成环状槽的加工步骤，其中沿所述平板上的所述另一方向的端部的半径方向切断预定线来形成环状槽，且该环状槽在所述圆筒部的同心圆上进行切断的加工步骤后仍保留，

将所述环状部件固定为：所述环状部件的端部与所述圆筒部的另一方向的端部配置在同一平面上，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部，

形成圆筒部的加工步骤后的所述圆筒部的另一方向的端部所连接的外周面或内周面上，配置有所述环状槽，在所述环状槽内收容了所述切断加工步骤时所产生的飞边，使飞边不会妨碍环状部件的固定。

2、根据权利要求1所述的圆筒状元件的制造方法，所述环状槽通过对所述平板在所述某一方向上或所述另一方向上进行冲压加工而形成。

3、根据权利要求1所述的圆筒状元件的制造方法，所述飞边从所述圆筒部的另一方向的端部向半径方向外方或内方突出。

4、根据权利要求3所述的圆筒状元件的制造方法，如果将所述环状槽的半径方向长度设为r1，将所述飞边向半径方向外方或内方突出的长度设为r2，则存在r1＞r2的关系。

5、一种具有圆筒状元件电动机的制造方法，包括：

对平板进行某一方向的塑性加工并形成圆筒部的加工步骤；

沿半径方向切断所述圆筒部的另一方向的端部的加工步骤；

在所述切断加工步骤之后，将环状部件固定在所述圆筒部的外周面或内周面的加工步骤；和

在形成所述圆筒部的加工步骤之前，形成环状槽的加工步骤，其中环状槽沿所述平板上的所述另一方向的端部的半径方向切断预定线形成，且在所述圆筒部的同心圆上进行切断的加工步骤后仍保留，

将所述环状部件固定为：所述环状部件的端部与所述圆筒部的另一方向的端部配置在同一平面上，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部，

形成圆筒部的加工步骤后的所述圆筒部的另一方向的端部所连接的外周面或内周面上，配置有所述环状槽，在所述环状槽内收容了所述切断加工步骤时所产生的飞边，使飞边不会妨碍环状部件的固定。

6、根据权利要求5所述的电动机的制造方法，所述环状槽通过对所述平板进行在所述某一方向上或所述另一方向上的冲压加工而形成。

7、根据权利要求5所述的电动机的制造方法，所述飞边从所述圆筒部的另一方向的端部向半径方向外方或内方突出。

8、根据权利要求7所述的电动机的制造方法，如果将所述环状槽的半径方向长度设为r1，将所述飞边向半径方向外方或内方突出的长度设为r2，则存在r1＞r2的关系。

9、根据权利要求5所述的电动机的制造方法，所述圆筒状元件为轭铁，所述环状部件为磁铁。

Images