JP2000023402A - 回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多大な機械的な加工工程が必要な回転機を、
簡単な工程で容易に短時間で製造できる構成からなる回
転機及びその製造方法の提供。 【解決手段】 回転機の製造に際し、円筒部のみを回転
軸に垂直な面で断面された平面形状を有する薄板材を積
層一体化した構成で作成し、残るシャフト部分も外径の
小さな、細い丸棒材よりで構成することにより、複雑な
切削、機械加工を省略できること、打ち抜き材も予め接
着層を設けた材料より打ち抜くと積層工程も容易とな
り、製造工程の簡略化と高効率化が可能となり、極めて
量産性にすぐれた回転機を提供できる。

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、発電機又は電動
機用のインナーローターなどの種々構成からなる回転機
に係り、回転機全体を所要形状に打ち抜いた薄板材にて
積層一体化して組み立てることにより、磁石配置用の円
筒部とギアを配置したシャフトを、多大の工程が必要な
切削加工することなく、簡単に製造できる回転機に関す
る。

【0002】

【従来の技術】発電機1に使用される回転機2は、図1に
示すごとく、インナーローター3の円筒部4の外周に複数
個の永久磁石5を設け、この円筒部4の両端には回転シャ
フト6,7が設けられており、軸受8で軸支される構成から
なるもので、用途により、一方のシャフト6の先端部自
体が所要歯数のギアやハスバ歯車などの歯車を構成した
り、他方のシャフト7には他のギアや回転体との接続用
のキー溝9が設けられることが一般的である。ここでは
発電機としたが、電動機であっても同様である。

【0003】円筒部4とシャフト6,7からなるインナーロータ
ー3の製造には、円筒部4とシャフト6,7が一体の場合、
通常、一つの丸棒材からの切削加工法が用いられ、これ
らを別部材で構成する場合は、同一材質又は異材質の複
数の丸棒材からの切削加工法が用いられる。

【0004】当該シャフト材質は、負荷強度に応じて各種材
質から適宜選定されるが、例えば、加工後の焼き入れを
含む炭素鋼、ステンレス鋼が一般的である。また、この
シャフトは上述のごとく用途により、ローターの両端側
あるいは片端側にキー溝、ギアなどが設けられている
が、シャフト型のギアやハスバ歯車はもちろんのこと、
キー溝も切削により加工することが一般的である。

【0005】インナーローター3の円筒部4の外周に設けられ
る複数の磁石5は、接着剤などの手段により固着される
が、外周方向に等間隔に固定される必要があり、従来法
では、円筒部4の外周表面に位置決めできるように、例
えば凹凸部を設けるために、構造に応じた種々の機械的
な加工が必要となる。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】このように回転機は、
その材質、構成、構造に応じて、丸棒材からの切削や所
要形状の歯車、溝への精密加工などの種々の機械的な加
工が必要となり、複雑かつ多大の機械的な加工工程を経
るため、製造時間並びにコストがかかる問題があった。

【0007】この発明は、多大な機械的な加工工程が必要な
発電機又は電動機用の回転機を、簡単な工程で容易に短
時間で製造できる構成からなる回転機の提供を目的とし
ている。

【0008】

【課題を解決するための手段】発明者は、簡単な工程で
製造できる回転機用シャフトの構成について種々検討し
た結果、円筒部のみを回転軸に垂直な面で断面された平
面形状を有する薄板材を積層一体化した構成で作成し、
残るシャフト部分を1本の心棒材で構成することによ
り、複雑な切削、機械加工を省略できること、打ち抜き
材も予め接着層を設けた材料より打ち抜くと積層工程も
容易となること、歯車、キー溝部の形成のための位置決
め突起を設けたり、打ち抜き材に凹凸部を設けておき、
位置合わせをしてかしめると、短時間で量産が可能であ
ること、さらに円筒部で要求される大径の丸棒材より切
削加工することなく、シャフト部で必要とする外径の小
さな、細い丸棒材より切削加工することが可能で、切削
加工量が少なく、効率よく製造できることを知見し、こ
の発明を完成した。

【0009】すなわち、この発明による回転機は、外周面に
複数の磁石を配設可能にした円筒部と、円筒部端面の少
なくとも一方にシャフトを突設し、少なくとも一方のシ
ャフトに歯車及び/又はキー溝が設けられた回転機にお
いて、1本の心棒材の両側にシャフト部が形成され、リ
ング状薄板材を接着層及び/又は機械的接合により積層
一体化されて形成した円筒部の中心孔に、前記心棒材の
両シャフト部間が貫通固着されたことを特徴とする。

【0010】

【発明の実施の形態】この発明は、少なくとも外周面に
複数の磁石を配設可能にした円筒部と、歯車及び/又は
キー溝が設けられたシャフトからなる回転機を製造する
に際し、この回転機の前記円筒部のみを、回転軸に垂直
な面で断面された平面形状を有する所要厚みの多数の薄
板材を積層して一体化し、所定の形態を形成できるよう
に、プレス加工にて例えばステンレス鋼板より打ち抜き
材を多数枚用意しておくもので、切削加工で形成してい
たギア形状などを高精度が期待できるプレス加工で実現
できることを特徴とする。

【0011】この発明において、回転機の各構成部はそれぞ
れ外径が異なるが、円筒部の断面形状の金型でプレス加
工すればよいため、各構成部をそれぞれ要求される異な
る金属材質より作成することが可能となる。また、例え
ば、円筒部を構成する一部の薄板材の所要部の外径が他
より大径となして、大径部で配設する磁石端の支持端を
構成することが可能である。

【0012】この発明において、薄板材の積層一体化方法に
は接着による方法、例えば、平面部に予め接着剤層を設
けた薄板材を用いて積層と同時に一体化を完了する方法
が採用できる。接着剤のみの場合の他、後述する機械的
接合方法を併用することも可能である。

【0013】この発明の機械的接合方法としては、ピンかし
め法、凹凸(ダボ)かしめ法、レーザー溶接やスポット溶
接などの溶接法が採用できる。まず、ピンかしめ法は、
回転機の各構成部の回転軸方向又はそれに平行な方向に
積層薄板材を貫通する結合用棒であるピンが配置され
て、露出するピン端で貫通する積層薄板材全体をかしめ
て固定する。

【0014】凹凸(ダボ)かしめ法は、各構成部を形成する薄
板材のプレス加工時に、その平面部及び/又は外周部に
隣接の薄板材との凹凸嵌合可能な突起部を設けて、積層
時に薄板材を順次重ねていくことにより一体接合化が可
能となる。

【0015】溶接法は、積層体の全部又は一部をレーザー溶
接やスポット溶接で一体化するもので、例えば、一般的
な所要側面を溶接する方法と、1枚1枚溶接されながら積
層されていく方法が採用でき、回転機の構成に応じて適
宜選定するとよい。

【0016】上述のごとくこの発明において、ギア、ハスバ
歯車などの歯車やキー溝を含むシャフト部分を容易に作
成できるが、必要に応じてギアなどを別部材で作成後に
嵌合組み立てすることも可能である。

【0017】さらに、円筒部のみを薄板材を積層する構成と
なし、歯車やキー溝を含むシャフト部分を従来と同様に
丸棒材から切削加工、あるいは鍛造して製造し、円筒部
を構成する薄板材の軸心部孔の成形に際しては、回転防
止のために心棒材と嵌合するように、例えば断面D型に
加工したり、溝嵌合のための突起を設けるなど種々の形
状を形成しておくことにより、別途積層作成した円筒部
にこの心棒材を貫通配置するだけで容易に回転機を作成
できる。

【0018】

【実施例】図2Aに示す回転機30は、6枚の永久磁石31を
外周部に配置できる円筒部32と、組立時の軸受に嵌合す
る軸支部33b及びギア部33aからなるシャフトと、他方の
軸支部とキー溝を有するシャフト33dから構成される。

【0019】回転機30において、積層一体化構造を有する構
成部が円筒部32のみであり、永久磁石31を配設する円筒
部32は、外周部に放射状に6ヶ所の矩形突起を設けた所
要外径の円板状の薄板材をプレス打ち抜きで作成し、板
材に予め設けられた接着層を積層時に介在させて一体化
したもので、外周部の突起37は積層時に軸方向に連続す
る条となり、永久磁石31の周方向の支持端を構成してい
る。また、軸中心部に心棒材33が貫通配置されるため、
貫通孔が設けてある。

【0020】心棒材33は、ここでは丸棒材から切削加工して
作成され、ギア部33aと軸支部33bを有するシャフトと、
円筒部32と嵌合する軸心部33c、さらに他シャフト33dが
形成されている。円筒部32と嵌合する軸心部33cは回り
止めのために断面D型形状に加工されている。

【0021】また、図2Bに示す例は、心棒材34の円筒部32と
嵌合する軸心部の形状が上記例と異なるもので、溝嵌合
が可能なように心棒材34の軸心部には溝加工が、円筒部
32の各薄板材には円形の打ち抜き部に突起を形成してあ
り、円筒部32が周方向に確実に固定される構成からな
る。

【0022】

【発明の効果】この発明は、丸棒材からの切削や所要形
状のギア、溝への精密加工などの複雑かつ多大の機械的
な加工が必要であった回転機の製造に際し、外周面に複
数の磁石を配設可能にした円筒部のみを薄板材が接着層
及び/又は機械的接合により積層一体化する構成とし、
多数の打ち抜き材を所定形状に成形しておき、これらを
積層にて、例えば、接着、軸心に平行する貫通ピンによ
るかしめを行い一体化することにより、上記円筒部の複
雑な切削、機械加工を省略したもので、製造工程の簡略
化と高効率化が可能となり、極めて量産性にすぐれた回
転機を提供できる。

【0023】また、この発明による回転機は、歯車及び/又
はキー溝が設けられたシャフト部を1本の心棒材で構成
することにより、外径の小さな、細い丸棒材より切削加
工することが可能で、切削加工量が少なく、効率よく製
造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図1】発電機の一構成例を示す縦断説明図である。

【図2】Aはこの発明による回転機の構成例を示す斜視説
明図であり、Bは円筒部の中心孔の他の嵌合形状を示す
説明図である。

【符号の説明】

1 発電機 2,30 回転機 3 インナーローター 4,32 円筒部 5,31 永久磁石 6,7,33d シャフト 8 軸受 9 キー溝 33b 軸支部 33a ギア部 33,34 心棒材 33c 軸心部 37 突起

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 外周面に複数の磁石を周方向に配設可能
   にした円筒部と、円筒部端面の少なくとも一方にシャフ
   トを突設し、少なくとも一方のシャフトに歯車及び/又
   はキー溝が設けられた回転機において、1本の心棒材の
   両側にシャフト部が形成され、リング状薄板材を接着層
   及び/又は機械的接合により積層一体化されて形成した
   円筒部の中心孔に、前記心棒材の両シャフト部間が貫通
   固着された回転機。
2. 【請求項2】 請求項1において、円筒部を構成する一部
   の薄板材の所要部の外径が他より大径となり、同部で配
   設する磁石端の支持端を構成する回転機。
3. 【請求項3】 請求項1において、各構成部を形成する薄
   板材の平面部及び/又は外周部に隣接の薄板材との凹凸
   嵌合可能な突起部を設けた回転機。
4. 【請求項4】 請求項1において、薄板材の平面部に予め
   接着剤層が設けられている回転機。
5. 【請求項5】 請求項1において、積層体の全部又は一部
   を溶接で一体化した回転機。
6. 【請求項6】 請求項1において、円筒部の中心孔と心棒
   材外周面との嵌合形態は、孔形状がD字型であるか、キ
   ー溝嵌合である回転機。