JP2000102227A - ロータ用磁石に円筒部材を装着する際のシール方法およびシール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡素な構造によって円筒部材を確実にシールす
るとともに、シール性能を向上させることにある。 【解決手段】第１シール機構１０ａは、円環状に連設さ
れた複数の分割片６６ａ〜６６ｌを有し、変位部材３７
のテーパ面５０の押圧作用下に前記複数の分割片６６ａ
〜６６ｌが半径外方向に変位して円筒部材２０の内周面
全体を押圧することにより、該円筒部材２０の直径を半
径外方向に向かって全周にわたって略均一に拡径させる
拡径手段４８と、前記円筒部材２０の外周面を囲繞する
シールリング６０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの外周面に
所定角度ずつ離間して設けられるロータ用磁石に円筒部
材を装着する際のシール方法およびシール機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、モータは、所定の相数に対応
する巻線が設けられたステータコア（固定子鉄心）と、
外周面に複数の永久磁石が設けられ前記ステータコア内
に回転可能に配設されるロータとを備えている。この種
のロータは、通常、シャフト（回転軸）とヨークとを備
えており、このヨークの外周面に所定角度ずつ離間して
複数個の永久磁石が配設されるとともに、前記永久磁石
が繊維強化樹脂製の円筒部材に被覆されることにより前
記ヨークの外周面に押圧保持されている。

【０００３】上記の円筒部材は、永久磁石がロータの外
周から浮いてしまう等の不具合を解消するために、前記
永久磁石に対して所定の締め付け力を有して被覆する必
要がある。

【０００４】そこで、本出願人は、例えば、円筒部材の
内側に圧力流体を供給してこの円筒部材を拡径させた状
態で、ロータを永久磁石と一体的に前記円筒部材内に挿
入する技術的思想を提案している（特開平９−２８９７
５９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記提案に
関連してなされたものであり、簡素な構造によって円筒
部材を確実にシールするとともに、シール性能を向上さ
せることが可能なロータ用磁石に円筒部材を装着する際
のシール方法およびシール機構を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ロータ用磁石に円筒部材を装着する際
のシール方法であって、前記円筒部材の直径を全周にわ
たって略均一に拡径し、前記拡径した円筒部材の外周面
をシール手段に密着させてシールした状態で該円筒部材
内に圧力流体を導入し、前記圧力流体の圧力を一定に保
持した状態で円筒部材内にロータ用磁石が挿入されるこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、円筒部材の直径を全周に
わたって略均一に拡径させた状態においてシールしてい
るため、確実にシールされ、シール性能が向上する。

【０００８】さらに、本発明は、ロータ用磁石に円筒部
材を装着する際のシール機構であって、円環状に連設さ
れた複数の分割体を有し、前記複数の分割体が半径外方
向に変位して前記円筒部材の内周面全体を押圧すること
により、該円筒部材の直径を半径外方向に向かって略均
一に拡径させる拡径手段と、前記円筒部材の外周面を囲
繞するシール手段と、を備えることを特徴とする。

【０００９】この場合、前記拡径手段は、複数の貫通孔
が所定角度ずつ離間して形成されたリング体と、前記貫
通孔に挿入される軸部が設けられ、前記リング体の外周
面に沿って扇形状に所定角度ずつ分割された複数の分割
片と、前記軸部に係合するテーパ面が形成された変位部
材とを有する。また、前記シール手段は、断面Ｙ字状ま
たは断面Ｖ字状に形成されたシールリングを用いると好
適である。

【００１０】本発明によれば、簡素な構造によって円筒
部材を容易に拡径させることにより、前記拡径された円
筒部材がシール手段に密着し、確実にシールされる。こ
の結果、シール性能が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るロータ用磁石に円筒
部材を装着する際のシール方法について、前記シール方
法を実施するシール機構との関連において好適な実施の
形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１２】図１は、本発明の実施の形態に係る第１お
よび第２シール機構１０ａ、１０ｂが適用された被覆装
置１２を用いて被覆されたロータユニット１４の斜視図
である。このロータユニット１４は、図示しないステー
タの空洞部に回転自在に組み付けられることにより、モ
ータが構成される。

【００１３】ロータユニット１４は、略円筒状のロータ
１６と、このロータ１６の外周部に装着される複数の永
久磁石１８と、前記永久磁石１８を被覆して前記ロータ
１６に装着される円筒部材２０とを備える。ロータ１６
の中央部には、後述する治具の軸部が挿入される孔部２
２が貫通形成されるとともに、このロータ１６の外周面
には、所定角度ずつ離間して、複数、例えば、１２個の
溝部２４が形成され、各溝部２４に永久磁石１８が配置
されている。前記円筒部材２０は、繊維強化樹脂をワイ
ンディングすることにより形成されている。

【００１４】図２は、本実施の形態に係る第１および第
２シール機構１０ａ、１０ｂが適用された被覆装置１２
の縦断面図である。

【００１５】この被覆装置１２は、図示しない固定手段
によって固定された下部側ケーシング３０と、前記下部
側ケーシング３０の上部に連結される上部側ケーシング
３２とを有し、上部側ケーシング３２および下部側ケー
シング３０の内部には、液密な室３４が形成される。

【００１６】前記下部側ケーシング３０は、環状の第１
および第２ブロック体３５ａ、３５ｂと、前記第１およ
び第２ブロック体３５ａ、３５ｂの間に介装された円筒
状の第３ブロック体３５ｃと、前記第２ブロック体３５
ｂの下部側に連結され、後述する変位部材３７が挿通す
る孔部３９が形成された第４ブロック体３５ｄとを有す
る。

【００１７】前記室３４の上部側には、ロッド３６に連
結された図示しない昇降手段によって昇降自在に設けら
れた治具３８と、前記治具３８に連結された軸部４０に
よって保持されるロータ１６および複数の永久磁石１８
とが設けられ、前記室３４の下部側には、図示しないシ
リンダのピストンロッド４２に連結され該ピストンロッ
ド４２と一体的に昇降する円柱状の変位部材３７が収納
される。

【００１８】前記変位部材３７の上部には、図３に示さ
れるように、円形状の平面部４４を有する膨出部４６が
形成され、前記膨出部４６には、後述する拡径手段４８
に係合し平面部４４側に向かって徐々に縮径するテーパ
面５０と、前記テーパ面５０に連続し略同一の直径から
なる円周面５２とが形成されている。

【００１９】なお、初期位置においては、図２に示され
るように、ロータ１６および永久磁石１８が室３４の上
部側にあり、変位部材３７の外周面と円筒部材２０との
間には、該円筒部材２０の上端部を液密に保持する第１
シール機構１０ａと前記円筒部材２０の下端部を液密に
保持する第２シール機構１０ｂとによって閉塞された油
圧室５４が形成されている。

【００２０】第１シール機構１０ａは、前記第１ブロッ
ク体３５ａの凹部に固定された環状体５６の内周面に形
成された環状溝５８に装着され、例えば、ＮＢＲ等の弾
性材料によって形成されたシールリング（シール手段）
６０と、円筒部材２０の長手方向に沿った一端部の内周
面全体を半径外方向に向かって押圧して拡径させること
により、該円筒部材２０をシールリング６０に対して密
着させる拡径手段４８とを有する。

【００２１】前記拡径手段４８は、図３並びに図４に示
されるように、断面長方形状の複数の貫通孔６２が周方
向に沿って所定角度ずつ離間して形成されたリング体６
４と、前記リング体６４の外周面に沿って円環状に連設
して設けられ、扇形状に所定角度ずつ分割された複数の
分割片６６ａ〜６６ｌとを有する。

【００２２】前記複数の分割片６６ａ〜６６ｌは、それ
ぞれ、前記貫通孔６２に挿入される軸部６８と前記軸部
６８と一体的に連結された押圧部７０とから構成され、
リング体６４の貫通孔６２に挿入される軸部６８を介し
て半径方向（図４の矢印方向）に沿って変位自在に設け
られる。

【００２３】前記押圧部７０の側面は、円筒部材２０の
内周面に対応して断面円弧状に形成され、また前記軸部
６８の一端部は、変位部材３７のテーパ面５０に対応す
る逆テーパ面７２が形成されている。この場合、前記変
位部材３７の上昇作用下に、膨出部４６に形成されたテ
ーパ面５０と前記軸部６８の逆テーパ面７２とが摺接す
ることにより、各分割片６６ａ〜６６ｌがリング体６４
の外周面から半径外方向に向かって微小距離だけ変位す
るように設けられている。

【００２４】この結果、リング体６４の外周面に沿って
環状に配設された複数の分割片６６ａ〜６６ｌは、半径
外方向に向かって変位し、押圧部７０が円筒部材２０の
内壁面全体を半径外方向に向かって略均一に押圧するこ
とにより該円筒部材２０の一端部が拡径する。

【００２５】シールリング６０は、図５に示されるよう
に、断面略Ｙ字状に形成され、分岐する一組の舌片７４
ａ、７４ｂの弾発力の作用下にシール機能が発揮され
る。なお、前記シールリング６０は、断面略Ｙ字状に限
定されるものではなく、図６に示されるように、断面略
Ｖ字状に形成されたシールリング６０ａであってもよ
い。

【００２６】第２シール機構１０ｂは、円筒部材２０の
外周面を囲繞する環状の緊締部材７６と、前記緊締部材
７６の環状溝に係合するシール部材７８と、前記緊締部
材７６のねじ孔に螺入され、前記緊締部材７６を下方側
に向かって引張するボルト８０とを有する。この場合、
前記ボルト８０のねじ込み作用下に緊締部材７６が下方
側に引張され、シール部材７８が変形して円筒部材２０
の外周面に密着することによりシール機能が営まれる。

【００２７】本発明の実施の形態に係る第１および第２
シール機構１０ａ、１０ｂが適用された被覆装置１２
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。

【００２８】先ず、下部側ケーシング３０の内壁面に沿
って円筒部材２０を装着するとともに、図示しないシリ
ンダの駆動作用下に変位部材３７を室３４の上部側に変
位させておく。この場合、室３４内には、圧油が供給さ
れていない状態にあるものとする。

【００２９】また、ボルト８０のねじ込み作用下に第２
シール機構１０ｂを構成するシール部材７８が円筒部材
２０の外周面に密着し、前記シール部材７８を介して円
筒部材２０の下端部が確実にシールされた状態にあるも
のとする。

【００３０】なお、円筒部材２０の上端部は、図７に示
されるように、シールリング６０側に押圧されておら
ず、該円筒部材２０の上端部はシールされていない状態
にあるものとする。

【００３１】このような初期状態において、図示しない
シリンダの駆動作用下に変位部材３７を上方側に向かっ
て微小距離だけ変位させることにより、膨出部４６のテ
ーパ面５０と分割片６６ａ〜６６ｌの軸部６８の逆テー
パ面７２との摺接作用下に複数の分割片６６ａ〜６６ｌ
がそれぞれ半径外方向に向かって微小距離だけ変位す
る。

【００３２】従って、第１シール機構１０ａを構成する
複数の分割片６６ａ〜６６ｌによって円筒部材２０がシ
ールリング６０側に押圧され前記円筒部材２０の上端部
の直径が全周にわたって略均一に拡径することにより、
該シールリング６０が円筒部材２０の外周面に密着した
状態となる（図２参照）。この場合、円筒部材２０の上
端部の直径が全周にわたって略均一に拡径することによ
り、円筒部材２０がシールリング６０によって確実にシ
ールされ、シール性能が向上する。

【００３３】このように、拡径手段４８を構成する複数
の分割片６６ａ〜６６ｌの押圧作用下に円筒部材２０が
拡径し、第１シール機構１０ａのシールリング６０が前
記円筒部材２０の上端部に密着して該円筒部材２０をシ
ールするとともに、第２シール機構１０ｂのシール部材
７８が円筒部材２０の下端部に密着してシールされた状
態において、図示しない油圧ポンプを付勢して円筒部材
２０の油圧室５４内に圧油を導入する。

【００３４】前記円筒部材２０の油圧室５４内に供給さ
れた圧油の油圧によって円筒部材２０の内周面を半径外
方向に向かって押圧する力が発生し（図８中の矢印参
照）、前記円筒部材２０内に供給された圧油によって所
定の油圧が作用すると、この円筒部材２０が半径外方向
に向かって拡径するように変形する（図８参照）。

【００３５】この場合、第１シール機構１０ａおよび第
２シール機構１０ｂを構成するシールリング６０および
シール部材７８によって円筒部材２０の上端部および下
端部が確実にシールされているため、油圧室５４内に供
給された圧油を減圧させることなく所定の油圧に保持す
ることができる。。

【００３６】そして、図示しない昇降手段を付勢しロッ
ド３６を介して治具３８を降下させるとともに、図示し
ないシリンダの駆動作用下に変位部材３７を第４ブロッ
ク体３５ｄの孔部３９に沿って下降させることにより、
油圧により拡径保持されている円筒部材２０内に、前記
治具３８に保持されたロータ１６および永久磁石１８が
挿入される（図９参照）。

【００３７】なお、円筒部材２０内の余剰な圧油は、永
久磁石１８と上部側ケーシング３２の図示しない間隙か
ら室３４の上部側に導出される。また、図示しないシリ
ンダの駆動作用下に変位部材３７が第４ブロック体３５
ｄの孔部３９に沿って下降する際、複数の分割片６６ａ
〜６６ｌはシールリング６０から下方側に向かって離間
するが、前記シールリング６０の上部側から回り込んだ
圧油の作用下に円筒部材２０がシールリング６０に密着
してシール性が確保される。

【００３８】ロータ１６および永久磁石１８を円筒部材
２０内に挿入する作業が終了した後、室３４内に残存す
る圧油が図示しない油圧ポンプ側に戻されることにより
室３４内の圧力が大気圧に減圧され、そして、円筒部材
２０が縮径することにより前記円筒部材２０によって永
久磁石１８が被覆されて被覆作業が完了する。

【００３９】本実施の形態では、変位部材３７の上昇作
用下に円環状に連設された複数の分割片６６ａ〜６６ｌ
が半径外方向に向かって変位し、円筒部材２０の内壁面
全体を半径外方向に向かって略均一に押圧する。このよ
うに、簡素な構造によって円筒部材２０の上端部の直径
を全周にわたって略均一に拡径させることにより、該円
筒部材２０がシールリング６０によって確実にシールさ
れ、シール性能を向上させることができる。

【００４０】また、本実施の形態では、機械的構造によ
って円筒部材２０の上端部の断面形状が略円形状となる
ように拡径させているため、拡径された円筒部材２０の
上端部の断面形状が多角形状となることがない。換言す
ると、拡径された円筒部材２０の周面に角張った部分が
ないため、該円筒部材２０に対して過大な負荷がかかる
ことを防止することができるという効果が得られる。

【００４１】従って、本実施の形態では、極数が少ない
ロータであっても、円筒部材２０に過大な負荷を付与す
ることがなく該円筒部材２０を組み付けることができる
という利点がある。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４３】すなわち、簡素な構造によって円筒部材の
直径を全周にわたって略均一に拡径させることにより、
確実にシールすることができるとともにシール性能を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシール機構が適用さ
れた被覆装置を用いて被覆されたロータユニットの斜視
図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るシール機構が適用さ
れた被覆装置の縦断面図である。

【図３】円筒部材を半径外方向に向かって拡径させる拡
径手段の構成を示す概略分解斜視図である。

【図４】図３に示す拡径手段の平面図である。

【図５】図２に示すシール機構を構成するシールリング
の一部切欠斜視図である。

【図６】図５に示すシールリングの変形例である。

【図７】円筒部材がシールリングによってシールされて
いない初期状態における被覆装置の部分縦断面図であ
る。

【図８】室内に圧油が供給されて円筒部材が拡径した状
態における被覆装置の部分縦断面図である。

【図９】拡径した円筒部材内にロータおよび永久磁石が
挿入された状態における被覆装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ…シール機構 １２…被覆装置 １４…ロータユニット １６…ロータ １８…永久磁石 ２０…円筒部材 ３０、３２…ケーシング ３４…室 ３５ａ〜３５ｄ…ブロック体 ３７…変位部材 ３８…治具 ４２…ピストンロッ
ド ４６…膨出部 ４８…拡径手段 ５０…テーパ面 ５４…油圧室 ６０、６０ａ…シールリング ６２…貫通孔 ６４…リング体 ６６ａ〜６６ｌ…分
割片 ６８…軸部 ７０…押圧部 ７２…逆テーパ面 ７４ａ、７４ｂ…舌
片 ７６…緊締部材 ７８…シール部材 ８０…ボルト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータ用磁石に円筒部材を装着する際のシ
   ール方法であって、 前記円筒部材の直径を全周にわたって略均一に拡径し、
   前記拡径した円筒部材の外周面をシール手段に密着させ
   てシールした状態で該円筒部材内に圧力流体を導入し、
   前記圧力流体の圧力を一定に保持した状態で円筒部材内
   にロータ用磁石が挿入されることを特徴とするローラ用
   磁石に円筒部材を装着する際のシール方法。
2. 【請求項２】ロータ用磁石に円筒部材を装着する際のシ
   ール機構であって、 円環状に連設された複数の分割体を有し、前記複数の分
   割体が半径外方向に変位して前記円筒部材の内周面全体
   を押圧することにより、該円筒部材の直径を半径外方向
   に向かって略均一に拡径させる拡径手段と、 前記円筒部材の外周面を囲繞するシール手段と、 を備えることを特徴とするロータ用磁石に円筒部材を装
   着する際のシール機構。
3. 【請求項３】請求項２記載の機構において、 前記拡径手段は、複数の貫通孔が所定角度ずつ離間して
   形成されたリング体と、前記貫通孔に挿入される軸部が
   設けられ、前記リング体の外周面に沿って扇形状に所定
   角度ずつ分割された複数の分割片と、前記軸部に係合す
   るテーパ面が形成された変位部材とを有することを特徴
   とするロータ用磁石に円筒部材を装着する際のシール機
   構。
4. 【請求項４】請求項２記載の機構において、 前記シール手段は、断面Ｙ字状または断面Ｖ字状に形成
   されたシールリングからなることを特徴とするロータ用
   磁石に円筒部材を装着する際のシール機構。