JP2000502240A - モータにおけるロータの組立方法、および、それによって製造されるロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 正方形の軸部材および４つのマグネット部材を使用するモータにおけるロータ構造物を製造する方法とそれにより製造される構造物とを開示するものである。その方法においては、（ａ）前記軸の側面のそれぞれに前記４つのマグネットの一つの背面を取付け、該軸回りにマグネットの単一の円周方向の層を形成する工程であり、該４つのマグネットが、(i)該４つのマグネットのそれぞれの前記背面部分の部分が、少なくとも所定距離、前記軸の角を越えて延在し、前記軸の円周方向の回りに合計４つの張出領域を形成し、(ii)前記４つのマグネットのそれぞれの一つの側面が前記張出領域に対して接するように取り付けられる、工程と、かつ、（ｂ）その後、前記４つのマグネットの単一の円周方向の層に、前記軸の軸線を中心とした連続した円形の輪郭を形成する工程と、を含んで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 モータにおけるロータの組立方法、および、 それによって製造されるロータ 発明の背景 発明の分野 本発明は、電気モータのロータを組み立てる方法、および、そ れにより製造されるロータに関する。 先行技術の説明 電気モータのロータは、金属製の支持スリーブにより包囲 される永久磁石の配列を保持する中心軸を含んでなる。その軸の外形は、一般に 、円柱形状である。その結果、軸に取り付けられるマグネットは、それぞれ、機 械加工され、その軸への取付以前に内面および外面が形作られる。この生産技術 は、機械加工を通じて部品の特に精密な寸法に負うところとなる。マグネットの 機械加工を通じて生じるいずれの誤差も、軸へのマグネットの取付、または、マ グネットと軸との間、隣接するマグネット間、マグネットとスリーブとの間の隙 間の形成を難しくする結果となる。これらのいずれの条件も不利益として見られ る。 ソビエト連邦国特許第１，６３６，９３０号(Sychev)は、高速電気モータの永 久磁石のロータの製造に関連する問題の解決に対して述べている。この参考文献 は、予め形成されたマグネットの少なくともふたつの層が取り付けられる略正方 形断面を有する軸を使用したものを開示している。半径方向の内側の層における マグネットは、それぞれ、略長方形断面で、長方形の長さ寸法がマグネットのそ れぞれの背面の部分が取り付けられる軸の面の角を越えるような長さである。各 マグネットの側面は、円周の隣接するマグネットにおける延在部分に対して接し ている。半径方向の外側となる第２の層におけるマグネットは、内側の層を形成 するマグネットの外面に取り付けられる。これらのマグネットの外面は、通常、 円柱形状である。しかしながら、第２の層におけるマグネットの長さは、円周 方向の隙間が円周の隣接するルグネットの側面間に設定されるような長さである 。 上述のことを考慮して、先行技術の方法よりもより効率的であると考えられ、 また、連続した円周方向の表面は、円周方向の隙間が隣接するマグネット要素間 に設定されることなくもたらされるロータを製造する電気モータにおけるロータ の製造方法をもたらすことは有益と考えられる。 発明の概要 本発明は、モータにおけるロータ構造物を製造する方法について述べ、また、 それによって形成される特定のロータ構造物について述べる。本発明の方法は、 (i)内側を貫通して延びる軸線延長部と、４つの平坦な側面とを有し、軸線に対 して垂直の断面で見たとき４つの角を持つ正方形とされる軸部材と、(ii)平坦な 背面、二つの平坦な側面および前面をそれぞれが有する４つのマグネット部材と を使用する。マグネットは、好ましくは、セレニウムコバルトで形成される。 本発明の方法は、 （ａ）前記軸の側面のそれぞれに前記４つのマグネットの一つの背面を取付け 、該軸回りにマグネットの単一の円周方向の層を形成する工程であり、 該４つのマグネットが、 (i)該４つのマグネットのそれぞれの前記背面部分の部分が少なくとも所 定距離、前記軸の角を越えて延在し、前記軸の円周方向の回りに合計４つの 張出領域を形成し、 (ii)前記４つのマグネットのそれぞれの一つの側面が前記張出領域に対し て接するように取り付けられる、工程と、かつ、 （ｂ）その後、前記４つのマグネットの単一の円周方向の層に、前記軸の軸線 を中心とした連続した円形の輪郭を形成する工程と、 を含んでなる。 実際上、４つのマグネットのそれぞれの背面は、同一の所定長さ寸法を有して いることが好ましい。図面の簡単な説明 本発明は、本出願の一部を形成する添付図面に関連する以下の詳細な説明によ ってさらに十分に理解されるであろう。 図１Ａから図１Ｆまでは、本発明に従うモータにおけるロータ構造物を製造す る方法の工程を示す線図である。 発明の詳細な説明 以下の詳細な説明の全体を通して、同一の参照符号は、図面におけるすべて図 において同一の要素を示す。 本発明は、電気モータのロータ構造物を製造する方法について述べられる。本 発明に従い製造されるロータ構造物は、通常、参照符号１０によって 示される（図１Ｆ）。ロータ１０は、その中を貫通して延びる軸線延長部ＶＣＬ を有する軸部材１２を含んでいる。軸１２は、図の平面において軸線延長部ＶＣ Ｌに対して垂直な断面で見たとき、正方形の形状を有している。軸１２の４つの 平坦な側面は、参照符号１２Ａから１２Ｄにより示されている。面１２Ａから１ ２Ｄのうちの隣接する一つの交叉する部分は、この中で参照符号１２Ｅ−１，１ ２Ｅ−２，１２Ｅ−３，１２Ｅ−４により示される略軸方向に延びる４つの角を 形成している。面１２Ａから１２Ｄは、面あたり０．０００１インチ以内の直角 度となっており、また、面あたり０．０００１インチ以内の平面度となっている 。もし望むならば、軸部材１２は、その中を貫通して延びる中央の軸孔１４を有 してもよい。 本発明に従って、参照符号１６Ａから１６Ｄによって示される４つのマグネッ ト要素は、軸１２の回りにマグネットの単一の周方向の層を形成するように配置 されている。マグネット１６Ａからマグネット１６Ｄを形成するために使用され る好ましい材料は、セレニウムコバルトである。 図１Ａに示されるように、４つのマグネット部材１６Ａから１６Ｄのそれぞれ は、平坦な背面（参照符号１８Ａから１８Ｄのそれぞれによって図面に示されて いる）、第１の平坦な側面（参照符号２０Ａから２０Ｄのそれぞれによって図面 に示されている）、第２の平坦な側面（参照符号２２Ａから２２Ｄのそれぞれに よって図面に示されている）、および、前面（参照符号２４Ａから２４Ｄのそれ ぞれによって図面に示されている）を有している。各マグネットの長さ寸法は、 寸法線２６Ａから２６Ｄによって示されており、一方、各マグネットの幅寸法は 、寸法線２８Ａから２８Ｄによって示されている。背面１８Ａから１８Ｄと、側 面２２Ａから２２Ｄとは、面あたり０．０００１インチ以内の直角度となってお り、また、これらの面は、面あたり０．０００１インチ以内の平面度となってい る。 図１Ａから図１Ｆまでは、本発明に従ってロータを組み立てる工程を線図で示 す。マグネット１６Ａから１６Ｄは、マグネットのＮ極の方向が同一の方向に位 置合わせされ軸１２の円周方向のまわりに配列されて示されている。マグネット 長さの寸法２６Ａから２６Ｄ（または、マグネット１６Ａから１６Ｄの背面１８ Ａから１８Ｄにおける少なくとも長さ寸法）は、大体において等しいことが好ま しい。 図１Ｂから図１Ｅに示されるように、各マグネット１６Ａから１６Ｄまでのそ れぞれの背面１８Ａから１８Ｄは、軸１２の側面１２Ａから１２Ｄの各面に取り 付けられる。その取付は、適当な高温用接着剤を使用して行われてもよい。どん な高温用エポキシ樹脂の接着剤が使用されてもよい。 マグネットは、この場合、側面の一つ（例えば、各マグネット１６Ａから１６ Ｄのそれぞれの側面２２Ａから２２Ｄ）が、軸１２の角１２Ｅ−１から１２Ｅ− ４と大体において同一平面となるように合わせて、軸１２の面に取り付けられる 。図１Ｂから図１Ｅに指示されるような順序正しい取付が好ましいけれども、軸 １２の面に取り付けられるマグネット１６Ａから１６Ｄの順序は、重大ではない 。４個のマグネット１６Ａから１６Ｄのそれぞれは、各マグネット１６Ａから１ ６Ｄの背面１８Ａから１８Ｄの部分３６Ａから３６Ｄが、少なくとも所定距離３ ２Ａから３２Ｄ（図１Ｂから１Ｅのそれぞれ）、軸１２の角１２Ｅ−１から１２ Ｅ−４を越えて延在し、それによって、４つの張出領域３６Ａから３６Ｄを形成 する（図１Ｂから１Ｅのそれぞれ）ように取り付けられ る。加えて、本発明に従って、それぞれ４つのマグネット１６Ａから１６Ｄのそ れぞれ一つの側面（例えば、面２２Ａから２２Ｄ）は、他のマグネットの各張出 領域３６Ａから３６Ｄに接する。 ４個のマグネットが単一の層で軸の面に取り付けられた後、４個のマグネット は、機械加工により軸１２の軸ＶＣＬを中心とした連続した円形の輪郭４０（図 １Ｆ）に形成される。図１Ｅにおいて、最終的な外形の輪郭は、破線４２で示さ れる。マグネット１６Ａから１６Ｄが軸の表面の角を越えて延びる所定距離３２ Ａから３２Ｄ（図１Ｂから図１Ｅ）は、円周方向の隙間が隣接するマグネットの 間に形成されることなく、連続した円形の輪郭４０が形成されるために隣接する マグネット１６Ａから１６Ｄの間に十分な重なりがあるように設定されなければ ならない。マグネット１６Ａから１６Ｄの外面は、０．００１インチの公差で機 械加工されるべきである。 マグネットが連続した円形の輪郭を形成するために機械加工された後、スリー ブ４４（図１Ｆ）が焼きばめないしは他の方法で適切にマグネット１６Ａから１ ６Ｄ上に取り付けられてもよい。 本発明が、マグネットのプレフォーミングおよび付随する寸法の重大さが除去 されるモータのためのロータの組立方法を定義していることは、上述から理解さ れるだろう。さらに、マグネットの単一の層を使用し、および説明された手段で マグネットを包み込むことにより、その層内のマグネットの外面は、連続した円 形の輪郭となる。 先に述べた本発明の示唆の恩恵を受ける当業者が、種々の修正をそれに行ない うる。そのような修正は、添付された請求の範囲において上述したような本発明 の意図の範囲内にあるものとして解されるべきものである。 例えば、マグネット１６Ａからマグネット１６Ｄは、同一の磁極方向を有する ものが示されているが、そのような場合に限られないことは理解されるべきであ る。いくつかのマグネットの磁極の方向は、ロータが使用されるモータのタイプ に応じて異なったものであってもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１０月２１日（１９９７．１０．２１） 【補正内容】 請求の範囲 １． 内側を貫通して延びる軸線延長部と、４つの平坦な側面とを有し、該軸線 に対して垂直の断面で見たとき４つの角を持つ正方形とされる軸部材と、平坦な 背面、二つの平坦な側面および前面をそれぞれが有する４つのマグネット部材と を使用するモータにおけるロータ構造物の製造方法において、 （ａ）前記軸の側面のそれぞれに前記４つのマグネットうちの一つの背面を取 付け、該軸回りにマグネットの単一の円周の層を形成する工程であり、該４つの マグネットが、 (i)該４つのマグネットのそれぞれの前記背面部分の部分が少なくとも所 定距離、前記軸の角を越えて延在し、前記軸の円周の回りに合計４つの張出 領域を形成し、 (ii)前記４つのマグネットのそれぞれの一つの側面が前記張出領域に対し て接するように取り付けられる、工程と、かつ、 （ｂ）その後、前記４つのマグネットの単一の円周方向の層に、前記軸の軸線 を中心とした連続した円形の輪郭を該４つのマグネットのそれぞれの部分を機械 加工による除去によって形成する工程と、 を含むことを特徴とするモータにおけるロータ構造物の製造方法。 ２． 前記４つのマグネットのそれぞれの背面は、等しいことを特徴とする請求 項１に記載のモータにおけるロータ構造物の製造方法。 ３． 請求項２の工程により形成された製造物。 ４． 請求項１の工程により形成された製造物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内側を貫通して延びる軸線延長部と、４つの平坦な側面とを有し、該軸線 に対して垂直の断面で見たとき４つの角を持つ正方形とされる軸部材と、平坦な 背面、二つの平坦な側面および前面をそれぞれが有する４つのマグネット部材と を使用するモータにおけるロータ構造物の製造方法において、 （ａ）前記軸の側面のそれぞれに前記４つのマグネットの一つの背面を取付け 、該軸回りにマグネットの単一の円周方向の層を形成する工程であり、該４つの マグネットが、 (i)該４つのマグネットのそれぞれの前記背面部分の部分が、少なくとも 所定距離、前記軸の角を越えて延在し、前記軸の円周方向の回りに合計４つ の張出領域を形成し、 (ii)前記４つのマグネットのそれぞれの一つの側面が前記張出領域に対し て接するように取り付けられる、工程と、かつ、 （ｂ）その後、前記４つのマグネットの単一の円周方向の層に、前記軸の軸線 を中心とした連続した円形の輪郭を形成する工程と、 を含むことを特徴とするモータにおけるロータ構造物の製造方法。 ２． 前記４つのマグネットのそれぞれの背面は、等しいことを特徴とする請求 項１に記載のモータにおけるロータ構造物の製造方法。 ３． 請求項２の工程により形成された製造物。 ４． 請求項１の工程により形成された製造物。 ５． モータにおけるロータ構造物、該ロータ構造物は、内側を貫通して延びる 軸線延長部と、４つの平坦な側面とを有し、該軸線に対して垂直の断面で見たと き４つの角を持つ正方形とされる軸部材と、 平坦な背面、二つの平坦な側面および前面をそれぞれが有する４つのマグネッ ト部材とを使用する方法によって形成され、 該方法においては、 （ａ）前記軸の側面のそれぞれに前記４つのマグネットの一つの背面を取付け 、該軸回りにマグネットの単一の円周方向の層を形成する工程であり、 該４つのマグネットが、 (i)該４つのマグネットのそれぞれの前記背面部分の部分が少なくとも所 定距離、前記軸の角を越えて延在し、前記軸の円周の回りに合計４つの張出 領域を形成し、 (ii)前記４つのマグネットのそれぞれの一つの側面が前記張出領域に対し て接するように取り付けられる、工程と、 （ｂ）その後、前記４つのマグネットの単一の円周方向の層に、前記軸の軸線 を中心とした連続した円形の輪郭を形成する工程と、 を含むことを特徴とするモータにおけるロータ構造物の製造方法。 ６． 前記４つのマグネットのそれぞれの背面が等しい長さとされる請求項５に 記載のロータ構造物。 ７． 各平坦な側面は、前記平坦な背面に対して垂直である請求項５に記載のロ ータ構造物。