JP2003164119A - ロータの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な工程および構成で、永久磁石とロータと
の位相決めを良好に行うとともに、経済的かつ効率的に
製造することを可能にする。 【解決手段】永久磁石３６の端部を、保持用治具５２お
よび拡張治具５６の端部から上方に突出した状態で保持
する保持部材５８と、引き込み機構６０とを備える。引
き込み機構６０は、保持用治具５２を永久磁石３６およ
び円筒部材３８と一体的に拡張させる際、拡張治具５６
を前記保持用治具５２内に引き込む一方、前記永久磁石
３６内にロータヨーク３４を挿入する際に、前記保持用
治具５２および前記拡張治具５６を引き出す機能を有す
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、外周に複数の永久
磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配置されたロータ
に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるため
のロータの製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、モータは、導線を巻き付けること
により巻線が設けられたステータコアと、外周面に複数
の永久磁石が設けられてこの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、シャフトとヨークとを備えており、このヨークの外
周面に所定の角度間隔ずつ離間して複数個の永久磁石が
配置されるとともに、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って、前記ヨークの外周
面に保持されている。

【０００３】そこで、本出願人は、外周に複数の永久磁
石が所定の角度間隔ずつ離間して配置されたロータに、
前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるためのロ
ータの製造方法および装置を提案している（特開平１１
−３４１７５３号公報参照）。この従来技術では、円筒
部材の内周に永久磁石が配置された状態で、この永久磁
石の内周に複数の保持用治具が配置される。次いで、拡
張治具が保持用治具内に押し込まれると、互いに接触す
るテーパ面により前記保持用治具が永久磁石および円筒
部材と一体的に拡張する。さらに、保持用治具および拡
張治具を押し出すとともに、拡張されている永久磁石の
内周にロータが挿入される。

【０００４】このため、上記の従来技術では、簡単な工
程および作業で、永久磁石の被覆処理を円滑に遂行する
とともに、ロータの製造装置を極めて経済的に構成する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術では、複数の永久磁石を所定の角度間隔ずつ配置す
る際、前記永久磁石を位置決めピンにより位相決めし、
あるいは、位置決めガイドが設けられた保持用治具によ
り位相決めしている。また、拡張治具とロータとの位相
を合わせるため、例えば、前記拡張治具の端部に、所定
の位置および位相に対応して凹部を設ける一方、前記ロ
ータの端面に、前記凹部に係合する凸部を設けることが
考えられている。

【０００６】本発明は、この種の位相決めに関連してな
されたものであり、特に永久磁石とロータとの位相決め
をより簡単な工程および構成で良好に行うとともに、経
済的かつ効率的に製造することが可能なロータの製造方
法および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロータの製
造方法および装置では、円筒部材の内周に永久磁石が配
置された状態で、複数の保持用治具が、この永久磁石の
内周に、かつ前記永久磁石のいずれか一方の端部よりロ
ータ軸方向外方に突出して配置される。次いで、ロータ
が、保持用治具および拡張治具の端部からロータ軸方向
に変位している永久磁石に対し位相決めして配置され
る。

【０００８】さらに、拡張治具が保持用治具内に引き込
まれると、互いに接触するテーパ面により前記保持用治
具が永久磁石および円筒部材と一体的に拡張する。そし
て、保持用治具および拡張治具を引き出すとともに、拡
張されている永久磁石の内周にロータが挿入される。

【０００９】このように、永久磁石の端部と保持用治具
および拡張治具の端部とが、ロータ軸方向に相対的に変
位しているため、前記端部同士が同一面に配置される場
合に比べ、前記永久磁石とロータとの位相合わせ作業が
容易かつ確実に遂行可能になる。従って、永久磁石自体
でロータの位相決めを行うことが可能になり、簡単な工
程および構成で、前記永久磁石と前記ロータとの位相決
め作業が良好に遂行されるとともに、該ロータを経済的
に製造することができる。

【００１０】さらに、本発明では、保持用治具を永久磁
石および円筒部材と一体的に拡張させるために、前記保
持用治具内に拡張治具を引き込む一方、拡張されている
前記永久磁石の内周にロータを挿入するために、前記保
持用治具および前記拡張治具を引き出す引き込み機構を
備えている。これにより、ロータの引き込み方向とは反
対側、例えば、装置上部側に構成要素（例えば、保持用
治具および拡張治具を装置下部側に押し出すための加圧
機構等）が配設されることがなく、前記ロータを装置上
部側からセットすることができる。従って、ロータの配
置作業が容易になり、前記ロータの製造作業全体が効率
的に遂行可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
ロータの製造方法が適用されるモータ１２の分解斜視説
明図である。このモータ１２は、三相の巻線が施された
ステータ１４と、このステータ１４の空洞部１４ａに回
転自在に配設されるロータユニット１６とを備える。

【００１２】ステータ１４は、それぞれ円周方向に複数
配置されるステータコア１８と、このステータコア１８
の外周部に断面略コ字状のインシュレータ（絶縁材）２
０を介して巻き付けられるコイル（導線）２２と、前記
ステータコア１８同士が円環状に連設された状態で該ス
テータコア１８を一体的に圧入する鉄系円筒部材２４と
を備える。

【００１３】ステータコア１８は、同一形状の弾性力の
ある鉄系材料から得られた板体を所定の枚数積層して形
成されている。ステータコア１８は、頭部２６と脚部２
８とを備えた略Ｔ字状の形状を有している。頭部２６の
円周方向の一端部に凸部３０が形成される一方、その他
端部に前記凸部３０に対応する凹部３２が形成される。

【００１４】ロータユニット１６は、略円筒状のロータ
ヨーク３４と、このロータヨーク３４の外周部に装着さ
れる複数の永久磁石３６と、前記永久磁石３６を被覆し
て前記ロータヨーク３４に装着される円筒部材３８とを
備える。ロータヨーク３４の中央部には、回転軸３９に
固定される孔部４０が貫通形成されるとともに、このロ
ータヨーク３４の外周面には、所定の角度間隔ずつ離間
して、複数個、例えば、１２個の溝部４２が形成され、
各溝部４２に永久磁石３６が配置される。円筒部材３８
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。

【００１５】図２は、本実施形態に係る製造装置１０の
分解斜視説明図であり、図３は、前記製造装置１０の縦
断面説明図である。

【００１６】この製造装置１０は、円筒部材３８の内周
に永久磁石３６が配置された状態で前記永久磁石３６の
内周に配置されるとともに、内周面に第１テーパ面５０
が形成された複数の保持用治具５２と、外周面に前記第
１テーパ面５０に接触する第２テーパ面５４が形成さ
れ、前記保持用治具５２内に押し込まれることにより、
前記第１および第２テーパ面５０、５４を介して前記保
持用治具５２を前記永久磁石３６および前記円筒部材３
８と一体的に拡張させる拡張治具５６と、前記永久磁石
３６の端部を前記保持用治具５２および前記拡張治具５
６の端部からロータ軸方向上方（矢印Ａ１方向）に変位
した状態で保持する複数の保持部材５８と、引き込み機
構６０とを備える。

【００１７】引き込み機構６０は、保持用治具５２を永
久磁石３６および円筒部材３８と一体的に拡張させるた
めに、拡張治具５６を前記保持用治具５２内に引き込む
一方、拡張されている前記永久磁石３６の内周にロータ
ヨーク３４を挿入するために、前記保持用治具５２およ
び前記拡張治具５６を引き出す機能を有する。

【００１８】製造装置１０は固定ベース６２を備えてお
り、この固定ベース６２を構成する円盤状基台６４の外
周端近傍に、外筒部材６６が装着される。この外筒部材
６６の上端部には、ボルト６８と一対のピン７０を介し
て保持部材５８が取り付けられる。各保持部材５８は、
板状に構成されており、各永久磁石３６に対応するよう
に、外筒部材６６の上端部に対して所定の角度間隔ずつ
離間して配置される。

【００１９】円盤状基台６４には、支持筒体７２が着脱
可能に配置される。この支持筒体７２は、外筒部材６６
の内方にあって、保持用治具５２の下端部を支持可能な
位置に配置される。円盤状基台６４には、支持筒体７２
の内方で前記円盤状基台６４と同心円上に位置して３本
のガイドバー７４が配置され、前記ガイドバー７４の下
端部側がナット７６を介して前記円盤状基台６４に取り
付けられる。

【００２０】円盤状基台６４の中心部には、ガイドポス
ト７８がねじ止めされており、このガイドポスト７８に
は、引き込み機構６０を構成する引き込みロッド８０
が、図示しないアクチュエータの作用下に昇降（矢印Ａ
方向）自在に挿入される。引き込みロッド８０の上端部
には、ねじ部８４が設けられるとともに、このねじ部８
４には、円盤状の係止部材８６が螺合可能である。

【００２１】保持用治具５２は、略矩形状を有してお
り、その外面側に平坦状接触面８８が形成されるととも
に、その内面側に鉛直上方向（矢印Ａ１方向）に向かっ
て外方に傾斜する第１テーパ面５０が設けられる。

【００２２】拡張治具５６は、略円筒状を有しており、
その外周面に各保持用治具５２の第１テーパ面５０に対
応して鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に向かって内方に傾
斜する第２テーパ面５４が形成される。この拡張治具５
６の中央には、引き込みロッド８０を挿通する孔部９０
が形成されるとともに、前記孔部９０を中心とする仮想
円周上には、ガイドバー７４を挿通するための３つの貫
通孔９２が形成される。

【００２３】拡張治具５６の上端部には、孔部９０側に
突出してホルダ９４がねじ止めされる。このホルダ９４
に設けられた孔部９６は、引き込みロッド８０を構成す
るねじ部８４を通過させ、かつ係止部材８６を通過させ
ない径に設定されている。貫通孔９２には、ガイドバー
７４が摺動自在に嵌合するガイド筒体９８が設けられ
る。

【００２４】このように構成される製造装置１０の動作
について、以下に説明する。

【００２５】まず、図３に示すように、固定ベース６２
上には、支持筒体７２上に位置して保持用治具５２が円
環状にセットされ、各保持用治具５２の外側に永久磁石
３６が配置される。永久磁石３６の外側には、円筒部材
３８が装着されるとともに、この円筒部材３８は、ロー
タヨーク３４が圧入される際の径よりも小径に維持され
ている。

【００２６】ここで、各永久磁石３６は、各保持部材５
８上に載置されている。このため、前記永久磁石３６の
上端面は、保持用治具５２の上端面よりロータ軸方向上
方（矢印Ａ１方向）に所定の長さＬだけ突出している。

【００２７】次いで、円環状に配置されている保持用治
具５２の第１テーパ面５０の上部側に第２テーパ面５４
を配置して、拡張治具５６がセットされる。その際、引
き込み機構６０では、引き込みロッド８０が矢印Ａ１方
向に進出しており、ねじ部８４が拡張治具５６に装着さ
れているホルダ９４の孔部９６を貫通して上部に突出し
ている。このねじ部８４の先端側には、係止部材８６が
ねじ込まれている。

【００２８】そこで、図示しないアクチュエータを介し
て引き込みロッド８０が鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に
移動すると、ねじ部８４に取り付けられている係止部材
８６がホルダ９４に係合し、拡張治具５６を矢印Ａ２方
向に引き込む。このため、図４に示すように、拡張治具
５６が保持用治具５２内に引き込まれる一方、前記保持
用治具５２が支持筒体７２に保持されて矢印Ａ２方向へ
の移動を規制されている。従って、拡張治具５６の第２
テーパ面５４と保持用治具５２の第１テーパ面５０との
接触作用下に、前記保持用治具５２が半径外方向に移動
する。

【００２９】その際、保持用治具５２の接触面８８に永
久磁石３６が接触するとともに、この永久磁石３６を周
回して円筒部材３８がセットされている。このため、保
持用治具５２がそれぞれ半径外方向に移動することによ
って、永久磁石３６および円筒部材３８が一体的に拡径
する。

【００３０】上記のように、拡張治具５６を保持用治具
５２内に引き込んで、互いに接触する第１および第２テ
ーパ面５０、５４により、前記保持用治具５２を永久磁
石３６および円筒部材３８と一体的に拡張させた後、引
き込みロッド８０のねじ部８４に螺着されている係止部
材８６が一旦取り外される。そして、図５に示すよう
に、ロータヨーク３４が保持用治具５２および拡張治具
５６上に配置される。

【００３１】この場合、本実施形態では、各永久磁石３
６が各保持部材５８上に載置されており、前記永久磁石
３６の上端面は、保持用治具５２および拡張治具５６の
上端面より矢印Ａ１方向（鉛直上方向）に所定の長さＬ
だけ突出している。従って、ロータヨーク３４の各溝部
４２に対して、永久磁石３６を容易かつ確実に配置させ
ることができる。これにより、永久磁石３６の上端面が
保持用治具５２および拡張治具５６の上端面と同一面に
配置される場合に比べ、前記永久磁石３６とロータヨー
ク３４との位相合わせ作業が容易かつ確実に遂行可能に
なる。

【００３２】このため、本実施形態では、永久磁石３６
自体でロータヨーク３４の位相決めが可能になり、簡単
な工程および構成で、前記永久磁石３６と前記ロータヨ
ーク３４との位相決め作業が良好に遂行されるととも
に、ロータユニット１６を経済的に製造することができ
るという効果が得られる。

【００３３】ロータヨーク３４を永久磁石３６に対して
位相決めした後、引き込みロッド８０が矢印Ａ１方向に
移動する。従って、ねじ部８４がロータヨーク３４の孔
部４０を貫通して外部に突出することになり、前記ねじ
部８４に係止部材８６が取り付けられる。一方、固定ベ
ース６２では、保持用治具５２を支持していた支持筒体
７２が取り外される。

【００３４】そこで、引き込み機構６０を構成する図示
しないアクチュエータの作用下に、引き込みロッド８０
が鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に移動する。このため、
係止部材８６に係合するロータヨーク３４が矢印Ａ２方
向に移動し、前記ロータヨーク３４に当接する保持用治
具５２および拡張治具５６が固定ベース６２内に引き出
されるとともに、前記ロータヨーク３４の外周には、永
久磁石３６と一体的に円筒部材３８が被覆される（図６
参照）。これにより、ロータヨーク３４、永久磁石３６
および円筒部材３８が一体的に装着されたロータユニッ
ト１６が得られる。

【００３５】このように、本実施形態では、保持用治具
５２を永久磁石３６および円筒部材３８と一体的に拡張
させる際、前記拡張治具５６を前記保持用治具５２内
（矢印Ａ２方向）に引き込む一方、拡張されている前記
永久磁石３６の内周にロータヨーク３４を挿入する際、
前記保持用治具５２および前記拡張治具５６を矢印Ａ２
方向に引き出している。

【００３６】従って、引き抜き機構６０は、固定ベース
６２の下部側に配置されており、製造装置１０の上部側
（矢印Ａ１方向）には、例えば、前記引き込み機構６０
に相当する押し出し機構等の構成要素が配設されていな
い。これにより、ロータヨーク３４を永久磁石３６の上
方側からセットすることができ、前記ロータヨーク３４
の配置作業が容易になってロータユニット１６の製造作
業全体が効率的に遂行可能になるという利点がある。

【００３７】なお、本実施形態では、永久磁石３６の端
部を保持用治具５２および拡張治具５６の端部より上方
（矢印Ａ１方向）に所定の長さＬだけ突出して配置して
いるが、これに限定されるものではなく、前記永久磁石
３６の端部を前記保持用治具５２および前記拡張治具５
６の端部より下方（矢印Ａ２方向）に突出して配置して
もよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るロータの製造方法および装
置では、永久磁石の端部と保持用治具および拡張治具の
端部とが、ロータ軸方向に相対的に変位しているため、
前記永久磁石とロータとの位相合わせ作業が容易かつ確
実に遂行可能になる。従って、永久磁石自体でロータの
位相決めを行うことが可能になり、簡単な工程および構
成で、前記永久磁石と前記ロータとの位相決め作業が良
好に遂行されるとともに、該ロータを経済的に製造する
ことができる。

【００３９】さらに、保持用治具および拡張治具が、引
き込み機構を介して引き込まれるため、ロータの引き込
み方向とは反対側、例えば、製造装置の上部側には構成
要素が配設されない。これにより、ロータの配置作業が
容易になるとともに、前記ロータの製造作業全体が効率
的に遂行可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るロータの製造方法が適
用されるモータの分解斜視説明図である。

【図２】本実施形態に係る製造装置の分解斜視説明図で
ある。

【図３】前記製造装置の縦断面説明図である。

【図４】前記製造装置を構成する拡張治具を保持用治具
内に引き込んだ際の動作説明図である。

【図５】前記保持用治具および前記拡張治具上にロータ
を配置する際の動作説明図である。

【図６】前記保持用治具および前記拡張治具を引き出し
て前記ロータの外周に永久磁石および円筒部材を装着す
る際の動作説明図である。

【符号の説明】

１０…製造装置 １２…モータ １４…ステータ １６…ロータユニッ
ト ３４…ロータヨーク ３６…永久磁石 ３８…円筒部材 ５０、５４…テーパ
面 ５２…保持用治具 ５６…拡張治具 ５８…保持部材 ６０…引き込み機構 ６２…固定ベース ６４…円盤状基台 ６６…外筒部材 ７２…支持筒体 ８０…引き込みロッド ８４…ねじ部 ８６…係止部材 ９４…ホルダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に複数の永久磁石が所定の角度間隔ず
   つ離間して配置されたロータに、前記永久磁石を被覆し
   て円筒部材を装着させるためのロータの製造方法であっ
   て、 前記円筒部材の内周に前記永久磁石を配置するととも
   に、複数の保持用治具を前記永久磁石の内周に、かつ該
   永久磁石のいずれか一方の端部よりロータ軸方向外方に
   突出させて配する工程と、 前記保持用治具内に拡張治具を引き込んで、互いに接触
   するテーパ面により前記保持用治具を前記永久磁石およ
   び前記円筒部材と一体的に拡張させる工程と、 前記保持用治具および前記拡張治具の端部から前記ロー
   タ軸方向に相対的に変位している前記永久磁石に対し、
   ロータを位相決めして配置する工程と、 前記保持用治具および前記拡張治具を引き出すととも
   に、拡張されている前記永久磁石の内周に前記ロータを
   挿入する工程と、 を有することを特徴とするロータの製造方法。
2. 【請求項２】外周に複数の永久磁石が所定の角度間隔ず
   つ離間して配置されたロータに、前記永久磁石を被覆し
   て円筒部材を装着させるためのロータの製造装置であっ
   て、 前記円筒部材の内周に前記永久磁石が配置された状態
   で、前記永久磁石の内周に配置されるとともに、内周面
   に第１テーパ面が形成された複数の保持用治具と、 外周面に前記第１テーパ面に接触する第２テーパ面が形
   成され、前記保持用治具内に引き込まれることにより前
   記第１および第２テーパ面を介して前記保持用治具を前
   記永久磁石および前記円筒部材と一体的に拡張させる拡
   張治具と、 前記永久磁石の端部を、前記保持用治具および前記拡張
   治具の端部からロータ軸方向に相対的に変位した状態で
   保持する保持部材と、 前記保持用治具を前記永久磁石および前記円筒部材と一
   体的に拡張させるために、前記拡張治具を前記保持用治
   具内に引き込む一方、拡張されている前記永久磁石の内
   周にロータを挿入するために、前記保持用治具および前
   記拡張治具を引き出す引き込み機構と、 を備えることを特徴とするロータの製造装置。