JP2007336680A - インダクタ型モータ、及びインダクタ型モータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小径であっても高出力特性を実現可能なインダクタ型モータを提供すること。
【解決手段】インダクタ型モータ１は、ステータブロック２０と、略円筒状の励磁コイル２５と、略円柱状のマグネットロータ４０を２個同軸に配列した回転子４とを有し、同軸上に２組配列したステータブロック２０の内周側には、マグネットロータ４０を個別に内挿してある。各ステータ２は、径方向外周側に向けて突出する突出片を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材を元にし、各突出片を曲げ起こして立設させてステータ歯２１を形成してなる。回転子４は、同軸上に２個配列したマグネットロータ４０の中間にマグネット部よりも小径の中間凹部を有している。回転子４は、中間凹部に、各ステータブロック２０において軸方向中間側に位置するステータ２の保持板部２２を外挿している。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転子に永久磁石を採用したインダクタ型モータに関する。

従来より、回転子に永久磁石を採用したインダクタ型モータが知られている。このようなインダクタ型モータ９としては、例えば、図１４及び図１５に示すごとく、ステータ９１１、９１２により励磁コイル９１０を挟持したステータブロック９１と、ステータ９２１、９２２により励磁コイル９２０を挟持したステータブロック９２とを２段にスタックすると共に、ステータブロック９１、９２の内周側に、周方向に交互にＮ極及びＳ極が現れるように外周面を多極着磁した略円柱状のロータ９３を配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。

各ステータ９１１、９１２、９２１、９２２は、図１４及び図１５に示すごとく、上記スタック方向に沿って突出するステータ歯を略同一円周上に複数有している。なお、図１５は、平面上に展開したステータ歯の並びを仮想的に図示したものである。ステータブロック９１、９２では、互いに向けて突出するステータ歯同士が噛み合うように、ステータ９１１（９２１）とステータ９１２（９２２）とが対向配置されている。このインダクタ型モータ９では、図１５に示すごとく、ステータブロック９１に対してステータブロック９２の位相、すなわち回転方向の位置をずらしてある。ステータブロック９１とステータブロック９２との位相差Ｇは、例えば、ステータ歯の形成ピッチの４分の１に当たる回転角に設定される。

上記のように構成したインダクタ型モータ９では、励磁コイル９１０（９２０）への通電により、対向するステータ９１１（９２１）及びステータ９１２（９２２）が異なる極性を呈するように磁化できる。すなわち、ステータブロック９１（９２）において、同一円周上に配列されたステータ歯を周方向に交互にＮ極あるいはＳ極に磁化できる。

このインダクタ型モータ９では、所定シーケンスに沿って励磁コイル９１０、９２０に通電することで、各ステータ歯が呈する極性を時間的に交互に切り替える。各ステータ歯の極性を交互に切り替えすれば、ロータ９３外周面のＮ極あるいはＳ極と各ステータ歯との間で吸引あるいは反発を繰り返し発生させることができる。そして、ロータ９３外周面のＮ極及びＳ極に作用する吸引力あるいは反発力に基づいて、ロータ９３の回転トルクを発生させることができる。インダクタ型モータ９では、上記のごとくスタータブロック９１、９２を回転方向にずらしてスタックしてあるため、ロータ９３が所定の方向に回転し得る。

上記インダクタ型モータ９の構成部品であるステータ９１１、９１２、９２１、９２２は、例えば、磁性材料よりなる略平板状の部材を元にして、内周側に向けて突出する突出片が複数残るように穴加工を施し、その後、各突出片をその根本から曲げ起こし立設させて作製される。このような略平板状の部材を元にした加工工程によれば、打ち抜き加工や折り曲げ加工などのプレス加工等により極めて効率よく、低コストのステータを作製することができる。そして、この低コストのステータ９１１、９１２、９２１、９２２を採用したインダクタ型モータ９は、コストパフォーマンスに優れた製品となり得る。

しかしながら、上記従来のインダクタ型モータでは、次のような問題がある。すなわち、略平板状の部材を元に加工した上記ステータを採用したインダクタ型モータでは、ステータ歯の長さがインダクタ型モータの外径に律則され、その外径サイズによっては出力し得る回転トルクを十分に確保できないおそれがあるという問題がある。

特開平１０−８４６６３号公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小径であっても高出力特性を実現可能なインダクタ型モータを提供しようとするものである。

第１の発明は、略平板状の保持板部から複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータを、上記ステータ歯が周方向に交互に噛み合うように対向配置したステータブロックと、該ステータブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、Ｎ極及びＳ極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含む略円柱状のマグネットロータを２個同軸に配列した回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に２組配列した上記ステータブロックの内周側に上記マグネットロータを個別に内挿したインダクタ型モータであって、
上記各ステータは、径方向外周側に向けて突出する突出片を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材を元にし、上記各突出片を曲げ起こして立設させて上記ステータ歯を形成してなり、
上記回転子は、同軸上に２個配列した上記マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を有すると共に、該中間凹部に、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する上記ステータの上記保持板部を外挿していることを特徴とするインダクタ型モータにある（請求項１）。

上記第１の発明のインダクタ型モータの上記各ステータは、径方向外周側に向けて突出する上記突出片を周方向に複数形成した略平板状の上記中間加工部材を元にして作製したものである。上記各ステータの上記各ステータ歯は、上記中間加工部材の上記各突出片を曲げ起こして立設したものである。

上記中間加工部材では、上記ステータの上記保持板部となる部分を中心として上記各突出片が径方向外周側に向けて突出している。該各突出片の突出長さは、形成する上記保持板部の直径等の寸法仕様に何ら依存せず、自由に設定し得る寸法である。該各突出片の突出長さは、上記中間加工部材を打ち抜くための原材料の大きさに律則されるのみである。すなわち、上記ステータでは、上記インダクタ型モータに対して要求される外径寸法仕様等に関わらず、上記ステータ歯の突出長さを自由に設定できる。

上記ステータ歯の突出長さを外形寸法仕様等とは独立して設定し得る上記インダクタ型モータでは、上記ステータ歯の突出長さを長くすれば、上記インダクタ型モータの高出力特性を実現することが可能になる。例えば、上記インダクタ型モータについて、小径化が必要となった場合には、軸方向の長さを長くすることで、その出力を十分に確保し得る。

以上のように、上記第１の発明のインダクタ型モータは、小径であっても高出力特性を実現し得る優れた構成のものである。

第２の発明は、略平板状の保持板部の外周から複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に噛み合うように２個１組の上記ステータを対向配置したステータブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、Ｎ極及びＳ極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含むマグネットロータを同軸上に２個配列し、該各マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を設けた回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に２個配列した上記ステータブロックの内周側に上記マグネットロータを個別に内挿したインダクタ型モータを製造する製造方法であって、
上記回転子を構成する他方の上記マグネットロータとの回転方向の相対位置を規制するロータ位置決め部を設けた上記各マグネットロータを第１の回転シャフトに外挿して固定する第１のロータ外挿工程と、
上記第１の回転シャフトに外挿して固定した上記各マグネットロータの外周面を着磁して上記着磁面を形成するロータ着磁工程と、
着磁済の上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第１の回転シャフトから抜き取るロータ抜き取り工程と、
上記ステータ歯が反対方向を向くように配置した２個の上記ステータの上記各保持板部が上記中間凹部に外挿配置されるよう、着磁済の上記各マグネットロータを第２の回転シャフトに外挿して固定する第２のロータ外挿工程とを含み、
上記第１及び上記第２のロータ外挿工程では、上記ロータ位置決め部を介して上記各マグネットロータの回転方向の相対位置を規制することを特徴とするインダクタ型モータの製造方法にある（請求項７）。

上記第２の発明のインダクタ型モータの製造方法では、着磁前の上記各マグネットロータを上記第１の回転シャフトに外挿して固定する上記第１のロータ外挿工程、及び上記第１の回転シャフトに外挿して固定した上記各マグネットロータに上記着磁面を形成する上記ロータ着磁工程を実施した後、上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第１の回転シャフトから抜き取る上記ロータ抜き取り工程を実施する。

上記インダクタ型モータの製造方法では、その後、着磁済の上記各マグネットロータを上記第２の回転シャフトに外挿、固定する上記第２のロータ外挿工程を実施する。この第２のロータ外挿工程は、上記ステータ歯が軸方向の反対方向を向くように配置した２個の上記ステータの上記各保持板部を上記中間凹部に外挿させるよう、着磁済の上記各マグネットロータを第２の回転シャフトに外挿して固定する工程である。

この第２のロータ外挿工程では、上記第１のロータ外挿工程と同様に、上記ロータ位置決め部を利用して回転方向の相対位置を精度高く規制しながら、上記各マグネットロータを上記第２の回転シャフトに組み付ける。それ故、上記インダクタ型モータの製造方法では、上記ロータ着磁工程及び上記ロータ抜き取り工程を実施した後、上記第２のロータ外挿工程により上記各マグネットロータを位置精度高く上記第２の回転シャフトに外挿できる。

以上のように上記第２の発明のインダクタ型モータの製造方法によれば、上記各マグネットロータが位置精度高く組み付けされ、設計仕様に沿った優れた性能を発揮し得るインダクタ型モータを製造することができる。

上記第１の発明における上記中間凹部としては、上記回転シャフトに外挿した上記各マグネットロータがなす軸方向に隙間や、上記各マグネットロータのうちの少なくともいずれかについて、軸方向の中間側の端部に設けた小径部が形成するもの等がある。

また、上記回転子は、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する２個の上記ステータの上記各保持板部と、該各保持板部を表裏両面に対面させて保持するように構成した略平板状の中間プレートとを上記中間凹部に外挿しており、
上記各ステータブロックでは、磁性材料よりなる上記中間プレートを介して、対向配置した２個１組の上記ステータを磁気的に接続してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記中間プレートを介して、上記ステータブロックをなす２個１組の上記ステータ間の磁気的な経路を確保することができる。なお、上記インダクタ型モータにおいて軸方向の両端側に配置される上記各ステータについては、例えば、磁性材料よりなる上記モータケースの内周面との直接的又は間接的な接触により磁気的な経路を確保することができる。

また、上記中間プレートは、上記保持板部を介して保持する上記各ステータの回転方向の位置を規制するインナーステータ位置決め部を有していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記中間プレートの上記インナーステータ位置決め部を利用して、上記インダクタ型モータにおいて軸方向の中間側に位置する上記ステータの回転方向の位置を精度高く規制することができる。

さらに、上記モータケースは、上記インダクタ型モータにおいて軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の位置を規制するアウターステータ位置決め部をそれぞれ設けた２個のケース部材よりなり、
上記中間プレートは、上記各ケース部材の回転方向の位置を規制するケース位置決め部を有していることが好ましい（請求項４）。

この場合には、上記中間プレートの上記ケース位置決め部を利用して上記各ケース部材の回転方向の相対位置を精度高く規制できる。さらに、上記各ケース部材の上記アウターステータ位置決め部を利用すれば、上記インダクタ型モータにおいて軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の相対位置を精度高く規制することができる。したがって、上記のように構成すれば、上記中間プレート及び上記ケース部材を介して、上記各ステータブロックを構成する２個１組の上記ステータを精度高く対向配置することができる。さらに、同軸に２個配列した上記ステータブロック間の回転方向の相対位置を精度高く規制することができる。

また、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記ステータに保持した上記支持部材を利用して、上記ステータブロックを構成する他方のステータの上記ステータ歯の先端部を支持することができる。上記ステータ歯の突出方向の長さを長くした場合には、上記先端部の位置精度が低下するおそれがある。上記支持部材を利用して上記ステータ歯の先端を支持すれば、上記各ステータ歯の先端部を剛性高く支持でき、その位置精度を高く維持できるようになる。

また、上記インダクタ型モータは、軸方向長さが直径の１倍以上４倍以下であることが好ましい（請求項６）。
この場合には、径方向外周側に向けて突出する上記突出片を曲げ起こして上記各ステータ歯を形成した上記ステータを採用した上記インダクタ型モータの構成が特に有効となる。

上記第２の発明において、上記第１の回転シャフトと上記第２の回転シャフトが同じものであっても良い。この場合には、上記ロータ抜き取り工程において上記各マグネットロータのうちの一方を抜き取りした後、上記ステータを軸方向の中間に位置させて上記マグネットロータを再度、外挿して固定する上記第２のロータ外挿工程を実施することで上記回転子を組み立てることができる。

一方、上記第１の回転シャフトとして、上記第２の回転シャフトとは異なる部材を利用することも良い。この場合には、上記ロータ抜き取り工程において上記各マグネットロータのうちの両方を抜き取りする必要があるが、新品の上記第２の回転シャフトを利用して上記回転子を作製することができる。

（実施例１）
本例は、インダクタ型モータ１、及びインダクタ型モータ１の製造方法に関する例である。この内容について、図１〜図１２を用いて説明する。
本例のインダクタ型モータ１は、図１〜図３に示すごとく、略平板状の保持板部２２から複数のステータ歯２１が略同一円周上に沿って立設するステータ２を、ステータ歯２１が周方向に交互に噛み合うように対向配置したステータブロック２０と、該ステータブロック２０に外挿する略円筒状の励磁コイル２５と、Ｎ極及びＳ極を周方向に交互に配列した着磁面４０１を外周面に設けたマグネット部４３を含む略円柱状のマグネットロータ４０を２個同軸に配列した回転子４と、励磁コイル２５を外挿したステータブロック２０を収容するモータケース５とを有してなる。このインダクタ型モータ１では、同軸上に２組配列したステータブロック２０の内周側にマグネットロータ４０を個別に内挿してある。
各ステータ２は、径方向外周側に向けて突出する突出片２９１を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材２９（図６参照。）を元にし、各突出片２９１を曲げ起こして立設させてステータ歯２１を形成してなる。
回転子４は、同軸上に２個配列したマグネットロータ４０の中間にマグネット部４３よりも小径の中間凹部４２（図１０参照。）を有している。回転子４は、この中間凹部４２に、インダクタ型モータ１において軸方向中間側に位置するステータ２の保持板部２２を外挿している。
以下、この内容について詳しく説明する。

本例のインダクタ型モータ１は、図１〜図３に示すごとく、いわゆるパーマネントマグネット型（永久磁石型）のブラシレス６極モータである。このインダクタ型モータ１は、その回転に同期した所定シーケンスで励磁コイル２５に通電することにより、回転子４が回転するように構成したものである。このインダクタ型モータ１は、モータケース５の軸方向長さＬが６０ｍｍであり、その直径Ｄが３０ｍｍの小径のものである。なお、インダクタ型モータ１の極数としては、本例の６極のほか、１２極、２４極等、様々な極数を設定することができる。

このインダクタ型モータ１のステータ２は、図４及び図５に示すごとく、中心に貫通孔２２０を設けた略円環状の保持板部２２と、該保持板部２２の外周から立設する６本のステータ歯２１と、組み付け時のステータ２の取り付け姿勢を安定化させるためのスタビライザ２３とを有している。スタビライザ２３は、保持板部２２から径方向外周に向けて突出するように形成した部分である。

なお、本例のステータ２は、磁性材料である鋼板ＳＰＣＥよりなる。ステータ２としては、その他、ＳＰＣＤ、ＳＧＣＤ、ＳＵＹＢ等の磁性材料よりなるものを採用することもできる。さらに、本例では、２個のステータブロック２０を構成する４個のステータ２として、全く同一の仕様のものを採用している。これにより、インダクタ型モータ１を構成する部品種類を低減してある。

ステータ２における６本のステータ歯２１は、図４及び図５に示すごとく、略同一円周上の等間隔に配列するように保持板部２２の外周から立設している。また、６本のスタビライザ２３は、ステータ歯２１の立設位置から周方向に３０度ずつずらして等間隔に形成してある。６本のスタビライザ２３のうちの１本おきの３本は、その径方向の先端を折り曲げた係合ピン２３１を有している。この係合ピン２３１は、ステータ歯２１の突出方向とは反対側に突出し、相手部材（本例では、図７に示す中間プレート２６、あるいはケース部材５０の底面。）に係合するように形成してある。

ここで、本例のステータ２を作製する方法について説明する。本例のステータ２は、磁性材料よりなる平板状の原材料（図示略）にプレス加工を施して作製したものである。ステータ２を作製するに当たっては、平板状の原材料に打ち抜き加工を施し、図６に示すごとく中間加工部材２９を得る。この中間加工部材２９は、中心に貫通穴２９０を設けた略円環状のリング部２９２と、該リング部２９２の外周における周方向等間隔の６カ所から径方向外側に向けて突出する突出片２９１と、該突出片２９１の形成位置から３０度ずらした各位置から径方向外側に向けて突出する凸状片２９３とを有している。

本例のステータ２は、図４〜図６に示すごとく、上記中間加工部材２９を元にして、突出片２９１等の折り曲げ加工を施したものである。具体的には、リング部２９２から立設するように各突出片２９１を折り曲げて上記ステータ歯２１を形成する第１の折り曲げ加工と、凸状片２９３のうちの周方向の１カ所おきの３カ所の凸状片２９３Ａの先端を突出片２９１とは反対側に向けて折り曲げて上記係合ピン２３１を形成する第２の折り曲げ加工とを実施した。完成品であるステータ２における保持板部２２は、上記リング部２９２よりなる。ステータ歯２１は、上記突出片２９１よりなる。スタビライザ２３は、上記凸状片２９３よりなり、係合ピン２３１は、凸状片２９３Ａの先端を折り曲げたものである。

励磁コイル２５は、図１及び図３に示すごとく、非磁性材料よりなる薄肉略円筒状のボビン２５０の外周に電線２５１を巻き付けたものである。ボビン２５０は、ステータブロック２０に対して隙間なく外挿できるように構成してある。ボビン２５０は、軸方向の両端に、電線２５１の巻き付けを容易にするための大径の側板２５２を有している。なお、本例では、非磁性材料である樹脂（ＰＢＴ）よりなるボビン２５０を採用した。電線２５１としては、材質ポリウレタン銅線よりなるものを採用した。

回転子４は、図１〜図３に示すごとく、インダクタ型モータ１の回転出力を取り出すための回転シャフト４１を有し、該回転シャフト４１に対して２個のマグネットロータ４０を外挿、固定したものである。マグネットロータ４０は、ステータ２のステータ歯２１がなす配設円の内周側に、回転可能な状態で内挿できるように構成してある。マグネットロータ４０は、略円柱形状の外周面に、周方向に交互にＮ極及びＳ極が現れる着磁面４０１を有している。なお、本例では、材質ネオジウムよりなるマグネットロータ４０を採用した。マグネットロータ４０の材質としては、上記のほか、フェライト、サマリウムコバルト等を採用することができる。

各マグネットロータ４０は、他方のマグネットロータ４０に隣接する端部に、着磁面４０１を設けたマグネット部４３よりも小径の小径部４０２（図９参照。）を有している。この小径部４０２は、その端面に偏芯して、相手方の小径部４０２に係合する係合部４０３を有している。一方の小径部４０２の係合部４０３は、軸方向に突出する凹状のものである。他方の小径部４０２の係合部４０３は、上記凹状の係合部４０３に嵌り合う凸状をなすもの（図示略。）である。これらの係合部４０３は、各マグネットロータ４０の回転方向の相対位置を精度高く規制するためのロータ位置決め部をなしている。

そして、図３に示すごとく、係合部４０３同士が嵌り合う状態で２個のマグネットロータ４０を同軸配置した回転子４では、各マグネットロータ４０の小径部４０２が一体となって中間凹部４２を形成している。中間凹部４２は、各マグネットロータ４０において着磁面４０１を設けたマグネット部４３に挟まれて位置する小径の部分である。この中間凹部４２は、ステータ２の保持板部２２及び中間プレート２６を外挿可能なように構成してある。

中間プレート２６は、図７に示すごとく、モータケース５の内径に略一致する外径と、中間凹部４２の外径よりも大きい内径とを呈する略円環板状を呈する部材である。この中間プレート２６は、磁性材料よりなり、ステータブロック２０を構成する２個１組のステータ２を磁気的に接続する経路を構成している。なお、本例では、磁性材料であるＳＰＣＥよりなる中間プレート２６を採用した。

中間プレート２６は、その両面側にステータ２を保持するように構成してある。中間プレート２６は、一方の表面に保持するステータ２の係合ピン２３１（図４参照。）を収容するための第１のインナーステータ位置決め部としての係合穴２６１を周方向の３カ所に有している。さらに、中間プレート２６は、他方の表面に保持するステータ２の係合ピン２３１を収容するための第２のインナーステータ位置決め部としての係合穴２６２を、上記係合穴２６１から周方向に１５度ずつずれた位置に有している。

中間プレート２６は、上記のごとく内周側に略円形状の貫通孔２６０を有している。中間プレート２６の外周は、後述するケース部材５０を外挿して嵌合、固定するように構成してある。さらに、中間プレート２６の外周における周方向等間隔の４カ所には、外側に向けて突出する凸部２６５を設けてある。この凸部２６５は、モータケース５に収容した中間プレート２６の周方向の回転位置を規制するためのケース位置決め部をなしている。
なお、本例では、上記のように、インナーステータ位置決め部としての係合穴２６１、２６２を１枚の中間プレート２６に設けた。これに代えて、中間プレート２６を２枚構成とし、一方に係合穴２６１を設け、他方に係合穴２６２を設けることもできる。

モータケース５は、図１〜図３及び図８に示すごとく、軸方向の中央において分割され、略有底円筒状の２個のケース部材５０よりなる。各ケース部材５０は、後述するアウターステータ位置決め部（本例では、ピン穴５０１。）の配置仕様を除いて共通仕様のものである。まず、各ケース部材５０に共通する仕様から説明する。なお、本例では、材質ＳＰＣＥよりなるケース部材５０を採用した。ケース部材５０の材質としては、上記のほか、ＳＰＣＤ、ＳＵＹＢ、ＳＧＣＤ等を採用することができる。

各ケース部材５０は、図１〜図３及び図８に示すごとく、底面の略中央に回転シャフト４１を貫通させるためのシャフト孔５００を有している。ケース部材５０の開口部５１は、上記中間プレート２６に外挿して嵌合、固定可能なように構成してある。この開口部５１には、上記中間プレート２６の凸部２６５（図７参照。）を収容できるように軸方向に窪む係合凹部５１０を、中間プレート２６の凸部２６５の配設位置に対応して設けてある。

ケース部材５０は、図１〜図３及び図８に示すごとく、その底面にステータ２の係合ピン２３１（図４参照。）を収容するためのアウターステータ位置決め部であるピン穴５０１を有している。ピン穴５０１は、シャフト孔５００を中心として略同一円周上の等間隔の３カ所に位置している。各ケース部材５０における相違点は、回転方向（周方向）における係合凹部５１０とピン穴５０１との位置関係にある。各ケース部材５０では、係合凹部５１０に対するピン穴５０１の形成位置が周方向に１５度ずつずれている。

一方のケース部材５０のピン穴５０１は、図１〜図４に示すごとく、中間プレート２６の係合穴２６１から回転方向に３０度ずつずれている。これにより、このケース部材５０のピン穴５０１に係合ピン２３１を係合したステータ２と、中間プレート２６の係合穴２６１に係合ピン２３１を係合したステータ２とを、回転方向に３０度ずらして対向させることができる。ステータ歯２１を６０度毎に設けたステータ２によれば、回転方向に３０度ずらして対向させることで、それぞれのステータ歯２１を噛み合わせることができる。また、他方のケース部材５０のピン穴５０１は、中間プレート２６の係合穴２６２から回転方向に３０度ずつずらして形成してある。

なお、本例では、上記のように仕様の異なる２部品のケース部材５０によりモータケース５を構成した。これに代えて、同一仕様のケース部材５０によりモータケース５を構成することもできる。すなわち、３個１組のピン穴５０１を周方向に１５度ずつずらして２組穿孔すれば、同一仕様の２個のケース部材５０によりモータケース５を構成することが可能になる。さらに、深絞り加工により形成したケース部材５０よりも深い有底略円筒状の部材と、蓋状の部材とを組み合わせたモータケース５を採用することもできる。

次に、本例のインダクタ型モータ１の構成がさらに明確となるよう、図８〜図１１を用いて上記各部品の組み付け手順を説明する。まず、本例のインダクタ型モータ１は、図１に示すごとく、ステータ歯２１が噛み合うようにステータ２を対向配置すると共に励磁コイル２５を外挿したステータブロック２０と、外周面にＮ極及びＳ極を交互に設けたマグネットロータ４０を含む回転子４を、モータケース５に組み付けたものである。そして、このインダクタ型モータ１では、同軸上に２組配列したステータブロック２０の内周側に、マグネットロータ４０を個別に配置してある。

このインダクタ型モータ１を製造するに当たっては、中間プレート２６に保持された２個のステータ２を軸方向の中間に外挿すると共に、２個のマグネットロータ４０を回転シャフト４１に外挿、固定した回転子４（図１１参照。）を作製する。この回転子４を作製するに当たって、本例では、図９〜図１１に示すごとく、中間プレート２６及びステータ２を除いてロータマグネット４０のみを第１の回転シャフト４１１に外挿固定する第１のロータ外挿工程、第１の回転シャフト４１１に外挿固定した各マグネットロータ４０の外周面を着磁するロータ着磁工程、第１の回転シャフト４１１から各マグネットロータ４０を抜き取るロータ抜き取り工程、及び中間プレート２６等と共にロータマグネット４０を第２の回転シャフト４１に外挿固定する第２のロータ外挿工程を、この順番で実施した。

上記第１のマグネットロータ外挿工程では、図９及び図１０に示すごとく、生産治具としての第１の回転シャフト４１１に対して、着磁前の２個のマグネットロータ４０を外挿、固定する。ここで、２個のマグネットロータ４０を外挿固定するに当たっては、それぞれの小径部４０２の端面に設けた係合部４０３が嵌合（凸状の係合部４０３と凹状の係合部４０３が嵌り合う状態。）するよう、各マグネットロータ４０の回転方向の相対位置を調整する。

その後、上記ロータ着磁工程を実施し、各ロータマグネット４０に多極着磁を施し、その外周面に着磁面４０１を設けた。このロータ着磁工程では、６カ所のＮ極及びＳ極が周方向に交互に現れる着磁面４０１を、各ロータマグネット４０の外周面に形成した。本例のロータ着磁工程では、同軸上に配列した２個のロータマグネット４０について、各磁極の回転方向（周方向）の形成位置が同一となるように着磁した。

その後、上記ロータ抜き取り工程を実施し、生産治具としての上記第１の回転シャフト４１１から着磁済みの２個のロータマグネット４０を抜き取りし、上記第２のロータ外挿工程を実施する。この第２のロータ外挿工程は、２個のステータ２を保持した中間プレート２６を軸方向の中間に位置させた状態で、着磁済の２個のマグネットロータ４０を第２の回転シャフト４１に外挿する工程である。

第２のロータ外挿工程では、図１１に示すように、回転子４の回転シャフト４１となる第２の回転シャフトに対して、まず、両面側にステータ２を保持した中間プレート２６を外挿する。ここで、中間プレート２６に各ステータ２を保持させるに当たっては、上記のごとく、中間プレート２６の一方の３カ所の係合穴２６１（図７参照。）に一方のステータ２の係合ピン２３１（図５参照。）を係合させると共に、他方の３カ所の係合穴２６２に他方のステータ２の係合ピン２３１を係合させる。ここで、上記のごとく、係合穴２６１と係合穴２６２とは、その穿孔位置を周方向に１５度ずつずらしてある。それ故、上記のごとく２個のステータ２を中間プレート２６に保持させれば、各ステータ２を周方向に１５度ずらすことができる。

その後、中間プレート２６を外挿した回転シャフト４１の両端側から、着磁済のロータマグネット４０を外挿する。回転シャフト４１に対してロータマグネット４０を外挿するに当たっては、ロータマグネット４０の一方の端部に設けた小径部４０２を挿入方向の先端とした。一方の端部からロータマグネット４０を外挿、固定した後、他方の端部からもう一方のロータマグネット４０を外挿する。
なお、ステータ２及び中間プレート２６と、各マグネットロータ４０を回転シャフト４０に外挿する順番としては、上記に代えて、一方のマグネットロータ４０を外挿した後、ステータ２及び中間プレート２６を外挿し、その後、他方のマグネットロータ４０を外挿することも良い。

ここで、ステータ２の保持板部２２の貫通孔２２０（図５）、及び中間プレート２６の間通孔２６０（図７）は、ロータマグネット４０（図１０）の本体部分をなすマグネット部４３よりも小径であって、かつ、小径部４０２よりも大径である。それ故、上記第２のロータ外挿工程により得られる回転子４は、図１１に示すごとく、２個のロータマグネット４０の各小径部４０２がなす小径の中間凹部４２に中間プレート２６等を外挿、配置したものとなる。

ここで、ロータマグネット４０の小径部４０２同士を当接するに当たっては、上記第１のロータ外挿工程と同様、係合部４０３同士が嵌合するように各小径部４０２を当接させている。それ故、上記第２のロータ外挿工程によれば、各マグネットロータ４０の回転方向の相対位置を、上記ロータ着磁工程を実施した際と略同一に設定することができる。したがって、上記インダクタ型モータ１の回転子４は、外挿固定した各ロータマグネット４０の回転方向の位置精度を高く確保したものとなる。本例の第２のロータ外挿工程によれば、各ロータマグネット４０を外挿する際、各着磁面４０１に設けた各磁極の形成位置が回転方向にずれるおそれが極めて少ない。

その後、上記のごとく組み付けた回転子４に対して、図１に示すごとく、軸方向両端側に位置するステータ２や励磁コイル２５等を組み付けし モータケース５に収容する最終の組み立て工程を実施する。この最終の組み立て工程を実施するに当たっては、図８に示すごとく、予め、上記各ケース部材５０に対してステータ２及び励磁コイル２５を組み付けしておく。ここでは、各ケース部材５０の底面に設けた３カ所のピン穴５０１に対して係合ピン２３１が係合するようにステータ２を組み付ける。さらに、ケース部材５０に組み付けたステータ２に外挿するように励磁コイル２５を組み付ける。

そして、上記最終の組み立て工程では、図１及び図２に示すごとく、回転子４の両端側から上記各ケース部材５０を組み付けする。このとき、回転子４に組み付けた中間プレート２６の外周に設けた上記凸部２６５と、各ケース部材５０の開口部５１に設けた上記係合凹部５１０とが合致する状態で、中間プレート２６に対してケース部材５０の開口部５１を嵌合させて固定した。

ここで、ケース部材５０に保持したステータ２は、その係合ピン２３１（図４）とピン穴５０１（図１）との係合により、ケース部材５０に対する回転方向の位置を規制してある。一方、中間プレート２６に保持したステータ２は、その係合ピン２３１（図４）と係合穴２６１あるいは２６２（図７）との係合により、中間プレート２６に対する周方向位置を規制してある。さらに、中間プレート２６と各ケース部材５０との回転方向の相対位置は、中間部材２６の外周に設けた凸部２６５（図７）と、ケース部材５０の開口部５１に設けた係合凹部５１０（図８）との係合により規制してある。

それ故、上記のごとく、凸部２６５と係合凹部５１０とが係合するように回転子４をケース部材５０に収容すれば、各ステータブロック２０をなす各ステータ２について、回転方向の相対位置を規制して、それぞれのステータ歯２１が噛み合うように対向配置させることができる。

上記のごとく、本例では、各ケース部材５０の各ピン穴５０１の回転方向の形成位置、及び中間プレート２６における係合穴２６１、２６２を１５度ずつずらしてある。それ故、本例のインダクタ型モータ１では、軸方向に配列した２個のステータブロック２０を回転方向に１５度ずらして配置することができる。

以上のように、本例のインダクタ型モータ１の各ステータ２は、径方向外周側に向けて突出する突出片２９１を周方向に複数形成した略平板状の中間加工部材２９を元にして作製したものである。ステータ２のステータ歯２１は、中間加工部材２９の突出片２９１を折り曲げて立設したものである。この中間加工部材２９における各突出片２９１の突出長さは、最終加工部品としてのステータ２の直径等の寸法仕様に何ら依存せず、自由に設定し得る寸法である。それ故、上記各突出片２９１を立設させたステータ歯２１を備えた本例のステータ２では、インダクタ型モータ１に対して要求される外径寸法仕様等に関わらず、ステータ歯２１の突出長さを自由に設定できる。

ステータ歯２１の突出長さを外形寸法仕様等とは独立に設定し得る本例のインダクタ型モータ１では、小径であっても軸方向の長さを長くすることで、その出力を十分に確保し得る。すなわち、例えば、ステータ歯２１の突出長さを長くすれば、上記インダクタ型モータ１の外径を小径化した場合であっても高出力特性を実現することが可能になる。

さらに、本例のインダクタ型モータ１の製造方法において、第１のロータ外挿工程、ロータ着磁工程、及びロータ抜き取り工程の後工程として実施する第２のロータ外挿工程は、第１のロータ外挿工程と同様、ロータ位置決め部である係合部４０３を利用して回転方向の相対位置を精度高く規制しながら各マグネットロータ４０を外挿、固定する工程である。この第２のロータ外挿工程によれば、着磁済の各ロータマグネット４０の回転方向の相対位置を精度高く再現できる。それ故、本例のインダクタ型モータの製造方法によれば、設計仕様通りの優れた特性を呈する製品を製造し得る。

なお、図１２に示すごとく、ステータ歯２１の先端部を収容する歯収容部２４１を周方向の６カ所に設けた略円環平板状の非磁性材料よりなる支持部材２４を採用することも良い。保持板部２２の表面に当接するように支持部材２４をステータ２に保持させれば、ステータブロック２０をなす他方のステータ２のステータ歯２１の先端部を歯収容部２４１に収容できる。このように支持部材２４によりステータ歯２１の先端部を支持すれば、ステータ歯２１を剛性高く支持でき、先端部の位置精度を高めることが可能になる。

なお、図１３に示すごとく、マグネットロータ４０の軸方向の長さに対して、ステータ歯２１の軸方向の長さを若干長くしておくことも良い。この場合には、マグネットロータ４０の端面と保持板部２２との間隙に、支持部材２４を配置することができる。さらに、支持部材２４の材質としては、非磁性材料であるアルミ、樹脂、黄銅等を採用することができる。

またなお、中間プレート２６を非磁性材料により形成すると共に、インダクタ型モータ１において軸方向中間側に位置するステータ２のスタビライザ２３を径方向に延長してケース部材５０の内周面に接触させることも良い。また、中間プレート２６を廃止することもできる。この場合には、スタビライザ２３を径方向に延長した部分を利用して、ステータ２をケース部材５０に保持させるのが良い。

実施例１における、インダクタ型モータの組み付け構造を示す組立図。 実施例１における、インダクタ型モータを示す斜視図。 実施例１における、インダクタ型モータの断面構造を示す断面図。 実施例１における、ステータを示す側面図。 実施例１における、ステータを示す正面図。 実施例１における、中間加工部材を示す正面図。 実施例１における、中間プレートを示す正面図。 実施例１における、ステータを組み付けたケース部材を示す斜視図。 実施例１における、マグネットロータを１個のみ外挿した第１の回転シャフトを示す斜視図。 実施例１における、マグネットロータを２個、外挿した第１の回転シャフトを示す斜視図。 実施例１における、第２のロータ外挿工程により作製した回転子を示す斜視図。 実施例１における、支持部材を示す正面図。 実施例１における、支持部材を組み付けた様子を示す説明図。 従来のインダクタ型モータの組み付け構造を示す組立図。 従来のインダクタ型モータにおけるステータ歯の噛み合い構造を平面上に展開した展開図。

符号の説明

１ インダクタ型モータ
２ ステータ
２０ ステータブロック
２１ ステータ歯
２２ 保持板部
２５ 励磁コイル
２６ 中間プレート
４ 回転子
４０ マグネットロータ
４０１ 着磁面
４０２ 小径部
４１ 回転シャフト（第２の回転シャフト）
４１１ 第１の回転シャフト
４２ 中間凹部
４３ マグネット部
５ モータケース
５０ ケース部材

Claims (7)

1. 略平板状の保持板部から複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータを、上記ステータ歯が周方向に交互に噛み合うように対向配置したステータブロックと、該ステータブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、Ｎ極及びＳ極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含む略円柱状のマグネットロータを２個同軸に配列した回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に２組配列した上記ステータブロックの内周側に上記マグネットロータを個別に内挿したインダクタ型モータであって、
   上記各ステータは、径方向外周側に向けて突出する突出片を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材を元にし、上記各突出片を曲げ起こして立設させて上記ステータ歯を形成してなり、
   上記回転子は、同軸上に２個配列した上記マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を有すると共に、該中間凹部に、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する上記ステータの上記保持板部を外挿していることを特徴とするインダクタ型モータ。
2. 請求項１において、上記回転子は、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する２個の上記ステータの上記各保持板部と、該各保持板部を表裏両面に対面させて保持するように構成した略平板状の中間プレートとを上記中間凹部に外挿しており、
   上記各ステータブロックでは、磁性材料よりなる上記中間プレートを介して、対向配置した２個１組の上記ステータを磁気的に接続してあることを特徴とするインダクタ型モータ。
3. 請求項２において、上記中間プレートは、上記保持板部を介して保持する上記各ステータの回転方向の位置を規制するインナーステータ位置決め部を有していることを特徴とするインダクタ型モータ。
4. 請求項３において、上記モータケースは、上記インダクタ型モータにおいて軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の位置を規制するアウターステータ位置決め部をそれぞれ設けた２個のケース部材よりなり、
   上記中間プレートは、上記各ケース部材の回転方向の位置を規制するケース位置決め部を有していることを特徴とするインダクタ型モータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持していることを特徴とするインダクタ型モータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、軸方向長さが直径の１倍以上４倍以下であることを特徴とするインダクタ型モータ。
7. 略平板状の保持板部の外周から複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に噛み合うように２個１組の上記ステータを対向配置したステータブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、Ｎ極及びＳ極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含むマグネットロータを同軸上に２個配列し、該各マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を設けた回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に２個配列した上記ステータブロックの内周側に上記マグネットロータを個別に内挿したインダクタ型モータを製造する製造方法であって、
   上記回転子を構成する他方の上記マグネットロータとの回転方向の相対位置を規制するロータ位置決め部を設けた上記各マグネットロータを第１の回転シャフトに外挿して固定する第１のロータ外挿工程と、
   上記第１の回転シャフトに外挿して固定した上記各マグネットロータの外周面を着磁して上記着磁面を形成するロータ着磁工程と、
   着磁済の上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第１の回転シャフトから抜き取るロータ抜き取り工程と、
   上記ステータ歯が反対方向を向くように配置した２個の上記ステータの上記各保持板部が上記中間凹部に外挿配置されるよう、着磁済の上記各マグネットロータを第２の回転シャフトに外挿して固定する第２のロータ外挿工程とを含み、
   上記第１及び上記第２のロータ外挿工程では、上記ロータ位置決め部を介して上記各マグネットロータの回転方向の相対位置を規制することを特徴とするインダクタ型モータの製造方法。

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