JP2865562B2 - ロータ用磁石の被覆方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を被覆してロ
ータに円筒部材を装着させるためのロータ用磁石の被覆
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータは、一般的に、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、通常、シャフト（回転軸）とヨークとこ
のヨークの外周面に所定角度ずつ離間して配設された複
数個の永久磁石とを備えるとともに、前記永久磁石は、
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】この場合、永久磁石をヨークの外周面に確
実に押圧保持させるためには、円筒部材を前記永久磁石
に強力に密着させる必要があるが、これにより、前記円
筒部材の直径がロータの直径よりもかなり小径に設定さ
れることになる。このため円筒部材の装着作業、すなわ
ち、永久磁石の被覆作業が相当に煩雑なものとなってし
まう。

【０００４】そこで、特開昭５５−１１１６４５号公報
に開示されているように、未着磁のマグネットを複数個
一列状に並べて着磁位置へ移送する手段と、この移送さ
れた複数個の未着磁のマグネットを所定状態に着磁する
手段と、この着磁された複数個のマグネットを円筒状に
変換する手段と、この円筒状に変換されたマグネットを
その円筒の軸心方向に押し出してロータケース内に同時
に挿入する手段とからなるマグネット自動挿入装置が知
られている。

【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、複数個のマグネットが治具を介してロータケ
ース内に同時に挿入されて接着剤で固定されている。こ
のため、ヨークの外周面にマグネットを密着させるため
には、ロータケース内に固定されたマグネットの内方に
前記ヨークを圧入させなければならない。従って、ヨー
クの圧入作業が相当に煩雑なものとなってしまうという
問題が指摘されている。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、外周に複数の永久磁石が配設されたロータ
に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を確実かつ効率的
に装着させることが可能なロータ用磁石の被覆方法およ
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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、中央に回転軸が設けられ外周に複数の
永久磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロー
タに、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるた
めのロータ用磁石の被覆方法であって、前記円筒部材の
挿入側端部に、保持治具と可動治具を圧入させて前記円
筒部材の挿入側端部を前記ロータの直径よりも大きな直
径に拡径させる工程と、前記可動治具に前記ロータの挿
入方向先端部を係合させた状態で、該ロータを前記保持
治具の案内作用下に前記可動治具と一体的に前記円筒部
材内に挿入させる工程と、前記ロータが前記円筒部材内
に挿入された後、該ロータの両端から前記保持治具およ
び前記可動治具を取り外し、該円筒部材で前記永久磁石
を被覆させる工程と、を有することを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明は、中央に回転軸が設けら
れ外周に複数の永久磁石が所定の角度間隔ずつ離間して
配設されたロータに、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用磁石の被覆装置であって、
前記円筒部材の挿入側端部に圧入され、前記ロータが該
円筒部材内に挿入される際に該ロータを案内するための
保持治具と、前記保持治具と共に前記円筒部材の挿入側
端部に圧入されるとともに、前記ロータの挿入側先端部
に係合して該ロータと一体的に前記円筒部材内に挿入さ
れる可動治具と、を備え、前記保持治具は、前記ロータ
に配設された各永久磁石を挿通させるための複数の溝部
と、前記溝部同士の間に設けられ、前記円筒部材を前記
ロータの直径よりも大きな直径に拡径させる第１突部
と、を有し、前記可動治具は、前記溝部に配設される前
記永久磁石を載置するとともに、前記円筒部材を前記ロ
ータの直径よりも大きな直径に拡径させる第２突部を有
し、前記第２突部は、挿入方向先端側に向かって小径と
なるテーパ面を設けることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法および装
置では、保持治具と可動治具が円筒部材に圧入されてこ
の円筒部材の挿入側端部がロータの直径よりも大きな直
径に拡径された状態で、このロータが前記保持治具の案
内作用下に前記可動治具と一体的に前記円筒部材内に挿
入される。このため、通常状態においてロータの直径よ
りも小径な円筒部材内に、前記ロータを容易かつ円滑に
挿入することができる。次いで、ロータの両端から保持
治具および可動治具が取り外されることにより、円筒部
材で永久磁石を確実に被覆させることが可能になる。

【００１０】

【実施例】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法および
装置について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１１】図１において、参照数字１０は、モータを
示し、このモータ１０は、三相の巻線１２ａ〜１２ｃが
装着されるステータコア１４と、このステータコア１４
の中空部１４ａに回転可能に配設されるロータ１６とを
備える。

【００１２】ステータコア１４は、積層された複数枚の
鋼板１８が一体的に接着されて形成されており、このス
テータコア１４の内周面には、巻線１２ａ〜１２ｃを配
設させるための複数のスロット２０が所定角度間隔離間
しかつ軸方向に並列して設けられる。

【００１３】ロータ１６は、シャフト２２とヨーク２４
とこのヨーク２４の外周面２４ａに所定角度ずつ離間し
て接着された複数個の永久磁石２６とを備え、円筒部材
２８が、本実施例に係る被覆装置（後述する）を介して
このロータ１６に前記永久磁石２６を被覆した状態で装
着される。円筒部材２８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および図３に示すように、第１の実施
例に係る被覆装置３０は、円筒部材２８の挿入側端部３
２に圧入されロータ１６がこの円筒部材２８内に挿入さ
れる際に該ロータ１６を案内するための保持治具３４
と、この保持治具３４と共に前記円筒部材２８の挿入側
端部３２に圧入されるとともに前記ロータ１６の挿入側
先端部に係合して該ロータ１６と一体的に前記円筒部材
２８内に挿入される可動治具３６とを備え、この保持治
具３４およびこの可動治具３６が第１および第２ケーシ
ング部材３８、４０内に配設される。

【００１５】第１ケーシング部材３８は、基台４２に保
持されており、上方に開口部４４を有する略有底円筒状
に構成され、この開口部４４に突起部４６が設けられる
（図５参照）。突起部４６の内周面に逃げ溝４８が周回
形成されるとともに、この突起部４６の下端側には、外
方に突出して係止用フランジ部５０が設けられ、内方に
突出してリング状支持部５１が設けられる。第１ケーシ
ング部材３８内には、円筒部材２８の外周面との間に間
隙Ｈを形成して内周面５２が設けられ、この第１ケーシ
ング部材３８内に下側セット部材５４が摺動自在に配設
される。下側セット部材５４は、略円柱状を有してお
り、その上端部に大径部５６が設けられる一方、その下
端部には、押し上げシリンダ５８から上方に延びている
ロッド６０が連結される。

【００１６】第２ケーシング部材４０は、後述する旋回
ユニットに保持されており、下方に開口部６２を有する
略有底円筒状に構成され、その下端部には、外方に突出
して係止用フランジ部６４が設けられる（図７参照）。
第２ケーシング部材４０の上端側に、上側セット部材６
６が摺動自在に挿入されるとともに、この上側セット部
材６６は、旋回ユニット（後述する）に装着された圧入
シリンダ６８から下方に延びているロッド７０に連結さ
れる。上側セット部材６６の下端には、大径部７２が設
けられ、この大径部７２が第２ケーシング部材４０の上
端面に係合してこの第２ケーシング部材４０を保持して
いる。

【００１７】基台４２には、第１ケーシング部材３８と
第２ケーシング部材４０を、円筒部材２８、保持治具３
４、可動治具３６およびロータ１６を収容した状態で結
合させるクランプ手段７４が設けられる。クランプ手段
７４は、複数のシリンダ７６を備え、各シリンダ７６か
ら第１ケーシング部材３８の中心方向に向かって延びる
ロッド７８にクランプ部材８０が連結される。クランプ
部材８０の先端に把持部８２が設けられており、この把
持部８２が第１ケーシング部材３８のフランジ部５０と
第２ケーシング部材４０のフランジ部６４を一体的に挟
持することにより、前記第１および第２ケーシング部材
３８、４０が固定される。

【００１８】図２において、参照数字８４で示される搬
送手段は、昇降シリンダ８６を備え、この昇降シリンダ
８６から上方に延びるロッド８８は、ガイドロッド９０
に連結され、このガイドロッド９０を昇降自在に案内す
るガイド筒体９２が基台４２に固定される。ガイドロッ
ド９０に旋回ユニット９４が旋回自在に配設されるとと
もに、前記ガイドロッド９０の上端部に取付部材９６を
介して旋回モータ９８が固着される。旋回モータ９８か
ら下方に突出する回転軸１００に第１歯車１０２が固着
され、この第１歯車１０２が、旋回ユニット９４に設け
られた大径な第２歯車１０４に噛合する。

【００１９】旋回ユニット９４には、互いに所定の角度
だけ離間して第１取付部１０６と第２取付部１０８が設
けられ、この第１取付部１０６に圧入シリンダ６８が下
方に向かって固定される。第２取付部１０８には、下方
に向かって支持ロッド１１０が設けられ、この支持ロッ
ド１１０の下端に大径部１１２が形成され、この大径部
１１２に、保持治具３４と可動治具３６が離脱自在に一
体的に保持される。

【００２０】図４に示すように、保持治具３４は、略円
板状を有しており、その外周端縁部に固定手段１１４が
設けられる。固定手段１１４は、保持治具３４に固着さ
れた複数のピン部材１１６と、このピン部材１１６を中
心に回転自在に配設される係止片１１８とを備え、この
係止片１１８は、略半円状に形成される。

【００２１】保持治具３４には、ロータ１６に配設され
た各永久磁石２６に対応して複数の溝部１２０が形成さ
れるとともに、この保持治具３４の下端に、分割された
複数の突部１２２が設けられる。この突部１２２は、円
筒部材２８をロータ１６の直径よりも大径に拡径させる
ためにその直径が設定されており、前記突部１２２の先
端には、小径となるテーパ面１２２ａが形成されてい
る。保持治具３４の中心方向に突出して内側突起１２３
が設けられ、この内側突起１２３は、ロータ１６を構成
するヨーク２４の外周面２４ａに摺動可能である。

【００２２】可動治具３６は、略円板状を有しており、
永久磁石２６に対応して突部１２４が設けられるととも
に、各突部１２４間には、保持治具３４の突部１２２を
嵌合して前記可動治具３６をこの保持治具３４に保持さ
せるための凹部１２６が形成される。突部１２４は、保
持治具３４の突部１２２と同様に、円筒部材２８をロー
タ１６の直径よりも大径に拡径させるためにその直径が
設定されており、前記突部１２４の先端には、小径とな
るテーパ面１２４ａが形成されている。実質的には、突
部１２２の直径が突部１２４の直径よりもわずかに大径
に設定されている。

【００２３】次に、このように構成される被覆装置３０
の動作について、本実施例に係る被覆方法との関連で説
明する。

【００２４】まず、図５に示すように、下側セット部材
５４が上昇された状態で、円筒部材２８が、第１ケーシ
ング部材３８の内周面５２との間に間隙Ｈを形成して配
置された後、搬送手段８４を介して保持治具３４と可動
治具３６が一体的に搬送される。その際、保持治具３４
は、係止片１１８により支持ロッド１１０の大径部１１
２に保持されるとともに、この保持治具３４の突部１２
２が可動治具３６の凹部１２６に嵌合し、その摩擦力に
よって前記可動治具３６が該保持治具３４に保持されて
いる。

【００２５】そして、旋回モータ９８の作用下に第１お
よび第２歯車１０２、１０４を介して旋回ユニット９４
が所定の角度だけ旋回されて支持ロッド１１０が第１ケ
ーシング部材３８と同軸的に配置される。次いで、昇降
シリンダ８６が駆動され、ロッド８８と一体的にガイド
ロッド９０が下降し、支持ロッド１１０に保持されてい
る保持治具３４および可動治具３６の突部１２２、１２
４が、円筒部材２８の挿入側端部３２に挿入されること
によりこの挿入側端部３２が拡径される（図６参照）。

【００２６】そこで、係止片１１８が回転されて第１ケ
ーシング部材３８の突起部４６にこの係止片１１８が係
合されるとともに、前記係止片１１８が支持ロッド１１
０の大径部１１２から離脱する。これにより、保持治具
３４が第１ケーシング部材３８に保持され、さらに可動
治具３６が下側セット部材５４の大径部５６上に載置さ
れることになり、昇降シリンダ８６の作用下に支持ロッ
ド１１０のみが上昇される。

【００２７】図７に示すように、ヨーク２４の外周面２
４ａに永久磁石２６が接着されたロータ１６が、各永久
磁石２６を可動治具３６の各突部１２４に対応して載置
されることにより、第１ケーシング部材３８にこのロー
タ１６が載置される。その後、第２ケーシング部材４０
が、旋回モータ９８を介して前記第１ケーシング部材３
８の上方に配置され、さらに昇降シリンダ８６の作用下
に下降されて前記第１ケーシング部材３８に係合する。
このため、第１ケーシング部材３８のフランジ部５０と
第２ケーシング部材４０のフランジ部６４が当接し、ク
ランプ手段７４を構成する各圧入シリンダ６８の作用下
に各クランプ部材８０の先端に設けられた把持部８２が
前記フランジ部５０、６４を一体的に挟持する。これに
より、第１ケーシング部材３８と第２ケーシング部材４
０が結合される（図８参照）。

【００２８】次に、圧入シリンダ６８が駆動される一
方、押し上げシリンダ５８が下方向に駆動、または滅勢
される。従って、ロッド７０に連結された上側セット部
材６６が下降され、この上側セット部材６６の大径部７
２がロータ１６を下方に押圧する。ロータ１６は、可動
治具３６上に載置されており、この可動治具３６と一体
的に下降して円筒部材２８内に挿入される。

【００２９】図９に示すように、ロータ１６が円筒部材
２８内に挿入される作業が終了した後、クランプ手段７
４の作用下にクランプ部材８０が第１および第２ケーシ
ング部材３８、４０から離間され、さらに昇降シリンダ
８６を介して前記第２ケーシング部材４０が上昇され
る。

【００３０】そこで、図１０に示すように、搬送手段８
４を構成する支持ロッド１１０が第１ケーシング部材３
８に配置され、係止片１１８が回転されて保持治具３４
がこの支持ロッド１１０に保持される。そして、支持ロ
ッド１１０が、保持治具３４と一体的に上昇されて第１
ケーシング部材３８から離間された後、押し上げシリン
ダ５８の作用下に下側セット部材５４がロータ１６と一
体的に上昇され（図１１参照）、このロータ１６が前記
第１ケーシング部材３８から取り出される。

【００３１】さらに、図１２に示すように、ロータ１６
の両端部から外方に延在する円筒部材２８の余分な端部
が切断されるとともに、可動治具３６がこのロータ１６
から離脱される。これにより、ロータ１６の永久磁石２
６に対する円筒部材２８の被覆作業が終了する。

【００３２】この場合、本実施例では、まず、円筒部材
２８が第１ケーシング部材３８内に配設された後、保持
治具３４と可動治具３６がこの円筒部材２８の挿入側端
部３２に圧入され、前記挿入側端部３２がロータ１６の
直径よりも大きな直径に強制的に拡径されている。次い
で、ロータ１６は、保持治具３４の案内作用下に可動治
具３６と一体的に円筒部材２８内に挿入されるととも
に、ヨーク２４の外周面２４ａに保持治具３４の内側突
起１２３が摺動してこの保持治具３４の縮径、すなわ
ち、円筒部材２８の縮径を防止している。

【００３３】このため、通常状態においてロータ１６の
直径よりもかなり小径に設定されている円筒部材２８内
に、前記ロータ１６を容易かつ円滑に挿入することがで
き、前記円筒部材２８の装着作業、すなわち、永久磁石
２６の被覆作業が効率的に遂行されるとともに、該被覆
が高品質に行われるという効果が得られる。

【００３４】しかも、ヨーク２４に複数の永久磁石２６
が配設された状態で、ロータ１６が円筒部材２８に挿入
されるため、例えば、このヨーク２４と円筒部材２８の
間に永久磁石２６が一つずつ挿入されるものに比べ、作
業が一挙に簡単かつ迅速に遂行され、生産性が向上する
という利点がある。

【００３５】次に、第２の実施例に係る被覆装置２００
について説明する。なお、第１の実施例に係る被覆装置
３０と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその
詳細な説明は省略する。

【００３６】図１３および図１４に示すように、被覆装
置２００では、油圧（流体圧）を介して円筒部材２８を
第１ケーシング部材３８の内周面５２に押圧させること
により該円筒部材２８を強制的に拡径させるための流体
供給手段２０２が設けられている。流体供給手段２０２
は、第１ケーシング部材３８（および／または第２ケー
シング部材４０）に形成された流体通路２０４を備え、
この流体通路２０４に一端が接続された管路２０６の他
端が、コントローラ２０８を介して油圧ポンプ２１０に
接続されている。

【００３７】この被覆装置２００によりロータ１６に円
筒部材２８を被覆する際には、まず、第１ケーシング部
材３８に保持治具３４および可動治具３６が一体的に配
置されるとともに、この可動治具３６の突部１２４上に
ロータ１６の永久磁石２６が載置された後、この第１ケ
ーシング部材３８と第２ケーシング部材４０がクランプ
手段７４を介して液密に結合される。

【００３８】そこで、図１４に示すように、流体供給手
段２０２を構成する流体通路２０４に圧油が供給される
と、この圧油は、第１ケーシング部材３８内に導入され
る。このため、第１ケーシング部材３８に配設されてい
る円筒部材２８は、内周面５２に押圧保持されることに
より、間隙Ｈに対応して強制的に拡径される。

【００３９】以上のように、第２の実施例では、可動治
具３６がロータ１６と一体的に円筒部材２８内に挿入さ
れる際、この円筒部材２８の内壁面に前記可動治具３６
との摺動に起因する損傷等が発生することを一層確実に
阻止することができるという効果が得られる。

【００４０】なお、ロータ１６が円筒部材２８内に挿入
されている間、第１ケーシング部材３８内に圧油が供給
されており、このロータ１６が前記円筒部材２８内に挿
入された後、流体供給手段２０２を構成する流体通路２
０４を介して第１ケーシング部材３８内の圧油が油圧ポ
ンプ２１０側に戻される。これにより、第１ケーシング
部材３８内の圧力が大気圧に減圧され、円筒部材２８が
縮径されてこの円筒部材２８で永久磁石２６が確実に被
覆される。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法お
よび装置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００４２】保持治具と可動治具が円筒部材に圧入され
てこの円筒部材の挿入側端部がロータの直径よりも大き
な直径に強制的に拡径された状態で、このロータが前記
保持治具の案内作用下に前記可動治具と一体的に前記円
筒部材内に挿入される。このため、通常状態においてロ
ータの直径よりも小径な円筒部材内に、前記ロータを容
易かつ円滑に挿入することができ、永久磁石をヨークの
外周面に確実に密着保持させることができる。従って、
被覆作業が簡単かつ迅速に遂行されるとともに、品質に
優れた被覆が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る被覆装置により被覆され
るロータを組み込むモータの概略構成を示す分解説明図
である。

【図２】第１の実施例に係る被覆装置の構成を示す斜視
図である。

【図３】前記被覆装置の正面図である。

【図４】前記被覆装置を構成する保持治具および可動治
具の分解斜視図である。

【図５】第１ケーシング部材に円筒部材が配設された状
態の説明図である。

【図６】前記第１ケーシング部材に保持治具および可動
治具が配設された状態の説明図である。

【図７】前記第１ケーシング部材にロータが配設された
状態の説明図である。

【図８】前記第１ケーシング部材に第２ケーシング部材
が連結された状態の説明図である。

【図９】前記ロータの圧入作業が完了した状態の説明図
である。

【図１０】前記第１ケーシング部材から保持治具が離脱
される際の説明図である。

【図１１】前記第１ケーシング部材から被覆後のロータ
が取り出される際の説明図である。

【図１２】前記被覆後のロータから余分な円筒部材を切
断する際の説明図である。

【図１３】第２の実施例に係る被覆装置の構成を示す斜
視図である。

【図１４】前記被覆装置の一部縦断正面図である。

【符号の説明】

１０…モータ １２ａ〜１２ｃ
…巻線 １４…ステータコア １６…ロータ ２２…シャフト ２４…ヨーク ２６…永久磁石 ２８…円筒部材 ３０…被覆装置 ３４…保持治具 ３６…可動治具 ３８、４０…ケ
ーシング部材 ５４…下側セット部材 ６６…上側セッ
ト部材 ９４…旋回ユニット １１４…固定手
段 １１８…係止片 １２０…溝部 １２２、１２４…突部 １２６…凹部 ２００…被覆装置 ２０２…流体供
給手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−231945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−56837（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−275837（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−109837（ＪＰ，Ａ) 米国特許5040286（ＵＳ，Ａ) 米国特許4918802（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 15/02 - 15/03 H02K 1/27 501 B23P 11/00 - 11/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に回転軸が設けられ外周に複数の永久
   磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロータ
   に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるため
   のロータ用磁石の被覆方法であって、 前記円筒部材の挿入側端部に、保持治具と可動治具を圧
   入させて前記円筒部材の挿入側端部を前記ロータの直径
   よりも大きな直径に拡径させる工程と、 前記可動治具に前記ロータの挿入方向先端部を係合させ
   た状態で、該ロータを前記保持治具の案内作用下に前記
   可動治具と一体的に前記円筒部材内に挿入させる工程
   と、 前記ロータが前記円筒部材内に挿入された後、該ロータ
   の両端から前記保持治具および前記可動治具を取り外
   し、該円筒部材で前記永久磁石を被覆させる工程と、 を有することを特徴とするロータ用磁石の被覆方法。
2. 【請求項２】中央に回転軸が設けられ外周に複数の永久
   磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロータ
   に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるため
   のロータ用磁石の被覆装置であって、 前記円筒部材の挿入側端部に圧入され、前記ロータが該
   円筒部材内に挿入される際に該ロータを案内するための
   保持治具と、 前記保持治具と共に前記円筒部材の挿入側端部に圧入さ
   れるとともに、前記ロータの挿入側先端部に係合して該
   ロータと一体的に前記円筒部材内に挿入される可動治具
   と、 を備え、 前記保持治具は、前記ロータに配設された各永久磁石を
   挿通させるための複数の溝部と、 前記溝部同士の間に設けられ、前記円筒部材を前記ロー
   タの直径よりも大きな直径に拡径させる第１突部と、 を有し、 前記可動治具は、前記溝部に配設される前記永久磁石を
   載置するとともに、前記円筒部材を前記ロータの直径よ
   りも大きな直径に拡径させる第２突部を有し、 前記第２突部は、挿入方向先端側に向かって小径となる
   テーパ面を設けることを特徴とするロータ用磁石の被覆
   装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の被覆装置において、前記可
   動治具は、前記第２突部同士の間に前記保持治具の第１
   突部を嵌合して該可動治具を該保持治具に保持させるた
   めの凹部を有することを特徴とするロータ用磁石の被覆
   装置。