JP2963450B1 - 回転機 - Google Patents

回転機

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JP2963450B1 JP10204431A JP20443198A JP2963450B1 JP 2963450 B1 JP2963450 B1 JP 2963450B1 JP 10204431 A JP10204431 A JP 10204431A JP 20443198 A JP20443198 A JP 20443198A JP 2963450 B1 JP2963450 B1 JP 2963450B1
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Abstract

【要約】 【課題】 多大な機械的な加工工程が必要な回転機を、
簡単な工程で容易に短時 間で製造できる構成からなる回転機及びその製造方法の
提供。 【解決手段】 回転機の製造に際し、多数の打ち抜き材
を各パーツごとに所定形 状に成形しておき、これらを積層にて、例えば軸中心部
を貫通するピンによるか しめを行い一体化することにより、複雑な切削、機械加
工を全て省略したもので 、製造工程の簡略化と高効率化が可能となり、極めて量
産性にすぐれた回転機を 提供できるもので、シャフト部に設けられるギアやキー
溝も極めて容易に高精度 に一体化して安価に提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、発電機又は電動
機用のインナーローターなどの種々構成からなる回転機
に係り、回転機全体を所要形状に打ち抜いた薄板材にて
積層一体化して組み立てることにより、磁石配置用の円
筒部とギアを配置したシャフトを、多大の工程が必要な
切削加工することなく、簡単に製造できる回転機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】発電機1に使用される回転機2は、図1に
示すごとく、インナーローター3の円筒部4の外周に複数
個の永久磁石5を設け、この円筒部4の両端には回転シャ
フト6,7が設けられており、軸受8で軸支される構成から
なるもので、用途により、一方のシャフト6の先端部自
体が所要歯数のギアやハスバ歯車などの歯車を構成した
り、他方のシャフト7には他のギアや回転体との接続用
のキー溝9が設けられることが一般的である。ここでは
発電機としたが、電動機であっても同様である。
【0003】円筒部4とシャフト6,7からなるインナーロ
ーター3の製造には、円筒部4とシャフト6,7が一体の場
合、通常、一つの丸棒材からの切削加工法が用いられ、
これらを別部材で構成する場合は、同一材質又は異材質
の複数の丸棒材からの切削加工法が用いられる。
【0004】当該シャフト材質は、負荷強度に応じて各
種材質適宜から選定されるが、例えば、加工後の焼き入
れを含む炭素鋼、ステンレス鋼が一般的である。また、
このシャフトは上述のごとく用途により、ローターの両
端側あるいは片端側にキー溝、ギアなどが設けられてい
るが、シャフト型のギアやハスバ歯車はもちろんのこ
と、キー溝も切削により加工することが一般的である。
【0005】インナーローター3の円筒部4の外周に設け
られる複数の磁石5は、接着剤などの手段により固着さ
れるが、外周方向に等間隔に固定される必要があり、従
来法では、円筒部4の外周表面に位置決めできるよう
に、例えば凹凸部を設けるために、構造に応じた種々の
機械的な加工が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように回転機は、
その材質、構成、構造に応じて、丸棒材からの切削や所
要形状の歯車、溝への精密加工などの種々の機械的な加
工が必要となり、複雑かつ多大の機械的な加工工程を経
るため、製造時間並びにコストがかかる問題があった。
【0007】この発明は、多大な機械的な加工工程が必
要な発電機又は電動機用の回転機を、簡単な工程で容易
に短時間で製造できる構成からなる回転機の提供を目的
としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、簡単な工程で
製造できる回転機用シャフトの構成について種々検討し
た結果、多数の打ち抜き材を各パーツごとに所定形状に
成形しておき、これらを積層にて、例えば軸中心部を貫
通するピンによるかしめを行い一体化することにより、
複雑な切削、機械加工を全て省略できること、打ち抜き
材も予め接着層を設けた材料より打ち抜くと積層工程も
容易となること、歯車、キー溝部の形成のための位置決
め突起を設けたり、打ち抜き材に凹凸部を設けておき、
位置合わせをしてかしめると、短時間で量産が可能であ
ることを知見し、この発明を完成した。
【0009】すなわち、この発明による回転機は、外周
面に複数の磁石を配設可能にした円筒部と、円筒部端面
の少なくとも一方にシャフトを突設し、少なくとも一方
のシャフトに歯車及び/又はキー溝が設けられた回転機
において、歯車及び/又はキー溝を含むシャフト並びに
円筒部の各構成部が、回転軸に垂直な面で断面された平
面形状を有する薄板材を積層一体化した構成からなり、
各部を構成する薄板材が接着層及び/又は機械的接合(ピ
ンかしめ、凹凸(ダボ)かしめ、溶接など)により積層一
体化されたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明は、少なくとも外周面に
複数の磁石を配設可能にした円筒部と、歯車及び/又は
キー溝が設けられたシャフトからなる回転機を製造する
に際し、この回転機の各構成部の全てを、回転軸に垂直
な面で断面された平面形状を有する所要厚みの多数の薄
板材を積層して一体化し、所定の形態を形成できるよう
に、プレス加工にて例えばステンレス鋼板より打ち抜き
材を多数枚用意しておくもので、切削加工で形成してい
たギア形状などを高精度が期待できるプレス加工で実現
できることを特徴とする。
【0011】この発明において、回転機の各構成部はそ
れぞれ外径が異なるが、例えばギア部と軸受部からなる
シャフト、円筒部、キー溝を形成したシャフトと、それ
ぞれの断面形状の金型でプレス加工すればよいため、各
構成部をそれぞれ要求される異なる材質の金属板より作
成することが可能となる。
【0012】また、例えば、複雑なキー溝を形成したシ
ャフトも3次元形状を2次元形状に分解して実現できるこ
とから、同様に円筒部を構成する一部の薄板材の所要部
の外径が他より大径となして、大径部で配設する磁石端
の支持端を構成することが可能である。
【0013】この発明において、薄板材の積層一体化方
法には接着による方法、例えば、平面部に予め接着剤層
を設けた薄板材を用いて積層と同時に一体化を完了する
方法が採用できる。接着剤のみの場合の他、後述する機
械的接合方法を併用することも可能である。
【0014】この発明の機械的接合方法としては、ピン
かしめ法、凹凸(ダボ)かしめ法、レーザー溶接やスポッ
ト溶接などの溶接法が採用できる。まず、ピンかしめ法
は、回転機全体の回転軸方向にあるいは各構成部の回転
軸方向又はそれに平行な方向に積層薄板材を貫通する結
合用棒であるピンが配置されて、露出するピン端で貫通
する積層薄板材全体をかしめて固定する。
【0015】凹凸(ダボ)かしめ法は、各構成部を形成す
る薄板材のプレス加工時に、その平面部及び/又は外周
部に隣接の薄板材との凹凸嵌合可能な突起部を設けて、
積層時に薄板材を順次重ねていくことにより一体接合化
が可能となる。
【0016】溶接法は、積層体の全部又は一部をレーザ
ー溶接やスポット溶接で一体化するもので、例えば、一
般的な所要側面を溶接する方法と、1枚1枚溶接されなが
ら積層されていく方法が採用でき、回転機の構成に応じ
て適宜選定するとよい。
【0017】上述のごとくこの発明において、ギア、ハ
スバ歯車などの歯車やキー溝を含むシャフト部分を容易
に作成できるが、必要に応じてギアなどを別部材で作成
後に嵌合組み立てすることも可能である。
【0018】
【実施例】実施例1 図2に示す回転機10は6枚の永久磁石11を外周部に配置で
きる円筒部12と、組立時の軸受に嵌合する軸支部13及び
ギア部14からなるシャフト15と、他方の軸支部とキー溝
を有するシャフト16から構成される。
【0019】円筒部12は、外周部に放射状に6ヶ所の矩
形突起を設けた所要外径の円板状の薄板材をプレス打ち
抜きで作成し、板材に予め設けられた接着層を積層時に
介在させて一体化したもので、外周部の突起17は積層時
に軸方向に連続する条となり、永久磁石11の周方向の支
持端を構成している。
【0020】軸支部13は所要外径の円板状の薄板材をプ
レス打ち抜きで作成し、ギア部14は放射状に歯部を突設
した所要外径の円板状の薄板材をプレス打ち抜きで作成
し、それぞれ平面部をレーザー溶接しながら積層したも
ので、他方のシャフト16も同様に作成した。
【0021】実施例2 図3に示す回転機20は、実施例1の回転機10と同等の構成
を有するもので、積層一体化方法のみが異なる。円筒部
22は、外周部に放射状に6ヶ所の矩形突起を設けた所要
外径の円板状の薄板材をプレス打ち抜きで作成してある
が、回転軸中心部と外周部に周方向に等間隔に4ヶ所の
孔が打ち抜いてある。
【0022】シャフト25,27は、軸支部23は所要外径の
円板状の薄板材をプレス打ち抜きで作成し、ギア部24は
放射状に歯部を突設した所要外径の円板状の薄板材をプ
レス打ち抜きで作成し、キー溝部26は、溝に相当する外
周所要箇所を切り欠くように薄板材をプレス打ち抜きで
作成し、いずれも回転軸中心部に孔が打ち抜いてある。
【0023】以上の多数の薄板材を順次積層する際に、
いずれの薄板材にも設けらている中心孔にピン29aを通
して全てを積層したのち、ピン29a端にナットを螺合さ
せて積層体全体を締め上げており、又同時に、円筒部22
の外周側に配置した貫通孔にもピン29bを通して同様に
円筒部22全体を締め上げることにより、積層一体化して
ある。さらに、円筒部22にはその両端の薄板材がのみが
エンドプレート28として他より外径が大きくなってお
り、永久磁石21の軸方向の支持端を構成している。
【0024】
【発明の効果】この発明は、丸棒材からの切削や所要形
状のギア、溝への精密加工などの複雑かつ多大の機械的
な加工が必要であった回転機の製造に際し、多数の打ち
抜き材を各パーツごとに所定形状に成形しておき、これ
らを積層にて、例えば軸中心部を貫通するピンによるか
しめを行い一体化することにより、上記の複雑な切削、
機械加工を全て省略したもので、製造工程の簡略化と高
効率化が可能となり、極めて量産性にすぐれた回転機を
提供できるもので、シャフト部に設けられるギアやキー
溝も極めて容易に高精度に一体化して安価に提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】発電機の一構成例を示す縦断説明図である。
【図2】この発明による回転機の一構成例を示す斜視説
明図である。
【図3】この発明による回転機の他の構成例を示す縦断
説明図である。
【符号の説明】
1 発電機 2,10,20 回転機 3 インナーローター 4,12,22 円筒部 5,11,21 永久磁石 6,7,15,16,25,27 シャフト 8 軸受 9 キー溝 13,23 軸支部 14,24 ギア部 17 突起 26 キー溝部 28 エンドプレート 29a,29b ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−182387(JP,A) 特開 平7−170699(JP,A) 特開 平9−163691(JP,A) 特開 平6−253492(JP,A) 特開 平9−215237(JP,A) 実開 昭64−50662(JP,U) 実開 平3−91044(JP,U) 実開 昭62−125340(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 1/27 - 1/30 H02K 1/18 H02K 15/02 H02K 7/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面に複数の磁石を周方向に配設可能
    にした円筒部と、円筒部端面の少なくとも一方にシャフ
    トを突設し、少なくとも一方のシャフトに歯車及び/又
    はキー溝が設けられた回転機において、歯車及び/又は
    キー溝を含むシャフト並びに円筒部の各構成部が、回転
    軸に垂直な面で断面された平面形状を有する薄板材を積
    層一体化した構成からなり、各部を構成する薄板材が接
    着層及び/又は機械的接合により積層一体化された回転
    機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、回転機全体及び/又は
    各構成部に、回転軸方向又はそれに平行な方向に積層薄
    板材を貫通する結合用棒が配置されて機械的接合が行わ
    れる回転機。
  3. 【請求項3】 請求項1〜請求項2のいずれかにおいて、
    円筒部を構成する一部の薄板材の所要部の外径が他より
    大径となり、同部で配設する磁石端の支持端を構成する
    回転機。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項2のいずれかにおいて、
    各構成部を形成する薄板材の平面部及び/又は外周部に
    隣接の薄板材との凹凸嵌合可能な突起部を設けた回転
    機。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項2のいずれかにおいて、
    薄板材の平面部に予め接着剤層が設けられている回転
    機。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項2のいずれかにおいて、
    積層体の全部又は一部を溶接で一体化した回転機。
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