JP3613172B2 - 直流モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータに関し、特に二輪車用や自動車用のスタータモータに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、固定子の磁極として磁石を用いた直流モータがある。
この場合、高性能用直流モータには、希土類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石）が使用されるが、その希土類磁石は、加熱されると収縮する特性を持っている。このため、希土類磁石を接着剤のみで継鉄に固定すると、継鉄の熱膨張と磁石の収縮で接着剤に剪断応力が発生し、その剪断応力の繰り返しにより、磁石が剥離する恐れがある。 そこで、例えばスタータモータの様に、温度変化の大きい場所で使用される場合等には、円筒状のスリーブで磁石を固定する方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スリーブによって磁石を固定する場合は、磁石の位置決め（円周上の角度）を治具等で行う必要があるため、ブラシと磁石との位置関係にバラツキが生じやすいという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、磁石をスリーブで固定する際に、ブラシと磁石との位置関係のバラツキを低減でき、安定した出力が得られる直流モータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
本発明の直流モータに用いられるスリーブには、自身の外周面に磁石が配置される小径円筒部と、この小径円筒部の一端側に隣接してヨークの内周面に圧入される大径円筒部とが設けられている。小径円筒部の外周面には、周方向に隣合う磁石同士の間に介在して複数個の磁石を周方向に位置決めする複数の凸部が周方向等間隔に設けられると共に、その凸部が、小径円筒部と大径円筒部との段差部から、小径円筒部の他端側開口端より一端側へ所定の距離だけ離れた位置まで軸方向に延びて形成されている。
また、大径円筒部の反小径円筒部側の端部には、ブラシを具備するフレームに対して固定子の周方向の取付け角度を位置決めする位置決め部が設けられている。
この構成によれば、スリーブの小径円筒部に設けられた凸部によって複数個の磁石を周方向に位置決めでき、且つスリーブの大径円筒部に設けられた位置決め部によってフレームに対する固定子の取付け角度を位置決めすることができる。その結果、一つの部品（スリーブ）で磁石とブラシとの位置決めを正確に行うことができる。
【０００５】
（請求項２の手段）
請求項１に記載した直流モータにおいて、
大径円筒部に設けられた位置決め部は、大径円筒部の内側へ突き出た凸形状を有し、フレームは、ヨークの内周側へ嵌合する印籠部を有し、この印籠部の端面に２個の突起部が周方向に所定の間隔を開けて設けられており、２個の突起部の間に位置決め部を嵌合させることで、フレームに対するスリーブの周方向位置が規制される。
これにより、ヨークと嵌合するフレームに対して容易にスリーブを位置決めすることができる。
【０００６】
（請求項３の手段）
請求項２に記載した直流モータの製造方法であって、
スリーブは、深絞りのプレス加工により、小径円筒部と大径円筒部とを有する２段の円筒形状に成形されている。
この場合、プレス加工によってスリーブを高精度に製作できるので、磁石とブラシとの相対角度の誤差を最小限に抑えることが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の直流モータを使用したスタータの断面図である。
このスタータ１は、例えば二輪車に用いられるもので、界磁を構成する固定子（以下に説明する）、電機子を構成する回転子（以下アーマチャ２と呼ぶ）、及びブラシ３等より構成されている。
固定子は、磁極として磁石４（例えば希土類磁石）を使用し、その磁石４が円筒状のスリーブ５（後述する）により、磁路を形成するヨーク６の内周面に保持されている。磁石４は、ヨーク６の内周面に沿った円弧状に設けられ、ヨーク６の周方向に複数個（本実施例では４個）が等間隔に配置されている。
【０００８】
アーマチャ２は、軸受７、８を介してフロントハウジング９とエンドフレーム１０とに回転自在に支持され、フロントハウジング９から前方へ突出するシャフト２ａの端部にピニオンギヤ１１が設けられている。また、アーマチャ２には、整流子１２が組付けられている。
ブラシ３は、ブラシホルダ１３に保持されて整流子１２上に配置され、ブラシスプリング１４により整流子１２に押圧されている。ブラシホルダ１３は、ビス１５によりエンドフレーム１０に固定されている。
【０００９】
フロントハウジング９とエンドフレーム１０は、ヨーク６を挟持してスルーボルト１６により締め付け固定されている。なお、ヨーク６とフロントハウジング９との嵌合部、及びヨーク６とエンドフレーム１０との嵌合部には、それぞれＯリング１７が装着されて防水されている。
また、エンドフレーム１０には、ヨーク６の内周側へ嵌合する印籠部１０ａの端面に２個の突起部１８が設けられている。この２個の突起部１８は、ヨーク６の内周面に近接した位置（図１参照）で周方向に所定の間隔を開けて設けられている。
【００１０】
スリーブ５は、薄肉（０．２〜０．４mm）の金属板（例えば鉄、ステンレス、アルミニウム等）から深絞りのプレス加工により製作され、図２（ａ）に示す様に、大径円筒部５Ａと小径円筒部５Ｂとから成る段付き円筒形状を有している。大径円筒部５Ａは、スリーブ５のエンドフレーム１０側の端部、つまり小径円筒部５Ｂの一端側に隣接して設けられ、ヨーク６の内周面に圧入されて、ヨーク６にスリーブ５を固定している。また、大径円筒部５Ａの端部には、図２（ｂ）及び図４に示す様に、円周方向の一部に内径側へ窪む位置決め部５ａが１箇所設けられている。この位置決め部５ａは、エンドフレーム１０に設けられた２個の突起部１８の間に嵌合できる大きさに設けられている。
【００１１】
小径円筒部５Ｂは、大径円筒部５Ａより略磁石二枚分の厚みに相当する寸法だけ外径が小さく設けられている。この小径円筒部５Ｂは、４個の磁石４を内側から保持する部分で、自身の外周面に配置される４個の磁石４を周方向に位置決めするための凸部５ｂが設けられている。この凸部５ｂは、図２及び図３に示す様に、周方向に４箇所、互いに磁石４の周方向幅に相当する寸法だけ間隔を開けて設けられ（磁石４の数をｎ個とした場合に、３６０°／ｎの角度で配置される）、周方向に隣合う磁石４同士の間に介在することで、各磁石４の周方向位置を規制している。また、凸部５ｂは、図２（ａ）に示される様に、小径円筒部５Ｂと大径円筒部５Ａとの段差部から、小径円筒部５Ｂの他端側開口端（図示左側の開口端）より一端側へ所定の距離だけ離れた位置まで軸方向に延びて形成されている。言い換えると、凸部５ｂの他端側端部は、小径円筒部５Ｂの他端側開口端まで達しておらず、凸部５ｂの他端側端部と小径円筒部５Ｂの他端側開口端との間が、凸部５ｂを有していない円筒形として設けられている。
なお、この小径円筒部５Ｂは、軸方向（図２（ａ）の左右方向）の寸法が磁石４の長さより大きく設けられている。
【００１２】
次に、本実施例の作用及び効果を説明する。
上記のスリーブ５は、小径円筒部５Ｂの外周面に４個の磁石４を位置決めして配置した後、磁石４と共にヨーク６の内周に挿入され、大径円筒部５Ａをヨーク６の内周面に圧入することでヨーク６に固定される。更に、磁石４の一端面が大径円筒部５Ａと小径円筒部５Ｂとの段差面（本発明の段差部）に当接している状態で、磁石４の他端面より突出する小径円筒部５Ｂの端部（軸方向の反大径円筒部側の開口部）を外径側へ押し拡げることにより、磁石４の軸方向への移動が阻止される（図１参照）。
一方、大径円筒部５Ａに設けた位置決め部５ａをエンドフレーム１０に設けた２個の突起部１８の間に嵌合することで、エンドフレーム１０に対してスリーブ５の周方向位置が規制される。これにより、エンドフレーム１０とヨーク６が所定の取付け角度で位置決めされる。
【００１３】
上述した本実施例の直流モータは、スリーブ５に設けた凸部５ｂによって４個の磁石４を周方向に位置決めでき、且つスリーブ５に設けた位置決め部５ａによってエンドフレーム１０に対し固定子（磁石４が固定されたヨーク６）を所定の角度で位置決めすることができる。特に、スリーブ５を深絞りによるプレス加工によって製作しているので、凸部５ｂ及び位置決め部５ａの位置を精度良く設けることができる。この結果、エンドフレーム１０に具備されたブラシ３とスリーブ５に位置決めされた磁石４とを一つの部品（スリーブ５）によって正確に位置決めできるので、整流を良好な状態で行うことができ、モータ出力を安定させることができる。
また、本実施例の構成によれば、磁石４を位置決めするために治具等を使用する必要がないので、磁石４の組付けに手間がかからず、磁石４の組付けを容易に行うことができる。
【００１４】
（変形例）
上記の実施例では、エンドフレーム１０に対し固定子を所定の角度で位置決めするための手段として、スリーブ５の大径円筒部５Ａに位置決め部５ａを１箇所設け、エンドフレーム１０の端面に２個の突起部１８を設けているが、これはあくまでも一例であり、位置決め部５ａと突起部１８の個数、及び位置等は適宜変更しても良い。
また、図１に示したスタータ１は、二輪車用であるが、自動車用のスタータにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータ（直流モータ）の断面図である。
【図２】スリーブの側面図（ａ）とＡ視図（ｂ）である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ スタータ（直流モータ）
３ ブラシ
４ 磁石
５ スリーブ
５Ａ 大径円筒部
５Ｂ 小径円筒部
５ａ 大径円筒部に設けた位置決め部
５ｂ 小径円筒部に設けた凸部
６ ヨーク
１０ エンドフレーム（フレーム）

Claims (3)

1. ヨークの内周面に磁極としての磁石を等間隔に複数個配置し、その磁石を内側から金属製の円筒状スリーブで保持した固定子を有する直流モータにおいて、
   前記スリーブは、自身の外周面に前記磁石が配置される小径円筒部と、この小径円筒部の一端側に隣接して前記ヨークの内周面に圧入される大径円筒部とを有し、
   前記小径円筒部の外周面には、周方向に隣合う前記磁石同士の間に介在して前記複数個の磁石を周方向に位置決めする複数の凸部が周方向等間隔に設けられると共に、前記凸部が、前記小径円筒部と前記大径円筒部との段差部から、前記小径円筒部の他端側開口端より一端側へ所定の距離だけ離れた位置まで軸方向に延びて形成され、
   前記大径円筒部の反小径円筒部側の端部には、ブラシを具備するフレームに対して前記固定子の周方向の取付け角度を位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする直流モータ。
2. 請求項１に記載した直流モータにおいて、
   前記大径円筒部に設けられた位置決め部は、前記大径円筒部の内側へ突き出た凸形状を有し、
   前記フレームは、前記ヨークの内周側へ嵌合する印籠部を有し、この印籠部の端面に２個の突起部が周方向に所定の間隔を開けて設けられており、前記２個の突起部の間に前記位置決め部を嵌合させることで、前記フレームに対する前記スリーブの周方向位置が規制されることを特徴とする直流モータ。
3. 請求項２に記載した直流モータの製造方法であって、
   前記スリーブは、深絞りのプレス加工により、前記小径円筒部と大径円筒部とを有する２段の円筒形状に成形されていることを特徴とする直流モータの製造方法。

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