JP4650243B2 - 回転電機のヨーク及びヨークの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の磁気回路を形成するヨークに関する。

例えば、スタータ等のモータに使用されるヨークの製造方法として、鋼板を絞り加工で造管する技術、あるいは長方形に打ち抜かれた鋼板を円筒形に丸めた後、両端部をかしめて造管する技術が知られている（特許文献１参照）。
何れの加工方法においても、造管後、表面に耐食性皮膜を形成するために塗装又はめっき処理を施し、その後、通電面を確保するために、軸方向端面の耐食性皮膜を切削等により除去していた。
特開昭６４−６０２４７号公報

ところで、近年、車両における省燃費化の観点から、スタータを軽量化するニーズがある。このスタータを軽量化する一つの手段として、高減速比化によるモータの小型・軽量化がある。しかし、モータの小型・軽量化は、モータの体格が小さくなることによって熱容量が低下するため、その小型・軽量化にも限度があった。このため、モータの放熱性を如何に向上させるかが技術課題として存在する。
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、放熱性を向上できる回転電機のヨーク及びそのヨークの製造方法を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、予め耐食性処理された帯状の鋼板を長方形に切断した後、その一枚の鋼板を丸め加工して円筒形に造管されたヨークを製造する際に、ヨークの外周面に表面積を増大させる複数本の溝が、ヨークの軸方向に沿って形成されるヨークの製造方法であって、鋼板を丸め加工する際に、その鋼板の外周面に複数本の溝を等間隔に形成しながら、鋼板を段階的に丸めていくことを特徴とする。
この場合、鋼板の外周面に溝を形成する工程を、鋼板の丸め加工と別工程で行う必要がなく、鋼板を丸め加工する際に同時に形成できる。つまり、鋼板を丸め加工する過程で鋼板の外周面に溝を形成しながら、鋼板を段階的に丸めていくことにより、丸め加工時に生じる鋼板の歪みが解放されて、鋼板の曲げ癖が除去されるので、ヨークの真円度を向上できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したヨークの製造方法において、耐食性処理された鋼板として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板を用いて製造されることを特徴とする。
Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板は、耐食性に優れるだけでなく、表面に傷が付くと、緻密な保護膜（酸化皮膜）が生成されるため、放熱性を向上させるためにヨークの外周面に複数本の溝や凹みを形成した場合でも、耐食性が損なわれることはない。
また、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板は、表面の色がシルバー系であるため、エンジンからの輻射熱を吸収することはなく、ヨークの温度上昇を抑制できる効果もある。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はヨーク１の一部断面を含む側面図である。
本発明のヨーク１は、例えば、エンジン始動用のスタータモータ（本発明の回転電機の一例）に用いられ、図３に示す様に、ヨーク１の内周に複数（図３では６個）の永久磁石２が磁石保持具３により固定されて、界磁を成すヨークアセンブリを形成している。
ヨーク１の外周面には、図１に示す様に、軸方向（図示左右方向）に延びる筋状の溝４がヨーク１の全周に渡って等間隔に複数本形成され、更に、永久磁石２を軸方向（図示左右方向）に位置決めするための凹部５と、防塵用プレート（図示せず）を位置決めするための凹部６等が設けられている。

次に、ヨーク１の製造方法について説明する。
ヨーク１は、以下の製造工程に従って製造される。
ａ）切断工程…予め耐食性処理された帯状の鋼素材を所定の長さに切断して、図４に示す長方形状の鋼板７を準備する。この時、切断された鋼板７の一端には複数（図４では４個）の凸部８が形成され、他端には複数の凹部９が形成される。
ｂ）丸め工程…切断された鋼板７を円筒状に丸めて凸部８を凹部９に挿入する。この丸め工程では、鋼板７を丸め加工する際に、その鋼板７の外周面に複数本の溝４及び凹部５、６が同時に形成される。図２はヨーク１の外周面に形成された溝４の断面形状を示す拡大断面図である。
ｃ）結合工程…凹部９に嵌め合わされた凸部８の両側辺近傍をパンチ（図示せず）により押圧加工して、凸部８と凹部９とを機械的に結合する。

（実施例１の効果）
本実施例のヨーク１は、外周面に複数本の溝４が全周に渡って形成されているので、ヨーク１の表面積が増大して放熱性が向上する。また、本実施例のヨーク１は、予め耐食性処理された鋼板７を用いて造管されるので、従来の様に、造管後に塗装やめっき等を施す必要がない。このため、塗装やめっきによって溝４が埋まることはなく、放熱性が低下することはない。
なお、耐食性処理された鋼板７として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板を用いることができる。このＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板は、耐食性に優れるだけでなく、表面に傷が付くと、緻密な保護膜（酸化皮膜）が生成されるため、放熱性を向上させるためにヨーク１の外周面に複数本の溝４を形成した場合でも、耐食性が損なわれることはない。また、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板は、表面の色がシルバー系であるため、エンジンからの輻射熱を吸収することはなく、ヨーク１の温度上昇を抑制できる効果もある。

また、先の「背景技術」に記載したヨーク１の製造方法（鋼板を絞り加工で造管する技術または鋼板を円筒形に丸めて造管する技術）では、造管後に塗装又はめっき処理を施し、その後、通電面を確保するために軸方向端面の耐食性皮膜を切削等により除去する必要があるため、工数が多くなり、コストアップの要因となっている。これに対し、本実施例の製造方法では、耐食性処理された鋼板７（特にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板）を用いて造管するので、造管後の処理が不要である。つまり、造管後に塗装又はめっき処理を施し、その後、ヨーク１をアース接続するために軸方向端面の耐食性皮膜を切削等により除去して通電面を確保する必要がないため、大幅な工数低減が可能である。

更に、鋼板７を丸め加工する過程で鋼板７の外周面に溝４を形成する、言い換えると、鋼板７の外周面に溝４を形成しながら、鋼板７を段階的に丸めていくことにより、丸め加工時に生じる鋼板７の歪みが解放されるため、鋼板７の曲げ癖が除去されて、ヨーク１の真円度を向上できる効果もある。

（変形例）
実施例１では、ヨーク１の内周に永久磁石２を固定する一例を記載したが、永久磁石２に代えて界磁コイルを用いることもできる。

ヨークの一部断面を含む側面図である。 ヨークの外周面に形成された溝の断面形状を示す拡大断面図である。 ヨークアセンブリの軸方向平面図である。 長方形状に切断された鋼板の平面図である。

符号の説明

１ ヨーク
４ 溝
７ 鋼板

Claims (2)

1. 予め耐食性処理された帯状の鋼板を長方形に切断した後、その一枚の鋼板を丸め加工して円筒形に造管されたヨークを製造する際に、前記ヨークの外周面に表面積を増大させる複数本の溝が、前記ヨークの軸方向に沿って形成されるヨークの製造方法であって、
   前記鋼板を丸め加工する際に、その鋼板の外周面に前記複数本の溝を等間隔に形成しながら、前記鋼板を段階的に丸めていくことを特徴とするヨークの製造方法。
2. 請求項１に記載したヨークの製造方法において、
   前記耐食性処理された鋼板として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき鋼板を用いて製造されることを特徴とするヨークの製造方法。

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