JP5146184B2 - 磁石界磁型モータの製造方法 - Google Patents
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Description
ところで、上記の従来技術では、主磁極と補助極とをヨークの内周に固定する手段として、ヨークの中心側に開いた略コの字型の磁石スプリングが使用されている。
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、磁石スプリングに補助極を組み付ける際の作業性を改善することにより、生産性を向上でき、低コスト化を図ることができる磁石界磁型モータの製造方法を提供することにある。
本発明は、ヨークの内周に等間隔に配置される永久磁石から成る複数の主磁極と、この主磁極の増磁側に隣接して配置される磁性材料から成る複数の補助極と、主磁極の減磁側と補助極との間に配置される複数の磁石スプリングとを備え、この磁石スプリングは、ヨークの内周に固定される背板部と、この背板部の周方向両側からヨークの中心方向に延設された一対の側板部とを有する略コの字型に設けられ、一対の側板部に生じる弾力により主磁極と補助極とを周方向に押圧して固定する磁石界磁型モータの製造方法において、磁石スプリングには、背板部と一対の側板部とが略コの字型に曲げ加工される前の平板状に展開されている段階で、一対の側板部のうち、一方の側板部に予め補助極が組み付けられ、その後、磁石スプリングが略コの字型に曲げ加工されて、磁石スプリングと補助極とが一体に組み付けられたサブアセンブリとして構成され、このサブアセンブリがヨークの内周に組み付けられることを特徴とする。
また、磁石スプリングを略コの字型に曲げ加工する作業は、磁石スプリングに補助極が組み付けられた状態でも、問題なく可能である。これにより、磁石スプリングへの補助極の組み付けと、磁石スプリングの曲げ加工とを、同一の製造ラインで連続して行うことも可能であり、サブアセンブリを低コストで生産できる。
請求項1に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、サブアセンブリは、一方の側板部と補助極のどちらか一方に設けられた凹部と、他方に設けられた凸部との圧入嵌合により、磁石スプリングと補助極とが一体に組み付けられていることを特徴とする。
本発明では、磁石スプリングと補助極は、凹部と凸部との圧入嵌合による簡単な作業で両者を一体化できるので、サブアセンブリを低コストに実現できる。
請求項2に記載した磁石界磁型モータの製造方法であって、磁石スプリングには、一方の側板部に凹部を成す嵌合孔が打ち抜きによって形成され、補助極には、嵌合孔に対応する位置に、凸部が打ち出しによって設けられ、磁石スプリングと補助極は、嵌合孔に凸部を圧入嵌合させて一体に組み付けられていることを特徴とする。
本発明によれば、一方の側板部に凹部として打ち抜きによる嵌合孔を形成し、補助極に打ち出しによる凸部を設けるため、加工が容易で生産性に優れている。なお、本発明では、凸部を円形とし、嵌合孔を丸孔として、それぞれ2個形成する方法が最も実用的であり、生産性および耐久性に優れる。
請求項3に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、磁石スプリングは、補助極に凸部を設ける前に、予め一方の側板部に嵌合孔が形成されており、磁石スプリングと補助極は、嵌合孔が形成されている一方の側板部に補助極を重ね合わせて両者を位置決めし、その位置決めした状態で、補助極に打ち出し加工を行うことにより、補助極に対する凸部の形成と、嵌合孔への凸部の圧入嵌合とを同時に実施して一体に組み付けられることを特徴とする。
また、凸部と嵌合孔のそれぞれの径および位置関係を精度良く管理する必要が無いため、磁石スプリングと補助極とをそれぞれ低コストで製作できる。さらに、凸部の形成と、嵌合孔への凸部の圧入嵌合を別工程で行い、且つ、凸部と嵌合孔をそれぞれ複数設ける場合は、凸部と凸部との間の距離と、嵌合孔と嵌合孔との間の距離とを精度良く管理する必要があるが、本発明の構成によれば、その管理が不要となるため、更にコスト低減を図ることが可能である。
請求項1〜4に記載した何れかの磁石界磁型モータの製造方法において、磁石スプリングには、ヨークの内周面に接触する背板部に固定孔が形成され、ヨークの内周面には、固定孔に対応する位置に突出部が設けられ、サブアセンブリは、固定孔に突出部を嵌め合わせ、その突出部を軸方向に沿って割りかしめすることにより、ヨークに固定されていることを特徴とする。
磁性材料から成る補助極には、電機子へ吸引される力が働くため、補助極と一体化された磁石スプリングをヨークへ固定する必要がある。本発明によれば、この固定方法として、磁石スプリングの背板部に形成された固定孔に、ヨークの内周面に設けられた突出部を嵌め合わせ、その突出部を割りかしめすることにより、低コストで容易に固定できる。また、突出部を軸方向に沿って割りかしめする、すなわち、割りかしめに使用するパンチの刃先を軸方向に向けて割りかしめを行うことで、ヨークの真円度への影響を大幅に低減でき、寸法外れによる不良品の発生を大幅に低減できる。
請求項5に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、補助極の周方向の寸法をWとした時に、固定孔は、背板部の周方向の中心より補助極側へW/2だけオフセットした位置に形成されていることを特徴とする。
本発明で対象とする磁石界磁型モータは、主磁極の増磁側に隣接して補助極を配置するため、電機子の回転方向を切り替える場合は、主磁極に対して補助極を反対側に配置する必要がある。この時、磁石スプリングの背板部に形成される固定孔を背板部の周方向中心に配置すると、右回転と左回転とで磁石スプリングの軸方向の向きを反転して使用する場合に、ヨークに設けられる突出部の位置を変更する必要が生じるため、右回転と左回転とでヨークを共通化することができない。
これに対し、本発明では、背板部の周方向の中心より補助極側へW/2だけオフセットした位置に固定孔を形成しているので、右回転と左回転とで磁石スプリングの向きを変えても、ヨークに対する固定孔の周方向位置は変化しないため、ヨークに設けられる突出部の位置を変更する必要はなく、右回転用と左回転用とでヨークを共通化できる。
請求項5または6に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、磁石スプリングの軸方向両側には、主磁極の軸方向の位置ずれを規制する爪板部が設けられ、この爪板部は、磁石スプリングの周方向において、一対の側板部のうち、他方の側板部を有する側にのみ設けられていることを特徴とする。
磁石スプリングの爪板部は、主磁極をヨークの内周に組み付けた後、軸方向に主磁極と重なる様に、略コの字型の外側(主磁極側)へ曲げ広げられる。ここで、爪板部を磁石スプリングの片側のみに設けた場合に、磁石スプリングの背板部がヨークに固定されていないと、爪状部を主磁極側へ曲げ広げる際に、その反力によって磁石スプリングの位置がずれる(磁石スプリングがヨークの内径側に浮き上がる)恐れがある。この対策として、爪板部を磁石スプリングの両側に設けて、その両側の爪板部を同時に曲げ広げている。
ヨークアセンブリ1は、円筒状のヨーク2と、このヨーク2の内周に等間隔に固定される複数の磁石スプリング3と、この磁石スプリング3を介してヨーク2の内周に固定される複数の主磁極4と、この主磁極4の増磁側の側面に当接して配置される複数の補助極5とで構成される。ヨークアセンブリ1の内周には、図示しない電機子が同軸的に収容される。
ヨーク2の内側には、図2に示す様に、磁石スプリング3を固定するための突出部2aが複数設けられている。この突出部2aは、例えば、プレスにより矩形状に形成され、1個の磁石スプリング3に対しヨーク2の長手方向(軸方向)に2個設けられている。
一対の側板部31、32は、上記の折り曲げ線に沿って、背板部30に対しそれぞれ90度弱に折り曲げられている。この一対の側板部31、32のうち、一方の側板部31には、例えば、打ち抜きにより、円形の嵌合孔31aが2個形成されている。
一対の爪板部33は、図1に示す様に、磁石スプリング3の周方向において、一対の側板部31、32のうち、他方の側板部32を有する側にのみ設けられている。
補助極5は、例えば、厚さ数mm程度の鉄板によって形成される(図4参照)。この補助極5の軸方向長さおよび高さは、主磁極4の軸方向長さおよび高さと略同一の寸法に設定されている。この補助極5は、図5に示す様に、あらかじめ、磁石スプリング3の一方の側板部31に固定されて、磁石スプリングサブASSY(以下、サブASSY6と略す)として構成されている。
磁石スプリング3は、図3に示す平板状の展開状態において、一方の側板部31に予め補助極5が固定され、その後、略コの字型に曲げ加工されて、磁石スプリング3と補助極5とが一体に組み付けられたサブASSY6として構成される。
一方の側板部31と補助極5は、一方の側板部31に形成された嵌合孔31aに、補助極5に設けられる凸部5a(図6参照)を圧入嵌合させることで、一方の側板部31に補助極5が固定される。ここで、補助極5は、図6(a)に示す様に、凸部5aを設ける前に、すでに嵌合孔31aが形成されている一方の側板部31に補助極5を板厚方向に重ね合わせて両者を位置決めし、その位置決めした状態で、補助極5に打ち出し加工を行うことにより、図6(b)に示す様に、補助極5に凸部5aが設けられると同時に、この凸部5aが嵌合孔31aへ圧入嵌合されて、一方の側板部31に補助極5が固定される。つまり、補助極5に対する凸部5aの形成と、嵌合孔31aへの凸部5aの圧入嵌合とが同時に実施される。
まず、主磁極4をヨーク2に組み付ける前に、サブASSY6をヨーク2に固定する。サブASSY6は、磁石スプリング3の背板部30に形成された2個の固定孔30aに、ヨーク2に設けられた2個の突出部2aをそれぞれ嵌め合わせることで、ヨーク2に対し軸方向および周方向に位置決めされ、且つ、図7に示す様に、突出部2aを軸方向に沿って割りかしめすることにより、ヨーク2の内周に固定される。
この後、周方向に隣合うサブASSY6同士の間に治具(図示せず)を介して磁石挿入スペースを確保し、その磁石挿入スペースに軸方向から主磁極4を挿入する。治具は、主磁極4の挿入動作に同期して、ヨーク2から取り出される。続いて、図1に示す様に、磁石スプリング3に設けられる一対の爪板部33を主磁極4側へ曲げ広げることにより、主磁極4の軸方向の位置ずれを規制して、組み付けを完了する。
本実施例のヨークアセンブリ1は、磁石スプリング3と補助極5とが予め一体化されたサブASSY6をヨーク2の内周に固定した後、主磁極4のみを磁石挿入スペースに挿入すれば良いので、組み付け時に主磁極4と補助極5とがばらけることはなく、組み付けを容易に行うことができる。
また、サブASSY6は、磁石スプリング3が略コの字型に曲げ加工される前の平板状の展開状態において補助極5と一体化される。この場合、補助極5を磁石スプリング3と一体化するために使用する治具の配置に大きな制約を受けることはなく、磁石スプリング3を略コの字型に保持しておく必要もないので、磁石スプリング3を略コの字型に曲げ加工した後に補助極5を一体化する場合と比較して、磁石スプリング3と補助極5との一体化を容易に行うことができる。
また、補助極5への凸部5aの形成と、嵌合孔31aへの凸部5aの圧入嵌合とを別工程で行い、且つ、凸部5aと嵌合孔31aをそれぞれ複数設ける場合は、凸部5aと凸部5aとの間の距離と、嵌合孔31aと嵌合孔31aとの間の距離とを精度良く管理する必要があるが、本実施例によれば、その管理が不要となるため、更にコスト低減を図ることが可能である。
また、突出部2aを軸方向に沿って割りかしめする、すなわち、割りかしめに使用するパンチの刃先を軸方向に向けて割りかしめを行う方法は、突出部2aを偏平状に押し潰す一般的なかしめ方法と比較すると、かしめる際の荷重を小さくでき、且つ、かしめ荷重がヨーク2の周方向において一点に作用するので、ヨーク2の真円度への影響を大幅に低減でき、寸法外れによる不良品の発生を大幅に低減できる。
ちなみに、本実施例の磁石スプリング3は、一方の側板部31に補助極5が固定されるため、固定孔30aの中心から他方の側板部32の先端までの距離より、固定孔30aの中心から一方の側板部31の先端までの距離の方が、補助極5の周方向の寸法Wだけ短くなっている。
2 ヨーク
2a ヨークに設けられる突出部
3 磁石スプリング
4 主磁極
5 補助極
5a 補助極に設けられる凸部
6 サブASSY(サブアセンブリ)
30 背板部
30a 背板部に形成される固定孔
31 一方の側板部
31a 一方の側板部に形成される嵌合孔
32 他方の側板部
33 爪板部
Claims (7)
- ヨークの内周に等間隔に配置される永久磁石から成る複数の主磁極と、
この主磁極の増磁側に隣接して配置される磁性材料から成る複数の補助極と、
前記主磁極の減磁側と前記補助極との間に配置される複数の磁石スプリングとを備え、
この磁石スプリングは、前記ヨークの内周に固定される背板部と、この背板部の周方向両側から前記ヨークの中心方向に延設された一対の側板部とを有する略コの字型に設けられ、前記一対の側板部に生じる弾力により前記主磁極と前記補助極とを周方向に押圧して固定する磁石界磁型モータの製造方法において、
前記磁石スプリングには、前記背板部と前記一対の側板部とが略コの字型に曲げ加工される前の平板状に展開されている段階で、前記一対の側板部のうち、一方の側板部に予め前記補助極が組み付けられ、その後、前記磁石スプリングが略コの字型に曲げ加工されて、前記磁石スプリングと前記補助極とが一体に組み付けられたサブアセンブリとして構成され、このサブアセンブリが前記ヨークの内周に組み付けられることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項1に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、
前記サブアセンブリは、前記一方の側板部と前記補助極のどちらか一方に設けられた凹部と、他方に設けられた凸部との圧入嵌合により、前記磁石スプリングと前記補助極とが一体に組み付けられていることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項2に記載した磁石界磁型モータの製造方法であって、
前記磁石スプリングには、前記一方の側板部に前記凹部を成す嵌合孔が打ち抜きによって形成され、前記補助極には、前記嵌合孔に対応する位置に、前記凸部が打ち出しによって設けられ、
前記磁石スプリングと前記補助極は、前記嵌合孔に前記凸部を圧入嵌合させて一体に組み付けられていることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項3に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、
前記磁石スプリングは、前記補助極に前記凸部を設ける前に、予め前記一方の側板部に前記嵌合孔が形成されており、
前記磁石スプリングと前記補助極は、前記嵌合孔が形成されている前記一方の側板部に前記補助極を重ね合わせて両者を位置決めし、その位置決めした状態で、前記補助極に打ち出し加工を行うことにより、前記補助極に対する前記凸部の形成と、前記嵌合孔への前記凸部の圧入嵌合とを同時に実施して一体に組み付けられることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項1〜4に記載した何れかの磁石界磁型モータの製造方法において、
前記磁石スプリングには、前記ヨークの内周面に接触する前記背板部に固定孔が形成され、前記ヨークの内周面には、前記固定孔に対応する位置に突出部が設けられ、
前記サブアセンブリは、前記固定孔に前記突出部を嵌め合わせ、その突出部を軸方向に沿って割りかしめすることにより、前記ヨークに固定されていることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項5に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、
前記補助極の周方向の寸法をWとした時に、
前記固定孔は、前記背板部の周方向の中心より前記補助極側へW/2だけオフセットした位置に形成されていることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。 - 請求項5または6に記載した磁石界磁型モータの製造方法において、
前記磁石スプリングの軸方向両側には、前記主磁極の軸方向の位置ずれを規制する爪板部が設けられ、この爪板部は、前記磁石スプリングの周方向において、前記一対の側板部のうち、他方の側板部を有する側にのみ設けられていることを特徴とする磁石界磁型モータの製造方法。
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