JPH0984284A - ロータ用磁石の被覆方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロータに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とともに、接着剤を不要にするこ
とを可能にする。 【解決手段】ロータ１６の端面を位置決め支持する可動
治具３２と、前記ロータ１６が配置された状態で、該ロ
ータ１６の外周面に対応して永久磁石２６全体を挿入す
る挿入溝３４が設けられるとともに、前記可動治具３２
と一体的に円筒部材２８の挿入側端部２８ａに圧入され
て前記挿入側端部２８ａを前記挿入溝３４の開口外周直
径よりも大径に拡径させる保持治具３６と、前記保持治
具３６の案内作用下に該可動治具３２を前記ロータ１６
および前記永久磁石２６と一体的に前記円筒部材２８内
に挿入させる押圧手段３８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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）とヨークとを
備え、このヨークの外周面に所定角度ずつ離間して複数
個の永久磁石が配設されるとともに、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。しかも、マグネット固着用の接
着剤が使用されるため、コストの低減が図れないという
不具合がある。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ロータに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とともに、接着剤を不要にすること
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、円筒部材の挿入側端部に保持治具と可
動治具とが一体的に圧入されてこの挿入側端部が拡径さ
れた状態で、先ず、ロータが前記保持治具内に挿入され
た後、該ロータの外周面に対応して前記保持治具の挿入
溝に前記永久磁石が挿入される。そして、ロータと永久
磁石は、可動治具に係合された状態で、前記保持治具の
案内作用下に該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、予めロータに永久磁石を固着させ
ておく必要がなく、接着剤が不要になるとともに、被覆
作業全体の効率化が容易に遂行される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
ロータ用磁石の被覆方法および装置により被覆されたモ
ータ１０の分解斜視図を示す。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。

【０００９】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。

【００１０】ロータ１６は、シャフト２２とヨーク２４
とを備え、このヨーク２４の外周面に所定角度ずつ離間
して複数個の永久磁石２６が配置される。円筒部材２８
が、本実施形態に係る被覆装置３０を介して永久磁石２
６を一体的に被覆した状態でロータ１６に装着される。
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。

【００１１】図２に示すように、本実施形態に係る被覆
装置３０は、ロータ１６の端面１６ａを位置決め支持す
る可動治具３２と、前記ロータ１６が配置された状態
で、該ロータ１６の外周面に対応して永久磁石２６全体
を挿入する挿入溝３４が設けられるとともに、前記可動
治具３２と一体的に円筒部材２８の挿入側端部２８ａに
圧入されて前記挿入側端部２８ａを前記挿入溝３４の開
口外周直径よりも大径に拡径させる保持治具３６と、前
記ロータ１６と前記永久磁石２６を前記可動治具３２に
係合させた状態で、前記保持治具３６の案内作用下に該
可動治具３２を前記ロータ１６および前記永久磁石２６
と一体的に前記円筒部材２８内に挿入させる押圧手段３
８とを備える。

【００１２】可動治具３２は、略円盤状を有しており、
ロータ１６の端面１６ａを載置する係合面４０と、各永
久磁石２６に対応して設けられる複数の第１突起部４２
とを有するとともに、各第１突起部４２間に凹部４４が
形成される。第１突起部４２は、円筒部材２８を挿入溝
３４の開口外周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、前記第１突起部４２の先端には、小径
となるテーパ面４２ａが形成される。

【００１３】保持治具３６は、永久磁石２６の長さに対
応した軸長に設定された略円筒状を有しており、ロータ
１６が配設される貫通孔４６に連通し各永久磁石２６を
挿入するための複数の挿入溝３４が形成されるととも
に、この保持治具３６の下端には分割された複数の第２
突起部４８が設けられる。この第２突起部４８は、可動
治具３２の凹部４４に嵌合して第１突起部４２と一体的
に円筒部材２８を挿入溝３４の開口外周直径よりも大径
に拡径させるためにその直径が設定され、前記第２突起
部４８の先端には、小径となるテーパ面４８ａが形成さ
れる。

【００１４】保持治具３６の外周端縁部に固定手段５０
が設けられる。固定手段５０は、保持治具３６に固着さ
れた複数のピン部材５２と、このピン部材５２を中心に
回転自在に配設される係止片５４とを備え、この係止片
５４は、略半円状に形成されている。

【００１５】図３乃至図５に示すように、被覆装置３０
は、円筒部材２８を挿入配置させるとともにこの円筒部
材２８の外周面との間に間隙Ｈが形成される内周面６０
を有した第１ケーシング部材６２と、この第１ケーシン
グ部材６２に対して相対的に移動可能な第２ケーシング
部材６４と、前記第１ケーシング部材６２と前記第２ケ
ーシング部材６４を、前記円筒部材２８およびロータ１
６を収容して密封状態に結合させるクランプ手段６６
と、油圧を介して前記円筒部材２８を前記内周面６０に
押圧させることにより該円筒部材２８を拡径させるため
の流体供給手段６８とを備える。

【００１６】第１ケーシング部材６２は、基台７０に保
持されており、上方に開口部７２を有する略有底円筒状
に構成され、この開口部７２に突起部７４が設けられる
（図５参照）。突起部７４の内周面に逃げ溝７６が周回
形成されるとともに、この突起部７４の下端側には、外
方に突出して係止用フランジ部７８が設けられ、内方に
突出してリング状支持部８０が設けられる。

【００１７】第１ケーシング部材６２の下端側には、水
平方向に向かって流体供給手段６８を構成する流体通路
８２が形成され、この流体通路８２に一端が接続された
管路８４の他端が、コントローラ８６を介して油圧ポン
プ８８に接続される（図３参照）。流体通路８２は、孔
部９０を介して第１ケーシング部材６２内に連通してお
り、この孔部９０には、押圧手段３８を構成する下側セ
ット部材９２がＯリング９３を介して液密に保持された
状態で摺動自在に挿入される（図５参照）。

【００１８】この下側セット部材９２は、略円柱状を有
しており、その上端部には大径部９４が設けられる。下
側セット部材９２の下端部には、押し上げシリンダ９６
から上方に延びるロッド９８が連結される一方、この押
し上げシリンダ９６は、管路９７ａ、９７ｂを介してコ
ントローラ８６に接続される。

【００１９】第２ケーシング部材６４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９９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１００が設けられる。第２ケーシ
ング部材６４の上端側に、押圧手段３８を構成する上側
セット部材１０２がＯリング１０３（図８参照）を介し
て液密に保持された状態で摺動自在に挿入されるととも
に、この上側セット部材１０２は、旋回ユニット（後述
する）に装着された圧入シリンダ１０４から下方に延び
ているロッド１０６に連結される。

【００２０】上側セット部材１０２の下端部には、凹凸
状大径部１０８が設けられ、この大径部１０８が第２ケ
ーシング部材６４の上端面に係合してこの第２ケーシン
グ部材６４を保持している。圧入シリンダ１０４は、管
路１０９ａ、１０９ｂを介してコントローラ８６に接続
されている。

【００２１】クランプ手段６６は、基台７０に固着され
た複数のシリンダ１１０を備え、各シリンダ１１０から
第１ケーシング部材６２の中心方向に向かって延びるロ
ッド１１２にクランプ部材１１４が連結される。クラン
プ部材１１４の先端に把持部１１６が設けられており、
この把持部１１６が第１ケーシング部材６２のフランジ
部７８と第２ケーシング部材６４のフランジ部１００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６２、６４が液密に固定される。

【００２２】図３において、参照符号１２０で示される
搬送手段は、昇降シリンダ１２２を備え、この昇降シリ
ンダ１２２が管路１２４ａ、１２４ｂを介してコントロ
ーラ８６に接続される。昇降シリンダ１２２から上方に
延びるロッド１２６は、ガイドロッド１２８に連結さ
れ、このガイドロッド１２８を昇降自在に案内するガイ
ド筒体１２９が基台７０に固定される。ガイドロッド１
２８に旋回ユニット１３０が旋回自在に配設されるとと
もに、このガイドロッド１２８の上端部に取付部材１３
２を介して旋回モータ１３４が固着される。旋回モータ
１３４から下方に突出する回転軸１３６に第１歯車１３
８が固着され、この第１歯車１３８が、旋回ユニット１
３０に設けられた大径な第２歯車１４０に噛合する。

【００２３】旋回ユニット１３０には、互いに所定の角
度だけ離間して第１取付部１４２と第２取付部１４４が
設けられ、この第１取付部１４２に押圧手段３８を構成
する圧入シリンダ１０４が下方に向かって固定される。
第２取付部１４４には、下方に向かって治具搬送用支持
ロッド１４６が設けられ、この支持ロッド１４６の下端
に大径部１４８が形成される。支持ロッド１４６には、
保持治具３６と可動治具３２とが離脱自在に保持され
る。

【００２４】次に、このように構成される被覆装置３０
の動作について、本実施形態に係る被覆方法との関連で
説明する。

【００２５】先ず、図５に示すように、下側セット部材
９２が上昇された状態で、円筒部材２８が、第１ケーシ
ング部材６２の内周面６０との間に間隙Ｈを形成して配
置された後、搬送手段１２０を介して保持治具３６と可
動治具３２が一体的に搬送される。その際、保持治具３
６は、係止片５４により支持ロッド１４６の大径部１４
８に保持されるとともに、この保持治具３６の第２突起
部４８が可動治具３２の凹部４４に嵌合し、その摩擦力
によって前記可動治具３２が該保持治具３６に保持され
ている。

【００２６】そして、旋回モータ１３４の作用下に第１
および第２歯車１３８、１４０を介して旋回ユニット１
３０が所定の角度だけ旋回されて支持ロッド１４６が第
１ケーシング部材６２と同軸的に配置される。次いで、
昇降シリンダ１２２が駆動され、ロッド１２６と一体的
にガイドロッド１２８が下降し、支持ロッド１４６に保
持されている可動治具３２および保持治具３６の第１お
よび第２突起部４２、４８が円筒部材２８を拡径させて
この円筒部材２８の端部２８ａに挿入される（図６参
照）。

【００２７】そこで、係止片５４が回転されて第１ケー
シング部材６２の突起部７４にこの係止片５４が係合さ
れるとともに、前記係止片５４が支持ロッド１４６の大
径部１４８から離脱する。これにより、保持治具３６が
第１ケーシング部材６２に保持され、さらに可動治具３
２が下側セット部材９２の大径部９４上に載置されるこ
とになり、昇降シリンダ１２２の作用下に支持ロッド１
４６のみが上昇される。

【００２８】図７に示すように、ロータ１６が、保持治
具３６の貫通孔４６に挿入されてその端面１６ａが可動
治具３２の係合面４０に位置決め支持される。次いで、
ロータ１６の外周面に対応して保持治具３６の各挿入溝
３４に永久磁石２６が挿入される。各永久磁石２６は、
可動治具３２の各第１突起部４２に対応して載置され
る。

【００２９】その後、第２ケーシング部材６４が、旋回
モータ１３４を介して第１ケーシング部材６２の上方に
配置され（図８参照）、さらに昇降シリンダ１２２の作
用下に下降されて前記第１ケーシング部材６２に係合す
る。このため、第１ケーシング部材６２のフランジ部７
８と第２ケーシング部材６４のフランジ部１００が当接
し、クランプ手段６６を構成する各シリンダ１１０の作
用下に各クランプ部材１１４の先端に設けられた把持部
１１６が前記フランジ部７８、１００を一体的に挟持す
る。これにより、第１ケーシング部材６２と第２ケーシ
ング部材６４が密封状態で結合される。

【００３０】次に、図９に示すように、流体供給手段６
８を構成する流体通路８２に圧油が供給されると、この
圧油は、孔部９０から第１ケーシング部材６２内に導入
される。このため、第１ケーシング部材６２に配設され
ている円筒部材２８は、内周面６０に押圧保持されるこ
とになり、間隙Ｈに対応して強制的に拡径される。

【００３１】この円筒部材２８が拡径された状態で、圧
入シリンダ１０４が駆動される一方、押し上げシリンダ
９６が下方向に駆動、または滅勢される。従って、ロッ
ド１０６に連結された上側セット部材１０２が下降さ
れ、この上側セット部材１０２の大径部１０８がロータ
１６および複数の永久磁石２６を一体的に下方に押圧す
る。ロータ１６および永久磁石２６は、可動治具３２上
に載置されており、この可動治具３２と一体的に下降し
て拡径保持されている円筒部材２８内に挿入される。そ
の際、第１ケーシング部材６２内の余剰な圧油は、ロー
タ１６と保持治具３６の間隙から第２ケーシング部材６
４側に導出される。

【００３２】図１０に示すように、ロータ１６および永
久磁石２６を円筒部材２８内に挿入する作業が終了した
後、流体供給手段６８を構成する流体通路８２を介して
第１ケーシング部材６２内の圧油が油圧ポンプ８８側に
戻される。これにより、第１ケーシング部材６２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が被覆される。次いで、ク
ランプ手段６６の作用下にクランプ部材１１４が第１お
よび第２ケーシング部材６２、６４から離間され、さら
に昇降シリンダ１２２を介して前記第２ケーシング部材
６４が上昇される。

【００３３】そこで、図１１に示すように、搬送手段１
２０を構成する支持ロッド１４６が第１ケーシング部材
６２に配置され、係止片５４が回転されて保持治具３６
がこの支持ロッド１４６に保持される。そして、支持ロ
ッド１４６が、保持治具３６と一体的に上昇されて第１
ケーシング部材６２から離間された後、押し上げシリン
ダ９６の作用下に下側セット部材９２がロータ１６と一
体的に上昇され（図１２参照）、このロータ１６が前記
第１ケーシング部材６２から取り出される。

【００３４】さらに、図１３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３２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。

【００３５】この場合、本実施形態では、円筒部材２８
の挿入側端部２８ａに保持治具３６の第２突起部４８と
可動治具３２の第１突起部４２とが一体的に圧入されて
この挿入側端部２８ａが拡径された状態で、先ず、ロー
タ１６が前記保持治具３６内に挿入された後、該ロータ
１６の外周面に対応して挿入溝３４に永久磁石２６が挿
入される。

【００３６】このため、従来のように、予めロータ１６
に永久磁石２６を固着させておく必要がない。これによ
り、接着剤が不要になってコストの削減が容易に遂行さ
れるとともに、前記永久磁石２６を容易に、しかも確実
に保持することができ、被覆作業全体が効率的かつ高品
質に行われるという効果が得られる。

【００３７】なお、本実施形態では、流体供給手段６８
を構成する流体通路８２が第１ケーシング部材６２に設
けられているが、この流体通路８２に代替し、または該
流体通路８２とともに第２ケーシング部材６４側に流体
通路８２ａ（図３中、二点鎖線参照）を設けることもで
きる。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法お
よび装置では、円筒部材の挿入側端部に保持治具と可動
治具とが一体的に圧入されてこの挿入側端部が拡径され
た状態で、先ず、ロータが前記保持治具に挿入された
後、該ロータの外周面に対応して挿入溝に前記永久磁石
が挿入される。このため、予めロータに永久磁石を固着
させておく必要がなく、接着剤が不要になってコストの
低減が容易に可能になるとともに、被覆作業全体が効率
的かつ高品質に遂行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態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】前記被覆装置の要部構成を示す分解斜視図であ
る。

【図３】前記被覆装置の斜視説明図である。

【図４】前記被覆装置の正面図である。

【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ケーシング部材に永久磁石が配設され
た状態の説明図である。

【図９】前記第１ケーシング部材に第２ケーシング部材
が連結されて圧油が供給された状態の説明図である。

【図１０】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１１】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１２】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１３】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。

【符号の説明】

１０…モータ １６…ロータ ２６…永久磁石 ２８…円筒部材 ３０…被覆装置 ３２…可動治具 ３４…挿入溝 ３６…保持治具 ３８…押圧手段 ４０…係合面 ４２、４８…突起部 ５０…固定手段 ６２、６４…ケーシング部材 ６６…クランプ
手段 ６８…流体供給手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、前記ロータの端面を位置
   決め支持する可動治具の一部と前記永久磁石用挿入溝が
   設けられた保持治具の一部とを一体的に圧入させ、前記
   端部を前記挿入溝の開口外周直径よりも大径に拡径させ
   る工程と、 前記ロータを前記保持治具内に配置させた後、該ロータ
   の外周面に対応して前記挿入溝に前記永久磁石を挿入す
   る工程と、 前記ロータと前記永久磁石を前記可動治具に係合させた
   状態で、前記保持治具の案内作用下に該可動治具を前記
   ロータおよび前記永久磁石と一体的に前記円筒部材内に
   挿入させる工程と、 前記保持治具および前記可動治具を前記円筒部材から離
   脱させ、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】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、 前記ロータの端面を位置決め支持する可動治具と、 前記ロータが配置された状態で、該ロータの外周面に対
   応して前記永久磁石全体を挿入する挿入溝が設けられる
   とともに、その一部が前記可動治具と一体的に前記円筒
   部材の挿入側端部に圧入されて前記挿入側端部を前記挿
   入溝の開口外周直径よりも大径に拡径させる保持治具
   と、 前記ロータと前記永久磁石を前記可動治具に係合させた
   状態で、前記保持治具の案内作用下に該可動治具を前記
   ロータおよび前記永久磁石と一体的に前記円筒部材内に
   挿入させる押圧手段と、 を備えることを特徴とするロータ用磁石の被覆装置。