JPS63124748A

JPS63124748A - 永久磁石組立体

Info

Publication number: JPS63124748A
Application number: JP62273592A
Authority: JP
Inventors: ドナルド　イー．メリット; ラリー　ジェー．エシェルマン; チェスター　エー．ハマー
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1988-05-28
Also published as: US4769624A; EP0269216B1; EP0269216A1; DE3777340D1; KR910001958B1; KR880005636A; CA1275681C

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は永久磁石組立体と、該永久磁石組立体を発電機
の枠に固着するための装着配置とに関する。

永久磁石発電機の複数の永久磁石を支持するための保持
器または支持体は公知であり、その例はＵＳ−Ａ−３，
７８９，２５０および１９８２年に７月３０日に公開さ
れた特開昭５７−１２２６５９号に開示された支持体で
ある。ＵＳ−Ａ−３，７８９，２５０においては、永久
磁石は合成プラスチックハウジングにより支持され、＋
ｉｆ記特開昭においては永久磁石はアルミニウム管と発
電機の枠との間に配置されている。

本発明の目的は永久磁石を密閉するように永久磁石を無
孔の金属ハウジング内に入れた永久磁石組立体を提供す
ることにある。永久磁石を金属ハウジング内にすフぼり
と入わることにより、ハウジングは磁石が、もし磁石に
接触することを許されると磁石を腐食させる恐れのある
湿気や塩噴霧等の物質にさらされることを防止する。こ
の金属ハウジングは更に磁石のための機械的保護を与え
ると共に磁石のための強力な機械的支持体ともなる。こ
の目的を進展させるに当たって、金属ハウジングは磁石
を収容する２つの金属部品で形成され、これらの部品は
互いに継目溶接される。この継目溶接は両部品間に密封
を形成する連続的な無孔の溶接接合部を形成するように
行なわれる。両部品のうちの一方は永久磁石を収容する
形状になされたカップ部を有する磁石保持器の形態を取
る。他方の部品は保持器のフランジ部に溶接された板の
形態を取る。保持器は非磁性ステンレス鋼で形成され、
板は磁性型のステンレス鋼で形成される。

永久磁石組立体は、製造後に、電気装置内へ組込むため
の副組立体として利用しつる。

本発明の他の目的は発電機の金属枠の内面に溶接される
ようになされた金属材料内に入れられる永久磁石組立体
を提供することにある。

本発明の更に他の目的は永久磁石を収容する複数の全局
磁石保持器を発電機の金属枠に溶接した発電機用の改良
されたフィールド枠組立体を提供することにある。

さて図面、特に第１図〜第４図において、参照数字１２
は永久磁石を金属製ハウジング内にすっぽりと入れた永
久磁石小包組立体を全体的に示す。永久磁石を入れた金
属製ハウジングは後述のようにして互いに溶接された保
持器１４とカバー板１６とから成る。保持器１４は好ま
しくはＡｌ５Ｉ３０２ステンレス鋼等の非磁性ステンレ
ス鋼材料で形成されている。板はＡＩＳ　Ｉ　４３０ス
テンレス鋼等の磁性ステンレス鋼で形成されている。

保持器１４は永久磁石２０を受容する空洞１８を与える
カップ部を有する。このカップ部は湾曲し弧状に延びる
壁１４Ａと、平坦な平板端壁１４Ｂ、１４Ｃと、平坦な
平板側壁１４Ｄ、１４Ｅとにより画成されている。保持
器１４は更に端フランジ部１４Ｆと側部フランジ部１４
Ｇとを有する。これらのフランジ部は図面に示すように
湾曲している。

参照数字２０は空洞１８内に配置された矩形の永久磁石
を示す。この永久磁石はＥＰ−Ａ−０１４４１１２に開
示されている型式であってよい。永久磁石２０は空洞１
８と同一形状を有しそしてそれは壁１４Ａの内面と係合
する湾曲し弧状に延びる表面２０Ａを有している。この
永久磁石の外側側壁は平坦であって保持器壁は１４Ｂ、
１４Ｃ，１４Ｄ、１４Ｅの平坦な内面と係合する。また
永久磁石は第２図に示すごとくカバー板１６の内面と係
合するもう１つの湾曲し弧状に延びる表面２０Ｂを有す
る。

カバー板１６は保持器１４の湾曲したフランジ部とマツ
チするように湾曲していて第２図に示すごとく該フラン
ジ部と係合する。モしてカバー板１６は第１図に示され
ている継目溶接線２２．２４，２６．２８に沿って保持
器１４のフランジ部に継目溶接されている。この継目溶
接部は後に更に詳細に述べているようにして抵抗溶接に
よりなされる。個々の溶接部はカバー１６と保持器１４
の間で溶接線２２．２４゜２６．２８に沿って連続的な
溶接接合が与えられるように互いに密接してなされてい
る。溶接部（２２，２４，２６，２８）は連続した接合
部であり、溶接線は完全に永久磁石のまわりに延びてい
るから、溶接接合部は外気または湿気が侵入して永久磁
石２０と接触するのを許さない。従って、この連続的な
溶接部は永久磁石を腐食する物質が進入しないように永
久ＶＩ！を石２０のための不浸透の密封を与える。かか
る物質の一例は塩噴霧である。カバー１４および＠１６
は不浸透の継目溶接部により接合されているから永久磁
石２０は保持器１４および板１６のステンレス鋼材料内
にずっぽりと人わられる。ここで、継目溶接部２２〜２
８は保持器壁１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄ、１４Ｅのずぐ外
側に位置することにより後述するようにしてモータ枠へ
の溶接に充分な保持器フランジ領域を許すように位置し
ていることを指摘しておく。

次に保持器１４および板１６のフランジ間に不浸透の継
目溶接部２２，２４．２６．２８を作成するだめの装置
を第５図に関連して説明する。第５図において、参照数
字３２は部品１４および１６のための溶接用電極兼支持
体として作用する銅ブロックを示す。該支持体３２は保
持器１４のカップ部を受容するための空洞を画成する矩
形の軸方向に延びる壁３４を有する。

この矩形の壁３４は湾曲した頂面３４Ａを有する。支持
体３２は抵抗溶接用変圧器３８に電気的に接続されてい
る。第５図の装置は更に支持体４２により回転可能に支
持された銅ローラ４０を含む。このローラ４０は溶接用
変圧器３８に電気的に接続され抵抗溶接用電極を形成す
る。

継目溶接部２２〜２８を作成するに先立って永久磁石２
０を空洞１８内に入れる。カバー１６は該カバーを保持
器に固定した状態または機械的に保持された状態に保持
するに充分な少数の溶接部により保持器１４に固着させ
ればよい。次にカバーを固定させた保持器１４を銅支持
体３２上に装着し空洞１８を画成する保持器のカップ部
を空洞３６内に嵌入させ保持器１４のフランジを湾曲表
面３４Ａに係合させる。ここで、表面３４Ａの形状はフ
ランジ１４Ｆおよび１４Ｇの形状に従う。保持器および
付設板を支持体３２に装着して、ローラ４０を板１６と
接触させる。次に支持体３２およびローラ４０に溶接用
電流を印加し、これらの部品は溶接用電極として作動し
て保持器１４のフランジを板１６に抵抗溶接する。支持
体３２に溶接用電流が印加されるにつれて、支持体３２
は不図示の機構により移動し、この支持体３２の移動時
に、ローラ４０は板１６上を転勤する。支持体３２が移
動するにつれて継目溶接部が形成されるが、その長さは
支持体３２の移動量に対応する。支持体３２の移動割合
および溶接用電流の制御は湿気や空気を通さない連続的
な溶接接合部が生じるように互いに密接した一連の個々
の溶接部が生じるように調整される。

支持体３２を移動させて例えば第１図に示した溶接線２
２を生ぜしめたら、他の溶接線、例えば溶接線２６を生
ぜしめうる位置へ支持体を回転させる。そして溶接継目
２２，２４゜２６．２８のすべてが作成されるまで支持
体３２を継起的に回転および旋回させる。溶接継目はそ
れらが交差する点を僅かに越えて延び溶接密封が確実に
作られるようにする。

本発明の説明において、部品２０は永久磁石と称したが
、永久磁石を生産するには、磁性材料を磁化することが
必要である。なお、永久磁石２０を形成する磁性材料の
ブロックは上述したようにして保持器１４およびカバー
１６に入れた後に軸方向に磁化するのが好ましい。

このように入れられた本発明の永久磁石に対する用途の
１つは電気エンジン始動器用の電気クランク用モータで
よい電動モータのために磁界を与えることにある。前述
した永久磁石を利用する電気クランク用モータのための
フィールド枠を第６図および第７図に示す。第６図およ
び第７図において、フィールド組立体は管状の鋼枠４３
から成る。この枠は複数の周方向に離隔した永久磁石組
立体を担持しているが、その各々は第１図および第２図
に示した組立体と同一である。例示的に、第７図に示す
ように６個の組立体を用いることができる。

永久磁石組立体１２は突起溶接によりまた保持部品１４
のフランジと係合する２つのリング４４および４６を用
いて枠４３の内面に溶接されている。リング４４と４６
は同一であってフランジ１４Ｆのすべてを蔽って延びて
いる。これらのリングは連続的なリングではなく、むし
ろ互いに僅かに分離した端を有する。これを第７図に示
すが、同図においてリング４４の対向Ｇｊｓ５４４　Ａ
と４４Ｂは僅かに分離して示されている。リング４４お
よび４６はいずれも保持器１４に用いたのと同じ種類の
ステンレス鋼でよいステンレス鋼で形成されている。

両リング４４および４６と板１６とフランジ１４Ｆは枠
４３の半径方向内方に延び「くぼんだ」突起４８に突起
溶接されている。枠４３の突起４８は該枠を適当な工具
と衝突させて枠材を内方に強制して突起４８を形成する
ことにより形成される。各磁石組立体につき２個ずつ、
計１２個の突起があり、各対の突起は１対のそれぞれの
フランジ１４Ｆの周方向中心と心合している。

板１６、フランジ１４Ｆおよびリング４４゜４６を突起
４８に突起溶接する際に磁石組立体１２はすべて第７図
に示した位置に位置せしめ後述の固定具によりその位置
に保持する。板１６は枠突起４８と係合しリング４４お
よび４６はフランジ１４Ｆと停台状態に置かれる。

次に枠４８およびリングを溶接エネルギを突起４８と心
合したスポット領域に集中させる適当な抵抗溶接電極と
係合させることにより突起４８を突起４８と心合したス
ポット領域にわたって板１６、フランジ１４Ｆおよびリ
ング４４．４６に突起溶接する。この突起溶接部を４８
Ａで示し、これらの溶接部の１つを第８図に示す。

次に第９図および第１０図において、永久磁石組立体１
２をモータ枠４３に突起溶接させるに適正な位置に該永
久磁石組立体を保持するための固定具が示されている。

第９図は該固定具の側面図であり第１０図は該固定具の
端面図である。固定具は参照数字５０で示されている。

固定具５０は円筒形または管状であり、その−端には永
久磁石組立体１２の所望の周方向間隔だけ周方向に離隔
した６個の凹状スロット５２が形成されている。この固
定具を利用するに際して、永久磁石組立体１２をスロッ
ト５２内に挿入する。１個の磁石組立体１２を１個のス
ロット５２内に挿入する時に、それは保持器壁１４Ａが
７ｔｏ図に示すように内方を向くように挿入される。１
個の組立体１２が１個のスロット５２内に完全に挿入さ
れると、保持器端壁１４Ｂまたは１４Ｃの一方がスロッ
ト５２の下側壁縁５２Ａと係合する。１個のスロット５
２の下側壁縁５２Ａから頂縁５２Ｂまでの軸方向長さは
、１個の磁石組立体１２を１個のスロット５２内に完全
に挿入した時に板１６の一部１６Ａが該部分１６Ａの背
後に位置するフランジ１４Ｆの１つと同様に頂縁５２Ｂ
を越えて延びるような長さである。従って、固定具は溶
接時に溶接用電極の邪魔にはならない。

磁石組立体のすべてを固定具５０のスロット５０内に挿
入したら、固定具およびそれにより担持された磁石組立
体を枠４３内へ所望位置まで挿入する。磁石組立体を適
正位置にして、リング４４または４６の一方を定位置に
置き、そのリングと、板１６と、一方の群のフランジ１
４Ｆを次に突起４８に突起溶接する。１個のリングおよ
び一方の群のフランジが突起溶接されると固定具を枠４
３から引出す。そうすると、−１一方のリングおよび一
方の群のフランジが枠４３に溶接されたことにより磁石
組立体は枠４３に固定保持されるから他方の群のフラン
ジ、板１６および他方のリングは固定具の助けなしに突
起溶接することができる。

第１１図は保持器１４のフランジ１４Ｆおよび板１６の
一部がリング４４および４６等のリングを使用すること
なしに枠４３の内面に抵抗継目溶接された場合に磁石組
立体１２を枠４３に固着するための変形配置を示す。第
１１図において、フランジ１４Ｆの一部および板１６の
一部を枠４３に溶接する２つの継目溶接部６０および６
２が示されている。これらの継目溶接部は各々各フラン
ジ１４Ｆの周方向全長にわたって延びている。継目溶接
部６０および６２は密封を形成する型式のものでなくて
もよい、換言すれば、連続的な接合部を与えるものでな
くてもよい。

継目溶接部６０および６２を形成するための装置を第１
２図に示す。第１２図において１対の銅製の動力駆動さ
れる車輪６４および６６が示され車輪６４はモータ枠４
３の外周に係合している。磁石組立体１２は第９図およ
び第１０図に示したものと同様な、枠４３に固着されて
それと一体回転する固定具５０により定位置に保持され
る。内側車輪６６はモータ枠が回転するにつれて枠４３
の内面およびフランジ１４Ｆと係合する。ここで、両車
幅はモータ枠とＰ１擦係合してモータ枠を回転駆動し、
枠に固着された磁石保持用固定具５０は枠と一体回転す
る。

車輪６４および６６は不図示の溶接電源に接続された抵
抗継目溶接用Ｔｆ、極を形成する。故に、車輪６４およ
び６６が枠４３を回転駆動するにつれて、継目溶接部６
０および６２が生じる。

ローラ６６がフランジ１４Ｆと接触していない間に枠４
３を溶接電流で加熱することを望まない場合には、車輪
６６がフランジ１４Ｆとの非接触時に溶接電流を切れば
よい。

ステンレス鋼保持器１４は平坦なシート状のステンレス
鋼を第３図および第４図に示した形状に絞る絞り作業に
より形成される。この絞り作業時にカップ部分の隅はそ
の隅に磁性を示させる程度まで応力を受けることがある
。隅が保持器の残余部と同じ非磁性を存することが望ま
れる場合には、前記形状に絞った後に保持器を焼なまし
て絞り作業により磁性的にされた保持器の部分を非磁性
状態に逆戻りさせてやればよい。

第６図および第７図に示したフィールド組９ユ体は電動
モータのための磁束を与えるものであり、そのように使
用される場合には、モータの電機子は永久磁石のフィー
ルド組立体内で回転し、永久磁石により生じた磁束は電
機子に結合される。

磁束路は例えば一方の磁石のＮ極から隣接する磁石のＳ
極までたどりつる。与えられた磁石に対する磁束路はモ
ータ枠４３、板１６および保持器１４の極面１４Ａを含
む。前述したように板１６は磁性ステンレス鋼で形成さ
れているが極面１４Ａは非磁性ステンレス鋼で形成され
ている。

ここで指摘しておくべきことは板１６はステンレス鋼で
はない鋼材、例えばタイプＭ２２３４ｗ４材で形成して
もよいということである。板１６をステンレス鋼ではな
くて鋼で形成する場合、ステンレス鋼は鋼よりも大きな
耐食性を有するから小包組立体１２の耐食性は低下する
。

例示的に且つ非限定的に５保持器１４を形成するステン
レス鋼材の厚さは約０．２３ｍｍ（０，００９インチ）
でよく、ステンレス銅板１６の厚さは約０．０８ｍｍ　
（０，００３インチ）でよい。

【図面の簡単な説明】

第１ＵＡは本発明に従って作られた永久磁石組立体の平
面図、第２図は第１図の２−２線に沿って見た断面図、第３図は第１図および第２図に示した組立体の一構成素
子をなす保持器の平面図、第４図は第３図の４−４線に沿って見た断面図、第５図は第１図および第２図に示した組立体の構成素子
たる保持器および板部材を継目溶接するための溶接装置
を示す一部断面した図、第６図は永久磁石組立体を溶接
した発電機の粋の一部破断した平面図、第７図は第６図に示した枠を第６図の矢印７−７の方向
で見た端面図、第８図は第６図の一部の拡大図、第９図および第１０図は永久磁石組立体を枠に溶接する
際に該組立体を保持するための固定具を示す図、第１１図は永久磁石組立体を枠に溶接するための変形溶
接配置を示す、第６図と同様な図、第１２図は第１１図に示した溶接部を作製するための溶
接装置を示す図である。［主要部分の符号の説明コ１２・・・永久磁石組立体１４−−・保持器１４Ａ、１４Ｂ。１４Ｃ，１４Ｄ、１４Ｅ・・・保持器壁１４Ｆ、１４Ｇ
・・・フランジ１６・・・カバー板２０・・・永久磁石２２．２４，２６．２８・・・継目溶接線４３・・・枠４４．４６・・・リング４８・・・枠４３の突起４８Ａ・・・突起溶接部６０．６２−・・継目溶接部

Claims

【特許請求の範囲】１、無孔のハウジング（１４、１６）内に封入された永
久磁石（２０）を有する永久磁石組立体（１２）におい
て、前記無孔のハウジング（１４、１６）は永久磁石（
２０）が無孔のハウジング（１４、１６）内に密閉され
るように不浸透の接合部（２２、２４、２６、２８）に
より互いに連結された第１（１４）および第２（１６）
の金属部分から形成された金属ハウジングであることを
特徴とする永久磁石組立体（１２）。２、特許請求の範囲第１項において、無孔のハウジング
はカップ部（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ）と該カップ部（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ）の開口端のまわりに配置されたフランジ部（１４Ｆ
、１４Ｇ）とを有する無孔の金属保持器（１４）と前記
フランジ部（１４Ｆ、１４Ｇ）の上方にある無孔の金属
カバー板部材（１６）とを有し、前記永久磁石（２０）
は前記カップ部内に配置され前記カバー板は前記磁石（２０）の一端を横切って延び前記保持器（１４）の前記フランジ部（１４Ｆ、１４Ｇ
）に溶接され、前記カバー板部材（１６）と前記フラン
ジ部（１４Ｆ、１４Ｇ）との間の溶接部（２２、２４、２６、２８）は連続的かつ不浸透であることを特徴とする永久
磁石組立体（１２）。３、特許請求の範囲第２項において、保持器（１４）は
非磁性ステンレス鋼で形成され板部材（１６）は磁性鋼
材で形成されていることを特徴とする永久磁石組立体（
１２）。４、特許請求の範囲第２項において、保持器（１４）は
非磁性ステンレス網で形成され板部材（１６）は磁性を
有するステンレス鋼材で形成されていることを特徴とす
る永久磁石組立体（１２）。５、表面を有する磁性材料で形成された金属枠（４３）
と、不浸透の接合部（２２、２４、２６、２８）により
互いに連結された第１（１４）および第２（１６）の金属部分から形成された
無孔の金属ハウジング内に密閉された永久磁石（２０）
を有する永久磁石組立体とを含む発電機用フィールドお
よび枠組立体において、前記組立体（１２）の各々は溶
接により前記枠（４３）の前記表面に固着されているこ
とを特徴とするフィールドおよび枠組立体。６、特許請求の範囲第５項において、各組立体（１２）
のハウジングの第１の金属部分（１４）は非磁性ステンレス鋼で形成され、第２の金属
部分は磁性材料で形成され前記枠（４３）の前記表面に
溶接されていることを特徴とするフィールドおよび枠組
立体。７、内面を有する磁性材料で形成された金属枠（４３）
と、カップ部とカップ部の開口端のまわりに配置された
フランジ部とを有する無孔の金属保持器（１４）とフラ
ンジの上方にある無孔の金属カバー板部材（１６）とを
有し、永久磁石が前記カップ部内に配置されカバー板は
磁石の一端を横切ってのび前記フランジ部、に溶接され
、カバー部材とフランジ部との間の溶接部は連続的かつ
不浸透である永久磁石組立体とを有する発電機用フィールドおよび枠組立体において、前記組立体（１２）の各々は該磁石組立体（１２）を前記枠（４３）の前記内面に固着する手段（４４、４６、４８、４８Ａ；６０、６２）により前記
表面に固着され前記カバー板部材（１６）は前記枠（４
３）の前記内面に係合することを特徴とするフィールド
および枠組立体。８、特許請求の範囲第７項において、各永久磁石組立体
（１２）を枠（４３）の内面に固着する手段は保持器（
１４）のフランジ部（１４Ｆ）および前記カバー板部材（１６）の一部を前
記枠（４３）の前記内面に接合する溶接接合部（６０、
６２）から成ることを特徴とするフィールドおよび枠組
立体。９、特許請求の範囲第７項において、金属枠（４３）は
複数の周方向に離隔した永久磁石組立体（１２）を固着
させた周方向に延びる内面を有し、前記枠（４３）は該
枠の前記内面から半径方向内方に延びる複数の周方向に離隔した突起（４８）を有し、該突起（４８）は前記保持器（１４）のそれぞれのフランジ（
１４Ｆ）と心合し、また前記保持器（１４）のそれぞれ
のフランジ（１４Ｆ）の外面にそれぞれ係合する一対の
金属リング（４４、４６）があり、溶接接合部（４８Ａ）は各突起（４８）をそれぞれのフランジ（１４Ｆ）とそれぞれのリング（４４、４６）とに連結し、前記フランジ（１４Ｆ）は前記枠（
４３）の縦方向軸に垂直な平行平面内に位置することを
特徴とするフィールドおよび枠組立体。