WO2007144966A1

WO2007144966A1 - インダクタ型モータ、及びインダクタ型モータの製造方法

Info

Publication number: WO2007144966A1
Application number: PCT/JP2006/320677
Authority: WO
Inventors: Tomihiko Hashimoto; Shigetsugu Ozaki; Shigechika Kobayashi; Takashi Kato
Original assignee: Shinsei Seiki Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-12-21
Also published as: US20090167106A1; AU2006344645A1; EP2040357A1; US7839042B2; AU2006344645B2; JP4252073B2; JP2007336680A; EP2040357A4

Abstract

　インダクタ型モータ１は、ステータブロック２０と、略円筒状の励磁コイル２５と、略円柱状のマグネットロータ４０を２個同軸に配列した回転子４とを有し、同軸上に２組配列したステータブロック２０の内周側には、マグネットロータ４０を個別に内挿してある。各ステータ２は、径方向外周側に向けて突出する突出片を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材を元にし、各突出片を曲げ起こして立設させてステータ歯２１を形成してなる。回転子４は、同軸上に２個配列したマグネットロータ４０の中間にマグネット部よりも小径の中間凹部を有している。回転子４は、中間凹部に、各ステータブロック２０において軸方向中間側に位置するステータ２の保持板部２２を外挿している。

Description

明細書

インダクタ型モータ、及びインダクタ型モータの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、回転子に永久磁石を採用したインダクタ型モータに関する。

背景技術

[0002] 従来より、回転子に永久磁石を採用したインダクタ型モータが知られている。このようなインダクタ型モータ 9としては、例えば、図 14及び図 15に示すごとぐステータ 9 11、 912により励磁コィノレ 910を挟持したステータブロック 91と、ステータ 921、 922 により励磁コイル 920を挟持したステータブロック 92とを 2段にスタックすると共に、ステータブロック 91、 92の内周側に、周方向に交互に N極及び S極が現れるように外周面を多極着磁した略円柱状のロータ 93を配置したものがある（例えば、特許文献 1 参照。）。

[0003] 各ステータ 911、 912、 921、 922は、図 14及び図 15に示すごとく、上記スタック方向に沿って突出するステータ歯を略同一円周上に複数有している。なお、図 15は、平面上に展開したステータ歯の並びを仮想的に図示したものである。ステータブロック 91、 92では、互いに向けて突出するステータ歯同士が嚙み合うように、ステータ 91 1 (921)とステータ 912 (922)とが対向配置されている。このインダクタ型モータ 9では、図 15に示すごとく、ステータブロック 91に対してステータブロック 92の位相、すなわち回転方向の位置をずらしてある。ステータブロック 91とステータブロック 92との位相差 Gは、例えば、ステータ歯の形成ピッチの 4分の 1に当たる回転角に設定される。

[0004] 上記のように構成したインダクタ型モータ 9では、励磁コイル 910 (920)への通電により、対向するステータ 911 (921)及びステータ 912 (922)が異なる極性を呈するように磁ィ匕できる。すなわち、ステータブロック 91 (92)において、同一円周上に配列されたステータ歯を周方向に交互に N極ある、は S極に磁ィ匕できる。

[0005] このインダクタ型モータ 9では、所定シーケンスに沿って励磁コイル 910、 920に通電することで、各ステータ歯が呈する極性を時間的に交互に切り替える。各ステータ歯の極性を交互に切り替えすれば、ロータ 93外周面の N極あるいは S極と各ステータ歯との間で吸引あるいは反発を繰り返し発生させることができる。そして、ロータ 93 外周面の N極及び S極に作用する吸引力あるいは反発力に基づ、て、ロータ 93の回転トルクを発生させることができる。インダクタ型モータ 9では、上記のごとくスタータブロック 91、 92を回転方向にずらしてスタックしてあるため、ロータ 93が所定の方向に回転し得る。

[0006] 上記インダクタ型モータ 9の構成部品であるステータ 911、 912、 921、 922は、例えば、磁性材料よりなる略平板状の部材を元にして、内周側に向けて突出する突出片が複数残るように穴加工を施し、その後、各突出片をその根元力曲げ起こして立設させて作製される。このような略平板状の部材を元にしたカ卩ェ工程によれば、打ち抜き加工や折り曲げ加工などのプレス加工等により極めて効率よぐ低コストのステータを作製することができる。そして、この低コストのステータ 911、 912、 921、 922を採用したインダクタ型モータ 9は、コストパフォーマンスに優れた製品となり得る。

[0007] し力しながら、上記従来のインダクタ型モータでは、次のような問題がある。すなわち、略平板状の部材を元にカ卩ェした上記ステータを採用したインダクタ型モータでは、ステータ歯の長さがインダクタ型モータの外径に律則され、その外径サイズによっては出力し得る回転トルクを十分に確保できないおそれがあるという問題がある。

[0008] 特許文献 1 :特開平 10— 84663号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小径であっても高出力特性を実現可能なインダクタ型モータを提供しょうとするものである。

課題を解決するための手段

[0010] 第 1の発明は、略平板状の保持板部から複数のステータ歯が略同一円周上に沿つて立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に交互に嚙み合うように 2個 1組の上記ステータを対向配置したステータブロックと、該ステ一タブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、 N極及び S極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含む略円柱状のマグネットロータを 2個同軸に配列した回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に 2糸且配列した上記ステータブロックの内周側に 2個の上記マグネット口ータを各々配置したインダクタ型モータであって、

上記各ステータは、径方向外周側に向けて突出する突出片を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材を元にし、上記各突出片を曲げ起こして立設させて上記ステータ歯を形成してなり、

上記回転子は、同軸上に 2個配列した上記マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を有すると共に、該中間凹部に、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する上記ステータの上記保持板部を外挿していることを特徴とするインダクタ型モータにある。

[0011] 上記第 1の発明のインダクタ型モータの上記各ステータは、径方向外周側に向けて突出する上記突出片を周方向に複数形成した略平板状の上記中間加工部材を元にして作製したものである。上記各ステータの上記各ステータ歯は、上記中間加工部材の上記各突出片を曲げ起こして立設したものである。

[0012] 上記中間加工部材では、上記ステータの上記保持板部となる部分を中心として上記各突出片が径方向外周側に向けて突出している。該各突出片の突出長さは、形成する上記保持板部の直径等の寸法仕様に何ら依存せず、自由に設定し得る寸法である。該各突出片の突出長さは、上記中間加工部材を打ち抜くための原材料の大きさに律則されるのみである。すなわち、上記ステータでは、上記インダクタ型モータに対して要求される外径寸法仕様等に関わらず、上記ステータ歯の突出長さを自由に設定できる。

[0013] 上記ステータ歯の突出長さを外形寸法仕様等とは独立して設定し得る上記インダクタ型モータでは、上記ステータ歯の突出長さを長くすれば、上記インダクタ型モータの高出力特性を実現することが可能になる。例えば、上記インダクタ型モータについて、小径ィ匕が必要となった場合には、軸方向の長さを長くすることで、その出力を十分に確保し得る。

[0014] 以上のように、上記第 1の発明のインダクタ型モータは、小径であっても高出力特性を実現し得る優れた構成のものである。

[0015] 第 2の発明は、略平板状の保持板部から複数のステータ歯が略同一円周上に沿つて立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に交互に嚙み合うように 2個 1組の上記ステータを対向配置したステータブロックと、該ステ一タブロックに外挿する略円筒状の励磁コイルと、 N極及び S極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含むマグネットロータを同軸上に 2個配列し、該各マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を設けた回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に 2 個配列した上記ステータブロックの内周側に 2個の上記マグネットロータを各々配置したインダクタ型モータを製造する製造方法であって、

上記回転子を構成する他方の上記マグネットロータとの回転方向の相対位置を規制するロータ位置決め部を設けた上記各マグネットロータを第 1の回転シャフトに外挿して固定する第 1のロータ外挿工程と、

上記第 1の回転シャフトに外挿して固定した上記各マグネットロータの外周面を着磁して上記着磁面を形成するロータ着磁工程と、

着磁済の上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第 1の回転シャフト力抜き取るロータ抜き取り工程と、

上記ステータ歯が反対方向を向くように配置した 2個の上記ステータの上記各保持板部が上記中間凹部に外挿配置されるよう、着磁済の上記各マグネットロータを第 2 の回転シャフトに外挿して固定する第 2のロータ外挿工程とを含み、

上記第 1及び上記第 2のロータ外挿工程では、上記ロータ位置決め部を介して上記各マグネットロータの回転方向の相対位置を規制することを特徴とするインダクタ型モータの製造方法にある。

[0016] 上記第 2の発明のインダクタ型モータの製造方法では、着磁前の上記各マグネットロータを上記第 1の回転シャフトに外挿して固定する上記第 1のロータ外挿工程、及び上記第 1の回転シャフトに外挿して固定した上記各マグネットロータに上記着磁面を形成する上記ロータ着磁工程を実施した後、上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第 1の回転シャフトから抜き取る上記ロータ抜き取り工程を実施する

[0017] 上記インダクタ型モータの製造方法では、その後、着磁済の上記各マグネットロータを上記第 2の回転シャフトに外挿、固定する上記第 2のロータ外挿工程を実施する。この第 2のロータ外挿工程は、上記ステータ歯が軸方向の反対方向を向くように配置した 2個の上記ステータの上記各保持板部を上記中間凹部に外挿させるよう、着磁済の上記各マグネットロータを上記第 2の回転シャフトに外挿して固定する工程である。

[0018] この第 2のロータ外挿工程では、上記第 1のロータ外挿工程と同様に、上記ロータ位置決め部を利用して回転方向の相対位置を精度高く規制しながら、上記各マグネットロータを上記第 2の回転シャフトに組み付ける。それ故、上記インダクタ型モータの製造方法では、上記ロータ着磁工程及び上記ロータ抜き取り工程を実施した後、上記第 2のロータ外挿工程により上記各マグネットロータを位置精度高く上記第 2の回転シャフトに外挿できる。

[0019] 以上のように上記第 2の発明のインダクタ型モータの製造方法によれば、上記各マグネットロータが位置精度高く組み付けされ、設計仕様に沿った優れた性能を発揮し得るインダクタ型モータを製造することができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]実施例 1における、インダクタ型モータの組み付け構造を示す組立図。

[図 2]実施例 1における、インダクタ型モータを示す斜視図。

[図 3]実施例 1における、インダクタ型モータの断面構造を示す断面図。

[図 4]実施例 1における、ステータを示す側面図。

[図 5]実施例 1における、ステータを示す正面図。

[図 6]実施例 1における、中間加工部材を示す正面図。

[図 7]実施例 1における、中間プレートを示す正面図。

[図 8]実施例 1における、ステータを組み付けたケース部材を示す斜視図。

[図 9]実施例 1における、マグネットロータを 1個のみ外挿した第 1の回転シャフトを示す斜視図。

[図 10]実施例 1における、マグネットロータを 2個、外挿した第 1の回転シャフトを示す斜視図。

[図 11]実施例 1における、第 2のロータ外挿工程により作製した回転子を示す斜視図 [図 12]実施例 1における、支持部材を示す正面図。

[図 13]実施例 1における、支持部材を組み付けた様子を示す説明図。

[図 14]従来のインダクタ型モータの組み付け構造を示す組立図。

[図 15]従来のインダクタ型モータにおけるステータ歯の嚙み合い構造を平面上に展開した展開図。

符号の説明

[0021] 1 インダクタ型モータ

2 ステータ

20 ステータブロック

21 ステータ歯

22 保持板部

25 励磁コイル

26 中間プレート

4 回転子

40 マグネットロータ

401 着磁面

402 小径部

41 回転シャフト（第 2の回転シャフト）

411 第 1の回転シャフト

42 中間凹部

43 マグネット部

5 モータケース

50 ケース部材

発明を実施するための最良の形態

[0022] 上記第 1及び上記第 2の発明における上記中間凹部としては、上記回転シャフトに外挿した 2個の上記マグネットロータがなす軸方向の隙間や、 2個の上記マグネット口ータのうちの少なくともいずれかについて、軸方向の中間側の端部に設けた小径部が形成するもの等がある。

[0023] また、上記回転子は、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する 2 個の上記ステータの上記各保持板部と、該各保持板部を表裏両面に対面させて保持するように構成した略平板状の中間プレートとを上記中間凹部に外挿しており、上記各ステータブロックでは、磁性材料よりなる上記中間プレートを介して、対向配置した 2個 1組の上記ステータを磁気的に接続してあることが好ま、。

この場合には、上記中間プレートを介して、上記ステータブロックをなす 2個 1組の上記ステータ間の磁気的な経路を確保することができる。なお、上記インダクタ型モータにおいて軸方向の両端側に配置される上記各ステータについては、例えば、磁性材料よりなる上記モータケースの内周面との直接的又は間接的な接触により磁気的な経路を確保することができる。

[0024] また、上記中間プレートは、上記保持板部を介して保持する上記各ステータの回転方向の位置を規制するインナーステータ位置決め部を有していることが好ましい。この場合には、上記中間プレートの上記インナーステータ位置決め部を利用して、上記インダクタ型モータにお、て軸方向の中間側に位置する上記ステータの回転方向の位置を精度高く規制することができる。

[0025] さらに、上記モータケースは、上記インダクタ型モータにおいて軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の位置を規制するアウターステータ位置決め部をそれぞれ設けた 2個のケース部材よりなり、

上記中間プレートは、上記各ケース部材の回転方向の位置を規制するケース位置決め部を有して、ることが好ま、。

[0026] この場合には、上記中間プレートの上記ケース位置決め部を利用して上記各ケース部材の回転方向の相対位置を精度高く規制できる。さらに、上記各ケース部材の上記アウターステータ位置決め部を利用すれば、上記インダクタ型モータにぉ、て軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の相対位置を精度高く規制することができる。したがって、上記のように構成すれば、上記中間プレート及び上記ケース部材を介して、上記各ステータブロックを構成する 2個 1組の上記ステータを精度高く対向配置することができる。さらに、同軸に 2個配列した上記ステータブロックについて、回転方向の相対位置を精度高く規制することができる。

[0027] また、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持して!/ヽることが好まヽ。

この場合には、上記ステータに保持した上記支持部材を利用して、上記ステータブロックを構成する他方のステータの上記ステータ歯の先端部を支持することができる。上記ステータ歯の突出方向の長さを長くした場合には、上記先端部の位置精度が低下するおそれがある。上記支持部材を利用して上記ステータ歯の先端を支持すれば、上記各ステータ歯の先端部を剛性高く支持でき、その位置精度を高く維持できるようになる。

[0028] また、上記インダクタ型モータは、軸方向長さが直径の 1倍以上 4倍以下であることが好ましい。

この場合には、径方向外周側に向けて突出する上記突出片を曲げ起こして上記各ステータ歯を形成した上記ステータを採用した上記インダクタ型モータの構成が特に有効となる。

[0029] 上記第 2の発明において、上記第 1の回転シャフトと上記第 2の回転シャフトが同じものであっても良い。この場合には、上記ロータ抜き取り工程において上記各マグネットロータのうちの一方を抜き取りした後、上記ステータを軸方向の中間に位置させて上記マグネットロータを再度、外挿して固定する上記第 2のロータ外挿工程を実施することで上記回転子を組み立てることができる。

[0030] 一方、上記第 1の回転シャフトとして、上記第 2の回転シャフトとは異なる部材を利用することも良い。この場合には、上記ロータ抜き取り工程において上記各マグネットロータのうちの両方を抜き取りする必要がある力新品の上記第 2の回転シャフトを利用して上記回転子を作製することができる。

実施例

[0031] 本例は、インダクタ型モータ 1、及びインダクタ型モータ 1の製造方法に関する例である。この内容について、図 1〜図 12を用いて説明する。

本例のインダクタ型モータ 1は、図 1〜図 3に示すごとぐ略平板状の保持板部 22から複数のステータ歯 21が略同一円周上に沿って立設するステータ 2と、ステータ歯 2 1が周方向に交互に嚙み合うように 2個 1組のステータ 2を対向配置したステータブ口ック 20と、該ステ一タブロック 20に外揷する略円筒状の励磁コイル 25と、 N極及び S 極を周方向に交互に配列した着磁面 401を外周面に設けたマグネット部 43を含む略円柱状のマグネットロータ 40を 2個同軸に配列した回転子 4と、励磁コイル 25を外挿したステータブロック 20を収容するモータケース 5とを有してなる。このインダクタ型モータ 1では、同軸上に 2組配列したステータブロック 20の内周側に 2個のマグネットロータ 40を各々、内挿配置してある。

各ステータ 2は、径方向外周側に向けて突出する突出片 291を周方向に複数形成した磁性材料よりなる略平板状の中間加工部材 29 (図 6参照。）を元にし、各突出片 291を曲げ起こして立設させてステータ歯 21を形成してなる。

回転子 4は、同軸上に 2個配列したマグネットロータ 40の中間にマグネット部 43よりも小径の中間凹部 42 (図 10参照。）を有している。回転子 4は、この中間凹部 42に、インダクタ型モータ 1において軸方向中間側に位置するステータ 2の保持板部 22を外挿している。

以下、この内容について詳しく説明する。

[0032] 本例のインダクタ型モータ 1は、図 1〜図 3に示すごとぐいわゆるパーマネントマグネット型（永久磁石型）のブラシレス 6極モータである。このインダクタ型モータ 1は、回転子 4の回転に同期した所定シーケンスで励磁コイル 25に通電することにより回転するように構成したものである。このインダクタ型モータ 1は、モータケース 5の軸方向長さ Lが 60mmであり、その直径 Dが 30mmの小径のものである。なお、インダクタ型モータ 1の極数としては、本例の 6極のほか、 12極、 24極等、様々な極数を設定することができる。

[0033] このインダクタ型モータ 1のステータ 2は、図 4及び図 5に示すごとぐ中心に貫通孔 220を設けた略円環状の保持板部 22と、該保持板部 22の外周から立設する 6本のステータ歯 21と、組み付け時のステータ 2の取り付け姿勢を安定ィ匕させるためのスタビライザ 23とを有している。スタビライザ 23は、保持板部 22から径方向外周に向けて突出するように形成した部分である。 [0034] なお、本例のステータ 2は、磁性材料である鋼板 SPCEよりなる。ステータ 2としては、その他、 SPCD、 SGCD、 SUYB等の磁性材料よりなるものを採用することもできる。さらに、本例では、 2個のステータブロック 20を構成する 4個のステータ 2として、全く同一の仕様のものを採用している。これにより、インダクタ型モータ 1を構成する部品種類を低減してある。

[0035] ステータ 2における 6本のステータ歯 21は、図 4及び図 5に示すごとぐ略同一円周上の等間隔に配列するように保持板部 22の外周から立設している。また、 6本のスタビライザ 23は、ステータ歯 21の立設位置から周方向に 30度ずつずらして等間隔に形成してある。 6本のスタビライザ 23のうちの 1本おきの 3本は、その径方向の先端を折り曲げた係合ピン 231を有している。この係合ピン 231は、ステータ歯 21の突出方向とは反対側に突出し、相手部材 (本例では、図 7に示す中間プレート 26、あるいはケース部材 50の底面。）に係合するように形成してある。

[0036] ここで、本例のステータ 2を作製する方法にっ、て説明する。本例のステータ 2は、磁性材料よりなる平板状の原材料（図示略）にプレス加工を施して作製したものである。ステータ 2を作製するに当たっては、平板状の原材料に打ち抜き加工を施し、図 6に示すごとく中間加工部材 29を得る。この中間加工部材 29は、中心に貫通穴 290 を設けた略円環状のリング部 292と、該リング部 292の外周における周方向等間隔の 6力所力径方向外側に向けて突出する突出片 291と、該突出片 291の形成位置力も 30度ずらした各位置カも径方向外側に向けて突出する凸状片 293とを有している。

[0037] 本例のステータ 2は、図 4〜図 6に示すごとぐ上記中間加工部材 29を元にして、突出片 291等の折り曲げ力卩ェを施したものである。具体的には、リング部 292から立設するように各突出片 291を折り曲げて上記ステータ歯 21を形成する第 1の折り曲げ加工と、凸状片 293のうちの周方向の 1力所おきの 3力所の凸状片 293Aの先端を突出片 291とは反対側に向けて折り曲げて上記係合ピン 231を形成する第 2の折り曲げ加工とを実施した。完成品であるステータ 2における保持板部 22は、上記リング部 292よりなる。ステータ歯 21は、上記突出片 291よりなる。スタビライザ 23は、上記凸状片 293よりなり、係合ピン 231は、凸状片 293Aの先端を折り曲げたものである。 [0038] 励磁コイル 25は、図 1及び図 3に示すごとぐ非磁性材料よりなる薄肉略円筒状のボビン 250の外周に電線 251を巻き付けたものである。ボビン 250は、ステータブロック 20に対して径方向に隙間なく外挿できるように構成してある。ボビン 250は、軸方向の両端に、電線 251の巻き付けを容易にするための大径の側板 252を有している。なお、本例では、非磁性材料である榭脂（PBT)よりなるボビン 250を採用した。電線 251としては、材質ポリウレタン銅線よりなるものを採用した。

[0039] 回転子 4は、図 1〜図 3に示すごとぐインダクタ型モータ 1の回転出力を取り出すための回転シャフト 41を有し、該回転シャフト 41に対して 2個のマグネットロータ 40を外揷、固定したものである。マグネットロータ 40は、ステータ 2のステータ歯 21がなす配設円の内周側に、回転可能な状態で内挿できるように構成してある。マグネットロータ 40は、略円柱形状の外周面に、周方向に交互に N極及び S極が現れる着磁面 401 を有している。なお、本例では、材質ネオジゥムよりなるマグネットロータ 40を採用した。マグネットロータ 40の材質としては、上記のほか、フェライト、サマリウムコバルト等を採用することができる。

[0040] 各マグネットロータ 40は、他方のマグネットロータ 40に隣接する端部に、着磁面 40 1を設けたマグネット部 43よりも小径の小径部 402 (図 9参照。）を有している。この小径部 402は、その端面に偏芯して、相手方の小径部 402に係合する係合部 403を有している。一方の小径部 402の係合部 403は、軸方向に窪む凹状のものである。他方の小径部 402の係合部 403は、上記凹状の係合部 403に嵌り合う凸状をなすもの (図示略。）である。これらの係合部 403は、各マグネットロータ 40の回転方向の相対位置を精度高く規制するためのロータ位置決め部をなしている。

[0041] そして、図 3に示すごとぐ係合部 403同士が嵌り合う状態で 2個のマグネットロータ 40を同軸配置した回転子 4では、各マグネットロータ 40の小径部 402がー体となつて中間凹部 42を形成している。中間凹部 42は、各マグネットロータ 40において着磁面 401を設けたマグネット部 43に挟まれて位置する小径の部分である。この中間凹部 42は、ステータ 2の保持板部 22及び中間プレート 26を外揷可能なように構成してある。

[0042] 中間プレート 26は、図 7に示すごとぐモータケース 5の内径に略一致する外径と、中間凹部 42の外径よりも大きい内径とを呈する略円環板状を呈する部材である。この中間プレート 26は、磁性材料よりなり、ステータブロック 20を構成する 2個 1組のステータ 2を磁気的に接続する経路を構成している。なお、本例では、磁性材料である SPCEよりなる中間プレート 26を採用した。

[0043] 中間プレート 26は、その両面側にステータ 2を保持するように構成してある。中間プレート 26は、一方の表面に保持するステータ 2の係合ピン 231 (図 4参照。）を収容する係合穴 261を周方向の 3力所に有している。この 3力所の係合穴 261が、第 1のインナーステータ位置決め部をなしている。さらに、中間プレート 26は、他方の表面に保持するステータ 2の係合ピン 231を収容する係合穴 262を、上記係合穴 261から周方向に 15度ずつずれた位置に有している。この 3力所の係合穴 262が、第 2のインナーステータ位置決め部をなして、る。

[0044] 中間プレート 26は、上記のごとく内周側に略円形状の貫通孔 260を有している。中間プレート 26の外周は、後述するケース部材 50を外挿して嵌合、固定するように構成してある。さらに、中間プレート 26の外周における周方向等間隔の 4力所には、外側に向けて突出する凸部 265を設けてある。この凸部 265は、モータケース 5に収容した中間プレート 26の周方向の回転位置を規制するためのケース位置決め部をなしている。

なお、本例では、上記のように、インナーステータ位置決め部としての係合穴 261、 262を 1枚の中間プレート 26に設けた。これに代えて、中間プレート 26を 2枚構成とし、一方に係合穴 261を設け、他方に係合穴 262を設けることもできる。

[0045] モータケース 5は、図 1〜図 3及び図 8に示すごとぐ軸方向の中央において分割され、略有底円筒状の 2個のケース部材 50よりなる。各ケース部材 50は、後述するァゥターステータ位置決め部 (本例では、ピン穴 501。）の配置仕様を除いて共通仕様のものである。まず、各ケース部材 50に共通する仕様力も説明する。なお、本例では、材質 SPCEよりなるケース部材 50を採用した。ケース部材 50の材質としては、上記のほか、 SPCD、 SUYB、 SGCD等を採用することができる。

[0046] 各ケース部材 50は、図 1〜図 3及び図 8に示すごとぐ底面の略中央に回転シャフト 41を貫通させるためのシャフト孔 500を有している。ケース部材 50の開口部 51は、上記中間プレート 26に外挿して嵌合、固定可能なように構成してある。この開口部 5 1には、上記中間プレート 26の凸部 265 (図 7参照。）を収容できるように軸方向に窪む係合凹部 510を、中間プレート 26の凸部 265の配設位置に対応して設けてある。

[0047] ケース部材 50は、図 1〜図 3及び図 8に示すごとぐその底面にステータ 2の係合ピン 231 (図 4参照。）を収容するためのアウターステータ位置決め部であるピン穴 501 を有している。ピン穴 501は、シャフト孔 500を中心として略同一円周上の等間隔の 3 力所に位置している。各ケース部材 50における相違点は、回転方向（周方向）における係合凹部 510とピン穴 501との位置関係にある。各ケース部材 50では、係合凹部 510に対するピン穴 501の形成位置が周方向に 15度ずつずれている。

[0048] 一方のケース部材 50のピン穴 501は、図 1〜図 4に示すごとぐ中間プレート 26の係合穴 261から回転方向に 30度ずつずれている。これにより、このケース部材 50のピン穴 501に係合ピン 231を係合したステータ 2と、中間プレート 26の係合穴 261に係合ピン 231を係合したステータ 2とを、回転方向に 30度ずらして対向させることができる。ステータ歯 21を 60度毎に設けたステータ 2によれば、回転方向に 30度ずらして対向させることで、それぞれのステータ歯 21を嚙み合わせることができる。また、他方のケース部材 50のピン穴 501は、中間プレート 26の係合穴 262から回転方向に 30度ずつずらして形成してある。

[0049] なお、本例では、上記のように仕様の異なる 2部品のケース部材 50によりモータケース 5を構成した。これに代えて、同一仕様のケース部材 50によりモータケース 5を構成することもできる。すなわち、 3個 1組のピン穴 501を周方向に 15度ずつずらして 2組穿孔すれば、同一仕様の 2個のケース部材 50によりモータケース 5を構成することが可能になる。さらに、深絞り加工により形成したケース部材 50よりも深い有底略円筒状の部材と、蓋状の部材とを組み合わせたモータケース 5を採用することもできる。

[0050] 次に、本例のインダクタ型モータ 1の構成がさらに明確となるよう、図 8〜図 11を用いて上記各部品の組み付け手順を説明する。まず、本例のインダクタ型モータ 1は、図 1に示すごとく、ステータ歯 21が嚙み合うように 2個 1組のステータ 2を対向配置すると共に励磁コイル 25を外挿したステータブロック 20と、外周面に N極及び S極を交互に設けたマグネットロータ 40を含む回転子 4を、モータケース 5に組み付けたものである。そして、このインダクタ型モータ 1では、同軸上に 2組配列したステータブロック 20の内周側に、 2個のマグネットロータ 40を各々、個別に配置してある。

[0051] このインダクタ型モータ 1を製造するに当たっては、中間プレート 26に保持された 2 個のステータ 2を軸方向の中間に外揷すると共に、 2個のマグネットロータ 40を回転シャフト 41に外挿、固定した回転子 4 (図 11参照。）を作製する。この回転子 4を作製するに当たって、本例では、図 9〜図 11に示すごとぐ中間プレート 26及びステータ 2を除いてロータマグネット 40のみを第 1の回転シャフト 411に外揷固定する第 1の口一タ外揷工程、第 1の回転シャフト 411に外揷固定した各マグネットロータ 40の外周面を着磁するロータ着磁工程、第 1の回転シャフト 411から各マグネットロータ 40を抜き取るロータ抜き取り工程、及び中間プレート 26等と共にロータマグネット 40を第 2の回転シャフト 41に外揷固定する第 2のロータ外挿工程を、この順番で実施した。

[0052] 上記第 1のマグネットロータ外挿工程では、図 9及び図 10に示すごとぐ生産治具としての第 1の回転シャフト 411に対して、着磁前の 2個のマグネットロータ 40を外揷、固定する。ここで、 2個のマグネットロータ 40を外揷固定するに当たっては、それぞれの小径部 402の端面に設けた係合部 403が嵌合（凸状の係合部 403と凹状の係合部 403が嵌り合う状態。）するよう、各マグネットロータ 40の回転方向の相対位置を調整する。

[0053] その後、上記ロータ着磁工程を実施し、各ロータマグネット 40に多極着磁を施し、その外周面に着磁面 401を設けた。このロータ着磁工程では、 6力所の N極及び S極が周方向に交互に現れる着磁面 401を、各ロータマグネット 40の外周面に形成した。本例のロータ着磁工程では、同軸上に配列した 2個のロータマグネット 40について、各磁極の回転方向（周方向）の形成位置が同一となるように着磁した。

[0054] その後、上記ロータ抜き取り工程を実施し、生産治具としての上記第 1の回転シャフト 411から着磁済みの 2個のロータマグネット 40を抜き取りし、上記第 2のロータ外揷工程を実施する。この第 2のロータ外挿工程は、 2個のステータ 2を保持した中間プレート 26を軸方向の中間に位置させた状態で、着磁済の 2個のマグネットロータ 40を第 2の回転シャフト 41に外挿する工程である。

[0055] 第 2のロータ外挿工程では、図 11に示すように、回転子 4の回転シャフト 41となる第 2の回転シャフトに対して、まず、両面側にステータ 2を保持した中間プレート 26を外挿する。ここで、中間プレート 26に各ステータ 2を保持させるに当たっては、上記のごとぐ中間プレート 26の一方の 3力所の係合穴 261 (図 7参照。）に一方のステータ 2 の係合ピン 231 (図 5参照。）を係合させると共に、他方の 3力所の係合穴 262に他方のステータ 2の係合ピン 231を係合させる。ここで、上記のごとぐ係合穴 261と係合穴 262とは、その穿孔位置を周方向に 15度ずつずらしてある。それ故、上記のごとく 2個のステータ 2を中間プレート 26に保持させれば、各ステータ 2を周方向に 15度ずらすことができる。

[0056] その後、中間プレート 26を外挿した回転シャフト 41の両端側から、着磁済のロータマグネット 40を外揷する。回転シャフト 41に対してロータマグネット 40を外挿するに当たっては、ロータマグネット 40の一方の端部に設けた小径部 402を挿入方向の先端とした。一方の端部からロータマグネット 40を外挿、固定した後、他方の端部からもう一方のロータマグネット 40を外揷する。

なお、ステータ 2及び中間プレート 26と、各マグネットロータ 40を回転シャフト 40に外挿する順番としては、上記に代えて、一方のマグネットロータ 40を外挿した後、ステータ 2及び中間プレート 26を外挿し、その後、他方のマグネットロータ 40を外揷することも良い。

[0057] ここで、ステータ 2の保持板部 22の貫通孔 220 (図 5)、及び中間プレート 26の間通孔 260 (図 7)は、ロータマグネット 40 (図 10)の本体部分をなすマグネット部 43よりも小径であって、かつ、小径部 402よりも大径である。それ故、上記第 2のロータ外揷ェ程により得られる回転子 4は、図 11に示すごとぐ 2個のロータマグネット 40の各小径部 402がなす小径の中間凹部 42に中間プレート 26等を外挿、配置したものとなる。

[0058] ここで、ロータマグネット 40の小径部 402同士を当接するに当たっては、上記第 1のロータ外挿工程と同様、係合部 403同士が嵌合するように各小径部 402を当接させている。それ故、上記第 2のロータ外挿工程によれば、各マグネットロータ 40の回転方向の相対位置を、上記ロータ着磁工程を実施した際と略同一に設定することができる。したがって、上記インダクタ型モータ 1の回転子 4は、外挿固定した各ロータマグネット 40の回転方向の位置精度を高く確保したものとなる。本例の第 2のロータ外挿工程によれば、各ロータマグネット 40を外挿する際、各着磁面 401に設けた各磁極の形成位置が回転方向にずれるおそれが極めて少な、。

[0059] その後、上記のごとく組み付けた回転子 4に対して、図 1に示すごとぐ軸方向両端側に位置するステータ 2や励磁コイル 25等を組み付けしモータケース 5に収容する最終の組み立て工程を実施する。この最終の組み立て工程を実施するに当たっては、図 8に示すごとぐ予め、上記各ケース部材 50に対してステータ 2及び励磁コイル 2 5を組み付けしておく。ここでは、各ケース部材 50の底面に設けた 3力所のピン穴 50 1に対して係合ピン 231が係合するようにステータ 2を組み付ける。さらに、ケース部材 50に組み付けたステータ 2に外挿するように励磁コイル 25を組み付ける。

[0060] そして、上記最終の組み立て工程では、図 1及び図 2に示すごとぐ回転子 4の両端側から上記各ケース部材 50を組み付けする。このとき、回転子 4に組み付けた中間プレート 26の外周に設けた上記凸部 265と、各ケース部材 50の開口部 51に設けた上記係合凹部 510とが合致する状態で、中間プレート 26に対してケース部材 50の開口部 51を嵌合させて固定した。

[0061] ここで、ケース部材 50に保持したステータ 2は、その係合ピン 231 (図 4)とピン穴 50 1 (図 1)との係合により、ケース部材 50に対する回転方向の位置を規制してある。一方、中間プレート 26に保持したステータ 2は、その係合ピン 231 (図 4)と係合穴 261 あるいは 262 (図 7)との係合により、中間プレート 26に対する周方向位置を規制してある。さらに、中間プレート 26と各ケース部材 50との回転方向の相対位置は、中間部材 26の外周に設けた凸部 265 (図 7)と、ケース部材 50の開口部 51に設けた係合凹部 510 (図 8)との係合により規制してある。

[0062] それ故、上記のごとぐ凸部 265と係合凹部 510とが係合するように回転子 4をケース部材 50に収容すれば、各ステータブロック 20をなす各ステータ 2について、回転方向の相対位置を規制して、それぞれのステータ歯 21が嚙み合うように対向配置させることができる。

[0063] 上記のごとぐ本例では、各ケース部材 50の各ピン穴 501の回転方向の形成位置、及び中間プレート 26における係合穴 261、 262を 15度ずつずらしてある。それ故、本例のインダクタ型モータ 1では、軸方向に配列した 2個のステータブロック 20を回転方向に 15度ずらして配置することができる。

[0064] 以上のように、本例のインダクタ型モータ 1の各ステータ 2は、径方向外周側に向けて突出する突出片 291を周方向に複数形成した略平板状の中間加工部材 29を元にして作製したものである。ステータ 2のステータ歯 21は、中間加工部材 29の突出片 291を折り曲げて立設したものである。この中間加工部材 29における各突出片 291 の突出長さは、最終カ卩ェ部品としてのステータ 2の直径等の寸法仕様に何ら依存せず、自由に設定し得る寸法である。それ故、上記各突出片 291を立設させたステータ歯 21を備えた本例のステータ 2では、インダクタ型モータ 1に対して要求される外径寸法仕様等に関わらず、ステータ歯 21の突出長さを自由に設定できる。

[0065] ステータ歯 21の突出長さを外形寸法仕様等とは独立に設定し得る本例のインダクタ型モータ 1では、小径であっても軸方向の長さを長くすることで、その出力を十分に確保し得る。すなわち、例えば、ステータ歯 21の突出長さを長くすれば、上記インダクタ型モータ 1の外径を小径ィ匕した場合であっても高出力特性を実現することが可能になる。

[0066] さらに、本例のインダクタ型モータ 1の製造方法において、第 1のロータ外挿工程、ロータ着磁工程、及びロータ抜き取り工程の後工程として実施する第 2のロータ外挿工程は、第 1のロータ外挿工程と同様、ロータ位置決め部である係合部 403を利用して回転方向の相対位置を精度高く規制しながら各マグネットロータ 40を外挿、固定する工程である。この第 2のロータ外挿工程によれば、着磁済の各ロータマグネット 4 0の回転方向の相対位置を精度高く再現できる。それ故、本例のインダクタ型モータの製造方法によれば、設計仕様通りの優れた特性を呈する製品を製造し得る。

[0067] なお、図 12に示すごとぐステータ歯 21の先端部を収容する歯収容部 241を周方向の 6力所に設けた略円環平板状の非磁性材料よりなる支持部材 24を採用することも良い。保持板部 22の表面に当接するように支持部材 24をステータ 2に保持させれば、ステータブロック 20をなす他方のステータ 2のステータ歯 21の先端部を歯収容部 241に収容できる。このように支持部材 24によりステータ歯 21の先端部を支持すれば、ステータ歯 21を剛性高く支持でき、先端部の位置精度を高めることが可能になる [0068] なお、図 13に示すごとく、マグネットロータ 40の軸方向の長さに対して、ステータ歯 21の軸方向の長さを若干長くしておくことも良い。この場合には、マグネットロータ 40 の端面と保持板部 22との間隙に、支持部材 24を配置することができる。さらに、支持部材 24の材質としては、非磁性材料であるアルミ、榭脂、黄銅等を採用することができる。

[0069] またなお、中間プレート 26を非磁性材料により形成すると共に、インダクタ型モータ 1にお、て軸方向中間側に位置するステータ 2のスタビライザ 23を径方向に延長してケース部材 50の内周面に接触させることも良い。また、中間プレート 26を廃止することもできる。この場合には、スタビライザ 23を径方向に延長した部分を利用して、ステータ 2をケース部材 50に保持させるのが良い。

Claims

請求の範囲

[1] 略平板状の保持板部力複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に交互に嚙み合うように 2個 1組の上記ステータを対向配置したステータブロックと、該ステ一タブロックに外挿する略円筒状の励磁コィルと、 N極及び S極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含む略円柱状のマグネットロータを 2個同軸に配列した回転子と、上記励磁コィルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に 2組配列した上記ステータブロックの内周側に 2個の上記マグネットロータを各々配置したインダクタ型モータであって、

上記回転子は、同軸上に 2個配列した上記マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を有すると共に、該中間凹部に、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する上記ステータの上記保持板部を外挿していることを特徴とするインダクタ型モータ。

[2] 請求項 1において、軸方向長さが直径の 1倍以上 4倍以下であることを特徴とするィンダクタ型モータ。

[3] 請求項 1において、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持していることを特徴とするインダクタ型モータ。

[4] 請求項 1において、上記回転子は、上記インダクタ型モータにおいて軸方向中間側に位置する 2個の上記ステータの上記各保持板部と、該各保持板部を表裏両面に対面させて保持するように構成した略平板状の中間プレートとを上記中間凹部に外挿しており、

上記各ステータブロックでは、磁性材料よりなる上記中間プレートを介して、対向配置した 2個 1組の上記ステータを磁気的に接続してあることを特徴とするインダクタ型モータ。

[5] 請求項 4において、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持していることを特徴とするインダクタ型モータ。

[6] 請求項 4において、上記中間プレートは、上記保持板部を介して保持する上記各ステータの回転方向の位置を規制するインナーステータ位置決め部を有していることを特徴とするインダクタ型モータ。

[7] 請求項 6において、上記モータケースは、上記インダクタ型モータにおいて軸方向両端側に位置する上記ステータの回転方向の位置を規制するアウターステータ位置決め部をそれぞれ設けた 2個のケース部材よりなり、

上記中間プレートは、上記各ケース部材の回転方向の位置を規制するケース位置決め部を有して、ることを特徴とするインダクタ型モータ。

[8] 請求項 7において、軸方向長さが直径の 1倍以上 4倍以下であることを特徴とするィンダクタ型モータ。

[9] 請求項 8において、上記各ステータのうちの少なくともいずれかは、上記ステータブロックを構成する他方の上記ステータの上記ステータ歯の先端部を支持するように構成した非磁性材料よりなる支持部材を保持していることを特徴とするインダクタ型モータ。

[10] 略平板状の保持板部力複数のステータ歯が略同一円周上に沿って立設するステータと、上記ステータ歯が周方向に交互に嚙み合うように 2個 1組の上記ステータを対向配置したステータブロックと、該ステ一タブロックに外挿する略円筒状の励磁コィルと、 N極及び S極を周方向に交互に配列した着磁面を外周面に設けたマグネット部を含むマグネットロータを同軸上に 2個配列し、該各マグネットロータの中間に上記マグネット部よりも小径の中間凹部を設けた回転子と、上記励磁コイルを外挿した上記ステータブロックを収容するモータケースとを有してなり、同軸上に 2個配列した上記ステータブロックの内周側に 2個の上記マグネットロータを各々配置したインダクタ型モータを製造する製造方法であって、上記回転子を構成する他方の上記マグネットロータとの回転方向の相対位置を規制するロータ位置決め部を設けた上記各マグネットロータを第 1の回転シャフトに外挿して固定する第 1のロータ外挿工程と、

着磁済の上記各マグネットロータのうちの少なくとも一方を上記第 1の回転シャフトから抜き取るロータ抜き取り工程と、

上記第 1及び上記第 2のロータ外挿工程では、上記ロータ位置決め部を介して上記各マグネットロータの回転方向の相対位置を規制することを特徴とするインダクタ型モータの製造方法。