(57)【要約】【課題】ステータコアとハウジングとの境界部分が密閉された電動機を提供する。【解決手段】送り軸モータ１は、ステータコア２７の端面に固定された前側ハウジング２１を備える。ステータコア２７は、鉄を主成分とする材料にて形成されている。前側ハウジング２１は、アルミニウムを主成分とする材料にて形成されている。ステータコア２７および前側ハウジング２１は、レーザー溶接にて生成された溶接痕３５にて互いに連結されている。溶接痕３５は、ステータコア２７と前側ハウジング２１との接触線を覆うように周方向に延びている。溶接痕３５は、ステータコア２７と前側ハウジング２１との境界部分を密閉している。【選択図】図２
2020188604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを含むロータと、
ステータコアおよび前記ステータコアに巻回されたコイルを含むステータと、
前記ステータコアの端面に固定されたハウジングとを備え、
前記ステータコアは、鉄を主成分とする材料にて形成されており、
前記ハウジングは、アルミニウムを主成分とする材料にて形成されており、
前記ステータコアおよび前記ハウジングは、レーザー溶接にて生成された溶接痕にて互いに連結されており、
前記溶接痕は、前記ステータコアと前記ハウジングとが接触する境界部分に形成され、前記ステータコアと前記ハウジングとの接触線を覆うように周方向に延びており、前記ステータコアと前記ハウジングとの境界部分を密閉している、電動機。
【請求項２】
前記ハウジングは、境界部分に形成された段差部を有し、
前記ステータコアは、境界部分に形成された段差部を有し、
前記ハウジングの段差部および前記ステータコアの段差部が接触して、境界部分に凹部が形成されており、
前記溶接痕は、前記凹部の底面に形成されており、
前記凹部は、前記溶接痕が前記凹部の内部に収容される深さを有する、請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ハウジングおよび前記ステータコアのうち一方の部材は、境界部分に形成された段差部を有し、
前記段差部は、前記溶接痕が突出する高さよりも高くなるように形成されている、請求項１に記載の電動機。
【請求項４】
複数の前記ハウジングを備え、
複数の前記ハウジングは、前記シャフトが突出する方向に配置される前側ハウジングと、前記シャフトが突出する方向と反対側に配置される後側ハウジングとを含み、
前側ハウジングと前記ステータコアとの境界部分および後側ハウジングと前記ステータコアとの境界部分に前記溶接痕が形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアの端面に固定されるハウジングを備える電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から部品を移動したり回転したりするために電動機が使用されることが知られている。電動機を備える装置は、様々な環境において使用される。例えば、電動機は、塵等の異物が多く存在する環境において使用される場合がある。
【０００３】
例えば、ワークを切削したり研磨したりする場合に、工作機械にてワークを加工することが知られている。工作機械の加工室の内部には、ワークを加工した時に発生する粉塵および切削液のミストが存在する。電動機は、加工室の内部に配置される場合がある。主軸頭またはワークを支持する部材を移動する送り軸モータは、加工室の内部に配置される場合がある。この電動機は、切粉および切削液のミストが多く存在する環境にて使用されるために、電動機の内部に異物が侵入しやすくなる。
【０００４】
電動機の内部に異物が侵入すると、電動機の性能が低下したり、故障したりする場合がある。このために、電動機は、内部に異物が侵入しない構造を有することが好ましい。
【０００５】
従来の技術においては、ステータおよびロータを密閉容器の内部に配置した電動機が知られている（例えば、特開昭５９−１０１２９２号公報および特開昭６３−１８９６８５号公報）。また、ステータコアの端面にハウジングを固定した電動機が知られている。この電動機では、ステータコアを構成する電磁鋼板同士の境界部分およびステータコアとハウジングとの境界部分を樹脂の封止剤にて覆うことが知られている（例えば、特開平７−１６３０８３号公報）。
【０００６】
また、従来の技術においては、ステータコアの電磁鋼板同士をレーザー溶接にて接合した電動機が知られている（例えば、特開２０００−２７８８９２号公報および特開昭６２−１７１４３６号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１０１２９２号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８９６８５号公報
【特許文献３】特開平７−１６３０８３号公報
【特許文献４】特開２０００−２７８８９２号公報
【特許文献５】特開昭６２−１７１４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ステータを密閉容器の内部に配置した電動機においては、ステータを取り囲む容器を準備する必要がある。一方で、ステータの端面にケーシングを固定した電動機においては、ステータを取り囲む密閉容器は不要である。この電動機では、ステータコアとケーシングとの境界部分から異物が侵入しないように境界部分を密閉する必要がある。
【０００９】
例えば、密閉部材として、ステータコアとハウジングとの間に、時間の経過と共に硬化する樹脂のシール材を配置することができる。ハウジングの接触面にシール材を塗布した後に、ハウジングとステータコアとを締結部材にて固定することができる。しかしながら、液体のシール材を配置する場合に、シール材の量が多いとステータコアとハウジングとの間から外側にシール材がはみ出てしまう場合がある。外側にはみ出たシール材を拭き取っても、シール材の成分が残る場合がある。シール材の成分が残存する領域では、塗料が所望の通りに配置されない場合がある。一方で、シール材の量が少ない場合には、ステータコアとケーシングとの間を十分に密閉することができないという問題がある。このように、シール材の量の制御が難しいという問題がある。
【００１０】
また、液体のシール材は、ケーシングの端面の形状に沿って配置する。液体のシール材を配置する領域は細長い領域になるために、シール材を配置することが難しいという問題がある。例えば、作業者が、シール材を配置する場合には、熟練した技術が必要である。または、シール材をロボット装置などで配置する場合には、高い精度にてロボットを制御する必要がある。このように、液体のシール材を所望の位置に配置することが難しいという問題がある。
【００１１】
更に、液体のシール材は、保管するために管理が必要である。例えば、シール材は、時間とともに硬化するために、シール材を保管する時に温度または湿度の管理が必要である。または、シール材を塗布する装置を一時的に停止する場合には、シール材を塗布する装置のノズルが詰まる場合がある。このように、シール材を保管するための管理が必要である。
【００１２】
または、ステータコアとハウジングとの間に、密閉部材としてゴム等にて形成されている平板状の密閉シートまたはＯ−リングを配置することができる。このような密閉部材を用いる場合には、ハウジングに密閉部材を配置するための凹部等を形成する必要がある。また、Ｏ−リングおよび密閉シートは、時間が経つと経年劣化して弾性が低下する。ステータコアとケーシングとをボルトで固定している場合に、ボルトの締付け力が低下する。この結果、密閉部材による密閉性が悪化する場合がある。
【００１３】
更に、ステータコアとケーシングとの境界部分に配置される密閉部材は、樹脂またはゴムなどにより形成されている。このために、ステータからハウジングへの伝熱性能が悪化する。電動機は、主にステータで発熱する。ステータにて発生した熱は、ステータから大気中に放出されたり、ステータの内部に形成された冷却通路を通る空気により冷却されたりする。また、ステータにて発熱する熱の一部はハウジングに伝熱された後に、ハウジングから大気中に放熱される。ところが、密閉部材が樹脂またはゴムにて形成されているために、十分な伝熱が行われないという問題がある。このために、電動機の温度が上昇しやすくなり、電動機の性能を低く設定しなければならない場合がある。例えば、電動機の温度上昇を抑制するために、電動機に供給する電流の上限値を低く設定する場合がある。
【００１４】
このように、ステータコアとケーシングとの間に密閉部材を配置すると、様々な問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示の態様の電動機は、シャフトを含むロータと、ステータコアおよびステータコアに巻回されたコイルを含むステータとを備える。電動機は、ステータコアの端面に固定されたハウジングを備える。ステータコアは、鉄を主成分とする材料にて形成されている。ハウジングは、アルミニウムを主成分とする材料にて形成されている。ステータコアおよびハウジングは、レーザー溶接にて生成された溶接痕にて互いに連結されている。溶接痕は、ステータコアとハウジングとが接触する境界部分に形成されている。溶接痕は、ステータコアとハウジングとの接触線を覆うように周方向に延びている。溶接痕は、ステータコアとハウジングとの境界部分を密閉している。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の態様の電動機によれば、ステータコアとハウジングとの間に樹脂またはゴムの密閉部材を配置せずに、ステータコアとハウジングとの境界部分を密閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態における第１の電動機の斜視図である。
【図２】第１の電動機の概略断面図である。
【図３】実施の形態における前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図である。
【図４】比較例における前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図である。
【図５】実施の形態における溶接装置の概略図である。
【図６】ガルバノ機構を説明する斜視図である。
【図７】溶接装置にてレーザー溶接を行うときの前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図である。
【図８】実施の形態における第２の電動機の前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図である。
【図９】実施の形態における第３の電動機の前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図である。
【図１０】レーザー溶接を行うときのワブリング加工を説明する前側ハウジングおよびステータコアの拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１から図１０を参照して、実施の形態における電動機について説明する。本実施の形態の電動機は、ステータコアとハウジングとの間から異物が侵入することを抑制する構造を有する。
【００１９】
図１に、本実施の形態における第１の電動機の斜視図を示す。図２に、本実施の形態における第１の電動機の概略断面図を示す。図１および図２においては、説明のために表面を塗装する前の電動機が示されている。本実施の形態では、工作機械に配置されている電動機を例に取り上げて説明する。
【００２０】
図１および図２を参照して、本実施の形態の電動機は、工作機械のテーブル等を移動するための送り軸モータ１である。送り軸モータ１は、工作機械の加工室の内部に配置される。加工室の内部には、ワークを加工した時に生じる粉塵または切削液のミストなどの異物が存在する。送り軸モータ１は、異物の侵入を抑制する構造を有する。
【００２１】
送り軸モータ１は、ロータ１１と、ステータ１２とを備える。ステータ１２は、回転軸ＲＡの方向に複数の磁性鋼板が積層された構造を有するステータコア２７を含む。ステータコア２７には、コイル１６が巻回されている。ロータ１１は、棒状に形成されたシャフト１３と、シャフト１３の外周面に固定されたロータコア１７とを含む。ロータコア１７の内部には、磁石１８が配置されている。本実施の形態の磁石１８は、永久磁石である。
【００２２】
シャフト１３は、回転力を伝達するために他の部材に連結される。シャフト１３は、回転軸ＲＡの周りに回転する。本実施の形態では、回転軸ＲＡの延びる方向において、シャフト１３が他の部材に連結されるために突出している側を前側と称する。また、前側と反対側を後側と称する。図２に示す例では、矢印８１が送り軸モータ１の前側を示す。
【００２３】
送り軸モータ１は、ステータコア２７に固定された覆い部材としてのハウジングを備える。本実施の形態では、複数のハウジングが配置されている。送り軸モータ１は、ロータ１１のシャフト１３が突出する方向に配置される前側ハウジング２１と、シャフト１３が突出する方向と反対側に配置される後側ハウジング２２とを含む。
【００２４】
前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、筒状に形成されている。前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、ベアリング１４，１５を介してロータ１１を回転可能に支持する。前側ハウジング２１は、ベアリング１４を支持している。後側ハウジング２２には、ベアリング１５を支持するベアリング支持部材２６を介して、ベアリング１５を支持している。前側ハウジング２１の端部とシャフト１３との間には、異物の侵入を抑制するためのオイルシール２０が配置されている。
【００２５】
前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、ステータコア２７の軸方向の端面に固定されている。前側ハウジング２１の端面とステータコア２７の端面とが接触している。また、後側ハウジング２２の端面とステータコア２７の端面とが接触している。前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、締結部材によりステータ１２に固定されている。本実施の形態では、前側ハウジング２１は、雌ねじが形成された穴部を有する。ステータコア２７および後側ハウジング２２には、ボルト３０が貫通する穴部が形成されている。前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、締結部材としてのボルト３０によりステータコア２７に固定されている。
【００２６】
本実施の形態の送り軸モータ１では、前側ハウジング２１とステータコア２７の境界部分において、前側ハウジング２１の径は、ステータコア２７の径と同一になる。前側ハウジング２１の表面は、ステータコア２７の表面に連続するように形成されている。また、後側ハウジング２２とステータコア２７の境界部分において、後側ハウジング２２の径は、ステータコア２７の径と同一になる。後側ハウジング２２の表面は、ステータコア２７の表面に連続するように形成されている。本実施の形態の送り軸モータ１は、ステータコア２７の外周面を取り囲む容器は配置されていない構造を有する。
【００２７】
シャフト１３の後側の端部には、シャフト１３の回転位置または回転数を検出するためのエンコーダ１９が配置されている。後側ハウジング２２の後側の端部には、後側ハウジング２２の内部の空間を閉止するリヤカバー２３が固定されている。
【００２８】
図３に、第１の電動機における前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図を示す。図１から図３を参照して、本実施の形態におけるステータコア２７は、複数の電磁鋼板２８が積層された構造を有する。複数の電磁鋼板２８は、互いに固定されている。本実施の形態においては、電磁鋼板２８が積層された複数のブロックが予め形成されている。そして、複数のブロックを重ねることによりステータコア２７が形成されている。
【００２９】
それぞれの電磁鋼板２８は、鉄を主成分とする材料にて形成されている。すなわち、ステータコア２７は、鉄を主成分とする材料にて形成されている。一方で、前側ハウジング２１および後側ハウジング２２は、アルミニウムを主成分とする材料にて形成されている。
【００３０】
以降の説明においては、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分について説明する。特に、前側ハウジング２１とステータコア２７とを結合する溶接痕について説明する。後側ハウジング２２とステータコア２７との境界部分に形成される溶接痕についても同様の構成、作用および効果を有する。
【００３１】
前側ハウジング２１とステータコア２７とは、溶接痕３５にて互いに連結されている。溶接痕３５は、溶接を行った時に熱により溶融した後に硬化した部分である。溶接痕３５は、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分に形成されている。溶接痕３５は、前側ハウジング２１の端面の外周部とステータコア２７の端面の外周部とを結合している。溶接痕３５にて、線状に延びる溶接線が形成されている。溶接痕３５は、前側ハウジング２１とステータコア２７との接触線を覆うように周方向に延びている。すなわち、溶接痕３５は、前側ハウジング２１およびステータコア２７を囲むように環状に形成されている。溶接痕３５は、ステータコア２７および前側ハウジング２１の周方向の全体の境界部分に形成されている。
【００３２】
本実施の形態の送り軸モータ１においては、ステータコア２７と前側ハウジング２１との境界部分が溶接痕３５にて密閉されている。このために、ステータコア２７と前側ハウジング２１との間から、異物が送り軸モータ１の内部に侵入することを抑制することができる。
【００３３】
本実施の形態における溶接痕３５は、レーザー溶接にて形成されている。本実施の形態においては、互いに異なる材料を溶接する異材溶接を実施している。発振源としてファイバーレーザーが用いられている。レーザー溶接では小さな範囲を結合することができるために、電磁鋼板２８および前側ハウジング２１が溶融する範囲を小さくすることができる。
【００３４】
本実施の形態においては、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分および後側ハウジング２２とステータコア２７との境界部分の両方の境界部分に溶接痕３５が形成されている。溶接痕３５は、この形態に限られず、いずれか一方の境界部分に形成されていても構わない。
【００３５】
図４に、比較例の電動機における前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大概略断面図を示す。比較例の電動機においては、前側ハウジング２１とステータコア２７との間に、密閉部材として樹脂にて形成されたシール材３６が配置されている。シール材３６は、液体のシール材が硬化することにより形成されている。前側ハウジング２１の端面に液体のシール材を配置するときに、シール材を正確な位置および正確な量にて配置することが難しいという問題がある。また、液体のシール材は、保管するための管理が必要である。
【００３６】
また、密閉部材として、シール材３６の代わりに、ゴムにて形成された平板状の密閉シートを配置することができる。または、前側ハウジングに凹部を形成して、ゴムにて形成されたＯ−リングを配置することができる。このような場合には、経年劣化により密閉シートまたはＯ−リングの弾性が低下するために、密閉機能が低下する。
【００３７】
更に、前側ハウジングとステータコアとの間に、樹脂またはゴム等にて形成された密閉部材が配置されると、ステータコアから前側ハウジングへの伝熱性能が低下するという問題がある。
【００３８】
図３を参照して、これにして本実施の形態の電動機においては、前側ハウジング２１とステータコア２７との間には、シール材、Ｏ−リング、および密閉シートなどの密閉部材は配置されていない。特に、ゴムまたは樹脂等にて形成された密閉部材は配置されていない。前側ハウジング２１の端面とステータコア２７の端面とは互いに接触している。
【００３９】
本実施の形態の送り軸モータ１では、液体のシール材を配置するための制御および液体のシール材の管理は不要である。また、密閉シートまたはＯ−リングを配置する為の凹部などを形成する必要が無く、構造を簡易にすることができる。更に、樹脂またはゴム等により形成された密閉部材が介在していないために、長い時間が経過しても高い密閉機能を維持できる。
【００４０】
また、ステータコア２７は前側ハウジング２１に接触しているために、ステータ１２にて発生する熱を、ステータコア２７から前側ハウジング２１に効率よく伝達することができる。ステータ１２の放熱性が向上して、電動機の温度が上昇することを抑制することができる。この結果、電動機の性能を落とさずに高く維持することができる。例えば、電動機の温度上昇に基づいて電流の上限値を設定するときに、定格の電流値を大きく設定することができる。
【００４１】
更に、ステータコア２７と前側ハウジング２１との周方向に延びる境界部分の全体において、ステータコア２７と前側ハウジング２１とを互いに溶接しているために、送り軸モータ１の剛性を高くすることができる。特に、本実施の形態では、前側ハウジング２１および後側ハウジング２２が周方向の全体の境界部分においてステータコア２７に固定されているために、送り軸モータ１の剛性を高くすることができる。
【００４２】
次に、本実施の形態における溶接痕を形成する為の溶接装置および溶接方法について説明する。図５に、本実施の形態における溶接装置の概略図を示す。本実施の形態の溶接装置３は、レーザー光にてワークの一部を溶融して接合するレーザー溶接装置である。溶接装置３は、基台としてのベッド５１と、ベッド５１から立設するコラム５２とを備える。ベッド５１の上面には、Ｘ軸方向に延びるＸ軸ガイドレール５６が配置されている。Ｘ軸ガイドレール５６の上にはサドル５３が配置されている。サドル５３は、矢印８５に示すようにＸ軸ガイドレール５６に沿って移動するように形成されている。サドル５３の上面には、Ｙ軸方向に延びるＹ軸ガイドレール５７が配置されている。Ｙ軸ガイドレール５７の上にはテーブル５４が配置されている。テーブル５４は、Ｙ軸ガイドレール５７に沿って移動するように形成されている。
【００４３】
テーブル５４には、回転機構６２を支持するための支持部材６１が固定されている。支持部材６１は、断面形状がＬ字型に形成されている。回転機構６２は、支持部材６１に固定されている。回転機構６２は、ワーク７１が固定されるワーク固定部６３を含む。回転機構６２は、ワーク固定部６３を回転するためのモータを含む。このモータが駆動することによりＡ軸方向にワーク固定部６３が回転する。本実施の形態では、Ａ軸の軸線は水平方向に延びている。
【００４４】
コラム５２には、Ｚ軸方向に延びるＺ軸ガイドレール５８が配置されている。Ｚ軸ガイドレール５８には、移動部材５９が係合している。移動部材５９には、レーザー光を出射するレーザー溶接ヘッド４１が固定されている。移動部材５９は、矢印８６に示すように、Ｚ軸ガイドレール５８に沿って移動するように形成されている。
【００４５】
本実施の形態の溶接装置３は、数値制御式である。溶接装置３は、送り軸に沿ってレーザー溶接ヘッド４１およびワーク７１のうち少なくとも一方を移動する移動装置を備える。溶接装置３は、移動装置を制御する制御装置６４を備える。制御装置６４は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理装置にて構成されている。移動装置は、それぞれの送り軸に対応して配置されたモータを含む。本実施の形態の溶接装置３では、移動部材５９、サドル５３、およびテーブル５４がモータにより移動する。制御装置６４は、動作プログラムに基づいて送り軸に対応するモータを駆動する。また、制御装置６４は、動作プログラムに基づいて回転機構６２に配置されたモータを駆動する。
【００４６】
本実施の形態の溶接装置３では、ワーク７１にレーザー光を照射しながら、ワーク７１に対するレーザー溶接ヘッド４１の相対位置を変更することができる。このように、ワーク７１に対してレーザー溶接ヘッド４１を相対的に移動することにより、様々な形状にて溶接を行うことができる。本実施の形態のワーク７１は、ステータコア２７に前側ハウジング２１および後側ハウジング２２がボルト３０にて固定された組立体である。
【００４７】
溶接装置３は、レーザー光を発振するレーザー発振器４２を備える。レーザー発振器４２にて発振されたレーザー光は、光ファイバ４３を通ってレーザー溶接ヘッド４１に供給される。レーザー発振器４２は、レーザー光を発振する光源を含む。本実施の形態の光源は、ファイバーレーザーである。レーザー発振器は、ワーク７１の溶接を行うことができる任意の光源を含むことができる。例えば、レーザー発振器は、炭酸ガスレーザーなどのレーザー溶接を行うことができる任意の種類の光源を含むことができる。制御装置６４は、動作プログラムに基づいて、レーザー発振器４２およびレーザー溶接ヘッド４１を制御する。
【００４８】
図６に、本実施の形態におけるレーザー溶接ヘッドの内部の機構の概略図を示す。レーザー溶接ヘッド４１は、出射口からレーザー光を出射する。本実施の形態におけるレーザー溶接ヘッド４１は、焦点距離を調整するためのレンズを駆動する駆動機構を有する。更に、レーザー溶接ヘッド４１は、レーザー溶接ヘッド４１から出射するレーザー光の方向を調整する出射方向調整機構４４を含む。本実施の形態の出射方向調整機構４４は、ガルバノ機構である。
【００４９】
出射方向調整機構４４は、複数の反射板と、ミラー駆動モータとを含む。図６に示す例では、反射板として、出射する方向をＸ軸方向に調整するＸ軸ミラー４５ａと、出射する方向をＹ軸方向に調整するＹ軸ミラー４５ｂとを有する。光ファイバ４３から出射されるレーザー光は、Ｘ軸ミラー４５ａおよびＹ軸ミラー４５ｂにて反射される。この結果、矢印８９に示すように、ワーク７１に向かってレーザー光が出射される。
【００５０】
Ｘ軸モータ４７ａが矢印８７に示すようにＸ軸ミラー４５ａの向きを変更すると、Ｘ軸方向においてレーザー光が出射される向きが変更される。Ｙ軸モータ４７ｂが矢印８８に示すように、Ｙ軸ミラー４５ｂの向きを変更すると、Ｙ軸方向においてレーザー光が出射される向きが変更される。Ｘ軸ミラー４５ａの向きおよびＹ軸ミラー４５ｂの向きが調整されることにより、出射されるレーザー光の向きが調整される。
【００５１】
このように、レーザー溶接ヘッド４１は、Ｘ軸ミラー４５ａおよびＹ軸ミラー４５ｂにおけるレーザー光の反射角度を制御することにより、ワーク７１におけるレーザー光の照射位置を２次元で制御することができる。このようなレーザー溶接ヘッド４１は、ガルバノスキャナと称される。
【００５２】
なお、レーザー溶接ヘッドは、出射方向調整機構を備えていなくても構わない。または、出射方向調整機構としては、レーザー光を出射する方向を調整できる任意の機構を採用することができる。例えば、トレパニングヘッドのように、レンズを用いてレーザー光の出射方向を調整する機構を含むレーザー溶接ヘッドを採用しても構わない。
【００５３】
図２を参照して、本実施の形態における電動機の製造方法では、予め定められた形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板２８を準備する。次に、複数の電磁鋼板をかしめることにより、電磁鋼板のブロックを生成する。そして、複数の電磁鋼板のブロックを重ねることにより、ステータコア２７を形成することができる。
【００５４】
次に、ステータコア２７のティースの周りにコイル１６を配置する。次に、前側ハウジング２１および後側ハウジング２２を、ボルト３０にてステータコア２７に固定する。前側ハウジング２１、ステータコア２７、および後側ハウジング２２を含む組立体が形成される。
【００５５】
本実施の形態においては、前側ハウジング２１および後側ハウジング２２をステータコア２７に固定するために、締結部材としてボルト３０を用いているが、この形態に限られない。任意の締結部材にて、前側ハウジング、ステータコア、および後側ハウジングを互いに固定することができる。
【００５６】
次に、溶接装置３にてレーザー溶接を実施する。図５を参照して、ワーク７１として組立体を溶接装置３のワーク固定部６３に取り付ける。この時に、組立体は、送り軸モータ１の回転軸ＲＡとワーク固定部６３の回転軸とが一致するように、ワーク固定部６３に固定される。
【００５７】
制御装置６４は、動作プログラムに基づいてワーク７１のレーザー光を照射する位置が予め定められた位置になるように、ワーク７１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。また、制御装置６４は、レーザー溶接ヘッド４１がワーク７１に対して予め定められた距離にて離れるように、移動部材５９をＺ軸方向に移動する。
【００５８】
次に、制御装置６４は、レーザー発振器４２を駆動して、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分にレーザー光を照射する。制御装置６４は、レーザー光を照射しながら、Ｙ軸方向にテーブル５４を移動する制御およびＡ軸方向にワーク７１を回転する制御を実施する。また、必要に応じてレーザー溶接ヘッド４１をＺ軸方向に移動する制御を実施する。この制御により、ワーク７１の周方向に沿って溶接痕３５を形成することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態のレーザー溶接ヘッド４１は、出射方向調整機構４４を備える。このために、ワーク７１におけるレーザー光の照射位置をＸ軸方向またはＹ軸方向に調整する時に、出射方向調整機構４４を用いてレーザー光を移動しても構わない。
【００６０】
図７に、レーザー光を照射しているときの前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図を示す。本実施の形態におけるレーザー溶接では、アルミニウムを主成分とする部材と、鉄を主成分とする部材とを溶接する異材溶接を実施する。鉄の融点よりもアルミニウムの融点が低い。このために、溶接装置３は、電磁鋼板２８と前側ハウジング２１とが接触している位置から電磁鋼板２８の側に僅かにずらした位置に、レーザー光７５を照射する。
【００６１】
本実施の形態の加工条件としては、例えば、ファイバーレーザーの出力は、６００Ｗ±２０％に設定することができる。本実施の形態においては、レーザー光を連続的に発振している。そして、加工速度（照射位置の移動速度）は、１００００ｍｍ／ｍｉｎ±２０％の範囲内に設定することができる。レーザー光の照射位置は、電磁鋼板２８と前側ハウジング２１とが接触している位置から０．１ｍｍ±２０％の範囲内に設定することができる。レーザー光７５は、電磁鋼板２８の表面に対して９０°±２０％の方向から照射することができる。また、レーザー光の焦点位置は０ｍｍである。すなわち、焦点が電磁鋼板２８の表面上に配置されるように、レーザー溶接ヘッド４１のＺ方向の位置が調整される。
【００６２】
レーザー光を照射する条件としては、上記の形態に限られず、前側ハウジング２１とステータコア２７とを溶接することができる任意の条件を採用することができる。例えば、出力を小さくして、加工速度を遅くした条件により、溶接を実施しても構わない。
【００６３】
ファイバーレーザーを用いた溶接では、他のレーザーを用いた溶接よりもスポット径を小さくすることができる。ファイバーレーザーでは、微細な範囲のレーザー溶接を高い精度にて実施することができる。例えば、電磁鋼板２８は、約０．５ｍｍの厚さにて形成することができる。そして、ファイバーレーザーにより溶接を実施することにより、溶接痕の幅を０．１ｍｍ程度に抑えることができる。このように、ファイバーレーザーを用いた溶接では、溶接痕の幅が小さな高品位の加工を行うことができる。なお、レーザー溶接としては、ファイバーレーザーを用いた溶接に限られない。炭酸ガスレーザーを用いた溶接装置などにより、溶接痕を形成しても構わない。
【００６４】
次に、上記と同様の方法により、後側ハウジング２２とステータコア２７との境界部分にも溶接痕３５を形成する。次に、組立体およびコイルの表面に含浸剤を配置する。含浸剤を配置することにより、コイルを固定したり、コイルを絶縁したりすることができる。または、含浸剤を配置することにより、電磁鋼板同士の隙間を密閉することができる。この後に、組立体の表面に塗装を行うことができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、ワークがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動し、レーザー溶接ヘッドがＺ軸方向に移動する溶接装置を用いているが、この形態に限られない。前側ハウジングとステータコアとの境界部分に溶接痕を形成できる任意の装置を採用することができる。例えば、多関節ロボットに作業ツールとしてレーザー溶接ヘッドを取り付けることができる。そして、ロボットが位置および姿勢を変更することにより、組立体の外周面に沿ってレーザー溶接を行っても構わない。
【００６６】
図８に、本実施の形態の第２の電動機における前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図を示す。第２の電動機の前側ハウジング２１は、ステータコア２７に接合される端部に形成された段差部２１ａを有する。また、ステータコア２７において、前側ハウジング２１に接合される電磁鋼板２８の端部には、段差部２８ａが形成されている。段差部２１ａ，２８ａは、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分に形成されている。前側ハウジング２１の段差部２１ａとステータコア２７の段差部２８ａとが接触して、境界部分に凹部２９が形成されている。凹部２９は、ステータコア２７の外周面および前側ハウジング２１の外周面から凹むように形成されている。
【００６７】
溶接痕３５は、凹部２９の内部に形成されている。溶接痕３５は、凹部２９の底面に形成されている。凹部２９は、溶接痕３５が凹部２９の内部に収容される深さを有する。溶接痕３５は、溶接される表面から突出した部分を有する場合がある。また、溶接痕３５は、表面が滑らかにならずに表面に凹凸が形成される場合がある。
【００６８】
第２の電動機においては、溶接痕３５が外側に向かって突出する部分を有する場合に、溶接痕３５がステータコア２７の外周面および前側ハウジング２１の外周面から突出しないように形成されている。
【００６９】
図９に、本実施の形態における第３の電動機の前側ハウジングとステータコアとの境界部分の拡大断面図を示す。第３の電動機では、前側ハウジング２１の外径よりもステータコア２７の外径が小さくなるように形成されている。そして、ステータコア２７の境界部分には、ステータコア２７の外周面から凹むように段差部２１ａが形成されている。段差部２１aの底面２１ｂの径は、ステータコア２７の外周面の径と同一になる。段差部２１ａは、溶接痕３５がステータコア２７の表面および段差部２１ａの底面２１ｂから突出する高さよりも高くなるように形成されている。第３の電動機においては、溶接痕３５が前側ハウジング２１の外周面から突出しないように形成されている。
【００７０】
第２の電動機および第３の電動機においては、溶接痕３５により、電動機の外径が大きくなることを抑制することができる。または、電動機を他の装置に取り付ける時に、溶接痕３５にて所望の状態にて取り付けることができないことを回避できる。例えば、取り付け面に送り軸モータ１を固定する場合に、取付け面に溶接痕が接触することを回避できる。または、電動機をロボット装置等にて搬送するときに、溶接痕３５によりハンドが電動機を把持できないことを回避することができる。
【００７１】
第２の電動機および第３の電動機において、上記以外の構成、作用、効果、および製造方法は、第１の電動機と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。
【００７２】
なお、図９に示す例では、前側ハウジング２１の外周面の端部に段差部２１ａが形成されているが、この形態に限られない。前側ハウジング２１の外周面の端部に段差部が形成されずに、ステータコア２７の外周面の端部に段差部が形成されていても構わない。
【００７３】
本実施の形態におけるレーザー溶接では、溶加材としての溶接ワイヤを用いずにレーザー溶接を行っているが、この形態に限られない。溶接ワイヤを用いてレーザー溶接を行っても構わない。溶接ワイヤを用いることにより溶接痕の表面を滑らかにすることができる。溶接ワイヤを用いて溶接を行う場合には、前側ハウジングの外周面およびステータコアの外周面から突出する溶接痕の部分が高くなる。このために、前側ハウジングとステータコアとの境界部分に凹部または段差部を形成することが好ましい。
【００７４】
図１０に、本実施の形態における他の溶接方法の説明図を示す。図１０は、前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分の拡大平面図である。上記の実施の形態における溶接方法では、レーザー光が照射される照射位置が組立体に対して直線的に移動するように溶接装置３を駆動している。
【００７５】
これに対して、他の照射方法においては、レーザー光が照射される照射位置が組立体に対して螺旋状に移動するように溶接装置３を駆動する。矢印９０に示すように、レーザー光のスポット７６が螺旋状に進行するようにレーザー光を照射する。このような照射方法は、例えば、スポット７６が円の軌道にて移動するように出射方向調整機構４４を制御すると共に、ワーク７１をＹ軸方向に移動することにより実施することができる。スポット７６が螺旋状に移動する加工方法は、ワブリング加工と称される。
【００７６】
前側ハウジング２１とステータコア２７との境界部分をワブリング加工により溶接することにより、溶接痕３５の幅を大きくすることができる。レーザー光のスポット径は小さいために、レーザー光を前側ハウジング２１とステータコア２７との接触線に沿って移動させるためには、高い精度の制御が必要である。このために、レーザー光のスポットが所望の位置からずれる場合がある。しかしながら、ワブリング加工を行うことにより、接触線を確実に覆うように溶接痕３５を形成することができる。前側ハウジング２１とステータコア２７の境界部分をより確実に密閉することができる。
【００７７】
本実施の形態では、電動機として工作機械の送り軸モータを例に取り上げて説明したが、この形態に限られない。本実施の形態の電動機は、任意の装置に配置することができる。特に、多くの異物が存在する環境にて使用される電動機に本実施の形態の構造は、好適である。
【００７８】
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
【符号の説明】
【００７９】
１    送り軸モータ
１２    ステータ
２１    前側ハウジング
２２    後側ハウジング
２１ａ    段差部
２１ｂ    底面
２７    ステータコア
２８    電磁鋼板
２８ａ    段差部
２９    凹部
３５    溶接痕
７１    ワーク
７５    レーザー光
【図１】
2020188604.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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