(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークの内周にマグネットを固定する回転電機であって、上記マグネットを保護するマグネットカバーは全面拡管することにより上記マグネット内周全面に密着されるとともに、両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側に上記マグネットカバーの両端部の位置決めを行うためのストッパーを設けるとともに、他の連結部の内側には凹溝を形成したことを特徴とする回転電機のマグネットカバー固定構造。
【請求項２】
マグネットカバーは全面を拡管したことを特徴とする請求項１記載の回転電機のマグネットカバー固定構造。
【請求項３】
拡管によりマグネットカバーは、マグネット内周全面に密着されたことを特徴とする請求項２記載の回転電機のマグネットカバー固定構造。
【請求項４】
マグネットカバーはアルミプレートを超音波溶接にてパイプ形状にしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機のマグネットカバー固定構造。
【請求項５】
両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側にマグネットカバーの両端部の位置決めを行なうためのストッパーを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機のマグネットカバー固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転電機のマグネットカバー固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は例えば特開昭６４−５３４３号公報に示された従来の磁石式直流電動機を示す断面正面図、図１４は上記電動機の固定子を一部切欠いて表わす一部切欠き側面図である。
このような従来の直流電動機は、自動車のスタータモータとして使用されるものであり、直流電動機は、固定子１１，整流子１２を有する電機子１３，ギヤケース１４，エンドブラケット１５，ピニオンクラッチ１６及びスイッチ１７等から構成される。
【０００３】
固定子１１は、筒状の鋼板から成るヨーク１８の内周に、設定磁極数に対応する補助極１９及び永久磁石（主磁極）２０を周方向に適宜間隔で並列配置して成る。
また、図１４に示すように、補助極１９と永久磁石２０により磁極２１を構成し、磁極２１は次のようにしてヨーク１８の内周に固定される。即ち、予め弾性部材を使用して打抜き成形した断面コの字状の保持金具２２を、ヨーク１８の内周に磁極数に対応して等間隔で固定配置する。この固定手段は、鋲を使用しても良く、ヨーク１８自身に固定部を設けて保持金具２２を固定しても良い。
【０００４】
次に、軟鋼で成形された補助極１９と永久磁石２０とを、その軸方面端面、例えば整流子１２側の面を一致させて保持金具２２の間に圧入する。ここで、補助極１９と永久磁石２０の軸方向側面（軸方向に延びる側面）１９ｃ，２０ｃは、ヨーク１８の中心Ｏに向くように予め形成され、両方の面１９ｃ，２０ｃが互いに密着する如く工夫してある。更に、保持金具２２も予め略コの字状に成形することで、補助極１９と永久磁石２０を部品寸法交差のばらつきに関係なく定められた磁気中性点に位置するように押圧し、この張力でヨーク１８の内周に磁極（補助極と永久磁石を組合せたもの）２１を押付け固定している。なお、補助極１９と永久磁石２０とは、予めヨーク１８の内周に適合するような円弧形状に成形され、また、永久磁石２０は軸方向両端の内周に面取り２０ａ，２０ｂが設けてある。
【０００５】
次いで、磁極２１の内周側に磁極カバー２３を次のようにして配置する。磁極カバー２３は、例えば厚さ０.１５〜０．３ｍｍの鋼板で成形された筒部２３ａと、筒部２３ａの一端に一体にプレス成形されたフランジ部２３ｂよりなり、フランジ部２３ｂの外径はヨーク１８の内径よりも予め小さく設定され、また筒部２３ａの外径は磁極２１の内周に挿入できるように成形してある。そして、磁極カバー２３を配置する場合には、ヨーク１８内周に既に保持金具２２により保持されている磁極２１の内周に、筒部２３ａをヨーク１８開口側から挿入する。この挿入は、磁極カバー２３のフランジ２３ｂが磁極２１端面に突当たるまで行ない、このようにして、筒部２３ａを上記磁極２１の内側に止まり嵌めで挿入される。
【０００６】
しかる後、筒部２３ａの内周に、例えばゴム等の筒状弾性体（図示せず）を挿入し、この筒状弾性体を加圧変形して筒部２３ａと密着せしめ、更に筒状弾性体を加圧して磁極カバー２３の筒部２３ａを磁極２１内周に密着させると同時に、この筒状弾性体の加圧力により磁極２１間の保持金具設置空間Ｓに強制的に筒部２３ａを圧入変形させて、筒部２３ａの一部２３ｃを空間Ｓ側に突出させ、このような磁極カバー２３の塑性変形により、磁極カバー２３が磁極２１の内周を包囲しつつ、磁極２１をヨーク１８内周に締付け固定する。
【０００７】
更にこの工程は続き、この磁極カバー２３を内側から加圧することで、永久磁石２１の面取り部２０ａ，２０ｂにも磁極カバー２３は変形して密着し、磁極カバー２３の筒部端部２３ｄは磁極２１の内径より大きく変形して、塑性変形した所で止まる。
また、フランジ部２３ｂの一部２３ｅも内周から加圧することによって、ヨーク１８に設けた凹部２４（溝又はローレットでも可）にフランジの一部２３ｅを強制的に塑性変形させて、食い込ませることにより、磁極カバー２３とヨーク１８に強固に固着できる。
【０００８】
また、別の従来例として、特開平８−１６３８００号公報に示すように、マグネットカバーとして薄板の金属プレートを使用している例を図１５〜図１７に示す。図において、３０は固定子、３１はヨーク、３２はマグネット、３３はマグネットカバーである。マグネットカバー３３は周方向の一端部が３３ａの様にＵ字形状となっており、マグネット３２内周面に組込む時に、このマグネットカバー３３を丸めて挿入し、他の一端部３３ｂを上記Ｕ字形状部３３ａに挿入する構造となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機のマグネット構造は以上のように構成されているが、特開昭６４−５３４３号公報に示されたマグネットカバーでは、薄板を成形する際、トリミングや打ち抜きが必要なため、余分な素材が必要となり、材料歩留まりが悪くなる問題が発生していた。また、モータ性能向上のために、マグネットと回転子とのクリアランスはある程度小さくする必要があり、そのためにはマグネットカバーに極薄板材を使用しなければならない。しかし、成形では、例えばアルミ等の低コスト材は強度が弱いので、成形及び取り扱いなどにおいて不向きであった。
【００１０】
また、特開平８−１６３８００号公報に示されたマグネットカバーでは、一端部をＵ字形状に形成する必要があるため、折り曲げなどの複雑な加工工数が増加するという問題が発生していた。
【００１１】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、材料の歩留まりを良くし、低コストの極薄板材が使用でき、加工工数を低減できる、マグネットカバー固定構造を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機のマグネットカバー構造は、マグネットを保護するマグネットカバーは全面拡管することによりマグネット内周全面に密着されるとともに、両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側にマグネットカバーの両端部の位置決めを行うためのストッパーを設けるとともに、他の連結部の内側には凹溝を形成したものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係る回転電機のマグネットカバー固定構造は、マグネットカバーの全面を拡管したものである。
【００１４】
この発明の請求項３に係る回転電機のマグネットカバー固定構造は、拡管によりマグネットカバーを、マグネット及びマグネットホルダ内周全面に密着させるものである。
【００１５】
この発明の請求項４に係る回転電機のマグネットカバー固定構造は、マグネットカバーであるアルミプレートを超音波溶接にてパイプ形状にしたものである。
【００１６】
この発明の請求項５に係る回転電機のマグネットカバー固定構造は、両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側にマグネットカバーの両端部の位置決めを行なうためのストッパーを設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態による回転電機のマグネットカバー固定構造を示す側面断面図、図２は同じく正面断面図である。
図において、１はヨーク、２はヨーク１の内周に配置されたマグネット、３はこのマグネット２を組み込み保持するマグネットホルダ、４はマグネット２の内周に挿入されるマグネットカバーである。図３はマグネットホルダ３を示す斜視図、図４はマグネットカバー４を示す斜視図である。
ここで、マグネット２の軸方向両端部の内周面には面取り２ａ、２ｂが設けられている。また、マグネットホルダ３は、図３に示す様に、両端に配置された相対向するリング部３ａ，３ｂと、それらリング部３ａ，３ｂ間を連結する４本の連結部３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆより構成されており、これら全ての連結部３ｃ〜３ｆの内側には凹溝３ｇが形成されている。
【００１８】
また、マグネットカバー４は図４に示すように、０.１ｍｍ前後のアルミの極薄板材を丸めて、両端部を超音波溶接にて接合し、パイプ形状にする。尚、溶接はレーザ，抵抗溶接等でも良く、接合部４ａは重ね合わせまたは突き合わせのどちらでも良い。
【００１９】
組み立ては、マグネットホルダ３にマグネットカバー４及びマグネット２を組込み、ヨーク１に圧入する。または、マグネットホルダ３にマグネット２のみを組込み、ヨーク１に圧入した後、マグネットカバー４を挿入しても良い。その後、円筒形状の弾性体（図示せず）をマグネットカバー４の内側に挿入し、弾性体を圧縮して、マグネットカバー４全面を押し拡げて、マグネット２内周、面取り２ａ，２ｂ全面、マグネットホルダ３のリング部３ａ，３ｂの内周及び連結部の内側の凹溝３ｇに密着させる。尚、マグネットカバーの拡管手段としては、流体力、空気圧等の手段を用いても良い。
【００２０】
以上のように構成された固定子では、マグネットカバー４は必要な長さのプレートを超音波溶接により接合しパイプ形状にするため、材料の無駄がほとんど無く、かつ、超音波溶接を行うことにより、成形では製作及び取り扱いが困難であった極薄板のアルミ材が使用できるので、材料及び加工コストを低減することができる。
尚、超音波溶接は、レーザ，抵抗等の溶接と比較して、発熱が小さいため、熱に弱い薄板のアルミ材には向いている溶接であり、溶接強度も他の溶接と比較して高い傾向にあるので、拡管による溶接部の剥離、強度低下が少なくなる。
また、アルミ材は塑性変形しやすいため、マグネットカバー４全面を拡管することにより、マグネット２の内周全面に密着する。このため、マグネットカバー４の浮きが発生しにくくなり、モータ回転時に回転子との接触を防止することができる。
【００２１】
また、マグネットカバー４を組込む前に取り扱い等により多少変形させても、マグネットカバー４全面を拡管するため、変形場所に関係なく変形部を矯正することができる。
尚、本例ではマグネットカバー４にアルミ材を用いているが、薄板の銅板、例えばステンレスを用いても変形部を矯正することができる。
【００２２】
また、マグネットホルダ３の連結部３ｃ〜３ｆの内側に凹溝３ｇを設けることにより、マグネットカバー４を全面拡管したとき、図５に示すように、マグネットカバー４が凹溝３ｇに食いついて密着する。このため、振動や衝撃によりマグネットカバー４が回転及び脱落するのを防止することができる。
【００２３】
また、マグネット２を圧入することにより、図６に示すように、マグネットホルダー３の連結部３ｃ〜３ｆに圧縮力Ｆがかかるので、図７に示すように、連結部３ｃ〜３ｆが内側に変形することがある。これにより、マグネット２の位置にズレが生じたり、保持力が低下することがあるが、図８に示すように、全面拡管により連結部３ｃ〜３ｆの変形部を外側に押して矯正することができるので、マグネット２の位置精度及び保持力が向上する。
【００２４】
以上のように、マグネットカバー４を超音波溶接で極薄板のパイプ形状にすることにより、材料歩留まりを向上できる。又、マグネットカバー４として、極薄板のアルミ材を超音波溶接したパイプを使用することにより、材料および加工コストが低減できる。
尚、超音波溶接は発熱が小さいため、熱に弱い薄板のアルミ材には向いている溶接であり、溶接強度も高くなり、拡管による溶接部の剥離、強度低下が少なくなる。
【００２５】
更に、マグネットカバー４として極薄板のアルミ材を使用すること、及びマグネットカバー４の全面を拡管することにより、マグネット２全面にマグネットカバー４が密着し、マグネットカバー４の浮きが無くなる。これにより、回転子との接触を防止できる。
又、マグネットカバー４として極薄板のアルミ材を使用すること、及びマグネットカバー４の全面を拡管することにより、マグネットカバー４の変形を矯正できる。
【００２６】
更に、全面拡管することにより、マグネットホルダ３の連結部３ｃ〜３ｆの内径側への変形を矯正できるので、マグネット２の位置精度及び保持力が向上する。
また、マグネットホルダ３の連結部３ｃ〜３ｆの内側に、凹溝３ｇを設けることにより、全面拡管によりマグネットカバー４が凹部３ｇに食いつき、密着するため、マグネットカバー４の密着力が向上し、振動、衝撃等による回転、脱落を防止できる。
更に、マグネットカバー４として、極薄板の金属プレートを用いることにより、加工工数が少なくなり、コストが低減できる。
【００２７】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による回転電機のマグネットカバー固定構造を示す正面断面図であり、図において、マグネットホルダ３の任意の１つの連結部３ｃ〜３ｆの内側には、中央部に突起５が形成されている。マグネットカバー４はアルミ、ステンレス等の金属の極薄板のプレートを使用している。組み立ては、マグネットホルダー３にマグネット２を組込み、ヨーク１に圧入する。その後、図１０に示すように、マグネットカバー４の両端部６ａ，６ｂがマグネットホルダー３の突起５の両端面５ａ，５ｂの位置にくるように、マグネットカバー４を丸めて挿入し、実施の形態１と同様の方法で拡管を行う。
【００２８】
以上のように構成された固定子では、マグネットカバー４はプレート形状のため、加工工数が少なくなる。例えば、ロール材を所定の長さに切断するだけで良いので、加工コストが低減できる。また、マグネットホルダ３に突起５を設けることにより、マグネットカバー４の両端部６ａ，６ｂのストッパーとなるため、振動や衝撃により、マグネットカバーが回転するのを防止することができる。
【００２９】
尚、ストッパーの形状は、図１１に示すような、Ｔ字形状７にしてもよい。また、図１２に示すように、Ｔ字形状７と２つの溝穴８ａ，８ｂを設け、その溝穴８ａ，８ｂにマグネットカバー４の両端部６ａ，６ｂを拡管により折り曲げて沈ませる構造としても良い。
【００３０】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る回転電機のマグネットカバー構造によれば、マグネットを保護するマグネットカバーは全面拡管することによりマグネット内周全面に密着されるとともに、両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側にマグネットカバーの両端部の位置決めを行うためのストッパーを設けるとともに、他の連結部の内側には凹溝を形成したので、マグネットカバーの回転並びに脱落を防止することができる。
【００３１】
この発明の請求項２に係る回転電機のマグネットカバー固定構造によれば、マグネットカバーの全面を拡管したので、マグネットカバーの変形を矯正できるとともに、マグネットの位置精度及び保持力を向上させることができる。
【００３２】
この発明の請求項３に係る回転電機のマグネットカバー固定構造によれば、拡管によりマグネットカバーを、マグネット及びマグネットホルダ内周全面に密着させので、マグネットカバーの浮きを低減し、回転子との接触を防止できる。
【００３３】
この発明の請求項４に係る回転電機のマグネットカバー固定構造によれば、マグネットカバーであるアルミプレートを超音波溶接にてパイプ形状としたので、材料および加工コストを低減することができる。また、溶接による発熱が小さいため、熱に弱い薄板のアルミ材には向いている溶接であり、溶接強度も高くなり、拡管による溶接部の剥離、強度低下が少なくなる。
【００３４】
この発明の請求項５に係る回転電機のマグネットカバー固定構造によれば、両端に対向して設けられたリング部と、これら両リング部間を連結する複数の連結部を持つマグネットホルダを設け、１つの連結部の内側にマグネットカバーの両端部の位置決めを行なうためのストッパーを設けたので、マグネットカバーの回転並びに脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子構造を示す側面断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子構造を示す正面断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１によるマグネットホルダを示す斜視図である。
【図４】  この発明の実施の形態１によるマグネットカバーを示す斜視図である。
【図５】  この発明の実施の形態１によるマグネットカバー固定構造を示す一部断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態１によるマグネット固定構造を示す一部側面図である。
【図７】  この発明の実施の形態１によるマグネット固定構造を示す一部側面断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態１によるマグネット固定構造を示す一部側面断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子構造を示す正面断面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２による回転電機のマグネットカバー固定構造を示す一部側面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２による回転電機のマグネッカバー固定ト構造を示す一部断面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態２による回転電機のマグネットカバー固定構造を示す一部断面図である。
【図１３】  従来の電動機を示す断面正面図である。
【図１４】  従来の電動機を示す一部側面図である。
【図１５】  従来の固定子を示す側面断面図である。
【図１６】  従来の固定子を示す断面図である。
【図１７】  従来の突き合わせ部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ヨーク、２  マグネット、３  マグネットホルダ、３ａ，３ｂ  リング部、３ｃ〜３ｆ  連結部、３ｇ  凹溝、４  マグネットカバー。
【図１】
0003710667.tif 000002
【図２】
0003710667.tif 000003
【図３】
0003710667.tif 000004
【図４】
0003710667.tif 000005
【図５】
0003710667.tif 000006
【図６】
0003710667.tif 000007
【図７】
0003710667.tif 000008
【図８】
0003710667.tif 000009
【図９】
0003710667.tif 000010
【図１０】
0003710667.tif 000011
【図１１】
0003710667.tif 000012
【図１２】
0003710667.tif 000013
【図１３】
0003710667.tif 000014
【図１４】
0003710667.tif 000015
【図１５】
0003710667.tif 000016
【図１６】
0003710667.tif 000017
【図１７】
0003710667.tif 000018