(57)【要約】      （修正有）【課題】ヨークは、その材質や形状に応じた固有振動数を有しているため、回転子の回転に伴う径方向の加振力や外部からの加振力等の振動数によってはヨークの振動が大きくなる。この振動による騒音などを防止する。【解決手段】ヨーク４は、回転子３と径方向で対向する磁石５が配置される筒状部２０を備えている。筒状部２０は、それぞれ径の異なる筒状の第１〜第３分割筒状部２１〜２３が径方向に層をなすように配置されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部を備えた磁性材料からなるヨークであって、
前記筒状部は、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部が径方向に層をなすように配置されてなることを特徴とするヨーク。
【請求項２】
請求項１に記載のヨークにおいて、
前記筒状部の一端から径方向内側に略円盤状に延設されたエンド部と、
前記エンド部から前記筒状部の軸方向に沿って略筒状に延設され、前記回転子を支持する軸受を保持するための軸受保持部と
を備え、
前記軸受保持部は、それぞれ径の異なる略筒状の複数の分割保持部が径方向に層をなすように配置されてなることを特徴とするヨーク。
【請求項３】
請求項２に記載のヨークにおいて、
前記エンド部は、略円盤状の複数の分割エンド部が前記筒状部の軸方向に層をなすように配置されてなり、
前記分割筒状部及び前記分割保持部は、それぞれ前記分割エンド部を介して一体とされたことを特徴とするヨーク。
【請求項４】
請求項３に記載のヨークにおいて、
複数の前記分割筒状部の内の少なくとも１つは、他と異なる径方向厚さに設定されたことを特徴とするヨーク。
【請求項５】
回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部と、
前記筒状部の一端から径方向内側に略円盤状に延設されたエンド部と、
前記エンド部から前記筒状部の軸方向に沿って略筒状に延設され、前記回転子を支持する軸受を保持するための軸受保持部とを備えた磁性材料からなるヨークの製造方法であって、
板状に形成された複数のヨーク部材がそれらの厚さ方向に配列されてなるヨーク素材をプレスして、前記筒状部と前記エンド部と前記軸受保持部とを形成するヨーク形成工程を備えたことを特徴とするヨークの製造方法。
【請求項６】
回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部を備えた磁性材料からなるヨークを有する電動機であって、
前記ヨークの前記筒状部は、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部が径方向に層をなすように配置されてなることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のヨーク、ヨークの製造方法及び電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機や発電機等の回転電機には、筒状に形成された磁性材料からなるヨークが用いられている（例えば、特許文献１参照）。このヨークの内周面には、磁極を形成する複数の磁石が配置されており、このヨークによって、磁極と磁極とを磁気的に接続するようになっている。なお、このような筒状のヨークの製造方法としては、軟磁性材料からなる一枚の板状に形成された部材（例えば鋼板等）をプレス加工若しくは曲げ加工で筒状に加工する方法や、低炭素鋼等からなる部材を切削加工で筒状に加工する方法などがある。
【特許文献１】特開２００４−８８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなヨークは、その材質や形状に応じた固有振動数を有している。そのため、回転子の回転に伴う径方向の加振力や外部からの加振力等の振動数によってはヨークの振動が大きくなり、この振動による騒音などが問題となる場合がある。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、振動を低減することが可能なヨーク、ヨークの製造方法及び電動機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部を備えた磁性材料からなるヨークであって、前記筒状部は、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部が径方向に層をなすように配置されてなる。
【０００６】
同構成によれば、ヨークの筒状部を、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部を径方向に層をなすように配置して構成したため、それら分割筒状部間でヨークの振動を低減させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヨークにおいて、前記筒状部の一端から径方向内側に略円盤状に延設されたエンド部と、前記エンド部から前記筒状部の軸方向に沿って略筒状に延設され、前記回転子を支持する軸受を保持するための軸受保持部とを備え、前記軸受保持部は、それぞれ径の異なる略筒状の複数の分割保持部が径方向に層をなすように配置されてなる。
【０００８】
同構成によれば、軸受保持部を、それぞれ径の異なる略筒状の複数の分割保持部を径方向に層をなすように配置して構成したため、それら分割保持部間でヨークの振動を低減させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のヨークにおいて、前記エンド部は、略円盤状の複数の分割エンド部が前記筒状部の軸方向に層をなすように配置されてなり、前記分割筒状部及び前記分割保持部は、それぞれ前記分割エンド部を介して一体とされた。
【００１０】
同構成によれば、分割筒状部及び分割保持部を、それぞれ分割エンド部を介して一体としたため、例えば、板状の部材を重ねたヨーク素材をプレスすることで振動を低減することが可能なヨークを容易に得ることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のヨークにおいて、複数の前記分割筒状部の内の少なくとも１つは、他と異なる径方向厚さに設定された。
同構成によれば、複数の分割筒状部の内の少なくとも１つを他と異なる径方向厚さに設定することで、複数の分割筒状部の固有振動数を共振が良好に抑制されるように設定することができ、ヨークの振動をより効果的に低減することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部と、前記筒状部の一端から径方向内側に略円盤状に延設されたエンド部と、前記エンド部から前記筒状部の軸方向に沿って略筒状に延設され、前記回転子を支持する軸受を保持するための軸受保持部とを備えた磁性材料からなるヨークの製造方法であって、板状に形成された複数のヨーク部材がそれらの厚さ方向に配列されてなるヨーク素材をプレスして、前記筒状部と前記エンド部と前記軸受保持部とを形成するヨーク形成工程を備えた。
【００１３】
同構成によれば、板状に形成された複数のヨーク部材がそれらの厚さ方向に配列されてなるヨーク素材をプレスして、筒状部とエンド部と軸受保持部とを形成することにより、振動を低減させることが可能なヨークを容易に得ることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、回転子と径方向で対向する磁石が配置される筒状部を備えた磁性材料からなるヨークを有する電動機であって、前記ヨークの前記筒状部は、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部が径方向に層をなすように配置されてなる。
【００１５】
同構成によれば、ヨークの筒状部を、それぞれ径の異なる筒状の複数の分割筒状部を径方向に層をなすように配置して構成したため、それら分割筒状部間でヨークの振動を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、振動を低減することが可能なヨーク、ヨークの製造方法及び電動機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動機としての直流モータ１は、固定子２と回転子（電機子）３とを備えている。固定子２は、略有底円筒状に形成されたヨーク（ヨークハウジング）４と、該ヨーク４の内周面に等角度間隔で配置された６個の磁石５とを備えている。ヨーク４（磁石５）の内側には、回転子３が回転可能に収容されている。
【００１８】
回転子３の回転軸６には、前記磁石５の内側に配置された電機子コア７と、電機子コア７よりもヨーク４の開口部側（図１中、紙面手前側）に配置された整流子８とが固定されている。
【００１９】
電機子コア７は、回転軸６を中心として放射状に延びる８個のティースＴ１〜Ｔ８を有し、該ティースＴ１〜Ｔ８間にはそれぞれスロットＳ１〜Ｓ８が形成されている。各ティースＴ１〜Ｔ８には、スロットＳ１〜Ｓ８内を通るように巻線Ｍ１〜Ｍ８がそれぞれインシュレータ９を介して集中巻にて巻装されている。
【００２０】
整流子８は、略円筒状に形成された本体絶縁材１０と、本体絶縁材１０の外周面に周方向に２４個配設されるセグメント１１とを備えている。なお、このセグメント１１は本体絶縁材１０の外周で略円筒状に形成されており、その径方向外側から図示しない陽極側及び陰極側ブラシが当接（押圧接触）される。
【００２１】
ここで、本実施の形態のヨーク４について詳述する。図２に示すように、ヨーク４は、磁性材料からなり、回転子３と径方向で対向する磁石５が配置される筒状部２０と、筒状部２０の一端から径方向内側に略円盤状に延設されたエンド部３０と、エンド部３０の内縁から筒状部２０の軸方向に沿って略筒状に延設され、回転子３を支持する軸受１２を保持するための軸受保持部４０とを備えている。
【００２２】
筒状部２０は、それぞれ径の異なる筒状の複数（本実施の形態では３つ）の分割筒状部としての第１〜第３分割筒状部２１〜２３が径方向に層をなすように配置されてなる。詳しくは、筒状部２０は、略円筒状に形成されており、筒状部２０の内径と同一の内径を有する第１分割筒状部２１と、第１分割筒状部２１の外周に設けられた第２分割筒状部２２と、第２分割筒状部２２の外周に設けられ筒状部２０の外径と同一の外径を有する第３分割筒状部２３とから構成されている。本実施の形態では、第１〜第３分割筒状部２１〜２３は、同一の径方向厚さに設定されている。
【００２３】
エンド部３０は、略円盤状の複数（本実施の形態では３つ）の分割エンド部としての第１〜第３分割エンド部３１〜３３が筒状部２０の軸方向に層をなすように配置されてなる。詳しくは、エンド部３０は、エンド部３０の内側面３０ａを形成する第１分割エンド部３１と、第１分割エンド部３１の外側（図２中、右側）に設けられた第２分割エンド部３２と、第２分割エンド部３２の外側に設けられエンド部３０の外側面３０ｂを形成する第３分割エンド部３３とから構成されている。本実施の形態では、第１〜第３分割エンド部３１〜３３は、同一の軸方向厚さに設定されている。
【００２４】
軸受保持部４０は、それぞれ径の異なる略筒状の複数（本実施の形態では３つ）の分割保持部としての第１〜第３分割保持部４１〜４３が径方向に層をなすように配置されてなる。詳しくは、軸受保持部４０は、略円筒状に形成されており、軸受保持部４０の外径と同一の外径を有する第１分割保持部４１と、第１分割保持部４１の内周に設けられた第２分割保持部４２と、第２分割保持部４２の内周に設けられ軸受保持部４０の内径（前記軸受１２の外径）と同一の内径を有する第３分割保持部４３とから構成されている。本実施の形態では、第１〜第３分割保持部４１〜４３は、同一の径方向厚さに設定されている。
【００２５】
また、第１〜第３分割筒状部２１〜２３及び第１〜第３分割保持部４１〜４３は、それぞれ、第１〜第３分割エンド部３１〜３３を介して一体とされている。詳しくは、第１分割エンド部３１は、第１分割筒状部２１の一端から径方向内側に延設されており、第１分割保持部４１は、第１分割エンド部３１の内縁から筒状部２０の軸方向に沿って延設されている。また、第２分割エンド部３２は、第２分割筒状部２２の一端から径方向内側に延設されており、第２分割保持部４２は、第２分割エンド部３２の内縁から筒状部２０の軸方向に沿って延設されている。また、第３分割エンド部３３は、第３分割筒状部２３の一端から径方向内側に延設されており、第３分割保持部４３は、第３分割エンド部３３の内縁から筒状部２０の軸方向に沿って延設されている。
【００２６】
また、上記のように構成されたヨーク４は、図３に示すようなヨーク素材５０をプレスするヨーク形成工程により、容易に形成することができる。詳しくは、まず、同一の厚さを有する板状に形成された複数（本実施の形態では３つ）の同一の磁性材料からなるヨーク部材５１〜５３を、それらの厚さ方向に配列し、ヨーク素材５０を形成する。そして、このヨーク素材５０を、金型６１，６２にてプレスし、筒状部２０と、エンド部３０と、軸受保持部４０とを形成する。
【００２７】
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）ヨーク４の筒状部２０を、それぞれ径の異なる筒状の第１〜第３分割筒状部２１〜２３を径方向に層をなすように配置して構成したため、例えば回転子３の回転に伴う径方向の加振力や外部からの加振力等によりヨーク４が振動しても、第１〜第３分割筒状部２１〜２３間でヨーク４の振動を低減させることができる。なお、本実施の形態では、第１〜第３分割筒状部２１〜２３間の摩擦力が振動を減衰させる方向に作用することや第１〜第３分割筒状部２１〜２３が異なる固有振動数を有することなどから、振動を低減させることができると考えられる。その結果、振動による騒音などの発生を防止することができる。
【００２８】
（２）ヨーク４の軸受保持部４０を、それぞれ径の異なる略筒状の第１〜第３分割保持部４１〜４３を径方向に層をなすように配置して構成したため、それら第１〜第３分割保持部４１〜４３間でヨーク４の振動を低減させることができる。その結果、振動による騒音などの発生を更に防止することができる。
【００２９】
（３）第１〜第３分割筒状部２１〜２３及び第１〜第３分割保持部４１〜４３を、それぞれ第１〜第３分割エンド部３１〜３３を介して一体としたため、例えば、板状の部材（ヨーク部材５１〜５３）を重ねたヨーク素材５０をプレスすることで振動を低減することが可能なヨーク４を容易に得ることができる。
【００３０】
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、第１〜第３分割筒状部２１〜２３は、同一の径方向厚さとしたが、それらの内の少なくとも１つを、他と異なる径方向厚さに設定してもよい。このような構成によれば、第１〜第３分割筒状部２１〜２３の固有振動数を共振が良好に抑制されるように設定することができ、ヨーク４の振動をより効果的に低減することができる。また、第１〜第３分割エンド部３１〜３３も同様、同一の軸方向厚さとしたが、それらの内の少なくとも１つを、他と異なる軸方向厚さに設定してもよい。また、第１〜第３分割保持部４１〜４３も同様、同一の径方向厚さとしたが、それらの内の少なくとも１つを、他と異なる径方向厚さに設定してもよい。
【００３１】
・上記実施の形態では、同一の磁性材料からなるヨーク部材５１〜５３にてヨーク４を形成したが、その内の少なくとも１つのヨーク部材を他のヨーク部材よりも柔らかい磁性材料（例えば磁性粉体を含んだ樹脂等）にて形成して、ヨーク部材内で振動を減衰させるようにしてもよい。
【００３２】
・上記実施の形態では、筒状部２０は、３つの分割筒状部（第１〜第３分割筒状部２１〜２３）が径方向に層をなすように配置されてなるとしたが、筒状部２０を構成する分割筒状部（第１〜第３分割筒状部２１〜２３）の数はこれに限定されない。即ち、筒状部２０を構成する分割筒状部（第１〜第３分割筒状部２１〜２３）の数とエンド部３０を構成する分割エンド部（第１〜第３分割エンド部３１〜３３）の数と軸受保持部４０を構成する分割保持部（第１〜第３分割保持部４１〜４３）の数とが一致していれば、それらの数は適宜変更可能である。
【００３３】
・上記実施の形態では、第１〜第３分割筒状部２１〜２３及び第１〜第３分割保持部４１〜４３は、それぞれ、第１〜第３分割エンド部３１〜３３を介して一体としたが、それぞれ別体としてもよい。なお、この場合、筒状部２０を構成する分割筒状部（第１〜第３分割筒状部２１〜２３）の数と、エンド部３０を構成する分割エンド部（第１〜第３分割エンド部３１〜３３）の数と、軸受保持部４０を構成する分割保持部（第１〜第３分割保持部４１〜４３）の数とが一致しなくてもよい。また、第１〜第３分割エンド部３１〜３３及び第１〜第３分割保持部４１〜４３は、それぞれ一体としてもよい。また、エンド部３０及び軸受保持部４０を有さない筒状部２０（第１〜第３分割筒状部２１〜２３）のみのヨークに具体化してもよい。
【００３４】
・上記実施の形態では、板状に形成されたヨーク部材５１〜５３がそれらの厚さ方向に配列されてなるヨーク素材５０をプレスして、筒状部２０と、エンド部３０と、軸受保持部４０とを形成したが、他の方法でヨーク４を製造してもよい。例えば、まず、第１分割筒状部２１、第１分割エンド部３１及び第１分割保持部４１を備えた第１ヨーク部材と、第２分割筒状部２２、第２分割エンド部３２及び第２分割保持部４２を備えた第２ヨーク部材と、第３分割筒状部２３、第３分割エンド部３３及び第３分割保持部４３を備えた第３ヨーク部材とを別々で成形する。そして、それら第１〜第３ヨーク部材を重ね合わせてヨークを製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態の直流モータの概略構成図。
【図２】本実施の形態のヨークの断面図。
【図３】本実施の形態のヨークの製造方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１…電動機としての直流モータ、３…回転子、４…ヨーク、５…磁石、１２…軸受、２０…筒状部、２１〜２３…分割筒状部としての第１〜第３分割筒状部、３０…エンド部、３１〜３３…分割エンド部としての第１〜第３分割エンド部、４０…軸受保持部、４１〜４３…分割保持部としての第１〜第３分割保持部、５０…ヨーク素材、５１〜５３…ヨーク部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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