(57)【要約】【課題】固定部材４の変形および磁石３の損傷を防止できる回転電機の磁石式固定子の組付け方法を提供する。【解決手段】固定部材４をヨーク２の内周面の所定位置にセットした後、治具５を周方向にスライドさせて固定部材４の側片部を周方向に弾性変形させることにより、隣合う固定部材４間に磁石３を挿入できる寸法を確保する。続いて、ヨーク２の上方側から周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入すると共に、その磁石３の挿入動作に同調して治具５をヨーク２内から後退させる。この組付け方法によれば、側片部の変形量を必要最小限に抑えることができるので、固定部材４の変形を防止でき、また磁石３の挿入時に、固定部材４の側片部が磁石３に衝撃を与えることはなく、且つ磁石３がヨーク２の内周面に過大な力で押し付けられることもないので、磁石３の割れ、欠け等の損傷を防止できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料から成る円筒状のヨークと、
このヨークの内側周方向に等間隔に配置される複数の磁石と、
周方向に隣合う前記磁石同士の間にそれぞれ配置され、自身の両隣りに配置される前記磁石の側面に当接する一組の側片部を有し、この側片部に弾力を持たせて前記磁石を周方向および径方向外側へ押し付けることにより、前記磁石を前記ヨークに固定する複数の固定部材とを備えた回転電機の磁石式固定子の組付け方法であって、
前記ヨーク内周面の所定位置に前記複数の固定部材をセットした後、周方向に隣合う前記固定部材間に前記磁石を挿入して所定位置に組み付けることを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項２】
請求項１に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
前記ヨーク内周面の所定位置に前記固定部材をセットする第１工程と、
周方向に隣合う前記固定部材間に治具を挿入し、その治具により前記固定部材の側片部を周方向に押圧して弾性変形させることにより、周方向に隣合う前記固定部材間に前記磁石を挿入できる寸法を確保する第２工程と、
周方向に隣合う前記固定部材間に前記磁石を挿入すると共に、その磁石の挿入動作に同調して前記治具を前記ヨーク内から後退させる第３工程とを有することを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項３】
請求項２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
前記第２工程では、前記磁石を挿入する前記固定部材間の入口付近のみ、前記治具により前記側片部を周方向に押圧して、前記磁石を挿入できる寸法を確保することを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
前記治具は、前記第２工程で前記固定部材の側片部を押圧する際に前記固定部材の側片部に当接する当接面を有する治具頭部と、この治具頭部を支持するアーム部とを備え、前記治具頭部が前記アーム部と分割して設けられ、且つ前記アーム部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項５】
請求項２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
前記第３工程では、周方向に隣合う前記固定部材間に前記磁石を挿入する際に、その磁石の挿入方向先端面を前記治具に押し当てながら挿入動作を実施することにより、前記磁石の挿入方向に前記治具が押し出されることを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
周方向に隣合う前記固定部材間に前記磁石を挿入する際に、前記ヨークおよび前記固定部材と最初に接触する前記磁石の角部に面取りまたはＲ形状を設けたことを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【請求項７】
請求項５に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
前記治具は、前記磁石の挿入方向先端面が押し当てられる磁石受け面を有し、この磁石受け面に前記磁石より軟らかい部材が取り付けられていることを特徴とする回転電機の磁石式固定子の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機における磁石式固定子の組付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、磁石式固定子を有する回転電機では、図２に示す様に、周方向に隣合う磁石３同士の間に、金属板を略コの字状に折り曲げて形成された固定部材４を配置し、この固定部材４の弾力を利用してヨーク２に磁石３を固定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この固定部材４を用いた磁石３の組付け方法を図１０〜図１３に基づいて説明する。
ａ）先ず、図１０（ａ）に示す様に、所定数の固定部材４をダミー治具100 にセットし、更に所定数の磁石３を周方向に隣合う固定部材４間にセットする。この時、固定部材４は、一組の側片部４ｂを内側に押し縮めた状態でダミー治具100 にセットされる。
【０００３】
ｂ）続いて、図１１に示す様に、ヨーク２の内側にダミー治具100 を挿入して所定位置にセットする。
ｃ）続いて、図１２に示す様に、ダミー治具100 に設けられた押し出し部110 を径方向外側へ押し出して、固定部材４をヨーク２の所定位置に組み付ける。これにより、固定部材４の側片部４ｂが弾力を有して磁石３の側面に押し当てられることにより、ヨーク２の内周面に磁石３が押し付けられた状態で固定される。
ｄ）最後に、図１３に示す様に、ヨーク２からダミー治具100 を取り出して、磁石３の組み付けを完了する。
【０００４】
【特許文献１】
特願2002-10591
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のダミー治具100 を用いた組付け方法では、ダミー治具100 に仮組みした固定部材４を径方向外側へ押し出してヨーク２に組み付けているため、ダミー治具100 に仮組みされた固定部材４は、実際にヨーク２へ組み付けられた状態より、固定部材４の側片部４ｂを必要以上に押し縮める必要がある。その結果、図１０（ｂ）に示す様に、固定部材４の背板部４ａが変形する虞があり、この状態でダミー治具100 から押し出された場合、固定部材４の弾力が大幅に低減するため、磁石３を強固に固定することができなくなる。
【０００６】
また、ダミー治具100 にセットした状態で固定部材４の側片部４ｂを必要以上に押し縮めるため、側片部４ｂに付与される弾力が必要以上に増大し、固定部材４をダミー治具100 から押し出した時に、側片部４ｂが磁石３に強く当たり、更にヨーク２の内周面に磁石３が強く押し付けられる。このため、側片部４ｂが磁石３に当たった時の衝撃、あるいは磁石３がヨーク２の内周面に押し付けられた時の衝撃により、磁石３に割れや欠け等の損傷を生じる虞があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、固定部材の変形および磁石の損傷を防止できる回転電機の磁石式固定子の組付け方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、磁性材料から成る円筒状のヨークと、このヨークの内側周方向に等間隔に配置される複数の磁石と、周方向に隣合う磁石同士の間にそれぞれ配置され、自身の両隣りに配置される磁石の側面に当接する一組の側片部を有し、この側片部に弾力を持たせて磁石を周方向および径方向外側へ押し付けることにより、磁石をヨークに固定する複数の固定部材とを備えた回転電機の磁石式固定子の組付け方法であって、
ヨーク内周面の所定位置に複数の固定部材をセットした後、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入して所定位置に組み付けることを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、ヨークの内周面に固定部材をセットしてから磁石を組み付けるので、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入する際に、その周方向に隣合う固定部材間の寸法を必要以上に大きくする必要がない。つまり、周方向に隣合う固定部材間（側片部同士の間）には、磁石を挿入できる最小限の寸法（磁石の周方向幅と略同等）が確保されれば良いので、固定部材の側片部を必要以上に押し縮める必要がない。
この結果、固定部材の変形を防止できるだけでなく、磁石を挿入する際に、固定部材の側片部が磁石に衝撃を与えることはなく、且つ磁石がヨークの内周面に過大な力で押し付けられることもないので、磁石の割れ、欠け等の損傷を防止できる。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
ヨーク内周面の所定位置に固定部材をセットする第１工程と、周方向に隣合う固定部材間に治具を挿入し、その治具により固定部材の側片部を周方向に押圧して弾性変形させる（押し縮める）ことにより、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入できる寸法を確保する第２工程と、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入すると共に、その磁石の挿入動作に同調して治具をヨーク内から後退させる第３工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入する場合、その周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入できる寸法を確保すれば良いので、治具により固定部材の側片部を周方向に押圧する際に、必要以上に側片部を押し縮める必要がない。つまり、第２工程にて、側片部を周方向に押圧して弾性変形させる変形量は、磁石を組み付けた後の変形量と同程度で良いため、必要最小限の変形量で良い。その結果、固定部材の変形を防止でき、且つ磁石の割れ、欠け等の損傷を防止できる。
【００１１】
（請求項３の発明）
請求項２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
第２工程では、磁石を挿入する固定部材間の入口付近のみ、治具により側片部を周方向に押圧して、磁石を挿入できる寸法を確保することを特徴とする。
磁石を挿入する固定部材間の入口付近から離れた位置で側片部を押圧した場合には、入口付近で側片部を押圧した場合と同程度の力で側片部を押圧しても、入口付近では磁石を挿入できる寸法を確保することができない。このため、固定部材間の入口で磁石を挿入できる寸法を確保しようとすると、入口付近で側片部を押圧した場合より大きな押圧力が必要となり、側片部の弾性変形量が大きくなるため、固定部材が変形する虞がある。
【００１２】
これに対し、本発明では、磁石を挿入する固定部材間の入口付近のみ側片部を周方向に押圧するので、固定部材間の入口付近のみ磁石を挿入できる寸法を確保できる。その結果、必要最低限の押圧力で良く、側片部の弾性変形量を必要最小限に抑えることができるので、固定部材の変形を防止できる。
【００１３】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、治具は、第２工程で固定部材の側片部を押圧する際に固定部材の側片部に当接する当接面を有する治具頭部と、この治具頭部を支持するアーム部とを備え、治具頭部がアーム部と分割して設けられ、且つアーム部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に用いられる治具は、固定部材の側片部に当接する当接面が、繰り返しの使用により摩耗すると、側片部を押圧して押し縮める量（弾性変形量）が不十分となり、磁石の挿入が困難になるため、定期的な交換が必要となる。
これに対し、当接面を有する治具頭部と、この治具頭部を支持するアーム部とを分割構造とし、且つ治具頭部をアーム部に着脱可能とすることにより、当接面が摩耗した時には、治具頭部のみをアーム部から取り外して交換することができる。この場合、治具頭部がアーム部と一体構造を有するものと比較すると、交換に必要な部品代が安価であり、且つ交換作業も容易で短時間に終えることができるため、生産性の向上を図ることが可能である。
【００１５】
（請求項５の発明）
請求項２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
第３工程では、周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入する際に、その磁石の挿入方向先端面を治具に押し当てながら挿入動作を実施することにより、磁石の挿入方向に治具が押し出されることを特徴とする。
この構造では、磁石の挿入動作に同調して治具を押し出すことができるので、治具を押し出すための専用の機構が不要であり、簡単且つ安価な治具を提供することが可能である。
【００１６】
（請求項６の発明）
請求項１または２に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
周方向に隣合う固定部材間に磁石を挿入する際に、ヨークおよび固定部材と最初に接触する磁石の角部に面取りまたはＲ形状を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、磁石を挿入する際に、磁石とヨークおよび固定部材との接触抵抗が減少するため、磁石の挿入動作を容易に行うことができる。また、磁石の挿入位置がヨークの径方向および周方向に多少ずれていても、磁石の角部に設けられた面取りまたはＲ形状によって磁石の位置が矯正されるので、磁石がヨークおよび固定部材に乗り上げたり、引っ掛かったりすることを防止できる。その結果、滑らかな磁石の挿入が可能となり、磁石の割れや欠け等を防止できる。
【００１７】
（請求項７の発明）
請求項５に記載した回転電機の磁石式固定子の組付け方法において、
治具は、磁石の挿入方向先端面が押し当てられる磁石受け面を有し、この磁石受け面に磁石より軟らかい部材が取り付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、磁石の先端面（挿入方向先端面）を治具に押し当てながら挿入動作を実施する際に、磁石の先端面と治具の磁石受け面との間に磁石より軟らかい部材が介在されるため、磁石の先端面と治具の磁石受け面とが直接的に強く当たることがなく、磁石の先端面を治具の磁石受け面に押し当てた時の衝撃を抑えることができる。その結果、衝撃による磁石の割れや欠け等の損傷を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は磁石式固定子の組付け方法を示す斜視図である。
本実施形態の回転電機は、例えば内燃機関を始動するためのスタータに用いられる始動用モータであり、界磁を形成する磁石式固定子（以下、固定子１と呼ぶ）を備える。
その固定子１は、図２に示す様に、磁性材料から成る円筒状のヨーク２と、このヨーク２の内側周方向に等間隔に配置される６個の磁石３と、周方向に隣合う磁石３間に配置されて、個々の磁石３をヨーク２に固定する６個の固定部材４とで構成される。
【００１９】
磁石３は、図２に示す様に、ヨーク２の半径方向にＳ極とＮ極が現れる様に着磁され、且つ周方向に隣合う磁石３同士の磁極が異なる様に着磁されている。
固定部材４は、図３に示す様に、弾性を有する金属板（例えばステンレス板）を略コの字状に折り曲げて形成された背板部４ａと一組の側片部４ｂとを有し、この側片部４ｂに弾力を持たせて、隣接する磁石３を周方向および径方向外側へ押圧することにより、ヨーク２の内周面に磁石３を押し付けて固定するものである。
【００２０】
次に、固定子１の組付け方法を説明する。
（第１実施例）
第１工程…６個の固定部材４をヨーク２の内周面の所定位置に押し付けた状態で保持する。この時、ヨーク２の内周面には、位置決め用の突起（図示しない）が設けられており、一方、固定部材４の背板部４ａには、嵌合穴（図示しない）が形成され、この嵌合穴をヨーク２の突起に嵌め合わせることで、ヨーク２の周方向および軸方向に対する固定部材４の位置決めが行われる。
【００２１】
第２工程…周方向に隣合う固定部材４間に治具５が挿入され、その治具５を周方向にスライドさせて固定部材４の側片部４ｂを押圧することにより、側片部４ｂを周方向に弾性変形させて、隣合う固定部材４間に磁石３を挿入できる寸法を確保する。
第３工程…図１に示す様に、ヨーク２の上方側から周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入すると共に、その磁石３の挿入動作に同調して治具５をヨーク２内から後退させる。この時、治具５は、周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入できる寸法を確保しながら、磁石３の挿入動作に同調して下方へ押し下げられる。
【００２２】
（第１実施例の効果）
本実施例によれば、ヨーク２の内周面に固定部材４をセットした状態で磁石３を組み付けるので、周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入する際に、その隣合う固定部材４間に磁石３を挿入できる寸法を確保できれば良い。従って、治具５により固定部材４の側片部４ｂを押圧して弾性変形させる際に、その変形量は、磁石３をヨーク２に組み付けた後の変形量と同程度で良いため、側片部４ｂの変形量を必要最小限に抑えることができる。その結果、固定部材４の変形を防止できるだけでなく、磁石３を挿入する際に、固定部材４の側片部４ｂが磁石３に衝撃を与えることはなく、且つ磁石３がヨーク２の内周面に過大な力で押し付けられることもないので、磁石３の割れ、欠け等の損傷を防止できる。
【００２３】
（第２実施例）
図４は第１実施例に記載した第２工程の説明図である。
第２工程で使用される治具５は、図４に示す様に、固定部材４の側片部４ｂを押圧する治具頭部５ａが段付き状に突出して設けられ、その治具頭部５ａにより、側片部４ｂの図示上端部（周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入する時の入口付近）のみを押圧する様に構成されている。
【００２４】
この場合、周方向に隣合う固定部材４間に磁石３を挿入できる寸法を確保するために、固定部材４の側片部４ｂを弾性変形させるための押圧力を必要最低限に抑えることができる。言い換えると、磁石３を挿入する固定部材４間の入口付近のみ固定部材４の側片部４ｂを押圧して弾性変形させれば良いので、側片部４ｂの変形量を必要最小限（磁石３を組み付けた後の変形量と同程度）に抑えることができ、固定部材４の変形を防止できる。
【００２５】
これに対し、例えば図５に示す様に、磁石３を挿入する固定部材４間の入口付近から離れた位置で側片部４ｂを押圧した場合には、入口付近で側片部４ｂを押圧した場合と同程度の力で側片部４ｂを押圧しても、入口付近では磁石３を挿入できる寸法を確保することができない。このため、固定部材４間の入口で磁石３を挿入できる寸法を確保しようとすると、入口付近で側片部４ｂを押圧した場合より大きな押圧力が必要となり、側片部４ｂの弾性変形量が大きくなるため、固定部材４が変形する虞がある。
【００２６】
（第３実施例）
図６は第１実施例に記載した第２工程で使用される治具５の斜視図である。
本実施例の治具５は、図６に示す様に、第２工程で固定部材４の側片部４ｂを押圧する際に、その側片部４ｂに当接する当接面を有する治具頭部５ａと、この治具頭部５ａを支持するアーム部５ｂとを備え、治具頭部５ａがアーム部５ｂと分割して設けられ、且つアーム部５ｂに対し螺子６等により着脱可能に取り付けられている。
【００２７】
第２工程で使用される治具５は、固定部材４の側片部４ｂに当接する当接面が繰り返しの使用により摩耗してくると、側片部４ｂを押圧して押し縮める量（弾性変形量）が不十分となり、磁石３の挿入が困難になるため、定期的な交換が必要となる。
これに対し、治具頭部５ａとアーム部５ｂとを分割構造とし、且つ治具頭部５ａをアーム部５ｂに着脱可能とすることにより、当接面が摩耗した時には、治具頭部５ａのみをアーム部５ｂから取り外して交換することができる。この場合、治具頭部５ａがアーム部５ｂと一体構造を有する治具と比較すると、交換に必要な部品代が安価であり、且つ交換作業も容易で短時間に終えることができるため、生産性の向上を図ることが可能である。
【００２８】
（第４実施例）
図７は第１実施例に記載した第３工程の説明図である。
固定部材４の側片部４ｂを押圧するための治具５は、図７に示す様に、スプリング７により図示上方へ押し上げられており、磁石３の挿入時に、磁石３の下端面が治具頭部５ａの上端面に当接する。この後、スプリング７の反力より大きい荷重で磁石３を押し込むことにより、図示矢印で示す様に、磁石３の挿入動作に同調して治具５が押し出され、磁石３が所定位置まで挿入された時点で、固定部材４から治具５が離脱する。
この構成によれば、磁石３の挿入動作に同調して治具５を押し出すことができるので、治具５を押し出すための専用の機構が不要であり、簡単且つ安価な治具５を提供することが可能である。
【００２９】
（第５実施例）
図８は磁石３の端面を示す平面図（ａ）、及び内径側から見た平面図（ｂ）である。
本実施例では、図８に示す様に、磁石３の角部に面取りまたはＲ形状を設けたことを特徴とする。この構成によれば、第３工程にて磁石３を挿入する際に、磁石３とヨーク２および固定部材４との接触抵抗が減少するため、磁石３の挿入動作を容易に行うことができる。
【００３０】
また、磁石３の挿入位置がヨーク２の径方向および周方向に多少ずれていても、磁石３の角部に設けられた面取りまたはＲ形状によって磁石３の位置が矯正されるので、磁石３がヨーク２および固定部材４に乗り上げたり、引っ掛かったりすることを防止できる。その結果、滑らかな磁石３の挿入が可能となり、磁石３の割れや欠け等を防止できる。なお、磁石３の全ての角部に面取りまたはＲ形状を設けても良いが、磁石３の挿入時にヨーク２および固定部材４と最初に接触する角部のみに面取りまたはＲ形状を設けても良い。
【００３１】
（第６実施例）
図９は治具５の斜視図である。
本実施例では、第３工程にて磁石３を挿入する際に、その磁石３の下端面が当接する治具５の磁石受け面に、磁石３より軟らかい部材８（例えば樹脂板）を取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、磁石３の下端面（挿入方向先端面）を治具５に押し当てながら挿入動作を実施する際に、磁石３の下端面と治具５の磁石受け面との間に磁石３より軟らかい部材８が介在されるため、磁石３の下端端面と治具５の磁石受け面とが直接的に強く当たることがなく、磁石３の下端面を治具５の磁石受け面に押し当てた時の衝撃を抑えることができる。その結果、衝撃による磁石３の割れや欠け等の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁石式固定子の組付け方法を示す斜視図である。
【図２】磁石式固定子の軸方向正面図である。
【図３】固定部材の斜視図である。
【図４】第２工程の説明図である。
【図５】第２工程の比較例を示す図面である。
【図６】治具の斜視図である。
【図７】第３工程の説明図である。
【図８】磁石の端面を示す平面図（ａ）と、内径側から見た平面図（ｂ）である。
【図９】治具の斜視図である。
【図１０】磁石式固定子の組付け方法を示す説明図である（従来技術）。
【図１１】磁石式固定子の組付け方法を示す説明図である（従来技術）。
【図１２】磁石式固定子の組付け方法を示す説明図である（従来技術）。
【図１３】磁石式固定子の組付け方法を示す説明図である（従来技術）。
【符号の説明】
１    固定子（磁石式固定子）
２    ヨーク
３    磁石
４    固定部材
４ｂ  固定部材の側片部
５    治具
５ａ  治具頭部
５ｂ  アーム部
８    磁石より軟らかい部材
【図１】
2004201370.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】
2004201370.tif 000009
【図８】
2004201370.tif 000010
【図９】
2004201370.tif 000011
【図１０】
2004201370.tif 000012
【図１１】
2004201370.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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