(57)【要約】【課題】回転電機の製造工数を低減させることである。【解決手段】ブラシ付き直流モータは、ヨークとヨークの内面に固定された一対のマグネットおよびヨークの表面に施された塗膜とからなるヨーク組立体とヨーク内に回転自在に収容されたアマチュアとを有している。ヨーク組立体は、ヨークの内面に接着剤によりマグネットを接着するマグネット接着工程と、マグネットが接着されたヨークの表面に粉体塗料を塗布する粉体塗料塗布工程と、粉体塗料が塗布されたヨークを高周波誘導加熱コイルにより加熱する加熱工程とを経て製造される。そして、マグネット接着工程において塗布される接着剤は、加熱工程において塗膜とともに乾燥される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面にマグネットが固定されるヨークと前記ヨークの内部に回転自在に収容されるアマチュアとを備えた回転電機の製造方法であって、
前記ヨークの内面に前記マグネットを接着するマグネット接着工程と、
前記マグネットが接着された前記ヨークの表面に粉体塗料を塗布する粉体塗料塗布工程と、
前記粉体塗料が塗布された前記ヨークを誘導加熱コイルにより加熱して前記粉体塗料を前記ヨークに焼き付けるとともに前記マグネットを接着する接着剤を乾燥させる加熱工程とを有することを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内面にマグネットが固定されたヨークの内部にアマチュアが回転自在に収容されてなる回転電機の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機は磁気エネルギを介して電気エネルギと機械エネルギの相互変換を行う電磁形の電気・機械変換器機であり、機械動力を受けて直流電力を発生し、あるいは直流電力を受けて機械動力を発生する直流機や、機械動力を受けてこれを３相または単相の交流電力に変換し、あるいは交流電力を機械動力に変換する同期機などがある。
【０００３】
このような回転電機の一種であるブラシ付き直流モータは、鋼板により底付き円筒状に形成されたヨークとヨークの内部に回転自在に収容されたアマチュアとを有している。ヨークの内面には一対のマグネットが固定されており、これらのマグネットとヨークとにより磁気回路が形成されて、ヨークの内部に磁界が形成されるようになっている。一方、アマチュアには複数のアマチュアコイルが設けられており、それぞれのアマチュアコイルは整流子を介してブラシに電気的に接続されている。そして、ブラシと整流子とにより整流された電流をアマチュアコイルに供給することにより、磁界内に位置するアマチュアコイルに電磁力が生じてアマチュアに回転力が発生するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなブラシ付き直流モータでは、錆の発生防止や外部との電気的な絶縁のためにヨークの表面に塗装が施される場合がある。この場合、ヨークの塗装およびマグネットの接着は以下の製造方法で行われる。まず、プレス加工により所定の形状に形成されたヨークを前処理して、その表面に付着したプレス加工油や防錆油、埃等の付着物を除去する。次いで、ヨークの表面に塗料を塗布し、ガス炉等の乾燥装置を用いて塗料を乾燥させる。塗料が乾燥したならば、次にヨークの内周面に接着剤を塗布してマグネットを接着する。そして、電気炉等の乾燥装置を用いてヨークを再度加熱して、接着剤を乾燥・硬化させる。このように、ヨークを塗装した後にマグネットを接着して、マグネットが塗装されることを防止するようにしていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−０３２９６６号公報（第３頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような製造方法では、それぞれ塗装の乾燥、接着剤の乾燥を行う２回の乾燥工程が必要となるので、このブラシ付き直流モータの製造工数は多くなっていた。また、２回の乾燥工程が行われることにより、工程間の仕掛かり品が増加し、さらに乾燥装置が２台必要になるなど、このブラシ付き直流モータの製造コストは高くなっていた。
【０００７】
これに対して、ヨークにマグネットを接着した後に塗装を行う場合もあるが、この場合であっては、マグネットに塗料が塗布されるのを防止するためにヨークの開口部を閉塞するなどの対策が必要となり、そのための工数が増加することになる。
【０００８】
本発明の目的は、回転電機の製造工数を低減させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転電機の製造方法は、内面にマグネットが固定されるヨークと前記ヨークの内部に回転自在に収容されるアマチュアとを備えた回転電機の製造方法であって、前記ヨークの内面に前記マグネットを接着するマグネット接着工程と、前記マグネットが接着された前記ヨークの表面に粉体塗料を塗布する粉体塗料塗布工程と、前記粉体塗料が塗布された前記ヨークを誘導加熱コイルにより加熱して前記粉体塗料を前記ヨークに焼き付けるとともに前記マグネットを接着する接着剤を乾燥させる加熱工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、マグネットを接着する接着剤は、粉体塗料をヨークに焼き付ける加熱工程において乾燥されることになるので、別途、接着剤を乾燥させる工程を設ける必要が無く、この回転電機の製造工数を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態である製造方法により製造されたブラシ付き直流モータの概略を示す断面図であり、図２は図１に示すヨーク組立体の詳細を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、回転電機としてのブラシ付き直流モータ１１はヨーク組立体１２とアマチュア１３を有している。
【００１４】
図２に示すように、ヨーク組立体１２は導電性材料である鋼板により底付き円筒状に形成された継鉄とも呼ばれるヨーク１４を有しており、ヨーク１４の内面にはそれぞれセグメント形に形成された一対のマグネット１５，１６が互いに異なる磁極を向かい合わせて固定されている。そして、これらのマグネット１５，１６とヨーク１４とで形成される磁気回路により、ヨーク１４の内部に磁界が形成されるようになっている。また、ヨーク１４の表面には塗装による塗膜１７が形成されており、錆による腐食が防止されるとともに外部と電気的に絶縁されている。そして、ヨーク１４の開口端はフロントブラケット１８により閉塞されている。
【００１５】
一方、電機子とも呼ばれるアマチュア１３は、マグネット１５，１６による磁界中に位置してヨーク１４の内部に収容されており、シャフト２１がヨーク１４の底部１４ａとフロントブラケット１８に形成された貫通孔１８ａとに設けられた自動調心形の軸受２２，２３に支持されることによりヨーク１４の内部で回転自在となっている。このシャフト２１の先端は貫通孔１８ａから外部に突出しており、この先端に図示しない被駆動部材を接続することにより、シャフト２１の出力トルクを被駆動部材に伝達することができる。
【００１６】
アマチュア１３には、それぞれアマチュアコア２４に形成された複数のティース２５に巻装された複数のアマチュアコイル２６が設けられており、これらのアマチュアコイル２６は、ぞれぞれシャフト２１に固定された整流子つまりコミュテータ２７の対応する整流子片２７ａに電気的に接続されている。また、フロントブラケット１８には一対のブラシホルダ２８が設けられており、これらのブラシホルダ２８には、それぞれスプリング３１により整流子片２７ａに付勢された状態で摺接する一対のブラシ３２が組み込まれている。これらのブラシ３２は図示しない接続端子に電気的に接続されており、接続端子に電流を供給すると、それぞれのブラシ３２とコミュテータ２７とを介して整流された電流がアマチュアコイル２６に流れるようになっている。そして、アマチュアコイル２６に電流が流れると、マグネット１５，１６の磁界とによりアマチュアコイル２６に電磁力が生じて、アマチュア１３が回転するようになっている。
【００１７】
このような構成のブラシ付き直流モータ１１は、ヨーク組立体１２を製造するヨーク製造工程と、アマチュア１３を製造するアマチュア製造工程、およびヨーク組立体１２にアマチュア１３を組み付ける組付け工程とを経て製造される。
【００１８】
図３は図２に示すヨーク組立体の製造工程を示す工程図であり、このヨーク組立体１２は、前処理工程とマグネット接着工程、粉体塗料塗布工程および加熱工程とを経て製造されるようになっている。以下に、ヨーク組立体１２の製造方法の一例について、図３に示す工程図に沿って詳細に説明する。
【００１９】
まず、前処理工程が行われて、ヨーク１４の表面に付着した防錆油、埃など、塗装の密着性や安定性を損なう付着物が除去される。
【００２０】
次に、前処理されたヨーク１４の内周面にマグネット１５，１６を接着するマグネット接着工程が行われる。
【００２１】
図４は図３に示すマグネット接着工程で用いられる接着剤塗布機の概略を示す断面図であり、図５は図３に示すマグネット接着工程におけるマグネットの接着状態を示す断面図である。
【００２２】
マグネット接着工程においては、まず、図４に示す接着剤塗布機３３によりヨーク１４の内面に接着剤３４が塗布される。この接着剤塗布機３３はヨーク１４の内面に対向して配置されるノズル３５を有しており、このノズル３５には接着剤ポンプ３６と吐出ギヤポンプ３７とを介して接着剤が供給されるようになっている。ノズル３５は揺動軸３５ａを中心としてヨーク１４の内面に接近・離反する方向に揺動自在となっており、押さえスプリング３８によりヨーク１４の内面に向けて付勢されて自動的にヨーク１４の内面に追従するようになっている。また、ノズル３５には複数の吐出孔３５ｂが設けられており、ノズル３５に供給された接着剤３４はこれらの吐出孔３５ｂからヨーク１４の内面に向けて吐出される。さらに、ノズル３５にはヒータ４１が設けられており、このヒータ４１によりノズル３５内の接着剤３４が所定の温度に加熱されて接着剤３４の粘度が所定の値に保たれるようになっている。
【００２３】
このような接着剤塗布機３３にヨーク１４をセットして各ポンプ３６，３７を作動させると、ノズル３５の吐出孔３５ｂから接着剤３４が吐出されるととともにヨーク１４がノズル３５に対してその軸心を中心として回転して、図４に便宜上ハッチングを付して示す範囲においてヨーク１４の内面に均一に接着剤３４が塗布される。
【００２４】
この接着剤塗布機３３では、接着剤３４を供給するポンプとして吐出ギヤポンプ３７が用いられ、また、ヒータ４１により接着剤３４の粘度を安定させることができるので、吐出孔３５ｂから吐出される接着剤３４の吐出量を０．１ｍｇ単位で調整することができる。また、これに加えて、ノズル３５がヨーク１４の内面に自動的に追従するので、ヨーク１４に塗布される接着剤３４の塗布厚さは均一となり、マグネット１５，１６のヨーク１４に対する接着強度を安定させることができる。
【００２５】
ヨーク１４の内面に接着剤３４が塗布されると、図５に示すようにヨーク１４の内部にマグネット１５，１６が圧入される。このとき、接着剤３４は十分に乾燥していないので、次工程までの間、マグネット１５，１６は保持スプリング４２によりヨーク１４の内面に仮固定される。
【００２６】
次に、マグネット１５，１６が接着されたヨーク１４の表面に粉体塗料４３を塗布する粉体塗料塗布工程が行われる。
【００２７】
図６は図３に示す粉体塗料塗布工程で用いられる粉体塗装機の概略を示す正面図であり、図７は図６に示す粉体塗装機の詳細を示す一部切り欠き断面図である。
【００２８】
粉体塗料４３の塗布は、図６、図７に示す静電粉体塗装機４４により行われる。静電粉体塗装機４４は、粉体塗料４３を負の電荷に帯電させるとともにヨーク１４を正の電荷に帯電させて、ヨーク１４の表面に静電気により粉体塗料４３を均一に付着させるものである。
【００２９】
ヨーク１４は、このヨーク１４に正の電荷を帯電させる帯電装置４５とともに搬送治具４６によって搬送されて、正の電荷に帯電された状態でこの静電粉体塗装機４４の架台４７に固定された粉体室４８の内部を通過するようになっている。粉体室４８の下方には、粉体塗料４３を収容する収容皿５１が設けられており、この収容皿５１に収容された粉体塗料４３は図示しない帯電装置により負の電荷に帯電されている。収容皿５１の下方には布５２により収容皿５１と隔離された空気室５３が設けられており、この空気室５３には架台４７に固定された送風装置５４から送風が行われるようになっている。そして、送風装置５４により空気室５３に対する送風が行われると、空気室５３から布５２を介して収容皿５１側に空気が流れて、粉体塗料４３が粉体室４８内に舞い上がるようになっている。また、粉体室４８には、それぞれヨーク１４の移動経路の両脇に位置する一対の吹き付けノズル５５，５６が設けられており、これらの吹き付けノズル５５，５６から吐出される空気により、粉体室４８内に舞い上がった粉体塗料４３がヨーク１４に向けて吹き付けられるようになっている。これにより、正の電荷に帯電されたヨーク１４の表面には負の電荷が帯電された粉体塗料４３が均一に塗布されることになる。このとき、マグネット１５，１６は導電性が低いので、その表面には粉体塗料４３は塗布されない。
【００３０】
この粉体塗料４３としては有機溶剤や水等の触媒を用いずに塗膜形成成分のみが配合されてなる個体の塗料が用いられており、これは、合成樹脂や顔料を中心として必要に応じて硬化剤や添加剤を配合して均一に加熱混練された分散体を冷却後、所定の粒度に微粉砕することにより形成されている。
【００３１】
本実施の形態においては、静電粉体塗装機４４によりヨーク１４に粉体塗料４３を塗布するようにしているが、これに限らず、他の形式の装置による静電粉体塗装や、予め加熱されたヨーク１４を粉体塗料４３の中に浸漬する流動浸漬法により粉体塗料４３を塗布するようにしてもよい。
【００３２】
次に、粉体塗料４３が塗布されたヨーク１４を加熱する加熱工程が行われる。
【００３３】
図８は図３に示す加熱工程で用いられる高周波誘導加熱コイルの詳細を示す説明図であり、図９は図８におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。さらに、図１０は図８に示す高周波誘導加熱コイルにより乾燥される塗膜の状態を示す断面図である。
【００３４】
この加熱工程は、図８に示す高周波誘導加熱コイル５７によりヨーク１４を誘導加熱することにより行われるようになっている。図９に示すように、高周波誘導加熱コイル５７は、移動するヨーク１４の各部との間隔が略一定となるように巻かれており、図示しないコイル端には図示しない交流電源が接続されている。そして、この交流電源から所定の電圧、周波数の交流電流が供給されることにより、高周波誘導加熱コイル５７の内に交番する磁界つまり交流磁界を生じるようになっている。この加熱工程においては、搬送治具４６により搬送されるヨーク１４は、この高周波誘導加熱コイル５７の中を軸心を中心として回転されながら一定速度で移動するようになっている。したがって、高周波誘導加熱コイル５７の中つまり交流磁界の中を移動するヨーク１４には電磁誘導作用による渦電流が発生し、この渦電流とヨーク１４の内部抵抗とによりジュール熱が発生することになる。そして、このジュール熱によりヨーク１４は自己発熱して、所定の温度まで加熱されることになる。
【００３５】
ヨーク１４が所定の温度まで加熱されると、ヨーク１４の表面に塗布された粉体塗料４３は溶融し、その後乾燥されることによりヨーク１４の表面に焼き付けられることになる。これにより、ヨーク１４の表面には塗膜１７が形成される。このとき、図１０に示すように、この加熱工程では、高周波誘導加熱コイル５７によりヨーク１４自体が加熱されることになるので、溶融した粉体塗料４３はヨーク１４の表面側から外部に向けて溶融・乾燥されることになる。そのため、塗膜１７はヨーク１４の表面と強く密着することになり、また、溶融した粉体塗料４３内から発生する空気が順次外側に押し出されて、塗膜１７にピンホールなどが発生するのを防止することができる。
【００３６】
また、この加熱工程では、ヨーク１４が加熱されることにより、マグネット接着工程においてマグネット１５，１６を接着するために塗布された接着剤３４が乾燥されることになる。つまり、マグネット接着工程において塗布された接着剤３４は、この加熱工程において乾燥されて硬化することになる。したがって、この製造方法では、マグネット接着工程の後にマグネット１５，１６を乾燥させるための別の乾燥工程は設けられていない。
【００３７】
このように、このブラシ付き直流モータ１１の製造方法では、マグネット１５，１６を接着する接着剤３４は、粉体塗料４３をヨーク１４に焼き付ける加熱工程において乾燥されることになるので、別途、接着剤３４を乾燥させる工程を設ける必要が無く、このヨーク組立体１２つまりブラシ付き直流モータ１１の製造工数を低減することができる。
【００３８】
そして、ヨーク１４に塗膜１７が形成されると、その後必要に応じて冷却された後、ヨーク組立体１２が完成する。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、ヨーク１４の内面に接着剤３４を塗布する際に接着剤塗布機３３を用いているが、これに限らず、他の方式の接着剤塗布機などを用いるようにしてもよい。
【００４０】
また、前記実施の形態においては、ブラシ付き直流モータ１１のヨーク組立体１２の製造に本発明を適用しているが、これに限らず、例えば、直流発電器などのヨーク組立体を本発明の製造方法により製造するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、マグネットを接着する接着剤は、粉体塗料をヨークに焼き付ける加熱工程において乾燥されることになるので、別途、接着剤を乾燥させる工程を設ける必要が無く、この回転電機の製造工数を低減することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、乾燥工程を２回行う必要がないので、工程間の仕掛かり品を低減させ、また、乾燥装置を１台として、この回転機の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である製造方法により製造されたブラシ付き直流モータの概略を示す断面図である。
【図２】図１に示すヨーク組立体の詳細を示す斜視図である。
【図３】図２に示すヨーク組立体の製造工程を示す工程図である。
【図４】図３に示すマグネット接着工程で用いられる接着剤塗布機の概略を示す断面図である。
【図５】図３に示すマグネット接着工程におけるマグネットの接着状態を示す断面図である。
【図６】図３に示す粉体塗料塗布工程で用いられる粉体塗装機の概略を示す正面図である。
【図７】図６に示す粉体塗装機の詳細を示す一部切り欠き断面図である。
【図８】図３に示す加熱工程で用いられる高周波誘導加熱コイルの詳細を示す説明図である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１０】図８に示す高周波誘導加熱装置により乾燥される塗膜の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  ブラシ付き直流モータ
１２  ヨーク組立体
１３  アマチュア
１４  ヨーク
１４ａ  底部
１５，１６  マグネット
１７  塗膜
１８  フロントブラケット
１８ａ  貫通孔
２１  シャフト
２２，２３  軸受
２４  アマチュアコア
２５  ティース
２６  アマチュアコイル
２７  コミュテータ
２７ａ  整流子片
２８  ブラシホルダ
３１  スプリング
３２  ブラシ
３３  接着剤塗布機
３４  接着剤
３５  ノズル
３５ａ  揺動軸
３５ｂ  吐出孔
３６  接着剤ポンプ
３７  吐出ギヤポンプ
３８  押さえスプリング
４１  ヒータ
４２  保持スプリング
４３  粉体塗料
４４  静電粉体塗装機
４５  帯電装置
４６  搬送治具
４７  架台
４８  粉体室
５１  収容皿
５２  布
５３  空気室
５４  送風装置
５５，５６  吹き付けノズル
５７  高周波誘導加熱コイル
【図１】
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【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】
2004304892.tif 000009
【図８】
2004304892.tif 000010
【図９】
2004304892.tif 000011
【図１０】
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