(57)【要約】【課題】ロータの着磁からステータ本体への挿入の工程を一台の装置で実施することができ、作業性が良く、ロータをモータ本体に組み込む際に生じる鉄粉などの異物の付着を防止すると共に、ロータ鉄心とステータ鉄心の接触による損傷を防止することが可能な永久磁石形モータのロータ着磁・挿入方法および装置を提供する。【解決手段】  ロータ１６を固定するためのセンタ部材６と、センタ部材６をベース８上に固定する２組の支持台１と、ロータ１６に設けられた未着磁の永久磁石１９を着磁するための着磁コイル４を巻回してなる円筒状の着磁ヨーク３を備えた着磁装置２と、着磁装置２をロータ１６に微小な空隙を介して挿入するために着磁装置２をベース８上で軸方向に移動させる着磁装置移動台車５と、ステータ１１を着磁後の永久磁石１９を有するロータ１６に挿入するためにステータ１１をベース８上で軸方向に移動させるステータ移動台車１０を有する。【選択図】図１
2005094970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ鉄心にステータコイルを巻回してなるステータと、前記ステータと磁気的空隙を介して対向配置されると共にシャフトに嵌合されたロータ鉄心に永久磁石を備えてなるロータとから構成される永久磁石形モータにおいて、
ベース上に前記ロータを固定するためのセンタ部材を具備した２組の支持台を固定し、
前記ベース上で着磁コイルを巻回してなる円筒状の着磁ヨークを備えた着磁装置と前記ステータを夫々移動手段を介して配設し、
前記センタ部材を前記シャフトに加工されたセンタ穴に挿入し、かつ、挟み込むことにより前記ロータを固定し、
前記着磁装置をベース上で軸方向に移動させながら前記ロータに微小な空隙を介して挿入することにより、前記ロータに設けられた未着磁の永久磁石を着磁し、
前記ステータをベース上で軸方向に移動させながら前記ステータを着磁後の永久磁石を有するロータに挿入することを特徴とする永久磁石形モータのロータ着磁・挿入方法。
【請求項２】
ステータ鉄心にステータコイルを巻回してなるステータと、前記ステータと磁気的空隙を介して対向配置されると共にシャフトに嵌合されたロータ鉄心に永久磁石を備えてなるロータとから構成される永久磁石形モータにおいて、
前記ロータを固定するためのセンタ部材と、
前記センタ部材をベース上に固定してなる２組の支持台と、
前記ロータに設けられた未着磁の永久磁石を着磁するための着磁コイルを巻回してなる円筒状の着磁ヨークを備えた着磁装置と、
前記着磁装置を前記ロータに微小な空隙を介して挿入するために前記着磁装置をベース上で軸方向に移動させる第１移動手段と、
前記ステータを着磁後の永久磁石を有するロータに挿入するために前記ステータをベース上で軸方向に移動させる第２移動手段を有することを特徴とする永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置。
【請求項３】
前記第１移動手段および前記第２移動手段の駆動機構に、リニアモータを用いたことを特徴とする請求項２記載の永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置。
【請求項４】
前記第１移動手段および前記第２移動手段の支持機構に、リニアガイドを用いたことを特徴とする請求項２記載の永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石形モータの組立方法及びその装置に係り、特に、複数個の永久磁石を有するロータを効率よく着磁し、着磁後のロータをステータ本体に確実に組み込むのに好適な永久磁石形モータタのロータ着磁・挿入方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロボットあるいは工作機械等において可動部材や非加工物の位置決めおよび速度制御用としてサーボモータ等が使用されている。このモータの界磁発生手段に永久磁石を使用し、外部から界磁エネルギーの供給を必要としない永久磁石界磁方式のモータ（以下、永久磁石形モータと呼ぶ）は、巻線界磁方式のモータに比べて効率が良いことから、省エネルギーを目的とする小型モータあるいはロボット用のサーボモータなどの用途に好適である。
この永久磁石形モータとしては、特許文献１に記載された表面磁石型ロータを有するもの、あるいは特許文献２に記載された内磁型ロータを有するものが知られている。なお、一例として、図５に表面磁石型ロータを有する永久磁石形モータの平面図を示す。
図５において、電動機のロータ１６は、薄肉の鋼板を積層し、固定したロータ鉄心１７と予め別工程で着磁された永久磁石１９を交互に複数個組み合せ、それらをシャフト１８に嵌合することにより形成されている。また、ステータ１１は、図４に示すようにステータ鉄心１２と、ステータ鉄心１２の内周側に等間隔で配列した複数の歯部１３と、隣り合う歯部１３の間に形成されたスロット部１４に装入したステータコイル１５とで構成されている。
次に、図６に従来の永久磁石形モータの挿入装置の側断面図を示す。
図６において、１は支持台、２は着磁装置、３は着磁ヨーク、４は着磁コイル、５は着磁装置移動台車、６はセンタ部材、７はセンタ穴、８はベース、９はフレーム、１０はステータ移動台車である。
該図の如く、鉛直方向及び水平方向の微小な位置調整が可能であるステータ移動台車１０がベース９上に配置される。このステータ移動台車１０はベース８上を軸方向に移動できる構造になっている。ベース８上には支持台１が両端に固定されており、支持台１にはそれぞれ両側にベース８と平行にセンタ部材６が固定されている。センタ部材６の先端は軸方向に伸縮が可能な構造となっており、この機構によりロータ１６をシャフト１８を介し両側から挟み固定する方式となっている。
このような構成において、先ずステータ移動台車１０上にステータ鉄心１２を固定する。次にセンタ部材６間に実際のロータと同径の模擬ロータ１６を配置させるが、センタ部材６をシャフト１８に加工されたセンタ穴７に挿入し挟み込むことにより模擬ロータ１６を固定する。そして、模擬ロータ１６を固定語、ステータ移動台車１０をベース８上で軸方向に移動させながら模擬ロータ２０をステータ鉄心１２内に挿入する。この時、ステータ移動台車１０の位置を微小に調整しながらステータ鉄心１２と模擬ロータ２０の芯を出す。芯出し完了後、一旦模擬ロータ２０をセンタ部材６間から取外し実際のロータ１６をシャフト１８を介しセンタ部材６にて固定後、上述の如くステータ鉄心１２内にロータ１６を挿入する。なお、電動機における組立に関するものとしては、例えば、特許文献３に示す公報が挙げられる。
【特許文献１】特開平９−９３８４５号公報（明細書３〜４頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２０６０５１号公報（明細書２〜３頁、第１図）
【特許文献３】特開平８−１２６２６２号公報（明細書２〜３頁、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来技術は専用の着磁装置にて永久磁石を有するロータに着磁後、着磁済のロータを着磁装置から取外し、該ロータを別の組立装置に取り付けてステータに組み込むるという面倒さがあり、作業の効率が悪いという問題があった。
また、着磁済のロータを着磁装置から取外した後、該着磁済のロータを別の組立装置に取付けてステータに挿入するまでの作業に時間がかかり、しかも着磁済のロータは強力な磁性体となっているため、該ロータが長く放置されると、表面に鉄粉などの異物が付着し、製品衛生上好ましくない。
特にステータとロータ間のギャップが極小である（例えば０．２〜０．５ｍｍ程度）高性能の小形モータでは、ステータ鉄心に上記の如く異物が付着したロータを組み込む際、ロータ鉄心の外周面がステータ鉄心の内周面をこすりながら組み込まれる可能性が大きい。それによって、ロータの電磁的特性を損なったり、機器が破損したりしてその後のモータの運転に悪影響を及ぼすという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、ロータの着磁からステータ本体への挿入の工程を一台の装置で実施することができ、作業性が良く、ロータをモータ本体に組み込む際に、生じる鉄粉などの異物の付着を防止すると共に、ロータ鉄心とステータ鉄心の接触による損傷を防止することが可能な永久磁石形モータのロータ着磁・挿入方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は以下のようにしたものである.
請求項１に記載の発明は永久磁石形モータのロータ着磁・挿入方法に係り、ステータ鉄心にステータコイルを巻回してなるステータと、前記ステータと磁気的空隙を介して対向配置されると共にシャフトに嵌合されたロータ鉄心に永久磁石を備えてなるロータとから構成される永久磁石形モータにおいて、ベース上に前記ロータを固定するためのセンタ部材を具備した２組の支持台を固定し、前記ベース上で着磁コイルを巻回してなる円筒状の着磁ヨークを備えた着磁装置と前記ステータを夫々移動手段を介して配設し、前記センタ部材を前記シャフトに加工されたセンタ穴に挿入し、かつ、挟み込むことにより前記ロータを固定し、前記着磁装置をベース上で軸方向に移動させながら前記ロータに微小な空隙を介して挿入することにより、前記ロータに設けられた未着磁の永久磁石を着磁し、前記ステータをベース上で軸方向に移動させながら前記ステータを着磁された永久磁石を有するロータに挿入することを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置に係り、ステータ鉄心にステータコイルを巻回してなるステータと、前記ステータと磁気的空隙を介して対向配置されると共にシャフトに嵌合されたロータ鉄心に永久磁石を備えてなるロータとから構成される永久磁石形モータにおいて、前記ロータを固定するためのセンタ部材と、前記センタ部材をベース上に固定してなる２組の支持台と、前記ロータに設けられた未着磁の永久磁石を着磁するための着磁コイルを巻回してなる円筒状の着磁ヨークを備えた着磁装置と、前記着磁装置を前記ロータに微小な空隙を介して挿入するために前記着磁装置をベース上で軸方向に移動させる第１移動手段と、前記ステータを着磁後の永久磁石を有するロータに挿入するために前記ステータをベース上で軸方向に移動させる第２移動手段を有することを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置において、前記第１移動手段および前記第２移動手段の駆動機構に、リニアモータを用いたことを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２記載の永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置において、前記第１移動手段および前記第２移動手段の支持機構に、リニアガイドを用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項に記載の発明によると、ロータの着磁からステータ本体への挿入の工程を一台の装置で実施することができるため作業性が向上することから、以前のように専用の着磁装置にて永久磁石を有するロータに着磁後、着磁ロータを着磁装置から取外し、該ロータを別の装置に取り付けてステータに組み込むるという面倒さが解消される。また、ロータは着磁後、別の装置に組替えられることなく,すぐにステータに挿入されるため、ロータをモータ本体に組み込む際に生じる鉄粉などの異物の付着を防止すると共に、ロータ鉄心とステータ鉄心の接触による損傷を防止することができる。
また、着磁装置はロータの大きさ、ステータ移動台車はステータの大きさに影響されずに、容易に設計できるため、大容量の着磁が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は本発明の実施例を示す永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図、図２は着磁装置によりロータを着磁する方法を示した永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図、図３はステータ本体をロータに組み込む方法を示した永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じ点についてはその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図１乃至図３において、２は着磁装置、３は着磁ヨーク、４は着磁コイル、５は着磁装置移動台車である。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、ロータ１６を固定するためのセンタ部材６と、センタ部材６をベース８上に固定してなる２組の支持台１と、ロータ１６に設けられた未着磁の永久磁石１９を着磁するための着磁コイル４を巻回してなる円筒状の着磁ヨーク３を備えた着磁装置２と、着磁装置２をロータ１６に微小な空隙を介して挿入するために着磁装置２をベース８上で軸方向に移動させる着磁装置移動台車５と、ステータ１１を着磁された永久磁石１９を有するロータ１６に挿入するためにステータ１１をベース８上で軸方向に移動させるステータ移動台車１０を有する点である。
次に、着磁装置移動台車５およびステータ移動台車１０を該ベース上で移動させるための駆動機構、支持機構について説明する。該駆動機構としてはリニアモータあるいはボールネジと回転型モータの組み合わせの類のものを用いると共に、支持機構としてはスライダブロックとガイドレールからなるリニアガイドを用いるようにし、ここでは説明を容易にするために着磁装置移動台車５の例を用いて説明する。図４は図１の矢視Ａ方向から見た着磁装置移動台車およびベースの取付状態を示す正面図である。
図４において、着磁装置移動台車５にリニアモータ可動子２０を装着し、ベース８側にリニアモータ固定子２１を装着する構成として、ベース８上で着磁装置移動台車５を相対的に移動させる。また、着磁装置移動台車５にはスライダブロック２２を設け、ベース８側にガイドレール２３を設ける構成にしている。なお、着磁装置移動台車５の例を説明したが、ステータ移動台車１０似ついても同様とする。
【０００８】
次に、永久磁石形モータのロータ着磁・挿入方法の動作を説明する。
まず、２組の支持台１に設けられたセンタ部材６間にロータ１６のシャフト１８を挟んで固定すると共に、ベース８上で支持されたステータ移動台車１０にステータ１１を取付ける。次に、着磁装置２をベース８上で着磁装置移動台車５によって軸方向に移動させながら、ロータ１６に微小な空隙を介して挿入することにより、ロータ１６に設けられた未着磁の永久磁石１９を着磁する。その際,ロータ１６がスキューなどを施した構成のものであれば、ロータを指定角度まで回転後、着磁ヨークを軸方向位置決めし着磁を行うようにしている。そして、ステータ１１をベース８上でステータ移動台車１０によって軸方向に移動させながらステータ１１を着磁後の永久磁石１９を有するロータ１６に挿入する。
【０００９】
したがって、本発明に係る永久磁石形モータのロータ着磁・挿入装置において、ロータ１６を固定するためのセンタ部材６と、センタ部材６をベース８上に固定してなる２組の支持台１と、ロータ１６に設けられた未着磁の永久磁石１９を着磁するための着磁コイル４を巻回してなる円筒状の着磁ヨーク３を備えた着磁装置２と、着磁装置２をロータ１６に微小な空隙を介して挿入するために着磁装置２をベース８上で軸方向に移動させる着磁装置移動台車５と、ステータ１１を着磁された永久磁石１９を有するロータ１６に挿入するためにステータ１１をベース８上で軸方向に移動させるステータ移動台車１０を有する構成にしたので,ロータの着磁からステータ本体への挿入の工程を一台の装置で実施することができ、作業性が向上することから、以前のように専用の着磁装置にて永久磁石を有するロータに着磁後、着磁ロータを着磁装置から取外し、該ロータを別の装置に取り付けてステータに組み込むるという面倒さが解消される。また、ロータは着磁後、別の装置に組替えられることなく,すぐにステータに挿入されるため、ロータをモータ本体に組み込む際に生じる鉄粉などの異物の付着を防止すると共に、ロータ鉄心とステータ鉄心の接触による損傷を防止することができる。
また、着磁装置はロータの大きさ、ステータ移動台車はステータの大きさに影響されずに、容易に設計できるため、大容量の着磁が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例を示す永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図
【図２】着磁装置によりロータを着磁する方法を示した永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図
【図３】ステータ本体をロータに組み込む方法を示した永久磁石形モータの着磁・挿入装置の側断面図
【図４】図１の矢視Ａ方向から見た着磁装置移動台車およびベースの取付状態を示す正面図
【図５】表面磁石型ロータを有する永久磁石形モータの平面図
【図６】従来の永久磁石形モータの挿入装置の側断面図
【符号の説明】
【００１１】
１  支持台、
２  着磁装置、
３  着磁ヨーク、
４  着磁コイル、
５  着磁装置移動台車（第１移動手段）、
６  センタ部材、
７  センタ穴、
８  ベース、
９  フレーム、
１０  ステータ移動台車（第２移動手段）、
１１  ステータ、
１２  ステータ鉄心、
１３  歯部、
１４  スロット部、
１５  ステータコイル、
１６  ロータ、
１７  ロータ鉄心、
１８  シャフト、
１９  永久磁石、
２０  リニアモータ可動子、
２１  リニアモータ固定子、
２２  スライダブロック、
２３  ガイドレール
【図１】
2005094970.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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