(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類永久磁石を内周面に固着した円筒状のステータと、回転軸に固着されコイルが巻装されたアーマチュアコアとコンミテータとを備え前記ステータ内に回転自在に配置されるアーマチュアと、前記ステータの一端側に取り付けられるフロントブラケットと、前記ステータのフロントブラケットとは反対端側に取り付けられ前記コンミテータと摺接するブラシを備えるリアブラケットとを有してなるモータの組付方法であって、
前記ステータに前記アーマチュア及び前記フロントブラケットを組み付ける一方、前記ステータの前記リアブラケット取付位置に前記アーマチュアを支持するブラケット治具を取り付け、前記コンミテータが前記ブラシに接触しない状態で前記永久磁石を着磁し、
前記永久磁石の着磁後に、前記リアブラケットを前記ステータに取り付けることを特徴とするモータ組付方法。
【請求項２】
請求項１記載のモータ組付方法において、前記モータは自動二輪車のスタータ用のモータであることを特徴とするモータ組付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石界磁モータの組付方法に関し、特に、ネオジウム系等の希土類磁石を用いたモータに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フェライト磁石を界磁石として用いたモータでは、ステータ側に未着磁の磁石材料を配し、ステータとアーマチュアと組み付けた後に界磁石の着磁を行っている。図４は、フェライト磁石を用いた従来のモータの組付工程を示す説明図である。図４に示すように、従来のモータでは、まず回転軸に固着されたアーマチュアにスラスト位置決め用のエンド側ワッシャを取り付け、リアブラケットと組み付ける。アーマチュアには、回転軸に固定されコイルが巻装されたアーマチュアコアとコンミテータが設けられ、リアブラケットには、コンミテータと摺接するブラシ装置が設けられている。
【０００３】
次に、これらをステータに組み込む。ステータには未着磁状態の界磁石材料が取り付けられている。その後、ステータのフロント側に、フロント側のスラスト受けであるスラストサポータやワッシャを取り付け、フロントブラケットを組み付ける。そして、全体をセットボルトにて固定し、外観上完成品となった状態で着磁機にかけ、界磁石の着磁を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、高付加価値の二輪車用等では、モータ小型化の要請から、界磁石にネオジウム系やサマリウム系等の希土類磁石を用い、その高出力密度化を図ったスタータモータが登場している。この場合、希土類磁石は従来のフェライト磁石に比してエネルギ積が大きいため、その着磁に必要な磁化力も大きく、フェライト磁石より高い電圧（約２倍）での着磁が必要となる。しかしながら、着磁電圧が大きくなると、図４のような手順でモータの組み付けを行うと、コンミテータ表面にスパーク痕と呼ばれる傷が発生するという問題があった。
【０００５】
ここで、前述のように完成品状態で着磁を行うと、ブラシとコンミテータが接触し、ブラシを介してアーマチュアコイルの短絡経路が形成された状態で着磁が行われることになる。このため、着磁時に急激な磁束変化が生じると、短絡コイル内に起電力が発生し、ブラシとコンミテータセグメント間の接触抵抗により、両者の接触面にてスパークが発生する。スパーク痕は、このブラシ−セグメント間のスパークによって生ずると考えられ、フェライト磁石では着磁電圧が低く磁束変化もさほど大きくないため、スパーク発生も抑えられこのような問題は生じなかったと考えられる。
【０００６】
この場合、希土類磁石において、スパーク痕を防止すべくフェライト磁石と同等程度に電圧を下げると、界磁石をフル着磁できず必要な磁束が得られない。また、フェライト磁石と同等程度の電圧にて複数回着磁を行うステップ着磁でもフル着磁状態とはならない。スパーク痕が存在すると、出力特性にバラツキが生じるおそれがある他、ブラシの摩耗やノイズ発生などの問題があり、希土類磁石をフル着磁でき、しかもスパーク痕が生じない方策が求められていた。
【０００７】
本発明の目的は、希土類磁石を用いたモータにおいて、スパーク痕を発生させることなく界磁石をフル着磁できるモータ組付方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ組付方法は、希土類永久磁石を内周面に固着した円筒状のステータと、回転軸に固着されコイルが巻装されたアーマチュアコアとコンミテータとを備え前記ステータ内に回転自在に配置されるアーマチュアと、前記ステータの一端側に取り付けられるフロントブラケットと、前記ステータのフロントブラケットとは反対端側に取り付けられ前記コンミテータと摺接するブラシを備えるリアブラケットとを有してなるモータの組付方法であって、前記ステータに前記アーマチュア及び前記フロントブラケットを組み付ける一方、前記ステータの前記リアブラケット取付位置に前記アーマチュアを支持するブラケット治具を取り付け、前記コンミテータが前記ブラシに接触しない状態で前記永久磁石を着磁し、前記永久磁石の着磁後に、前記リアブラケットを前記ステータに取り付けることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、ブラシ装置を備えたリアブラケットを取り付ける以前に永久磁石の着磁を行うので、着磁中にブラシを介してアーマチュアコイルの短絡経路が形成されることがない。このため、高電圧にて着磁を行い、着磁時に急激な磁束変化が生じても、コイル内の起電力によってコンミテータセグメント表面にスパークが発生することがない。従って、コンミテータにスパーク痕が残ることがなく、モータの出力特性の安定化やブラシ摩耗の抑制、ノイズ低減などが図られ、製品品質の向上を図ることが可能となる。また、スパーク痕の発生を憂慮することなく高電圧にて永久磁石の着磁を行うことができ、希土類磁石を安定的にフル着磁することが可能となる。
【００１０】
前記モータ組付方法において、前記永久磁石の着磁の際に、前記ステータの前記リアブラケット取付位置に前記アーマチュアを支持するブラケット治具を取り付けるようにしても良い。このブラケット治具により、着磁中のアーマチュアが軸支されると共に、着磁中に発生するスラスト力によってアーマチュアがステータから飛び出すことを防止できる。ブラケット治具としては、例えば、リアブラケットのハウジングと同形状でブラシ装置が内蔵されていないものや、着磁設備に設けた挟み込み治具などを用いることができる。
【００１１】
また、前記モータ組付方法おいて、前記モータが自動二輪車のスタータ用のモータであっても良い。
【００１２】
【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。図１は、本発明による組付方法にて組み付けが行われるモータの概要を示す説明図である。図１に示すように、モータ１は、ステータ２内にアーマチュア３を回転自在に配設した永久磁石界磁の直流モータであり、自動二輪車のスタータモータとして使用される。ステータ２の両端には、フロントブラケット４とリアブラケット５が取り付けられている。ステータ２とフロントブラケット４及びリアブラケット５は、セットボルト６によって締結される。
【００１３】
ステータ２は、円筒状のヨーク１１と、ヨーク１１の内周面に固着された複数個の界磁用永久磁石１２と、永久磁石１２の内周面を被覆するように取り付けられたマグネットカバー１３とから構成されている。永久磁石１２には、ネオジウム系の希土類磁石が使用され、高磁束密度の界磁を形成している。
【００１４】
アーマチュア３は、回転軸１４と、回転軸１４にそれぞれ固着されたアーマチュアコア１５とコンミテータ１６とから構成されている。アーマチュアコア１５は、軸方向に延びる複数のスロットを有しており、スロットにはコイル１７が巻装されている。コンミテータ１６は、アーマチュアコア１５の端部に配設され、複数のセグメント１８を有している。各セグメント１８にはコイル１７の一端が接続されている。
【００１５】
フロントブラケット４は、アルミダイカスト製のハウジング１９と、ハウジング１９内に取り付けられたベアリング２１、ガスケット２２とを備えた構成となっている。ベアリング２１には回転軸１４が挿通され、アーマチュア３の図中左端側を回転自在に支持する。ハウジング１９の内壁１９ａと回転軸１４のフランジ部１４ａとの間には、スラストサポータ２３とワッシャ２４が挟装される。スラストサポータ２３は内壁１９ａ、ワッシャ２４はフランジ部１４ａとそれぞれ当接し、アーマチュア３のスラスト方向の力を受けるようになっている。
【００１６】
リアブラケット５は、アルミダイカスト製のハウジング２５と、ハウジング２５内に取り付けられたベアリング２６、ブラシホルダ２７及びブラシ２８とを備えた構成となっている。ベアリング２６には回転軸１４が挿通され、アーマチュア３の図中右端側を回転自在に支持する。ハウジング２５の内壁２５ａとコンミテータ１６の端面との間には、エンドワッシャ２９が挟装される。このエンドワッシャ２９によりアマチュア３のスラスト方向の位置決めが為される。
【００１７】
ブラシ２８はブラシホルダ２７内に保持され、コンミテータ１６の表面に摺接している。ブラシ２８は、スプリングによりコンミテータ１６方向に向けて付勢されており、セグメント１８の表面に接触している。ブラシホルダ２７には、給電用の端子３１が接続され、図示しないバッテリから適宜電力が供給される。
【００１８】
このような構成からなるモータ１は次のような手順にて組み付けられる。図２は、本発明の一実施の形態であるモータの組付工程を示す説明図である。図２に示すように、ここではまず回転軸に固着されたアーマチュア３にスラストサポータ２３とワッシャ２４を取り付け、フロントブラケット４と組み付ける。そして、これらをステータ２に組み込み、セットボルト６をフロントブラケット４側から挿入する。
【００１９】
ここで、従来のモータ組付工程では、さらにリアブラケット５を組み付け、その後、永久磁石１２の着磁を行っていた。これに対し、本発明によるモータ組付方法では、ブラシ２８を有さないフロントブラケット４を組み付けた段階で着磁を行う。この際、ステータ２の一端側には、ブラケット治具７が取り付けられる。ブラケット治具７は、着磁中にアーマチュア３に発生するスラスト力を受け、その飛び出しを防止する。
【００２０】
図３は、着磁工程に先立って、ステータ２の一端にブラケット治具７を取り付ける様子を示す説明図である。図３に示すように、ブラケット治具７はハウジング２５とほぼ同様の形状となっており、ステータ２の端部にセットボルト６にて固定されるが、ブラシ装置は内蔵されていない。すなわち、ブラケット治具７内には、ブラシホルダ２７やブラシ２８、端子３１などは設けられていない。ブラケット治具７の端部にはベアリング３２が設けられており、回転軸１４を回転自在に支持できるようになっている。そして、ブラケット治具７をステータ２に取り付けると、コンミテータ１６はブラケット治具７内に他の部材とは無接触の状態で回転自在に収容される。
【００２１】
本発明のモータ組付方法では、ブラケット治具７を取り付けた状態で未着磁状態にある永久磁石１２の着磁を行う。この際、コンミテータ１６は無接触状態となっており、コンミテータ１６とブラシ２８は接触せず、アーマチュアコイルにブラシを介して短絡経路が形成されることがない。このため、高電圧にて着磁を行い、着磁時に急激な磁束変化が生じても、コイル内の起電力によってコンミテータセグメント表面にスパークが発生することがない。従って、コンミテータ１６にスパーク痕が残ることがなく、モータの出力特性の安定化やブラシ摩耗の抑制、ノイズ低減などが図られ、スタータの品質の向上を図ることが可能となる。また、スパーク痕の発生を憂慮することなく高電圧にて永久磁石１２の着磁を行うことができ、希土類磁石を安定的にフル着磁することが可能となる。
【００２２】
このようにして希土類の永久磁石１２を十分に着磁した後、ブラケット治具７を取り外す。そして、エンドワッシャ２９をアーマチュア３の回転軸１４に外挿し、リアブラケット５をステータ２に組み付ける。なお、エンドワッシャ２９は、ブラケット治具７を取り付ける際に装着しておいても良い。リアブラケット５には前述のようにブラシ２８等が取り付けられており、これをセットボルト６にて固定することにより、図１のようなモータ１が完成する。
【００２３】
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言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態は、本発明を自動二輪車のスタータモータに適用した例を示したが、他の車載モータやロボット等の産業用機械やパソコン等のＩＴ機器用のモータなどにも適用可能である。また、前述の実施の形態では、永久磁石１２にネオジウム系の希土類磁石を用いた例を示したが、サマリウムコバルト系など他の希土類磁石を用いても良い。さらに、ブラケット治具としてハウジング２５と同形状でブラシ装置が内蔵されていないものを示したが、着磁設備にブラケット治具を設けアーマチュア３を挟み込むなどして支持するようにしても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のモータ組付方法によれば、ステータにアーマチュアとフロントブラケットを組み付けた状態で希土類永久磁石を着磁し、永久磁石の着磁後に、ブラシを有するリアブラケットをステータに取り付けるようにしたので、着磁中にブラシとコンミテータが接触せず、アーマチュアコイルにブラシを介した短絡経路が形成されることがない。このため、高電圧にて着磁を行い、着磁時に急激な磁束変化が生じても、コイル内の起電力によってコンミテータセグメント表面にスパークが発生することがない。従って、コンミテータにスパーク痕が残ることがなく、モータの出力特性の安定化やブラシ摩耗の抑制、ノイズ低減などが図られ、製品品質の向上を図ることが可能となる。また、スパーク痕の発生を憂慮することなく高電圧にて永久磁石の着磁を行うことができ、希土類磁石を安定的にフル着磁することが可能となる。
【００２５】
また、永久磁石の着磁の際に、リアブラケット取付位置にアーマチュアを支持するブラケット治具を取り付けることにより、着磁中のアーマチュアが軸支されると共に、着磁中に発生するスラスト力によってアーマチュアがステータから飛び出すことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による組付方法にて組み付けが行われるモータの概要を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるモータの組付工程を示す説明図である。
【図３】着磁工程に先立って、ステータの一端にブラケット治具を取り付ける様子を示す説明図である。
【図４】フェライト磁石を用いた従来のモータの組付工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１    モータ
２    ステータ
３    アーマチュア
４    フロントブラケット
５    リアブラケット
６    セットボルト
７    ブラケット治具
１１    ヨーク
１２    永久磁石
１３    マグネットカバー
１４    回転軸
１４ａ  フランジ部
１５    アーマチュアコア
１６    コンミテータ
１７    コイル
１８    セグメント
１９    ハウジング
１９ａ  内壁
２１    ベアリング
２２    ガスケット
２３    スラストサポータ
２４    ワッシャ
２５    ハウジング
２５ａ  内壁
２６    ベアリング
２７    ブラシホルダ
２８    ブラシ
２９    エンドワッシャ
３１    端子
３２    ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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