(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に閉塞壁を有する円筒形状に形成されたヨークの内周面に複数個のマグネットが周方向に間隔を置いて環状に配され各マグネットがその内周に圧入された円筒形状のマグネットカバーによって固定されている回転電機のマグネット固定方法において、
前記マグネットカバーが下型に支持されるとともに、このマグネットカバーの外周に前記複数個のマグネットが周方向に間隔を置いて配され、
上型に保持された前記ヨークが開口部側を前記マグネットカバーに向けられた状態で前記マグネットカバーと同心に配されて前記上型と前記下型とが型締めされ、前記ヨークの内周面によって前記マグネット群の外周面が押される状態で、前記ヨーク内に前記マグネット群および前記マグネットカバーが圧入されることを特徴とする回転電機のマグネット固定方法。
【請求項２】
前記マグネットカバーの外周に配された前記マグネット群がマグネット押さえによって径方向外側から押さえられることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のマグネット固定方法。
【請求項３】
前記マグネットカバーの外周に配された前記マグネット群がマグネット押さえによって軸方向外側から押さえられることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のマグネット固定方法。
【請求項４】
前記マグネットカバーの一端辺に径方向外向きに突設された外側鍔部に小孔が前記マグネットと同数個、前記各マグネットの間隔に対応させてそれぞれ開設しておき、これら小孔に前記下型にそれぞれ突設された各位置決め突起を前記型締めに際してそれぞれ挿通させることにより、前記マグネットの周方向を位置決めさせることを特徴とする請求項１、２または３に記載の回転電機のマグネット固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のマグネット固定方法に関し、特に、電動モータ（以下、モータという。）の固定子や磁石発電機（フライホイールマグネト）の回転子のヨークにマグネットを固定する方法に係り、例えば、自動車の電装品に広く使用されているモータの製造に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形状に形成されたヨークの内周面に複数個のマグネットが周方向に間隔を置いて環状に配され各マグネットがその内周面に圧入された円筒形状のマグネットカバーによって固定されたモータが、自動車の電装品として広く使用されている。
【０００３】
従来のこの種のモータのマグネット固定方法として、例えば、特公平５−５９６６１号公報に記載されている永久磁石回転機のマグネットカバー組込み方法がある。このマグネットカバー組込み方法においては、ヨークが両端の開口した円筒形状に形成されていることを利用する工夫が図られている。すなわち、ヨークの内周面に周方向に間隔を置いて環状に配列された各マグネットが、一端開口から挿入されたマグネット位置決め用治具によって支持され、マグネットカバーがヨークの他端開口からマグネット群の内周面に圧入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したマグネットカバー組込み方法においては、一端が閉塞したヨークが使用されている場合には、ヨークの閉塞面側からマグネット位置決め用治具またはマグネットカバーを挿入することができないため、マグネットカバーを組み込むことができない。
【０００５】
そこで、ヨークの閉塞壁にマグネット位置決め用治具を挿入するための挿入口を開設しておき、当該挿入口からマグネット位置決め用治具を挿入してマグネットを位置決め支持する方法が考えられる。しかし、マグネット位置決め用治具挿入口をシールするためのシール構造をモータの固定子に採用しなければ防水性を確保することができない。
【０００６】
本発明の目的は、閉塞壁を穿孔せずに一端閉塞の円筒形状に形成されたヨークにマグネットを固定することができる回転電機のマグネット固定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】
本発明に係る回転電機のマグネット固定方法は、一端に閉塞壁を有する円筒形状に形成されたヨークの内周面に複数個のマグネットが周方向に間隔を置いて環状に配され各マグネットがその内周に圧入された円筒形状のマグネットカバーによって固定されている回転電機のマグネット固定方法において、
前記マグネットカバーが下型に支持されるとともに、このマグネットカバーの外周に前記複数個のマグネットが周方向に間隔を置いて配され、
上型に保持された前記ヨークが開口部側を前記マグネットカバーに向けられた状態で前記マグネットカバーと同心に配されて前記上型と前記下型とが型締めされ、前記ヨークの内周面によって前記マグネット群の外周面が押される状態で、前記ヨーク内に前記マグネット群および前記マグネットカバーが圧入されることを特徴とする。
【０００８】
前記した手段によれば、ヨークにマグネット群をマグネットカバーによって固定するに際して、マグネット群およびマグネットカバーをヨークに位置決めし、かつ、ヨークへの圧入時の反力を受ける下型がヨークの開口部から挿入され、他方、ヨークが上型に押されて型締めされるため、ヨークの閉塞壁に透孔等の加工を施さなくて済む。したがって、モータの組立後等において固定子のシール状態を確保するのに必要な孔埋め作業等を省略することができ、モータのコストの増加等を回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態であるモータのマグネット固定方法を示す分解斜視図である。図２〜図５はその各工程をそれぞれ示しており、図６は固定後の固定子を示している。
【００１０】
本実施形態において、本発明に係る回転電機のマグネット固定方法は、一端閉塞の円筒形状に形成されたヨークが使用されるモータのマグネット固定方法として構成されている。すなわち、このモータに使用される固定子１０は一端が閉塞した円筒形状に深絞り塑性加工によって一体成形されたヨーク１１を備えており、ヨーク１１の閉塞壁１２には軸受収容部１３が絞り塑性加工によって一体的に膨出成形されている。ヨーク１１の開口部１４の外周には大略菱形形状のフランジ１５が径方向外向きに一体的に成形されており、フランジ１５には挿通孔１６が複数個、エンドブラケットを固定するためのねじ部材を挿通し得るようにそれぞれ開設されている。また、フランジ１５には位置決め孔１７が複数個、所定の位置にそれぞれ開設されている。
【００１１】
ヨーク１１の内周面にはモータの界磁極を形成するためのマグネット１８が４個、周方向に間隔を置かれて添着されている。各マグネット１８は断面が円弧形状の六面体に形成されており、４個のマグネット１８がヨーク１１の内周面に添着された状態で外周面１９が形成する外径Ｄ19は、ヨーク１１の内径と実質的に等しくなるように設定されているとともに、同じく内周面２０が形成する内径Ｄ20は、後記する組付け前のマグネットカバーの本体の外径よりも若干小径になるように設定されている。
【００１２】
マグネットカバー２１はステンレス鋼等の極薄い板材を使用されて、両端に鍔部を有する円筒形状に塑性加工によって一体成形されている。すなわち、円筒形状に形成された本体２２の一端には同心円の円形リング形状に形成された内側鍔部２３が径方向内向きに直角に突設されており、本体２２の他端には同心円の円形リング形状に形成された外側鍔部２４が径方向外向きに直角に突設されている。組付け前の外側鍔部２４の幅はマグネット１８の厚さよりも若干小さく設定されている。外側鍔部２４には小孔２５がマグネット１８と同数個、周方向に間隔を置いて環状に配列されて穿設されており、各小孔２５の周方向の幅は隣合うマグネット１８、１８間の隙間よりも若干大きく設定されている。外側鍔部２４の外周端辺には短尺円筒形状に形成された剛性付与部２６が軸方向外向きに同心に突設されている。そして、マグネットカバー２１の本体２２には周方向の位置決めのための膨出部（以下、周方向位置決め膨出部という。）２７と、軸方向の位置決めのための膨出部（以下、軸方向位置決め膨出部という。）２８とが、後述するマグネット固定方法によってそれぞれ膨出成形される。
【００１３】
本実施形態において、モータのマグネット固定方法は次のように構成されているマグネット固定装置によって実施される。本実施形態に係るマグネット固定装置３０はプレス装置（図示せず）によって互いに型締めされる上型および下型を備えている。上型３１はヨーク１１の外径よりも若干大径の内径を有する釣り鐘形状に形成されており、ヨーク１１の閉塞壁１２に当接して上側から押し下げるようになっている。上型３１の上面にはプレス装置のラムに連結するための連結部３２が突設されている。また、上型３１の胴部にはシリンダ装置または電磁プランジャ装置等によって構成されたヨーク保持装置３３が一対、連結部３２に干渉しない位置に互いに１８０度の位相差をもってそれぞれ据え付けられている。両ヨーク保持装置３３、３３はヨーク１１の胴部を両脇から挟んで保持するように構成されている。
【００１４】
下型３４は円盤形状に形成されて土台に固定されたベース３５を備えており、ベース３５の上面には大径部３７と小径部３８との二段円柱形状に形成された支柱３６が同心円に立設されている。支柱３６の大径部３７と小径部３８との間の段部によって円形リング形状の受け部３９が水平に形成されており、受け部３９はマグネットカバー２１の外側鍔部２４を受けるように構成されている。受け部３９の上面には位置決め突起４０が４個、周方向に間隔を置いて軸方向に上向きに突設されており、各位置決め突起４０はマグネットカバー２１の外側鍔部２４に開設された４個の小孔２５にそれぞれ挿通するように構成されている。支柱３６の上面にはゴムまたは樹脂によって円盤形状に形成された弾性体４１が、焼き付け等によって固着されている。
【００１５】
そして、小径部３８の外径はマグネットカバー２１の本体２２の内径よりも若干だけ小径に設定されており、大径部３７の外径はマグネットカバー２１の剛性付与部２６の内径よりも若干小径に設定されている。
【００１６】
ベース３５の上面における支柱３６の外側にはスプリングシート４２が環状溝形状に同心円に没設されており、スプリングシート４２には圧縮コイルスプリング（以下、スプリングという。）４３が載置されている。スプリング４３の上端には円形リング形状に形成された押さえリング４４が水平に据え付けられており、押さえリング４４はその内周が支柱３６の大径部３７と小径部３８を跨ぎ、その上面がヨーク１１のフランジ１５の下面に対向するように形成されている。ベース３５の上面におけるスプリングシート４２の外側にはガイドポール４５が位置決め突起４０に対して所定の位置に配置されて、垂直方向上向きに突設されており、ガイドポール４５はヨーク１１の一方の挿通孔１６を挿通し得るように構成されている。
【００１７】
支柱３６の外側には略半円形に形成されたマグネット押さえ４６が一対、受け部３９の上面に対向する高さから上側にわたる水平面内において互いに腹合わせの状態で径方向に進退自在に配置されており、両マグネット押さえ４６、４６はシリンダ装置や電磁プランジャ装置（図示せず）によって進退駆動されるように構成されている。
【００１８】
次に、前記構成に係るマグネット固定装置を使用した場合の本発明の一実施形態であるモータのマグネット固定方法を説明する。
【００１９】
図２に示されているように、マグネットカバー２１が外側鍔部２４を下側にした状態で、下型３４の支柱３６の小径部３８に被せられる。この際、マグネットカバー２１の剛性付与部２６が支柱３６の大径部３７に嵌合されるとともに、外側鍔部２４に開設された４個の小孔２５に受け部３９に突設された各位置決め突起４０がそれぞれ挿入され、外側鍔部２４が受け部３９に受けられた状態になる。この状態において、マグネットカバー２１の内側鍔部２３が支柱３６の上面の弾性体４１に当接した状態になる。
【００２０】
続いて、４個のマグネット１８がマグネットカバー２１の外側鍔部２４における各隣合う位置決め突起４０、４０の間にそれぞれ立てられて環状に並べられる。この際、各マグネット１８はその下端部外周面が押さえリング４４の内周面に当接して仮に保持された状態になる。また、マグネット１８は各位置決め突起４０によって下型３４に周方向に位置決めされた状態になる。次に、並べられた４個のマグネット１８は一対のマグネット押さえ４６、４６によって径方向外側から押さえられることにより、径方向外側への横倒れを防止された状態になる。
【００２１】
一方、図３に示されているように、ヨーク１１は上型３１に一対のヨーク保持装置３３、３３によって挟持された状態で、下型３４の支柱３６の真上に同心円に配置される。この際、ヨーク１１の所定の挿通孔１６に下型３４のガイドポール４５が挿入されて、マグネット１８に対するヨーク１１の位置合わせが確保される。
【００２２】
次いで、図４に示されているように、上型３１がプレス装置によって徐々に下降されると、ヨーク１１は挿通孔１６をガイドポール４５に案内されながらヨーク１１が押し下げられて行く。この際、ヨーク１１のフランジ１５の内周部が各マグネット１８の上端外周角部に当接すると、各マグネット１８の上端外周角部が上端面に向かって小さくなるような傾斜面（錘面）になっており、かつ、ヨーク１１のフランジ部１５の内周部すなわちフランジ１５と筒部との角部が曲面になっているので、各マグネット１８はヨーク１１の軸心を拾い、マグネットカバー２１を径方向内向きに押しながらヨーク１１内に圧入され始める。ヨーク１１が押し下げられると、マグネット１８群およびマグネットカバー２１は下型３４の受け部３９に受けられているため、ヨーク１１は内周面でマグネット１８群を径方向内向きに押しながらマグネット１８群の外周面１９を摺動して行く。このヨーク１１のマグネット１８群およびマグネットカバー２１との相対移動に際して、マグネット１８群を押さえている一対のマグネット押さえ４６、４６が邪魔になるため、両マグネット押さえ４６、４６はシリンダ装置によって径方向外向きにそれぞれ後退される。
【００２３】
このようにヨーク１１とマグネット１８群およびマグネットカバー２１との相対移動に伴って、マグネット１８群およびマグネットカバー２１がヨーク１１に圧入されて行くと、圧入前のマグネット１８群の外周面１９が規定する外径Ｄ19はヨーク１１の内径よりも若干だけ大径に設定され、圧入後のマグネット１８群の内周面２０が規定する内径Ｄ20は圧入前のマグネットカバー２１の本体２２の外径よりも若干だけ小径に設定されているため、マグネット１８群がヨーク１１によって径方向内向きに押されるとともに、各マグネット１８によってマグネットカバー２１の本体２２が径方向内向きに押される状態になる。
【００２４】
その結果、マグネットカバー２１の本体２２は各マグネット１８によって膨出された状態になり、マグネットカバー２１の本体２２の各隣合うマグネット１８、１８間には周方向位置決め膨出部２７が形成される。このマグネットカバー２１の周方向位置決め膨出部２７によって各マグネット１８は周方向について回り止めされた状態になる。また、マグネットカバー２１の本体２２の弾性力はマグネット１８群をヨーク１１の内周面に押し着けて締結した状態になるため、ヨーク１１、マグネット１８群およびマグネットカバー２１は一体化した状態になる。なお、支柱３６の小径部３８の外径がマグネットカバー２１の本体２２の内径よりも若干だけ小径に設定されているため、マグネット１８が小径部３８に押し付けられることにより割れることは防止することができる。
【００２５】
図５に示されているように、ヨーク１１が上型３１によって最終行程迄押し下げられると、弾性体４１はヨーク１１の閉塞壁１２によってマグネットカバー２１の内側鍔部２３を介して圧縮されて径方向外向きに膨出される。この弾性体４１の膨出によってマグネットカバー２１の本体２２における内側鍔部２３との接続部分が膨出変形され、軸方向位置決め膨出部２８が環状に形成される。このマグネットカバー２１の軸方向位置決め膨出部２８は各マグネット１８におけるヨーク底壁側の内側肩部に係合した状態になるため、各マグネット１８はマグネットカバー２１の軸方向位置決め膨出部２８と外側鍔部２４との間で軸方向の位置を規制された状態になる。
【００２６】
ここで、剛性付与部２６は圧入前には外径がヨーク１１の内径よりも若干大きく設定されており、ヨーク１１に圧入されることによってマグネットカバー２１をヨーク１１の内周に固定された状態になることにより、マグネットカバー２１に位置決めされたマグネット１８をヨーク１１に固定させた状態になる。
【００２７】
その後、両ヨーク保持装置３３、３３がヨーク１１の胴部を挟持した状態で、上型３１がプレス装置によって上昇され、マグネット１８群をマグネットカバー２１によって固定されたヨーク１１が下型３４から離脱される。以上のようにして、図６に示されている前記構成に係る固定子１０が製造されたことになる。
【００２８】
本実施形態によれば、ヨーク１１にマグネット１８群をマグネットカバー２１によって固定するに際して、マグネット１８群およびマグネットカバー２１をヨーク１１に位置決めし、かつ、ヨーク１１への圧入時の反力を受ける下型３４がヨーク１１の開口部１４から挿入され、他方、ヨーク１１が上型３１に押されて型締めされるため、ヨーク１１の閉塞壁１２に透孔等の加工を施さなくて済む。したがって、モータの組立後等において固定子１０のシール状態を確保するために、ヨーク１１の透孔を埋める等のシール構造を採用する必要性を未然に回避することができ、モータのコストの増加等を防止することができる。
【００２９】
図７以降は本発明の他の実施形態であるモータのマグネット固定方法を示している。
【００３０】
本実施形態２が前記実施形態１と異なる点は、押さえリング４４Ａがマグネット１８群の横倒れを防止するマグネット押さえを兼用するように構成されている点にある。すなわち、押さえリング４４Ａは下型３４側からマグネット１８群を押さえるように、前記実施形態よりもさらに上型３１側寄りに受け部３９の上方に延長されている。
【００３１】
本実施形態２によれば、マグネット押さえ４６およびその駆動装置を省略することができるため、マグネット固定装置の構成を簡単化することができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施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において、種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３３】
例えば、上型を可動に構成するに限らず、下型を可動に構成してもよい。
【００３４】
ヨークの外周に凹部を設け、この凹部を拾ってヨークを上型に位置決めするように構成すれば、ガイドポールは省略することができる。ガイドポールを省略することにより、フランジの仕様が異なるヨークにマグネットを固定する場合であっても型を交換しなくて済むため、生産性をより一層高めることができる。
【００３５】
前記実施形態においては、モータの固定子におけるヨークへのマグネットの固定方法について説明したが、これに限定されるものではなく、磁石発電機の回転子におけるヨークへのマグネットの固定方法等の回転電機のマグネット固定方法全般に適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヨークにマグネット群をマグネットカバーによって固定するに際して、マグネット群およびマグネットカバーをヨークに位置決めし、かつ、ヨークへの圧入時の反力を受ける下型がヨークの開口部から挿入され、他方、ヨークが上型に受けられて型締めされるため、ヨークの底壁に透孔等の加工を施さなくて済む。したがって、モータの組立後等において固定子のシール状態を確保するために、ヨークの透孔を埋める等のシール構造を採用する必要性を未然に回避することができ、モータのコストの増加等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるモータのマグネット固定方法を示す一部省略分解斜視図である。
【図２】マグネットおよびマグネットカバーのセット工程を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図３】ヨークのセット工程を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図４】圧入の初期工程を示しており、（ａ）は一部省略一部切断平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図５】圧入の終期工程を示しており、（ａ）は一部省略一部切断平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図６】固定後のヨークを示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）一部切断底面図である。
【図７】本発明の他の実施形態であるモータのマグネット固定方法におけるマグネットおよびマグネットカバーのセット工程を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図８】ヨークのセット工程を示しており、（ａ）は一部省略一部切断平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【図９】圧入の終期工程を示しており、（ａ）は一部省略一部切断平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【符号の説明】
１０…モータの固定子、１１…ヨーク、１２…閉塞壁、１３…軸受収容部、１４…開口部、１５…フランジ、１６…挿通孔、１７…位置決め孔、１８…マグネット、１９…外周面、２０…内周面、２１…マグネットカバー、２２…本体、２３…内側鍔部、２４…外側鍔部、２５…小孔、２６…剛性付与部、２７…周方向位置決め膨出部、２８…軸方向位置決め膨出部、３０…マグネット固定装置、３１…上型、３２…連結部、３３…ヨーク保持装置、３４…下型、３５…ベース、３６…支柱、３７…大径部、３８…小径部、３９…受け部、４０…位置決め突起、４１…弾性体、４２…スプリングシート、４３…圧縮コイルスプリング、４４…押さえリング、４５…ガイドポール、４６…マグネット押さえ。
【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】
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【図８】
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【図９】
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