(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状素材（Ｗ０）を絞り成形加工してなる筒部（１１）及び底部（１２）と、
前記筒部（１１）及び底部（１２）を成形する前に板状素材（Ｗ０）の軸受収容部形成部（１９ａ）を薄肉に張り出し成形加工し、後の成形加工で該軸受収容部形成部（１９ａ）を成形加工してなる軸受収容部（１６）と、
前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を備え、
前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを特徴とする回転電機のヨーク。
【請求項２】
板状素材（Ｗ０）を絞り成形加工してなる筒部（１１）及び底部（１２）と、
前記筒部（１１）及び底部（１２）を成形する途中で板状素材（Ｗ０）の軸受収容部形成部（１９ａ）を薄肉に張り出し成形加工し、後の成形加工で該軸受収容部形成部（１９ａ）を成形加工してなる軸受収容部（１６）と、前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を備え、前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを特徴とする回転電機のヨーク。
【請求項３】
板状素材（Ｗ０）を多段階でプレス加工することにより一端が開口する有底筒状に成形され、筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）が設けられ、底部（１２）中央に軸受収容部（１６）が設けられ、前記マグネット装着部（１３）よりも前記軸受収容部（１６）を薄くする回転電機のヨークの製造方法であって、
前記板状素材（Ｗ０）を、前記筒部（１１）に形成すべく筒部形成部（１８）と前記底部（１２）に形成すべく底部形成部（１９）とを有する有底円筒状の第１のヨーク粗材（Ｗ１）に絞り成形させる絞り成形工程と、
前記第１のヨーク粗材（Ｗ１）を、前記絞り成形工程の絞り方向と同じ方向に向かって、前記軸受収容部（１６）に形成すべく軸受収容部形成部（１９ａ）が薄肉に形成された第２のヨーク粗材（Ｗ２）に張り出し成形させる張り出し成形工程と、
前記第２のヨーク粗材（Ｗ２）を、前記軸受収容部形成部（１９ａ）に前記軸受収容部（１６）となる凹部（１７）が形成された第３のヨーク粗材（Ｗ３）にボス整形させるボス整形工程と、
加工の終盤で前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を形成する段部成形工程と、を備え、
前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、本発明は回転電機のヨーク及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、モータヨークにおいては、モータの磁気特性を向上するためにそのマグネット装着部の板厚を厚くする必要がある。その方法の一つとしては、マグネット装着部の磁気特性上に必要な板厚と同じ厚さの板材にてヨークを成形加工する製造方法が考えられるが、厚肉の素材を使用するためマグネット装着部以外のその他の部分でも厚肉となりヨーク全体の重量が増加されてしまう。これは、モータの軽量化を図る上の問題点となっていた。
【０００３】
そこで、従来では、図１０に示すヨークのマグネット装着部におけるヨーク筒部にリング状に加工した別部品をかぶせる方法を使用していた。詳述すると、図１０で示す方法においては、まず、薄肉板材にて所定形状のヨーク筒部４１を成形する。その後、予め作られヨーク筒部４１の外径と等しい内径を有し、前記ヨーク筒部４１のマグネット装着部４２と同じ高さを有する鉄製リング状部材４３を該ヨーク筒部４１の外周面４０ａを覆うように取り付ける。そして、マグネット装着部４２におけるヨーク４０の磁気特性上の板厚が増厚される。
【０００４】
また、図示しないが、従来では、マグネット装着部を含むヨーク筒部の板厚を厚くする増厚絞り加工の方法を使用していた。
さらに、図１１に示すようにヨークの軸受収容部とは反対側の開口端にはフランジ部５１を有し、そこに回転軸が貫通するエンドカバー６０が装着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示す方法では、マグネット装着部４２の板厚を、磁気特性上において板材板厚の２倍又は２倍以上に増加できるが、ヨーク４０は２部品でできて、部品点数が多くなるとともに２部品の組み付けが必要となり、モータのコストアップに繋がり問題点となった。また、２部品の製造精度が悪いと２部品間に隙間が生じ塗装が困難であることから、２部品間の隙間から腐食するおそれがあった。
【０００６】
一方、その問題を解決する増厚絞り加工の方法では、何回もの圧縮加工により、開口端のフランジ部が厚くなり、エンドカバーが装着される部分は板厚が厚いほどヨーク内周からフランジ部にかけて大きなダレが発生してしまう。そのため、エンドカバーとの嵌合面を確保する方法としてエンドカバーの嵌合部を長くしたり、切削加工をしたりする方法があるが、同軸精度の悪化やコスト高になってしまう問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、容易に軽量化することができ、製造コストの低減を図るとともに、簡単な方法でヨークとエンドカバーの同軸精度を向上させることができる回転電機のヨークとその製造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】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、板状素材（Ｗ０）を絞り成形加工してなる筒部（１１）及び底部（１２）と、前記筒部（１１）及び底部（１２）を成形する前に板状素材（Ｗ０）の軸受収容部形成部（１９ａ）を薄肉に張り出し成形加工し、後の成形加工で該軸受収容部形成部（１９ａ）を成形加工してなる軸受収容部（１６）と、前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を備え、前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、板状素材（Ｗ０）を絞り成形加工してなる筒部（１１）及び底部（１２）と、前記筒部（１１）及び底部（１２）を成形する途中で板状素材（Ｗ０）の軸受収容部形成部（１９ａ）を薄肉に張り出し成形加工し、後の成形加工で該軸受収容部形成部（１９ａ）を成形加工してなる軸受収容部（１６）と、前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を備え、前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、板状素材（Ｗ０）を多段階でプレス加工することにより一端が開口する有底筒状に成形され、筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）が設けられ、底部（１２）中央に軸受収容部（１６）が設けられ、前記マグネット装着部（１３）よりも前記軸受収容部（１６）を薄くする回転電機のヨークの製造方法であって、
前記板状素材（Ｗ０）を、前記筒部（１１）に形成すべく筒部形成部（１８）と前記底部（１２）に形成すべく底部形成部（１９）とを有する有底円筒状の第１のヨーク粗材（Ｗ１）に絞り成形させる絞り成形工程と、前記第１のヨーク粗材（Ｗ１）を、前記絞り成形工程の絞り方向と同じ方向に向かって、前記軸受収容部（１６）に形成すべく軸受収容部形成部（１９ａ）が薄肉に形成された第２のヨーク粗材（Ｗ２）に張り出し成形させる張り出し成形工程と、前記第２のヨーク粗材（Ｗ２）を、前記軸受収容部形成部（１９ａ）に前記軸受収容部（１６）となる凹部（１７）が形成された第３のヨーク粗材（Ｗ３）にボス整形させるボス整形工程と、加工の終盤で前記筒部（１１）の開放端部に形成されるフランジ部（５１）の屈曲部（５０）にエンドカバー装着用の段部（５２）を形成する段部成形工程と、を備え、前記軸受収容部（１６）を含む底部（１２）は、その板厚が前記筒部（１１）の内側面にマグネット（Ｍ）を装着するためのマグネット装着部（１３）の板厚より薄肉に形成されていることを要旨とする。
【００１１】
（作用）
請求項１〜３に記載の発明によれば、マグネット装着部を除く他の部分を薄肉に成形することで、回転機器のヨークは容易に軽量化され、軸受収容部形成部がより簡単に薄く成形され、さらに簡単にヨークとエンドカバーとの同軸精度を保つことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を回転電機としてのモータに具体化した第１の実施形態を図１〜図９に従って説明する。図１は、本実施形態のモータヨークの断面図である。図２は、モータヨークを成形するための板状素材の断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のモータヨーク（以下、単にヨークという）１０は、有底円筒状に形成され、筒部１１と底部１２を備えている。
前記筒部１１は、厚肉に形成されたマグネット装着部１３と、薄肉に形成された開口部１４と、前記マグネット装着部１３と底部１２との間で薄肉に形成された肩部１５を備えている。また、前記底部１２は、バルジ形状を成し、中央に軸受収容部１６が設けられている。前記底部１２は、薄肉に形成され、その厚さが前記開口部１４及び肩部１５の厚さとほぼ同じであり、この実施例では共に前記マグネット装着部１３の厚さの略半分（１／２）となっている。
【００１４】
また、本実施形態では、マグネット装着部１３は、その軸方向長さが前記筒部１１の内周面に装着されるマグネットＭ（図１において２点鎖線で示す）の軸方向長さよりやや長くなるよう形成されている。
【００１５】
本実施形態のヨーク１０は、図２に示す鉄からなる板状素材Ｗ０を、多段階（６つの成形工程）でプレス加工することにより成形されている。前記板状素材Ｗ０は、その板厚ｔ０が前記マグネット装着部１３の板厚と略同じに設定されている。
【００１６】
以下、板状素材Ｗ０にてヨーク１０を成形する製造方法について図３〜図９に従って説明する。
「張り出し成形工程」
この成形工程においては、図３に示すように、板状素材Ｗ０をホルダー２１と第１のクッションプレート２２ａとで通常レベルより強い挟持力で挟み込む。次に、挟み込まれた板状素材Ｗ０を第２のダイ２６にてさらに挟み込み、予め定めた後工程（絞り成形）の絞り方向と同じ方向（図３で示す上方）に向かって第１のパンチ２７にて第１のヨーク粗材Ｗ１に張り出し成形させる。これにより、第１のヨーク粗材Ｗ１の軸受収容部形成部１９ａが厚さｔ１に薄肉化（減厚）される。
【００１７】
「絞り成形工程」
次に、前記第２のダイ２６と張り出しパンチ２７を抜き出し、図４に示すように、第１のヨーク粗材Ｗ１をホルダー２１と第１のクッションプレート２２ａとで通常レベルの挟持力で挟み込み、予め定めた絞り方向（図４で示す上方）に向かって第２のパンチ２３にて第２のヨーク粗材Ｗ２に絞り成形させる。これにより、筒部形成部１８と、厚さが板状素材Ｗ０の厚さｔ０と同じなる筒部形成部１８が成形されるとともに、軸受収容部形成部１９ａが厚さｔ２（＜ｔ１）にさらに薄肉化（減厚）される。
【００１８】
続いて、図５に示すように、第２のヨーク粗材Ｗ２を前記ホルダー２１と第１のクッションプレート２２ａとで通常レベルより強い挟持力で挟み込む。そして、挟み込まれた第２のヨーク粗材Ｗ２を、第２のダイとしてのボス整形ダイ２８と第３のパンチとしてのボス整形パンチ２９とで第３のヨーク粗材Ｗ３にボス整形させる。前記ボス整形パンチ２９の中央には、前記軸受収容部１６の内寸法に対応する外形寸法を有する凸部２９ａが設けられている。そして、このボス整形によって、第３のヨーク粗材Ｗ３の底部形成部１９は、バルジ形状に形成され厚さｔ３に薄肉化（減厚）され、その底部形成部１９に厚さｔ４を有し前記軸受収容部１６となる凹部１７が形成される。なお、前記厚さｔ３と厚さｔ４を同じに設定してもよい。
【００１９】
「胴部絞り成形工程」
その後、前記ボス整形ダイ２８とボス整形パンチ２９を抜き出し、図６に示すように、第４のパンチ３０とノックアウト３１とで第４のヨーク粗材Ｗ４を挟み込んでから、前記ホルダー２１及び第１のクッションプレート２２ａを抜き出す。そして、第４のヨーク粗材Ｗ４を、第２のクッションプレート２２ｂと、第４のパンチ３０及び第１のノックアウト３１とで強く挟み込む状態で、第３のダイとしての円筒状の胴部絞りダイ３２にて外周から第４のヨーク粗材Ｗ４に絞り成形させる。前記第４のパンチ３０は、前記筒部１１の内径よりやや大きな外径を有する円筒部３０ａと、該円筒部３０ａの先端中央に形成され前記凸部２９ａと同じ外形寸法の凸部３０ｂとを備えている。そして、この胴部絞り成形によって、前記底部形成部１９を底部１２に成形し、前記筒部形成部１８を筒部１１に成形する。
【００２０】
「しごき整形工程」
最後に、前記第１のノックアウト３１を抜き出し、図７に示すように、第４のヨーク粗材Ｗ４を、第２のノックアウト３３と第３のクッションプレート２２ｃとで挟み込み、前記第４のパンチ３０及び胴部絞りダイ３２を抜き出す。前記第２のノックアウト３３は、前記第１のノックアウト３１の外径より小さく且つ前記肩部１５の外径と同じ外径を有する。そして、上記のように挟み込まれた第４のヨーク粗材Ｗ４を、第５のパンチ３４と第４のダイ３５とで第５のヨーク粗材Ｗ５にしごき整形させる。前記第５のパンチ３４は、前記開口部１４の内径と同じ外径を有する大径部３４ａと、前記マグネット装着部１３及び肩部１５の内径と同じ外径を有する小径部３４ｂと、前記凸部２９ａと同じ外形寸法を有する凸部３４ｃとを備えている。また、前記第４のダイ３５は、前記筒部１１の外形形状に形成した内面を有している。そして、このしごき整形によって、第５のヨーク粗材Ｗ５を、前記筒部１１と同じ形状及び寸法の筒部形成部１８、及び前記底部１２と同じ形状及び寸法の底部形成部１９を有する有底筒状に整形する。なお、前記開口部１４の厚さｔ５を、前記厚さｔ３及び厚さｔ４と同じに設定してもよい。そして図７に示すように絞り加工の終盤の工程で第５のパンチ３４の段部形成部３４ｃにより筒部とフランジ部５１との屈曲部５０に段部５２を形成する。この段部５２は図８のように複数箇所形成する。この図８は、ヨークの開口部側すなわち図７の矢印Ａ方向から見た図である。勿論、段部５２は円周上すべて連続して形成してもよい。さらにこの段部５２の形状を限定することなく略長方形状あるいは半円形状その他エンドカバー６０が嵌合できる形状であれば差し支えない。エンドカバー６０もこの形状にあわせて図示しない突起部が形成され、この段部５２に嵌合されて回り止め、位置決めされる。この段部５２は実施例で４箇所としたが複数箇所であれば段部の個数は問わない。
【００２１】
本実施形態では、板状素材Ｗ０をその軸受収容部形成部１９ａが薄肉に形成されるよう張り出し加工してから、筒部形成部１８及び底部形成部１９を形成するための絞り成形加工を行うようにした。これによれば、軸受収容部形成部１９ａの肉厚をより簡単に薄くすることができる。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態は次のように変更してもよい。
○板状素材Ｗ０の軸受収容部形成部１９ａを薄肉に成形する成形工程を図９に示すように実施してもよい。これは、板状素材Ｗ０をホルダー２１と第１のクッションプレート２２ａとで通常レベルより強い挟持力で挟み込む。次に、挟み込まれた板状素材Ｗ０を第１のダイ２４にてさらに挟み込み、予め定めた後工程（絞り成形）の絞り方向（図３で示す上方）と逆の方向（図３で示す下方）へ向かって逆張り出しパンチ２５にて第１のヨーク粗材Ｗ１に逆張り出し成形させる。
【００２３】
○筒部１１の横断面を円形リング状以外、例えば略四角形リング状、楕円形リング状等に形成して実施してもよい。
○マグネット装着部１３の軸方向長さを、該マグネット装着部１３に対応して筒部１１の内周面に装着されるマグネットＭの軸方向長さと同じにしてもよい。
【００２４】
○底部１２を、２段のバルジ形状に成形してもよい。
○本発明をモータ以外のその他の回転電機に具体化して実施してもよい。
○フランジ部５１の屈曲部５０に形成される段部５２は全周に形成してもよいし、複数部分設けてもよい。その段部の形状は略半円形でもよいし、四角形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のモータヨークの要部断面図。
【図２】  モータヨークを成形するための板状素材の断面図。
【図３】  モータヨークを成形する張り出し成形工程を示す断面図。
【図４】  モータヨークを成形する絞り成形工程を示す断面図。
【図５】  モータヨークを成形するボス整形工程を示す断面図。
【図６】  モータヨークを成形する胴部絞り成形工程を示す断面図。
【図７】  モータヨークを成形するしごき整形工程を示す断面図。
【図８】  図７におけるＡ方向から見た図。
【図９】  上記張り出し成形工程の別例を示す断面図。
【図１０】従来のモータヨークの要部断面図。
【図１１】従来のモータヨークのエンドカバー装着した要部断面図。
【符号の説明】
１０…モータヨーク、１１…筒部、１２…底部、１３…マグネット装着部、１４…開口部、１５…肩部、１７…凹部、１８…筒部形成部、１９…底部形成部、１９ａ…軸受収容部形成部、５０…屈曲部、５１…フランジ部、５２…段部、Ｗ０…板状素材、ｔ０…板状素材Ｗ０の板厚、Ｗ１…第１のヨーク粗材、Ｗ２…第２のヨーク粗材、Ｗ３…第３のヨーク粗材、Ｗ４…第４のヨーク粗材、Ｗ５…第５のヨーク粗材。
【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】
0003797945.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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