JPH07336966A - ロータ用磁石の被覆方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外周に複数の永久磁石が配設されたロータに、
前記永久磁石を被覆して円筒部材を確実かつ効率的に装
着させることを可能にする。 【構成】円筒部材２８が配設される内周面３２を有した
第１ケーシング部材３４と、この第１ケーシング部材３
４に対して相対的に移動可能な第２ケーシング部材３６
と、前記第１ケーシング部材３４と前記第２ケーシング
部材３６を密封状態に結合させるクランプ手段３８と、
油圧を介して前記円筒部材２８を前記内周面３２に押圧
させることにより該円筒部材２８を拡径させるための流
体供給手段４０と、前記円筒部材２８を拡径させた状態
で、前記ロータ１６を該円筒部材２８内に圧入させるた
めの駆動手段４２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を被覆してロ
ータに円筒部材を装着させるためのロータ用磁石の被覆
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータは、一般的に、所定の相数に対応
する巻線が設けられたステータコア（固定子鉄心）と、
外周面に複数の永久磁石が設けられてこのステータコア
内に回転可能に配設されるロータとを備えている。この
種のロータは、通常、シャフト（回転軸）とヨークとこ
のヨークの外周面に所定角度ずつ離間して配設された複
数個の永久磁石とを備えるとともに、前記永久磁石は、
繊維強化樹脂製の円筒部材に被覆されることにより前記
ヨークの外周面に押圧保持されている。

【０００３】この場合、永久磁石をヨークの外周面に確
実に押圧保持させるためには、円筒部材を前記永久磁石
に強力に密着させる必要があるが、これにより、前記円
筒部材の直径がロータの直径よりもかなり小径に設定さ
れることになる。このため、円筒部材の装着作業、すな
わち、永久磁石の被覆作業が相当に煩雑なものとなって
しまう。

【０００４】そこで、特開昭５５−１１１６４５号公報
に開示されているように、未着磁のマグネットを複数個
一列状に並べて着磁位置へ移送する手段と、この移送さ
れた複数個の未着磁のマグネットを所定状態に着磁する
手段と、この着磁された複数個のマグネットを円筒状に
変換する手段と、この円筒状に変換されたマグネットを
その円筒の軸心方向に押し出してロータケース内に同時
に挿入する手段とからなるマグネット自動挿入装置が知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術では、複数個のマグネットが治具を介してロータケ
ース内に同時に挿入されて接着剤で固定されている。こ
のため、ヨークの外周面にマグネットを密着させるため
には、ロータケース内に固定されたマグネットの内方に
前記ヨークを圧入させなければならない。従って、ヨー
クの圧入作業が相当に煩雑なものとなってしまうという
問題が指摘されている。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、外周に複数の永久磁石が配設されたロータ
に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を確実かつ効率的
に装着させることが可能なロータ用磁石の被覆方法およ
び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、中央に回転軸が設けられ外周に複数の
永久磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロー
タに、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるた
めのロータ用磁石の被覆方法であって、 前記円筒部材を、第１ケーシング部材の内周面との間に
間隙を形成して配置させる工程と、 第２ケーシング部材と前記第１ケーシング部材の間に前
記ロータを配設させた状態で、前記第１ケーシング部材
と前記第２ケーシング部材を密封状態に結合させる工程
と、 前記第１および第２ケーシング部材が密封結合された状
態で、流体圧を介して前記第１ケーシング部材の内周面
に前記円筒部材を押圧保持させることにより、該円筒部
材を拡径させる工程と、 前記円筒部材が拡径された状態で、前記ロータを該円筒
部材内に挿入させる工程と、 前記流体を排出させて前記円筒部材を縮径させることに
より、該円筒部材で前記永久磁石を被覆させる工程と、 を有することを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明は、中央に回転軸が設けら
れ外周に複数の永久磁石が所定の角度間隔ずつ離間して
配設されたロータに、前記永久磁石を被覆して円筒部材
を装着させるためのロータ用磁石の被覆装置であって、 前記円筒部材を挿入配置させるとともに該円筒部材の外
周面との間に間隙が形成される内周面を有した第１ケー
シング部材と、 前記第１ケーシング部材に対して相対的に移動可能な第
２ケーシング部材と、 前記第１ケーシング部材と前記第２ケーシング部材を、
前記円筒部材および前記ロータを収容して密封状態に結
合させるクランプ手段と、 流体圧を介して前記円筒部材を前記内周面に押圧させる
ことにより該円筒部材を拡径させるための流体供給手段
と、 前記円筒部材を拡径させた状態で、前記ロータを該円筒
部材内に圧入させるための駆動手段と、 を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法および装
置では、第１および第２ケーシング部材が、円筒部材お
よびロータを収容して密封結合された状態で、流体圧を
介して前記第１ケーシング部材の内周面に円筒部材を押
圧保持させることにより、前記円筒部材が拡径される。
この状態で、ロータが円筒部材側に押圧されると、前記
ロータは、前記円筒部材の内部に容易かつ円滑に挿入さ
れ、次いで、流体圧が解除されることにより、該円筒部
材が縮径して永久磁石をヨークの外周面に確実に密着保
持させることができる。

【００１０】

【実施例】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法および
装置について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１１】図１において、参照数字１０は、モータを
示し、このモータ１０は、三相の巻線１２ａ〜１２ｃが
装着されるステータコア１４と、このステータコア１４
の中空部１４ａに回転可能に配設されるロータ１６とを
備える。

【００１２】ステータコア１４は、積層された複数枚の
鋼板１８が一体的に接着されて形成されており、このス
テータコア１４の内周面には、巻線１２ａ〜１２ｃを配
設させるための複数のスロット２０が所定角度間隔離間
しかつ軸方向に並列して設けられる。

【００１３】ロータ１６は、シャフト（回転軸）２２と
ヨーク２４とこのヨーク２４の外周面に所定角度ずつ離
間して接着された複数個の永久磁石２６とを備え、円筒
部材２８が、本実施例に係る被覆装置３０を介して前記
永久磁石２６を被覆した状態でこのロータ１６に装着さ
れる。円筒部材２８は、繊維強化樹脂をワインディング
することにより形成されている。

【００１４】図２および図３に示すように、本実施例に
係る被覆装置３０は、円筒部材２８を挿入配置させると
ともにこの円筒部材２８の外周面との間に間隙Ｈが形成
される内周面３２を有した第１ケーシング部材３４と、
この第１ケーシング部材３４に対して相対的に移動可能
な第２ケーシング部材３６と、前記第１ケーシング部材
３４と前記第２ケーシング部材３６を、前記円筒部材２
８およびロータ１６を収容して密封（液密）状態に結合
させるクランプ手段３８と、油圧（流体圧）を介して前
記円筒部材２８を前記内周面３２に押圧させることによ
り該円筒部材２８を拡径させるための流体供給手段４０
と、前記円筒部材２８を拡径させた状態で、前記ロータ
１６を該円筒部材２８内に圧入させるための駆動手段４
２とを備える。

【００１５】第１ケーシング部材３４は、基台４３に保
持されており、上方に開口部４４を有する略有底円筒状
に構成され、この開口部４４に突起部４６が設けられ
る。突起部４６の内周面に逃げ溝４８が周回形成される
とともに、この突起部４６の下端側には、外方に突出し
て係止用フランジ部５０が設けられ、内方に突出してリ
ング状支持部５１が設けられる（図５参照）。

【００１６】第１ケーシング部材３４の下端側には、水
平方向に向かって流体供給手段４０を構成する流体通路
５２が形成され、この流体通路５２に一端が接続された
管路５４の他端が、コントローラ５６を介して油圧ポン
プ５８に接続される（図２参照）。流体通路５２は、孔
部６０を介して第１ケーシング部材３４内に連通してお
り、この孔部６０には、駆動手段４２を構成する下側セ
ット部材６２がＯリング６３を介して液密に保持された
状態で摺動自在に挿入される（図５参照）。この下側セ
ット部材６２は、略円柱状を有しており、その上端部に
大径部６４が設けられる。下側セット部材６２の下端部
には、押し上げシリンダ６６から上方に延びているロッ
ド６８が連結される一方、この押し上げシリンダ６６
は、管路６７ａ、６７ｂを介してコントローラ５６に接
続されている。

【００１７】第２ケーシング部材３６は、後述する旋回
ユニットに保持されており、下方に開口部６９を有する
略有底円筒状に構成され、その下端部には、外方に突出
して係止用フランジ部７０が設けられる。第２ケーシン
グ部材３６の上端側に、駆動手段４２を構成する上側セ
ット部材７２がＯリング７３（図７参照）を介して液密
に保持された状態で摺動自在に挿入されるとともに、こ
の上側セット部材７２は、旋回ユニット（後述する）に
装着された圧入シリンダ７４から下方に延びているロッ
ド７６に連結される。

【００１８】上側セット部材７２の下端には、大径部７
８が設けられ、この大径部７８が第２ケーシング部材３
６の上端面に係合してこの第２ケーシング部材３６を保
持している。圧入シリンダ７４は、管路７９ａ、７９ｂ
を介してコントローラ５６に接続されている。

【００１９】クランプ手段３８は、基台４３に固着され
た複数のシリンダ８０を備え、各シリンダ８０から第１
ケーシング部材３４の中心方向に向かって延びるロッド
８２にクランプ部材８４が連結される。クランプ部材８
４の先端に把持部８６が設けられており、この把持部８
６が第１ケーシング部材３４のフランジ部５０と第２ケ
ーシング部材３６のフランジ部７０を一体的に挟持する
ことにより、前記第１および第２ケーシング部材３４、
３６が液密に固定される。

【００２０】図２において、参照符号９０で示される搬
送手段は、昇降シリンダ９２を備え、この昇降シリンダ
９２が管路９４ａ、９４ｂを介してコントローラ５６に
接続される。昇降シリンダ９２から上方に延びるロッド
９６は、ガイドロッド９８に連結され、このガイドロッ
ド９８を昇降自在に案内するガイド筒体９９が基台４３
に固定される。ガイドロッド９８に旋回ユニット１００
が旋回自在に配設されるとともに、このガイドロッド９
８の上端部に取付部材１０２を介して旋回モータ１０４
が固着される。旋回モータ１０４から下方に突出する回
転軸１０６に第１歯車１０８が固着され、この第１歯車
１０８が、旋回ユニット１００に設けられた大径な第２
歯車１１０に噛合する。

【００２１】旋回ユニット１００には、互いに所定の角
度だけ離間して第１取付部１１２と第２取付部１１４が
設けられ、この第１取付部１１２に駆動手段４２を構成
する圧入シリンダ７４が下方に向かって固定される。第
２取付部１１４には、下方に向かって治具搬送用支持ロ
ッド１１６が設けられ、この支持ロッド１１６の下端に
大径部１１８が形成される。

【００２２】支持ロッド１１６には、円筒部材２８の上
端側（ロータ１６の挿入方向上流側）を強制的に拡径さ
せるとともにロータ１６の挿入時にこのロータ１６をガ
イドする保持治具１２０と、前記ロータ１６と一体的に
前記円筒部材２８内に挿入されて該円筒部材２８を強制
的に拡径させる可動治具１２２とが離脱自在に保持され
る。

【００２３】図４に示すように、保持治具１２０は、略
円板状を有しており、その外周端縁部に固定手段１２４
が設けられる。固定手段１２４は、保持治具１２０に固
着された複数のピン部材１２６と、このピン部材１２６
を中心に回転自在に配設される係止片１２８とを備え、
この係止片１２８は、略半円状に形成されている。保持
治具１２０には、ロータ１６に配設された各永久磁石２
６に対応して複数の溝部１３０が形成されるとともに、
この保持治具１２０の下端に、分割された複数の突部１
３２が設けられる。この突部１３２は、円筒部材２８を
ロータ１６の直径よりも大径に拡径させるためにその直
径が設定されており、前記突部１３２の先端には、小径
となるテーパ面１３２ａが形成されている。

【００２４】可動治具１２２は、略円板状を有してお
り、永久磁石２６に対応して突部１３４が設けられると
ともに、各突部１３４間には、保持治具１２０の突部１
３２を嵌合して前記可動治具１２２をこの保持治具１２
０に保持させるための凹部１３６が形成される。突部１
３４は、保持治具１２０の突部１３２と同様に、円筒部
材２８をロータ１６の直径よりも大径に拡径させるため
にその直径が設定されており、前記突部１３４の先端に
は、小径となるテーパ面１３４ａが形成されている。実
質的には、突部１３２の直径が突部１３４の直径よりも
わずかに大径に設定されている。

【００２５】次に、このように構成される被覆装置３０
の動作について、本実施例に係る被覆方法との関連で説
明する。

【００２６】まず、図５に示すように、下側セット部材
６２が上昇された状態で、円筒部材２８が、第１ケーシ
ング部材３４の内周面３２との間に間隙Ｈを形成して配
置された後、搬送手段９０を介して保持治具１２０と可
動治具１２２が一体的に搬送される。その際、保持治具
１２０は、係止片１２８により支持ロッド１１６の大径
部１１８に保持されるとともに、この保持治具１２０の
突部１３２が可動治具１２２の凹部１３６に嵌合し、そ
の摩擦力によって前記可動治具１２２が該保持治具１２
０に保持されている。

【００２７】そして、旋回モータ１０４の作用下に第１
および第２歯車１０８、１１０を介して旋回ユニット１
００が所定の角度だけ旋回されて支持ロッド１１６が第
１ケーシング部材３４と同軸的に配置される。次いで、
昇降シリンダ９２が駆動され、ロッド９６と一体的にガ
イドロッド９８が下降し、支持ロッド１１６に保持され
ている保持治具１２０および可動治具１２２の突部１３
２、１３４が円筒部材２８を拡径させてこの円筒部材２
８の上部側に挿入される（図６参照）。

【００２８】そこで、係止片１２８が回転されて第１ケ
ーシング部材３４の突起部４６にこの係止片１２８が係
合されるとともに、前記係止片１２８が支持ロッド１１
６の大径部１１８から離脱する。これにより、保持治具
１２０が第１ケーシング部材３４に保持され、さらに可
動治具１２２が下側セット部材６２の大径部６４上に載
置されることになり、昇降シリンダ９２の作用下に支持
ロッド１１６のみが上昇される。

【００２９】図７に示すように、ヨーク２４の外周面に
永久磁石２６が接着されたロータ１６が、各永久磁石２
６を可動治具１２２の各突部１３４に対応して載置され
ることにより、第１ケーシング部材３４にこのロータ１
６が載置される。その後、第２ケーシング部材３６が、
旋回モータ１０４を介して前記第１ケーシング部材３４
の上方に配置され、さらに昇降シリンダ９２の作用下に
下降されて前記第１ケーシング部材３４に係合する。こ
のため、第１ケーシング部材３４のフランジ部５０と第
２ケーシング部材３６のフランジ部７０が当接し、クラ
ンプ手段３８を構成する各シリンダ８０の作用下に各ク
ランプ部材８４の先端に設けられた把持部８６が前記フ
ランジ部５０、７０を一体的に挟持する。これにより、
第１ケーシング部材３４と第２ケーシング部材３６が密
封状態で結合される。

【００３０】次に、図８に示すように、流体供給手段４
０を構成する流体通路５２に圧油が供給されると、この
圧油は、孔部６０から第１ケーシング部材３４内に導入
される。このため、第１ケーシング部材３４に配設され
ている円筒部材２８は、内周面３２に押圧保持されるこ
とになり、間隙Ｈに対応して強制的に拡径される。

【００３１】この円筒部材２８が拡径された状態で、圧
入シリンダ７４が駆動される一方、押し上げシリンダ６
６が下方向に駆動、または滅勢される。従って、ロッド
７６に連結された上側セット部材７２が下降され、この
上側セット部材７２の大径部７８がロータ１６を下方に
押圧する。ロータ１６は、可動治具１２２上に載置され
ており、この可動治具１２２と一体的に下降して拡径保
持されている円筒部材２８内に挿入される。その際、第
１ケーシング部材３４内の余剰な圧油は、ロータ１６と
保持治具１２０の間隙から第２ケーシング部材３６側に
導出される。

【００３２】図９に示すように、ロータ１６が円筒部材
２８内に挿入される作業が終了した後、流体供給手段４
０を構成する流体通路５２を介して第１ケーシング部材
３４内の圧油が油圧ポンプ５８側に戻される。これによ
り、第１ケーシング部材３４内の圧力が大気圧に減圧さ
れ、円筒部材２８が縮径されてこの円筒部材２８で永久
磁石２６が被覆される。次いで、クランプ手段３８の作
用下にクランプ部材８４が第１および第２ケーシング部
材３４、３６から離間され、さらに昇降シリンダ９２を
介して前記第２ケーシング部材３６が上昇される。

【００３３】そこで、図１０に示すように、搬送手段９
０を構成する支持ロッド１１６が第１ケーシング部材３
４に配置され、係止片１２８が回転されて保持治具１２
０がこの支持ロッド１１６に保持される。そして、支持
ロッド１１６が、保持治具１２０と一体的に上昇されて
第１ケーシング部材３４から離間された後、押し上げシ
リンダ６６の作用下に下側セット部材６２がロータ１６
と一体的に上昇され（図１１参照）、このロータ１６が
前記第１ケーシング部材３４から取り出される。

【００３４】さらに、図１２に示すように、ロータ１６
の両端部から外方に延在する円筒部材２８の余分な端部
が切断されるとともに、可動治具１２２がこのロータ１
６から離脱される。これにより、ロータ１６の永久磁石
２６に対する円筒部材２８の被覆作業が終了する。

【００３５】この場合、本実施例では、円筒部材２８が
第１ケーシング部材３４内に配設されるとともに、ロー
タ１６が所定の圧入位置に配置された後、第１および第
２ケーシング部材３４、３６が、この円筒部材２８およ
びこのロータ１６を囲繞した状態でクランプ手段３８を
介して密封結合される。次いで、流体供給手段４０の作
用下に流体通路５２から第１ケーシング部材３４内に圧
油が供給されることにより、円筒部材２８は、内周面３
２に押圧保持されて強制的に拡径される。

【００３６】このため、ロータ１６は、円筒部材２８の
内部に容易かつ円滑に挿入され、その後、圧油が第１ケ
ーシング部材３４の外部に排出されることにより、該円
筒部材２８が縮径して永久磁石２６をヨーク２４の外周
面に確実に密着保持させることができる。従って、特に
永久磁石２６をヨーク２４の外周面に強固に押圧保持さ
せるべく円筒部材２８の直径がロータ１６の直径よりも
かなり小径に設定されている際にも、この円筒部材２８
内に前記ロータ１６を円滑に挿入させることが可能にな
る。これによって、円筒部材２８の装着作業、すなわ
ち、永久磁石２６の被覆作業が効率的に遂行されるとと
もに、該被覆が高品質に行われるという効果が得られ
る。

【００３７】しかも、ヨーク２４に複数の永久磁石２６
が配設された状態で、ロータ１６が円筒部材２８に挿入
されるため、例えば、このヨーク２４と円筒部材２８の
間に永久磁石２６が一つずつ挿入されるものに比べ、作
業が一挙に簡単かつ迅速に遂行され、生産性が向上する
という利点がある。

【００３８】なお、本実施例では、流体供給手段４０を
構成する流体通路５２が第１ケーシング部材３４に設け
られているが、この流体通路５２に代替し、または該流
体通路５２と共に第２ケーシング部材３６側に流体通路
５２ａ（図２中、二点鎖線参照）を設けることもでき
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係るロータ用磁石の被覆方法お
よび装置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００４０】第１および第２ケーシング部材が円筒部材
およびロータを収容して密封結合された状態で、流体圧
を介して前記円筒部材が拡径される。この状態で、ロー
タが円筒部材側に押圧されるため、前記ロータは、前記
円筒部材の内部に容易かつ円滑に挿入され、永久磁石を
ヨークの外周面に確実に密着保持させることができる。
従って、被覆作業が簡単かつ迅速に遂行されるととも
に、品質に優れた被覆が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る被覆装置により被覆され
るロータを組み込むモータの概略構成を示す分解説明図
である。

【図２】前記被覆装置の構成を示す斜視図である。

【図３】前記被覆装置の正面図である。

【図４】前記被覆装置を構成する保持治具および可動治
具の分解斜視図である。

【図５】第１ケーシング部材に円筒部材が配設された状
態の説明図である。

【図６】前記第１ケーシング部材に保持治具および可動
治具が配設された状態の説明図である。

【図７】前記第１ケーシング部材にロータが配設された
状態の説明図である。

【図８】前記第１ケーシング部材に第２ケーシング部材
が連結されて圧油が供給された状態の説明図である。

【図９】前記ロータの圧入作業が完了した状態の説明図
である。

【図１０】前記第１ケーシング部材から保持治具が離脱
される際の説明図である。

【図１１】前記第１ケーシング部材から被覆後のロータ
が取り出される際の説明図である。

【図１２】前記被覆後のロータから余分な円筒部材を切
断する際の説明図である。

【符号の説明】

１０…モータ １２ａ〜１２ｃ
…巻線 １４…ステータコア １６…ロータ ２２…シャフト ２４…ヨーク ２６…永久磁石 ２８…円筒部材 ３０…被覆装置 ３２…内周面 ３４、３６…ケーシング部材 ３８…クランプ
手段 ４０…流体供給手段 ４２…駆動手段 ５０…フランジ部 ５２…流体通路 ５６…コントローラ ５８…油圧ポン
プ ６２…下側セット部材 ６６…押し上げ
シリンダ ７０…フランジ部 ７２…上側セッ
ト部材 ７４…圧入シリンダ ８０…シリンダ ８４…クランプ部材 ９０…搬送手段 ９２…昇降シリンダ １００…旋回ユ
ニット １０４…旋回モータ １２０…保持治
具 １２２…可動治具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に回転軸が設けられ外周に複数の永久
   磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロータ
   に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるため
   のロータ用磁石の被覆方法であって、 前記円筒部材を、第１ケーシング部材の内周面との間に
   間隙を形成して配置させる工程と、 第２ケーシング部材と前記第１ケーシング部材の間に前
   記ロータを配設させた状態で、前記第１ケーシング部材
   と前記第２ケーシング部材を密封状態に結合させる工程
   と、 前記第１および第２ケーシング部材が密封結合された状
   態で、流体圧を介して前記第１ケーシング部材の内周面
   に前記円筒部材を押圧保持させることにより、該円筒部
   材を拡径させる工程と、 前記円筒部材が拡径された状態で、前記ロータを該円筒
   部材内に挿入させる工程と、 前記流体を排出させて前記円筒部材を縮径させることに
   より、該円筒部材で前記永久磁石を被覆させる工程と、 を有することを特徴とするロータ用磁石の被覆方法。
2. 【請求項２】中央に回転軸が設けられ外周に複数の永久
   磁石が所定の角度間隔ずつ離間して配設されたロータ
   に、前記永久磁石を被覆して円筒部材を装着させるため
   のロータ用磁石の被覆装置であって、 前記円筒部材を挿入配置させるとともに該円筒部材の外
   周面との間に間隙が形成される内周面を有した第１ケー
   シング部材と、 前記第１ケーシング部材に対して相対的に移動可能な第
   ２ケーシング部材と、 前記第１ケーシング部材と前記第２ケーシング部材を、
   前記円筒部材および前記ロータを収容して密封状態に結
   合させるクランプ手段と、 流体圧を介して前記円筒部材を前記内周面に押圧させる
   ことにより該円筒部材を拡径させるための流体供給手段
   と、 前記円筒部材を拡径させた状態で、前記ロータを該円筒
   部材内に圧入させるための駆動手段と、 を備えることを特徴とするロータ用磁石の被覆装置。