JPH03173330A - 電動モータ及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動モータ及びその組立方法の改良に関し
、特に、電動モータの軽量化、低価格化及び組立作業の
効率化が図られるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来の電動モータとしては、例えば、第３図に示すよう
なもの（第１従来例）がある。

第３図は、比較的量産に適した従来の電動モータ１の一
部破断正面図であり、円筒状のハウジング２内に回転軸
３が回転自在に支持されていて、その回転軸３には、コ
イル４ａ等を備えた電機子４が固定されている。

電機子４のコイル４ａの図示しない左方部分は、公知の
整流子やブラシ等を介して、給電可能に電源に接続され
ている。

一方、ハウジング２の内面の内、整流子４に対向する面
には、図中上下方向に極を有する複数の磁石５．５が、
電機子４を挟み込むように配設されている。

各磁石５，５は、リング部材６ａ及び６ｂをステ一部（
図示せず）で連結した磁石ホルダ６に保持され、その磁
石ホルダ６と共にハウジング２の内面に圧入されて固定
されている。なお、磁石ホルダ６を使用しない場合には
、磁石５は、ハウジング２の内面に接着等により固定さ
れる。

従って、この第１従来例の電動モータ１は、ハウジング
２が、磁石５及び５の外面間の磁気回路を形成するヨー
クを兼ねている。

そして、電機子４のコイル４ａに電流が供給されると、
周知のように、回転軸３に回転力が発生し、回転軸３の
出力端３ａから外部機器に回転力が伝えられる。

また、従来の電動モータ１の他の例としては、第４図及
び第５図に示すもの（第２従来例）がある。

第４図は電動モータ１の一部破断正面図、第５図は第４
図のＢ−Ｂ線断面図であり、第３図と同様の部材には、
同じ符号を付している。但し、第５図では電機子４のコ
イル４ａの図示は省略している。

即ち、この第２従来例では、上記第１従来例におけるハ
ウジング２を、フロントカバー２ａ、　　リアカバー２
ｂ及び円筒状のヨーク２ｃから構成すると共に、磁石５
．５は、ヨーク２ｃの内周面に接着により固定されてい
る。なお、第４図中、７は整流子、８はブラシ、９はブ
ラシホルダであり、第５図中、１０．１０は、フロント
カバー２８及びリアカバ−２ｂ間を接続して、フロント
カバー２ａ、　　リアカバー２ｂ及びヨーク２ｃを一体
とするボルトである。

そして、この第２従来の電動モータ１も、上記第１従来
例と同様に、電機子４のコイル４ａに電流が供給されれ
ば、回転軸３に回転力が発生し、回転軸３の出力端３ａ
から外部機器に回転力が伝えられる。

このように、上記第１及び第２従来例の電動モータ１に
あっては、比較的簡単な構造であるので、小型化が容易
であるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、上記従来の電動モータ１は、上述したように小
型化は容易であるが、小型化が容易という利点を活かし
たまま高出力の電動モータとするためには、磁石として
、高性能な（高い磁束密度が得られる）希土ＩＵ６１石
（例えば、ネオジウム−鉄−ボロン系等）を用いなけれ
ばならず、その場合には、下記のような問題点が生じて
しまう。

即ち、通常の電動モータ１において、磁石５は、ハウジ
ング２やヨーク２ｃに固定する前に着磁する（磁化させ
る）か、或いは固定した後にヨーク２ｃごと着磁させて
もよいが、着磁した磁石５をヨーク２ｃの内周面に、直
接位置決めして接着しようとすると、磁石５の強い磁力
が妨げとなって、位置決め及び接着の作業性が非常に悪
く、量産に通さなくなってしまう。

また、磁石５をヨーク２ｃに接着した後に着磁させる方
法では、位置決めや接着は容易に行えるから作業性は向
上するが、着磁機側の磁性材料の制約があるため、希土
類磁石を充分磁化させることが困難となり、結局、高性
能の電動モータが得られない。なお、高透磁率の特別な
材料を使用すれば、希土類磁石の能力を充分引き出すこ
とも容易ではあるが、これでは製置自体が高価なものと
なってしまい、電動モータの製造コストが飛躍的に上が
ってしまうという欠点がある。

このように、磁石５を着磁する時点によって異なる欠点
があるが、高性能の電動モータが得られなければ、高価
な希土類磁石を用いる意味がないので、従来は、磁石５
をハウジング２に固定スる前に予め着磁しておき、その
着磁された磁石５を、上記第１従来例で説明したように
、磁石ホルダ６に保持させてハウジング２外部で位置決
めをし、そして、磁石ホルダ６と共に磁石５をハウジン
グ２内に強引に押し込むようにしていた。

しかし、希土類磁石を用いて電機子と鎖交する磁束密度
を上げる（約３倍）場合、磁気回路を形成するハウジン
グ２の肉厚を増して磁気抵抗を小さくすることが必要に
なるが、第１従来例にあっては、ハウジング２がヨーク
を兼ねているため、ヨークの肉厚を増そうとすると、ハ
ウジング２全体の肉厚が増す、つまり、不要な部分の肉
厚も増してしまうし、当然、ヨークを兼ねるハウジング
２は鉄材から構成するから、電動モータ１の重量が大幅
に増加する。また、第３図に示すようなハウジング２は
、通常、探しぼりのプレス作業で形成するから、ハウジ
ング２全体の肉厚が増すと、探しぼりのプレス作業が困
難となり、製造コストが上がるという問題が生じてしま
う。

なお、第２従来例の構成に、第１従来例に示したような
磁石ホルダ６を用いて磁石５をヨーク２Ｃ内に強引に押
し込むようにした場合には、フロントカバー２ａ及びリ
アカバー２ｂは鉄材以外の軽い素材から成形してもよく
且つヨーク２Ｃのみの肉厚を増すことは容易であるから
、第１従来例に生じたような欠点はない。

しかし、第２従来例では、ハウジングを一体とするため
のボルトｌＯが必要であり、そのボルト１０は、第５図
に示すように、ヨーク２ｃ、電機子４及び磁石５．５に
囲まれた空間を通過しなければならないが、この空間に
は磁石ホルダ６のステ一部が通っているため、結局、ボ
ルトｌＯはそのステ一部を貫通しなければならない。

従って、磁石ホルダ６のステ一部の強度と、ボルト１０
０強度（即ち、ポル）１０の外径寸法）とを両立させる
ためには、ステ一部の肉厚を増さなければならないが、
ステ一部の肉厚が増すと、これに近接して回転する電機
子４の径を小さくしなければならない。

そして、電機子４の径を小さくすると、電機子４と磁石
５との間の間隙が大きくなって電動モータ１の性能が低
下してしまうから、電機子４の縮径に伴って磁石５の肉
厚を増す必要がある。しかし、性能を上げるために用い
た希土類磁石は、周知の如く、薄肉に成形することが可
能であり且つそれで充分な性能を発揮できるから、磁石
５の肉厚を増すことは不必要なことであるし、希土類磁
石は高価であるから、磁石５のコスト、即ち、電動モー
タ１のコストがさらに上がってしまい、実用的でない。

なお、ボルトｌＯをヨーク２Ｃの外側に配置させるごと
も可能であるが、両力バー２ａ及び２ｂの平行度が悪く
なるし、小型が望まれる電動モータｌの寸法が大きくな
るという欠点がある。

そこで、本発明は、このような従来の技術が有する未解
決の課題に着目してなされたものであり、組立作業が効
率的で、且つ、不必要な重量の増加及びコストの増大を
招かない電動モータ及びその組立方法を提供することを
目的としている。

（課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項（１）記載の電動モ
ータは、中空状のハウジング内に回転自在に回転軸を支
持すると共に、前記回転軸に電機子を固定し、前記電機
子に鎖交する方向に磁束を発生する磁石を前記ハウジン
グに固定し、さらに、前記電機子に電流を供給する電流
供給手段を備えた電動モータにおいて、前記ハウジング
を、前記回転軸を回転自在に支持し且つ当該回転軸の外
周面に対向した開口部を有する本体と、前記開口部を覆
うように前記本体に外嵌するヨークとから構成すると共
に、前記磁石を前記本体の開口部に嵌め込んで固定した
。

また、請求項（２）記載の電動モータの組立方法は、上
記請求項（１）記載の電動モータの組立工程において、
着磁させた磁石を、開口部の外側から嵌め込んでハウジ
ングの本体に固定した後、磁石及び開口部を覆うように
、前記本体にヨークを外嵌させる。

（作用〕 請求項（１）記載の電動モータにあっては、ハウジング
の本体に設けた開口部に磁石を嵌め込んで固定するから
、着磁させた磁石であっても、その位置決め及び固定は
容易に行える。

また、ハウジングの本体とヨークとは別部材であるから
、ヨークのみを鉄材から生成し且つヨークのみの肉厚を
増すことも容易である。

そして、請求項（２）記載の電動モータの組立方法にあ
っては、磁石をハウジング本体の開口部の外側から嵌め
込んで固定した後に、ヨークを外嵌させるため、組立が
容易である。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、本発明の一実施例を示す図であり
、第１図は電動モータ１の正断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線断面図である。なお、上述した従来の電動モー
タと同等の部材には、同じ符号を付し、その重複する説
明は省略する。

先ず、構成を説明する。

即ち、本実施例では、一方の端部が開口した円筒体１１
と、この円筒体１１の開口端側に例えばボルト等によっ
て固定されるカバー１２とを備え、これら円筒体１１と
カバー１２とによって、ハウジングの本体が構成される
。

円筒体１１は、カバー１２が固定される胴部ＩＩａと、
底部１１ｂと、軸方向に長く且つこれら胴部１１ａ及び
底部ｆｌｂを連結するステ一部１１ｃとから構成されて
いる。但し、胴部１１ａ。

底部１１ｂ及びステ一部１１ｃは一体であり、また、本
実施例では、第２図に示すように、ステー部１１ｃを四
つ備えていて、それぞれのステ一部１１ｃは互いに周方
向に９０度離れている。

そして、胴部１１ａ、底部１１ｂ及びステ一部１１ｃに
よって囲まれた空間が、回転軸３の外周面に対向した、
本発明の開口部としてのポケット部ｌｉｄを形成してい
て、各ポケット部１　］、　ｄには、磁石５が嵌め込ま
れて固定されている。

即ち、各ステ一部１１ｃの側面（ポケット部１１ｄを形
成する面）には軸方向に連続した凹部１１ｅが形成され
、磁石５の対応する面に軸方向に連続し且つステ一部１
１ｃの凹部ｌｉｅに整合する凸部１１ｆが形成されてい
て、それら凹部ＩＩｅ及び凸部１１ｆが嵌合して、磁石
５はボケ・ν１部ｌｉｄに嵌め込まれている。

各ポケット部ｌｉｄに固定された四つの磁石４５・・・
、５の内、回転軸３を挟んで対向する一方の一対の磁石
５．５は回転軸３側を向く面がＮＪＳでＩｉつヨーク２
Ｃ側を向く面がＳ極であり、回転軸３を挟んで対向する
他方の一対の磁石５，５はＲＩＢ軸３側を向く面がＳ極
で且つヨーク２Ｃ側を向く面がＮ極である。従って、そ
れぞれの磁石５が自身の両隣の二つの磁石５との間に磁
束を通じ合わせるから、各磁石５．・・・、５及びヨー
ク２Ｃを介して四つの磁気回路が形成され、各磁石５．
・・・５間で通じる磁束がコイル４ａの各導線と直角に
鎖交することになる。

そして、円筒体１１には、両端面が開口した円筒状のヨ
ーク２ｃが、各ポケット部１１ｄ、・・・。

ｌｉｄを覆い且つ各磁石５．・・・、５の外面に接触し
た状態で外嵌している。

また、回転軸３は、カバー１２に固定された軸受１３ａ
と、円筒体１１の底部１１ｂに固定された軸受１３ｂと
によって回転自在に支持されていて、その出力端３ａが
、カバー１２の略中央部を貫通して外部に位置している
。

カバー１２には、四つのブラシホルダ９（四つの内、二
つは図示せず）を介して、周方向に９０度離れた四つの
ブラシ８（四つの内、二つは図示せず）が固定されてい
て、それらブラシ８の先端部分が、電機子４のコイル４
ａの端部に接続された公知の整流子７の外周面に接触し
ている。さらに、各ブラシホルダ９は、図示しないハー
ネス等を介して直流電源に接続される。ここで、本実施
例では、整流子７．ブラシ８及びブラシホルダ９によっ
て、電流供給手段が構成されている。

従って、上記構成であれば、ブラシ８や整流子７等を介
して電機子４のコイル４ａに電流を供給すれば、周知の
如く、回転軸３に回転力が発生するから、回転軸３の出
力端３ａから外部機器に回転力が伝えられる。

次に、上記構成の電動モータ１の組立方法の内、本発明
の特徴部分の工程について説明する。

即ち、各磁石５は、ヨーク２ｃを外嵌させる前の円筒体
１１の外側から、ポケット部ｌｉｄに嵌め込んで固定す
る。その際、ポケット部ｌｉｄの内面に接着材等を塗布
しておいてもよいが、ポケット部１１ｄの凹部ｌｉｅ及
び磁石５の凸部１１ｆのみによって、磁石５を嵌合保持
するようにしてもよいし、ヨークを圧入するまで筒車な
治具で押さえてもよい。

そして、磁石５が固定されたら、ヨーク２ｃを円筒体１
１に外嵌させる。即ち、ヨーク２Ｃを、円筒体１１の底
部１１ｂ側からスライドさせ、ヨーク２Ｃの端面が胴部
１１ａの段部１１ｇに当接するまで押し込めばよい。な
お、ヨーク２Ｃを、例えば円筒体を分割した樋状の二つ
の半円筒部材から構成し、それら半円筒部材間に円筒体
１１を挟み込んだ後に、両手円筒部材を接着やボルト締
め等により一体とすることにより、ヨーク２ｃを円筒体
１１に外嵌させてもよい。

このように、本実施例の構成であれば、磁石５の位置決
め及び固定が非常に簡単に行えるから、予め着磁させた
磁石５を固定するようにしても、組立作業が困難になる
ことがない。従って、電動モータ１の性能を向上させる
ために希土類磁石を用いた場合、磁石を所望の性能が発
揮されるまで充分磁化させることができるから、高性能
の電動モータｌを容易に実現することができる。

そして、ヨーク２ｃと円筒体１１とが別部材であるから
、ヨーク２ｃのみを鉄材から構成し、他の部材は比較的
軽量な素材（アルミダイキャスト、樹脂等）から構成す
ることができるから、希土類磁石を使用した分ヨーク２
Ｃの肉厚を増しても、円筒体１１等の肉厚を不必要に増
加させなくてもよく、電動モータ１の重量が極端に増加
してしまうことがない。つまり、電動モータ１の軽量化
及び低価格化が図られる。

さらに、電動モータ１の駆動時には振動が発生するので
、円筒体１１とカバー１２とはボルトを用いて結合する
ことが望ましいが、それら円筒部材１１及びカバー１２
は成形が容易な合成樹脂で構成することが可能であるか
ら、例えば、円筒部材１１の胴部１１ａと、カバー１２
のフランジ部分とにボルト用のネジ孔を設ければよく、
上記第２従来例のようなボルト１０を全体を貫通させる
ような構造とする必要がない。

従って、磁石５の肉厚を不必要に厚くする必要がないか
ら、高価な希土類磁石を用いても、磁石５の肉厚は薄く
て済み、電動モータ１の価格が極端に上昇することはな
い。

なお、上記第２従来例でも、フロントカバー２ａ及びヨ
ーク２０間を連結するボルトと、リアカバー２ｂ及びヨ
ーク２０間を連結するボルトとを用いてハウジングを一
体とするようにしてもよいが、そのような構成であると
、ヨーク２ｃの両端部にボルト締結用の孔を設けなけれ
ばならないから、ヨーク２Ｃの肉厚が不必要に増して電
動モータ１の重量が増大してしまうし、ヨーク２ｃは鉄
材のような比較的硬い素材から構成するので、樹脂等に
比べて加工が困難であり、製造コストが嵩むという問題
点がある。

また、本実施例の構成であれば、磁石５がポケット部１
１ｄ内に保持されているため、欠は易い磁石５のエツジ
部分がポケット部ｌｉｄ内にあるから、欠落した磁石５
の破片が回転軸３側に入り込む危険性が小さく、そのよ
うな破片が磁石５と電機子４との間等に挾まった時に起
きるモータロックの発生が低減される。

そして、上記実施例の構成であれば、小型で且つ高性能
の電動モータｌを、軽量且つ安価に実現することができ
るから、例えば、車両の電動式パワーステアリング装置
のように、高性能の電動モータが必要であり且つ電動モ
ータの取付スペースが限られるような分野に好適に利用
することができる。

なお、上記実施例では、４つの磁石５．・・・、５を用
いた場合について説明したが、これに固定されるもので
はなく、磁石の数は任意である。

また、ハウジングを構成する円筒体１１やヨーク２Ｃの
形状は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば
、箱型等のような他の形状であってもよい。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、回転軸を回転自
在に支持し且つ開口部を有した本体と、開口部を覆うよ
うに本体に外嵌するヨークとから電動モータのハウジン
グを構成すると共に、磁石をハウジング本体の開口部に
嵌め込んで固定するようにしたため、着磁させた磁石で
あっても位置決め及び固定が容易であるから、組立作業
を効率よく行えるし、ヨークのみを鉄材から構成するこ
とができ且つヨークのみの肉厚を増すことも容易である
から、電動モータの軽量化及び低価格化が図られるし、
ハウジングの両端部を貫通するボルトが不要であるから
、磁石の肉厚を不必要に増さなくても済むので、高価な
希土類磁石を用いてもコストが極端に上昇することがな
く、さらに、モータロックの危険性を低減することがで
きる、等の種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す正断面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は従来の電動モー
タの一例を示す正断面図、第４図は従来の電動モータの
他の例を示す正断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面
図である。 １・・・電動モータ、２Ｃ・・・ヨーク、３・・・回転
軸、４・・・電機子、５・・・磁石、７・・・整流子、
８・・・ブラシ、９・・・ブラシホルダ（７〜９で電流
供給手段）、１１・・・円筒体（本体）、ｌｉｄ・・・
ポケット部（開口部）、１２・・・カバー（本体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空状のハウジング内に回転自在に回転軸を支持
   すると共に、前記回転軸に電機子を固定し、前記電機子
   に鎖交する方向に磁束を発生する磁石を前記ハウジング
   に固定し、さらに、前記電機子に電流を供給する電流供
   給手段を備えた電動モータにおいて、前記ハウジングを
   、前記回転軸を回転自在に支持し且つ当該回転軸の外周
   面に対向した開口部を有する本体と、前記開口部を覆う
   ように前記本体に外嵌するヨークとから構成すると共に
   、前記磁石を前記本体の開口部に嵌め込んで固定したこ
   とを特徴とする電動モータ。
2. （２）着磁させた磁石を、開口部の外側から嵌め込んで
   ハウジングの本体に固定した後、磁石及び開口部を覆う
   ように、前記本体にヨークを外嵌させる請求項（１）記
   載の電動モータの組立方法。