專利名稱：圓筒狀元件的制造方法及具有該元件的電動機的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在外周面或內(nèi)周面上固定有環(huán)狀元件的圓筒狀元件的制造方法，特別是適用于具有該圓筒狀元件的電動機。
背景技術(shù)：
作為以往的電動機，已知有如下構(gòu)造磁鐵固定在圓筒狀軛鐵的外周面或內(nèi)周面上，定子與該軛鐵相對設(shè)置，通過磁鐵與定子之間產(chǎn)生的磁場使軛鐵與定子相對轉(zhuǎn)動，得到旋轉(zhuǎn)力。
作為這樣的電動機，例如有如圖13中軸線方向剖面圖所示的外轉(zhuǎn)子型電動機，軛鐵Y的內(nèi)周面上固定有磁鐵M，定子(未圖示)隔開間隙配置在磁鐵M的半徑方向的內(nèi)方。另外，其它還有內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動機，例如圖14中軸線方向剖面圖所示，軛鐵Y的外周面上固定有磁鐵M，定子(未圖示)隔開間隙配置在磁鐵M的半徑方向的外方。并且，將磁鐵M固定在軛鐵Y上時，磁鐵M在軸線方向的位置為磁鐵M的軸線方向的下端面與軛鐵的軸線方向的下端面在同一平面上，或磁鐵M的軸線方向下端面比軛鐵的軸線方向下端面向軸線方向下方突出。
這種電動機的軛鐵的制造方法，例如在日本發(fā)明公開昭和62-31351號公報或日本發(fā)明第3195246號公報中有所揭示。這種制造方法，是將軸孔設(shè)計在鐵板的中央，對鐵板局部沖壓，進行拉深加工，從而形成圓筒狀軛鐵。這種情況下，拉深加工后，切斷鐵板與成形為圓筒狀的成形材料使其分離。該切斷如圖15軸線方向剖面圖所示，有沿假想線G施加軸線方向剪切力的方法和沿假想線J施加半徑方向剪切力的方法。
施加軸線方向剪切力時，如圖16所示，成形材料S的軸線方向下端部產(chǎn)生向軸線方向突出的飛邊，難以使成形材料S的軸線方向尺寸達到高精度；另外施加半徑方向剪切力時，如圖17所示，例如施加向半徑方向外方的剪切力，成形材料S的外周面上產(chǎn)生向半徑方向外方突出的飛邊，會出現(xiàn)例如成形材料S的外周面上不能固定磁鐵等環(huán)狀元件的情況。因此，即使是施加軸線方向和半徑方向的剪切力來進行切斷，之后也仍需要除飛邊的加工步驟。
另外，日本發(fā)明公開2000-324773號公報中揭示了如下方法即在拉深加工時，將成形的圓筒元件的開口端部同時成形出向半徑方向外方突出的環(huán)狀凸緣部。此外，在該公報中，還揭示了以下方法即在拉深加工時，對半徑方向外方端部施加軸線方向的壓縮力，使其半徑方向外方端部的板厚變薄，半徑方向端部形狀改變，之后將其半徑方向外方端部沿軸線方向切斷；或者在拉深加工時，對凸緣部的半徑方向外方端部施加軸線方向壓縮力，改變其形狀，同時沿軸線方向切斷。
然而，如上所述的以往技術(shù)中，新采用的除飛邊加工步驟，使制造工序增加，制造成本提高。并且，日本發(fā)明公開2000-324773號公報中所記載的方法，現(xiàn)實中無法適用于開口端口沒有凸緣部的圓筒元件。這是因為在拉深加工之后對圓筒狀成形材料的開口端部的板厚進行均一的變形，在現(xiàn)實中是非常困難的。
另外，對成形材料的半徑方向外方端部沿軸線方向進行切斷的方法，在采用了成形材料用作軛鐵的小型/薄型電動機中難以使用。小型/薄型電動機的軛鐵的內(nèi)周面或外周面上，安裝有磁鐵，該磁鐵的正下方，設(shè)置有安裝在回路基板等上的霍爾器件等的位置檢測裝置?；魻柶骷话惆惭b在磁鐵正下方且更接近磁鐵的位置，用于精確檢測向磁鐵的圓周方向的由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁通量的變化。然而，沿軸線方向切斷軛鐵時，軛鐵的開口端部會造成在軸線方向上有飛邊產(chǎn)生，且切斷時剪切力歪斜，所以不能使軛鐵的軸線方向尺寸達到高精度。如果軛鐵的軸線方向尺寸不能達到高精度，磁鐵與靠近其配置的霍爾器件等的位置檢測裝置之間的距離，就不能在圓周方向上達到均一，霍爾器件等的位置檢測裝置也不能精確地檢測出磁鐵的磁通量，降低了電動機性能的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有高精度、且磁鐵等環(huán)狀部件可固定在其內(nèi)周面或外周面上的圓筒狀元件的制造方法，以及具有該圓筒元件的電動機的制造方法。
此外，本發(fā)明的另一目的是，提供一種可以低成本制造出具有尺寸穩(wěn)定性和可靠性的圓筒狀元件的制造方法及具有該圓筒狀元件的電動機的制造方法。
另外，本發(fā)明的另一目的是，提高具有圓筒狀元件作為軛鐵的電動機的性能可靠性。
為解決上述問題，本發(fā)明的一個實施例的圓筒元件的制造方法，包括對平板進行某一方向的塑性加工并形成圓筒部的加工步驟；沿半徑方向切斷所述圓筒部的另一方向的端部的加工步驟；在所述切斷加工步驟之后，將環(huán)狀元件固定在所述圓筒部的外周面或內(nèi)周面的加工步驟；在形成所述圓筒部的加工步驟之前，形成環(huán)狀槽的加工步驟，其中環(huán)狀槽沿所述平板上的所述另一方向的端部的半徑方向切斷預定線形成，且在所述圓筒部的同心圓上進行切斷的加工步驟后仍保留。
將所述環(huán)狀元件固定為所述環(huán)狀元件的端部與所述圓筒部的另一方向的端部配置在同一平面，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部。形成圓筒部的加工步驟后的所述圓筒部的另一方向的端部所連接的外周面或內(nèi)周面上，配置有所述環(huán)狀槽。所述環(huán)狀槽內(nèi)，收容了所述切斷加工步驟時所產(chǎn)生的飛邊。
由于對本發(fā)明的圓筒狀元件的另一方向的端部沿半徑方向進行切斷，所以可使軸線方向尺寸達到高精度；并且由于固定有環(huán)狀元件的圓筒狀元件的內(nèi)周面或外周面上具有環(huán)狀槽，所以，即使在所述切斷加工步驟中有飛邊產(chǎn)生，飛邊也被收容在環(huán)狀槽內(nèi)。從而飛邊不會妨礙環(huán)狀元件的固定。


圖1為表示本發(fā)明的一個實施例的電動機的軸線方向剖面圖。
圖2為圖1的電動機的A-A剖面圖。
圖3表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第一步驟，(a)為平面圖，(b)為圖3(a)的B-B剖面圖。
圖4表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第二步驟，(a)為平面圖，(b)為圖4(a)的B-B剖面圖。
圖5表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第三步驟，(a)為平面圖，(b)為圖5(a)的B-B剖面圖。
圖6表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第四步驟的軸線方向剖面圖。
圖7表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第五步驟，(a)為平面圖，(b)為圖7(a)的B-B剖面圖。
圖8表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第六步驟，(a)為平面圖，(b)為圖8(a)的B-B剖面圖。
圖9表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第七步驟，(a)為平面圖，(b)為圖9(a)的B-B剖面圖。
圖10表示用在圖1的電動機中的軛鐵的制造方法的第八步驟的軸線方向剖面圖。
圖11為表示用圖3至圖10的制造方法得到的軛鐵的軸線方向剖面圖。
圖12為圖11的C部放大圖。
圖13為表示外轉(zhuǎn)子型電動機的軛鐵和磁鐵的關(guān)系的軸線方向剖面圖。
圖14為表示內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動機的軛鐵和磁鐵的關(guān)系的軸線方向剖面圖。
圖15為以往的電動機的軛鐵的圓筒部的軸線方向剖面圖。
圖16為從圖15的圓筒部得到的軛鐵的軸線方向剖面圖。
圖17為從圖15的圓筒部得到的另一軛鐵的軸線方向剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的一實施例進行說明。圖1為表示本發(fā)明的一個實施例的電動機的軸線方向剖面圖。圖2為圖1的電動機的A-A剖面圖。但是圖2中省去了旋轉(zhuǎn)軸和繞線等外圍元件。并且，為方便起見，本發(fā)明所說明的實施例將各圖面的上下方向設(shè)為“上下方向”，但并不限定實際安裝狀態(tài)的方向。
電動機1具有圓筒狀殼體2，其包括形成于軸線方向上方的小開口部2a，和形成于軸線方向下方的比小開口部2a直徑要大的大開口部2b；定子3，固定在殼體2的內(nèi)周面上；電路基板6，安裝在定子3上；以及盤8，安裝在殼體2上。
如圖2所示，定子3具有定子鐵心組32；繞線33，繞在定子鐵心組32上；絕緣體34、35，其從軸線方向上方側(cè)和下方側(cè)夾住定子鐵心組32。定子鐵心組32為將多枚定子鐵心30在軸線方向上重疊而成的層疊體，其中定子鐵心30由多個鐵心片31圓周向連結(jié)而成。如圖2所示，各鐵心片31具有在圓周方向上延伸的鐵心基部(core back)31a，和從鐵心基部31a的中心向半徑方向內(nèi)方突出的齒部(teeth)31b。各齒部31b在俯視狀態(tài)下呈大致T字形，向其T字形的半徑方向延伸的桿部繞有繞線33。
這種定子3的制造方法是首先，通過在例如電磁鋼板上沖孔，成形出多個鐵心片31，通過薄壁的連結(jié)部連結(jié)成一列的定子鐵心30，將該定子鐵心30多枚重疊，形成定子鐵心組32。然后，用絕緣體34、35從軸線方向上方側(cè)及下方側(cè)夾住定子鐵心組32，之后，將繞線33繞在定子鐵心組32上。最后，使多個鐵心片31的連結(jié)部彎折，變?yōu)榄h(huán)狀，形成定子3。另外，如圖2所示，為方便表示鐵心片31的形狀，用不纏繞繞線33時的狀態(tài)進行表示。
殼體2的軸線方向上方的小開口部2a中裝有上軸承51，殼體2的軸線方向下方的大開口部2b中固定有其中心設(shè)有軸孔的盤8，盤8的軸孔中裝有下軸承52，轉(zhuǎn)子被上軸承51和下軸承52旋轉(zhuǎn)自如地支承。
轉(zhuǎn)子具有旋轉(zhuǎn)軸5，被上軸承51和下軸承52支承；圓筒狀軛鐵4，配置在上51和下52之間，且安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，并和旋轉(zhuǎn)軸5一體旋轉(zhuǎn)；環(huán)狀磁鐵10，通過粘接等方式固定在軛鐵4的外周面上。
回轉(zhuǎn)軸5，在軸線方向貫通殼體2、軛鐵4、蓋7、電路基板6和盤8。軛鐵4的上端面和上軸承51之間的旋轉(zhuǎn)軸上固定有樹脂墊片53，并且在旋轉(zhuǎn)軸5的下軸承52的軸線方向的稍微上方處分別固定有金屬墊片54及樹脂墊片55。金屬制墊片54，用來防止旋轉(zhuǎn)軸5的脫出。
軛鐵4為由例如SECE材料(鍍鋅鋼板)等磁性材料制成的環(huán)狀圓筒元件，與殼體2呈同心圓狀配置，軸線方向的上方和下方分別具有開口部。軸線方向下方的開口部的內(nèi)周面上安裝有其中心具有軸孔的蓋7。另外，軛鐵4的外周面上形成有其外徑比軸線方向下方外周面小的環(huán)狀槽4a，從軸線方向下方外周面連到軸線方向下端面。環(huán)狀槽4a朝軸線方向下方及半徑方向外方開口，并且如上所述，軛鐵4的外周面上通過粘接等方式固定有磁鐵10，其與定子3在半徑方向上相對設(shè)置。磁鐵10的軸線方向下端部向軸線方向下方突出于軛鐵4的軸線方向下端部。因此，當從半徑方向外方觀察時，軛鐵4的環(huán)狀槽4a被磁鐵10遮住。通過把旋轉(zhuǎn)軸5壓入軸線方向上方的開口部和蓋7的軸孔中，使軛鐵4固定在回轉(zhuǎn)軸5上。
軛鐵4和定子3與金屬電片54的軸線方向之間，設(shè)置有電路基板6，其被固定在絕緣體35上，電路基板6上安裝有導線，用于連接繞線33和外部電路，電路基板6的上面載有霍爾器件。
下面參照圖3至圖11對軛鐵4的制造方法進行說明。圖3至圖9的(a)表示軛鐵4制成前的狀態(tài)鐵板的平面圖，(b)為各圖(a)的B-B剖面圖。用金屬型沖壓鐵板F，沿一條圓周線開出4個圓弧狀孔h(圖3)。在一條圓周線的中心開出圓形中心孔q(圖4)，并使該中心孔q的邊緣在軸線方向上豎起(圖5)。另外，如圖6中軸線方向剖面圖所示，用其外徑比孔h的內(nèi)徑稍小的環(huán)狀的沖子P沖壓鐵板f形成環(huán)狀槽V(圖7)。對孔h所包圍的范圍進行塑性加工，例如深沖壓加工(deep drawing)，形成圓筒部L，使孔h變大并在厚度方向上拉深(圖8)。再次對鐵板F進行深沖壓加工，使圓筒部L的高度增加(圖9)。最后如圖10所示，使環(huán)狀元件K與圓筒部L的外周面接觸，用刀具N從圓筒部L的內(nèi)周面向半徑方向外方切斷圓筒部L的軸線方向下端部。這樣，如圖11所示，圓筒部L被形成為軛鐵4，軛鐵4的軸線方向下端部所連接的外周面上形成有以環(huán)狀槽V為外徑的小的環(huán)狀槽4a。
因此，在軛鐵4的軸線方向下端部(環(huán)狀元件K接觸側(cè))，如圖12中圖11的C部放大圖所示，產(chǎn)生了向半徑方向外方突出的飛邊4b。但是，由于飛邊4b的向半徑方向外方突出的長度，比環(huán)狀槽4a以外的軛鐵4的外周面的半徑與環(huán)狀槽4a內(nèi)的外周面的半徑差要小，所以飛邊4b的半徑方向端部沒有比軛鐵4的環(huán)狀槽4a以外的外周面更向半徑方向外方突出。因而可以使磁鐵10與軛鐵4的外周面緊密接觸。
另外，如上所述軛鐵4是從半徑方向進行切斷而形成的，所以其軸線方向下端部不會產(chǎn)生向軸線方向突出的飛邊。從而軛鐵4的高度尺寸幾乎不會產(chǎn)生誤差，可以以高精度制造出軛鐵4。這樣軛鐵4的軸線方向下端部不會與靠近軛鐵4配置的霍爾器件62等接觸。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，環(huán)狀槽4a，是在平板即鐵板F的兩面中在通過深沖壓加工使圓筒部L突出(或凹陷)的方向形成時，在深沖壓加工后的圓筒狀元件的外周面(或內(nèi)周面)上形成的，所以環(huán)狀槽4a成為用刀具將圓筒部L沿半徑方向進行切斷后與圓筒狀元件的端部相連的退刀槽。由于退刀槽是在深沖壓加工前的鐵板狀態(tài)時形成的，所以通過環(huán)狀的沖子等對鐵板施加壓力等方式，可以容易地形成深度均一的環(huán)狀槽4a。
另外由于可以提供磁鐵等環(huán)狀元件容易固定在其內(nèi)外周面上的具有精確高度的圓筒狀元件，所以當圓筒狀元件用作電動機的軛鐵時，不會出現(xiàn)軛鐵和磁鐵的軸線方向位置不均一的現(xiàn)象，另外由于磁鐵被可靠地固定在軛鐵上，所以能夠以低成本提供性能可靠的電動機。
雖然上文僅描述了本發(fā)明的幾個典型實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易理解在不明顯背離本發(fā)明新穎的啟示和優(yōu)點的情況下可以對這些典型實施例作許多修改。因此，所有這些修改都應被認為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如本發(fā)明適用于所有將環(huán)狀元件固定在通過塑性加工而成形的圓筒狀元件(和磁性/非磁性無關(guān))的內(nèi)周面或外周面上，都可以得到和本發(fā)明同樣的作用效果。
另外在本實施例中僅對內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動機進行了說明，不限于此，本發(fā)明還可適用于外轉(zhuǎn)子型電動機，可以得到和本發(fā)明同樣的作用效果。用于外轉(zhuǎn)子電動機時，在軛鐵的軸線方向下方內(nèi)周面上形成環(huán)狀槽。
權(quán)利要求
1.種圓筒狀元件的制造方法，其包括對平板進行某一方向的塑性加工并形成圓筒部的加工步驟；沿半徑方向切斷所述圓筒部的另一方向的端部的加工步驟；在所述切斷加工步驟之后，將環(huán)狀元件固定在所述圓筒部的外周面或內(nèi)周面的加工步驟；和在形成所述圓筒部的加工步驟之前，形成環(huán)狀槽的加工步驟，其中沿所述平板上的所述另一方向的端部的半徑方向切斷預定線來形成環(huán)狀槽，且該環(huán)狀槽在所述圓筒部的同心圓上進行切斷的加工步驟后仍保留，將所述環(huán)狀元件固定為所述環(huán)狀元件的端部與所述圓筒部的另一方向的端部配置在同一平面上，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部，形成圓筒部的加工步驟后的所述圓筒部的另一方向的端部所連接的外周面或內(nèi)周面上，配置有所述環(huán)狀槽，在所述環(huán)狀槽內(nèi)收容了所述切斷加工步驟時所產(chǎn)生的飛邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒狀元件的制造方法，所述環(huán)狀槽通過對所述平板在某一方向上或另一方向上進行沖壓加工而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒狀元件的制造方法，所述飛邊從所述圓筒部的另一方向的端部向半徑方向外方或內(nèi)方突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓筒狀元件的制造方法，如果將所述環(huán)狀槽的半徑方向長度設(shè)為r1，將所述飛邊向半徑方向外方或內(nèi)方突出的長度設(shè)為r2，則存在r1＞r2的關(guān)系。
5.一種具有圓筒狀元件電動機的制造方法，包括對平板進行某一方向的塑性加工并形成圓筒部的加工步驟；沿半徑方向切斷所述圓筒部的另一方向的端部的加工步驟；在所述切斷加工步驟之后，將環(huán)狀元件固定在所述圓筒部的外周面或內(nèi)周面的加工步驟；和在形成所述圓筒部的加工步驟之前，形成環(huán)狀槽的加工步驟，其中環(huán)狀槽沿所述平板上的所述另一方向的端部的半徑方向切斷預定線形成，且在所述圓筒部的同心圓上進行切斷的加工步驟后仍保留，將所述環(huán)狀元件固定為所述環(huán)狀元件的端部與所述圓筒部的另一方向的端部配置在同一平面上，或在所述另一方向上突出于所述另一方向的端部，形成圓筒部的加工步驟后的所述圓筒部的另一方向的端部所連接的外周面或內(nèi)周面上，配置有所述環(huán)狀槽，在所述環(huán)狀槽內(nèi)收容了所述切斷加工步驟時所產(chǎn)生的飛邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機的制造方法，所述環(huán)狀槽通過對所述平板進行在某一方向上或另一方向上的沖壓加工而形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機的制造方法，所述飛邊從所述圓筒部的另一方向的端部向半徑方向外方或內(nèi)方突出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機的制造方法，如果將所述環(huán)狀槽的半徑方向長度設(shè)為r1，將所述飛邊向半徑方向外方或內(nèi)方突出的長度設(shè)為r2，則存在r1＞r2的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機的制造方法，所述圓筒狀元件為軛鐵，所述環(huán)狀元件為磁鐵。
全文摘要
圓筒狀元件的軛鐵(4)的外周面或內(nèi)周面上，固定有環(huán)狀元件磁鐵(10)，磁鐵的軸線方向下端面與軛鐵(4)的軸線方向下端面固定在同一平面上，或者磁鐵的軸線方向下端面固定為稍微突出于軛鐵的下端面，并且軛鐵(4)的軸線方向下端面所連接的外周面或內(nèi)周面的一部分，形成有向半徑方向外方或內(nèi)方凹陷的環(huán)狀槽(4a)。
文檔編號H02K1/22GK1540843SQ20041003513
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者藤居義雄, 山田陽介, 大田垣晃, 介, 晃 申請人:日本電產(chǎn)株式會社