專利名稱：旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定子磁極壓入固定于圓筒狀的框架的內(nèi)周面的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
作為這種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，例如專利文獻(xiàn)1所示，有一種框架利用鑄造用鋁材料鑄造而成的結(jié)構(gòu)，在鑄入該框架內(nèi)的鋼管的內(nèi)徑側(cè)壓入固定有定子鐵心。該結(jié)構(gòu)中，鋼管的線膨脹率近似于定子鐵心的線膨脹率，故鋼管能對(duì)定子鐵心進(jìn)行固定保持直到高溫區(qū)域。
另外，專利文獻(xiàn)2所示的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，將定子鐵心壓入支承架的筒部?jī)?nèi)，將環(huán)狀構(gòu)件嵌入與定子鐵心的壓入部相對(duì)的筒部的外周部。因此，能強(qiáng)化支承架的剛性，防止電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2001-169500號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利特開2002-34202號(hào)公報(bào)在將定子鐵心的外周面如此壓入固定于由鋼管等鐵材構(gòu)成的圓筒狀的框架的內(nèi)周面的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中，該內(nèi)周面及該外周面的尺寸管理非常重要。因兩者的尺寸偏差導(dǎo)致壓入余量發(fā)生偏差，壓入負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)。為了可靠地固定定子鐵心，若要進(jìn)一步增加壓入余量的話，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致壓入負(fù)荷過(guò)大，定子鐵心的內(nèi)周面的圓度因其應(yīng)力而變壞等，使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的性能發(fā)生偏差，有時(shí)還會(huì)引起齒槽效應(yīng)扭矩增加等問(wèn)題。
在成為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)外殼的框架由鐵材構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，一般為了提高耐腐蝕性，例如大多鍍鋅5μm程度。如需進(jìn)一步提高耐腐蝕性，也有實(shí)施陽(yáng)離子涂裝等。所述專利文獻(xiàn)1及2中盡管沒(méi)有記載鍍鋅或陽(yáng)離子涂裝等，但如果是進(jìn)行鍍鋅等的情況，存在進(jìn)一步導(dǎo)致壓入負(fù)荷偏差的問(wèn)題，而進(jìn)行陽(yáng)離子涂裝等的情況下，存在為了不使涂裝粘在壓入定子鐵心的內(nèi)周面而需進(jìn)行掩蔽等的問(wèn)題。
另外，盡管上述專利文獻(xiàn)1及2中沒(méi)有記載防水密封等，但存在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的框架與外殼(托架)的接合部處的密封劑與框架的粘結(jié)力容易產(chǎn)生偏差的問(wèn)題，存在需要確?？蚣艿谋砻嫣幚砻媾c密封劑的粘結(jié)力等的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種定子磁極對(duì)框架的壓入負(fù)荷穩(wěn)定、能使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的性能穩(wěn)定、同時(shí)耐腐蝕性和防銹密封性能好且廉價(jià)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、尤其是適合電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，定子磁極壓入固定于圓筒狀的鋼板制框架的內(nèi)周面，將轉(zhuǎn)子與該定子磁極的內(nèi)周側(cè)留有間隙地配設(shè)，所述框架，將表面處理鋼板通過(guò)沖壓加工形成為圓筒狀，該表面處理鋼板是在鋼板的表面形成由鋁、鎂、硅、其余為鋅構(gòu)成的鍍層。
采用本發(fā)明能得到如下的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，即，作為框架使用的表面處理鋼板的電鍍層的耐腐蝕性好，硬度也高，能將電鍍層做成薄膜，同時(shí)能得到穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，使定子磁極的壓入負(fù)荷穩(wěn)定，且可減輕框架的變形以及對(duì)定子磁極的應(yīng)力，因而性能的偏差減小，還可抑制齒槽效應(yīng)扭矩增加，耐腐蝕性好且廉價(jià)。
尤其是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，可抑制齒槽效應(yīng)扭矩和扭矩波動(dòng)的增加，操縱感好，是適合的。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
圖2是表示實(shí)施形態(tài)1的框架的側(cè)視圖及剖視圖。
圖3是表示實(shí)施形態(tài)1的定子磁極的側(cè)視圖及剖視圖。
圖4是表示實(shí)施形態(tài)1的定子磁極的其他例子的繞線后(修整之前)的主視圖。
圖5是表示圖4的定子磁極的完成狀態(tài)(修整之后)的側(cè)視圖及剖視圖。
圖6是表示構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
圖7是表示實(shí)施形態(tài)2的定子磁極的側(cè)視圖及剖視圖。
圖8是表示實(shí)施形態(tài)2的定子磁極壓入框架后的側(cè)視圖及剖視圖。
圖9是表示用于框架的各種表面處理鋼板的比較數(shù)據(jù)的圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施形態(tài)1圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的剖視圖。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)10，在呈有底圓筒狀的鋼板制的框架11的內(nèi)周上，通過(guò)壓入方式插著定子鐵心13上卷裝有定子線圈14的定子磁極12，同時(shí)在框架11的開放端側(cè)安裝有由鋁材構(gòu)成的殼體15。在殼體15的中心部設(shè)有前軸承16，在框架11的有底側(cè)保持有后軸承17。轉(zhuǎn)子18與粘結(jié)固定于鋼制的軸上的永磁鐵19為一體結(jié)構(gòu)，由該外圈固定于殼體15的前軸承16和該外圈支承于框架11的后軸承17進(jìn)行支承并可旋轉(zhuǎn)。
圖2是表示將定子鐵心13上卷裝有定子線圈14的定子磁極12壓入后的框架11的側(cè)視圖(從殼體一側(cè)看到的圖)及剖視圖，框架11是將表面處理鋼板通過(guò)沖壓加工形成為有底的圓筒狀，該表面處理鋼板，在鋼板的表面形成由鋁、鎂、硅、其余為鋅構(gòu)成的鍍層。該底部具有收納后軸承17的外圈的形狀。
圖3是定子磁極12的側(cè)視圖及剖視圖，在鐵心片層疊形成的圓環(huán)狀的定子鐵心13上卷繞定子線圈14，從而構(gòu)成定子磁極12，定子鐵心13的外周面壓入固定于框架11的內(nèi)周面。
如圖4所示，也可將定子線圈14A安裝在由電磁鋼板構(gòu)成的鐵心片大量層疊構(gòu)成板狀的定子鐵心13A上，然后將其彎曲成圖5所示的圓環(huán)狀，從而構(gòu)成定子磁極12。該場(chǎng)合，定子鐵心13A的卷繞容易，能與圖3的情況相同地將定子鐵心13A壓入固定在框架11內(nèi)，降低制造成本。
如此構(gòu)成的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)10中，框架11具有表面處理鋼板的防銹性能，將定子磁極12固定在框架11上，該固定是通過(guò)將定子磁極12的定子鐵心外周部壓入嵌合在框架11的內(nèi)周部來(lái)進(jìn)行的。因此，不需要粘結(jié)劑、固定器具等，可降低制造成本。
但是，對(duì)于鋼鐵材料的防腐蝕，一般是進(jìn)行熔融鋅電鍍，本實(shí)施形態(tài)1中，作為框架11，使用了新日本制鋼株式會(huì)社生產(chǎn)的鋼板商品名稱ス一パダイマ(Super Dyma，以下稱為SD)。該SD，電鍍層成分以鋅為主，添加了2～19質(zhì)量％的鋁、1～10質(zhì)量％的鎂、0.01～2質(zhì)量％的硅，是一種通過(guò)這些添加元素的復(fù)合效果使耐腐蝕性得到提高的耐腐蝕性好的電鍍鋼板。尤其是硅，不僅可提高含有鋁的電鍍層的加工性，而且因與鎂的復(fù)合作用而進(jìn)一步提高腐蝕抑制效果。SD因其耐腐蝕性好，故主要用于建筑構(gòu)件或土木物資。作為SD，一般是以鋅為主，添加11質(zhì)量％的鋁、3質(zhì)量％的鎂、0.2質(zhì)量％的硅。
圖9(a)是在將實(shí)施了各種表面處理的表面處理鋼板用作框架11時(shí)、對(duì)因連續(xù)鹽水噴霧而直至產(chǎn)生紅銹為止的時(shí)間進(jìn)行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，A是實(shí)施了通常的鋅電鍍5μm的情況；B是實(shí)施了通常的鋅電鍍8μm的情況；C是對(duì)陽(yáng)離子涂裝件實(shí)施了通常的鋅電鍍5μm的情況；D是實(shí)施了電鍍層的質(zhì)量百分比為鋁11質(zhì)量％、鎂3質(zhì)量％、硅0.2質(zhì)量％、其余為鋅構(gòu)成的處理(以下稱為SD處理)的情況；E是在SD處理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)換處理的情況。作為化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，可采用在SD處理表面上涂敷1μm程度的、例如由氨基甲酸乙脂樹脂、蠟、添加物構(gòu)成的混合物的方法。
從該比較數(shù)據(jù)可見，在實(shí)施了SD處理的D、E的情況下，防銹性優(yōu)越。其理由可以認(rèn)為，SD處理件因能減少含有的鋁內(nèi)所存在的鋅的溶出量，故防銹效果延長(zhǎng)。另外，在SD處理時(shí)實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)換處理的情況下，其防銹效果還會(huì)有稍有提高，可以認(rèn)為，主要的效果是基于SD處理的結(jié)果。
接著，圖9(b)是在將實(shí)施了各種表面處理的表面處理鋼板用作框架11時(shí)、對(duì)與定子磁極12壓入框架11時(shí)的摩擦力的大小相關(guān)的、框架11與定子磁極12的摩擦系數(shù)進(jìn)行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，F(xiàn)是僅實(shí)施了通常的后電鍍(鍍鋅)的情況；G是在通常的后電鍍(鍍鋅)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施了蠟處理的情況；H是實(shí)施了SD處理的情況；I是在SD處理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施了蠟處理的情況；J是在SD處理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)換處理的情況。
即，象F那樣僅在框架11的表面實(shí)施了后電鍍的情況下，摩擦大，故需要相當(dāng)大的壓入力，因而框架11及定子磁極12有時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形、損傷。G表示以防止該變形等而減小壓入力為目的、在后電鍍表面上涂敷了蠟的情況。而對(duì)于H的SD處理，因電鍍層與后電鍍相比硬度高，即使不涂敷蠟也可一定程度減小摩擦系數(shù)。另外，當(dāng)象I那樣在SD處理的基礎(chǔ)上實(shí)施蠟處理，則能進(jìn)一步減小摩擦系數(shù)。而且，象J那樣在SD處理的基礎(chǔ)上實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，則能得到比蠟處理的摩擦系數(shù)更小的摩擦系數(shù)。該場(chǎng)合的化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，因?yàn)槭抢喂痰亟Y(jié)合在SD表面上的潤(rùn)滑皮膜，因而比蠟處理的皮膜能得到更穩(wěn)定的摩擦。
另外，圖9(c)是在為了對(duì)框架11與殼體15之間防水而涂敷液體密封劑的情況下、在將與圖9(b)相同的各種表面處理鋼板F-J用作框架11時(shí)對(duì)液體密封劑與框架11的粘結(jié)力進(jìn)行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，該場(chǎng)合，為了使液體密封的密封效果可靠，必需確保液體密封劑與特地實(shí)施了涂層表面處理的框架11的粘結(jié)力。該場(chǎng)合，作為液體密封劑，采用以硅(廠家株式會(huì)社スリ一ボンド)為主要成分的密封劑是有效的。
從該比較數(shù)據(jù)可見，對(duì)于F的后電鍍、H的SD處理、J的SD處理加上化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，可望得到大致相同的粘結(jié)力，密封效果好。但是，對(duì)于G的后電鍍加上蠟處理以及I的SD處理加上蠟處理，因蠟的影響阻礙了粘結(jié)性，密封效果差，無(wú)法期待防水性能。
尤其是，對(duì)于J的SD處理加上化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，在確保粘結(jié)性的同時(shí)能使上述摩擦系數(shù)穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)框架11的表面實(shí)施皮膜處理，能使定子磁極12在無(wú)變形、損傷的情況下穩(wěn)定地壓入，可望得到穩(wěn)定的防水性能，因而能降低制造成本，且可得到良好的防銹性能。
如上所述，采用本實(shí)施形態(tài)，由于框架是將表面處理鋼板通過(guò)沖壓加工形成為圓筒狀，該表面處理鋼板，在鋼板的表面形成由鋁、鎂、硅、其余為鋅構(gòu)成的鍍層，因而能得到如下的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，即，電鍍層的耐腐蝕性好，硬度也高，能將電鍍層做成薄膜，同時(shí)能得到穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，使定子磁極的壓入負(fù)荷穩(wěn)定。又，由于可減輕框架的變形以及對(duì)定子鐵心的應(yīng)力，因而性能的偏差減小，可抑制齒槽效應(yīng)扭矩增加，耐腐蝕性好且廉價(jià)。尤其是作為電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，可抑制齒槽效應(yīng)扭矩和扭矩波動(dòng)的增加，操縱感好，是適合的。
尤其是，電鍍層使用實(shí)施了由鋁11質(zhì)量％、鎂3質(zhì)量％、硅0.2質(zhì)量％、其余為鋅構(gòu)成的SD處理的材料時(shí)，能有效地穩(wěn)定定子磁極的壓入負(fù)荷，鋼板容易得到，能得到廉價(jià)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
另外，在使用了在SD處理的上層進(jìn)一步通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換處理而設(shè)置有潤(rùn)滑皮膜的表面處理鋼板的情況下，摩擦系數(shù)減小，能更有效地使定子磁極的壓入負(fù)荷穩(wěn)定。另外，因是預(yù)先設(shè)置了潤(rùn)滑皮膜的表面處理鋼板，故生產(chǎn)效率高，能容易地將含有鋁、鎂、硅的熔融鋅電鍍鋼板，應(yīng)用于壓入固定有定子磁極的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的框架。
而且，在框架與由鋁材構(gòu)成的、與該框架抵接的殼體的抵接面上涂敷液體密封劑時(shí)，氣密性得到提高，防水性好，能防止框架與殼體的電腐蝕，提高耐久性。
實(shí)施形態(tài)2圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(有刷電動(dòng)機(jī))的構(gòu)成的剖視圖。20是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)即有刷電動(dòng)機(jī)，21是形成磁軛的框架，22是定子磁極、由永磁鐵23和保持它的磁鐵座24構(gòu)成。25是殼體，26是前軸承，27是后軸承，28是電樞，29是刷握。電樞28是將電磁鋼板層疊后的鐵心固定在軸上，安裝有線圈，并由前軸承26及后軸承27旋轉(zhuǎn)自如地支承。
圖7是表示定子磁極22的側(cè)視圖及剖視圖。永磁鐵23通過(guò)與磁鐵座24的支承框嵌合而得到支承。
圖8是表示將由永磁鐵23及磁鐵座24構(gòu)成的定子磁極22安裝在框架21上的結(jié)構(gòu)的剖視圖及側(cè)視圖。
在該實(shí)施形態(tài)2中，框架21也是將與實(shí)施形態(tài)1相同的表面處理鋼板沖壓成形而成，由永磁鐵23及磁鐵座24構(gòu)成的定子磁極22壓入嵌合在框架21的內(nèi)周部而得到固定支承。另外，框架21具有收納后軸承27的形狀。
實(shí)施形態(tài)2的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)如此構(gòu)成，故與實(shí)施形態(tài)1相同，具有好的防銹性能，不需要粘結(jié)劑和固定器具，可固定由永磁鐵23及磁鐵座24構(gòu)成的定子磁極22，故制造成本低。
另外，定子磁極22被壓入固定于使用表面處理鋼板的框架21的內(nèi)周面，故與實(shí)施形態(tài)1相同，能得到使定子磁極22的壓入負(fù)荷穩(wěn)定且性能穩(wěn)定、還能抑制齒槽效應(yīng)扭矩增加的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，定子磁極壓入固定于圓筒狀的鋼板制框架的內(nèi)周面，將轉(zhuǎn)子與該定子磁極的內(nèi)周側(cè)留有間隙地配設(shè)，其特征在于，所述框架結(jié)構(gòu)是，將表面處理鋼板通過(guò)沖壓加工形成為圓筒狀，該表面處理鋼板是在鋼板的表面形成由鋁、鎂、硅、其余為鋅構(gòu)成的鍍層。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述表面處理鋼板的電鍍層由鋁11質(zhì)量％、鎂3質(zhì)量％、硅0.2質(zhì)量％、其余為鋅構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述表面處理鋼板是在電鍍層的上層進(jìn)一步設(shè)有潤(rùn)滑皮膜的表面處理鋼板。
4.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在所述框架與由鋁材構(gòu)成的、與該框架抵接的殼體的抵接面上涂敷液體密封劑。
5.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定子磁極，是在鐵心片層疊形成的圓環(huán)狀的定子鐵心上卷繞定子線圈而成，該定子鐵心的外周面壓入固定于所述框架的內(nèi)周面。
6.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將定子線圈安裝在由鐵心片層疊構(gòu)成的板狀的定子鐵心上，然后將該定子鐵心彎曲成圓環(huán)狀，從而構(gòu)成所述定子磁極。
7.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定子磁極由永磁鐵及保持該永磁鐵的磁鐵座構(gòu)成，壓入固定于所述框架的內(nèi)周面。
8.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，是電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，定子磁極壓入固定于圓筒狀的鋼板制框架的內(nèi)周面，將轉(zhuǎn)子與該定子磁極的內(nèi)周側(cè)留有間隙地配設(shè)，框架是將表面處理鋼板通過(guò)沖壓加工形成為圓筒狀，該表面處理鋼板，在鋼板的表面形成由鋁、鎂、硅、其余為鋅構(gòu)成的鍍層。本發(fā)明能得到一種定子磁極對(duì)框架的壓入負(fù)荷穩(wěn)定、使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的性能穩(wěn)定、同時(shí)耐腐蝕性和防銹密封性能好且廉價(jià)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、尤其是適合電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K3/04GK1770591SQ20051006572
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者田中俊則, 深沢啟一, 山本京平, 增田佳尚, 藤本憲悟, 作田寬和, 宮島正泰, 松井佑介 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社