JPS5932982B2 - 磁石発電機の回転子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁石発電機の回転子（こ係り、高精度な構造及
び製造方法に係る。

まず、従来の磁石発電機の構造を第１′図に於いて説明
する。

ボス１は筒部２とフライホイールリング３を一体で有し
ており、冷間鍛造等により成形されている。

４は、軸方向に延びる磁極片４１と該磁極片と断面垂直
に形成された底部４２とを一体に形成した磁極で、お互
いに穿設された鋲孔に通常リベット用軟鋼線材から成形
された鋲５によって加締固定されている。

６極星形磁石６は磁極片４１の内側に密着され、このよ
うな状態でアルミニューム等の非磁性金属７で一体にダ
イカスト成形されている。

このような構造に於いてボスをプレスで一体的に冷開成
形することは、フライホイールリングが大きい程大容量
のプレス設備が必要となり例えば外径φ１２５程度では
１５００トンもの容量が必要となり、コストの高いもの
となっている。

更にダイカスト作業時この大きなフライホイールリング
があることによって型の構造が複雑となり、成形の作業
性も劣る欠截を有していた。

本発明の目的は、機械的に安定で、しかも組立やすく安
価な磁石発電機の回転子の製造方法を提供することにあ
る。

本発明の特徴はボス外周と別体から成るフライホイール
リングの内周との間の全周に４つたり環状の間隙部及び
溝を設け、この間にリング状の結合部材を挿入し、結合
部材の剪断力と緊迫力によって結合力を得るようにした
点にある。

以下本発明の実施例を第２図以降に説明する。

フライホイールリング部のない筒状のボス９に、磁極板
４を鋲５で加締固定し、６極星形磁石６を磁極片の内側
に密着させて、アルミニウム等の非磁性金属７で一体に
ダイカスト成形した後、鋼板を打抜き成形したフライホ
イールリング３１を、ボス外周に環状の間隙をもって配
置すると共に、磁極腕４２に接して配置している。

その後第３、第４図に示すような別の軟鋼線材等の金属
材料を略リング状に成形、又は打抜いて成形した結合部
材１０を前記環状間隙に挿入配置し、更にボス９の外周
とフライホイールリングの円板部材の内周面に予め形成
した凹形溝９１，３１１の間瘉こ金型１１で加圧して塑
性流動させ、連結を計るものである。

溝９１，３１１の深さは０．１〜ｉ、ｏｍ程度が望まし
く、浅すぎると剪断強度が充分に得られず、深すぎると
結合部材を挿入するのに大きな加圧力が必要となる。

結合工程においては、まず第５、第６図に示すように結
合部材１０を、ボス９、フライホイールリング３１の間
の間隙部３２に挿入する。

次に、間隙部巾Ｔ。

より巾の小さい先端面ｔを有する金型１１の加圧部１２
で結合部材１０を加圧し塑性変形により溝９１，３１１
内に結合部材１０を流入させる。

第５図に示す挿入工程も金型１０で行なってよい。

第５図に示す状態で結合部材１０は、金型１１に対応す
る上端部分を除き、間隙部３２で包囲されており、かつ
軸方向長さの差ΔＨはごく小さい。

従って加圧直前の状態は結合部材の全体が包囲されてい
るといえる。

このため第６図に示す如く、加工時結合部材が間隙部外
へ逃げることはほとんどない。

第６図に示すように、金型１１の加圧突部側面１３は先
端面１２に垂直な方向（挿入方向）に対しθだけ傾斜し
ている。

θは、６°〜１５°程度が望ましい。

これはθが小さいと、結合後、金型１１が抜けにくくな
るためである。

また、θが太きすぎると、金型の挿入方向と逆方向にす
なわち、藺隙部外へ結合部材が流出しやすくなり、また
挿入深さを深くできず、結合部材に大きな内部応力を発
生させることができず、従って大きな結合力を得にくく
なる。

金型加圧部１４は、第６図に示すようにその先端面１２
と、溝９Ｌ３１１の上端との距離Ｓをできるだけ小さく
、換言すれば、先端面１２ができるだけ溝９１，３１１
に近くなるよう深く挿入されることが望ましい。

これにより、塑性流動に伴なう摩擦損失が少なくなり、
溝部へ結合能オを充分に挿入できる。

以上のような構成を維持するためには、フライホイール
リング３１、ボス９の材料が、結合部材１０より硬いこ
と及び剛性が大きいことが条件となる。

すなわち、結合部材１０は、フライホイールリング３１
、ボス９より変形抵抗の小さい材料であることが条件と
なる。

例えばフライホイールリングが軟鋼の場合、結合部材と
して銅やアルミニウム等を用いることが考えられる。

結合部材１０を間隙部３２内に挿入し、金型で加圧して
充填させることにより結合部材は局部的塑性変形されて
内圧が高くなり、即ち、結合部材の降伏応力よりも大き
い弾性応力が生じ、外方に応がろうとする力が作用する
。

従がって結合部分には半径方向に緊迫力が生じる。

また、溝９１゜３１１により、軸方向外力に対し、剪断
力を生じ、両者により、強固な結合力が得られる。

更に結合部溝の形状については、大きな廻りトルクを必
要とする場合次に示す例がある。

まず２個の被結合部材の、互に対向する結合面間に各々
接合面に凹溝を有する一定の間隙部を形成する。

各凹溝底にはさらに小さな凹凸部を形成する。

一方被結合部材より変形抵抗が小さく、かつ所定の機梯
的強度を有する材料から、前記間隙部高さもしくはこれ
に近似した高さを有する単純形状の結合部材を加工する
。

次に該結合部材を前記間隙部に挿入する。

このとき、前記結合部材は実質的にその全体が、前記間
隙部と金型ζこより包囲された状態にあるものとする。

この状態で結合部材を金型凸部で冷間加圧し、もって間
隙部凹溝に塑性流動させ、両波結合物体を接合するもの
である。

まず、第７図において、第１の被結合部材１１０と第２
の被結合部材１２０は共に、金属円板で、両部材の結合
部表面１１１，１２１間には幅Ｔｏ、高さＨｏのリング
状間隙部１４０が介在する。

１１０ｃ、１２０ｃは端面である。

また、表面に直角な方向に各々溝１１２，１２２が設け
られている。

第８、第９図に示すように谷溝の底面には、円周方向に
添って小さな凹凸部１１２ａ（又は１２２ａ）が設けら
れている。

溝１１２゜１２２の底面の凹凸部中心線ｍ−ｍまでの深
さｈｌｏは０．２〜１．０７Ｊ望ましくは０．２〜０．
５７’Ｊ程度がよい。

また、底面の凹凸部の平均高さｈｌｌも０．２〜１．０
履、望ましくは０．２〜０．５Ｍ程度がよい。

一方、１３０は被結合部材１１０，１２０より塑性変形
しやすい、すなわち、変形抵抗の小さい金属からなる前
記同様の結合部材であり、幅Ｔ１はＴｏに略等しいか、
ないしは若干小さく、高さＨｌはＨＯと同等以下ないし
は若干高い。

ＨｌがＨｏより高い場合でも、その差ΔＨはできるだけ
小さく、例えば０．２〜０．３７１ｇｌ１程度にとどめ
るのが好ましい。

また結合部材の断面形状は図に示す矩形断面のほか丸、
楕円、多角形断面等、単純形状のものでよい。

挿入後塑性変形させるため間隙部形状にとられれる必要
はない。

結合工程においては、前記凹溝の場合と全く同様とする
。

以上のように本発明ｌこよれば、構造的にはボスの形状
が簡単になって製作しやすくなったこと、ロータのダイ
カスト作業時余分な付属品がないため型の構造が簡単と
なり、又成形作業の効率も向上した。

別体からなるフライホイールリングはプレスの打抜き等
で製作が簡単となり安価に作られる。

又材料も自由に選べる。フライホイールリングの結合は
最終工程となるため要求仕様に合った大きさ力椙由にし
かも簡単に結合できる、などで部品形状がシンプルにな
って生産性が向上し、組立性も向上したためコストが１
０％程度低く得られる。

次ζこ機械的ζこは、第２図１こ示すようζこ、矢印Ｆ
１．Ｆ２方向の剪断試験（静的強度）で、結合部材が軟
鋼の場合で３２ Ｋ’；ｌ／ｍｄと安定している。

磁石発電機で最も重要な機械的強度は、角加速度、衝撃
ζこ充分な余力を有することである。

本発明の結合方法では要求仕様を充分満足する高い強度
と信頼性が保証された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁石発電機の要部縦断面図、第２図は本
発明の一実施例になる磁石発電機の要部縦断面図、第３
、第４図は各々本発明の結合部材の形状の一例を示す図
、第５、第６図は本発明による結合工程及び結合状態の
説明図、第７図は他の実施例で接合前の被接合部材及び
結合部材の外観要部を示す一部断面傾視図、第８図は結
合部材に設けた溝部の拡大図、第９図は第８図のＩＸ
−ＩＸ断面図である。 ９・・・・・・ボス、１０・・・・・・結合部材、３１
・・・・・・フライホイールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸によって回転されるボスと、その外周の一端
   に同心的かつ一体的に配置固定されるフライホイールリ
   ングと、前記ボスの外周に非磁性金属材を介して固定さ
   れる永久磁石と、該永久磁石に密着して包囲する磁極片
   とを備えた磁石発電機の回転子に於いて、外周の一端に
   環状溝を形成したボスと、該ボスに環状の間隙をもって
   同心的に配置され、かつ前記溝と対向する面に環状溝を
   形成したフライホールリングと、前記環状溝及び環状間
   隙に押圧充填され、剪断力と緊迫力をもって結合される
   リング状の金属結合部材とから構成されていることを特
   徴とした磁石発電機の回転子。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、環状溝は底面
   に凹凸部を形成していることを特徴とした磁石発電機の
   回転子。 ３ 駆動軸によって回転されるボスと、その外周の一端
   に同心的かつ一体的に配置固定されるフライホールリン
   グと、前記ボスの外周に非磁性金属を介して固定される
   永久磁石と、該永久磁石に密着して包囲する磁極片とを
   備えた磁石発電機の回転子に於いて、互に対向するボス
   の外周ならびにフライホールリングの内周間に環状の間
   隙部を形成し、かつ互に対向するボスの外周及びフライ
   ホールリングの内周に各々環状溝を形成し、一方、前記
   ボスならびにフライホールリングの材料より変形抵抗が
   小さく、かつ前記環状間隙部の軸方向の長さと同等もし
   くは近似した軸方向長さを有する略リングの金属結合部
   材を前記環状間隙部に挿入配置し、該結合部材の全体が
   実質的に前記ボス外周、フライホールリング内周及び磁
   極片と垂直に形成された磁極底部で包囲された状態とし
   、その後、金型凸部で前記結合部材を加圧して前記溝部
   に局部的に塑性変形させ、結合部材の剪断力と緊迫力に
   て結合することを特徴とする磁石発電機の回転子の製造
   方法。