專利名稱：旋轉(zhuǎn)電動機的制作方法
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)電動機。
背景技術(shù)：
作為這種旋轉(zhuǎn)電動機，例如專利文獻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，故鋼管能對定子鐵心進行固定保持直到高溫區(qū)域。
另外，專利文獻2所示的旋轉(zhuǎn)電動機，將定子鐵心壓入支承架的筒部內(nèi)，將環(huán)狀構(gòu)件嵌入與定子鐵心的壓入部相對的筒部的外周部。因此，能強化支承架的剛性，防止電動機的振動、噪聲。
專利文獻1日本專利特開2001-169500號公報專利文獻2日本專利特開2002-34202號公報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)電動機中，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。為了可靠地固定定子鐵心，若要進一步增加壓入余量的話，有時會導(dǎo)致壓入負(fù)荷過大，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)電動機的性能發(fā)生偏差，有時還會引起齒槽效應(yīng)扭矩增加等問題。
在成為旋轉(zhuǎn)電動機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。如需進一步提高耐腐蝕性，也有實施陽離子涂裝等。所述專利文獻1及2中盡管沒有記載鍍鋅或陽離子涂裝等，但如果是進行鍍鋅等的情況，存在進一步導(dǎo)致壓入負(fù)荷偏差的問題，而進行陽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)周面而需進行掩蔽等的問題。
另外，盡管上述專利文獻1及2中沒有記載防水密封等，但存在旋轉(zhuǎn)電動機的框架與外殼(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框架的壓入負(fù)荷穩(wěn)定、能使旋轉(zhuǎn)電動機的性能穩(wěn)定、同時耐腐蝕性和防銹密封性能好且廉價的旋轉(zhuǎn)電動機、尤其是適合電動動力轉(zhuǎn)向裝置用電動機的旋轉(zhuǎn)電動機。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動機，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)電動機，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。
尤其是將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動機作為電動動力轉(zhuǎn)向裝置用電動機使用時，可抑制齒槽效應(yīng)扭矩和扭矩波動的增加，操縱感好，是適合的。
附圖的簡單說明

圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施形態(tài)1的無刷電動機的剖視圖。
圖2是表示實施形態(tài)1的框架的側(cè)視圖及剖視圖。
圖3是表示實施形態(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)明的實施形態(tài)2的無刷電動機的剖視圖。
圖7是表示實施形態(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。
具體實施例方式
實施形態(tài)1圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施形態(tài)1的無刷電動機的剖視圖。無刷電動機10，在呈有底圓筒狀的鋼板制的框架11的內(nèi)周上，通過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)成的無刷電動機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)周部來進行的。因此，不需要粘結(jié)劑、固定器具等，可降低制造成本。
但是，對于鋼鐵材料的防腐蝕，一般是進行熔融鋅電鍍，本實施形態(tài)1中，作為框架11，使用了新日本制鋼株式會社生產(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)是在將實施了各種表面處理的表面處理鋼板用作框架11時、對因連續(xù)鹽水噴霧而直至產(chǎn)生紅銹為止的時間進行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，A是實施了通常的鋅電鍍5μm的情況；B是實施了通常的鋅電鍍8μm的情況；C是對陽離子涂裝件實施了通常的鋅電鍍5μm的情況；D是實施了電鍍層的質(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)上進一步實施了化學(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。另外，在SD處理時實施了化學(xué)轉(zhuǎn)換處理的情況下，其防銹效果還會有稍有提高，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)是在將實施了各種表面處理的表面處理鋼板用作框架11時、對與定子磁極12壓入框架11時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)進行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，F(xiàn)是僅實施了通常的后電鍍(鍍鋅)的情況；G是在通常的后電鍍(鍍鋅)的基礎(chǔ)上進一步實施了蠟處理的情況；H是實施了SD處理的情況；I是在SD處理的基礎(chǔ)上進一步實施了蠟處理的情況；J是在SD處理的基礎(chǔ)上進一步實施了化學(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有時會產(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)上實施蠟處理，則能進一步減小摩擦系數(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)。該場合的化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，因為是牢固地結(jié)合在SD表面上的潤滑皮膜，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時對液體密封劑與框架11的粘結(jié)力進行比較所得到的數(shù)據(jù)圖，該場合，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施了涂層表面處理的框架11的粘結(jié)力。該場合，作為液體密封劑，采用以硅(廠家株式會社スリ一ボンド)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，無法期待防水性能。
尤其是，對于J的SD處理加上化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，在確保粘結(jié)性的同時能使上述摩擦系數(shù)穩(wěn)定，通過對框架11的表面實施皮膜處理，能使定子磁極12在無變形、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，采用本實施形態(tài)，由于框架是將表面處理鋼板通過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)電動機，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。尤其是作為電動動力轉(zhuǎn)向裝置用電動機使用時，可抑制齒槽效應(yīng)扭矩和扭矩波動的增加，操縱感好，是適合的。
尤其是，電鍍層使用實施了由鋁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，能有效地穩(wěn)定定子磁極的壓入負(fù)荷，鋼板容易得到，能得到廉價的旋轉(zhuǎn)電動機。
另外，在使用了在SD處理的上層進一步通過化學(xué)轉(zhuǎn)換處理而設(shè)置有潤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)電動機的框架。
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，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。
實施形態(tài)2圖6是表示本發(fā)明的實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)電動機(有刷電動機)的構(gòu)成的剖視圖。20是旋轉(zhuǎn)電動機即有刷電動機，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。
在該實施形態(tài)2中，框架21也是將與實施形態(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。
實施形態(tài)2的旋轉(zhuǎn)電動機如此構(gòu)成，故與實施形態(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)電動機。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電動機，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)電動機，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)電動機，其特征在于，所述表面處理鋼板是在電鍍層的上層進一步設(shè)有潤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)電動機，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)電動機，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)電動機，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)電動機，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)電動機，其特征在于，是電動動力轉(zhuǎn)向裝置用電動機。
全文摘要
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動機，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框架的壓入負(fù)荷穩(wěn)定、使旋轉(zhuǎn)電動機的性能穩(wěn)定、同時耐腐蝕性和防銹密封性能好且廉價的旋轉(zhuǎn)電動機、尤其是適合電動動力轉(zhuǎn)向裝置用電動機的旋轉(zhuǎn)電動機。
文檔編號H02K3/04GK1770591SQ20051006572
公開日2006年5月10日 申請日期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 申請人:三菱電機株式會社