肉厚のマイクロモーターシェル 0.3mm 真円度公差は以内 0.01mm ローターの不均衡と動作ノイズを直接低減します。深絞りステンレス鋼 304 シェルを使用することで、ベアリング シートの同軸度を達成します。 0.02mm 、振動振幅をカットします。 30% 標準的な CNC 旋削アルミニウム シェルと比較して、コアレス モーターやステッピング モーターで安定したエア ギャップとブラシの寿命を延長します。
材料の選択 マイクロモーターシェル
シェルの材質は磁気性能、放熱性、耐食性を左右します。以下の表は、小型モーターのハウジングに使用される 3 つの最も一般的な金属を比較しています。
| 材質 | 密度 (g/立方cm) | 熱伝導率 (W/mK) | 透磁率 |
|---|---|---|---|
| ステンレス304 | 7.9 | 16 | 無視できるほど (オーステナイト系) |
| アルミニウム6061 | 2.7 | 167 | 非磁性 |
| 黄銅C360 | 8.5 | 116 | 非磁性 |
ステンレス鋼 304 は、非磁性の性質により永久磁石場を歪めないため、電磁シールドと耐食性が重要な場合に推奨されます。アルミニウム 6061 は、 167 W/mK の熱伝導率 ステンレス鋼の10倍以上であり、コイルの温度上昇を以下に抑える必要がある大電流ドローンモーターに最適です。 15℃ 周囲以上。
重要な寸法公差とベアリングシートの精度
シェルはベアリング システムの主要なロケーターです。ベアリングシートのずれは、シャフトの振れや騒音に直結します。上記で動作するマイクロモーターには次の許容差が必須です 10,000RPM .
- 軸受座内径の許容差 プラス0.005mm～プラス0.012mm 軸受外輪の上に位置するため、軌道が変形することなく軽度の圧入が可能です。
- 前後のベアリング穴の同軸度が以下を超えないこと 0.015 mm TIR 。 0.03 mm の不一致によりシャフトの傾きが発生し、可聴ノイズが増加します。 4～6dB .
- シェル内ボアの真円度 0.008mm または均一なエアギャップを維持するのが適切です。真円度誤差0.025mmにより、コギングトルクリップルが発生します。 8% 定格トルクのこと。
- シェル全長許容差 プラスマイナス0.03mm エンドキャップの圧着またはスナップリングの取り付け後のベアリングの軸方向の予圧の変動を防ぎます。
の生産工程 20,000 個のステンレススチールシェル マルチステーショントランスファーダイを使用して Cpk を維持 1.67 これは、深絞り加工が、大量の小径部品の加工能力において CNC 旋削加工を常に上回ることができることを示しています。
シェルの壁厚による熱管理
シェルはマイクロモーターの主要なヒートシンクとして機能します。壁の厚さを薄くすると、伝導熱抵抗が低下するため、熱伝導が向上します。ブラシ付きモーターが故障した場合 2ワット 継続的に、0.5 mm ステンレス鋼シェル全体の温度降下は約 12℃ 、一方、0.3 mm シェルではその低下が 0.3 mm に減少します。 7℃ 、内部巻線温度を絶縁クラス制限以下に保ちます。 130℃ .
肉厚のアルミニウムシェル 0.4mm 熱を放射するブラックアルマイト仕上げ 効率が 22% 向上 定常状態での赤外線熱画像によって検証されたように、裸のステンレス鋼よりも優れています。陽極層は表面放射率を約 100% から増加させます。 0.2～0.85 、モーターが動作できるようにします 9℃クーラー 密閉ハウジング内。
製造工程の比較
深絞り、CNC 旋削、金属射出成形はそれぞれマイクロ モーター シェルを製造しますが、その精度とコスト プロファイルは大きく異なります。以下の表は、実際の制限を概説しています。
| プロセス | 最小肉厚 | 達成可能な真円度 | 年間ボリュームの適合性 |
|---|---|---|---|
| 精密深絞り加工 | 0.15mm | 0.005mm～0.010mm | 50,000 ユニット以上 |
| CNCスイスターニング | 0.25mm | 0.003mm～0.008mm | 試作機は5,000台まで |
| 金属射出成形 | 0.35mm | 0.010mm～0.025mm | 20,000～100,000台 |
深絞り加工は、順送工具の償却後、最低のピースあたりのコストで最も薄いシェルを実現しますが、スイス旋削加工は、以下の真円度を必要とする高精度のプロトタイプや少量の特殊モーターにとって依然として不可欠です。 0.005mm .
表面処理と防食
マイクロモーターシェルは、高湿度または塩水噴霧環境で頻繁に動作します。適切な表面仕上げにより、孔食が防止され、医療機器や民生機器に必要なきれいな美観が維持されます。
ステンレス鋼の電解研磨
電解研磨により表面層が除去されます。 0.005mm to 0.010 mm 不動態酸化クロム皮膜が残ります。このように処理されたシェルは耐久性があります。 500時間の塩水噴霧 ASTM B117 による、赤錆なし、と比較 120時間 描画されたままのシェルの場合。
アルミニウムのアルマイト処理
タイプ II 硫酸陽極酸化処理により、 5～15マイクロメートル 表面をほぼ硬くする厚い酸化層 300HV 。この層は電気絶縁体としても機能し、絶縁破壊電圧は 100 以上です。 500V 内部巻線がシェルに接触した場合の短絡を防止します。
アセンブリの統合とベアリングの保持
シェルの最終的な機能は、モーター アセンブリを一緒に保持することです。ベアリングとエンドキャップを固定する主な方法は 2 つあり、それぞれシェルの応力状態に異なる影響を与えます。
- 熱焼きばめ シェルを加熱して 120℃ 力を加えずにベアリングを差し込むことができます。シェルが冷えると収縮し、均一な半径方向の圧縮を加えます。 15～25MPa ベアリングの外輪に取り付けて、スナップリングなしでロックします。
- 圧着またはローリング 開放端のリップがエンドプレートを保持します。圧着力はシェルの降伏強度を超えてはなりません。 205MPa ステンレス鋼 304 の場合、そうしないとシェルが内側に曲がり、ローターを挟んでしまいます。
シェルが過熱してしまう不適切な焼き嵌め 200℃ 真鍮やアルミニウムの粒子構造を永続的に軟化させ、シェルのフープ強度を低下させます。 18% ベアリングのウォークアウトにつながる 1,000 熱サイクル .
