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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und ein Verfahren zur Herstellung des Motors.
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Verwandte Technik
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Ein Motor ist herkömmlicherweise so konfiguriert, dass das Auftreten einer Kriechdehnung durch Anordnen eines Lagers zum drehbaren Halten eines Rotors an einem Flansch (einem Teil eines Gehäuses) und anschließendes Pressen des Lagers gegen den Flansch durch Befestigung einer Lagerplatte an dem Flansch mittels einer Schraube reduziert wird.
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Ein Motor wird herkömmlicherweise beispielsweise mittels der folgenden Prozedur zusammengebaut. Zunächst wird, wie in 6A gezeigt, ein Lager 140 in einem Flansch 121 eines Gehäuses 120 untergebracht und angeordnet. Anschließend wird eine Lagerplatte 130 auf der dem Flansch 121 in Bezug auf das Lager 140 gegenüberliegenden Seite angeordnet, und die Lagerplatte 130 wird durch mehrere (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Schrauben mit dem Flansch 121 verbunden. Dadurch wird das Lager 140 an dem Flansch 121 befestigt, wodurch das Auftreten einer Kriechdehnung reduziert wird. Ein Ausrichten eines Schraubenlochs in der Lagerplatte 130 und eines Schraubenlochs in dem Flansch 121 erfordert eine Feineinstellung der Position, so dass der Arbeitsschritt einer derartigen Anordnung manuell erfolgt.
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Als nächstes wird, wie in 6B gezeigt, ein Rotor 110 in das Gehäuse 120 eingesetzt. Genauer wird beispielsweise mittels einer von außen betätigten Pressmaschine eine Welle 112 des Rotors 110 in das an dem Gehäuse 120 befestigte Lager 140 eingesetzt (pressgepasst) (Pfeil F10). Dann wird ein Lager 160 so eingesetzt, dass eine Welle 113 des Rotors 110 auf der gegenüberliegenden Seite (eine Welle, die sich zu der der Welle 112 gegenüberliegenden Seite erstreckt) durch das Lager 160 hindurchgeführt wird. Ferner wird, wie in 6C gezeigt, eine Lagerplatte 139 angebracht (Pfeil F11). Auf diese Weise wird der Motor 100 montiert.
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Bei den vorstehend beschriebenen Schritten zum Zusammenbau des herkömmlichen Motors 100 müssen jedoch das Schraubenloch in der Lagerplatte 130 und das Schraubenloch in dem Flansch 121 ausgerichtet werden, wodurch eine Komplizierung des Zusammenbauprozesses verursacht wird. Ferner ist zum Einsetzen der Welle 112 des Rotors 110 in das Lager 140 und die an dem Flansch 121 befestigte Lagerplatte 130 die Pressmaschine erforderlich. Überdies könnte eine Orbitalebene an dem Lager beim Pressen einer aufgebrachten hohen Last ausgesetzt werden.
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Unter diesem Gesichtspunkt wurde eine Technik, bei der ein Lager mit einem äußeren Laufring mit einer Ausfräsung verwendet wird, als Mittel zur Reduzierung des Auftretens einer Kriechdehnung offenbart (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
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Patentschrift 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H07-227057 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die in Patentschrift 1 offenbarte Technik umfasst eine Veränderung der Form des äußeren Laufrings des Lagers. Dadurch werden die vielseitige Einsetzbarkeit erheblich verringert und die Kosten der Herstellung des Lagers erhöht, wodurch ein Problem hinsichtlich erhöhter Gesamtkosten für die Herstellung eines Motors verursacht wird.
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Wie vorstehend beschrieben, sind bei Schritten des Zusammenbaus eines Motors die folgenden Probleme aufgetreten: ein Schraubenloch in einer Lagerplatte und ein Schraubenloch in einem Flansch müssen ausgerichtet werden; zum Einsetzen einer Welle eines Rotors in ein Lager und die an dem Flansch befestigte Lagerplatte ist eine Pressmaschine erforderlich; und beim Einsetzen der Welle mittels der Pressmaschine wird eine hohe Last auf eine Orbitalebene auf dem Lager aufgebracht.
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Durch die vorliegende Erfindung sollen ein Motor mit einer hohen Herstellbarkeit und ein Verfahren zur Herstellung des Motors bereitgestellt werden.
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- (1) Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor (beispielsweise einen später beschriebenen Motor 1), der umfasst:
- einen Rotor (beispielsweise einen später beschriebenen Rotor 10), der eine Welle (beispielsweise eine später beschriebene vordere Welle 12), die so angeordnet ist, dass sie sich in der Richtung einer Achse (beispielsweise einer später beschriebenen Richtung einer Achse Y) erstreckt, und einen Rotorkörper (beispielsweise einen später beschriebenen Rotorkörper 11) umfasst, der mit der Welle verbunden ist, wobei der Rotor um die Richtung der Achse drehbar ist;
- ein Lager (beispielsweise ein später beschriebenes vorderes Lager 40), das von außen an der Welle montiert ist und die Welle drehbar hält;
- eine Lagerhalterung (beispielsweise einen später beschriebenen vorderen Flansch 21), die auf der dem Rotorkörper in Bezug auf das Lager gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und das Lager hält;
- ein Bewegungsregulierungselement (beispielsweise eine später beschriebene vordere Lagerplatte 30), das näher als das Lager an dem Rotorkörper angeordnet und von dem Rotorkörper getrennt ist, wobei das Bewegungsregulierungselement eine Bewegung des Lagers zum Rotorkörper reguliert;
- ein erstes Eingriffsteil (beispielsweise ein später beschriebenes erstes Eingriffsteil 15), das so an dem Rotorkörper vorgesehen ist, dass es neben dem Bewegungsregulierungselement liegt;
- ein erstes Eingriffszielteil (beispielsweise ein später beschriebenes erstes Eingriffszielteil 32), das so an dem Bewegungsregulierungselement vorgesehen ist, dass es neben dem Rotorkörper liegt, wobei das erste Eingriffsteil mit dem ersten Eingriffszielteil in Eingriff gebracht werden kann und das erste Eingriffszielteil in der Richtung der Achse von dem ersten Eingriffsteil getrennt werden kann;
- ein zweites Eingriffsteil (beispielsweise ein später beschriebenes zweites Eingriffsteil 34), das so an dem Bewegungsregulierungselement vorgesehen ist, dass es neben der Lagerhalterung liegt;
- ein zweites Eingriffszielteil (beispielsweise ein später beschriebenes zweites Eingriffszielteil 27), das so an der Lagerhalterung vorgesehen ist, dass es neben dem Bewegungsregulierungselement liegt und mit dem zweiten Eingriffsteil in Eingriff tritt; und
- ein Verbindungselement (beispielsweise ein später beschriebenes Verbindungselement 50), das die Lagerhalterung mit dem Bewegungsregulierungselement verbindet.
- (2) Bei dem Motor gemäß dem vorstehenden Punkt (1) kann das Bewegungsregulierungselement um die Richtung der Achse drehbar und in der Richtung der Achse beweglich sein, wenn das Bewegungsregulierungselement nicht durch das Verbindungselement mit der Lagerhalterung verbunden ist und das zweite Eingriffsteil nicht mit dem zweiten Eingriffszielteil in Eingriff steht, und wenn sich der Rotorkörper um die Richtung der Achse dreht, während das erste Eingriffsteil mit dem ersten Eingriffszielteil in Eingriff steht, kann sich das Bewegungsregulierungselement durch die Drehung des Rotorkörpers um die Richtung der Achse drehen, um eine Bewegung des zweiten Eingriffsteils in eine Position für ein Einrasten in das zweite Eingriffszielteil zu ermöglichen.
- (3) Bei dem Motor gemäß dem vorstehenden Punkt (1) oder (2) kann das erste Eingriffsteil ein Vorsprung sein, der in der Richtung der Achse vorsteht, das erste Eingriffszielteil kann eine Ausnehmung, die in der Richtung der Achse eingesenkt ist, oder ein Durchgangsteil sein, das in der Richtung der Achse vordringt, das zweite Eingriffsteil kann ein Vorsprung sein, der in der Richtung der Achse vorsteht, und das zweite Eingriffszielteil kann eine Ausnehmung sein, die in der Richtung der Achse eingesenkt ist.
- (4) Bei dem Motor gemäß einem der vorstehenden Punkte (1) bis (3) kann die Lagerhalterung ein erstes Koppelloch (beispielsweise ein später beschriebenes erstes Koppelloch 28) umfassen, und das Bewegungsregulierungselement kann ein zweites Koppelloch (beispielsweise ein später beschriebenes zweites Lagerloch 36) umfassen, das mit dem ersten Koppelloch in Verbindung steht, wenn das zweite Eingriffsteil mit dem zweiten Eingriffszielteil in Eingriff steht, und das Verbindungselement kann in das erste Koppelloch und das zweite Koppelloch eingesetzt werden, die miteinander in Verbindung stehen.
- (5) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Motors nach einem der Punkte (1) bis (4). Das Verfahren umfasst:
- einen ersten Einsetzschritt des Einsetzens der Welle in das Bewegungsregulierungselement und das Lager;
- einen zweiten Einsetzschritt des Einsetzens der in das Bewegungsregulierungselement und das Lager eingesetzten Welle in die Lagerhalterung;
- einen ersten Drehschritt des Drehens des Rotorkörpers um die Richtung der Achse zum Bewegen des ersten Eingriffsteils in eine dem ersten Eingriffszielteil entsprechende Position;
- einen ersten Einrückschritt zum Veranlassen eines Eingreifens des ersten Eingriffsteils in das erste Eingriffszielteil;
- einen zweiten Drehschritt des Drehens des Rotorkörpers um die Richtung der Achse, während das erste Eingriffsteil mit dem ersten Eingriffszielteil in Eingriff steht, zum Drehen des Bewegungsregulierungselements um die Richtung der Achse, wodurch das zweite Eingriffsteil in eine dem zweiten Eingriffszielteil entsprechende Position bewegt wird; und
- einen zweiten Einrückschritt des Lösens des ersten Eingriffsteils und des ersten Eingriffszielteils voneinander und des Veranlassens eines Eingreifens des zweiten Eingriffsteils in das zweite Eingriffszielteil.
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Die vorliegende Erfindung ist zur Bereitstellung eines Motors mit einer hohen Herstellbarkeit und eines Verfahrens zur Herstellung des Motors geeignet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Vorderansicht eines Motors gemäß einer Ausführungsform;
- 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Motors gemäß der Ausführungsform;
- 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Motors gemäß der Ausführungsform aus einer anderen Richtung;
- 4 ist eine Schnittansicht entlang eine Linie A-A gemäß 1;
- 5A zeigt einen ersten Einsetzschritt;
- 5B zeigt einen zweiten Einsetzschritt;
- 5C zeigt einen ersten Drehschritt und einen ersten Einrückschritt;
- 5D zeigt einen zweiten Drehschritt;
- 5E zeigt einen zweiten Einrückschritt;
- 5F zeigt einen Verbindungsschritt;
- 6A zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines herkömmlichen Motors und veranschaulicht einen Schritt der Befestigung eines Lagers an einem Flansch durch Verbinden einer Lagerplatte mit dem Flansch mittels einer Schraube;
- 6B zeigt das Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Motors und veranschaulicht einen Schritt des Einsetzens einer Welle in das Lager, beispielsweise mittels einer von außen betätigten Pressmaschine und;
- 6C zeigt das Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Motors und veranschaulicht einen Schritt der Befestigung einer anderen Komponente.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 die Konfiguration eines Motors 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Vorderansicht eines Motors gemäß der Ausführungsform. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Motors gemäß der Ausführungsform. 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Motors gemäß der Ausführungsform aus einer anderen Richtung. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A gemäß 1.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt, umfasst der Motor 1 einen Rotor 10, ein Gehäuse 20, eine vordere Lagerplatte 30 (ein Bewegungsregulierungselement), eine hintere Lagerplatte 39, ein vorderes Lager 40 (ein Lager), mehrere Verbindungselemente 50 und ein hinteres Lager 60. Der Motor 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Drehmotor, bei dem ein Rotor und ein Stator zusammenwirken, um eine Leistung zu erzeugen. Genauer ist der Motor 1 gemäß dieser Ausführungsform ein durch einen eingebetteten Dauermagneten erregter Motor (ein IPM-Motor (= interior permanent magnet motor)) mit einer Konfiguration mit einem in einen Rotor eingebetteten Dauermagneten. Der im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform beschriebene Typ ist nicht der einzige Typ von Motor 1.
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Der Rotor 10 umfasst eine vordere Welle 12 (eine Welle), die so angeordnet ist, dass sie sich in Richtung einer Achse Y erstreckt, eine hintere Welle 13, die so angeordnet ist, dass sie sich in der Richtung der Achse Y erstreckt, und einen Rotorkörper 11, der mit der vorderen Welle 12 und der hinteren Welle 13 verbunden ist. Der Rotor 10 ist ein Element, das sich um die Richtung der Achse Y dreht. Der Rotor 10 wird durch das vordere Lager 40 und das hintere Lager 60 so in dem Gehäuse 20 gehalten, dass er um die Richtung der Achse Y drehbar wird. Die vordere Welle 12 ist eine ausgangsseitige Welle.
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Der Rotorkörper 11 ist beispielsweise ein kreisförmiger zylindrischer Rotorkern mit einer Konfiguration mit mehreren geschichteten magnetischen Stahlblechen. Der Rotorkörper 11 ist ein Teil, das von einem durch einen später beschriebenen Stator 22a erzeugten rotierenden Magnetfeld gedreht wird.
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Der Rotorkörper 11 umfasst mehrere (bei dieser Ausführungsform vier) in der Richtung der Achse Y vorstehende erste Eingriffsteile 15, die an Positionen neben der Lagerplatte 30 (neben der vorderen Welle 12 und neben dem vorderen Lager 40) vorgesehen sind. Das erste Eingriffsteil 15 wird später beschrieben.
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Die vordere Welle 12 ist ein Wellenelement, das in der Richtung der Achse Y mit einem Ende des Rotorkörpers 11 verbunden ist. Die vordere Welle 12 wird in die vordere Lagerplatte 30 und das vordere Lager 40 eingesetzt. Bei dem Prozess zur Herstellung des Motors 1 wird die vordere Welle 12 in die vordere Lagerplatte 30 und das vordere Lager 40 eingesetzt, während die vordere Lagerplatte 30 und das vordere Lager 40 nicht an einem später beschriebenen vorderen Flansch 21 (einer Lagerhalterung) befestigt sind. Die vordere Welle 12 wird durch das vordere Lager 40 so gehalten, dass sie um die Richtung der Achse Y drehbar wird.
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Die hintere Welle 13 ist ein Wellenelement, das mit dem in der Richtung der Achse Y entgegengesetzten Ende des Rotorkörpers 11 verbunden ist. Die hintere Welle 13 wird in die hintere Lagerplatte 39 und das hintere Lager 60 eingesetzt. Die hintere Welle 13 wird durch das hintere Lager 60 so gehalten, dass sie um die Richtung der Achse Y drehbar wird.
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Das Gehäuse 20 umfasst den vorderen Flansch 21 (die Lagerhalterung), einen Gehäusekörper 22 und einen hinteren Flansch 23. In dem Gehäuse 20 sind der Rotorkörper 11, ein Teil der vorderen Welle 12 und ein Teil der hinteren Welle 13 des Rotors 10, das vordere Lager 40, die vordere Lagerplatte 30, das hintere Lager 60 und die hintere Lagerplatte 39 untergebracht. Das Gehäuse 20 umfasst im Inneren des Gehäuses 20 den Stator 22a.
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Der vordere Flansch 21 ist auf der dem Rotorkörper 11 in Bezug auf das vordere Lager 40 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Der vordere Flansch 21 umfasst einen vorderen Lagerhalterungskörper 25 mit einem vorderen Lagergehäuse 26 und ein vorderes Wellendurchgangsteil 26a. Der vordere Flansch 21 (der vordere Lagerhalterungskörper 25) hält das in dem vorderen Lagergehäuse 26 untergebrachte vordere Lager 40. Genauer hält der vordere Flansch 21 (der vordere Lagerhalterungskörper 25) das in dem vorderen Lagergehäuse 26 untergebrachte und von der vorderen Lagerplatte 30 gegen die untere Oberfläche des vorderen Lagergehäuses 26 gepresste vordere Lager 40.
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Der vorderen Flansch 21 umfasst mehrere (bei dieser Ausführungsform 12) zweite Eingriffszielteile 27, die so an dem vorderen Lagerhalterungskörper 25 vorgesehen sind, dass sie neben der vorderen Lagerplatte 30 liegen und in der Richtung der Achse Y eingesenkt sind. An einer jedem der mehreren zweiten Eingriffszielteile 27 entsprechenden Position am vorderen Lagerhalterungskörper 25 ist ein erstes Koppelloch 28 vorgesehen. Mehrere (bei dieser Ausführungsform 12) (später beschriebene) zweite Eingriffsteile 34 sind an der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen und stehen mit entsprechenden der mehreren zweiten Eingriffszielteile 27 in Eingriff. Die Schnittansicht gemäß 4 zeigt faktisch auf der linken Seite das zweite Eingriffsteil 34, das zweite Eingriffszielteil 27, das erste Koppelloch 28 und das Verbindungselement 50 und auf der rechten Seite das erste Eingriffsteil 15 und ein (später beschriebenes) erstes Eingriffszielteil 32.
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Der Gehäusekörper 22 ist in der Richtung der Achse Y in einem mittleren Bereich des Gehäuses 20 angeordnet. Der Gehäusekörper 22 umfasst den Stator 22a im Inneren des Gehäusekörpers 22. Der Stator 22a umfasst einen zylindrischen Statorkern mit einer Konfiguration mit mehreren geschichteten magnetischen Stahlblechen und eine an dem Statorkern befestigte Statorwicklung. Der Statorkern ist fest an der inneren Umfangsfläche des Gehäusekörpers 22 befestigt. Der Statorkern weist eine innere Umfangsfläche mit mehreren Aufnahmen auf, die in gleichmäßigen Abständen ausgebildet sind und sich in der Richtung der Achse Y erstrecken. Die Statorwicklung ist in den Aufnahmen angeordnet. Der Stator 22a erzeugt ein rotierendes Magnetfeld zum Drehen des Rotorkörpers 11 um die Richtung der Achse Y.
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Der hintere Flansch 23 ist in der Richtung der Achse Y an einem Endabschnitt gegenüber dem vorderen Flansch 21 angeordnet. Der hintere Flansch 23 und die hintere Lagerplatte 39 halten gemeinsam das hintere Lager 60.
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Die vordere Lagerplatte 30 (das Bewegungsregulierungselement) ist ein ringförmiges Plattenelement. Die vordere Lagerplatte 30 umfasst eine in einem mittleren Bereich der Ringform vorgesehene Durchtrittsöffnung 31.
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Die vordere Lagerplatte 30 ist näher als das vordere Lager 40 an dem Rotorkörper 11 angeordnet. Die vordere Lagerplatte 30 ist zwischen dem vorderen Lager 40 und dem Rotorkörper 11 angeordnet. Die vordere Lagerplatte 30 ist in der Richtung der Achse Y von dem Rotorkörper 11 getrennt (siehe 4).
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Die vordere Lagerplatte 30 ist durch die mehreren (bei dieser Ausführungsform 12) Verbindungselemente 50 mit dem vorderen Flansch 21 verbunden (an ihm befestigt). Die vordere Lagerplatte 30 reguliert die Bewegung des vorderen Lagers 40 zum Rotorkörper 11. Die vordere Lagerplatte 30 presst das vordere Lager 40 gegen den vorderen Flansch 21 (die untere Oberfläche des vorderen Lagergehäuses 26).
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Die vordere Lagerplatte 30 umfasst mehrere (bei dieser Ausführungsform vier) erste Eingriffszielteile 32, die auf einer ersten Oberfläche 30a der vorderen Lagerplatte 30 neben dem Rotorkörper 11 ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Eingriffszielteil 32 eine in der Richtung der Achse Y eingesenkte Ausnehmung. Das erste Eingriffszielteil 32 ist so vorgesehen, dass ein Eingriff des ersten Eingriffsteils 15 in das erste Eingriffszielteil 32 ermöglicht wird, und es ist in der Richtung der Achse Y von dem ersten Eingriffsteil 15 getrennt.
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Die vordere Lagerplatte 30 umfasst mehrere (bei dieser Ausführungsform 12) zweite Eingriffsteile 34, die auf einer zweiten Oberfläche 30b der vorderen Lagerplatte 30 neben dem vorderen Flansch 21 ausgebildet sind und in der Richtung der Achse Y vorstehen. Die mehreren zweiten Eingriffsteile 34 treten mit entsprechenden der mehreren zweiten Eingriffszielteile 27 in Eingriff, die an dem vorderen Flansch 21 (dem vorderen Lagerhalterungskörper 25) vorgesehen sind.
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Die vordere Lagerplatte 30 umfasst mehrere (bei dieser Ausführungsform 12) zweite Koppellöcher 36. Die mehreren zweiten Koppellöcher 36 sind Löcher, die in der Richtung der Achse Y mit entsprechenden der mehreren ersten Koppellöcher 28 in Verbindung treten, während die mehreren zweiten Eingriffsteile 34 mit entsprechenden der mehreren zweiten Eingriffszielteile 27 in Eingriff treten. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Koppelloch 36 in dem zweiten Eingriffsteil 34 vorgesehen. Das Verbindungselement 50 wird in jedes der mehreren ersten Koppellöcher 28 und ein entsprechendes der mehreren zweiten Koppellöcher 36 eingesetzt, die miteinander in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird die vordere Lagerplatte 30 mit dem vorderen Flansch 21 verbunden.
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Solange die vordere Lagerplatte 30 nicht durch die mehreren Verbindungselemente 50 mit dem vorderen Flansch 21 verbunden ist und die mehreren zweiten Eingriffsteile 34 nicht mit den mehreren zweiten Eingriffszielteilen 27 in Eingriff stehen, ist die vordere Lagerplatte 30 um Richtung der Achse Y drehbar und in der Richtung der Achse Y beweglich. Genauer ist die vordere Lagerplatte 30 während des Herstellungsprozesses um Richtung der Achse Y drehbar und in der Richtung der Achse Y beweglich, bevor die vordere Lagerplatte 30 mit dem vorderen Flansch 21 verbunden und an diesem befestigt wird.
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Die vordere Lagerplatte 30 ist so konfiguriert, dass sich die vordere Lagerplatte 30 durch die Drehung des Rotorkörpers 11 um die Richtung der Achse Y dreht, wodurch eine Bewegung der mehreren zweiten Eingriffsteile 34 an Positionen zur Einrückung in die mehreren zweiten Eingriffszielteile 27 ermöglicht wird, wenn sich der Rotorkörper 11 (der Rotor 10) um die Richtung der Achse Y dreht, während die mehreren ersten Eingriffsteile 15 mit den mehreren ersten Eingriffszielteilen 32 in Eingriff stehen. Genauer lässt die vordere Lagerplatte 30 während des Herstellungsprozesses als Reaktion auf eine Drehung des Rotorkörpers 11 um die Richtung der Achse Y eine Ausrichtung des zweiten Eingriffsteils 34 an dem zweiten Eingriffszielteil 27 zu. Ferner bewegt sich die vordere Lagerplatte 30 während des Herstellungsprozesses beispielsweise unter ihrem eigenen Gewicht in der Richtung der Achse Y, wodurch ein Eingreifen des zweiten Eingriffsteils 34 in das zweite Eingriffszielteil 27 ermöglicht wird. Auf diese Weise stehen das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36 miteinander in Verbindung.
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Das vordere Lager 40 (das Lager) wird von außen so an der vorderen Welle 12 angebracht, dass es die vordere Welle 12 drehbar hält. Das vordere Lager 40 umfasst einen inneren Laufring 41 mit einem Durchtrittsteil zum Einsetzen der vorderen Welle 12. Das vordere Lager 40 wird an dem vorderen Flansch 21 in dem vorderen Lagergehäuse 26 aufgenommen und angeordnet. Die Bewegung des vorderen Lagers 40 in der Richtung der Achse Y wird von der vorderen Lagerplatte 30 reguliert, die mit dem vorderen Flansch 21 verbunden ist. Das vordere Lager 40 wird von der vorderen Lagerplatte 30 gegen die untere Oberfläche des vorderen Lagergehäuses 26 gepresst. Auf diese Weise wird das vordere Lager 40 bei reduziertem Auftreten einer Kriechdehnung an dem vorderen Flansch 21 angebracht.
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Das erste Eingriffsteil 15, das erste Eingriffszielteil 32, das zweite Eingriffsteil 34, das zweite Eingriffszielteil 27, das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36, die vorstehend beschrieben sind, werden wie folgt zusammengefasst. Das erste Eingriffsteil 15 ist so an dem Rotorkörper 11 vorgesehen, dass es neben der vorderen Lagerplatte 30 liegt. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Eingriffsteil 15 ein Vorsprung, der in der Richtung der Achse Y vorsteht. Das erste Eingriffsteil 15 wird mit dem ersten Eingriffszielteil 32 in Eingriff gebracht, um eine Drehung des Rotorkörpers 11 um die Richtung der Achse Y an die vordere Lagerplatte 30 zu übertragen. Das erste Eingriffsteil 15 ist ein zur Verwendung während des Prozesses der Herstellung des Motors 1 und nicht zur Verwendung nach dem Prozess der Herstellung des Motors 1 vorgesehenes Teil. In dem Motor 1 steht das erste Eingriffsteil 15 in einem fertiggestellten Zustand nicht mit dem ersten Eingriffszielteil 32 in Eingriff und ist in der Richtung der Achse Y von der vorderen Lagerplatte 30 getrennt.
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Das erste Eingriffszielteil 32 ist so an der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen, dass es neben dem Rotorkörper 11 liegt und einen Eingriff des ersten Eingriffsteils 15 in das erste Eingriffszielteil 32 zulässt. Das erste Eingriffszielteil 32 ist in der Richtung der Achse Y von dem ersten Eingriffsteil 15 getrennt. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Eingriffszielteil 32 eine in der Richtung der Achse Y eingesenkte Ausnehmung und erstreckt sich so in der radialen Richtung der vorderen Lagerplatte 30, dass es die äußere Kante der vorderen Lagerplatte 30 erreicht. Das erste Eingriffszielteil 32 wird mit dem ersten Eingriffsteil 15 in Eingriff gebracht, um eine Drehung des Rotorkörpers 11 um die Richtung der Achse Y an die vordere Lagerplatte 30 zu übertragen. Das erste Eingriffszielteil 32 ist ein zur Verwendung während des Prozesses der Herstellung des Motors 1 und nicht zur Verwendung nach dem Prozess der Herstellung des Motors 1 vorgesehenes Teil. In dem Motor 1 in fertiggestelltem Zustand steht das erste Eingriffszielteil 32 nicht mit dem ersten Eingriffsteil 15 in Eingriff und ist in der Richtung der Achse Y von dem Rotorkörper 11 getrennt.
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Das zweite Eingriffsteil 34 ist so an der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen, dass es neben dem vorderen Flansch 21 liegt. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Eingriffsteil 34 ein Vorsprung, der in der Richtung der Achse Y vorsteht. Das zweite Koppelloch 36 ist in dem zweiten Eingriffsteil 34 vorgesehen. Als Reaktion auf eine Drehung der vorderen Lagerplatte 30 um die Richtung der Achse Y bewegt sich das zweite Eingriffsteil 34 in eine dem zweiten Eingriffszielteil 27 entsprechende Position. Ferner bewegt sich das zweite Eingriffsteil 34 beispielsweise unter seinem eigenen Gewicht in der Richtung der Achse Y zum vorderen Flansch 21, wodurch es mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff tritt. Während das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff gebracht wird, werden das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36 auf eine Position eingestellt, in der sie miteinander in Verbindung stehen.
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Das zweite Eingriffszielteil 27 ist so an dem vorderen Flansch 21 vorgesehen, dass es neben der vorderen Lagerplatte 30 liegt. Das zweite Eingriffszielteil 27 wird mit dem zweiten Eingriffsteil 34 in Eingriff gebracht. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Eingriffszielteil 27 eine in der Richtung der Achse Y eingesenkte Ausnehmung und erstreckt sich so in der radialen Richtung des vorderen Flanschs 21, dass es die äußere Kante des vorderen Flanschs 21 erreicht. Das zweite Eingriffszielteil 27 wird mit dem zweiten Eingriffsteil 34 in Eingriff gebracht. Während das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff gebracht wird, werden das erste Koppelloch 28 und das zweiten Koppelloch 36 auf eine Position eingestellt, in der sie miteinander in Verbindung stehen.
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Das erste Koppelloch 28 ist an einer Position vorgesehen, an der das zweite Eingriffszielteil 27 des vorderen Lagerhalterungskörpers 25 des vorderen Flanschs 21 angeordnet ist. Genauer ist das erste Koppelloch 28 so vorgesehen, dass eine Öffnung des ersten Koppellochs 28 an einem seiner Enden auf der unteren Oberfläche des zweiten Eingriffszielteils 27 freiliegt. Eine Öffnung des ersten Koppellochs 28 an seinem entgegengesetzten Ende liegt an einer äußeren Oberfläche des vorderen Flanschs 21 als einer in der Richtung der Achse Y äußeren Seite frei. Während das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff steht, steht das erste Koppelloch 28 in der Richtung der Achse Y mit dem zweiten Koppelloch 36 in Verbindung.
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Das zweite Koppelloch 36 ist in der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen. Das zweite Koppelloch 36 ist in dem zweiten Eingriffsteil 34 vorgesehen. Genauer ist das zweite Koppelloch 36 so vorgesehen, dass eine Öffnung des zweiten Koppellochs 36 an einem seiner Enden an einer vorstehenden Oberfläche des zweiten Eingriffsteils 34 freiliegt. Eine Öffnung des zweiten Koppellochs 36 an seinem entgegengesetzten Ende liegt an einer äußeren Seite der ersten Oberfläche 30a der vorderen Lagerplatte 30 neben dem Rotorkörper 11 frei. Während das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff steht, steht das zweite Koppelloch 36 in der Richtung der Achse Y mit dem ersten Koppelloch 26 in Verbindung.
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Das Verbindungselement 50 wird angeordnet, indem es zum Verbinden des vorderen Flanschs 21 mit der vorderen Lagerplatte 30 in das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36 eingesetzt wird, die miteinander in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführungsform ist das Verbindungselement 50 aus einer Schraube mit Außengewinde ausgebildet. In dem zweiten Koppelloch 36 ist eine Schraubenmutter mit einem der Schraube mit Außengewinde entsprechenden Innengewinde ausgebildet.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 5F ein Verfahren zur Herstellung des Motors 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 5A zeigt einen ersten Einsetzschritt. 5B zeigt einen zweiten Einsetzschritt. 5C zeigt einen ersten Drehschritt und einen ersten Einrückschritt. 5D zeigt einen zweiten Drehschritt. 5E zeigt einen zweiten Einrückschritt. 5F zeigt einen Verbindungsschritt.
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Zunächst setzt ein Hersteller, wie in 5A gezeigt, im ersten Einsetzschritt die vordere Welle 12 in die vordere Lagerplatte 30 und das vordere Lager 40 ein (Pfeil F1). Genauer setzt der Hersteller in einem Stadium vor der Befestigung der vorderen Lagerplatte 30 und des vorderen Lagers 40 an dem vorderen Flansch 21 zuerst die vordere Welle 12 beispielsweise unter Verwendung einer Pressmaschine in die vordere Lagerplatte 30 ein. Anschließend setzt der Hersteller die vordere Welle 12 ferner (durch Presspassung) in das vordere Lager 40 ein. Der innere Laufring 41 des vorderen Lagers 40 kann während dieser Presspassung so gehalten werden, dass keine hohe Last auf eine Orbitalebene auf dem vorderen Lager 40 aufgebracht wird.
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Als nächstes setzt der Hersteller, wie in 5B gezeigt, im zweiten Einsetzschritt die in die vordere Lagerplatte 30 und das vordere Lager 40 eingesetzte vordere Welle 12 in den vorderen Flansch 21 (das vordere Lagergehäuse 26) ein (Pfeil F2). Selbst nach dem Anordnen des vorderen Lagers 40 in dem vorderen Lagergehäuse 26 steht das zweite Eingriffsteil 34 nicht mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff, da das zweite Eingriffsteil 34 an der äußeren Oberfläche des vorderen Lagerhalterungskörpers 25 des vorderen Flanschs 21 anliegt. Eine im zweiten Einsetzschritt zum Einsetzen der vorderen Welle 12 in den vorderen Flansch 21 erforderliche Druckkraft ist erheblich geringer als eine in dem in 5A gezeigten ersten Einsetzschritt zum Presspassen der vorderen Welle 12 in das vordere Lager 40 erforderliche Druckkraft.
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Als nächstes dreht der Hersteller, wie in 5C gezeigt, im ersten Drehschritt den Rotorkörper 11 um die Richtung der Achse Y (Pfeil F3), um das erste Eingriffsteil 15 in eine dem ersten Eingriffszielteil 32 entsprechende Position zu bewegen. Als nächstes bewegt der Hersteller im ersten Einrückschritt den Rotorkörper 11 in der Richtung der Achse Y (Pfeil F4), um einen Eingriff des ersten Eingriffsteils 15 in das erste Eingriffszielteil 32 herbeizuführen.
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Als nächstes dreht der Hersteller, wie in 5D gezeigt, im zweiten Drehschritt den Rotorkörper 11 um die Richtung der Achse Y (Pfeil F5), während das erste Eingriffsteil 15 mit dem ersten Eingriffszielteil 32 in Eingriff steht, um die vordere Lagerplatte 30 um die Richtung der Achse Y zu drehen, wodurch das zweite Eingriffsteil 34 in eine dem zweiten Eingriffszielteil 27 entsprechende Position bewegt wird.
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Als nächstes löst der Hersteller, wie in 5E gezeigt, im zweiten Einrückschritt das erste Eingriffsteil 15 und das erste Eingriffszielteil 32 voneinander und veranlasst ein Einrasten des zweiten Eingriffsteils 34 im zweiten Eingriffszielteil 27. Bei dieser Ausführungsform sind Komponenten, die den Rotor 10 umfassen, so angeordnet, dass sie dafür sorgen, dass sich die Richtung der Achse Y parallel zur vertikalen Richtung erstreckt. Dadurch bewegt sich die vordere Lagerplatte 30 unter ihrem eigenen Gewicht in der Richtung der Achse Y (vertikal nach unten) (Pfeil F6), wodurch das erste Eingriffsteil 15 und das erste Eingriffszielteil 32 automatisch voneinander gelöst werden und veranlasst wird, dass das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff tritt. Während das zweite Eingriffsteil 34 mit dem zweiten Eingriffszielteil 27 in Eingriff steht, stehen das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36 miteinander in Verbindung.
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Als nächstes setzt der Hersteller, wie in 5F gezeigt, im Verbindungsschritt das Verbindungselement 50 in das erste Koppelloch 28 und das zweite Koppelloch 36 ein, die miteinander in Verbindung stehen (Pfeil F7), wodurch die vordere Lagerplatte 30 mit dem vorderen Flansch 21 verbunden wird. Dann setzt der Hersteller das hintere Lager 60 und die hintere Lagerplatte 39 so ein, dass die hintere Welle 13 durch das hintere Lager 60 und die hintere Lagerplatte 39 hindurchgeführt wird. Anschließend bringt der Hersteller eine Abdeckung 29 an, wodurch der Motor 1 hergestellt wird.
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Durch diese Ausführungsform werden die folgenden Ergebnisse erzielt. Diese Ausführungsform ist zur Bereitstellung eines Motors mit hoher Herstellbarkeit geeignet. Genauer umfasst der Motor 1 gemäß dieser Ausführungsform: das erste Eingriffsteil 15, das so an dem Rotorkörper 11 vorgesehen ist, dass es neben der vorderen Lagerplatte 30 liegt; das erste Eingriffszielteil 32, das so an der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen ist, dass es neben dem Rotorkörper 11 liegt, wodurch ein Einrasten des ersten Eingriffsteils 15 in das erste Eingriffszielteil 32 und eine Trennung von dem ersten Eingriffsteil 15 in der Richtung der Achse Y ermöglicht werden; das zweite Eingriffsteil 34, das so an der vorderen Lagerplatte 30 vorgesehen ist, dass es neben dem vorderen Flansch 21 liegt; und das Verbindungselement 50 zum Verbinden des mit dem zweiten Eingriffsteil 34 in Eingriff stehenden zweiten Eingriffszielteils 27, des vorderen Flanschs 21 und der vorderen Lagerplatte 30, das so an dem vorderen Flansch 21 vorgesehen ist, dass es neben der vorderen Lagerplatte 30 liegt.
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Dadurch können der vordere Flansch 21 und die vordere Lagerplatte 30 beispielsweise unter Ausnutzung der Einrückung und der Ausrückung des Eingriffsteils und des Eingriffszielteils und durch Ausführen jedes der vorstehend beschriebenen Schritte leicht ausgerichtet werden. Dadurch werden der Herstellungsprozess vereinfacht und die Herstellungskosten gesenkt. Überdies besteht keine Notwendigkeit, ein nicht vielseitig einsetzbares Lager mit einer bestimmten äußeren Form verwenden. Dadurch kann ein durch die Herstellung eines derartigen Lagers verursachter Anstieg der Kosten verhindert werden.
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Der Rotor 10 kann in das Gehäuse 20 eingesetzt werden, während das vordere Lager 40 und die vordere Lagerplatte 30 von außen an der vorderen Welle 12 befestigt werden. Dadurch kann der innere Laufring 41 des vorderen Lagers 40 während des Presspassens der vorderen Welle 12 in das vordere Lager 40 gehalten werden. Dadurch wird verhindert, dass eine hohe Last auf eine Orbitalebene auf dem vorderen Lager 40 aufgebracht wird, wodurch Schäden an dem Lager verringert werden.
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Bei dieser Ausführungsform wird ermöglicht, dass das erste Koppelloch 28 und das zweiten Koppelloch 36 miteinander in Verbindung stehen, indem ein Eingriff des zweiten Eingriffsteils 34 in das zweite Eingriffszielteil 27 veranlasst wird. Dadurch fällt die Notwendigkeit einer Ausrichtung des ersten Koppellochs 28 in dem vorderen Flansch 21 und des zweiten Koppellochs 36 in der vorderen Lagerplatte 30 weg. Überdies wird die Arbeitslast während des Prozesses der Herstellung des Motors 1 verringert, wodurch die Effizienz der Herstellung gesteigert wird.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Modifikationen, Verbesserungen und Weiteres innerhalb eines Rahmens, innerhalb dessen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann, sind mit Bestimmtheit in die vorliegende Erfindung aufgenommen. Bei dieser Ausführungsform sind beispielsweise das erste Eingriffsteil, das erste Eingriffszielteil, das zweite Eingriffsteil und das zweite Eingriffszielteil auf der Ausgangsseite vorgesehen (so dass sie neben dem vorderen Lager 40 liegen). Alternativ können diese Teile auf einer der Ausgangsseite gegenüberliegenden Seite vorgesehen sein (so dass sie neben dem hinteren Lager 60 liegen). Die Lagerhalterung kann aus einem anderen Element als dem Flansch ausgebildet sein. Das Bewegungsregulierungselement kann aus einem anderen Element als einem Element mit einer plattenartigen Form ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann aus einem anderen Element als einer Schraube ausgebildet sein, solange ein derartiges Element zum Verbinden der Lagerhalterung mit dem Bewegungsregulierungselement verwendbar ist.
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Das erste Eingriffszielteil kann ein Durchgangsteil sein, das in der Richtung der Achse Y vordringt. Das Durchgangsteil ist beispielsweise eine Durchgangsbohrung oder eine Ausfräsung. Eine Beziehung zwischen dem Eingriffsteil und dem Eingriffszielteil in Form einer Ausnehmung und eines Vorsprungs kann gegenüber der gemäß der Ausführungsform umgekehrt werden. Genauer kann das erste Eingriffszielteil ein Vorsprung sein. Das erste Eingriffsteil kann eine Ausnehmung oder ein Durchgangsteil sein. Das zweite Eingriffszielteil kann ein Vorsprung sein. Das zweite Eingriffsteil kann eine Ausnehmung oder ein Durchgangsteil sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 10
- Rotor
- 11
- Rotorkörper
- 12
- Vordere Welle (Welle)
- 15
- Erstes Eingriffsteil
- 21
- Vorderer Flansch (Lagerhalterung)
- 27
- Zweites Eingriffszielteil
- 28
- Erstes Koppelloch
- 30
- Vordere Lagerplatte (Bewegungsregulierungselement)
- 32
- Erstes Eingriffszielteil
- 34
- Zweites Eingriffsteil
- 36
- Zweites Koppelloch
- 40
- Vorderes Lager (Lager)
- 50
- Verbindungselement
- Y
- Richtung der Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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