JP2008160959A - ロータの組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸と磁石との同軸度を向上させることができるロータの組み立て方法を提供する。
【解決手段】円柱状の回転軸１と回転軸１の外周に装着される円筒状の磁石２とを備えるロータ３の組み立て方法は、回転軸１の外周面と、磁石２の内周面との少なくとも一方に接着剤６を塗布して、回転軸１に磁石２を装着し、回転軸１の中心軸と磁石２の中心軸とが同軸となるように位置決め治具によって位置決めを行った後に、同位置決め治具から取り出し、両中心軸が同軸となった状態の回転軸１と磁石２とを前記位置決め治具による固定をせずに恒温槽に入れ、接着剤６を硬化させて回転軸１と磁石２とを固定する。
【選択図】図４

Description

この発明は、ロータの組み立て方法に関する。

ロータは、円柱状の回転軸に円筒状の磁石を装着させることにより形成されている。同ロータの組み立ては、まず回転軸の外周面と磁石の内周面とに接着剤を塗布し、回転軸に磁石を装着する。そして、回転軸と磁石とは、回転軸の中心軸と磁石の中心軸とが同軸となるように位置決めを行う位置決め治具に装着して、位置決めを行った後、位置決め冶具に固定したまま恒温槽に入れて、接着剤を硬化させる。その結果、回転軸と磁石とが一体となったロータが形成される。

ところで、上記ロータの組み立て方法では、接着された回転軸と磁石との同軸度、すなわち回転軸の中心軸に対する磁石の中心軸のずれ、すなわち同軸度を測定すると所定の規格（１８０μｍ）内に入らないものが稀に発生するため、改善の余地を残すものとなっていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸と磁石との同軸度を向上させることができるロータの組み立て方法を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、円柱状の回転軸と同回転軸の外周に装着される円筒状の磁石とを備えるロータの組み立て方法であって、前記回転軸の外周面と、前記磁石の内周面との少なくとも一方に接着剤を塗布して、同回転軸に同磁石を装着し、前記回転軸の中心軸と前記磁石の中心軸とが同軸となるように位置決め治具によって位置決めを行った後に、同位置決め治具から取り出し、両中心軸が同軸となった状態の前記回転軸と前記磁石とを前記位置決め治具による固定をせずに恒温槽に入れ、前記接着剤を硬化させて同回転軸と同磁石とを固定することをその要旨としている。

同構成によれば、位置決め治具によって回転軸の中心軸と磁石の中心軸とが同軸となった状態で、それら回転軸及び磁石が拘束されることなく、恒温槽で接着剤が硬化される。このため、恒温槽での位置決め治具自体の熱膨張による回転軸及び磁石への負荷がないため、径方向へのずれがなく、回転軸の中心軸と磁石の中心軸との同軸度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータの組み立て方法において、前記回転軸は、磁石が装着される大径部の軸方向における両側に小径部が形成された形状であり、前記位置決めされた回転軸及び磁石は、前記回転軸の大径部の軸方向端面と前記磁石の軸方向端面とを支持する台に載せた状態で前記恒温槽に入れることをその要旨としている。

同構成によれば、台が回転軸の大径部と磁石とをそれぞれ支持するため、回転軸及び磁石の軸方向における位置決めが好適に維持される。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロータの組み立て方法において、前記位置決め治具は、前記回転軸の両端を軸方向において両方向から支持する二つの支持部材と、同回転軸に装着された前記磁石を径方向から互いの中心軸が一致するように挟持する挟持部材とを備えることをその要旨としている。

同構成によれば、位置決め治具は軸方向において支持部材によって回転軸を支持し、径方向において挟持部材によって磁石を挟持するため、回転軸の中心軸と磁石の中心軸との同軸度を確保することができる。

本発明によれば、ロータの組み立て方法において、回転軸と磁石との同軸度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
ロータ３は、図２に示されるように、回転軸１の外周に磁石２が装着されたものである。回転軸１は、図１（ａ）に示されるように、磁石２が装着される円柱状の大径部１ａと、同大径部１ａの軸方向の両端に形成される円柱状の上側小径部１ｂ，下側小径部１ｃとからなる。ここで、上側小径部１ｂの軸方向長さは、下側小径部１ｃの軸方向長さより短い。磁石２は、図１（ｂ）に示されるように、両端が開口した円筒状に形成されてなり、内径は回転軸１の大径部１ａの外周よりも大きく設定されている。磁石２の軸方向長さは、回転軸１の大径部１ａの軸方向長さより長く形成されている。回転軸１と磁石２とは、回転軸１の大径部１ａの外周面と磁石２の内周面との間に塗布されたシリコーン系樹脂、エポキシ樹脂等の接着剤６により接着される。回転軸１と磁石２とは、位置決め治具により位置決めした後、台に載せて恒温槽（図示略）に入れられ、接着剤６を硬化させることにより固定される。

次に、ロータ３の組み立て時に使用される位置決め治具１０について図３を参照して詳細に説明する。
位置決め治具１０には、円柱状の左側ガイド軸１６ａ及び右側ガイド軸１６ｂが延設された基台１１と、左側ガイド軸１６ａ及び右側ガイド軸１６ｂによって上下動可能に装着される上部固定具１８とが設けられる。同基台１１の中央には、回転軸１を鉛直方向下側から支持する支持部材としての下部センターシャフト１２が上部固定具１８側へ突出するように設けられている。一方、上部固定具１８の中央には、回転軸１を鉛直方向上側から支持する支持部材としての上部センターシャフト１９が基台１１側へ突出するように設けられている。下部センターシャフト１２及び上部センターシャフト１９の中心軸線は、ロータ３を組み立てる際の基準となる基準軸Ｌｂと同一線上にある。回転軸１の両小径部１ｂ，１ｃの端面には、回転軸１の軸上に中心を有するすり鉢状の凹部がそれぞれ形成されている。下部センターシャフト１２及び上部センターシャフト１９の回転軸１に当接する端面には、両センターシャフト１２，１９の軸上に中心を有する円錐状の凸部がそれぞれ形成されている。その結果、図３中の軸方向の矢印で示されるように、上側小径部１ｂの凹部に上部センターシャフト１９の凸部が係合し、下側小径部１ｃの凹部に下部センターシャフト１２の凸部が係合して、鉛直方向両端から挟持されることにより、回転軸１は鉛直方向の位置が決定されるとともに、回転軸１の軸が両センターシャフト１２，１９の軸線、すなわち基準軸Ｌｂ上に位置決めされる。

同基台１１の中央には、下部センターシャフト１２より径が大きく、基台１１の上面に対する軸方向の突出長さが下部センターシャフト１２より長い円筒状の支持シャフト１３が基準軸Ｌｂと同軸上に設けられている。支持シャフト１３には、下部センターシャフト１２が挿通されている。支持シャフト１３の上端面は、回転軸１及び磁石２を載せた際に、回転軸１と磁石２とを鉛直方向下側からそれぞれを組み立て位置で支持できるよう回転軸１の大径部１ａの端部に対応する面が磁石２に対応する面より突出する階段状に形成されている。また、同基台１１には、基準軸Ｌｂを中心軸とするとともに、支持シャフト１３の外周から離間して設けられるチャック１４と、支持シャフト１３により支持された磁石２に接触して径方向において挟持するコレット１５とからなる挟持部材としてのコレットチャックが設けられている。チャック１４は、同基台１１に固定される下部チャック１４ａと、同下部チャック１４ａの上部に嵌着されるとともに、コレット１５と接触しながら鉛直方向に移動する上部チャック１４ｂとを備えている。下部チャック１４ａの上部内壁面は、鉛直方向下側ほど内径が小さくなるテーパ面となっている。コレット１５は、下部チャック１４ａのテーパ面と摺接する部分がテーパ面になっている。このため、上部チャック１４ｂが鉛直下方に移動すると、コレット１５は上部チャック１４ｂによって鉛直下方に移動されながら、図３中の白抜き矢印に示されるように、コレット１５のテーパ面が下部チャック１４ａのテーパ面に案内されることによって径方向において内径が小さくなる。一方、上部チャック１４ｂが鉛直上方に移動すると、コレット１５は上部チャック１４ｂによって鉛直上方に移動されながら、コレット１５のテーパ面が下部チャック１４ａのテーパ面に案内されることによって内径が大きくなる。

同上部固定具１８において、上部センターシャフト１９の軸線を中心とする磁石２と同径となる円周を三等分する位置には、磁石２を鉛直方向において支持する三つのプランジャ１７ａ，１７ｂ（図中には二つを図示）が基台１１側へ突出するように設けられている。プランジャ１７ａ，１７ｂは、鉛直方向において伸縮可能であり、磁石２を支持シャフト１３に載せた際に下側先端が磁石２に当接するようになっている。その結果、磁石２は鉛直方向において支持シャフト１３とプランジャ１７ａ，１７ｂとによって支持される。

次に、接着剤６を硬化させるべく回転軸１及び磁石２からなるロータ３を恒温槽（図示略）に入れる際に用いる台２０について図４を参照して説明する。
台２０は、中央部分に回転軸１の小径部１ｂの外径より内径が大きく、大径部１ａの外径より内径が小さい孔２１が形成されている。ロータ３が載せられる上面２０ａには、軸方向において磁石２より長さの短い回転軸１の大径部１ａを支持する凸部２０ｂが孔２１の周縁部に環状に形成されている。

上記のように構成された位置決め治具１０と、台２０とを用いるロータ３の組み立て方法について説明する。
まず、図１（ａ）に示されるように、回転軸１の大径部１ａの外周面に接着剤６を塗布し、図１（ｂ）に示されるように、磁石２の内周面に接着剤６を塗布する。そして、図２に示されるように、回転軸１の大径部１ａの外周に磁石２が位置するように装着し、余分な接着剤６を拭き取る。

次に、図３に示されるように、回転軸１に磁石２が装着されたロータ３を上部固定具１８が外された状態の位置決め治具１０に設置する。すなわち、回転軸１の下側小径部１ｃの端部を下部センターシャフト１２の先端に当接させるとともに、支持シャフト１３の先端面に回転軸１の大径部１ａの軸方向端面と磁石２の軸方向端面とがそれぞれ接触するように載せる。このとき、コレット１５の内径は拡径した状態に保たれるため、磁石２には接触しない。

次に、上部固定具１８を基台１１の左側ガイド軸１６ａ及び右側ガイド軸１６ｂに装着し、両ガイド軸１６ａ，１６ｂに誘導させて鉛直方向に移動させ、上部固定具１８に設けられる上部センターシャフト１９の先端を回転軸１の上側小径部１ｂの先端に当接させる。これにより、回転軸１は、図３中の軸方向の矢印に示されるように、その中心軸が基準軸Ｌｂ上に位置決めされる。また、上部固定具１８に設けられる三つのプランジャ１７ａ，１７ｂの下側先端が磁石２の軸方向端面に当接する。その結果、基準軸Ｌｂに対して磁石２の軸が傾くことが抑制され、磁石２はその中心軸と基準軸Ｌｂとが平行となる状態に保持される。

次に、基準軸Ｌｂと中心軸とが平行となるように支持された磁石２を基準軸Ｌｂと中心軸とが一致するようにコレット１５の内径を縮径して位置決めを行う。すなわち、上部チャック１４ｂを鉛直下方に移動することによって、コレット１５を鉛直下方に移動させる。これに伴い、図３中の白抜き矢印に示されるように、コレット１５はそのテーパ面が下部チャック１４ａのテーパ面に案内されて縮径し、磁石２の外周面がコレット１５の内周面により中心方向へ締め付けられる。回転軸１は下部センターシャフト１２及び上部センターシャフト１９により基準軸Ｌｂと同軸上に保持されることから、磁石２はその中心軸が基準軸Ｌｂと一致する位置に移動する。この結果、回転軸１の中心軸と磁石２の中心軸とは同軸となる。

次に、磁石２の回転軸１に対する径方向及び軸方向の位置決めが行われたロータ３を位置決め治具１０から取り出し、磁石２の軸方向端面が台２０の上面２０ａに接触し、回転軸１の大径部１ａの軸方向端面が台２０の凸部２０ｂに接触するように載せる。そして、台２０にロータ３を載せた状態で、恒温槽に入れて、接着剤６を硬化させることにより回転軸１と磁石２とを固定する。以上で、ロータ３の組み立て作業は完了する。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）位置決め治具１０によって回転軸１の中心軸と磁石２の中心軸とが同軸となった状態で、それら回転軸１及び磁石２が拘束されることなく、恒温槽で接着剤６が硬化される。このため、恒温槽での位置決め治具１０自体の熱膨張による回転軸１及び磁石２への負荷がないため、径方向へのずれがなく、回転軸１の中心軸と磁石２の中心軸との同軸度を向上させることができる。すなわち、同軸度を所定の規格（１８０μｍ）内に好適に収めることができる。

（２）台２０の凸部２０ｂが回転軸１の大径部１ａの軸方向端面を、台２０の上面２０ａが磁石２の軸方向端面をそれぞれ支持するため、回転軸１及び磁石２の軸方向における位置決めが好適に維持される。

（３）位置決め治具１０は、軸方向において回転軸１を下部センターシャフト１２及び上部センターシャフト１９によって支持し、径方向において磁石２をコレット１５によって挟持することにより、回転軸１の中心軸と磁石２の中心軸との同軸度を向上させることができる。また、支持シャフト１３及びプランジャ１７ａ，１７ｂにより磁石２の回転軸１に対する軸方向の位置決め精度も好適に確保される。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、磁石２の軸方向端面と、回転軸１の大径部１ａの軸方向端面とが接触するような台２０を用いたが、位置決めを行った後十分な接着が行われているならば、どちらか一方のみに接触するような台を用いてもよい。

・上記実施形態では、上側小径部１ｂの軸方向長さが下側小径部１ｃの軸方向長さより短い回転軸１を用いたが、上側小径部１ｂの軸方向長さが下側小径部１ｃの軸方向長さより長くしたり、上側小径部１ｂの軸方向長さと下側小径部１ｃの軸方向長さとを同じにしたりしてもよい。

・上記実施形態では、磁石２の軸方向長さを回転軸１の大径部１ａの軸方向長さより長く形成したが、同じ長さにしてもよい。なお、このような場合には、支持シャフト１３の上端面を階段状にする必要はない。

・上記実施形態では、回転軸１の外周面と磁石２の内周面とに接着剤６を塗布したが、どちらか一方にのみ塗布するようにしてもよい。

（ａ）回転軸の縦断面図、（ｂ）磁石の縦断面図。 ロータの縦断面図。 ロータを装着した位置決め装置の縦断面図。 ロータを載せた台の縦断面図。

符号の説明

１…回転軸、１ａ…大径部、１ｂ…上側小径部、１ｃ…下側小径部、２…磁石、３…ロータ、６…接着剤、１０…位置決め治具、１１…基台、１２…下部センターシャフト、１３…支持シャフト、１４…チャック、１４ａ…下部チャック、１４ｂ…上部チャック、１５…コレット、１６ａ…左側ガイド軸、１６ｂ…右側ガイド軸、１７ａ，１７ｂ…プランジャ、１８…上部固定具、１９…上部センターシャフト、２０…台、２０ａ…上面、２０ｂ…凸部、２１…孔、Ｌｂ…基準軸。

Claims (3)

1. 円柱状の回転軸と同回転軸の外周に装着される円筒状の磁石とを備えるロータの組み立て方法であって、
   前記回転軸の外周面と、前記磁石の内周面との少なくとも一方に接着剤を塗布して、同回転軸に同磁石を装着し、
   前記回転軸の中心軸と前記磁石の中心軸とが同軸となるように位置決め治具によって位置決めを行った後に、同位置決め治具から取り出し、
   両中心軸が同軸となった状態の前記回転軸と前記磁石とを前記位置決め治具による固定をせずに恒温槽に入れ、前記接着剤を硬化させて同回転軸と同磁石とを固定する
   ことを特徴とするロータの組み立て方法。
2. 請求項１に記載のロータの組み立て方法において、
   前記回転軸は、磁石が装着される大径部の軸方向における両側に小径部が形成された形状であり、
   前記位置決めされた回転軸及び磁石は、前記回転軸の大径部の軸方向端面と前記磁石の軸方向端面とを支持する台に載せた状態で前記恒温槽に入れる
   ことを特徴とするロータの組み立て方法。
3. 請求項１又は２に記載のロータの組み立て方法において、
   前記位置決め治具は、前記回転軸の両端を軸方向において両方向から支持する二つの支持部材と、同回転軸に装着された前記磁石を径方向から互いの中心軸が一致するように挟持する挟持部材とを備える
   ことを特徴とするロータの組み立て方法。

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