JP2012157119A - 回転電機の製造方法および回転電機の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機の製造工程を煩雑化することなく、キャップ20の圧入状態を安定させる。
【解決手段】回転電機の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程とを備える。これにより、キャップ20に作用する下向きの反力を大気圧下で圧入する場合に比べて弱めることができるので、反力の作用によるキャップ20の傾ぎや軸方向の位置ズレを抑制することができる。このため、キャップ20の圧入状態を安定させることができる。
【選択図】図3
【解決手段】回転電機の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程とを備える。これにより、キャップ20に作用する下向きの反力を大気圧下で圧入する場合に比べて弱めることができるので、反力の作用によるキャップ20の傾ぎや軸方向の位置ズレを抑制することができる。このため、キャップ20の圧入状態を安定させることができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、回転電機の製造方法および回転電機の製造装置に関するものであり、例えば、車両用の交流発電機の製造に好適に利用することができる回転電機の製造方法および回転電機の製造装置に係わる。
従来から、例えば、車両用の交流発電機では、シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、このプーリーを介して内燃機関から回転トルクを伝達されるものが公知である。また、プーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状の空間を有し(例えば、特許文献1の図面を参照)、この空間(以下、プーリー側空間と呼ぶ。)は、シャフトとプーリーとのネジ締結に利用されるナット等が収容される。
ところで、プーリー側空間は、例えば、板状のキャップを圧入することにより封鎖されるが、圧入時のキャップの位置ずれが課題視されている。つまり、キャップが傾いだり、プーリー側空間の深さ方向(つまり、シャフトの軸方向:以下、軸方向と呼ぶ。)に位置ズレしたりすることで、キャップの圧入状態が不安定になる虞がある。このため、回転電機の製造では、プーリーにキャップを圧入する際のキャップの傾ぎや位置ズレを抑制できる方法や装置等が要求されている。
なお、特許文献2には、空間の開口縁に雌ネジを設けるとともに、空間の開口を封鎖する栓に雄ネジを設け、栓を開口縁に軽くねじ込んだ仮固定状態にしておく技術的思想が開示されている。この特許文献2の技術的思想によれば、ネジ締結により栓の位置等が安定するので、回転電機のプーリー側空間の開口縁およびキャップに特許文献2の技術的思想を適用してキャップの傾ぎや位置ズレを抑制することができる。
しかし、プーリー側空間の開口縁およびキャップにネジを設けたり、開口縁にキャップをネジ締結したりする工程が増えるので、製造工程が煩雑になってしまう。
しかし、プーリー側空間の開口縁およびキャップにネジを設けたり、開口縁にキャップをネジ締結したりする工程が増えるので、製造工程が煩雑になってしまう。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、回転電機の製造工程を煩雑化することなく、キャップの圧入状態を安定させることにある。
〔請求項1の手段〕
請求項1の手段によれば、回転電機は、シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、プーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間を有する。そして、回転電機の製造方法は、プーリー側空間を板状のキャップにより封鎖する。
請求項1の手段によれば、回転電機は、シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、プーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間を有する。そして、回転電機の製造方法は、プーリー側空間を板状のキャップにより封鎖する。
また、回転電機の製造方法は、所定の治具により開口を有するように形成される治具側空間にキャップを収容するとともに、プーリー側空間と治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように治具とプーリーとを当接させる準備工程と、操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間においてキャップをプーリー側空間の方に移動させるとともに、キャップをプーリーに圧入する主工程とを備える。
キャップがプーリー側空間に接近して行くとき、プーリー側空間の圧力上昇に伴ってキャップには接近方向とは反対の方向に反力が作用し、この反力は、キャップがプーリー側空間に近付くほど大きくなってしまう。そして、この反力の作用により、キャップが傾いだり、軸方向に位置ズレしたりするものと考えられる。
そこで、治具側空間とプーリー側空間とを含む操作空間を形成して操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧する。そして、減圧下の操作空間において、キャップをプーリーに圧入する。
そこで、治具側空間とプーリー側空間とを含む操作空間を形成して操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧する。そして、減圧下の操作空間において、キャップをプーリーに圧入する。
これにより、キャップに作用する反力を大気圧下で圧入する場合に比べて弱めることができるので、反力の作用によるキャップの傾ぎや軸方向の位置ズレを抑制することができる。また、操作空間を外気から区画するように形成したり、操作空間を減圧したりする工程は、ネジを設けたり、ネジ締結したりする工程に比べて遥かに簡便である。このため、回転電機の製造工程を煩雑化することなく、キャップの圧入状態を安定させることができる。
〔請求項2の手段〕
請求項2の手段によれば、回転電機の製造方法は、キャップをプーリーに圧入した後、治具側空間に大気圧以上の圧力を有する気体を注入する後処理工程を備える。
キャップの圧入後、操作空間が大気圧よりも低い減圧状態にあると、治具とプーリーとの間には吸引力が作用するため、治具とプーリーとを分離するのが困難である。そこで、キャップの圧入後、操作空間の内、治具側空間の方に外気等を注入して治具側空間を増圧する。これにより、治具側空間の減圧状態が解消されて治具とプーリーとの間に吸引力が作用しなくなるため、キャップの圧入後、速やかに治具とプーリーとを分離することができる。
請求項2の手段によれば、回転電機の製造方法は、キャップをプーリーに圧入した後、治具側空間に大気圧以上の圧力を有する気体を注入する後処理工程を備える。
キャップの圧入後、操作空間が大気圧よりも低い減圧状態にあると、治具とプーリーとの間には吸引力が作用するため、治具とプーリーとを分離するのが困難である。そこで、キャップの圧入後、操作空間の内、治具側空間の方に外気等を注入して治具側空間を増圧する。これにより、治具側空間の減圧状態が解消されて治具とプーリーとの間に吸引力が作用しなくなるため、キャップの圧入後、速やかに治具とプーリーとを分離することができる。
〔請求項3の手段〕
請求項3の手段によれば、回転電機の製造装置は、開口を有する治具側空間を形成する筒状治具と、筒状治具に対し相対移動可能となるように治具側空間に収容されてキャップを受ける受け具と、筒状治具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して筒状治具とプーリーとを接近させる第1駆動手段と、受け具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して受け具とプーリーとを接近させる第2駆動手段と、治具側空間に通じる通路を介して治具側空間から気体を吸引する吸引手段とを備える。
請求項3の手段によれば、回転電機の製造装置は、開口を有する治具側空間を形成する筒状治具と、筒状治具に対し相対移動可能となるように治具側空間に収容されてキャップを受ける受け具と、筒状治具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して筒状治具とプーリーとを接近させる第1駆動手段と、受け具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して受け具とプーリーとを接近させる第2駆動手段と、治具側空間に通じる通路を介して治具側空間から気体を吸引する吸引手段とを備える。
そして、第1駆動手段により筒状治具とプーリーとを当接させることで、プーリー側空間と治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように形成し、さらに、吸引手段により操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間において、第2駆動手段により、受け具に受けられたキャップをプーリーに圧入する。
これにより、請求項1の手段と同様の作用効果を得ることができる。
これにより、請求項1の手段と同様の作用効果を得ることができる。
〔請求項4の手段〕
請求項4の手段によれば、受け具に受けられている状態のキャップの両面について、プーリー側の面を表面とし、受け具側の面を裏面とすると、キャップの裏面には、受け具に接触する接触領域と受け具に接触しない非接触領域とが形成され、接触領域は非接触領域により包囲されている。そして、吸引手段は、キャップの裏側から操作空間の気体を吸引する。
請求項4の手段によれば、受け具に受けられている状態のキャップの両面について、プーリー側の面を表面とし、受け具側の面を裏面とすると、キャップの裏面には、受け具に接触する接触領域と受け具に接触しない非接触領域とが形成され、接触領域は非接触領域により包囲されている。そして、吸引手段は、キャップの裏側から操作空間の気体を吸引する。
これにより、キャップの裏側に減圧吸引用の流路を確実に形成することができるので、操作空間の減圧を円滑に行うことができる。
また、減圧吸引に伴う気体の流れはキャップの表側が上流側になるとともに裏側が下流側になるので、キャップと受け具との間には、非接触領域の面積に応じた当接力が作用し、キャップの位置や姿勢が受け具に対して安定する。このため、キャップの圧入状態をさらに安定させることができる。
また、減圧吸引に伴う気体の流れはキャップの表側が上流側になるとともに裏側が下流側になるので、キャップと受け具との間には、非接触領域の面積に応じた当接力が作用し、キャップの位置や姿勢が受け具に対して安定する。このため、キャップの圧入状態をさらに安定させることができる。
さらに、接触領域を非接触領域により包囲することで、後処理工程において治具側空間に注入された気体による加圧力をキャップに対して効果的に作用させることができる。すなわち、キャップ圧入後に治具側空間に気体が注入されると、キャップには、非接触領域の面積に応じた強さの加圧力が、キャップと受け具との分離を促す方向に作用する。このため、キャップと受け具とを速やかに分離することができ、結果的に、より速やかに筒状治具とプーリーとを分離することができる。
〔請求項5の手段〕
請求項5の手段によれば、治具側空間の内周径は、キャップの外周径に略一致するように設けられ、筒状治具には、キャップの表側と裏側との間で気体を通過させる通路が設けられている。
これにより、操作空間において移動中のキャップの位置や姿勢を安定させることができるとともに、キャップの表側と裏側との間で、支障なく気体を通過させて減圧吸引することができる。
請求項5の手段によれば、治具側空間の内周径は、キャップの外周径に略一致するように設けられ、筒状治具には、キャップの表側と裏側との間で気体を通過させる通路が設けられている。
これにより、操作空間において移動中のキャップの位置や姿勢を安定させることができるとともに、キャップの表側と裏側との間で、支障なく気体を通過させて減圧吸引することができる。
〔請求項6の手段〕
請求項6の手段によれば、回転電機の製造装置は、第1駆動手段および第2駆動手段の駆動力を応力として蓄えることができるバネを備える。そして、バネは、筒状治具とプーリーとが当接してからキャップがプーリーに圧入されるまでの間、圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
これにより、筒状治具とプーリーとの当接に伴う衝撃や、キャップのプーリーへの圧入に伴う衝撃を緩和することができる。また、バネの圧縮時間に応じて、製造工程に時間的な余裕を設定することができる。
請求項6の手段によれば、回転電機の製造装置は、第1駆動手段および第2駆動手段の駆動力を応力として蓄えることができるバネを備える。そして、バネは、筒状治具とプーリーとが当接してからキャップがプーリーに圧入されるまでの間、圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
これにより、筒状治具とプーリーとの当接に伴う衝撃や、キャップのプーリーへの圧入に伴う衝撃を緩和することができる。また、バネの圧縮時間に応じて、製造工程に時間的な余裕を設定することができる。
実施形態の回転電機は、シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、プーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間を有する。そして、実施形態の回転電機の製造方法は、プーリー側空間を板状のキャップにより封鎖する。
また、実施形態の回転電機の製造方法は、所定の治具により開口を有するように形成される治具側空間にキャップを収容するとともに、プーリー側空間と治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように治具とプーリーとを当接させる準備工程と、操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間においてキャップをプーリー側空間の方に移動させるとともに、キャップをプーリーに圧入する主工程と、キャップをプーリーに圧入した後、治具側空間に大気圧以上の圧力を有する気体を注入する後処理工程とを備える。
また、実施形態の回転電機の製造装置は、開口を有する治具側空間を形成する筒状治具と、筒状治具に対し相対移動可能となるように治具側空間に収容されてキャップを受ける受け具と、筒状治具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して筒状治具とプーリーとを接近させる第1駆動手段と、受け具およびプーリーの少なくとも一方を駆動して受け具とプーリーとを接近させる第2駆動手段と、治具側空間に通じる通路を介して治具側空間から気体を吸引する吸引手段とを備える。
そして、第1駆動手段により筒状治具とプーリーとを当接させることで、プーリー側空間と治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように形成し、さらに、吸引手段により操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間において、第2駆動手段により、受け具に受けられたキャップをプーリーに圧入する。
また、受け具に受けられている状態のキャップの両面について、プーリー側の面を表面とし、受け具側の面を裏面とすると、キャップの裏面には、受け具に接触する接触領域と受け具に接触しない非接触領域とが形成され、接触領域は非接触領域により包囲されている。そして、吸引手段は、キャップの裏側から操作空間の気体を吸引する。
さらに、実施形態の回転電機の製造装置は、第1駆動手段および第2駆動手段の駆動力を応力として蓄えることができるバネを備える。そして、バネは、筒状治具とプーリーとが当接してからキャップがプーリーに圧入されるまでの間、軸方向に圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
〔実施例の回転電機の構成〕
実施例の製造方法により製造される回転電機1の構成を、図面に基づいて説明する。
回転電機1は、例えば、図1に示すように、外周側に固定子2としての電機子が配置されるとともに、内周側に回転子3としての界磁が配置されるものであり、界磁の回転により電機子に交流起電力を誘導する車両用交流発電機として機能する。そして、電機子に誘導された交流起電力は整流器4により直流起電力に変換されて車載電源(図示せず)等に供給される。
実施例の製造方法により製造される回転電機1の構成を、図面に基づいて説明する。
回転電機1は、例えば、図1に示すように、外周側に固定子2としての電機子が配置されるとともに、内周側に回転子3としての界磁が配置されるものであり、界磁の回転により電機子に交流起電力を誘導する車両用交流発電機として機能する。そして、電機子に誘導された交流起電力は整流器4により直流起電力に変換されて車載電源(図示せず)等に供給される。
ここで、固定子2は、例えば、環状の固定子鉄心5と、固定子鉄心5に巻線される電機子コイル6とを有する。
また、回転子3は、例えば、回転軸としてのシャフト7と、シャフト7の軸方向一端に締結されるプーリー8と、シャフト7の外周に固定される回転子鉄心9と、回転子鉄心9に巻線される界磁コイル10と、シャフト7の軸方向他端に設けられて界磁コイル10に導通するスリップリング11とを有し、回転子鉄心9は、周方向に交互に異極性を呈する複数の爪状磁極12を具備している。
また、回転子3は、例えば、回転軸としてのシャフト7と、シャフト7の軸方向一端に締結されるプーリー8と、シャフト7の外周に固定される回転子鉄心9と、回転子鉄心9に巻線される界磁コイル10と、シャフト7の軸方向他端に設けられて界磁コイル10に導通するスリップリング11とを有し、回転子鉄心9は、周方向に交互に異極性を呈する複数の爪状磁極12を具備している。
さらに、プーリー8にはベルト(図示せず)が巻かれて内燃機関(図示せず)から回転トルクが伝達され、スリップリング11にはブラシ13が摺接するように配置されて車載電源からブラシ13およびスリップリング11を介して界磁コイル10に通電が行われる。
このような構成により、回転子3が回転するとともに界磁コイル10に通電が行われると、固定子鉄心5と回転子鉄心9とに跨る磁気回路が形成され、この磁気回路が電機子コイル6を切るように回転するため、電機子コイル6に交流起電力が誘導される。
なお、回転電機1には、界磁コイル10への通電量を制御するレギュレータ14が組み込まれており、レギュレータ14は、例えば、内燃機関の回転数に応じて界磁コイル10への通電量を制御することで、回転電機1により得られる起電力を適正値に保つ。
なお、回転電機1には、界磁コイル10への通電量を制御するレギュレータ14が組み込まれており、レギュレータ14は、例えば、内燃機関の回転数に応じて界磁コイル10への通電量を制御することで、回転電機1により得られる起電力を適正値に保つ。
〔実施例の特徴〕
実施例の特徴を、図2〜図4を用いて、回転電機1の製造装置18および製造方法に基づいて説明する。
まず、回転電機1のプーリー8は、軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間19を有し、プーリー側空間19は、板状のキャップ20をプーリー8に圧入することにより封鎖される。なお、プーリー側空間19は、シャフト7とプーリー8とのネジ締結に利用されるものであり、シャフト7の先端が収容されている。
実施例の特徴を、図2〜図4を用いて、回転電機1の製造装置18および製造方法に基づいて説明する。
まず、回転電機1のプーリー8は、軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間19を有し、プーリー側空間19は、板状のキャップ20をプーリー8に圧入することにより封鎖される。なお、プーリー側空間19は、シャフト7とプーリー8とのネジ締結に利用されるものであり、シャフト7の先端が収容されている。
次に、回転電機1の製造装置18は、キャップ20をプーリー8に圧入するために以下のような構成を備える。
すなわち、製造装置18は、開口を有する空間を形成する筒状治具22と(以下、筒状治具22に形成される空間を治具側空間23と呼ぶ。)、筒状治具22に対し相対移動可能となるように治具側空間23に収容されてキャップ20を受ける受け具24と、筒状治具22および受け具24を駆動する駆動手段25と、治具側空間23に通じる通路26を介して治具側空間23から気体を吸引する吸引手段27と、駆動手段25の駆動力を応力として蓄えることができるコイルスプリング28とを備える。
すなわち、製造装置18は、開口を有する空間を形成する筒状治具22と(以下、筒状治具22に形成される空間を治具側空間23と呼ぶ。)、筒状治具22に対し相対移動可能となるように治具側空間23に収容されてキャップ20を受ける受け具24と、筒状治具22および受け具24を駆動する駆動手段25と、治具側空間23に通じる通路26を介して治具側空間23から気体を吸引する吸引手段27と、駆動手段25の駆動力を応力として蓄えることができるコイルスプリング28とを備える。
筒状治具22は、治具側空間23を形成する径大の本体部31、本体部31と同軸かつ本体部31よりも径小に設けられて受け具24の摺動軸部32を摺動自在に支持するガイド部33、受け具24と係合する係合部34を有する。そして、筒状治具22は、軸心が上下方向を指向するように、かつ、本体部31がガイド部33よりも上側に配置されるように製造装置18に組み込まれ、治具側空間23は上側に向けて開口している。
治具側空間23の直径(本体部31の内周径)は、キャップ20の表側と裏側との間で気体の流出入が可能となるようにキャップ20の外周径よりも僅かに大きい(なお、キャップ20の表裏は、上側になる面を表面とし、下側になる面を裏面とする。)。
ここで、製造装置18は、シャフト7にプーリー8を締結したシャフトアッシー37を保持して移動するクランプ治具38を備えている。ここで、シャフトアッシー37は、シャフト7の軸方向が上下方向を指向するように、かつ、プーリー側空間19の開口が治具側空間23の開口と上下方向に対向するように配置される。そして、シャフトアッシー37は、キャップ20によりプーリー側空間19を封鎖するために、クランプ治具38により保持される。
また、治具側空間23が開口する開口面は本体部31の上端よりも下側に形成され、開口面39は、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させる際にプーリー8の下端が当接する当接面をなす(以下、開口面39を当接面39と呼ぶ。)。そして、当接面39の上側に形成される空間は、プーリー8の下部が収容されるプーリー収容空間40をなす。なお、プーリー収容空間40は上部において上側に向かってテーパ状に拡径しており、このテーパ状の構造により、プーリー8の下部は、筒状治具22との軸ズレを解消するように導かれてプーリー収容空間40に収容される。
また、プーリー8の下端および当接面39は、互いに当接することにより、プーリー側空間19と治具側空間23とを併せた操作空間42を外気から区画することができるように設けられている。このため、操作空間42は、大気圧よりも低い圧力に減圧したり、大気圧よりも高い圧力に増圧したりすることができる。
ここで、プーリー側空間19は、プーリー8の下端において段状に大きく拡径して開口している。すなわち、プーリー側空間19は、段43を境にして上下に区画されており、段43よりも下側の径大の領域にキャップ20が圧入される(以下、プーリー側空間19の一部であって、段43よりも下側の径大の領域をキャップ圧入領域44と呼ぶことがある。)。
なお、係合部34は、本体部31の下部とガイド部33の上部とを水平に接続するように円環状に設けられている。
なお、係合部34は、本体部31の下部とガイド部33の上部とを水平に接続するように円環状に設けられている。
受け具24は、ガイド部33により摺動自在に支持される摺動軸部32に一体化されており、摺動軸部32がガイド部33に対して摺動することで、筒状治具22に対し上下方向に相対移動可能となっている。また、受け具24は、キャップ20よりも小径に設けられて摺動軸部32の上端に一体化されている。
ここで、受け具24は、係合部34と係合する本体部46、および本体部46から上側に隆起する隆起部47を有し、隆起部47は本体部46よりも小径に設けられている。また、キャップ20は、隆起部47の上端面に載ることで受け具24に受けられる。このため、キャップ20の下側(裏側)の治具側空間23は、隆起部47によって形成される上部が本体部46によって形成される下部よりも内周側に膨らんでいる。また、キャップ20の裏面には、受け具24に接触する接触領域48と受け具24に接触しない非接触領域49とが形成され、接触領域48は非接触領域49により包囲されている。
駆動手段25は、例えば、油圧または空気圧等により駆動力を発生する周知の駆動力発生装置であり、筒状治具22および受け具24を上側に駆動するものである。
ここで、筒状治具22およびシャフトアッシー37の少なくとも一方を駆動して筒状治具22とシャフトアッシー37とを接近させる手段を第1駆動手段と定義し、受け具24およびシャフトアッシー37の少なくとも一方を駆動して受け具24とシャフトアッシー37とを接近させる手段を第2駆動手段と定義すれば、駆動手段25は、第1、第2駆動手段の両方の機能を具備する。
ここで、筒状治具22およびシャフトアッシー37の少なくとも一方を駆動して筒状治具22とシャフトアッシー37とを接近させる手段を第1駆動手段と定義し、受け具24およびシャフトアッシー37の少なくとも一方を駆動して受け具24とシャフトアッシー37とを接近させる手段を第2駆動手段と定義すれば、駆動手段25は、第1、第2駆動手段の両方の機能を具備する。
また、筒状治具22、受け具24および摺動軸部32はカップ型の収容治具51に収容されており、収容治具51の下底部51aに摺動軸部32の下端が固定され、下底部51aと筒状治具22の係合部34との間にコイルスプリング28が上下方向に伸縮するようにセットされている。そして、駆動手段25は、収容治具51に対して上向きに駆動力を及ぼす。このため、筒状治具22には、収容治具51およびコイルスプリング28を経て駆動力が上向きに伝達される。また、受け具24には、主に、収容治具51および摺動軸部32を経て駆動力が上向きに伝達される。
吸引手段27は、例えば、周知の真空ポンプであり、治具側空間23に通じる通路26を介して操作空間42から気体を吸引することで、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、通路26は、収容治具51、摺動軸部32および受け具24を通るように設けられており、例えば、受け具24の本体部46の外周面に開口して治具側空間23に通じている。このため、吸引手段27は、キャップ20の下側(裏側)から操作空間42の気体を吸引する。
コイルスプリング28は、収容治具51の下底部51aと筒状治具22の係合部34との間にセットされ、係合部34が受け具24の本体部46に係合するように筒状治具22を上側に付勢する。このため、筒状治具22とプーリー8とが離れている間、筒状治具22と受け具24とは係合して一体となって上側に移動する。また、筒状治具22と受け具24とが一体となって上側に移動している間、コイルスプリング28は、追加的に圧縮されることなく筒状治具22および受け具24とともに上側に移動する。
そして、筒状治具22がプーリー8に当接して、筒状治具22が上側に移動できなくなると、受け具24は筒状治具22から離脱して上側に移動し、受け具24と筒状治具22とは係合しなくなる。また、受け具24が筒状治具22から離れて上側に移動している間、コイルスプリング28は、上端を係合部34により固定支持されながら下底部51aにより上側に追加的に圧縮され、駆動力の一部を応力として蓄える。
さらに、受け具24が上側に移動してキャップ20がプーリー8に圧入されると受け具24は上側に移動できなくなって停止する。このとき、コイルスプリング28は、最大限に圧縮されている。
つまり、コイルスプリング28は、筒状治具22とプーリー8とが当接してからキャップ20がプーリー8に圧入されるまでの間、上側に圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
つまり、コイルスプリング28は、筒状治具22とプーリー8とが当接してからキャップ20がプーリー8に圧入されるまでの間、上側に圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
また、製造装置18は、治具側空間23に外気を注入する注入手段53を備えており、吸引手段27により減圧された操作空間42を、再度、大気圧まで増圧することができる。なお、注入手段53は、例えば、通路26と外気との間を開閉する弁装置である。このため、例えば、キャップ20の圧入後に外気を操作空間42に注入する場合、治具側空間23にのみ外気を注入することができる。
〔実施例の製造方法〕
実施例の回転電機1の製造方法を、図2〜図4を用いて説明する。
まず、回転電機の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、プーリー8と筒状治具22とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程と、キャップ20をプーリー8に圧入した後、治具側空間23に外気を注入する後処理工程とを備える。
実施例の回転電機1の製造方法を、図2〜図4を用いて説明する。
まず、回転電機の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、プーリー8と筒状治具22とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程と、キャップ20をプーリー8に圧入した後、治具側空間23に外気を注入する後処理工程とを備える。
準備工程は、キャップ20を治具側空間23に収容するとともに、シャフトアッシー37を筒状治具22の上側に配置する第1準備工程と、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させる第2準備工程とに分けられる。
第1準備工程では、キャップ20を受け具24に載せることで治具側空間23に収容し、シャフトアッシー37をクランプ治具38により保持して移動させることで筒状治具22の上側に配置する。また、シャフトアッシー37は、治具側空間23の開口がプーリー側空間19の開口と上下方向に対向するように筒状治具22の上側に配置される。
第2準備工程では、駆動手段25により収容治具51を上側に駆動することで、筒状治具22および受け具24を一体として上側に移動させて筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させる。このとき、プーリー8の下部がプーリー収容空間40に収容され、プーリー8の下端が当接面39に当接することで操作空間42が外気から区画される。
主工程は、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧工程と、キャップ20をキャップ圧入領域44に圧入する圧入工程とに分けられる。
減圧工程では、吸引手段27により操作空間42から気体を吸引して操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧する。このとき、吸引手段27は、キャップ20の下側(裏側)から操作空間42の気体を吸引する。
減圧工程では、吸引手段27により操作空間42から気体を吸引して操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧する。このとき、吸引手段27は、キャップ20の下側(裏側)から操作空間42の気体を吸引する。
圧入工程では、駆動手段25により収容治具51をさらに上側に駆動することで、減圧された操作空間42において、受け具24を筒状治具22から離脱させてさらに上側に移動させ、キャップ20をキャップ圧入領域44に圧入する。このとき、コイルスプリング28は、筒状治具22がプーリー8に当接した後、さらに収容治具51が上側に駆動されてキャップ20が圧入されるまでの間、追加的に圧縮されて駆動力の一部を応力として蓄える。
後処理工程では、注入手段53により操作空間42に外気を注入する。このとき、操作空間42は、プーリー8に圧入されたキャップ20により、治具側空間23とプーリー側空間19とに気密的に区画されている。このため、外気は治具側空間23にのみ注入され、治具側空間23のみが大気圧まで増圧される。
〔実施例の効果〕
実施例の回転電機1の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程とを備える。
実施例の回転電機1の製造方法は、治具側空間23にキャップ20を収容するとともに、筒状治具22とプーリー8とを上下方向に当接させて操作空間42を外気から区画する準備工程と、操作空間42を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された操作空間42においてキャップ20を上側に移動させてキャップ圧入領域44に圧入する主工程とを備える。
キャップ20が上側に移動してプーリー側空間19に接近して行くとき、プーリー側空間19の圧力上昇に伴ってキャップ20には下側に向かって反力が作用し、この反力は、キャップ20がプーリー側空間19に近付くほど大きくなってしまう。そして、この反力の作用により、キャップ20が傾いだり、軸方向に位置ズレしたりする虞がある。
そこで、操作空間42を外気から区画して大気圧よりも低い圧力に減圧する。そして、減圧下の操作空間42において、キャップ20をキャップ圧入領域44に圧入する。
そこで、操作空間42を外気から区画して大気圧よりも低い圧力に減圧する。そして、減圧下の操作空間42において、キャップ20をキャップ圧入領域44に圧入する。
これにより、キャップ20に作用する反力を大気圧下で圧入する場合に比べて弱めることができるので、反力の作用によるキャップ20の傾ぎや軸方向の位置ズレを抑制することができる。このため、キャップ20の圧入状態を安定させることができる。
また、回転電機の製造方法は、キャップ20をキャップ圧入領域44に圧入した後、治具側空間23に外気を注入する後処理工程を備える。
キャップ20の圧入後、操作空間42が大気圧よりも低い減圧状態にあると、筒状治具22とプーリー8との間には吸引力が作用するため、筒状治具22とシャフトアッシー37とを分離するのが困難である。そこで、キャップ20の圧入後、操作空間42の内、治具側空間23の方に外気を注入して治具側空間23を増圧する。これにより、治具側空間23の減圧状態が解消されて筒状治具22とプーリー8との間に吸引力が作用しなくなるため、キャップ20の圧入後、速やかに筒状治具22とシャフトアッシー37とを分離することができる。
キャップ20の圧入後、操作空間42が大気圧よりも低い減圧状態にあると、筒状治具22とプーリー8との間には吸引力が作用するため、筒状治具22とシャフトアッシー37とを分離するのが困難である。そこで、キャップ20の圧入後、操作空間42の内、治具側空間23の方に外気を注入して治具側空間23を増圧する。これにより、治具側空間23の減圧状態が解消されて筒状治具22とプーリー8との間に吸引力が作用しなくなるため、キャップ20の圧入後、速やかに筒状治具22とシャフトアッシー37とを分離することができる。
また、キャップ20の裏面には、受け具24に接触する接触領域48と受け具24に接触しない非接触領域49とが形成され、接触領域48は非接触領域49により包囲されている。そして、吸引手段27は、キャップ20の裏側から操作空間42の気体を吸引する。
これにより、キャップ20の裏側に減圧吸引用の流路を確実に形成することができるので、操作空間42の減圧を円滑に行うことができる。
また、減圧吸引に伴う気体の流れはキャップ20の表側が上流側になるとともに裏側が下流側になるので、キャップ20と受け具24との間には、非接触領域49の面積に応じた当接力が作用し、キャップ20の位置や姿勢が受け具24に対して安定する。このため、キャップ20の圧入状態をさらに安定させることができる。
また、減圧吸引に伴う気体の流れはキャップ20の表側が上流側になるとともに裏側が下流側になるので、キャップ20と受け具24との間には、非接触領域49の面積に応じた当接力が作用し、キャップ20の位置や姿勢が受け具24に対して安定する。このため、キャップ20の圧入状態をさらに安定させることができる。
さらに、接触領域48を非接触領域49により包囲することで、後処理工程において治具側空間23に注入された外気による加圧力をキャップ20に対して効果的に作用させることができる。すなわち、キャップ20の圧入後に治具側空間23に外気が注入されると、キャップ20には、加圧力が非接触領域49の面積に応じて上側に向かって作用する。このため、キャップ20と受け具24とを速やかに分離することができ、結果的に、より速やかに筒状治具22とシャフトアッシー37とを分離することができる。
また、治具側空間23の直径は、キャップ20の表側と裏側との間で気体の流出入が可能となるようにキャップ20の外周径よりも僅かに大きい。
これにより、操作空間42において移動中のキャップ20の位置や姿勢を安定させることができるとともに、キャップ20の表側と裏側との間で、支障なく気体を通過させて減圧吸引することができる。
これにより、操作空間42において移動中のキャップ20の位置や姿勢を安定させることができるとともに、キャップ20の表側と裏側との間で、支障なく気体を通過させて減圧吸引することができる。
さらに、製造装置18は、駆動手段25の駆動力を応力として蓄えることができるコイルスプリング28を備え、コイルスプリング28は、筒状治具22がプーリー8に当接してからキャップ20がプーリー8に圧入されるまでの間、追加的に圧縮されて応力の蓄積量を増やす。
これにより、筒状治具22とプーリー8との当接に伴う衝撃や、キャップ20のプーリー8への圧入に伴う衝撃を緩和することができる。また、コイルスプリング28の圧縮時間に応じて、製造工程に時間的な余裕を設定することができる。
これにより、筒状治具22とプーリー8との当接に伴う衝撃や、キャップ20のプーリー8への圧入に伴う衝撃を緩和することができる。また、コイルスプリング28の圧縮時間に応じて、製造工程に時間的な余裕を設定することができる。
〔変形例〕
回転電機1の製造装置18および製造方法は、実施例の態様に限定されるものではなく、様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例の製造装置18および製造方法によれば、駆動手段25は、第1、第2駆動手段の両方の機能を具備しており、筒状治具22および受け具24の両方を上側に移動させることで、筒状治具22をプーリー8に当接させたり、キャップ20をプーリー8に圧入したりするものであったが、このような態様に限定されない。
回転電機1の製造装置18および製造方法は、実施例の態様に限定されるものではなく、様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例の製造装置18および製造方法によれば、駆動手段25は、第1、第2駆動手段の両方の機能を具備しており、筒状治具22および受け具24の両方を上側に移動させることで、筒状治具22をプーリー8に当接させたり、キャップ20をプーリー8に圧入したりするものであったが、このような態様に限定されない。
例えば、第1、第2駆動手段の機能を分離して、筒状治具22を移動させる駆動力を発生する駆動力発生装置と、受け具24を移動させる駆動力を発生する駆動力発生装置とを個別に設定してもよい。また、シャフトアッシー37を下側に移動させて筒状治具22とプーリー8とを当接させてもよく、シャフトアッシー37を下側に移動させてキャップ20をプーリー8に圧入してもよい。
また、実施例の製造装置18によれば、摺動軸部32は収容治具51に一体化されていたが、摺動軸部32と収容治具51とを離接可能な別体としてもよい。
また、実施例の製造装置18によれば、注入手段53は、外気を注入することで治具側空間23を大気圧まで増圧していたが、大気圧よりも高圧の気体を治具側空間23に注入してもよい。
また、実施例の製造装置18によれば、注入手段53は、外気を注入することで治具側空間23を大気圧まで増圧していたが、大気圧よりも高圧の気体を治具側空間23に注入してもよい。
さらに、実施例の製造装置18によれば、キャップ20の表側と裏側との間で気体の流出入が可能となるように治具側空間23の直径はキャップ20の外周径よりも僅かに大きく設けられていたが、キャップ20の表側と裏側との間で気体を流出入させる構成は、このような態様に限定されない。例えば、図5に示すように、本体部31の内周面に、上下方向に平行な複数の溝55を等角度間隔で設けて、キャップ20の表側と裏側との間で気体を流出入させてもよい。
1 回転電機
7 シャフト
8 プーリー
19 プーリー側空間
20 キャップ
22 筒状治具(治具)
23 治具側空間
24 受け具
25 駆動手段(第1駆動手段、第2駆動手段)
26 通路
27 吸引手段
28 コイルスプリング(バネ)
42 操作空間
48 接触領域
49 非接触領域
55 溝(キャップの表側と裏側との間で気体を通過させる通路)
7 シャフト
8 プーリー
19 プーリー側空間
20 キャップ
22 筒状治具(治具)
23 治具側空間
24 受け具
25 駆動手段(第1駆動手段、第2駆動手段)
26 通路
27 吸引手段
28 コイルスプリング(バネ)
42 操作空間
48 接触領域
49 非接触領域
55 溝(キャップの表側と裏側との間で気体を通過させる通路)
Claims (6)
- シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、
このプーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間を有し、
このプーリー側空間を板状のキャップにより封鎖する回転電機の製造方法において、
所定の治具により開口を有するように形成される治具側空間に前記キャップを収容するとともに、前記プーリー側空間と前記治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように前記治具と前記プーリーとを当接させる準備工程と、
前記操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された前記操作空間において前記キャップを前記プーリー側空間の方に移動させるとともに、前記キャップを前記プーリーに圧入する主工程とを備える回転電機の製造方法。 - 請求項1に記載の回転電機の製造方法において、
前記キャップを前記プーリーに圧入した後、前記治具側空間に大気圧以上の圧力を有する気体を注入する後処理工程を備える回転電機の製造方法。 - シャフトの軸方向一端に締結されたプーリーを備え、
このプーリーは軸方向一端側に開口する略円筒状のプーリー側空間を有し、
このプーリー側空間を板状のキャップにより封鎖する回転電機の製造装置において、
開口を有する治具側空間を形成する筒状治具と、
この筒状治具に対し相対移動可能となるように前記治具側空間に収容されて前記キャップを受ける受け具と、
前記筒状治具および前記プーリーの少なくとも一方を駆動して前記筒状治具と前記プーリーとを接近させる第1駆動手段と、
前記受け具および前記プーリーの少なくとも一方を駆動して前記受け具と前記プーリーとを接近させる第2駆動手段と、
前記治具側空間に通じる通路を介して前記治具側空間から気体を吸引する吸引手段とを備え、
前記第1駆動手段により前記筒状治具と前記プーリーとを当接させることで、前記プーリー側空間と前記治具側空間とを併せた操作空間を外気から区画するように形成し、
前記吸引手段により前記操作空間を大気圧よりも低い圧力に減圧し、減圧された前記操作空間において、前記第2駆動手段により、前記受け具に受けられた前記キャップを前記プーリーに圧入することを特徴とする回転電機の製造装置。 - 請求項3に記載の回転電機の製造装置において、
前記受け具に受けられている状態の前記キャップの両面について、前記プーリー側の面を表面とし、前記受け具側の面を裏面とすると、
前記キャップの裏面には、前記受け具に接触する接触領域と前記受け具に接触しない非接触領域とが形成され、前記接触領域は前記非接触領域により包囲され、
前記吸引手段は、前記キャップの裏側から操作空間の気体を吸引することを特徴とする回転電機の製造装置。 - 請求項4に記載の回転電機の製造装置において、
前記治具側空間の内周径は、前記キャップの外周径に略一致するように設けられ、
前記筒状治具には、前記キャップの表側と裏側との間で気体を通過させる通路が設けられていることを特徴とする回転電機の製造装置。 - 請求項3ないし請求項5の内のいずれか1つに記載の回転電機の製造装置において、
前記第1駆動手段および前記第2駆動手段の駆動力を応力として蓄えることができるバネを備え、
このバネは、前記筒状治具と前記プーリーとが当接してから前記キャップが前記プーリーに圧入されるまでの間、圧縮されて応力の蓄積量を増やすことを特徴とする回転電機の製造装置。
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JP2011012714A JP2012157119A (ja) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 回転電機の製造方法および回転電機の製造装置 |
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