JP2018023194A

JP2018023194A - モータの組み立て治具および組み立て方法

Info

Publication number: JP2018023194A
Application number: JP2016151699A
Authority: JP
Inventors: 喜義大原; Kiyoshi Ohara; 井上　正哉; Masaya Inoue; 正哉井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-08-02
Also published as: CN107681844A; CN107681844B; JP6203344B1

Abstract

【課題】製造上の寸法誤差によって、動力機械の回転軸とモータの回転子の回転軸とを完全に一致させることは困難であり、動力機械とモータとを組み合わせた後に、回転軸の軸芯を一致させるための調整が必要であった。調整作業が円滑に行い得る治具を提供する。【解決手段】モータ２の回転子３の回転軸５を中空の円筒形状とし、治具１の突出部１０の外周面およびモータに組み込む動力機械の回転軸の外周面が、モータの回転軸に対してインローの嵌め合い構造とすることによって、動力機械の回転軸とモータの回転子の回転軸の軸芯が一致するようにして、組み立て作業の軸芯の調整を不要にした。【選択図】図１

Description

本発明は、モータを動力機械に組み立てる際に使用する治具およびその治具を使用した組み立て方法に関する。

ハイブリッド自動車用のモータに見られるように、モータと動力機械とを組み合わせる場合には、動力機械のハウジングとモータのケースとを組み合わせると共に、動力機械の回転軸とモータの回転子の軸芯とを一致させて組み合わせることが必要である。
この動力機械とモータとの組み立ての作業効率を上げるため、モータの回転子と、この回転子に対向する固定子との相対位置関係を予め適正に調整して、一体の構造物として、この位置関係を維持した状態で補助治具に固定し、作業現場での調整の手間を取り除くことが行われている（特許文献１）。

すなわち、特許文献１においては、電動発電機の組み立て方法が示されている。
特許文献１に示されている構成は、モータの固定子と回転子を、補助治具に取り付けて一体構造として、この一体構造になったユニットを動力機械に位置合わせを行って固定した後に補助治具を外して、動力機械にモータを組み立てるものである。

特開２０１１−９４５８８号公報

実際にモータを動力機械に組み立てる場合には、特許文献１に示されているように、補助治具を使用してモータの固定子と回転子とを予め位置関係を調整して一体構造体とすることは作業効率を向上させるための重要な技術である。しかし、動力機械とモータとを組み合わせることを前提として設計を行っている場合であっても、製造上の寸法誤差によって、動力機械の回転軸とモータの回転子の回転軸とを完全に一致させることは困難であり、動力機械とモータとを組み合わせた後に、回転軸の軸芯を一致させるための調整が必要であった。

本発明は、前述の問題を解消するために行われたもので、製造において生じる寸法誤差の影響を、動力機械の回転軸の軸芯とモータの回転子の回転軸の軸芯とを一致させるように、調整作業が円滑に行い得る治具を提案するもので、この治具を使用した組み立て方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、組み立てる対象のモータの回転子の回転軸を中空の円筒形状とし、このモータの組み立て治具として、モータの回転子を固定する第１の固定部と、前記回転子に対して所定の間隙を介して前記モータの固定子を固定する第２の固定部と、前記回転子を動力機械の回転軸に固定する第１の固定手段を貫通させ得る第１の貫通窓と、前記固定子を前記動力機械のハウジングに固定する第２の固定手段を貫通させ得る第２の貫通窓と、前記回転子の回転軸の内壁面に接して前記動力機械の回転軸の外周面と面一になり得る外周面を有する突出部とを備えたことを特徴とするモータ組み立て治具とするものである。

本発明では、治具の突出部の外周面が、回転子の回転軸の内壁面に接して前記動力機械の回転軸の外周面と面一になることによって、動力機械の回転軸とモータの回転子の回転軸の軸芯が一致するため、治具を用いて組み立て作業の過程で回転軸の軸芯の調整を行う必要が無くなるという効果を得ることができる。

（ａ）本発明の実施の形態１の治具の平面図である。（ｂ）治具を使用している状態を表す断面図である。本発明のモータの組み立て工程１を示す断面図である。本発明のモータの組み立て工程２を示す断面図である。本発明のモータの組み立て工程３を示す断面図である。本発明のモータの組み立て工程４を示す断面図である。本発明のモータの組み立て工程５を示す断面図である。

実施の形態１
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明を行う。この説明では、使用する治具の構造、モータの回転軸、動力機械の回転軸の構造とその使用手順について説明する。
図１（ａ）に、本発明において使用する治具１の平面図を示す。また、図１（ｂ）に、この治具１を使用して、モータ２の回転子３と固定子７をユニットとして一体構造にした状態の構造の断面図を示している。

図１（ａ）に示すように、治具１の中央部の近くに、モータ２の回転子３を固定する第１の固定部４としてボルト穴が設けられている。この第１の固定部４は、回転子３の回転軸５の軸芯に対して等しい角度（１２０度）の位置に３か所設けられている。そして、第１の固定部４の近傍に、回転子３を動力機械の回転軸に固定するためのボルトを通すための第１の貫通窓６が設けられている。また、治具１の周縁部には、モータ２の固定子７を治具１に固定するための第２の固定部８としてボルト穴が設けられ、固定子７を動力機械のハウジングに固定するためのボルトを通すための第２の貫通窓９が設けられている。

この治具１は、図１（ｂ）に示すように、モータ２の回転子３と固定子７が、回転子３の回転軸５の軸芯に合うように調整され、回転子３と固定子７とが所定の間隙Ｚを維持する一体構造となるように固定されている。また、回転子３の回転軸５は、中空の円筒形の形状として、治具１の突出部１０が嵌まり込むように構成されている。この突出部１０の外周面が回転子３の回転軸５の内壁面に接している。この治具１の突出部１０の嵌まり込みの構造と第１の固定部４のボルト４ａａの位置決めの構造によって、回転子３の回転軸５の軸芯のずれを無くすことができる。

図１（ｂ）のように、モータ２の回転子３と固定子７を治具１によってユニットとして取り扱うことができるように、中心部近傍のボルト穴にボルト４ａａを通して、モータ２の回転子３を治具１に接続する。また、治具１の周縁部のボルト穴にボルト８ａａを通して、モータ２の固定子７を治具１に接続して一体化している。

モータ２の回転子３と固定子７を治具によって一体化した後、図２に示すように、一体化した回転子３と固定子７を、動力機械１１の回転軸１２とハウジング１３にそれぞれ接続する。ここで、治具１の突出部１０とモータ２の回転子３の回転軸５との間はインローの嵌め合い構造となっている。また、動力機械１１の回転軸１２の外周面は、モータ２の回転子３の回転軸５の円筒形状の内壁面に対してインローの嵌め合い構造となっている。このインローの構造によって、治具１の突出部１０は、モータ２の回転子３の回転軸５に対して径方向および軸方向の位置決めが行われる。また、動力機械１１の回転軸１２は、
回転子３の回転軸５に対して径方向および軸方向の位置決めが行われる。なお、インローとは、筒形の二つの部品を嵌め合い組み立てするときに、適正なセンタリングを得る方法であって、正確に外形を合わせるため、一方の部品にその外径より小さい径の数ミリの出っ張りを付け、相手側部品にその出っ張りに嵌り合う内径の窪みを設けるものであって、センタリングの方式および、嵌り合う部分の両方をインローと呼ぶものである。

また、図２に示すように、モータ２の固定子７と動力機械１１のハウジング１３との位置合わせを行った後、さらに嵌め込みを進めていくと図３に示すように、動力機械１１の回転軸１２の先端がモータ２の回転子３の回転軸５の円筒形状の内部に位置決めされる。この場合、モータ２の回転子３と動力機械１１の回転軸１２の間隔Ｘよりも、モータ２の固定子７と動力機械１１のハウジング１３との間隔Ｙが狭い状態になるようにしている。この状態で、さらにモータ２の固定子７を軸方向に移動させて、動力機械１１のハウジング１３に当接させ、図４に示すような位置関係になる。

ここで、モータ２の固定子７と動力機械１１のハウジング１３とを固定するため、治具１の第２の貫通窓９を通して、モータ２の固定子７と動力機械１１のハウジング１３とがボルト８ａｂによって固定される。この図４に示す時点では、モータ２の固定子７が動力機械１１のハウジング１３に隙間の無い状態で、ボルト８ａｂによって固定されている。この状態で、モータ２の回転子３の回転軸５の円筒形状の内部に動力機械１１の回転軸１２の先端があり、動力機械１１の回転軸１２とモータ２の回転子３の軸芯が同じ軸芯となる。

さらに、モータ２の回転子３を軸方向にスライドさせて、動力機械１１の回転軸１２と、モータ２の回転子３を接合し、図５に示す状態になる。さらに、モータ２の回転子３と動力機械１１の回転軸１２とを固定するため、治具１の第１の貫通窓６を通して、ボルト４ａｂを通し、モータ２の回転子３を治具１に接続するボルト４ａａを緩め、ボルト４ａｂを締めることによってモータ２の回転子３が動力機械１１の回転軸１２に接触するように移動される。

モータ２の回転子３と動力機械１１の回転軸１２とをボルト４ａｂによって固定し、モータ２の固定子７と動力機械１１のハウジング１３とをボルト８ａｂによって固定した後、図６に示すように、治具１とモータ２とを固定していた複数のボルト４ａａ、８ａａを取り外し、治具１をモータ２とを取り外し、モータ２と動力機械１１との組み立てが完了する。
以上によって、動力機械１１に対するモータ２の組み立てについて、治具１の一方の面からの取り付け、調整および取り外しの作業が行われることになる。特に、モータ２の回転軸５に対して動力機械１１の回転軸１２が、インローの嵌め合わせの構造をとることによって、回転の軸芯の調整を行うようにしているので、現場での組み立て作業が効率の良いことになる。

なお、本発明の実施の形態として、動力機械にモータを組みあわせる場合を説明している。この動力機械としては、ハウジングと回転軸を有する構造体として説明しているもので、その機械そのものが動力を有するものに限られるものではない。また、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。

１治具、２モータ、３回転子、４第１の固定部、５回転軸、
６第１の貫通窓、７固定子、８第２の固定部、９第２の貫通窓、
１０突出部、１１動力機械、１２回転軸、１３ハウジング、
４ａａ，４ａｂ，８ａａ，８ａｂボルト

Claims

回転子の回転軸が中空の円筒形状のモータの組み立て治具として、前記モータの回転子を固定する第１の固定部と、前記回転子に対して所定の間隙を介して前記モータの固定子を固定する第２の固定部と、前記回転子を動力機械の回転軸に固定する第１の固定手段を貫通させ得る第１の貫通窓と、前記固定子を前記動力機械のハウジングに固定する第２の固定手段を貫通させ得る第２の貫通窓と、前記回転子の回転軸の内壁面に接して前記動力機械の回転軸の外周面と面一になり得る外周面を有する突出部とを備えたことを特徴とするモータの組み立て治具。
前記回転子の中空の円筒形状に対して、前記治具の突出部および前記動力機械の回転軸がインローの嵌め合い構造となっていることを特徴とする請求項１に記載のモータの組み立て治具。
回転子の回転軸が中空の円筒形状のモータに対し、前記モータの回転子を治具の第１の固定部によって固定し、前記回転子に対して所定の間隙で前記モータの固定子を前記治具の第２の固定部によって固定し、前記モータの回転軸の中空の円筒形状にインローの嵌め合いとなる突出部を嵌めて、動力機械のハウジングと前記モータの前記固定子とを接続し、前記動力機械の回転軸を前記モータの回転軸の中空の円筒形状にインローの嵌め合いとして接続するようにしたことを特徴とするモータの組み立て方法。
前記動力機械のハウジングと前記モータの前記固定子の接続後に、前記モータの前記回転子を移動させて、前記動力機械の回転軸を前記モータの回転軸の中空の円筒形状にインローの嵌め合いを行うようにしたことを特徴とする請求項３に記載のモータの組み立て方法。