JP2018196219A

JP2018196219A - パワーユニットの組み付け方法及びパワーユニット組み付け構造

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Publication number: JP2018196219A
Application number: JP2017097317A
Authority: JP
Inventors: 朋弘松久; Tomohiro Matsuhisa
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: JP6844412B2

Abstract

【課題】回転電機を調整用の治具に仮に組み付けて必要な調整を行った後、エンドプレートとステータとを分離させて治具から回転電機を取り外し、取り外した回転電機を実際のエンジンに組み付ける際、エンドプレートに対するステータの固定位置を、治具を用いて調整した際の位置へと、適切に再現することができる、パワーユニットの組み付け方法及びパワーユニット組み付け構造を提供する。【解決手段】回転電機を疑似エンジン治具に組み付ける回転電機仮固定工程と、必要な調整を行う取付角度調整工程Ｓ１２と、回転電機を取り外す調整後分離工程Ｓ１３と、エンドプレートを実際のエンジンのハウジングに固定するエンドプレート固定工程と、ロータを実際のエンジンの出力軸に固定し、ステータ位置決め手段を用いて、調整状態のエンドプレートに対するステータの固定位置を再現するロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２と、治具分離工程と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおけるエンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付ける、パワーユニットの組み付け方法及びパワーユニット組み付け構造に関する。

近年では、エンジン（内燃機関）と回転電機を駆動源としてオイルポンプを駆動するフォークリフト等の産業車両がある。例えば、上記の産業車両では、エンジンのクランクシャフト（出力軸）が回転電機のロータに接続され、回転電機のロータがオイルポンプのシャフトに接続されている。上記の産業車両では、回転電機が発電機として作動する場合には、エンジンが回転電機とオイルポンプの駆動源となり、回転電機が電動機として作動する場合には、回転電機がオイルポンプの駆動源となる。そしてオイルポンプは、エンジンあるいは回転電機から駆動され、走行用や荷役用の油圧を発生する。

例えば特許文献１には、エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおいて、エンジンの出力軸と、回転電機のロータと、オイルポンプと、が同軸となるように組み付けられた、産業車両のパワーユニットが開示されている。

特開２０１６−００１９６５号公報

より効率良く回転電機（電動機）を駆動するためには、ステータコイルに対するロータの回転角度（回転位置）をより正確に検出し、ステータコイルに対するロータの回転角度に応じてステータコイルへの通電を制御する必要がある。ステータコイルに対するロータの回転角度を検出するための検出手段は、例えば、ロータに取り付けられる円環状の回転子側回転検出手段と、回転子側回転検出手段の外周を囲むようにステータに取り付けられる円環状の固定子側回転検出手段と、によるいわゆるレゾルバと呼ばれる回転センサにて構成されている。例えば、円環状の固定子側回転検出手段は、内周面の円周方向に沿って配置された複数のコイルを有し、ロータと一体とされた回転子側回転検出手段が回転すると、ロータの回転角度に応じた正弦波状の検出信号を出力する。この正弦波状の検出信号が、ステータコイルに対するロータの回転角度の基準位置に対して所定の位相となるように、ステータコイルに取り付けられた固定子側回転検出手段の取付角度が調整されている必要がある。

調整の際には、ロータに接続されたエンジンの出力軸を回転させてロータを滑らかに回転させながら固定子側回転検出手段から出力される正弦波状の検出信号をモニタして調整する必要がある。実際の調整では、作業者は、モニタした検出信号の位相が、予め設定した基準位置に対して所望する状態でない場合、固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、検出信号を再度モニタする、という調整・確認作業を繰り返している。

実際のエンジンに回転電機を組み付けた場合、回転電機の周囲には、種々の配管や種々の部品や種々のセンサとアクチュエータ及び配線が取り付けられており、検出信号のモニタ用の配線の接続や、調整用工具等を用いて固定子側回転検出手段の取付角度の調整を行うことは、非常に困難である。また、固定子側回転検出手段の取付角度の調整を行うために実際のエンジンを駆動して回転電機のロータを回転させた場合、エンジンの振動や回転数の変動等により調整誤差が発生し易いので、あまり好ましくない。

そこで、実際のエンジンの代わりに用意した疑似エンジン治具を用い、当該疑似エンジン治具に回転電機を組み付けて安定的かつ滑らかにロータを回転させて固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、疑似エンジン治具から調整後の回転電機を取り外し、調整後の回転電機を実際のエンジンに組み付けている。疑似エンジン治具は、回転電機のハウジング（ステータ）を固定する疑似ハウジングと、回転電機のロータを接続する疑似出力軸と、を有しており、疑似出力軸はモータ等によって、振動や回転数の変動等が抑えられて安定的かつ滑らかに回転可能とされている。

特許文献１に記載のパワーユニットは、エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、エンジンの出力軸に接続（固定）されるロータと、エンドプレートに固定されるステータと、を有している。特許文献１に記載のパワーユニットの回転電機は、上記の疑似エンジン治具に組み付けて上記の調整を行った後、疑似エンジン治具から取り外した場合、組み立てられた回転電機の状態で取り外すことができず、固定子側回転検出手段が取り付けられているエンドプレートと、ステータと、が分離された状態となってしまう。従って、固定子側回転検出手段の取付角度を調整した回転電機を実際のエンジンに組み付ける場合、実際のエンジンにエンドプレートを固定した後、出力軸にロータを固定し、エンドプレートにステータを固定することになる。ところが、エンドプレートに対してボルト等にてステータを固定する構造の場合では、ボルト孔はボルト径より大きく形成されているので、エンドプレートに対するステータの固定位置は一定の固定位置にならず、バラツキが発生する。つまり、実際のエンジンに回転電機を組み付けた際、疑似エンジン治具を用いて調整した状態のエンドプレートに対するステータの固定位置を再現できない可能性がある。調整した状態のエンドプレートに対するステータの固定位置を再現できない場合、回転電機（電動機）の駆動効率が低下するので好ましくない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、エンドプレートとステータとロータとを有する回転電機がエンジンに組み付けられるパワーユニットにおいて、回転電機を調整用の治具に仮に組み付けて必要な調整を行った後、エンドプレートとステータとを分離させて治具から回転電機を取り外し、取り外した回転電機を実際のエンジンに組み付ける際、エンドプレートに対するステータの固定位置を、治具を用いて調整した際の位置へと、適切に再現することができる、パワーユニットの組み付け方法及びパワーユニット組み付け構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおける前記エンジンの出力軸に前記回転電機が同軸となるように組み付ける、パワーユニットの組み付け方法であって、前記回転電機は、前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、を有しており、前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置の誤差は、前記エンドプレートと前記ステータに予め設けられたステータ位置決め手段にて、予めステータ位置許容誤差以内に設定されており、前記ステータ位置決め手段は、前記エンドプレートと前記ステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、前記ガイド孔に対応させて前記エンドプレートと前記ステータと、の他方に設けられたガイドピンと、で構成されている。また、前記ロータには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する回転子側回転検出手段が取り付けられており、前記エンドプレートには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する固定子側回転検出手段が取り付けられており、前記エンドプレートには、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整可能な取付角度調整手段が設けられている。そして、前記エンジンに前記回転電機を組み付けるパワーユニット組み付け工程は、前記ハウジングの代用となる疑似ハウジングと前記出力軸の代用となる疑似出力軸とを有する疑似エンジン治具に、一時的に前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを組み付けて前記取付角度調整手段を用いて前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、前記ロータと前記ステータとを保持可能な回転電機治具を用いながら前記疑似エンジン治具から前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを取り外す、回転電機仮組み付け工程と、前記回転電機仮組み付け工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを前記エンジンに組み付ける本組み付け工程と、を有している。前記回転電機仮組み付け工程は、前記エンドプレートを前記疑似ハウジングに仮固定して、前記ロータの一方の側を前記疑似出力軸に仮固定して、前記ステータ位置決め手段を用いて前記ステータの一方の側を前記エンドプレートに仮固定する、回転電機仮固定工程と、前記回転電機仮固定工程にて前記疑似エンジン治具に組み付けられた前記回転電機に対して、前記取付角度調整手段を用いて、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整する、取付角度調整工程と、前記取付角度調整工程の後、前記ロータの他方の側と前記ステータの他方の側を回転電機治具に仮固定し、前記回転電機治具に前記ロータと前記ステータを仮固定した状態で前記エンドプレートから前記ステータを取り外すとともに前記疑似出力軸から前記ロータを取り外し、前記疑似ハウジングから前記エンドプレートを取り外す、調整後分離工程と、を有している。前記本組み付け工程は、前記調整後分離工程にて取り外された前記エンドプレートを前記エンジンの前記ハウジングに固定する、エンドプレート固定工程と、前記回転電機治具に仮固定されている前記ロータの一方の側を前記エンジンの前記出力軸に固定し、前記ステータ位置決め手段を用いて前記回転電機治具に仮固定されている前記ステータの一方の側を前記エンドプレートに固定することで、前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、ロータ・ステータ位置再現固定工程と、前記ロータの他方の側と前記ステータの他方の側から前記回転電機治具を取り外す、治具分離工程と、を有する、パワーユニットの組み付け方法である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るパワーユニットの組み付け方法であって、前記ガイド孔と前記ガイドピンは、それぞれ１個であり、前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にて前記出力軸に固定した前記ロータと、前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にて前記ガイド孔に挿通した前記ガイドピンと、にて前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、パワーユニットの組み付け方法である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係るパワーユニットの組み付け方法であって、前記ガイド孔と前記ガイドピンは、それぞれ２個以上であり、前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にてそれぞれの前記ガイド孔に挿通したそれぞれの前記ガイドピン、にて前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、パワーユニットの組み付け方法である。

次に、本発明の第４の発明は、エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおける前記エンジンの出力軸に前記回転電機が同軸となるように組み付けられた、パワーユニット組み付け構造であって、前記回転電機は、前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、を有している。また、前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置の誤差は、前記エンドプレートと前記ステータに予め設けられたステータ位置決め手段にて、予めステータ位置許容誤差以内に設定されており、前記ステータ位置決め手段は、前記エンドプレートと前記ステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、前記ガイド孔に対応させて前記エンドプレートと前記ステータと、の他方に設けられたガイドピンと、で構成されている。そして、前記ロータには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する回転子側回転検出手段が取り付けられており、前記エンドプレートには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する固定子側回転検出手段が取り付けられており、前記エンドプレートには、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整可能な取付角度調整手段が設けられており、前記ステータ位置許容誤差は、前記取付角度調整手段にて調整された後における前記固定子側回転検出手段の許容回転角度誤差未満に設定されている、パワーユニット組み付け構造である。

第１の発明によれば、エンドプレートとステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、ガイド孔に対応させてエンドプレートとステータと、の他方に設けられたガイドピンと、にてステータ位置決め手段を構成している。そして、このガイド孔とガイドピンにて、エンドプレートに対するステータの固定位置の誤差は、ステータ位置許容誤差以内に設定されている。従って、例えば、既存のエンドプレートにガイドピンを設け、既存のステータにガイド孔を設け、回転電機を組み付けた状態でエンドプレートに取り付けられた固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、エンドプレートと、ステータと、を分離する。そして、再度、回転電機を組み付けた際、ガイドピンとガイド孔を用いることで、固定子側回転検出手段の取付角度の調整後におけるエンドプレートに対するステータの固定位置を適切に再現することができる。

第２の発明によれば、１個のガイドピンと１個のガイド孔、及び、出力軸とロータ、の２個所の位置にて、エンドプレートに対するステータの固定位置を適切に位置決めすることができる。また、出力軸とロータを利用することで、ガイドピンとガイド孔をそれぞれ１個にすることができる。

第３の発明によれば、ガイドピンとガイド孔はそれぞれ２個以上であり、２個所以上の位置にて、エンドプレートに対するステータの固定位置を適切に位置決めすることができる。

第４の発明によれば、エンドプレートとステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、ガイド孔に対応させてエンドプレートとステータと、の他方に設けられたガイドピンと、にてステータ位置決め手段を構成している。そして、このガイド孔とガイドピンにて、エンドプレートに対するステータの固定位置の誤差は、ステータ位置許容誤差以内に設定されている。さらに、ステータ位置許容誤差は、許容回転角度誤差未満に設定されている。これにより、例えば、既存のエンドプレートにガイドピンを設け、既存のステータにガイド孔を設けるだけで、回転電機を組み付けた状態でエンドプレートに取り付けられた固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、エンドプレートと、ステータと、を分離し、再度、回転電機を組み付けた際、固定子側回転検出手段の取付角度の調整後におけるエンドプレートに対するステータの固定位置を、許容回転角度誤差未満にて、適切に再現することができる。

エンジンと回転電機とを有するパワーユニットの外観の例を説明する斜視図である。回転電機の全体構造を説明する分解斜視図である。エンドプレートに設けたガイドピンの例を説明する斜視図である。ステータに設けたガイド孔の例を説明する斜視図である。エンジンに回転電機を組み付けるパワーユニット組み付け工程における各工程を説明する図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程における回転電機仮固定工程の例を説明する斜視図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程における取付角度調整工程の例を説明する斜視図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程における調整後分離工程の例を説明する斜視図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程におけるエンドプレート固定工程の例を説明する斜視図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程におけるロータ・ステータ位置再現固定工程の例を説明する斜視図である。図５に示すパワーユニット組み付け工程における治具分離工程の例を説明する斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、図中にＸ軸とＹ軸とＺ軸が記載されている場合、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｚ軸方向は鉛直上方を示し、Ｘ軸方向とＹ軸方向は水平方向を示し、Ｘ軸はエンジンの出力軸（及び回転電機のロータ）の回転軸線２０ｘに平行である。

●［パワーユニット１０の構造（図１、図２）］
図１に示すように、パワーユニット１０は、エンジン２０と、回転電機３０と、を有している。なお、便宜上、エンジン２０の出力軸２２（クランクシャフト）の回転軸線２０ｘに平行なＸ軸方向を前側とし、Ｘ軸方向と反対の方向を後側として説明する。

エンジン２０は、図１に示すように、回転電機３０の後側に配置され、エンジン２０の出力軸２２の一方端部（前端部）は、エンジンハウジング２１の前面側から突出されている。そして、出力軸２２は、回転電機３０のロータ３２の後端に接続され、出力軸２２とロータ３２は同軸とされて一体となって回転する。従って、エンジン２０が駆動されている場合、出力軸２２の回転動力は、ロータ３２に伝達される。また回転電機３０が駆動された場合、ロータ３２の回転動力は出力軸２２に伝達される。そしてロータ３２の前端には、例えばオイルポンプ（図示省略）が接続される。なお、エンジンハウジング２１は、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバー、シリンダブロック、クランクケース、オイルパン等を含む。

回転電機３０は、図１に示すように、エンジン２０の前側に配置されている。回転電機３０は、図１及び図２に示すように、エンドプレート３１と、ロータ３２と、ステータ３３と、カバー３４等を有している。

エンドプレート３１は、図２に示すように、エンジン２０の側に底面３１ａを有してエンジン２０とは反対側が開口した円筒状の形状を有している。底面３１ａには、出力軸２２が挿通される貫通孔３１ｂと、エンジンハウジング２１に設けられたエンドプレート取付孔２３に対応させたエンジン取付孔３１ｃが設けられている。エンドプレート３１は、エンジン取付孔３１ｃとエンドプレート取付孔２３に挿通されたボルト等の締結部材にて、エンジンハウジング２１に固定される。またエンドプレート３１の底面３１ａのステータ３３の側には、ステータ３３に対するロータ３２の回転角度（回転位置）を検出するための固定子側回転検出手段３７が取り付けられる。固定子側回転検出手段３７は、一般的には回転子側回転検出手段３８と一対でレゾルバと呼ばれる回転センサであり、円環状の部材の内周側（回転子側回転検出手段３８の外周面に対向する内周面）に、複数のコイルが円周方向に沿って等間隔に設けられている。そしてエンドプレート３１は、取り付けられた固定子側回転検出手段３７を回転軸線２０ｘ回りに回転可能な取付角度調整手段３１ｄを有している。またエンドプレート３１は、ステータ３３の側の外周部に、ステータ３３を固定するためのステータ取付孔３１ｆを有するステータ取付部３１ｅを複数有している。

ロータ３２は、図２に示すように、エンジン２０の側において径方向外方に延びるフランジ部３２ａを有する円筒状の形状を有しており、例えばロータ３２の回転子鉄心には永久磁石が埋め込まれている。ロータ３２におけるエンジン２０の側には、エンジン２０の出力軸２２と同軸となるように出力軸２２に接続（固定）される孔部（図示省略）を有している。ロータ３２のエンジン２０の側には、ステータ３３に対するロータ３２の回転角度（回転位置）を検出するための回転子側回転検出手段３８が取り付けられる。回転電機３０がエンジン２０に組み付けられた場合、回転子側回転検出手段３８は、固定子側回転検出手段３７の内周側に、固定子側回転検出手段３７と同軸となるように取り付けられ、ロータ３２と一体となって回転する。回転子側回転検出手段３８は、円環状の部材の外周側（固定子側回転検出手段３７の内周面に対向する外周面）に、複数の緩やかな凸状部が形成されている。またロータ３２は、カバー３４の側に、オイルポンプ等を接続するための取付孔３２ｂを複数有している。

ステータ３３は、図２に示すように、内部にステータコイル３３ａを有してロータ３２を収容可能な空洞部３３ｂを有する円筒部と、当該円筒部におけるエンジン２０の側の端面において径方向外方に延びるエンジン側フランジ部３３ｃと、前記円筒部におけるカバー３４の側の端面において径方向外方に延びるカバー側フランジ部３３ｄと、を有している。エンジン側フランジ部３３ｃの外周部には、ステータ３３をエンドプレート３１に固定するためのプレート取付孔３３ｆを有するプレート取付部３３ｅが複数設けられている。カバー側フランジ部３３ｄの外周部には、ステータ３３にカバー３４を固定するためのカバー取付孔３３ｈを有するカバー取付部３３ｇが複数設けられている。

カバー３４は、図２に示すように、ロータ３２におけるカバー３４の側の面を露出する貫通孔３４ｂを有する円板状の形状を有している。当該貫通孔３４ｂから露出したロータ３２に形成されている取付孔３２ｂとカバー３４に形成された取付孔３４ｋに、オイルポンプ等が接続される。また、カバー３４の外周部には、カバー３４をステータ３３に固定するためのステータ取付孔３４ｈを有するステータ取付部３４ｇが複数設けられている。

●［エンドプレート３１に対するステータ３３を位置決めするステータ位置決め手段の詳細（図３、図４）］
図２に示すように、エンドプレート３１とステータ３３は、エンドプレート３１のステータ取付孔３１ｆと、ステータ３３のプレート取付孔３３ｆと、に挿通されるボルト等の締結部材にて固定される。例えば締結手段としてボルトを用いる場合、ステータ取付孔３１ｆはボルトに対応させた雌ネジとされ、プレート取付孔３３ｆはボルト径よりも少し大きな径の貫通孔とされている。この場合、ステータ取付孔３１ｆがボルト径よりも少し大きな径とされているので、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置にバラツキが発生する。

上記のバラツキを抑えるために、エンドプレート３１とステータ３３には、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置の誤差をステータ位置許容誤差以下にするためのステータ位置決め手段が設けられている。ステータ位置決め手段は、例えば、エンドプレート３１とステータ３３との一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、ガイド孔に対応させてエンドプレート３１とステータ３３との他方に設けられたガイドピンと、にて構成されている。例えば図３に示すように、エンドプレート３１のステータ取付部３１ｅの少なくとも１つには、ステータ３３の側に突出したガイドピン３１ｐが設けられている。また、例えば図４に示すように、ガイドピン３１ｐに対応する位置となるステータ３３のプレート取付部３３ｅには、ガイドピン３１ｐを挿通可能なガイド孔３３ｐが設けられている。このガイドピンとガイド孔の公差に基づいた値が、ステータ位置許容誤差以下とされている。

ガイドピン３１ｐの外径とガイド孔３３ｐの内径を適切に設定し、ガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐを２個所以上に設定すれば、当該ガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐにて、エンドプレート３１に対するステータの固定位置をステータ位置許容誤差以下に抑えることができる。なお、ガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐを１個所に設定し、２個所目のガイドピンとガイド孔の代わりに、出力軸２２とロータ３２とを利用することもできる。

ここで、エンドプレート３１にステータ３３を固定した（状態Ａ）後、エンドプレート３１からステータ３３を分離し、再度エンドプレート３１にステータ３３を固定した（状態Ｂ）場合について考える。ステータ位置決め手段（ガイドピンとガイド孔）を有していない場合では、ステータ取付孔３１ｆがボルト径よりも少し大きな径とされているので、（状態Ａ）におけるエンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を、（状態Ｂ）にて適切に再現することができなかった。しかし、ステータ位置決め手段を有することで、（状態Ａ）におけるエンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を、（状態Ｂ）にて適切に再現することができる。以下、このステータ位置決め手段を用いて、エンジン２０に回転電機３０を組み付ける、パワーユニット組み付け工程の詳細について説明する。

●［エンジンに回転電機を組み付けるパワーユニット組み付け工程（図５〜図１１）］
図５に、パワーユニット組み付け工程Ｓの全工程を示す。パワーユニット組み付け工程Ｓは、回転電機仮組み付け工程Ｓ１０と、本組み付け工程Ｓ２０とを有している。上述したように、実際のエンジン２０に回転電機３０を組み付けた状態で固定子側回転検出手段３７の取付角度の調整を行うことは、非常に困難、かつ誤差が発生し易い。従って、以下に説明するように、一旦、疑似エンジン治具に回転電機を組み付けて調整を行った後、調整後の回転電機を実際のエンジンに組み付ける。

回転電機仮組み付け工程Ｓ１０は、図５に示すように、回転電機仮固定工程Ｓ１１と、取付角度調整工程Ｓ１２と、調整後分離工程Ｓ１３と、を有する。また本組み付け工程Ｓ２０は、図５に示すように、エンドプレート固定工程Ｓ２１と、ロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２と、治具分離工程Ｓ２３と、を有する。また、本組み付け工程Ｓ２０の後には、例えばカバー固定工程Ｓ３１やオイルポンプ組み付け工程Ｓ４１を有する。本願の特徴は、回転電機仮組み付け工程Ｓ１０と本組み付け工程Ｓ２０であるので、これらの各工程（Ｓ１１〜Ｓ１３、Ｓ２１〜Ｓ２３）の詳細を主として、図面を用いて順に説明する。

●［回転電機仮固定工程Ｓ１１（図５、図６）］
図５に示す回転電機仮固定工程Ｓ１１は、エンジンハウジングの代用となる疑似ハウジングと出力軸の代用となる疑似出力軸を有する疑似エンジン治具に、一時的に回転電機を組み付ける工程である。図６に示すように、疑似エンジン治具５０は、図２に示すエンドプレート取付孔２３に相当する複数のエンドプレート取付孔５３を有してエンジンハウジング２１の代用となる疑似ハウジング５１と、図２に示す出力軸２２の代用となる疑似出力軸５２と、を有している。また疑似エンジン治具５０には、疑似出力軸５２を所望する回転数で安定的にかつ滑らかに回転させることが可能な電動モータ５４を有している。

回転電機仮固定工程Ｓ１１では、図６に示すように、作業者は、まず疑似エンジン治具５０の疑似ハウジング５１に、エンドプレート３１を仮固定する。この場合、ボルト等の締結部材とエンジン取付孔３１ｃとエンドプレート取付孔５３とを用いて仮固定する。なお、エンドプレート３１には、固定子側回転検出手段３７（図２参照）が、予め取り付けられている。次に作業者は、ロータ３２の一方の側（フランジ部３２ａの側）の孔部を、疑似出力軸５２に嵌め合わせて仮固定する。なお、ロータ３２には、回転子側回転検出手段３８（図２参照）が、予め取り付けられている。次に作業者は、ステータ位置決め手段（この場合、ガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐ）を用いて、ステータ３３の一方の側（エンジン側フランジ部３３ｃの側）を、エンドプレート３１に仮固定する。この場合、ボルト等の締結部材とプレート取付孔３３ｆとステータ取付孔３１ｆとを用いて仮固定する。ステータ位置許容誤差以内に設定されたステータ位置決め手段を用いることで、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置は、ステータ位置許容誤差以内とされている。

●［取付角度調整工程Ｓ１２（図５、図７）］
図５に示す取付角度調整工程Ｓ１２は、回転電機仮固定工程Ｓ１１にて疑似エンジン治具５０に組み付けられた回転電機に対して、取付角度調整手段３１ｄ（図２参照）を用いて、エンドプレート３１に対する固定子側回転検出手段３７の取付角度（回転軸線２０ｘ回りの回転角度）を調整する工程である。

取付角度調整工程Ｓ１２では、図７に示すように、作業者は、固定子側回転検出手段の検出信号の配線を計測器Ｋ１（調整状態確認手段）に接続し、電動モータ５４への駆動信号を出力する駆動装置Ｋ２の配線を電動モータ５４に接続する。そして作業者は、駆動装置Ｋ２を操作して、所望する回転数にて疑似出力軸５２を回転させ、計測器Ｋ１にて計測された検出信号の位相を確認する。作業者は、予め設定された基準位置に対する位相（位相遅れ）が、所望する位相（位相遅れ）となるまで、取付角度調整手段３１ｄの調整と、計測器Ｋ１による位相の確認と、を繰り返す。図示省略するが、取付角度調整手段３１ｄの近傍（例えば疑似ハウジング５１）には、ドライバ等の調整工具を差し込むことが可能な空間が、予め形成されている。

●［調整後分離工程Ｓ１３（図５、図８）］
図５に示す調整後分離工程Ｓ１３は、取付角度調整工程Ｓ１２にて取付角度の調整が完了した回転電機を、ロータ３２とステータ３３とを保持可能な回転電機治具６０を用いながら疑似エンジン治具５０から取り外す工程である。なお、回転電機を取り外す前に、回転電機治具６０を用いて、ステータ３３とロータ３２を回転電機治具６０に固定して、ステータ３３に対するロータ３２の位置が変わらないようにする。回転電機治具６０には、ロータ３２におけるエンジンとは反対側と、ステータ３３におけるエンジンとは反対側と、が固定される。なお、回転電機治具６０は、例えば円板状であり、ロータ３２の取付孔３２ｂに対応する位置に、長孔状のロータ仮固定孔６０ｂが設けられており、ステータ３３のカバー取付部３３ｇ及びカバー取付孔３３ｈに対応する位置に、ステータ仮固定部６０ｇ及びステータ仮固定孔６０ｈが設けられている。

調整後分離工程Ｓ１３では、図８に示すように、作業者は、ステータ３３のカバー取付孔３３ｈ（図７参照）と回転電機治具６０のステータ仮固定孔６０ｈとを利用して、ステータ３３におけるエンジンとは反対側を回転電機治具６０に仮固定する。また作業者は、ロータ３２の取付孔３２ｂと回転電機治具６０のロータ仮固定孔６０ｂとを利用して、ロータ３２におけるエンジンとは反対側を回転電機治具６０に仮固定する。そして作業者は、回転電機治具６０にロータ３２とステータ３３とを仮固定した状態で、エンドプレート３１からステータ３３を取り外すとともに、疑似出力軸５２からロータ３２を取り外す。この場合、ステータ３３のプレート取付孔３３ｆとエンドプレート３１のステータ取付孔３１ｆとに挿通されているボルト等の締結部材を取り外すとともに、疑似出力軸５２からロータ３２を抜き取る。その後、作業者は、疑似エンジン治具５０の疑似ハウジング５１からエンドプレート３１を取り外す。この場合、エンドプレート３１のエンジン取付孔３１ｃと疑似エンジン治具５０のエンドプレート取付孔５３とに挿通されているボルト等の締結部材を取り外す。

●［エンドプレート固定工程Ｓ２１（図５、図９）］
図５に示すエンドプレート固定工程Ｓ２１は、調整後分離工程Ｓ１３にて取り外されたエンドプレート３１を、実際のエンジン２０のエンジンハウジング２１に固定する工程である。

エンドプレート固定工程Ｓ２１では、図９に示すように、作業者は、実際のエンジン２０のエンジンハウジング２１に、エンドプレート３１を固定する。この場合、ボルト等の締結部材とエンジン取付孔３１ｃとエンドプレート取付孔２３とを用いて固定する。

●［ロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２（図５、図１０）］
図５に示すロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２は、回転電機治具６０に仮固定されているロータ３２の一方の側（エンジン２０の側）を実際のエンジン２０の出力軸２２に固定し、回転電機治具６０に仮固定されているステータ３３の一方の側（エンジン２０の側）をステータ位置決め手段を用いてエンドプレート３１に固定することで、取付角度調整工程Ｓ１２にて固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態のエンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を再現する工程である。

ロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２では、図１０に示すように、作業者は、実際のエンジン２０の出力軸２２にロータ３２を嵌め込んで固定するとともに、ステータ位置決め手段（この場合、ガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐ）を用いてエンドプレート３１にステータ３３を位置決めして固定する。この場合、出力軸２２にロータ３２を嵌め込むとともにガイド孔３３ｐにガイドピン３１ｐを挿通し、ボルト等の締結部材とステータ取付孔３１ｆとプレート取付孔３３ｆとを用いてエンドプレート３１にステータ３３を固定する。予めステータ位置許容誤差以内とされたステータ位置決め手段（ガイドピン３１ｐ、ガイド孔３３ｐ）を利用することで、取付角度調整工程Ｓ１２にて固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態のエンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を再現することができる。

なお、ステータ位置決め手段による、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置の誤差であるステータ位置許容誤差（ガイドピンとガイド孔の公差に基づいた誤差）は、固定子側回転検出手段３７の許容回転角度誤差（センサ精度上の公差に基づいた誤差）未満に設定されている。すなわち、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置がステータ位置許容誤差以内の誤差であれば、固定子側回転検出手段３７の許容回転角度誤差以内に収まる、ということである。

●［治具分離工程Ｓ２３（図５、図１１）］
図５に示す治具分離工程Ｓ２３は、ロータ・ステータ位置再現固定工程Ｓ２２の後、不要となった回転電機治具６０を取り外す工程である。

治具分離工程Ｓ２３では、図１１に示すように、作業者は、ロータ３２の他方の側（エンジン２０とは反対側）とステータ３３の他方の側（エンジン２０とは反対側）とに仮固定されている回転電機治具６０を取り外す。この場合、ロータ３２の取付孔３２ｂと回転電機治具６０のロータ仮固定孔６０ｂとに挿通されているボルト等の締結部材を取り外し、ステータ３３のカバー取付孔３３ｈと回転電機治具６０のステータ仮固定孔６０ｈとに挿通されているボルト等の締結部材を取り外すことで、回転電機治具６０を取り外す。

●［治具分離工程Ｓ２３以降の工程（図５）］
図５に示すように、治具分離工程Ｓ２３の後は、例えば、カバー固定工程Ｓ３１と、オイルポンプ組み付け工程Ｓ４１とがある。

カバー固定工程Ｓ３１では、作業者は、治具分離工程Ｓ２３の後におけるステータ３３の他方の側（エンジン２０とは反対側）に、カバー３４（図２参照）を固定する。この場合、ボルト等の締結部材とステータ３３のカバー取付孔３３ｈとカバー３４のステータ取付孔３４ｈとを用いて、ステータ３３にカバー３４を固定する。

オイルポンプ組み付け工程Ｓ４１では、作業者は、カバー固定工程Ｓ３１の後におけるロータ３２の他方の側（エンジン２０とは反対側）の取付孔３２ｂ、及びカバー３４の他方の側（エンジン２０とは反対側）の取付孔３４ｋを用いて、オイルポンプ（図示省略）を組み付ける。

●［パワーユニット組み付け構造（図２）］
以上に説明したパワーユニットの組み付け方法を実現するためのパワーユニット組み付け構造は、図２に示すように、以下の（１）〜（６）を有する構造となる。
（１）回転電機３０は、エンジンハウジング２１に固定されるエンドプレート３１と、出力軸２２に固定されるロータ３２と、エンドプレート３１に固定されるステータ３３とを有している。
（２）エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置の誤差は、ステータ位置決め手段にてステータ位置許容誤差以内に設定されている。
（３）ステータ位置決め手段は、エンドプレート３１とステータ３３との一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔３３ｐと、ガイド孔３３ｐに対応させてエンドプレート３１とステータ３３との他方に設けられたガイドピン３１ｐと、で構成されている。
（４）ロータ３２には、回転子側回転検出手段３８が取り付けられている。
（５）エンドプレート３１には、固定子側回転検出手段３７が取り付けられており、固定子側回転検出手段の取付角度を調整可能な取付角度調整手段３１ｄが取り付けられている。
（６）ステータ位置許容誤差は、取付角度調整手段３１ｄにて調整された後における固定子側回転検出手段３７の許容回転角度誤差未満に設定されている。

以上、本実施の形態にて説明したパワーユニットの組み付け方法によれば、実際のエンジン２０に回転電機３０を組み付けて固定子側回転検出手段３７の取付角度の調整を行うことが困難な場合であっても、疑似エンジン治具５０を用いて固定子側回転検出手段３７の取付角度を適切に調整した後、調整時の状態（エンドプレートに対するステータの固定位置）を再現して実際のエンジン２０へ回転電機３０を組み付けることができる。また、このパワーユニットの組み付け方法を実現するためのパワーユニット組み付け構造を、適切かつ容易に実現することができる。これにより、エンジン２０に回転電機３０を組み付けた際の微調整が不要となり、さらに、回転電機の性能を保証することができる。

本発明の、パワーユニットの組み付け方法、及びパワーユニット組み付け構造は、本実施の形態で説明した方法、構造、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、ステータ位置決め手段であるガイドピン３１ｐとガイド孔３３ｐは、本実施の形態にて説明した形状に限定されるものではない。

本実施の形態の説明では、１個のガイドピン及び１個のガイド孔と、出力軸２２（疑似出力軸５２）とロータ３２と、の２個所にて、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を位置決めする例を説明した。しかし、２個以上のガイドピン及び各ガイドピンに対応させたガイド孔、の２個所以上にて、エンドプレート３１に対するステータ３３の固定位置を位置決めするようにしてもよい。

また、本実施の形態の説明したパワーユニットは、産業車両に限定されず、種々の機器に搭載することが可能である。

１０パワーユニット
２０エンジン
２０ｘ回転軸線
２１エンジンハウジング（ハウジング）
２２出力軸（クランクシャフト）
２３エンドプレート取付孔
３０回転電機
３１エンドプレート
３１ａ底面
３１ｂ貫通孔
３１ｃエンジン取付孔
３１ｄ取付角度調整手段
３１ｅステータ取付部
３１ｆステータ取付孔
３１ｐガイドピン（ステータ位置決め手段）
３２ロータ
３２ａフランジ部
３２ｂ取付孔
３３ステータ
３３ａステータコイル
３３ｂ空洞部
３３ｃエンジン側フランジ部
３３ｄカバー側フランジ部
３３ｅプレート取付部
３３ｆプレート取付孔
３３ｇカバー取付部
３３ｈカバー取付孔
３３ｐガイド孔（ステータ位置決め手段）
３４カバー
３４ｂ貫通孔
３４ｇステータ取付部
３４ｈステータ取付孔
３４ｋ取付孔
３７固定子側回転検出手段（レゾルバ）
３８回転子側回転検出手段（レゾルバ）
５０疑似エンジン治具
５１疑似ハウジング
５２疑似出力軸
６０回転電機治具
６０ｂロータ仮固定孔
６０ｇステータ仮固定部
６０ｈステータ仮固定孔

Claims

エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおける前記エンジンの出力軸に前記回転電機が同軸となるように組み付ける、パワーユニットの組み付け方法であって、
前記回転電機は、
前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、
前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、
前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、
を有しており、
前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置の誤差は、前記エンドプレートと前記ステータに予め設けられたステータ位置決め手段にて、予めステータ位置許容誤差以内に設定されており、
前記ステータ位置決め手段は、
前記エンドプレートと前記ステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、
前記ガイド孔に対応させて前記エンドプレートと前記ステータと、の他方に設けられたガイドピンと、
で構成されており、
前記ロータには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する回転子側回転検出手段が取り付けられており、
前記エンドプレートには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する固定子側回転検出手段が取り付けられており、
前記エンドプレートには、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整可能な取付角度調整手段が設けられており、
前記エンジンに前記回転電機を組み付けるパワーユニット組み付け工程は、
前記ハウジングの代用となる疑似ハウジングと前記出力軸の代用となる疑似出力軸とを有する疑似エンジン治具に、一時的に前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを組み付けて前記取付角度調整手段を用いて前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整した後、前記ロータと前記ステータとを保持可能な回転電機治具を用いながら前記疑似エンジン治具から前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを取り外す、回転電機仮組み付け工程と、
前記回転電機仮組み付け工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された前記エンドプレートと前記ロータと前記ステータとを前記エンジンに組み付ける本組み付け工程と、
を有しており、
前記回転電機仮組み付け工程は、
前記エンドプレートを前記疑似ハウジングに仮固定して、前記ロータの一方の側を前記疑似出力軸に仮固定して、前記ステータ位置決め手段を用いて前記ステータの一方の側を前記エンドプレートに仮固定する、回転電機仮固定工程と、
前記回転電機仮固定工程にて前記疑似エンジン治具に組み付けられた前記回転電機に対して、前記取付角度調整手段を用いて、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整する、取付角度調整工程と、
前記取付角度調整工程の後、前記ロータの他方の側と前記ステータの他方の側を回転電機治具に仮固定し、前記回転電機治具に前記ロータと前記ステータを仮固定した状態で前記エンドプレートから前記ステータを取り外すとともに前記疑似出力軸から前記ロータを取り外し、前記疑似ハウジングから前記エンドプレートを取り外す、調整後分離工程と、
を有し、
前記本組み付け工程は、
前記調整後分離工程にて取り外された前記エンドプレートを前記エンジンの前記ハウジングに固定する、エンドプレート固定工程と、
前記回転電機治具に仮固定されている前記ロータの一方の側を前記エンジンの前記出力軸に固定し、前記ステータ位置決め手段を用いて前記回転電機治具に仮固定されている前記ステータの一方の側を前記エンドプレートに固定することで、前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、ロータ・ステータ位置再現固定工程と、
前記ロータの他方の側と前記ステータの他方の側から前記回転電機治具を取り外す、治具分離工程と、
を有する、
パワーユニットの組み付け方法。
請求項１に記載のパワーユニットの組み付け方法であって、
前記ガイド孔と前記ガイドピンは、それぞれ１個であり、
前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にて前記出力軸に固定した前記ロータと、前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にて前記ガイド孔に挿通した前記ガイドピンと、にて前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、
パワーユニットの組み付け方法。
請求項１に記載のパワーユニットの組み付け方法であって、
前記ガイド孔と前記ガイドピンは、それぞれ２個以上であり、
前記ロータ・ステータ位置再現固定工程にてそれぞれの前記ガイド孔に挿通したそれぞれの前記ガイドピン、にて前記取付角度調整工程にて前記固定子側回転検出手段の取付角度が調整された状態の前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置を再現する、
パワーユニットの組み付け方法。
エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおける前記エンジンの出力軸に前記回転電機が同軸となるように組み付けられた、パワーユニット組み付け構造であって、
前記回転電機は、
前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、
前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、
前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、
を有しており、
前記エンドプレートに対する前記ステータの固定位置の誤差は、前記エンドプレートと前記ステータに予め設けられたステータ位置決め手段にて、予めステータ位置許容誤差以内に設定されており、
前記ステータ位置決め手段は、
前記エンドプレートと前記ステータと、の一方に設けられた少なくとも１つのガイド孔と、
前記ガイド孔に対応させて前記エンドプレートと前記ステータと、の他方に設けられたガイドピンと、
で構成されており、
前記ロータには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する回転子側回転検出手段が取り付けられており、
前記エンドプレートには、前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出する固定子側回転検出手段が取り付けられており、
前記エンドプレートには、前記エンドプレートに対する前記固定子側回転検出手段の取付角度を調整可能な取付角度調整手段が設けられており、
前記ステータ位置許容誤差は、前記取付角度調整手段にて調整された後における前記固定子側回転検出手段の許容回転角度誤差未満に設定されている、
パワーユニット組み付け構造。