JP2021061646A - ロータ組み立て治具およびそれを用いたロータの組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアとリングマグネットとの位置決め精度を向上させ、かつ構造を簡素化して小型軽量化を実現する。【解決手段】ロータ組み立て治具１０を形成する第１ベース体２１，第２ベース体２５およびテーブル部４０は、コアの装着孔に差し込まれてコアを径方向内側から支持する支持突起４５と、支持突起４５を中心に径方向に移動してリングマグネットを径方向外側から支持する複数の支持爪３０と、複数の支持爪３０を移動させるスライド機構２６およびピニオン２７と、を備える。コアをテーブル部４０に対して可動部分に依らず精度良く位置決めでき、第１ベース体２１とテーブル部４０との間にリングマグネットを位置決めするための支持爪３０を設けるだけで済む。可動部分を少なくしてコアとリングマグネットとの同軸度の低下が抑えられ、構造を簡素化してロータ組み立て治具１０を小型軽量化できる。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸が装着される装着孔が中心に設けられたコアと、コアの径方向外側に装着されるリングマグネットと、を有するロータの組み立てに用いられ、コアおよびリングマグネットを支持するベースを備えたロータ組み立て治具およびそれを用いたロータの組み立て方法に関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置等の駆動源には、電動モータが採用されている。電動モータには、ブラシ付きの電動モータおよびブラシを備えないブラシレスモータがあり、近年のハイブリッド車両等においては、静粛性および制御性に優れたブラシレスモータを採用することがある。

このようなブラシレスモータは、駆動電流の供給により回転駆動されるロータを備えており、例えば、特許文献１には、回転軸の径方向外側に環状の磁石を固定してなるロータが開示されている。この特許文献１に記載されたロータは、回転軸と磁石との同軸度を向上させるために、次のようにして組み立てられる。

すなわち、回転軸の外周面と磁石の内周面との間に接着剤を塗布し、回転軸の中心軸と磁石の中心軸とを同軸となるように位置決め治具により位置決めした後に、この位置決め治具から両者を取り外し、互いの中心軸が同軸となった状態の回転軸と磁石とを位置決め治具による固定をせずに恒温槽に入れて、接着剤を硬化させている。

特開２００８−１６０９５９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、ロータを形成する回転軸が、大径部およびその軸方向両側に小径部を備えた中実の円柱により形成されている。そして、当該回転軸は、位置決め治具に設けられた上部センターシャフトおよび下部センターシャフトにより、軸方向両側から挟持されるようにして位置決めされている。その一方で、ロータを形成する磁石は、回転軸の大径部の径方向外側に装着可能な筒状に形成されている。そして、当該磁石は、位置決め治具に設けられたコレットにより、径方向外側から挟持されるようにして位置決めされている。

このように、特許文献１に記載された位置決め治具は、ロータの軸方向に移動可能なセンターシャフト（回転軸の位置決め用）と、ロータの径方向に移動可能なコレット（磁石の位置決め用）とを備えており、それぞれが可動部分となっている。

したがって、それぞれの可動部分の摩耗が略同時に進行して、ひいては回転軸および磁石の同軸度が早期に低下する虞があった。また、可動部分が多いため、位置決め治具の構造が複雑化したり、位置決め治具の大型化を招いたりする虞もあった。

本発明の目的は、コアとリングマグネットとの位置決め精度を向上させることができ、かつ構造を簡素化して小型軽量化が可能なロータ組み立て治具およびそれを用いたロータの組み立て方法を提供することにある。

本発明のロータ組み立て治具では、回転軸が装着される装着孔が中心に設けられたコアと、前記コアの径方向外側に装着されるリングマグネットと、を有するロータの組み立てに用いられ、前記コアおよび前記リングマグネットを支持するベースを備えたロータ組み立て治具であって、前記ベースは、前記装着孔に差し込まれて前記コアを径方向内側から支持する支持突起と、前記支持突起を中心に径方向に移動して前記リングマグネットを径方向外側から支持する複数の支持爪と、複数の前記支持爪を移動させる移動機構と、を有することを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記支持突起の先端側に、先細り部が設けられていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記支持突起の周囲に、前記支持突起の周方向に等間隔で３つの前記支持爪が配置されていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記移動機構は、操作レバーが設けられ、前記ベースに対して直動するラックと、前記ラックに噛み合わされ、前記ベースに対して回動するピニオンと、を備え、前記ピニオンは、前記支持爪を移動させる駒部材が入り込み、前記ピニオンの回動に応じて前記駒部材を移動させるカム溝を有することを特徴とする。

本発明のロータの組み立て方法では、回転軸が装着される装着孔が中心に設けられたコアと、前記コアの径方向外側に装着されるリングマグネットと、を有するロータを、ロータ組み立て治具を用いて組み立てるロータの組み立て方法であって、前記ロータ組み立て治具のベースに前記リングマグネットを載せ、当該リングマグネットの周囲に配置された複数の支持爪を径方向に移動させ、前記リングマグネットを複数の前記支持爪により径方向外側から支持する第１工程と、前記コアの径方向外側に接着剤を塗布し、前記コアの前記装着孔に前記ロータ組み立て治具の前記ベースに設けられた支持突起を差し込み、前記リングマグネットの径方向内側に前記コアを配置する第２工程と、前記リングマグネットおよび前記コアを載せた前記ロータ組み立て治具を加熱炉に入れて、前記リングマグネットと前記コアとの間の前記接着剤を硬化させる第３工程と、複数の前記支持爪を径方向に移動させ、複数の前記支持爪による前記リングマグネットの支持を開放し、かつ前記コアを前記支持突起から取り外す第４工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ロータ組み立て治具のベースは、装着孔に差し込まれてコアを径方向内側から支持する支持突起と、支持突起を中心に径方向に移動してリングマグネットを径方向外側から支持する複数の支持爪と、複数の支持爪を移動させる移動機構と、を有している。

これにより、コアをベースに対して可動部分に依らず精度良く位置決めすることが可能となり、ベースにはリングマグネットを位置決めするための支持爪（可動部分）を設けるだけで済む。よって、従前に比して可動部分を少なくすることができ、ひいてはコアとリングマグネットとの同軸度が早期に低下するようなことが抑えられる。また、構造を簡素化できるため、ロータ組み立て治具を小型軽量化することが可能となる。

本発明に係るロータ組み立て治具を示す斜視図である。 図１のロータ組み立て治具の分解斜視図である。 本体部の詳細を説明する斜視図である。 支持爪の詳細を説明する斜視図である。 テーブル部の詳細を説明する斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、スライド機構およびピニオンの動作を説明する説明図である。 ［リングマグネット供給工程］を説明する斜視図である。 ［コア装着工程］を説明する説明図である。 ［接着剤硬化工程］を説明する説明図である。 ［取り出し工程］を説明する説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るロータ組み立て治具を示す斜視図を、図２は図１のロータ組み立て治具の分解斜視図を、図３は本体部の詳細を説明する斜視図を、図４は支持爪の詳細を説明する斜視図を、図５はテーブル部の詳細を説明する斜視図を、図６（ａ），（ｂ）はスライド機構およびピニオンの動作を説明する説明図を、図７は［リングマグネット供給工程］を説明する斜視図を、図８は［コア装着工程］を説明する説明図を、図９は［接着剤硬化工程］を説明する説明図を、図１０は［取り出し工程］を説明する説明図をそれぞれ示している。

図１に示されるロータ組み立て治具１０は、ブラシレスモータ（図示せず）のロータ（回転体）を組み立てる際に用いられるものである。そして、ロータ組み立て治具１０は、図１０に示されるようなロータ１００を、精度良く組み立てられるように構成されている。ここで、ロータ組み立て治具１０の詳細な説明に先立ち、当該ロータ組み立て治具１０により組み立てられるロータ１００の構造について説明する。なお、図１０に示されるロータ１００は、自動車等の車両に搭載される比較的小型のブラシレスモータに採用されるものである。

図１０に示されるように、ロータ１００は、磁性体よりなる複数の円盤状の鋼板を積層することで、略円柱形状に形成されたコア１１０（図８参照）を備えている。また、ロータ１００は、コア１１０の径方向外側に装着されるリングマグネット１２０（図７参照）を備えている。なお、図７ないし図１０では、リングマグネット１２０の配置関係を判り易くするために、当該リングマグネット１２０に網掛けを施している。

そして、コア１１０の回転中心には、当該コア１１０の軸方向に貫通した装着孔１１１が設けられている。この装着孔１１１には、図１０の想像線（二点鎖線）で示される回転軸１３０が、差し込みによって装着されるようになっている。なお、回転軸１３０は、駆動対象物に動力伝達可能に連結されるものである。これにより、コア１１０の回転に伴って回転軸１３０が回転されて、ひいては駆動対象物が正方向または逆方向に回転駆動される。

また、コア１１０の径方向外側には、ロータ１００の組み立て工程において、接着剤１４０（図８参照）が塗布される接着剤塗布面１１２が設けられている。ここで、コア１１０は複数の円盤状の鋼板を積層して形成されるため、接着剤塗布面１１２は、比較的表面粗さが粗い表面（微小な凹凸を有する表面）となっている。したがって、接着剤塗布面１１２に塗布された接着剤１４０は、接着剤塗布面１１２から容易に垂れ落ちることが無く、接着剤塗布面１１２に効果的に保持される。なお、接着剤塗布面１１２に塗布される接着剤１４０には、加熱により硬化する加熱硬化型の接着剤が用いられる。

コア１１０の径方向外側に接着剤１４０を介して固定されるリングマグネット１２０は、図７に示されるように単純な円筒形状に形成されている。そして、リングマグネット１２０の周方向には、異なる磁極（Ｎ極およびＳ極）が、交互に等間隔で複数並んで配置されている。なお、リングマグネット１２０には、安価で比較的強い磁力を発生し得るフェライト磁石が採用されている。

リングマグネット１２０の径方向内側には、コア１１０の接着剤塗布面１１２と対向する内周面１２１が設けられている。また、リングマグネット１２０の径方向外側には、ロータ組み立て治具１０の３つの支持爪３０（図４参照）により支持される外周面１２２が設けられている。なお、内周面１２１および外周面１２２は、接着剤塗布面１１２よりも平滑な面となっている。

図１および図２に示されるように、ロータ組み立て治具１０は、本体部２０と、３つの支持爪３０と、テーブル部４０とを、それぞれ組み立てることにより形成されている。なお、図２に示されるように、本体部２０とテーブル部４０との間に、３つの支持爪３０が挟まれるようにして配置されている。そして、合計３つの固定螺子ＳＣ１によって、テーブル部４０が本体部２０に対してがたつくこと無く強固に固定されている。

図１ないし図３に示されるように、本体部２０は、ロータ組み立て治具１０の大部分を占める部分を構成している。具体的には、本体部２０は、略正方形の肉厚の板状に形成された第１ベース体２１を備えている。この第１ベース体２１は、例えば、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成されており、互いに対向配置された一対の第１対向辺部２１ａおよび一対の第２対向辺部２１ｂを備えている。

一対の第１対向辺部２１ａには、ブラケット２２を介して一対のキャスター（車輪）２３がそれぞれ設けられている。すなわち、ロータ組み立て治具１０には、合計４つのキャスター２３が設けられている。これにより、ロータ組み立て治具１０は、図７ないし図１０の図中左右方向に移動自在となっている。なお、これらのキャスター２３においても、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成されている。

また、一対の第２対向辺部２１ｂには、他のロータ組み立て治具１０との連結に使用される一対の連結部材２４がそれぞれ設けられている。つまり、ロータ組み立て治具１０には、合計４つの連結部材２４が設けられている。これらの連結部材２４は、比較的小さな磁力を発生する略円柱形状の永久磁石からなり、これにより図７ないし図１０に示されるように、複数のロータ組み立て治具１０は互いに連結可能となっている。

第１ベース体２１の表面２１ｃには、ピニオン２７を収容する第２ベース体２５が一体に設けられている。この第２ベース体２５は、その一部が切り欠かれて略Ｃ字形状に形成されており、この切り欠かれた第２ベース体２５の側方の部分からは、図６に示されるように、ピニオン２７の一部（歯の部分）が露出されている。ただし、図６においては、４つのキャスター２３，４つの連結部材２４およびテーブル部４０等の図示を省略している。

ここで、第２ベース体２５においても、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成されている。なお、第２ベース体２５は、第１ベース体２１の表面２１ｃに対して、図示しない複数の固定螺子によって、がたつくこと無く強固に固定されている。

さらに、第１ベース体２１の表面２１ｃには、第２ベース体２５の切り欠かれた側（図３中左下側）で、かつ一方の第１対向辺部２１ａに沿う部分に、スライド機構２６が設けられている。このスライド機構２６は、操作者の手やロボットアームによって操作される部分である。

具体的には、スライド機構２６は、ピニオン２７に噛み合わされ、略直方体形状に形成されたラック２６ａと、当該ラック２６ａを第１対向辺部２１ａに沿わせてスライド（直動）自在に支持するラック支持部材２６ｂと、第１ベース体２１の表面２１ｃから立ち上がるようにして設けられた支持壁２６ｃと、当該支持壁２６ｃとラック２６ａとの間に配置されたコイルスプリング２６ｄと、を備えている。また、ラック２６ａには、略Ｌ字形状に形成された操作レバー２６ｅが固定されている。

そして、操作レバー２６ｅを操作して、ラック２６ａをコイルスプリング２６ｄのばね力に抗して移動させることで、ピニオン２７が一方向（図６（ａ）の実線矢印ＲＴ１の方向）に回転される。また、図６（ａ）に示される状態から操作レバー２６ｅを開放すると、今度はコイルスプリング２６ｄのばね力によって、ラック２６ａが元に戻る方向に移動する。これにより、ピニオン２７が他方向（図６（ｂ）の破線矢印ＲＴ２の方向）に回転される。

なお、スライド機構２６を構成するラック２６ａ，ラック支持部材２６ｂ，支持壁２６ｃおよび操作レバー２６ｅ（コイルスプリング２６ｄを除く）においても、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によってそれぞれ形成されている。

第２ベース体２５の径方向内側（内部）には、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成されたピニオン２７が、回転自在に収容されている。具体的には、このピニオン２７は、第１ベース体２１の略中央部分に一体に設けられた支持軸２１ｄに回転自在に支持されている。これによりピニオン２７は、支持軸２１ｄの軸心Ｃを中心に正逆方向に回転可能となっている。そして、図６に示されるように、ピニオン２７はラック２６ａに噛み合わされている。

また、ピニオン２７には、円弧形状に形成された合計３つのカム溝２７ａが設けられている。これらのカム溝２７ａは、３つの支持爪３０（図４参照）に対応して設けられ、ピニオン２７の周方向に所定間隔（１２０度間隔）で並んで設けられている。なお、図６に示されるように、円弧形状に形成されたカム溝２７ａにおいて、ピニオン２７の回転方向一方側の部分Ｐ１の方が、ピニオン２７の回転方向他方側の部分Ｐ２よりも、ピニオン２７の径方向内側に配置されている。言い換えれば、円弧形状に形成されたカム溝２７ａにおいて、ピニオン２７の回転方向他方側の部分Ｐ２の方が、ピニオン２７の回転方向一方側の部分Ｐ１よりも、ピニオン２７の径方向外側に配置されている。

そして、３つのカム溝２７ａのそれぞれには、支持爪３０を移動させる駒部材３２がそれぞれ入り込み、これらの駒部材３２は、カム溝２７ａの内部をその形状に沿って移動自在となっている。具体的には、３つのカム溝２７ａのそれぞれに入り込んで係合された３つの駒部材３２は、ピニオン２７の回転に伴って、軸心Ｃを中心にピニオン２７の径方向に移動するようになっている（図６の白抜き矢印参照）。つまり、カム溝２７ａは、ピニオン２７の回転に応じて、駒部材３２を移動させるようになっている。

なお、３つの駒部材３２は、３つの支持爪３０を形成する移動本体３１（図４参照）にそれぞれ固定される。よって、ピニオン２７の回転に伴って、３つの支持爪３０のそれぞれが同期して、軸心Ｃを中心にテーブル部４０の径方向に移動するようになっている。

ここで、スライド機構２６およびピニオン２７は、本発明における移動機構を構成している。

図１，図２および図４に示されるように、３つの支持爪３０は、それぞれ同じ形状に形成されており、支持突起４５（軸心Ｃ）の周囲に、支持突起４５の周方向に等間隔（１２０度間隔）で配置されている。そして、これらの支持爪３０は、支持突起４５を中心にピニオン２７の径方向に移動される移動本体３１を備えている。この移動本体３１は、略直方体形状に形成されており、その長手方向がピニオン２７の径方向に一致している。そして、移動本体３１の底面（図示せず）には、駒部材３２（図３参照）がそれぞれ固定されるようになっている。

移動本体３１の駒部材３２側とは反対側には、ピニオン２７の軸方向に突出するようにして爪本体３３が一体に設けられている。爪本体３３の先端側は、テーブル部４０に設けられた挿通孔４２（図５参照）を介して外部に露出されている（図１参照）。そして、ピニオン２７の径方向に沿う爪本体３３の断面形状は、略長方形形状となっており、ピニオン２７の径方向に沿う爪本体３３の幅寸法Ｗ１（図４参照）は、ピニオン２７の径方向に沿う挿通孔４２の幅寸法Ｗ２（図５参照）よりも小さくなっている（Ｗ１＜Ｗ２）。

これにより、支持爪３０は、挿通孔４２に対して、軸心Ｃを中心にピニオン２７の径方向に所定距離の分だけ移動可能となっている。具体的には、支持爪３０は、軸心Ｃを中心にピニオン２７の径方向に（Ｗ２−Ｗ１）の分の距離だけ移動可能となっている。つまり、支持爪３０は、挿通孔４２によって、テーブル部４０の径方向に対して移動が規制された状態となっている。

なお、３つの支持爪３０は、それぞれ同期して移動することにより、リングマグネット１２０の外周面１２２（図７参照）を支持するが、それぞれの支持爪３０は、リングマグネット１２０の支持位置を個別に微調整可能となっている。具体的には、それぞれの爪本体３３の先端寄りの部分に、軸心Ｃを中心にピニオン２７の径方向に移動可能な支持棒３４が設けられている。そして、これらの支持棒３４は、固定螺子ＳＣ２を緩めることで、軸心Ｃを中心にピニオン２７の径方向に移動自在となっている。これにより、支持棒３４のリングマグネット１２０に対する支持位置を、それぞれ微調整することができる。

このように、３つの支持爪３０は、リングマグネット１２０をコア１１０（図８参照）とは別に独立して径方向外側から支持するようになっている。そのため、コア１１０の支持位置に左右されること無く、テーブル部４０に対してリングマグネット１２０を高精度で位置決め可能となっている。

ここで、移動本体３１，駒部材３２，爪本体３３および支持棒３４においても、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によってそれぞれ形成されている。

図１，図２および図５に示されるように、テーブル部４０は、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって略円盤状に形成されている。ここで、ロータ組み立て治具１０を形成する第１ベース体２１，第２ベース体２５およびテーブル部４０は、本発明におけるベースを構成している。

テーブル部４０の表面４０ａには、略扇形状に形成された３つの第１載置部４１が設けられている。これらの第１載置部４１は、３つの支持爪３０（図４参照）に対応して設けられ、テーブル部４０の周方向に等間隔（１２０度間隔）で配置されている。そして、これらの第１載置部４１の径方向内側の部分（挿通孔４２を跨ぐ部分）に、リングマグネット１２０（図７参照）が載置されるようになっている。つまり、テーブル部４０は、リングマグネット１２０を、その軸方向から支持するようになっている。

そして、テーブル部４０の周方向に沿う第１載置部４１の中央部分には、支持爪３０の爪本体３３（図４参照）が挿通される挿通孔４２がそれぞれ設けられている。これらの挿通孔４２は、テーブル部４０を軸方向に貫通するようにして設けられ、略正方形形状に形成されている。そして、それぞれの挿通孔４２の内部には、軸心Ｃを中心にテーブル部４０（ピニオン２７）の径方向に移動自在に爪本体３３が配置されている（図１参照）。これにより、ピニオン２７の回転に伴って、３つの支持爪３０がピニオン２７と一緒に回転されることが防止される。

また、テーブル部４０の周方向に沿う第１載置部４１の間には、比較的浅い深さ寸法の第１凹溝４３が設けられている。これらの第１凹溝４３は、合計３つ設けられており、それぞれの第１凹溝４３の部分には、螺子挿通穴４３ａが設けられている。そして、これらの螺子挿通穴４３ａには、テーブル部４０を本体部２０（図３参照）に対して強固に固定するための固定螺子ＳＣ１が、それぞれ挿通されるようになっている。

さらに、テーブル部４０の表面４０ａにおいて、３つの第１載置部４１の径方向内側には、略円形形状に形成された第２載置部４４が設けられている。この第２載置部４４には、コア１１０（図８参照）が載置されるようになっている。つまり、テーブル部４０は、コア１１０を、その軸方向から支持するようになっている。そして、第２載置部４４の軸心Ｃの部分には、コア１１０を径方向内側から支持する支持突起４５の基端部分が固定されている。この支持突起４５においても、第１ベース体２１と同様に、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成されている。

支持突起４５は、コア１１０の装着孔１１１（図８参照）に対してがたつくこと無く差し込み可能となっている。そして、支持突起４５の先端側は、先端部に向かうに連れて徐々に小径となっている。具体的には、支持突起４５の先端側には、略半球形状に形成された先細り部４５ａが一体に設けられている。これにより、支持突起４５を装着孔１１１に対して容易に差し込み可能となっている。つまり、先細り部４５ａは、コア１１０を第２載置部４４の上に載せ易く（セットし易く）する機能を有している。

このように、テーブル部４０の軸心Ｃに固定された支持突起４５は、コア１１０をリングマグネット１２０（図７参照）とは別に独立して径方向内側から支持するようになっている。そのため、リングマグネット１２０の支持位置に左右されること無く、テーブル部４０に対してコア１１０を高精度で位置決め可能となっている。

すなわち、テーブル部４０の第１載置部４１上には、３つの支持爪３０によって、軸心Ｃが中心となるように、径方向外側からリングマグネット１２０が精度良く位置決めされる。一方、テーブル部４０の第２載置部４４上には、支持突起４５によって、軸心Ｃが中心となるように、径方向内側からコア１１０が精度良く位置決めされる。したがって、リングマグネット１２０およびコア１１０の同軸度を、上述した従前の技術に比して大幅に向上可能となっている。

このように、リングマグネット１２０およびコア１１０の同軸度を向上させることにより、以下の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されるような種々のメリットを得ることができる。

（Ａ）コア１１０の外径とリングマグネット１２０の内径との寸法差をより小さくすることができる。よって、両者をより少ない接着剤１４０（図８参照）で強固に固定することが可能となり、さらにはロータ１００（図１０参照）をより小型軽量化することが可能となる。

（Ｂ）接着剤１４０の量を少なくできるので、当該接着剤１４０を硬化させるための加熱炉ＨＴ（図９参照）を通過させる時間を短くすることができる。したがって、製造エネルギーの省力化を図りつつ、製造効率を向上させることが可能となる。

（Ｃ）加熱炉ＨＴを通過させる時間を短くすることができるので、ロータ組み立て治具１０をそのまま加熱炉ＨＴに入れても、ロータ組み立て治具１０の加熱が抑えられて、コア１１０およびリングマグネット１２０の位置精度の低下が抑えられる。特に、ロータ組み立て治具１０の構成部品の殆どが、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材により形成されているため、加熱による熱変形が少なくて済む。また、リングマグネット１２０が長時間高温に曝されることが抑えられるため、リングマグネット１２０の熱減磁（磁力低下）が抑えられる。

図５に示されるように、３つの第１載置部４１の径方向内側と、第２載置部４４の径方向外側との間には、３つの第１凹溝４３のそれぞれに繋がる環状の第２凹溝４６が設けられている。この第２凹溝４６は、第１凹溝４３と同じ深さ寸法に設定され、かつテーブル部４０の軸方向に対して、コア１１０とリングマグネット１２０との間の接着剤１４０の部分と対向するようになっている。

これにより、仮に、コア１１０の接着剤塗布面１１２（図８参照）に塗布すべき接着剤１４０の量が多くなり、コア１１０とリングマグネット１２０との間から接着剤１４０がはみ出たとしても、このはみ出た余剰の接着剤１４０は第２凹溝４６の部分に配置される。したがって、余剰の接着剤１４０によりコア１１０およびリングマグネット１２０がテーブル部４０の軸方向に位置ずれ等を起こすことを、未然に防ぐことができる。

次に、リングマグネット１２０をテーブル部４０上の規定位置に位置決めするスライド機構２６の動作について、図６を参照しつつ説明する。

図６（ａ）に示されるように、操作レバー２６ｅを把持する等して、コイルスプリング２６ｄのばね力に抗してRELEASE方向（図中左側）に移動させる。すると、ラック２６ａに噛合されたピニオン２７が、時計回り方向（矢印ＲＴ１の方向）に回転する。これにより、カム溝２７ａに係合した駒部材３２が、カム溝２７ａの内部を移動して、当該カム溝２７ａの回転方向一方側の部分Ｐ１に配置される。したがって、実線の白抜き矢印で示されるように、駒部材３２（支持爪３０）が径方向外側に移動して、軸心Ｃを中心とした大径円Ｒ１の部分に配置される。よって、３つの支持爪３０の内側にリングマグネット１２０を配置できるようになる。

図６（ｂ）に示されるように、操作レバー２６ｅの操作力を開放すると、コイルスプリング２６ｄのばね力によりラック２６ａがCLAMP方向（図中右側）に移動する。すると、ラック２６ａに噛合されたピニオン２７が、反時計回り方向（矢印ＲＴ２の方向）に回転する。これにより、カム溝２７ａに係合した駒部材３２が、カム溝２７ａの内部を移動して、当該カム溝２７ａの回転方向他方側の部分Ｐ２に配置される。したがって、破線の白抜き矢印で示されるように、駒部材３２（支持爪３０）が径方向内側に移動して、軸心Ｃを中心とした小径円Ｒ２の部分に配置される。

よって、３つの支持爪３０を構成するそれぞれの支持棒３４が、テーブル部４０（図５参照）上に載置されたリングマグネット１２０の外周面１２２（図７参照）にそれぞれ当接する。これにより、リングマグネット１２０が、軸心Ｃを中心に正規位置に精度良く位置決めされる。このとき、リングマグネット１２０は、３つの支持棒３４によって３点で支持されるため、テーブル部４０上でがたつくこと無くバランス良く位置決めされる。

次に、以上のように形成されたロータ組み立て治具１０を用いたロータ１００（図１０参照）の組み立て方法について、図面を用いて詳細に説明する。

本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０は、図７ないし図１０に示されるように、ベルトコンベヤを用いた生産ライン上を連なって流れるようになっている。これにより、大量のロータ１００を精度良く生産することが可能となっている。

［リングマグネット供給工程］
図７に示されるように、まず、別の製造工程で製造されたリングマグネット１２０が、第１ベルトコンベヤＣＮ１により矢印Ｍ１のように所定の供給位置に搬送されてくる。このとき、複数のロータ組み立て治具１０を載せた第２ベルトコンベヤＣＮ２は停止した状態となっている。

次いで、第２ベルトコンベヤＣＮ２の近傍に設置された第１ロボットＲＢ１（詳細図示せず）が作動して、何も載せていないロータ組み立て治具１０の操作レバー２６ｅを、実線矢印RELEASEの方向に移動させる。これにより、図６（ａ）に示されるように、３つの駒部材３２（支持爪３０）が径方向外側にそれぞれ移動される。よって、ロータ組み立て治具１０が、リングマグネット１２０を搭載できる状態となる。

その後、第１ベルトコンベヤＣＮ１と第２ベルトコンベヤＣＮ２との間に設置された第２ロボットＲＢ２（詳細図示せず）が作動して、第１ベルトコンベヤＣＮ１上に準備されたリングマグネット１２０を把持し、矢印Ｍ２のようにリングマグネット１２０をロータ組み立て治具１０のテーブル部４０上に載せる。これにより、リングマグネット１２０が３つの支持爪３０の内側にセットされて、３つの支持爪３０による正規位置への位置決めが可能な状態となる。

次いで、第１ロボットＲＢ１が作動して、ロータ組み立て治具１０の操作レバー２６ｅを離す（開放する）。これにより、操作レバー２６ｅが、コイルスプリング２６ｄのばね力によって、破線矢印CLAMPの方向に移動する。よって、リングマグネット１２０の周囲に配置された３つの駒部材３２（支持爪３０）が、図６（ｂ）に示されるように径方向内側にそれぞれ移動されて、３つの支持爪３０により径方向外側からリングマグネット１２０が支持されて、リングマグネット１２０が正規位置に位置決めされる。具体的には、リングマグネット１２０の軸心（図示せず）が、軸心Ｃ（図２参照）に略完全に一致した状態となる。

ここで、コイルスプリング２６ｄのばね力は、リングマグネット１２０を破損させること無く、テーブル部４０に対して位置決めし得る程度の比較的弱いばね力に設定されている。そのため、３つの支持爪３０の動きが渋くなって、スムーズに作動しないようなことが起こり得る。したがって、第１ロボットＲＢ１により、操作レバー２６ｅを、RELEASEの方向およびCLAMPの方向に複数回移動させるようにするのが望ましい。これにより、リングマグネット１２０をテーブル部４０の正規位置により確実に位置決めすることが可能となる。

これにより、［リングマグネット供給工程］が完了する。なお、［リングマグネット供給工程］は、本発明における第１工程を構成している。また、上述のような［リングマグネット供給工程］を終える度に、第２ベルトコンベヤＣＮ２は矢印Ｍ３の方向に少しだけ移動される。その移動距離は、次のロータ組み立て治具１０に対して次のリングマグネット１２０を載置できるように、概ねロータ組み立て治具１０が１つ分の距離となっている。

さらに、図７に示されるように、第２ベルトコンベヤＣＮ２の移動方向（図中左右方向）に、複数のロータ組み立て治具１０が真っ直ぐに整然と連なっているが、これは、それぞれのロータ組み立て治具１０に設けられた連結部材２４の作用によるものである。すなわち、複数のロータ組み立て治具１０は、それぞれの連結部材２４により互いに連結されることで、第２ベルトコンベヤＣＮ２上に真っ直ぐに整然と連なることが可能となっている。よって、第２ベルトコンベヤＣＮ２に対するロータ組み立て治具１０の位置精度も良好となり、ひいては、第１ロボットＲＢ１および第２ロボットＲＢ２の制御を補正する必要がある場合等には、その補正制御等を簡素化することが可能となっている。

［コア装着工程］
［リングマグネット供給工程］を終えたロータ組み立て治具１０（リングマグネット１２０を搭載）は、第２ベルトコンベヤＣＮ２の移動により、次の［コア装着工程］に移行する。具体的には、図８に示されるように、まず、別の製造工程で製造されたコア１１０が、第３ベルトコンベヤＣＮ３により矢印Ｍ４のように所定の供給位置に搬送されてくる。このとき、複数のロータ組み立て治具１０を載せた第２ベルトコンベヤＣＮ２は停止した状態となっている。

次いで、第３ベルトコンベヤＣＮ３と第２ベルトコンベヤＣＮ２との間に設置された第３ロボットＲＢ３（詳細図示せず）が作動して、第３ベルトコンベヤＣＮ３上に準備されたコア１１０を持って、当該コア１１０を矢印Ｍ５のように接着剤塗布ロボットＲＢＢ（詳細図示せず）の近くに移動させる。なお、第３ロボットＲＢ３は、コア１１０の装着孔１１１に差し込まれる突起（図示せず）を有しており、当該突起を装着孔１１１に差し込むことで、コア１１０を持つようになっている。

その後、第３ロボットＲＢ３は、矢印ＲＴ３に示されるように、突起の軸心Ｊを中心に低速で回転させる。そして、この状態で、接着剤塗布ロボットＲＢＢを作動させて、所定量（比較的少ない量）の接着剤１４０を、コア１１０の径方向外側の接着剤塗布面１１２に塗布する。

このとき、コア１１０の軸方向に対して螺旋状となるように接着剤１４０を塗布する。なお、接着剤塗布面１１２は、比較的表面粗さが粗い表面となっており、接着剤塗布面１１２に塗布された接着剤１４０は、第３ロボットＲＢ３の振動等により垂れ落ちることは無い。

これに引き続き、矢印Ｍ６に示されるように、第３ロボットＲＢ３を作動させて、接着剤１４０が塗布されたコア１１０を、ロータ組み立て治具１０のテーブル部４０上に臨ませる。このとき、突起の軸心Ｊ、つまりコア１１０の軸心Ｊを、目標となるロータ組み立て治具１０の軸心Ｃに一致させて、コア１１０の装着孔１１１に、テーブル部４０の支持突起４５を差し込むようにする。そして、支持突起４５を装着孔１１１に差し込む際に、第３ロボットＲＢ３を再び作動させて、矢印ＲＴ４に示されるように、コア１１０を低速で回転させる。

これにより、コア１１０の接着剤塗布面１１２に塗布された接着剤１４０が、リングマグネット１２０の内周面１２１（図７参照）に満遍なく行き渡り、コア１１０とリングマグネット１２０とが接着剤１４０によって一体化される。このとき、コア１１０の装着孔１１１には、支持突起４５の先細り部４５ａ（図５参照）が最初に差し込まれるので、コア１１０の軸心Ｊと支持突起４５の軸心Ｃとが若干ずれていたとしても、それぞれの軸心を容易に一致させることができ、ひいては、コア１１０をテーブル部４０上に容易に精度良く載せることが可能となっている。

これにより、リングマグネット１２０の径方向内側にコア１１０が配置されて、コア１１０とリングマグネット１２０とが互いに軸心Ｃで一致した状態で一体化される。よって、ロータ組み立て治具１０を用いてロータ１００を組み立てる場合には、コア１１０の外径寸法とリングマグネット１２０の内径寸法との差を詰めることができる。したがって、従前に比して少ない接着剤１４０で両者を固定でき、かつロータ１００自身をより小型軽量化することが可能となる。

このようにして、［コア装着工程］が完了する。なお、［コア装着工程］は、本発明における第２工程を構成している。また、上述のような［コア装着工程］を終える度に、第２ベルトコンベヤＣＮ２は矢印Ｍ７の方向に少しだけ移動される。その移動距離は、上述の［リングマグネット供給工程］のときと同様に、概ねロータ組み立て治具１０が１つ分の距離となっている。

［接着剤硬化工程］
［コア装着工程］を終えたロータ組み立て治具１０（接着剤１４０が硬化する前のロータ１００を搭載）は、第２ベルトコンベヤＣＮ２の移動により、次の［接着剤硬化工程］に移行する。具体的には、図９に示されるように、接着剤１４０（図８参照）が硬化する前のロータ１００を搭載したロータ組み立て治具１０が、次々と加熱炉ＨＴの内部に入っていく。つまり、リングマグネット１２０およびコア１１０を載せたロータ組み立て治具１０が、そのまま第２ベルトコンベヤＣＮ２に載った状態で加熱炉ＨＴの内部に進入していく。

このとき、第２ベルトコンベヤＣＮ２は、比較的遅い送り速度に制御される。これにより、コア１１０とリングマグネット１２０との間の接着剤１４０が確実に硬化される。このとき、コア１１０およびリングマグネット１２０は、それぞれ個別にロータ組み立て治具１０に位置決めされた状態のため、接着剤１４０の熱収縮等により、コア１１０およびリングマグネット１２０の位置が互いにずれてしまうようなことが無い。

なお、加熱炉ＨＴの内部温度は、例えば２００度に設定されており、加熱炉ＨＴの内部を通過する時間は、例えば１分に設定されている。ただし、リングマグネット１２０の熱減磁を抑えるために、加熱炉ＨＴの内部温度を低く設定して、その代わりに加熱炉ＨＴの内部を通過する時間を長く設定することもできる。いずれにしても、本実施の形態においては、接着剤１４０の塗布量が従前に比して少なくて済むため、従前に比して加熱炉ＨＴを通過させる時間、つまり、［接着剤硬化工程］に要する時間を十分に短縮することが可能となっている。

そして、加熱炉ＨＴの出口側（図中右側）には、加熱炉ＨＴを通過したロータ１００を検査する検査カメラＣＡＭが設置されている。そして、矢印Ｍ８のように検査カメラＣＡＭでロータ１００を撮像することで、接着剤１４０の硬化状態（良否）を確認するようになっている。検査カメラＣＡＭでロータ１００を検査した後は、完成したロータ１００を搭載したロータ組み立て治具１０は、第２ベルトコンベヤＣＮ２の移動により矢印Ｍ９の方向に移動される。

このようにして、［接着剤硬化工程］が完了する。なお、［接着剤硬化工程］は、本発明における第３工程を構成している。

［取り外し工程］
［接着剤硬化工程］を終えたロータ組み立て治具１０（完成したロータ１００を搭載）は、第２ベルトコンベヤＣＮ２の移動により、次の［取り外し工程］に移行する。具体的には、図１０に示されるように、第２ベルトコンベヤＣＮ２を定期的に停止させて、かつ第２ベルトコンベヤＣＮ２の近傍に設置された第４ロボットＲＢ４（詳細図示せず）を作動させる。そして、ロータ組み立て治具１０の操作レバー２６ｅを、実線矢印RELEASEの方向に移動させて、これにより、図６（ａ）に示されるように、３つの駒部材３２（支持爪３０）を径方向外側にそれぞれ移動させる。

これにより、３つの支持爪３０によるリングマグネット１２０（ロータ１００）の支持が開放されて、ロータ組み立て治具１０から完成したロータ１００を取り外せるようになる。

その後、第２ベルトコンベヤＣＮ２と第４ベルトコンベヤＣＮ４との間に設置された第５ロボットＲＢ５（詳細図示せず）が、ロータ組み立て治具１０の上に載置されたロータ１００を把持し、軸心Ｃの方向に引き抜くように作動する。これにより、ロータ１００を形成するコア１１０が、テーブル部４０の支持突起４５から外される。

次いで、第５ロボットＲＢ５は、矢印Ｍ１０に示されるように、ロータ組み立て治具１０から取り外したロータ１００を、第４ベルトコンベヤＣＮ４上に載せる。その後、第４ベルトコンベヤＣＮ４が、矢印Ｍ１１の方向へ移動することで、完成したロータ１００がストッカ（図示せず）に貯留されていく。

これにより、［取り外し工程］が完了する。なお、［取り外し工程］は、本発明における第４工程を構成している。また、上述のような［取り外し工程］を終える度に、第２ベルトコンベヤＣＮ２は矢印Ｍ１２の方向に少しだけ移動される。その移動距離は、上述の［リングマグネット供給工程］のときと同様に、概ねロータ組み立て治具１０が１つ分の距離となっている。

なお、完成したロータ１００が取り外されたロータ組み立て治具１０は、上述の［リングマグネット供給工程］に戻る。

以上詳述したように、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０によれば、ロータ組み立て治具１０を形成する第１ベース体２１，第２ベース体２５およびテーブル部４０は、装着孔１１１に差し込まれてコア１１０を径方向内側から支持する支持突起４５と、支持突起４５を中心に径方向に移動してリングマグネット１２０を径方向外側から支持する複数の支持爪３０と、複数の支持爪３０を移動させるスライド機構２６およびピニオン２７と、を有している。

これにより、コア１１０をテーブル部４０に対して可動部分に依らず精度良く位置決めすることが可能となり、第１ベース体２１とテーブル部４０との間にリングマグネット１２０を位置決めするための支持爪３０（可動部分）を設けるだけで済む。よって、従前に比して可動部分を少なくすることができ、ひいてはコア１１０とリングマグネット１２０との同軸度が早期に低下するようなことが抑えられる。また、構造を簡素化できるため、ロータ組み立て治具１０を小型軽量化することが可能となる。

また、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０によれば、支持突起４５の先端側に先細り部４５ａが設けられているので、支持突起４５を装着孔１１１に対して容易に差し込めるようになっている。したがって、コア１１０を第２載置部４４の上に容易にセットすることが可能となり、作業性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０によれば、支持突起４５の周囲に、当該支持突起４５の周方向に等間隔（１２０度間隔）で３つの支持爪３０が配置されているので、リングマグネット１２０を、３つの支持爪３０により３点で支持することができ、ひいてはテーブル部４０上でがたつくこと無くバランス良く位置決めすることができる。

また、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０によれば、操作レバー２６ｅが設けられ、第１ベース体２１に対して直動するラック２６ａと、ラック２６ａに噛み合わされ、第１ベース体２１に対して回動するピニオン２７と、から移動機構が構成され、ピニオン２７は、支持爪３０を移動させる駒部材３２が入り込み、ピニオン２７の回動に応じて駒部材３２を移動させるカム溝２７ａを有している。

これにより、比較的単純な構成の所謂「ラック・アンド・ピニオン」構造で、３つの支持爪３０を同期して移動させることができる。よって、リングマグネット１２０をロータ組み立て治具１０に容易にセットでき、かつロータ組み立て治具１０を小型軽量化することができる。

さらに、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０を用いて組み立てられるロータ１００の組み立て方法によれば、［リングマグネット供給工程］において、リングマグネット１２０がその径方向外側からロータ組み立て治具１０の正規位置に位置決めされ、［コア装着工程］において、コア１１０がその径方向内側からロータ組み立て治具１０の正規位置に位置決めされる。

したがって、それぞれを個別に径方向からロータ組み立て治具１０に対して精度良く位置決めすることが可能となり、両部材（コア１１０およびリングマグネット１２０）の同軸度を、従前に比して大幅に向上させることが可能となる。

また、本実施の形態に係るロータ組み立て治具１０を用いて組み立てられるロータ１００の組み立て方法によれば、ロータ組み立て治具１０の構成部品の殆どを、熱膨張係数が比較的小さいステンレス鋼材によって形成しているので、高熱に曝したとしても、コア１１０およびリングマグネット１２０の同軸度が低下するようなことを抑制できる。

したがって、［接着剤硬化工程］において、ロータ１００を搭載したロータ組み立て治具１０を、そのまま加熱炉ＨＴに入れることができる。よって、接着剤１４０が熱収縮等することで、コア１１０およびリングマグネット１２０の同軸度が低下するようなことを、確実に防止することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態では、自動車等の車両に搭載される比較的小型のブラシレスモータに採用されるロータ１００を例に説明したが、本発明はこれに限らず、エスカレータやエレベータ等の駆動源に用いられる産業用の比較的大型のブラシレスモータ等のロータにも、採用することができる。

その他、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

１０ ロータ組み立て治具
２０ 本体部
２１ 第１ベース体（ベース）
２１ａ 第１対向辺部
２１ｂ 第２対向辺部
２１ｃ 表面
２１ｄ 支持軸
２２ ブラケット
２３ キャスター
２４ 連結部材
２５ 第２ベース体（ベース）
２６ スライド機構（移動機構）
２６ａ ラック
２６ｂ ラック支持部材
２６ｃ 支持壁
２６ｄ コイルスプリング
２６ｅ 操作レバー
２７ ピニオン（移動機構）
２７ａ カム溝
３０ 支持爪
３１ 移動本体
３２ 駒部材
３３ 爪本体
３４ 支持棒
４０ テーブル部（ベース）
４０ａ 表面
４１ 第１載置部
４２ 挿通孔
４３ 第１凹溝
４３ａ 螺子挿通穴
４４ 第２載置部
４５ 支持突起
４５ａ 先細り部
４６ 第２凹溝
１００ ロータ
１１０ コア
１１１ 装着孔
１１２ 接着剤塗布面
１２０ リングマグネット
１２１ 内周面
１２２ 外周面
１３０ 回転軸
１４０ 接着剤
ＣＡＭ 検査カメラ
ＣＮ１ 第１ベルトコンベヤ
ＣＮ２ 第２ベルトコンベヤ
ＣＮ３ 第３ベルトコンベヤ
ＣＮ４ 第４ベルトコンベヤ
ＨＴ 加熱炉
Ｐ１ 回転方向一方側の部分
Ｐ２ 回転方向他方側の部分
Ｒ１ 大径円
Ｒ２ 小径円
ＲＢ１ 第１ロボット
ＲＢ２ 第２ロボット
ＲＢ３ 第３ロボット
ＲＢＢ 接着剤塗布ロボット
ＲＢ４ 第４ロボット
ＲＢ５ 第５ロボット
ＳＣ１，ＳＣ２ 固定螺子

Claims (5)

1. 回転軸が装着される装着孔が中心に設けられたコアと、前記コアの径方向外側に装着されるリングマグネットと、を有するロータの組み立てに用いられ、前記コアおよび前記リングマグネットを支持するベースを備えたロータ組み立て治具であって、
   前記ベースは、
   前記装着孔に差し込まれて前記コアを径方向内側から支持する支持突起と、
   前記支持突起を中心に径方向に移動して前記リングマグネットを径方向外側から支持する複数の支持爪と、
   複数の前記支持爪を移動させる移動機構と、
   を有することを特徴とするロータ組み立て治具。
2. 請求項１に記載のロータ組み立て治具において、
   前記支持突起の先端側に、先細り部が設けられていることを特徴とするロータ組み立て治具。
3. 前記支持突起の周囲に、前記支持突起の周方向に等間隔で３つの前記支持爪が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータ組み立て治具。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロータ組み立て治具において、
   前記移動機構は、
   操作レバーが設けられ、前記ベースに対して直動するラックと、
   前記ラックに噛み合わされ、前記ベースに対して回動するピニオンと、
   を備え、
   前記ピニオンは、
   前記支持爪を移動させる駒部材が入り込み、前記ピニオンの回動に応じて前記駒部材を移動させるカム溝を有することを特徴とするロータ組み立て治具。
5. 回転軸が装着される装着孔が中心に設けられたコアと、前記コアの径方向外側に装着されるリングマグネットと、を有するロータを、ロータ組み立て治具を用いて組み立てるロータの組み立て方法であって、
   前記ロータ組み立て治具のベースに前記リングマグネットを載せ、当該リングマグネットの周囲に配置された複数の支持爪を径方向に移動させ、前記リングマグネットを複数の前記支持爪により径方向外側から支持する第１工程と、
   前記コアの径方向外側に接着剤を塗布し、前記コアの前記装着孔に前記ロータ組み立て治具の前記ベースに設けられた支持突起を差し込み、前記リングマグネットの径方向内側に前記コアを配置する第２工程と、
   前記リングマグネットおよび前記コアを載せた前記ロータ組み立て治具を加熱炉に入れて、前記リングマグネットと前記コアとの間の前記接着剤を硬化させる第３工程と、
   複数の前記支持爪を径方向に移動させ、複数の前記支持爪による前記リングマグネットの支持を開放し、かつ前記コアを前記支持突起から取り外す第４工程と、
   を有することを特徴とするロータの組み立て方法。

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