JP3955850B2

JP3955850B2 - モータの製造方法

Info

Publication number: JP3955850B2
Application number: JP2004013571A
Authority: JP
Inventors: 晋介逸見; 誠樹児玉; 摂和久
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: JP2005210812A

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置などに用いられるモータの製造方法に関するものである。

従来の、電動パワーステアリング装置用のモータとして、モータを構成するシャフトと、スプライン部を有するボスが別体構造であるものが示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−８４０２号公報

シャフトとボスは同心となるように組立てがなされるが、シャフトとボスを圧入によって係合させる組立工程では、ボスの外径部と、シャフトの外径部を保持しながらの圧入となるため、ボスの中心軸とシャフトの中心軸がずれ易くなり、ボスが倒れた状態でシャフトに圧入されてしまう場合があった。ボスが倒れた場合、取り付けるべきコラム嵌合部に組付かないという不具合が発生したり、コラムに装着されたモータからの騒音が大きくなるなどの不具合を生じる場合があった。
また、シャフトに対してボスを圧入後、フレームを組付ける際、シャフトが保持するマグネットの磁力によって、フレームが保持するコアが吸引され、作業性が悪いという問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ボスとシャフトを圧入する際の倒れを防止し、フレームの組付け作業性を向上させることが可能なモータの構造、さらにその構造を有するモータの製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係わるモータの製造方法は、モータを構成し、一つの回転軸上に回転自在に設けられるシャフトに対し、その両端部に上記回転軸方向に伸びるセンター穴を形成する工程、上記シャフトと別体構造であり、上記シャフトの一端部が嵌合して上記シャフトの回転トルクが伝達される連結部材であり、外部入力軸に係合されるスプライン部が形成されたボスに対し、その中心部に上記回転軸方向に伸びる貫通穴を形成する工程、上記モータの外枠を構成するフレームの上記回転軸上に位置する部分に対し、穴部を形成する工程、モータ組立に用いる芯出し冶具の第一のピンを上記ボスに形成された貫通穴に通し、さらに上記シャフトの一端部に形成された一方のセンター穴に上記第一のピンの先端を嵌合させるとともに、上記シャフトの他端部に形成された他方のセンター穴に上記芯出し冶具の第二のピンを嵌合させて、上記シャフトと上記ボスを上記回転軸上に位置決めして保持する工程、上記ボスの位置を固定した状態で、上記シャフトの一端部を上記ボス側に圧入する工程、上記フレームの穴部を上記第二のピンに嵌合させつつ、上記フレームを上記シャフトが圧入された上記ボス側に組付ける工程を含むものである。

この発明のモータの製造方法によれば、ボスの中心部に貫通穴を設け、シャフトの両端部にセンター穴を設け、フレームに穴部を設けたため、ボスとシャフトとを圧入させる前に、芯出し冶具のピンを貫通穴、センター穴に嵌合させて、ボスとシャフトを回転軸上に同心となるように保持でき、中心軸を合わせた状態でボスとシャフトとを圧入して係合させることが可能となり、ボスの倒れを防止することができる上、さらに、フレームの穴部を第二のピンに嵌合させつつ、フレームをシャフトが圧入されたボス側に組付けるように作業を進めるため、シャフトが保持するマグネットの磁力によってフレームが保持するコアが引き寄せられても、フレームを第二のピンによってガイドすることができ、組み付け作業性を向上させることができるという効果がある。

実施の形態１．
図１〜図３を用いて、この発明の実施の形態１によるモータの製造方法と、その製造方法によって製造されるモータについて説明する。
図１は、例えば電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図であり、モータの外枠となるフレーム１内には、モータ内構造体（図示せず。）が配置され、その中心には、シャフト２が一つの回転軸上に回転自在に設けられている。シャフト２と別体構造であり、シャフト２の一端部が嵌合してシャフトの回転トルクが伝達される連結部材であるボス３は、外部入力軸（図示せず。）に係合されるスプライン部３ａを有している。ボス３は、その中心部に、シャフト２の回転軸方向に伸びるボス貫通穴（貫通穴。）３ｂを有しており、シャフト２は、その両端部に、シャフト２の回転軸方向に伸びるシャフトセンター穴（センター穴。）２ａ、２ｂを有している。センター穴２ａは、ボス３と嵌合する側のシャフト２の一端に設けられ、センター穴２ｂは、シャフト２の他端側に設けられる。さらに、フレーム１は、シャフト２の回転軸上に位置する部分にフレーム穴部（穴部。）１ａを有している。

また、モータ内構造体の巻線に外部から電流を供給するために、リード線５が設けられており、このリード線５が配置される部分のモータの外枠としてハウジング４が配置されている。このような構造のモータは、シャフト２（ハウジング４と一体化された状態のシャフト２。）と、ボス３を圧入によって嵌合組み付けさせた後、フレーム１をハウジング４側（ボス３側と同じ。）に組み込むという手順で組み立てを行う。
なお、ボス３とシャフト２一端部の嵌合部を示す拡大断面図を図２に示す。

次に、このモータの製造方法について図３を用いて説明する。図３は、モータの組立工程を工程順に示した工程図である。
まず、シャフト２を形成する段階で、その両端部に回転軸方向に伸びるセンター穴２ａ、２ｂを切削加工によって形成する。シャフト２は鉄によって構成されている。ここで、例えば、シャフト２の径は、その両端部においては約７ｍｍ程度であり、センター穴２ａの開口径（シャフト２端面で。）は約４ｍｍ程度、センター穴２ｂの開口径は約５ｍｍ程度であり、このセンター穴２ａ、２ｂは、回転軸に合致する位置で最も深くなるように形成する（開口径等は、ＪＩＳＢ１０１１に基づく。）。

また、ボス３は、鉄系焼結材によって鋳型形成されており、そのスプライン部（オス）３ａにおける径は、大径１０．９ｍｍ、小径９．８ｍｍ程度であり、ボス貫通穴３ｂの開口径は、スプライン部３ａ大径に対して約４０％程度となるように形成する。
さらに、フレーム１に対してフレーム穴部１ａを形成する場合は、プレス加工によって行い、フレーム穴部１ａの開口径は約１０ｍｍ程度となるように加工する。

次に、芯出し冶具を用いてモータの組み立てを行う。ここで、芯出し冶具とは、後述するボス固定冶具１１、ハウジング載置冶具１２、第一のピン１３、第二のピン１４、フレーム保持冶具１５を含んでいる。
まず、図３（ａ）に示すように、ボス固定冶具１１にボス３を固定し（ボス３のシャフト２との嵌合部が上向き、スプライン部３ｂが下向きとなるように。）、ボス貫通穴３ｂに第一のピン１３を嵌合させ、ピン先端をボス３から突出させた状態とし、ボス３の中心軸（回転軸）を固定する。ボス固定冶具１１の上に、所定間隔を隔てて配置されるハウジング載置冶具１２上に、シャフト２の回転軸が上下方向（垂直方向。）となるように、モータを構成するハウジング４部分を載置し、この状態で、第一のピン１３の先端をシャフト２のセンター穴２ａに嵌合させ、さらに、センター穴２ｂに第二のピン１４の先端を嵌合させ、シャフト２とボス３を回転軸上に位置決めして保持する。なお、この段階では、フレーム１がモータに組み付けられていないために、モータ内構造体６が露出した状態となっている。

次に、図３（ｂ）に示すように、第一のピン１３、第二のピン１４、ハウジング載置冶具１２が、図面の下側方向に下がるように動作させる。これに伴ってシャフト２、ハウジング４、モータ内構造体６が下方向に移動し、固定されたボス３にシャフト２の一端部がが圧入され、嵌合がなされた状態となる。このとき、シャフト２とボス３の中心軸が、第一のピン１３、第二のピン１４によって同心となるように位置決めされ、保持された状態であるため、正確にボス３をシャフト２に対して同心に圧入でき、ボス３の倒れを抑制することができる。

次に、図３（ｃ）に示すように、フレーム１をフレーム保持冶具１５によって保持し、フレーム穴部１ａに第二のピン１４を通した状態で、モータ本体側である下側にフレーム１を移動させ、第二のピン１４によってガイドしつつモータ本体に組付け、図１に示した構造のモータを得ることができる。この組み付け時には、フレーム保持冶具１５によって、フレーム１には、図３（ｃ）内に示した矢印方向（つまり、フレーム１内部側とモータ本体側である下側に向かう方向。）に力が加えられる。このとき、シャフト２両端のセンター穴２ａ、２ｂを芯出し冶具で保持した状態とすることで、シャフト２が保持しているマグネット（図示せず。）の磁力によって、フレーム１が保持するコア（図示せず。）が吸引されずに、フレーム１を円滑に組み付けることができ、組み付け作業性を向上させることができる。

以上示したように、シャフト２の両端を芯出し冶具によって保持できるようにしたことで、ボス３圧入時の倒れを改善できる。従って、モータ騒音低減、コラム組み付け不良低減、ボス偏心組み付けによるシャフト寿命劣化抑制という効果が得られ、さらに、シャフト２とボス３との組み付けおよびフレーム組み付けの作業性を向上させることが可能となる。

この発明の実施の形態１によるモータの側断面図である。この発明の実施の形態１によるシャフトとボスの嵌合部を示す拡大断面図である。この発明の実施の形態１によるモータの組み付け工程を示す工程図である。

符号の説明

１フレーム１ａフレーム穴部
２シャフト２ａ、２ｂシャフトセンター穴
３ボス３ａスプライン部
３ｂボス貫通穴４ハウジング
５リード線６モータ内構造体
１１ボス固定冶具１２ハウジング載置冶具
１３第一のピン１４第二のピン
１５フレーム保持冶具。

Claims

モータを構成し、一つの回転軸上に回転自在に設けられるシャフトに対し、その両端部に上記回転軸方向に伸びるセンター穴を形成する工程、上記シャフトと別体構造であり、上記シャフトの一端部が嵌合して上記シャフトの回転トルクが伝達される連結部材であり、外部入力軸に係合されるスプライン部が形成されたボスに対し、その中心部に上記回転軸方向に伸びる貫通穴を形成する工程、上記モータの外枠を構成するフレームの上記回転軸上に位置する部分に対し、穴部を形成する工程、モータ組立に用いる芯出し冶具の第一のピンを上記ボスに形成された貫通穴に通し、さらに上記シャフトの一端部に形成された一方のセンター穴に上記第一のピンの先端を嵌合させるとともに、上記シャフトの他端部に形成された他方のセンター穴に上記芯出し冶具の第二のピンを嵌合させて、上記シャフトと上記ボスを上記回転軸上に位置決めして保持する工程、上記ボスの位置を固定した状態で、上記シャフトの一端部を上記ボス側に圧入する工程、上記フレームの穴部を上記第二のピンに嵌合させつつ、上記フレームを上記シャフトが圧入された上記ボス側に組付ける工程を含むことを特徴とするモータの製造方法。