JP5239342B2 - 電動機組み立て装置および電動機組み立て方法 - Google Patents
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Description
より詳細には、電動機の組み立て時にロータとステータとが磁力により吸着することを防止する技術に関する。
従って、電動機の組み立て時にロータとステータとが磁力により吸着し、ロータ、ステータあるいはハウジングが破損する場合がある。
また、ロータとステータとの間に作用する磁力が大きい場合、電動機の組み立て時に併せて行われる芯出し作業(ハウジングに収容されたロータの中心線とステータの中心線とを一致させる作業)に支障をきたす場合がある。
この方法に用いられる芯出し用シャフトは一対の円柱形状の部材からなり、当該一対の円柱形状の部材は互いに中心線が一直線となり、かつ両者が所定の間隔を空けた状態で支持台に固定される。
芯出し用シャフトを構成する一対の円柱形状の部材の間隔はロータの回転軸の長さと略同じであり、ロータの回転軸の両端はそれぞれ芯出し用シャフトを構成する一対の円柱形状の部材に固定・支持される。ロータの回転軸が芯出し用シャフトに固定されたとき、ロータの回転軸の中心線と芯出し用シャフトの中心線とは一直線となる。
また、この方法に用いられる移動台車は、芯出し用シャフトの長手方向(芯出し用シャフトの中心線の方向)に移動可能であり、移動台車にはステータが収容されたハウジングが固定される。
そのため、特許文献1に記載の方法はステータが収容されるハウジングの一端が閉塞されるとともに他端のみが開口した構造のハウジングを有する電動機の組み立てに適用することができないという問題を有する。
この方法に用いられる挿入補助治具はリング状の部材であり、その中央部には貫通孔が形成され、当該貫通孔の直径(内径)はステータの直径(外径)と略同じである。従って、ステータの外周面が挿入補助治具の内周面に当接しつつ、ステータは挿入補助治具に沿って摺動可能である。
上記挿入補助治具を用いた電動機の組み立て方法は、(1)ロータが固定された回転軸の一端をハウジングの一端(閉塞されている方の端部)に軸支する工程と、(2)ロータが固定された回転軸の他端を保持する工程と、(3)挿入補助治具の中心線とハウジングの中心線とが一直線となる状態で、挿入補助治具をハウジングの他端(開口している方の端部)に配置する工程と、(4)ステータの外周面を挿入補助治具の内周面に当接させつつステータを挿入補助治具に沿って摺動させることによりステータをハウジングに挿入する工程と、を含む。例えば、特許文献2に記載の如くである。
従って、ステータの重量が大きい場合には作業性が良くない(取り扱いが困難である)という問題を有する。
回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て装置であって、
一対の端面および外周面を有する略円柱形状を成し、前記外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接し、前記一対の端面のうち少なくとも一方の端面の中央部に開口して前記回転軸の他端が嵌装される嵌装孔が形成され、前記嵌装孔に前記回転軸の他端が嵌装されたときに前記ステータの摺動方向と前記回転軸の軸線方向とが一致するステータガイド部材を具備し、
前記ステータガイド部材には、
前記ステータガイド部材の外周面に対向する前記ステータの内周面に当接するとともに前記ステータの摺動方向に沿って回転可能なローラと、
前記ステータガイド部材に摺動可能に支持されるとともに前記ローラを回転可能に軸支するブラケットと、
前記ローラが前記ステータの内周面に接近する方向に前記ブラケットを付勢する付勢部材と、
前記ローラの回転速度を減速するダンパーと、
を具備する減速機構が設けられるものである。
前記ステータガイド部材の嵌装孔に前記回動軸の他端を嵌装したときに前記ステータガイド部材よりも前記ハウジングの内部に向かって延びた状態となり、かつ前記ロータの外周面と前記ステータの内周面との間に配置され、前記ステータの内周面に摺動可能に当接する非磁性体からなるスリーブ部材を前記ステータガイド部材に設けるものである。
前記ステータガイド部材は非磁性体からなるものである。
前記ハウジングを固定するハウジング固定部材を具備するものである。
回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て装置であって、
前記ハウジングを固定するハウジング固定部材と、
先端部が、前記ハウジング固定部材に固定されたハウジングの軸支部に一端が軸支された回転軸の他端に嵌合するとともに、基部が、前記ハウジング固定部材に着脱可能に固定されるシャフト部材と、
一対の端面および外周面を有する略円柱形状を成し、前記外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接し、前記一対の端面の中央部を貫通するとともに前記シャフト部材が貫装される貫装孔が形成され、前記貫装孔を通過する分割面を境界として複数の分割片に分割可能であって、前記シャフト部材が前記貫装孔に貫装され、かつ前記回転軸の他端が前記シャフト部材の先端部に嵌合されたときに前記ステータの摺動方向と前記回転軸の軸線方向とが一致するステータガイド部材と、
を具備するものである。
回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て方法であって、
前記ロータが固定された回転軸を前記ハウジングに収容するとともに前記ロータが固定された回転軸の一端を前記ハウジングの軸支部に軸支する回転軸・ロータ収容工程と、
その外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接する略円柱形状の部材であるステータガイド部材に形成された嵌装孔に前記回転軸の他端を嵌装するステータガイド部材嵌装工程と、
前記ステータを前記ステータガイド部材に嵌挿し、前記ステータの内周面が前記ステータガイド部材の外周面に当接した状態で前記ステータを前記ステータガイド部材に沿って前記回転軸の軸線方向に摺動させることにより前記ステータを前記ハウジングに収容するステータ収容工程と、
を具備し、
前記ステータガイド部材には、
前記ステータガイド部材の外周面に対向する前記ステータの内周面に当接するとともに前記ステータの摺動方向に沿って回転可能なローラと、
前記ステータガイド部材に摺動可能に支持されるとともに前記ローラを回転可能に軸支するブラケットと、
前記ローラが前記ステータの内周面に接近する方向に前記ブラケットを付勢する付勢部材と、
前記ローラの回転速度を減速するダンパーと、
を具備する減速機構が設けられるものである。
回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て方法であって、
ハウジング固定部材にハウジングを固定するハウジング固定工程と、
前記ロータが固定された回転軸を前記ハウジングに収容するとともに前記ロータが固定された回転軸の一端を前記ハウジングの軸支部に軸支する回転軸・ロータ収容工程と、
その外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接する略円柱形状の部材であるステータガイド部材、前記ステータおよび前記ハウジングの他端を閉塞するキャップを、前記ハウジング固定部材に対して着脱可能なシャフト部材に貫装し、前記回転軸の他端を前記シャフト部材の先端部に嵌合し、前記シャフト部材を前記ハウジング固定部材に固定するシャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程と、
前記ステータを前記ステータガイド部材に嵌挿し、前記ステータの内周面が前記ステータガイド部材の外周面に当接した状態で前記ステータをステータガイド部材に沿って前記回転軸の軸線方向に摺動させることにより前記ステータを前記ハウジングに収容するステータ収容工程と、
前記シャフト部材を貫装するために前記ステータガイド部材に形成された貫装孔を通過する分割面を境界として前記ステータガイド部材を複数の分割片に分割することにより前記ステータガイド部材を前記シャフト部材から取り外すステータガイド部材取り外し工程と、
前記キャップを前記シャフト部材に沿って移動させるとともに前記ハウジングの他端に固定するキャップ固定工程と、
を具備するものである。
「原動機」は、自然界に存在するエネルギーを機械的な仕事(力学的なエネルギー)に変換する機械あるいは装置を指す。
ロータ20は回転軸10の中途部に固定され、ロータ20および回転軸10は一体的に回転する。
ハウジング40は非磁性体の一例であるアルミニウム合金を射出成形することにより一体的に成形される。ハウジング40は主として軸支部41およびステータ固定部42を有する。
本実施形態では、軸支部41には軸支部41およびステータ固定部42で囲まれる空間とハウジング40の外部とを連通する孔が形成され、当該孔に軸受け81が嵌装されるとともに回転軸10の一端が軸受け81に貫装される。
このようにして、回転軸10の一端は軸支部41に回転可能に軸支されるとともに軸支部41に形成された孔からハウジング40の外部に突出する。
ここで、「ステータ固定部42の一端が軸支部41により閉塞される」とは、軸支部41およびステータ固定部42で囲まれる空間(回転軸10、ロータ20およびステータ30が収容される空間)とハウジング40の外部とを連通する孔が軸支部41に形成されないことを指すのではなく、仮にそのような孔が軸支部41に形成されていても当該孔から軸支部41およびステータ固定部42で囲まれる空間に回転軸10、ロータ20およびステータ30を収容することが出来ない程度にステータ固定部42の一端が軸支部41により塞がれていることを指す。
回転軸10、ロータ20およびステータ30はステータ固定部42の他端(開口した他端)から軸支部41およびステータ固定部42で囲まれる空間に挿入され、ステータ30はステータ固定部42に固定される。
また、回転軸10、ロータ20およびステータ30がハウジング40に収容されているとき、ステータ固定部42に固定されたステータ30の内周面30aは、軸支部41および後述するキャップ50に軸支された回転軸10に固定されたロータ20の外周面20aに対して所定の間隔を空けて対向する。
なお、ステータ固定部42は筒状の部分であるが、その形状をステータ30の外形に沿った形状(円筒形状)とする必要はなく、例えば角筒形状とする等、他の部材との干渉や強度に応じてその形状を選択することが可能である。
本実施形態ではキャップ50はボルト締結によりハウジング40のステータ固定部42の他端に固定される。また、キャップ50にはハウジング40およびキャップ50で囲まれる空間とハウジング40の外部とを連通する貫装孔50aが形成され、貫装孔50aに軸受け82が嵌装されるとともに回転軸10の他端が軸受け82に貫装される。
このようにして、回転軸10の他端はキャップ50に回転可能に軸支される。
出力軸70の一端(軸受け83により軸支されている方の端部)の外周面には歯70a・70a・・・が形成される。歯70a・70a・・・はギヤ60の外周面に形成された歯60a・60a・・・噛合する。
出力軸70の外周面の中途部には歯70b・70b・・・が形成される。
電気自動車の車輪のホイールの内周面には内周歯が形成され、当該内周歯および出力軸70の歯70b・70b・・・の両方に噛合する外周歯が形成されたプラネタリギヤが設けられる。
車輪のホイールの内周面に形成された内周歯、プラネタリギヤおよび出力軸70の歯70b・70b・・・により遊星歯車機構(不図示)が構成される。
従って、ステータ30を構成するコイルに通電するとロータ20が固定された回転軸10が回転し、回転軸10の回転により発生する駆動力がギヤ60、出力軸70、遊星歯車機構(不図示)を経て電気自動車の車輪に伝達され、当該車輪が回転駆動される。
本実施形態のハウジング固定部材110は、ハウジング40の他端(開口している方の端部)を上方に向けた姿勢でハウジング40を固定する。
図2および図3に示す如く、ステータガイド部材120は一対の端面120a・120bおよび外周面120cを有する略円柱形状を成す。ステータガイド部材120は非磁性体の一例であるアルミニウム合金からなる。
ステータガイド部材120の外径はステータ30の内径よりわずかに小さいので、ステータ30がステータガイド部材120に外嵌されると、ステータ30の内周面30aがステータガイド部材120の外周面120cに当接するとともに、ステータ30はステータガイド部材120に沿って摺動することが可能である。
つまり、ステータガイド部材120は、その外径が、ステータガイド部材120に外嵌されたステータ30が摺動可能であり、かつステータガイド部材120に対するステータ30の半径方向の位置決めが可能なように、ステータ30の内径の大きさに対応した径に形成されているため、外周面120cがステータ30の内周面に摺動可能に当接することとなっている。
ステータガイド部材120には嵌装孔120dが形成される。嵌装孔120dはステータガイド部材120の端面120bの中央部に開口する。
図5に示す如く、本発明に係る電動機組み立て方法の第一実施形態は組み立て装置100を用いてインホイールモータ1を組み立てる方法であり、主としてハウジング固定工程S1100、回転軸・ロータ収容工程S1200、ステータガイド部材嵌装工程S1300およびステータ収容工程S1400を具備する。
ハウジング固定工程S1100が終了したら、回転軸・ロータ収容工程S1200に移行する。
回転軸・ロータ収容工程S1200が終了したら、ステータガイド部材嵌装工程S1300に移行する。
なお、図2に示す如く、嵌装孔120dに回転軸10の他端(本実施形態では上端)が嵌装されたとき、ステータガイド部材120に外嵌されたステータ30の摺動方向と回転軸10の軸線方向とが一致する(本実施形態では、ステータ30の摺動方向および回転軸10の軸線方向は上下方向である)。
ステータガイド部材嵌装工程S1300が終了したら、ステータ収容工程S1400に移行する。
また、ステータ30はステータガイド部材120および回転軸10を介してハウジング40に支持され、回転軸10の半径方向(回転軸10の軸線方向に垂直な方向)への移動が規制される。
従って、このような状態でステータガイド部材120に外嵌されたステータ30をステータガイド部材120に沿って下方に摺動させると、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容することが可能である。
さらに、図2および図4に示す如く、ステータガイド部材120に外嵌されたステータ30をステータガイド部材120に沿って下方に摺動させる過程では、ステータ30の上端面および外周面が外部に露出した状態であるため、ステータ30を作業者が手で持って担持する、あるいはステータ30をアクチュエータにより担持することが容易である。
ステータ収容工程S1400が終了したら、ステータガイド部材120を回転軸10から取り外し(ステータガイド部材120の嵌装孔120dに回転軸10の他端が嵌装された状態を解除し)、キャップ50をハウジング40のステータ固定部42の他端に固定し、ハウジング40をハウジング固定部材110から取り外す。
回転軸10と、
回転軸10に固定されるロータ20と、
ロータ20に対して所定の間隔を空けて対向する内周面30aを有するステータ30と、
回転軸10、ロータ20およびステータ30を収容するハウジング40と、
を具備し、
ハウジング40は、
回転軸10の一端を回転可能に軸支する軸支部41と、
一端が軸支部41により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入されたステータ30が固定される筒状のステータ固定部42と、
を有するインホイールモータ1を組み立てる電動機組み立て装置であって、
一対の端面120a・120bおよび外周面120cを有する略円柱形状を成し、外周面120cがステータ30の内周面30aに摺動可能に当接し、一方の端面120bの中央部に開口して回転軸10の他端が嵌装される嵌装孔120dが形成され、嵌装孔120dに回転軸10の他端が嵌装されたときにステータ30の摺動方向と回転軸10の軸線方向とが一致するステータガイド部材120を具備する。
このように構成することにより、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容し、ひいてはハウジング40の一端が閉塞されるとともに他端のみが開口した構造のハウジング40を有するインホイールモータ1を容易に組み立てることが可能である。
このように構成することによりステータガイド部材120とステータ30との間に磁力が作用してステータ30がステータガイド部材120に吸着することを防止することが可能である。
なお、ロータが界磁である場合、ステータガイド部材を非磁性体とすることにより、ステータガイド部材がロータに引き寄せられることを防止し、ひいてはステータガイド部材に形成された嵌装孔に回転軸の他端を嵌装する作業が容易となる。
ハウジング40を固定するハウジング固定部材110を具備する。
このように構成することにより、ハウジング40の姿勢および位置を一定に保持することが可能であり、ひいてはハウジング40にロータ20が固定された回転軸10を収容する作業、ステータガイド部材120の嵌装孔120dに回転軸10の他端を嵌装する作業、およびステータ30をステータガイド部材120に沿って摺動させつつハウジング40に収容する作業を容易に行うことが可能である。
回転軸10と、
回転軸10に固定されるロータ20と、
ロータ20に対して所定の間隔を空けて対向する内周面30aを有するステータ30と、
回転軸10、ロータ20およびステータ30を収容するハウジング40と、
を具備し、
ハウジング40は、
回転軸10の一端を回転可能に軸支する軸支部41と、
一端が軸支部41により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入されたステータ30が固定される筒状のステータ固定部42と、
を有するインホイールモータ1を組み立てる電動機組み立て方法であって、
ロータ20が固定された回転軸10をハウジング40に収容するとともにロータ20が固定された回転軸10の一端をハウジング40の軸支部41に軸支する回転軸・ロータ収容工程S1200と、
その外周面120cがステータ30の内周面に摺動可能に当接する略円柱形状部材であるステータガイド部材120に形成された嵌装孔120dに回転軸10の他端を嵌装するステータガイド部材嵌装工程S1300と、
ステータ30をステータガイド部材120に嵌挿し、ステータ30の内周面30aがステータガイド部材120の外周面120cに当接した状態でステータ30をステータガイド部材120に沿って回転軸10の軸線方向に摺動させることによりステータ30をハウジング40に収容するステータ収容工程S1400と、
を具備する。
このように構成することにより、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容し、ひいてはハウジング40の一端が閉塞されるとともに他端のみが開口した構造のハウジング40を有するインホイールモータ1を容易に組み立てることが可能である。
本実施形態のハウジング固定部材210は、ハウジング40の他端(開口している方の端部)を上方に向けた姿勢でハウジング40を固定する。
図6および図7に示す如く、ステータガイド部材220は一対の端面220a・220bおよび外周面220cを有する略円柱形状を成す。
ステータガイド部材220の外径はステータ30の内径より少し小さくなるように設定される。ステータガイド部材220には嵌装孔220dが形成される。嵌装孔220dはステータガイド部材220の端面220bの中央部に開口する。
スリーブ部材230は本発明に係るスリーブ部材の実施の一形態である。
本実施形態のステータガイド部材220の外周面220cに沿うように湾曲された板状の部材であり、非磁性体の一例であるアルミニウム合金からなる。
ステータガイド部材220に固定されたスリーブ部材230の他端(下端)はステータガイド部材220の下側の端面220aよりも下方に延びた形状を成す。
従って、ステータガイド部材220の嵌装孔220dに回転軸10の他端を嵌装したとき、スリーブ部材230はステータガイド部材220よりもハウジング40の内部に向かって延びた状態となる。
また、ステータ30をステータガイド部材220に外嵌したとき、ステータ30の内周面30aはスリーブ部材230の凸状の板面に摺動可能に当接する。
従って、ステータガイド部材220の嵌装孔220dに回転軸10の他端を嵌装したとき、スリーブ部材230はロータ20の外周面20aとステータ30の内周面30aとの間に配置される。
ステータガイド部材220の嵌装孔220dに回動軸10の他端を嵌装したときにステータガイド部材220よりもハウジング40の内部に向かって延びた状態となり、かつロータ20の外周面20aとステータ30の内周面30aとの間に配置され、ステータ30の内周面30aに摺動可能に当接する非磁性体からなるスリーブ部材230・230・230をステータガイド部材220に設ける。
このように構成することにより、ステータ30の内周面30aがロータ20の外周面20aに対向する位置にステータ30が移動してもステータ30がロータ20に接触することが無くステータ30がスリーブ部材230・230・230に支持された状態が保持されるとともにステータ30がスリーブ部材230・230・230に磁力により吸着することが無い。
従って、ステータ30をハウジング40に収容するときにスリーブ部材230・230・230に沿って常に滑らかに摺動させることが可能である。
なお、ロータが界磁である場合、スリーブ部材を非磁性体とすることにより、スリーブ部材がロータに吸着されることが無く、ステータガイド部材に回転軸の他端を嵌装する作業およびステータガイド部材を回転軸から取り外す(ステータガイド部材に回転軸の他端を嵌装した状態を解除する)作業が容易となる。
また、スリーブ部材の形状をステータガイド部材の外径よりもわずかに大きい内径を有する略円筒形状の部材としても良い。
本実施形態のハウジング固定部材310は、ハウジング40の他端(開口している方の端部)を上方に向けた姿勢でハウジング40を固定する。
図8および図9に示す如く、ステータガイド部材320は一対の端面320a・320bおよび外周面320cを有する略円柱形状を成す。
ステータガイド部材320の外径はステータ30の内径よりわずかに小さいので、ステータ30がステータガイド部材320に外嵌されると、ステータ30の内周面30aがステータガイド部材320の外周面320cに当接するとともに、ステータ30はステータガイド部材320に沿って摺動することが可能である。
ステータガイド部材320には嵌装孔320dが形成される。嵌装孔320dはステータガイド部材320の端面320bの中央部に開口する。
ステータガイド部材320には摺動孔320eが形成される。摺動孔320eはステータガイド部材320の外周面320cに開口する。
減速機構350は本発明に係る減速機構の実施の一形態であり、ステータガイド部材320に沿ったステータ30の摺動速度を減速するものである。
減速機構350は主としてローラ351、ブラケット352、スプリング353およびダンパー354・354を具備する。
ローラ本体351aはゴムからなる略円柱形状の部材である。ローラ本体351aの外周面はステータガイド部材320の外周面320cに対向するステータ30の内周面30aに当接する。ローラ本体351aをゴムで構成することにより、ローラ本体351aの外周面とステータ30の内周面30aとの当接部分の摩擦係数が大きくなり、当該当接部分においてスリップが容易に発生することは無い。
ローラ軸351bはローラ本体351aに相対回転不能に貫装された金属製の棒材であり、ローラ351の回転軸を成す部材である。
ブラケット352はステータガイド部材320に形成された摺動孔320eに収容され、摺動孔320eに沿って摺動可能である。このように、ブラケット352はステータガイド部材320に摺動可能に支持される。
本実施形態のスプリング353は金属製の巻きバネであり、摺動孔320eにおいて摺動孔320eの奥壁とブラケット352との間に配置される。スプリング353がブラケット352を摺動孔320eの開口部分から突出する方向に付勢することにより、ブラケット352に軸支されたローラ351は摺動孔320eの開口部分からステータガイド部材320の外周面320aの外側に向かって突出し、ある程度の弾性力で付勢された状態でステータ30の内周面30aに当接する。
また、ブラケット352に軸支されたローラ351は、ステータ30の摺動方向に沿って回転する(より詳細には、ステータ30がステータガイド部材320に沿って摺動するとき、ステータ30の内周面30aに当接するローラ351がステータ30の内周面30aに対してスリップすることなく回転する)。
なお、本発明に係る付勢部材は本実施形態のスプリング353に限定されず、例えば付勢部材を弾性変形し得るゴムの塊で構成しても良い。
本実施形態のダンパー354・354はブラケット352においてローラ351のローラ軸351bの両端を軸支する位置にそれぞれ設けられ、ダンパー354に充填された油の粘性抵抗によりローラ351の回転速度を減速する。
なお、本発明に係るダンパーは本実施形態のダンパー354・354に限定されず、例えばローラの回転軸とダンパーとの間の摩擦抵抗によりローラの回転速度を減速しても良い。
ステータガイド部材320の外周面320cに対向するステータ30の内周面30aに当接するとともにステータ30の摺動方向に沿って回転可能なローラ351と、
ステータガイド部材320に摺動可能に支持されるとともにローラ351を回転可能に軸支するブラケット352と、
ローラ351がステータ30の内周面30aに接近する方向にブラケット352を付勢するスプリング353と、
ローラ351の回転速度を減速するダンパー354・354と、
を具備する減速機構350をステータガイド部材320に設ける。
このように構成することにより、ロータ20とステータ30との間に作用する磁力により引き寄せられてステータ30がステータガイド部材320に沿ってハウジング40の内部に向かって摺動する場合でもステータ30の摺動速度を減速し、ひいてはステータ30が軸支部41に勢いよく衝突すること(ステータ30あるいはハウジング40が破損すること)を防止することが可能である。
ハウジング固定部材410はベース411およびコラム412を具備する。
コラム412の下端はベース411の側端部に固定される。また、コラム412の上端がベース411に固定されたハウジング40よりも上方となるようにコラム412の上下方向の長さが設定される。
シャフト部材460は主としてアーム461およびメインシャフト462を具備する。
メインシャフト462の先端部の端面には嵌合孔462aが形成される。
図10および図11に示す如く、ステータガイド部材420は一対の端面420a・420bおよび外周面420cを有する略円柱形状を成す。ステータガイド部材420は非磁性体の一例であるアルミニウム合金からなる。
ステータガイド部材420の外径はステータ30の内径よりわずかに小さいので、ステータ30がステータガイド部材420に外嵌されると、ステータ30の内周面30aがステータガイド部材420の外周面420cに当接するとともに、ステータ30はステータガイド部材420に沿って摺動することが可能である。
ステータガイド部材420には貫装孔420fが形成される。貫装孔420fはステータガイド部材420を貫通し、一対の端面420a・420bの中央部にそれぞれ開口する。
また、ステータガイド部材420は、貫装孔420fを通過する分割面420gを境界として二つの分割片421・422に分割可能である。二つの分割片421・422はボルト480・480により着脱可能に固定される。
図15に示す如く、本発明に係る電動機組み立て方法の第二実施形態は組み立て装置400を用いてインホイールモータ1を組み立てる方法であり、主としてハウジング固定工程S4100、回転軸・ロータ収容工程S4200、シャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程S4300、ステータ収容工程S4400、ステータガイド部材取り外し工程S4500およびキャップ固定工程S4600を具備する。
ハウジング固定工程S4100が終了したら、回転軸・ロータ収容工程S4200に移行する。
回転軸・ロータ収容工程S4200が終了したら、シャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程S4300に移行する。
より詳細には、シャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程S4300は以下の(a)〜(d)の手順からなる。
(a)シャフト部材460のメインシャフト462が、キャップ50の貫装孔50aに貫装される。
(b)シャフト部材460のメインシャフト462が、ステータ30が外嵌されたステータガイド部材420の貫装孔420fに貫装される。
(c)ハウジング40の軸支部41に一端が軸支された回転軸10の他端が、メインシャフト462の先端部に形成された嵌合孔462aに嵌合される。
(d)シャフト部材460のアーム461の基部がボルト470によりハウジング固定部材410のコラム412の上端部に固定される。(d)が終了した時点で、図10に示す状態となる。
シャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程S4300が終了したら、ステータ収容工程S4400に移行する。
また、ステータ30はステータガイド部材420、回転軸10およびシャフト部材460を介してハウジング40に支持され、回転軸10の半径方向(回転軸10の軸線方向に垂直な方向)への移動が規制される。
従って、このような状態でステータガイド部材420に外嵌されたステータ30をステータガイド部材420に沿って下方に摺動させると、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容することが可能である。
また、図10および図12に示す如く、ステータガイド部材420に外嵌されたステータ30をステータガイド部材420に沿って下方に摺動させる過程では、ステータ30の上端面および外周面が外部に露出した状態であるため、ステータ30を作業者が手で持って担持する、あるいはステータ30をアクチュエータにより担持することが容易である。
ステータ収容工程S4400が終了した時点で、図12に示す状態となる。
ステータ収容工程S4400が終了したら、ステータガイド部材取り外し工程S4500に移行する。
より詳細には、ボルト480・480を緩めることによりステータガイド部材420を
二つの分割片421・422に分割し、シャフト部材460をハウジング固定部材410から取り外すことなく(回転軸10の両端がそれぞれハウジング40およびシャフト部材460により支持された状態を保持して)シャフト部材460から取り外す。
ステータガイド部材取り外し工程S4500が終了した時点で、図13に示す状態となる。
ステータガイド部材取り外し工程S4500が終了したら、キャップ固定工程S4600に移行する。
より詳細には、キャップ50をメインシャフト462に沿って下方に摺動させ、図示せぬボルトによりキャップ50をハウジング40の他端に固定する。
キャップ固定工程S4600が終了した時点で、図14に示す状態となる。
キャップ固定工程S4600が終了したら、ボルト470を緩めることによりシャフト部材460をハウジング固定部材410から取り外し、ハウジング40をハウジング固定部材410から取り外す。
回転軸10と、
回転軸10に固定されるロータ20と、
ロータ20に対して所定の間隔を空けて対向する内周面30aを有するステータ30と、
回転軸10、ロータ20およびステータ30を収容するハウジング40と、
を具備し、
ハウジング40は、
回転軸10の一端を回転可能に軸支する軸支部41と、
一端が軸支部41により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入されたステータ30が固定される筒状のステータ固定部42と、
を有するインホイールモータ1を組み立てる電動機組み立て装置であって、
ハウジング40を固定するハウジング固定部材410と、
先端部(本実施形態では、メインシャフト462の先端部)が、ハウジング固定部材410に固定されたハウジング40の軸支部41に一端が軸支された回転軸10の他端に嵌合するとともに、基部(本実施形態では、アーム461の基部)がハウジング固定部材410(本実施形態では、コラム412の上端部)に着脱可能に固定されるシャフト部材460と、
一対の端面420a・420bおよび外周面420cを有する略円柱形状を成し、外周面420cがステータ30の内周面30aに摺動可能に当接し、一対の端面420a・420bの中央部を貫通するとともにシャフト部材460(本実施形態では、メインシャフト462)が貫装される貫装孔420fが形成され、貫装孔420fを通過する分割面420gを境界として二つの分割片421・422に分割可能であって、シャフト部材460(本実施形態では、メインシャフト462)が貫装され、かつ回転軸10の他端がシャフト部材460の先端部(本実施形態では、メインシャフト462の先端部)に嵌合されたときにステータ30の摺動方向と回転軸10の軸線方向とが一致するステータガイド部材420と、
を具備する。
このように構成することにより、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容し、ひいてはハウジング40の一端が閉塞されるとともに他端のみが開口した構造のハウジング40を有するインホイールモータ1を容易に組み立てることが可能である。
また、ステータ30をハウジング40に収容するとき回転軸10の両端はそれぞれ軸支部41およびシャフト部材460に支持されているので、回転軸10の一端と軸支部41との間(本実施形態の場合、軸受け81)にある程度の遊び(ガタ)があっても回転軸10がハウジング40に対して大きく傾くことが無く、ロータ20とステータ30とが吸着することを防止することが可能であるとともに、ハウジング40に対する回転軸10の軸線の傾きを調整する作業を省略することが可能であり、作業性に優れる。
回転軸10と、
回転軸10に固定されるロータ20と、
ロータ20に対して所定の間隔を空けて対向する内周面30aを有するステータ30と、
回転軸10、ロータ20およびステータ30を収容するハウジング40と、
を具備し、
ハウジング40は、
回転軸10の一端を回転可能に軸支する軸支部41と、
一端が軸支部41により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入されたステータ30が固定される筒状のステータ固定部42と、
を有するインホイールモータ1を組み立てる電動機組み立て方法であって、
ハウジング固定部材410にハウジング40を固定するハウジング固定工程S4100と、
ロータ20が固定された回転軸10をハウジング40に収容するとともにロータ20が固定された回転軸10の一端(本実施形態では下端)をハウジング40の軸支部41に軸支する回転軸・ロータ収容工程S4200と、
その外周面420cがステータ30の内周面30aに摺動可能に当接する略円柱形状の部材であるステータガイド部材420、ステータ30およびハウジング40の他端を閉塞するキャップ50をシャフト部材460に貫装し、回転軸10の他端(本実施形態では下端)をシャフト部材460の先端部に嵌合し、シャフト部材460をハウジング固定部材410に固定するシャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程S4300と、
ステータ30をステータガイド部材420に嵌挿し、ステータ30の内周面30aがステータガイド部材420の外周面420cに当接した状態でステータ30をステータガイド部材420に沿って回転軸10の軸線方向に摺動させることによりステータ30をハウジング40に収容するステータ収容工程S4400と、
シャフト部材460を貫装するためにステータガイド部材420に形成された貫装孔420fを通過する分割面420gを境界としてステータガイド部材420を二つの分割片421・422に分割することによりステータガイド部材420をシャフト部材460から取り外すステータガイド部材取り外し工程S4500と、
キャップ50をハウジング40の他端(開口している方の端部)に固定するキャップ固定工程S4600と、
を具備する。
このように構成することにより、ロータ20とステータ30との間に磁力が作用してもステータ30を回転軸10、ロータ20あるいはハウジング40の開口した他端等に接触させることなくスムーズにハウジング40の内部に収容し、ひいてはハウジング40の一端が閉塞されるとともに他端のみが開口した構造のハウジング40を有するインホイールモータ1を容易に組み立てることが可能である。
また、ステータ30をハウジング40に収容するとき回転軸10の両端はそれぞれ軸支部41およびシャフト部材460に支持されているので、回転軸10の一端と軸支部41との間(本実施形態の場合、軸受け81)にある程度の遊び(ガタ)があっても回転軸10がハウジング40に対して大きく傾くことが無く、ロータ20とステータ30とが吸着することを防止することが可能であるとともに、ハウジング40に対する回転軸の軸線の傾きを調整する作業を省略することが可能であり、作業性に優れる。
10 回転軸
20 ロータ
30 ステータ
30a ステータの内周面
40 ハウジング
41 軸支部
42 ステータ固定部
100 組み立て装置(電動機組み立て装置の第一実施形態)
110 ハウジング固定部材
120 ステータガイド部材
120a 端面
120b 端面
120c ステータガイド部材の外周面
120d ステータガイド部材の嵌装孔
Claims (7)
- 回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て装置であって、
一対の端面および外周面を有する略円柱形状を成し、前記外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接し、前記一対の端面のうち少なくとも一方の端面の中央部に開口して前記回転軸の他端が嵌装される嵌装孔が形成され、前記嵌装孔に前記回転軸の他端が嵌装されたときに前記ステータの摺動方向と前記回転軸の軸線方向とが一致するステータガイド部材を具備し、
前記ステータガイド部材には、
前記ステータガイド部材の外周面に対向する前記ステータの内周面に当接するとともに前記ステータの摺動方向に沿って回転可能なローラと、
前記ステータガイド部材に摺動可能に支持されるとともに前記ローラを回転可能に軸支するブラケットと、
前記ローラが前記ステータの内周面に接近する方向に前記ブラケットを付勢する付勢部材と、
前記ローラの回転速度を減速するダンパーと、
を具備する減速機構が設けられる、
電動機組み立て装置。 - 前記ステータガイド部材の嵌装孔に前記回動軸の他端を嵌装したときに前記ステータガイド部材よりも前記ハウジングの内部に向かって延びた状態となり、かつ前記ロータの外周面と前記ステータの内周面との間に配置され、前記ステータの内周面に摺動可能に当接する非磁性体からなるスリーブ部材を前記ステータガイド部材に設ける請求項1に記載の電動機組み立て装置。
- 前記ステータガイド部材は非磁性体からなる請求項1または請求項2に記載の電動機組み立て装置。
- 前記ハウジングを固定するハウジング固定部材を具備する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電動機組み立て装置。
- 回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て装置であって、
前記ハウジングを固定するハウジング固定部材と、
先端部が、前記ハウジング固定部材に固定されたハウジングの軸支部に一端が軸支された回転軸の他端に嵌合するとともに、基部が、前記ハウジング固定部材に着脱可能に固定されるシャフト部材と、
一対の端面および外周面を有する略円柱形状を成し、前記外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接し、前記一対の端面の中央部を貫通するとともに前記シャフト部材が貫装される貫装孔が形成され、前記貫装孔を通過する分割面を境界として複数の分割片に分割可能であって、前記シャフト部材が前記貫装孔に貫装され、かつ前記回転軸の他端が前記シャフト部材の先端部に嵌合されたときに前記ステータの摺動方向と前記回転軸の軸線方向とが一致するステータガイド部材と、
を具備する電動機組み立て装置。 - 回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て方法であって、
前記ロータが固定された回転軸を前記ハウジングに収容するとともに前記ロータが固定された回転軸の一端を前記ハウジングの軸支部に軸支する回転軸・ロータ収容工程と、
その外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接する略円柱形状の部材であるステータガイド部材に形成された嵌装孔に前記回転軸の他端を嵌装するステータガイド部材嵌装工程と、
前記ステータを前記ステータガイド部材に嵌挿し、前記ステータの内周面が前記ステータガイド部材の外周面に当接した状態で前記ステータを前記ステータガイド部材に沿って前記回転軸の軸線方向に摺動させることにより前記ステータを前記ハウジングに収容するステータ収容工程と、
を具備し、
前記ステータガイド部材には、
前記ステータガイド部材の外周面に対向する前記ステータの内周面に当接するとともに前記ステータの摺動方向に沿って回転可能なローラと、
前記ステータガイド部材に摺動可能に支持されるとともに前記ローラを回転可能に軸支するブラケットと、
前記ローラが前記ステータの内周面に接近する方向に前記ブラケットを付勢する付勢部材と、
前記ローラの回転速度を減速するダンパーと、
を具備する減速機構が設けられる、
電動機組み立て方法。 - 回転軸と、
前記回転軸に固定されるロータと、
前記ロータに対して所定の間隔を空けて対向する内周面を有するステータと、
前記回転軸、ロータおよびステータを収容するハウジングと、
を具備し、
前記ハウジングは、
前記回転軸の一端を回転可能に軸支する軸支部と、
一端が前記軸支部により閉塞されるとともに他端が開口し、当該開口した他端から挿入された前記ステータが固定される筒状のステータ固定部と、
を有する電動機を組み立てる電動機組み立て方法であって、
ハウジング固定部材にハウジングを固定するハウジング固定工程と、
前記ロータが固定された回転軸を前記ハウジングに収容するとともに前記ロータが固定された回転軸の一端を前記ハウジングの軸支部に軸支する回転軸・ロータ収容工程と、
その外周面が前記ステータの内周面に摺動可能に当接する略円柱形状の部材であるステータガイド部材、前記ステータおよび前記ハウジングの他端を閉塞するキャップを、前記ハウジング固定部材に対して着脱可能なシャフト部材に貫装し、前記回転軸の他端を前記シャフト部材の先端部に嵌合し、前記シャフト部材を前記ハウジング固定部材に固定するシャフト嵌合・ステータガイド部材貫装工程と、
前記ステータを前記ステータガイド部材に嵌挿し、前記ステータの内周面が前記ステータガイド部材の外周面に当接した状態で前記ステータをステータガイド部材に沿って前記回転軸の軸線方向に摺動させることにより前記ステータを前記ハウジングに収容するステータ収容工程と、
前記シャフト部材を貫装するために前記ステータガイド部材に形成された貫装孔を通過する分割面を境界として前記ステータガイド部材を複数の分割片に分割することにより前記ステータガイド部材を前記シャフト部材から取り外すステータガイド部材取り外し工程と、
前記キャップを前記シャフト部材に沿って移動させるとともに前記ハウジングの他端に固定するキャップ固定工程と、
を具備する電動機組み立て方法。
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