JP6094138B2 - モータの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータの組立方法およびモータに関する。

従来、製品の組立方法としては、特開平１１−２１０６５７号公報（特許文献１）に記載されている圧縮機の組立方法がある。この圧縮機の組立方法は、ステータをケーシングに焼嵌め等により嵌合して固定し、また、旋回スクロールと噛み合う固定スクロールをフレームに固定するようになっている。

また、この圧縮機の組立方法は、回転軸の上部を、フレームに嵌合された主軸受により回転自在に固定し、中回転軸の中間部には、ロータを同芯状に外嵌して固定し、回転軸の下部を、副軸受により回転自在に固定するようになっている。このようにして、旋回スクロールを回転軸に同芯状に嵌合するようになっている。

また、この圧縮機の組立方法は、ケーシングの端面をフローティング機構で支持することにより、ケーシングの加工精度によるステータとフレームの位置決め精度の低下を防止するようになっている。詳しくは、フローティング機構は、その断面の周方向に滑らかに移動が可能であり、ケーシングが変形していても、ステータと、フレームとの正確な位置決めが可能となり、ステータと、フレームとを組み付けできるようになっている。

しかしながら、上記従来の組立方法では、フローティング機構が、その断面の周方向に滑らかに移動できるのみであるので、組み付け性の向上がケーシングの周方向の変形にかぎられる。

また、上記従来の組立方法では、ステータと、ロータとの間に強力な磁力が作用するため、フローティング機構が存在していても、ステータと、フレームとが容易に組み付けられない場合がある。

特開平１１−２１０６５７号公報

そこで、本発明の課題は、ケーシングの周方向の変形にかぎらず、ステータと、ロータとの組み付け性を向上できると共に、ステータと、ロータとの間に強力な磁力が作用する場合にも、確実に組み立てできるモータの組立方法および組み立てが容易なモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のモータの組立方法は、
筒状の外枠と、その外枠の内周面に取り付けられたステータコアとを有するステータに、モータシャフトと、そのモータシャフトに固定されたロータと、上記モータシャフトが軸受を介して回動自在に支持されると共に、外周面を有する蓋部材とを有するロータユニットが組み付けられたモータを組み立てるモータの組立方法であって、
上記蓋部材の上記外周面における軸方向の上記ロータ側の外周面部は、上記ロータ側に行くにしたがって先細りとなる円錐面状のテーパ部を有し、
上記ロータの外周面は、磁石を有し、
上記ステータの軸方向の一方側の端面は、上記蓋部材の上記外周面の軸方向の上記ロータ側の端部を嵌め込むための案内部を有し、
更に、上記ステータに上記ロータを組み立てた状態において、上記磁石と、上記ステータのステータコアとの上記ロータの径方向の距離が、α［ｍｍ］であって、かつ、上記案内部と、上記テーパ部の軸方向の上記ロータ側とは反対側の端との上記径方向の距離が、β［ｍｍ］であるとき、α＞βであり、
上記ステータの中心軸が、上記ロータユニットの中心軸の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心として上記ステータの径方向に自在に移動している状態で、上記ロータユニットを上記ステータの方に上記ロータユニットの軸方向に相対移動させて、上記ステータに上記ロータユニットを組み付けることを特徴としている。

本発明によれば、ステータの中心軸が、ロータユニットの中心軸の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心としてステータの径方向に自在に移動している状態で、ロータユニットをステータの方にロータユニットの軸方向に相対移動するようになっているから、単品部品の各軸方向の位置での真円度が悪い場合に加えて、単品部品の各軸方向の位置での同軸度が悪い場合のロータユニットのステータへの組む込み性を向上できる。

また、本発明によれば、ステータに上記ロータを組み立てた状態において、ロータの外面に存在する磁石と、ステータのステータコアとのステータの径方向の距離α［ｍｍ］が、案内部と、テーパ部の軸方向のロータ側とは反対側の端との径方向の距離β［ｍｍ］よりも大きくなっている。したがって、ステータの中心軸が、ロータユニットの中心軸の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心としてステータの径方向に自在に移動することによって、ステータが径方向にずれたとしても、ロータユニットのテーパ部をステータの案内部に衝突させることができ、ロータユニットの磁石と、ステータコアの鉄部との吸引力による干渉が起こることを確実に防止できる。したがって、ステータと、ロータとの間に強力な磁力が作用する場合にも、ロータとステータとを確実に組み立てることができて、ロータユニットのステータに対する組み込み性を格段に向上させることができる。

また、本発明のモータは、
モータシャフトと、
上記モータシャフト上に固定されたロータと、
上記モータシャフトが軸受を介して回動自在に支持されると共に、外周面を有する蓋部材と、
筒状の外枠と、その外枠の内周面に取り付けられたステータコアとを有するステータと
を備え、
上記蓋部材の上記外周面における軸方向の上記ロータ側の外周面部は、上記ロータ側に行くにしたがって先細りとなる円錐面状のテーパ部を有し、
上記ロータの外周面は、磁石を有し、
上記ステータの軸方向の一方側の端面は、上記蓋部材の軸方向の上記ロータ側の端部を嵌め込むための案内部を有し、
上記磁石と、上記ステータのステータコアとの上記ステータの径方向の距離が、α［ｍｍ］であって、かつ、上記案内部と、上記テーパ部の軸方向の上記ロータ側とは反対側の端との上記径方向の距離が、β［ｍｍ］であるとき、α＞βであることを特徴としている。

本発明によれば、ステータにロータを組み立てた状態において、ロータの外面に存在する磁石と、ステータのステータコアとのステータの径方向の距離α［ｍｍ］が、案内部と、テーパ部の軸方向のロータ側とは反対側の端との径方向の距離β［ｍｍ］よりも大きくなっている。したがって、ロータユニットの組み込み時にステータが径方向にずれても、ロータユニットのテーパ部がステータの案内部に当たって停止するため、ロータユニットの磁石と、ステータコアの鉄部との吸引力による干渉が起こることを確実に防止できる。したがって、ステータと、ロータとの間に強力な磁力が作用する場合にも、ロータとステータとを確実に組み立てることができて、ロータユニットのステータに対する組み込み性を格段に向上させることができる。

本発明によれば、ケーシングの周方向の変形にがぎらず、ステータと、ロータとの組み付け性を向上できると共に、ステータと、ロータとの間に強力な磁力が作用する場合にも、確実に組み立てできるモータの組立方法および組立が容易なモータを実現できる。

本発明の一実施形態のモータのロータユニット１の斜視図である。 図１のＡＡ線断面図である。 組み付けられた状態のロータユニット１およびステータ２を示す模式図である。 図３にＡで示す領域の拡大図である。 ステータに対するロータユニットの組み付けを説明するための図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のモータのロータユニットの斜視図である。

このロータユニット１は、モータシャフト１１と、ロータ１２と、蓋部材１３とを有し、ロータ１２は、モータシャフト１１に固定されている。図１に示すように、上記ロータ１２は、筒状かつ鉄製の本体部３０と、複数の磁石１５とを有している。上記各磁石１５は、本体部３０の外周面に固定されている。また、上記複数の磁石１５は、本体部３０の周方向に互いに間隔をおいて位置している。図１で、参照番号３８は、内接ギアポンプのインナーギアであり、参照番号３９は、内接ギアポンプのアウターギアである。図１に示すように、インナーギア３８と、アウターギア３９とは、偏心して配置されている。内径に挿入したモータシャフト１１を用いてインナーギア３８を回転駆動させると、外径をケース内に拘束されたアウターギア３９が歯部の接触で回転力を受けるようになっており、インナーギア３８に従動するかたちで同じ方向に回転するようになっている。

図２は、図１のＡＡ線断面図である。

図２に示すように、上記蓋部材１３は、フランジ部２０と、接続環状部２１と、円筒部２２とを有し、接続環状部２１は、フランジ部２０と、円筒部２２とを接続している。上記フランジ部２０は、軸方向の円筒部２２側とは反対側の端面に凹部２５を有し、その凹部２５は、軸方向に開口している。このようにして、チャック装置の保持部を、凹部２５内に収容できるようにして、凹部内に存在する上記保持部でモータシャフト１１を掴むことができるようにしている。

また、図２に示すように、上記ロータユニット１は、軸方向に複列に配置された転がり軸受２８,２９を有している。上記円筒部２２は、転がり軸受２８,２９によって、モータシャフト１１に回動自在に支持されている。また、上記ロータユニット１は、環状のシール部材２７を有している。上記シール部材２７の径方向の外方側の端部は、接続環状部２１の内周面に固定される一方、シール部材２７の径方向の内方側の端部は、モータシャフト１１の外周面上を摺動するようになっている。

図２に示すように、上記ロータ１２の本体部３０は、軸方向の半断面において略Ｌ字状の形状を有している。上記本体部３０は、径方向に延在する環状の円板部３１と、軸方向に延在する筒部３２とを有している。上記円板部３１の内周面は、モータシャフト１１の外周面に固定されている一方、ロータ１２の筒部３２は、蓋部材１３の円筒部２２の径方向の外方側に位置している。上記ロータ１２の筒部３２は、蓋部材１３の円筒部２２の大部分を覆っている。

図３は、組み付けられた状態のロータユニット１およびステータ２を示す模式図である。

図３に示すように、ステータ２は、樹脂製の筒状の外枠４０と、その外枠４０の内周面に取り付けられたステータコア（固定子鉄心）４１とを有する。上記外枠４０は、その軸方向の一方側の端面に案内部４２を有する。この案内部４２には、蓋部材１３のフランジ部２０の外周面８０（図２参照）の軸方向のロータ１２側の端部が嵌め込まれるようになっている。また、上記ステータコア４１は、積層鋼板からなっている。尚、図３のステータコア４１の縞模様は、ステータコア４１が積層鋼板からなることを示している。

図３に示すように、上記ロータユニット１のロータ１２は、ステータコア４１に取り囲まれている。ロータ１２の各磁石１５（図１参照）は、ステータコア４１に対して径方向に間隔をおいた状態で径方向に対向している。

図４は、図３にＡで示す領域の拡大図である。

図４に示すように、上記蓋部材１３のフランジ部２０の外周面８０の軸方向のロータ１２側の端部にある外周面部は、蓋部材１３側とは反対側に行くにしたがって先細りとなる円錐面状のテーパ部５０になっている。

また、図４に示すように、ステータ２にロータ１２を組み立てた状態において、磁石１５と、ステータ２のステータコア４１との径方向（ロータ１２の径方向）の距離が、α［ｍｍ］であって、かつ、案内部４２と、テーパ部５０の軸方向のロータ１２側とは反対側の端４８との径方向の距離が、β［ｍｍ］であるとき、α＞βとなっている。

これは、ステータ２の上面５１と、蓋部材１３のテーパ部５０の上記端４８との軸方向の距離（高さ）を、γ［ｍｍ］とし、テーパ部５０のテーパ角度をθ［°］とすると、β＝γｔａｎθの関係が成立することを意味している。θおよびγは、α＞βとなるように決められているのである。

図５は、ステータ２に対するロータユニット１の組み付けを説明するための図である。

簡潔に述べると、この実施形態では、ステータ２をチャックすると共に、ロータユニット１をチャックした後、ロータユニット１のテーパ部５０（図４参照）が、ステータ２の案内部４２に入るまで、ロータユニット１を下降させる。その後、フローティング機構７０を起動して、ステータ２をクランプした状態で自在に移動させた状態で、ロータユニット１をステータ２に挿入して、ロータユニット１のステータ２への組み付けを行っている。

詳しくは、先ず、フローティング機構７０と、図示しないチャック装置とを用意する。ここで、上記フローティング機構７０は、載置台７１と、第１アーム部７２と、第２アーム部７３とを有する。また、上記載置台７１上に載置されたワークは、第１アーム部７２と、第２アーム部７３とで図５に矢印Ａで示す方向に挟み込まれることにより、載置台７１に対して相対移動できないようになっている。また、上記フローティング機構７０は、載置台７１の載置面の法線方向に延在する特定の一つの軸を中心として、自在に移動できるようになっており、図５に示す平面の紙面では、矢印Ｂで示す方向に揺動するようになっている。

また、上記チャック装置の保持部は、図５に矢印Ｃで示す径方向の内方側にモータシャフト１１の外周面に力を付与できるようになっており、その反作用により、蓋部材１３のフランジ部２０の凹部２５内で、モータシャフト１１を保持するようになっている。また、チャック装置は、図示しない伸縮機構を有し、保持部で保持したモータシャフト１１を、図５に矢印Ｄで示すモータシャフト１１の延長方向に移動させることができるようになっている。

次に、ステータ２を、フローティング機構７０に固定する。詳しくは、ステータ２を、フローティング機構７０の載置台７１上に載置する。また、上記第１アーム部７２と、第２アーム部７３とで、ステータ２を図５に矢印Ａで示す方向に挟み付けることにより、ステータ２が、フローティング機構７０に対して相対移動できないようにする。

最後に、フローティング機構７０を稼働して、ステータ２の中心軸６０が、ロータユニット１の中心軸６１の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心としてステータ２の径方向に自在に移動するように、ステータ２を自在に移動させる。そして、その状態で、チャック装置の伸縮機構で、ロータユニット１をステータ２の方にロータユニット１の軸方向に移動させて、ステータ２にロータユニット１を組み付けるようになっている。

上記実施形態によれば、フローティング機構７０によって、ステータ２の中心軸６０が、ロータユニット１の中心軸６１の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心としてステータ２の径方向に自在に移動している状態で、ロータユニット１をステータ２の方にロータユニット１の軸方向に相対移動するようになっているから、単品部品の各軸方向の位置での真円度が悪い場合に加えて、単品部品の各軸方向の位置での同軸度が悪い場合においても、ロータユニット１を、ステータ２に追随するように組み込みできる。したがって、ロータユニット１のステータ２への組む込み性を向上できる。

また、上記実施形態によれば、ステータ２にロータ１２を組み立てた状態において、ロータ１２の外面に存在する磁石１５と、ステータ２のステータコア４１とのステータ２の径方向の距離α［ｍｍ］が、案内部４２と、テーパ部５０の軸方向のロータ側１２とは反対側の端４８との径方向の距離β［ｍｍ］よりも大きくなっている。したがって、ステータ２の中心軸が、ロータユニット１の中心軸の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心としてステータ２の径方向に自在に移動することによって、ステータ２が径方向（横）にずれたとしても、ロータユニット１のテーパ部５０をステータ２の案内部４２に衝突させることができ、ロータユニット１の磁石１５と、ステータコア４１の鉄部との吸引力による干渉が起こることを確実に防止できる。したがって、ステータ２と、ロータ１２との間に強力な磁力が作用する場合にも、ロータ１２とステータ２とを確実に組み立てることができて、ロータユニット１のステータ２に対する組み込み性を格段に向上させることができる。

簡潔に述べると、このモータの組立方法では、ステータ２のステータコア４１と、ロータユニット１の磁石１５とを接触させずに、ロータ１２をステータ２に挿入でき、また、フローティング機構を使用することにより、案内部４２を干渉させずに、ロータユニット１をステータ２に挿入できるのである。

尚、上記実施形態では、チャック装置で、モータシャフト１１そのものを、チャックしたが、この発明では、チャック装置で、シャフトに圧入した部品をチャックしても良い。

また、上記実施形態では、ロータユニット１を、静止しているステータ２の方に近づけたが、この発明では、例えば、ステータを、静止しているロータユニットの方に近づけても良く、ロータユニットは、ステータに相対的に近づけられれば良い。

また、上記実施形態では、ロータユニットのモータシャフト１１をチャックしたが、この発明では、ロータユニットの外周側をチャックしても良く、または、ステータの内周面におけるロータユニット挿入側とは反対側の端部を、チャックしても良い。

また、上記実施形態では、ロータ１２の本体部（ロータフランジ）３０が鉄製で、かつ、ステータ２の外枠４０が、樹脂製であったが、この発明では、ロータの本体部（ロータフランジ）は、鉄以外の金属からなっていても良く、樹脂で構成されていても良い。

尚、この実施形態で組み立てられたモータは、例えば、電動ポンプに好適に使用できるが、この実施形態で組み立てられたモータが、如何なる装置に使用されても良いことは言うまでもない。

１ ロータユニット
２ ステータ
１１ モータシャフト
１２ ロータ
１３ 蓋部材
１５ 磁石
２０ 蓋部材のフランジ部
２１ 蓋部材の環状部
２２ 蓋部材の円筒部
４１ ステータコア
４２ 案内部
４８ テーパ部の軸方向のロータ側とは反対側の端
５０ テーパ部
５１ ステータの上面
６０ ステータの中心軸
６１ ロータユニットの中心軸
７０ フローティング機構
８０ 蓋部材のフランジ部の外周面

Claims (1)

1. 筒状の外枠と、その外枠の内周面に取り付けられたステータコアとを有するステータに、モータシャフトと、そのモータシャフトに固定されたロータと、上記モータシャフトが軸受を介して回動自在に支持されると共に、外周面を有する蓋部材とを有するロータユニットが組み付けられたモータを組み立てるモータの組立方法であって、
   上記蓋部材の上記外周面における軸方向の上記ロータ側の外周面部は、上記ロータ側に行くにしたがって先細りとなる円錐面状のテーパ部を有し、
   上記ロータの外周面は、磁石を有し、
   上記ステータの軸方向の一方側の端面は、上記蓋部材の上記外周面の軸方向の上記ロータ側の端部を嵌め込むための案内部を有し、
   更に、上記ステータと、上記ロータユニットと、をそれぞれチャックしつつ、上記ロータユニットの上記テーパ部が上記ステータの上記案内部に入るまで、上記ロータユニットを下降させて上記ステータに上記ロータユニットを組み立てた状態とし、上記組み立てた状態における、上記磁石と、上記ステータのステータコアとの上記ロータの径方向の距離が、α［ｍｍ］であって、かつ、上記案内部と、上記テーパ部の軸方向の上記ロータ側とは反対側の端との上記径方向の距離が、β［ｍｍ］であるとき、α＞βであり、
   その後、上記ステータの中心軸が、上記ロータユニットの中心軸の延長線に対してその延長線に平行な状態で、かつ、その延長線に重なる位置を中心として上記ステータの径方向に自在に移動している状態で、上記ロータユニットを上記ステータの方に上記ロータユニットの軸方向に相対移動させて、上記ステータに上記ロータユニットを組み付けることを特徴とするモータの組立方法。

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