JP6564063B2

JP6564063B2 - 回転電機の組立装置および回転電機の製造方法

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Publication number: JP6564063B2
Application number: JP2017556434A
Authority: JP
Inventors: 金澤　宏至; 宏至金澤; 濱田　泰久; 泰久濱田; 中山　賢治; 賢治中山; 省三川崎; 昌宏細谷; 浩一柏
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2036-11-18
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Description

本発明は、回転電機の組立装置および回転電機の製造方法に関する。

電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムは、ＥＰＳ・ＥＣＵ（Engine Control Unit）、トルクセンサ等の各種センサおよび操舵力を軽減するためのＥＰＳモータを有している。ＥＰＳモータは、固定子と、回転子と、巻線と、ハウジングとを備えている。固定子は、分割コアを円環状に配置したステータコアと、各分割コアに巻回された巻線とを備え、ハウジングの内面に固定される。

ステータコアをハウジングに固定する方法として、次の方法が知られている。
電磁石機能を有する治具の外周面に分割コアを吸着する。治具の下面に分割コアの下面を覆う下側ハウジングを吸着する。下側ハウジングの中央には、治具を挿通する開口が設けられている。治具の上面に、分割コアの上面側から下側ハウジングに嵌合する上側ハウジングを取り付ける。上側ハウジングには、分割コアの損傷を防止するためのバネ性を有するフランジ部が形成されている。治具を除去し、上下側ハウジングを溶接等により一体とする（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８９７８３号公報

特許文献１に記載の方法では、各分割コアを電磁石機能を有する治具の外周面に吸着する。分割コアを円環状に配置したステータコアの内周面は、公差分のばらつきを有している。ステータコアの内径が治具の外径より小さいと、分割コアを円環状に配置することはできない。従って、ステータコアの内径が治具の外径より常に大きくなるように、治具の外径をステータコアの公差の最小値に設定することになると思われる。このため、治具の外周面に各分割コアを吸着すると、分割コアと治具との間に局所的に隙間ができる。つまり、分割コアを円環状に配置したステータコアの内周面は、楕円形状になり真円度がでない。

本発明の第１の態様による回転電機の製造方法は、固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引する回転電機の組立装置を用い、前記電磁石部により前記分割コアを内周側に吸引した状態で、前記ステータコアに、加熱により膨張させた前記ハウジングを嵌合する工程を備える。
本発明の第２の態様による回転電機の製造方法は、固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引し、前記可動鉄心の外径が前記ステータコアの内径よりも小さくなるよう、前記可動鉄心を径小にする方向に付勢する戻し機構をさらに備える回転電機の組立装置を用い、前記電磁石部に励磁電流を流すことにより、前記可動鉄心を径小にする方向に付勢する前記戻し機構の付勢力に抗して、前記可動鉄心を前記ステータコア側に移動する工程を備える。
本発明の第３の態様による回転電機の製造方法は、固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引し、前記分割コアにより構成される前記ステータコアの外周に、軸方向に移動可能に嵌合され前記ステータコアの外周面を保持する保持リングと、ベースと、前記ベースに設けられ、前記ステータコアを支持するステータコア支持部とを備える回転電機の組立装置を用い、前記ステータコア支持部により前記ステータコアを支持した状態で、前記ステータコアの外周に前記ハウジングを嵌合し、前記ハウジングを軸方向に押し下げて前記ハウジングと前記ステータコアとの嵌合を進行させながら前記保持リングを前記ステータコアの下方に移動する工程を備える。

本発明によれば、電磁石部の外周に分割コアを配置した状態で分割コアを内周側に吸引するので、分割コアにより構成されるステータコアを高い真円度を維持した状態で組立てることが可能となる。

回転電機の組立装置を用いて作製される、本発明による回転電機を、電動パワーステアリングモータとして例示するす第１の実施形態の側面図。図１に図示されたモータの断面図。図２に図示された分割コアの斜視図。本発明による回転電機の組立装置を用いてハウジングとステータコアとを組み立てる方法を説明するための模式図。（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、ハウジングとステータコアとを組立てる工程を示す側面から見た図。ステータコアを吸引する際の電磁石部の動作を説明するための断面図。図６に図示された回転電機の組立装置を上方から見た図。（Ａ）は、ハウジングとステータコアとの焼嵌め終了後の基準位置を説明するための模式的断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の領域ＶＩＩＩBの拡大図。本発明による回転電機の組立装置の第２の実施形態を示す断面図。

−第１の実施形態−
図１〜図８を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、回転電機の組立装置を用いて作製される、本発明による回転電機を、電動パワーステアリングモータとして例示する第１の実施形態の側面図である。
電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムは、ＥＰＳモータ（以下、単にモータという）１００と、不図示のＥＣＵ（Engine Control Unit)と、トルクセンサ等の各種センサを備えている。本実施形態では、ＥＣＵと機電一体で構成されるモータ１００のみが図示されている。
モータ１００は、内部にモータの構成部品が収容されたハウジング２を有する。モータ１００は、回転軸となるシャフト６を有している。シャフト６の一端はハウジング２から突出しており、この突出した部分にプーリ１が固定されている。プーリ１は、図示はしないが、ベルトによりＥＰＳシステムのギア駆動部に連結され、これにより、動力の伝達機構が構成されている。

プーリ１が突出するハウジング２の面とは反対側の面からは、磁極センサ３、Ｕ相ターミナル２０ｕ、Ｖ相ターミナル２０ｖ、Ｗ相ターミナル２０ｗが突出されている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ターミナル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗはバスバーモールド１４（図２参照）に取付けられており、ＥＣＵと電気的に接続される。磁極センサ３は、モータ１００の磁極位置を検出する。

図２は、図１に図示されたモータ１００の断面図である。
上述したように、モータ１００の中心部にシャフト６が配置され、シャフト６の一端部、図示の例では左端側の端部にはプーリ１が固定されている。シャフト６のハウジング２内における軸方向のほぼ中央部には、回転子３１、すなわち、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３が設けられている。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３のそれぞれにはＦ磁石１２ｍとＲ磁石１３ｍが取り付けられている。Ｆ磁石１２ｍおよびＲ磁石１３ｍの外周部は磁石カバーで覆われている。プーリ１とＦロータコア１２との間には、シャフト６を回転可能に支えるＦベアリング７が配置されている。シャフト６のプーリ１と反対側の端部である他端部側には、シャフト６を回転可能に支えるＲベアリング８が配置されている。

Ｆベアリング７は、ハウジング２により支持されている。ハウジング２は、Ｆベアリング７を支持する面と反対側が開口されたほぼ円筒形状を有する。このハウジング２の開口部は、ハウジング２にベベル型止め輪１０で固定されたベアリングホルダ９により密封されている。Ｒベアリング８はベアリングホルダ９に一体化されているか、またはベアリングホルダ９により支持されている。回転子３１の外周にはステータコア４およびコイル５を備える固定子３２が配置されている。コイル５はステータコア４に巻装され、三相巻線を構成している。回転子３１と固定子３２のステータコア４の内周面との間には隙間が設けられている。ステータコア４とハウジング２とは焼嵌めにより固定されている。
ステータコア４は、複数の分割コア４０を、それぞれ隣接する分割コア４０同士を側部において連結して環状に構成されている。この構造の詳細は後述する。

図３は、図２に図示された分割コア４０の斜視図である。
すべての分割コア４０は、図３に図示される構造を有する。例えば、８極１２スロットの集中巻モータでは、ステータコア４は、１２個の分割コア４０で構成される。
分割コア４０は、電磁綱板が積層されて形成されており、内周部４１と外周部４２と、内周部４１と外周部４２とを接続する中間部４３とを有する。内周部４１の内周面４１ａおよび外周部４２の外周面４２ａは、それぞれ、円弧状に形成されている。外周部４２の周方向の長さは、内周部４１の周方向の長さよりも大きい。また、中間部４３の周方向の長さは、内周部４１および外周部４２の周方向の長さより小さい。中間部４３には、コイル５が巻回される。なお、外周部４２の外周面４２ａには、軸方向に直線状に延出される溝４７が形成されている。

外周部４２の一方の側部（向かって左側の側部）には、嵌合凸部４４ａ、嵌合凹部４５ｂおよび嵌合凸部４４ｃが形成されている。嵌合凸部４４ａと嵌合凸部４４ｃとは、軸方向の長さが異なっている。外周部４２の他方の側部（向かって右側の側部）には、嵌合凹部４５ａ、嵌合凸部４４ｂおよび嵌合凹部４５ｃが形成されている。嵌合凹部４５ａと嵌合凹部４５ｃとは、軸方向の長さが異なっている。嵌合凸部４４ａ〜４４ｃおよび嵌合凹部４５ａ〜４５ｃは、それぞれ、周方向に突出または没入するＵ字形状またはＶ字形状とされている。１つの分割コア４０の嵌合凸部４４ａ、嵌合凹部４５ｂおよび嵌合凸部４４ｃには、それぞれ、これに隣接する分割コア４０の嵌合凹部４５ａ、嵌合凸部４４ｂおよび嵌合凹部４５ｃが嵌合する。また、１つの分割コア４０の嵌合凹部４５ａ、嵌合凸部４４ｂおよび嵌合凹部４５ｃには、それぞれ、これに隣接する分割コア４０の嵌合凸部４４ａ、嵌合凹部４５ｂおよび嵌合凸部４４ｃが嵌合する。

隣接する分割コア４０同士は、上記のように、嵌合凸部４４ａ〜４４ｃおよび嵌合凹部４５ａ〜４５ｃを嵌合させて連結され、１２個の分割コア４０により、円環状のステータコア４が仮組みされる。隣接する分割コア４０は、３段の段付き構造に形成された各側部の凹部と凸部とが嵌合されるため、軸方向への移動が規制された状態に連結される。また、嵌合凸部４４ａ〜４４ｃおよび嵌合凹部４５ａ〜４５ｃは、それぞれ、周方向に突出または没入するＵ字形状またはＶ字形状とされているため、径方向への移動が規制された状態に連結される。このように、分割コア４０は、溶接等の接合手段を用いることなく、単に、各側部に設けられた嵌合凸部４４ａ〜４４ｃと嵌合凹部４５ａ〜４５ｃとを嵌合するだけで、軸方向および径方向への移動が規制された状態に連結することができる。

さらに、嵌合凸部４４ａと嵌合凸部４４ｃ、および嵌合凹部４５ａと嵌合凹部４５ｃとは、それぞれ、軸方向の長さが異なっている。このため、各分割コア４０は、分割コア４０同士を嵌合する際、軸方向、すなわち上下方向を逆にして嵌合することを防止するフールプルーフ機構を構成している。
分割コア４０同士を連結して仮組みされたステータコア４を、ハウジング２に焼嵌めする方法について説明する。

図４は、本発明による回転電機の組立装置を用いてハウジングとステータコアとを組み立てる方法を説明するための模式図である。
図４を参照して、組立装置５０を用いてハウジング２とステータコア４とを焼嵌めする方法の概要を説明する。
組立装置５０は、ベース５１、支柱５２、ステータコア支持部５３および電磁石部６０を備えている。また、組立装置５０は、保持リング５７を備えている。電磁石部６０は、複数の可動鉄心６１と、励磁巻線６２とにより構成されている。ステータコア支持部５３は、リング状に形成された部材であり、その先端部が、分割コア４０が仮組されてなるステータコア４の下端面に当接するように、根元部においてベース５１に固定されている。ベース５１、支柱５２、ステータコア支持部５３および電磁石部６０は一体的に組み立てられた電磁石組立体５５を構成する。保持リング５７は、電磁石組立体５５とは分離されている。

保持リング５７は、リング形状を有し、外周部の下方側が径大部５８とされている。径大部の上端には、段部５８ａが形成されている。ハウジング２とステータコア４とを焼嵌めするには、予め、上述したように、分割コア４０同士を環状に連結して、ステータコア４を仮組しておく。以下に、分割コア４０同士を環状に連結してステータコア４を仮組する方法の一例を示す。分割コア４０の溝４７（図３参照）が嵌合する突出部が６個形成された分割コア配列治具（図示せず）を２つ用意する。各分割コア４０を、隣接する分割コア４０それぞれの側部の嵌合凸部４４ａ〜４４ｃと嵌合凹部４５ａ〜４５ｃとを嵌合させ、この状態で、各分割コア４０の溝４７を分割コア配列治具の突出部に嵌合する。このようにして、分割コア配列治具のそれぞれに分割コア４０を６個配列する。連結された６個の分割コア４０を各分割コア配列治具から取り外す。連結された６個の分割コア４０からなる二組の分割コア連結体それぞれの一端側と他端側の分割コア４０同士を連結する。これにより、１２個の分割コア４０が円環状に連結されたステータコア４が仮組みされる。
なお、上記は、単に一例を例示しただけであり、ステータコア４を仮組みするには、他の方法によってもよい。

このようにして分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４の外周面に保持リング５７を嵌合する。保持リング５７は、図４に図示されるように、径大部５８を下方にして、ステータコア４の軸方向の中間位置に配置する。そして、保持リング５７により支持され、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４を電磁石組立体５５のステータコア支持部５３の上面上に載置する。保持リング５７の上部周縁部にはインロー部５９（図６参照）が設けられている。

一方、ハウジング２を加熱して、焼嵌めするための所定の径に膨張させる。不図示の加圧装置の保持具によりハウジング２を保持し、ハウジング２のインロー部３８（図６参照）を保持リング５７のインロー部５９に一致するように位置合わせする。加圧装置によりハウジング２を押し下げ、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４の外周に嵌合された保持リング５７を下方に移動させる。ハウジング２がステータコア４に対して、軸方向に所定の位置に達すると保持リング５７がステータコア４から外れる。この後、ハウジング２を冷却することにより、ハウジング２とステータコア４とが焼嵌めにより圧接接合する。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、ハウジングとステータコアとを組立てる工程を示す側面から見た図である。
図５（Ａ）は、ハウジング２を、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４の上方に保持した状態を示す。分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４は、外周に保持リング５７が嵌合された状態で、その下端面がステータコア支持部５３の上面に載置される。このとき、電磁石部６０には励磁電流が流れておらず、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４の内周面と電磁石部６０の可動鉄心６１の外周面には隙間が形成される。この詳細は、後述する。不図示の加圧装置を駆動してハウジング２を下方に移動し、上述したように、ハウジング２のインロー部３８を保持リング５７のインロー部５９に一致するように位置合わせする。この状態で、ハウジング２を押し下げるとハウジング２の下端面が、保持リング５７の段部５８ａに当接する。さらに、ハウジング２を押し下げると、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４の外周に嵌合している保持リング５７が、ハウジング２と共に下方に移動する。図５（Ｂ）は、この状態を示す。詳細は後述するが、図５（Ｂ）に示す状態では、電磁石部６０に励磁電流が流され、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４を構成する分割コア４０は、それぞれ、電磁石部６０に吸引されている。これにより、ステータコア４は、高い真円度を有する円環形状になっている。

図５（Ｂ）の状態からハウジング２を下方に押し下げると、保持リング５７がステータコア４から外れ、ベース５１に落下する。この状態を図５（Ｃ）に示す。この状態では、電磁石部６０には励磁電流は流れておらず、ステータコア４と電磁石部６０とは、図５（Ａ）に示す状態時と同様に隙間が設けられている。

この後、ハウジング２に空気等の冷却用気体をブロー装置等により送風する。ハウジング２が冷却され、ハウジング２とステータコア４が焼嵌めにより、圧接接合される。ハウジング２の温度がある程度下がった時点で、ステータコア４が焼嵌めされたハウジング２を持ち上げて、電磁石組立体５５から分離する。そして、ステータコア４が焼嵌めされたハウジング２の圧接接合強度、すなわち、保持力の確認が行われる。なお、ステータコア４が焼嵌めされたハウジング２を組立装置５０から移動した後も、電磁石部６０には冷却風を送風する。このようにすることで、電磁石部６０の過度の温度上昇を防止することができる。また、電磁石部６０を一定の温度で動作することが可能となり、寸法のばらつきが小さい、安定した焼嵌めが可能となる。

図６は、ステータコアを吸引する際の電磁石部の動作を説明するための断面図である。図７は、図６に図示された回転電機の組立装置を上方から見た図である。
図６は、ハウジング２を、ステータコア４の上方から押し下げ、ハウジング２のインロー部３８を保持リング５７のインロー部５９に一致するように位置合わせした状態を示す。
先ず、電磁石組立体５５の電磁石部６０の構造の詳細を説明する。
電磁石部６０の複数の可動鉄心６１は、図７に図示されるように、支柱５２から放射状に配置されている。図７では、可動鉄心６１は、分割コア４０と同数の１２個設けた構造として例示されている。図６に図示されるように、可動鉄心６１は、上部水平部６１ａ、下部水平部６１ｂ、上部水平部６１ａの内端と下部水平部６１ｂの内端とを接続する垂直部６１ｃとを有している。放射状に配置された可動鉄心６１の内周に、円環状に形成された断面コ字形状のボビン６３が設けられている。ボビン６３の内側に励磁巻線６２が巻回されている。

支柱５２には、段部５２ａが設けられている。支柱５２の段部５２ａには、電磁石保持フランジ６６が取付けられている。電磁石保持フランジ６６には、下部支持ピン３９ｂが固定されている。下部支持ピン３９ｂは、可動鉄心６１の下部水平部６１ｂに設けられた貫通孔を貫通してボビン６３の下端部を固定する。可動鉄心６１の上部水平部６１ａには上部支持ピン３９ａが挿通される貫通孔が設けられている。上部支持ピン３９ａは、可動鉄心６１の上部水平部６１ａの貫通孔を貫通して、ボビン６３の上端部を固定する。上・下部支持ピン３９ａ、３９ｂは、図７に図示されるように、分割コア４０の間に配置される。従って、図示の例では、上・下部支持ピン３９ａ、３９ｂは、それぞれ、分割コア４０と同数の１２個設けられている。各可動鉄心６１は、後述するように、上・下部支持ピン３９ａ、３９ｂをガイドとして径方向に移動可能に、電磁石保持フランジ６６上に配置されている。

各可動鉄心６１の垂直部６１ｃの上端側および下端側には、それぞれ、戻しばね３７ａ、３７ｂが張架されている。すなわち、各可動鉄心６１は、戻しばね３７ａ、３７ｂにより、内周側に付勢されており、励磁電流が流れていない状態では、垂直部６１ｃの内周面が支柱５２の外周面に当接している。戻しばね３７ａ、３７ｂは、例えば、コイルスプリングをリング状にして始端と終端を接合したものである。

各可動鉄心６１の上端側には、規制リング３６が設けられている。規制リング３６は、上部支持ピン３９ａにより支持されている。規制リング３６は、例えば、金属製のリング状部材であり、径方向に変形しない部材により形成されている。各可動鉄心６１は、垂直部６１ｃの外周面が規制リング３６の内周面に当接した位置より外方への移動が規制される。つまり、電磁石部６０の可動鉄心６１の最大の外径は、規制リング３６の内周面の径により設定される。このように、各可動鉄心６１は、垂直部６１ｃの内周面が支柱５２の外周面に当接する位置と、垂直部６１ｃの外周面が規制リング３６の内周面に当接した位置との間を径方向に移動可能に電磁石保持フランジ６６上に配置されている。なお、ボビン６３は、上・下部支持ピン３９ａ、３９ｂにより電磁石保持フランジ６６に固定されており、可動鉄心６１が移動しても移動することは無い。従って、ボビン６３に巻回された励磁巻線６２も常に所定の位置に固定されている。

図６に図示されるように、ステータコア４を構成する各分割コア４０には、コイル５が巻装されている。図６では、コイル５の口出し線は、下側となっている。
図６は、支柱５２の中心軸を境に、左側と右側とで電磁石部６０の駆動状態が異なる状態を示している。図６に向かって中心軸より左側は、電磁石部６０の励磁巻線６２に電流を流していない状態を示す。図６に向かって中心軸より右側は、電磁石部６０の励磁巻線６２に電流を流している状態を示す。

電磁石部６０の励磁巻線６２に電流が流されていない、中心軸より左側の状態では、各可動鉄心６１は、戻しばね３７ａ、３７ｂにより内周側に付勢され、垂直部６１ｃの内周面が支柱５２の外周面に当接している。つまり、電磁石部６０を構成する複数の可動鉄心６１の外径は最小となっている。この状態では、電磁石部６０の可動鉄心６１の外径は、分割コア４０が仮組されてなるステータコア４の内径（分割コア４０の内周面４１ａにより形成される）より小さく、電磁石部６０を構成する複数の可動鉄心６１の外周面とステータコア４の内径との間には隙間が設けられている。従って、電磁石部６０の外周側に、分割コア４０が仮組されてなるステータコア４を非接触で嵌合することができる。電磁石部６０とステータコア４とが接触するとコンタミネーションが発生する可能性があるが、本実施形態によれば、電磁石部６０とステータコア４との接触によるコンタミネーションを防止することができる。

なお、電磁石部６０の励磁電流として直流を用いることが可能であるが、可動鉄心６１に磁化が残る可能性がある。これにより、戻しばね３７ａ、３７ｂによる可動鉄心６１の復帰に支障が生じる可能性がある。このような場合には、電磁石部６０を交流電流で作動するようにしてもよい。

ハウジング２のインロー部３８を保持リング５７のインロー部５９に一致するように位置合わせする状態では、上述したように、電磁石部６０の外周面とステータコア４の内径との間には隙間が設けられている。この状態で、ハウジング２を押し下げると、図５（Ｂ）に図示した状態となる。
この状態で、電磁石部６０の励磁巻線６２に励磁電流を流すと、すなわち、励磁巻線６２に励磁電流が供給されると、図６の中心軸より右側に示す状態となる。
すなわち、先ず、各可動鉄心６１は、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４に吸引され、電磁石保持フランジ６６上を外周方向に移動する。このとき、電磁石部６０からは、戻しばね３７ａ、３７ｂの付勢力よりも大きい力が発生されるように設定されている。各可動鉄心６１は、その外周面が規制リング３６の内周面に当接した位置で、規制リング３６により外周方向への移動が規制される。

すると、ステータコア４を構成する各分割コア４０が、電磁石部６０、すなわち、各可動鉄心６１に吸引されて内周側に移動する。つまり、ステータコア４の外周にハウジング２を嵌合し、ハウジング２を軸方向に押し下げてハウジング２とステータコア４との嵌合を進行させながら保持リング５７をステータコア４の下方に移動する。このとき、ステータコア４を形成する各分割コア４０が電磁石部６０に吸引されて内周側に移動することにより、ステータコア４の真円度が高まる。このように、各分割コア４０を電磁石部６０により吸引してステータコア４の真円度を高めた状態で、上述したように、ステータコア４の外周にハウジング２を嵌合し、焼嵌めが行われる。従って、ステータコア４を構成する複数の分割コア４０を溶接等の機械的な結合方法により固定することなく、分割コア４０により形成するステータコア４を高い真円度を維持した状態で組立てることができる。

励磁巻線６２を流れる励磁電流はステータコア４の吸引力と比例関係を有する。従って、ステータコア４が真円を保持するために必要な力に基づいて励磁巻線６２に供給する励磁電流を決定する。また、励磁電流を定電流とすることで、励磁巻線６２の温度上昇等の温度変化に対しても、吸引力を一定とすることができる。

なお、図５（Ｃ）に図示するように、保持リング５７がステータコア４から外れ、ベース５１上に落下した時点で励磁電流の供給を停止することにより、電磁石部６０の吸引力は無くなる。このため、各可動鉄心６１は、戻しばね３７ａ、３７ｂの付勢力により、図６の中心軸より左側に示す元の位置に戻る。この後、冷却風を送風してハウジングを冷却する。

図示はしないが、コイル５は、例えば、ｕ相、ｖ相、ｗ相の三相巻線を構成しており、コイル５は、各相のターミナル２０ｕ、２０ｖ、２０Ｗに接続されるバスバーと溶接により接続される。このコイル５とバスバーとの溶接は、分割コア４０により形成するステータコア４とハウジング２との焼嵌めを容易かつ精度よく行う上で、焼嵌めが終了した後に行うことが好ましい。但し、この方法に特定されるものではない。

図８（Ａ）は、ハウジングとステータコアとの焼嵌め終了後の基準位置を説明するための模式的断面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の領域ＶＩＩＩBの拡大図である。
本実施形態では、ステータコア４における軸方向の基準位置Ｐ0を、ハウジング２の開口部側の端面位置Ｐ1を基準として設定した。つまり、ステータコア４の基準位置Ｐ0を、ハウジング２の開口部側の端面位置Ｐ1から軸方向に所定の寸法位置に定めた。ステータコア４は、電磁鋼板等を積層して形成されるため、軸方向、換言すれば積層方向の厚さにばらつきが生じる。ステータコア４の基準位置Ｐ0を上記のように設定すると、ステータコア４と、ハウジング２の開口部側と反対側である底部２ａの内面との隙間にばらつきが生じる。本実施形態では、ステータコア４の厚さが公差の最大になった場合でも、図８（Ｂ）に示すように、軸方向において、ステータコア４の上面４ａとハウジング２の底部の内面２ａとに隙間Ｓが設けられるようにした。このことにより、ハウジング２とステータコア４の焼嵌めによる接合力が規定値を満たすか否かを判断できるようになっている。このことについて、以下に説明する。

例えば、ＥＰＳモータ等では、最大トルクに対して、数倍の軸方向に換算した保持力が必要とされる。ハウジング２とステータコア４との接合力が、この軸方向に換算した保持力を満足するか否かを確認するために、出荷時に、１つずつ検査が行われる。この検査は、ステータコア４の外周部（コアバック部）を、図８のＸ方向に押して行う。このとき、押す力は、要求される保持力トルクを軸方向の力に換算した値であり、この力でコアバック部を押すことにより、規定値を満たすか否かを判断する。上記実施形態のように、軸方向において、ステータコア４の上面４ａとハウジング２の底部の内面２ａの内面とに隙間Ｓが設けられていれば、ステータコア４が軸方向に移動するか否かにより、要求される保持力トルクを満たすか否かを判断することができる。つまり、ステータコア４がＸ方向に移動しなければ良品とし、移動すれば不良品とする能率的な検査を行うことができる。

本発明の第１の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）組立装置５０は、電磁石部６０を有し、電磁石部６０は、複数の分割コア４０により構成されるステータコア４の内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、分割コア４０を内周側に吸引する。分割コア４０が電磁石部６０に吸引されることにより、ステータコア４の真円度は高くなり、この状態のまま、焼嵌めされる。従って、複数の分割コア４０により構成されるステータコアを高い真円度を維持した状態で組立てることが可能となる。これにより、ステータコアに高い真円度が求められるＥＰＳモータ等の組立装置として用いることが可能となる。

（２）組立装置５０は、可動鉄心６１の外径がステータコア４の内径よりも小さくなるよう、可動鉄心６１を径小にする方向に付勢する戻しばね３７ａ、３７ｂを備える。このため、電磁石部６０の外周側に、仮組されたステータコア４を非接触で嵌合することができる。これにより、電磁石部６０とステータコア４とが接触することによるコンタミネーションの発生を抑制することができる。

（３）組立装置５０は、可動鉄心６１が所定の位置で外周側に移動するのを規制する規制リング３６を備える。これにより、可動鉄心６１を、戻しばね３７ａ、３７ｂの付勢力に抗して電磁石部６０の吸引力によりステータコア４に吸引し、規制リング３６により規制される位置まで移動することができる。このため、電磁石部６０の外周にステータコア４を嵌合するときは、可動鉄心６１の外径が、分割コア４０が仮組されてなるステータコア４の外径より小径であるにも拘わらず、ステータコア４を構成する各分割コア４０を電磁石部６０に吸引するときは、それよりも可動鉄心６１の外径を大径にして、吸引力を大きくすることが可能となる。

（４）組立装置５０は、分割コア４０により構成されるステータコア４の外周に、軸方向に移動可能に嵌合されステータコア４の外周面を保持する保持リング５７を備える。このため、ステータコア４を構成する複数の分割コア４０の外周面を保持リング５７により円形に揃えることができ、ステータコア４の外周にハウジング２を嵌合する作業を容易かつ能率的にすることができる。また、複数の分割コア４０の径方向の位置を予め揃えておくことができるので、焼嵌め後のステータコア４の真円度を高めることができる。

（５）組立装置５０は、ベース５１と、ベース５１に設けられ、ステータコア４を支持するステータコア支持部５３とを備える。これにより、ステータコア４の軸方向の基準位置Ｐ0は、ステータコア支持部５３の載置面に設定される。従って、ハウジング２を押し下げる加圧装置に押し下げ量または押し下げ停止位置を設定すれば、ハウジング２の端面位置Ｐ1に対するステータコアの基準位置Ｐ0の位置が定まる。これにより、ステータコア４の軸方向の基準位置Ｐ0を正確に定めることが可能となる。

−第２の実施形態−
図９は、本発明による回転電機の組立装置の第２の実施形態を示す断面図である。
第２の実施形態における組立装置５０は、可動鉄心６１が所定の位置で外周側への移動を規制する規制リングとして、上部規制リング３６ａと下部規制リング３６ｂとを備えている。
上部規制リング３６ａは、第１の実施形態の規制リング３６と同様、上部支持ピン３９ａにより支持されている。
下部規制リング３６ｂは、電磁石保持フランジ６６の上部側、換言すれば、可動鉄心６１が配置された側に固定されている。

第２の実施形態における他の構成は、第１の実施形態と同様である。
従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏する。
加えて、第２の実施形態では、可動鉄心６１の外周側への移動を、可動鉄心６１の上下の両端側で規制するので、ステータコア４を構成する各分割コア４０との距離が上下の両端側で確実にほぼ同一とすることができる。これにより、各分割コア４０への吸引力を一定に揃えることができ、ステータコア４の真円度をより高めることができるという効果を奏する。

上記実施形態では、組立装置５０は、焼嵌めする前に、予め、ステータコア４を構成する分割コア４０の外周面を保持する保持リング５７を備えている構造として例示した。ＥＰＳモータ等のように、ステータコア４に高い真円度が求められるモータに関して、このように分割コア４０の外周面を保持リング５７により支持しておくことは重要である。しかし、ステータコア４の真円度として余り高い真円度が必要で無いＥＰＳモータ以外のモータであれば、分割コア４０の外周面を支持する保持リング５７は必要で無い。保持リング５７を用いない場合は、分割コア４０が仮組みされてなるステータコア４を直接、電磁石組立体５５のステータコア支持部５３上に載置し、ハウジング２をステータコア４の外周に嵌合するようにすればよい。

上記実施形態では、可動鉄心６１は、分割コア４０と同数の１２個設けた構造として例示した。しかし、可動鉄心６１の数は、これよりも多くても少なくてもよい。可動鉄心６１の数を少なくすれば、上・下部支持ピン３９ａ、３９ｂの数が少なくなり、構造が簡単となる。但し、可動鉄心６１は、対向する分割コア４０を吸引するので、可動鉄心６１の数が分割コア４０の数よりも少ない場合は、１つの可動鉄心６１により、１以上の分割コア４０を吸引することになることに留意する必要がある。

上記実施形態では、可動鉄心６１を戻しばね３７ａ、３７ｂにより内周側に付勢する構造として例示した。しかし、支柱５２に永久磁石を設けて、可動鉄心６１を吸引する構造とする等、他の構造を用いてもよい。要は、可動鉄心６１を径小にする方向に付勢する戻し機構を備えていればよい。

上記実施形態では、電磁石部６０の可動鉄心６１の最大の外径を規制するための規制リング３６または上・下部規制リング３６ａ、３６ｂを、リング状部材として例示した。しかし、規制リング３６または上・下部規制リング３６ａ、３６ｂを、下部規制リング３６ｂのみとし、電磁石保持フランジ６６に一体に設けてもよい。あるいは、上述したように、可動鉄心６１を分割コア４０の数よりも少ない数にして、各可動鉄心６１を引張ばねにより付勢するようにしてもよい。要は、可動鉄心６１の最大の外径を規制するための移動規制機構を備えていればよい。

上述したように、本発明の組立装置５０は、ＥＰＳモータ以外のモータの組立装置５０として用いることができる。また、本発明の組立装置５０は、モータのみでなく、発電機／モータ等の回転電機の組立装置５０として用いることができる。また、上記では、ステータコア４とハウジング２とを焼嵌めにより固定する方法として例示した。しかし、本発明の組立装置５０を用いて、ステータコア４とハウジング２とを圧入により固定するようにしてもよい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

２ハウジング
４ステータコア
５コイル
３１回転子
３２固定子
３６規制リング
３６ａ上部規制リング
３６ｂ下部規制リング
３７ａ戻しばね
３７ｂ戻しばね
４０分割コア
５０組立装置
５１ベース
５２支柱
５３ステータコア支持部
５７保持リング
６０電磁石部
６１可動鉄心
６２励磁巻線
１００モータ

Claims

固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、
軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引する回転電機の組立装置を用い、前記電磁石部により前記分割コアを内周側に吸引した状態で、前記ステータコアに、加熱により膨張させた前記ハウジングを嵌合する工程を備える回転電機の製造方法。
固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、
軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引し、前記可動鉄心の外径が前記ステータコアの内径よりも小さくなるよう、前記可動鉄心を径小にする方向に付勢する戻し機構をさらに備える回転電機の組立装置を用い、前記電磁石部に励磁電流を流すことにより、前記可動鉄心を径小にする方向に付勢する前記戻し機構の付勢力に抗して、前記可動鉄心を前記ステータコア側に移動する工程を備える回転電機の製造方法。
固定子とハウジングとを備えた回転電機の製造方法であって、
軸部材と、前記軸部材の周囲に設けられ、径方向に移動可能に設けられた複数の可動鉄心と、励磁巻線とを有する電磁石部とを備え、前記電磁石部は、複数の分割コアにより構成されるステータコアの内周部に配置され、励磁電流が供給されることにより、前記分割コアを内周側に吸引し、前記分割コアにより構成される前記ステータコアの外周に、軸方向に移動可能に嵌合され前記ステータコアの外周面を保持する保持リングと、ベースと、前記ベースに設けられ、前記ステータコアを支持するステータコア支持部とを備える回転電機の組立装置を用い、前記ステータコア支持部により前記ステータコアを支持した状態で、前記ステータコアの外周に前記ハウジングを嵌合し、前記ハウジングを軸方向に押し下げて前記ハウジングと前記ステータコアとの嵌合を進行させながら前記保持リングを前記ステータコアの下方に移動する工程を備える回転電機の製造方法。