JP6686872B2

JP6686872B2 - ロータシャフトにリング及びレゾルバロータを一体化させた物の製造方法

Info

Publication number: JP6686872B2
Application number: JP2016252666A
Authority: JP
Inventors: 松本　晃一; 晃一松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JP2018105732A

Description

本発明はロータシャフトの製造方法に関する。

近年、ハイブリッドカーや電気自動車など、動力にモータを用いる車が増加している。このモータのロータの回転角度を検出するためにレゾルバを設けることが考えられている。例えば、レゾルバとして、ロータシャフトに固定されたレゾルバロータと、レゾルバロータの周囲に対向するようにモータのケースに固定され、レゾルバロータの回転角度に応じた出力信号を出力するレゾルバステータとを備える構造が考えられている。

例えば、特許文献１には、レゾルバロータをシャフトの外形に嵌合させ、シャフトにパンチを押し当ててカシメ加工するモータロータ製造方法において、シャフトにレゾルバロータを挿入し、シャフトに形成される第２段差部にレゾルバロータの一方の端面を当接させ、シャフトに形成される第１段差部にパンチを当接させ、加圧することで、レゾルバロータの内周穴部が当接するシャフトの外周面に形成された凹部内で折れ、第１段差部から変形して突出するカシメ凸部が、レゾルバロータの他方の端面に当接しカシメ加工されることが記載されている。

特開２０１１−１３５６７６号公報

しかしながら、レゾルバロータをシャフトに組み付け、リングを圧入する工程では、従来から重力に逆らって下からレゾルバロータをシャフトに組み付けていたので、レゾルバロータの位相（回転位置）を決めるキーと、シャフトのキー溝との位置を合わせつつ、挿入することが困難であるという問題があった。

一実施形態のロータシャフトの製造方法によれば、ロータシャフトが挿入可能な穴を有するリングを、リング圧入パンチにセットし、前記リングより上の位置において、前記ロータシャフトが挿入可能な穴及び回転位置を決定する形状のキーを有するレゾルバロータを、前記キーに対応する形状のキー溝を有するロータ受け治具に、前記キーと前記キー溝の位置を合わせてセットし、前記ロータシャフトを前記リングより上方から下降させて、前記ロータシャフトを前記リングの穴及び前記レゾルバロータの穴に圧入させるようにした。

前記一実施の形態によれば、レゾルバロータの位相を決めるキーとシャフトのキー溝との位置を正確に合わせつつ、ワークを上下反転させる必要なく挿入することができる。

本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法の一工程を示す断面図である。本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法の一工程を示す断面図である。本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法の一工程を示す断面図である。本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法の一工程を示す断面図である。本実施の形態にかかるレゾルバロータの上面図である。本実施の形態にかかるレゾルバロータとリングの位置関係を示す図である。本実施の形態にかかるレゾルバロータ受け治具の上面図である。本実施の形態にかかるレゾルバロータ受け治具の上面図である。本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法におけるレゾルバロータ受け治具の交換例を示す断面図である。

（本実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜図４は、本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法の一工程を示す断面図である。図１〜４において、図面下方向が重力の作用する方向である。

図１は、組み付け及び圧入する治具の原位置での断面図を示す。図１において、治具１０は、バックアップ治具１１と、バネ１２と、リング圧入パンチ１３と、レゾルバロータ受け治具１４とを備える。図１に示すように治具１０は、レゾルバロータ受け治具１４及びリング圧入パンチ１３がバネ１２を介してバックアップ治具１１と接続している。バックアップ治具１１、リング圧入パンチ１３及びレゾルバロータ受け治具１４は、金属等の剛体で構成されることが好適である。また、バネ１２は、応力に対して復元力を有する弾性体であればいずれも適用できる。

また、リング２１は、ロータシャフト３１が挿入可能な穴を有している。さらに、レゾルバロータ２２は、ロータシャフト３１が挿入可能な穴及び回転位置を決定する形状のキーを有している。

まず、リング２１をリング圧入パンチ１３上にセットし、次にリング２１より上の位置において、レゾルバロータ２２をロータ受け治具１４上にセットする。

ゾルバロータ受け治具１４の下段部１４１の内周形状は、レゾルバロータ２２の外周形状より系が小さく、且つロータシャフト３１が挿入可能な穴を有する形状が好適である。また、レゾルバロータ受け治具１４の上段部１４２の内周形状は、レゾルバロータ２２の外周形状に対応する形状となっている。レゾルバロータ受け治具１４は、下段部１４１と上段部１４２の段差構造を有することにより、レゾルバロータ２２を支持しつつ、レゾルバロータ２２の水平方向の位置を定めることができる。

また、レゾルバロータ２２をロータ受け治具１４上にセットする際、レゾルバロータ２２のキーとロータ受け治具１４のキー溝との位置を合わせて、回転軸（位相）の位置を合わせる。

図２は、レゾルバロータ及びリングを治具にセットした状態での断面図を示す。図２に示すように、リング圧入パンチ１３の上にリング２１がセットされ、レゾルバロータ受け治具１４の上にレゾルバロータ２２がセットされている。図２に示すように、リング２１、レゾルバロータ２２及びロータシャフト３１は、中心軸が同じ位置となるように配置されている。

そして図２の状態から、ロータシャフト３１を下降させる。図３は、レゾルバロータを組み付け、シャフトを挿入した状態での断面図を示す。図３に示すように、ロータシャフト３１を下降させる。ロータシャフト３１がリング２１と接触し、その後もロータシャフト３１は下降させて、リング圧入パンチ１３を押し下げ続ける。この押し下げにより、レゾルバロータ２２がバネ１２の反発力でロータシャフト３１に押しつけられて、レゾルバロータ２２にロータシャフト３１が挿入される。ロータシャフト３１の挿入は、治具１０の側面に配置された挿入確認センサ４１で確認してもよい。

図４は、リングを圧入した状態での断面図を示す。図４に示すように、更にロータシャフト３１は下降させて、リング圧入パンチ１３がバックアップ治具１１と接触する配置となると、リング圧入パンチ１３は更に下降することはできないので、リング２１がロータシャフト３１に挿入される。

このように、ロータシャフト３１をリング２１より上方から下降させて、ロータシャフト３１をリング２１の穴及びレゾルバロータ２２の穴に圧入させる。

このように、本実施の形態のロータシャフトの製造方法によれば、ロータシャフトが挿入可能な穴を有するリングを、リング圧入パンチにセットし、リングより上の位置において、ロータシャフトが挿入可能な穴及び回転位置を決定する形状のキーを有するレゾルバロータを、キーに対応する形状のキー溝を有するロータ受け治具に、キーとキー溝の位置を合わせてセットし、ロータシャフトをリングより上方から下降させて、ロータシャフトをリングの穴及びレゾルバロータの穴に圧入させることにより、重力に逆らってレゾルバロータを支持する必要なくレゾルバロータとリングとの位置を合わせることができるので、レゾルバロータの位相を決めるキーとシャフトのキー溝との位置を正確に合わせつつ、ワークを上下反転させる必要なく挿入することができる。

また、本実施の形態のロータシャフトの製造方法によれば、レゾルバロータをロータシャフトに組み付ける際に、治具（ワーク）を上下反転させる作業が必要でなくなるので、生産ラインをスリム化することができる。また、治具を上下反転させる作業の工数を削減できるので、製造コストを低減することができる。

なお、取り扱うレゾルバロータ２２の形状は、複数の種類の形状があってもよい。図５は、本実施の形態にかかるレゾルバロータの上面図である。図５に示すように、レゾルバロータ２２−１とレゾルバロータ２２−２は、形状が異なっている。具体的には、レゾルバロータ２２−１とレゾルバロータ２２−２は、位置合わせのためのキーの位置が異なってもよい。

また、本実施の形態のロータシャフトの製造方法では、リング圧入パンチ１３の上にリング２１をセットし、レゾルバロータ受け治具１４の上にレゾルバロータ２２をセットすると、図６に示すように、位置合わせのためのキーが隠れてしまい、キー位相を決定することができなくなる。図６は、本実施の形態にかかるレゾルバロータとリングの位置関係を示す図である。

そこで、本実施の形態のロータシャフトの製造方法では、図７に示すように、レゾルバロータ２２の外側形状（外周形状）を使って位相決めを行う。図７は、本実施の形態にかかるレゾルバロータ受け治具の上面図である。図７に示すように、レゾルバロータ受け治具１４−１の上段部１４２の内周形状は、図５のレゾルバロータ２２−１の外周形状に対応する形状となっている。同様にレゾルバロータ受け治具１４−２の上段部１４２の内周形状は、図５のレゾルバロータ２２−２の外周形状に対応する形状となっている。

ゾルバロータ受け治具１４の下段部１４１の内周形状は、レゾルバロータ２２の外周形状より系が小さく、且つロータシャフト３１が挿入可能な穴を有する形状であればよい。

図８は、本実施の形態にかかるレゾルバロータ受け治具の上面図である。図８に示すように、レゾルバロータ２２のキー２２１の大まかな回転位置（位相）を合わせ、精密な位相は、レゾルバロータ２２の外周をレゾルバロータ受け治具１４の上段部１４２の内周に当て嵌めるように配置することで位置を合わせる。レゾルバロータ２２の外周形状が真円でなければ、レゾルバロータ２２は、レゾルバロータ受け治具１４に当て嵌めても回転により位置がずれることはない。

上述の方法では、レゾルバロータ２２の外側形状が異なる場合、レゾルバロータ受け治具１４の上段部１４２の内周形状も変更する必要がある。例えば、レゾルバロータ受け治具１４の一部を取り外し可能とし、レゾルバロータ２２の外側形状に合わせて、レゾルバロータ受け治具１４の一部を交換する方法が考えられる。

図９は、本実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法におけるレゾルバロータ受け治具の交換例を示す断面図である。図９において、図面下方向が重力の作用する方向である。

図９に示すように、レゾルバロータ受け治具１４は、上部１４３−１を上部１４３−２に交換可能することができる。上部１４３−１の上段部１４２の内周形状は、レゾルバロータ２２−１の外周形状に対応する形状となっている。同様に、上部１４３−２の上段部１４２の内周形状は、レゾルバロータ２２−２の外周形状に対応する形状となっている。

レゾルバロータ２２−１にロータシャフト３１を圧入する場合、レゾルバロータ受け治具１４に上部１４３−１を取り付けて圧入を行う。また、レゾルバロータ２２−２にロータシャフト３１を圧入する場合、レゾルバロータ受け治具１４に上部１４３−２を取り付けて圧入を行う。

また、上部１４３−１及び上部１４３−２は、レゾルバロータ受け治具１４との間に対応する凹凸形状等を備えることにより、ロータシャフト３１の挿入時にレゾルバロータ受け治具１４と、上部１４３−１または上部１４３−２の位置関係が変動しないように構成されることが望ましい。

このように、本実施の形態のロータシャフトの製造方法によれば、ロータシャフトを挿入するレゾルバロータの外周形状に合わせて、レゾルバロータ受け治具の一部を交換することにより、複数の形状のレゾルバロータに対応して、レゾルバロータの位相を決めるキーとシャフトのキー溝との位置を正確に合わせつつ、ワークを上下反転させる必要なく挿入することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０治具
１１バックアップ治具
１２バネ
１３リング圧入パンチ
１４、１４−１、１４−２ロータ受け治具
２１リング
２２、２２−１、２２−２レゾルバロータ
３１ロータシャフト
４１挿入確認センサ
１４１下段部
１４２上段部
１４３−１、１４３−２上部
２２１キー

Claims

ロータシャフトが挿入可能な穴を有するリングを、リング圧入パンチにセットし、
前記リングより上の位置において、前記ロータシャフトが挿入可能な穴及び回転位置を決定する形状のキーを有するレゾルバロータを、前記キーに対応する形状のキー溝を有するロータ受け治具に、前記キーと前記キー溝の位置を合わせてセットし、
前記ロータシャフトを前記リングより上方から下降させて、前記ロータシャフトを前記リングの穴及び前記レゾルバロータの穴に圧入させるロータシャフトにリング及びレゾルバロータを一体化させた物の製造方法。