JP6688137B2 - 回転電機の製造装置、及び回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回転電機の製造装置、及び回転電機の製造方法に関する。

ロータ又はステータのいずれか一方に永久磁石を配置した永久磁石型回転電機においては、ロータとステータとを組み立てる際には、永久磁石の吸引力によって相互に接触することを防ぐ必要がある。ロータとステータとが永久磁石の吸引力によって接触すると、ロータとステータとが相互に吸着してしまい分離するために手数がかかったり、接触する際の衝撃によって永久磁石等が損傷してしまったりするおそれがあるからである。

そこで、例えば特許文献１では、ロータとステータとの接触を防ぐために、次のような構成が開示されている。なお、括弧内の数字は引用文献１における符号を示している。特許文献１では、ステータ（３）のケーシング（５）を基台（７）に配置するとともに、ロータ軸（２１）と延長軸（２２）との中心軸線が一致するようにロータ（２）を配置する。そして、駆動手段（９）によってロータ（２）をロータ軸（２１）及び延長軸（２２）の中心軸線に沿って移動させることで、ロータ（２）をステータ（３）の内側に挿入する。これにより、ロータ（２）を、ロータ軸（２１）及び延長軸（２２）に沿って水平移動させることで、ロータ（２）とステータ（３）との距離を保つことができ、ロータ（２）とステータ（３）との接触を防いでいる。

しかしながら、上記構成において、ケーシング（５）は、基台（７）上に載置されているだけである。ここで、一般に、回転電機の外殻を形成するケーシングは、鋳物で構成されていることが多い。しかし、鋳物は外形寸法に誤差が出易いため、ケーシング（５）を単純に基台（７）に載置しただけでは、軸挿通孔（５７）の中心とロータ軸（２１）の中心とを高い精度で一致させることが難しい。そして、軸挿通孔（５７）の中心とロータ軸（２１）の中心とが正確に一致していないと、ロータ（２）をステータ（３）内に挿入する際に、ロータ（２）とステータ（３）との径方向の距離が不安定になり易くなる。すると、ロータ（２）とステータ（３）との距離が短い部分に強い吸着力が生じて、相互に接触し易くなる。

この場合、軸挿通孔（５７）の中心とロータ軸（２１）の軸心とを正確に一致させるためには、例えばケーシング（５）に対し、基台（７）と接触する接触面を切削加工等してその接触面と軸挿通穴（５７）の中心位置との位置関係を高い精度で確保する必要がある。しかしながら、この様な構成にすると、余計な工数が増えることになり、その結果、製造性が低下するとともにコストが増大する。

特開２００５−５７９１５号公報

そこで、ロータとステータとを組み立てる際にロータとステータとの接触を高い精度で防ぐことができる回転電機の製造装置、及び回転電機の製造方法を提供する。

実施形態の回転電機の製造装置は、回転軸及び永久磁石を有するロータと、コイルを有し内部に前記ロータを収容するステータと、前記ステータの一方の端側に設けられた第１ブラケットと、前記第１ブラケットに形成された第１軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の一方の端側を回転可能に支持する第１軸受と、前記ステータの他方の端側に設けられた第２ブラケットと、前記第２ブラケットに形成された第２軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の他方の端側を回転可能に支持する第２軸受と、を備える回転電機を製造するための製造装置である。製造装置は、ベース面を有する装置本体と、前記ベース面から離間した状態で前記装置本体に設けられて前記ロータの回転軸の一方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第１ブラケットの前記第１軸受取付穴に挿通可能な第１支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線と当該第１支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第１支持部材と、前記第１支持部材に対して前記第１支持部材の中心軸線方向に離間して設けられ前記回転軸の他方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第２ブラケットの前記第２軸受取付穴に挿通可能な第２支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線及び前記第１支持部材の中心軸線と当該第２支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第２支持部材と、前記第２軸受取付穴に前記第２支持部材を挿通可能な状態で前記第２ブラケットを着脱可能に保持する第２ブラケット保持部と、前記ベース面上に設けられて前記第１支持部材の中心軸線方向に沿って相対的に移動可能でかつ前記第１ブラケットを取り付けた状態の前記ステータを載置可能なステージと、前記ステージに設けられ前記第１ブラケットを支持可能な第１ブラケット支持部と、前記第２ブラケットの代わりに前記ステータに着脱可能に装着される仮ブラケットと、前記ステージ又は前記装置本体に着脱可能に設けられ前記仮ブラケットが前記ステータに装着された状態で前記ステータが前記ステージに載置された場合に前記仮ブラケットを支持可能な仮ブラケット支持部と、前記ステージに設けられ前記ステージに載置された前記ステータの外周面を少なくとも三方向から前記ステータの中心方向へ向かって押圧可能であって押圧状態と非押圧状態とを切替可能であって、前記第１ブラケット支持部及び前記仮ブラケット支持部によって前記第１ブラケット及び前記仮ブラケットがそれぞれ支持された状態で前記押圧状態となるステータ支持部と、を備える。

また、実施形態の回転電機の製造方法は、上記回転電機を用いて上記製造装置を製造するための製造方法である。実施形態の製造方法は、前記ステータに前記第１ブラケットを組み付ける第１ブラケット組付工程と、前記第２ブラケットの代わりに仮ブラケットを前記ステータに装着する仮ブラケット装着工程と、前記第１ブラケット組付工程及び前記仮ブラケット装着工程の後に実行され前記第１ブラケットが組み付けられているとともに前記仮ブラケットが装着された前記ステータを前記ステージに載置する載置工程と、前記載置工程の後に実行され前記ステータ支持部を前記押圧状態に動作させるステータ支持部動作工程と、前記ステータ支持部動作工程の後に実行され、前記仮ブラケット支持部を前記ステージ又は前記装置本体から取り外す仮ブラケット支持部取外工程と、前記ステータ支持部動作工程の後に実行され前記第１支持部材の中心軸線方向に沿って前記第１支持部材と前記ステージとを相対的に移動させて前記第１ブラケットとは反対側から前記ステータ内に前記ロータを挿入するロータ挿入工程と、前記ロータ挿入工程及び前記仮ブラケット支持部取外工程の後に実行され前記ロータが挿入された前記ステータに前記第２ブラケットを組み付ける第２ブラケット組付工程と、を備える。

一実施形態による製造装置の製造対象となる回転電機の一例を示す断面図 一実施形態による製造装置を前方から見た外観を示す斜視図 一実施形態による製造装置を後方から見た外観を示す斜視図 一実施形態による製造装置を後方から見た外観を示す斜視図の一部を拡大して示す図 一実施形態による製造方法において実行される各工程の流れを示すフローチャート 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その１） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その２） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その３） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その４） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その５） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その６） 一実施形態による各工程における製造装置の状態を概略的に示す図（その７）

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。
［回転電機の構成］
まず、本実施形態による製造対象の一例として、図１に示す回転電機７０の構成について説明する。図１に示す回転電機７０は、いわゆるインナロータ型の永久磁石型回転電機であり、ロータ８０と、ステータ９０と、を備えている。ロータ８０は、ロータコア８１と、複数の永久磁石８２と、回転軸８３と、を有している。ロータコア８１は、例えば電磁鋼板を積層して形成されている。永久磁石８２は、ロータコア８１の外周表面に設けられている。すなわち、本実施形態の場合、回転電機７０は、ロータコア８１の表面に永久磁石８２が設けられたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）型の回転電機である。なお、回転電機７０は、ＳＰＭ型に限られず、永久磁石がロータコアの内部に埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型であってもよい。

回転軸８３の中心軸線Ｊ１はロータ８０及びステータ９０の中心を通っている。また、回転軸８３の両端部は、ロータコア８１の両端部から突出している。ロータ８０は、回転軸８３と一体的に回転する。回転軸８３の一方の端側部分８３１の外径は、他方の端側部分８３２の外径よりも大きい。なお、以下の説明では、一方の端側部分８３１を第１端部８３１と称し、他方の端側部分８３２を第２端部８３２と称する。本実施形態の場合、第１端部８３１は、負荷側であり、駆動対象となる負荷が接続される。また、第２端部８３２は、非負荷側であり、負荷は接続されない。

ステータ９０は、ステータ本体９１と、ステータケース９２と、を有している。ステータ本体９１は、詳細は図示しないが、例えば電磁鋼板を積層して形成したステータコアに、導線を巻回して形成したコイルを設けて構成されている。ステータケース９２は、ステータ９０の外殻を構成するものであり、例えば鋳物で形成されている。なお、ステータ本体９１の外殻が、ステータケース９２を兼ねる構成であってもよい。ステータ本体９１及びステータケース９２は、全体として筒状に形成されている。ステータ本体９１は、ステータケース９２の内側に挿入されている。ステータ本体９１は、例えば製造装置１０とは別の装置によって、ステータケース９２の内側に挿入される。そして、ロータ８０は、ステータ９０の内側、つまりステータケース９２の内側でかつステータ本体９１の内側に収容されている。

また、回転電機７０は、第１軸受７１、第２軸受７２、第１ブラケット７３、及び第２ブラケット７４を有している。第１軸受７１は、回転軸８３の負荷側部分つまり第１端部８３１を回転可能に支持する。第２軸受７２は、回転軸８３の負荷側とは反対側部分つまり第２端部８３２を回転可能に支持する。本実施形態の場合、第１軸受７１は、自動調心機能を有している。そして、第１軸受７１の外径は、第２軸受７２の外径よりも大きい。

第１ブラケット７３及び第２ブラケット７４は、全体として板状に形成されている。第１ブラケット７３はステータ９０の一方の端側に設けられている。また、第２ブラケット７４は、ステータ９０の他方の端側に設けられている。本実施形態の場合、第１ブラケット７３は、ステータ９０に対して負荷側つまり第１端部８３１側に設けられている。また、第２ブラケット７４は、ステータ９０に対して負荷側とは反対側に設けられている。

第１ブラケット７３は、第１軸受取付穴７３１を有している。第１軸受取付穴７３１は、第１ブラケット７３の中心部分をその厚み方向へ円形に貫いて形成されている。第１軸受取付穴７３１の内径寸法は、第１軸受７１の外径寸法と略同一寸法となっている。そして、第１軸受７１は、第１軸受取付穴７３１に対して圧入により嵌め込まれている。

同様に、第２ブラケット７４は、第２軸受取付穴７４１を有している。第２軸受取付穴７４１は、第２ブラケット７４の中心部分をその厚み方向へ円形に貫いて形成されている。第２軸受取付穴７４１の内径寸法は、第２軸受７２の外径寸法と略同一寸法となっている。そして、第２軸受７２は、第２軸受取付穴７４１に対して圧入により嵌め込まれている。この場合、第１軸受取付穴７３１の内径は、第２軸受取付穴７４１の内径よりも大きい。

［製造装置の構成］
次に、本実施形態による回転電機の製造装置１０（以下、製造装置１０と称する）の構成について、図２〜図４を参照して説明する。製造装置１０は、図１に示す永久磁石型回転電機７０を組み立てることができる。製造装置１０は、図２及び図３に示すように、装置本体２０を備えている。装置本体２０は、架台２１、及びベース板２２を有している。架台２１は、製造装置１０の各機構を設けるための土台である。ベース板２２は、長方形状の平板で構成されており、上面に平坦なベース面２２１が形成されている。製造装置１０の各機構は、ベース面２２１を基準に配置されている。

製造装置１０は、ステータ移動機構３０、ステータ保持機構４０、及びロータ保持機構５０を備えている。ステータ移動機構３０は、第１ブラケット７３が組み付けられたステータ９０を、ベース面２２１に平行に移動させるための機構である。ステータ移動機構３０は、ガイドレール３１、スライダ３２、ステージ３３、及び駆動部３４を有している。ガイドレール３１は、いわゆるリニアガイドレールであって、ベース面２２１上に２本設けられている。２本のガイドレール３１は、平行となるように配置されている。スライダ３２は、ガイドレール３１に沿って滑らかに移動可能に構成されている。

ステージ３３は、矩形の板で構成されており、２本のガイドレール３１に設けられた各スライダ３２に跨って設けられている。ステージ３３は、スライダ３２を介してガイドレール３１に沿って、ベース面２２１に対して平行に移動することができる。駆動部３４は、例えばピニオンを有するモータ、及びピニオンに係合するラック等によって構成されている。この場合、ラックは、スライダ３２に固定されている。そして、モータが駆動すると、そのモータの回転力がピニオン及びラックによって直線方向への運動に変換されてステージ３３に伝達される。これにより、ステージ３３は、駆動部３４が駆動すると、ガイドレール３１の長手方向に沿って滑らかに移動することができる。なお、以下の説明では、ガイドレール３１の長手方向つまりスライダ３２の移動方向を、製造装置１０の前後方向とする。

ステータ保持機構４０は、ステージ３３上に設けられており、ステージ３３上にステータ９０を保持するためのものである。また、製造装置１０は、仮ブラケット１１を有している。すなわち、ステージ３３は、第１ブラケット７３及び仮ブラケット１１を取り付けた状態のステータ９０を載置可能に構成されている。

仮ブラケット１１は、ステータ保持機構４０にステータ９０を保持させるために用いられる治具である。仮ブラケット１１は、ステータ９０をステータ保持機構４０に保持させる際に、第２ブラケット７４の代わりにステータ９０に着脱可能に取り付けられる。仮ブラケット１１は、第２ブラケット７４に類似した形状であり、全体として板状に形成されている。この場合、仮ブラケット１１の中心部には、図４等に示すように、第２軸受取付穴７４１よりも内径が大きい連通穴１１１が形成されている。

ステータ保持機構４０は、第１ブラケット支持部４１、仮ブラケット支持部４２、及び複数のステータ支持部４３を有している。第１ブラケット支持部４１は、図３に示すように、第１ブラケット７３の下方に設けられている。第１ブラケット支持部４１は、例えばブロック状に形成されており、ステージ３３上に固定されている。第１ブラケット支持部４１は、第１ブラケット７３が組み付けられたステータ９０において第１ブラケット７３を支持する。

この場合、第１ブラケット支持部４１の第１ブラケット７３側の面つまり上端面４１１は、切削加工等が施された平坦面に形成されている。これにより、ベース面２２１から第１ブラケット支持部４１の上端面４１１までの寸法は、高い寸法精度が確保されている。また、図６等に示すように、第１ブラケット７３の下端面７３２つまり第１ブラケット支持部４１との接触面は、切削加工等が施された平坦面に形成されており、ステータ９０の位置決めの基準面の１つとして機能している。ステータ９０に第１ブラケット７３を取り付けた場合、下端面７３２からステータ９０の中心までの距離寸法は高い精度で確保されている。

この場合、第１ブラケット支持部４１は、ベース面２２に対する第１ブラケット７３の位置、換言すれば第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心に対する第１ブラケット７３の位置を決める第１ブラケット位置決部としても機能する。また、この場合、第１ブラケット７３の下端面７３２は、回転電機７０を設置する際の基準面として利用することもできる。

仮ブラケット支持部４２は、第１ブラケット支持部４１と同様に、例えばブロック状に形成されている。仮ブラケット支持部４２は、ステータ９０における第１ブラケット７３とは反対側、つまり第２ブラケット７４が組み付けられる位置の下方に設けられている。換言すれば、仮ブラケット支持部４２は、仮ブラケット１１が取り付けられる箇所の下方に設けられている。

この場合、図６等に示すように、仮ブラケット支持部４２の仮ブラケット１１側の面つまり上端面４２１は、切削加工等が施された平坦面に形成されている。そして、ベース面２２１から仮ブラケット支持部４２の上端面４２１までの寸法は、高い寸法精度となっている。また、図４に示すように、仮ブラケット１１の下端面１１２は、切削加工等が施された平坦面に形成されており、ステータ９０の位置決めの基準面の１つとして機能する。ステータ９０に仮ブラケット１１を取り付けた場合、下端面１１２からステータ９０の中心までの寸法精度は高い精度が確保されている。この場合、仮ブラケット支持部４２は、ベース面２２に対する仮ブラケット１１の位置、換言すれば第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心に対する仮ブラケット１１の位置を決める仮ブラケット位置決部としても機能する。

仮ブラケット支持部４２は、例えばボルト等の締結部材で固定されることによって、ステージ３３上に着脱可能に設けられている。すなわち、仮ブラケット支持部４２は、装置本体２０に着脱可能に設けられている。仮ブラケット支持部４２は、仮ブラケット１１が取り付けられたステータ９０において仮ブラケット１１部分を支持する。なお、仮ブラケット支持部４２は、ベース面２２１に着脱可能に設けてもよい。

複数のステータ支持部４３は、それぞれステージ３３と一体的に移動可能に構成されている。ステータ支持部４３は、図４に示すプランジャー４３１と、内部に設けられた図示しないバネ等を有している。ステータ支持部４３は、油圧、空圧、又は水圧等の駆動圧力を印加することでプランジャー４３１が突出する。これにより、ステータ支持部４３は、ステータ９０を押圧して支持した状態つまり押圧状態となる。また、ステータ支持部４３は、駆動圧力を解除するとバネの弾性力によってプランジャー４３１の突出が解除されて引き込まれる。これにより、ステータ支持部４３は、ステータ９０の押圧支持を解除した状態つまりステータ９０を押圧支持していない非押圧状態となる。

ステータ支持部４３は、ステージ３３に載置されたステータ９０の外周面を少なくとも三方向からステータ９０の中心へ向かって押圧することで、ステータ９０を支持するものである。本実施形態の場合、ステージ３３に載置されたステータ９０の外周面を、上面、下面、及び左右側面の四方向からステータ９０の中心へ向かって略点接触状態で押圧することで、ステータ９０を支持することができる。この場合、各ステータ支持部４３は、ステータ９０の下面を支持する下面支持部４３Ａと、ステータ９０の左右側面を支持する側面支持部４３Ｂ、４３Ｃと、ステータ９０の上面を支持する上面支持部４３Ｄと、から構成されている。なお、各ステータ支持部４３の配置や数は、ステータ９０の外形に応じて適宜変更することができる。

そして、ステータ保持機構４０は、側壁部４４、４５、及び天井壁部４６、を有している。側壁部４４、４５は、ステータ９０の対向する側面を覆うようにして、ステージ３３に設けられている。天井壁部４６は、ステータ９０の上面を覆うようにして、側壁部４４、４５を介してステージ３３に設けられている。天井壁部４６は、側壁部４４、４５に着脱可能に設けられている。本実施形態の場合、天井壁部４６は、対向する側壁部４４、４５のうち一方にヒンジを介して開閉可能に設けられている。また、下面支持部４３Ａは、ステージ３３に設けられている。側面支持部４３Ｂ、４３Ｃは、それぞれ側壁部４４、４５に設けられている。そして、上面支持部４３Ｄは、天井壁部４６に設けられている。

ロータ保持機構５０は、第１台座部５１、第１支持部材５２、第２台座部５３、第２ブラケット保持部５４、及び第２支持部材５５を有している。第１台座部５１は、図２及び図３に示すように、ベース面２２１上においてステージ３３の一方の移動端側に設けられている。第１支持部材５２は、円柱軸状に形成されている。第１支持部材５２の一方の端部は、第１台座部５１によって回転不可に支持されている。これにより、第１支持部材５２は、ベース面２２１から離間した状態で装置本体２０に設けられている。この場合、第１支持部材５２は、第１ブラケット７３の第１軸受取付穴７３１を挿通可能に形成されている。すなわち、第１支持部材５２の外径寸法は、第１軸受取付穴７３１の内径寸法よりも小さい。

第１支持部材５２は、図２に示すように、第１受部５２１を有している。第１受部５２１は、円筒形の片側部分この場合上側部分を切り欠いた形状に形成されており、ロータ８０の第１端部８３１を着脱可能に受け付けて支持することができる。図９に示すように、第１受部５２１にロータ８０の第１端部８３１が載置された状態において、回転軸８３の中心軸線Ｊ１と第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２とは同一線上となっている。すなわち、この場合、回転軸８３の中心と第１支持部材５２の中心とは一致している。

第２台座部５３は、ベース面２２１上においてステージ３３の他方の端部側つまり第１台座部５１とは反対側に設けられている。ちなみに、第２台座部５３は、ガイドレール３１に沿って移動可能な補助スライダ３５に設けられている。しかし、製造装置１０により回転電機７０を製造する際、第２台座部５３は、固定ピン３６によってベース面２２１に対して移動不可に固定されている。

第２ブラケット保持部５４は、第２ブラケット７４の第２軸受取付穴７４１に第２支持部材５５を挿通可能な状態で第２ブラケット７４を着脱可能に保持するものである。第２ブラケット保持部５４は、第２台座部５３の上端部つまりベース面２２１とは反対側の端部に設けられている。第２ブラケット保持部５４は、例えば図７〜図１２に示すように、第２軸受取付穴７４１の内径よりも若干小さい外径を有する円柱状に形成されており、第２軸受取付穴７４１に対してマイナス公差で嵌合可能となっている。そして、第２軸受取付穴７４１に第２ブラケット保持部５４を挿入することで、第２ブラケット保持部５４は、第２ブラケット７４を支持する。なお、第２ブラケット保持部５４は、例えばボルト等によって第２ブラケット７４を保持する構成であっても良いし、第２ブラケット７４の下面等を支持する構成であっても良い。

第２支持部材５５は、図３に示すように、第１受部５２１と同様に円筒形の片側部分この場合上側部分を切り欠いた形状に形成されている。これにより、第２支持部材５５は、ロータ８０の第２端部８３２を着脱可能に受け付けて支持することができる。したがって、第２支持部材５５は、第２受部として機能する。図９等に示すように、第２支持部材５５にロータ８０の第２端部８３２が載置された状態において、回転軸８３の中心軸線Ｊ１と第２支持部材５５の中心軸線Ｊ３とは同一線上となっている。すなわち、この場合、回転軸８３の中心と第２支持部材５５の中心とは一致している。

また、本実施形態の場合、ロータ保持機構５０は、図２〜図４、及び図６等に示すように、ハンドル５６を有している。ハンドル５６の回転に伴い、第２台座部５３に対する第２支持部材５５の突出寸法が変更される。この場合、使用者は、ハンドル５６を回転させることで、第１支持部材５２に対する第２支持部材５５の距離Ｌを調整することができる。これにより、ロータ８０の回転軸８３の長さ寸法に応じて、ロータ保持機構５０における第１支持部材５２と第２支持部材５５との間の距離寸法Ｌを調整することができる。

また、製造装置１０は、図２、図３に示すように、制御盤１２及び操作装置１３を備えている。制御盤１２は、詳細は図示しないが、駆動部３４のモータを駆動制御するための駆動回路や、ステータ支持部４３の駆動圧力を制御するための電磁弁、そしてこれら駆動回路や電磁弁を制御するためのコンピュータ等を有している。操作装置１３は、モニタ１３１や複数のスイッチ１３２等を有している。使用者は、スイッチ１３２を操作することで、製造装置１０の動作の開始又は停止を行うことができる。

［製造工程］
次に、製造装置１０によって行われる回転電機７０の製造工程について、図５〜図１２も参照して説明する。
なお、以下の説明において、「組付」とは、回転電機７０を構成する部品を回転電機７０の構成要素として組み付けることを意味する。また、「装着」とは、回転電機７０を構成しない部品を着脱可能に取り付けること等を意味する。そして、「取付」とは、製造装置１０に対して治具等を着脱可能に取り付けること等を意味する。
また、以下の説明では、図６〜図１２における紙面の右側を製造装置１０の前側とし、紙面の左側を製造装置１０の後側とする。

まず、製造工程が開始されると（図５のスタート）、作業者は、図５のステップＳ１１の第１ブラケット組付工程、ステップＳ１２の仮ブラケット装着工程、及びステップＳ１３の仮ブラケット支持部取付工程を実行する。ステップＳ１１の第１ブラケット組付工程において、作業者は、ステータ９０に第１ブラケット５３を組み付ける。ステップＳ１２の仮ブラケット装着工程において、作業者は、ステータ９０に仮ブラケット１１を装着する。そして、ステップＳ１３の仮ブラケット支持部取付工程において、作業者は、製造装置１０のステージ３３仮ブラケット支持部４２を取り付ける。この場合、ステップＳ１１〜Ｓ１３の実行順をどのように入れ替えても良い。

次に、作業者は、ステップＳ１４において載置工程を実行する。作業者は、載置工程を行う際に、天井壁部４６を開放するとともに、各ステータ支持部４３を非押圧状態にする。載置工程において、作業者は、図６に示すように、第１ブラケット７３が組付けられているとともに仮ブラケット１１が装着されたステータ９０を、ステータ保持機構４０を介してステージ３３に載置する。ステータ９０がステージ３３に載置されると、第１ブラケット７３が第１ブラケット支持部４１によって支持されるとともに、仮ブラケット１１が仮ブラケット支持部４２によって支持される。

この場合、図６等に示すように、第１ブラケット７３の下端面７３２は、第１ブラケット支持部４１の上端面４１１に接触した状態で支持される。ここで、ステータ９０の中心線Ｊ１は、第１ブラケット７３の中心つまり第１軸受取付穴７３１の中心を通っている。そして、第１ブラケット７３の中心から下端面７３２までの距離寸法Ｈ１１、及び第１ブラケット支持部４１の上端面４１１からベース面２２までの距離寸法Ｈ２１は、高い寸法精度が確保されている。したがって、第１ブラケット７３が第１ブラケット支持部４１に支持された状態において、第１ブラケット７３の中心及びステータ９０の中心からベース面２２までの距離寸法Ｈ３１は、高い寸法精度となっている。

同様に、仮ブラケット１１の下端面１１２は、仮ブラケット支持部４２の上端面４２１に支持される。ここで、ステータ９０の中心線Ｊ１は、仮ブラケット１１の中心つまり連通穴１１１の中心を通っている。そして、仮ブラケット１１の中心から下端面１１２までの距離寸法Ｈ１２、及び仮ブラケット支持部４２の上端面４２１からベース面２２までの距離寸法Ｈ２２は、高い寸法精度が確保されている。したがって、仮ブラケット１１が仮ブラケット支持部４２に支持された状態において、仮ブラケット１１の中心及びステータ９０の中心からベース面２２までの距離寸法Ｈ３２は、高い寸法精度となっている。

すなわち、ステータ９０は、第１ブラケット７３が第１ブラケット支持部４１によって支持されるとともに、仮ブラケット１１が仮ブラケット支持部４２によって支持されることで、ベース面２２から第１ブラケット７３、ステータ９０、及び仮ブラケット１１の中心までの距離Ｈ３１、Ｈ３２を高い精度に確保することができる。換言すると、第１ブラケット７３が第１ブラケット支持部４１によって支持されるとともに、仮ブラケット１１が仮ブラケット支持部４２によって支持されることで、第１ブラケット７３、ステータ９０、及び仮ブラケット１１の中心と、第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心とを高い精度で一致させることができる。

次に、作業者は、ステップＳ１５に示すように、ステータ支持部動作工程を実行する。ステータ支持部動作工程では、作業者は、図７に示すように、天井壁部４６を閉じる。そして、操作装置１３を操作して、ステータ支持部４３に駆動圧力を印加してステータ支持部４３を駆動させる。これにより、ステータ本体９１は、四方からステータ９０の中心に向かって押圧された状態で支持される。この場合、各ステータ支持部４３は、ステータ９０の四方からステータ９０の中心に向かって略均等な力で押圧するため、ステータ支持部４３の駆動の前後においてステータ９０の中心位置が変化し難い。つまり、ステータ支持部動作工程後においても、第１ブラケット７３、ステータ９０、及び仮ブラケット１１の中心と、第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心とは、高い精度で一致している。

次に、作業者は、ステップＳ１６に示すように、仮ブラケット支持部取外工程を実行する。これにより、作業者は、図７に示すように、仮ブラケット支持部４２をステージ３３から取り外す。この場合、ステータ９０は、各ステータ支持部４３によって支持されている。したがって、仮ブラケット支持部４２をステージ３３から取り外した後であっても、第１ブラケット７３及びステータ９０の中心と、第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心とは、高い精度で一致している。

次に、作業者は、ステージ３３を後退させた後、ステップＳ１７に示す第２ブラケット取付工程を実行する。これにより、作業者は、図８に示すように、第２ブラケット７４を、第２ブラケット保持部５４に保持させる。このとき、ステージ３３は後退しているため、第１支持部材５２と第２支持部材５５との間の上方部分が開放されている。したがって、第１支持部材５２と第２支持部材５５との間にロータ８０が挿入可能となっている。

次に、作業者は、ステップＳ１８においてロータ取付工程を実行する。ロータ取付工程において、作業者は、図９に示すように、ロータ８０を、第１支持部材５２と第２支持部材５５との間の上方部分を通して第１支持部材５２と第２支持部材５５との間に配置する。この場合、作業者は、ロータ８０の第１端部８３１を第１受部５２１に挿入すると共に、第２端部８３２を第２支持部材５５に挿入する。これにより、ロータ８０は、ロータ保持機構５０に保持される。この場合、ロータ８０の回転軸８３の中心軸線Ｊ１は、第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２及び第２支持部材５５の中心軸線Ｊ３と一致していると共に、第１ブラケット７３、ステータ９０、及び第２ブラケット７４の中心を通っている。なお、第１軸受７１及び第２軸受７２は、ロータ取付工程の実行前に、ロータ８０の第１端部８３１及び第２端部８３２に組み付けられている。

次に、作業者は、ステップＳ１９においてロータ挿入工程を実行する。この場合、作業者は、例えば操作装置１３のスイッチ１３２を操作することによって、ロータ挿入工程を実行する。製造装置１０は、ロータ挿入工程が実行されると、第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２方向に沿って第１支持部材５２とステージ３３とを相対的に移動させることにより、第１ブラケット７３とは反対側からステータ９０内にロータ８０を挿入する。すなわち、本実施形態の場合、製造装置１０は、図１０に示すように、駆動部３４を駆動させてステージ３３を第２ブラケット保持部５４側へ前進させる。これにより、第１軸受７１が第１ブラケット７３の第１軸受取付穴７３１に圧入されると共に、ロータ８０がステータ９０内に収納される。

次に、作業者は、ステップＳ２０において、第２ブラケット組付工程を実行する。この場合、作業者は、図１１に示すように、第２ブラケット７４を第２ブラケット保持部５４から取外し、その後、第２ブラケット７４をステータ９０に組み付ける。これにより、回転電機７０の組立てが完了する（図５のエンド）。その後、作業者は、図１２に示すように、天井壁部４６を開放して、組立てが完了した回転電機７０を製造装置１０から取り外す。

以上のように、実施形態の製造装置１０は、装置本体２０、第１支持部材５２、第２支持部材５５、第２ブラケット保持部５４、ステージ３３、第１ブラケット支持部４１、仮ブラケット１１、仮ブラケット支持部４２、及びステータ支持部４３を備えている。装置本体２０は、ベース面２２を有している。

第１支持部材５２は、ベース面２２から離間した状態で装置本体２０に設けられており、ロータ８０の回転軸８３の一方の端部この場合第１端部８３１を着脱可能に支持すると共に、第１ブラケット７３の第１軸受取付穴７３１に挿通可能に構成されている。また、第１支持部材５２は、ロータ８０をベース面２２から離間した状態かつ回転軸８３の中心軸線Ｊ１と当該第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２とが同一線上となった状態で、ロータ８０を支持可能に構成されている。

第２支持部材５５は、第１支持部材５２に対して第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２方向に離間して設けられている。第２支持部材５５は、ロータ８０の回転軸８３の他方の端部この場合第２端部８３２を着脱可能に支持すると共に、第２ブラケット７４の第２軸受取付穴７４１に挿通可能に構成されている。第２支持部材５５は、ロータ８０をベース面２２から離間した状態かつ回転軸８３の中心軸線Ｊ１及び第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２と当該第２支持部材５５の中心軸線Ｊ３とが同一線上となった状態で支持可能に構成されている。

第２ブラケット保持部５４は、装置本体２０のベース面２２上に設けられており、第２軸受取付穴７４１に第２支持部材５５を挿通可能な状態で第２ブラケット７４を着脱可能に保持する。ステージ３３は、ベース面２２上に設けられており、第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２方向に沿って相対的に移動可能であり、かつ第１ブラケット７３を取り付けた状態のステータ９０を載置可能に構成されている。この場合、第１支持部材５２は移動不可に構成され、ステージ３３が移動可能に構成されている。第１ブラケット支持部４１は、ステージ３３に設けられており、第１ブラケット７３を支持可能に構成されている。

仮ブラケット１１は、回転電機７０の組立て過程において、第２ブラケット７４の代わりにステータ９０に着脱可能に装着される。仮ブラケット支持部４２は、ステージ３３又は装置本体２０に着脱可能に設けられている。本実施形態の場合、仮ブラケット支持部４２は、ステージ３３に設けられている。また、仮ブラケット支持部４２は、仮ブラケット１１がステータ９０に装着された状態でステータ９０がステージ３３に載置された場合に、仮ブラケット１１を支持可能に構成されている。

そして、ステータ支持部４３は、ステージ３３に設けられている。この場合、ステータ支持部４３は、ステージ３３と一体的に移動可能に構成されている。ステータ支持部４３は、ステージ３３に載置されたステータ９０の外周面を少なくとも三方向からステータ９０の中心方向へ向かって押圧可能である。本実施形態の場合、ステータ支持部４３は、ステータ９０の外周面を四方向からステータ９０の中心方向へ向かって押圧可能に構成されている。ステータ支持部４３は、駆動圧力の切替によって、押圧状態と非押圧状態とを切替可能である。ステータ支持部４３は、押圧状態のときにはステータ９０を支持し、非押圧状態のときにはステータ９０を支持していない。

また、実施形態の製造方法は、第１ブラケット取付工程（ステップＳ１１）、仮ブラケット装着工程（ステップＳ１２）、載置工程（ステップＳ１４）、ステータ支持部動作構成（ステップＳ１５）、仮ブラケット支持部取外工程（ステップＳ１６）、ロータ挿入工程（ステップＳ１９）、及び第２ブラケット組付工程（ステップＳ２０）を備えている。

第１ブラケット組付工程は、ステータ９０に第１ブラケット７３を組み付ける工程である。仮ブラケット装着工程は、第２ブラケット７４の代わりに仮ブラケット１１をステータ９０に装着する工程である。載置工程は、第１ブラケット組付工程及び仮ブラケット装着工程の後に実行され、第１ブラケット７３が組み付けられているとともに仮ブラケット１１が装着されたステータ９０をステージ３３に載置する工程である。

ステータ支持部動作工程は、載置工程の後に実行されステータ支持部４３を動作させて押圧状態にする工程である。仮ブラケット支持部取外工程は、ステータ支持部動作工程の後に実行され、仮ブラケット支持部４３をステージ３３又は装置本体２０から取り外す工程である。ロータ挿入工程は、ステータ支持部動作工程の後に実行され第１支持部材５２の中心軸線Ｊ２方向に沿って第１支持部材５２とステージ３３とを相対的に移動させて、第１ブラケット７３とは反対側からステータ９０内にロータ８０を挿入する工程である。そして、第２ブラケット組付工程は、ロータ挿入工程及び仮ブラケット支持部取外工程の後に実行されロータ８０が挿入されたステータ９０に第２ブラケット７４を組み付ける工程である。

これらによれば、ステータ９０がステージ３３上に載置される際、ステータ９０は、第１ブラケット７３及び仮ブラケット１１を介して、第１ブラケット支持部４１及び仮ブラケット支持部４２に支持される。そして、ステータ支持部４３が動作すると、ステータ支持部４３のプランジャー４３１が突出し、ステータ９０の外周面に接触してステータ９０を支持する。その際、各プランジャー４３１の突出量が適宜変化することによって、ステータ９０の外周面の寸法精度が低くても、ステータ９０の中心位置を第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心位置と一致した状態に保持することができる。

すなわち、これによれば、ステータ保持機構４０がステータ９０を保持し、ロータ保持機構５０がロータ８０を保持した状態において、ロータ８０の回転軸８３の中心軸線Ｊ１と、ステータ９０の中心とを高い精度で一致させることができる。これにより、ロータ８０をスータ９０に挿入する際に、ロータ８０の外周面とステータ９０の内周面と距離を安定させることができる。

つまり、これによれば、ロータ８０の外周面とステータ９０の内周面との距離に不均衡が生じることを抑制できる。したがって、ロータ８０とステータ９０との間に生じる永久磁石８２による吸着力の偏りを抑制することができる。これにより、ロータ８０の挿入工程において、ロータ８０とステータ９０とが接触することを、高い精度で防ぐことができる。その結果、ステータ９０に対するロータ８０の挿入工程が容易になるとともに、ロータ８０がステータ９０に吸着された場合のロータ８０の剥離作業を低減することができ、ひいては製造工程や製造コストを低減することができる。また、ステータ９０とロータ８０とが衝突して永久磁石８２が破損することを抑制することができるため、永久磁石８２の破損等による回転電機７０の品質低下を抑制することができる。

また、この場合、ステータ９０の外周面の寸法精度が低くても、ステータ９０の中心位置を第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心位置と一致した状態に保持することができる。つまり、ステータ９０の中心位置を第１支持部材５２及び第２支持部材５５の中心位置と一致した状態に保持するために、ステータ９０の外表面つまりステータケース９２の外表面に対して切削加工等を行う必要がない。したがって、この点においても、製造工程を削減することができる。

ここで、図２等に示すように、ロータ８０を、第１支持部材５２と第２支持部材５５との間に配置するためには、ステータ９０を後方へ退避させて、第１支持部材５２と第２支持部材５５との間にロータ８０を配置するための空間を確保する必要がある。そして、この場合、第１支持部材５２は、ステータ９０を後方へ退避させた状態において、ステータ９０を貫いて第１受部５２１をステータ９０の外側へ露出させる必要がある。したがって、第１支持部材５２の長さ寸法は、少なくともステータ９０の長さ寸法以上にする必要がある。しかし、第１支持部材５２は、片持ち梁状態でロータ８０を支持しなければならないため、その長さ寸法の増大に伴って撓み易くなる。

そこで、第１ブラケット７３の第１軸受取付穴７３１の内径は、第２ブラケット７４の第２軸受取付穴７４１の内径よりも大きく設定されている。この場合、第１ブラケット７３は、負荷側となり、第２ブラケット７４は負荷側とは反対側となる。そして、第１支持部材５２は、第１ブラケット７３の第１軸受取付穴７３１を通すように構成されている。

これによれば、第１ブラケット７３と第２ブラケット７４の配置が逆である場合に比べて、第１支持部材５２の外径を極力大きくすることができる。そして、第１支持部材５２を極力太くすることで、第１支持部材５２の剛性を高くすることができる。これにより、ロータ８０を取り付けた場合の第１支持部材５２の撓みを抑制することができ、その結果、ロータ８０をスータ９０に挿入する際に、ロータ８０の外周面とステータ９０の内周面と距離を更に安定させることができる。

つまり、第１支持部材５２の剛性を高めることで、ロータ８０の外周面とステータ９０の内周面との距離に不均衡が生じることを更に抑制できる。したがって、ロータ８０とステータ９０との間に生じる永久磁石８２による吸着力の偏りをより高い精度で抑制することができる。これにより、ロータ８０の挿入工程において、ロータ８０とステータ９０との接触をより高い精度で防ぐことができる。また、第１支持部材５２の剛性を高くすることができるため、製造装置１０は、長さ寸法の大きい回転電機７０にも対応することができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は製造装置、１１は仮ブラケット、２０は装置本体、２２１はベース面、３３はステージ、４１は第１ブラケット支持部、４２は仮ブラケット支持部、４３はステータ支持部、５２は第１支持部材、５４は第２ブラケット保持部、５５は第２支持部材、７０は回転電機、７１は第１軸受、７２は第２軸受、７３は第１ブラケット、７３１は第１軸受取付穴、７４は第２ブラケット、７４１は第２軸受取付穴、８０はロータ、９０はステータを示す。

Claims (3)

1. 回転軸及び永久磁石を有するロータと、
   コイルを有し内部に前記ロータを収容するステータと、
   前記ステータの一方の端側に設けられた第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットに形成された第１軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の一方の端側を回転可能に支持する第１軸受と、
   前記ステータの他方の端側に設けられた第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットに形成された第２軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の他方の端側を回転可能に支持する第２軸受と、
   を備える回転電機を製造するための製造装置であって、
   ベース面を有する装置本体と、
   前記ベース面から離間した状態で前記装置本体に設けられて前記ロータの回転軸の一方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第１ブラケットの前記第１軸受取付穴に挿通可能な第１支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線と当該第１支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第１支持部材と、
   前記第１支持部材に対して前記第１支持部材の中心軸線方向に離間して設けられ前記回転軸の他方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第２ブラケットの前記第２軸受取付穴に挿通可能な第２支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線及び前記第１支持部材の中心軸線と当該第２支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第２支持部材と、
   前記第２軸受取付穴に前記第２支持部材を挿通可能な状態で前記第２ブラケットを着脱可能に保持する第２ブラケット保持部と、
   前記ベース面上に設けられて前記第１支持部材の中心軸線方向に沿って相対的に移動可能でかつ前記第１ブラケットを取り付けた状態の前記ステータを載置可能なステージと、
   前記ステージに設けられ前記第１ブラケットを支持可能な第１ブラケット支持部と、
   前記第２ブラケットの代わりに前記ステータに着脱可能に装着される仮ブラケットと、
   前記ステージ又は前記装置本体に着脱可能に設けられ前記仮ブラケットが前記ステータに装着された状態で前記ステータが前記ステージに載置された場合に前記仮ブラケットを支持可能な仮ブラケット支持部と、
   前記ステージに設けられ前記ステージに載置された前記ステータの外周面を少なくとも三方向から前記ステータの中心方向へ向かって押圧可能であって押圧状態と非押圧状態とを切替可能であって、前記第１ブラケット支持部及び前記仮ブラケット支持部によって前記第１ブラケット及び前記仮ブラケットがそれぞれ支持された状態で前記押圧状態となるステータ支持部と、
   を備える回転電機の製造装置。
2. 前記第１軸受取付穴の内径は、前記第２軸受取付穴の内径よりも大きい、
   請求項１に記載の回転電機の製造装置。
3. 回転軸及び永久磁石を有するロータと、
   コイルを有し内部に前記ロータを収容するステータと、
   前記ステータの一方の端側に設けられた第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットに形成された第１軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の一方の端側を回転可能に支持する第１軸受と、
   前記ステータの他方の端側に設けられた第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットに形成された第２軸受取付穴に嵌め込まれて前記回転軸の他方の端側を回転可能に支持する第２軸受と、
   を備える回転電機の製造方法であって、
   ベース面を有する装置本体と、
   前記ベース面から離間した状態で前記装置本体に設けられて前記ロータの回転軸の一方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第１ブラケットの前記第１軸受取付穴に挿通可能な第１支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線と当該第１支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第１支持部材と、
   前記第１支持部材に対して前記第１支持部材の中心軸線方向に離間して設けられ前記回転軸の他方の端部を着脱可能に支持すると共に前記第２ブラケットの前記第２軸受取付穴に挿通可能な第２支持部材であって、前記ロータを前記ベース面から離間した状態かつ前記回転軸の中心軸線及び前記第１支持部材の中心軸線と当該第２支持部材の中心軸線とが同一線上となった状態で支持可能な第２支持部材と、
   前記第２軸受取付穴に前記第２支持部材を挿通可能な状態で前記第２ブラケットを着脱可能に保持する第２ブラケット保持部と、
   前記ベース面上に設けられて前記第１支持部材の中心軸線方向に沿って相対的に移動可能でかつ前記第１ブラケットを取り付けた状態の前記ステータを載置可能なステージと、
   前記ステージに設けられ前記第１ブラケットを支持可能な第１ブラケット支持部と、
   前記第２ブラケットの代わりに前記ステータに着脱可能に装着される仮ブラケットと、
   前記ステージ又は前記装置本体に着脱可能に設けられ前記仮ブラケットが前記ステータに装着された状態で前記ステータが前記ステージに載置された場合に前記仮ブラケットを支持可能な仮ブラケット支持部と、
   前記ステージに設けられ前記ステージに載置された前記ステータの外周面を少なくとも三方向から前記ステータの中心方向へ向かって押圧可能であって押圧状態と非押圧状態とを切替可能であって、前記第１ブラケット支持部及び前記仮ブラケット支持部によって前記第１ブラケット及び前記仮ブラケットがそれぞれ支持された状態で前記押圧状態となるステータ支持部と、
   を備える回転電機の製造装置を用いて行われるものであって、
   前記ステータに前記第１ブラケットを組み付ける第１ブラケット組付工程と、
   前記第２ブラケットの代わりに仮ブラケットを前記ステータに装着する仮ブラケット装着工程と、
   前記第１ブラケット組付工程及び前記仮ブラケット装着工程の後に実行され前記第１ブラケットが組み付けられているとともに前記仮ブラケットが装着された前記ステータを前記ステージに載置する載置工程と、
   
   前記載置工程の後に実行され前記ステータ支持部を前記押圧状態に動作させるステータ支持部動作工程と、 前記ステータ支持部動作工程の後に実行され、前記仮ブラケット支持部を前記ステージ又は前記装置本体から取り外す仮ブラケット支持部取外工程と、
   前記ステータ支持部動作工程の後に実行され前記第１支持部材の中心軸線方向に沿って前記第１支持部材と前記ステージとを相対的に移動させて前記第１ブラケットとは反対側から前記ステータ内に前記ロータを挿入するロータ挿入工程と、
   前記ロータ挿入工程及び前記仮ブラケット支持部取外工程の後に実行され前記ロータが挿入された前記ステータに前記第２ブラケットを組み付ける第２ブラケット組付工程と、
   を備える回転電機の製造方法。

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