JP4968535B2 - ロータ組付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ及びステータを有する回転電機を格納し、所定の接合対象部材と接合する開口面を有する装置ケースにステータが収納された状態でロータを組付けるためのロータ組付け装置に関する。

一般的に、ロータ及びステータを有する回転電機の組み立ては、回転電機のケースにロータ及びステータを順次、組付ける方法が用いられている。このような方法では、ロータ若しくはステータに備えられる永久磁石の磁力により、ロータ及びステータが互いに吸引して接触する可能性がある。そして、ロータとステータとが接触すると、その接触に起因してロータ及びステータが損傷する虞がある。そのため、これまでにロータ及びステータの接触を抑制する回転電機の組立て方法が開発されてきた。

このような組立て方法の一つとして、特許文献１に記載の電動機の組立て方法がある。この電動機の組立て方法は、永久磁石を備えたロータをハウジングに挿入した後、当該ロータが有するロータ軸の軸方向両端部を保持しつつ、ステータコアの挿入時にハウジングの内周と略同じ内周を有する挿入補助治具を、ハウジングの中心軸と同軸となるようにハウジングの開口部に載置する。そして、当該挿入補助治具を案内ガイドとして用いて、ステータコアをロータとハウジングとの間で形成される空間に挿入する。

また、ハウジング本体、ステータ及び第２の軸受けが組付けられた第１サブ組立て体と、出力軸、ロータ、端部材及び第１の軸受け端部材が組付けられた第２サブ組立て体とを夫々組み立てた後、第１サブ組立て体と第２サブ組立て体とを出力軸の両端を介して保持機構で保持し、第１サブ組立て体及び第２サブ組立て体とを移動機構により相対移動させることにより、ロータとステータとの接触を抑制して電動モータの組立てを行う方法もある（例えば、特許文献２）。

特開２００５−３１２２４１ 特開２００５−１６８０９８

上述のように、特許文献１に記載の電動機の組立て方法では、ハウジングの内周と略同じ内周を有する挿入補助治具を案内ガイドとして用いて、ステータコアを当該挿入補助治具に沿わせてハウジングに挿入する。このように挿入補助治具に沿わせてステータコアを挿入すると、ステータコアの挿入方向上端部が挿入補助治具の挿入方向下端部以上に位置する場合にはロータ及びステータコアの接触は抑制できる。

しかしながら、ステータコアの挿入方向上端部が挿入補助治具の挿入方向下端部より下に位置するまで挿入された場合には、当該挿入補助治具によるステータコアの案内ガイドの作用がなくなってしまう。そのため、ロータが備える永久磁石の磁力によりステータコアが吸引されて、ロータとステータコアとハウジングとの中心軸がずれて、ロータ及びステータコア、或いはハウジング及びステータコアの接触を抑制することができなくなってしまう。

また、ロータ及びステータをハウジングに組付けるにあたり、ロータ、ステータ、及びハウジングの相互間の位置決めが重要な要素となる。しかしながら、特許文献２に記載の電動モータの組立方法では、ハウジング外周面を基準としてハウジングの位置決めを行っているため、現実には正確な位置決めは困難である。また、ロータとハウジングとが分離した状態で、これらを軸方向両側から保持する構成となっているため、ロータやハウジングの軸方向長が長い場合には、組立装置の全長が非常に大きくならざるを得ないことになる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータがステータに接触しないようにロータの組付けを行うことができると共に、小型の装置構成で精度の良い位置決めが行えるロータの組付け装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るロータの組付け装置の特徴構成は、ロータ及びステータを有する回転電機を格納し、所定の接合対象部材と接合する開口面を有する装置ケースに前記ステータが収納された状態で前記ロータを組付けるために、前記開口面に載置されるベースと、前記ロータを前記ステータの軸芯に合わせて芯出しした状態で保持するロータ保持具と、前記ベースに対して前記ロータ保持具を所定の軸方向に移動可能に案内するスライドガイドと、前記ロータ保持具を移動させるロータ保持具移動手段と、を備え、前記装置ケースと前記ベースとの位置決めは、前記接合対象部材との位置決めのために前記開口面に設けられるノックピンを前記ベースに設けられたノックピン挿入孔に挿入することにより行われる点にある。

このような特徴構成であれば、ロータとステータの軸芯とが芯出しされた状態で、スライドガイドによってロータ保持具が所定の軸方向に移動可能とされる。このため、ロータ保持具に保持されたロータの径方向の移動を拘束し、ロータがステータに接触しないように保持しつつ、装置ケースにロータを組付けることが可能となる。また、装置ケースとベースとの位置決めは、ロータの組付け後に装置ケースを所定の接合対象部材と接合するために開口面に設けられるノックピンを利用するため、新たな部品を追加することなく精度の良いベースとの位置決めを行うことが可能となる。また、本構成であれば、ベースを装置ケースの開口面に載置することにより、ベースの位置決めができる。このため、ロータ組付け装置を装置ケースの片側（開口面側）だけに配置することができるため、ロータ組付け装置自体を小型化できる。
なお、本発明では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。

また、前記ベースは、複数種類の装置ケースに合わせた複数組の前記ノックピン挿入孔を有すると好適である。

このような構成であれば、複数種類の装置ケースに対してベースを共通して用いることができる。したがって、このロータ組付け装置を装置ケースが異なる複数種類の回転電機のロータの組付けに用いることができる。

また、前記ロータ保持具は、嵌め合い構造により前記ロータを位置決めすると好適である。

このような構成であれば、ロータをロータ保持具に嵌め込むだけで容易にロータをステータの軸芯に合わせて芯出しすることができる。したがって、ロータを組付ける際の芯出し作業を簡略化できる。

また、前記ロータ保持具は、前記ロータのロータ軸及び前記ロータ軸に固定された軸受けの一方又は双方を基準として前記ロータを位置決めすると好適である。

このような構成であれば、ロータの中でも比較的寸法誤差が少ないロータ軸及び軸受けの少なくとも一方を基準として精度良く位置決めを行うことができる。したがって、新たな部品を追加することなく、より確実にロータとステータとの間の接触を防止することができる。

また、前記ロータ保持具は、前記ロータが有する永久磁石の磁力による当該ロータ保持具への吸着及び前記ロータに設けられたボルト穴を用いたボルト締結の一方又は双方により前記ロータを保持すると好適である。

このような構成であれば、ロータが磁石を有する場合には、ロータ保持具は永久磁石の磁力による吸着を利用してロータを保持することができ、ロータがボルト穴を有する場合には、ロータ保持具は当該ボルト穴を利用してボルト締結によりロータを保持することができる。また、ロータが磁石とボルト穴とを有する場合には、ロータ保持具は永久磁石の磁力による吸着とボルト締結とによりロータを保持することができる。

また、前記ロータ保持具は、前記ロータのロータ軸を軸方向に貫通するシャフトを備え、前記シャフトの下端部で前記ロータ軸の下端部を保持すると好適である。

このような構成であれば、ロータ軸に軸方向の貫通孔が設けられている場合に、当該貫通孔を利用してシャフトを貫通させ、ロータを下から保持することができる。

また、前記ロータ保持具は、前記スライドガイド及び前記ロータ保持具移動手段に連結されたガイドブロックと、前記ガイドブロックに取り付けられ前記ロータを保持するワークサポートと、を有して構成され、前記ガイドブロックは、嵌め合い構造により前記ワークサポートを位置決めすると好適である。

このような構成であれば、ガイドブロックとワークサポートとが別体で構成されるため、ガイドブロックからワークサポートを分離した状態でワークサポートにロータを取り付けることができる。そして、ガイドブロックに対してワークサポートを嵌め合い構造により位置決めできるので、ロータを取り付けた後のワークサポートを、ガイドブロックに取り付けるだけで容易にロータの芯出しを行うことができる。

また、前記ワークサポートは、前記ロータのロータ軸を軸方向に貫通するシャフトを備えたワークサポート本体と、前記シャフトの下端部に取り付けられ前記ロータ軸の下端部を保持する下端保持体を含む補助ワークサポートとを有して構成されると好適である。

このような構成であれば、ロータが軸方向の貫通孔を有している場合に、それを利用してロータをワークサポートに取り付けることができる。また、その際にロータ軸の形状に適合する下端保持体を補助ワークサポートとして有することにより、ロータ軸の形状によらずロータをワークサポートにより適切に保持できる。

また、前記補助ワークサポートが、前記ロータのロータ軸の軸方向の長さに応じて、前記シャフトの軸方向における前記ロータの支持位置を定めるスペーサを含むと好適である。

このような構成であれば、適切な長さのスペーサを用いることにより、ロータ軸の軸方向の長さに応じてロータの支持位置を調整することが可能となる。したがって、ロータの形状に応じて適切に組付けを行うことが可能となる。

また、前記ワークサポートは、複数種類の前記補助ワークサポートを前記ワークサポート本体に取り付け可能であると好適である。

このような構成であれば、装置ケースに組付けるロータの形状に応じて補助ワークサポートを交換するだけで、複数種のロータの組付けを行うことが可能となる。

また、前記ガイドブロックは、複数種類のワークサポートを取り付け可能であると好適である。

このような構成であれば、ワークサポートを変更することにより、様々な形状のロータの組付けが可能となる。

また、前記ベースは、前記開口面に接するように載置されるベースプレートと前記ベースプレート上に立設され、少なくとも前記スライドガイドを支持するメインベースとを有して構成され、前記ベースプレートと前記メインベースとの位置決めが、ノックピンで行われると好適である。

このような構成であれば、ロータ保持具を装置ケースの開口面上から装置ケース側へ移動可能に案内することができるので、ロータを装置ケースの開口面上から装置ケース内に挿入して組付ける作業を適切に行える。また、ベースプレートとメインベースとの位置決めをノックピンで行うため、精度良く位置決めを行うことができる。したがって、ロータの芯出しを適切に行うことが可能となる。

また、前記ベースプレートと前記メインベースとの間に、エクステンションプレートを介装可能であると好適である。

このような構成であれば、エクステンションプレートを用いることにより、ベースプレートからのメインベースの高さを変更することができる。したがって、例えばロータ軸の軸方向の長さが長いロータであっても、適切に組付けを行うことが可能となる。

１．第一の実施形態
本発明に係るロータ組付け装置１００は、ロータＲ及びステータＳを有する回転電機Ｍを格納し、所定の接合対象部材と接合する開口面５２を有する装置ケースＭＣにステータＳが格納された状態でロータＲを組付けることが可能である。以下、ロータ組付け装置１００に関して、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るロータ組付け装置１００の概略図を示したものである。図１には、当該ロータ組付け装置１００により組付けを行う回転電気Ｍを構成する装置ケースＭＣ、及びロータＲも図示している。回転電気Ｍが有するステータＳは、ロータＲの組付けを行う前に、装置ケースＭＣに組付けられている（後述する）。また、図１に示すように、ロータＲは、装置ケースＭＣに載置されたベース１０の開口部を介して、装置ケースＭＣにより覆われて形成される空間内に挿入され組付けられる。

図２及び図３は、本ロータ組付け装置１００の断面図を示したものである。図２は、ロータＲを装置ケースＭＣに組付ける前の状態を示したものであり、図３は、ロータＲを装置ケースＭＣに組付けた後の状態を示したものである。ここで、本実施形態に係る回転電機Ｍは、組付け後、コイルＣと永久磁石ＰＭとの電磁作用により回転動力を発生させる。この点は、公知技術であるため説明は省略する。また、本実施形態においては、コイルＣはステータＳに備えられ、永久磁石ＰＭはロータＲに備えられるものとして説明する。

ステータＳは、装置ケースＭＣに固定されるステータコアＳＣを備えて構成されており、このステータコアＳＣに巻かれるコイルＣのコイルエンドＣＥが、ステータコアＳＣの軸方向両端外側に位置される構成となっている。詳細は省略するが、ステータコアＳＣは、リング状の鋼板ｐを多数枚積層して構成される。

ロータＲはロータ軸Ａに保持され、当該ロータ軸Ａは、ロータＲを装置ケースＭＣに組付け後、装置ケースＭＣに対して相対回転可能となるように軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２を備える。また、ロータＲには、永久磁石ＰＭが埋設されている。

装置ケースＭＣは、所定の接合対象部材と接合する開口面５２を有する。当該装置ケースＭＣにロータＲやステータＳ等が組み付けられることにより構成される回転電機Ｍは、当該回転電機Ｍに動力を入力する装置、或いは当該回転電機Ｍからの動力を出力する装置を、外部に接続することが可能である。これらの装置が、接合対象部材として回転電機Ｍに接続される。そのため、当該装置ケースＭＣも接続対象部材のケース（図示しない）等に接合される。なお、装置ケースＭＣが、それらの装置に接続されない場合には、開口面５２にはカバー部材（図示せず）が接合される。この場合には、カバー部材が接合対象部材となる。

当該接合は、装置ケースＭＣが有する開口面５２により行われ、接合対象部材との位置決めは、開口面５２に設けられるノックピン６１で行われる。したがって、装置ケースＭＣと接合対象部材とを精度良く接合することが可能となる。ここで、前記ノックピン６１は、装置ケースＭＣに予め形成されていても良いし、或いは、装置ケースＭＣにノックピン挿入孔６２を形成し、接合対象部材との位置決め時にノックピン６１をノックピン挿入孔６２に挿入しても良い。何れの場合であっても、装置ケースＭＣと接合対象部材とを適切に位置合わせを行うことができる。

ここで、本ロータ組付け装置１００は、ロータＲとステータＳの軸芯とで芯出しを行って、装置ケースＭＣにロータＲを組付けることにより、ロータＲ及びステータＳの接触を防止する機能を有している。本実施形態に係るロータ組付け装置１００は、主にベース１０、スライドガイド２０、ガイドブロック２５、ワークサポート３０、ガイドブロック移動手段３５の各部材から構成される。また、本実施形態において説明するロータ組付け装置１００により組み付けられるロータＲは、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２がロータ軸Ａに設けられ、且つロータＲにボルト穴８２が設けられている場合の例として説明する。以下、各部材について説明する。

ベース１０は、装置ケースＭＣの開口面５２に載置される。装置ケースＭＣと当該ベース１０との位置決めを行うにあたり、まず、装置ケースＭＣと上述の接合対象部材との位置決めのために開口面５２に設けられるノックピン挿入孔６２にノックピン６１が挿入される。一方、ベース１０にも、装置ケースＭＣに設けられるノックピン挿入孔６２と対応するようにノックピン挿入孔６４が設けられる。そして、装置ケースＭＣのノックピン挿入孔６２に挿入されたノックピン６１をベース１０に設けられたノックピン挿入孔６４に挿入して、ベース１０を装置ケースＭＣ上に載置する。これにより、装置ケースＭＣとベース１０との位置決めを精度良く行うことが可能となる。

ここで、ベース１０には、複数種類の装置ケースＭＣに合わせた複数組のノックピン挿入孔６４が設けられる。このため、装置ケースＭＣの種類に応じて装置ケースＭＣに設けられるノックピン挿入孔６２の配設場所が異なっていても、当該装置ケースＭＣに適合するノックピン挿入孔６４にノックピン６１を挿入することにより、ベース１０を装置ケースＭＣ上に精度良く載置することができる。このように、本ロータ組付け装置１００によれば、複数種類の装置ケースＭＣに対してロータＲの組付けを容易に行うことが可能となる。

また、ベース１０と装置ケースＭＣとは、上記のように適切に位置決めが行われた後、その位置決めがずれないようにボルト６３で締結される。当該締結に用いられる装置ケースＭＣに設けられるボルト穴６５は、ノックピン挿入孔６２と同様、装置ケースＭＣと接合対象部材との接合に用いられるものを利用することができる。したがって、ベース１０には、ノックピン挿入孔６２と同様に、複数種類の装置ケースＭＣに合わせた複数組のボルト穴６６が形成される。

ここで、ベース１０は、開口面５２に接するように載置されるベースプレート１１と当該ベースプレート１１上に立設され、後述のスライドガイド２０を支持するメインベース１２とを有して構成される。これらベースプレート１１とメインベース１２との位置決めは、ノックピン１３により行われる。したがって、ベースプレート１１とメインベース１２との位置決めを精度良く行うことができる。また、ベースプレート１１とメインベース１２とがずれないようにボルト１４により締結される。

更に、メインベース１２は、ベースプレート１１にノックピン１３で位置決めされるサイドメインベース１５と、当該サイドメインベース１５の上方向開口部を覆うように配設されるトップメインベース１６とから構成される。また、サイドメインベース１５とトップメインベース１６とは、ノックピン（図示せず）により精度良く位置決めされ、ボルトにより締結される。

ここで、本ロータ組付け装置１００は、ロータＲを装置ケースＭＣに組付けを行う装置である。したがって、サイドメインベース１５とトップメインベース１６と装置ケースＭＣとで、閉空間を形成する必要はない。即ち、後述のスライドガイド２０やガイドブロック移動手段３５等を精度良く支持することが可能であれば、図１に示されるようにサイドメインベース１５を所定の２つの面のみで立設させる、或いは所定の１つの面又は３つの面で立設させる（図示せず）ことにより、サイドメインベース１５とトップメインベース１６と装置ケースＭＣとで形成される空間が開空間、即ち少なくともいずれか一方の方向からロータＲが視認可能であっても良い。

ロータ組付け装置１００は、ロータＲをステータＳの軸芯に合わせて芯出しした状態で保持するロータ保持具３３としてのガイドブロック２５及びワークサポート３０を備える。ガイドブロック２５は、後述のスライドガイド２０及びガイドブロック移動手段３５に連結される。ワークサポート３０は、当該ガイドブロック２５に取り付けられると共に、ロータＲを保持する。図４は、特にガイドブロック２５、ワークサポート３０、及びロータＲの斜視図を示したものである。ガイドブロック２５は、嵌め合い構造によりワークサポート３０を位置決めする。当該嵌め合いは、図４に示されるように、ガイドブロック２５に形成される凹部の内径と、ワークサポート３０の外径とを嵌合させるように行われる。したがって、ワークサポート３０をガイドブロック２５に嵌め込むだけで、容易に芯出しを行うことができる。

上述の嵌め合い構造により、ガイドブロック２５とワークサポート３０とが嵌合された後、当該嵌合がはずれないように、ガイドブロック２５とワークサポート３０とはボルト２６により締結される。ここで、ワークサポート３０はロータＲを保持する（詳細は後述する）が、ロータＲの種類に応じてワークサポート３０を変更することが可能である。一方、ガイドブロック２５は、複数種類のワークサポート３０を取り付け可能となっている。当該複数種類のワークサポート３０は、ガイドブロック２５の凹部の内径に合致する共通の外径を有し、ガイドブロック２５の貫通孔２７に対応する位置にボルト穴３４が設けられている。そして、ワークサポート３０が、ガイドブロック２５の凹部に嵌合された状態でボルト２６により締結される。

また、ワークサポート３０は、嵌め合い構造によりロータＲを位置決めして保持する。即ち、ワークサポート３０は、ロータＲのロータ軸Ａに固定された軸受けＢＲＧ１を基準としてロータＲを径方向に位置決めする。図４に示されるように、ロータＲとワークサポート３０とは、軸受けＢＲＧ１の外径とワークサポート３０の凹部の内径となる当接面ｂで径方向に位置決めされる。また、ロータＲとワークサポート３０とは、ロータＲの上端面と当接するワークサポート３０の下端面の当接面ａとにより軸方向に位置決めされる、このようにガイドブロック３０は、ロータＲの位置決めを精度良く行うことが可能となると共に、ガイドブロック２５とロータＲとも精度良く位置決めが行われることとなる。

また、ワークサポート３０は、ロータＲに埋設される永久磁石ＰＭの磁力による当該ワークサポート３０への吸着及びロータＲに設けられたボルト穴８２を用いたボルト締結によりロータＲを保持する。したがって、ワークサポート３０は永久磁石ＰＭの磁力により吸着するような材料から構成されると好適である。また、ボルト締結は、ボルト８３をガイドブロック２５の重力方向上側からガイドブロック２５の長孔２９及びワークサポート３０の貫通孔２８を介して、ロータＲに設けられるボルト穴８２で締結することにより行われる。ガイドブロック３０のボルト８３が挿通される孔を長孔２９としたことにより、ボルト穴８２の位置が異なる複数種類のロータＲを、ワークサポート３０を介してガイドブロック３０にボルト締結することが可能となっている。ここで、ワークサポート３０は、ロータＲの種類に応じて形成されるので、貫通孔２８はロータＲの種類に応じた位置に設けられている。このように、永久磁石ＰＭの磁力による吸着とボルト締結とを併用することにより、ロータ組付け時にロータＲを落下させることなく確実に保持することが可能となる。なお、ロータＲを装置ケースＭＣに組付けた後のワークサポート３０からの取り外しは、まず、ボルト穴８２とボルト８３との締結を解除する。そして、ボルト８３をワークサポート３０の貫通孔２８に貫通させた状態でロータＲを永久磁石ＰＭの磁力に抗して重力方向下側に押圧すれば、ワークサポート３０からロータＲをスムーズに取り外すことが可能である。

図２及び図３に戻り、ガイドブロック２５には、トップメインベース１６に対して当該ガイドブロック２５を所定の軸方向に移動可能に案内するスライドガイド２０が取り付けられる。このスライドガイド２０は、トップメインベース１６に設けられるシュー２１を介して、スライドガイド２０の軸方向がロータＲとステータＳの軸芯とに対して平行となるように取り付けられる。したがって、図３に示されるようにガイドブロック２５が、ロータＲと共に装置ケースＭＣの方向に移動されても、ロータＲの径方向の移動を拘束し、ロータＲとステータＳの軸芯との位置精度を維持することができる。したがって、ロータＲがステータＳに接触しないように、ロータＲを挿入することが可能となる。ここで、当該スライドガイド２０とガイドブロック２５とは、ガイドブロック２５の重力方向下側から挿通されるボルト２２により締結される。

また、ガイドブロック２５には、上述のスライドガイド２０と共に、ガイドブロック移動手段３５が取り付けられる。このガイドブロック移動手段３５は、ロータ保持具３３としてのガイドブロック２５及びワークサポート３０を移動するロータ保持具移動手段として機能する。当該ガイドブロック移動手段３５は、ガイドブロック２５に図示しないボルトにより締結され、ガイドブロック２５及びワークサポート３０からなるロータ保持具３３を移動可能とする。また、ガイドブロック移動手段３５に取り付けられるガイドブロック２５、ワークサポート３０、ロータＲ等の重量に抗して、ユーザが意図する速度でガイドブロック２５、ワークサポート３０、ロータＲ等を装置ケースＭＣの方向に移動することができるように、ガイドブロック移動手段３５にスクリューハンドル３６が設けられている。したがって、ユーザは、当該スクリューハンドル３６を回転させることにより、任意の速度でロータＲを装置ケースＭＣ内に挿入することができる。また、ロータＲの組付け最終時には、軸受けＢＲＧ２の外径と装置ケースＭＣの当接面ｃとが当接するように、軸受けＢＲＧ２が装置ケースＭＣに組付けられる。

以上のように、ユーザがスクリューハンドル３６を回転することによって、ワークサポート３０を介してガイドブロック２５に取り付けられたロータＲを、スライドガイド２０により案内して装置ケースＭＣに組付けすることが可能となる。この際、スライドガイド２０が、ガイドブロック２５、ワークサポート３０、ロータＲ等の移動を、ロータＲとステータＳの軸芯との平行方向のみの移動を可能とするように拘束するため、ロータＲとステータＳの軸芯とが、ずれることはない。即ち、図３に示されるようにロータＲとステータＳとの間には、所定の間隔を有して組付けられる。したがって、ロータＲに埋設される永久磁石ＰＭの磁力によりロータＲとステータＳとの接触を防止することができる。

また、上述のように本ロータ組付け装置１００は、ベースプレート１１を装置ケースＭＣ上に載置し、当該ベースプレート１１上にサイドメインベース１５、トップメインベース１６、スライドガイド２０、ガイドブロック移動手段３５を備えるように構成される。このため、ロータ組付け装置１００を装置ケースＭＣの重力方向上側（開口面５２側）だけに配置することができるので、ロータ組付け装置１００自体を小型化できる。

２．第二の実施形態
上述の第一の実施形態では、ロータ組付け装置１００により組み付けられるロータＲは、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２がロータ軸Ａに設けられ、且つロータＲにボルト穴８２が設けられている場合の例として説明した。本実施形態においては、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２と、ボルト穴８２とが設けられていないロータＲを組付けることが可能なロータ組付け装置１００について説明する。なお、本実施形態の場合には、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ２は、装置ケースＭＣに設けられる。また、第一の実施形態に係る軸受けＢＲＧ１に対応する軸受けＢＲＧ１は、ロータＲの組付け後、装着される装置ケースＭＣのカバー部材（図示しない）に設けられる。以下、本実施形態に係るロータ組付け装置１００について図を用いて説明する。本実施形態に係るロータ組付け装置１００は、上述の第一の実施形態に係るロータ組付け装置１００とは、ロータ保持具３３がロータＲを保持する方法が異なるため、この点を中心に説明する。

図５は、本実施形態に係るロータ組付け装置１００の断面を示した図である。ロータ軸Ａは軸方向に貫通する軸方向貫通孔４３を有している。本実施形態に係るロータ保持具３３は、上述のガイドブロック２５とワークサポート３０と共に、ロータＲのロータ軸Ａの軸方向貫通孔４３に貫通するシャフト４０を備える。また、当該シャフト４０の下端部では、ロータＲが落下しないようにロータ軸Ａの下端部を保持する機能を有している。本実施形態においては、ワークサポート３０は、シャフト４０を備えたワークサポート本体と、シャフト４０の下端部に取り付けられ、ロータ軸Ａの下端部を保持する下端保持体４１を含む補助ワークサポート４８とを有して構成される。この補助ワークサポート４８は、ワークサポート本体に取り付けることが可能である。すなわち、図５に示されるように、ロータＲのロータ軸Ａにシャフト４０を貫通させて、下端保持体４１を重力方向下側からボルト４２でシャフト４０と下端保持体４１とを締結することにより、ロータＲをシャフト４０に支持させる。

シャフト４０は、嵌め合い構造によりワークサポート３０と位置決めされる。図５に示されるように、シャフト４０の外径とワークサポート３０に形成される凹部の内径とで嵌合させて位置決めが行われる。そして、当該嵌合がはずれないように、ワークサポート３０の重力方向上側からボルト４３により締結される。ロータＲとワークサポート３０との位置決めは、当該シャフト４０を介して行われる。したがって、ワークサポート３０とロータＲとの位置決めも精度良く行われることとなる。まず、ロータ軸Ａとシャフト４０とは、ロータ軸Ａの軸内周方向に設けられるニードルベアリング４４の内径とシャフト４０の外径とで当接する当接面ｄで位置決めされる。また、シャフト４０の下端部に取り付けられる下端保持体４１の外径とロータ軸Ａの内径とで当接する当接面ｅにおいても位置決めされる。このようにして、ロータＲとシャフト４０とが位置決めされることにより、ロータＲとワークサポート３０との径方向の位置決めが行われる。

また、補助ワークサポート４８には、上述の下端保持体４１に加え、ロータ軸Ａの軸方向の長さに応じて、シャフト４０の軸方向におけるロータＲの支持位置を定めるスペーサ４５も含まれる。当該スペーサ４５は円筒形状で形成され、中心部にシャフト４０を貫通させてワークサポート３０とロータＲとの間に配設される。スペーサ４５の上端面は、ワークサポート３０の下端面と当接面ｆで当接される。また、スペーサ４５は凹部が形成され、ロータ軸Ａの上端面と当接面ｇで当接される。一方、ロータ軸Ａの下端面は上述の下端保持体４１と、当接面ｈで当接される。したがって、ロータＲは、スペーサ４５と下端保持体４１とにより、装置ケースＭＣに対する垂直方向の位置決めが行われる。また、ロータＲの組付け最終時には、ロータ軸Ａの外径と装置ケースＭＣに設けられた軸受けＢＲＧ２の内径とが当接面ｉで当接するように、ロータ軸Ａが軸受けＢＲＧ２に挿入され組付けられる。

このようにしてワークサポート３０及びガイドブロック２５に保持されたロータＲは、ガイドブロック２５に取り付けられたガイドブロック移動手段３５を介して、スクリューハンドル３０を回転することにより、ステータＳと接触させることなく、装置ケースＭＣに組付けることが可能となる。

ここで、上述のスペーサ４５は、ロータ軸Ａの軸方向の長さに合わせて変更可能である。図６に示されるように、ロータ軸Ａの軸方向の長さが図５の場合よりも短い場合には、図５に示されるスペーサ４５よりも長いスペーサ４６を用いることが可能である。このように装置ケースＭＣに組付けるロータＲに対して、適切な長さのスペーサを用いることにより、ロータ軸Ａの軸方向の長さに応じてロータＲの支持位置を調整することが可能となる。したがって、ロータＲの形状に応じて適切に組付けを行うことが可能となる。なお、この場合、スペーサ４６と共に、下端保持部４７もロータ軸Ａの内径に合わせて図５の例とは異なる形状のものを用いることが可能である。このような場合であっても、ロータＲをシャフト４０の軸方向及び径方向に対して適切に位置決めすることが可能となる。

３．第三の実施形態
上述の第一の実施形態では、ロータ組付け装置１００により組み付けられるロータＲは、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２がロータ軸Ａに設けられ、且つロータＲにボルト穴８２が設けられている場合の例として説明した。本実施形態に係るロータ組付け装置１００により組み付けられるロータＲは、第一の実施形態におけるロータＲと、装置ケースＭＣとロータ軸Ａとの回転を円滑にする軸受けＢＲＧ１、ＢＲＧ２がロータ軸Ａに設けられる点においては同様であるが、ロータＲにボルト穴８２が設けられていない点において異なる。以下、この点を中心に、本実施形態に係るロータ組付け装置１００について図を用いて説明する。

図７は、本実施形態に係るロータ組付け装置１００の断面を示した図である。ワークサポート３０は、嵌め合い構造によりロータＲを位置決めして保持する。即ち、ワークサポート３０は、ロータＲのロータ軸Ａ及び当該ロータ軸Ａに固定された軸受けＢＲＧ１を基準としてロータＲを位置決めする。図４に示されるように、ロータＲとワークサポート３０とは、ロータＲの上端面と当接するワークサポート３０の下端面の当接面ａと、軸受けＢＲＧ１の外径とワークサポート３０の凹部の内径となる当接面ｂで位置決めされる。このようにガイドブロック３０は、ロータＲの位置決めを精度良く行うことが可能となると共に、ガイドブロック２５とロータＲとも精度良く位置決めが行われることとなる。

一方、ワークサポート３０は、ロータＲに埋設される永久磁石ＰＭの磁力による当該ワークサポート３０への吸着によりロータＲを保持する。したがって、本実施形態に係るワークサポート３０は永久磁石ＰＭの磁力により吸着するような材料から構成される。また、本実施形態に係るロータＲは、図１に示されるボルト穴８２が設けられていないが、ボルト８３がガイドブロック２５の重力方向上側からワークサポート３０の貫通孔２８に配設される。このボルト８３は、ロータＲを組付けた後、ワークサポート３０から取り外す際に、ロータＲを永久磁石ＰＭの磁力に抗して重力方向下側に押圧することにより、ワークサポート３０からロータＲをスムーズに取り外すために設けられる。

なお、本実施形態に係るロータ組付け装置１００により装置ケースＭＣに組付けるロータＲは、上述のようにロータＲに埋設される永久磁石ＰＭの磁力によるロータＲとワークサポート３０との吸引により保持される。このため、本実施形態に係るロータ組付け装置１００により組付けるロータＲは、比較的小型・軽量なものであると好適である。

４．その他の実施形態
（１）上記実施形態では、ベース１０はベースプレート１１とメインベース１２とから構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ベースプレート１１とメインベース１２とを一体で形成することも当然に可能である。また、メインベース１２が、サイドメインベース１５とトップメインベース１６とから構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。サイドメインベース１５とトップメインベース１６とを一体で形成することも当然に可能である。

（２）上記実施形態では、装置ケースＭＣとベース１０との位置決めは、接合対象部材との位置決めのために開口面５２に設けられるノックピン６１をベース１０に設けられたノックピン挿入孔６２に挿入することにより行われるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、装置ケースＭＣにノックピン挿入孔６２が形成されておらず、開口面５２に予めノックピン６２が固定されている場合であっても、上記実施形態のように、装置ケースＭＣとベース１０との位置決めを精度良く行うことは、当然に可能である。

（３）上記実施形態では、ベース１０は、複数種類の装置ケースＭＣに合わせた複数組のノックピン挿入孔６２を有するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ベース１０には、一組の装置ケースＭＣに対応するノックピン挿入孔６２のみを形成している場合であっても、当然に本発明の適用範囲である。このような場合であれば、ベース１０を装置ケースＭＣの種類毎に使い分けることにより、精度良く位置決めすることは、当然に可能である。

（４）上記実施形態では、ワークサポート３０は、嵌め合い構造によりロータＲを位置決めするとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、ワークサポート３０とロータＲとの位置決めをノックピンにより行うことも当然に可能である。

（５）上記第一の実施形態及び第三の実施形態では、ワークサポート３０は、ロータＲのロータ軸Ａに固定された軸受けＢＲＧ１を基準としてロータＲを径方向に位置決めするとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ロータＲのロータ軸Ａを基準とし、あるいはロータ軸Ａ及び当該ロータ軸Ａに固定された軸受けＢＲＧ１の双方を基準としてロータＲを位置決めすることも当然に可能である。また、第二の実施形態では、ワークサポート３０は、ロータ軸Ａに固定されたシャフト４０を介してロータＲを径方向に位置決めするとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ロータ軸Ａに軸受けが設けられる場合には、当該軸受けを基準とし、あるいは当該軸受け及びロータ軸Ａに固定されたシャフト４０の双方を基準としてロータＲを位置決めすることも当然に可能である。

（６）上記第一の実施形態では、ワークサポート３０は、ロータＲが有する永久磁石ＰＭの磁力による当該ワークサポート３０への吸着及びロータＲに設けられたボルト穴８２を用いたボルト締結によりロータＲを保持するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、ロータＲが有する永久磁石ＰＭの磁力による当該ワークサポート３０への吸着及びロータＲに設けられたボルト穴８２を用いたボルト締結の一方によりロータＲを保持することも当然に可能である。また、第三の実施形態では、ワークサポート３０は、ロータＲが有する永久磁石ＰＭの磁力による当該ワークサポート３０への吸着によりロータＲを保持するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、ロータＲにボルト穴８２を設けて、ボルト締結によりロータＲを保持することも可能である。その場合には、ワークサポート３０の材質を永久磁石ＰＭの磁力に吸着しやすい材質にしなくてもよくなるため、材質面における制約がなくなる。

（７）上記実施形態では、ガイドブロック２５は、嵌め合い構造によりワークサポート３０を位置決めするとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、ガイドブロック２５とワークサポート３０との位置決めをノックピンにより行うことも当然に可能である。

（８）上記実施形態では、ベースプレート１１とメインベース１２との位置決めが、ノックピン１３で行われるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、ベースプレート１１とメインベース１２とに嵌め合い構造を形成し、当該嵌め合い構造により位置決めをすることも当然に可能である。

（９）本発明に係るロータ組付け装置１００は、ベースプレート１１とメインベース１２との間にエクステンションプレートを介装することが可能である。当該エクステンションプレートを介装することにより、ベースプレート１１からのトップメインベース１６の高さを変更することが可能となる。したがって、ロータ軸Ａの軸方向の長さが長いロータＲであっても、適切に組付けを行うことが可能となる。なお、エクステンションプレートは、一対で同じ高さで介装され、ベースプレート１１及びメインベース１２の夫々に対してノックピン又は嵌め合いにより位置決めされる。このように位置決めすると、エクステンションプレートを介装した場合であっても、ロータＲとステータＳとの接触を防止して、ロータＲを組付けることができる。

（１０）上記実施形態では、ロータＲに永久磁石ＰＭが埋設され、ステータＳにコイルＣが備えられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ロータＲにコイルＣが設けられ、ステータＳに永久磁石ＰＭが設けられるような構成であっても、ロータＲとステータＳとの接触を防止することは当然に可能である。このような場合には、第二の実施形態と同じ構成とするか、又はロータＲにボルト穴８２が設けられている場合には第三の実施形態と同じ構成とする。また、ロータＲにボルト穴８２が設けられていない場合には、例えばワークサポート３０を磁化することによりロータＲを保持することも可能である。

（１１）ここで、ベースプレート１１に形成される開口は、本ロータ組付け装置１００により組付けられるロータＲのみが挿通可能な形状に限るものではない。例えば、複数のロータＲを有する回転電機Ｍの装置ケースＭＣのように、大きな開口を有する装置ケースＭＣにロータＲを組付ける場合には、ベースプレート１１に形成される開口を当該複数のロータＲが挿通可能な形状とすることは当然に可能である。このようにベースプレート１１の開口を大きくすると、予め組付けられているロータＲ、或いは当該ロータＲのロータ軸Ａが装置ケースＭＣの開口面５２より高く突出していても、ベースプレート１１を装置ケースＭＣ上に精度良く載置することができる。したがって、ロータＲの組付けを適切に行うことが可能となる。

（１２）上記第一の実施形態及び第三の実施形態において、ボルト８３を貫通させるために設けられるワークサポート３０の貫通孔２８は、真円であるとして図示した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。ガイドブロック２５の長孔２９と同様に、当該貫通孔２８も長孔とすることにより、ボルト穴８２の位置が異なる複数種類のロータＲを、当該ワークサポート３０で保持することが可能となる。

本発明は、ロータ及びステータを有する回転電機を格納し、所定の接合対象部材と接合する開口面を有する装置ケースにステータが収納された状態でロータを組付けるためのロータ組付け装置に利用することが可能である。

本発明の第一の実施形態に係るロータ組付け装置の概略を示した図 本発明の第一の実施形態に係るロータ組付け前のロータ組付け装置の断面を模式的に示す図 本発明の第一の実施形態に係るロータ組付け後のロータ組付け装置の断面を模式的に示す図 ガイドブロック、ワークサポート、及びロータの斜視図 本発明の第二の実施形態に係るロータ組付け前のロータ組付け装置の断面を模式的に示す図 本発明の第二の実施形態に係る別実施形態のロータ組付け前のロータの組付け状態を模式的に示す図 本発明の第三の実施形態に係るロータ組付け前のロータ組付け装置の断面を模式的に示す図

符号の説明

１０：ベース
２０：スライドガイド
２５：ガイドブロック
３０：ワークサポート
３３：ロータ保持具
３５：ガイドブロック移動手段（ロータ保持具移動手段）
５２：開口面
６１：ノックピン
６２：ノックピン挿入孔
１００：ロータ組付け装置
Ｍ：回転電機
ＭＣ：装置ケース
Ｒ：ロータ
Ｓ：ステータ

Claims (13)

1. ロータ及びステータを有する回転電機を格納し、所定の接合対象部材と接合する開口面を有する装置ケースに前記ステータが収納された状態で前記ロータを組付けるためのロータ組付け装置であって、
   前記開口面に載置されるベースと、
   前記ロータを前記ステータの軸芯に合わせて芯出しした状態で保持するロータ保持具と、
   前記ベースに対して前記ロータ保持具を所定の軸方向に移動可能に案内するスライドガイドと、
   前記ロータ保持具を移動させるロータ保持具移動手段と、を備え、
   前記装置ケースと前記ベースとの位置決めは、前記接合対象部材との位置決めのために前記開口面に設けられるノックピンを前記ベースに設けられたノックピン挿入孔に挿入することにより行われるロータ組付け装置。
2. 前記ベースは、複数種類の装置ケースに合わせた複数組の前記ノックピン挿入孔を有する請求項１に記載のロータ組付け装置。
3. 前記ロータ保持具は、嵌め合い構造により前記ロータを位置決めする請求項１又は２に記載のロータ組付け装置。
4. 前記ロータ保持具は、前記ロータのロータ軸及び前記ロータ軸に固定された軸受けの一方又は双方を基準として前記ロータを位置決めする請求項１から３のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
5. 前記ロータ保持具は、前記ロータが有する永久磁石の磁力による当該ロータ保持具への吸着及び前記ロータに設けられたボルト穴を用いたボルト締結の一方又は双方により前記ロータを保持する請求項１から４のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
6. 前記ロータ保持具は、前記ロータのロータ軸を軸方向に貫通するシャフトを備え、前記シャフトの下端部で前記ロータ軸の下端部を保持する請求項１から４のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
7. 前記ロータ保持具は、前記スライドガイド及び前記ロータ保持具移動手段に連結されたガイドブロックと、前記ガイドブロックに取り付けられ前記ロータを保持するワークサポートと、を有して構成され、
   前記ガイドブロックは、嵌め合い構造により前記ワークサポートを位置決めする請求項１から６のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
8. 前記ワークサポートは、前記ロータのロータ軸を軸方向に貫通するシャフトを備えたワークサポート本体と、前記シャフトの下端部に取り付けられ前記ロータ軸の下端部を保持する下端保持体を含む補助ワークサポートとを有して構成される請求項７に記載のロータ組付け装置。
9. 前記補助ワークサポートが、前記ロータのロータ軸の軸方向の長さに応じて、前記シャフトの軸方向における前記ロータの支持位置を定めるスペーサを含む請求項８に記載のロータ組付け装置。
10. 前記ワークサポートは、複数種類の前記補助ワークサポートを前記ワークサポート本体に取り付け可能である請求項８又は９に記載のロータ組付け装置。
11. 前記ガイドブロックは、複数種類のワークサポートを取り付け可能である請求項７から１０のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
12. 前記ベースは、前記開口面に接するように載置されるベースプレートと前記ベースプレート上に立設され、少なくとも前記スライドガイドを支持するメインベースとを有して構成され、
    前記ベースプレートと前記メインベースとの位置決めが、ノックピンで行われる請求項１から１１のいずれか一項に記載のロータ組付け装置。
13. 前記ベースプレートと前記メインベースとの間に、エクステンションプレートを介装可能である請求項１２に記載のロータ組付け装置。

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