JP5111232B2

JP5111232B2 - ロータ組付装置及びロータ組付方法

Info

Publication number: JP5111232B2
Application number: JP2008129696A
Authority: JP
Inventors: 義昭竹原; 清史井口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: WO2009139212A1; GB2463413A; CN101689792A; GB2463413B; GB0922378D0; US20110041321A1; JP2009278829A; US8161630B2; CN101689792B

Description

この発明は、ロータ組付装置及びロータ組付方法に関する。

従来、ステータコイルを有するロータハウジング内にマグネットを有するロータを組み付ける（挿入する）作業は、ロータハウジングの内周（ステータコイル）にロータの外周（マグネット）が磁着しないように、定置式又は移動式の組付装置を用いて、ロータハウジングに対してロータを軸方向でのみ移動可能として行うようにしている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特開平７−６７２９９号公報特開２００２−２１０６１９号公報

ところで、上記従来の技術は、エンジンのクランクシャフトと同軸にモータを組み付けたハイブリッド車両用の動力ユニットにおいても利用される。この場合、ロータハウジング内に挿入したロータは、エンジンのクランクシャフトに連結されることとなる。
そして、近年のハイブリッド車両の普及に伴い、上記ロータの組み付け作業の自動化が要望されている。この場合、上記従来の技術では、一体回転するロータ及びクランクシャフトを軸心のズレなく高精度に連結するために、組付装置に対するロータの位置決め精度を高めると共に、ロータハウジングに対する組付装置及びロータの位置決め精度を高める必要が生じ、組付装置の構成や組付作業の工程が煩雑になり易いという課題がある。
そこでこの発明は、モータのロータをロータハウジング内に挿入しエンジンのクランクシャフトに連結するためのロータ組付装置及びロータ組付方法において、組付作業の自動化を図った上で組付装置の構成及び組付作業の工程の簡素化を図ることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、エンジン（例えば実施例のエンジンＥ）のクランクシャフト（例えば実施例のクランクシャフトＫ）と同軸にモータ（例えば実施例のモータＭ）を組み付ける際、該モータのロータ（例えば実施例のロータＲ）をエンジンに組み付けられているロータハウジング（例えば実施例のロータハウジングＨ）内に挿入しクランクシャフトに連結するためのロータ組付装置（例えば実施例のロータ組付装置１）であって、
前記ロータの軸方向一側の端面に対向するロータ支持部材（例えば実施例のロータ支持部材５）と、該ロータ支持部材のロータ側に突設されて該ロータにおけるクランクシャフトとの連結用の複数のボルト挿通孔（例えば実施例のボルト挿通孔ｈ１）の内の一部に係合するロータ位置決め部材（例えば実施例のロータ位置決め部材９）と、該ロータ位置決め部材により前記ロータ支持部材に対するロータの位置決めがなされた状態で該ロータをロータ支持部材に仮固定する仮固定ボルト（例えば実施例の仮固定ボルト７）と、前記ロータと同軸に配置され先端部をクランクシャフトの軸端部（例えば実施例の軸端部Ｋ１）に係合させると共にネジ機構（例えば実施例のボールネジ機構Ｂ）を介して前記ロータ支持部材を軸方向で移動可能に支持する駆動軸（例えば実施例の駆動軸４）と、前記ロータ支持部材のロータと反対側に配置されると共に前記駆動軸の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材を近接離反させるベース部材（例えば実施例のベース部材２）と、該ベース部材のロータハウジング側に突設されて該ロータハウジングに係合するベース位置決め部材（例えば実施例のベース位置決め部材１９）と、前記各ボルト挿通孔の内のロータ位置決め部材が係合するものを除いた少なくとも一つに挿通した連結ボルト（例えば実施例の連結ボルトＶ）の頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトをロータ側に付勢するようにロータ支持部材に支持される締結機構（例えば実施例の締結機構８Ａ）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、エンジン（例えば実施例のエンジンＥ）のクランクシャフト（例えば実施例のクランクシャフトＫ）と同軸にモータ（例えば実施例のモータＭ）を組み付ける際、該モータのロータ（例えば実施例のロータＲ）をエンジンに組み付けられているロータハウジング（例えば実施例のロータハウジングＨ）内に挿入しクランクシャフトに連結するためのロータ組付方法であって、
前記ロータの軸方向一側の端面に対向するロータ支持部材（例えば実施例のロータ支持部材５）と、該ロータ支持部材のロータ側に突設されて該ロータにおけるクランクシャフトとの連結用の複数のボルト挿通孔（例えば実施例のボルト挿通孔ｈ１）の内の一部に係合するロータ位置決め部材（例えば実施例のロータ位置決め部材９）と、該ロータ位置決め部材により前記ロータ支持部材に対するロータの位置決めがなされた状態で該ロータをロータ支持部材に仮固定する仮固定ボルト（例えば実施例の仮固定ボルト７）と、前記ロータと同軸に配置され先端部をクランクシャフトの軸端部（例えば実施例の軸端部Ｋ１）に係合させると共にネジ機構（例えば実施例のボールネジ機構Ｂ）を介して前記ロータ支持部材を軸方向で移動可能に支持する駆動軸（例えば実施例の駆動軸４）と、前記ロータ支持部材のロータと反対側に配置されると共に前記駆動軸の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材を近接離反させるベース部材（例えば実施例のベース部材２）と、該ベース部材のロータハウジング側に突設されて該ロータハウジングに係合するベース位置決め部材（例えば実施例のベース位置決め部材１９）と、前記各ボルト挿通孔の内のロータ位置決め部材が係合するものを除いた少なくとも一つに挿通した連結ボルト（例えば実施例の連結ボルトＶ）の頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトをロータ側に付勢するようにロータ支持部材に支持される締結機構（例えば実施例の締結機構８Ａ）と、を備え、
前記ロータをロータハウジング内に挿入する前に、前記ロータ位置決め部材によりロータ支持部材に対するロータの位置決めを行うと共にこれらを仮固定ボルトにより仮固定し、かつ前記ベース位置決め部材によりロータハウジングに対するベース部材の位置決めを行い、さらには前記駆動軸の先端部をクランクシャフトの軸端部に係合させた後、前記駆動軸を回転させてネジ機構によりロータ支持部材及びロータをロータハウジング側に移動させ、該ロータをロータハウジング内に挿入すると共に、前記ロータハウジング内にロータを挿入しきる前に、前記仮固定ボルトによる仮固定を解除すると共に前記締結機構の付勢力によりロータをロータ支持部材から離間させ、該ロータをロータ位置決め部材及びボルト挿通孔間のクリアランスの範囲内で移動可能とし、この状態から前記ロータをクランクシャフトの軸端部に係合させてこれらの間で位置決めを行った後、前記締結機構により連結ボルトを締め込んでロータ及びクランクシャフトを一部連結し、この後に他のボルト挿通孔に連結ボルトを挿通し締め込むことで、前記ロータ及びクランクシャフトの連結を完了させることを特徴とする。

この発明によれば、まず、ロータをロータハウジング内に挿入する前には、ロータ位置決め部材によりロータ支持部材に対するロータの位置決めを行い、この状態でこれらを仮固定ボルトにより仮固定する。ロータ位置決め部材は比較的公差の大きいボルト挿通孔に係合するので、ロータ支持部材に対するロータの位置決め公差も比較的大きく確保され、該ロータ支持部材におけるロータの位置決めのための構成やこれを組み付ける際の作業の煩雑化が回避される。また、ロータ支持部材にロータが仮固定されることで、これらをロータの仮置位置からロータハウジングへの組付位置に移動する際の姿勢変化が容易である。

次に、ロータ支持部材に仮固定したロータをロータハウジング内に挿入する際には、ベース位置決め部材によりロータハウジングに対するベース部材の位置決めを行う。このときのロータハウジングに対するベース部材の位置決め公差は、ロータハウジング内周とロータ外周との間のクリアランス程度（ロータハウジング内にロータが挿入可能な程度）まで許容されるので、結果的にロータハウジングに対するベース部材の位置決め公差も比較的大きく確保され、該ベース部材におけるロータハウジングとの位置決めのための構成やこれに組み付ける際の作業の煩雑化が回避される。

ベース部材をロータハウジングに対して位置決めする際には、ロータ支持部材をベース部材側（ロータと反対側）に十分に移動させ、該ロータ支持部材よりもロータ側に駆動軸の先端側を十分に突出させておく。これにより、ロータのロータハウジング内への挿入に先んじて駆動軸の先端部をクランクシャフトの軸端部に係合可能となり、ロータ及びクランクシャフトの軸心のズレが防止される。

この後、駆動軸を回転させてネジ機構を介してロータ支持部材及びロータをロータハウジング側に移動させることで、ロータをロータハウジング内に磁着させることなくスムーズに挿入可能である。

ロータハウジング内にロータを挿入しきる前には、駆動軸の回転を一旦停止し、前記仮固定ボルトによるロータのロータ支持部材への仮固定を解除する。すると、締結機構からの付勢力によりロータがロータ支持部材から離間し、該ロータが軸方向で少量移動可能かつ軸方向と直交する方向でもロータ位置決め部材及びボルト挿通孔間のクリアランスの範囲内で移動可能な遊嵌状態（フローティング状態）となる。

そして、この状態で再度駆動軸を回転させてロータ支持部材及びロータをロータハウジング側に移動させ、ロータハウジング内にロータを挿入しきり、該ロータをクランクシャフトの軸端部に係合させることで、ロータ位置決め部材やベース位置決め部材等による位置決め公差によらず、ロータをクランクシャフトの軸端部に対して高精度に位置決めすることが可能となる。

すなわち、ロータの大部分をロータハウジング内に挿入した後、ロータ支持部材に対するロータの仮固定を解除して該ロータをフローティング状態とし、この状態でロータ及びクランクシャフト間の位置決めを直接行うことで、ロータをロータハウジング内に挿入する前の位置決め公差によらず、比較的小さい公差（高い精度）でロータ及びクランクシャフト間の位置決めを行うことが可能となる。

上記位置決め後には、締結装置により連結ボルトを締め込んでロータ及びクランクシャフトを一部連結し、この後に当該組付装置を退避させて他のボルト挿通孔に連結ボルトを挿通し締め込むことで、ロータ及びクランクシャフトの連結が完了する。

このように、ロータをロータハウジング内に挿入する前には、比較的低い位置決め精度でロータを取り扱うことを可能とし、一般的なロボットを用いてのロータ組付作業の自動化及び安定化を図った上で、ロータ支持部材やベース部材等の構成の簡素化、並びにロータ及びロータハウジングへの組付作業の簡素化を図ることができる。また、ロータの大部分をロータハウジング内に挿入した後には、一旦ロータをフローティング状態とした後にクランクシャフトに対して直接位置決めすることで、クランクシャフト及びロータを高精度に連結することができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。
図７に示すロータ組付装置１は、エンジン（内燃機関）ＥのクランクシャフトＫと同軸に電気モータＭを組み付けてなるハイブリッド車両用の動力ユニットの組立工程において、エンジンＥに予め組み付けられたモータＭのロータハウジングＨ内にモータＭのロータＲを挿入し、該ロータＲをエンジンＥのクランクシャフトＫに一体的に連結するためのものである。

エンジンＥに予めロータハウジングＨを組み付けてなるエンジン組立体１５はコンベアＣにより搬送され、該エンジン組立体１５が所定のロータ組付位置Ｐ１に至ると、ロータ組付装置１によるロータＲの組付作業が行われる。ロータ組付装置１は、ロボットアーム２０の先端部に装置本体１Ａを一体的に取り付けてなる。ロータ組付装置１の作動は、図示しない電子制御部により制御される。

ロータ組付装置１は、仮置台（仮置位置）Ｐ２上に搬送され載置されたロータＲを装置本体１Ａで保持し、該ロータＲを組付位置Ｐ１上のエンジン組立体１５に組み付ける。
図１，６を参照し、ロータハウジングＨは、ハウジング本体Ｈ１の内周に複数のステータコイルＨ２を環状に配置してなり、軸方向厚さを抑えた扁平状とされる。ロータハウジングＨ（ハウジング本体Ｈ１）は、その一側面がエンジンＥのクランクケース（不図示）の端面にボルト等により締結、固定される。

一方、ロータＲは、ロータ本体Ｒ１外周に複数のマグネットＲ２を環状に配置してなり、ロータハウジングＨ同様に軸方向厚さを抑えた扁平状とされる。ロータＲ（ロータ本体Ｒ１）の中央部は中空部Ｒ３とされ、該中空部Ｒ３のクランクシャフトＫ側に設けられた内フランジ部Ｒ４がクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に当接、係合し、該内フランジ部Ｒ４が軸端部Ｋ１に対して同軸に位置決めされた状態で、これらが複数（この実施例では六つ）の連結ボルトＶ（図３，６参照）により一体的に連結される。

図１，３，６を参照し、装置本体１Ａは、ロータＲ（ロータ本体Ｒ１）の軸方向一側（クランクシャフトＫと反対側）の端面に対向する板状をなして該ロータＲの端部に当接、係合するロータ支持部材５と、該ロータ支持部材５のロータＲ側に突設されてロータ本体Ｒ１におけるクランクシャフトＫとの連結用の複数（六つ）のボルト挿通孔ｈ１の内の一部（この実施例では三つ）にそれぞれ係合する複数（三つ）のピン状のロータ位置決め部材９と、該ロータ位置決め部材９により前記ロータ支持部材５に対するロータＲの位置決めがなされた状態で該ロータＲをロータ支持部材５に仮固定する仮固定ボルト７と、ロータＲと同軸に配置され先端部をクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１中央のカラー部Ｋ２内周に係合させると共にボールネジ機構Ｂを介して前記ロータ支持部材５を軸方向で移動可能に支持する駆動軸４と、前記ロータ支持部材５のロータＲと反対側に対向するように配置されると共に前記駆動軸４の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材５を近接離反させる板状のベース部材２と、該ベース部材２のロータハウジングＨ側に突設されてハウジング本体Ｈ１の外周側に係合する複数（三つ）のピン状のベース位置決め部材１９と、前記各ボルト挿通孔ｈ１の内のロータ位置決め部材９が係合するものを除いた一つに挿通した連結ボルトＶの頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトＶをロータＲ側に付勢するようにロータ支持部材５に支持される締結機構８Ａとを備えてなる。

ロータ支持部材５は平面視（軸方向視）で略三角形状をなし、その各頂部にはロータＲと反対側に突出するガイドピン１４がそれぞれ設けられ、該各ガイドピン１４の先端側がベース部材２にスライド可能に保持される。

ロータ支持部材５は、その一側面がロータＲ（ロータ本体Ｒ１）のクランクシャフトＫと反対側における前記中空部Ｒ３の周囲の端面に当接することで軸方向での位置決めがなされ、かつ各ロータ位置決め部材９の先端部がそれぞれボルト挿通孔ｈ１に係合することで軸方向と直交する方向での位置決めがなされた状態で、仮固定ボルト７によりロータＲに仮固定される。

仮固定ボルト７は、長尺の軸部を有してガイド筒１０に挿通、保持される。ガイド筒１０は、その一端をロータ支持部材５に固定すると共に他端側をベース部材２にスライド可能に挿通する。ガイド筒１０の他端は仮固定ボルト７の頭部の座面とされ、該ガイド筒１０を介して仮固定ボルト７がロータ支持部材５及びロータＲを互いに締結した状態で、ロータ支持部材５及びロータＲがベース部材２に対して近接離反可能であり、かつロータ支持部材５がベース部材２から最も離間した状態でも、該ベース部材２のロータ支持部材５と反対側に仮固定ボルト７の頭部が突出する。

ロータＲ（ロータ本体Ｒ１）のクランクシャフトＫと反対側における中空部Ｒ３の周囲には、ハイブリッド車両の図示しない出力軸との連結用の複数（六つ）のネジ孔ｈ２が形成され、該各ネジ孔ｈ２の内の一つに仮固定ボルト７の先端側のネジ部が螺着される。

駆動軸４は、その先端部にクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１にインロー嵌合するセンター部材３を有し、かつ外周にはボールネジ機構Ｂのネジ山が形成される。一方、ロータ支持部材５のロータＲと反対側の中央部には、ボールネジ機構Ｂの筒状ナット６が固設され、該筒状ナット６に駆動軸４が螺着されることで、駆動軸４にロータ支持部材５が移動可能に支持される。

ベース部材２は平面視でロータ支持部材５よりも大型の略三角形状をなし、その各頂部近傍にはベース位置決め部材１９がそれぞれ固設され、該各ベース位置決め部材１９の先端部がハウジング本体Ｈ１外周のユニットケースとの連結用の複数のネジ孔（何れも不図示）の内の一部（三つ）にそれぞれ係合する。なお、各ベース位置決め部材１９の内、例えば二つは先端部に前記ネジ孔内に挿入する突部を有するものとされ、一つは先端部を前記ネジ孔の座面に突き当てるのみとされる。

ベース部材２のロータハウジングＨと反対側には、前記各ガイドピン１４の先端側をスライド可能に保持するスライド保持部１４ａが固設されると共に、駆動軸４の基端側を回転可能に保持する回転保持部４ａが固設される。駆動軸４の基端側は回転保持部４ａを貫通し、その端部には例えばベルト式伝動機構１７を介して電動モータ１６の駆動力が入力される。なお、図中符号２２は、ベース部材２ひいては装置本体１Ａがロボットアーム２０に対する規定位置に取り付けられたことを検出するセンサを、符号２１はロボットアーム２０の先端部に固設されたセンサ支持板をそれぞれ示す。

締結機構８Ａは、ロータ支持部材５に回転可能かつスライド可能に保持される軸部を有するソケット８と、該ソケット８をロータＲ側（クランクシャフトＫ側）に付勢するコイルスプリング１８と、一端側がロータ支持部材５に回転可能に保持されると共に他端側がベース部材２に回転可能かつスライド可能に保持されるソケット駆動軸１３とを有してなる。

ソケット駆動軸１３はソケット８とは別軸に配置され、これらがギヤ対Ｇを介して互いに連動する。ギヤ対Ｇの内、例えばソケット駆動軸１３側の駆動ギヤ１２は軸方向幅を増加させて設けられ、ソケット８側の従動ギヤ１１を噛み合わせたままこれを軸方向で所定量だけ移動可能とする。ソケット駆動軸１３の他端に設けられたボルト頭部は、ロータ支持部材５がベース部材２から最も離間した状態でも、該ベース部材２のロータ支持部材５と反対側に突出する。

次に、このロータ組付装置１を用いてエンジン組立体１５にロータＲを組み付ける手順について説明する。
まず、図３，６，７を参照し、前記仮置台Ｐ２上にロータＲをその軸方向を上下方向に沿わせるように載置し、このロータＲの各ボルト挿通孔ｈ１の何れかに一本の連結ボルトＶを予め挿通し、その後にロータＲをロボットアーム２０の先端部に取り付けた装置本体１Ａに保持する。コンベアＣ上のロータ組付位置Ｐ１には、エンジン組立体１５がその軸方向を水平にした状態で載置される。

装置本体１Ａは、ロータ支持部材５の下面がロータ本体Ｒ１の端面に当接すると共に、各ロータ位置決め部材９の先端部がそれぞれボルト挿通孔ｈ１に係合することで、ロータ支持部材５に対するロータＲの位置決めをなし、この状態で仮固定ボルト７を対応するネジ孔ｈ２に螺着し締め込むことで、ロータ支持部材５ひいては装置本体１ＡにロータＲを確固として仮固定する。このとき、前記一方の連結ボルトＶの頭部には締結機構８Ａのソケット８が係合し、かつ該連結ボルトＶがロータＲ側に付勢された状態となる。なお、仮固定ボルト７の締め付けは図示しないナットランナー装置で行われる。

ここで、ロータ位置決め部材９は比較的公差の大きいボルト挿通孔ｈ１に係合するので、ロータ支持部材５に対するロータＲの位置決め公差も比較的大きく確保され、該ロータ支持部材５におけるロータＲの位置決めのための構成やこれを組み付ける際の作業の煩雑化が回避される。また、ロータ支持部材５にロータＲが仮固定されることで、これらをロータＲの仮置位置からロータハウジングＨへの組付位置Ｐ１に移動する際の姿勢変化も容易である。

次に、ロボットアーム２０が作動し、装置本体１Ａ及びロータＲを９０°回転させて前記軸方向を水平にすると共に、ロータＲをコンベアＣ上のロータ組付位置Ｐ１にあるエンジン組立体１５のクランクシャフトＫ及びロータハウジングＨと同軸とした上で、ロータＲをロータハウジングＨに軸方向に沿って接近させる。このとき、装置本体１ＡにロータＲが確固として仮固定されることで、比較的重量物であるロータＲをガタツキ等なく取り扱うことができ、装置本体１ＡやロータハウジングＨに対するロータＲの接触による傷付き等が防止される。

図２を参照し、装置本体１ＡのロータハウジングＨに対する位置決めは、各ベース位置決め部材１９によりロータハウジングＨに対するベース部材２の軸方向及び軸方向と直交する方向での位置を決めることでなされる。このときのロータハウジングＨに対するベース部材２の位置決め公差は、ロータハウジングＨ内周とロータＲ外周との間のクリアランス程度（この実施例では０．４〜０．９ｍｍ、換言すればロータハウジングＨ内にロータＲが挿入可能な程度）まで許容されるので、結果的にロータハウジングＨに対するベース部材２の位置決め公差も比較的大きく確保され、該ベース部材２におけるロータハウジングＨとの位置決めのための構成やこれに組み付ける際の作業の煩雑化が回避される。

ベース部材２をロータハウジングＨに対して位置決めする際には、ロータ支持部材５をベース部材２側（ロータＲと反対側）に十分に移動させ、該ロータ支持部材５よりもロータＲ側に駆動軸４の先端側を十分に突出させておく。これにより、ロータＲのロータハウジングＨ内への挿入に先んじて、かつ各ベース位置決め部材１９のロータハウジングＨへの係合と同時に、駆動軸４の先端部をクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に係合可能となり、ロータＲ及びクランクシャフトＫの軸心のズレが防止される。

この後、電動モータ１６により駆動軸４を回転させ、ボールネジ機構Ｂを介してロータ支持部材５及びロータＲをロータハウジングＨ側に移動させる。このとき、ロータハウジングＨに対して装置本体１Ａを介して確固として位置決めされるロータＲは、軸方向と直交する方向で振れることなくロータハウジングＨ内に挿入されることとなり、ロータＲがロータハウジングＨ内に磁着することによる傷付きや作業のやり直しを生じさせることがない。

図４を参照し、ロータハウジングＨ内にロータＲを挿入しきる前（具体的にはロータＲの大部分がロータハウジングＨ内に挿入されつつもロータＲの底部（内フランジ部Ｒ４）がクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に係合していない状態）には、駆動軸４の回転を一旦停止し、前記仮固定ボルト７によるロータＲのロータ支持部材５への仮固定を解除する。

すると、締結機構８Ａからの付勢力によりロータＲがクランクシャフトＫ側に移動してロータ支持部材５から離間し（このときのロータＲ及びロータ支持部材５間に生じるクリアランスを図中符号ｔで示す）、該ロータＲが軸方向で少量移動可能かつ軸方向と直交する方向でも各ロータ位置決め部材９及びボルト挿通孔ｈ１間のクリアランスの範囲内で移動可能な遊嵌状態（フローティング状態）となる。

そして、この状態で再度駆動軸４を回転させてロータ支持部材５及びロータＲをロータハウジングＨ側に移動させ、図５に示すように、ロータハウジングＨ内にロータＲを挿入しきり、該ロータＲの内フランジ部Ｒ４内周をクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１のカラー部Ｋ２外周に係合させる。これら内フランジ部Ｒ４内周及びカラー部Ｋ２外周の嵌め合いは、ロータＲ及びクランクシャフトＫの位置決め手段の中で最も厳しいクリアランス精度を有し、該内フランジ部Ｒ４及びカラー部Ｋ２のインロー嵌合により、クランクシャフトＫに対するロータＲの軸中心が高精度に一致する。

すなわち、ロータＲをロータハウジングＨ内に挿入する前のロータ位置決め部材９やベース位置決め部材１９等による位置決め公差では、ロータＲをロータハウジングＨ内に挿入するだけの精度は確保できるものの、ロータＲ及びクランクシャフトＫの軸心を高精度に一致させることは、上述した簡素な構成及び工程では困難である。

そこで、ロータＲの大部分をロータハウジングＨ内に挿入した後、ロータ支持部材５に対するロータＲの仮固定を解除して該ロータＲをロータハウジングＨ内で一旦フローティング状態とし、この状態で内フランジ部Ｒ４及びカラー部Ｋ２によりロータＲ及びクランクシャフトＫ間の位置決めを再度直接的に行うことで、ロータ位置決め部材９やベース位置決め部材１９等による位置決め公差によらず、内フランジ部Ｒ４及びカラー部Ｋ２による比較的小さい公差（高い精度）で、ロータＲをクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に対して正確に位置決めすることが可能となる。

上記位置決め後には、図示しないナットランナー装置により締結機構８Ａにおけるソケット駆動軸１３を回転させ、ギヤ対Ｇを介してソケット８を回転させて、連結ボルトＶをクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に形成したネジ孔ｈ３に螺着し締め込む。ロータＲに対する連結ボルトＶの軸方向の変位は、ロータ支持部材５に対するソケット８のスライドにより吸収される。この連結ボルトＶによりロータＲ及びクランクシャフトＫを一部連結し、この後に当該ロータ組付装置１を退避させて他のボルト挿通孔ｈ１にも連結ボルトＶを挿通し締め込むことで、ロータＲ及びクランクシャフトＫの連結が完了する。

以上説明したように、上記実施例におけるロータ組付装置１は、エンジンＥのクランクシャフトＫと同軸にモータＭを組み付ける際、該モータＭのロータＲをエンジンＥに組み付けられているロータハウジングＨ内に挿入しクランクシャフトＫに連結するためのものであって、前記ロータＲの軸方向一側の端面に対向するロータ支持部材５と、該ロータ支持部材５のロータＲ側に突設されて該ロータＲにおけるクランクシャフトＫとの連結用の複数のボルト挿通孔ｈ１の内の一部に係合するロータ位置決め部材９と、該ロータ位置決め部材９により前記ロータ支持部材５に対するロータＲの位置決めがなされた状態で該ロータＲをロータ支持部材５に仮固定する仮固定ボルト７と、前記ロータＲと同軸に配置され先端部をクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に係合させると共にボールネジ機構Ｂを介して前記ロータ支持部材５を軸方向で移動可能に支持する駆動軸４と、ロータ支持部材５のロータＲと反対側に配置されると共に前記駆動軸４の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材５を近接離反させるベース部材２と、該ベース部材２のロータハウジングＨ側に突設されて該ロータハウジングＨに係合するベース位置決め部材１９と、前記各ボルト挿通孔ｈ１の内のロータ位置決め部材９が係合するものを除いた一つに挿通した連結ボルトＶの頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトＶをロータＲ側に付勢するようにロータ支持部材５に支持される締結機構８Ａと、を備えるものである。

また、上記ロータ組付装置１を用いたロータ組付方法は、前記ロータＲをロータハウジングＨ内に挿入する前に、前記ロータ位置決め部材９によりロータ支持部材５に対するロータＲの位置決めを行うと共にこれらを仮固定ボルト７により仮固定し、かつ前記ベース位置決め部材１９によりロータハウジングＨに対するベース部材２の位置決めを行い、さらには前記駆動軸４の先端部をクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に係合させた後、前記駆動軸４を回転させてボールネジ機構Ｂによりロータ支持部材５及びロータＲをロータハウジングＨ側に移動させ、該ロータＲをロータハウジングＨ内に挿入すると共に、前記ロータハウジングＨ内にロータＲを挿入しきる前に、前記仮固定ボルト７による仮固定を解除すると共に前記締結機構８Ａの付勢力によりロータＲをロータ支持部材５から離間させ、該ロータＲをロータ位置決め部材９及びボルト挿通孔ｈ１間のクリアランスの範囲内で移動可能とし、この状態から前記ロータＲをクランクシャフトＫの軸端部Ｋ１に係合させてこれらの間で位置決めを行った後、前記締結機構８Ａにより連結ボルトＶを締め込んでロータＲ及びクランクシャフトＫを一部連結し、この後に他のボルト挿通孔ｈ１に連結ボルトＶを挿通し締め込むことで、前記ロータＲ及びクランクシャフトＫの連結を完了させるものである。

この構成によれば、ロータＲをロータハウジングＨ内に挿入する前には、比較的低い位置決め精度でロータＲを取り扱うことを可能とし、一般的なロボットを用いてのロータ組付作業の自動化及び安定化を図った上で、ロータ支持部材５やベース部材２等の構成の簡素化、並びにロータＲ及びロータハウジングＨへの組付作業の簡素化を図ることができる。また、ロータＲの大部分をロータハウジングＨ内に挿入した後には、一旦ロータＲをフローティング状態とした後にクランクシャフトＫに対して直接位置決めすることで、クランクシャフトＫ及びロータＲを高精度に連結することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、ロータ位置決め部材９の数はボルト挿通孔ｈ１及びネジ孔ｈ３の数等に応じて適宜変更可能であり、三つ未満又は四つ以上であってもよい。同様に、ベース位置決め部材１９の数量も適宜変更可能である。
また、仮固定ボルト７を複数用いてもよく、同様に、締結機構８Ａが複数のソケット８を有して複数の連結ボルトＶに同時にトルクを付与しかつ付勢する構成であってもよい。
さらに、ボールネジ機構Ｂに代わりネジ山同士を摺接させる通常のネジ機構を用いてもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例におけるロータ組付装置の一部断面を含む側面図である。図１に対してロータハウジング内にロータを挿入しきる前の状態を示す側面図である。ロータハウジング内にロータを挿入する前の上記ロータ組付装置の一部構成を図１とは異なる方向から見た側面図である。図２の状態からロータ保持部材に対するロータの仮固定を解除した状態を示す側面図である。図４の状態からロータハウジング内にロータを挿入しきった状態を示す側面図である。上記ロータ組付装置の装置本体及びモータを軸方向から見た平面図である。上記ロータ組付装置全体の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

Ｅエンジン
Ｋクランクシャフト
Ｋ１軸端部
Ｍモータ
Ｒロータ
Ｈロータハウジング
Ｂボールネジ機構（ネジ機構）
Ｖ連結ボルト
１ロータ組付装置
２ベース部材
４駆動軸
５ロータ支持部材
ｈ１ボルト挿通孔
７仮固定ボルト
８Ａ締結機構
９ロータ位置決め部材
１９ベース位置決め部材

Claims

エンジンのクランクシャフトと同軸にモータを組み付ける際、該モータのロータをエンジンに組み付けられているロータハウジング内に挿入しクランクシャフトに連結するためのロータ組付装置であって、
前記ロータの軸方向一側の端面に対向するロータ支持部材と、該ロータ支持部材のロータ側に突設されて該ロータにおけるクランクシャフトとの連結用の複数のボルト挿通孔の内の一部に係合するロータ位置決め部材と、該ロータ位置決め部材により前記ロータ支持部材に対するロータの位置決めがなされた状態で該ロータをロータ支持部材に仮固定する仮固定ボルトと、前記ロータと同軸に配置され先端部をクランクシャフトの軸端部に係合させると共にネジ機構を介して前記ロータ支持部材を軸方向で移動可能に支持する駆動軸と、前記ロータ支持部材のロータと反対側に配置されると共に前記駆動軸の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材を近接離反させるベース部材と、該ベース部材のロータハウジング側に突設されて該ロータハウジングに係合するベース位置決め部材と、前記各ボルト挿通孔の内のロータ位置決め部材が係合するものを除いた少なくとも一つに挿通した連結ボルトの頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトをロータ側に付勢するようにロータ支持部材に支持される締結機構と、を備えることを特徴とするロータ組付装置。
エンジンのクランクシャフトと同軸にモータを組み付ける際、該モータのロータをエンジンに組み付けられているロータハウジング内に挿入しクランクシャフトに連結するためのロータ組付方法であって、
前記ロータの軸方向一側の端面に対向するロータ支持部材と、該ロータ支持部材のロータ側に突設されて該ロータにおけるクランクシャフトとの連結用の複数のボルト挿通孔の内の一部に係合するロータ位置決め部材と、該ロータ位置決め部材により前記ロータ支持部材に対するロータの位置決めがなされた状態で該ロータをロータ支持部材に仮固定する仮固定ボルトと、前記ロータと同軸に配置され先端部をクランクシャフトの軸端部に係合させると共にネジ機構を介して前記ロータ支持部材を軸方向で移動可能に支持する駆動軸と、前記ロータ支持部材のロータと反対側に配置されると共に前記駆動軸の基端側を回転可能に支持してロータ支持部材を近接離反させるベース部材と、該ベース部材のロータハウジング側に突設されて該ロータハウジングに係合するベース位置決め部材と、前記各ボルト挿通孔の内のロータ位置決め部材が係合するものを除いた少なくとも一つに挿通した連結ボルトの頭部に係合しトルクを付与すると共に該連結ボルトをロータ側に付勢するようにロータ支持部材に支持される締結機構と、を備え、
前記ロータをロータハウジング内に挿入する前に、前記ロータ位置決め部材によりロータ支持部材に対するロータの位置決めを行うと共にこれらを仮固定ボルトにより仮固定し、かつ前記ベース位置決め部材によりロータハウジングに対するベース部材の位置決めを行い、さらには前記駆動軸の先端部をクランクシャフトの軸端部に係合させた後、前記駆動軸を回転させてネジ機構によりロータ支持部材及びロータをロータハウジング側に移動させ、該ロータをロータハウジング内に挿入すると共に、前記ロータハウジング内にロータを挿入しきる前に、前記仮固定ボルトによる仮固定を解除すると共に前記締結機構の付勢力によりロータをロータ支持部材から離間させ、該ロータをロータ位置決め部材及びボルト挿通孔間のクリアランスの範囲内で移動可能とし、この状態から前記ロータをクランクシャフトの軸端部に係合させてこれらの間で位置決めを行った後、前記締結機構により連結ボルトを締め込んでロータ及びクランクシャフトを一部連結し、この後に他のボルト挿通孔に連結ボルトを挿通し締め込むことで、前記ロータ及びクランクシャフトの連結を完了させることを特徴とするロータ組付方法。