(57)【要約】【課題】ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能な回転電機を提供する。【解決手段】ヨーク１２には、外周側に突出する係合凸部２２が設けられ、エンドフレーム１３には、係合凸部２２を包囲する係合爪部２１が設けられ、係合凸部２２と係合爪部２１との間に形成される樹脂封入部２３内に封入された溶融樹脂Ｒによって、ヨーク１２とエンドフレーム１３とに組付方向への圧力が付与され、該溶融樹脂Ｒの固化によりヨーク１２とエンドフレーム１３とが固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機であって、
前記ハウジング及び前記エンドフレームのいずれか一方には、外周側に突出する係合凸部が設けられ、いずれか他方には、前記係合凸部を包囲する係合包囲部が設けられ、
前記係合凸部と前記係合包囲部との間に形成される空間内に封入された溶融樹脂によって、前記ハウジングと前記エンドフレームとに組付方向への圧力が付与され、該溶融樹脂の固化により前記ハウジングと前記エンドフレームとが固定されたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機であって、
前記エンドフレームは前記ハウジングに内挿され、前記エンドフレームの外周面と前記ハウジングの内周面とがレーザー溶接により固定されたことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機の製造方法であって、
前記ハウジング及び前記エンドフレームのいずれか一方に設けられた係合凸部と、いずれか他方に設けられ前記係合凸部を包囲する係合包囲部との間に形成される空間内に溶融樹脂を封入することで、前記ハウジングと前記エンドフレームとに組付方向への圧力を付与し、該溶融樹脂を固化させることで前記ハウジングと前記エンドフレームとを固定することを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項４】
開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機の製造方法であって、
前記エンドフレームを前記ハウジングに内挿し、前記エンドフレームの外周面と前記ハウジングの内周面とをレーザー溶接により固定することを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のハウジングとエンドフレームの固定構造、及び回転電機のハウジングとエンドフレームの固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の製造方法では、例えば特許文献１に示すように、回転子を有底筒状のハウジング（ヨーク）内に配置した後、そのハウジングの開口端部にエンドフレームを軸方向から組み付けて覆い、その開口端部のフランジ部とエンドフレームとをボルトにて締結固定するようになっている。回転子は、ハウジングとエンドフレームにそれぞれ設けられた軸受にて回転可能に支持されるとともに、ハウジングとエンドフレームとにそれぞれ設けられたスラスト受け部によって軸方向にずれないように支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７６４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような固定構造では、ハウジングのフランジ部とエンドフレームとが十分な力で圧接するまでボルトで締結されるため、ハウジングとエンドフレーム間の軸方向（組付方向）の位置調整をすることが困難である。そのため、上記のような回転電機の場合では、構成部品の軸方向の寸法誤差をハウジングとエンドフレーム間の軸方向の位置調整により解消することができず、回転子が軸方向にがたついてしまう等の問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能な回転電機及び回転電機の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機であって、前記ハウジング及び前記エンドフレームのいずれか一方には、外周側に突出する係合凸部が設けられ、いずれか他方には、前記係合凸部を包囲する係合包囲部が設けられ、前記係合凸部と前記係合包囲部との間に形成される空間内に封入された溶融樹脂によって、前記ハウジングと前記エンドフレームとに組付方向への圧力が付与され、該溶融樹脂の固化により前記ハウジングと前記エンドフレームとが固定されたことを特徴とする。
【０００７】
この発明では、係合凸部と係合包囲部との間への溶融樹脂の封入によりハウジングとエンドフレームとに組付方向への圧力が付与され、該溶融樹脂の固化によりハウジングとエンドフレームとが固定されるため、エンドフレームの固定位置が１つに限定されず、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能となる。また、係合凸部と係合包囲部との間に溶融樹脂を封入する際に、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置が自動で調整されるため、容易に位置調整をすることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機であって、前記エンドフレームは前記ハウジングに内挿され、前記エンドフレームの外周面と前記ハウジングの内周面とがレーザー溶接により固定されたことを特徴とする。
【０００９】
この発明では、エンドフレームの固定位置が１つに限定されず、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能となる。
請求項３に記載の発明は、開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機の製造方法であって、前記ハウジング及び前記エンドフレームのいずれか一方に設けられた係合凸部と、いずれか他方に設けられ前記係合凸部を包囲する係合包囲部との間に形成される空間内に溶融樹脂を封入することで、前記ハウジングと前記エンドフレームとに組付方向への圧力を付与し、該溶融樹脂を固化させることで前記ハウジングと前記エンドフレームとを固定することを特徴とする。
【００１０】
この発明では、エンドフレームの固定位置が１つに限定されず、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能となる。また、係合凸部と係合包囲部との間に形成される空間内に溶融樹脂を封入することで、ハウジングとエンドフレームとに組付方向への圧力を付与するため、この工程の際に、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が自動でなされ、容易に位置調整をすることが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、開口部を有する筒状のハウジングと、その開口部を覆うエンドフレームとを備えた回転電機の製造方法であって、前記エンドフレームを前記ハウジングに内挿し、前記エンドフレームの外周面と前記ハウジングの内周面とをレーザー溶接により固定することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、エンドフレームの固定位置が１つに限定されず、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
従って、上記記載の発明によれば、ハウジングとエンドフレームの組付方向の位置調整が可能な回転電機及び回転電機の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のモータの概略図。
【図２】（ａ）第１実施形態のヨークハウジングとエンドフレームとの固定部分の拡大図、（ｂ）同固定部分の断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）第１実施形態におけるヨークハウジングとエンドフレームとの組付工程を説明するための説明図。
【図４】（ａ）第２実施形態のモータの概略図、（ｂ）同モータの分解図。
【図５】第２実施形態の組み付け装置を示す模式図。
【図６】第２実施形態におけるヨークハウジングとエンドフレームとの組付工程を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明をモータ（回転電機）に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のモータ１１は、有底円筒状のヨークハウジング（以下ヨーク１２）と、該ヨーク１２の開口端部１２ａ（開口部）を覆うエンドフレーム１３と、ヨーク１２内に配置された回転子（図示略）とを備えている。ヨーク１２の底部１２ｂの中央部には、回転子の基端部を軸支する軸受（図示略）を収容するための軸受収容部１２ｃが形成されている。回転子は、エンドフレーム１３を貫通するとともに、その先端部には出力ギヤ１４が設けられ、回転出力が得られるようになっている。
【００１７】
ヨーク１２の開口端部１２ａには、フランジ部１２ｄが形成されるとともに、該フランジ部１２ｄの所定位置から延出された一対の係合爪部２１（図１においては１つのみ図示）が形成されている。尚、各係合爪部２１は、互いに周方向に１８０度対向する位置に形成されている（図３（ａ）参照）。各係合爪部２１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、フランジ部１２ｄから径方向外側に延びる上部２１ａと、該上部２１ａから軸方向下方に延びる側部２１ｂと、該側部２１ｂから径方向内側に延びエンドフレーム１３の側面１３ａと当接する下部２１ｃとからなる略コ字状をなしている。図２（ｂ）に示すように、係合爪部２１の下部２１ｃには、モータ軸方向に貫通する樹脂注入孔２１ｄが形成されている。
【００１８】
エンドフレーム１３は、ブラシ（図示略）が設けられるものであり、また、エンドフレーム１３には、外部コネクタ（図示略）と接続されるコネクタ部１３ｂが形成されている（図１参照）。また、図１及び図２に示すように、エンドフレーム１３における前記各係合爪部２１と対応する位置には、該エンドフレーム１３の側面１３ａから径方向外側に突出する係合凸部２２がそれぞれ形成されている。
【００１９】
各係合凸部２２は、対応する係合爪部２１の内側に位置しており、該係合爪部２１によって軸方向両端部及び径方向側面が包囲されるように構成されている。尚、係合凸部２２の径方向側面は、係合爪部２１の側部２１ｂと当接するようになっている。また、係合凸部２２の周方向側面は係合爪部２１によって覆われておらず、周方向の片側の側面は開放された状態となっており、もう片側の側面はエンドフレーム１３に形成された側壁１３ｄと繋がっている。
【００２０】
係合凸部２２と係合爪部２１のそれぞれの周方向の寸法は、互いに等しく設定されている。また、係合爪部２１の軸方向の内寸は、係合凸部２２の軸方向寸法よりも大きく設定されており、係合凸部２２の軸方向下側（係合凸部２２と係合爪部２１の下部２１ｃとの間）には、溶融樹脂Ｒを封入するための樹脂封入部２３（空間）が形成されている。そして、ヨーク１２とエンドフレーム１３とは、樹脂封入部２３に封入された溶融樹脂Ｒの固化によって互いに固定されている。
【００２１】
尚、係合凸部２２には、軸方向に貫通する貫通孔２２ａが形成されており、この貫通孔２２ａにも溶融樹脂Ｒが充填されている（図２（ｂ）参照）。この貫通孔２２ａは、溶融樹脂Ｒの周方向への抜け止めとなっている。また、貫通孔２２ａ内で固化した溶融樹脂Ｒによって、ヨーク１２とエンドフレーム１３との相対回転が抑制されるようになっている。
【００２２】
ヨーク１２とエンドフレーム１３との組付工程を図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に従って説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ヨーク１２とエンドフレーム１３とをモータ軸方向に組み付ける。このとき、ヨーク１２の係合爪部２１が、エンドフレーム１３における係合凸部２２の周方向側方に形成された溝部１３ｃを通るように組み付ける。尚、図３（ａ）において、図の簡略化のため、エンドフレーム１３に設けられるブラシ等の部品及び回転子の図示を省略している。
【００２３】
次に、図（ｂ）に示すように、係合爪部２１の周方向位置を係合凸部２２と合わすべくヨーク１２（若しくはエンドフレーム１３）を回転させる。このとき、エンドフレーム１３における係合凸部２２の周方向側部に形成された側壁１３ｄに係合爪部２１が当接するまでヨーク１２を回転させる。これにより、ヨーク１２とエンドフレーム１３とは、図３に示す状態となり、係合凸部２２と係合爪部２１との間に前記樹脂封入部２３が形成される。尚、係合爪部２１の周方向片側は、側壁１３ｄによって封止されるようになっている。
【００２４】
次に、係合爪部２１の樹脂注入孔２１ｄから樹脂封入部２３に溶融樹脂Ｒを封入する。尚、このとき、係合爪部２１の周方向側部（側壁１３ｄの反対側部分）を図示しない治具で封止する。この注入された溶融樹脂Ｒの圧力により、係合凸部２２と係合爪部２１の下部２１ｃとが軸方向に離間し、これにより、ヨーク１２の本体部分とエンドフレーム１３とには、組付方向（軸方向）への圧力が付与される。このとき、ヨーク１２及びエンドフレーム１３にそれぞれ設けられたスラスト受け部（図示略）が回転子を軸方向に挟むように支持するまで、ヨーク１２及びエンドフレーム１３の組付方向の位置が調整される。つまり、ヨーク１２及びエンドフレーム１３は、回転子を軸方向にがたつかないように支持する適正位置に調整される。尚、その調整後、係合爪部２１の上部２１ａと係合凸部２２の隙間２４に溶融樹脂Ｒが充満し、溶融樹脂Ｒの封入が完了する。その後、溶融樹脂Ｒは固化され、ヨーク１２とエンドフレーム１３との固定が完了する。
【００２５】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、ヨーク１２には、外周側に突出する係合凸部２２が設けられ、エンドフレーム１３には、係合凸部２２を包囲する係合爪部２１が設けられ、係合凸部２２と係合爪部２１との間に形成される樹脂封入部２３内に封入された溶融樹脂Ｒによって、ヨーク１２とエンドフレーム１３とに組付方向への圧力が付与され、該溶融樹脂Ｒの固化によりヨーク１２とエンドフレーム１３とが固定されるため、エンドフレーム１３の固定位置が１つに限定されず、ヨーク１２とエンドフレーム１３の組付方向の位置調整が可能となり、モータ１１の回転子等の軸方向のガタつきの抑制に貢献することが可能となる。また、係合凸部２２と係合爪部２１との間に溶融樹脂Ｒを封入する際に、ヨーク１２とエンドフレーム１３の組付方向の位置が自動で調整されるため、容易に位置調整をすることが可能となる。また、ヨーク１２とエンドフレーム１３とが溶融樹脂Ｒの圧力により組み付けられるため、ボルト等で締結固定する場合のような過度な締め付けが抑制される。
【００２６】
（２）本実施形態では、係合凸部２２には、軸方向に貫通する貫通孔２２ａが形成されるため、貫通孔２２ａ内にも溶融樹脂Ｒが充填され、溶融樹脂Ｒの周方向への抜けを抑制することができる。また、貫通孔２２ａ内で固化した溶融樹脂Ｒによって、ヨーク１２とエンドフレーム１３との相対回転を抑制することができる。
【００２７】
（３）本実施形態では、係合爪部２１は、フランジ部１２ｄから径方向外側に延びる上部２１ａと、該上部２１ａから軸方向下方に延びる側部２１ｂと、該側部２１ｂから径方向内側に延びエンドフレーム１３の側面１３ａと当接する下部２１ｃとからなる略コ字状をなし、溶融樹脂Ｒの封入に適した形状となっている。そのため、ヨーク１２とエンドフレーム１３とを溶融樹脂Ｒにより安定して固定することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
以下、本発明をモータ（回転電機）に具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、上記第１実施形態とはヨークとエンドフレームとの固定方法が異なり、レーザー溶接にて固定するものである。
【００２９】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態のモータ３１は、有底円筒状のヨーク３２と、ヨーク３２の開口部３２ａに組み付けられたエンドフレーム３３と、ヨーク３２とエンドフレーム３３とにそれぞれ回転可能に支持された回転子３４とを備えている。
【００３０】
エンドフレーム３３には、円形の金属板３３ａがインサート成形されており、該金属板３３ａはエンドフレーム３３の外周縁部で露出している。エンドフレーム３３は、ヨーク３２の開口部３２ａに内挿されており、エンドフレーム３３の外周面３３ｂとヨーク３２の内周面３２ｂとがレーザー溶接にて固定されている。尚、ヨーク３２の開口部３２ａ（軸方向端部）における内周面３２ｂには、図６に示すように、段差部３２ｃが周方向全体に亘って形成されており、この段差部３２ｃの軸方向幅がエンドフレーム３３の軸方向の調整可能幅となっている。
【００３１】
図５にレーザー溶接装置４１の模式図を示す。レーザー溶接装置４１は、基部４２に設けられた固定側チャック４３と、シリンダーサーボモータ４４により上下にスライド可能な可動部４５に設けられた可動側チャック４６と、レーザー照射部４７とを備えている。
【００３２】
レーザー溶接の際には、固定側チャック４３にヨーク３２を、可動側チャック４６にエンドフレーム３３をそれぞれ取り付け、レーザー溶接装置４１の可動部４５をスライドさせて、エンドフレーム３３の組付方向（軸方向）の位置を調整する。この調整により、回転子３４は、ヨーク３２及びエンドフレーム３３にそれぞれ設けられたスラスト受け部（図示略）によって、軸方向にがたつかないように支持されるようになっている。つまり、エンドフレーム３３は、回転子を軸方向にがたつかないように支持する適正位置に調整される。尚、この調整は、シリンダーサーボモータ４４の回転負荷（若しくは、電流値や出力回転数、圧力センサからの出力）に基づきエンドフレーム３３の組付方向への圧力を計測し、そのエンドフレーム３３の組付圧力の調整により実現してもよい。また、この他の方法としては、実際にエンドフレーム３３の軸方向の位置を確認しつつ調整するようにしてもよい。
【００３３】
エンドフレーム３３の軸方向の調整後、各チャック４３，４６を同期回転させるとともに、レーザー照射部４７からのレーザー光Ｌによって、エンドフレーム３３（金属板３３ａ）の外周面３３ｂとヨーク３２の内周面３２ｂの段差部３２ｃとを全周に亘って溶接にする。これにより、エンドフレーム３３とヨーク３２とが固定されるようになっている。
【００３４】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（４）本実施形態では、エンドフレーム３３はヨーク３２に内挿され、エンドフレーム３３の外周面３３ｂとヨーク３２の内周面３２ｂとがレーザー溶接により固定されるため、エンドフレーム３３の固定位置が１つに限定されず、ヨーク３２とエンドフレーム３３の組付方向の位置調整が可能となり、モータ３１の回転子等の軸方向のガタつきの抑制に貢献することが可能となる。
【００３５】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態では、ヨーク１２に係合凸部２２が設けられ、エンドフレーム１３に係合爪部２１が設けられたが、反対にエンドフレーム１３に係合爪部２１を設け、ヨーク１２に係合凸部２２を設けてもよい。また、係合爪部２１及び係合凸部２２の形状は上記第１実施形態に限定されず、構成に応じて適宜変更してもよい。
【００３６】
・上記第１実施形態では、係合爪部２１及び係合凸部２２をそれぞれ２つずつ設けたが、これに特に限定されるものではなく、例えばそれぞれ１つずつで構成してもよく、またそれぞれ３つ以上で構成してもよい。
【００３７】
・上記各実施形態では、本発明をモータ１１，３１に適用したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、モータ以外の他の回転電機（発電機等）に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
Ｒ…溶融樹脂、１１，３１…モータ（回転電機）、１２，３２…ヨークハウジング、１２ａ，３２ａ…ヨークハウジングの開口端部（開口部）、１３，３３…エンドフレーム、２１…係合包囲部としての係合爪部、２２…係合凸部、３２ｂ…ヨークハウジングの内周面、３３ｂ…エンドフレームの外周面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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