(57)【要約】【課題】本発明は、電動モータの製造方法及び製造システムに関し、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定したロータとステータとの間に所望のエアギャップを形成することにある。【解決手段】互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造するのに、まず、ロータ及びステータのうち径方向内側に配置されるロータを冷却し（ステップ１００）、そして、そのロータの冷却を行った後に、そのロータと径方向外側に配置されるステータとを組み付ける（ステップ１１０）。次に、上記の組み付けを行った後に、ロータを加熱し（ステップ１２０）、そして、そのロータの加熱を行った後に、ロータとステータとを相対回転させることで両者の対向面を摺動加工する（ステップ１３０）。そして、摺動加工が完了した後に、ロータの加熱を終了する（ステップ１４０）。【選択図】図２
2008228402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造する製造方法であって、
前記ロータと前記ステータとに、両者のうち径方向内側に配置される内側部材の温度が径方向外側に配置される外側部材の温度よりも低い第１の温度差を発生させる第１の温度差発生ステップと、
前記第１の温度差発生ステップにおいて前記第１の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを組み付ける組み付けステップと、
前記組み付けステップにおいて前記ロータと前記ステータとの組み付けが行われた後に、前記内側部材の温度が前記外側部材の温度よりも高い第２の温度差を発生させる第２の温度差発生ステップと、
前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを相対回転させることで該ロータと該ステータとの対向面を摺動加工する加工ステップと、
を備えることを特徴とする電動モータの製造方法。
【請求項２】
前記第１の温度差発生ステップは、前記ロータ及び前記ステータのうち前記内側部材を冷却する内側冷却ステップであり、
前記組み付けステップは、前記内側冷却ステップにおいて前記内側部材の冷却が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを組み付け、
前記第２の温度差発生ステップは、前記組み付けステップにおいて前記内側部材と前記外側部材との組み付けが行われた後に、該内側部材を加熱する内側加熱ステップであり、
前記加工ステップは、前記内側加熱ステップにおいて前記内側部材の加熱が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することを特徴とする請求項１記載の電動モータの製造方法。
【請求項３】
前記第１の温度差発生ステップは、前記ロータ及び前記ステータのうち前記外側部材を加熱する外側加熱ステップであり、
前記組み付けステップは、前記外側加熱ステップにおいて前記外側部材の加熱が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを組み付け、
前記第２の温度差発生ステップは、前記組み付けステップにおいて前記外側部材と前記内側部材との組み付けが行われた後に、該外側部材を冷却する外側冷却ステップであり、
前記加工ステップは、前記外側冷却ステップにおいて前記外側部材の冷却が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することを特徴とする請求項１記載の電動モータの製造方法。
【請求項４】
前記加工ステップにおいて摺動加工が完了した後に、前記第２の温度差発生ステップにおける前記第２の温度差の発生を終了する温度差終了ステップを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の電動モータの製造方法。
【請求項５】
前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生される前に、前記内側部材の外周面又は前記外側部材の内周面に研磨部材を装着する研磨部材装着ステップを備え、
前記加工ステップは、前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生された後に、前記内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記外側部材の内周面又は前記内側部材の外周面を摺動加工することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の電動モータの製造方法。
【請求項６】
前記加工ステップにおいて摺動加工が完了した後に、前記研磨部材装着ステップにおいて前記内側部材の外周面又は前記外側部材の内周面に装着された前記研磨部材を取り除く研磨部材除去ステップを備えることを特徴とする請求項５記載の電動モータの製造方法。
【請求項７】
互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造する製造システムであって、
前記ロータと前記ステータとに、両者のうち径方向内側に配置される内側部材の温度が径方向外側に配置される外側部材の温度よりも低い第１の温度差を発生させる第１の温度差発生手段と、
前記第１の温度差発生手段により前記第１の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを組み付ける組み付け手段と、
前記組み付け手段により前記ロータと前記ステータとの組み付けが行われた後に、前記内側部材の温度が前記外側部材の温度よりも高い第２の温度差を発生させる第２の温度差発生手段と、
前記第２の温度差発生手段により前記第２の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを相対回転させることで該ロータと該ステータとの対向面を摺動加工する加工手段と、
を備えることを特徴とする電動モータの製造システム。
【請求項８】
前記第１の温度差発生手段は、前記ロータ及び前記ステータのうち前記内側部材を冷却する内側冷却手段であり、
前記組み付け手段は、前記内側冷却手段により前記内側部材の冷却が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを組み付け、
前記第２の温度差発生手段は、前記組み付け手段により前記内側部材と前記外側部材との組み付けが行われた後に、該内側部材を加熱する内側加熱手段であり、
前記加工手段は、前記内側加熱手段により前記内側部材の加熱が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することを特徴とする請求項７記載の電動モータの製造システム。
【請求項９】
前記第１の温度差発生手段は、前記ロータ及び前記ステータのうち前記外側部材を加熱する外側加熱手段であり、
前記組み付け手段は、前記外側加熱手段により前記外側部材の加熱が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを組み付け、
前記第２の温度差発生手段は、前記組み付け手段により前記外側部材と前記内側部材との組み付けが行われた後に、該外側部材を冷却する外側冷却手段であり、
前記加工手段は、前記外側冷却手段により前記外側部材の冷却が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することを特徴とする請求項７記載の電動モータの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの製造方法及び製造システムに係り、特に、互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造するうえで好適な製造方法及び製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータとステータとを互いに径方向に対向させた電動モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電動モータにおいては、ロータコアの外周面とステータコアの内周面とが相対摺動面を構成しており、両コアの非磁極部が共に、隣接する磁極部と同一素材で一体に形成されかつ非磁性結晶構造を有している。このため、上記の電動モータの構造によれば、磁極部と非磁極部との熱膨張率を同じにすることができ、また、両コア間の摺動抵抗を低減することができるので、その結果として、ロータとステータとの磁極部間のエアギャップを縮小することが可能となり、モータトルクの増大を図ることが可能となる。
【特許文献１】特許第３４４４４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の如き電動モータにおいてはロータやステータなどの多くの部品に公差が存在するが、ロータとステータとの間の実際のエアギャップはこれらの部品のすべての公差を基に形成されるものである。この点、各構成部品を個々に製造したうえでそれらの部品を単に組み付けて電動モータを製造する手法では、各構成部品の公差が単に積み上がるだけであるので、ロータとステータとの間にできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを実現した電動モータを製造することは極めて困難である。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ロータとステータとの間にできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することが可能な電動モータの製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造する製造方法であって、前記ロータと前記ステータとに、両者のうち径方向内側に配置される内側部材の温度が径方向外側に配置される外側部材の温度よりも低い第１の温度差を発生させる第１の温度差発生ステップと、前記第１の温度差発生ステップにおいて前記第１の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを組み付ける組み付けステップと、前記組み付けステップにおいて前記ロータと前記ステータとの組み付けが行われた後に、前記内側部材の温度が前記外側部材の温度よりも高い第２の温度差を発生させる第２の温度差発生ステップと、前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを相対回転させることで該ロータと該ステータとの対向面を摺動加工する加工ステップと、を備える電動モータの製造方法により達成される。
【０００６】
また、上記の目的は、互いに径方向に対向するロータ及びステータを有する電動モータを製造する製造システムであって、前記ロータと前記ステータとに、両者のうち径方向内側に配置される内側部材の温度が径方向外側に配置される外側部材の温度よりも低い第１の温度差を発生させる第１の温度差発生手段と、前記第１の温度差発生手段により前記第１の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを組み付ける組み付け手段と、前記組み付け手段により前記ロータと前記ステータとの組み付けが行われた後に、前記内側部材の温度が前記外側部材の温度よりも高い第２の温度差を発生させる第２の温度差発生手段と、前記第２の温度差発生手段により前記第２の温度差が発生された後に、該ロータと該ステータとを相対回転させることで該ロータと該ステータとの対向面を摺動加工する加工手段と、を備える電動モータの製造システムにより達成される。
【０００７】
これらの態様の発明においては、まず、電動モータを構成する互いに径方向に対向するロータとステータとに、両者のうち径方向内側に配置される内側部材の温度が径方向外側に配置される外側部材の温度よりも低い第１の温度差が発生される。かかる第１の温度差が発生する場合は、両者間に温度差が生じない場合に比べて、内側部材の外径と外側部材の内径との差が大きくなる。次に、第１の温度差が発生された後に、ロータとステータとが組み付けられ、その組み付け後に、ロータとステータとに、両者のうち内側部材の温度が外側部材の温度よりも高い第２の温度差が発生される。かかる第２の温度差が発生する場合は、上記第１の温度差が発生した場合に比べて、内側部材の外径と外側部材の内径との差が小さくなる。この場合には、ロータとステータとが接触する。そして、かかる第２の温度差が発生された後に、ロータとステータとが相対回転されることで両者の対向面が摺動加工される。かかる構成によれば、ロータとステータとの組み付け後に、その間のエアギャップを両者の摺動加工により調整することができるため、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することができる。
【０００８】
ところで、上記した電動モータの製造方法において、前記第１の温度差発生ステップは、前記ロータ及び前記ステータのうち前記内側部材を冷却する内側冷却ステップであり、前記組み付けステップは、前記内側冷却ステップにおいて前記内側部材の冷却が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを組み付け、前記第２の温度差発生ステップは、前記組み付けステップにおいて前記内側部材と前記外側部材との組み付けが行われた後に、該内側部材を加熱する内側加熱ステップであり、前記加工ステップは、前記内側加熱ステップにおいて前記内側部材の加熱が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することとしてもよく、
また、上記した電動モータの製造システムにおいて、前記第１の温度差発生手段は、前記ロータ及び前記ステータのうち前記内側部材を冷却する内側冷却手段であり、前記組み付け手段は、前記内側冷却手段により前記内側部材の冷却が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを組み付け、前記第２の温度差発生手段は、前記組み付け手段により前記内側部材と前記外側部材との組み付けが行われた後に、該内側部材を加熱する内側加熱手段であり、前記加工手段は、前記内側加熱手段により前記内側部材の加熱が行われた後に、該内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することとしてもよい。
【０００９】
これらの態様の発明においては、まず、ロータ及びステータのうち内側部材が冷却される。内側部材が冷却されると、その外径が常態よりも縮小する。次に、内側部材が冷却された後に、その内側部材と外側部材とが組み付けられ、その組み付け後に、内側部材が加熱される。内側部材が加熱されると、その外径が冷却後のものよりも拡大する。この場合には、内側部材の外周面と外側部材の内周面とが接触する。そして、かかる加熱後に、内側部材と外側部材とが相対回転されることで両者の対向面が摺動加工される。かかる構成によれば、ロータとステータとの組み付け後に、その間のエアギャップを両者の摺動加工により調整することができるため、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することができる。
【００１０】
また、上記した電動モータの製造方法において、前記第１の温度差発生ステップは、前記ロータ及び前記ステータのうち前記外側部材を加熱する外側加熱ステップであり、前記組み付けステップは、前記外側加熱ステップにおいて前記外側部材の加熱が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを組み付け、前記第２の温度差発生ステップは、前記組み付けステップにおいて前記外側部材と前記内側部材との組み付けが行われた後に、該外側部材を冷却する外側冷却ステップであり、前記加工ステップは、前記外側冷却ステップにおいて前記外側部材の冷却が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することとしてもよく、
また、上記した電動モータの製造システムにおいて、前記第１の温度差発生手段は、前記ロータ及び前記ステータのうち前記外側部材を加熱する外側加熱手段であり、前記組み付け手段は、前記外側加熱手段により前記外側部材の加熱が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを組み付け、前記第２の温度差発生手段は、前記組み付け手段により前記外側部材と前記内側部材との組み付けが行われた後に、該外側部材を冷却する外側冷却手段であり、前記加工手段は、前記外側冷却手段により前記外側部材の冷却が行われた後に、該外側部材と前記内側部材とを相対回転させることで前記ロータと前記ステータとの対向面を摺動加工することとしてもよい。
【００１１】
これらの態様の発明においては、まず、ロータ及びステータのうち外側部材が加熱される。外側部材が加熱されると、その内径が常態よりも拡大する。次に、外側部材が加熱された後に、その外側部材と内側部材とが組み付けられ、その組み付け後に、外側部材が冷却される。外側部材が冷却されると、その内径が加熱後のものよりも縮小する。この場合には、外側部材の内周面と内側部材の外周面とが接触する。そして、かかる冷却後に、外側部材と内側部材とが相対回転されることで両者の対向面が摺動加工される。かかる構成によれば、ロータとステータとの組み付け後に、その間のエアギャップを両者の摺動加工により調整することができるため、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することができる。
【００１２】
尚、上記した電動モータの製造方法において、前記加工ステップにおいて摺動加工が完了した後に、前記第２の温度差発生ステップにおける前記第２の温度差の発生を終了する温度差終了ステップを備えることとすれば、摺動加工完了後、内側部材の外径が縮小され或いは外側部材の内径が拡大されるため、ロータとステータとの間のエアギャップを所望のものとすることができる。
【００１３】
また、上記した電動モータの製造方法において、前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生される前に、前記内側部材の外周面又は前記外側部材の内周面に研磨部材を装着する研磨部材装着ステップを備え、前記加工ステップは、前記第２の温度差発生ステップにおいて前記第２の温度差が発生された後に、前記内側部材と前記外側部材とを相対回転させることで前記外側部材の内周面又は前記内側部材の外周面を摺動加工することとすれば、ロータとステータとの摺動加工を、両者を直接に接触させることなく研磨部材を用いて行うことができる。
【００１４】
この場合、前記加工ステップにおいて摺動加工が完了した後に、前記研磨部材装着ステップにおいて前記内側部材の外周面又は前記外側部材の内周面に装着された前記研磨部材を取り除く研磨部材除去ステップを備えることとすれば、摺動加工完了後に研磨部材を取り除くことができ、ロータとステータとの間に所望のエアギャップを形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定したロータとステータとの間に所望のエアギャップを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例である製造方法及び製造システムにより製造された電動モータ１０の構成図を示す。
【００１８】
本実施例の電動モータ１０は、車両に搭載された車輪を駆動するモータであって、その駆動輪ごとに設けられている。電動モータ１０は、ナックルに固定されたハウジング１２内に配設された、ステータ１４、ロータ１６、及び軸受１８により構成されている。ハウジング１２は、略円筒状に形成されている。
【００１９】
ステータ１４は、ステータコア２０と、ステータコイル２２と、を有している。ステータコア２０は、略円筒状に形成されており、ハウジング１２に圧入して固定されている。ステータコア２０は、けい素鋼板を積層して形成されており、周方向に等間隔に突出する複数の磁極部を有している。ステータコイル２２は、ステータコア２０に巻回されており、具体的には、ステータコア２０の各磁極部にそれぞれ一つずつ巻回されている。
【００２０】
ロータ１６は、常温付近で温度が低下するほど収縮しかつ温度が上昇するほど膨張する特性を有する素材により構成されている。ロータ１６は、略円筒状に形成されており、その外周面がステータ１４のステータコア２０の内周面に対向するような径を有している。すなわち、ロータ１６及びステータ１４はそれぞれ、互いに径方向に対向した対向面（ロータ１６の場合は外周面であり、ステータ１４の場合は内周面である。）を有している。ロータ１６は、ステータコア２０の径方向内側においてそのステータコア２０に対して所定のエアギャップを介して対向して配置されている。
【００２１】
ロータ１６は、ハウジング１２に軸受１８を介して回転可能に支持されたモータシャフト２６の外周に一体的に固定されている。ロータ１６は、永久磁石２４を有しており、ステータ１４との間で電磁力を作用させることでそのステータ１４に対して相対回転することが可能であり、モータシャフト２６をハウジング１２に対して回転駆動させることが可能である。
【００２２】
このように電動モータ１０は、そのステータ１４のステータコイル２２が電源から通電されることによりステータ１４とロータ１６との間に電磁力を作用させてハウジング１２に対してモータシャフト２６を回転駆動させることが可能である。
【００２３】
電動モータ１０のモータシャフト２６には、減速機２８を介して、ハブ外輪３０に連結する車輪が連結されている。減速機２８は、遊星歯車機構などを組み合わせたものであって、モータシャフト２６の回転を所定の減速比で減速してハブ外輪３０に伝達する役割を有している。車輪は、電動モータ１０の発生する回転トルクが減速機２８を介してハブ外輪３０に伝達されることで回転駆動することが可能である。
【００２４】
ところで、電動モータ１０を構成するうえでは、ロータ１６とステータ１４との間に、両者の接触が生じない範囲でエアギャップを設けることが必要である。このエアギャップは、電動モータ１０の発生する回転トルクに大きな影響を与えるものであるので、できるだけ小さい値で安定化させることが重要である。そこで、本実施例においては、かかるエアギャップを形成した電動モータ１０を製造する点に特徴を有している。以下、図２乃至図４を参照して、本実施例の特徴部について説明する。
【００２５】
図２は、本実施例において電動モータ１０を製造する手順を説明するための図を示す。尚、図２（Ａ）には各工程それぞれにおける動作内容を表したフローチャートを、また、図２（Ｂ）には各工程それぞれにおけるロータ１６とステータ１４との位置関係を軸方向から見た際の図を、それぞれ示す。図３は、本実施例において冷却したロータ１６の組み付け時、及び、その後、加熱したロータ１６とステータ１４との摺動加工時それぞれにおける、ロータ１６とステータ１４との斜視図を示す。また、図４は、本実施例におけるロータ１６の外周面の形状のバリエーションを表した図を示す。
【００２６】
本実施例において、電動モータ１０の製造完了後は、ロータ１６とステータ１４とは、ロータ外周面とステータ内周面とが向き合うように互いに径方向に対向する。一方、ロータ１６は、所定温度での部品製造時、その外径が所望の長さよりも僅かに長い長さとなるように成形され、また、ステータ１４は、所定温度での部品製造時、その内径が所望の長さよりも僅かに短い長さとなるように成形される。尚、この際、ロータ１６の外径とステータ１４の内径とが同じ或いは互いにラップするようにする。
【００２７】
また、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面はそれぞれ、加工性及び摩耗性に優れた形状に構成されている。例えば、ロータ１６の外周面は、図３に示す如く周方向に交互に現れる凹部及び凸部がそれぞれ軸に対して斜めに延在する外周面としてもよいし、また、図４（Ａ）に示す如くそれらの凹部及び凸部がそれぞれ軸に対して平行に延びる外周面としてもよいし、更に、図４（Ｂ）に示す如くそれらの凹部及び凸部がそれぞれ十字にクロスする外周面としてもよい。尚、ステータ１４の内周面も同じような内周面であってもよい。
【００２８】
本実施例においては、まず、径方向内側に配置されるべきロータ１６が、上記の如く成形されて部品製造された後、所定温度（常温）から冷却装置により冷却される（ステップ１００）。この冷却装置は、ロータ１６やロータ１６周辺の温度（雰囲気温度）を常温よりも低下させる装置であって、その温度を可変させる温度調整機能を有している。ロータ１６が冷却されると、ロータ１６の温度がステータ１４の温度（常温）よりも低くなりロータ１６とステータ１４とに温度差が生じるので、冷却前の常温時よりも、ロータ１６の外径が縮小したものとなり、ロータ１６の外径が径方向外側に配置されるステータ１４の内径よりも小さくなる。このロータ外径とステータ内径との差は、ロータ１６の温度が低下するほど大きくなる。上記した冷却装置によるロータ１６の冷却は、ロータ１６の素材や熱収縮率を考慮して、ロータ１６の外径とステータ１４の内径との差が両者の組み付けを行い易くする所定の大きさになるように行われる。
【００２９】
上記の如く冷却装置によりロータ１６の冷却が行われると、次に、組み付け装置によりそのロータ１６とステータ１４との組み付けが行われる（ステップ１１０）。この組み付け装置は、ロータ１６をステータ１４の内周側へそのステータ１４と同軸に挿入することにより両者を組み付ける装置である。組み付け装置により上記した組み付けが行われると、ロータ１６とステータ１４とが、径方向に常温時における外径と内径との差よりも大きなエアギャップで対向しつつ、軸受１８を介して相対回転することが可能となる。
【００３０】
上記の如く組み付け装置によりロータ１６とステータ１４との組み付けが行われると、次に、加熱装置によりそのロータ１６が加熱される（ステップ１２０）。この加熱装置は、ロータ１６やロータ１６周辺の温度（雰囲気温度）を冷却時の温度よりも上昇させる装置であって、その温度を可変させる温度調整機能を有している。ロータ１６が加熱されると、ロータ１６の温度が上昇するので、冷却時の温度の時よりも、ロータ１６の外径が拡大したものとなり、ロータ１６の外径とステータ１４の内径との差が小さくなる。
【００３１】
加熱装置によるロータ１６の加熱は、ロータ１６の温度がステータ１４の温度（常温）よりも高くなるように、かつ、ロータ１６の素材や熱膨張率を考慮して、ロータ１６の外周面とステータ１４の内周面とが接触して後の摺動加工段階でステータ１４の内周面及びロータ１６の外周面が径方向に所定量だけ切削されることによって、その摺動加工完了後の常温時にロータ１６の外周面とステータ１４の内周面との間に所望のエアギャップが形成されるように行われる。かかるロータ１６の加熱が行われると、ロータ１６の温度がステータ１４の温度（常温）よりも高くなりロータ１６とステータ１４とに温度差が生じるので、ステータ１４の内周側に配置されたロータ１６の外周面がそのステータ１４の内周面と接触する。
【００３２】
上記の如く加熱装置によりロータ１６の加熱が行われることでロータ１６の外周面とステータ１４の内周面とが接触すると、次に、その加熱温度が一定に維持されたまま、電流制御装置によりステータ１４のステータコイル２２が通電されることで、ロータ１６がステータ１４に対して相対回転される（ステップ１３０）。この電流制御装置は、ステータコイル２２に電流を印加する装置である。
【００３３】
また、上記の如く、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面はそれぞれ加工性及び摩耗性に優れた形状に構成されている。このため、ロータ１６の外周面とステータ１４の内周面とが接触するロータ１６の加熱状態で電流制御装置によりそのロータ１６がステータ１４に対して相対回転されると、ロータ１６の外周面とステータ１４の内周面とが摺動することで、ステータ１４の内周面及びロータ１６の外周面が切削されて加工されることとなる。かかる処理が行われると、ステータ１４の内周面及びロータ１６の外周面が径方向に所定量だけ切削されて、ステータ１４の内径及びロータ１６の外径が加工調整されることとなる。
【００３４】
そして、上記の如く電流制御装置によりロータ１６とステータ１４とが相対回転されることで上記した摺動加工が実施され、その摺動加工が完了すると、次に、上記した加熱装置によるロータ１６の加熱が終了される（ステップ１４０）。ロータ１６の加熱が終了されると、ロータ１６の温度がステータ１４との温度差が無くなるように常温に復帰するので、その外径が加熱時の温度の時よりも縮小したものとなり、ロータ１６とステータ１４との接触が解消される。この際、ロータ１６の外径は、常温での部品製造時における長さよりも切削分だけ小さくなる。
【００３５】
このように、本実施例においては、径方向内側に存在するロータ１６をその外径が所望の長さよりも僅かに長い長さとなるように、かつ、径方向外側に存在するステータ１４をその内径が所望の長さよりも僅かに短い長さとなるように、それぞれ製造したうえで、（１）冷却装置によるロータ１６の冷却、（２）組み付け装置によるロータ１６とステータ１４との組み付け、（３）加熱装置によるロータ１６の加熱、（４）電流制御装置によるロータ１６とステータ１４との相対回転によるステータ１４の内周面及びロータ１６の外周面の摺動加工、（５）加熱装置によるロータ１６の加熱終了、の各工程を経て、互いに径方向に対向するロータ１６とステータ１４とからなる電動モータ１０を製造することができる。
【００３６】
かかる電動モータ１０の製造手法によれば、電動モータ１０を構成するロータ１６やステータ１４にそれぞれ部品公差があっても、そのロータ１６とステータ１４との組み付け後に、両者の対向面を互いの径に合わせて摺動加工することができる。従って、本実施例の電動モータ１０の製造手法によれば、ロータ１６とステータ１４との組み付け後に、その間の径方向におけるエアギャップを両者の摺動加工により調整することができるため、各構成部品の公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することが可能となる。このため、本実施例の電動モータ１０によれば、モータトルクを安定化しつつその増大を図ることが可能となっている。
【００３７】
また、本実施例において、ロータ１６とステータ１４との間のエアギャップを、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のものとするためには、ロータ１６及びステータ１４を摺動加工により切削する量、言い換えれば、加熱装置によってロータ１６の外径を拡大する量を、摺動加工前（各製造時）の常温におけるロータ１６の実際の外径及びステータ１４の実際の内径の双方に基づいて設定することが重要である。そこで、上記した加熱装置は、ロータ１６の外径が、摺動加工前の常温におけるロータ１６の実際の外径及びステータ１４の実際の内径の双方に基づいて設定された値へ拡大されるように、そのロータ１６を加熱する温度を設定する。かかる構成によれば、ステータ１４内への組み付け後にロータ１６の外径を所望の値へ拡大することでステータ１４及びロータ１６を所望の量だけ切削することができるため、その間のエアギャップを部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のものとすることが可能である。
【００３８】
尚、上記の第１実施例においては、ロータ１６が特許請求の範囲に記載した「内側部材」に、ステータ１４が特許請求の範囲に記載した「外側部材」に、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面が特許請求の範囲に記載した「対向面」に、上記した冷却装置、組み付け装置、加熱装置、及び電流制御装置からなる製造システムが特許請求の範囲に記載した「製造システム」に、それぞれ相当している。
【００３９】
また、上記の第１実施例においては、冷却装置が図２に示すステップ１００の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「第１の温度差発生ステップ」及び「内側冷却ステップ」並びに「第１の温度差発生手段」及び「内側冷却手段」が、組み付け装置がステップ１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「組み付けステップ」及び「組み付け手段」が、加熱装置がステップ１２０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「第２の温度差発生ステップ」及び「内側加熱ステップ」並びに「第２の温度差発生手段」及び「内側加熱手段」が、電流制御装置がステップ１３０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「加工ステップ」及び「加工手段」が、加熱装置がステップ１４０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「温度差終了ステップ」が、それぞれ実現されている。
【実施例２】
【００４０】
上記した第１実施例では、径方向内側に配置されるロータ１６を冷却した後に加熱することで、ロータ１６とステータ１４との間のエアギャップを調整することとしている。これに対して、本発明の第２実施例においては、ロータ１６とステータ１４との間のエアギャップを調整するのに、逆に、径方向外側に配置されるステータ１４を加熱した後に冷却することとしている。尚、本実施例においては、上記した第１実施例で用いた構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図５は、本発明の第２実施例において電動モータを製造する手順を説明するための図を示す。尚、図５（Ａ）には各工程それぞれにおける動作内容を表したフローチャートを、また、図５（Ｂ）には各工程それぞれにおけるロータ１６とステータ１４との位置関係を軸方向から見た際の図を、それぞれ示す。
【００４２】
本実施例において、ステータ１４は、常温付近で温度が低下するほど収縮しかつ温度が上昇するほど膨張する特性を有する素材により構成されている。電動モータ１０の製造完了後は、ロータ１６とステータ１４とは、ロータ外周面とステータ内周面とが向き合うように互いに径方向に対向するが一方、ロータ１６は、所定温度での部品製造時、その外径が所望の長さよりも僅かに長い長さとなるように成形され、また、ステータ１４は、所定温度での部品製造時、その内径が所望の長さよりも僅かに短い長さとなるように成形される。尚、この際、ロータ１６の外径とステータ１４の内径とが同じ或いは互いにラップするようにする。
【００４３】
本実施例においては、まず、径方向外側に配置されるべきステータ１４が、上記の如く成形されて部品製造された後、所定温度（常温）から加熱装置により加熱される（ステップ）。この加熱装置は、ステータ１４やステータ１４周辺の温度（雰囲気温度）を常温よりも上昇させる装置であって、その温度を可変させる温度調整機能を有している。ステータ１４が加熱されると、ステータ１４の温度がロータ１６の温度（常温）よりも高くなりロータ１６とステータ１４とに温度差が生じるので、加熱前の常温時よりも、ステータ１４の内径が拡大したものとなり、ステータ１４の内径が径方向外側に配置されるロータ１６の外径よりも大きくなる。このステータ内径とロータ外径との差は、ステータ１４の温度が上昇するほど大きくなる。上記した加熱装置によるステータ１４の加熱は、ステータ１４の素材や熱膨張率を考慮して、ステータ１４の内径とロータ１６の外径との差が両者の組み付けを行い易くする所定の大きさになるように行われる。
【００４４】
上記の如く加熱装置によりステータ１４の加熱が行われると、次に、組み付け装置によりそのステータ１４とロータ１６との組み付けが行われる（ステップ２１０）。この組み付け装置は、ロータ１６をステータ１４の内周側へそのステータ１４と同軸に挿入することにより両者を組み付ける装置である。組み付け装置により上記した組み付けが行われると、ステータ１４とロータ１６とが、径方向に常温時における内径と外径との差よりも大きなエアギャップで対向しつつ、軸受１８を介して相対回転することが可能となる。
【００４５】
上記の如く組み付け装置によりステータ１４とロータ１６との組み付けが行われると、次に、冷却装置によりそのステータ１４が冷却される（ステップ２２０）。この冷却装置は、ステータ１４やステータ１４周辺の温度（雰囲気温度）を加熱時の温度よりも低下させる装置であって、その温度を可変させる温度調整機能を有している。ステータ１４が冷却されると、ステータ１４の温度が上昇するので、加熱時の温度の時よりも、ステータ１４の内径が縮小したものとなり、ステータ１４の内径とロータ１６の外径との差が小さくなる。
【００４６】
冷却装置によるステータ１４の冷却は、ステータ１４の温度がロータ１６の温度（常温）よりも低くなるように、かつ、ステータ１４の素材や熱収縮率を考慮して、ステータ１４の内周面とロータ１６の外周面とが接触して後の摺動加工段階でロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面が径方向に所定量だけ切削されることによって、その摺動加工完了後の常温時にステータ１４の内周面とロータ１６の外周面との間に所望のエアギャップが形成されるように行われる。かかるステータ１４の冷却が行われると、ステータ１４の温度がロータ１６の温度（常温）よりも低くなりステータ１４とロータ１６とに温度差が生じるので、ロータ１６の外周側に配置されたステータ１４の内周面がそのロータ１６の外周面と接触する。
【００４７】
上記の如く冷却装置によりステータ１４の冷却が行われることでステータ１４の内周面とロータ１６の外周面とが接触すると、次に、その冷却温度が一定に維持されたまま、電流制御装置によりステータ１４のステータコイル２２が通電されることで、ロータ１６がステータ１４に対して相対回転される（ステップ２３０）。
【００４８】
また、上記の如く、ステータ１４の内周面及びロータ１６の外周面はそれぞれ加工性及び摩耗性に優れた形状に構成されている。このため、ステータ１４の内周面とロータ１６の外周面とが接触するステータ１４の冷却状態で電流制御装置によりそのロータ１６がステータ１４に対して相対回転されると、ステータ１４の内周面とロータ１６の外周面とが摺動することで、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面が切削されて加工されることとなる。かかる処理が行われると、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面が径方向に所定量だけ切削されて、ロータ１６の外径及びステータ１４の内径が加工調整されることとなる。
【００４９】
そして、上記の如く電流制御装置によりステータ１４とロータ１６とが相対回転されることで上記した摺動加工が実施され、その摺動加工が完了すると、次に、上記した冷却装置によるステータ１４の冷却が終了される（ステップ２４０）。ステータ１４の冷却が終了されると、ステータ１４の温度がロータ１６との温度差が無くなるように常温に復帰するので、その内径が冷却時の温度の時よりも拡大したものとなり、ステータ１４とロータ１６との接触が解消される。この際、ステータ１４の内径は、常温での部品製造時における長さよりも切削分だけ大きくなる。
【００５０】
このように、本実施例においては、径方向内側に存在するロータ１６をその外径が所望の長さよりも僅かに長い長さとなるように、かつ、径方向外側に存在するステータ１４をその内径が所望の長さよりも僅かに短い長さとなるように、それぞれ製造したうえで、（１）加熱装置によるステータ１４の加熱、（２）組み付け装置によるロータ１６とステータ１４との組み付け、（３）冷却装置によるステータ１４の冷却、（４）電流制御装置によるロータ１６とステータ１４との相対回転によるロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面の摺動加工、（５）冷却装置によるステータ１４の冷却終了、の各工程を経て、互いに径方向に対向するステータ１４とロータ１６とからなる電動モータ１０を製造することができる。
【００５１】
かかる電動モータ１０の製造手法によれば、電動モータ１０を構成するステータ１４やロータ１６にそれぞれ部品公差があっても、そのステータ１４とロータ１６との組み付け後に、両者の対向面を互いの径に合わせて摺動加工することができる。従って、本実施例の電動モータ１０の製造手法においても、ステータ１４とロータ１６との組み付け後に、その間の径方向におけるエアギャップを両者の摺動加工により調整することができるため、各構成部品の公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のエアギャップを形成することが可能となる。このため、本実施例の電動モータ１０によれば、モータトルクを安定化しつつその増大を図ることが可能となっている。
【００５２】
また、本実施例において、ステータ１４とロータ１６との間のエアギャップを、部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のものとするためには、ステータ１４及びロータ１６を摺動加工により切削する量、言い換えれば、冷却装置によってステータ１４の内径を縮小する量を、摺動加工前（各製造時）の常温におけるステータ１４の実際の内径及びロータ１６の実際の外径の双方に基づいて設定することが重要である。そこで、上記した冷却装置は、ステータ１４の内径が、摺動加工前の常温におけるステータ１４の実際の内径及びロータ１６の実際の外径の双方に基づいて設定された値へ縮小されるように、そのステータ１４を冷却する温度を設定する。かかる構成によれば、ロータ１６の組み付け後にステータ１４の内径を所望の値へ縮小することでロータ１６及びステータ１４を所望の量だけ切削することができるため、その間のエアギャップを部品公差に影響されることなくできるだけ小さくかつ安定した所望のものとすることが可能である。
【００５３】
更に、本実施例においては、ロータ１６とステータ１４との間のエアギャップを所望のものとするため、ハウジング１２に固定されるステータ１４を加熱装置により加熱しまた冷却装置により冷却する。かかる構成によれば、加熱・冷却の対象が不動であるので、回転可能なロータ１６を冷却装置により冷却しまた加熱装置により加熱する構成に比べて、電動モータ１０の製造を簡易な構成で実現することが可能となる。
【００５４】
尚、上記の第２実施例においては、上記した加熱装置、組み付け装置、冷却装置、及び電流制御装置からなる製造システムが特許請求の範囲に記載した「製造システム」に相当していると共に、加熱装置が図５に示すステップ２００の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「第１の温度差発生ステップ」及び「外側加熱ステップ」並びに「第１の温度差発生手段」及び「外側加熱手段」が、組み付け装置がステップ２１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「組み付けステップ」及び「組み付け手段」が、冷却装置がステップ２２０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「第２の温度差発生ステップ」及び「外側冷却ステップ」並びに「第２の温度差発生手段」及び「外側冷却手段」が、電流制御装置がステップ２３０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「加工ステップ」及び「加工手段」が、冷却装置がステップ２４０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「温度差終了ステップ」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
ところで、上記の第１実施例においては各部品製造後、径方向外側に配置されるステータ１４を常温に維持しつつ径方向内側に配置されるロータ１６を冷却すると共に加熱することとし、また、上記の第２実施例においては各部品製造後、ロータ１６を常温に維持しつつステータ１４を加熱すると共に冷却することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部品製造後、径方向外側に配置されるステータ１４を加熱しつつ径方向内側に配置されるロータ１６を冷却すると共に、その後、ステータ１４を冷却しつつロータ１６を加熱することとしてもよい。かかる変形例の構成によれば、ステータ１４の内径とロータ１６の外径との差を速やかに変化させることができるため、電動モータ１０の製造に要する時間を短縮することが可能となる。
【００５６】
また、上記の第１及び第２実施例においては、ロータ１６の外周面及びステータ１４の内周面をそれぞれ加工性及び摩耗性に優れた形状に構成し、両者の対向面を直接に接触させて互いに摺動加工することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータ１６の外周面とステータ１４の内周面との間に砥石や刃物などの研磨部材を配置して、その研磨部材をステータ１４の内周面又はロータ１６の外周面を摺動加工することとしてもよい。
【００５７】
例えば、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、ロータ１６の外周面に軸方向に延びる溝を設けたうえで、ロータ１６とステータ１４とにロータ温度がステータ温度よりも高い所定の温度差が生じる前すなわちロータ１６の加熱装置による加熱の前或いはステータ１４の冷却装置による冷却の前（例えば、ロータ１６又はステータ１４の部品製造時）に、装着装置がそのロータ１６の外周面の溝に軸方向に延びる研磨部材５０を装着する。そして、かかる装着状態かつ組み付け状態で、加熱装置がロータ１６を加熱し或いは冷却装置がステータ１４を冷却し、電流制御装置がロータ１６とステータ１４とを相対回転させることで、ステータ１４の内周面がその研磨部材５０により摺動加工される。かかる構成によれば、電動モータ１０を製造するうえでのロータ１６とステータ１４との摺動加工（具体的にはステータ１４の内周面の摺動加工）を、両者を直接に接触させることなく研磨部材５０を用いて行うことができるので、その摺動加工を迅速に行うことができる。この場合、装着装置がロータ外周面の溝に研磨部材５０を装着することにより特許請求の範囲に記載した「研磨部材装着ステップ」が実現される。
【００５８】
また、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、ステータ１４の内周面に軸方向に延びる溝を設けたうえで、ロータ１６とステータ１４とにロータ温度がステータ温度よりも高い所定の温度差が生じる前すなわちロータ１６の加熱装置による加熱の前或いはステータ１４の冷却装置による冷却の前（例えば、ロータ１６又はステータ１４の部品製造時）に、装着装置がそのステータ１４の内周面の溝に軸方向に延びる研磨部材５０を装着する。そして、かかる装着状態かつ組み付け状態で、加熱装置がロータ１６を加熱し或いは冷却装置がステータ１４を冷却し、電流制御装置がロータ１６とステータ１４とを相対回転させることで、ロータ１６の外周面がその研磨部材５０により摺動加工される。かかる構成によれば、電動モータ１０を製造するうえでのロータ１６とステータ１４との摺動加工（具体的にはロータ１６の外周面の摺動加工）を、両者を直接に接触させることなく研磨部材５０を用いて行うことができるので、その摺動加工を迅速に行うことができる。この場合、装着装置がステータ内周面の溝に研磨部材５０を装着することにより特許請求の範囲に記載した「研磨部材装着ステップ」が実現される。
【００５９】
また、これらの変形例においては、ロータ外周面又はステータ内周面の溝に装着した研磨部材５０を、装着除去装置が、図６（Ｃ）又は図７（Ｃ）に示す如く、ステータ１４又はロータ１６の摺動加工が完了した後（例えば、ロータ１６の加熱又はステータ１４の冷却の終了後）に取り除くことが、ステータ１４とロータ１６との間に所望のエアギャップを形成するうえで適切である。この場合、装着除去装置がロータ外周面又はステータ内周面の溝に装着した研磨部材５０を取り除くことにより特許請求の範囲に記載した「研磨部材除去ステップ」が実現される。
【００６０】
また、上記の第１及び第２実施例においては、ロータ１６を径方向内側に配置しかつステータ１４を径方向外側に配置した電動モータ１０を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータを径方向外側に配置しかつステータを径方向内側に配置した電動モータに適用することとしてもよい。
【００６１】
更に、上記の第１及び第２実施例においては、電動モータ１０を、車両の有する車輪２０を回転駆動する車輪駆動装置１２に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車輪２０以外のシフト変速機やブレーキ装置，ステアリング装置に適用することとしてもよく、また、車両以外の各種のモータ装置に適用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施例である製造方法及び製造システムにより製造された電動モータの構成図である。
【図２】本実施例において電動モータを製造する手順を説明するための図である。
【図３】本実施例において冷却したロータの組み付け時、及び、その後、加熱したロータとステータとの摺動加工時それぞれにおける、ロータとステータとの斜視図である。
【図４】本実施例におけるロータの外周面の形状のバリエーションを表した図である。
【図５】本発明の第２実施例において電動モータを製造する手順を説明するための図である。
【図６】本発明の変形例においてステータ内周面を摺動加工するための研磨部材を説明するための図である。
【図７】本発明の変形例においてロータ外周面を摺動加工するための研磨部材を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  電動モータ
１４  ステータ
１６  ロータ
２２  ステータコイル
２４  永久磁石
５０  研磨部材
【図１】
2008228402.tif 000003
【図２】
2008228402.tif 000004
【図３】
2008228402.tif 000005
【図４】
2008228402.tif 000006
【図５】
2008228402.tif 000007
【図６】
2008228402.tif 000008
【図７】
2008228402.tif 000009