(57)【要約】【課題】  安全性が高く、小形の治具での作業が可能であり、偏心を抑えて信頼性の高い作業を実現できる、ロータ挿入方法および装置を提供する。【解決手段】  ステータ３を略水平に固定し、ロータ３を軸線方向に並べて配置して可動体８に設け、可動体８を駆動手段９で略水平に変位させて、ロータ２をステータ３に挿入する。このようにしてロータ２を水平に変位させて挿入するので、安全性の高い作業を実現することができる。さらに小さいロータ２を変位させるので、小形の治具で案内することができ、小形の装置を実現することができる。また可動体８の支持位置間の距離Ｄが、ロータ２の挿入に伴って小さくるので、たとえば軸の撓みなどによるロータ２の偏心を確実に防ぐことができる。したがってロータ２およびステータ３間の半径方向のギャップを確実に維持し、信頼性の高い作業を実現することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片が設けられる永久磁石電動機を組み立てるために、ロータをステータに挿入するロータ挿入方法であって、
ステータを、その軸線が略水平に配置される状態で固定する固定工程と、
ロータを、その軸線がステータの軸線と一致する状態で、ステータの軸線方向一方側に並べて配置する配置工程と、
ロータを、軸線と交差する方向の変位を阻止した状態で、軸線方向にスライド変位させてステータに挿入する挿入工程とを含むことを特徴とするロータ挿入方法。
【請求項２】
挿入工程では、ロータを軸線方向両側で、ロータがステータに入り込むにつれて支持位置間の距離が小さくなるように支持して、ロータをステータに挿入することを特徴とする請求項１記載のロータ挿入方法。
【請求項３】
挿入工程では、ロータの軸線方向の変位を調整可能な駆動手段によって、ロータを軸線方向に変位駆動してステータに挿入することを特徴とする請求項１記載のロータ挿入方法。
【請求項４】
ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片が設けられる永久磁石電動機を組み立てるために、ロータをステータに挿入するロータ挿入装置であって、
ステータが、その軸線を略水平に配置した状態で固定される基台と、
ロータがその軸線をステータの軸線と一致させた状態で着脱可能に設けられ、ロータがステータの軸線方向一方側に並んで配置される直列位置と、ロータがステータに嵌まり込む内挿位置とにわたって、軸線と交差する方向の変位が阻止された状態で、軸線に沿って少なくとも直列位置から内挿位置に向かう挿入方向へ変位可能に設けられる可動体と、
可動体を直列位置と内挿位置とにわたって変位駆動する駆動手段とを含むことを特徴とするロータ挿入装置。
【請求項５】
可動体は、ロータの軸線方向両側で、直列位置から内挿位置に向かうにつれて、支持位置からの距離が小さくなるように支持されていることを特徴とする請求項４記載のロータ挿入装置。
【請求項６】
駆動手段は、可動体の軸線方向の位置を調整可能であることを特徴とする請求項４または５記載のロータ挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片が設けられる永久磁石電動機を組み立てるために、ロータをステータに挿入するロータ挿入方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片を用いた永久磁石電動機は、ロータおよびステータを相対的に変位させて、ロータをステータに挿入して組み立てられている。ロータをステータに挿入するとき、駆動用永久磁石片の磁気吸引力によって、ロータとステータとが吸着してしまう場合がある。このように吸着してしまうと、ロータとステータとを分離することができなくなってしまうおそれがあるとともに、分離できたとしても永久磁石片を損傷してしまうおそれがある。
【０００３】
さらに永久磁石片の高磁束密度化に伴い、高出力、つまり定格出力が大きい中、大形の永久磁石電動機（以下「中大形機」という場合がある）が望まれている。このような中大形機になると、さらに永久磁石片による磁気吸引力が大きくなり、前記のような吸着の問題が深刻になる。
【０００４】
このような問題を防ぐためには、ロータをステータに挿入するにあたって、次の３つの点に留意しなければならない。第１の留意点は、ロータをステータに引き込もうとする軸線方向の磁気吸引力である。第２の留意点は、ロータ軸の撓みによる偏心が原因で発生する半径方向の磁気吸引力である。第３の留意点は、ロータとステータ間の距離（ギャップ）の維持である。
【０００５】
これらの点に留意し、ロータとステータとが吸着しないようにして、ロータをステータに挿入する第１の従来の技術として、ステータを鉛直方向に変位させて挿入する技術が知られている。この技術では、ロータを鉛直方向に配置して固定し、永久磁石片が設けられたステータをロータの上方に吊り、ステータを水平方向に変位しないように保持して下方へ変位させ、ロータをステータに挿入している（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
またロータとステータとが吸着しないようにして、ロータをステータに挿入する第２の従来の技術として、ステータを水平方向に変位させて挿入する技術が知られている。この技術では、永久磁石片が設けられたロータを水平方向に配置して固定し、ステータをロータの軸線方向一方側から、ガイドレールに沿って近づけるように変位させ、ロータをステータに挿入している（たとえば特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５１８１７号公報
【特許文献２】特開平１０−６６３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
第１の従来の技術では、ステータを高所に吊下げての作業となり、落下事故のおそれがあり、危険である。特に中大形機では、寸法および重量も大きくなり、極めて危険である。また永久磁石片が設けられるステータを高所に吊下げると、強い磁気吸引力を有する永久磁石片が高所に配置されることになり、この点からみても危険である。またこのような吊下げて挿入する場合には、吊下げのための治具が大規模になる。特に中大形機では、治具が非常に大規模になってしまう。
【０００９】
また第２の従来の技術では、ステータを水平方向に変位させるようにしているので、第１の従来の技術のように、吊下げる場合のような危険な作業を回避することはできるが、第１の従来の技術と同様に、ロータに比べて大きなステータを変位させているので、ステータを案内するためのガイドなどの治具が大形化してしまう。特に中大形機では、治具が非常に大形化してしまう。またロータは、ステータとの位置関係に関わらず、ステータを挿通して設けられる固定治具で、一定の支持間隔で支持される構成であり、ロータが撓んで偏心してしまう場合に、ロータとステータとが吸着してしまうおそれがある。特に中大形機では、前記撓みが大きくなり、ロータとステータとが吸着する可能性が高くなってしまう。
【００１０】
したがって本発明の目的は、安全性が高く、小形の治具で、ロータをステータに挿入することができるロータ挿入方法および装置を提供することである。
【００１１】
また本発明の目的は、ロータとステータとの偏心を抑制し、ロータとステータとの吸着を確実に防止できる信頼性の高いロータ挿入方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の本発明は、ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片が設けられる永久磁石電動機を組み立てるために、ロータをステータに挿入するロータ挿入方法であって、
ステータを、その軸線が略水平に配置される状態で固定する固定工程と、
ロータを、その軸線がステータの軸線と一致する状態で、ステータの軸線方向一方側に並べて配置する配置工程と、
ロータを、軸線と交差する方向の変位を阻止した状態で、軸線方向にスライド変位させてステータに挿入する挿入工程とを含むことを特徴とするロータ挿入方法である。
【００１３】
本発明に従えば、ステータを略水平に配置して固定し、ロータを軸線方向にスライド変位させて挿入することができる。ロータを変位させるにあたっては、軸線と交差する方向の変位を阻止しているので、ロータおよびステータを同軸に保持して半径方向のギャップを維持し、相互の吸着を防止して挿入することができる。このようにロータおよびステータを略水平に配置して挿入することによって、ロータおよびステータの一方を空中に吊下げる必要がなく、安全性の高い作業を実現することができる。さらにステータよりも小さいロータを変位させることによって、小形の治具でロータを案内することが可能になる。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、挿入工程では、ロータを軸線方向両側で、ロータがステータに入り込むにつれて支持位置間の距離が小さくなるように支持して、ロータをステータに挿入することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、ロータがステータに入り込むにつれて、ロータを支持する支持位置間の距離を小さくすることができる。支持位置間が小さくなれば、たとえば軸の撓みなどによるロータの偏心を確実に防ぐことができる。したがってロータおよびステータ間の半径方向のギャップを確実に維持し、信頼性の高い作業を実現することができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、挿入工程では、ロータの軸線方向の変位を調整可能な駆動手段によって、ロータを軸線方向に変位駆動してステータに挿入することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、駆動手段によってロータの軸線方向の位置を調整することができ、永久磁石片の磁気吸引力によって、ロータが不所望にステータに引き込まれるように変位してしまうことを防止することができる。これによってロータおよびステータ間の半径方向のギャップなどを確認しながら、ロータをステータに挿入することが可能であり、信頼性の高い作業を実現することができる。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、ロータおよびステータのいずれか一方に、駆動用永久磁石片が設けられる永久磁石電動機を組み立てるために、ロータをステータに挿入するロータ挿入装置であって、
ステータが、その軸線を略水平に配置した状態で固定される基台と、
ロータがその軸線をステータの軸線と一致させた状態で着脱可能に設けられ、ロータがステータの軸線方向一方側に並んで配置される直列位置と、ロータがステータに嵌まり込む内挿位置とにわたって、軸線と交差する方向の変位が阻止された状態で、軸線に沿って少なくとも直列位置から内挿位置に向かう挿入方向へ変位可能に設けられる可動体と、
可動体を直列位置と内挿位置とにわたって変位駆動する駆動手段とを含むことを特徴とするロータ挿入装置である。
【００１９】
本発明に従えば、ステータが基台に略水平に配置して固定され、ロータが設けられる可動体が、駆動手段によって基台に対して変位され、ロータがステータに挿入される。可動体は、軸線と交差する方向の変位が阻止されており、ロータおよびステータは同軸に保持されて半径方向のギャップが維持され、相互の吸着が防止された状態で挿入することができる。このようにして、ロータおよびステータを略水平に配置して挿入することができ、ロータおよびステータの一方を空中に吊下げる必要がなく、安全性の高い作業を実現することができる。さらにステータよりも小さいロータを変位させるので、ロータおよび可動体を、小形の治具で案内することができ、小形の装置を実現することができる。
【００２０】
請求項５記載の本発明は、可動体は、ロータの軸線方向両側で、直列位置から内挿位置に向かうにつれて、支持位置からの距離が小さくなるように支持されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、可動体がロータの軸線方向両側で支持され、ロータがステータに入り込むにつれて、支持位置間の距離を小さくすることができる。支持位置間が小さくなれば、たとえば軸の撓みなどによるロータの偏心を確実に防ぐことができる。したがってロータおよびステータ間の半径方向のギャップを確実に維持し、信頼性の高い作業を実現することができる。
【００２２】
請求項６記載の本発明は、駆動手段は、可動体の軸線方向の位置を調整可能であることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、駆動手段によってロータの軸線方向の位置を調整することができ、永久磁石片の磁気吸引力によって、ロータが不所望にステータに引き込まれるように変位してしまうことを防止することができる。これによってロータおよびステータ間の半径方向のギャップなどを確認しながら、ロータをステータに挿入することが可能であり、信頼性の高い作業を実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１および４記載の本発明によれば、ロータおよびステータを略水平に配置してロータをステータに挿入することができ、作業の高い安全性を確保することができる。またステータを固定してロータを変位させることによって、小形の治具を用いてロータをステータに挿入することができる。このように小形の治具を用いて安全性の高い作業によって、ロータをステータに挿入することができる。このような挿入作業は特に、中大型の永久磁石電動機の組み立てに好適であるが、小型の永久磁石電動機の組み立てにも好適である。
【００２５】
請求項２および５記載の本発明によれば、ロータおよびステータの偏心を確実に防止し、ロータおよびステータ間の半径方向のギャップを確実に維持して、ロータのステータへの挿入作業の信頼性を高くすることができる。
【００２６】
請求項３および６記載の本発明によれば、ロータの軸線方向への不所望な変位を確実に防止し、ロータのステータへの挿入作業の信頼性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態のロータ挿入装置１を、可動体８が直列位置に配置される状態で示す断面図である。図２は、ロータ挿入装置１を、可動体８が内挿位置に配置される状態で示す断面図である。ロータ挿入装置（以下、単に「挿入装置」という場合がある）１は、永久磁石電動機（以下、単に「電動機」という場合がある）、特に、定格出力がたとえば数十ｋＷ以上の中大形の電動機を組み立てるにあたって用いる装置である。
【００２８】
電動機は、ロータ２およびステータ３を備え、これらがケーシング５に収容されて構成される。ステータ３は、ケーシング５に収容された状態で固定され、ロータ２は、円筒状のステータ３内に同軸に設けられる。ロータ２は、その軸線まわりに回転可能に、ケーシング５によって支持されており、ロータ２およびステータ３のいずれか一方、本実施の形態ではロータ２に設けられる駆動用の永久磁石片と、いずれか他方、本実施の形態ではステータ３に設けられる駆動用のコイルとの間の磁気作用によって回転される。
【００２９】
このような電動機は、円筒状のステータ３を有底筒状のケーシング５の周壁部に固定し、ロータ２をケーシング５の開放端側からステータ３に挿入して、組み立てられる。このようにロータ２をステータ３に挿入するにあたって、本発明の挿入装置１が用いられる。挿入装置１は、基台７と、可動体８と、駆動手段９とを含む。
【００３０】
基台７は、電動機を組み立てる作業場所の床などの設置対象物１１に、固定される。この基台７には、ケーシング５が固定され、これによってステータ３が、基台７に固定される。この状態で、ステータ３の軸線は、予め定める略水平な基準軸線Ｌ１と一致しており、ケーシング５は、開放端を基準軸線Ｌ１に沿う軸線方向Ｘ一方側に向け、底部を軸線方向Ｘ他方側に向けて設けられている。
【００３１】
可動体８には、ロータ２が着脱自在に設けられ、ロータ２が可動体８に設けられた状態で、ロータ２の軸線は、ステータ３の軸線と一致し、基準軸線Ｌ１と一致している。この可動体８は、ロータ２が設けられかつ基台７にステータ３が固定された状態で、直列位置と内挿位置とにわたって、少なくとも直列位置から内挿位置に向かう挿入方向へ変位可能である。本実施の形態では、基準軸線Ｌ１に沿って両方向へ、換言すれば軸線方向Ｘ両方向へ変位可能である。直列位置は、図１に実線で示すように、ロータ２がステータ３の軸線方向Ｘ一方側に並んで配置される位置である。内挿位置は、ロータ２が図２に仮想線で示すように、ステータ３に嵌まり込む位置である。また可動体８は、基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位が阻止されている。
【００３２】
駆動手段９は、基台７に固定され、可動体８を直列位置と内挿位置とにわたって軸線方向Ｘへ変位駆動する。この駆動手段９は、可動体８の変位駆動を停止している状態では、可動体８の基台７に対する変位を阻止する構成であり、可動体８の軸線方向Ｘの位置を調整可能である。
【００３３】
図３は、ケーシング５の固定構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。図１および図２を併せて参照して、基台７には、ケーシング５を支持するための対を成す台座１５ａ，１５ｂが設けられる。各台座１５ａ，１５ｂは、基準軸線Ｌ１に垂直でありかつ略水平な横方向Ｙに間隔をあけて設けられる。各台座１５ａ，１５ｂは、相互に遠ざかる側の端部に上方へ突出する位置決め突起１６をそれぞれ有している。
【００３４】
ケーシング５は、これら位置決め突起１６間に嵌まり込んで、横方向Ｙに関して位置決めされ、かつ台座１５ａ，１５ｂに支持されることによって、上下方向Ｚに関して位置決めされる。上下方向Ｚは、軸線方向Ｘおよび横方向Ｙに垂直でありかつ略鉛直な方向である。このようにケーシング５は、各台座１５ａ，１５ｂによって、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに位置決めされて基台７に固定される。これによってケーシング５に設けられるステータ３が、その軸線が基準軸線Ｌ１と一致する位置に配置されて、基台７に着脱可能に固定される。
【００３５】
図４は、可動支柱１８の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。図５は、ロータ軸２１の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。図６は、ロータ軸２１の支持構造を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。図７は、延長軸２２の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。図８は、延長軸２２の支持構造を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。図１および図２を併せて参照して、可動体８は、２つの可動支柱１８，１９と、延長軸２２とを有する。各可動支柱１８，１９の支持構造は同様であるので、一方の可動支柱１８の支持構造だけを詳細に図示し、他方の可動支柱１９の支持構造については詳細な図示を省略する。
【００３６】
ロータ２は、ロータ本体２０にロータ軸２１が挿通されて構成される。ロータ軸２１の軸線方向Ｘ他方側には、延長軸２２が、その軸線をロータ軸２１の軸線と一致させて同軸に設けられる。ロータ２１の軸線方向Ｘ他方側の端部と、延長軸２２の軸線方向Ｘ一方側の端部とは、相互に突き合され、延長軸２２がロータ軸２１を延長するように連結される。延長軸２２は、ロータ軸２１に着脱可能に連結される。このようにして連結されたロータ軸２１および延長軸２２を含む軸体は、ロータ軸２１が軸線方向Ｘ一方側に配置され、延長軸２２が軸線方向Ｘ他方側に配置される状態で設けられる。
【００３７】
ロータ軸２１の軸線方向Ｘ一方側の端部には、一方の可動支柱１８が着脱可能に連結される。一方の可動支柱１８は、中央部が両端部に比べて上方に突出する山形状に形成され、上端部にロータ軸２１と連結される連結部２４が設けられる。連結部２４は、略半円筒状の受け部２５と、受け部２５を軸線方向Ｘ一方側から塞ぐ端壁部２６とを有する。
【００３８】
受け部２５は、ロータ軸２１の端部が嵌まり込んだ状態で、そのロータ軸２１の端部を半径方向から支持する。受け部２５の内周面形状は、ロータ軸２１の端部における外周面形状と一致するように形成されており、受け部２５にロータ軸２１の端部が嵌まり込んだ状態で、ロータ２の軸線であるロータ軸２１の軸線は、受け部２５の軸線と一致する。端壁部２５は、受け部２６の軸線に垂直に設けられ、受け部２５にロータ軸２１の端部が嵌まり込んだ状態で、ロータ軸２１の端面を支持する。
【００３９】
一方の可動支柱１８は、ロータ軸２１の端部が受け部２５に嵌まり込むことによって、ロータ軸２１の軸線に垂直な方向に関して位置決めされ、ロータ軸２１の端面が端壁部２６に当接することによって、ロータ軸２１の軸線に沿う方向に関して位置決めされる。このようにして、一方の可動支柱１８とロータ軸２１とが、軸線方向Ｘ、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされて、ロータ軸２１に一方の可動支柱１８が連結される。
【００４０】
延長軸２２の軸線方向Ｘ他方側の端部には、他方の可動支柱１９が着脱可能に連結される。他方の可動支柱１９は、中央部が両端部に比べて上方に突出する山形状に形成され、上端部に延長軸２２と連結される連結部２７が設けられる。連結部２７は、略半円筒状の受け部２８と、受け部２８を軸線方向Ｘ他方側から塞ぐ端壁部２９とを有する。
【００４１】
受け部２８は、延長軸２２の端部が嵌まり込んだ状態で、その延長軸２２の端部を半径方向から支持する。受け部２８の内周面形状は、延長軸２２の端部における外周面形状と一致するように形成されており、受け部２８に延長軸２２の端部が嵌まり込んだ状態で、ロータ２の軸線と一致している延長軸２２の軸線は、受け部２８の軸線と一致する。端壁部２９は、受け部２８の軸線に垂直に設けられ、受け部２８に延長軸２２の他端部が嵌まり込んだ状態で、延長軸２２端面を支持する。
【００４２】
他方の可動支柱１９は、延長軸２２の他端部が受け部２８に嵌まり込むことによって、延長軸２２の軸線に垂直な方向に関して位置決めされ、延長軸２２の他端部の端面が端壁部２９に当接することによって、延長軸２２の軸線に沿う方向に関して位置決めされる。このようにして、他方の可動支柱１９と延長軸２２とが、軸線方向Ｘ、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされて、延長軸２２に他方の可動支柱１９が連結される。
【００４３】
このような延長軸２２および各可動支柱１８，１９を含んで可動体８が構成される。さらにこれら延長軸２２および各可動支柱１８，１９が、前述のように相互に、またはロータ２に連結されることによって、ロータ２が可動体８に設けられる。
【００４４】
基台７には、可動体８を軸線方向Ｘへ変位可能に支持する支持手段３０が設けられる。支持手段３０は、一方の可動支柱１８を支持するための対を成すリニアガイド３１ａ，３１ｂと、他方の可動支柱１９を支持するための対を成すリニアガイド３２ａ，３２ｂとを有する。
【００４５】
一方の可動支柱１８を支持する各リニアガイド３１ａ，３１ｂは、ガイドレール３４とスライダ３５とをそれぞれ有する。スライダ３５は、ガイドレール３４に対して、長手方向と交差する方向の変位が阻止された状態で長手方向に変位可能である。このような一方の可動支柱１８を支持する各リニアガイド３１ａ，３１ｂは、図３に示す台座１５ａ，１５ｂと同様の台座によって、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされて、横方向Ｙに間隔をあけて設けられ、ガイドレール３４において基台７に固定される。この状態で、各ガイドレール３４は、その長手方向が軸線方向Ｘに延びるように配置されている。
【００４６】
これら一方の可動支柱１８を支持する各リニアガイド３１ａ，３１ｂの各スライダ３５に、一方の可動支柱１８の下端部がそれぞれ固定される。図示は省略するが、一方の可動支柱１８の下端部と各スライダ３５とは、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされている。このようにして一方の可動支柱１８が、軸線方向Ｘと交差する方向の変位が阻止された状態で、軸線方向Ｘへ変位可能に基台７に支持される。
【００４７】
他方の可動支柱１９を支持する各リニアガイド３２ａ，３２ｂは、一方の可動支柱１８を支持する各リニアガイド３１ａ，３１ｂと同様の構成であり、他方の可動支柱１９は、一方の可動支柱１８と同様の支持構造で支持されるので、詳細な説明については省略する。
【００４８】
可動体８は、このように支持手段３０によって基台７に連結される。具体的には、各可動支柱１８，１９が、各リニアガイド３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂによって基台７に連結されて、可動体８が基台７に連結される。これによって可動体８が、基台７に対して、軸線方向Ｘと交差する方向の変位が阻止された状態で、軸線方向Ｘへ変位自在に設けられる。
【００４９】
一方の可動支柱１８は、ケーシング５に関して軸線方向Ｘ一方側に配置され、他方の可動支柱１９は、ケーシング５に関して軸線方向Ｘ他方側に配置されている。このような可動体８は、ロータ軸２１および延長軸２２を含む軸体が、ケーシング５およびステータ３を挿通する状態で設けられている。
【００５０】
また可動体８は、案内手段１３をさらに有する。案内手段１３は、ケーシング５に支持されて基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位が阻止される。これによって可動体８は、ケーシング５によって軸線方向Ｘに案内される。
【００５１】
図９は、固定支柱３５の固定構造を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。図１０は、駆動手段９を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。図１１は、駆動手段９を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。図１、図２および図８を参照して、駆動手段９は、ケーシング５に関して軸線方向Ｘ他方側に配置され、固定支柱３５に設けられて、基台７に固定される。
【００５２】
基台７には、位置決め突起３６が形成される台座３７が設けられている。固定支柱３５は、下端部に形成される位置決め凹所３８に嵌まり込んだ状態で、台座３７に連結されて、基台７に固定される。この固定支柱３５は、位置決め突起３６が位置決め凹所３８に嵌まり込むことによって、横方向Ｙに関して位置決めされ、下端部が台座３７に支持されることによって上下方向Ｚに関して位置決めされている。
【００５３】
駆動手段９は、ねじ軸４０と、軸受４１と、駆動部４２とを有する。ねじ軸４０は、軸線方向一端部よりの部分に、外ねじが刻設されるねじ部が形成される。このねじ軸４０は、ねじ部よりもねじ軸４０の軸線方向他端部寄りの部分で、軸受４１によって、ねじ軸４０の軸線方向の変位が阻止された状態で、ねじ軸４０の軸線まわりに回転自在に支持されている。ねじ軸４０の軸線方向他端部には、駆動部４２が設けられる。駆動部４２は、回転駆動力をねじ軸４０に与える構成であれば、たとえばモータなどであってもよいが、本実施の形態では、作業者が手動操作する操作ハンドルである。
【００５４】
固定支柱３５の上端部には、嵌合孔４４が形成されている。この嵌合孔４４に軸受４１が嵌まり込んで、軸線方向Ｘ、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされて固定され、駆動手段９が固定支柱３５に設けられる。この状態で、ねじ軸４０は、その軸線が基準軸線Ｌ１と一致する状態で、ねじ部が延長軸２２側に配置されて、設けられている。
【００５５】
他方の可動支柱１９には、上端部に螺合体４６が設けられている。他方の可動支柱１９の端壁部２９には、嵌合孔４７が形成されている。螺合体４６は、この嵌合孔４７に螺合体４６が嵌まり込んで、軸線方向Ｘ、横方向Ｙおよび上下方向Ｚに関して位置決めされて固定され、他方の可動支柱１９に設けられる。螺合体４６には、ねじ軸４０のねじ部と螺合する内ねじが刻設されるねじ孔が形成され、他方の可動支柱１９に設けられた状態で、ねじ孔の軸線が基準軸線Ｌ１と一致している。
【００５６】
駆動手段９のねじ軸４０は、ねじ部が螺合体４６に螺着され、連結されている。ねじ軸４０が基準軸線Ｌ１まわりに回動すると、螺合体４６は、ねじ軸４０に対して軸線方向Ｘへ変位する。このように螺合体４６が変位すると、螺合体４６が固定される他方の可動支柱１９を含む可動体８が、軸線方向Ｘに変位する。したがって駆動手段９は、作業者が駆動部４２を操作してねじ軸４０を回動させることによって、可動体８を軸線方向Ｘへ変位駆動することができる。
【００５７】
このように駆動手段９は、本実施の形態において、ねじ機構を利用して駆動する構成であるが、この場合、より円滑かつ高精度な位置調整を可能にするために、ボールねじ機構を利用するようにしてもよい。もちろんボールねじを用いないねじ機構でもよい。
【００５８】
図１２、延長軸２２および案内手段１３を部分的に切り欠いて示す正面図である。図１３、延長軸２２および案内手段１３を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。図１および図２を併せて参照して、延長軸２２は、軽量化を図るために円筒状であり、軸線方向一端部に円板状の連結板４８が設けられており、この連結板４８を用いてロータ軸２１に連結される。
【００５９】
この延長軸２２の軸線方向一端部寄りの部分を半径方向外方から囲うようにして、延長軸２２と同軸に案内手段１３が設けられる。案内手段１３は、基準軸線Ｌ１を中心軸線とする仮想円筒面に沿って配置される案内部５０と、案内部５０を延長軸２２に連結する支持脚部５１とを有する。
【００６０】
案内部５０は、周方向に間隔をあけて配置され、軸線方向Ｘに延びる複数の帯状部分５３と、周方向全周にわたって延びて各帯状部分５３を連結する円環状部分５４とを有する。本実施の形態では、周方向に関して１０度程度の幅の６つの帯状部分５３が設けられ、これらの軸線方向Ｘに関して延長軸２２の他端部側の端部において、円環状部分５４によって連結されている。
【００６１】
支持脚部５１は、周方向に間隔をあけて複数の脚部分５５が設けられる。各脚部分５５は、延長軸２２から案内部５０に向けて半径方向に設けられ、案内部５０を半径方向内方から支持する。本実施の形態では、帯状部分５３と同数の６つの脚部分５５が設けられ、各帯状部分５３と延長軸２２との間にわたって設けられ、各帯状部分５３を支持する。
【００６２】
ケーシング５の底部には、基準軸線Ｌ１を中心軸線とする円形状の軸挿通孔５７が形成されている。この軸挿通孔５７は、ロータ軸２１を挿通するための孔である。案内手段１３の案内部５０の外周面形状は、この軸挿通孔５７に臨むケーシング５の底部の内周面形状と一致するように形成されている。したがって案内手段１３がケーシング５の軸挿通孔５７に挿通される状態では、案内手段１３は、ケーシング５に支持されて、基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位が阻止された状態で、軸線方向Ｘへ変位可能である。この案内手段１３は、延長軸２２に連結されており、可動体８は、ケーシング５に支持される。
【００６３】
図１４は、挿入装置１を用いて実行されるロータ挿入方法を示すフローチャートである。ロータ挿入方法に従う挿入手順は、基台７に各可動支柱１８，１９が軸線方向Ｘへ変位可能に設けられているとともに、駆動手段９が固定支柱３５を介して基台７に固定された状態で、ステップｓ０から開始される。
【００６４】
挿入手順が開始されると、ステップｓ１の固定工程に進む。この固定工程では、ケーシング５にステータ３を収容して固定し、そのケーシング５を前述のように位置決めして基台７に固定する。このようにしてステータ３を基台７に固定し、固定工程を終了してステップｓ２の配置工程に進む。
【００６５】
配置工程では、ロータ本体２０からロータ２の軸線に沿って両側に突出した各部分に、軸受を内蔵した軸受手段６０，６１を設けた状態で、前述のようにロータ軸２１と延長軸２２を連結する。そしてロータ２をステータ３の軸線方向一方側に同軸に並べて配置し、ロータ軸２１と一方の可動支柱１８とを連結するとともに、延長軸２２と他方の可動支柱１９とを連結する。
【００６６】
このようにしてロータ２を可動体８に設けて、ロータ２をステータ３の軸線方向Ｘ一方側に配置する。この状態で可動体８は、直列位置にある。また案内手段１３が、ケーシング５の軸挿通孔５７に挿通された状態にあり、ケーシング５に支持されて基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位が阻止され、これによって可動体８がケーシング５に支持されている。
【００６７】
このようにロータ２を配置した後ステップｓ３の挿入工程に進む。挿入工程では、駆動手段９によって可動体８を、ロータ２がステータ３に進入するように、軸線方向Ｘへ変位駆動する。このようにしてロータ２を、基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位を阻止した状態で、軸線方向Ｘにスライド変位させてステータ３に挿入する。この挿入時、可動体８は、案内手段１３においてケーシング５に支持され案内されている。
【００６８】
このように図１に実線で示す直列位置にある状態から、図２に実線で示すようにロータ２をステータ３に除々に挿入し、図２に仮想線で示す内挿位置まで挿入する。内挿位置に配置される状態では、ロータ２に設けられた軸線方向Ｘ一方側の軸受手段６０がケーシング５の開放端部に軸線方向Ｘから当接し、軸線方向Ｘ他方側の軸受手段６１がケーシング５の軸挿通孔５７に嵌まり込んで半径方向外方からケーシング５によって支持される。
【００６９】
この状態で、各軸受手段６０，６１をケーシング５に固定することによって、ロータ２がステータ３内に嵌まり込んだ状態で、各軸受手段６０，６１を介して回転可能にケーシング５に支持される。このようにロータ２をケーシング５に支持させて、挿入工程を終了し、ステップｓ４に進んで、挿入手順を終了する。
【００７０】
このような本実施の形態によれば、ステータ３を基台７に略水平に固定し、ロータ２を可動体８に設け、この可動体８を駆動手段９によって変位させ、ロータ２をステータ３に挿入することができる。可動体８は、基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位が阻止されており、ロータ２およびステータ３は同軸に保持されて半径方向のギャップが維持され、相互の吸着が防止された状態で挿入することができる。
【００７１】
このようにして、ロータ２およびステータ３を略水平に配置して、ロータ２をステータ３に挿入することができ、ロータ２およびステータ３の一方を空中に吊下げる必要がなく、安全性の高い作業を実現することができる。さらにステータ３よりも小さいロータ２を変位させるので、ロータ２および可動体８を、小形の治具、本実施の形態ではリニアガイドで案内することができ、小形の装置を実現することができる。
【００７２】
またロータ２は、軸線方向Ｘ両側で支持される。具体的には、可動体８がロータ２の軸線方向Ｘ両側で支持されるように構成される。挿入方向の上流側の支持位置は、可動体８が挿入方向に変位するにつれて挿入方向へ変位し、挿入方向の下流側の支持位置は、可動体８の変位に拘わらず一定の位置に配置されるように構成される。具体的に述べると、本実施の形態では、一方の可動支柱１８をリニアガイドで基台７に連結し、案内手段１３でケーシング５に支持されるように構成することによって、上流側の支持位置を一方の可動支柱１８の位置とし、下流側の支持位置をケーシング５の底部の位置とすることができる。これによってロータ２がステータ３に入り込むにつれて、一方の可動支柱１８がケーシング５の底部に近づくので、ロータ２を支持する支持位置間の距離Ｄを小さくすることができる。支持位置間の距離Ｄが小さくなれば、ロータ２および可動体８を含んだ構成体の撓みなどによるロータ２の偏心を確実に防ぐことができる。したがってロータ２およびステータ３間の半径方向のギャップを確実に維持し、信頼性の高い作業を実現することができる。
【００７３】
また駆動手段９が、前述のようなロータ２の軸線方向Ｘの位置を調整することができるねじ機構を利用しており、可動体８の変位駆動を停止しているときには、可動体８の軸線方向Ｘの変位が阻止される。したがってロータ２に設けられた永久磁石片による磁気吸引力が、ロータ２をステータ３に入り込む方向に働いても、可動体８の操作者の意に反する変位を阻止し、ロータ２が操作者の意に反してステータ３に引き込まれるように変位してしまうことを防止することができる。これによってロータ２およびステータ３間の半径方向のギャップなどを確認しながら、ロータ２をステータ３に挿入することが可能であり、信頼性の高い作業を実現することができる。
【００７４】
また可動体８が内挿位置に配置される状態で、この位置から直列位置から内挿位置に向かう軸線方向Ｘ他方へのさらなる変位を阻止するストッパ６４を、基台７に設けるようにしてもよい。このようなストッパ６４を設けることによって、駆動手段９による駆動力がロータ２、ステータ３およびケーシング５などの永久磁石電動機の構成部品に作用することを防止して、損傷を未然に防ぐことができる。
【００７５】
また可動体８が、ロータ２の軸線方向Ｘ他方の端部がステータ３の軸線方向Ｘ一方の端部に入り込む手前の位置で、この位置から軸線方向Ｘ他方へ変位することを阻止するストッパ（図示せず）を、基台７に着脱可能に設けるようにしてもよい。このストッパを設けることによって、ロータ２とステータ３との半径方向のギャップを確認しやすい位置にロータ２を確実に一旦停止させることができ、利便性を高くすることができる。このストッパを離脱すれば、可動体８は内挿位置に向けて変位できるので、ロータ２の挿入には支障を来たさない。
【００７６】
また案内手段１３は、前述のように、可動体８が直列位置に配置された状態でケーシング５に支持される構成でもよいが、直列位置では、ケーシング５によって支持されておらず、直列位置から軸線方向Ｘ他方に所定の距離だけ変位された位置からケーシング５に支持される構成であってもよい。好ましくは、ロータ２が少なくとも部分的にステータ３内に入り込んでいる状態では、案内手段１３がケーシング５に支持されるように構成される。
【００７７】
図１５は、本発明の実施の他の形態のロータ挿入装置１Ａを、可動体８Ａが直列位置に配置される状態で示す断面図である。図１６は、ロータ挿入装置１Ａを、可動体８Ａが内挿位置に配置される状態で示す断面図である。本実施の形態の挿入装置１Ａは、図１〜図１４に示す前述のロータ挿入装置１と類似しており、異なる点についてだけ説明し、同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態では、可動体８Ａに、延長軸２２を支持する他方の可動支柱１９および案内手段１３が設けられておらず、これらに代えて、支持体７０が設けられる。支持体７０は、ケーシング５の底部に固定される。この支持体７０は、延長軸２２が挿通され、延長軸２２を基準軸線Ｌ１と交差する方向の変位を阻止して軸線方向Ｘへ変位自在に支持する。この構成では、可動体８の支持位置は、上流側の支持位置が一方の可動支柱１８の位置であって可動体８とともに変位し、下流側の支持位置が支持体７０による延長軸２２の支持位置あって一定位置である。このような構成もまた、ロータ２が挿入方向へ変位されるにつれて、支持位置間の距離Ｄを小さくすることができる。
【００７９】
また本実施の形態では、前述のねじ機構を用いる駆動手段９に代えて、ピニオン７１およびラック７２を用いる駆動手段９Ａが用いられる。ラック７２は、延長軸２２にその軸線に沿って設けられる。ピニオン７１は、ラック７２と噛合する状態で支持体７０に内蔵されて回転可能に支持される。駆動部７３は、支持体７０に設けられるたとえばモータであり、ピニオン７２を回転駆動する。このような構成であっても、ねじ機構を用いた駆動手段９と同様に、可動体８Ａを、位置調整可能に変位駆動することができる。またこのような構造は、可動体８Ａおよび駆動手段９Ａを結合した構成であり、装置を簡素化することができる。
【００８０】
このような図１５および図１６に示す挿入装置１Ａを用いることによって、前述の実施の形態の挿入装置１と同様の手順でロータ２をステータ３に挿入することができる。そして同様の効果を達成することができる。
【００８１】
図１７は、本発明の実施のさらに他の形態のロータ挿入装置１Ｂを、可動体８Ｂが直列位置に配置される状態で示す断面図である。図１８は、ロータ挿入装置１Ｂを、可動体８Ｂが内挿位置に配置される状態で示す断面図である。本実施の形態の挿入装置１Ｂは、図１〜図１４に示す前述のロータ挿入装置１と類似しており、異なる点についてだけ説明し、同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、可動体８Ｂに、案内手段１３が設けられていない。
【００８２】
このような図１７および図１８に示す挿入装置１Ｂを用いることによって、前述の実施の形態の挿入装置１と同様の手順でロータ２をステータ３に挿入することができる。この場合、案内手段１３による支持はなく、可動体８Ｂは、各可動支柱１８，１９での支持となる。したがって本実施の形態では、支持位置間の距離Ｄは、変化しないので、案内手段１３を設ける場合の支持位置間の距離Ｄを小さくできる効果は、達成されないが、その他の効果は、同様に達成することができる。加えて、装置全体の構成を簡略化することができる利点もある。
【００８３】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえば前述の各実施の形態のロータ挿入装置および方法は、中大形の永久磁石電動機の組立に特に有用ではあるが、もちろん小形の永久磁石電動機の組立に用いることも可能である。また永久磁石電動機の構成は、前述の構成に限定することはない。
【００８４】
またたとえば駆動手段は、前述の構成に限らず、摩擦車およびベルトなどの摩擦伝動機構、リンク機構、シリンダなどを用いた流体圧機構を利用して実現されてもよい。また可動体を変位させるために必要なトルクを考慮して、手動、電動、流体圧駆動など、動力源を選択すればよく、必要に応じて減速装置を用いるようにしてもよい。また、ケーシング５などを基台７に設けるにあたって、軸線方向Ｘにも位置決めするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の一形態のロータ挿入装置１を、可動体８が直列位置に配置される状態で示す断面図である。
【図２】ロータ挿入装置１を、可動体８が内挿位置に配置される状態で示す断面図である。
【図３】ケーシング５の固定構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。
【図４】可動支柱１８の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。
【図５】ロータ軸２１の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。
【図６】ロータ軸２１の支持構造を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。
【図７】延長軸２３の支持構造を基準軸線Ｌ１に垂直な平面で切断して示す断面図である。
【図８】延長軸２２の支持構造を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。
【図９】固定支柱３５の固定構造を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。
【図１０】駆動手段９を基準軸線Ｌ１を含む鉛直な平面で切断して示す断面図である。
【図１１】駆動手段９を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。
【図１２】延長軸２２および案内手段１３を部分的に切り欠いて示す正面図である。
【図１３】延長軸２２および案内手段１３を軸線方向Ｘに見て示す側面図である。
【図１４】挿入装置１を用いて実行されるロータ挿入方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の他の形態のロータ挿入装置１Ａを、可動体８Ａが直列位置に配置される状態で示す断面図である。
【図１６】ロータ挿入装置１Ａを、可動体８Ａが内挿位置に配置される状態で示す断面図である。
【図１７】本発明の実施のさらに他の形態のロータ挿入装置１Ｂを、可動体８Ｂが直列位置に配置される状態で示す断面図である。
【図１８】ロータ挿入装置１Ｂを、可動体８Ｂが内挿位置に配置される状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ，１Ｂ  挿入装置
２  ロータ
３  ステータ
５  ケーシング
７  基台
８，８Ａ，８Ｂ  可動体
９，９Ａ  駆動手段
１３  案内手段
１８，１９  可動支柱
２０  ロータ本体
２１  ロータ軸
２２  延長軸
３０  支持手段
３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂ  リニアガイド
４０  ねじ軸
４２  駆動部
【図１】
2005057915.tif 000003
【図２】
2005057915.tif 000004
【図３】
2005057915.tif 000005
【図４】
2005057915.tif 000006
【図５】
2005057915.tif 000007
【図６】
2005057915.tif 000008
【図７】
2005057915.tif 000009
【図８】
2005057915.tif 000010
【図９】
2005057915.tif 000011
【図１０】
2005057915.tif 000012
【図１１】
2005057915.tif 000013
【図１２】
2005057915.tif 000014
【図１３】
2005057915.tif 000015
【図１４】
2005057915.tif 000016
【図１５】
2005057915.tif 000017
【図１６】
2005057915.tif 000018
【図１７】
2005057915.tif 000019
【図１８】
2005057915.tif 000020