JP2008178161A - Motor - Google Patents
Motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008178161A JP2008178161A JP2007006782A JP2007006782A JP2008178161A JP 2008178161 A JP2008178161 A JP 2008178161A JP 2007006782 A JP2007006782 A JP 2007006782A JP 2007006782 A JP2007006782 A JP 2007006782A JP 2008178161 A JP2008178161 A JP 2008178161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- rotating shaft
- press
- opening
- fitted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、一般産業用電動機、及び自動車、船外機などに使用される電動機の改良に関する。 The present invention relates to improvements in general industrial motors and motors used in automobiles, outboard motors, and the like.
従来、電動機の回転軸のトルクは、回転軸の先端に取り付けられたギヤと、他のギヤとを噛合させ、かかるギヤセットにより減速或いは増速して出力されることが多い。ここで、電動機の回転軸とギヤの結合は、特許文献1,2に示されるように、電動機の回転軸形状を単純円柱とし、ギヤ内部を単純円筒として、両者を圧入することによって行うものである。
ところで、一般に円柱軸とギヤ円筒部との圧入では、圧入関係にある軸外径とギヤ内径の締め代により組立て強度が決まる。たとえば、電動機とその回転軸の先端に圧入されるギヤの場合では、電動機の発生するトルクを確実に外部へ伝達するには圧入部が緩むことを阻止しなければならず、また電動機の発生するトルクが大きければ大きな圧入力が得られるよう、強固な圧入関係を得る嵌め合い関係としなければならない。尚、組立て時の圧入力と嵌合部のトルク保持力は比例関係にある。 By the way, in general, in press-fitting between a cylindrical shaft and a gear cylindrical portion, the assembly strength is determined by the interference between the shaft outer diameter and the gear inner diameter, which are in a press-fitting relationship. For example, in the case of a gear that is press-fitted into the tip of the motor and its rotating shaft, it is necessary to prevent the press-fitting portion from loosening in order to reliably transmit the torque generated by the motor to the outside. In order to obtain a large pressure input when the torque is large, it is necessary to have a fitting relationship for obtaining a strong press-fitting relationship. The pressure input during assembly and the torque holding force of the fitting portion are in a proportional relationship.
一方、電動機は回転部の慣性モーメントを出来るだけ低く抑えることを目的に出力軸を出来る限り質量を抑えた形状に抑えることが求められ、その外径寸法は小さく抑えられることが多い。その結果、回転軸とギヤの嵌合部の径寸法は小さくなる傾向があり、それに応じて圧入力も小さくせざるを得ない。また、細く長く形成されることの多い電動機の回転軸に、大きな締め代(大きな圧入荷重)を持ったギヤを組付ける際に、出力軸の変形や、最悪の場合に座屈を生じないように、圧入力が制限される。 On the other hand, electric motors are required to keep the output shaft in a shape with as little mass as possible in order to keep the moment of inertia of the rotating part as low as possible, and the outside diameter is often kept small. As a result, the diameter dimension of the fitting portion between the rotating shaft and the gear tends to be reduced, and the pressure input must be reduced accordingly. In addition, when assembling a gear with a large tightening allowance (large press-fit load) to the rotating shaft of an electric motor, which is often formed thin and long, the output shaft will not be deformed, or in the worst case, will not buckle. In addition, the pressure input is limited.
また、圧入するギヤについては、ギヤの強度上の制約がある場合は一般的に金属で成形するが、金属ギヤとする場合は、コスト上の問題から一般に鉄系焼結が用いられることが多い。しかし、鉄系焼結ギヤは一般鋼材に比較すれば圧入に抗する強度が低いという問題がある。依って、回転軸とギヤの圧入代を大きくし、圧入力を大きくすることには、ギヤの材料面からも制限がある。 In addition, the press-fitted gear is generally formed of metal when there is a restriction on the strength of the gear, but in the case of using a metal gear, iron-based sintering is often used because of cost problems. . However, the iron-based sintered gear has a problem that its strength against press-fitting is low as compared with general steel materials. Therefore, increasing the press-fitting allowance between the rotating shaft and the gear and increasing the press-fit has a limitation in terms of the material of the gear.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、回転軸とギヤの圧入時における軸方向の圧入力は小さく抑えつつ、回転方向のギヤ保持トルクが大きくなるような電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an electric motor in which the axial holding force during press-fitting of the rotating shaft and the gear is kept small while the gear holding torque in the rotating direction is increased. The purpose is to provide.
本発明の電動機は、回転軸と、前記回転軸に圧入嵌合するギヤとを有する電動機において、
前記ギヤは鉄系焼結材から形成され、前記回転軸が嵌合する前記ギヤの内周は円筒形状であり、
前記回転軸の外周には、複数の谷と山とが周方向に交互に形成されていることを特徴とする。
The electric motor of the present invention is an electric motor having a rotating shaft and a gear press-fitted to the rotating shaft.
The gear is formed of an iron-based sintered material, and the inner periphery of the gear with which the rotating shaft is fitted has a cylindrical shape,
A plurality of valleys and peaks are alternately formed in the circumferential direction on the outer periphery of the rotating shaft.
本発明の電動機によれば、前記回転軸の外周には、複数の谷と山とが周方向に交互に形成されているので、前記回転軸に前記ギヤを圧入させる際に、前記回転軸の山のみが前記ギヤの内周に当接して摺動するので、単純円柱を圧入する場合に比べて圧入力を減少させることができるから、前記ギヤを鉄系焼結材から形成しても、その破損を抑制できる。一方、前記回転軸に前記ギヤが噛合した後は、前記回転軸の山が弾性変形すると共に、山に押されて前記ギヤの内周も微小に弾性変形し、これにより生じた抗力で前記回転軸と前記ギヤとの相対回動を抑制して、適切なトルク伝達を行うことができる。 According to the electric motor of the present invention, since a plurality of valleys and peaks are alternately formed in the circumferential direction on the outer periphery of the rotating shaft, when the gear is press-fitted into the rotating shaft, Since only the mountain slides in contact with the inner periphery of the gear, the pressure input can be reduced compared to the case of press-fitting a simple cylinder, so even if the gear is formed from an iron-based sintered material, The damage can be suppressed. On the other hand, after the gear meshes with the rotating shaft, the crest of the rotating shaft is elastically deformed, and the inner periphery of the gear is also elastically deformed slightly by being pushed by the crest, and the rotation is caused by the drag generated thereby. Relative rotation between the shaft and the gear can be suppressed and appropriate torque transmission can be performed.
一般的に、単純円柱と円形開口を持つ部材同士の圧入力は、円柱と開口を持つ部材の嵌め合い締め代の接触面圧により決定される。この接触面圧と圧入力に比例関係が成り立っており、更に圧入力は圧入関係にある両者間の保持トルク(相対摺動に抗する力)と比例関係を持つ。故に、大きな保持トルクが必要な時には大きな締め代を相対的に持たせることとなる。これに対し、複数の谷と山が施された回転軸を円形開口を持つ部材に圧入する場合は、組立ての圧入力に寄らず保持トルクのみを大きくすることが可能となる。 In general, the pressure input between members having a simple cylinder and a circular opening is determined by the contact surface pressure of the fitting tightening margin of the member having the cylinder and the opening. A proportional relationship is established between the contact surface pressure and the pressure input. Further, the pressure input has a proportional relationship with the holding torque (force against relative sliding) between the two in the press-fitting relationship. Therefore, when a large holding torque is required, a large tightening margin is relatively provided. On the other hand, when the rotary shaft with a plurality of valleys and peaks is press-fitted into a member having a circular opening, only the holding torque can be increased without depending on the pressure input during assembly.
前記回転軸の外周にはナーリングが形成されており、前記ナーリングの外径と、前記ギヤの内径との径方向の締め代が10μm〜100μmであると好ましい。 A knurling is formed on the outer periphery of the rotary shaft, and a radial interference between the outer diameter of the knurling and the inner diameter of the gear is preferably 10 μm to 100 μm.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかる電動機の概略断面図であり、図2は、図1の構成を矢印II方向に見た図である。図1に示す電動機10において、回転軸11は、中空円筒状のハウジング12内で、軸受13,14により回転自在に支持されている。回転軸11の中央には、回転子15が配置され、ハウジング12の内周には、回転子15に対向するようにして固定子(磁石)16が配置されている。ハウジング12から突出した回転軸11の端部に、ギヤ17が取り付けられている。鉄系焼結材から形成されたギヤ17は、図2に示すように外周にギヤ歯17aを形成し、中央に円筒状の開口17bを形成している。電動機の電気的構成及び動作については良く知られているので、詳細に説明しない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the electric motor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view of the configuration of FIG. 1 viewed in the direction of arrow II. In the
図3は、回転軸11の側面図であり、図4は、図3の回転軸を矢印IV方向に見た図である。回転軸11の外周には、軸線方向に延在する複数の山11aと、隣接する山11a間に配置された谷11bとが形成されている。複数の山11aは、周方向に等間隔に配置され、いわゆる平目ナーリングを形成する。尚、平目ナーリングの外径D(山11aの頂点を結ぶ円の外径:図4参照)と、ギヤ17の開口17bの内径との径方向の締め代が10μm〜100μmであると好ましい。
FIG. 3 is a side view of the
図5は、電動機10の回転軸11にギヤ17を圧入する工程を示す図である。図5において、ギヤ17以外を組み付けた電動機10を、剛体Gに対して垂直に保持し、回転軸11の下端を剛体Gに当接させる。かかる状態で、ギヤ17を回転軸11の上端に圧入する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of press-fitting the
このとき、回転軸11の外周には、複数の山11aが周方向に等間隔に形成され平目ナーリングを形成しているので、回転軸11にギヤ17を圧入させる際に、回転軸11の山11aのみが、ギヤ17の開口17bの内周に当接して軸線方向に摺動するので、単純円柱を圧入する場合に比べて圧入力を減少させることができるから、ギヤ17を鉄系焼結材から形成しても、その破損を抑制できる。一方、回転軸11にギヤ17が噛合した後は、回転軸11の山11aにギヤ17の開口17bの内周が押されて、山11aと開口17bの内周が微小に弾性変形し、これにより回転軸11とギヤ17との相対回動を抑制して、適切なトルク伝達を行うことができる。
At this time, since a plurality of
図6は、本発明者らによって求められた圧入代と圧入力の関係を示したグラフである。図6において、破線は単純円柱を円筒開口を有するギヤに圧入するときの圧入力を示し、実線は同じ外径で平目ナーリングが施された軸を同じ円筒開口を有するギヤに圧入するときの圧入力を示しているが、平目ナーリングが施された回転軸の基準外径は、ナーリングの山部を外径としている。図6から明らかなように、平目ナーリングされた軸を、円筒開口を有するギヤに圧入するときの圧入力は、単純円柱を円筒開口を有するギヤに圧入するときの圧入力に対して、約1/5〜1/6程度の圧入力で済む。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the press-fit allowance and the press-fit obtained by the present inventors. In FIG. 6, a broken line indicates a pressure input when a simple column is press-fitted into a gear having a cylindrical opening, and a solid line indicates a pressure when a shaft having the same outer diameter and flat knurling is pressed into a gear having the same cylindrical opening. Although the input is shown, the reference outer diameter of the rotating shaft to which the flat knurling is applied is the outer diameter of the knurling peak. As is clear from FIG. 6, the press input when the flat knurled shaft is press-fitted into the gear having the cylindrical opening is about 1 with respect to the press input when the simple column is press-fitted into the gear having the cylindrical opening. A pressure input of about 5 to 1/6 is sufficient.
図7は、本発明者らによって求められた圧入代と保持トルクの関係を示したグラフである。図7において、丸印は単純円柱を円筒開口を有するギヤに圧入した状態での保持トルクであり、実線は同じ外径で平目ナーリングが施された軸を同じ円筒開口を有するギヤに圧入した状態での保持トルクを示している。図7から明らかなように、圧入代すなわち締め代が同レベルであれば、平目ナーリングされた軸を円筒開口を有するギヤに圧入したときの保持トルクは、単純円柱を円筒開口を有するギヤに圧入したときの保持トルク以上となっている。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the press-fit allowance obtained by the inventors and the holding torque. In FIG. 7, circles indicate holding torque when a simple column is press-fitted into a gear having a cylindrical opening, and a solid line indicates a state where a flat knurled shaft is pressed into a gear having the same cylindrical opening. The holding torque at is shown. As is clear from FIG. 7, if the press-fitting allowance, that is, the tightening allowance is the same level, the holding torque when the flat knurled shaft is press-fitted into the gear having the cylindrical opening is press-fitted into the gear having the cylindrical opening. It is more than the holding torque at the time.
図6と図7の結果から、平目ナーリングされた軸と円筒開口を有するギヤとの組み合わせと、単純円柱を円筒開口を有するギヤとの組み合わせとを比較した場合において、同じ圧入代であっても、平目ナーリングされた軸と円筒開口を有するギヤとの組み合わせの方が低い圧入力となるが、圧入された部材(ギヤ)においての保持トルクは、平目ナーリングされた軸と円筒開口を有するギヤとの組み合わせの方が大きくなることが判明した。尚、平目ナーリングを成形した軸とギヤの嵌合において圧入代の下限を10μmとしたのは、それ未満では平目ナーリングの効果が薄くなり、一方、上限を100μmとしたのは、それを超えるとギヤ内径に対する応力集中が過大となり、ギヤ自身の破損を招く恐れがあるからである。 From the results shown in FIG. 6 and FIG. 7, when the combination of a flat knurled shaft and a gear having a cylindrical opening is compared with the combination of a simple column and a gear having a cylindrical opening, The combination of a flat knurled shaft and a gear having a cylindrical opening gives a lower pressure input, but the holding torque in the press-fitted member (gear) is the same as that of a flat knurled shaft and a gear having a cylindrical opening. It became clear that the combination of became larger. Note that the lower limit of the press-fitting allowance is 10 μm in the fitting of the shaft formed with the flat knurling and the gear, and the effect of the flat knurling becomes less below that, while the upper limit is set to 100 μm. This is because the stress concentration on the inner diameter of the gear becomes excessive, and the gear itself may be damaged.
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
10 電動機
11 回転軸
11a 山
12 ハウジング
13,14 軸受
15 回転子
16 固定子
17 ギヤ
17a ギヤ歯
17b 開口
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ギヤは鉄系焼結材から形成され、前記回転軸が嵌合する前記ギヤの内周は円筒形状であり、
前記回転軸の外周には、複数の谷と山とが周方向に交互に形成されていることを特徴とする電動機。 In an electric motor having a rotating shaft and a gear press-fitted to the rotating shaft,
The gear is formed of an iron-based sintered material, and the inner periphery of the gear with which the rotating shaft is fitted has a cylindrical shape,
A motor having a plurality of valleys and peaks alternately formed in a circumferential direction on an outer periphery of the rotating shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007006782A JP2008178161A (en) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007006782A JP2008178161A (en) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008178161A true JP2008178161A (en) | 2008-07-31 |
Family
ID=39704765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007006782A Pending JP2008178161A (en) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008178161A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021032352A (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 光洋シーリングテクノ株式会社 | Friction damper |
-
2007
- 2007-01-16 JP JP2007006782A patent/JP2008178161A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021032352A (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 光洋シーリングテクノ株式会社 | Friction damper |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008067571A (en) | Motor and electric pump | |
JP2008261496A (en) | Hydrodynamic fluid film journal bearing assembly and its manufacturing method | |
US9382949B2 (en) | Shaft coupling structure | |
WO2017002464A1 (en) | Clutch device and motor unit using said clutch device | |
JP6452274B2 (en) | In particular, a bearing device for a steering column and a rotary engine equipped with the bearing device | |
WO2019239952A1 (en) | Rotor unit, electric motor, and electric actuator | |
WO2019155541A1 (en) | Control device-integrated rotary electric machine | |
JP2007143379A (en) | Brushless motor | |
JP2008178161A (en) | Motor | |
JP2010043733A (en) | Rolling bearing with pulley | |
JP2006187063A (en) | Rotor structure | |
JP2014126048A (en) | Gear and electric motor using gear | |
JP5111563B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2000274494A (en) | Ring gear | |
JP5138616B2 (en) | Ball screw shaft support structure | |
JP4756363B2 (en) | Rolling bearing sealing device | |
JP4949979B2 (en) | Decelerator | |
JP2009008213A (en) | Roller bearing device and method for assembling same | |
JP2007020241A (en) | Small-sized motor | |
JP2007113751A (en) | Power transmission structure of motor | |
JP4919161B2 (en) | Wheel support device | |
JP2014183631A (en) | Press-fit fixture structure | |
JP2007336772A (en) | Rotary electric machine | |
JP2005105977A (en) | Radial plunger pump device | |
JP2007239777A (en) | Bearing |