JP2021173293A - Shaft, motor with reduction gear and method for manufacturing shaft - Google Patents

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JP2021173293A JP2020074980A JP2020074980A JP2021173293A JP 2021173293 A JP2021173293 A JP 2021173293A JP 2020074980 A JP2020074980 A JP 2020074980A JP 2020074980 A JP2020074980 A JP 2020074980A JP 2021173293 A JP2021173293 A JP 2021173293A
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Hidenori Takahashi
稔 磯田
Minoru Isoda
佳準 野坂
Yoshinori Nosaka
昌利 山本
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Abstract

To provide a shaft that can improve efficiency of manufacturing process by preventing a shaft material from shaking at the time of rolling processing, and to provide a motor with a reduction gear and a method for manufacturing a shaft.SOLUTION: A shaft 100 includes a first part L1 that includes: an effective tooth part 51 engaging a worm wheel; a small diameter part 52 disposed in at least one of the directions of a rotation axel of the effective tooth part 51 and not engaging the worm wheel; and an incomplete part 53 formed between the effective tooth part 51 and the small diameter part 52 and having a diameter that is smaller than a diameter of the effective tooth part 51.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、シャフト、減速機付モータ及びシャフトの製造方法に関する。 The present invention relates to a shaft, a motor with a speed reducer, and a method for manufacturing the shaft.

例えばブラシレスモータは、回転軸と、回転軸と一体化されて外周部の周方向に沿って逆極性の磁極が交互に並ぶ永久磁石を有するロータと、ロータの外周部との間に空隙を有しかつロータを回転させる回転磁界を生じさせるコイルを有する筒状のステータと、を備える。 For example, a brushless motor has a gap between a rotating shaft, a rotor having a permanent magnet integrated with the rotating shaft and having magnetic poles of opposite polarities alternately arranged along the circumferential direction of the outer peripheral portion, and an outer peripheral portion of the rotor. It also comprises a tubular stator having a coil that produces a rotating magnetic field that rotates the rotor.

ブラシレスモータの回転軸には、例えばウォームギヤ減速機が連結されている。ウォームギヤ減速機は、ギヤハウジング内に収納されている。ウォームギヤ減速機は、ブラシレスモータの回転軸と同軸かつ一体に設けられたウォームと、このウォームに噛合うウォームホイールと、を有している。
ウォームに噛み合わされるウォームホイールの回転軸線は、ブラシレスモータの回転軸と直交する方向である。ウォームホイールには、ブラシレスモータの回転軸に直交する方向となる出力軸が設けられている。そして、ブラシレスモータでは、回転軸を介してウォームギヤ減速機の出力軸を回転させることによって、各種の電装品(パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)を駆動することができる。
For example, a worm gear reducer is connected to the rotating shaft of the brushless motor. The worm gear reducer is housed in the gear housing. The worm gear reducer has a worm provided coaxially and integrally with the rotation shaft of the brushless motor, and a worm wheel that meshes with the worm.
The rotation axis of the worm wheel meshed with the worm is in the direction orthogonal to the rotation axis of the brushless motor. The worm wheel is provided with an output shaft that is orthogonal to the rotation axis of the brushless motor. Then, in the brushless motor, various electrical components (power windows, sunroofs, electric seats, etc.) can be driven by rotating the output shaft of the worm gear reducer via the rotating shaft.

国際公開第2017/002869号International Publication No. 2017/002869

ところで、上述の従来技術に示されるウォームギヤ減速機では、回転軸の一端部に、この回転軸と一体となるようにウォームが設けられている。
ウォームは、例えばダイスの回転接触により軸素材が塑性変形されるいわゆる転造加工や切削加工が施された歯部を有している。
By the way, in the worm gear reducer shown in the above-mentioned prior art, a worm is provided at one end of a rotating shaft so as to be integrated with the rotating shaft.
The worm has, for example, a tooth portion that has been subjected to so-called rolling or cutting, in which the shaft material is plastically deformed by the rotational contact of the die.

例えばウォームを転造加工で形成する際、軸素材に対するダイスの押し込み抵抗が不均一となり、軸素材が中心軸に対して振れてしまう可能性があった。この結果、ウォームの転造加工時には、軸素材の振れ補正などの追加作業が必要となって、製造工程が非効率となる可能性があった。 For example, when the worm is formed by rolling, the pushing resistance of the die with respect to the shaft material becomes non-uniform, and the shaft material may swing with respect to the central shaft. As a result, during the rolling process of the worm, additional work such as runout correction of the shaft material is required, which may result in inefficiency in the manufacturing process.

そこで、本発明は、転造加工時に軸素材の揺れを抑制することで製造工程の効率化を図ることができるシャフト、減速機付モータ及びシャフトの製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a shaft, a motor with a speed reducer, and a method for manufacturing a shaft, which can improve the efficiency of the manufacturing process by suppressing the shaking of the shaft material during rolling.

上記の課題を解決するために、本発明に係るシャフトは、転造加工部位となる第1部位と、転造加工が施されないシャフト本体部となる第2部位とが同一軸線上に並んで一体化され、前記第1部位は歯車に噛み合わされるシャフトであって、前記第1部位は、前記歯車に噛み合わされる有効歯部と、前記有効歯部の前記軸線方向の少なくとも一方に配置され、前記歯車と噛み合わない小径部と、前記有効歯部と前記小径部との間に形成され、前記有効歯部の直径よりも径が小さい不完全部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the shaft according to the present invention, the first portion that is the rolling process portion and the second portion that is the shaft body portion that is not rolled are aligned and integrated on the same axis. The first portion is a shaft that is meshed with a gear, and the first portion is arranged at least one of an effective tooth portion that is meshed with the gear and the effective tooth portion in the axial direction. It is characterized by having a small diameter portion that does not mesh with the gear and an incomplete portion formed between the effective tooth portion and the small diameter portion and having a diameter smaller than the diameter of the effective tooth portion.

上記構成において、前記第1部位はウォームであり、前記第2部位はモータシャフトでもよい。 In the above configuration, the first portion may be a worm and the second portion may be a motor shaft.

上記構成において、前記不完全部は、前記有効歯部から前記小径部に向けて漸次直径が小さくなるテーパ形状でもよい。 In the above configuration, the incomplete portion may have a tapered shape in which the diameter gradually decreases from the effective tooth portion toward the small diameter portion.

上記構成において、前記不完全部は、前記有効歯部と前記小径部との間に形成された段差でもよい。 In the above configuration, the incomplete portion may be a step formed between the effective tooth portion and the small diameter portion.

上記構成において、前記不完全部の最小径は、前記有効歯部の歯底径と同一でもよい。 In the above configuration, the minimum diameter of the incomplete portion may be the same as the tooth bottom diameter of the effective tooth portion.

本発明に係る減速機付モータは、上記に記載のシャフトと、前記シャフトにおける前記第2部位の前記シャフト本体部を回転駆動するモータと、前記シャフトにおける前記第1部位に噛み合わされるウォームホイールを有する減速機と、を備えることを特徴とする。 The motor with a speed reducer according to the present invention includes the shaft described above, a motor that rotationally drives the shaft main body portion of the second portion of the shaft, and a worm wheel that is meshed with the first portion of the shaft. It is characterized by including a speed reducer having a speed reducer.

本発明に係るシャフトの製造方法は、転造加工前に軸素材を切削することで、転造加工部位に歯車が噛み合わされる有効歯部及び前記歯車と噛み合わない小径部の領域を形成するとともに、前記有効歯部の領域と前記小径部の領域とを隔てる不完全部を形成する工程と、前記有効歯部の領域を転造加工により塑性変形させる工程と、を有することを特徴とする。 In the method for manufacturing a shaft according to the present invention, by cutting the shaft material before rolling, an effective tooth portion in which a gear is meshed and a small diameter portion in which the gear is not meshed are formed in the rolling processing portion. It is characterized by having a step of forming an incomplete portion separating the region of the effective tooth portion and the region of the small diameter portion, and a step of plastically deforming the region of the effective tooth portion by rolling.

本発明によれば、ウォームなどの有効歯部を転造加工で形成する際、軸素材の振れ補正などの追加作業が不要となって、製造工程を効率化させることができる。 According to the present invention, when an effective tooth portion such as a worm is formed by rolling, additional work such as runout correction of a shaft material becomes unnecessary, and the manufacturing process can be made more efficient.

本発明の実施形態に係るブラシレスモータが適用された減速機付モータを示す一部分解斜視図。A partially disassembled perspective view showing a motor with a speed reducer to which the brushless motor according to the embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態に係るブラシレスモータが適用された減速機付モータを示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a motor with a speed reducer to which the brushless motor according to the embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態に係るシャフトとウォームホイールとの関係を示す説明図であり、(A)はシャフトがウォームホイールと噛み合わされた状態を示し、(B)は比較例として示したシャフトがウォームホイールと噛み合わされた状態を示す。It is explanatory drawing which shows the relationship between the shaft and the worm wheel which concerns on embodiment of this invention, (A) shows the state which the shaft is meshed with a worm wheel, (B) is the shaft shown as a comparative example is a worm wheel. Indicates a state of being meshed with. 発明の実施形態に係るシャフトの側面図であり、(A)は製造時に使用するシャフトのブランクを示し、(B)は(A)のブランクがダイスにより転造加工される様子を示す。It is a side view of the shaft which concerns on embodiment of the invention, (A) shows the blank of the shaft used at the time of manufacturing, (B) shows how the blank of (A) is rolled by a die. 発明の実施形態に係るシャフトの側面図。The side view of the shaft which concerns on embodiment of the invention. 発明の実施形態に係る不完全部の傾斜角度とウォーム振れとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the inclination angle of an incomplete part and worm runout which concerns on embodiment of an invention. 発明の実施形態に係るシャフトの製造方法を段階的に説明するための説明図であり、(A)〜(C)は各工程を示す。It is explanatory drawing for stepwise explaining the manufacturing method of the shaft which concerns on embodiment of an invention, and (A)-(C) show each process.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<減速機付モータ>
図1は、本発明に係るシャフト100が適用される減速機付モータ1の一部分解斜視図である。図2は、減速機付モータ1の断面図である。
減速機付モータ1は、車両等に搭載される電装品(例えば、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)の駆動源となるものである。
図1及び図2に示すように、減速機付モータ1は、ブラシレスモータ2の回転軸として本発明に係るシャフト100が使用されている。ブラシレスモータ2のシャフト100の他端側にはウォームギヤ減速機3が設置されている。
<Motor with reducer>
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a motor 1 with a speed reducer to which the shaft 100 according to the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor 1 with a speed reducer.
The motor 1 with a speed reducer serves as a drive source for electrical components (for example, a power window, a sunroof, an electric seat, etc.) mounted on a vehicle or the like.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the motor 1 with a speed reducer, the shaft 100 according to the present invention is used as the rotation shaft of the brushless motor 2. A worm gear reducer 3 is installed on the other end side of the shaft 100 of the brushless motor 2.

<ブラシレスモータ>
ブラシレスモータ2は、シャフト100と、シャフト100に対して同心に配置された筒状のステータ10と、シャフト100と一体化されてステータ10の内周側に空隙を介して配置されたロータ4と、を備えたインナーロータ型のブラシレスモータである。なお、以下の説明では、ブラシレスモータ2の回転軸線O(後述するロータ4の回転軸線、請求項における軸線の一例)を軸方向と称し、ロータ4の回転方向を周方向と称し、軸方向及び周方向に直交する方向を径方向と称する。
<Brushless motor>
The brushless motor 2 includes a shaft 100, a cylindrical stator 10 arranged concentrically with respect to the shaft 100, and a rotor 4 integrated with the shaft 100 and arranged on the inner peripheral side of the stator 10 via a gap. It is an inner rotor type brushless motor equipped with. In the following description, the rotation axis O of the brushless motor 2 (the rotation axis of the rotor 4 described later, an example of the axis in the claim) is referred to as an axial direction, and the rotation direction of the rotor 4 is referred to as a circumferential direction. The direction orthogonal to the circumferential direction is called the radial direction.

<ステータ>
ステータ10は、外郭を形成するステータハウジング11と、ステータハウジング11内に配置されたステータコア12と、ステータコア12に巻装されたコイル13と、を有する。
<Stator>
The stator 10 includes a stator housing 11 that forms an outer shell, a stator core 12 that is arranged inside the stator housing 11, and a coil 13 that is wound around the stator core 12.

<ステータハウジング>
ステータハウジング11は、例えば金属材料により、軸方向に直交する断面が略角丸正六角形の有底筒状に形成されている。ステータハウジング11の内側には、複数のコイル13が形成されたステータコア12が、接着や圧入等の固定手段により周方向に沿って固定配置されている。
<Stator housing>
The stator housing 11 is formed of, for example, a metal material in a bottomed cylinder having a substantially rounded regular hexagonal cross section that is orthogonal to the axial direction. Inside the stator housing 11, a stator core 12 having a plurality of coils 13 formed therein is fixedly arranged along the circumferential direction by fixing means such as adhesion or press fitting.

<ステータコア>
ステータコア12は、ステータハウジング11(図2参照)の内部に圧入可能な軸方向に直交する断面が略角丸正六角形の角筒状に形成されている。ステータコア12は、断面が略角丸正六角形の角筒状に形成されたリングヨーク部14と、リングヨーク部14の径方向内方へ向けて突設された複数(本実施形態では6個)のティース部15と、を有する。ステータコア12では、樹脂製のインシュレータ(図示略)を介してティース部15に巻線が巻回されることで、前述したコイル13が複数(例えば、本実施形態では6個)形成されている。
<Stator core>
The stator core 12 is formed in a square cylinder having a substantially rounded regular hexagonal cross section that is orthogonal to the axial direction and can be press-fitted into the stator housing 11 (see FIG. 2). The stator core 12 has a ring yoke portion 14 formed in a square cylinder having a substantially rounded regular hexagonal cross section, and a plurality of stator cores 12 projecting inward in the radial direction of the ring yoke portion 14 (six in this embodiment). It has a teeth portion 15 of the above. In the stator core 12, a plurality of the above-mentioned coils 13 (for example, six in the present embodiment) are formed by winding a winding around the teeth portion 15 via a resin insulator (not shown).

各相のコイル13は、外部電源からの給電によりロータ4を回転させるための回転磁界を発生する。
図2に示すように、ステータハウジング11の底部には、軸受ハウジング16が突出形成されている。軸受ハウジング16には、シャフト100の一端部を回転自在に支持するための軸受17が内嵌されている。
The coils 13 of each phase generate a rotating magnetic field for rotating the rotor 4 by supplying power from an external power source.
As shown in FIG. 2, a bearing housing 16 is projected from the bottom of the stator housing 11. The bearing housing 16 is internally fitted with a bearing 17 for rotatably supporting one end of the shaft 100.

<ロータ>
ロータ4は、シャフト100と、シャフト100のシャフト本体部50(図5参照)の外周に圧入嵌合された円筒状のロータコア5と、ロータコア5の外周に設けられた複数個のセグメント型の永久磁石(ロータマグネット)6と、永久磁石6の外周に嵌合された非磁性材料製(ステンレス製など)のマグネットカバー7と、を有する。シャフト100の中心軸は軸方向と一致している。マグネットカバー7は、ロータコア5の外周の所望の位置に永久磁石6を保持する役割を有するとともに、永久磁石6への塵埃の付着や損傷を防止する役割を有している。
<Rotor>
The rotor 4 includes a shaft 100, a cylindrical rotor core 5 press-fitted to the outer periphery of the shaft body 50 (see FIG. 5) of the shaft 100, and a plurality of segment-type permanent magnets provided on the outer periphery of the rotor core 5. It has a magnet (rotor magnet) 6 and a magnet cover 7 made of a non-magnetic material (made of stainless steel or the like) fitted to the outer periphery of the permanent magnet 6. The central axis of the shaft 100 coincides with the axial direction. The magnet cover 7 has a role of holding the permanent magnet 6 at a desired position on the outer circumference of the rotor core 5, and also has a role of preventing dust from adhering to or damaging the permanent magnet 6.

<永久磁石>
永久磁石6は、例えばフェライト磁石により形成されている。永久磁石6は、軸方向に直交する断面が扇形となる形状に形成されている。永久磁石6は、その外周面の磁極が周方向に交互に逆極性で並ぶように等間隔で配列されている。マグネットカバー7は、周方向に配列された永久磁石6の外周に嵌合されている。これらシャフト100、ロータコア5、永久磁石6及びマグネットカバー7は、一体に構成されており、コイル13の回転磁界が永久磁石6に作用することで、シャフト100と一体のロータ4が回転する。
<Permanent magnet>
The permanent magnet 6 is formed of, for example, a ferrite magnet. The permanent magnet 6 is formed in a shape in which a cross section orthogonal to the axial direction is fan-shaped. The permanent magnets 6 are arranged at equal intervals so that the magnetic poles on the outer peripheral surface thereof are alternately arranged in the circumferential direction with opposite polarities. The magnet cover 7 is fitted on the outer periphery of the permanent magnets 6 arranged in the circumferential direction. The shaft 100, the rotor core 5, the permanent magnet 6 and the magnet cover 7 are integrally formed, and the rotating magnetic field of the coil 13 acts on the permanent magnet 6 to rotate the rotor 4 integrated with the shaft 100.

<ウォームギヤ減速機>
図2に示すように、ウォームギヤ減速機3は、ギヤハウジング20の他に、このギヤハウジング20内に収納されるウォーム21と、このウォーム21に噛み合わされるウォームホイール(請求項における歯車の一例)22と、を有している。
ギヤハウジング20には、ウォーム21やウォームホイール22を収容する収容空間23が形成されている。シャフト100は、軸受ハウジング24内の軸受25に支持された状態で他端部がギヤハウジング20の収容空間23の内部に挿入されている。シャフト100の他端部側にはウォーム21が一体回転するように設けられている。
<Worm gear reducer>
As shown in FIG. 2, in addition to the gear housing 20, the worm gear reducer 3 includes a worm 21 housed in the gear housing 20 and a worm wheel meshed with the worm 21 (an example of a gear in the claim). 22 and.
The gear housing 20 is formed with a storage space 23 for accommodating the worm 21 and the worm wheel 22. The other end of the shaft 100 is inserted into the accommodation space 23 of the gear housing 20 while being supported by the bearing 25 in the bearing housing 24. The worm 21 is provided on the other end side of the shaft 100 so as to rotate integrally.

このウォーム21に噛み合わされるウォームホイール22には、出力軸101が、ブラシレスモータ2のシャフト100(軸方向)に直交する方向に沿って設けられている。そして、出力軸101が回転した場合には、各種の電装品(パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)が駆動される。 The worm wheel 22 meshed with the worm 21 is provided with an output shaft 101 along a direction orthogonal to the shaft 100 (axial direction) of the brushless motor 2. Then, when the output shaft 101 rotates, various electrical components (power windows, sunroofs, electric seats, etc.) are driven.

<センサ基板>
ブラシレスモータ2に対するギヤハウジング20の接続部の内側、すなわち、ステータハウジング11とギヤハウジング20の接続部の内側には、シャフト100(ロータ4)の回転角度位置を検出する回転検出手段としてのセンサ基板30が設けられている。このセンサ基板30は、シャフト100の周囲のロータ4の軸方向に隣接する位置に配置されている。また、図2において符号31で示すものはコイル13に電流を供給するための外部接続用コネクタである。
<Sensor board>
Inside the connection portion of the gear housing 20 to the brushless motor 2, that is, inside the connection portion between the stator housing 11 and the gear housing 20, a sensor substrate as a rotation detection means for detecting the rotation angle position of the shaft 100 (rotor 4). 30 is provided. The sensor substrate 30 is arranged around the shaft 100 at a position adjacent to the rotor 4 in the axial direction. Further, what is indicated by reference numeral 31 in FIG. 2 is an external connection connector for supplying a current to the coil 13.

<シャフト>
図3は、シャフトとウォームホイール22との関係を示す説明図であり、(A)はシャフト100がウォームホイール22と噛み合わされた状態を示し、(B)は比較例として示したシャフトがウォームホイール22と噛み合わされた状態を示す。
図3(A)に示すように、シャフト100は、転造加工が施される転造加工部位となる第1部位L1と、転造加工が施されないシャフト本体部50となる第2部位L2とが同一回転軸線O上に並んで一体化されている。
なお、シャフト100において、第1部位L1はウォーム21であり、第2部位L2はブラシレスモータ2内に位置するモータシャフトのシャフト本体部50を構成している。また、図3(B)の比較例としてのシャフト200は、テーパ形状の不完全部(後述する)を有さない。
<Shaft>
3A and 3B are explanatory views showing the relationship between the shaft and the worm wheel 22, FIG. 3A shows a state in which the shaft 100 is meshed with the worm wheel 22, and FIG. 3B shows a state in which the shaft shown as a comparative example is a worm wheel. It shows the state of being meshed with 22.
As shown in FIG. 3A, the shaft 100 includes a first portion L1 which is a rolling processed portion to be rolled and a second portion L2 which is a shaft main body 50 which is not rolled. Are lined up and integrated on the same rotation axis O.
In the shaft 100, the first portion L1 is the worm 21, and the second portion L2 constitutes the shaft main body portion 50 of the motor shaft located in the brushless motor 2. Further, the shaft 200 as a comparative example of FIG. 3B does not have an incomplete portion (described later) in a tapered shape.

図4は、シャフト100の側面図であり、(A)は製造時に使用するシャフト100のブランク(軸素材)100´を示し、(B)は(A)のブランク100´がダイスDにより転造加工される様子を示す。図5は、ブランク100´から製造されたシャフト100の完成品の側面図である。
図4(A)に示すように、第1部位L1は、ウォーム21の歯部を形成する有効歯部51と、有効歯部51の軸方向両側に配置された小径部52とを有している。有効歯部51とは、ウォームホイール22と噛み合わされる箇所である。小径部52は、歯の形状が不完全でウォームホイール22と噛み合わない箇所である。
4A and 4B are side views of the shaft 100. FIG. 4A shows a blank (shaft material) 100'of the shaft 100 used at the time of manufacturing, and FIG. 4B shows a blank 100'of (A) rolled by a die D. Shows how it is processed. FIG. 5 is a side view of a finished product of the shaft 100 manufactured from the blank 100'.
As shown in FIG. 4A, the first portion L1 has an effective tooth portion 51 forming the tooth portion of the worm 21 and a small diameter portion 52 arranged on both sides of the effective tooth portion 51 in the axial direction. There is. The effective tooth portion 51 is a portion that meshes with the worm wheel 22. The small diameter portion 52 is a portion where the tooth shape is incomplete and does not mesh with the worm wheel 22.

これら有効歯部51と小径部52との間には、有効歯部51の直径よりも径が小さい不完全部53が形成されている。この不完全部53は、有効歯部51から小径部52に向けて漸次直径が小さくなるテーパ形状に形成されている。不完全部53は、その最小径部54(最小径、直径を符号dで示す)が有効歯部51の歯底径と同一となるように形成されている。 An incomplete portion 53 having a diameter smaller than the diameter of the effective tooth portion 51 is formed between the effective tooth portion 51 and the small diameter portion 52. The incomplete portion 53 is formed in a tapered shape in which the diameter gradually decreases from the effective tooth portion 51 toward the small diameter portion 52. The incomplete portion 53 is formed so that its minimum diameter portion 54 (minimum diameter and diameter are indicated by reference numerals d) is the same as the tooth bottom diameter of the effective tooth portion 51.

そして、図4(B)に示すように、上記ブランク100´では、第1部位L1の有効歯部51と小径部52との間に位置する不完全部53を、転造加工を行うダイスDの押込みにより外方(押込方向を符号P1,P2で示す)から押さえ付けることで、ダイスDと軸素材との接触面積とともに、ダイスDによる加工荷重を相対的に増加させることができる。その結果、シャフト100では、転造加工時における軸素材の振れを抑えることができる。また、ウォーム21となる有効歯部51を転造加工を施す際、軸素材の振れ補正などの追加作業が不要となって、製造工程が効率化する。 Then, as shown in FIG. 4B, in the blank 100', the incomplete portion 53 located between the effective tooth portion 51 and the small diameter portion 52 of the first portion L1 is rolled into the die D. By pressing from the outside (the pressing direction is indicated by reference numerals P1 and P2) by pushing in, the machining load by the die D can be relatively increased as well as the contact area between the die D and the shaft material. As a result, in the shaft 100, the runout of the shaft material during the rolling process can be suppressed. Further, when the effective tooth portion 51 to be the worm 21 is rolled, additional work such as runout correction of the shaft material becomes unnecessary, and the manufacturing process becomes efficient.

なお、テーパを形成する不完全部53の傾斜は、回転軸線Oに対して5〜30°程度に設定することが好ましい。 The inclination of the incomplete portion 53 forming the taper is preferably set to about 5 to 30 ° with respect to the rotation axis O.

図6は、縦軸をウォーム振れ(μm)とし、横軸を不完全部53の傾斜角度(°)としたときのウォーム振れの変化を示すグラフである。
図6に示すように不完全部53の傾斜を5〜30°に設定した場合に(測定値a1,a2で示す)、傾斜がない0°のブランク(測定値a0で示す)と比較して、ウォーム21に転造加工を施す際の軸素材の振れが大きく減少することが確認できる。
FIG. 6 is a graph showing changes in worm runout when the vertical axis is the worm runout (μm) and the horizontal axis is the inclination angle (°) of the incomplete portion 53.
As shown in FIG. 6, when the inclination of the incomplete portion 53 is set to 5 to 30 ° (indicated by the measured values a1 and a2), it is compared with a blank having no inclination (indicated by the measured value a0). It can be confirmed that the runout of the shaft material when the worm 21 is rolled is greatly reduced.

<シャフトの製造方法>
次に、図7に基づいて、シャフト100の製造方法について詳述する。
図7は、シャフト100の製造方法を段階的に説明するための説明図であり、(A)〜(C)は各工程を示す。
<Shaft manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the shaft 100 will be described in detail with reference to FIG. 7.
7A and 7B are explanatory views for stepwise explaining the manufacturing method of the shaft 100, and FIGS. 7A to 7C show each step.

<切削加工工程>
まず、図7(A)に示すような径が同一のブランク100´を用意し、このブランク100´の端部を、ブラシレスモータ2のロータコア5を圧入するために切削により面取り加工を施す。
次に、図7(B)に示すように、ブランク100´の転造加工部位となる第1部位L1に、切削により有効歯部51及び小径部52の外形を形成するとともに、これらの領域を隔てる不完全部53を形成する。
<Cutting process>
First, a blank 100'with the same diameter as shown in FIG. 7A is prepared, and the end portion of the blank 100'is chamfered by cutting in order to press-fit the rotor core 5 of the brushless motor 2.
Next, as shown in FIG. 7B, the outer shapes of the effective tooth portion 51 and the small diameter portion 52 are formed by cutting at the first portion L1 which is the rolling processed portion of the blank 100', and these regions are formed. The incomplete portion 53 that separates is formed.

<転造加工工程>
次に、ダイスDにより有効歯部51の領域を転造加工により塑性変形させる加工を行うことで、図7(C)に示すようなウォーム21を作成する。このとき、第1部位L1の有効歯部51と小径部52との間に位置する不完全部53をダイスDの押込みにより押さえ付けることで、軸体の振れ、騒音の発生を抑えることができる。
<Rolling process>
Next, the worm 21 as shown in FIG. 7C is created by performing a process of plastically deforming the region of the effective tooth portion 51 by rolling with the die D. At this time, by pressing the incomplete portion 53 located between the effective tooth portion 51 and the small diameter portion 52 of the first portion L1 by pushing the die D, it is possible to suppress the vibration of the shaft body and the generation of noise. ..

このように、上述の実施形態のシャフト100では、製造時において、第1部位L1の有効歯部51と小径部52との間に位置する不完全部53を、転造加工を行うダイスDの押込みにより外方から押さえ付けることで、ダイスDと軸体との接触面積とともに、ダイスDによる加工荷重を相対的に増加させることができる。これにより、転造加工時における軸素材の振れを抑えることができる。
その結果、本実施形態では、ウォーム21などの有効歯部51に転造加工を施す際、軸体の振れ補正などの追加作業が不要となって、製造工程を効率化させることができる。
As described above, in the shaft 100 of the above-described embodiment, at the time of manufacturing, the incomplete portion 53 located between the effective tooth portion 51 and the small diameter portion 52 of the first portion L1 is rolled on the die D. By pressing from the outside by pushing, the machining load by the die D can be relatively increased as well as the contact area between the die D and the shaft body. As a result, it is possible to suppress the runout of the shaft material during the rolling process.
As a result, in the present embodiment, when rolling the effective tooth portion 51 such as the worm 21 is performed, additional work such as runout correction of the shaft body becomes unnecessary, and the manufacturing process can be made more efficient.

また、シャフト100では、不完全部を有効歯部51から小径部52に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状とした。このため、不完全部53により転造加工を施すダイスDにより外方から安定して押さえ付けることができ、転造加工時における軸素材の振れを確実に防止することができる。 Further, in the shaft 100, the incomplete portion has a tapered shape in which the outer diameter gradually decreases from the effective tooth portion 51 toward the small diameter portion 52. Therefore, the die D that is rolled by the incomplete portion 53 can be stably pressed from the outside, and the runout of the shaft material during the rolling can be reliably prevented.

また、シャフト100では、不完全部53の最小径部54を、有効歯部51の歯底径と同一することで、例えば、不完全部53のテーパを緩やかな傾斜面とすることができる。このため、ダイスDに対してガタを発生させずに軸素材を支持させることができる。 Further, in the shaft 100, by making the minimum diameter portion 54 of the incomplete portion 53 the same as the tooth bottom diameter of the effective tooth portion 51, for example, the taper of the incomplete portion 53 can be made a gently inclined surface. Therefore, the shaft material can be supported on the die D without causing play.

なお、シャフト100では、有効歯部51と小径部との間に位置する不完全部53をテーパ状に形成した。しかしながらこれに限られるものではなく、不完全部53に代えて段差を形成しても良い。この段差部の小径部分をダイスDにより押さえ付けることで、同様に軸体の振れを防止することが可能となる。 In the shaft 100, the incomplete portion 53 located between the effective tooth portion 51 and the small diameter portion is formed in a tapered shape. However, the present invention is not limited to this, and a step may be formed instead of the incomplete portion 53. By pressing the small diameter portion of the stepped portion with the die D, it is possible to similarly prevent the shaft body from swinging.

また、上述の実施形態では、シャフト100は有効歯部51の両側に不完全部53を形成した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、シャフト本体部50側のみであっても良い。このような1箇所の不完全部53によっても、ダイスDにより押さえ付けることで、同様に軸素材の振れを防止することが可能となる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the shaft 100 has incomplete portions 53 formed on both sides of the effective tooth portion 51 has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be limited to the shaft body 50 side only. Even with such an incomplete portion 53 at one location, it is possible to prevent the shaft material from swinging by pressing it with the die D.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

1…減速機付モータ、2…ブラシレスモータ、3…ウォームギヤ減速機、21…ウォーム、22…ウォームホイール(歯車)、50…シャフト本体部、51…有効歯部、52…小径部、53…不完全部、54…最小径部、100…シャフト、100´…ブランク、D…ダイス、O…回転軸線(軸線)、L1…第1部位、L2…第2部位 1 ... Motor with reducer, 2 ... Brushless motor, 3 ... Worm gear reducer, 21 ... Worm, 22 ... Worm wheel (gear), 50 ... Shaft body, 51 ... Effective teeth, 52 ... Small diameter, 53 ... Not Complete part, 54 ... Minimum diameter part, 100 ... Shaft, 100'... Blank, D ... Dice, O ... Rotating axis (axis), L1 ... 1st part, L2 ... 2nd part

Claims (7)

転造加工部位となる第1部位と、転造加工が施されないシャフト本体部となる第2部位とが同一軸線上に並んで一体化され、前記第1部位は歯車に噛み合わされるシャフトであって、
前記第1部位は、
前記歯車に噛み合わされる有効歯部と、
前記有効歯部の前記軸線方向の少なくとも一方に配置され、前記歯車と噛み合わない小径部と、
前記有効歯部と前記小径部との間に形成され、前記有効歯部の直径よりも径が小さい不完全部と、
を有する
ことを特徴とするシャフト。
The first part, which is the rolling part, and the second part, which is the shaft body that is not rolled, are integrated side by side on the same axis, and the first part is a shaft that is meshed with a gear. hand,
The first part is
The effective tooth part that meshes with the gear and
A small diameter portion that is arranged in at least one of the effective tooth portions in the axial direction and does not mesh with the gear.
An incomplete portion formed between the effective tooth portion and the small diameter portion and having a diameter smaller than the diameter of the effective tooth portion,
A shaft characterized by having.
前記第1部位はウォームであり、
前記第2部位はモータシャフトである
ことを特徴とする請求項1に記載のシャフト。
The first part is warm
The shaft according to claim 1, wherein the second portion is a motor shaft.
前記不完全部は、前記有効歯部から前記小径部に向けて漸次直径が小さくなるテーパ形状である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシャフト。
The shaft according to claim 1 or 2, wherein the incomplete portion has a tapered shape in which the diameter gradually decreases from the effective tooth portion toward the small diameter portion.
前記不完全部は、前記有効歯部と前記小径部との間に形成された段差である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシャフト。
The shaft according to claim 1 or 2, wherein the incomplete portion is a step formed between the effective tooth portion and the small diameter portion.
前記不完全部の最小径は、前記有効歯部の歯底径と同一である
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシャフト。
The shaft according to any one of claims 1 to 4, wherein the minimum diameter of the incomplete portion is the same as the tooth bottom diameter of the effective tooth portion.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のシャフトと、
前記シャフトにおける前記第2部位の前記シャフト本体部を回転駆動するモータと、
前記シャフトにおける前記第1部位に噛み合わされるウォームホイールを有する減速機と、
を備える
ことを特徴とする減速機付モータ。
The shaft according to any one of claims 1 to 5.
A motor that rotationally drives the shaft body of the second portion of the shaft, and
A speed reducer having a worm wheel meshed with the first portion of the shaft,
A motor with a speed reducer, which is characterized by being equipped with.
転造加工前に軸素材を切削することで、転造加工部位に歯車が噛み合わされる有効歯部及び前記歯車と噛み合わない小径部の領域を形成するとともに、前記有効歯部の領域と前記小径部の領域とを隔てる不完全部を形成する工程と、
前記有効歯部の領域を転造加工により塑性変形させる工程と、
を有する
ことを特徴とするシャフトの製造方法。
By cutting the shaft material before rolling, an effective tooth portion where the gear is meshed and a small diameter region where the gear does not mesh are formed at the rolling processing portion, and the effective tooth region and the small diameter are formed. The process of forming an incomplete part that separates the area of the part,
The step of plastically deforming the region of the effective tooth portion by rolling and
A method for manufacturing a shaft, which comprises.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114248119A (en) * 2021-12-31 2022-03-29 重庆化工职业学院 Power device of intelligent drilling and polishing equipment

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