JP4874055B2 - 軸接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸接続構造に関し、より詳しくは、モータの軸を被回転軸に接続する構造に関する。

従来、例えばロータリシャッタのモータとシャッタ羽根とを接続するために用いられる軸接続構造として、筐体に回転自在に支持される回転軸がモータのボディにモータ取付部材を介して取り付けられるものが知られている。ボディは回転軸に接続される駆動軸を回転自在に支持しており、モータ取付部材が筐体に固定されることにより、ボディは筐体に固定される。

駆動軸は回転軸を回転駆動する。この時、駆動軸は回転軸に、そしてボディは筐体に固定されているため、駆動軸の軸心と回転軸の軸心が完全に一致するようにボディが筐体に固定されていないと、駆動軸の軸心と回転軸の軸心とのずれから、振動が発生して機器の耐久性が低下する。

この振動を防止するため、モータを取り付けるときに調整作業を行ったり、駆動軸の回転速度を制限したり、回転軸と駆動軸との間にカップリングを設けて軸のずれを吸収させたりする方法が知られている（特許文献１）。
特開２００６−１０２４７４号公報

しかし、カップリングを介して接続すると、回転軸と駆動軸との間で伝えられる回転力のわずかな損失、つまり回転ロスが発生する。この回転ロスにより回転軸の回転速度を精密に制御することができなくなる。さらに、調整作業には限界があり完全に軸心を一致させることができないため、完全にモータ及び回転軸の振動をなくすことは出来ない。また、軸接続構造が用いられる機器によっては、より広い範囲の回転速度で駆動軸を回転させる必要がある。

本発明は、これらの問題を全て解決するためになされたものであり、調整作業が不要であり、精密に回転速度を制御することが可能、かつ耐久性の高い軸接続構造を得ることを目的とする。

本発明による軸接続構造は、回転軸を回転自在に支持する筐体と、筐体に取り付けられる固定部材と、固定部材と筐体との間に設けられるばね部材と、ばね部材と筐体との間に設けられるモータ取付部材と、回転軸と略同軸に嵌合する駆動軸と、駆動軸を支持しモータ取付部材に取り付けられるボディとを有するモータとを備え、ボディはばね部材により筐体に向けて付勢されることを特徴とする。

筐体は回転軸の周囲に突出するベース部材を備え、固定部材はベース部材の端部に取り付けられることが望ましい。

ベース部材は回転軸と略同軸の円筒形状であって、モータ取付部材は、ボディよりも大きくベース部材の内径よりも小さい径を有する円盤であってベース部材と遊嵌すると共に、駆動軸が貫通する軸開口部を有し、ボディの筐体側の面に駆動軸と略同軸に取り付けられ、ボディは駆動軸と同軸の円筒形状であり、固定部材は、ボディと略同軸に遊嵌する円状のボディ開口部を有し、ばね部材は、固定部材における筐体側の面と、モータの径方向に突出するモータ取付部材におけるモータ側の面と係合すればなお良い。

モータ取付部材の筐体側の面には突起が設けられ、筐体には突起を受容する凹部が設けられ、突起は凹部と遊嵌してボディの回転を防止することが好ましい。

ばね部材はウェーブワッシャが好適である。

本発明によれば、調整作業が不要であり、精密に回転速度を制御することが可能、かつ耐久性の高い軸接続構造を得ることができる。

以下、本発明における軸接続構造の一実施形態について添付図面を参照して説明する。

軸接続構造を図１及び図２を用いて説明する。

軸接続構造は、回転軸６０を回転自在に支持する筐体５０と、回転軸６０と同軸に接続される駆動軸１１を有するモータ１０と、これらを接続するために用いられるベース部材７０、固定部材２０、ばね部材３０、及びモータ取付部材４０とから主に構成される。

筐体５０は他の部材に取り付けるための脚部５１と、脚部５１に取り付けられるベアリング支持部材８０と、回転軸６０をベアリング支持部材８０に対して回転自在に支持するベアリング部材８５とから成る。

脚部５１は他の部材にボルトを介して固定するための固定部５２と、固定部５２から垂直に延びる支持板５３とから成る。

ベアリング支持部材８０は、内径が略同じで外径の異なる第１及び第２の円筒８１、８２を同軸に接続した形状を有する。外径が小さい円筒８２は、支持板５３に開口する円形の穴部５４と嵌合して支持板５３の表面から突出する。外径が大きい第１の円筒８１は支持板５３の裏面に係合する。

ベアリング支持部材８０の内周面には第１及び第２の段部８３、８４が形成される。第１の段部８３は第２の円筒８２において支持板５３から突出する平面８８側の内周面に設けられる。第２の段部８４は第１の円筒８１の内周面に設けられ、第１の段部８３からの長さはベアリング部材８５の軸方向の長さと略一致している。

ベアリング部材８５はフランジを有さない第１のベアリング部材８６とフランジを有する第２のベアリング部材８７とから成る。第１及び第２のベアリング部材８６、８７のフランジ部分を除いた外径は同一であり、内径も同じである。

第１のベアリング部材８６は、ベアリング支持部材８０が突出する方向からベアリング支持部材８０の内周面に圧入される。第１のベアリング部材８６は第２の段部８４と係合している。

その後、第１のベアリング部材８６と同じ方向からベアリング支持部材８０の内周面に第２のベアリング部材８７が圧入される。第２のベアリング部材８７における圧入方向の端面は第１のベアリング部材８６と係合し、第２のベアリング部材８７のフランジは第１の段部８３と係合している。

回転軸６０はベアリング部材８５の内周面に圧入されて嵌合し、ベアリング部材８５によって筐体５０に対し回転自在に支持される。

回転軸６０の外周には第３の段部６１が設けられる。第３の段部６１は、モータ１０が接続される駆動軸接続部６２と、動力を出力する出力部６３との径の差により形成される。駆動軸接続部６２の外径は出力部６３の径及びベアリング部材８５の内径よりも大きい。出力部６３の径はベアリング部材８５の内径と略同一である。

回転軸６０は、脚部５１から突出するベアリング支持部材８０の端面からベアリング部材８５の内周面に圧入される。第３の段部６１は第２のベアリング部材８７のインナレースと係合する。

駆動軸接続部６２の端面６４には駆動軸１１を挿入するための軸受穴６５が、回転軸６０と同軸に形成される。回転軸６０の外周面から軸受穴６５へ螺子孔が１つ形成される。螺子孔が開口する外周面の周囲は軸方向に切り取られて平面が形成される。

ベース部材７０は円筒形状を有する。円筒の内周面には第１のフランジ７１と第２のフランジ７２とが設けられる。

第１のフランジ７１は、ベース部材７０の軸方向に向けて全周に渡り突出して、ベース部材７０と同軸の穴を形成する。この穴はベアリング支持部材８０の内径と略同じ直径であって、駆動軸接続部６２の直径よりも大きい直径を有する。そのため、回転軸６０が回転しても第１のフランジ７１には接触しない。第１のフランジ７１は、脚部５１から突出するベアリング支持部材８０の端面８８と係合する。この突出する端面８８には、円周方向に均等間隔で３つの螺子孔が穿設される。第１のフランジ７１には３つの螺子孔に対応する位置にそれぞれ開口が設けられる。この開口に螺子が挿入されて螺子孔と螺合することにより、第１のフランジ７１はベアリング支持部材８０と結合される。

第２のフランジ７２は、ベアリング支持部材８０方向で第１のフランジ７１と隣接し、ベース部材７０の軸方向に向けて全周に渡り突出する。突出する長さは第１のフランジ７１が突出する長さの約１／３であり、ベース部材７０と同軸の穴を形成する。

モータ１０は円筒状のボディ１２と、ボディ１２と同軸に突出する駆動軸１１とを有する。ボディ１２における回転軸６０が突出する平面１３には、モータ取付部材４０を取り付けるための螺子孔が、円周方向に均等な間隔で３つ設けられる。

モータ取付部材４０はボディ１２よりも大きい径を有する円盤状であり、中心に外周と同軸であって円状の開口部４１を有する。モータ取付部材４０には、ボディ１２に設けられた螺子孔に対応する位置に穴４２が設けられる。モータ１０と接する面と反対側の面には突起４３が１つ設けられる。

固定部材２０は円盤状であって、モータ１０のボディ１２よりもわずかに大きい径を有する円状の開口部２１を有する。そして、ベース部材７０に穿設された螺子孔に対応する位置に穴２２が設けられる。

ばね部材はウェーブワッシャ３０から成る。ウェーブワッシャ３０はドーナツ状の円盤の中心を通る直線Ｌで折り曲げた形状である。その直線に直交する径方向における断面は「く」の字形状である。なお、図２に示すウェーブワッシャ３０は、ばね部材であることを模式的に示したものである。

組立において、モータ１０のボディ１２は、固定部材２０における円状の開口部２１へ嵌挿される。次にウェーブワッシャ３０に嵌挿される。その後、ボディ１２の駆動軸１１が突出する面にモータ取付部材４０が螺子で固定される。モータ取付部材４０はボディ１２よりも大きい径を有するため、ボディ１２の径方向全周に渡ってモータフランジ部４４が形成される。

固定部材２０に設けられた穴２２とベース部材７０に設けられた螺子孔７３とを螺子９１で固定することにより、固定部材２０はベース部材７０に固定される。固定部材２０はウェーブワッシャ３０を回転軸方向に押圧する。ウェーブワッシャ３０は固定部材２０に押圧されて、モータフランジ部４４をベース部材７０における第２の段部８４へ付勢する。これにより、モータ１０は回転軸６０方向に付勢される。

モータフランジ部４４の外径はベース部材７０の内径よりもわずかに小さい。また、前述のように固定部材２０の内径がボディ１２よりもわずかに大きいことから、モータ１０は径方向に変位することが可能となる。

駆動軸１１は回転軸６０の軸受穴６５に挿入される。駆動軸１１は外周の一部が切り取られて平面１３を成す。この平面１３を軸受穴６５に設けられた螺子孔６６に相対するように駆動軸１１を軸受穴６５に挿入する。そして螺子を螺子孔６６から挿入し、この平面１３に係合させることにより、駆動軸１１は回転軸６０に対して固定される。

モータ取付部材４０に設けられる突起４３はベース部材７０における第２のフランジ７２に設けられる凹部７３と遊嵌する。駆動軸１１が回転したとき、回転軸６０からボディ１２に反力が伝えられる。突起４３が凹部７３と遊嵌することにより、ボディ１２がこの反力により回転されることを防ぐことが出来る。

これにより、モータ１０を取り付けるときに精密に調整を行わなくても回転軸６０と駆動軸１１の軸心がずれることが無くなり、モータ１０及び回転軸６０が振動して装置の耐久性を低下させることを防止することが出来る。

なお、ばね部材はウェーブワッシャ３０に限定されず、コイルバネや板バネであっても良い。

軸接続構造の斜視分解図である。 軸接続構造の断面図である。

符号の説明

１０ モータ
１１ 駆動軸
１２ ボディ
２０ 固定部材
３０ ウェーブワッシャ
４０ モータ取付部材
５０ 筐体
６０ 回転部材
７０ ベース部材

Claims (3)

1. 回転軸を回転自在に支持する筐体と、
   前記筐体に取り付けられる固定部材と、
   前記固定部材と前記筐体との間に設けられるばね部材と、
   前記ばね部材と前記筐体との間に設けられるモータ取付部材と、
   前記回転軸と略同軸に嵌合する駆動軸と、前記駆動軸を支持し前記モータ取付部材に取り付けられるボディとを有するモータとを備え、
   前記ボディは前記ばね部材により前記筐体に向けて付勢され、
   前記筐体は前記回転軸の周囲に突出するベース部材を備え、
   前記固定部材は前記ベース部材の端部に取り付けられ、
   前記ベース部材は前記回転軸と略同軸の円筒形状であって、
   前記モータ取付部材は、前記ボディよりも大きく前記ベース部材の内径よりも小さい径を有する円盤であって、前記ベース部材と遊嵌し、前記駆動軸が貫通する軸開口部を有し、前記ボディの前記筐体側の面に前記駆動軸と略同軸に取り付けられ、
   前記ボディは前記駆動軸と同軸の円筒形状であり、
   前記固定部材は、前記ボディと略同軸に遊嵌する円状のボディ開口部を有し、
   前記ばね部材は、前記固定部材における前記筐体側の面と、前記モータの径方向に突出する前記モータ取付部材における前記モータ側の面と係合する軸接続構造。
2. 前記モータ取付部材の筐体側の面には突起が設けられ、
   前記筐体には前記突起を受容する凹部が設けられ、
   前記突起は前記凹部と遊嵌して前記ボディの回転を防止することを特徴とする請求項１に記載の軸接続構造。
3. 前記ばね部材はウェーブワッシャであることを特徴とする請求項１に記載の軸接続構造。

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