JPH07259873A - ビルトインモータのロータ取付構造 - Google Patents

ビルトインモータのロータ取付構造

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JPH07259873A
JPH07259873A JP6051843A JP5184394A JPH07259873A JP H07259873 A JPH07259873 A JP H07259873A JP 6051843 A JP6051843 A JP 6051843A JP 5184394 A JP5184394 A JP 5184394A JP H07259873 A JPH07259873 A JP H07259873A
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JP
Japan
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rotor
outer ring
sleeve
thread
ring body
Prior art date
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Pending
Application number
JP6051843A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Tsubota
田 利 雄 坪
Tsutomu Haga
賀 務 芳
Taro Kawazoe
添 太 郎 川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Seiki Co Ltd filed Critical Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication of JPH07259873A publication Critical patent/JPH07259873A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/09Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/093Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
    • F16D1/095Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping with clamping effected by ring contraction only

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Abstract

(57)【要約】 【目的】ビルトインモータのロータを回転体に対して強
固に固着するとともに、工作機械の据付け場所で簡単に
ロータの着脱が可能なロータ取付構造を得る。 【構成】主軸などの工作機械の回転体1の外周面とロー
タ2との間に、ロータの幅より長めに突出させたスリー
ブ3を設け、その突出部の外周面に複数のねじ山5aか
らなる雄ねじを形成する。前記ねじ山5aと螺合可能な
ねじ山5b,5cからなる雌ねじが形成された一対の外
輪体A,Bをスリーブの前記突出部に螺合し、両外輪体
をボルト6で締め付ける。ねじ山のフランクを緩やかに
形成し(9°〜15°程度)、両外輪体の締め付けによ
りスリーブを回転体に強固に締結するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械の高速に回
転する主軸等にロータを直接強固に、かつ、精度良く固
定するビルトインモータのロータ取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械の出力軸である回転体(主軸)
に直接モータを組み込だビルトインモータが多く使用さ
れるようになっている。このビルトインモータのロータ
と回転体とは焼きばめによって固着されていたが、この
焼きばめの際に回転体の熱変形を生じ、ロータが高速回
転したとき回転体が振動し、加工動作に悪影響を与える
ことがあり、また、故障時のロータの交換が納入先では
困難な問題があった。その他焼きばめに変わる方法とし
て、ロータと回転体の外周との間に仲介部材を介在せし
めることが提案されている。例えば、出願人が先に提案
した特開昭62ー196425号公報に記載される発明
は、ロータと回転体との間に軸受けボールを介して内周
面に雌ねじを形成した楔を、挿入して両者の伝動を確実
にしたものである。
【0003】また、特開平5ー292699号公報に記
載される発明は、ロータを固着した筒軸部を回転体の外
周に嵌合し、この筒軸部のロータから突出した突出端部
に、外周面が山型に形成された締付けリングを外嵌し、
この締付けリングの外周傾斜面に接触する内周テーパ面
が形成された2個の外輪を嵌合し、前記外輪と外輪とを
複数箇所で軸線方向に締付けボルトで締付けると、両外
輪の移動に伴い締付けリングの直径が縮小することによ
り、筒軸部が回転体に強固に固着されるものである。し
かし、特開昭62ー196425号公報に記載されるも
のはロータの取替え、修理等の際の分解作業において、
軸受けボールなどが配置されているため構造が複雑であ
る。また、特開平5ー292699号公報に記載される
ものは、ロータの最大トルクに耐えられる適切な締め代
で筒軸部を回転体に締め付ける方法としては不適切であ
る。すなわち、適切な締め代は筒軸部(同公報中符号2
1)と出力軸(同符号j)の半径方向の隙間(δ1
と、締付けリング(同符号10)と筒軸部の半径方向隙
間(δ2 )とをゼロにするまで前記締付けリングを締付
けた後、さらに締付けリングを適切な力で締付けた時の
締付けリングの半径方向の締め代(δ3 )によって発生
する。しかしながら、前記した隙間(δ1 )と隙間(δ
2 )とは機械加工時の誤差によりばらつきがあり、従っ
て、当初予定した適切な締め代(δ3 )に対して、実際
の締め代がばらつく不具合がある。締め代が少な過ぎる
と、筒軸部と出力軸の間で滑りが生じ、反対に大き過ぎ
ると出力軸が変形して高速回転時における振動の発生原
因となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の問
題点に鑑みてなされたもので、ビルトインモータを構成
するロータを、工作機械の主軸などの回転体に対して適
切な締付力で強固に固着できるとともに、ロータの最大
トルクに対して筒軸部の締め代が少なくてすみ、かつ、
ロータの交換や修理の際にも簡単にロータの着脱ができ
るロータ取付構造を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のビルトインモ
ータのロータ取付構造の前記目的は下記の構成によって
達成する。回転体にロータを取り付けたビルトインモー
タのロータ取付構造において、前記回転体に外嵌され外
周面に前記ロータが固定されるとともに、前記回転体の
回転軸線方向の長さが前記ロータの長さよりも長めに形
成され、前記ロータの端部より突出する突出部の外周に
ねじ山のフランクが回転軸線に対して9〜15度となる
ように雄ねじが形成されたスリーブと、前記突出部の雄
ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成され、複数の締結
用ねじ孔が形成された一方の外輪体と、前記突出部の雄
ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成され、前記一方の
外輪体の前記締結用ねじ孔と一致するように複数のボル
ト孔が形成された前記他方の外輪体と、前記突出部の雄
ねじに螺合され、所定の間隙を有するように配置された
二つの前記外輪体を、前記他方の外輪体のボルト孔を挿
通して前記一方の外輪体の締結用ねじ孔に螺入すること
により締め付ける締結用ボルトとからなり、前記締結用
ボルトの締め付けによる前記突出部の雄ねじのフランク
と二つの外輪体の雌ねじのフランクとの係合によって前
記スリーブの半径方向に締結力を付与し、前記スリーブ
を前記回転体に強固に締結するようにした。
【0006】
【作用】この発明は上述のように形成されているので、
以下のように作用する。内周面に雌ねじが形成された二
つの外輪体を、雄ねじが形成されたスリーブの突出部に
螺合し、所定間隔を置いて両外輪体を突出部上に配置す
ると、スリーブの突出部に形成された前記雄ねじのねじ
山のフランクと、両外輪体の内周面に形成された前記雌
ねじのねじ山のフランクとが係合する。締結用ボルトを
他方の外輪体のボルト穴を挿通して一方の外輪体のねじ
穴に螺合すると、両外輪体にはそれぞれ接近する方向に
ボルトによる締付力が付勢される。ねじ山のフランクは
緩やかな(傾斜角が回転軸線に対して9°〜15°程
度)面として形成されているので、両外輪体を接近させ
る方向に締付力が付勢されると、スリーブの半径方向に
締結力が作用する。これにより、スリーブを強固に回転
体に固定し、ロータの回転を確実に回転体に伝達するこ
とができる。
【0007】
【実施例】図1はこの発明のビルトインモータのロータ
取付構造の一例の断面図である。図2は図1の要部拡大
図である。図1において、符号1は回転体である工作機
械の主軸で、この主軸1に管状のスリーブ3が外嵌さ
れ、このスリーブ3の外周にビルトインモータを構成す
るロータ2が取付けられている。
【0008】スリーブ3の回転軸線C方向の長さはロー
タ2の同方向の長さよりも大きく形成され、主軸1の一
端側でロータ2の端部より突出している。ロータ2の端
部より突出したスリーブ3の外周面には、ねじ山のフラ
ンク(ねじ山の頂と谷底とを連結する傾斜した面)がな
だらかな傾斜角度αで複数のねじ山5aが刻設された雄
ねじが形成されているとともに、回転軸線Cと平行に一
つまたは複数のスリット3aが形成されている。このス
リット3aはスリーブ3を締付けた時に、スリーブ3が
径方向に縮みやすくするために設けたものであるが、必
ずしも必要では無い。このねじ山5aに螺合するねじ山
5bからなる雌ねじが内周面に形成された一方の外輪体
である円環状の外輪体Aには、同一円周上に均等間隔で
複数個の締結用ねじ孔7が形成されている。また、外輪
体Aと同様に、ねじ山5aに螺合するねじ山5cからな
る雌ねじが内周面に形成された他方の外輪体である円環
状の外輪体Bには、外輪体Aの締結用ねじ孔7に一致す
るようにボルト孔8が形成されている。前記した締結用
ねじ孔7およびボルト孔8の数は、通常6〜12本程度
とすることが好ましい。この態様により、外輪体A,B
はねじ山5aとねじ山5b,5cを係合させた状態で回
動することによりスリーブ3の突出部に螺合することが
できる。なお、突出部のねじ山5aの山数は4ないし5
程度、外輪体A,Bに形成するねじ山5b,5cの山数
は1または2程度でよい。
【0009】6は締結用ねじ孔7に螺入される締結用ボ
ルト(六角穴付きボルト)で、頭部6aが外輪体Bのボ
ルト孔8と同心に形成された座ぐり部と係合して両外輪
体A,Bを締め付けることができるようになっている。
なお、前記座ぐり部は、図2に示すように、外輪体Bの
表面から締結用ボルト6の頭部6aが突出しないように
深座ぐりとして形成してもよい。また、座ぐり部は省略
することも可能であり、締結用ボルトとして六角ボルト
を使用することもできる。前記したねじ山5aやねじ山
5b,5cの山数やフランクの傾斜角度αについては主
軸1の直径の大きさ、外輪体A,Bの厚みおよびスリー
ブ3の長さによって相違するが、締結構造の関係で傾斜
角度αは9〜15度が好ましく、特に、9〜10度位が
最適である。傾斜角度αが9度以下になると、ねじ山5
aとねじ山5b,5cがセルフロックされて、修理に際
して外輪体A,Bが緩みにくくなる。また、15度以上
になると外輪体A,Bの締め付けによるスリーブ3の主
軸1に対する締結力が弱くなる。
【0010】ねじ山5のフランクの最適な傾斜角度αは
以下の理論計算により求めることができる。傾斜角度α
とフランクの摩擦角φとの関係は、 傾斜角度α>フランクの摩擦角φ が好ましい。摩擦係数がμ=0.15(μ=0.1〜
0.15の間が一般的であるが、セルフロックに対する
安全を考慮して、0.15位が適当である。)の場合に
は、 摩擦角φ=μ tan-1=8.53° 傾斜角度α>φ=8.53°となるから傾斜角度αは9
°以上が好ましく、特に、9〜10°位が最適である。
【0011】次に上述のように構成された本発明のロー
タ取付構造について説明する。主軸1にロータ2を固着
したスリーブ3を外嵌する。次に、外輪体Aをスリーブ
3に螺合させる。このとき、外輪体Aの係止位置はスリ
ーブ3の最もロータ2寄りのねじ山5aと、その手前の
ねじ山5aのほぼ二つのねじ山5aに跨がっている。こ
の後、外輪体Bをスリーブ3に螺合し、前記外輪体Aと
の間に所定の間隙Lを設けて停止させる。この外輪体B
の係止位置も、ほぼ二つのねじ山5aに跨がっている。
この二つの外輪体A,Bの間隔Lは、締結用ボルト6を
締付けた時に、外輪体AとBの対向する面が密着しない
程度の隙間(例えば、1〜2mm程度)があればよい。
【0012】外輪体A,Bの停止位置を決定するには、
図中符号9で示すような治具や隙間ゲージを使うと便利
である。治具9は、リング状部材の一部を開放した馬蹄
形または半環状に形成されていて、半径方向の外側から
スリーブ3に嵌着できるようになっている。治具9の軸
数方向の厚みは、スリーブ3の雄ねじのロータ2側の不
完全ねじ部長さより少し大きくなっている。スリーブ3
に嵌着された治具9に当接するまで外輪体Aをスリーブ
3に螺合すると、容易に外輪体Aの停止位置を決定する
ことができ、外輪体Aを雄ねじの完全ねじ部にのみ螺合
させることができる。そして、外輪体Aの位置決め後
は、この治具9をスリーブ3から取り外せばよい。
【0013】上記のように配置した外輪体A,Bを、締
結用ねじ孔7内に締結用ボルト6を螺合して外輪体Aと
外輪体Bの対向面の間隙Lを狭めるように締め付ける
と、外輪体Aおよび外輪体Bのねじ山5b,5cのフラ
ンク5e,5fとねじ山5aのフランク5dとの係合に
より、スリーブ3は半径方向に締結力が付与されること
になる。このとき単一のフランクではなく、複数のフラ
ンクが押圧されることになるから、外輪体A,Bの締め
付けによりスリーブ3は雄ねじ全長にわたって半径方向
に縮み締結力は強固なものになる。本発明の実施例にお
いて、工作機械の主軸に適用した例を示したが、他のビ
ルトインモータの回転体に適用することも可能である。
【0014】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下のような効果を奏する。本発明では、半径方向
の隙間は、スリーブと回転体(主軸)との間の1箇所だ
けであり、この1箇所だけの隙間の寸法管理は容易であ
って、従来に比較して寸法誤差も少なくなる。従って、
締結用ボルトを適切な締結力で締付ければ、回転体(主
軸)に対するスリーブの適切な締め代を与えることが出
来、締付け不足や締付け過ぎを防止することができる。
また、締付け時にスリーブは雄ねじ全長にわたって縮小
するためスリーブと回転体との接触面積は従来の2〜3
倍となり、従って、少ない締め代で所要の最大トルクを
伝達可能となるからスリーブおよび回転体の変形も少な
くなり、高精度の回転体構造を得ることができる。さら
に本発明によれば、外輪体の着脱が容易であるのでロー
タの着脱が簡単に行え、かつ、簡素な構成で小型な取付
構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のロータ取付構造の一実施例にかか
り、その断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【符号の説明】
A,B … 外輪体 α … 傾斜角度 1 … 主軸 2 … ロータ 3 … スリーブ 5a … ねじ山 5b,5c … ねじ山 5d,5e,5f … フランク 6 … 締結用ボルト 6a … ボルト頭部 7 … 締結用ねじ孔 8 … ボルト孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転体にロータを取り付けたビルトインモ
    ータのロータ取付構造において、 前記回転体に外嵌され外周面に前記ロータが固定される
    とともに、前記回転体の回転軸線方向の長さが前記ロー
    タの長さよりも長めに形成され、前記ロータの端部より
    突出する突出部の外周にねじ山のフランクが回転軸線に
    対して9〜15度となるように雄ねじが形成されたスリ
    ーブと、 前記突出部の雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成さ
    れ、複数の締結用ねじ孔が形成された一方の外輪体と、 前記突出部の雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成さ
    れ、前記一方の外輪体の前記締結用ねじ孔と一致するよ
    うに複数のボルト孔が形成された他方の外輪体と、 前記突出部の雄ねじに螺合され、所定の間隙を有するよ
    うに配置された二つの前記外輪体を、他方の外輪体のボ
    ルト孔を挿通して前記一方の外輪体の締結用ねじ孔に螺
    入することにより締め付ける締結用ボルトとからなり、 前記締結用ボルトの締め付けによる前記突出部の雄ねじ
    のフランクと二つの前記外輪体の雌ねじのフランクとの
    係合によって前記スリーブの半径方向に締結力を付与
    し、前記スリーブを前記回転体に強固に締結するように
    したことを特徴とするビルトインモータのロータ取付構
    造。
JP6051843A 1994-03-23 1994-03-23 ビルトインモータのロータ取付構造 Pending JPH07259873A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005055822B4 (de) * 2004-11-22 2008-05-08 Ab Skf Hülsenanordnung
DE102010052370A1 (de) * 2010-11-24 2012-05-24 Neugart Gmbh Verbindung einer insbesondere mit einem Ritzel versehenen Hohlwelle mit einer in sie einsetzbaren Welle oder Achse

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005055822B4 (de) * 2004-11-22 2008-05-08 Ab Skf Hülsenanordnung
DE102010052370A1 (de) * 2010-11-24 2012-05-24 Neugart Gmbh Verbindung einer insbesondere mit einem Ritzel versehenen Hohlwelle mit einer in sie einsetzbaren Welle oder Achse
DE102010052370B4 (de) * 2010-11-24 2014-09-11 Neugart Gmbh Verbindung einer insbesondere mit einem Ritzel versehenen Hohlwelle mit einer in sie einsetzbaren Welle oder Achse

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