JPH099541A - ボス付きシャフト及びボスの取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒状のボスにシャフトを容易に圧入すること
ができて、しかも圧入したシャフトとボスとの間に軸ず
れが生じないボス付きシャフトを提供する。 【構成】 シャフト１に軸線方向に間隔をあけて、第１
及び第２の圧入部１Ａ，１Ｂを形成する。ボス２の内面
には、軸線方向に間隔をあけて、第１及び第２の圧入部
１Ａ，１Ｂがそれぞれ圧入される第１及び第２の被圧入
部２Ａ，２Ｂを形成する。第１の圧入部１Ａの外径寸法
及び第１の被圧入部２Ａの内径寸法を、それぞれ第２の
圧入部１Ｂの外径寸法及び第２の被圧入部２Ｂの内径寸
法よりもそれぞれ小さく設定する。第１の圧入部１Ａの
前方側端部１Ａ1 と、第２の圧入部１Ｂの前方側端部１
Ｂ1 との間の間隔寸法Ｌ３と、第１の被圧入部２Ａの後
方側端部２Ａ1 と被圧入部２Ｂの後方側端部２Ｂ1 との
間の間隔寸法Ｌ４とを等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボス付きシャフトと、
ボスに圧入によりシャフトを取付けるボスの取付方法と
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばサーボモータ，ステッピン
グモータ等の回転電機用回転子を製造するような場合
に、回転子磁極が固定される円筒状金属体のボスを回転
シャフトに取付ける態様を図２により説明する。図２に
おいて、１´はシャフト、２´はボス、３´ａ及び３´
ｂはボス２´に固定した永久磁石からなる磁極である。
図示の矢印はシャフト１´の圧入方向を示しており、ま
た、説明の便宜上、シャフトの軸線Ｘより右側にはボス
２´，磁極３´のシャフト１´への圧入開始ときの状態
を示しており、軸線Ｘより左側にはボス２´，磁極３´
にシャフト１´を圧入した（圧入が完了した）ときの状
態を示している。シャフト１´の１´ａは第１の圧入
部、１´ｂは第２の圧入部、１´ｃ及び１´ｄは各圧入
部より僅かに直径寸法の小さい即ち小径の逃げ部であ
る。１´ｅは圧入部１ｂよりも僅かに直径寸法の大きい
即ち僅かに大径の胴付部、１´ｆ及び１´ｇはベアリン
グ嵌合部、１´ｈ及び１´ｉはオイルシール部、１´ｊ
は回転ディスク等のセンサ取付部である。このシャフト
１´は１本の棒材からなり、上記の径を異にする各部は
ＮＣ旋盤等の工作機械により機械加工によって形成した
ものである。なお第１及び第２の圧入部１´ａ，１´ｂ
の外周面は、圧入抵抗を小さくするために研削してあ
る。

【０００３】ボス２´の内径寸法はシャフト１´の第１
及び第２の圧入部１´ａ，１´ｂの外径寸法よりも僅か
に小さくしてある。ボス２´では、シャフト１´の圧入
開始時に第１の圧入部１´ａの先端部が当接する被圧入
部２´ａの端面内側角部２´a1を斜めに面とりしてあっ
て（即ちテーパが付けられていて）、第１及び第２の圧
入部１´ａの被圧入部２´ａにへの圧入を容易にしてあ
る。ボス２´へのシャフト１´の圧入作業は通常、ボス
２´を保持具に保持させた状態で、ボス２´にシャフト
１´を矢印方向に強い押圧力を加えて圧入していく。こ
の圧入の過程において、第１の圧入部１´ａはボス２´
の内周壁面をかじり削りながらボス２´の長さ方向に圧
入される。図示のＤ´は圧入距離であり、本例ではＤ´
はボス２´の内壁面の全長に相当する４１mmの長さとな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のように、圧入距
離が長くなると、シャフト１´の第１の圧入部１´ａが
強い押圧力によりボス２´の内壁面を削りながら進入す
る過程で、ボス２´の内壁面が片寄って削られたり、変
形したりしてシャフト１´が動かなくなり、圧入不能に
なることがある。また、削れ方が異なると、たとえ圧入
が完了しても、シャフト１´の軸線Ｘとボス２´の中心
線とが合致しない即ち軸ずれが生ずる。このような軸ず
れが生ずると、回転子のバランスが崩れ良好な平衡回転
を得ることができなくなる。

【０００５】以上述べた従来のボス取付方法の問題点を
要約すると、圧入し難いということと、圧入してもシャ
フトとボスとの間に軸ずれが生じ易いということであ
る。

【０００６】本発明の目的は、圧入が容易で、圧入した
シャフトとボスとの間に軸ずれが生ずることのないボス
付きシャフト及びボスの取付方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はシャフトが筒状
のボスに圧入により取付けられているボス付きシャフト
を改良の対象とする。そして本発明では、シャフトに圧
入方向（シャフトの軸線方向の一方の方向）に間隔をあ
けて第１及び第２の圧入部を形成する。またボスの内面
には圧入方向に間隔をあけて第１及び第２の圧入部が圧
入される第１及び第２の被圧入部を形成する。そして第
２の被圧入部を第１の圧入部の通過を許容するように形
成する。また第１及び第２の圧入部が第１及び第２の被
圧入部に同時に圧入開始されるように、第１及び第２の
圧入部並びに第１及び第２の被圧入部を形成する。圧入
部及び被圧入部の形状は任意であり、両者の圧入面に凸
条部（コーキング部）が形成されていてもよい。

【０００８】より具体的な発明として特定すると、圧入
方向の前方側に位置する第１の圧入部の外径寸法及び第
１の被圧入部の内径寸法を、それぞれ圧入方向の後方側
に位置する第２の圧入部の外径寸法及び第２の被圧入部
の内径寸法よりも小さく設定する。また、第１の圧入部
の圧入方向の前方側端部と第２の圧入部の圧入方向の前
方側端部との間の間隔寸法と第１の被圧入部の圧入方向
の後方側端部と、第２の被圧入部の圧入方向の後方側端
部との間の間隔寸法とを等しくする。

【０００９】上記のボス付きシャフトにおいて、第１及
び第２の圧入部の圧入方向の寸法を等しくすると、両圧
入部の圧入の開始と終了が一緒になり、圧入作業が容易
になる。

【００１０】また、第１の圧入部が第１の被圧入部に圧
入されるまでは、第１の圧入部がボスの内面を削り取る
ことが無いように、第１の圧入部の外径寸法と第２の被
圧入部の内径寸法との差を定めておけば、圧入が容易に
なる。

【００１１】本発明のボスの取付方法では、シャフトに
は圧入方向に間隔をあけて第１及び第２の圧入部を形成
し、ボスの内面には圧入方向に間隔をあけて第１及び第
２の圧入部が圧入される第１及び第２の被圧入部を形成
する。そして、圧入方向の前方側に位置する第１の圧入
部の外径寸法及び第１の被圧入部の内径寸法を、それぞ
れ圧入方向の後方側に位置する第２の圧入部の外径寸法
及び第２の被圧入部の内径寸法よりも小さくする。ま
た、第１の圧入部の圧入方向の前方側端部と第２の圧入
部の圧入方向の前方側端部との間の間隔寸法と、第１の
被圧入部の圧入方向の後方側端部と第２の被圧入部の圧
入方向の後方側端部との間の間隔寸法とを等しくする。
そして、ボスを固定した状態でシャフトの第１及び第２
の圧入部を第１及び第２の被圧入部に同時に圧入する。
本発明のように、シャフトの第１及び第２の圧入部をボ
スの第１及び第２の被圧入部に同時に圧入すると、圧入
方向または軸線方向に離れた２ケ所で圧入部と被圧入部
とが係合または接触した状態から圧入動作が開始される
ため、従来のように１ケ所で係合または接触した状態か
ら圧入動作が開始される場合と比べて、シャフトとボス
との間に軸ずれが発生するおそれはない。

【００１２】上記の発明では、圧入方向または軸線方向
に離れた２ケ所で圧入部と被圧入部とを係合または接触
させているが、圧入部と被圧入部との圧入箇所を１ケ所
にしてもいよい。その場合には、シャフトには圧入方向
に間隔をあけて圧入部と嵌合部とを形成する。そしてボ
スの内面には圧入方向に間隔をあけて圧入部が圧入され
る被圧入部と嵌合部が嵌合される被嵌合部とを形成す
る。その上で、被圧入部及び被嵌合部のうち圧入方向の
後方側に位置するものを、圧入部及び嵌合部のうち圧入
方向の前方側に位置するものの通過を許容するように形
成する。また圧入部が被圧入部に圧入されるときに嵌合
部の少なくとも一部が被嵌合部に嵌合されるように圧入
部及び嵌合部と被圧入部及び被嵌合部を形成する。

【００１３】このようにすると圧入部と被圧入部とが、
圧入される際に嵌合部と被嵌合部とが嵌合しているた
め、シャフトとボスとの間ではほとんど軸ずれが発生す
ることはない。また圧入箇所が減るため、圧入作業が容
易になる利点がある。なお嵌合部でのシャフトの動きを
拘束するためには、嵌合部と被嵌合部とを接着剤により
接合すればよい。

【００１４】

【作用】本発明のボス付きシャフト及びボスの取付方法
においては、シャフトの第１の圧入部の先端部がボスの
第１の被圧入部の入口に達するまでは、シャフトの第１
の圧入部によるボス内壁面の削り取りは行われず、シャ
フトをスムーズにある程度の深さまで挿入できる。シャ
フトの第１の圧入部の前方側端部（先端部）が、ボスの
第１の被圧入部の後方側端部（入口）に達すると（係合
または接触すると）同時に、シャフトの第２の圧入部の
前方側端部（先端部）がボスの第２の被圧入部の後方側
端部（入口）に達する（係合または接触する）。即ち、
ボスの圧入方向の両側端側でシャフトとボスの位置関係
が同心状に位置決めされた状態で、第１，第２の両圧入
部の第１，第２の被圧入部への圧入が同時に行われる。
この圧入距離は短いので、シャフトの圧入部がボスの被
圧入部の内壁面を削る量が少なく、圧入が容易である。
しかも圧入したシャフトとボスとの間に軸ずれが発生す
るのを有効に防止できる。

【００１５】

【実施例】本発明を回転電機用回転子に適用した実施例
を図１に基づいて説明する。図１において、１は回転子
のシャフト、２は回転子磁極３ａ及び３ｂが固定される
円筒状のボスである。本実施例では、シャフト１が治具
に保持されたボス２に矢印の圧入方向に圧入される。ボ
ス２はシャフト１より同質または僅かに軟質の金属によ
り形成されている。シャフト１には軸線方向（圧入方
向）に間隔をあけて２つの圧入部が形成されており、圧
入方向の前方側の部分１Ａが第１の圧入部、圧入方向の
後方側の部分１Ｂが第２の圧入部である。１Ｃは両圧入
部１Ａ，１Ｂよりは僅かに外径寸法の小さい逃げ部であ
る。その他のシャフト１の部分で図２と同一部分には同
じ符号からダッシュを除いた符号を付してある。

【００１６】本実施例においては、第１の圧入部１Ａの
外径寸法は第２の圧入部１Ｂの外径寸法よりも小さくし
てある（０．１ｍｍ以上）。また、両圧入部１Ａ，１Ｂ
の圧入方向の長さ寸法Ｌ１とＬ２は等しくしてある。他
方、ボス２の内面には中心線方向（圧入方向）に間隔を
あけて、第１及び第２の圧入部１Ａ，１Ｂがそれぞれ圧
入される第１及び第２の被圧入部２Ａ，２Ｂが形成され
ている。両被圧入部２Ａ，２Ｂの圧入方向の後方側端部
（圧入開始口）２Ａ1 ，２Ｂ1 には、端面内側を面とり
してテーパを付けてある。第１の被圧入部２Ａの内径寸
法は、第２の被圧入部２Ｂの内径寸法よりも小さくして
ある（０．１ｍｍ以上）。図示ｄはこの径差を示してい
る。

【００１７】また本実施例では、第１の圧入部１Ａの圧
入方向の前方側端部と第２の圧入部１Ｂの圧入方向の前
方側端部との間の間隔寸法Ｌ３と、第１の被圧入部２Ａ
の圧入方向の後方側端部と第２の被圧入部２Ｂの圧入方
向の後方側端部との間の間隔寸法Ｌ４とを等しくしてあ
る。

【００１８】上記のように各要部の寸法関係を設定する
と、ボス２にシャフト１を圧入する場合、まずシャフト
１の第１の圧入部１Ａは、圧入方向の前方側端部１Ａ1
がボス２の第１の被圧入部２Ａの圧入方向の後方側端部
２Ａ1 に達するまでは、第１の圧入部１Ａがボス２の内
周面を削ることなく、シャフトはスムーズにボス２を貫
通する。そして、第１の圧入部１Ａの前方側端部１Ａ1
が第１の被圧入部２Ａの後方側端部２Ａ1 に達すると同
時に、第２の圧入部１Ｂの圧入方向の前方側端部１Ｂ1
が第２の被圧入部２Ｂの圧入方向の後方側端部２Ｂ1 に
達する。

【００１９】ここで各圧入部１Ａ，１Ｂの先端部１Ａ1
，１Ｂ1 が、各被圧入部２Ａ，２Ｂの後端部２Ａ1 ，
２Ｂ1 に当接（係合または接触）することで、ボス２の
中心線とシャフト１の軸線が合致した姿勢で圧入動作が
開始される。この圧入動作により、第１の圧入部１Ａは
第１の被圧入部２Ａに、また第２の圧入部１Ｂは第２の
被圧入部２Ｂに同時に圧入されていく。図示のＤは圧入
距離であり、この場合の圧入距離Ｄは、各圧入部１Ａ，
１Ｂの長さ寸法Ｌ１，Ｌ２と同等でよく、本実施例では
Ｄ＝Ｌ１＝Ｌ２＝６．５ｍｍであった。

【００２０】上記のように、本実施例ではシャフト１の
圧入部１Ａ，１Ｂと、ボス２の被圧入部２Ａ，２Ｂとに
よるシャフト１とボス２の嵌合部を２段にしたので、圧
入時のシャフトとボスの平行度が良好に確保される。即
ちシャフトとボスとの間の軸ずれが発生しない。また圧
入距離（Ｄ＝Ｌ１＝Ｌ２＝６．５ｍｍ）が短いので、圧
入作業が容易である。また本実施例では、圧入部１Ａ，
１Ｂの径寸法が異なるため、シャフトをボスに圧入する
際の方向性が定まる。したがってシャフトの向きをボス
に対して逆にして圧入するのを防ぐことができる。

【００２１】なお、本実施例ではボスを治具に固定して
シャフトをボスに向かって移動させることにより圧入を
行ったが、シャフトを治具に固定してボスを移動させる
ことにより圧入を行ってもよい。

【００２２】上記実施例では、圧入部と被圧入部との圧
入箇所を２ケ所にしているが、圧入箇所を１ケ所にして
もよい。その場合には、図１の圧入部１Ａ，１Ｂの一方
を嵌合部とし、この嵌合部に対応する第１及び第２の被
圧入部２Ａ，２Ｂの一方を被嵌合部とすればよい。この
場合でも、前述の２段圧入と同様に圧入部が被圧入部に
圧入される際に、同時に嵌合部が被嵌合部に嵌合される
か、または圧入開始時には嵌合部が被嵌合部に部分的に
嵌合されているようにすればよい。このようにしてもシ
ャフト１とボス２との間に実質的に軸ずれが発生するこ
となく圧入が完了する。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のボス付きシ
ャフトによれば、圧入作業が容易で、しかもシャフトと
ボスの間に軸ずれが発生するのを有効に防止できる。

【００２４】特に、シャフトには圧入方向に間隔をあけ
て第１及び第２の圧入部を形成し、ボスの内面には圧入
方向に間隔をあけて第１及び第２の圧入部がそれぞれ圧
入される第１及び第２の被圧入部を形成し、圧入方向の
前方側に位置する第１の圧入部の外径寸法及び第１の被
圧入部の内径寸法を、それぞれ圧入方向の後方側に位置
する第２の圧入部の外径寸法及び第２の被圧入部の内径
寸法よりも小さく設定すると、圧入距離を各圧入部の圧
入方向の長さ寸法と等しい短い距離とすることができ
て、圧入を容易に行うことができる。

【００２５】また、第１の圧入部の圧入方向の前方側端
部と、第２の圧入部の圧入方向の前方側端部との間の間
隔寸法を、第１の被圧入部の圧入方向の後方側端部と、
第２の被圧入部の圧入方向の後方側端部との間の間隔寸
法に等しくすると、第１の圧入部の第１の被圧入部に対
する圧入と、第２の圧入部の第２の被圧入部に対する圧
入とを、シャフトとボスの中心線が合致した状態で、同
時に開始して遂行することができる。これにより、シャ
フトとボスとの間に軸ずれが生ずるのを有効に防止する
ことができる。

【００２６】また、本発明のボスの取付方法によれば、
短い圧入距離（実際に圧入が行われている間の距離）で
シャフトにボスを圧入することができ、しかもシャフト
とボスとの間の軸ずれを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボス付きシャフトの一実施例の構造と
製造方法を説明するために用いる説明図である。

【図２】従来のボス付きシャフトの一例の構造と製造方
法を説明するために用いる説明図である。

【符号の説明】

１，１´ シャフト １Ａ 第１の圧入部 １Ｂ 第２の圧入部 ２，２´ ボス ２Ａ 第１の被圧入部 ２Ｂ 第２の被圧入部 ３ａ，３ｂ 磁極 Ｄ 圧入距離

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のボスと該ボスに圧入されたシャフ
   トとを備えたボス付きシャフトであって、 前記シャフトには圧入方向に間隔をあけて第１及び第２
   の圧入部が形成されており、 前記ボスの内面には前記圧入方向に間隔をあけて前記第
   １及び第２の圧入部が圧入される第１及び第２の被圧入
   部が形成されており、 前記第２の被圧入部は前記第１の圧入部の通過を許容す
   るように形成されており、 前記シャフトが前記ボスに圧入される際に前記第１及び
   第２の圧入部が前記第１及び第２の被圧入部に同時に圧
   入開始されるように前記第１及び第２の圧入部並びに前
   記第１及び第２の被圧入部が形成されていることを特徴
   とするボス付きシャフト。
2. 【請求項２】 筒状のボスと該ボスに圧入されたシャフ
   トとを備えたボス付きシャフトであって、 前記シャフトには圧入方向に間隔をあけて第１及び第２
   の圧入部が形成されており、 前記ボスの内面には前記圧入方向に間隔をあけて前記第
   １及び第２の圧入部が圧入される第１及び第２の被圧入
   部が形成されており、 前記圧入方向の前方側に位置する前記第１の圧入部の外
   径寸法及び前記第１の被圧入部の内径寸法が、それぞれ
   前記圧入方向の後方側に位置する前記第２の圧入部の外
   径寸法及び前記第２の被圧入部の内径寸法よりも小さく
   設定され、 前記第１の圧入部の前記圧入方向の前方側端部と前記第
   ２の圧入部の前記圧入方向の前方側端部との間の間隔寸
   法と前記第１の被圧入部の前記圧入方向の後方側端部と
   前記第２の被圧入部の前記圧入方向の後方側端部との間
   の間隔寸法とが等しいことを特徴とするボス付きシャフ
   ト。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の圧入部の前記圧入方
   向の寸法が等しい請求項２に記載のボス付きシャフト。
4. 【請求項４】 前記第１の圧入部が前記第１の被圧入部
   に圧入されるまでは、前記第１の圧入部が前記ボスの内
   面を削り取ることが無いように前記第１の圧入部の外径
   寸法と前記第２の被圧入部の内径寸法との差が定められ
   ている請求項２または３に記載のボス付きシャフト。
5. 【請求項５】 筒状のボスの一端からシャフトを圧入し
   て前記ボスを前記シャフトに取付けるボスの取付方法で
   あって、 前記シャフトには圧入方向に間隔をあけて第１及び第２
   の圧入部を形成し、前記ボスの内面には前記圧入方向に
   間隔をあけて前記第１及び第２の圧入部が圧入される第
   １及び第２の被圧入部を形成し、 前記圧入方向の前方側に位置する前記第１の圧入部の外
   径寸法及び前記第１の被圧入部の内径寸法を、それぞれ
   前記圧入方向の後方側に位置する前記第２の圧入部の外
   径寸法及び前記第２の被圧入部の内径寸法よりも小さく
   し、 前記第１の圧入部の前記圧入方向の前方側端部と前記第
   ２の圧入部の前記圧入方向の前方側端部との間の間隔寸
   法と前記第１の被圧入部の前記圧入方向の後方側端部と
   前記第２の被圧入部の前記圧入方向の後方側端部との間
   の間隔寸法とを等しくし、 前記ボスを固定した状態で前記シャフトの前記第１及び
   第２の圧入部を前記第１及び第２の被圧入部に同時に圧
   入することを特徴とするボスの取付方法。
6. 【請求項６】 筒状のボスと該ボスに圧入されたシャフ
   トとを備えたボス付きシャフトであって、 前記シャフトには圧入方向に間隔をあけて圧入部と嵌合
   部とが形成されており、 前記ボスの内面には前記圧入方向に間隔をあけて前記圧
   入部が圧入される被圧入部と前記嵌合部が嵌合される被
   嵌合部とが形成されており、 前記被圧入部及び前記被嵌合部のうち前記圧入方向の後
   方側に位置するものは、前記圧入部及び嵌合部のうち前
   記圧入方向の前方側に位置するものの通過を許容するよ
   うに形成されており、 前記圧入部が前記被圧入部に圧入されるときに前記嵌合
   部の少なくとも一部が前記被嵌合部に嵌合されるように
   前記圧入部及び前記嵌合部と前記被圧入部及び前記被嵌
   合部が形成されていることを特徴とするボス付きシャフ
   ト。
7. 【請求項７】前記嵌合部と前記被嵌合部とは接着剤によ
   り接合されている請求項６に記載のボス付きシャフト。