WO2013146164A1 - モータシャフト - Google Patents

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WO2013146164A1
WO2013146164A1 PCT/JP2013/056285 JP2013056285W WO2013146164A1 WO 2013146164 A1 WO2013146164 A1 WO 2013146164A1 JP 2013056285 W JP2013056285 W JP 2013056285W WO 2013146164 A1 WO2013146164 A1 WO 2013146164A1
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bearing
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秀 坂本
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カヤバ工業株式会社
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures

Definitions

  • the present invention relates to a motor shaft that rotates integrally with a rotor of a motor.
  • a motor shaft that is press-fitted with a motor rotor and can rotate integrally with the rotor is known.
  • JP2012-10425A discloses that a motor is configured by press-fitting a rotor, a bearing, a resolver, and the like from both sides of a motor shaft.
  • An object of the present invention is to provide a motor shaft capable of press-fitting a member from one direction.
  • a motor shaft in which a plurality of members are press-fitted to the outer periphery, and a plurality of step portions that increase the outer diameter of the motor shaft in order from one end side, and one end side of each step portion
  • a motor shaft including a plurality of press-fitting portions that are arranged adjacent to each other and into which a member is press-fitted.
  • FIG. 1 is a view showing a motor shaft in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a member is press-fitted into the motor shaft.
  • FIG. 1 is a view showing a motor shaft 10 in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the constituent members of the motor 30 are assembled to the motor shaft 10.
  • the motor shaft 10 is press-fitted and fixed integrally with the rotor 31 of the motor 30 and rotates as the rotor 31 rotates.
  • the motor shaft 10 includes a plurality of step portions 11 to 13 that increase the outer diameter of the motor shaft 10 in order from one end side (left end side in FIG. 1), and one end of each step portion 11 to 13.
  • a plurality of press-fit portions 14 to 16 which are arranged adjacent to the side and into which members are press-fitted on the outer periphery.
  • the step portions 11 to 13 are composed of three step portions of a first step portion 11, a second step portion 12, and a third step portion 13 in order from one end side of the motor shaft 10.
  • the press-fit portions 14 to 16 are one end side from the first step portion 11 and adjacent to the first step portion 11, and one end side from the second step portion 12 and the first step portion 11.
  • the second press-fit portion 15 is formed with a larger diameter than the first press-fit portion 14
  • the third press-fit portion 16 is formed with a larger diameter than the second press-fit portion 15
  • the motor shaft 10 is connected from one end side to the other end side ( It is formed so as to have an outer periphery whose diameter is increased stepwise toward the right end side in FIG.
  • the motor shaft 10 further has a small diameter portion 17 slightly smaller in diameter than the first press fit portion 14 on one end side from the first press fit portion 14.
  • the third press-fitting part 16 and the second step part 12 are arranged apart from each other in the axial direction of the motor shaft 10.
  • the first bearing 32 is inserted from one end side (left end side in FIG. 2) of the motor shaft 10. Since the inner diameter of the first bearing 32 is set larger than the outer diameters of the first press-fit portion 14 and the second press-fit portion 15, the first bearing 32 passes through the first press-fit portion 14 and the second press-fit portion 15 and is press-fit into the third press-fit portion 16. Is done.
  • the first bearing 32 is positioned by the front surface of the first bearing 32 in the press-fitting direction (the right side surface in FIG. 2) abutting against the third step portion 13. That is, the first bearing 32 is press-fitted into an appropriate position by press-fitting the first bearing 32 into the third press-fitting portion 16 and pressing the first bearing 32 to a position where the first bearing 32 stops.
  • a predetermined interference prevention is provided between the second step portion 12 and one end side of the first bearing 32.
  • a gap 33 is defined. Accordingly, interference between the rotor 31 and the first bearing 32 during rotation of the rotor 31 is prevented, and a magnetic path is formed in the first bearing 32 and rotation resistance is prevented from being generated in the rotor 31.
  • the rotor 31 of the motor 30 is inserted from one end side (left end side in FIG. 2) of the motor shaft 10. Since the inner diameter of the rotor 31 is set larger than the outer diameter of the first press-fit portion 14, it passes through the first press-fit portion 14 and is press-fit into the second press-fit portion 15.
  • the rotor 31 is positioned by bringing the front surface of the rotor 31 in the press-fitting direction (the right side surface in FIG. 2) into contact with the second step portion 12. That is, the rotor 31 is press-fitted into an appropriate position by press-fitting the rotor 31 into the second press-fitting portion 15 and pressing it to a position where the rotor 31 stops.
  • the second bearing 34 is inserted from one end side (left end side in FIG. 2) of the motor shaft 10. Since the inner diameter of the second bearing 34 is set larger than the outer diameter of the small diameter portion 17, it passes through the small diameter portion 17 and is press-fitted into the first press-fit portion 14.
  • the second bearing 34 is positioned by the front surface (the right side surface in FIG. 2) of the second bearing 34 coming into contact with the first step portion 11 in the press-fitting direction. That is, the second bearing 34 is press-fitted into an appropriate position by press-fitting the second bearing 34 into the first press-fit portion 14 and pressing the second bearing 34 to a position where the second bearing 34 stops.
  • the resolver rotor 36 of the resolver 35 for detecting the rotation angle of the motor 30 is press-fitted into the small diameter portion 17 from one end side (left end side in FIG. 2) of the motor shaft 10.
  • the resolver rotor 36 is positioned at a preset position between the small diameter portion 17 and the first press-fit portion 14.
  • a housing 39 that is surrounded from the first bearing 32 to the second bearing 34 in the axial direction is provided on the outer periphery of the motor shaft 10.
  • a stator 38 of the motor 30 is provided at a position facing the outer periphery of the rotor 31 on the inner periphery of the housing 39.
  • the motor shaft 10 protrudes from the other end side opening 39a of the housing 39 toward the other end side.
  • the motor shaft 10 protrudes from one end side opening 39b of the housing 39 toward one end side.
  • a flange cover 40 having a hole 40a through which the motor shaft 10 projects is attached to one end side opening 39b of the housing 39.
  • a resolver stator 37 is provided at a position facing the outer periphery of the resolver rotor 36 on the inner periphery of the flange cover 40.
  • the inner periphery of the flange cover 40 further contacts the outer periphery of the second bearing 34.
  • the motor shaft 10 supports the housing 39 and the flange cover 40 via the bearings 32 and 34, and rotates with the rotation of the rotor 31 of the motor 30.
  • the rotation angle of the motor shaft 10 is detected by the resolver 35.
  • press-fit portions 14 to 16 formed on the outer periphery of the motor shaft 10 are formed by increasing the diameter sequentially from one end side of the motor shaft 10, the rotor 31, the first bearing 32, and the second bearing that are components of the motor 30. 34.
  • the resolver 35 can be press-fitted into the motor shaft 10 from one side.
  • the press-fit portions 14 to 16 are arranged adjacent to one end sides of the step portions 11 to 13 for expanding the outer circumference of the motor shaft 10 from one end side, the constituent members of the motor 30 are arranged in the press-fit portions 14 to 14.
  • the front surface in the press-fitting direction comes into contact with the respective step portions 11 to 13 so that each component can be positioned.
  • first bearing 32 is press-fitted into the third press-fit portion 16
  • the rotor 31 is press-fitted into the second press-fit portion 15
  • the second bearing 34 is press-fitted into the first press-fit portion 14
  • the first bearing 32 and the second bearing 34 disposed on both sides can be sequentially press-fitted into the motor shaft 10 and fixed to the motor shaft 10.
  • the interference preventing gap 33 is defined between the third press-fit portion 16 and the second step portion 12, it is possible to prevent interference between the rotor 31 and the first bearing 32 during rotation of the rotor 31, It can be prevented that a magnetic path is formed in the first bearing 32 and rotational resistance is generated in the rotor 31.
  • the number of members to be assembled to the motor shaft 10 may be two or less or four or more. It can be set as appropriate according to the number.

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Abstract

　複数の部材が外周に圧入されるモータシャフトは、モータシャフトの外径を一端側から順に拡径させる複数の段部と、各段部の一端側に隣接して配置され部材が圧入される複数の圧入部と、を備える。

Description

モータシャフト
　本発明は、モータのロータと一体的に回転するモータシャフトに関する。
　モータのロータが圧入され、ロータと一体的に回転可能なモータシャフトが知られている。
　ＪＰ２０１２－１０４２５Ａには、モータシャフトの両側からロータ、ベアリング、レゾルバなどを圧入してモータを構成することが開示されている。
　しかし、モータシャフトの一方側に何らかの部材が予め組付けられている場合には、ロータ、ベアリング、レゾルバなどをモータシャフトに対して両側から圧入することができなくなる。
　この発明の目的は、部材の圧入を一方向から行うことが可能なモータシャフトを提供することである。
　本発明のある態様によれば、複数の部材が外周に圧入されるモータシャフトであって、モータシャフトの外径を一端側から順に拡径させる複数の段部と、各段部の一端側に隣接して配置され部材が圧入される複数の圧入部と、を備えるモータシャフトが提供される。
　本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１は、本実施形態におけるモータシャフトを示す図である。 図２は、モータシャフトに部材を圧入した状態の概略を示す断面図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態におけるモータシャフト１０を示す図である。図２は、モータシャフト１０にモータ３０の構成部材が組み付けられた状態を示す断面図である。モータシャフト１０は、モータ３０のロータ３１と一体的に圧入固定され、ロータ３１の回転に伴って回転する。
　図１に示すように、モータシャフト１０は、モータシャフト１０の外径を一端側（図１の左端側）から順に拡径させる複数の段部１１～１３と、各段部１１～１３の一端側に隣接して配置され外周に部材が圧入される複数の圧入部１４～１６と、を備える。
　段部１１～１３は、モータシャフト１０の一端側から順に第１段部１１、第２段部１２、第３段部１３の３つの段部から構成される。
　圧入部１４～１６は、第１段部１１より一端側であって第１段部１１に隣接した位置に形成される第１圧入部１４と、第２段部１２より一端側であって第２段部１２に隣接した位置に形成される第２圧入部１５と、第３段部１３より一端側であって第３段部１３に隣接した位置に形成される第３圧入部１６と、から構成される。
　したがって、第２圧入部１５は第１圧入部１４より大径に形成され、第３圧入部１６は第２圧入部１５より大径に形成され、モータシャフト１０は、一端側から他端側（図１の右端側）へと向けて、ステップ的に拡径した外周を有するように形成される。
　モータシャフト１０は、さらに、第１圧入部１４より一端側に、第１圧入部１４よりやや小径の小径部１７を有する。第３圧入部１６と第２段部１２とはモータシャフト１０の軸方向に離間して配置される。
　次に、モータシャフト１０へのモータ３０の構成部材の組み付け手順について説明する。
　なお、図２に示すように、モータシャフト１０の他端側（図２の右端側）には、モータシャフト１０への組み付け部材の内径より大径の部品５０が予め組付けられているので、モータ３０の構成部材をモータシャフト１０の他端側から圧入することはできない。
　そこで、初めに、モータシャフト１０の一端側（図２の左端側）から第１ベアリング３２を嵌入する。第１ベアリング３２の内径は第１圧入部１４及び第２圧入部１５の外径より大きく設定されるので、第１圧入部１４及び第２圧入部１５を通過して第３圧入部１６に圧入される。
　この時、第１ベアリング３２の圧入方向前面（図２における右側側面）が第３段部１３に当接することで第１ベアリング３２の位置決めが行われる。つまり、第１ベアリング３２を第３圧入部１６に圧入して、第１ベアリング３２が止まる位置まで押圧することで、第１ベアリング３２は適切な位置に圧入される。
　ここで、図２に示すように、第１ベアリング３２が第３圧入部１６に圧入された状態で、第２段部１２と第１ベアリング３２の一端側との間には所定の干渉防止用空隙３３が画成される。これにより、ロータ３１の回転時におけるロータ３１と第１ベアリング３２との干渉が防止されるとともに第１ベアリング３２に磁路が形成されてロータ３１に回転抵抗が生じることが防止される。
　次に、モータシャフト１０の一端側（図２の左端側）からモータ３０のロータ３１を嵌入する。ロータ３１の内径は第１圧入部１４の外径より大きく設定されるので、第１圧入部１４を通過して第２圧入部１５に圧入される。
　この時、ロータ３１の圧入方向前面（図２における右側側面）が第２段部１２に当接することでロータ３１の位置決めが行われる。つまり、ロータ３１を第２圧入部１５に圧入して、ロータ３１が止まる位置まで押圧することで、ロータ３１は適切な位置に圧入される。
　次に、モータシャフト１０の一端側（図２の左端側）から第２ベアリング３４を嵌入する。第２ベアリング３４の内径は小径部１７の外径より大きく設定されるので、小径部１７を通過して第１圧入部１４に圧入される。
　この時、第２ベアリング３４の圧入方向前面（図２における右側側面）が第１段部１１に当接することで第２ベアリング３４の位置決めが行われる。つまり、第２ベアリング３４を第１圧入部１４に圧入して、第２ベアリング３４が止まる位置まで押圧することで、第２ベアリング３４は適切な位置に圧入される。
　次に、モータシャフト１０の一端側（図２の左端側）からモータ３０の回転角を検出するレゾルバ３５のレゾルバロータ３６を小径部１７に圧入する。レゾルバロータ３６は、小径部１７と第１圧入部１４との間の予め設定された位置に位置決めされる。
　モータシャフト１０の外周には、軸方向に第１ベアリング３２から第２ベアリング３４までにわたって囲設されるハウジング３９が設けられる。ハウジング３９の内周であってロータ３１の外周に対向する位置にはモータ３０のステータ３８が設けられる。
　ハウジング３９の他端側開口部３９ａからはモータシャフト１０が他端側へ向けて突出している。一方、ハウジング３９の一端側開口部３９ｂからはモータシャフト１０が一端側へ向けて突出している。ハウジング３９の一端側開口部３９ｂには、モータシャフト１０を突出させる孔４０ａを中心に有するフランジカバー４０が装着される。
　フランジカバー４０の内周であってレゾルバロータ３６の外周に対向する位置にはレゾルバステータ３７が設けられる。フランジカバー４０の内周はさらに、第２ベアリング３４の外周に当接する。
　これにより、モータシャフト１０は、ベアリング３２、３４を介してハウジング３９及びフランジカバー４０を支持し、モータ３０のロータ３１の回転に伴って回転する。モータシャフト１０の回転角はレゾルバ３５によって検出される。
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　モータシャフト１０の外周に形成される圧入部１４～１６がモータシャフト１０の一端側から順に拡径して形成されるので、モータ３０の構成部材であるロータ３１、第１ベアリング３２、第２ベアリング３４、レゾルバ３５をモータシャフト１０に対して一方向側から圧入することができる。
　さらに、モータシャフト１０の外周を一端側から拡径させる各段部１１～１３の一端側に隣接して各圧入部１４～１６が配置されるので、モータ３０の構成部材が各圧入部１４～１６に圧入される時、圧入方向前面が各段部１１～１３に当接して各構成部材の位置決めを行うことができる。
　さらに、第１ベアリング３２が第３圧入部１６に圧入され、ロータ３１が第２圧入部１５に圧入され、第２ベアリング３４が第１圧入部１４に圧入されるので、ロータ３１とロータ３１の両側に配置される第１ベアリング３２及び第２ベアリング３４とを、順にモータシャフト１０に圧入してモータシャフト１０に固定することができる。
　さらに、第３圧入部１６と第２段部１２との間に干渉防止用空隙３３が画成されるので、ロータ３１の回転時におけるロータ３１と第１ベアリング３２との干渉を防止できるとともに、第１ベアリング３２に磁路が形成されてロータ３１に回転抵抗が生じてしまうことを防止できる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　例えば、本実施形態では、段部１１～１３及び圧入部１４～１６をそれぞれ３つ設けた場合について説明したが、２つ以下又は４つ以上であってもよく、モータシャフト１０に組み付ける部材の個数に応じて適宜設定可能である。
　本願は２０１２年３月３０日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－８１１０１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (3)

  1. 　複数の部材が外周に圧入されるモータシャフトであって、
    　前記モータシャフトの外径を一端側から順に拡径させる複数の段部と、
    　各段部の一端側に隣接して配置され前記部材が圧入される複数の圧入部と、
    を備える、
    モータシャフト。
  2. 　請求項１に記載のモータシャフトであって、
    　前記複数の部材は、モータのロータと、前記ロータの軸方向両側に配置される第１ベアリング及び第２ベアリングと、であり、
    　前記複数の段部は、前記モータシャフトの一端側から順に、第１段部、第２段部、第３段部を有し、
    　前記複数の圧入部は、前記第１段部の一端側に隣接する第１圧入部と、前記第２段部の一端側に隣接する第２圧入部と、前記第３段部の一端側に隣接する第３圧入部と、を有し、
    　前記第１ベアリングは前記第３圧入部に圧入され、前記ロータは前記第２圧入部に圧入され、前記第２ベアリングは前記第１圧入部に圧入される、
    モータシャフト。
  3. 　請求項２に記載のモータシャフトであって、
    　前記第３圧入部の一端側と前記第２段部との間には干渉防止用空隙が設けられ、前記第３圧入部の一端側と前記第２段部とが前記モータシャフトの軸方向に離間して配置される、
    モータシャフト。
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