JP2020141448A

JP2020141448A - モータ軸及び電動機

Info

Publication number: JP2020141448A
Application number: JP2019033768A
Authority: JP
Inventors: 陽廣瀬; Hiromi Hirose
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-09-03
Also published as: CN111628603A

Abstract

【課題】モータ軸本体に圧入部品を圧入する際に、組付精度を向上させたモータ軸を提供する。【解決手段】モータ軸４の圧入部径をＤとし導入部径をＥとすると、導入部４ｂの外周に導入部径Ｅから圧入部径Ｄに向かって漸進拡大する傾斜面４ｅが形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、例えば家電製品などの電動機の回転子軸として用いられるモータ軸及びこれを用いた電動機に関する。

従来、モータ軸（回転子軸）には、軸受（ベアリング）などの金属圧入部品が圧入されて電動機が組み立てられる。例えば、図５に示すように、モータ軸５１のＣ面取りされた軸端部５２から軸受などの金属圧入部品が圧入されている。

また、モータ軸へ玉軸受を圧入する際に傷の発生を防止するため、モータ軸の圧入端部に軸端に向かって小径となるテーパー部を設けて玉軸受をガイドし、テーパー部に続く玉軸受圧入部に玉軸受を圧入して段差部に突き当てて組み付けられる電動機も提案されている（特許文献１：実開昭６０−１０８１７０号公報参照）。

実開昭６０−１０８１７０号公報

しかしながら、図５に示す軸受等の圧入部品を軸端部５２からモータ軸５１に圧入する際に、かじりや引き傷が生じ易くなる。図６のモータ軸５１の部分拡大写真図において、右側軸端部５２よりモータ軸５１の軸方向左側に向かって引き傷５３が発生していることを示している。この場合、圧入部品の組付精度が低下して不良品が発生し、電動機の組立性や歩留まりが低下する。
また、特許文献１は、軸端にテーパー部を設けて玉軸受との接触面積が減ることで圧入荷重を減らして玉軸受傷を軽減しているが、圧入時に玉軸受が傾き易いため軸直角度や平行度が維持できず、玉軸受圧入によりモータ軸に引き傷が発生することに変わりがない。

以下に述べるいくつかの実施形態は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、モータ軸本体に圧入部品を圧入する際の組付精度を向上させたモータ軸及びこれを備えて組立性や回転性能の良い電動機を提供することにある。

以下に述べるいくつかの実施形態に関する開示は、少なくとも次の構成を備える。
電動機のモータ軸であって、モータ軸本体と、前記モータ軸本体の少なくとも一方端側に設けられた導入部と、前記導入部に続く圧入部と、を備え、前記圧入部径をＤとし導入部径をＥとすると、前記導入部の外周に前記導入部径Ｅから前記圧入部径Ｄに向かって漸進拡大する傾斜面が形成されていることを特徴とする。
このように、導入部の圧入部との境界部に導入部径Ｅから圧入部径Ｄに向かって漸進拡大する傾斜面が形成されていると、圧入部品を導入部から圧入部に圧入する際にかじりや引き傷の発生がなく、組付精度が向上する。

前記導入部は（Ｄ×０．９５）≦Ｅ＜Ｄとなるように形成されていることが好ましい。例えば、圧入部径Ｄがφ５ｍｍであるとすると導入部径Ｅはφ４．７５ｍｍ以上φ５ｍｍ未満であることが好ましい。
これにより、軸受３を圧入部へ圧入する前に、モータ軸に引き傷がつくことなく導入部へ嵌め込んで軸直角度と平行度を調整することができる。

前記導入部の外周に形成された前記傾斜面の軸方向に対する傾斜角度は３°から１０°の範囲で形成され、より好ましくは５°から８°の範囲で形成されることが好ましい。
これにより、モータ軸径が変化したとしても、軸方向に対して所定の傾斜角を有する傾斜面を形成して圧入することで、引き傷を発生させることなく圧入することができる。

電動機においては、上述したいずれかのモータ軸と、前記モータ軸と一体に組み付けられた回転子と、前記回転子の回転子磁極に固定子極歯が対向配置された固定子と、を備えたことを特徴とする。
これにより、モータ軸に対する部品圧入時の引き傷等不良品の発生が減り、電動機の組立性や歩留まりが向上する。

導入部と圧入部との段差を解消して組付精度を向上させたモータ軸及びこれを備えて組立性や回転性能の良い電動機を提供することができる。

モータ軸の説明図、Ａ部及びＢ部拡大図である。図１のモータ軸に軸受を圧入する場合の説明図である。図１のモータ軸にその他の圧入部品を圧入する場合の説明図である。従来のモータ軸と図１のモータ軸とで圧入部材を圧入した場合の不良品発生率の対比を示すグラフ図である。従来のモータ軸の説明図及び軸端部であるＡ部拡大図である。モータ軸に発生した引き傷の部分拡大写真図である。

以下、本発明に係るモータ軸及び電動機の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。先ず、電動機の概略構成について図３を参照して説明する。
電動機１は、以下の構成を備える。図３に示すように、モータハウジング２は、筒状のハウジング本体２ａとエンドカバー２ｂを有している。モータハウジング２内には一対の軸受３が保持されており、モータ軸４が回転可能に支持されている。モータ軸４には外周面に回転子マグネットを有する回転子５が組み付けられている。また、モータハウジング２内には、固定子６が組み付けられている。ハウジング本体２ａの内壁面には固定子コア６ａが組み付けられ、径方向内側に向けて突設された固定子極歯にはモータコイル６ｂが巻かれている。固定子極歯は、回転子マグネットと対向配置されている。

次に、図１において、モータ軸４は以下のように構成されている。上述した電動機１が組み付けられるモータ軸本体４ａと、モータ軸本体４ａの少なくとも一方端側に設けられた導入部４ｂと、導入部４ｂに続く圧入部品が圧入される圧入部４ｃを備えている。本実施例では、モータ軸４の両端側に導入部４ｂが設けられこれに続く圧入部４ｃを備えている。また、モータ軸本体４ａは圧入部４ｃを兼用していてもよい。

図１Ａ部は、モータ軸４の右端部分を拡大したものである。軸端部４ｄの外周縁部はＣ面取りがされており、導入部４ｂがこれに続いて形成されている。図１Ｂは導入部４ｂと圧入部４ｃの境界部を拡大したものである。モータ軸径をＤとし導入部径をＥとすると、導入部４ｂの外周に導入部径Ｅが圧入部４ｃに向かって漸進拡大する傾斜面４ｅが形成されている。このような傾斜面４ｅが形成されていると、圧入部品を導入部４ｂから圧入部４ｃに圧入する際にかじりや引き傷の発生がなく、組付精度が向上する。

具体的には、導入部４ｂは（Ｄ×０．９５）≦Ｅ＜Ｄとなるように形成されていることが好ましい。例えば、圧入部径Ｄがφ５ｍｍであるとすると導入部径Ｅはφ４．７５ｍｍ以上φ５ｍｍ未満であることが好ましい。
これにより、軸受３を圧入部４ｃへ圧入する前に、モータ軸４に引き傷がつくことなく導入部４ｂへ嵌め込んで軸直角度と平行度を調整することができる。

また、導入部４ｂの外周に形成された傾斜面４ｅの軸方向に対する傾斜角度θは３°から１０°の範囲で形成され、より好ましくは５°から８°の範囲で形成されることが好ましい。これにより、モータ軸径が変化したとしても、軸方向に対して所定の傾斜角を有する傾斜面４ｅを形成して圧入することで、引き傷を発生させることなく圧入することができる。

図２は回転子５が組み付けられたモータ軸４に対して、軸受３（転がり軸受）を両側軸端部４ｄより圧入して組み付ける工程を示す説明図である。図２の右側拡大断面図は、図２の中央部に示す導入部４ｂと圧入部４ｃの境界部Ａ付近の拡大図である。軸受３の内周側導入部はＲ面に形成されている。軸受３の内径は圧入部径Ｄより小さい寸法である。軸受３をモータ軸４の両端部に設けられた導入部４ｂに嵌め入れると、軸受３の内壁面は傾斜面４ｅに沿って圧入部４ｃ近傍まで移動する。このとき、導入部径Ｅが圧入部４ｃに向かって漸進拡大する傾斜面４ｅが形成されているので、圧入部品を導入部４ｂから圧入部４ｃに圧入する際にかじりや引き傷の発生がない。この状態で軸受３を圧入部４ｃに対して軸直角度と平行度を調整した状態で、図２右側図に示すように軸受３が圧入部４ｃの所定位置まで軸方向に圧入されて組み付けられる。

図３はモータ軸４に対して電動機1を組み付けた後にその他の圧入部品（圧入部材７）を圧入して組み付ける工程を示す説明図である。図３の右側拡大断面図は、図３の中央部に示す導入部４ｂと圧入部４ｃの境界部Ｂ付近の拡大図である。圧入部材７の内周側導入部は傾斜面７ａが形成されている。傾斜面７ａの傾斜角は、傾斜面４ｅの傾斜角θより大きい値に形成される。圧入部材７の内径は圧入部径Ｄより小さい寸法である。圧入部材７をモータ軸４の一端部に設けられた導入部４ｂに嵌め入れると、軸受３の内壁面は傾斜面４ｅに沿って圧入部４ｃ近傍まで移動する。このとき、導入部径Ｅが圧入部４ｃに向かって漸進拡大する傾斜面４ｅが形成されているので、圧入部品を導入部４ｂから圧入部４ｃに圧入する際にかじりや引き傷の発生がない。この状態で圧入部材７を圧入部４ｃに対して軸直角度と平行度を調整した状態で、図３右側図に示すように圧入部材７が圧入部４ｃの所定位置まで軸方向に圧入されて組み付けられる。

ここで、モータ軸４の導入部４ｂと圧入部４ｃとの境界部に図１に示す傾斜面４ｅを設けた場合と図５に示す従来のモータ軸を用いて圧入部品を圧入した場合とで、図４に示すモータ軸４の軸傷不良率を示すグラフ図で対比して説明する。尚、軸傷不良品とは、かじりや引き傷などの発生を意味するものとする。図の前段の◆は図５に示すモータ軸の生産数における軸傷不良品の発生率を示しており、図の後段の◆は傾斜面４ｅを設けたモータ軸の生産数における軸傷不良品の発生率を示している。モータ軸４の圧入部径Ｄがφ５ｍｍ、導入部径Ｅはφ４．９５ｍｍ〜φ５ｍｍであり、傾斜面４ｅの傾斜角が６．５°±１．５°である。

具体的に説明すると、図５に示すモータ軸の所定生産数における軸傷不良品の発生率は、軸傷発生率２０．８３％は生産数２０６０で軸傷不良数４２９、軸傷発生率１６．７４％は生産数２４２５で軸傷不良数４０６、軸傷発生率１６．３９％は生産数２１６０で軸傷不良数３５４、軸傷発生率９．８８％は、生産数２１１５で軸傷不良数２０９、軸傷発生率１４．７７％は生産数２２２７で軸傷不良数３２９、軸傷発生率１３．０６％は生産数４７３３で軸傷不良数６１８、軸傷発生率７．９７％は生産数２４２１で軸傷不良数１９３であり、軸傷不良率は平均１４％であった。

これに対して傾斜面４ｅを設けたモータ軸４の所定生産数における軸傷不良品の発生率は、グラフの〇印付けたデータ以降であり、軸傷発生率０．３５％は生産数２６０５で軸傷不良数９、軸傷発生率０．０２％は生産数５４１４で軸傷不良数１、軸傷発生率０．０２％は生産数５１６７で軸傷不良数１、軸傷発生率０．０６％は生産数５２０６で軸傷不良数３、軸傷発生率０．００％は生産数５１６４で軸傷不良数０、軸傷発生率０．０４％は生産数５２０８で軸傷不良数２、軸傷発生率０．００％は生産数５００５で軸傷不良数０であり、軸傷発生率０．００％は生産数４７２８で軸傷不良数０であり、軸傷不良率は平均０．３５％に著しく低下した。

以上説明したように、モータ軸４の圧入部４ｃと導入部４ｂとの境界部に導入部径Ｅから圧入部径Ｄに向かって漸進拡大する傾斜面４ｅが形成されていると、圧入部品を導入部４ｂから圧入部４ｃに圧入する際にかじりや引き傷の発生がなく、組付精度が向上する。
また、モータ軸４を備えた電動機１においては、モータ軸４に対する圧入部品の組付精度が向上し不良品の発生が減り、電動機１の組立性や歩留まりが向上する。

尚、モータ軸４の両端部に導入部４ｂと圧入部４ｃを備えた実施例について説明したが、いずれか一方の軸端側に設けられていてもよい。また、電動機１はインナーロータ型でもアウターロータ型でもいずれでもよい。

１電動機２モータハウジング２ａハウジング本体２ｂエンドカバー３軸受４モータ軸４ａモータ軸本体４ｂ導入部４ｃ圧入部４ｄ軸端部４ｅ，７ａ傾斜面５回転子６固定子６ａ固定子コア６ｂモータコイル７圧入部材Ｄ圧入部径Ｅ導入部径

Claims

電動機のモータ軸であって、
モータ軸本体と、
前記モータ軸本体の少なくとも一方端側に設けられた導入部と、
前記導入部に続く圧入部と、を備え、
圧入部径をＤとし導入部径をＥとすると、前記導入部と前記圧入部との境界部に前記導入部径Ｅから前記圧入部径Ｄに向かって漸進拡大する傾斜面が形成されていることを特徴とするモータ軸。
前記導入部は（Ｄ×０．９５）≦Ｅ＜Ｄとなるように形成されている請求項１記載のモータ軸。
前記導入部の外周に形成された前記傾斜面の軸方向に対する傾斜角度は３°から１０°の範囲で形成される請求項１又は請求項２記載のモータ軸。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のモータ軸と、
前記モータ軸と一体に組み付けられた回転子と、
前記回転子の回転子磁極に固定子極歯が対向配置された固定子と、を備えた電動機。