JPH0610166Y2 - 高分子弾性体部材の結合構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、高分子弾性体部材とこれが装着されるべき回
転体との結合構造に関する。

従来技術 従来、例えば電子レンジのマイクロ波攪拌用スタラー駆
動源としてギヤードモータを用いる場合に、上記スタラ
ーが取り付けられるギヤードモータの出力軸は、電子レ
ンジ内の熱エネルギーに対する耐熱性、マイクロ波に対
する耐破壊性などを有していなければならない。このた
め、出力軸の材料は、耐熱性および低い誘電性を有する
材料例えばフッ素樹脂などの高分子材料によって構成さ
れている。

一方、上記ギヤードモータは、ロータの回転を上記出力
軸に伝達するために、減速歯車列を内蔵している。この
減速歯車列の最終段の出力歯車は、上記出力軸と別体に
構成され、両者の嵌り合いによって、一体的に回転する
よう結合されている。そして、この両者は、弾性変形後
の係り合い、すなわち耐熱樹脂製の出力軸に突出形成さ
れた係合片部を出力歯車に形成された溝内に弾性変形さ
れて挿入し、挿入後に、係合片部と出力歯車側の係合部
とを係り合わせることにより、回転方向に回り止めさ
れ、かつ軸の方向に抜け止め状態として一体化する。

ところが、このような結合構造によると、出力軸の係合
片部が出力歯車側の係合部の斜面を滑りながら溝内に嵌
り合う過程で、係合片部自体がたわんで、溝の中に入り
込まず、両者が結合できないこともある。また、これの
防止のために、係合片部と係合部との重なり量すなわち
弾性変形による逃げ量を充分に小さくすると、係合片部
は係合部に当たりながら変形し、溝内に簡単に入り込め
る状態となる。しかし、このような係合によると、両者
の結合後に、それらが外れ易い状態となっているため、
両者の結合関係が不充分となる。

考案の目的 ここに、本考案の目的は、高分子弾性体部材をその弾性
変形を利用して結合した後に、両者の係り合いを確実化
し、充分な抜け止め強度を確保することである。

考案の解決手段 上記目的の下に、本考案は、高分子弾性体部材の弾性を
利用して、高分子弾性体部材の係合片部を弾性変形させ
ながら、回転体の係合部に係り合い可能な状態で嵌め込
むと共に、その高分子弾性体部材の塑性変形を利用し、
係合片部を加工硬化させることにより、係合片部と係合
部とを係り合わせ、また当該係合片部の硬度を高めるよ
うにしている。

もちろん、ここで言う「塑性変形」は、固体物質に力を
加えて変形した後、応力を取り除いても原形に戻らない
変形をいい、また「弾性変形」は、固体物質に応力を加
えたとき起こる全変形のうち、応力を取り除くとただち
に復元する変形をいい、さらに「加工硬化」は、加工に
よって材料が大きな塑性歪みを受けると、変形に対する
抵抗を増し、硬くなる現象をいう。

実施例の構成 第１図ないし第３図は、本考案の結合構造をギヤードモ
ータ１に応用し、高分子弾性体部材としての出力軸２と
回転体としての出力歯車３とを結合する例である。な
お、ギヤードモータ１の具体例は、後に第４図とともに
説明する。

高分子弾性体部材としての出力軸２は、塑性変形可能
で、かつ高い弾性を有する材料例えばフッ素樹脂によっ
て成形されており、一端の中心円筒部４の外部分で、半
径方向に延びる係合片部５を、また中心円筒部４の部分
で中心孔６をそれぞれ一体的に備えている。

また、回転体としての出力歯車３は、高分子弾性体部材
としての出力軸２と異なる材料例えばポリアセタール製
であり、外周に歯３ａを有し、出力軸２と結合すべき側
で環状のスラスト受け７、上記中心円筒部４と嵌り合う
大きさの中心凹陥部８、および上記中心孔６と嵌り合う
中心円筒部９、さらに中心凹陥部８から半径方向外側に
延びる係合溝１０を一体的に備えている。この係合溝１
０は、係合片部５と嵌り合う大きさであり、その両端部
でポケット部１１を形成し、かつこのポケット部１１の
開口側で係合部１２につながっている。この係合部１２
は、出力軸２の係合片部５の先端部分と係り合う部分で
あり、ポケット部１１側で係合溝１０の底面に対し平行
になっているが、開口面側で案内斜面１３を形成してい
る。そして、この一対の係合部１２の半径方向の寸法
は、係合片部５の長さと等しいか、またはそれよりも小
さく設定されている。それらの寸法差が両者の結合初期
の重なり量となっている。なお、この出力歯車３の他の
部分は、ボス部１４となっており、この部分で下軸１５
および円筒部１６を一体的に形成している。

実施例の作用 高分子弾性体部材としての出力軸２および回転体として
の出力歯車３は、それぞれ別々に成形され、ギヤードモ
ータ１への組み込みに際し結合によって一体化する。す
なわち、両者の結合に際し、出力軸２は、出力歯車３の
係合溝１０の内部に軸の方向に挿入される。この挿入過
程で、係合片部５は、案内斜面１３に当たって弾性変形
し、たわむことによって、重なり量を吸収しながら、最
終的にポケット部１１の内部に入り、弾性的に復元する
ことによって、重なり量によりポケット部１１に係り合
う。このときの係り合い量は、初期の重なり量と対応し
ている。この嵌め込みに際し、中心円筒部９は、中心孔
６に嵌り、両者を同一軸線上に一致させ、かつ嵌め合い
方向に案内していく。

このあと、係合片部５の側面に、中心凹陥部８の側から
プレス押圧加工によって、パンチ跡１７が形成される。
これにより、係合片部５は、係合部１２の近くで、塑性
歪みを受け、塑性変形し、係合片部５の長さ方向すなわ
ち半径方向に延び、かつ幅方向にも大きくなる。このよ
うなプレス押圧加工によって、係合片部５は、部分的に
加工硬化し、弾性力を失い、剛性を高め、かつ外力に対
し抵抗力を増し、変形しにくくなる。この結果、出力軸
２は、出力歯車３に対し係合片部５と係合溝１０との嵌
り合いによって、回転方向に位置決めされ、かつ回り止
め状態となり、さらに加工硬化後の係合片部５の先端部
分と係合部１２との係り合いによって、抜け止め状態と
なり、かつ外力特に出力軸２の方向の力に対し結合前よ
りも大きな剛性で変形しにくくなる。このようにして、
高分子弾性体部材としての出力軸２は、回転体としての
出力歯車３に対し位置決め状態で、しかも大きな回転力
を伝達できる状態で結合する。

このようにして、加工硬化後に、係合片部５は、係合部
１２に対し挿入前よりも大きな重なり量で係り合うこと
になる。したがって、係合片部５と係合部１２との重な
り量は、初期にゼロであってもよい。また係合片部５と
係合溝１０との嵌め合い寸法などは予め大きな公差で製
作されていても、それらの公差は、結合後に完全に吸収
されることになる。

ギヤードモータの具体例 結合後の出力軸２および出力歯車３は第３図のほか、第
４図に示すように、出力軸２の部分で蓋ケース１８の軸
受け部１９によってラジアル方向に支持され、また下軸
１５の部分で下ケース２０の軸受け部２１によって、ラ
ジアル方向に回転自在に支持され、またスラスト受け７
および円筒部１６の部分で対応の蓋ケース１８および下
ケース２０の内面に当たって、スラスト方向に規制され
ている。なお、軸受け部１９、２１は、バーリング加工
によって形成されるため、滑らかな面で軸外周面に接し
ている。

ギヤードモータ１のロータ２２は、永久磁石によって構
成されており、ロータボス２３によりロータ軸２４に対
し回転自在に支持されている。また、下ケース２０は、
内部のコア２５と共に切り起こしによって、ロータ２２
を取り囲むように複数の磁極片２６を形成している。そ
して、これらの磁極片２６は、下ケース２０とコア２５
との間に装着されたコイルボビン２７の巻線２８によっ
て励磁される。なお、この巻線２８は、ボビンカバー３
０の内部でコイルボビン２７に固定された端子２９に接
続されている。

そして、上記ロータボス２３のピニオン３１の回転は、
伝達歯車３２を介し、減速歯車列として、複合型の一番
歯車３３、二番歯車３４によって、最終的に出力歯車３
に伝達される。なお、これらの伝達歯車３２、一番歯車
３３および二番歯車３４は、蓋ケース１８と下ケース２
０との間に固定された歯車軸３５、３６、３７によって
回転自在に支持されている。

考案の他の実施例 上記実施例は、ギヤードモータ１の出力軸２を高分子弾
性体部材とし、また出力歯車３を回転体として説明して
いるが、本考案の結合構造は、ギヤードモータ１に限ら
ず、他の部品間の係り合い方式の結合にも応用できる。

考案の効果 本考案では、次の特有の効果が得られる。

高分子弾性体部材の係合片部が結合すべき回転体の溝内
に納められた後、プレス押圧加工による塑性変形によっ
て、係り合いのための重なり量が充分に確保できる。し
かも、塑性変形によって、係合片部の係り合い部分が加
工硬化し、高分子弾性部材の抜け方向の剛性を高めるた
め、両者の結合強度が高められる。しかも、この塑性変
形によって係合片部が嵌り合いの公差を吸収する方向
に、また係り合い量を増加する方向に変形するため、嵌
め合いや係り合い部分の設計が容易となる。

特に、高分子弾性体部材としての出力軸と回転体とが同
じ材料で形成できない結合構造の場合に、高分子弾性体
部材としての出力軸の係合片部が回転体の係合溝に簡単
に係合することができ、これによって高分子弾性体部材
としての出力軸と回転体との間で仮保持させる効果があ
り、しかも高分子弾性体部材としての出力軸と回転体と
を一体に結合すると、高分子弾性体部材としての出力軸
と回転体とが一体成形されたものに匹敵する結合性能を
有するため、この種の異なる材料の結合構造として有益
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の結合構造を出力軸と出力歯車との結合
部分に応用した例の斜面図、第２図は係り合い部分の一
部の拡大破断斜面図、第３図は結合状態の拡大断面図、
第４図はギヤードモータの断面図である。 １……ギヤードモータ、２……高分子弾性体部材として
の出力軸、３……回転体としての出力歯車、５……係合
片部、１０……係合溝、１１……ポケット部、１２……
係合部、１３……案内斜面、１７……パンチ跡。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】塑性変形可能でかつ高い弾性を有する高分
   子弾性体部材と、この高分子弾性体部材の材料と異なる
   材料の回転体とからなり、回転体に高分子弾性体を装着
   する結合構造であって、上記高分子弾性体部材の軸の一
   端には半径方向に延び上記回転体と係合するための係合
   片部が形成されると共に、上記回転体には上記係合片部
   と係合するための係合溝が直径方向に形成され、この係
   合溝の端に上記係合片部と係り合う係合部が形成され、
   上記係合部と上記係合部とに重なり量を設け、上記高分
   子弾性体部材の係合片部がプレス押圧加工されたとき、
   上記係合片部の塑性変形によりこの係合片部と上記係合
   溝の係合部とが係合し、これらの両者が一体に結合され
   ていることを特徴とする高分子弾性体部材の結合構造。