JP2004364364A

JP2004364364A - 電動モータと減速機との結合構造

Info

Publication number: JP2004364364A
Application number: JP2003157056A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kamiyama; 好一上山
Original assignee: Nidec Shimpo Corp
Current assignee: Nidec Drive Technology Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】減速機入力軸と電動モータ出力軸との芯出し作業を、正確に、且つ作業性良く行うことができるようにする。
【解決手段】電動モータ１の出力軸１１と減速機２の入力軸２１とを結合する構造において、電動モータ１の出力軸突出面１ａにインロー１２を、減速機２の開口フランジ面２ａにインロー穴２２をそれぞれ設け、これらが互いに凹凸嵌合するよう構成する。さらにインロー穴２２の内周壁面に弾性体リング６を装着しておき、インロー１２とインロー穴２２との間のクリアランスを実質的に吸収させるようにし、前記出力軸１１と入力軸２１との芯出しが、インロー１２をインロー穴２２へ挿入するだけで行えるようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動モータの出力軸と減速機の入力軸とを結合する構造に関し、特にこれら入・出力軸の芯出しが容易に且つ正確に行うことができる結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータと減速機とを機械的に結合する場合にあっては、電動モータの出力軸と、減速機の入力軸とを正確に芯合わせすることが、両者間の安定かつ確実な動力伝達ために肝要となる。
【０００３】
従来、電動モータと減速機との結合構造に関し、例えば図５に示すような構造が知られている（特許文献１参照）。この結合構造は、減速機２０のハウジング内に軸受５０を介して保持されている減速機入力軸２１０に、電動モータ１０の出力軸１１０を挿入して結合するにあたり、電動モータ１０の出力軸突出面１０ａに設けられたインロー１２０を、減速機２０の前記ハウジングの開口フランジ面２０ａに設けられたインロー穴２２０へ嵌入することで、減速機入力軸２１０と電動モータ出力軸１１０との軸芯出しを行う構成とされている。
【０００４】
すなわち、前記インロー１２０とインロー穴２２０との凹凸嵌合に基づいて「芯出し」が行われるものであって、その後フランジボルトが締結されることにより減速機２０と電動モータ１０とが強固に機械的に固定される。さらに、減速機入力軸２１０の割溝部分に設けられているクランプボルト３０を、所定のトルクで締め付けることにより、減速機入力軸２１０と電動モータ出力軸１１０とが接続される。
【０００５】
一方特許文献２には、前記のようなインローを芯出し用途として用いることなく、減速機入力軸２１０と電動モータ出力軸１１０との軸芯出しを行う結合構造が開示されている。この構造は、減速機入力軸２１０へ電動モータ出力軸１１０を挿入した後に、クランプボルト３０を両軸が脱着可能な程度に軽く締め付け（仮締め付け）、続いてフランジボルトを締結して減速機２０と電動モータ１０とを固定し、しかる後前記クランプボルト３０の本締めを行うことで、減速機入力軸２１０と電動モータ出力軸１１０とを接続するものである。つまり、前記入力軸２１０と出力軸１１０との結合のみにより「芯出し」を行おうとするものである。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許５，６８７，４８０号公報
【特許文献２】
特許第２８５９４４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１に示された結合構造では、インロー１２０とインロー穴２２０との凹凸嵌合に基づいて芯出しを行う関係上、芯出しの正確性はインロー１２０とインロー穴２２０の精度に依存することになってしまう。すなわち、インロー１２０のインロー穴２２０への嵌め込み精度が悪いと軸芯ずれが生じてしまうのであるが、通常両者間には加工公差によるクリアランスが存在しているため、高精度に芯出しを行うことが困難であった。より高精度にインロー１２０並びにインロー穴２２０の加工を行えば芯出し精度は向上するものの、かかる加工は困難であり、製作に多大な手間とコストを要するという問題が生じてしまうこととなる。
【０００８】
一方特許文献２に示されている結合構造であれば、前記したインローのクリアランスの問題は解消されるが、クランプボルト３０の前記仮締め付けの際に、減速機入力軸２１０と電動モータ出力軸１１０との間のクリアランス調整という、長い作業時間を要する工程が新たに必要となる。つまり、芯出しをより正確に行うには入力軸２１０と出力軸１１０との間のクリアランスを最小限にすることが望ましいが、この最小限のクリアランスを探知するためにクランブボルト３０を徐々に締め付けながら調整してゆくという工程が必要となるのである。このような調整工程は、やはり多大な手間がかかるため、芯出しの作業性が悪いという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような不都合を解消すべくなされたもので、減速機入力軸と電動モータ出力軸との芯出し作業を、正確に、且つ作業性良く行うことができる電動モータと減速機との結合構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電動モータと減速機との結合構造は、電動モータの出力軸と減速機の入力軸とを結合する構造であって、前記電動モータの出力軸突出面と、前記減速機の入力軸側開口フランジ面とに、互いに凹凸嵌合するインロー及びインロー穴が前記入・出力軸の芯出し用としてそれぞれ設けられてなる電動モータと減速機との結合構造において、前記インローの外周面とインロー穴の内周壁面との間に弾性体リングを介在させ、両者間のクリアランスを実質的に吸収させるべく構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
このような結合構造によれば、Ｏリングなどの弾性体リングの介在によって、インローとインロー穴との間のクリアランスが全周にわたって解消されることになる。これによりインローをインロー穴に挿入する際に、たとえインローの外周面とインロー穴の内周壁面との間自体にはクリアランスが存在していたとしても、インローは弾性体リングにより誘導されてインロー穴の中心軸に向けて位置決めされることになる。従って、インローをインロー穴へ挿入するだけで、事実上電動モータの出力軸と減速機の入力軸との正確な芯出しを行うことができるようになる。
【００１２】
また、請求項２の結合構造は、請求項１において、前記インローを電動モータの出力軸突出面に、前記インロー穴は減速機の入力軸側開口フランジ面にそれぞれ設けるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
本発明においては、インロー及びインロー穴の設置位置は特に限定するものではないが、電動モータの出力軸突出面、及び減速機の入力軸側開口フランジ面に設けておけば、電動モータと減速機とを結合する際にこれらの面は突き合わされることから、前記した弾性体リングによるインローの誘導が行い易いので好ましい。
【００１４】
さらに、請求項３の結合構造は、請求項１又は請求項２において、前記弾性体リングを、インロー穴の内周壁面に装着するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、弾性体リングを介在させる態様については特に制限はなく、種々の態様が適用可能であり、例えばインローの外周に弾性体リングを予め嵌め込んでおく態様、インロー穴の内周壁面に装着する態様などが挙げられるが、インローの挿入時に弾性体リングを安定的に保持し易いようにするという観点からは、インロー穴の内周壁面に予め装着しておく態様が望ましい。
【００１６】
請求項４の結合構造は、請求項３において、前記インロー穴の開口縁部に、前記インロー穴の内径が拡径された段差部を設け、該段差部に前記弾性体リングを装着したことを特徴とするものである。
【００１７】
このように段差部に弾性体リングを装着しておけば、インローの挿入時に弾性体リングが摩擦力を受けても、段差部の壁面で弾性体リングは背面側を支持されることから、弾性体リングが軸方向にズレたりすることはない。
【００１８】
また、請求項５の結合構造は、請求項３において、前記インロー穴の内周壁面に周方向溝を設け、該周方向溝内に前記弾性体リングを装着したことを特徴とするものである。
【００１９】
かかる構成であれば、弾性体リングは前記周方向溝内に常時保持しておくことが可能となる。従って、弾性体リングがインロー穴から脱落しにくくなり、結合作業の際に弾性体リングが安定的にインロー穴の内周壁面に装着されることから作業性が良好となる。また弾性体リングの軸方向前後いずれにおいても、弾性体リングの移動が溝側壁により規制されることになり、結果として弾性体リングの傾き等が生じず、より確実に芯出しが行えるという利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施態様につき説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例にかかる電動モータ１と減速機２との結合構造を示す断面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線断面である。電動モータ１は出力軸１１を備え、さらにこの出力軸突出面１ａに、該電動モータ１の外径よりも径小のリング状を呈し、出力軸１１の軸方向外面に向けて突出するインロー１２を具備している。
【００２２】
一方減速機２は、そのハウジング内に軸受５を介して保持され、前記出力軸１１を受容する受容穴を備えた入力軸２１を有し、さらに前記ハウジングの開口フランジ面（入力軸側開口フランジ面）２ａには、前記インロー１２を略受容する形状並びに深さを備えたインロー穴２２を具備している。なお前記入力軸２１の受容穴には、軸方向に溝入れされたブッシュ４が圧入される構造とされており、径の異なる多種類の出力軸１１に対応できるよう構成されている。また前記入力軸２１の根元側には、減速機入力軸と一体であった場合の歯切りにおいて切上げ部が長くなることを避けるため、また多種類の減速比に対応できるように、入力軸２１とは分離された太陽ギア４０が焼ばめ圧入されている。
【００２３】
電動モータ１の出力軸１１は、減速機２の入力軸２１（ブッシュ４）に挿入され、フランジボルト２３により電動モータ１と減速機２とが連結され、さらにクランプボルト３を所定トルクで締め付けることにより前記出力軸１１と入力軸２１とが固定される。このとき、前記インロー１２とインロー穴２２は互いに凹凸嵌合され、嵌合された際にインロー１２の外周面とインロー穴２２との内周壁との間には若干のクリアランスが存在することになるのであるが、このクリアランスは比較的大きいもの（０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度）であっても良い。本発明においては、減速機入力軸２１と電動モータ出力軸１１との軸芯出しを、インロー１２とインロー穴２２との凹凸嵌合に依拠するのではなく、弾性体リング６にて行う構成としているからである。
【００２４】
弾性体リング６は、例えば減速機２のインロー穴２２の内周壁に予め装着され、電動機１のインロー１２の外周面と減速機２のインロー穴２２の内周壁との間のクリアランスを実質的に吸収する役割を果たす。具体的には、定常時においてその内径がインロー１２の外径よりも僅かに小さい弾性体リング６を準備し、該弾性体リング６をインロー穴２２の内周壁に装着しておき、そこにインロー１２を前記弾性体リング６の内径を拡開する方向に弾性変形させつつ挿入することで、前記クリアランスを吸収させるようにする。
【００２５】
図３は、図１のＡ部拡大図であり、弾性体リング６の装着方法の一例を示している。この実施態様では、減速機２のインロー穴２２開口縁部に、このインロー穴２２の内径を拡径した段差部２２１を設け、該段差部２２１に弾性体リング６を嵌め込み装着している。ここで弾性体リング６の肉厚は、段差部２２１の深さよりも厚肉とされ、弾性体リング６の一部がインロー穴２２の内周壁面より突出するよう構成される。これにより、インロー１２の外周面とインロー穴２２内周壁との間のクリアランスが、その全周にわたって解消されることになる。
【００２６】
このように弾性体リング６が装着された状態で電動モータ１のインロー１２が挿入されてくると、弾性体リング６の介在によって、自ずとインロー１２の中心軸すなわち電動モータ出力軸１１の中心が、インロー穴２２の中心軸すなわち減速機入力軸２１の中心に位置合わせされるよう誘導されることになる。つまり、弾性体リング６は自身の内径より僅かに径が大きいインロー１２が圧入されて来ることで、その全周にわたりほぼ均等に弾性変形すると共に、弾性反発力によって常にインロー１２をその中心軸方向に押圧する押圧力を全周方向から発生するため、事実上電動モータ出力軸１１と減速機入力軸２１との正確な芯出しを行うことができるものである。
【００２７】
また図３に示すように段差部２２１に弾性体リング６を装着する構成としておけば、インロー１２の挿入時に弾性体リング６が摩擦力を受けても、段差部の壁面２２１Ｂで弾性体リング６は背面側を支持されることから、弾性体リング６が軸方向にズレてしまうことはない。
【００２８】
本発明で用いる弾性体リング６としては、上述した弾性変形並びに弾性反発力を備えるものであれば良く、例えばゴムや樹脂材料からなるＯリングやＤリングを用いることができる。また、同様な弾性を備えているならば、金属製のリングを用いることもできる。
【００２９】
図４は弾性体リング６の装着方法の、他の実施例を示している。この実施態様では、減速機２のインロー穴２２の内部に周方向溝２２２を設け、該周方向溝２２２内に弾性体リング６を収容・装着している。すなわち、インロー穴２２の内周壁面に該インロー穴２２の内径を拡径した部分を設け、その前後を側壁２２２Ｒ，２２２Ｌで区画したものであって、このような周方向溝２２２に弾性体リング６をはめ込んだ構成である。
【００３０】
かかる構成であれば、弾性体リング６は前記周方向溝側壁２２２Ｒが存在することからインロー穴２２から脱落しにくくなり、結合作業の際に弾性体リングがインロー穴２２の内周壁面に安定的に装着された状態で結合作業が行えるので作業性が良好となる。また弾性体リング６の軸方向前後いずれにおいても、弾性体リング６の移動が溝側壁２２２Ｒ，２２２Ｌにより規制されることになり、結果として弾性体リング６の傾き等が生じず、より確実に芯出しが行えるという利点もある。
【００３１】
このように、本発明によればインロー１２を弾性体リング６が装着されたインロー穴２２へ挿入するだけで、電動モータ出力軸１１と減速機入力軸２１との正確な芯出しが行える。その後、フランジボルト２３を締め付けて電動モータ１と減速機２とを機械的に強固に連結し、さらに入力軸２１の割軸部分に設けているクランプボルト３を所定のトルクで締め付けることで、電動モータ出力軸１１と減速機入力軸２１とは、正確な芯出しがなされた状態で接続・固定され、結合作業が完了する。
【００３２】
弾性体リング６の装着方法については、上記実施例以外にも様々な方法を採用することができる。例えばインロー１２の外周面に、図４で説明したような周方向溝を刻設し、その溝に弾性体リングを予め収容・装着しておく構成であっても良い。また、弾性体リング６は必ずしも完全なリング状を呈していなくとも良く、一部にスリットが存在していても、或いはいくつかの円弧状分割片から構成されるものであっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した通りの請求項１及び請求項２に記載の電動モータと減速機との結合構造によれば、減速機入力軸と電動モータ出力軸との芯出しにあたり誤差要因となる、インローとインロー穴とのクリアランスが、弾性体リングにより実質的に吸収されるので、入力軸と出力軸との芯出しが正確に行うことができる。さらに、インロー及びインロー穴の成型加工にあたり、両者間に加工公差によるクリアランスが比較的大きく存在していたとしても、弾性体リングでこれを解消できるので、高精度の加工を施さずとも済むという利点もある。
【００３４】
また、インローとインロー穴との凹凸嵌合で事実上芯出しが行えるので、極めて簡易に、且つ迅速に芯出し作業を完了することができる。従って、インローを芯出し用に用いない特許文献２のように、クランプボルトを徐々に締め付けつつ最小限クリアランスを探知するといった手間は一切不要であり、電動モータと減速機との結合作業性を格段に向上させることができる。
【００３５】
さらに、請求項３に記載の電動モータと減速機との結合構造によれば、インローの挿入時に弾性体リングを安定的に保持し易くなる効果があり、特に請求項４に記載の如く段差部を設け、そこに弾性体リングを装着するよう構成すれば、インローの挿入時に段差部の壁面で段差部が支承されることになる。従って、弾性体リングが傾いた状態でインローとインロー穴との間に介在してしまうことはなく、より正確な芯出しを行うことができる。
【００３６】
また、請求項５に記載の電動モータと減速機との結合構造によれば、弾性体リングを周方向溝内に装着するので、弾性体リングがインロー穴から脱落しにくくなり、結合作業の際の作業性が良好となる。また弾性体リングの軸方向前後いずれにおいても、弾性体リングの移動が溝側壁により規制されることになり、結果として弾性体リングの傾き等をより生じ難くすることができ、芯出しの正確性がより担保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動モータと減速機との結合構造の断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１のＡ部拡大断面図である。
【図４】図１のＡ部の他の実施例を示す拡大断面図である。
【図５】従来の電動モータと減速機との結合構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１電動モータ
１ａ出力軸突出面
１１モータ出力軸
１２インロー
２減速機
２ａ開口フランジ面
２１減速機入力軸
２２インロー穴
２２１段差部
２２２周方向溝
３クランプボルト
４ブッシュ
４０太陽ギア
５軸受
６弾性体リング

Claims

電動モータの出力軸と減速機の入力軸とを結合する構造であって、前記電動モータの出力軸突出面と、前記減速機の入力軸側開口フランジ面とに、互いに凹凸嵌合するインロー及びインロー穴が前記入・出力軸の芯出し用としてそれぞれ設けられてなる電動モータと減速機との結合構造において、
前記インローの外周面とインロー穴の内周壁面との間に弾性体リングを介在させ、両者間のクリアランスを実質的に吸収させるべく構成したことを特徴とする電動モータと減速機との結合構造。
前記インローは電動モータの出力軸突出面に、前記インロー穴は減速機の入力軸側開口フランジ面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動モータと減速機との結合構造。
前記弾性体リングは、インロー穴の内周壁面に装着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動モータと減速機との結合構造。
前記インロー穴の開口縁部に、前記インロー穴の内径が拡径された段差部を設け、該段差部に前記弾性体リングを装着したことを特徴とする請求項３記載の電動モータと減速機との結合構造。
前記インロー穴の内周壁面に周方向溝を設け、該周方向溝内に前記弾性体リングを装着したことを特徴とする請求項３記載の電動モータと減速機との結合構造。