特開 2022-158984 中空シャフト、モータ、電気製品及び中空シャフトの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158984

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】中空シャフト、モータ、電気製品及び中空シャフトの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/22 20060101AFI20221006BHJP

   H02K 15/14 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

H02K1/22 C

H02K1/22 A

H02K15/14 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036310

(22)【出願日】2022-03-09

(31)【優先権主張番号】202110345709.5

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(72)【発明者】

【氏名】三分一 浩司

(72)【発明者】

【氏名】潘 徳森

(72)【発明者】

【氏名】史 文▲しぇん▼

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA09

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD23

5H601DD49

5H601GA02

5H601GC02

5H601GC12

5H601JJ05

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができる中空シャフトの製造方法をを提供する。
【解決手段】中空シャフト１００は、筒状であり、外縁１１が多角形を呈する外周部１と、筒状であり、外周部の径方向内周面に接触する内周部２と、底板と筒体とを備えた底部３であって、底板の延在方向は軸方向に対して垂直であり、筒体は、底板の径方向外周端から、軸方向の外周部に面する方向に沿って延在し、筒体の径方向内周面は、内周部の径方向外周面と接触する底部と、を備える。外周部、内周部及び底部は、別体成形された部材である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状であり、外縁が多角形を呈する外周部と、
筒状であり、前記外周部の径方向内周面に接触する内周部と、
底板と筒体とを備えた底部と、
を備え、
前記底板の延在方向は、軸方向に対して垂直であり、
前記筒体は、前記底板の径方向外周から前記軸方向の前記外周部に面する方向に沿って延在し、
前記筒体の径方向内周面は、前記内周部の径方向外周面と接触し、
前記外周部、前記内周部及び前記底部は、別体成形された部材である、中空シャフト。

【請求項2】

前記外周部は、積層プレス成形された多角形の鋼板である、請求項１に記載の中空シャフト。

【請求項3】

前記底部の前記筒体の軸方向端部は、位置決め面を有し、
前記位置決め面は、前記内周部と前記外周部との少なくとも一方を軸方向に支持する、請求項１又は請求項２に記載の中空シャフト。

【請求項4】

前記内周部の外周面は、段部を有し、
前記段部は、軸方向において前記位置決め面に接触する、請求項３に記載の中空シャフト。

【請求項5】

前記筒体の径方向外周面は、前記外周部の径方向外周面よりも径方向内側に位置する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の中空シャフト。

【請求項6】

前記筒体の径方向外周面は、前記外周部の径方向外周面よりも径方向外側に位置し、
前記位置決め面は、前記外周部の径方向外周面に設けられた磁石をさらに支持する、請求項３又は請求項４に記載の中空シャフト。

【請求項7】

前記筒体の径方向外周面は、前記磁石の径方向外周面よりも径方向内側に位置する、請求項６に記載の中空シャフト。

【請求項8】

前記内周部の前記底板に近い軸方向の端部の径方向外周端と前記底板との間に軸方向の間隙を有する、請求項３に記載の中空シャフト。

【請求項9】

前記内周部の前記底板に近い軸方向の端部の径方向内周端と前記底板との間は、はんだによってはんだ付けされる、請求項８に記載の中空シャフト。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の中空シャフトを備えるモータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のモータを備える電気製品。

【請求項12】

前記外周部、前記内周部及び前記底部を別体成形するステップと、
前記底部と前記内周部の径方向外周面を一体に組み付けるステップと、
前記内周部を前記外周部の径方向内周面に組み付けるステップと、
を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の中空シャフトを製造する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、中空シャフト、モータ、電気製品及び中空シャフトの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータにおいて、中空シャフトを使用することがあり、中空シャフトの外周は多角形の形状を有し、磁石を設置するために用いられる。

【0003】

通常、中空シャフトは一体成形して作製され、且つ、切削加工の方式によって該中空シャフトの外周面及び内周面を加工することで、所要の形状を形成する。

【0004】

技術的背景についての上記の説明は、本願発明が解決しようとする課題について明確且つ十全に説明するとともに、当業者の理解を容易にするために叙述したものであるに過ぎない。これらの課題について、本願の背景技術において叙述を行っていることのみを理由に、当業者にとって公知であると見なしてはならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０１７－５１０２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来技術においては、一体成形された中空シャフトの径方向内周面及び径方向外周面を切削加工しており、比較的多くの工数を費やすことになる。特に、中空シャフトの径方向外周面は、周方向に沿って分布する複数の平面であり、各々の平面はいずれも切削加工を経て形成しなければならず、費やす工数が比較的多い。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題のうち少なくとも１つ又は他の類似した課題を解決するため、本願発明の実施例は、中空シャフト、モータ、電気製品及び中空シャフトの製造方法を提供する。該中空シャフトは、別体成形された３つの独立部材を備えており、独立部材に対する加工が比較的簡単であるため、中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができる。

【0008】

本願発明の実施例の１つの中空シャフトによれば、筒状であり、外縁が多角形を呈する外周部と、筒状であり、前記外周部の径方向内周面に接触する内周部と、底板と筒体とを備えた底部と、を備え、前記底板の延在方向は、前記軸方向に対して垂直であり、前記筒体は、前記底板の径方向外周端から、前記軸方向の前記外周部に面する方向に沿って延在し、前記筒体の径方向内周面は、前記内周部の径方向外周面と接触し、前記外周部、前記内周部及び前記底部は、別体成形された部材である。

【0009】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記外周部は、積層プレス成形された多角形の鋼板である。

【0010】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記底部の前記筒体の軸方向端部は、位置決め面を有し、前記位置決め面は、前記内周部と前記外周部との少なくとも一方を軸方向に支持する。

【0011】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記内周部は、径方向外周面に段部を有し、前記段部は、軸方向において前記位置決め面に接触する。

【0012】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記筒体の径方向外周面は、前記外周部の径方向外周面よりも径方向内側に位置する。

【0013】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記筒体の径方向外周面は、前記外周部の径方向外周面よりも径方向外側に位置し、前記位置決め面は、前記外周部の径方向外周面に設けられた磁石をさらに支持する。

【0014】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記筒体の径方向外周面は、前記磁石の径方向外周面よりも径方向内側に位置する。

【0015】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記内周部の前記底板に近い軸方向の端部の径方向外周端と前記底板との間に軸方向の間隙を有する。

【0016】

本願発明の実施例のもう１つの中空シャフトによれば、前記内周部の前記底板に近い軸方向の端部の径方向内周端と前記底板との間は、はんだによってはんだ付けされる。

【0017】

本願発明の実施例は、上述のいずれかの中空シャフトを製造する方法を提供し、前記方法は、前記外周部、前記内周部及び前記底部を別体成形するステップと、前記底部と前記内周部の径方向外周面を一体に組み付けるステップと、前記内周部を前記外周部の径方向内周面に組み付けるステップと、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本願発明の実施例において、中空シャフトは、別体成形された３つの独立部材を備えており、独立部材に対する加工が比較的簡単であるため、中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができる。

【0019】

後述の説明及び図面を参照すると、本願発明の特定の実施形態を詳細に開示しており、本願発明の原理が採用され得る形態を明示している。本願発明の実施形態は、後述の説明及び図面に開示されているものに限定されない。特許請求の範囲内において、本願発明の実施形態は多くの変更、修正及び均等を含む。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本願発明の第１の実施例の中空シャフトの立体概略図である。

【図2】図２は、本願発明の第１の実施例の中空シャフトの分解概略図である。

【図3】図３は、本願発明の第１の実施例の中空シャフトの軸断面の概略図である。

【図4】図４は、本願発明の第２の実施例のモータの立体概略図である。

【図5】図５は、本願発明の第２の実施例のモータの軸断面の概略図である。

【図6】図６は、本願発明の第３の実施例の中空シャフトの製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図面を参照すると、以下の明細書によって、本願発明の前述の特徴及びその他の特徴が明確になる。本願発明を採用可能な一部の実施形態を示している、本願発明の特定の実施形態を、明細書及び図面において具体的に開示している。本願発明は、記述された実施形態に限定されない。逆に、本願発明は、添付された特許請求の範囲に該当するすべての修正、変形及び均等物を含む。

【0022】

以下の説明で使用する各図においては、各構造要素を、図面上で識別可能な程度の大きさにするため、個々の構造要素に応じて縮尺が異なる。本願発明は、これらの図中に記載された構造要素の数、構造要素の形状、構造要素の大きさの比率、及び、各構造要素の相対的位置関係に限定されない。

【0023】

本願発明の実施例において、「第１の」、「第２の」等の用語は、異なる要素を呼称の面から区別するために用いられるが、これらの要素の空間配列又は時間順序等は、限定されない。「及び／又は」という用語は、関連して列挙される用語の１つ又は複数のうちのいずれか１つ及びすべての組み合わせを含む。「を含む」、「を備える」、「を有する」等の用語は、申し述べる特徴、要素、部品又はアセンブリの存在を指すが、１つ又は複数の他の特徴、要素、部品又はアセンブリが存在するか又はそれらを付加することを排除しない。

【0024】

本願発明の実施例においては、「一」、「該」等の単数形は複数形を含んでおり、「一種の」又は「一タイプの」であると広義に理解するべきであり、「１つの」という意味合いに限定するものではない。また、「前記」という用語は、前後で別途明示されていない限り、単数形も複数形も含む。また、前後で別途明示されていない限り、「によれば」という用語は、「少なくとも部分的に……によれば」と理解するべきであり、「に基づいて」という用語は、「少なくとも部分的に……に基づいて」と理解するべきである。

【0025】

本願発明の実施例においては、中空シャフトの中心軸に沿って延在する方向又はそれと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。中心軸を中心とする半径方向を「径方向」と呼ぶ。中心軸を取り囲む方向を「周方向」と呼ぶ。「軸方向」において、底部から内周部を指向する方向を「上」方向と呼び、「上」方向と逆の方向を「下」方向と呼ぶ。本明細書における、各方向についての定義は、本願発明の実施例を説明するための便宜であるに過ぎず、中空シャフト等の、使用及び製造時における方向を限定しない。

【0026】

第１の実施例

【0027】

本願発明の第１の実施例は、中空シャフトを提供する。

【0028】

図１は、本願発明の第１の実施例の中空シャフトの立体概略図である。図２は、第１の実施例の中空シャフトの分解概略図である。図３は、第１の実施例の中空シャフトの軸断面の概略図である。

【0029】

図１～図３に示すように、中空シャフト１００は、外周部１、内周部２及び底部３を備える。図１に示すように、中空シャフト１００は、中心軸Ｃを有する。

【0030】

本実施例では、外周部１、内周部２及び底部３が、別体成形された部材である。

【0031】

ここで、外周部１は筒状であり、且つ、外周部１の外縁１１（図２に示す）が多角形を呈する。例えば、外周部１の径方向外周面は、周方向に沿って連続して分布する複数の平面１２（図２に示す）を備えていてよい。

【0032】

内周部２は筒状であり、外周部１の径方向内周面に接触する。例えば、内周部２は、締まり嵌めによって、外周部１の径方向内周面に接触して設けられる。

【0033】

図３に示すように、底部３は、底板３１と筒体３２とを備えていてよい。底板３１の延在方向は軸方向に対して垂直である。筒体３２は、底板３１の径方向外周端から、軸方向の外周部１に面する方向に沿って延在する。筒体３２の径方向内周面は、内周部２の径方向外周面と接触する。例えば、筒体３２の径方向内周面と内周部２の径方向外周面との間は、締まり嵌めによって一体に組み付けられる。

【0034】

本願発明の第１の実施例によれば、中空シャフトは、別体成形された３つの独立部材を備えている。一体成形された中空シャフトに対する加工に比べ、３つの独立部材に対する加工の方が簡単であるため、中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができる。

【0035】

本実施例では、外周部１は、積層プレス成形された多角形の鋼板である。これにより、外周部１の径方向外周面を切削加工しなくても、外周部１の径方向外周面に、周方向に沿って連続して分布する複数の平面１２を形成することができる。そのため、中空シャフト１００を製造するのに費やされる工数を低減することができる。

【0036】

本実施例では、図１、図２及び図３に示すように、底部３の筒体３２の軸方向端部は、位置決め面３３を有する。位置決め面３３は、内周部２を軸方向に支持することができる。例えば、図２及び図３に示すように、内周部２の径方向外周面は、段部２１を有する。段部２１が軸方向において位置決め面３３に接触することにより、位置決め面３３が内周部２を軸方向に支持するようにする。

【0037】

なお、本実施例は、これに限定されない。図３に示すように、位置決め面３３が、さらに、外周部１を軸方向に支持してもよい。これにより、位置決め面３３は、外周部１及び内周部２を軸方向に支持することができる。或いは、内周部２の径方向外周面は、段部２１を有さなくてもよい。内周部２の径方向外周面と位置決め面３３が軸方向において接触しないことにより、位置決め面３３が、軸方向において外周部１を支持するが、内周部２を支持しないようにすることができる。

【0038】

位置決め面３３を設けることによって、外周部１、内周部２及び底部３を一体に組み付ける過程において、内周部２及び／又は外周部１を軸方向に位置決めしやすくなる。これにより、寸法管理を簡略化して、位置決め精度を高めることができる。

【0039】

本実施例では、筒体３２の径方向外周面は、外周部１の径方向外周面よりも径方向内側に位置してもよい。これにより、筒体３２の径方向寸法を制御することができ、且つ、筒体３２に対して寸法管理を行いやすい。

【0040】

図３に示すように、外周部１の径方向外周面に磁石４が設けられており、磁石４の数は複数個あってよい。ここで、各磁石４は、外周部１の径方向外周面の各平面１２（図２に示す通り）上に配置することができる。

【0041】

図３に示すように、筒体３２の径方向外周面は、外周部１の径方向外周面よりも径方向外側に位置し、且つ、位置決め面３３は、さらに磁石４の軸方向端部を支持する。つまり、位置決め面３３は、磁石４の軸方向下側の端部を支持する。これにより、磁石４の軸方向の位置決めを行いやすい。

【0042】

本実施例では、筒体３２の径方向外周面は、磁石４の径方向外周面よりも径方向内側に位置する、或いは径方向において磁石４の径方向外周面と面一である。これにより、筒体３２の径方向寸法を制御することができ、且つ、筒体３２に対して寸法管理を行いやすい。

【0043】

本実施例では、図３に示すように、内周部２の底板３１に近い軸方向の端部２２（すなわち内周部２の下端）の径方向外周端と底板３１との間に軸方向の間隙Ａを有している。これにより、内周部２の軸方向下側の端部２２が、底板３１と接触するのを回避している。内周部２の段部２１が、軸方向において位置決め面３３と接触することを保証することにより、内周部２に対する軸方向の位置決めを実現することができる。

【0044】

本実施例では、図３に示すように、内周部２の端部２２の径方向内周端と底板３１との間は、はんだＢによってはんだ付けされている。これにより、内周部２と底部３との連結をより堅固にすることができる。１つの実施形態では、内周部２の段部２１が、軸方向において位置決め面３３と接触している場合に、はんだＢによって内周部２の端部２２の径方向内周端と底板３１とをはんだ付けすることができる。これにより、内周部２に対する軸方向位置決めを実現することができ、内周部２と底部３との連結をより堅固にすることもできる。

【0045】

本願発明の第１の実施例によれば、中空シャフトは、別体成形された３つの独立部材を備えている。一体成形された中空シャフトに対する加工に比べ、３つの独立部材に対する加工の方が簡単であるため、中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができ、製造コストを低減しており、且つ、中空シャフトを製造する生産効率を高めている。

【0046】

第２の実施例

【0047】

第２の実施例は、第１の実施例に記載の中空シャフト１００を備えるモータを提供している。中空シャフト１００の構造については、第１の実施例において説明しており、その内容がここに取り入れられるので、ここでは説明を省略する。

【0048】

図４は、第２の実施例のモータの立体概略図である。図５は、第２の実施例のモータの軸断面の概略図である。

【0049】

図４及び図５に示すように、モータ２００は、中空シャフト１００を備える。なお、図５に示すように、中空シャフト１００は、外周部１、内周部２及び底部３を備える。モータ２００は、磁石４をさらに備える。磁石４は、外周部１の径方向外周面に配置される。なお、図５中に示すモータ２００の他の部品については、関連技術を参照してよい。

【0050】

本実施例のモータは、第１の実施例に記載の中空シャフトの構造を採用しているため、中空シャフトを製造するコストを低減し、且つ、中空シャフトを製造する生産効率を高め、さらにはモータを製造する生産効率を高めることができる。

【0051】

本実施例では、該モータは、電気製品に応用することができる。該電気製品は、例えば、空気調和機の室内機、空気調和機の室外機、給水機、洗濯機、掃除機、圧縮機、送風機、ミキサー等の家電機器である。或いは、該電気製品は、例えば、自動車の電子真空ポンプ、自動車のブレーキ、自動車のトランスミッション等、モータを使用する車載製品であってもよい。或いは、該電気製品は、モータを使用する種々の情報機器、産業機器等であってもよい。

【0052】

第３の実施例

【0053】

本実施例は、第１の実施例に記載の中空シャフト１００を製造するために用いることができる中空シャフトの製造方法を提供している。ここで、中空シャフト１００の構造については、第１の実施例を参照することができ、その内容がここに取り入れられるので、ここでは説明を省略する。

【0054】

図６は、本願発明の第３の実施例の中空シャフトの製造方法のフローチャートである。少なくとも１つの実施例においては、図６に示すように、中空シャフトの製造方法は、外周部１、内周部２及び底部３を別体成形するステップ６０１と、内周部２を外周部１の径方向内周面に組み付け、底部３の筒体３２と内周部２の径方向外周面とを組み付けるステップ６０２と、を含んでいてよい。

【0055】

ここで、ステップ６０２において、まず、底部３と内周部２の径方向外周面を一体に組み付けた後、内周部２を外周部１の径方向内周面に組み付けてもよい。

【0056】

なお、上述の製造方法においては、中空シャフト１００を製造する他のステップをさらに含むことができる。該他のステップについては関連技術を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0057】

本実施例の中空シャフトの製造方法によれば、外周部１、内周部２及び底部３を別体成形した後、これら３つの別体成形された独立部材を組み立てる。一体成形された中空シャフトに対する加工に比べ、３つの独立部材に対する加工の方が簡単であるため、中空シャフトを加工するのに費やされる工数を低減することができ、製造コストを低減しており、且つ、中空シャフトを製造する生産効率を高めている。

【0058】

以上、具体的な実施形態を結び付けて本願発明について記述したが、これらの記述はいずれも例示的なものであり、本願の特許請求の範囲に対する限定ではない。当業者は本願発明の趣旨と原理に基づいて本願発明に対して種々の変形や修正を行うことができ、これらの変形や修正も本願の特許請求の範囲内にある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】