(57)【要約】【課題】小さい力で被圧入物に圧入でき、高い精度で被圧入物を固定できるモータシャフト、そのモータシャフトを備えたモータ及びモータ構造体を提供する。【解決手段】モータシャフト１は、被圧入物に形成されている穴に圧入されるモータシャフト１であって、シャフト本体１０と、第１の環状突起部と、第２の環状突起部と、を有する。第１の環状突起部は、シャフト本体１０の半径方向外向きに突出し、穴の内周面に接触する。第２の環状突起部は、シャフト本体の半径方向外向きに突出し、穴の内周面に接触し、第１の環状突起部の形成位置よりも軸方向後端側に形成されている。第１と第２の環状突起部は、複数の環状突起を含む突起群から構成されている。軸方向において、第１の環状突起部における隣接する環状突起の間隔、および第２の環状突起部における隣接する環状突起の間隔は、当該第１の環状突起部と当該第２の環状突起部との間隔より小さい。【選択図】図２
2018126061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧入物に形成されている穴に圧入されるモータシャフトであって、
シャフト本体と、
前記シャフト本体の半径方向外向きに突出し、前記穴の内周面に接触する第１の環状突起部と、
前記シャフト本体の半径方向外向きに突出し、前記穴の内周面に接触し、前記第１の環状突起部の形成位置よりも軸方向後端側に形成されている第２の環状突起部と、
を有し、
前記第１の環状突起部は、複数の環状突起を含む突起群から構成され、
前記第２の環状突起部は、複数の環状突起を含む突起群から構成され、
軸方向において、前記第１の環状突起部における隣接する前記環状突起の間隔、および前記第２の環状突起部における隣接する前記環状突起の間隔は、当該第１の環状突起部と当該第２の環状突起部との間隔より小さい、モータシャフト。
【請求項２】
前記第１の環状突起部は、前記第２の環状突起部から離間して形成されている、請求項１に記載のモータシャフト。
【請求項３】
前記第１の環状突起部は、圧入された前記シャフト本体の前記穴との圧入面の軸方向先端側近傍に形成され、
前記第２の環状突起部は、圧入された前記シャフト本体の前記穴との圧入面の軸方向後端側近傍に形成されている、請求項２に記載のモータシャフト。
【請求項４】
前記第１の環状突起部の最外径は、前記第２の環状突起部の最外径よりも小さい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータシャフト。
【請求項５】
前記被圧入物の硬さより低い硬さを有する材料で形成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータシャフト。
【請求項６】
ＳＵＳ３０３から形成されている、請求項５に記載のモータシャフト。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータシャフトと、
前記モータシャフトに設けられたマグネットと、
前記マグネットとの間の電磁相互作用により、前記マグネットとともに前記モータシャフトを回転させるコイルと、
を備える、モータ。
【請求項８】
穴が形成されている被圧入物と、
請求項７に記載のモータと、
を備える、モータ構造体。
【請求項９】
前記被圧入物の前記穴は、
前記モータシャフトが圧入される入口側近傍に形成され、内周面に前記第２の環状突起部が食い込みつつ接触する第１の圧入穴と、
前記第１の圧入穴よりも深奥側に、前記第１の圧入穴の内径よりも小さい内径に形成され、内周面に前記第１の環状突起部が食い込みつつ接触する第２の圧入穴と、
を有する、請求項８に記載のモータ構造体。
【請求項１０】
前記第１の環状突起部と前記第２の環状突起部との間の距離は前記第１の圧入穴の深さよりも短い、請求項９に記載のモータ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータシャフト、モータ及びモータ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギアなどの被圧入物をモータシャフトに固定する方法としては、被圧入物にモータシャフトを挿入する穴を設け、被圧入物の穴の内径をモータシャフトの外径よりわずかに小さくなるように加工し、モータシャフトを被圧入物の穴に圧入して固定する方法がある。
【０００３】
モータシャフトを被圧入物に圧入するために必要な力は、近似的には、圧入締め代（（モータシャフトの外径）−（被圧入物の内径））に、圧入長さを乗じた値に比例する。圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より大きいと、モータシャフトを被圧入物に圧入する際、モータシャフトが座屈する虞がある。圧入長さを短くすることで、モータシャフトを座屈させないように圧入に必要な力を小さくすることができる。しかし、圧入長さを短くすると、モータシャフトを被圧入物に圧入した際、モータシャフトの軸と被圧入物の軸とに傾きが生じやすく、モータシャフトに被圧入物を高い精度で固定することは容易でない。
【０００４】
これに対して、圧入長さを長くすると、モータシャフトに被圧入物を高い精度で固定することができる。圧入長さを長くすると、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、圧入締め代の上限を小さくする必要がある。圧入締め代の上限が小さくなるように、モータシャフトの外径及び被圧入物の穴の内径の公差を設計上定めることはできる。しかし、実際の製造工程でモータシャフトの外径及び被圧入物の内径を設計通り加工することは困難である。このため、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、加工したモータシャフト及び被圧入物を層別するなどの製造工程での調整が必要である。従って、モータシャフトが座屈しないようにするために、小さい力で被圧入物に圧入できるモータシャフトが求められている。
【０００５】
特許文献１に、小さい力で雌型部品に圧入できるセレーション加工したモータシャフトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２５７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のモータシャフトでも、圧入に必要な力は圧入長さに比例して大きくなる。このため、圧入長さを長くすると、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、加工したモータシャフト及び雌型部品を層別するなどの製造工程での調整が必要となる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、小さい力で被圧入物に圧入でき、高い精度で被圧入物を固定できるモータシャフト、そのモータシャフトを備えたモータ及びモータ構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るモータシャフトは、
被圧入物に形成されている穴に圧入されるモータシャフトであって、
シャフト本体と、
前記シャフト本体の半径方向外向きに突出し、前記穴の内周面に接触する第１の環状突起部と、
前記シャフト本体の半径方向外向きに突出し、前記穴の内周面に接触し、前記第１の環状突起部の形成位置よりも軸方向後端側に形成されている第２の環状突起部と、
を有し、
前記第１の環状突起部は、複数の環状突起を含む突起群から構成され、
前記第２の環状突起部は、複数の環状突起を含む突起群から構成され、
軸方向において、前記第１の環状突起部における隣接する前記環状突起の間隔、および前記第２の環状突起部における隣接する前記環状突起の間隔は、当該第１の環状突起部と当該第２の環状突起部との間隔より小さい。
【００１０】
前記第１の環状突起部は、前記第２の環状突起部から離間して形成されているとよい。
【００１１】
前記第１の環状突起部は、圧入された前記シャフト本体の前記穴との圧入面の軸方向先端側近傍に形成され、
前記第２の環状突起部は、圧入された前記シャフト本体の前記穴との圧入面の軸方向後端側近傍に形成されているとよい。
【００１２】
前記第１の環状突起部の最外径は、前記第２の環状突起部の最外径よりも小さいとよい。
【００１３】
前記モータシャフトは、前記被圧入物の硬さより低い硬さを有する材料で形成されるとよい。
【００１４】
前記モータシャフトは、ＳＵＳ３０３であるとよい。
【００１５】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るモータは、
前記モータシャフトと、
前記モータシャフトに設けられたマグネットと、
前記マグネットとの間の電磁相互作用により、前記マグネットとともに前記モータシャフトを回転させるコイルと、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るモータ構造体は、
穴が形成されている被圧入物と、
前記モータと、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記被圧入物の前記穴は、
前記モータシャフトが圧入される入口側近傍に形成され、内周面に前記第２の環状突起部が食い込みつつ接触する第１圧入穴と、
前記第１の圧入穴よりも深奥側に、前記第１の圧入穴の内径よりも小さい内径に形成され、内周面に前記第１の環状突起部が食い込みつつ接触する第２の圧入穴と、
を有するとよい。
【００１８】
前記第１の環状突起部と前記第２の環状突起部との間の距離は前記第１の圧入穴の深さよりも短いとよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小さい力で被圧入物に圧入でき、高い精度で被圧入物を固定できるモータシャフト、そのモータシャフトを備えたモータ及びモータ構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るモータ構造体を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトの側面図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトの正面図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトが圧入される被圧入物を示す正面図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトが圧入される被圧入物を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図５】従来のモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトの側面図であり、（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトの正面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入した状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図９】本発明の第１の変形例に係るモータシャフトをマグネットに圧入した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の変形例に係るモータシャフトの側面図である。
【図１１】従来のモータシャフトを被圧入物に圧入した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態に係るモータシャフト、モータ及びモータ構造体を、図面を参照しながら説明する。なお、図中同一又は相当する部分は同一符号を付す。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ構造体の断面図である。図１に示すように、モータ構造体１００は、モータシャフト１を備えるモータ１０１と被圧入物４とを有する。モータ１０１は、モータシャフト１に加えて、モータシャフト１に設けられたマグネット１２と、モータシャフト１を回転可能に支持する一組の軸受け１３ａ、１３ｂと、コイル１４と、上記各部を収容するケース１１とを有する。
【００２３】
ケース１１は、直方体状の中空部材である。ケース１１の図１中左側と右側には、軸方向に貫通する円形の開口がそれぞれ形成されている。モータシャフト１は、先端部が、右側の開口から外部へ突出した状態で、一組の軸受け１３ａ、１３ｂによって回転可能に支持されている。
【００２４】
マグネット１２は、モータシャフト１が貫通する貫通孔を有する円筒状の部材である。マグネット１２は、貫通孔に挿入されたモータシャフト１に固定されている。
【００２５】
コイル１４は、マグネット１２を包囲するように配置されている。コイル１４は、マグネット１２との間の電磁相互作用により、マグネット１２とともにモータシャフト１を回転させる。
【００２６】
モータシャフト１の先端には、被圧入物４が固定されている。モータシャフト１は、被圧入物４を固定する部分に環状突起２を有し、軸受け１３ａ、１３ｂに回転自在に軸支されケース１１に備えられている。磁界を発生させるコイル１４は、ケース１１に固定されている。
【００２７】
モータ１０１に電流が供給されると、コイル１４は回転磁界を発生する。この回転磁界によってマグネット１２が力を受け、モータシャフト１が回転する。つぎに、第１の実施の形態のモータシャフト１を説明する。
【００２８】
第１の実施の形態のモータシャフト１は、図２に示すように、直径ａの円柱状のシャフト本体１０と、軸方向の４箇所に形成され、モータシャフト１を被圧入物４に圧入すると圧入穴５の内周面に接触する環状突起２と、を有する。
【００２９】
環状突起２は、シャフト本体１０の半径方向外向きに突出し、外周面を一周する突起である。第１の環状突起２ａは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向先端近傍に隣接して２つ形成されている。この２つの第１の環状突起２ａは、第１の環状突起群３ａを構成している。隣接する第１の環状突起２ａの間隔はＸである。第２の環状突起２ｂは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向後端近傍に隣接して２つ形成されている。この２つの第２の環状突起２ｂは、第２の環状突起群３ｂを構成している。隣接する第２の環状突起２ｂの間隔は、間隔Ｘである。第１の環状突起群３ａと、第２の環状突起群３ｂとは、軸方向に離間して形成されている。第１の環状突起群３ａと第２の環状突起３ｂとの間隔は、間隔Ｘより大きい間隔Ｙである。第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃである。第１の環状突起２ａ及び第２の環状突起２ｂの軸方向の長さは、長さｄである。
【００３０】
被圧入物４は、図３に示すように、圧入長さは、長さＬであり、モータシャフト１が圧入される入口側近傍に形成され、内周面に第２の環状突起２ｂが食い込みつつ接触する直径Ｃの第１の圧入穴５ａと、第１の圧入穴５ａよりも深奥側に、内周面に第１の環状突起２ａが食い込みつつ接触する、直径Ｃより小さい直径Ｂの第２の圧入穴５ｂと、から構成される圧入穴５を有する。被圧入物４は、モータシャフト１に固定され、モータシャフト１と共に回転する部品であり、具体的には、ギアなどである。第１の圧入穴５ａの軸方向の長さはＥである。長さＬは、間隔Ｙより長い。直径Ｂは、環状突起２の外径ｂよりわずかに小さい。圧入締め代は、外径ｂ−直径Ｂで表される。圧入締め代が適切な値になるように、直径Ｂを１とすると、外径ｂは、１．００１〜１．０２０であることが好ましい。直径Ｃは、環状突起２の外径ｃよりわずかに小さい。圧入締め代は、外径ｃ−直径Ｃで表され、圧入締め代が適切な値になるように直径Ｃを１とすると、外径ｃは、１．００１〜１．０２０であることが好ましい。また、直径Ｂは、直径ａより大きいかほぼ同じである。モータシャフト１の環状突起２以外の部分と圧入穴５の内周面とが接触し、モータシャフト１と被圧入物４とが空回りすることを防ぐことができるように、直径Ｂは、直径ａとほぼ同じであることが好ましい。また、圧入に必要な力を小さくするために、直径Ｃは、外径ｂより大きいことが好ましい。
【００３１】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入する方法を説明する。
【００３２】
治具などを用いて被圧入物４を固定する。固定した被圧入物４の圧入穴５の軸とモータシャフト１の軸とが同軸になるように位置合わせを行う。モータシャフト１を軸方向に移動させ、第１の圧入穴５ａの側からモータシャフト１を圧入穴５に押し込む。所定位置までモータシャフト１を押し込むと、モータシャフト１と被圧入物４との固定が完了する。
【００３３】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの押込量と圧入に必要な力（押し込むための荷重）との関係について説明する。間隔Ｙは、第１の圧入穴５ａの軸方向の長さＥより短いとする。モータシャフト１を圧入穴５に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図４に示す。モータシャフト１を圧入穴５に押し込むと、第２の環状突起群３ｂの先端側の第２の環状突起２ｂと第１の圧入穴５ａの端とが接触し、押し込むための荷重が大きくなる。第１の圧入穴５ａの端が先端側の第２の環状突起２ｂを通過する途中で荷重がピークになる。さらに押し込むと荷重は小さくなるが第１の圧入穴５ａの端が第２の環状突起群３ｂの後端側の第２の環状突起２ｂと接触し始めると荷重は再び大きくなり、第１の圧入穴５ａの端が後端側の第２の環状突起２ｂを通過する時点で荷重はピークになる。その後、押し込むための荷重が小さくなる。つぎに、モータシャフト１を圧入穴５にさらに押し込むと、第１の環状突起群３ａの先端側の第１の環状突起２ａと第２の圧入穴５ｂの端とが接触し、押し込むための荷重が大きくなる。第２の圧入穴５ｂの端が先端側の第１の環状突起２ａを通過する途中で荷重がピークになる。さらに押し込むと荷重は小さくなるが第２の圧入穴５ｂの端が第１の環状突起群３ａの後端側の第１の環状突起２ａと接触し始めると荷重は再び大きくなり、第２の圧入穴５ｂの端が後端側の第１の環状突起２ａを通過する時点で荷重はピークになる。その後、さらに押し込むと、押し込むための荷重が小さくなる。この先の２つのピークの押込量の幅及び後の２つのピークの押込幅は、間隔Ｘと同じである。また、先の２つのピークと後の２つのピークの幅は、間隔Ｙより小さい。
【００３４】
これに対して、図１１に示す環状突起２を有さない従来のモータシャフトＳを被圧入物４に圧入するときの押込量と荷重との関係について説明する。モータシャフトＳを被圧入物４に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図５に示す。モータシャフトＳの先端と圧入穴５の端とが接触し始めると荷重が大きくなり、ピークを形成する。一旦、荷重は小さくなるが、その後直線的に大きくなり、モータシャフトＳが圧入穴５に完全に押し込まれると荷重が最大になる。圧入にさらにモータシャフトＳを被圧入物４に押し込む場合はその最大の荷重が必要である。また、従来のモータシャフトＳを被圧入物４に押し込む際、荷重が必要な押し込み距離は長さＬである。
【００３５】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐを、モータシャフトＳを被圧入物４に圧入するために必要な力ｐと、比較して説明する。圧入に必要な力は、（圧入締め代）×（モータシャフトと被圧入物とが接触する軸方向の長さ）にほぼ比例する。このことから、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐは、（圧入締め代）×（被圧入物４とモータシャフト１とが接触する軸方向の長さｄ×４（環状突起２の個数））にほぼ比例する。これに対して、モータシャフトＳを被圧入物４に圧入するために必要な力ｐは、（圧入締め代）×（被圧入物４の圧入穴５の軸方向の長さＬ）にほぼ比例する。モータシャフトＳの外径はｅであり、外径ｅは直径Ｂよりわずかに大きく、圧入締め代は外径ｅ−直径Ｂで表される。
【００３６】
以上、説明したように、第１の実施の形態によれば、シャフト本体１０に被圧入物４の圧入穴５の内周面と接触する環状突起２を形成することで、圧入に必要な力は、環状突起２ごとに大きくなるが、環状突起２以外の部分では小さくなる。また、圧入時に荷重が発生するタイミングがずれるようにモータシャフト１及び被圧入物４の寸法（Ｙ及びＥ）を設定することにより、圧入に必要な押し込み距離を短くすることができる。また、圧入するために必要な力Ｐは、圧入締め代外径ｂ−直径Ｂと外径ｃ−直径Ｃと外径ｅ−直径Ｂとが同じであるとすると、圧入するために必要な力ｐの（長さｄ×４）／長さＬ倍である。具体的には、長さｄ＝長さＬ／４０であるとすると、圧入に必要な力Ｐは、圧入に必要な力ｐの１０分の１である。このため、モータシャフト１は、モータシャフトＳに比べて小さい荷重で被圧入物に圧入することができる。つまり、図４に示すモータシャフト１を被圧入物４に圧入する荷重の最大値は、図５に示すモータシャフトＳを被圧入物４に圧入する荷重の最大値より小さい。また、圧入するために必要な力Ｐは、圧入締め代が同じであっても、長さｄを変えることにより調整することができる。また、モータシャフト１の許容圧縮応力とモータシャフトＳの許容圧縮応力とが同じであるとすると、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、モータシャフトＳが座屈しない圧入締め代の上限の長さＬ／（長さｄ×４）倍である。具体的には、長さｄ＝長さＬ／４０であるとすると、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、モータシャフトＳが座屈しない圧入締め代の上限の１０倍である。このように、モータシャフト１は環状突起２を形成することで、圧入締め代の上限を大きくすることができ、製造工程で層別するなどのすりあわせの負担を低減できる。
【００３７】
また、第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃであるため、モータシャフト１を圧入穴５に圧入する際、第１の圧入穴５ａと第２の環状突起２ｂとが接触するまでは、小さい力でモータシャフト１を被圧入物４に圧入できる。
【００３８】
また、環状突起２は隣接して形成され、環状突起群３を構成することにより、突起の先端部が削れたものが突起間に残り食いつきを大きくする効果があり、また、環状突起２の数がより多く形成できるので、環状突起２の突起の潰れや被圧入物４の圧入穴５の内周面との食い込みがより生じ、締結力を大きくできる。また、環状突起２は、シャフト本体１０の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１の軸と被圧入物４の軸との傾きを防止できる。間隔Ｙが大きいと被圧入物４の軸方向の傾きをより防止できるため、間隔Ｙは大きくすることが好ましい。また、モータシャフト１を被圧入物４のビッカース硬さより低いビッカース硬さを有する材料で作製すると、環状突起２が潰れ被圧入物４の圧入穴５の内周面とかじりが発生し、強固に固定される。例えば、被圧入物４が焼結金属などであった場合、シャフトの材料はステンレス鋼のＳＵＳ３０３などが好適である。
【００３９】
これに対して、環状突起２を有さないモータシャフトＳでは、圧入に必要な力は直線的に大きくなり、途中で小さくなることはなく、圧入に必要な押し込み距離は長さＬであり、短くすることができない。
【００４０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のモータシャフト１は、図６に示すように、直径ａの円柱状のシャフト本体１０と、軸方向の２箇所に形成され、モータシャフト１を被圧入物４に圧入すると圧入穴５の内周面に接触する環状突起２とを有する。
【００４１】
環状突起２は、シャフト本体１０の半径方向外向きに突出し、外周面を一周する突起である。第１の環状突起２ａは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向先端近傍に形成されている。第２の環状突起２ｂは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向後端近傍に形成されている。第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂ、軸方向の長さは、長さｄである。第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｃ、軸方向の長さは、長さｄである。第１の環状突起２ａと第２の環状突起２ｂとの軸方向の間隔は、間隔Ｙである。
【００４２】
被圧入物４は、第１の実施の形態と同様である。モータシャフト１を被圧入物４に圧入する方法は、第１の実施の形態と同様である。被圧入物４に圧入したモータシャフト１を図７に示す。
【００４３】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの押込量と圧入に必要な力（押し込むための荷重）との関係について説明する。間隔Ｙは、第１の圧入穴５ａの軸方向の長さＥより短いとする。モータシャフト１を圧入穴５に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図８に示す。モータシャフト１を圧入穴５に押し込むと、第２の環状突起２ｂと第１の圧入穴５ａの端とが接触し始め、押し込むための荷重が大きくなり、第１の圧入穴５ａの端が第２の環状突起２ｂを通過する時点で荷重がピークになる。その後、荷重は小さくなり、第１の環状突起２ａと第２の圧入穴５ｂの端が接触し始めると荷重は大きくなり、第２の圧入穴５ｂの端が第１の環状突起２ａを通過する時点で荷重がピークになる。その後、荷重は小さくなる。この２つのピークの押込量の幅は、間隔Ｙより短い。
【００４４】
以上、説明したように、第２の実施の形態によれば、シャフト本体１０に被圧入物４の圧入穴５の内周面と接触する環状突起２を形成することで、圧入に必要な力は、環状突起２ごとに大きくなるが、環状突起２以外の部分では小さくなる。これに対して、環状突起２を有さないモータシャフトＳでは、圧入に必要な力は直線的に大きくなり、途中で小さくなることはない。また、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐは、第１の実施の形態のモータシャフト１と同様に、圧入締め代が同じであるとすると、環状突起２を有さないモータシャフトＳに比べて小さくできる。このため、第２の実施の形態のモータシャフト１は第１の実施の形態のモータシャフト１と同様に、環状突起２を有さないモータシャフトＳに比べて小さい荷重で被圧入物４に圧入することができる。また、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、第１の実施形態のモータシャフト１と同様に、モータシャフト１は環状突起２を形成することで、圧入締め代の上限を大きくすることができ、製造工程で層別するなどのすりあわせの負担を低減できる。
【００４５】
また、環状突起２は、シャフト本体１０の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１の軸と被圧入物４の軸との傾きを防止できる。このため、モータシャフト１と被圧入物４とを高い精度で固定することができる。間隔Ｙが大きいと軸方向の傾きをより防止できるため、間隔Ｙは大きくすることが好ましい。また、第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃであるため、モータシャフト１を圧入穴５に圧入する際、第１の圧入穴５ａと第２の環状突起２ｂとが接触するまでは、小さい力でモータシャフト１を被圧入物４に圧入できる。また、第２の実施の形態のモータシャフト１は、シャフトが細いなどの座屈変形が懸念される場合に好適である。
【００４６】
また、モータシャフト１を被圧入物４のビッカース硬さより低いビッカース硬さを有する材料で作製すると、環状突起２が潰れ被圧入物４の圧入穴５の内周面とかじりが発生し、強固に固定される。例えば、被圧入物が焼結金属などであった場合、シャフトの材料はステンレス鋼のＳＵＳ３０３などが好適である。
【００４７】
（変形例）
第１及び第２の実施の形態では、モータシャフト１のケース１１から突出している部分を被圧入物４に圧入する場合について説明したが、被圧入物４はシャフトを支持している２つのベアリングの間に位置している場合でもよい。また、図９に示すように、マグネット１２を挿入する部分のモータシャフト１に環状突起２を形成してもよい。モータシャフト１をマグネット１２に圧入する際、モータシャフト１の先端側の環状突起２の外径を後端側の環状突起２の外径より小さくし、マグネット１２の貫通穴に金属スリーブ１５を隙間ばめし、金属スリーブ１５の入口の内径を奥側の内径より大きくする。この場合、モータシャフト１を金属スリーブ１５に圧入するとき、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの効果と同様の効果を得られる。環状突起２は、モータシャフト１の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１とマグネット１２との軸の傾きを防止できる。また、被圧入物４はタングステン製フライホイールなどのウェイトになる部品やファンモータ用のインペラを止めておく金属のハブなどの部品でもよい。
【００４８】
第１の実施の形態では、２つの環状突起２が環状突起群３を構成しているが、３つ以上の環状突起２が環状突起群３を構成してもよい。また、第１の実施の形態では、２つの環状突起群３がモータシャフト１に形成されているが、３つ以上の環状突起群３がモータシャフト１に形成されていてもよい。また、第２の実施の形態では、２つの環状突起２がモータシャフト１に形成されているが、３つ以上の環状突起２がモータシャフト１に形成されていてもよい。
【００４９】
モータシャフトＳの直径ｅが小さい（６ｍｍ以下）場合、特に、圧入に必要な力が大きいとモータシャフトＳが座屈しやすい。第１及び第２の実施の形態のモータシャフト１では、圧入に必要な力を小さくすることができるので、モータシャフト１の直径ａが小さい（６ｍｍ以下）ときであっても、モータシャフト１が座屈することを防ぐことができる。
【００５０】
第１及び第２の実施の形態では、環状突起２は、突起の断面が矩形のものについて説明したが、図１０に示すように、環状突起２は、突起の断面がアーチ状のものであってもよい。この場合、アーチの頂点が弾性変形することによりモータシャフト１と被圧入物４とが固定される。第１及び第２の実施の形態では、第１の環状突起２ａの直径ｂは、第２の環状突起２ｂの直径ｃより小さくしているが、直径ｂを直径ｃと同じにしてもよい。この場合、被圧入物４の圧入穴５をストレートにできるため被圧入物４の作製が容易になる。
【００５１】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１  モータシャフト
２  環状突起
２ａ  第１の環状突起
２ｂ  第２の環状突起
３  環状突起群
３ａ  第１の環状突起群
３ｂ  第２の環状突起群
４  被圧入物
５  圧入穴
５ａ  第１の圧入穴
５ｂ  第２の圧入穴
１０  シャフト本体
１１  ケース
１２  マグネット
１３ａ、１３ｂ  軸受け
１４  コイル
１５  金属スリーブ
１００  モータ構造体
１０１  モータ
【図１】
2018126061.tif 000003
【図２】
2018126061.tif 000004
【図３】
2018126061.tif 000005
【図４】
2018126061.tif 000006
【図５】
2018126061.tif 000007
【図６】
2018126061.tif 000008
【図７】
2018126061.tif 000009
【図８】
2018126061.tif 000010
【図９】
2018126061.tif 000011
【図１０】
2018126061.tif 000012
【図１１】
2018126061.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月18日(2018.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ及びモータ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギアなどの被圧入物をモータシャフトに固定する方法としては、被圧入物にモータシャフトを挿入する穴を設け、被圧入物の穴の内径をモータシャフトの外径よりわずかに小さくなるように加工し、モータシャフトを被圧入物の穴に圧入して固定する方法がある。
【０００３】
モータシャフトを被圧入物に圧入するために必要な力は、近似的には、圧入締め代（（モータシャフトの外径）−（被圧入物の内径））に、圧入長さを乗じた値に比例する。圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より大きいと、モータシャフトを被圧入物に圧入する際、モータシャフトが座屈する虞がある。圧入長さを短くすることで、モータシャフトを座屈させないように圧入に必要な力を小さくすることができる。しかし、圧入長さを短くすると、モータシャフトを被圧入物に圧入した際、モータシャフトの軸と被圧入物の軸とに傾きが生じやすく、モータシャフトに被圧入物を高い精度で固定することは容易でない。
【０００４】
これに対して、圧入長さを長くすると、モータシャフトに被圧入物を高い精度で固定することができる。圧入長さを長くすると、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、圧入締め代の上限を小さくする必要がある。圧入締め代の上限が小さくなるように、モータシャフトの外径及び被圧入物の穴の内径の公差を設計上定めることはできる。しかし、実際の製造工程でモータシャフトの外径及び被圧入物の内径を設計通り加工することは困難である。このため、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、加工したモータシャフト及び被圧入物を層別するなどの製造工程での調整が必要である。従って、モータシャフトが座屈しないようにするために、小さい力で被圧入物に圧入できるモータシャフトが求められている。
【０００５】
特許文献１に、小さい力で雌型部品に圧入できるセレーション加工したモータシャフトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２５７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のモータシャフトでも、圧入に必要な力は圧入長さに比例して大きくなる。このため、圧入長さを長くすると、圧入に必要な力がモータシャフトの許容圧縮応力より小さくなるように、加工したモータシャフト及び雌型部品を層別するなどの製造工程での調整が必要となる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、小さい力で圧入できるモータシャフトを備えたモータ及びモータ構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るモータは、
圧入面を有するシャフトを備え、
前記シャフトの圧入面には、第１の環状突起群と第２の環状突起群とが形成されており、
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記第２の環状突起群から離間しており、
軸方向において、前記第１の環状突起群における隣接する環状突起の間隔、および前記第２の環状突起群における隣接する環状突起の間隔は、当該第１の環状突起部と当該第２の環状突起部との間隔より小さい。
【００１０】
前記第１の環状突起群は、２つの第１の環状突起を有するとよい。
【００１１】
前記第２の環状突起群は、２つの第２の環状突起を有するとよい。
【００１２】
前記第１の環状突起群の外径と前記第２の環状突起群の外径は、当該第１の環状突起群と当該第２の環状突起群の間における前記シャフトの外径よりも大きいとよい。
【００１３】
前記第２の環状突起群の外径は、前記第１の環状突起群の外径より大きいとよい。
【００１４】
軸方向において、前記第２の環状突起群は、前記第１の環状突起群よりも後端側に形成されているとよい。
【００１５】
前記シャフトに設けられたマグネットと、
コイルと、
を備えるとよい。
【００１６】
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記シャフトの圧入面の先端側に形成され、
軸方向において、前記第２の環状突起群は、前記シャフトの圧入面の後端側に形成されているとよい。
【００１７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るモータ構造体は、
圧入面を有するシャフトを備え、
前記シャフトの圧入面には、第１の環状突起群と第２の環状突起群とが形成されており、
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記第２の環状突起群から離間しており、
軸方向において、前記第１の環状突起群における隣接する環状突起の間隔、および前記第２の環状突起群における隣接する環状突起の間隔は、当該第１の環状突起群と当該第２の環状突起群との間隔より小さい。
【００１８】
本発明によれば、小さい力で圧入できるモータシャフトを備えたモータ及びモータ構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るモータ構造体を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトの側面図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトの正面図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトが圧入される被圧入物を示す正面図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトが圧入される被圧入物を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図５】従来のモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトの側面図であり、（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトの正面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入した状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るモータシャフトを被圧入物に圧入する際の荷重と押込量との関係を示す図である。
【図９】本発明の第１の変形例に係るモータシャフトをマグネットに圧入した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の変形例に係るモータシャフトの側面図である。
【図１１】従来のモータシャフトを被圧入物に圧入した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態に係るモータシャフト、モータ及びモータ構造体を、図面を参照しながら説明する。なお、図中同一又は相当する部分は同一符号を付す。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ構造体の断面図である。図１に示すように、モータ構造体１００は、モータシャフト１を備えるモータ１０１と被圧入物４とを有する。モータ１０１は、モータシャフト１に加えて、モータシャフト１に設けられたマグネット１２と、モータシャフト１を回転可能に支持する一組の軸受け１３ａ、１３ｂと、コイル１４と、上記各部を収容するケース１１とを有する。
【００２２】
ケース１１は、直方体状の中空部材である。ケース１１の図１中左側と右側には、軸方向に貫通する円形の開口がそれぞれ形成されている。モータシャフト１は、先端部が、右側の開口から外部へ突出した状態で、一組の軸受け１３ａ、１３ｂによって回転可能に支持されている。
【００２３】
マグネット１２は、モータシャフト１が貫通する貫通孔を有する円筒状の部材である。マグネット１２は、貫通孔に挿入されたモータシャフト１に固定されている。
【００２４】
コイル１４は、マグネット１２を包囲するように配置されている。コイル１４は、マグネット１２との間の電磁相互作用により、マグネット１２とともにモータシャフト１を回転させる。
【００２５】
モータシャフト１の先端には、被圧入物４が固定されている。モータシャフト１は、被圧入物４を固定する部分に環状突起２を有し、軸受け１３ａ、１３ｂに回転自在に軸支されケース１１に備えられている。磁界を発生させるコイル１４は、ケース１１に固定されている。
【００２６】
モータ１０１に電流が供給されると、コイル１４は回転磁界を発生する。この回転磁界によってマグネット１２が力を受け、モータシャフト１が回転する。つぎに、第１の実施の形態のモータシャフト１を説明する。
【００２７】
第１の実施の形態のモータシャフト１は、図２に示すように、直径ａの円柱状のシャフト本体１０と、軸方向の４箇所に形成され、モータシャフト１を被圧入物４に圧入すると圧入穴５の内周面に接触する環状突起２と、を有する。
【００２８】
環状突起２は、シャフト本体１０の半径方向外向きに突出し、外周面を一周する突起である。第１の環状突起２ａは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向先端近傍に隣接して２つ形成されている。この２つの第１の環状突起２ａは、第１の環状突起群３ａを構成している。隣接する第１の環状突起２ａの間隔はＸである。第２の環状突起２ｂは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向後端近傍に隣接して２つ形成されている。この２つの第２の環状突起２ｂは、第２の環状突起群３ｂを構成している。隣接する第２の環状突起２ｂの間隔は、間隔Ｘである。第１の環状突起群３ａと、第２の環状突起群３ｂとは、軸方向に離間して形成されている。第１の環状突起群３ａと第２の環状突起３ｂとの間隔は、間隔Ｘより大きい間隔Ｙである。第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃである。第１の環状突起２ａ及び第２の環状突起２ｂの軸方向の長さは、長さｄである。
【００２９】
被圧入物４は、図３に示すように、圧入長さは、長さＬであり、モータシャフト１が圧入される入口側近傍に形成され、内周面に第２の環状突起２ｂが食い込みつつ接触する直径Ｃの第１の圧入穴５ａと、第１の圧入穴５ａよりも深奥側に、内周面に第１の環状突起２ａが食い込みつつ接触する、直径Ｃより小さい直径Ｂの第２の圧入穴５ｂと、から構成される圧入穴５を有する。被圧入物４は、モータシャフト１に固定され、モータシャフト１と共に回転する部品であり、具体的には、ギアなどである。第１の圧入穴５ａの軸方向の長さはＥである。長さＬは、間隔Ｙより長い。直径Ｂは、環状突起２の外径ｂよりわずかに小さい。圧入締め代は、外径ｂ−直径Ｂで表される。圧入締め代が適切な値になるように、直径Ｂを１とすると、外径ｂは、１．００１〜１．０２０であることが好ましい。直径Ｃは、環状突起２の外径ｃよりわずかに小さい。圧入締め代は、外径ｃ−直径Ｃで表され、圧入締め代が適切な値になるように直径Ｃを１とすると、外径ｃは、１．００１〜１．０２０であることが好ましい。また、直径Ｂは、直径ａより大きいかほぼ同じである。モータシャフト１の環状突起２以外の部分と圧入穴５の内周面とが接触し、モータシャフト１と被圧入物４とが空回りすることを防ぐことができるように、直径Ｂは、直径ａとほぼ同じであることが好ましい。また、圧入に必要な力を小さくするために、直径Ｃは、外径ｂより大きいことが好ましい。
【００３０】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入する方法を説明する。
【００３１】
治具などを用いて被圧入物４を固定する。固定した被圧入物４の圧入穴５の軸とモータシャフト１の軸とが同軸になるように位置合わせを行う。モータシャフト１を軸方向に移動させ、第１の圧入穴５ａの側からモータシャフト１を圧入穴５に押し込む。所定位置までモータシャフト１を押し込むと、モータシャフト１と被圧入物４との固定が完了する。
【００３２】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの押込量と圧入に必要な力（押し込むための荷重）との関係について説明する。間隔Ｙは、第１の圧入穴５ａの軸方向の長さＥより短いとする。モータシャフト１を圧入穴５に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図４に示す。モータシャフト１を圧入穴５に押し込むと、第２の環状突起群３ｂの先端側の第２の環状突起２ｂと第１の圧入穴５ａの端とが接触し、押し込むための荷重が大きくなる。第１の圧入穴５ａの端が先端側の第２の環状突起２ｂを通過する途中で荷重がピークになる。さらに押し込むと荷重は小さくなるが第１の圧入穴５ａの端が第２の環状突起群３ｂの後端側の第２の環状突起２ｂと接触し始めると荷重は再び大きくなり、第１の圧入穴５ａの端が後端側の第２の環状突起２ｂを通過する時点で荷重はピークになる。その後、押し込むための荷重が小さくなる。つぎに、モータシャフト１を圧入穴５にさらに押し込むと、第１の環状突起群３ａの先端側の第１の環状突起２ａと第２の圧入穴５ｂの端とが接触し、押し込むための荷重が大きくなる。第２の圧入穴５ｂの端が先端側の第１の環状突起２ａを通過する途中で荷重がピークになる。さらに押し込むと荷重は小さくなるが第２の圧入穴５ｂの端が第１の環状突起群３ａの後端側の第１の環状突起２ａと接触し始めると荷重は再び大きくなり、第２の圧入穴５ｂの端が後端側の第１の環状突起２ａを通過する時点で荷重はピークになる。その後、さらに押し込むと、押し込むための荷重が小さくなる。この先の２つのピークの押込量の幅及び後の２つのピークの押込幅は、間隔Ｘと同じである。また、先の２つのピークと後の２つのピークの幅は、間隔Ｙより小さい。
【００３３】
これに対して、図１１に示す環状突起２を有さない従来のモータシャフトＳを被圧入物４に圧入するときの押込量と荷重との関係について説明する。モータシャフトＳを被圧入物４に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図５に示す。モータシャフトＳの先端と圧入穴５の端とが接触し始めると荷重が大きくなり、ピークを形成する。一旦、荷重は小さくなるが、その後直線的に大きくなり、モータシャフトＳが圧入穴５に完全に押し込まれると荷重が最大になる。圧入にさらにモータシャフトＳを被圧入物４に押し込む場合はその最大の荷重が必要である。また、従来のモータシャフトＳを被圧入物４に押し込む際、荷重が必要な押し込み距離は長さＬである。
【００３４】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐを、モータシャフトＳを被圧入物４に圧入するために必要な力ｐと、比較して説明する。圧入に必要な力は、（圧入締め代）×（モータシャフトと被圧入物とが接触する軸方向の長さ）にほぼ比例する。このことから、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐは、（圧入締め代）×（被圧入物４とモータシャフト１とが接触する軸方向の長さｄ×４（環状突起２の個数））にほぼ比例する。これに対して、モータシャフトＳを被圧入物４に圧入するために必要な力ｐは、（圧入締め代）×（被圧入物４の圧入穴５の軸方向の長さＬ）にほぼ比例する。モータシャフトＳの外径はｅであり、外径ｅは直径Ｂよりわずかに大きく、圧入締め代は外径ｅ−直径Ｂで表される。
【００３５】
以上、説明したように、第１の実施の形態によれば、シャフト本体１０に被圧入物４の圧入穴５の内周面と接触する環状突起２を形成することで、圧入に必要な力は、環状突起２ごとに大きくなるが、環状突起２以外の部分では小さくなる。また、圧入時に荷重が発生するタイミングがずれるようにモータシャフト１及び被圧入物４の寸法（Ｙ及びＥ）を設定することにより、圧入に必要な押し込み距離を短くすることができる。また、圧入するために必要な力Ｐは、圧入締め代外径ｂ−直径Ｂと外径ｃ−直径Ｃと外径ｅ−直径Ｂとが同じであるとすると、圧入するために必要な力ｐの（長さｄ×４）／長さＬ倍である。具体的には、長さｄ＝長さＬ／４０であるとすると、圧入に必要な力Ｐは、圧入に必要な力ｐの１０分の１である。このため、モータシャフト１は、モータシャフトＳに比べて小さい荷重で被圧入物に圧入することができる。つまり、図４に示すモータシャフト１を被圧入物４に圧入する荷重の最大値は、図５に示すモータシャフトＳを被圧入物４に圧入する荷重の最大値より小さい。また、圧入するために必要な力Ｐは、圧入締め代が同じであっても、長さｄを変えることにより調整することができる。また、モータシャフト１の許容圧縮応力とモータシャフトＳの許容圧縮応力とが同じであるとすると、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、モータシャフトＳが座屈しない圧入締め代の上限の長さＬ／（長さｄ×４）倍である。具体的には、長さｄ＝長さＬ／４０であるとすると、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、モータシャフトＳが座屈しない圧入締め代の上限の１０倍である。このように、モータシャフト１は環状突起２を形成することで、圧入締め代の上限を大きくすることができ、製造工程で層別するなどのすりあわせの負担を低減できる。
【００３６】
また、第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃであるため、モータシャフト１を圧入穴５に圧入する際、第１の圧入穴５ａと第２の環状突起２ｂとが接触するまでは、小さい力でモータシャフト１を被圧入物４に圧入できる。
【００３７】
また、環状突起２は隣接して形成され、環状突起群３を構成することにより、突起の先端部が削れたものが突起間に残り食いつきを大きくする効果があり、また、環状突起２の数がより多く形成できるので、環状突起２の突起の潰れや被圧入物４の圧入穴５の内周面との食い込みがより生じ、締結力を大きくできる。また、環状突起２は、シャフト本体１０の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１の軸と被圧入物４の軸との傾きを防止できる。間隔Ｙが大きいと被圧入物４の軸方向の傾きをより防止できるため、間隔Ｙは大きくすることが好ましい。また、モータシャフト１を被圧入物４のビッカース硬さより低いビッカース硬さを有する材料で作製すると、環状突起２が潰れ被圧入物４の圧入穴５の内周面とかじりが発生し、強固に固定される。例えば、被圧入物４が焼結金属などであった場合、シャフトの材料はステンレス鋼のＳＵＳ３０３などが好適である。
【００３８】
これに対して、環状突起２を有さないモータシャフトＳでは、圧入に必要な力は直線的に大きくなり、途中で小さくなることはなく、圧入に必要な押し込み距離は長さＬであり、短くすることができない。
【００３９】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のモータシャフト１は、図６に示すように、直径ａの円柱状のシャフト本体１０と、軸方向の２箇所に形成され、モータシャフト１を被圧入物４に圧入すると圧入穴５の内周面に接触する環状突起２とを有する。
【００４０】
環状突起２は、シャフト本体１０の半径方向外向きに突出し、外周面を一周する突起である。第１の環状突起２ａは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向先端近傍に形成されている。第２の環状突起２ｂは、圧入されたシャフト本体１０の圧入穴５との圧入面の軸方向後端近傍に形成されている。第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂ、軸方向の長さは、長さｄである。第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｃ、軸方向の長さは、長さｄである。第１の環状突起２ａと第２の環状突起２ｂとの軸方向の間隔は、間隔Ｙである。
【００４１】
被圧入物４は、第１の実施の形態と同様である。モータシャフト１を被圧入物４に圧入する方法は、第１の実施の形態と同様である。被圧入物４に圧入したモータシャフト１を図７に示す。
【００４２】
つぎに、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの押込量と圧入に必要な力（押し込むための荷重）との関係について説明する。間隔Ｙは、第１の圧入穴５ａの軸方向の長さＥより短いとする。モータシャフト１を圧入穴５に押し込む押込量と荷重との関係を任意単位で表したグラフを図８に示す。モータシャフト１を圧入穴５に押し込むと、第２の環状突起２ｂと第１の圧入穴５ａの端とが接触し始め、押し込むための荷重が大きくなり、第１の圧入穴５ａの端が第２の環状突起２ｂを通過する時点で荷重がピークになる。その後、荷重は小さくなり、第１の環状突起２ａと第２の圧入穴５ｂの端が接触し始めると荷重は大きくなり、第２の圧入穴５ｂの端が第１の環状突起２ａを通過する時点で荷重がピークになる。その後、荷重は小さくなる。この２つのピークの押込量の幅は、間隔Ｙより短い。
【００４３】
以上、説明したように、第２の実施の形態によれば、シャフト本体１０に被圧入物４の圧入穴５の内周面と接触する環状突起２を形成することで、圧入に必要な力は、環状突起２ごとに大きくなるが、環状突起２以外の部分では小さくなる。これに対して、環状突起２を有さないモータシャフトＳでは、圧入に必要な力は直線的に大きくなり、途中で小さくなることはない。また、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するために必要な力Ｐは、第１の実施の形態のモータシャフト１と同様に、圧入締め代が同じであるとすると、環状突起２を有さないモータシャフトＳに比べて小さくできる。このため、第２の実施の形態のモータシャフト１は第１の実施の形態のモータシャフト１と同様に、環状突起２を有さないモータシャフトＳに比べて小さい荷重で被圧入物４に圧入することができる。また、モータシャフト１が座屈しない圧入締め代の上限は、第１の実施形態のモータシャフト１と同様に、モータシャフト１は環状突起２を形成することで、圧入締め代の上限を大きくすることができ、製造工程で層別するなどのすりあわせの負担を低減できる。
【００４４】
また、環状突起２は、シャフト本体１０の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１の軸と被圧入物４の軸との傾きを防止できる。このため、モータシャフト１と被圧入物４とを高い精度で固定することができる。間隔Ｙが大きいと軸方向の傾きをより防止できるため、間隔Ｙは大きくすることが好ましい。また、第１の環状突起２ａの外径は、外径ｂであり、第２の環状突起２ｂの外径は、外径ｂより大きい外径ｃであるため、モータシャフト１を圧入穴５に圧入する際、第１の圧入穴５ａと第２の環状突起２ｂとが接触するまでは、小さい力でモータシャフト１を被圧入物４に圧入できる。また、第２の実施の形態のモータシャフト１は、シャフトが細いなどの座屈変形が懸念される場合に好適である。
【００４５】
また、モータシャフト１を被圧入物４のビッカース硬さより低いビッカース硬さを有する材料で作製すると、環状突起２が潰れ被圧入物４の圧入穴５の内周面とかじりが発生し、強固に固定される。例えば、被圧入物が焼結金属などであった場合、シャフトの材料はステンレス鋼のＳＵＳ３０３などが好適である。
【００４６】
（変形例）
第１及び第２の実施の形態では、モータシャフト１のケース１１から突出している部分を被圧入物４に圧入する場合について説明したが、被圧入物４はシャフトを支持している２つのベアリングの間に位置している場合でもよい。また、図９に示すように、マグネット１２を挿入する部分のモータシャフト１に環状突起２を形成してもよい。モータシャフト１をマグネット１２に圧入する際、モータシャフト１の先端側の環状突起２の外径を後端側の環状突起２の外径より小さくし、マグネット１２の貫通穴に金属スリーブ１５を隙間ばめし、金属スリーブ１５の入口の内径を奥側の内径より大きくする。この場合、モータシャフト１を金属スリーブ１５に圧入するとき、モータシャフト１を被圧入物４に圧入するときの効果と同様の効果を得られる。環状突起２は、モータシャフト１の軸方向に複数設けられているので、モータシャフト１とマグネット１２との軸の傾きを防止できる。また、被圧入物４はタングステン製フライホイールなどのウェイトになる部品やファンモータ用のインペラを止めておく金属のハブなどの部品でもよい。
【００４７】
第１の実施の形態では、２つの環状突起２が環状突起群３を構成しているが、３つ以上の環状突起２が環状突起群３を構成してもよい。また、第１の実施の形態では、２つの環状突起群３がモータシャフト１に形成されているが、３つ以上の環状突起群３がモータシャフト１に形成されていてもよい。また、第２の実施の形態では、２つの環状突起２がモータシャフト１に形成されているが、３つ以上の環状突起２がモータシャフト１に形成されていてもよい。
【００４８】
モータシャフトＳの直径ｅが小さい（６ｍｍ以下）場合、特に、圧入に必要な力が大きいとモータシャフトＳが座屈しやすい。第１及び第２の実施の形態のモータシャフト１では、圧入に必要な力を小さくすることができるので、モータシャフト１の直径ａが小さい（６ｍｍ以下）ときであっても、モータシャフト１が座屈することを防ぐことができる。
【００４９】
第１及び第２の実施の形態では、環状突起２は、突起の断面が矩形のものについて説明したが、図１０に示すように、環状突起２は、突起の断面がアーチ状のものであってもよい。この場合、アーチの頂点が弾性変形することによりモータシャフト１と被圧入物４とが固定される。第１及び第２の実施の形態では、第１の環状突起２ａの直径ｂは、第２の環状突起２ｂの直径ｃより小さくしているが、直径ｂを直径ｃと同じにしてもよい。この場合、被圧入物４の圧入穴５をストレートにできるため被圧入物４の作製が容易になる。
【００５０】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１  モータシャフト
２  環状突起
２ａ  第１の環状突起
２ｂ  第２の環状突起
３  環状突起群
３ａ  第１の環状突起群
３ｂ  第２の環状突起群
４  被圧入物
５  圧入穴
５ａ  第１の圧入穴
５ｂ  第２の圧入穴
１０  シャフト本体
１１  ケース
１２  マグネット
１３ａ、１３ｂ  軸受け
１４  コイル
１５  金属スリーブ
１００  モータ構造体
１０１  モータ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入面を有するシャフトを備え、
前記シャフトの圧入面には、第１の環状突起群と第２の環状突起群とが形成されており、
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記第２の環状突起群から離間しており、
軸方向において、前記第１の環状突起群における隣接する環状突起の間隔、および前記第２の環状突起群における隣接する環状突起の間隔は、当該第１の環状突起群と当該第２の環状突起群との間隔より小さい、モータ。
【請求項２】
前記第１の環状突起群は、２つの第１の環状突起を有する、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第２の環状突起群は、２つの第２の環状突起を有する、請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記第１の環状突起群の外径と前記第２の環状突起群の外径は、当該第１の環状突起群と当該第２の環状突起群の間における前記シャフトの外径よりも大きい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記第２の環状突起群の外径は、前記第１の環状突起群の外径より大きい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
軸方向において、前記第２の環状突起群は、前記第１の環状突起群よりも後端側に形成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記シャフトに設けられたマグネットと、
コイルと、
を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項８】
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記シャフトの圧入面の先端側に形成され、
軸方向において、前記第２の環状突起群は、前記シャフトの圧入面の後端側に形成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項９】
圧入面を有するシャフトを備え、
前記シャフトの圧入面には、第１の環状突起群と第２の環状突起群とが形成されており、
軸方向において、前記第１の環状突起群は、前記第２の環状突起群から離間しており、
軸方向において、前記第１の環状突起群における隣接する環状突起の間隔、および前記第２の環状突起群における隣接する環状突起の間隔は、当該第１の環状突起群と当該第２の環状突起群との間隔より小さい、モータ構造体。