(57)【要約】【課題】少ない部品点数であっても、剛性の高い結合構造の提供。【解決手段】突起部（１２）を溝部（２２）に嵌め入れて、突起部（１２）の側面（２３）と溝部（２２）の側面（２４）とを接触させて、第１部材（１０）と第２部材（２０）とを結合する結合構造である。第１部材（１０）は、突起部（１２）の突起方向（Ａ１）の端面から突起方向（Ａ１）に伸びる凸部（１５）を有する。突起方向（Ａ１）における、第１基部（１１）の端面（３１）から凸部（１５）の先端までの長さ（Ｄ１）は、深さ方向（Ａ２）における、第２基部（２１）の端面（３２）から溝部の底までの長さ（Ｄ２）と比較して長い。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基部と、前記第１基部の端面から突起する突起部と、を有する第１部材と、
第２基部と、前記第２基部の端面に形成される溝部と、を有する第２部材と、を有し、
前記突起部の突起方向に対して垂直な方向の長さが、前記突起方向に伸びるにつれて、長くなり、
前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向の長さが、前記深さ方向に深くなるにつれて、長くなり、
前記突起部を前記溝部に嵌め入れて、前記突起部の側面と前記溝部の側面とを接触させて、前記第１部材と前記第２部材とを結合する結合構造であって、
前記第１部材は、前記突起部の前記突起方向の端面から前記突起方向に伸びる凸部を有し、
前記突起方向における、前記第１基部の端面から前記凸部の先端までの長さは、前記深さ方向における、前記第２基部の端面から前記溝部の底までの長さと比較して長い結合構造。
【請求項２】
前記第２部材は、前記溝部の底から前記深さ方向と逆方向に伸びる溝凸部を有し、前記溝凸部は、前記凸部と突き合わすことを特徴とする請求項１に記載される結合構造。
【請求項３】
前記第１部材は、前記凸部を複数有することを特徴とする請求項１又は２に記載される結合構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載される結合構造により結合された２つの部材を有するモータ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載される結合構造により結合された２つの部材を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの部材の結合構造、モータ、及び、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
突起部を溝部に嵌め合せて、２つの部材を結合する結合構造がある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、突起部及び溝部を嵌め合せて、ピンを突起部の孔に圧入した結合構造が開示されている。このような結合構造によれば、突起部が拡張し、突起部と溝部とを圧接させて、２つの部材を高い剛性で結合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０８２２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、少ない部品点数であっても、剛性の高い結合構造が要求されている。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数であっても、剛性の高い結合構造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】
【０００７】
本発明にかかる結合構造は、
第１基部と、前記第１基部の端面から突起する突起部と、を有する第１部材と、
第２基部と、前記第２基部の端面に形成される溝部と、を有する第２部材と、を有し、
前記突起部の突起方向に対して垂直な方向の長さが、前記突起方向に伸びるにつれて、長くなり、
前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向の長さが、前記深さ方向に深くなるにつれて、長くなり、
前記突起部を前記溝部に嵌め入れて、前記突起部の側面と前記溝部の側面とを接触させて、前記第１部材と前記第２部材とを結合する結合構造であって、
前記第１部材は、前記突起部の前記突起方向の端面から前記突起方向に伸びる凸部を有し、
前記突起方向における、前記第１基部の端面から前記凸部の先端までの長さは、前記深さ方向における、前記第２基部の端面から前記溝部の底までの長さと比較して長い。
【０００８】
このような構成によれば、少ない部品点数であっても、剛性の高い結合構造を提供できる。
【０００９】
また、前記第２部材は、前記溝部の底から前記深さ方向と逆方向に伸びる溝凸部を有し、前記溝凸部は、前記凸部と突き合わすことを特徴としてもよい。また、前記第１部材は、前記凸部を複数有することを特徴としてもよい。
【００１０】
他方、本発明にかかるモータは、上記した結合構造により結合された２つの部材を有するモータである。
【００１１】
他方、本発明にかかる車両は、上記した結合構造により結合された２つの部材を有する車両である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少ない部品点数であっても、剛性の高い結合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる結合構造の正面図である。
【図２】実施の形態１にかかる結合構造の拡大正面図である。
【図３】実施の形態１にかかるあり形の正面図である。
【図４】実施の形態１にかかるあり溝の正面図である。
【図５】実施の形態１にかかる結合構造の要部の拡大正面図である。
【図６】実施の形態１にかかる結合構造の要部の拡大正面図である。
【図７】変位に対する荷重を表すグラフである。
【図８】実施の形態２にかかる結合構造の要部の拡大正面図である。
【図９】実施の形態３にかかる結合構造の要部の拡大正面図である。
【図１０】関連する結合構造の要部の拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１〜６を参照して本発明にかかる実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１にかかる結合構造の正面図を示す。図２は、実施の形態１にかかる結合構造の拡大正面図を示す。図３は、実施の形態１にかかるあり形の断面図を示す。図４は、実施の形態１にかかるあり溝の正面図である。図５及び６は、実施の形態１にかかる結合構造の要部の拡大正面図を示す。なお、図３〜６では、理解を容易にするために、溝部２２と突起部１２とをいずれも１つだけ図示している。
【００１５】
図１に示すように、第１部材１０及び第２部材２０は、いずれも板状体である。第１部材１０は、第２部材２０と互いに結合している。詳細には、第１部材１０の第１端面３１と第２部材２０の第２端面３２とがそれぞれ突き合うようにして結合している。
【００１６】
図２に示すように、第１部材１０は、第１端面３１を有する板状の第１ベース部１１と、第１端面３１に設けられたあり形１７と、を備える。あり形１７は複数の突起部１２を有する。
【００１７】
次に、第１部材１０と第２部材２０とが結合されていない状態での溝部２２と突起部１２とを説明する。
【００１８】
図３に示すように、突起部１２は、第１ベース部１１から、第１端面３１に垂直な突起方向Ａ１に突起する。突起部１２の突起方向Ａ１に対して垂直な方向の長さＷ１は、突起方向Ａ１に伸びるにつれて、長くなる。突起部１２の側面１３、１４は、傾斜している。凸部１５は、突起部１２の先端又は突起部１２の突起方向Ａ１の端面からさらに突き出る。第１部材１０は、変形能を有する材料からなる。変形能を有する材料としては、例えば、金属、セラミックス、有機材料、無機材料などが挙げられる。
【００１９】
再び図２を参照すると、第２部材２０は、第２端面３２を有する板状の第２ベース部２１と、第２端面３２に設けられたあり溝２７と、を備える。あり溝２７は複数の溝部２２を有する。
【００２０】
図４に示すように、溝部２２は、第２ベース部２１から、第２端面３２に垂直な深さ方向Ａ２に掘るように形成される。溝部２２の深さ方向Ａ２に対して垂直な方向の長さＷ２は、深さ方向に深くなるにつれて、長くなる。第２部材２０は、第１部材１０と同じ種類の材料からなると好ましい。
【００２１】
第１部材１０と第２部材２０とが結合されていない状態では、第１ベース部１１の第１端面３１から凸部１５の先端までの距離Ｄ１（図３参照）は、溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ２（図４参照）と比較して長い。第１部材１０及び第２部材２０の材料に応じて、第１ベース部１１の第１端面３１から凸部１５の先端までの距離Ｄ１と、溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ２との比を決定してもよい。
【００２２】
次に、第１部材１０と第２部材２０とが結合された状態での溝部２２と突起部１２とを説明する。
【００２３】
図５を参照すると、突起部１２を溝部２２に嵌め入れて、第１部材１０と第２部材２０とが結合する。詳細には、突起部１２を溝部２２に嵌め入れると、凸部１５が溝部２２を押し当てるとともに、溝部２２の底から反力を受ける。また、側面１３、１４が、側面２３、２４を押し当てるとともに、それぞれ側面２３、２４から反力を受ける。第１ベース部１１の第１端面３１から凸部１５の先端までの距離Ｄ１（図３参照）が溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ２（図４参照）と等しくなるように、突起部１２が圧縮する。突起部１２において、特に、側面１３、１４の周辺、及び、凸部１５が圧縮する。ここで、第１部材１０と第２部材２０とが結合されると、溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ２がＤ１２に変化し、第１ベース部１１の第１端面３１から凸部１５の先端までの距離Ｄ１がＤ１１に変化する。また、突起部１２の側面１３、１４が、溝部２２の側面２３、２４と、面接触部３３、３４でそれぞれ接触する。
【００２４】
ここで、図６に示すように、第１部材１０と第２部材２０とを、互いに離れるように、それぞれ引っ張る。すると、第１部材１０と第２部材２０とは、すでに面接触部３３、３４で面接触しており、荷重を受けても、あまり変位しない。つまり、第１部材１０と第２部材２０との結合構造における見かけ上のばね定数が高いまま、変形し始める。つまり、特に引張を開始した直後において、第１部材１０と第２部材２０とが高い剛性で結合している。
【００２５】
なお、第１部材１０と第２部材２０との結合構造のばね定数は、引張開始直後では、第１部材と第２部材との接触状態に大きな影響を受けており、材料に由来する値とは異なる値に、見かけ上、変化している。そこで、引張開始直後における第１部材１０と第２部材２０との結合構造のばね定数を、「見かけ上のばね定数」と記載した。
【００２６】
また、第１部材１０と第２部材２０との結合構造によれば、第１部材１０及び第２部材２０以外の部材を使用することなく、第１部材１０及び第２部材２０の２つの部品点数で結合することができる。つまり、少ない部品点数で第１部材１０及び第２部材２０を結合することができる。
【００２７】
比較例．
次に、図１０を参照して比較例について説明する。図１０は、関連する結合構造の拡大正面図である。比較例は、実施の形態１にかかる結合構造と第１部材のみ異なる。その他の構成には同一の符号を付して説明する。
【００２８】
図１０に示すように、第１部材９１０は、第１部材１０（図５参照）から凸部１５を除いた構成と同じ構成を有する。突起部１２を溝部２２に嵌め入れて、第１部材９１０と第２部材２０とが結合する。ここで、突起部１２と溝部２２とは、製造上避けられない製造誤差のため、密着することなく、隙間を有している。例えば、側面１３、１４及び側面２３、２４はそれぞれ、点接触部９３３、９３４で互いに点接触している。点接触部９３３、９３４の面積は、実施の形態１にかかる結合構造の面接触部３３、３４と比較して、小さい。
【００２９】
ここで、第１部材９１０と第２部材２０とを、互いに離れるように、それぞれ引っ張る。すると、第１部材１０と第２部材２０とは、第１部材１０と第２部材２０とが所定の面積で面接触するまで、大きく変位する。すなわち、見かけ上のばね定数が低いまま、変形する。第１部材１０と第２部材２０とが所定の面積で面接触した後、第１部材９１０と第２部材２０との材料に由来するばね定数で、変位していく。つまり、第１部材９１０と第２部材２０との結合構造は、特に、引張を開始した直後において、低い剛性で結合している。
【００３０】
評価実験．
実施の形態１にかかる結合構造の実施例と比較例について、第１部材と第２部材とを引っ張り、その変位と荷重とを計測し、図７にその結果を示した。図７は、変位に対する荷重を示すグラフである。
【００３１】
図７に示すように、荷重０〜Ｅ３において、実施例では、比較例よりも、傾き、つまり、見かけ上のばね定数が高く、変位が小さい。続いて、荷重Ｅ３〜Ｅ４において、実施例及び比較例では、ばね定数が変化する。これは、第１部材と第２部材とが所定の面積で面接触するようになり、第１部材と第２部材との結合構造は、第１部材と第２部材との材料に由来するばね定数で変形するようになる。最後に、荷重Ｅ４以上において、実施例では、比較例とほぼ同じばね定数で変形する。実施例では、比較例と比較して、大きく変位しないものの、その荷重が増大するにつれ、変位の差が小さくなりつつある。
【００３２】
以上より、実施例では、同じ大きさの荷重を受けても、比較例と比べて、あまり変位しない。つまり、実施例は、比較例と比べて高い剛性を有する。特に、荷重０〜Ｅ３において、実施例は、比較例と比べて高い剛性を有する。
【００３３】
実施の形態２．
次に、図８を用いて、実施の形態２にかかる結合構造について説明する。図８は、実施の形態２にかかる結合構造の要部の拡大正面図を示す。実施の形態２にかかる結合構造は、実施の形態１にかかる結合構造と比較して、溝部のみ異なる。その他の構成には同一の符号を付して説明する。
【００３４】
図８に示すように、第２部材２２０は、第２ベース部２１と、溝部２２とを有する。溝部２２は、溝凸部２２５を含む。溝凸部２２５は、深さ方向Ａ２と逆方向に溝部２２の底から突起している。
【００３５】
突起部１２を溝部２２に嵌め入れて、第１部材１０と第２部材２２０とが結合する。詳細には、突起部１２を溝部２２に嵌め入れると、溝凸部２２５は、凸部１５と突き合う。溝凸部２２５と凸部１５とは、互いに反力を受ける。実施の形態１にかかる結合構造と同様に、側面１３、１４が側面２３、２４と面接触部３３、３４で接触し、側面２３、２４から力を受ける。第１ベース部１１の第１端面３１から凸部１５の先端までの距離Ｄ２１が溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ２２に近づくように、突起部１２が圧縮する。詳細には、突起部１２において、特に、突起部１２の側面１３、１４の周辺、及び、凸部１５が圧縮する。また、溝凸部２２５も圧縮する。
【００３６】
ここで、第１部材１０と第２部材２２０とを、互いに離れるように、それぞれ引っ張る。すると、第１部材１０と第２部材２２０とは、すでに所定の面積で面接触しており、荷重を受けても、あまり変位しない。つまり、見かけ上のばね定数が高いまま、変形し始める。つまり、第１部材１０と第２部材２２０とが高い剛性で結合している。
【００３７】
また、第１部材１０及び第２部材２２０以外の部材を使用することなく、第１部材１０及び第２部材２２０の２つの部品点数で結合することができる。つまり、少ない部品点数で第１部材１０及び第２部材２２０を結合することができる。
【００３８】
また、凸部１５及び溝凸部２２５を有することで、第１部材１０及び第２部材２２０の変形能が増大し得る。これにより、製造誤差が第１部材１０と第２部材２２０に生じても、第１部材１０と第２部材２２０がスムーズに変形し得て、より安定して結合し得る。
【００３９】
実施の形態３．
次に、図９を用いて、実施の形態３にかかる結合構造について説明する。図９は、実施の形態３にかかる結合構造の要部の拡大正面図を示す。実施の形態３にかかる結合構造は、実施の形態１にかかる結合構造と比較して、突起部のみ異なる。その他の構成については、同一の符号を付して説明する。
【００４０】
図９に示すように、第１部材３１０は、突起部１２を有する。突起部１２は、凸部３１５、３１６を含む。凸部３１５、３１６は、突起部１２の先端又は突起部１２の突起方向Ａ１の端面から突き出る。また、凸部３１５、３１６は、突起部１２の中心線Ｃ１を間に挟むように互いに離れている。
【００４１】
突起部１２を溝部２２に嵌め入れて、第１部材３１０と第２部材２０とが結合する。詳細には、突起部１２を溝部２２に嵌め入れると、凸部３１５、３１６が溝部２２の底から力を受ける。また、側面１３、１４がそれぞれ側面２３、２４と面接触部３３、３４で接触し、力を受ける。第１ベース部１１の第１端面３１から凸部３１５の先端までの距離Ｄ３１が溝部２２の底から第２ベース部２１の第２端面３２までの距離Ｄ３２に近づくように、突起部１２が圧縮する、特に、突起部１２の側面１３、１４の周辺、及び、凸部３１５、３１６が圧縮する。
【００４２】
ここで、第１部材３１０と第２部材２０とを、互いに離れるように、それぞれ引っ張る。すると、第１部材３１０と第２部材２０とは、すでに所定の面積で面接触しており、荷重を受けても、あまり変位しない。つまり、見かけ上のばね定数が高いまま、変位し始める。また、第１部材３１０と第２部材２０とは、より広い面積で面接触し得るとともに、側面１３、１４、凸部３１５、３１６の４か所と、多くの箇所で面接触する。つまり、第１部材３１０と第２部材２０とがさらに高い剛性で結合し得る。
【００４３】
また、第１部材３１０と第２部材２０と以外の部材を使用することなく、第１部材３１０及び第２部材２０の２つの部品点数で結合することができる。つまり、少ない部品点数で第１部材３１０及び第２部材２０を結合することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記した実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４５】
例えば、凸部１５は奥行き方向に勾配を有してもよい。凸部１５が奥行き方向に勾配を有すると、突起部を溝部に容易に嵌め入れることができる。また、実施の形態３にかかる結合構造では、第１部材３１０は２つの凸部を有するが、第１部材３１０は３つ以上の凸部を有してもよい。
【００４６】
また、実施の形態１〜３にかかる結合構造は、複数の部材を結合する結合構造を有するものであれば、板状体に限定されることなく、様々な形状を有する部材にも利用することができる。利用可能なものとして、例えば、モータの回転子、セクターコア等の部材が挙げられる。部品点数が少ないことや高い剛性を有することが求められる部材が好ましい。また、機械構造物、自動車、工作機械、輸送機械、航空機、船舶、ロボット、建設機械、農業機械、建築物の部材にも適用することができる。
【００４７】
また、実施の形態１〜３にかかる結合構造は、車両に含まれる２つの部材を結合することができる。このような車両として、例えば、自動車、鉄道車両、フォークリフト、車椅子、二輪車、自転車、スクータ、立ち乗りスクータ、シニアカー、搭乗型移動ロボット、パーソナルモビリティ、マイクロＥＶ等が挙げられる。
【符号の説明】
【００４８】
１０、３１０  第１部材、      １１  第１ベース部、      １２  突起部、      
１３、１４  側面、      １５、３１５、３１６  凸部、      １７  あり形、      
２０、２２０  第２部材、      ２１  第２ベース部、      ２２  溝部、      
２３、２４  側面、      ２２５  溝凸部、      ２７  あり溝、      
３１、３２  端面、      Ｃ１  中心線、      
Ｄ１、Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１、Ｄ２、Ｄ１２、Ｄ２２、Ｄ３２  距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015021533.tif 000009
【図８】
2015021533.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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