(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータシャフトの先端部に、ギアを圧入して取付けるための方法であって、
前記モータシャフトの先端に取付けるべきギアを位置合せ状態に配置する工程と、
軸方向に延びねじ部を有する固定シャフトの先端部を前記ギアの軸穴を貫通するようにして前記モータシャフトの先端に連結固定する工程と、
前記固定シャフトのねじ部に螺合して軸方向に螺進退する可動シャフトを螺進方向に回転駆動することにより該可動シャフトの螺進力を前記ギアに作用させて該ギアを前記モータシャフトに圧入する工程とを含むことを特徴とするモータシャフトのギア取付方法。
【請求項２】
モータシャフトの先端部に、ギアを圧入して取付けるための治具であって、
一端側に前記モータシャフトの先端面に形成されたねじ穴にねじ込まれる連結部を有すると共に他端側に固定側ねじ部を有し前記連結部による連結状態で前記モータシャフトの先端に軸方向に延びて固定される固定シャフトと、
一端側に前記固定シャフトの固定側ねじ部に螺合される可動側ねじ部を有すると共に他端側に回転操作部を有しその回転操作部が回転されることにより軸方向に螺進退される可動シャフトと、
前記固定シャフトの外周部に回り止め状態で且つ軸方向移動可能に設けられ前記可動シャフトの螺進力が伝達されて前記ギアの端面を押圧する押圧部材とを具備することを特徴とするモータシャフトのギア取付用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータシャフトの先端部に、ギアを圧入して取付けるためのモータシャフトのギア取付方法及びギア取付用治具に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えばロボットに組込まれるモータにあっては、モータシャフトの先端部にギアを圧入により取付けるようにしたものがある。この場合、モータシャフトにギアを取付けるにあたっては、ラックプレス等の圧入機を用いることが一般的であった。
【０００３】
ところが、このようなラックプレス等を用いてギアを圧入するものでは、モータシャフトに対してスラスト方向に大きな荷重が作用する事情がある。このため、シャフトを支持する軸受部分に悪影響を与える虞があり、また、特にシャフトの基端側にエンコーダ等からなる位置検出器を備えるモータにあっては、エンコーダの回路基板が歪み変形したり、破損に至ってしまう虞もある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ギアをモータシャフトに取付けるものにあって、モータシャフトに対してスラスト方向に大きな荷重が作用することを防止することができるモータシャフトのギア取付方法及びギア取付用治具を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータシャフトのギア取付方法は、モータシャフトの先端に取付けるべきギアを位置合せ状態に配置する工程と、軸方向に延びねじ部を有する固定シャフトの先端部を前記ギアの軸穴を貫通するようにして前記モータシャフトの先端に連結固定する工程と、前記固定シャフトのねじ部に螺合して軸方向に螺進退する可動シャフトを螺進方向に回転駆動することにより該可動シャフトの螺進力を前記ギアに作用させて該ギアを前記モータシャフトに圧入する工程とを含むところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【０００６】
これによれば、固定シャフトと可動シャフトとのねじの作用により、可動シャフトの回転駆動力を軸方向の直線力に変換してギアを圧入することができる。このとき、固定シャフトはモータシャフトの先端に固定されているので、モータシャフトは、可動シャフトの螺進時に相対的にねじ込み方向つまり圧入方向とは反対向きの力を固定シャフトから受けることになり、ギアの圧入力とその固定シャフトから作用する力とが打ち消し合うようになる。この結果、モータシャフトにスラスト方向の大きな荷重を作用させずに済ませることができ、ひいては軸受や検出機構の歪みや破損等を未然に防止することができるという優れた実用的効果を得ることができる。
【０００７】
また、本発明のモータシャフトのギア取付用治具は、一端側にモータシャフトの先端面に形成されたねじ穴にねじ込まれる連結部を有すると共に他端側に固定側ねじ部を有し前記連結部による連結状態で前記モータシャフトの先端に軸方向に延びて固定される固定シャフトと、一端側に前記固定シャフトの固定側ねじ部に螺合される可動側ねじ部を有すると共に他端側に回転操作部を有しその回転操作部が回転されることにより軸方向に螺進退される可動シャフトと、前記固定シャフトの外周部に回り止め状態で且つ軸方向移動可能に設けられ可動シャフトの螺進力が伝達されてギアの端面を押圧する押圧部材とを具備する構成に特徴を有する（請求項２の発明）。
【０００８】
これによれば、モータシャフトの先端にギアを位置合せ状態に配置した上で、固定シャフトをモータシャフトの先端に連結し、この状態で、可動シャフトの回転操作部を回転操作すると、固定側ねじ部に可動側ねじ部が螺合していることにより、可動シャフトが軸方向に螺進退する。そして、この可動シャフトの螺進退が、押圧部材に伝達されて軸方向移動され、この押圧部材によりギアの端面が押圧されてモータシャフトに圧入されるのである。このとき、モータシャフトは、可動シャフトの螺進時に相対的にねじ込み方向つまり圧入方向とは反対向きの力を固定シャフトから受けることになり、ギアの圧入力とその固定シャフトから作用する力とが打ち消し合うようになる。この結果、モータシャフトにスラスト方向の大きな荷重を作用させずに済ませることができ、ひいては軸受や検出機構の歪みや破損等を未然に防止することができるという優れた実用的効果を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をロボットのアーム駆動用のＤＣモータのシャフトにギアを取付ける場合に適用した一実施例について、図面を参照しながら説明する。まず、図６は、モータ１の構成を概略的に示しており、このモータ１は、円筒状をなすハウジング２内に、図示しないステータ及びロータを備え、そのロータに取付けられるモータシャフト３は、ハウジング２に設けられた例えば２個の図示しない軸受（ボールベアリング）により支持されている。
【００１０】
また、前記モータシャフト３の基端部（図６で右側）には、位置検出機構として例えばロータリーエンコーダ４が設けられている。このロータリーエンコーダ４は、周知のように、モータシャフト３と一体的に回転する回転円板５、この回転円板５の近傍に固定配置される図示しない固定スリット板、それら回転円板５及び固定スリット板を挟むように位置される投光素子６及び受光素子７、投光素子６への通電や受光素子７からの信号の処理を行う回路基板８等から構成されている。
【００１１】
そして、前記モータシャフト３のハウジング２から突出している先端部（図６で左側）には、詳しくは後述するようにして、例えば平歯車からなるギア９が取付けられるようになっている。この場合、ギア９はモータシャフト３に対して圧入により取付けられるのであるが、このとき、図１ないし図３にも示すように、モータシャフト３の先端部にはキー溝３ａが形成されていると共に、ギア９の軸穴９ａにもキー溝９ｂが形成されており、それらの間にキー１０が装着されるようになっている。また、モータシャフト３の先端面には、ねじ穴１１が形成されている。
【００１２】
さて、前記モータシャフト３に対してギア９を取付けるにあたっては、図４及び図５に示すような、本実施例に係るギア取付用治具１２が用いられる。このギア取付用治具１２は、図１ないし図３にも示すように、固定シャフト１３、可動シャフト１４、押圧部材１５を備えて構成される。
【００１３】
このうち固定シャフト１３は、図４等に示すように、前記モータシャフト３つまりギア９の軸穴９ａよりも径小な図で上下方向に延びるシャフト状をなし、その先端部（下端部）には、前記モータシャフト３のねじ穴１１にねじ込まれる雄ねじ状の連結部１６が一体に設けられている。そして、この固定シャフト１３の他端側（図で上側）には、上端面で開口し上下方向に延びる雌ねじ状の固定側ねじ部１７が形成されている。さらに、この固定シャフト１３の上部の外周部には、図５にも示すような側方に突出する回り止めピン１８が設けられている。
【００１４】
また、前記可動シャフト１４は、図で上下方向に延びるやや径大な円柱状のシャフト主部１４ａの一端側たる先端側（図で下部側）に、下方に延び前記固定シャフト１３の固定側ねじ部１７に螺合する雄ねじ状の可動側ねじ部１９を備えると共に、シャフト主部１４ａの上部に、回転操作部たるハンドル２０を有して構成されている。
【００１５】
そして、前記押圧部材１５は、図で上下両端面が開口した円筒状をなし、その内径が前記可動シャフト１４のシャフト主部１４ａよりも径大とされている。この押圧部材１５は前記固定シャフト１３及び可動シャフト１４の外周側に位置し、言換えれば押圧部材１５の内周部（中空部内）に前記固定シャフト１３及び可動シャフト１４が位置されるようになっている。このとき、図５にも示すように、押圧部材１５の内周面には、前記回り止めピン１８を相対的に上下方向に案内するガイド溝２１が設けられており、これにて、押圧部材１５は固定シャフト１３の外周部に、相対的に回り止め状態で且つ軸方向（図で上下方向）移動可能に設けられているのである。
【００１６】
さらに、押圧部材１５の図で下端面には、前記ギア９の端面に接触して押圧する押圧部１５ａが設けられていると共に、その下端開口部は、前記固定シャフト１３が挿通された状態で、抜け防止カバー２２により塞がれている。この抜け防止カバー２２によって、固定シャフト１３が押圧部材１５から下方に抜け出ることが防止される。一方、押圧部材１５の上端面部には、前記シャフト主部１４ａの外周部に上下動可能に嵌合し、前記可動シャフト１４の下降時にハンドル２０部分から下向きの力を受けて該押圧部材１５に伝達するスラストベアリング２３が設けられている。
【００１７】
次に、上記したギア取付用治具１２を用いて、前記モータシャフト３にギア９を取付ける手順について、図１ないし図３を参照しながら述べる。ギア取付用治具１２は、通常時（不使用時）においては、図４に示すように、可動シャフト１４の可動側ねじ部１９が、固定シャフト１３の固定側ねじ部１７にある程度の長さ螺合している。このとき、押圧部材１５の下面部から、固定シャフト１３の下端部が若干量突出している。
【００１８】
モータシャフト３にギア９を取付けるにあたっては、まず、モータ１を上向きに固定し、モータシャフト３のキー溝３ａにキー１０を嵌込んでおいた状態で、モータシャフト３の先端部に、ギア９を位置合せ状態（キー溝９ｂがキー１０に位置合せされる状態）に配置する。そして、図１に示すように、固定シャフト１３の下端部の連結部１６を、ギア９の軸穴９ａを通してモータシャフト３の先端のねじ穴１１にねじ込むようにする。このねじ込みの作業は、押圧部材１５を右回りに回転操作することにより行われる。これにより、固定シャフト１３がモータシャフト３の先端に軸方向に延びるように連結固定され、ギア取付用治具１２のセットが完了するのである。
【００１９】
尚、このとき、図１に示すように、固定シャフト１３の下端部が押圧部材１５の下面部から所定長さ以上突出している必要があり、突出量が少ないと、ギア９が邪魔となって連結部１６全体をねじ穴１１にねじ込むことができなくなる。このように突出量が少ないときには、予め、押圧部材１５を回転しないように押えておいた状態でハンドル２０を螺退方向（左回り）に回しておけば、可動側ねじ部１９と固定側ねじ部１７との螺合長さが短くなって固定シャフト１３の下端部の突出長さを長くすることができる。
【００２０】
次に、押圧部材１５を回転しないように押えておきながら、可動シャフト１４の上端のハンドル２０を螺進方向（右回り）に回転操作する。すると、可動シャフト１４の可動側ねじ部１９が、固定シャフト１３の固定側ねじ部１７にねじ込まれて行き、可動シャフト１４が図で下方に螺進して行く。これにて、図２に示すように、可動シャフト１４のハンドル２０の根元部が、スラストベアリング２３を介して押圧部材１５を下方に押して行き、遂には、押圧部１５ａがギア９の端面に圧接するようになる。
【００２１】
そして、ハンドル２０をさらに螺進方向（右回り）に回転操作していくことにより、可動シャフト１４の更なる螺進力が押圧部材１５に伝達され、押圧部材１５がギア９を軸方向（図で下方）に押圧することにより、図３に示すように、ギア９がモータシャフト３に圧入されて行くのである。このとき、可動シャフト１４の螺進時に、モータシャフト３は、相対的にねじ込み方向とは反対向きの力つまり図で上方への引張力を固定シャフト１３から受けることになり、ギア９からの下方への圧入力とその固定シャフト１３から作用する引張力とが打ち消し合うようになる。この結果、モータシャフト３にスラスト方向の大きな荷重が作用することはなくなるのである。
【００２２】
このようなギア９の圧入作業が完了すると、ギア取付用治具１２はモータシャフト３から取外される。この取外しは、まず、ハンドル２０を螺退方向（左回り）に適当量回転操作して、押圧部材１５の押圧部１５ａとギア９の端面との圧接状態を解除し、その上で、押圧部材１５を左回りに回転操作して固定シャフト１３の連結部１６をねじ穴１１から抜き出すようにすれば良い。
【００２３】
このように本実施例によれば、ギア９をモータシャフト３に圧入する際に、ギア９からの下方への圧入力と、固定シャフト１３からのいわば上方への引張り力とが打ち消し合うようになり、モータシャフト３にスラスト方向の大きな荷重が作用することがなくなる。従って、ラックプレス等を用いてギアを圧入していた従来の取付方法とは異なり、軸受やロータリーエンコーダ４部分にスラスト方向に大きな荷重が作用することがなくなり、それらの歪みや破損等を未然に防止することができるという優れた実用的効果を奏するものである。
【００２４】
尚、上記実施例では、ギア取付用治具１２の操作（ハンドル２０や押圧部材１５の回転操作）について作業者の手動力により行うようにしたが、例えばモータなど別の駆動源によって自動で行うように構成することも可能である。その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、ロボット用のモータに限らず各種モータに適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ギア取付用治具をセットした状態の要部の縦断面図
【図２】ギアの圧入作業を行っている途中の状態の要部の縦断面図
【図３】ギアの圧入作業が完了した状態の要部の縦断面図
【図４】ギア取付用治具の全体構成を示す縦断面図
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う横断面図
【図６】モータの構成を概略的に示す一部縦断側面図
【符号の説明】
図面中、１はモータ、３はモータシャフト、９はギア、９ａは軸穴、１１はねじ穴、１２はギア取付用治具、１３は固定シャフト、１４は可動シャフト、１５は押圧部材、１６は連結部、１７は固定側ねじ部、１８は回り止めピン、１９は可動側ねじ部、２０はハンドル（回転操作部）、２１はガイド溝、２３はスラストベアリングを示す。
【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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