(57)【要約】【課題】軸部材と回転体とを固定する際に、品質とコストとのバランスを取ることができる固定構造および固定方法を提供する。【解決手段】固定構造は、シャフト３０（軸部材）と歯車４０（回転体）とを固定する。固定構造は、ピン１０およびトーションスプリング２０を備え、ピン１０は、シャフト３０と歯車４０とを互いに固定するよう配置されており、トーションスプリング２０は、ピン１０が抜けないよう配置されている。【選択図】図３
2019090521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と回転体とを固定するための固定構造であって、
前記固定構造は、ピンおよびトーションスプリングを備え、
前記ピンは、前記軸部材と前記回転体とを互いに固定するよう配置されており、
前記トーションスプリングは、前記ピンが抜けないよう配置されている、
固定構造。
【請求項２】
前記回転体は、前記トーションスプリングの軸方向への移動を規制する規制部を備える、請求項１に記載の固定構造。
【請求項３】
前記トーションスプリングは、前記ピンの両端を塞ぐように配置されている、請求項１または２に記載の固定構造。
【請求項４】
前記軸部材は、軸方向および径方向を有し、
前記軸部材には、軸方向と平行でない方向に延びるピン孔が形成されており、
前記回転体は軸方向を有し、前記回転体の軸方向が前記軸部材の軸方向と一致するよう配置されており、
前記回転体は、前記軸部材の径方向外側に配置されており、
前記回転体には、軸方向と平行でない方向に延びるピン孔が形成されており、
前記ピンは、前記軸部材のピン孔および前記回転体のピン孔に挿入されており、
前記トーションスプリングは軸方向および径方向を有し、前記トーションスプリングの軸方向および径方向が前記軸部材の軸方向および径方向と一致するよう配置されており、
前記ピンは、前記トーションスプリングの径方向内側かつ軸方向範囲内に配置されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の固定構造。
【請求項５】
外力が加わらない状態における前記トーションスプリングの内径は、前記回転体における、前記トーションスプリングと重なる軸方向範囲の外径よりも小さい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固定構造。
【請求項６】
前記回転体は歯車である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固定構造。
【請求項７】
軸部材と回転体とを固定するための固定方法であって、
ピンを、前記軸部材のピン孔および前記回転体のピン孔に挿入することにより、前記軸部材および前記回転体を互いに固定するステップと、
トーションスプリングの内径を拡張させるステップと、
前記軸部材および前記回転体を、内径が拡張した前記トーションスプリングの内周側に挿入するステップと、
挿入後に、前記トーションスプリングが前記回転体のピン孔を塞ぐように前記トーションスプリングの内径を縮小させるステップと、
を備える、固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定構造および固定方法に関し、とくに軸部材と回転体との固定に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転伝動装置等において、軸部材に歯車等の回転体を固定する構造が公知である。このような構造は、回転センサやモータ等に用いられる。軸部材と回転体との固定には、ピンが用いられる場合がある。特許文献１には、このような固定構造の例が開示される。
【０００３】
なお、ピンを挿入した後に、ピンが抜けないように固定するための構造として、カシメを実施したり、環状のブッシュを被せてブッシュと回転体とを溶接したりすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術には、品質やコストに改善の余地があるという問題があった。
【０００６】
たとえばカシメを実施する場合には、作業結果にばらつきが発生する場合がある。また、環状ブッシュでピンに蓋をする場合には、ブッシュと回転体とを溶接する作業にコストが発生する。
【０００７】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、軸部材と回転体とを固定する際に、品質とコストとのバランスを取ることができる固定構造および固定方法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】
【０００８】
この発明に係る固定構造は、
軸部材と回転体とを固定するための固定構造であって、
前記固定構造は、ピンおよびトーションスプリングを備え、
前記ピンは、前記軸部材と前記回転体とを互いに固定するよう配置されており、
前記トーションスプリングは、前記ピンが抜けないよう配置されている。
特定の態様によれば、前記回転体は、前記トーションスプリングの軸方向への移動を規制する規制部を備える。
特定の態様によれば、前記トーションスプリングは、前記ピンの両端を塞ぐように配置されている。
特定の態様によれば、
前記軸部材は、軸方向および径方向を有し、
前記軸部材には、軸方向と平行でない方向に延びるピン孔が形成されており、
前記回転体は軸方向を有し、前記回転体の軸方向が前記軸部材の軸方向と一致するよう配置されており、
前記回転体は、前記軸部材の径方向外側に配置されており、
前記回転体には、軸方向と平行でない方向に延びるピン孔が形成されており、
前記ピンは、前記軸部材のピン孔および前記回転体のピン孔に挿入されており、
前記トーションスプリングは軸方向および径方向を有し、前記トーションスプリングの軸方向および径方向が前記軸部材の軸方向および径方向と一致するよう配置されており、
前記ピンは、前記トーションスプリングの径方向内側かつ軸方向範囲内に配置されている。
特定の態様によれば、外力が加わらない状態における前記トーションスプリングの内径は、前記回転体における、前記トーションスプリングと重なる軸方向範囲の外径よりも小さい。
特定の態様によれば、前記回転体は歯車である。
また、この発明に係る固定方法は、
軸部材と回転体とを固定するための固定方法であって、
ピンを、前記軸部材のピン孔および前記回転体のピン孔に挿入することにより、前記軸部材および前記回転体を互いに固定するステップと、
トーションスプリングの内径を拡張させるステップと、
前記軸部材および前記回転体を、内径が拡張した前記トーションスプリングの内周側に挿入するステップと、
挿入後に、前記トーションスプリングが前記回転体のピン孔を塞ぐように前記トーションスプリングの内径を縮小させるステップと、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、カシメ作業が不要となるのでカシメ作業のばらつきを回避することができ、また、溶接作業が不要となるので溶接作業のコスト増大を回避することができるので、品質とコストとのバランスを取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固定方法において、ピンを挿入する工程を説明する図である。
【図２】図１の工程の後、トーションスプリングをピンに被せる工程を説明する図である。
【図３】図２の工程の後、トーションスプリングの内径を縮小させる工程を説明する図である。
【図４】実施の形態１の変形例に係る歯車の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、ピン１０を挿入する前の状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る固定構造は、ピン１０と、トーションスプリング２０とを備える。ピン１０は、本実施形態では円筒形であり、図１の例では、軸を通る平面による断面が示されている。また、本実施形態ではトーションスプリング２０はコイルばねによって構成され、トーションスプリング２０の全体は軸方向および径方向を有する形状であり、本実施形態では全体が円筒面状である。図１に示す断面は、トーションスプリング２０の軸を通る平面にもなっている。
【００１２】
ピン１０およびトーションスプリング２０を備える固定構造は、シャフト３０と歯車４０とを互いに固定するための方法において用いられる。シャフト３０は軸方向および径方向を有し、所定の軸の周りに回転する軸部材の例である。歯車４０は、シャフト３０に固定されてシャフト３０と一体に回転する回転体の例であり、本実施形態ではシャフト３０の径方向外側に配置される。
【００１３】
本実施形態では、シャフト３０は円筒部分３１を備え、歯車４０は円筒部分４１を備え、円筒部分３１と円筒部分４１とが嵌合する。
【００１４】
シャフト３０はピン孔３２を備える。ピン孔３２は、ピン１０を挿入しまたは貫通させることができる形状に形成された孔であり、シャフト３０の軸と平行でない方向に延びる。本実施形態では、ピン孔３２は円筒部分３１に形成され、シャフト３０の軸と直交する方向（図示の例では紙面上下方向）に延びている。
【００１５】
歯車４０はピン孔４２を備える。ピン孔４２は、ピン１０を挿入しまたは貫通させることができる形状に形成された孔であり、歯車４０の軸と平行でない方向に延びる。本実施形態では、ピン孔４２は円筒部分４１に形成され、歯車４０の軸と直交する方向（図示の例では紙面上下方向）に延びている。また、歯車４０は、歯車部分４３およびフランジ４４を備える。歯車部分４３およびフランジ４４は、それぞれその少なくとも一部が、円筒部分４１よりも径方向外側に延びる形状を有する。
【００１６】
図１に示すように、外力が加わらない状態におけるトーションスプリング２０の内径Ｒ１は、歯車４０の円筒部分４１における外径Ｒ２よりも小さい。なお、後述の図３に示す状態では、歯車４０の円筒部分４１は、歯車４０におけるトーションスプリング２０と重なる軸方向範囲Ｘに該当する部分となっている。
【００１７】
本発明に係る固定方法によれば、まず図１に示すように、シャフト３０の軸方向と歯車４０の軸方向とが一致するように配置し、シャフト３０の円筒部分３１と歯車４０の円筒部分４１とを嵌合させる。この状態で、シャフト３０のピン孔３２と歯車４０のピン孔４２とが整合するよう配置する。たとえば、ピン孔３２の軸とピン孔４２の軸とが一致するよう配置する。
【００１８】
次に、図１の矢印Ａに示すように、ピン１０をピン孔３２およびピン孔４２に挿入して配置する。これによって、図２に示すように、ピン１０により、円筒部分３１と円筒部分４１とが互いに固定され、結果として、シャフト３０と歯車４０とが互いに固定される。
【００１９】
次に、図２の矢印Ｂに示すように、トーションスプリング２０に外力を加えて内径を拡張させる。内径が拡張した状態におけるトーションスプリング２０の内径Ｒ３は、円筒部分４１の外径Ｒ２およびフランジ４４の外径Ｒ４よりも大きい。
【００２０】
この状態で、図２の矢印Ｃに示すように、ピン１０および歯車４０に対してトーションスプリング２０を平行移動させ、フランジ４４を超えてピン１０に被せる。言い換えると、ピン１０によって固定されているシャフト３０および歯車４０を、トーションスプリング２０の内周側に挿入する。
【００２１】
次に、図３の矢印Ｄに示すように、トーションスプリング２０がシャフト３０のピン孔３２または歯車４０のピン孔４２を塞ぐように、トーションスプリング２０の内径を縮小させる。図示の例では歯車４０のピン孔４２が外周側となるよう配置されているので、トーションスプリング２０は直接的には歯車４０のピン孔４２を塞ぐことになる。この結果として、トーションスプリング２０は、ピン１０の両端を塞ぐように配置される。言い換えると、トーションスプリング２０は、ピン１０がシャフト３０のピン孔３２および歯車４０のピン孔４２から抜けないように配置される。このようにして、ピン１０の抜け止め構造が実現される。
【００２２】
この状態では、トーションスプリング２０の軸方向および径方向は、シャフト３０の軸方向および径方向と一致する。また、ピン１０は、トーションスプリング２０によって覆われている。すなわち、ピン１０は、トーションスプリング２０の径方向内側かつ軸方向範囲内に配置されている。なお、図示の例では、ピン１０はその全体がトーションスプリング２０の軸方向範囲内に配置されているが、ピン１０の少なくとも一部がトーションスプリング２０の軸方向範囲内に配置されていれば、その一部がトーションスプリング２０にひっかかり、ピン１０が抜けなくなる。
【００２３】
ここで、歯車部分４３およびフランジ４４は、それぞれその少なくとも一部が、円筒部分４１よりも径方向外側に延びているので、トーションスプリング２０の内径が縮小した状態では、トーションスプリング２０が歯車部分４３またはフランジ４４を超えて移動することがない。すなわち、歯車部分４３およびフランジ４４は、トーションスプリング２０の軸方向への移動を規制する規制部として機能し、これによってトーションスプリング２０の脱落が抑制される。
【００２４】
このように、本発明の実施の形態１に係る固定構造および固定方法によれば、カシメ作業が不要となるので、カシメ作業のばらつきを回避し、作業全体のばらつきを低減して品質を安定化することができる。また、溶接作業が不要となるので、組立性が簡易化され、コストを低減することができる。このように、品質とコストとのバランスを取ることができる。
【００２５】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
歯車４０のフランジ４４は、テーパ面を備えてもよい。たとえば図４に示す歯車４０’では、フランジ４４’の軸方向端部にテーパ面４４ａが形成されている。このようにすると、トーションスプリング２０を挿入する作業がより容易となる。
【００２６】
また、歯車４０はフランジ４４を備えないものであってもよい。フランジ４４を備えない構成であっても、他の部材またはトーションスプリング２０自身の収縮力等によってトーションスプリング２０の脱落が抑制される場合には、十分な効果を得ることができる。
【００２７】
トーションスプリング２０はコイルばねに限らず、外力を加えることによって径を拡張できる部材であればどのような構造であってもよい。たとえば板状の部材を円筒状に丸めた形状のばねであってもよい。
【００２８】
実施の形態１では、外力が加わらない状態におけるトーションスプリング２０の内径Ｒ１は、歯車４０の円筒部分４１の外径Ｒ２よりも小さい。変形例として、外力が加わらない状態におけるトーションスプリング２０の内径Ｒ１は、歯車４０の円筒部分４１の外径Ｒ２以上、フランジ４４の外径Ｒ４未満であってもよい。
【００２９】
実施の形態１では、シャフト３０の円筒部分３１と歯車４０の円筒部分４１とが嵌合するが、シャフトと歯車とは嵌合しない構造であってもよく、また接触しない構造であってもよい。嵌合または接触しない構造であっても、シャフトと歯車とが直接または間接に固定される構造であれば、本発明を適用することは可能である。
【００３０】
ピン１０の形状は任意であり、角柱または他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ピン、２０  トーションスプリング、３０  シャフト（軸部材）、４０，４０’  歯車（回転体）。
【図１】
2019090521.tif 000003
【図２】
2019090521.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019090521.tif 000006