(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にスプラインが形成されたシャフトを治具に配置する工程と、
開口部の内周にスプラインが形成されたハウジングを前記治具に位置決めして、前記シャフトに被せるように配置して、前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインとを半嵌合状態とする工程と、
前記シャフトを押下げるように押圧して、半嵌合状態を解除する工程と、
前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインとの位相を合わせる工程と、
前記シャフトの押圧を解放して、前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインとを嵌合する工程と、を含むことを特徴とするスプライン部の嵌合方法。
【請求項２】
前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程は、
前記シャフトに形成された孔に補助治具を挿通する工程と、
前記補助治具を位置決め部材に当接させる位置まで前記シャフトを回転させる工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のスプライン部の嵌合方法。
【請求項３】
前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程は、前記シャフトに形成された孔の貫通面積を監視して、該貫通面積が正位相と判断されるまで前記シャフトを回転させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のスプライン部の嵌合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングとシャフトのスプライン部を嵌合する方法、特に、可変動弁用アクチュエータのハウジングに形成されたスプラインと差動ローラギヤのサンシャフトに形成されたスプラインを嵌合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、可変動弁用アクチュエータには、差動ローラギヤのサンシャフトの外周に外側スプラインが形成されており、この外側スプラインをハウジングに形成された開口部の内側スプラインに位相を合わせた状態で嵌合させる必要がある。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１には、軸部材と管部材とのスプライン嵌合によるスプライン継手の組付け方法として、軸部材の外周に形成されているアウタスプラインと、管部材の内周に形成されているインナスプラインとを相互間のスライド抵抗を測定しながらスプライン嵌合方向に相対的に挿入し、所定値以上のスライド抵抗が測定されたら、両部材を軸心周りに回転させつつ、所定値以上のスライド抵抗が測定された管部材の外周にダイスを押付け、この箇所のスライド抵抗が所定値となるように管部材を塑性変形させて、軸部材のアウタスプラインを管部材のインナスプラインに挿入させて嵌合する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２３８３６９
【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、上記特許文献１に記載されたスプライン継手の組付け方法では次のような課題が存在する。つまり、特許文献１のスプライン継手の組付け方法では、両部材のスプライン同士を合わせる際に、スプラインを嵌合させる箇所が１周のうち数箇所にしか存在しない場合、スプラインを半嵌合させた状態では、スプライン同士が噛合うため回転させることができず、スプラインを嵌合させることができない。また、管部材のインナスプラインは、内周に配置されているため、作業者は、両部材のスプライン同士が正しく嵌合されているのかどうか明確に判断することができない。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑み、スプラインを形成した部材同士のスプラインを嵌合する際に、両部材のスプライン同士の噛合いを外して、回転可能な状態で両部材を嵌合させる位置を見つけ出すことで、両部材のスプライン同士を容易に嵌合させることができるスプライン部の嵌合方法を提案することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係るスプライン部の嵌合方法は、外周にスプラインが形成されたシャフトを治具に配置する工程と、
開口部の内周にスプラインが形成されたハウジングを前記治具に位置決めして、前記シャフトに被せるように配置する工程と、
前記シャフトを押下げるように押圧する工程と、
前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程と、
前記シャフトの押圧を解放する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
（発明の態様）
以下に、本発明において特許請求が可能と認識される発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の（１）乃至（３）項が請求項１乃至３にそれぞれ対応する。
【０００９】
（１）外周にスプラインが形成されたシャフトを治具に配置する工程と、
開口部の内周にスプラインが形成されたハウジングを前記治具に位置決めして、前記シャフトに被せるように配置する工程と、
前記シャフトを押下げるように押圧する工程と、
前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程と、
前記シャフトの押圧を解放する工程と、を含むことを特徴とするスプライン部の嵌合方法。
（１）項のスプライン部の嵌合方法では、上下動自在の治具を用意して、この治具上に外周にスプラインが形成されたシャフトを配置する（シャフトを治具に配置する工程）。
そして、シャフトを治具上に配置した状態で、開口部の内周にスプラインが形成されたハウジングをシャフトの上に被せるように治具上に配置する（ハウジングを治具に配置する工程）。この際、ハウジングの位置決め孔を前記治具の位置決めピンに挿入して位置決めする。この状態では、シャフトの上端部がハウジングの開口部に挿入されているが、シャフトのスプラインとハウジングのスプラインとは、シャフトのスプラインの上端にハウジングのスプラインの下端が接触した半嵌合状態にされている。
その後、例えば、下記（２）項のように、シャフトの上端部に形成された孔に補助治具を挿入すると共にシャフトの上端部を押圧して、シャフトを押下げる（シャフトを押下げる工程）。この工程では、シャフトの上端部を作業員が手で押下げるように押圧するか、又は、他の工具を使用して、この工具でシャフトの上端部を押圧する。
このシャフトを押下げた状態で、補助治具を治具上に配置した位置決め部材に当接するまで回転させる（ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインの位相を合わせる工程）。その結果、補助治具の回転と共にシャフトも回転され、補助治具を位置決め部材に当接させた位置が、ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインとの位相が合わされた位置となる。
そして、両者のスプラインの位相が合わされた位置で、シャフトを押下げる押圧力を解放すると、シャフトは、治具の上動に伴って上昇して、シャフトのスプラインをハウジングのスプラインに嵌合させることができる（シャフトの押圧を解放する工程）。
なお、ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインとの位相を合わせる工程は、下記（３）項のように、シャフトに形成された孔の貫通面積を監視することにより実施することもできる。
【００１０】
（２）前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程は、
前記シャフトに形成された孔に補助治具を挿通する工程と、
前記補助治具を位置決め部材に当接させる位置まで前記シャフトを回転させる工程と、を含むことを特徴とする（１）項に記載のスプライン部の嵌合方法。
（２）項のスプライン部の嵌合方法では、上記（１）項で説明したように、補助治具を使用してシャフトを回転させて、ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインとの位相を簡単に一致させることができる。
【００１１】
（３）前記ハウジングのスプラインと前記シャフトのスプラインの位相を合わせる工程は、前記シャフトに形成された孔の貫通面積を監視して、該貫通面積が正位相と判断されるまで前記シャフトを回転させる工程を含むことを特徴とする（１）項に記載のスプライン部の嵌合方法。
（３）項のスプライン部の嵌合方法では、シャフトに形成された孔の貫通面積を、例えば、カメラを利用して監視して、シャフトの孔の貫通面積が正位相（ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインとの位相が一致している位相）と判断されるまでシャフトを回転させるだけで、ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインとの位相を簡単に一致させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るスプライン部の嵌合方法によれば、スプラインを形成した部材同士のスプラインを嵌合する際に、両部材のスプライン同士の噛合いを外して、回転可能な状態で両部材を嵌合させる位置を見つけ出すことで、両部材のスプライン同士を容易に嵌合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るスプライン部の嵌合方法を適用する可変動弁用アクチュエータの概略縦断面図である。
【図２】図１に示すハウジングの内周スプラインの拡大図である。
【図３】図１示すサンシャフトの外周スプラインの拡大図である。
【図４】第１実施形態のハウジングとサンシャフトのスプライン同士が半嵌合状態の断面図である。
【図５】第１実施形態のハウジングとサンシャフトのスプライン同士が嵌合状態の断面図である。
【図６】第２実施形態のハウジングとサンシャフトのスプラインが半嵌合状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態に係るスプライン部の嵌合方法を適用する可変動弁用アクチュエータの概略縦断面図を図１に示す。図１に示すように、可変動弁用アクチュエータ１は、ハウジング２と、ハウジング２の内部に配置された遊星差動ネジ型回転直動変換機構３と、ハウジング２の背面側を閉塞するように配置された制御部（図示せず）で構成されている。
【００１５】
ハウジング２は、前部（図１の上方向）にサンシャフト４を外部に突出するための開口部５と、開口部５の内周面に形成された内周スプライン５ａと、ハウジング位置決め孔６を備えている。ハウジング２の内周スプライン５ａは、図２に示すように、複数の凹歯を有しているが直径方向に対向する二箇所に他の凹歯に比べて幅が広い凹歯５ｂが形成されている。これらの凹歯５ｂが、ハウジング位置決め孔６に合わせて形成されている。
【００１６】
遊星差動ネジ型回転直動変換機構３は、サンシャフト４と、ナット７と、プラネタリシャフト（図示せず）を備えている。ナット７の外周には、前方にベアリング８が、後方にロータ９が取付けられている。ハウジング２とロータ９との間には、ステータ（図示せず）が配置されており、制御部のステータを電磁駆動させることで、ロータ９とステータとがモータとして機能して、ロータ９を駆動する。この駆動により、ナット７は、ベアリング８によって支持されて、ロータ９と共に回転する。
【００１７】
サンシャフト４には、一端部に軸方向に対して、直交するように貫通しているサンシャフト孔１０と、このサンシャフト孔１０の下方に外周スプライン４ａが形成されている。また、サンシャフト４は、ナット７の内部に配置されている。サンシャフト孔１０は、サンシャフト４の外周スプライン４ａの２つの凸歯４ｂと位相を一致させた方向に形成されている。サンシャフト４の外周スプライン４ａには、図３に示すように、複数の凸歯が形成されているが、ハウジング２の内周スプライン５ａの２つの凹歯５ｂに合わせて、直径方向の二箇所に他の凸歯よりも幅が広い凸歯４ｂが形成されている。
更に、サンシャフト４の外周スプライン４ａは、ハウジング２の内周スプライン５ａと噛合うことで、サンシャフト４は、ハウジング２に対して、回転が阻止されるが、軸方向の移動は可能に組込まれる。
【００１８】
遊星差動ネジ型回転直動変換機構３の内部は、ナット７、サンシャフト４及びプラネタリシャフト（図示せず）の各ギヤ及びネジが噛合って形成されている。そのため、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３は、ステータの電磁駆動により、ナット７が回転することで、プラネタリシャフトが自転しつつサンシャフト４の周りを公転する。このプラネタリシャフトの動作により差動が生じて、サンシャフト４は、回転方向に拘束された状態で軸方向に移動することができる。その結果、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３は、ナット７の回転を、サンシャフト４を軸方向に直動させる駆動力に変換することができる。
【００１９】
以上のように構成した第１実施形態に係るスプライン部の嵌合方法について、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａを嵌合させる方法を図４及び図５に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係るスプライン部の嵌合方法は、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３を治具上部１４に配置する工程（シャフトを治具に配置する工程）と、ハウジング２を治具１１に位置決めして、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３に被せるように配置する工程（ハウジングを治具に配置する工程）と、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４を押下げるように押圧する工程（シャフトを押下げる工程）と、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａの位相を合わせる工程（ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインの位相を合わせる工程）と、サンシャフト４の押圧を解放する工程（シャフトの押圧を解放する工程）とを含んでいる。以下各工程を順番に説明する。
【００２０】
図４には、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとを半嵌合状態に嵌合して、治具１１に配置した状態の断面図が示されている。本発明の第１実施形態に係るスプライン部の嵌合方法を説明する前に、まず、治具１１について説明する。図４に示すように、治具１１は、平板状のベース板１２と、ベース板１２の上面に取付けられた治具下部１３及び治具下部１３に上下動自在に嵌合された治具上部１４と、治具上下部１３，１４に隣接して、ベース板１２の上面に配置された位置決め柱１５とから構成されている。
【００２１】
ベース板１２の上面に取付けられた治具下部１３は、有底円筒状の部材であり、上端部に治具上部１４の位置を決めるための位置決めピン１６を備えている。治具上部１４は、断面が略Ｈ型の円筒部材であり、上部の空間が遊星差動ネジ型回転直動変換機構３を配置する空間に、下部の空間がスペーサ１７を配置する空間に形成されている。
【００２２】
スペーサ１７は、治具上部１４の下部の空間に取付けられている上スペーサ１８と、治具下部１３の底面上に取付けられている下スペーサ１９と、上スペーサ１８と下スペーサ１９との間に配置されているバネ２０から構成されている。スペーサ１７は、治具上部１４の沈み込み量を調整することができる。ここで、治具上部１４の沈み込み量は、治具上部１４と治具下部１３との間に配設した上下動制限機構、例えば、治具下部１３の円筒部の内面に形成した上下方向の溝に、治具上部１４の円筒部の外面に形成した突起１６Ａを係合させて、治具下部１３の位置決めピン１６に、治具上部１４の突起１６Ａを当接させることにより構成することができる。そして、治具上部１４は、治具下部１３に嵌込まれたとき、スペーサ１７のバネ２０によって、フローティング状態、すなわち、浮いている状態で設置されている。
【００２３】
ベース板１２の上面に取付けられた位置決め柱１５は、ベース板１２に対して、垂直に延びる円柱状の棒状体であり、その上端部が小径に形成され、この小径部がハウジング２の位置決め孔６に挿通される。
【００２４】
次に本発明の第１実施形態に係るスプライン部の嵌合方法について説明する。まず、図４に示すように、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３を治具上部１４に配置する工程（シャフトを治具に配置する工程）では、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４の外周スプライン４ａを上にして、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３を治具上部１４の上部の空間に嵌込ませる。このとき、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のベアリング８の下端が治具上部１４に当接して、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３が治具１１に配置される。
【００２５】
次に、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３にハウジング２を載せる工程（ハウジングを治具に配置する工程）では、治具上部１４に配置した遊星差動ネジ型回転直動変換機構３に被せるようにハウジング２を載せる。このとき、ハウジング２は、ベース板１２に取付けられた位置決め柱１５と位相を合わせるために、位置決め柱１５にハウジング２の位置決め孔６を通挿する。
【００２６】
遊星差動ネジ型回転直動変換機構３に被せるようにハウジング２を治具１１に配置したとき、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａは、内周スプライン５ａの下端と外周スプライン４ａの上端が接触した半嵌合状態になっている。すなわち、ハウジング２の内周スプライン５ａの２箇所の凹歯５ｂとサンシャフト４の外周スプライン４ａの２箇所の凸歯４ｂは、完全に噛合っていない状態である。
【００２７】
また、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３は、単体では、サンシャフト４はナット７に対して回転する構造となっているが、半嵌合状態では、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａの凹凸歯部がわずかに噛合っているため、回転することができない。
【００２８】
そして、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４を押圧する工程（シャフトを押下げる工程）では、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４をハウジング２に対して、位相を合わせるように回転させるために、サンシャフト４の上端を作業者の手で下方に押下げて、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとの噛合いを外し、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４を回転させる。この工程では、サンシャフト４を下方に押下げると、治具上部１４は、治具下部１３に対して、下方に押下げられる。なお、サンシャフト４を下方に押下げる方法は、工具を使用して押圧することもできる。
【００２９】
ハウジング２とサンシャフト４のスプライン部の位相を合わせる工程（ハウジングのスプラインとシャフトのスプラインの位相を合わせる工程）では、サンシャフト４を押圧する工程でサンシャフト４に取付けた補助治具２１を回転させて、ベース板１２に取付けた位置決め柱１５に当接させる。ここで、サンシャフト４を下方に押圧して、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３を回転させるとき、サンシャフト４のサンシャフト孔１０に、補助治具２１を通して、補助治具２１を介してサンシャフト４を回転させる。補助治具２１は、ハウジング２の内周スプライン５ａの二箇所の凹歯５ｂとサンシャフト４の外周スプライン４ａの二箇所の凸歯４ｂとの嵌合位置を決める際に使用するものであり、断面が略半円形の棒状体である。補助治具２１は、略半円形の断面形状にすることで、サンシャフト孔１０に通したとき、ハウジング２の上面との間に隙間を確保することができ、これにより、サンシャフト４を下方に押圧することが可能となる。
【００３０】
そして、補助治具２１を位置決め柱１５に当接させた状態で、サンシャフト４を下方に押圧する力を解放する（シャフトの押圧を解放する工程）と、治具上部１４がスペーサ１７のバネ２０の付勢力により上昇して、図５に示すように、ハウジング２の内周スプライン５ａの二箇所の凹歯５ｂとサンシャフト４の外周スプライン４ａの二箇所の凸歯４ｂが嵌合される。
【００３１】
第１実施形態に係るスプライン部嵌合方法では、補助治具２１を介してサンシャフト４を下方に押圧することで、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとの半嵌合状態の噛合いを外し、補助治具２１を介してサンシャフト４を回転させて補助治具２１を位置決め柱１５に当接させて、この状態でサンシャフト４を下方に押下げる押圧力を解放することで、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとを嵌合させることができるので、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａの嵌合する位置を容易に見つけ出すことができ、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａを簡単に組付けることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態に係るスプライン部の嵌合方法について、図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図６には、本発明の第２実施形態に係るスプライン部の嵌合方法について、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａが半嵌合状態の断面図が示されている。図６に示すように、第２実施形態のスプライン部の嵌合方法では、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとの位相を合わせる工程で、上記第１実施形態のスプライン部の嵌合方法で利用する補助治具２１の代りにカメラ２２を用いている。
【００３３】
カメラ２２は、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとの位相が合わされた位置に配置する。そして、カメラ２２に対向するようにサンシャフト４の反対側にスクリーン（図示せず）を配置する。そして、サンシャフト孔１０の貫通する面積をカメラ２２で監視した状態で、サンシャフト４を回転させることにより、正位相、又は、誤位相の判定を行うことができる。ここで、正位相は、サンシャフト孔１０の開口部の面積、つまり、サンシャフト孔１０の貫通面積が最大となる位相である。正位相と判定されたら、サンシャフト４の回転を停止して、サンシャフト４の押圧を解放することで、ハウジング２の内周スプライン５ａとサンシャフト４の外周スプライン４ａとを嵌合させることができる。
【００３４】
なお、第２実施形態において、カメラ２２とスクリーンを用いて、サンシャフト孔１０の貫通面積を監視し、正位相、又は、誤位相を判定しているが、２台のカメラ２２をサンシャフト孔１０を間にして対向するように配置して、サンシャフト孔１０の貫通面積を監視し、正位相、又は、誤位相を判定することもできる。
また、本発明の第１及び第２の実施形態に係るスプライン部の嵌合方法を、遊星差動ネジ型回転直動変換機構３のサンシャフト４の外周スプライン４ａとハウジング２の内周スプライン５ａとを嵌合させる形態について説明してきたが、外周にスプラインが形成された部材と開口部の内周にスプラインが形成された部材を、両部材の位相を合わせた状態に嵌合させる場合には、他の種々の部材に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
２…ハウジング、２ａ…内周スプライン（スプライン）、３…遊星差動ネジ型回転直動変換機構、４…サンシャフト（シャフト）、４ａ…外周スプライン（スプライン）、５ａ…内周スプライン（スプライン）、１１…治具、１４…治具上部（治具）、１５…位置決め柱（治具）
【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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