(57)【要約】【課題】駆動軸が挿入・固定される挿入口を有するカップリング部材と、ピニオン又はローラが装着又は形成される入力部材との軸心合わせをした連結を容易化する。【解決手段】モータ軸（駆動軸）１０が挿入・固定されるカップリングプレート（カップリング部材）２２とピニオンが装着される入力部材２６とを、ボルト３０によって連結する。カップリングプレート２２とボルト３０は、それぞれの組み込み位置のずれが互いに吸収可能とされている。また、入力部材２６のカップリングプレート２２側の端部に、該カップリングプレート２２の外周面の外径ｄ１よりも大きな外径ｄ２の外周面を有する大形部３４を形成する。カップリングプレート２２の外周面及びこの大形部３４の外周面を、それぞれカップリングプレート２２と入力部材２６との心出しのための第１、第２基準面（Ｒｅ１、Ｒｅ２）とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸が挿入・固定される挿入口を有するカップリング部材と、ピニオン又はローラが装着又は形成される変速機の入力部材とを、前記カップリング部材を貫通するボルトを前記入力部材の端面に形成したねじ穴にねじ込むことによって連結する変速機と駆動軸との連結部構造であって、
前記入力部材のカップリング部材側に、該カップリング部材の外周面よりも大きな外周面を有する大形部を形成し、且つ、
前記カップリング部材の外周面の少なくとも一部及びこの大形部の外周面の少なくとも一部を、それぞれカップリング部材と入力部材との心出しのための第１、第２基準面とすることが可能な加工面とした
ことを特徴とする変速機と駆動軸との連結部構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記カップリング部材と入力部材とが、軸方向に伸縮可能な緩衝機構を介して前記ボルトにより連結されている
ことを特徴とする変速機と駆動軸との連結部構造。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載された連結部構造を有する変速機に対して、
前記第１基準面に係合可能な第１内周面及び前記第２基準面に係合可能な第２内周面を同軸に有する治具を用意する手順と、
該治具の第１内周面に前記カップリング部材の第１基準面を係合させた状態で、該治具の第２内周面を前記第２基準面に係合させる手順と、
この状態で前記ボルトを、前記カップリング部材に形成したボルト貫通孔を介して前記入力部材に形成したねじ穴にねじ込む手順と、を含む
ことを特徴とする治具を用いた変速機と駆動軸の連結方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記治具が、前記カップリング部材のボルト貫通孔と同心の工具貫通孔を有し、
この工具貫通孔及び前記ボルト貫通孔を介して、前記ボルトを前記入力部材に形成したねじ穴にねじ込む
ことを特徴とする治具を用いた変速機と駆動軸の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機と駆動軸との連結部構造及びこの連結部構造を有する変速機と駆動軸の連結方法に関する。なお、本明細書における「変速機」は、減速機、増速機、及び可変変速機（狭義の変速機）の全てを含む広義のものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばモータ或いは減速機のいずれか一方または双方が汎用品であるような場合に、両者を連結するためにカップリング兼用の入力部材（入力軸）を介した連結が一般に行われている。例えば特許文献１においては、入力部材の軸方向一端部にモータ軸の挿入される凹部が形成され、軸方向他端部に減速機の初段ピニオンが一体的に装備される構造が開示されている。
【０００３】
モータのモータ軸（駆動軸）と入力部材は、一般的にはキーによる結合、あるいはスリットやくさびとボルトとを利用した摩擦結合にて連結されることが多い。
【０００４】
しかしながら、何らかの理由でアキシャル荷重が発生し易い状況で使用される場合、例えば、初段ピニオンとして、ヘリカルピニオン、ベベルピニオン、あるいはハイポイドピニオンのように、回転と共に軸方向の分力（アキシャル荷重）が発生するタイプのピニオンが装備されるような場合、該入力部材を介してモータ軸側に当該アキシャル荷重が伝達され、モータの耐久性に悪影響を及ぼすことがあるという問題があった。
【０００５】
この場合、より容量の大きな軸受を組み込む等の対策をとる必要があるが、この種の入力部材を使用する状況にあっては、モータとして汎用のモータを使用する場合がほとんどであり、モータ側の軸受のみを変更するというのが困難なことが多い。そのため、結果として、モータ自体（全体）を１ランクあるいはそれ以上に大きなものに変更せざるを得ず、コスト増大、重量増大、あるいは寸法増大等を招いていた。
【０００６】
このような従来の問題を解消するために、出願人は過日、耐久性低下のメカニズムをより詳細に調査した結果得られた知見に基づき、連結するモータの耐久性をより低コストで向上させることのできる連結部構造を、特許文献２（未公知）によって提供した。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２４３０４３号公報
【特許文献２】特願２００３−２８３０５１号（未公知）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この特許文献２に係る連結部構造は、「駆動軸が挿入・固定される挿入孔を有するカップリング部材」と、「ピニオン又はローラが装着又は形成される入力部材」とを備え、両者（カップリング部材と入力部材）を緩衝機構を介してボルト連結するものである。
【０００９】
この場合、ボルトはカップリング部材に対して所定の遊びが許容される態様で組み込まれる。それは、カップリング部材側のボルト貫通孔と入力部材側のねじ穴の形成位置のずれを吸収する必要があるためである。そのため、ボルト締めの際にはカップリング部材の軸心と入力部材の軸心とを何らかの方法で一致させた上で当該ボルトを締め付ける必要があった。
【００１０】
しかしながら、カップリング部材及び入力部材の間に「緩衝機構」のような別途の機構や部材が介在されている場合、両者をいわゆるインロー係合することによって軸心を一致させるという一般的な手法を採用することができない。又、連結部付近が筒状のケーシングの内側に配置されている場合には、「同径に形成した２つの部材の外周面を一致させる」という手法による調整をすることもできない。そのため、軸心を一致させる作業は困難を極め、量産するには、軸心の一致精度の確保と製造の容易性の確保との両立が必要とされた。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みて発案されたもので、この種の連結部構造におけるボルト連結を容易に且つ高精度に行うことができるようにすることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、駆動軸が挿入・固定される挿入口を有するカップリング部材と、ピニオン又はローラが装着又は形成される変速機の入力部材とを、前記カップリング部材を貫通するボルトを前記入力部材の端面に形成したねじ穴にねじ込むことによって連結する変速機と駆動軸との連結部構造であって、前記入力部材のカップリング部材側の端部に、該カップリング部材の外周面よりも大きな外周面を有する大形部を形成し、且つ、前記カップリング部材の外周面の少なくとも一部及びこの大形部の外周面の少なくとも一部を、それぞれカップリング部材と入力部材との心出しのための第１、第２基準面とすることが可能な加工面としたことにより、上記問題を解決したものである。
【００１３】
又、本発明は、このような連結部構造を有する変速機に対して、前記第１基準面に係合可能な第１内周面及び前記第２基準面に係合可能な第２内周面を同軸に有する治具を用意する手順と、該治具の第１内周面に前記カップリング部材を係合させた状態で、該治具の第２内周面を前記第２基準面に係合させる手順と、この状態で前記ボルトを、前記カップリング部材に形成した前記ボルト貫通孔を介して前記入力部材に形成したねじ穴にねじ込む手順と、を含むことにより、同じく上記問題を解決したものである。
【００１４】
本発明によれば、入力部材には、そのカップリング部材側の端部に、該カップリング部材の外周面よりも大きな外周面を有する大形部が備えられる。この結果、カップリング部材の外周面（の全部または一部）及びこの大形部の外周面（の全部または一部）の双方に係合可能な治具を、駆動源側から軸方向に沿って挿入することが可能となる。その結果、当該カップリング部材の外周面及び大形部の外周面を、それぞれカップリング部材と入力部材との芯出しのための第１、第２基準面とすることが可能となる。
【００１５】
なお、本発明における「カップリング部材」と、「変速機の入力部材」は、必ずしもその間に緩衝機構を介在させた上で連結されなければならないわけではなく、例えば、両者が直接的に連結される場合にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１６】
カップリング部材を入力部材に対して簡易に且つ精度良く軸心を一致させた上でボルト連結することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る連結部構造が適用されたギヤドモータの縦断面図である。
【００１９】
このギヤドモータＧＭは、モータ１０と減速機２０とを連結部Ｃを介して連結・一体化したものである。なお、図２は、この連結部Ｃをモータ１０の側から見た側面図である。
【００２０】
モータ１０のモータ軸（駆動軸）１２は、連結部Ｃにおけるカップリングプレート（カップリング部材）２２のモータ軸挿入孔２４内に挿入されている。連結部Ｃでは、このカップリングプレート２２、入力部材２６、及び緩衝機構２８がボルト３０（及び３１）によって連結されている。なお、モータ軸１２とカップリングプレート２２はクランプボルト２５により摩擦締結される。
【００２１】
図３に示されるように、カップリングプレート２２は、前述したモータ軸１２が挿入されるモータ軸挿入孔２４及び前記ボルト３０を貫通させるためのボルト貫通孔３２を備える。このボルト貫通孔３２は、ボルト３０の頭部より大きな内径を有し、また、後述する緩衝機構２８のばね４０の貫通孔４０Ａ、４０Ｃはボルト３０のねじ径よりも大きい。そのため、結果としてボルト３０は、カップリングプレート２２に対して所定の遊びが許容された態様で組み込まれる。すなわち、ボルト３０とカップリングプレート２２の相対位置は、一義には決まらない。
【００２２】
カップリングプレート２２の外周面２２Ａは、該カップリングプレート２２及び入力部材２６の芯出しのための第１基準面Ｒｅ１を構成し得る精度の加工された加工面とされている。第１基準面Ｒｅ１の外径はｄ１である。
【００２３】
連結部Ｃの入力部材２６は、そのカップリングプレート２２側の端部に、カップリングプレート２２の外周面２２Ａの外径ｄ１よりも大なる外径ｄ２の外周面３４Ａを有する大形部３４を備える。この大形部３４の外周面３４Ａは、カップリングプレート２２及び入力部材２６の芯出しを行うときの第２基準面Ｒｅ２を構成し得る精度に加工された加工面とされている。
【００２４】
各外径ｄ２、ｄ１の差ｄ２−ｄ１は、０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ程度に確保される。これは、この部分に後述する治具８０を係合させる際に、確実に両外周面２２Ａ、３４Ａ（第１、第２基準面Ｒｅ１、Ｒｅ２）の境界を作業員が認識できるようにするためである。これが小さ過ぎると、治具８０の挿入時に作業員が両外周面２２Ａ、３４Ａの境界を認識することができず、またこれが大き過ぎると、治具８０自体の製造に当たって、後述する第１、第２内周面８４、８６の同軸性を高精度に確保するのが困難になる。
【００２５】
大形部３４の外周面３４Ａ（第２基準面Ｒｅ２）の軸方向長さＬは、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ，好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍ程度に確保する。この軸方向長さＬが短か過ぎると、後述する治具８０を用いた軸心合わせがそれだけ不正確になり、またあまり長過ぎると、第１、第２基準面Ｒｅ１、Ｒｅ２に対する治具８０の係合・抜き取りがそれだけ困難になる。
【００２６】
なお、この実施形態では、カップリングプレート２２の外周面２２Ａ及び入力部材２６の大形部３４の外周面３４Ａは、その全面がそれぞれ第１、第２基準面Ｒｅ１，Ｒｅ２を構成しているが、必ずしも全面である必要はなく、その一部のみが第１、第２基準面Ｒｅ１，Ｒｅ２を構成する構造であっても構わない。大形部３４の端面３４Ｂは、後述する治具８０の軸方向の位置決め用の端面として機能する。
【００２７】
カップリングプレート２２及び入力部材２６の間には、緩衝機構２８が介在される。この緩衝機構２８は、カップリングプレート２２及び入力部材２６の間におけるアキシャル方向のトルク（特に衝撃的なトルク）を吸収させるためのもので、図３に示されるように、ばね４０及びスペーサ４２によって構成されている。ばね４０は、ほぼ矩形の薄い金属板であり、その頂点付近に４個の貫通孔４０Ａ〜４０Ｄが形成されている。又、このボルト穴４０Ａ〜４０Ｄに対応する位置の表裏にそれぞれリング状の前記スペーサ４２が配置されている。なお、カップリング２２あるいは入力部材２６自体にスペーサ４２相当の大きさの突起部（図示略）を鋳造等で一体的に形成することによりスペーサ４２の配置を省略することができる。
【００２８】
図３（Ａ）に示されるように、４個の貫通孔４０Ａ〜４０Ｄのうち、向かい合う一対（図示の例では斜線を施した４０Ａ、４０Ｃ）が板ばね４０をボルト３０を介して入力部材２６に固定するための貫通孔である。前述したように、これらの貫通孔４０Ａ、４０Ｃの内径は、ボルト３０のねじ径よりも大きい。また、他の向かい合う一対（図示の例では４０Ｂ、４０Ｄ）が板ばね４０をボルト３１を介してカップリングプレート２２側に固定するための貫通孔である。
【００２９】
そのため、図３（Ｃ）に示されるように、入力部材２６（の大形部３４）の端面には、モータ１０側からのボルト３０をねじ込むためのねじ穴３６と、大形部３４側からのボルト３１の頭部を収めるためのザグリ（凹部）３８がそれぞれ２個ずつ形成されている。また、図３（Ｂ）に示されるように、カップリングプレート２２には、モータ１０側からボルト３０を通すための前記ボルト貫通孔３２及び大形部３４側からのボルト３１が螺入されるねじ穴３３がそれぞれ２個ずつ形成されている。ボルト３０は、工具（６角レンチ：後述）でねじ込むための６角の溝穴３０Ａがその頭部に形成されている。
【００３０】
なお、板ばね４０の厚さ及び素材は、運転時に発生すると予想される軸方向分力（アキシャル荷重）が、該板ばね４０にかかったときに、軸方向の変形量が入力部材２６を支持している軸受４８（図１参照）の軸方向の遊びよりも大きくなるように選定されている。
【００３１】
減速機２０の具体的な構成について、簡単に説明する。この実施形態における減速機２０は、入力部材２６に圧入されたヘリカルピニオン（サンギヤ）５０、該ヘリカルピニオン５０と噛合するプラネタリギヤ５２、及びリングギヤ５４を有し、キャリア５６から出力を取り出す単純遊星歯車機構の前段減速部５８と、該キャリア５６とスプライン係合しているサンギヤ６０、該サンギヤ６０と噛合するプラネタリギヤ６２、及びリングギヤ６４を有し、キャリア６６と一体化された出力軸６８から出力を取り出す単純遊星歯車機構の後段減速部７０とを備える。後段減速部７０のプラネタリギヤ６２の反出力軸側には、プレート７２が軸受７３によって回転自在に支持されており、キャリア６６はボルト７９を介してこのプレート７２と一体化されている。
【００３２】
減速機２０のケーシング７４は、カップリングプレート２２を収容するフランジ状のカップリングケース７４Ａ、入力部材２６を収容する入力側ケース７４Ｂ、前段減速部５８のリングギヤ５４と一体化されたセンターケース７４Ｃ、及び後段減速部７０のリングギヤ６４と一体化された出力側ケース７４Ｄの４つのピースからなり、それぞれボルト７６、７８等によって連結されている。
【００３３】
ここで、本ギヤドモータＧＭの連結部Ｃの組立に当たって使用する治具８０について、図４を参照しながら説明する。なお、図４の治具８０は、その上半分が端面、下半分が断面の態様でそれぞれ示されている。
【００３４】
この治具８０は、段差を有する貫通孔８２を備える。該貫通孔８２の軸方向中央には前記第１基準面Ｒｅ１と係合可能な第１内周面８４が形成され、更にその軸方向先端側（図の左端側）に前記第２基準面Ｒｅ２と係合可能な第２内周面８６が前記第１内周面８４と同軸に形成されている。また、第１内周面８４および第２内周面８６には、第１、第２基準面Ｒｅ１、Ｒｅ２との間にＯリング８５、８７を介在可能とする溝部８４Ａ、８６Ａがそれぞれ形成されている。
【００３５】
治具８０の後端側（図の右側）は肉厚に形成されており、カップリングプレート２２のボルト貫通孔３２と同心の工具貫通孔９０が形成されている。この工具貫通孔９０には工具支えナット９２が螺合可能なねじ部８８が形成され、工具支えナット９２の内側には工具（６角レンチ）９８が挿通可能な挿通孔９９が形成されている。また、工具貫通孔９０の先端は、その内径が縮小されることによって段部９４が形成されており、ここにゴムリング９６が係合可能とされている。
【００３６】
次に、この治具８０を用いたカップリングプレート２２と入力部材２６との連結方法について、図５を合わせて参照しながら詳細に説明する。なお、図５においては、便宜上各部材の円周方向位置を適宜変更して描写している。
【００３７】
まず、カップリングプレート２２と緩衝機構２８の板ばね４０とが、スペーサ４２を介してボルト３１により結合される。次いで、カップリングプレート２２のボルト貫通孔３２にボルト３０を組み入れた状態で、（板ばね４０付きの）カップリングプレート２２の第１基準面Ｒｅ１を治具８０の第１内周面８４に係合させる。ボルト３０は、予めその先端をスペーサ４２及び板ばね４０の貫通孔４０Ａ、４０Ｃに挿入しておくと、後のねじ込みが容易になる。
【００３８】
この状態で、治具８０の第２内周面８６を入力部材２６の大形部３４の外周面３４Ａである第２基準面Ｒｅ２に係合させる。このとき、前記入力部材２６の大形部３４の端面３４Ｂが治具８０の軸方向の位置決め用の端面として機能する。なお、治具８０の溝部８４Ａ、８６Ａには予めＯリング８５、８７を装着しておく。Ｏリング８５、８７の存在により、治具８０の第１、第２内周面８４、８６の内径を第１、第２基準面の外径ｄ１、ｄ２よりも僅かに大きめに設定することにより挿入のし易さを確保した上で、ぶれることなく確実に第１、第２内周面８４、８６と第１、第２基準面を係合させることができる。
【００３９】
この実施形態では、入力部材２６のカップリングプレート２２側の端部に、該カップリングプレート２２の外周面２２Ａ（第１基準面Ｒｅ１）の外径ｄ１よりも大きな外径ｄ２を有する外周面３４Ａ（第２基準面Ｒｅ２）を備えた大形部３４を形成するようにしてあるため、このように、この第１、第２基準面Ｒｅ１，Ｒｅ２の双方と係合可能な第１、第２内周面８４、８６を有する治具８０をモータ１０側から軸方向に沿って挿入することが可能である。この結果、カップリングプレート２２と入力部材２６（の大形部３４）は当該治具８０により同軸化され、互いの離心距離が許容範囲Ａ以下（この実施形態では０．０２ｍｍ以下）に納められる。
【００４０】
一方、治具８０の工具貫通孔９０のねじ部８８にはゴムリング９６を段部９４に装着した状態で工具支えナット９２がねじ込まれる。この工具支えナット９２の挿通孔９９を貫通して工具９８を挿入することにより、カップリングプレート２２のボルト貫通孔３２を介してボルト３０を入力部材２６の大形部３４のネジ穴３６にねじ込むことができる。
【００４１】
このとき、特に、工具支えナット９２をねじ部８８にねじ込んでゴムリング９６を変形させることにより、工具９８を、工具支えナット９２及び変形されたゴムリング９６によって良好に支持することができる。そのため、工具９８の作用点９８Ａとボルト３０との間に長い距離があっても、該ボルト３０のねじ込みを容易に且つ確実に行うことができる。
【００４２】
一般に、上記実施形態のように、カップリング部材と入力部材との間に緩衝機構等を介在させるように構成した場合、当該緩衝機構等の存在によって、カップリング部材と入力部材との軸心合わせを、一般的に用いられている「インロー嵌合」によって行うことができなくなる。しかしながら、この実施形態では、治具８０を使用することにより、カップリングプレート２２および入力部材２６を容易に同軸化した上で連結することができる。
【００４３】
ボルトを３０のねじ込みが完了したところで治具８０を抜き、カップリングプレート２２の挿通孔２４内にモータ軸１２を挿入し、ボルト２５によってカップリングプレート２２とモータ軸１２とを摩擦締結する。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、カップリング部材（カップリングプレート２２）と入力部材２６（の大形部３４）との間に緩衝機構２８を介在させるようにしていたが、本発明は、この緩衝機構２８の介在は必ずしも必要ではなく、カップリング部材と入力部材とを直接連結する場合であっても適用可能である。また、緩衝機構以外の何らかの部材あるいは機構が介在される場合にも適用可能である。
【００４５】
更には、減速機の構成も、特に上記構成に限定されない。また、カップリング部材の駆動軸挿入孔と駆動軸との連結も、上述したような摩擦締結に限定されず、例えばキーによる連結としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
駆動軸が挿入・固定される挿入口を有するカップリング部材と、ピニオン又はローラが装着又は形成される入力部材とを、前記カップリング部材を貫通するボルトを前記入力部材の端面に形成したねじ穴にねじ込むことによって連結する変速機と駆動軸との連結部に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る連結部構造が適用されたギヤドモータの縦断面図
【図２】前記ギヤドモータにおけるモータ軸と減速機の入力部材との連結部をモータ側から見た側面図
【図３】上記連結部の緩衝機構周りの構成を示すもので、（Ｂ）はその正面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図
【図４】上記連結部の組立に用いられる治具等を示す分解図
【図５】上記治具を用いて連結部を組み立てる様子を示した断面図
【符号の説明】
【００４８】
１０…モータ
１２…モータ軸
２２…カップリングプレート（カップリング部材）
２２Ａ…外周面（第１基準面：Ｒｅ１）
２４…モータ挿入孔
２６…入力部材
３０、３１…ボルト
３２…ボルト貫通孔
３３、３６…ねじ穴
３４…大形部
３４Ａ…外周面（第２基準面：Ｒｅ２）
４０…板ばね
４２…スペーサ
８８…ねじ部
９２…工具支えナット
９８…工具
【図１】
2005256902.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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