JP2008248928A - 車両用変速機の締結装置およびその締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、ロックナットの締結とギヤのバックラッシュ量の算出とを効率よく行うことのできる車両用変速機の締結装置を提供する。
【解決手段】変速機６０の出力軸６１を回転させるとともに、この出力軸６１とロックナット６８とを相対的に回転させる回転手段２１，３１と、出力軸６１に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段２２と、出力軸６１の回転角度を検出する回転角度検出手段２３と、回転トルクと回転角度とに基づいてギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するバックラッシュ量算出手段４６とを設け、回転手段２１，３１を、出力軸６１を正回転させた後逆回転させるとともに、ロックナット６８を出力軸６１に対して相対的に回転させて出力軸６１に締結させるよう構成するとともに、出力軸６１の逆回転中に回転トルクが基準回転トルクに達した時点における出力軸６１の回転角度に基づきバックラッシュ量を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用変速機において、入力軸から複数のギヤ噛合系を介して回転が伝達される出力軸にロックナットを締結するための締結装置に関する。

従来、車両用変速機では、複数のギヤ等を出力軸の所定の位置に固定するためにその出力軸にロックナットと呼ばれるナットが締結されている。このロックナットは、前記出力軸にギヤ等を取り付けた後、これらギヤ等の外側に取り付けられる。具体的には、前記ロックナットにはその中央に出力軸を挿通可能な挿通孔が形成されており、この挿通孔には雌ネジ部が形成されている。一方、前記出力軸には、前記ロックナットの雌ネジ部と螺合する雄ネジ部が形成されている。そして、前記ロックナットは、前記挿通孔に前記出力軸が挿通された状態で回転し、前記挿通孔の雌ネジ部と前記出力軸の雄ネジ部とが螺合することで前記出力軸に固定される。

一方、騒音等の観点から、前記車両用変速機のギヤ噛合系では、そのバックラッシュ量を適切な範囲内に収めることが望まれている。そのため、前記出力軸にギヤを組み付けた後にこれらギヤ噛合系のバックラッシュ量を検出する装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、前記入力軸を正回転および逆回転させるための回転手段と、入力軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、入力軸に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段とを有し、前記回転角度検出手段で検出された回転角度と前記回転トルク検出手段で検出された回転トルクとに基づいてバックラッシュ量を算出する装置が開示されている。この装置では、前記入力軸を逆回転させギヤを一方の噛合面で噛み合わせた後、入力軸を正回転させ前記ギヤを他方の噛合面で噛み合わせる。そして、一方の噛合面の噛合状態が解除されてから他方の噛合面が噛み合うまでの回転角度を前記回転角度検出手段で検出することにより、バックラッシュ量を算出している。ここで、この装置では、前記一方の噛合面の噛合状態が解除されたかどうか、および、他方の噛合面が噛み合ったかどうかを前記回転トルク検出手段により検出している。
実公平５−２４１９９号公報

前記バックラッシュ量測定装置は、単に前記ギヤのバックラッシュ量を検出するためだけのものである。すなわち、この装置を用いた場合には、バックラッシュ量の検出とは別に前記ロックナットを締結する必要がある。そのため、これらの作業を個別に行わねばならないという問題とともに、前記バックラッシュ量測定装置に加えてロックナットを締結するための装置を設けねばならずコスト面で不利になるという問題がある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、前記ギヤのバックラッシュ量の測定と前記ロックナットの締結とを効率よく行うことのできる車両用変速機の締結装置の提供を目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、入力軸から複数のギヤ噛合系を介して出力軸に回転を伝達するよう構成された車両用変速機の前記出力軸にロックナットを締結するための締結装置であって、前記出力軸を回転させるとともに、前記出力軸と前記ロックナットとを相対的に回転させる回転手段と、前記出力軸に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、前記出力軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記回転トルク検出手段にて検出された回転トルクと前記回転角度検出手段にて検出された回転角度とに基づいて前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するバックラッシュ量算出手段とを有し、前記回転手段は、前記バックラッシュ量を算出するために前記出力軸を正回転させた後逆回転させるとともに、前記ロックナットを前記出力軸に締結するために当該ロックナットと前記出力軸とを当該出力軸の軸周りに相対的に回転させるよう構成されており、前記バックラッシュ量算出手段は、前記出力軸の逆回転中に前記回転トルクが予め設定した基準回転トルクに達した時点における前記出力軸の回転角度に基づき、前記バックラッシュ量を算出することを特徴とする車両用変速機の締結装置を提供する（請求項１）。

本発明によれば、この締結装置のみで、前記回転手段によって前記ロックナットを前記出力軸に締結することができるとともに、この回転手段によって前記出力軸を回転させることで前記バックラッシュ量算出手段にて前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出することができる。従って、ロックナット締結のための装置とバックラッシュ量算出のための装置とを個別に設ける必要ななくなり、コスト面で有利となる。また、この装置を駆動させることで前記ロックナットの締結とバックラッシュ量の算出とを一度に行うことができるので、作業効率が向上する。

さらに、前記締結装置には、前記出力軸の回転角度を検出するための回転角度検出手段と、前記出力軸の回転トルクを検出するための回転トルク検出手段とが設けられており、これらの検出値に基づいて前記バックラッシュ量が算出されるので、正確なバックラッシュ量を検出することが可能となる。

また、本発明において、前記回転手段は、前記出力軸の回転時に前記ロックナットの回転を阻止して、当該ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させることで当該ロックナットを前記出力軸に締結する回転阻止用ロックナットソケットを有するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、単一の回転駆動源で前記回転手段により前記出力軸を回転させることで、前記ロックナットを前記出力軸に締結させることができるので、装置の構造を簡素化することが可能となる。

また、本発明において、前記回転手段は、前記出力軸を回転させるための出力軸回転手段と、前記ロックナットを回転させるためのロックナット回転手段とを含むのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、前記出力軸の回転に必要な回転トルクと、前記ロックナットを締結するために必要な回転トルクとが大きく異なっている場合であっても、各回転手段によって出力軸とロックナットとをそれぞれ適切に回転させることが可能となる。

また本発明において、前記バックラッシュ量算出手段にて算出されたバックラッシュ量に基づき、前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量が予め設定された許容範囲内であるかどうかを判定するバックラッシュ量判定手段を有するのが好ましい（請求項４）。

この構成では、前記バックラッシュ量判定手段により前記算出されたバックラッシュ量が許容範囲内であるかどうかが判定されるので、前記ギヤの噛合系が適切な形状あるいは適切に配置されているかどうかを容易に判断することができる。

また本発明において、前記回転手段は、前記バックラッシュ量判定手段にて前記バックラッシュ量が前記許容範囲内であると判定された場合にのみ、前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させて当該ロックナットを前記出力軸に締結するのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、前記ロックナットを締結する前に前記バックラッシュ量が適切であるかどうかを判断できるので、このバックラッシュ量が適切でない場合等に前記ギヤ等の交換を容易に行うことが可能となる。すなわち、ギヤ等の交換を行うために、いちいちロックナットの締結状態を解除する必要がなくなり作業効率が向上する。

また本発明は、入力軸から複数のギヤ噛合系を介して出力軸に回転を伝達するよう構成された車両用変速機の前記出力軸にロックナットを締結するための締結方法であって、前記出力軸を回転させるとともに前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させる回転手段と、前記出力軸に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、前記出力軸の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する締結装置を用い、前記回転手段により前記出力軸を正回転させた後逆回転させるとともに、この逆回転中において、前記回転トルク検出手段により検出された前記回転トルクが予め設定された基準回転トルクに達するまでに前記出力軸が回転した角度を前記回転角度検出手段により検出し、この検出された回転角度に基づいて前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するバックラッシュ量算出工程と、前記算出されたバックラッシュ量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定工程と、前記バックラッシュ量が許容範囲内の場合には、前記回転手段により前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させ、当該ロックナットを前記出力軸に締結するロックナット締結工程とを含むことを特徴とする車両用変速機の締結方法を提供する（請求項６）。

この方法によれば、前記締結装置を駆動することによって、前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量の算出に加えて、前記ロックナットを前記出力軸に締結することができ、作業効率が向上する。特に、前記判定工程にて算出されたバックラッシュ量が許容範囲内か否かを判定し、このバックラッシュ量が許容範囲内と判定された場合にのみ前記ロックナット締結工程にて前記ロックナットを出力軸に締結しているので、バックラッシュ量が許容範囲外である場合に、前記ロックナットの締結状態を解除するという手間を省いて前記ギヤの交換等を容易に行うことができるので作業効率が向上する。

以上のように、本発明によれば、ロックナットの締結とギヤ噛合系のバックラッシュ量の算出とをより効率よく行うことができる車両用変速機の締結装置を提供することができる。

本発明の車両用変速機の締結装置に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、前記車両用変速機（以下変速機という）の一例を示す概略断面図である。図２は、本発明に係る車両用変速機の締結装置（以下ナットランナーという）の概略断面図である。

まず、前記変速機について説明する。ここでは、変速機として、図１に示すように、出力軸に３速までのギヤを組み付けた状態でロックナットを締結するよう構成されたものを用いて説明する。また、ここでは、前記変速機を、後述する入力軸６７が下方に位置するよう配置された状態で説明する。

前記変速機６０は、入力軸６７と、出力軸６１と、ミッションカバー６２と、１速ギヤ６３と、２速ギヤ６４と、３速ギヤ６５と、複数のカウンタギヤ６６と、ロックナット６８とを有している。

前記入力軸６７は、図示しないエンジンのクランクシャフトに連結されるものであり、このエンジンの回転を出力軸６１に伝達するためのものである。

前記出力軸６１は、前記入力軸６７の回転を受けて車輪等を回転させるためのものである。この出力軸６１は、その先端が前記ミッションカバー６２内に収容されている。そして、この出力軸６１は、このミッションカバー６２から上方に延びるような形状を有している。また、出力軸６１には、後述するロックナット６８の雌ネジ部６８ａと螺合する雄ネジ部６１ａが形成されている。

前記各ギヤ６３，６４，６５は、前記入力軸６７の回転を所定の変速比で変換して前記出力軸６１に伝達するものである。各ギヤ６３，６４，６５は、それぞれ前記出力軸６１に嵌入されており、この出力軸６１に嵌入された状態で前記ミッションカバー６２内に収容されている。前記カウンタギヤ６６は、前記各ギヤ６３，６４，６５とそれぞれ噛合し、これらギヤ６３，６４，６５にそれぞれ前記入力軸６７の回転を伝達するためのものである。このカウンタギヤ６６は、前記ミッションカバー６２内に収容されており、各ギヤ６３，６４，６５とそれぞれ対応する位置に設けられている。本実施形態では、前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６とが噛合されており、本ナットランナー１０にてこの３速ギヤ６５のバックラッシュ量が検出されるよう構成されている。

前記ミッションカバー６２は、前記出力軸６１に嵌入された各ギヤ６３，６４，６５および前記カウンタギヤ６６等を収容するためのものである。

前記ロックナット６８は、前記出力軸６１に前記各ギヤ６３，６４，６５等を固定するためのものである。このロックナット６８の略中央には、前記出力軸６１を挿通可能な挿通孔が形成されており、この挿通孔には前記出力軸６１に形成された雄ネジ部６１ａと螺合可能な雌ネジ部６８ａが形成されている。そして、このロックナット６８は、前記ネジ部６１ａ，６８ａの螺合によって前記各ギヤ６３，６４，６５を所定の位置に配置した状態で出力軸６１に固定される。具体的には、前記ロックナット６８は、前記ミッションカバー６２の上方であって、ロックナット６８から前記出力軸６１が上方に延びるように取り付けられる。

なお、この変速機６０は、前記ロックナット６８が前記出力軸６１に固定された後、さらに後方に４速、５速ギアが前記出力軸６１に嵌入されるよう構成されており、全体として５速ギヤを有する変速機となる。

次に、前記ナットランナー１０について説明する。ナットランナー１０は、第１モータ２１（出力軸回転手段）と、第１トランスデューサー（回転トルク検出手段）２２と、第１エンコーダ（回転角度検出手段）２３と、出力軸ソケット２４と、第２モータ３１（ロックナット回転手段）と、第２トランスデューサー３２と、第２エンコーダ３３と、ロックナットソケット３４と、回転伝達部３５と、第１ギヤ３６と、第２ギヤ３７と、ストッパー３８と、コントロールボックス４０とを有している。また、このナットランナー１０は、ナットランナー１０本体を上下動させることが可能な図示しない昇降装置を有している。

前記第１モータ２１は、前記出力軸６１を回転させるためのものである。この第１モータ２１は、後述する第１モータ制御部４２の指令信号に基づいて正回転した後逆回転する。

前記第１トランスデューサー２２は、この第１モータ２１から出力される回転トルク、すなわち、前記出力軸６１に作用する回転トルクを検出するためのものである。前記第１エンコーダ２３は、前記第１モータ２１の回転角度、すなわち、前記出力軸６１の回転角度を検出するためのものである。

前記出力軸ソケット２４は、前記出力軸６１をその軸周りに回転可能に固定するためのものである。この出力軸ソケット２４は、前記第１モータ２１に連結されており前記第１モータの回転に伴って回転する。また、この出力軸ソケット２４には前記出力軸６１と嵌合可能な嵌合部が設けられている。そして、前記出力軸６１は、図４に示すように、この出力軸ソケット２４と嵌合した状態で、前記第１モータ２１の回転に伴いこの出力軸ソケット２４が回転することで、その軸周りに回転する。

前記第２モータ３１は、後述する第１ギヤ３６、第２ギヤ３７、回転伝達部３５およびロックナットソケット３４を介して前記ロックナット６８を回転させるためのものである。この第２モータ３１は、後述する第２モータ制御部４４の指令信号に基づいて回転する。

前記第２トランスデューサー３２は、この第２モータ３１から出力される回転トルク、すなわち、前記ロックナット６８に作用する回転トルクを検出するためのものである。前記第２エンコーダ３３は、前記第２モータ３１の回転角度、すなわち、前記ロックナット６８の回転角度を検出するためのものである。

前記第１ギヤ３６は、前記第２モータ３１に連結されて、この第２モータ３１の回転とともに回転するものである。また、この第１ギヤ３６は、その周囲に後述する第２ギヤ３７と噛合可能な噛合歯を有しており、この第２ギヤ３７と噛合することで、前記第２モータ３１の回転をこの第２ギヤ３７に伝達する。

前記第２ギヤ３７は、前述のように、前記第１ギヤ３６とともに回転するものである。この第２ギヤ３７は、その周囲に前記第１ギヤ３６の噛合歯と噛合可能な噛合歯を有しており、この噛合歯と前記第１ギヤの噛合歯との噛合により前記第１ギヤ３６と一体に回転する。

前記回転伝達部３５は、前記第２ギヤ３７とともに回転するものである。この回転伝達部３５は、前記第２ギヤ３７の内側にこの第２ギヤ３７と一体に回転するよう取り付けられており、第２ギヤ３７が前記第１ギヤとの噛合により回転することで、回転する。また、この回転伝達部３５は、前記出力軸６１の軸方向に延びる形状を有しており、前記出力軸ソケット２４を囲むようにして取り付けられている。そして、この回転伝達部３５の先端（図１にて下方端）には、スプリングにより下方に付勢された前記ロックナットソケット３４が、この回転伝達部３５と一体に回転するようスプライン結合されている。

前記ロックナットソケット３４は、前記回転伝達部３５とともに回転し、前記ロックナット６８を前記出力軸６１の軸周りに締結するためのものである。このロックナットソケット３４は、前記出力軸６１の軸方向に延び、その内側に前記出力軸６１を挿通可能な形状を有している。また、このロックナットソケット３４の一方端（図１にて下方端）には前記ロックナット６８と嵌合可能な嵌合部３４ａが設けられている。この嵌合部３４ａは、前記昇降装置によりナットランナー１０が下降した際に、前記出力軸６１に取り付けられている前記ロックナット６８と嵌合可能な位置に設けられている。そして、このロックナットソケット３４は、前記第２モータ３１から前記回転伝達部３５等を介して加えられた回転力に基づき回転し、前記嵌合部３４ａと嵌合したロックナット６８を出力軸６１の軸周りに回転させて出力軸６１に締結する。すなわち、このロックナットソケット３４は、前記ロックナット６８を嵌合した状態で回転させることで、このロックナット６８の前記雌ネジ部６８ａと出力軸６１の雄ネジ部６１ａとを螺合させる。

前記ストッパー３８は、前記出力軸ソケット２４の回転を阻止するためのものであり、図示しない駆動手段により作動する。

前記コントロールボックス４０は、前記ナットランナー１０を制御するためのものである。このコントロールボックス４０は、第１モータ制御部４２と、第２モータ制御部４４と、バックラッシュ量算出部（バックラッシュ量算出手段）４６と、バックラッシュ量判定部（バックラッシュ量判定手段）４８とを有している。

前記第１モータ制御部４２は、前記第１モータ２１を制御するためのものである。この第１モータ制御部４２では、前記第１モータを正回転させた後逆回転させるよう指令信号を出力する。より具体的には、前記出力軸ソケット２４に前記出力軸６１を嵌合させた状態で、所定期間の間、前記第１モータ２１を正回転させる。その後、前記出力軸６１を、この出力軸６１に作用する回転トルクが少なくとも後述する逆回転基準トルク（基準回転トルク）以上になるまで逆回転させる。

前記逆回転基準トルクとは、前記出力軸６１の逆回転時に、前記３速ギヤ６５と前記カウンタギヤ６６とが噛み合ったかどうかを判定するための値であり、本実施形態では、後述するバックラッシュ量算出部４６にて算出される正回転基準トルクの８０％の値としている。

前記第２モータ制御部４４は、前記第２モータ３１を制御するためのものである。この第２モータ制御部４４では、後述するバックラッシュ量判定部４８からの信号に基づき、前記第２モータ３１の駆動を開始させる。そして、前記ロックナットソケット２５に前記ロックナット６８を嵌合させた状態で、前記第２トランスデューサー３２で検出されるこのロックナット６８に作用する締め付けトルクが予め設定された基準締め付けトルクになるまで、前記第２モータ３１を回転させる。

前記バックラッシュ量算出部４６は、前記３速ギヤ６５のバックラッシュ量を検出するためのものである。

ここで、出力軸６１を正回転させた後逆回転させたときの、出力軸６１の回転角度θと、この出力軸６１に作用する回転トルクＴとの関係を図６に示す。

この図６に示すように、第１モータ２１が回転を開始すると（回転角度θ＝θ１）、まず回転トルクＴは慣性によりＴ１まで上昇する。ここで、前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６とがまだ噛合していない状態では、これらが噛合するまでの所定期間（回転角度θ＝θ２となるまでの間）回転トルクＴはＴ１を維持する。その後、出力軸６１の回転が進み、前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６とが噛合すると、カウンタギヤ６６の負荷が加えられることで回転トルクＴは正回転基準トルクＴ２まで上昇することになる。次に、回転角度θ＝θ３の時点で、出力軸６１を逆回転させると、前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６との噛合が解除される結果、回転トルクＴは再びＴ１まで低下する。その後、出力軸６１の逆回転が進み前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６とが再度噛合すると（回転角度θ＝θ４）、回転トルクＴは再び上昇し前記逆回転基準トルクＴ３以上になる。

ここで、前記逆回転開始時の回転角度θ３と逆回転時にトルクが変化する時点での回転角度θ４との差は、３速ギヤ６５の一方の噛合面が前記カウンタギヤ６６に当接してから、この３速ギヤ６５の他方の噛合面が前記カウンタギヤ６６に当接するまでの回転角度であり、この３速ギヤ６５のバックラッシュ量と比例した値である。

そこで、前記バックラッシュ量算出部４６では、前記正回転基準トルクＴ２を算出し、このＴ２に基づいて前記逆回転基準トルクＴ３を算出する。そして、出力軸６１の逆回転開始時に前記エンコーダ２３のパルスをリセットしておき、この逆回転中に出力軸６１に作用する回転トルクが、前記逆回転基準トルクＴ３以上となる回転角度を検出して、この回転角度に基づき前記バックラッシュ量を演算している。

より詳細には、このバックラッシュ量算出部４６では、前記出力軸６１の正回転時における前記回転トルクを平均化することで前記正回転基準トルクＴ２を算出している。ここで、前述のように、回転初期では、前記３速ギヤ６５とカウンタギヤ６６とが噛合していない可能性があるので、回転開始から所定時間以降の回転トルクを平均化する。そして、前記正回転基準トルクＴ２の８０％の値を前記逆回転基準トルクＴ３として算出する。

前記バックラッシュ量判定部４８は、前記バックラッシュ量算出部４６で算出されたバックラッシュ量が、予め設定した許容範囲内であるかどうかを判定するためのものである。このバックラッシュ量判定部４８では、バックラッシュ量が許容範囲内の場合にのみ、前記第２モータ制御部４４に第２モータ３１を駆動するための指令信号を出力する。

次に、このナットランナー１０を用いてロックナット６８を出力軸６１に締結する方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。ここでは、前述のように前記３速ギヤ６５のバックラッシュ量を検出する場合について説明する。

まず、図示しないシフトレバー等を用いて、変速機６０のギヤを３速ギヤ６５にシフトチェンジしておく（ステップＳ１）。すなわち、前記３速ギヤ６５と前記カウンタギヤ６６とが噛合可能な状態にしておく。また、前記変速機６０を、前記ナットランナー１０の下方に、この変速機６０の出力軸６１の軸と前記ナットランナー１０の出力軸ソケット２４の軸とが上下方向に一致するように配置しておく。このとき、前記ロックナット６８は、前記出力軸６１に仮止めされているのが好ましい。

次に、ナットランナー１０を図示しない昇降装置で下降させ（ステップＳ２）、図４に示すように、出力軸６１を前記ロックナットソケット３４および出力軸ソケット２４の内側に挿入していく。そして、前記第１モータ２１を正回転させ、出力軸６１と前記出力軸ソケット２４とを嵌合させる（ステップＳ４）。ここで、本実施形態では、この嵌合状態を図示しない位置センサ等により監視し、この嵌合が終了するまで前記第１モータ２１を回転させる（ステップＳ５）。

前記嵌合が終了すれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、第１モータ２１を正回転させ、前記出力軸６１を所定期間だけ正回転させる（ステップＳ６）。そして、前記バックラッシュ量算出部４６にて、この正回転中に前記第１トランスデューサー２２により検出された回転トルクに基づき前記正回転基準トルクＴ２および前記逆回転基準トルクＴ３を算出する（ステップＳ７）。前記所定期間が経過すれば、この第１モータ２１の回転を停止するとともに、前記第１エンコーダ２３の回転パルスをリセットする（ステップＳ８）。

次に、第１モータ２１を逆回転させ、出力軸６１の逆回転を開始する（ステップＳ９）。この逆回転中、前記第１トランスデューサー２２により出力軸６１に作用する回転トルクを検出するとともに、前記エンコーダ２３により出力軸６１の回転角度を検出する（ステップＳ１０）。そして、この回転トルクが前記逆回転基準トルクを超えた時点で、前記第１モータ２１の逆回転を停止させるとともに（ステップＳ１１）、そのときの回転角度に基づいてバックラッシュ量を算出する（ステップＳ１２）。

次に、前記バックラッシュ量判定部４８にて、前記算出されたバックラッシュ量が許容範囲内かどうかを判定する（ステップＳ１３）。

ここで、前記バックラッシュ量が許容範囲外の場合（ステップＳ１３でＮＯ）は、前記ロックナット６８を出力軸６１に締結することなく、警告を発して処理を終了する（ステップＳ１４）。

一方、前記バックラッシュ量が許容範囲内の場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、ナットランナー１０を前記ロックナットソケット３４と前記ロックナット６８との嵌合が可能な位置までさらに下降させる（ステップＳ１５）。なお、本実施形態では、前記ナットランナー１０の下降に伴い、前記出力軸ソケット２４と前記出力軸６１との嵌合位置が変位できるように構成されている。そして、前記第２モータ３１の正回転を開始し（ステップＳ１６）、前記ロックナットソケット３４をロックナット６８に嵌合させる（ステップＳ１７）。ここで、本実施形態では、前記出力軸ソケット２４と出力軸６１とを嵌合させる場合と同様に、このロックナットソケット３４とロックナット６８との嵌合状態を図示しない位置センサ等により監視している。

前記位置センサ等により前記ロックナットソケット３４とロックナット６８との嵌合が確認されれば、前記第２モータ３１をさらに正回転させてロックナット６８を出力軸６１に締結する。この第２モータ３１の回転は、前記第１ギヤ３６、第２ギヤ３７、回転伝達部３５およびロックナットソケット３４を介して前記ロックナット６８に伝達される。そして、伝達された回転力によりロックナット６８は出力軸６１の軸周りに回転し、この出力軸６１に締結される。より詳細には、このロックナット６８は、前記第２トランデューサー３２にて検出された回転トルクに基づいて算出されるロックナット６８の締め付けトルクが所定のトルクとなるまで、締め付けられる（ステップＳ１８）。ここで、前記第２モータ３１を回転する際には、前記ストッパー３８を作動させ、このストッパー３８により前記出力軸ソケット２４の回転を阻止し、前記第２モータ３１の回転によって前記ロックナット６８が出力軸６１に対して相対的に回転するようにしておく。

このように、本締結方法では、ステップＳ１〜Ｓ１２のバックラッシュ量算出工程と、ステップＳ１３の判定工程と、ステップＳ１４〜Ｓ１８の締結工程とを実施する。

以上のように、本ナットランナー１０によれば、前記ロックナット６８を回転させて当該ロックナット６８を出力軸６１に締結するための第２モータ３１に加えて、ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するために出力軸６１を回転させる第１モータ２１や前記バックラッシュ量を算出するためのバックラッシュ量算出部４６等を一体的に設けているので、このナットランナー１０のみで前記ロックナット６８の締結とバックラッシュ量の算出とを行うことができ、ロックナット６８を締結するための装置とバックラッシュ量算出のための装置とを個別に設ける必要がなく、コストの低減を図ることができる。また、このナットランナー１０を駆動させることで前記ロックナット６８の締結とバックラッシュ量の算出とを一度に行うことができるので、作業効率が向上する。

特に、前記実施形態のように、出力軸６１を回転させるための第１モータ２１と、ロックナット６８を回転させるための第２モータ３１とを個別に設けておけば、回転トルクが比較的小さい範囲で回転する出力軸６１と、回転トルクが比較的大きい範囲で回転するロックナット６８とをそれぞれより適切に回転させることができ、前記バックラッシュ量をより正確に検出することができるとともにロックナット６８をより確実に締結することが可能となる。

また、前記実施形態のように、前記バックラッシュ量算出部４６にて算出されたバックラッシュ量に基づき、前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量が適切な量であるかどうかを判定するバックラッシュ量判定部４８を設けておけば、前記ギヤの噛合系が適切な形状あるいは適切に配置されているかどうかを容易に判断することができ、作業効率が向上する。

また、前記実施形態のように、前記バックラッシュ量判定部４８にて前記バックラッシュ量が適切な量であると判定された場合にのみ、前記第２モータ３１が、前記ロックナット６８を回転させて当該ロックナット６８を前記出力軸６１に締結するよう構成すれば、ロックナット６８を出力軸６１に締結してしまう前に前記バックラッシュ量が適切であるかどうかを判断できる。従って、このバックラッシュ量が適切でなく前記ギヤ等の交換を行わねばならない場合に、いちいちロックナットの締結状態を解除する必要がなくなり作業効率が向上する。

ここで、ナットランナー１０の具体的な構造は前記に限らない。例えば、前記実施形態では、前述のように、出力軸６１を回転させるための第１モータ２１と、ロックナット６８を回転させるための第２モータ３１とをそれぞれ個別に設けた場合について示したが、図５に示すように、単一のモータ１２１で、出力軸ソケット１２４のみを回転させるように構成してもよい。この場合には、回転手段として、フレームに固定された筒状支持部材１３５の内部に、上下動可能にスプライン結合され、かつ、スプリングで下方に付勢されたロックナットソケット（回転阻止用ロックナットソケット）１３４を設けておく。また、前記ロックナットソケット１３４を、ロックナット６８の回転を阻止可能なように構成しておく。そして、前記モータ１２１と出力軸ソケット１２４とを連結し、モータ１２１により出力軸ソケット１２４を介して出力軸６１を正回転および逆回転させてバックラッシュ量を検出する。その後、図示しない昇降装置でナットランナー１０を下降させてロックナットソケット１３４とロックナット６８とを嵌合させ、ロックナットソケット１３４にてロックナット６８の回転を阻止した状態で、モータ１２１により前記出力軸ソケット１２４を介して出力軸６１を回転させる。このようにして、ロックナット６８と出力軸６１との相対回転が実現されれば、ロックナット６８は出力軸６１に締結されることになる。

このように単一のモータ１２１を用いた場合には、エンコーダ１２３およびトランスデューサー１２２をそれぞれ１つだけ設ければよいので、装置全体の構造を簡素化することができコスト面で有利となる。

また、前記ナットランナー１０を適用可能な変速機６０の形状は前記に限らない。また、前記実施形態では、騒音等の観点からバックラッシュ量として特に高い精度が求められる３速ギヤ６５のバックラッシュ量を検出する場合について示したが、バックラッシュ量を検出するギヤはこれに限らない。また、前記ナットランナー１０により、複数のギヤのバックラッシュ量を検出するようにしてもよい。

また、前記第１モータ２１を正回転および逆回転させるタイミングは前記に限らず、回転トルクの値や回転角度の値に応じて回転開始あるいは回転終了させるようにしてもよい。また、前記逆回転基準トルクの与え方も前記に限らず、予め設定された所定値としてもよい。

本発明の実施形態に係る締結装置を適用する車両用変速機の概略断面図である。 本発明の実施形態に係る締結装置の概略断面図である。 図２に示す締結装置を用いた締結方法を説明するためのフローチャートである。 図２に示す締結装置の出力軸ソケットに図１に示す車両用変速機の出力軸を嵌合させた状態を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係る締結装置の概略断面図である。 図２に示す締結装置においてバックラッシュ量の算出方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１０ ナットランナー（締結装置）
２１ 第１モータ（回転手段）
２２ 第１トランスデューサー（回転トルク検出手段）
２３ 第１エンコーダ（回転角度検出手段）
２４ 出力軸ソケット
３１ 第２モータ（回転手段）
３２ 第２トランスデューサー
３３ 第２エンコーダ
３４ ロックナットソケット
３５ 回転伝達部
３６ 第１ギヤ
３７ 第２ギヤ
４０ コントロールボックス
４２ 第１モータ制御部
４４ 第２モータ制御部
４６ バックラッシュ量算出部（バックラッシュ量算出手段）
４８ バックラッシュ量判定部（バックラッシュ量判定手段）
１３４ ロックナットソケット（回転阻止用ロックナットソケット）

Claims (6)

1. 入力軸から複数のギヤ噛合系を介して出力軸に回転を伝達するよう構成された車両用変速機の前記出力軸にロックナットを締結するための締結装置であって、
   前記出力軸を回転させるとともに、前記出力軸と前記ロックナットとを相対的に回転させる回転手段と、
   前記出力軸に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、
   前記出力軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
   前記回転トルク検出手段にて検出された回転トルクと前記回転角度検出手段にて検出された回転角度とに基づいて前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するバックラッシュ量算出手段とを有し、
   前記回転手段は、前記バックラッシュ量を算出するために前記出力軸を正回転させた後逆回転させるとともに、前記ロックナットを前記出力軸に締結するために当該ロックナットと前記出力軸とを当該出力軸の軸周りに相対的に回転させるよう構成されており、
   前記バックラッシュ量算出手段は、前記出力軸の逆回転中に前記回転トルクが予め設定した基準回転トルクに達した時点における前記出力軸の回転角度に基づき、前記バックラッシュ量を算出することを特徴とする車両用変速機の締結装置。
2. 請求項１に記載の車両用変速機の締結装置において、
   前記回転手段は、前記出力軸の回転時に前記ロックナットの回転を阻止して、当該ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させることで当該ロックナットを前記出力軸に締結する回転阻止用ロックナットソケットを有することを特徴とする車両用変速機の締結装置。
3. 請求項１に記載の車両用変速機の締結装置において、
   前記回転手段は、前記出力軸を回転させるための出力軸回転手段と、前記ロックナットを回転させるためのロックナット回転手段とを含むことを特徴とする車両用変速機の締結装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用変速機の締結装置において、
   前記バックラッシュ量算出手段にて算出されたバックラッシュ量に基づき、前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量が予め設定された許容範囲内であるかどうかを判定するバックラッシュ量判定手段を有することを特徴とする車両用変速機の締結装置。
5. 請求項４に記載の車両用変速機の締結装置において、
   前記回転手段は、前記バックラッシュ量判定手段にて前記バックラッシュ量が前記許容範囲内であると判定された場合にのみ、前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させて当該ロックナットを前記出力軸に締結することを特徴とする車両用変速機の締結装置。
6. 入力軸から複数のギヤ噛合系を介して出力軸に回転を伝達するよう構成された車両用変速機の前記出力軸にロックナットを締結するための締結方法であって、
   前記出力軸を回転させるとともに前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させる回転手段と、前記出力軸に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、前記出力軸の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する締結装置を用い、
   前記回転手段により前記出力軸を正回転させた後逆回転させるとともに、この逆回転中において、前記回転トルク検出手段により検出された前記回転トルクが予め設定された基準回転トルクに達するまでに前記出力軸が回転した角度を前記回転角度検出手段により検出し、この検出された回転角度に基づいて前記ギヤ噛合系のバックラッシュ量を算出するバックラッシュ量算出工程と、
   前記算出されたバックラッシュ量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定工程と、
   前記バックラッシュ量が許容範囲内の場合には、前記回転手段により前記ロックナットと前記出力軸とを相対的に回転させ、当該ロックナットを前記出力軸に締結するロックナット締結工程とを含むことを特徴とする車両用変速機の締結方法。

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