JP3608295B2 - モータシャフトのギア取付方法及びギア取付用治具 - Google Patents
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Description
【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。
Claims (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。 - 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。
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