JPH09329213A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ギアをモータシャフトに圧入するに際して、
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。 【解決手段】 ギア取付用治具１２を、モータシャフト
３のねじ穴１１にねじ込まれる連結部１６を有すると共
に固定側ねじ部１７を有する固定シャフト１３、可動側
ねじ部１９及びハンドル２０を有する可動シャフト１
４、固定シャフト１３の外周部に相対的に回り止め状態
に設けられスラストベアリング２３を介して可動シャフ
ト１４からの螺進力が伝達される押圧部材１５から構成
する。モータシャフト３の先端部にギア９を位置合せ状
態に配置した上で、固定シャフト１３の連結部１６をね
じ穴１１にねじ込んで連結固定し、この後、ハンドル２
０を螺進方向に回転操作することにより、その螺進力が
押圧部材１５に伝達され、押圧部材１５により押圧され
たギア９がモータシャフト３に圧入されて行く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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９
ａ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１４
ａ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１
５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２
０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１
４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、１
３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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項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。