(57)【要約】【課題】  外形にバラツキがあるような圧入部材を扱う場合にも、より高精度に圧入できる圧入装置を提供する。【解決手段】  圧入部材を保持する圧入部材保持機構１０を有する圧入装置において、圧入部材保持機構１０は、圧入部材を保持する保持部材２０と、圧入部材の被加圧面に当接して圧入部材を加圧する加圧部材３０を備え、保持部材２０と加圧部材３０は、コンプライアンス機構４０を介して結合されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入部材を保持する圧入部材保持機構を有する圧入装置において、
前記圧入部材保持機構は、前記圧入部材を保持する保持部材と、前記圧入部材の被加圧面に当接して前記圧入部材を加圧する加圧部材を備え、
前記保持部材と前記加圧部材は、コンプライアンス機構を介して結合されていることを特徴とする圧入装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、加圧時に、前記圧入部材の被加圧面に追従するように変位することを特徴とする請求項１に記載の圧入装置。
【請求項３】
前記圧入部材は、前記保持部材が挿嵌される孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧入装置。
【請求項４】
前記圧入部材は軸受であることを特徴とする請求項３に記載の圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧入部材に圧入部材を圧入するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばモータの軸受ハウジングに軸受を圧入するための装置として、図６に示すようなカップリング材１００（コンプライアンス機構）を備えるものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このカップリング材１００は、上部接合板１０１と下部接合板１０２を弾性体１０３で接合したものであり、上部接合板１０１は不図示の上下移動機構に保持され、下部接合板１０２には軸受保持部材１１０（図７参照）が取り付けられる。
【０００４】
上記のようなカップリング材１００を取り付けることにより、図７（ａ）に示すように、軸受保持部材１１０に保持された軸受１１１の中心線Ｘと軸受ハウジング１１２の中心線Ｙに水平誤差δが生じていた場合、この水平誤差δを解消する方向に軸受保持部材１１０を変位させることができる。また、図７（ｂ)に示すように、軸受保持部材１１０に保持された軸受１１１の中心線Ｘと軸受ハウジング１１２の中心線Ｙに角度誤差Δθが生じていた場合も、この角度誤差Δθを解消する方向に軸受保持部材１１０を変位させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−５４４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の圧入装置によれば、軸受保持部材１１０に対して軸受ハウジング１１２がある程度偏位している場合にも、その偏位量がカップリング材１００により吸収され、軸受１１１を軸受ハウジング１１２にスムーズに圧入することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の圧入装置では、寸法や垂直度が極めて高精度に管理されている高価なころがり軸受を扱う場合には十分な効果を期待できるものの、より低価格な焼結含油軸受や樹脂軸受などの滑り軸受のように、少なからず寸法や形状にバラツキがあるような圧入部材を扱う場合には、次のような問題がある。
【０００８】
一般に軸受は、軸孔の中心線に対して上下端面が垂直になるように設計されている。しかしながら、例えば焼結含油軸受や樹脂軸受では、図８（ａ）に示すように、軸受１１１の軸孔１１１ａの中心線Ｘに対して、上端面１１１ｂ（もしくは下端面１１１ｃ）が垂直ではなく僅かに傾いて成形される場合がある。
このような軸受を特許文献１に記載の圧入装置にセットすると、図８（ｂ）のように、軸受保持部材１１０の下面（加圧面）と軸受１１１の上面（被加圧面）との間に隙間１２０が生じる。
そして、カップリング材１００の作用によって軸受１１１の中心線Ｘと軸受ハウジング１１２の中心線Ｙが一致した状態で圧入されたとしても、図８（ｃ）のように、軸受１１１は軸受ハウジング１１２に傾いた状態で圧入されてしまう。
このため、軸孔１１１ａの中心線Ｘが、軸受ハウジング１１２の中心線Ｙに対して傾き、軸孔１１１ａに挿入されるモータの回転軸も傾いてしまい、要求される軸垂度や回転精度が得られなくなる。
【０００９】
そこで本発明は、上述のような従来技術が抱える問題を解消し、外形にバラツキがあるような圧入部材を扱う場合にも、より高精度に圧入できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成すべく為された本発明は、圧入部材を保持する圧入部材保持機構を有する圧入装置において、
前記圧入部材保持機構は、前記圧入部材を保持する保持部材と、前記圧入部材の被加圧面に当接して前記圧入部材を加圧する加圧部材を備え、
前記保持部材と前記加圧部材は、コンプライアンス機構を介して結合されていることを特徴としているものである。
【００１１】
本発明の圧入装置は、更なる好ましい特徴として、
「前記加圧部材は、加圧時に、前記圧入部材の被加圧面に追従するように変位すること」、
「前記圧入部材は、前記保持部材が挿嵌される孔を有すること」、
「前記圧入部材は軸受であること」、
を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の圧入装置によれば、圧入部材を保持する保持部材と、圧入部材を加圧する加圧部材は、コンプライアンス機構を介して結合されているため、加圧部材は保持部材から独立した動きが可能になる。このため、加圧部材の加圧面は、保持部材に保持された圧入部材の被加圧面に追従するように変位することができ、外形にバラツキがあるような圧入部材をより高精度に圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る圧入装置の圧入部材保持機構を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係る圧入装置の基本的な圧入動作を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態例に係る圧入装置による特有の動作を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係る圧入装置の圧入部材保持機構を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る圧入装置による特有の動作を説明するための断面図である。
【図６】コンプライアンス機構の一例を示す斜視図である。
【図７】従来例の圧入装置を説明するための断面図である。
【図８】従来例の圧入装置による圧入状態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態例）
図１は本発明の第１の実施形態例に係る圧入装置の圧入部材保持機構１０を示す図である。
本例の圧入装置は、圧入部材である焼結含油軸受を、被圧入部材である軸受ハウジングに所定の深さ圧入するように構成されているものである。
【００１６】
圧入部材保持機構１０は、焼結含油軸受を保持する保持部材２０と、焼結含油軸受を加圧する加圧部材３０と、コンプライアンス機構４０を備えている。
【００１７】
なお、本例の圧入装置は、圧入部材保持機構１０を上下動可能に支持する不図示の加圧機構を含む上下移動機構の他、圧入荷重を検知するロードセル、基準位置に対する焼結含油軸受の位置を検知する位置センサ、ロードセルおよび位置センサの出力信号等を受信し圧入装置を制御する制御装置などを備えることができる。
【００１８】
保持部材２０は、基端部２１と、基端部２１の中央から下方に突設された円柱状の保持部２２と、基端部２１の外縁から下方に突設された円筒状の垂下部２３を有している。この保持部材２０は、保持部２２の先端部分が焼結含油軸受の軸孔に挿嵌され、焼結含油軸受を保持するものである。
【００１９】
加圧部材３０は、円筒状の基部３１と、基部３１から下方に突設された円筒状の加圧部３２を有している。加圧部３２の外径Ｄ１は、軸受ハウジング６０の軸受孔６１の直径Ｄ２（図２参照）より小さい。
また、加圧部材３０の中心には、基部３１と加圧部３２を貫くように、保持部２２の外径Ｄ３より若干大きい挿通孔３３が設けられている。
【００２０】
保持部材２０の垂下部２３と加圧部材３０の基部３１は、コンプライアンス機構４０を介して結合されている。この結合状態において、保持部材２０の保持部２２は、加圧部材３０の挿通孔３３に挿され、保持部２２と加圧部材３０との間には所定の間隙が形成されている。
【００２１】
コンプライアンス機構４０は、垂下部２３の内側部２３ａと基部３１の外側部３１ａの間に挟み込まれた弾性体からなる複数の球体４１を有して構成されている。このコンプライアンス機構４０により、垂下部２３の内側部２３ａと基部３１の外側部３１ａとは間隙４２をもって配設され、垂下部２３と基部３１は球体４１によって連結されている。
【００２２】
垂下部２３の内側部２３ａと基部３１の外側部３１ａには、それぞれ対向する部分に円錐台の溝２３ｂ，３１ｂが形成され、この溝２３ｂ，３１ｂに跨って球体４１が収納されている。本実施例では、３個の球体４１を１２０度ピッチで等間隔に配置している（ただし、図１の断面図には球体４１は２個だけ示されている。）。
なお、球体４１の弾性係数及び個数や溝２３ｂ，３１ｂの形状などは、所定のコンプライアンス性が得られるように適宜設計することができる。
【００２３】
このようにコンプライアンス機構４０を介して保持部材２０と加圧部材３０を結合しているため、保持部材２０を固定した状態で加圧部３２に力を加えると、各球体４１が任意に弾性変形して加圧部３２はすべての方向にコンプライアンス性を持つことができる。
【００２４】
図２は、本例の圧入装置による基本的な圧入動作を説明するための図である。
被圧入部材である軸受ハウジング６０は、上部開口の周縁に形成された面取部６２によって上端が拡開された形状を有しており、不図示の固定装置によって固定されている。一方、圧入部材である焼結含油軸受５０は保持部材２０に保持されている（図２（ａ）参照。）
まず、不図示の上下移動機構により圧入部材保持機構１０が下降すると、保持部２２に保持されている焼結含油軸受５０は、加圧部材３０の加圧部３２によって加圧され、軸受ハウジング６０に圧入される（図２（ｂ）参照）。
次に、圧入部材保持機構１０が上昇すると、焼結含油軸受５０が保持部２２から抜け、圧入動作が完了する(図２（ｃ）参照)。
【００２５】
次に、本例の圧入装置による特有の作用について図３を用いて説明する。
被加圧面５１が軸孔５２の中心線Ｘに対して垂直ではなく僅かに傾いて成形されている焼結含油軸受５０（図３（ａ）参照）を、圧入部材保持機構１０の保持部材２０に保持させると、図３（ｂ）のように、加圧部３２の下面（加圧面）と焼結含油軸受５０の被加圧面５１との間に隙間５３が生じる。
このため、従来の圧入装置では、図８（ｃ）に示したように、焼結含油軸受は軸受ハウジングに傾いた状態で圧入されてしまう。
【００２６】
一方、本例の圧入装置では、焼結含油軸受５０を保持する保持部材２０と、焼結含油軸受５０を加圧する加圧部材３０は、コンプライアンス機構４０を介して結合されており、加圧部材３０は保持部材２０とは独立した動きが可能である。このため、図３（ｃ）のように、加圧部３２の下面（加圧面）は、焼結含油軸受５０の被加圧面５１に追従するように変位し、被加圧面５１との隙間を無くすることができる。
これにより、焼結含油軸受５０の被加圧面５１の片側だけが局所的に押圧されることがなくなり、図３（ｄ）のように、軸孔５２の中心線Ｘが、軸受ハウジング６０の中心線Ｙに対して傾くことなく焼結含油軸受５０を圧入することができる。
したがって、焼結含油軸受５０に挿入されるモータの回転軸は、要求される軸垂度を満足するものとなり、モータの回転精度を高めることができる。
【００２７】
（第２の実施形態例）
図４は本発明の第２の実施形態例に係る圧入装置の圧入部材保持機構を示す図である。
本例の圧入装置と第１の実施形態例の圧入装置との違いは、本例の圧入装置では、更に第２のコンプライアンス機構７０を備えている点である。
【００２８】
第２のコンプライアンス機構７０は、保持部材２０の基端部２１を下部接合板７１とし、この下部接合板７１と上部接合板７２を３本の弾性体７３で接合したものであり（ただし、図４の断面図には弾性体７３は２本だけ示されている）、上部接合板７２は不図示の上下移動機構に保持されている。
なお、弾性体７３の長さ、本数、弾性係数などは、所定のコンプライアンス性が得られるように適宜設計することができる。
【００２９】
図５は、本例の圧入装置による圧入動作を説明するための図である。
第２のコンプライアンス機構７０を取り付けることにより、図５（ａ）に示すように、圧入部材保持機構１０に保持された焼結含油軸受５０の中心線Ｘと軸受ハウジング６０の中心線Ｙに水平誤差δが生じていた場合、図５（ｂ）に示すように、この水平誤差δを解消する方向に圧入部材保持機構１０を変位させることができる。同様に、圧入部材保持機構１０に保持された焼結含油軸受５０のセンターと軸受ハウジング６０のセンターに角度誤差が生じていた場合も、この角度誤差を解消する方向に圧入部材保持機構１０を変位させることができる。
また、図５（ｂ）に示すように、加圧部３２の下面（加圧面）は、焼結含油軸受５０の被加圧面に追従するように変位し、被加圧面との隙間を無くすることができる。
【００３０】
したがって、本例の圧入装置によれば、第１の実施形態例の圧入装置が有する作用効果に加え、圧入部材保持機構１０に対して軸受ハウジング６０がある程度偏位している場合にも、その偏位をコンプライアンス機構７０により吸収することができるため、精密な位置制御を必要とせずに、焼結含油軸受５０を軸受ハウジング６０に正確に圧入することができる。
【００３１】
以上の２つの実施形態例では、球体４１や弾性体７３を有するコンプライアンス機構を用いた圧入装置を説明したが、本発明の圧入装置に用いるコンプライアンス機構の構造は特に限定されるものではなく、圧入時に加わる力に耐えられるものであれば公知の様々なコンプライアンス機構を用いることができる。なお、本発明では、互いに直交する３つの軸方向の変位をｘ、ｙ、ｚ、これらの軸方向まわりの回転をα、β、γとしたとき、ｘ、ｙ、ｚ、α、β、γのすべての方向にコンプライアンス性を持つコンプライアンス機構が好適である。
【００３２】
また、以上の２つの実施形態例では、軸受を軸受ハウジングに圧入する装置について説明したが、圧入部材と被圧入部材の組み合わせも特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３３】
１０  圧入部材保持機構
２０  保持部材
２１  基端部
２２  保持部
２３  垂下部
２３ａ  垂下部の内側部
２３ｂ  円錐台の溝
３０  加圧部材
３１  基部
３１ａ  基部の外側部
３１ｂ  円錐台の溝
３２  加圧部
３３  挿通孔
４０  コンプライアンス機構
４１  球体
４２  間隙
５０  焼結含油軸受（圧入部材）
５１  被加圧面
５２  軸孔
５３  隙間
６０  軸受ハウジング（被圧入部材）
６１  軸受孔
６２  面取部
７０  第２のコンプライアンス機構
７１  下部接合板
７２  上部接合板
７３  弾性体
【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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【図７】
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【図８】
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