(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入部材の平面部から突出する圧入部を被圧入部材の孔に圧入して形成されるワークにおける圧入方法であって、
押圧に対する前記ワークの反力を測定し、
所定の圧入間隔または所定の時間間隔における前記反力の増加量を算出し、
前記圧入部材の前記平面部と前記被圧入部材とが当接し、前記反力の増加量が所定値よりも大きくなる変曲点が現れた後に、前記ワークに所定荷重を更に加えることを特徴とする圧入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧入部品を被圧入部品に圧入する場合に、初期設定荷重となる基準点から突き当て面まで押圧するものが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の発明では、例えば圧入部品および被圧入部品の寸法ばらつきによって、突き当て面に突き当たった時の圧入状態が異なる場合がある。つまり、圧入部品と被圧入部品との密着度が異なる場合がある。密着度が異なる部品は、振動の伝わり方を示す振動特性が異なる。そのため、このような部品が組み込まれたユニットは、ユニット毎に振動特性が異なり、振動を伝達し易いユニットにおいては大きなノイズが発生するおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、圧入部品と被圧入部品との密着度のばらつきを小さくし、ノイズの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様に係る圧入方法は、圧入部材の平面部から突出する圧入部を被圧入部材の孔に圧入して形成されるワークにおける圧入方法であって、押圧に対する前記ワークの反力を測定し、所定の圧入間隔または所定の時間間隔における反力の増加量を算出し、圧入部材の平面部と被圧入部材とが当接し、反力の増加量が所定値よりも大きくなる変曲点が現れた後に、ワークに所定荷重を更に加える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、ワークに掛かる荷重の増加量が所定値よりも大きくなった後に、さらに一定の所定荷重を加えることで、圧入部材と被圧入部材との密着度のばらつきが小さいワークを得ることができ、ノイズの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の圧入方法を実施する圧入装置を示す図である。
【図２】圧入装置を簡略化したブロック図である。
【図３】本実施形態の圧入方法を用いた圧入加工を説明するフローチャートである。
【図４】スライドの移動量とワークに掛かる荷重との関係を示す図である。
【図５】本実施形態の圧入方法を用いずに圧入したワークの荷重変化を示す図である。
【図６】密着度が大きいギアと、密着度が小さいギアとの振動特性を示す図である。
【図７】ギアに圧入力差と振動との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について図１、図２を用いて説明する。図１は本実施形態の圧入方法を実施する圧入装置１を示す図であり、図２は圧入装置１を簡略化したブロック図である。ワーク２は被圧入部材３の孔４に圧入部材５の圧入部６を圧入して構成される。
【００１０】
圧入装置１は、サーボモータ１０と、サーボモータ１０によって上下方向へ移動するスライド１１と、ワーク２を下方より支持する支持部１２と、スライド１１の移動量を検出する測長センサ１３と、ワーク２に掛かる荷重を検出するひずみセンサ１４と、スライド１１の移動量、ワーク２に掛かる荷重などの情報に基づいてサーボモータ１０を制御するコントローラ１５とを備える。測長センサ１３は、サーボモータ１０の指示値やサーボモータ１０の回転量、例えばサーボモータ１０内に設けられたエンコーダからの信号に基づいてスライド１１の移動量を検出する。コントローラ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、コントローラ１５の機能を発揮する。
【００１１】
スライド１１の下方側の先端には、ワーク２の圧入部材５に係合する圧入治具１６が取り付けられている。圧入装置１は、スライド１１を下降させて、圧入治具１６を介してワーク２の圧入部材５を下方に押し、圧入部材５の圧入部６を被圧入部材３の孔４に圧入する。圧入装置１は、圧入部材５を所定の圧入状態まで被圧入部材３に圧入した後に、さらに一定の所定荷重を加え、圧入部材５をさらに押し込む。所定の圧入状態とは、詳しくは後述する変曲点が現れた圧入状態である。これによって、圧入部材５と被圧入部材３とは圧入方向において密着度が高くなる。
【００１２】
次に圧入装置１によるワーク２の圧入加工について図３を用いて説明する。図３は本実施形態の圧入方法を用いた圧入加工を示すフローチャートである。
【００１３】
ステップＳ１００では、作業者が圧入部材５の一部を被圧入部材３の孔４に挿入したワーク２を圧入装置１の支持部１２にセットする。
【００１４】
ステップＳ１０１では、コントローラ１５は、サーボモータ１０を駆動させてスライド１１を圧入開始位置まで下降させる。圧入開始位置は、圧入治具１６が圧入部材５の上端面に当接する位置である。
【００１５】
ステップＳ１０２では、コントローラ１５は、サーボモータ１０を駆動させてスライド１１を圧入開始位置からさらに下降させ、圧入を開始する。スライド１１は予め設定された速度で下降し、圧入部材５の圧入部６は被圧入部材３の孔４に圧入される。
【００１６】
ステップＳ１０３では、コントローラ１５は、測長センサ１３によってスライド１１の位置を検出し、ひずみセンサ１４によって現在のスライド１１の位置においてワーク２に掛かる荷重を測定する。なお、ステップＳ１０５からステップＳ１０３へ戻ってきた場合には、コントローラ１５は、ワーク２に掛かる荷重を所定の間隔で再度測定する。
【００１７】
所定の間隔は、スライド１１の移動量（下降量）、つまり圧入部材５の圧入量（所定の圧入間隔）である。コントローラ１５は、測長センサ１３によってスライド１１の移動量を検出し、スライド１１の移動量が予め設定された移動量となると、ワーク２に掛かる荷重を測定する。また、所定の間隔は、スライド１１の移動時間でもよく、前回の測定から予め設定された時間（所定の時間間隔）が経過すると、ワーク２に掛かる荷重を測定してもよい。
【００１８】
ステップＳ１０４では、コントローラ１５は、所定の間隔における荷重の増加量を算出する。本実施形態では、今回測定した荷重と前回測定した荷重とにおける荷重の増加量を算出する。
【００１９】
ステップＳ１０５では、コントローラ１５は、ステップＳ１０４によって算出した増加量を所定値と比較し、算出した増加量が所定値よりも大きい場合にはステップＳ１０６へ進む。一方、増加量が所定値以下である場合にはステップＳ１０３へ戻り、上記制御を繰り返す。なお、ワーク２に掛かる荷重を最初に算出した場合にはステップＳ１０３へ戻る。
【００２０】
ワーク２に掛かる荷重の変化を図４に示す。図４はワーク２に掛かる荷重を繰り返し測定し、横軸をスライド１１の移動量、縦軸を荷重として表した図である。スライド１１が下降し、圧入部材５の圧入部６が被圧入部材３の孔４に圧入されていくと、ワーク２に掛かる荷重は大きくなる。そして、圧入量が大きくなると、サーボモータ１０による押圧に対する反力が大きくなり、ワーク２に掛かる荷重の変化量が大きくなる。そのため、ワーク２に掛かる荷重の変化量が急激に大きくなる変曲点が現れる。なお、変曲点が現れた後は、測長センサ１３によって検出するスライド１１の移動量と、実際のスライド１１の移動量とが完全に一致しないこともある。そのため、図４におけるスライド１１の移動量は、サーボモータ１０の指示値や回転量に基づいて算出または推定されるスライド１１の移動量を示している。
【００２１】
所定値は予め設定された値であり、変曲点が現れたと判定できる値である。ステップＳ１０５では、ワーク２に掛かる荷重の変化に変曲点が現れると、ステップＳ１０６へ進む。
【００２２】
ステップＳ１０６では、コントローラ１５は、サーボモータ１０を駆動させて、ワーク２に一定の所定荷重を加える。そして、ワーク２に所定荷重を加えると圧入を終了し、ステップＳ１０７へ進む。所定荷重は、予め設定された荷重である。ここでは、ステップＳ１０５において荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時の荷重に、所定荷重が加えられる。なお、荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時とは、荷重の増加量が所定値よりも大きくなったと判定した直前の測定時、つまり前回の測定時である。なお、荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時は、今回の測定時としてもよい。
【００２３】
なお、変曲点が現れた後に、コントローラ１５は、サーボモータ１０の指示値（または回転量、以下同様とする）が、荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時の指示値に所定指示値を加えた値となった場合に所定荷重をワーク２に加えたと判定して、圧入を終了してもよい。また、コントローラ１５は、荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時から所定時間、サーボモータ１０にスライド１１を下降するように指示した場合に所定荷重をワーク２に加えたと判定してもよい。
【００２４】
ステップＳ１０７では、コントローラ１５は、変曲点が現れた時のスライド１１の位置、圧入が終了した時のサーボモータ１０の指示値が予め設定された各規格値以内であるかどうか判定する。そして、変曲点が現れた時のスライド１１の位置、圧入が終了した時のサーボモータ１０の指示値が予め設定された各規格値以内である場合にはステップＳ１０８へ進み、いずれかの値が各規格値ではない場合にはステップＳ１０９へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０８では、コントローラ１５はワーク２を良品であると判定する。またステップＳ１０９では、コントローラ１５はワーク２を不良品であると判定する。
【００２６】
ステップＳ１１０では、作業者がワーク２を取り出して、圧入加工を終了する。
【００２７】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【００２８】
本実施形態の圧入方法を用いずに予め設定された最大荷重となるまで圧入を行ったワークに掛かる荷重の変化を図５に示す。図５では３つのワークにおける荷重の変化を示す。図５の横軸は時間であり、縦軸はワークに掛かる荷重である。これらのワークは、圧入部材と被圧入部材とが所定の圧入状態となった後にさらに荷重が掛かるように最大荷重となるまで圧入されているが、圧入部材と被圧入部材とが所定の圧入状態となる荷重は、寸法ばらつきなどに起因してワーク毎に異なる。そのため、最大荷重となるまで圧入した場合には、所定の圧入状態となった後にワークに掛かる荷重がワーク毎に異なっている。つまり、最大荷重と所定の圧入状態となった時の荷重との圧入力差がワーク毎に異なっており、圧入完了時における、圧入部材と被圧入部材との密着度が各ワークで異なっている。
【００２９】
例えばワークが車両の変速機に用いられるギアであった場合には、圧入部材と被圧入部材との密着度が異なると、ギアの振動特性が変化する。
【００３０】
密着度が大きい、つまり圧入力差が大きいギアと、密着度が小さい、つまり圧入力差が小さいギアとにおける振動特性を図６に示す。図６の横軸は周波数であり、縦軸は音量である。図６においては、密着度が小さいギアの振動特性を実線で示し、密着度が大きいギアの振動特性を破線で示す。図６においては、振動特性が高周波数側にシフトしたギアは振動を伝達し易くなる。これによると、密着度が大きいギアの振動特性は、密着度が小さいギアの振動特性よりも高周波数側にシフトしている。これより、密着度が小さいギアは、密着度が大きいギアと比較して、振動を伝達し難くなっていることがわかる。
【００３１】
また、圧入力差と振動との関係を図７に示す。図７の横軸は振動であり、縦軸は圧入力差である。図７においては、ギアにおいて許容される振動の規格値はＡ値であり、振動がＡ値よりも小さいギアは良品であり、Ａ値以上のギアは不良品である。図７においては、圧入力差が大きい場合にギアの振動が規格値よりも大きくなり、不良品となっている。これより、圧入力差が小さくすることで、ギアの良品率を向上することができることがわかる。
【００３２】
本実施形態では、圧入部材５を被圧入部材３に圧入していき、所定の間隔における荷重の増加量を算出し、算出した増加量が所定値よりも大きくなった後に、一定の所定荷重を加える。これにより各ワーク２における圧入部材５と被圧入部材３との密着度のばらつきを小さくことができ、ノイズの発生を抑制したワーク２を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、所定の間隔でワーク２に掛かる荷重を測定し、所定の間隔における荷重の増加量を算出したが、ワーク２に掛かる荷重の測定を所定の間隔よりもさらに小さい間隔で測定し、所定の間隔における荷重の増加量を算出してもよい。また、荷重の増加量と所定値とを比較する際に、加重平均、フィルター処理を行ってもよい。これによって、変曲点を正確に判定することができる。この場合には、荷重の増加量が所定値よりも大きくなった時は、変曲点となった時でもよく、またその前後の時でもよい。
【００３４】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１      圧入装置
２      ワーク
３      被圧入部材
５      圧入部材
１０    サーボモータ
１３    測長センサ
１４    ひずみセンサ
１５    コントローラ
【図１】
0005300804.tif 000002
【図２】
0005300804.tif 000003
【図３】
0005300804.tif 000004
【図４】
0005300804.tif 000005
【図５】
0005300804.tif 000006
【図６】
0005300804.tif 000007
【図７】
0005300804.tif 000008