JP2005081491A

JP2005081491A - トメワ圧入装置

Info

Publication number: JP2005081491A
Application number: JP2003316340A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kanamaru; 実金丸
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフトの穴と、その穴の内面に設けた溝に正確に圧入できるプレス圧入装置を提供する。
【解決手段】ガイド治具と、プレスヘッドを備えたトメワ圧入装置において、プレスヘッドの外径が外力により容易に縮小する機能を持たせるとともに、、縮小量を規制する機能を持たせ、且つ、ガイド治具によるトメワ縮小に合わせてプレスヘッドの外径を縮小させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を持たせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シャフトに設けた溝にトメワを装着させる機能を備えたトメワ圧入装置に関するものである。

シャフトにトメワを圧入するに際しては、人手では難しいので従来より圧入装置を用いていた（例えば特許文献１）。
シャフトの端面に開口する穴に設けた周方向の溝にトメワを装着させるトメワ圧入装置は、プレスヘッドに円柱ブロックを具備しており、そのブロックは通常は硬質材料で出来ており、外径が容易に可変しない構造である。
図５において、シャフト５にベアリング６を取り付けた後の、穴５１の溝５２にトメワ４を挿入する工程で使用するトメワ圧入装置の構成を説明する。
プレスヘッド１Ｂは円柱ブロック１３を有しており、その直径はシャフト５の穴５１の直径より小さくしている。ガイド治具２は内部に円錐台を逆さにした形状のトンネル傾斜面２１を有しており、そのトンネル傾斜面２１上部のトメワ挿入口２２の直径はトメワ４の外径より大きく取り、下部のトメワ出口２３の直径をシャフト５の穴５１の直径と同一寸法に取ってある。トメワ４は元々弾性変形し易い材料を使っているため、トメワ４はガイド治具２のトンネル傾斜面２１を下向きに通過させるとトンネル傾斜面２１に倣うように外径が縮小していき、シャフト５の穴５１と同サイズの外径になる。シャフト５は位置決めテーブル３で固定してあり、その上に穴５１とトメワ出口２３が合致するようにしてガイド治具２をセットしている。トメワ４はガイド治具２のトメワ挿入口２２から投入し、トメワ４の外径とトンネル傾斜面２１の内径が合致する位置に止まっている。
図６（ａ）〜（ｄ）にその動作過程を示す。
図６（ａ）では、プレスヘッド１が下降して、円柱ブロック１３がガイド治具２のトンネル傾斜面２１内部に止まるトメワ４に接近し、トメワ４の外径とトンネル傾斜面２１の内径が合致する接触点２４で円柱ブロックとトメワ４が接触して当たり面が完全密着する。プレスヘッド１が更に下降すると、接触点２４では座標軸７に示すように、プレスヘッド１による下降方向の力ＦｚとＦｚに対するトンネル傾斜面２１の反力ＦＡとを受けて、トメワ４には内向きの力Ｆｏが働きトンネル傾斜面２１に倣って外径が縮小する。この様にトメワ４はトンネル傾斜面２１を下降しながら外径の縮小を続ける。
図６（ｂ）では、縮小したトメワ４がガイド治具２のトメワ出口２３を抜けてシャフト５の穴５１に入る。
図６（ｃ）では、トメワ４は円柱ブロックに押されて溝５２の位置まで下降してベアリング６と円柱ブロック１３に挟まれた状態のまま、トメワ４に弾性復元作用が自然に働いてトメワ４の外輪が拡大して溝５２に入り込む。
図６（ｄ）では、作業完了後にプレスヘッド１が上昇してシャフト５及びガイド治具２から離れる。
このように、従来のトメワ圧入装置は、ガイド治具にセットしたトメワを外径の可変しないプレスヘッドで押し込み、トメワの弾性変形を利用してシャフトの穴と軸の溝にトメワを装着できるようになっている。
特開平７−１３６０号公報

しかしながら、従来のトメワ圧入装置は、ガイド治具にセットしたトメワを外径の可変しないプレスヘッドで押し込み、トメワの弾性変形を利用してシャフトの穴と、穴の内面に形成した溝にトメワを装着する機構になっていて、圧入時にプレスヘッドの押し当て部分がシャフトと干渉するのを避ける為にその大きさや形状に制約を受けて、トメワに対してプレスヘッドの当たり面積が小さくなる。その為ガイド治具にセットしたトメワの位置や状態にバラツキがある場合には、プレスヘッドでトメワを正確に捕らえられずにガイド治具への引っ掛けやトメワの曲げ等の不具合が発生するという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフトの穴と、その穴の内面に設けた溝に正確に圧入できるプレス圧入装置を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、プレスヘッドの外径が外力により容易に縮小する機能を有し、且つ、縮小量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ縮小に合わせてプレスヘッドの外径を縮小させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有することを特徴とするものである。
このようになっているため、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフトの端面に開口する穴に設けた周方向の溝に正確に圧入することができる。
また、請求項２に記載の発明は、プレスヘッドの内径が外力により容易に拡大する機能を有し、且つ、拡大量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ拡大に合わせてプレスヘッドの内径を拡大させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有することを特徴とするものである。
このようになっているため、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフトの外周に設けた周方向の溝に正確に圧入することができる。

本発明のプレス圧入装置によれば、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフト穴と軸の溝にトメワを正確に圧入できる。この装置は簡単な構造であり、これを利用することで組立工程の自動化が容易に実現でき、且つ、低コストで構築することができるという効果がある。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１の実施例であり、トメワ圧入装置の側断面図を示したものである。図１を用いて、シャフト５にベアリング６を取り付けた後の、シャフト穴５１の内周面に形成した周方向の溝５２にトメワ４を挿入する工程で使用するトメワ圧入装置の構成を説明する。
プレスヘッド１は、短冊形にカットしたバネ鋼板１１をトメワ４の外径と同一寸法の円筒形になるように複数枚並べて配置し、バネ鋼板１１の上端部分をネジ止めして固定している。バネ鋼板１１はある程度の外力を受けると弾性変形する特性があり、隣り合うバネ鋼板１1同士の間に適当な隙間を設け、円筒軸心に向かって夫々のバネ鋼板１１の下端部分に均一の外力を与えることで、バネ鋼板１1同士を干渉させることなく円筒軸心に向けて均一に曲げ変形させて円筒径を適切に縮小させることができる。更に、このプレスヘッド１はバネ鋼板１１の円筒内部に円柱形のストッパ１２を有することでバネ鋼板１１の円筒径の縮小量を予め規制できるという特徴を持っている。ガイド治具２は内部に円錐台を逆さにした形状のトンネル傾斜面２１を有しており、そのトンネル傾斜面２１上部のトメワ挿入口２２の直径はトメワ４の外径より大きく取り、下部のトメワ出口２３の直径をシャフト５の穴５１の直径と同一寸法に取ってある。トメワ４は元々弾性変形し易い材料を使っているため、トメワ４はこのガイド治具２のトンネル傾斜面２１を下向きに通過させるとトンネル傾斜面２１に倣うように外径が縮小していき、シャフト５の穴５１と同サイズの外径になる。シャフト５は位置決めテーブル３で固定してあり、その上に穴５１とトメワ出口２３が合致するようにしてガイド治具２をセットしている。トメワ4はガイド治具２のトメワ挿入口２２から投入し、トメワ４の外径とトンネル傾斜面２１の内径が合致する位置に止まっている。
図２（ａ）〜（ｄ）にその動作過程を示す。図２（ａ）では、プレスヘッド１が下降して、バネ鋼板１１がガイド治具２のトンネル傾斜面２１内部に止まるトメワ４に接近し、トメワ４の外径とトンネル傾斜面２１の内径が合致する接触点２４でバネ鋼板１１とトメワ４が接触して当たり面が完全密着する。仮にトメワ４がトンネル傾斜面２１内部で斜めになる等して止まる位置にバラツキがある場合でも、バネ鋼板１１の円筒径が十分に大きいため、プレスヘッド１の下降中にバネ鋼板１１下部がトメワ４の何れかの部位に当たり、押されるようにしてトメワ４がトンネル傾斜面２１を滑って接触点２４まで到達する。プレスヘッド１が更に下降すると、接触点２４では座標軸７に示すように、プレスヘッド１による下降方向の力ＦｚとＦｚに対するトンネル傾斜面２１の反力Ｆａとを受けて、トメワ４には内向きの力Ｆｏが働きトンネル傾斜面２１に倣って外径が縮小する。同様にバネ鋼板１１下部もトンネル傾斜面２１に接触すると内向きの力Ｆｏを受けてトンネル傾斜面２１に倣いながら円筒径が縮小する。この様にトメワ４とバネ鋼板１１は常に密着した状態でトンネル傾斜面２１を下降しながら外径の縮小を続ける。
図２（ｂ）では、縮小したトメワ４がガイド治具２のトメワ出口２３を抜けてシャフト５の穴５１に入る。この時、トメワ４外径の縮小は止まるが、バネ鋼板１１はガイド治具５のトンネル傾斜面２１内部にあるので円筒径縮小が止まらず、円筒径の小さくなったバネ鋼板１１がトメワ４当たり面から外れる可能性がある。それを防ぐ為、変形するバネ鋼板１１を円筒内部のストッパ１２に当てさせ、円筒径の縮小を規制してトメワ４とバネ鋼板１１の密着状態を保持させる。
図２（ｃ）では、トメワ４はバネ鋼板１１に押されて溝５２の位置まで下降してベアリング６とバネ鋼板１１に挟まれた状態のまま、トメワ４に弾性復元作用が自然に働いてトメワ４の外輪が拡大して溝５２に入り込む。
図２（ｄ）では、作業完了後にプレスヘッド１が上昇してシャフト５及びガイド治具２から離れる。当然、バネ鋼板１１は外力から開放されて弾性復元する。
このように、本第１の実施例においては、プレスヘッドの外径が外力により容易に縮小する機能を有し、且つ、縮小量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ縮小に合わせてプレスヘッドの外径を縮小させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有することで、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフト穴の溝にトメワを正確に圧入することができる。

図３は本発明の第２の実施例の構成を示す図である。図３において、シャフト５Ａにベアリング６Ａを取り付けた後の、外周面２Ａの周方向の溝５２Ａにトメワ４Ａを挿入する工程で使用するトメワ圧入装置の構成を説明する。プレスヘッド１Ａは短冊形にカットしたバネ鋼板１１Ａをトメワ４Ａの内径と同一寸法の円筒形になるように複数枚並べて配置し、バネ鋼板１１Ａの上端部分をネジ止めして固定している。バネ鋼板１１Ａはある程度の外力を受けると弾性変形する特性があり、外側に向かって夫々のバネ鋼板１１Ａの下端部分に均一の外力を与えることで、バネ鋼板１1Ａ同士を干渉させることなく外向きに均一に曲げ変形させて円筒径を適切に拡大させることができる。更に、このプレスヘッド１Ａはバネ鋼板１１Ａの円筒外部に円筒形のストッパ１２Ａを有することでバネ鋼板１１Ａの円筒径の拡大量を予め規制できるという特徴を持っている。ガイド治具２Ａは円錐台形の傾斜面２１Ａを有しており、その傾斜面２１Ａ上部のトメワ挿入側２２Ａの直径はトメワ４Ａの内径より小さく取り、下部のトメワ出口側２３Ａの直径をシャフト５Ａの外周面５１Ａの部分の直径と同一寸法に取ってある。トメワ４Ａは元々弾性変形し易い材料を使っているため、トメワ４Ａをこのガイド治具２Ａの傾斜面２１Ａを下向きに通過させると傾斜面２１Ａに倣うように内径が拡大していき、シャフト５Ａの外周面５１Ａと同サイズの内径になる。シャフト５Ａは位置決めテーブル３Ａで固定してあり、その上に外周面５１Ａとトメワ出口２３Ａが合致するようにしてガイド治具２Ａをセットしている。トメワ4Ａはガイド治具２Ａのトメワ挿入側２２Ａから投入し、トメワ４Ａの内径と傾斜面２１Ａの外径が合致する位置に止まっている。
図４（ａ）〜（ｄ）にその動作過程を示す。図４（ａ）では、プレスヘッド１Ａが下降して、バネ鋼板１１Ａがガイド治具２Ａの傾斜面２１Ａ外部に止まるトメワ４Ａに接近し、トメワ４Ａの内径と傾斜面２１Ａの外径が合致する接触点２４Ａでバネ鋼板１１Ａとトメワ４Ａが接触して当たり面が完全密着する。仮にトメワ４Ａが傾斜面２１Ａ外部で斜めになる等して止まる位置にバラツキがある場合でも、バネ鋼板１１Ａの円筒径が十分に小さいため、プレスヘッド１Ａの下降中にバネ鋼板１１Ａ下部がトメワ４Ａの何れかの部位に当たり、押されるようにしてトメワ４Ａが傾斜面２１Ａを滑って接触点２４Ａまで到達する。プレスヘッド１Ａが更に下降すると、接触点２４Ａでは座標軸７に示すように、プレスヘッド１Ａによる下降方向の力ＦｚとＦｚに対するトンネル傾斜面２１Ａの反力ＦＡとを受けて、トメワ４Ａには外向きの力Ｆｏが働き傾斜面２１Ａに倣って内径が拡大する。同様にバネ鋼板１１Ａ下部も傾斜面２１Ａに接触すると外向きの力Ｆｏを受けて傾斜面２１Ａに倣いながら円筒径が拡大する。この様にトメワ４Ａとバネ鋼板１１Ａは常に密着した状態で傾斜面２１Ａを下降しながら内径の拡大を続ける。
図４（ｂ）では、拡大したトメワ４Ａがガイド治具２Ａのトメワ出口側２３Ａを抜けてシャフト５Ａの外周面５１Ａに嵌る。この時、トメワ４Ａ内径の拡大は止まるが、バネ鋼板１１Ａはガイド治具５Ａの傾斜面２１Ａに当たっているので円筒径拡大が止まらず、円筒径の大きくなったバネ鋼板１１Ａがトメワ４Ａ当たり面から外れる可能性がある。それを防ぐ為、変形するバネ鋼板１１Ａを円筒外部のストッパ１２Ａに当てさせ、円筒径の拡大を規制してトメワ４Ａとバネ鋼板１１Ａの密着状態を保持させる。
図４（ｃ）では、トメワ４Ａはバネ鋼板１１Ａに押されて溝５２Ａの位置まで下降してベアリング６Ａとバネ鋼板１１Ａに挟まれた状態のまま、トメワ４Ａに弾性復元作用が自然に働いてトメワ４Ａの内輪が縮小して溝５２Ａに入り込む。
図４（ｄ）では、作業完了後にプレスヘッド１Ａが上昇してシャフト５Ａ及びガイド治具２Ａから離れる。当然、バネ鋼板１１Ａは外力から開放されて弾性復元する。
このように、本第２の実施例においては、プレスヘッドの内径が外力により容易に拡大する機能を有し、且つ、拡大量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ拡大に合わせてプレスヘッドの内径を拡大させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有することで、ガイド治具にセットしたトメワの状態に関わらず、トメワを確実に捕らえて、シャフトの外周面の溝にトメワを正確に圧入することができる。

本発明の第１の実施例を示すトメワ圧入装置の側断面図である。本発明の第１の実施例で示すトメワ圧入装置の動作を示す側断面図である。本発明の第２の実施例を示すトメワ圧入装置の側断面図である。本発明の第２の実施例で示すトメワ圧入装置の動作を示す側断面図である。従来技術におけるトメワ圧入装置を示す側断面図である。従来技術におけるトメワ圧入装置の動作を示す側断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂプレスヘッド
２、２Ａガイド治具
３、３Ａ位置決めテーブル
４、４Ａトメワ
５、５Ａシャフト
６、６Ａベアリング
７座標軸
１１、１１Ａバネ鋼板
１２、１２Ａストッパ
１３円柱ブロック
２１トンネル傾斜面
２１Ａ傾斜面
２２トメワ挿入側
２２Ａトメワ挿入部
２３トメワ出口
２３Ａトメワ出口側
２４、２４Ａ接触点
５１穴
５１Ａ外周面
５２、５２Ａ溝

Claims

シャフトの端面に開口する穴に設けた周方向の溝にトメワを装着する工程が含まれる製品を組み立てる際に使用する、シャフトを位置決めして固定するテーブルと、
内部に円錐台を逆さにした形状のトンネル傾斜面を有しており、そのトンネル傾斜面を下向きにトメワを通過させることで、トメワの外径をシャフトの穴径と同サイズに縮小させる機能を持ったガイド治具と、
ガイド治具にセットしたトメワを加圧してシャフトの穴に入れ、更に溝位置までトメワを押し込み、トメワの弾性復元を利用して溝にトメワ外輪を入り込ませる機能を持ったプレスヘッドとを備えたトメワ圧入装置において、
プレスヘッドの外径が外力により容易に縮小する機能を有し、且つ、縮小量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ縮小に合わせてプレスヘッドの外径を縮小させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有する
ことを特徴とするトメワ圧入装置。
シャフトの外周面に設けた周方向の溝にトメワを装着する工程が含まれる製品を組み立てる際に使用する、シャフトを位置決めして固定するテーブルと、
円錐台の傾斜面を有しており、その傾斜面を下向きにトメワを通過させることで、トメワの内径をシャフトの軸径と同サイズに拡大させる機能を持ったガイド治具と、
ガイド治具にセットしたトメワを加圧してシャフトの外周面に嵌め、更に溝の位置までトメワを押し込み、トメワの弾性復元を利用して溝にトメワを入り込ませる機能を持ったプレスヘッドとを備えたトメワ圧入装置において、
プレスヘッドの内径が外力により容易に拡大する機能を有し、且つ、拡大量を規制する機能を有し、且つ、ガイド治具によるトメワ拡大に合わせてプレスヘッドの内径を拡大させ、トメワとの密着を保持して均等加圧をかける機能を有する
ことを特徴とするトメワ圧入装置。