JP2010190342A - 圧入構造および圧入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧入力のバラツキを抑えることができる圧入構造および圧入装置を提供する。
【解決手段】壁面３１に形成された穴であって、開口側に向かって穴の径が大きくなる開口テーパ面３２を有する穴部３と、穴部３に圧入される側の先端側から順に、先端に向かって径が小さくなる第１圧入テーパ面２１および第２圧入テーパ面２２を有する圧入部２と、が設けられ、第２圧入テーパ面２２は開口テーパ面３２よりも小さな傾斜角を有し、第１圧入テーパ面２１は第２圧入テーパ面２２よりも傾斜角が大きいことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機における部品の圧入、特に、スクロール型圧縮機における自転防止ピンの圧入や、ベアリングの圧入に用いて好適な圧入構造および圧入装置に関する。

一般的に圧入を行う場合には、部品が圧入される穴に、当該穴よりも寸法が大きな部品を挿入することにより行われている。このとき、上述の穴における部品の入口には、外側に向かって拡径するテーパ面が形成されている。圧入される部品は、このテーパ面により上述の穴に誘導されている（例えば、特許文献１および２参照。）。

特許文献１には、部品を圧入する際に部品の仮固定を可能とすることにより、圧入時における作業性の向上を図る技術が開示されている。
特許文献２には、部品が圧入される穴の入口に、２種類の傾きを有するテーパ面を形成することにより、部品の保持力やアライメントの確保を図る技術が開示されている。

その一方で、部品が正しく圧入できたか否かは、部品を上述の穴に圧入する際に必要な力、つまり圧入力が所定の範囲内に収まっているか否かにより判断されている。
具体的には、部品の圧入に要した圧入力が所定の範囲（管理値）よりも大きくても、小さくても、部品が正しく圧入されていないと判断されている。言い換えると、部品の保持力が所定の値よりも小さく、部品が正しく圧入されていないと判断されている。

実公平５−５２８１号公報 特開２００８−２１５３６号公報

しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２に記載の技術であっても、部品が圧入される際の姿勢によって、圧入力の値にバラツキが生じる余地があった。
つまり、圧入力が管理値を外れたことによる不適合品の発生率を抑えることができず、仕損費の低減を図れないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、圧入力のバラツキを抑えることができる圧入構造および圧入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の圧入構造は、壁面に形成された穴であって、開口側に向かって前記穴の径が大きくなる開口テーパ面を有する穴部と、該穴部に圧入される側の先端側から順に、先端に向かって径が小さくなる第１圧入テーパ面および第２圧入テーパ面を有する圧入部と、が設けられ、前記第２圧入テーパ面は前記開口テーパ面よりも小さな傾斜角を有し、前記第１圧入テーパ面は前記第２圧入テーパ面よりも傾斜角が大きいことを特徴とする。

本発明によれば、開口テーパ面よりも小さな傾斜角を有する第２圧入テーパ面を設けたことにより、圧入部におけるテーパ面が形成された領域が長くなるとともに、傾斜角が小さくなる。そのため、圧入部を穴部に圧入する際に、圧入部の姿勢を矯正することができ、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

さらに、第２圧入テーパ面よりも傾斜角が大きな第１圧入テーパ面を、圧入部の先端側に設けたことにより、圧入部を穴部に配置した際における圧入部の姿勢が安定しやすくなり、圧入部の姿勢の乱れを抑制することができる。

上記発明においては、前記第１圧入テーパ面は、前記開口テーパ面と面接触する傾斜角を有することが望ましい。

本発明によれば、第１圧入テーパ面と開口テーパ面とを面接触させることにより、圧入部を穴部に配置した際における圧入部の姿勢がより安定しやすくなる。
第１圧入テーパ面と開口テーパ面とが面接触する傾斜角としては、第１圧入テーパ面の傾斜角が、開口テーパ面の傾斜角と略同一である場合を例示することができる。

本発明の圧入装置は、上記本発明の圧入部を穴部に圧入する圧入装置であって、前記圧入部が挿通される挿通部を有するガイド部と、前記圧入部と前記ガイド部との隙間に配置され、弾性を有する保持部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、圧入部はガイド部により姿勢を支持されながら穴部に圧入される。そのため、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

上記発明においては、前記圧入部における前記穴部との接触面に油膜を形成する油膜形成部が、前記圧入部と前記ガイド部との隙間に設けられていることが望ましい。

本発明によれば、圧入部と穴部との接触面に油膜が形成されるため、油膜が形成されていない場合と比較して、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

本発明の圧入構造および圧入装置によれば、開口テーパ面よりも小さな傾斜角を有する第２圧入テーパ面を設けたことにより、圧入部を穴部に圧入する際に、圧入部の姿勢を矯正することができ、圧入力のバラツキを抑えることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る圧入ピン、圧入穴、および、圧入装置の構成を説明する模式図である。 図１の圧入ピンおよび圧入穴の構成を説明する部分拡大図である。 図２の圧入穴の別の実施例を説明する部分拡大図である。 図１の圧入装置における別の実施例を説明する模式図である。

この発明の一実施形態に係る圧入構造を有する圧入ピンおよび圧入穴、さらに、圧入ピンを圧入する圧乳装置について、図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る圧入ピン、圧入穴、および、圧入装置の構成を説明する模式図である。図２は、図１の圧入ピンおよび圧入穴の構成を説明する部分拡大図である。

本実施形態では、圧入部を、空気調和機のスクロール型圧縮機における自転防止機構に用いられる自転防止ピン（圧入ピン）に適用し、穴部をスクロール型圧縮機におけるハウジングに形成された圧入穴に適用して説明する。
なお、本願の発明は、さらに、スクロール型圧縮機におけるベアリングの圧入に適用することもでき、特に限定するものではない。

圧入装置１は、図１および図２に示すように、圧入ピン（圧入部）２を圧入穴（穴部）３に圧入するものである。
圧入装置１には、ガイド部４と、保持部（油膜形成部）５と、押圧部６と、が設けられている。

圧入ピン２は、上述のようにスクロール型圧縮機における自転防止ピンであって、図１および図２に示すように、略円柱状に形成されたものである。圧入ピン２を形成する材料としては、圧入穴３が形成されたケーシング３１を構成する材料よりも硬い材料が挙げられる。

さらに、圧入ピン２は、圧入穴３の径よりも大きな径を有するように形成されている。言い換えると、所定の圧入締め代を有するように形成されている。
なお、圧入ピン２と、圧入穴３との間の径の関係は、公知の関係を用いることができ、特に限定するものではない。

圧入ピン２における圧入方向の端部（図１の下側の端部）、言い換えると、圧入穴３側の端部には、図１および図２に示すように、第１ピン側テーパ面（第１圧入テーパ面）２１と、第２ピン側テーパ面（第２圧入テーパ面）２２と、が設けられている。

第１ピン側テーパ面２１は、図２に示すように、圧入ピン２の先端に向かって径が小さくなる面であって、第２ピン側テーパ面２２よりも圧入ピン２の先端側に形成された面である。

さらに、第１ピン側テーパ面２１は、第２ピン側テーパ面２２と比較して、圧入ピン２の中心軸線ＬＰに対する傾斜角が大きくなるように形成されている。同時に、穴側テーパ面３２と同じ傾斜角となるように形成されている。

本実施形態では、第１ピン側テーパ面２１における中心軸線ＬＰに対する傾斜角が約４５°の例に適用して説明する。

第２ピン側テーパ面２２は、図２に示すように、圧入ピン２の先端に向かって径が小さくなる面であって、圧入ピン２の先端との間に第１ピン側テーパ面２１が配置される位置に形成された面である。

さらに、第２ピン側テーパ面２２は、穴側テーパ面３２と比較して、圧入ピン２の中心軸線ＬＰに対する傾斜角が小さくなるように形成されている。言い換えると、第１ピン側テーパ面２１と比較して、傾斜角が小さくなるように形成されている。

本実施形態では、第２ピン側テーパ面２２における中心軸線ＬＰに対する傾斜角が約７°の例に適用して説明する。

圧入穴３は、図１および図２に示すように、上述のようにスクロール型圧縮機におけるケーシング（壁面）３１に、略円柱状に形成された穴であって、自転防止ピンである圧入ピン２が圧入される穴である。
圧入穴３を構成するケーシング３１を形成する材料としては、圧入ピン２を形成する材料よりも軟らかい材料が挙げられる。

さらに、圧入穴３は、圧入ピン２の径よりも小さな径を有するように形成されている。言い換えると、所定の圧入締め代を有するように形成されている。

圧入穴３における開口端（図２の上側の端部）には、穴の内部から開口端に向かって穴の径が大きくなる穴側テーパ面（開口テーパ面）３２が設けられている。

穴側テーパ面３２は、図２に示すように、第２ピン側テーパ面２２と比較して、圧入穴３の中心軸線ＬＨに対する傾斜角が大きくなるように形成されるとともに、第１ピン側テーパ面２１と略同じ傾斜角となるように形成されている。
なお、圧入ピン２を圧入穴３に圧入する際には、両者の中心軸線ＬＰ，ＬＨが略一致するようにして圧入が行われている。

本実施形態では、穴側テーパ面３２における中心軸線ＬＨに対する傾斜角が約４５°の例に適用して説明する。

図３は、図２の圧入穴の別の実施例を説明する部分拡大図である。
なお、上述の実施形態のように、第１ピン側テーパ面２１と、穴側テーパ面３２とが略同じ傾斜角を有していてもよいし、図３に示すように、穴側テーパ面３２が、第１ピン側テーパ面２１と比較して小さな傾斜角、例えば、約３０°や約１５°の傾斜角を有していてもよく、特に限定するものではない。

このようにすることで、穴側テーパ面３２の傾斜角が大きな場合と比較して、圧入時における圧入ピン２の姿勢を矯正しやすく、圧入力のバラツキを抑えることができる。

ガイド部４は、図１に示すように、保持部５とともに、圧入時における圧入ピン２自体を保持するとともに、圧入ピン２の姿勢を保持するものである。さらに、ガイド部４は、ケーシング３１における圧入穴３が形成された面から高さＨだけ離れた位置に配置されている。
ガイド部４には、圧入ピン２が挿通される挿通部４１と、保持部５がはめ込まれる溝部４２と、が設けられている。

挿通部４１は、図１に示すように、ガイド部４に形成された貫通孔であって、内部に圧入ピン２が挿通されるものである。さらに、挿通部４１は、挿通された圧入ピン２との間にクリアランスＣが形成される径に形成されている。

溝部４２は、図１に示すように、挿通部４１における内周面に形成された溝であって、径方向外側に向かって凹むとともに、周方向に延びる溝である。

保持部５は、図１に示すように、ガイド部４の溝部４２に配置され、圧入時における圧入ピン２自体を保持するとともに、圧入ピン２の姿勢を保持するものである。
保持部５は、断面が円状に形成されるとともにリング状、言い換えるとＯリング状に形成された部材であって、弾性を有する材料から形成された部材である。

さらに、保持部５を形成する材料に、親油性や吸油性などを有するものが用いられている。
このようにすることで、保持部５は、圧入ピン２自体の保持および姿勢の保持を行うとともに、圧入ピン２の側面、つまり圧入穴３との接触面に油膜を形成することができる。そのため、油膜が形成されていない場合と比較して、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

押圧部６は、図１に示すように、圧入ピン２における圧入穴３から離れた側の端部（図１の上側の端部）と接触し、圧入ピン２を圧入穴３に向かって押圧するものである。
なお、押圧部６としては公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなる圧入装置１用いて圧入ピン２を圧入穴３に圧入する方法について、図１を参照しながら説明する。

圧入作業が行われる前に、圧入ピン２に塗布される油が保持部５に含浸される。具体的には、保持部５に油をさすことにより含浸させてもよいし、保持部５を油に浸すことにより含浸させてもよく、特に限定するものではない。

その後、ガイド部４の挿通部４１に圧入ピン２が上方から下方に向かって挿通される。このとき、圧入ピン２は保持部５と接触しながら下方に向かって挿通されるため、保持部５に含浸されている油が、圧入ピン２における保持部５との接触面に塗布される。言い換えると、圧入ピン２における圧入穴３との接触面に油膜が形成される。

ガイド部４に挿通された圧入ピン２は、先端が圧入穴３に差し込まれる。具体的には、圧入ピン２における少なくとも第１ピン側テーパ面２１が、圧入穴３の少なくとも穴側テーパ面３２に差し込まれる。

このとき、ガイド部４の挿通部４１と圧入ピン２との間のクリアランスＣと、ケーシング３１における圧入穴３が形成された面からガイド部４までの高さＨと、が以下の式で規定する関係を満たしている。

Ｈ≦２Ｃ／（ｔａｎθ）
θは第２ピン側テーパ面２２における中心軸線ＬＰに対する傾斜角である。図２に示す実施形態ではθ＝７°の例に対応している。

そのため、圧入ピン２の中心軸線ＬＰと、圧入穴３の中心軸線ＬＨとは、所定の位置関係となるように配置される。
具体的には、中心軸線ＬＰと中心軸線ＬＨとが平行な位置関係あるにおけるズレが所定の範囲に収まるとともに、中心軸線ＬＰと中心軸線ＬＨとが交差する位置関係における交差する傾きが所定の範囲に収まる位置関係となるように、圧入穴３に対して圧入ピン２が配置される。

このようにすることで、圧入ピン２はガイド部４により姿勢を支持されながら圧入穴３に圧入される。そのため、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

そして、押圧部６により圧入ピン２の圧入が行われる。具体的には、圧入ピン２における圧入穴３から離れた側（図１の上側）の端部に押圧部６が当接され、押圧部６により圧入ピン２は圧入穴３に向けて押圧される。

圧入の初期段階において圧入ピン２は、第１ピン側テーパ面２１において穴側テーパ面３２と接触しており、その後に、第２ピン側テーパ面２２と穴側テーパ面３２とが接触する。
第２ピン側テーパ面２２は、傾斜角が約７°と小さいため、圧入ピン２を圧入穴３に圧入する際において圧入ピン２の姿勢が乱れても、所定の姿勢に矯正することができる。

圧入ピン２の圧入は、圧入穴３に対して所定の深さまで圧入されることにより終了する。

上記の構成によれば、穴側テーパ面３２よりも小さな傾斜角を有する第２ピン側テーパ面２２が圧入ピン２に設けられているため、圧入ピン２におけるテーパ面が形成された領域が長くなるとともに、傾斜角を小さくすることができる。そのため、圧入ピン２を圧入穴３に圧入する際に、圧入ピン２の姿勢を所定の姿勢に矯正することができ、圧入時における圧入力のバラツキを抑えることができる。

さらに、第２ピン側テーパ面２２よりも傾斜角が大きな第１ピン側テーパ面２１を、圧入ピン２の先端側に設けたことにより、圧入ピン２を圧入穴３に配置した際における圧入ピン２の姿勢が安定しやすくなり、圧入ピン２の姿勢の乱れを抑制することができる。
具体的には、第１ピン側テーパ面２１と穴側テーパ面３２とを面接触させることにより、圧入ピン２を圧入穴３に配置した際における圧入ピン２の姿勢がより安定しやすくなる。

図４は、図１の圧入装置における別の実施例を説明する模式図である。
なお、上述の実施形態のように、保持部５に含浸された油のみを用いて圧入ピン２に油膜を形成してもよいし、図４に示すように、ガイド部４の溝部４２などに油を供給する油供給部１０５が設けられていてもよく、特に限定するものではない。
このようにすることで、油供給部１０５から保持部５に油を供給することができ、作業者が保持部５に油を含浸させる作業を省略することができる。

１ 圧入装置
２ 圧入ピン（圧入部）
３ 圧入穴（穴部）
４ ガイド部
５ 保持部（油膜形成部）
２１ 第１ピン側テーパ面（第１圧入テーパ面）
２２ 第２ピン側テーパ面（第２圧入テーパ面）
３１ ケーシング（壁面）
３２ 穴側テーパ面（開口テーパ面）
４１ 挿通部

Claims (4)

1. 壁面に形成された穴であって、開口側に向かって前記穴の径が大きくなる開口テーパ面を有する穴部と、
   該穴部に圧入される側の先端側から順に、先端に向かって径が小さくなる第１圧入テーパ面および第２圧入テーパ面を有する圧入部と、
   が設けられ、
   前記第２圧入テーパ面は前記開口テーパ面よりも小さな傾斜角を有し、
   前記第１圧入テーパ面は前記第２圧入テーパ面よりも傾斜角が大きいことを特徴とする圧入構造。
2. 前記第１圧入テーパ面は、前記開口テーパ面と面接触する傾斜角を有することを特徴とする請求項１記載の圧入構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧入部を穴部に圧入する圧入装置であって、
   前記圧入部が挿通される挿通部を有するガイド部と、
   前記圧入部と前記ガイド部との隙間に配置され、弾性を有する保持部と、
   が設けられていることを特徴とする圧入装置。
4. 前記圧入部における前記穴部との接触面に油膜を形成する油膜形成部が、前記圧入部と前記ガイド部との隙間に設けられていることを特徴とする請求項３記載の圧入装置。

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