JP2011160510A - Shrinkage fitting device, shrinkage fitting method, and shrinkage fitting sintered compact - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータのステータとステータがその内径部ないし内部に固定されるフレームとの焼嵌め装置、焼嵌め工法および焼嵌め締結体に関する。 The present invention relates to a shrink-fitting device, a shrink-fitting method, and a shrink-fitting fastening body between a stator of a motor and a frame in which the stator is fixed to the inner diameter portion or inside thereof.
従来、この種のステータとフレームとの焼嵌め工法および焼嵌め締結体としては、特許文献1に開示されたものがある。このものは、モータの軸心に直角な断面が略T字状の電磁鋼板を積層して分割コアを形成するとともに、T字の縦棒に相当する磁脚部にコイルを巻回し、複数の分割コアのT字の横棒を密着させて円筒状とした後、T字の横棒に相当するステータヨークの密着部をビード溶接して一体型のステータとし、フレームに焼嵌めして焼嵌め締結体を製造するものである。
Conventionally, as a shrink-fit method and a shrink-fit fastening body of this type of stator and frame, there is one disclosed in
しかしながら、特許文献1に示されるステータ(複数の分割コア)とフレームとの焼嵌め工法および焼嵌め締結体は、従来の円筒形ステータをあえて分割して分割コアとなし、最大限の巻線占積率が得られているにもかかわらず、複数のステータヨークの密着部をビード溶接して一体化している。すなわち、分割コアの数と分割コアの軸方向長さとの積によって表される総延長を有するステータヨークの密着部の接合を、高コストなビード溶接で行わなければならず、非常に高価なステータになり、ひいてはステータとフレームとの焼嵌め締結体が非常に高価になってしまうという問題があった。
However, the stator (multiple divided cores) and frame shrink-fitting method and shrink-fitted fasteners shown in
上記問題点に鑑み、本発明の課題は、コイルが巻回された分割コアが、溶接、接着等で一体化される工程を経ずに分割されたままフレームに焼嵌めされる、低コストな焼嵌め装置及び焼嵌め工法を提供することである。 In view of the above-mentioned problems, the problem of the present invention is that the split core around which the coil is wound is shrink-fitted to the frame while being split without going through the process of being integrated by welding, adhesion, etc. It is to provide a shrink fitting device and a shrink fitting method.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、水平面に載置されて装置全体の土台を形成する第1プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第1ガイド部材と、前記第1プレート部材上に立設される第1円柱と前記第1円柱の上端面に立設される第2円柱とを有する円柱部材と、垂直方向へスライド自在に前記第1ガイド部材にガイドされる第2プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第2ガイド部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有するとともに垂直方向へスライド自在に前記第2ガイド部材にガイドされ前記第2ガイド部材の上方端に固定された規制部材によって垂直方向上方へのスライドが規制されるリング部材と、前記第1プレート部材と前記リング部材との間に介装されて前記リング部材を垂直方向上方へ付勢する第1付勢部材と、前記リング部材の前記テーパ状内孔と係合するテーパ部と前記規制部材が当接する上方端面から垂直方向下方へ延びる内孔と前記内孔の下端から垂直方向下方へ向かって拡径するテーパ状内孔とを有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記リング部材の前記テーパ状内孔に嵌入される外径保持爪と、前記円柱部材が嵌入される案内孔を有する円筒部と前記円筒部の上方に形成されて前記外径保持爪を半径方向へスライド自在にガイドするガイド部とを有する円筒ガイド部材と、軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で複数の第2付勢部材を介して半径方向へ拡径するように前記第2円柱部材に装着される分割中空円筒状の内径保持爪とを備え、垂直方向下方へ開口するとともに所定温度に加熱された円筒状のフレームが前記第2プレート部材に懸垂され、コイルが巻回されるとともに全体でステータを構成する複数の分割コアが前記外径保持爪と前記内径保持爪との間に両爪と同心的に配設され、前記第2プレート部材が垂直方向下方へ所定距離下降すると、前記第2プレート部材に設けられたロッド部材が前記リング部材を垂直方向下方へスライドさせるとともに前記複数の分割コアが前記フレーム内に所定寸法嵌入され、さらに前記リング部材が垂直方向下方へスライドすると、前記外径保持爪が半径方向へスライドしつつ前記複数の分割コアの下方端面から離脱して前記複数の分割コアが前記フレーム内に没入する焼嵌め装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
また、請求項2の発明は、水平面に載置されて装置全体の土台を形成する第1プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第1ガイド部材と、前記第1プレート部材上に立設される円筒部材と、垂直方向へスライド自在に前記第1ガイド部材にガイドされる第2プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第2ガイド部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有するとともに垂直方向へスライド自在に前記第2ガイド部材にガイドされ前記第2ガイド部材の上方端に固定された規制部材によって垂直方向上方へのスライドが規制されるリング部材と、前記第1プレート部材と前記リング部材との間に介装されて前記リングを垂直方向上方へ付勢する第1付勢部材と、前記リング部材の前記テーパ状内孔と係合するテーパ部と前記規制部材が当接する上方端面から垂直方向下方へ延びる内孔と前記内孔の下方端から垂直方向下方へ向かって拡径するテーパ状内孔とを有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記リング部材の前記テーパ状内孔に嵌入される外径保持爪と、前記円筒部材が嵌入される案内孔を有する円筒部と前記円筒部の上方端に形成されて前記外径保持爪を半径方向へスライド自在にガイドするガイド部とを有する円筒ガイド部材と、前記リング部材から前記円筒部材の軸心方向へ延在する駆動部材に垂直方向へスライド自在に保持される保持軸と前記保持軸の下方端に設けられて前記保持軸より半径方向寸法が大きい規制部と前記保持軸の上方端に設けられて垂直方向上方へ向かって拡径するテーパ軸とを有する段付きテーパ軸部材と、前記駆動部材と前記段付きテーパ軸部材との間に介装されて前記段付きテーパ軸部材を垂直方向上方へ付勢する第2付勢部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記テーパ軸と係合する内径保持爪とを備え、垂直方向下方へ開口するとともに所定温度に加熱された円筒状のフレームが前記第2プレート部材に懸垂され、コイルが巻回されるとともに全体でステータを構成する複数の分割コアが前記外径保持爪と前記内径保持爪との間に両爪と同心的に配設され、前記第2プレート部材が垂直方向下方へ所定距離スライドすると、前記第2プレート部材に設けられたロッド部材が前記リング部材を垂直方向下方へスライドさせるとともに前記複数の分割コアが前記フレーム内に所定寸法嵌入され、さらに前記駆動部材が前記規制部に当接することで前記内径保持爪と前記段付きテーパ軸部材とが前記第2付勢部材の付勢力に抗して前記ステータの内周部を垂直方向下方へスライドするとともにさらに前記リング部材が垂直方向下方へスライドし、前記リング部材の垂直方向下方へのスライドに伴って前記外径保持爪が半径方向へスライドしつつ前記複数の分割コア下方端面から離脱して前記複数の分割コアが前記フレーム内に没入する焼嵌め装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a first plate member that is placed on a horizontal plane to form a base of the entire apparatus, a plurality of first guide members that are erected on the first plate member, and the first A cylindrical member standing on the plate member, a second plate member guided by the first guide member so as to be slidable in the vertical direction, and a plurality of second guide members standing on the first plate member And a vertically extending upper portion by a restricting member that is guided by the second guide member so as to be slidable in the vertical direction and fixed to the upper end of the second guide member. A ring member that is restricted from sliding on the first member, a first urging member that is interposed between the first plate member and the ring member and urges the ring upward in a vertical direction, and the ring member Te A tapered portion that engages with the inner hole, an inner hole that extends vertically downward from an upper end surface with which the restricting member abuts, and a tapered inner hole that expands downward in the vertical direction from the lower end of the inner hole. An outer diameter holding claw that is divided at an equal angle on a horizontal plane by a plurality of vertical planes that pass through the shaft center and that is fitted into the tapered inner hole of the ring member in a state where the divided surfaces are close to each other, and the cylindrical member A cylindrical guide member having a cylindrical portion having a guide hole into which the guide member is inserted, and a guide portion formed at an upper end of the cylindrical portion to guide the outer diameter holding claw so as to be slidable in a radial direction; A holding shaft that is slidably held in a vertical direction by a drive member that extends in the axial direction of the cylindrical member, a restricting portion that is provided at a lower end of the holding shaft and has a larger radial dimension than the holding shaft, and the holding shaft On the upper edge of And a stepped taper shaft member having a taper shaft that expands upward in the vertical direction, and is interposed between the drive member and the step taper shaft member to vertically extend the step taper shaft member. A second urging member that urges upward in the direction and a tapered inner hole that decreases in the vertical direction downward, and is divided at equal angles on the horizontal plane by a plurality of vertical planes that pass through the axial center Is provided with an inner diameter holding claw that engages with the taper shaft in a state of being close to each other, and a cylindrical frame that opens downward in the vertical direction and is heated to a predetermined temperature is suspended from the second plate member, so that the coil is wound. And a plurality of divided cores constituting the stator as a whole are disposed concentrically with the claws between the outer diameter holding claws and the inner diameter holding claws, and the second plate member moves vertically downward by a predetermined distance. Slide forward A rod member provided on the second plate member slides the ring member downward in the vertical direction, the plurality of split cores are fitted into the frame with predetermined dimensions, and the driving member abuts against the restricting portion. The inner diameter holding claw and the stepped taper shaft member slide the inner peripheral portion of the stator downward in the vertical direction against the biasing force of the second biasing member, and the ring member further in the vertical downward direction. As the ring member slides downward in the vertical direction, the outer diameter holding claws slide in the radial direction while detaching from the lower end surfaces of the plurality of split cores, and the plurality of split cores are immersed in the frame. This is a shrink fitting device.
請求項3の発明は、水平面に載置されて装置全体の土台を形成する第1プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第1ガイド部材と、前記第1プレート部材上に立設される第1円柱と前記第1円柱の上端面に立設される第2円柱とを有する円柱部材と、垂直方向へスライド自在に前記第1ガイド部材にガイドされる第2プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第2ガイド部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有するとともに垂直方向へスライド自在に前記第2ガイド部材にガイドされ前記第2ガイド部材の上方端に固定された規制部材によって垂直方向上方へのスライドが規制されるリング部材と、前記第1プレート部材と前記リング部材との間に介装されて前記リング部材を垂直方向上方へ付勢する第1付勢部材と、前記リング部材の前記テーパ状内孔と係合するテーパ部と前記規制部材が当接する上方端面から垂直方向下方へ延びる内孔と前記内孔の下端から垂直方向下方へ向かって拡径するテーパ状内孔とを有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記リング部材の前記テーパ状内孔に嵌入される外径保持爪と、前記円柱部材が嵌入される案内孔を有する円筒部と前記円筒部の上方に形成されて前記外径保持爪を半径方向へスライド自在にガイドするガイド部とを有する円筒ガイド部材と、軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で複数の第2付勢部材を介して半径方向へ拡径するように前記第2円柱部材に装着される分割中空円筒状の内径保持爪とを備え、垂直方向下方へ開口するとともに所定温度に加熱された円筒状のフレームが前記第2プレート部材に懸垂され、コイルが巻回されるとともに全体でステータを構成する複数の分割コアが前記外径保持爪と前記内径保持爪との間に両爪と同心的に配設され、前記第2プレート部材が垂直方向下方へ所定距離下降すると、前記第2プレート部材に設けられたロッド部材が前記リング部材を垂直方向下方へスライドさせるとともに前記複数の分割コアが前記フレーム内に所定寸法嵌入され、さらに前記リング部材が垂直方向下方へスライドすると、前記外径保持爪が半径方向へスライドしつつ前記複数の分割コアの下方端面から離脱して前記複数の分割コアが前記フレーム内に没入する焼嵌め工法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a first plate member that is placed on a horizontal plane to form a base of the entire apparatus, a plurality of first guide members that are erected on the first plate member, and the first plate member. A columnar member having a first column standing upright and a second column standing upright on the upper end surface of the first column, and a second plate guided by the first guide member slidably in the vertical direction A member, a plurality of second guide members erected on the first plate member, and a tapered inner hole whose diameter is reduced downward in the vertical direction and slidable in the vertical direction to the second guide member A ring member that is guided and regulated to slide upward in the vertical direction by a regulating member fixed to the upper end of the second guide member, and is interposed between the first plate member and the ring member, and the ring Hanging a member A first urging member that urges upward in the direction, a tapered portion that engages with the tapered inner hole of the ring member, an inner hole that extends vertically downward from an upper end surface with which the restricting member abuts, and the inner hole The ring member is divided into equal angles on a horizontal plane by a plurality of vertical planes having a tapered inner hole whose diameter expands downward from the lower end in the vertical direction and passes through the axial center, and in the state where the division planes are close to each other. An outer diameter holding claw inserted into the tapered inner hole, a cylindrical part having a guide hole into which the columnar member is inserted, and a guide formed so as to be slidable in the radial direction in the radial direction. And a cylindrical guide member having a guide portion that is divided into a uniform angle on a horizontal plane by a plurality of vertical planes passing through the axis and in a radial direction via a plurality of second urging members in a state in which the division surfaces are close to each other To expand the diameter A split hollow cylindrical inner diameter holding claw attached to the second columnar member, and a cylindrical frame that opens downward in the vertical direction and is heated to a predetermined temperature is suspended from the second plate member; A plurality of divided cores that are wound and constitute a stator as a whole are disposed concentrically with both claws between the outer diameter holding claws and the inner diameter holding claws, and the second plate member is moved downward in the vertical direction. When lowered by a predetermined distance, the rod member provided on the second plate member slides the ring member downward in the vertical direction, the plurality of divided cores are inserted into the frame by a predetermined size, and the ring member is further moved in the vertical direction. When sliding downward, the outer diameter retaining claws slide away from the lower end surfaces of the plurality of split cores while sliding in the radial direction, so that the plurality of split cores are within the frame. It is an immersive shrink fitting method.
また、請求項4の発明は、水平面に載置されて装置全体の土台を形成する第1プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第1ガイド部材と、前記第1プレート部材上に立設される円筒部材と、垂直方向へスライド自在に前記第1ガイド部材にガイドされる第2プレート部材と、前記第1プレート部材上に立設される複数の第2ガイド部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有するとともに垂直方向へスライド自在に前記第2ガイド部材にガイドされ前記第2ガイド部材の上方端に固定された規制部材によって垂直方向上方へのスライドが規制されるリング部材と、前記第1プレート部材と前記リング部材との間に介装されて前記リングを垂直方向上方へ付勢する第1付勢部材と、前記リング部材の前記テーパ状内孔と係合するテーパ部と前記規制部材が当接する上方端面から垂直方向下方へ延びる内孔と前記内孔の下方端から垂直方向下方へ向かって拡径するテーパ状内孔とを有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記リング部材の前記テーパ状内孔に嵌入される外径保持爪と、前記円筒部材が嵌入される案内孔を有する円筒部と前記円筒部の上方端に形成されて前記外径保持爪を半径方向へスライド自在にガイドするガイド部とを有する円筒ガイド部材と、前記リング部材から前記円筒部材の軸心方向へ延在する駆動部材に垂直方向へスライド自在に保持される保持軸と前記保持軸の下方端に設けられて前記保持軸より半径方向寸法が大きい規制部と前記保持軸の上方端に設けられて垂直方向上方へ向かって拡径するテーパ軸とを有する段付きテーパ軸部材と、前記駆動部材と前記段付きテーパ軸部材との間に介装されて前記段付きテーパ軸部材を垂直方向上方へ付勢する第2付勢部材と、垂直方向下方へ向かって縮径するテーパ状内孔を有し軸心を通る複数の垂直平面によって水平面上で均等角度に分割されるとともに分割面が近接した状態で前記テーパ軸と係合する内径保持爪とを備え、垂直方向下方へ開口するとともに所定温度に加熱された円筒状のフレームが前記第2プレート部材に懸垂され、コイルが巻回されるとともに全体でステータを構成する複数の分割コアが前記外径保持爪と前記内径保持爪との間に両爪と同心的に配設され、前記第2プレート部材が垂直方向下方へ所定距離スライドすると、前記第2プレート部材に設けられたロッド部材が前記リング部材を垂直方向下方へスライドさせるとともに前記複数の分割コアが前記フレーム内に所定寸法嵌入され、さらに前記駆動部材が前記規制部に当接することで前記内径保持爪と前記段付きテーパ軸部材とが前記第2付勢部材の付勢力に抗して前記ステータの内周部を垂直方向下方へスライドするとともにさらに前記リング部材が垂直方向下方へスライドし、前記リング部材の垂直方向下方へのスライドに伴って前記外径保持爪が半径方向へスライドしつつ前記複数の分割コア下方端面から離脱して前記複数の分割コアが前記フレーム内に没入する焼嵌め工法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first plate member that is placed on a horizontal plane and forms a base of the entire apparatus, a plurality of first guide members that are erected on the first plate member, and the first A cylindrical member standing on the plate member, a second plate member guided by the first guide member so as to be slidable in the vertical direction, and a plurality of second guide members standing on the first plate member And a vertically extending upper portion by a restricting member that is guided by the second guide member so as to be slidable in the vertical direction and fixed to the upper end of the second guide member. A ring member that is restricted from sliding on the first member, a first urging member that is interposed between the first plate member and the ring member and urges the ring upward in a vertical direction, and the ring member Te A tapered portion that engages with the inner hole, an inner hole that extends vertically downward from an upper end surface with which the restricting member abuts, and a tapered inner hole that expands downward in the vertical direction from the lower end of the inner hole. An outer diameter holding claw that is divided at an equal angle on a horizontal plane by a plurality of vertical planes that pass through the shaft center and that is fitted into the tapered inner hole of the ring member in a state where the divided surfaces are close to each other, and the cylindrical member A cylindrical guide member having a cylindrical portion having a guide hole into which the guide member is inserted, and a guide portion formed at an upper end of the cylindrical portion to guide the outer diameter holding claw so as to be slidable in a radial direction; A holding shaft that is slidably held in a vertical direction by a drive member that extends in the axial direction of the cylindrical member, a restricting portion that is provided at a lower end of the holding shaft and has a larger radial dimension than the holding shaft, and the holding shaft On the upper edge of And a stepped taper shaft member having a taper shaft that expands upward in the vertical direction, and is interposed between the drive member and the step taper shaft member to vertically extend the step taper shaft member. A second urging member that urges upward in the direction and a tapered inner hole that decreases in the vertical direction downward, and is divided at equal angles on the horizontal plane by a plurality of vertical planes that pass through the axial center Is provided with an inner diameter holding claw that engages with the taper shaft in a state of being close to each other, and a cylindrical frame that opens downward in the vertical direction and is heated to a predetermined temperature is suspended from the second plate member, so that the coil is wound. And a plurality of divided cores constituting the stator as a whole are disposed concentrically with the claws between the outer diameter holding claws and the inner diameter holding claws, and the second plate member moves vertically downward by a predetermined distance. Slide forward A rod member provided on the second plate member slides the ring member downward in the vertical direction, the plurality of split cores are fitted into the frame with predetermined dimensions, and the driving member abuts against the restricting portion. The inner diameter holding claw and the stepped taper shaft member slide the inner peripheral portion of the stator downward in the vertical direction against the biasing force of the second biasing member, and the ring member further in the vertical downward direction. As the ring member slides downward in the vertical direction, the outer diameter holding claws slide in the radial direction while detaching from the lower end surfaces of the plurality of split cores, and the plurality of split cores are immersed in the frame. This is a shrink fitting method.
また、請求項5の発明は、請求項3または請求項4の工法によって製造される、前記複数の分割コアと前記フレームとの焼嵌め締結体である。
In addition, the invention of
請求項1の発明によれば、ロッド部材がリング部材を押圧して外径保持爪の緊縛力がなくなる前に、フレーム内径部が複数の分割コアに所定距離嵌入を終了しているため、複数の分割コアで形成される円筒の外径が常にフレーム内径に倣い、複数の分割コアがフレームと精度よく低コストに焼嵌めされる焼嵌め装置を提供できる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、ロッド部材がリング部材を押圧して外径保持爪の緊縛力がなくなる前に、フレーム内径部が複数の分割コアに所定距離嵌入を終了しているため、複数の分割コアで形成される円筒の外径が常にフレーム内径に倣い、さらに、駆動部材が内径保持爪の拡張力を調整していくため、フレームが外径保持爪に接触することなく外径保持爪が直方向下方に離脱する。このため、複数の分割コアがフレームと精度よく低コストに焼嵌めされる焼嵌め装置を提供できる。 According to the second aspect of the present invention, since the inner diameter portion of the frame has finished the predetermined distance insertion into the plurality of divided cores before the rod member presses the ring member and the binding force of the outer diameter holding claw is lost, a plurality of The outer diameter of the cylinder formed by the split core always follows the inner diameter of the frame, and the drive member adjusts the expansion force of the inner diameter holding claw so that the frame can be held without contacting the outer diameter holding claw. The nail is released in the downward direction. For this reason, it is possible to provide a shrink-fitting device in which a plurality of divided cores are shrink-fitted with a frame with high accuracy and low cost.
請求項3の発明によれば、ロッド部材がリング部材を押圧して外径保持爪の緊縛力がなくなる前に、フレーム内径部が複数の分割コアに所定距離嵌入を終了しているため、複数の分割コアで形成される円筒の外径が常にフレーム内径に倣い、複数の分割コアがフレームと精度よく低コストに焼嵌めされる焼嵌め工法を提供できる。 According to the third aspect of the present invention, since the inner diameter portion of the frame has finished the predetermined distance insertion into the plurality of divided cores before the rod member presses the ring member and the binding force of the outer diameter holding claw is eliminated, It is possible to provide a shrink fitting method in which the outer diameter of the cylinder formed by the divided cores always follows the inner diameter of the frame, and the plurality of divided cores are shrink fitted with the frame with high accuracy and low cost.
請求項4の発明によれば、ロッド部材がリング部材を押圧して外径保持爪の緊縛力がなくなる前に、フレーム内径部が複数の分割コアに所定距離嵌入を終了しているため、複数の分割コアで形成される円筒の外径が常にフレーム内径に倣い、さらに、駆動部材が内径保持爪の拡張力を調整していくため、フレームが外径保持爪に接触することなく外径保持爪が直方向下方に離脱する。このため、複数の分割コアがフレームと精度よく低コストに焼嵌めされる焼嵌め工法を提供できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the inner diameter portion of the frame has finished the predetermined distance insertion into the plurality of divided cores before the rod member presses the ring member and the binding force of the outer diameter holding claws disappears, The outer diameter of the cylinder formed by the split core always follows the inner diameter of the frame, and the drive member adjusts the expansion force of the inner diameter holding claw so that the frame can be held without contacting the outer diameter holding claw. The nail is released in the downward direction. For this reason, it is possible to provide a shrink fitting method in which a plurality of divided cores are shrink fitted with a frame with high accuracy at low cost.
請求項5の発明によれば、請求項3または請求項4の工法によって複数の分割コアとフレームとを焼嵌めするため、低コストの焼嵌め締結体を提供できる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態の焼嵌め工法および焼嵌め締結体を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a shrink-fitting method and a shrink-fitting fastener according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態に係る焼嵌め装置を示す。 FIG. 1 shows a shrink-fitting device according to the first embodiment.
図1に示すように、水平面に載置された板状の第1プレート部材11上の両端付近に、2本の細い円柱状の第1ガイド部材12が立設固定されている。
As shown in FIG. 1, two thin cylindrical
第1プレート部材11上の中心部には、第1円柱14が立設固定されるとともに、第1円柱14の上方端面14aには、第1円柱14と同軸に第2円柱15が固定されている。第2円柱15の円周上4箇所に90°間隔で2段にわたってスプリング(第2付勢部材)52が配設され、4個の内径保持爪22を半径方向外方へ付勢している。
A
内径保持爪22は、中空円筒をその軸心で交わる4個の垂直平面で均等に4つ割りにした瓦形状である。
The inner
第1ガイド部材12の上方端部には、第2プレート部材18が垂直方向にスライド自在に配設されている。第2プレート部材18は、プレス機等に接続され、上下にスライドする。第2プレート部材18の中心部には、所定温度(本実施形態においては、約270℃)に昇温されたアルミニウム合金製の円筒形のフレーム6が懸垂されている。なお、第1プレート部材11と第2プレート部材18との間にスプリングを介装し、第2プレート部材18の垂直方向上方へのスライドを助勢してもよい。
A
第1プレート部材11上で第1円柱14の軸心に対称に4本の細い円柱状の第2ガイド部材16が立設固定されている。第2ガイド部材16には、リング部材17が垂直方向にスライド自在にガイドされている。第1プレート部材11とリング部材17との間に介装されたスプリング51(第1付勢部材)によって、リング部材17が垂直方向上方へ付勢されているが、第2ガイド部材16の上方端部に固定された規制部材16aによって、後述する外径保持爪20を介して垂直方向上方へのスライド量が規制されている。
Four thin cylindrical
図2および図3に示すように、リング部材17は、第2ガイド部材16にガイドされる4箇所のガイド穴17aを有する中空円板である。上方端面17b寄りの内周面17cに、垂直方向下方に向かって縮径するテーパ状内孔17dを有するリング状突起17eが一体的に形成されていて、後述する外径保持爪20と楔係合する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図1、図4、図5および図6に示すように、外径保持爪20は、垂直方向下方に向かって縮径する中空円錐台をその軸心で交わる4個の垂直平面で均等に4つ割りにした形状である。外周部には、リング部材17のテーパ状内孔17dと楔係合するテーパ面20aが形成されている。また、内周部には、複数の分割コア5の外周部と嵌合する内孔20bが上方端面20cから垂直方向下方に向かって形成されている。また、内孔20bの下方端部から連続して拡径するテーパ状内孔20dが形成されている。テーパ面20aがリング部材17のテーパ状内孔17dと楔係合している場合には、隣合う分割面20e間に隙間が生じている。各外径保持爪20の下方端部には、逆T字状突条20fが形成されている。
As shown in FIGS. 1, 4, 5, and 6, the outer
外径保持爪20の上方端面20cが第2ガイド部材16の上方端部に固定された規制部材16aと当接し、外径保持爪20のテーパ面20aがリング部材17のテーパ状内孔17dと係合しているため、リング部材17の垂直方向上方へのスライド量は、外径保持爪20を介して間接的に規制されている。
The
図1、図7および図8に示すように、外径保持爪20の垂直方向下方側には、鍔付き円筒形状の円筒ガイド部材21が配設されている。円筒ガイド部材21の上方端部の鍔部21aには、外径保持爪20の逆T字状突条20fが嵌入されて外径保持爪20を半径方向にスライド自在に保持するためのT溝21b(保持部)が円周上4箇所に90°間隔で形成されている。T溝21bの垂直方向下方側に連続して案内孔21cを有する円筒部21dが形成されていて、案内孔21cが第1円柱14の外周部14bと嵌合する。
As shown in FIGS. 1, 7, and 8, a
つぎに、第1実施形態の焼嵌め工法のプロセスを説明する。 Below, the process of the shrink-fitting method of 1st Embodiment is demonstrated.
図1に示すように、第2プレート部材18の中心部には、所定温度(本実施形態においては、約270℃)に昇温されたアルミニウム合金製の円筒形のフレーム6が懸垂されているとともに、スプリング52で半径方向外方へ付勢された内径保持爪22に保持されかつ外径保持爪20に保持された複数の分割コア5が、第1円柱14の上方端面14aに載置されている。
As shown in FIG. 1, a
第2プレート部材18を下降させていくと、まずフレーム6の内周面6aが複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aに所定寸法だけ嵌り込む。この状態で、複数の分割コア5は、フレーム6の内周面6aでガイドされた形になり、複数の分割コア5とフレーム6との位置ずれが発生しない。
When the
さらに第2プレート部材18を下降させていくと、第2プレート部材18に設けられたロッド部材42がリング部材17の上方端面17bに当接し、スプリング51の付勢力に抗してリング部材17を下方に押し下げる。リング部材17の下方へのスライドに伴い、外径保持爪20が下方へスライドする。
When the
外径保持爪20のテーパ状内孔20dの下方端部20d1が第1円柱14の上方辺部14cに達しさらに下降すると、テーパ状内孔20dと上方辺部14cとのカム作用によって、外径保持爪20が半径方向外方に押し広げられるように円筒ガイド部材21に対してスライドする。
When the lower end portion 20d1 of the tapered
さらに第2プレート部材18を下降させていくと、外径保持爪20の内孔20bが第1円柱14のガイド面14bに嵌り込むとともに複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aから離脱する。この状態では、複数の分割コア5は、フレーム6の内周面でガイドされた形になり、複数の分割コア5とフレーム6との位置ずれは発生していない。
When the
さらに第2プレート部材18を下降させていくと、複数の分割コア5がフレーム6内に完全に入り込む。
When the
外径保持爪20が複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aから完全に離脱した状態で第2プレート部材18を静止させ所定時間保持すると、アルミニウム合金製のフレーム6が自然冷却されて収縮し、所定時間経過すると複数の分割コア5とフレーム6との焼嵌めが完了する。
When the
焼嵌め完了後、第2プレート部材18を上昇させると、複数の分割コア5の内周面5bと内径保持爪22との摩擦係合力が複数の分割コア5とフレーム6との焼嵌め係合力よりはるかに小さいため、複数の分割コア5とフレーム6とが一体のまま内径保持爪22から離脱し、第2プレート部材18が図1の初期状態に戻り、焼嵌め作業が終了する。
When the
第1実施形態によれば、外径保持爪20と内径保持爪22とによって複数の分割コア5を保持し、フレーム6の下降に伴ってフレーム6の内周面6aが複数の分割コア5の外周面5aをガイドしつつ外径保持爪20が複数の分割コア5の外周面5aから離脱していくため、溶接や接着によって複数の分割コア5をあらかじめ一体化しておく必要がなく、複数の分割コア5が分割されたままで低コストに精度よく焼嵌めが可能となる。
According to the first embodiment, the plurality of divided
つぎに、第2実施形態について、図9に基いて説明する。なお、図9において、第1実施形態と同一形状、機能のものは、図1と同じ符号を付し、説明は省略する。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 9, components having the same shape and function as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
第2実施形態においては、リング部材117から円筒部材114の軸心方向へ延在する駆動部材117fに垂直方向へスライド自在に保持される保持軸115aと保持軸115aの下方端に設けられて保持軸115aより半径方向寸法が大きい規制部115bと保持軸115aの上方端に設けられて垂直方向上方へ向かって拡径するテーパ軸115cとを有する段付きテーパ軸部材115が設けられ、内径保持爪122のテーパ状内孔122aとテーパ軸115cとが楔係合している。
In the second embodiment, a holding
段付きテーパ軸部材115と駆動部材117fとの間には、スプリング152が介装され、駆動部材117fに対して垂直上方に段付きテーパ軸部材115を付勢している。
A
つぎに、第2実施形態の焼嵌め工法のプロセスを説明する。 Below, the process of the shrink-fitting method of 2nd Embodiment is demonstrated.
図9に示すように、第2プレート部材18の中心部には、所定温度(本実施形態においては、約270℃)に昇温されたアルミニウム合金製の円筒形のフレーム6が懸垂されているとともに、段付きテーパ軸部材115のテーパ軸115cと楔係合する内径保持爪122に保持されかつ外径保持爪20に保持された複数の分割コア5が、円筒部材114の上方端面114aに載置されている。
As shown in FIG. 9, a
第2プレート部材18を下降させていくと、まずフレーム6の内周面6aが複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aに所定寸法だけ嵌りこむ。この状態で、複数の分割コア5は、フレーム6の内周面6aでガイドされた形になり、複数の分割コア5とフレーム6との位置ずれが発生しない。
When the
さらに第2プレート部材18を下降させていくと、第2プレート部材18に設けられたロッド部材42、リング部材117の上方端面117bに当接し、スプリング51の付勢力に抗してリング部材117を下方に押し下げる。リング部材117の下方へのスライドに伴い、外径保持爪20が下方へスライドするとともに、駆動部材117fが段付きテーパ軸部材115の規制部115bに当接し、段付きテーパ軸部材115と内径保持爪122とが楔係合したまま内径保持爪122の外周面122bが複数の分割コア5の内周面5bと摺動しながら下降する。
When the
外径保持爪20のテーパ状内孔20dの下方端部20d1が円筒部材114の上方辺部114aに達しさらに下降すると、テーパ状内孔20dと上方辺部114aとのカム作用によって、外径保持爪20が半径方向外方に押し広げられるように円筒ガイド部材21に対してスライドする。
When the lower end 20d1 of the tapered
さらに第2プレート部材18を下降させていくと、外径保持爪20の内孔20bが円筒部材114のガイド面114bに嵌り込むとともに複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aから離脱する。この状態では、複数の分割コア5は、フレーム6の内周面でガイドされた形になり、複数の分割コア5とフレーム6との位置ずれは発生していない。
When the
外径保持爪20が複数の分割コア5で形成される円筒部の外周面5aから完全に離脱した状態で第2プレート部材18を静止させ所定時間保持すると、アルミニウム合金製のフレーム6が自然冷却されて収縮し、所定時間経過すると複数の分割コア5とフレーム6との焼嵌めが完了する。
When the
焼嵌め完了後、第2プレート部材18を上昇させると、複数の分割コア5の内周面5bと内径保持爪122との摩擦係合力が複数の分割コア5とフレーム6との焼嵌め係合力よりはるかに小さいため、複数の分割コア5とフレーム6とが一体のまま内径保持爪122から離脱し、第2プレート部材18が図9の初期状態に戻り、焼嵌め作業が終了する。
When the
第2実施形態によれば、外径保持爪20と内径保持爪122とによって複数の分割コア5を保持し、フレーム6の下降に伴ってフレーム6の内周面6aが複数の分割コア5の外周面5aをガイドしつつ外径保持爪20が複数の分割コア5の外周面5aから離脱していくため、溶接や接着によって複数の分割コア5をあらかじめ一体化しておく必要がなく、複数の分割コア5が分割されたままで低コストに精度よく焼嵌めが可能となる。
According to the second embodiment, the plurality of divided
5 分割コア
6 フレーム
11 第1プレート部材
12 第1ガイド部材
13 円柱部材
14 第1円柱
15 第2円柱
17、117 リング部材
17d、117d テーパ状内孔
18 第2プレート部材
19 第2ガイド部材
19a 規制部材
20 外径保持爪
21 円筒ガイド部材
22、122 内径保持爪
42 ロッド部材
51 スプリング(第1付勢部材)
52、152 スプリング(第2付勢部材)
114 円筒部材
115 段付きテーパ軸部材
117f 駆動部材
5 divided
52, 152 Spring (second biasing member)
114
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