JP2018153897A - 圧入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置基準面に交差する面に開口する圧入穴に被圧入部材を精度よく圧入できる圧入装置を提供する。【解決手段】圧入装置１は、ワーク１０の特定の面が当接される装置基準面３０ｄを有し、ワーク１０を装置基準面３０ｄに当接した状で固定する台座３０と、装置基準面３０ｄに交差するワーク１０の面に開口するシール穴（圧入穴）１２にシール部材（被圧入部材）２２を圧入する押圧部４２ｒを進退させる駆動機構４２と、押圧部４２ｒに取り付けられ、ワーク１０に接触したことを検知する接触検知センサ５０と、接触検知センサ５０がワーク１０との接触を検知した位置をワーク基準位置として、シール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を制御する駆動制御部６０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークに形成された圧入穴に被圧入部材を圧入する圧入装置に関する。

ワークに形成された圧入穴に被圧入部材を圧入する圧入装置が知られている。例えば、自動車などのエンジンやトランスミッション、モータなどには、オイルシールなどのシール部材が使用されている。シール部材は、クランクケースやミッションケースなどのワークに形成されたシール穴に圧入することで取り付けられている。従来、シール部材の圧入は、例えば、シリンダ装置を備えるシール圧入装置が用いられ、シリンダ装置により押圧部をワークのシール穴に対して進退させ、シール部材をシール穴に圧入することが行われている（例えば特許文献１、２を参照）。シリンダ装置としては、エアシリンダや油圧シリンダが使用されている。

一般的に、シール部材を圧入するときは、ワークのシール穴が形成された面を上面として、シール圧入装置の台座にワークを載置して固定し、ワークの上方に設置されたシリンダ装置を駆動して押圧部を上下方向に進退させて、シール穴にシール部材を圧入している。このとき、ワークの下面を上面のシール穴のワーク基準面として、台座の装置基準面に当接させて位置決めすることにより、装置基準面とワーク基準面とが一致して同一面となる。装置基準面とワーク基準面とを同一面として、基準面からシール部材の圧入位置までの寸法に基づいて押圧部の移動量を設定することで、シール部材を所定の圧入位置に精度よく圧入できる。

特開平６−２１０５２６号公報 特開２０１５−８８１４４号公報

ワークの異なる方向（面）にシール穴（圧入穴）が形成されている場合があり、その場合、一工程で異なる方向に開口する各シール穴に対してシール部材（被圧入部材）を圧入したい要望がある。

例えば、ワークの上面と側面にそれぞれシール穴を有する場合、従来の圧入装置では、ワークの上面を上側にして台座に固定し、上面のシール穴にシール部材を圧入した後、ワークを台座から取り外して向きを変え、ワークの側面を上側にしてワークを固定し直して、側面のシール穴にシール部材を圧入することが一般的である。この場合、ワークの向きを変えて台座に固定し直す作業が必要となり、作業が煩雑になるなど、作業時間及び労力を要する。また、この場合は、ワークの向きを変えて台座に当接させるため、それぞれの状態に対応する装置基準面となる台座を用意する必要があり、コストがかかる。或いは、ワークの上面と側面の各々のシール穴に対するシール部材の圧入をそれぞれ別のシール圧入装置で行うこともあるが、この場合、複数のシール圧入装置が必要となり、別工程となる上、設備コスト及びスペースの増大を招く。

そこで、一工程でワークの上面と側面の各々のシール穴にシール部材を圧入するため、シール圧入装置において、ワークの側方にもシリンダ装置を設置し、ワークの上面を上側にして台座に固定した状態で、ワークの側面のシール穴にシール部材を圧入することがある。この場合、ワークの側面のシール穴は台座の装置基準面に交差する面に開口し、そのシール穴が形成されたワークの側面がそのシール穴のワーク基準面となるため、側面のシール穴のワーク基準面と装置基準面とは一致せず、異なる。このように装置基準面とワーク基準面とが異なる場合は、ワークの加工精度のばらつきなどによってワーク基準面の位置が変わるため、シール穴に対する押圧部の進入量が一定にならず、シール部材の圧入位置がばらつくことがある。したがって、シール部材の圧入位置の精度を確保することが難しく、シール部材を精度よく圧入できない虞がある。

本発明の目的の一つは、装置基準面に交差する面に開口する圧入穴に被圧入部材を精度よく圧入できる圧入装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る圧入装置は、
ワークに形成された圧入穴に被圧入部材を圧入する圧入装置であって、
前記ワークの特定の面が当接される装置基準面を有し、前記ワークの特定の面を前記装置基準面に当接した状態で固定する台座と、
前記ワークの特定の面に交差する面に開口する前記圧入穴に前記被圧入部材を圧入する押圧部を進退させる駆動機構と、
前記押圧部に取り付けられ、前記ワークに接触したことを検知する接触検知センサと、
前記接触検知センサが前記ワークとの接触を検知した位置をワーク基準位置として、前記圧入穴に対する前記押圧部の進入量を制御する駆動制御部とを備える。

上記圧入装置は、台座に当接するワークの特定の面に交差する面（即ち、ワークを台座に固定した状態で装置基準面に交差するワークの面）に開口する圧入穴に被圧入部材を圧入する押圧部を進退させる駆動機構と、ワークとの接触を検知する接触検知センサとを備える。そして、押圧部で圧入穴に被圧入部材を圧入する際、接触検知センサがワークとの接触を検知した位置をワーク基準位置として、駆動制御部が圧入穴に対する押圧部の進入量を制御する。具体的には、押圧部の進入量をワーク基準位置から被圧入部材の所定の圧入位置までの寸法に応じて設定する。接触検知センサによってワーク基準位置を検知し、そのワーク基準位置を原点として、駆動制御部により押圧部の進入量を制御することで、ワークの加工精度のばらつきなどによってワーク基準面の位置が変わることがあっても、圧入穴に対する押圧部の進入量を一定に保つことができる。そのため、圧入穴に対する被圧入部材の圧入位置の精度を確保でき、被圧入部材を所定の圧入位置に精度よく圧入できる。したがって、上記圧入装置は、装置基準面に交差する面に開口する圧入穴に被圧入部材を精度よく圧入できる。

また、上記圧入装置は、ワークの一面を台座の装置基準面に当接させて固定した状態で、ワークの異なる方向に開口する複数の圧入穴に被圧入部材を圧入することが可能である。例えば、ワークの上面を上側にして台座に固定した状態で、ワークの側面の圧入穴に被圧入部材を圧入できるため、装置基準面となる台座が１つで済み、コストを抑制できる。押圧部を駆動する駆動機構として、サーボプレスを用いた場合、押圧部の動作を数値制御することが可能であり、被圧入部材の圧入位置を変更する場合であっても、駆動制御部で圧入穴に対する押圧部の進入量を変更するのみで対応可能であるため、汎用性が高い。

実施形態１に係る圧入装置の構成を示す模式図である。 図１に示す圧入装置において、ワーク側面の圧入穴に対する押圧部の動作を説明する図である。

本発明の実施形態に係る圧入装置の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明では、図面における紙面の上側を「上」、紙面の下側を「下」とし、上下方向（縦方向）に直交する方向を横方向とする。

［実施形態１］
＜圧入装置＞
図１〜図２を参照して、実施形態１に係る圧入装置１について説明する。圧入装置１は、ワーク１０に形成された圧入穴となるシール穴１１、１２に被圧入部材のシール部材２１、２２を圧入する、所謂シール圧入装置である。シール穴１１、１２は、ワーク１０の異なる方向（面）にそれぞれ形成されており、この例では、ワーク１０の上面１０ｔにシール穴１１が形成され、ワーク１０の側面１０ｓ（図１中、右側面）にシール穴１２が形成されている。実施形態１の圧入装置１の特徴の一つは、シール穴１２にシール部材２２を圧入する押圧部４２ｒを進退させる駆動機構４２と、押圧部４２ｒに取り付けられる接触検知センサ５０と、駆動機構４２（押圧部４２ｒ）の動作を制御する駆動制御部６０とを備える点にある。以下、圧入装置１の構成を詳しく説明する。

（ワーク）
図１に示すワーク１０は、例えば、エンジンのクランクケースやトランスミッションのミッションケースなどであり、異なる方向（面）に開口する複数のシール穴１１、１２を有する。この例では、ワーク１０の上面１０ｔと側面１０ｓにそれぞれシール穴１１、１２を有し、シール穴１１が上方向に開口し、シール穴１２が横方向（図１中、右方向）に開口している。各シール穴１１、１２には、シール部材２１、２２がそれぞれ圧入される。ワーク１０には、後述する台座３０に固定したとき、台座３０と当接するワーク１０の下面１０ｂ側に、ノックピン３４が挿通されるピン挿通孔１５が形成された取付部１４を有する。シール部材２１、２２は、オイルシールである。

（台座）
台座３０は、図１に示すように、ワーク１０が固定される部材であり、ワーク１０の特定の面（この例では下面１０ｂ）が当接される装置基準面３０ｄを有し、ワーク１０の特定の面を装置基準面３０ｄに当接した状態で固定する。装置基準面３０ｄは、ワーク１０の下面１０ｂに当接するように形成され、台座３０に載置されたワーク１０を水平に位置決めする。この例では、台座３０にノックピン３４が挿入されるピン穴３５が形成され、ノックピン３４がワーク１０のピン挿通孔１５に挿通された状態でピン穴３５に挿入されることで、ワーク１０が台座３０に位置決めされて固定される。また、台座３０を支持する架台３６を有し、架台３６に台座３０が載置されて固定されている。

ここで、ワーク１０の側面１０ｓは、台座３０の装置基準面３０ｄに当接するワーク１０の特定の面（下面１０ｂ）に交差し、ワーク１０を台座３０に固定したとき、台座３０の装置基準面３０ｄに交差する面である。そして、シール穴１１、１２のうち、ワークの側面１０ｓに形成されたシール穴１２は、台座３０の装置基準面３０ｄに交差する面に開口する。ワーク１０の上面１０ｔに形成されたシール穴１１のワーク基準面はワークの下面１０ｂであり、台座３０の装置基準面３０ｄと当接することから、シール穴１１のワーク基準面（下面１０ｂ）と装置基準面３０ｄとは一致して同一面となる。一方、ワークの側面１０ｓに形成されたシール穴１２のワーク基準面はワークの側面１０ｓであり、装置基準面３０ｄと交差することから、シール穴１２のワーク基準面（側面１０ｓ）と装置基準面３０ｄとは一致せず、異なる。

（駆動機構）
圧入装置１では、図１に示すように、ワーク１０の各シール穴１１、１２に対応する駆動機構４１、４２を備える。一方の駆動機構４１は、ワーク１０の上方に設置され、ワーク１０の上面１０ｔに開口するシール穴１１に対応する位置に設けられた押圧部４１ｒを進退させる。押圧部４１ｒは、上下方向に進退自在に設けられ、ワーク１０に対して進退してシール穴１１にシール部材２１を圧入する。他方の駆動機構４２は、ワーク１０の側方に設置され、ワーク１０の側面１０ｓに開口するシール穴１２に対応する位置に設けられた押圧部４２ｒを進退させる。押圧部４２ｒは、横方向（図１中、左右方向）に進退自在に設けられ、ワーク１０に対して進退してシール穴１２にシール部材２２を圧入する。この例では、圧入装置１のケーシング７０に各駆動機構４１、４２がそれぞれ固定されている。

駆動機構４１、４２はそれぞれ、各々の押圧部４１ｒ、４２ｒの動作を数値制御することが可能であり、この例ではサーボプレスである。サーボプレスは、図示しないサーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構とを有し、サーボモータによりボールネジ機構を介して押圧部を進退させる。駆動機構（サーボプレス）４１、４２は、後述する駆動制御部６０によって制御され、駆動制御部６０で各々のサーボモータの回転を制御することで、押圧部４１ｒ、４２ｒの動作（移動量や移動速度など）を数値制御することが可能である。

（接触検知センサ）
駆動機構４２の押圧部４２ｒには、図１に示すように、ワーク１０に接触したことを検知する接触検知センサ５０が取り付けられている。接触検知センサ５０は、ワーク１０との接触を検知できるものであれば、特に限定されるものではなく、公知のセンサを用いることが可能である。この例では、接触検知センサ５０として、接触式のタッチセンサ（タッチスイッチ）が用いられている。接触検知センサ５０は、接触子５１を有し、押圧部４２ｒが前進したとき、接触子５１がワーク１０の側面１０ｓに直接接触することでワーク１０との接触を検知する（図２も併せて参照）。接触子５１は、筒状のホルダ５２に伸縮自在に保持され、図示しない弾性体（例、バネ）により付勢されている。これにより、接触子５１がワーク１０に接触すると、接触子５１がホルダ５２内に後退し、接触子５１がワーク１０から離れると、弾性体の付勢により接触子５１が元の位置に戻る。ホルダ５２は、ブラケット５３を介して押圧部４２ｒに支持されている。接触検知センサ５０は、ワーク１０との接触を検知すると、後述する駆動制御部６０に接触検知信号を出力する。

接触検知センサ５０には、非接触式のセンサ（例、測長センサ）を用いることも可能である。例えば、測長センサによりワーク１０の側面１０ｓまでの距離を測定し、ワーク１０との距離が所定値（例えば０）になったことを検知したとき、ワーク１０に接触したとみなすことが挙げられる。

（駆動制御部）
駆動制御部６０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及び記憶装置（メモリ）を備えるコンピュータで構成され、各駆動機構（サーボプレス）４１、４２の押圧部４１ｒ、４２ｒの動作を数値制御する。例えば、各シール穴１１、１２に対するそれぞれのシール部材２１、２２の圧入位置（圧入量）に基づいて押圧部４１ｒ、４２ｒの移動量を制御する。また、駆動制御部６０は、接触検知センサ５０から接触検知信号が入力されたとき、接触検知センサ５０がワーク１０との接触を検知した位置をワーク基準位置として、シール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を制御する。以下、駆動制御部６０による各駆動機構４１、４２の制御について詳しく説明する。

〈駆動機構４１の制御〉
ワーク１０の上面１０ｔに形成されたシール穴１１にシール部材２１を圧入する押圧部４１ｒを駆動する駆動機構４１に対しては、シール穴１１のワーク基準面（下面１０ｂ）からシール部材２１の圧入位置までの寸法ａに基づいて、駆動制御部６０により押圧部４１ｒの移動量を制御する。ここで、シール穴１１のワーク基準面は、上述したようにワーク１０の下面１０ｂであり、台座３０の装置基準面３０ｄと当接することから、装置基準面３０ｄと同一面となる。シール穴１１のワーク基準面と装置基準面３０ｄとが同一面であるので、寸法ａはワーク１０の加工精度のばらつきなどの影響を受けないため、押圧部４１ｒの移動量を寸法ａに基づいて設定してシール穴１１にシール部材２１を圧入することで、シール部材２１を所定の圧入位置に精度よく圧入できる。

〈駆動機構４２の制御〉
ワーク１０の側面１０ｓに形成されたシール穴１２にシール部材２２を圧入する押圧部４２ｒを駆動する駆動機構４２に対しては、シール穴１２のワーク基準面（側面１０ｓ）からシール部材２２の圧入位置までの寸法ｂに基づいて、駆動制御部６０により押圧部４２ｒの移動量を制御する。ここで、シール穴１２のワーク基準面は、上述したようにワーク１０の側面１０ｓであり、装置基準面３０ｄと同一面とならない。シール穴１２のワーク基準面と装置基準面３０ｄとが異なる場合、ワーク１０の加工精度や台座３０への取付精度のばらつきなどによってワーク基準面の位置が変わることがある。

圧入装置１では、図２の上図に示すように、押圧部４２ｒでシール穴１２にシール部材２２を圧入する際、押圧部４２ｒに取り付けられた接触検知センサ５０によってワーク１０との接触を検知することで、シール穴１２のワーク基準面となる側面１０ｓを検知する。そして、図２の下図に示すように、検知した側面１０ｓの位置をワーク基準位置として、その位置から寸法ｂに基づいてシール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を設定することで、シール穴１２にシール部材２２を圧入する。これにより、ワーク１０の加工精度や取付精度のばらつきなどによってワーク基準面（側面１０ｓ）の位置が変わることがあっても、シール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を一定に保つことができるので、シール部材２２を所定の圧入位置に精度よく圧入できる。

各シール穴１１、１２へのシール部材２１、２２の圧入は、別々に順次実施してもよいし、同時に実施してもよいが、シール部材２１の圧入を先に実施した後、シール部材２２の圧入を実施することが好ましい。シール部材２２の圧入を先に実施したり、圧入を同時に実施した場合は、駆動機構４２（押圧部４２ｒ）の圧入力によるワーク１０の取付位置のずれによって、シール部材２１の圧入精度が低下する虞がある。

〔作用効果〕
上述した実施形態１の圧入装置１は、以下の効果を奏することができる。

（１）駆動機構４２の押圧部４２ｒに取り付けられた接触検知センサ５０によって、ワーク１０の側面１０ｓに形成されたシール穴１２のワーク基準面を検知することができる。そして、接触検知センサ５０がワーク１０との接触を検知した位置をワーク基準位置として、駆動制御部６０によりシール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を制御することで、ワーク１０の加工精度のばらつきなどによってワーク基準面（側面１０ｓ）の位置が変わることがあっても、シール穴１２に対する押圧部４２ｒの進入量を一定に保つことができる。そのため、ワーク１０の側面１０ｓに開口するシール穴１２に対するシール部材２２の圧入位置の精度を確保でき、シール部材２２を所定の圧入位置に精度よく圧入できる。したがって、装置基準面３０ｄに交差する面に開口するシール穴１２にシール部材２２を精度よく圧入できる。

ワーク１０の上面１０ｔを上側にして台座３０に固定した状態で、各駆動機構４１、４２の押圧部４１ｒ、４２ｒにより、ワーク１０の上面１０ｔと側面１０ｓの各々のシール穴１１、１２にシール部材２１、２２をそれぞれ圧入することができる。よって、一工程でワーク１０の異なる方向に開口する各シール穴１１、１２に対してシール部材２１、２２を圧入できる。また、装置基準面３０ｄとなる台座が１つで済み、コストを抑制できる。

押圧部４２ｒを進退させる駆動機構４２として、サーボプレスを用い、押圧部４２ｒの移動量を数値制御することが可能である。そのため、シール部材２２の圧入位置（寸法ｂ）を変更する場合であっても、駆動制御部６０で押圧部４２ｒの進入量を変更するのみで対応可能であるため、汎用性が高い。ところで、押圧部４２ｒに当て止め治具を取り付けて、シール穴１２のワーク基準面（側面１０ｓ）に当て止め治具を当接させて押圧部４２ｒを機械的に停止させることにより、押圧部４２ｒの進入量を制御することも考えられる。しかし、この場合は、シール部材２２の圧入位置を変更する際に当て止め治具を交換したり、圧入位置に応じて当て止め治具を作製する必要があり、汎用性が低くなる。

本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、押圧部４１ｒを進退させる駆動機構４１として、サーボプレスをエアシリンダや油圧シリンダなどに変更してもよい。

本発明の圧入装置は、自動車のエンジンやトランスミッションに使用されるオイルシールなどの圧入に好適に利用できる。

１ 圧入装置
１０ ワーク
１０ｔ 上面
１０ｓ 側面
１０ｂ 下面
１１ シール穴（圧入穴）
１２ シール穴（圧入穴）
１４ 取付部
１５ ピン挿通孔
２１ シール部材（被圧入部材）
２２ シール部材（被圧入部材）
３０ 台座
３０ｄ 装置基準面
３４ ノックピン
３５ ピン穴
３６ 架台
４１ 駆動機構
４１ｒ 押圧部
４２ 駆動機構
４２ｒ 押圧部
５０ 接触検知センサ
５１ 接触子
５２ ホルダ
５３ ブラケット
６０ 駆動制御部
７０ ケーシング

Claims (1)

1. ワークに形成された圧入穴に被圧入部材を圧入する圧入装置であって、
   前記ワークの特定の面が当接される装置基準面を有し、前記ワークの特定の面を前記装置基準面に当接した状態で固定する台座と、
   前記ワークの特定の面に交差する面に開口する前記圧入穴に前記被圧入部材を圧入する押圧部を進退させる駆動機構と、
   前記押圧部に取り付けられ、前記ワークに接触したことを検知する接触検知センサと、
   前記接触検知センサが前記ワークとの接触を検知した位置をワーク基準位置として、前記圧入穴に対する前記押圧部の進入量を制御する駆動制御部とを備える圧入装置。

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