JP3092777B2 - 圧入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧入方法に係り、特にか
じりを防止して圧入する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザダイオードを発光源にしたレーザ
ービームプリンタ装置において、ローコストの機種の場
合には、レーザユニットはコストダウンを考慮して亜鉛
ダイキャスト製のホルダに予め穿設された取り付け孔部
に対してレーザダイオードを直に圧入して固定するよう
にして、従来のように板バネによるネジ締め固定や、す
きま嵌合と接着剤を使用した固定を不要にしてコストダ
ウンを図っている。

【０００３】この圧入条件としては、ホルダの取り付け
孔部に加工された突き当て面まで確実に突き当たるよう
にして、レーザダイオードの浮きが無い状態になってい
ること。

【０００４】レーザダイオードに対して一定以上の外力
が加わらないで、例えば、１００〜１２０Ｋｇｆ以上の
外力が作用しないようにして、圧入時において、キャン
タイプの場合にレーザダイオード素子に破壊・残留応力
が作用して突発的なレーザ発光不良等が発生しないよう
にする。以上が圧入条件に挙げられている。

【０００５】一方、手作作業によるものではハンドプレ
ス機にロードセルを付けておき、その表示を見ながら圧
入して、移動量を手の感触でとらえて判定するようにし
て圧入している。また、半自動の装置としてハンドプレ
ス部を空圧シリンダ、油圧シリンダにおきかえた自動プ
レス装置もある。

【０００６】即ち、図８の自動プレス装置の概略構成図
おいて、モータ駆動されるヘッド５の圧入具３の先端部
位と被圧入部品１の間の寸法Ｌの繰り返し精度を一定に
駆動制御するようにして、自動圧入を行う場合におい
て、所謂オープン制御する場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
自動プレスを使用して、オープン制御した場合には、圧
入嵌合状態を一定にすることはできな。そこで、移動量
をエンコーダの出力で、また加圧力をロードセルの出力
により行うことで、圧入の定位置停止と、定荷重停止と
をモニターすることが考えられるが、この場合には、取
り付け孔の途中においてレーザダイオードを圧入固定す
ることはできるが、付き当て面１ａに完全に突き当てた
状態で圧入する作業はできない。

【０００８】即ち、図９の圧入部品の要部断面図におい
て、図示のようにレーザダイオード４を付き当て部1ａ
に付き当てる場合において、被圧入部品１の底面からの
寸法Ｌ２ と、圧入開始点１ｂ（０点位置）となるＬ１
を常時正確に管理することも困難でありバラツキがある
ので圧入の定位置停止と、定荷重停止とを単純にモニタ
ーしただけでは、付き当て面に完全に当接して圧入する
ことができない問題点がある。また、ヘッド部５の圧入
具３の摩耗や、部品１の治具２に摩耗が生じても同様に
バラツキが発生する。

【０００９】一方、人手による方法によれば、突き当て
位置の検知を人間の感で行うので、ＮＧ判定がとれず、
特に「ゆるみ」状態の発生に関しては品質保障ができな
い問題点がある。

【００１０】したがって、本発明は、上述した事情に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、圧
入部品を被圧入部材の付き当て部に正確に付き当てる場
合において、被圧入部品側の付き当て部乃至圧入部品の
圧入方向の寸法管理を厳密にしなくとも完全な圧入状態
を確保でき、しかも「ゆるみ」、「かじり」状態の不良
発生の検知も自動的に行うことができる圧入方法を提供
する点にある。

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明によれば、付き当て面と所
定の内径寸法とを有した穴部乃至孔部を穿設してなる被
圧入部品に対して、所定の締まりバメで圧入される圧入
部品を前記付き当て面に当接させて圧入する圧入方法で
あって、前記被圧入部品を治具上に保持し、前記圧入部
品を前記被圧入部品の前記穴部乃至孔部に設置し、前記
被圧入部品を圧入操作するヘッド部に該ヘッド部の下降
移動量及び加圧力を検出する検出手段を設け、前記圧入
部品を前記被圧入部品の前記穴部乃至孔部の入り口部位
に接触させたときの荷重が初期設定荷重に達した位置を
基準点に設定し、該基準点から前記圧入部品をさらに前
記穴部乃至孔部の前記付き当て面まで押圧する際の圧入
移動量と加圧力との相関関係を前記検出手段からの情報
により記憶手段に記憶し、前記基準点から前記付き当て
面までの距離分L1を判定値寸法と定め、前記判定値寸法
に対する公差を公差（−）と公差（＋）に規定し、前記
移動量検出において公差（−）位置と公差（＋）位置の
間で、前記加圧力が下限値と上限値の範囲内にある場合
を合格判定とし、それ以外を不合格と判定することを特
徴としている。

【００１３】また、前記圧入部品の移動量が公差（−）
の位置までに上限値を越えた場合を加圧力が過負荷状態
と判断し、圧入部品の移動量が公差（−）の位置までに
下限値を超えない場合をゆるみ状態を判断し、圧入部品
の移動量が上限値に達しない場合をかじり状態と判断す
ることを特徴としている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【作用】上記の構成において、被圧入部品側の付き当て
部乃至圧入部品の圧入方向の寸法管理を厳密にしない場
合でも、圧入部品は付き当て面に当接するようにでき、
かつその圧入状態をモニターして、「ゆるみ」、「かじ
り」状態の不良発生の検知も自動的に行うように働く。

【００２３】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の各実施例に
ついて説明する。図１は実施例に係る全体構成ブロック
図である。

【００２４】本図において、圧入装置の基部１０には、
被圧入部品１を保持する治具２が固定されており、ヘッ
ド部５の圧入具３の中心線ＣＬと被圧入部品１の中心位
置が一致するようにセットされている。ヘッド部５は基
部１０に固定された昇降駆動機構１１に取り付けられて
おり、サーボモータ１６とエンコーダ１７によるサーボ
駆動動作により図中の矢印方向に移動可能にされてい
る。このヘッド部５には荷重を電気信号に変換する荷重
トランスヂューサ６とアンプ６ａと、移動量を電気信号
に変換する移動量トランスヂューサ７とアンプ７ａとが
内蔵されており、ＡＤ変換器８を介してパソコン９に接
続されている。また、このパソコン９にはプリンタ３０
と、サーボモータ１６とエンコーダ１７に接続されるシ
ーケンサ１８とが接続されている。

【００２５】上記の構成において、図２の圧入状態判定
図に示される様に、被圧入部品１の高さ方向の位置に関
係なく圧入用のヘッド部５を下げてきたときに、圧入具
３がレーザダイオード４を下方に移動して被圧入部品１
の縁部１ｂに接触して、最初に加圧力（初期値として現
在５９Ｎと設定）が立上がったところを０（基準点）と
してソフト的に移動量をリセットする。この後に、さら
にヘッド部５を降下させて付き当て面１ａまでの距離分
Ｌ１分を移動量トランスヂューサ７により測定しつつ移
動して正常データを得る。

【００２６】この正常データを得るための移動量と加圧
力の相関関係からＯＫ・ＮＧの判定を行うことで、「か
じり、過負荷、ゆるみ」の不良状態の判定を行うように
している。

【００２７】即ち、図２の「公差−」の位置において下
限値以上で上限値以下であり、かつ「公差＋」迄の間に
上限値に達し、その後「公差＋」に到達しない場合にお
いては、レーザダイオード４が付き当て面１ａに正常に
当接圧入した正常圧入状態が判断されて‘ＯＫ’が上記
のパソコン９のディスプレイ９ｄ上に表示される。

【００２８】また、「公差−」の位置迄に上限値を越え
た場合には、‘ＮＧ（過負荷）’が判定される。

【００２９】また、「公差−」の位置において下限値に
達していない場合には、‘ＮＧ（ゆるみ）’が判定され
る。

【００３０】また、「公差＋」の位置に達した場合に
は、‘ＮＧ（かじり）’が判定される。そして、上記の
どれにも当てはまらない場合には、‘ＮＧ（その他）’
となります。また、上記のＡＤ変換器８のＡ／Ｄ変換ボ
ードにオーバランが発生した場合には、‘ＥＲＲＯＲ’
が判定される。

【００３１】以上のように判定することで、圧入部品で
あるレーザダイオード４を被圧入部材であるホルダー１
の付き当て部１ａに対して正確に付き当てることがで
き、しかも、被圧入部品側の付き当て部乃至圧入部品の
圧入方向の寸法管理を厳密にしなくとも完全な圧入状態
を確保できる。また、「ゆるみ」、「かじり」状態の不
良発生の検知も自動的に行うことができる。

【００３２】次ぎに、図１の構成においてパソコン９側
で行われる制御の実際例について、述べると、図３は
［設定モード］の表示例であって、このモードでは、圧
入判定の良否判定に必要な情報が設定できる。具体的に
は、‘Ａ／Ｄ変換モジュール設定値’は表示のみで、
「３．４ Ａ／Ｄ設定モード」で変更することができま
す。（Ａ／Ｄ設定モードへは、本システム起動時に‘−
Ｃ’オプションを指定しなければモード変更できない。
入力する項目は、‘↑’／‘↓’の矢印キーを使って選
択する。また、設定値を入力したあと、リターンキーを
押して更新する。そして、入力途中で‘ＥＳＣ’キーを
押すと、そこまで入力した設定値を消去し再入力とな
る。このようにして設定した情報は、カレントディレク
トリの「圧入設定ＤＡＴ」ファイルに保存され、本シス
テム再起動時にも、前回の設定値で動作させることがで
きる。

【００３３】一方、カレントディレクトリに「圧入設定
ＤＡＴ」ファイルが存在しない場合には、本システムの
持つ省略値（所謂デフォルトに相応する値）であって、
予め設定されている正常データが設定される。

【００３４】以上のようにして設定が終了して、モード
変更を行いたい場合には、ＳＨＩＦＴキーを押しながら
‘ｆ１’，‘ｆ２’，‘ｆ１０’キーを押す。ＳＨＩＦ
Ｔキーを押していない状態ではファンクションキーのメ
ニューは表示されない。

【００３５】各項目の意味及び省略値は以下の通りにな
っている。（括弧内に省略値を示している） 初期値（６０）…加圧量がこの値を越えた時点からサン
プリングを開始し、その時の距離データが移動量‘０’
の基準距離になる。

【００３６】下限値（２００）…移動量が‘判定値−公
差’の時点で加えていなければならない加圧量の最低
値。

【００３７】上限値（９７０）…移動量が‘判定値−公
差’の時点で加えていなければならない加圧量の最大
値。又、‘判定値＋公差’の時点までに越えなければな
らない加圧量。

【００３８】判定値（１．１０）…移動量の判断に使う
中心位置。

【００３９】公差（０．３０）…移動量の判断に使う±
オフセット。

【００４０】平均算出単位（５）…Ａ／Ｄ変換ボード８
から得たデータを平均する単位数（例えば：省略値の
‘５’の場合、５ケのサンプリングデータの内、最大の
データと最小のデータを除いた３ケを平均して１ケのサ
ンプリングデータにする。） サンプル速度（７）…１ケのサンプリングデータを読み
込む周期。（実際には‘平均算出単位数で１ケのデータ
になるので、省略値のままの場合５÷４で１．２５ｍｓ
ｅｃ毎に１ケのサンプリングデータをＡ／Ｄ変換ボード
から読み込みます）。

【００４１】次ぎに、［Ａ／Ｄ設定モード］ではＡ／Ｄ
変換ボードに関連する情報が設定でき、入力する項目
は、‘↑’／‘↓’の矢印キーを使って選択され、各設
定値を入力したあと、リターンキーを押して更新する。
また、入力途中で‘ＥＳＣ’キーが押されると、そこま
で入力した設定値を消去し再入力状態となる。設定され
た情報は、カレントディレクトリの「圧入設定ＤＡＴ」
ファイルに保存されるので、本システムの再起動時にお
いても、前回の設定値で動作できる。一方、カレントデ
ィレクトリに「圧入設定ＤＡＴ」ファイルが存在しない
場合には、本システムに記憶されている省略値が設定さ
れる。

【００４２】また、表現方式の設定はＳＨＩＦＴキーを
押しながら‘ｆ６’，‘ｆ７’キーを使って変更でき、
例えば、設定モードへ戻る場合には、ＳＨＩＦＴキーを
押しながら‘ｆ１’キーを押せば戻ることができる。た
だし、ＳＨＩＦＴキーを押していない状態ではファンク
ションキーのメニューは表示されないようにして誤操作
を防止している。

【００４３】ちなみに［Ａ／Ｄ設定モード］の各項目の
意味及び省略値は以下の通りに設定されており、括弧内
が省略値となっている。

【００４４】表現方式（オフセットバイナリ）はＡ／Ｄ
変換ボードからの生データが、オフセットバイナリ（バ
イポーラ型）で表現されているものと解釈する。

【００４５】電圧幅（１０）…Ａ／Ｄ変換ボードからの
生データが表現されている電圧の幅を指定する。

【００４６】基準距離（２．５）…Ａ／Ｄ変換ボード８
から得た１ボルトのデータを、何ミリメートルに換算す
るか指定する。

【００４７】基準荷重（１７５４）…Ａ／Ｄ変換ボード
から得た１ボルトのデータを、何ニュートンに換算する
か指定する。

【００４８】０荷重電圧（−０．６８）…荷重が無負荷
の状態で、Ａ／Ｄ変換ボードから何ボルトの電圧が取り
込まれているか指定する。

【００４９】次に、図４に［稼動モード］処理のフロー
チャートを示す。本図において、圧入力のデータを入手
し、判定／結果出力（画面・プリンタ）がステップＳ１
で行なわれ、稼動モードが開始されると、ステップＳ２
において初めに‘ＲＥＡＤＹ’信号をシーケンサ１８に
送出する。その後、ステップＳ４に進みシーケンサ１８
から‘スタート’信号を受けるとステップＳ５で‘ＲＥ
ＡＤＹ’信号（及び判定結果）の送出をやめ、Ａ／Ｄ変
換ボードからサンプリングデータの収集を開始する。ま
た、ステップＳ６でストップ信号を受けるとステップＳ
７に進み割り込み禁止をして、ＲＥＡＤＹ オンの状態
にしてステップＳ３にリターンする。

【００５０】そして、シーケンサ１８から‘測定完了’
信号を受けるか、まはたサンプリングデータの加圧量が
上限値を越えた後に、下限値以下に下がる。或は収集し
たサンプリングデータの総数が４０９６ケに達した場合
に、判定を開始する。

【００５１】以上の判定結果をシーケンサに対して送出
し、画面にグラフ（図７）を描画してプリント指定が有
る場合（ステップＳ１０）判定結果をプリントし（ステ
ップＳ１１）し、ステップＳ１２に進み、シーケンサに
対し‘ＲＥＡＤＹ’信号を送出し、ステップＳ２の状態
に戻る。

【００５２】一方、図４のフローチャートにおいて、ス
テップＳ８の測定完了でない場合には、図５すフローチ
ャートのステップＳ２１に進みキーが押されるのを待
ち、例えばサンプリング中に‘ＥＳＣ’キーが押される
と、サンプリングを中止し判定は行わずにステップＳ１
の状態になる。以降、ファンクションキーＦ６が押され
ると、ステップＳ２５で表示形式の変更がなされ、ステ
ップＳ２６でＦ７が押されるプリント動作が行われる。
ファンクションキーＦ１またはＦ１０が押された時に
「ＲＥＡＤＹ ＯＮ」状態である時には、ステップＳ３
０で「ＲＥＡＤＹ」の送り出しをやめ稼動モードを終了
する。

【００５３】図６は、判定処理のフローチャートであ
り、ｖａｌは判定結果格納用変数である。この判定処理
が開始すると、ステップＳ３１とステップＳ３２におい
て、圧入時のサンプリングデータが読み込まれてステッ
プＳ３４に進み、以降ステップＳ３５からステップＳ５
０に示される判定を実行して、「公差−」の位置におい
て下限値以上で上限値以下であり、かつ「公差＋」迄の
間に上限値に達し、その後「公差＋」に到達しない場合
‘ＯＫ’と表示し（ステップＳ５１）、「公差−」の位
置迄に上限値を越えた場合、‘ＮＧ（過負荷）’と表示
し、「公差−」の位置において下限値に達していない場
合、‘ＮＧ（ゆるみ、ステップＳ４１）’と表示し、
「公差＋」の位置に達した場合、‘ＮＧ（かじり）’と
表示する。

【００５４】一方、上記のどれにも当てはまらない場合
には、‘ＮＧ（その他）’と表示する。

【００５５】以上の圧入システムを開発して画面上での
圧入状況をモニタして、圧入状態のＯＫ・ＮＧ判定を自
動機で行えるようにして、かつプリンタを接続すること
によりモニタ表示結果のプリントアウトも可能にできた
ので、試験成績表を同時に作成できるようになった。

【００５６】以上説明にように、本実施例によれば、圧
入部品であるレーザダイオードをダイキャストの孔部の
付き当て部に正確に付き当てることを述べたが、これに
限定されず、被圧入部品側の付き当て部乃至圧入部品の
圧入方向の寸法管理を厳密にしなくとも完全な圧入状態
を確保できる圧入部品には全て適用できることは勿論で
ある。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧入部品を被圧入部材の付き当て部に正確に付き当てる
場合において、被圧入部品側の付き当て部乃至圧入部品
の圧入方向の寸法管理を厳密にしなくとも完全な圧入状
態を確保でき、しかも「ゆるみ」、「かじり」状態の不
良発生の検知も自動的に行うことができる圧入方法を提
供することができる。

【００５８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る全体構成ブロック図であ
る。

【図２】圧入状態判定図である。

【図３】［設定モード］の表示例の図である。

【図４】稼動モードのフローチャートである。

【図５】図４に続くフローチャートである。

【図６】［判定処理］のフローチャートである。

【図７】判定結果の表示例である。

【図８】従来の圧入装置の模式図である。

【図９】圧入部品の中心断面図である。

【符号の説明】

１…被圧入部品、 ２…圧入治具、 ３…圧入具、 ４…圧入部品（レーザダイオード）、 ５…圧入ヘッド、 ６…荷重トランスヂューサ、 ７…移動量トランスヂューサ、 ９…パソコン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 付き当て面と所定の内径寸法とを有した
   穴部乃至孔部を穿設してなる被圧入部品に対して、所定
   の締まりバメで圧入される圧入部品を前記付き当て面に
   当接させて圧入する圧入方法であって、前記被圧入部品を治具上に保持し、前記圧入部品を前記
   被圧入部品の前記穴部乃至孔部に設置し、前記被圧入部
   品を圧入操作するヘッド部に該ヘッド部の下降移動量及
   び加圧力を検出する検出手段を設け、 前記圧入部品を前記被圧入部品の前記穴部乃至孔部の入
   り口部位に接触させたときの荷重が初期設定荷重に達し
   た位置を基準点に設定し、該基準点から前記圧入部品を
   さらに前記穴部乃至孔部の前記付き当て面まで押圧する
   際の圧入移動量と加圧力との相関関係を前記検出手段か
   らの情報により記憶手段に記憶し、 前記基準点から前記付き当て面までの距離分L1を判定値
   寸法と定め、 前記判定値寸法に対する公差を公差（−）と公差（＋）
   に規定し、 前記移動量検出において公差（−）位置と公差（＋）位
   置の間で、前記加圧力が下限値と上限値の範囲内にある
   場合を合格判定とし、それ以外を不合格と判定する こと
   を特徴とする圧入方法。
2. 【請求項２】 前記圧入部品の移動量が公差（−）の位
   置までに上限値を越えた場合を加圧力が過負荷状態と判
   断し、 圧入部品の移動量が公差（−）の位置までに下限値を超
   えない場合をゆるみ状態を判断し、 圧入部品の移動量が上限値に達しない場合をかじり状態
   と判断する ことを特徴とする請求項１に記載の圧入方
   法。