JP4527219B2

JP4527219B2 - 圧入検出装置

Info

Publication number: JP4527219B2
Application number: JP34416499A
Authority: JP
Inventors: 浩克太田
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2001162457A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフト等の被圧入部材に圧入される筒状部材等の圧入部材の斜め圧入を検出する圧入検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機等の機械装置では、被圧入部材の外周や中央孔に筒状部材や棒部材を圧入により組付ける圧入組付け部分がある。例えば変速機では、シャフト部材の外周に形成されたアウタースプライン歯形部に該アウタースプライン歯形部と対象のインナースプライン歯形部をもつクラッチハブを両該スプライン歯形部が嵌合した状態に圧入により装着する。
【０００３】
このような圧入組付け部分の組付けにおいては、被圧入部材と圧入部材との軸線が一致した状態に圧入する必要があり、被圧入部材に対する圧入部材の斜め圧入は回避されるべきである。
【０００４】
従来、被圧入部材に対する圧入部材の斜め圧入は、鍛造機械等、圧入機のラム側から押付ける加圧力を調整し、圧入部材の圧入方向への進行が停止した場合に、加圧を停止したり、人手による目視で監視していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧入組付け部分の圧入作業においては、被圧入部材に対する圧入部材の斜め圧入を積極的に検出する手段が採用されておらず、斜め圧入が生じた場合でも、どちらか亀裂等を起した部材でもそのまま作業工程中に流動しているのが現状である。被圧入部材に対する圧入部材の斜め圧入は、特にスプライン歯形同士において、位相がずれた状態で圧入するとスプライン歯形部でのかつぎに斜め圧入状態になってしまう。
【０００６】
本発明は、斜め圧入を物理的に検出し、亀裂等を生じた部材を作業工程中に流動させず、歩留りを向上できる圧入検出装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明の発明者等は種々検討を重ね、圧入用の機械装置は、圧入部材の被押圧面を圧入方向に押圧して圧入するので、その被押圧面に当接する押圧部材の押圧面を被押圧面に面接触する着座面とし、この面接触が均等に行われているか否かを流体を利用して測定することを考え本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の圧入検出装置は、被圧入部材に圧入される圧入部材の該被圧入部材に対する斜め圧入を検出する圧入検出装置であって、圧入開始位置で前記圧入部材の被押圧面に当接面を着座した面接触状態で圧入終端位置まで加圧移動され、該当接面に開口する検圧室を周方向に複数もつ押圧部材と、前記検圧室に検出用の流体を供給する流体供給手段と、前記検圧室の流体圧を検出し該開口より漏れ出る流体を流体圧より検知し斜め圧入と検出するセンサ手段とを具備し、前記センサ手段は、いずれか一つの該検圧室の流体圧が所定の定常圧値より変化したとき斜め圧入とすることを特徴とする。
また、本発明の圧入検出装置は、被圧入部材に圧入される圧入部材の該被圧入部材に対する斜め圧入を検出する圧入検出装置であって、圧入開始位置で該圧入部材の被押圧面に当接面を着座した面接触状態で圧入終端位置まで加圧移動され、該当接面に開口する検圧室を周方向に複数もつ押圧部材と、該検圧室に検出用の流体を供給する流体供給手段と、該検圧室の流体圧を検出し該開口より漏れ出る流体を流体圧より検知し斜め圧入と検出するセンサ手段とを具備し、前記センサ手段は、いずれか一つの該検圧室の流体圧が所定の定常圧値より変化したとき斜め圧入とし、前記圧入開始位置から前記圧入終端位置まで加圧移動された区間で１回以上斜め圧入を検出することを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明の圧入検出装置は、圧入部材の被押圧面と押圧部材の当接面とは、斜め圧入でない正常の圧入において、検圧室内の流体が開口より接触面のすきまを通じて一定の割合で洩れ出る。この漏れ出る流体は、圧入部材が被圧入部材に斜めに圧入されると、圧入部材の被押圧面と押圧部材の当接面との面接触状態が崩れるため、正常圧入時より多くなる。従って、検圧室の流体の圧力は、正常圧入時に呈する定常圧値より変化する。この圧変化をセンサ手段により検出することにより、斜め圧入が生じたか否かを判断できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の圧入検出装置において、検圧室は押圧部材側に設けても外部部材に設けても良い。外部部材は、圧入部材の被押圧面と押圧部材の当接面とのすきまに検圧室を臨ませた状態で該すきまを閉塞するリング状のゴム質部材で構成することが好ましい。この場合、外部部材には、一定の割合で流体を漏出する通路を設ける。
【００１１】
本発明の圧入検出装置において、圧入開始位置とは、被圧入部材に圧入部材が合致した状態に対応した押圧部材の圧入方向位置である。
【００１２】
圧入部材の被押圧面と押圧部材の当接面との関係は、必ずしも平坦面である必要はない。
【００１３】
流体供給手段は、ポンプ等の流体を吐出する吐出源と、該吐出原からの流体の原圧を一定圧値に制限するリリーフ弁とから構成することができる。リリーフ弁は、原圧の脈動を小さく制限する例えば針弁を用いた精密レギュレータとすることが好ましい。
【００１４】
流体供給手段は、斜め圧入でない正常の圧入において、流体が接触面のすきまを通じて一定の割合で洩れ出る漏れ量に比例した供給量が設定される。
【００１５】
検圧室は、二以上、好ましくは等間隔に３つ形成することが好ましい。そして、センサ手段は、３つの検圧室のうち一つでも流体圧が定常圧値より低下した場合に斜め圧入と判断すればよい。検圧室を複数設ける場合も、その検圧室は、押圧部材および外部部材のいずれにも形成することができる。
【００１６】
センサ手段は、半導体式、静電容量式、圧電セラミック式、ストレンゲージ接着式等の圧力センサと、コンピュータシステムとで構成することができる。
【００１７】
センサ手段は、少なくとも前記圧入開始位置から所定位置まで加圧移動された初期加圧区間に斜め圧入を検出するだけでもよい。初期加圧区間では、圧入部材が傾く場合が多く、この区間で斜め圧入を検出することにより、その後の本加圧区間の正常な圧入を期待できる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の圧入検出装置を図面に示す実施例により更に具体的に説明する。第１実施例の構成
図１〜５は本発明の第１実施例を説明する図面である。図１に全体の構成図を示す。図１に示す第１実施例の圧入検出装置は、図示しない機構によって上下方向に移動される押圧部材１と一体のポンチ２と、該ポンチ２の外周に取付けられた流体供給手段３と、該流体供給手段３に付加された圧力センサ４を有するセンサ手段５（図３、４参照）とから構成されている。
【００１９】
押圧部材１によって圧入工作される部材は、ベースに６に固定された被圧入部材としてのシャフト部材７と、該シャフト部材７のアウタースプライン部７１に圧入される部材としてのクラッチハブ８からなり、クラッチハブ８にはシャフト部材７のアウタースプライン部７１に対象なインナースプライン部８１が形成されている。インナースプライン部８１とアウタースプライン部７１は、それぞれ周方向に面取りがなされている。
【００２０】
押圧部材１と一体のポンチ２は、その先端の当接面２１を押圧部材１の圧入開始位置（図５）でクラッチハブ８の被押圧面８２（端面）に面接触状態とし、この状態を維持して圧入終端位置（図５）まで加圧移動される。ポンチ２の内部には、周方向に等間隔で上下方向に穿孔された検圧室２２がそれぞれ配設されている。検圧室２２は図２に示すように当接面２１において開口しており、検圧室２２の押圧部材１側は図１に示すように栓部材２３で止められている。また、検圧室２２の中間位置からは、それぞれ遠心方向に係合孔２４が延びている。
【００２１】
流体供給手段３は、図１に示すように、前記係合孔２４に係合するプラグ部３１と、図示しないエアーポンプに接続されたホース３２と、該ホース３２とプラグ部３１を連通する機構ハウジング部３３と、該機構ハウジング部３３に配設され通流するエアーの圧力を例えば０．１ＭＰａに制限するリリーフ弁タイプの精密レギュレータ３４とから構成されている。流体供給手段３は、前記機構ハウジング部３３にリング状のブラケット９の中間部分が一体化され、ブラケット９の両開端を締結することにより、ポンチ２の外周に固定される。
【００２２】
機構ハウジング部３３は、図３および図４に示すように、ホース３２による１本の通路３５の途中に精密レギュレータ３４が挿入され、精密レギュレータ３４を経た通路３６を三つの通路３７〜３９に分岐したものである。分岐した各通路３７〜３９には、それぞれ圧力センサ４が配設されている。更に通路３７〜３９は、プラグ部３１を介して検圧室２２に連通されている。この精密レギュレータ３４により検圧室２２および各通路３７〜３９の流体圧は、被押圧面８１と当接面２１とが正常な（密着の）着座状態のとき定常圧値に維持される。
【００２３】
センサ手段５の圧力センサ４は、そのケース部分が図３に示すように、機構ハウジング部３３の外側に取付られ、素子部分ＰＳが、図４に示すように、分岐した各通路３７〜３９の流体圧を検出するように配設されている。これにより、圧力センサ４は、それぞれの検圧室２２内の流体圧を検出することができる。圧力センサ４の各信号は、論理回路を構成するコンピュータ５１に入力されている。圧力センサ４は、被押圧面８１と当接面２１とが正常な着座状態のときＨレベルの信号を出力し、少なくとも一つの検圧室２２の流体圧がエアー漏れにより低下すると、Ｌレベルの信号を出力する。
【００２４】
第１実施例の作用
上記構成よりなる圧入検出装置は、シャフト部材７にインナースプライン部８１の内孔が通されたクラッチハブ８を所定の位相に合わせることにより、インナースプライン部８１とアウタースプライン７１とが噛合い可能な関係に設定される。この状態でクラッチハブ８を下方向に進行させ、図５に示すように、アウタースプライン７１の面取り面とインナースプライン部８１の面取り面とが合致する位置（圧入開始位置）で押圧部材１を加圧移動させる。
【００２５】
圧入工作過程は、図５に示すように、圧入開始位置より約２ｍｍの初期加圧区間と、アウタースプライン７１の長さ分に対応した本加圧区間と、本加圧区間の終了点後の約２ｍｍの終期加圧区間とからなる。
【００２６】
本実施例では、初期加圧区間において、コンピュータ５１は、連続的に各圧力センサ４の信号をサーチする。本加圧区間および終期加圧区間においては、所定のサイクルタイムで各圧力センサ４の信号をサーチする。すなわち、初期加圧区間においては、各圧力センサ４の信号をサーチする頻度を高くしている。
【００２７】
各区間において、斜め圧入か否かを判断する方法は同じである。すなわち、シャフト部材７の軸線に対しクラッチハブ８の軸線が一致している正常圧入時は、当接面２１が被押圧面８１に面接触している。このとき、エアーは、両面の面粗度に応じたすきまを通じて洩れる。この漏れ量は一定の割合で洩れ、このため検圧室２２の流体圧は、精密レギュレータ３４によって規制される定常圧値を維持し、各圧力センサ４の信号は全てＬレベルとなる。従って、コンピュータ５１は、Ｌレベルを出力して正常圧入であることを知らせる。
【００２８】
斜め圧入が生じると、当接面２１と被押圧面８１との面接触状態が崩れ、いずれか又は全部の検圧室２２の開口から、両面の面粗度に応じたすきまを通じて洩れる量より多く洩れる。従って、検圧室２２の流体圧は、定常圧値より低下し、圧力センサ４の信号がＨレベルとなって、コンピュータ５１は、Ｈレベルを出力して斜め圧入であることを知らせることができる。
【００２９】
本実施例では、斜め圧入が生じやすい初期加圧区間において、コンピュータ５１は、連続的に各圧力センサ４の信号をサーチしているので、圧入不良の発生率を極めて低減することができる。
【００３０】
なお、各区間の判断は、押圧部材１の移動量を検出する図示しない手段により容易に行うことができる。また、各圧力センサ４は、正常時にＨレベルの信号を出力するものでもよい。この場合は、コンピュータ５１として別の論理回路を構成する。
【００３１】
更に変形例として、作業時間を短くするため、初期加圧区間にだけ、斜め圧入を検出するようにしてもよい。
【００３２】
第２実施例
図６〜図８に示す第２実施例の圧入検出装置は、ダイヤフラム形の圧力センサを用いて隣接した検圧室２２間の差圧により斜め圧入を検出するようにしたものである。
【００３３】
すなわち、図６および図７に示すように、第２実施例における検圧室２２は、ポンチ２の上面から当接面２１まで貫通している。そして、検圧室２２は、ポンチ２の上面に配設されたセンサケース１２の周状の連通路１３によって連通されている。更に各連通路１３は、中間にダイヤフラム形の圧力センサ１１が配設され、各検圧室２２を圧力センサ１１によって区画されている。センサケース１２は、下側中央にリング状の凹部１４をもつ円盤状の上部材１４と該上部材１４に接合され凹部１４と検圧室２２とを連通する孤立孔１６をもつ下部材１７にて構成されている。各検圧室２２は、プラグ部３１（図１）の係合孔２４を介して精密レギュレータ３４を経た通路３６と連通されている。
【００３４】
第２実施例の検出方法においても、図５と同様の検出過程を採用することができる。当接面２１と被押圧面８２（図１）との面接触状態が正常のときは、各検圧室２２の流体圧が同じであり、各圧力センサ１１の信号は、Ｌレベルを出力し、コンピュータ５１は正常を知らせる。
【００３５】
斜め圧入が生じ当接面２１と被押圧面８２との面接触状態が崩れると、隣接した検圧室２２間の流体圧に差が生じ、ダイヤフラム形圧力センサ１１が作動して、Ｈレベルの信号を出力する。これによりコンピュータ５１は斜め圧入を知らせることができる。
【００３６】
この第２実施例によれば、機構ハウジング部３３の構成を簡略化できる利点があると共に、差圧による検出のため、一層程度の小さい斜め圧入を検出できる。また、精密レギュレータ３４として安価なボール弁タイプのものを使用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、被圧入部材に対する圧入部材の斜め圧入を物理的に検出し、圧入不良品の発生頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】第１実施例に採用したポンチの当接面側を示す正面図である。
【図３】ポンチ外周に取付ける機構ハウジング部を示す模式図である。
【図４】第１実施例の圧入検出装置に構成されるエアー回路を示す構成図である。
【図５】本発明の検出過程を示す説明図である。
【図６】第２実施例に採用したポンチの当接面側を示す正面図である。
【図７】第２実施例に採用したポンチの断面図である。
【図８】第２実施例の圧入検出装置に構成されるエアー回路を示す構成図である。
【符号の説明】
１…押圧部材２…ポンチ（押圧部材）
３…流体供給手段４、１１…圧力センサ
５…センサ手段２２…検圧室。

Claims

被圧入部材に圧入される圧入部材の該被圧入部材に対する斜め圧入を検出する圧入検出装置であって、
圧入開始位置で前記圧入部材の被押圧面に当接面を着座した面接触状態で圧入終端位置まで加圧移動され、該当接面に開口する検圧室を周方向に複数もつ押圧部材と、
前記検圧室に検出用の流体を供給する流体供給手段と、
前記検圧室の流体圧を検出し該開口より漏れ出る流体を流体圧より検知し斜め圧入と検出するセンサ手段とを具備し、
前記センサ手段は、いずれか一つの該検圧室の流体圧が所定の定常圧値より変化したとき斜め圧入とすることを特徴とする圧入検出装置。
被圧入部材に圧入される圧入部材の該被圧入部材に対する斜め圧入を検出する圧入検出装置であって、
圧入開始位置で前記圧入部材の被押圧面に当接面を着座した面接触状態で圧入終端位置まで加圧移動され、該当接面に開口する検圧室を周方向に複数もつ押圧部材と、
前記検圧室に検出用の流体を供給する流体供給手段と、
前記検圧室の流体圧を検出し該開口より漏れ出る流体を流体圧より検知し斜め圧入を検出するセンサ手段とを具備し、
前記センサ手段は、いずれか一つの該検圧室の流体圧が所定の定常圧値より変化したとき斜め圧入とし、前記圧入開始位置から前記圧入終端位置まで加圧移動された区間で１回以上斜め圧入を検出することを特徴とする圧入検出装置。
前記センサ手段は、少なくとも前記圧入開始位置から所定位置まで加圧移動された初期加圧区間に斜め圧入を検出する請求項１又は２に記載の圧入検出装置。
前記センサ手段は、斜め圧入を複数回検出する請求項１〜３の何れか１項に記載の圧入検出装置。
前記センサ手段は、斜め圧入と検出した場合、斜め圧入が検出された前記被圧入部材及び前記圧入部材を作業工程中に流動させない請求項１〜４の何れか１項に記載の圧入検出装置。