JP6330358B2 - 焼き嵌め方法及び焼き嵌め装置 - Google Patents

Description

本発明は、焼き嵌め方法及び焼き嵌め装置に関する。

従来より、第１部材と第２部材を締結する際、第１部材に形成した穴部に、第２部材に形成した軸部を、「焼き嵌め」にて締結する場合がある。
「焼き嵌め」では、穴部が形成された第１部材と、第１部材の穴部の内径よりもやや大きな外径の軸部を有する第２部材（なお、第２部材の全体が軸部に相当する場合もある）とを用いて、第１部材を加熱膨張させて内径を大きくした穴部に、加熱していない第２部材の軸部を嵌め入れる。その後、冷却させて第１部材の穴部の内径を元に戻して第２部材の軸部を第１部材の穴部に締結し、溶接やボルト締め等を用いることなく強固に締結する。
例えば特許文献１には、カムシャフトが嵌入される穴部を有する三次元カムを、焼き嵌めにてカムシャフトに組み付ける三次元カムシャフトの製造装置が記載されている。そして特許文献１には、高周波コイルを通じて三次元カムを誘導加熱し、三次元カムの温度を、温度制御装置と温度センサにて厳密に管理して焼き嵌めを行うことが記載されている。

特許第３４５８６６６号公報

特許文献１において、個々の三次元カムの穴部の内径は、所定範囲内でバラツキが有り、個々のカムシャフトの外径も、所定範囲内でバラツキが有る。このバラツキを考慮した場合において、三次元カムの加熱膨張量を最も大きくしなければならない場合は、三次元カムの穴部の内径がバラツキの範囲内で最小の場合、かつカムシャフトの外径がバラツキの範囲内で最大の場合である。この組み合わせで焼き嵌め可能となるように加熱温度を設定すれば、いかなるバラツキ範囲内の三次元カム及びカムシャフトであっても焼き嵌めを行うことができる。しかし、例えば三次元カムの穴部の内径がバラツキの範囲内で最大の場合、かつカムシャフトの外径がバラツキの範囲内で最小の場合の組み合わせでは、三次元カムを必要以上に加熱膨張させることになり（一律に設定した加熱温度では、穴部の内径が必要以上に大きくなり）、エネルギーと加熱時間及び冷却時間に無駄が発生する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、エネルギーと加熱時間及び冷却時間の無駄をより少なくして効率良く焼き嵌めを行うことができる焼き嵌め方法及び焼き嵌め装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る焼き嵌め方法及び焼き嵌め装置は次の手段をとる。
本発明の第１の発明は、穴部に軸部を嵌合させる嵌合部における前記穴部を有する第１部材と、前記嵌合部における前記軸部を有する第２部材、あるいは全体が前記軸部である第２部材と、の焼き嵌め方法において、前記第１部材を加熱する加熱手段と、制御手段と、を有する焼き嵌め装置を用い、前記制御手段にて、室温における前記第１部材の前記穴部の内径を前記第１部材毎に測定する、穴部内径測定ステップと、前記制御手段にて、室温における前記第２部材の前記軸部の外径を前記第２部材毎に測定する、軸部外径測定ステップと、前記制御手段にて、前記穴部内径測定ステップにて測定した焼き嵌め対象の第１部材の穴部の内径と、前記軸部外径測定ステップにて測定した焼き嵌め対象の第２部材の軸部の外径と、に基づいて前記焼き嵌め対象の第１部材と前記焼き嵌め対象の第２部材との組み合わせに固有となる固有加熱時間を算出する、固有加熱時間算出ステップと、前記制御手段にて、前記固有加熱時間算出ステップにて算出した前記固有加熱時間にて前記焼き嵌め対象の第１部材を前記加熱手段を用いて加熱する、加熱ステップと、前記制御手段にて、前記加熱手段を用いて加熱した前記焼き嵌め対象の第１部材の穴部に前記焼き嵌め対象の第２部材の軸部を嵌め入れた組立体を冷却する、冷却ステップと、を有し、前記制御手段は、温度に応じた前記第１部材の穴部の内径の膨張特性を示す温度・径特性と、前記加熱手段を用いて加熱する時間である加熱時間に応じた前記第１部材の温度の上昇特性を示す加熱時間・温度特性と、を記憶しており、前記固有加熱時間算出ステップにて、前記温度・径特性に基づいて、前記穴部内径測定ステップにて測定した前記焼き嵌め対象の第１部材の穴部の内径が、前記加熱手段を用いて加熱することで、前記軸部外径測定ステップにて測定した前記焼き嵌め対象の前記第２部材の軸部の外径よりも所定量だけ大きくなる目標温度と、室温と、の差である固有温度上昇幅を求め、前記加熱時間・温度特性に基づいて、前記穴部内径測定ステップにて穴部の内径を測定した前記焼き嵌め対象の第１部材を、室温から前記固有温度上昇幅だけ、前記加熱手段を用いて加熱するのに要する時間である前記固有加熱時間を算出する、焼き嵌め方法である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る焼き嵌め方法を用いて、前記第１部材の前記穴部に、前記第２部材の前記軸部を焼き嵌めする焼き嵌め装置であって、穴部に軸部を嵌合させる嵌合部における前記穴部を有する第１部材の前記穴部の内周面に向けてレーザ光を出射して前記穴部の内径を測定する内径測定手段と、前記嵌合部における前記軸部を有する第２部材の前記軸部の外周面に向けてレーザ光を出射して前記軸部の外径を測定する外径測定手段と、前記第１部材を高周波コイルにより誘導加熱する前記加熱手段と、加熱した前記第１部材の前記穴部に前記第２部材の前記軸部を嵌め入れた組立体を冷却ファンにより冷却する冷却手段と、前記内径測定手段と前記外径測定手段からの検出信号を取り込み、前記加熱手段と前記冷却手段とを制御する前記制御手段と、を有する。

第１の発明によれば、第１部材の穴部の内径のバラツキや、第２部材の軸部の外径のバラツキに関係なく、個々の第１部材の内径と、個々の第２部材の外径と、を測定し、焼き嵌めを行う第１部材と第２部材の組み合わせにおいて、その第１部材の穴部の内径の寸法と、その第２部材の軸部の外径の寸法と、に対して最適な固有加熱時間を、第１部材と第２部材の組み合わせ毎に求めるので、必要以上に第１部材を加熱膨張させることが無い。
従って、エネルギーと加熱時間及び冷却時間の無駄をより少なくして効率良く焼き嵌めを行うことができる。

第１の発明によれば、記憶している温度・径特性、加熱時間・温度特性、を用いて、より容易に、且つより適切に、固有加熱時間を算出することができる。

第２の発明によれば、第１の発明の焼き嵌め方法を実現する焼き嵌め装置を、適切に実現することができる。

焼き嵌め装置の全体構成を説明する図である。 制御手段の処理手順を示すフローチャートである。 温度・径特性の例を説明する図である。 加熱時間・温度特性の例を説明する図である。 第１部材の穴部の内径の寸法と、第２部材の軸部の外径の寸法と、温度・径特性と、に基づいて固有温度上昇幅を求める手順を説明する図である。 固有温度上昇幅と、加熱時間・温度特性と、に基づいて固有加熱時間を求める手順を説明する図である。 第１部材と第２部材の個々のバラツキにかかわらず、一律の加熱時間を設定していた従来の焼き嵌め方法の温度上昇幅を説明する図である。 第１部材と第２部材の個々のバラツキにかかわらず、一律の加熱時間を設定していた従来の焼き嵌め方法の加熱時間を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［焼き嵌め装置１の全体構成（図１）］
図１において、符号Ｗ１は穴部を有する第１部材であり、符号Ｗ２は軸部を有する第２部材である。なお図１の例では、第２部材Ｗ２の全体が軸部に相当している。また図１の例では、第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２は、それぞれ円筒状の部材であるが、それぞれを断面で示している。例えば、第１部材Ｗ１は、回転電機のハウジングであり、第２部材Ｗ２は、回転電機のステータである。
図１に示すように、焼き嵌め装置１は、内径測定装置１０Ａ、１０Ｂ、外径測定装置２０Ａ、２０Ｂ、加熱装置３０Ａ、冷却装置４０Ａ、制御装置５０等にて構成されている。
また、符号Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は各工程を示しており、符号Ｋ１は穴部内径測定工程、符号Ｋ２は軸部外径測定工程、符号Ｋ３は加熱工程、符号Ｋ４は冷却工程を示している。

内径測定装置１０Ａ、１０Ｂ（内径測定手段に相当）は、例えば、対象とする穴部の内周面までの距離を非接触にて測定可能なレーザ測定装置であり、穴部Ｗ１Ａの開口部の斜め上方に配置されている。
そして内径測定装置１０Ａ、１０Ｂは、制御装置５０からの制御信号に基づいて、所定位置に載置された第１部材Ｗ１の穴部Ｗ１Ａの内周面に向けてレーザ光を出射し、検出信号を制御装置５０に出力する。
外径測定装置２０Ａ、２０Ｂ（外径測定手段に相当）は、例えば、対象とする軸部の外周面までの距離を非接触にて測定可能なレーザ測定装置であり、軸部Ｗ２Ａの外周面に対向する位置に配置されている。
そして外径測定装置２０Ａ、２０Ｂは、制御装置５０からの制御信号に基づいて、所定位置に載置された第２部材Ｗ２の軸部Ｗ２Ａの外周面（この場合、第２部材Ｗ２そのものの外周面）に向けてレーザ光を出射し、検出信号を制御装置５０に出力する。

加熱装置３０Ａ（加熱手段に相当）は、例えば、高周波コイル３０Ｃを備えた誘導加熱器であり、第１部材Ｗ１を収容可能な収容空間３０Ｂを有しており、制御装置５０からの制御信号に基づいて、収容空間３０Ｂ内に収容された第１部材Ｗ１を加熱する。
冷却装置４０Ａ（冷却手段に相当）は、例えば、冷却ファンであり、制御装置５０からの制御信号に基づいて、加熱された第１部材Ｗ１の穴部Ｗ１Ａに第２部材Ｗ２の軸部Ｗ２Ａが嵌め入れられた組立体（この場合、第１部材Ｗ１の穴部に第２部材Ｗ２の全体が嵌め入れられた組立体）を冷却する。
制御装置５０（制御手段に相当）は、例えば、パーソナルコンピュータであり、内径測定装置１０Ａ、１０Ｂ、外径測定装置２０Ａ、２０Ｂからの検出信号を取り込み、加熱装置３０Ａ、冷却装置４０Ａに制御信号を出力する。

本発明の焼き嵌め方法では、この焼き嵌め装置１を用いて、個々の第１部材Ｗ１の穴部の内径の寸法と、個々の第２部材Ｗ２の軸部の外径の寸法と、を求めて、焼き嵌めを行う第１部材と第２部材の組み合わせの、それぞれの内径の寸法及び外径の寸法に対して最適な加熱時間で第１部材Ｗ１を加熱する。つまり、第１部材と第２部材の組み合わせ毎に、その組み合わせの内径の寸法及び外径の寸法に対して、その組み合わせに固有となる最適な加熱時間を求め、第１部材Ｗ１を必要以上に加熱膨張させないことで、エネルギーと加熱時間及び冷却時間の無駄を排除する。
以下、焼き嵌め装置１の制御装置５０を用いて、本発明の焼き嵌め方法を行う処理手順の具体的な例を説明する。

●［制御手段５０の処理手順（図２）と、温度・径特性（図３）と加熱時間・温度特性（図４）］
次に図２に示すフローチャートに従って、制御装置５０の処理手順を説明する。
例えば制御装置５０は、起動されるとステップＳ１０にて焼き嵌め装置が設置されている室内の温度（図１において室内温度検出手段は図示省略している）を検出し、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５にて制御装置５０は、第１部材の穴部の内径の測定準備が完了しているか否かを判定し、測定準備が完了している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、測定準備が完了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１０に戻る。
例えば図１において内径測定装置１０Ａ、１０Ｂの近傍には、第１部材Ｗ１が所定位置に載置されていることを検出する検出手段、あるいは作業者が第１部材Ｗ１を所定位置に載置した後で操作する測定実行ボタン、等が設けられており、制御装置５０は、前記検出手段からの検出信号、あるいは前記測定実行ボタンからの信号等に基づいて、測定準備が完了したか否かを判定する。
ステップＳ２０に進んだ場合、制御装置５０は、内径測定装置１０Ａ、１０Ｂに制御信号を出力し、内径測定装置１０Ａ、１０Ｂからの検出信号を取り込んで、第１部材の穴部の内径を測定し、ステップＳ２５に進む。
なおステップＳ２０が、室温における第１部材の穴部の内径を第１部材毎に測定する、穴部内径測定ステップに相当する。

ステップＳ２５にて制御装置５０は、第２部材の軸部の外径の測定準備が完了しているか否かを判定し、測定準備が完了している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進み、測定準備が完了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ２５に戻る。
例えば図１において外径測定装置２０Ａ、２０Ｂの近傍には、第２部材Ｗ２が所定位置に載置されていることを検出する検出手段、あるいは作業者が第２部材Ｗ２を所定位置に載置した後で操作する測定実行ボタン、等が設けられており、制御装置５０は、前記検出手段からの検出信号、あるいは前記測定実行ボタンからの信号等に基づいて、測定準備が完了したか否かを判定する。
ステップＳ３０に進んだ場合、制御装置５０は、外径測定装置２０Ａ、２０Ｂに制御信号を出力し、外径測定装置２０Ａ、２０Ｂからの検出信号を取り込んで、第２部材の軸部の外径を測定し、ステップＳ３５に進む。
なおステップＳ３０が、室温における第２部材の軸部の外径を第２部材毎に測定する、軸部外径測定ステップに相当する。

ステップＳ３５に進んだ場合、制御装置５０は、ステップＳ３０にて測定した第２部材の軸部の外径の寸法と、ステップＳ２０にて測定した第１部材の穴部の内径の寸法と、の差である締め代を求め、ステップＳ４０に進む。なおステップＳ３５は省略してもよい。
また、締め代の値が、所定未満の場合は、締め代が不足している旨を示す表示を行って処理を停止するようにしても良い。

ステップＳ４０にて制御装置５０は、ステップＳ２０にて測定した第１部材の穴部の内径の寸法と、ステップＳ３０にて測定した第２部材の軸部の外径の寸法と、制御装置５０の記憶手段（記憶装置）に記憶している温度・径特性と、に基づいて、固有温度上昇幅を求め、ステップＳ４５に進む。
なお、温度・径特性は、図３に示すような特性であり、温度に応じた第１部材の穴部の内径の膨張特性を示している。第１部材の内径は、個体毎に異なっており、所定のバラツキ範囲ＷＨ内において、バラツキ範囲ＷＨ内の上限となる特性ＧＨｍａｘと、バラツキ範囲ＷＨ内の下限となる特性ＧＨｍｉｎとの間で、種々の特性ＧＨ（ｎ）がある。記憶手段には、この特性ＧＨｍａｘ、特性ＧＨｍｉｎを含む特性ＧＨ（ｎ）が記憶されていてもよいし、傾きΔＶ／ΔＤが記憶されていてもよい。

そして図５に示すように、制御装置５０は、温度・径特性において、まずステップＳ１０にて求めた室温Ｄ０の位置を特定する。
そして制御装置５０は、室温Ｄ０上において、ステップＳ２０にて測定した第１部材の穴部の内径の寸法（ＶＨ１）に対応する位置Ｐ１を特定し、当該位置Ｐ１を通る温度・径特性である特性ＧＨ（１）を特定する。なお、傾きΔＶ／ΔＤを記憶している場合は、位置Ｐ１を通る傾きΔＶ／ΔＤの直線を求め、求めた直線を特性ＧＨ（１）とすればよい。
次に制御装置５０は、室温Ｄ０上において、ステップＳ３０にて測定した第２部材の軸部の外径の寸法（ＶＳ１）に対応する位置Ｐ２を特定する。なお、符号ＷＳは、軸部の外径のバラツキ範囲を示しており、ＶＳｍａｘはバラツキ範囲ＷＳ内における軸部の外径の最大値を示し、ＶＳｍｉｎはバラツキ範囲ＷＳ内における軸部の外径の最小値を示している。なお、図５におけるＳＳ（＝ＶＳ１−ＶＨ１）が、締め代となる。
次に制御装置５０は、室温Ｄ０上において、位置Ｐ２から所定スキマ代ΔＲだけ大きな径となる位置Ｐ２´を特定する。軸部の外径の寸法がＶＳ１であるので、穴部の内径の寸法をＶＳ１よりもやや大きなＶＳ１＋ΔＲまで膨張させる必要がある。
そして制御装置５０は、位置Ｐ２´を通り横軸に平行な直線Ｌ１と、特性ＧＨ（１）との交点である位置Ｐ３を求め、位置Ｐ３に対応する温度Ｄ１と、室温Ｄ０との温度差を求める。この求めた温度差が、固有温度上昇幅ＷＤ１である。なお温度Ｄ１は、その第１部材と、その第２部材との組み合わせにおける第１部材の加熱後の目標温度である。

そして図２におけるステップＳ４５にて制御装置５０は、ステップＳ４０にて求めた固有温度上昇幅ＷＤ１と、記憶手段に記憶している加熱時間・温度特性と、に基づいて、固有加熱時間を求め、ステップＳ５０に進む。
なお、加熱時間・温度特性は、図４に示すような特性であり、加熱時間に応じた第１部材の温度の上昇特性を示している。第１部材の内径の寸法は個体毎に異なっているが、加熱時間に応じた温度上昇は、異なる個体であってもほぼ同じであり、特性ＧＦを示す。記憶手段には、この特性ＧＦが記憶されていてもよいし、傾きΔＤ／ΔＴが記憶されていてもよい。

そして図６に示すように、制御装置５０は、加熱時間・温度特性において、まずステップＳ１０にて求めた室温Ｄ０の位置を特定し、室温Ｄ０を通り横軸に平行な直線Ｍ１と特性ＧＦとの交点である位置Ｐ１１を求める。
次に制御装置５０は、室温Ｄ０から、ステップＳ４０にて求めた固有温度上昇幅ＷＤ１だけ高い温度Ｄ１の位置を特定し、温度Ｄ１を通り横軸に平行な直線Ｍ２と特性ＧＦとの交点である位置Ｐ１２を求める。
そして制御装置５０は、位置Ｐ１２に対応する加熱時間Ｔ１と、位置Ｐ１１に対応する加熱時間Ｔ０との差から、固有加熱時間ＷＴ１を求める。
なお、ステップＳ４０とステップＳ４５が、ステップＳ２０にて測定した第１部材の穴部の内径の寸法と、ステップＳ３０にて測定した第２部材の軸部の外径の寸法と、温度・径特性と、加熱時間・温度特性と、に基づいて、第１部材と第２部材との組み合わせに固有となる固有加熱時間を算出する、固有加熱時間算出ステップに相当する。

そして図２におけるステップＳ５０にて制御装置５０は、第１部材の加熱準備が完了しているか否かを判定し、加熱準備が完了している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ５５に進み、加熱準備が完了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ５０に戻る。
例えば図１において加熱装置３０Ａの近傍には、加熱装置３０Ａの収容空間３０Ｂ内に第１部材Ｗ１が収容されていることを検出する検出手段、あるいは作業者が第１部材Ｗ１を収容空間３０Ｂ内に収容した後で操作する加熱実行ボタン、等が設けられており、制御装置５０は、前記検出手段からの検出信号、あるいは前記加熱実行ボタンからの信号等に基づいて、加熱準備が完了したか否かを判定する。
ステップＳ５５に進んだ場合、制御装置５０は、ステップＳ４５にて求めた固有加熱時間ＷＴ１にて、加熱装置３０Ａを用いて第１部材Ｗ１を加熱する。
なおステップＳ５５が、ステップＳ４５にて求めた固有加熱時間にて第１部材を加熱する、加熱ステップに相当する。

そしてステップＳ６０にて、制御装置５０は、例えばロボットアーム等を用いて、加熱された第１部材を加熱装置３０Ａから取り出し、第１部材の穴部に、第２部材の軸部（この場合、第２部材の全体）を嵌め入れた組立体を作成する。
そしてステップＳ６５にて制御装置５０は、作成した組立体の冷却準備が完了しているか否かを判定し、冷却準備が完了している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ７０に進み、冷却準備が完了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ６５に戻る。
ステップＳ７０に進んだ場合、制御装置５０は、冷却装置４０Ａを制御して組立体を冷却する。
なおステップＳ７０が、組立体を冷却する、冷却ステップに相当する。

そしてステップＳ７５にて制御装置５０は、冷却終了条件が成立しているか否かを判定し、冷却終了条件が成立している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ８０に進み、冷却終了条件が成立していない場合（Ｎｏ）はステップＳ７０に戻る。
例えば冷却終了条件は、所定時間経過後、あるいは第１部材（または組立体）の温度が「室温＋所定温度」以下に達した場合、等である。
ステップＳ８０に進んだ場合、制御装置５０は、次のワーク（第１部材及び第２部材）が有るか否かを判定し、有る場合（Ｙｅｓ、次の焼き嵌めを行う場合）はステップＳ１０に戻り、無い場合（Ｎｏ）は処理を終了する。

●［従来の焼き嵌め方法における加熱時間（図７、図８）］
次に、従来の焼き嵌め方法では第１部材の加熱時間がどの程度に設定されているか、について説明する。
従来では、個々の第１部材、個々の第２部材、との組み合わせにおいて、最も長い加熱時間となる組み合わせを想定し、この最も長い加熱時間にて加熱することで、いかなるバラツキ範囲内の組み合わせであっても、第１部材の穴部に第２部材の軸部を嵌め入れることができるようにしている。また室温を常に検出しておらず、想定される室温のバラツキ範囲内において最も低い室温（図７及び図８中の室温ＤＺ０（固定））を使用しており、いかなる室温であっても、第１部材の穴部に第２部材の軸部を嵌め入れることができるようにしている。

従来では、具体的には、図７に示す温度・径特性において、第１部材の穴部の内径のバラツキ範囲ＷＨ内において内径の下限となる特性ＧＨｍｉｎを有する第１部材と、第２部材の軸部の外径のバラツキ範囲ＷＳ内において外径の上限値となる外径ＶＳｍａｘを有する第２部材と、の組み合わせを想定している。
この組み合わせの場合、図７に示す温度・径特性において、（固定）室温ＤＺ０では、第１部材の穴部の内径の寸法はＶＨｍｉｎ（位置ＰＺ１における径）であり、第２部材の軸部の外径の寸法はＶＳｍａｘ（位置ＰＺ２における径）である。そして、加熱後の穴部の内径の目標径は、ＶＳｍａｘ＋ΔＲ（所定スキマ代）であり、この位置を位置ＰＺ２´とする。
そして、位置ＰＺ２´を通る横軸と平行な直線ＬＺ１と、特性ＧＨｍｉｎとの交点である位置ＰＺ３を求め、位置ＰＺ３の温度ＤＺ１を求める。（固定）室温ＤＺ０と温度ＤＺ１との温度差が、（従来）温度上昇幅ＷＤＺ１となる。なお、図７中における温度（Ｄ０）、（Ｄ１）は、図５に示した（本願の）温度（Ｄ０）、（Ｄ１）の位置を参考として示している。

そして図８に示す加熱時間・温度特性において、まず（固定）室温ＤＺ０を通り横軸に平行な直線ＭＺ１と、特性ＧＦとの交点である位置ＰＺ１１を求める。また（固定）室温ＤＺ０から（従来）温度上昇幅ＷＤＺ１だけ高い温度ＤＺ１の位置を特定し、温度ＤＺ１を通り横軸に平行な直線ＭＺ２と、特性ＧＦとの交点である位置ＰＺ１２を求める。
そして、位置ＰＺ１２に対応する加熱時間ＴＺ１と、位置ＰＺ１１に対応する加熱時間ＴＺ０との差から、（従来）加熱時間ＷＴＺ１を求める。なお図８中における温度（Ｄ０）、（Ｄ１）は、図５に示した（本願の）温度（Ｄ０）、（Ｄ１）の位置を参考として示しており、加熱時間（Ｔ０）、（Ｔ１）は、図６に示した（本願の）加熱時間（Ｔ０）、（Ｔ１）の位置を参考として示している。

従来では、上記のように求めた（従来）加熱時間ＷＴＺ１を用いることで、いかなるバラツキ範囲ＷＨ内の第１部材と、いかなるバラツキ範囲ＷＳ内の第２部材と、の組み合わせ、及びいかなるバラツキ範囲内の室温であっても、確実に第１部材の穴部の内径を、第２部材の軸部の外径＋ΔＲ以上とすることができる。しかし、第１部材と第２部材の組み合わせ、及び室温によっては、必要以上に第１部材の穴部の内径を膨張させている場合もあり、必要以上にエネルギーと加熱時間及び冷却時間を消費してしまう場合があった。
なお、図７及び図８を用いて説明した従来の焼き嵌め方法では、（固定）室温ＤＺ０、温度ＤＺ１、（従来）温度上昇幅ＷＤＺ１、加熱時間ＴＺ０、加熱時間ＴＺ１、（従来）加熱時間ＷＴＺ１、が全て固定の値となっている。

これに対して本願の焼き嵌め方法では、第１部材と第２部材の組み合わせ毎、及び室温に応じて、その組み合わせの内径の寸法及び外径の寸法及び室温に対して、その組み合わせ及び室温に固有となる最適な加熱時間を求め、第１部材Ｗ１を必要以上に加熱膨張させないことで、エネルギーと加熱時間及び冷却時間の無駄を排除している。
なお、図５及び図６を用いて説明した本実施の形態の焼き嵌め方法では、室温Ｄ０、温度Ｄ１、固有温度上昇幅ＷＤ１、加熱時間Ｔ０、加熱時間Ｔ１、固有加熱時間ＷＴ１、が全て変動する値であり、その時点の室温及び第１部材と第２部材の組み合わせ毎に、最適な値へと変動する。
また図１に示すように、穴部に軸部を嵌合させる嵌合部における穴部を有する第１部材Ｗ１の穴部Ｗ１Ａの内径を測定する内径測定手段（内径測定装置１０Ａ、１０Ｂ）と、嵌合部における軸部を有する第２部材Ｗ２の軸部Ｗ２Ａの外径を測定する外径測定手段（外径測定装置２０Ａ、２０Ｂ）と、第１部材Ｗ１を加熱する加熱手段（加熱装置３０Ａ）と、加熱した第１部材Ｗ１の穴部に第２部材Ｗ２の軸部を嵌め入れた組立体を冷却する冷却手段（冷却装置４０Ａ）と、内径測定手段と外径測定手段からの検出信号を取り込み、加熱手段と冷却手段とを制御する制御手段（制御装置５０）と、を有し、上記に説明した焼き嵌め方法を用いて、第１部材Ｗ１の穴部Ｗ１Ａに、第２部材Ｗ２の軸部Ｗ２Ａを焼き嵌めする焼き嵌め装置１を実現することも容易である。
また室温Ｄ０を基準として固有温度上昇幅ＷＤ１、固有加熱時間ＷＴ１を求めるので、焼き嵌めを行う現場の国や地域や季節等に関係無く、その時点の現場で最適な固有加熱時間を求めることができる。
また、第１部材と第２部材との組み合わせ毎に最適な固有加熱時間を設定するので、焼き嵌めした第１部材及び第２部材である組立体の品質のバラツキを低減することができる。

本発明の焼き嵌め装置の構成、構造、外観、形状等、及び焼き嵌め方法の処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、内径測定装置や外径測定装置はレーザ測定装置でなくてもよいし、加熱装置は高周波コイルを備えていない加熱装置であってもよい。
また本実施の形態の説明では、第１部材として回転電機のハウジング、第２部材として回転電機のステータ、を用いた焼き嵌めを例として説明したが、第１部材及び第２部材は、これらに限定されるものではない。
また温度・径特性、及び加熱時間・温度特性は、本実施の形態にて説明した特性に限定されるものではない。

１ 焼き嵌め装置
１０Ａ、１０Ｂ 内径測定装置（内径測定手段）
２０Ａ、２０Ｂ 外径測定装置（外径測定手段）
３０Ａ 加熱装置（加熱手段）
３０Ｃ 高周波コイル
４０Ａ 冷却装置（冷却手段）
５０ 制御装置（制御手段）
Ｗ１ 第１部材
Ｗ１Ａ 穴部
Ｗ２ 第２部材
Ｗ２Ａ 軸部
ＷＤ１ 固有温度上昇幅
ＷＴ１ 固有加熱時間

Claims (2)

1. 穴部に軸部を嵌合させる嵌合部における前記穴部を有する第１部材と、
   前記嵌合部における前記軸部を有する第２部材、あるいは全体が前記軸部である第２部材と、の焼き嵌め方法において、
   前記第１部材を加熱する加熱手段と、制御手段と、を有する焼き嵌め装置を用い、
   前記制御手段にて、室温における前記第１部材の前記穴部の内径を前記第１部材毎に測定する、穴部内径測定ステップと、
   前記制御手段にて、室温における前記第２部材の前記軸部の外径を前記第２部材毎に測定する、軸部外径測定ステップと、
   前記制御手段にて、前記穴部内径測定ステップにて測定した焼き嵌め対象の第１部材の穴部の内径と、前記軸部外径測定ステップにて測定した焼き嵌め対象の第２部材の軸部の外径と、に基づいて前記焼き嵌め対象の第１部材と前記焼き嵌め対象の第２部材との組み合わせに固有となる固有加熱時間を算出する、固有加熱時間算出ステップと、
   前記制御手段にて、前記固有加熱時間算出ステップにて算出した前記固有加熱時間にて前記焼き嵌め対象の第１部材を前記加熱手段を用いて加熱する、加熱ステップと、
   前記制御手段にて、前記加熱手段を用いて加熱した前記焼き嵌め対象の第１部材の穴部に前記焼き嵌め対象の第２部材の軸部を嵌め入れた組立体を冷却する、冷却ステップと、を有し、
   前記制御手段は、
   温度に応じた前記第１部材の穴部の内径の膨張特性を示す温度・径特性と、前記加熱手段を用いて加熱する時間である加熱時間に応じた前記第１部材の温度の上昇特性を示す加熱時間・温度特性と、を記憶しており、
   前記固有加熱時間算出ステップにて、前記温度・径特性に基づいて、前記穴部内径測定ステップにて測定した前記焼き嵌め対象の第１部材の穴部の内径が、前記加熱手段を用いて加熱することで、前記軸部外径測定ステップにて測定した前記焼き嵌め対象の前記第２部材の軸部の外径よりも所定量だけ大きくなる目標温度と、室温と、の差である固有温度上昇幅を求め、
   前記加熱時間・温度特性に基づいて、前記穴部内径測定ステップにて穴部の内径を測定した前記焼き嵌め対象の第１部材を、室温から前記固有温度上昇幅だけ、前記加熱手段を用いて加熱するのに要する時間である前記固有加熱時間を算出する、
   焼き嵌め方法。
2. 請求項１に記載の焼き嵌め方法を用いて、前記第１部材の前記穴部に、前記第２部材の前記軸部を焼き嵌めする焼き嵌め装置であって、
   穴部に軸部を嵌合させる嵌合部における前記穴部を有する第１部材の前記穴部の内周面に向けてレーザ光を出射して前記穴部の内径を測定する内径測定手段と、
   前記嵌合部における前記軸部を有する第２部材の前記軸部の外周面に向けてレーザ光を出射して前記軸部の外径を測定する外径測定手段と、
   前記第１部材を高周波コイルにより誘導加熱する前記加熱手段と、
   加熱した前記第１部材の前記穴部に前記第２部材の前記軸部を嵌め入れた組立体を冷却ファンにより冷却する冷却手段と、
   前記内径測定手段と前記外径測定手段からの検出信号を取り込み、前記加熱手段と前記冷却手段とを制御する前記制御手段と、を有する、
   焼き嵌め装置。