JPH01246025A - 圧入方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コンパクトディスクプレーヤのターンテーブ
ルとモータ軸など精密部品相互のプレスによる嵌合１組
立工程において、ワークの加工条件に応じた加圧力で軸
心のずれなく圧入を行なわしめる圧入方法と圧入装置に
関する。

〈従来の技術〉 従来、例えばコンパクトディスクプレーヤのターンテー
ブルとモータ軸との嵌合は、第６図に示すような圧入装
置を用いて次のように行なわれている。即ち、プレス６
１のワークテーブル６１ｂにワーク支持治具６２を固定
し、ターンテーブル６３をモータ軸６４ａに緩く嵌合し
たモータ６４を、その軸心がプレス６１の加圧ヘッド６
１ａの中心軸に一致するように上記ワーク支持治具のシ
ャーシ６５で支持し、加圧ヘッド６１ａを下降させてタ
ーンテーブル６３をモータ軸６４ａに押し込んでしまり
ばめしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の圧入装置は、加圧ヘッド６１ａの
下端でワークたるターンテーブル６３を直接押圧する構
造であるため、加圧ヘッド６１ａの摺接面６１ｂの凹凸
に起因する昇降時のガタッキにより、抑圧方向がワーク
の中心軸からずれるという欠点がある。即ち、マイクロ
メータオーダーの嵌合精度が要求されるターンテーブル
６３とモータ軸６４ａは、第７図（ｂ）に示すように、
圧入の際夫々の軸心が加圧ヘッド６１ａの中心軸Ａに完
全に一致するのが望ましく、軸心のずれ角の許容範囲は
組立精度の点から０，０ビ以内であることが要求される
。ところが、実際のずれ角θは、第７図（ａ）に示すよ
うに、プレス６１の精度の影響をまともに受けて上記ガ
タッキにより許容値の数十倍にも達し、圧入時にモータ
軸６４ａに曲がりや傾きが生じ、これが使用時にコンパ
クトディスクの面ブレや芯ブレを惹起して、プレーヤの
性能を著しく損なうのである。また、上記従来の圧入装
置は、圧入荷重をワークの加工条件に応じた適正範囲に
調整することができず、しかも圧入荷重を圧入と同時に
計測するものでないため、最適な嵌合を得ることが難か
しく、圧入荷重が上限値以下なら、嵌合がゆるすぎて使
用時にターンテーブル６３の空転を惹起し、圧入荷重が
上限値以上なら、嵌合がきつすぎてモータ軸６４ａの曲
がりや傾きを生じ、使用時に上記面ブレ等を惹起すると
いう欠点がある。換言すれば、モータ６４の軸径と夕・
−ンテーブル６３の圧入孔径をいかに嵌合精度内に加工
しても、前述の欠点により製品たるコンパクトディスク
プレーヤに欠陥が発生するのである。さらに、圧入装置
の荷重検出手段に用いられるロードセルなどが、高価で
あるという欠点もある。

そこで、本発明の目的は、高い嵌合精度が要求されるワ
ークを加工条件に応じた適正加圧力範囲内で軸心のずれ
なく圧入することができる圧入方法と、この圧入方法に
プレスと共に用いられる簡素かつ安価な圧入装置を提供
することである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の圧入方法は、シリン
ダ内にピストンを移動自在に配置し、ピストンとシリン
ダ間にばね力が調整できるようにばねを縮装して、この
ばねを介してシリンダからピストンに加圧力を伝達する
圧力伝達素子を、プレスの加圧ヘッドの先端に連結し、
上記圧力伝達素子にユニバーサルジヨイントを連結して
、上記プレスのワークテーブル上に載置されたワークを
、上記ユニバーサルジヨイントと圧力伝達素子を介して
加圧ヘッドで加圧して圧入する。

また、本発明の圧入装置は、プレスの加圧ヘッドの先端
に連結され、シリンダ内にピストンを移動自在に配置し
、ピストンとシリンダ間にばね力が調整できるようにば
ねを縮装して、このばねを介してシリンダからピストン
に加圧力を伝達する圧力伝達素子と５．この圧力伝達素
子に連結されるユニバーサルジヨイントと、上記プレス
のワークテーブルにワークの中心軸と同軸をなして摺動
自在に支持され、かつ上記ユニバーサルジヨイントに連
結される圧入ヘッドを備える。

く作用〉 プレスのワークテーブル上に、ワークとして例えば圧入
孔をもつターンテーブルとモータ軸を、それらの中心軸
がユニバーサルジヨイントの中心を通って加圧ヘッドの
加圧方向と平行になるように載置する。次に、上記加圧
ヘッドを駆動して、圧力伝達素子とユニバーサルジヨイ
ントを介して」−１記ワークをワークテーブルに向けて
押圧する。

このとき、上記圧力伝達素子のばね力を、予め与えられ
る所望の下限加圧力下でピストンがシリンダに対して相
対移動し始めるように調整し、上記ピストンの突出量を
、予め与えられる所望の上限加圧下でピストンがばねに
抗してシリンダに当接するように調整すれば、ばねのシ
リンダからの離隔およびピストンのシリンダへの当接に
よってワークへの加圧力を上記下限加圧力以上かつ上限
加圧力以下に制御することができる。また、ワークには
ユニバーサルジヨイントを介して加圧力が加わるので、
加圧ヘッドの軸心とワークの軸心との間にずれ角があっ
ても、ワークには従来のように斜方向の圧入力は作用し
ない。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の圧入方法の実施に用いる圧入装置の一
実施例を示す概略図であり、ｌはプレス、２はこのプレ
ス１の加圧ヘッド１ａの下端に連結され、内蔵のばねを
介して加圧力を伝達する圧力伝達素子、３はこの圧力伝
達素子２の下端に連結したユニバーサルジヨイント、４
はこのユニバーザルジヨイント３に連結されるとともに
、上記プレスｌのワークテーブルｌｂ上に固定したワー
ク支持治具５に突設した支柱６の貫通穴６ａに挿通され
、上記加圧ヘッド１ａとユニバーサルジヨイント３の中
心ＭＡと同軸をなして摺動自在に支持される圧入ヘッド
、７は軸７ａにターンテーブル８を緩く嵌合して上記ワ
ーク支持治具５のシャーン９によって軸心が上記中心軸
Ａに一致するように保持されたワークとしてのモータ、
１０は上記支柱の貫通穴６ａに設けられ、摺動する圧入
ヘッド４の変位量を検出する位置センサ、１１はこの位
置センサ！Ｏおよび圧力伝達素子２の後述する下限、上
限加圧力検出手段からの検出信号に基づいて警報を発す
る警報装置である。

上記警報装置１１は、圧力伝達素子２から出力されるオ
ン・オフの検出信号を検知するセンサ出力検知部１１ａ
と、位置センサ１０から出力される変位量を表わす信号
に基づいて圧入ヘヅド４のストロークエンドを検知する
圧入力高さ検知部１１ｂと、上記両検知部１１ａｊｌｂ
からの検知信号のレベルを分類するレベル分類部１１ｃ
と、自動。

手動のリセット部ｌｉｄ、ｌｉｅを有し、上記レベル分
類部１１ｃからのレベル信号を保持するレベルホールド
部ｌｌｒと、このレベルホールド部１１ｒからモニタ表
示回路１１ｇを介して出力される信号に基づいて、加圧
ヘッド１ａによる加圧力が夫々高すぎる（Ｈｉ）、低す
ぎる（Ｌｏ）、適正（Ｇｏ）であることをランプやブザ
ーで知らせ、圧入力高さを表示するモニタ表示部１１ｈ
からなる。

第２図は、上記圧力伝達素子２および警報装置１１の要
部の概略を示す縦断面図である。この圧力伝達素子２は
、円筒状のシリンダ本体２１の上端に、加圧ヘッド１ａ
への取付ねじ２２ａを有するカップ状のばね支持リング
２２を軸方向に進退可能に螺合する一方、シリンダ本体
２１の下端に蓋状の基準板２３を螺着し、この基準板の
中央穴２３ａに絶縁スリーブ２４ａ、つば状の絶縁ワッ
シャ２４ｂおよび接点リング２４ｃを一体化してなる軸
受筒２４を内嵌、固定するとともに、この軸受筒２４に
、下方からユニバーサルボール２５を育するフランジ状
の上限ストッパ２６．上限スリーブ２７、上限調節ねじ
２８．上記基準板２３の内面に当接するカップ状のばね
支持スリーブ２９を順次螺合あるいは係合してなるピス
トン３０を軸方向に摺動自在に嵌合し、さらに上記ばね
支持リング２２とばね支持スリーブ２９の間にコイルば
ね３■を縮装して構成される。

そして、ユニバーサルジヨイントをなすユニバーサルボ
ール２５および圧入ヘッド４（第１図参照）を介してワ
ーク８に当接するピストン３０には、下降する加圧ヘッ
ドＩａ（第１図参照）からこれに固定されたばね支持リ
ング２２と上記コイルばね３１を介して加圧力が加わり
、この加圧力が縮装されているコイルばね３１のばね力
即ち下限加圧力よりも大きくなると、コイルばね３１が
矢印Ｘの方向に縮んで、ばね支持スリーブ２９が基準板
２３の内面から離れる。また、コイルばね３１が矢印Ｘ
の方向にさらに縮んで加圧力が上限加圧力に達すると、
上限調節ねじ２８がばね支持すング２２に当接するまえ
に、上限ストッパ２６が軸受筒２４の接点リング２４ｃ
に当接し、加圧ヘッド１ａからの加圧力はシリンダ本体
２１の基準板２３を経て直接上限ストッパ２６に伝達さ
れる。

上記コイルばね３１のばね力即ち下限加圧力は、ばね支
持リング２２を軸方向に進退させて増減でき、上記上限
加圧力は、ばね支持スリーブ２９に軸方向に移動不可の
上限調節ねじに対し回転可能に係合された上限スリーブ
２７を回わして、上限スリーブ２７を軸方向に出没させ
て増減できるようになっている。なお、上記ピストン３
０の上限調節ねじ２８の先端には、ロックねじ３２を螺
合し、このロックねじ３２でスチールボール３３を介し
て常時上限ストッパ２６を押圧することによって、上限
ストッパ２６を軸方向にガタッキなくロックするととも
にばね支持スリーブ２９で受けた加圧力を軸方向の中心
に正確に伝達するようにしている。

一方、第２図の回路図で示される下限、上限加圧力検出
手段と警報装置１１の要部は、図示のように上限ストッ
パ２６のａ点に（−）側を接続した電源３４の（＋）側
を、直列の抵抗３５とＬＥＤ３６およびこれと並列をな
すブザー３７を介してシリンダ本体２１のｂ点に接続す
るとともに、直列の抵抗３８とＬＥＤ３９およびこれと
並列をなすブザー４０を介してシリンダ本体２１から絶
縁された軸受筒２４の接点リング２４ｃの０点に接続し
て構成される。そして、加圧ヘッドｌａからの加圧力が
下限加圧力未満で、シリンダ本体２Ｉのｂ点と上限スト
ッパ２６のａ点が、互いに当接する基準板２３とばね支
持スリーブ２９を介して導通していると、ＬＥＤ３６が
点灯し、ブザー３７が鳴って加圧力が過小であることを
知らせ、加圧力が上限加圧力を超えて、接点リング２４
ｃの０点と上限ストッパ２６のａ点が当接して導通する
と、ＬＥＤ３９が点灯し、ブザー４０が鳴って加圧力が
過大であることを知らせる。即ち、上記ＬＥＤ３６およ
びＬＥＤ３９は、第１図のモニタ表示部１１ｈのＬｏク
ランプよびＨｉクランプ夫々相当する。

第３図は、上記圧力伝達素子２の下端に連結されるユニ
バーサルジヨイントの縦断面図である。

このユニバーサルジヨイント３は、圧力伝達素子２の下
端の上限ストッパ２６の中央に回転自在に装着されたユ
ニバーサルボール２５と、圧入ヘッド４の上端中央に設
けたＴ字状の突起４１に係合する切欠き４２ａを有し、
コ字状断面を有して上限ストツパ２６の下面にねじ４３
，４３で固定される連結金具４２からなる。そして、圧
力伝達素子２と圧入ヘッド４は、互いに中心軸が一直線
Ａをなすように配置され、加圧ヘッド（第１図中１ａ参
照）上昇時は、第３図（ａ）に示すように連結金具４２
を介して圧入ヘッド４を引き上げる一方、加圧ヘッド下
降時は、第３図（ｂ）に示すようにユニバーサルボール
２５を介して圧入ヘッド４を突起４１を介して軸心のず
れなく垂直に押し下げるようにしている。

上記構成の圧入装置の動作を、本発明の圧入方法の一実
施例を含めて第１図を参照しつつ次に述べる。

プレスｌの加圧ヘッドｌａの下端に順次連結された圧力
伝達素子２．ユニバーサルジヨイント３゜圧入ヘッド４
は、ワークテーブル１ｂ上に固定したワーク支持治具５
の支柱６によって軸心を鉛直線Ａに揃えて昇降自在に支
持されている。また、圧力伝達素子２のコイルばね３Ｉ
のばね力は、ばね支持リング２２（第２図参照）を軸方
向に進退させることにより、シリンダ本体２１とピスト
ン３０の間に働らく例えば８ｋｇの下限加圧力下でコイ
ルばね３１が矢印Ｘ方向に縮んでばね支持スリーブ２９
が基準板２３から離れるように調整される一方、上限ス
リーブ２７の突出量Ｓは、上限スリーブ２７を回わすこ
とにより、シリンダ本体２１をピストン３０の間に働く
例えば１５ｋｇの上限加圧力下でコイルばね３１が最も
縮んで上限ストッパ２６が軸受筒２４の接点リング２４
ｃに当接するように調整されている。

いま、プレス１に固定したワーク支持治具５上に、モー
タ７のモータ軸７ａにターンテーブル８の圧入孔を緩く
嵌合させたワークを、それらの中６軸が上記鉛直線Ａに
一致するように載置し、シャーシ９によって保持、固定
する。次に、プレス１を駆動して加圧ヘッドＩａを下降
させ、圧力伝達素子２．ユニバーサルジヨイント３．圧
入ヘッド４を介して上記ワークをワークテーブルＩｂに
向けて押圧する。

このとき、加圧ヘッド１ａの加圧力が８に９（下限加圧
力）未満なら、第２図に示すように、シリンダ本体２１
のｂ点と上限ストッパ２６のａ点が、互いに当接する基
準板２３とばね支持スリーブ２９を介して導通し、ＬＥ
ＤＳ６が点灯し、ブザー３７が鳴るので、このような状
態でワーク８，７ａが圧入された場合は、圧入力が過小
であり、ワークの嵌合が甘く使用時にターンテーブル８
の空転等を惹起すると判断できる。また、加圧ヘッドｌ
ａの加圧カカ月５ｋｇ（上限加圧力）を超えるなら、軸
受筒２４の接点リング２４ｃのＣ点と上限ストッパ２６
のａ点が当接して導通し、ＬＥＤ３９が点灯し、ブザー
４０が鳴るので、このような状態でワーク８，７ａが圧
入された場合は、圧入力が過大であり、ワークの嵌合が
きつく、モータ軸７ａの曲がり等で使用時にディスクの
面ブレ等を惹起すると判断できる。なお、上記下限、上
限加圧力が自由に調整できることは勿論である。また、
加圧ヘッド１ａからの加圧力は、圧力伝達素子２内のロ
ックねじ３２．スチールボール３３を介してガタッキな
く正確に上限ストッパ２６の軸方向の中心に伝達され、
さらにユニバーサルボール２５を介して正確に圧入ヘッ
ド４の軸方向の中心に伝達されろ。即ち、従来は第４図
（ａ）に示すように、圧入ヘッド４とワーク８，７ａの
軸心をいかに鉛直線Ａ上に保持しても、加圧ヘッド６１
ａの加圧方向が傾いていたため力点Ｐが中心軸からｅだ
け偏心し、これによって圧入ヘッド４の作動がこじれた
ものになり、摺接面の摩擦抵抗の増大によって加圧力の
適正な管理、制御が不可能であったが、本実施例では第
４図（ｂ）に示すように、上限ストッパ２６下端のユニ
バーサルボール２５により、加圧力が常に鉛直線Ａ上を
真直にワーク８．７ａまで伝達され、斜方向の圧入力は
全く生じないのである。

従って、前述の圧力伝達素子２による下限、上限加圧力
の管理、制御も正確に行なうことができる。

上記実施例では、昇降に伴うガタッキを有し機械精度の
良くないプレスｌの加圧ヘッドｌａから機構的に分離さ
れ、支柱６によって鉛直に保持される圧入ヘッド４を介
してワーク８，７ａを圧入するようにしているので、圧
入ヘッド４の作動が円滑になり、圧力伝達素子２による
下限、上限加圧力の管理、制御も正確に行え、圧入不良
を皆無にできるという利点がある。また、圧力伝達素子
２のばね支持リング２２を軸方向に進退させてコイルば
ね３１のばね力を増減させて下限加圧力を調整できるよ
うにし、シリンダ本体２１の基準板２３とピストン３０
のばね支持スリーブ２９との接点で下限加圧力検出手段
を構成する一方、上限スリーブ２７を回わして上限スリ
ーブ２７を軸方向に出没させて上限加圧力を調整できる
ようにし、シリンダ本体２１の軸受筒２°４の接点リン
グ２４ｃとピストン３０の上限ストッパ２６との接点で
上限加圧力検出手段を構成しているので、圧入力を任意
に設定した下限、上限り肝圧力の範囲に管理でき、圧入
力の過小、過大を警報手段によって圧入作業中に直ちに
知ることができ、圧入不良の流出を皆無にできるという
利点がある。また、本実施例の圧力伝達素子２は、従来
のロードセル等に比べて、圧入荷重を圧入と同時に知る
ことができ、しかも構造が簡素で製造コストがｔ／ｉ　
ｏ以下であるという利点がある。

第５図は本発明の圧入方法の他の実施例を示す斜視図で
ある。この圧入方法に用いる圧入装置は、第１図で述べ
た圧入装置の圧入ヘッド４の代りに直接ワークであるガ
イドビン４５を用いた点を除いて第１図のものと同じ構
造であり、同一部材には同一番号を付して、説明を省略
する。この実施例は、精密金型の金型プレート４６の四
隅の圧入穴４６ａに上記ガイドビン４５を圧入するもの
であり、ガイドビン４５は、ユニバーサルジヨイント３
．圧力伝達素子２を介してプレスの加圧ヘッド１ａに同
軸をなして連結されるとともに、プレスのワークテーブ
ルＩｂに固定したワーク支持冶具５に突設した支柱６と
この支柱６にボルト４７゜４７で固定される押え板４８
とに挟持されて、■溝りａ内に鉛直方向に摺動自在に支
持される。また、金型プレート４６は、ワーク支持治具
５上に圧入穴４６ａの中心をガイドビン４５の直下に位
置させて固定される。従って、ユニバーサルジヨイント
３は、ガイドピン４５の中心を鉛直方向に圧入穴４６ａ
に向けて押圧するから、圧力伝達素子２等の動作や正大
過程も前述の実施例と何んら異ならず前述と同様の作用
、効果を奏する。

なお、第１図の実施例では軸側７ａをワーク支持治具５
に支持したが、軸に多数個の軸受を嵌合する場合には、
圧入孔側である軸受をワーク支持治具５に支持し、軸側
を圧入ヘッド４で押圧するようにもできる。また、本発
明の圧入方法および装置が、コンパクトディスクプレー
ヤのターンテーブルとモータ軸の圧入に限らず精密部品
相互の圧入、嵌合に広く適用できることはいうまでもな
い。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の圧入装置は、シ
リンダ内にピストンを移動自在に配置し、ピストンとシ
リンダ間にばね力が調整できるようにばねを縮装して、
このばねを介してシリンダからピストンに加圧力を伝達
する圧力伝達素子を、上記シリンダを介してプレスの加
圧ヘッドの先端に連結し、上記ピストンにユニバーサル
ジヨイントを連結してなり、本発明の圧入方法は、上記
圧入装置を用いて上記プレスのワークテーブル上に載置
されたワークを、上記ユニバーサルジヨイントと圧力伝
達素子を介して加圧ヘッドで加圧して圧入するので、上
記ばね力を所望の下限加圧力下でピストンがシリンダに
対して相対移動し始めるように調整し、上記ピストンの
突出量を所望の上限加圧力下でピストンがばねに抗して
シリンダに当接するように調整すれば、ばねのシリンダ
がらの離隔およびピストンのシリンダへの当接によって
ワークへの加圧力を上記下限加圧力以上かつ上限加圧力
以下に適切に管理、制御することができ、また、上記ユ
ニバーサルジヨイントによりワークに常時垂直方向に真
直ぐに圧入力を加えることができて、簡素な構造の安価
な装置でもって適正な範囲の加圧力で垂直度を保持した
圧入が実現でき、精密部品の信頼性と圧入作業の能率を
著しく向上させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧入方法の実施に用いる圧入装置の一
実施例を示す概略図、第２図は第１図の圧力伝達素子の
縦断面図、第３図は第１図のユニバーサルジヨイントの
詳細縦断面図、第４図は上記実施例および従来例による
圧入状態を示す図、第５図は本発明の他の実施例を示す
斜視図、第６図は従来の圧入装置を示す側面図、第７図
は上記従来例による圧入状態を示す図である。 １・・・プレス、Ｉａ・・・加圧ヘッド、■ｂ・・・ワ
ークテーブル、２・・・圧力伝達素子、３・・・ユニバ
ーサルジヨイント、４・・・圧入ヘッド、５・・・ワー
ク支持治具、６・・・支柱、７・・・モータ、７ａ・・
・モータ軸、訃・・ターンテーブル、１０・・・位置セ
ンサー、１１・・・警報装置、２Ｉ・・・シリンダ本体
、３０・・・ピストン、３！・・・コイルばね。 特　許　出　願　人　　株式会社辰美電機製作所ほか１
名 代　理　人　弁理士　　青白　葆　ほか１名第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内にピストンを移動自在に配置し、ピス
   トンとシリンダ間にばね力が調整できるようにばねを縮
   装して、このばねを介してシリンダからピストンに加圧
   力を伝達する圧力伝達素子を、プレスの加圧ヘッドの先
   端に連結し、上記圧力伝達素子にユニバーサルジョイン
   トを連結して、上記プレスのワークテーブル上に載置さ
   れたワークを、上記ユニバーサルジョイントと圧力伝達
   索子を介して加圧ヘッドで加圧して圧入する圧入方法。
2. （２）プレスの加圧ヘッドの先端に連結され、シリンダ
   内にピストンを移動自在に配置し、ピストンとシリンダ
   間にばね力が調整できるようにばねを縮装して、このば
   ねを介してシリンダからピストンに加圧力を伝達する圧
   力伝達素子と、この圧力伝達素子に連結されるユニバー
   サルジョイントと、上記プレスのワークテーブルにワー
   クの中心軸と同軸をなして摺動自在に支持され、かつ上
   記ユニバーサルジョイントに連結される圧入ヘッドを備
   えた圧入装置。
3. （３）上記特許請求の範囲第２項に記載の圧入装置にお
   いて、上記圧力伝達素子は、ピストンがばねに抗してシ
   リンダに対して相対移動し始める時点を検出する下限加
   圧力検出手段と、ピストンがばねに抗してシリンダに当
   接する時点を検出する上限加圧力検出手段を備えるとと
   もに、これらの両検出手段からの検出信号に基づいて警
   報を発する警報手段を備えた圧入装置。