KR100199361B1 - 타이트 끼워맞춤 방법 및 타이트 끼워맞춤 장치 - Google Patents

Abstract

[목적]

2부재를 서로 타이트 끼워맞추기하는 장치에 있어서, 끼워맞춤에 의해서 각부재에 예정밖의 변형이 발생하지 않도록 한다.

[구성]

타이트 끼워맞춤장치를, 고압 공기를 고속으로 분사함으로써, 압입부재로서의 토오션 바아(10)를 피압입부재로서의 출력 샤프트(12)에 접근하는 방향으로 가속하고, 압입부재의 피압입부재에 맞닿기 직전에는, 대기공(104)에 의해 고압 공기를 대기로 개방함으로써, 압입부재의 가속을 멈추어서 관성운동을 행하게 하고, 압입부재를 관성력에 의해서 피압입부재에 압입하는 것으로 한다.

Description

타이트 끼워맞춤 방법 및 타이트 끼워맞춤 장치

제1도는 본 발명의 제1발명의 일 실시예인 타이트 끼워맞춤 방법을 실시하기 위한 타이트 끼워맞춤 장치로서, 본 발명의 제3발명의 일 실시에인 것을 나타내는 측면 단면도.

제2도는 제1도의 타이트 끼워맞춤 장치에 의한 끼워맞춤 대상인 토오션바아와 출력 샤프트의 누름 조립체를 나타내는 단면도.

제3도는 종래의 타이트 끼워맞춤 방법 및 끼워맞춤 원리와 그 문제점을 설명하기 위한 도면.

제4도는 본 발명의 상기 실시예인 타이트 끼워맞춤 방법 및 타이트 끼워맞춤 장치의 끼워맞춤원리와 그 효과를 설명하기 위한 도면.

제5도는 본 발명의 제1발명의 다른 실시예인 타이트 끼워맞춤 방법을 실시하기 위한 끼워맞춤 장치로서, 본 발명의 제3발명의 다른 실시예인 것을 나타내는 측면 단면도.

제6도는 본 발명의 제2발명의 일실시예인 타이트 끼워맞춤 방법을 실시하기 위한 타이트 끼워맞춤 장치로서, 본 발명의 제4발명의 일 실시예인 것을 나타내는 측면 단면도.

제7도는 제6도의 타이트 끼워맞춤 장치에 의한 끼워맞춤 대상인 외통과 내통과 고무부쉬와의 압입 조립체를 나타내는 부분 측면 단면도.

제8도는 본 발명에 있어서의 제2부재의 운동의 발명을 설명하기 위한 그래프.

제9도는 본 발명에 있어서의 제2부재의 운동과 제1부재로의 맞닿음시에 발생하는 응력분포의 관계를 설명하기 위한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 토오션 바아 12 : 출력 샤프트

42 : 제1지지장치 44 : 제2지지장치

46 : 운동제어장치 50 : 가속장치

52 : 실질관성운동 실현기구

본 발명은, 2부재를 서로 타이트하게 끼워맞춤하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히, 끼워맞춤시에 각 부재에 발생하는 예정밖의 변형을 억제하는 기술에 관한 것이다.

일본국 실개소 63-144136호 공보에는, 상기 형식의 타이트 끼워맞춤 방법 및 타이트 끼워맞춤 장치의 각각의 종래예가 기재되어 있다. 즉, 2부개의 적어도 한쪽을 강체로 된 압력 헤드에 의해 상대방쪽으로 밀어눌러 2부재를 타이트 끼워맞춤하는 방법이 종래의 타이트 끼워맞춤 방법으로서 기재되고, 또한, (a) 2부재의 한쪽인 제1부재를 지지하는 제1지지장치와, (b) 2부재의 다른 쪽인 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 끼워맞춤방향에서 접근 가능하게 지지하는 제2지지장치와, (c) 그 제2지지장치에 지지되어 있는 제2부재에 압력 헤드를 결합시키고 (필요에 따라 척을 이용하여), 그 압력헤드에 의해서 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재로 밀어누르는 누름장치를 포함하는 장치가 종래의 타이트 끼워맞춤장치로서 기재되어 있다.

그러나, 이 종래의 끼워맞춤 기술에는 다음과 같은 문제가 있었다.

예를 들면, 축방향으로 신장하는 구멍을 갖는 제1부재에 축방향으로 신장하는 가늘고 긴 제2부재를 끼워맞추기(이 경우, 압입이라고도 한다) 위하여는, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤부에만 그 끼워맞춤의 방향 즉 축방향으로 작용하는 힘을 발생시키면 된다. 그러나, 상기의 종래기술에서는, 제3도의 왼쪽에 나타내는 바와 같이, 끼워맞춤시, 제2부재의 양단부중, 제1부재의 쪽과는 반대쪽의 단부에 압력 헤드의 접촉에 의해서 기계적 힘이 부여된다. 그 결과 끼워맞춤시, 제2부재에 발생하는 축력이 동도면의 아래쪽에 그래프로 나타내는 바와 같이, 축방향위치 전체에서 동일하게 분포한다. 그래서, 이 종래의 끼워맞춤 기술에서는, 끼워맞춤시, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤부 이외의 부분에 큰 축방향 압축응력이 발생한다.

이 현상은 예를 들면, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤 예정부가 강제(鋼製) 등, 강체제(剛體製)인 경우에는, 다음과 같은 문제를 일으킨다.

즉, 끼워맞춤시에 제2부재에 발생하는 축방향 압축응력은 그 축선에 관하여 대칭적으로 분포하지 않는 것이 보통이므로, 끼워맞춤시에 제2부재를 벤딩 모멘트가 발생하고, 그 모멘트가 크면 끼워맞춤 후에 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤부 이외의 부분이 예정치 않게 영구변형해버린다는 문제를 일으키는 것이다. 예를 들면, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤 이외의 부분에 절결 등, 국부적으로 단면계수가 감소하고, 휘기쉬운부위가 있는 경우에, 그 부분에 응력집중에 의해서 소성변형이 발생하고, 영구변형이 남아버리게 되는 것이다.

또, 끼워맞춤시, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤 이외의 부분에 큰 축방향 압축응력이 발생한다는 현상은, 제2부재중 제1부재와의 끼워맞춤 예정부가 고무제 등의, 탄성체로 된 경우에는, 다음과 같은 문제를 일으킨다. 즉, 끼워맞춤시에, 제2부재에 발생하는 축방향 압축응력에 의해서 제2부재중 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 끼워맞춤 방향과 직각인 방향에서 탄성변형하고, 제1부재의 끼워맞춤 예정부와의 간극이 좁아져, 끼워맞춤이 힘들어지고, 끼워맞춤시, 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 표면에 손상, 파손 등이 발생한다는 문제를 일으킨다.

이상과 같이, 종래의 끼워맞춤기술에서는, 끼워맞춤시, 2부재중 변위되는 변위부재에서 끼워맞춤시에 축방향 압축응력을 발생시키는 것이 불가결하지 않는 부분에도 큰 축방향 압축응력이 발생하므로, 변위부재가 예정치 않게 변형해버린다는 문제가 있었던 것이다.

그리고, 제2부재의 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 경우에는 일반적으로, 그 끼워맞춤 예정부의 표면에 윤활제가 도포되지만. 끼워맞춤이 힘들어지면, 그 표면에 도포된 윤활제가 맞물림시에 접촉하는 제1부재에 의해서 닦여버리고, 충분한 윤활효과를 얻을 수 없다. 그래서, 종래, 끼워맞춤은, 먼저, 제2부재를 끼워맞춤 길이보다 긴 스트로크(stroke)로 제1부재의 구멍에 밀어넣고, 이로써, 확실하게 제2부재가 제1부재에 끼워맞춰지도록 하고, 다음에, 제2부재를 지금까지와는 반대방향으로 변위시키고, 이로써 탄성체의 끼워맞춤 예정부에 발새한 예정밖의 압축응력을 제거한다. 이와 같이, 제2부재의 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 경우에는, 종래, 끼워맞춤에 필요이상의 공정이 불가피했었다는 문제도 있었다.

그래서, 본 발명의 제1발명(청구항 제1항) 및 제2발명(청구항 제2항)은 각각, 이들의 문제를 해결한 타이트 끼워맞춤 방법을 제공하는 것을 과제로 하여 이루어진 것이다.

또, 본 발명의 제3발명(청구항 제3항) 및 제4발명(청구항 제4항)은 각각, 상기 문제를 해결한 타이트 끼워맞춤 장치를 제공하는 것을 과제로 하여 이루어진 것이다.

각각의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1발명은, 2부재를 서로 타이트 끼워맞추는 방법을, 제2부재의 적어도 한쪽을 끼워맞춤방향에서 상대방쪽으로 접근시키는 방향으로 가속시켜 운동 에너지를 부여하고, 그 운동 에너지에 의해 2부재를 타이트 끼워맞추는 것으로 한 것을 특징으로 한다.

그리고, 여기에서 「가속」은, 2부재의 한쪽이 봉부분을 갖고, 다른 쪽이 구멍부를 갖는 부재인 경우에, 봉부분을 갖는 부재만을 가속하거나, 구멍부를 갖는 부재만을 가속하거나, 쌍방의 부재를 동시에 가속시킴으로써 실현가능한 것이다.

또, 「가속」은 예를 들면, 기압, 액압, 자기력, 중력, 원심력 등을 부재에 간접적으로 작용시키는 것이나, 기계적 힘 등을 부재에 직접 작용시킴으로써 실현가능하다. 그리고, 기압을 작용시키는 태양에는 예를 들면, 고압가스를 상시(常時) 축적하는 고압원과 제어밸브를 이용하고, 제어밸브를 열어서 고압원으로부터 고압가스를 작용시키는 태양이거나, 화약, 폭약, 점화장치, 기폭장치 등을 이용하여, 폭약 등의 폭발에 의해서 순간적으로 다량 발생한 고압가스를 작용시키는 태양 등이 있다.

또, 「2부재」는 예를 들면, 상대방쪽과의 끼워맞춤 예정부가 모두 강체로 된 것이라도, 한쪽은 강체제, 다른쪽은 탄성체로 된 것이라도 좋다.

본 발명의 제2발명은, 2부재로서 상대방쪽과의 끼워맞춤이 예정된 양 끼워맞춤 예정부가 한쪽은 탄성체, 다른쪽은 강체로 된 것을 서로 타이트 끼워맞춤하는 방법을, 2 부재중 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 것을 끼워맞춤의 방향에서 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 가속하여 운동 에너지를 부여하고, 그 운동 에너지에 의해 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 운동하고 있는 상태에서, 그 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면에 대기압 보자 높은 압력을 작용시켜서, 그 작용에 의해서 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부에 발생한, 강체로 된 끼워맞춤 예정부와의 간극이 증가하는 방향의 변형이 소멸하지 않은 상태에서 양 끼워맞춤 예정부를 서로 끼워맞추는 것으로 한 것을 특징으로 한다.

그리고 「끼워맞춤면으로의 압력작용」은 예를 들면, 기체, 액체에 등의 유체를 통하여 비접촉상태에서 행하여도, 강체를 통하여 접촉상태에서 행하여도 좋다.

또, 「2부재」는 예를 들면, 한쪽이 봉부분을 갖고, 다른쪽이 구먼부를 갖는 것인 경우, 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 봉부분을 갖는 부재의 그 봉부분의 외주면에 형성된 것이라도, 구멍을 갖는 부재의 그 구멍부의 내주면에 형성된 것이라도 좋다.

본 발명의 제3발명은, 2부재를 서로 타이트 끼워맞춤하는 장치를, (a) 2부재의 한쪽인 제1부재를 지지하는 제1지지장치와, (b) 2부재의 다른쪽인 제2부재를, 제1지지장치에 유지되어 있는 제1부재와 상기 끼워맞춤의 방향에서 접근가능하게 지지하는 제2지지장치와, (c) 그 제2지지장치에 지지되어 있는 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 접근하는 방향으로 가속하여 운동 에너지를 부여하는 가속장치를 포함하는 것으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4발명은, 2부재로서 상대방쪽과의 끼워맞춤을 예정된 양 끼워맞춤 예정부가 한쪽은 탄성체, 다른쪽은 강체로 된 것을 서로 타이트 끼워맞추는 장치를, (a) 2부재중 끼워맞춤 예정부가 강체로 된 제1부재를 지지하는 제1지지장치와, (b) 2부재중 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 끼워맞춤 방향에서 접근가능하게 지지하는 제2지지장치와, (c) 그 제2지지장치에 지지되어 있는 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 접근하는 방향으로 가속하여 운동 에너지를 부여하는 가속장치와, (d) 제2부재의 운동경로중에 설치하고, 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면에 대기압 보다 높은 압력을 작용시켜서, 그 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부에 강체로 된 끼워맞춤예정부의 간극이 증가하는 방향의 변형을 발생시키는 고압실을 포함하는 것으로 한 것을 특징으로 한다.

2부재의 적어도 한쪽으로서 변위하는 것을 예정된 변위부재를 가속하여 상대방쪽으로 맞닿게하는 경우에는, 변위부재를 압력 헤드에 의해 상대방쪽으로 밀어부치는 경우에 대하여, 끼워맞춤중에 변위부재에 발생하는 축방향 압축응력의 분포가 다르다. 예를 들면, 제3도의 윗쪽에 나타내는 바와 같이, 변위부재(도면의 예에서는 봉형상의 제2부재)의 양단부중 상대방쪽과 접촉하는 쪽과의 반대쪽의 단부에 압력 헤드를 밀어서 변위부재를 상대방쪽으로 밀어넣는다(도면의 예에서는 제1부재의 구멍에 밀어 넣는다). 종래기술의 경우에는, 변위부재에 끼워맞춤중, 동도면의 아래쪽에 그래프로 나타내는 바와 같이, 제4도의 윗쪽에 나타내는 바와 같이, 변위부재를 가속하여 상대방쪽으로 맞닿게하였을 경우에는, 변위부재에 관성력이 발생하고, 그 관성력에 의해서 변위부재가 상대방쪽으로 맞닿게 되므로, 변위부재에 끼워맞춤중, 동도면의 아래쪽에 그래프로 나타내는 바와 같이, 상대방쪽과 맞닿는 위치로부터 멀어짐에 따라서 점차 감소하고, 또, 반대쪽의 단부에서 0이 되도록 축방향 압축응력이 발생한다.

제4도의 아래쪽 그래프는, 제8도에 실선으로 나타내는 바와 같이, 변위부재의 운동이 가속운동후에 순수한 관성운동(등속운동)으로 이행하는 경우의 것이지만, 변위부재의 운동은, 예를 들면 동도면에 나타내는 바와 같이, 가속운동후에도 같은 가속운동을 계속하는 것으로 하거나, 가속운동후에 감속운동으로 이행하는 것으로 할 수 있다. 그리고, 가속운동을 계속하는 경우로 이행하는 경우에는, 변위부재에 끼워맞춤중, 제9도에 그래프로 나타내는 바와 같이, 상대방쪽과 맞닿는 위치로부터 멀어짐에 따라서 점차 감소하지만, 제4도의 경우와는 다르며, 반대쪽의 단부에서 0으로 되지 않도록 축방향 압축응력이 발생한다. 가속운동인 경우에는, 반대측의 단부에서 양(+)의 값으로 된다. 그러나, 이경우에도, 변위부재에 끼워맞춤중에 발생하는 축방향 압축응력이, 상대방쪽과 맞닿은 쪽의 단부에서 보다 그 반대쪽의 단부에서 감소한다는 성질은 유지된다.

따라서, 변위부재를 가속하여 상대방쪽으로 맞닿게하는 경우에는, 변위 부재를 압력 헤드에 의해 상대방쪽으로 밀어부치는 경우에 비교하고, 끼워맞춤중에 변위부재의 반대쪽의 단부에 발생하는 축방향 압축응력이 감소하고, 그 결과, 변위부재를 예정밖으로 변형시키는 힘이 감소한다.

그와 같은 견지에 의거하여, 본 발명의 제1발명에 관한 타이트 끼워 맞춤 방법은, 2부재의 적어도 한쪽의 끼워맞춤 방향에서 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 가속하여 운동에너지를 부여하고, 그 운동에너지에 의해 2부재를 타이트 끼워맞춤하는 것으로 되어 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 변위부재가 강체로 된 끼워맞춤 예정부를 갖는 경우에는, 끼워맞춤시, 변위부재는 압력 헤드에 의해 상대방쪽으로 눌려지지 않으므로, 끼워맞춤에 의해서 변위부재에 예정치 않은 압흔(壓痕)이 남는 일이 없게 됨과 동시에, 끼워맞춤에 의해서 변위부재에 휨이라는 영구변형이 발생하는 일도 없게 된다. 또, 변위부재가 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 끼워맞춤을 갖는 경우에는, 끼워맞춤중에 그 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 끼워맞춤방향과 직각인 방향에 탄성변형하는 양이 감소하고, 상대방쪽과 끼워맞추기 어려워지는 일이 억제된다.

본 발명의 제3발명에 관한 타이트 끼워맞춤장치는, 그 본 발명의 제1발명에 관한 타이트 끼워맞춤방법을 실시하기 위하여 이루어진 것으로서, 제2지지장치에 지지되어 있는 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 접근하는 방향으로 가속하여 운동에너지를 부여하는 가속장치를 가지며, 그 운동 에너지에 의해 2부재를 타이트 끼워맞추는 것으로 되어 있다.

본 발명의 제1타이트 끼워맞춤 방법에 의하면, 상기와 같이, 변위부재의 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 경우에, 끼워맞춤중에 그 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 끼워맞춤 방향과 직각인 방향으로 탄성변형하는 양이 감소하고, 상대방쪽과 끼워맞추기 어려워지는 것이 억제된다. 그러나, 끼워맞춤중에 변위부재의 예정밖의 부위에 발생하는 축방향 압축응력을 감소시키는 것만으로는, 끼워맞춤방향과 직각인 방향에서의 탄성변형량을 충분히 감소시킬 수 없으며, 목적을 충분히 달성할 수 없는 경우도 있다.

한편, 2부재로서 상대방쪽과의 끼워맞춤을 예정된 양 끼워맞춤 예정부가 한쪽은 탄성체, 다른쪽은 강체인 것을 서로 타이트 끼워맞추는 경우에는, 2부재중 끼워맞춤 예정부가 탄성체인 제2부재를 가속하고, 끼워맞춤 예정부가 강체로 된 제1부재에 접근하는 방향으로 운동하고 있는 상태에서, 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면을 압축하고, 제1부재의 끼워맞춤 예정부와의 간극이 증가하는 방향으로 탄성변형을 발생시킨 후에 제2부재를 제1부재에 맞닿게하면, 제2부재는 그 압축변형이 완전히 복귀되기 전에 제1부재에 끼워맞춰진다.

따라서, 이와 같이 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 제2부재를 가속하고, 그에 의해서 운동중인 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부를 압축하고, 그 상태에서 제1부재에 끼워맞추면, 예를 들면 제2부재가 제1부재와 맞닿아도, 제2부재는 관성력에 의해서 제1부재에 맞닿음으로, 불필요한 축방향 압축응력의 발생이 억제되고, 제1부재와의 끼워맞춤 간극의 감소가 억제됨과 동시에, 제2부재는 압축 변형이 소멸하지 않는 상태에서 제1부재에 끼워맞춰지므로, 이에 의해서도, 제1부재와의 끼워맞춤 간극의 감소가 제어된다. 즉, 제2부재가 관성력에 의해서 제1부재에 맞닿는 것과, 제2부재가 맞닿기 전에 압축변형을 받는 것의 공동에 의해, 제2부재는 제1부재에 원활하게 끼워맞춰지게 되는 것이다.

이와 같은 견지에 의거하여, 본 발명의 제2발명에 따른 타이트 끼워 맞춤방법은, 2부재중 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 것을 상기 끼워맞춤 방향에서 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 가속하여 운동 에너지를 부여하고, 그 운동 에너지에 의해 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 운동하고 있는 상태에서, 그 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면과 대기압 보다 높은 압력을 작용시키고, 그 작용에 의해 탄성체의 끼워맞춤 예정부에 발생한, 강체로 된 끼워맞춤 예정부의 간극이 증가하는 방향의 변형이 감소하지 않는상태에서 양 끼워맞춤 예정부를 서로 끼워맞추는 것으로 되어 있다.

본 발명의 제4발명에 따른 끼워맞춤장치는, 본 발명의 제2발명에 관한 타이트 끼워맞춤방법을 실시하기 위하여 이루어진 것으로서, 제2지지장치에 지지되어 있는 제2부재를, 제1지지장치에 지지되어 있는 제1부재에 접근하는 방향으로 가속하여 운동 에너지를 부여하는 가속장치와, 제2부재의 운동경로중에 형성되고, 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부에 상기 강체로 된 끼워맞춤 예정부와의 간극이 증가하는 방향의 변형을 발생시키는 고압실을 가지며, 2부재중 끼워맞춤 예정부가 탄성체로 된 것이 운동 에너지의 끼워맞춤면에 대기압보자 높은 압력을 작용시키고, 그 작용에 의해서 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부에 발생한, 강체로 된 끼워맞춤 예정부와의 간극이 증가하는 방향의 변형이 소멸하지 않는 상태에서 양 끼워맞춤 예정부를 서로 끼워맞추는 것으로 되어 있다.

이상의 설명으로부터 명확한 것처럼, 본 발명의 제1발명 또는 제2발명에 의하면, 끼워맞춤시에 부재의 예정치 않은 변형을 억제할 수 있는 타이트 끼워맞춤방법이 제공된다는 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 제3발명 또는 제4발명에 의하면, 끼워맞춤시의 부재의 예정치 않은 변형을 억제할 수 있는 타이트 끼워맞춤장치가 제공된다는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 각 발명의 바람직한 실시태양의 몇을 열거한다.

① 본 발명의 제1발명 또는 제2발명으로서, 상기 2부재의 적어도 한쪽에 운동 에너지를 부여하여 그 적어도 한쪽의 2부재인 운동부재를 상대방쪽에 접근하는 방향으로 가속하는 가속공정과, 그 운동부재의 가속을 멈추게 하여 운동부재를 실질적으로 관성운동시키는 실질관성공정과, 실질관성운동중의 운동부재를 상대방쪽의 부재에 맞닿게하고, 그 운동부재가 갖는 운동 에너지를 상기 2부재의 변형 에너지로 단시간에 변환하는 것에 의해 (운동부재에 발생하는 관성력에 의해), 상기 끼워맞춤을 행하는 끼워맞춤 공정을 포함하는 타이트 끼워맞춤방법.

② ①의 발명으로서, 상기 가속공정이, 상기 운동부재에 유체(공기등의 기체, 액체)를 작용시킴으로써 비접촉상태에서 추진력을 부여하는 것.

③ ②의 발명으로서, 상기 운동부재로의 유체의 작용이, 고압가스 탱크에 접속된 통로를 제어밸브에 의해 신속하게 열어서 고압가스를 운동부재에 작용시키는 것.

④ ②의 발명으로서, 상기 운동부재로의 유체의 작용이, 화약을 착화하여 기체를 신속하게 팽창시키고, 그 팽창한 기체를 운동부재에 작용시키는 것.

⑤ ①의 발명으로서, 상기 가속공정이, 상기 운동부재에 중력을 작용시키는 것.

⑥ ①의 발명으로서, 상기 가속공정이, 상기 운동부재에 원심력을 작용시키는 것.

⑦ ①의 발명으로서, 상기 가속공정이, 상기 운동부재에 자기(磁氣)적인 흡인력력 또는 척력을 작용시키는 것.

⑧ ②의 발명으로서, 상기 실질관성 운동공정이, 적어도 상기 운동부재가 상대방쪽으로 맞닿기 직전에, 운동부재에 작용하는 유체의 압력을 실질적으로 대기압에 제어하는 것.

⑨ 본 발명의 제3발명 또는 제4발명으로서, 또한, 상기 제2부재가 제1부재에 맞닿기 직전에, 제2부재의 가속을 멈추게하여 제2부재를 실질적으로 관성운동시키는 실질 관성운동 실현기구를 포함하는 타이트 끼워맞춤장치.

⑩ ⑨의 발명으로서, 상기 가속기구가, (a) 고압가스를 항시 축적하는 고압원(예를 들면, 고압가스 탱크)과, (b) 상기 제2지지장치에 설치하고, 상기 제2부재를 실질적으로 기밀하면서 운동가능하게 유지하는 운동통로와, (c) 그 운동통로와 고압원의 사이에 설치되고, 고압가스를 운동통로로 안내하는 상태와 차단하는 상태로 전환하는 제어밸브를 포함하는 타이트 끼워맞춤장치.

⑪ ⑩의 발명으로서, 상기 실질관성 운동실현기구가, 상기 제2부재가 상기 제1부재에 맞닿기 직전에, 상기 통로내의 압력을 대기압으로하여, 제2부재를 실질적으로 관성운동시키는 대기압화기구를 포함하는 타이트 끼움맞춤장치.

⑫ ⑪의 발명으로서, 상기 대기압화기구가, 상기 제2지지장치에 설치되고, 상기 운동통로에 연통함과 동시에 대기에 개구된 대기공(예를 들면, 배기구멍 등)을 포함하고, 또, 상기 제2부재가, 그의 운동중, 제1부재에 맞닿지 않는 위치에서는, 대기공의 기능을 무효로 하고, 제2부재가 제1부재에 맞닿기 직전이 되는 위치에서는, 대기공의 기능을 유효화하는 것인 타이트 끼워맞춤장치.

⑬ 본 발명의 제2발명 또는 제4발명으로서, 상기 제2부재중의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가, 축방향으로 뻗는 갖음과 동시에, 상기 제1부재와 축방향 양단부에서만 접촉하고, 그 축방향 중간부에는 중공부가 형성되고, 직경방향으로 압축하는 방향의 힘을 받으면 그 중공부가 간단히 찌부러져서 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 간단히 탄성변형하는 타이트 끼워맞춤 방법 및 타이트 끼워맞춤 장치.

⑭ 본 발명의 제4발명으로서, 상기 제2지지장치가, 상기 제2부재의 운동경로에서, 제2부재에 주로 상기 제1부재에 접근하는 방향의 추진력을 비접촉상태에서 부여하는 추진력 부여부와, 제2부재와 주로 그의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면에 압축력을 비접촉상태에서 부여하는 압축력 부여부가, 제2부재가 상기 제1부재에 접근하는 방향에서 그들의 순서로 배치되어 있는 타이트 끼워맞춤장치.

⑮ 본 발명의 제4발명으로서, 상기 제2부재중의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가, 원형단면으로 축방향으로 뻗는 형태를 갖음과 동시에, 그 끼워맞춤 예정부가 제2부재의 외주(外周)쪽에 설치되어 있는 것이며,

상기 가속장치가, 상기 제2부재에 고압유체(공기 등의 기체, 액체)를 작용시켜서 제2부재를 가속하는 것이며,

상기 제2지지장치가, 상기 제2부재의 운동경로에서, 서로 연통한 소경통로와 대경통로가 제2부재가 상기 제1부재에 접근하는 방향에서 그들의 순서로 또한 동축적으로 배치되고, 또한, 소경통로는, 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부에 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩 가능하게 끼워맞추는 크기로 되고, 한편, 대경통로는, 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부가 환형의 공간을 사이에 두고 대경통로의 내벽으로 대향하는 크기로 되어 있으며, 제2부재가 소경통로내에 있는 상태에서는, 제2부재에 의해서 소경통로와 대경통로가 서로 차단되고, 소경통로내의 공간이 상기 고압유체에 의해 승압가능하게 되고, 제2부재가 상기 고압유체에 의해서 가속되고, 한편, 제2부재가 대경통로로 이행한 상태에서는, 소경통로와 대경통로가 서로 연통하고, 고압유체가 소경통로를 거쳐서 대경통로로 공급되고, 대경통로내의 공간이 고압으로 되고, 제2부재의 탄성체로 된 끼워맞춤 예정부의 끼워맞춤면에 고압유체가 작용하는 타이트 끼워맞춤장치.

서로 타이트 끼워맞춰질 2부재의 양쪽 또는 한쪽을, 도관(안내통로)에 의해서 안내하면서, 상대방쪽으로 접근하는 방향으로 외력(기압, 액압, 기계적힘, 자기력, 중력, 원심력 등)에 의해서 가속하고, 2부재의 끼워맞춤중은, 2부재를 가속하지 않고, 관성력을 주력(主力)으로서 2부재의 끼워맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 끼워맞춤방법 및 타이트 끼워맞춤장치.

이하, 본 발명의 각 발명을 도시한 몇 개의 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.

제1도에는, 본 발명의 제1발명의 일 실시예인 타이트 끼워맞춤방법을 실시하기 위한 타이트 끼워맞춤장치로서, 본 발명의 제3발명의 일 실시예인 것으로 도시되어 있다.

그 타이트 끼워맞춤장치에 의한 끼워맞춤 대상을 제2도에 나타내고 있다. 이는, 자동차의 파워 스티어링장차에서 사용되는 부품으로서, 토오션바아(10)와 출력 샤프트(피니언 샤프트 등 : 12)의 누름조립체이다.

파워 스티어링장치는, 운전자에 의해서 조작되는 스티어링 휠과 조향차륜을 연휴(連携)시키는 스티어링계에 설치되고, 운전자에 의한 조향 토크를 압력에 의해 어시스타하는 것이다. 그 압력을 제어하는 기구로서 컨트로 밸브가 있다. 컨트롤 밸브는, 압력원(펌프 등)에 접속되고, 스티어링 휠의 회전위치와 조향차륜의 타각(舵角)의 상대적인 관계에 의거하여 압력통로를 절환하고, 조향토크의 부족시에 압력원으로부터의 압력을 조향기에 작용시킴으로써, 조향토크의 부족을 보충하는 것이다. 이 컨트롤 밸브의 입력기구로서 토오션 바아(10)가 있으며, 토오션 바아(10)는, 일단부가 스티어링 휠과 일체적으로 회전하는 부재에 결합되고, 타단부가 출력 샤프트(12)에 결합되고, 그 출력 샤프트(12)는, 운동 변화기구를 거쳐서 조향기구에 접속된다. 토오션 바아(10)는, 스티어링 휠의 회전위치와 조향차륜의 타각과의 상대적인 관계를 토오션에 반영하고, 그 반영한 토오션에 의거하여 컨트롤 밸브가 제어된다. 그리고, 운동변환기구는 예를 들면, 출력샤프트(12)로서의 피니언 샤프트에 형성된 피니언과, 조향기구의 일구성요소인 스티어링 바아에 형성된 랙의 공동으로 구성된다.

토오션 바아(10)는, 제2도에 나타내는 바와 같이, 축방향으로 뻗음과 동시에, 그의 양단부에 각각 대경부(20),(22)가 형성된 것이다. 이들 대경부(20),(22)중 출력 샤프트(12)에 압입될 것이 대경부(20)이다. 이 대경부(20)의 외주면는, 끼워맞춤시에 대경부(20)의 외주면이 비교적 간단하게 찌부러져서 소경화되는 것을 가능하게 되므로, 원주방향에 따라서 요철을 반복하는 형상을 부여하는 가공이 실시되고 있다. 그 가공의 일예가 셀렉션가공이다.

이에 대하여, 출력 샤프트(12)에는, 단(段)부의 바닥이 있는 구멍이 형성되어 있다. 그 바닥이 있는 구멍은, 개구쪽에 대경공(30), 바닥부에 소경공(32)을 각각 갖는 것이며, 그들 대경부(30) 및 소경공(32)중 토오션 바아(10)의 대경부(20)가 압입되는 것이 소경공(32)이다.

즉, 본 실시예에 있어서는, 토오션 바아(10)와 출력 샤프트(12)의 누름조립체가, 토오션 바아(10)의 대경부(20)를 출력 샤프트(12)의 소경공(32)에 압입(타이트 끼워맞춤의 일예)함으로써 제작되는 것이며, 토오션 바아(10)가 압입부재, 출력 샤프트(12)가 피압입부재로 되어 있는 것이다.

제1도는, 타이트 끼워맞춤장치의 측면 단면도이다. 타이트 끼워맞춤장치는, 베이스(40)와, 피압입부재로서의 출력 샤프트(12)를 고정적으로 지지하는 제1지지장치(42)와, 압입부재로서의 토오션 바아(10)를, 제1지지장치(42)에 의해서 지지되어 있는 출력 샤프트(12)에 접근가능하게 지지하는 제2지지장치(44)와, 그 제2지지장치(44)에 의해서 지지되어 있는 토오션 바아(10)의 운동을 제어하는 운동제어장치(46)를 구비하고 있다. 그들 제1지지장치(42), 제2지지장치(44) 및 운동제어장치(46)는 모두 베이스(40)에 설치되어 있다. 운동제어장치(46)는, 가속장치(50)와 실질관성운동 실현기구(52)를 포함하고 있다.

제1지지장치(42)는, 프레임(60)을 구비하고 있다. 프레임(60)은 상기 베이스(40)에 고정되어 있다. 프레임(60)에는, 수평방향으로 뻗는 구멍(62)이 형성되어 있다. 그 구멍(62)에 지지부재로서의 원통부재(64)가 탈착가능하게 설치되어 있다. 그 원통부재(64)와 프레임(60)에는 탈착제어부재로서의 한쌍의 핀(66)이 직경방향으로 탈착가능하게 설치되어 있다. 그들 한쌍의 핀(66)은 원통부재(64)와 프레임(60)에 직경방향으로 동시에 끼워넣음으로써 원통부재(64)가 프레임(60)으로부터 탈착하는 것을 저지한다.

출력 샤프트(12)의 제1지지장치(42)에의 장착은 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 먼저, 한쌍의 핀(66)을 제1지지장치(42)로부터 해체하고, 원통부재(64)를 프레임(60)으로부터 해체한다. 다음에, 그 원통부재(64)에, 압입될 출력샤프트(12)를 동축적으로 고정한다. 또한, 그 원통부재(64)를 출력샤프트(12)와 함께 프레임(60)에 장착하고, 한쌍의 핀(66)을 프레임(60)에 장착하여 원통부재(64)를 프레임(60)에 고정한다.

제2지지장치(44)도, 프레임(70)을 구비하고 있다. 이 프레임(70)도 상기 베이스(40)에 고정되어 있다. 프레임(70)에는, 제1지지장치(42)에 의해서 지지되어 있는 출력샤프트(12)와 동축적으로 뻗음과 동시에, 제1지지장치(42)의 쪽에서 개구하는 바닥이 있는 지지구멍(72)이 형성되어 있다. 지지구멍(72)은, 압입될 토오션 바아(10)을 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤으로써, 토오션 바아(10)를, 제1지지장치(42)에 의해 지지되어 있는 출력 샤프트(12)에 접근가능하게 지지하는 것이다. 지지구멍(72)의 바닥부는, 스토퍼부(74)로 되어 있다. 토오션 바아(10)를 지지구멍(72)의 바닥부는, 스토러부(74)로 되어 있다. 토오션 바아(10)를 지지구멍(72)내에 장전한 경우에, 토오션 바아(10)를 제2지지장치(44)내에서 정규위치에 위치결정하기 위한 것이다. 그 정규의 위치에 있는 토오션 바아(10)가 도면의 오른쪽에서 파선으로 나타내져 있다.

프레임(70)에는 또, 공기통로(80)도 형성되어 있다. 이 공기통로(80)는, 상기 지지구멍(72)의 저부로 개구함과 동시에, 그곳으로부터 포트(82)로 향하여 뻗어있다. 포트(82)에는, 플러그(84), 튜브(86)등을 통하여, 상기 공기를 고압하에 축적하는 고압 에어탱크(88 ; 고압가스 탱크의 일예이다)가 접속되어 있다. 공기통로(80)의 도중에는, 제어밸브로서의 니들밸브(90)가 형성되어 있다. 이 니들밸브(90)는, 프레임(70)에 슬라이딩가능하게 끼워맞춰진 밸브체(92)를 가지며, 도시한 바와 같이, 공기 통로(80)를 차단하여, 고압 에어탱크(88)로부터의 고압공기가 지지구멍(72)내의 공간으로 유입되는 것을 저지하는 차단상태와, 공기통로(80)를 열어서, 고압에어탱크(88)로부터의 고압공기가 지지구멍(72)내의 공간에 유입되는 것을 허용하는 개방상태로 절환한다. 이 절환은, 캠(94)에 의해서 행해진다. 캠(94)은 프레임(70)에 밸브체(92)의 후단부에 위치하도록 배치되고, 이 캠(94)이 도시하지 않은 구동장치에 의해서 구동됨으로써, 니들밸브(90)가 차단상태와 개방상태로 전환된다.

제2지지장치(44)는 또, 안내부재로서의 도관(100)을 구비하고 있다. 도관(100)은 프레임(70)중 지지구멍(72)이 개구하는 부위로부터 뻗어, 제1지지장치(42)에 지지되어 있는 출력 샤프트(12)의 대경공(30)에 이르도록 배치되어 있다. 도관(100)은, 토오션 바아(10)를 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤으로써, 토오션 바아(10)의 운동경로를 규제하고, 토오션 바아(10)의 대경부(20)가 정확히 출력 샤프트(12)의 소경공(32)을 목표로 하여 운동하도록 안내한다.

그리고, 도관(100)의 양단부중 출려 샤프트(12)에 끼워맞춰지는 부분의 외주에는, 축방향으로 뻗는 홈(102)이 형성되어 있다. 이로써, 토오션 바아(10)의 전단부와 출력 샤프트(12)의 저부에 의해서 구분되는 공기실이 항상 대기와 연통하고, 토오션 바아(10)의 출력 샤프트(12)로의 접근이 대기의 압축에 의해 방해되지 않도록 되어 있다.

프레임(70)에는 또한, 토오션 바아(10)가 출력 샤프트(12)에 맞닿기 직전에, 토오션 바아(10)의 배후에 형성된 공기실을 대기에 연동시키는 대기공(104)이 형성되어 있다. 이 대기공(104)은, 토오션 바아(10)가 도면에서 파선으로 나타내는 초기위치에 있는 경우는, 토오션 바아(10)의 대경부(20),(22) 자신에 의해서 공기통로(80)의 연통이 단절되므로, 기능하지 않는다. 그러나, 토오션 바아(10)가 전진하여 정확히 그의 대경부(20 ; 전단부)가 출력 샤프트(12)에 맞닿기 직전일 때에는, 토오션 바아(10)의 대경부(22 ; 후단부)가 대기공(104)을 통과하고, 대기공(104)은 대기통로(80)를 대기에 연통시킨다. 따라서, 이 대기공(104)에 의하면, 토오션 바아(10)가 출력 샤프트(12)에 맞닿기 직전에, 토오션 바아(10)의 후단부에 대기압과 대략 동등한 높이의 압력이 작용하고, 토오션 바아(10) 운동이 가속운동으로부터 실질적인 관성운동으로 변화시킬 수 있다. 그리고, 토오션 바아(10)는, 실질적인 관성운동을 행하고 있는 상태에서, 출력 샤프트(12)에 맞닿게 된다.

즉, 공기통로(80), 고압 에어탱크(88), 니들밸브(90), 캠(94)등이 상기 가속장치(50)를 구성하고, 프레임(70)중 대기공(104)을 형성하는 부분이 상기 실질관성운동 실현기구(52)를 구성하고, 그들 가속장치(50)와 실질관성운동 실현기구(52)가 서로 공동하여 상기 운동제어장치(46)를 구성하고 있는 것이다.

그런데, 종래의 타이트 끼워맞춤장치에 의한 경우에는, 토오션 바아(10)의 후단부에 압력 헤드를 바로 밀어부쳐서 토오션 바아(10)의 전단부를 출력 샤프트(12)의 소경공(32)으로 밀어넣기 때문에, 끼워맞춤중, 토오션 바아(10)에는, 제3도의 아래쪽에 그래프로 나타내는 바와 같이, 축방향 전체에서 일정한 축방향 압축응력이 발생하고, 끼워맞춤에 의해서 토오션 바아(10)의 후단부에 압흔이 발생하거나, 소성휨이 발생한다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 본 실시예의 끼워맞춤 장치에 의한 경우는, 토오션 바아(10)에 실질적으로 관성력만을 작용시켜서 그의 전단부를 출력 샤프트(12)의 소경공(32)에 압입하기 위하여, 압입중, 토오션 바아(10)에는, 제4도의 아래쪽에 그래프로 나타내는 바와 같이, 토오션 바아(10)의 전단부로부터 후단부로 진행함에 따라서 점차 감소하는 축방향 압축응력이 발생하고, 후단부에는 축방향 압축응력이 발생하지 않는다. 따라서, 본 실시예의 의하면, 압입에 의해서 토오션 바아(10)의 후단부에 압흔이 발생하거나, 소성휨이 발생하지 않는 효과를 얻을 수 있다.

또, 압입에 의한 변형이 적으므로, 압입 때문에 힘을 크게하는 것이 가능해지고, 타이트값(압입값)을 크게할 수 있으며, 끼워맞춤력(결합력)을 용이하게 증가시킬 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.

또한, 토오션 바아(10)는 고속으로 가속되어서 출력 샤프트(12)의 구멍에 압입되므로, 1회의 압입에 걸리는 시간이 용이하게 단축가능해지고, 반복작업시간이 단축되고, 생산능력이 향상된다는 효과도 얻을 수 있다.

다음에, 다른 실시예를 제5도에 의거하여 설명한다.

제5도에는, 본 발명의 제1발명의 다른 실시예인 타이트 끼워맞춤법을 실시하기 위한 타이트 끼워맞춤장치로서, 본 발명의 제3발명의 다른 실시예이기도한 것을 나타내고 있다. 이 타이트 끼워맞춤장치는, 앞의 실시예에서와 동일하게, 토오션 바아(10)를 압입부재, 출력 샤프트(12)를 피압입부재로 하고, 토오션 바아(10)를 가속하여 출력 샤프트(12)에 압입하는 것이다. 이 타이트 끼워맞춤장치는, 토오션 바아(10)를 가속하는 방식이 앞의 실시예와 다를뿐, 그외의 부분에 대해서는 공통이기 때문에, 그 다른 부분만을 상세하게 설명하고, 공통의 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 문장에 의한 설명을 생략한다.

제5도의 타이트 끼워맞춤장치는, 폭약을 연소시키고, 다량의 연소가스를 순간적으로 발생시켜서 그 연소가스에 의해서 토오션 바아(10)를 가속시키는 형식이다. 그래서, 타이트 끼워맞춤장치는 점화장치(120)를 구비하고 있다.

이 점화장치(120)는, 토오션 바아(10)를 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩 가능하게 끼워맞추는 공기통로(122)내의 배치된 뇌관(124)과, 그 뇌관(124)에 접속된 전원(126) 및, 점화 스위치(128)를 구비하고 있다. 공기통로(122)내에는, 압입할때마다, 압입에 앞서 화약(점화제, 전화제, 가스발생제 등)을 장치하고, 점화 스위치를 온(ON)하여 전원(126)을 뇌관(124)에 접속한다. 이로써, 폭약을 기폭시키고, 그에 의해서 발생한 연소가스를 토오션 바아(10)의 후반부에 작용시킴으로써, 토오션 바아(10)를 고속으로 가속한다.

그리고, 본 실시예에 있어서도, 앞의 실시예에서와 동일하게, 토오션 바아(10)의 전단부가 출력 샤프트(12)의 소경공(32)에 맞닿기 직전에 토오션 바아(10)의 후단부가 대기공(104)을 통과하고, 공기통로(122)가 대기공(104)에 의해서 대기로 연통한다. 따라서, 토오션 바아(10)는 출력 샤프트(12)로의 맞닿기 직전에는 가속이 멈춰지고, 실질적으로 관성운동되어서, 그 상태에서 출력 샤프트(12)에 맞닿게 된다.

다음에, 다른 실시예를 제6도에 의거하여 설명한다.

제6도에는, 본 발명의 제2발명의 일 실시예인 타이트 끼워맞춤방법을 실시하기 이한 타이트 끼워맞춤장치로서, 본 발명의 제4태양의 일 실시예인 것이 기재되어 있다.

이 타이트 끼워맞춤장치에 의한 맞물림 대상은, 제7도에 나타내는 바와 같이, 둘다 강제(鋼製)인 내통(200)과 외통(202)이 고무부쉬(204)를 통하여 동축적으로 끼워맞춰진 조립체이다. 이 조립체는, 외주면에 미리 고무부쉬(204)가 고착된 내통(200 ; 「고무부쉬부착 내통(210)」이라 한다)을 외통(202)의 관통공(206)에 압입함으로써 제작된다. 그리고, 이 조립체는 예를 들면, 자동차의 서스펜션의 가동연결부에서 가진저감 등을 위하여 사용되는 부품이다. 그리고, 타이트 끼워맞춤장치는, 고무부쉬부착 내통(210)을 압입부재, 외통(202)을 피압입부재로 하여, 고무부쉬부착 내통(210)을 가속하여 외통(202)에 맞닿게함으로써, 고무부쉬부착 내통(210)을 외통(202)에 압입하는 것으로 되어 있다.

그런데, 고무부쉬부착 내통(210)이 외통(202)의 관통공(206)에 원활하게 압입가능하게 하기위하여는, 압입에 앞서, 고무부쉬부착 내통(210)의 고무부쉬(210)의 고무부쉬(204)를 탄성적으로 압축시켜서 소형화하고, 그 상태에서 외통(202)에 끼워맞추는 것이 바람직하다. 그래서, 본 실시예에 있어서는, 외통(202)으로의 끼워맞춤직전에 고무부쉬(204)의 표면(끼워맞춤면의 일예이다)에 외압을 작용시키지만, 그 외압작용에 의해서 간단하게 고무부쉬(204)가 소경화되도록 하기 때문에, 고무부쉬(204)의 형상에 공부가 실시되어 있다. 즉, 고무부쉬(204)의 내주면 전체가 내통(200)의 외주면에 완전하게 밀착하는 것은 아니며, 고무부쉬(204) 내주면은 그 양단부에서만 내통(200)의 외주면에 밀착하고, 그 중간부는 환상의 공기실(212)을 사이에 두고 내통의 외주면에 대향하도록되어 있다. 따라서, 고무부쉬(204)에 그의 직경방향에 외압으로서 압축력이 작용하면, 고무부쉬(204)의 축방향 중간부가 오목해져서 공기실(212)이 찌부러지고, 그에 수반하여, 고무부쉬(204)의 축방향 양단부에 형성되어 있는 플랜지(214 ; 조립상태에서 외통(202)의 양단부로부터 노출되는 부분)가 안쪽으로 넘어지고, 그 결과, 고무부쉬(204) 전체가 소경화되고, 외통(202)의 끼워맞춤 간극이 증가하는 방향으로 탄성변형된다. 그리고, 제6도에는, 2개의 고무부쉬부착 내통(210)이 나타나 있지만, 오른쪽에 2점쇄선으로 나타내는 것은, 외압을 받기 전의 고무부쉬(204)의 단면형상을 나타내는 것이며, 한편, 왼쪽에 실선으로 나타내는 것은, 외압을 받은 후의 고무부쉬(204)의 단면형상을 나타내는 것이다.

제6도에는, 타이트 끼워맞춤장치가 나타나 있다. 이 타이트 끼워맞춤장치는, 제2도에 나타내는 타이트 끼워맞춤장치와 동일하게, 베이스(230)와 제1지지장치(232)와 제2지지장치(234)와 가속장치(236)를 구비하고, 또한, 제2도에 나타내는 타이트 끼워맞춤장치에는 없는 압축장치(238)를 구비하고 있다.

제1지지장치(232)는, 베이스(230)에 고정된 프레임(240)과, 그 프레임(240)의 관통공(242)에 슬라이딩 가능하면서 탈찰가능하게 끼워맞춰진 지지부재로서의 외통부재(244)를 구비하고 있다. 그 원통부재(244)의 내주면은 단(段)부착면으로 되고, 소경공(246)과 대경공(248)이 동축적으로 형성되어 있다. 그 대경공(248)에 외통이 끼워맞춰지고, 그 끼워맞춰진 외통(202)의 내주면과 원통부재(244)의 소경공(246)의 내주면이 일치하도록 되어 있다.

이에 대하여, 제2지지장치(234)는, 상기 베이스(230)에 고정 프레임(250)을 구비하고 있다. 그 프레임(250)에는, 제1지지장치(232)의 쪽에서 개구함과 동시에, 상기 제1지지장치(232)에 지지되어 있는 외통(202)과 동축적으로 뻗는 원형단면이면서 바닥이 있는 운동통로(252)가 형성되어 있다. 운동통로(252)는 소경통로(260)와 대경통로(262)가 직렬로 늘어선 단부착 구멍에 의해서 형성되어 있으며, 바닥부에서 소경통로(260), 개구부에서 대경통로(262)가 각각 배치되어 있다.

소경통로(260)는 고무부쉬부착 내통(210)의 외경보다 약간 작거나, 동일하거나, 또는 약간 크게 되어있다. 이 소경통로(260)는 고무부쉬부착 내통(210)을 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩가능하게 끼워맞춰지고, 이로써, 고무부쉬 내통(210)은, 제1지지장치(232)에 지지되어 있는 외통(202)에 접근하는 방향으로 안내된다.

그리고, 소경통로(260)의 바닥부에는, 고무부쉬부착 내통(210)의 초기위치를 규정하기 위한 스토퍼(266)가 형성되어 있다.

이에 대하여, 대경통로(262)는 고무부쉬 내통(210)의 외경보다 크게 되고, 고무부쉬 내통(210)이 대경통로(262)내에 위치하는 상태에서는, 고무부쉬부착 내통(210)이 환형의 공간을 사이에 두고 대경통로(262)의 내벽에 대향하도록 되어 있다. 그리고, 대경통로(262)의 선단부의 내주면에는, 제1지지장치(232)에 지지되어 있는 외통(202)의 내주면과 일치하도록 하기 위하여, 외통(202)에 접근합에 따라서 소경화하는 직경변화부(264 ; 예를 들면 끝이 날카로운 테이퍼 구멍 등)가 형성되어 있다. 이로써, 고무부쉬부착 내통(210)이 외통(202)에 원활하게 끼워 맞춰지도록 되어 있다.

이와 같이 대경통로(262)는 고무부쉬부착 내통(210)보다 대경이므로, 대경통로(262)내를 고무부쉬부착 내통(210)이 축방향에 따라서 운동하고, 또 제1지지장치(232)에 지지되어 있는 외통(202)를 정확히 목표로 하여 접근하도록 하기 위하여는, 특별한 노력을 필요로 하게 된다. 그래서, 본 실시예에 있어서는 가이드 피스톤(270)이 이용되고 있다.

가이드 피스톤(270)은, 소경 피스톤(272)과 대경 피스톤(274)이 직렬로 늘어선 단부착 피스톤이다. 가이드 피스톤(270)은 그 대경 피스톤(274)에서 제1지지장치(232)에 실질적으로 기밀하면서 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰진다. 가이드 피스톤(270)은, 고무부쉬부착 내통(210)이 대경통로(262)내에 위치할 때에는, 소경 피스톤(272)도 대경통로(262)내에 위치하도록 되므로, 고무부쉬부착 내통(210)은 대경통로(262)내를 소경 피스톤(272)내로 안내되면서 운동하고, 제1지지장치(232)에 지지되어 있는 외통(202)에 접근하게 된다.

프레임(250)에는 또, 제2도에 나타내는 타이트 끼워맞춤장치와 동일하게, 공기통로(80)가 성형되고, 그 공기통로(80)는 운동통로(252)의 저부에 개구함과 동시에, 외부의 고압 에어탱크(88)에 접속되어 있다. 공기통로(80) 도중에는, 밸브체(92)를 구비한 니들밸브(90)가 설치되고, 프레임(250)에는, 또, 그 니들밸브(90)를 작동시키면서 캠(94)도 설치하고 있다. 즉, 본 실시예에 있어서도, 그들 공기통로(80), 니들밸브(90) 등이 가속장치(236)를 구성하고 있는 것이다.

다음에, 이 타이트 맞물림장치의 동작을 설명한다.

고무부쉬부착 내통(210)은 미리 소경통로(260)내에 위치결정된다. 또, 가이드 피스톤(270)은, 그 대경 피스톤(274)의 단부착면이 대경통로(262)내에 위치하고, 소경통로(260)로부터 대경통로(262)에 이행한 고무부쉬부착 내통(210)이 외통(202)에 삽입되기 전에, 고무부쉬부착 내통(210)과 맞닿게 되어 있다. 이 이유에 대해서는 후술한다.

그 상태에서, 니들밸브(90)가 신속하게 열리고, 고압 에어탱크(88)로부터 고압공기가 공기통로(80)를 거쳐서 소경통로(260)내의 공간에 공급된다. 고무부쉬부착 내통(210)이 소경통로(260)내에 위치하는 구간에서는, 그 고무부쉬(204)가 소경통로(260)를 형성하는 내벽에 실질적으로 기밀하게 접촉된다. 따라서, 고무부쉬부착 내통(210)는, 고압 에어탱크로부터 공급된 고압공기에 의해서 가속되고, 소경통로(260)내를 대경통로(262)로 향하여 운동한다.

그리고, 고무부쉬부착 내통(210)는 그의 중심부에 관통공을 갖는다. 한편, 고무부쉬부착 내통(210)은, 소경통로(260)내에서 대경통로(262)에 충분히 가까워질때까지는, 가이드 피스톤(270)의 소경 피스톤(272)에 끼워맞춰지지 않는다. 따라서, 고무부쉬부착 내통(210)이 소경통로(260)내에 위치하여도, 고무부쉬부착 내통(210)의 전장에 형성된 공기실내의 공기는 밀폐되지 않으며, 고무부쉬부착 내통(210)이 전진함에 따라서, 고무부쉬부착 내통(210)의 후방으로 배기된다. 그래서, 고무부쉬부착 내통(210)의 외통(202)으로의 접근이 공기의 압축에 의해서 방해되는 일이 없다.

고무부쉬부착 내통(210)은, 소경통로(260)로부터 대경통로(262)로 이행하기 직전에는, 가이드 피스톤(270)의 소경 피스톤(272)에 끼워맞춰지고, 이로써, 고무부쉬부착 내통(210)이 대경통로(262)내를 정확히 외통(202)으로 향하여 전진하는 것이 보장된다. 고무부쉬부착 내통(210)이 대경통로(262)내에 위치하는 상태에서는, 대경통로(262)는, 소경통로(260)에 의해서 고압에어탱크에 접속되는 한편, 가이드 피스톤(270)에 의해서 밀폐되고, 대경통로(262)가 승압된다. 이때, 고무부쉬부착 내통(210)은, 소경통로(260)내에 위치하는 상태에서 미리 운동 에너지를 부여하고 있고, 대경통로(262)내에서 관성력에 의해서 운동되게 되며, 한편, 고무부쉬부착 내통(210)은, 그의 고무부쉬(204)의 전표면에서 고압공기를 받게된다. 또, 고무부쉬(204)는, 상기와 같이, 축방향 중간부에 공기실(212)이 형성되고, 외압에 의한 소경화가 촉진된다. 그래서, 고무부쉬부착 내통(210)은, 대경통로(262)내에서, 소경화하는 방향의 압축력을 받으면서 관성력에 의해서 전진운동하게 된다. 결국은, 고무부쉬부착 내통(210)은, 대기하고 있는 가이드 피스톤(270)의 단부착면에 결합하고, 이후, 고무부쉬부착 내통(210)은 가이드 피스톤(270)과 일체적으로 외통(202)으로 향하여 전진하게 된다.

그후, 고무부쉬부착 내통(210)은, 가이드 피스톤(270)과 일체적으로 외통(202)내로 진입한다. 고무부쉬부착 내통(210)은, 압축력을 받은 직후에 신속하게 외통(202)내로 삽입되므로, 고무부쉬(204)의 탄성적인 압축 변형이 완전히 회복되지 않은 상태에서 외통(202)에 삽입된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 고무부쉬부착 내통(210)이, 외통(202)으로의 압입을 표면의 손상 등을 잘 회피하면서 행하는 것이 가능해진다.

이때, 고무부쉬부착 내통(210)은, 외통(202)의 내주면과 실질적으로 기밀하게 끼워맞춰지고, 또, 가이드 피스톤(270)의 대경 피스톤(274)운 외통(202)의 내주면 및 원통부재(244)의 내주면과 실질적으로 기밀하게 끼워맞춰진다. 그래서, 고무부쉬부착 내통(210)과 대경 피스톤(274)의 사이에 밀폐공간이 형성되고, 그 밀폐공간의 존재에 의해서 고무부쉬부착 내통(210)의 전진이 공기의 압축에 의해서 방해될 염려가 있다. 그러나, 고무부쉬부착 내통(210)은 대경 피스톤(272)과 일체적으로 전진하고, 고무부쉬부착 내통(210)의 전진에 의해서 그들의 전방에 위치하는 밀폐공간의 용적을 감소시키는 일은 없으므로, 그 밀폐공간의 존재에 의해서 고무부쉬부착 내통(210)의 전진이 방해되는 일은 없다.

가이드 피스톤(270)의 전진단(端) 위치는 상기 스토퍼 부재(276)에 의해 규정되어 있다. 더욱이, 그 위치는, 가이드 피스톤(270)과 일체적으로 전진하는 고무부쉬부착 내통(210)중의 고무부쉬(204)의 양단부에 형성된 플랜지가 외통(202)으로부터 노출되는 위치에 설정되어 있다. 따라서, 가이드 피스톤(270)이 스토퍼 부재(276)에 정확히 맞닿았을 때에, 제7도에 나타내는 조립체가 완성하게 된다.

즉, 본 실시예에 있어서는, 대경통로(262)내의 공간이 고압실로서의 기능을 하고, 프레임(250)중 그 대경통로(262)를 구성하는 부분, 고압 에어탱크(88) 등이 상기 압축장치(238)를 구성하고 있는 것이다. 즉, 고압 에어탱크(88)는, 가속장치(236)에 사용될뿐만아니라, 압축장치(238)에도 사용되는 것이다.

이상의 설명으로부터 명확해지듯이, 본 실시예에 의하면, 고무부쉬부착 내통(210)의 외통(202)으로의 압입에 있어서, 고무부쉬(204)의 대경화를 적극 억제할 수 있으므로, 고무부쉬(204)의 표면에 외통(202)에 의한 손상등이 억제되고, 압입품의 품질이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 고무부쉬부착 내통(210)을 외통(202)에 종래와 비교하여 무리함이 없이 밀어넣을 수 있으므로, 종래와 같이, 고무부쉬부착 내통(210)을 끼워맞춤 길이 보다 긴 스트로크로 외통(202)으로 밀어넣고, 그후, 고무부쉬(204)에서의 잔류압축 응력제거를 위하여 압입후에 고무부쉬부착 내통(210)을 반대방향으로 변위시키는 일은 불가결하지 않게 되고, 압입에 거리는 시간의 단축화가 용이해진다는 효과도 얻을 수 있다.

이상, 본 발명을 도시한 몇 개의 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하였지만, 그외에도, 특허청구의 범위를 일탈하는 일 없이, 당업자의 지식에 의거하여 여러 가지 변형, 개량을 실시한 태양으로 본 발명을 실시할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (21)

1. 2부재중 한쪽은 구멍을 갖고, 다른 한쪽은 상기 구멍과 타이트 끼워맞춤하는 부분을 가지며, 타이트 끼워맞춤하기 전에는 상기 부분의 직경이 상기 구멍의 직경보다 크며, 또한, 상기 2부재가 서로 접촉하기 전에는, 2부재중의 적어도 한쪽을 상대방쪽을 향하여 타이트 끼워맞춤을 하는 방향으로 가속하여 상기 적어도 한쪽의 부재에 운동에너지를 부여하므로써, 상기 2부재의 타이트 끼워맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재에 부여되는 운동에너지는 가압유체 압력을 상기 적어도 한쪽의 부재에 작용시키므로서 제공되는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재에 가속에 의해 운동에너지가 부여된 후부터 상기 2부재가 서로 접촉하기 전까지에는, 상기 적어도 한쪽의 부재가 상대방쪽을 향하여 일정한 속도로 이동하여 상대운동을 일으켜 상기 타이트 끼워맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재는 안내통로에 의해 안내되며, 또한 상기 적어도 한쪽의 부재에 가속에 의해 운동에너지가 부여된 후부터 상기 2부재가 서로 상대운동을 하여 타이트 끼워맞춤을 하기 전까지에는, 상기 안내통로내의 상기 적어도 한쪽 부재의 후방에 형성되는 공간부가 대기와 연이어 통하며, 이어 상기 운동에너지에 의한 상기 적어도 한쪽 부재의 가속이 종료되고, 상기 적어도 한쪽 부재가 일정한 속도로 이동하는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
5. 2부재중의 적어도 한쪽은 상대방쪽을 향하여 타이트 끼워맞춤을 하는 방향으로 가속하여 상기 적어도 한쪽의 부재에 운동에너지를 부여하므로써, 상기 2부재의 타이트 끼워맞춤을 행하며, 또한 상기 적어도 한쪽의 부재가 안내통로에 의해 소정의 간극을 유지하면서 안내되며, 상기 안내통로의 내측면과 접촉하지 않은채 상기 안내통로내에서 지지되는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재에 부여되는 운동에너지는 상기 적어도 한쪽의 부재에 가압유체의 압력을 작용시키므로써 제공되며, 상기 적어도 한쪽의 부재는 상기 소정의 간극내로 공급되는 가압유체에 의해 상호 접촉하지 않고 상기 안내통로내에 유체지지 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 운동에너지에 의한 운동중에, 상기 적어도 한쪽부재의 각각의 전방의 공간내의 가압유체의 압력상승은 제어되는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재는 안내통로에 의해 안내되며, 상기 압력상승은, 상기 적어도 한쪽의 부재가 상기 안내통로에서 이동하는 동안 상기 공간부를 대기에 노출시키므로서 제어되며, 이어 상기 2부재가 서로 접촉하고 상대운동을 하므로써 상기 억지끼워 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
9. 제1부재의 강성부와 제2부재의 탄성부를 타이트 끼워맞춤하는 방법에 있어서, 상기 제2부재가 제1부재를 향해 가속하여 운동 에너지를 부여하며, 상기 운동에너지에 의해 상기 제2부재가 운동하는 중에, 제2부재의 탄성부가 상기 제1부재와 제2부재사이의 간극량이 증가되는 방향으로 변형되며, 상기 변형은 제1부재의 강성부의 대응면과 정합(mate)하는 제2부재의 탄성부의 표면에 대기압보다 높은 가압유체압을 작용시키므로서 행해지며, 상기 제2부재의 탄성부가 상기 변형으로부터 회복되기 전에, 상기 강성부와 탄성부를 결합시켜 타이트 끼워맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
10. 제2부재중 한쪽은 구멍을 갖고, 다른 한쪽은 상기 구멍과 타이트 끼워맞춤하는 부분을 가지며, 타이트 끼워맞춤하기 전에는 상기 부분의 직경이 상기 구멍의 직경보다 큰 2부재를 타이트 끼워맞춤하는 장치로서, 상기 장치가, 상기 2부재중의 적어도 한쪽 부재가 상대쪽 부재를 향해 타이트 끼워맞춤을 행하는 방향으로 이동하도록 2부재를 지지하는 지지장치와, 상기 2부재가 서로 접촉하기에 앞서, 상기 지지장치에 의해 지지되는 적어도 한쪽 부재가 상대쪽 부재로 향하거나 서로 접근하도록 가속하여 운동에너지를 부여하여, 상기 2부재의 타이트 끼워맞춤을 행하게 하는 가속장치를 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 지지장치는, 상기 2부재중의 한쪽 부재를 지지하는 제1지지 장치와, 상기 한쪽 부재를 향해 이동하도록 상기 2부재중의 다른쪽 부재를 지지하는데 제2지지 장치로 이루어지며, 상기 가속장치는 상기 제2지지 장치에 의해 지지되는 다른쪽 부재를 상기 제1지지 장치에 의해 지지되는 한쪽부재를 향해 가속시키는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 가속장치는 가압유체의 압력을 상기 적어도 한쪽 부재에 가해주는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 적어도 한쪽의 부재에 가속에 의해 운동에너지가 부여된 후부터 상기 2부재가 서로 접촉하여 상대운동을 하여 타이트 끼워맞춤을 하기전까지에는, 상기 적어도 한쪽 부재의 가속을 종료하여 일정한 속도로 이동시키는 관성운동기구를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 한쪽부재를 안내하는 안내 통로를 한정하는 수단을 추가로 가지며, 또한 상기 관성운동기구는, 상기 적어도 한쪽의 부재에 가속에 의해 운동에너지가 부여된 후부터 상기 2부재가 서로 접촉하여 상대운동을 일으켜 상기 억지끼워 맞춤을 행하기 전까지에는, 일단부가 대기와 통하는 연결구멍을 한정하는 수단을 가지며, 상기 연결구멍의 타단부는 상기 안내통로내의 상기 적어도 한쪽 부재의 후방에 형성된 공간부와 연결되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
15. 2부재중의 적어도 한쪽이 상대쪽을 향해 타이트 끼워맞춤을 하는 방향으로 이동하도록 상기 2부재를 지지하는 지지장치와, 상기 지지장치에 의해 지지되는 적어도 한쪽 부재를 상대쪽 부재로 향해 또는 서로 접근하도록 가속하여 상기 적어도 한쪽 부재에 운동에너지를 부여하여 상기 2부재의 타이트 끼워맞춤을 행하게 하는 가속장치와, 상기 적어도 한쪽 부재를 소정의 간극을 유지하며 안내하는 안내통로를 한정하는 수단 및, 상기 적어도 한쪽 부재를 상기 안내통로의 내측면과 접촉하지 않도록 상기 안내통로내에 지지하는 지지기구를 갖는 것을 특징으로 하는 2부재의 타이트 끼워맞춤 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 가속장치는 가압유체의 압력을 상기 적어도 한쪽 부재에 작용시켜 운동에너지를 부여하는 수단을 가지며, 상기 지지기구는 상기 가압유체를 상기 소정의 간극으로 공급하여 상기 적어도 한쪽 부재를 상기 안내통로의 내측면과 접촉하지 않고 상기 안내통로내에 유체 지지 상태로 지지하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
17. 제10항에 있어서, 상기 운동에너지에 의해 상기 적어도 한쪽 부재가 이동하는 동안에, 상기 적어도 한쪽 부재 각각의 전방의 공간부내의 압력상승을 억제하는 압력상승 억제기구를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 적어도 한쪽 부재를 안내하기 위한 안내통로를 한정하는 수단을 가지며, 상기 압력 상승 억제 기구는, 상기 적어도 한쪽 부재가 상기 안내통로내에서 이동하는 도중에서, 상기 2부재가 서로 접촉하도록 상대운동하여 타이트 끼워맞춤을 하기 전까지에는, 일단부가 대기와 통하고 타단부가 상기 공간부와 통하는 공기 구멍을 한정하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
19. 제1부재의 강성부와 제2부재의 탄성부를 타이트 끼워맞춤하는 장치에 있어서, 상기 제1부재를 지지하는 제1지지장치와 상기 제2부재가 상기 제1지지장치에 의해 지지되는데 제1부재를 향해 운동하도록 상기 제2부재를 지지하는 제2지지장치와, 상기 제2지지장치에 의해 지지되는 제2부재를, 상기 제1지지장치에 의해 지지되는 제1부재를 향해 가속시키는 가속장치 및, 상기 제2부재가 운동에너지에 의해 운동하며, 제2부재의 탄성부가 상기 제1부재의 강성부와 제2부재의 탄성부 사이의 간극량의 증가를 허용하는 방향으로 변형을 일으키며, 상기 변형이 대기압보다 높은 유체압을, 상기 제1부재의 강성부의 대응면과 정합하는 상기 제2부재의 탄성부 면에 가해주고, 상기 탄성부가 변형으로부터 회복되기 전에 상기 강성부와 탄성부를 결합시켜 타이트 끼워맞춤을 행하게 하는 고압실을 한정하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 한쪽 부재의 외주면은 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.
21. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한쪽 부재의 가속은 기계 부재와의 접촉없이 행해지는 것을 특징으로 하는 타이트 끼워맞춤 방법.