JP2004249376A - 圧入装置および圧入方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に、圧入部品を圧入する場合の、圧入後における同芯度を保証する。
【解決手段】パイプ２は、その位置の変化を許容するように支持される。圧入部品であるＶＬシャフト３は、クランプ２３によって正確に位置決めされる。クランプ２３は、結合部材２８によってベースプレート１４に結合されている。ラムを移動させることにより、パイプホルダに載置されたパイプ２と、クランプ２３に位置決めされたＶＬシャフト３とに、圧入荷重を付与すると、パイプ２はＶＬシャフト３に倣うように変位して、圧入が進行する。クランプ２３の当金２５をその直下からリニアスライド２６によって支持することで、圧入反力がクランプ２３を介してベース１１に伝わることによる歪の発生を回避する。なおかつ、クランプ２３の支持強度不足による振れの発生を最小限に抑える。
【選択図】 図３
【解決手段】パイプ２は、その位置の変化を許容するように支持される。圧入部品であるＶＬシャフト３は、クランプ２３によって正確に位置決めされる。クランプ２３は、結合部材２８によってベースプレート１４に結合されている。ラムを移動させることにより、パイプホルダに載置されたパイプ２と、クランプ２３に位置決めされたＶＬシャフト３とに、圧入荷重を付与すると、パイプ２はＶＬシャフト３に倣うように変位して、圧入が進行する。クランプ２３の当金２５をその直下からリニアスライド２６によって支持することで、圧入反力がクランプ２３を介してベース１１に伝わることによる歪の発生を回避する。なおかつ、クランプ２３の支持強度不足による振れの発生を最小限に抑える。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する装置および圧入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内外径の同芯度が保証されたパイプの端部に、やはり内外径の同芯度が保証された圧入部品を圧入する際には、パイプ外径部を位置決めし、そのパイプ端部に圧入部品を押し込むことで、当該圧入部品がパイプに倣って圧入が進行し、圧入完了後の同芯度が保証されることとなっていた。なお、かかる手法によって製造されたプロペラシャフトの、継手部に対し対応する部品を仮組立する装置が発明されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０８９２９号公報（請求項１、図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧入方法は、パイプ内外径の同芯度が保証されていることを前提に成り立つものであり、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に、圧入部品を圧入する場合には、以下の不具合が生じることとなる。
例えば、内外径の同芯度が保証されていないパイプの外径部を冶具に固定し、パイプ端部に圧入部品を圧入すると、圧入反力による冶具の変形量が大きくなる場合があり、圧入後の同芯度を保証することが不可能となってしまう。また、パイプ外径部を固定する冶具を、上下左右に移動可能としても、パイプ内外径の同芯度が保証されていないことから、圧入前の時点において、パイプと圧入部品との芯のバラツキが発生し、圧入開始時に傾きを生じやすくなる。しかも、圧入作業中の修正も困難であることから、圧入完了時においても、その傾きが除去されないといった問題を生じることとなる。
【０００５】
また、パイプ内外径の同芯度が保証されたパイプおよび圧入部品を圧入する場合でも、圧入後の同芯度の更なる向上が望まれていたところである。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイプの端部へと圧入部品を圧入して得られる製品の、圧入後における同芯度の向上を図ることにある。特に、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に圧入部品を圧入する必要がある場合であっても、圧入後における同芯度を保証することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る圧入装置は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する装置であって、ベースと、当該ベースに固定されたベースプレートにより支持されるタイバーと、当該タイバーに沿って移動可能なラムとを備え、前記ベースに前記タイバーと平行して延びるリニアスライドを設け、当該リニアスライドにより、圧入部品を位置決めするクランプの当金をその直下から支持すると共にパイプを載置するパイプホルダを支持し、かつ、前記クランプを前記ベースプレートまたは前記ラムに対し結合する結合部材を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、パイプはパイプホルダに単に載置されるのみであることから、前記パイプはその位置の変化を許容するように支持された状態にある。一方、圧入部品はクランプによって正確に位置決めされる。当該クランプは、前記結合部材によって前記ベースプレートまたは前記ラムに対し結合されているので、前記ラムを前記タイバーに沿って移動させることにより、前記パイプホルダに載置されたパイプと、前記クランプに位置決めされた圧入部品とに、圧入荷重を付与することができる。そして、パイプが圧入部品に倣うように変位して、圧入が進行する。
しかも、前記クランプの当金はその直下からリニアスライドによって支持されているので、圧入反力が前記クランプにかかる際に、当該圧入反力がクランプを介してベースに伝わることによるベースの歪の発生を回避し、かつ、クランプの支持強度不足による振れの発生を最小限に抑えることができる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る圧入装置は、請求項１記載の圧入装置において、前記圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、かつ、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間、前記アクチュエータによる前記ラムの駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御する作動制御手段を備えるものである。
本発明によれば、圧入初期段階では、圧入部品の圧入面の先端に設けた案内部を、パイプ端部へと嵌合させることにより、パイプ端部を圧入部品の圧入面に円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、前記作動制御手段によって、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間、前記アクチュエータによる前記ラムの駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプと圧入部品との同芯を確認した後、圧入作業を進行することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る圧入装置は、請求項１または２記載の圧入装置において、内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とするものである。
上述の如く、本発明に掛る圧入装置によれば、前記圧入部品は前記クランプによって正確に位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行するものである。よって、パイプの内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプ位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、前記クランプによって正確に位置決めされる圧入部品は内外径同芯度が保証されていることで、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、圧入部品とパイプとを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る圧入装置は、請求項１から３のいずれか１項記載の圧入装置において、前記タイバーは、その中間部が前記ベースに対し軸方向に伸長可能に支持され、かつ、前記ベースプレートによって固定された一端部とは反対側の端部に、タイプレートが固定され、当該タイプレートにアクチュエータが固定され、当該アクチュエータによって前記ラムが駆動されるものである。
この構成によると、前記タイバーは、一端部のみが前記ベースに固定され、他の部分は前記ベースに対し軸方向に伸長可能に支持された状態となっている。そして、前記タイバーの位置決めされた一端部とは反対側の端部にタイプレートを固定し、当該タイプレートに、前記ラムを駆動するアクチュエータを固定することで、圧入反力を全て前記タイバーのみで受け止めることが可能となり、前記ベースへと圧入反力が伝達されることがない。よって、圧入装置の基準となる前記ベースが歪むことによる同芯度の低下を回避することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る圧入装置は、請求項１から４のいずれか１項記載の圧入装置において、前記結合部材として、前記パイプまたは前記圧入部品の長さに対応した種々の長さを有するものを、交換可能に備えることとしたものである。
本発明によれば、前記パイプまたは前記圧入部品の長さを変更することにより必要となる、前記ベースプレートと前記ラムとの間隔の調整を、前記結合部材の長さを変更することによって行うことを可能とする。そして、前記ラムを駆動するアクチュエータに求められる作動ストロークを、圧入作業に必要なストロークのみとすることができる。よって、本装置の汎用性を高めるにあたって、前記アクチュエータの長大化を防ぐことが可能となる。
【００１２】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項６に係る圧入方法は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する方法であって、圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、当該圧入部品を正確に位置決めして支持する一方、位置の変化を許容するようにパイプを支持し、前記圧入部品および前記パイプへと圧入圧力を付与する際に、前記圧入部品の案内部をパイプ端部へと圧入する間の圧入速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御し、前記案内部の圧入完了後、圧入速度を所定速度へと増加することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、前記圧入部品は位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行する。また、圧入初期段階では、圧入部品の圧入面の先端に設けた案内部を、パイプ端部へと嵌合させることにより、パイプ端部を圧入部品の圧入面に円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間の圧入速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプと圧入部品との同芯を確認した後、圧入作業をさらに進行することが可能となる。前記案内部の圧入完了後、圧入速度を所定速度へと増加することで、圧入サイクルタイムの増加を防いでいる。
【００１４】
また、本発明の請求項７に係る圧入方法は、請求項６記載の圧入方法において、内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とするものである。
上述の如く、前記圧入部品は正確に位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行する。よって、パイプの内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプの位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、正確に位置決めされる圧入部品は内外径同芯度が保証されていることで、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、圧入部品とパイプとを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態に係る圧入装置１の側面図を、図２には、圧入装置１の上面図を示している。この圧入装置１は、パイプ２の両端部に、圧入部品であるＶＬシャフト３（クロスグローブジョイントのインナーレースと締結される部品の通称である。）と、ヨークシャフト４とを圧入して、プロペラシャフトを製造するものである。具体的には、パイプ２の一端部に、ＶＬシャフト３（図８参照）が圧入され、他端部にはヨークシャフト４（図９参照）が圧入され、一体のプロペラシャフト５（図７参照）を組み立てることができる。
【００１７】
圧入装置１は、床面に設置されるベース１１と、ベース１１に対しサポート１２（図２）を介して軸方向に伸長可能に支持されるタイバー１３（図２）と、タイバー１３の一端部をベース１１に対し固定するための、ベース１１に直接固定されたベースプレート１４とを有している。また、タイバー１３の他端部にはタイプレート１５が固定され、タイプレート１５には、アクチュエータ１６が固定されている。図示の例では、アクチュエータ１６に、サーボモータ１７を動力源としてボールネジ１８を駆動する、電動リニアアクチュエータを採用している。そして、アクチュエータ１６により、タイバー１３に沿って移動可能なラム１９を駆動するものである。
【００１８】
さらに、ベース１１には、タイバー１３と平行して延びるリニアスライド２０を設けている。リニアスライド２０は、パイプ２を載置するパイプホルダ２１を支持するスライドガイド２２と、ＶＬシャフト３またはヨークシャフト４を位置決めするクランプ２３、２４の当金２５（クランプ２３の当金２５を、図３に断面図示している。）を、その直下から直接的に支持するスライドガイド２６、２７とを備えている。なお、クランプ２３は、受け２３ａを介して冶具ベース３１に固定され、かつ、ベースプレート１４に対しても、結合部材２８を介して結合されており、クランプ２４についても、同様の冶具ベースに固定され、かつ、結合部材２９によって、ラム１９に結合されている。
【００１９】
図３には、ＶＬシャフト３を保持するクランプ２３の周辺構造を、拡大して示している。また、図４には、クランプ２３の正面図を示している。クランプ２３の当金２５は、その上方から、ＶＬシャフト３のフランジ部３ａを嵌め込むことにより、ＶＬシャフトの位置決めを行うことが可能な受け形状を有している。また、クランプ２３は、ＶＬシャフト３に当接して、当金２５からＶＬシャフト３が脱落することを防ぐための、開閉可能なクランプアーム３０を備えている。なお、当金２５は、冶具ベース３１を介して、スライドガイド２６に対し強固に固定されている。
【００２０】
また、結合部材２８は、図３に示すように、クランプ２３に固定された反力受３２、リニアスライド２０のスライドガイド３５に支持された冶具サポート３３、および、ジョイントシャフト３４からなる。そして、クランプ２３が受ける圧入反力は、これらの各部材３２、３３、３４を介して、ベースプレート１４へと伝えられる。この際、クランプ２３はスライドガイド２６に固定されていることから、クランプ２３には、各部材３２、３３、３４の弾性変形領域内での変位が許容される。ジョイントシャフト３４は、パイプ２、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さに対応した、種々の長さのもの（例えば、５００ｍｍ、１０００ｍｍ、１５００ｍｍ等）を複数用意しておき、必要に応じて容易に交換可能となっている。図３に符号４４で示す部分は、ＶＬシャフト３の回り止めピンである。
【００２１】
図６には、ジョイントシャフト３４の着脱構造を斜視図で示している。ジョイントシャフト３４の両端部近傍には、小径部３４ａが形成されている。一方、反力受３２と、ベースプレート１４に固定されたプレート３６とには、各々、ジョイントシャフト３４の小径部３４を上方から受け止める受け溝３２ａ、３６ａが形成されている。したがって、ジョイントシャフト３４は、反力受３２およびベースプレート１４に対し、容易に着脱、交換することが可能である。また、ボルト３７によって、反力受３２およびベースプレート１４に対し、ジョイントシャフト３４を簡単、確実に固定することが可能となっている。
【００２２】
なお、ヨークシャフト４を保持するクランプ２４、および、クランプ２４をラム１９に結合する結合部材２９も、上記のクランプ２３および結合部材２８と同様の構造を有していることから、詳しい説明を省略する。
【００２３】
図５には、パイプ２を載置するパイプホルダ２１の断面図を示している。パイプホルダ２１は、基部３８と上部３９とに分離しており、上部３９はガイドピン４０、４１に案内されて、基部３８に対し昇降可能に支持されている。また、基部３８および上部３９の対抗面には、バネ４２が配置されており、一定のバネ力で、上部３９を押し上げている。上部３９の上面は、緩やかなＶ字状の受け面４３が形成されており、パイプ２は、受け面４３上に載置されることで、自重によって受け面４３の底部に収まる。なお、パイプ２の重量が上部３９にかかっても、バネ４２は縮むことはなく、基部３８に対する上部３９の高さは一定に維持される。一方、後述する圧入工程において、パイプ２が下方に変位するような場合には、その変位を受けてバネ４２が縮み、上部３９は沈み込むことができる。
【００２４】
図７には、圧入装置１によって組み立てられたプロペラシャフト５を示している。このプロペラシャフトを構成するパイプ２、ＶＬシャフト３およびヨークシャフト４のうち、パイプ２は、内外径同芯度が保証されていない部品を用いることができる。一方、ＶＬシャフト３およびヨークシャフト４は、内外径同芯度が保証された部品である。
図８には、ＶＬシャフト３の単体図を示している。ＶＬシャフト３の圧入面３ｂには、スプラインが形成されている。そして、圧入面３ｂの先端には、図８中に一部拡大して示すように、案内部３ｃが設けられている。案内部３ｃは、圧入面３ｂのスプラインの外径を一定量だけ切削除去して小径化するとともに、最端部を面取り加工を施したものである。そして、案内部３ｃは、パイプ２の内壁２ａに対する嵌入促進を図るに適した外径Ｄおよび小径部長さＬを持たせたものである。
図９には、ヨークシャフト４の単体図を示している。ヨークシャフトの圧入面４ｂにも、ＶＬシャフト３の圧入面３ｂと同様にスプラインが形成され、圧入面４ｂの先端にも、ＶＬシャフト３の案内部３ｃと同様の案内部４ｃが形成されている。
【００２５】
さらに、圧入装置１には、ラム１９にかかる圧入反力を検出するロードセル４５（図２）およびラム１９の位置検出器４６（図２）を設けている。また、アクチュエータ１６を制御する作動制御手段として、制御盤４７を備えている。
【００２６】
ここで、圧入装置１による圧入作業の手順を、図１０を参照しながら以下に説明する。なお、図１０は、ラム１９の前進ストロークＸと圧入速度Ｖとの関係を線Ａで、および、ラム１９の前進ストロークＸと圧入荷重Ｆとの関係を線Ｂで示したものである。
まず、準備工程として、ラム１９をベースプレート１４から最も離間させた状態で、クランプ２３にＶＬシャフト３を固定し、クランプ２４にヨークシャフト４を固定する。また、パイプホルダ２１にパイプ２を載置する。
そして、第１工程（Ｓ１）として、ＶＬシャフト３、パイプ２およびヨークシャフト４が全て当接する直前の位置まで、ラム１９を低圧高速送り（例えば、Ｖ＝９ｍ／ｍｉｎ（１５０ｍｍ／ｓｅｃ）程度）させる。
続いて、第２工程（Ｓ２）として、ＶＬシャフト３の案内部３ｃ、および、ヨークシャフト４の案内部４ｃを、パイプ２の端部へと圧入する間の圧入速度が、圧入初期の傾きが生じない低圧低速度（例えば、Ｆ＝１ＫＮ、Ｖ＝０．３ｍ／ｍｉｎ（５ｍｍ／ｓｅｃ）程度）となるように、ラム１９の送り速度を制御する。かかる低速送りを実施することで、芯出し保証がなされる。
【００２７】
そして、第３工程（Ｓ３）として、案内部３ｃ、４ｃの圧入完了後、圧入速度を所定速度（通常の圧入速度）へと増加する。圧入完了により、圧入荷重が最大となり（例えば Ｆ＝８０ＫＮ）、それを、ロードセル４５で検知して、圧入作業を終了する。
なお、上記手順において、次工程に移行するタイミングは、位置検出器４６により検出するラム１９の送り量等に基づき決定するものとする。
【００２８】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る圧入装置１は、パイプ２の両端部へと、二つの圧入部品であるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４を圧入する装置であって、
ベース１１と、当該ベース１１に固定されたベースプレート１４により支持されたタイバー１３と、当該タイバー１３に沿って移動可能なラム１９とを備え、前記ベース１１に前記タイバー１３と平行して延びるリニアスライド２０を設け、当該リニアスライド２０により、二つの圧入部品を各々位置決めするクランプ２３、２４の当金２５をその直下から支持すると共にパイプ２を載置するパイプホルダ２１を支持し、かつ、前記クランプ２３、２４を前記ベースプレート１４または前記ラム１９に対し結合する結合部材２８、２９を備えることを特徴とするものである。
【００３０】
この圧入装置１によると、パイプ２はパイプホルダ２１に単に載置されるのみであることから、パイプ２はその位置の変化を許容するように支持された状態にある。一方、圧入部品であるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は、各々クランプ２３、２４によって正確に位置決めされている。
そして、クランプ２３は、結合部材２８によってベースプレート１４に結合され、クランプ２４は結合部材２９によってラム１９に対し結合されているので、ラム１９をタイバー１３に沿って移動させることにより、パイプホルダ２１に載置されたパイプ２と、クランプ２３、２４に位置決めされたＶＬシャフト３、ヨークシャフト４とに、圧入荷重を付与することができる。そして、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うように変位して、圧入が進行する。
しかも、クランプ２３の当金２５はその直下からリニアスライド２６によって支持されているので（クランプ２４の当金も同様）、圧入反力がクランプ２３、２４にかかる際に、圧入反力がクランプ２３、２４を介してベース１１に伝わることによるベース１１の歪の発生を回避することができる。しかも、リニアスライド２６に対するクランプ２３、２４の支持強度を効率的に向上することとなり、クランプ２３、２４の支持強度不足による、クランプ２３、２４の振れの発生を最小限に抑えることが可能となる。よって、圧入開始から圧入完了に至るまで、パイプ２とＶＬシャフト３との傾きの発生、パイプ２とヨークシャフト４との傾きの発生を確実に防ぐことが可能となる。
【００３１】
また、圧入初期段階（Ｓ２）では、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂの先端に設けた案内部３ｃ、４ｃを、パイプ２の端部へと嵌合させることにより、パイプ２の端部をＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂに円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、作動制御手段である制御盤４７によって、案内部３ｃ、４ｃをパイプ２の端部へと圧入する間、アクチュエータ１６によるラム１９の駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。
【００３２】
前述の如く、圧入装置１によれば、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４はクランプ２３、２４によって正確に位置決めして支持される一方、パイプ２はパイプホルダ２１によって、位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うようにして、圧入が進行する。よって、パイプ２の内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプ２の位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、クランプ２３、２４によって正確に位置決めされるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は、内外径同芯度が保証されているので、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４とパイプ２とを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００３３】
さらに、タイバー１３は、一端部のみがベースプレート１４によってベース１１に固定され、他の部分はサポート１２によってベース１１に対し軸方向に伸長可能に支持された状態となっている。そして、タイバー１３の位置決めされた一端部とは反対側の端部にタイプレート１５を固定し、タイプレート１５に、ラム１９を駆動するアクチュエータ１６を固定している。かかる構造により、圧入反力を全てタイバー１３のみで受け止めることが可能となり、ベース１１へと圧入反力が伝達されることがなくなる。よって、圧入装置１の基準となるベース１１が歪むことによる同芯度の低下を回避することが可能となる。
【００３４】
加えて、圧入装置１は、結合部材２８、２９として、パイプ２またはＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さに対応した種々の長さを有するものを、交換可能に備えている。そして、パイプ２、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さを変更することにより必要となる、ベースプレート１４とラム１９との間隔の調整を、結合部材３４を適切な長さのものに交換することによって行うことが可能となる。よって、ラム１９を駆動するアクチュエータ１６に求められる作動ストロークを、圧入作業に必要なストロークのみとすることができ、圧入装置１の汎用性を高めるにあたって、アクチュエータ１６の長大化を防ぐことが可能となる。なお、図示の如く、アクチュエータ１６に電動リニアアクチュエータを採用する場合には、ボールネジ１８の長大化を抑えることができる。また、リニアアクチュエータ１６に油圧シリンダを用いる場合には、シリンダおよびピストンロッドの長大化を防ぐことが可能となる。
【００３５】
一方、圧入装置１によって実施される圧入方法によれば、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は位置決めして支持される一方、パイプ２は位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うようにして、圧入が進行する。また、圧入初期段階（Ｓ２）では、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂの先端に設けた案内部３ｃ、４ｃを、パイプ２の端部へと嵌合させることにより、パイプ２の端部をＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂに円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、案内部３ｃ、４ｃをパイプ２の端部へと圧入する間の圧入速度Ｖを、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプ２とＶＬシャフト３、パイプ２とヨークシャフト４の同芯を確認した後に、圧入作業をさらに進行することが可能となる。
そして、案内部３ｃ、４ｃの圧入完了後、その次の工程（Ｓ３）で、圧入速度Ｖを所定速度へと増加することで、圧入サイクルタイムの増加を防ぐことができる。よって、内外径同芯度が保証されていないパイプ２を用いる場合であっても、圧入後における同芯度を保証したプロペラシャフト５を、効率的に組み立てることが可能となる。
【００３６】
また、上記圧入工程において、ロードセル４５および位置検出器４６によって圧入作業の進行状態を監視することで、締め代過大によるパイプ２の割れや、締め代無し品（圧入荷重不足によりパイプ２からＶＬシャフト３、ヨークシャフト４が抜けてしまう不良品。）などの品質不良の検知も圧入作業と同時に行うことが可能となる。
【００３７】
なお、本発明の実施の形態では、パイプの両端に圧入部品を圧入する場合を例示して説明したが、パイプの一端にのみ圧入部品を圧入する場合であっても、高精度に位置決めされた圧入部品に、パイプを倣わせるようにして圧入作業を行うことで、同様の作用効果を得ることが可能である。また、パイプ２の内外径同芯度が保証されている場合であっても、本発明の実施の形態に係る圧入装置１および圧入方法を用いることで、圧入後の同芯度の更なる向上を図ることができる。
以上説明したように、本発明は、プロペラシャフト５を一例とする、長尺部品の圧入組立工程に用いることにより、高い同芯度を有する長尺部品を提供することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、パイプの端部へと圧入部品を圧入して得られる製品の、圧入後における同芯度の向上を図ることが可能となる。特に、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に圧入部品を圧入する必要がある場合であっても、圧入後における同芯度を保証することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧入装置の側面図である。
【図２】図１に示す圧入装置の上面図である。
【図３】図１に示す圧入装置の、ＶＬシャフトを保持するクランプの周辺構造部を示す拡大図である。
【図４】図４に示すクランプの正面図である。
【図５】図１に示す圧入装置の、パイプを載置するパイプホルダの断面図である。
【図６】図３に示すクランプをベースプレートに対し結合する結合部材の、ジョイントシャフトの着脱構造を示す斜視図である。
【図７】図１に示す圧入装置によって組み立てられたプロペラシャフトを示す側面図である。
【図８】図７に示すプロペラシャフトの一端部に圧入されたＶＬシャフトの単体図である。
【図９】図７に示すプロペラシャフトの他端部に圧入されたヨークシャフトの単体図である。
【図１０】図１に示す圧入装置の、ラムの前進ストロークと圧入速度若しくは圧入荷重ととの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧入装置
２ パイプ
３ ＶＬシャフト
３ｂ 圧入面
３ｃ 案内部
４ ヨークシャフト
４ｂ 圧入面
４ｃ 案内部
１１ ベース
１２ サポート
１３ タイバー
１４ ベースプレート
１５ タイプレート
１６ アクチュエータ
１９ ラム
２０ リニアスライド
２１ パイプホルダ
２２ スライドガイド
２３、２４ クランプ
２５ 当金
２６、２７ スライドガイド
２８、２９ 結合部材
３１ 冶具ベース
３４ ジョイントシャフト
４３ 受け面
４７ 制御盤
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する装置および圧入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内外径の同芯度が保証されたパイプの端部に、やはり内外径の同芯度が保証された圧入部品を圧入する際には、パイプ外径部を位置決めし、そのパイプ端部に圧入部品を押し込むことで、当該圧入部品がパイプに倣って圧入が進行し、圧入完了後の同芯度が保証されることとなっていた。なお、かかる手法によって製造されたプロペラシャフトの、継手部に対し対応する部品を仮組立する装置が発明されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０８９２９号公報（請求項１、図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧入方法は、パイプ内外径の同芯度が保証されていることを前提に成り立つものであり、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に、圧入部品を圧入する場合には、以下の不具合が生じることとなる。
例えば、内外径の同芯度が保証されていないパイプの外径部を冶具に固定し、パイプ端部に圧入部品を圧入すると、圧入反力による冶具の変形量が大きくなる場合があり、圧入後の同芯度を保証することが不可能となってしまう。また、パイプ外径部を固定する冶具を、上下左右に移動可能としても、パイプ内外径の同芯度が保証されていないことから、圧入前の時点において、パイプと圧入部品との芯のバラツキが発生し、圧入開始時に傾きを生じやすくなる。しかも、圧入作業中の修正も困難であることから、圧入完了時においても、その傾きが除去されないといった問題を生じることとなる。
【０００５】
また、パイプ内外径の同芯度が保証されたパイプおよび圧入部品を圧入する場合でも、圧入後の同芯度の更なる向上が望まれていたところである。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイプの端部へと圧入部品を圧入して得られる製品の、圧入後における同芯度の向上を図ることにある。特に、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に圧入部品を圧入する必要がある場合であっても、圧入後における同芯度を保証することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る圧入装置は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する装置であって、ベースと、当該ベースに固定されたベースプレートにより支持されるタイバーと、当該タイバーに沿って移動可能なラムとを備え、前記ベースに前記タイバーと平行して延びるリニアスライドを設け、当該リニアスライドにより、圧入部品を位置決めするクランプの当金をその直下から支持すると共にパイプを載置するパイプホルダを支持し、かつ、前記クランプを前記ベースプレートまたは前記ラムに対し結合する結合部材を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、パイプはパイプホルダに単に載置されるのみであることから、前記パイプはその位置の変化を許容するように支持された状態にある。一方、圧入部品はクランプによって正確に位置決めされる。当該クランプは、前記結合部材によって前記ベースプレートまたは前記ラムに対し結合されているので、前記ラムを前記タイバーに沿って移動させることにより、前記パイプホルダに載置されたパイプと、前記クランプに位置決めされた圧入部品とに、圧入荷重を付与することができる。そして、パイプが圧入部品に倣うように変位して、圧入が進行する。
しかも、前記クランプの当金はその直下からリニアスライドによって支持されているので、圧入反力が前記クランプにかかる際に、当該圧入反力がクランプを介してベースに伝わることによるベースの歪の発生を回避し、かつ、クランプの支持強度不足による振れの発生を最小限に抑えることができる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る圧入装置は、請求項１記載の圧入装置において、前記圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、かつ、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間、前記アクチュエータによる前記ラムの駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御する作動制御手段を備えるものである。
本発明によれば、圧入初期段階では、圧入部品の圧入面の先端に設けた案内部を、パイプ端部へと嵌合させることにより、パイプ端部を圧入部品の圧入面に円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、前記作動制御手段によって、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間、前記アクチュエータによる前記ラムの駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプと圧入部品との同芯を確認した後、圧入作業を進行することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る圧入装置は、請求項１または２記載の圧入装置において、内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とするものである。
上述の如く、本発明に掛る圧入装置によれば、前記圧入部品は前記クランプによって正確に位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行するものである。よって、パイプの内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプ位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、前記クランプによって正確に位置決めされる圧入部品は内外径同芯度が保証されていることで、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、圧入部品とパイプとを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る圧入装置は、請求項１から３のいずれか１項記載の圧入装置において、前記タイバーは、その中間部が前記ベースに対し軸方向に伸長可能に支持され、かつ、前記ベースプレートによって固定された一端部とは反対側の端部に、タイプレートが固定され、当該タイプレートにアクチュエータが固定され、当該アクチュエータによって前記ラムが駆動されるものである。
この構成によると、前記タイバーは、一端部のみが前記ベースに固定され、他の部分は前記ベースに対し軸方向に伸長可能に支持された状態となっている。そして、前記タイバーの位置決めされた一端部とは反対側の端部にタイプレートを固定し、当該タイプレートに、前記ラムを駆動するアクチュエータを固定することで、圧入反力を全て前記タイバーのみで受け止めることが可能となり、前記ベースへと圧入反力が伝達されることがない。よって、圧入装置の基準となる前記ベースが歪むことによる同芯度の低下を回避することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る圧入装置は、請求項１から４のいずれか１項記載の圧入装置において、前記結合部材として、前記パイプまたは前記圧入部品の長さに対応した種々の長さを有するものを、交換可能に備えることとしたものである。
本発明によれば、前記パイプまたは前記圧入部品の長さを変更することにより必要となる、前記ベースプレートと前記ラムとの間隔の調整を、前記結合部材の長さを変更することによって行うことを可能とする。そして、前記ラムを駆動するアクチュエータに求められる作動ストロークを、圧入作業に必要なストロークのみとすることができる。よって、本装置の汎用性を高めるにあたって、前記アクチュエータの長大化を防ぐことが可能となる。
【００１２】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項６に係る圧入方法は、パイプの端部へと圧入部品を圧入する方法であって、圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、当該圧入部品を正確に位置決めして支持する一方、位置の変化を許容するようにパイプを支持し、前記圧入部品および前記パイプへと圧入圧力を付与する際に、前記圧入部品の案内部をパイプ端部へと圧入する間の圧入速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御し、前記案内部の圧入完了後、圧入速度を所定速度へと増加することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、前記圧入部品は位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行する。また、圧入初期段階では、圧入部品の圧入面の先端に設けた案内部を、パイプ端部へと嵌合させることにより、パイプ端部を圧入部品の圧入面に円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間の圧入速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプと圧入部品との同芯を確認した後、圧入作業をさらに進行することが可能となる。前記案内部の圧入完了後、圧入速度を所定速度へと増加することで、圧入サイクルタイムの増加を防いでいる。
【００１４】
また、本発明の請求項７に係る圧入方法は、請求項６記載の圧入方法において、内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とするものである。
上述の如く、前記圧入部品は正確に位置決めして支持される一方、パイプは位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプが圧入部品に倣うようにして、圧入が進行する。よって、パイプの内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプの位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、正確に位置決めされる圧入部品は内外径同芯度が保証されていることで、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、圧入部品とパイプとを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態に係る圧入装置１の側面図を、図２には、圧入装置１の上面図を示している。この圧入装置１は、パイプ２の両端部に、圧入部品であるＶＬシャフト３（クロスグローブジョイントのインナーレースと締結される部品の通称である。）と、ヨークシャフト４とを圧入して、プロペラシャフトを製造するものである。具体的には、パイプ２の一端部に、ＶＬシャフト３（図８参照）が圧入され、他端部にはヨークシャフト４（図９参照）が圧入され、一体のプロペラシャフト５（図７参照）を組み立てることができる。
【００１７】
圧入装置１は、床面に設置されるベース１１と、ベース１１に対しサポート１２（図２）を介して軸方向に伸長可能に支持されるタイバー１３（図２）と、タイバー１３の一端部をベース１１に対し固定するための、ベース１１に直接固定されたベースプレート１４とを有している。また、タイバー１３の他端部にはタイプレート１５が固定され、タイプレート１５には、アクチュエータ１６が固定されている。図示の例では、アクチュエータ１６に、サーボモータ１７を動力源としてボールネジ１８を駆動する、電動リニアアクチュエータを採用している。そして、アクチュエータ１６により、タイバー１３に沿って移動可能なラム１９を駆動するものである。
【００１８】
さらに、ベース１１には、タイバー１３と平行して延びるリニアスライド２０を設けている。リニアスライド２０は、パイプ２を載置するパイプホルダ２１を支持するスライドガイド２２と、ＶＬシャフト３またはヨークシャフト４を位置決めするクランプ２３、２４の当金２５（クランプ２３の当金２５を、図３に断面図示している。）を、その直下から直接的に支持するスライドガイド２６、２７とを備えている。なお、クランプ２３は、受け２３ａを介して冶具ベース３１に固定され、かつ、ベースプレート１４に対しても、結合部材２８を介して結合されており、クランプ２４についても、同様の冶具ベースに固定され、かつ、結合部材２９によって、ラム１９に結合されている。
【００１９】
図３には、ＶＬシャフト３を保持するクランプ２３の周辺構造を、拡大して示している。また、図４には、クランプ２３の正面図を示している。クランプ２３の当金２５は、その上方から、ＶＬシャフト３のフランジ部３ａを嵌め込むことにより、ＶＬシャフトの位置決めを行うことが可能な受け形状を有している。また、クランプ２３は、ＶＬシャフト３に当接して、当金２５からＶＬシャフト３が脱落することを防ぐための、開閉可能なクランプアーム３０を備えている。なお、当金２５は、冶具ベース３１を介して、スライドガイド２６に対し強固に固定されている。
【００２０】
また、結合部材２８は、図３に示すように、クランプ２３に固定された反力受３２、リニアスライド２０のスライドガイド３５に支持された冶具サポート３３、および、ジョイントシャフト３４からなる。そして、クランプ２３が受ける圧入反力は、これらの各部材３２、３３、３４を介して、ベースプレート１４へと伝えられる。この際、クランプ２３はスライドガイド２６に固定されていることから、クランプ２３には、各部材３２、３３、３４の弾性変形領域内での変位が許容される。ジョイントシャフト３４は、パイプ２、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さに対応した、種々の長さのもの（例えば、５００ｍｍ、１０００ｍｍ、１５００ｍｍ等）を複数用意しておき、必要に応じて容易に交換可能となっている。図３に符号４４で示す部分は、ＶＬシャフト３の回り止めピンである。
【００２１】
図６には、ジョイントシャフト３４の着脱構造を斜視図で示している。ジョイントシャフト３４の両端部近傍には、小径部３４ａが形成されている。一方、反力受３２と、ベースプレート１４に固定されたプレート３６とには、各々、ジョイントシャフト３４の小径部３４を上方から受け止める受け溝３２ａ、３６ａが形成されている。したがって、ジョイントシャフト３４は、反力受３２およびベースプレート１４に対し、容易に着脱、交換することが可能である。また、ボルト３７によって、反力受３２およびベースプレート１４に対し、ジョイントシャフト３４を簡単、確実に固定することが可能となっている。
【００２２】
なお、ヨークシャフト４を保持するクランプ２４、および、クランプ２４をラム１９に結合する結合部材２９も、上記のクランプ２３および結合部材２８と同様の構造を有していることから、詳しい説明を省略する。
【００２３】
図５には、パイプ２を載置するパイプホルダ２１の断面図を示している。パイプホルダ２１は、基部３８と上部３９とに分離しており、上部３９はガイドピン４０、４１に案内されて、基部３８に対し昇降可能に支持されている。また、基部３８および上部３９の対抗面には、バネ４２が配置されており、一定のバネ力で、上部３９を押し上げている。上部３９の上面は、緩やかなＶ字状の受け面４３が形成されており、パイプ２は、受け面４３上に載置されることで、自重によって受け面４３の底部に収まる。なお、パイプ２の重量が上部３９にかかっても、バネ４２は縮むことはなく、基部３８に対する上部３９の高さは一定に維持される。一方、後述する圧入工程において、パイプ２が下方に変位するような場合には、その変位を受けてバネ４２が縮み、上部３９は沈み込むことができる。
【００２４】
図７には、圧入装置１によって組み立てられたプロペラシャフト５を示している。このプロペラシャフトを構成するパイプ２、ＶＬシャフト３およびヨークシャフト４のうち、パイプ２は、内外径同芯度が保証されていない部品を用いることができる。一方、ＶＬシャフト３およびヨークシャフト４は、内外径同芯度が保証された部品である。
図８には、ＶＬシャフト３の単体図を示している。ＶＬシャフト３の圧入面３ｂには、スプラインが形成されている。そして、圧入面３ｂの先端には、図８中に一部拡大して示すように、案内部３ｃが設けられている。案内部３ｃは、圧入面３ｂのスプラインの外径を一定量だけ切削除去して小径化するとともに、最端部を面取り加工を施したものである。そして、案内部３ｃは、パイプ２の内壁２ａに対する嵌入促進を図るに適した外径Ｄおよび小径部長さＬを持たせたものである。
図９には、ヨークシャフト４の単体図を示している。ヨークシャフトの圧入面４ｂにも、ＶＬシャフト３の圧入面３ｂと同様にスプラインが形成され、圧入面４ｂの先端にも、ＶＬシャフト３の案内部３ｃと同様の案内部４ｃが形成されている。
【００２５】
さらに、圧入装置１には、ラム１９にかかる圧入反力を検出するロードセル４５（図２）およびラム１９の位置検出器４６（図２）を設けている。また、アクチュエータ１６を制御する作動制御手段として、制御盤４７を備えている。
【００２６】
ここで、圧入装置１による圧入作業の手順を、図１０を参照しながら以下に説明する。なお、図１０は、ラム１９の前進ストロークＸと圧入速度Ｖとの関係を線Ａで、および、ラム１９の前進ストロークＸと圧入荷重Ｆとの関係を線Ｂで示したものである。
まず、準備工程として、ラム１９をベースプレート１４から最も離間させた状態で、クランプ２３にＶＬシャフト３を固定し、クランプ２４にヨークシャフト４を固定する。また、パイプホルダ２１にパイプ２を載置する。
そして、第１工程（Ｓ１）として、ＶＬシャフト３、パイプ２およびヨークシャフト４が全て当接する直前の位置まで、ラム１９を低圧高速送り（例えば、Ｖ＝９ｍ／ｍｉｎ（１５０ｍｍ／ｓｅｃ）程度）させる。
続いて、第２工程（Ｓ２）として、ＶＬシャフト３の案内部３ｃ、および、ヨークシャフト４の案内部４ｃを、パイプ２の端部へと圧入する間の圧入速度が、圧入初期の傾きが生じない低圧低速度（例えば、Ｆ＝１ＫＮ、Ｖ＝０．３ｍ／ｍｉｎ（５ｍｍ／ｓｅｃ）程度）となるように、ラム１９の送り速度を制御する。かかる低速送りを実施することで、芯出し保証がなされる。
【００２７】
そして、第３工程（Ｓ３）として、案内部３ｃ、４ｃの圧入完了後、圧入速度を所定速度（通常の圧入速度）へと増加する。圧入完了により、圧入荷重が最大となり（例えば Ｆ＝８０ＫＮ）、それを、ロードセル４５で検知して、圧入作業を終了する。
なお、上記手順において、次工程に移行するタイミングは、位置検出器４６により検出するラム１９の送り量等に基づき決定するものとする。
【００２８】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る圧入装置１は、パイプ２の両端部へと、二つの圧入部品であるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４を圧入する装置であって、
ベース１１と、当該ベース１１に固定されたベースプレート１４により支持されたタイバー１３と、当該タイバー１３に沿って移動可能なラム１９とを備え、前記ベース１１に前記タイバー１３と平行して延びるリニアスライド２０を設け、当該リニアスライド２０により、二つの圧入部品を各々位置決めするクランプ２３、２４の当金２５をその直下から支持すると共にパイプ２を載置するパイプホルダ２１を支持し、かつ、前記クランプ２３、２４を前記ベースプレート１４または前記ラム１９に対し結合する結合部材２８、２９を備えることを特徴とするものである。
【００３０】
この圧入装置１によると、パイプ２はパイプホルダ２１に単に載置されるのみであることから、パイプ２はその位置の変化を許容するように支持された状態にある。一方、圧入部品であるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は、各々クランプ２３、２４によって正確に位置決めされている。
そして、クランプ２３は、結合部材２８によってベースプレート１４に結合され、クランプ２４は結合部材２９によってラム１９に対し結合されているので、ラム１９をタイバー１３に沿って移動させることにより、パイプホルダ２１に載置されたパイプ２と、クランプ２３、２４に位置決めされたＶＬシャフト３、ヨークシャフト４とに、圧入荷重を付与することができる。そして、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うように変位して、圧入が進行する。
しかも、クランプ２３の当金２５はその直下からリニアスライド２６によって支持されているので（クランプ２４の当金も同様）、圧入反力がクランプ２３、２４にかかる際に、圧入反力がクランプ２３、２４を介してベース１１に伝わることによるベース１１の歪の発生を回避することができる。しかも、リニアスライド２６に対するクランプ２３、２４の支持強度を効率的に向上することとなり、クランプ２３、２４の支持強度不足による、クランプ２３、２４の振れの発生を最小限に抑えることが可能となる。よって、圧入開始から圧入完了に至るまで、パイプ２とＶＬシャフト３との傾きの発生、パイプ２とヨークシャフト４との傾きの発生を確実に防ぐことが可能となる。
【００３１】
また、圧入初期段階（Ｓ２）では、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂの先端に設けた案内部３ｃ、４ｃを、パイプ２の端部へと嵌合させることにより、パイプ２の端部をＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂに円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、作動制御手段である制御盤４７によって、案内部３ｃ、４ｃをパイプ２の端部へと圧入する間、アクチュエータ１６によるラム１９の駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。
【００３２】
前述の如く、圧入装置１によれば、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４はクランプ２３、２４によって正確に位置決めして支持される一方、パイプ２はパイプホルダ２１によって、位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うようにして、圧入が進行する。よって、パイプ２の内外径同芯度が保証されていない場合であっても、圧入作業時のパイプ２の位置決め精度は全く問われず、同芯度に悪影響を与えることはない。一方、クランプ２３、２４によって正確に位置決めされるＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は、内外径同芯度が保証されているので、圧入作業時の位置決め精度は確実に保証され、かつ、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４とパイプ２とを圧入する際の、基準としての機能を発揮することができる。
【００３３】
さらに、タイバー１３は、一端部のみがベースプレート１４によってベース１１に固定され、他の部分はサポート１２によってベース１１に対し軸方向に伸長可能に支持された状態となっている。そして、タイバー１３の位置決めされた一端部とは反対側の端部にタイプレート１５を固定し、タイプレート１５に、ラム１９を駆動するアクチュエータ１６を固定している。かかる構造により、圧入反力を全てタイバー１３のみで受け止めることが可能となり、ベース１１へと圧入反力が伝達されることがなくなる。よって、圧入装置１の基準となるベース１１が歪むことによる同芯度の低下を回避することが可能となる。
【００３４】
加えて、圧入装置１は、結合部材２８、２９として、パイプ２またはＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さに対応した種々の長さを有するものを、交換可能に備えている。そして、パイプ２、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の長さを変更することにより必要となる、ベースプレート１４とラム１９との間隔の調整を、結合部材３４を適切な長さのものに交換することによって行うことが可能となる。よって、ラム１９を駆動するアクチュエータ１６に求められる作動ストロークを、圧入作業に必要なストロークのみとすることができ、圧入装置１の汎用性を高めるにあたって、アクチュエータ１６の長大化を防ぐことが可能となる。なお、図示の如く、アクチュエータ１６に電動リニアアクチュエータを採用する場合には、ボールネジ１８の長大化を抑えることができる。また、リニアアクチュエータ１６に油圧シリンダを用いる場合には、シリンダおよびピストンロッドの長大化を防ぐことが可能となる。
【００３５】
一方、圧入装置１によって実施される圧入方法によれば、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４は位置決めして支持される一方、パイプ２は位置の変化を許容するように支持されていることから、パイプ２がＶＬシャフト３、ヨークシャフト４に倣うようにして、圧入が進行する。また、圧入初期段階（Ｓ２）では、ＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂの先端に設けた案内部３ｃ、４ｃを、パイプ２の端部へと嵌合させることにより、パイプ２の端部をＶＬシャフト３、ヨークシャフト４の圧入面３ｂ、４ｂに円滑に倣わせ、圧入開始時の傾きの発生を抑えることができる。しかも、案内部３ｃ、４ｃをパイプ２の端部へと圧入する間の圧入速度Ｖを、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御することから、圧入開始時の傾きの発生は確実に抑止される。そして、パイプ２とＶＬシャフト３、パイプ２とヨークシャフト４の同芯を確認した後に、圧入作業をさらに進行することが可能となる。
そして、案内部３ｃ、４ｃの圧入完了後、その次の工程（Ｓ３）で、圧入速度Ｖを所定速度へと増加することで、圧入サイクルタイムの増加を防ぐことができる。よって、内外径同芯度が保証されていないパイプ２を用いる場合であっても、圧入後における同芯度を保証したプロペラシャフト５を、効率的に組み立てることが可能となる。
【００３６】
また、上記圧入工程において、ロードセル４５および位置検出器４６によって圧入作業の進行状態を監視することで、締め代過大によるパイプ２の割れや、締め代無し品（圧入荷重不足によりパイプ２からＶＬシャフト３、ヨークシャフト４が抜けてしまう不良品。）などの品質不良の検知も圧入作業と同時に行うことが可能となる。
【００３７】
なお、本発明の実施の形態では、パイプの両端に圧入部品を圧入する場合を例示して説明したが、パイプの一端にのみ圧入部品を圧入する場合であっても、高精度に位置決めされた圧入部品に、パイプを倣わせるようにして圧入作業を行うことで、同様の作用効果を得ることが可能である。また、パイプ２の内外径同芯度が保証されている場合であっても、本発明の実施の形態に係る圧入装置１および圧入方法を用いることで、圧入後の同芯度の更なる向上を図ることができる。
以上説明したように、本発明は、プロペラシャフト５を一例とする、長尺部品の圧入組立工程に用いることにより、高い同芯度を有する長尺部品を提供することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、パイプの端部へと圧入部品を圧入して得られる製品の、圧入後における同芯度の向上を図ることが可能となる。特に、内外径の同芯度が保証されていないパイプの端部に圧入部品を圧入する必要がある場合であっても、圧入後における同芯度を保証することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧入装置の側面図である。
【図２】図１に示す圧入装置の上面図である。
【図３】図１に示す圧入装置の、ＶＬシャフトを保持するクランプの周辺構造部を示す拡大図である。
【図４】図４に示すクランプの正面図である。
【図５】図１に示す圧入装置の、パイプを載置するパイプホルダの断面図である。
【図６】図３に示すクランプをベースプレートに対し結合する結合部材の、ジョイントシャフトの着脱構造を示す斜視図である。
【図７】図１に示す圧入装置によって組み立てられたプロペラシャフトを示す側面図である。
【図８】図７に示すプロペラシャフトの一端部に圧入されたＶＬシャフトの単体図である。
【図９】図７に示すプロペラシャフトの他端部に圧入されたヨークシャフトの単体図である。
【図１０】図１に示す圧入装置の、ラムの前進ストロークと圧入速度若しくは圧入荷重ととの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧入装置
２ パイプ
３ ＶＬシャフト
３ｂ 圧入面
３ｃ 案内部
４ ヨークシャフト
４ｂ 圧入面
４ｃ 案内部
１１ ベース
１２ サポート
１３ タイバー
１４ ベースプレート
１５ タイプレート
１６ アクチュエータ
１９ ラム
２０ リニアスライド
２１ パイプホルダ
２２ スライドガイド
２３、２４ クランプ
２５ 当金
２６、２７ スライドガイド
２８、２９ 結合部材
３１ 冶具ベース
３４ ジョイントシャフト
４３ 受け面
４７ 制御盤
Claims (7)
- パイプの端部へと圧入部品を圧入する装置であって、
ベースと、当該ベースに固定されたベースプレートにより支持されるタイバーと、当該タイバーに沿って移動可能なラムとを備え、前記ベースに前記タイバーと平行して延びるリニアスライドを設け、当該リニアスライドにより、圧入部品を位置決めするクランプの当金をその直下から支持すると共にパイプを載置するパイプホルダを支持し、かつ、前記クランプを前記ベースプレートまたは前記ラムに対し結合する結合部材を備えることを特徴とする圧入装置。 - 前記圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、かつ、当該案内部を前記パイプ端部へと圧入する間、前記アクチュエータによる前記ラムの駆動速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御する作動制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の圧入装置。
- 内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とすることを特徴とする請求項１または２記載の圧入装置。
- 前記タイバーは、その中間部が前記ベースに対し軸方向に伸長可能に支持され、かつ、前記ベースプレートによって固定された一端部とは反対側の端部に、タイプレートが固定され、当該タイプレートにアクチュエータが固定され、当該アクチュエータによって前記ラムが駆動されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の圧入装置。
- 前記結合部材として、前記パイプまたは前記圧入部品の長さに対応した種々の長さを有するものを、交換可能に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の圧入装置。
- パイプの端部へと圧入部品を圧入する方法であって、
圧入部品の圧入面の先端に案内部を設け、
当該圧入部品を正確に位置決めして支持する一方、位置の変化を許容するようにパイプを支持し、
前記圧入部品および前記パイプへと圧入圧力を付与する際に、前記圧入部品の案内部をパイプ端部へと圧入する間の圧入速度を、圧入初期の傾きが生じない低速度に制御し、前記案内部の圧入完了後、圧入速度を所定速度へと増加することを特徴とする圧入方法。 - 内外径同芯度が保証されていないパイプと、内外径同芯度が保証された圧入部品とを圧入対象とすることを特徴とする請求項６記載の圧入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003039611A JP2004249376A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | 圧入装置および圧入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004249376A true JP2004249376A (ja) | 2004-09-09 |
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ID=33023738
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003039611A Pending JP2004249376A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | 圧入装置および圧入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2004249376A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326176A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Kayaba Ind Co Ltd | 部材嵌合治具 |
| KR101373036B1 (ko) * | 2013-08-07 | 2014-03-11 | 한동특장(주) | 멀티 타입의 액슬 하우징 파이프 압입장치 |
| CN113182849A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 黄乃亨 | 一种传动轴的异形管与羊角叉组件的装配机 |
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| CN118268849A (zh) * | 2024-06-04 | 2024-07-02 | 泉州兴睿自动化科技有限公司 | 一种全自动to56管体压配机 |
-
2003
- 2003-02-18 JP JP2003039611A patent/JP2004249376A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326176A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Kayaba Ind Co Ltd | 部材嵌合治具 |
| JP4703491B2 (ja) * | 2006-06-07 | 2011-06-15 | カヤバ工業株式会社 | 部材嵌合治具 |
| KR101373036B1 (ko) * | 2013-08-07 | 2014-03-11 | 한동특장(주) | 멀티 타입의 액슬 하우징 파이프 압입장치 |
| CN113182849A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 黄乃亨 | 一种传动轴的异形管与羊角叉组件的装配机 |
| KR102606685B1 (ko) * | 2023-07-28 | 2023-11-29 | (주)대신금형 | 조향축 제조 시스템 |
| CN118268849A (zh) * | 2024-06-04 | 2024-07-02 | 泉州兴睿自动化科技有限公司 | 一种全自动to56管体压配机 |
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