JP3683058B2 - 電動圧縮かしめ方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工するかしめ方法および装置に係り、特に、電動モータにより第１部材を所定の圧縮荷重で圧縮変形させた状態で第２部材をかしめ加工する電動圧縮かしめ方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態で第２部材によって保持されているかしめ製品が知られている。例えば、図１０に示す非分解式のショックアブソーバ１０はその一例で、大径の円筒形状を成しているアウタチューブ１２と小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ１４とが略同心に配設されているとともに、シリンダチューブ１４の上端には、それぞれ円環形状を成すロッドガイド１６およびシール部材１８が配設されており、ロッドガイド１６にはロッド２０が軸方向の摺動可能に挿通させられている。ロッドガイド１６およびシール部材１８は、アウタチューブ１２の内側に嵌合されている嵌合部品で、シール部材１８がアウタチューブ１２内に押圧されてシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブ１２の上端縁１２ａが内側へかしめ加工されることにより、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２内に収容されている。なお、このショックアブソーバ１０は車両用のもので、図示しない圧縮コイルスプリングの下端が着座させられるばね受け２２等を備えているとともに、図１０はショックアブソーバ１０の上端部分のみを示した図である。上記シリンダチューブ１４は第１部材に相当し、アウタチューブ１２は第２部材に相当する。
【０００３】
かかるショックアブソーバ１０は、例えば図１１に示すかしめ装置１００によりかしめ加工されて組み立てられる。かしめ装置１００は、アウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する前のショックアブソーバ１０を、略垂直な姿勢で位置決めして保持するワーク保持台１０２と、昇降シリンダ１０４によって比較的大きなストロークで上下動させられるスライド部材１０６と、ショックアブソーバ１０の種類（高さ寸法）に応じてスライド部材１０６の下降端位置を規定するストッパ１０７と、スライド部材１０６に配設されて圧縮ヘッド１０８を所定の圧縮荷重ＦA で下降させる圧縮シリンダ１１０と、スライド部材１０６に略水平な一平面内においてショックアブソーバ１０の軸心を中心とする放射状に配設された複数（例えば４個）のかしめヘッド１１２と、そのかしめヘッド１１２をそれぞれ中心（ショッアブソーバ１０の軸心）に向かって前進させる複数のかしめシリンダ１１４とを備えている。
【０００４】
昇降シリンダ１０４は、スライド部材１０６をストッパ１０７に当接するまで下降させるもので、その状態で圧縮シリンダ１１０により圧縮ヘッド１０８が圧縮荷重ＦA で下降させられることにより、ショックアブソーバ１０のシール部材１８に当接させられるとともに、その圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられる。そして、その状態でかしめシリンダ１１４によりかしめヘッド１１２を前進させれば、アウタチューブ１２の上端縁１２ａが内側へかしめ加工（曲げ加工）され、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２によって保持される。
【０００５】
上記かしめ加工時にはかしめヘッド１１２、更にはスライド部材１０６に上方へ向かう方向の反力が作用するため、スライド部材１０６が上方へ逃げないように昇降シリンダ１０４に連通する油路を遮断するか、その反力に上記圧縮荷重ＦA を加算した荷重よりも大きな荷重でスライド部材１０６をストッパ１０７に押圧するように昇降シリンダ１０４の油圧を設定する必要がある。図１１の例では、スライド部材１０６を高速移動させるために小径の昇降シリンダ１０４が用いられ、パイロットチェック弁により油圧回路を遮断してスライド部材１０６の移動を阻止するようになっている。なお、圧縮荷重ＦA は圧縮シリンダ１１０によって制御されるため、スライド部材１０６が昇降シリンダ１０４の油の圧縮等で多少変位しても、圧縮シリンダ１１０のピストンがストローク端に達しない限り、シリンダチューブ１４は圧縮荷重ＦA で圧縮される。
【０００６】
一方、このような非分解式のショックアブソーバ１０は、所定のシール性能を確保する上でシリンダチューブ１４の残留軸力を保証する必要があり、抜取り検査で歪ゲージを用いて残留軸力を測定していた。これは、例えばシリンダチューブ１４を組み付ける前にアウタチューブ１２の外周面に歪ゲージを貼り付け、シリンダチューブ１４を圧縮変形させた状態で組み付けた後のアウタチューブ１２の引張応力を、シリンダチューブ１４の残留軸力（圧縮応力）として測定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のかしめ装置においては、２本の油圧シリンダ（１０４，１１０）を用いてシリンダチューブを圧縮変形するとともに、油圧回路を遮断してスライド部材の逃げを阻止するようになっているため、装置が大掛かりで高価になり、且つサイクルタイムが長くなるという問題があった。また、ワーク（ショックアブソーバ）の種類が変わる毎に、ストッパの位置を変更するという面倒な作業が必要であった。
【０００８】
また、抜取り検査によって残留軸力を検査しているため、総ての製品について必ずしも十分な保証が得られないとともに、歪ゲージを使用して検査するため、作業が面倒で時間がかかる。歪ゲージを貼り付ける際には、表面の塗装を剥がしたり、接着のためにすり疵を付けたりするため、製品に疵が付くことがある。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、装置を簡単且つ安価に構成できるとともにサイクルタイムが短く、且つ面倒な作業を行うことなく複数種類のワークを取り扱うことができるようにすることにある。また、歪ゲージを用いることなく、総ての製品について容易に残留軸力を検査できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドをその第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重でその第１部材を長手方向に圧縮変形させるようにその電動モータのトルク制御を行う圧縮工程と、(b) その圧縮工程で前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、(c) そのかしめ工程では、前記かしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でそのスライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明は、第１発明において、(a) 前記かしめ工程の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下工程と、(b) その荷重低下工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドでその第１部材を長手方向に圧縮変形させるとともに、その状態でそのスライド部材に配設されたかしめ手段で前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、(b) そのかしめ工程の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによる該第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減工程と、(c) その圧縮軽減工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
第４発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドをその第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重でその第１部材を長手方向に圧縮変形させるようにその電動モータのトルク制御を行う圧縮手段と、(b) その圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、(c) そのかしめ手段によるかしめ加工時には、そのかしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でそのスライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
第５発明は、第４発明において、(a) 前記かしめ手段によるかしめ加工の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下手段と、(b) その荷重低下手段による位置決め荷重の低下で前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
第６発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドでその第１部材を長手方向に圧縮変形させる圧縮手段と、(b) その圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、(c) そのかしめ手段によるかしめ加工の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによるその第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減手段と、(d) その圧縮軽減手段による圧縮制御の軽減に伴って前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
第１発明の電動圧縮かしめ方法は、電動モータのトルク制御によって第１部材を所定の圧縮荷重で長手方向に圧縮変形させる（圧縮工程）とともに、その後のかしめ加工によりスライド部材に作用する反力に圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でスライド部材の移動を阻止するように電動モータを位置決め制御しながら（位置決め工程）、スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて第２部材をかしめ加工する（かしめ工程）ようになっているため、従来のように２本の油圧シリンダを用いて第１部材を圧縮する場合に比較して、装置を簡単且つ安価に構成できるとともにサイクルタイムが短くなる。また、第１部材を圧縮する際のスライド部材の位置が異なる複数種類のワークを取り扱う場合でも、圧縮ヘッドが第１部材に当接するまで電動モータのトルク制御でスライド部材を移動させれば良いため、総ての種類に対応できるように予めスライド部材の移動ストロークを確保しておけば、ワークの種類の変更に拘らず何の変更作業（段取替え）も必要とすることなく連続して能率良くかしめ作業を行うことができる。第４発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１７】
第２発明では、上記かしめ工程の後で電動モータによる位置決め荷重が低下させられることにより、第１部材の弾性復帰に伴ってスライド部材が戻り移動させられる（荷重低下工程）とともに、その後、電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で圧縮ヘッドが第１部材に押圧され、その時のスライド部材の移動量から第１部材の残留軸力を推定する（軸力推定工程）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。第５発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１８】
第３発明のかしめ方法においては、電動モータにより第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態でかしめ手段により前記第２部材をかしめ加工した（かしめ工程）後、電動モータによる第１部材の圧縮制御が軽減されることにより、その第１部材の弾性復帰に伴ってスライド部材が戻り移動させられる（圧縮軽減工程）とともに、その後、電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で圧縮ヘッドが第１部材に押圧され、その時のそのスライド部材の移動量から第１部材の残留軸力を推定する（軸力推定工程）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。第６発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば大径の円筒形状を成しているアウタチューブ（第２部材）の内側に、略同心に小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ（第１部材）が配設され、アウタチューブに嵌合された嵌合部品を介してシリンダチューブが軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブの端部が内側へかしめ加工されて嵌合部品と係合させられることにより、シリンダチューブが所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ内に保持される非分解式のショックアブソーバの組付作業に好適に適用されるが、第１部材が所定の残留軸力を有する状態で第２部材によって保持される他のかしめ製品の組付作業にも適用され得る。
【００２０】
電動モータを動力源としてスライド部材を直線移動させる圧縮工程では、例えば電動モータによって送りねじが軸心まわりに回転駆動されることにより、その送りねじに螺合されたボールナットがスライド部材と共に送りねじの軸方向へ直線移動させられるように構成される。
【００２１】
かしめ駆動手段としては油圧シリンダが好適に用いられるが、電動モータなどの他のアクチュエータを使用することも可能である。かしめヘッドは、例えばスライド部材の移動方向と略直角な一平面内において、第２部材の周囲に位置するように放射状に複数配設され、かしめ駆動手段によってそれぞれ中心側へ移動させられることにより、先端部の傾斜面で第２部材の一部をかしめ加工するように構成される。この場合は、第２部材に係合させられる傾斜面により、スライド部材を戻し移動させる方向の反力が作用するが、かしめヘッドの移動方向などによりスライド部材に作用する反力の発生形態は異なる。
【００２２】
第１発明の位置決め工程や第４発明の位置決め手段における電動モータの位置決め制御としては、例えば電動モータの回転をエンコーダ（回転検出器）などで検出して所定の回転位置に位置決めするようにモータ電流をフィードバック制御する位置制御や、スライド部材の移動に伴って電動モータが回転駆動されることにより、発電機と同様な作用で発生する電流の流れを制限して回転抵抗を与える電流制限制御（制動トルク制御）などが好適に用いられる。この時のトルクは、反力に圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でスライド部材を位置決めできれば良いため、特にモータトルクを制限することなく許容最大トルクまで使うようにしても差し支えない。
【００２３】
第２発明の荷重低下工程や第５発明の荷重低下手段は、例えば電動モータの位置決め荷重を０として電動モータが自由回転できるようにすることが望ましいが、少なくとも第１部材が第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰させられれば良いため、必ずしも位置決め荷重を０まで低下させる必要はない。具体的には、所望する残留軸力よりも低い荷重まで低下させれば良い。
【００２４】
第２発明、第３発明の軸力推定工程や第５発明、第６発明の軸力推定手段は、例えばスライド部材の移動量をパラメータとする演算式やマップ等に従って第１部材の残留軸力を算出するように構成されるが、スライド部材の移動量は第１部材の残留軸力に対応するため、その移動量が所定の範囲内か否か、或いは所定値以下か否かなど、移動量に基づいてかしめ加工の良否を判定する良否判定手段等として構成することもできる。
【００２５】
第３発明のかしめ工程や第６発明の圧縮手段において、電動モータにより第１部材を圧縮変形させる圧縮制御は、第１発明のようにトルク制御によって所定の圧縮荷重で圧縮変形させた後、その状態を維持するように位置決め制御することが望ましいが、例えばスライド部材を所定の圧縮位置まで移動させて位置決めするなど、種々の態様を採用できる。その圧縮制御を軽減する圧縮軽減工程や圧縮軽減手段は、圧縮制御の態様に応じて適宜定められ、例えば電動モータのトルクを０として電動モータが自由回転できるようにして、電動モータによる第１部材の圧縮状態を完全に解放することが望ましいが、少なくとも第１部材が第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰させられれば良いため、必ずしもモータトルクを０まで低下させる必要はない。具体的には、所望する残留軸力よりも低い荷重まで低下させれば良い。
【００２６】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、前記図１０に示されているように大径の円筒形状を成しているアウタチューブ（第２部材）１２の内側に、略同心に小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ（第１部材）１４が配設され、アウタチューブ１２に嵌合された嵌合部品（ロッドガイド１６およびシール部材１８）を介してシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブ１２の端部（上端縁１２ａ）が内側へかしめ加工されてシール部材１８と係合させられることにより、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２内に保持される非分解式のショックアブソーバ１０の組付作業に適用された場合について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例である電動圧縮かしめ装置３０の要部を示す概略斜視図で、図２は正面図、図３は左側面図、図４は図２におけるIV−IV断面図、図５は縦断面図、図６は図４におけるVI−VI断面図である。かかる電動圧縮かしめ装置３０は、主として図２に示されているように、基台３２上に配設されたワーク保持装置３４と、基台３２上に略垂直に一体的に固設された垂直フレーム３６にガイドレール３８を介して上下方向の移動可能に配設されたスライド部材４０と、垂直フレーム３６の上端に配設されてスライド部材４０を上下方向へ移動させるサーボモータ４２と、スライド部材４０に配設されたかしめ手段４４とを備えている。
【００２８】
ワーク保持装置３４は、ショックアブソーバ１０を予め定められたかしめ中心線Ｏ（図４参照）と同心となる略垂直な姿勢に位置決めして保持するもので、高さ寸法が異なる複数種類のショックアブソーバ１０に対応できるようになっている。この段階のショックアブソーバ１０は、アウタチューブ１２内にシリンダチューブ１４およびロッド２０が配設されるとともに、アウタチューブ１２とロッド２０との間の環状の空間内にロッドガイド１６およびシール部材１８が嵌合された状態で、アウタチューブ１２の上端縁１２ａがかしめ加工される前のものである。
【００２９】
スライド部材４０には、図５に示されているようにボールナット４６が一体的に取り付けられており、垂直フレーム３６に前記かしめ中心線Ｏと平行な軸心まわりの回転可能に配設された送りねじ４８に螺合されている。送りねじ４８の上端部にはプーリが取り付けられ、タイミングベルト５０を介して前記サーボモータ４２によって回転駆動されるようになっており、これによりスライド部材４０がかしめ中心線Ｏと平行な上下方向、言い換えればショックアブソーバ１０の長手方向へ直線移動させられる。サーボモータ４２にはロータの回転を検出する回転検出器４３が設けられており、スライド部材４０の上下位置が検出されるようになっている。このサーボモータ４２は電動モータに相当する。
【００３０】
スライド部材４０は、図６に示されているように略水平な水平プレート５２を備えており、その水平プレート５２には、円筒形状の圧縮ヘッド５４が取付ブロック５６を介して前記かしめ中心線Ｏと同心に一体的に固設されている。圧縮ヘッド５６の内径はロッド２０よりも大径で、外径はアウタチューブ１２の内径寸法よりも小径であり、スライド部材４０が下降させられることにより、先端部（下端部）が前記シール部材１８に当接させられて、シリンダチューブ１４を軸方向に圧縮変形させる。取付ブロック５６の下端部には、下側の開口部程大径となるテーパ形状のガイド穴がかしめ中心線Ｏと同心に設けられたガイドブロック５８が取り付けられ、ショックアブソーバ１０の上端部、厳密にはアウタチューブ１２の上端縁と係合させられることにより、かしめ中心線Ｏと同心に芯出しして位置決めするようになっている。
【００３１】
上記取付ブロック５６には、かしめ中心線Ｏと直角な平面内において、そのかしめ中心線Ｏを中心として放射状に等角度間隔で４本の配設穴６０が設けられており、それぞれかしめヘッド６２が進退可能に配設されている。かしめヘッド６２は前記かしめ手段４４の一構成要素で、同じく取付ブロック５６に一体的に配設された４個の油圧シリンダ６４により、それぞれかしめ中心線Ｏに向かって前進させられるようになっており、これにより、アウタチューブ１２の上端縁１２ａの４箇所が内側へかしめ加工される。前記圧縮ヘッド５４には、配設穴６０に対応して４つの切欠６６が形成されており、かしめヘッド６２が圧縮ヘッド５４と干渉することなくかしめ加工できるようになっている。また、かしめヘッド６２の配設位置、すなわち配設穴６０の位置は、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接してシリンダチューブ１４を圧縮変形させた状態で、かしめヘッド６２がアウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工できるように、圧縮ヘッド５４との関係で予め設定されている。図６は、圧縮ヘッド５４によってシリンダチューブ１４が圧縮変形されるとともに、かしめヘッド６２によってアウタチューブ１２がかしめ加工された状態である。
【００３２】
かしめヘッド６２の先端下側の角部には傾斜面が設けられ、上端縁１２ａをかしめ加工する際の抵抗が軽減されるようになっているが、その反力でかしめヘッド６２が上方へ逃げることがないように、かしめヘッド６２の上下方向すなわちかしめ中心線Ｏと平行な方向の遊びが略０となるように位置決めする位置決めブロック６８が取付ブロック５６に配設されている。位置決めブロック６８は摩耗に伴って逐次交換されるもので、かしめ中心線Ｏ方向における圧縮ヘッド５４およびかしめヘッド６２の位置関係は略一定に維持される。また、前記油圧シリンダ６４はかしめ駆動手段に相当するもので、上記かしめヘッド６２は、その油圧シリンダ６４のピストン７０にボルト７２によって一体的に固定されており、ピストン７０と一体的に前進、後退させられる。各油圧シリンダ６４には、それぞれかしめヘッド６２が前進端に達したこと、後退端に達したことを検出するスイッチ７４、７６（図４参照）が取り付けられている。
【００３３】
前記回転検出器４３、および上記前進端スイッチ７４、後退端スイッチ７６は、図７に示すようにそれぞれコントローラ７８に接続されている。コントローラ７８はマイクロコンピュータを備えて構成されており、予め定められたプログラムに従って信号処理を行うことにより、図８のフローチャートに示すように、前記サーボモータ４２の作動を制御するとともに、油圧回路８０の油圧ポンプを作動させたり油路を切り換えたりして前記油圧シリンダ６４の作動を制御する。４つの油圧シリンダ６４に対しては同時に同じ制御が行われる。
【００３４】
図８のステップＳ１に先立って、スライド部材４０は予め上昇端に保持されているとともに、かしめ手段４４のかしめヘッド６２は後退端に保持されており、その状態でショックアブソーバ１０が作業者の手作業、或いは自動送給装置などにより送給され、ワーク保持装置３４によって位置決め保持される。スライド部材４０の上昇端位置は、上下ストロークを必要最小限にしてサイクルタイムを短くするために、ショックアブソーバ１０の種類によって適宜変更されるようにしても良い。そして、そのワーク保持装置３４による保持完了信号、或いは作業者のスイッチ操作などにより、ステップＳ１以下が実行される。
【００３５】
ステップＳ１では、予め定められた圧縮荷重ＦA に応じてサーボモータ４２の最大力行トルク、すなわちモータ電流が設定される。圧縮荷重ＦA は、圧縮ヘッド５４でシリンダチューブ１４を圧縮変形させる際の荷重で、図９に示すように所望する残留軸力の下限値Ｆmin よりも十分に大きな荷重（例えば２．５ｔｏｎ程度）であり、最大力行トルクは、圧縮荷重ＦA の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。圧縮荷重ＦA に対応する最大力行トルクを予め設定するようにしても良い。また、圧縮荷重ＦA は一定値であっても良いが、かしめ加工を行うショックアブソーバ１０の種類に応じて異なる値が設定されても良く、その場合は、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、圧縮荷重ＦA そのものを入力したりするようにしても良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や圧縮荷重ＦA が設定されるようにすることもできる。図９の実線は、シリンダチューブ１４に作用する荷重と歪との関係を示す図で、その傾きはシリンダチューブ１４の弾性係数に相当する。
【００３６】
ステップＳ２では、サーボモータ４２が上記最大力行トルクを上限として作動させられ、スライド部材４０が下降させられる。ステップＳ３では、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接してそれ以上の下降が阻止される下降端に達したか否かが、例えば回転検出器４３から供給される位置信号が所定時間（例えば０．５秒）以上変化しないか否か、実際のモータトルクが所定時間以上上記最大力行トルクに張り付いているか否か、下降開始から所定時間が経過したか否か等によって判断され、下降端に達するまでスライド部材４０が下降させられる。したがって、ショックアブソーバ１０の種類（高さ寸法）に拘らず、圧縮ヘッド５４はシール部材１８に確実に当接させられ、そのシール部材１８を介してシリンダチューブ１４が圧縮荷重ＦA で軸方向に圧縮変形させられる。このスライド部材４０の下降時の目標位置は、ショックアブソーバ１０の種類に拘らず確実に圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接するように、最も低いショックアブソーバ１０を基準にして予め一定値が設定されても良いが、ワーク供給ミスなどによる異常を検出する上で、ショックアブソーバ１０の種類毎に圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接する上記下降端位置よりも少し低い位置に設定されるようにすることが望ましい。図９の歪εA は、圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４が圧縮された時の歪、すなわち軸方向の変形量である。ステップＳ１〜Ｓ３は請求項１の圧縮工程で、請求項４の圧縮手段として機能している。
【００３７】
スライド部材４０が下降端に達してステップＳ３の判断がＹＥＳになると、ステップＳ４において、予め定められた位置決め荷重ＦP に応じてサーボモータ４２の最大位置決めトルクが設定される。位置決め荷重ＦP は、かしめ手段４４によってかしめ加工が行われる際にスライド部材４０に作用する上向きの反力でスライド部材４０が逃げることを阻止するためのもので、その反力に前記圧縮荷重ＦA を加えた荷重よりも大きな荷重（例えば３．５ｔｏｎ程度）であり、最大位置決めトルクは、位置決め荷重ＦP の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。位置決め荷重ＦP に対応する最大位置決めトルクを予め設定するようにしても良い。また、ショックアブソーバ１０の種類に拘らず確実にスライド部材４０の後退（上昇）を阻止できるように、反力と圧縮荷重ＦA との加算値が最大のショックアブソーバ１０を基準にして予め一定値が設定されても良いが、ショックアブソーバ１０の種類に応じて異なる値が設定されても良く、その場合は、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、位置決め荷重ＦP そのものを入力したりするようにしても良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や位置決め荷重ＦP が設定されるようにすることもできる。なお、サーボモータ４２の許容最大トルクで位置決めするようにしても良い。
【００３８】
サーボモータ４２の位置決め制御は、現在位置を目標回転位置に設定し、回転検出器４３で検出される実際の回転位置をその目標回転位置に位置決めするようにモータ電流をフィードバック制御する位置制御や、スライド部材４０の移動に伴ってサーボモータ４２が回転駆動されることにより、発電機と同様な作用で発生する電流の流れを制限して回転抵抗を与える電流制限制御（制動トルク制御）などが好適に用いられる。位置制御の場合の前記最大位置決めトルクは最大力行トルクであり、電流制限制御の場合の最大位置決めトルクは最大制動トルクである。
【００３９】
そして、このように位置決め荷重ＦP でスライド部材４０を現在位置、すなわち前記圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４を圧縮変形させた位置に位置決めした状態で、ステップＳ５およびＳ６を実行することにより、油圧シリンダ６４によりかしめヘッド６２を前進させてアウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する。ステップＳ６では、かしめヘッド６２が前進端に達したか否かを前進端スイッチ７４からの信号で判断し、前進端に達したらステップＳ７で予め定められた所定時間（例えば１秒程度）だけそのかしめ状態を維持して、上端縁１２ａのかしめ状態を確実なものとする。この時、スライド部材４０は位置決め荷重ＦP で位置決めされているため、かしめ手段４４によってかしめ加工が行われる際にスライド部材４０に作用する上向きの反力でスライド部材４０が逃げる恐れはなく、シリンダチューブ１４を圧縮荷重ＦA で圧縮変形させた状態（歪εA を有する状態）を維持しつつ、上端縁１２ａのかしめ加工が行われる。その後、ステップＳ８およびＳ９で、油圧シリンダ６４によりかしめヘッド６２が後退端まで戻され、かしめ手段４４によるかしめ加工が終了する。
【００４０】
上記ステップＳ４は請求項１の位置決め工程で、請求項４の位置決め手段として機能している。ステップＳ１〜Ｓ９は請求項３のかしめ工程で、ステップＳ１〜Ｓ４は請求項６の圧縮手段として機能している。また、ステップＳ５〜Ｓ９は請求項１のかしめ工程である。
【００４１】
ステップＳ１０ではモータトルクを０とし、サーボモータ４２を自由回転可能な状態とする。これにより、サーボモータ４２によるシリンダチューブ１４の圧縮が解放され、かしめ加工されたアウタチューブ１２の上端縁１２ａにシール部材１８が係合する組付状態までシリンダチューブ１４が弾性的に伸長（弾性復帰）させられるとともに、そのシリンダチューブ１４の伸長に伴って、サーボモータ４２を逆回転させながらスライド部材４０が上方へ戻り移動させられる。図９の歪ε0 はこの時のもので、（εA −ε0 ）はシリンダチューブ１４の弾性復帰量、言い換えればスライド部材４０の戻り移動量である。また、荷重Ｆ0 は、この時のシリンダチューブ１４の残留軸力である。このステップＳ１０は請求項２の荷重低下工程、請求項３の圧縮軽減工程で、請求項５の荷重低下手段、請求項６の圧縮軽減手段として機能している。なお、スライド部材４０の戻り移動が容易となるように、スライド部材４０と釣り合うバランサ（錘り）を設けたり、サーボモータ４２に逆回転方向（スライド部材４０を上昇させる方向）のトルクを発生させたりすることも可能である。
【００４２】
次のステップＳ１１では回転検出器４３からの読込値を０にリセットし、ステップＳ１２では、予め定められた判定荷重ＦB に応じてサーボモータ４２の最大力行トルク、すなわちモータ電流が設定される。判定荷重ＦB は、図９に示すように所望する残留軸力の下限値Ｆmin より大きく、且つ前記圧縮荷重ＦA よりも小さい荷重であり、最大力行トルクは、判定荷重ＦB の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。判定荷重ＦB に対応する最大力行トルクを予め設定するようにしても良い。また、所望する残留軸力の下限値Ｆmin や圧縮荷重ＦA がショックアブソーバ１０の種類に拘らず一定の場合は、判定荷重ＦB も一定値とすることができるが、それ等がショックアブソーバ１０の種類毎に異なる場合には、判定荷重ＦB もショックアブソーバ１０の種類毎に異なる値を設定することが望ましく、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、判定荷重ＦB そのものを入力したりするようにすれば良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や判定荷重ＦB が設定されるようにすることもできる。
【００４３】
ステップＳ１３では、サーボモータ４２が上記最大力行トルクを上限として作動させられ、その時の残留軸力Ｆ0 が上記判定荷重ＦB よりも小さい場合には、判定荷重ＦB でシリンダチューブ１４を圧縮変形させながら、スライド部材４０が再び下降させられる。この時の目標位置は、例えば前記ステップＳ４で位置決め制御を行った時の目標位置と同じ位置に設定される。ステップＳ１４では、この時のスライド部材４０の移動量、すなわちシリンダチューブ１４の変形量ΔＬ（図９参照）を回転検出器４３からの信号によって検出し、その変形量ΔＬに基づいてかしめ加工の良否を判定する。スライド部材４０が下降端に達したか否かは、前記ステップＳ３と同様にして判断すれば良い。また、かしめ加工の良否判定は、例えば所望する残留軸力の下限値Ｆmin の時の歪εmin と判定荷重ＦB での歪εB との差を、図９に実線で示すシリンダチューブ１４の荷重−歪特性から求めて、最大変形量ΔＬmax として予め設定しておき、ΔＬ≦ΔＬmax の時は残留軸力Ｆ0 が下限値Ｆmin 以上であるためＯＫ（良）とし、ΔＬ＞ΔＬmax の時は残留軸力Ｆ0 が下限値Ｆmin より小さいためＮＧ（不良）とすれば良い。そして、その判定結果を表示ランプや不良ブザー等の表示手段で表示するとともに、ステップＳ１５でサーボモータ４２によりスライド部材４０が上昇端の原位置まで戻されることにより、１つのショックアブソーバ１０に対するかしめ加工が終了する。
【００４４】
ステップＳ１１〜Ｓ１４は請求項２、請求項３の軸力推定工程で、請求項５、請求項６の軸力推定手段として機能している。
【００４５】
ここで、本実施例の電動圧縮かしめ装置３０は、サーボモータ４２のトルク制御によってシリンダチューブ１４を圧縮荷重ＦA で軸方向に圧縮変形させる（Ｓ１〜Ｓ３）とともに、その後のかしめ加工によりスライド部材４０に作用する反力に圧縮荷重ＦA を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重ＦP でスライド部材４０の移動を阻止するようにサーボモータ４２を位置決め制御しながら（Ｓ４）、アウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する（Ｓ５〜Ｓ９）ようになっているため、図１１の従来装置のように２本の油圧シリンダ１０４，１１０を用いてシリンダチューブ１４を圧縮する場合に比較して、装置を簡単且つ安価に構成できるとともに一連の作業のサイクルタイムが短くなる。
【００４６】
また、シリンダチューブ１４を圧縮する際のスライド部材４０の位置が異なる複数種類のショックアブソーバ１０を取り扱う場合でも、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接するまでサーボモータ４２のトルク制御でスライド部材４０を下降させれば良いため、取り扱う総ての種類のショックアブソーバ１０に対応できるように予めスライド部材４０の移動ストロークを確保しておけば、ショックアブソーバ１０の種類の変更に拘らず面倒な変更作業（図１１におけるストッパ１０７の段取替えなど）を必要とすることなく、連続して能率良くかしめ作業を行うことができる。
【００４７】
また、上記かしめ加工の後でサーボモータ４２のトルクが０とされることにより、シリンダチューブ１４の弾性復帰に伴ってスライド部材４０が上方へ戻り移動させられるとともに（Ｓ１０）、その後、サーボモータ４２のトルク制御によって所定の判定荷重ＦB で圧縮ヘッド５４がシール部材１８に押圧され、その時のスライド部材４０の移動量ΔＬからシリンダチューブ１４の残留軸力Ｆ0 の良否を判定する（Ｓ１１〜Ｓ１４）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
【００４９】
例えば、前記実施例ではかしめ加工に続いて連続してそのかしめ加工の良否を判定する場合について説明したが、その判定作業（ステップＳ１０〜Ｓ１４）を省略したり、所定の数量毎に判定作業（ステップＳ１０〜Ｓ１４）を行うようにしたりしても良い。
【００５０】
また、前記実施例ではショックアブソーバ１０のかしめ加工に適用された場合について説明したが、第１部材を圧縮変形させた状態で第２部材にかしめ加工を行う他の種々の製品のかしめ加工にも本発明は同様に適用され得る。
【００５１】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電動圧縮かしめ装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２】図１の電動圧縮かしめ装置の正面図である。
【図３】図１の電動圧縮かしめ装置の左側面図である。
【図４】図２におけるIV−IV断面に相当する図である。
【図５】図１の電動圧縮かしめ装置の縦断面図である。
【図６】図４におけるVI−VI断面に相当する図である。
【図７】図１の電動圧縮かしめ装置の制御系統を説明するブロック線図である。
【図８】図１の電動圧縮かしめ装置の作動を説明するフローチャートである。
【図９】図８における荷重ＦA 、ＦB 等を説明する図である。
【図１０】図１の電動圧縮かしめ装置によってかしめ加工されるショックアブソーバの一例を説明する図である。
【図１１】図１０のショックアブソーバのかしめ加工に用いられる従来のかしめ装置の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１０：ショックアブソーバ
１２：アウタチューブ（第２部材）
１４：シリンダチューブ（第１部材）
３０：電動圧縮かしめ装置
４０：スライド部材
４２：サーボモータ（電動モータ）
４４：かしめ手段
５４：圧縮ヘッド
６２：かしめヘッド
６４：油圧シリンダ（かしめ駆動手段）
７８：コントローラ
ＦA ：圧縮荷重
ＦB ：判定荷重
ＦP ：位置決め荷重
Ｆ0 ：残留軸力
ΔＬ：スライド部材の移動量
ステップＳ１〜Ｓ３：圧縮工程（請求項１）、圧縮手段（請求項４）
ステップＳ１〜Ｓ４：圧縮手段（請求項６）
ステップＳ４：位置決め工程（請求項１）、位置決め手段（請求項４）
ステップＳ５〜Ｓ９：かしめ工程（請求項１）
ステップＳ１〜Ｓ９：かしめ工程（請求項３）
ステップＳ１０：荷重低下工程（請求項２）、圧縮軽減工程（請求項３）、荷重低下手段（請求項５）、圧縮軽減手段（請求項６）
ステップＳ１１〜Ｓ１４：軸力推定工程（請求項２，３）、軸力推定手段（請求項５，６）
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工するかしめ方法および装置に係り、特に、電動モータにより第１部材を所定の圧縮荷重で圧縮変形させた状態で第２部材をかしめ加工する電動圧縮かしめ方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態で第２部材によって保持されているかしめ製品が知られている。例えば、図１０に示す非分解式のショックアブソーバ１０はその一例で、大径の円筒形状を成しているアウタチューブ１２と小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ１４とが略同心に配設されているとともに、シリンダチューブ１４の上端には、それぞれ円環形状を成すロッドガイド１６およびシール部材１８が配設されており、ロッドガイド１６にはロッド２０が軸方向の摺動可能に挿通させられている。ロッドガイド１６およびシール部材１８は、アウタチューブ１２の内側に嵌合されている嵌合部品で、シール部材１８がアウタチューブ１２内に押圧されてシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブ１２の上端縁１２ａが内側へかしめ加工されることにより、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２内に収容されている。なお、このショックアブソーバ１０は車両用のもので、図示しない圧縮コイルスプリングの下端が着座させられるばね受け２２等を備えているとともに、図１０はショックアブソーバ１０の上端部分のみを示した図である。上記シリンダチューブ１４は第１部材に相当し、アウタチューブ１２は第２部材に相当する。
【０００３】
かかるショックアブソーバ１０は、例えば図１１に示すかしめ装置１００によりかしめ加工されて組み立てられる。かしめ装置１００は、アウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する前のショックアブソーバ１０を、略垂直な姿勢で位置決めして保持するワーク保持台１０２と、昇降シリンダ１０４によって比較的大きなストロークで上下動させられるスライド部材１０６と、ショックアブソーバ１０の種類（高さ寸法）に応じてスライド部材１０６の下降端位置を規定するストッパ１０７と、スライド部材１０６に配設されて圧縮ヘッド１０８を所定の圧縮荷重ＦA で下降させる圧縮シリンダ１１０と、スライド部材１０６に略水平な一平面内においてショックアブソーバ１０の軸心を中心とする放射状に配設された複数（例えば４個）のかしめヘッド１１２と、そのかしめヘッド１１２をそれぞれ中心（ショッアブソーバ１０の軸心）に向かって前進させる複数のかしめシリンダ１１４とを備えている。
【０００４】
昇降シリンダ１０４は、スライド部材１０６をストッパ１０７に当接するまで下降させるもので、その状態で圧縮シリンダ１１０により圧縮ヘッド１０８が圧縮荷重ＦA で下降させられることにより、ショックアブソーバ１０のシール部材１８に当接させられるとともに、その圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられる。そして、その状態でかしめシリンダ１１４によりかしめヘッド１１２を前進させれば、アウタチューブ１２の上端縁１２ａが内側へかしめ加工（曲げ加工）され、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２によって保持される。
【０００５】
上記かしめ加工時にはかしめヘッド１１２、更にはスライド部材１０６に上方へ向かう方向の反力が作用するため、スライド部材１０６が上方へ逃げないように昇降シリンダ１０４に連通する油路を遮断するか、その反力に上記圧縮荷重ＦA を加算した荷重よりも大きな荷重でスライド部材１０６をストッパ１０７に押圧するように昇降シリンダ１０４の油圧を設定する必要がある。図１１の例では、スライド部材１０６を高速移動させるために小径の昇降シリンダ１０４が用いられ、パイロットチェック弁により油圧回路を遮断してスライド部材１０６の移動を阻止するようになっている。なお、圧縮荷重ＦA は圧縮シリンダ１１０によって制御されるため、スライド部材１０６が昇降シリンダ１０４の油の圧縮等で多少変位しても、圧縮シリンダ１１０のピストンがストローク端に達しない限り、シリンダチューブ１４は圧縮荷重ＦA で圧縮される。
【０００６】
一方、このような非分解式のショックアブソーバ１０は、所定のシール性能を確保する上でシリンダチューブ１４の残留軸力を保証する必要があり、抜取り検査で歪ゲージを用いて残留軸力を測定していた。これは、例えばシリンダチューブ１４を組み付ける前にアウタチューブ１２の外周面に歪ゲージを貼り付け、シリンダチューブ１４を圧縮変形させた状態で組み付けた後のアウタチューブ１２の引張応力を、シリンダチューブ１４の残留軸力（圧縮応力）として測定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のかしめ装置においては、２本の油圧シリンダ（１０４，１１０）を用いてシリンダチューブを圧縮変形するとともに、油圧回路を遮断してスライド部材の逃げを阻止するようになっているため、装置が大掛かりで高価になり、且つサイクルタイムが長くなるという問題があった。また、ワーク（ショックアブソーバ）の種類が変わる毎に、ストッパの位置を変更するという面倒な作業が必要であった。
【０００８】
また、抜取り検査によって残留軸力を検査しているため、総ての製品について必ずしも十分な保証が得られないとともに、歪ゲージを使用して検査するため、作業が面倒で時間がかかる。歪ゲージを貼り付ける際には、表面の塗装を剥がしたり、接着のためにすり疵を付けたりするため、製品に疵が付くことがある。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、装置を簡単且つ安価に構成できるとともにサイクルタイムが短く、且つ面倒な作業を行うことなく複数種類のワークを取り扱うことができるようにすることにある。また、歪ゲージを用いることなく、総ての製品について容易に残留軸力を検査できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドをその第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重でその第１部材を長手方向に圧縮変形させるようにその電動モータのトルク制御を行う圧縮工程と、(b) その圧縮工程で前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、(c) そのかしめ工程では、前記かしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でそのスライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明は、第１発明において、(a) 前記かしめ工程の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下工程と、(b) その荷重低下工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドでその第１部材を長手方向に圧縮変形させるとともに、その状態でそのスライド部材に配設されたかしめ手段で前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、(b) そのかしめ工程の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによる該第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減工程と、(c) その圧縮軽減工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
第４発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドをその第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重でその第１部材を長手方向に圧縮変形させるようにその電動モータのトルク制御を行う圧縮手段と、(b) その圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、(c) そのかしめ手段によるかしめ加工時には、そのかしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でそのスライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
第５発明は、第４発明において、(a) 前記かしめ手段によるかしめ加工の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下手段と、(b) その荷重低下手段による位置決め荷重の低下で前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
第６発明は、第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、その第１部材が所定の残留軸力を有する状態でその第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、(a) 電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、そのスライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドでその第１部材を長手方向に圧縮変形させる圧縮手段と、(b) その圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、(c) そのかしめ手段によるかしめ加工の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材がその第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによるその第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減手段と、(d) その圧縮軽減手段による圧縮制御の軽減に伴って前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時のそのスライド部材の移動量からその第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
第１発明の電動圧縮かしめ方法は、電動モータのトルク制御によって第１部材を所定の圧縮荷重で長手方向に圧縮変形させる（圧縮工程）とともに、その後のかしめ加工によりスライド部材に作用する反力に圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でスライド部材の移動を阻止するように電動モータを位置決め制御しながら（位置決め工程）、スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて第２部材をかしめ加工する（かしめ工程）ようになっているため、従来のように２本の油圧シリンダを用いて第１部材を圧縮する場合に比較して、装置を簡単且つ安価に構成できるとともにサイクルタイムが短くなる。また、第１部材を圧縮する際のスライド部材の位置が異なる複数種類のワークを取り扱う場合でも、圧縮ヘッドが第１部材に当接するまで電動モータのトルク制御でスライド部材を移動させれば良いため、総ての種類に対応できるように予めスライド部材の移動ストロークを確保しておけば、ワークの種類の変更に拘らず何の変更作業（段取替え）も必要とすることなく連続して能率良くかしめ作業を行うことができる。第４発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１７】
第２発明では、上記かしめ工程の後で電動モータによる位置決め荷重が低下させられることにより、第１部材の弾性復帰に伴ってスライド部材が戻り移動させられる（荷重低下工程）とともに、その後、電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で圧縮ヘッドが第１部材に押圧され、その時のスライド部材の移動量から第１部材の残留軸力を推定する（軸力推定工程）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。第５発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１８】
第３発明のかしめ方法においては、電動モータにより第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態でかしめ手段により前記第２部材をかしめ加工した（かしめ工程）後、電動モータによる第１部材の圧縮制御が軽減されることにより、その第１部材の弾性復帰に伴ってスライド部材が戻り移動させられる（圧縮軽減工程）とともに、その後、電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で圧縮ヘッドが第１部材に押圧され、その時のそのスライド部材の移動量から第１部材の残留軸力を推定する（軸力推定工程）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。第６発明の電動圧縮かしめ装置についても実質的に同じ効果が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば大径の円筒形状を成しているアウタチューブ（第２部材）の内側に、略同心に小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ（第１部材）が配設され、アウタチューブに嵌合された嵌合部品を介してシリンダチューブが軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブの端部が内側へかしめ加工されて嵌合部品と係合させられることにより、シリンダチューブが所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ内に保持される非分解式のショックアブソーバの組付作業に好適に適用されるが、第１部材が所定の残留軸力を有する状態で第２部材によって保持される他のかしめ製品の組付作業にも適用され得る。
【００２０】
電動モータを動力源としてスライド部材を直線移動させる圧縮工程では、例えば電動モータによって送りねじが軸心まわりに回転駆動されることにより、その送りねじに螺合されたボールナットがスライド部材と共に送りねじの軸方向へ直線移動させられるように構成される。
【００２１】
かしめ駆動手段としては油圧シリンダが好適に用いられるが、電動モータなどの他のアクチュエータを使用することも可能である。かしめヘッドは、例えばスライド部材の移動方向と略直角な一平面内において、第２部材の周囲に位置するように放射状に複数配設され、かしめ駆動手段によってそれぞれ中心側へ移動させられることにより、先端部の傾斜面で第２部材の一部をかしめ加工するように構成される。この場合は、第２部材に係合させられる傾斜面により、スライド部材を戻し移動させる方向の反力が作用するが、かしめヘッドの移動方向などによりスライド部材に作用する反力の発生形態は異なる。
【００２２】
第１発明の位置決め工程や第４発明の位置決め手段における電動モータの位置決め制御としては、例えば電動モータの回転をエンコーダ（回転検出器）などで検出して所定の回転位置に位置決めするようにモータ電流をフィードバック制御する位置制御や、スライド部材の移動に伴って電動モータが回転駆動されることにより、発電機と同様な作用で発生する電流の流れを制限して回転抵抗を与える電流制限制御（制動トルク制御）などが好適に用いられる。この時のトルクは、反力に圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重でスライド部材を位置決めできれば良いため、特にモータトルクを制限することなく許容最大トルクまで使うようにしても差し支えない。
【００２３】
第２発明の荷重低下工程や第５発明の荷重低下手段は、例えば電動モータの位置決め荷重を０として電動モータが自由回転できるようにすることが望ましいが、少なくとも第１部材が第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰させられれば良いため、必ずしも位置決め荷重を０まで低下させる必要はない。具体的には、所望する残留軸力よりも低い荷重まで低下させれば良い。
【００２４】
第２発明、第３発明の軸力推定工程や第５発明、第６発明の軸力推定手段は、例えばスライド部材の移動量をパラメータとする演算式やマップ等に従って第１部材の残留軸力を算出するように構成されるが、スライド部材の移動量は第１部材の残留軸力に対応するため、その移動量が所定の範囲内か否か、或いは所定値以下か否かなど、移動量に基づいてかしめ加工の良否を判定する良否判定手段等として構成することもできる。
【００２５】
第３発明のかしめ工程や第６発明の圧縮手段において、電動モータにより第１部材を圧縮変形させる圧縮制御は、第１発明のようにトルク制御によって所定の圧縮荷重で圧縮変形させた後、その状態を維持するように位置決め制御することが望ましいが、例えばスライド部材を所定の圧縮位置まで移動させて位置決めするなど、種々の態様を採用できる。その圧縮制御を軽減する圧縮軽減工程や圧縮軽減手段は、圧縮制御の態様に応じて適宜定められ、例えば電動モータのトルクを０として電動モータが自由回転できるようにして、電動モータによる第１部材の圧縮状態を完全に解放することが望ましいが、少なくとも第１部材が第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰させられれば良いため、必ずしもモータトルクを０まで低下させる必要はない。具体的には、所望する残留軸力よりも低い荷重まで低下させれば良い。
【００２６】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、前記図１０に示されているように大径の円筒形状を成しているアウタチューブ（第２部材）１２の内側に、略同心に小径の円筒形状を成しているシリンダチューブ（第１部材）１４が配設され、アウタチューブ１２に嵌合された嵌合部品（ロッドガイド１６およびシール部材１８）を介してシリンダチューブ１４が軸方向に圧縮変形させられた状態で、アウタチューブ１２の端部（上端縁１２ａ）が内側へかしめ加工されてシール部材１８と係合させられることにより、シリンダチューブ１４が所定の残留軸力を有する状態でアウタチューブ１２内に保持される非分解式のショックアブソーバ１０の組付作業に適用された場合について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例である電動圧縮かしめ装置３０の要部を示す概略斜視図で、図２は正面図、図３は左側面図、図４は図２におけるIV−IV断面図、図５は縦断面図、図６は図４におけるVI−VI断面図である。かかる電動圧縮かしめ装置３０は、主として図２に示されているように、基台３２上に配設されたワーク保持装置３４と、基台３２上に略垂直に一体的に固設された垂直フレーム３６にガイドレール３８を介して上下方向の移動可能に配設されたスライド部材４０と、垂直フレーム３６の上端に配設されてスライド部材４０を上下方向へ移動させるサーボモータ４２と、スライド部材４０に配設されたかしめ手段４４とを備えている。
【００２８】
ワーク保持装置３４は、ショックアブソーバ１０を予め定められたかしめ中心線Ｏ（図４参照）と同心となる略垂直な姿勢に位置決めして保持するもので、高さ寸法が異なる複数種類のショックアブソーバ１０に対応できるようになっている。この段階のショックアブソーバ１０は、アウタチューブ１２内にシリンダチューブ１４およびロッド２０が配設されるとともに、アウタチューブ１２とロッド２０との間の環状の空間内にロッドガイド１６およびシール部材１８が嵌合された状態で、アウタチューブ１２の上端縁１２ａがかしめ加工される前のものである。
【００２９】
スライド部材４０には、図５に示されているようにボールナット４６が一体的に取り付けられており、垂直フレーム３６に前記かしめ中心線Ｏと平行な軸心まわりの回転可能に配設された送りねじ４８に螺合されている。送りねじ４８の上端部にはプーリが取り付けられ、タイミングベルト５０を介して前記サーボモータ４２によって回転駆動されるようになっており、これによりスライド部材４０がかしめ中心線Ｏと平行な上下方向、言い換えればショックアブソーバ１０の長手方向へ直線移動させられる。サーボモータ４２にはロータの回転を検出する回転検出器４３が設けられており、スライド部材４０の上下位置が検出されるようになっている。このサーボモータ４２は電動モータに相当する。
【００３０】
スライド部材４０は、図６に示されているように略水平な水平プレート５２を備えており、その水平プレート５２には、円筒形状の圧縮ヘッド５４が取付ブロック５６を介して前記かしめ中心線Ｏと同心に一体的に固設されている。圧縮ヘッド５６の内径はロッド２０よりも大径で、外径はアウタチューブ１２の内径寸法よりも小径であり、スライド部材４０が下降させられることにより、先端部（下端部）が前記シール部材１８に当接させられて、シリンダチューブ１４を軸方向に圧縮変形させる。取付ブロック５６の下端部には、下側の開口部程大径となるテーパ形状のガイド穴がかしめ中心線Ｏと同心に設けられたガイドブロック５８が取り付けられ、ショックアブソーバ１０の上端部、厳密にはアウタチューブ１２の上端縁と係合させられることにより、かしめ中心線Ｏと同心に芯出しして位置決めするようになっている。
【００３１】
上記取付ブロック５６には、かしめ中心線Ｏと直角な平面内において、そのかしめ中心線Ｏを中心として放射状に等角度間隔で４本の配設穴６０が設けられており、それぞれかしめヘッド６２が進退可能に配設されている。かしめヘッド６２は前記かしめ手段４４の一構成要素で、同じく取付ブロック５６に一体的に配設された４個の油圧シリンダ６４により、それぞれかしめ中心線Ｏに向かって前進させられるようになっており、これにより、アウタチューブ１２の上端縁１２ａの４箇所が内側へかしめ加工される。前記圧縮ヘッド５４には、配設穴６０に対応して４つの切欠６６が形成されており、かしめヘッド６２が圧縮ヘッド５４と干渉することなくかしめ加工できるようになっている。また、かしめヘッド６２の配設位置、すなわち配設穴６０の位置は、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接してシリンダチューブ１４を圧縮変形させた状態で、かしめヘッド６２がアウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工できるように、圧縮ヘッド５４との関係で予め設定されている。図６は、圧縮ヘッド５４によってシリンダチューブ１４が圧縮変形されるとともに、かしめヘッド６２によってアウタチューブ１２がかしめ加工された状態である。
【００３２】
かしめヘッド６２の先端下側の角部には傾斜面が設けられ、上端縁１２ａをかしめ加工する際の抵抗が軽減されるようになっているが、その反力でかしめヘッド６２が上方へ逃げることがないように、かしめヘッド６２の上下方向すなわちかしめ中心線Ｏと平行な方向の遊びが略０となるように位置決めする位置決めブロック６８が取付ブロック５６に配設されている。位置決めブロック６８は摩耗に伴って逐次交換されるもので、かしめ中心線Ｏ方向における圧縮ヘッド５４およびかしめヘッド６２の位置関係は略一定に維持される。また、前記油圧シリンダ６４はかしめ駆動手段に相当するもので、上記かしめヘッド６２は、その油圧シリンダ６４のピストン７０にボルト７２によって一体的に固定されており、ピストン７０と一体的に前進、後退させられる。各油圧シリンダ６４には、それぞれかしめヘッド６２が前進端に達したこと、後退端に達したことを検出するスイッチ７４、７６（図４参照）が取り付けられている。
【００３３】
前記回転検出器４３、および上記前進端スイッチ７４、後退端スイッチ７６は、図７に示すようにそれぞれコントローラ７８に接続されている。コントローラ７８はマイクロコンピュータを備えて構成されており、予め定められたプログラムに従って信号処理を行うことにより、図８のフローチャートに示すように、前記サーボモータ４２の作動を制御するとともに、油圧回路８０の油圧ポンプを作動させたり油路を切り換えたりして前記油圧シリンダ６４の作動を制御する。４つの油圧シリンダ６４に対しては同時に同じ制御が行われる。
【００３４】
図８のステップＳ１に先立って、スライド部材４０は予め上昇端に保持されているとともに、かしめ手段４４のかしめヘッド６２は後退端に保持されており、その状態でショックアブソーバ１０が作業者の手作業、或いは自動送給装置などにより送給され、ワーク保持装置３４によって位置決め保持される。スライド部材４０の上昇端位置は、上下ストロークを必要最小限にしてサイクルタイムを短くするために、ショックアブソーバ１０の種類によって適宜変更されるようにしても良い。そして、そのワーク保持装置３４による保持完了信号、或いは作業者のスイッチ操作などにより、ステップＳ１以下が実行される。
【００３５】
ステップＳ１では、予め定められた圧縮荷重ＦA に応じてサーボモータ４２の最大力行トルク、すなわちモータ電流が設定される。圧縮荷重ＦA は、圧縮ヘッド５４でシリンダチューブ１４を圧縮変形させる際の荷重で、図９に示すように所望する残留軸力の下限値Ｆmin よりも十分に大きな荷重（例えば２．５ｔｏｎ程度）であり、最大力行トルクは、圧縮荷重ＦA の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。圧縮荷重ＦA に対応する最大力行トルクを予め設定するようにしても良い。また、圧縮荷重ＦA は一定値であっても良いが、かしめ加工を行うショックアブソーバ１０の種類に応じて異なる値が設定されても良く、その場合は、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、圧縮荷重ＦA そのものを入力したりするようにしても良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や圧縮荷重ＦA が設定されるようにすることもできる。図９の実線は、シリンダチューブ１４に作用する荷重と歪との関係を示す図で、その傾きはシリンダチューブ１４の弾性係数に相当する。
【００３６】
ステップＳ２では、サーボモータ４２が上記最大力行トルクを上限として作動させられ、スライド部材４０が下降させられる。ステップＳ３では、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接してそれ以上の下降が阻止される下降端に達したか否かが、例えば回転検出器４３から供給される位置信号が所定時間（例えば０．５秒）以上変化しないか否か、実際のモータトルクが所定時間以上上記最大力行トルクに張り付いているか否か、下降開始から所定時間が経過したか否か等によって判断され、下降端に達するまでスライド部材４０が下降させられる。したがって、ショックアブソーバ１０の種類（高さ寸法）に拘らず、圧縮ヘッド５４はシール部材１８に確実に当接させられ、そのシール部材１８を介してシリンダチューブ１４が圧縮荷重ＦA で軸方向に圧縮変形させられる。このスライド部材４０の下降時の目標位置は、ショックアブソーバ１０の種類に拘らず確実に圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接するように、最も低いショックアブソーバ１０を基準にして予め一定値が設定されても良いが、ワーク供給ミスなどによる異常を検出する上で、ショックアブソーバ１０の種類毎に圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接する上記下降端位置よりも少し低い位置に設定されるようにすることが望ましい。図９の歪εA は、圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４が圧縮された時の歪、すなわち軸方向の変形量である。ステップＳ１〜Ｓ３は請求項１の圧縮工程で、請求項４の圧縮手段として機能している。
【００３７】
スライド部材４０が下降端に達してステップＳ３の判断がＹＥＳになると、ステップＳ４において、予め定められた位置決め荷重ＦP に応じてサーボモータ４２の最大位置決めトルクが設定される。位置決め荷重ＦP は、かしめ手段４４によってかしめ加工が行われる際にスライド部材４０に作用する上向きの反力でスライド部材４０が逃げることを阻止するためのもので、その反力に前記圧縮荷重ＦA を加えた荷重よりも大きな荷重（例えば３．５ｔｏｎ程度）であり、最大位置決めトルクは、位置決め荷重ＦP の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。位置決め荷重ＦP に対応する最大位置決めトルクを予め設定するようにしても良い。また、ショックアブソーバ１０の種類に拘らず確実にスライド部材４０の後退（上昇）を阻止できるように、反力と圧縮荷重ＦA との加算値が最大のショックアブソーバ１０を基準にして予め一定値が設定されても良いが、ショックアブソーバ１０の種類に応じて異なる値が設定されても良く、その場合は、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、位置決め荷重ＦP そのものを入力したりするようにしても良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や位置決め荷重ＦP が設定されるようにすることもできる。なお、サーボモータ４２の許容最大トルクで位置決めするようにしても良い。
【００３８】
サーボモータ４２の位置決め制御は、現在位置を目標回転位置に設定し、回転検出器４３で検出される実際の回転位置をその目標回転位置に位置決めするようにモータ電流をフィードバック制御する位置制御や、スライド部材４０の移動に伴ってサーボモータ４２が回転駆動されることにより、発電機と同様な作用で発生する電流の流れを制限して回転抵抗を与える電流制限制御（制動トルク制御）などが好適に用いられる。位置制御の場合の前記最大位置決めトルクは最大力行トルクであり、電流制限制御の場合の最大位置決めトルクは最大制動トルクである。
【００３９】
そして、このように位置決め荷重ＦP でスライド部材４０を現在位置、すなわち前記圧縮荷重ＦA でシリンダチューブ１４を圧縮変形させた位置に位置決めした状態で、ステップＳ５およびＳ６を実行することにより、油圧シリンダ６４によりかしめヘッド６２を前進させてアウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する。ステップＳ６では、かしめヘッド６２が前進端に達したか否かを前進端スイッチ７４からの信号で判断し、前進端に達したらステップＳ７で予め定められた所定時間（例えば１秒程度）だけそのかしめ状態を維持して、上端縁１２ａのかしめ状態を確実なものとする。この時、スライド部材４０は位置決め荷重ＦP で位置決めされているため、かしめ手段４４によってかしめ加工が行われる際にスライド部材４０に作用する上向きの反力でスライド部材４０が逃げる恐れはなく、シリンダチューブ１４を圧縮荷重ＦA で圧縮変形させた状態（歪εA を有する状態）を維持しつつ、上端縁１２ａのかしめ加工が行われる。その後、ステップＳ８およびＳ９で、油圧シリンダ６４によりかしめヘッド６２が後退端まで戻され、かしめ手段４４によるかしめ加工が終了する。
【００４０】
上記ステップＳ４は請求項１の位置決め工程で、請求項４の位置決め手段として機能している。ステップＳ１〜Ｓ９は請求項３のかしめ工程で、ステップＳ１〜Ｓ４は請求項６の圧縮手段として機能している。また、ステップＳ５〜Ｓ９は請求項１のかしめ工程である。
【００４１】
ステップＳ１０ではモータトルクを０とし、サーボモータ４２を自由回転可能な状態とする。これにより、サーボモータ４２によるシリンダチューブ１４の圧縮が解放され、かしめ加工されたアウタチューブ１２の上端縁１２ａにシール部材１８が係合する組付状態までシリンダチューブ１４が弾性的に伸長（弾性復帰）させられるとともに、そのシリンダチューブ１４の伸長に伴って、サーボモータ４２を逆回転させながらスライド部材４０が上方へ戻り移動させられる。図９の歪ε0 はこの時のもので、（εA −ε0 ）はシリンダチューブ１４の弾性復帰量、言い換えればスライド部材４０の戻り移動量である。また、荷重Ｆ0 は、この時のシリンダチューブ１４の残留軸力である。このステップＳ１０は請求項２の荷重低下工程、請求項３の圧縮軽減工程で、請求項５の荷重低下手段、請求項６の圧縮軽減手段として機能している。なお、スライド部材４０の戻り移動が容易となるように、スライド部材４０と釣り合うバランサ（錘り）を設けたり、サーボモータ４２に逆回転方向（スライド部材４０を上昇させる方向）のトルクを発生させたりすることも可能である。
【００４２】
次のステップＳ１１では回転検出器４３からの読込値を０にリセットし、ステップＳ１２では、予め定められた判定荷重ＦB に応じてサーボモータ４２の最大力行トルク、すなわちモータ電流が設定される。判定荷重ＦB は、図９に示すように所望する残留軸力の下限値Ｆmin より大きく、且つ前記圧縮荷重ＦA よりも小さい荷重であり、最大力行トルクは、判定荷重ＦB の他にスライド部材４０の重量や送りねじ４８のリード角などをパラメータとする演算式などにより求められる。判定荷重ＦB に対応する最大力行トルクを予め設定するようにしても良い。また、所望する残留軸力の下限値Ｆmin や圧縮荷重ＦA がショックアブソーバ１０の種類に拘らず一定の場合は、判定荷重ＦB も一定値とすることができるが、それ等がショックアブソーバ１０の種類毎に異なる場合には、判定荷重ＦB もショックアブソーバ１０の種類毎に異なる値を設定することが望ましく、例えば作業者が選択スイッチなどでショックアブソーバ１０の種類を選択したり、判定荷重ＦB そのものを入力したりするようにすれば良い。生産管理する上位コンピュータなどにより、ＯＮラインでショックアブソーバ１０の種類や判定荷重ＦB が設定されるようにすることもできる。
【００４３】
ステップＳ１３では、サーボモータ４２が上記最大力行トルクを上限として作動させられ、その時の残留軸力Ｆ0 が上記判定荷重ＦB よりも小さい場合には、判定荷重ＦB でシリンダチューブ１４を圧縮変形させながら、スライド部材４０が再び下降させられる。この時の目標位置は、例えば前記ステップＳ４で位置決め制御を行った時の目標位置と同じ位置に設定される。ステップＳ１４では、この時のスライド部材４０の移動量、すなわちシリンダチューブ１４の変形量ΔＬ（図９参照）を回転検出器４３からの信号によって検出し、その変形量ΔＬに基づいてかしめ加工の良否を判定する。スライド部材４０が下降端に達したか否かは、前記ステップＳ３と同様にして判断すれば良い。また、かしめ加工の良否判定は、例えば所望する残留軸力の下限値Ｆmin の時の歪εmin と判定荷重ＦB での歪εB との差を、図９に実線で示すシリンダチューブ１４の荷重−歪特性から求めて、最大変形量ΔＬmax として予め設定しておき、ΔＬ≦ΔＬmax の時は残留軸力Ｆ0 が下限値Ｆmin 以上であるためＯＫ（良）とし、ΔＬ＞ΔＬmax の時は残留軸力Ｆ0 が下限値Ｆmin より小さいためＮＧ（不良）とすれば良い。そして、その判定結果を表示ランプや不良ブザー等の表示手段で表示するとともに、ステップＳ１５でサーボモータ４２によりスライド部材４０が上昇端の原位置まで戻されることにより、１つのショックアブソーバ１０に対するかしめ加工が終了する。
【００４４】
ステップＳ１１〜Ｓ１４は請求項２、請求項３の軸力推定工程で、請求項５、請求項６の軸力推定手段として機能している。
【００４５】
ここで、本実施例の電動圧縮かしめ装置３０は、サーボモータ４２のトルク制御によってシリンダチューブ１４を圧縮荷重ＦA で軸方向に圧縮変形させる（Ｓ１〜Ｓ３）とともに、その後のかしめ加工によりスライド部材４０に作用する反力に圧縮荷重ＦA を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重ＦP でスライド部材４０の移動を阻止するようにサーボモータ４２を位置決め制御しながら（Ｓ４）、アウタチューブ１２の上端縁１２ａをかしめ加工する（Ｓ５〜Ｓ９）ようになっているため、図１１の従来装置のように２本の油圧シリンダ１０４，１１０を用いてシリンダチューブ１４を圧縮する場合に比較して、装置を簡単且つ安価に構成できるとともに一連の作業のサイクルタイムが短くなる。
【００４６】
また、シリンダチューブ１４を圧縮する際のスライド部材４０の位置が異なる複数種類のショックアブソーバ１０を取り扱う場合でも、圧縮ヘッド５４がシール部材１８に当接するまでサーボモータ４２のトルク制御でスライド部材４０を下降させれば良いため、取り扱う総ての種類のショックアブソーバ１０に対応できるように予めスライド部材４０の移動ストロークを確保しておけば、ショックアブソーバ１０の種類の変更に拘らず面倒な変更作業（図１１におけるストッパ１０７の段取替えなど）を必要とすることなく、連続して能率良くかしめ作業を行うことができる。
【００４７】
また、上記かしめ加工の後でサーボモータ４２のトルクが０とされることにより、シリンダチューブ１４の弾性復帰に伴ってスライド部材４０が上方へ戻り移動させられるとともに（Ｓ１０）、その後、サーボモータ４２のトルク制御によって所定の判定荷重ＦB で圧縮ヘッド５４がシール部材１８に押圧され、その時のスライド部材４０の移動量ΔＬからシリンダチューブ１４の残留軸力Ｆ0 の良否を判定する（Ｓ１１〜Ｓ１４）ようになっているため、歪ゲージを用いることなく総ての製品について容易に残留軸力を検査することができる。これにより、製品の信頼性が向上するとともに、検査の手間が大幅に軽減され、且つ検査のために製品に疵が付く恐れもない。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
【００４９】
例えば、前記実施例ではかしめ加工に続いて連続してそのかしめ加工の良否を判定する場合について説明したが、その判定作業（ステップＳ１０〜Ｓ１４）を省略したり、所定の数量毎に判定作業（ステップＳ１０〜Ｓ１４）を行うようにしたりしても良い。
【００５０】
また、前記実施例ではショックアブソーバ１０のかしめ加工に適用された場合について説明したが、第１部材を圧縮変形させた状態で第２部材にかしめ加工を行う他の種々の製品のかしめ加工にも本発明は同様に適用され得る。
【００５１】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電動圧縮かしめ装置の要部を示す概略斜視図である。
【図２】図１の電動圧縮かしめ装置の正面図である。
【図３】図１の電動圧縮かしめ装置の左側面図である。
【図４】図２におけるIV−IV断面に相当する図である。
【図５】図１の電動圧縮かしめ装置の縦断面図である。
【図６】図４におけるVI−VI断面に相当する図である。
【図７】図１の電動圧縮かしめ装置の制御系統を説明するブロック線図である。
【図８】図１の電動圧縮かしめ装置の作動を説明するフローチャートである。
【図９】図８における荷重ＦA 、ＦB 等を説明する図である。
【図１０】図１の電動圧縮かしめ装置によってかしめ加工されるショックアブソーバの一例を説明する図である。
【図１１】図１０のショックアブソーバのかしめ加工に用いられる従来のかしめ装置の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１０：ショックアブソーバ
１２：アウタチューブ（第２部材）
１４：シリンダチューブ（第１部材）
３０：電動圧縮かしめ装置
４０：スライド部材
４２：サーボモータ（電動モータ）
４４：かしめ手段
５４：圧縮ヘッド
６２：かしめヘッド
６４：油圧シリンダ（かしめ駆動手段）
７８：コントローラ
ＦA ：圧縮荷重
ＦB ：判定荷重
ＦP ：位置決め荷重
Ｆ0 ：残留軸力
ΔＬ：スライド部材の移動量
ステップＳ１〜Ｓ３：圧縮工程（請求項１）、圧縮手段（請求項４）
ステップＳ１〜Ｓ４：圧縮手段（請求項６）
ステップＳ４：位置決め工程（請求項１）、位置決め手段（請求項４）
ステップＳ５〜Ｓ９：かしめ工程（請求項１）
ステップＳ１〜Ｓ９：かしめ工程（請求項３）
ステップＳ１０：荷重低下工程（請求項２）、圧縮軽減工程（請求項３）、荷重低下手段（請求項５）、圧縮軽減手段（請求項６）
ステップＳ１１〜Ｓ１４：軸力推定工程（請求項２，３）、軸力推定手段（請求項５，６）
Claims (6)
- 第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、該第１部材が所定の残留軸力を有する状態で該第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、
電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、該スライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドを該第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重で該第１部材を長手方向に圧縮変形させるように該電動モータのトルク制御を行う圧縮工程と、
該圧縮工程で前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、
該かしめ工程では、前記かしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重で該スライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め工程と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ方法。 - 請求項１において、
前記かしめ工程の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下工程と、
該荷重低下工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時の該スライド部材の移動量から該第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ方法。 - 第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、該第１部材が所定の残留軸力を有する状態で該第２部材によって保持されるようにするかしめ方法であって、
電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、該スライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドで該第１部材を長手方向に圧縮変形させるとともに、その状態で該スライド部材に配設されたかしめ手段で前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ工程と、
該かしめ工程の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによる該第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減工程と、
該圧縮軽減工程の後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時の該スライド部材の移動量から該第１部材の残留軸力を推定する軸力推定工程と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ方法。 - 第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、該第１部材が所定の残留軸力を有する状態で該第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、
電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、該スライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドを該第１部材に押圧するとともに、所定の圧縮荷重で該第１部材を長手方向に圧縮変形させるように該電動モータのトルク制御を行う圧縮手段と、
該圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、
該かしめ手段によるかしめ加工時には、該かしめ加工により前記スライド部材に作用する反力に前記圧縮荷重を加えた荷重よりも大きな位置決め荷重で該スライド部材の移動を阻止するように、前記電動モータを位置決め制御する位置決め手段と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ装置。 - 請求項４において、
前記かしめ手段によるかしめ加工の後で前記電動モータによる位置決め荷重を低下させ、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容する荷重低下手段と、
該荷重低下手段による位置決め荷重の低下で前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時の該スライド部材の移動量から該第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ装置。 - 第１部材を長手方向に圧縮変形させた状態で第２部材の一部をかしめ加工することにより、該第１部材が所定の残留軸力を有する状態で該第２部材によって保持されるようにするかしめ装置であって、
電動モータを動力源としてスライド部材を前記第１部材の長手方向へ直線移動させることにより、該スライド部材に一体的に設けられた圧縮ヘッドで該第１部材を長手方向に圧縮変形させる圧縮手段と、
該圧縮手段によって前記第１部材が圧縮変形させられた状態で、前記スライド部材に配設されたかしめ駆動手段によりかしめヘッドを移動させて、前記第２部材の一部をかしめ加工するかしめ手段と、
該かしめ手段によるかしめ加工の後で、前記第１部材が前記第２部材のかしめによって阻止される組付状態まで弾性復帰するとともに、前記スライド部材が該第１部材の弾性復帰に伴って戻り移動させられることを許容するように、前記電動モータによる該第１部材の圧縮制御を軽減する圧縮軽減手段と、
該圧縮軽減手段による圧縮制御の軽減に伴って前記スライド部材が戻り移動させられた後で、前記電動モータのトルク制御により所望する残留軸力よりも大きい判定荷重で前記スライド部材を介して前記圧縮ヘッドを前記第１部材に押圧するとともに、その時の該スライド部材の移動量から該第１部材の残留軸力を推定する軸力推定手段と
を有することを特徴とする電動圧縮かしめ装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP34931496A JP3683058B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 電動圧縮かしめ方法および装置 |
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-
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