JPH06246553A - 頭付部材の圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧入部がセレーションとなったボルト等の頭
付部材の圧入に使用される。圧入作業と同時に、圧入さ
れた頭付部材のスリップトルクの良否判定を、圧入力の
監視によって行えるようにする。また、複数の頭付部材
の同時圧入が確実に行えるものとする。 【構成】 油圧シリンダ等の加圧装置３で進退駆動され
るヘッド取付部材２に、複数の圧入ヘッド１を設ける。
各圧入ヘッド１のハウジングに、頭付部材１１の頭部１
１ｂを当接させる加圧部材６を進退自在に取付ける。こ
の加圧部材６とハウジング４の上側端板４ａとの間に、
皿ばね７と、スペーサ８と、圧入力監視手段となるロー
ドセル１０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セレーション付きボ
ルト等の頭付部材をハウジングの取付孔等に圧入する頭
付部材の圧入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】種々の機
械製品において、ボルトを取付孔に圧入し、このボルト
に他の部品を取付けることがある。この場合に、前記ボ
ルトは、取付孔に対して規定のスリップトルクまでは回
転しないように圧入することが要求される。

【０００３】しかし、塵埃の噛み込みや寸法異常等によ
って圧入が不十分となり、規定のスリップトルクが得ら
れない場合が生じる。そのため、品質確保のためにはス
リップトルクの検査が必要となるが、圧入後に検査工程
を加えると、検査設備が必要となるうえ、組立てのサイ
クルタイムが長くなり、組立てコストが高くなる。

【０００４】また、種々の機械製品において、同一面に
複数のボルトを圧入するものがある。この場合に、圧入
作業の時間短縮のために、複数のボルトを同時に圧入す
ることが望まれる。しかし、複数のボルトを同時に圧入
しようとしても、各々のボルトのボルト頭の高さが加工
精度等によって不揃いのために、圧入高さが最も高いボ
ルトで決まってしまい、全部のボルトにつきボルト頭が
座面に密着するまで圧入することが難しい。そのため、
従来は、個々に圧入する方法を採らざるを得なかった。

【０００５】この発明の目的は、圧入作業と同時に圧入
の完全度が監視でき、また複数の頭付部材を同時に圧入
する場合に各頭付部材を確実に圧入できる頭付部材の圧
入装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の頭付部材の圧
入装置は、圧入部の径よりも大きな頭部を有する頭付部
材を圧入する装置であって、加圧装置で進退駆動される
圧入ヘッドを設ける。この圧入ヘッドのハウジングに、
前記頭付部材の頭部を当接させる加圧部材を、圧入ヘッ
ドの進退駆動方向と同方向に進退自在に取付ける。この
加圧部材とハウジングとの間に弾性部材を設け、この弾
性部材を介して加圧部材の圧入力を監視する圧入力監視
手段を設ける。

【０００７】

【作用】加圧装置で圧入ヘッドを前進させることによ
り、頭付部材が加圧部材で押されて圧入される。このと
き、加圧部材は弾性部材を介して圧入ヘッドのハウジン
グで押される。そのため、前記弾性部材を介して圧入力
監視手段により頭付部材の圧入力を監視することがで
き、その監視結果で圧入の完全性の判定が行える。圧入
力の監視結果は、頭付部材が丸軸部材である場合、スリ
ップトルクの管理にも利用できる。このように、圧入作
業と同時に圧入の完全度が確認でき、後工程に検査工程
を加えることが省略できる。また、複数の頭付部材を同
時に圧入するように構成した場合、各加圧部材は弾性部
材を介して圧入ヘッドハウジングで押されるので、頭付
部材の頭部高さのばらつきが弾性部材の撓みで吸収でき
る。しかも、個々の頭付部材の圧入の完全性が前記のよ
うに圧入力監視手段で監視できる。そのため、複数の頭
付部材の確実な同時圧入が実現できる。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図６に基づ
いて説明する。圧入ヘッド１は、ヘッド取付部材２の下
面に複数設けられ、ヘッド取付部材２は油圧シリンダ等
からなる加圧装置３の昇降ロッド３ａに取付けられてい
る。なお、ヘッド取付部材２は、加圧装置３を設置した
固定基台（図示せず）に昇降のみ自在に支持されてい
る。

【０００９】圧入ヘッド１は、ハウジング４内を上下に
貫通した円孔５に、加圧部材６の頭部６ａと、弾性部材
である皿ばね７と、スペーサ８と、圧入力監視手段であ
るロードセル１０とを収容したものである。ハウジング
４の上下端には端板４ａ，４ｂがボルト止めしてある。

【００１０】加圧部材６は、非円形の軸部６ｂ（図３参
照）と、拡径した頭部６ａとからなり、ハウジング４の
下側の端板４ｂに、加圧部材６の軸部６ｂを昇降自在に
嵌合するガイド孔９が設けられている。ハウジング４の
円孔５の下端は、加圧部材６の頭部６ａが嵌合する大径
部５ａに形成され、その深さは、段面５ｂと加圧部材頭
部６ａとの間に若干の隙間ｄが形成される深さとしてあ
る。

【００１１】皿ばね７は、この実施例では複数枚ずつ重
ねた部分を並列配置し、弾性変形による伸び量が多く得
られるようにしてある。スペーサ８は、皿ばね７の荷重
がロードセル１０に均等に加わるように介在させたもの
である。圧入ヘッド１の取付個数は、図３に下面図で示
すように３個とし、ヘッド取付部材２の中心Ｏ回りに５
等分した各角度位置における３か所に各圧入ヘッド１を
配置してある。

【００１２】圧入する頭付部材１１は、図４に示すよう
に軸部１１ａの基端に圧入部となる若干大径のセレーシ
ョン部１１ｃを有するボルトからなり、セレーション部
１１ｃよりも大きな頭部１１ｂを有している。頭部１１
ｂは、六角孔を有する平丸形である。被圧入部材１２
は、外周にフランジ１２ａを有し、フランジ１２ａの周
方向５か所に頭付部材１１を圧入させる取付孔１３が設
けてある。

【００１３】被圧入部材１２は、図１のようにワークテ
ーブル１４上に位置決めして載置される。ワークテーブ
ル１４は、各頭付部材１１の逃がし孔１５を有し、ヘッ
ド取付部材２の中心Ｏ回りに割り出し回転可能なものと
してある。

【００１４】上記構成の動作を説明する。被圧入部材１
２は、図１のようにワークテーブル１４上にセットし、
各取付孔１３に頭付部材１１を落し込んでおく。各頭付
部材１１は、セレーション部１１ｃの下までの部分が取
付孔１３に入った状態となる。このように被圧入部材１
２および頭付部材１１をセットした状態で、加圧装置３
によりヘッド取付部材２と共に各圧入ヘッド１を下降さ
せる。なお、加圧装置３の１回の昇降動作では、被圧入
部材１２の５本の頭付部材１１のうち、各圧入ヘッド１
と対応する３本の頭付部材１１のみが圧入される。残り
２本の頭付部材１１は、ワークテーブル１４を割出し回
転させた後、加圧装置３を再度昇降動作させて圧入す
る。

【００１５】各回の加圧装置３の昇降過程において、圧
入ヘッド１の下降により、加圧部材６の下端は図２
（Ａ）のように頭付部材１１に接し、圧入が開始され
る。このとき、加圧部材６の上面とハウジング４の段面
５ｂとの間には隙間ｄが生じている。圧入時において、
加圧装置３の加圧力は、ハウジング４の上側端板４ａか
ら、ロードセル１０および皿ばね７を介して加圧部材６
に伝えられ、皿ばね７は加圧力に応じて若干撓む。

【００１６】正常な圧入動作では、図２（Ｂ）のように
頭付部材１１の頭部１１ｂが被圧入部材１２に底付きし
た状態でも、加圧部材６の上面はハウジング４の段面５
ｂに接触せず、加圧部材頭部６ａの上下に隙間ｄ１，ｄ
２が生じた状態となっている。例えば、このときの加圧
力は１〜２ton 程度である。この状態で、圧入ヘッド１
による加圧がさらに続けられ、これにより皿ばね７がさ
らに撓んで図２（Ｃ）のように加圧部材６がハウジング
４の段面５ｂに接する。これにより圧入が完了する。こ
のときの加圧力は例えば４ton 程度である。

【００１７】この圧入過程において、加圧部材６による
頭付部材１１に対する加圧力は、皿ばね７を介してロー
ドセル１０に加わる加圧力に等しく、ロードセル１０で
監視される。

【００１８】図５は、その監視結果例のグラフである。
適正な圧入では、曲線ａに示すように加圧時間の経過に
伴って荷重（圧入力）が大きくなり、図２（Ｂ）のよう
に底付きした点Ｐから荷重の増加率が急激に高くなる。
図２（Ｃ）のように皿ばね７のストロークエンドに達し
た点Ｑからは、荷重の増加が止まる。このような荷重曲
線ａを想定して、圧入力の適正判断を行う測定タイミン
グｔｓを底付き点Ｐの手前に設定し、かつ圧入力許容範
囲ＯＫの上限値Ｆ_U と下限値Ｆ_L を設定する。すなわ
ち、測定タイミングｔｓの時点で圧入力がＯＫの範囲内
であると、適正な圧入が行われたと判断される。曲線Ｎ
Ｇ₁ は塵埃の噛み込みや寸法異常があった場合であり、
測定タイミングｔｓにおいて測定荷重が上限値Ｆ_U を上
回っている。曲線ＮＧ₂ は寸法異常があった場合であ
り、測定荷重が下限値Ｆ_L よりも小さくなっている。

【００１９】圧入力Ｆと、圧入された頭付部材１１のス
リップトルク（滑りが開始するトルク）との関係は、種
々の実験の結果、図６に曲線ｂで示すように比例関係に
あることが分かった。したがって、頭付部材１１のスリ
ップトルクが上限値Ｔ_U と下限値Ｔ_L との間の許容範囲
にあることを管理するにつき、上記のように圧入力Ｆを
監視して間接的に管理することができる。

【００２０】この圧入装置によると、このように圧入作
業と同時にロードセル８で圧入力を監視し、スリップト
ルクを管理することができる。そのため、後工程のトル
ク検査工程が不要となり、組立工程のサイクルタイムの
向上、および設備の簡略化が図れる。

【００２１】また、この圧入装置は、同時に圧入する頭
付部材１１の本数に見合った圧入ヘッド１を持ち、各々
の圧入ヘッド１には圧入に必要な荷重に見合ったばね剛
性の皿ばね７が組み込まれていて、その皿ばね７の撓み
で各頭付部材１１の頭部高さの不揃いが吸収できる。し
かも、個々の頭付部材１１の圧入の完全性が前記のよう
にロードセル８で監視できる。そのため、複数の頭付部
材１１の確実な同時圧入が実現でき、これによっても組
立工程のサイクルタイムの短縮が図れる。

【００２２】なお、前記実施例では複数の圧入ヘッド１
を設けたが、圧入ヘッドは１個だけとしても良い。ま
た、加圧部材６を押圧する弾性部材は皿ばね７に限ら
ず、別の部材を用いることもできる。さらに、ロードセ
ル１０の代わりに、別の圧入力監視手段を設けても良
い。

【００２３】

【発明の効果】この発明の頭付部材の圧入装置は、圧入
ヘッドのハウジングに、頭付部材の頭部を当接させる加
圧部材を進退自在に取付け、この加圧部材とハウジング
との間に弾性部材を設けると共に、この弾性部材を介し
て加圧部材の圧入力を監視する圧入力監視手段を設けた
ため、圧入作業と同時に圧入の完全度が監視でき、また
複数の頭付部材を同時に圧入する場合に各頭付部材を確
実に圧入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の破断正面図である。

【図２】その圧入動作の説明図である。

【図３】圧入ヘッドの並びを示す下面図である。

【図４】頭付部材の例を示す正面図である。

【図５】圧入力の時間経過に伴う変化を示すグラフであ
る。

【図６】圧入力とスリップトルクとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…圧入ヘッド、２…ヘッド取付部材、３…加圧装置、
４…ハウジング、６…加圧部材、７…皿ばね（弾性部
材）、８…スペーサ、１０…ロードセル（被圧入部
材）、１１…頭付部材、１２…被圧入部材、１４…ワー
クテーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧入部の径よりも大きな頭部を有する頭
   付部材を圧入する装置であって、加圧装置で進退駆動さ
   れる圧入ヘッドを設け、前記頭付部材の頭部を当接させ
   る加圧部材を、前記圧入ヘッドのハウジングに圧入ヘッ
   ド進退駆動方向と同方向に進退自在に取付け、この加圧
   部材と前記ハウジングとの間に弾性部材を設け、この弾
   性部材を介して前記加圧部材の圧入力を監視する圧入力
   監視手段を設けた頭付部材の圧入装置。