特許第6031844号(P6031844)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6031844
(24)【登録日】2016年11月4日
(45)【発行日】2016年11月24日
(54)【発明の名称】圧入方法
(51)【国際特許分類】
   B23P 19/02 20060101AFI20161114BHJP
【FI】
   B23P19/02 B
【請求項の数】5
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2012-140006(P2012-140006)
(22)【出願日】2012年6月21日
(65)【公開番号】特開2014-4637(P2014-4637A)
(43)【公開日】2014年1月16日
【審査請求日】2015年5月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(72)【発明者】
【氏名】加藤 大岳
(72)【発明者】
【氏名】山崎 大介
(72)【発明者】
【氏名】前田 徹
【審査官】 大塚 多佳子
(56)【参考文献】
【文献】 特開2001−287124(JP,A)
【文献】 特開2007−170672(JP,A)
【文献】 特開2009−154218(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23P 19/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、
前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、
ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、
前記圧入部材に当接して圧入荷重を付与する押圧部と、
同押圧部に設けられて圧入荷重よりも小さい付勢力を発生する弾性部材と、
前記押圧部に設けられて前記弾性部材の付勢力により前記圧入部材を前記被圧入部材に付勢するピンとが設けられており、
前記工程では、前記圧入部材に付与される押圧荷重が圧入時の押圧荷重よりも低くされ、前記圧入部材に当接した前記押圧部を同圧入部材から離間させるとともに前記ピンによって前記圧入部材を前記被圧入部材に付勢する
圧入方法。
【請求項2】
前記工程では、前記押圧荷重の低下を繰り返し行う
請求項1に記載の圧入方法。
【請求項3】
前記被圧入部材に前記孔が形成されており、
前記ワーク保持台には、前記被圧入部材の前記孔の内径よりも小さい外径を有して同ワーク保持台から出入りする冶具が設けられており、
前記被圧入部材の前記孔に前記冶具を挿入する
請求項1または2に記載の圧入方法。
【請求項4】
圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、
前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、
ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、
前記工程では、前記圧入部材に付与される押圧荷重が圧入時の押圧荷重よりも低くされ、前記押圧荷重の低下を繰り返し行う
圧入方法。
【請求項5】
圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、
前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、
ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、
圧入前には前記被圧入部材はチャックで把持されており、前記工程以降では前記チャックを解放する
圧入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧入部材を被圧入部材に圧入する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、圧入部材に形成された軸を被圧入部材に形成された孔に圧入する組み付け方法が知られている。ここで、被圧入部材に形成された孔の中心軸と圧入部材に形成された軸の中心軸とが一致した状態で圧入を行わないと、被圧入部材と圧入部材との組み付け精度が低下するおそれがある。そのため圧入を行うときには、被圧入部材及び圧入部材の中心軸をできる限り一致させることが望ましく、こうした2つの部材の中心軸を合わせる方法としては、テーパによる調心作用を利用する方法が知られている(例えば特許文献1等)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭62−255042号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで圧入部材を被圧入部材に圧入するときには、圧入部材に対して大きな圧入力が付与されるため、テーパによる調心作用が十分に得られないおそれがある。以下、図11を参照して、こうした調心作用の不足が起きる理由を説明する。
【0005】
図11に示すように、圧入部材100は棒状に形成されており、先端部周縁には軸側テーパ部100aが形成されている。また、被圧入部材200には、圧入部材100が圧入される孔200bが形成されている。そして孔200bの開口部には孔側テーパ部200aが形成されている。被圧入部材200はワーク保持台400に置かれている。つまり被圧入部材200において孔200bの中心軸に直交する端面200cは、ワーク保持台400に接触している。
【0006】
被圧入部材200に対して圧入部材100の圧入が開始され、圧入部材100の軸側テーパ部100aと被圧入部材200の孔側テーパ部200aとが接触した状態で圧入が進められると、圧入部材100を圧入するための押圧力Dの分力であって被圧入部材200をワーク保持台400に押し付ける第1分力FAが非常に大きくなる。そのため、ワーク保持台400と被圧入部材200の端面200cとの間には、非常に大きな摩擦力が発生する。従って、軸側テーパ部100aと孔側テーパ部200aとが接触している接触部位Sには、上記押圧力Dの分力であって被圧入部材200と圧入部材100との軸心ずれを解消する方向に被圧入部材200を移動させる第2分力FBが作用するのであるが、この第2分力FBによる被圧入部材200の移動、すなわち調心作用による被圧入部材200の移動が上記摩擦力によって妨げられ、テーパによる調心作用が十分に得られないおそれがある。そしてテーパによる調心作用が十分に得られないときには、上述したように圧入部材100と被圧入部材200との組み付け精度が低下するおそれがある。
【0007】
図12に、テーパによる調心作用が十分に得られない状態で圧入が行われたことにより、圧入部材100と被圧入部材200との組み付け精度が低下している状態についてその一例を示す。なお、同図12では、軸心がずれた状態で圧入されたときの被圧入部材200の組み付け状態を実線で示す。また比較例として、軸心が一致した状態で圧入されたときの被圧入部材200の組み付け状態を二点鎖線で示す。
【0008】
この図12において二点鎖線にて示すように、軸心が一致した状態で圧入されたときには、圧入部材100の中心軸L1に対して被圧入部材200が垂直に組み付けられる。つまり被圧入部材200の端面200cは、中心軸L1に対して垂直に組み付けられる。
【0009】
一方、図12において実線にて示すように、軸心が一致していない状態で圧入されたときには、被圧入部材200が圧入部材100に対して傾いた状態で組み付けられることがある。そのため、被圧入部材200の端面200cは、本来の組み付け状態に対してずれてしまい、端面の振れ量(図12に矢印Tにて示す方向への振れ量(中心軸L1方向への振れ量))が大きくなる。
【0010】
このように圧入部材には大きな押圧力(圧入力)が付与されるため、テーパによる調心作用が十分に得られないことがあり、圧入部材と被圧入部材との組み付け精度が低下するおそれがある。
【0011】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧入部材と被圧入部材との組み付け精度を向上させることができる圧入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、前記圧入部材に当接して圧入荷重を付与する押圧部と、同押圧部に設けられて圧入荷重よりも小さい付勢力を発生する弾性部材と、前記押圧部に設けられて前記弾性部材の付勢力により前記圧入部材を前記被圧入部材に付勢するピンとが設けられており、前記工程では、前記圧入部材に付与される押圧荷重が圧入時の押圧荷重よりも低くされ、前記圧入部材に当接した前記押圧部を同圧入部材から離間させるとともに前記ピンによって前記圧入部材を前記被圧入部材に付勢することを要旨とする。
【0013】
同方法によれば、圧入部材を被圧入部材に圧入する前に、次の工程が行われる。すなわち軸の先端部周縁と孔の開口部とが調心用のテーパ部にて接触しているときにそのテーパ部に発生する分力であって孔の半径方向に作用する分力、つまり被圧入部材と圧入部材との軸心ずれを解消する方向に被圧入部材を移動させる分力を、ワーク保持台と被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程が行われる。
【0014】
この工程が行われると、軸心ずれを解消する方向に被圧入部材を移動させる分力(上述した第2分力FBに相当)が、ワーク保持台と被圧入部材との摩擦力よりも大きくなる。そのため、圧入部材と圧入部材との軸心ずれが解消する方向に被圧入部材は移動しやすくなり、テーパ部による調心作用が得られ易くなる。従って、同方法によれば、圧入過程において圧入部材及び被圧入部材の中心軸が一致し易くなり、これにより圧入部材と被圧入部材との組み付け精度が向上するようになる。
また、同方法によれば、圧入部材に付与される押圧荷重が、圧入時の押圧荷重よりも低くされるため、圧入部材の軸の先端部周縁と被圧入部材の孔の開口部とが調心用のテーパ部にて接触しているときにはそのテーパ部に作用する押圧荷重が、圧入時の押圧荷重よりも低くなる。そのため、テーパ部に作用する押圧力の分力であって被圧入部材をワーク保持台に押し付ける分力(上述した第1分力FAに相当)は、押圧荷重を低下させない場合と比較して小さくなる。従って、被圧入部材とワーク保持台との間に生じる摩擦力は、押圧荷重を低下させない場合と比較して小さくなる。このようにして摩擦力が小さくなることにより、テーパ部に発生する分力であって孔の半径方向に作用する分力、つまり被圧入部材と圧入部材との軸心ずれを解消する方向に被圧入部材を移動させる分力を、ワーク保持台と被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも相対的に大きくすることができる。
また、同方法によれば、上述した工程において、圧入部材に当接した押圧部を圧入部材から離間させることにより、圧入部材に付与される押圧荷重を確実に低下させることができる。また、このようにして押圧部を圧入部材から離間させているときには、弾性部材の付勢力が作用するピンによって、圧入部材は被圧入部材に付勢される。この弾性部材の付勢力は圧入荷重よりも小さくされているため、被圧入部材とワーク保持台との間に生じる摩擦力を十分に小さくすることができる。また、その弾性部材の付勢力は、上記テーパ部において、被圧入部材と圧入部材との軸心ずれを解消する方向に被圧入部材を移動させる分力を生じさせるため、テーパ部による調心作用を得ることができる。
【0018】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の圧入方法において、前記工程では、前記押圧荷重の低下を繰り返し行うことを要旨とする。
同方法によれば、押圧荷重が低下される毎に、被圧入部材は、軸心ずれが解消する方向に移動するため、テーパ部による調心作用をより確実に得ることができる。
【0019】
請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の圧入方法において、前記被圧入部材に前記孔が形成されており、前記ワーク保持台には、前記被圧入部材の前記孔の内径よりも小さい外径を有して同ワーク保持台から出入りする冶具が設けられており、前記被圧入部材の前記孔に前記冶具を挿入することを要旨とする。
【0020】
同方法によれば、被圧入部材に形成された孔に対して冶具が挿入されるため、圧入前における被圧入部材の位置ずれを抑えることができる。ここで、冶具の外径は、孔の内径よりも小さくされているため、軸心ずれが解消する方向に被圧入部材は移動することができる。従って、圧入前において被圧入部材の位置ずれを抑えつつ、テーパ部による調心作用が得られるようになる。なお、孔に挿入される冶具は、ワーク保持台から出入り可能なため、軸を孔に圧入するに際してその冶具が圧入の妨げになることもない。
上記目的を達成するため、請求項4に記載の発明は、圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、前記工程では、前記圧入部材に付与される押圧荷重が圧入時の押圧荷重よりも低くされ、前記押圧荷重の低下を繰り返し行うことを要旨とする。
【0021】
上記目的を達成するため、請求項に記載の発明は、圧入部材及び被圧入部材のいずれか一方に形成された軸を他方に形成された孔に圧入する方法であって、前記軸の先端部周縁及び前記孔の開口部のうちの少なくとも一方には、前記軸の中心軸及び前記孔の中心軸を調心するテーパ部が形成されており、ワーク保持台に載置された前記被圧入部材に対して前記圧入部材を圧入する前には、前記先端部周縁と前記開口部とが前記テーパ部にて接触しているときに同テーパ部に発生する分力であって前記孔の半径方向に作用する分力を、前記ワーク保持台と前記被圧入部材との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行い、圧入前には前記被圧入部材はチャックで把持されており、前記工程以降では前記チャックを解放することを要旨とする。
【0022】
同方法によれば、圧入前において被圧入部材がチャックで把持されるため、圧入前における被圧入部材の位置ずれを抑えることができる。一方、上述した工程以降ではチャックが解放されるため、軸心ずれが解消する方向に被圧入部材は移動することができる。従って、圧入前において被圧入部材の位置ずれを抑えつつ、テーパ部による調心作用が得られるようになる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、圧入部材と被圧入部材との組み付け精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】本発明にかかる圧入方法の一実施形態が適用されるギヤポンプの断面図。
図2】同実施形態におけるギヤポンプのシャフトの正面図。
図3】同実施形態におけるギヤポンプのインナギヤの断面図。
図4】同実施形態においてシャフトを押圧する押圧部及びインナギヤを載置するワーク保持台の断面図。
図5】同実施形態における圧入方法の工程を示す断面図であって、(A)は支持行程での断面図。(B)は接触行程での断面図。(C)は荷重低下工程での断面図。(D)は挿入行程での断面図。(E)は支持解除行程での断面図。
図6図5のK部拡大図。
図7】同実施形態の変形例における圧入方法の一部の工程を示す断面図。
図8】同実施形態の変形例におけるインナギヤの保持方法を示す断面図であって、(A)は圧入前での断面図。(B)は荷重低下工程での断面図。
図9】同実施形態の変形例におけるシャフトの拡大断面図。
図10】同実施形態の変形例におけるインナギヤの拡大断面図。
図11】従来の圧入方法における圧入部材及び被圧入部材の断面図。
図12】従来の圧入方法において、圧入部材と被圧入部材との組み付け精度が低下している状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明にかかる圧入方法を具体化した一実施形態について、図1図6を参照しつつ説明する。本実施形態では、内接式のギヤポンプに設けられているシャフトをインナーギヤに圧入する方法として、本発明にかかる圧入方法を適用している。
【0026】
図1にギヤポンプの構造を示す。なお、内接式のギヤポンプの構造は周知であるため、以下では、同ギヤポンプの構造について概略を説明する。
図1に示すように、ポンプ1は、内接ギヤ式のポンプ機構が設けられたポンプケース2を備えている。ポンプケース2には、ポンプ機構の吸入部及び吐出部が形成されたポンププレート4と、略円筒状に形成されたモータケース5とが固定されている。モータケース5の内部には、電動モータや制御基板7等が収容されている。モータケース5の開口端部には、略円板状に形成されたカバー8が取り付けられている。モータケース5の内部には、電動モータのステータ10が固定されている。
【0027】
ポンプケース2には円筒状の支持部11が形成されている。この支持部11には、ベアリング14を介して棒状のシャフト13が回転可能に支持されている。シャフト13には、電動モータの構成部材であってステータ10に対向するロータ12が固定されている。
【0028】
ポンプケース2の側面には、ポンプ室として機能する凹状の収容穴2cが形成されている。収容穴2cには、内周に歯が形成されたアウタギヤ20が回転可能に収容されている。アウタギヤ20には、外周に歯が形成されたインナギヤ30が噛み合わされている。インナギヤ30の中心には圧入孔30aが形成されている。この圧入孔30aには、シャフト13の軸部13aが圧入されている。収容穴2cの開口面は、ポンププレート4の端面4aにて塞がれている。
【0029】
このポンプ1では、電動モータが回転すると、シャフト13に固定されたインナギヤ30が回転する。インナギヤ30が回転すると、収容穴2c内のアウタギヤ20がインナギヤ30に噛み合いながら回転する。このようにしてアウタギヤ20とインナギヤ30とが噛み合いながら回転すると、ポンププレート4に形成された吸入部から収容穴2c内に向かって流体が吸入されるとともに、収容穴2c内に吸入された流体はポンププレート4に形成された吐出部から吐出される。
【0030】
ところで、シャフト13の軸方向におけるインナギヤ30の端面30bと、この端面30bに対向するポンププレート4の端面4aとの間には、ある程度の隙間、いわゆるサイドクリアランスが設けられている。
【0031】
ここで、圧入部材であるシャフト13の軸部13aを、被圧入部材であるインナギヤ30の圧入孔30aに圧入するときに、軸部13aの中心軸及び圧入孔30aの中心軸がずれていると、シャフト13とインナギヤ30との組み付け精度が低くなる可能性がある。より具体的にはシャフト13の中心軸に対して端面30bの垂直度の精度が低くなるおそれがある。この垂直度の精度が低いと端面30bの振れ量が多くなり、インナギヤ30の端面30bがポンププレート4の端面4aに接触してしまう。こうしたインナギヤ30とポンププレート4との接触は、上述したサイドクリアランスを大きくすることで回避することができる。しかし、サイドクリアランスを大きくすると、ポンプの効率が低下してしまう。
【0032】
また、シャフト13の中心軸に対して端面30bの垂直度の精度が低いと、インナギヤ30の径方向の端面、つまりインナギヤ30の歯の頂面が同インナギヤ30の回転時に振れてしまうため、アウタギヤ20との歯当たりが悪くなる。そのため、例えば異音が発生したり、歯の摩耗が促進されてしまう。
【0033】
そこで、本実施形態では、シャフト13の軸部13a及びインナギヤ30の圧入孔30aに、互いの軸心を合わせるための調心用テーパを設けるようにしている。そして、以下の方法にて、シャフト13の軸部13aを圧入孔30aに圧入することにより、シャフト13とインナギヤ30との組み付け精度を向上させている。
【0034】
まず、シャフト13の形状を説明する。
図2に示すように、シャフト13の軸方向の端面であって圧入孔30aに挿入される側の端面には、シャフト13の中心軸と同軸であって円錐状に形成された第1凹部13bが設けられている。また、シャフト13の軸方向の端面であって第1凹部13bが形成された端面とは逆側の端面にも、シャフト13の中心軸と同軸であって円錐状に形成された第2凹部13cが設けられている。そして、シャフト13において圧入孔30aに圧入される軸部13aの先端部周縁(角部)には、シャフト13の中心軸と同軸の軸側テーパ部13dが形成されている。
【0035】
次に、インナギヤ30の形状を説明する。
図3に示すように、インナギヤ30の中心には、同インナギヤ30の上記端面30bに垂直な上記圧入孔30aが形成されている。この圧入孔30aの孔径は、上記軸部13aの軸径に対して圧入代の分だけ小さくされている。そして、圧入孔30aの開口部には孔側テーパ部30cが形成されている。孔側テーパ部30cのテーパ角は、軸側テーパ部13dのテーパ角と同一にされている。
【0036】
次に、シャフト13を圧入孔30aに圧入するための押圧力をシャフト13に付与する押圧部50及びインナギヤ30が載置されるワーク保持台70の構造をそれぞれ説明する。
【0037】
図4に示すように、押圧部50は、シャフト13の端面に当接して圧入荷重を付与する押圧面54を有している。押圧部50の内部には、圧入荷重の付与方向に形成された孔51が設けられている。孔51には、圧入荷重の付与方向に進退して前記押圧面54から突出する第1ピン52が設けられている。第1ピン52の先端部52aは、同第1ピン52の中心軸を軸心として円錐状に尖っており、その円錐面の傾斜角は、上記第2凹部13cの円錐面の傾斜角と同一にされている。そして、孔51内には、第1ピン52の先端部52aが上記押圧面54から突出するように同第1ピン52を付勢する弾性部材としての第1スプリング53が設けられている。この第1スプリング53の付勢力は、シャフト13をインナギヤ30に圧入するための圧入荷重よりも小さくなるように設定されている。
【0038】
また、同図4に示すように、圧入時にインナギヤ30を載置するワーク保持台70には、孔71が形成されている。この孔71には、ワーク保持台70から出入りする第2ピン72が設けられている。第2ピン72の外径は、圧入孔30aの内径よりも小さくされている。また、第2ピン72の先端部72aは、第2ピン72の中心軸を軸心として円錐状に尖っており、その円錐面の傾斜角は、上記第1凹部13bの円錐面の傾斜角と同一にされている。そして、孔71内には、ワーク保持台70においてインナギヤ30が接触する載置面74から第2ピン72が突出するように付勢する第2スプリング73が設けられている。
【0039】
そして、同図4に示すように、押圧部50に形成された上記孔51、孔51に設けられた上記第1ピン52、ワーク保持台70に形成された上記孔71、及び孔71に設けられた上記第2ピン72は、同軸上に形成されている。
【0040】
次に、図5を参照して、シャフト13の軸部13aをインナギヤ30の圧入孔30aに圧入する方法を説明する。
本実施形態では、支持行程、接触行程、荷重低下工程、挿入行程、及び支持解除行程の順で各工程が進められていくことにより、圧入が完了する。
(支持行程)
図5の(A)に示す支持行程では、まず、インナギヤ30の圧入孔30aに第2ピン72を挿入した状態で、インナギヤ30をワーク保持台70に載置する。そして、シャフト13の第1凹部13bに第2ピン72の先端部72aをはめるとともに、押圧部50を前進させる、つまりワーク保持台70に近づく方向(図5に示す矢印G方向)に押圧部50を移動させ、シャフト13の第2凹部13cに第1ピン52の先端部52aをはめる。これによりシャフト13が押圧部50とワーク保持台70との間で支持される。
(接触行程)
上記支持工程にて、シャフト13の支持が完了すると、次の接触工程では、図5の(B)に示すように、押圧部50をさらに前進させることにより、押圧部50の押圧面54をシャフト13の端面に当接させる。そして、シャフト13の軸側テーパ部13dとインナギヤ30の孔側テーパ部30cとが接触すると、押圧部50の前進移動を停止させる。なお、軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとの接触は、適宜の方法で検出すればよい。例えば、ワーク保持台70に近づく方向に向かって押圧部50を移動させるために同押圧部50に付与する荷重は、軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとが接触すると急激に大きくなる。そこで、こうした荷重の急激な変化を検出することで、軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとの接触を検出することができる。あるいは、初期位置からの押圧部50の移動量を計測することで、軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとの接触を推測することも可能である。
(荷重低下工程)
上記接触工程にて、押圧部50の前進停止が完了すると、次の荷重低下工程では、図5の(C)に示すように、押圧部50を一旦後退させる、つまりワーク保持台70から離れる方向(図5の矢印P方向)に押圧部50を一旦移動させる。これによりシャフト13の端面に接触していた押圧面54が同シャフト13から離間するため、シャフト13に付与される押圧荷重は、圧入時の押圧荷重よりも低くなる。そのためテーパ部(軸側テーパ部13d及び孔側テーパ部30c)に作用する押圧荷重も、圧入時の押圧荷重よりも低くなる。また、この荷重低下工程では、第1スプリング53の付勢力が作用する第1ピン52によって、シャフト13がインナギヤ30に付勢されるように、押圧部50の後退量は決められている。これによりテーパ部(軸側テーパ部13d及び孔側テーパ部30c)にてシャフト13の先端部周縁が圧入孔30aの開口部に接触している状態を維持しつつ、シャフト13に付与される押圧荷重は圧入荷重よりも低くなる。
(挿入行程)
上記荷重低下工程にて、押圧部50の後退が完了すると、次の挿入工程では、図5の(D)に示すように、押圧部50を再び前進させて押圧面54をシャフト13の端面に接触させ、さらに押圧部50を前進させることによって、圧入孔30aへの軸部13aの圧入を完了させる。なお、第2ピン72はワーク保持台70から出入り可能に構成されている。そのため、第2ピン72は、圧入孔30aへの軸部13aの挿入が進むにつれて徐々に軸部13aに押されていき、ワーク保持台70の孔71内に収容されていく。
(支持解除行程)
上記挿入工程にて、圧入孔30aへの軸部13aの圧入が完了すると、次の支持解除工程では、図5の(E)に示すように、押圧部50が大きく後退される。これにより押圧部50の押圧面54はシャフト13の端面から離間する。そして、第1ピン52の先端部52aもシャフト13の第2凹部13cから離れて、シャフト13の支持は解除される。そしてその後、シャフト13が圧入されたインナギヤ30は、ワーク保持台70から取り除かれる。
【0041】
次に、本実施形態の圧入方法によって得られる作用を説明する。
図6に示すように、本実施形態でも、シャフト13の軸部13aとインナギヤ30の圧入孔30aとの軸心を合わせるために、調心用のテーパ部を設けるようにしている。すなわち圧入部材であるシャフト13の先端部周縁には軸側テーパ部13dが形成されている。また、被圧入部材であるインナギヤ30には、シャフト13の軸部13aが圧入される圧入孔30aが形成されており、この圧入孔30aの開口部には孔側テーパ部30cが形成されている。インナギヤ30はワーク保持台70に置かれており、インナギヤ30において圧入孔30aの中心軸に直交する端面30bは、ワーク保持台70に接触している。
【0042】
そして軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとが接触した状態で、シャフト13がインナギヤ30に対して押圧力Dにて押圧されると、軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとが接している接触部位Sには、押圧力Dの分力であってインナギヤ30をワーク保持台70に押し付ける第1分力F1が従来と同様に作用する。また、接触部位Sには、押圧力Dの分力であってインナギヤ30の圧入孔30aの半径方向に作用する分力、つまりインナギヤ30とシャフト13との軸心ずれを解消する方向にインナギヤ30を移動させる第2分力F2も従来と同様に作用する。
【0043】
ここで、本実施形態の圧入方法では、上記挿入工程にてインナギヤ30にシャフト13を圧入する前に、上述した荷重低下工程を行うようにしている。この荷重低下工程を行うことにより、シャフト13に付与される押圧荷重は、圧入時の押圧荷重よりも低くなり、軸部13aの先端部周縁と圧入孔30aの開口部とが調心用のテーパ部(軸側テーパ部13d及び孔側テーパ部30c)にて接触しているときに同テーパ部に作用する押圧荷重も、圧入時の押圧荷重よりも低くなる。そのため、インナギヤ30をワーク保持台70に押し付ける第1分力F1は、圧入前に押圧荷重を低下させない従来の圧入方法と比較して小さくなる。従って、インナギヤ30の端面30bとワーク保持台70の載置面74との間に生じる摩擦力も、押圧荷重を低下させない場合と比較して小さくなる。このようにして摩擦力が小さくなると、上記第2分力F2は、インナギヤ30の端面30bとワーク保持台70の載置面74との間に生じる摩擦力よりも相対的に大きくなる。そのため、上記第2分力F2によってインナギヤ30とシャフト13との軸心ずれが解消する方向(図6に示す矢印M方向)にインナギヤ30は移動しやすくなり、テーパ部による調心作用が得られ易くなる。従って、圧入過程において、シャフト13の軸部13a及びインナギヤ30の圧入孔30aの中心軸が一致し易くなり、シャフト13とインナギヤ30との組み付け精度が向上するようになる。
【0044】
また、上述した荷重低下工程では、シャフト13の端面に接触していた押圧部50を同シャフト13から離間させるようにしているため、シャフト13に付与される押圧荷重は確実に低下するようになる。また、このようにして押圧部50をシャフト13から離間させているときには、第1スプリング53の付勢力Hが作用する第1ピン52によって、シャフト13はインナギヤ30に付勢される。この第1スプリング53の付勢力Hは圧入荷重よりも小さくされているため、インナギヤ30の端面30bとワーク保持台70の載置面74との間に生じる摩擦力は十分に小さくなる。また、第1スプリング53の付勢力Hは、上記テーパ部(軸側テーパ部13d及び孔側テーパ部30c)、つまり軸側テーパ部13dと孔側テーパ部30cとが接している接触部位Sにおいて、インナギヤ30とシャフト13との軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30を移動させる第2分力F2を生じさせる。そのため、押圧部50からの圧入荷重が低下しているときでも、テーパ部による調心作用が得られるようになる。
【0045】
また、インナギヤ30に形成された圧入孔30aに対して、冶具としての上記第2ピン72が挿入されるため、圧入前においてインナギヤ30の位置が大きくずれてしまうことを抑えることができる。ここで、第2ピン72の外径は、圧入孔30aの内径よりも小さくされているため、軸心ずれが解消する方向(上記第2分力F2の作用方向)にインナギヤ30は移動することができる。従って、圧入前においてインナギヤ30の位置ずれを抑えつつ、テーパ部による調心作用が得られるようになる。なお、圧入孔30aに挿入される第2ピン72は、ワーク保持台70から出入り可能であり、挿入行程においては、圧入孔30aへの軸部13aの挿入が進むにつれて徐々にワーク保持台70の孔71内に収容されていく。従って、シャフト13の軸部13aを圧入孔30aに圧入するに際して、その第2ピン72が圧入の妨げになることもない。
【0046】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)シャフト13の軸部13aの先端部周縁及びインナギヤ30の圧入孔30aの開口部には、軸部13aの中心軸及び圧入孔30aの中心軸を調心するテーパ部をそれぞれ形成している。そして、ワーク保持台70に載置されたインナギヤ30に対してシャフト13を圧入する前には、軸部13aの先端部周縁と圧入孔30aの開口部とが上記テーパ部にて接触しているときにそのテーパ部に発生する分力であって圧入孔30aの半径方向に作用する第2分力F2を、ワーク保持台70とインナギヤ30との接触面で発生する摩擦力よりも大きくする工程を行うようにしている。
【0047】
従って、軸心ずれを解消する方向にインナギヤ30を移動させる第2分力F2が、ワーク保持台70とインナギヤ30との摩擦力よりも大きくなる。そのため、シャフト13の軸部13aとインナギヤ30の圧入孔30aとの軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30は移動しやすくなり、テーパ部による調心作用が得られ易くなる。こうして本実施形態によれば、圧入過程においてシャフト13の軸部13aの中心軸とインナギヤ30の圧入孔30aの中心軸とが一致し易くなり、シャフト13とインナギヤ30との組み付け精度が向上するようになる。
【0048】
(2)第2分力F2を上記摩擦力よりも大きくする工程として、上述した荷重低下工程を行うようにしている。つまり、シャフト13に付与される押圧荷重が、圧入時の押圧荷重よりも低くなるようにしている。そのため、インナギヤ30とワーク保持台70との間に生じる摩擦力は、押圧荷重を低下させない場合と比較して小さくなる。従って、上記第2分力F2を、インナギヤ30とワーク保持台70の接触面で発生する摩擦力よりも相対的に大きくすることができる。
【0049】
(3)シャフト13に当接して圧入荷重を付与する押圧部50と、押圧部50に設けられて圧入荷重よりも小さい付勢力を発生する第1スプリング53と、押圧部50に設けられて第1スプリング53の付勢力によりシャフト13をインナギヤ30に付勢する第1ピン52とを設けるようにしている。そして荷重低下工程では、シャフト13に当接した押圧部50を同シャフト13から離間させるとともに、第1ピン52によってシャフト13をインナギヤ30に付勢している。これによりシャフト13に付与される押圧荷重を確実に低下させることができる。また、第1スプリング53の付勢力は圧入荷重よりも小さくされているため、インナギヤ30とワーク保持台70との接触面で生じる摩擦力を十分に小さくすることができる。そして、第1スプリング53の付勢力は、上記テーパ部において、軸部13aと圧入孔30aとの軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30を移動させる第2分力F2を生じさせるため、テーパ部による調心作用を得ることができる。
【0050】
(4)インナギヤ30に圧入孔30aを形成している。ワーク保持台70には、そのワーク保持台70から出入りする第2ピン72を設けるようにしている。そして、圧入孔30aに第2ピン72を挿入するようにしている。そのため、圧入前においてインナギヤ30の大きな位置ずれを抑えることができる。また、第2ピン72の外径は、圧入孔30aの内径よりも小さくしているため、軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30は移動することができる。従って、圧入前においてインナギヤ30の大きな位置ずれを抑えつつ、テーパ部による調心作用が得られるようになる。なお、圧入孔30aに挿入される第2ピン72は、ワーク保持台から出入り可能なため、軸部13aを圧入孔30aに圧入するに際してその第2ピン72が圧入の妨げになることもない。
【0051】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・荷重低下工程で、押圧荷重の低下を繰り返し行うようにしてもよい。図7に、この変形例における荷重低下工程の一例を示す。
【0052】
図7に示すように、上述した接触工程にて押圧部50の前進停止が完了すると、この変形例における荷重低下工程では、まず、図7の(C1)に示すように、押圧部50を一旦後退させる、つまりワーク保持台70から離れる方向(図7の矢印P方向)に押圧部50を一旦移動させる後退行程を行う。この後退行程での押圧部50の後退量も、上記実施形態と同様に、第1スプリング53の付勢力が作用する第1ピン52によってシャフト13がインナギヤ30に付勢されるように設定する。この後退行程により、テーパ部(軸側テーパ部13d及び孔側テーパ部30c)にてシャフト13の先端部周縁が圧入孔30aの開口部に接触している状態を維持しつつ、押圧荷重は低下される。
【0053】
次に、図7の(C2)に示すように、押圧部50を前進させる、つまりワーク保持台70に近づく方向(図7に示す矢印G方向)に押圧部50を移動させて押圧面54をシャフト13の端面に接触させる前進行程を行う。
【0054】
次に、図7の(C3)に示すように上述した後退行程を再び行い、次に、図7の(C4)に示すように上述した前進行程を再び行い、次に、図7の(C5)に示すように上述した後退行程を再び行って荷重低下工程を完了させる。そして、荷重低下工程を完了した後、上述した挿入行程を引き続き行う。なお、この変形例では後退行程を3回(C1、C3、C5)行うようにしたが、この回数は適宜変更することができる。
【0055】
このようにして押圧荷重の低下を繰り返し行うようにすると、押圧荷重が低下される毎に、インナギヤ30は軸心ずれが解消する方向に移動するため、テーパ部による調心作用がより確実に得られるようになる。
【0056】
・圧入孔30aに上記第2ピン72を挿入することで、圧入時におけるインナギヤ30の位置を保持するようにした。この他、荷重低下工程において、軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30が移動可能であれば、他の態様でインナギヤ30を保持するようにしてもよい。例えば、図8の(A)に示すように、圧入前においてインナギヤ30をチャック500で把持する。ただし、図8の(B)に示すように、荷重低下工程以降ではチャック500の把持部510を解放する。この保持方法によれば、圧入前においてインナギヤ30がチャック500で把持されるため、圧入前におけるインナギヤ30の位置ずれを確実に抑えることができる。一方、上述した荷重低下工程以降ではチャック500に設けられた把持部510が解放されるため、軸心ずれが解消する方向にインナギヤ30は移動することができる。従って、圧入前においてインナギヤ30の位置ずれを確実に抑えつつ、テーパ部による調心作用が得られるようになる。
【0057】
・上述した荷重低下行程では、テーパ部にて軸部13aの先端部周縁が圧入孔30aの開口部に接触している状態を維持しつつ押圧荷重を低下させるために、押圧部50を後退させて押圧面54をシャフト13の端面から離間させるとともに第1ピン52でシャフト13をインナギヤ30に付勢するようにした。しかし、この他の態様で荷重低下行程を行ってもよい。例えば、押圧部50の押圧面54をシャフト13の端面に接触させた状態で、押圧部50を微小ストロークで前進動作及び後退動作させることにより、押圧部50からシャフト13に付与される押圧荷重を低下させるようにしてもよい。
【0058】
・上記実施形態では、シャフト13の軸部13aの先端部周縁に軸側テーパ部13dを形成するとともに、インナギヤ30の圧入孔30aの開口部に孔側テーパ部30cを形成するようにした。この他、図9に示すように、軸側テーパ部13dのみを形成するようにしてもよい。また、図10に示すように、孔側テーパ部30cのみ形成するようにしてもよい。
【0059】
・上記実施形態では、シャフト13を圧入部材、インナギヤ30を被圧入部材とし、インナギヤ30に対してシャフト13を圧入方向に移動させるようにした。この他、シャフト13を被圧入部材、インナギヤ30を圧入部材とし、シャフト13に対してインナギヤ30を圧入方向に移動させるようにしてもよい。
【0060】
・第1ピン52や第2ピン72に付勢力を与える弾性部材としてスプリングを用いたが、この他の弾性部材、例えばゴム等を用いるようにしてもよい。
・上記実施形態では、本発明にかかる圧入方法の一例として、内接式ギヤポンプのシャフト13をインナギヤ30に圧入する方法に適用した。しかし、本発明の適用対象は、これらシャフト13及びインナギヤ30の圧入方法に限定されるものでは無く、この他の圧入部材を被圧入部材に圧入する方法にも適用することができる。
【0061】
・第2分力F2を、ワーク保持台70とインナギヤ30との接触面で発生する摩擦力よりも大きくするために上記荷重低下工程を行うようにしたが、この他の態様で第2分力F2を同摩擦力よりも大きくするようにしてもよい。
【符号の説明】
【0062】
1…ポンプ、2…ポンプケース、2c…収容穴、4…ポンププレート、4a…端面、5…モータケース、6…電動モータ、7…制御基板、8…カバー、10…ステータ、11…支持部、12…ロータ、13…シャフト、13a…軸部、13b…第1凹部、13c…第2凹部、13d…軸側テーパ部、14…ベアリング、20…アウタギヤ、30…インナギヤ、30a…圧入孔、30b…端面、30c…孔側テーパ部、50…押圧部、51…孔、52…第1ピン、52a…先端部、53…第1スプリング、54…押圧面、70…ワーク保持台、71…孔、72…第2ピン、72a…先端部、73…第2スプリング、74…載置面、100…圧入部材、100a…軸側テーパ部、200…被圧入部材、200a…孔側テーパ部、200b…孔、200c…端面、400…ワーク保持台、500…チャック、510…把持部。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12