圧入方法および圧入装置
【課題】圧接係合面が周方向の一部で非圧接部に隣接する場合に、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を防止できる圧入方法および圧入装置を提供する。
【解決手段】圧入部品３１に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、被圧入部品３２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、圧入部品３１および被圧入部品３２に、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、その圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成しておき、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する際に、被圧入部品３２に対し、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加える。
【解決手段】圧入部品３１に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、被圧入部品３２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、圧入部品３１および被圧入部品３２に、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、その圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成しておき、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する際に、被圧入部品３２に対し、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入方法および圧入装置に関し、特に圧入嵌合部位に振動を加えつつ圧入を行うようにした圧入方法および圧入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品のような高剛性の部品同士を圧入嵌合（圧力ばめ）させる場合に、その圧入嵌合部位に振動を加えることで、圧入荷重（推力）の低減やバリの防止を図るようにした圧入方法および圧入装置が知られている。
【０００３】
例えば、圧入部品に圧入推力を加える圧入ポンチに対して超音波振動を付与する超音波振動子を設けるとともに、その圧入ポンチを圧入方向に往復直線運動可能に案内するスライドガイド機構を設けることで、圧入ポンチから圧入部品に加えられる圧入推力に超音波振動の加振力を重ねるとともに、圧入部品に対する圧入ポンチの作用点の位置ずれを防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、被圧入物側に対して圧入方向と直交する半径方法に超音波振を加える加振機構を設けることで、大物部品の圧入する場合でも圧入ヘッドの推力を比較的小さく抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９６６１５号公報
【特許文献２】特開２００７−０２１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような圧入方法および圧入装置にあっては、圧入部品および被圧入部品のいずれかが穴部や凹部等を有する場合に、圧入部品および被圧入部品の圧入中に両圧入嵌合部品が圧接する圧接係合面の周方向の一部に、圧接係合面と穴部や凹部等に対応する非圧接部とが隣接するエッジが形成されるため、圧入時にこのエッジによってバリやかじりが発生し易くなってしまうという問題があった。
【０００７】
勿論、エッジを無くすような面取り加工や圧入嵌合代（締め代）の低減を図ることはできるが、加工数の増加や高加工精度が要求されるため、加工コスト高を招いてしまう。
【０００８】
また、組付け時の締め代を減らす焼きばめ等の技術もあるが、部品精度が低下したり圧入嵌合部に酸化物等が残留したりするため、精密部品に不向きであるばかりか、高温に加熱するために設備コストが高くなり、やはりコスト高を招いてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合に、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を防止することができる圧入方法および圧入装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る圧入方法は、上記課題解決のため、（１）一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品に、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを形成しておき、前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とするものである。
【００１１】
この圧入方法では、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加える。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる。
【００１２】
本発明の圧入方法においては、（２）前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することが好ましい。
【００１３】
この場合、一方の圧入嵌合部品が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域では圧入嵌合代が減少することになり、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００１４】
本発明の圧入方法においては、（３）前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することが好ましい。
【００１５】
この場合、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域でのバリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００１６】
本発明に係る圧入装置は、上記課題を解決するため、（４）一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入するよう前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加える圧入ヘッドと、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構と、前記圧入方向の軸線回りにおける前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構と、を備えた圧入装置であって、前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品が、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを有していることを条件に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする。
【００１７】
この圧入装置では、一方の圧入嵌合部品が他方の圧入嵌合部品に圧入されるとき、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力が加えられる。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる。
【００１８】
本発明の圧入装置においては、（５）前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えているのがよい。
【００１９】
これにより、一方の圧入嵌合部品が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少することになる。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域では圧入嵌合代が減少することになり、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００２０】
本発明の圧入装置においては、（６）前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えているのが好ましい。
【００２１】
この場合、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域でのバリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧入方法を実施する圧入装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される部品の断面図であり、図２（ａ）は圧入部品の非圧接部付近における横断面を示し、図２（ｂ）は被圧入部品の非圧接部付近における横断面を示している。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される被圧入部品の圧入穴の横方向振動時の変形状態の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される圧入部品および被圧入部品の加工中の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る圧入方法で圧入加工される部品の断面図であり、図５（ａ）は圧入部品の非圧接部付近における横断面を示し、図５（ｂ）は被圧入部品の非圧接部付近における横断面を示している。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧入方法で圧入加工される被圧入部品の圧入穴の横方向振動時の変形状態の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧入装置で圧入加工される圧入部品および被圧入部品の加工中の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１ないし図４は、本発明を、超音波振動を用いる圧入方法および圧入装置に適用した第１実施形態を示している。なお、本実施形態では、超音波振動を用いるが、超音波振動以外（可聴周波数域内）の振動を用いるものであってもよい。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施形態の圧入装置１０は、圧入用推力発生機構１１と、超音波振動ユニット１２および図示しないワーク把持用のアタッチメントが装着された圧入ヘッド１３と、その圧入ヘッド１３の下方にワーク配置部１７を有する架台１８と、を備えている。
【００２７】
また、圧入装置１０は、金属製の有底円筒状の圧入部品３１（一方の圧入嵌合部品）をこれと略同等な線膨張係数を有する金属製の環状の被圧入部品３２（他方の圧入嵌合部品）の圧入穴３２ｈの内部に圧入嵌合させるものであり、圧入部品３１を圧入ヘッド１３側で保持し、被圧入部品３２を架台１８のワーク配置部１７上に配置した状態で、圧入用推力発生機構１１によって圧入ヘッド１３を下降させて、その圧入作業を行うようになっている。
【００２８】
圧入用推力発生機構１１は、詳細を図示しないが、直動出力が可能な公知のアクチュエータ類、例えば流体圧（液圧または空気圧）作動シリンダよって構成される。ただし、圧入用推力発生機構１１は、圧入ヘッド１３に圧入方向への押圧力である圧入推力を発生させるとともに圧入ヘッド１３の位置を制御できる機構であればよく、例えばボールねじ等の運動変換機構（回転運動と直線運動の変換が可能な機構）と電動モータその他のモータとの組合せで構成されてもよいし、ロボットによって構成されてもよい。
【００２９】
超音波振動ユニット１２は、詳細を図示しないが、例えば圧電素子を用いて超音波振動を励起する振動子１２ａを圧入ヘッド１３の上端部に固着したもので、圧入ヘッド１３と共に圧入用推力発生機構１１により支持されている。この超音波振動ユニット１２は、圧入ヘッド１３を圧入方向に超音波振動させることができる。ここでの超音波振動は、圧入部品３１や被圧入部品３２の材質、嵌合部位の大きさや形状等に応じて適宜設定され、例えば振動周波数が２０ｋＨｚ以上で、その振動振幅が数１０μｍ程度になるように調整される。
【００３０】
超音波振動ユニット１２による発振の周波数や振幅、発振の有無等は、超音波発振制御回路２１により制御されるようになっている。この超音波発振制御回路２１は、例えば超音波振動ユニット１２の超音波振動子を所定の周波数および振幅で振動させるよう、印加電圧の変動周波数制御や電力増幅、昇圧等を実行することができる。また、超音波発振制御回路２１には、超音波振動ユニット１２の超音波振動振幅を設定値に保つよう、圧入負荷に応じて供給電力を増大させる定振幅化回路等が設けられている。
【００３１】
さらに、超音波発振制御回路２１は、圧入作業全体を制御する圧入制御回路２２から、超音波振動ユニット１２の駆動または停止の指令、駆動周波数、振幅等の指令値をそれぞれ入力し、それらの指令値に従って超音波振動ユニット１２の超音波発振制御を実行するようになっている。
【００３２】
なお、超音波振動ユニット１２は、圧電素子でなく、超磁歪素子と駆動コイルを用いて超音波振動を励起するものであってもよい。その場合、超音波発振制御回路２１でなく、駆動コイルに対する電流制御によって超磁歪素子に対する磁界を変化させ、超磁歪素子を軸方向に伸縮変形させることで圧入ヘッド１３を圧入方向に超音波振動させる駆動回路が用いられることになる。
【００３３】
超音波振動ユニット１２が装着された圧入ヘッド１３は、圧入用推力発生機構１１の先端部に着脱可能に保持されている。この圧入ヘッド１３は、圧入部品３１および被圧入部品３２のうちいずれか一方、例えば圧入部品３１に対して圧入用推力発生機構１１からの圧入方向の推力（圧入推力）を加えるようになっており、圧入部品３１を他方の圧入嵌合部品である被圧入部品３２の圧入穴３２ｈの内部に圧入嵌合させることができる。
【００３４】
また、圧入ヘッド１３は、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入させるための押圧力である圧入推力に加えて、圧入部品３１を圧入方向に振動させる超音波の振動推力を加えることができるようになっている。そのため、圧入ヘッド１３は、例えばその主要部（ヘッド部分）が、圧入方向において超音波の波長の整数倍の長さを有しており、超音波振動ユニット１２の発振周波数で共振振動できるようになっている。
【００３５】
さらに、圧入ヘッド１３は、圧入部品３１が被圧入部品３２に圧入される間、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄに対し図１中で下向きの圧入推力を加え続ける一方で、超音波振動ユニット１２からの超音波振動の振動推力によって、圧入部品３１に対して間欠的な振動推力（ハンマリング効果を生じる衝撃荷重）を加えることができるようになっている。
【００３６】
なお、圧入ヘッド１３の先端面１３ｄの直径は、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄの直径に応じて、所要の加振や加圧が可能な接触面積が得られるように設定されている。また、圧入部品３１に対する圧入ヘッド１３の押圧範囲は、圧入部品３１が軸方向一端面３１ｄ側に段付き形状や面取り形状等を有する場合には、軸方向一端面３１ｄの周囲のそのような段差面やチャンファ面等に及んでもよい。この圧入ヘッド１３は、前記把持用アタッチメントに代えて、またはその把持用アタッチメントと共に、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄの近傍で圧入部品３１の外周面にゴム弾性体等を介して係合し、圧入部品３１を圧入姿勢に保持するものであってもよい。
【００３７】
一方、圧入ヘッド１３の下方に配置された架台１８のワーク配置部１７には、圧入部品３１が圧入される被圧入部品３２（他方側の圧入嵌合部品）の圧入穴３２ｈより大径の逃げ穴１７ａと、被圧入部品３２を支持する受け面１７ｂとが形成されている。
【００３８】
また、架台１８のワーク配置部１７の近傍には、被圧入部品３２に対して圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構１５が設けられている。
【００３９】
この加振機構１５は、圧入方向に延びる圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１の回りに等角度間隔に位置する複数、例えば一対の加振ユニット１６によって構成されている。
【００４０】
これら一対の加振ユニット１６は、それぞれ被圧入部品３２に当接および離隔可能で互いに協働して被圧入部品３２を保持および挟圧することができる一対のクランプ部材１６ａと、これらクランプ部材１６ａを圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１上の被圧入部品３２に向けて支持する一対の支持台１６ｂと、によって構成されている。
【００４１】
一対のクランプ部材１６ａを有する加振ユニット１６は、圧入ヘッド１３と共に、圧入方向の軸線Ｃ１の回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構１９を構成している。
【００４２】
一対の支持台１６ｂは、一対のクランプ部材１６ａを介して被圧入部品３２を軸線Ｃ１上に位置決めするよう互いに接近する接近位置と、一対のクランプ部材１６ａを被圧入部品３２から離脱させるよう互いに離隔する離隔位置とに移動できるよう、架台１８上に移動可能に支持されている。
【００４３】
また、一対の支持台１６ｂは、それぞれ圧電素子を用いて圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１と直交する被圧入部品３２の半径方向（図１中の左右方向；以下、横方向ともいう）に超音波振動を励起することができる振動励起部１６ｃを内蔵している。そして、これら一対の支持台１６ｂは、一対のクランプ部材１６ａが被圧入部品３２を挟圧・保持している状態下で、これら一対のクランプ部材１６ａを横方向に超音波振動させるよう、一対のクランプ部材１６ａに対して超音波振動の加振力を加えることができるようになっている。
【００４４】
振動励起部１６ｃで励起される超音波振動は、圧入部品３１や被圧入部品３２の材質、嵌合部位の大きさや形状等に応じて適宜設定され、例えば振動周波数が２０ｋＨｚ以上で、その振動振幅が数１０μｍ程度になるように調整される。また、振動励起部１６ｃでの発振の周波数や振幅、発振の有無等は、圧入作業全体を制御する圧入制御回路２２からの指令信号に従って、超音波発振制御回路２５より制御されるようになっている。この超音波発振制御回路２５は、例えば振動励起部１６ｃの超音波振動子を所定の周波数および振幅で振動させるよう、印加電圧の変動周波数制御や電力増幅、昇圧等を実行することができる。また、超音波発振制御回路２５には、振動励起部１６ｃの超音波振動振幅や位相を設定条件に適合させるよう、圧入負荷に応じて供給電力を増大させる定振幅化回路等が設けられている。
【００４５】
ところで、圧入部品３１および被圧入部品３２は、圧入時に互いに圧接する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２と、圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを有している。
【００４６】
ここで、圧接係合面ｆ１は、圧入部品３１の円筒状の外周面であり、圧接係合面ｆ２は、被圧入部品３２の圧入穴３２ｈの内周壁面である。また、非圧接部ｆ３は、圧入部品３１の外周壁の一部を互いに平行なカット面３１ａ（図２参照）を有するように対称に切り欠いた一対の平行カット部（切欠き部）であり、非接触部ｆ４は、被圧入部品３２に軸線と直交する方向に穿設された一対の径方向の通路孔３２ａが被圧入部品３２の圧入穴３２ｈに開口する部分である。
【００４７】
圧入部品３１は、一対の平行カット部からなる非圧接部ｆ３の中央部に半径方向の連通孔３１ｂを有するとともに、軸線方向に延びる有底の中心孔３１ｃを有している。また、被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａは、圧入穴３２ｈから外周面３２ｆまで半径方向に貫通している。そして、圧入部品３１が被圧入部品３２の圧入穴３２ｈに所定深さまで圧入されると、圧入部品３１の中心孔３１ｃと被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａとが一対の連通孔３１ｂを介して連通するようになっている。
【００４８】
一方、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置が圧入開始可能な特定範囲内に制限されたとき、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２への超音波振動の加振方向と、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向とが略一致するようになっている。
【００４９】
すなわち、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加えられる横方向の超音波振動の加振力は、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向に向けて加えられるようになっている。
【００５０】
ここにいう特定の半径方向とは、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接して形成されるエッジ３１ｅ，３２ｅ（図１、図４参照）を通る半径方向であり、より好ましくは、図１に示すように、圧入部品３１の一対の連通孔３１ｂの中心軸線および被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａの中心軸線に対し平行になる半径方向である。
【００５１】
一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加えられる横方向の超音波振動の加振力をこのように方向付けるのは、圧接係合面ｆ１，ｆ２がその周方向の一部で非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接する部分にエッジ３１ｅ，３２ｅを形成し、圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入時にエッジ３１ｅ，３２ｅによってバリやかじりを生じる可能性がある角度範囲について、一対の加振ユニット１６から横方向の超音波振動の加振力によって、圧入部品３１および被圧入部品３２の間の圧入嵌合代を短周期で間欠的に十分に減少させるためである。
【００５２】
圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加わる圧入推力を、例えば圧入用推力発生機構１１と圧入ヘッド１３の間に介在する推力センサ２３によって検出し、その圧入推力（振動推力の変動成分を含まない推力）を一定範囲内に、例えば一定値に維持するように、圧入用推力発生機構１１の推力および先端位置を制御する推力制御回路２４に検出推力をフィードバックするようになっている。あるいは、圧入制御回路２２は、予め圧入ストローク毎に設定された設定圧入荷重となるように、圧入用推力発生機構１１の推力および先端位置を特定する指令信号を出力するようになっている。そのような推力や位置の制御自体は公知であり、ここでは詳述しない。
【００５３】
また、圧入制御回路２２は、超音波発振制御回路２５と協働して、圧入加工中に加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の大きさ、周期および位相等を、圧入ヘッド１３からの縦方向の振動推力による圧入部品３１の振動（軸方向に伸縮およびその伸縮に伴うポアソン効果による径方向の寸法変化）の周期や位相に応じて制御する機能を有している。
【００５４】
具体的には、圧入制御回路２２には、圧入部品３１および被圧入部品３２についての予めの圧入試験の結果に基づいて設定された圧入加工条件が記憶格納されている。
【００５５】
ここでの圧入加工条件とは、特に、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える圧入推力および縦方向の振動推力と、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力とについて、その圧入推力の大きさ、それに対応する縦方向および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力に対する加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の位相差等である。ここでの縦方向の振動推力および横方向の振動推力の振動周期は、例えば互いに同一であるが、場合によっては、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力の周波数を、加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の振動周波数の整数倍にすることもできる。
【００５６】
また、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力に対する一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の位相差については、前記圧入試験の結果に基づいて、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向一方側（圧入深さの増加側）に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように設定されている。この条件は、好ましくは、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代がその変動範囲の中心値（平均値）より減少することで締め代が十分に小さくなるタイミングとが略一致する条件として設定されている。
【００５７】
さらに、縦方向の振動推力に対する横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位３３において圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるように設定されている。そして、このような縦方向の振動推力および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入加工対象である圧入部品３１および被圧入部品３２等のワークの物性、形状、超音波振動特性等に基づいて、ワーク毎にあるいは、同一のワークであっても環境温度や部品のばらつき情報に応じて、可変設定されるようになっている。
【００５８】
すなわち、圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向振動および加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構となっている。
【００５９】
次に、上述の圧入装置１０を用いて実行される本発明の第１実施形態の圧入方法について説明する。
【００６０】
本実施形態の圧入方法では、準備段階で、まず、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、該圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成した、圧入部品３１および被圧入部品３２を、それぞれ準備する。
【００６１】
そして、圧入加工段階では、例えば圧入部品３１および被圧入部品３２に対応するワーク種別を選択することで、そのワークに対応する加工条件を予め記憶格納された複数種の加工条件のうちから選択して設定する。
【００６２】
すなわち、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入するに際し、まず、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える一定範囲内の圧入推力の値を設定する。
【００６３】
また、圧入部品３１が圧入ヘッド１３からの縦方向の超音波振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように、圧入制御回路２２における縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００６４】
さらに、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位３３で圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、すなわち、前記特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代の間欠的な減少の減少度合いを最大にするように、縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００６５】
このような加工条件の設定を完了した後、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置を圧入開始可能な特定範囲内に制限して、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２への超音波振動の加振方向と、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向を略一致させる。
【００６６】
次いで、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入するが、その際、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に圧入方向に向かう圧入推力および縦方向の超音波振動の加振力を加えるとともに、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００６７】
すなわち、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する段階で、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に横方向の超音波振動の加振力を加えるときには、その加振力は、圧入部品３１および被圧入部品３２の前記特定の半径方向に向けられる。
【００６８】
次に、作用について説明する。
【００６９】
上述のように構成された本実施形態の圧入方法においては、圧入時に、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に予め設定された一定範囲内の圧入推力が加わるように、圧入用推力発生機構１１の作動を制御する。
【００７０】
そして、超音波振動ユニット１２と共に縦方向に超音波振動する圧入ヘッド１３によって、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄに対して、圧入推力と間欠的な振動推力の合成力を加える。
【００７１】
このとき、圧入部品３１は、その弾性範囲内で、圧入方向に圧縮されるとともにポアソン効果によって径寸法に膨張する状態と、圧入方向に伸長するよう弾性回復するとともにポアソン効果によって径寸法に収縮する状態とを、交互に繰り返すことになる。
【００７２】
一方、このような状態において、被圧入部品３２には、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００７３】
このとき、被圧入部品３２は、図３に示すように、非圧接部ｆ３，ｆ４が位置する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部を通る半径方向、すなわち、特定の半径方向に拡径してその方向に圧入穴３２ｈを拡径させる状態Ａと、特定の半径方向に縮径してその方向に圧入穴３２ｈを縮径させる状態Ｂとを、交互に繰り返すことになる。
【００７４】
したがって、圧入部品３１の圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部が非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接するエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合であっても、圧入時のエッジ３１ｅ，３２ｅの通過領域では圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少することになり、面取りや高精度加工、あるいは焼きばめ等のために加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を有効に抑制できることになる。
【００７５】
特に、本実施形態においては、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させる。さらに、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位で圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させる。したがって、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が十分に減少する。
【００７６】
よって、圧入部品３１および被圧入部品３２の圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部がエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合でも、そのエッジ３１ｅ，３２ｅの通過領域では、圧入部品３１および被圧入部品３２の間の摩擦が大幅に軽減され、バリやかじりの発生が非常に有効に抑制される。
【００７７】
このように、本実施形態の圧入方法においては、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する際に、被圧入部品３２に対して特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入部品３１および被圧入部品３２が圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接するエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態の圧入装置１０では、圧入制御回路２２が縦方向振動および横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構として機能し、圧入部品３１および被圧入部品３２以外の多品種のワークが圧接係合面と非圧接部を有する場合においても、一方の圧入嵌合部品が他方の圧入嵌合部品に圧入される方向に加振されるとき、両圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少する。したがって、圧接係合面と非圧接部を有する多品種のワークに対して、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００７９】
（第２実施形態）
図５ないし図７は、本発明の第２実施形態を示している。
【００８０】
図５ないし図７に示すように、この第２実施形態は、圧入加工対象のワーク形状が上述の第１実施形態とは異なり、ワークに対し加振機構により加える横方向の超音波振動の加振力の向きと加振箇所の数が、第１実施形態とは相違する。ただし、装置構成自体は、第１実施形態における１８０度間隔の複数の加振ユニット１６に代えて、これらの加振ユニット１６と同様な３つの加振ユニット１６を架台１８上に１２０度間隔で配置し、これら３つの加振ユニット１６に対して圧入制御回路２２および超音波発振制御回路２５による制御が実行される以外は、第１実施形態と略同様である。
【００８１】
したがって、ここでは、第１実施形態と同一またはそれに相当する構成については図１ないし図４に示した対応する構成要素の符号を用い、特に、第１実施形態と相違するワークとその圧入を実施するため圧入制御回路２２の制御内容について詳述する。
【００８２】
まず、装置構成について説明すると、本実施形態の圧入装置１０は、図５（ａ）および図５（ｂ）と図７とに示すように、軸方向の一部に３面カット部を有する丸棒の圧入部品４１（一方の圧入嵌合部品）をこれと略同等な線膨張係数を有する環状の被圧入部品４２（他方の圧入嵌合部品）の圧入穴４２ｈの内部に圧入嵌合させるようになっており、圧入部品４１を圧入ヘッド１３側で保持し、被圧入部品４２を架台１８のワーク配置部１７上に配置した状態で、圧入用推力発生機構１１によって圧入ヘッド１３を下降させて、その圧入作業を行うようになっている。
【００８３】
圧入部品４１および被圧入部品４２は、圧入時に互いに圧接する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２と、圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを有している。ここで、圧接係合面ｆ１は、圧入部品４１の円筒状の外周面であり、圧接係合面ｆ２は、被圧入部品４２の圧入穴４２ｈの内周壁面である。また、非圧接部ｆ３は、圧入部品４１の外周壁の一部を互いに等角度間隔（ここでは６０度間隔）に３面カットしたカット面４１ａ（図５（ａ）および図７参照）を有するように対称に切り欠いた３つの切欠き部であり、非接触部ｆ４は、被圧入部品４２に軸線と直交する方向に穿設された３つの孔４２ａが被圧入部品４２の圧入穴４２ｈに開口する部分である。なお、孔４２ａは、ボルト穴、圧入ピンの圧入孔、加工用の作業孔、ガイド穴等のいずれであってもよいし、凹部でもよい。また、孔４２ａを有する非接触部ｆ４は、無くてもよい。
【００８４】
３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加えられる横方向の超音波振動の加振力は、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向に向けて加えられるようになっている。すなわち、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品４１および被圧入部品４２の回転角度位置が圧入開始可能な特定範囲内に制限されたとき、３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２への超音波振動の加振方向と、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向とが略一致するようになっている。
【００８５】
ここでの特定の半径方向とは、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接して形成されるエッジ４１ｅ，４２ｅを通る半径方向であり、より好ましくは、圧入部品４１の３つのカット面４１ａの法線方向であって被圧入部品４２の３つの孔４２ａの中心軸線に対し平行になる３つの半径方向である。
【００８６】
一方、圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向振動および加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構となっており、この圧入制御回路２２には、圧入部品４１および被圧入部品４２についての予めの圧入試験の結果に基づいて設定された圧入加工条件が記憶格納されている。
【００８７】
この圧入加工条件は、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える圧入推力および縦方向の振動推力と、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力とについて、第１実施形態の場合と同様に設定される。すなわち、圧入推力の大きさ、それに対応する縦方向および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向の振動推力に対する加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力の位相差等が設定される。ここでの縦方向の振動推力および横方向の振動推力の振動周期は、例えば互いに同一である。
【００８８】
圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向の振動推力と、３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力との位相差に関しても、前記圧入試験の結果に基づいて、第１実施形態の場合と同様な観点で条件設定がなされている。
【００８９】
すなわち、圧入制御回路２２は、圧入部品４１が縦方向振動の加振力によって圧入方向一方側（圧入深さの増加側）に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように設定されている。この条件は、好ましくは、圧入部品４１が縦方向振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代がその変動範囲の中心値（平均値）より減少することで締め代が十分に小さくなるタイミング（図６（ａ）の状態Ａのとき）とが略一致する条件である。
【００９０】
さらに、縦方向の振動推力に対する横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入部品４１および被圧入部品４２の嵌合部位４３において圧入部品４１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品４２が特定の半径方向に拡径するタイミング（図６（ａ）の状態Ａのとき）とを同期させるように設定されている。
【００９１】
次に、本実施形態の圧入方法について説明すると、準備段階では、まず、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、該圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成した、圧入部品４１および被圧入部品４２を、それぞれ準備する。
【００９２】
そして、圧入加工段階では、例えば圧入部品４１および被圧入部品４２に対応するワーク種別を選択することで、そのワークに対応する加工条件を予め記憶格納された複数種の加工条件のうちから選択して設定する。
【００９３】
すなわち、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入するに際し、まず、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える一定範囲内の圧入推力の値を設定する。
【００９４】
また、圧入部品４１が圧入ヘッド１３からの縦方向の超音波振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように、圧入制御回路２２における縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００９５】
さらに、圧入部品４１および被圧入部品４２の嵌合部位３３で圧入部品４１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品４２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、すなわち、前記特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代の間欠的な減少の減少度合いを最大にするように、縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００９６】
このような加工条件の設定を完了した後、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品４１および被圧入部品４２の回転角度位置を圧入開始可能な特定範囲内に制限して、一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２への超音波振動の加振方向と、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向を略一致させる。
【００９７】
次いで、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入するが、その際、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に圧入方向に向かう圧入推力および縦方向の超音波振動の加振力を加えるとともに、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００９８】
すなわち、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入する段階で、加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に横方向の超音波振動の加振力を加えるときには、その加振力は、圧入部品４１および被圧入部品４２の前記特定の半径方向に向けられる。
【００９９】
このように、本実施形態においても、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入する際に、被圧入部品４２に対して特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、図６（ａ）および図６（ｂ）の状態Ａ，Ｂのように、被圧入部品４２を特定の半径方向に間欠的に拡径させ、圧入部品４１および被圧入部品４２が圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部で非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【０１００】
なお、上述の各実施形態においては、圧入ヘッド１３が、超音波振動ユニット１２からの超音波振動の振動推力によって、圧入部品３１，４１を圧入方向に超音波振動させる構成となっていたが、被圧入部品３２，４２を圧入方向に超音波振動させる構成を採用し得ることはいうまでもない。
【０１０１】
また、圧入ヘッド１３は、架台１８側に支持され、推力センサ２３のような圧入荷重センサの検知情報に基づいて高さ位置制御される昇降台等に支持されてもよく、被圧入部品３２，４２を圧入方向に移動させるとともに加圧するものとして構成されてもよい。その場合、被圧入部品３２，４２が本発明にいう一方の圧入嵌合部品となり、圧入部品３１，４１が他方の圧入嵌合部品となる。
【０１０２】
圧入部品３１，４１および被圧入部品３２，４２の形状や材質が特に限定されないことはいうまでもなく、本発明にいう一方および他方の圧入嵌合部品は、必ずしも円柱状の部品と丸穴を有する部品に限定されない。すなわち、圧入部材および被圧入部材が、非円形の圧接係合面を形成するように圧入嵌合する場合であってもよいし、周方向に分断された複数の圧接係合面が係合されてもよく、その場合、非圧接部は溝状その他の任意の形態で圧接係合面の周方向の一部に隣接することになる。
【０１０３】
また、上述の各実施形態では、圧入部品３１，４１にエッジ３１ｅ，３２ｅが形成されるとともに、被圧入部品３２，４２にエッジ４１ｅ，４２ｅが形成されるものとしたが、片側だけに形成される場合であってもよい。
【０１０４】
勿論、圧接係合面と非圧接部が隣接する部位における明確なエッジをなくす程度に、ワークに対してバレル研磨等が施されたり面取りがなされる場合であっても、本発明は、圧接係合面の周方向の一部で他の部分よりバリやかじりその他の圧接係合面における不具合が生じ易いワークの圧入加工において、そのような不具合を解消し得るものであり、エッジは必ずしも必要ではない。
【０１０５】
以上説明したように、本発明は、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。このような本発明は、圧入嵌合部位に振動を加えつつ圧入を行うようにした圧入方法および圧入装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 圧入装置
１１ 圧入用推力発生機構
１２ 超音波振動ユニット
１２ａ 振動子
１３ 圧入ヘッド
１３ｄ 先端面
１５ 加振機構
１６ 加振ユニット
１６ａ クランプ部材
１６ｂ 支持台
１６ｃ 振動励起部
１７ ワーク配置部
１８ 架台
１９ 回転角度制限機構
２１，２５ 超音波発振制御回路
２２ 圧入制御回路
２３ 推力センサ
２４ 推力制御回路
３１；４１ 圧入部品
３１ａ；４１ａ カット面
３１ｂ 連通孔
３１ｃ 中心孔
３１ｄ 軸方向一端面
３１ｅ，３２ｅ；４１ｅ，４２ｅ エッジ
３２；４２ 被圧入部品
３２ａ 通路孔
３２ｆ 外周面
３２ｈ；４２ｈ 圧入穴
３３；４３ 嵌合部位
４２ａ 孔
Ｃ１ 軸線
ｆ１，ｆ２ 圧接係合面
ｆ３，ｆ４ 非圧接部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入方法および圧入装置に関し、特に圧入嵌合部位に振動を加えつつ圧入を行うようにした圧入方法および圧入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品のような高剛性の部品同士を圧入嵌合（圧力ばめ）させる場合に、その圧入嵌合部位に振動を加えることで、圧入荷重（推力）の低減やバリの防止を図るようにした圧入方法および圧入装置が知られている。
【０００３】
例えば、圧入部品に圧入推力を加える圧入ポンチに対して超音波振動を付与する超音波振動子を設けるとともに、その圧入ポンチを圧入方向に往復直線運動可能に案内するスライドガイド機構を設けることで、圧入ポンチから圧入部品に加えられる圧入推力に超音波振動の加振力を重ねるとともに、圧入部品に対する圧入ポンチの作用点の位置ずれを防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、被圧入物側に対して圧入方向と直交する半径方法に超音波振を加える加振機構を設けることで、大物部品の圧入する場合でも圧入ヘッドの推力を比較的小さく抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９６６１５号公報
【特許文献２】特開２００７−０２１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような圧入方法および圧入装置にあっては、圧入部品および被圧入部品のいずれかが穴部や凹部等を有する場合に、圧入部品および被圧入部品の圧入中に両圧入嵌合部品が圧接する圧接係合面の周方向の一部に、圧接係合面と穴部や凹部等に対応する非圧接部とが隣接するエッジが形成されるため、圧入時にこのエッジによってバリやかじりが発生し易くなってしまうという問題があった。
【０００７】
勿論、エッジを無くすような面取り加工や圧入嵌合代（締め代）の低減を図ることはできるが、加工数の増加や高加工精度が要求されるため、加工コスト高を招いてしまう。
【０００８】
また、組付け時の締め代を減らす焼きばめ等の技術もあるが、部品精度が低下したり圧入嵌合部に酸化物等が残留したりするため、精密部品に不向きであるばかりか、高温に加熱するために設備コストが高くなり、やはりコスト高を招いてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合に、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を防止することができる圧入方法および圧入装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る圧入方法は、上記課題解決のため、（１）一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品に、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを形成しておき、前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とするものである。
【００１１】
この圧入方法では、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加える。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる。
【００１２】
本発明の圧入方法においては、（２）前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することが好ましい。
【００１３】
この場合、一方の圧入嵌合部品が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域では圧入嵌合代が減少することになり、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００１４】
本発明の圧入方法においては、（３）前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することが好ましい。
【００１５】
この場合、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域でのバリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００１６】
本発明に係る圧入装置は、上記課題を解決するため、（４）一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入するよう前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加える圧入ヘッドと、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構と、前記圧入方向の軸線回りにおける前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構と、を備えた圧入装置であって、前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品が、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを有していることを条件に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする。
【００１７】
この圧入装置では、一方の圧入嵌合部品が他方の圧入嵌合部品に圧入されるとき、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力が加えられる。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる。
【００１８】
本発明の圧入装置においては、（５）前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えているのがよい。
【００１９】
これにより、一方の圧入嵌合部品が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少することになる。したがって、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域では圧入嵌合代が減少することになり、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００２０】
本発明の圧入装置においては、（６）前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えているのが好ましい。
【００２１】
この場合、特定の半径方向における一方および他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少するので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部がエッジを有する場合でも、そのエッジの通過領域でのバリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧入方法を実施する圧入装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される部品の断面図であり、図２（ａ）は圧入部品の非圧接部付近における横断面を示し、図２（ｂ）は被圧入部品の非圧接部付近における横断面を示している。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される被圧入部品の圧入穴の横方向振動時の変形状態の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る圧入装置で圧入加工される圧入部品および被圧入部品の加工中の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る圧入方法で圧入加工される部品の断面図であり、図５（ａ）は圧入部品の非圧接部付近における横断面を示し、図５（ｂ）は被圧入部品の非圧接部付近における横断面を示している。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧入方法で圧入加工される被圧入部品の圧入穴の横方向振動時の変形状態の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧入装置で圧入加工される圧入部品および被圧入部品の加工中の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１ないし図４は、本発明を、超音波振動を用いる圧入方法および圧入装置に適用した第１実施形態を示している。なお、本実施形態では、超音波振動を用いるが、超音波振動以外（可聴周波数域内）の振動を用いるものであってもよい。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施形態の圧入装置１０は、圧入用推力発生機構１１と、超音波振動ユニット１２および図示しないワーク把持用のアタッチメントが装着された圧入ヘッド１３と、その圧入ヘッド１３の下方にワーク配置部１７を有する架台１８と、を備えている。
【００２７】
また、圧入装置１０は、金属製の有底円筒状の圧入部品３１（一方の圧入嵌合部品）をこれと略同等な線膨張係数を有する金属製の環状の被圧入部品３２（他方の圧入嵌合部品）の圧入穴３２ｈの内部に圧入嵌合させるものであり、圧入部品３１を圧入ヘッド１３側で保持し、被圧入部品３２を架台１８のワーク配置部１７上に配置した状態で、圧入用推力発生機構１１によって圧入ヘッド１３を下降させて、その圧入作業を行うようになっている。
【００２８】
圧入用推力発生機構１１は、詳細を図示しないが、直動出力が可能な公知のアクチュエータ類、例えば流体圧（液圧または空気圧）作動シリンダよって構成される。ただし、圧入用推力発生機構１１は、圧入ヘッド１３に圧入方向への押圧力である圧入推力を発生させるとともに圧入ヘッド１３の位置を制御できる機構であればよく、例えばボールねじ等の運動変換機構（回転運動と直線運動の変換が可能な機構）と電動モータその他のモータとの組合せで構成されてもよいし、ロボットによって構成されてもよい。
【００２９】
超音波振動ユニット１２は、詳細を図示しないが、例えば圧電素子を用いて超音波振動を励起する振動子１２ａを圧入ヘッド１３の上端部に固着したもので、圧入ヘッド１３と共に圧入用推力発生機構１１により支持されている。この超音波振動ユニット１２は、圧入ヘッド１３を圧入方向に超音波振動させることができる。ここでの超音波振動は、圧入部品３１や被圧入部品３２の材質、嵌合部位の大きさや形状等に応じて適宜設定され、例えば振動周波数が２０ｋＨｚ以上で、その振動振幅が数１０μｍ程度になるように調整される。
【００３０】
超音波振動ユニット１２による発振の周波数や振幅、発振の有無等は、超音波発振制御回路２１により制御されるようになっている。この超音波発振制御回路２１は、例えば超音波振動ユニット１２の超音波振動子を所定の周波数および振幅で振動させるよう、印加電圧の変動周波数制御や電力増幅、昇圧等を実行することができる。また、超音波発振制御回路２１には、超音波振動ユニット１２の超音波振動振幅を設定値に保つよう、圧入負荷に応じて供給電力を増大させる定振幅化回路等が設けられている。
【００３１】
さらに、超音波発振制御回路２１は、圧入作業全体を制御する圧入制御回路２２から、超音波振動ユニット１２の駆動または停止の指令、駆動周波数、振幅等の指令値をそれぞれ入力し、それらの指令値に従って超音波振動ユニット１２の超音波発振制御を実行するようになっている。
【００３２】
なお、超音波振動ユニット１２は、圧電素子でなく、超磁歪素子と駆動コイルを用いて超音波振動を励起するものであってもよい。その場合、超音波発振制御回路２１でなく、駆動コイルに対する電流制御によって超磁歪素子に対する磁界を変化させ、超磁歪素子を軸方向に伸縮変形させることで圧入ヘッド１３を圧入方向に超音波振動させる駆動回路が用いられることになる。
【００３３】
超音波振動ユニット１２が装着された圧入ヘッド１３は、圧入用推力発生機構１１の先端部に着脱可能に保持されている。この圧入ヘッド１３は、圧入部品３１および被圧入部品３２のうちいずれか一方、例えば圧入部品３１に対して圧入用推力発生機構１１からの圧入方向の推力（圧入推力）を加えるようになっており、圧入部品３１を他方の圧入嵌合部品である被圧入部品３２の圧入穴３２ｈの内部に圧入嵌合させることができる。
【００３４】
また、圧入ヘッド１３は、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入させるための押圧力である圧入推力に加えて、圧入部品３１を圧入方向に振動させる超音波の振動推力を加えることができるようになっている。そのため、圧入ヘッド１３は、例えばその主要部（ヘッド部分）が、圧入方向において超音波の波長の整数倍の長さを有しており、超音波振動ユニット１２の発振周波数で共振振動できるようになっている。
【００３５】
さらに、圧入ヘッド１３は、圧入部品３１が被圧入部品３２に圧入される間、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄに対し図１中で下向きの圧入推力を加え続ける一方で、超音波振動ユニット１２からの超音波振動の振動推力によって、圧入部品３１に対して間欠的な振動推力（ハンマリング効果を生じる衝撃荷重）を加えることができるようになっている。
【００３６】
なお、圧入ヘッド１３の先端面１３ｄの直径は、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄの直径に応じて、所要の加振や加圧が可能な接触面積が得られるように設定されている。また、圧入部品３１に対する圧入ヘッド１３の押圧範囲は、圧入部品３１が軸方向一端面３１ｄ側に段付き形状や面取り形状等を有する場合には、軸方向一端面３１ｄの周囲のそのような段差面やチャンファ面等に及んでもよい。この圧入ヘッド１３は、前記把持用アタッチメントに代えて、またはその把持用アタッチメントと共に、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄの近傍で圧入部品３１の外周面にゴム弾性体等を介して係合し、圧入部品３１を圧入姿勢に保持するものであってもよい。
【００３７】
一方、圧入ヘッド１３の下方に配置された架台１８のワーク配置部１７には、圧入部品３１が圧入される被圧入部品３２（他方側の圧入嵌合部品）の圧入穴３２ｈより大径の逃げ穴１７ａと、被圧入部品３２を支持する受け面１７ｂとが形成されている。
【００３８】
また、架台１８のワーク配置部１７の近傍には、被圧入部品３２に対して圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構１５が設けられている。
【００３９】
この加振機構１５は、圧入方向に延びる圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１の回りに等角度間隔に位置する複数、例えば一対の加振ユニット１６によって構成されている。
【００４０】
これら一対の加振ユニット１６は、それぞれ被圧入部品３２に当接および離隔可能で互いに協働して被圧入部品３２を保持および挟圧することができる一対のクランプ部材１６ａと、これらクランプ部材１６ａを圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１上の被圧入部品３２に向けて支持する一対の支持台１６ｂと、によって構成されている。
【００４１】
一対のクランプ部材１６ａを有する加振ユニット１６は、圧入ヘッド１３と共に、圧入方向の軸線Ｃ１の回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構１９を構成している。
【００４２】
一対の支持台１６ｂは、一対のクランプ部材１６ａを介して被圧入部品３２を軸線Ｃ１上に位置決めするよう互いに接近する接近位置と、一対のクランプ部材１６ａを被圧入部品３２から離脱させるよう互いに離隔する離隔位置とに移動できるよう、架台１８上に移動可能に支持されている。
【００４３】
また、一対の支持台１６ｂは、それぞれ圧電素子を用いて圧入ヘッド１３の軸線Ｃ１と直交する被圧入部品３２の半径方向（図１中の左右方向；以下、横方向ともいう）に超音波振動を励起することができる振動励起部１６ｃを内蔵している。そして、これら一対の支持台１６ｂは、一対のクランプ部材１６ａが被圧入部品３２を挟圧・保持している状態下で、これら一対のクランプ部材１６ａを横方向に超音波振動させるよう、一対のクランプ部材１６ａに対して超音波振動の加振力を加えることができるようになっている。
【００４４】
振動励起部１６ｃで励起される超音波振動は、圧入部品３１や被圧入部品３２の材質、嵌合部位の大きさや形状等に応じて適宜設定され、例えば振動周波数が２０ｋＨｚ以上で、その振動振幅が数１０μｍ程度になるように調整される。また、振動励起部１６ｃでの発振の周波数や振幅、発振の有無等は、圧入作業全体を制御する圧入制御回路２２からの指令信号に従って、超音波発振制御回路２５より制御されるようになっている。この超音波発振制御回路２５は、例えば振動励起部１６ｃの超音波振動子を所定の周波数および振幅で振動させるよう、印加電圧の変動周波数制御や電力増幅、昇圧等を実行することができる。また、超音波発振制御回路２５には、振動励起部１６ｃの超音波振動振幅や位相を設定条件に適合させるよう、圧入負荷に応じて供給電力を増大させる定振幅化回路等が設けられている。
【００４５】
ところで、圧入部品３１および被圧入部品３２は、圧入時に互いに圧接する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２と、圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを有している。
【００４６】
ここで、圧接係合面ｆ１は、圧入部品３１の円筒状の外周面であり、圧接係合面ｆ２は、被圧入部品３２の圧入穴３２ｈの内周壁面である。また、非圧接部ｆ３は、圧入部品３１の外周壁の一部を互いに平行なカット面３１ａ（図２参照）を有するように対称に切り欠いた一対の平行カット部（切欠き部）であり、非接触部ｆ４は、被圧入部品３２に軸線と直交する方向に穿設された一対の径方向の通路孔３２ａが被圧入部品３２の圧入穴３２ｈに開口する部分である。
【００４７】
圧入部品３１は、一対の平行カット部からなる非圧接部ｆ３の中央部に半径方向の連通孔３１ｂを有するとともに、軸線方向に延びる有底の中心孔３１ｃを有している。また、被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａは、圧入穴３２ｈから外周面３２ｆまで半径方向に貫通している。そして、圧入部品３１が被圧入部品３２の圧入穴３２ｈに所定深さまで圧入されると、圧入部品３１の中心孔３１ｃと被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａとが一対の連通孔３１ｂを介して連通するようになっている。
【００４８】
一方、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置が圧入開始可能な特定範囲内に制限されたとき、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２への超音波振動の加振方向と、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向とが略一致するようになっている。
【００４９】
すなわち、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加えられる横方向の超音波振動の加振力は、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向に向けて加えられるようになっている。
【００５０】
ここにいう特定の半径方向とは、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接して形成されるエッジ３１ｅ，３２ｅ（図１、図４参照）を通る半径方向であり、より好ましくは、図１に示すように、圧入部品３１の一対の連通孔３１ｂの中心軸線および被圧入部品３２の一対の通路孔３２ａの中心軸線に対し平行になる半径方向である。
【００５１】
一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加えられる横方向の超音波振動の加振力をこのように方向付けるのは、圧接係合面ｆ１，ｆ２がその周方向の一部で非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接する部分にエッジ３１ｅ，３２ｅを形成し、圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入時にエッジ３１ｅ，３２ｅによってバリやかじりを生じる可能性がある角度範囲について、一対の加振ユニット１６から横方向の超音波振動の加振力によって、圧入部品３１および被圧入部品３２の間の圧入嵌合代を短周期で間欠的に十分に減少させるためである。
【００５２】
圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加わる圧入推力を、例えば圧入用推力発生機構１１と圧入ヘッド１３の間に介在する推力センサ２３によって検出し、その圧入推力（振動推力の変動成分を含まない推力）を一定範囲内に、例えば一定値に維持するように、圧入用推力発生機構１１の推力および先端位置を制御する推力制御回路２４に検出推力をフィードバックするようになっている。あるいは、圧入制御回路２２は、予め圧入ストローク毎に設定された設定圧入荷重となるように、圧入用推力発生機構１１の推力および先端位置を特定する指令信号を出力するようになっている。そのような推力や位置の制御自体は公知であり、ここでは詳述しない。
【００５３】
また、圧入制御回路２２は、超音波発振制御回路２５と協働して、圧入加工中に加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の大きさ、周期および位相等を、圧入ヘッド１３からの縦方向の振動推力による圧入部品３１の振動（軸方向に伸縮およびその伸縮に伴うポアソン効果による径方向の寸法変化）の周期や位相に応じて制御する機能を有している。
【００５４】
具体的には、圧入制御回路２２には、圧入部品３１および被圧入部品３２についての予めの圧入試験の結果に基づいて設定された圧入加工条件が記憶格納されている。
【００５５】
ここでの圧入加工条件とは、特に、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える圧入推力および縦方向の振動推力と、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力とについて、その圧入推力の大きさ、それに対応する縦方向および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力に対する加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の位相差等である。ここでの縦方向の振動推力および横方向の振動推力の振動周期は、例えば互いに同一であるが、場合によっては、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力の周波数を、加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の振動周波数の整数倍にすることもできる。
【００５６】
また、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向の振動推力に対する一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向の振動推力の位相差については、前記圧入試験の結果に基づいて、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向一方側（圧入深さの増加側）に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように設定されている。この条件は、好ましくは、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代がその変動範囲の中心値（平均値）より減少することで締め代が十分に小さくなるタイミングとが略一致する条件として設定されている。
【００５７】
さらに、縦方向の振動推力に対する横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位３３において圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるように設定されている。そして、このような縦方向の振動推力および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入加工対象である圧入部品３１および被圧入部品３２等のワークの物性、形状、超音波振動特性等に基づいて、ワーク毎にあるいは、同一のワークであっても環境温度や部品のばらつき情報に応じて、可変設定されるようになっている。
【００５８】
すなわち、圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える縦方向振動および加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に加える横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構となっている。
【００５９】
次に、上述の圧入装置１０を用いて実行される本発明の第１実施形態の圧入方法について説明する。
【００６０】
本実施形態の圧入方法では、準備段階で、まず、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、該圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成した、圧入部品３１および被圧入部品３２を、それぞれ準備する。
【００６１】
そして、圧入加工段階では、例えば圧入部品３１および被圧入部品３２に対応するワーク種別を選択することで、そのワークに対応する加工条件を予め記憶格納された複数種の加工条件のうちから選択して設定する。
【００６２】
すなわち、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入するに際し、まず、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に加える一定範囲内の圧入推力の値を設定する。
【００６３】
また、圧入部品３１が圧入ヘッド１３からの縦方向の超音波振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように、圧入制御回路２２における縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００６４】
さらに、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位３３で圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、すなわち、前記特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代の間欠的な減少の減少度合いを最大にするように、縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００６５】
このような加工条件の設定を完了した後、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品３１および被圧入部品３２の回転角度位置を圧入開始可能な特定範囲内に制限して、一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２への超音波振動の加振方向と、圧入部品３１および被圧入部品３２の特定の半径方向を略一致させる。
【００６６】
次いで、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入するが、その際、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に圧入方向に向かう圧入推力および縦方向の超音波振動の加振力を加えるとともに、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００６７】
すなわち、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する段階で、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品３２に横方向の超音波振動の加振力を加えるときには、その加振力は、圧入部品３１および被圧入部品３２の前記特定の半径方向に向けられる。
【００６８】
次に、作用について説明する。
【００６９】
上述のように構成された本実施形態の圧入方法においては、圧入時に、圧入ヘッド１３から圧入部品３１に予め設定された一定範囲内の圧入推力が加わるように、圧入用推力発生機構１１の作動を制御する。
【００７０】
そして、超音波振動ユニット１２と共に縦方向に超音波振動する圧入ヘッド１３によって、圧入部品３１の軸方向一端面３１ｄに対して、圧入推力と間欠的な振動推力の合成力を加える。
【００７１】
このとき、圧入部品３１は、その弾性範囲内で、圧入方向に圧縮されるとともにポアソン効果によって径寸法に膨張する状態と、圧入方向に伸長するよう弾性回復するとともにポアソン効果によって径寸法に収縮する状態とを、交互に繰り返すことになる。
【００７２】
一方、このような状態において、被圧入部品３２には、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００７３】
このとき、被圧入部品３２は、図３に示すように、非圧接部ｆ３，ｆ４が位置する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部を通る半径方向、すなわち、特定の半径方向に拡径してその方向に圧入穴３２ｈを拡径させる状態Ａと、特定の半径方向に縮径してその方向に圧入穴３２ｈを縮径させる状態Ｂとを、交互に繰り返すことになる。
【００７４】
したがって、圧入部品３１の圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部が非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接するエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合であっても、圧入時のエッジ３１ｅ，３２ｅの通過領域では圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が間欠的に十分に減少することになり、面取りや高精度加工、あるいは焼きばめ等のために加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を有効に抑制できることになる。
【００７５】
特に、本実施形態においては、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させる。さらに、圧入部品３１および被圧入部品３２の嵌合部位で圧入部品３１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品３２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させる。したがって、圧入部品３１が縦方向振動の加振力によって圧入方向に加振されるときに、特定の半径方向における圧入部品３１および被圧入部品３２の圧入嵌合代が十分に減少する。
【００７６】
よって、圧入部品３１および被圧入部品３２の圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部がエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合でも、そのエッジ３１ｅ，３２ｅの通過領域では、圧入部品３１および被圧入部品３２の間の摩擦が大幅に軽減され、バリやかじりの発生が非常に有効に抑制される。
【００７７】
このように、本実施形態の圧入方法においては、圧入部品３１を被圧入部品３２に圧入する際に、被圧入部品３２に対して特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入部品３１および被圧入部品３２が圧接係合面ｆ１，ｆ２の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接するエッジ３１ｅ，３２ｅを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態の圧入装置１０では、圧入制御回路２２が縦方向振動および横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構として機能し、圧入部品３１および被圧入部品３２以外の多品種のワークが圧接係合面と非圧接部を有する場合においても、一方の圧入嵌合部品が他方の圧入嵌合部品に圧入される方向に加振されるとき、両圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少する。したがって、圧接係合面と非圧接部を有する多品種のワークに対して、バリやかじりの発生を有効に抑制できる。
【００７９】
（第２実施形態）
図５ないし図７は、本発明の第２実施形態を示している。
【００８０】
図５ないし図７に示すように、この第２実施形態は、圧入加工対象のワーク形状が上述の第１実施形態とは異なり、ワークに対し加振機構により加える横方向の超音波振動の加振力の向きと加振箇所の数が、第１実施形態とは相違する。ただし、装置構成自体は、第１実施形態における１８０度間隔の複数の加振ユニット１６に代えて、これらの加振ユニット１６と同様な３つの加振ユニット１６を架台１８上に１２０度間隔で配置し、これら３つの加振ユニット１６に対して圧入制御回路２２および超音波発振制御回路２５による制御が実行される以外は、第１実施形態と略同様である。
【００８１】
したがって、ここでは、第１実施形態と同一またはそれに相当する構成については図１ないし図４に示した対応する構成要素の符号を用い、特に、第１実施形態と相違するワークとその圧入を実施するため圧入制御回路２２の制御内容について詳述する。
【００８２】
まず、装置構成について説明すると、本実施形態の圧入装置１０は、図５（ａ）および図５（ｂ）と図７とに示すように、軸方向の一部に３面カット部を有する丸棒の圧入部品４１（一方の圧入嵌合部品）をこれと略同等な線膨張係数を有する環状の被圧入部品４２（他方の圧入嵌合部品）の圧入穴４２ｈの内部に圧入嵌合させるようになっており、圧入部品４１を圧入ヘッド１３側で保持し、被圧入部品４２を架台１８のワーク配置部１７上に配置した状態で、圧入用推力発生機構１１によって圧入ヘッド１３を下降させて、その圧入作業を行うようになっている。
【００８３】
圧入部品４１および被圧入部品４２は、圧入時に互いに圧接する円筒状の圧接係合面ｆ１，ｆ２と、圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを有している。ここで、圧接係合面ｆ１は、圧入部品４１の円筒状の外周面であり、圧接係合面ｆ２は、被圧入部品４２の圧入穴４２ｈの内周壁面である。また、非圧接部ｆ３は、圧入部品４１の外周壁の一部を互いに等角度間隔（ここでは６０度間隔）に３面カットしたカット面４１ａ（図５（ａ）および図７参照）を有するように対称に切り欠いた３つの切欠き部であり、非接触部ｆ４は、被圧入部品４２に軸線と直交する方向に穿設された３つの孔４２ａが被圧入部品４２の圧入穴４２ｈに開口する部分である。なお、孔４２ａは、ボルト穴、圧入ピンの圧入孔、加工用の作業孔、ガイド穴等のいずれであってもよいし、凹部でもよい。また、孔４２ａを有する非接触部ｆ４は、無くてもよい。
【００８４】
３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加えられる横方向の超音波振動の加振力は、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向に向けて加えられるようになっている。すなわち、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品４１および被圧入部品４２の回転角度位置が圧入開始可能な特定範囲内に制限されたとき、３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２への超音波振動の加振方向と、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向とが略一致するようになっている。
【００８５】
ここでの特定の半径方向とは、圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接して形成されるエッジ４１ｅ，４２ｅを通る半径方向であり、より好ましくは、圧入部品４１の３つのカット面４１ａの法線方向であって被圧入部品４２の３つの孔４２ａの中心軸線に対し平行になる３つの半径方向である。
【００８６】
一方、圧入制御回路２２は、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向振動および加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構となっており、この圧入制御回路２２には、圧入部品４１および被圧入部品４２についての予めの圧入試験の結果に基づいて設定された圧入加工条件が記憶格納されている。
【００８７】
この圧入加工条件は、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える圧入推力および縦方向の振動推力と、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力とについて、第１実施形態の場合と同様に設定される。すなわち、圧入推力の大きさ、それに対応する縦方向および横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向の振動推力に対する加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力の位相差等が設定される。ここでの縦方向の振動推力および横方向の振動推力の振動周期は、例えば互いに同一である。
【００８８】
圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える縦方向の振動推力と、３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に加える横方向の振動推力との位相差に関しても、前記圧入試験の結果に基づいて、第１実施形態の場合と同様な観点で条件設定がなされている。
【００８９】
すなわち、圧入制御回路２２は、圧入部品４１が縦方向振動の加振力によって圧入方向一方側（圧入深さの増加側）に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように設定されている。この条件は、好ましくは、圧入部品４１が縦方向振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代がその変動範囲の中心値（平均値）より減少することで締め代が十分に小さくなるタイミング（図６（ａ）の状態Ａのとき）とが略一致する条件である。
【００９０】
さらに、縦方向の振動推力に対する横方向の振動推力の大きさ、振動の振幅および周期、並びに、位相差は、圧入部品４１および被圧入部品４２の嵌合部位４３において圧入部品４１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品４２が特定の半径方向に拡径するタイミング（図６（ａ）の状態Ａのとき）とを同期させるように設定されている。
【００９１】
次に、本実施形態の圧入方法について説明すると、準備段階では、まず、圧入時に互いに圧接する圧接係合面ｆ１，ｆ２と、該圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部に隣接し圧入時に互いに圧接しない非圧接部ｆ３，ｆ４とを形成した、圧入部品４１および被圧入部品４２を、それぞれ準備する。
【００９２】
そして、圧入加工段階では、例えば圧入部品４１および被圧入部品４２に対応するワーク種別を選択することで、そのワークに対応する加工条件を予め記憶格納された複数種の加工条件のうちから選択して設定する。
【００９３】
すなわち、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入するに際し、まず、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に加える一定範囲内の圧入推力の値を設定する。
【００９４】
また、圧入部品４１が圧入ヘッド１３からの縦方向の超音波振動の加振力によって圧入側に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるように、圧入制御回路２２における縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００９５】
さらに、圧入部品４１および被圧入部品４２の嵌合部位３３で圧入部品４１が特定の半径方向に収縮するタイミングと、被圧入部品４２が特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、すなわち、前記特定の半径方向における圧入部品４１および被圧入部品４２の圧入嵌合代の間欠的な減少の減少度合いを最大にするように、縦方向振動および横方向振動の条件を設定する。
【００９６】
このような加工条件の設定を完了した後、回転角度制限機構１９により軸線Ｃ１回りにおける圧入部品４１および被圧入部品４２の回転角度位置を圧入開始可能な特定範囲内に制限して、一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２への超音波振動の加振方向と、圧入部品４１および被圧入部品４２の特定の半径方向を略一致させる。
【００９７】
次いで、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入するが、その際、圧入ヘッド１３から圧入部品４１に圧入方向に向かう圧入推力および縦方向の超音波振動の加振力を加えるとともに、加振機構１５の一対の加振ユニット１６から被圧入部品４２に圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向の超音波振動の加振力を加える。
【００９８】
すなわち、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入する段階で、加振機構１５の３つの加振ユニット１６から被圧入部品４２に横方向の超音波振動の加振力を加えるときには、その加振力は、圧入部品４１および被圧入部品４２の前記特定の半径方向に向けられる。
【００９９】
このように、本実施形態においても、圧入部品４１を被圧入部品４２に圧入する際に、被圧入部品４２に対して特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、図６（ａ）および図６（ｂ）の状態Ａ，Ｂのように、被圧入部品４２を特定の半径方向に間欠的に拡径させ、圧入部品４１および被圧入部品４２が圧接係合面ｆ１，ｆ２の周方向の一部で非圧接部ｆ３，ｆ４に隣接する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。
【０１００】
なお、上述の各実施形態においては、圧入ヘッド１３が、超音波振動ユニット１２からの超音波振動の振動推力によって、圧入部品３１，４１を圧入方向に超音波振動させる構成となっていたが、被圧入部品３２，４２を圧入方向に超音波振動させる構成を採用し得ることはいうまでもない。
【０１０１】
また、圧入ヘッド１３は、架台１８側に支持され、推力センサ２３のような圧入荷重センサの検知情報に基づいて高さ位置制御される昇降台等に支持されてもよく、被圧入部品３２，４２を圧入方向に移動させるとともに加圧するものとして構成されてもよい。その場合、被圧入部品３２，４２が本発明にいう一方の圧入嵌合部品となり、圧入部品３１，４１が他方の圧入嵌合部品となる。
【０１０２】
圧入部品３１，４１および被圧入部品３２，４２の形状や材質が特に限定されないことはいうまでもなく、本発明にいう一方および他方の圧入嵌合部品は、必ずしも円柱状の部品と丸穴を有する部品に限定されない。すなわち、圧入部材および被圧入部材が、非円形の圧接係合面を形成するように圧入嵌合する場合であってもよいし、周方向に分断された複数の圧接係合面が係合されてもよく、その場合、非圧接部は溝状その他の任意の形態で圧接係合面の周方向の一部に隣接することになる。
【０１０３】
また、上述の各実施形態では、圧入部品３１，４１にエッジ３１ｅ，３２ｅが形成されるとともに、被圧入部品３２，４２にエッジ４１ｅ，４２ｅが形成されるものとしたが、片側だけに形成される場合であってもよい。
【０１０４】
勿論、圧接係合面と非圧接部が隣接する部位における明確なエッジをなくす程度に、ワークに対してバレル研磨等が施されたり面取りがなされる場合であっても、本発明は、圧接係合面の周方向の一部で他の部分よりバリやかじりその他の圧接係合面における不具合が生じ易いワークの圧入加工において、そのような不具合を解消し得るものであり、エッジは必ずしも必要ではない。
【０１０５】
以上説明したように、本発明は、一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、他方の圧入嵌合部品に対し、非圧接部に隣接する圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて横方向振動の加振力を加えるので、圧入嵌合部品の圧接係合面の一部が非圧接部に隣接するエッジを有する場合でも、加工コスト高を招くことなく、バリやかじりの発生を抑えることができる圧入方法および圧入装置を提供することができる。このような本発明は、圧入嵌合部位に振動を加えつつ圧入を行うようにした圧入方法および圧入装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 圧入装置
１１ 圧入用推力発生機構
１２ 超音波振動ユニット
１２ａ 振動子
１３ 圧入ヘッド
１３ｄ 先端面
１５ 加振機構
１６ 加振ユニット
１６ａ クランプ部材
１６ｂ 支持台
１６ｃ 振動励起部
１７ ワーク配置部
１８ 架台
１９ 回転角度制限機構
２１，２５ 超音波発振制御回路
２２ 圧入制御回路
２３ 推力センサ
２４ 推力制御回路
３１；４１ 圧入部品
３１ａ；４１ａ カット面
３１ｂ 連通孔
３１ｃ 中心孔
３１ｄ 軸方向一端面
３１ｅ，３２ｅ；４１ｅ，４２ｅ エッジ
３２；４２ 被圧入部品
３２ａ 通路孔
３２ｆ 外周面
３２ｈ；４２ｈ 圧入穴
３３；４３ 嵌合部位
４２ａ 孔
Ｃ１ 軸線
ｆ１，ｆ２ 圧接係合面
ｆ３，ｆ４ 非圧接部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品に、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを形成しておき、
前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする圧入方法。
【請求項２】
前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することを特徴とする請求項１に記載の圧入方法。
【請求項３】
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧入方法。
【請求項４】
一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入するよう前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加える圧入ヘッドと、
前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構と、
前記圧入方向の軸線回りにおける前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構と、を備えた圧入装置であって、
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品が、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを有していることを条件に、
前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする圧入装置。
【請求項５】
前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載の圧入装置。
【請求項６】
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の圧入装置。
【請求項１】
一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加えるとともに、前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える圧入方法であって、
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品に、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを形成しておき、
前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする圧入方法。
【請求項２】
前記一方の圧入嵌合部品を前記他方の圧入嵌合部品に圧入する際に、前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することを特徴とする請求項１に記載の圧入方法。
【請求項３】
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧入方法。
【請求項４】
一方の圧入嵌合部品を他方の圧入嵌合部品に圧入するよう前記一方の圧入嵌合部品に圧入方向に向かう推力および縦方向振動の加振力を加える圧入ヘッドと、
前記他方の圧入嵌合部品に前記圧入方向と直交する半径方向に向かう横方向振動の加振力を加える加振機構と、
前記圧入方向の軸線回りにおける前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の回転角度位置を特定範囲内に制限する回転角度制限機構と、を備えた圧入装置であって、
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品が、前記圧入時に互いに圧接する圧接係合面と、該圧接係合面の周方向の一部に隣接し前記圧入時に互いに圧接しない非圧接部とを有していることを条件に、
前記他方の圧入嵌合部品に対し、前記圧接係合面の周方向の一部を通る特定の半径方向に向けて前記横方向振動の加振力を加えることを特徴とする圧入装置。
【請求項５】
前記一方の圧入嵌合部品が前記縦方向振動の加振力によって前記圧入方向に加振されるタイミングと、前記特定の半径方向における前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の圧入嵌合代が減少するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載の圧入装置。
【請求項６】
前記一方の圧入嵌合部品および前記他方の圧入嵌合部品の嵌合部位で前記一方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に収縮するタイミングと、前記他方の圧入嵌合部品が前記特定の半径方向に拡径するタイミングとを同期させるよう、前記縦方向振動および前記横方向振動の条件を可変設定する振動条件設定機構を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の圧入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１１６７６（Ｐ２０１３−１１１６７６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７９１４（Ｐ２０１１−２５７９１４）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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