圧入装置
【課題】圧入時に工作機械に大きな負荷がかかることを確実に防止できる圧入装置を提供する。
【解決手段】主軸１１の回動に伴って一体的に回動するシャンク３０と、シャンク３０を回動可能に支持する支持部材４０と、シャンク３０の回動に伴って一体的に回動する推進部材５０と、推進部材５０が回動した際に、推進部材５０をシャンク３０に対して前後方向に相対的に移動可能に支持するとともに、皿ばね７５・７５を介して支持部材４０に支持されるアーム７０と、推進部材５０の移動に伴って一体的に移動するとともに、圧入部品Ｗ１を支持する圧入ヘッド６０と、を具備する圧入工具２０を主軸１１に装着し、アーム７０が後方向に移動不能となるようにアーム７０の係合部７０ｄを治具１００の切欠部１００ａに係合させた状態で、圧入装置１を後方向に移動させて、支持部材４０をアーム７０から離間させた状態で、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する。
【解決手段】主軸１１の回動に伴って一体的に回動するシャンク３０と、シャンク３０を回動可能に支持する支持部材４０と、シャンク３０の回動に伴って一体的に回動する推進部材５０と、推進部材５０が回動した際に、推進部材５０をシャンク３０に対して前後方向に相対的に移動可能に支持するとともに、皿ばね７５・７５を介して支持部材４０に支持されるアーム７０と、推進部材５０の移動に伴って一体的に移動するとともに、圧入部品Ｗ１を支持する圧入ヘッド６０と、を具備する圧入工具２０を主軸１１に装着し、アーム７０が後方向に移動不能となるようにアーム７０の係合部７０ｄを治具１００の切欠部１００ａに係合させた状態で、圧入装置１を後方向に移動させて、支持部材４０をアーム７０から離間させた状態で、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入部品をワークに対して圧入する圧入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧入装置を用いてコンロッド等のワークにピン等の圧入部品を圧入している。このような圧入装置は、例えば、圧入部品を支持する圧入ヘッドを、シリンダの駆動によってワークに接近させ、治具に支持される圧入部品をワークに対して圧入する。
【０００３】
この場合、圧入時の反力（圧入反力）を圧入装置全体で受けることとなるため、圧入装置は圧入反力に耐えられるような、大型な装置となってしまう。
また、圧入装置は、ある決まった形状のワークの、所定の圧入位置に圧入するだけの装置、つまり、ある形状のワーク専用の圧入装置である。従って、圧入位置やワークの形状が変更となった場合、当該変更に対応できず、別の圧入装置が必要となる場合があった。つまり、汎用性が低かった。
【０００４】
特許文献１に開示される圧入装置は、マシニングセンタの主軸に連結され、スラスト吸収機構および圧入反力相殺機構等を具備する。スラスト吸収機構は、二つの回転部材をスプリングによって連結し、一方の回転部材を他方の回転部材よりスラスト方向に移動させることで、主軸に作用するスラストを吸収する。圧入反力相殺機構は、主軸の回転により回転する正ネジ部分および逆ネジ部分に、圧入部品を支持するナット部を螺合することで構成される。
【０００５】
このような特許文献１に開示される圧入装置は、主軸の回転によりナット部を圧入方向に移動させ、圧入部品をワークに対して圧入する。このとき、正ネジ部分と螺合するナット部と逆ネジ部分と螺合するナット部とは、互いに反対方向に移動しながら圧入部品を圧入する。
つまり、正ネジ部と逆ネジ部とで互いに反対方向に作用する圧入反力を相殺させることで、主軸に作用するスラストを軽減する。仮に、圧入反力を相殺しきれなかった場合には、スラスト吸収機構が主軸に作用するスラストを吸収する。
【０００６】
このような特許文献１に開示される圧入装置では、相殺しきれなかった圧入反力が大きい場合、マシニングセンタに大きな負荷がかかる可能性がある。
また、スラスト吸収機構や圧入反力相殺機構等により圧入荷重が吸収されるため、圧入荷重の測定が困難となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、圧入時に工作機械に大きな負荷がかかることを確実に防止できる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】
【０００９】
請求項１においては、回動可能な主軸に圧入工具を装着し、前記圧入工具に支持される圧入部品を治具に支持されるワークに対して圧入する圧入装置であって、前記圧入工具は、前記主軸に連結され、前記主軸の回動に伴って一体的に回動するシャンクと、前記シャンクを回動可能に支持する支持部材と、前記シャンクに連結され、前記シャンクの回動に伴って一体的に回動する推進部材と、前記推進部材が回動した際に、前記推進部材を前記シャンクに対して圧入方向に相対的に移動可能に支持するとともに、弾性部材を介して前記支持部材に支持され、前記圧入方向と反対側の方向に移動不能となるように前記治具に係合する係合部が形成されるアームと、前記推進部材に連結され、前記推進部材の移動に伴って一体的に移動するとともに、前記圧入部品を支持する圧入ヘッドと、を具備し、前記圧入装置は、前記アームの係合部を前記治具に係合させた状態で、前記圧入方向と反対側の方向に移動することで前記弾性部材を弾性変形させて、前記支持部材を前記アームから離間させ、該支持部材とアームとの離間状態を保持した状態で、前記主軸の回動により前記推進部材を回動させて、前記推進部材を前記シャンクに対して相対的に前記圧入方向に移動させることにより、前記圧入部品を前記ワークに対して圧入する、ものである。
【００１０】
請求項２においては、前記圧入工具は、前記アームまたは前記治具に取り付けられ、前記支持部材を前記アームから離間させたときに前記アームまたは前記治具にかかる荷重、および圧入時に前記治具または前記アームにかかる荷重を測定する測定手段をさらに具備し、前記圧入装置は、前記測定手段の前記各測定結果に基づいて、前記圧入部品の圧入荷重を測定する、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、工作機械に圧入反力が伝播することを防止できるため、圧入時に工作機械に大きな負荷がかかることを確実に防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】圧入装置の全体的な構成を示す断面図。
【図２】治具およびワークを示す断面図。
【図３】アームを治具に係合させた状態を示す断面図。
【図４】支持部材をアームから離間させる状態を示す断面図。
【図５】圧入部品を圧入する状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本実施形態の圧入装置１について、図面を参照して説明する。
【００１４】
なお、以下では、説明の便宜上図１における紙面の左右方向を基準として「圧入装置１の左右方向」を規定する。また、図１における紙面の上側から下側へ向かう方向を前方向として「圧入装置１の前後方向」を規定する。
【００１５】
図１に示すように、圧入装置１は、回動可能な主軸１１に圧入工具２０を装着することで構成され、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入するものである。このような主軸１１は、例えば、市販の工作機械（例えば、一軸ＮＣ加工機等）の主軸により構成される。
圧入装置１は、工作機械１０に設けられ、工作機械１０の主軸１１を移動させる移動機構により、所望の位置に移動可能である。
【００１６】
なお、本実施形態では、図２に示すように、ワークＷをコンロッドとし、圧入部品Ｗ１としてのピンを、コンロッドの大端側に形成される穴部Ｗ２に対して圧入するものとするが、これに限定されるものでない。
【００１７】
圧入工具２０は、主軸１１の回転を利用して、前端部で支持する圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入するものである（図５参照）。図１に示すように、圧入工具２０は、シャンク３０、支持部材４０、推進部材５０、圧入ヘッド６０、アーム７０、およびロードセル８０等を具備する。
【００１８】
シャンク３０は、中空状の部材であり、その後端部が主軸１１に連結され、主軸１１に回動に伴って一体的に回動する。
【００１９】
シャンク３０の前端部には、その内径が部分的に小さくなっている部分があり、当該内径が小さい部分に二つのキー溝３０ａ・３０ａが形成される。
各キー溝３０ａ・３０ａは、それぞれ前後方向から見たときに略四角形状となる窪みである。各キー溝３０ａ・３０ａは、互いに１８０°位相をずらしたような位置関係となる。
【００２０】
支持部材４０は、シャンク３０の前側を覆う略筒状の部材であり、その中空部分にシャンク３０を支持するベアリング４２・４２等が嵌装される。支持部材４０は、その後端部が右方向に延出する。支持部材４０は、前記延出部分にて、工作機械１０のハウジング１２に設けられる固定部材１３に、位置決めピン４１を介して回動不能に固定される。
【００２１】
つまり、支持部材４０は、位置決めピン４１を回り止めとして機能させ、シャンク３０を回動可能に支持する。また、支持部材４０とアーム７０とを連結するボルト７４・７４の位相を決めることで、後述するアーム７０の突出部７０ｃの位相を決める。
【００２２】
推進部材５０は、略円柱状の部材であり、その後端部がシャンク３０の前側に連結されるとともに、その前端部が圧入ヘッド６０の後端部に連結される。
【００２３】
推進部材５０の後端部には、前後方向から見たときに各キー溝３０ａ・３０ａと略同一形状および同一位相となる二つの突起部５０ａ・５０ａが形成される。各突起部５０ａ・５０ａの前後方向の寸法は、それぞれ各キー溝３０ａ・３０ａの前後方向の寸法よりも短くなる。
各突起部５０ａ・５０ａを各キー溝３０ａ・３０ａに嵌合させることにより、推進部材５０は、シャンク３０の回動に伴って一体的に回動する。
【００２４】
推進部材５０の前後中途部には、後述するアーム７０の雌ネジ部７０ｂと螺合する雄ネジ部５０ｂが形成される。
【００２５】
推進部材５０の前端部は、後述するアーム７０の基部７０ａより前方向に突出する。
【００２６】
圧入ヘッド６０は、その前端部で圧入部品Ｗ１を支持する（図１に二点鎖線で示す圧入部品Ｗ１参照）。圧入ヘッド６０は、推進部材５０の前後方向の移動に伴って一体的に移動するとともに、推進部材５０の回動に伴って一体的に回動しないように、複数のボール５１・５１・・・・・・を介して推進部材５０に連結される。
【００２７】
推進部材５０の前後方向への移動が一定の範囲を超えたとき、各突起部５０ａ・５０ａが各キー溝３０ａ・３０ａから外れ、推進部材５０が回動しなくなる（主軸１１およびシャンク３０が空回りする）。
【００２８】
これにより、主軸１１の回り過ぎによる推進部材５０および圧入ヘッド６０の過剰な前後方向への移動を規制する。
すなわち、過剰な前方向への移動により、雄ネジ部５０ｂが雌ネジ部７０ｂよりも前方向へ移動して、推進部材５０がアーム７０から抜け落ちてしまうこと等を防止する。
【００２９】
アーム７０には、基部７０ａ、雌ネジ部７０ｂ、突出部７０ｃ、および係合部７０ｄが形成される。
【００３０】
基部７０ａは、左右中心部に前後方向に貫通する孔部が形成される略円板状の部材である。基部７０ａの後側面には、ボルト７２・７２を介して略筒状の後側ガイド部材７１が取り付けられる。基部７０ａの前側面の左右中心部には、略筒状の前側ガイド部材７３が取り付けられる。
【００３１】
雌ネジ部７０ｂは、基部７０ａの左右中心部を前後方向に貫通する孔部に形成され、推進部材５０の雄ネジ部５０ｂと螺合する。
【００３２】
すなわち、アーム７０は、推進部材５０が回動した際に、その回動方向に応じて、推進部材５０をシャンク３０に対して前方向または後方向に相対的に移動可能なように支持する。
【００３３】
突出部７０ｃは、基部７０ａの前側面の右側より前方向に突出する部分である。
【００３４】
係合部７０ｄは、突出部７０ｃの前端部より左方向に突出する部分である。係合部７０ｄの後側面には、ロードセル８０が取り付けられる。
【００３５】
このようなアーム７０は、ボルト７４・７４を介して支持部材４０に支持される。また、ボルト７４・７４とアーム７０との間には、それぞれ二つの皿ばね７５・７５（弾性部材）および座金７６が介在する。つまり、アーム７０は、各皿ばね７５・７５を介して支持部材４０に支持される。
【００３６】
ロードセル８０は、圧入時の荷重（圧入部品Ｗ１の圧入荷重Ｆ、図５参照）を測定するためのものであり、アーム７０にかかる荷重を測定する。ロードセル８０は、配線８１を介して所定の制御装置に測定値を送信可能に構成される。このようなロードセル８０は、市販のロードセルが用いられる。
【００３７】
次に、圧入装置１によるワークＷへの圧入部品Ｗ１の圧入動作について説明する。
【００３８】
まず、図２に示すように、ワークＷを治具１００にセットする。これにより、ワークＷは、治具１００に所定の姿勢で支持される。治具１００には、その後側面の右側に切欠部１００ａが形成される。
この時点において、ワークＷと圧入装置１とは、互いに離間している。
【００３９】
ワークＷを治具１００にセットした後で、圧入ヘッド６０に圧入部品Ｗ１をセットする（図１に二点鎖線で示す圧入部品Ｗ１参照）。
【００４０】
圧入ヘッド６０に圧入部品Ｗ１をセットした後で、図３に示すように、工作機械１０の移動機構により、主軸１１および圧入工具２０（つまり、圧入装置１）を治具１００の近傍へ移動させる。このとき、アーム７０の係合部７０ｄの後側面は、ロードセル８０を介して治具１００の切欠部１００ａの前側面に当接する。
【００４１】
アーム７０の突出部７０ｃの前方向への突出寸法および係合部７０ｄの左方向への突出寸法等は、それぞれ適宜の長さに設定されている。従って、この時点で、圧入部品Ｗ１の前方にワークＷの穴部Ｗ２が位置する。
【００４２】
圧入装置１を治具１００の近傍へ移動させた後で、工作機械１０の移動機構により、圧入装置１を後方向に移動させる（図３に示す符号Ｐ参照）。
このとき、アーム７０の係合部７０ｄが治具１００の切欠部１００ａに引っ掛かるため、工作機械１０の主軸１１は、圧入工具２０を後方向に引っ張ることとなる。
【００４３】
このとき、図３および図４に示すように、支持部材４０は、各皿ばね７５・７５を圧縮しながら（各皿ばね７５・７５を弾性変形させながら）、後側ガイド部材７１に沿って、アーム７０に対して相対的に後方向に移動する。また、シャンク３０も後方向に移動する。
一方、推進部材５０および圧入ヘッド６０は、それぞれ後方向に移動しない。
【００４４】
これにより、支持部材４０とアーム７０との間にクリアランスＣが形成される。すなわち、圧入装置１は、後方向に移動することで、支持部材４０をアーム７０から離間させる。つまり、主軸１１をアーム７０から分離させる。
【００４５】
このように、アーム７０の係合部７０ｄは、アーム７０が後方向に移動不能となるように、治具１００の切欠部１００ａに係合する。
【００４６】
支持部材４０をアーム７０から離間させた後で、図４および図５に示すように、主軸１１を回動させる（図５に示す符号Ｒ参照）。これにより、推進部材５０を回動させ、推進部材５０を前方向に移動させる。このとき、推進部材５０は、前側ガイド部材７３に沿って、シャンク３０に対して相対的に前方向に移動する。
推進部材５０の前方向への移動に伴い、圧入ヘッド６０がワークＷの穴部Ｗ２に接近し、圧入部品Ｗ１がワークＷに対して圧入される。
【００４７】
圧入時には、工作機械１０が移動機構により後方向へ移動された状態を保持している（図４および図５に示す符号Ｐ参照）。
つまり、圧入装置１は、支持部材４０とアーム７０との離間状態を保持した状態で圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、前方向が圧入方向となり、後方向が圧入方向と反対側の方向となる。
【００４９】
このように圧入装置１を構成することにより、主軸１１の回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換して、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入できる。
これによれば、小さな回転トルクで大きな推進力を生み出すことができる。つまり、小さな容量のモータを搭載した小型の工作機械１０でも、圧入するために必要な推進力（圧入荷重Ｆ）を生み出すことができる。
【００５０】
圧入時には、治具１００に作用する圧入時の反力（圧入反力Ｆ１）が、アーム７０の係合部７０ｄから突出部７０ｃに伝播し、その後に基部７０ａに伝播する（図５に示す伝播した圧入反力Ｆ２参照）。
【００５１】
基部７０ａに伝播した圧入反力Ｆ２は、支持部材４０等に伝播しようとするが、支持部材４０とアーム７０とが離間状態にあるため、支持部材４０に伝播できない（図４に示すクリアランスＣ参照）。従って、圧入反力Ｆ１は、アーム７０および治具１００に対して作用する。
【００５２】
ここで、小型の工作機械１０は、耐荷重許容値が小さいため、圧入時に発生する圧入反力Ｆ１が工作機械１０に作用した場合、当該圧入反力Ｆ１に耐えられない可能性がある。
【００５３】
つまり、圧入時に支持部材４０とアーム７０とが離間状態になく、基部７０ａに伝播した圧入反力Ｆ２が支持部材４０に伝播してしまう場合には、圧入反力Ｆ１に耐えられるような、大型の工作機械１０を用いる必要がある。これは、アーム７０を用いずに、主軸１１の回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換し、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する場合においても同様である。
【００５４】
このような構成では、小型の工作機械１０の主軸１１で圧入荷重Ｆを生み出せることができるにも関わらず、圧入反力Ｆ１の影響で、小型の工作機械１０を用いることができない。
【００５５】
つまり、本実施形態の圧入装置１のように、支持部材４０をアーム７０から離間させるとともに、当該離間状態を保持した状態で、圧入部品Ｗ１を圧入する構成とすることで、小型の工作機械１０を用いることができるのである。
【００５６】
また、工作機械１０に圧入反力Ｆ２が伝播することを防止できるため、圧入時に工作機械１０に大きな負荷がかかることを確実に防止できる。
【００５７】
仮に、圧入位置やワークＷの形状が変更となった場合には、圧入工具２０の取替えや圧入装置１の移動位置の変更を行うことにより、容易に対応できる。
【００５８】
また、圧入装置１が設置される生産設備での大幅な仕様変更、例えば、生産するものが変更となり、工作機械１０で圧入に代えて切削を行う場合等にも、圧入工具２０を切削用の工具に取り替えることにより、容易に対応できる。
【００５９】
すなわち、圧入装置１は、圧入工具２０を主軸１１に装着する構成とすることで、圧入位置、ワークＷの形状、および機械加工等の変更に容易に対応できる。つまり、圧入装置１の汎用性を向上できる。
【００６０】
なお、各皿ばね７５・７５の付勢力は、必要最小限に設定することが望ましい。
すなわち、各皿ばね７５・７５の付勢力が小さ過ぎる場合には、アーム７０の自重によって、アーム７０が支持部材４０から離間してしまう。
また、各皿ばね７５・７５の付勢力が大き過ぎる場合には、支持部材４０をアーム７０から離間させる際に要する力（工作機械１０の引っ張り力）が大きくなってしまう。
【００６１】
従って、各皿ばね７５・７５の付勢力は、アーム７０の自重によってアーム７０が支持部材４０から離間しない程度の大きさ（必要最小限の大きさ）であることが望ましい。
【００６２】
ここで、圧入部品Ｗ１の圧入においては、個々の圧入部品Ｗ１の形状およびワークＷの穴部Ｗ２の形状の違いにより、圧入部品Ｗ１の圧入荷重Ｆの大きさが変動する。
【００６３】
具体的には、圧入部品Ｗ１の形状がワークＷの穴部Ｗ２に対して小さい場合やワークＷの穴部Ｗ２の形状が圧入部品Ｗ１に対して大きい場合には、圧入部品Ｗ１を穴部Ｗ２に押し込み易くなり、圧入荷重Ｆが小さくなる。
また、圧入部品Ｗ１の形状がワークＷの穴部Ｗ２に対して大きい場合やワークＷの穴部Ｗ２の形状が圧入部品Ｗ１に対して小さい場合には、圧入部品Ｗ１を穴部Ｗ２に押し込み難くなり、圧入荷重Ｆが大きくなる。
【００６４】
仮に、圧入荷重Ｆが小さ過ぎる場合、圧入後にワークＷの穴部Ｗ２から圧入部品Ｗ１が抜けてしまう可能性がある。
【００６５】
このため、圧入時に圧入荷重Ｆを測定し、予め設定される圧入荷重Ｆの範囲内であるか（例えば、所定の閾値以上の測定値であるか等）を確認する必要がある。
【００６６】
本実施形態の圧入装置１では、ロードセル８０の測定値に基づいて、圧入荷重Ｆを測定している。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、前述のように、支持部材４０とアーム７０との離間状態を保持した状態で圧入を行う。このため、圧入荷重Ｆの測定においては、支持部材４０をアーム７０から離間させたときにアーム７０にかかる荷重を考慮する。
つまり、圧入装置１は、圧入時の測定値（図５における測定値）から、支持部材４０をアーム７０から離間させたときの測定値（図４における測定値）を差し引き、その算出値を圧入荷重Ｆとしている。
【００６８】
ここで、アーム７０の剛性および表面硬さと、主軸１１の軸心位置に対するロードセル８０の位置の半径方向のズレ（以下、「オフセット量Ｇ」と表記する）とが、圧入荷重Ｆの測定精度に影響を与える可能性がある。
【００６９】
具体的には、アーム７０の剛性および表面硬さが低い場合、アーム７０が変形して、アーム７０にかかる荷重をアーム７０自身が吸収してしまう可能性がある。
この場合、ロードセル８０の測定値に、前記吸収した荷重が反映されることとなり、単に図５における測定値から図４における測定値を差し引くだけでは圧入荷重Ｆを正確に測定できなくなる。
【００７０】
本実施形態では、圧入時にアーム７０が変形しないような、剛性および表面硬さを有する金属部材等でアーム７０を形成している。
従って、圧入時にアーム７０が変形することはなく、アーム７０の変形による測定値の変動を考慮する必要はない。
【００７１】
また、主軸１１とロードセル８０とのオフセット量Ｇが大きい場合、アーム７０に回転モーメントが発生し、アーム７０にかかる荷重をアーム７０自身が吸収してしまう可能性がある。
【００７２】
本実施形態では、圧入時に回転モーメントが発生しないようなオフセット量Ｇとなるように、主軸１１とロードセル８０との位置関係を調整している。
従って、圧入時に回転モーメントが発生することはなく、回転モーメントによる測定値の変動を考慮する必要はない。
【００７３】
つまり、圧入装置１は、単に図５における測定値から図４における測定値を差し引くだけで圧入荷重Ｆを正確に測定できる。
【００７４】
このように、アーム７０および治具１００にて圧入反力Ｆ１を受ける構成とすることで、圧入荷重Ｆを容易に測定することが可能となる。
【００７５】
仮に、測定した圧入荷重Ｆが予め設定される範囲外である場合、制御装置により異常を検出し、圧入装置１が設置される生産設備等の動作を停止する。そして、異常が検出されたワークＷを取り除き、生産設備の動作を再開する。
【００７６】
圧入荷重Ｆの測定においては、主軸１１の回転トルクに基づいて圧入荷重Ｆを算出することが考えられるが、本実施形態の圧入装置１のように回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換する構成である場合、主軸１１の回転トルクは小さい。
従って、圧入荷重Ｆの変動度合いが大きい場合でも、主軸１１の回転トルクの変動度合いは小さくなってしまう。つまり、精度よく圧入荷重Ｆを測定できない可能性がある。
【００７７】
一方、本実施形態の圧入装置１のように、アーム７０にかかる荷重をロードセル８０によってダイレクトに測定することで、圧入荷重Ｆの変動を確実に測定できる。つまり、圧入装置１は、主軸１１の回転トルクに基づいて圧入荷重Ｆを測定する場合と比較して、より高精度に圧入荷重Ｆを測定できる。
【００７８】
なお、正確に圧入荷重Ｆを測定できるという観点より、オフセット量Ｇは０であることが望ましい。つまり、圧入装置１を前後方向から見たときに、主軸１１の軸心とロードセル８０とが互いに重なる位置関係にある（主軸１１の軸心とロードセル８０とが互いに同軸上にある）ことが望ましい。
仮に、オフセット量Ｇが０より大きくなる場合、オフセット量Ｇは、極力小さいことが望ましい。
【００７９】
本実施形態では、ロードセル８０は、アーム７０の係合部７０ｄに取り付けられる構成としたが、これに限定されるものでない。すなわち、ロードセル８０は、圧入荷重Ｆを測定可能な位置に配置されていればよく、例えば、治具１００の切欠部１００ａに取り付けられて、治具１００にかかる荷重を測定する構成であっても構わない。
【００８０】
このように、ロードセル８０は、アーム７０または治具１００に取り付けられ、支持部材４０をアーム７０から離間させたときにアーム７０または治具１００にかかる荷重、および圧入時にアーム７０または治具１００にかかる荷重を測定する測定手段として機能する。
【符号の説明】
【００８１】
１ 圧入装置
１１ 主軸
２０ 圧入工具
３０ シャンク
４０ 支持部材
５０ 推進部材
６０ 圧入ヘッド
７０ アーム
７０ｄ 係合部
７５ 皿ばね（弾性部材）
８０ ロードセル（測定手段）
１００ 治具
Ｗ ワーク
Ｗ１ 圧入部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入部品をワークに対して圧入する圧入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧入装置を用いてコンロッド等のワークにピン等の圧入部品を圧入している。このような圧入装置は、例えば、圧入部品を支持する圧入ヘッドを、シリンダの駆動によってワークに接近させ、治具に支持される圧入部品をワークに対して圧入する。
【０００３】
この場合、圧入時の反力（圧入反力）を圧入装置全体で受けることとなるため、圧入装置は圧入反力に耐えられるような、大型な装置となってしまう。
また、圧入装置は、ある決まった形状のワークの、所定の圧入位置に圧入するだけの装置、つまり、ある形状のワーク専用の圧入装置である。従って、圧入位置やワークの形状が変更となった場合、当該変更に対応できず、別の圧入装置が必要となる場合があった。つまり、汎用性が低かった。
【０００４】
特許文献１に開示される圧入装置は、マシニングセンタの主軸に連結され、スラスト吸収機構および圧入反力相殺機構等を具備する。スラスト吸収機構は、二つの回転部材をスプリングによって連結し、一方の回転部材を他方の回転部材よりスラスト方向に移動させることで、主軸に作用するスラストを吸収する。圧入反力相殺機構は、主軸の回転により回転する正ネジ部分および逆ネジ部分に、圧入部品を支持するナット部を螺合することで構成される。
【０００５】
このような特許文献１に開示される圧入装置は、主軸の回転によりナット部を圧入方向に移動させ、圧入部品をワークに対して圧入する。このとき、正ネジ部分と螺合するナット部と逆ネジ部分と螺合するナット部とは、互いに反対方向に移動しながら圧入部品を圧入する。
つまり、正ネジ部と逆ネジ部とで互いに反対方向に作用する圧入反力を相殺させることで、主軸に作用するスラストを軽減する。仮に、圧入反力を相殺しきれなかった場合には、スラスト吸収機構が主軸に作用するスラストを吸収する。
【０００６】
このような特許文献１に開示される圧入装置では、相殺しきれなかった圧入反力が大きい場合、マシニングセンタに大きな負荷がかかる可能性がある。
また、スラスト吸収機構や圧入反力相殺機構等により圧入荷重が吸収されるため、圧入荷重の測定が困難となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、圧入時に工作機械に大きな負荷がかかることを確実に防止できる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】
【０００９】
請求項１においては、回動可能な主軸に圧入工具を装着し、前記圧入工具に支持される圧入部品を治具に支持されるワークに対して圧入する圧入装置であって、前記圧入工具は、前記主軸に連結され、前記主軸の回動に伴って一体的に回動するシャンクと、前記シャンクを回動可能に支持する支持部材と、前記シャンクに連結され、前記シャンクの回動に伴って一体的に回動する推進部材と、前記推進部材が回動した際に、前記推進部材を前記シャンクに対して圧入方向に相対的に移動可能に支持するとともに、弾性部材を介して前記支持部材に支持され、前記圧入方向と反対側の方向に移動不能となるように前記治具に係合する係合部が形成されるアームと、前記推進部材に連結され、前記推進部材の移動に伴って一体的に移動するとともに、前記圧入部品を支持する圧入ヘッドと、を具備し、前記圧入装置は、前記アームの係合部を前記治具に係合させた状態で、前記圧入方向と反対側の方向に移動することで前記弾性部材を弾性変形させて、前記支持部材を前記アームから離間させ、該支持部材とアームとの離間状態を保持した状態で、前記主軸の回動により前記推進部材を回動させて、前記推進部材を前記シャンクに対して相対的に前記圧入方向に移動させることにより、前記圧入部品を前記ワークに対して圧入する、ものである。
【００１０】
請求項２においては、前記圧入工具は、前記アームまたは前記治具に取り付けられ、前記支持部材を前記アームから離間させたときに前記アームまたは前記治具にかかる荷重、および圧入時に前記治具または前記アームにかかる荷重を測定する測定手段をさらに具備し、前記圧入装置は、前記測定手段の前記各測定結果に基づいて、前記圧入部品の圧入荷重を測定する、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、工作機械に圧入反力が伝播することを防止できるため、圧入時に工作機械に大きな負荷がかかることを確実に防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】圧入装置の全体的な構成を示す断面図。
【図２】治具およびワークを示す断面図。
【図３】アームを治具に係合させた状態を示す断面図。
【図４】支持部材をアームから離間させる状態を示す断面図。
【図５】圧入部品を圧入する状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本実施形態の圧入装置１について、図面を参照して説明する。
【００１４】
なお、以下では、説明の便宜上図１における紙面の左右方向を基準として「圧入装置１の左右方向」を規定する。また、図１における紙面の上側から下側へ向かう方向を前方向として「圧入装置１の前後方向」を規定する。
【００１５】
図１に示すように、圧入装置１は、回動可能な主軸１１に圧入工具２０を装着することで構成され、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入するものである。このような主軸１１は、例えば、市販の工作機械（例えば、一軸ＮＣ加工機等）の主軸により構成される。
圧入装置１は、工作機械１０に設けられ、工作機械１０の主軸１１を移動させる移動機構により、所望の位置に移動可能である。
【００１６】
なお、本実施形態では、図２に示すように、ワークＷをコンロッドとし、圧入部品Ｗ１としてのピンを、コンロッドの大端側に形成される穴部Ｗ２に対して圧入するものとするが、これに限定されるものでない。
【００１７】
圧入工具２０は、主軸１１の回転を利用して、前端部で支持する圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入するものである（図５参照）。図１に示すように、圧入工具２０は、シャンク３０、支持部材４０、推進部材５０、圧入ヘッド６０、アーム７０、およびロードセル８０等を具備する。
【００１８】
シャンク３０は、中空状の部材であり、その後端部が主軸１１に連結され、主軸１１に回動に伴って一体的に回動する。
【００１９】
シャンク３０の前端部には、その内径が部分的に小さくなっている部分があり、当該内径が小さい部分に二つのキー溝３０ａ・３０ａが形成される。
各キー溝３０ａ・３０ａは、それぞれ前後方向から見たときに略四角形状となる窪みである。各キー溝３０ａ・３０ａは、互いに１８０°位相をずらしたような位置関係となる。
【００２０】
支持部材４０は、シャンク３０の前側を覆う略筒状の部材であり、その中空部分にシャンク３０を支持するベアリング４２・４２等が嵌装される。支持部材４０は、その後端部が右方向に延出する。支持部材４０は、前記延出部分にて、工作機械１０のハウジング１２に設けられる固定部材１３に、位置決めピン４１を介して回動不能に固定される。
【００２１】
つまり、支持部材４０は、位置決めピン４１を回り止めとして機能させ、シャンク３０を回動可能に支持する。また、支持部材４０とアーム７０とを連結するボルト７４・７４の位相を決めることで、後述するアーム７０の突出部７０ｃの位相を決める。
【００２２】
推進部材５０は、略円柱状の部材であり、その後端部がシャンク３０の前側に連結されるとともに、その前端部が圧入ヘッド６０の後端部に連結される。
【００２３】
推進部材５０の後端部には、前後方向から見たときに各キー溝３０ａ・３０ａと略同一形状および同一位相となる二つの突起部５０ａ・５０ａが形成される。各突起部５０ａ・５０ａの前後方向の寸法は、それぞれ各キー溝３０ａ・３０ａの前後方向の寸法よりも短くなる。
各突起部５０ａ・５０ａを各キー溝３０ａ・３０ａに嵌合させることにより、推進部材５０は、シャンク３０の回動に伴って一体的に回動する。
【００２４】
推進部材５０の前後中途部には、後述するアーム７０の雌ネジ部７０ｂと螺合する雄ネジ部５０ｂが形成される。
【００２５】
推進部材５０の前端部は、後述するアーム７０の基部７０ａより前方向に突出する。
【００２６】
圧入ヘッド６０は、その前端部で圧入部品Ｗ１を支持する（図１に二点鎖線で示す圧入部品Ｗ１参照）。圧入ヘッド６０は、推進部材５０の前後方向の移動に伴って一体的に移動するとともに、推進部材５０の回動に伴って一体的に回動しないように、複数のボール５１・５１・・・・・・を介して推進部材５０に連結される。
【００２７】
推進部材５０の前後方向への移動が一定の範囲を超えたとき、各突起部５０ａ・５０ａが各キー溝３０ａ・３０ａから外れ、推進部材５０が回動しなくなる（主軸１１およびシャンク３０が空回りする）。
【００２８】
これにより、主軸１１の回り過ぎによる推進部材５０および圧入ヘッド６０の過剰な前後方向への移動を規制する。
すなわち、過剰な前方向への移動により、雄ネジ部５０ｂが雌ネジ部７０ｂよりも前方向へ移動して、推進部材５０がアーム７０から抜け落ちてしまうこと等を防止する。
【００２９】
アーム７０には、基部７０ａ、雌ネジ部７０ｂ、突出部７０ｃ、および係合部７０ｄが形成される。
【００３０】
基部７０ａは、左右中心部に前後方向に貫通する孔部が形成される略円板状の部材である。基部７０ａの後側面には、ボルト７２・７２を介して略筒状の後側ガイド部材７１が取り付けられる。基部７０ａの前側面の左右中心部には、略筒状の前側ガイド部材７３が取り付けられる。
【００３１】
雌ネジ部７０ｂは、基部７０ａの左右中心部を前後方向に貫通する孔部に形成され、推進部材５０の雄ネジ部５０ｂと螺合する。
【００３２】
すなわち、アーム７０は、推進部材５０が回動した際に、その回動方向に応じて、推進部材５０をシャンク３０に対して前方向または後方向に相対的に移動可能なように支持する。
【００３３】
突出部７０ｃは、基部７０ａの前側面の右側より前方向に突出する部分である。
【００３４】
係合部７０ｄは、突出部７０ｃの前端部より左方向に突出する部分である。係合部７０ｄの後側面には、ロードセル８０が取り付けられる。
【００３５】
このようなアーム７０は、ボルト７４・７４を介して支持部材４０に支持される。また、ボルト７４・７４とアーム７０との間には、それぞれ二つの皿ばね７５・７５（弾性部材）および座金７６が介在する。つまり、アーム７０は、各皿ばね７５・７５を介して支持部材４０に支持される。
【００３６】
ロードセル８０は、圧入時の荷重（圧入部品Ｗ１の圧入荷重Ｆ、図５参照）を測定するためのものであり、アーム７０にかかる荷重を測定する。ロードセル８０は、配線８１を介して所定の制御装置に測定値を送信可能に構成される。このようなロードセル８０は、市販のロードセルが用いられる。
【００３７】
次に、圧入装置１によるワークＷへの圧入部品Ｗ１の圧入動作について説明する。
【００３８】
まず、図２に示すように、ワークＷを治具１００にセットする。これにより、ワークＷは、治具１００に所定の姿勢で支持される。治具１００には、その後側面の右側に切欠部１００ａが形成される。
この時点において、ワークＷと圧入装置１とは、互いに離間している。
【００３９】
ワークＷを治具１００にセットした後で、圧入ヘッド６０に圧入部品Ｗ１をセットする（図１に二点鎖線で示す圧入部品Ｗ１参照）。
【００４０】
圧入ヘッド６０に圧入部品Ｗ１をセットした後で、図３に示すように、工作機械１０の移動機構により、主軸１１および圧入工具２０（つまり、圧入装置１）を治具１００の近傍へ移動させる。このとき、アーム７０の係合部７０ｄの後側面は、ロードセル８０を介して治具１００の切欠部１００ａの前側面に当接する。
【００４１】
アーム７０の突出部７０ｃの前方向への突出寸法および係合部７０ｄの左方向への突出寸法等は、それぞれ適宜の長さに設定されている。従って、この時点で、圧入部品Ｗ１の前方にワークＷの穴部Ｗ２が位置する。
【００４２】
圧入装置１を治具１００の近傍へ移動させた後で、工作機械１０の移動機構により、圧入装置１を後方向に移動させる（図３に示す符号Ｐ参照）。
このとき、アーム７０の係合部７０ｄが治具１００の切欠部１００ａに引っ掛かるため、工作機械１０の主軸１１は、圧入工具２０を後方向に引っ張ることとなる。
【００４３】
このとき、図３および図４に示すように、支持部材４０は、各皿ばね７５・７５を圧縮しながら（各皿ばね７５・７５を弾性変形させながら）、後側ガイド部材７１に沿って、アーム７０に対して相対的に後方向に移動する。また、シャンク３０も後方向に移動する。
一方、推進部材５０および圧入ヘッド６０は、それぞれ後方向に移動しない。
【００４４】
これにより、支持部材４０とアーム７０との間にクリアランスＣが形成される。すなわち、圧入装置１は、後方向に移動することで、支持部材４０をアーム７０から離間させる。つまり、主軸１１をアーム７０から分離させる。
【００４５】
このように、アーム７０の係合部７０ｄは、アーム７０が後方向に移動不能となるように、治具１００の切欠部１００ａに係合する。
【００４６】
支持部材４０をアーム７０から離間させた後で、図４および図５に示すように、主軸１１を回動させる（図５に示す符号Ｒ参照）。これにより、推進部材５０を回動させ、推進部材５０を前方向に移動させる。このとき、推進部材５０は、前側ガイド部材７３に沿って、シャンク３０に対して相対的に前方向に移動する。
推進部材５０の前方向への移動に伴い、圧入ヘッド６０がワークＷの穴部Ｗ２に接近し、圧入部品Ｗ１がワークＷに対して圧入される。
【００４７】
圧入時には、工作機械１０が移動機構により後方向へ移動された状態を保持している（図４および図５に示す符号Ｐ参照）。
つまり、圧入装置１は、支持部材４０とアーム７０との離間状態を保持した状態で圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、前方向が圧入方向となり、後方向が圧入方向と反対側の方向となる。
【００４９】
このように圧入装置１を構成することにより、主軸１１の回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換して、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入できる。
これによれば、小さな回転トルクで大きな推進力を生み出すことができる。つまり、小さな容量のモータを搭載した小型の工作機械１０でも、圧入するために必要な推進力（圧入荷重Ｆ）を生み出すことができる。
【００５０】
圧入時には、治具１００に作用する圧入時の反力（圧入反力Ｆ１）が、アーム７０の係合部７０ｄから突出部７０ｃに伝播し、その後に基部７０ａに伝播する（図５に示す伝播した圧入反力Ｆ２参照）。
【００５１】
基部７０ａに伝播した圧入反力Ｆ２は、支持部材４０等に伝播しようとするが、支持部材４０とアーム７０とが離間状態にあるため、支持部材４０に伝播できない（図４に示すクリアランスＣ参照）。従って、圧入反力Ｆ１は、アーム７０および治具１００に対して作用する。
【００５２】
ここで、小型の工作機械１０は、耐荷重許容値が小さいため、圧入時に発生する圧入反力Ｆ１が工作機械１０に作用した場合、当該圧入反力Ｆ１に耐えられない可能性がある。
【００５３】
つまり、圧入時に支持部材４０とアーム７０とが離間状態になく、基部７０ａに伝播した圧入反力Ｆ２が支持部材４０に伝播してしまう場合には、圧入反力Ｆ１に耐えられるような、大型の工作機械１０を用いる必要がある。これは、アーム７０を用いずに、主軸１１の回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換し、圧入部品Ｗ１をワークＷに対して圧入する場合においても同様である。
【００５４】
このような構成では、小型の工作機械１０の主軸１１で圧入荷重Ｆを生み出せることができるにも関わらず、圧入反力Ｆ１の影響で、小型の工作機械１０を用いることができない。
【００５５】
つまり、本実施形態の圧入装置１のように、支持部材４０をアーム７０から離間させるとともに、当該離間状態を保持した状態で、圧入部品Ｗ１を圧入する構成とすることで、小型の工作機械１０を用いることができるのである。
【００５６】
また、工作機械１０に圧入反力Ｆ２が伝播することを防止できるため、圧入時に工作機械１０に大きな負荷がかかることを確実に防止できる。
【００５７】
仮に、圧入位置やワークＷの形状が変更となった場合には、圧入工具２０の取替えや圧入装置１の移動位置の変更を行うことにより、容易に対応できる。
【００５８】
また、圧入装置１が設置される生産設備での大幅な仕様変更、例えば、生産するものが変更となり、工作機械１０で圧入に代えて切削を行う場合等にも、圧入工具２０を切削用の工具に取り替えることにより、容易に対応できる。
【００５９】
すなわち、圧入装置１は、圧入工具２０を主軸１１に装着する構成とすることで、圧入位置、ワークＷの形状、および機械加工等の変更に容易に対応できる。つまり、圧入装置１の汎用性を向上できる。
【００６０】
なお、各皿ばね７５・７５の付勢力は、必要最小限に設定することが望ましい。
すなわち、各皿ばね７５・７５の付勢力が小さ過ぎる場合には、アーム７０の自重によって、アーム７０が支持部材４０から離間してしまう。
また、各皿ばね７５・７５の付勢力が大き過ぎる場合には、支持部材４０をアーム７０から離間させる際に要する力（工作機械１０の引っ張り力）が大きくなってしまう。
【００６１】
従って、各皿ばね７５・７５の付勢力は、アーム７０の自重によってアーム７０が支持部材４０から離間しない程度の大きさ（必要最小限の大きさ）であることが望ましい。
【００６２】
ここで、圧入部品Ｗ１の圧入においては、個々の圧入部品Ｗ１の形状およびワークＷの穴部Ｗ２の形状の違いにより、圧入部品Ｗ１の圧入荷重Ｆの大きさが変動する。
【００６３】
具体的には、圧入部品Ｗ１の形状がワークＷの穴部Ｗ２に対して小さい場合やワークＷの穴部Ｗ２の形状が圧入部品Ｗ１に対して大きい場合には、圧入部品Ｗ１を穴部Ｗ２に押し込み易くなり、圧入荷重Ｆが小さくなる。
また、圧入部品Ｗ１の形状がワークＷの穴部Ｗ２に対して大きい場合やワークＷの穴部Ｗ２の形状が圧入部品Ｗ１に対して小さい場合には、圧入部品Ｗ１を穴部Ｗ２に押し込み難くなり、圧入荷重Ｆが大きくなる。
【００６４】
仮に、圧入荷重Ｆが小さ過ぎる場合、圧入後にワークＷの穴部Ｗ２から圧入部品Ｗ１が抜けてしまう可能性がある。
【００６５】
このため、圧入時に圧入荷重Ｆを測定し、予め設定される圧入荷重Ｆの範囲内であるか（例えば、所定の閾値以上の測定値であるか等）を確認する必要がある。
【００６６】
本実施形態の圧入装置１では、ロードセル８０の測定値に基づいて、圧入荷重Ｆを測定している。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、前述のように、支持部材４０とアーム７０との離間状態を保持した状態で圧入を行う。このため、圧入荷重Ｆの測定においては、支持部材４０をアーム７０から離間させたときにアーム７０にかかる荷重を考慮する。
つまり、圧入装置１は、圧入時の測定値（図５における測定値）から、支持部材４０をアーム７０から離間させたときの測定値（図４における測定値）を差し引き、その算出値を圧入荷重Ｆとしている。
【００６８】
ここで、アーム７０の剛性および表面硬さと、主軸１１の軸心位置に対するロードセル８０の位置の半径方向のズレ（以下、「オフセット量Ｇ」と表記する）とが、圧入荷重Ｆの測定精度に影響を与える可能性がある。
【００６９】
具体的には、アーム７０の剛性および表面硬さが低い場合、アーム７０が変形して、アーム７０にかかる荷重をアーム７０自身が吸収してしまう可能性がある。
この場合、ロードセル８０の測定値に、前記吸収した荷重が反映されることとなり、単に図５における測定値から図４における測定値を差し引くだけでは圧入荷重Ｆを正確に測定できなくなる。
【００７０】
本実施形態では、圧入時にアーム７０が変形しないような、剛性および表面硬さを有する金属部材等でアーム７０を形成している。
従って、圧入時にアーム７０が変形することはなく、アーム７０の変形による測定値の変動を考慮する必要はない。
【００７１】
また、主軸１１とロードセル８０とのオフセット量Ｇが大きい場合、アーム７０に回転モーメントが発生し、アーム７０にかかる荷重をアーム７０自身が吸収してしまう可能性がある。
【００７２】
本実施形態では、圧入時に回転モーメントが発生しないようなオフセット量Ｇとなるように、主軸１１とロードセル８０との位置関係を調整している。
従って、圧入時に回転モーメントが発生することはなく、回転モーメントによる測定値の変動を考慮する必要はない。
【００７３】
つまり、圧入装置１は、単に図５における測定値から図４における測定値を差し引くだけで圧入荷重Ｆを正確に測定できる。
【００７４】
このように、アーム７０および治具１００にて圧入反力Ｆ１を受ける構成とすることで、圧入荷重Ｆを容易に測定することが可能となる。
【００７５】
仮に、測定した圧入荷重Ｆが予め設定される範囲外である場合、制御装置により異常を検出し、圧入装置１が設置される生産設備等の動作を停止する。そして、異常が検出されたワークＷを取り除き、生産設備の動作を再開する。
【００７６】
圧入荷重Ｆの測定においては、主軸１１の回転トルクに基づいて圧入荷重Ｆを算出することが考えられるが、本実施形態の圧入装置１のように回転トルクを圧入ヘッド６０の推進力に変換する構成である場合、主軸１１の回転トルクは小さい。
従って、圧入荷重Ｆの変動度合いが大きい場合でも、主軸１１の回転トルクの変動度合いは小さくなってしまう。つまり、精度よく圧入荷重Ｆを測定できない可能性がある。
【００７７】
一方、本実施形態の圧入装置１のように、アーム７０にかかる荷重をロードセル８０によってダイレクトに測定することで、圧入荷重Ｆの変動を確実に測定できる。つまり、圧入装置１は、主軸１１の回転トルクに基づいて圧入荷重Ｆを測定する場合と比較して、より高精度に圧入荷重Ｆを測定できる。
【００７８】
なお、正確に圧入荷重Ｆを測定できるという観点より、オフセット量Ｇは０であることが望ましい。つまり、圧入装置１を前後方向から見たときに、主軸１１の軸心とロードセル８０とが互いに重なる位置関係にある（主軸１１の軸心とロードセル８０とが互いに同軸上にある）ことが望ましい。
仮に、オフセット量Ｇが０より大きくなる場合、オフセット量Ｇは、極力小さいことが望ましい。
【００７９】
本実施形態では、ロードセル８０は、アーム７０の係合部７０ｄに取り付けられる構成としたが、これに限定されるものでない。すなわち、ロードセル８０は、圧入荷重Ｆを測定可能な位置に配置されていればよく、例えば、治具１００の切欠部１００ａに取り付けられて、治具１００にかかる荷重を測定する構成であっても構わない。
【００８０】
このように、ロードセル８０は、アーム７０または治具１００に取り付けられ、支持部材４０をアーム７０から離間させたときにアーム７０または治具１００にかかる荷重、および圧入時にアーム７０または治具１００にかかる荷重を測定する測定手段として機能する。
【符号の説明】
【００８１】
１ 圧入装置
１１ 主軸
２０ 圧入工具
３０ シャンク
４０ 支持部材
５０ 推進部材
６０ 圧入ヘッド
７０ アーム
７０ｄ 係合部
７５ 皿ばね（弾性部材）
８０ ロードセル（測定手段）
１００ 治具
Ｗ ワーク
Ｗ１ 圧入部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能な主軸に圧入工具を装着し、前記圧入工具に支持される圧入部品を治具に支持されるワークに対して圧入する圧入装置であって、
前記圧入工具は、
前記主軸に連結され、前記主軸の回動に伴って一体的に回動するシャンクと、
前記シャンクを回動可能に支持する支持部材と、
前記シャンクに連結され、前記シャンクの回動に伴って一体的に回動する推進部材と、
前記推進部材が回動した際に、前記推進部材を前記シャンクに対して圧入方向に相対的に移動可能に支持するとともに、弾性部材を介して前記支持部材に支持され、前記圧入方向と反対側の方向に移動不能となるように前記治具に係合する係合部が形成されるアームと、
前記推進部材に連結され、前記推進部材の移動に伴って一体的に移動するとともに、前記圧入部品を支持する圧入ヘッドと、
を具備し、
前記圧入装置は、
前記アームの係合部を前記治具に係合させた状態で、前記圧入方向と反対側の方向に移動することで前記弾性部材を弾性変形させて、前記支持部材を前記アームから離間させ、
該支持部材とアームとの離間状態を保持した状態で、
前記主軸の回動により前記推進部材を回動させて、前記推進部材を前記シャンクに対して相対的に前記圧入方向に移動させることにより、前記圧入部品を前記ワークに対して圧入する、
圧入装置。
【請求項２】
前記圧入工具は、
前記アームまたは前記治具に取り付けられ、前記支持部材を前記アームから離間させたときに前記アームまたは前記治具にかかる荷重、および圧入時に前記治具または前記アームにかかる荷重を測定する測定手段をさらに具備し、
前記圧入装置は、
前記測定手段の前記各測定結果に基づいて、前記圧入部品の圧入荷重を測定する、
請求項１に記載の圧入装置。
【請求項１】
回動可能な主軸に圧入工具を装着し、前記圧入工具に支持される圧入部品を治具に支持されるワークに対して圧入する圧入装置であって、
前記圧入工具は、
前記主軸に連結され、前記主軸の回動に伴って一体的に回動するシャンクと、
前記シャンクを回動可能に支持する支持部材と、
前記シャンクに連結され、前記シャンクの回動に伴って一体的に回動する推進部材と、
前記推進部材が回動した際に、前記推進部材を前記シャンクに対して圧入方向に相対的に移動可能に支持するとともに、弾性部材を介して前記支持部材に支持され、前記圧入方向と反対側の方向に移動不能となるように前記治具に係合する係合部が形成されるアームと、
前記推進部材に連結され、前記推進部材の移動に伴って一体的に移動するとともに、前記圧入部品を支持する圧入ヘッドと、
を具備し、
前記圧入装置は、
前記アームの係合部を前記治具に係合させた状態で、前記圧入方向と反対側の方向に移動することで前記弾性部材を弾性変形させて、前記支持部材を前記アームから離間させ、
該支持部材とアームとの離間状態を保持した状態で、
前記主軸の回動により前記推進部材を回動させて、前記推進部材を前記シャンクに対して相対的に前記圧入方向に移動させることにより、前記圧入部品を前記ワークに対して圧入する、
圧入装置。
【請求項２】
前記圧入工具は、
前記アームまたは前記治具に取り付けられ、前記支持部材を前記アームから離間させたときに前記アームまたは前記治具にかかる荷重、および圧入時に前記治具または前記アームにかかる荷重を測定する測定手段をさらに具備し、
前記圧入装置は、
前記測定手段の前記各測定結果に基づいて、前記圧入部品の圧入荷重を測定する、
請求項１に記載の圧入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６６３０１（Ｐ２０１２−１６６３０１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８９６６（Ｐ２０１１−２８９６６）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９１０３３７５５）エヌティーツール株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９１０３３７５５）エヌティーツール株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
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