JPH03145953A - 軸部材の圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばスピンドルモータのシャフトをハブ
またはロータに圧入する場合に適用され、軸部材をこの
軸部材に密に嵌合可能な穴を有する部材の上記穴に圧入
する軸部材の圧入装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、軸部材の圧入装置としては、ベースに一軸方向に
移動可能に設けられ、送りねしあるいは油圧装置により
上記一軸方向に送られるプレスヘッドと、上記一軸方向
に対向して設けられ、ワークを支持するワーク支持部と
を、備えたものがある。そして、上記ワーク支持部に、
軸部材とこの軸部材に密に嵌合可能な穴を有する部材の
うちの一方を、軸部材であればその軸方向を、また上記
穴を有する部材であれば穴の軸心を上記一軸方向に平行
に保って固定する一方、この固定した一方に対して上記
軸部材と穴を有する部材のうちの他方を、軸部材と上記
部材の穴が略同軸となるように上記プレスヘッドに取り
つけ、この取りつけた他方を、上記プレスヘッドにより
、軸部材と穴を有する部材が互いに近づく一定の方向に
一定の力あるいは一定の速度で所定の位置まで一気に押
し進めて、これにより、軸部材を穴を有する部材のその
穴に相対的に圧入するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の圧入は、軸部材を穴をイｔす
る部材のその穴に一気に１ストロークで圧入するように
しているので、軸部材および穴を有する部材が共に支持
部材またはプレスへノドに固定されることと相俟って、
軸部材が穴に同軸に圧入されづ″、こせた状態で圧入さ
れ易い等、圧入精度が悪いという問題があった。

そこで、この発明の目的は、こせ等を避けながら圧入す
ることができ、したがって、精度高く軸部材を穴を有す
る部材のその穴に圧入することができる軸部材の圧入装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記口約を達成するため、この発明の軸部材の圧入装置
は、ヘースに一軸方向に移動可能に設けられ、サーボア
クチュエーターによって」二記一軸方向に往復動しつつ
送られて、軸部材とこの軸部材に密に嵌合する穴を有す
る部材のうちの一方を、押圧するブレスヘッドと；上記
ヘースに上記ブレスヘッドと上記一軸方向に対向して設
けられ、上記軸部材と上記穴を有する部材のうちの他方
を、傾動可能にただし一軸方向に移動不可に持するワー
ク支持部を；備えている。

〔作用］ 上記ブレスヘッドにより押圧されるｌ記軸部材と穴を存
する部材のうらの一方と、Ｌ記ワーク支持部に傾動可能
ただし一軸方向に移動不可に支持される上記軸部材と穴
を有する部材のうちの他方とは、略同軸に配置される。

圧入に際して、上記ブレスヘッドはサーボアクユエータ
によって上記一軸方向に送られて、上記軸部材と穴を有
する部材のうちの一方を、従来のように圧入終了位置ま
で一気に押圧するのではなく、負荷、除荷を繰り返しな
がら、段階的に押圧する。したがって、相対的に、軸部
材は穴を有する部材のその穴に段階的に圧入される。こ
のとき、上記ワーク支持部に支持された上記軸部材と穴
を有する部材のうちの他方は、このワーク支持部により
傾動可能ただし一軸方向に移動不可に支持されているの
で、軸部材が上記穴を有する部材のこの穴に対して相対
的に傾いたり偏心して圧入されようとしても、この傾き
や偏心は、上記ブレスヘッドの往復動による圧入の段階
毎に、圧入抵抗が周方向位置によらず一定となるよう傾
動する、つまり軸部材の軸心と穴の軸心が一致するよう
傾動する上記軸部材と穴を有する部材のうちの他方のそ
の傾動により、確実に吸収される。したがって、軸部（
Ａは穴を有する部材のこの穴に精度高く同軸度を保って
圧入される。

（実施例〕 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第２図はこの発明の軸部材の圧入装置の一実施例として
のスピンドルモータの軸部材の圧入装置を圧入方向に直
交する方向からみた図である。

第２図において、ｌは水平部１ａと鉛直部１ｂを備えた
ヘースであり、このベース１の鉛直部１ｂには、リニア
軸受２を介してプレスヘッド３を鉛直方向に移動可能に
設けている。このブレスヘッド３は、下端部に水平方向
に延びる押圧面を有する押圧部３ａを、また、上端部に
ボールナンド部３ｂを備えている。上記鉛直部１ｂに設
けられ水平方向に延びる支持部１ｃにはサポートユニッ
ト４を設け、これを介して回転自在ただし軸方向に移動
不可に支持されたボールねし軸５に、上記ボールナツト
部３ｂを螺合している。したがって、上記プレスヘッド
３は、ボールねし軸５の回転に応して図中Ｘで示す鉛直
方向に送られる。このボールねじ軸５は、タイミングプ
ーリー６　タイミングベルト７およびタイミングプーリ
ー８を介して、支持部９に固定されたサーボモータ等の
サボアクチュエータ１０により回転駆動される。このサ
ーボモータは図示しない制御回路によって制御されて、
上記タイミングプーリー６、タイミングベルト７および
タイミングプーリ−８を介して上記ボールねし軸５を回
転させて、第１図に示す如く、プレスヘッド３に、スト
ロークＳ１の下降２ストロークＳ２の上昇（Ｓｌ　＞５
２　）、　　ストロークＳｌの下降、ストロークＳ２の
上昇、・・・（例えばストローク５１＝１００　μｍ、
ストロークＳ２＝５０ｕｍ）を繰り返す動作をさせる。

つまり、プレスヘッド３に軸方向Ｘに微振動しつつ降下
する動きを与える。

上記ヘースｌの水平部１ａには、上記プレスヘッド３と
鉛直方向Ｘに対向するように、ワーク支持部１１を設け
ており、このワーク支持部１１と上記プレスヘッド３の
夫々の軸心は一致している。このワーク支持部１１は、
鉛直方向に延びる略円筒状で、周方向一定間隔に水平方
向外側に向けて突出する複数の突出部１２ａ、１２ａ、
・・・を有する第１支持部１２と、断面略矩形の環状で
、上記突出部１２ａ。

１２ａ、・・・に対応する周方向位置に鉛直方向下方に
向けて延びる軸１３ａ、１３ａ、・・・を有する第２支
持部１３とを備えている。そして、上記第２支持部１３
の軸１３ａを上記突出部１２ａが打する貫通穴に所定の
隙間を保って挿通した後、この軸１３ａを、軸端に装着
した止め輪１４により抜は止めしている。そして、第１
支持部１２と第２支持部１３の間には、軸１３ａに装着
した状態で、適宜なばね定数を有し所定の自然長を有す
るコイルばね１５．１５．・・・を一定長さだけ縮めて
縮装している。したがって、第２支持部１３は、無負荷
のときや均等に負荷が作用したときは水平を保つ一方、
アンバランスな負荷が作用したとは負荷に応して傾き、
さらに、上記軸１３ａと突出部１２ａの貫通穴の間に形
成される隙間等によって決定される所定の範囲（例えば
０．５Ｉｌｆｆ１程度）で、略水平方向に移動できる。

上記第１支持部１２の上面の中心には基準部１２ｂが突
設してあり、この基準部１２ｂは、緩やかな凸面を有し
ており、第２支持部１３の上面に載置されるワークを所
定の鉛直方向位置にて鉛直方向に支持する。この基準部
１２ｂは、圧入に際して、ワークと小さな面積にて接触
するため、第２支持部１３の傾動を妨げることはない、
このように、ワーク支持部１１は、圧入時、第２支持部
１３に載置されるワークを傾動可能、ただし軸方向には
移動不可に支持する。

上記ワーク支持部１１の第２支持部１２には、シャフト
２１と、このシャフト２１の端部に嵌合固定され径方向
に延びるフランジ２２と、シャフト２１に軸受２３を介
して回転自在に支持され、シャフト２１と同軸な外周面
を有する環状部材２４と、ステータ２５とを、備えた軸
部材２０を、固定用フランジ２２を第２支持部１３の上
面に当接し、上記シャフト２１および環状部材２４の外
周面をプレスへラド３とほぼ同心に保って、載置してい
る。

上記軸部材２０の鉛直方向上方には、軸部材２０のシャ
フト２１上端および環状部材２４に密に嵌合可能な穴３
１．３２を有し、内周面にロータとしてのマグネット３
３が付設された略円筒状の部材を、図示しない鉛直方向
に移動可能な支持部材によりその軸心をプレスヘッド３
および軸部材２０と同軸に保った状態で支持している。

上記図示しない支持部材は部材３０を鉛直方向に移動可
能に支持するため、圧入を妨げることはない、上記部材
３０は軸部材２０と共にスピンドルモータを構成し、こ
のスピンドルモータの回転側を構成する。そして、部材
３０はその上端部が上記プレスヘッド３により押圧され
る。

なお、上記プレスヘッド３には、このプレスヘッド３と
第２支持部１３に設けた被検出部１６との鉛直方向の距
離を検出する測距センサ１７が取りつけてあり、この測
距センサ１７より検出される測距データに基づいてプレ
スヘッド３の送り停止位置は決定されるため、部材３ｏ
は軸部材２ｏの軸方向所定の位置に正確に圧入される。

なお、第２図中ｄで示す測距センサ１７のプレスヘッド
３の軸心からの距離は、問題となるような測距誤差が生
しないように十分小さく設けられている。

上記構成において、部材３ｏの軸部材２ｏへの圧入は以
下のようにして行う。すなわち、第２図に示すように、
軸部材２ｏをワーク支持部１１の第２支持部に載置する
一方、上記図示しない支持部材により部材３０を支持す
る。これにより、軸部材２ｏと部材３０とはほぼ同軸に
配置される６次いで、サーボアクチュエータｌＯを作動
させて、プレスヘッド３を、このプレスヘッド３が部材
３ｏに接して部材３゜の穴３１と軸部材２０のシャフト
２１との密なる嵌合を僅かに開始し、かつ、軸部材２ｏ
がこの嵌合の開始によって部材３０を介して下方に押圧
されて軸部材２０が第１支持部１２の基準部１２ｂに当
接するまで、所定の高速度で下降させる（第１図中頭域
ａ参照）。上記軸部材２０の基準部１２ｂへの当接によ
って、軸部材２０は第１支持部１２により軸方向に支持
される０次いで、サーボモータ１０を作動させて、プレ
スへノド３に１００μｍの下降と５０７１ｍのＪ二昇の
繰り返し７からなる微往復動（第１図中頭域す参照）を
上ｊえる。つまり、プレスヘッド３を微往復動させなが
ら下降させる。すると、プレスヘッド３は部材３０を、
従来のように圧入終了位置まで−・気に１ストロークで
圧入するのではなく、負荷除荷を繰り返しながらほぼ５
０μｍの小さなストロークで段階的に押圧して、シャフ
ト２１へ部材３０の穴３１を段階的に軸方向に嵌合させ
てゆく。この圧入に際して、部材３０が軸部材２０に対
して傾いたり偏心して、詳しくは、部材３０の穴３１の
軸心が軸部材２０の軸心に対して傾いたり偏心して、圧
入されかけても、この軸部材２０は、上述の如く、ワー
ク支持部１１にて傾動可能に支持されているため、上記
傾きや偏心は、上記プレスヘッド３の微往復動による圧
入の段階毎に、圧入抵抗が周方向位置によらず一定とな
るよう傾動する、つまり軸部材２０の軸心と穴の軸心が
一致するよう傾動する軸部材２０のその傾動によって、
ただちに、かつ確実に吸収される。つまり、穴３１ヘシ
ャフト２１がこせて圧入されかけても、このこせは、軸
部材２０例の調心作用によりただちに解放される。した
がって、軸部材２０のシャフト２１は、部材３０の穴３
１へ精度高く同軸度を保って圧入される。そして、圧入
代が周方向位置によってばらつくことはないため、圧入
によって部材３０が楕円状に歪んだりしない。なお、穴
３２と環状部材２４との密なる嵌合も穴３１とシャフト
２１との密なる嵌合と同様であるため説明は省略する。

また、回倒のサーボアクチュエータ１０としてのサーボ
モータの電流値を検出すれば、圧入力を管理できる。

上記実施例では、軸部材２０は、シャフト２１．固定用
フランジ２２．軸受２３．環状部材２４およびステータ
２５を備え、スピンドルモータの要部を構威し、また、
穴を有する部材３０は、ハブ３４．軸受３５およびマグ
ネット３３を備え、スピンドルモータの主として回転側
要部を構成する場合を例示したが、軸部材およびこの軸
部密に嵌合可能な穴を有する部材は上記実施例のものに
限らないのはいうまでもなく、たとえば、軸部材は上記
実施例のシャフト２１である一方、穴を有する部材は上
記実施例の固定用フランジ２２であってもよい、また、
穴を有する部材３０をワーク支持部材１１にて支持し、
軸部材２０をプレスヘッド３にて押圧してもよい。さら
に、往復動のストロークＳ１およびストロークＳ２は、
Ｓｌ　＝１００　ｐｍと３２　＝５０μｍの組み合わせ
に限らず適宜な大きさが選ばれる。また、ワーク支持部
は支持する軸部材または穴を有する部材を傾動可能ただ
し一軸方向に移動不可に支持する゛ものであれば、上記
実施例のワーク支持部１１に限らない。

また、上記実施例ではサーボアクチュエータ１０として
サーボモータを用い、このサーボモータにより送りねじ
としてのボールねし軸５を回転駆動してプレスへラド３
を一軸方向に往復動させつつ送るようにしたが、サーボ
アクチュエータはサーボモータに限らず、例えば流体シ
リンダとサーボ弁を組み合わせてなるものであってもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明の軸部材の圧入装置は、ヘースに一軸方向に移
動可能に設けられ、サーボアクチュエーターによって上
記一軸方向に往復動しつつ送られて、軸部材とこの軸部
材に密に嵌合する穴を有する部材のうちの一方を、押圧
するプレスヘッドと、上記ベースに上記プレスヘッドと
上記一軸方向に対向して設けられ、上記軸部材と上記穴
を有する部材のうちの他方を、傾動可能にただし一軸方
向に移動不可に支持するワーク支持部を備えているので
、こぜや偏心を防止しつつ軸部材をこの軸部材に密に嵌
合可能な穴を有する部材の上記穴に相対的に圧入するこ
とができ、したがって、従来の方法に比べて精度高く軸
部材を穴を有する部材のその穴に圧入することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の軸部材の圧入装置の一実施例のプレ
スヘッドの往復動の説明図、第２図はこの発明の軸部材
の圧入装置の一実施例を圧入方向に直交する方向から見
た図である。 ｌ・・・ヘース、３・・・プレスヘッド、ｌｏ・・・サ
ーボアクチュエータ、３０・・・穴を有する部材、３１
．３２・・・穴、Ｘ・・・鉛直方向（一軸方向）。 特　許　出　願　人　　日本電産株式会社第１ 図 時間 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベース１に一軸方向に移動可能に設けられ、サーボ
   アクチュエーター１０によって上記一軸方向に往復動し
   つつ送られて、軸部材２０とこの軸部材２０に密に嵌合
   する穴３１、３２を有する部材３０のうちの一方を、押
   圧するプレスヘッドと、上記ベース１に上記プレスヘッ
   ド３と上記一軸方向に対向して設けられ、上記軸部材２
   ０と上記穴３１、３２を有する部材３０のうちの他方を
   、傾動可能にただし一軸方向に移動不可に持するワーク
   支持部１１を、 備えたことを特徴とする軸部材の圧入装置。