JP6031844B2 - 圧入方法 - Google Patents

Description

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。

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）。

特開昭６２−２５５０４２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

請求項２に記載の発明は、請求項１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。

請求項３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。

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。

上記目的を達成するため、請求項５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。

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。

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。

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。 同実施形態におけるギヤポンプのシャフトの正面図。 同実施形態におけるギヤポンプのインナギヤの断面図。 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。 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５のＫ部拡大図。 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。 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。 同実施形態の変形例におけるシャフトの拡大断面図。 同実施形態の変形例におけるインナギヤの拡大断面図。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

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。

Claims (5)

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。
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。
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。
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。
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。