JP4277635B2 - 隙間設定方法及びそれに用いる装置 - Google Patents

Description

本発明は、最終製品の一部を構成するスライド体とガイド体との間の摺動隙間を設定する方法及びそれに用いる装置に関する。

このような二部材間の摺動隙間を設定する手段については、例えば特許文献１に開示されている技術が既に知られている。この技術では、所定温度に加熱したスライド体をガイド体に対して摺動可能な状態にセットする。そして、スライド体を往復摺動させながら、ガイド体の一部をパンチで加工し、二部材間の摺動隙間を詰めていく。スライド体が摺動できなくなったとき、つまり、摺動隙間がゼロになったとき、それを判断基準として加工を終える。この後、スライド体を冷却によって収縮させることにより、二部材間の摺動隙間が許容誤差の範囲で設定される。
特開２０００−１５３３２７号公報

従来の技術では、スライド体の加熱工程および冷却工程が必要であり、また、パンチによる加工を終えた時点での摺動隙間は、最終製品における目標値そのものではない。したがって、摺動隙間の設定に多くの時間を要するとともに、摺動隙間を高精度に設定することも困難である。なお、スライド体を冷却することによる品質低下（焼きなまし等）の問題もある。
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、品質低下を招くことなく、最終製品の摺動隙間を、短時間で、かつ、高精度に設定可能とすることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
一つの発明は、最終製品の一部を構成するスライド体とガイド体との間の摺動隙間を設定する方法であって、スライド体とガイド体とを相対的に、かつ、本来の摺動方向に対して直交する方向へ繰り返して往復移動させることにより、スライド体とガイド体とが当接した後、再び当接するまでの期間を求め、この期間によって摺動隙間を検出し、かつ、検出された摺動隙間が、そのまま最終製品の摺動隙間となるように、前記スライド体または前記ガイド体を加工して前記摺動隙間を調整する。
このように、最終製品の一部を構成するスライド体とガイド体との間の摺動隙間を検出しつつ、この摺動隙間が、そのまま最終製品の摺動隙間となるように調整することにより、品質低下を招くことなく、最終製品の摺動隙間を、短時間で、高精度に設定することができる。

前記の発明において、好ましくは、最終製品の目標とする摺動隙間の検出により、スライド体またはガイド体に対する加工を停止する。

他の一つの発明は、前記の隙間設定方法において、スライド体またはガイド体を加振しながら、前記ガイド体または前記スライド体を加工して摺動隙間を調整するとともに、この摺動隙間の変化に伴う前記スライド体または前記ガイド体の加速度の変化時点を測定し、この測定値によって前記摺動隙間を検出する。
このように、摺動隙間の変化を、加速度の変化時点の測定値によって検出することにより、所定時間内において高頻度の検出が可能となり、摺動隙間の設定を、より短時間で、より精度よく行うことができる。

前記の発明において、好ましくは、スライド体またはガイド体を時系列で測定して摺動隙間を検出する。

他の一つの発明は、前記の隙間設定方法において、スライド体またはガイド体の測定値を、摺動隙間の変化にかかわらず、発生周期に変化のない固定波と、摺動隙間の変化に伴って発生周期が変化する変動波とに区分して前記摺動隙間を検出する。
振動波形において、固定波および変動波の間の期間と摺動隙間との関係には、強い相関があることが判明している。したがって、固定波と変動波とに間の期間を測定し、その測定値を摺動隙間検出の代用特性とすることにより、高精度の隙間設定が可能となる。

他の一つの発明は、次の構成要件を備えたリクライニング装置の隙間設定装置である。
ａ．リクライニング装置のロック用スライドポールがガイド溝に嵌め込まれた状態のスライドベースを移動しないように支持するホルダ。
ｂ．前記スライドポールに対し所定周期の振動を加えるための加振機。
ｃ．前記加振機の振動を前記スライドポールに伝達するため、加振機に接続されるとともに、前記スライドポールを相対移動しないように保持するアタッチメント。
ｄ．前記アタッチメントに固定され、前記スライドポールの加速度を検出する加速度センサ。
ｅ．前記スライドベースのガイド溝に近い部分を押圧して、このガイド溝を構成する壁を変形させ、スライドポールの摺動隙間を小さくするパンチ。
ｆ．前記パンチを駆動する駆動装置。
ｇ．前記加速度センサの検出信号を受けて前記加振機による振動周期に対する検出される加速度の変化から前記摺動隙間を検出し、予め設定した隙間となるように前記駆動装置を制御する制御回路。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１ないし図４は、摺動隙間の設定装置を表した構成図である。これらの図面に示されている上型１０及び下型２０はプレス機の金型であり、上型１０が下型２０に対して昇降するようになっている。上型１０には、その下面に取り付けられているホルダ１０ａにより、パンチ１２とアタッチメント１４とがそれぞれ装着されている。

パンチ１２は、ホルダ１０ａによって上型１０と一体関係を保つように支持されている。アタッチメント１４は、その上端部に形成されているフランジ部１４ａの下面がホルダ１０ａの支持部１０ａ-1により、吊られた格好で支持されている。つまり、アタッチメント１４はホルダ１０ａに対して上下方向及び左右方向へ相対的に移動可能である。そして、ホルダ１０ａとフランジ部１４ａの上面との間にはスプリング１５が設けられ、アタッチメント１４は常に下方へ付勢されている。なお、アタッチメント１４の下部には、下面に開口した凹部１４ｂが形成されている。

上型１０と一体の側部ブラケット１０ｂには、加振機１８が横向きの姿勢で装着されている。この加振機１８の加振ロッド１９は、ほぼ水平に延び、その先端部がアタッチメント１４に結合されている。したがって、加振機１８の作動によりアタッチメント１４が加振される。また、アタッチメント１４には、その振動を検出するための加速度計１６が設けられている。一方、下型２０の上面には、ホルダ２２が取り付けられている。このホルダ２２に対し、摺動隙間の設定対象となる製品（ガイド体３０とスライド体３６）がセットされる。

摺動隙間の設定対象となる製品のうち、一方のスライド体３６は、他方のガイド体３０に対して一方向へ直線的に往復摺動できるように組み付けられている。スライド体３６の上面には凸部３８があり、この凸部３８とアタッチメント１４の凹部１４ｂとは、互いにはまり合うことが可能である。そして、ガイド体３０およびスライド体３６は、シート用リクライニング装置におけるロック機構（最終製品）の構成部品であり、ガイド体３０はベース（ハウジング）であり、スライド体３６はロック用のスライドポールである。この最終製品であるリクライニング装置のロック機構においても、スライド体３６がガイド体３０に対して摺動可能でなければならない。なお、ガイド体３０及びスライド体３６は、共にプレス成形品（金属）である。

図５は、ガイド体３０とスライド体３６とを模式的に表した説明図である。この図面で示すように、ガイド体３０は、所定の幅を隔てて相対向するガイド面３２を有する壁部３４が設けられている。これらの両ガイド面３２の間にスライド体３６が位置し、これらのガイド面３２に沿ってスライド体３６が摺動する。ガイド面３２とスライド体３６との間には、初期の摺動隙間Ｇが設計上において設定されている。この摺動隙間Ｇは、ガイド体３０とスライド体３６との組み付け性の観点から、やや大きめの寸法に設定されており、最終製品において目標とする寸法に調整されるのが一般的である。そこで、ガイド体３０にスライド体３６を組み付けた後、加工によって摺動隙間Ｇを詰める方向に調整する必要がある。

つづいて、摺動隙間Ｇの寸法を目標値に調整するための作業について説明する。
まず、プレス機の上型１０を上昇させた状態において、下型２０のホルダ２２に対し、スライド体３６が摺動可能に組み付けられた状態のガイド体３０をセットする（図１）。この後、上型１０を下降させ、アタッチメント１４の凹部１４ｂとスライド体３６の凸部３８とがはまり合った時点（図２）において、加振機１８の作動を開始する。これにより、加振ロッド１９を通じてアタッチメント１４及びスライド体３６が加振される。この加振によって、ガイド体３０のガイド面３２とスライド体３６との衝突（当接）が繰り返される。

加振機１８による加振を続けたまま、上型１０をさらに下降させることにより、パンチ１２の先端部がガイド体３０の壁部３４上面に接触して、この壁部３４を加圧し始める（図３）。この加圧により、壁部３４に塑性変形が生じて図５で示す初期設定の摺動隙間Ｇが詰められていく（図４）。以下、このようにして変化（減少）している途中の隙間を摺動隙間Ｇｈとし、目標とする最終製品の隙間を摺動隙間Ｇｔとする。
このように、上型１０のパンチ１２が、本発明において摺動隙間を調整する加工手段に相当し、加振機１８が、本発明においてガイド体またはスライド体を加振する加振手段に相当する。

図６は、図４の状態を模式的に表した説明図である。この図６で示すように、壁部３４を加圧することにより、ガイド面３２に内方へ膨らんだ膨出部３２ａが生じる。つまり、パンチ１２による壁部３４の加圧量に対応して摺動隙間Ｇｈが小さくなる。そして、ガイド面３２の膨出部３２ａとスライド体３６との間の隙間が、目標とする摺動隙間Ｇｔに達したら、パンチ１２による加圧を停止する。そのための制御手段として、本実施の形態ではスライド体３６（アタッチメント１４）の振動に基づく加速度の変化を利用する。

既に述べたように、スライド体３６を加振しながら、ガイド体３０の壁部３４を加圧すると、摺動隙間Ｇｈの減少に伴い、スライド体３６（アタッチメント１４）の振動波形に変化が現れる。この振動波形の変化を加速度計１６によって測定し、その測定値が、摺動隙間Ｇｈを検出するための代用特性として利用される。この場合において、摺動隙間Ｇｈを顕著に捉えるには、加速度計１６によって検出される振動波形のうち、摺動隙間Ｇｈと相関の強い振動波形の特性を選定することが重要である。
なお、加速度計１６が、本発明においてスライド体またはガイド体の加速度を測定することが可能な測定手段に相当する。

本実施の形態では、加速度計１６で測定される振動波形における特定波の期間Ｐに着目し、期間Ｐの変化と摺動隙間Ｇｈとの関係を実験値に基づいて検討した。図７は、この実験データに基づく期間Ｐの変化と摺動隙間Ｇｈとの関係を、最小二乗法で表したグラフである。この図７で明らかなように、期間Ｐの変化と摺動隙間Ｇｈとの間には強い相関が認められる。そこで、図７のグラフから最終目標の摺動隙間Ｇｔに対応する期間Ｐ（時間）を求め、それをパンチ１２による加圧制御のしきい値（設定値）とする。例えば、摺動隙間Ｇｔを40μmとしたとき、しきい値は37.8m秒となる。

図８は、加振機１８による加振波形（破線）と加速度計１６で検出される振動波形（実線）との実例を表したグラフである。このグラフにおいて、振動波形の特定波Ｗ１はその発生位置が、加振波形に依存しており、変化中の摺動隙間Ｇｈに連動しないので、これを固定波ともいう。これに対し、特定波Ｗ２はその発生位置が、摺動隙間Ｇｈに連動して左右に変化するので、これを変動波ともいう。この特定波Ｗ２は、ガイド体３０のガイド面３２とスライド体３６との衝突（当接）時に生じる波形であり、摺動隙間Ｇｈの減少に伴って図７の時間軸上を右方向に移動する。

本実施の形態では、固定波Ｗ１がゼロ値の時刻ＷＴ１と、変動波Ｗ２がピーク値の時刻ＷＴ２をそれぞれ検出し、期間Ｐを（Ｐ＝ＷＴ２−ＷＴ１）によって算出する。この周期Ｐの変化は、加振機１８による加振周波数を20Ｈｚとすれば、0.05秒に1回の頻度で検出される。
なお、ＷＴ２は、ガイド体３０のガイド面３２とスライド体３６とが当接する時刻であり、ＷＴ１は、時刻ＷＴ２の後、最初に固定波Ｗ１がマイナス（あるいはプラス）からプラス（あるいはマイナス）に転じる時刻である。また、時刻ＷＴ１，ＷＴ２は、図８のグラフから直接測定するのではなく、図８の時系列波形をフーリエ変換して高周波数帯域と低周波数帯域に分解する処理を経て時刻ＷＴ１，ＷＴ２を算出する。

図９は、加圧制御手段の処理を表したフローチャートである。この図面のステップＳ１において、プレス機による加圧開始の信号が入力されたら、ステップＳ２において、期間Ｐの変化を0.05秒に1回の頻度で算出する。そして、ステップＳ３で、期間Ｐが前もって設定したしきい値（設定値）に達したか否かを判断する。期間Ｐが設定値に達しておれば、ステップＳ４に移行し、そうでなければステップＳ２に戻って処理を続ける。ステップＳ４においては、プレス機に加圧の停止信号を出力し、隙間の設定作業を終了する。

本実施の形態における隙間設定によれば、特定波Ｗ１，Ｗ２の期間Ｐを代用特性として、刻々と変化する摺動隙間Ｇｈの検出しているので、その検出頻度が高く、目標とする摺動隙間Ｇｔを細かく、かつ幅広い範囲に設定することができる。例えば、初期設定の摺動隙間Ｇを0.13mm前後としたとき、最終目標の摺動隙間Ｇｔを0.03mm程度までに詰めることができる。また、リクライニング装置のロック機構では、その形式によって摺動隙間Ｇｔの値が異なるが、このような場合にも、幅広い隙間設定によって対応できる。

（実施の形態２）
図１０は、隙間設定装置の変更例を表した構成図である。この図面で示す設定装置は、スライド体３６を加振することに代え、ガイド体３０を加振するように構成されている。すなわち、加振機１１８は下型２０の延長部位に装着されている。そして、ガイド体３０がセットされたホルダ２２に、加振ロッド１１９の端部が結合されている。したがって、加振機１１８の作動により、加振ロッド１１９およびホルダ２２を通じてガイド体３０が加振される。

図１０の装置においても、振動を検出するための加速度計１６は、図１〜６で示す装置と同様にアタッチメント１４に設けられている。摺動隙間の設定に際しては、ガイド体３０を加振しながら、スライド体３６の壁部３４をパンチ１２で加圧する。そして、壁部３４とガイド体３０との間の隙間が減少することに伴ってガイド体３０（アタッチメント１４）の振動波形に変化が現れ、この振動波形の変化を加速度計１６によって検出する。
なお、パンチ１２による加圧についても、スライド体３６の壁部３４に代えてスライド体３６のサイド部位を加圧して変形させてもよい。

また、実施の形態１，２においては、摺動隙間Ｇｈを検出するために、ガイド体３０またはスライド体３６を加振している。しかし、最終製品の摺動隙間Ｇｔに、さほどの精度が要求されない場合は、加振による加速度測定に代えて光測定や画像解析などを利用することも可能である。光測定を利用する場合は、加工中における摺動隙間Ｇｈの一端から他端に向けて光を通し、その透過量の変化を測定して摺動隙間Ｇｈを検出する。画像解析を利用する場合は、同じく加工中における摺動隙間Ｇｈの映像データに基づいて摺動隙間Ｇｈを検出する。

摺動隙間の設定装置を表した構成図 設定装置の加振開始状態を表した構成図 設定装置の加圧開始状態を表した構成図 設定装置の隙間詰め終了状態を表した構成図 ガイド体とスライド体とを模式的に表した説明図 図４の状態を模式的に表した説明図 期間Ｐと隙間Ｇｈとの関係を最小二乗法で表したグラフ 加振波形と振動波形との実例を表したグラフ 加圧制御手段の処理を表したフローチャート 実施の形態２における設定装置を図４と対応させて表した構成図

符号の説明

１２ パンチ（加工手段）
１６ 加速度計（測定手段）
１８ 加振機（加振手段）
２２ ホルダ
３０ ガイド体
３６ スライド体
Ｇ 初期の摺動隙間
Ｇｈ 加工中の摺動隙間
Ｇｔ 目標とする摺動隙間
Ｐ 期間

Claims (5)

1. 最終製品の一部を構成するスライド体とガイド体との間の摺動隙間を設定する方法であって、スライド体とガイド体とを相対的に、かつ、本来の摺動方向に対して直交する方向へ繰り返して往復移動させることにより、スライド体とガイド体とが当接した後、再び当接するまでの期間を求め、この期間によって摺動隙間を検出し、かつ、検出された摺動隙間が、そのまま最終製品の摺動隙間となるように、前記スライド体または前記ガイド体を加工して前記摺動隙間を調整することを特徴とした隙間設定方法。
2. 請求項１に記載された隙間設定方法であって、スライド体またはガイド体を加振しながら、前記ガイド体または前記スライド体を加工して摺動隙間を調整するとともに、この摺動隙間の変化に伴う前記スライド体または前記ガイド体の加速度の変化時点を測定し、この測定値によって前記摺動隙間を検出することを特徴とした隙間設定方法。
3. 請求項２に記載された隙間設定方法であって、スライド体またはガイド体を時系列で測定して摺動隙間を検出することを特徴とした隙間設定方法。
4. 請求項３に記載された隙間設定方法であって、スライド体またはガイド体の測定値を、摺動隙間の変化にかかわらず、発生周期に変化のない固定波と、摺動隙間の変化に伴って発生周期が変化する変動波とに区分して前記摺動隙間を検出することを特徴とした隙間設定方法。
5. 次の構成要件を備えたリクライニング装置の隙間設定装置。
   ａ．リクライニング装置のロック用スライドポールがガイド溝に嵌め込まれた状態のスライドベースを移動しないように支持するホルダ。
   ｂ．前記スライドポールに対し所定周期の振動を加えるための加振機。
   ｃ．前記加振機の振動を前記スライドポールに伝達するため、加振機に接続されるとともに、前記スライドポールを相対移動しないように保持するアタッチメント。
   ｄ．前記アタッチメントに固定され、前記スライドポールの加速度を検出する加速度センサ。
   ｅ．前記スライドベースのガイド溝に近い部分を押圧して、このガイド溝を構成する壁を変形させ、スライドポールの摺動隙間を小さくするパンチ。
   ｆ．前記パンチを駆動する駆動装置。
   ｇ．前記加速度センサの検出信号を受けて前記加振機による振動周期に対する検出される加速度の変化から前記摺動隙間を検出し、予め設定した隙間となるように前記駆動装置を制御する制御回路。

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