CN106662161A - 十字轴式万向联轴器的组装方法 - Google Patents

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Abstract

为了无论十字轴式万向联轴器(6)的轭架(7a、7b)的结合臂部(10)、处于其前端部的圆孔(15)、以及杯状轴承(18)的尺寸的偏差、伴随于杯状轴承(18)的压入作业的轭架(7a)的结合臂部(10)的弹性变形如何，都能够高精度地将杯状轴承(18)组装于处于在结合臂部(10)形成的圆孔(15)与十字轴(8)的轴部(17a)的前端部之间的部分，利用压入冲头(33)将杯状轴承(18)向圆孔(15)的内侧压入至预先设定的基准位置，将在该时刻施加于压入冲头(33)的压力值设定为基准压力，在施加于压入冲头(33)的压力比基准压力大预先设定的规定值的时刻，判定为杯状轴承(18)到达压入完毕位置。

Description

十字轴式万向联轴器的组装方法
技术领域
本发明涉及一种十字轴式万向联轴器的组装方法，该十字轴式万向联轴器组装于用于将转向轴的动作传递至转向齿轮的转向装置等。
背景技术
如图10所示，汽车的转向装置构成为将方向盘1的动作经由转向轴2以及中间轴3而传递至对车轮进行转向操纵的转向齿轮单元4。转向轴2与转向齿轮单元4的输入轴5通常无法配置于同一直线上。因此，在转向轴2与输入轴5之间设置中间轴3，经由被称为万向节的十字轴式万向联轴器6而将中间轴3的两端部、与转向轴2以及输入轴5的端部分别结合。通过这种结构，能够在未存在于同一直线上的转向轴2与输入轴5之间实现旋转力的传递。
作为现有的十字轴式万向联轴器的1例，图11及图12示出日本特开平10-205547号公报所记载的结构。十字轴式万向联轴器6具备1对金属板制的轭架7a、7b、以及十字轴8。1对轭架7a、7b中的一方(图11及图12中的右侧)的轭架7a具备：基部9a；以及1对结合臂部10，它们从基部9a的轴向一端缘(图11及图12中的左端缘)伸出。
由于基部9a供转向轴等未图示的旋转轴的端部插入，因此形成为圆周方向上的1处部位构成不连续部的欠缺圆筒状，其内径能够扩大缩小。另外，在基部9a以从圆周方向两侧隔着所述不连续部的状态而设置有相互对置的1对凸缘11a、11b。在1对凸缘11a、11b中的一方(图12中的下方)的凸缘11a形成有用于供螺栓(未图示)的杆部插通的通孔12。另一方面，在1对凸缘11a、11b中的另一方(图12中的上方)的凸缘11b形成有通孔13，并且将螺母14压入固定于通孔13，螺母14作为用于使所述螺栓与另一方的凸缘11b螺合的螺孔而发挥功能。
1对结合臂部10在基部9a的轴向一端部从径向上处于相反侧的2处位置沿基部9a的轴向伸出，且使得内侧面彼此相互对置。在1对结合臂部10的前端部形成有相互同心的圆孔15。
对于1对轭架7a、7b中的另一方(图11及图12中的左侧)的轭架7b而言，只有基部9b的形状与一方的轭架7a不同。另一方的轭架7b的基部9b供中间轴等旋转轴16的端部插入，因此整体形成为大致圆筒状。
十字轴8由以交叉成十字的状态而设置的2个轴部17a、17b构成，这些轴部17a、17b中的、一方的轴部17a的两端部枢轴支承于在一方的轭架7a的1对结合臂部10形成的1对圆孔15的内侧，另外，另一方的轴部17b的两端部枢轴支承于在另一方的轭架7b的1对结合臂部10形成的1对圆孔15的内侧。更具体而言，十字轴8的轴部17a、17b各自的前端部分别经由杯状轴承18而旋转自如地支承于各圆孔15的内侧。
各杯状轴承18相当于毂型滚针轴承，并具备相当于毂型外圈的1个杯状体19、以及多个滚针20。杯状体19通过对碳钢板、表面淬火钢板等硬质金属板实施深拉伸加工等塑性加工而形成，并具备圆筒部21、底部22、以及内侧凸缘部23。底部22将圆筒部21的轴向一端侧(在向圆孔15内的组装状态下为结合臂部10的外侧面侧)整体封闭。内侧凸缘部23以从圆筒部21的轴向另一端部(在向圆孔15内的组装状态下为结合臂部10的内侧面侧的端部)向径向内侧折弯的方式伸长，并且向使得与滚针20对置的面成为凹面的方向弯曲。各杯状体19在被向圆孔15的内侧压入的状态下使得结合臂部10的外侧面中的、圆孔15的开口缘部的圆周方向上的多处部位向径向内侧塑性变形，由此形成敛缝部24。通过这种结构而防止杯状体19从圆孔15向外侧脱离。在滚针20的径向内侧分别插入有十字轴8的轴部17a、17b的前端部。
当经由这样构成的万向联轴器6将2个旋转轴16、25的端部彼此连结时，首先，在无晃动地将旋转轴16的端部插入或压入到预先组装后的万向联轴器6的另一方的轭架7b的基部9b的内侧的状态下，对基部9b与旋转轴16的端部进行焊接固定。接下来，在使得其它旋转轴25的端部花键卡合于万向联轴器6的一方的轭架7a的基部9a的内侧的状态下，对于其杆部插通到形成于一方的凸缘11a的通孔12的未图示的螺栓的前端部，使其与固定于另一方的凸缘11b的螺母14螺合而进行紧固。由此，缩窄1对凸缘11a、11b彼此的间隔而使得基部9a缩径，从而使得其它旋转轴25的端部结合固定于基部9a。
万向联轴器6通过经由十字轴8连结1对轭架7a、7b而组装。图13(A)及图13(B)表示用于组装万向联轴器6的现有方法的1例。此时，为了对1对轭架7a、7b进行支承而使用轭架支承夹具26。轭架支承夹具26具备：大致L字形的1对支承臂部27；以及未图示的马达，其用于使上述这些支承臂部27移动。为了将十字轴8的轴部17a、17b分别组装于1对轭架7a、7b而使用压入冲头28以及敛缝冲头29。压入冲头28构成为圆柱状，并能够借助在基端侧设置的未图示的压入用缸体而沿前后方向(图13(A)及图13(B)中的左右方向)移动。与此相对，敛缝冲头29构成为大致圆筒状，并外嵌于压入冲头28的周围。敛缝冲头29能够借助在基端侧设置的未图示的敛缝用缸体而沿前后方向(图13(A)及图13(B)中的左右方向)移动。
当对万向联轴器6进行组装时，首先，在将十字轴8的一方的轴部17a的两端部分别松缓地插入到一方的轭架7a的1对的圆孔15的内侧的状态下，将轭架支承夹具26的1对支承臂部27的前端部配置于1对结合臂部10的内侧。另外，在隔着1对结合臂部10的两侧位置，将压入冲头28以及敛缝冲头29分别配置为与圆孔15的中心轴同轴。接下来，通过对轭架支承夹具26的所述马达进行驱动，使得1对支承臂部27在圆孔16的中心轴方向上朝相互分离的方向同步地移动。而且，使1对支承臂部27的前端部外侧面与1对结合臂部10的前端部内侧面抵接从而对这1对结合臂部10进行支承。
并且，使压入冲头28分别向前方(接近轭架7a的方向)移动，由此将杯状轴承18的杯状体19的底部22的内表面按压到轴部17a的前端面，在施加于压入冲头28的压力达到规定大小的时刻、或者压入冲头28向前方的移动量达到规定量的时刻，使该压入冲头28停止向前方移动。接下来，使敛缝冲头29向前方移动，并使结合臂部10的外侧面中的、圆孔15的开口缘部的多处部位塑性变形，从而在该部分形成敛缝部24。由此，将杯状轴承18组装于处于圆孔15与轴部17a的两端部之间的部分，并经由杯状轴承18而将轴部17a的两端部旋转自如地支承于圆孔15的内侧。此外，对于另一方的轭架7与十字轴8的另一方的轴部17b的组装也同样地进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-205547号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在现有的十字轴式万向联轴器的组装方法中，仅基于施加于压入冲头28的压力的大小、或者仅基于压入冲头28向前方的移动量而确定杯状轴承18的压入量(压入位置)。在以该方式确定杯状轴承18的压入量的情况下，有可能难以稳定地对十字轴式万向联轴器6的杯状轴承18施加适当的预压力，或者有可能无法充分实现杯状轴承18的止脱。
例如，对于在任意的轭架7a(7b)形成的圆孔15的内径尺寸、杯状轴承18的外径尺寸、十字轴8的轴部17a(17b)的轴向尺寸等万向联轴器6的各部件的尺寸而言，经常在尺寸公差范围内产生偏差。因此，在对多个万向联轴器6进行组装的情况下，例如，存在将具有内径尺寸较大的圆孔15的轭架7a(7b)与外径尺寸较小的杯状轴承18组合、或者相反地将具有内径尺寸较小的圆孔15的轭架7a(7b)与外径尺寸较小的杯状轴承18组合的情况。因此，若仅基于施加于压入冲头28的压力的大小而确定杯状轴承18的压入量，则杯状轴承18的压入量有可能变得过大或不足，从而难以稳定地对杯状轴承18施加适当的预压力。
另外，对于轭架7a(7b)的中心轴X至1对结合臂部10的内侧面的尺寸(以下称为“内侧面尺寸”)而言，也经常在尺寸公差范围内产生偏差。因此，在以使得1对支承臂部27从1对支承部件27的圆孔15的中心轴方向上的中心位置(机械中心位置)O向相互分离的方向等距离地移动的方式对轭架7a(7b)进行支承的情况下，如图14(A)所示，轭架7a(7b)与1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差相应地在圆孔15的中心轴方向(图14(A)中的左右方向)上偏移。具体而言，如图14(A)所示，在使得轭架7a(7b)的中心轴X与1对支承臂部27的机械中心位置O对齐的状态下，当1对支承臂部27中的一方(图14(A)中的右侧)的支承臂部27的前端部外侧面至1对结合臂部10中的一方的结合臂部10的前端部内侧面的距离(L1)、与另一方(图14(A)中的左侧)的支承臂部27的前端部外侧面至另一方的结合臂部10的前端部内侧面的距离(L2)不相等时(L1＜L2)，如图14(B)所示，轭架7a(7b)被所述距离短的一侧(支承臂部27与结合臂部10先抵接的一侧)的支承臂部27按压而向圆孔15的中心轴方向上的一侧(图14(A)中的右侧)偏移。因此，如图14(B)所示，支承完毕的状态下的轭架7a(7b)的中心轴X相对于1对支承臂部27的机械中心位置O以ΔA而产生偏移。
在仅基于1对压入冲头28向前方的移动量而确定杯状轴承18的压入量的情况下，由于以机械中心位置O为基准而设定1对压入冲头28向前方的移动量，因此，基于这1对压入冲头28中的一方(图14(B)中的右侧)的压入冲头28的压入量变得过大，与此相对，基于另一方(图14(B)中的左侧)的压入冲头28的压入量不足。因此，难以稳定地对1对杯状轴承18施加适当的预压力。另外，基于1对敛缝冲头29中的一方(图14(B)中的右侧)的敛缝冲头29的敛缝量变得过大，与此相对，基于另一方(图14(B)中的左侧)的敛缝冲头29的敛缝量不足。因此，有可能无法充分实现至少一方的杯状轴承18的止脱。
并且，根据轭架7a(7b)的形状、材质，无论基于1对支承臂部27的固定如何，伴随着杯状轴承18的压入作业，轭架7a(7b)的1对结合臂部10的圆孔15的周围部分彼此都有可能向相互接近的方向挠曲变形。因此，如图15(A)所示，在将1对杯状轴承18同时压入到分别形成于1对结合臂部10的圆孔15的情况下，如图15(B)中夸张所示，1对结合臂部10分别挠曲变形。因此，若仅基于施加于压入冲头28的压力的大小而确定杯状轴承18的压入量，则在1对结合臂部10分别挠曲变形的状态下，施加于1对压入冲头28的压力的大小有可能达到表示1对杯状轴承18的压入完毕位置的规定值。但是，当在1对结合臂部10分别挠曲变形的状态下对1对杯状轴承18进行组装时，使得1对压入冲头28后退，如图15(C)所示，也随之产生1对结合臂部10的挠曲变形分别被释放的回弹。由此，1对杯状轴承18的杯状体19的底部22的内表面以1对结合臂部10的挠曲变形量的合计量而向从十字轴8的轴部17a的前端面离开的方向移动，从而有可能在底部22的内表面与轴部17a的前端面之间分别产生间隙。其结果是，难以对杯状轴承18施加适当的预压力。
鉴于如上情形，本发明的目的在于提供一种十字轴式万向联轴器的组装方法，通过该组装方法，无论构成十字轴式万向联轴器的各部件的尺寸的偏差、伴随于杯状轴承的压入作业的轭架的结合臂部的弹性变形如何，都能够高精度地将杯状轴承组装于处于在轭架的结合臂部所形成的圆孔与十字轴的轴部的前端部之间的部分。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种方法，其是对十字轴式万向联轴器进行组装的方法，该十字轴式万向联轴器具备：轭架，其具备1对结合臂部、以及在该1对结合臂部的前端部形成的1对圆孔；十字轴，其具备轴部；以及1对杯状轴承，它们用于将所述轴部的两端部旋转自如地支承于所述1对圆孔的内侧，为了将所述1对杯状轴承组装于处于所述1对结合臂部的所述1对圆孔、与从所述1对结合臂部的内侧面侧插入到该1对圆孔的内侧的所述轴部的所述两端部之间的部分，从所述1对结合臂部的外侧面侧利用1对压入冲头将该1对杯状轴承压入到所述1对圆孔的内侧。
此外，本发明的十字轴式万向联轴器的组装方法基本上具备如下工序：将该1对结合臂部固定为能够将所述1对结合臂部的所述前端部的内侧面彼此的间隔保持为恒定的工序；以及在对所述1对结合臂部进行固定的状态下，从所述1对结合臂部的外侧面侧利用1对压入冲头，将所述1对杯状轴承压入到处于该1对结合臂部的所述1对圆孔、与从所述1对结合臂部的内侧面侧插入到该1对圆孔的内侧的所述轴部的所述两端部之间的部分的工序。
特别地，本发明的十字轴式万向联轴器的组装方法的特征在于，具有如下工序：与所述轭架或所述十字轴的尺寸、或者伴随于所述1对杯状轴承向所述1对圆孔的内侧的压入作业的所述1对结合臂部的弹性变形的大小相应地，对所述1对压入冲头的移动量进行调节。
在本发明的第1实施方式中，在对所述1对结合臂部进行固定、且从所述1对结合臂部的内侧面侧将所述轴部插入到所述1对圆孔的内侧的状态下，将所述1对杯状轴承的一方朝所述1对圆孔的一方的内侧压入至预先设定的基准位置，将在该时刻施加于所述1对压入冲头的一方的压力值设定为基准压力。接下来，将所述1对杯状轴承的一方从所述基准位置进一步压入，在施加于所述1对压入冲头的一方的压力比所述基准压力大预先设定的值的时刻，判定为所述1对杯状轴承的一方到达压入完毕位置，使该1对杯状轴承的一方的压入作业结束。
在该情况下，所述1对杯状轴承的一方能够由如下部件构成：有底圆筒状的杯状体(毂型外圈、毂型杯状体)，其具有圆筒部、以及将该圆筒部的一端侧封闭的底部；以及多个滚针，它们滚动自如地配置于上述杯状体的内侧。而且，将比所述杯状体的所述底部的内表面与所述轴部的所述两端部的一方的前端面抵接的位置靠前的位置设定为所述基准位置。
此外，只要所述基准位置处于比所述1对杯状轴承的一方的所述底部与所述轴部的所述两端部的一方抵接的位置靠前的位置，还能够将所述1对杯状轴承的一方的压入量较小的压入初期的位置设定为所述基准位置。但是，从压入作业的周期的缩短这一点来看，优选将接近所述底部与所述两端部的一方抵接的位置的、比该抵接位置靠前0.1mm～1.0mm左右的微小的量的位置设定为所述基准位置。另外，对于用于确定所述压入完毕位置的所述压力值，能够基于轭架、杯状轴承的材质、大小、形状等并通过各种模拟、实验等而预先求出适当的值。
对于所述1对杯状轴承的一方到达所述基准位置之后的该1对杯状轴承的一方的压入速度，优选与施加于所述1对压入冲头的一方的压力相对于所述基准压力的增大量相应地使其减慢。在该情况下，更优选连续地或者阶梯式地减慢所述1对杯状轴承的一方的压入速度。
此外，能够利用在该1对压入冲头的一方设置的压力传感器对施加于所述1对压入冲头的一方的压力进行测定。
对于所述1对杯状轴承的另一方，也能够同样地将其压入组装于所述1对圆孔的另一方的内侧。并且，还能够将所述1对杯状轴承的双方以同样的方式同时压入组装于所述1对圆孔。
在本发明的第2实施方式中，在对所述1对结合臂部进行固定、且从所述1对结合臂部的内侧面侧将所述轴部插入到所述1对圆孔的内侧的状态下，利用所述1对压入冲头中的一方将所述1对杯状轴承中的一方压入至基于该1对压入冲头的一方的进给量而预先设定的压入完毕位置，使该1对压入冲头的一方后退，并且，利用所述1对压入冲头中的另一方将所述1对杯状轴承中的另一方压入至基于该1对压入冲头的另一方的进给量而预先设定的基准位置，接下来，利用所述1对压入冲头的另一方对所述1对杯状轴承中的另一方与所述十字轴的所述轴部一起进行压入，将施加于所述1对压入冲头的另一方的压力的大小达到规定的大小的位置判定为压入完毕位置，停止对所述1对杯状轴承的另一方的压入，使所述1对压入冲头的另一方后退。
在该情况下，当将所述1对杯状轴承的一方压入至所述压入完毕位置时，还能够在将所述1对杯状轴承的一方压入至基于所述1对压入冲头的一方的进给量而预先设定的基准位置之后，使得所述1对杯状轴承的另一方在所述基准位置停止的状态下，仅将所述1对杯状轴承的一方压入至所述压入完毕位置。
在本发明的第2实施方式中，优选地，对于在将所述1对杯状轴承的另一方压入至所述基准位置的时刻施加于所述1对压入冲头的另一方的压力值，将其设定为基准压力。而且，将所述1对杯状轴承的另一方从所述基准位置进一步压入，在施加于所述1对压入冲头的另一方的压力比所述基准压力大预先设定的值的时刻，判定为所述1对杯状轴承的另一方到达所述压入完毕位置。
取而代之地，当将所述1对杯状轴承中的另一方与所述十字轴的所述轴部一起从所述基准位置进一步压入时，对施加于所述1对压入冲头的另一方的压力进行监视，当检测出表示所述轴部的所述两端部的另一方的前端面开始与所述1对杯状轴承的另一方的底部的内表面抵接的拐点(压力值以增加趋势而变化的点)时，能够将该拐点处的所述压力值设定为所述基准压力。
此外，能够利用在该1对压入冲头的另一方设置的压力传感器对施加于所述1对压入冲头的另一方的压力值进行测定。另外，对于用于确定所述1对压入冲头的另一方的所述压入完毕位置的所述压力值，能够基于轭架、杯状轴承的材质、大小、形状等并通过各种模拟、实验等而预先求出适当的值。
即使在本发明的第2实施方式中，所述1对杯状轴承也能够分别由如下部件构成：杯状体(毂型外圈、毂型杯状体)，其具有圆筒部、以及将该圆筒部的一端侧封闭的底部；以及多个滚针，它们滚动自如地配置于上述杯状体的内侧。另外，取而代之地，对于所述1对杯状轴承的另一方，还能够将比所述杯状体的底部的内表面与所述轴部的前端面抵接的位置靠前的位置设定为所述基准位置，并能够将在该时刻施加于所述1对压入冲头的另一方的压力值设定为所述基准压力。此外，优选将所述基准位置设为比所述抵接位置靠前0.1mm～1.0mm左右的微小的量的位置。并且，优选地，根据施加于所述另一方的压入冲头的压力相对于所述基准压力的增大量而连续地或者阶梯式地使到达所述基准位置之后的所述另一方的杯状轴承的压入速度减慢。
在本发明的第3实施方式中，当利用借助伺服马达的驱动而移动的1对支承部件来对所述1对结合臂部的所述前端部的内侧面进行固定时，通过所述伺服马达的驱动使所述1对支承部件在与所述1对圆孔的中心轴平行的方向上、且在相互分离的方向上移动，以使得所述1对支承部件接近所述1对结合臂部的所述前端部的内侧面，在所述伺服马达产生规定的扭矩的时刻，使所述1对支承部件的移动停止，利用该1对支承部件对所述1对结合臂部的前端部内侧面进行支承，接下来，利用所述伺服马达的脉冲数，求出从所述1对支承部件在所述圆孔的中心轴方向上的中心位置(机械中心位置)至对所述1对结合臂部进行支承的状态下的所述1对支承部件在所述圆孔的中心轴方向上的中心位置(结合臂部的中心位置)的偏移量，并且，当利用所述1对压入冲头将所述1对杯状轴承压入时，基于所述偏移量而分别对所述1对压入冲头向前方的移动量进行修正。
在本发明的第3的实施方式中，还具备如下工序：在利用所述1对压入冲头将所述1对杯状轴承压入到所述1对圆孔的内侧之后，利用1对敛缝冲头使所述1对结合臂部的外侧面中的、所述1对圆孔的开口缘部塑性变形，即使在利用所述1对敛缝冲头使该1对圆孔的开口缘部塑性变形时，也能够基于所述偏移量而分别对所述1对敛缝冲头向前方的移动量进行修正。
发明效果
根据本发明的十字轴式万向联轴器的组装方法，无论构成十字轴式万向联轴器的各部件(特别是轭架或十字轴)的尺寸的偏差、伴随于1对杯状轴承的压入作业的轭架的1对结合臂部的弹性变形如何，都能够高精度地将杯状轴承组装于处于在该1对结合臂部形成的1对圆孔与十字轴的轴部的两端部之间的部分。
附图说明
图1(A)～图1(F)是表示本发明的第1实施方式的1例的、按照工序顺序示出十字轴式万向联轴器的组装方法的局部剖视图。
图2是表示将杯状轴承压入至基准位置之前的组装状况的、图1(C)的a部放大图。
图3是示意性地表示杯状轴承的压入速度与时间的关系的线图。
图4是表示施加于压入冲头的压力的大小与时间的关系的线图。
图5(A)～图5(G)是表示本发明的第2实施方式的第1例的、按照工序顺序示出十字轴式万向联轴器的组装方法的局部剖视图。
图6(A)及图6(B)是表示压入第四工序的示意图。
图7(A)～图7(D)是仅表示本发明的第2实施方式的第2例所涉及的十字轴式万向联轴器的组装方法中的、压入工序的局部剖视图。
图8(A)～图8(D)是表示本发明的第3实施方式的第1例的、按照工序顺序示出十字轴式万向联轴器的组装方法的局部剖视图。
图9(A)～图9(D)是表示本发明的第3实施方式的第2例的、按照工序顺序示出十字轴式万向联轴器的组装方法的局部剖视图。
图10是表示组装有十字轴式万向联轴器的转向装置的1例的立体图。
图11是表示现有的十字轴式万向联轴器的1例的侧视图。
图12是以剖开一部分的状态而示出的、图11的从下方观察的图。
图13(A)是表示现有的十字轴式万向联轴器的组装方法中的、压入工序的剖视图，图13(B)是表示敛缝工序的剖视图。
图14(A)及图14(B)是为了对现有的十字轴式万向联轴器的组装方法中因构成万向联轴器的各部件的尺寸的偏差所产生的问题进行说明而示出的局部剖视图。
图15(A)～图15(C)是为了对现有的十字轴式万向联轴器的组装方法中因结合臂部伴随着轴承杯状体的压入而弹性变形所产生的问题进行说明而示出的局部剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式的1例]
图1(A)～图4示出本发明的第1实施方式的1例。成为本例的对象的十字轴式万向联轴器与公知的结构相同，具备：轭架7a，其具备1对结合臂部10以及在1对结合臂部10的前端部形成的1对圆孔15；十字轴8，其具备轴部17a、17b；以及1对杯状轴承18，它们用于将轴部8的两端部旋转自如地支承于1对圆孔15的内侧。本例的十字轴式万向联轴器的组装方法也与现有的方法相同，至少具备如下工序：将1对结合臂部10固定为能够将1对结合臂部10的前端部的内侧面彼此的间隔保持为恒定的工序；以及在对1对结合臂部10进行固定的状态下，从1对结合臂部10的外侧面侧利用1对压入冲头33，将1对杯状轴承18压入到处于1对结合臂部10的1对圆孔15、与从1对结合臂部10的内侧面侧插入到1对圆孔15的内侧的轴部17a、17b的两端部之间的部分的工序。
本例的特征在于，通过精心设计杯状轴承18的压入工序，无论构成十字轴式万向联轴器6(参照图10～图12)的各部件的尺寸的偏差如何，都能够高精度地组装杯状轴承18。关于其它的万向联轴器6的构造及其组装方法的构成、以及它们的作用效果，与以往相同。
大体上划分，本例的万向联轴器6的组装方法具备(A)～(F)这6道工序。关于这些工序，以下按照工序顺序进行说明。此外，在本例的万向联轴器5的组装方法中，与以往相同，主要使用具备1对压入敛缝装置31以及轭架支承夹具32的组装装置30。1对压入敛缝装置31分别具备：圆柱状的压入冲头33；敛缝冲头35，其为大致圆筒状，且以能够相对移动的方式外嵌于压入冲头33；以及伺服马达、缸体等驱动机构，其设置于压入冲头33以及敛缝冲头35的各自的基端侧，且用于使压入冲头33以及敛缝冲头35分别独立地移动。另外，轭架支承夹具32具备：大致L字形的1对支承臂部34；以及未图示的伺服马达等驱动机构，其使1对支承臂部34分别移动。另外，组装装置30包括对伺服马达等驱动机构进行控制的控制器、用于对压入冲头33及敛缝冲头的输送量进行测定的线性标尺、对这些驱动机构的脉冲量进行测定的设备等，但均能够使用公知的设备，另外，由于并不直接涉及本发明的主旨，因此将其图示省略。
[(A)设定前工序]
如图1(A)所示，在将十字轴8的一方的轴部17a的两端部分别插入到在轭架7a的1对结合臂部10形成的圆孔15内的预备组装状态下，利用未图示的卡盘向下将轭架7a保持于轭架支承夹具32的上方位置。更具体而言，在使得作为1对结合臂部10的支承部件的、轭架支承夹具32的1对支承臂部34的圆孔15的中心轴方向上的中心位置O(机械中心位置)与轭架7a的中心轴X对齐的状态下，将轭架7a配置于轭架支承夹具32的上方位置。另外，利用未图示的定心夹具使一方的轴部17a的两端部相对于1对结合臂部10的1对圆孔15的中心轴位于同轴上。
[(B)固定工序]
接下来，如图1(B)所示，使轭架7a以规定量下降，由此使得1对结合臂部10的圆孔15与1对压入敛缝装置31的1对压入冲头33位于同轴上。另外，在该状态下，将轭架支承夹具32的1对支承臂部34的前端部插入到1对结合臂部10的前端部的内侧面彼此之间。接下来，对轭架支承夹具32的伺服马达进行驱动，由此将1对支承臂部34朝相互分离的方向(图1(B)中的左右方向)驱动，使1对支承臂部34的前端部外侧面与1对结合臂部10的前端部内侧面抵接。而且，利用分别设置于1对支承臂部34的压力传感器对施加于1对支承臂部34的压力的大小进行测定，在使1对结合臂部10张开的方向上对它们进行按压至施加于1对支承臂部34的压力达到规定值为止。由此，在将1对结合臂部10的前端部的内侧面彼此的间隔保持为恒定的状态下对1对结合臂部10进行固定。接下来，利用未图示的轴承供给装置，将1对杯状轴承18供给至相对于圆孔15以及压入冲头33的同轴上。其中，如图1(A)所示，还能够在设定前工序的阶段供给1对杯状轴承18。
[(C)高速压入工序]
在本例中，其特征在于，分为高速压入工序、和中速及低速压入工序的2个阶段进行杯状轴承18的压入工序。首先，如图1(C)所示，在对1对结合臂部10进行固定、且从1对结合臂部10的内侧面侧将一方的轴部17a插入到1对圆孔15的内侧的状态下，对1对压入敛缝装置31的伺服马达进行驱动、或者对通过液压或气压而工作的缸体进行驱动，由此使1对压入冲头33分别向前方(相互接近的方向)移动，将1对杯状轴承18从1对结合臂部10的外侧面侧同时压入至圆孔15内。在本例中，利用分别设置于1对压入冲头33的压力传感器对施加于1对压入冲头33的压力(压入反作用力)的大小进行测定，并且根据线性标尺或者伺服马达的进给脉冲数对1对压入冲头33相对于机械中心位置O的进给量(杯状轴承18的压入量)进行测定。由此，将同1对杯状轴承18的杯状体19的底部22的内表面与轴部17a的两端部的各自的前端面分别抵接的位置相比以0.1mm～1.0mm左右、优选为0.3mm～0.7mm左右的微小的量靠前的位置规定为基准位置，利用1对压入冲头33以高速(50mm/秒～100mm/秒左右的速度)将这1对杯状轴承18压入至1对杯状轴承18分别到达该基准位置为止。
换言之，使1对压入冲头33以高速向前方移动至1对压入冲头33的前端面彼此的间隔与轴部17a的轴向尺寸(包含公差)、底部22的内表面与轴部17a的前端面之间的间隙(0.1mm～1.0mm左右)的2倍的值、以及底部22的厚度尺寸的2倍的值的合计值相等为止。此外，关于该基准位置，只要使得1对杯状轴承18的杯状体19的底部处于比与轴部17a的两端部抵接的位置靠前的位置，还能够将1对杯状轴承18的压入量较小的压入初期的位置设定为基准位置。不过，从缩短压入作业的周期这一点来看，优选如上所述地将接近杯状体19的底部与轴部17a的两端部的一方抵接的位置的、比这些抵接位置靠前0.1mm～1.0mm左右的微小的量的位置设定为基准位置。另外，关于压入速度，也与装置性能相应地根据压入作业的效率性的观点而任意地确定。
在将1对杯状轴承18压入至基准位置的时刻，将利用压力传感器测定的施加于1对压入冲头33的压力值作为基准压力(SP)并将其存储于组装装置30的控制器中的存储器。在该时刻，使1对压入冲头33向前方的移动暂时停止。此外，出于方便的考虑，图2中以使得与轴部17a的端面之间的间隔比实际情况宽的状态由点划线示出将杯状轴承18压入至基准位置的时刻下的、压入冲头33的前端面的位置。
[(D)中速及低速压入工序]
接下来，如图1(D)及图3所示，以设定为低于至此为止的1对杯状轴承18的压入速度的中速(高速时的速度的1/2500～1/500左右的速度＝0.02mm/秒～0.2mm/秒左右的速度)恢复进行压入。而且，如图4所示，在施加于1对压入冲头33的压力值比基准压力(SP)大预先设定的第一规定值(α)的时刻，使1对杯状轴承18的压入速度从中速减慢至低速(中速时的速度的一半左右的速度＝0.01mm/秒～0.1mm/秒左右的速度)而持续进行压入。而且，最终，在施加于1对压入冲头33的压力值比基准压力(SP)大预先设定的第二规定值(β、β＞α)的时刻，判定为1对杯状轴承18到达压入完毕位置，使压入作业结束。
这样，在将1对杯状轴承18压入至压入完毕位置的状态下，在底部22的内表面与轴部17a的前端面抵接之后，进一步以规定量将这1对杯状轴承18压入而对其施加预压力。在本例中，对于1对杯状轴承18到达基准位置之后的压入速度，在将其设定为中速之后设定为低速，随着施加于1对压入冲头33的压力变大而阶梯式性地减慢。但是，可以使1对杯状轴承18的压入速度以直线方式或曲线方式减慢。另外，关于上述中速、低速的压入速度，也与装置的性能相应地根据压入作业的效率性的观点而任意地确定。此外，能够预先基于轭架7a、杯状轴承18的杯状体19、滚针20的材质、大小、形状等并通过各种模拟、实验等而求出第一规定值(α)以及第二规定值(β)的适当的值。
[(E)敛缝工序]
接下来，如图1(E)所示，对1对压入敛缝装置31的伺服马达(与用于压入冲头33的驱动的伺服马达不同的伺服马达)进行驱动，或者对通过液压或气压而工作的缸体进行驱动，由此使1对敛缝冲头35向前方移动。而且，利用1对敛缝冲头35的前端面使1对结合臂部10的外侧面中的、圆孔15的开口缘部的圆周方向上的多处部位塑性变形，从而在该部分形成敛缝部24(参照图11及图12)。由此，将敛缝部24按压到杯状体19的底部22的外表面，从而防止杯状体19从圆孔15脱离。此外，在本例中，使用在外嵌于1对压入冲头33的周围的状态下配置有1对敛缝冲头35的组装装置30，但也能够应用分别单独地具备1对压入冲头33和1对敛缝冲头35的装置。
[(F)取出工序]
最后，如图1(F)所示，使1对敛缝冲头35以及1对压入冲头33分别后退至初始位置。另外，使轭架支承夹具32的1对支承臂部34彼此向相互接近的方向移动，将由这1对支承臂部34对1对结合臂部10的固定解除。接下来，使轭架7a后退至轭架支承夹具32的上方位置，将轭架7a从组装装置30取出。
根据本例的组装方法，无论构成万向联轴器6的各部件的尺寸的偏差、特别是在轭架7a、7b形成的圆孔15的内径尺寸、杯状轴承18的外径尺寸、十字轴8的轴部17a(17b)的轴向尺寸的偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18组装于处于轭架7a的1对圆孔15与十字轴8的轴部17a的两端部之间的部分。
即，以在将1对杯状轴承18压入至基准位置的时刻下施加于压入冲头33的压力值、即基准压力(SP)为基准，将1对杯状轴承18压入至压力值增大预先设定的第二规定值(β)为止。这样，考虑因在圆孔15的内径尺寸与杯状轴承18的外径尺寸之间产生的尺寸的偏差而引起变化的基准压力(SP)的值来确定最终施加于压入冲头33的压力值(判定为压入完毕位置的压力值)。因此，能够将该偏差对杯状轴承18的压入量(压入位置)所造成的影响排除。
举出具体例进行说明，例如，圆孔15的内径尺寸较小、且杯状轴承18的外径尺寸较大的情况下的基准压力(SP1)，比圆孔15的内径尺寸较大、且杯状轴承18的外径尺寸较小的情况下的基准压力(SP2)大(SP1＞SP2)。因此，若仅基于施加于压入冲头33的压力的大小而确定杯状轴承18的压入量，则在圆孔15的内径尺寸较小、且杯状轴承18的外径尺寸较大的情况下，该杯状轴承18的压入量有可能不足，在圆孔15的内径尺寸较大、且杯状轴承18的外径尺寸较小的情况下，该杯状轴承18的压入量有可能变得过大。与此相对，在本例中，在圆孔15的内径尺寸较小、且杯状轴承18的外径尺寸较大的情况下，在施加于压入冲头33的压力达到X1+β的阶段判定为压入已完毕，在圆孔15的内径尺寸较大、且杯状轴承18的外径尺寸较小的情况下，在施加于压入冲头33的压力达到X2+β的阶段判定为压入已完毕。这样，对于判定为压入完毕位置的压力的大小，考虑因在圆孔15的内径尺寸与杯状轴承18的外径尺寸之间产生的偏差而引起变化的基准压力(SP1、SP2)的值来确定，能够将该偏差对1对杯状轴承18的压入量所造成的影响排除。
另外，并非基于1对杯状轴承18的压入量而判定压入完毕位置，将压力相对于基准压力(SP1、SP2)增大预先设定的第二规定值(β)的位置判定为能够对1对杯状轴承18施加适当的预压力的压入完毕位置。因此，还能够将十字轴8的轴部17a的轴向尺寸上的偏差对1对杯状轴承18的压入量所造成的影响排除。其结果是，根据本例的万向联轴器的组装方法，无论构成万向联轴器6的各部件的尺寸的偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18组装于能够施加适当的预压力的适当位置。
另外，对于1对杯状轴承18直至到达基准位置为止的压入初始阶段的压入速度，使其比到达基准位置之后的压入中期以及后期阶段的压入速度快，因此，能够缩短压入作业的周期。特别是在本例中，在1对杯状轴承18到达基准位置之后，并非一下子使1对杯状轴承18的压入速度从高速向低速减慢，而是与施加于1对压入冲头33的压力相对于基准压力的增大量相应地阶梯式地减慢，即使在中期阶段也能够在某种程度上确保压入速度，能够更进一步缩短周期。此外，在本例中，根据作业效率的观点而同时进行1对杯状轴承18的压入作业，但也能够针对1对杯状轴承18而分别按顺序依次执行各工序，这种情况也包含在本发明的范围内。
[第2实施方式的第1例]
图5(A)～图5(G)、图6(A)以及图6(B)示出本发明的第2实施方式的第1例。此外，本例的特征在于实现了下述组装方法：通过精心设计1对杯状轴承18a、18b的压入工序，无论轭架7a的1对结合臂部10a、10b的挠曲变形如何，都能高精度地组装1对杯状轴承18a、18b。关于其它结构以及作用效果，与第1实施方式的1例相同。
大体上划分，本例的十字轴式万向联轴器6的组装方法具备(A)～(G)的7道工序。关于这些工序中的、(A)设定前工序、(B)固定工序、(G)敛缝以及取出工序，均与第1实施方式的1例相同。因此，将这些工序的说明省略。
[(C)压入第一工序]
图5(C)所示的压入第一工序也与图1(C)所示的第1实施方式的1例中的高速压入工序基本相同。但是，在本例中，仅在1对压入冲头33a、33b中的、图5(C)中的右侧的压入冲头33b设置有压入传感器。即使在本例的压入第一工序中，也根据线性标尺或者伺服马达的进给脉冲数对1对压入冲头33a、33b相对于机械中心位置O的进给量(杯状轴承18a、18b的压入量)进行测定，在同将预先设定1对杯状轴承18a、18b压入至基准位置、例如1对杯状轴承18a、18b的杯状体19a、18b的底部22a、22b的内表面与轴部17a的两端部的各自的前端面分别抵接的位置相比以0.1mm～1.0mm左右的微小的量靠前的位置的时刻，将利用压力传感器测定的施加于压入冲头33b的压力值作为基准压力(SP)并将该压力值存储于组装装置30的控制器中的存储器。然而，在这种压入第一工序中，将1对杯状轴承18a、18b分别压入，有时也随之在1对结合臂部10a、10b产生使得1对圆孔15a、15b的周围部分彼此相互接近的方向上的挠曲变形。
[(D)压入第二工序]
在压入第一工序中，若将1对轴承杯状体18a、18b压入至基准位置，则如图5(D)所示，作为压入第二工序，仅将这1对杯状轴承18a、18b中的一方(图5(D)中的左侧)的杯状轴承18a压入至压入完毕位置。在本例中，根据线性标尺或者伺服马达的进给脉冲数监视1对压入冲头33a、33b中的、对一方的杯状轴承18a进行按压的一方的压入冲头33a的进给量(相对于机械中心位置的移动量)，且通过定位控制而将一方的杯状轴承18a压入至预先设定的压入完毕位置。与此相对，1对杯状轴承18a、18b中的另一方(图5(D)中的右侧)的杯状轴承18b预先保持在基准位置停止的状态不变。另外，关于1对杯状轴承18a、18b中的另一方的压入冲头33b，也预先使其前端面在与另一方的杯状轴承18b的杯状体19b的底部22b的外表面抵接的状态下停止。此外，从一方的杯状轴承18a的基准位置至压入完毕位置的压入速度设定为比从开始位置至基准位置的压入速度低。
[(E)压入第三工序]
接下来，如图5(E)所示，作为压入第三工序，仅使一方的压入冲头33a后退至从一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的外表面离开规定量(2mm以上，优选4mm以上)为止。由此，即使在1对结合臂部10a、10b产生使得1对圆孔15a、15b的周围部分彼此相互接近的方向上的挠曲变形的情况下，在组装有一方的杯状轴承18a的一方(图5(E)中的左侧)的结合臂部10a所产生的挠曲变形也得到释放。由此，在一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面与一方的轴部17a的两端部中的一方的前端面之间，因将一方的结合臂部10a的挠曲变形释放而形成间隙。
另外，在本例中，在使得一方的压入冲头33a后退之后，恢复另一方的压入冲头33b向前方的移动、以及另一方的杯状轴承18b的压入作业。即使在本例中也与第1实施方式的1例相同，以将另一方的杯状轴承18b的压入速度设定为比压入第一工序中的压入速度低的中速(高速时的速度的1/2500～1/500左右的速度)而恢复进行另一方的杯状轴承18b的压入作业。由此，在将另一方的杯状轴承18b压入圆孔15b的里侧的同时，经由另一方的杯状轴承18b在轴部17a的轴向上将十字轴8朝向一方的杯状轴承18a压入。而且，逐渐减小在一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面与轴部17a中的一方的端部的前端面之间所形成的间隙，最终使得该间隙变为零。
[(F)压入第四工序]
而且，如图5(F)所示，作为压入第四工序，在施加于另一方的压入冲头33b的压力值比基准压力(SP)大预先设定的第一规定值(α)的时刻，使另一方的杯状轴承18b的压入速度从中速减慢至低速(中速时的速度的一半左右的速度)而持续进行压入。而且，最终将另一方的杯状轴承18b以及十字轴8压入至图6(A)所示的位置，在施加于另一方的压入冲头33b的压力值比基准压力(SP)大预先设定的第二规定值(β、β＞α)的时刻，判定为另一方的杯状轴承18b到达压入完毕位置。
在本例中，在将另一方的杯状轴承18b压入至压入完毕位置的状态下，不仅在杯状体19b的底部22b，在杯状体19a的底部22a也产生弹性变形。接下来，使另一方的压入冲头33b后退至从杯状体19b的底部22b的外表面离开为止，使压入作业结束。通过使另一方的压入冲头33b后退，如图6(B)所示，在组装有另一方的杯状轴承18b的另一方(图5(F)以及图6(B)中的右侧)的结合臂部10b所产生的挠曲变形得到释放。与此同时，在杯状体19a、19b所产生的弹性变形也得到释放。
在本例中，对于另一方的杯状轴承18b到达基准位置之后的压入速度，在将其设定为中速之后再设定为低速，随着施加于另一方的压入冲头33b的压力增大而阶梯式地减慢压入速度。但是，还能够使另一方的杯状轴承18b的压入速度连续地(以直线或曲线)减慢。另外，对于第一规定值(α)以及第二规定值(β)，预先基于轭架7a、杯状轴承18a、18b(杯状体19a、19b、滚针20)的材质、大小、形状等并通过各种模拟、实验等而求出适当的值。特别是在另一方的结合臂部10b未产生挠曲变形的情况下，优选将第二规定值(β)设为比能够对另一方的杯状轴承18b施加适当的预压力的值大因另一方的结合臂部10b的挠曲变形的释放而减小的预压力的量的值。
根据本例的组装方法，无论轭架7a的1对结合臂部10a、10b的挠曲变形如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于处于在1对结合臂部10a、10b的前端部形成的圆孔15a、15b与十字轴8的轴部17a的两端部之间的部分。
即，在本例中，在将1对结合臂部10a、10b中的、一方的结合臂部10a的挠曲变形释放之后，利用另一方的压入冲头33b针对每个十字轴8而将另一方的杯状轴承18b压入，以使得因一方的结合臂部10a的挠曲变形的释放而产生的、一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面与轴部17a中的一方的端部的前端面之间的间隙消失。因此，在将另一方的杯状轴承18b压入至压入完毕位置而组装完毕的状态下，能够与另一方的结合臂部10b的挠曲变形量相应地抑制1对杯状轴承18a、18b的杯状体19a、19b的底部22a、22b的内表面在从轴部17a的两端面离开的方向上移动的移动量的合计量。因此，如图15所示，与以1对结合臂部10的挠曲变形量的合计量而移动的情况相比，能够将移动量减小至一半左右。另外，由于仅基于另一方的结合臂部10b的挠曲变形的移动量较小，因此，能够通过杯状体19a、19b的底部22a、22b的弹性变形而在预压力的范围内将其移动量吸收。即，在另一方的结合臂部10b未产生挠曲变形的情况下，将第二规定值的值(β)设为比能够对另一方的杯状轴承18b施加适当的预压力的值大因另一方的结合臂部10b的挠曲变形的释放而减小的预压力的量的值。而且，当意欲使杯状体19a、19b弹性变形而将另一方的结合臂部10b的挠曲变形释放时，杯状体19a、19b的弹性变形也得以释放，从而能够对1对杯状轴承18a、18b施加适当的预压力。因此，根据本例的组装方法，能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于能够施加适当的预压力的适当位置。
另外，即使在本例中，无论构成十字轴式万向联轴器6的各部件的尺寸的偏差如何，也都能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于能够施加适当的预压力的适当位置。即，在将另一方的杯状轴承18b压入至基准位置的时刻，以施加于另一方的压入冲头33b的压力值、即基准压力(SP)为基准，将另一方的杯状轴承18b压入至压力值增大预先设定的第二规定值(β)为止。总之，在本例中，考虑因圆孔15b的内径尺寸与另一方的杯状轴承18b的外径尺寸之间产生的尺寸的偏差而引起变化的基准压力(SP)的值来确定最终施加于另一方的压入冲头33b的压力值(判定为压入完毕位置的压力值)，因此，能够将该偏差对另一方的杯状轴承18b的压入量(压入位置)所造成的影响排除。
[第2实施方式的第2例]
图7示出本发明的第2实施方式的第2例。本例与第2实施方式的第1例相比，只有压入工序不同，其它工序、以及使用的组装装置30基本相同。
[(C′)压入第一工序]
即使在本例中，若(A)设定前工序、以及(B)固定工序完毕，则如图7(A)所示，也与第1实施方式的1例中的高速压入工序以及第2实施方式的第1例中的压入第一工序基本相同地实施压入第一工序。即使在本例中，也利用在图7(A)的右侧的压入冲头33b设置的压力传感器对施加于压入冲头33b的压力的大小进行测定，同以高速将1对杯状轴承18a、18b压入至1对杯状轴承18a、18b到达预先设定的基准位置、例如1对杯状轴承18a、18b的杯状体19a、19b的底部22a、22b的内表面与轴部17a的两端部的各自的前端面分别抵接的位置相比以0.1mm～1.0mm左右的微小的量靠前的位置为止，但不将该时刻下的利用压力传感器测定的、施加于压入冲头33b的压力值作为基准压力(SP)而处理。
[(D)压入第二工序]
然后，如图7(B)所示，作为压入第二工序，与第2实施方式的第1例相同，仅将1对杯状轴承18a、18b中的一方(图7(B)中的左侧)的杯状轴承18a压入至压入完毕位置。
[(E)压入第三工序]
接下来，如图7(C)所示，作为压入第三工序，与第2实施方式的第1例相同，仅使一方的压入冲头33a后退至从一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的外表面离开规定量(例如2mm以上，优选为4mm以上)为止，即使在一方的结合臂部10a、10b产生挠曲变形的情况下，在组装有一方的杯状轴承18a的一方(图7(C)中的左侧)的结合臂部10a所产生的挠曲变形也得以释放。由此，在一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面与轴部17a中的一方的端部的前端面之间形成间隙。
即使在本例中，也一边以将另一方的杯状轴承18b的压入速度设定为比压入第一工序中的压入速度低的中速(高速时的速度的1/2500～1/500左右的速度)对施加于另一方的压入冲头33b的压力以及压入位置进行监视，一边恢复进行另一方的杯状轴承18b的压入作业，将另一方的杯状轴承18b向圆孔15b的里侧压入，并且经由另一方的杯状轴承18b在轴部17a的轴向上将十字轴8朝向一方的杯状轴承18a压入，逐渐减小在一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面与轴部17a中的一方的端部的前端面之间形成的间隙，最终使间隙变为零。
[(F′)压入第四工序]
在本例中，如图7(D)所示，作为压入第四工序，在另一方的轴承杯状体18b的压入量(压入位置)到达预先设定的位置的时刻，将另一方的杯状轴承18b的压入速度从中速减慢至低速(中速时的一半左右的速度)而持续进行压入。而且，在对施加于另一方的压入冲头33b的压力值进行监视的过程中，若检测出表示轴部17a的一方的端部的前端面开始与一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面抵接的拐点(压力值以增加趋势而变化的点)，则将该拐点处的压力值设定为基准压力(SP)。而且，在施加于另一方的压入冲头33b的压力值比该基准压力(SP)大预先设定的规定值(γ)的时刻，判定为另一方的杯状轴承18b到达压入完毕位置。接下来，使另一方的压入冲头33b后退至从另一方的杯状轴承18b的杯状体19b的底部22b的外表面离开为止，使压入作业结束。另外，使另一方的压入冲头33b后退，由此使得在组装有另一方的杯状轴承18b的另一方(图12中的右侧)的结合臂部10b所产生的挠曲变形得以释放。此外，还能够使另一方的杯状轴承18b到达基准位置之后的压入速度连续地(以直线或者曲线)减慢。另外，预先基于轭架7a、1对杯状轴承18a、18b(杯状体19a、19b、滚针20)的材质、大小、形状等并通过各种模拟、实验等而求出所述规定值(γ)的适当的值。特别是在另一方的结合臂部10b未产生挠曲变形的情况下，优选将规定值(γ)设为比能够对另一方的杯状轴承18b施加适当的预压力的值大因另一方的结合臂部10b的挠曲变形的释放而减小的预压力的量的值。
即使在本例的组装方法中，也无论轭架7a的1对结合臂部10a、10b的挠曲变形如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于处于在1对结合臂部10a、10b的前端部所形成的圆孔15a、15b与十字轴8的轴部17a的两端部之间的部分。
另外，即使在本例中，也无论构成万向联轴器6的各部件的尺寸的偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于能够施加适当的预压力的位置。即，在本例中，以表示十字轴8的轴部17a的前端面开始与一方的杯状轴承18a的杯状体19a的底部22a的内表面抵接的时刻的拐点处的压力值为基准压力(SP)，将另一方的杯状轴承18b压入至压力值增大预先设定的值(γ)为止。这样，将未受到因在圆孔15a、15b的内径尺寸与杯状轴承18a、18b的外径尺寸之间产生的尺寸的偏差而带来的影响的、拐点处的压力值确定为基准而确定最终施加于另一方的压入冲头33b的压力值(判定为压入完毕位置的压力值)，因此，能够将该偏差对另一方的杯状轴承18b的压入量(压入位置)造成的影响排除。另外，并非基于杯状轴承18b的压入量而对压入完毕位置进行判定，而是将压力相对于基准压力(SP)增大预先设定的值(γ)的位置判定为能够对另一方的杯状轴承18b施加适当的预压力的、压入完毕位置。因此，能够将轴部17a的轴向尺寸的偏差对另一方的杯状轴承18b的压入量所造成的影响也排除。因此，根据本例的组装方法，无论构成万向联轴器6的各部件的尺寸偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18a、18b组装于能够施加适当的预压力的适当位置。关于其它结构及作用效果，与第2实施方式的第1例的情况相同。
[第3实施方式的第1例]
图8(A)～(D)示出本发明的第3实施方式的第1例。此外，本例的特征在于，精心设计构成十字轴式万向联轴器6的组装方法的设定前工序、固定工序、压入工序、敛缝工序、以及取出工序中的轭架7a的固定工序，从而，无论轭架7a的1对结合臂部10的内侧面尺寸(轭架中心轴X至1对结合臂部10的各自的内侧面的距离)的偏差如何，都能够高精度地对杯状轴承18进行组装。关于其它的万向联轴器6的构造及其组装方法的构成以及它们的作用效果，与以往相同。另外，由于对此的说明与第1实施方式的1例相同，因此在以下说明中将其简化或省略。
[(A)设定前工序]
如图8(A)所示，作为设定前工序，在将十字轴8的一方的轴部17a的两端部分别插入到在轭架7a的1对结合臂部10所形成的圆孔15内的预备组装状态下，利用未图示的卡盘向下将轭架7a保持于轭架支承夹具32的上方位置，以使得1对结合臂部10的支承部件、即轭架支承夹具32的1对的支承臂部34的圆孔15的中心轴方向上的中心位置O(机械中心位置)与轭架7a的中心轴X对齐。
[(B)固定工序]
接下来，如图8(B)所示，作为固定工序，使轭架7a以规定量下降，使在1对结合臂部10的前端部所形成的圆孔15与1对压入冲头33以及敛缝冲头35位于同轴上。另外，在该状态下，将1对支承臂部34的前端部插入到1对结合臂部10的前端部内侧面彼此之间。这1对支承臂部34分别由不同的伺服马达36驱动，且能够以在与圆孔15的中心轴平行的方向上相互远离接近的方式移动(图8(B)的左右方向)。通过对伺服马达36的扭矩进行控制而能够控制1对支承臂部34的移动(开闭动作)。
接下来，对伺服马达36分别进行驱动，由此使得1对支承臂部34从机械中心位置O向互相远离的方向移动，并使得这1对支承臂部34的前端部外侧面与1对结合臂部10的前端部内侧面抵接。此外，在本例的情况下，使这1对支承臂部34的移动速度、移动开始的定时等错开，以使得1对支承臂部34彼此的动作不完全一致(互不同步)。而且，使1对支承臂部34以相互分离的方式移动至在伺服马达36产生预先设定的彼此相等的规定的扭矩、即能够施加可充分固定1对结合臂部10的程度的按压力的扭矩为止。在本例中，在固定工序的执行过程中，在利用卡盘将轭架7a保持为至少能够向圆孔15的中心轴方向平行移动、或者基于1对支承臂部34的支承开始的时刻，预先将由卡盘对轭架7a的保持解除。由此，如图8(B)所示，伴随着1对支承臂部34的移动，轭架7a在圆孔15的中心轴方向上偏移地平行移动。此外，该偏移量中包含因1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差而造成的偏移量。而且，在伺服马达36产生预先设定的彼此相等的规定扭矩的时刻，使1对支承臂部34的移动停止，利用这1对支承臂部34对1对结合臂部10的前端部内侧面进行支承。
而且，在固定工序完毕的时刻，求出1对支承臂部34的中心位置(前端部外侧面彼此的中央位置)P。在本例的情况下，由于利用伺服马达36分别对1对支承臂部34进行驱动，因此，由对伺服马达36进行控制的组装装置30的控制器利用伺服马达36的脉冲数计算出1对支承臂部34的各自的进给量(相对于机械中心位置O的移动量)，由此能够求出1对支承臂部34的中心位置P。而且，在求出了1对支承臂部34的中心位置P后，对中心位置P从机械中心位置O的偏移量(Δα)进行求解。另外，在接下来的压入工序以前，利用未图示的轴承供给装置将1对杯状轴承18供给至圆孔15以及压入冲头33的同轴上。此外，如图8(A)所示，还能够预先在设定前工序的阶段供给这1对杯状轴承18并使它们等待。
[(C)压入工序]
接下来，如图8(C)所示，对1对压入敛缝装置31的伺服马达进行驱动，由此使1对压入冲头33分别向前方(相互接近的方向)移动，将1对杯状轴承18从1对结合臂部10的外侧面侧同时压入到圆孔15内。此时，根据偏移量(Δα)而对1对压入冲头33的进给量(向前方的移动量)进行修正。具体而言，由于1对支承臂部34的中心位置P从机械中心位置O以Δα向右侧偏移，因此，将图8(C)中的左侧的压入冲头33的前端面设定为使其移动至在通常压入指令位置(假定未产生偏移而设定的压入完毕位置)Y1的基础上加上Δα之后的位置(修正压入指令位置Y1′)，相反，将图8(C)中的右侧的压入冲头33的前端面设定为使其移动至从通常压入指令位置Y2减去Δα之后的位置(修正压入指令位置Y2′)。而且，使1对压入冲头33分别移动至设定的修正压入指令位置(Y1′、Y2′)，使压入作业结束。在使得1对压入冲头33移动至修正压入指令位置(Y1′、Y2′)的状态下，对于1对杯状轴承18，在使它们各自的底部22的内表面与所述轴部17a的前端面抵接之后，进一步以规定量进行压入而将预压力施加于1对杯状轴承18。
[(D)敛缝以及取出工序]
接下来，如图8(D)所示，使1对敛缝冲头35向前方移动。在本例中，根据偏移量(Δα)而对这1对敛缝冲头35的进给量(向前方的移动量)进行修正。具体而言，由于固定工序完毕的时刻下的1对支承臂部34的中心位置P从机械中心位置O以Δα向右侧偏移，因此，将图8(D)中的左侧的敛缝冲头35的前端面的位置设定为移动至在通常敛缝指令位置(假定为未产生偏移而设定的敛缝完毕位置)Z1的基础上加上Δα之后的位置(修正敛缝指令位置Z1′)，相反，将图8(D)中的右侧的敛缝冲头35的前端面的位置设定为移动至从通常敛缝指令Z2减去Δα之后的位置(修正敛缝指令位置Z2′)。而且，使1对敛缝冲头35的前端面移动至分别设定的修正敛缝指令位置(Z1′、Z2′)，利用1对敛缝冲头35的前端面使圆孔15的内周缘部的圆周方向上的多处部位塑性变形。而且，在该部分形成敛缝部24(参照图11及图12)。由此，将敛缝部24按压到杯状体19的底部22的外表面，由此防止杯状体19从圆孔15脱离。
最后使1对敛缝冲头35以及1对压入冲头33分别后退至初始位置，且使轭架支承夹具32的1对支承臂部34彼此向相互接近的方向移动，将由这1对支承臂部34对1对结合臂部10的固定解除，并且，通过使轭架7a后退至轭架支承夹具32的上方位置而将轭架7a从组装装置30取出。
根据本例的组装方法，无论轭架7a的1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18组装于处于轭架7a的圆孔15与十字轴8的轴部17a的两端部之间的部分。
即，在本例中，利用使1对支承臂部34移动的、各伺服马达36的脉冲数，求出从1对支承臂部34的机械中心位置O至对1对结合臂部10进行支承的状态下的1对支承臂部34的中心位置P的偏移量(Δα)，并基于该偏移量而分别对1对压入冲头33以及1对敛缝冲头35向前方的移动量进行修正。因此，能够将1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差对1对压入冲头33以及1对敛缝冲头35向前方的移动量所造成的影响排除。因此，无论1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差如何，都能够高精度地将1对杯状轴承18组装于能够施加适当的预压力的适当位置，并且，能够防止敛缝部24的敛缝量(塑性变形量)不足，从而能够充分实现1对杯状轴承18的止脱。
另外，使1对支承臂部34移动至在伺服马达36产生规定的扭矩为止而对1对结合臂部10进行支承，因此，无论1对结合臂部10的内侧面尺寸的偏差如何，都能够以适当的力对1对结合臂部10进行支承。
[第3实施方式的第2例]
图9(A)示出本发明的第3实施方式的第2例。此外，本例的特征在于，将十字轴8的轴部17a的轴向尺寸的偏差、以及杯状轴承18的杯状体19的底部22的厚度尺寸的偏差对压入冲头33以及敛缝冲头35向前方的移动量所造成的影响排除。关于其它工序以及作用效果，与第3实施方式的第1例的情况相同。
在本例中，在压入工序中，如图9(B)及图9(C)所示，使1对压入冲头33分别向前方移动，当将1对杯状轴承18从1对结合臂部10的外侧面侧同时压入到圆孔15内时，与从1对支承臂部34的机械中心位置O至对1对结合臂部10进行支承的状态下的1对支承臂部34的中心位置P的偏移量(Δα)相应地对1对压入冲头33的进给量进行修正。
并且，在本例中，利用分别设置于1对压入冲头33的压力传感器对施加于1对压入冲头33的压力(压入反作用力)的大小进行测定。即，由于十字轴8的轴部17a的轴向尺寸、杯状体19的底部22的厚度尺寸在尺寸公差范围内的偏差，有可能在1对压入冲头33到达修正压入指令位置(Y1′、Y2′)以前便对1对杯状轴承18施加有适当的预压力，或者即使在到达修正压入指令位置(Y1′、Y2′)的状态下也未对1对杯状轴承18施加适当的预压力而导致预压力不足。因此，在本例中，即使1对压入冲头33的进给量未达到修正压入指令位置(Y1′、Y2′)，也在施加于这1对压入冲头33的压力值达到预先设定的规定值的时刻使压入作业结束。而且，预先求出基于1对压入冲头33的压入实际上完毕的位置与修正压入指令位置(Y1′、Y2′)之差(-Δβ)。相反，即使1对压入冲头33的进给量达到修正压入指令位置(Y1′、Y2′)，若施加于1对压入冲头33的压力值未达到所述规定值，则也使其持续向前方移动，并在达到该规定值的时刻使压入作业结束。而且，预先求出基于1对压入冲头33的压入实际上完毕的位置与修正压入指令位置(Y1′、Y2′)之差(+Δβ)。
在本例中，即使在敛缝工序中，也根据Δα和Δβ这2个偏移量而对1对敛缝冲头35的进给量进行修正。具体而言，由于1对支承臂部34的中心位置P从机械中心位置O以Δα向右侧偏移，因此，将图9(D)中的左侧的敛缝冲头35的前端面的位置设定为移动至对于在通常敛缝指令位置Z1的基础上加上Δα之后的第1修正敛缝指令位置(Z1′)进一步加减Δβ之后的位置(第2修正敛缝指令位置Z1′±Δβ)，相反，将图9(D)中的右侧的敛缝冲头35的前端面的位置设定为移动至对于从通常敛缝指令位置Z2减去Δα之后的第1修正敛缝指令位置(Z2′)而进一步加减Δβ之后的位置(第2修正敛缝指令位置Z2′±Δβ)。而且，使1对敛缝冲头35的前端面移动至分别设定的第2修正敛缝指令位置(Z1′±Δβ、Z2′±Δβ)，利用1对敛缝冲头35的前端面使1对结合臂部10的外侧面中的、圆孔15的开口缘部的圆周方向上的多处部位塑性变形。而且，在该部分形成敛缝部24(参照图16～图18)。由此，将敛缝部24按压到杯状体19的底部22的外表面而防止杯状体19从圆孔15脱离。
在本例中，能够将十字轴8的轴部17a的轴向尺寸、杯状体19的底部22的厚度尺寸的偏差对1对压入冲头33以及1对敛缝冲头35向前方的移动量所造成的影响排除。因此，无论十字轴8的轴部17a的轴向尺寸、杯状体19的底部22的厚度尺寸的偏差如何，都能够对1对杯状轴承18施加适当的预压力，并且能够适当地确保敛缝部24的敛缝量。因此，能够高精度地组装1对杯状轴承18。
本发明并不限定于第1实施方式的1例、第2实施方式的第1例和第2例、以及第3实施方式的第1例和第2例。只要不相互矛盾，这些实施方式还能够相互组合，而且这种实施方式也包含在本发明中。
产业上的利用可能性
本发明的组装方法并不局限于组装于转向装置的十字轴式万向联轴器，能够广泛应用于组装于螺旋桨轴、各种扭矩传递机构等的十字轴式万向联轴器。
附图标记的说明
1 方向盘
2 转向轴
3 中间轴
4 转向齿轮单元
5 输入轴
6 万向联轴器
7a、7b 轭架
8 十字轴
9a、9b 基部
10、10a、10b 结合臂部
11a、11b 凸缘
12 通孔
13 通孔
14 螺母
15、15a、15b 圆孔
16 旋转轴
17a、17b 轴部
18、18a、18b 杯状轴承
19、19a、19b 杯状体
20 滚针
21 圆筒部
22、22a、22b 底部
23 内侧凸缘部
24 敛缝部
25 旋转轴
26 轭架支承夹具
27 支承臂部
28 压入冲头
29 敛缝冲头
30 组装装置
31 压入敛缝装置
32 轭架支承夹具
33、33a、33b 压入冲头
34 支承臂部
35 敛缝冲头
36 伺服马达。

Claims (8)

1.一种十字轴式万向联轴器的组装方法，该十字轴式万向联轴器具备：轭架，其具备1对结合臂部、以及在该1对结合臂部的前端部形成的1对圆孔；十字轴，其具备轴部；以及1对杯状轴承，它们用于将所述轴部的两端部旋转自如地支承于所述1对圆孔的内侧，对于所述十字轴式万向联轴器，从所述1对结合臂部的外侧面侧利用1对压入冲头将所述1对杯状轴承压入到所述1对圆孔的内侧，由此将所述1对杯状轴承组装于处于所述1对结合臂部的所述1对圆孔、与从所述1对结合臂部的内侧面侧插入到该1对圆孔的内侧的所述轴部的所述两端部之间的部分，
所述十字轴式万向联轴器的组装方法的特征在于，
具备如下工序：与所述轭架或所述十字轴的尺寸、或者伴随于所述1对杯状轴承向所述1对圆孔的内侧的压入作业而产生的所述1对结合臂部的弹性变形的大小相应地，对所述1对压入冲头的移动量进行调节。
2.根据权利要求1所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
在对所述1对结合臂部进行固定、且从所述1对结合臂部的内侧面侧将所述轴部插入到所述1对圆孔的内侧的状态下，将所述1对杯状轴承的一方朝所述1对圆孔的一方的内侧压入至预先设定的基准位置，将在该时刻施加于所述1对压入冲头的一方的压力值设定为基准压力，接下来，将所述1对杯状轴承的一方从所述基准位置进一步压入，在施加于所述1对压入冲头的一方的压力比所述基准压力大预先设定的值的时刻，判定为所述1对杯状轴承的一方到达压入完毕位置，使该1对杯状轴承的一方的压入作业结束。
3.根据权利要求2所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
所述1对杯状轴承的一方构成为包括：有底圆筒状的杯状体，其具有圆筒部、以及将该圆筒部的一端侧封闭的底部；以及多个滚针，它们滚动自如地配置于该杯状体的内侧，将比所述杯状体的底部的内表面与所述轴部的所述两端部的一方的前端面抵接的位置靠前的位置设定为所述基准位置。
4.根据权利要求1所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
在对所述1对结合臂部进行固定、且从所述1对结合臂部的内侧面侧将所述轴部插入到所述1对圆孔的内侧的状态下，利用所述1对压入冲头中的一方将所述1对杯状轴承中的一方压入至基于该1对压入冲头的一方的进给量而预先设定的压入完毕位置，使该1对压入冲头的一方后退，并且，利用所述1对压入冲头中的另一方将所述1对杯状轴承中的另一方压入至基于该1对压入冲头的另一方的进给量而预先设定的基准位置，
接下来，利用所述1对压入冲头的另一方将所述1对杯状轴承中的另一方与所述十字轴的所述轴部一起压入，将施加于所述1对压入冲头的另一方的压力的大小达到规定的大小的位置判定为压入完毕位置，停止对所述1对杯状轴承的另一方的压入，使所述1对压入冲头的另一方后退。
5.根据权利要求4所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
对于在将所述1对杯状轴承的另一方压入至所述基准位置的时刻施加于所述1对压入冲头的另一方的压力值，将其设定为基准压力，将所述1对杯状轴承的另一方从所述基准位置进一步压入，在施加于所述1对压入冲头的另一方的压力比所述基准压力大预先设定的值的时刻，判定为所述1对杯状轴承的另一方到达所述压入完毕位置。
6.根据权利要求4所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
当将所述1对杯状轴承中的另一方与所述十字轴的所述轴部一起从所述基准位置进一步压入时，对施加于所述1对压入冲头的另一方的压力进行监视，当检测出表示所述轴部的所述两端部的另一方的前端面开始与所述1对杯状轴承的另一方的底部的内表面抵接的拐点时，将该拐点处的所述压力值设定为所述基准压力。
7.根据权利要求1所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
当利用借助伺服马达的驱动而移动的1对支承部件来对所述1对结合臂部的所述前端部的内侧面进行固定时，通过所述伺服马达的驱动使所述1对支承部件在与所述1对圆孔的中心轴平行的方向上、且在相互分离的方向上移动，以使得所述1对支承部件接近所述1对结合臂部的所述前端部的内侧面，在所述伺服马达产生规定的扭矩的时刻，使所述1对支承部件的移动停止，利用该1对支承部件对所述1对结合臂部的前端部内侧面进行支承，
接下来，利用所述伺服马达的脉冲数，求出从所述1对支承部件在所述圆孔的中心轴方向上的中心位置至对所述1对结合臂部进行支承的状态下的所述1对支承部件在所述圆孔的中心轴方向上的中心位置的偏移量，
并且，当利用所述1对压入冲头将所述1对杯状轴承压入时，基于所述偏移量而分别对所述1对压入冲头向前方的移动量进行修正。
8.根据权利要求8所述的十字轴式万向联轴器的组装方法，其特征在于，
还具备如下工序：在利用所述1对压入冲头将所述1对杯状轴承压入到所述1对圆孔的内侧之后，利用1对敛缝冲头使所述1对结合臂部的外侧面中的、所述1对圆孔的开口缘部塑性变形，
即使在利用所述1对敛缝冲头使该1对圆孔的开口缘部塑性变形时，也基于所述偏移量而分别对所述1对敛缝冲头向前方的移动量进行修正。
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