JP2834870B2 - カルダン継手の組立方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車のプロペラシャフトのジョイント
等に用いられているカルダン継手の組立方法と装置、更
に詳しくは、ヨークにスパイダを組付けるため、ヨーク
の軸受け孔に軸受を圧入し、スパイダの軸に軸受を嵌合
した後、軸受け孔にカシメ部を施す方法と装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第26図はカルダン継手を用いて構成した自動車のプロ
ペラシャフトの一例を示しており、フランジヨーク１と
チューブヨーク２をスパイダ３で結合したカルダン継手
４と、スリーブヨーク５とチューブヨーク２をスパイダ
３で結合したカルダン継手６を使用し、両チューブヨー
ク２と２をチューブ７で連結した構造になっている。

第27図はフランジヨーク１とスパイダ３の組付け構造
を示し、フランジヨーク１は二又状のヨーク部８、８に
各々軸受け孔９、９を設け、基端側にフランジ部10とい
んろう部11が設けられている。

スパイダ３は四本の軸12が四方に突出する十字状に形
成され、同軸線上に位置する二本の軸12aをヨーク部
８、８の軸受け孔９、９に嵌挿し、軸受13、13を軸受け
孔９、９に圧入して軸12a、12aに嵌合し、この後軸受け
孔９、９の開口端側の周囲にカシメ部14を施し、軸受1
3、13を、抜止状とすることにより、フランジヨーク１
（以下ヨークという）にスパイダ３を組付けている。

なお、チューブヨーク２及びスリーブヨーク５とスパ
イダ３の組付けも、上記と同様に、軸受の圧入とカシメ
部の形成によって行なわれる。

前記軸受13は、組立装置の油圧シリンダで作動する圧
入パンチでヨーク部８の軸受け孔９に締り嵌めとなるよ
う圧入され、スパイダ３の軸12aを回動自在に支持する
ことにより、動力伝達時の継手のガタツキを防止し、ま
たカシメ部14の油圧シリンダで作動するカシメパンチに
よる押圧によって形成され、軸受13自体の抜けを防止し
ている。

ところで、各ヨークとスパイダの組立てにおいて、軸
受13はカップ13aの端面がスパイダ３の軸12aの端面に当
接し、かつヨーク部８に施したカシメ部14が軸受13に対
して適度なカシメ量で接触していないと、継手の回転時
に軸受にガタツキが発生し、振動や騒音が生じ、回転ト
ルクが重くなると共に、カシメ量が不十分であると、軸
受の抜止効果が低下することになる。

上記のようなヨークの軸受け孔に対する軸受け圧入と
軸受け孔の周囲にカシメ部を施す組立装置は従来から提
案されている。

例えば、特開昭63−200932号に示されている組立装置
は、第28図に示すように、定位置に固定配置したヨーク
１を挾む両側の位置に、ヨーク部８の軸受け孔９と同軸
心状の配置となる圧入パンチ21と、この圧入パンチに外
嵌するカシメパンチ22を軸方向に移動自在となるように
設け、圧入パンチ21の後端に圧入用シリンダ23とカシメ
パンチ22の後端にカシメ用シリンダ24を連結した構造に
なっている。

ヨーク部８に対して軸受13の圧入とカシメ加工を施す
には、ヨーク１のヨーク部８を拡開爪25で拡開保持した
状態で、圧入パンチ21を一定量前進させることによって
軸受13を軸受け孔９内に圧入し、次にカシメパンチ22を
一定量前進させて軸受け孔９の内周にカシメ部14を施
し、軸受13を抜止状にすることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、スパイダ３及びヨーク１には寸法的にバラ
ツキがあり、このため、従来の組立装置のように、軸受
の圧入及びカシメ部の加工を一定量行なう構成では、ス
パイダ３の軸12aに対して軸受13を軸12aの端面に当接す
るまで確実に嵌挿することができない場合や、カシメ部
14のカシメ量の過不足が発生し、このため、軸受にガタ
ツキが生じたり軸受の抜止力が低下し、ひいては組付精
度に悪影響を生じるという問題がある。

そこでこの発明は、スパイダ及びヨークの寸法バラツ
キを吸収し、軸受の圧入とカシメ加工を精度よく行なう
ことのできるカルダン継手の組立方法と装置を提供する
ことを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような課題を解決するため、第１の発明は、ヨ
ークの軸受孔内に圧入パンチで軸受をスパイダの軸端面
に当接する位置まで圧入し、次にカシメパンチを低圧で
ヨークの端面に当接させてこのカシメパンチと前記圧入
パンチの相対位置を電気的に検出し、検出した相対位置
に基づいてカシメパンチのカシメ量を設定し、設定した
カシメ量だけカシメパンチを高圧で移動させてヨークと
軸受け孔周囲にカシメ部を施す方法を採用したものであ
る。

同じく第２の発明は、ヨークの両側に、軸受け孔と同
軸心状の配置となる軸受圧入パンチと、この圧入パンチ
に外嵌するカシメパンチを軸方向に移動自在となるよう
配置し、軸受圧入パンチの後端にこのパンチを軸受け孔
に対して進退動させる圧入シリンダを連結し、前記カシ
メパンチの後端にこのパンチを軸受け孔に対して進退動
させるカシメ用シリンダを連結し、前記カシメパンチの
途中に設けた圧入パンチ露出部分に圧入パンチとの共動
部材を取付け、この共動部材とカシメパンチとに、軸受
を圧入した圧入パンチと先端がヨークに当接したカシメ
パンチの相対位置を検出する検出機構を設け、前記共動
部材とカシメ方向前方の位置に配置した固定部材との間
に共動部材を介してカシメパンチのカシメ移動量を制限
するカシメ量調整部材を設け、このカシメ量調整部材の
駆動機構を前記検出機構の相対位置検出値に基づいて制
御し、カシメパンチのカシメ移動量を相対位置検出値に
合わせて設定するようにした構成を採用したものであ
る。

〔作用〕

定位置に固定したヨークの軸受け孔に軸を嵌挿したス
パイダを位置決め保持した状態で、先ず圧入パンチを前
進動させ、軸受を軸受け孔内に向けて、スパイダの軸に
嵌合する軸受が軸の端面に当接する位置まで圧入し、次
に圧入パンチが圧入位置で停止する状態でカシメパンチ
を低圧で前進動させて、その先端がヨーク部端面に当接
する位置で停止させ、この状態で圧入パンチとカシメパ
ンチの相対位置を検出機構で電気的に検出し、検出値に
基づいてカシメ量調整部材を作動させ、カシメパンチの
カシメ移動量を設定する。

上記の状態でカシメパンチを高圧で設定量だけ前進動
させて軸受け孔の内周にカシメ部を施す。

スパイダ及びヨークに寸法的なバラツキがあっても、
圧入した軸受の端面からヨーク部の外端面までの寸法を
正確に把握することができ、この寸法に見合うカシメ加
工によって過不足のないカシメ量が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面の第１図乃至第25
図に基づいて説明する。

第１図は組立装置の全体構造を示す正面図、第２図は
同平面図であり、組立装置は中央部に位置するチャック
機構31を挾んで左右は等しい対称状の構造になっている
ため、右側部分は一部を省略している。

第１図と第２図において、ベース台32上にヨーク１を
固持するチャック機構31を設け、このチャック機構31の
直上に、ヨーク１と組合せたスパイダ３を保持する芯出
し用の位置決め機構32を配置し、チャック機構31で保持
されたヨーク１を挾む両側に、ヨーク部８、８の上部両
側に位置する拡開爪34、34と、ヨーク１の軸受け孔９、
９と同軸心状で軸方向に進退動自在となる圧入パンチ3
5、35と、圧入パンチ35、35に外嵌する状態で軸方向に
進退動するカシメパンチ36、36とが配置され、拡開爪3
4、34はチャック機構31の後方に設けた拡開機構37によ
って拡開駆動される。

前記チャック機構31は、第９図と第10図に示すよう
に、ベース台32に固定した外筒38内に、上端内周面にテ
ーパ面39を備えた昇降筒40と、この昇降筒40内に納まる
筒状のコレット41とを収納し、外筒38の下部にこの下部
を貫通して昇降筒40と一体に上下動する複数本の軸42を
設け、軸42の途中に上下動自在となるよう外嵌した可動
プレート43と軸42の下端に固定したプレート44をシリン
ダ45を介して結合し、軸42には中間部外周に設けたスト
ッパー鍔46と外筒38の間に縮設したばね47で下降弾性が
付勢されている。

上記外筒38の上端部外周に複数の押え爪48が枢軸49を
中心に起伏動自在となるよう枢止され、この押え爪48と
前記可動プレート43が連杆50を介して連結されている。

第９図はヨーク１を固持する前の状態を示し、シリン
ダ45が伸長して可動プレート43が上昇位置でストッパー
鍔46に当接し、上昇した可動プレート43で連杆50を介し
て押上げられた押え爪48は上方に回動し、更に昇降筒40
は下降位置にあってコレット41は拡開しており、コレッ
ト41上に供給したヨーク１はフランジ部10がコレット41
上に載り、いんろう部11がコレット41内に嵌合してい
る。

第10図はヨーク１を固持した状態を示し、第９図の状
態からシリンダ45を収納させると、可動プレート43が引
下げられて下降動し、連杆50を介して引下げられた各押
え爪48は伏倒し、その先端でフランジ部10をコレット41
上に押圧して挾持する。

押え爪48によるフランジ部10の押圧で可動プレート43
の下降動が停止した時点で、シリンダ45の収縮により軸
42が引上げられて昇降筒40が上昇し、そのテーパ面39で
コレット41を縮径させ、いんろう部11を径方向からチャ
ッキングする。

従って、ヨーク１は軸方向と径方向の固定が同時に行
なわれ、チャック機構31に対してヨーク１を同軸心状態
の配置で正確に固持することができる。

なお、図示の場合、フランジヨークの固持状態を示し
たが、コレット41、昇降筒40、外筒38等の筒状になって
いるので、スリーブヨーク５についても同様に固持でき
る。

上記チャック機構31で固持したヨーク１には、スパイ
ダ３の同軸心状に位置する一対の軸12a、12aを軸受け孔
９、９に挿入することによってスパイダ３が仮に組込ま
れ、このチャック機構31の直上に位置するヨークとスパ
イダの芯出位置決め機構33は、スパイダ３の残る一対の
軸12b、12bを定位置に保持することによって、軸受け孔
９、９とこれに嵌合する軸12a、12aとを同軸心状となる
よう位置決めするものである。

第11図は芯出位置決め機構33と拡開爪34、34の概略構
造を示し、第12図乃至第14図は芯出位置決め機構33の具
体的な構造を示している。

第12図乃至第14図において、ベース台32上でチャック
機構31の後方に垂直の支持壁51を立設し、この支持壁51
の前面両側に設けたガイド52、52に沿って上下動自在と
なる昇降体53にチャック機構31と同軸心状の配置となる
垂直の外筒54が設けられ、昇降体53は支持壁51に取付け
たシリンダ55のピストン杆56と連結され、上下動が付与
される。

上記外筒54の内部に遊嵌した内筒57は下部の前後位置
に同軸心状となるよう突設した支点軸58、58が軸受59、
59を介して外筒54で支持され、内筒57はチャック機構31
と同軸心状の状態から支点軸58、58を中心に左右に揺動
自在となり、外筒54の両側には、縮設した皿ばね60の圧
力で内筒57を両側から軸心に向けて押圧し、揺動に対し
て予圧を与えて内筒57をチャック機構31と同軸心状に保
持する押圧機構61、61が取付けられている。

前記内筒57の内部を軸方向に貫通して回動自在の同軸
心状に保持されたスリーブ62で中心軸63を上下動自在に
支持し、中心軸63は上端のストッパー64とスリーブ62の
上端に螺装した調節軸65との間に縮設したばね66により
常時下降弾性が付勢されている。

上記中心軸63の外筒54の下部から突出する下端に、第
１小径軸63aと第２小径軸63bを延長状に突設し、第１小
径軸63aに外嵌固定した円筒体67の下部で前後の位置
に、Ｖ字状の切欠68を備えたスパイダ軸ガイド69、69を
対向状に固定し、シリンダ55の伸長による外筒54の下降
動時に両ガイド69、69がスパイダ３の前後方向に位置す
る軸12b、12bに上部から外装することになる。

また、第２小径軸63bには、ばね70で常時下降する弾
性を付勢したスパイダ押え71が取付けられ、外筒54の下
降動時にスパイダ押え71でスパイダ３の上部平坦端面を
押え込み、スパイダ３の姿勢を整えるようにいている。

前記外筒54の下部で両スパイダ軸ガイド69、69を挾む
前後の位置に、外筒54の下部に設けた水平ガイド72に沿
って前後動自在となり、各々が外筒54に取付けたシリン
ダ73、73によって前後動するスパイダ保持部材74、74が
配置されている。

両保持部材74、74は、スパイダ３を挾んで前後に対向
し、外筒54の下降位置で互に接近して閉じると、下部に
設けた爪先74a、74aがスパイダ３の前後に位置する軸12
b、12bを支持することになる。

前記外筒54の上部には、スリーブ62を挾む両側の位置
に、支点軸58、58を中心として生じるスリーブ62の揺動
を検出するダイレクトスイッチ75、75と、スリーブ62の
外面に固定した突片76を両側から弾力的に挾み、スリー
ブ62を回転方向に対して位置決め保持する押圧部材77、
77が配置されている。なお、ダイレクトスイッチ75、75
は圧入パンチ35、35の制御に使用するため、その作用は
後述する。

第15図乃至第17図は、芯出位置決め機構33における要
部の作動工程を示し、第15図のように外筒54が上昇位置
に待機する状態でスパイダ保持部材74、74は拡開し、ス
パイダ軸ガイド69、69とスパイダ押え71は保持部材74、
74に対して下限位置にあり、また、チャック機構31で定
位置に固持されたヨーク１に仮に組込んだスパイダ３
は、両側の軸12a、12aが軸受け孔９、９の下面で支持さ
れた状態になっている。

次に、シリンダ55の伸長で外筒54が下降動すると、第
16図の如く、スパイダ軸ガイド69、69が前後の軸12b、1
2bに対して上部から外接すると共に、スパイダ押え71が
スパイダ３の上面を押圧し、拡開した保持部材74、74は
爪先74a、74aが前後に位置する軸12b、12bの下面よりも
少し下方に位置し、この状態でシリンダ73、73が作動
し、両保持部材74、74は互に接近して閉じ、軸12b、12b
を軸方向の両端から挾む。

上記の状態で、シリンダ55の作動で外筒54が所定スト
ローク上昇すると、第17図の如く、一体に上昇した両保
持部材74、74は爪先74a、74aが軸12b、12bに係合した持
上げ、スパイダ軸ガイド69、69とで軸12b、12bを上下か
ら挾持した状態でスパイダ３を引上げ、横向きの軸12
a、12aを軸受け孔９、９と同軸心状とする。

このとき、スパイダ３は、前後に位置する軸12b、12b
が保持部材74、74とスパイダ軸ガイド69、69の切欠68、
68によって上下から挾持され、かつスパイダ３の上部平
坦面がスパイダ押え71によって押圧されるため、両側の
軸12a、12aは、軸心が水平状となり、保持部材74、74に
よる持上げによってヨーク１の軸受け孔９、９と正確に
軸心が合うことになる。

前記チャック機構31の上部両側に配置した拡開爪34、
34は、第11図の概略図に示す如く、チャック機構31の後
方に設けた回転拡開部78とその両側の移動部材79、79か
らなる拡開機構37により、拡開圧力検出器80、80を介し
て拡開操作される。

第１図乃至第７図は、拡開爪34、34と拡開機構37の具
体的な構造を示し、拡開爪34、34は、揺動アーム81の先
端下部にヨーク部８の上端耳部に対して係合する爪先82
を設けて形成されている。

第４図のように、前述したカシメパンチ36を軸方向に
移動自在となるよう支持する軸受スリーブ83の後端寄り
に可動部材84を軸方向に可動となるよう装着し、この可
動部材84に第３図の如く上記揺動アーム81の後端を枢軸
85で取付け、枢軸85を中心に揺動アーム81を上下に揺動
自在とすると共に、第２図の如く可動部材84にばね86も
しくはシリンダで両爪先82と82が互に接近する方向の移
動弾性を付勢している。

また、揺動アーム81はばね87で上方への回動弾性を付
勢すると共に、固定部分に配置したシリンダ88によって
下降位置に押下げられるようになっている。

従って拡開爪34、34は、シリンダ88で下降位置に押下
げると爪先82がヨーク部８の上端耳部に対して係合可能
となると共に、シリンダ88で押下げを解くと爪先82は上
昇動して係合が外れることになる。

前記拡開機構37は、芯出位置決め機構33の後方に固定
配置した水平のガイド軸89に、回転拡開部78とその両側
の移動部材79、79を各々軸方向に移動自在となるように
取付けて構成され、回転拡開部78は、第４図と第６図に
示すように、ガイド軸89に回転と軸方向への移動が自在
となるよう外嵌挿した円筒カム90にウォームホイル91を
外嵌固定し、このウォームホイル91を覆うよう円筒カム
90に外嵌装着したケース92内にウォームホイル91と噛合
するウォーム93を取付け、ケース92の外部に固定したサ
ーボモータ94でウォーム93を駆動することにより、円筒
カム90に回転を与えるようになっている。

ケース92はベース台32上との間に設けたガイド95によ
って、回り止状態で軸方向に移動自在となるよう保持さ
れ、円筒カム90の軸方向への移動を許容している。

両側の移動部材79、79は、ガイド軸89に軸方向への移
動が自在となるよう外嵌する円筒部96に軸受スリーブ83
へ外嵌する筒状部97を連ねて設け、円筒部96の円筒カム
90と対応する端面にカム板98を固定して構成され、筒状
部97の外面に設けた突部99と揺動アーム81の中間受部10
0との間に拡開圧力検出器80が設けられている。なお、
可動部材84はガイド軸89に外嵌する円筒スライド部103
が一体に設けられ、ガイド軸89で軸方向の移動が誘導さ
れる。

前記円筒カム90の両端面と両側カム板98、98のカム面
には第７図に示すように、360゜の範囲に二組の傾斜面1
01、102が互に対応するように設けられ、両傾斜面101、
102が互に当接する状態で円筒カム90を回転させると、
両側の移動部材79と79は互に相反する軸方向へ移動し、
両移動部材79、79は拡開圧力検出器80、80を介して拡開
爪34、34をヨーク部８、８の拡開方向に移動させること
になる。

上記拡開圧力検出器80、80は、例えばロードセルを用
い、移動部材79、79が拡開爪34、34を拡開方向に移動さ
せたとき圧縮力を受け、拡開力を電気的に検出する。

両拡開圧力検出器80、80は回転拡開部78のサーボモー
タ94と電気的に接続され、両検出器80と80が共に設定し
た圧力を検出すると、回転拡開部78のモータ94を停止さ
せるようになっている。

チャック機構31で固定したヨーク１のスパイダ３を芯
出位置決め機構33で位置決め保持した状態で、両軸受け
孔９、９に軸受13、13を圧入するに際し、ヨーク部８、
８を拡開保持するには、爪先82が前進位置で上昇する拡
開爪34、34を、シリンダ88の押下げにより下方に回動さ
せて爪先82、82をヨーク部８、８の上端耳部に係合させ
る。

このとき、可動部材84にばね86もしくはシリンダで付
与した前進力が、揺動アーム81と拡開圧力検出器80及び
突部99を介して移動部材79、79に伝達され、両側移動部
材79、79のカム板98、98が円筒カム90を両側から挾んで
いる。

この状態で回転拡開部78のサーボモータ94を起動して
円筒カム90を回転させ、円筒カム90をカム板98、98の傾
斜面101と102の作用により、両側の移動部材79、79を互
に離反する方向に移動させる。

両移動部材79、79の移動は、突部99の拡開圧力検出器
80を介して揺動アーム81に伝わり、両拡開爪34、34は拡
開方向に移動し、爪先82、82がヨーク部８、８を両側に
拡開する。

このとき、両拡開圧力検出器80、80には圧縮力が作用
し、拡開力を電気的に検出すると共に、両ヨーク部８、
８に、ヨーク軸心から振分け寸法にバラツキがあった場
合、両ヨーク部８、８を拡開させるために生じる抵抗が
回転拡開部78の両側で異なり、このため円筒カム90が拡
開方向に回転する回転拡開部78はガイド軸89に沿って抵
抗の小さい方へ移動し、両側の拡開抵抗が釣合うように
する。

従って、両ヨーク部８、８には、振分け寸法にバラツ
キがあっても等しい拡開力が作用することになる。

両側の拡開圧力検出器80と80が予め設定された圧力を
共に検出すると、回転拡開部78のサーボモータ94を停止
させ、両ヨーク部８、８を所定の拡開保持状態とする。

また、軸受13の圧入とカシメ部14の加工後において
は、回転拡開部78はサーボモータ94が逆転して円筒カム
90が始動位置に戻るため、両側移動部材79、79と拡開爪
34、34は内側に移動し、シリンダ88を収縮させると爪先
82、82は上昇してヨーク部８、８から外れ、チャック機
構31からヨーク１の取り外しが可能な状態になる。

次に、第18図乃至第21図は圧入パンチ35とカシメパン
チ36の概略構造と作動順序を、第３図乃至第５図は同上
の具体的な構造を示している。

第４図と第５図のように、ベース台32上に固定した支
持部材104で前記軸受スリーブ83を水平に支持し、この
スリーブ83で円筒状にカシメパンチ36を軸方向に移動自
在となるよう支持し、更にカシメパンチ36内に圧入パン
チ35を軸方向に移動自在となるよう収納し、カシメパン
チ36及び圧入パンチ35が、チャック機構31で固持したヨ
ーク１の軸受け孔９と同軸心状の配置となっている。

上記カシメパンチ36の後端にカシメ用の高圧シリンダ
105が接続され、このシリンダ105のピストンロッド106
の後端に低圧用のシリンダ107が連結され、第４図の退
動位置に停止するカシメパンチ36が第20図の如く、ヨー
ク部８に当接するまでの前進移動は、低圧用のシリンダ
107によって行ない、カシメ加工の前進移動は高圧シリ
ンダ105によって行なうことになる。

圧入パンチ35は、カシメパンチ36内に組込んだばね10
8により、カシメパンチ36に対して後方への移動弾性が
付勢されていると共に、圧入パンチ35の後端側は高圧シ
リンダ105のピストンロッド106を貫通して後方に突出
し、その後端にロードセル109を介して微小送り機構110
と圧入用シリンダ111が接続されている。

微小送り機構110は、第５図に示すように、ベース台3
2上に設置したガイドレール112上に可動台113を設置
し、この可動台113の前後両端に立設した支持壁114、11
5でロッド116を軸方向に移動自在となるよう支持し、ロ
ッド116の先端に設けた頭部117と後部支持壁115の間
に、ロッド116に対して回動自在に外嵌する円筒カム118
と、頭部117及び後部支持壁115に固定したカム板119、1
20とが装着されている。

ロッド116は円筒カム118とカム板119、120が常時圧接
するようばね121で後方へ向けて弾性が付勢されている
と共に、頭部117の先端側に保持したロッドセル109に圧
入パンチ35の後端が当接している。

圧入用のシリンダ111は、後部支持壁115の後端面にピ
ストンロッド122が連結され、微小送り機構110全体をセ
ンサ123と124によって設定された距離だけ前後動させ、
圧入パンチ35に進退動を付与する。

前記微小送り機構110の円筒カム118とカム板119、120
は、先に述べた拡開爪34、34の回転拡開部78と同様の構
造になっており、圧入用シリンダ111によって前進位置
に停止する状態で、ウォームホイルとウォームを介して
モータで円筒カム118を回転させると、ロッド116が前方
に移動し、ロードセル109を介して圧入パンチ35を微小
前進させることになる。

上記圧入パンチ35は、第18図に示す退動位置から圧入
用シリンダ111の作動で一定ストロークを前進し、ヨー
ク部８との間に予め供給してある軸受13を軸受け孔９に
向けて圧入するが、軸12aに対して軸受13が完全に嵌合
する手前、例えば0.5mm程度手前で前進動が停止するよ
うにストロークが設定され、嵌合量の残りを微小送り機
構110によって補うことになる。

微小送り機構110の始動は、先に述べた芯出位置決め
機構33のダイレクトスイッチ75、75による外筒54の揺動
を検出して行なわれる。

即ち、両側の圧入パンチ35、35が互に前進し、ヨーク
１の両側軸受け孔９、９に軸受13、13を圧入すると、軸
受13、13が嵌合するスパイダ３に押圧力が加わり、両側
の軸12a、12aに対する軸受13、13の嵌合にはずれが生じ
るため、軸受13の端面が先に軸12aの端面に当接した側
は、圧入パンチ35の押込力がスパイダ３に対してダイレ
クトに伝わり、この時点でスパイダ３に作用する両側の
押込力のバランスがくずれ、このため芯出位置決め機構
33で保持されたスパイダ３は、支点軸58を中心に揺動
し、これによって支点軸58を中心に傾斜した外筒54が、
ダイレクトに押込力を伝えた圧入パンチ側に位置するダ
イレクトスイッチ75を押すことになる。

外筒54で押されたダイレクトスイッチ75は同じ側に位
置うする圧入シリンダ111の圧入動を停止させ、もう一
方の圧入シリンダ111は軸受の圧入を続け、その軸受が
軸の端面に当接すると、スパイダ３に作用する両側の押
圧力は等しくなって釣合うため、スパイダ３は元の位置
に戻り、外筒54は垂直に復帰してダイレクトスイッチ75
の押圧を解く。

このように、ダイレクトスイッチ75、75が押圧された
後、両側の軸12a、12aに対する軸受13、13の嵌合条件が
等しくなって時点で両側の微小送り機構110、110を作動
させ、軸受13、13を軸12a、12aに完全に嵌合するように
圧入する。

微小送り機構110は、円筒カム118の回転により、軸受
け孔９の所定位置まで圧入された軸受13を圧入パンチ35
で更に微小前進させ、軸12aの端面に軸受13の端面が当
接する完全な嵌合位置にまで圧入する。

微小送り機構110による微小圧入時において、ロード
セル109に作用する圧力は軸12aの端面に軸受13の端面が
当接した時点で増大するため、軸12aに対する軸受13の
完全な嵌合を電気的に検出することができ、従ってロー
ドセル109は完全な嵌合を検出すると微小送り機構110を
停止させるようになっている。

前記カシメパンチ36の途中で支持部材104とカシメ用
高圧シリンダ105の間に、軸受13を完全に圧入した圧入
パンチ35と先端がヨーク１に当接したカシメパンチ36の
相対位置を検出する検出機構125と、この検出機構125に
よって作動するカシメ量調整部材126とが設けられ、カ
シメパンチ36のカシメ移動量を相対位置検出値に合わせ
て変化させ、ヨーク１及びスパイダ３に寸法のバラツキ
があっても、最適のカシメを施すことができるようにし
ている。

上記検出機構125は、第３図と第４図及び第８図に示
すように、カシメパンチ36の途中に二又部127を設け、
圧入パンチ35の上記二又部127に露出する部分に、この
圧入パンチ35の軸方向に移動可能となる共動部材128を
取付け、二又部127の後方位置に共動部材128と対向し、
その共動部材128との対向間隔を電気的に検出するセン
サ129が取付けられている。

圧入パンチ35とカシメパンチ36が共に退動位置にある
状態で、圧入パンチ35の二又部127内に臨む位置に段部1
30が設けられ、共動部材128はばね131により段部130に
常時当接する方向の前進弾性が常時付勢されていると共
に、共動部材128の前面は傾斜面131′に形成され、カシ
メパンチ36における二又部127の前端面も対応する傾斜
面132になっている。

カシメ量調整部材126は、支持部材104の後端面に固定
したガイド部材133で保持され、横方向の長孔134がカシ
メパンチ36に外嵌する状態で水平方向に移動自在とな
り、共動部材128と対向する後面が傾斜面135となるクサ
ビ状になっている。

このカシメ量調整部材126は、ベース台32上に設置し
たサーボモータ136と送りねじ軸137及びナット138を介
して結合され、サーボモータ136の正逆回転により、セ
ンサ139と140間の位置を進退動することになる。

第18図乃至第21図は、ヨーク１の寸法バラツキに対
し、カシメパンチ36のストロークを個々のヨーク寸法に
合わせる検出機構125とカシメ量調整部材126の作動工程
を示している。

第18図は圧入パンチ35とカシメパンチ36が共に退動位
置にある状態を示し、共動部材128は圧入パンチ35の段
部130で後方に押され、カシメパンチ36の傾斜面132から
後退していると共に、カシメ量調整部材126は退動位置
に待機している。（第８図参照） 第19図は圧入パンチ35が前進し、軸受13を軸受け孔９
に圧入した状態を示し、圧入パンチ35は前進により、段
部130が前方に移動し、ばね131で押圧された共動部材12
8は傾斜面131′がカシメパンチ36の傾斜面132に当接し
た状態になっている。

第20図は、カシメパンチ36が低圧前進し、その先端が
ヨーク部８の外端面に当接した状態を示し、カシメパン
チ36と共に前進した共動部材128は途中で圧入パンチ35
の段部130に当接して停止し、センサ129も等しい量だけ
前進する。

これによって、共動部材128は、圧入パンチ35が前進
したストローと等しい距離だけ移動したことになり、こ
の共動部材128の後面とセンサ129の対向面間の間隔Ｘが
圧入パンチ35のカシメパンチ36の前進移動量の差とな
り、この間隔Ｘの距離をセンサ129によって検出する。

上記問題Ｘは、軸受け孔９に圧入した軸受13の外端面
までの寸法に該当し、ヨーク部８の寸法的なバラツキに
よって間隔Ｘは変化することになる。

従って、カシメパンチ36のカシメストロークは、間隔
Ｘの変化に対応して調整する必要がある。

そこで、センサ129による間隔Ｘによってサーボモー
タ136を作動させ、カシメ量調整部材126を移動させて共
動部材128を押し戻し、センサ129の検出によって間隔Ｘ
がカシメ量に該当する所定の値Ｙになるように設定す
る。

カシメパンチ36の先端を低速で前進させてヨーク部８
に当接させたときの間隔ＸをXiとし、カシメ量調整部材
126を移動させて間隔Xiを所定の値Yiにするには、第22
図に例示するように、ヨーク１の材質や寸法により導か
れるカシメ量算出式を実験より求め、この算出式に基づ
いた条件でサーボモータ136を電気的に制御することに
よって行なう。

センサ129と共動部材128の間隔Ｘを所定の値Yiに設定
した状態でカシメ用の高圧シリンダ105を作動させ、カ
シメパンチ36を前進動させて軸受け孔９の周囲にカシメ
部14を加工する。

カシメパンチ36は、第21図のように、二又部127の後
面が共動部材128に当接位置で停止し、カシメパンチ36
は設定した値Yiだけ移動してカシメ部14を施すことにな
る。

カシメ部14を施すと、圧入パンチ35とカシメパンチ36
はシリンダ105、111の作動で退動位置に戻り、ヨーク１
から離反すると共に、カシメ量調整部材126も退動し、
この後拡開爪34、34がヨーク部８、８の拡開を解き、ヨ
ーク１に対するスパイダ３の組付けが完了する。

この発明の組立装置は上記のような構成であり、次に
組立ての方法を説明する。

チャック機構31で定位置に固持したヨーク１の軸受け
孔９、９にスパイダ３の軸12a、12aを挿入した状態で、
先ず、拡開爪34、34が両側のヨーク部８、８を拡開保持
すると共に、芯出位置決め機構33が作動し、スパイダ３
を前後の軸12b、12bで保持して両側の軸12a、12aを軸受
け孔９、９と同軸心状となるように位置決めする。

ヨーク１の両側で軸受け孔９、９に臨む位置に、シュ
ート等で軸受13、13が供給されている。

次に、両側の圧入パンチ35、35が圧入用シリンダ111
の作動で前進し、軸受13、13を軸受け孔９、９内に圧入
し、軸受13を軸12aに、その端面が軸12aの端面に当接す
る位置にまで確実に嵌合する。（第23図参照） 続いてカシメパンチ36、36が低圧用のシリンダ107の
作動で低圧前進し、その先端がヨーク部８の端面に当接
する状態で停止すると、圧入パンチ35とカシメパンチ36
の相対位置を検出機構125によって検出し、この検出値
に基づいてカシメ量調整部材126を作動させ、カシメ量
の軸受13の外端面からヨーク部８の外端面までの寸法に
合わせて設定する。（第24図参照） 次に、高圧シリンダ105の作動でカシメパンチ36、36
が高圧前進し、先端が軸受け孔９に向けて進入すること
により軸受け孔９の周囲にカシメ部14を形成する。カシ
メパンチ36のカシメ移動量は、カシメ調整部材126によ
って設定されているため、軸受13の抜止めに必要な量の
カシメ部14を正確に形成することができる。（第24図参
照） カシメが完了すると、圧入パンチ35とカシメパンチ36
が退動し、拡開爪34、34がヨーク部８、８の拡開を解
き、芯出位置決め機構33がスパイダ３の保持を解き、チ
ャック機構31からヨーク１を取外せば、ヨーク１に対す
るスパイダ３の組付けが完了する。

〔効果〕

以上のように、この発明によると、軸受を軸受け孔に
圧入した圧入パンチと低圧ヨーク部の端面に当接したカ
シメパンチの相対位置を電気的に検出し、この検出値に
基づいてカシメパンチのカシメ移動量を設定するように
したので、ヨークに寸法バラツキ及びスパイダ軸長さの
バタツキがあってもこれらを吸収し、個々のヨーク寸法
及びスパイダ軸長さに合わせたカシメを施すことがで
き、軸受にガタツキの発生がなく、しかも軸受が確実な
抜止状態となるカルダン継手の組立てが可能になる。

また、圧入パンチとカシメパンチの相対位置を電気的
に検出し、カシメ量調整部材の駆動機構を制御して、カ
シメパンチのカシメ移動量を設定するようにしたので、
ヨークの寸法バラツキ及びスパイダ軸長さのバラツキを
正確に検出し、ヨークの寸法及びスパイダ軸長さに見合
ったカシメを簡単な構造で高精度に施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は組立装置の全体を示す正面図、第２図は同平面
図、第３図は同上要部の拡大正面図、第４図は同じく要
部の拡大縦断面図、第５図は同上における後部圧入シリ
ンダ部分の拡大断面図、第６図は第４図の矢印VI−VIに
沿う断面図、第７図は円筒カムとカム板のカム面を示す
説明図、第８図はカシメ量の検出機構と調整部材を示す
横断平面図、第９図はチャック機構の拡大縦断面図、第
10図は同上のヨーク固持状態を示す拡大縦断面図、第11
図は芯出位置決め機構と拡開機構の概略構造を示す説明
図、第12図は芯出位置決め機構の横断平面図、第13図は
同一部切欠正面図、第14図は同縦断側面図、第15図乃至
第17図は芯出位置決め機構の作動工程を示す説明図、第
18図乃至第21図はカシメ量の検出と調整の作動工程を示
す説明図、第22図はカシメ量の検出と調整の関係を示す
グラフ、第23図乃至第25図は軸受の圧入とカシメの工程
を拡大して示す工程図、第26図はプロペラシャフトの正
面図、第27図は同上におけるカルダン継手の拡大断面
図、第28図は従来の組立装置を示す説明図である。 １……ヨーク、３……スパイダ、 ８……ヨーク部、９……軸受け孔、 10……フランジ部、12……軸、 13……軸受、14……カシメ部、 31……チャック機構、32……ベース台、 33……芯出位置決め機構、 34……拡開爪、35……圧入パンチ、 36……カシメパンチ、37……拡開機構、 69……スパイダ軸ガイド、 71……スパイダ押え、 74……スパイダ保持部材、 78……回転拡開部、79……移動部材、 80……圧力検出器、105……高圧シリンダ、 107……低圧用シリンダ、 110……微小送り機構、 125……検出機構、 126……カシメ量調整部材、 128……共動部材、129……センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 21/00 306 F16D 3/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定位置に固定したヨークの軸受け孔にスパ
   イダの同一軸線上に位置する二本の軸をそれぞれ嵌挿
   し、ヨークに対してスパイダを位置決め保持した状態で
   軸受を軸受け孔に圧入してスパイダの軸に嵌合し、軸受
   け孔の周囲にカシメ部を施して軸受を抜止状とするカル
   ダン継手の組立方法において、ヨークの軸受孔内に圧入
   パンチで軸受をスパイダの軸端面に当接する位置まで圧
   入し、次にカシメパンチを低圧でヨークの端面に当接さ
   せてこのカシメパンチと前記圧入パンチの相対位置を電
   気的に検出し、検出した相対位置に基づいてカシメパン
   チのカシメ量を設定し、設定したカシメ量だけカシメパ
   ンチを高圧で移動させてヨークの軸受け孔周囲にカシメ
   部を施すことを特徴とするカルダン継手の組立方法。
2. 【請求項２】定位置に固定したヨークの軸受け孔にスパ
   イダの同一軸線上に位置する二本の軸をそれぞれ嵌挿
   し、ヨークに対してスパイダを位置決め保持した状態で
   軸受を圧入パンチで軸受け孔に圧入してスパイダの軸に
   嵌合し、この後カシメパンチで軸受け孔の周囲にカシメ
   部を施して軸受を抜止状とするカルダン継手の組立装置
   において、ヨークの両側に、軸受け孔と同軸心状の配置
   となる軸受圧入パンチと、この圧入パンチに外嵌するカ
   シメパンチを軸方向に移動自在となるよう配置し、軸受
   圧入パンチの後端にこのパンチを軸受け孔に対して進退
   動させる圧入シリンダを連結し、前記カシメパンチの後
   端にこのパンチを軸受け孔に対して進退動させるカシメ
   用シリンダを連結し、前記カシメパンチの途中に設けた
   圧入パンチ露出部分に圧入パンチとの共動部材を取付
   け、この共動部材とカシメパンチとに、軸受を圧入した
   圧入パンチと先端がヨークに当接したカシメパンチの相
   対位置を検出する検出機構を設け、前記共動部材とカシ
   メ方向前方の位置に配置した固定部材との間に共動部材
   を介してカシメパンチのカシメ移動量を制限するカシメ
   量調整部材を設け、このカシメ量調整部材の駆動機構を
   前記検出機構の相対位置検出値に基づいて制御し、カシ
   メパンチのカシメ移動量を相対位置検出値に合わせて設
   定するようにしたことを特徴とするカルダン継手と組立
   装置。