JP2919622B2 - カルダン継手の組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、更に詳しくは、スリーブヨークやフランジヨ
ークに予め組付けたスパイダとチューブヨークを結合す
るため、チューブヨークの軸受孔とスパイダ軸の心合せ
をした後、チューブヨークの軸受孔に軸受を圧入してス
パイダの軸に軸受を嵌合し、その後、軸受孔にカシメ部
を施すようにした方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８ａ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５ａを有するスリーブヨ
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。

【０００３】図１８ｂはチューブヨーク２とスパイダ３
の組付け構造を示し、チューブヨーク２は二又状のヨー
ク部８、８に各々軸受孔９、９を設け、基端部１０にチ
ューブ７を外嵌固定するようになっている。

【０００４】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１２
ａをヨーク部８、８の軸受孔９、９に嵌挿し、軸受１
３、１３を軸受孔９、９に圧入して軸１２ａ、１２ａに
嵌合し、この後軸受孔９、９の開口端側の周囲にカシメ
部１４を施し、軸受１３、１３を抜止状とすることによ
り、チューブヨーク２にスパイダ３を組付けている。

【０００５】なお、フランジヨーク１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、これらのヨーク
部や軸受孔等にはチューブヨーク２の場合と同一の符号
を付す。

【０００６】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は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。

【０００７】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。

【０００８】上記のような各ヨーク、特にフランジヨー
ク１の軸受孔に対する軸受けの圧入と軸受孔の周囲にカ
シメ部を施す組立装置は従来から提案されている。

【０００９】例えば、特開昭６３−２００９３２号に示
されている組立装置は、図１９に示すように、定位置に
固定配置したフランジヨーク１を挾む両側の位置に、ヨ
ーク部８の軸受孔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２１に外嵌するカシメパンチ２
２を軸方向に移動自在となるように設け、圧入パンチ２
１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。

【００１０】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、フランジヨーク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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スパイダ３
及び各ヨークには加工上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造では、スパイダ３の軸１２
ａ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。

【００１２】特に、チューブヨーク２とスパイダ３の組
付けにおいては、チューブヨーク２が長尺であり、しか
も予めフランジヨーク１やスリーブヨーク５を組付けた
スパイダ３に対して組付けを行なわなければならないた
め、各ヨークの保持及び軸受孔とスパイダ軸との心合せ
を正確に行なうのが困難であるという問題がある。

【００１３】そこでこの発明は、スパイダ及びチューブ
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ができ、しかもチューブヨーク
の軸受孔とスパイダ軸の心合せと結合が正確に行なえる
カルダン継手の組立方法を提供することを課題としてい
る。

【００１４】

【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、この発明は、スパイダの同一軸線上に位置す
る二本の軸に軸受を介してヨークを抜止状に取付け、ス
パイダの残る二本の軸にチューブヨークの軸受孔を嵌挿
した仮組合せ体を形成し、上記仮組合せ体の給排心合せ
位置及び軸受圧入カシメ位置とにわたって移動自在とな
るテーブル上に前記仮組合せ体を給排心合せ位置で載置
し、ヨークのスパイダ軸と結合した軸受孔を基準に保持
してヨークとチューブヨークの各々を個々に位置調整が
自在となるようにセットし、前記テーブル上にセットし
た組合せ体に対して給排心合せ位置において、両側に位
置する心合せ機構でチューブヨークの軸受孔とスパイダ
の軸の心合せを行ない、この心合せ状態でヨークとチュ
ーブヨークの各々をテーブル上に固定化し、次に、テー
ブルで仮組合せ体を軸受圧入カシメ位置に移動させ、チ
ューブ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
を低圧でチューブ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
動させてチューブヨークの軸受孔周囲にカシメ部を施す
方法を採用したものである。

【００１５】

【作用】スパイダの二本の軸にフランジヨーク又はスリ
ーブヨークを抜止状に取付け、このスパイダの残る二本
の軸にチューブヨークの軸受孔を嵌挿して仮組合せ体を
形成し、この仮組合せ体をテーブル上に載置してフラン
ジヨーク又はスリーブヨークの予めスパイダを結合した
軸受孔を基準に保持し、給排心合せ位置において、心合
せ機構でチューブヨークの軸受孔とこれに嵌合するスパ
イダ軸の心合せを行ない、この状態でフランジヨーク又
はスリーブヨークとチューブヨークの各々をテーブル上
に固定化し、次に軸受圧入カシメ位置において、圧入パ
ンチを前進動させ、軸受を軸受孔内に向けて、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。

【００１６】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孔の内周にカシメ部を施す。

【００１７】スパイダ及びチューブ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。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面の図１乃
至図１８に基づいて説明する。

【００１９】図１は組立装置の全体構造を示す平面図、
図３は同上の縦断正面図、図４は同縦断側面図であり、
この組立装置は、図１８ａとｂで示したように、前工程
でフランジヨーク１又はスリーブヨーク５に抜止状とな
るよう組付けたスパイダ３の残る二本の軸１２ａとチュ
ーブヨーク２を結合してカルダン継手４又は６を組立て
るために用いられる。

【００２０】上記フランジヨーク１又はスリーブヨーク
５とスパイダ３とは、先に述べたように、軸受孔９と軸
１２にわたって軸受１３を圧入し、ヨーク部８における
軸受孔９の周囲にカシメ部１４を施して予め組立てら
れ、チューブヨーク２は上記スパイダ３の軸１２ａに対
して組立装置への供給前に軸受孔９を嵌合し、フランジ
ヨーク１又はスリーブヨーク５とスパイダ３からなる仮
組合せ体１５を形成する。

【００２１】図１乃至図４のように、組立装置は、大別
すると、給排位置で供給された仮組合せ体１５を水平に
支持し、この仮組合せ体１５を軸方向に沿って心合せ位
置から軸受圧入カシメ位置に向けて移動させ、スパイダ
３の軸１２ａとチューブヨーク２の軸受孔９を心合せし
た状態で固定化する心合せ機構３１と、この心合せ機構
３１の軸受圧入カシメ位置を挟んで両側に位置し、チュ
ーブヨーク２の軸受孔９とスパイダ３の軸１２ａにわた
って軸受１３を圧入し、ヨーク部８にカシメ部１４を施
す軸受圧入カシメ機構３２、３２とで構成されている。

【００２２】図４乃至図９は心合せ機構３１の具体的な
構造を示しており、支持台４１上に長い枠状の支持フレ
ーム４２を水平に載置し、この支持フレーム４２の上面
で長さ方向に沿って両側に設けたレール４３上に、仮組
合せ体１５よりも長尺のテーブル４４が設けられてい
る。

【００２３】上記テーブル４４は、スライダー４５を介
してレール４３で支持され、レール４３に沿って長さ方
向に移動自在となっていると共に、このテーブル４４の
移動範囲において、一方の端部側に仮組合せ体１５の給
排心合せ位置Ａ及び他方の端部に軸受圧入カシメ位置Ｂ
が設定され、テーブル４４の下面に突設したブラケット
４６と支持フレーム４２の間に設けたシリンダ４７で、
上記テーブル４４は給排心合せ位置Ａと軸受圧入カシメ
位置Ｂに停止する移動が与えられる。

【００２４】前記テーブル４４の上面には、給排心合せ
位置Ａ側の部分にチューブヨーク２の支持台４８と、軸
受圧入カシメ位置Ｂ側にフランジヨーク１又はスリーブ
ヨーク５の位置決め保持機構４９が配置され、これらに
よってテーブル４４上に仮組合せ体１５を水平に支持す
るようになっている。

【００２５】上記チューブヨークの支持台４８はチュー
ブヨーク２の全長を支持する程度の長さを有し、一方の
端部がテーブル４４上に設けた水平の枢軸５０で支持さ
れ、位置決め保持機構４９側に位置する他方の端部がテ
ーブル４４の下部にブラケット５１で取付けたシリンダ
５２によってフローティングジョイント５３を介して支
持され、シリンダ５２の伸縮によりガイド機構５４で誘
導されながら枢軸５０を中心に上下に揺動すると共に、
シリンダ５２のロックにより支持台４８を固定化するよ
うになっている。

【００２６】この支持台４８の上面で長さ方向の複数個
所の位置に、チューブヨーク２のチューブ７を水平に固
持するクランプ５５が設けられている。このクランプ５
５は図６ｂのように、支持台４８上に固定する水平部５
６の一方端部に垂直部５７を設けたＬ字状の受部材５８
と、押え部５９の後端に下向部６０を連成した上下逆Ｌ
字状に形成され、押え部５９の後端を垂直部５７の上端
にビス６１で枢止した押え部材６２と、下向部６０の下
端と支持台４８の下面間に配置したシリンダ６３とによ
って形成され、受部材５８の内側に載置したチューブ７
をシリンダ６３の伸長による押え部５９の下方への回動
で押え込み、支持台４８上にチューブヨーク２を固定保
持するようになっている。

【００２７】なお、後端側に位置するクランプ５５は図
１と図５の如く、支持台４８の両側に設けた長孔６４に
沿って位置の調整が自在となるよう装着され、チューブ
７の長さの変化に対応できるようになっていると共に、
両クランプ５５は支持台４８の幅方向に位置調整が可能
となり、チューブ７の径の変化に対応できるようになっ
ている。

【００２８】上記のように、支持台４８上に配置してク
ランプ５５で保持したチューブヨーク２は、枢軸５０を
中心に上下方向へのフローティング状態となり、しかも
シリンダ５２のロックによって固定化することができ
る。

【００２９】前記位置決め保持機構４９は、図７乃至図
９に示すように、テーブル４４上の端部に二又状の軸受
６５を固定し、水平軸６６と垂直軸６７が直交するクロ
スジョイント６８の水平軸６６を前記軸受６５で支持
し、後端の筒状部６９が上記垂直軸６７に回動自在とな
るよう嵌合して支持されたブロック部材７０をクロスジ
ョイント６８に取付け、このブロック部材７０の先端に
ヨーク支持部材７１を固定している。

【００３０】上記ブロック部材７０は、筒状部６９に近
い根元部分が上下及び両側面で開口する中空室７２に形
成され、この中空室７２から先端までは図９に示すよう
に一方の側面で開口するスリーブ嵌合孔７３が設けら
れ、ヨーク支持部材７１にも、一方の側面で開口するヨ
ーク嵌合孔７４が形成されている。

【００３１】上記のように、ヨーク支持部材７１にはフ
ランジヨーク１とスリーブヨーク５の何れでも一方の側
面から装着することができ、図７はフランジヨーク１を
装着した状態を示し、ヨーク支持部材７１の先端面にフ
ランジ部分が当接し、いんろう部が嵌合孔７４に納まる
ことになるが、スリーブヨーク５の場合は、スリーブ５
ａが両嵌合孔７３、７４に納まることになる。

【００３２】なお、ヨーク支持部材７１の先端面で下部
の位置に、ヨークの下部を支持する溝形の支持部材７５
が水平に固定され、ヨークのセットが安定よく行なえる
ようになっている。

【００３３】上記ブロック部材７０及びヨーク支持部材
７１の上下面に長さ方向の凹溝７６が形成され、両凹溝
７６内に納まるヨーク保持杆７７の途中がブロック部材
７０に取付けた枢軸７８で揺動自在に支持され、上下に
位置するヨーク保持杆７７は後端側に設けたばね７９で
先端側が常時拡開する弾性が付勢されると共に、中空室
７２内に納まるシリンダ８０の伸長によって先端側が閉
じることになる。

【００３４】両ヨーク保持杆７７の先端はヨーク支持部
材７１の前方に向けて突出し、先端部で互に対応する内
面側の位置に、フランジヨーク１又はスリーブヨーク５
の予めスパイダ３を組込んでカシメ部を施した軸受孔９
に対して嵌合する円軸状の爪先８１が固定され、ヨーク
支持部材７１にフランジヨーク１又はスリーブヨーク５
をセットした状態で、シリンダ８０を伸長させて爪先８
１を閉じると、上下の軸受孔９に爪先８１が嵌合し、上
記ヨークの上下に位置する軸受孔９を同軸心状に位置合
せ保持することになる。

【００３５】前記のように、フランジヨーク１又はスリ
ーブヨーク５を保持するヨーク支持部材７１は、クロス
ジョイント６８での支持によって上下及び水平方向への
揺動が自在となると共に、ブロック部材７０の下面に重
ねて固定した底板８２の先端が、テーブル４４の下部に
ブラケット５１で取付けたシリンダ８３によりフローテ
ィングジョイント８４を介して支持され、これによって
フランジヨーク１又はスリーブヨーク５はフローティン
グ状態にセットされ、シリンダ８３のロックによって固
定化されることになる。

【００３６】なお、図７と図８に示すように、テーブル
４４上で底板８２の両側にガイド部材８５を固定し、フ
ローティングの上下方向を誘導すると共に水平方向を一
定の範囲に制限している。

【００３７】図１と図５のように心合せ機構３１は、テ
ーブル４４上に、支持台４１と位置決め保持機構４９を
互の先端が向い合って接近するように配置され、仮組合
せ体１５はフランジヨーク１又はスリーブヨーク５が保
持機構４９で保持されると共にチューブヨーク２が支持
台４８上のクランプ５５で保持され、保持機構４９の爪
先８１による上下軸受孔９の保持部分が基準位置とな
り、この基準位置がテーブル４４の移動によって、心合
せ位置Ａと軸受圧入カシメ位置Ｂに臨むことになる。

【００３８】前記給排心合せ位置Ａに停止するテーブル
４４を挾む両側の位置には、図５と図６ａに示すよう
に、一方の側部に仮組合せ体１５の載置台８６が支持台
４８と略等しい高さ位置になるよう配置され、また他方
側部には、水平のガイド軸８７の先端に取付けられ、シ
リンダ８９によって支持台４８上に進退動し、支持台４
８上の組立後の組合せ体を載置台８６上に押出す排出用
のプッシャー９０とが配置されている。

【００３９】また、給排心合せ位置Ａに停止するテーブ
ル４４を挾む両側で、このテーブル４４上に供給された
仮組合せ体１５の前記した基準位置と対応する位置に一
対の心合せ部材９１が配置されている。

【００４０】この心合せ部材９１は図５と図６ａに示す
ように、支持台４１の端部に枢止した横軸９２の両端に
揺動アーム９３の下端を固定し、両揺動アーム９３の下
部連結板９４と支持台４１の端部ブラケット９５の間に
設けたシリンダ９６によって揺動アーム９３に、テーブ
ル４４の移動方向に沿う一定角度の揺動を付与するよう
になっている。

【００４１】両揺動アーム９３は上端が支持台４８より
も上方に突出する上下長さを有し、その上端部に、仮組
合せ体１５の軸線と直角の配置で軸方向に可動となるよ
う支持したハンドル９７付の進退軸９８と、この進退軸
９８に進退動を付与するシリンダ９９と、進退軸９８の
先端に固定した心合せ具１００とが装着され、心合せ具
１００は先端側の部分に、チューブヨーク２の軸受孔９
に嵌合する外径とスパイダ３の軸１２ａに嵌合する内径
の円筒部１０１を備え、テーブル４４上の仮組合せ体１
５に対して心合せ具１００を手動とシリンダ９９によっ
て進退動させるようになっている。

【００４２】上記心合せ部材９１は、図５の二点鎖線で
示す心合せ位置Ｃと、同図実線で示す退避位置Ｄとの間
をシリンダ９６によって揺動し、軸受圧入カシメ位置Ｂ
側に傾斜する退避位置Ｄにあるとき、支持台４８及び位
置決め保持機構４９に対する仮組合せ体１５の給排が支
障なく行なえるようにする。

【００４３】また、心合せ位置Ｃに移動させると、テー
ブル４４上に供給された仮組合せ体１５のチューブヨー
ク２における両側軸受孔９に心合せ具１００が略同軸心
状の位置関係となり、この状態で心合せ具１００を前進
動させると、円筒部１０１が軸受孔９とスパイダ３の軸
１２ａにわたって嵌合し、両側の軸受孔９とスパイダ３
の軸１２ａを同軸心状にすると共に、これらを水平に位
置決めすることになる。

【００４４】この心合せ部材９１によるチューブヨーク
２の両側軸受孔９とスパイダ３の軸１２ａとの位置合せ
作業において、支持台４８と位置決め保持機構４９のフ
ローティングが有効に作用する。

【００４５】即ち、テーブル４４上に供給した仮組合せ
体１５において、チューブヨーク２の両側軸受孔９に心
合せ具１００の円筒部１０１を嵌合させるには、心合せ
位置Ｃにおいて、一定の軸心に沿って前進する心合せ具
１００に対してチューブヨーク２の軸受孔９は、上下に
位置を移動させながら同軸心状の配置となるよう手作業
による調整が必要であり、このためシリンダ５２、８３
をフリーの状態にして両側の軸受孔９を上下に移動させ
て位置合せを行ない、シリンダ９９で軸受孔９に対する
心合せ具１００の嵌挿後にシリンダ５２、８３をロック
すれば、テーブル４４上において支持台４８と位置決め
保持機構４９が固定化され、両側軸受孔９の位置決めが
なされることになる。

【００４６】心合せ具１００によるチューブヨーク２の
軸受孔９とスパイダ３の軸１２ａの心出し及び位置決が
完了すると、心合せ具１００は退動して軸受孔９から抜
け、テーブル４４はシリンダ４７の作動で軸受圧入カシ
メ位置Ｂに移動し、チューブヨーク２の両側軸受孔９が
軸受圧入カシメ位置Ｂの中心ライン上に同軸心状となる
よう臨むことになる。

【００４７】図１０乃至図１６は、軸受圧入カシメ位置
Ｂに停止するチューブヨーク２の両側軸受孔９に対して
軸受１３を圧入すると共に、軸受孔９の周囲にカシメ部
１４を施す軸受圧入カシメ機構３２の具体的な構造を示
している。なお、軸受け圧入カシメ機構３２は、チュー
ブヨーク２を挟んで左右に等しい対称状の構造になって
いるため、左右の同一部分には同じ符号を付して説明す
る。

【００４８】図１０乃至図１２において、軸受け圧入カ
シメ機構３２は、軸受け圧入カシメ位置Ｂに停止するチ
ューブヨーク２を挾む両側の位置に、チューブヨーク２
の先端よりも前方で両側に位置する拡開爪１１１と、チ
ューブヨーク２の軸受孔９と同軸心状で軸方向に進退動
自在となる圧入パンチ１１２と、圧入パンチ１１２に外
嵌する状態で軸方向に進退動するカシメパンチ１１３
と、両側の拡開爪１１１を同時に拡開駆動する拡開機構
１１４とで構成されている。

【００４９】図１０と図１２は拡開爪１１１と拡開機構
１１４の具体的な構造を示し、拡開爪１１１は揺動アー
ム１１５の先端で前面側の位置に取付けられ、チューブ
ヨーク２のヨーク部８の先端耳部に対して爪先が外嵌係
合する形状に形成されている。

【００５０】前記したカシメパンチ１１３を軸方向に移
動自在となるよう支持する軸受スリーブ１１６の後端寄
りに可動部材１１７を軸方向に可動となるよう装着し、
この可動部材１１７に図１２の如く上記揺動アーム１１
５の後端を枢軸１１８で取付け、枢軸１１８を中心に揺
動アーム１１５を水平に揺動自在とすると共に、可動部
材１１７にばねもしくは固定板１１９に取付けたシリン
ダ１２０で両側拡開爪１１１が互に接近する方向の移動
を付与するようになっている。

【００５１】また、揺動アーム１１５はばね１２１で後
方への回動弾性が付勢されていると共に、固定部分に配
置したシリンダ１２２によって前方位置に押圧移動する
ようになっている。

【００５２】従って、拡開爪１１１は、シリンダ１２２
で前進位置に押圧すると爪先がヨーク部８の先端耳部に
対して係合可能となると共に、シリンダ１２２での押圧
を解くと拡開爪１１１は退動して係合が外れることにな
る。

【００５３】前記拡開機構１１４は、圧入パンチ１１２
の上部後方で固定板１１９間に架設配置した水平のガイ
ド軸１２３に、回転拡開部１２４とその両側に移動部材
１２５を軸方向に移動自在となるよう取付けて構成さ
れ、回転拡開部１２４は、図１０に示すように、ガイド
軸１２３に回転が自在となるよう外嵌挿した円筒カム１
２６にウォームホイル１２７を外嵌固定し、このウォー
ムホイル１２７を覆うよう円筒カム１２６に外嵌装着し
たケース１２８内にウォームホイル１２７と噛合するウ
ォーム１２９を取付け、ケース１２８の外部に固定した
サーボモータ１３０でウォーム１２９を駆動することに
より、円筒カム１２６に回転を与えるようになってい
る。ケース１２８は固定台１３１上に設けられ、円筒カ
ム１２６を回転できるように保持している。

【００５４】両側の移動部材１２５は、ガイド軸１２３
に軸方向への移動が自在となるよう外嵌する円筒部に軸
受スリーブ１１６へ外嵌する筒状部１３２を連ねて設
け、円筒部の円筒カム１２６と対応する端面にカム板１
３３を固定して構成され、筒状部１３２の外面に設けた
突部１３４と揺動アーム１１５の中間受部１３５との間
に拡開圧力検出器１３６が設けられている。なお、可動
部材１１７はガイド軸１２３に外嵌する円筒スライド部
１３７が一体に設けられ、ガイド軸１２３で軸方向の移
動が誘導される。

【００５５】前記円筒カム１２６の両端面と両側カム板
１３３のカム面には図１２に示すように、３６０°の範
囲に二組の傾斜面１３８、１３９が互に対応するように
設けられ、両者の傾斜面が互に当接する状態で円筒カム
１２６を回転させると、両側の移動部材１２５は互に相
反する軸方向へ移動し、両移動部材１２５は拡開圧力検
出器１３６を介して拡開爪１１１をヨーク部８、８の拡
開方向に移動させることになる。

【００５６】上記拡開圧力検出器１３６は、例えばロー
ドセルを用い、移動部材１２５が拡開爪１１１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。

【００５７】両拡開圧力検出器１３６は回転拡開部１２
４のサーボモータ１３０と電気的に接続され、両検出器
１３６が共に設定した圧力を検出すると、回転拡開部１
２４のモータ１３０を停止させるようになっている。

【００５８】軸受圧入カシメ位置Ｂにチューブヨーク２
を位置決め保持した状態で両側の軸受孔９に軸受１３を
圧入するに際し、ヨーク部８を拡開保持するには、互に
接近する両拡開爪１１１をシリンダ１２２で前進させ、
ヨーク部８の先端耳部に外嵌係合させる。

【００５９】このとき、可動部材１１７にシリンダ１２
０で付与した移動力が、揺動アーム１１５と拡開圧力検
出器１３６及び突部１３４を介して移動部材１２５に伝
達され、両側移動部材１２５のカム板１３３が円筒カム
１２６を両側から挾んでいる。

【００６０】この状態で回転拡開部１２４のサーボモー
タ１３０を起動して円筒カム１２６を回転させ、円筒カ
ム１２６とカム板１３３の傾斜面１３８と１３９の作用
により、両側の移動部材１２５を互に離反する方向に移
動させる。

【００６１】両移動部材１２５の移動は、突部１３４と
拡開圧力検出器１３６を介して揺動アーム１１５に伝わ
り、両拡開爪１１１は拡開方向に移動し、爪先がヨーク
部８、８を両側に拡開する。

【００６２】このとき、両拡開圧力検出器１３６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、ヨーク軸心からの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
生じる拡開力が回転拡開部１２４の両側で異なり、この
ため円筒カム１２６が回転すると拡開力が大きく作用す
る方へチューブヨーク２が移動し、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。

【００６３】両側の拡開圧力検出器１３６が予め設定さ
れた圧力を共に検出すると、回転拡開部１２４のサーボ
モータ１３０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。

【００６４】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１２４はサーボモータ１３
０が逆転して円筒カム１２６が始動位置に戻るため、両
側移動部材１２５と拡開爪１１１は内側に移動し、シリ
ンダ１２２を収縮させると拡開爪１１１は後退してヨー
ク部８、８から外れ、仮組合せ体１５の移動が可能な状
態になる。

【００６５】次に、図１０乃至図１５は圧入パンチ１１
２とカシメパンチ１１３の構造と作動順序を示してい
る。図１０と図１２のように、ベース台１４１上に固定
した支持部材１４２で前記軸受スリーブ１１６を水平に
支持し、このスリーブ１１６で円筒状のカシメパンチ１
１３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１１３内に圧入パンチ１１２を軸方向に移動自在
となるよう収納し、カシメパンチ１１３及び圧入パンチ
１１２が、軸受圧入カシメ位置Ｂで停止するチューブヨ
ーク２の軸受孔９と同軸心状の配置となっている。

【００６６】上記カシメパンチ１１３の後端にカシメ用
の高圧シリンダ１４３が接続され、このシリンダ１４３
のピストンロッド１４４の後端に低圧用のシリンダ１４
５（図１参照）が連結され、図１０と図１３の退動位置
に停止するカシメパンチ１１３が図１４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１
４５によって行ない、カシメ加工の前進移動は高圧シリ
ンダ１４３によって行なうことになる。

【００６７】圧入パンチ１１２は、カシメパンチ１１３
内に組込んだばねにより、カシメパンチ１１３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
１１２の後端側は高圧シリンダ１４３のピストンロッド
１４４を貫通して後方に突出し、その後端にロードセル
１４６を介して微小送り機構１４７と圧入用シリンダ１
４８が接続されている。

【００６８】微小送り機構１４７は、図１１に示すよう
に、ベース台１４１に設置したガイドレール１４９上に
可動台１５０を設置し、この可動台１５０の前後両端に
立設した支持壁１５１でロッド１５２を軸方向に移動自
在となるよう支持し、ロッド１５２の先端に設けた頭部
１５３と後部支持壁１５１の間に、ロッド１５２に対し
て回動自在に外嵌する円筒カム１５４と、頭部１５３及
び後部支持壁１５１に固定したカム板１５５、１５６と
が装着されている。

【００６９】ロッド１５２は円筒カム１５４とカム板１
５５、１５６が常時圧接するようばね１５７で後方へ向
けての弾性が付勢されていると共に、頭部１５３の先端
側に保持したロードセル１４６に圧入パンチ１１２の後
端が当接している。

【００７０】圧入用のシリンダ１４８は、後部支持壁１
５１の後端面にピストンロッド１５８が連結され、微小
送り機構１４７全体をセンサ１５９と１６０によって設
定された距離だけ前後動させ、圧入パンチ１１２に進退
動を付与する。

【００７１】前記微小送り機構１４７の円筒カム１５４
とカム板１５５、１５６は、先に述べた拡開爪１１１の
回転拡開部１２４と同様の構造になっており、圧入用シ
リンダ１４８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１５４
を回転させると、ロッド１５２が前方に移動し、ロード
セル１４６を介して圧入パンチ１１２を微小前進させる
ことになる。

【００７２】上記圧入パンチ１１２は、図１０に示す退
動位置から圧入用シリンダ１４８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１４７によって補うことにな
る。

【００７３】微小送り機構１４７の始動は、先に述べた
位置決保持機構４９のヨーク支持部材７１の上部両側に
配置したダイレクトスイッチ１６１によるヨーク支持部
材７１の揺動を検出して行なわれる。（図８参照）即
ち、両側の圧入パンチ１１２が互に前進し、チューブヨ
ーク２の両側軸受孔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１１２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、このため位置決め保持機構４９で保持されたスパイ
ダ３は、クロスジョイント６８を中心に揺動し、これに
よってクロスジョイント６８を中心に傾動したヨーク支
持部材７１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１６１を押すことにな
る。

【００７４】ヨーク支持部材７１で押されたダイレクト
スイッチ１６１は同じ側に位置する圧入シリンダ１４８
の圧入動を停止させ、もう一方の圧入シリンダ１４８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、ヨーク支持部材
７１は中心位置に復帰してダイレクトスイッチ１６１の
押圧を解く。

【００７５】このように、ダイレクトスイッチ１６１が
押圧された後、両側の軸１２ａ、１２ａに対する軸受１
３、１３の嵌合条件が等しくなった時点で両側の微小送
り機構１４７を作動させ、軸受１３、１３を軸１２ａ、
１２ａに完全に嵌合するよう圧入する。

【００７６】微小送り機構１４７は、円筒カム１５４の
回転により、軸受孔９の所定位置にまで圧入された軸受
１３を圧入パンチ１１２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。

【００７７】微小送り機構１４７による微小圧入時にお
いて、ロードセル１４６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１４６は完全な嵌合を
検出すると微小送り機構１４７を停止させるようになっ
ている。

【００７８】前記カシメパンチ１１３の途中で支持部材
１４２とカシメ用高圧シリンダ１４３の間に、軸受１３
を完全に圧入する位置に移動した圧入パンチ１１２と、
先端がヨーク部８に当接したカシメパンチ１１３の相対
位置を検出する検出機構１６２と、この検出機構１６２
によって作動するカシメ量調整部材１６３とが設けら
れ、カシメパンチ１１３のカシメ移動量を相対位置検出
値に合わせて変化させ、チューブヨーク２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。

【００７９】上記検出機構１６２は、図１２及び図１６
に示すように、カシメパンチ１１３の途中に二又部１６
４を設け、圧入パンチ１１２の上記二又部１６４に露出
する部分に、この圧入パンチ１１２の軸方向に移動可能
となる共動部材１６５を取付け、二又部１６４の後方位
置に共動部材１６５と対向し、この共動部材１６５との
対向間隔を電気的に検出するセンサ１６６が取付けられ
ている。

【００８０】圧入パンチ１１２とカシメパンチ１１３が
共に退動位置にある状態で、圧入パンチ１１２の二又部
１６４内に臨む位置に段部１６７が設けられ、共動部材
１６５はばね１６８により段部１６７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１
６５の前面は傾斜面１６９に形成され、カシメパンチ１
１３における二又部１６４の前端面も対応する傾斜面１
７０になっている。

【００８１】カシメ量調整部材１６３は、支持部材１４
２の後端面に固定したガイド部材１７１で保持され、横
方向の長孔１７２がカシメパンチ１１２に外嵌する状態
で水平方向に移動自在となり、共動部材１６５と対向す
る後面が傾斜面１７３となるクサビ状になっている。

【００８２】このカシメ量調整部材１６３は、ベース台
１４１上に設置したサーボモータ１７４と送りねじ軸１
７５及びナット１７６を介して結合され、サーボモータ
１７４の正逆回転により、センサ１７７と１７８間の位
置を進退動することになる。

【００８３】図１３乃至図１５は、チューブヨーク２の
寸法バラツキに対し、カシメパンチ１１２のストローク
を個々のヨーク寸法に合わせる検出機構１６２とカシメ
量調整部材１６３の作動工程を示している。

【００８４】図１０は圧入パンチ１１２とカシメパンチ
１１３が共に退動位置にある状態を示し、共動部材１６
５は圧入パンチ１１２の段部１６７で後方に押され、カ
シメパンチ１１３の傾斜面１７０から後退していると共
に、カシメ量調整部材１６３は退動位置に待機してい
る。

【００８５】図１３は圧入パンチ１１２が前進し、軸受
１３を軸受孔９に圧入した状態を示し、圧入パンチ１１
２は前進により、段部１６７が前方に移動し、ばね１６
８で押圧された共動部材１６５は傾斜面１６９がカシメ
パンチ１１３の傾斜面１７０に当接した状態になってい
る。

【００８６】図１４は、カシメパンチ１１３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１１３と共に前進した共動部材１６５
は途中で圧入パンチ１１２の段部１６７に当接して停止
し、センサ１６６も等しい量だけ前進する。

【００８７】これによって、共動部材１６５は、圧入パ
ンチ１１２が前進したストロークと等しい距離だけ移動
したことになり、この共動部材１６５の後面とセンサ１
６６の対向面間の間隔Ｘが圧入パンチ１１２とカシメパ
ンチ１１３の前進移動量の差となり、この間隔Ｘの距離
をセンサ１６６によって検出する。

【００８８】上記間隔Ｘは、ヨーク部８の外面から軸受
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。

【００８９】従って、カシメパンチ１３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。

【００９０】そこで、センサ１６６による間隔Ｘによっ
てサーボモータ１７４を作動させ、カシメ量調整部材１
６３を移動させて共動部材１６５を押し戻し、センサ１
６６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。

【００９１】カシメパンチ１１３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１６３を移動させて間隔Ｘｉを所定の
値Ｙｉにするには、図１７に例示するように、チューブ
ヨーク２の材質や寸法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
１７４を電気的に制御することによって行なう。

【００９２】センサ１６６と共動部材１６５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
１４３を作動させ、カシメパンチ１１３を前進動させて
軸受孔９の周囲にカシメ部１４を加工する。

【００９３】カシメパンチ１１３は、図１５のように、
二又部１６４の後面が共動部材１６５に当接位置で停止
し、カシメパンチ１１３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。

【００９４】カシメ部１４を施すと、圧入パンチ１１２
とカシメパンチ１１３はシリンダ１４８、１４３の作動
で退動位置に戻り、チューブヨーク２から離反すると共
に、カシメ量調整部材１６３も退動し、この後拡開爪１
１１がヨーク部８、８の拡開を解き、チューブヨーク２
とスパイダ３の組付けが完了する。

【００９５】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。

【００９６】前工程において、フランジヨーク１又はス
リーブヨーク５とスパイダ３の組付けを行ない、スパイ
ダ３の二本の軸１２が上記ヨークの軸受孔９に軸受１３
を介して支持され、軸受孔９の周囲にカシメ部１４が施
されており、このスパイダ３の残る二本の軸１２ａにチ
ューブヨーク２の軸受孔９を嵌挿し、予め仮組合せ体１
５を形成しておく。

【００９７】先ず、上記仮組合せ体１５を心合せ機構３
１における載置台８６上に載せ、給排心合せ位置Ａに待
機するテーブル４４の支持台４８上のクランプ５５にチ
ューブヨーク２を、また位置決め保持機構４９にフラン
ジヨーク１又はスリーブヨーク５が嵌合するように仮組
合せ体１５を横移動させ、チューブヨーク２の軸受孔９
を横向きにし、フランジ又はスリーブヨーク１、５の軸
受孔９が上下に位置する姿勢で、位置決め保持機構４９
のシリンダ８０を伸長作動させ、ヨーク保持杆７７の先
端側を閉じ、ヨーク支持部材７１で保持したヨークの上
下軸受孔９に対して爪先８１を嵌合し、上下方向の基準
を出すと共に、クランプ５５でチューブヨーク２を保持
する。

【００９８】この状態で退避位置Ｄに待機する心合せ部
材９１をシリンダ９６の収縮によって心合せ位置Ｃに移
動させ、支持台４８及び位置決保持機構４９のフローテ
ィング状態で心合せ具１００をチューブヨーク２の軸受
孔９とスパイダ３の軸１２ａにわたって嵌挿し、チュー
ブヨーク２における両側軸受孔９の水平位置決め及び軸
受孔９とスパイダ軸１２ａの同軸心状の配置を行ない、
この位置決め状態でシリンダ５２、８３をロックし、支
持台４８及び位置決保持機構４９を固定化する。

【００９９】これによって、仮組合せ体１５は、テーブ
ル４４上において、チューブヨーク２の両側軸受孔９の
位置決めがなされ、心合せ部材９１の退動後にシリンダ
４７が伸長作動してテーブル４４は軸受圧入カシメ位置
Ｂに移動し、チューブヨーク２の両側軸受孔９が軸受圧
入カシメ位置の中心ライン上に位置する。

【０１００】軸受圧入カシメ位置Ｂに仮組合せ体１５が
供給された状態で、先ず拡開爪１１１がチューブヨーク
２の両側ヨーク部８を拡開保持すると共に、このヨーク
部８の両側で軸受孔９に臨む位置にシュート等で軸受１
３が供給される。

【０１０１】次に、両側の圧入パンチ１１２が圧入用シ
リンダ１４８の作動で前進し、軸受１３を軸受孔９、９
内に圧入し、軸受１３を軸１２ａに、その端面が軸１２
ａの端面に当接する位置にまで確実に嵌合する。（図１
３参照）続いてカシメパンチ１１３が低圧用のシリンダ
１４５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１１２とカ
シメパンチ１１３の相対位置を検出機構１６２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１６３
を作動させ、カシメ量を軸受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。（図１４参
照）次に、高圧シリンダ１４３の作動でカシメパンチ１
１３が高圧前進し、先端が軸受孔９に向けて進入するこ
とにより軸受孔９の周囲にカシメ部１４を形成する。カ
シメパンチ１１３のカシメ移動量は、カシメ調整部材１
６３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。

【０１０２】（図１５参照)カシメが完了すると、圧入
パンチ１１２とカシメパンチ１１３が退動し、拡開爪１
１１がヨーク部８、８の拡開を解き、テーブル４４は給
排心合せ位置Ａに戻り、組合せ体はプッシャー９０の押
出しにより載置台８６上に取出され、チューブヨーク２
とスパイダ３の組付けが完了する。

【０１０３】

【効果】以上のように、この発明によると、フランジヨ
ーク又はスリーブヨークに予め組合せたスパイダの軸と
チューブヨークの軸受孔の心合せ及び位置決めが簡単か
つ正確に行なえ、上記軸受孔に対する軸受の圧入とカシ
メ部の形成が連続して行なえ、チューブヨークを用いた
カルダン継手の組立てが能率よく行なえる。

【０１０４】また、軸受を軸受孔に圧入した圧入パンチ
と低圧で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、チュー
ブヨークに寸法のバラツキ及びスパイダ軸長さのバラツ
キがあってもこれらを吸収し、個々のチューブヨーク寸
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。

【０１０５】更に、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、チューブ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、チューブヨークの寸
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】

【図１】カルダン継手組立装置の全体を示す平面図

【図２】同上における心合せ機構部分の拡大平面図

【図３】同上の縦断正面図

【図４】同上における心合せ機構の側面図

【図５】同上を拡大した縦断側面図

【図６】（ａ）は同じく要部を拡大した縦断正面図、
（ｂ）はクランプ部分の拡大正面図

【図７】位置決保持機構を拡大した縦断正面図

【図８】同上の平面図

【図９】同上の側面図

【図１０】軸受圧入カシメ機構の線Ｘ−Ｘで一部を省略
した縦断正面図

【図１１】同上における線Ｘ−Ｘから残りの部分を示す
縦断正面図

【図１２】軸受圧入カシメ機構の要部を示す斜視図

【図１３】軸受圧入カシメ機構の要部における軸受圧入
の初期工程を示す断面図

【図１４】同じくカシメパンチが前進した工程を示す断
面図

【図１５】同上のカシメ工程を示す断面図

【図１６】同上のカシメ量調整部分の断面図

【図１７】カシメ量の検出と調整の関係を示すグラフ

【図１８】（ａ）はプロペラシャフトの正面図、（ｂ）
は同上におけるチューブヨーク部分の拡大断面図

【図１９】従来の組立装置を示す説明図

【符号の説明】

１ フランジヨーク ２ チューブヨーク ３ スパイダ ５ スリーブヨーク ８ ヨーク部 ９ 軸受孔 １２ａ 軸 １３ 軸受 １４ カシメ部 ３１ 心合せ機構 ３２ 軸受圧入カシメ機構 ４４ テーブル ４８ 支持台 ４９ 位置決保持機構 ７１ ヨーク支持部材 ７７ ヨーク保持杆 ９１ 心合せ部材 １００ 心合せ具 １１１ 拡開爪 １１２ 圧入パンチ １１３ カシメパンチ １２４ 回転拡開部

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 B23P 21/00 301 F16D 3/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパイダの同一軸線上に位置する二本の
   軸に軸受を介してヨークを抜止状に取付け、スパイダの
   残る二本の軸にチューブヨークの軸受孔を嵌挿した仮組
   合せ体を形成し、上記仮組合せ体の給排心合せ位置及び
   軸受圧入カシメ位置とにわたって移動自在となるテーブ
   ル上に前記仮組合せ体を給排心合せ位置で載置し、ヨー
   クのスパイダ軸と結合した軸受孔を基準に保持してヨー
   クとチューブヨークの各々を個々に位置調整が自在とな
   るようにセットし、前記テーブル上にセットした組合せ
   体に対して給排心合せ位置において、両側に位置する心
   合せ機構でチューブヨークの軸受孔とスパイダの軸の心
   合せを行ない、この心合せ状態でヨークとチューブヨー
   クの各々をテーブル上に固定化し、次に、テーブルで仮
   組合せ体を軸受圧入カシメ位置に移動させ、チューブヨ
   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
   チューブ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
   チューブヨークの軸受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。