JP3703236B2 - 十字軸継ぎ手の組立方法及び組立装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つの被結合軸のヨークの対向アームの軸受孔内に、十字軸の各軸部を支承するための有底円筒状の軸受ケースが配置されており、軸受ケースの底部を介して軸部の端面にヨークの拡開反力が及ぼされている形式の十字軸継ぎ手の組立方法及び組立装置に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
上記の十字軸継ぎ手の組立において、ヨークの軸受孔に軸受を圧入し固定する場合、軸受ケースの内底面と十字軸の軸部の端面との間に適当な予圧を与えておく必要がある。
しかしながら、軸受の圧入がヨークの外面から行われるため、その圧入力によってヨークの対向アームがその間隔を狭める方向に弾性変形し、従って、軸受固定後、上記圧入力を解除すると、上記ヨークが元の状態に弾性的に復帰し、ケース内底面と十字軸の軸部端面との間に与えた予圧が解消するだけでなく、その間に僅かな隙間が発生するという不都合がある。
【0003】
このような不都合を除くために、軸受の上記圧入時に上記ヨークの対向アーム間を一定寸法だけ拡開し、その拡開状態で軸受をヨークに固定し、固定後上記拡開を解除して、上記対向アームを元の状態に弾性復帰させ、軸受ケースの内底面と十字軸の軸部端面との間に予圧を作用させるようにした組立法が提供されている。
【0004】
ところで、ヨークの対向アームの対向面間の間隔は、製造上、かなりのばらつきを持っている。
このため、上記対向アームにフックを引っ掛けて拡開する際に、拡開後のフックの停止位置(即ち拡開位置)を一定としておいた場合には、ヨークが実際に拡開される量が異なり、予圧にばらつきを生じてしまう。
【0005】
そこで、無負荷状態の対向アーム間にフックを引っ掛けて、弾性変形を殆ど生じさせない程度の弱い力がフックから対向アームの内端面に及ぼされる状態に、フックを対向アームの内端面に当接させて、ヨークのセンタ出しをした後、拡開時に、フックを上記当接位置から一定ストローク量だけ拡開方向に離れた拡開位置まで移動させて、拡開することが提案されている。
【0006】
ところが、このように一定のストローク量を拡開させた場合、ヨークの剛性の差によってヨークの拡開トルクが異なる結果、予圧にばらつきを生じていた。
一方、従来、十字軸の軸受孔内に軸受ケースを圧入するための圧入ロッドに関しても、軸受ケースの底部への当接位置から、一定のストローク量を移動させて圧入するようにしていた。このため、十字軸の各軸部の全長や、軸受ケースの底部の厚みのばらつきにより、実際の圧入寸法にばらつきが生じる結果、予圧にばらつきを生じていた。
【0007】
そこで、本発明の目的は、確実に一定の予圧を得ることのできる十字軸継ぎ手の組立方法及び組立装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明に係る十字軸継ぎ手の組立方法は、2つの被結合軸のヨークの対向アームの軸受孔内に、十字軸の各軸部を支承するための有底円筒状の軸受ケースが配置されており、軸受ケースの底部を介して軸部の端面にヨークの拡開反力が及ぼされている形式の十字軸継ぎ手の組立方法において、十字軸の4つの軸部にそれぞれ対応する4つの組立ユニットのうち、互いに対向する一方の対の組立ユニットと互いに対向する他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングが相互にずらされており、上記複数の組立工程は、ヨーク拡開用のフックをヨークを拡開するときにフックにかかる応力に基づいて規定された拡開位置まで移動させるヨーク拡開工程と、ヨークの対向アームの軸受孔内に軸受ケースを圧入するための圧入ロッドを圧入時に圧入ロッドにかかる応力に基づいて規定された進出位置まで進出させる軸受ケース圧入工程とを含むことを特徴とするものである。
【0009】
上記構成では、フックの拡開位置を拡開時のフックの応力に基づいて規定するので、ヨークの剛性にかかわらず、ヨークの拡開トルクを一定にすることができる。また、ロッドの進出位置を、圧入時のロッドに実際にかかる応力に基づいて決めるので、十字軸の軸部の全長や、軸受ケースの底部の厚みがばらついていたとしても、軸受ケースの底部を確実に十字軸の軸部の端面に密着させることができ、ヨーク中心と十字軸中心とを精度良く合致させることができる。特に、一方の対の組立ユニットと他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすことにより、十字軸の基準位置のずれ防止に十分な効果を得ることができる。
【0010】
請求項2の発明に係る十字軸継ぎ手の組立装置は、2つの被結合軸のヨークの対向アームの軸受孔内に、十字軸の各軸部を支承するための有底円筒状の軸受ケースが配置されており、軸受ケースの底部を介して軸部の端面にヨークの拡開反力が及ぼされている形式の十字軸継ぎ手の組立装置において、十字軸の4つの軸部にそれぞれ対応する4つの組立ユニットと、上記4つの組立ユニットのうち、互いに対向する一方の対の組立ユニットと互いに対向する他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすように4つの組立ユニットの動作を制御する制御手段とを備え、各組立ユニットは、ヨーク拡開用のフックを移動させる拡開用サーボモータと、軸受ケース圧入用の圧入ロッドを進出させる圧入ロッド駆動サーボモータとをそれぞれ含み、上記複数の組立工程は、ヨークを拡開するときにヨーク拡開用サーボモータにかかる負荷に基づいて規定された拡開位置までフックを移動させるヨーク拡開工程と、圧入ロッドにより軸受ケースを圧入するときに圧入ロッド駆動サーボモータにかかる負荷に基づいて規定された進出位置まで圧入ロッドを進出させる軸受ケース圧入工程とを含むことを特徴とするものである。
【0011】
上記構成では、拡開時のフックにかかる応力は拡開用サーボモータの負荷と相関があり、また、軸受ケース圧入時のロッドにかかる応力は圧入ロッド駆動サーボモータの負荷と相関があることに着目し、サーボモータの負荷に応じてフックの拡開位置およびロッドの進出位置を規定するようにした。したがって、ヨークの剛性にかかわらず、ヨークの拡開トルクを一定にすることができる。また、十字軸の軸部の全長や、軸受ケースの底部の厚みがばらついていたとしても、軸受ケースの底部を確実に十字軸の軸部の端面に密着させることができ、ヨーク中心と十字軸中心とを精度良く合致させることができる。特に、一方の対の組立ユニットと他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすことにより、十字軸の基準位置のずれ防止に十分な効果を得ることができる。
また、上記組立装置において、上記圧入ロッドの進退する方向と同じ方向にかしめユニット駆動用サーボモータにより進退駆動されるかしめユニットと、このかしめユニットにより支持されたかしめ機構とを備え、このかしめ機構は、軸受孔の内周面の一部を盛り上げて軸受ケースの外周縁にかしめるためのかしめパンチを含み、上記圧入ロッドはカシメパンチを同心に貫いており、圧入ロッド駆動サーボモータは、圧入ロッドと同軸上に並ぶ中間ロッドを介して圧入ロッドを押すようにしてあり、かしめ機構と圧入ロッドが互いに独立して進退できるように、圧入ロッドおよび中間ロッドは互いに離反できるようにしてある場合がある。
また、上記組立装置において、当該組立装置のベースに固定され、上記かしめユニットをその進退方向の所定位置にロックするためのロック機構をさらに備え、上記かしめユニット駆動サーボモータは上記ベースに固定され、ボールねじを介してかしめユットをベースに対して移動させる場合がある。
また、上記組立装置において、上記かしめ機構のかしめパンチをその周方向に所定角度ずつ旋回させるための旋回機構を備える場合がある。
また、上記組立装置において、上記制御手段は、互いに対向する組立ユニットにおいて、互いに対応する拡開用サーボモータの動作を同調させるとともに互いに対応する圧入ロッド駆動サーボモータの動作を同調させることにより、互いに対向する組立ユニットにおいて、ヨークを拡開する動作を同調させるとともに軸受ケースを軸受孔内に圧入する動作を同調させる場合がある。
また、上記組立装置において、上記フックを支持する支持体と、この支持体に拡開力を伝えるための部材と、この拡開力を伝えるための部材と支持体との間に設けられる拡開方向の所定量の遊びの範囲内で圧縮されることにより、上記拡開力を伝えるための部材から支持体に拡開力を伝達する圧縮コイルばねとを備える場合がある。
また、上記組立装置において、上記拡開力を伝えるための部材と支持体との上記拡開方向の相対移動量に基づいて、ヨークへのフックの引っ掛け不良を検出するための手段を備える場合がある。
また、上記組立装置において、上記引っ掛け不良を検出する手段は、上記拡開力を伝えるための部材に一体移動可能に設けられた近接センサを含み、この近接センサは、上記支持体に固定された基準体の基準面に一定距離まで近づいたときに信号を出力する場合がある。
【0012】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
まず、組立後の十字軸継ぎ手の斜視図である図8を参照して、同軸上に配置された一対の被結合軸3,3は、互いに90°位相をずらして配置されるU字状のヨーク4を有している。図8および組立中の十字軸継ぎ手の要部の一部破断側面図(図8のY−Y線に沿う断面に相当)である図9を参照して、各ヨーク4の各アーム5にそれぞれ設けた軸受孔6内には軸受ケース7が挿入され、この軸受ケース7を介して、十字軸1の各軸部2が支承されている。
【0013】
上記の軸受ケース7の内周面と軸部2の外周面との間に、ニードル8が転動するようになっている。図9では、拡開用のフック41がアーム5の内端面5aに引っ掛けられており、また、圧入ロッド51が軸受ケース7の底部7aを軸部2の端面2aに押圧しており、さらに、一対のかしめパンチ61が軸受孔6の内周面の一部を盛り上げて軸受ケース7の外周縁にかしめている。
【0014】
なお、図9において、C1は十字軸1の中心であり、C2は対向するアーム5,5同士間の中心である。
全体構成
図3は本発明の一実施形態に係る十字軸継ぎ手の組立装置(以下、単に組立装置という)の概略平面図である。図3を参照して、二対の組立ユニットA,A’が配置されている。図3においては図示していないが、各組立ユニットA,A’で囲まれる中央位置に十字軸1が取り付けられるようになっており、各組立ユニットA,A’は、十字軸1の各軸部2に対応している。互いに対向する一方の対の組立ユニットA,Aは、図8に示すような上向きに開いたヨーク4に対応して、拡開用のフック41の先端が下向きになるようにされており、一方、他方の対の組立ユニットA’,A’は、拡開用のフック41が上向きになるようにされている。組立ユニットAと組立ユニットA’とでは、フック41を含むフック係脱機構の配置のみが異なり、他の構成については同様であるので、以下では、組立ユニットAに則して説明する。
【0015】
組立ユニットAの概略側面図である図1を参照して、組立ユニットAは、
▲1▼ベース10と、
▲2▼このベース10に前後方向に(図において十字軸継ぎ手側へ向かうX方向を前方向という)スライド自在に支持され、ユニット駆動用サーボモータ81にて前後に進退されるかしめユニット20と、
▲3▼アーム5の内端面5a(図8参照)に引っ掛けられる拡開用のフック41を、油圧シリンダ42にて上下動させて、アーム5の内端面5aに係合、離脱させるフック係脱機構40と、
▲4▼軸受ケース7を軸受孔6内に圧入するための圧入ロッド51を、圧入ロッド駆動サーボモータ52にて前後方向に進退させる圧入機構50と、
▲5▼かしめユニット20に対して前後にスライド自在に設けられ、軸受孔6内で軸受ケース7にかしめを行うためのかしめパンチ61を含むかしめ機構60と
を主要部として備えている。
【0016】
ベース10およびかしめユニット20
図1を参照して、上記ベース10は、底板11と、側板12と、後板13と、スライドレール14とを備えている。
上記かしめユニット20は可動ベッド23を備えており、この可動ベッド23の下部には、前後一対のスライダ21が固定されている。これらスライダ21は、ベース10の上記スライドレール14によって前後方向にスライド自在に支持されている。また、可動ベッド23の下部には、取付ステー22が固定されている。この取付ステー22の下部には、ボールナット24が前後に一体移動可能に取り付けられている。
【0017】
一方、ベース10の後板13には、上記のかしめユニット駆動サーボモータ81が固定されており、このかしめユニット駆動サーボモータ81には、上記ボールナット24にねじ込み貫通されたボールねじ82が連結されている。かしめユニット駆動サーボモータ81がボールねじ82を回転駆動すると、スライダ21がスライドレール14上をスライドされ、かしめユニット20全体が前後方向に進退されるようになっている。83はスライドレール14の下面に固定され、且つボールねじ82の端部を回転自在に支持する軸受である。
【0018】
可動ベッド23の上面の前側部分には、支持体25が固定され、後側部分には前後に延びるスライドレール26が固定されている。このスライドレール26には可動ベッド27が前後にスライド自在に設けられ、この可動ベッド27には、可動体28が固定されている。この可動体28の内部には、圧入機構50のボールねじ55とねじ結合されるボールナット33が固定されている。
【0019】
一方、上記支持体25の前側には、支持体29が固定されている。この支持体29の上下には上板30および下板31が固定され、これら上板30と下板31との間に、上下にスライド自在に設けられたT字形部材43が配置されている。このT字形部材43の前端には、上記の拡開用のフック41が取り付けられている。また、下板31の下面には、T字形部材43を上下動させるフック係脱用油圧シリンダ42が固定されている。44は下板31を貫通してT字形部材43に連結された、フック係脱駆動シリンダ42のロッドである。
【0020】
フック係脱駆動シリンダ42がロッド44を伸長させると、フック41がヨーク4から離れ、ロッド44を短縮させると、フック41がヨーク4に引っ掛けられるようになっている。フック係脱駆動シリンダ42およびT字形部材43によって、フック係脱機構40が構成されている。
図5(a),(b)を参照して、上記拡開用のフック41は、フック支持体45を介してT字形部材43に取り付けられており、このフック支持体45は、T字形部材43に対して所定量(例えば0.1〜0.2mm)の遊びeを持って取り付けられている。すなわち、両者43,45は、T字形部材43に固定され且つフック支持体45の前後方向のスライド移動を許容する頭部付きボルト46と、このボルト46の軸部に遊嵌された圧縮コイルばね47とを介して、互いに連結されている。したがって、かしめユニット20の後退と共にT字形部材43が後退すると、上記の遊びeの範囲では、圧縮コイルばね47が圧縮され、この圧縮コイルばね47の反力でフック41を引っ張ることになり、上記の遊びeの範囲を超えると、図5(b)に示すように、T字形部材43とフック支持体45とが直接接触した状態で、フック41を引っ張ることになる。なお、上記のボルト46は、フック支持体45に形成された孔45aを貫通してT字形部材43にねじ込み固定されており、圧縮コイルばね47は、ボルト46の頭部46aと孔45aの底との間に介在している。
【0021】
一方、T字形部材43には、近接センサ48が一体移動可能に取り付けられており、この近接センサ48がフック支持体45に固定された基準体49の基準面49aに一定距離まで近づいた場合には、フック41がヨーク4に引っ掛かっていて正常であると判断される。これに対して、かしめユニット20の後退にかかわらず近接センサ48が基準面49aに一定距離まで近づかない場合には、何かの原因でフック41がヨーク4に引っ掛かっていない等の不良が発生したと想定されるので、後述するCPU91が信号を発してかしめユニット駆動サーボモータ81の駆動を停止するようにしている。
【0022】
また、上記支持体25の後側上部には、かしめ機構60のかしめ進退駆動シリンダ62が固定されている。このかしめ進退駆動シリンダ62は、筒状のスリーブ63を介して、かしめパンチ61を前後方向に進退させる。
次いで、組立ユニットAの概略平面図である図2を参照して、上記のかしめユニット20には、一体に前後動する一対のロッド32が設けられている。各ロッド32は、ベース10の後板13に固定されたロック機構としての油圧式のクランプシリンダ90によって、所要時にクランプされ、これにより、かしめユニット20の前後位置がロックされるようになっている。かしめユニット20に支持されたかしめ機構60がかしめを行う際に、仮に、かしめの反力をかしめユニット20のボールねじ82およびかしめユニット駆動サーボモータ81で受けるとすると、これらが損傷したり、耐久性が低下したりするおそれがある。これに対して、本実施形態では、ロック機構90を介してベース10の後板13によってかしめ反力を受けるので、ボールねじ82およびかしめユニット駆動サーボモータ81に不要な荷重をかけないで済む。
【0023】
圧入機構50
図1及び図4を参照して、圧入機構50は、▲1▼かしめパンチ61を同心に貫く圧入ロッド51と、▲2▼この圧入ロッド51を押圧するべく同軸上に並んだ複数の中間ロッド53,54と、▲3▼この押圧ロッド54を押す上記可動体28と、▲4▼この可動体28をボールねじ55を介して前後に駆動する上記圧入ロッド駆動サーボモータ52とを備えている。
【0024】
上記の中間ロッド53,54は、かしめパンチ61を押圧する筒状ロッド63を貫通している。中間ロッド53の後端部と中間ロッド54の前端部には、それぞれ筒状部57,58が形成されており、これら筒状部57,58同士が突き当てられている。また、両筒状部57,58には、両者57,58に跨がる状態で圧縮コイルばね56が収容されている。
【0025】
従来であれば、押圧駆動用の油圧シリンダから長尺の一体式圧入ロッドを採用していたので、圧入ロッドが前進しないとかしめユニットが前進できず、また、かしめユニットが後退しないと圧入ロッドが後退できないという問題があったが、本実施形態では、上記のように互いに離反できる複数のロッド51,53,54を同軸上に並べて用いているので、圧入ロッド51とかしめユニット20とが互いに独立して移動できる。すなわち、圧入ロッド51とかしめユニット20との駆動順序にこだわることなく、それぞれを駆動でき、また、両者を同時に駆動することも可能となっており、その結果、組立のサイクルタイムを大幅に短縮できる。
【0026】
かしめ機構60
図1及び図4を参照して、かしめ機構60は、▲1▼かしめパンチ61を先端に形成し、且つ上記支持体29、かしめ進退駆動シリンダ62によって軸方向にスライド自在に支持されたスリーブ63と、▲2▼このスリーブ63を介してかしめパンチ61を前後方向にスライド駆動する、上記スリーブ63に形成されたピストン64とを備えている。
【0027】
上記のかしめ進退駆動シリンダ62は、シリンダ本体74の両側に環状のガイドロッド75(このガイドロッド75はシール部材を兼用している)を挿入し、且つシリンダ本体74の両端に環状のサイドプレート76を取り付けた両軸シリンダである。
図示していないが、ピストン64の左右の油室77,78に適宜に油供給/油排出するための油路がそれぞれ形成されており、この油供給/油排出によってピストン64を移動させることにより、かしめパンチ61を軸方向に移動させ、かしめ動作を行わせる。
【0028】
上記のスリーブ63は、第1スリーブ71、第2スリーブ72および第3スリーブ73からなり、第2スリーブ72と第3スリーブ73とは、ピニオンギア66を介して一体に連結されている。このピニオンギア66は、第2スリーブ72を介してかしめパンチ61と一体回転する。
また、上記かしめ機構60のスリーブ63を介してかしめパンチ61をその周方向に所定角度毎(例えば45度ずつ)に、旋回させるための旋回機構65を備えている。この旋回機構65は、上記のピニオンギア66と、このピニオンギア66と噛み合うラック軸67と、このラック軸67を軸方向に進退させるかしめ旋回駆動シリンダ68とを備えている。69はラック軸67を収容したケースである。
【0029】
制御部
次いで、本組立装置の制御系の概略ブロック図である図6を参照して、本制御部Bは、各組立ユニットA,A’を制御する。制御部Bと一つの組立ユニットAとの関係を示す図7のブロック図を参照して、本制御部Bは、制御中枢を司るCPU91と、予め定められた順序に従って各駆動シリンダをシーケンス制御するシーケンサ92とを備えている。
【0030】
このシーケンサ92は、チャック駆動シリンダ93、フック係脱駆動シリンダ42、かしめ進退駆動シリンダ62、かしめ旋回駆動シリンダ68およびクランプシリンダ90への油供給をそれぞれ断続する電磁弁94,95,96,97,104に接続されており、各電磁弁94〜97,104に対して信号を出力することにより、チャック110(図8参照)による被結合軸3に対するチャック開閉動作、拡開用フック41のヨーク4への係合・離脱動作、かしめパンチ61の進退動作、かしめパンチ61の旋回動作、およびかしめユニット20の停止位置のロック動作をそれぞれ制御する。
【0031】
また、CPU91は、上記のシーケンサ92と接続されていてシーケンサ92との間で信号をやり取りする他、近接センサ48に接続されていて近接センサ48からの信号を入力する。
また、CPU91には、当該CPU91が実行するプログラムを記憶したROM98、およびCPUのワークエリアなどとして用いられるRAM99が接続されている。
【0032】
さらに、CPU91には、かしめユニット駆動サーボモータ81に装備された位置検出器84が接続され、また、かしめユニット駆動サーボモータ81に装備された電流検出器85がA/D変換器86を介して接続されている。同様に、CPU91には、圧入ロッド駆動サーボモータ52に装備された位置検出器87が接続され、また、圧入ロッド駆動サーボモータ52に装備された電流検出器88がA/D変換器89を介して接続されている。また、CPU91には、各サーボモータ81,52の駆動回路としてのドライバ101,102が接続されており、各ドライバにCPU91から信号が与えられることにより、各サーボモータ81,52が駆動される。CPU91では、各サーボモータ81,52の電流を検出して、これに基づいて負荷を把握し、この負荷が所定のレベルに達した時点で、動作を停止する。
【0033】
CPU91は、各サーボモータ81,52の動作と、シーケンサ92による各駆動シリンダ94〜97の動作とを連係させて各部の動作を統括的に制御する。なお、シーケンサ92には、各駆動シリンダ94〜97の動作に関連する各種のリミッタスイッチが接続されているが、簡単のため図示を省略してある。
CPU91は、対向する一対の組立ユニットA,A同士に関して、対応する駆動シリンダ同士や、サーボモータ同士は互いに同調して駆動させるようにしている。対向する一対の組立ユニットA’,A’に関しても同様である。
【0034】
フックによるヨークの拡開や圧入ロッドの圧入に関して、従来では油圧シリンダ同士を同調させていたが、この場合、同調精度が悪いという欠点があった。これに対して、本実施形態では、拡開、圧入をそれぞれサーボモータ81,52で同調させるので、同調精度が格段に向上する。
動作
図10に示すタイミングチャート、および組立工程を順次に示す図11(a)〜(f)を参照しながら、本組立装置の動作について、一対の組立ユニットAに対応する、十字軸1の対向する一対の軸部2が基準側となる場合に則して説明する。
(1) まず、予備組立された十字軸継ぎ手を、十字軸の軸線が垂直になるように(図8に示すように)チャック110に取り付ける。
(2) 次いで図示しない押しボタンスイッチを押すことにより、自動組立の自動サイクルが開始する。
(3) まず、各組立ユニットA,A’のかしめユニット20が、フック41が、図11(a)に示すようにアーム5に引っ掛け可能なアーム5の上方位置に到達する状態となる位置まで前進する〔タイミング(ア)〜(イ)〕。
(4) 次いで、図11(b)に示すように、十字軸継ぎ手の各被結合軸3,3が対応するチャック110、110により同時にクランプされる〔タイミング(イ)〜(ウ)〕。
(5) 次いで、各組立ユニットA,A’のフック係脱機構40が図11(c)に示すようにフック41を対応するヨーク4のアーム5に引っかける〔タイミング(ウ)〜(エ)〕。
【0035】
また、各組立ユニットA,A’では、上記のフック41の駆動開始と同時に〔タイミング(ウ)で〕、圧入ロッド51が前進を開始し、所定の負荷トルクが得られると、すなわち所定の押圧力が生ずると、前進を停止する〔タイミング(オ)〕。この所定の負荷トルクは、相対的に弱く設定されており、4方からの圧入ロッド41の前進により、十字軸1が本組立装置に対してセンタ合わせされることになる。
(6) また、基準側となる軸部を組み立てる組立ユニットAでは、上記のフック41の引っかけ完了と同時に〔タイミング(エ)で〕、かしめユニット20を後退させる。タイミング(エ)からタイミング(カ)まで圧縮コイルばね47を撓ませながら後退する、いわゆるソフトタッチ領域である。この領域では、フック41がアーム5の内端面にばね反力による微小の押圧力を及ぼすが、アーム5自体はまだ拡開されていない状態にある。このようにフック41によるアーム5の内端面5aの位置の規定を通じて、対向アーム間のセンタ位置が本組立装置に対してセンタ合わせされることになる。一方、上記の5)の工程で、十字軸1が既にセンタ合わせされていることから、図8に示すように、十字軸1の中心C1とアーム5間中心C2とがセンタ合わせされることになる。
【0036】
この状態で一旦かしめユニット20を所定時間の間停止させる〔タイミング(カ)〜タイミング(キ)〕が、これは、ソフトタッチが確実に完了したことを確認するためである。
停止後、かしめユニット20をさらに後退させ、かしめユニット駆動サーボモータ81に所定の負荷トルクが得られるタイミング(ク)で停止する。すなわち図11(d)を参照してヨーク4に所定の拡開応力が生ずる状態までフック41によりヨーク4を拡開させて、かしめユニット20を停止させる。実際にヨーク4にかかる力に基づいてかしめユニット20を停止させるので、フック41の拡開位置を精度良く設定できる。
(7) この停止後、組立ユニットAでは、ロック機構としての油圧のクランプシリンダ90によってロッド32をクランプし、かしめユニット20の停止位置をロックする〔タイミング(ク)〜タイミング(ケ)〕。
(8) このクランプ終了と同時に〔タイミング(ケ)で〕、組立ユニットAでは、圧入ロッド51を相対的に強い力で前進させ、図11(e)に示すように、軸受ケース7の底部7aを押し、圧入ロッド駆動サーボモータ81に所定の負荷トルクが得られるタイミング(コ)で停止させる。これにより、軸受ケース7の底部7aが十字軸1の軸部2の端面2aに密着する状態にする。実際の圧入荷重に基づいて圧入ロッド51を停止させるので、圧入ロッド51の進出位置を精度良く設定できる。
(9) 次いで、組立ユニットA’の側でも、上記の6)〜8)でタイミング(エ)〜タイミング(コ)までの間に、基準側となる組立ユニットAが先に行った動作と同様の動作を、タイミング(コ)からタイミング(ソ)までの間に行う。
(10) 次いで、各組立ユニットA,A’において、図11(f)に示すようにかしめパンチ61を前進させて、図8に示すように、軸受ケース7の底部7aの外周縁に、軸受孔6の内周面の一部を盛り上げてかしめる。このとき、十字軸1の各軸部2に対応するかしめパンチ進退駆動シリンダ62が同時に動作して、かしめるので、既に位置決めされている十字軸1と各アーム5との位置関係がずれることがない。
【0037】
また、かしめパンチ61は所定の停止時間を挟んで複数回、往動〔タイミング(ソ)〜(タ)およびタイミング(テ)〜(ト)〕および復動〔タイミング(チ)〜(ツ)およびタイミング(ハ)〜(マ)〕し、復動後の停止時間中〔タイミング(ツ)〜(テ)の間〕に、かしめ旋回駆動シリンダ68によってかしめパンチ61を円周方向に旋回させ、かしめ位置を円周方向で複数箇所に異ならせてかしめを行う。例えば、円周方向の対向位置に一対あるかしめパンチ61を、45度ずつ回転させて2回のかしめを行うことにより、底部7aの円周方向の4箇所にかしめを行うことができる。このように、複数回に分けてかしめを行うのは、小型のかしめパンチ進退駆動シリンダ62を用いて十分なかしめ荷重を得るためである。また、大きなかしめ力によるヨークの異常な変形を避け、また、フック41の劣化を抑えるためである。
(11) 次いで各組立ユニットA,A’では、かしめパンチ61の最後の復動の開始と同時に〔タイミング(ハ)〕で圧入ロッド51の後退を開始し、かしめパンチ61の最後の復動の終了と同時に〔タイミング(ヒ)〕でクランプを解除して、かしめユニット20の停止位置のロックを解除する。
(12) 次いで、各組立ユニットA,A’では、かしめユニット20を〔タイミング(フ)〜タイミング(ヘ)で〕前進させた後、フック41をヨーク4から〔タイミング(ヘ)〜タイミング(ホ)で〕離脱させ、その後、再びかしめユニット20を〔タイミング(ホ)〜タイミング(ミ)で〕後退させると共に、被結合軸3,3のチャックを〔タイミング(マ)〜タイミング(ミ)で〕解除し、これにより、1サイクルが終了して、次のワークの組立の準備状態となる。
【0038】
本実施形態では、フック41の拡開位置を拡開時のフック41の応力に基づいて規定するので、ヨーク4の剛性にかかわらず、ヨーク4の拡開トルクを一定にすることができる。また、圧入ロッド41の進出位置を、圧入時の圧入ロッド41に実際にかかる応力に基づいて決めるので、十字軸1の軸部2の全長や、軸受ケース7の底部7aの厚みがばらついていたとしても、軸受ケース7の底部7aを確実に十字軸1の軸部2の端面に密着させることができ、その結果、アーム間中心C2と(ヨーク中心)と十字軸中心C1とを精度良く合致させることができる。
【0039】
特に、サーボモータ81,52の負荷に応じてフック41の拡開位置および圧入ロッド51の進出位置を規定するようにしたので、アーム間中心C2(ヨーク中心)と十字軸中心C1とを、一層精度良く合致させることができる。
また、従来であれば、十字軸の4つの軸部を同時に組み立てていたため、十字軸の基準位置がはっきりせず位置がずれるおそれがあったが、基準となる2つの軸部2(組立ユニットAに対応)を先に組み立てた後、残りの2つの軸部2(組立ユニットA’に対応)を組み立てるようにすることにより、上記十字軸の基準位置からの位置ずれを防止することができる。
なお、本実施形態では、組立工程の一部を相互にずらしている。すなわち、組立ユニットAにおいてヨーク拡開から圧入ロッド圧入に至るタイミング(エ)〜(コ)の工程部分と、これに相当する組立ユニットA’におけるタイミング(コ)〜(ソ)の工程部分とが、相互にずらされている。このように組立工程の一部をずらすだけでも、十字軸の基準位置のずれ防止に十分な効果が得られる。なお、組立工程の全てをずらすことも可能ではあるが、同時にできる工程部分に関しては同時に行ったほうが、サイクルタイムを短縮できる点で好ましい。
【0040】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、フック41や、拡開時にフック41を介して引っ張り荷重を受ける中間部材(例えばフック支持体45、T字形部材43、ボールねじ82およびその他の部材)に、応力センサを設けて引っ張り荷重を検出し、検出した引っ張り荷重に基づいて、かしめユニット駆動サーボモータ81の負荷を検出するようにしても良い。また、ボールねじ82等の回転伝達部材のトルクを検出するトルクセンサを設け、検出したトルクに基づいて、かしめユニット駆動サーボモータ81の負荷を検出するようにしても良い。
【0041】
また、圧入ロッド51や、拡開時に圧入ロッド51を介して押圧荷重を受ける中間部材(例えば中間ロッド53,54、可動体28、ボールねじ55およびその他の部材)に、応力センサを設けて押圧荷重を検出し、検出した押圧荷重に基づいて、圧入ロッド駆動サーボモータ52の負荷を検出するようにしても良い。また、ボールねじ55等の回転伝達部材のトルクを検出するトルクセンサを設け、検出したトルクに基づいて、圧入ロッド駆動サーボモータ52の負荷を検出するようにしても良い。
【0042】
その他、本発明の範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【0043】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、フックの拡開位置を拡開時のフックの応力に基づいて規定するので、ヨークの剛性にかかわらず、ヨークの拡開トルクを一定にすることができる。また、ロッドの進出位置を、圧入時のロッドに実際にかかる応力に基づいて決めるので、十字軸の軸部の全長や、軸受ケースの底部の厚みがばらついていたとしても、軸受ケースの底部を確実に十字軸の軸部の端面に密着させることができ、ヨーク中心と十字軸中心とを精度良く合致させることができる。特に、一方の対の組立ユニットと他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすことにより、十字軸の基準位置のずれ防止に十分な効果を得ることができる。
【0044】
請求項2に係る発明では、サーボモータの負荷に応じてフックの拡開位置およびロッドの進出位置を規定するようにした。したがって、ヨークの剛性にかかわらず、ヨークの拡開トルクを一定にすることができる。また、十字軸の軸部の全長や、軸受ケースの底部の厚みがばらついていたとしても、軸受ケースの底部を確実に十字軸の軸部の端面に密着させることができ、ヨーク中心と十字軸中心とを精度良く合致させることができる。特に、一方の対の組立ユニットと他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすことにより、十字軸の基準位置のずれ防止に十分な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る十字軸継ぎ手の組立装置の一組立ユニットの概略側面図である。
【図2】図1の組立ユニットの概略平面図である。
【図3】組立装置の概略平面図である。
【図4】組立ユニットの前側部分の概略断面図である。
【図5】(a)および(b)はそれぞれフック拡開機構の動作を示す図である。
【図6】本組立装置の概略構成を示すブロック図である。
【図7】制御部と一組立ユニットとの関係を示すブロック図である。
【図8】組み立られた十字軸継ぎ手の組立装置への装着姿勢における斜視図である。
【図9】かしめ工程での十字軸継ぎ手の要部の部分断面側面図である。
【図10】本組立装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図11】(a)〜(f)は組立動作を順次に示す概略図である。
【符号の説明】
1 十字軸
2 軸部
3 被結合軸
4 ヨーク
5 アーム
6 軸受孔
7 軸受ケース
8 ニードル
10 ベース
20 かしめユニット
40 フック係脱機構
41 フック
50 圧入機構
51 圧入ロッド
52 圧入ロッド駆動サーボモータ
60 かしめ機構
61 かしめパンチ
62 かしめ進退駆動シリンダ
65 旋回機構
68 かしめ旋回駆動シリンダ
81 かしめユニット駆動サーボモータ
85,88 電流検出器
86,89 A/D変換器
90 クランプシリンダ
B 制御部
91 CPU
92 シーケンサ
98 ROM
99 RAM
Claims (9)
- 2つの被結合軸のヨークの対向アームの軸受孔内に、十字軸の各軸部を支承するための有底円筒状の軸受ケースが配置されており、軸受ケースの底部を介して軸部の端面にヨークの拡開反力が及ぼされている形式の十字軸継ぎ手の組立方法において、
十字軸の4つの軸部にそれぞれ対応する4つの組立ユニットのうち、互いに対向する一方の対の組立ユニットと互いに対向する他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングが相互にずらされており、
上記複数の組立工程は、ヨーク拡開用のフックをヨークを拡開するときにフックにかかる応力に基づいて規定された拡開位置まで移動させるヨーク拡開工程と、ヨークの対向アームの軸受孔内に軸受ケースを圧入するための圧入ロッドを圧入時に圧入ロッドにかかる応力に基づいて規定された進出位置まで進出させる軸受ケース圧入工程とを含むことを特徴とする十字軸継ぎ手の組立方法。 - 2つの被結合軸のヨークの対向アームの軸受孔内に、十字軸の各軸部を支承するための有底円筒状の軸受ケースが配置されており、軸受ケースの底部を介して軸部の端面にヨークの拡開反力が及ぼされている形式の十字軸継ぎ手の組立装置において、
十字軸の4つの軸部にそれぞれ対応する4つの組立ユニットと、
上記4つの組立ユニットのうち、互いに対向する一方の対の組立ユニットと互いに対向する他方の対の組立ユニットとで、互いに対応する複数の組立工程の一部または全部の実施タイミングを相互にずらすように4つの組立ユニットの動作を制御する制御手段とを備え、
各組立ユニットは、ヨーク拡開用のフックを移動させる拡開用サーボモータと、軸受ケース圧入用の圧入ロッドを進出させる圧入ロッド駆動サーボモータとをそれぞれ含み、
上記複数の組立工程は、ヨークを拡開するときにヨーク拡開用サーボモータにかかる負荷に基づいて規定された拡開位置までフックを移動させるヨーク拡開工程と、圧入ロッドにより軸受ケースを圧入するときに圧入ロッド駆動サーボモータにかかる負荷に基づいて規定された進出位置まで圧入ロッドを進出させる軸受ケース圧入工程とを含むことを特徴とする十字軸継手の組立装置。 - 請求項2において、上記圧入ロッドの進退する方向と同じ方向にかしめユニット駆動用サーボモータにより進退駆動されるかしめユニットと、
このかしめユニットにより支持されたかしめ機構とを備え、
このかしめ機構は、軸受孔の内周面の一部を盛り上げて軸受ケースの外周縁にかしめるためのかしめパンチを含み、
上記圧入ロッドはカシメパンチを同心に貫いており、
圧入ロッド駆動サーボモータは、圧入ロッドと同軸上に並ぶ中間ロッドを介して圧入ロッドを押すようにしてあり、
かしめ機構と圧入ロッドが互いに独立して進退できるように、圧入ロッドおよび中間ロッドは互いに離反できるようにしてあることを特徴とする十字軸継ぎ手の組立装置。 - 請求項3において、当該組立装置のベースに固定され、上記かしめユニットをその進退方向の所定位置にロックするためのロック機構をさらに備え、
上記かしめユニット駆動サーボモータは上記ベースに固定され、ボールねじを介してかしめユットをベースに対して移動させる十字軸継手の組立装置。 - 請求項3または4において、上記かしめ機構のかしめパンチをその周方向に所定角度ずつ旋回させるための旋回機構を備える十字軸継手の組立装置。
- 請求項2ないし5の何れか1項において、上記制御手段は、互いに対向する組立ユニッ トにおいて、互いに対応する拡開用サーボモータの動作を同調させるとともに互いに対応する圧入ロッド駆動サーボモータの動作を同調させることにより、互いに対向する組立ユニットにおいて、ヨークを拡開する動作を同調させるとともに軸受ケースを軸受孔内に圧入する動作を同調させる十字軸継手の組立装置。
- 請求項2ないし6の何れか1項において、
上記フックを支持する支持体と、
この支持体に拡開力を伝えるための部材と、
この拡開力を伝えるための部材と支持体との間に設けられる拡開方向の所定量の遊びの範囲内で圧縮されることにより、上記拡開力を伝えるための部材から支持体に拡開力を伝達する圧縮コイルばねとを備える十字軸継手の組立装置。 - 請求項7において、上記拡開力を伝えるための部材と支持体との上記拡開方向の相対移動量に基づいて、ヨークへのフックの引っ掛け不良を検出するための手段を備える十字軸継手の組立装置。
- 請求項8において、上記引っ掛け不良を検出する手段は、上記拡開力を伝えるための部材に一体移動可能に設けられた近接センサを含み、この近接センサは、上記支持体に固定された基準体の基準面に一定距離まで近づいたときに信号を出力する十字軸継手の組立装置。
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