JP3938425B2 - 十字継手の組付装置および組付方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動を伝達する自在継手である十字継手を組み立てる組付装置に関し、特に仮組みされた十字継手をかしめる作業の組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の組付装置としては、従来図１５に示す特開平４−８７７４１号公報に記載された例がある。
【０００３】
チャック機構により支持されたヨーク01の一対の腕01ａ，01ａに対向して形成された取付孔02，02に十字継手の十字軸05の一方の同軸両端部05ａ，05ａが内側から臨み、その両側に圧入パンチ010 とかしめパンチ011 の組がそれぞれ同軸に配設されており、左右の圧入パンチ010 ，010 により軸受06，06が取付孔02，02に圧入され十字軸05の両端部05ａ，05ａに嵌合されて十字軸05を回動自在に支持し、かつかしめパンチ011 により取付孔02，02の開口縁をかしめて軸受06，06の抜け止めとしている。
【０００４】
ヨーク01の腕01ａは、基端部から突出しており、軸受02の圧入やかしめによって変形し易いので、一対の腕01ａ，01ａを拡開状態に維持する拡開爪015 ，015 が設けられている。
拡開爪015 ，015 は、ヨーク01の一対の腕01ａ，01ａの先端部にそれぞれ拡開方向に係止して、軸受02の圧入やかしめに対して腕01ａ，01ａの変形を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一対のヨークを十字軸05を介して連結する場合、十字軸05の同軸端部05ａ，05ａを一方のヨークに、別の同軸端部05ｂ、05ｂを他方のヨークに軸受02を介して回動自在に支持するように組み立てる必要がある。
【０００６】
したがって前記従来の組付装置を使用する場合、拡開爪015 ，015 がチャック機構により支持されたヨーク01の先端側にのみ設けられ、その先端部を拡開方向に係止するようにしているので、十字軸05の他方の同軸両端部05ｂ，05ｂを他方のヨークに回動自在に取り付けるには、チャック機構から従前のヨーク01を外して新たに他方のヨークを支持させるようにしなければならず、組付作業の工数が多く面倒で労力と作業時間が要する。
【０００７】
なお両方のヨークに同時に十字軸を取り付ける組付装置もあるが、圧入パンチとかしめパンチの組を４組用意しなければならず装置が大型化してコスト高となる。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、組付性に優れ低コストの十字継手の組付装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、ヨークの対向する取付孔にそれぞれ軸受を介して十字軸の同軸両端部を挿入して一対のヨークを十字軸を介して連結する十字継手を組み付ける組付装置において、ヨークを支持し該ヨークの回転中心軸を中心に９０度軸回転させるヨーク軸回転手段を備えたヨーク支持機構と、前記ヨーク支持機構に支持されたヨークの指向する方向と直交して同軸に対向して互いに離接自在に設けられ該ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を両側から挟持し圧入する一対の圧入中軸と、前記一対の圧入中軸をそれぞれ摺動自在に貫通支持する外軸であって互いに離接自在に設けられヨークの一対の取付孔の内縁を両側から挟圧してかしめるかしめ外軸と、前記ヨークの対向する腕部の端部を互いに拡開する方向に支える一対のヨーク支え爪と、前記圧入中軸を中心にして前記一対のヨーク支え爪を１８０度旋回し互いに対称な位置に移動する旋回機構とを備え、前記ヨークの９０度の軸回転とともに前記一対のヨーク支え爪の１８０度の旋回により前記一対のヨーク支え爪を前記ヨークの対向する腕部の端部に係止する十字継手の組付装置とした。
【０００９】
十字軸を介して仮組みされた一対のヨークは、各一対の腕部が互いに９０度軸回転角度を変えて組み合わされており、一方のヨークについて一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止して軸受の圧入およびかしめを行った後、一対のヨーク支え爪を１８０度旋回させ、一対のヨークを９０度軸回転させて他方のヨークについて一対のヨーク支え爪が一対の腕部を拡開方向に係止して同じ圧入中軸とかしめ外軸により軸受の圧入およびかしめを行うことができる。
【００１０】
したがってヨーク支持機構が、一方のヨークへの十字軸の取り付けの後一対のヨークを互いに交換して支持するのではなく、一対のヨークを軸中心に９０度回転させるだけで旋回したヨーク支え爪によりヨークを変形させることなく他方のヨークへの十字軸の取り付けができるので、組付作業が円滑にかつ容易に遂行でき組付性に優れており、両ヨークについて同じ圧入中軸とかしめ外軸を使用することができ部品点数も少なく低コスト化を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、第１ヨークと第２ヨークを十字軸を介して連結状態に仮組みする工程と、前記第１ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、前記第１ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、前記第１ヨークの一対の腕部の端部を一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、前記圧入中軸が前記第１ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、前記かしめ外軸が前記第１ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、前記かしめ外軸および圧入中軸を後退させ前記ヨーク支え爪を退避させる工程と、前記圧入中軸を中心にして前記ヨーク支え爪を１８０度旋回させる工程と、前記第１ヨークを前記第２ヨークとともに９０度軸回転させる工程と、前記第２ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、前記第２ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、前記９０度軸回転した第２ヨークの一対の腕部の端部を前記１８０度旋回した一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、前記圧入中軸が前記第２ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、前記かしめ外軸が前記第２ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、からなる十字継手の組付方法である。
【００１４】
第１ヨークについてヨーク支え爪の係止の下での軸受の圧入・かしめによる十字軸の組付け後、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、一対の第１，第２ヨークを９０度軸回転させて第２のヨークについてヨーク支え爪の係止の下で軸受の圧入・かしめにより十字軸の組付けがなされるので、組付け途中で第１，第２ヨークを互いに交換してセットするような面倒な作業により作業が一時中断するような工程がなく組付作業が円滑になされ、完全自動化も可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１４に図示し説明する。図１は本実施の形態の十字継手組付装置10の部分的に断面とした全体正面図である。
【００１６】
図２は、組付終了後の十字継手の連結状態を示しており、一方の第１ヨーク１と他方のシャフト３付きの第２ヨーク２とが十字軸５を介して連結される。
第１ヨーク１の一対の腕部１ａ，１ａに対向して形成された取付孔１ｂ，１ｂに十字軸５の同軸両端部５ａ，５ａがベアリング６，６を介して回動自在に取り付けられ、同様に第２ヨーク２の一対の腕部２ａ，２ａに対向して形成された取付孔２ｂ，２ｂに十字軸５の他方の同軸両端部５ｂ，５ｂがベアリング７，７を介して回動自在に取り付けられる。
【００１７】
本十字継手組付装置10には、十字軸５を介して第１ヨーク１とシャフト３付き第２ヨーク２とが仮組み状態でセットされる。
すなわち十字軸５の一方の同軸端部５ａ，５ａを第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂに内側から臨ませ外側からベアリング６，６を嵌入して端部５ａ，５ａを支持させ、他方の同軸端部５ｂ，５ｂも同様に第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂにベアリング７，７を介して支持する状態の、まだベアリング６，６，７，７が固定されない仮組み状態で、十字継手組付装置10にセットされる。
【００１８】
図１において左右方向はそのまま左右方向、図面に対して垂直方向を前後方向とする。
仮組みされた第１ヨーク１と第２ヨーク２は、第１ヨーク１を下に第２ヨーク２を上にして中心軸を同軸鉛直方向に指向させ、下方の第１ヨーク１を回転機構12に支持させるとともにヨークチャック13が周りから締付けて固定することができ、上方の第２ヨーク２はこれと一体のパイプシャフト３をパイプチャック14が挟持するようになっている。
【００１９】
こうして支持される第１ヨーク１と第２ヨーク２の左右両側に支柱17，17に支持されて左右対称に円筒支持部材18，18が左右水平方向に指向して配設され、各円筒支持部材18，18にやはり左右対称に対をなして設けられた種々の機構が支持されており、同機構によって組付けが行われる。
【００２０】
左右対称な機構について一方の側を対象にして以下説明する。
円筒支持部材18の内部には圧入中軸20を摺動自在に支持するとともに移動することができるエアシリンダー21と油圧シリンダー22および圧入中軸20を摺動自在に貫通支持するかしめ外軸25を摺動自在に支持するとともに移動することができる油圧シリンダー26の３つのシリンダー21，22，26が外側から順に同軸一列に配設されている。
【００２１】
圧入中軸20とかしめ外軸25は、相対的に軸方向に摺動可能であるとともに相対的に軸中心に軸回転可能である。
圧入中軸20の先端は、かしめ外軸25の先端に設けられたかしめ爪部25ａより突出可能で、その先端の外径は第１，第２ヨーク１，２の取付孔１ｂ、２ｂの内径より小さい。
【００２２】
また圧入中軸20のエアシリンダー21より突出した末端には先端の突出量を調整する機構の備わったストッパー23が設けられている。
かしめ外軸25の先端のかしめ爪部25ａは、円錐状をなす先端面に放射十字方向に４本のかしめ爪が突設されており、第１，第２ヨーク１，２の取付孔１ｂ、２ｂの内径より円錐先端面の外径は小さいが、４本のかしめ爪の外径は大きい。
【００２３】
また円筒支持部材18の外周囲にベアリング27を介して回転円筒部材28が軸回転自在に周設され、同回転円筒部材28に突設されたブラケット30に支持板31が支持されており、支持板31の内側に滑動部材32を介して左右摺動部材33が左右に摺動自在に吊設され、左右摺動部材33に滑動部材34を介して前後摺動部材35が吊設され、同前後摺動部材35の下端にヨーク支え爪36が突設されている。
【００２４】
ブラケット30を左右方向に貫通した回転移動軸37が一部ブラケット30に螺合し、その外側端部にスライドハンドル38が設けられ、内側端部は前記左右摺動部材33を回動自在に貫通係合している。
したがってスライドハンドル38を回転すると、回転移動軸37が支柱30との螺合により左右に移動し、回転移動軸37とともに左右摺動部材33を左右に摺動することができる。
【００２５】
よってヨーク支え爪36は、前後摺動部材35とともに前後に移動できるとともに、左右摺動部材33とともに左右に移動することができる。
なお回転移動軸37の回転を禁止するロック機構が備えられていて、クランプ用ハンドル39の操作で回転駆動軸37の回転を自由にしたり、ロックしたりすることができる。
【００２６】
以上のヨーク支え爪36の移動機構は、円筒支持部材18に回転自在に周設された回転円筒部材28に支持されて、回転円筒部材28とともに圧入中軸20を中心に旋回する。
図示されないが固定手段によりヨーク支え爪36の移動機構は、図１に実線で示すように圧入中軸20の真上で固定されるとともに、１８０度旋回して図１に２点鎖線で示すように圧入中軸20の真下で固定されることができる。
【００２７】
ヨーク支え爪36の移動機構が真上にあるとき、ヨーク支え爪36は、斜め下方内側に延出して端部が下方へ直角に屈曲して係止部を形成しており、下方に支持された第１ヨーク１の腕部１ａの端部に内側から爪を係止することができ（図５参照）、ヨーク支え爪36の移動機構が１８０度旋回するとヨーク支え爪36は、斜め上方内側に延出して先端の爪が上方へ直角に屈曲した姿勢となり、上方に支持された第２ヨーク２の腕部２ａの端部に内側から爪を係止することができる（図１１参照）。
【００２８】
以上のような各種機構が左右対称に構成されており、以下十字継手の組付作業の手順を図３ないし図１４に基づいて説明する。
まず図３に示すように仮組みされた第１ヨーク１と第２ヨーク２を本十字継手組付装置10の中央にセットする。
【００２９】
その際圧入中軸20，20とかしめ外軸25，25は後退し、ヨーク支え爪36の移動機構は上方に位置して固定されており、第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂをそれぞれ圧入中軸20，20に向け、仮組みされた十字軸５の一方の両端部５ａ，５ａの軸が圧入中軸20，20と同軸になるようにセットする。
【００３０】
ベアリング６，７は、そのアウターレースが有底円筒状をなし、その底壁を外側にして取付孔１ｂ，２ｂに外側からある程度嵌入して十字軸５の端部５ａ，５ｂに被せられ十字軸５を支持している。
したがって十字軸５の同軸両端５ａ，５ａに被せられたベアリング６，６のアウターレースの底壁が左右の圧入中軸20，20に対向している。
【００３１】
次に図４に示すようにエアシリンダー21，21を駆動して圧入中軸20，20を前進させてベアリング６，６のアウターレースの底壁に当接して左右両側から挟持し、第１ヨーク１と第２ヨーク２の位置を確実に決め、第１ヨーク１をヨークチャック13により固定し第２ヨーク２をパイプチャック14により固定する。
【００３２】
次に図５に示すように油圧シリンダー26，26を低圧力で駆動してかしめ外軸25，25を前進させて取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に先端のかしめ爪部25ａ，25ａを当接するとともに、第１ヨーク支え爪36，36を移動し、その爪を第１ヨーク１の腕部１ａ，１ａの端部の内側に位置させ、スライドハンドル38，38の操作で第１ヨーク支え爪36，36を拡開方向に移動して腕部１ａ，１ａの端部に第１ヨーク支え爪36，36の爪を係止させる。
【００３３】
そしてクランプ用ハンドル39，39を操作し第１ヨーク支え爪36，36を移動しないように固定して腕部１ａ，１ａの端部を拡開方向に確実に係止する。
次いで図６に示すように油圧シリンダー22，22を駆動して圧入中軸20，20をさらに設定ストローク前進させてベアリング６，６を取付孔１ｂ，１ｂに圧入し、かつ油圧シリンダー26，26を高圧力で駆動してかしめ爪部25ａ，25ａを取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に当接したかしめ外軸25，25をさらに前進させてかしめる。
【００３４】
かしめ爪部25ａ，25ａの放射十字方向に突出したかしめ爪は、当初上下前後の４位置にあり、取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に高圧力で食い込んで塑性変形させ、取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の上下前後の４か所に内側に突出したはな１ｃを形成せしめ（図２参照）ベアリング６，６を押さえてかしめる。
【００３５】
次にかしめ外軸25，25を後退させ、圧入中軸20，20の周りに４５度かしめ爪部25ａ，25ａとともに軸回転させ（図７参照）、４本のかしめ爪を４５度回転変位させた４位置とし、再びかしめ軸25，25を前進させて図８に示すように取付孔１ｂ，１ｂの開口縁を高圧力でかしめる。
【００３６】
図６に示すかしめ工程で取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の上下前後の４か所にはな１ｃを形成したが、図８のかしめ工程では取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の前記４か所のはな１ｃと４５度軸回転した４か所にはな１ｃが形成され、図２に図示するように全部で８か所等間隔にはな１ｃが形成されベアリング６，６を外側から押さえる。
こうして取付孔１ｂ，１ｂの開口縁８か所に形成されたはな１ｃによってベアリング６，６の抜けが防止される。
【００３７】
以上の圧入中軸20，20によるベアリング６，６の圧入時およびかしめ軸25，25による取付孔１ｂ，１ｂのかしめ時において、第１ヨーク１の一対の腕部１ａ，１ａを第１ヨーク支え爪36，36が拡開方向に係止して支持するので、腕部１ａ，１ａの変形が防止できる。
【００３８】
次に図９に示すように圧入中軸20，20とかしめ外軸25，25を後退させ、ヨーク支え爪36，36を退避させた後１８０度旋回し、ヨークチャック13とパイプチャック14を緩め、回転機構12によって第１ヨーク１と第２ヨーク２を鉛直軸中心に９０度軸回転させる。
今度は第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂが、圧入中軸20，20と対向する。
【００３９】
そして図１０に示すように圧入中軸20，20を前進させて今度は第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂに嵌入されたベアリング７，７のアウターレースの底壁に当接して左右両側から挟持し、第１ヨーク１と第２ヨーク２の位置を確実に決め、第１ヨーク１をヨークチャック13により固定し第２ヨーク２をパイプチャック14により固定する。
【００４０】
次に図１１に示すように油圧シリンダー26，26を低圧力で駆動してかしめ外軸25，25を前進させて取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に先端のかしめ爪部25ａ，25ａを当接するとともに、ヨーク支え爪36，36を移動し、その爪を第２ヨーク２の腕部２ａ，２ａの端部の内側に位置させ、スライドハンドル38，38の操作でヨーク支え爪36，36を拡開方向に移動して腕部２ａ，２ａの端部に爪を係止させる。
【００４１】
そしてクランプ用ハンドル39，39を操作しヨーク支え爪36，36を移動しないように固定して腕部２ａ，２ａの端部を拡開方向に確実に係止し、図１２に示すように圧入中軸20，20をさらに設定ストローク前進させてベアリング７，７を取付孔２ｂ，２ｂに圧入し、かつかしめ爪部25ａ，25ａを取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に当接したかしめ外軸25，25をさらに前進させて取付孔２ｂ，２ｂの開口縁の４か所に内側に突出したはな２ｃを形成せしめベアリング７，７を押さえてかしめる。
【００４２】
次いでかしめ外軸25，25を後退させ、圧入中軸20，20の周りに４５度かしめ爪部25ａ，25ａとともに軸回転させ（図１３参照）、かしめ爪部25ａ，25ａを４５度回転変位させた４位置とし、再びかしめ軸25，25を前進させて図１４に示すように取付孔２ｂ，２ｂの開口縁を高圧力でかしめ、取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に全部で８か所等間隔にはな２ｃを形成してベアリング７，７を外側から押さえ、ベアリング７，７の抜けが防止される。
【００４３】
以上の圧入中軸20，20によるベアリング７，７の圧入時およびかしめ軸25，25による取付孔２ｂ，２ｂのかしめ時において第２ヨーク２の一対の腕部２ａ，２ａをヨーク支え爪36，36が拡開方向に係止して支持するので、腕部２ａ，２ａの変形が防止できる。
【００４４】
以上の作業工程を経て十字継手の組付けがなされ、図２に示すような十字継手の組付完成状態となる。
ヨーク支え爪36，36を圧入中軸20，20を中心に１８０度旋回させて上下対称な位置に交互に設定できるので、第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂへのベアリング６，６の圧入およびかしめの後、ヨーク支え爪36，36を１８０度旋回させ第１ヨーク１と第２ヨーク２を回転機構12により９０度軸回転させるだけで、第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂへのベアリング７，７の圧入およびかしめの作業に入ることができ、組付作業が円滑にかつ容易に遂行され、組付性に優れている。
【００４５】
また第１ヨーク１と第２ヨーク２について同じ圧入中軸20，20、同じかしめ外軸25，25を使用することができ、部品点数も少なく低コスト化を図ることができる。
さらに作業工程の中間で第１ヨーク１と第２ヨーク２を上下交換してセットするといった複雑な作業をしないので、完全自動化も可能である。
【００４６】
以上の組付方法では、十字軸を第１ヨークと第２ヨークに仮組みした状態から第１ヨークに十字軸を組付け（軸受の圧入・かしめ）、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、第１ヨークと第２ヨークを９０度回転させて第２ヨークに組付けを行っていたが、はじめに仮組みせずにまず第１ヨークに十字軸を組付け、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、第１ヨークを９０度回転させて十字軸に第２ヨークを組合せ連結した後、第２ヨークに十字軸を組付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る十字継手組付装置の部分的に断面とした全体正面図である。
【図２】組付終了後の十字継手の連結状態を示す一部断面とした要部正面図である。
【図３】同十字継手組付装置による１作業工程の主要部のみ図示した正面図である。
【図４】次の作業工程を示す同正面図である。
【図５】次の作業工程を示す同正面図である。
【図６】次の作業工程を示す同正面図である。
【図７】次の作業工程を示す同正面図である。
【図８】次の作業工程を示す同正面図である。
【図９】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１０】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１１】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１２】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１３】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１４】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１５】従来の十字継手の組付装置の要部正面図である。
【符号の説明】
１…第１ヨーク、２…第２ヨーク、３…パイプシャフト、５…十字軸、６，７…ベアリング、
10…十字継手組付装置、11…基台、12…回転機構、13…ヨークチャック、14…パイプチャック、17…支柱、18…円筒支持部材、
20…圧入中軸、21…エアシリンダー、22…油圧シリンダー、23…ストッパー、25…かしめ外軸、26…油圧シリンダー、27…ベアリング、28…回転円筒部材、30…ブラケット、31…支持板、32…滑動部材、33…左右摺動部材、34…滑動部材、35…前後摺動部材、36…ヨーク支え爪、37…回転移動軸、38…スライドハンドル、39…クランプ用ハンドル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動を伝達する自在継手である十字継手を組み立てる組付装置に関し、特に仮組みされた十字継手をかしめる作業の組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の組付装置としては、従来図１５に示す特開平４−８７７４１号公報に記載された例がある。
【０００３】
チャック機構により支持されたヨーク01の一対の腕01ａ，01ａに対向して形成された取付孔02，02に十字継手の十字軸05の一方の同軸両端部05ａ，05ａが内側から臨み、その両側に圧入パンチ010 とかしめパンチ011 の組がそれぞれ同軸に配設されており、左右の圧入パンチ010 ，010 により軸受06，06が取付孔02，02に圧入され十字軸05の両端部05ａ，05ａに嵌合されて十字軸05を回動自在に支持し、かつかしめパンチ011 により取付孔02，02の開口縁をかしめて軸受06，06の抜け止めとしている。
【０００４】
ヨーク01の腕01ａは、基端部から突出しており、軸受02の圧入やかしめによって変形し易いので、一対の腕01ａ，01ａを拡開状態に維持する拡開爪015 ，015 が設けられている。
拡開爪015 ，015 は、ヨーク01の一対の腕01ａ，01ａの先端部にそれぞれ拡開方向に係止して、軸受02の圧入やかしめに対して腕01ａ，01ａの変形を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一対のヨークを十字軸05を介して連結する場合、十字軸05の同軸端部05ａ，05ａを一方のヨークに、別の同軸端部05ｂ、05ｂを他方のヨークに軸受02を介して回動自在に支持するように組み立てる必要がある。
【０００６】
したがって前記従来の組付装置を使用する場合、拡開爪015 ，015 がチャック機構により支持されたヨーク01の先端側にのみ設けられ、その先端部を拡開方向に係止するようにしているので、十字軸05の他方の同軸両端部05ｂ，05ｂを他方のヨークに回動自在に取り付けるには、チャック機構から従前のヨーク01を外して新たに他方のヨークを支持させるようにしなければならず、組付作業の工数が多く面倒で労力と作業時間が要する。
【０００７】
なお両方のヨークに同時に十字軸を取り付ける組付装置もあるが、圧入パンチとかしめパンチの組を４組用意しなければならず装置が大型化してコスト高となる。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、組付性に優れ低コストの十字継手の組付装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、ヨークの対向する取付孔にそれぞれ軸受を介して十字軸の同軸両端部を挿入して一対のヨークを十字軸を介して連結する十字継手を組み付ける組付装置において、ヨークを支持し該ヨークの回転中心軸を中心に９０度軸回転させるヨーク軸回転手段を備えたヨーク支持機構と、前記ヨーク支持機構に支持されたヨークの指向する方向と直交して同軸に対向して互いに離接自在に設けられ該ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を両側から挟持し圧入する一対の圧入中軸と、前記一対の圧入中軸をそれぞれ摺動自在に貫通支持する外軸であって互いに離接自在に設けられヨークの一対の取付孔の内縁を両側から挟圧してかしめるかしめ外軸と、前記ヨークの対向する腕部の端部を互いに拡開する方向に支える一対のヨーク支え爪と、前記圧入中軸を中心にして前記一対のヨーク支え爪を１８０度旋回し互いに対称な位置に移動する旋回機構とを備え、前記ヨークの９０度の軸回転とともに前記一対のヨーク支え爪の１８０度の旋回により前記一対のヨーク支え爪を前記ヨークの対向する腕部の端部に係止する十字継手の組付装置とした。
【０００９】
十字軸を介して仮組みされた一対のヨークは、各一対の腕部が互いに９０度軸回転角度を変えて組み合わされており、一方のヨークについて一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止して軸受の圧入およびかしめを行った後、一対のヨーク支え爪を１８０度旋回させ、一対のヨークを９０度軸回転させて他方のヨークについて一対のヨーク支え爪が一対の腕部を拡開方向に係止して同じ圧入中軸とかしめ外軸により軸受の圧入およびかしめを行うことができる。
【００１０】
したがってヨーク支持機構が、一方のヨークへの十字軸の取り付けの後一対のヨークを互いに交換して支持するのではなく、一対のヨークを軸中心に９０度回転させるだけで旋回したヨーク支え爪によりヨークを変形させることなく他方のヨークへの十字軸の取り付けができるので、組付作業が円滑にかつ容易に遂行でき組付性に優れており、両ヨークについて同じ圧入中軸とかしめ外軸を使用することができ部品点数も少なく低コスト化を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、第１ヨークと第２ヨークを十字軸を介して連結状態に仮組みする工程と、前記第１ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、前記第１ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、前記第１ヨークの一対の腕部の端部を一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、前記圧入中軸が前記第１ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、前記かしめ外軸が前記第１ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、前記かしめ外軸および圧入中軸を後退させ前記ヨーク支え爪を退避させる工程と、前記圧入中軸を中心にして前記ヨーク支え爪を１８０度旋回させる工程と、前記第１ヨークを前記第２ヨークとともに９０度軸回転させる工程と、前記第２ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、前記第２ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、前記９０度軸回転した第２ヨークの一対の腕部の端部を前記１８０度旋回した一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、前記圧入中軸が前記第２ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、前記かしめ外軸が前記第２ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、からなる十字継手の組付方法である。
【００１４】
第１ヨークについてヨーク支え爪の係止の下での軸受の圧入・かしめによる十字軸の組付け後、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、一対の第１，第２ヨークを９０度軸回転させて第２のヨークについてヨーク支え爪の係止の下で軸受の圧入・かしめにより十字軸の組付けがなされるので、組付け途中で第１，第２ヨークを互いに交換してセットするような面倒な作業により作業が一時中断するような工程がなく組付作業が円滑になされ、完全自動化も可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１４に図示し説明する。図１は本実施の形態の十字継手組付装置10の部分的に断面とした全体正面図である。
【００１６】
図２は、組付終了後の十字継手の連結状態を示しており、一方の第１ヨーク１と他方のシャフト３付きの第２ヨーク２とが十字軸５を介して連結される。
第１ヨーク１の一対の腕部１ａ，１ａに対向して形成された取付孔１ｂ，１ｂに十字軸５の同軸両端部５ａ，５ａがベアリング６，６を介して回動自在に取り付けられ、同様に第２ヨーク２の一対の腕部２ａ，２ａに対向して形成された取付孔２ｂ，２ｂに十字軸５の他方の同軸両端部５ｂ，５ｂがベアリング７，７を介して回動自在に取り付けられる。
【００１７】
本十字継手組付装置10には、十字軸５を介して第１ヨーク１とシャフト３付き第２ヨーク２とが仮組み状態でセットされる。
すなわち十字軸５の一方の同軸端部５ａ，５ａを第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂに内側から臨ませ外側からベアリング６，６を嵌入して端部５ａ，５ａを支持させ、他方の同軸端部５ｂ，５ｂも同様に第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂにベアリング７，７を介して支持する状態の、まだベアリング６，６，７，７が固定されない仮組み状態で、十字継手組付装置10にセットされる。
【００１８】
図１において左右方向はそのまま左右方向、図面に対して垂直方向を前後方向とする。
仮組みされた第１ヨーク１と第２ヨーク２は、第１ヨーク１を下に第２ヨーク２を上にして中心軸を同軸鉛直方向に指向させ、下方の第１ヨーク１を回転機構12に支持させるとともにヨークチャック13が周りから締付けて固定することができ、上方の第２ヨーク２はこれと一体のパイプシャフト３をパイプチャック14が挟持するようになっている。
【００１９】
こうして支持される第１ヨーク１と第２ヨーク２の左右両側に支柱17，17に支持されて左右対称に円筒支持部材18，18が左右水平方向に指向して配設され、各円筒支持部材18，18にやはり左右対称に対をなして設けられた種々の機構が支持されており、同機構によって組付けが行われる。
【００２０】
左右対称な機構について一方の側を対象にして以下説明する。
円筒支持部材18の内部には圧入中軸20を摺動自在に支持するとともに移動することができるエアシリンダー21と油圧シリンダー22および圧入中軸20を摺動自在に貫通支持するかしめ外軸25を摺動自在に支持するとともに移動することができる油圧シリンダー26の３つのシリンダー21，22，26が外側から順に同軸一列に配設されている。
【００２１】
圧入中軸20とかしめ外軸25は、相対的に軸方向に摺動可能であるとともに相対的に軸中心に軸回転可能である。
圧入中軸20の先端は、かしめ外軸25の先端に設けられたかしめ爪部25ａより突出可能で、その先端の外径は第１，第２ヨーク１，２の取付孔１ｂ、２ｂの内径より小さい。
【００２２】
また圧入中軸20のエアシリンダー21より突出した末端には先端の突出量を調整する機構の備わったストッパー23が設けられている。
かしめ外軸25の先端のかしめ爪部25ａは、円錐状をなす先端面に放射十字方向に４本のかしめ爪が突設されており、第１，第２ヨーク１，２の取付孔１ｂ、２ｂの内径より円錐先端面の外径は小さいが、４本のかしめ爪の外径は大きい。
【００２３】
また円筒支持部材18の外周囲にベアリング27を介して回転円筒部材28が軸回転自在に周設され、同回転円筒部材28に突設されたブラケット30に支持板31が支持されており、支持板31の内側に滑動部材32を介して左右摺動部材33が左右に摺動自在に吊設され、左右摺動部材33に滑動部材34を介して前後摺動部材35が吊設され、同前後摺動部材35の下端にヨーク支え爪36が突設されている。
【００２４】
ブラケット30を左右方向に貫通した回転移動軸37が一部ブラケット30に螺合し、その外側端部にスライドハンドル38が設けられ、内側端部は前記左右摺動部材33を回動自在に貫通係合している。
したがってスライドハンドル38を回転すると、回転移動軸37が支柱30との螺合により左右に移動し、回転移動軸37とともに左右摺動部材33を左右に摺動することができる。
【００２５】
よってヨーク支え爪36は、前後摺動部材35とともに前後に移動できるとともに、左右摺動部材33とともに左右に移動することができる。
なお回転移動軸37の回転を禁止するロック機構が備えられていて、クランプ用ハンドル39の操作で回転駆動軸37の回転を自由にしたり、ロックしたりすることができる。
【００２６】
以上のヨーク支え爪36の移動機構は、円筒支持部材18に回転自在に周設された回転円筒部材28に支持されて、回転円筒部材28とともに圧入中軸20を中心に旋回する。
図示されないが固定手段によりヨーク支え爪36の移動機構は、図１に実線で示すように圧入中軸20の真上で固定されるとともに、１８０度旋回して図１に２点鎖線で示すように圧入中軸20の真下で固定されることができる。
【００２７】
ヨーク支え爪36の移動機構が真上にあるとき、ヨーク支え爪36は、斜め下方内側に延出して端部が下方へ直角に屈曲して係止部を形成しており、下方に支持された第１ヨーク１の腕部１ａの端部に内側から爪を係止することができ（図５参照）、ヨーク支え爪36の移動機構が１８０度旋回するとヨーク支え爪36は、斜め上方内側に延出して先端の爪が上方へ直角に屈曲した姿勢となり、上方に支持された第２ヨーク２の腕部２ａの端部に内側から爪を係止することができる（図１１参照）。
【００２８】
以上のような各種機構が左右対称に構成されており、以下十字継手の組付作業の手順を図３ないし図１４に基づいて説明する。
まず図３に示すように仮組みされた第１ヨーク１と第２ヨーク２を本十字継手組付装置10の中央にセットする。
【００２９】
その際圧入中軸20，20とかしめ外軸25，25は後退し、ヨーク支え爪36の移動機構は上方に位置して固定されており、第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂをそれぞれ圧入中軸20，20に向け、仮組みされた十字軸５の一方の両端部５ａ，５ａの軸が圧入中軸20，20と同軸になるようにセットする。
【００３０】
ベアリング６，７は、そのアウターレースが有底円筒状をなし、その底壁を外側にして取付孔１ｂ，２ｂに外側からある程度嵌入して十字軸５の端部５ａ，５ｂに被せられ十字軸５を支持している。
したがって十字軸５の同軸両端５ａ，５ａに被せられたベアリング６，６のアウターレースの底壁が左右の圧入中軸20，20に対向している。
【００３１】
次に図４に示すようにエアシリンダー21，21を駆動して圧入中軸20，20を前進させてベアリング６，６のアウターレースの底壁に当接して左右両側から挟持し、第１ヨーク１と第２ヨーク２の位置を確実に決め、第１ヨーク１をヨークチャック13により固定し第２ヨーク２をパイプチャック14により固定する。
【００３２】
次に図５に示すように油圧シリンダー26，26を低圧力で駆動してかしめ外軸25，25を前進させて取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に先端のかしめ爪部25ａ，25ａを当接するとともに、第１ヨーク支え爪36，36を移動し、その爪を第１ヨーク１の腕部１ａ，１ａの端部の内側に位置させ、スライドハンドル38，38の操作で第１ヨーク支え爪36，36を拡開方向に移動して腕部１ａ，１ａの端部に第１ヨーク支え爪36，36の爪を係止させる。
【００３３】
そしてクランプ用ハンドル39，39を操作し第１ヨーク支え爪36，36を移動しないように固定して腕部１ａ，１ａの端部を拡開方向に確実に係止する。
次いで図６に示すように油圧シリンダー22，22を駆動して圧入中軸20，20をさらに設定ストローク前進させてベアリング６，６を取付孔１ｂ，１ｂに圧入し、かつ油圧シリンダー26，26を高圧力で駆動してかしめ爪部25ａ，25ａを取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に当接したかしめ外軸25，25をさらに前進させてかしめる。
【００３４】
かしめ爪部25ａ，25ａの放射十字方向に突出したかしめ爪は、当初上下前後の４位置にあり、取付孔１ｂ，１ｂの開口縁に高圧力で食い込んで塑性変形させ、取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の上下前後の４か所に内側に突出したはな１ｃを形成せしめ（図２参照）ベアリング６，６を押さえてかしめる。
【００３５】
次にかしめ外軸25，25を後退させ、圧入中軸20，20の周りに４５度かしめ爪部25ａ，25ａとともに軸回転させ（図７参照）、４本のかしめ爪を４５度回転変位させた４位置とし、再びかしめ軸25，25を前進させて図８に示すように取付孔１ｂ，１ｂの開口縁を高圧力でかしめる。
【００３６】
図６に示すかしめ工程で取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の上下前後の４か所にはな１ｃを形成したが、図８のかしめ工程では取付孔１ｂ，１ｂの開口縁の前記４か所のはな１ｃと４５度軸回転した４か所にはな１ｃが形成され、図２に図示するように全部で８か所等間隔にはな１ｃが形成されベアリング６，６を外側から押さえる。
こうして取付孔１ｂ，１ｂの開口縁８か所に形成されたはな１ｃによってベアリング６，６の抜けが防止される。
【００３７】
以上の圧入中軸20，20によるベアリング６，６の圧入時およびかしめ軸25，25による取付孔１ｂ，１ｂのかしめ時において、第１ヨーク１の一対の腕部１ａ，１ａを第１ヨーク支え爪36，36が拡開方向に係止して支持するので、腕部１ａ，１ａの変形が防止できる。
【００３８】
次に図９に示すように圧入中軸20，20とかしめ外軸25，25を後退させ、ヨーク支え爪36，36を退避させた後１８０度旋回し、ヨークチャック13とパイプチャック14を緩め、回転機構12によって第１ヨーク１と第２ヨーク２を鉛直軸中心に９０度軸回転させる。
今度は第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂが、圧入中軸20，20と対向する。
【００３９】
そして図１０に示すように圧入中軸20，20を前進させて今度は第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂに嵌入されたベアリング７，７のアウターレースの底壁に当接して左右両側から挟持し、第１ヨーク１と第２ヨーク２の位置を確実に決め、第１ヨーク１をヨークチャック13により固定し第２ヨーク２をパイプチャック14により固定する。
【００４０】
次に図１１に示すように油圧シリンダー26，26を低圧力で駆動してかしめ外軸25，25を前進させて取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に先端のかしめ爪部25ａ，25ａを当接するとともに、ヨーク支え爪36，36を移動し、その爪を第２ヨーク２の腕部２ａ，２ａの端部の内側に位置させ、スライドハンドル38，38の操作でヨーク支え爪36，36を拡開方向に移動して腕部２ａ，２ａの端部に爪を係止させる。
【００４１】
そしてクランプ用ハンドル39，39を操作しヨーク支え爪36，36を移動しないように固定して腕部２ａ，２ａの端部を拡開方向に確実に係止し、図１２に示すように圧入中軸20，20をさらに設定ストローク前進させてベアリング７，７を取付孔２ｂ，２ｂに圧入し、かつかしめ爪部25ａ，25ａを取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に当接したかしめ外軸25，25をさらに前進させて取付孔２ｂ，２ｂの開口縁の４か所に内側に突出したはな２ｃを形成せしめベアリング７，７を押さえてかしめる。
【００４２】
次いでかしめ外軸25，25を後退させ、圧入中軸20，20の周りに４５度かしめ爪部25ａ，25ａとともに軸回転させ（図１３参照）、かしめ爪部25ａ，25ａを４５度回転変位させた４位置とし、再びかしめ軸25，25を前進させて図１４に示すように取付孔２ｂ，２ｂの開口縁を高圧力でかしめ、取付孔２ｂ，２ｂの開口縁に全部で８か所等間隔にはな２ｃを形成してベアリング７，７を外側から押さえ、ベアリング７，７の抜けが防止される。
【００４３】
以上の圧入中軸20，20によるベアリング７，７の圧入時およびかしめ軸25，25による取付孔２ｂ，２ｂのかしめ時において第２ヨーク２の一対の腕部２ａ，２ａをヨーク支え爪36，36が拡開方向に係止して支持するので、腕部２ａ，２ａの変形が防止できる。
【００４４】
以上の作業工程を経て十字継手の組付けがなされ、図２に示すような十字継手の組付完成状態となる。
ヨーク支え爪36，36を圧入中軸20，20を中心に１８０度旋回させて上下対称な位置に交互に設定できるので、第１ヨーク１の取付孔１ｂ，１ｂへのベアリング６，６の圧入およびかしめの後、ヨーク支え爪36，36を１８０度旋回させ第１ヨーク１と第２ヨーク２を回転機構12により９０度軸回転させるだけで、第２ヨーク２の取付孔２ｂ，２ｂへのベアリング７，７の圧入およびかしめの作業に入ることができ、組付作業が円滑にかつ容易に遂行され、組付性に優れている。
【００４５】
また第１ヨーク１と第２ヨーク２について同じ圧入中軸20，20、同じかしめ外軸25，25を使用することができ、部品点数も少なく低コスト化を図ることができる。
さらに作業工程の中間で第１ヨーク１と第２ヨーク２を上下交換してセットするといった複雑な作業をしないので、完全自動化も可能である。
【００４６】
以上の組付方法では、十字軸を第１ヨークと第２ヨークに仮組みした状態から第１ヨークに十字軸を組付け（軸受の圧入・かしめ）、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、第１ヨークと第２ヨークを９０度回転させて第２ヨークに組付けを行っていたが、はじめに仮組みせずにまず第１ヨークに十字軸を組付け、ヨーク支え爪を１８０度旋回し、第１ヨークを９０度回転させて十字軸に第２ヨークを組合せ連結した後、第２ヨークに十字軸を組付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る十字継手組付装置の部分的に断面とした全体正面図である。
【図２】組付終了後の十字継手の連結状態を示す一部断面とした要部正面図である。
【図３】同十字継手組付装置による１作業工程の主要部のみ図示した正面図である。
【図４】次の作業工程を示す同正面図である。
【図５】次の作業工程を示す同正面図である。
【図６】次の作業工程を示す同正面図である。
【図７】次の作業工程を示す同正面図である。
【図８】次の作業工程を示す同正面図である。
【図９】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１０】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１１】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１２】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１３】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１４】次の作業工程を示す同正面図である。
【図１５】従来の十字継手の組付装置の要部正面図である。
【符号の説明】
１…第１ヨーク、２…第２ヨーク、３…パイプシャフト、５…十字軸、６，７…ベアリング、
10…十字継手組付装置、11…基台、12…回転機構、13…ヨークチャック、14…パイプチャック、17…支柱、18…円筒支持部材、
20…圧入中軸、21…エアシリンダー、22…油圧シリンダー、23…ストッパー、25…かしめ外軸、26…油圧シリンダー、27…ベアリング、28…回転円筒部材、30…ブラケット、31…支持板、32…滑動部材、33…左右摺動部材、34…滑動部材、35…前後摺動部材、36…ヨーク支え爪、37…回転移動軸、38…スライドハンドル、39…クランプ用ハンドル。
Claims (2)
- ヨークの対向する取付孔にそれぞれ軸受を介して十字軸の同軸両端部を挿入して一対のヨークを十字軸を介して連結する十字継手を組み付ける組付装置において、
ヨークを支持し該ヨークの回転中心軸を中心に９０度軸回転させるヨーク軸回転手段を備えたヨーク支持機構と、
前記ヨーク支持機構に支持されたヨークの指向する方向と直交して同軸に対向して互いに離接自在に設けられ該ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を両側から挟持し圧入する一対の圧入中軸と、
前記一対の圧入中軸をそれぞれ摺動自在に貫通支持する外軸であって互いに離接自在に設けられヨークの一対の取付孔の内縁を両側から挟圧してかしめるかしめ外軸と、
前記ヨークの対向する腕部の端部を互いに拡開する方向に支える一対のヨーク支え爪と、
前記圧入中軸を中心にして前記一対のヨーク支え爪を１８０度旋回し互いに対称な位置に移動する旋回機構とを備え、
前記ヨークの９０度の軸回転とともに前記一対のヨーク支え爪の１８０度の旋回により前記一対のヨーク支え爪を前記ヨークの対向する腕部の端部に係止することを特徴とする十字継手の組付装置。 - 第１ヨークと第２ヨークを十字軸を介して連結状態に仮組みする工程と、
前記第１ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、
前記第１ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、
前記第１ヨークの一対の腕部の端部を一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、
前記圧入中軸が前記第１ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、
前記かしめ外軸が前記第１ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、
前記かしめ外軸および圧入中軸を後退させ前記ヨーク支え爪を退避させる工程と、
前記圧入中軸を中心にして前記ヨーク支え爪を１８０度旋回させる工程と、
前記第１ヨークを前記第２ヨークとともに９０度軸回転させる工程と、
前記第２ヨークの一対の取付孔に嵌入された両軸受を一対の圧入中軸が両側から挟持する工程と、
前記第２ヨークの一対の取付孔を一対のかしめ外軸が両側から挟む工程と、
前記９０度軸回転した第２ヨークの一対の腕部の端部を前記１８０度旋回した一対のヨーク支え爪が拡開方向に係止する工程と、
前記圧入中軸が前記第２ヨークの挟持した両軸受を一対の取付孔に圧入する工程と、
前記かしめ外軸が前記第２ヨークの一対の取付孔をかしめる工程と、
からなることを特徴とする十字継手の組付方法。
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| CN101972937A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-02-16 | 谢振杨 | 十字轴加工夹紧装置 |
| CN102951127A (zh) * | 2011-08-30 | 2013-03-06 | 北京新联铁科技股份有限公司 | 轨道交通机车车辆轮对组装检修系统集成方法 |
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1997
- 1997-12-16 JP JP34686197A patent/JP3938425B2/ja not_active Expired - Fee Related
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