JP4514917B2 - ボールジョイントのブーツ組付け方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールジョイントにブーツを組み付ける方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の前車輪転舵軸受の一つの方式として、前車輪軸を上下二つの玉継手（ボールジョイント）でコントロールアームに結合させるボールジョイント・サスペンションがある。二つの玉継手により、前車輪の固定とともに、車輪が上下した場合にもコントロールアームが自由にこの玉継手まわりに回ることができる。
【０００３】
図１（Ｇ）は本発明の適用対象たるボールジョイントを示す図であるが、便宜上、同図を参照して従来のブーツ取付け要領について説明する。なお、従来のブーツは図1（Ｇ）に示されるブーツ４とは形状が若干異なり、図1（Ｇ）のブーツ４における肩部４ｃから胴部４ｂにかけての部分が「お椀形」をしていた。そのため、ボールジョイント１への嵌め込みに先立って、位置決め固定されたブーツ（４）の内部に圧縮空気を導入してブーツ（４）を内側から外側に向かって膨らませた後、ソケット２の外周面に設けた溝２ａ内に嵌まり込むブーツ（４）の大径開口端部（４ａ）を半径方向外側に向かって拡開させることによって、ブーツ（４）の圧入抵抗を減少させ、この状態でブーツ（４）に押込み荷重を負荷することによって、ブーツ（４）の大径開口端部（４ａ）に設けられた環状リブをソケット２の溝２ａに嵌入させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
要するに、従来は、圧縮空気でブーツを内側から外側へ膨らませ、かつ、ブーツ外形全体を挿入パットによって外側から支持することによってブーツの形状を保持させた状態で、ボールジョイントへの嵌め込みを行っていた。
【０００５】
しかし、本発明が対象とするブーツ４は、図1（Ｇ）から理解されるとおり、内部に圧縮空気を送り込んむといった組付け方法を採用することができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位置決め固定されたボールジョイント１のソケット２の外周面にブーツ４の大径開口端部４ａを嵌め込む際に、ブーツ４の胴部４ｂを円周方向の複数箇所で半径方向外側から押して波形に変形させることによりブーツ４の大径開口端部４ａを局部的に変形させ、この局部的な変形を維持した状態でブーツ４の肩部４ｃを全周に亘ってソケット２側へ押し、そうすることによってブーツ４の大径開口端部４ａをソケット２に円滑・確実に嵌め込むようにしたものである。
【０００７】
請求項１の発明は、スタッド３ａの一端にボール３ｂを形成したボールスタッド３と、前記ボールスタッド３のボール３ｂを開口内に受け入れたソケット２とで構成されるワークに、前記ソケット２の開口部を覆うためのブーツ４を組み付けるための方法であって、
前記ブーツ４が合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部４ｂと、前記胴部４ｂの一端に形成され、ソケット２の外周と嵌合する大径開口端部４ａと、前記胴部４ｂの他端側に位置し、ボールスタッド３のスタッド３ａと嵌合する小径開口端部４ｄと、前記胴部４ｂと前記小径開口端部４ｄを連結する肩部４ｃとを有し、
放射状に配列した複数の爪２６でブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すことにより、ソケット２の外周と嵌合するブーツ４の大径開口端部４ａを非円形に変形させた状態で、ブーツ４の肩部４ｃを軸方向に押して大径開口端部４ａをソケット２の外周に嵌め込み、
前記ブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を、ブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２に嵌まり込む直前に解除することを特徴とするボールジョイントのブーツ組付け方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、スタッド３ａの一端にボール３ｂを形成したボールスタッド３と、前記ボールスタッド３のボール３ｂを開口内に受け入れたソケット２とで構成されるワークに、前記ソケット２の開口部を覆うためのブーツ４を組み付けるための方法であって、
前記ブーツ４が合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部４ｂと、前記胴部４ｂの一端に形成され、ソケット２の外周と嵌合する大径開口端部４ａと、前記胴部４ｂの他端側に位置し、ボールスタッド３のスタッド３ａと嵌合する小径開口端部４ｄと、前記胴部４ｂと前記小径開口端部４ｄを連結する肩部４ｃとを有し、
放射状に配列した複数の爪２６でブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すことにより、ソケット２の外周と嵌合するブーツ４の大径開口端部４ａを非円形に変形させた状態で、ブーツ４の肩部４ｃを軸方向に押して大径開口端部４ａをソケット２の外周に嵌め込むことからなるボールジョイントのブーツ組付け方法を実施するための装置であって、
前記ボールジョイント１と同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）を軸方向に移動させるための第一の駆動装置１０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ２８と、
一端に前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心側を向いた突起２６ａを有し、他端に傾斜長孔２６ｂを有する爪２６と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の先端付近で、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪２６を支持する第一のピン２４と、
前記スライダ２８に担持され、前記爪２６の傾斜長孔２６ｂと係合した第二のピン３０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と前記スライダ２８との間に介在して前記スライダ２８を先端側に押圧する負荷部材３４と、
前記スライダ２８の移動経路上に位置し、前記スライダ２８と係合することにより前記スライダ２８を前記負荷部材３４に抗して移動させるためのストッパ４０と
を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の方法を実施するための装置であって、
前記ボールジョイント１と同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）を軸方向に移動させるための第一の駆動装置１０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ２８と、
一端に前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心側を向いた突起２６ａを有し、他端に傾斜長孔２６ｂを有する爪２６と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の先端付近で、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪２６を支持する第一のピン２４と、
前記スライダ２８に担持され、前記爪２６の傾斜長孔２６ｂと係合した第二のピン３０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と前記スライダ２８との間に介在して前記スライダ２８を先端側に押圧する負荷部材３４と、
前記スライダ２８の移動経路上に位置し、前記スライダ２８と係合することにより前記スライダ２８を前記負荷部材３４に抗して移動させるためのストッパ４０と
を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置である。
【００１０】
第一のピン２４を中心にして揺動可能な爪２６を、それの突起２６ａが軸心側に移動する向きに揺動させると、突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押して弾性変形させる。爪２６の揺動タイミングは、長孔２６ｂと第二のピン３０との係合位置によって規制される。すなわち、通常は負荷部材３４の作用で第二のピン３０を担持するスライダ２８が先端側に付勢されているため、第二のピン３０は長孔２６ｂの先端部と係合している。長孔２６ｂは、ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心までの距離が、突起２６ａから遠ざかるほど短くなるように傾斜している。したがって、この状態では長孔２６ｂを有する端部が軸心に近づき、逆に、突起２６ａを有する端部が軸心から離れる。
【００１１】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が移動すると前記スライダ２８が前記ストッパ４０に当接するに至るが、それ以後さらに前記ブーツ押込み軸（１２，１４）が前進すると、前記スライダ２８は前記ストッパ４０に当接しているため負荷部材３４の力に抗して相対的に後退する。これにより、爪２６が閉まり始める。
【００１２】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が後退し始めると、負荷部材３４の作用で、スライダ２８に担持された第二のピン３０が長孔２６ｂの先端側に移動し、その結果、爪２６が拡開する。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２または３のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記ストッパ４０を前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線方向に移動させるための第二の駆動装置４４を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記爪２６の拡開タイミングを規制する制御装置（５２，５６）を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と連動するドグ５２と、前記ドグ５２を検出するためのセンサ５６とを有し、前記センサ５６が前記ドグ５２を検出したとき前記第二の駆動装置４４に作動指令信号を送ることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項２、３または４のボールジョイントのブーツ組付け装置前記爪２６の縮径動作の速度を規制する制御装置（５０，５４）を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と連動するドグ５０と、前記ドグ５０を検出するためのセンサ５４とを有し、前記センサ５４が前記ドグ５０を検出したとき前記第一の駆動装置１０に減速指令信号を送ることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項４ないし８のいずれかのボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記ストッパがアーム４２に担持されたカムフォロア４０で構成され、前記第二の駆動装置が、ベースプレート１８に取り付けた流体圧シリンダ４４と、前記流体圧シリンダ４４のピストンロッド４５と前記アーム４２とを含むリンク機構とで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項２ないし９のいずれかのボールジョイントの組付け装置において、前記ブーツ押込み軸が内軸１２と外管１４とで構成され、前記内軸１２の先端面と前記外管１４の内周壁面とで、前記ブーツ４の小径開口端部４ｄを収容するための空所１５が画成されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の説明に先立って、その基礎となるボールジョイントの構成およびブーツの組付け順序を図１に基づいて説明する。
【００２１】
図１（Ｇ）に示すように、ボールジョイント１は、ソケット２、ボールスタッド３、ブーツ４からなっている。ボールスタッド３はスタッド３ａの一端にボール３ｂを形成した形態をしている。ソケット２は、内蔵した球面ブッシュでボールスタッド３のボール３ｂを保持している。したがって、ボールスタッド３はソケット２に対してピボット運動を行なうことができる。ソケット２とボール３ｂとの摺動部には潤滑グリースを充填する。潤滑グリースの漏洩を防止するとともに外部から異物が侵入するのを防止するため、ブーツ４を装着する。ブーツ４にはニトリル系、クロロプレン系あるいはポリウレタン系の合成ゴムが使用されるが、耐油性および耐候性のすぐれたポリウレタン系のものも使われる。ブーツ４の大径開口端部４ａをソケット２の外周面に嵌合させ、ブーツ４の小径開口端部４ｄをボールスタッド３に嵌合させる。ここで、スタッド３ａは、軸端からボール３ｂに向かって、ねじ部３ｃ、鍔部３ｄ、嵌合部３ｅ、鍔部３ｆを連続的に形成してあり、嵌合部３ｅの外径は、ねじ部３ｃより大径で鍔部３ｄよりは小径となっている。
【００２２】
図１（Ａ）〜（Ｆ）はボールジョイント１の組立工程におけるブーツとサークリップの組付け過程を示す工程図である。
【００２３】
図１（Ａ）はワークロード・アンロードのステーションで、図示しないシューター上に送られてきたボールジョイント１を組付け治具（図示省略）上にセットし、シュータ上に搬出する。
【００２４】
図１（Ｂ）は回転トルク測定のステーションで、ボールジョイント１のボールスタッド３を測定ユニットのチャック７で掴み、所定の速度で回転させ、その時のトルクを測定する。
【００２５】
図１（Ｃ）はグリース塗布のステーションで、グリース塗布ユニットの塗布ヘッド８が下降し、所定量のグリースをボール３ｂとソケット２との摺動接触部に充填する。
【００２６】
図１（Ｄ）はブーツ供給・組付けのステーションで、図示しないパーツフィーダによって供給されたブーツ４をブーツ組付け装置（図２ないし図６参照）にセットし、組み付ける。
【００２７】
図１（Ｅ）はサークリップ供給組付けのステーションで、パーツフイーダによって供給されたサークリップ５をブーツ４に組み付ける。
【００２８】
図１（Ｆ）は組付けチェックおよびＮＧ搬出のステーションで、ブーツ４の組付けを終了したボールジョイント１のブーツ４とサークリップ５の組付けチェックを行なう。ＮＧ品は搬出し、良品のみを後続工程に送り出す。
【００２９】
本発明は上記のブーツ供給・組付けステーション（図１（Ｄ））に適用されるもので、以下、図２ないし図６を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
ブーツ組付け装置はベースプレート１８に垂直に取り付けてあり、垂直な軸線に沿って移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、ブーツ押込み軸（１２，１４）の下端に位置するブーツ保持部（１２ａ，１３，２６）と、ブーツ押込み軸（１２，１４）を駆動する駆動部（１０）とを備えている。
【００３１】
この実施の形態ではブーツ押込み軸は内軸１２と外管１４の二重構造になっていて、ベースプレート１８に固定した案内筒１７内に摺動自在に挿入してある。内軸１２と外管１４とは一体となって軸方向に移動する。なお、内軸１２と外管１４は限られた範囲内ではあるが相対的に軸方向変位が可能で、両者間に介在させた圧縮コイルばね１６が緩衝作用をする。外管１４の下端部に、外管１４の内周壁面と内軸１２の先端面とで空所１５が画成されてあり、図３から分かるように、この空所１５にブーツ４の小径開口端部４ｄが納まるようになっている。内軸１２の下端部は中空で、軸孔１３にブーツ組付け工程においてガイドスリーブ６を被せたボールスタッド３が進入するようになっている。
【００３２】
内軸１２の上端はエアシリンダ１０のピストンロッド１１と連結されている。この実施の形態ではエアシリンダ１０がブーツ押込み軸（１２，１４）の駆動装置を構成し、ベースプレート１８上にブラケットを介して設置してある。また、二種類のドグ５０，５２を取り付けたブラケットを内軸１２の上端部に固定してある。これらのドグ５０，５２に対応するセンサ５４，５６はブラケットを介してベースプレート１８上に設置されている。
【００３３】
ブーツ押込み軸（１２，１４）の下端部に設けられたブーツ保持部は、放射状に配列された複数の爪２６を含む。図示するように、この実施の形態では６本の爪２６がある（図４）。図３からよく分かるように、各爪２６は細長い板状で、一端（図では下端）をＬ字状に形成して軸心に向かって突出した円弧状の突起２６ａを設けてあり、この突起２６ａでブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すようになっている。爪２６の他端（図では上端）には傾斜した長孔２６ｂを形成してある。爪２６の中間部には第一のピン２４を通すための貫通孔を形成してある。
【００３４】
爪２６は外管１４の下端部外周に固定されたホルダ２０に保持されている。ホルダ２０は軸方向に貫通したポケット２２を有し、このポケット２２に爪２６を収容するとともに、第一のピン２４によって爪２６を支持する。したがって爪２６は、第一のピン２４を中心にして、ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動可能である。爪２６の長孔２６ｂには第二のピン３０が嵌まり込んでいる。第二のピン３０は、外管１４の外周に軸方向移動可能に嵌合したスライダ２８に固定してある。長孔２６ｂの傾斜は、長孔２６ｂからブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心までの距離が、突起２６ａから遠ざかるに従って短くなるような傾斜である。
【００３５】
外管１４の外周にカラー３６を取り付け、サークリップ３８で位置決めをしてある。カラー３６とスライダ２８との間に圧縮コイルばね３４が介在し、それによりスライダ２８は通常は図の下方に付勢されている。スライダ２８はボルトによってリング３２と一体的に連結されている。
【００３６】
リング３２の下面にカムフォロア４０が係合している。カムフォロア４０はアーム４２の一端に担持されている。アーム４２は、図２および図４（Ａ）に示すように、他端にてピン４３を介して回転可能にエアシリンダ４４のピストンロッド４５と連結され、中間部にてベースプレート１８から垂下したブラケット４８にピン４９を介して回転可能に支持されている。エアシリンダ４４は、ベースプレート１８に固定したブラケット４６にピン４７を介して回転可能に取り付けてある。したがって、エアシリンダ４４のピストンロッド４５が伸長するとカムフォロア４０の位置が上がり、逆に、ピストンロッド４５が退入するとカムフォロア４０の位置が下がる。
【００３７】
長孔２６ｂの長手方向における第二のピン３０の位置によって爪２６の姿勢が変化する。すなわち、図２および図３に示すように、第二のピン３０が長孔２６ｂの下端に位置するとき、爪２６の上端がブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心寄りに位置し、爪２６の下端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向外側に移動する。言い換えれば、突起２６ａの内接円が拡開する。逆に、図５および図６に示すように、第二のピン３０が長孔２６ｂの上端に位置するとき、爪２６の上端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向外側に移動し、爪２６の下端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向内側に移動する。言い換えれば、突起２６ａの内接円が縮径する。
【００３８】
爪２６のかかる動作は、第二のピン３０がスライダ２８に固定されていることから、スライダ２８の上下方向位置によってコントロールされる。上述のようにスライダ２８は圧縮コイルばね３４により下方に押圧されているため、スライダ２８に担持された第二のピン３０は爪２６の長孔２６ｂの下端に位置し、したがって、爪２６は拡開した状態にある（図２、図３）。ブーツ押込み軸（１２，１４）が降下すると、スライダ２８も一緒に降下するが、リング３２がカムフォロア４０に当接するやスライダ２８は停止し、その後は圧縮コイルばね３４に抗して、降下を続けるブーツ押込み軸（１２，１４）に対して相対的に後退する。その結果、スライダ２８に担持された第二のピン３０が長孔２６ｂの上端側に移動するため、それに伴って爪２６が閉じ始める。第二のピン３０が長孔２６ｂの上端に到達した時点で爪２６の突起２６ａの内接円が最小となる。スライダ２８のストローク、つまり、スライダ２８がストッパ４０と当接するまでの距離を、爪２６の突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押して所望の弾性変形を与えるのに適した位置まで移動する量に設定しておく。
【００３９】
爪２６の突起２６ａの内接円がソケット２の外径よりも小さいか、それとほぼ同径の場合、爪２６の突起２６ａでブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押したままソケット２に向けてブーツ４を押すだけでは、爪２６の突起２６ａ（で押されたブーツ４の胴部４ｂ）がソケット２の外径と干渉してそれ以上進めなくなる。とはいえ、ソケット２の外周にブーツ４の大径開口端部４ａを被せるためには、爪２６の突２６ａによってブーツ４の胴部４ｂを押した状態をできるだけ最後まで維持するのが望ましい。そこで、爪２６（で押されたブーツ４の胴部４ｂ）がソケット２の開口端部に差し掛かるや否や爪２６の突起２６ａを拡開させるようにする。
【００４０】
爪２６のかかる拡開動作は、この実施の形態では、エアシリンダ４４を含む第二の駆動装置で、カムフォロア４０によるリング３２との係合を解除することによって達成される。すなわち、エアシリンダ４４のピストンロッド４５を退入させると、アーム４２が揺動してその先端に担持したカムフォロア４０を降下させる。その結果、カムフォロア４０と係合していたリング３２も圧縮コイルばね３４の作用で降下してそれと一体となったっスライダ２８を降下させる。これにより、スライダ２８に担持された第二のピン３０が爪２６の長孔２６ｂ下端側に移動し、爪２６の下端つまり突起２６ａを拡開させる。
【００４１】
次に、上述のブーツ組付け装置を用いたブーツ４の組付け方法を説明する。
【００４２】
まず、図示しないパーツフィーダによってブーツ組付け工程に供給されたブーツ４を、図２および図３に示すように、上昇した待機位置にあるエアシリンダ１０のピストンロッド１１と軸心を一致させた状態で図示しないブーツ挿入治具上に位置決めして待機させる。このとき、ボールスタッド３ａにガイドスリーブ６を被せておく。このガイドスリーブ６は、ボールスタッド３のねじ部３ｃよりも大径の鍔部３ｄと略等しい外径を有し、ねじ部３ｃに被せることによって、シール４の摺動を容易にし、かつ、嵌合部３ｅにブーツ４の小径嵌合部４ｄを円滑に誘導する役割を果たす。
【００４３】
この状態でブーツ組付け装置を起動し、ブーツ４の組付けを開始すると、エアシリンダ１０のピストンロッド１１が伸長してブーツ押込み軸（１２，１４）を降下させ、途中に待機するブーツ４を捕捉する。ブーツ４は、ブーツ押込み軸の内軸１２の先端面と外管１４の内周壁面とで画成された空所１３に小径開口端部４ｄが納まり、その肩部４ｃにて外管１４の先端面と当接する。このとき爪２６は未だ拡径状態にある。そして、ブーツ４はその肩面４ｃを押されながらブーツ押込み軸（１２，１４）と共に降下する。
【００４４】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が降下を続けてリング３２がカムフォロア４０に当接するに至ると、第二のピン３０と長孔２６ｂとの係合位置が長孔２６ｂの下端側から上端側に移り、爪２６の突起２６ａが縮径し始める。これにより、図５および図６に示すように、突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から内側に向けて押す。この結果、ブーツ４の大径開口端部４ａには、爪２６の数と突起２６ａの位置に応じた非円形すなわち波状あるいは花冠状の弾性変形が発生する。
【００４５】
既述のとおり、ドグ５０の検出タイミングは爪２６の縮径開始と一致させてある。したがって、ブーツ押込み軸（１２，１４）の下降運動の間にセンサ５４がドグ５０を検出すると、センサ５４を含む制御装置によって予め設定されたプログラムに従い、エアシリンダ１０に減速指令信号が送られる。これは、爪２６の縮径動作を徐々に行わせることにより、ブーツ４に疵を付けることなく、ブーツ４に所望の弾性変形を確実に与えるためである。
【００４６】
大径開口端部４ａを弾性変形させた状態でブーツ４をソケット２に嵌め込むのであるが、ブーツ嵌め込み時における爪２６の突起２６ａとソケット２との干渉が始まる直前に、爪２６を拡径させてブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を解除する。その間にもブーツ押込み軸（１２，１４）は降下を続けているため、ブーツ４の胴部４ｂに対する押圧の解除とほぼ同時にブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２の外周面に被さることとなる。
【００４７】
爪２６による押圧を解除するタイミングは、センサ５６によってドグ５２が検出された時点と一致する。すなわち、センサ５６がドグ５２を検出すると、センサ５６を含む制御装置にて予め設定されたプログラムに従い、エアシリンダ４４に作動指令信号が送られる。作動指令信号を受けたエアシリンダ４４は、そのピストンロッド４５を退入させることにより、アーム４２を介してカムフォロア４０を降下させる。その結果、圧縮コイルばね３４の作用でスライダ２８が押し下げられ、第二のピン３０を長孔２６ｂの下端側へ移動させる。
【００４８】
このようにしてブーツ４の組付けが終了すると、ブーツ組付け工程に送り込まれる次のブーツ４の受取りに備えて、爪２８を開いたままの状態で、エアシリンダ１０のピストンロッド１１が退入してブーツ組付け装置が元位置に復帰する。
【００４９】
この後、図１に関連して既述したように、ソケット２の外周面に嵌合したブーツ４の上からサークリップ５を装着することによって、ブーツ４を組み付けたボールジョイント１が完成する（図１（Ｇ））。なお、ガイドスリーブ６はブーツ４の組み込みのためにのみ使用されるもので、ブーツ４の組込みが終了した適当な段階でボールスタッド３から取り外される。
【００５０】
【発明の効果】
ブーツ４の胴部４ｂを複数の爪２６で半径方向外側から押して、ブーツ４の大径開口端部４ａを非円形すなわち波状あるいは花冠状に弾性変形させることによって、ブーツ４の大径開口端部４ａの内周面が末広がり状あるいはラッパ状に広がり、かつ、局部的にソケット２の外径よりも大きな内径の部分ができるため、その部分が嵌め込み初期にソケット２の外周に被さって他の部分の嵌まり込みを先導し、ブーツ４の嵌め込みが無理なく、安定して行われる。
【００５１】
また、爪２６によるブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を、ブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２の外周に嵌まり込む直前に解除することによって、爪２６とソケット２との干渉を回避しつつ、ブーツ４の弾性変形をソケット２への嵌め込み直前まで維持して、ブーツ４の嵌め込みを確実に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブーツ組立工程のフローチャートである。
【図２】爪が拡開した状態のブーツ組付け装置の正面断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】（Ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、
（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】爪が縮径した状態のブーツ組付け装置の側面断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【符号の説明】
１ ボールジョイント
２ ソケット
３ ボールスタッド
３ａ スタッド
３ｂ ボール
３ｃ ねじ部
３ｄ 鍔部
３ｅ 嵌合部
３ｆ 鍔部
４ ブーツ
４ａ 大径開口端部
４ｂ 胴部
４ｃ 肩部
４ｄ 小径開口端部
５ サークリップ
６ ガイドスリーブ
７ チャック
８ 塗布ヘッド
10 エアシリンダ（第一の駆動装置）
11 ピストンロッド
12 内軸（ブーツ押込み軸）
13 軸孔
14 外管（ブーツ押込み軸）
15 空所
16 圧縮コイルばね
17 案内筒
18 ベースプレート
20 ホルダ
22 ポケット
24 第一のピン
26 爪
26ａ 突起
26ｂ 長孔
27 スライダ
28 第二のピン
30 リング
34 圧縮コイルばね（負荷部材）
36 カラー
38 サークリップ
40 カムフォロア（ストッパ）
42 アーム
43 ピン
44 エアシリンダ（第二の駆動装置）
45 ピストンロッド
46 ブラケット
47 ピン
48 ブラケット
49 ピン
50 ドグ
52 ドグ
54 センサ
56 センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールジョイントにブーツを組み付ける方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の前車輪転舵軸受の一つの方式として、前車輪軸を上下二つの玉継手（ボールジョイント）でコントロールアームに結合させるボールジョイント・サスペンションがある。二つの玉継手により、前車輪の固定とともに、車輪が上下した場合にもコントロールアームが自由にこの玉継手まわりに回ることができる。
【０００３】
図１（Ｇ）は本発明の適用対象たるボールジョイントを示す図であるが、便宜上、同図を参照して従来のブーツ取付け要領について説明する。なお、従来のブーツは図1（Ｇ）に示されるブーツ４とは形状が若干異なり、図1（Ｇ）のブーツ４における肩部４ｃから胴部４ｂにかけての部分が「お椀形」をしていた。そのため、ボールジョイント１への嵌め込みに先立って、位置決め固定されたブーツ（４）の内部に圧縮空気を導入してブーツ（４）を内側から外側に向かって膨らませた後、ソケット２の外周面に設けた溝２ａ内に嵌まり込むブーツ（４）の大径開口端部（４ａ）を半径方向外側に向かって拡開させることによって、ブーツ（４）の圧入抵抗を減少させ、この状態でブーツ（４）に押込み荷重を負荷することによって、ブーツ（４）の大径開口端部（４ａ）に設けられた環状リブをソケット２の溝２ａに嵌入させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
要するに、従来は、圧縮空気でブーツを内側から外側へ膨らませ、かつ、ブーツ外形全体を挿入パットによって外側から支持することによってブーツの形状を保持させた状態で、ボールジョイントへの嵌め込みを行っていた。
【０００５】
しかし、本発明が対象とするブーツ４は、図1（Ｇ）から理解されるとおり、内部に圧縮空気を送り込んむといった組付け方法を採用することができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位置決め固定されたボールジョイント１のソケット２の外周面にブーツ４の大径開口端部４ａを嵌め込む際に、ブーツ４の胴部４ｂを円周方向の複数箇所で半径方向外側から押して波形に変形させることによりブーツ４の大径開口端部４ａを局部的に変形させ、この局部的な変形を維持した状態でブーツ４の肩部４ｃを全周に亘ってソケット２側へ押し、そうすることによってブーツ４の大径開口端部４ａをソケット２に円滑・確実に嵌め込むようにしたものである。
【０００７】
請求項１の発明は、スタッド３ａの一端にボール３ｂを形成したボールスタッド３と、前記ボールスタッド３のボール３ｂを開口内に受け入れたソケット２とで構成されるワークに、前記ソケット２の開口部を覆うためのブーツ４を組み付けるための方法であって、
前記ブーツ４が合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部４ｂと、前記胴部４ｂの一端に形成され、ソケット２の外周と嵌合する大径開口端部４ａと、前記胴部４ｂの他端側に位置し、ボールスタッド３のスタッド３ａと嵌合する小径開口端部４ｄと、前記胴部４ｂと前記小径開口端部４ｄを連結する肩部４ｃとを有し、
放射状に配列した複数の爪２６でブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すことにより、ソケット２の外周と嵌合するブーツ４の大径開口端部４ａを非円形に変形させた状態で、ブーツ４の肩部４ｃを軸方向に押して大径開口端部４ａをソケット２の外周に嵌め込み、
前記ブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を、ブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２に嵌まり込む直前に解除することを特徴とするボールジョイントのブーツ組付け方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、スタッド３ａの一端にボール３ｂを形成したボールスタッド３と、前記ボールスタッド３のボール３ｂを開口内に受け入れたソケット２とで構成されるワークに、前記ソケット２の開口部を覆うためのブーツ４を組み付けるための方法であって、
前記ブーツ４が合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部４ｂと、前記胴部４ｂの一端に形成され、ソケット２の外周と嵌合する大径開口端部４ａと、前記胴部４ｂの他端側に位置し、ボールスタッド３のスタッド３ａと嵌合する小径開口端部４ｄと、前記胴部４ｂと前記小径開口端部４ｄを連結する肩部４ｃとを有し、
放射状に配列した複数の爪２６でブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すことにより、ソケット２の外周と嵌合するブーツ４の大径開口端部４ａを非円形に変形させた状態で、ブーツ４の肩部４ｃを軸方向に押して大径開口端部４ａをソケット２の外周に嵌め込むことからなるボールジョイントのブーツ組付け方法を実施するための装置であって、
前記ボールジョイント１と同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）を軸方向に移動させるための第一の駆動装置１０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ２８と、
一端に前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心側を向いた突起２６ａを有し、他端に傾斜長孔２６ｂを有する爪２６と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の先端付近で、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪２６を支持する第一のピン２４と、
前記スライダ２８に担持され、前記爪２６の傾斜長孔２６ｂと係合した第二のピン３０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と前記スライダ２８との間に介在して前記スライダ２８を先端側に押圧する負荷部材３４と、
前記スライダ２８の移動経路上に位置し、前記スライダ２８と係合することにより前記スライダ２８を前記負荷部材３４に抗して移動させるためのストッパ４０と
を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の方法を実施するための装置であって、
前記ボールジョイント１と同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）を軸方向に移動させるための第一の駆動装置１０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ２８と、
一端に前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心側を向いた突起２６ａを有し、他端に傾斜長孔２６ｂを有する爪２６と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の先端付近で、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪２６を支持する第一のピン２４と、
前記スライダ２８に担持され、前記爪２６の傾斜長孔２６ｂと係合した第二のピン３０と、
前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と前記スライダ２８との間に介在して前記スライダ２８を先端側に押圧する負荷部材３４と、
前記スライダ２８の移動経路上に位置し、前記スライダ２８と係合することにより前記スライダ２８を前記負荷部材３４に抗して移動させるためのストッパ４０と
を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置である。
【００１０】
第一のピン２４を中心にして揺動可能な爪２６を、それの突起２６ａが軸心側に移動する向きに揺動させると、突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押して弾性変形させる。爪２６の揺動タイミングは、長孔２６ｂと第二のピン３０との係合位置によって規制される。すなわち、通常は負荷部材３４の作用で第二のピン３０を担持するスライダ２８が先端側に付勢されているため、第二のピン３０は長孔２６ｂの先端部と係合している。長孔２６ｂは、ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心までの距離が、突起２６ａから遠ざかるほど短くなるように傾斜している。したがって、この状態では長孔２６ｂを有する端部が軸心に近づき、逆に、突起２６ａを有する端部が軸心から離れる。
【００１１】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が移動すると前記スライダ２８が前記ストッパ４０に当接するに至るが、それ以後さらに前記ブーツ押込み軸（１２，１４）が前進すると、前記スライダ２８は前記ストッパ４０に当接しているため負荷部材３４の力に抗して相対的に後退する。これにより、爪２６が閉まり始める。
【００１２】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が後退し始めると、負荷部材３４の作用で、スライダ２８に担持された第二のピン３０が長孔２６ｂの先端側に移動し、その結果、爪２６が拡開する。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２または３のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記ストッパ４０を前記ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線方向に移動させるための第二の駆動装置４４を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記爪２６の拡開タイミングを規制する制御装置（５２，５６）を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と連動するドグ５２と、前記ドグ５２を検出するためのセンサ５６とを有し、前記センサ５６が前記ドグ５２を検出したとき前記第二の駆動装置４４に作動指令信号を送ることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項２、３または４のボールジョイントのブーツ組付け装置前記爪２６の縮径動作の速度を規制する制御装置（５０，５４）を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７のボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸（１２，１４）と連動するドグ５０と、前記ドグ５０を検出するためのセンサ５４とを有し、前記センサ５４が前記ドグ５０を検出したとき前記第一の駆動装置１０に減速指令信号を送ることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項４ないし８のいずれかのボールジョイントのブーツ組付け装置において、前記ストッパがアーム４２に担持されたカムフォロア４０で構成され、前記第二の駆動装置が、ベースプレート１８に取り付けた流体圧シリンダ４４と、前記流体圧シリンダ４４のピストンロッド４５と前記アーム４２とを含むリンク機構とで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項２ないし９のいずれかのボールジョイントの組付け装置において、前記ブーツ押込み軸が内軸１２と外管１４とで構成され、前記内軸１２の先端面と前記外管１４の内周壁面とで、前記ブーツ４の小径開口端部４ｄを収容するための空所１５が画成されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の説明に先立って、その基礎となるボールジョイントの構成およびブーツの組付け順序を図１に基づいて説明する。
【００２１】
図１（Ｇ）に示すように、ボールジョイント１は、ソケット２、ボールスタッド３、ブーツ４からなっている。ボールスタッド３はスタッド３ａの一端にボール３ｂを形成した形態をしている。ソケット２は、内蔵した球面ブッシュでボールスタッド３のボール３ｂを保持している。したがって、ボールスタッド３はソケット２に対してピボット運動を行なうことができる。ソケット２とボール３ｂとの摺動部には潤滑グリースを充填する。潤滑グリースの漏洩を防止するとともに外部から異物が侵入するのを防止するため、ブーツ４を装着する。ブーツ４にはニトリル系、クロロプレン系あるいはポリウレタン系の合成ゴムが使用されるが、耐油性および耐候性のすぐれたポリウレタン系のものも使われる。ブーツ４の大径開口端部４ａをソケット２の外周面に嵌合させ、ブーツ４の小径開口端部４ｄをボールスタッド３に嵌合させる。ここで、スタッド３ａは、軸端からボール３ｂに向かって、ねじ部３ｃ、鍔部３ｄ、嵌合部３ｅ、鍔部３ｆを連続的に形成してあり、嵌合部３ｅの外径は、ねじ部３ｃより大径で鍔部３ｄよりは小径となっている。
【００２２】
図１（Ａ）〜（Ｆ）はボールジョイント１の組立工程におけるブーツとサークリップの組付け過程を示す工程図である。
【００２３】
図１（Ａ）はワークロード・アンロードのステーションで、図示しないシューター上に送られてきたボールジョイント１を組付け治具（図示省略）上にセットし、シュータ上に搬出する。
【００２４】
図１（Ｂ）は回転トルク測定のステーションで、ボールジョイント１のボールスタッド３を測定ユニットのチャック７で掴み、所定の速度で回転させ、その時のトルクを測定する。
【００２５】
図１（Ｃ）はグリース塗布のステーションで、グリース塗布ユニットの塗布ヘッド８が下降し、所定量のグリースをボール３ｂとソケット２との摺動接触部に充填する。
【００２６】
図１（Ｄ）はブーツ供給・組付けのステーションで、図示しないパーツフィーダによって供給されたブーツ４をブーツ組付け装置（図２ないし図６参照）にセットし、組み付ける。
【００２７】
図１（Ｅ）はサークリップ供給組付けのステーションで、パーツフイーダによって供給されたサークリップ５をブーツ４に組み付ける。
【００２８】
図１（Ｆ）は組付けチェックおよびＮＧ搬出のステーションで、ブーツ４の組付けを終了したボールジョイント１のブーツ４とサークリップ５の組付けチェックを行なう。ＮＧ品は搬出し、良品のみを後続工程に送り出す。
【００２９】
本発明は上記のブーツ供給・組付けステーション（図１（Ｄ））に適用されるもので、以下、図２ないし図６を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
ブーツ組付け装置はベースプレート１８に垂直に取り付けてあり、垂直な軸線に沿って移動可能なブーツ押込み軸（１２，１４）と、ブーツ押込み軸（１２，１４）の下端に位置するブーツ保持部（１２ａ，１３，２６）と、ブーツ押込み軸（１２，１４）を駆動する駆動部（１０）とを備えている。
【００３１】
この実施の形態ではブーツ押込み軸は内軸１２と外管１４の二重構造になっていて、ベースプレート１８に固定した案内筒１７内に摺動自在に挿入してある。内軸１２と外管１４とは一体となって軸方向に移動する。なお、内軸１２と外管１４は限られた範囲内ではあるが相対的に軸方向変位が可能で、両者間に介在させた圧縮コイルばね１６が緩衝作用をする。外管１４の下端部に、外管１４の内周壁面と内軸１２の先端面とで空所１５が画成されてあり、図３から分かるように、この空所１５にブーツ４の小径開口端部４ｄが納まるようになっている。内軸１２の下端部は中空で、軸孔１３にブーツ組付け工程においてガイドスリーブ６を被せたボールスタッド３が進入するようになっている。
【００３２】
内軸１２の上端はエアシリンダ１０のピストンロッド１１と連結されている。この実施の形態ではエアシリンダ１０がブーツ押込み軸（１２，１４）の駆動装置を構成し、ベースプレート１８上にブラケットを介して設置してある。また、二種類のドグ５０，５２を取り付けたブラケットを内軸１２の上端部に固定してある。これらのドグ５０，５２に対応するセンサ５４，５６はブラケットを介してベースプレート１８上に設置されている。
【００３３】
ブーツ押込み軸（１２，１４）の下端部に設けられたブーツ保持部は、放射状に配列された複数の爪２６を含む。図示するように、この実施の形態では６本の爪２６がある（図４）。図３からよく分かるように、各爪２６は細長い板状で、一端（図では下端）をＬ字状に形成して軸心に向かって突出した円弧状の突起２６ａを設けてあり、この突起２６ａでブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押すようになっている。爪２６の他端（図では上端）には傾斜した長孔２６ｂを形成してある。爪２６の中間部には第一のピン２４を通すための貫通孔を形成してある。
【００３４】
爪２６は外管１４の下端部外周に固定されたホルダ２０に保持されている。ホルダ２０は軸方向に貫通したポケット２２を有し、このポケット２２に爪２６を収容するとともに、第一のピン２４によって爪２６を支持する。したがって爪２６は、第一のピン２４を中心にして、ブーツ押込み軸（１２，１４）の軸線を含む平面内で揺動可能である。爪２６の長孔２６ｂには第二のピン３０が嵌まり込んでいる。第二のピン３０は、外管１４の外周に軸方向移動可能に嵌合したスライダ２８に固定してある。長孔２６ｂの傾斜は、長孔２６ｂからブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心までの距離が、突起２６ａから遠ざかるに従って短くなるような傾斜である。
【００３５】
外管１４の外周にカラー３６を取り付け、サークリップ３８で位置決めをしてある。カラー３６とスライダ２８との間に圧縮コイルばね３４が介在し、それによりスライダ２８は通常は図の下方に付勢されている。スライダ２８はボルトによってリング３２と一体的に連結されている。
【００３６】
リング３２の下面にカムフォロア４０が係合している。カムフォロア４０はアーム４２の一端に担持されている。アーム４２は、図２および図４（Ａ）に示すように、他端にてピン４３を介して回転可能にエアシリンダ４４のピストンロッド４５と連結され、中間部にてベースプレート１８から垂下したブラケット４８にピン４９を介して回転可能に支持されている。エアシリンダ４４は、ベースプレート１８に固定したブラケット４６にピン４７を介して回転可能に取り付けてある。したがって、エアシリンダ４４のピストンロッド４５が伸長するとカムフォロア４０の位置が上がり、逆に、ピストンロッド４５が退入するとカムフォロア４０の位置が下がる。
【００３７】
長孔２６ｂの長手方向における第二のピン３０の位置によって爪２６の姿勢が変化する。すなわち、図２および図３に示すように、第二のピン３０が長孔２６ｂの下端に位置するとき、爪２６の上端がブーツ押込み軸（１２，１４）の軸心寄りに位置し、爪２６の下端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向外側に移動する。言い換えれば、突起２６ａの内接円が拡開する。逆に、図５および図６に示すように、第二のピン３０が長孔２６ｂの上端に位置するとき、爪２６の上端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向外側に移動し、爪２６の下端がブーツ押込み軸（１２，１４）の半径方向内側に移動する。言い換えれば、突起２６ａの内接円が縮径する。
【００３８】
爪２６のかかる動作は、第二のピン３０がスライダ２８に固定されていることから、スライダ２８の上下方向位置によってコントロールされる。上述のようにスライダ２８は圧縮コイルばね３４により下方に押圧されているため、スライダ２８に担持された第二のピン３０は爪２６の長孔２６ｂの下端に位置し、したがって、爪２６は拡開した状態にある（図２、図３）。ブーツ押込み軸（１２，１４）が降下すると、スライダ２８も一緒に降下するが、リング３２がカムフォロア４０に当接するやスライダ２８は停止し、その後は圧縮コイルばね３４に抗して、降下を続けるブーツ押込み軸（１２，１４）に対して相対的に後退する。その結果、スライダ２８に担持された第二のピン３０が長孔２６ｂの上端側に移動するため、それに伴って爪２６が閉じ始める。第二のピン３０が長孔２６ｂの上端に到達した時点で爪２６の突起２６ａの内接円が最小となる。スライダ２８のストローク、つまり、スライダ２８がストッパ４０と当接するまでの距離を、爪２６の突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押して所望の弾性変形を与えるのに適した位置まで移動する量に設定しておく。
【００３９】
爪２６の突起２６ａの内接円がソケット２の外径よりも小さいか、それとほぼ同径の場合、爪２６の突起２６ａでブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から押したままソケット２に向けてブーツ４を押すだけでは、爪２６の突起２６ａ（で押されたブーツ４の胴部４ｂ）がソケット２の外径と干渉してそれ以上進めなくなる。とはいえ、ソケット２の外周にブーツ４の大径開口端部４ａを被せるためには、爪２６の突２６ａによってブーツ４の胴部４ｂを押した状態をできるだけ最後まで維持するのが望ましい。そこで、爪２６（で押されたブーツ４の胴部４ｂ）がソケット２の開口端部に差し掛かるや否や爪２６の突起２６ａを拡開させるようにする。
【００４０】
爪２６のかかる拡開動作は、この実施の形態では、エアシリンダ４４を含む第二の駆動装置で、カムフォロア４０によるリング３２との係合を解除することによって達成される。すなわち、エアシリンダ４４のピストンロッド４５を退入させると、アーム４２が揺動してその先端に担持したカムフォロア４０を降下させる。その結果、カムフォロア４０と係合していたリング３２も圧縮コイルばね３４の作用で降下してそれと一体となったっスライダ２８を降下させる。これにより、スライダ２８に担持された第二のピン３０が爪２６の長孔２６ｂ下端側に移動し、爪２６の下端つまり突起２６ａを拡開させる。
【００４１】
次に、上述のブーツ組付け装置を用いたブーツ４の組付け方法を説明する。
【００４２】
まず、図示しないパーツフィーダによってブーツ組付け工程に供給されたブーツ４を、図２および図３に示すように、上昇した待機位置にあるエアシリンダ１０のピストンロッド１１と軸心を一致させた状態で図示しないブーツ挿入治具上に位置決めして待機させる。このとき、ボールスタッド３ａにガイドスリーブ６を被せておく。このガイドスリーブ６は、ボールスタッド３のねじ部３ｃよりも大径の鍔部３ｄと略等しい外径を有し、ねじ部３ｃに被せることによって、シール４の摺動を容易にし、かつ、嵌合部３ｅにブーツ４の小径嵌合部４ｄを円滑に誘導する役割を果たす。
【００４３】
この状態でブーツ組付け装置を起動し、ブーツ４の組付けを開始すると、エアシリンダ１０のピストンロッド１１が伸長してブーツ押込み軸（１２，１４）を降下させ、途中に待機するブーツ４を捕捉する。ブーツ４は、ブーツ押込み軸の内軸１２の先端面と外管１４の内周壁面とで画成された空所１３に小径開口端部４ｄが納まり、その肩部４ｃにて外管１４の先端面と当接する。このとき爪２６は未だ拡径状態にある。そして、ブーツ４はその肩面４ｃを押されながらブーツ押込み軸（１２，１４）と共に降下する。
【００４４】
ブーツ押込み軸（１２，１４）が降下を続けてリング３２がカムフォロア４０に当接するに至ると、第二のピン３０と長孔２６ｂとの係合位置が長孔２６ｂの下端側から上端側に移り、爪２６の突起２６ａが縮径し始める。これにより、図５および図６に示すように、突起２６ａがブーツ４の胴部４ｂを半径方向外側から内側に向けて押す。この結果、ブーツ４の大径開口端部４ａには、爪２６の数と突起２６ａの位置に応じた非円形すなわち波状あるいは花冠状の弾性変形が発生する。
【００４５】
既述のとおり、ドグ５０の検出タイミングは爪２６の縮径開始と一致させてある。したがって、ブーツ押込み軸（１２，１４）の下降運動の間にセンサ５４がドグ５０を検出すると、センサ５４を含む制御装置によって予め設定されたプログラムに従い、エアシリンダ１０に減速指令信号が送られる。これは、爪２６の縮径動作を徐々に行わせることにより、ブーツ４に疵を付けることなく、ブーツ４に所望の弾性変形を確実に与えるためである。
【００４６】
大径開口端部４ａを弾性変形させた状態でブーツ４をソケット２に嵌め込むのであるが、ブーツ嵌め込み時における爪２６の突起２６ａとソケット２との干渉が始まる直前に、爪２６を拡径させてブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を解除する。その間にもブーツ押込み軸（１２，１４）は降下を続けているため、ブーツ４の胴部４ｂに対する押圧の解除とほぼ同時にブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２の外周面に被さることとなる。
【００４７】
爪２６による押圧を解除するタイミングは、センサ５６によってドグ５２が検出された時点と一致する。すなわち、センサ５６がドグ５２を検出すると、センサ５６を含む制御装置にて予め設定されたプログラムに従い、エアシリンダ４４に作動指令信号が送られる。作動指令信号を受けたエアシリンダ４４は、そのピストンロッド４５を退入させることにより、アーム４２を介してカムフォロア４０を降下させる。その結果、圧縮コイルばね３４の作用でスライダ２８が押し下げられ、第二のピン３０を長孔２６ｂの下端側へ移動させる。
【００４８】
このようにしてブーツ４の組付けが終了すると、ブーツ組付け工程に送り込まれる次のブーツ４の受取りに備えて、爪２８を開いたままの状態で、エアシリンダ１０のピストンロッド１１が退入してブーツ組付け装置が元位置に復帰する。
【００４９】
この後、図１に関連して既述したように、ソケット２の外周面に嵌合したブーツ４の上からサークリップ５を装着することによって、ブーツ４を組み付けたボールジョイント１が完成する（図１（Ｇ））。なお、ガイドスリーブ６はブーツ４の組み込みのためにのみ使用されるもので、ブーツ４の組込みが終了した適当な段階でボールスタッド３から取り外される。
【００５０】
【発明の効果】
ブーツ４の胴部４ｂを複数の爪２６で半径方向外側から押して、ブーツ４の大径開口端部４ａを非円形すなわち波状あるいは花冠状に弾性変形させることによって、ブーツ４の大径開口端部４ａの内周面が末広がり状あるいはラッパ状に広がり、かつ、局部的にソケット２の外径よりも大きな内径の部分ができるため、その部分が嵌め込み初期にソケット２の外周に被さって他の部分の嵌まり込みを先導し、ブーツ４の嵌め込みが無理なく、安定して行われる。
【００５１】
また、爪２６によるブーツ４の胴部４ｂに対する局部的な押圧を、ブーツ４の大径開口端部４ａがソケット２の外周に嵌まり込む直前に解除することによって、爪２６とソケット２との干渉を回避しつつ、ブーツ４の弾性変形をソケット２への嵌め込み直前まで維持して、ブーツ４の嵌め込みを確実に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブーツ組立工程のフローチャートである。
【図２】爪が拡開した状態のブーツ組付け装置の正面断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】（Ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、
（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】爪が縮径した状態のブーツ組付け装置の側面断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【符号の説明】
１ ボールジョイント
２ ソケット
３ ボールスタッド
３ａ スタッド
３ｂ ボール
３ｃ ねじ部
３ｄ 鍔部
３ｅ 嵌合部
３ｆ 鍔部
４ ブーツ
４ａ 大径開口端部
４ｂ 胴部
４ｃ 肩部
４ｄ 小径開口端部
５ サークリップ
６ ガイドスリーブ
７ チャック
８ 塗布ヘッド
10 エアシリンダ（第一の駆動装置）
11 ピストンロッド
12 内軸（ブーツ押込み軸）
13 軸孔
14 外管（ブーツ押込み軸）
15 空所
16 圧縮コイルばね
17 案内筒
18 ベースプレート
20 ホルダ
22 ポケット
24 第一のピン
26 爪
26ａ 突起
26ｂ 長孔
27 スライダ
28 第二のピン
30 リング
34 圧縮コイルばね（負荷部材）
36 カラー
38 サークリップ
40 カムフォロア（ストッパ）
42 アーム
43 ピン
44 エアシリンダ（第二の駆動装置）
45 ピストンロッド
46 ブラケット
47 ピン
48 ブラケット
49 ピン
50 ドグ
52 ドグ
54 センサ
56 センサ
Claims (10)
- スタッドの一端にボールを形成したボールスタッドと、前記ボールスタッドのボールを開口内に受け入れたソケットとで構成されるワークに、前記ソケットの開口部を覆うためのブーツを組み付けるための方法であって、
前記ブーツが合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部と、前記胴部の一端に形成され、ソケットの外周と嵌合する大径開口端部と、前記胴部の他端側に位置し、ボールスタッドのスタッドと嵌合する小径開口端部と、前記胴部と前記小径開口端部を連結する肩部とを有し、
放射状に配列した複数の爪でブーツの胴部を半径方向外側から押すことにより、ソケットの外周と嵌合するブーツの大径開口端部を非円形に変形させた状態で、ブーツの肩部を軸方向に押して大径開口端部をソケットの外周に嵌め込み、
前記ブーツの胴部に対する局部的な押圧を、ソケットへのブーツ嵌め込みの開始直前に解除することを特徴とするボールジョイントのブーツ組付け方法。 - スタッドの一端にボールを形成したボールスタッドと、前記ボールスタッドのボールを開口内に受け入れたソケットとで構成されるワークに、前記ソケットの開口部を覆うためのブーツを組み付けるための方法であって、
前記ブーツが合成ゴムから成形され、略円筒形状の胴部と、前記胴部の一端に形成され、ソケットの外周と嵌合する大径開口端部と、前記胴部の他端側に位置し、ボールスタッドのスタッドと嵌合する小径開口端部と、前記胴部と前記小径開口端部を連結する肩部とを有し、
放射状に配列した複数の爪でブーツの胴部を半径方向外側から押すことにより、ソケットの外周と嵌合するブーツの大径開口端部を非円形に変形させた状態で、ブーツの肩部を軸方向に押して大径開口端部をソケットの外周に嵌め込むことからなるボールジョイントのブーツ組付け方法を実施するための装置であって、下記を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置。
イ．前記ボールジョイントと同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸。
ロ． 前記ブーツ押込み軸を軸方向に移動させるための第一の駆動装置。
ハ． 前記ブーツ押込み軸の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ。
ニ． 一端に前記ブーツ押込み軸の軸心側を向いた突起を有し、他端に傾斜長孔を有する爪。
ホ． 前記ブーツ押込み軸の先端付近で、前記ブーツ押込み軸の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪を支持する第一のピン。
ヘ．前記スライダに担持され、前記爪の傾斜長孔と係合した第二のピン。
ト．前記ブーツ押込み軸と前記スライダとの間に介在して前記スライダを先端側に押圧する負荷部材。
チ．前記スライダの移動経路上に位置し、前記スライダと係合することにより前記スライダを前記負荷部材に抗して移動させるためのストッパ。 - 請求項１の方法を実施するための装置であって、下記を包含するボールジョイントのブーツ組付け装置。
イ．前記ボールジョイントと同軸状に配置され、軸方向移動可能なブーツ押込み軸。
ロ． 前記ブーツ押込み軸を軸方向に移動させるための第一の駆動装置。
ハ． 前記ブーツ押込み軸の外周に軸方向に相対移動可能に配置されたスライダ。
ニ． 一端に前記ブーツ押込み軸の軸心側を向いた突起を有し、他端に傾斜長孔を有する爪。
ホ． 前記ブーツ押込み軸の先端付近で、前記ブーツ押込み軸の軸線を含む平面内で揺動自在に、前記爪を支持する第一のピン。
ヘ．前記スライダに担持され、前記爪の傾斜長孔と係合した第二のピン。
ト．前記ブーツ押込み軸と前記スライダとの間に介在して前記スライダを先端側に押圧する負荷部材。
チ．前記スライダの移動経路上に位置し、前記スライダと係合することにより前記スライダを前記負荷部材に抗して移動させるためのストッパ。 - 前記ストッパを前記ブーツ押込み軸の軸線方向に移動させるための第二の駆動装置を有することを特徴とする請求項２または３のボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記爪の解放タイミングを規制する制御装置を備えることを特徴とする請求項４のボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸と連動するドグと、前記ドグを検出するためのセンサとを有し、前記センサが前記ドグを検出したとき前記第二の駆動装置に作動指令信号を送ることを特徴とする請求項５のボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記爪の縮径動作の速度を規制する制御装置を設けたことを特徴とする請求項２、３または４のボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記制御装置が、前記ブーツ押込み軸と連動するドグと、前記ドグを検出するためのセンサとを有し、前記センサが前記ドグを検出したとき前記第一の駆動装置に減速指令信号を送ることを特徴とする請求項７のボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記ストッパがアームに担持されたカムフォロアで構成され、前記第二の駆動装置が、ベースプレートに固定された流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダのピストンロッドと前記アームとを含むリンク機構とで構成されていることを特徴とする請求項４ないし８のいずれかのボールジョイントのブーツ組付け装置。
- 前記ブーツ押込み軸が内軸と外管とで構成され、前記内軸の先端面と前記外管の内周壁面とで、前記ブーツの小径開口端部を収容するための空所が画成されていることを特徴とする請求項２ないし９のいずれかのボールジョイントの組付け装置。
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