JP5560228B2 - 大径バンド仮取付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、自在軸継手用ブーツの大径部に、大径バンドを仮取付けする大径バンド仮取付け装置に関する。

図１８は自在軸継手の断面図であり、軸１０１の端部にジョイント部１０２を介してカップ部１０３が取付けられ、このカップ部１０３から軸部１０４が延ばされたものを自在軸継手１００と呼ぶ。軸１０１に対して軸部１０４を傾斜させることができるため、車両のドライブ軸に好んで使用される。自在軸継手のうち、軸１０１の回転速度と軸部１０４の回転速度が完全同一であるものを等速ジョイントと呼ぶ。すなわち、自在軸継手は等速ジョイント等の総称である。

ジョイント部１０２に異物が入らぬように、軸１０１とカップ部１０３とに、ブーツ１０５が渡される。ブーツ１０５は、小径部１０６と、この小径部１０６より大径の大径部１０７と、大径部１０７と小径部１０６とを結ぶ円錐部１０８とからなる。円錐部１０８は、可撓性を付与するために蛇腹（じゃばら）構造を呈する。

ブーツ１０５が軸１０１やカップ部１０３から外れないようにする必要がある。そこで、小径部１０６を小径バンド１１１で縮径して軸部１０１に強く結束し、大径部１０７を大径バンド１１２で縮径してカップ部１０３に強く結束する構造が採用される。
なお、大径部１０７にはベルト収納溝１１３が設けられているため、大径バンド１１２は取付け難い。

従来から実施されてきた、大径バンド１１２の取付け手順は次の通りである。
ブーツ１０５単体にて、大径部１０７に大径バンド１１２を軽く嵌める（仮取付け工程）。この仮取付け工程は人手で行われてきた。
次に、大径部１０７をカップ部１０３に取付け、大径バンド１１２を強くかしめる（本取付け工程）。この本取付け工程はツールを用いた人手、又は機械で行なわれてきた。

人手作業は生産性向上の点から機械化が望まれる。そこで、仮取付け工程や本取付け工程を自動化することができる技術が開発され実用に供されるようになってきた（例えば、特許文献１（図８）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１９は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）において、小径部１０６又は大径部１０７に、ロボットハンドなどによりブーツバンド１１３を嵌める。このブーツバンド１１３は内径が、対象物の外径より十分に大きいため、簡単に嵌る。

（ｂ）が仮取付け工程終了姿であり、小径部１０６又は大径部１０７とブーツバンド１１３との間に、大きな隙間１１４、１１４が存在する。そして、折り曲げ片１１５が外方へ延びている。
（ｃ）において、折り曲げ片１１５をロボットハンド等で引っ張り、約１８０°折り曲げる（本取付け工程）。結果、ブーツバンド１１３が縮径され、軸１０１又はカップ部１０３に強く結束される。

折り曲げ片１１５を設けたので、（ｂ）での大きな隙間１１４、１１４をゼロにすることができる。
しかし、回転体に折り曲げ片１１５が残ることは好ましくない。本取付け工程後に、折り曲げ片１１５を除去するには、折り曲げ片切除工程が必要となり、工程数が増す。

一方、内径が、小径部１０６又は大径部１０７の外径とほぼ同じであるブーツバンドが注目される。縮径代が少なくて済むから折り曲げ片を設ける必要がなく、本取付工程が簡単になる、などの理由による。

ただし、このようなブーツバンドでは、小径部１０６又は大径部１０７の外径との間に隙間が殆どないため、仮取付け工程を人手で行わざるを得ない。
しかし、生産性向上が求められる中、タイトなブーツバンドであっても仮取付け工程を自動化することが望まれる。

特許第３１７５６０５号公報

本発明は、タイトな大径バンドであっても仮取付けが自動化できる仮取付装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、小径部と、この小径部より大径で且つバンド収納溝を備える大径部と、この大径部と前記小径部を繋ぐ円錐部とからなる自在軸継手用ブーツを作業対象物とし、前記大径部の前記バンド収納溝に、大径バンドを仮取付けする大径バンド仮取付け装置であって、
前記ブーツの中心から放射状に延びて前記小径部が上になるようにした前記ブーツを支える複数個のブーツ受け片と、
これらのブーツ受け片を前記ブーツの中心から離れる方向へスライドさせて前記ブーツ受け片から前記ブーツを落下させるブーツ受け片移動機構と、
前記ブーツ受け片の下に配置され前記大径バンドを支える大径バンド支持部材と、
前記ブーツの中心から放射状に延びて前記ブーツ受け片に載せられる前記ブーツの大径部を前記ブーツの中心に向かって所定量押す複数個の第１押し片と、
これらの隣り合う第１押し片間に配置され前記ブーツ受け片に載せられる前記ブーツの大径部を前記ブーツの中心に向かって前記所定量より大きな一定量で押す複数個の第２押し片と、
これらの第２押し片で押される際に前記ブーツが浮き上がることを防止するために前記ブーツを下向きに抑えるブーツ抑え部材と、
前記ブーツ受け片に載っている前記ブーツを前記ブーツ抑え部材で抑えながら前記大径部を前記第１押し片及び第２押し片で押し、次に前記ブーツ受け片を前記大径部から外す制御を行う制御部とからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、複数個の第２押し片で大径部を中心に向かって押し出し、複数個の第１押し片で大径部を中心に向かって第２押し片より少ない距離だけ押し出す。結果、大径部は桜花形状となって大幅に縮径される。
この状態で下方に待機する大径バンドへ落とす。落下中に大径部が元の円形に戻ろうとするが、戻る前に大径バンドに到達するため、大径部のバンド収納溝に大径バンドが嵌合できる。
従来は人手に委ねていた大径バンド仮取付け工程を、本発明により、自動化が可能となった。結果、生産性を大幅に向上させることができる。

本発明の大径バンド仮取付け装置を含む小径・大径バンド仮取付け設備の原理図である。 小径バンド仮取付け装置の要部拡大図である。 図２の３矢視図である。 ブーツ位置決め部材及び小径部支持部材の拡大図である。 小径バンドの構成図である。 小径バンドの搬入を説明する図である。 小径バンドの嵌合を説明する図である。 ブーツの搬出を説明する図である。 大径バンドの構成図である。 本発明の大径バンド仮取付け装置の要部平面図である。 第２押し片を抜粋した図である。 第１押し片を抜粋した図である。 ブーツ受け片を抜粋した図である。 バンド位置決め部材を抜粋した図である。 大径バンド仮取付け工程の開始時での作用図である。 大径バンド仮取付け工程中での作用図である。 大径バンド仮取付け工程の完了時での作用図である。 自在軸継手の断面図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
先ず、本発明の小径バンド仮取付け装置を含む小径・大径バンド仮取付け設備を説明する。
図１に示すように、小径・大径バンド仮取付け設備１０は、水平に敷設される基台１１と、この基台１１に立てられる小径バンド仮置き台１２と、この小径バンド仮置き台１２に隣接して設けられる本発明の小径バンド仮取付け装置２０と、この小径バンド仮取付け装置２０に隣接して設けられる大径バンド仮取付け装置６０と、基台１１に立てられる支柱１３、１３で支持され水平に延びるレール１４と、このレール１４に沿って小径バンド仮置き台１２から小径バンド仮取付け装置２０を経由して大径バンド仮取付け装置６０まで水平に移動するスライダ１５と、このスライダ１５に昇降自在に取付けられ上下及び水平に移動する移動部材１６と、この移動部材１６を昇降するために移動部材１６とスライダ１５とに掛け渡した昇降シリンダ１７と、構成要素を一括して制御する制御部１８とからなる。

本発明は、大径バンド仮取付け装置６０に係るが便宜上、小径バンド仮取付け装置２０を先に説明する。大径バンド仮取付け装置６０の詳細は、図９以降で説明する。

小径バンド仮取付け装置２０の構造を、図２〜図４に基づいて説明する。
図２に示すように、小径バンド仮取付け装置２０は、移動部材１６の下部から水平に張り出されるバンド押し下げ部材２１と、このバンド押し下げ部材２１上方位置にて移動部材１６に昇降可能に取付けら昇降部材２２と、この昇降部材２２を昇降するために昇降部材２２と移動部材１６とに渡されるサブ昇降シリンダ（図１、符号２３）と、昇降部材２２に水平ピン２４で揺動自在に止められ下方へ延びるバンド把持片２５と、このバンド把持片２５をバンドの拡径側へ揺動させるために昇降部材２２の中心に下向きに配置した第１ドライバー２６と、この第１ドライバー２６を昇降させる第１シリンダ２７と、バンド把持片２５をバンドの縮径側へ揺動させるために昇降部材２２とバンド把持片２５に渡した第１圧縮ばね２８と、昇降部材２２に水平ピン２９で揺動自在に止められ下方へ延びるブーツ把持片３１と、このブーツ把持片３１をブーツの拡径側へ揺動させるために昇降部材２２の中心に下向きに配置した第２ドライバー３２と、この第２ドライバー３２を昇降させる第２シリンダ３３と、ブーツ把持片３１をブーツの縮径側へ揺動させるために昇降部材２２とブーツ把持片３１に渡した第２圧縮ばね３４とを備える。

この例では、第１ドライバー２６と第１シリンダ２７とでバンド把持片揺動機構３５を構成した。第１ドライバー２６を下げると先端の先尖り部３６が、バンド把持片２５側の突起部３７を押すため、バンド把持片２５は図面時計方向に揺動する。第１ドライバー２６を上げると、第１圧縮ばね２８の付勢作用により、バンド把持片２５は図面反時計方向に揺動する。

同様に、第２ドライバー３２と第２シリンダ３３とでブーツ把持片揺動機構３８を構成した。第２ドライバー３２を下げると先端のテーパー部３９が、ブーツ把持片３１側のローラー４１を押すため、ブーツ把持片３１は図面反時計方向に揺動する。第２ドライバー３２を上げると、第２圧縮ばね３４の付勢作用により、ブーツ把持片３１は図面時計方向に揺動する。

バンド押し下げ部材２１には、図３に示すように、中央穴４２と、この中央穴４２から放射状に延びる長孔４３と、この長穴４３より幅広で中央穴４２から放射状に延びる長孔４４とが設けられている。狭い幅の長孔４３にバンド把持片２５が移動自在に収納され、広い幅の長孔４４にブーツ把持片３１が移動自在に収納されている。
中央穴４２の径は、小径バンドの径より小さいため、Ｖ字部４５で小径バンドを押すことができる。

小径バンド仮取付け装置（図２、符号２０）はさらに、図４（ａ）に示すように、軸（中心軸）が鉛直になるようにし且つブーツ４６の小径部４７が上になり、ブーツ４６の大径部４８が下になり、円錐部４９がハ字状になる姿勢で、ブーツ４６を支えるブーツ載せ台５１と、図４（ｂ）に示すように、ブーツ載せ台５１を貫通して鉛直方向に昇降し、小径部４７と円錐部４９との境界部５２を下から支える小径部支持部材５３と、この小径部支持部材５３を貫通して鉛直方向に昇降し、小径部４７に嵌ってブーツ４６の水平方向の位置を決めるブーツ位置決め部材５４とを備える。

図５（ａ）に示すように、小径バンド５６は、１個のコ字状の耳部５７を有する。（ｂ）に示すように、耳部５７を工具５８でΩ状に塑性変形させると、内径Ｄｂは小さくなる。

（ａ）が仮取付け工程時の小径バンド５６の形態を示し、内径Ｄａは、ブーツの小径部の外径に近似する。仮取付け工程中は、内径Ｄａは変化しない。
本取付け工程は、（ａ）で始まり（ｂ）で終了する。すなわち、本取付け工程では、内径をＤａからＤｂへ減少させることで、小径部を軸に強く締結する。Ｄｂ＝Ｄａ−２・Δｄとなる。

以上の構成からなる小径バンド仮取付け装置の作用を次に説明する。
図６（ａ）に示すように、ブーツ載せ台５１上のブーツ４６を、ブーツ位置決め部材５４で位置決めする。同時並行的にバンド把持片２５（図では１個が見えるが、１２０°ピッチで３個配置されている。）で小径バンド５６を把持しつつ、小径バンド仮置き台１２からブーツ位置決め部材５４の真上に臨ませる。そして、移動部材１６を下げる。

すると、（ｂ）に示すように、小径バンド５６が小径部４７の直上に至る。同時に、ブーツ把持片３１がブーツ位置決め部材５４を押し下げつつ小径部４７内に進入する。

図７（ａ）はブーツ把持片３１のみを示した図であり、小径部４７の内周面４７ａに、ブーツ把持片３１が当たる。また、ブーツ４６の境界部５２が小径部支持部材５３で支えられている。
（ｂ）はバンド把持片２５のみを示した図であり、小径バンド５６が小径部４７の真上にある。（ａ）、（ｂ）は同タイミングでの形態を示す。

この状態から、ブーツ把持片３１及びバンド把持片２５は静止させたままで、バンド押し下げ部材２１を下げる。すると、（ｃ）に示すように、小径部４７に小径バンド５６が嵌められる。

小径部４７は、弾性に富むゴム又は軟質樹脂で造られる。いわゆる腰が弱いため、仮に、支えることなく小径部４７にほぼ同径の小径バンド５６を嵌めようとすると、小径部４７が偏平化したり座屈（押し力で波打つこと）する。結果、小径バンド５６を小径部４７に嵌めることができない。

その点、この例では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、押し力に耐えるようにブーツ４６の境界部５２を小径部支持部材５３で支え、且つ偏平化しないように小径部４７の内周面をブーツ把持片３１で支えながら、小径バンド５６を嵌めたので、仮取付け作業が、円滑に行える。

図８に示すように、仮取付け作業（仮取付け工程）が終わったブーツ４６は、バンド把持片２５で把持しつつ、持ち上げ、水平移動して大径バンド仮取付け装置（図１、符号６０）へ移動する。
以上に説明した作用は、一括して、制御部（図１、符号１８）で実施させるため、タイトな小径バンド５６であっても仮取付けが自動化できた。

次に、大径バンド仮取付け装置６０の構造を詳しく説明する。
大径バンド仮取付け装置６０で扱う大径バンド６１は、図９（ａ）に示すように、先端６１ａから後端に向かって第１爪６１ｂ、第２爪６１ｃ、蛇腹部６１ｄ、第１穴６１ｅ、第２穴６１ｆを有する金属帯板である。仮取付け状態では、第１爪６１ｂが第１穴６１ｅに掛かっており、内径はＤａである。

本取付け工程では、締付け機により縮径され、（ｂ）に示すように、第２爪６１ｃが第２穴６１ｆに掛かる。結果、内径Ｄｂは小さくなる。

すなわち、（ａ）が仮取付け工程時の大径バンド６１の形態を示し、内径Ｄａは、ブーツの大径部の外径に近似する。仮取付け工程中は、内径Ｄａは変化しない。
本取付け工程では、（ａ）で始まり（ｂ）で終了する。すなわち、本取付け工程では、内径をＤａからＤｂへ減少させることで、大径部をカップに強く締結する工程である。Ｄｂ＝Ｄａ−２・Δｄとなる。

図１０に示すように、大径バンド仮取付け装置６０は、ベース６５と、このベース６５に移動可能に設けられ且つ中心から放射状に延びてブーツを支える複数個（この例では６個）のブーツ受け片６６と、ブーツ受け片６６の下に（図面奥に）配置され大径バンドを支える大径バンド支持部材６７と、大径バンドのセンタリングを行うバンド位置決め部材６８と、ベース６５に移動可能に設けられ且つ中心から放射状に延びてブーツの大径部を中心に向かって所定量押す複数個（この例では６個）の第１押し片７１と、これらの隣り合う第１押し片７１、７１間に配置されブーツの大径部を中心に向かって所定量より大きな一定量で押す複数個（この例では６個）の第２押し片７２とを備える。

複数の要素が密集して配置されていて分かりにくいため、構成要素を抜き描きして個別に説明する。

図１１に示すように、第２押し片７２は、ガイド７３、７３で移動が放射方向に案内される。６個の第２押し片７２は、１個の駆動板７４で駆動される。駆動板７４には６個の渦溝７５が設けられ、渦溝７５の各々に第２押し片７２から延ばしたピン７６が挿入される。駆動板７４をシリンダ７７で図面時計回りに回すと、ピン７６が渦溝７５で案内され、結果、第２押し片７２は一斉に中心に向かって進む。

したがって、渦溝７５を備える駆動板７４と、この駆動板７４を駆動するシリンダ７７とが、第２押し片移動機構７８となる。後述するブーツ受け片移動機構は、この第２押し片移動機構７８と同一構造であるためブーツ受け片移動機構に符号７９を付して構造説明は省略する。

図１２に示すように、第１押し片７１は、ガイド８１、８１で移動が放射方向に案内される。
第１押し片７１は、第２押し片移動機構（図１１、符号７８）と同様の第１押し片移動機構で一斉に中心に向かって進む。

図１３に示すように、ブーツ受け片６６は、第２押し片移動機構（図１１、符号７８）と同様のブーツ受け片移動機構（図１１、符号７９）で一斉に中心に向かって進む。
図１４に示すように、３個のバンド位置決め部材６８は、第２押し片移動機構（図１１、符号７８）と同様のバンド位置決め部材移動機構で一斉に中心又は反中心側に向かって進む。

以上の構成からなる大径バンド仮取付け装置の作用を次に説明する。
図１５（ａ）に示すように、下位の大径バンド支持部材６７に載せられている大径バンド６１を、バンド位置決め部材６８（図では１個であるが、１２０°ピッチで３個配置されている。）でセンターリングする。

また、ブーツ受け片６６に、小径部４７が上になるようにしたブーツ４６を載せる。大径部４８にはバンド収納溝４８ａが設けられている。
（ｂ）に示すように、大径部４８は６個のブーツ受け片６６で支持されつつ、６個の第１押し片７１及び６個の第２押し片７２で囲まれる。

次に、図１６（ａ）に示すように、ブーツ抑え部材８２を小径部４７の上面に当て、ブーツ４６を上から抑える。
次に、（ｂ）に示すように、第１押し片７１と第２押し片７２とを前進させる。前進量は第２押し片７２の方が大きい。結果、花びらが６枚の桜花形状に変形される。この変形により、破線で示した元の大径部４８より大幅に縮径される。

この状態から、ブーツ受け片６６、第１押し片７１及び第２押し片７２を高速で後退させる。すると、ブーツは図面奥へ落下する。
すると、図１７に示すように、大径部４８のバンド収納溝４８ａに大径バンド６１が嵌る。すなわち、落下中に大径部が元の円形に戻ろうとするが、戻る前に大径バンド６１に到達するため、大径部のバンド収納溝４８ａに大径バンド６１が嵌合できる。
以上に説明した作用は、一括して、制御部（図１、符号１８）で実施させるため、タイトな大径バンド６１であっても仮取付けが自動化できた。

加えて、図１に示すように、本発明ではブーツ４６の姿勢を変えないで小径リング及び大径リングを仮取付けする。
仮に、大径リングを仮取付けるために、大径部を上にすると、途中でブーツ４６を上下反転する必要があり、そのための反転機構が必要となる。
この点、本発明では小径部を上にしたままで、小径リング及び大径リングを仮取付けすることができるため、反転機構が不要となり、小径・大径バンド仮取付け設備１０のコンパクト化が図れる。

尚、本発明は、車両用の自在軸継手に付属するブーツに好適であるが、一般機械用の自在軸継手に付属するブーツに適用することは差し支えない。

本発明は、車両用の自在軸継手に付属するブーツに好適である。

１０…小径・大径バンド仮取付け設備、１８…制御部、４６…ブーツ、４７…小径部、４８…大径部、４８ａ…バンド収納溝、６０…大径バンド仮取付け装置、６１…大径バンド、６６…ブーツ受け片、６７…大径バンド支持部材、７１…第１押し片、７２…第２押し片、７９…ブーツ受け片移動機構、８２…ブーツ抑え部材。

Claims (1)

1. 小径部と、この小径部より大径で且つバンド収納溝を備える大径部と、この大径部と前記小径部を繋ぐ円錐部とからなる自在軸継手用ブーツを作業対象物とし、前記大径部の前記バンド収納溝に、大径バンドを仮取付けする大径バンド仮取付け装置であって、
   前記ブーツの中心から放射状に延びて前記小径部が上になるようにした前記ブーツを支える複数個のブーツ受け片と、
   これらのブーツ受け片を前記ブーツの中心から離れる方向へスライドさせて前記ブーツ受け片から前記ブーツを落下させるブーツ受け片移動機構と、
   前記ブーツ受け片の下に配置され前記大径バンドを支える大径バンド支持部材と、
   前記ブーツの中心から放射状に延びて前記ブーツ受け片に載せられる前記ブーツの大径部を前記ブーツの中心に向かって所定量押す複数個の第１押し片と、
   これらの隣り合う第１押し片間に配置され前記ブーツ受け片に載せられる前記ブーツの大径部を前記ブーツの中心に向かって前記所定量より大きな一定量で押す複数個の第２押し片と、
   これらの第２押し片で押される際に前記ブーツが浮き上がることを防止するために前記ブーツを下向きに抑えるブーツ抑え部材と、
   前記ブーツ受け片に載っている前記ブーツを前記ブーツ抑え部材で抑えながら前記大径部を前記第１押し片及び第２押し片で押し、次に前記ブーツ受け片を前記大径部から外す制御を行う制御部とからなることを特徴とする大径バンド仮取付け装置。

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