JP5719670B2 - 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１６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たきた。
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１７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、
前記大径バンドは、少なくとも３個の係止穴を有し爪が前記係止穴の何れかに掛かることで、径が仮取付け前の径と、仮取付け後の径と、本取付け後の径とにすることができる径変更が可能なバンドであり、
仮取付け前の径である前記大径バンド、及び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、
前記ブーツの中心から放射状に延び、前記大径バンドを径外方から押して仮取付け後の径まで縮径する複数個の第１・第２押し片と、
これらの第１・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からなり、
前記ブーツ抑え部材により下向きに抑えられている前記ブーツは、その大径部が前記第１・第２押し片で大幅に縮径され、次に、前記ブーツ受け片及び前記第１・第２押し片を高速で後退させて前記大径バンドの内周側に落下され、この落下中に前記大径部が元の径に戻ることにより、前記バンド収納溝に大径バンドを仮取付けすることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、径が仮取付け前の径の大径バンドにブーツの大径部を入れる。このときは、大径バンドの径が十分に大きいため、大径部を入れることに支障はない。次に、大径バンドを径外方から第１押し片で押す。すると、大径バンドは縮径され、大径部のバンド収納溝に嵌る。
結果、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、自動化が可能となる。その結果、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。 大径バンドの構成図である。 大径バンドの作用図である。 別の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。 図４に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程の開始時での作用図である。 図４に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程中での作用図である。 図４に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程の完了時での作用図である。 図２に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程の開始時での作用図である。 図２に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程の完了時での作用図である。 図２に示す大径バンドを対象とするバンド仮取付け工程中の作用図である。 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。

大径バンド仮取付け装置６０の構造を説明する前に、この大径バンド仮取付け装置６０で扱う大径バンドの形状を説明する。
図２は大径バンドの正面図であり、大径バンド９０は、３個の爪９１、９２、９３を有している。
さらに、大径バンド９０は、図３（ａ）に示すように、３個の係止穴９５、９６、９７を有している。

（ａ）は、仮取付け前の大径バンド９０の形態を示し、爪９３が係止穴９５に掛かっており、内径はＤ１である。この大径バンド９０を径外方から白抜き矢印のように押すと、係止穴９５が爪９３から外れて隣の爪９２に向かう。

結果、（ｂ）に示すように、係止穴９５が爪９２に掛かり、係止穴９６が爪９３に掛かり、内径はＤ１より小さなＤ２になる。この形態が仮取付け後（本取付け前）の形態である。

さらに大径バンド９０を径外方から押すと、（ｃ）に示すように、係止穴９５が爪９１に掛かり、係止穴９６が爪９２に掛かり、係止穴９７が爪９３に掛かり、内径はＤ２より小さなＤ３になる。この形態が本取付け後の形態である。

なお、この例では、３個の係止穴９５、９６、９７に対して３個の爪９１、９２、９３を設けた。
仮取付け前は１個の係止穴に１個の爪が掛かるが、仮取付け後（本取付け前）には、２個の係止穴に２個の爪が掛かるため、締結力が増す。さらに、本取付け後には、３個の係止穴に３個の爪が掛かるため、締結力が更に増す。

ただし、径を変更することを重視した場合には、３個の係止穴に対して１個の爪を設ければよい。また、係止穴を４個又は５個設けることは差し支えない。
そこで、大径バンド９０は、少なくとも３個の係止穴を有し爪が係止穴の何れかに掛かることで、径が仮取付け前の径と、仮取付け後の径と、本取付け後の径とにすることができる径変更が可能なバンドでれば、爪の数は任意とする。

また、大径バンド仮取付け装置６０は、大径バンド９０と形状が異なる大径バンドを扱うこともできる。
図４（ａ）に示すように、形状が異なる大径バンド６１は、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。

すんわち、（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。

大径バンド６１は、仮取付工程の前から仮取付工程完了まで、（ａ）のままであるため、ブーツの大径部に仮取付けすることに困難さがある。
一方、図２に示す大径バンド９０は、図３（ａ）が仮取付工程の前、（ｂ）が仮取付工程完了姿であるため、ブーツの大径部に仮取付けすることに困難さが無い。

そこで、大径バンド仮取付け装置６０は、仮取付けが難しい大径バンド６１を念頭に構造を検討した。
図５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６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７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６、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８に示すように、ブーツ受け片６６は、第２押し片移動機構（図６、符号７８）と同様のブーツ受け片移動機構（図６、符号７９）で一斉に中心に向かって進む。
図９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６、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４で説明した大径バンド６１を作業対象とする作用を、図１０〜図１２で説明する。
図３で説明した大径バンド９０を作業対象とする作用を、図１３〜図１５で説明する。

図１０（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１１（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１２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。

次に、図３で説明した大径バンド９０を作業対象とする作用を図１３〜図１５に基づいて説明する。
図１３（ａ）に示すように、ブーツ受け片６６に大径バンド９０及びブーツ４６を載せる。この時点では大径バンド９０は、（ｂ）に示すように内径はＤ１である。このＤ１は図３（ａ）のＤ１と同じである。このような大径バンド９０を６個の第１押し片７１が囲む。次に、（ａ）に示すようにブーツ抑え部材８２でブーツ４６を上から抑える。

次に、図１４（ａ）に示す第１押し片７１、７１を中心に向かって前進させる。
詳しくは、図１５（ａ）に示すように、第１押し片７１で大径バンド９０を、径が縮むように押す。好ましくは、バンド収納溝４８ａの下縁４８ｂを先尖りデーパにしておく。
（ｂ）に示すように、押された大径バンド９０は下縁４８ｂを介して円滑にバンド収納溝４８ａに収まる。

図１４（ｂ）のように６個の第１押し片６６で、大径バンド９０は内径がＤ２になるように縮径される。このＤ２は図３（ｂ）のＤ２と同じである。
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。

以上の作用から明らかなように、大径バンド９０を前提とする大径バンド仮組付け装置は、次の要素が必須となる。
すなわち、大径バンド仮取付け装置は、仮取付け前の径である大径バンド９０、及びブーツ４６の中心から放射状に延びて小径部４７が上になるようにしたブーツ４６を支える複数個のブーツ受け片６６と、ブーツ４６の中心から放射状に延び、大径バンド９０を径外方から押して仮取付け後の径まで縮径する複数個の第１押し片７１と、これらの第１押し片７１で押される際にブーツ４６が浮き上がることを防止するためにブーツ４６を下向きに抑えるブーツ抑え部材８２とからなる。

このような大径バンド仮組付け装置に、大径バンド支持部材６７、バンド位置決め部材６８、第２押し片７２、第２押し片移動機構７８、ブーツ受け片移動機構７９を加えてなる大径バンド仮組付け装置（図５、符号６０）であれば、大径バンド９０と大径バンド４６の２種類の大径バンドを仮取付けすることができ、装置の用途が倍増し、装置を２基設ける場合に比較して、装置の設置コスト及び設置床面積を低減することできる。

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、６６…ブーツ受け片、７１…第１押し片、７２…第２押し片、８２…ブーツ抑え部材、９０…大径バンド、９１〜９３…爪、９５〜９７…係止穴。

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、
   前記大径バンドは、少なくとも３個の係止穴を有し爪が前記係止穴の何れかに掛かることで、径が仮取付け前の径と、仮取付け後の径と、本取付け後の径とにすることができる径変更が可能なバンドであり、
   仮取付け前の径である前記大径バンド、及び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、
   前記ブーツの中心から放射状に延び、前記大径バンドを径外方から押して仮取付け後の径まで縮径する複数個の第１・第２押し片と、
   これらの第１・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からなり、
   前記ブーツ抑え部材により下向きに抑えられている前記ブーツは、その大径部が前記第１・第２押し片で大幅に縮径され、次に、前記ブーツ受け片及び前記第１・第２押し片を高速で後退させて前記大径バンドの内周側に落下され、この落下中に前記大径部が元の径に戻ることにより、前記バンド収納溝に大径バンドを仮取付けすることを特徴とする大径バンド仮取付け装置。

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