JPH03202239A - ツェッパジョイントのケージアセンブリと外輪の組付方法および組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ツェッパジョイントの自動組立機においてケ
ージアセンブリを外輪に組付ける際に適用される組付方
法と組付装置に関する。

（従来の技術） 自動車の駆動力伝達系の等速継手部に、第２５図および
第２６図に示されるようなツェッパジョイント１が使わ
れている。ツエツバジョイント１は、軸部２と椀状部３
を有する外輪４と、外輪４の内側に揺動自在に収容され
るケージ５と、ケージ５の内側に揺動自在に収容される
内輪６と、６個のボール７を備えて構成されている。ボ
ール７は、外輪４に設けられたボール溝８と、ケージ５
に設けられた開口窓９と、内輪６に設けられたポル溝１
０に嵌合させられる。内輪６の中心部には内歯状のセン
タ孔１１が設けられている。外輪４の内周部には周方向
６箇所に等間隔で凸条１２が突設されており、互いに隣
り合う凸条１２１２間に上記ボール溝８が形成されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような外輪４．ケージら、内輪６等からなるツェ
ッパジョイント１を組立てるには、ある種の「二つ」が
必要であるため、機械による自動組立は困難であると考
えられていた。例えば、ケージ５を外輪４に組込む場合
、外輪４に対しケシ５を特定の方向から特定の姿勢で挿
入しないと、ケージ５が外輪４の一部に引っ掛かってし
まってうまく入らない。手作業による組付けの場合には
試行錯誤的にケージ５を動かしていればケージ５を外輪
４に入れることができるが、この組付作業を機械によっ
て自動化させることは意外に難しく、ケージ５をいかな
る挙動を伴って挿入すればよいのかを研究することによ
り、外輪４に対するケージ５の円滑かつ確実な挿入方法
を確立する必要があった。

また、外輪４とケージ５は互いに微妙な寸法関係にある
ため、機械によってケージ５を外輪４に挿入する場合、
外輪４に対するケージ５の位置、特に周方向の位置を正
確に規制しておかないと、外輪４にケージ５を挿入する
ことができない。しかし従来はこのような要望に答える
ことのできる適当な装置が無く、その開発が望まれてい
た。

従って本発明の目的は、ツェッパジョイントの自動組立
機において、ケージと内輪を含むケージアセンブリを外
輪の内部に円滑かつ確実に挿入できるようなケージアセ
ンブリの組付方法と組付装置を提供することにある。

［発明の構成］ （３題を解決するための手段） 上記目的を果たすために開発された本発明装置は、内輪
のセンタ孔に挿入可能なチャックを備えたヘッドユニッ
トと、上記チャックによって保持されたケージアセンブ
リのボールを押えることによってヘッドユニットに対す
るケージアセンブリの位置決めをなすボール押え機構と
、上記チャックによって保持されたケージアセンブリの
ケージを外輪に対し立てた姿勢でかつ上記ボールを上に
向けかつケージの開口窓が外輪内面の凸条を通るように
して外輪の内部にケージアセンブリを落し込むケージ挿
入手段と、上記ボールを外輪のボール溝に対応させる位
置まで外輪をケージアセンブリに対し相対的に回転させ
る回転機構と、上記ヘッドユニットに保持されたケージ
アセンブリを上記ボールが外輪のボール溝に嵌合する方
向に倒すヘッド回動手段とを具備している。

（作用） 本発明によるケージアセンブリの組付方法は、ケージ挿
入工程と、予備倒し工程と、ボール溝合わせ工程と、ケ
ージ倒し工程とを含んでいる。

ケージ挿入工程においては、ケージアセンブリのケージ
を外輪に対し立てた姿勢でかつボールを上に向けかつケ
ージの開口窓が外輪内面の凸条を通るようにして、外輪
の内部にケージアセンブリが落し込まれる。予備倒し工
程においては、外輪内に挿入された上記ケージアセンブ
リが外輪に対して斜めに傾けられる。ボール溝合わせ工
程においては、上記ボールの位置が外輪のボール溝に対
応するように、外輪が相対的に回転させられる。

ケージ倒し工程において、ケージアセンブリが外輪内で
倒されることにより、上記ボールが外輪のボール溝に嵌
合させられる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

まず、第１図ないし第９図を参照しながら、ケージアセ
ンブリ１３と外輪４の組付方法について説明する。

第１図に示されるように、ケージアセンブリ１３は、開
口窓９を有するケージ５と、このケージ５に組込まれた
内輪６と、１個のボール７とからなっている。ボール７
はケージ５の開口窓９と内輪６のボール溝１０の双方に
嵌合しているため、このボール７によってケージ５と内
輪６の周方向相対位置が規制されている。

第２図に示されるように、外輪４に対してケージアセン
ブリ１３を立てた姿勢、すなわち外輪４の軸線Ｏ−Ｏに
対しケージ５の軸線ｏ’−ｏ’を直交させかつボール７
を上に向けた姿勢にするとともに、第３図に示されるよ
うに一対の開口窓９．９が水平線上に並ぶようにして、
外輪４の上方からケージアセンブリ１３を外輪４の内部
に落し込む。しかもこの時、第４図に示されるように開
口窓９，９が外輪４の凸条１２，１２を通るような位置
関係にしてケージアセンブリ１３を外輪４に落し込む。

第２図に示されるように、開口窓９の開口寸法Ｈは凸条
１２の最大幅Ｗよりも若干大きいため、上記位置関係を
保ってケージアセンブリ１３を落し込むことにより、ケ
ージ５が外輪４に引っ掛かる゛ことなく、第５図に示さ
れる位置までケージアセンブリ１３を円滑に挿入するこ
とができる。この明細書では以上の一連の工程をケージ
挿入工程と呼ぶ。

ケージ挿入工程終了後、ボール７を外輪４のボール溝８
に嵌合させる方向にケージアセンブリ１３を倒す訳であ
るが、第４図中の矢印Ａ方向にそのままケージ５を倒す
とボール７が外輪４の端面４ａに当たってしまう。従っ
てケージアセンブリ１３に対して外輪４を矢印Ｂ方向に
θ１−３０°だけ回転させる必要がある。

ところが前述したケージ挿入工程修了後のケージアセン
ブリ１３は、第５図に示されるように、開口窓９の内側
に凸条１２が位置しているため、このままの状態で外輪
４を上記Ｂ方向に回転させると、凸条１２の縁１２ａが
開口窓９の縁９ａに引っ掛かり易く、外輪４を回転させ
ることができなくなることがある。

そこで、外輪４を上記Ｂ方向に回転させる前に、第６図
に示されるように、ケージアセンブリ１３を外輪４に対
して矢印Ｃ方向に角度θ２だけ傾ける。この傾斜角度θ
２は、ボール７が外輪４の端面４ａに当たらないような
角度（４５６以内）であればよい。図示例ではθ２−３
０＠程度としている。以上の一連の工程が予備倒し工程
である。

予備倒し工程終了後に、ケージアセンブリ１３を停止さ
せた状態で外輪４を前記矢印Ｂ方向に３０″相対回転さ
せることにより、第７図に示されるようにボール７とボ
ール溝８の位置を対応させる。以上がボール溝合わせ工
程である。

次に、ケージアセンブリ１３が水平となるように矢印り
方向に６０″程度倒すことによって、第８図に示される
ようにボール７がボール溝８に嵌合するとともに、ケー
ジアセンブリ１３が外輪４の所定位置に収まる。以上の
工程がケージ倒し工程である。

上記ケージ倒し工程が終了したのち、外輪４を前記Ｂ方
向とは逆向き（第４図中の矢印Ｅ方向）に３０″回転さ
せることによって、第９図に示されるように外輪４が元
の基準位置に戻る。

上述した一連の工程は、第１０図ないし第２４図に示さ
れた本発明の一実施例装置２０によって遂行することが
できる。以下この装置２０について説明する。

第１０図に示されるように、外輪４は外輪ホルダ２１に
よって端面４ａを上に向けた姿勢で保持されている。外
輪４は図示しない位置決め機構によって、一対の凸条１
２，１２が第１０図において紙面と直交する方向に位置
するように、予め周方向の位置決めがなされている。外
輪ホルダ２１は、第１５図に一例を示した回転機構２２
によって垂直軸回りに３０’の角度範囲で往復回動させ
られるように構成されている。

一方、ケージアセンブリ１３はケージホルダ２５によっ
て、ケージ５の端面５ａを上に向けた姿勢で保持される
。第１４図に示されるように、ケージホルダ２５の周方
向の一部にボール挿通部２６が設けられている。ボール
挿通部２６は、ケージホルダ２５の前後方向の軸線ｘ−
ｘに対してα−３０°だけ斜め方向を向いている。ケー
ジアセンブリ１３に保持されている１個のボール７は、
図示しないボール打込み機構によって予めケージ５の開
口窓つと内輪６のボール溝１０とにわたって挿入されて
いる。従ってこのボール７は、ボール挿通部２６のとこ
ろに位置している。各ホルダ２１．２５は、水平面内で
間欠的に回転する夕〜ンテーブル２７に取付けられてい
る。

ターンテーブル２７の側方に固定ベース３０が設けられ
ている。固定ベース３０に左右一対の水平方向に延びる
ガイドレール３１．３２が設けられている。ガイドレー
ル３１．３２上に、スライドベース３３を備えたスライ
ドユニット３４が水平方向に往復移動自在に乗っている
。スライドユニット３４は、エアシリンダ等の流体式直
動形アクチュエータ３５によって、ガイドレール３１゜
３２に沿って前進および後退させられるようになってい
る。スライドベース３３の後退側ストロークエンドと前
進側ストロークエンドは、それぞれストシバ３６（後退
側のみ図示）によって規制される。３７．３８は衝撃吸
収用のショックキラーである。

スライドベース３３の上に基体４１が立設されている。

基体４１の前面側に、左右一対の垂直方向のガイド部材
４２．４３が設けられている。ガイド部材４２．４３に
沿って、昇降ユニット４５が昇降自在に設けられている
。昇降ユニット４５は、エアシリンダ等の流体式直動形
アクチュエタ４６によって、所定のストロークで昇降駆
動される。昇降ユニット４５の下限側ストロークエンド
は、ストッパ４７によって規制される。昇降用アクチュ
エータ４６は、ケージ挿入工程においてケージアセンブ
リ１３を外輪４に挿入するためのケージ挿入手段として
使われる。

昇降ユニット４５は水平方向に延びるベース構体５０を
有しており、このベース構体５０の下面側に、下方に延
びる左右一対の脚部材５１．５２が設けられている。第
１１図に示されるように、脚部材５１．５２に水平方向
の軸受５３，５４が設けられており、この軸受５３，５
４によってヘッドユニット５５が水平軸回りに回動可能
に支持されている。

ヘッドユニット５５は、軸受５３，５４によって回転自
在に支持された左右一対の軸５８．５９と、これらの軸
５８．５９間に設けられた逆Ｕ形のブリッジ構体６０と
、このブリッジ構体６０にインデックスプランジャ６１
によって着脱可能に取付けられたチャック機構６２など
を備えて構成されている。チャック機構６２は、ブリッ
ジ構体６０の孔６３に挿着される軸部６′４と、この軸
部６４に取着されたチャックベース６５と、圧縮はね６
６によって開方向に付勢される一対のチャック爪からな
るツヤツク６７などを備えている。チャック６７が内輪
６のセンタ孔１１に挿入されると、ばね６６が撓むこと
により、チャック６７によって内輪６が保持される構造
である。チャック６７の中心Ｃ８は、軸５８．５９の中
心線上にある。

第１０図等に示されるように、軸５８．５９にそれぞれ
ロアアーム７０が取付けられている。ロアアーム７０は
垂直方向に延びる連動部材７１の下端に接続されている
。連動部材７１の上端はアツバアーム７２に連結されて
いる。アッパアーム７２の基部は駆動軸７３に固定され
ている。この駆動軸７３は、エアシリンダ等の直動形ア
クチュエータ７４によって回動させられるようになって
いる。すなわちアクチュエータ７４のロッド７５が伸び
側に動くと、アッパアーム７２が回動降下し、連動部材
７１が降下することによって、ロアアーム７０が回動降
下し、ヘッドユニット５５が第１２図に示される位置、
すなわちチャック６７が下を向く姿勢まで回動する。ア
クチュエータ７４のロッド７５が縮み側に動くと、ヘッ
ドユニット５５が第１０図に示される位置、すなわちチ
ャック６７が水平方向を向く位置まで回動するといった
構成である。

このように、ヘッドユニット５５はチャック６７を中心
に水平軸回りに９０°の角度範囲で回動する。この回動
範囲は、第１３図に示されるストッパ７６．７７によっ
て規制される。上述したアクチュエータ７４やアーム７
０．７２および連動部材７１等は、ヘッド回動手段７８
を構成する。

チャック機構６２は、インデックスプランジャ６１を引
くことによってブリッジ構体６０から取外すことができ
る。

第１６図および第１７図等に示されるように、ヘッドユ
ニット５５にボール押え機構８１が設けられている。こ
の機構８１は、ブリッジ構体６０に設けられた左右一対
の軸８２．８３を中心に回動する揺動リンク８４．８５
と、これら揺動リンク８４．８５の先端部を互いにつな
ぐ連結リンク８６と、この連結リンク８６に設けられた
カムフォロア８７と、一方の揺動リンク８４の基部に連
結されたボール押えアーム８８などを備えて構成されて
いる。アーム８・８の先端に設けられた端部材８つの端
面に、ボール７が丁度嵌合する形状の凹部９０が設けら
れている。ボール押えアーム８８は、第１７図に示すア
ンクランプ位置から第１９図に示すクランプ位置にわた
る範囲を回動できるようになっている。

上記カムフォロア８７は、ガイドレール９５に係合させ
られている。ガイドレール９５は、第２０図等に示され
るようにヘッドユニット５５の前後方向に延びていると
ともに、側面視において上に凸の円弧状をなしている。

このガイドレール９５の前後両端部は、水平方向に延び
る前後一対のスライドシャフト９６．９７に固定されて
いる。

スライドシャフト９６．９７は、軸受９８．９９によっ
て軸線方向に移動自在に支持されている。

各スライドシャフト９６．９７は、アクチュエータ１０
０（第１１図に一部のみ図示）によって上記方向に同時
に駆動されるようになっている。

すなわち、第１６図に示されるように、スライドシャフ
ト９６．９７が図示左方向に動いた時にはボール押えア
ーム８８の端部材８９がボール７から離れる方向（アン
クランプ方向）に回動し、第１８図に示されるようにス
ライドシャフト９６゜９７が図示右方向に動いた時には
ボール押えアム８８の端部材８９がボール７を押える方
向（クランプ方向）に回動するといった構成である。

次に上記構成の一実施例装置２０の作用について説明す
る。

第１０図に示されるように、外輪４とケージアセンブリ
１３とがそれぞれホルダ２１．２５によって保持された
状態で、ケージアセンブリ組付装置２０のところまで移
送されてくる。ケージ５の外周部に予めグリスが塗布さ
れている。

第１２図に示されるように、チャック６７が下を向くよ
うにアクチュエータ７４によってヘッドユニット５５が
回動させられるとともに、水平方向駆動用アクチュエー
タ３５によってスライドユニット３４が前進させられる
。これにより、ケージホルダ２５の真上にチャック６７
が下を向いた姿勢で位置させられる。昇降用アクチュエ
ータ４６が作動し、昇降ユニット４５が降下することに
より、ヘッドユニット５５が降下する。これにより、第
２０図に示されるようにチャック６７が内輪６のセンタ
孔１１に挿入させられ、チャック６７によって内輪６が
保持される。

また、ボール押え用アクチュエータ１００が作動するこ
とによって、ボール押えアーム８８がクランプ方向に動
くことにより、第１８図および第１９図に示されるよう
にボール７がクランプされる。こうすることにより、ケ
ージアセンブリ１３はヘッドユニット５５に対し所定位
置に保持される。

以上の状態で昇降ユニット４５がアクチュエータ４６に
よって上昇させられるとともに、ヘッド回動用アクチュ
エータ７４が作動してヘッドユニット５５が９０″回動
することにより、第２１図に示されるようにケージアセ
ンブリ１３が垂直に立った姿勢になる。

こうしてケージアセンブリ１３がケージホルダ２５から
取出されるとともに、水平方向駆動用アクチュエータ３
５が縮み側に作動し、スライドユニット３４が所定位置
まで後退することにより、外輪４の真上にケージアセン
ブリ１３が移送され、第２図に示されるような姿勢にな
る。しかもこのケージアセンブリ１３は、一対の開口窓
９．９が水平線上に並び、しかも開口窓９，９が外輪４
の凸条１２，１２の真上にくるような位置に保持される
。以上がケージアセンブリ１３のセツティング工程であ
る。

そののち、昇降用アクチュエータ４６によって昇降ユニ
ット４５が所定量降下させられることにより、第２２図
に示されるようにケージアセンブリ１３が外輪４の内部
に落し込まれる。以上がケージ挿入工程である。このケ
ージ挿入工程においては、ボール押え機構８１によって
ケージアセンブリ１３が所定位置に正確に保持されてい
るため、外輪４に対しケージアセンブリ１３を円滑に挿
入することができる。

上記工程を経たのち、第２３図に示されるようにヘッド
ユニット５５が３０＠程度傾斜させられる。この工程が
予備倒し工程に相当する。

そののち、外輪回転機構２２（第１５図参照）によって
、外輪４が垂直軸回りに第４図中のＢ方向に３０＠回転
させられることにより、外輪４のボール溝８の位置がボ
ール７の位置に合わせられる。これがボール溝合わせ工
程である。

ボール溝合わせ工程に先立って、前記予備倒し工程にお
いて開口窓９が凸条１２に対し３０″程度傾斜させられ
ており、開口窓９の縁９ａと凸条１２の縁１２ａの一部
が互いに重なっているため、外輪４を回転させる際に開
口窓９の縁９ａが凸条１２の縁１２ａに引っ掛かるとい
った不具合は生じない。従って外輪４とケージアセンブ
リ１３とを円滑に相対回転させることができる。

上記ボール溝合わせ工程が終了したのち、ポル押え用ア
クチュエータ１００がアンクランプ方向に駆動され、ボ
ール押えアーム８８が第１６図および第１７図に示され
るようにボール７から離れる。そののち、ヘッド回動用
アクチュエータ７４によってケージアセンブリ１３が第
２４図に示されるように外輪４の内部で水平に倒される
。

以上がケージ倒し工程である。

そののち、昇降用アクチュエータ４６が縮み側に動作す
ることにより、昇降ユニット４５と一体にヘッドユニッ
ト５５が上昇させられる。この時、外輪４は図示しない
クランプ機構によって外輪ホルダ２１に固定されており
、しかもケージアセンブリ１３は外輪４に対して抜出不
能に組付けられているから、ヘッドユニット５５が上昇
することによって、チャック６７のばね６６が撓みつつ
チャック６７が内輪６のセンタ孔１１から抜は出る。

また、外輪４が第４図に示されるＥ方向に３０″回転す
ることにより、外輪４が元の基準位置に戻る。

こうして一連のケージアセンブリ組付サイクルが終了す
るとともに、新たな外輪４とケージアセンブリ１３が保
持されたホルダ２１．２５が本実施例装置２０の下まで
移動してくることにより、第１０図に示される初期状態
に戻り、新たなケージアセンブリ組付サイクルが繰返さ
れる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ツェッパジョイントのケージアセンブ
リを外輪に円滑かつ確実に組付けることができ、従来不
可能とされていたケージアセンブリの外輪への組付作業
を機械によって自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はケーシアセン
ブリの斜視図、第２図はケージアセンブリを外輪に挿入
する前の状態を一部断面で示す正面図、第３図はケージ
アセンブリを外輪に挿入する途中の状態を一部断面で示
す側面図、第４図は外輪にケージアセンブリを挿入した
状態の平面図、第５図は第４図中のｖ−Ｖ線に沿う断面
図、第６図は予備倒し工程においてケージアセンブリを
傾けた状態を示す断面図、第７図は外輪を３０″回転さ
せた状態の断面図、第８図はケージアセンブリを倒した
状態の断面図、第９図は外輪をＭ、準位蓋に戻した状態
を示す断面図、第１０図は本発明の一実施例装置を一部
断面で示す側面図、第１１図は第１０図に示された装置
を一部断面で示す正面図、第１２図はヘッドユニットが
ケージホルダのところまで移動した状態を一部断面で示
す側面図、第１３図はストッパ部分を示す側面図、第１
４図はケージホルダを第１０図中のａ−ａ線方向から見
た平面図、第１５図は外輪回転機構の正面図、第１６図
はヘッドユニットの正面図、第１７図はヘッドユニット
を一部断面で示す背面図、第１８図はボールをクランプ
した状態のへッドユニソトの正面図、第１９図はボール
をクランプした状態のヘッドユニットを一部断面で示す
背面図、第２０図はチャックがケージアセンブリに挿入
された状態を示すヘッドユニットの断面図、第２１図は
ヘッドユニットが回動した状態を示す断面図、第２２図
はケージアセンブリが外輪に挿入された状態を示す断面
図、第２３図はケージアセンブリを傾けた状態を示す断
面図、第２４図はケージアセンブリを倒した状態を示す
断面図、第２５図はツエツバジョイントの斜視図、第２
６図はツェッパジョイントの分解斜視図である。 １・・・ツエツバジョイント、４・・・外輪、５・・・
ケシ、６・・・内輪、７・・・ボール、８・・・ボール
溝、９・・・開口窓、１０・・・ボール溝、１１・・・
センタ孔、１２・・・凸条、１３・・・ケージアセンブ
リ、２０・・・ケージアセンブリ組付装置、２１・・・
外輪ホルダ、２２・・・外輪回転機構、２５・・・ケー
ジホルダ、３５−１．水平方向駆動用アクチュエータ、
４５・・・昇降ユニット、４６・・・昇降用アクチュエ
ータ（ケージ挿入手段）、５５・・・ヘッドユニット、
６７・・・チャック、７４・・・ヘッド回動用アクチュ
エータ、７８・・・ヘッド回動手段、８１・・・ボール
押え機構、９５・・・ガイドレール、１００・・・ボー
ル押え用アクチュエータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口窓を有するケージとこのケージに組込まれた
   内輪と上記ケージの開口窓と内輪のボール溝の双方に嵌
   合させられた１個のボールとからなるケージアセンブリ
   を外輪に組付けるための方法であって、 上記ケージアセンブリのケージを外輪に対し立てた姿勢
   でかつ上記ボールを上に向けかつケージの開口窓が外輪
   内面の凸条を通るようにして外輪の内部にケージアセン
   ブリを落し込むケージ挿入工程と、 外輪内に挿入されたケージアセンブリを外輪に対し斜め
   に傾ける予備倒し工程と、 上記ボールを外輪のボール溝に対応させる位置まで外輪
   をケージアセンブリに対し相対的に回転させるボール溝
   合わせ工程と、 上記ケージアセンブリを上記ボールが外輪のボール溝に
   嵌合する方向に倒すケージ倒し工程と、を具備したこと
   を特徴とするツェッパジョイントのケージアセンブリと
   外輪の組付方法。
2. （２）開口窓を有するケージとこのケージに組込まれた
   内輪と上記ケージの開口窓と内輪のボール溝の双方に嵌
   合させられた１個のボールとからなるケージアセンブリ
   を外輪に組付けるための装置であって、 上記内輪のセンタ孔に挿入可能なチャックを備えたヘッ
   ドユニットと、 上記チャックによって保持されたケージアセンブリの上
   記ボールを押えることによってヘッドユニットに対する
   ケージアセンブリの位置決めをなすボール押え機構と、 上記チャックによって保持されたケージアセンブリのケ
   ージを外輪に対し立てた姿勢でかつ上記ボールを上に向
   けかつケージの開口窓が外輪内面の凸条を通るようにし
   て外輪の内部にケージアセンブリを落し込むケージ挿入
   手段と、 上記ボールを外輪のボール溝に対応させる位置まで外輪
   をケージアセンブリに対し相対的に回転させる回転機構
   と、 上記ヘッドユニットに保持されたケージアセンブリを上
   記ボールが外輪のボール溝に嵌合する方向に倒すヘッド
   回動手段とを具備したことを特徴とするツェッパジョイ
   ントのケージアセンブリと外輪の組付装置。