JPS62152631A - プリロ−ド調整用締付装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の差動装置のハウジング等の第１の部材に
ドライブピニオン等の第２の部材をヘアリングを介して
回転自在に軸支させる場合に、上記第２の部材に所望の
回転抵抗（プリロード）を自動的に付与するためのプリ
ロード調整用締付装置に関する。

（従来技術） 車両の差動装置は、第４図に示すようにハウジングｌと
、このハウジング１に前後のテーパローラ・ベアリング
２．３を介して回転自在に軸支されるドライブピニオン
軸４と、このドライブピニオン軸４にスプライン嵌合し
かつ上記テーパローラ　へアリング２のインナレース２
ａに当接するコンパニオンフランジ５と、ドライブピニ
オン軸４の先端ねし部６に蚊合してコンパニオンフラン
ジ５をドライブピニオン軸４に取付け、かつこのコンパ
ニオンフランジ５を介してインナレース２ａを押圧して
、ドライブピニオン軸４にハウジングｊに対する所望の
回転抵抗（プリロード）を付与するピニオンナツト７と
を有する。また、コンパニオンフランツ５にはボルト挿
通用孔８があけられており、またドライブピニオン軸４
にはピニオンギア９が固着されている。

上記ドライブピニオン軸４に付与されるプリロードは、
例えば特公昭５６−４９６９１号公報に開示されている
ようなプリロード調整用締付装置により自動的に設定で
きる。すなわち、このプリロード調整用締付装置は、ビ
ニオンナツト７を回動するためのナット回転駆動系（第
１の回転駆動系）と、コンパニオンフランジ５のボルト
挿通用孔８にピンを挿入してこのコンパニオンフランジ
５を回動し、したがってドライブピニオン軸４を回動ス
るためのコンパニオンフランジ回転駆動系（第２の回転
駆動系）とを独立的に備えている。

そしてドライブピニオン軸４を回転自在に上下からセン
タ支持した状態で、ナツト回転駆動系とコンパニオンフ
ランジ回転駆動系とを駆動して、ビニオンナ・７ト７と
ドライブピニオン軸４とを、ピニオンギアドアの回動速
度がドライブピニオン軸４の回動速度よりも上まわる態
様をもって同一方向に回転駆動し、ビニオンナツト７を
ドライブピニオン軸４に締付ける。このビニオンナツト
７の締付により、コンパニオンフランジ５が軸方向に移
動してテーパローラ・ベアリング２のインナレース２ａ
を軸方向に押圧するから、このベアリング２にハウジン
グＩに固定されたアウタレース２ｂとの間に回転抵抗が
生じ、その結果、ドライブピニオン軸４にハウジングｌ
に対する回転抵抗（プリロード）が付与される。そして
この場合、ドライブピニオン軸４が回転されているから
、ハウジング１に上記プリロードにもとづく回転トルク
が発生する。したがって、このハウジング１の回転トル
クを測定すれば、プリロードを測定することができ、上
記回転トルクが所定の値に達した時点で両回転駆動系を
停止させることにより、あるいはドライブピニオン軸４
とビニオンナツト７とを同一速度で同一方向に回転させ
ることにより、＋ｎ対回転速度差をなくせば、ドライブ
ピニオン軸４に所望の値のプリロードが付与されること
にななる。

ところで、上述のようなプリロード３ｊす整用蹄付袋胃
は、車両の生産ライン５こ組人されて差動装置の部分（
以下−ワーク、と称する）のキ、■立に用いられろが、
第、（図に示された構成のワークにおいて：よ、装着さ
れる車両の種類に応してテーバ角度）’１’＋：、　ｆ
、；　ルテーパローラ　ヘアリング２が使用されろこと
が多い、このため、同一生産ラインに車種／、；’）　
′Ｊ′ｚなろワーク仝流すいわゆろ混流生産において、
同一のプ゛ノロ−に目撃用締付装置を用い、同一のに件
でビニ十ンーＪ−ノド７のｔｌチイ、１ちよびブりし１
−トイ１＾の測定を（テなった場合、■記に述べるよう
な問題を生した。

第５図は従来のプリロード調整用締付装置における締付
時間とプリロード値との関係を示すグラフで、例えばテ
ーバ角度θ１を有するテーパローラ・ベアリングを有す
るワークの場合、ビニオンナツト７の締付に伴ってプリ
ロード値は締付時間に比例して直線Ａに沿って増大し、
時点ｔ０においてプリロード値の設定値Ｐ０に達するこ
とを示している。ナツト回転駆動系およびコンパニオン
フランジ回転駆動系は、上記時点ｔ。でともに停止する
ように制御されるが、機械系および電気系の時間遅れの
影響で、時点（。では直ちに停止せず、それより一定時
間Δを経８後の時点１．で停止するため、プリロード値
は設定値Ｐ。よりｄ。

たけ上回ることになる。次にワークのテーパローラ・ベ
アリングのテーバ角度が上記θ１よりも大きいθ２にな
った場合を考える。この場合、ビニオンナツト７をテー
バ角度がθ１のときと同じ相対回転速度差をもって締付
けたとすると、プリロード値は直線Ａよりも（填料の急
な直線Ｂに沿って上昇し、時点も。よりも以前の時点ｔ
０　′でプリロード値の設定値Ｐ。に達してしまう。そ
の時点ｔ０　′で上記再回転駆動系を停止させた場合も
、時点ｔ０　′から一定時間Δ（経過後の時点ｔ２で回
転駆動系が停止することになる。したがって、この場合
のプリロード値は設定値Ｐ０をｄ２だけ上回ったＰ２（
Ｐ２　〉Ｐ＋）となり、実質プリロード値に差を生しる
ことになり、たとえ上記ｄ、が許容範囲内であったとし
ても、ｄ２は許容範囲を超えることがあり得るから、同
一装置で同一ブリロード管理を行なっても、安定した工
程管理を行なうことが不可能であった。

（発明の目的） そこで本発明は、使用されるテーパローラ・ベアリング
のテーパ角度の相違に左右されることなく、常に所望の
プリロード値を安定に得ることができるプリロード調整
用締付袋！を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によるプリロード調整用締付装置は、第１の部材
にテーバローラ・ヘアリングを介して回転自在に軸支さ
れた第２の部材に螺着されるナツトを回動するための第
１の回転駆動系と、上記第２の部材を回動するための第
２の回転駆動系とを、前記ナツトおよび前記第２の部材
が予め定められた回転速度比をもって回転されるように
駆動する華−の回転駆動源と、テーバローラ・ヘアリン
グのテーパ角度の大小に応じて、第１および第２の回転
系の回転速度差が前記テーパ角度の大小とは逆関係をも
って変更されるように、前記単一の回転駆動源の回転速
度を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする
。

（発明の効果） 本発明によれば、ベアリングのテーパ角度が小さいとき
には、第１および第２の回転駆動系の回転速度差が大と
なり、また上記テーパ角度が大きいときには、上記回転
速度差が小となるから、ヘアリングのテーパ角度に関係
なく、はぼ同一の締付時間で所望のプリセット値を得る
ことができる。

したがってプリロード付与作業に関し、安定した工程管
理を行なうことが可能になる。また、本発明では、単一
の回転駆動源を制御することで上記第１および第２の回
転駆動系間の所望の回転速度差を得ることができるから
、その制御が簡単になるという利点がある。

（実　施　例） 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明によるプリロード調整用締付装置の要部
の構成を原理的に示す説明図である。図中Ｗは第４図で
説明したワークを示し、第４図との対応部分には同一符
号を付して重複する説明は省略するが、ワークＷのピニ
オンナツト７はドライブピニオン軸４のねじ部６の先端
に仮止めされた状態にある。

１０は上下動可能に配設された回転駆動ヘッドで、上下
方向の軸線に沿って相対的に摺動可能に、かつ上記軸線
のまわりで相対的に回転可能に配置された内軸１１と外
軸１２とを備えている。内軸１１の下端にはワークＷの
ピニオンナツトアを締付けるための六角ボックスレンチ
を構成するソケント１３が設けられている。内軸１１の
中心には、ワークＷのドライブピニオン軸４の上端面に
あけられたセンタ孔に挿入されるクッションセンタ１４
が軸線方向に摺動自在に嵌挿され、スプリング１５によ
り下方へ付勢されている。また外軸１２の下端にはワー
クＷのコンパニオンフランジ５にあけられたボルト挿通
用孔８に挿入されるピン１６が下方に向って突設されて
いる。

２０はワークＷを昇降させる油圧シリンダで、そのピス
トンロッド２１の上端には、ワークＷのドライブピニオ
ン軸４を下方からセンタ支持するセンタ２２が設けられ
ている。

２５は回転駆動ヘッド１０の回転駆動源であるモータ、
２６はこのモータ２５の回転速度を制？７１１するコン
トローラで、モータ２５の出力はギヤボックス２７に伝
達される。ギヤボックス２７内には図示は省略するが減
速ギヤおよび電磁クラッチがキＭ込まれており、このギ
ヤボックス２７から回転駆動ヘッド１０の内軸１１を駆
動するナツト回転駆動系２８と、外軸１２を駆動するコ
ンパニオンフランジ回転駆動系２９とが導出されている
。

ナツト駆動回転系２８は、ワークＷのピニオンナツト７
がコンパニオンフランジ５の上端面に接触するまではコ
ンパニオンフランジ駆動系２９を停止させたまま高速を
もってピニオンナツト７の初！１Ｊｌ　４１めを行ない
、その後、コンパニオンフランジ駆動系２９の回転速度
差を存する相対回転を伴った低速の共締めに切替えられ
てドライブピニオン軸４にプリロードを付与するように
作動される。

この切替えのためギヤボックス２７内の電磁クラッチが
切替信号で作動されるようになされており、このような
ピニオンナツト７をコンパニオンフランジ５上に着座さ
せるための高速の初期締めと、ドライブピニオン軸４に
プリロードを付与するための低速の締付とがモータ２５
の回転速度を変えることなく行なわれる。ナット回転駆
動系２８によるピニオンナツト７の初期締めの締付トル
クはトルクメーク３０によって測定され、その際コンパ
ニオンフランジ駆動系２９には動力は伝達されず、かつ
ブレーキ用電磁クラッチ３１が作動される。ドライブピ
ニオン軸４に所望のプリロードを付与するためのピニオ
ンナツト７の締付に際しては、ナツト回転駆動系２８お
よびコンパニオンフランジ駆動系２９が一定の回転速度
比をもって駆動され、それによってワークＷのピニオン
ナツト７およびドライブピニオン軸４が予め定められた
回転速度比、例えば２：１の比をもって回転駆動される
。

以上の構成において、ドライブピニオン軸４の先端にピ
ニオンナツト７を仮止めしたワークＷが回転駆動ヘッド
ｌＯの真下位置にセットされ、かつその位置でワークＷ
のハウジング１が固定されると、回転駆動へラド１０が
下降してその内軸１１のソケット１３内にワークＷのピ
ニオンナツト７を挿入させ、かつ外軸１２のピン１６を
ワークＷのコンパニオンフランジ５のボルト挿通用孔８
内に挿入してコンパニオンフランジ５を抑え、ナツト回
転駆動系２８のみを動作させて、ピニオンナツト７がコ
ンパニオンフランジ５の上端面に接触するまで例えば３
００回／分の回転速度で初期締めを行なう。

ピニオンナフト７の初期締めが完了すると、油圧シリン
ダ２０が作動されてピストン２１が上昇してそのセンタ
２２をワークＷのドライブピニオン軸４の下端のセンタ
孔に挿入してドライブピニオン軸４を支持する。引続く
ピストン２１の上昇により、ワークＷが回転駆動ヘッド
ｌＯとともに上昇してワークＷのドライブピニオン軸４
は回転駆動ヘッドｌＯのクッションセンタ１４とピスト
ン２１のセンタ２２との間に回転自在にセンタ支持され
、かつワークＷのハウジング１は自由な状態となる。例
えばワークＷのテーパローラ・ベアリング２のテーパ角
度がθ１であるとした場合、この状態で回転駆動ヘッド
１０の内軸１１を例えば２００回／分、外軸１２を１０
０回／分の回転速度で回転させると、ピニオンナツト７
は１００回／分の相対回転速度をもってドライブピニオ
ン軸４に蹄付けられることになる。

一方、ピニオンナツト７の締付が進行すると、例えば第
５図の直線Ａに示すようにプリロード値が増大するが、
このプリロード値の増大に伴って、ワークＷのハウジン
グｌには回転トルクが与えられ、この回転トルクはスト
レンゲージ３２で測定され、これによりプリロード値が
測定される。プリロード値が所望の設定値（第５図のＰ
、）に達すると、コントローラ２６がこれを検知してモ
ータ２５を停止させ、ワークＷのドライブピニオン軸４
にハウジング１に対する所望のプリロードが付与される
。

次に同一生産ラインに異なる車種のテーパ角がθ２（θ
ｔ〉θＩ）であるテーパローラ・ベアリング２を有する
ワークＷが混入したとする。このワークＷの変更は車種
検出信号としてコントローラ２６へ入力され、これによ
りコントローラ２６は−Ｔ−−夕２５の回転速度を例え
ばＩ／２に低下させる。

そしてこの半減されたモータ２５の回転速度をもって上
述のプリロード付与作業を実施した場合、回転駆動ヘッ
ド１０の内軸１１の回転速度は１００回／分となり、ま
た外軸１２の回転速度は５０回７分となるから、ワーク
Ｗのビニオンナツト７は５０回／分の相対回転速度をも
って、すなわち、テーバ角度が０１であった場合の１／
２の回転速度差をもってドライブピニオン軸４に締付け
られることになる。このように第１図の構成によれば、
テーパローラ・ベアリング２のテーパ角度が大きい場合
は、モータ２５の回転速度を落すことにより、プリロー
ドの上昇特性を直線Ａに近似させることができ、テーバ
角度の大小に左右されずに安定した工程管理が可能にな
る。

次に第２図および第３図は、本発明によるプリロード調
整用締付装置全体の構成を示す正面図および側面図で、
３５は基台を示す。この基台３５上に、第１図で説明し
た回転駆動へラド１０を昇降可能に支持するコラム３６
が直立状態で固定されている。また基台３５には、モー
タ２５、このモータ２５によりベルト３７を介して駆動
されるギヤボックス２７および油圧シリンダ２０等が取
付けられている０図示は省略するが、ナット回転駆動系
２日およびコンパニオンフランジ回転駆動系２９はコラ
ム３６内を通って回転駆動ヘッド１０に連結されている
。３８はワークＷを搬送するための多数の搬送ローラ３
９を備えたコンヘアで、平坦な開口底面を有するワーク
Ｗのハウジング１がこのコンペア３Ｂの搬送線４０上を
搬送され、回転駆動ヘッド１０の真下位置にセントされ
る。

そこで回転駆動ヘッドｌＯが下降してワークＷのピニオ
ンナツト７を高速で初期締めした後、油圧シリンダ２０
のピストン２１が上昇してケースｌの底面の開口からハ
ウジング１内に入り、そのセンタ２２をドライブピニオ
ン軸４の下端面のセンタ穴に挿入する。さらにピストン
２１が上昇すると、センタ２２がドライブピニオン軸４
を回転駆動ヘッド１０とともに押上げるため、ハウジン
グｌはガイド４１に沿って持上げられ、第２図の仮想線
で示されるように搬送線４０から高さＨだけ上昇した位
置に保持される。この状態でワークＷに対して前述した
プリロード付与作業が行なわれ、作業済みのワークＷは
再びコンベア３８上に降されて搬送され、次のワークＷ
がそのピニオンナツト７の締付位置にセントされ、再び
上述の動作が繰返えされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプリロード調整用締付装置の要部
の構成を原理的に示す説明図、第２図はその全体の構成
を示す正面図、第３図はその側面図、第４図は本発明の
装置によってプリロードを付与されるワークの断面回、
第５図は従来のプリロード調整用締付装置の動作を説明
するグラフである。 ｗ−ワーク　　　　　　　１−ハウジング２．３−・テ
ーパローラ・ベアリング ４−ドライブピニオン軸 ５−コンパニオンフランジ ７・ビニオンナフト　　８−ボルト挿通用孔９−ビニオ
ンギア　　　１０−回転駆動ヘッド１１−内輪　　　　
　　１２−・−外軸１３−　ソケット　　　　　１４−
　クッションセンタ１６−ビン　　　　　　２〇−油圧
シリンダ２１・−ピストン　　　　２２−センタ２５−
モータ　　　　　２６−コントローラ２７−ギヤボック
ス ２８−ナツト回転駆動系 ２９−コンパニオンフランジ回転駆動系３２−ストレン
ゲージ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の部材にテーパローラ・ベアリングを介して回転自
   在に軸支された第２の部材に螺着されるナットを回動す
   るための第１の回転駆動系と、前記第２の部材を回動す
   るための第２の回転駆動系とを備え、前記第１および第
   ２の回転駆動系を介して、前記ナットおよび第２の部材
   を同一方向にかつ回転速度差をもって回転駆動すること
   により、前記第２の部材に前記ナットを締付けるととも
   に、この締付の度合により前記テーパローラ・ベアリン
   グに付与される軸方向の押圧力を調整し、これにより前
   記第２の部材に前記第１の部材に対する所望の回転抵抗
   を予め付与するようにしたプリロード調整用締付装置に
   おいて、 前記第１および第２の回転駆動系を、前記ナットおよび
   前記第２の部材が予め定められた回転速度比をもって回
   転されるように駆動する単一の回転駆動源と、 前記テーパローラ・ベアリングのテーパ角度の大小に応
   じて、前記回転速度差が前記テーパ角度の大小とは逆関
   係をもって変更されるように、前記単一の回転駆動源の
   回転速度を制御する制御手段とを備えていることを特徴
   とするプリロード調整用締付装置。