JPS62292333A - 等速ボ−ルジヨイントのボール挿入装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、等速ボールジヨイントの自動組付装置に関す
る。

（従来の技術） 近年、自動車の発展とともＶＣ等速ボールジヨイントの
蒲賛が増加してきており、そのため、正確かつ迅速な組
付装置が要求されている。この請求に応じえるものの１
つとして、例えば実開昭６０−１７９２３号公報で開示
された装置がある。

この組付装置は、第９図および第１０図（ａ）。

（ｂ）で示す等速ボールジヨイント人を組付けるもので
あって、第６図乃至第８図を用いて説明する。

まず、等速ポールジヨイント人は、アウターレースＡＩ
と、アウターレースＡｌ内に組込まれるボールケージＡ
２およびインナーレースＡ３と、アウターレースＡ１の
案内溝とインナーレースＡ３の案内溝とにボールケージ
Ａ２のゲージ窓Ａ４を通って当接する複数のスチールボ
ールＡ５と、から構成されるものである。

そして、従来の前記組付装置は、等速ボールジヨイント
人の７ウターレースＡ１のシャフト部Ａ６ｔ−支承する
ブツシュ１と、アウターレースＡｌ内のインナーレース
Ａ３に嵌合Ω」能な嵌合ヘッド２を傾動可能なハンドル
３に取付けたインナレース傾動アーム４と、アウターレ
ースＡｌ内のボールケージＡ２に保合可能なワークレシ
ーバ５を有するスライドブロック６を傾動可能なハンド
ル７に取付けたケージ傾動アーム８と、ボールゲージＡ
２０ケージｇＡ４にスチールボール人５を押込みスクリ
ュ９により圧入するスチールボール圧入装置１０とを備
えたものである。

そして、この構成に係る作用は、まず、インナーレース
傾動アーム４の嵌合ヘッド２とケージ傾動アーム８のワ
ークレシーバ５を上方に退避させておき、ボールケージ
Ａ２とインナーレースＡ３を組み付けたアウターレース
ＡＩをプツ／ヤ１に挿入しビス等を用いた適宜手段で固
定する。続いて嵌合ヘッド２を下げてインナーレースＡ
３１Ｃ［金石せる。次いでスライドブロック６を下降き
せることによりワークレシーバ５でボールケージＡ２の
上縁を押える。次にハンドル３を垂直位置から傾動させ
、インナーレース傾動アーム４を所定の４ンナーレース
傾斜用αだけ傾けて固定することにより、インナーレー
スＡ３を第８図に示すように角度αで傾斜固定する。更
に、ハンドル７を垂直位置から傾動さぞ、ケージ傾動ア
ーム８を所定のケージ傾斜角βだけ傾けて固定すること
により、ボールケージＡ２を第８図に示すようにボール
ケージＡ２を角度βで傾斜固定する。このボールケージ
Ａ２の傾斜で、そのケージ窓Ａ４の一つがアウターレー
スＡ１の外方に露出する。この露出したケージ窓を指向
するよりに、スチールボール圧入装置１０の圧入シリン
ダ１１を傾斜角βで固定させ、入口１１ｍから予めボー
ルプランジャ１２で係止させであるスチールボールＡ５
を押込みスクリュ９を前進させて圧入する。このように
して、スチールボールＡ５を確実にボールケージム２の
ケージ窓Ａ４およびインナーレースＡ３の案内溝内に押
し込むことができる。

１個のボール圧入が終ったら、インナーレース傾動アー
ム４とケージ傾動アーム８とを元の垂直位置に戻す。次
に、ブツシュ１によるアウターレースＡＸの固定を解除
し、次のスチールボール圧入位置へと所定角朋だけ回わ
す。以佼、上述のスチールボールＡ５の圧入操作ｋＢ返
し、２個目以降のスチールボール圧入位置付けを完了す
る。

なお、上記装置において、インナーレース傾動アーム４
、ケージ傾動アーム８の操作をアクチュエータを用いて
自動化し、−万、スチールボール圧入装置１０へのスチ
ールボールの供給をボールパーツフィーダで自動供給す
ると共に、ボール圧入操作をアクチュエータで自動化し
、更にアウターレースＡ１の回転位置決めも自動的に行
なえるようにすることにより、全自動の組付装置とする
ことも容易に可能である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の組付装置では次のような問題点が
生じた。

まず、この組付装置では１個のスチールボールＡ５の圧
入終了ごとにインナーレース傾動アーム４およびゲージ
傾動アーム８を垂直位置に元す心安がろり、そのため作
動時間が長くなりスチールボールＡ５の組付けに多くの
時間がかかるという問題点があった。

さらに、インナーレース傾動アーム４およびゲージ傾動
アーム８は別々に作動するため、自動化する場合には個
々に駆動源（アクチュエータ）が必要で、かつそれらを
制御する制御機構も必要となるため、装置が複雑となり
、また設備コストも高くなるという問題点があった。ま
た、スチールボールを圧入する専用の装置が必要であり
、装置自体が複雑となることはもとより装置コストが高
くなる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、ボー
ルケージおよびインナーレースを同一駆動源によりそれ
ぞれ一定角度に傾斜はせ、七の傾斜状態でアウターレー
スを回転させることにより順次スチールボール全自動的
に組付けることを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 上記問題点を解決し目的を達成するための手段として、
等速ボールジヨイントのアウターレースを支持し、該ア
ウターレースをその軸線まわりに回転および軸方向へ移
動させるワーク回転ユニットと、該ワーク回転ユニット
に支持されたアウターレース内のインナーレースとボー
ルケージとをそれぞれ一定角度に傾けるインナーレース
傾動ユニットおよびケージ傾動アームを、同一駆動源に
よし駆動する傾動エニットと、前記傾斜させられるボー
ルケージのケージ窓にスチールボールをその自重により
挿入させるボール供給ユニットと、を備えたことを特徴
とするものである。

（作用） 以上の構成とすると次のように作用する。

インナーレースとボールゲージとを組み込んだアワター
レースをワーク回転ユニットに支持させた後、アウター
レースをその軸方向に移動させてインナーレースとボー
ルゲージトラインナーレース受けおよびゲージ傾動アー
ムに係合させる。続いて、傾動ユニットの一つの駆動源
によりインナーレース受けおよびゲージ傾動アーム全同
時に傾動させてインナーレースおよびボールゲージをそ
れぞれ所定の角度に傾斜させる。

インナーレースおよびボールゲージを傾斜させることに
よりボールゲージのゲージ窓が外部に露出し、その露出
したゲージ窓にボール供給ユニットからスチールボール
を自重で落し込む。

そして、インナーレースおよびボールゲージを傾斜させ
た状態でワーク回転ユニットを回転すると、ボールゲー
ジのゲージ窓がノ頃次露出することとなり、ボール供給
ユニットに必要数のスチールボールを待機させておけば
、スチールボールが自重により次々にゲージ芯内に挿入
され組付けられる。

（実施例） つぎに、本発明の実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

第１図は、本実施例の−４？迷ボールジヨイント組付装
置の全体を示す縦酊「面図であり、第２図は、ｖｇ１図
の主要部拡大図、第３図は第１図の５ｉｌ１面図を示し
たものである。これらを用いて本実施例の桐成金説明す
る。

まｆ　、等速ボールジヨイントＡのアウターレースＡ　
１を支持し、アウターレースＡ　Ｉ　ヲ（−）軸線まわ
りに回転および上下方向へ移動させるワーク回転ユニッ
ト１３について説明する。

下側本体ベース１４にはモータ１５が取付けられており
、モータ１５の軸１５ａＫはプーリ１６が固定されてい
る。また、下側本体ベース１４には主軸１７も設けられ
ており、該主軸１７は上側の第１回転軸１８と下側の第
２回転軸１９とが接続されて構成されている。第２回転
軸１９は上下方向の摺動のみを許容するスライドベアリ
ング２０を介してプーリ２１が接続されており、さらに
ラジアルベアリング２２を介して下側本体ベース１４に
固定されている従動部ハウジング２３に回動自在に取付
けられている。そして、モータ１５側のプーリ１６と第
２回転軸１９側のプーリ２１とにチェーン２４が掛回さ
れている。

一方、第１回転軸１８は上瑞に、等速ボールジヨイント
Ａの７ウターレースＡｌのシャフト部Ａ６を挾持するチ
ャック２５が設けられている。なお、シャフト部Ａ６を
支持する手段として、チャック２５を用いずに、シャフ
ト部Ａ６に刻設されているスプラインｄに係合可能なメ
ス型のスプラインｔｉ用してもよい。

また、第１回転Ｎ１８の中間部はブラケット２６．２７
によりスラストベアリング２８・・・を介して回転自在
に支持されており、さらにブラケット２６．２７は下側
本体ベース１４に設けられているシリンダ装置２９のロ
ッド２９ｍに接続されている。

このように構成すると、主軸１７はモータ１５によ抄肋
転可能に、かつシリンダ装置２９により上下に移動可能
になっている。

次に、ワーク−転ユニット１３で支持されたアウターレ
ースＡｌ内に組み込まれているボールゲージＡ２および
インナーレースＡ３’ｉｌ頃丞斗させる傾動ユニツ）３
０について説明する。

上側本体ベース３１の枠部３１ｍに設けられているゲー
ジ傾動駆動側プーリ３２とインナーレース傾動駆動側プ
ーリ３３のシャフト３４ＶＣアーム３５の一端が固定さ
れ、他端は下側１本体ペース１４に設けられている傾動
シリンダ装置３６のロッド３６＆に取付けられている。

このようにすると、傾動シリンダ装置３６のロッド３６
ａの伸縮によりゲージ傾動駆動側プーリ３２およびイン
ナーレース傾動駆動側プーリ３３が一定角度回転するこ
とになる。

ゲージ傾動駆動側プーリ３２と上側本体ベース３１の枠
部３１ｂに設けられているゲージ傾動従動側プーリ３７
とにはベルト３８が掛回されており、同様に１ンナーレ
ース傾動駆動側プーリ３３と枠部３１ｂに設けられてい
るインナーレース傾動従！ＩＸＩ］側グーリ３９とにベ
ルト４０が掛回されている。なお、ケージ傾動駆動側プ
ーリ３２と１ンナーレース傾動駆動側プーリ３３とのグ
ーリ比は１：２となっており、そのためインナーレース
傾動Ｋ　！４１Ｊ　９４１１プーリ３９の回転角はケー
ジ傾動従１ＪｉＩＪ１１！１１グーリ３７の回転角の２
倍となる。

ゲージ傾動従動側プーリ３７ｒこは、ケージ傾動アーム
４１がブラケット４１ｍを介して取付けられており、ゲ
ージ傾動アーム４１は先端がアクタ−レースＡｌ内のボ
ールケージＡ２の上縁に当接できるようになっている。

インナーレース傾動従動側プーリ３９にはインナーレー
ス傾動ユニット４２が取付けられている。該インナーレ
ース傾動ユニット４２は、一端をインナーレース傾動従
動側プーリにプラテン）４２ｍを介して取付けられたア
ーム４３の他端にニードルベアリング４４を介して回動
自在にインナーレース受け４５を取付けたものであって
、インナーレース受ｉ４５をインナーレースＡ３の中心
孔に嵌合させることによりアウターレースＡ１の内部の
インナーレースＡ３を一定角度で傾斜ちせたままスムー
ズに回転することができるようにしたものである。

続いて、ボールケージ入２のケージ息に向かってスチー
ルボールＡ５を挿入するボール供給二二ツ）４６１Ｃつ
いて説明する。

前記ケージ傾動アーム４１とインナーレース傾動ユニッ
ト４２によりボールケージＡ２とインナーレースＡ３が
傾斜させられるとボールケージＡ２のケージ窓Ａ４が露
出する。上側本体ベース３１には、この露出されたケー
ジ宮人４に向かって進退自在ロッド４７ｍを有するシリ
ンダ装置４７が設けられており、さらにロッド４７ｍに
は、パーツフィーダ４８から送られてくるスチールボー
ルＡ５を前記露出されたケージ窓Ａ４に供給する供給シ
ュート４９が取付けられている。供給シュート４９の上
側側面には、前記７リンダ装置４７のロッド４７ａが沖
長したときにパーツフィーダ４８のボールガイド孔４８
ｍと供給シュート４９の内部とが連通ずる貫通孔４９ａ
が形成されている。ボールガイド孔４８＆の中間部には
クヤツタ５０が設けられてあって、７ヤツタ前後シリン
ダ装置５１によりシャッタ５０がボールガイド孔４８ｍ
を開閉するようになっている。なお、シャッタ５０の取
付位置は、供給シュート４９とシャッタ５０との間に１
つの等速ポールジョイン）Ａに組付けるのに必要な数の
スチールボールＡ５がａするように設定されている。（
本実施例では５個のスチールボール）また、５２は、前
記供粕シュート４９とシャッタ５０間のスチールボール
Ａ５の有無を検出する確認スイッチであり、５３ハ、供
給シュート４９内のスチールボールＡ５の有無を検出す
る確認スイッチである。

上側本体ベース３１には、スチールボールＡ５がアウタ
ーレースＡ１内に挿入されているか確認するボール欠品
確認光電スイッチ５４が取付けられている。

次に、第４図および第５図を用いて上記構成に係る作用
について説明する。

主軸１７のチャック２５によりアウターレースＡ１のシ
ャフト部Ａ６を挾持する。次に、シリンダ装置２９のロ
ッド２９ｍを伸長させ主軸１７を上昇させ、アクタ−レ
ースＡ１に組ミ込まれているインナーレースＡ３の中心
孔にインナーレース傾動ユニット４２のインナーレース
受け４５を嵌合させる。同時にケージ傾動アーム４１の
先端部をボールケージＡ２に当接させる。

続いて、傾動シリンダ装置３６のロッド３６ｍを伸長さ
せ、アーム３５を介してケージ傾動駆動側プーリ３２と
インナーレース傾動駆動側プーリ３３とを回転させる。

この回転は、ベルト３８および３９を介してケージ傾動
従動側プーリ３７とインナーレース傾動従動側プーリ３
９とに伝えられる。そして、本実施例では、ケージ傾動
従動側プーリ３７の回転角は３５°になるように設定さ
れており、インナーレース傾動従動側プーリ３９は７０
°回転することになる。この回転によ抄ケ−ジ傾動アー
ム４１がγ＝３５゜のｊｌｔでボールケージＡ　２　”
ｊ傾斜保持し、インナーレース傾動ユニット４２がθ＝
２Ｘ３５°＝７０°の角度でインナーレースＡ３を傾斜
保持する。なお、インナーレース傾動ユニット４２には
ニードルベアリング４４を設けたため、インナーレース
Ａ３との相対運動を円滑にし耐摩耗性を向上させている
。

ボールケージＡ２およびインナーレースＡ３をそれぞれ
所定の角度で傾斜保持することによりボールケージＡ２
０ケージ窓Ａ４が外部に露出する。ボール供給ユニット
４６のシリンダ装［４７のロッド４７ｍが沖長し、供給
シュート４９を露出されたゲージ窓Ａ４まで前進させる
。

前進端まで進むとシャッタ５０と供給シュート４９との
間に溜まっていたスチールボールＡ５が貫通孔４９ｍを
通って供給シュート４９内を落下しケージｇＡ４内に自
重で落ち込む。この状態でモータ１５を作動させ、チェ
ーン２４により主軸１７を回転させると、アウターレー
スＡ１が１回転する間に１１１次ボールケージＡ２のケ
ージ窓Ａ４が露出しスチールボールＡ５が次次に自重で
落ち込み組付けられる。

この主軸１７の回転は、下側本体ベース１４に固定され
ている従動部ハウジング２３に原位置確認スイッチ５５
を設けることにより確認することができる。

スチールボールＡ５の挿入が終了すると、シリンダ装置
４７■ロツド４７ｍが短稲し供給シュート４９を後退さ
せる。また、傾動シリンダ装置３６のロッド３６ｍも短
縮させて、ケージ傾動アーム４１およびインナーレース
傾動ユニット４２を元の位置にもどし、ボールケージＡ
２およびインナーレースＡ３が正規位置にセットされて
組付けが終了する。シリンダ装置２９のロッド２９ａを
短縮し主軸１７を下降させ組付けが終了された等速ボー
ルジヨイント人をチャック２５から取り外し、次のアウ
ターレースを取付け、以後、上記操作を繰返し、等速ボ
ールジヨイントが自動的に次々に生産される。

なお、組付けが終了した時点で、再度主軸１７を１回転
させボール欠品確認光電スイッチ５４によりスチールボ
ールＡ５の欠品を確認することにより組付は品質を確保
することができる。

また、たとえばケージ＠Ａ５が小さい、ボール溝が狭い
、各部の球面が合わない等の部品の不良およびボール溝
位相が合っていない等の組付状態が悪いということが原
因でＩｉｉ付途中途中止した場合には、主軸１７のプー
リ２１の停止を検知する組付負荷検知スイッチ５６を従
動部ハウジング２３に設けておき、停止を検知したなら
ば、少し逆転を行い再度正転して組付けるようにしてお
くと不良品が減少できる。なお、この場合、予め設定し
た回数（３〜５回）の逆転・正転の作動を繰り返しても
組付けができないときには部品不良と判定して異常を知
らせるようにすればよい。

さらに、主軸１７を１回転させても、伺らかの理由によ
りボールが組付けられずに残っている場合には、確認ス
イッチ５３が検知して主軸１７を更にもう１回転させて
組付けるようにするととにより装置の信頼性の向上が図
れる。また、予じめ主軸１７０回転を２回転行なうよう
にしてもよい。

上述した装置は本発明の一実施例を示すのみであり、本
発明の目的、構成、効果を逸脱しない限り、如何なる変
形、変更も自由である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、同一駆動源によ
りケージ傾動アームとインナーレース傾動ユニットをそ
れぞれ異なる角度で回転させてアウターレース内のボー
ルケージおよびインナーレースをそれぞれ所定の角度で
保持させ、露出したケージ窓にスチールボールをその自
重で落ち込ませ、≧らにアウターレースを回転してスチ
ールボールを順次落ち込ませてケージ窓内に挿入させる
ようにして等速ボールジヨイントの自動組付けを行なう
ことができるものである。

ソシテ、ボールケージとインナーレーストラ傾斜させた
ままアウターレースを回転しスチールボールを順次挿入
するようにしたため組付時間を大巾に短縮でき生産性が
向上し、さらに、ボールケージとインナーレースとを同
一駆動源により傾斜させるようにしたため装置の構成が
簡単となり小型化および設備コストの低減が図れる等の
効果を奏する。

また、スチールボールを圧入する装置が必要ないため、
装置が簡単な構成となり装置コストの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の等速ボールジヨイント自
動組付装置の全体を示す縦断面図、第２図は、第１図の
要部拡大図、 第３図は、第１図の側面図、 第４図は、詑１図で示す装置の作動時の状態を示す図、 第５図は、第４図の要部拡大図、 第６図は、従来の装置の要部切欠き正面図、第７図は、
第６図の装置の要部切欠き側面図、第８図は、第６図の
装置でのスチールボール圧入状態を示す拡大図、 第９図は１等速ボールジヨイントの分解斜視図、 第１０図（ａ）は、第９図で示す等速ポールジヨイント
の平面図、 第１０図（ｂ）は、第１０図（、）の１−１線断面図で
ある。 １３・・・・・・　ワーク回転ユニット３０・・・・・
・傾動ユニット ４１・・・・・・　ケージ傾動アーム ４２・・・・・・　インナーレース傾動ユニット４６・
・・・・・　ボール供給ユニットＡ・・・・・・等速ボ
ールジヨイント Ａ１・・・・・・　アタターレース Ａ２・・・・・・ボールケージ Ａ３・・・・・・　インナーレース Ａ４・・・・・・ケージ窓 Ａ５…・・・スチールボール ％許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　　三井村機工業株式会社 牙１図 牙３図 才４図 牙６図 牙７図 Ω 牙８図 才９図　　　　　　才１０図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）等速ボールジョイントのアウターレースを支持し
   、該アウターレースをその軸線まわりに回転および軸方
   向へ移動させるワーク回転ユニットと、 該ワーク回転ユニットの移動方向に位置し 該ワーク回転ユニットに支持されたアウターレース内の
   インナーレースとボールケージとをそれぞれ一定角度に
   傾けるインナーレース傾動ユニットおよびケージ傾動ア
   ームを、同一駆動源により駆動する傾動ユニットと、 前記傾斜させられるボールケージのケージ 窓にスチールボールをその自重により挿入させるボール
   供給ユニットと、 を備えたことを特徴とする等速ボールジョイントの組付
   装置。
2. （２）ワーク回転ユニットは、アウターレースの外径を
   挾持するチャックと、 該チャックを前記アウターレースの軸方向 に移動させるシリンダ装置と、 前記チャックを回転するモータと、から構 成された特許請求の範囲第（１）項記載の等速ボールジ
   ョイントの組付装置。
3. （３）傾動ユニットは、プーリ比の異なる駆動側プーリ
   にアームを介して回転を与える傾動シリンダ装置と、 前記各駆動側プーリの回転によりベルトを 介して回転される従動側プーリと、 該各従動側プーリに取付けられ、それぞれ 所定の角度回転されるインナーレース受けおよびケージ
   傾動アームと、から構成された特許請求の範囲第（１）
   項記載の等速ボールジョイントの組付装置。
4. （４）ボール供給ユニットは、アウターレース内で傾斜
   されたボールケージのケージ窓に向かつてロッドが進退
   自在なシリンダ装置と、 該シリンダ装置のロッドに取付けられた供 給シュートと、 該供給シュートにスチールボールを供給す るボールフィーダと、 該ボールフィーダと前記供給シュートとの 間に設けられスチールボールの通路を開閉可能なシャッ
   タと、から構成された特許請求の範囲第（１）項記載の
   等速ボールジョイントの組付装置。