JPS6237519A - 等速ボ−ルジヨイントの自動組立方法 - 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〕 この発明は、内輪と外輪の間にトルク伝達用のボールを
介在させ、内外輪の一方から他方に、作動角が変化して
も等しい角速度で回転を伝達する等速ボールジヨイント
の自動組立方法に関するものである。

〔従来の技術〕

回転伝達の中間部材として用いられている等速ボールジ
ヨイントは、駆動軸と被駆動軸のなす作動角が変化して
も、常に等しい回転を伝達することができるため、例え
ば自動車の車輪駆動用として極めて重要なものである。

等速ボールジヨイントの基本的な描造は、第１図の如く
、外面に複数のトラック溝１を備えた内輪２と、この内
輪２に対して外嵌し、トラック溝１と等しい数のポケッ
ト３を備えたケージ４と、内輪２とケージ４の組合せ体
５を収納する内部の周壁にトラック溝６が設けられた外
輪７と、ケージ４の各ポケット３で保持された状態で内
輪と外輪のトラック溝１．６にわたって嵌合し、内外輪
の一方の回転を他方に伝えるボール８とで構成され、ケ
ージ４で保持されたボール８１嗅内輪２と外輪７のトラ
ック溝１，６上をころがって内外輪のなす角の三等分面
上にあり、いかなる作動角、いかなる回転角においても
内外輪２．７が等速性をもっている。

〔発明か解決しようとする問題点〕

従来、上記のような等速ボールジヨイントの組立ては、
手作業に依存していたため、熟練した技術か必要であり
、しかも組立てに労力と時間がかかるため、生産能率が
悪く、組立てコストが高くつくという問題がある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たものであり、手作業を必要とすることなく、自動的に
ジヨイントを組立てることができる等速ジヨイントの自
動組立方法を提供するのか目的である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のような問題点を解決するため、この発明は、内輪
とケージをトラック溝とポケットか一致するよう嵌合し
た組合せ体に対し、一つのポケット内に基準ボールを挿
入する基準ボール挿入工程と、外輪の内部に対して前記
組合せ体を、両側の長いポケットを外輪のトラック溝間
に形成された対向位置の突条に嵌挿することにより直交
状態に組込み、この組合せ体を外輪の円周方向に一定角
度回動させた後、外輪と同軸心状となるよう倒し、基準
ボールを対応するトラック溝に嵌合する組合せ体組込み
工程と、外輪に対して組合せ体を傾動させることにより
各ポケットを順次露出させ、露出したポケットにボール
を挿入するボール組込み工程とを順次経るようにしたも
のである。

〔作用〕

内輪とケージをトラック溝とポケットが一致するように
嵌合した組合せ体に対し、一つのポケットに基準ボール
を挿入し、次にこの組合せ体を外輪の開口端面側に直交
状の配置で臨ませ、両側の長いポケットを外輪のトチツ
ク溝間に形成された対向突条に嵌合して外輪内に組合せ
体を組込む。

この状態で組合せ体を、外輪の円周方向に一定角度を回
動させ、次に伏倒させることにより基準ボールを外輪の
対応するトラック溝に嵌合し、外輪と組合せ体を同軸心
状に組合せ、この後、組合せ体を傾動させて各ポケット
を外輪から露出させ、露出したポケットに順次ボールを
挿入する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基ついて説明する
。

第２図乃至第５図は、等速ボールジヨイントの構成部品
とその構造及び組立ての順序を示している。

同図において、この発明によって組立てる等速ボールジ
ヨイントは、内輪２と、その外側（こ嵌合したケージ４
と、内輪２とケージ４の組合せ体５を収納する外輪７と
、ケージ４で保持された状態で内輪２と外輪７間に組込
まれるボール８とで構成されている。

上記内輪２は、外面が球状の円筒に形成され、外面に六
条のトラック溝１が円周方向に一定の間隔で設けられて
いる。このトラック溝１は、断面が略半円形で内輪２の
軸方向には外面に沿って球状になっている。

前記ケージ４は、内径が内輪２の外面に嵌合する球面で
、外面も内面と同軸心の球面に形成され、円周方向に一
定の間隔でトラック溝１と等しい数のボール保持用ポケ
ット３か設けられ、軸線を挾んで対向する一組のポケッ
トは径方向に長いポケツ）３１．３ａに形成されている
。

この長いポケット３ａ、３ａは、内輪２とケージ４を組
合せるときに利用すると共に、後述する外輪７内への組
込みに用いるためのものであり、内輪２の軸方向の厚み
よりも少し長くなっている。

また、第２図乃至第５図は、室７ａの開口径よりもケー
ジ４の最大径か大きな組合せ体５を外輪７内に組込む順
序を示している。

第２図と第３図の如く、外輪７に対して組合せ体５を直
交状に臨ませ、両側に位置させた長いポケット３ａ、３
ａを外輪７のトラック溝６間に形成された対向する突条
５ａ、５ａに嵌合せながら、室７ａ内に組合せ体５を挿
入し、挿入位置で組合せ体５を伏倒させれば、組合せ体
５は外輪７の内部に同軸心状態で収納されることになる
。

内輪２と外輪７内へのボールの組込みは、組合せ体５の
組立後において、予め長いポケット３ａ。

３ａを除く一つのポケット３に、第２図の如く基準ボー
１ｖｆ３ａを挿入し、内輪２のトラック溝１とケージ４
のポケット３の位置合せを行ない、更に組合せ体５を外
輪７内に収納したとき、この基準ボール８ａを外輪７の
トラック溝６に嵌合せ、ポケット３とトラック溝６の位
置合せをし、この後残りの各ポケット３にボール８を順
次挿入するものである。

前記のように、組合せ体５に予め基準ボール８ａが挿入
され、各トラック溝１．６とポケット３が６０’の角度
で配置されているので、外輪７内に組合せ体５を組込む
工程において、基準ボール８ａを目的のトラック溝に嵌
合するために、外輪７内に直交状態で挿入した組合せ体
５に、外輪７の円周方向への回転を付与する必要がある
。

即ち、第２図と第３図の如く、外輪７に対して直交状態
に挿入した組合せ体５を、外輪７と同軸心状、となるよ
うそのまま伏倒させると、基準ボール８ａが位置的に突
条６ａへ衝突することになる。

このため、外輪７内に直交状態で挿入した組合せ体５を
第４図に示す如く、外輪７の円周方向へ３０°回動させ
、この後、組合せ体５を符倒させると、第５図のように
、基準ボール８ａは目的のトラック溝６に嵌り込み、組
合せ体５が外輪７内に同軸心状態で収納され、外輪７の
トラック溝６とポケット３の位置決め状態が得られる。

上記のように、外輪７内に組合せ体５を収納した後、残
りの各ポケット３にボール８の挿入作業が行なわれる。

ポケット３へのボール８の挿入は、挿入したいポケット
が外輪７から露出するように、組合せ体５を傾動させ、
このポケットに外側からボール８を圧入すればよく、組
合せ体５を水平に戻すとボール８は、対応するトラック
溝１．６にわたって嵌り合うことになる。

上記のようなボール挿入工程において、組合せ体５の傾
動が挿入したボール８の存在によるこじれによって不可
能になるのを防ぐため、先ず基準ボール８ａに対して１
２０°の位置にあるポケットにボール８を挿入し、次い
で更に１２０°の位置の。

ポケットに挿入し、この後残りのポケットに適宜挿入す
る順序が採られる。

第６図は、上記した等速ボールジヨイントの組立てを自
動的に行なう自動組立装置の平面的なレイアウトを示し
ており、外輪搬送ラインＡと組合せ体搬送ラインＢが平
行して配置されている。

先ず、組合せ体搬送ラインＢには、このラインに沿って
、コンベア１１て送られてきた組合せ体５を１個ずつ前
方に送り出す定配機１２と、定位置に供給された組合せ
体５の搬送方向に対する位相を、長いポケツ）３ａを利
用して割り出すと共に、内輪２とケージ４の円周方向の
位相を一致させ、この組合せ体５を外輪搬送ラインＡ側
に移送する位相割出機１５と、位相割出後の組合せ体５
に対し、所定のポケット３に基準ボール８ａを挿入する
基準ボール挿入機１６が配置されている。

次に、外輪搬送ラインＡには、このラインに沿って、コ
ンベヤ２０で送られてきた外輪７を１個ずつ前方に送り
出す定配機２１と、定位置に供給された外輪７の上下を
反転し、これを搬送パレット９３のチャック２２に載置
する反転機２３と、反転後の外輪７の位相割出しを行な
う外輪位相割出機２４と、組合せ体搬送ラインＢの位相
割出機５から組合せ体５を受取り、これを外輪７内に挿
入する組合せ体組込機２５と、外輪７内に挿入された組
合せ体５のポケット３にボール８を挿入するボール挿入
機２６と、組上ったジヨイントの検査を行なう検査機２
７とが並べて配置されている。

前記両搬送ラインＡとＢに沿って配置されている土たる
各機器の具体的な構造と作用を、第７図乃至第１７図の
詳細図を参酌して説明する。

位相割出機１５は、搬送機１３で位置Ｙに送り込まれた
組合せ体５に臨むよう配置されており、第７図に示す如
く、位置Ｙに送り込まれた組合せ体５を受取る支持台６
１を垂直の軸心を中心に回動自在となるよう設け、この
支持台６の直上に、シリンダ６２による上下動とモータ
６３による正逆回転が付与される垂直軸６４が配置され
、垂直軸６４の下端に、下降時内輪２内へ嵌入する位置
決軸６５と、同じく下降時に内輪２のトラック溝１に掛
合するピン６６を備えた押え軸６アが取付けられている
。

上記支持台６１の下部で外輪搬送ラインＡ側の位置に、
この搬送ラインＡと直角の方向にシリンダ６日で進退動
が付与される水平台６９が配置され、この水平台６９上
に、支持台６１上の組合せ体５を挟持して外輪搬送ライ
ンＡ側に移送する位置決用のチャック機構７０が取付け
られている。

チャック機構７０は、水平台６９上にモータ７１で駆動
される回転軸７２を設け、回転軸７２の両端に固定した
アーム７３の先端間で水平軸７４を支持し、この水平軸
７４に軸方向への移動が自在となるよう取付けた一対の
挾持腕７５．７５に第８図の如くばね７６で組合せ体５
の挟持弾性を付与している。

両挾持腕７５．７５の先端対向面に長いポケット３ａに
一致する形状の突起７７が設けられていると共に、両ア
ーム７３間に取付けたシリンダ７８のコーン７９により
、両挾持腕７５．７５に押拡げられ、組合せ体５の挟持
を解くようになっている。

上記のような構成の位相割出′ａ１５は、支持台６１上
に組合せ体５か供給されると、先ず垂直軸６４が下降し
て押え軸６７が組合せ体５を押圧し、位置決軸６５が内
輪２内に嵌入すると共に、ピン６６かトラック溝１に掛
合し、次に、チャック機構７０が支持台６１側に、接近
し、開離状態の挾持腕７５．７５が第７図実線のように
組合せ体５の両側に外嵌し、コーン７９が退勤して挾持
腕７５゜７５は閉じ、組合せ体５を弾力的に挾持する。

この状態てモータ６３か正転し、組合せ体５（こ回転を
与えると、ケージ４の長いポケット３ａが挟持腕７５．
７５に臨んだとき、突起７７．７７が長いポケット３ａ
に嵌合し、ケージ４を位置決固定化する。（第８図参照
） 内輪２が一定回転後、モータ６３は予め設定した角度だ
け逆転することにより、内輪２も同角度だけ逆転し、ケ
ージ４のポケット３にトラック溝１が臨むように位置決
めがなされる。

前記基準ボール挿入機１６は、上記位相割出機１５の支
持台６１上において内輪２とケージ４の位相か合わされ
てチャック機構７０で保持された組合せ体５に対し、第
ｚ８　　図の如く、一つの短かいポケット３に基準ボー
ル８ａを押込むものである。

従って、チャック機構７０で外輪搬送ラインＡの受取位
置に待機保持される組合せ体５は、基準ボール８ａが嵌
込まれ、内輪２とケージ４の円周方向の位相が固定化さ
れ、しかも、長いポケット３ａが外輪搬送ラインＡの搬
送方向に沿う位置決めがなされる。

第１６図と第１７図は、基準ボール押入機１６の具体的
な構造を示しており、支持台６１上で位置決めされた組
合せ体５の一つのポケット３に先端を臨ませた供給筒８
１の後端に押出しシリンダ８２を配置し、供給筒８１の
先端上部に接続した誘導路８３の途中に押上げシリンダ
８４を設け、誘導路８３の途中に設けた段部８５に当接
する最前部の基準ボール８ａをシリンダ８４で押上げる
ことによりこれを供給筒８１の先端に転動させ、これを
押出しシリンダ４２てポケット３とこれに対応するトラ
ック溝１内に押込むようになっている。

（外輪搬送ライン側の構造と作用） 外輪７は、開口側の端面が下向きの状態でコンベヤ２０
に供給され、定配機２１で一個ずつコンベヤ２０の先端
に送られた外輪７は、反転機２３のチャック９で挾持さ
れ、コンベヤ２０の前方へ延長状に配置したパレット循
環路９２のパレット９３上に反転状態で供給される。

外輪７は、回転可能なパレット９３のチャック２２でシ
ャフトが固持され、循環路９２に沿って、次の位相割出
機２４に臨む位置へ送られる。

第９図は位相割出機２４の構造を示しており、シリンダ
１０１で上下動する昇降体１０２に、モータ１０３で正
逆回転する垂直の回転軸１０４を取付け、この回転軸１
０４の下端に、外輪７内の底面中央へ弾力的に当接する
センター軸１０５と、対向するトラック溝６の端部に掛
合するピン１０６を備えた押え部材１０７を取付けて形
成されている。

パレット９３上に外輪７が回転軸１０４の直下に臨むと
、昇降体１０２か下降してセンター軸１０５が外輪７内
に進入し、モータ１０３が正転して回転軸１０４か回転
するとピン１０６がトラック溝６に掛合し、外輪７に強
制的な回転を与える。

モータ１０３は一定正転後に所定角度を逆転することに
より、外輪７の位相、即ち、外輪７の搬送方向に対する
トラック溝６の配置を一定化するものである。

位相割出後の外輪７は、循環路９２に沿って次の組合せ
体組込機２５の直下位置に送られる。

第１０図と第１１図は、この組込機２５の構造と、前記
した組込み体位相割出機１５の関係を示している。

組込機２５は、シリンダ１１１によって上下動する昇降
体１１２の前面に、モータ１１３で回転するコ字状枠１
１４を取付け、このコ字状枠１１４の内部にシリンダ１
１５と連動した回動台１１６を組込み、回動台１１６の
前面に組合せ体５の内輪２が嵌入する受取軸１１７と突
設し、受取軸１１７の直上にシリンダ１１８で揺動する
組合せ体保持爪１１９を回動台１１６に取付けて形成さ
れている。

組込機２５は、昇降体１１２が上昇し、受取軸１１７が
水平で保持爪１１９が開放位置にあるとき、受取軸１１
７が組合せ体５の受取待機位置となり、第１１図に示す
ように位相割出機１５のチャック機構７０で搬送ライン
Ａ側に送られた組合せ体５が、自動的に受取軸１１７へ
嵌挿供給される。

受取軸１１７に供給された組合せ体５は、保持爪１１９
によって抜止状態に保持され、この後、昇降体１１２が
下降し、組合せ体５は直下に待機する外輪７内に挿入さ
れる。

このとき、前の位相割出工程において、組合せ体５は両
側に長いポケツ）３ａが位置し、基準ボール８ａが上部
位置のポケット３に嵌合していると共に、外輪７は、搬
送方向に対して対向する一組の突条６ａが直角の位置関
係になるよう設定されている。

従って、組合せ体５は、両側の長いポケット３ａが対向
する一組の突条６ａに嵌合しながら外輪７内に直角の位
置関係で嵌り込み、最大直径が外輪７の開口径よりも大
きな組合せ体５を外輪７内に嵌挿することができる（第
２図と第３図参照）外輪７内に組合せ体５か直角に嵌り
込むと、モータ１１３が起動してコ字状枠１１４が回転
し、組合せ体５を水平方向に３σ回動させる。（第４図
膠原） 次に、保持爪１１９が開放位置に開き、シリンダ１１５
が収縮して回動台１１６が９０°回動し、組合ぜ体５を
この回動台１１６で押し倒すことにより、外輪７の内部
に同軸心状となるよう納める。

このとき、組合せ体５は予め３０’回動変位させである
ため、組合せ体５を白心の軸心方向に倒した場合、基準
ボール８ａを外輪７の対応するトラック溝６へ確実に嵌
合させることができる（第５図参照） 外輪７内に組合せ体５が嵌合すると、昇降体１１２は上
昇し、保持爪１１９が解放位置のまま受取軸１１７゛は
水平に復帰し、次の組合せ体受取に備えるものである。

組合せ体５が同軸心状に組込まれた外輪７は、次のボー
ル挿入機２６の位置に送られ、各ポケット３内にボール
８が組込まれる。

第１２図乃至第１５図はボール挿入機２６の構造を示し
ており、シリンダ１２１で上下動する昇降台１２２の前
面にケージ押えレバー１２３を上下に揺動自在となるよ
う取付け、シリンダ１２４て下方に揺動したレバー１２
３の先端でケージ４の上端面を押下げ、外輪７内におい
てケージ４を傾斜させることにより、押下げと反対側の
位置にあるポケット３を外輪７の外部に露出させるよう
になっている。

上記昇降体１２２の前面に一対の軸受１２５で下向きコ
字状枠１２６を回動自在に支持し、このコ字状枠１２６
の中央部に下向きの内輪揺動ピン１２７を固定し、コ字
状枠１２６はアーム１２８を介して運動したシリンダ１
２９によって前後方向の揺動か付与される。

内輪揺動ピン１２７は、昇降体１２２の下降時に、直下
に待機する内輪２の内部に嵌入し、その途中に設けたケ
ージ押えピン１３０がケージ４の上端面の両側を押圧す
る（第１３図参照） この状態でシリンダ１２４が作動し、ケージ押えレバー
１２３がケージ４を押下け、上端面の押えピン１３０が
当接する部分を中心に、ケージ４は傾斜する（第１３図
参照） 次に、シリンダ１２９が作動してコ字状枠１２６と共に
内輪揺動ピン１２７がケージ４の傾斜方向に傾動し、内
輪２を所定角度傾斜させる。

このとき、内輪２と共にケージ４は一体に傾動すること
になるので、ケージ４の方が余分に傾斜し、ポケット３
が外輪７の外部に露出することになる（第１５図参照） なお、ケージ４と内輪２の傾斜角度に差を与えるのは、
トラック溝１の曲面中心と内輪２の曲面中心の違いを利
用し、トラック溝１の深い部分をポケット３に臨ませ、
次のボール挿入工程が円滑に行なえるようにするためで
ある。

前記ケージ押えレバー１２３と外輪７を挾んで対向する
位置の上部にボール供給筒１３１の先端が臨み、シリン
ダ１３２でボール８を一つだけ押出し、露出したポケッ
ト３にこのボール８を押込むようになっている。

上記ポケット３に対するボール８の挿入は、基準ボール
８ａに対して１２０°の位置のポケットから行ない、内
輪２及びケージ４の傾動に支障を与えないようにしてお
り、このような挿入位置の選択は、パレット９３のチャ
ックにより外輪７を回転させることによって得られる。

基準ボール８ａに対して１２０°の位置にあるポケット
にボールが挿入されると、ケージ押えレバー１２３はケ
ージ４の押圧を解き、内輪揺動ピン１２７が垂直に復帰
し、内輪２を水平状態に戻す。

この後、パレットのチャックによって外輪７が１２０°
回転し、次のポケット３がボール供給筒１３１に向き、
ゲージ押えピン１３０による上端面の押圧で、ケージ４
も水平に戻る。

次に、ケージ押えレバー１２３と内輪揺動ピン１２７が
上述したと同様ζこ作動し、露出したポケットにボール
が挿入されることになる。

このように、基準ボール８２ｋに対して１２０゜２４０
０の位置関係にあるポケットにボール８が挿入されると
、それ以降のボール挿入はどのポケットに行なってもよ
く、また、円周方向にボールが均一に配置されるため、
内輪２及びケージ４の傾動が円滑になり、ケージ押えレ
バー１２３で予めケージ４を傾斜させる動作は省くこと
ができる。

すべてのポケットにボールが挿入されると昇降体１２２
は上昇して内輪揺動ピン１２７が内輪２から抜け、組上
ったジヨイントは次の検量工程へと送られ、検査を受け
た後、循環器９２の端部でパレット９３から取り出され
、上下反転状態にして排ジ、外輪及びボールによって構
成される等速ボールジヨイントの組立てが自動的に行な
えるようになり、省力化と能率向上とによって、製作コ
ストの低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は等速ボールジヨイントの構造を示す断面図、第
２図乃至第５図の各々は上記ジヨイント縦断面図、第１
０図は組合せ体組込機の斜視図、第１１図は内輪位相割
出機と組込機の関係を示す側面図、第１２図はボール挿
入機の縦断側面図、１．６はトラック溝１．２は内輪、
３はポケット、３ａは長いポケット、４はケージ、５は
組合せ体、１は外輪、８はボール、８ａは基準ボール、
１５は位相割出機、１６は基準ボール挿入機、２１は定
配機、２３は反転機、２４は外輪位相割出機、２５は組
合ぜ体組込機、２６はボール挿入機間　代理人　　　　
鎌　１）文　二 第９図 第１３図 第１４図 りｍ−」 第１５図 ：、、４１δしｊ 第１７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 球状外面に軸方向のトラック溝を円周方向に等間隔で複
   数設けた内輪と、このトラック溝と等しい数のボール保
   持ポケットを備えたケージと、前記内輪とケージの組合
   せ体を収納する内部の球状内面にポケットと等しい数の
   トラック溝を一定の間隔で設けた外輪と、ケージの各ポ
   ケット内に収納された状態で内輪と外輪のトラック溝に
   わたつて嵌合し、内外輪の一方から他方に回転を伝達す
   るボールとで構成した等速ボールジョイントの自動組立
   方法であつて、内輪とケージを嵌合した組合せ体に対し
   、一つのポケット内に基準ボールを挿入する基準ボール
   挿入工程と、外輪の内部に対して前記組合せ体をポケッ
   トを外輪のトラック溝間形成された対向位置の突条に嵌
   挿することにより直交状態に組込み、この組合せ体を外
   輪の円周方向に一定角度回動させた後、外輪と同軸心状
   となるよう倒す組合せ体組込み工程と、外輪に対して組
   合せ体を傾動させることにより各ポケットを順次露出さ
   せ、露出したポケットにボールを挿入するボール組込み
   工程とを順次経ることを特徴とする等速ボールジョイン
   トの自動組立方法。