JPS64179B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は等速ボールジヨイントのボール溝加工
方法に関するもので、特に等速ボールジヨイント
としては、ジヨイント構成部材をなす外輪と内輪
の内外周面に互いに交差するボール溝を有し両ジ
ヨイント構成部材の軸動変位を許容する形式のも
のである。

かかる等速ボールジヨイント自体の構成は特公
昭38−11203号公報に示されるように既に公知で
あり、第１図に示すようにジヨイント構成部材と
しては、外輪１及び内輪２の他にトルク伝達要素
としてのボール３並びにこのボールを単一平面内
に保つボール保持器４を有している。尚５は外輪
取付用のボルト穴である。かかるボール３の係合
するボール溝１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは第２図に
示すように外輪１又は内輪２の軸線に対して傾斜
し断面半円状をなす直線溝であり、この溝は円周
方向に複数個形成され、しかも円周方向において
隣接する溝は互いに逆方向に傾斜している。かか
る構成によつて軸方向の移動が許容され、角度変
化に対する等速性が得られる。ここに傾斜方向を
異にするボール溝が外輪の内周に等角度ピツチで
交互に形成され、又内輪の外周にも等角度ビツチ
で交互に形成されているので、このようなボール
溝の形成された一対の外輪と内輪の内外周面を対
向させ、対応する外輪側のボール溝と内輪側のボ
ール溝とが互に交差する配置に対してボール溝の
１ピツチ分角度位相をずらして内外輪の各ボール
溝は傾斜方向がそろうことになる。

本発明は前記ボール溝の断面形状を楕円状に形
成し軸線に対する傾斜方向の異るボール溝も又外
輪であつても内輪であつても共通の加工装置が使
用できる加工方法を提供せんとするものであり、
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

先ず楕円形のボール溝を形成するための、回転
工具の形状について説明する。回転工具としては
ミーリングカツタ又は砥石があるが、ここでは砥
石を使用してボール溝の研削加工をする場合の一
例を説明する。砥石１９の円筒状加工面１９ａに
対しその先端部加工面１９ｂは第３図、第４図に
示すように砥石回転軸線に対しずれた点を中心と
する円弧にて形成される球状の加工面を有してい
る。かかる球状の加工面１９ｂがワークＷと係合
するように第４図に示すようにワーク軸線に対し
砥石軸線を角度θ傾斜させ両者を相対移動させる
と、砥石１９の球状加工面１９ｂにて創成される
ボール溝の断面形状は楕円状となる。

かかる楕円溝の創成原理を利用して前記ジヨイ
ント構成部材のボール溝を加工する原理図を第５
図、第６図に示す。外輪１を対象ワークとした場
合、ボール溝を楕円状とするためには第５図に示
すように工具軸線ltを水平となしこの工具軸線lt
に対しワーク軸線lwを水平面内で角度θ傾ける。
更にワーク軸線lwに対するボール溝の傾き角α
を与えるため、第６図に示すように工具軸線ltに
対し角度αをなすようにワーク軸線lwを更に垂
直面内において傾ける。このようなアライメント
を保ち第５図におけるワーク軸線lwと平行な方
向にかつ水平面に沿つて外輪１を相対移動させる
ことにより１つのボール溝を加工することができ
る。このボール溝と同じ方向の傾きをもつボール
溝は120度位相がずれているのでワーク軸線lwを
中心とする120度の位相割出しと行い、前記相対
移動させることにより傾斜方向が同じである他の
２つのボール溝が加工できることになる。残る３
つのボール溝は前記ボール溝に対し60度位相がず
れておりかつ傾斜方向が逆となつており、これを
加工するためには次のようにアライメントの設定
替えが必要である。

これは第５図に示すように先の加工点Ａをワー
ク中心に対し反対側の加工点Ｂに移すことにより
達成される。即ち第７図に示すようにワーク中心
に対し180度位相を異にしかつ加工面Ａに対応す
るボール溝１ａと加工点Ｂに対応するボール溝１
ｂとは外輪の一端面から見た場合傾斜方向が同じ
であり、しかも加工点Ｂに対応するボール溝１ｂ
に対しその両端に隣接するボール溝１ａはそれぞ
れ60度の位相差を有しているからである。かかる
加工点Ａを加工点Ｂに移すためには、ワークＷを
軸線lw上の点Ｐを中心にて旋回させ、工具軸線lt
とのなす角を−θに一致させた後、工具軸線ltを
ストロークS₁はけ水平面内でシフトする。これに
よつて加工点Ｂにおいても工具先端部の球状加工
面１９ｂで楕円ボール溝を創成するアライメント
となる。しかも砥石１９とワークＷの相対移動も
前記と同様にワーク軸線lwに平行でかつ水平面
に沿つて与えられる。

前記加工点Ａ及びＢにおける砥石の切込み方向
は水平面と平行であり、加工点Ａにおける切込み
方向kaと加工点Ｂにおける切込み方向kbは方向
が反対となる。

次に内輪２の外周面にボール溝を加工する場合
について説明する。内輪のボール溝２ａ，２ｂを
加工する場合は、外輪のボール溝１ａ，１ｂを加
工する場合に対して前記アライメントは同じであ
るが、第８図に示すように角度θの関係上砥石中
心に対するワーク加工面を反対側にもつてくる必
要があり、このため前記加工点Ａに対し砥石中心
をストロークS₂だけ加工点Ｂ側にシフトすれば良
い。又傾斜方向を異にするボール溝２ｂを加工す
るためには、加工点Ｂに対して砥石中心をストロ
ークS₃だけ加工点Ａ側にシフトすれば良く、他は
外輪１のボール溝１ａ，１ｂを加工する場合とほ
ぼ同様である。

かかる加工原理を応用した加工装置の具体例を
第９図以下によつて説明する。尚以下の実施例は
理解を容易にするべく構成の簡素化された手動機
の例をもつて説明するが、自動機にも本加工原理
が応用できることは勿論である。

第９図において、１０は内面研削用の砥石主軸
を備えた研削盤であり、１１はベツド、１２はベ
ツド１１上に摺動可能に案内された砥石台、この
砥石台１２には摺動方向と直交する砥石軸１３を
先端部に軸承した支持アーム１４が水平方向に突
設されており、砥石台１２上に設置されたモータ
１５によりベルト１６、プーリ１７，１８を介し
砥石軸１３は駆動される。砥石軸１３の先端には
前述の球状加工面を有する砥石１９が装架されて
いる。２０はベツド１１上に載置されたテーブル
で、このテーブル２０は本発明加工方法の実施に
おいては摺動する必要はないためベツド固定であ
つても良いものである。２１はテーブル２０上に
載置されたワークヘツドである。このワークヘツ
ド２１は第１０図に示すようにテーブル２０に固
定される支持ベース２２と、支持ベース２２に対
しピボツト軸２３を中心にして旋回調整可能な旋
回台２４と、旋回台２４上に水平面に沿つて形成
された摺動案内面２５に案内された摺動台２６、
この摺動台２６に回転自在に軸承され、先端にワ
ークＷを保持するワーク保持装置２７を備えた主
軸２８と、主軸２８を回転割出しする割出板２９
と、割出板２９の係合離脱をさせる主軸シフト機
構３０と、前記摺動台２６の旋回台２４上の案内
面２５に沿つて摺動させる送り機構３１とにより
主に構成されている。摺動台２６に軸承された主
軸２８はボール溝の傾斜角αと等しい角度水平面
に対して傾斜されている。又工具軸ltに対する角
度θ、−θは第１１図に示すようにピボツト軸２
３を中心にした旋回台２４の旋回にて設定され
る。一方の規制ストツパ部材３５は工具軸ltに対
して角度θを設定するべく旋回台２４の一側に当
接して回動端を規制し、他方のストツパ部材２６
は工具軸ltに対して角度−θを設定すべく旋回台
２４の他側と当接して回動端を規制する。３７と
３８は旋回台２４を押圧するクランプ部材で、ね
じ軸３９，４０に螺合するナツト４１，４２に突
設されたレバー４３，４４を回動することにより
締め緩めが行われる。

前記摺動台２６の案内面２５に沿つて往復移動
させる送り機構３１は、旋回台２４の一端に突設
されたブラケツト４５に送りねじ４６が回転のみ
許容して軸承され、この送りねじ４６は摺動台２
６に固着されたナツト４７に螺合され、一端には
ハンドル４８が固着されている。割出板２９の係
脱を行う主軸シフト機構３０は、主軸２８の一端
ねじ部２８ａに螺合するナツト部材５０とこのナ
ツト部材５０の環状溝５０ａと係合し、枢軸５１
にて枢支された回動レバー５２にて構成されてい
る。このナツト部材５０を締め込んだ第１０図の
状態では割出板２９，２９相互の歯面が噛み合い
一体結合され位相決めされている。ナツト部材５
０が止めナツト５３に当接するまで緩めて回動レ
バー５２を時計方向に回動すればナツト部材５
０、主軸２８が前方にシフトされ割出板２９，２
９の噛合が解除される。この状態で主軸２８にキ
ー係合された操作輪５４を回わし、ボールノツチ
５５が120度の位相で形成されたノツチ穴５６に
係入するまで回わし回動レバー５２を戻すと割出
板２９，２９の噛合により正確に位相決めがなさ
れ、ナツト部材５０を締め込むことにより割出し
が完了する。前記主軸２８先端のワーク保持装置
２７に外輪Ｗを取付ける際には位相決めをしなけ
ればならない。位相決め基準となるのは荒加工さ
れたボール溝であり、かかるボール溝中心を砥石
中心と一致させなければならない。このため摺動
台２６の上部ブラケツトに枢軸５８にて枢支さ
れ、先端に荒加工されたボール溝に係合する一対
の基準ピン５９，５９を備えた位相決め部材６０
が設けられている。この位相決め部材６０の枢軸
５８は主軸軸線に垂直で基準ピン５９中心を通る
面Ｑよりも後方にＵだけオフセツトされているの
で、位相決め部材６０の回動による基準ピン５９
の円弧軌跡がボール溝１ａ，１ｂの中心に沿う軌
跡となり基準ピン５９はボール溝に係入し、外輪
１の位相決めをする。こうして位相決めされた外
輪１をボルト締めにて保持装置２７に固着し、位
相決め部材６０を２点鎖線で示すように上方には
ね上げておく。

これよりボール溝１ａの研削加工は開始され
る。先ず加工点Ａに砥石１９を位置決めし、ハン
ドル４８を回わして摺動台２６を前後進させる。
砥石台１２は間歇的に矢印ka方向に切込みが与
えられストツパ等にて規制される所定位置まで切
込まれボール溝は仕上げられる。摺動台２６を後
退させ主軸シフト機構３０を作動させて120度の
位相割出した後、再び摺動台２６を前後進させ、
砥石台１２は前記切込み分戻した後再び間歇的に
切込む。これを繰返すことにより同一方向に傾斜
する３つのボール溝は研削加工によつて仕上げら
れる。

次に傾斜角の異る残りのボール溝を研削するた
めクランプ部材３７，３８をアンクランプし、旋
回台２４を旋回させストツパ部材３６にて規制さ
れる回動端にてクランプする。これとともに砥石
台１２をストロークS₁移動させ、砥石１９を加工
点Ｂに移す。これより砥石１９の間歇切込みと摺
動台２６の前後進によつて傾斜角の異る１つのボ
ール溝１ｂが研削加工される。尚加工点Ｂにおけ
るワーク加工面は加工点Ａに対して反対側に位置
するため、砥石の間歇的切込み方向は反対方向と
なる。残る２つのボール溝の加工もワークの120
度割出しと摺動台２６の前後進と砥石台の間歇切
込みを繰返すことにより研削加工する。かくして
外輪の中心軸線に対し各ボール溝１ａ，１ｂまで
の半径は一定値に仕上げられ、砥石軸線に対する
ワーク軸線のなす角αを変えずに傾斜方向の異る
ボール溝１ａ，１ｂを共通の加工装置でもつて加
工することができ、角度αの各ボール溝毎のばら
つきを防止することができる。

次に内輪２のボール溝２ａ，２ｂを加工する場
合について説明する。先ず外輪用のワーク保持装
置２７を第１３図に示す内輪用のワーク保持装置
２７ａに交換し、かつ外輪用の位相決め部材６０
を第１４図に示す位相決め部材６０ａに交換す
る。この位相決め部材６０ａは内輪２の外周面に
形成されたボール溝２ａ，２ｂに係合する基準ピ
ン５９ａ，５９ｂを内方に突設した一対のヨーク
６１を有し、前記枢軸５８によつて回動可能に枢
支されている。この位相決め部材６０ａによつて
内輪２を位相決めした後ワーク保持装置２７ａの
締付ボルトを緊締し内輪２をクランプする。砥石
１９を加工点ａに移し、ボール溝２ａに対応させ
る。これ以降においては外輪の場合と同様に摺動
台２６の前後動及び内輪２の120度割出しによつ
て120度の位相を有する３つのボール溝２ａを順
次加工する。残りのボール溝２ｂを加工するには
旋回台２４の旋回と砥石１９をストロークS₄移動
させて加工点ｂに移し、再び前記操作を繰返せば
良い。

以上述べたように本発明の加工方法によれば、
ボール溝の傾斜角αを維持したまま、旋回台を旋
回させ砥石を所定ストロークシフトすることによ
り、加工点Ａ又ａを加工点Ｂ又はｂに移して傾斜
方向の異るボール溝加工ができるようになり、し
かも各ボール溝はボールとの接触点がトルク負荷
に対して変動しない楕円溝に形成される。その上
外輪、内輪いずれであつても加工することがで
き、ワーク保持装置、位相決め部材を除けば共通
の加工装置ができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は交差溝を有する等速ボールジヨイント
の縦断面図、第２図はその模式的な構成図、第３
図はボール溝加工工具の図、第４図はその工具と
ワークとの位相関係を示す図、第５図は外輪を加
工する場合の加工原理図、第６図は第５図におけ
る矢視図、第７図は外輪及び内輪の端面形状を
示す図、第８図は内輪を加工する場合に加工原理
図、第９図は加工装置全体の平面図、第１０図は
ワークヘツドの縦断面図、第１１図はその平面
図、第１２図は第１０図におけるXII−XII矢視断面
図、第１３図は内輪用のワーク保持装置と位相決
め部材を示す要部断面図、第１４図は位相決め部
材の正面図である。 １……外輪、２……内輪、３……ボール、４…
…ボール保持器、１１……ベツド、１２……砥石
台、１３……砥石軸、１９……砥石、１９ｂ……
球状加工面、２０……テーブル、２１……ワーク
ヘツド、２２……支持ベース、２３……ピボツト
軸、２４……旋回台、２６……摺動台、２７，２
７ａ……ワーク保持装置、２８……主軸、２９…
…割出板、３０……主軸シフト機構、３１……送
り機構、５９，５９ａ……基準ピン、６０，６０
ａ……位相決め部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸移動可能な等速ボールジヨイントのジヨイ
   ント構成部材である外輪の内周面又は内輪の外周
   面に、前記構成部材の軸線に対して第１方向に一
   定角度傾斜する断面楕円状の第１ボール溝と前記
   第１方向と逆方向に同じ角度傾斜する断面楕円状
   の第２ボール溝を円周上等角度ピツチに交互に形
   成する加工方法であつて、回転工具の円筒状加工
   面に続く工具先端部の加工面を球面状となし、こ
   の球面状加工面に前記外輪内周面又は前記内輪外
   周面を係合させるべく工具軸線に対し工具切込み
   方向と平行な面内で前記構成部材の軸線を所定角
   度傾斜させ、かつこれと直角な方向には前記一定
   角度傾斜させ、前記構成部材をこれの軸線と平行
   でしかも前記工具切込み方向と平行な面に沿う進
   退動作と前記構成部材の軸線を中心とする回転割
   出しとによつて前記第１方向に傾斜する第１ボー
   ル溝を加工する工程と、工具切込み方向と平行な
   面内で旋回させて前記工具軸線に対して前記構成
   部材の軸線のなす角度を逆にしかつ等しくすると
   ともに前記構成部材の中心に対し前記工程におけ
   る加工点の対称位置に加工点を移すべく工具軸線
   を切込み方向に所定量シフトする工程と、前記構
   成部材をこれの軸線と平行でしかも前記工具切込
   み方向と平行な面に沿う進退動作と軸線を中心と
   する構成部材の回転割出しとによつて前記第２方
   向に傾斜する第２ボール溝を加工する工程とより
   なる等速ボールジヨイントのボール溝加工方法。