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十字軸式萬向聯軸器的組裝方法與流程

文檔序號:11160189閱讀:4863來源:國知局
十字軸式萬向聯軸器的組裝方法與制造工藝

本發明涉及一種十字軸式萬向聯軸器的組裝方法,該十字軸式萬向聯軸器組裝于用于將轉向軸的動作傳遞至轉向齒輪的轉向裝置等。



背景技術:

如圖10所示,汽車的轉向裝置構成為將方向盤1的動作經由轉向軸2以及中間軸3而傳遞至對車輪進行轉向操縱的轉向齒輪單元4。轉向軸2與轉向齒輪單元4的輸入軸5通常無法配置于同一直線上。因此,在轉向軸2與輸入軸5之間設置中間軸3,經由被稱為萬向節的十字軸式萬向聯軸器6而將中間軸3的兩端部、與轉向軸2以及輸入軸5的端部分別結合。通過這種結構,能夠在未存在于同一直線上的轉向軸2與輸入軸5之間實現旋轉力的傳遞。

作為現有的十字軸式萬向聯軸器的1例,圖11及圖12示出日本特開平10-205547號公報所記載的結構。十字軸式萬向聯軸器6具備1對金屬板制的軛架7a、7b、以及十字軸8。1對軛架7a、7b中的一方(圖11及圖12中的右側)的軛架7a具備:基部9a;以及1對結合臂部10,它們從基部9a的軸向一端緣(圖11及圖12中的左端緣)伸出。

由于基部9a供轉向軸等未圖示的旋轉軸的端部插入,因此形成為圓周方向上的1處部位構成不連續部的欠缺圓筒狀,其內徑能夠擴大縮小。另外,在基部9a以從圓周方向兩側隔著所述不連續部的狀態而設置有相互對置的1對凸緣11a、11b。在1對凸緣11a、11b中的一方(圖12中的下方)的凸緣11a形成有用于供螺栓(未圖示)的桿部插通的通孔12。另一方面,在1對凸緣11a、11b中的另一方(圖12中的上方)的凸緣11b形成有通孔13,并且將螺母14壓入固定于通孔13,螺母14作為用于使所述螺栓與另一方的凸緣11b螺合的螺孔而發揮功能。

1對結合臂部10在基部9a的軸向一端部從徑向上處于相反側的2處位置沿基部9a的軸向伸出,且使得內側面彼此相互對置。在1對結合臂部10的前端部形成有相互同心的圓孔15。

對于1對軛架7a、7b中的另一方(圖11及圖12中的左側)的軛架7b而言,只有基部9b的形狀與一方的軛架7a不同。另一方的軛架7b的基部9b供中間軸等旋轉軸16的端部插入,因此整體形成為大致圓筒狀。

十字軸8由以交叉成十字的狀態而設置的2個軸部17a、17b構成,這些軸部17a、17b中的、一方的軸部17a的兩端部樞軸支承于在一方的軛架7a的1對結合臂部10形成的1對圓孔15的內側,另外,另一方的軸部17b的兩端部樞軸支承于在另一方的軛架7b的1對結合臂部10形成的1對圓孔15的內側。更具體而言,十字軸8的軸部17a、17b各自的前端部分別經由杯狀軸承18而旋轉自如地支承于各圓孔15的內側。

各杯狀軸承18相當于轂型滾針軸承,并具備相當于轂型外圈的1個杯狀體19、以及多個滾針20。杯狀體19通過對碳鋼板、表面淬火鋼板等硬質金屬板實施深拉伸加工等塑性加工而形成,并具備圓筒部21、底部22、以及內側凸緣部23。底部22將圓筒部21的軸向一端側(在向圓孔15內的組裝狀態下為結合臂部10的外側面側)整體封閉。內側凸緣部23以從圓筒部21的軸向另一端部(在向圓孔15內的組裝狀態下為結合臂部10的內側面側的端部)向徑向內側折彎的方式伸長,并且向使得與滾針20對置的面成為凹面的方向彎曲。各杯狀體19在被向圓孔15的內側壓入的狀態下使得結合臂部10的外側面中的、圓孔15的開口緣部的圓周方向上的多處部位向徑向內側塑性變形,由此形成斂縫部24。通過這種結構而防止杯狀體19從圓孔15向外側脫離。在滾針20的徑向內側分別插入有十字軸8的軸部17a、17b的前端部。

當經由這樣構成的萬向聯軸器6將2個旋轉軸16、25的端部彼此連結時,首先,在無晃動地將旋轉軸16的端部插入或壓入到預先組裝后的萬向聯軸器6的另一方的軛架7b的基部9b的內側的狀態下,對基部9b與旋轉軸16的端部進行焊接固定。接下來,在使得其它旋轉軸25的端部花鍵卡合于萬向聯軸器6的一方的軛架7a的基部9a的內側的狀態下,對于其桿部插通到形成于一方的凸緣11a的通孔12的未圖示的螺栓的前端部,使其與固定于另一方的凸緣11b的螺母14螺合而進行緊固。由此,縮窄1對凸緣11a、11b彼此的間隔而使得基部9a縮徑,從而使得其它旋轉軸25的端部結合固定于基部9a。

萬向聯軸器6通過經由十字軸8連結1對軛架7a、7b而組裝。圖13(A)及圖13(B)表示用于組裝萬向聯軸器6的現有方法的1例。此時,為了對1對軛架7a、7b進行支承而使用軛架支承夾具26。軛架支承夾具26具備:大致L字形的1對支承臂部27;以及未圖示的馬達,其用于使上述這些支承臂部27移動。為了將十字軸8的軸部17a、17b分別組裝于1對軛架7a、7b而使用壓入沖頭28以及斂縫沖頭29。壓入沖頭28構成為圓柱狀,并能夠借助在基端側設置的未圖示的壓入用缸體而沿前后方向(圖13(A)及圖13(B)中的左右方向)移動。與此相對,斂縫沖頭29構成為大致圓筒狀,并外嵌于壓入沖頭28的周圍。斂縫沖頭29能夠借助在基端側設置的未圖示的斂縫用缸體而沿前后方向(圖13(A)及圖13(B)中的左右方向)移動。

當對萬向聯軸器6進行組裝時,首先,在將十字軸8的一方的軸部17a的兩端部分別松緩地插入到一方的軛架7a的1對的圓孔15的內側的狀態下,將軛架支承夾具26的1對支承臂部27的前端部配置于1對結合臂部10的內側。另外,在隔著1對結合臂部10的兩側位置,將壓入沖頭28以及斂縫沖頭29分別配置為與圓孔15的中心軸同軸。接下來,通過對軛架支承夾具26的所述馬達進行驅動,使得1對支承臂部27在圓孔16的中心軸方向上朝相互分離的方向同步地移動。而且,使1對支承臂部27的前端部外側面與1對結合臂部10的前端部內側面抵接從而對這1對結合臂部10進行支承。

并且,使壓入沖頭28分別向前方(接近軛架7a的方向)移動,由此將杯狀軸承18的杯狀體19的底部22的內表面按壓到軸部17a的前端面,在施加于壓入沖頭28的壓力達到規定大小的時刻、或者壓入沖頭28向前方的移動量達到規定量的時刻,使該壓入沖頭28停止向前方移動。接下來,使斂縫沖頭29向前方移動,并使結合臂部10的外側面中的、圓孔15的開口緣部的多處部位塑性變形,從而在該部分形成斂縫部24。由此,將杯狀軸承18組裝于處于圓孔15與軸部17a的兩端部之間的部分,并經由杯狀軸承18而將軸部17a的兩端部旋轉自如地支承于圓孔15的內側。此外,對于另一方的軛架7與十字軸8的另一方的軸部17b的組裝也同樣地進行。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平10-205547號公報



技術實現要素:

發明所要解決的課題

在現有的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法中,僅基于施加于壓入沖頭28的壓力的大小、或者僅基于壓入沖頭28向前方的移動量而確定杯狀軸承18的壓入量(壓入位置)。在以該方式確定杯狀軸承18的壓入量的情況下,有可能難以穩定地對十字軸式萬向聯軸器6的杯狀軸承18施加適當的預壓力,或者有可能無法充分實現杯狀軸承18的止脫。

例如,對于在任意的軛架7a(7b)形成的圓孔15的內徑尺寸、杯狀軸承18的外徑尺寸、十字軸8的軸部17a(17b)的軸向尺寸等萬向聯軸器6的各部件的尺寸而言,經常在尺寸公差范圍內產生偏差。因此,在對多個萬向聯軸器6進行組裝的情況下,例如,存在將具有內徑尺寸較大的圓孔15的軛架7a(7b)與外徑尺寸較小的杯狀軸承18組合、或者相反地將具有內徑尺寸較小的圓孔15的軛架7a(7b)與外徑尺寸較小的杯狀軸承18組合的情況。因此,若僅基于施加于壓入沖頭28的壓力的大小而確定杯狀軸承18的壓入量,則杯狀軸承18的壓入量有可能變得過大或不足,從而難以穩定地對杯狀軸承18施加適當的預壓力。

另外,對于軛架7a(7b)的中心軸X至1對結合臂部10的內側面的尺寸(以下稱為“內側面尺寸”)而言,也經常在尺寸公差范圍內產生偏差。因此,在以使得1對支承臂部27從1對支承部件27的圓孔15的中心軸方向上的中心位置(機械中心位置)O向相互分離的方向等距離地移動的方式對軛架7a(7b)進行支承的情況下,如圖14(A)所示,軛架7a(7b)與1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差相應地在圓孔15的中心軸方向(圖14(A)中的左右方向)上偏移。具體而言,如圖14(A)所示,在使得軛架7a(7b)的中心軸X與1對支承臂部27的機械中心位置O對齊的狀態下,當1對支承臂部27中的一方(圖14(A)中的右側)的支承臂部27的前端部外側面至1對結合臂部10中的一方的結合臂部10的前端部內側面的距離(L1)、與另一方(圖14(A)中的左側)的支承臂部27的前端部外側面至另一方的結合臂部10的前端部內側面的距離(L2)不相等時(L1<L2),如圖14(B)所示,軛架7a(7b)被所述距離短的一側(支承臂部27與結合臂部10先抵接的一側)的支承臂部27按壓而向圓孔15的中心軸方向上的一側(圖14(A)中的右側)偏移。因此,如圖14(B)所示,支承完畢的狀態下的軛架7a(7b)的中心軸X相對于1對支承臂部27的機械中心位置O以ΔA而產生偏移。

在僅基于1對壓入沖頭28向前方的移動量而確定杯狀軸承18的壓入量的情況下,由于以機械中心位置O為基準而設定1對壓入沖頭28向前方的移動量,因此,基于這1對壓入沖頭28中的一方(圖14(B)中的右側)的壓入沖頭28的壓入量變得過大,與此相對,基于另一方(圖14(B)中的左側)的壓入沖頭28的壓入量不足。因此,難以穩定地對1對杯狀軸承18施加適當的預壓力。另外,基于1對斂縫沖頭29中的一方(圖14(B)中的右側)的斂縫沖頭29的斂縫量變得過大,與此相對,基于另一方(圖14(B)中的左側)的斂縫沖頭29的斂縫量不足。因此,有可能無法充分實現至少一方的杯狀軸承18的止脫。

并且,根據軛架7a(7b)的形狀、材質,無論基于1對支承臂部27的固定如何,伴隨著杯狀軸承18的壓入作業,軛架7a(7b)的1對結合臂部10的圓孔15的周圍部分彼此都有可能向相互接近的方向撓曲變形。因此,如圖15(A)所示,在將1對杯狀軸承18同時壓入到分別形成于1對結合臂部10的圓孔15的情況下,如圖15(B)中夸張所示,1對結合臂部10分別撓曲變形。因此,若僅基于施加于壓入沖頭28的壓力的大小而確定杯狀軸承18的壓入量,則在1對結合臂部10分別撓曲變形的狀態下,施加于1對壓入沖頭28的壓力的大小有可能達到表示1對杯狀軸承18的壓入完畢位置的規定值。但是,當在1對結合臂部10分別撓曲變形的狀態下對1對杯狀軸承18進行組裝時,使得1對壓入沖頭28后退,如圖15(C)所示,也隨之產生1對結合臂部10的撓曲變形分別被釋放的回彈。由此,1對杯狀軸承18的杯狀體19的底部22的內表面以1對結合臂部10的撓曲變形量的合計量而向從十字軸8的軸部17a的前端面離開的方向移動,從而有可能在底部22的內表面與軸部17a的前端面之間分別產生間隙。其結果是,難以對杯狀軸承18施加適當的預壓力。

鑒于如上情形,本發明的目的在于提供一種十字軸式萬向聯軸器的組裝方法,通過該組裝方法,無論構成十字軸式萬向聯軸器的各部件的尺寸的偏差、伴隨于杯狀軸承的壓入作業的軛架的結合臂部的彈性變形如何,都能夠高精度地將杯狀軸承組裝于處于在軛架的結合臂部所形成的圓孔與十字軸的軸部的前端部之間的部分。

用于解決課題的手段

本發明涉及一種方法,其是對十字軸式萬向聯軸器進行組裝的方法,該十字軸式萬向聯軸器具備:軛架,其具備1對結合臂部、以及在該1對結合臂部的前端部形成的1對圓孔;十字軸,其具備軸部;以及1對杯狀軸承,它們用于將所述軸部的兩端部旋轉自如地支承于所述1對圓孔的內側,為了將所述1對杯狀軸承組裝于處于所述1對結合臂部的所述1對圓孔、與從所述1對結合臂部的內側面側插入到該1對圓孔的內側的所述軸部的所述兩端部之間的部分,從所述1對結合臂部的外側面側利用1對壓入沖頭將該1對杯狀軸承壓入到所述1對圓孔的內側。

此外,本發明的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法基本上具備如下工序:將該1對結合臂部固定為能夠將所述1對結合臂部的所述前端部的內側面彼此的間隔保持為恒定的工序;以及在對所述1對結合臂部進行固定的狀態下,從所述1對結合臂部的外側面側利用1對壓入沖頭,將所述1對杯狀軸承壓入到處于該1對結合臂部的所述1對圓孔、與從所述1對結合臂部的內側面側插入到該1對圓孔的內側的所述軸部的所述兩端部之間的部分的工序。

特別地,本發明的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法的特征在于,具有如下工序:與所述軛架或所述十字軸的尺寸、或者伴隨于所述1對杯狀軸承向所述1對圓孔的內側的壓入作業的所述1對結合臂部的彈性變形的大小相應地,對所述1對壓入沖頭的移動量進行調節。

在本發明的第1實施方式中,在對所述1對結合臂部進行固定、且從所述1對結合臂部的內側面側將所述軸部插入到所述1對圓孔的內側的狀態下,將所述1對杯狀軸承的一方朝所述1對圓孔的一方的內側壓入至預先設定的基準位置,將在該時刻施加于所述1對壓入沖頭的一方的壓力值設定為基準壓力。接下來,將所述1對杯狀軸承的一方從所述基準位置進一步壓入,在施加于所述1對壓入沖頭的一方的壓力比所述基準壓力大預先設定的值的時刻,判定為所述1對杯狀軸承的一方到達壓入完畢位置,使該1對杯狀軸承的一方的壓入作業結束。

在該情況下,所述1對杯狀軸承的一方能夠由如下部件構成:有底圓筒狀的杯狀體(轂型外圈、轂型杯狀體),其具有圓筒部、以及將該圓筒部的一端側封閉的底部;以及多個滾針,它們滾動自如地配置于上述杯狀體的內側。而且,將比所述杯狀體的所述底部的內表面與所述軸部的所述兩端部的一方的前端面抵接的位置靠前的位置設定為所述基準位置。

此外,只要所述基準位置處于比所述1對杯狀軸承的一方的所述底部與所述軸部的所述兩端部的一方抵接的位置靠前的位置,還能夠將所述1對杯狀軸承的一方的壓入量較小的壓入初期的位置設定為所述基準位置。但是,從壓入作業的周期的縮短這一點來看,優選將接近所述底部與所述兩端部的一方抵接的位置的、比該抵接位置靠前0.1mm~1.0mm左右的微小的量的位置設定為所述基準位置。另外,對于用于確定所述壓入完畢位置的所述壓力值,能夠基于軛架、杯狀軸承的材質、大小、形狀等并通過各種模擬、實驗等而預先求出適當的值。

對于所述1對杯狀軸承的一方到達所述基準位置之后的該1對杯狀軸承的一方的壓入速度,優選與施加于所述1對壓入沖頭的一方的壓力相對于所述基準壓力的增大量相應地使其減慢。在該情況下,更優選連續地或者階梯式地減慢所述1對杯狀軸承的一方的壓入速度。

此外,能夠利用在該1對壓入沖頭的一方設置的壓力傳感器對施加于所述1對壓入沖頭的一方的壓力進行測定。

對于所述1對杯狀軸承的另一方,也能夠同樣地將其壓入組裝于所述1對圓孔的另一方的內側。并且,還能夠將所述1對杯狀軸承的雙方以同樣的方式同時壓入組裝于所述1對圓孔。

在本發明的第2實施方式中,在對所述1對結合臂部進行固定、且從所述1對結合臂部的內側面側將所述軸部插入到所述1對圓孔的內側的狀態下,利用所述1對壓入沖頭中的一方將所述1對杯狀軸承中的一方壓入至基于該1對壓入沖頭的一方的進給量而預先設定的壓入完畢位置,使該1對壓入沖頭的一方后退,并且,利用所述1對壓入沖頭中的另一方將所述1對杯狀軸承中的另一方壓入至基于該1對壓入沖頭的另一方的進給量而預先設定的基準位置,接下來,利用所述1對壓入沖頭的另一方對所述1對杯狀軸承中的另一方與所述十字軸的所述軸部一起進行壓入,將施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力的大小達到規定的大小的位置判定為壓入完畢位置,停止對所述1對杯狀軸承的另一方的壓入,使所述1對壓入沖頭的另一方后退。

在該情況下,當將所述1對杯狀軸承的一方壓入至所述壓入完畢位置時,還能夠在將所述1對杯狀軸承的一方壓入至基于所述1對壓入沖頭的一方的進給量而預先設定的基準位置之后,使得所述1對杯狀軸承的另一方在所述基準位置停止的狀態下,僅將所述1對杯狀軸承的一方壓入至所述壓入完畢位置。

在本發明的第2實施方式中,優選地,對于在將所述1對杯狀軸承的另一方壓入至所述基準位置的時刻施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力值,將其設定為基準壓力。而且,將所述1對杯狀軸承的另一方從所述基準位置進一步壓入,在施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力比所述基準壓力大預先設定的值的時刻,判定為所述1對杯狀軸承的另一方到達所述壓入完畢位置。

取而代之地,當將所述1對杯狀軸承中的另一方與所述十字軸的所述軸部一起從所述基準位置進一步壓入時,對施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力進行監視,當檢測出表示所述軸部的所述兩端部的另一方的前端面開始與所述1對杯狀軸承的另一方的底部的內表面抵接的拐點(壓力值以增加趨勢而變化的點)時,能夠將該拐點處的所述壓力值設定為所述基準壓力。

此外,能夠利用在該1對壓入沖頭的另一方設置的壓力傳感器對施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力值進行測定。另外,對于用于確定所述1對壓入沖頭的另一方的所述壓入完畢位置的所述壓力值,能夠基于軛架、杯狀軸承的材質、大小、形狀等并通過各種模擬、實驗等而預先求出適當的值。

即使在本發明的第2實施方式中,所述1對杯狀軸承也能夠分別由如下部件構成:杯狀體(轂型外圈、轂型杯狀體),其具有圓筒部、以及將該圓筒部的一端側封閉的底部;以及多個滾針,它們滾動自如地配置于上述杯狀體的內側。另外,取而代之地,對于所述1對杯狀軸承的另一方,還能夠將比所述杯狀體的底部的內表面與所述軸部的前端面抵接的位置靠前的位置設定為所述基準位置,并能夠將在該時刻施加于所述1對壓入沖頭的另一方的壓力值設定為所述基準壓力。此外,優選將所述基準位置設為比所述抵接位置靠前0.1mm~1.0mm左右的微小的量的位置。并且,優選地,根據施加于所述另一方的壓入沖頭的壓力相對于所述基準壓力的增大量而連續地或者階梯式地使到達所述基準位置之后的所述另一方的杯狀軸承的壓入速度減慢。

在本發明的第3實施方式中,當利用借助伺服馬達的驅動而移動的1對支承部件來對所述1對結合臂部的所述前端部的內側面進行固定時,通過所述伺服馬達的驅動使所述1對支承部件在與所述1對圓孔的中心軸平行的方向上、且在相互分離的方向上移動,以使得所述1對支承部件接近所述1對結合臂部的所述前端部的內側面,在所述伺服馬達產生規定的扭矩的時刻,使所述1對支承部件的移動停止,利用該1對支承部件對所述1對結合臂部的前端部內側面進行支承,接下來,利用所述伺服馬達的脈沖數,求出從所述1對支承部件在所述圓孔的中心軸方向上的中心位置(機械中心位置)至對所述1對結合臂部進行支承的狀態下的所述1對支承部件在所述圓孔的中心軸方向上的中心位置(結合臂部的中心位置)的偏移量,并且,當利用所述1對壓入沖頭將所述1對杯狀軸承壓入時,基于所述偏移量而分別對所述1對壓入沖頭向前方的移動量進行修正。

在本發明的第3的實施方式中,還具備如下工序:在利用所述1對壓入沖頭將所述1對杯狀軸承壓入到所述1對圓孔的內側之后,利用1對斂縫沖頭使所述1對結合臂部的外側面中的、所述1對圓孔的開口緣部塑性變形,即使在利用所述1對斂縫沖頭使該1對圓孔的開口緣部塑性變形時,也能夠基于所述偏移量而分別對所述1對斂縫沖頭向前方的移動量進行修正。

發明效果

根據本發明的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法,無論構成十字軸式萬向聯軸器的各部件(特別是軛架或十字軸)的尺寸的偏差、伴隨于1對杯狀軸承的壓入作業的軛架的1對結合臂部的彈性變形如何,都能夠高精度地將杯狀軸承組裝于處于在該1對結合臂部形成的1對圓孔與十字軸的軸部的兩端部之間的部分。

附圖說明

圖1(A)~圖1(F)是表示本發明的第1實施方式的1例的、按照工序順序示出十字軸式萬向聯軸器的組裝方法的局部剖視圖。

圖2是表示將杯狀軸承壓入至基準位置之前的組裝狀況的、圖1(C)的a部放大圖。

圖3是示意性地表示杯狀軸承的壓入速度與時間的關系的線圖。

圖4是表示施加于壓入沖頭的壓力的大小與時間的關系的線圖。

圖5(A)~圖5(G)是表示本發明的第2實施方式的第1例的、按照工序順序示出十字軸式萬向聯軸器的組裝方法的局部剖視圖。

圖6(A)及圖6(B)是表示壓入第四工序的示意圖。

圖7(A)~圖7(D)是僅表示本發明的第2實施方式的第2例所涉及的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法中的、壓入工序的局部剖視圖。

圖8(A)~圖8(D)是表示本發明的第3實施方式的第1例的、按照工序順序示出十字軸式萬向聯軸器的組裝方法的局部剖視圖。

圖9(A)~圖9(D)是表示本發明的第3實施方式的第2例的、按照工序順序示出十字軸式萬向聯軸器的組裝方法的局部剖視圖。

圖10是表示組裝有十字軸式萬向聯軸器的轉向裝置的1例的立體圖。

圖11是表示現有的十字軸式萬向聯軸器的1例的側視圖。

圖12是以剖開一部分的狀態而示出的、圖11的從下方觀察的圖。

圖13(A)是表示現有的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法中的、壓入工序的剖視圖,圖13(B)是表示斂縫工序的剖視圖。

圖14(A)及圖14(B)是為了對現有的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法中因構成萬向聯軸器的各部件的尺寸的偏差所產生的問題進行說明而示出的局部剖視圖。

圖15(A)~圖15(C)是為了對現有的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法中因結合臂部伴隨著軸承杯狀體的壓入而彈性變形所產生的問題進行說明而示出的局部剖視圖。

具體實施方式

[第1實施方式的1例]

圖1(A)~圖4示出本發明的第1實施方式的1例。成為本例的對象的十字軸式萬向聯軸器與公知的結構相同,具備:軛架7a,其具備1對結合臂部10以及在1對結合臂部10的前端部形成的1對圓孔15;十字軸8,其具備軸部17a、17b;以及1對杯狀軸承18,它們用于將軸部8的兩端部旋轉自如地支承于1對圓孔15的內側。本例的十字軸式萬向聯軸器的組裝方法也與現有的方法相同,至少具備如下工序:將1對結合臂部10固定為能夠將1對結合臂部10的前端部的內側面彼此的間隔保持為恒定的工序;以及在對1對結合臂部10進行固定的狀態下,從1對結合臂部10的外側面側利用1對壓入沖頭33,將1對杯狀軸承18壓入到處于1對結合臂部10的1對圓孔15、與從1對結合臂部10的內側面側插入到1對圓孔15的內側的軸部17a、17b的兩端部之間的部分的工序。

本例的特征在于,通過精心設計杯狀軸承18的壓入工序,無論構成十字軸式萬向聯軸器6(參照圖10~圖12)的各部件的尺寸的偏差如何,都能夠高精度地組裝杯狀軸承18。關于其它的萬向聯軸器6的構造及其組裝方法的構成、以及它們的作用效果,與以往相同。

大體上劃分,本例的萬向聯軸器6的組裝方法具備(A)~(F)這6道工序。關于這些工序,以下按照工序順序進行說明。此外,在本例的萬向聯軸器5的組裝方法中,與以往相同,主要使用具備1對壓入斂縫裝置31以及軛架支承夾具32的組裝裝置30。1對壓入斂縫裝置31分別具備:圓柱狀的壓入沖頭33;斂縫沖頭35,其為大致圓筒狀,且以能夠相對移動的方式外嵌于壓入沖頭33;以及伺服馬達、缸體等驅動機構,其設置于壓入沖頭33以及斂縫沖頭35的各自的基端側,且用于使壓入沖頭33以及斂縫沖頭35分別獨立地移動。另外,軛架支承夾具32具備:大致L字形的1對支承臂部34;以及未圖示的伺服馬達等驅動機構,其使1對支承臂部34分別移動。另外,組裝裝置30包括對伺服馬達等驅動機構進行控制的控制器、用于對壓入沖頭33及斂縫沖頭的輸送量進行測定的線性標尺、對這些驅動機構的脈沖量進行測定的設備等,但均能夠使用公知的設備,另外,由于并不直接涉及本發明的主旨,因此將其圖示省略。

[(A)設定前工序]

如圖1(A)所示,在將十字軸8的一方的軸部17a的兩端部分別插入到在軛架7a的1對結合臂部10形成的圓孔15內的預備組裝狀態下,利用未圖示的卡盤向下將軛架7a保持于軛架支承夾具32的上方位置。更具體而言,在使得作為1對結合臂部10的支承部件的、軛架支承夾具32的1對支承臂部34的圓孔15的中心軸方向上的中心位置O(機械中心位置)與軛架7a的中心軸X對齊的狀態下,將軛架7a配置于軛架支承夾具32的上方位置。另外,利用未圖示的定心夾具使一方的軸部17a的兩端部相對于1對結合臂部10的1對圓孔15的中心軸位于同軸上。

[(B)固定工序]

接下來,如圖1(B)所示,使軛架7a以規定量下降,由此使得1對結合臂部10的圓孔15與1對壓入斂縫裝置31的1對壓入沖頭33位于同軸上。另外,在該狀態下,將軛架支承夾具32的1對支承臂部34的前端部插入到1對結合臂部10的前端部的內側面彼此之間。接下來,對軛架支承夾具32的伺服馬達進行驅動,由此將1對支承臂部34朝相互分離的方向(圖1(B)中的左右方向)驅動,使1對支承臂部34的前端部外側面與1對結合臂部10的前端部內側面抵接。而且,利用分別設置于1對支承臂部34的壓力傳感器對施加于1對支承臂部34的壓力的大小進行測定,在使1對結合臂部10張開的方向上對它們進行按壓至施加于1對支承臂部34的壓力達到規定值為止。由此,在將1對結合臂部10的前端部的內側面彼此的間隔保持為恒定的狀態下對1對結合臂部10進行固定。接下來,利用未圖示的軸承供給裝置,將1對杯狀軸承18供給至相對于圓孔15以及壓入沖頭33的同軸上。其中,如圖1(A)所示,還能夠在設定前工序的階段供給1對杯狀軸承18。

[(C)高速壓入工序]

在本例中,其特征在于,分為高速壓入工序、和中速及低速壓入工序的2個階段進行杯狀軸承18的壓入工序。首先,如圖1(C)所示,在對1對結合臂部10進行固定、且從1對結合臂部10的內側面側將一方的軸部17a插入到1對圓孔15的內側的狀態下,對1對壓入斂縫裝置31的伺服馬達進行驅動、或者對通過液壓或氣壓而工作的缸體進行驅動,由此使1對壓入沖頭33分別向前方(相互接近的方向)移動,將1對杯狀軸承18從1對結合臂部10的外側面側同時壓入至圓孔15內。在本例中,利用分別設置于1對壓入沖頭33的壓力傳感器對施加于1對壓入沖頭33的壓力(壓入反作用力)的大小進行測定,并且根據線性標尺或者伺服馬達的進給脈沖數對1對壓入沖頭33相對于機械中心位置O的進給量(杯狀軸承18的壓入量)進行測定。由此,將同1對杯狀軸承18的杯狀體19的底部22的內表面與軸部17a的兩端部的各自的前端面分別抵接的位置相比以0.1mm~1.0mm左右、優選為0.3mm~0.7mm左右的微小的量靠前的位置規定為基準位置,利用1對壓入沖頭33以高速(50mm/秒~100mm/秒左右的速度)將這1對杯狀軸承18壓入至1對杯狀軸承18分別到達該基準位置為止。

換言之,使1對壓入沖頭33以高速向前方移動至1對壓入沖頭33的前端面彼此的間隔與軸部17a的軸向尺寸(包含公差)、底部22的內表面與軸部17a的前端面之間的間隙(0.1mm~1.0mm左右)的2倍的值、以及底部22的厚度尺寸的2倍的值的合計值相等為止。此外,關于該基準位置,只要使得1對杯狀軸承18的杯狀體19的底部處于比與軸部17a的兩端部抵接的位置靠前的位置,還能夠將1對杯狀軸承18的壓入量較小的壓入初期的位置設定為基準位置。不過,從縮短壓入作業的周期這一點來看,優選如上所述地將接近杯狀體19的底部與軸部17a的兩端部的一方抵接的位置的、比這些抵接位置靠前0.1mm~1.0mm左右的微小的量的位置設定為基準位置。另外,關于壓入速度,也與裝置性能相應地根據壓入作業的效率性的觀點而任意地確定。

在將1對杯狀軸承18壓入至基準位置的時刻,將利用壓力傳感器測定的施加于1對壓入沖頭33的壓力值作為基準壓力(SP)并將其存儲于組裝裝置30的控制器中的存儲器。在該時刻,使1對壓入沖頭33向前方的移動暫時停止。此外,出于方便的考慮,圖2中以使得與軸部17a的端面之間的間隔比實際情況寬的狀態由點劃線示出將杯狀軸承18壓入至基準位置的時刻下的、壓入沖頭33的前端面的位置。

[(D)中速及低速壓入工序]

接下來,如圖1(D)及圖3所示,以設定為低于至此為止的1對杯狀軸承18的壓入速度的中速(高速時的速度的1/2500~1/500左右的速度=0.02mm/秒~0.2mm/秒左右的速度)恢復進行壓入。而且,如圖4所示,在施加于1對壓入沖頭33的壓力值比基準壓力(SP)大預先設定的第一規定值(α)的時刻,使1對杯狀軸承18的壓入速度從中速減慢至低速(中速時的速度的一半左右的速度=0.01mm/秒~0.1mm/秒左右的速度)而持續進行壓入。而且,最終,在施加于1對壓入沖頭33的壓力值比基準壓力(SP)大預先設定的第二規定值(β、β>α)的時刻,判定為1對杯狀軸承18到達壓入完畢位置,使壓入作業結束。

這樣,在將1對杯狀軸承18壓入至壓入完畢位置的狀態下,在底部22的內表面與軸部17a的前端面抵接之后,進一步以規定量將這1對杯狀軸承18壓入而對其施加預壓力。在本例中,對于1對杯狀軸承18到達基準位置之后的壓入速度,在將其設定為中速之后設定為低速,隨著施加于1對壓入沖頭33的壓力變大而階梯式性地減慢。但是,可以使1對杯狀軸承18的壓入速度以直線方式或曲線方式減慢。另外,關于上述中速、低速的壓入速度,也與裝置的性能相應地根據壓入作業的效率性的觀點而任意地確定。此外,能夠預先基于軛架7a、杯狀軸承18的杯狀體19、滾針20的材質、大小、形狀等并通過各種模擬、實驗等而求出第一規定值(α)以及第二規定值(β)的適當的值。

[(E)斂縫工序]

接下來,如圖1(E)所示,對1對壓入斂縫裝置31的伺服馬達(與用于壓入沖頭33的驅動的伺服馬達不同的伺服馬達)進行驅動,或者對通過液壓或氣壓而工作的缸體進行驅動,由此使1對斂縫沖頭35向前方移動。而且,利用1對斂縫沖頭35的前端面使1對結合臂部10的外側面中的、圓孔15的開口緣部的圓周方向上的多處部位塑性變形,從而在該部分形成斂縫部24(參照圖11及圖12)。由此,將斂縫部24按壓到杯狀體19的底部22的外表面,從而防止杯狀體19從圓孔15脫離。此外,在本例中,使用在外嵌于1對壓入沖頭33的周圍的狀態下配置有1對斂縫沖頭35的組裝裝置30,但也能夠應用分別單獨地具備1對壓入沖頭33和1對斂縫沖頭35的裝置。

[(F)取出工序]

最后,如圖1(F)所示,使1對斂縫沖頭35以及1對壓入沖頭33分別后退至初始位置。另外,使軛架支承夾具32的1對支承臂部34彼此向相互接近的方向移動,將由這1對支承臂部34對1對結合臂部10的固定解除。接下來,使軛架7a后退至軛架支承夾具32的上方位置,將軛架7a從組裝裝置30取出。

根據本例的組裝方法,無論構成萬向聯軸器6的各部件的尺寸的偏差、特別是在軛架7a、7b形成的圓孔15的內徑尺寸、杯狀軸承18的外徑尺寸、十字軸8的軸部17a(17b)的軸向尺寸的偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18組裝于處于軛架7a的1對圓孔15與十字軸8的軸部17a的兩端部之間的部分。

即,以在將1對杯狀軸承18壓入至基準位置的時刻下施加于壓入沖頭33的壓力值、即基準壓力(SP)為基準,將1對杯狀軸承18壓入至壓力值增大預先設定的第二規定值(β)為止。這樣,考慮因在圓孔15的內徑尺寸與杯狀軸承18的外徑尺寸之間產生的尺寸的偏差而引起變化的基準壓力(SP)的值來確定最終施加于壓入沖頭33的壓力值(判定為壓入完畢位置的壓力值)。因此,能夠將該偏差對杯狀軸承18的壓入量(壓入位置)所造成的影響排除。

舉出具體例進行說明,例如,圓孔15的內徑尺寸較小、且杯狀軸承18的外徑尺寸較大的情況下的基準壓力(SP1),比圓孔15的內徑尺寸較大、且杯狀軸承18的外徑尺寸較小的情況下的基準壓力(SP2)大(SP1>SP2)。因此,若僅基于施加于壓入沖頭33的壓力的大小而確定杯狀軸承18的壓入量,則在圓孔15的內徑尺寸較小、且杯狀軸承18的外徑尺寸較大的情況下,該杯狀軸承18的壓入量有可能不足,在圓孔15的內徑尺寸較大、且杯狀軸承18的外徑尺寸較小的情況下,該杯狀軸承18的壓入量有可能變得過大。與此相對,在本例中,在圓孔15的內徑尺寸較小、且杯狀軸承18的外徑尺寸較大的情況下,在施加于壓入沖頭33的壓力達到X1+β的階段判定為壓入已完畢,在圓孔15的內徑尺寸較大、且杯狀軸承18的外徑尺寸較小的情況下,在施加于壓入沖頭33的壓力達到X2+β的階段判定為壓入已完畢。這樣,對于判定為壓入完畢位置的壓力的大小,考慮因在圓孔15的內徑尺寸與杯狀軸承18的外徑尺寸之間產生的偏差而引起變化的基準壓力(SP1、SP2)的值來確定,能夠將該偏差對1對杯狀軸承18的壓入量所造成的影響排除。

另外,并非基于1對杯狀軸承18的壓入量而判定壓入完畢位置,將壓力相對于基準壓力(SP1、SP2)增大預先設定的第二規定值(β)的位置判定為能夠對1對杯狀軸承18施加適當的預壓力的壓入完畢位置。因此,還能夠將十字軸8的軸部17a的軸向尺寸上的偏差對1對杯狀軸承18的壓入量所造成的影響排除。其結果是,根據本例的萬向聯軸器的組裝方法,無論構成萬向聯軸器6的各部件的尺寸的偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18組裝于能夠施加適當的預壓力的適當位置。

另外,對于1對杯狀軸承18直至到達基準位置為止的壓入初始階段的壓入速度,使其比到達基準位置之后的壓入中期以及后期階段的壓入速度快,因此,能夠縮短壓入作業的周期。特別是在本例中,在1對杯狀軸承18到達基準位置之后,并非一下子使1對杯狀軸承18的壓入速度從高速向低速減慢,而是與施加于1對壓入沖頭33的壓力相對于基準壓力的增大量相應地階梯式地減慢,即使在中期階段也能夠在某種程度上確保壓入速度,能夠更進一步縮短周期。此外,在本例中,根據作業效率的觀點而同時進行1對杯狀軸承18的壓入作業,但也能夠針對1對杯狀軸承18而分別按順序依次執行各工序,這種情況也包含在本發明的范圍內。

[第2實施方式的第1例]

圖5(A)~圖5(G)、圖6(A)以及圖6(B)示出本發明的第2實施方式的第1例。此外,本例的特征在于實現了下述組裝方法:通過精心設計1對杯狀軸承18a、18b的壓入工序,無論軛架7a的1對結合臂部10a、10b的撓曲變形如何,都能高精度地組裝1對杯狀軸承18a、18b。關于其它結構以及作用效果,與第1實施方式的1例相同。

大體上劃分,本例的十字軸式萬向聯軸器6的組裝方法具備(A)~(G)的7道工序。關于這些工序中的、(A)設定前工序、(B)固定工序、(G)斂縫以及取出工序,均與第1實施方式的1例相同。因此,將這些工序的說明省略。

[(C)壓入第一工序]

圖5(C)所示的壓入第一工序也與圖1(C)所示的第1實施方式的1例中的高速壓入工序基本相同。但是,在本例中,僅在1對壓入沖頭33a、33b中的、圖5(C)中的右側的壓入沖頭33b設置有壓入傳感器。即使在本例的壓入第一工序中,也根據線性標尺或者伺服馬達的進給脈沖數對1對壓入沖頭33a、33b相對于機械中心位置O的進給量(杯狀軸承18a、18b的壓入量)進行測定,在同將預先設定1對杯狀軸承18a、18b壓入至基準位置、例如1對杯狀軸承18a、18b的杯狀體19a、18b的底部22a、22b的內表面與軸部17a的兩端部的各自的前端面分別抵接的位置相比以0.1mm~1.0mm左右的微小的量靠前的位置的時刻,將利用壓力傳感器測定的施加于壓入沖頭33b的壓力值作為基準壓力(SP)并將該壓力值存儲于組裝裝置30的控制器中的存儲器。然而,在這種壓入第一工序中,將1對杯狀軸承18a、18b分別壓入,有時也隨之在1對結合臂部10a、10b產生使得1對圓孔15a、15b的周圍部分彼此相互接近的方向上的撓曲變形。

[(D)壓入第二工序]

在壓入第一工序中,若將1對軸承杯狀體18a、18b壓入至基準位置,則如圖5(D)所示,作為壓入第二工序,僅將這1對杯狀軸承18a、18b中的一方(圖5(D)中的左側)的杯狀軸承18a壓入至壓入完畢位置。在本例中,根據線性標尺或者伺服馬達的進給脈沖數監視1對壓入沖頭33a、33b中的、對一方的杯狀軸承18a進行按壓的一方的壓入沖頭33a的進給量(相對于機械中心位置的移動量),且通過定位控制而將一方的杯狀軸承18a壓入至預先設定的壓入完畢位置。與此相對,1對杯狀軸承18a、18b中的另一方(圖5(D)中的右側)的杯狀軸承18b預先保持在基準位置停止的狀態不變。另外,關于1對杯狀軸承18a、18b中的另一方的壓入沖頭33b,也預先使其前端面在與另一方的杯狀軸承18b的杯狀體19b的底部22b的外表面抵接的狀態下停止。此外,從一方的杯狀軸承18a的基準位置至壓入完畢位置的壓入速度設定為比從開始位置至基準位置的壓入速度低。

[(E)壓入第三工序]

接下來,如圖5(E)所示,作為壓入第三工序,僅使一方的壓入沖頭33a后退至從一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的外表面離開規定量(2mm以上,優選4mm以上)為止。由此,即使在1對結合臂部10a、10b產生使得1對圓孔15a、15b的周圍部分彼此相互接近的方向上的撓曲變形的情況下,在組裝有一方的杯狀軸承18a的一方(圖5(E)中的左側)的結合臂部10a所產生的撓曲變形也得到釋放。由此,在一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面與一方的軸部17a的兩端部中的一方的前端面之間,因將一方的結合臂部10a的撓曲變形釋放而形成間隙。

另外,在本例中,在使得一方的壓入沖頭33a后退之后,恢復另一方的壓入沖頭33b向前方的移動、以及另一方的杯狀軸承18b的壓入作業。即使在本例中也與第1實施方式的1例相同,以將另一方的杯狀軸承18b的壓入速度設定為比壓入第一工序中的壓入速度低的中速(高速時的速度的1/2500~1/500左右的速度)而恢復進行另一方的杯狀軸承18b的壓入作業。由此,在將另一方的杯狀軸承18b壓入圓孔15b的里側的同時,經由另一方的杯狀軸承18b在軸部17a的軸向上將十字軸8朝向一方的杯狀軸承18a壓入。而且,逐漸減小在一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面與軸部17a中的一方的端部的前端面之間所形成的間隙,最終使得該間隙變為零。

[(F)壓入第四工序]

而且,如圖5(F)所示,作為壓入第四工序,在施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值比基準壓力(SP)大預先設定的第一規定值(α)的時刻,使另一方的杯狀軸承18b的壓入速度從中速減慢至低速(中速時的速度的一半左右的速度)而持續進行壓入。而且,最終將另一方的杯狀軸承18b以及十字軸8壓入至圖6(A)所示的位置,在施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值比基準壓力(SP)大預先設定的第二規定值(β、β>α)的時刻,判定為另一方的杯狀軸承18b到達壓入完畢位置。

在本例中,在將另一方的杯狀軸承18b壓入至壓入完畢位置的狀態下,不僅在杯狀體19b的底部22b,在杯狀體19a的底部22a也產生彈性變形。接下來,使另一方的壓入沖頭33b后退至從杯狀體19b的底部22b的外表面離開為止,使壓入作業結束。通過使另一方的壓入沖頭33b后退,如圖6(B)所示,在組裝有另一方的杯狀軸承18b的另一方(圖5(F)以及圖6(B)中的右側)的結合臂部10b所產生的撓曲變形得到釋放。與此同時,在杯狀體19a、19b所產生的彈性變形也得到釋放。

在本例中,對于另一方的杯狀軸承18b到達基準位置之后的壓入速度,在將其設定為中速之后再設定為低速,隨著施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力增大而階梯式地減慢壓入速度。但是,還能夠使另一方的杯狀軸承18b的壓入速度連續地(以直線或曲線)減慢。另外,對于第一規定值(α)以及第二規定值(β),預先基于軛架7a、杯狀軸承18a、18b(杯狀體19a、19b、滾針20)的材質、大小、形狀等并通過各種模擬、實驗等而求出適當的值。特別是在另一方的結合臂部10b未產生撓曲變形的情況下,優選將第二規定值(β)設為比能夠對另一方的杯狀軸承18b施加適當的預壓力的值大因另一方的結合臂部10b的撓曲變形的釋放而減小的預壓力的量的值。

根據本例的組裝方法,無論軛架7a的1對結合臂部10a、10b的撓曲變形如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于處于在1對結合臂部10a、10b的前端部形成的圓孔15a、15b與十字軸8的軸部17a的兩端部之間的部分。

即,在本例中,在將1對結合臂部10a、10b中的、一方的結合臂部10a的撓曲變形釋放之后,利用另一方的壓入沖頭33b針對每個十字軸8而將另一方的杯狀軸承18b壓入,以使得因一方的結合臂部10a的撓曲變形的釋放而產生的、一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面與軸部17a中的一方的端部的前端面之間的間隙消失。因此,在將另一方的杯狀軸承18b壓入至壓入完畢位置而組裝完畢的狀態下,能夠與另一方的結合臂部10b的撓曲變形量相應地抑制1對杯狀軸承18a、18b的杯狀體19a、19b的底部22a、22b的內表面在從軸部17a的兩端面離開的方向上移動的移動量的合計量。因此,如圖15所示,與以1對結合臂部10的撓曲變形量的合計量而移動的情況相比,能夠將移動量減小至一半左右。另外,由于僅基于另一方的結合臂部10b的撓曲變形的移動量較小,因此,能夠通過杯狀體19a、19b的底部22a、22b的彈性變形而在預壓力的范圍內將其移動量吸收。即,在另一方的結合臂部10b未產生撓曲變形的情況下,將第二規定值的值(β)設為比能夠對另一方的杯狀軸承18b施加適當的預壓力的值大因另一方的結合臂部10b的撓曲變形的釋放而減小的預壓力的量的值。而且,當意欲使杯狀體19a、19b彈性變形而將另一方的結合臂部10b的撓曲變形釋放時,杯狀體19a、19b的彈性變形也得以釋放,從而能夠對1對杯狀軸承18a、18b施加適當的預壓力。因此,根據本例的組裝方法,能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于能夠施加適當的預壓力的適當位置。

另外,即使在本例中,無論構成十字軸式萬向聯軸器6的各部件的尺寸的偏差如何,也都能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于能夠施加適當的預壓力的適當位置。即,在將另一方的杯狀軸承18b壓入至基準位置的時刻,以施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值、即基準壓力(SP)為基準,將另一方的杯狀軸承18b壓入至壓力值增大預先設定的第二規定值(β)為止。總之,在本例中,考慮因圓孔15b的內徑尺寸與另一方的杯狀軸承18b的外徑尺寸之間產生的尺寸的偏差而引起變化的基準壓力(SP)的值來確定最終施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值(判定為壓入完畢位置的壓力值),因此,能夠將該偏差對另一方的杯狀軸承18b的壓入量(壓入位置)所造成的影響排除。

[第2實施方式的第2例]

圖7示出本發明的第2實施方式的第2例。本例與第2實施方式的第1例相比,只有壓入工序不同,其它工序、以及使用的組裝裝置30基本相同。

[(C′)壓入第一工序]

即使在本例中,若(A)設定前工序、以及(B)固定工序完畢,則如圖7(A)所示,也與第1實施方式的1例中的高速壓入工序以及第2實施方式的第1例中的壓入第一工序基本相同地實施壓入第一工序。即使在本例中,也利用在圖7(A)的右側的壓入沖頭33b設置的壓力傳感器對施加于壓入沖頭33b的壓力的大小進行測定,同以高速將1對杯狀軸承18a、18b壓入至1對杯狀軸承18a、18b到達預先設定的基準位置、例如1對杯狀軸承18a、18b的杯狀體19a、19b的底部22a、22b的內表面與軸部17a的兩端部的各自的前端面分別抵接的位置相比以0.1mm~1.0mm左右的微小的量靠前的位置為止,但不將該時刻下的利用壓力傳感器測定的、施加于壓入沖頭33b的壓力值作為基準壓力(SP)而處理。

[(D)壓入第二工序]

然后,如圖7(B)所示,作為壓入第二工序,與第2實施方式的第1例相同,僅將1對杯狀軸承18a、18b中的一方(圖7(B)中的左側)的杯狀軸承18a壓入至壓入完畢位置。

[(E)壓入第三工序]

接下來,如圖7(C)所示,作為壓入第三工序,與第2實施方式的第1例相同,僅使一方的壓入沖頭33a后退至從一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的外表面離開規定量(例如2mm以上,優選為4mm以上)為止,即使在一方的結合臂部10a、10b產生撓曲變形的情況下,在組裝有一方的杯狀軸承18a的一方(圖7(C)中的左側)的結合臂部10a所產生的撓曲變形也得以釋放。由此,在一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面與軸部17a中的一方的端部的前端面之間形成間隙。

即使在本例中,也一邊以將另一方的杯狀軸承18b的壓入速度設定為比壓入第一工序中的壓入速度低的中速(高速時的速度的1/2500~1/500左右的速度)對施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力以及壓入位置進行監視,一邊恢復進行另一方的杯狀軸承18b的壓入作業,將另一方的杯狀軸承18b向圓孔15b的里側壓入,并且經由另一方的杯狀軸承18b在軸部17a的軸向上將十字軸8朝向一方的杯狀軸承18a壓入,逐漸減小在一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面與軸部17a中的一方的端部的前端面之間形成的間隙,最終使間隙變為零。

[(F′)壓入第四工序]

在本例中,如圖7(D)所示,作為壓入第四工序,在另一方的軸承杯狀體18b的壓入量(壓入位置)到達預先設定的位置的時刻,將另一方的杯狀軸承18b的壓入速度從中速減慢至低速(中速時的一半左右的速度)而持續進行壓入。而且,在對施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值進行監視的過程中,若檢測出表示軸部17a的一方的端部的前端面開始與一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面抵接的拐點(壓力值以增加趨勢而變化的點),則將該拐點處的壓力值設定為基準壓力(SP)。而且,在施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值比該基準壓力(SP)大預先設定的規定值(γ)的時刻,判定為另一方的杯狀軸承18b到達壓入完畢位置。接下來,使另一方的壓入沖頭33b后退至從另一方的杯狀軸承18b的杯狀體19b的底部22b的外表面離開為止,使壓入作業結束。另外,使另一方的壓入沖頭33b后退,由此使得在組裝有另一方的杯狀軸承18b的另一方(圖12中的右側)的結合臂部10b所產生的撓曲變形得以釋放。此外,還能夠使另一方的杯狀軸承18b到達基準位置之后的壓入速度連續地(以直線或者曲線)減慢。另外,預先基于軛架7a、1對杯狀軸承18a、18b(杯狀體19a、19b、滾針20)的材質、大小、形狀等并通過各種模擬、實驗等而求出所述規定值(γ)的適當的值。特別是在另一方的結合臂部10b未產生撓曲變形的情況下,優選將規定值(γ)設為比能夠對另一方的杯狀軸承18b施加適當的預壓力的值大因另一方的結合臂部10b的撓曲變形的釋放而減小的預壓力的量的值。

即使在本例的組裝方法中,也無論軛架7a的1對結合臂部10a、10b的撓曲變形如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于處于在1對結合臂部10a、10b的前端部所形成的圓孔15a、15b與十字軸8的軸部17a的兩端部之間的部分。

另外,即使在本例中,也無論構成萬向聯軸器6的各部件的尺寸的偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于能夠施加適當的預壓力的位置。即,在本例中,以表示十字軸8的軸部17a的前端面開始與一方的杯狀軸承18a的杯狀體19a的底部22a的內表面抵接的時刻的拐點處的壓力值為基準壓力(SP),將另一方的杯狀軸承18b壓入至壓力值增大預先設定的值(γ)為止。這樣,將未受到因在圓孔15a、15b的內徑尺寸與杯狀軸承18a、18b的外徑尺寸之間產生的尺寸的偏差而帶來的影響的、拐點處的壓力值確定為基準而確定最終施加于另一方的壓入沖頭33b的壓力值(判定為壓入完畢位置的壓力值),因此,能夠將該偏差對另一方的杯狀軸承18b的壓入量(壓入位置)造成的影響排除。另外,并非基于杯狀軸承18b的壓入量而對壓入完畢位置進行判定,而是將壓力相對于基準壓力(SP)增大預先設定的值(γ)的位置判定為能夠對另一方的杯狀軸承18b施加適當的預壓力的、壓入完畢位置。因此,能夠將軸部17a的軸向尺寸的偏差對另一方的杯狀軸承18b的壓入量所造成的影響也排除。因此,根據本例的組裝方法,無論構成萬向聯軸器6的各部件的尺寸偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18a、18b組裝于能夠施加適當的預壓力的適當位置。關于其它結構及作用效果,與第2實施方式的第1例的情況相同。

[第3實施方式的第1例]

圖8(A)~(D)示出本發明的第3實施方式的第1例。此外,本例的特征在于,精心設計構成十字軸式萬向聯軸器6的組裝方法的設定前工序、固定工序、壓入工序、斂縫工序、以及取出工序中的軛架7a的固定工序,從而,無論軛架7a的1對結合臂部10的內側面尺寸(軛架中心軸X至1對結合臂部10的各自的內側面的距離)的偏差如何,都能夠高精度地對杯狀軸承18進行組裝。關于其它的萬向聯軸器6的構造及其組裝方法的構成以及它們的作用效果,與以往相同。另外,由于對此的說明與第1實施方式的1例相同,因此在以下說明中將其簡化或省略。

[(A)設定前工序]

如圖8(A)所示,作為設定前工序,在將十字軸8的一方的軸部17a的兩端部分別插入到在軛架7a的1對結合臂部10所形成的圓孔15內的預備組裝狀態下,利用未圖示的卡盤向下將軛架7a保持于軛架支承夾具32的上方位置,以使得1對結合臂部10的支承部件、即軛架支承夾具32的1對的支承臂部34的圓孔15的中心軸方向上的中心位置O(機械中心位置)與軛架7a的中心軸X對齊。

[(B)固定工序]

接下來,如圖8(B)所示,作為固定工序,使軛架7a以規定量下降,使在1對結合臂部10的前端部所形成的圓孔15與1對壓入沖頭33以及斂縫沖頭35位于同軸上。另外,在該狀態下,將1對支承臂部34的前端部插入到1對結合臂部10的前端部內側面彼此之間。這1對支承臂部34分別由不同的伺服馬達36驅動,且能夠以在與圓孔15的中心軸平行的方向上相互遠離接近的方式移動(圖8(B)的左右方向)。通過對伺服馬達36的扭矩進行控制而能夠控制1對支承臂部34的移動(開閉動作)。

接下來,對伺服馬達36分別進行驅動,由此使得1對支承臂部34從機械中心位置O向互相遠離的方向移動,并使得這1對支承臂部34的前端部外側面與1對結合臂部10的前端部內側面抵接。此外,在本例的情況下,使這1對支承臂部34的移動速度、移動開始的定時等錯開,以使得1對支承臂部34彼此的動作不完全一致(互不同步)。而且,使1對支承臂部34以相互分離的方式移動至在伺服馬達36產生預先設定的彼此相等的規定的扭矩、即能夠施加可充分固定1對結合臂部10的程度的按壓力的扭矩為止。在本例中,在固定工序的執行過程中,在利用卡盤將軛架7a保持為至少能夠向圓孔15的中心軸方向平行移動、或者基于1對支承臂部34的支承開始的時刻,預先將由卡盤對軛架7a的保持解除。由此,如圖8(B)所示,伴隨著1對支承臂部34的移動,軛架7a在圓孔15的中心軸方向上偏移地平行移動。此外,該偏移量中包含因1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差而造成的偏移量。而且,在伺服馬達36產生預先設定的彼此相等的規定扭矩的時刻,使1對支承臂部34的移動停止,利用這1對支承臂部34對1對結合臂部10的前端部內側面進行支承。

而且,在固定工序完畢的時刻,求出1對支承臂部34的中心位置(前端部外側面彼此的中央位置)P。在本例的情況下,由于利用伺服馬達36分別對1對支承臂部34進行驅動,因此,由對伺服馬達36進行控制的組裝裝置30的控制器利用伺服馬達36的脈沖數計算出1對支承臂部34的各自的進給量(相對于機械中心位置O的移動量),由此能夠求出1對支承臂部34的中心位置P。而且,在求出了1對支承臂部34的中心位置P后,對中心位置P從機械中心位置O的偏移量(Δα)進行求解。另外,在接下來的壓入工序以前,利用未圖示的軸承供給裝置將1對杯狀軸承18供給至圓孔15以及壓入沖頭33的同軸上。此外,如圖8(A)所示,還能夠預先在設定前工序的階段供給這1對杯狀軸承18并使它們等待。

[(C)壓入工序]

接下來,如圖8(C)所示,對1對壓入斂縫裝置31的伺服馬達進行驅動,由此使1對壓入沖頭33分別向前方(相互接近的方向)移動,將1對杯狀軸承18從1對結合臂部10的外側面側同時壓入到圓孔15內。此時,根據偏移量(Δα)而對1對壓入沖頭33的進給量(向前方的移動量)進行修正。具體而言,由于1對支承臂部34的中心位置P從機械中心位置O以Δα向右側偏移,因此,將圖8(C)中的左側的壓入沖頭33的前端面設定為使其移動至在通常壓入指令位置(假定未產生偏移而設定的壓入完畢位置)Y1的基礎上加上Δα之后的位置(修正壓入指令位置Y1′),相反,將圖8(C)中的右側的壓入沖頭33的前端面設定為使其移動至從通常壓入指令位置Y2減去Δα之后的位置(修正壓入指令位置Y2′)。而且,使1對壓入沖頭33分別移動至設定的修正壓入指令位置(Y1′、Y2′),使壓入作業結束。在使得1對壓入沖頭33移動至修正壓入指令位置(Y1′、Y2′)的狀態下,對于1對杯狀軸承18,在使它們各自的底部22的內表面與所述軸部17a的前端面抵接之后,進一步以規定量進行壓入而將預壓力施加于1對杯狀軸承18。

[(D)斂縫以及取出工序]

接下來,如圖8(D)所示,使1對斂縫沖頭35向前方移動。在本例中,根據偏移量(Δα)而對這1對斂縫沖頭35的進給量(向前方的移動量)進行修正。具體而言,由于固定工序完畢的時刻下的1對支承臂部34的中心位置P從機械中心位置O以Δα向右側偏移,因此,將圖8(D)中的左側的斂縫沖頭35的前端面的位置設定為移動至在通常斂縫指令位置(假定為未產生偏移而設定的斂縫完畢位置)Z1的基礎上加上Δα之后的位置(修正斂縫指令位置Z1′),相反,將圖8(D)中的右側的斂縫沖頭35的前端面的位置設定為移動至從通常斂縫指令Z2減去Δα之后的位置(修正斂縫指令位置Z2′)。而且,使1對斂縫沖頭35的前端面移動至分別設定的修正斂縫指令位置(Z1′、Z2′),利用1對斂縫沖頭35的前端面使圓孔15的內周緣部的圓周方向上的多處部位塑性變形。而且,在該部分形成斂縫部24(參照圖11及圖12)。由此,將斂縫部24按壓到杯狀體19的底部22的外表面,由此防止杯狀體19從圓孔15脫離。

最后使1對斂縫沖頭35以及1對壓入沖頭33分別后退至初始位置,且使軛架支承夾具32的1對支承臂部34彼此向相互接近的方向移動,將由這1對支承臂部34對1對結合臂部10的固定解除,并且,通過使軛架7a后退至軛架支承夾具32的上方位置而將軛架7a從組裝裝置30取出。

根據本例的組裝方法,無論軛架7a的1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18組裝于處于軛架7a的圓孔15與十字軸8的軸部17a的兩端部之間的部分。

即,在本例中,利用使1對支承臂部34移動的、各伺服馬達36的脈沖數,求出從1對支承臂部34的機械中心位置O至對1對結合臂部10進行支承的狀態下的1對支承臂部34的中心位置P的偏移量(Δα),并基于該偏移量而分別對1對壓入沖頭33以及1對斂縫沖頭35向前方的移動量進行修正。因此,能夠將1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差對1對壓入沖頭33以及1對斂縫沖頭35向前方的移動量所造成的影響排除。因此,無論1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差如何,都能夠高精度地將1對杯狀軸承18組裝于能夠施加適當的預壓力的適當位置,并且,能夠防止斂縫部24的斂縫量(塑性變形量)不足,從而能夠充分實現1對杯狀軸承18的止脫。

另外,使1對支承臂部34移動至在伺服馬達36產生規定的扭矩為止而對1對結合臂部10進行支承,因此,無論1對結合臂部10的內側面尺寸的偏差如何,都能夠以適當的力對1對結合臂部10進行支承。

[第3實施方式的第2例]

圖9(A)示出本發明的第3實施方式的第2例。此外,本例的特征在于,將十字軸8的軸部17a的軸向尺寸的偏差、以及杯狀軸承18的杯狀體19的底部22的厚度尺寸的偏差對壓入沖頭33以及斂縫沖頭35向前方的移動量所造成的影響排除。關于其它工序以及作用效果,與第3實施方式的第1例的情況相同。

在本例中,在壓入工序中,如圖9(B)及圖9(C)所示,使1對壓入沖頭33分別向前方移動,當將1對杯狀軸承18從1對結合臂部10的外側面側同時壓入到圓孔15內時,與從1對支承臂部34的機械中心位置O至對1對結合臂部10進行支承的狀態下的1對支承臂部34的中心位置P的偏移量(Δα)相應地對1對壓入沖頭33的進給量進行修正。

并且,在本例中,利用分別設置于1對壓入沖頭33的壓力傳感器對施加于1對壓入沖頭33的壓力(壓入反作用力)的大小進行測定。即,由于十字軸8的軸部17a的軸向尺寸、杯狀體19的底部22的厚度尺寸在尺寸公差范圍內的偏差,有可能在1對壓入沖頭33到達修正壓入指令位置(Y1′、Y2′)以前便對1對杯狀軸承18施加有適當的預壓力,或者即使在到達修正壓入指令位置(Y1′、Y2′)的狀態下也未對1對杯狀軸承18施加適當的預壓力而導致預壓力不足。因此,在本例中,即使1對壓入沖頭33的進給量未達到修正壓入指令位置(Y1′、Y2′),也在施加于這1對壓入沖頭33的壓力值達到預先設定的規定值的時刻使壓入作業結束。而且,預先求出基于1對壓入沖頭33的壓入實際上完畢的位置與修正壓入指令位置(Y1′、Y2′)之差(-Δβ)。相反,即使1對壓入沖頭33的進給量達到修正壓入指令位置(Y1′、Y2′),若施加于1對壓入沖頭33的壓力值未達到所述規定值,則也使其持續向前方移動,并在達到該規定值的時刻使壓入作業結束。而且,預先求出基于1對壓入沖頭33的壓入實際上完畢的位置與修正壓入指令位置(Y1′、Y2′)之差(+Δβ)。

在本例中,即使在斂縫工序中,也根據Δα和Δβ這2個偏移量而對1對斂縫沖頭35的進給量進行修正。具體而言,由于1對支承臂部34的中心位置P從機械中心位置O以Δα向右側偏移,因此,將圖9(D)中的左側的斂縫沖頭35的前端面的位置設定為移動至對于在通常斂縫指令位置Z1的基礎上加上Δα之后的第1修正斂縫指令位置(Z1′)進一步加減Δβ之后的位置(第2修正斂縫指令位置Z1′±Δβ),相反,將圖9(D)中的右側的斂縫沖頭35的前端面的位置設定為移動至對于從通常斂縫指令位置Z2減去Δα之后的第1修正斂縫指令位置(Z2′)而進一步加減Δβ之后的位置(第2修正斂縫指令位置Z2′±Δβ)。而且,使1對斂縫沖頭35的前端面移動至分別設定的第2修正斂縫指令位置(Z1′±Δβ、Z2′±Δβ),利用1對斂縫沖頭35的前端面使1對結合臂部10的外側面中的、圓孔15的開口緣部的圓周方向上的多處部位塑性變形。而且,在該部分形成斂縫部24(參照圖16~圖18)。由此,將斂縫部24按壓到杯狀體19的底部22的外表面而防止杯狀體19從圓孔15脫離。

在本例中,能夠將十字軸8的軸部17a的軸向尺寸、杯狀體19的底部22的厚度尺寸的偏差對1對壓入沖頭33以及1對斂縫沖頭35向前方的移動量所造成的影響排除。因此,無論十字軸8的軸部17a的軸向尺寸、杯狀體19的底部22的厚度尺寸的偏差如何,都能夠對1對杯狀軸承18施加適當的預壓力,并且能夠適當地確保斂縫部24的斂縫量。因此,能夠高精度地組裝1對杯狀軸承18。

本發明并不限定于第1實施方式的1例、第2實施方式的第1例和第2例、以及第3實施方式的第1例和第2例。只要不相互矛盾,這些實施方式還能夠相互組合,而且這種實施方式也包含在本發明中。

產業上的利用可能性

本發明的組裝方法并不局限于組裝于轉向裝置的十字軸式萬向聯軸器,能夠廣泛應用于組裝于螺旋槳軸、各種扭矩傳遞機構等的十字軸式萬向聯軸器。

附圖標記的說明

1 方向盤

2 轉向軸

3 中間軸

4 轉向齒輪單元

5 輸入軸

6 萬向聯軸器

7a、7b 軛架

8 十字軸

9a、9b 基部

10、10a、10b 結合臂部

11a、11b 凸緣

12 通孔

13 通孔

14 螺母

15、15a、15b 圓孔

16 旋轉軸

17a、17b 軸部

18、18a、18b 杯狀軸承

19、19a、19b 杯狀體

20 滾針

21 圓筒部

22、22a、22b 底部

23 內側凸緣部

24 斂縫部

25 旋轉軸

26 軛架支承夾具

27 支承臂部

28 壓入沖頭

29 斂縫沖頭

30 組裝裝置

31 壓入斂縫裝置

32 軛架支承夾具

33、33a、33b 壓入沖頭

34 支承臂部

35 斂縫沖頭

36 伺服馬達。

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