JP6331678B2 - Cross shaft type universal joint assembly method - Google Patents
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Description
本発明は、例えばステアリングシャフトの動きをステアリングギヤに伝達する為のステアリング装置に組み込まれる十字軸式自在継手の組立方法の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a method for assembling a cruciform universal joint incorporated in a steering device for transmitting a motion of a steering shaft to a steering gear, for example.
自動車のステアリング装置は、例えば図3に示す様に構成している。ステアリングホイール1の動きは、ステアリングシャフト2及び中間シャフト3を介してステアリングギヤユニット4に伝達し、このステアリングギヤユニット4によって車輪を操舵する。前記ステアリングシャフト2と、このステアリングギヤユニット4の入力軸5とは、互いに同一直線上に設ける事ができないのが一般的である。この為に従来から、前記ステアリングシャフト2と前記入力軸5との間に前記中間シャフト3を設け、この中間シャフト3の両端部と、前記ステアリングシャフト2及び前記入力軸5の端部とを、それぞれカルダン継手と呼ばれる自在継手6、6を介して結合している。これにより、同一直線上に存在しない、前記ステアリングシャフト2と前記入力軸5との間で、回転力の伝達を行える様にしている。
An automobile steering device is configured as shown in FIG. 3, for example. The movement of the
図4〜5は、従来から知られている自在継手の1例として、特許文献1に記載されたものを示している。自在継手6は、1対の金属板製のヨーク7a、7bと、十字軸8とを備える。1対のヨーク7a、7bのうち、一方(図4〜5の右方)のヨーク7aは、基部9aと、この基部9aの軸方向一端縁(図4〜5の左端縁)から延出した1対の結合腕部10、10とを備える。
4-5 has shown what was described in
このうちの基部9aは、ステアリングシャフト等の図示しない回転軸の端部を挿入する為、円周方向1個所を不連続部とした欠円筒状に形成して、内径を拡縮可能としている。又、この不連続部に、互いに対向する1対のフランジ11a、11bを設けている。そして、このうちの一方のフランジ11aに、ボルト(図示せず)の杆部を挿通する為の通孔12を形成している。これと共に、他方のフランジ11bに形成した通孔13にナット14を圧入固定する事により、前記ボルトを螺合する為のねじ孔を設けている。
Of these, the
又、前記両結合腕部10、10は、前記基部9aの軸方向一端部で径方向反対側となる2個所位置から、この基部9aの軸方向に延出しており、互いの内側面同士を対向させている。又、前記両結合腕部10、10の先端部には、互いに同心の円孔15、15を形成している。
The connecting
前記1対のヨーク7a、7bのうちの他方(図4〜5の左方)のヨーク7bは、基部9bの形状のみが、前記一方のヨーク7aと異なる。即ち、この他方のヨーク7bを構成する基部9bは、中間シャフト等の回転軸16の端部を挿入する為、全体を略円筒状に形成している。
The
前記十字軸8は、この十字軸8を構成する十字に交わる状態で設けられた2本の軸部17a、17bのうち、一方の軸部17aの両端部を、前記一方のヨーク7aの結合腕部10、10に形成した円孔15、15の内側に枢支すると共に、同じく他方の軸部17bの両端部を、前記他方のヨーク7bの結合腕部10、10に形成した円孔15、15の内側に枢支している。この為に、これら各円孔15、15の内側にそれぞれ、カップ軸受18を介して、前記十字軸8を構成する軸部17a、17bの先端部を回転自在に支持している。
The
前記各カップ軸受18は、それぞれシェル型ニードル軸受に相当するものであり、シェル型外輪に相当する1個のカップ19と、複数本のニードル20、20とを備える。このうちのカップ19は、炭素鋼板、肌焼鋼板等の硬質金属板を、深絞り加工等の塑性加工により曲げ形成して成るもので、円筒部21と、底部22と、内向鍔部23とを備える。このうちの底部22は、この円筒部21の軸方向一端側(円孔15内への組み付け状態で、結合腕部10の外側面側)全体を塞ぐ。又、前記内向鍔部23は、前記円筒部21の軸方向他端側(円孔15内への組み付け状態で、結合腕部10の内側面側)から径方向内方に折れ曲がったもので、前記各ニードル20、20に対向する面が凹面となる方向に湾曲している。そして、上述の様な構成を有する前記各カップ19、19を、前記各円孔15、15の内側に圧入すると共に、前記各結合腕部10、10の外側面のうち、これら各円孔15、15の開口縁部を径方向内方に塑性変形させてかしめ部24、24を形成し、前記各カップ19、19が前記各円孔15、15から外方に抜け出る事を防止している。又、前記各ニードル20、20の径方向内側に、前記十字軸8を構成する軸部17a、17bの先端部をそれぞれ挿入している。
Each cup bearing 18 corresponds to a shell type needle bearing, and includes one
上述の様に構成する自在継手6の使用時には、図4〜5に示す様に、他方のヨーク7bを構成する基部9bの内側に、前記回転軸16の端部をがたつきなく挿入又は圧入した状態で、これら基部9bと回転軸16の端部とを溶接固定する。これと共に、一方のヨーク7aを構成する基部9aの内側に、別の回転軸25の端部をスプライン係合させた状態で、一方のフランジ11aに形成した通孔12にその杆部を挿通した図示しないボルトの先端部を、他方のフランジ11bに固定したナット14に螺合させて締め付ける。これにより、前記両フランジ11a、11b同士の間隔を狭めて、前記基部9aを縮径させる事に基づき、この基部9aに対して前記別の回転軸25の端部を結合固定する。そして、この様に2本の回転軸16、25の端部同士を、前記自在継手6を介して連結する事により、同一直線上に存在しない、前記両回転軸16、25同士の間で、回転力の伝達を行える様にする。
When the
次に、上述した様な構成を有する自在継手6の組立方法に就いて説明する。図6は、従来から知られた組立方法の1例を示している。図示の例の場合、ヨーク7aを構成する1対の円孔15の内側に、十字軸8を構成する軸部17aの両端部をそれぞれ緩く挿入した状態で、ヨーク受け治具26を構成する略L字形の1対の支持腕部27の先端部を、1対の結合腕部10の内側に配置する。又、これら両結合腕部10を挟む両側位置に、圧入パンチ28及びかしめパンチ29を、前記各円孔15と同軸上にそれぞれ配置する。このうちの圧入パンチ28は、円柱状に構成されており、基端側に設けられた図示しない圧入用シリンダにより前後方向(図6の左右方向)に移動可能である。これに対し、前記かしめパンチ29は、略円筒状に構成されており、前記圧入パンチ28の周囲に外嵌されている。又、このかしめパンチ29は、基端側に設けられた図示しないかしめ用シリンダにより、前後方向(図6の左右方向)に移動可能である。
Next, a method for assembling the
従来方法の場合、先ず、前記ヨーク受け治具26を構成する図示しないモータを駆動する事により、前記両支持腕部27を、機械中心位置から互いに離れる方向に同期して移動させる。そして、これら両支持腕部27の先端部外側面を、前記両結合腕部10の先端部内側面に当接させて、これら両結合腕部10を支持する。その後、前記両圧入パンチ28を前方にそれぞれ移動(ヨーク7aに近づく方向に移動)させる事により、カップ軸受18を構成する底部22の内面を前記軸部17aの先端面に押し付け、前記両圧入パンチ28の前方への移動量が所定量に達した時点で前方への移動を停止する。次いで、前記両かしめパンチ29を前方に移動させて、前記両結合腕部10のうち、前記両円孔15の開口縁部の複数個所を塑性変形させて、当該部分にかしめ部24、24を形成する。これにより、前記カップ軸受18を、前記両円孔15と前記軸部17aの両端部との間部分に組み付け、この軸部17aの両端部をこれら両円孔15の内側に、前記カップ軸受18を介して回転自在に支持する。
In the case of the conventional method, first, by driving a motor (not shown) constituting the
ところが、上述した様な組立方法の場合、前記カップ軸受18の圧入量(圧入位置)を、前記圧入パンチ28の前方への移動量のみに基づいて決定している為、次の様な問題を生じる可能性がある。以下、前記図6に、図7を加えて説明する。
前記ヨーク7a(7b)の中心軸から1対の結合腕部10、10の内側面までの寸法(以下「内側面寸法」と呼ぶ)には、常に寸法公差内でばらつきを生じる。この為、前記両支持腕部27、27を、機械中心位置Oから互いに離れる方向に等距離だけ移動させて、前記ヨーク7a(7b)を支持した場合、このヨーク7a(7b)は、前記両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきに応じて、前記両円孔15、15の中心軸方向(図7の左右方向)にずれる。具体的には、図7の(A)に示した様に、前記ヨーク7a(7b)の中心位置Xを、前記両支持腕部27、27の機械中心位置Oに一致させた状態で、前記両支持腕部27、27のうちの一方(図7の右方)の支持腕部27の先端部外側面から、前記両結合腕部10、10のうちの一方(図7の右方)の結合腕部10の先端部内側面までの距離(L1)と、同じく他方(図7の左方)の支持腕部27の先端部外側面から、同じく他方(図7の左方)の結合腕部10の先端部内側面までの距離(L2)とが等しくない場合(L1<L2)、同図の(B)に示した様に、距離が短い側(先に当接する側)の支持腕部27に押されて、前記ヨーク7a(7b)が前記両円孔15、15の中心軸方向(同図の右側)にずれる。この為、支持が完了した状態での前記ヨーク7a(7b)の中心位置Xが、前記両支持腕部27、27の機械中心位置Oに対してΔA分だけずれを生じる。
However, in the case of the assembling method as described above, the press-fitting amount (press-fitting position) of the cup bearing 18 is determined based only on the amount of forward movement of the press-
The dimension from the central axis of the
一方、前記両圧入パンチ28、28の前方への移動量は、機械中心位置Oを基準として設定される為、これら両圧入パンチ28、28のうち、一方(図7の右方)の圧入パンチ28による圧入量は過剰になるのに対し、他方(図7の左方)の圧入パンチ28による圧入量は不足する。従って、1対のカップ軸受18、18に適正な予圧を安定して付与する事が難しくなる。又、同様の理由から、前記両かしめパンチ29、29のうち、一方(図7の右方)のかしめパンチ29によるかしめ量は過剰になるのに対し、他方(図7の左方)のかしめパンチ29によるかしめ量は不足する。従って、少なくとも一方のカップ軸受18の抜け止めが十分に図れなくなる可能性がある。
On the other hand, since the amount of forward movement of both the press-fit punches 28, 28 is set with reference to the machine center position O, one of the press-fit punches 28, 28 (the right side in FIG. 7). While the press-fitting amount by 28 is excessive, the press-fitting amount by the other press-fitting punch 28 (to the left in FIG. 7) is insufficient. Accordingly, it is difficult to stably apply an appropriate preload to the pair of
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ヨークを構成する1対の結合腕部の内側面寸法のばらつきに拘らず、ヨークを構成する円孔と十字軸を構成する軸部の端部との間部分に、カップ軸受を精度良く組み付けられる、十字軸式自在継手の組立方法を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention provides a circular hole that constitutes a yoke and an end portion of a shaft that constitutes a cross shaft, regardless of variations in the inner surface dimensions of a pair of connecting arm portions that constitute the yoke. Invented in order to realize a method for assembling a cruciform universal joint in which a cup bearing can be assembled with high accuracy between the two.
本発明の十字軸式自在継手の組立方法は、ヨークを構成する1対の結合腕部の先端部に互いに同心に形成された1対の円孔と、これら両円孔の内側にこれら両結合腕部の内側面側から挿入された十字軸の軸部の両端部との間部分に、1対のカップ軸受をそれぞれ組み込むべく、前記両結合腕部の先端部内側面を1対の支持部材により支持(バックアップ)した状態で、前記両カップ軸受を前記両円孔の内側に前記両結合腕部の外側面側から1対の圧入パンチを用いて圧入する、十字軸式自在継手の組立方法である。 The method of assembling the cross shaft universal joint according to the present invention includes a pair of circular holes formed concentrically at the tips of a pair of connecting arm portions constituting a yoke, and both of these couplings inside these circular holes. In order to incorporate a pair of cup bearings into the portion between both ends of the shaft portion of the cross shaft inserted from the inner side surface of the arm portion, the inner side surfaces of the tip end portions of the coupling arm portions are supported by a pair of support members. In a method of assembling a cross shaft type universal joint, the cup bearings are press-fitted with a pair of press-fitting punches into the inner sides of the circular holes from the outer surface side of the coupling arm portions in a state of being supported (backed up). is there.
特に本発明の場合には、先ず、前記両支持部材を、それぞれサーボモータの駆動に基づき、前記両円孔の中心軸と平行な方向に、前記両結合腕部の内側面に近づける様に互いに離隔する方向に移動させる。そして、前記両サーボモータに、予め設定した互いに等しい所定のトルクが発生した時点で、前記両支持部材の移動を停止し、これら両支持部材により前記両結合腕部の先端部内側面を支持する。
その後、前記両サーボモータのパルス数を利用して、前記両支持部材の機械中心位置(円孔の中心軸方向の中心位置)から前記両結合腕部を支持した状態でのこれら両支持部材の中心位置までのずれ量を求め、このずれ量に基づいて、前記両圧入パンチの前方への移動量をそれぞれ補正する。
In particular, in the case of the present invention, first, the two supporting members are moved toward each other so as to approach the inner side surfaces of the connecting arm portions in a direction parallel to the central axis of the circular holes based on driving of the servo motors. Move it away. Then, when predetermined torques equal to each other set in advance are generated in the two servo motors, the movement of the two support members is stopped, and the inner side surfaces of the front ends of the coupling arm portions are supported by the two support members.
Thereafter, using the number of pulses of the two servo motors, the two supporting members are supported in a state in which both the connecting arm portions are supported from the machine center position of the both supporting members (the center position in the central axis direction of the circular hole). The amount of deviation to the center position is obtained, and the amount of forward movement of the two press-fitting punches is corrected based on this amount of deviation.
本発明の十字軸式自在継手の組立方法を実施する場合、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記両圧入パンチにより、前記両カップ軸受を前記両円孔の内側に圧入した後、1対のかしめパンチを用いて、前記両支持腕部の外側面のうち、前記両円孔の開口縁部を塑性変形させる工程を備える。そして、前記両かしめパンチの前方への移動量を、前記ずれ量に基づいてそれぞれ補正する。
When carrying out the method of assembling the cruciform universal joint of the present invention, for example, as in the invention described in
上述の様に構成する本発明の十字軸式自在継手の組立方法によれば、ヨークを構成する1対の結合腕部の内側面寸法のばらつきに拘らず、このヨークを構成する円孔と十字軸を構成する軸部の先端部との間部分に、カップ軸受を精度良く組み付ける事ができる。
即ち、本発明の場合には、1対の結合腕部の内側面を支持する1対の支持部材を、それぞれサーボモータの駆動により、互いに離隔する方向に移動させ、これら両サーボモータに所定のトルクが発生した時点で移動を停止し、前記両結合腕部の支持を完了する。そして、前記両サーボモータのパルス数を利用して、前記両支持部材の機械中心位置から前記両結合腕部を支持した状態でのこれら両支持部材の中心位置までのずれ量を求め、このずれ量に基づいて、前記両圧入パンチの前方への移動量をそれぞれ補正する。従って、本発明によれば、前記両結合腕部の内側面寸法のばらつきが、前記両圧入パンチの前方への移動量に与える影響を排除できる。この結果、本発明によれば、前記両結合腕部の内側面寸法のばらつきに拘らず、カップ軸受を適正な予圧を付与できる適正位置に精度良く組み付ける事ができる。
According to the method of assembling the cross shaft type universal joint of the present invention configured as described above, the circular hole and the cross constituting the yoke are formed regardless of variations in the inner surface dimensions of the pair of connecting arm portions constituting the yoke. The cup bearing can be assembled with high accuracy in the portion between the tip portion of the shaft portion constituting the shaft.
That is, in the case of the present invention, the pair of support members that support the inner surfaces of the pair of coupling arms are moved away from each other by driving the servo motors, and the two servo motors are moved to a predetermined distance. When the torque is generated, the movement is stopped and the support of both the connecting arm portions is completed. Then, using the number of pulses of the two servo motors, the amount of deviation from the machine center position of the two support members to the center position of the two support members in a state where the two coupling arm portions are supported is obtained. Based on the amount, the amount of forward movement of the both press-fitting punches is corrected. Therefore, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of the variation in the inner side surface dimensions of the both connecting arm portions on the forward movement amount of the both press-fitting punches. As a result, according to the present invention, the cup bearing can be accurately assembled at an appropriate position where an appropriate preload can be applied, regardless of variations in the inner side surface dimensions of both the connecting arm portions.
又、請求項2に記載した発明によれば、前記両結合腕部の内側面寸法のばらつきが、1対のかしめパンチの前方への移動量に与える影響を排除できる。この為、かしめ量(塑性変形量)が不足する事を防止できて、前記カップ軸受の抜け止めを十分に図れる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to eliminate the influence of the variation in the inner side surface dimensions of the coupling arm portions on the amount of forward movement of the pair of caulking punches. For this reason, it is possible to prevent the caulking amount (plastic deformation amount) from being insufficient, and to sufficiently prevent the cup bearing from coming off.
[実施の形態の第1例]
図1は、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、ヨーク7aのバックアップ工程(支持工程)を工夫する事により、このヨーク7aを構成する1対の結合腕部10、10の内側面寸法(ヨーク中心軸から内側面までの距離)のばらつきに拘らず、カップ軸受18を精度良く組み付けられる組立方法を実現する点にある。本例の組立方法の対象となる自在継手6の構造及び作用効果に就いては、前述した従来構造の場合と同じであるから、同等部分に関する図示及び説明は省略し、以下、本例の特徴部分である組立方法を中心に説明する。
[First example of embodiment]
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. The feature of this example is that by devising the backup process (support process) of the
本例の自在継手6の組立方法は、大別して(A)〜(D)の4つの工程を備えている。これら各工程に就いて、以下、工程順に説明する。尚、図1には、本例の組立方法に使用する組立装置30のうち、主要な装置である、ヨーク受け治具31と、1対の圧入かしめ装置32、32のみを示している。
The method of assembling the
[(A)予備工程]
図1の(A)に示す様に、十字軸8を構成する一方の軸部17aの両端部を、ヨーク7aを構成する1対の結合腕部10、10に形成された円孔15、15内にそれぞれ挿入した予備組み立て状態で、前記ヨーク7aを、前記ヨーク受け治具31の上方位置に、図示しないチャックにより下向きに保持する。より具体的には、前記両円孔15、15の中心軸方向(図1の左右方向)に関して、前記ヨーク受け治具31(組立装置30)の機械中心位置Oと前記ヨーク7aの中心位置(中心軸)Xとを一致させた状態で、このヨーク7aを前記ヨーク受け治具31の上方位置に配置する。又、図示しないセンタ出し治具を用いて、前記一方の軸部17aの両端部を前記両円孔15、15の中心に位置させる。
[(A) Preliminary process]
As shown in FIG. 1A,
次に、前記ヨーク7aを所定量だけ下降させて、前記両結合腕部10、10の先端部に形成された円孔15、15と、前記両圧入かしめ装置32、32を構成する、それぞれが円柱状の1対の圧入パンチ33、33(及びかしめパンチ34、34)とを同軸上に位置させる。又、この状態で、前記両結合腕部10、10の先端部内側面同士の間に、前記ヨーク受け治具31を構成する、略L字形に構成された1対の支持腕部35、35の先端部を挿入する。本例の場合には、これら両支持腕部35、35を、それぞれ別々のサーボモータ36、36により駆動し、前記両円孔15、15の中心軸と平行な方向に、互いに遠近動可能としている。又、前記両支持腕部35、35の移動(開閉動作)を、前記サーボモータ36、36をトルク制御する事で制御している。尚、前記両支持腕部35、35が、特許請求の範囲に記載した1対の支持部材に相当する。
Next, the
[(B)バックアップ工程]
次に、前記両サーボモータ36、36をそれぞれ駆動する事により、前記両支持腕部35、35を機械中心位置Oから互いに離れる方向に移動させ、これら両支持腕部35、35の先端部外側面を、前記両結合腕部10、10の先端部内側面に当接させる。又、本例の場合、前記両支持腕部35、35同士の動作が完全には一致(同期)しない様に、移動速度、移動開始のタイミング等をずらしている。そして、前記両サーボモータ36、36に予め設定した互いに等しい所定のトルク(1対の結合腕部10、10を十分にバックアップできる程度の押圧力を付与できるトルク)が発生するまで、前記両支持腕部35、35を移動させる(離隔させる)。本例の場合、バックアップ工程の実行中は、前記ヨーク7aを、少なくとも前記両円孔15、15の中心軸方向への移動(平行移動)を可能に前記チャックにより保持するか、又は、前記両支持腕部35、35による支持が開始された時点で、前記チャックによる前記ヨーク7aの保持を解除しておく。これにより、図1の(B)に示した様に、前記両支持腕部35、35の移動に伴って、前記ヨーク7aが、前記両円孔15、15の中心軸方向にずれる(平行移動する)。尚、このずれ量の中には、前記両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきを原因とするずれ分が含まれている。そして、前記両サーボモータ36、36に、予め設定した互いに等しい所定のトルクが発生した時点で、前記両支持腕部35、35の移動を停止し、これら両支持腕部35、35により前記両結合腕部10、10の先端部内側面を支持する。
[(B) Backup process]
Next, both the
この様に本例のバックアップ工程が完了した時点で、前記両支持腕部35、35の中心位置(先端部外側面同士の中央位置)Pを求める。本例の場合には、前記両支持腕部35、35をそれぞれサーボモータ36、36により駆動する為、これら両サーボモータ36、36を制御する前記組立装置30を構成する制御器により、これら両サーボモータ36、36のパルス数を利用して前記両支持腕部35、35のそれぞれの送り量(機械中心位置Oからの移動量)を算出する事で、前記両支持腕部35、35の中心位置Pを求められる。そして、この様にこれら両支持腕部35、35の中心位置Pを求めたならば、機械中心位置Oからの中心位置Pのずれ量(Δα)を求める。又、後述する圧入工程以前に、図示しない軸受供給装置を利用して、1対のカップ軸受18、18を、前記各円孔15、15及び前記各圧入パンチ33、33の同軸上に供給する。尚、これら両カップ軸受18、18は、図1の(A)に示した様に、予備工程の段階で供給し、待機しておく事もできる。
Thus, when the backup process of this example is completed, the center position (the center position between the outer surfaces of the tip end portions) P of the
[(C)圧入工程]
次に、前記両圧入かしめ装置32、32を構成するサーボモータを駆動する事により、前記両圧入パンチ33、33をそれぞれ前方に移動(互いに近づく方向に移動)させて、前記両カップ軸受18、18を、前記両結合腕部10、10の外側面側から前記両円孔15、15内に同時に圧入する。特に本例の場合、前記両圧入パンチ33、33の送り量(前方への移動量)を、上述の様にして求めたずれ量(Δα)に応じて補正している。具体的には、図示の例の場合、前記両支持腕部35、35の中心位置Pが機械中心位置Oから右側にΔα分だけずれている為、左側の圧入パンチ33の先端面を、通常圧入指令位置(ずれが生じていない事を前提として設定した圧入完了位置)Y1に、Δαを加えた位置(補正圧入指令位置Y1´)まで移動させる様に設定し、反対に、右側の圧入パンチ33の先端面を、通常圧入指令位置Y2から、Δαを引いた位置(補正圧入指令位置Y2´)まで移動させる様に設定している。そして、前記両圧入パンチ33、33を、それぞれ設定された補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)まで移動させて、圧入作業を終了する。この様な補正圧入指令位置まで前記両圧入パンチ33、33を移動させた状態で、前記両カップ軸受18、18は、それぞれの底部22、22の内面が前記軸部17aの先端面に当接した後、更に所定量圧入されて、予圧が付与される。
[(C) Press-in process]
Next, by driving the servo motors constituting the both press-fitting
[(D)かしめ工程]
次いで、前記両圧入かしめ装置32、32を構成するサーボモータ(圧入パンチ33の駆動に用いるサーボモータとは別のサーボモータ)を駆動する事により、又は、油圧若しくは空圧によって作動するシリンダを駆動する事により、1対のかしめパンチ34、34を前方に移動させる。特に本例の場合には、上述した圧入工程の場合と同様に、これら両かしめパンチ34、34の送り量(前方への移動量)を、上述の様にして求めたずれ量(Δα)に応じて補正している。具体的には、図示の例の場合、バックアップ工程が完了した時点での前記両支持腕部35、35の中心位置Pが、機械中心位置Oから右側にΔα分だけずれている為、左側のかしめパンチ34の先端面の位置を、通常かしめ指令位置(ずれが生じていない事を前提として設定したかしめ完了位置)Z1に、Δαを加えた位置(補正かしめ指令位置Z1´)まで移動させる様に設定し、反対に、右側のかしめパンチ34の先端面の位置を、通常かしめ指令Z2から、Δαを引いた位置(補正かしめ指令位置Z2´)まで移動させる様に設定している。そして、前記両かしめパンチ34、34の先端面を、それぞれ設定された補正かしめ指令位置(Z1´、Z2´)まで移動させて、これら両かしめパンチ34、34の先端面により、前記両円孔15、15の内周縁部の円周方向複数個所を塑性変形させる。そして、当該部分にかしめ部24、24(図4〜6参照)を形成する。これにより、これら各かしめ部24、24を、前記両カップ19、19を構成する底部22、22の外面に押し付けて、これら両カップ19、19が前記両円孔15、15から抜け出る事を防止する。
尚、本例の場合にも、前記図6に示した従来方法で使用したかしめパンチと同様に、前記両かしめパンチ34、34として、円筒状のものを使用し、これら両かしめパンチ34、34を、前記両圧入パンチ33、33の周囲に外嵌した状態で配置している。
[(D) Caulking step]
Next, by driving a servo motor (servo motor different from the servo motor used for driving the press-fitting punch 33) constituting the both press-fitting
In the case of this example as well, like the caulking punch used in the conventional method shown in FIG. 6, cylindrical caulking punches 34, 34 are used, and these caulking punches 34, 34 are used. Are arranged around the two press-fitting
最後に、前記両かしめパンチ34、34及び前記両圧入パンチ33、33を、それぞれ初期位置まで後退させる。又、前記ヨーク受け治具31を構成する前記両支持腕部35、35同士を、互いに近づく方向に移動させて、これら両支持腕部35、35による前記両結合腕部10、10のバックアップを解除する。次いで、前記ヨーク7aを、前記ヨーク受け治具31の上方位置に移動(退避)させて、このヨーク7aを前記組立装置30から取り出す。
Finally, both the caulking punches 34 and 34 and the both press-fitting
以上の様な工程を有する本例の組立方法によれば、ヨーク7aを構成する1対の結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきに拘らず、このヨーク7aを構成する円孔15、15と十字軸8を構成する軸部17aの両端部との間部分に、1対のカップ軸受18、18を精度良く組み付ける事ができる。
即ち、本例の場合には、前記両結合腕部10、10の内側面を支持する前記両支持腕部35、35を、それぞれサーボモータ36、36の駆動により、互いに離隔する方向に移動させ、これら両サーボモータ36、36に所定のトルクが発生した時点で移動を停止し、前記両結合腕部10、10の支持を完了する。そして、前記両サーボモータ36、36のパルス数を利用して、前記両支持腕部35、35の機械中心位置Oから、前記両結合腕部10、10を支持した状態でのこれら両支持腕部35、35の中心位置Pまでのずれ量(Δα)を求め、このずれ量に基づいて、前記両圧入パンチ33、33及び前記両かしめパンチ34、34の前方への移動量をそれぞれ補正している。この為、本例の場合には、前記両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきが、前記両圧入パンチ33、33及び前記両かしめパンチ34、34の前方への移動量に与える影響を排除できる。従って、本例の組立方法によれば、前記両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきに拘らず、前記両カップ軸受18、18を適正な予圧を付与できる適正位置に精度良く組み付ける事ができると共に、前記各かしめ部24、24のかしめ量(塑性変形量)が不足する事を防止できて、前記カップ軸受18、18の抜け止めを十分に図れる。この結果、本例の組立方法によれば、前記両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきに拘らず、前記両カップ軸受18、18を精度良く組み付ける事ができる。
According to the assembling method of the present example having the steps as described above, the
That is, in the case of this example, both the supporting
又、本例の場合には、前記両サーボモータ36、36に所定のトルクが発生するまで前記両支持腕部35、35を移動させて、前記両結合腕部10、10を支持する為、これら両結合腕部10、10の内側面寸法のばらつきに拘らず、これら両結合腕部10、10を適正な力で支持する事ができる。
In the case of this example, in order to support both the connecting
[実施の形態の第2例]
図2は、本発明の実施の形態の第2例を示している。尚、本例の特徴は、十字軸8を構成する軸部17aの軸方向寸法のばらつき、及び、カップ軸受18を構成するカップ19の底部22の厚さ寸法のばらつきが、圧入パンチ33、33及びかしめパンチ34、34の前方への移動量に与える影響を排除する点にある。その他の工程に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である為、重複する説明は省略又は簡略にし、以下、本例の特徴部分である圧入工程及びかしめ工程を中心に説明する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. The feature of this example is that the variation in the axial dimension of the
本例の場合には、前述した実施の形態の第1例の組立方法と同様、図2の(A)に示す様に、予備工程により、ヨーク7aを組立装置30aにセットした後、続いてバックアップ工程を行う。このバックアップ工程に就いても、前記実施の形態の第1例の場合と同様に、サーボモータ36、36を駆動する事により、ヨーク受け治具31を構成する1対の支持腕部35、35を互いに離れる方向(図2の左右方向)に駆動する事により行う。そして、前記両サーボモータ36、36に、予め設定した互いに等しい所定のトルクが発生した時点で、前記両支持腕部35、35の移動を停止し、これら両支持腕部35、35により前記両結合腕部10、10の先端部内側面を支持する。又、これら両支持腕部35、35の機械中心位置Oから、前記両結合腕部10、10を支持した状態でのこれら両支持腕部35、35の中心位置Pまでのずれ量(Δα)を求める。ここまでの工程は、前記第1例の組立方法の場合と同様である。本例の特徴は、次の圧入工程及びかしめ工程にある。
In the case of this example, as shown in FIG. 2A, the
本例の場合にも、図2の(C)に示す様に、圧入かしめ装置32a、32aを構成するサーボモータを駆動する事により、前記両圧入パンチ33、33をそれぞれ前方に移動させて、前記両カップ軸受18、18を、前記両結合腕部10、10の外側面側から前記両円孔15、15内に同時に圧入する。又、前記両圧入パンチ33、33の送り量を、上述の様にして求めた、前記両支持腕部35、35の機械中心位置Oから、前記両結合腕部10、10を支持した状態でのこれら両支持腕部35、35の中心位置Pまでのずれ量(Δα)に応じて補正している。具体的には、図示の例の場合、前記両支持腕部35、35の中心位置Pが機械中心位置Oから右側にΔα分だけずれている為、左側の圧入パンチ33の先端面を、通常圧入指令位置Y1にΔαを加えた位置(補正圧入指令位置Y1´)まで移動させる様に設定し、反対に、右側の圧入パンチ33の先端面を、通常圧入指令位置Y2からΔαを引いた位置(補正圧入指令位置Y2´)まで移動させる様に設定している。
Also in the case of this example, as shown in FIG. 2C, by driving the servo motors constituting the press-fitting
更に、本例の場合には、前記両圧入パンチ33、33にそれぞれ設置した圧力センサにより、これら両圧入パンチ33、33に加わる圧力(圧入反力)の大きさを測定している。この様に、これら両圧入パンチ33、33に加わる圧力を測定する理由は、前記十字軸8を構成する軸部17aの軸方向寸法や、前記カップ19を構成する底部22の厚さ寸法には、常に寸法公差内で寸法にばらつきを生じる為、前記両圧入パンチ33、33が、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)に達する以前に、前記両カップ軸受18、18に適正な予圧が付与されたり、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)に達した状態でも、前記両カップ軸受18、18に適正な予圧が付与されない(予圧が不足している)可能性が生じる為である。この為、本例の場合には、前記両圧入パンチ33、33の送り量が、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)に達していなくても、これら両圧入パンチ33、33に加わる圧力の値が予め設定した所定値に達した時点で圧入作業を終了する。そして、前記両圧入パンチ33、33による圧入が実際に完了した位置と、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)との差(−Δβ)を求めておく。反対に、前記両圧入パンチ33、33の送り量が、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)に達していても、これら両圧入パンチ33、33に加わる圧力の値が前記所定値に達していなければ前方への移動を継続し、この所定値に達した時点で圧入作業を終了する。そして、この場合にも、前記両圧入パンチ33、33による圧入が実際に完了した位置と、前記補正圧入指令位置(Y1´、Y2´)との差(+Δβ)を求めておく。
Furthermore, in the case of this example, the magnitude of the pressure (pressing reaction force) applied to both the press-fitting
そして、続くかしめ工程にて、前記両かしめパンチ34、34の送り量を、ΔαとΔβとの2つのずれ量に応じて補正している。具体的には、図示の例の場合、前記両支持腕部35、35の中心位置Pが機械中心位置Oから右側にΔα分だけずれている為、左側のかしめパンチ34の先端面の位置を、通常かしめ指令位置Z1にΔαを加えた第1補正かしめ指令位置(Z1´)に、更にΔβを加減した位置(第2補正かしめ指令位置Z1´±Δβ)まで移動させる様に設定し、反対に、右側のかしめパンチ34の先端面の位置を、通常かしめ指令位置Z2からΔαを引いた第1補正かしめ指令位置(Z2´)に、更にΔβを加減した位置(第2補正かしめ指令位置Z2´±Δβ)まで移動させる様に設定している。そして、前記両かしめパンチ34、34の先端面を、それぞれ設定された第2補正かしめ指令位置(Z1´±Δβ、Z2´±Δβ)まで移動させて、前記両かしめパンチ34、34の先端面により、前記両円孔15、15の内周縁部の円周方向複数個所を塑性変形させる。そして、当該部分にかしめ部24、24(図4〜6参照)を形成する。これにより、これら各かしめ部24、24を、前記両カップ19、19を構成する底部22、22の外面に押し付けて、これら両カップ19、19が前記両円孔15、15から抜け出る事を防止する。
In the subsequent caulking step, the feed amounts of the two
以上の様な構成を有する本例の場合には、前記十字軸8の軸部17aの軸方向寸法や、前記カップ19を構成する底部22の厚さ寸法のばらつきが、前記両圧入パンチ33、33及び前記両かしめパンチ34、34の前方への移動量に与える影響を排除できる。この為、本例の場合には、前記十字軸8の軸部17aの軸方向寸法や、前記カップ19を構成する底部22の厚さ寸法のばらつきに拘らず、前記両カップ軸受18、18に適正な予圧を付与する事ができると共に、前記かしめ部24、24のかしめ量を適正にする(十分に確保する)事ができる。従って、前記両カップ軸受18、18を精度良く組み付ける事ができる。
その他の工程及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, the axial dimension of the
Other processes and effects are the same as in the first example of the above embodiment.
本発明の組立方法の対象となる十字軸式自在継手は、ステアリング装置に限らず、プロペラシャフトや各種トルク伝達機構に組み付けた状態で使用できる。 The cross shaft type universal joint which is an object of the assembling method of the present invention is not limited to the steering device, and can be used in a state assembled to a propeller shaft and various torque transmission mechanisms.
本発明を実施する場合、ヨーク受け治具を構成する1対の支持部材は、必ずしも両方の支持部材を移動させる必要はない。即ち、1対の支持部材のうち、一方の支持部材を固定し、他方の支持部材のみを移動可能として、これら両支持部材を互いに遠近動可能に構成しても良い。 When carrying out the present invention, the pair of support members constituting the yoke receiving jig do not necessarily need to move both support members. That is, one support member of the pair of support members may be fixed and only the other support member may be moved, and both the support members may be configured so as to be movable in the distance.
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 中間シャフト
4 ステアリングギヤユニット
5 入力軸
6 自在継手
7a、7b ヨーク
8 十字軸
9a、9b 基部
10 結合腕部
11a、11b フランジ
12 通孔
13 通孔
14 ナット
15 円孔
16 回転軸
17a、17b 軸部
18 カップ軸受
19 カップ
20 ニードル
21 円筒部
22 底部
23 内向鍔部
24 かしめ部
25 回転軸
26 ヨーク受け治具
27 支持腕部
28 圧入パンチ
29 かしめパンチ
30、30a 組立装置
31 ヨーク受け治具
32、32a 圧入かしめ装置
33 圧入パンチ
34 かしめパンチ
35 支持腕部
36 サーボモータ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記両支持部材を、それぞれサーボモータの駆動に基づき、前記両円孔の中心軸と平行な方向に、前記両結合腕部の内側面に近づける様に互いに離隔する方向に移動させ、前記両サーボモータに所定のトルクが発生した時点で、前記両支持部材の移動を停止し、これら両支持部材により前記両結合腕部の先端部内側面を支持した後、
前記両サーボモータのパルス数を利用して、前記両支持部材の機械中心位置から前記両結合腕部を支持した状態でのこれら両支持部材の中心位置までのずれ量を求め、
このずれ量に基づき、前記両圧入パンチの前方への移動量をそれぞれ補正する
事を特徴とする十字軸式自在継手の組立方法。 A pair of circular holes formed concentrically with each other at the front ends of a pair of coupling arm portions constituting the yoke, and a cross shaft inserted from the inner surface side of both the coupling arm portions inside these circular holes. In order to incorporate a pair of cup bearings in a portion between both ends of the shaft portion, the both cup bearings are connected to the both circles in a state where the inner side surfaces of the front ends of the coupling arm portions are supported by a pair of support members. A method of assembling a cruciform universal joint, wherein a pair of press-fitting punches are press-fitted into the inside of a hole from the outer surface side of both the connecting arm portions,
The both support members are moved in directions away from each other so as to approach the inner side surfaces of the two connecting arm portions in a direction parallel to the center axis of the two circular holes based on driving of the servo motors, respectively. When a predetermined torque is generated in the motor, the movement of both the supporting members is stopped, and the inner side surfaces of the front ends of the coupling arm portions are supported by the both supporting members.
Using the number of pulses of the two servo motors, obtain the amount of deviation from the machine center position of the two support members to the center position of the two support members in the state where the two coupling arm portions are supported,
An assembly method of a cross shaft type universal joint, wherein the amount of forward movement of each of the press-fitting punches is corrected based on the amount of deviation.
請求項1に記載した十字軸式自在継手の組立方法。 After the cup bearings are press-fitted inside the circular holes by the press-fitting punches, an opening edge portion of the circular holes is formed on the outer surfaces of the coupling arm portions using a pair of caulking punches. A step of plastically deforming, and respectively correcting the amount of forward movement of the two crimping punches based on the amount of deviation,
A method of assembling the cross shaft type universal joint according to claim 1.
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