萬向節(jié)的組裝方法以及萬向節(jié)的組裝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請主張于2014年3月24日提出的日本專利申請第2014-05977號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用包括說明書、附圖和說明書摘要的全部內(nèi)容。
[0002] 本發(fā)明涉及具有一對軛、多個(gè)軸承以及十字軸的萬向節(jié)的組裝方法以及組裝裝 置。
【背景技術(shù)】
[0003] 萬向節(jié)例如在轉(zhuǎn)向裝置中用于將中間軸與小齒輪軸相互連接。日本專利第 4739119號公報(bào)公開了這樣的萬向節(jié)的一個(gè)例子。該萬向節(jié)具有第一軛、第二軛、一個(gè)十字 軸、4個(gè)軸承。第一軛與中間軸連接。第二軛與小齒輪軸連接。十字軸將上述一對軛相互連 接。軸承支承該十字軸的各軸。
[0004] 軸承具有軸承杯以及多個(gè)滾動(dòng)體。軸承杯被壓入到在軛的臂上形成的軸承孔。滾 動(dòng)體配置于軸承杯的內(nèi)周。十字軸的各軸分別被插入對應(yīng)的軸承杯。另外，在壓入有軸承 的軛的臂以使十字軸的軸不脫離軸承的方式，在軸承孔的周邊形成有限制十字軸的移動(dòng)的 鑿緊部。
[0005] 在十字軸與軸承的滾動(dòng)體之間形成的間隙即徑向間隙成為影響萬向節(jié)動(dòng)作的主 要因素之一。因此，在制造萬向節(jié)時(shí)以使該徑向間隙收斂在公差內(nèi)的方式選擇第一軛、第二 軛、十字軸以及軸承的組合。然而，為了該選擇而耗費(fèi)時(shí)間，所以在生產(chǎn)性方面尚有改善的 余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一在于提供有助于簡化調(diào)整形成于十字軸的軸與軸承的滾動(dòng)體 之間的徑向間隙的作業(yè)的萬向節(jié)的組裝方法以及組裝裝置。
[0007] 本發(fā)明的一實(shí)施方式的萬向節(jié)的組裝方法用于組裝萬向節(jié)，該萬向節(jié)具有：一對 軛，上述一對軛具有一對形成有軸承孔的臂；4個(gè)軸承，上述4個(gè)軸承具有被壓入上述軸承 孔的軸承杯和配置于上述軸承杯的內(nèi)周的多個(gè)滾動(dòng)體；以及十字軸，該十字軸具有4根分 別被上述4個(gè)軸承支承的軸，用于防止軸承杯脫離軸承孔的鑿緊部形成于軸承孔，鑿緊部 形成于軸承孔的周緣，根據(jù)在將軸承杯壓入軸承孔之后且形成鑿緊部之前的十字軸的軸與 滾動(dòng)體之間形成的間隙即徑向間隙，設(shè)定在形成鑿緊部時(shí)使軸承孔的周緣沿軸承孔的軸向 變形的量即鑿緊量，由此對形成了鑿緊部之后的徑向間隙的大小進(jìn)行調(diào)整。
[0008] 通過以下參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式示例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其 他特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素。
【附圖說明】
[0009] 圖1是實(shí)施方式的萬向節(jié)的剖視圖。
[0010] 圖2是放大表不圖1的一部分的剖視圖。
[0011] 圖3是實(shí)施方式的軛的側(cè)視圖。
[0012] 圖4是表示組裝裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0013] 圖5是第一壓入工序的萬向節(jié)的剖視圖。
[0014] 圖6是經(jīng)過第一壓入工序后的萬向節(jié)的剖視圖。
[0015] 圖7是第一鑿緊工序的萬向節(jié)的剖視圖。
[0016] 圖8是表示通過控制部70執(zhí)行的鑿緊量的運(yùn)算方法的流程圖。
[0017] 圖9是用于鑿緊量的運(yùn)算的材料硬度判定圖。
[0018] 圖10是用于鑿緊量的運(yùn)算的間隙負(fù)載圖。
[0019] 圖11是用于鑿緊量的運(yùn)算的鑿緊量判定圖。
[0020] 圖12是用于變形例的鑿緊量的運(yùn)算的間隙摩擦轉(zhuǎn)矩圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 參照圖1，說明萬向節(jié)1的結(jié)構(gòu)。萬向節(jié)1例如用于轉(zhuǎn)向裝置的中間軸以及小齒輪 軸（圖示皆略）的連結(jié)。萬向節(jié)1具有十字軸10、兩個(gè)軛20以及四個(gè)軸承30。
[0022] 十字軸10具有軀體部11以及四個(gè)軸12。四個(gè)軸12從軀體部11突出。四個(gè)軸 12沿軀體部11的周向以90°均勻配置。軸12的前端部被倒角加工。
[0023] 兩個(gè)軛20通過十字軸10以及四個(gè)軸承30而相互連結(jié)。
[0024] 軛20具有一對臂21以及固定部24。在臂21上形成有軸承孔22。在一個(gè)軛20的 臂21的軸承孔22插入有分離180°的兩個(gè)軸12。在另一個(gè)軛20的臂21的軸承孔22插 入有剩余的軸12。
[0025] 四個(gè)軸承30是一端封閉型的沖壓外圈滾針軸承。軸承30、軸12以及軸承孔22具 有同軸的關(guān)系。軸承30具有軸承杯31以及作為多個(gè)滾動(dòng)體的多個(gè)滾針32。
[0026] 軸承杯31被壓入軸承孔22。軸承杯31收納有多個(gè)滾針32。多個(gè)滾針32配置為 在軸承杯31的內(nèi)周與中心軸同軸的圓環(huán)狀，由此形成內(nèi)部空間33。軸12被插入內(nèi)部空間 33。多個(gè)滾針32以及軸12的嵌合的關(guān)系為間隙配合。在滾針32的表面涂覆有潤滑脂。內(nèi) 部空間33與軸12的間隙即徑向間隙X由多個(gè)滾針32的內(nèi)切圓直徑（以下，記為"內(nèi)切圓 直徑以及軸12的外徑（以下，記為"軸徑規(guī)定。
[0027] 如圖2所示，軸承孔22的與供十字軸10插入側(cè)相反的一側(cè)的開口的周邊22Α形 成有用于防止軸承杯31脫離軸承孔22的鑿緊部23。鑿緊部23的傾斜角Θ設(shè)定在5~ 30度的范圍內(nèi)。如圖3所示，鑿緊部23在周邊22Α形成有3處。3個(gè)鑿緊部23在周邊22Α 不均勻配置地形成。
[0028] 參照圖4,組裝萬向節(jié)1并說明組裝裝置40的結(jié)構(gòu)。
[0029] 組裝裝置40具有壓入裝置50、鑿緊裝置60、控制部70以及各種傳感器。各種傳 感器包含壓入負(fù)載傳感器81、旋轉(zhuǎn)角傳感器82、鑿緊負(fù)載傳感器83以及旋轉(zhuǎn)角傳感器84。 此外，控制部70相當(dāng)于"調(diào)整部"以及"判定部"。
[0030] 壓入裝置50具有壓入伺服馬達(dá)51、滾珠絲杠52以及壓入沖頭53。壓入伺服馬達(dá) 51經(jīng)由滾珠絲杠52連接于壓入沖頭53。因此，壓入伺服馬達(dá)51的旋轉(zhuǎn)通過滾珠絲杠52 變換為直線運(yùn)動(dòng)，使壓入沖頭53沿直線方向移動(dòng)。
[0031] 鑿緊裝置60具有鑿緊伺服馬達(dá)61、滾珠絲杠62以及鑿緊沖頭63。鑿緊伺服馬達(dá) 61經(jīng)由滾珠絲杠62連接于鑿緊沖頭63。因此，鑿緊伺服馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)通過滾珠絲杠62 變換為直線運(yùn)動(dòng)，使鑿緊沖頭63沿直線方向移動(dòng)。鑿緊沖頭63的與鑿緊部23 (參照圖2) 接觸的接觸部分63A (參照圖7)的傾斜角設(shè)定在5~30度的范圍內(nèi)。
[0032] 壓入負(fù)載傳感器81計(jì)測在利用壓入沖頭53將軸承杯31壓入軸承孔22時(shí)的壓入 負(fù)載。壓入負(fù)載傳感器81將與壓入伺服馬達(dá)51的驅(qū)動(dòng)電壓對應(yīng)的值輸出至控制部70?？?制部70根據(jù)壓入負(fù)載傳感器81的輸出來運(yùn)算作用于壓入沖頭53的計(jì)測壓入負(fù)載。旋轉(zhuǎn) 角傳感器82將與壓入伺服馬達(dá)51的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的值輸出至控制部70?？刂撇?0根據(jù) 旋轉(zhuǎn)角傳感器82的輸出，運(yùn)算壓入沖頭53的移動(dòng)量。
[0033] 鑿緊負(fù)載傳感器83計(jì)測利用鑿緊沖頭63形成鑿緊部23時(shí)的鑿緊負(fù)載。鑿緊負(fù) 載傳感器83將與鑿緊伺服馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)電壓對應(yīng)的值輸出至控制部70?？刂撇?0根據(jù) 鑿緊負(fù)載傳感器83的輸出來運(yùn)算作用于鑿緊沖頭63的鑿緊負(fù)載。旋轉(zhuǎn)角傳感器84將與 鑿緊伺服馬達(dá)61的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的值輸出至控制部70。控制部70根據(jù)旋轉(zhuǎn)角傳感器84 的輸出，運(yùn)算鑿緊沖頭63的移動(dòng)量即鑿緊量D。此外，鑿緊量D與使軸承孔22的周邊22A 沿軸承孔22的軸向變形的量對應(yīng)。
[0034] 參照圖5~圖8,說明使用組裝裝置40的萬向節(jié)1的組裝工序。萬向節(jié)1的組裝 工序包含第一壓入工序、第一鑿緊工序、第二壓入工序以及第二鑿緊工序。
[0035] 如圖5所示，在第一壓入工序中，向一個(gè)軸承孔22壓入一個(gè)軸承30。具體而言，形 成利用夾具90保持隔著軀體部11而相對于壓入軸承30的一個(gè)軸12相反的一側(cè)的軸12 和軸承孔22的狀態(tài)。而且，隔著軀體部11而相對于由夾具90保持的軸承孔22相反的一 側(cè)的軸12,配置在與該軸12對應(yīng)的軸承孔22的內(nèi)部。而且，驅(qū)動(dòng)壓入伺服馬達(dá)51，由此經(jīng) 由壓入沖頭53將軸承30的軸承杯31壓入軸承孔22。由此，如圖6所示，形成將軸承杯31 壓入到軸承孔22的狀態(tài)。
[0036] 如圖7所示，在第一鑿緊工序中，驅(qū)動(dòng)鑿緊伺服馬達(dá)61，由此使鑿緊沖頭63向經(jīng)由 第一壓入工序壓入軸承30的狀態(tài)的軸承孔22的周邊22A接觸，使鑿緊沖頭63以設(shè)定的鑿 緊量進(jìn)入軸承孔22。由此，如圖2所示，在周邊22A形成鑿緊部23。
[0037] 在第二壓入工序中，從被夾具90保持的軸12以及軸承孔22取下夾具90,對該軸 12進(jìn)行與第一壓入工序相同的工序，由此，向軸承孔22壓入軸承30。在第二鑿緊工序中， 對經(jīng)過第二壓入工序的軸承孔22的周邊22A進(jìn)行與第一鑿緊工序相同的工序，由此，在經(jīng) 由第二壓入工序壓入軸承30的軸承孔22的周邊22A形成鑿緊部23。
[0038] 并且，組裝裝置40對剩余的兩個(gè)軸12、軸承孔22以及軸承30反復(fù)進(jìn)行第一壓入 工序、第一鑿緊工序、第二壓入工序以及第二鑿緊工序，由此，完成萬向節(jié)1的組裝工序。
[0039] 參照圖8,說明第一鑿緊工序的鑿緊量D的運(yùn)算順序。
[0040] 控制部70在步驟Sll中判定軛20的材料硬度。具體而言，控制部70使用圖9所 示的材料硬度判定圖、以及鑿緊量D與鑿緊負(fù)載的關(guān)系判定軛20的材料硬度的上限值以及 下限值。鑿緊量D與鑿緊負(fù)載的關(guān)系例如是相同的萬向節(jié)1的前次的鑿緊工序的鑿緊量D 與鑿緊負(fù)載的關(guān)系，或者使用在鑿緊批量相同的軛20時(shí)的鑿緊量D與鑿緊負(fù)載。
[0041] 軛20的材料硬度越硬，軛20越難變形。因此，軛20的材料硬度越硬，用于實(shí)現(xiàn)所 希望的鑿緊量D的鑿緊負(fù)載就越大。因此，推斷對應(yīng)于鑿緊量D的鑿緊負(fù)載越大，則軛20 的材料硬度越大。因此，在材料硬度判定圖中，對應(yīng)于鑿緊量D的鑿緊負(fù)載越大，則軛20的 材料硬度越大。另外，鑿緊量以及鑿緊負(fù)載越大，則軛20的材料硬度的上限值與下限值的 差越大。此外，在初次的第一鑿緊工序中，將預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)硬度判定為材料硬度。
[0042] 接下來，控制部70在步驟S12中，運(yùn)算執(zhí)行第一壓入工序時(shí)的計(jì)測壓入負(fù)載。然 后，在步驟S13中，根據(jù)計(jì)測壓入負(fù)載并使用圖10所示的間隙負(fù)載信息即間隙負(fù)載圖來運(yùn) 算徑向間隙X。推斷計(jì)測壓入負(fù)載越大，則徑向間隙X越小。因此，在間隙負(fù)載圖中，計(jì)測壓 入負(fù)載越大則徑向間隙X越小。
[0043] 接下來，控制部70在步驟S14中，運(yùn)算在步驟S13中運(yùn)算的徑向間隙X、與被設(shè)定 為執(zhí)行預(yù)先鑿緊工序前的適當(dāng)?shù)闹档膹较蜷g隙X的公差（在圖10的間隙負(fù)載圖中用陰影 點(diǎn)表示的區(qū)域RA內(nèi)）的差即擴(kuò)徑量ΔΧ。
[0044] 接下來，控制部70在步驟S15中，使用擴(kuò)徑量Λ X和軛20的材料硬度來設(shè)定鑿緊 量D。具體而言，如圖11所示，將在步驟Sll中判定的軛20的材料硬度為上限值的鑿緊量 D與擴(kuò)徑量Λ X的上限關(guān)系線L1、以及在步驟Sll中判定的軛20的材料硬度為下限值的鑿 緊量D與擴(kuò)徑量ΛΧ的下限關(guān)系線L2配置于