(57)【要約】【課題】十字軸の軸と軸受の転動体との間に形成されるラジアル隙間の調整に関する作業を簡易化することに貢献する自在継手の組立方法、検査方法、組立装置、および、検査装置を提供する。【解決手段】自在継手１は、軸受穴２２が形成された一対の腕２１を有する一対のヨーク２０と、軸受穴２２に圧入された軸受カップ３１および複数のニードルローラ３２を有する４つの軸受３０と、それぞれ軸受３０により支持される４本の軸１２を有する十字軸１０とを備えている。軸受穴２２の周縁２２Ａには、軸受カップ３１が軸受穴２２から抜けることを妨げるためのかしめ部が形成されている。自在継手１は、かしめ部を形成するときのかしめ量を十字軸１０の軸１２とニードルローラ３２との間に形成される隙間であるラジアル隙間に応じて設定することにより、ラジアル隙間の大きさを調整する。【選択図】図７
2015190588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、
前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、
前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸と
を有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴に形成される自在継手
を組み立てるための自在継手の組立方法であって、
前記かしめ部は、前記軸受穴の周縁に形成され、前記かしめ部を形成するときに前記軸受穴の周縁を前記軸受穴の軸方向に変形させる量であるかしめ量を、前記軸受穴に前記軸受カップが圧入された後、かつ、前記かしめ部が形成される前の前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間に応じて設定することにより、前記かしめ部が形成された後の前記ラジアル隙間の大きさを調整する
自在継手の組立方法。
【請求項２】
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測し、前記かしめ量を、前記計測した圧入荷重である計測圧入荷重に基づいて推定される前記ラジアル隙間に応じて設定することにより、前記ラジアル隙間の大きさを調整する
請求項１に記載の自在継手の組立方法。
【請求項３】
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重と前記ラジアル隙間との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間が公差よりも狭いときには、前記ラジアル隙間が前記公差内に収められるように前記かしめ量を設定する
請求項２に記載の自在継手の組立方法。
【請求項４】
前記十字軸の軸に配置される前記軸受のフリクショントルクを計測し、前記かしめ量を、前記計測した前記軸受のフリクショントルクに基づいて推定される前記ラジアル隙間に応じて設定することにより、前記ラジアル隙間の大きさを調整する
請求項１に記載の自在継手の組立方法。
【請求項５】
前記軸受のフリクショントルクと前記ラジアル隙間との関係を規定した隙間フリクショントルク情報を参照して、前記計測した前記軸受のフリクショントルクに対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間が公差よりも狭いときには、前記ラジアル隙間が前記公差内に収められるように前記かしめ量を設定する
請求項４に記載の自在継手の組立方法。
【請求項６】
前記算出したラジアル隙間が前記公差内に収められているときには、前記ラジアル隙間が変化しないように前記かしめ量を設定する
請求項３または請求項５に記載の自在継手の組立方法。
【請求項７】
前記ラジアル隙間と前記ヨークの硬さに応じて前記かしめ量を設定する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の自在継手の組立方法。
【請求項８】
前記かしめ部の傾斜角を５〜３０度の範囲に設定する
請求項１〜７のいずれか一項に記載の自在継手の組立方法。
【請求項９】
軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、
前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、
前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸と
を有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手
を検査するための自在継手の検査方法であって、
前記十字軸の軸に配置される前記軸受のフリクショントルクを計測し、
前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受のフリクショントルクとの関係を規定した隙間フリクショントルク情報を参照して、前記計測された前記軸受のフリクショントルクに対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する
自在継手の検査方法。
【請求項１０】
軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、
前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、
前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸と
を有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手
を検査するための自在継手の検査方法であって、
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測し、
前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測された圧入荷重である計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、
算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する
自在継手の検査方法。
【請求項１１】
軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、
前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、
前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸と
を有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手
を組み立てるための自在継手の組立装置であって、
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入する圧入装置と、
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測する荷重計測部と、
前記かしめ部を形成するかしめパンチと、
前記軸受穴に前記かしめパンチを進入させる量であるかしめ量を前記計測した圧入荷重である計測圧入荷重に応じて設定する調整部と
を有し、
請求項２、請求項３、請求項２を引用する請求項６、請求項２を引用する請求項７、または、請求項２を引用する請求項８のいずれか一項に記載の自在継手の組立方法に基づいて前記ラジアル隙間の大きさを調整する
自在継手の組立装置。
【請求項１２】
軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、
前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、
前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸と
を有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手
を検査するための自在継手の検査装置であって、
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入する圧入装置と、
前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測する荷重計測部と、
前記かしめ部を形成するかしめパンチと、
前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測された圧入荷重である計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する判定部と
を有し、
請求項１０に記載の自在継手の検査方法に基づいて前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する
自在継手の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のヨーク、複数の軸受、および、十字軸を有する自在継手の組立方法、検査方法、組立装置、および、検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自在継手は、例えば、ステアリング装置においてインターミディエイトシャフトとピニオンシャフトとを互いに接続するために用いられる。特許文献１は、そのような自在継手の一例を開示している。この自在継手は、インターミディエイトシャフトに接続される第１のヨークと、ピニオンシャフトに接続される第２のヨークと、これら一対のヨークを互いに接続する１つの十字軸と、その十字軸の各軸を支持する４つの軸受とを有する。
【０００３】
軸受は、ヨークの腕に形成されている軸受穴に圧入される軸受カップ、および、軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する。十字軸の各軸は、それぞれ対応する軸受カップに挿入されている。また、軸受が圧入されたヨークの腕には、十字軸の軸が軸受から抜けないように十字軸の移動を規制するかしめ部が軸受穴の周縁に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７３９１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
十字軸と軸受の転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間は、自在継手の動作に影響を及ぼす主な要因の１つに該当する。このため、自在継手を製造するときには、このラジアル隙間が公差内に収められるように、第１のヨーク、第２のヨーク、十字軸、および、軸受の組み合わせが選択される。しかし、この選択のために手間がかかるため、生産性の点において改善の余地が残されている。
【０００６】
本発明の目的は、十字軸の軸と軸受の転動体との間に形成されるラジアル隙間の調整に関する作業を簡易化することに貢献する自在継手の組立方法、検査方法、組立装置、および、検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔１〕本自在継手の組立方法の独立した一形態によれば、軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸とを有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴に形成される自在継手を組み立てるための自在継手の組立方法であって、前記かしめ部は、前記軸受穴の周縁に形成され、前記かしめ部を形成するときに前記軸受穴の周縁を前記軸受穴の軸方向に変形させる量であるかしめ量を、前記軸受穴に前記軸受カップが圧入された後、かつ、前記かしめ部が形成される前の前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間に応じて設定することにより、前記かしめ部が形成された後の前記ラジアル隙間の大きさを調整する。
【０００８】
本願発明者が試験により確認した結果によれば、かしめ量が深くなるにつれてラジアル隙間が広くなる。かしめ量およびラジアル隙間がこのような関係を持つ理由は、次のように考えられる。かしめ量が大きくなることにともない、軸受穴の内径が軸受穴の周縁側から次第に広げられる。このため、軸受穴の面が軸受カップに加えている力が低下し、それに応じて軸受カップの外形が広がる。このため、軸受の転動体により形成される内接円の径が広がり、かしめ部が形成される前と比較してラジアル隙間が広くなる。
【０００９】
かしめ量およびラジアル隙間が上記のような関係を持つことから、その関係を予め測定しておくことにより、かしめ部を形成するときにそのかしめ量を調整することにより、ラジアル隙間の大きさを調整することができる。
【００１０】
本願発明者は、以上のとおり、かしめ量に応じてラジアル隙間が変化することに着目して本組立方法を考案した。本組立方法によれば、ラジアル隙間に応じてかしめ量が設定されるため、かしめ部が形成されることにともない、ラジアル隙間の大きさが適切な大きさに調整される。また、本組立方法によれば、従来の組立方法と異なり、複数の部品の組み合わせを選択する必要がないため、ラジアル隙間の調整に関する作業が簡易化することに貢献する。
【００１１】
〔２〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測し、前記かしめ量を、前記計測した圧入荷重である計測圧入荷重に基づいて推定される前記ラジアル隙間に応じて設定することにより、前記ラジアル隙間の大きさを調整する。
【００１２】
軸受穴に軸受カップが圧入されるときの圧入荷重が大きいときほど、軸受カップの圧入が完了したときに設定されるラジアル隙間が小さくなる。このため、ラジアル隙間と圧入荷重との関係を予め測定しておくことにより、軸受カップを圧入するときに測定される計測圧入荷重に基づいて、軸受カップの圧入が完了しているときのラジアル隙間の大きさが好ましい大きさか否かを判定することができる。
【００１３】
〔３〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重と前記ラジアル隙間との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間が公差よりも狭いときには、前記ラジアル隙間が前記公差内に収められるように前記かしめ量を設定する。
【００１４】
本組立方法によれば、隙間荷重情報に基づいて算出したラジアル隙間が公差よりも狭い場合には、ラジアル隙間を公差内に収めるためにラジアル隙間を調整する必要があることと判定する。その場合、算出したラジアル隙間と公差との関係から、ラジアル隙間を公差内に収めるために必要なラジアル隙間を広げる量である拡径量を算出し、その拡径量に対応したかしめ量を、予め測定したかしめ量およびラジアル隙間の関係に基づいて設定する。そして、設定したかしめ量に基づいてかしめ部を形成する加工部材、例えばかしめパンチを動作させることにより、軸受穴の周縁にかしめ部が形成されることに併せて、ラジアル隙間が公差内に収められるように軸受穴が拡径される。
【００１５】
〔４〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記十字軸の軸に配置される前記軸受のフリクショントルクを計測し、前記かしめ量を、前記計測した前記軸受のフリクショントルクに基づいて推定される前記ラジアル隙間に応じて設定することにより、前記ラジアル隙間の大きさを調整する。
【００１６】
軸受のフリクショントルクが大きいときほど、軸受カップの圧入が完了したときに設定されるラジアル隙間が小さくなる。このため、ラジアル隙間と軸受のフリクショントルクとの関係を予め測定しておくことにより、軸受カップを圧入するときに測定される軸受のフリクショントルクに基づいて、軸受カップの圧入が完了しているときのラジアル隙間の大きさが好ましい大きさか否かを判定することができる。
【００１７】
〔５〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記軸受のフリクショントルクと前記ラジアル隙間との関係を規定した隙間フリクショントルク情報を参照して、前記計測した前記軸受のフリクショントルクに対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間が公差よりも狭いときには、前記ラジアル隙間が前記公差内に収められるように前記かしめ量を設定する。
【００１８】
本組立方法によれば、隙間フリクショントルク情報に基づいて算出したラジアル隙間が公差よりも狭い場合には、ラジアル隙間を公差内に収めるためにラジアル隙間を調整する必要があることと判定する。その場合、算出したラジアル隙間と公差との関係から、ラジアル隙間を公差内に収めるために必要なラジアル隙間を広げる量である拡径量を算出し、その拡径量に対応したかしめ量を、予め測定したかしめ量およびラジアル隙間の関係に基づいて設定する。そして、設定したかしめ量に基づいてかしめ部を形成する加工部材、例えばかしめパンチを動作させることにより、軸受穴の周縁にかしめ部が形成されることに併せて、ラジアル隙間が公差内に収められるように軸受穴が拡径される。
【００１９】
〔６〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記算出したラジアル隙間が前記公差内に収められているときには、前記ラジアル隙間が変化しないように前記かしめ量を設定する。
【００２０】
本組立方法によれば、軸受カップが軸受穴に圧入されたときに設定されたラジアル隙間が、かしめにより調整されなくとも、すでに公差内に収められている場合には、そのラジアル隙間が維持されるようにかしめ量が設定される。このため、ラジアル隙間が適切に公差内に収められる。
【００２１】
〔７〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記ラジアル隙間と前記ヨークの硬さに応じて前記かしめ量を設定する。
本願発明者が試験により確認した結果によれば、パンチのかしめ量およびラジアル隙間の関係は、ヨークの硬さに応じて異なる。このため、ヨークの硬さをさらに考慮してパンチのかしめ量を設定することにより、かしめ部を形成することにより広げられるラジアル隙間の大きさがより適切に管理される。このため、ラジアル隙間がより適切に公差内に収められやすくなる。
【００２２】
〔８〕前記自在継手の組立方法に従属する一形態によれば、前記かしめ部の傾斜角を５〜３０度の範囲に設定する。
本組立方法によれば、フラットかしめであるかしめ部を形成する場合と比較して、かしめにともなう軸受穴の内径の広がり量が大きくなる。このため、フラットかしめを用いる方法と比較して、ラジアル隙間を調整するために必要なかしめ量が相対的に小さくなる。このため、かしめにより調整し得るラジアル隙間の範囲が広くなる。
【００２３】
〔９〕本自在継手の検査方法の独立した一形態によれば、軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸とを有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手を検査するための自在継手の検査方法であって、前記十字軸の軸に配置される前記軸受のフリクショントルクを計測し、前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受のフリクショントルクとの関係を規定した隙間フリクショントルク情報を参照して、前記計測された前記軸受のフリクショントルクに対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する。
【００２４】
軸受のフリクショントルクが大きいときほど、軸受カップの圧入が完了したときに設定されるラジアル隙間が小さくなる。このため、ラジアル隙間と軸受のフリクショントルクとの関係を予め測定しておくことにより、軸受カップを圧入した後のフリクショントルクに基づいて、軸受カップの圧入が完了しているときのラジアル隙間の大きさが好ましい大きさか否かを判定することができる。
【００２５】
〔１０〕本自在継手の検査方法の独立した一形態によれば、軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸とを有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手を検査するための自在継手の検査方法であって、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測し、前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測された圧入荷重である計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する。
【００２６】
〔１１〕本自在継手の組立装置の独立した一形態によれば、軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸とを有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手を組み立てるための自在継手の組立装置であって、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入する圧入装置と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測する荷重計測部と、前記かしめ部を形成するかしめパンチと、前記軸受穴に前記かしめパンチを進入させる量であるかしめ量を前記計測した圧入荷重である計測圧入荷重に応じて設定する調整部とを有し、前記自在継手の組立方法に基づいて前記ラジアル隙間の大きさを調整する。
【００２７】
〔１２〕本自在継手の検査装置の独立した一形態によれば、軸受穴が形成された一対の腕を有する一対のヨークと、前記軸受穴に圧入された軸受カップ、および、前記軸受カップの内周に配置された複数の転動体を有する４つの軸受と、前記４つの軸受のそれぞれにより支持される４本の軸を有する十字軸とを有し、前記軸受カップが前記軸受穴から抜けることを妨げるためのかしめ部が前記軸受穴の周縁に形成される自在継手を検査するための自在継手の検査装置であって、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入する圧入装置と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときに圧入荷重を計測する荷重計測部と、前記かしめ部を形成するかしめパンチと、前記十字軸の軸と前記転動体との間に形成される隙間であるラジアル隙間と、前記軸受穴に前記軸受カップを圧入するときの圧入荷重との関係を規定した隙間荷重情報を参照して、前記計測された圧入荷重である計測圧入荷重に対応する前記ラジアル隙間の大きさを算出し、算出した前記ラジアル隙間と公差との関係に基づいて、前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する判定部とを有し、前記自在継手の検査方法に基づいて前記ラジアル隙間を調整する必要があるか否かを判定する。
【発明の効果】
【００２８】
本自在継手の組立方法、検査方法、組立装置、および、検査装置によれば、十字軸の軸と軸受の転動体との間に形成されるラジアル隙間の調整に関する作業を簡易化することに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の自在継手の断面図。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図。
【図３】実施形態のヨークの側面図。
【図４】組立装置の構成を示すブロック図。
【図５】第１圧入工程における自在継手の断面図。
【図６】第１圧入工程を経た後の自在継手の断面図。
【図７】第１かしめ工程における自在継手の断面図。
【図８】制御部７０により実行されるかしめ量の演算方法を示すフローチャート。
【図９】かしめ量の演算に用いられる材料硬さ判定マップ。
【図１０】かしめ量の演算に用いられる隙間荷重マップ。
【図１１】かしめ量の演算に用いられるかしめ量判定マップ。
【図１２】変形例のかしめ量の演算に用いられる隙間フリクショントルクマップ。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照して、自在継手１の構成について説明する。
自在継手１は、例えば、ステアリング装置のインターミディエイトシャフトおよびピニオンシャフト（ともに図示略）の連結に用いられている。自在継手１は、十字軸１０、２個のヨーク２０、および、４個の軸受３０を有している。
【００３１】
十字軸１０は、胴体部１１および４個の軸１２を有している。４個の軸１２は、胴体部１１から突出している。４個の軸１２は、胴体部１１の周方向において９０°等配されている。軸１２の先端部は、面取り加工されている。
【００３２】
２個のヨーク２０は、十字軸１０および４個の軸受３０により互いに連結されている。ヨーク２０は、一対の腕２１および固定部２４を有している。腕２１には、軸受穴２２が形成されている。一方のヨーク２０の腕２１の軸受穴２２には、１８０°離間した２個の軸１２が挿入されている。他方のヨーク２０の腕２１の軸受穴２２には、残りの軸１２が挿入されている。
【００３３】
４個の軸受３０は、一端密閉形のシェル形針状ころ軸受である。軸受３０、軸１２、および、軸受穴２２は、同軸の関係を有する。軸受３０は、軸受カップ３１、および、複数の転動体である複数のニードルローラ３２を有している。
【００３４】
軸受カップ３１は、軸受穴２２に圧入されている。軸受カップ３１は、複数のニードルローラ３２を収容している。
複数のニードルローラ３２は、軸受カップ３１の内周において中心軸と同軸となる円環状に配置されることにより、内部空間３３を形成している。軸１２は、内部空間３３に挿入されている。複数のニードルローラ３２および軸１２の嵌め合いの関係は、しまりばめである。ニードルローラ３２の表面には、グリスが塗布されている。内部空間３３と軸１２との隙間であるラジアル隙間Ｘは、複数のニードルローラ３２の内接円径（以下、「内接円径φＡ」）、および、軸１２の外径（以下、「軸径φＢ」）により規定されている。
【００３５】
図２に示されるように、軸受穴２２の十字軸１０が挿入される側とは反対側の開口の周縁２２Ａには、軸受カップ３１が軸受穴２２から抜けることを妨げるためのかしめ部２３が形成されている。かしめ部２３の傾斜角θは５〜３０度の範囲に設定されている。図３に示されるように、かしめ部２３は、周縁２２Ａにおいて、３か所に形成されている。３つのかしめ部２３は、周縁２２Ａにおいて不等配に形成されている。
【００３６】
図４を参照して、自在継手１を組み立てる組立装置４０の構成について説明する。
組立装置４０は、圧入装置５０、かしめ装置６０、制御部７０、および、各種センサを有する。各種センサは、圧入荷重センサ８１、回転角センサ８２、かしめ荷重センサ８３、および、回転角センサ８４を含む。なお、制御部７０は、「調整部」および「判定部」に相当する。
【００３７】
圧入装置５０は、圧入サーボモータ５１、ボールねじ５２、および、圧入パンチ５３を有する。圧入サーボモータ５１は、ボールねじ５２を介して圧入パンチ５３に接続されている。このため、圧入サーボモータ５１の回転は、ボールねじ５２により直線運動に変換され、圧入パンチ５３を直線方向に移動させる。
【００３８】
かしめ装置６０は、かしめサーボモータ６１、ボールねじ６２、および、かしめパンチ６３を有する。かしめサーボモータ６１は、ボールねじ６２を介してかしめパンチ６３に接続されている。このため、かしめサーボモータ６１の回転は、ボールねじ６２により直線運動に変換され、かしめパンチ６３を直線方向に移動させる。かしめパンチ６３のかしめ部２３（図２参照）と接触する接触部分６３Ａ（図７参照）は、傾斜角が５〜３０度の範囲に設定されている。
【００３９】
圧入荷重センサ８１は、圧入パンチ５３により軸受カップ３１を軸受穴２２に圧入するときの圧入荷重を計測する。圧入荷重センサ８１は、圧入サーボモータ６１の駆動電圧に応じた値を制御部７０に出力する。制御部７０は、圧入荷重センサ８１の出力に基づいて圧入パンチ５３にかかる計測圧入荷重を演算する。回転角センサ８２は、圧入サーボモータ５１の回転角度に応じた値を制御部７０に出力する。制御部７０は、回転角センサ８２の出力に基づいて、圧入パンチ５３の移動量を演算する。
【００４０】
かしめ荷重センサ８３は、かしめパンチ６３によりかしめ部２３を形成するときのかしめ荷重を計測する。かしめ荷重センサ８３は、かしめサーボモータ６１の駆動電圧に応じた値を制御部７０に出力する。制御部７０は、かしめ荷重センサ８３の出力に基づいてかしめパンチ６３にかかるかしめ荷重を演算する。回転角センサ８４は、かしめサーボモータ６１の回転角度に応じた値を制御部７０に出力する。制御部７０は、回転角センサ８４の出力に基づいて、かしめパンチ６３の移動量であるかしめ量Ｄを演算する。なお、かしめ量Ｄは、軸受穴２２の周縁２２Ａを軸受穴２２の軸方向に変形させる量と対応する。
【００４１】
図５〜図８を参照して、組立装置４０を用いた自在継手１の組立工程について説明する。自在継手１の組立工程は、第１圧入工程、第１かしめ工程、第２圧入工程、および、第２かしめ工程を含む。
【００４２】
図５に示されるように、第１圧入工程は、１つの軸受穴２２に１つの軸受３０を圧入する。具体的には、軸受３０を圧入する１つの軸１２とは胴体部１１を挟んで反対側の軸１２と軸受穴２２とを治具９０により保持した状態を形成する。そして、治具９０により保持された軸受穴２２とは胴体部１１を挟んで反対側の軸１２を、この軸１２に対応する軸受穴２２の内部に配置する。そして、圧入サーボモータ５１を駆動させることにより、圧入パンチ５３を介して軸受３０の軸受カップ３１を軸受穴２２に圧入する。これにより、図６に示されるように、軸受カップ３１が軸受穴２２に圧入された状態が形成される。
【００４３】
図７に示されるように、第１かしめ工程は、かしめサーボモータ６１を駆動させることにより、第１圧入工程を介して軸受３０が圧入された状態の軸受穴２２の周縁２２Ａに向かってかしめパンチ６３を接触させ、設定されているかしめ量だけかしめパンチ６３を軸受穴２２に進入させる。これにより、図２に示すように、周縁２２Ａにかしめ部２３が形成される。
【００４４】
第２圧入工程は、治具９０により保持されていた軸１２および軸受穴２２から治具９０を取り外し、この軸１２に第１圧入工程と同様の工程を行うことにより、軸受穴２２に軸受３０を圧入する。第２かしめ工程は、第２圧入工程を経た軸受穴２２の周縁２２Ａに第１かしめ工程と同様の工程を行うことにより、第２圧入工程を介して軸受３０が圧入された軸受穴２２の周縁２２Ａにかしめ部２３が形成される。
【００４５】
さらに、組立装置４０は、第１圧入工程、第１かしめ工程、第２圧入工程、および、第２かしめ工程を、残りの２つの軸１２、軸受穴２２、および、軸受３０について繰り返すことにより、自在継手１の組立工程を完了させる。
【００４６】
図８を参照して、第１かしめ工程におけるかしめ量Ｄの演算手順について説明する。
制御部７０は、ステップＳ１１において、ヨーク２０の材料硬さを判定する。具体的には、制御部７０は、図９に示す材料硬さ判定マップと、かしめ量Ｄとかしめ荷重との関係とを用いてヨーク２０の材料硬さの上限値および下限値を判定する。かしめ量Ｄとかしめ荷重との関係は、例えば、同一の自在継手１における前回のかしめ工程におけるかしめ量Ｄとかしめ荷重との関係、または、ロットが同一のヨーク２０をかしめたときのかしめ量Ｄとかしめ荷重が用いられる。
【００４７】
ヨーク２０の材料硬さが硬いほど、ヨーク２０が変形し難い。このため、ヨーク２０の材料硬さが硬いほど、所望のかしめ量Ｄを実現するためのかしめ荷重が大きくなる。したがって、かしめ量Ｄに対するかしめ荷重が大きいほど、ヨーク２０の材料硬さが大きいことが推定される。このため、材料硬さ判定マップにおいては、かしめ量Ｄに対するかしめ荷重が大きいほど、ヨーク２０の材料硬さが大きくなっている。また、かしめ量およびかしめ荷重が大きいほど、ヨーク２０の材料硬さの上限値と下限値との差が大きくなっている。なお、初回の第１かしめ工程においては、予め設定されている基準の硬さが材料硬さとして判定される。
【００４８】
次に、制御部７０は、ステップＳ１２において、第１圧入工程を実行したときの計測圧入荷重を演算する。そして、ステップＳ１３において、計測圧入荷重から図１０に示される隙間荷重情報である隙間荷重マップを用いてラジアル隙間Ｘを演算する。計測圧入荷重が大きいほど、ラジアル隙間Ｘが小さいことが推定される。このため、隙間荷重マップにおいては、計測圧入荷重が大きいほどラジアル隙間Ｘが小さくなっている。
【００４９】
次に、制御部７０は、ステップＳ１４において、ステップＳ１３において演算されたラジアル隙間Ｘと、予めかしめ工程を実行する前の適正な値として設定されているラジアル隙間Ｘの公差（図１０の隙間荷重マップにおいて、点ハッチングにより示される領域ＲＡ内）との差である拡径量ΔＸを演算する。
【００５０】
次に、制御部７０は、ステップＳ１５において、拡径量ΔＸとヨーク２０の材料硬さを用いてかしめ量Ｄを設定する。具体的には、図１１に示されるように、ステップＳ１１において判定されたヨーク２０の材料硬さの上限値におけるかしめ量Ｄと拡径量ΔＸとの上限関係線Ｌ１、および、ステップＳ１１において判定されたヨーク２０の材料硬さの下限値におけるかしめ量Ｄと拡径量ΔＸとの下限関係線Ｌ２をかしめ量マップ上に配置する。そして、かしめ量マップから、拡径量ΔＸとなるかしめ量Ｄの範囲を演算し、この範囲のうちの任意のかしめ量Ｄを最終的なかしめ量Ｄとして設定する。
【００５１】
なお、ステップＳ１４において、ラジアル隙間Ｘがラジアル隙間Ｘと予め適正な値として設定されているラジアル隙間Ｘの公差に収まるときには、予め設定されているかしめ量Ｄを変更せずに、予め設定されているかしめ量が最終的なかしめ量Ｄとして演算される。
【００５２】
次に、制御部７０は、ステップＳ１６において、ステップＳ１５により演算されたかしめ量Ｄに基づいてかしめサーボモータ６１の回転量を制御してかしめパンチ６３を動作させ、かしめ工程を完了させる。
【００５３】
自在継手１の組立方法の作用を説明する。
本願発明者が試験により確認した結果によれば、かしめパンチ６３のかしめ量Ｄが大きくなるにつれてラジアル隙間Ｘが広くなる。かしめ量Ｄおよびラジアル隙間Ｘがこのような関係を持つ理由は、次のように考えられる。かしめパンチ６３が軸受穴２２に進入することにともない、軸受穴２２の内径が軸受穴２２の周縁２２Ａ側から次第に広げられる。このため、軸受穴２２の面が軸受カップ３１に加えている力が低下し、それに応じて軸受カップ３１の外形が広がる。このため、軸受３０のニードルローラ３２により形成される内接円径φＡが広がり、かしめパンチ６３が軸受穴２２に進入する前と比較してラジアル隙間Ｘが広くなる。
【００５４】
かしめ量Ｄおよびラジアル隙間Ｘが上記のような関係を持つことから、その関係を予め測定しておくことにより、かしめパンチ６３によりかしめ部２３を形成するときにかしめ量Ｄを調整することにより、ラジアル隙間Ｘの大きさを調整することができる。
【００５５】
一方、軸受穴２２に軸受カップ３１が圧入されるときの圧入荷重が大きいときほど、軸受カップ３１の圧入が完了したときに設定されるラジアル隙間Ｘが大きくなる。このため、ラジアル隙間Ｘと圧入荷重との関係を予め測定しておくことにより、軸受カップ３１を圧入するときに測定される計測圧入荷重に基づいて、軸受カップ３１の圧入が完了しているときのラジアル隙間Ｘの大きさが好ましい大きさか否かを判定することができる。
【００５６】
自在継手１は、計測圧入荷重に応じてかしめ量Ｄが設定されるため、かしめパンチ６３によりかしめ部２３が形成されることにともない、ラジアル隙間Ｘの大きさが適切な大きさに調整される。
【００５７】
自在継手１の組立方法は、以下の作用および効果を奏する。
（１）制御部７０は、かしめ量Ｄを変更することにより、ラジアル隙間Ｘの大きさが適切な大きさに調整することができる。また、自在継手１の組立方法によれば、従来の組立方法と異なり、複数の部品の組み合わせを選択する必要がないため、ラジアル隙間Ｘの調整に関する作業が簡易化することに貢献する。
【００５８】
（２）制御部７０は、隙間荷重マップに基づいて算出したラジアル隙間Ｘが公差よりも狭い場合には、ラジアル隙間Ｘを公差内に収めるためにラジアル隙間Ｘを調整する必要があることと判定する。その場合、算出したラジアル隙間Ｘと公差との関係から、ラジアル隙間Ｘを公差内に収めるために必要なラジアル隙間Ｘを広げる量である拡径量ΔＸを算出し、その拡径量ΔＸに対応したかしめ量Ｄを、予め測定したかしめ量Ｄおよびラジアル隙間Ｘの関係に基づいて設定する。そして、設定したかしめ量Ｄに基づいてかしめパンチ６３を動作させることにより、軸受穴２２の周縁２２Ａにかしめ部２３が形成されることに併せて、ラジアル隙間Ｘが公差内に収められるように軸受穴２２が拡径される。
【００５９】
（３）制御部７０は、軸受カップ３１が軸受穴２２に圧入されたときに設定されたラジアル隙間Ｘが、かしめパンチ６３のかしめにより調整されなくとも、すでに公差内に収められている場合には、そのラジアル隙間Ｘが維持されるようにかしめ量Ｄが基準のかしめ量Ｄのまま設定される。このため、ラジアル隙間Ｘが適切に公差内に収められる。
【００６０】
（４）制御部７０は、ヨーク２０の材料硬さをさらに考慮してかしめ量を設定することにより、かしめパンチ６３のかしめにより広げられるラジアル隙間Ｘの大きさがより適切に管理される。このため、ラジアル隙間Ｘがより適切に公差内に収められやすくなる。
【００６１】
（５）かしめ部２３は傾斜している。このため、かしめパンチ６３がフラットかしめによりかしめ部２３を形成する場合と比較して、かしめパンチ６３によるかしめにともなう軸受穴２２の内径の広がり量が大きくなる。このため、フラットかしめを用いる方法と比較して、ラジアル隙間Ｘを調整するために必要なかしめ量Ｄが相対的に小さくなる。このため、かしめパンチ６３のかしめにより調整し得るラジアル隙間Ｘの範囲が広くなる。
【００６２】
（６）かしめ部２３は、周縁２２Ａにおいて、不等配に形成されている。このため、かしめ部２３が等配に形成されている構成と比較して、かしめ工程による周縁２２Ａの割れ等が発生しにくい。
【００６３】
本自在継手の組立方法が取り得る具体的な形態は、上記実施形態に例示された形態に限定されない。本自在継手の組立方法は、本発明の目的が達成される範囲において、上記実施形態とは異なる各種の形態を取り得る。以下に示される上記実施形態の変形例は、本自在継手の組立方法が取り得る各種の形態の一例である。
【００６４】
・かしめ量演算処理のステップＳ１２において、第１圧入工程を経た後の軸受３０のフリクショントルクを演算することもできる。そして、ステップＳ１３において、軸受３０のフリクショントルクから図１２に示される隙間フリクショントルク情報である隙間フリクショントルクマップを用いてラジアル隙間Ｘを演算する。フリクショントルクが大きいほど、ラジアル隙間Ｘが小さいことが推定される。このため、隙間フリクショントルクマップにおいては、フリクショントルクが大きいほどラジアル隙間Ｘが小さくなっている。なお、軸受３０のフリクショントルクは、第１圧入工程を経た後の自在継手１を回転させることにより測定することができる。
【００６５】
・かしめ部２３をフラットかしめにより形成することもできる。
・かしめ部２３の数を、１、２、または、４以上に変更することもできる。
・かしめ部２３を、周縁２２Ａにおいて、等配に配置することもできる。
【００６６】
・制御部７０は、ヨーク２０の材料硬さの判定を省略することもできる。
・制御部７０は、同一のロットの材料を用いて複数の自在継手１を組み立てる場合において、任意の自在継手１の組立工程に用いたかしめ量Ｄを用いて、他の自在継手１を組み立てるようにすることもできる。
【００６７】
・自在継手１の組立工程において、第１圧入工程と第２圧入工程とを同時に行うこともできる。
・自在継手１の組立工程において、第１かしめ工程と第２かしめ工程とを同時に行うこともできる。
【００６８】
・圧入荷重センサ８１を圧入パンチ５３に取り付けたロードセルに変更し、ロードセルにより圧入荷重を計測することもできる。
・かしめ荷重センサ８３をかしめパンチ６３に取り付けたロードセルに変更し、ロードセルによりかしめ荷重を計測することもできる。
【００６９】
・圧入サーボモータ５１と、かしめサーボモータ６１とを共通のサーボモータにすることもできる。
・かしめ量Ｄの設定を、外部の検査装置により行うこともできる。この場合、計測圧入荷重を外部の検査装置に出力し、外部の検査装置により演算されたかしめ量Ｄとなるように、制御部７０がかしめサーボモータ６１を駆動する。
【００７０】
・かしめ量Ｄを、直接的に測定したラジアル隙間Ｘにより設定することもできる。例えば、自在継手１を組み立てる前の軸１２の外径、軸受穴２２の内径、および、軸受３０の内径を測定し、これらを組み合わせたときのラジアル隙間Ｘを演算する。
【００７１】
・自在継手１は、ステアリングシャフトに代えて、ドライブシャフトに用いられる。ドライブシャフトのアウタージョイントの一部およびインナージョイントの一部として２個の自在継手１が用いられる。
【符号の説明】
【００７２】
１…自在継手、１０…十字軸、１２…軸、２０…ヨーク、２１…腕、２２…軸受穴、２２Ａ…周縁、２３…かしめ部、３０…軸受、３１…軸受カップ、３２…ニードルローラ（転動体）、４０…組立装置、５０…圧入装置、６０…かしめ装置、６３…かしめパンチ、７０…制御部（調整部、判定部）、８１…圧入荷重センサ（荷重計測部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015190588.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015190588.tif 000008
【図７】
2015190588.tif 000009
【図８】
2015190588.tif 000010
【図９】
2015190588.tif 000011
【図１０】
2015190588.tif 000012
【図１１】
2015190588.tif 000013
【図１２】
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