JPH0822489B2 - ツェッパジョイントの部品の回転位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ツェッパジョイントの自動組立機等におい
て、ツェッパジョイントの部品であるケージあるいは外
輪等のワークを所定の位置まで回転させるための回転位
置決め装置に関する。

（従来の技術） 自動車の駆動力伝達系の等速継手部に、第10図および
第11図に示されるようなツェッパジョイント１が使われ
ている。ツェッパジョイント１は、軸部２と椀状部３を
有する外輪４と、外輪４の内側に揺動自在に収容される
ケージ５と、ケージ５の内側に揺動自在に収容される内
輪６と、６個のボール７を備えて構成されている。ボー
ル７は、外輪４に設けられたボール溝８と、ケージ５に
設けられた開口窓９と、内輪６に設けられたボール溝10
に嵌合させられる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような外輪4,ケージ5,内輪６等からなるツェッ
パジョイント１を組立てるには、ある種の「こつ」が必
要であるため、機械による自動組立は困難であると考え
られていた。従って従来は人手によって組立作業を行っ
ていたが、本発明者らはツェッパジョイント１の組立て
を自動的に行える自動組立機を開発した。この自動組立
機においては、組立工程の途中でケージ５や外輪４をワ
ークホルダによって保持するとともに、ケージ５の開口
窓９や外輪４のボール溝８が所定の位置にくるようにワ
ークの回転方向（周方向）の位置を正確に規制する必要
があるが、従来はこのような要望を満たす適当な装置が
なく、その開発が望まれていた。

従って本発明の目的は、ツェッパジョイントのケージ
および外輪等のワークを扱う自動組立機等において、開
口窓やボール溝が所定の位置にくるようにワークを回転
させることができるような回転位置決め装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を果たすために開発された本発明は、基体
と、この基体に垂直軸回りに回転可能に設けられた中空
のスピンドルと、上記スピンドルを所定の角度範囲で回
転させるアクチュエータと、上記スピンドルの下方に設
けられていてワークの内側に上方から挿入されかつワー
クの開口窓あるいはボール溝に嵌合可能な方向に動く可
動爪と、上記スピンドルに対し昇降可能に保持されてい
て降下した状態において上記可動爪を上記ワークの開口
窓あるいはボール溝に係合させる方向に駆動するロッド
部と、上記ロッド部を上昇させる方向に付勢する第１の
ばねと、上記基体に対し回転不能に設けられかつ上記ワ
ークの端面に接する方向に付勢される摩擦部材と、上記
スピンドル内において上記ロッド部の上方に昇降自在に
設けられていて上記ロッド部の上端に接離する下端部を
有するスライダと、上記第１のばねよりも強い弾力を有
していて上記スライダを下方に向って付勢する第２のば
ねと、上記スライダを上記第２のばねの弾力に抗して押
上げる方向に駆動可能なスライダ駆動手段とを具備して
いる。

（作用） 本発明の回転位置決め装置がワークの上方から降下さ
せられると、ワークの上端面に摩擦部材の下端が接す
る。また、スライダ駆動手段によるスライダの押上げ力
が解除されることにより、第２のばねの弾力によってス
ライダとロッド部が一体となって降下し、可動爪がワー
クの内面に接する方向に動くこの状態でスピンドルが所
定角度まで回転させられることにより、可動爪がスピン
ドルと同じ方向に回転する。摩擦部材は静止しており、
摩擦部材とワークの端面とが互いに摩擦係合しているた
め、可動爪が上記方向に回転しても、可動爪がワークの
開口窓あるいはボール溝に嵌合するまではワークは停止
状態を保つ。可動爪が上記開口窓あるいはボール溝に嵌
合したのちは、ワークは可動爪と一緒にスピンドルの回
転に伴って所定角度まで回転させられる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図および第２図に示されるように、ケージ５
用の回転位置決め装置12と外輪４用の回転位置決め装置
13が共通の昇降体ユニット15に取付けられている。昇降
体ユニット15は、固定ベース16に設けられた左右一対の
垂直方向のガイド部材17（一方のみ図示する）に沿っ
て、エアシリンダ等の直動アクチュエータ18によって昇
降動させられるようになっている。昇降体ユニット15の
下限側ストロークエンドはストッパ19によって規制され
る。

まず、ケージ５用の回転位置決め装置12について第１
図ないし第６図を参照して説明する。

昇降体ユニット15に水平方向に延びる上下一対の基体
25,26が設けられている。基体25,26に、ラジアル方向と
スラスト方向の荷重を受ける軸受アセンブリ27,28が設
けられており、この軸受アセンブリ27,28によって中空
のスピンドル31が垂直軸回りに回転自在に支持されてい
る。

スピンドル31は、回転形のアクチュエータ32の出力軸
33に連結されている。このアクチュエータ32はスピンド
ル31を垂直軸回りに60゜以上の角度、例えば180゜の角
度範囲で往復回動させるようになっている。図示例のス
ピンドル31は、その側面に取着された突起34と、この突
起34の回動軌跡上にある一対のストッパ35（第２図に片
側のみ図示）とによって上記角度範囲内で回動するよう
になっている。但し上記以外の手段によってスピンドル
31の回動範囲を規制するようにしてもよい。

スピンドル31の下部に爪ユニット40が設けられてい
る。爪ユニット40は、キー41によって回り止めされてい
る円筒状のリテーナ42と、このリテーナ42の下部に設け
られた一対の可動爪43,44と、垂直方向に延びるロッド
部45と、このロッド部45の上端付近に取着されたばね座
46などを備えて構成されている。リテーナ42の下部には
周方向に連続する溝47が設けられている。

可動爪43,44は、水平方向の軸50,51によって回動自在
に支持されている。可動爪43,44の下端側はケージ５の
内部に挿入できるようになっている。可動爪43,44の下
端に接触子52,53が設けられている。接触子52,53はケー
ジ５の開口窓９に係合可能な形状に作られている。ま
た、可動爪43,44に第１のカム受け部54,55が互いに対向
する方向に突出している。可動爪43,44の上端部には第
２のカム受け部56,57が互いに対向する方向に突出して
いる。

ロッド部45の下端に上記第１のカム受け部54,55に摺
接する先細テーパ状の第１のカム面60が設けられてい
る。ロッド部45の軸線方向中間部には、上記第２のカム
受け部56,57に摺接するテーパ状の第２のカム面61が設
けられている。更に第２のカム面61の上方にフランジ部
62が設けられている。リテーナ42に対するロッド部45の
上昇側ストロークエンドは、上記フランジ部62がリテー
ナ42に突き当たることによって規制される。

ばね座46とリテーナ42との間に第１の圧縮コイルばね
63が圧縮された状態で設けられている。第１のばね63は
ロッド部45を常時上昇させる方向に付勢する。

基体26の下面側に、上下両端が開口する円筒状のハウ
ジング65が取付けられている。このハウジング65はスピ
ンドル31およびリテーナ42と同心状に設けられており、
係止機構66によってリテーナ42に対し係脱可能としてあ
る。この係止機構66は、リテーナ42の溝47に係脱可能な
突子67と、手指でつまむことのできる操作子68とを備え
ており、操作子68を使って突子67を溝47から抜く方向に
移動させることができるようになっている。突子67を溝
47から抜いた状態では、ハウジング65を取外すことが可
能となる。

ハウジング65の下端開口側に、ハウジング65と同心状
の摩擦部材70が昇降自在に設けられている。この摩擦部
材70も円筒状をなしており、圧縮コイルばね71によって
下向きに付勢されている。摩擦部材70の下端面70aの径
は、ケージ５の端面5aに接することのできる寸法として
ある。

スピンドル31の軸線方向中間部に中空のスライダ75が
内蔵されている。スライダ75はスピンドル31の内部にお
いて軸線方向に昇降自在である。スライダ75の径方向に
ピン76が貫通した状態で固定されている。ピン76の両端
部は、スピンドル31に設けられた上下方向の長孔77,78
を貫通してスピンドル31の外面側に突出している。スラ
イダ75の下端部79は、ロッド部45の上端80に対向してい
る。

スライダ75とばね座85との間に、第２のばね86が圧縮
された状態で設けられている。第２のばね86はスライダ
75を下方に向って付勢している。第２のばね86のばね定
数は第１のばね63のばね定数よりも大きい。

フランジ90を有する環状部材91がピン76によってスラ
イダ75に取付けられている。環状部材91はピン76を介し
てスライダ75と一体に昇降するものであり、フランジ90
の下面側をローラ92によって支持可能としてある。第２
図に示されるように、ローラ92は揺動アーム93に取付け
られている。この揺動アーム93は水平方向の軸94によっ
て上下方向に回動可能に支持されており、アクチュエー
タ95によって第２図に実線で示す位置と２点鎖線で示す
位置とにわたって駆動される。上記アクチュエータ95や
アーム93,ローラ92等はスライダ駆動手段96を構成す
る。フランジ90の近傍に、このフランジ90が所定位置ま
で降下したことを検出するセンサ97が設けられている。

ケージ５はワークホルダ98によって爪ユニット40の真
下に保持される。ワークホルダ98は上面側が開口してお
り、ケージ５の端面5aを上に向けた状態でケージ５を垂
直軸回りに回転可能に嵌合保持するようになっている。

次に上記構成の一実施例装置12の作用について説明す
る。

ケージ５は、図示しない移送機構によってワークホル
ダ98と一緒に爪ユニット40の真下にまで移送されてく
る。昇降用アクチュエータ18によって昇降体ユニット15
が所定位置まで降下させられると、第３図に示されるよ
うに可動爪43,44の下端部がケージ５の内部に進入する
とともに、摩擦部材70の下端面70aがケージ５の端面5a
に接する。

そののち、第４図に示されるように、ローラ92がフラ
ンジ90の下面から離れる方向に駆動されることにより、
スライダ75が自由状態になると、第２のばね86の弾力に
よってスライダ75が降下させられ、スライダ75の下端部
79がロッド部45の上端80に当たる。第２のばね86の弾力
は第１のばね63の弾力よりも強いため、第２のばね86の
弾力が第１のばね63の弾力に打ち勝ち、スライダ75と一
緒にロッド部45が降下するようになる。この時、可動爪
43,44の接触子52,53がケージ５の開口窓9,9に対向して
いれば、接触子52,53はそのまま開口窓9,9に嵌合する。
接触子52,53が開口窓9,9に対向していなければ、接触子
52,53がケージ５の内面に接したところでロッド部45が
止まる。

回転用アクチュエータ32が作動させられることによ
り、スピンドル31が回転する。スピンドル31が回転する
と、リテーナ42と可動爪43,44がスピンドル31と一体に
回転する。

摩擦部材70は固定側のハウジング65に対し回転不能に
保持されており、この摩擦部材70によってケージ５の端
面5aが押さえられているため、可動爪43,44が上記方向
に回転しても、接触子52,53が開口窓9,9に嵌合するまで
はケージ５は静止状態に保持される。このため接触子5
2,53はケージ５の内面を滑りながら回転し、回転の途中
で接触子52,53が開口窓9,9に嵌合する。第５図および第
６図に示されるように接触子52,53が開口窓9,9に嵌合す
ると、ケージ５に作用するトルクがケージ５と摩擦部材
70との間の摩擦力に打ち勝つようになるため、ケージ５
は可動爪43,44と一体に回転する。

第６図に示されるように、開口窓９はケージ５の周方
向に60゜ずつ等間隔で６箇所に設けられているので、爪
ユニット40が少なくとも60゜回転する間に、可動爪43,4
4の接触子52,53が開口窓9,9に嵌合する。こうして爪ユ
ニット40が所定位置Ｐまで回転し、停止することによっ
て、ケージ５が所定の回転位置に止まる。なお、ワーク
ホルダ98の内部において、ケージ５の外周部２箇所に予
めグリスが供給されているから、上記のようにケージ５
が180゜回転させられることにより、グリスがケージ５
の周方向に塗り広げられる。

上記工程を経るィことによってケージ５が所定の回転
位置に保持されたのち、ローラ92が上昇させられること
により、スライダ75が第２のばね86の弾力に抗して押し
上げられる。このためロッド部45が第１のばね63の弾力
によって再び上昇位置に待機するようになり、接触子5
2,53が閉方向に動くことによって開口窓9,9から外れ
る。また、昇降用アクチュエータ18が作動することによ
って昇降体ユニット15がガイド部材17に沿って上昇し、
回転位置決め装置12がケージ５から離れる。

次に、外輪４用の回転位置決め装置13について、第１
図と第７図ないし第９図を参照して説明する。

前述した昇降体ユニット15に、水平方向に延びる上下
一対の基体125,126が設けられている。基体125,126に、
ラジアル方向とスラスト方向の荷重を受ける軸受アセン
ブリ127,128が設けられており、この軸受アセンブリ12
7,128によって中空のスピンドル131が垂直軸回りに回転
自在に支持されている。

スピンドル131は、回転形のアクチュエータ132の出力
軸133に連結されている。このアクチュエータ132はスピ
ンドル131を垂直軸回りに60゜以上の角度、例えば180゜
の角度範囲で往復回動させるようになっている。図示例
のスピンドル131は、側面に取着された突起134と、この
突起134の回動軌跡上にある一対のストッパ（図示せ
ず）とによって上記角度範囲内で回動するようになって
いる。

スピンドル131の下部に爪ユニット140が設けられてい
る。爪ユニット140は、キー141によって回り止めされて
いる円筒状のリテーナ142と、このリテーナ142の下部に
設けられた一対の可動爪143,144と、垂直方向に延びる
ロッド部145と、このロッド部145の上端付近に取着され
たばね座146などを備えて構成されている。リテーナ142
の下部には周方向に連続する溝147が設けられている。

可動爪143,144は、水平方向の軸150,151によって回動
自在に支持されている。可動爪143,144の下端側は外輪
４の内部に挿入できるようになっており、可動爪143,14
4の下端に接触子152,153が設けられている。接触子152,
153は外輪４のボール溝８に係合可能な形状に作られて
いる。可動爪143,144に第１のカム受け部154,155が互い
に対向する方向に突出している。可動爪143,144の上端
部には第２のカム受け部156,157が互いに対向する方向
に突出している。

ロッド部145の下端に上記第１のカム受け部154,155に
摺接する先細テーパ状の第１のカム面160が設けられて
いる。ロッド部145の軸線方向中間部には、上記第２の
カム受け部156,157に摺接するテーパ状の第２のカム面1
61が設けられている。更に第２のカム面161の上方にフ
ランジ部162が設けられている。リテーナ142に対するロ
ッド部145の上昇側ストロークエンドは、上記フランジ
部162がリテーナ142に突き当たることによって規制され
る。

ばね座146とリテーナ142との間に第１の圧縮コイルば
ね163が圧縮された状態で設けられている。第１のばね1
63はロッド部145を常時上昇させる方向に付勢する。

基体126の下面側に、上下両側が開口する円筒状のハ
ウジング165が取付けられている。このハウジング165は
スピンドル131およびリテーナ142と同心状に設けられて
おり、係止機構166によってリテーナ142に対し係脱可能
としてある。この係止機構166は、リテーナ142の溝147
に係脱可能な突子167と、手指でつまむことのできる操
作子168とを備えており、操作子168を使って突子167を
溝147から抜く方向に移動させることができるようにな
っている。突子167を溝147から抜いた状態では、ハウジ
ング165を取外すことが可能となる。

ハウジング165の下端開口側に、ハウジング165と同心
状の摩擦部材170が昇降自在に設けられている。この摩
擦部材170も円筒状をなしており、圧縮コイルばね171に
よって下向きに付勢されている。摩擦部材170の下端面1
70aの径は、外輪４の端面4aに接することのできる寸法
としてある。

スピンドル131の軸線方向中間部に中空のスライダ175
が内蔵されている。スライダ175はスピンドル131の内部
において軸線方向に昇降自在である。スライダ175の径
方向にピン176が貫通した状態で固定されている。ピン1
76の両端部は、スピンドル131に設けられた上下方向の
長孔177,178を貫通してスピンドル131の外面側に突出し
ている。スライダ175の下端部179は、ロッド部145の上
端180に対向している。

スライダ175とばね座185との間に、第２のばね186が
圧縮された状態で設けられている。第２のばね186はス
ライダ175を下方に向って付勢している。第２のばね186
のばね定数は第１のばね163のばね定数よりも大きい。

フランジ190を有する環状部材191がピン176によって
スライダ175に取付けられている。環状部材191はピン17
6を介してスライダ175と一体に昇降するものであり、フ
ランジ190の下面側をローラ192によって支持可能として
ある。ローラ192は揺動アーム193や図示しないアクチュ
エータなどからなるスライダ駆動手段196によって上下
方向に駆動されるようになっている。

外輪４はワークホルダ198によって爪ユニット140の真
下に保持される。ワークホルダ198は上面側が開口して
おり、外輪４の端面4aを上に向けた状態で外輪４を垂直
軸回りに回転可能に嵌合保持するようになっている。

上記回転位置決め装置13の基本的動作は、前述したケ
ージ用回転位置決め装置12と同様である。すなわち、昇
降体ユニット15が降下させられることによって、第８図
に示されるように摩擦部材170が外輪４の端面4aに接す
る。また、ローラ192がフランジ190の下面から離れる方
向に駆動されることにより、第２のばね186の弾力によ
ってスライダ175が降下させられ、スライダ175と一緒に
ロッド部145が降下する。これにより、可動爪143,144が
開く方向に動く。

そして回転用アクチュエータ132が作動させられてス
ピンドル131が回転すると、爪ユニット140がスピンドル
131と一体に回転し、接触子152,153がボール溝8,8に嵌
合するまで外輪４は静止状態に保持される。第８図に示
されるように接触子152,153がボール溝8,8に嵌合する
と、外輪４は可動爪143,144と一体に垂直軸回りに回転
する。

第９図に示されるように、ボール溝８は外輪４の周方
向に60゜ずつ等間隔で６箇所に設けられているので、爪
ユニット140が少なくとも60゜回転する間に、可動爪14
3,144の接触子152,153がボール溝8,8に嵌合する。こう
して爪ユニット140が所定位置Ｐまで回転し、停止する
ことによって、外輪４が所定の回転位置に止まる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ツェッパジョイントのケージあるい
は外輪等のワークに設けられている開口窓あるいはボー
ル溝を利用してワークを所定の周方向位置まで回転させ
ることができる。そして本発明の装置は摩擦部材によっ
てワークを保持した状態で、爪ユニットを回転させつつ
ばねの弾力を利用して可動爪を開口窓あるいはボール溝
に嵌合させるようにしているため、ワークの表面に無理
な力が加わらず、ワークが損傷するようなことがない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はケージ用回転位
置決め装置と外輪用回転位置決め装置の縦断面図、第２
図はケージ用回転位置決め装置を一部断面で示す側面
図、第３図ないし第５図はそれぞれケージ用回転位置決
め装置の互いに異なる作動状態を示すそれぞれ断面図、
第６図はケージと可動爪との関係を示す平面図、第７図
は外輪用回転位置決め装置の一部を示す断面図、第８図
は外輪用回転位置決め装置の可動爪がボール溝に係合し
た状態を示す断面図、第９図は外輪と可動爪との関係を
示す平面図、第10図はツェッパジョイントの斜視図、第
11図はジェッパジョイントの分解斜視図である。 １……ツェッパジョイント、４……ワーク（外輪）、５
……ワーク（ケージ）、８……ボール溝、９……開口
窓、12……ケージ用回転位置決め装置、13……外輪用回
転位置決め装置、25,26……基体、31……スピンドル、3
2……アクチュエータ、40……爪ユニット、43,44……可
動爪、45……ロッド部、63……第１のばね、70……摩擦
部材、75……スライダ、86……第２のばね、96……スラ
イダ駆動手段、125,126……基体、131……スピンドル、
132……アクチュエータ、140……爪ユニット、143,144
……可動爪、145……ロッド部、163……第１のばね、17
0……摩擦部材、175……スライダ、186……第２のば
ね、196……スライダ駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜辺 照明 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 羽崎 裕一 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱 自動車エンジニアリング株式会社岡崎事業 所内 (56)参考文献 実開 平１−92336（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体と、この基体に垂直軸回りに回転可能
   に設けられた中空のスピンドルと、上記スピンドルを所
   定の角度範囲で回転させるアクチュエータと、上記スピ
   ンドルの下方に設けられていてワークの内側に上方から
   挿入されかつワークの開口窓あるいはボール溝に嵌合可
   能な方向に動く可動爪と、上記スピンドルに対し昇降可
   能に保持されていて降下した状態において上記可動爪を
   上記ワークの開口窓あるいはボール溝に係合させる方向
   に駆動するロッド部と、上記ロッド部を上昇させる方向
   に付勢する第１のばねと、上記基体に対し回転不能に設
   けられかつ上記ワークの端面に接する方向に付勢される
   摩擦部材と、上記スピンドル内において上記ロッド部の
   上方に昇降自在に設けられていて上記ロッド部の上端に
   接離する下端部を有するスライダと、上記第１のばねよ
   りも強い弾力を有していて上記スライダを下方に向って
   付勢する第２のばねと、上記スライダを上記第２のばね
   の弾力に抗して押上げる方向に駆動可能なスライダ駆動
   手段とを具備したことを特徴とするツェッパジョイント
   の部品の回転位置決め装置。