JP6159646B2 - 自在継手の組立方法および自在継手の組立装置 - Google Patents

Description

本発明は、自在継手の組立方法および自在継手の組立装置に関する。

従来の自在継手の組立方法の一例は、軸受が軸受孔に圧入されるとき、軸受の中心軸および軸の中心軸を一致させるように十字軸に対して軸受を変位させる。これにより、十字軸の軸および軸受の転動体が傷付くことが抑制される。なお、特許文献１は、従来の自在継手の組立方法および自在継手の組立装置の一例を開示している。

特許文献１の自在継手の組立方法は、十字軸に対する軸受の変位として、軸受の圧入方向とは異なる方向に軸受が変位する方法、および、軸受の圧入方向に沿う方向に往復変位する方法を開示している。

特許文献１の自在継手の組立装置は、十字軸を保持する十字軸押さえ治具、軸受を保持する軸受押さえ治具、および、軸受を押す圧入用パンチを有している。また、特許文献１の自在継手の組立装置は、圧入用パンチを軸受の圧入方向に移動させるためのアクチュエータを有していることが考えられる。

特開２００８−３９１２３号公報

ところで、特許文献１の自在継手の組立装置は、軸受が十字軸に対して変位する方向が軸受の圧入方向とは異なる場合、軸受の圧入方向とは異なる方向に軸受を変位させるための移動装置がさらに必要となると考えられる。このため、自在継手の組立装置が複雑化する。また、特許文献１の自在継手の組立方法において軸受を圧入方向に往復変位させて軸受の中心軸および軸の中心軸を一致させる場合、軸受のヨークへの圧入開始から軸受のヨークへの圧入完了までの時間が長くなる。このため、自在継手の組立時間が長くなる。

本発明は、装置の複雑化を抑制し、かつ、組立時間を短縮することが可能な自在継手の組立方法、および、自在継手の組立装置を提供することを目的としている。

〔１〕本自在継手の組立方法の独立した一形態は、次の事項を有する。すなわち、一対の腕を有し、前記腕に軸受孔が形成された２個のヨークと、前記軸受孔のそれぞれに挿入された４個の軸を有する十字軸と、円環状に配列されて内部空間を形成する複数の転動体、および、前記複数の転動体を収容し、前記軸受孔に圧入された軸受カップを有し、前記軸が挿入された軸受とを備える自在継手の組立方法であって、前記ヨークが保持された状態において、前記一対の腕のうちの一方の腕の前記軸受孔にピンが挿入され、前記一対の腕のうちの他方の腕の前記軸受孔に前記軸が挿入され、前記他方の腕に向けて前記ピンに前記十字軸が押されることにより、前記十字軸が前記他方の腕側に偏って配置され、前記十字軸が前記他方の腕側に偏って配置された状態において、前記軸受カップが圧入されて前記複数の転動体が前記軸受の径方向の内側に移動する前に前記軸の先端部に前記軸受カップが挿入されて前記軸の先端部および前記複数の転動体が嵌め合わせられ、前記軸の先端部が前記複数の転動体に嵌め合わせられた状態において前記軸受カップが前記他方の腕の前記軸受孔に圧入される。

本自在継手の組立方法によれば、軸受カップが軸受孔に圧入されることにより転動体が軸受の径方向の内側に移動する前に軸受カップが軸の先端部に挿入されて軸および複数の転動体が嵌め合わせられる。このとき、軸および複数の転動体の嵌め合いの関係はすきまばめとなる。このため、軸と軸受とが同心ではない場合、複数の転動体が軸の先端部に嵌められやすい。そして、軸の中心軸が軸受の中心軸に対して傾く場合、複数の転動体が軸の先端部に嵌められることにより、複数の転動体および軸が接触して軸の中心軸および軸受の中心軸が互いに一致する方向に軸および軸受の少なくとも一方が移動する。そして、軸受の中心軸に対する軸の中心軸の傾きが小さくなった状態において軸受カップが圧入される。そして、軸受カップの圧入により転動体が軸受の径方向の内側に移動するにつれて転動体が軸に接触することにより軸受の中心軸に対する軸の中心軸の傾きが小さくなる。このため、軸受カップの圧入により転動体が軸受の径方向の内側に移動した後に軸および複数の転動体が嵌め合わせられると仮定した構成と比較して、軸受カップが軸受孔に圧入される期間において軸および転動体の摩擦力が小さくなりやすい。このため、軸および転動体が傷付くことが抑制される。

このように、本自在継手の組立方法は、軸受の圧入方向とは異なる方向に軸受を変位させないため、自在継手の組立装置の複雑化が抑制される。また、軸受を圧入方向に沿う方向に往復変位させるものではないため、軸受を軸受孔に圧入する時間が短くなる。したがって、自在継手の組立時間が短縮される。

〔２〕本自在継手の組立装置の独立した一形態は、次の事項を有する。すなわち、一対の腕を有し、前記腕に軸受孔が形成された２個のヨークと、前記軸受孔のそれぞれに挿入された４個の軸を有する十字軸と、円環状に配列されて内部空間を形成する複数の転動体、および、前記複数の転動体を収容し、前記軸受孔に圧入された軸受カップを有し、前記軸が挿入された軸受とを備える自在継手の組立装置であって、前記軸が嵌め込まれる凹部を有し、前記一対の腕のうちの一方の腕の前記軸受孔に挿入される中空軸、前記凹部に挿入されたピン、前記ピンに接続される弾性部材を有し、前記弾性部材が前記ピンを押すことにより前記軸が前記一対の腕のうちの他方の腕に向けて押されて、前記十字軸を前記他方の腕側に偏らせる保持ピンと、前記他方の腕に配置され、前記軸受カップを収容するシリンダ、前記軸受カップを前記他方の腕の前記軸受孔に向けて押し、前記軸受カップを前記軸受孔に圧入させるためのピストン、および、前記ピストンを前記他方の腕に向けて移動させるアクチュエータを有する圧入装置とを備える。

本自在継手の組立装置によれば、ピンにより十字軸が他方の腕に向けて押されるため、圧入装置により軸受カップが軸受孔に圧入されることにより転動体が軸受の径方向の内側に移動する前に軸受カップが軸の先端部に挿入されて軸および複数の転動体が嵌め合わせられる。このとき、軸および複数の転動体の嵌め合いの関係はすきまばめとなる。このため、軸の中心と軸受の中心とが互いに異なる場合、複数の転動体が軸の先端部に嵌められやすい。そして、軸の中心軸が軸受の中心軸に対して傾く場合、複数の転動体が軸の先端部に嵌められることにより、複数の転動体および軸が接触して軸の中心軸および軸受の中心軸が互いに一致する方向に軸および軸受の少なくとも一方が移動する。そして、軸受の中心軸に対する軸の中心軸の傾きが小さくなった状態において軸受カップが圧入される。そして、軸受カップの圧入により転動体が軸受の径方向の内側に移動するにつれて転動体が軸に接触することにより軸受の中心軸に対する軸の中心軸の傾きが小さくなる。このため、軸受カップの圧入により転動体が軸受の径方向の内側に移動した後に軸および複数の転動体が嵌め合わせられると仮定した構成と比較して、軸受カップが軸受孔に圧入される期間において軸および転動体の摩擦力が小さくなりやすい。このため、軸および転動体が傷付くことが抑制される。

このように、本自在継手の組立装置は、軸受の圧入方向とは異なる方向に軸受を変位させないため、自在継手の組立装置の複雑化が抑制される。また、軸受を圧入方向に沿う方向に往復変位させるものではないため、軸受を軸受孔に圧入する時間が短くなる。したがって、自在継手の組立時間が短縮される。

本自在継手の組立方法および本自在継手の組立装置は、装置の複雑化を抑制し、かつ、組立時間を短縮することができる。

実施形態の自在継手の部分断面図。 実施形態の自在継手の組立装置の断面図。 実施形態の自在継手の組立方法の十字軸偏倚工程を示す部分断面図。 実施形態の自在継手の組立方法の十字軸偏倚工程を示す部分断面図。 実施形態の自在継手の組立方法の軸受圧入工程を示す部分断面図。 実施形態の自在継手の組立方法の軸受圧入工程を示す部分断面図。 実施形態の自在継手の組立方法の軸受圧入工程を示す部分断面図。 比較例の自在継手の組立方法の十字軸配置工程を示す部分断面図。 比較例の自在継手の組立方法の軸受圧入工程を示す部分断面図。 比較例の自在継手の組立方法の軸受圧入工程を示す部分断面図。

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。

十字軸１０は、磁性体により形成されている。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。

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２３を有している。腕２１には、軸受孔２２が形成されている。一方のヨーク２０の腕２１の軸受孔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の軸受孔２２には、残りの軸１２が挿入されている。

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、軸受孔２２は、同軸の関係を有する。軸受３０は、軸受カップ３１、および、複数の転動体としての複数のニードルローラ３２を有している。

軸受カップ３１は、軸受孔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。内部空間３３の径方向の大きさは、複数のニードルローラ３２の内接円径（以下、「内接円径φＦｗ」）により規定されている。軸１２が、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（図示略）が塗布されている。

図２を参照して、自在継手１の組立装置１００の構成について説明する。
組立装置１００は、保持ピン１１０および圧入装置１２０を有している。保持ピン１１０は、ヨーク２０の一対の腕２１のうちの一方の腕２１（以下、「腕２１Ａ」）の軸受孔２２（以下、「軸受孔２２Ａ」）に挿入されている。圧入装置１２０は、一対の腕２１のうちの他方の腕２１（以下、「腕２１Ｂ」）の外側に配置されている。

保持ピン１１０は、十字軸１０（図１参照）を保持する。保持ピン１１０は、中空軸１１１、蓋１１５、弾性部材の一例としてのコイルばね１１６、および、ピン１１７を有している。

中空軸１１１の先端部には、挿入部１１２が形成されている。挿入部１１２の外径は、中空軸１１１の挿入部１１２以外の部分の外径よりも小さい。挿入部１１２には、凹部１１３が形成されている。中空軸１１１の孔１１４は、凹部１１３の内部空間と連続している。蓋１１５は、中空軸１１１の基端部に固定されている。コイルばね１１６は、孔１１４に収容されている。コイルばね１１６の一方の端部は、蓋１１５に固定されている。コイルばね１１６の他方の端部は、ピン１１７に固定されている。ピン１１７は、永久磁石により形成されている。ピン１１７の磁極は、例えば先端部がＮ極、および基端部がＳ極である。ピン１１７の先端面は、平面により形成されている。ピン１１７の先端部は、コイルばね１１６が自然長のとき、挿入部１１２から突出している。

圧入装置１２０は、軸受３０を軸受孔２２に圧入させる。圧入装置１２０は、シリンダ１２１、ピストン１２２、アクチュエータ１２３、操作部（図示略）、および、制御装置（図示略）を有している。

シリンダ１２１は、ピストン１２２を収容している。ピストン１２２は、アクチュエータ１２３に接続されている。アクチュエータ１２３の一例は、電動モータ、および、電動モータの出力軸に接続されたねじ軸を有している。ねじ軸は、ピストン１２２に形成された雌ねじ（図示略）にねじ込まれている。操作部は、制御装置と電気的に接続されている。操作部は、アクチュエータ１２３を駆動させるための開始信号を制御装置に出力する。制御装置は、アクチュエータ１２３と電気的に接続されている。制御装置は、アクチュエータ１２３の動作を制御する。制御装置は、操作部の開始信号に基づいてアクチュエータ１２３を駆動させる。

図２〜図７を参照して、自在継手１の組立方法について説明する。
自在継手１の組立方法は、軸受セット工程、ヨーク保持工程、保持ピン挿入工程、十字軸偏倚工程、および、軸受圧入工程を含む。ヨーク保持工程は、治具（図示略）にヨーク２０の固定部２３が挟み込まれることによりヨーク２０を保持する工程である。保持ピン挿入工程は、ヨーク保持工程の次に行われ、ヨーク２０の腕２１Ａに保持ピン１１０を取り付ける工程である。十字軸偏倚工程は、保持ピン挿入工程の次に行われ、保持ピン１１０の凹部１１３に十字軸１０の一方の軸１２（以下、「軸１２Ａ」）を挿入し、腕２１Ｂの軸受孔２２（以下、「軸受孔２２Ｂ」）に十字軸１０の他方の軸１２（以下、「軸１２Ｂ」）を挿入する工程である。軸受圧入工程は、十字軸偏倚工程の次に行われ、軸受孔２２Ｂに軸受３０を圧入する工程である。なお、軸受セット工程、ヨーク保持工程、保持ピン挿入工程、および、十字軸偏倚工程は、手動により行われる。

軸受セット工程は、以下の作業を含む。
図２に示されるように、軸受３０が圧入装置１２０のシリンダ１２１に挿入される。軸受カップ３１の底部３１Ｂは、ピストン１２２と接触する。軸受カップ３１およびピストン１２２の嵌め合いの関係は、すきまばめである。このとき、軸受３０の中心軸とシリンダ１２１の中心軸とは概ね一致している。なお、図２は、ヨーク２０および圧入装置１２０が隣り合う配置構成を示している。しかし、ヨーク２０は、軸受セット工程において圧入装置１２０の隣に配置されていない。

ヨーク保持工程は、以下の作業を含む。
治具は、圧入装置１２０の近くに配置されている。ヨーク２０の固定部２３は、治具に挟み込まれる。ヨーク２０の腕２１Ｂは、圧入装置１２０のシリンダ１２１と隣り合う。このとき、腕２１Ｂの軸受孔２２Ｂの中心軸とシリンダ１２１の中心軸とは一致している。すなわち、軸受孔２２Ｂの中心軸と軸受３０の中心軸とは一致している。

保持ピン挿入工程は、以下の作業を含む。
図２に示されたとおり、中空軸１１１の挿入部１１２は、ヨーク２０の軸受孔２２Ａに挿入される。中空軸１１１の段部１１１Ａは、軸受孔２２Ａの周縁部に接触する。

十字軸偏倚工程は、以下の作業を含む。
まず、ピン１１７が蓋１１５側に押される。このとき、コイルばね１１６が圧縮される。次に、一対の腕２１の間に十字軸１０が挿入される。そして、ピン１１７が軸１２Ａに吸着する。次に、図３に示されたとおり、軸１２Ａが凹部１１３に挿入される。このとき、軸１２Ａの中心軸と軸受孔２２Ａの中心軸とが概ね一致する。また、軸１２Ｂの中心軸と軸受孔２２Ｂの中心軸とが概ね一致する。このとき、作業者により十字軸１０が保持された状態において、コイルばね１１６の復元力に基づいてピン１１７により軸１２Ａが腕２１Ｂ側に押されている。

次に、十字軸１０が腕２１Ｂに向けて移動する。そして、図４に示されたとおり、胴体部１１が腕２１Ｂに接触する。軸１２Ｂの先端面は、腕２１Ｂから腕２１Ａとは反対側に突出している。胴体部１１が腕２１Ｂに接触したとき、コイルばね１１６は、圧縮された状態が維持される。このため、ピン１１７は、コイルばね１１６の復元力により軸１２Ａを腕２１Ｂ側に押している。これにより、ピン１１７および腕２１Ｂにより十字軸１０が挟み込まれている。

軸受圧入工程は、以下の作業を含む。
作業者が圧入装置１２０の操作部（図示略）を操作することにより、アクチュエータ１２３を駆動させる。これにより、ピストン１２２が軸受３０を軸受孔２２Ｂに圧入する。なお、軸受３０が軸受孔２２Ｂに圧入される前の状態において、複数のニードルローラ３２および軸１２Ｂの嵌め合いの関係は、すきまばめである。

以下、軸受孔２２Ｂへの軸受３０の圧入過程における軸１２Ｂおよび軸受３０の関係について説明する。
図５に示されたとおり、軸受カップ３１の開口部３１Ａが軸受孔２２Ｂに圧入されたとき、軸受カップ３１は、軸１２Ｂの先端部に挿入される。そして、軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２が嵌め合わせられる。このとき、軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２の嵌め合いの関係は、すきまばめが維持されている。これにより、軸１２Ｂの先端部は、内部空間３３に位置している。なお、軸受孔２２Ｂへの軸受カップ３１の開口部３１Ａの圧入にともない、アクチュエータ１２３の駆動電流が増加する。

図６に示されるとおり、軸受カップ３１の軸受孔２２Ｂへの圧入がさらに進められることにともない、軸受カップ３１の底部３１Ｂが軸１２Ｂの先端部に接近する。このとき、ニードルローラ３２の開口部３１Ａ側の端部、かつ、軸１２Ｂに対向する側面は、軸１２Ｂに接触する。このため、軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２の嵌め合いの関係は、軸１２Ｂの先端部およびニードルローラ３２の中間部がすきまばめとなり、軸１２Ｂの中間部およびニードルローラ３２の開口部３１Ａ側の端部がしまりばめとなる。なお、軸受孔２２Ｂへの軸受カップ３１の圧入にともない、アクチュエータ１２３の駆動電流がさらに増加する。

そして、軸受カップ３１の底部３１Ｂが軸１２Ｂの先端面に接触する。このとき、軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２の嵌め合いの関係は、しまりばめとなる。そして、十字軸１０が軸受３０とともに腕２１Ａに向けて移動する。このとき、軸１２Ａによりピン１１７が蓋１１５側に押されるため、コイルばね１１６が圧縮される。このため、アクチュエータ１２３の駆動電流がさらに増加する。

そして、図７に示されるとおり、軸１２Ａの先端面が凹部１１３の底面１１３Ａに接触したとき、アクチュエータ１２３の駆動電流が急激に増加し、閾値以上となる。このとき、圧入装置１２０の制御装置は、アクチュエータ１２３の駆動を停止する。

軸受孔２２Ｂへの軸受３０の圧入が完了した後、保持ピン１１０が腕２１Ａから取り外され、圧入装置１２０が腕２１Ｂから取り外される。次に、圧入装置１２０が腕２１Ａにセットされる。そして、圧入装置１２０により軸受３０が軸受孔２２Ａに圧入される。これにより、軸１２Ａが軸受３０に挿入される。なお、残りのヨーク２０、軸１２、および、軸受３０の組立も上述の組立方法の軸受セット工程から軸受圧入工程までにわたり同様である。

図４、図５、および、図８〜図１０を参照して、自在継手１の組立方法の作用について説明する。
自在継手１の組立方法の作用は、図８〜図１０に示される比較例の自在継手１の組立方法（以下、「比較組立方法」）との比較に基づいて説明することができる。図８に示されるように、比較組立方法は、比較保持ピン２００および圧入装置１２０を用いて自在継手１が組み立てられる。比較保持ピン２００は、保持ピン１１０からコイルばね１１６およびピン１１７が省略された構成である。

比較組立方法は、軸受セット工程、ヨーク保持工程、比較保持ピン挿入工程、十字軸配置工程、および、軸受圧入工程を有している。軸受セット工程およびヨーク保持工程は、本実施形態の軸受セット工程およびヨーク保持工程と同様である。比較保持ピン挿入工程は、ヨーク保持工程の後に行われ、比較保持ピン２００がヨーク２０の軸受孔２２Ａに挿入される工程である。比較保持ピン挿入工程は、本実施形態の保持ピン挿入工程と同様である。十字軸配置工程は、比較保持ピン挿入工程の次に行われ、一対の腕２１の間に十字軸１０を配置する工程である。軸受圧入工程は、十字軸配置工程の次に行われ、軸受３０を軸受孔２２Ｂに圧入する工程である。なお、軸受セット工程、ヨーク保持工程、比較保持ピン挿入工程、および、十字軸配置工程は、手動により行われる。

十字軸配置工程は、以下の作業を含む。
まず、十字軸１０の軸１２Ａが比較保持ピン２００の凹部２０２に挿入される。軸１２Ａの先端面は、凹部２０２の底面２０２Ａに接触する。このとき、胴体部１１と腕２１Ａの間の距離と、胴体部１１と腕２１Ｂとの間の距離とは、互いに等しい。軸１２Ａの先端面は、軸受孔２２Ａの軸方向において軸受孔２２Ａの中央位置に位置している。また、軸１２Ｂが軸受孔２２Ｂに挿入される。軸１２Ｂの先端面は、軸受孔２２Ｂの軸方向において軸受孔２２Ｂの中央位置に位置している。

軸受圧入工程は、本実施形態の軸受圧入工程と同様の作業を含む。
一方、軸受孔２２Ｂの軸方向において、軸受孔２２Ｂに対する軸１２Ｂの位置が異なるため、軸受孔２２Ｂへの軸受カップ３１の圧入と内部空間３３への軸１２Ｂの挿入との関係が本実施形態の軸受圧入工程と異なる。

図９に示されるとおり、軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入されて、複数のニードルローラ３２が軸受３０の径方向の内側に移動した後、すなわち複数のニードルローラ３２の内接円径φＦｗが小さくなった後、軸受カップ３１が軸１２Ｂの先端部に挿入される。このため、ニードルローラ３２と軸１２Ｂとの嵌め合いの関係がしまりばめとなる。

ところで、比較保持ピン２００の挿入部２０１が軸受孔２２Ａに円滑に挿入されるため、挿入部２０１の外径が軸受孔２２Ａの内径よりも僅かに小さい。また軸１２Ａが凹部２０２に円滑に挿入されるため、凹部２０２の内径が軸１２Ａの外径よりも僅かに大きい。

このため、軸受孔２２Ａおよび挿入部２０１が同心ではない場合、および、凹部２０２および軸１２Ａが同心ではない場合がある。これらの少なくとも一方により、軸１２Ｂおよび軸受孔２２Ｂが同心ではない場合がある。また、軸受孔２２Ａの中心軸に対して挿入部２０１の中心軸が傾く場合、および、凹部２０２の中心軸に対して軸１２Ａの中心軸が傾く場合がある。これらの少なくとも一方により、十字軸１０がヨーク２０に対して傾く場合がある。

軸１２Ｂおよび軸受孔２２Ｂが同心ではない場合、ニードルローラ３２および軸１２Ｂが嵌め合わせられる前にニードルローラ３２の開口部３１Ａ側の端面が軸１２Ｂに接触する。そして、ニードルローラ３２の開口部３１Ａ側の端面が軸１２Ｂに接触した状態で軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入される。このため、ニードルローラ３２が軸１２Ｂをかじってしまう。

十字軸１０がヨーク２０に対して傾いた場合、軸１２Ｂの中心軸が軸受孔２２Ｂの中心軸に対して傾いた状態で軸受孔２２Ｂに軸受３０が圧入される。このため、ニードルローラ３２および軸１２Ｂが嵌め合わせられる前に一部のニードルローラ３２が軸１２Ｂに接触する。そして、一部のニードルローラ３２が軸１２Ｂに接触した状態で軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入される。このように、内接円径φＦｗが小さくなった状態かつニードルローラ３２が軸１２Ｂに接触した状態で軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入されるため、ニードルローラ３２および軸１２Ｂの摩擦力が大きくなる。このため、軸１２Ｂの先端部によりニードルローラ３２の表面のグリスが剥がされやすい。なお、軸１２Ｂおよび軸受孔２２Ｂが同心でなく、かつ、軸１２Ｂの中心軸が軸受孔２２Ｂの中心軸に対して傾く場合、上述の両方の問題が生じる。特に、自在継手１の組立後、軸１２Ｂとニードルローラ３２との嵌め合いの関係がしまりばめの場合、複数のニードルローラ３２の内接円径φＦｗと軸１２Ｂとの間の隙間が小さくなり、上述の両方の問題が発生しやすくなる。

また、ニードルローラ３２の表面のグリスが剥がされる量は、軸受３０が軸受孔２２Ｂに圧入される速度、すなわち軸１２Ｂが内部空間３３に挿入される速度が高くなるにつれて多くなると考えられる。これにより、軸受３０が軸受孔２２Ｂに高速で圧入される場合、ニードルローラ３２の表面のグリスが必要十分な量を確保できない、いわゆるグリス切れが発生する場合がある。このため、比較組立方法は、ニードルローラ３２のグリス切れを発生しにくくするため、軸受３０が軸受孔２２Ｂに低速で圧入する必要がある。このため、比較組立方法は、自在継手１の組立時間が長くなる。

また、上述のグリス切れの発生、ならびに、軸１２Ｂおよびニードルローラ３２のかじりの発生を抑制するため、軸およびニードルローラが以下の構造を有することが提案されている。すなわち、軸の先端部の面取り部から連続した軸の中間部にテーパ部が形成される。テーパ部の外径は、軸の先端部以外の部分の外径よりも小さい。また、ニードルローラにテーパ部が形成される。しかし、軸にテーパ加工が必要となり、またニードルローラにテーパ加工（クラウニング加工）が必要となるため、軸およびニードルローラの加工コストが高くなる。

本実施形態の自在継手１の組立方法は、図４に示したとおり、十字軸偏倚工程において、十字軸１０がヨーク２０の腕２１Ｂ側に偏倚する。このため、軸１２Ｂが腕２１Ｂから腕２１Ａとは反対側に突出する。このため、図５に示したとおり、軸受圧入工程において、軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入されて内接円径φＦｗが小さくなる前に軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２が嵌め合わせられる。このため、ニードルローラ３２および軸１２Ｂの先端部の嵌め合いの関係は、すきまばめとなる。このため、軸１２Ｂおよび軸受孔２２Ｂが同心ではない場合でも軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２が嵌め合わせられやすい。そして、軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂへの圧入の進行にともないニードルローラ３２が軸受３０の径方向の内側に移動するにつれてニードルローラ３２が軸１２Ｂに接触する。このとき、軸１２Ｂの中心軸が軸受３０の中心軸に対して傾いている場合、ニードルローラ３２が軸受３０の中心軸に対する軸１２Ｂの中心軸の傾きを小さくする。このため、軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入されることによりニードルローラ３２が軸受３０の径方向の内側に移動した後に軸受カップ３１が軸１２Ｂに挿入されると仮定した構成と比較して、軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入される期間において軸１２およびニードルローラ３２の摩擦力が小さくなりやすい。このため、軸１２Ｂおよび複数のニードルローラ３２が傷付くこと、および、グリス切れの発生が抑制される。このため、軸受３０が軸受孔２２Ｂに高速で圧入された場合でもニードルローラ３２のグリス切れの発生を抑制することができる。したがって、自在継手１の組立時間が短くなる。また、上述のようにグリス切れおよび軸１２Ｂおよびニードルローラ３２のかじりの発生が抑制されるため、軸１２Ｂのテーパ部およびニードルローラ３２のクラウニング部が不要となる。したがって、十字軸１０およびニードルローラ３２の加工コストが低減される。

本実施形態の自在継手１の組立方法は、以下の効果を奏する。
（１）軸１２Ｂの先端部およびニードルローラ３２の嵌め合いの関係がすきまばめの状態で軸受カップ３１が軸受孔２２Ｂに圧入される。このため、ニードルローラ３２のグリス切れの発生が抑制される。したがって、軸受孔２２Ｂへの軸受３０の圧入速度を高くすることができるため、自在継手１の組立時間が短くなる。

（２）十字軸１０が磁性体により構成され、ピン１１７が永久磁石により構成されている。この構成によれば、ピン１１７が十字軸１０の軸１２Ａを吸着する。このため、十字軸偏倚工程および軸受圧入工程において、十字軸１０がヨーク２０に対して傾くことが抑制される。

なお、本自在継手の組立方法および本自在継手の組立装置が取り得る具体的形態は、上記実施形態に示された内容に限定されない。本自在継手の組立方法および本自在継手の組立装置は、例えば、以下に示される実施形態の変形例の形態を取り得る。

・各軸１２の基端部にシールが設けられる。シールの一例は、オイルシールである。
シールを有する自在継手の組立方法は、次の点で異なる。十字軸偏倚工程において、コイルばね１１６の寸法およびピン１１７の寸法の少なくとも一方を調整することにより、上記実施形態の十字軸偏倚工程における十字軸１０のヨーク２０に対する位置よりも十字軸１０が腕２１Ａ側に位置する。このとき、シールは、腕２１Ｂと接触していない。

・十字軸偏倚工程において、軸１２Ｂの先端部が軸受孔２２Ｂ内に位置する。この場合、軸１２Ｂの先端部は、内接円径φＦｗが小さくなる前に内部空間３３に位置する。
・ピン１１７の材料は、永久磁石に代えて、吸着ゴムでもよい。この場合、十字軸１０は、磁性体に限定されない。

・弾性部材は、ゴム部材等のコイルばね１１６以外の材料でもよい。
・保持ピン１１０の中空軸１１１の内周部分に軸受が設けられる。軸受の一例は、転がり軸受またはすべり軸受である。軸受は、中空軸１１１に対するピン１１７の移動が可能な状態でピン１１７を支持する。この構成によれば、ピン１１７の中心軸が中空軸１１１の中心軸に対して傾くことが抑制される。また、ピン１１７が中空軸１１１に対して円滑に移動することができる。

・保持ピン挿入工程において、手動に代えて、移動装置（図示略）によりヨーク２０の軸受孔２２Ａに保持ピン１１０が挿入される。移動装置の一例は、中空軸１１１を移動させるねじ軸、および、ねじ軸を回転させるアクチュエータを有する。移動装置により保持ピン１１０が移動する場合、保持ピン１１０の中空軸１１１には、ねじ軸がねじ込まれる雌ねじが形成される。

・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。

本自在継手の組立装置は、以下の課題を解決するための手段を含む。
（付記１）前記ピンは、永久磁石であり、前記十字軸は、磁性体により形成される請求項２に記載の自在継手の組立装置。

（付記２）前記保持ピンは、前記中空軸の内周部分に取り付けられ、前記中空軸に対する前記ピンの移動を支持する軸受を有する請求項２に記載の自在継手の組立装置。

１…自在継手、１０…十字軸、１２…軸、１２Ａ…軸（一方の軸）、１２Ｂ…軸（他方の軸）、２０…ヨーク、２１…腕、２１Ａ…腕（一方の腕）、２１Ｂ…腕（他方の腕）、２２…軸受孔、２２Ａ…軸受孔（一方の腕の軸受孔）、２２Ｂ…軸受孔（他方の腕の軸受孔）、３０…軸受、３１…軸受カップ、３１Ａ…開口部、３１Ｂ…底部、３２…ニードルローラ（転動体）、１００…組立装置、１１０…保持ピン、１１１…中空軸、１１３…凹部、１１６…コイルばね（弾性部材）、１１７…ピン、１２０…圧入装置、１２１…シリンダ、１２２…ピストン、１２３…アクチュエータ。

Claims (2)

1. 一対の腕を有し、前記腕に軸受孔が形成された２個のヨークと、前記軸受孔のそれぞれに挿入された４個の軸を有する十字軸と、円環状に配列されて内部空間を形成する複数の転動体、および、前記複数の転動体を収容し、前記軸受孔に圧入された軸受カップを有し、前記軸が挿入された軸受とを備える自在継手の組立方法であって、
   前記ヨークが保持された状態において、前記一対の腕のうちの一方の腕の前記軸受孔にピンが挿入され、前記一対の腕のうちの他方の腕の前記軸受孔に前記軸が挿入され、前記他方の腕に向けて前記ピンに前記十字軸が押されることにより、前記十字軸が前記他方の腕側に偏って配置され、
   前記十字軸が前記他方の腕側に偏って配置された状態において、前記軸受カップが圧入されて前記複数の転動体が前記軸受の径方向の内側に移動する前に前記軸の先端部に前記軸受カップが挿入されて前記軸の先端部および前記複数の転動体が嵌め合わせられ、
   前記軸の先端部が前記複数の転動体に嵌め合わせられた状態において前記軸受カップが前記他方の腕の前記軸受孔に圧入される
   自在継手の組立方法。
2. 一対の腕を有し、前記腕に軸受孔が形成された２個のヨークと、前記軸受孔のそれぞれに挿入された４個の軸を有する十字軸と、円環状に配列されて内部空間を形成する複数の転動体、および、前記複数の転動体を収容し、前記軸受孔に圧入された軸受カップを有し、前記軸が挿入された軸受とを備える自在継手の組立装置であって、
   前記軸が嵌め込まれる凹部を有し、前記一対の腕のうちの一方の腕の前記軸受孔に挿入される中空軸、前記凹部に挿入されたピン、前記ピンに接続される弾性部材を有し、前記弾性部材が前記ピンを押すことにより前記軸が前記一対の腕のうちの他方の腕に向けて押されて、前記十字軸を前記他方の腕側に偏らせる保持ピンと、
   前記他方の腕に配置され、前記軸受カップを収容するシリンダ、前記軸受カップを前記他方の腕の前記軸受孔に向けて押し、前記軸受カップを前記軸受孔に圧入させるためのピストン、および、前記ピストンを前記他方の腕に向けて移動させるアクチュエータを有する圧入装置と
   を備える
   自在継手の組立装置。