JPH0637010B2

JPH0637010B2 - プリロ−ド調整用締付管理方法

Info

Publication number: JPH0637010B2
Application number: JP9885386A
Authority: JP
Inventors: 義昭蓑島; 富美雄住田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS62255029A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両の差動装置等のハウジング部材にドライ
ブピニオン等の軸部材をベアリングを介して回転自在に
軸支させる場合に上記軸部材に所望の回転抵抗（プリロ
ード）を自動的に付与するためのプリロード調整用締付
管理方法に関する。

（従来技術）車両の差動装置は、第２図に示すように、ハウジング１
と、このハウジング１に前後のテーパローラ・ベアリン
グ２，３を介して回転自在に軸支されるドライブピニオ
ン軸４と、このドライブピニオン軸４にスプライン嵌合
し、かつ上記テーパローラ・ベアリング２のインナーレ
ース２ａに当接するコンパニオンフランジ５と、ドライ
ブピニオン軸４の先端ねじ部６に螺合してコンパニオン
フランジ５をドライブピニオン軸４に取付け、かつこの
コンパニオンフランジ５を介してインナーレース２ａを
押圧してドライブピニオン軸４のハウジング１に対する
所望の回転抵抗（プリロード）を付与するピニオンナッ
ト７とを有する。また、コンパニオンフランジ５にはボ
ルト挿通用孔８が開けられており、ドライブピニオン軸
４にはピニオンギヤ９が固着されている。

上記ドライブピニオン軸４に付与されるプリロードは、
通常プリロード調整用締付け装置により自動的に設定し
うる（例えば、特公昭５６−４９６９１号公報参照）。
すなわち、このプリロード調整用締付装置は、ピニオン
ナット７を回動するためのナット回転駆動系と、コンパ
ニオンフランジ５のボルト挿通用孔８にピンを挿入して
このコンパニオンフランジ５、つまりドライブピニオン
軸４を回動するためのコンパニオンフランジ回転駆動系
とを独立的に備えている。そしてドライブピニオン軸４
を回転自在に上下からセンタ支持した状態で、ナット回
転駆動系とコンパニオンフラジ回転駆動系とを駆動して
ピニオンナット７と、ドライブピニオン軸４とをピニオ
ンナット７の回動速度がドライブピニオン軸４の回動速
度よりも上回る態様をもって同一方向に回転駆動し、ピ
ニオンナット７をドライブピニオン軸４に締付ける。こ
のピニオンナット７の締付けにより、コンパニオンフラ
ンジ５が軸方向に移動してテーパローラ・ベアリング２
のインナーレース２ａを軸方向に押圧することになり、
このベアリング２にハウジング１に固定されたアウター
レース２ｂとの間に回転抵抗が生じ、その結果、ドライ
ブピニオン軸４にハウジング１に対する回転抵抗（プリ
ロード）が付与される。

ここにドライブピニオン軸４が回転されていることか
ら、ハウジング１に上記プリロードに基づく回転トルク
が発生する。したがって、このハウジング１の回転トル
クを測定すれば、プリロードを測定することができ、上
記回転トルクが所定の値に達した時点で両回転駆動系を
停止させ、あるいはドライブピニオン軸４とピニオンナ
ット７とを同一速度で同一方向に回転させることによ
り、相対回転速度差をなくすることによりドライブピニ
オン軸４に所望の値のプリロードが付与されることにな
る。

ところで、上述のような従来のプリロード調整用締付装
置においては、ナットの締付け開始時は、ナット回転に
よる高速締めがなされ、またプリロード調整時には回転
差を伴うナットと軸の同一方向回転による低速締めへ切
替えることにより、短時間でしかも正確なプリロードを
付与しようとしているが、高速から低速への切替には締
付けトルク値を基準として制御しているため、この基準
値は、プリロード値が適正値に達する前段階において余
裕をもってプリロード値の下限値より下目にセットさ
れ、したがって低速への切替以降後の締付け時間が長く
なる傾向にある。

他方、この締付け時間を短縮化するために、低速時の回
転数を高くすると、回転駆動系等の慣性の影響が大きく
なり、プリロード値の精度が悪くなる。

（発明の目的）本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、低速締
めの回転数を抑えながら時間をかけることなく、精度の
良いプリロード締付けを行なうことができるプリロード
調整用締付管理方法を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明は、ハウジング部材にテーパベアリングを介して
回転自在に軸支された軸部材にナットをナットランナを
用いて螺着させ、このナットの締付けの度合により前記
テーパベアリングに付与される軸方向の押圧力を調整
し、これにより前記軸部材に前記ハウジング部材に対す
る所定の回転抵抗を予め付与するプリロード調整用締付
管理方法において、前記ナットランナの高速締付け回転
を行ないつつ、プリロード値の検出を行ない、この検出
値が設定プリロード値の下限近傍の値になったときに低
速締付け回転に切替え、この低速締付けを行ないつつ締
付けトルク値を検出するとともに、検出プリロード値が
設定プリロード値に達した後に実プリロード値を検出す
るようにしたものである。

この方法によれば、高速締付けから低速締付けへの切替
を締付けトルク値を基準にすることなく、プリロード値
を基準に制御しているため、低速締付けへの切替をそれ
ほど余裕をもって早めに行なう必要がないため、低速締
付けへの切替後の締付け時間は低速締付け時の回転数を
低く設定しながら短縮され、しかもプリロード締付けの
精度の向上を図ることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明方法を実施するプリロード調整用締付装
置の要部の構成を原理的に示す説明図で、図中Ｗは第２
図で説明した差動装置の部分（以下、「ワーク」と称す
る）を示し、このワークＷのピニオンナット７はドライ
ブピニオン軸４のねじ部６の先端に仮止めされた状態に
ある。

１０は上下動可能に配設された回転駆動ヘッドで、上下
方向の軸線に沿って相対的に摺動可能に、かつ上記軸線
のまわりで相対的に回転可能に配置された内軸１１と外
軸１２とを備えている。内軸１１の下端にはワークＷの
ピニオンナット７を締付けるためのボックスレンチを構
成するソケット（ナットランナ）１３が設けられ、内軸
１１の中心には、ワークＷのドライブピニオン軸４の上
端部に開けられたセンタ孔に挿入されるクッションセン
タ１４が軸線方向に摺動自在に嵌装され、スプリング１
５により下方へ付勢されている。また外軸１２の下端に
はワークＷのコンパニオンフランジ５に開けられたボル
ト挿通用孔８に挿入されるピン１６が下方に向かって突
設されている。

１７はワークＷを昇降させる油圧シリンダで、そのピス
トンロッド１８の上端には、ワークＷのドライブピニオ
ン軸４を下方からセンタ支持するセンタ１９が設けられ
ている。

２１はプリロード調整用締付装置を制御するコントロー
ラで、このコントローラ２１には装置の締付け作動中に
おける締付けトルクの許容ピーク値を設定するためのト
ルクの許容器２２と、高速締付け回転から低速締付け回
転への切替の基準値を設定するための第１プリロード設
定器２３と、最終的なプリロード実測値の許容値を設定
するための第２プリロード設定器２３とから、それぞれ
により設定された値が入力され、さらに後記トルク検出
器３０と、プリロード検出器３２からの検出値が入力さ
れ、後述するごとき所定の判定、比較および制御を行な
い、モータコントローラ２５および後記プリロードおよ
びトルク判定表示手段３３，３４を駆動する信号を出力
するものである。

２６は回転駆動ヘッド１０の回転駆動源であるモータ
で、このモータ２６は前記モータコントローラ２５によ
り回転速度を制御され、その出力はギヤボックス２７に
伝達される。このギヤボックス２７内には図示を省略す
るが、減速ギヤおよび電磁クラッチが組込まれており、
このギヤボックス２７から回転駆動ヘッド１０の内軸１
１を駆動するナット回転駆動系２８と外軸１２を駆動す
るコンパニオンフランジ回転駆動系２９とが導出されて
いる。

上記ナット駆動回転系２８とコンパニオンフランジ駆動
系２９とは、締付け初期において両者の相対回転速度差
を大きくして内軸１１、ソケット１３を外軸１２に対し
て相対的に高速回転せしめ、ピニオンナット７が高速に
て締付けられ、その後、後述する所定のプリロード値に
なったときに両者の相対回転速度差を小さくして低速締
付け回転に切替えられるものである。この高速締付けか
ら低速締付けへの切替はモータ２６の回転速度を変える
ことなく、コントローラ２１からのギヤボックス２７に
対する切替え信号によって行なわれるように構成されて
いる。

３０は上記ナット回転駆動系２８に設けられ、締付け動
作中における締付けトルクを検出するためのトルク検出
器、３１は上記コンパニオンフランジ駆動系２９に介在
させ、外軸１２側と駆動源側とを断続する電磁クラッチ
で、この電磁クラッチ３１をオフにすることにより外軸
１２側を駆動源に対しフリーとすることができ、これに
よってナット回転駆動系２８による内軸１１とコンパニ
オンフランジ回転駆動源２９による外軸１２との相対回
転速度差がなくなり、ナット回転駆動系２８によるドラ
イブピニオン軸４のいわゆる無負荷回転を行なわせ、こ
の状態にて実プリロード値を検出しうるようにしてい
る。

３３は上記プリロード実測値が上記第２プリロード設定
器２４により定まる許容プリロード値の範囲か否かを表
示するプリロード判定表示手段、３４は検出した締付け
トルクのピークホールド値が上記トルク設定器２２によ
り設定された許容設定トルク値の範囲か否かを表示する
トルク判定表示手段であり、いずれも上記コントローラ
２１により駆動されるものである。

次に上記構成の作用を説明する。ドライブピニオン軸４
の先端にピニオンナット７を仮止めしたワークＷが回転
駆動ヘッド１０と油圧シリンダ１７の間にセットされ、
回転駆動ヘッド１０が下降してその内軸１１のソケット
１３内にワークＷのピニオンナット７を挿入させ、かつ
外軸１２のピン１６をワークＷのコンパニオンフランジ
５のボルト挿通用孔８内に挿入し、かつ油圧シリンダ１
７を作動させてピストンロッド１８を上昇させ、そのセ
ンタ１９をワークＷのドライブピニオン軸４の下端のセ
ンタ孔に挿入してドライブピニオン軸４を支持する。以
ってワークＷが回転駆動ヘッド１０のクッションセンタ
１４とピストンロッド１８のセンタ１９との間に回転自
在に支持され、ワークＷのハウジング１は自由な状態と
なる。

次に、この状態でコントローラ２１によってピニオンナ
ット７の締付けとプリロード調整を行なう動作について
第３図に示すフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ_１において、タイマー等で定まる所定期
間、ギヤボックス２７に対してナット回転駆動系２８と
コンパニオンフランジ回転駆動系２９とが小さな相対回
転速度差をもってソケット１３を低速回転駆動し、この
低速回転が安定したところでステップＳ_２に移り、ナッ
ト回転駆動系２８とコンパニオンフランジ回転駆動系２
９の相対回転速度差を大きくし、以ってソケット１３を
高速回転駆動せしめる。そして、この高速締付け回転を
行ないつつ、ステップＳ_３において、プリロード検出器
３２によりプリロード値を測定する。ピニオンナット７
の締付けが進行し、コンパニオンフランジ５上に着座
し、インナーレース２ａを押圧するようになると、ドラ
イブピニオン軸４とハウジング１の間には回転抵抗（プ
リロード）が発生し、これによってハウジング１が連れ
回りを始め、プリロード値が次第に大きくなる。

このプリロード測定値が第１プリロード設定器２３によ
り設定された設定プリロード値の下限値に達したか否か
をステップＳ_４にて判別し、ＮＯの場合はステップＳ_２
に戻り、ＹＥＳの場合はステップＳ_５にてナット回転駆
動系２８とコンパニオンフランジ回転駆動系２９との相
対回転速度差を小さくしてソケット１３を低速締付け回
転に切替える。

さらに引続いてステップＳ_６にてプリロード測定を行な
い、ステップＳ_７にて第１プリロード設定器２３により
設定された設定プリロード値に達したか否かを判別す
る。この判別結果がＮＯの場合はステップＳ_５に戻り、
ＹＥＳの場合はステップＳ_８に移り無負荷回転をせしめ
る。すなわち、電磁クラッチ３１とオフとし、コンパニ
オンフランジ回転駆動系２９側の外軸１２をナット回転
駆動系２８側の内軸１１に対しフリーとし、ピニオンナ
ット７を駆動しドライブピニオン軸４側を無負荷回転せ
しめ、この状態にてステップＳ_９にて実プリロード値を
プリロード検出器３２により測定する。

引続いてステップＳ₁₀にて上記実プリロード値が第２プ
リロード設定器２４により設定された許容プリロード値
の範囲にあるか否かを判別し、許容値の範囲内にあると
きステップＳ₁₁にてＯＫ表示をなし、範囲外のときステ
ップＳ₁₂にてＮＧ表示をなす。これらの表示は、上記プ
リロード判定表示手段３３により行なわれる。

また、ステップＳ_５におけるソケット１３の低速締付け
回転を行ないつつステップＳ₁₃にてトルク検出器３０に
よる締付けトルクの測定を行なう。さらにステップＳ₁₄
にて上記締付けトルク測定における締付けトルクのピー
ク値をホールドし、ステップＳ₁₅にて締付けのピーク値
がトルク設定器２２により設定された許容トルク値の範
囲にあるか否かを判別し、この判別結果がＹＥＳの時は
ステップＳ₁₆にてＯＫ表示をなし、ＮＯの時はステップ
Ｓ₁₇にてＮＧ表示をなす。これらの表示は上記トルク判
定表示手段３４にて行なわれる。

上記のごとくソケット１３の高速締付け回転を行ないつ
つ、プリロード値を検出し、この検出値が設定プリロー
ド値の下限値に達した時に低速締付け回転に切替えるよ
うにしたことにより、従来のごとく締付けトルク値を基
準として高速締付けから低速締付けへの切替えを行なう
ものに比べ、限りなく設定プリロード値に近いところま
で高速締付けを行なうことができるので低速締付けへの
切替後の締付け時間が長くなることはなく、したがっ
て、低速締付けの回転数を低く抑えて精度の高いプリロ
ード締付け調整を行なうことができるとともに、回転慣
性（イナーシャ）によるプリロード値のばらつきを小さ
くすることができる。

なお、上記実施例では高速締付けから低速締付けへの切
替を設定プリロード値の下限値を基準としたものを示し
たが、この基準値は設定プリロード値の下限近傍の値で
あればよい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、ナットランナの高速締付
け回転を行ないつつ、プリロード値の検出を行ない、こ
の検出値が設定プリロード値の下限近傍の値になったと
きに低速締付け回転に切替え、この低速締付けを行ない
つつ、締付けトルク値を検出するとともに、検出プリロ
ード値が設定プリロード値に達した後に実プリロード値
を検出するようにしたことにより、従来の締付けトルク
値を基準にして高速締付けから低速締付けに切替えるも
のに比べ、低速締付けの回転数を抑えながら締付け時間
の短縮化を図ることができ、時間をかけることなく精度
の高いプリロード締付けを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプリロード調整用締付管理方法を実施
するための装置の原理構成図、第２図は本発明方法が実
施される差動装置の断面図、第３図は本発明方法による
制御のフローチャートである。１……ハウジング（ハウジング部材）、２，３……テー
パローラ・ベアリング、４……ドライブピニオン軸（軸
部材）、７……ピニオンナット（ナット）、１０……回
転駆動ヘッド、１３…ソケット（ナットランナ）、２１
……コントローラ、３０……トルク検出器、３２……プ
リロード検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング部材にテーパベアリングを介し
て回転自在に軸支された軸部材にナットをナットランナ
を用いて螺着させ、このナットの締付けの度合により前
記テーパベアリングに付与される軸方向の押圧力を調整
し、これにより前記軸部材に前記ハウジング部材に対す
る所定の回転抵抗を予め付与するプリロード調整用締付
管理方法において、前記ナットランナの高速締付け回転
を行ないつつ、プリロード値の検出を行ない、この検出
値が設定プリロード値の下限近傍の値になったときに低
速締付け回転に切替え、この低速締付けを行ないつつ締
付けトルク値を検出するとともに、検出プリロード値が
設定プリロード値に達した後に実プリロード値を検出す
るようにしたことを特徴とするプリロード調整用締付管
理方法。