JP3141826B2 - ボールスプラインのガタ量測定方法および装置 - Google Patents
ボールスプラインのガタ量測定方法および装置Info
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Description
のガタ量測定方法および装置の改良に関するものであ
る。
支持するボールスプラインは、生産時にスプライン溝等
の加工誤差によってボールとスプライン溝間のクリアラ
ンスであるガタ量にバラツキが生じる可能性がある。
れるボールより外径の小さい基準ボールを用意し、ボー
ルスプラインを組み立てる前に内外の各スプライン溝の
間に基準ボールを介装した状態で、内側のスプライン溝
に対して外側のスプライン溝がボールスプラインの略周
方向に変位する距離であるガタ量を測定するガタ量測定
装置があり、測定されたガタ量に応じて実際に組み付け
られるボールの径を決定するようになっていた。
スプラインのガタ量を測定するガタ量測定器の構成を示
す。図中、56は可変径プーリを構成する回転シャフ
ト、54はスライドシーブ、40はスライドシーブ54
に回転シャフト56を軸方向にのみ変位可能に支持する
ボールスプラインである。第一のゲージ11と第二のゲ
ージ12は、スライドシーブ54を所定のトルクで正逆
両方向に回転させてスライドシーブ54に連動する第
一、第二の測定点P1,P2がボールスプライン40の略
周方向に変位する距離A1とA2をそれぞれ測定する。
プライン溝41,42と交差する交差中心線B上に配置
され、ボールスプライン40の中心軸O40から半径方向
に異なる距離R1とR2だけ離して設けられる。第一、
第二の測定点P1,P2はスライドシーブ54の同一半径
方向に並んで配置されている。
って測定される第一、第二の測定点P1,P2が変位する
距離A1とA2に基づき、ガタ量A0を次式で算出す
る。ただし、交差中心線B上におけるボールスプライン
40の中心軸O40から外側のスプライン溝までの距離を
R0とする。
うな従来のボールスプラインのガタ量測定方法および装
置にあっては、第一、第二の測定点P1,P2がスライド
シーブ54の同一半径方向に並んで配置されているた
め、図9に示すように、例えば測定値A1がある正の誤
差を持つ値A1’として得られた場合、ガタ量の算出値
A0’は実際の値A0より大幅に大きくなり、ガタ量A
0の測定誤差が大きすぎるという問題点があった。
のであり、ボールスプラインのガタ量測定方法および装
置において、ガタ量の測定精度を高めることを目的とす
る。
は、内外のスプライン溝の間に基準ボールを介装した状
態で内外のスプライン溝がボールスプラインの略周方向
に変位するガタ量A0を測定するボールスプラインのガ
タ量測定方法に適用する。
状に延びる交差中心線を設定し、交差中心線上にボール
スプラインの中心軸から異なる距離R1とR2だけ離れ
た第一、第二の測定点をそれぞれ設定し、第一、第二の
測定点をボールスプラインの中心軸を挟むように配置
し、内外のスプライン溝の間に基準ボールを介装した状
態で内外のスプライン溝を所定のトルクで正逆両方向に
回動させて第一、第二の測定点がボールスプラインの略
周方向に変位する距離A1とA2をそれぞれ測定し、測
定された距離A1とA2に基づいてガタ量A0を算出す
るものとした。
量測定方法は、請求項1に記載の発明において、交差中
心線上におけるボールスプラインの中心線から外側のス
プライン溝までの距離をR0とすると、ガタ量A0をA
0=[A2(R0+R1)−A1(R2−R0)]/
(R1+R2)として算出するものとした。
量測定方法は、請求項1または2に記載の発明におい
て、複数の第一、第二の測定点を放射状に配列し、算出
される複数のガタ量A0のうち最大値に基づきボールの
外径を選択するものとした。
量測定方法は、請求項1から3のいずれか一つに記載の
発明において、正逆両方向のトルクが多段階に付与され
た状態で得られる各測定値A1とA2をそれぞれ結ぶ2
本の回帰直線に基づいて無負荷時のガタ量A0を求め、
ボールスプラインに介装されるボールの直径dを無負荷
時のガタ量A0と基準ボールの直径d0としめ代Cに基
づいてd=d0+cos45°×A0/2+Cとして算
出するものとした。
量測定方法は、請求項1から4のいずれか一つに記載の
発明において、内外のスプライン溝の間に基準ボールを
介装して内外のスプライン溝を回動させた状態でボール
スプラインを振動させるものとした。
量測定方法は、請求項5に記載の発明において、ボール
スプラインの略周方向に振動させるものとする。
量測定装置は、内外のスプライン溝の間に基準ボールを
介装した状態で内外のスプライン溝がボールスプライン
の略周方向に変位するガタ量A0を測定するボールスプ
ラインのガタ量測定装置において、内外のスプラインと
交差して直線状に延びる交差中心線を設定し、該交差中
心線上にボールスプラインの中心軸から異なる距離R1
とR2だけ離れた第一、第二の測定点をそれぞれ設定
し、該第一、第二の測定点をボールスプラインの中心線
を挟むように配置し、内外のスプライン溝の間に基準ボ
ールを介装した状態で内外のスプライン溝を所定のトル
クで正逆両方向に回動させて第一、第二の測定点がボー
ルスプラインの略周方向に変位する距離A1とA2をそ
れぞれ測定する手段と、測定された距離A1とA2に基
づいてガタ量A0を算出する手段とを備えるものとし
た。
量測定装置は、内外のスプライン溝がボールスプライン
の略周方向に変位するガタ量を測定するボールスプライ
ンのガタ量測定装置において、ボールスプラインを振動
させるバイブレータを備え、該バイブレータを介してガ
タ量Aを測定する前にボールスプラインを振動させるも
のとした。
ラインのガタ量測定方法において、交差中心線上にボー
ルスプラインの中心軸から異なる距離R1とR2だけ離
れた第一、第二の測定点をそれぞれ設定し、内外のスプ
ライン溝の間に基準ボールを介装した状態で内外のスプ
ライン溝を所定のトルクで正逆両方向に回動させて第
一、第二の測定点がボールスプラインの略周方向に変位
する距離A1とA2をそれぞれ測定し、測定された距離
A1とA2に基づいてガタ量A0を算出する。
中心軸を挟むように配置することにより、図5に示すよ
うに、例えば測定値A1がある正の誤差を持つA1’と
して得られた場合、ガタ量の算出値A0’は実際の値A
0より小さくなり、ガタ量A0の誤差を小さく抑えら
れ、ガタ量A0の測定精度を高めることができる。
量測定方法において、交差中心線上におけるボールスプ
ラインの中心線から外側のスプライン溝までの距離をR
0とし、ガタ量A0をA0=[A2(R0+R1)−A
1(R2−R0)]/(R1+R2)として算出するこ
とにより、ガタ量A0の測定精度を高めることができ
る。
量測定方法において、複数の第一、第二の測定点を放射
状に配列し、算出される複数のガタ量A0のうち最大値
に基づき製品に介装されるボールの外径を選択すること
により、製品のガタ量を精度良く管理できる。
量測定方法において、正逆両方向のトルクが多段階に付
与された状態で得られる各測定値A1とA2をそれぞれ
結ぶ2本の回帰直線に基づいて無負荷時のガタ量A0を
求め、ボールスプラインに介装されるボールの直径dを
無負荷時のガタ量A0と基準ボールの直径d0と所定の
しめ代Cに基づいて算出することにより、製品のガタ量
を精度良く管理できる。
量測定方法において、内外のスプライン溝の間に基準ボ
ールを介装して内外のスプライン溝を回動させた状態で
ボールスプラインを振動させることにより、基準ボール
が内外のスプライン溝に対して短時間のうちに隙間なく
接合し、ガタ量A0の測定精度を高めるとともに、測定
時間を大幅に短縮して、量産化に対応することができ
る。
量測定方法において、ボールスプラインの略周方向に振
動させることにより、基準ボールが内外のスプライン溝
に対して隙間なく接合する時間を短縮することができ
る。
量測定装置において、交差中心線上にボールスプライン
の中心軸から異なる距離R1とR2だけ離れた第一、第
二の測定点をそれぞれ設定し、内外のスプライン溝の間
に基準ボールを介装した状態で内外のスプライン溝を所
定のトルクで正逆両方向に回動させて第一、第二の測定
点がボールスプラインの略周方向に変位する距離A1と
A2をそれぞれ測定し、測定された距離A1とA2に基
づいてガタ量A0を算出する。
中心軸を挟むように配置することにより、図5に示すよ
うに、例えば測定値A1がある正の誤差を持つA1’と
して得られた場合、ガタ量の算出値A0’は実際の値A
0より小さくなり、ガタ量A0の誤差を小さく抑えら
れ、ガタ量A0の測定精度を高めることができる。
量測定装置において、内外のスプライン溝の間に基準ボ
ールを介装して内外のスプライン溝を回動させた状態で
バイブレータを作動させてボールスプラインを振動させ
ることにより、基準ボールが内外のスプライン溝に対し
て短時間のうちに隙間なく接合し、ガタ量Aの測定精度
を高めるとともに、測定時間を大幅に短縮して、量産化
に対応できる。
図面に基づいて説明する。
は、図7に示す可変径プーリ51を一対で備えており、
各可変径プーリ51に渡ってベルト52が掛け回され
る。各可変径プーリ51のうち一方はトルクコンバータ
等を介してエンジンの出力軸側に接続され、他方は車輪
の駆動軸側に連結されている。各可変径プーリ51はそ
れぞれのV字状プーリ溝の幅が相反して変化することに
より、ベルト52に対する接触半径を変化させて、変速
比を無段階に調節する。
スライドシーブ54と、スライドシーブ54を駆動する
油圧シリンダ55を備えている。油圧シリンダ55を介
して各スライドシーブ54を軸方向に変位させてV字状
プーリ溝の幅を変化させるようになっている。
を可変径プーリ51の回転シャフト56の軸方向にのみ
変位可能に支持するボールスプラインである。ボールス
プライン40は、回転シャフト56の外周面に刻まれた
複数のスプライン溝41と、スライドシーブ54の内周
面に刻まれた同数のスプライン溝42と、これら内外の
スプライン溝41,42の間に介装される複数のボール
43とから構成される。各スプライン溝41,42は、
回転シャフト56のボールスプライン40の略周方向に
ついて均等な間隔をもって配置される。
内外のスプライン溝41,42に係合することにより、
回転シャフト56に対してスライドシーブ54が相対的
に回転することを係止する。
ル43と内外のスプライン溝41,42の隙間であるガ
タ量を有し、このガタ量が大きすぎても小さすぎてもそ
の耐久性を低下させる原因になるため、生産時は製品毎
にガタ量を精密に管理する必要がある。
てる前に実際に介装されるボール43より外径の小さい
基準ボールを用意し、ボールスプライン40の組み立て
前に内外の各スプライン溝41,42の間に基準ボール
を介装した状態で、内側のスプライン溝41に対して外
側のスプライン溝42が変位する距離であるガタ量A0
を測定する。
イン溝41,42の断面を直角三角形状と仮定した場
合、基準ボール10を挟んで内外のスプライン溝41,
42が変位できる距離の最大値をガタ量A0と定義す
る。
43の直径dは、基準ボール10の外径をd0と、測定
された基準ボール10に対するガタ量A0に基づき次式
で算出される。
す。第一のゲージ11と第二のゲージ12は、内外のス
プライン溝41,42の間に複数個の基準ボール10を
介装した状態で、スライドシーブ54を所定のトルクで
正逆両方向に回転させてスライドシーブ54に連動する
第一、第二の測定点P1,P2がボールスプライン40の
略周方向に変位する距離A1とA2をそれぞれ測定す
る。
に複数個の基準ボール10を介装する際、各基準ボール
10を1本の軸を介して数珠状に連結した状態で内外の
スプライン溝41,42の間に挿入し、作業性を改善す
るようになっている。
直線状に延びる3本の交差中心線Bが設定され、第一、
第二の測定点P1,P2は各交差中心線B上にボールスプ
ライン40の中心軸O40から異なる距離R1とR2だけ
離れてそれぞれ設定される。すなわち、第一、第二の測
定点P1,P2は3カ所づつ設けられる。なお、要求され
る測定精度に応じて交差中心線Bを4本以上設定して、
第一、第二の測定点P1,P2を増やしてもよい。
が、第一、第二の測定点P1,P2はボールスプライン4
0の中心軸O40を挟むように配置される。
って測定される第一、第二の測定点P1,P2が変位する
距離A1とA2に基づき、内外のスプライン溝41,4
2がボールスプライン40の略周方向に変位する距離で
あるガタ量A0を次式で算出する。
ン40の中心軸O40を挟んで対向するように同一の交差
中心線B上に配置することにより、図5に示すように、
例えば測定値A1がある正の誤差を持つA1’として得
られた場合、ガタ量の算出値A0’は実際の値A0より
小さくなり、ガタ量A0の誤差を小さく抑えられる。
構造を示す。ガタ量測定装置1は可変径プーリ51の回
転シャフト56を固定するセンタークランプ13と、ス
ライドシーブ54を保持するフローティングプレート1
4とを備えている。センタークランプ13は回転シャフ
ト56の両端を挟持するようになっている。フローティ
ングプレート14は3つのチャック15〜17を介して
スライドシーブ54の外周を挟持するようになってい
る。2つのチャック15,16は、フローティングプレ
ート14に固定され、1つのチャック17がレバー26
に結合されている。レバー26がアクチュエータ27を
介して回動することにより、チャック17がスライドシ
ーブ54の外周に押し付けられるようになっている。
レート14は相対回転可能に設けられ、フローティング
プレート14をセンタークランプ13に対して回転駆動
するサーボモータ9を備える。サーボモータ9はその回
転軸に結合したピニオン24と、これに噛合うラック2
5を介してフローティングプレート14を回転駆動する
ようになっている。
と第二のゲージ12がスライドシーブ54のボールスプ
ライン40の周方向に一定の間隔を持つように放射状に
配置される。第一のゲージ11,12は例えばリニアス
ケールが用いられる。
ライドシーブ54を回転させるトルクを正逆両方向につ
いて4段階に変えて、第一のゲージ11と第二のゲージ
12による測定を行う。
正逆両方向のトルクが4段階に付与された状態で得られ
た各測定値A1とA2を結ぶ2本の回帰直線に基づいて
スライドシーブ54を回転させるトルクを0Kgにした
無負荷時のガタ量A0を算出する。
1と第二のゲージ12の測定値に基づいて算出された無
負荷時のガタ量A0の3つの値のうち最も大きい値を採
用し、実際の組み付けられるボール43の外径dを次式
で算出する。ただし、Cを所定のしめ代とする。
意しておき、そのなかから(3)式で算出された外径d
0に近い外径を有するボール43を選択し、ボールスプ
ライン40に組み付けることにより、製品毎にガタ量A
0を精密に管理できる。
溝41,42に各ボール43を挿入する際に、各ボール
43をその摺動抵抗に抗して挿入するのに必要な荷重を
測定し、測定された荷重が所定値を超える場合には、ボ
ール43の外径dを変更する。
ブ54を回転させるトルクを付与する負荷時間が長くな
る程、算出されるボール43の外径d0の誤差が小さく
なる傾向がある。しかしながら、ボール43の外径d0
の演算精度を高めるために負荷時間を長くすると、量産
化が難しくなる。
スプライン40の略周方向に振動を与えるバイブレータ
19がフローティングプレート14に取付けられる。コ
ントローラ20はサーボモータ9によってスライドシー
ブ54を回転させるトルクを付与した状態で、バイブレ
ータ19を1秒間作動させてフローティングプレート1
4を振動させた後に、第一のゲージ11と第二のゲージ
12による測定を行う。
イドシーブ54に略周方向の振動が加えられることによ
り、基準ボール10が内外のスプライン溝41,42に
対して短時間のうちに隙間なく接合するとともに、フロ
ーティングプレート14のチャック15〜17に対して
スライドシーブ54の外周が隙間なく接合するため、ガ
タ量A0の測定精度を高めて、ボール43の外径d0の
演算精度を高められる。振動を加えて負荷時間を1秒と
した場合、振動を加えないで負荷時間を60秒とした場
合と同等の演算精度が得られる。したがって、測定時間
を大幅に短縮して、量産化に対応できる。
面図。
Claims (8)
- 【請求項1】内外のスプライン溝の間に基準ボールを介
装した状態で内外のスプライン溝がボールスプラインの
略周方向に変位するガタ量A0を測定するボールスプラ
インのガタ量測定方法において、 前記内外のスプラインと交差して直線状に延びる交差中
心線を設定し、 該交差中心線上にボールスプラインの中心軸から異なる
距離R1とR2だけ離れた第一、第二の測定点をそれぞ
れ設定し、 該第一、第二の測定点をボールスプラインの中心軸を挟
むように配置し、 内外のスプライン溝の間に基準ボールを介装した状態で
内外のスプライン溝を所定のトルクで正逆両方向に回動
させて第一、第二の測定点がボールスプラインの略周方
向に変位する距離A1とA2をそれぞれ測定し、 測定された距離A1とA2に基づいてガタ量A0を算出
することを特徴とするボールスプラインのガタ量測定方
法。 - 【請求項2】前記交差中心線上における前記ボールスプ
ラインの中心線から前記外側のスプライン溝までの距離
をR0とすると、前記ガタ量A0をA0=[A2(R0
+R1)−A1(R2−R0)]/(R1+R2)とし
て算出することを特徴とする請求項1に記載のボールス
プラインのガタ量測定方法。 - 【請求項3】前記複数の第一、第二の測定点を放射状に
配列し、 算出される複数のガタ量A0のうち最大値に基づき前記
ボールの外径を選択することを特徴とする請求項1また
は2に記載のボールスプラインのガタ量測定方法。 - 【請求項4】前記正逆両方向のトルクが多段階に付与さ
れた状態で得られる各測定値A1とA2をそれぞれ結ぶ
2本の回帰直線に基づいて無負荷時のガタ量A0を求
め、 前記ボールスプラインに介装されるボールの直径dを無
負荷時のガタ量A0と前記基準ボールの直径d0としめ
代Cに基づいてd=d0+cos45°×A0/2+C
として算出することを特徴とする請求項1から3のいず
れか一つに記載のボールスプラインのガタ量測定方法。 - 【請求項5】前記内外のスプライン溝の間に基準ボール
を介装して内外のスプライン溝を回動させた状態でボー
ルスプラインを振動させることを特徴とする請求項1か
ら4のいずれか一つに記載のボールスプラインのガタ量
測定方法。 - 【請求項6】前記ボールスプラインの略周方向に振動さ
せることを特徴とする請求項5に記載のボールスプライ
ンのガタ量測定方法。 - 【請求項7】内外のスプライン溝の間に基準ボールを介
装した状態で内外のスプライン溝がボールスプラインの
略周方向に変位するガタ量A0を測定するボールスプラ
インのガタ量測定装置において、 前記内外のスプラインと交差して直線状に延びる交差中
心線を設定し、 該交差中心線上にボールスプラインの中心軸から異なる
距離R1とR2だけ離れた第一、第二の測定点をそれぞ
れ設定し、 該第一、第二の測定点をボールスプラインの中心線を挟
むように配置し、 内外のスプライン溝の間に基準ボールを介装した状態で
内外のスプライン溝を所定のトルクで正逆両方向に回動
させて第一、第二の測定点がボールスプラインの略周方
向に変位する距離A1とA2をそれぞれ測定する手段
と、 測定された距離A1とA2に基づいてガタ量A0を算出
する手段とを備えたことを特徴とするボールスプライン
のガタ量測定装置。 - 【請求項8】内外のスプライン溝がボールスプラインの
略周方向に変位するガタ量を測定するボールスプライン
のガタ量測定装置において、 前記ボールスプラインを振動させるバイブレータを備
え、 該バイブレータを介して前記ガタ量Aを測定する前にボ
ールスプラインを振動させることを特徴とするボールス
プラインのガタ量測定装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP09302927A JP3141826B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | ボールスプラインのガタ量測定方法および装置 |
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| JPH11142101A JPH11142101A (ja) | 1999-05-28 |
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1998
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