JP2006125998A

JP2006125998A - 等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置ならびに等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法

Info

Publication number: JP2006125998A
Application number: JP2004314362A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Goto; 守後藤; Eiji Ishikiriyama; 英治石切山; Renji Suzuki; 連二鈴木; Hiroshi Ozaki; 啓史尾崎
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: JP4672332B2

Abstract

【課題】等速ジョイントの外輪のマウス部内面に形成された研削加工で形成されるトラック溝の形状を確認するのに、相対向するトラック溝へ測定子を当接させて、そのときの測定子間の距離を測ったり、全トラック溝に対向した基準ボールを案内面でトラック溝側へ移動させ、この時の案内面の位置からトラック溝の径を計算して研削の状況を確認していた。しかし、直接トラック溝の径を測定していないのでトルク伝達ボールの挙動を把握できなかった。
【解決手段】基準ボールの中心からトラック溝４の谷４ｃへ摺動移動できる測定杆９と、この測定杆９の移動を平行に測定してトラック軸４の谷４ｃと基準ボール２４との距離を計測する計測器１０とを設けて、この測定杆９と計測器１０を相対的に移動可能にしたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車や各種産業用機械において動力伝達に用いられる等速ジョイントに形成されるトルク伝達用ボールのトラック溝形状を測定する等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置および等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法に関する。

従来、ＵＪ（アンダーカットフリー）型の等速ジョイントの外輪は、ステム部とマウス部とから形成されていた。そして、マウス部の内方には、内輪、トルク伝達用ボール、トルク伝達用ボールを保持するゲージが設けられていた。マウス部の内面にはトルク伝達用ボールの移動を案内する複数のトラック溝が軸方向に研削加工により形成されていた。このトラック溝は奥面側では円弧状に形成されマウス部の開口側では直線状となるように研削されていた。

このトラック溝は、一般にいわれているゴシックアーチ状に形成されており、トルク伝達用ボールとはアンギュラ接触となっており、トラック溝の谷とトルク伝達用ボールとは当接しないように作られていた。

そのため、トラック溝の測定装置として従来は以下のものが提案されていた。

まず、マウス部の開口面を下にして、この開口からマウス内部へ端部に測定子を有する２本のアームを進入させ、測定子を相対向するトラック溝に当接させた状態で測定子間の寸法を測定して判断することが提案されている（特許文献１）。

さらに、マウス部の開口面を下にして、マウス部の内方に形成した各トラック溝に対応して基準ボールを配置し、この基準ボールを下面からボール受けで支持し、基準ボールの上面から基準ボールをトラック溝側へ移動させる案内面を設け、この案内面の上下位置をもとに基準ボールを含んだ仮想円の径寸法を測るとともに、ボール受けを上下に移動させることにより、トラック溝の複数の点における径寸法を測れるようにしたもの（特許文献２）が提案されている。
特開平９−２１０６０５号公報特開２００１−１６５６０２号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２は、トラック溝の谷と基準ボールとの間の距離ＶＣ（Vertical Clearance）を直接測ったものでないので、トラック溝とトルク伝達用ボールとの接触（アンギュラ接触）角度に関係なく、相対向する溝間の寸法を測っているので、アンギュラ接触の角度までわからない。従って、トルク伝達ボールとトラック溝の接触面圧が上がり、トラック伝達ボールが滑る場合もあり、等速性が得られないことが考えられる。

本発明は、トラック溝の形状を確実に計測できる、等速ジョイントの外輪のトラック溝形状測定装置ならびに等速ジョイントの外輪のトラック溝形状測定方法を提供することを目的とする。

本発明の等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置は、内部にゴシックアーチ状のトラック溝を軸方向に複数有したカップ部の開口側を下側にして設置する等速ジョイントの外輪と、前記トラック溝に当接して二点接触する基準ボールと、この基準ボールの中心を摺動可能に貫通して前記トラック溝の谷に当接する測定杆と、この測定杆の摺動移動を回転移動に変換する作動杆と、この作動杆の回動状態を直線状移動に変換して基準ボールからトラック溝の谷までの距離を測定する計測器と、前記基準ボールと前記計測器とを相対的に回動させる回動機構とからなり、この回転機構により前記基準ボールをトラック溝の複数点に当接してトラック溝の谷と基準ボールとの距離を計測したとことを特徴とするものである。したがって、基準ボールのトラック溝への当接位置が変わった場合、計測器を基準ボールとともに相対的に移動させることができる。

また、等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法として、円弧状のトラック溝に対応して基準ボールを配置し、この基準ボールをトラック溝の谷方向に押し込み、基準ボールがトラック溝に接触した状態において、トラック溝の谷と基準ボールとの間の距離を測定するとともに、前記基準ボールとトラック溝の当接位置をずらせることにより基準ボールに対して測定器を相対的に移動させるものである。

したがって、基準ボールと計測器とを相対的に回動させることにより、前記基準ボールをトラック溝の複数点に当接してトラック溝の谷と基準ボールとの距離を計測することができるので、ＵＪ型の等速ジョイントの外輪のように奥面が円弧面で開口部側が直線のトラック溝であっても、基準ボールと計測器が相対的に回動しているので、直線部並びに円弧部における溝の形状が測定でき、トラック伝達用ボールとトラック溝とのアンギュラ接触の状態を予測できるので、最善の形状の確認ができる。

以下本発明の実施の形態について図１〜図８を参考に説明する。

ＵＪ（アンダーカットフリー）型の等速ジョイントの外輪１は、図１、図２に示すように、ステム部２と、マウス部３とより形成されている。このマウス部３の内部には図示していないが、内輪、トルク伝達用ボール、トルク伝達用ボールの保持器が収納されている。

マウス部３の内面には、トルク伝達用ボールを受け入れるトラック溝４が形成されている。このトラック溝４はマウス部３の奥面側で曲率中心Ｏ１をもつ円弧状部４ａと、その曲率中心Ｏ１から後方に延びる線分がトラックの谷と交わる部位を境にしてマウス部３の軸方向と平行な直線部４ｂとを有する。

次にこの外輪１のトラック溝４の測定装置について、図３〜図８を参考に説明する。

トラック溝測定装置５は、図６，図７に示すように、上面５ａに長手方向に延びた貫通孔６と、この貫通孔６の中程に設けられた一対の取付凹部７とが形成されている。この取付凹部７には取付脚８が取付けられている。取付脚８は、略Ｌ字状をしており、水平面８ａを取付凹部７に設置してネジＮで固定し、垂直面８ｂを相対向して立設している。

支持体１１は、図３に示すように、詳細を後述する測定杆９と計測器１０を取付けた四つの支持片１２，１３，１４，１５を備えている。

第一の支持片１２は、垂直方向に延びて上端を上面５ａの前記貫通孔６から上方へ突出させて、上端を前記取付脚８の垂直面８ｂに支持ピンＰにより回動自在に取付けられているとともに、上端に水平方向に測定杆９を取付けている。

また、第二の支持片１３は、垂直方向で第一の支持片１２の長さよりも短く、略Ｌ字状をしており水平面１３ａの端部を第一の支持片１２の下端にネジＮで固定している。そして、第二の支持片１３の垂直面１３ｂは、水平方向に計測器１０を取付けている（図３を参照）。

前記第一の支持片１２の中程には第二の支持片１３の垂直面１３ｂ側へ延びた二股状の第三の支持片１４が一体に形成されている。この第三の支持片１４の二股部には垂直方向に延びた作動杆１６が回動自在に支持ピンＰにより取付けられている。この作動杆１６は、上端が前記第一の支持片１２の上端近くまで延び、下端が第二の支持片１３の下端近くまで延びている。

また、第四の支持片１５は、第二の支持片１３の水平面１３ａから下方に突出していて、リンク機構１７を介してトラック溝測定装置５の外壁５ｂに取付けた調節輪１８と連結されている。前記リンク機構１７と第四の支持片１５との連結位置は、第一の支持片１２の支持ピンＰによる支持位置よりも第二の支持片１３側へ寄って取付けられている。

この位置がずれていることは非常に重要なことで、調節輪１８を回すと、リンク機構１７の連接棒１９が図３中左側へ移動させられる。この時第一の支持片１２の上端を支持する支持ピンＰを中心にして、支持体１１全体が回動して図４のようになる。

また、第一の支持片１２の中程からトラック溝測定装置５の外壁５ｂの側壁に形成した円弧状孔２０まで延びた指示棒２１が取付けられている。この円弧状孔２０の下面には角度表示目盛２２が貼り付けられていて、指示棒２１の先端に設けた三角標識２１ａと角度表示目盛２２とで、前記支持体１１の傾斜角度を読込めるようにしている（図５、図６を参照）。

前記トラック溝測定装置５の上面５ａには、外輪１のマウス部３の開口面側を下にして装置固定する置台２３が中空状にして設けられている。この中空状の理由は、前記第一の支持片１２の上端がマウス部３の内方に位置させるためである。

前記第一の支持片１２の上端側には、トルク伝達用ボール（図示せず）と同じ形状をした基準ボール２４が取付けられている。この基準ボール２４の中心を貫通する貫通孔２５が形成されていて、前記支持ピンＰの中心と合致させて図３において水平に取付けている。

そして、前記測定杆９は、基準ボール２４の貫通孔２５と、第一の支持片１２の上端で前記基準ボール２４の貫通孔２５と連続した支持孔２６とを貫通して水平に摺動可能に配置されている。この測定杆９は、棒状になっていて、両端を球面９ａ，９ｂにして、一方をトラック溝４の谷４ｃに当接し、他方を前記作動杆１６の上端に当接している。この測定杆９はバネ等からなる弾性体２７によりトラック溝４の谷４ｃ側へ付勢されている（図３を参照）。

前記計測器１０は、長さを測るダイヤルゲージと呼ばれる一般的なもので良く、１０ｍｍの長さが測れればよい。この計測器１０は前述のように第二の支持片１３の垂直面１３ｂに水平（図３を参照）に取付けられており、そのスピンドル２８の先端を作動杆１６の下端に当接させている。

前記作動杆１６は、図３の状態において測定杆９をトラック溝４の谷４ｃ側へ移動させるために下端をバネ等の弾性体２９で押圧している。この弾性体２９は作動杆１６と第一の支持片１２とに形成された溝３０，３１に嵌め込んで保持されている。

また、前記第一の支持片１２を回動自在に支持する支持ピンＰの位置は、外輪１はＵＪ型の等速ジョイントであることから、トラック溝４の直線部４ｂから円弧状部４ａの変化点に設定されており、支持体１１が回動することにより前記トラック溝４の円弧状部４ａの中心と同じ中心点になるようにしている。

次にトラック溝の谷と基準ボールとの距離の測定について説明する。

前記等速ジョイントの外輪１を置台２３に載せる。この時、マウス部３の開口面を下にする。

この外輪１の設置により、トラック溝４に沿って基準ボール２４が当るが、トラック溝４がゴシックアーチ形状に形成されているため、基準ボール２４とトラック溝４との当接がアングラ接触をする。したがって、基準ボール２４と、トラック溝４とは図８に示すように谷４ｃに当接しない。

したがって、この隙間ＶＣ（Vertical Clearance）の距離を測定すれば基準ボール２４の径が決まっているのでトラック溝４が正しく研削されたか確認することができる。この測定は、作動杆１６が常に測定杆９をトラック溝４の谷４ｃ側へ移動する力が与えられているので、作動杆１６の移動が止まっている時に計測器１０で読込めばよい。

もし、トラック溝４のゴシックアーチがきつい場合は隙間が大きくなるので、図３中測定杆９はもっと左へ移動することになり、その結果、作動杆１６が反時計方向に移動して、スピンドル２８も移動して計測器１０であるダイヤルゲージで隙間ＶＣの距離を読むことができる。また、トラック溝４のゴシックアーチがゆるい場合は隙間が小さくなるので、図３中測定杆９はもっと右へ移動することになり、その結果、作動杆１６が時計方向に移動して、スピンドル２８も移動して計測器１０であるダイヤルゲージで隙間ＶＣの距離を読むことができる。

ここで、測定杆９と計測器１０を取付けた支持体１０が各支持片１２，１３，１４，１５の関係を崩すことがないので、測定杆９と計測器１０の移動は相対的に回動する回動機構となり、平行関係が壊れることがない。したがって、隙間寸法ＶＣの測定に誤差が生じにくい。

次に、調節輪１８を回して連接棒１９を図３中左側へ移動させると、リンク機構１７により支持体１１が図３の時計方向へ支持ピンＰを中心に回動する。回動角度は角度表示目盛２２を見て、例えば１５°、３０°と二点で止めて計測器１０で隙間ＶＣの距離を読込めばよい。この時、測定杆９と計測器１０は相対的に回動（図４を参照）し、測定点での角度に関係なく測定杆９と計測器１０の関係が維持されるので、常にトラック溝４に対して法線方向に測定杆９を当てることができ読みとり誤差が無い。

また、他のトラック溝４を測定する場合は、マウス部３のトラック溝４を入れ替えて測定すればよい。

以上のように、支持体１１の角度を変えることによりトラック溝４の円弧状部４ａの溝形状の測定が可能になり簡単に研削状況の判定ができる。また、トルク伝達ボールや内輪等をマウス部に組み込んだ時に、トルク伝達ボールのトラック溝での挙動が予測できるのでトラック溝のさらなる研削加工が必要化の判定ができる。

なお、実施の形態の説明ではＵＪ型の等速ジョイントで説明したが、トラック溝４の直線部４ｂが無い固定式等速ジョイントであれば良いことは明らかである。

本発明のＵＪ型の等速ジョイントの外輪の断面図である。本発明のＵＪ型の等速ジョイントの外輪を開口面側から見た側面図である。本発明のトラック溝測定装置を説明する横断面模式図である。図３相当の支持体の動作状態を説明する模式図である。図３相当の支持体の動作角度を示す模式図である。図３の正面模式図である。本発明のトラック溝測定装置を説明する上面から見た模式図である。トラック溝と基準ボールの関係を示す模式図である。

符号の説明

１外輪
２ステム部
３マウス部
４トラック溝
４ａ円弧状部
４ｂ直線部
４ｃ谷
５トラック溝測定装置
５ａ上面
５ｂ外壁
６貫通孔
７取付凹部
８取付脚
８ｂ垂直面
８ａ水平面
９測定杆
９ａ，９ｂ球面
１０計測器
１１支持体
１２作動片
１２，１３，１４，１５支持片
１３ｂ垂直面
１３ａ水平面
１６作動杆
１７リンク機構
１８調節輪
２１指示棒
２４基準ボール
２５貫通孔
２６支持孔
２７弾性体
２９弾性体
Ｎネジ
Ｐ支持ピン
ＶＣ距離

Claims

内部にゴシックアーチ状のトラック溝を軸方向に複数有したカップ部の開口側を下側にして設置する等速ジョイントの外輪と、
前記トラック溝に当接して二点接触する基準ボールと、
この基準ボールの中心を摺動可能に貫通して前記トラック溝の谷に当接する測定杆と、
この測定杆の摺動移動を回転移動に変換する作動杆と、
この作動杆の回動状態を直線状移動に変換して基準ボールからトラック溝の谷までの距離を測定する計測器と、
前記基準ボールと前記計測器とを相対的に回動させる回動機構とからなり、
この回転機構により前記基準ボールをトラック溝の複数点に当接してトラック溝の谷と基準ボールとの距離を計測したとことを特徴とする等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置。
前記測定杆と作動杆と計測器とは常に当接状態にあるとともに、作動杆に測定杆をトラック溝の谷側へ移動させる力を与える弾性体が設けられたことを特徴とする請求項１記載の等速ジョイントの外輪のトラック溝測定装置。
円弧状のトラック溝に対応して基準ボールを配置し、この基準ボールをトラック溝の谷方向に押し込み、基準ボールがトラック溝に接触した状態において、トラック溝の谷と基準ボールとの間の距離を測定するとともに、前記基準ボールとトラック溝の当接位置をずらせることにより基準ボールに対して測定器を相対的に移動させたことを特徴とする等速ジョイントの外輪のトラック溝測定方法。